JP5556268B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、無端ベルト状の定着部材と加圧回転部材間のニップにおいて記録媒体上の形成画像に対する定着を行う定着装置及び該定着装置を備える画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to a fixing device that fixes a formed image on a recording medium at a nip between an endless belt-shaped fixing member and a pressure rotating member, and an image forming apparatus including the fixing device.

従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置として、電子写真方式を利用した画像形成装置が種々考案されており公知技術となっている。その画像形成プロセスは、像担持体である感光ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化し、現像された画像を転写装置により記録紙(用紙、記録媒体ともいう)に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用いる定着装置によって記録紙上のトナー画像を定着する過程により成立している。   Conventionally, various image forming apparatuses using an electrophotographic system have been devised as image forming apparatuses such as copying machines and printers, and are well known in the art. In the image forming process, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum as an image carrier, and the electrostatic latent image on the photosensitive drum is developed with a toner as a developer to be visualized and developed. This is established by a process in which the transferred image is transferred onto a recording paper (also referred to as a paper or a recording medium) by a transfer device to carry the image, and a toner image on the recording paper is fixed by a fixing device using pressure or heat.

この定着装置では、対向するローラもしくはベルトもしくはそれらの組み合わせにより構成された定着部材及び加圧部材が当接してニップ部を形成するように配置されており、該ニップ部に記録紙を挟みこみ、熱および圧力を加え前記トナー像を記録紙上に定着することを行っている。   In this fixing device, a fixing member and a pressure member constituted by opposing rollers or belts or a combination thereof are arranged so as to contact each other to form a nip portion, and a recording sheet is sandwiched in the nip portion, Heat and pressure are applied to fix the toner image on the recording paper.

前記定着装置の一例を挙げると、複数のローラ部材に張架された定着ベルトを定着部材として用いる技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。このような定着ベルトを用いた装置は、定着部材としての定着ベルト(無端状ベルト)、定着ベルトを張架・支持する複数のローラ部材、複数のローラ部材のうち1つのローラ部材に内設されたヒータ、加圧ローラ(加圧部材)、等で構成されている。ヒータは、ローラ部材を介して定着ベルトを加熱する。そして、定着ベルトと加圧ローラとの間に形成されたニップ部に向けて搬送された記録媒体上のトナー像は、ニップ部にて熱と圧力とを受けて記録媒体上に定着される(ベルト定着方式)。   As an example of the fixing device, a technique using a fixing belt stretched around a plurality of roller members as a fixing member is known (for example, see Patent Document 1). An apparatus using such a fixing belt is provided in a fixing belt (endless belt) as a fixing member, a plurality of roller members that stretch and support the fixing belt, and one of the plurality of roller members. And a heater, a pressure roller (pressure member), and the like. The heater heats the fixing belt via the roller member. Then, the toner image on the recording medium conveyed toward the nip formed between the fixing belt and the pressure roller is fixed on the recording medium by receiving heat and pressure at the nip. Belt fixing method).

また、上述した画像形成装置に用いられる定着装置において、回転体である定着部材の内面に摺接する固定部材を有している定着装置がある。
例えば、特許文献2では、発熱体としてのセラミックヒータと、加圧部材としての加圧ローラとの間に耐熱性フィルム(定着フィルム)を挟ませて定着ニップ部を形成させ、前記定着ニップ部のフィルムと加圧ローラとの間に画像定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた被記録材を導入して、フィルムと一緒に挟持搬送させることで、ニップ部においてセラミックヒータの熱がフィルムを介して被記録材に与えられ、また、定着ニップ部の加圧力にて未定着トナー画像を被記録材面に熱圧定着させるフィルム加熱方式の定着装置が開示されている。このフィルム加熱方式の定着装置は、セラミックヒータ及びフィルムとして低熱容量の部材を用いてオンデマンドタイプの装置を構成することができるとともに、画像形成装置の画像形成実行時のみ熱源としてのセラミックヒータに通電して所定の定着温度に発熱させた状態にすればよく、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く(クイックスタート性)、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい(省電力)等の利点がある。
Further, in the fixing device used in the image forming apparatus described above, there is a fixing device having a fixing member that is in sliding contact with the inner surface of a fixing member that is a rotating body.
For example, in Patent Document 2, a fixing nip portion is formed by sandwiching a heat-resistant film (fixing film) between a ceramic heater as a heating element and a pressure roller as a pressure member. A recording material on which an unfixed toner image to be image-fixed is formed and supported is introduced between the film and the pressure roller, and is nipped and conveyed together with the film. A film heating type fixing device is disclosed in which an unfixed toner image is fixed to a surface of a recording material by a pressure applied to a recording material through a fixing nip portion. This film heating type fixing device can be configured as an on-demand type device using a ceramic heater and a member having a low heat capacity as a film, and energizes the ceramic heater as a heat source only when the image forming apparatus performs image formation. Thus, it is only necessary to generate heat at a predetermined fixing temperature, the waiting time from the power-on of the image forming apparatus to the image forming executable state is short (quick start property), and the power consumption during standby is greatly reduced ( There are advantages such as (power saving).

また、特許文献3,4では、表面が弾性変形する回転可能な加熱定着ロールと、前記加熱定着ロールに接触したまま走行可能なエンドレスベルト(加圧ベルト)と、前記エンドレスベルトの内側に非回転状態で配置されて、前記エンドレスベルトを前記加熱定着ロールに圧接させ、前記エンドレスベルトと前記加熱定着ロールとの間に記録紙が通過させられるベルトニップを設けると共に、前記加熱定着ロールの表面を弾性変形させる加圧パッドとを具備してなる加圧ベルト方式の画像定着装置が提案されている。この定着方式によれば、下の加圧部材をベルトにし、用紙とロールの接触面積を広げることで熱伝導効率を大幅に向上させ、エネルギー消費を抑制すると同時に小型化を実現することが可能となっている。   In Patent Documents 3 and 4, a rotatable heat-fixing roll whose surface is elastically deformed, an endless belt (pressure belt) that can run while being in contact with the heat-fixing roll, and a non-rotation inside the endless belt The endless belt is placed in pressure contact with the heat fixing roll, a belt nip is provided between the endless belt and the heat fixing roll to allow recording paper to pass, and the surface of the heat fixing roll is elastic. A pressure belt type image fixing device having a pressure pad to be deformed has been proposed. According to this fixing method, the lower pressure member is used as a belt, and the contact area between the paper and the roll is widened to greatly improve the heat conduction efficiency, and it is possible to reduce the energy consumption and at the same time realize the miniaturization. It has become.

しかしながら、上述した特許文献1記載の定着装置は、定着ローラを用いた装置に比べて装置の高速化に適しているものの、ウォームアップ時間(プリント可能な温度に達するまでに要する時間である。)やファーストプリント時間(プリント要求を受けた後にプリント準備を経てプリント動作をおこない排紙が完了するまでの時間である。)の短縮化に限界があった。   However, although the fixing device described in Patent Document 1 described above is suitable for speeding up the device as compared with a device using a fixing roller, it is a warm-up time (a time required to reach a printable temperature). In addition, there is a limit to shortening the first print time (the time from when a print request is received until the print operation is performed and the paper discharge is completed).

これに対して、特許文献2記載の定着装置は、低熱容量化によりウォームアップ時間やファーストプリント時間の短縮化が可能になるとともに、装置の小型化も可能になる。しか、特許文献2記載の定着装置では、耐久性の問題と、ベルト温度安定性の問題があった。すなわち、熱源であるセラミックヒータとベルト内面の摺動による耐磨耗性が不十分であり、長時間運転すると連続摩擦を繰り返す面が荒れて摩擦抵抗が増大し、ベルトの走行が不安定になる、もしくは定着装置の駆動トルクが増大する等の現象が生じ、その結果、画像を形成する転写紙のスリップが生じ画像のずれが生じる、または駆動ギヤに係る応力が増大し、ギヤの破損を引き起こすという不具合が発生した(課題1)。
また、フィルム加熱方式の定着装置では、ベルトをニップ部で局所的に加熱しているため回転するベルトがニップ入り口に戻ってくる際に、ベルト温度は最も冷えた状態になり、(特に高速回転を行うと)定着不良が出やすいという問題があった(課題2)。
On the other hand, the fixing device described in Patent Document 2 can reduce the warm-up time and the first print time by reducing the heat capacity, and also reduce the size of the device. However, the fixing device described in Patent Document 2 has a problem of durability and a problem of belt temperature stability. In other words, the wear resistance due to sliding between the ceramic heater, which is a heat source, and the inner surface of the belt is inadequate, and the surface that repeats continuous friction is roughened when operated for a long time, increasing the frictional resistance and making the belt run unstable. Or, a phenomenon such as an increase in the driving torque of the fixing device occurs, and as a result, the transfer paper forming the image slips and the image shifts, or the stress on the driving gear increases, causing damage to the gear. (Problem 1).
In the film heating type fixing device, since the belt is locally heated at the nip portion, when the rotating belt returns to the nip entrance, the belt temperature becomes the coldest state (especially at high speed rotation). , There was a problem that fixing failure was likely to occur (Problem 2).

一方、特許文献3では、圧力パッドの表層に低摩擦シート(シート状摺動材)としてPTFEを含浸させたガラス繊維シート(PTFE含浸ガラスクロス)を用い、ベルト内面と固定部材の摺動性の問題を改善する手段が開示されている。しかし、このような加圧ベルト方式の定着装置(特許文献3,4)では、定着ローラの熱容量が大きく、昇温が遅いため、ウォームアップにかかる時間が長いという問題があった。(課題3)。   On the other hand, in Patent Document 3, a glass fiber sheet (PTFE-impregnated glass cloth) impregnated with PTFE as a low friction sheet (sheet-like sliding material) on the surface layer of the pressure pad is used, and the slidability of the belt inner surface and the fixing member is improved. Means for improving the problem are disclosed. However, such a pressure belt type fixing device (Patent Documents 3 and 4) has a problem that it takes a long time to warm up because the heat capacity of the fixing roller is large and the temperature rise is slow. (Problem 3).

以上のような課題1〜3に対して、特許文献5,6では、無端状の定着ベルトの内周側に配置される略パイプ状の対向部材(金属熱伝導体)と、前記対向部材の内周側に配置され該対向部材を加熱するセラミックヒータ等の抵抗発熱体とを設けることにより、定着ベルト全体を温めることを可能にし、ウォームアップ時間やファーストプリント時間を短縮することができ、かつ高速回転時の熱量不足を解消することのできる定着装置が提案されている。しかしながら、可撓性のある定着ベルトが回転走行中に金属熱伝導体から大きく離間する箇所が発生することがあり、その箇所では熱伝達が行われないことから、金属伝導体が過昇温の状態となってヤケが発生し定着ベルトの回転トルクが上昇する問題があった。   With respect to the above problems 1 to 3, in Patent Documents 5 and 6, a substantially pipe-shaped counter member (metal thermal conductor) disposed on the inner peripheral side of the endless fixing belt, and the counter member By providing a resistance heating element such as a ceramic heater that is disposed on the inner peripheral side and heats the opposing member, the entire fixing belt can be warmed, the warm-up time and the first print time can be shortened, and There has been proposed a fixing device that can solve the shortage of heat during high-speed rotation. However, there may be a part where the flexible fixing belt is largely separated from the metal heat conductor during rotation, and heat transfer is not performed at the part. There was a problem that burns occurred and the rotational torque of the fixing belt increased.

また、特許文献7では、無端状の定着ベルトと、該定着ベルトに圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧ローラと、前記定着ベルトの内周面側に固設されて当該定着ベルトを加熱する抵抗発熱体と、を備え、前記抵抗発熱体は、前記定着ベルトの内周面に対して圧接しないように微小ギャップで配設され、輻射熱で定着ベルト全体を加熱する定着装置が提案されている。これにより、ウォームアップ時間やファーストプリント時間をより短くし、装置を高速化した場合であっても定着不良や定着部材及び抵抗発熱体の磨耗・破損等の不具合が生じないようにすることができるものとしている。   In Patent Document 7, an endless fixing belt, a pressure roller that presses against the fixing belt to form a nip portion on which a recording medium is conveyed, and an inner peripheral surface of the fixing belt are fixed. A resistance heating element that heats the fixing belt, and the resistance heating element is disposed in a minute gap so as not to be in pressure contact with the inner peripheral surface of the fixing belt, and heats the entire fixing belt with radiant heat. A device has been proposed. As a result, even when the warm-up time and the first print time are shortened and the apparatus is speeded up, it is possible to prevent problems such as defective fixing and wear and damage of the fixing member and the resistance heating element. It is supposed to be.

しかしながら、特許文献7記載の定着装置では、加熱効率の低下を抑制するために定着ベルトと抵抗発熱体とを近接した状態に配置していることから、可撓性のある定着ベルトが回転走行する際には部分的に抵抗発熱体と接触することがあり、その接触部分の伝熱によって定着ベルトが不均一に加熱されて温度ムラが発生することがあった。   However, in the fixing device described in Patent Document 7, since the fixing belt and the resistance heating element are disposed close to each other in order to suppress a decrease in heating efficiency, the flexible fixing belt rotates. In some cases, it may partially come into contact with the resistance heating element, and the fixing belt may be heated non-uniformly due to heat transfer at the contact portion, resulting in temperature unevenness.

また、特許文献7記載の定着装置においては、加圧ローラの回転、振動に起因する応力が抵抗発熱体に繰り返し作用して、前記抵抗発熱体の屈曲が繰り返し行われるようになるが、該抵抗発熱体が金属材料からなるものであるため、繰り返しの屈曲による疲労破壊により断線して定着ベルトの適切な加熱が行われないことがあった。   In the fixing device described in Patent Document 7, stress due to rotation and vibration of the pressure roller repeatedly acts on the resistance heating element, and the resistance heating element is repeatedly bent. Since the heating element is made of a metal material, the fixing belt may not be heated properly due to disconnection due to fatigue failure due to repeated bending.

ところで、定着装置においては、定着部材の温度を温度センサで検出して、その検出結果に基づいて加熱手段の制御を行っているが、何らかの理由で温度センサが正確に温度を検出し得なくなっていたり、制御回路に故障が生じていたりした場合には、加熱手段による過昇温が発生することがあった。特許文献8では、加熱源を内部にもつローラの定着ベルトが掛けまわされていないローラ外周面側に過昇温防止手段を設けて、該過昇温防止手段が異常な高温を検知したときにはときには、過昇温防止手段の動作により加熱源への電力の供給を遮断して不測の事故を確実に防止することができるものとしていた。   By the way, in the fixing device, the temperature of the fixing member is detected by the temperature sensor, and the heating unit is controlled based on the detection result. However, the temperature sensor cannot detect the temperature accurately for some reason. When the control circuit is faulty, overheating due to the heating means may occur. In Patent Document 8, when an excessively high temperature prevention means is provided on the outer peripheral surface of a roller on which a fixing belt of a roller having a heating source is not wound, and the excessive temperature rise prevention means detects an abnormally high temperature, The operation of the excessive temperature rise prevention means cuts off the supply of electric power to the heating source and can reliably prevent an unexpected accident.

しかしながら、特許文献8では、定着ベルトを2本のローラに掛けまわした構成を前提としており、定着装置7記載の定着装置のように、定着ベルトの内周面に対して圧接しないように抵抗発熱体を微小ギャップで配設するような構成のものではその適用が困難であった。   However, Patent Document 8 is based on the premise that the fixing belt is wound around two rollers, and like the fixing device described in the fixing device 7, resistance heat is generated so as not to press against the inner peripheral surface of the fixing belt. It is difficult to apply the structure in which the body is arranged with a minute gap.

本発明は、以上の従来技術における課題に鑑みてなされたものであり、無端ベルト状の定着部材を局所的に加熱する定着装置において、該定着部材の回転時、非回転時いずれのときにも加熱制御が利かなくなったときの異常加熱を防止することができる定着装置及び該定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art, and in a fixing device that locally heats an endless belt-shaped fixing member, the fixing member can be rotated or not rotated. It is an object of the present invention to provide a fixing device capable of preventing abnormal heating when heating control is not effective, and an image forming apparatus including the fixing device.

前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。
〔1〕 回転する無端状ベルトの定着部材(定着スリーブ21)と、前記定着部材の外周面と当接する加圧部材(加圧ローラ31)と、前記定着部材の内周側に配置され、該定着部材を介して前記加圧部材と当接してニップ部を形成する当接部材(当接部材26)と、前記定着部材の周方向の所定領域を加熱する加熱機構部(面状発熱体22,発熱体支持部材23、ハロゲンヒータ22h,加熱部材27A)と、前記定着部材の外周側であって前記加熱機構部が前記定着部材を加熱する所定領域に対応する位置で、前記定着部材が所定温度以上となったことを非接触で検知すると前記加熱機構部への給電を機械的な動作で停止する第1過昇温防止装置(第1過昇温防止装置32)と、前記定着部材の外周側であって前記加熱機構部が前記定着部材を加熱する所定領域以外の領域に対応する位置で、前記定着部材が所定温度以上となったことを非接触で検知すると前記加熱機構部への給電を機械的な動作で停止する第2過昇温防止装置(第2過昇温防止装置33)と、を備え、前記第1過昇温防止装置は、前記定着部材の非回転時において、前記定着部材が所定温度以上となったことを検知するとともに前記加熱機構部への給電を制御し、前記第2過昇温防止装置は、前記定着部材の回転時において、前記定着部材が前記所定温度以上となったことを検知するとともに前記加熱機構部への給電を制御することを特徴とする定着装置(定着装置20、図10,図15)。
〔2〕 前記加熱機構部は、前記定着部材の内周側に配置され、前記定着部材と当接して該定着部材を加熱する加熱部材(加熱部材27A)と、前記加熱部材の所定領域を加熱する加熱手段(ハロゲンヒータ22h)と、からなることを特徴とする前記〔1〕に記載の定着装置(図15)。
〔3〕 前記加熱手段は、面状発熱体、ハロゲンヒータ、電磁誘導加熱機構部のいずれかであることを特徴とする前記〔2〕に記載の定着装置。
〔4〕 前記加熱機構部は、前記定着部材の内周側に配置され、前記定着部材の所定領域を加熱する面状発熱体(面状発熱体22)と、前記定着部材の内周側に配置され、前記面状発熱体を前記定着部材とは反対側から支持する発熱体支持部材(発熱体支持部材23)と、からなることを特徴とする前記〔1〕に記載の定着装置(図10)。
〔5〕 前記第1過昇温防止装置及び/又は第2過昇温防止装置は、前記定着部材の軸方向に複数配置されてなることを特徴とする前記〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の定着装置(図12)。
〔6〕 前記複数の第1過昇温防止装置は、前記定着部材の軸方向において端部から中央部に向かうほどセンサ面を該定着部材から離間して配置されることを特徴とする前記〔5〕に記載の定着装置(図12)。
〔7〕 前記複数の第1過昇温防止装置は、前記定着部材の軸方向において中央部から端部に向かうほど該定着部材に対向するセンサ面を軸方向に対して傾けて配置されることを特徴とする前記〔6〕に記載の定着装置(図13)。
〔8〕 前記複数の第1過昇温防止装置及び/又は前記複数の第2過昇温防止装置は、前記加熱機構部の軸方向における加熱分布に対応して前記定着部材の軸方向に配置されることを特徴とする前記〔5〕〜〔7〕のいずれかに記載の定着装置。
〔9〕 前記複数の第2過昇温防止装置は、通紙される記録媒体のサイズに対応して前記定着部材の軸方向に配置されることを特徴とする前記〔8〕に記載の定着装置。
〔10〕 前記第2過昇温防止装置は、前記定着部材の外周側であって重力加速度方向とは反対方向側に配置されることを特徴とする前記〔1〕〜〔9〕のいずれかに記載の定着装置(図10,図15)。
〔11〕 前記第1過昇温防止装置及び/又は第2過昇温防止装置は、サーモスタットであることを特徴とする前記〔1〕〜〔10〕のいずれかに記載の定着装置。
〔12〕 前記〔1〕〜〔11〕のいずれかに記載の定着装置(定着装置20)を備えることを特徴とする画像形成装置(画像形成装置1、図14)。
The present invention provided to solve the above problems is as follows.
[1] A fixing member (fixing sleeve 21) of a rotating endless belt, a pressure member (pressure roller 31) in contact with the outer peripheral surface of the fixing member, and an inner peripheral side of the fixing member, A contact member (contact member 26) that forms a nip portion by contacting the pressure member via a fixing member, and a heating mechanism portion (planar heating element 22) that heats a predetermined region in the circumferential direction of the fixing member. , The heating element support member 23, the halogen heater 22h, the heating member 27A), and the fixing member at a position corresponding to a predetermined area where the heating mechanism heats the fixing member on the outer peripheral side of the fixing member. A first overheating prevention device (first overheating prevention device 32) that stops the power supply to the heating mechanism by a mechanical operation when it is detected in a non-contact manner that the temperature is higher than the temperature; The heating mechanism unit is on the outer peripheral side and the fixing unit In a position corresponding to an area other than the predetermined area where the material is heated, when it is detected in a non-contact manner that the fixing member has reached a predetermined temperature or higher, power supply to the heating mechanism is stopped by a mechanical operation. A temperature rise prevention device (second over temperature rise prevention device 33) , wherein the first over temperature rise prevention device indicates that the fixing member has reached a predetermined temperature or higher when the fixing member is not rotating. And detecting power supply to the heating mechanism, and the second overheat prevention device detects that the fixing member has reached the predetermined temperature or more during rotation of the fixing member. A fixing device (fixing device 20, FIGS. 10 and 15) characterized by controlling power supply to a mechanism unit .
[2] The heating mechanism is disposed on the inner peripheral side of the fixing member, and heats a heating member (heating member 27A) that contacts the fixing member and heats the fixing member, and heats a predetermined region of the heating member. The fixing device according to [1] (FIG. 15), comprising heating means (halogen heater 22h).
[3] The fixing device according to [2], wherein the heating unit is any one of a planar heating element, a halogen heater, and an electromagnetic induction heating mechanism.
[4] The heating mechanism is disposed on the inner peripheral side of the fixing member, and is formed on a planar heating element (planar heating element 22) for heating a predetermined region of the fixing member, and on the inner peripheral side of the fixing member. The fixing device according to [1], further comprising: a heating element support member (heating element support member 23) that is disposed and supports the planar heating element from the side opposite to the fixing member. 10).
[5] Any one of [1] to [4], wherein a plurality of the first overheat prevention devices and / or the second overheat prevention devices are arranged in the axial direction of the fixing member. The fixing device according to claim 1 (FIG. 12).
[6] The plurality of first overheat prevention devices are arranged such that a sensor surface is arranged away from the fixing member as it goes from an end to a center in the axial direction of the fixing member. 5] (FIG. 12).
[7] The plurality of first overheat prevention devices are arranged such that a sensor surface facing the fixing member is inclined with respect to the axial direction from the center to the end in the axial direction of the fixing member. The fixing device as described in [6] above (FIG. 13).
[8] The plurality of first overheat prevention devices and / or the plurality of second overheat prevention devices are arranged in the axial direction of the fixing member corresponding to the heating distribution in the axial direction of the heating mechanism. The fixing device according to any one of [5] to [7], wherein:
[9] The fixing according to [8], wherein the plurality of second excessive temperature rise prevention devices are arranged in an axial direction of the fixing member corresponding to a size of a recording medium to be passed. apparatus.
[10] Any one of [1] to [9], wherein the second overheat prevention device is disposed on an outer peripheral side of the fixing member and on a side opposite to a direction of gravity acceleration. (FIG. 10, FIG. 15).
[11] The fixing device according to any one of [1] to [10], wherein the first overheat prevention device and / or the second overheat prevention device is a thermostat.
[12] An image forming apparatus (image forming apparatus 1, FIG. 14) comprising the fixing device (fixing device 20) according to any one of [1] to [11].

本発明の定着装置によれば、定着部材の加熱領域における加熱状態から異常加熱を検知する第1過昇温防止装置と定着部材の加熱領域以外の領域における加熱状態から異常加熱を検知する第2過昇温防止装置をそれぞれ適切に配置したので、定着部材の非回転時、回転時のどちらにおいても、加熱制御が利かなくなったときの異常加熱を防止することができる。
本発明の画像形成装置によれば、本発明の定着装置を備えているので、定着部材の非回転時、回転時のどちらにおいても、加熱制御が利かなくなったときの異常加熱を防止することができ、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短く、適切な画像形成を行うことができる。
According to the fixing device of the present invention, the first overheating prevention device that detects abnormal heating from the heating state in the heating region of the fixing member and the second that detects abnormal heating from the heating state in regions other than the heating region of the fixing member. Since the excessive temperature rise prevention devices are appropriately arranged, abnormal heating when the heating control is not effective can be prevented both when the fixing member is not rotated and when it is rotated.
According to the image forming apparatus of the present invention, since the fixing device of the present invention is provided, the abnormal heating when the heating control is not effective can be prevented both when the fixing member is not rotated and when the fixing member is rotated. The warm-up time and first print time are short, and appropriate image formation can be performed.

本発明に係る定着装置の前提となる参考例の構成を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a reference example which is a premise of the fixing device according to the present invention. 定着スリーブにおける軸方向、周方向を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an axial direction and a circumferential direction of a fixing sleeve. 図1の定着装置で用いる発熱シートの構成を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a heat generating sheet used in the fixing device of FIG. 1. 図1の定着装置で用いる面状発熱体の構成例(1)を示す図である。It is a figure which shows the structural example (1) of the planar heating element used with the fixing device of FIG. 図1の定着装置で用いる面状発熱体の構成例(2)を示す上面図である。FIG. 3 is a top view showing a configuration example (2) of a planar heating element used in the fixing device of FIG. 1. 図1の定着装置で用いる面状発熱体の構成例(3)を示上面す図である。It is a figure which shows the structural example (3) of the planar heating element used with the fixing device of FIG. 図1の定着装置で用いる面状発熱体の構成例(4)を示す上面図である。FIG. 6 is a top view showing a configuration example (4) of a planar heating element used in the fixing device of FIG. 1. 図1の定着装置で用いる回転支持部材の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the rotation support member used with the fixing device of FIG. 図1の定着装置における定着スリーブ側の内部機構部の構成を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of an internal mechanism unit on a fixing sleeve side in the fixing device of FIG. 1. 本発明に係る定着装置の構成例を示す断面図である。2 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a fixing device according to the present invention. FIG. 本発明で用いる過昇温防止装置の定着スリーブからの距離と検知レベルの関係を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the relationship between the distance from the fixing sleeve of the excessive temperature rise prevention apparatus used by this invention, and a detection level. 本発明の定着装置における第1過昇温防止装置と第2過昇温防止装置の軸方向の配置を示す概略図である。It is the schematic which shows arrangement | positioning of the axial direction of the 1st overheating prevention apparatus and the 2nd overheating prevention apparatus in the fixing device of this invention. 第1過昇温防止装置と定着スリーブの外周面との配置関係を示す概略図である。It is the schematic which shows the arrangement | positioning relationship between a 1st overheating prevention apparatus and the outer peripheral surface of a fixing sleeve. 本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an image forming apparatus according to the present invention. 本発明に係る定着装置の別の構成例を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating another configuration example of the fixing device according to the present invention.

まず、本発明に係る定着装置の前提となる参考例について説明する。
図1は、本発明に係る定着装置の前提となる参考例の構成を示す断面図である。
図1に示すように、定着装置50は、回転する無端状ベルトからなる定着部材(定着スリーブ21(定着回転体ともいう))と、前記定着部材の外周面と当接する加圧部材(加圧ローラ31(加圧回転体ともいう))と、前記定着部材の内周側に配置され、該定着部材を介して前記加圧部材と当接してニップ部を形成する当接部材(当接部材26)と、前記定着部材の内周側に該定着部材と当接して配置され、前記定着部材を加熱する面状発熱体(面状発熱体22)と、前記定着部材の内周側に該定着部材との間に前記面状発熱体を挟むように配置され、該面状発熱体を所定位置で支持する発熱体支持部材(発熱体支持部材23)と、定着スリーブ21の内周側に設けられ、回転する定着スリーブ21を支持するパイプ形状の回転支持部材(回転支持部材27)と、回転支持部材27の内周側であってニップ部下流側に配置されるようにコア保持部材28のH型外面に設けられる断熱支持部材(断熱支持部材29)と、を備える。
First, a reference example which is a premise of the fixing device according to the present invention will be described.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a reference example which is a premise of a fixing device according to the present invention.
As shown in FIG. 1, the fixing device 50 includes a fixing member (fixing sleeve 21 (also referred to as a fixing rotating body)) composed of a rotating endless belt, and a pressing member (pressurizing) that contacts the outer peripheral surface of the fixing member. A roller 31 (also referred to as a pressure rotator) and an abutting member (abutting member) that is disposed on the inner peripheral side of the fixing member and forms a nip portion by abutting the pressure member via the fixing member. 26), a sheet heating element (sheet heating element 22) that is disposed in contact with the fixing member on the inner peripheral side of the fixing member and heats the fixing member, and a sheet heating element on the inner peripheral side of the fixing member. A heating element support member (heating element support member 23) which is disposed so as to sandwich the planar heating element between the fixing member and supports the planar heating element at a predetermined position, and an inner peripheral side of the fixing sleeve 21. A pipe-shaped rotation support member (supporting the rotating fixing sleeve 21 provided) A rolling support member 27), a heat insulating support member (heat insulating support member 29) provided on the H-shaped outer surface of the core holding member 28 so as to be disposed on the inner peripheral side of the rotation support member 27 and downstream of the nip portion, Is provided.

ここで、定着スリーブ21は、軸方向が通紙される記録媒体Pの幅に対応する長さを有し、可撓性を有するパイプ形状の無端状ベルトであり、例えば厚さが30〜50μmの金属材料からなる基材上に少なくとも離型層を形成したものであって、外径が30mmになっている。なお以降、図2(a)に示すように、定着スリーブ21のパイプ長手方向を軸方向と、図2(b)に示すように、定着スリーブ21のパイプ円周方向を周方向と称する。   Here, the fixing sleeve 21 is a pipe-shaped endless belt having a length corresponding to the width of the recording medium P through which the paper is passed in the axial direction and having flexibility, for example, a thickness of 30 to 50 μm. At least a release layer is formed on a base material made of the above metal material, and the outer diameter is 30 mm. Hereinafter, the pipe longitudinal direction of the fixing sleeve 21 is referred to as an axial direction as shown in FIG. 2A, and the pipe circumferential direction of the fixing sleeve 21 is referred to as a circumferential direction as shown in FIG.

定着スリーブ21の基材を形成する材料としては、鉄、コバルト、ニッケル、又はこれらの合金等の伝熱性のよい金属材料を用いることができる。   As a material for forming the base material of the fixing sleeve 21, a metal material having good heat conductivity such as iron, cobalt, nickel, or an alloy thereof can be used.

定着スリーブ21の離型層は、PFA等のフッ素化合物をチューブ状に被覆したものであって、その厚さは50μmになっている。離型層は、記録媒体P上のトナー像(トナー)Tが直接的に接する定着スリーブ21表面のトナー離型性を高めるためのものである。   The release layer of the fixing sleeve 21 is obtained by coating a fluorine compound such as PFA in a tube shape, and its thickness is 50 μm. The release layer is for enhancing the toner release property on the surface of the fixing sleeve 21 with which the toner image (toner) T on the recording medium P is in direct contact.

加圧ローラ31は、アルミニウム、銅等の金属材料からなる芯金上に、シリコーンゴム(ソリッドゴム)等の耐熱性弾性層、離型層が順次形成されたものであって、外径が30mmになっている。弾性層は、肉厚が2mm〜3mmとなるように形成されている。離型層は、PFAチューブを被覆したものであって、厚さが50μmになるように形成されている。また、芯金内には必要に応じてハロゲンヒータなどの発熱体を内蔵してもよい。また、加圧ローラ31は、加圧手段(不図示)により定着スリーブ21を介して当接部材26に圧接され、その圧接部が定着スリーブ21側が凹んだニップ部を形成している。そして、このニップ部に、記録媒体Pが搬送されることになる。   The pressure roller 31 is formed by sequentially forming a heat-resistant elastic layer such as silicone rubber (solid rubber) and a release layer on a metal core made of a metal material such as aluminum or copper, and has an outer diameter of 30 mm. It has become. The elastic layer is formed to have a thickness of 2 mm to 3 mm. The release layer is coated with a PFA tube and is formed to have a thickness of 50 μm. Further, a heating element such as a halogen heater may be incorporated in the cored bar as necessary. The pressure roller 31 is pressed against the contact member 26 via the fixing sleeve 21 by a pressing means (not shown), and the pressure contact portion forms a nip portion where the fixing sleeve 21 side is recessed. Then, the recording medium P is conveyed to the nip portion.

また、加圧ローラ31は、定着スリーブ21に圧接した状態で不図示の駆動機構により回転駆動され(図1において時計回り方向に回転)、この加圧ローラ31の回転に伴って定着スリーブ21が回転することになる(図1において反時計回り方向に回転)。   Further, the pressure roller 31 is rotationally driven by a driving mechanism (not shown) while being in pressure contact with the fixing sleeve 21 (rotates in the clockwise direction in FIG. 1), and the fixing sleeve 21 is rotated along with the rotation of the pressure roller 31. It will rotate (rotating counterclockwise in FIG. 1).

当接部材26は、定着スリーブ21の軸方向に長さを有し、少なくとも定着スリーブ21を介して加圧ローラ31と圧接する部分がフッ素系ゴムなどの耐熱性を有する弾性体からなるものであり、コア保持部材28により定着スリーブ21の内周側の所定位置に保持された状態で固定されている。また、当接部分26の定着スリーブ21の内周面と接する部分はテフロン(登録商標)シートなどの摺動性及び耐磨耗性の優れた材料からなるものとするとよい。   The contact member 26 has a length in the axial direction of the fixing sleeve 21, and at least a portion in pressure contact with the pressure roller 31 through the fixing sleeve 21 is made of an elastic body having heat resistance such as fluorine rubber. In addition, the core holding member 28 is fixed in a state of being held at a predetermined position on the inner peripheral side of the fixing sleeve 21. Further, the portion of the contact portion 26 that contacts the inner peripheral surface of the fixing sleeve 21 is preferably made of a material having excellent sliding properties and wear resistance, such as a Teflon (registered trademark) sheet.

コア保持部材28は、金属などの板材が板金加工されてなり、定着スリーブ21の軸方向の長さに対応する長さを有し断面がH型形状の剛性部材であり、定着スリーブ21の内周側の略中心部分に配置されるものである。   The core holding member 28 is a rigid member having a length corresponding to the axial length of the fixing sleeve 21 and having an H-shaped cross section. It is arranged at a substantially central portion on the circumferential side.

またコア保持部材28は、定着スリーブ21の内周側に配置される種々の部材を所定位置に保持するものであり、例えばコア保持部材28のH型の一方(加圧ローラ31に対向する側)のくぼんだ部分に当接部材26を収納保持し、当接部材26が加圧ローラ31により加圧されても大きく変形しないようにニップ部とは反対面側から支持している。また、コア保持部材28は、当接部材26を該コア保持部材28から加圧ローラ31側に少し突出するように保持しており、ニップ部でコア保持部材28が定着スリーブ21に接触しないように配置されている。   The core holding member 28 holds various members arranged on the inner peripheral side of the fixing sleeve 21 at predetermined positions. For example, one of the H-shaped core holding members 28 (the side facing the pressure roller 31). The abutting member 26 is housed and held in the recessed portion of (), and is supported from the side opposite to the nip portion so that the abutting member 26 is not greatly deformed even when pressed by the pressure roller 31. The core holding member 28 holds the contact member 26 so as to slightly protrude from the core holding member 28 toward the pressure roller 31, so that the core holding member 28 does not contact the fixing sleeve 21 at the nip portion. Is arranged.

また、コア保持部材28のH型の他方(加圧ローラ31側とは反対側)のくぼんだ部分に、定着スリーブ21の軸方向の長さに対応する長さを有し断面がT字型形状の端子台ステイ24及び端子台ステイ24上に延設され外部からの電力を供給する給電線25を収納保持している。さらに、コア保持部材28のH型の外面に発熱体支持部材23を保持している。図1では、定着スリーブ21の下方半周分(ニップ部の入側半周分)の領域で発熱体支持部材23を保持している。その際、組み立て性を勘案して発熱体支持部材23とコア保持部材28を接着してもよい。あるいは発熱体支持部材23側からコア保持部材28側への伝熱を防止するために、両者を非接着としてもよい。   In addition, a concave portion of the other of the H shapes of the core holding member 28 (the side opposite to the pressure roller 31 side) has a length corresponding to the axial length of the fixing sleeve 21 and has a T-shaped cross section. A terminal block stay 24 having a shape and a power supply line 25 that extends on the terminal block stay 24 and supplies electric power from the outside are housed and held. Further, the heating element support member 23 is held on the H-shaped outer surface of the core holding member 28. In FIG. 1, the heating element support member 23 is held in a region corresponding to a lower half circumference of the fixing sleeve 21 (a half circumference on the entry side of the nip portion). At this time, the heating element support member 23 and the core holding member 28 may be bonded in consideration of assembly. Alternatively, in order to prevent heat transfer from the heating element support member 23 side to the core holding member 28 side, both may be non-bonded.

また、コア保持部材28は、パイプ形状の回転支持部材27のそのパイプ周面が軸方向に切断されてできた端部をニップ部の周方向前後で拘持することにより、該回転支持部材27を保持している。なお、回転支持部材27の軸方向両端は定着装置50のフレームを構成する側板で保持されている。   The core holding member 28 holds the end portion of the pipe-shaped rotation support member 27 formed by cutting the pipe peripheral surface in the axial direction before and after the nip portion in the circumferential direction. Holding. Note that both ends of the rotation support member 27 in the axial direction are held by side plates constituting a frame of the fixing device 50.

発熱体支持部材23は、面状発熱体22を定着スリーブ21の内周面と当接させて配置するために該面状発熱体22を支持するものである。そのため、発熱体支持部材23は、断面形状を円形とした定着スリーブ21の内周面に沿った所定の弧の長さの外周面を有している。   The heating element support member 23 supports the planar heating element 22 in order to place the planar heating element 22 in contact with the inner peripheral surface of the fixing sleeve 21. Therefore, the heating element support member 23 has an outer peripheral surface having a predetermined arc length along the inner peripheral surface of the fixing sleeve 21 having a circular cross-sectional shape.

また、発熱体支持部材23は、面状発熱体22の発熱に耐えるだけの耐熱性と、回転走行する定着スリーブ21が面状発熱体22に接触した際に変形することなく面状発熱体22を支持するだけの強度と、面状発熱体22の熱をコア保持部材28側に伝えずに、定着スリーブ21側に伝えるようにする断熱性と、を有することが好ましく、例えばポリイミド樹脂の発泡成形体であることが好ましい。なお、面状発熱体22が定着スリーブ21の内周面と当接する構成の場合、回転走行する定着スリーブ21が面状発熱体22をニップ部側に引っ張る力が該面状発熱体22に作用するため、発熱体支持部材23は変形することなく面状発熱体22を支持するだけの強度が必要になるが、この場合にもポリイミド樹脂の発泡成形体が好適である。また、このポリイミド樹脂の発泡体の内部に補助的にソリッドの樹脂部材を設けて剛性を向上させるようにしてもよい。   Further, the heating element support member 23 has heat resistance sufficient to withstand the heat generation of the sheet heating element 22, and the sheet heating element 22 is not deformed when the rotating fixing sleeve 21 contacts the sheet heating element 22. It is preferable to have strength sufficient to support the heat and heat insulation so that the heat of the sheet heating element 22 is transmitted to the fixing sleeve 21 side without being transmitted to the core holding member 28 side. A molded body is preferred. When the sheet heating element 22 is in contact with the inner peripheral surface of the fixing sleeve 21, the force that the fixing sleeve 21 that rotates rotates pulls the sheet heating element 22 toward the nip portion acts on the sheet heating element 22. Therefore, the heating element support member 23 needs to have sufficient strength to support the planar heating element 22 without being deformed. In this case as well, a polyimide resin foam molded body is suitable. In addition, a solid resin member may be supplementarily provided inside the polyimide resin foam to improve the rigidity.

面状発熱体22は、図3に示すように、絶縁性を有する基層22a上に、耐熱性樹脂中に導電性粒子が分散されてなる抵抗発熱層22bと、該抵抗発熱層22bに電力を供給する電極層22cと、が形成され、定着スリーブ21の軸方向、周方向に対応して所定の幅及び長さをもち可撓性を示す発熱シート22sを有する。また、基層22a上には、抵抗発熱層22bと隣接する別の給電系統の電極層22cとの間や発熱シート22sの縁部分と外部との間を絶縁する絶縁層22dが設けられている。なお、面状発熱体22は、発熱シート22sの端部で電極層22cに接続され、給電線25から供給される電力を該電極層22cに供給する電極端子22e(不図示、後述)を備える。   As shown in FIG. 3, the sheet heating element 22 includes a resistance heating layer 22b in which conductive particles are dispersed in a heat-resistant resin on an insulating base layer 22a, and power to the resistance heating layer 22b. An electrode layer 22c to be supplied, and has a heat generating sheet 22s having a predetermined width and length corresponding to the axial direction and the circumferential direction of the fixing sleeve 21 and exhibiting flexibility. On the base layer 22a, an insulating layer 22d is provided that insulates between the resistance heating layer 22b and an electrode layer 22c of another power feeding system adjacent to the base layer 22a or between an edge portion of the heating sheet 22s and the outside. The planar heating element 22 includes an electrode terminal 22e (not shown, described later) that is connected to the electrode layer 22c at the end of the heating sheet 22s and supplies power supplied from the power supply line 25 to the electrode layer 22c. .

また、発熱シート22sの厚さは0.1〜1mm程度であり、少なくとも発熱体支持部材23の外周面に沿って巻きつけることができる程度の可撓性を有している。   Further, the thickness of the heat generating sheet 22s is about 0.1 to 1 mm, and is flexible enough to be wound around at least the outer peripheral surface of the heat generating element support member 23.

ここで、基層22aは、PETまたはポリイミド樹脂などのある程度の耐熱性を有する樹脂からなる弾性体フィルムであり、このうちポリイミド樹脂からなるフィルム部材であることが好ましい。これにより、耐熱性と、絶縁性と、ある程度の柔軟性(可撓性)を備える。   Here, the base layer 22a is an elastic film made of a resin having a certain degree of heat resistance, such as PET or polyimide resin, and among them, a film member made of polyimide resin is preferable. Thereby, heat resistance, insulation, and a certain amount of flexibility (flexibility) are provided.

抵抗発熱層22bは、ポリイミド樹脂などの耐熱性樹脂中にカーボン粒子や金属粒子などの導電性粒子が均一に分散してなる導電性を有する薄膜であり、通電されると内部抵抗によりジュール熱として発熱する構成となっている。このような抵抗発熱層22bは、ポリイミド樹脂などの耐熱性樹脂の前駆体中にカーボン粒子や金属粒子などの導電性粒子を分散させた塗料を基層22a上に塗布して成膜するとよい。   The resistance heating layer 22b is a conductive thin film in which conductive particles such as carbon particles and metal particles are uniformly dispersed in a heat-resistant resin such as polyimide resin. It is configured to generate heat. Such a resistance heating layer 22b may be formed by applying a coating material in which conductive particles such as carbon particles and metal particles are dispersed in a precursor of a heat resistant resin such as polyimide resin on the base layer 22a.

また、抵抗発熱層22bは、基層22a上にまずカーボン粒子や金属粒子からなる薄膜の導電層が形成され、ついでその導電層上にポリイミド樹脂などの耐熱性樹脂からなる絶縁性薄膜を積層して一体化したものであってもよい。   The resistance heating layer 22b is formed by first forming a thin conductive layer made of carbon particles or metal particles on the base layer 22a, and then laminating an insulating thin film made of a heat resistant resin such as polyimide resin on the conductive layer. It may be integrated.

なお、抵抗発熱層22bに使用するカーボン粒子は、通常のカーボンブラック粉末でもよいが、カーボンナノファイバ、カーボンナノチューブ、カーボンマイクロコイルの少なくともいずれかからなるカーボンナノ粒子であってもよい。   The carbon particles used for the resistance heating layer 22b may be ordinary carbon black powder, but may be carbon nanoparticles composed of at least one of carbon nanofibers, carbon nanotubes, and carbon microcoils.

また、金属粒子は、Ag、Al、Niなどからなる粒子であり、その形状は粒状であってもよいし、フィラメント状であってもよい。   Further, the metal particles are particles made of Ag, Al, Ni, etc., and the shape thereof may be granular or may be a filament shape.

絶縁層22dは、ポリイミド樹脂などの基層22aと同じ耐熱性樹脂からなる絶縁材料を塗布により形成するとよい。   The insulating layer 22d may be formed by applying an insulating material made of the same heat resistant resin as the base layer 22a such as polyimide resin.

電極層22cは、導電性インクやAgなどの導電性ペーストなどを塗布して形成したものでもよいし、金属箔や金属網などを接着して形成したものであってもよい。   The electrode layer 22c may be formed by applying a conductive paste such as conductive ink or Ag, or may be formed by bonding a metal foil or a metal net.

面状発熱体22を構成する発熱シート22sは、厚みの薄いシートであることから熱容量が小さく、急速な加熱が可能であり、その発熱量は抵抗発熱層22bの体積抵抗率によって任意に設定できる。すなわち、抵抗発熱層22bを構成する導電性粒子の構成材料、形状、大きさ、分散量などにより発熱量を調整することが可能であり、例えば単位面積当りの発熱量35W/cmで、総電力1200W程度の出力が得られる面状発熱体22の実現が可能である。この場合、発熱シート22sは、例えば幅(軸方向)20cm、長さ(周方向)2cm程度のサイズとなる。 Since the heat generating sheet 22s constituting the sheet heating element 22 is a thin sheet, its heat capacity is small and rapid heating is possible. The amount of heat generated can be arbitrarily set by the volume resistivity of the resistance heat generating layer 22b. . That is, the heat generation amount can be adjusted by the constituent material, shape, size, dispersion amount, etc. of the conductive particles constituting the resistance heat generation layer 22b. For example, the heat generation amount per unit area is 35 W / cm 2 , It is possible to realize the planar heating element 22 that can output about 1200 W of electric power. In this case, the heat generating sheet 22s has a size of about 20 cm in width (axial direction) and 2 cm in length (circumferential direction), for example.

また、面状発熱体としてステンレスなどの金属フィラメントからなるものを用いた場合、フィラメントの存在により面状発熱体の表面には凹凸が生じていることから、本発明のように定着スリーブ21の内周面と摺動させると、表面が容易に磨耗してしまうが、本発明で使用する発熱シート22sは前述のように表面に凹凸がなく平坦であることから、定着スリーブ21の内周面との摺動に対して優れた耐久性を示す。またさらに、発熱シート22sの抵抗発熱層22b表面にフッ素系樹脂をコーティングすると、定着スリーブ21の内周面との接触に対する耐久性がさらに向上するので好ましい。   Further, when a sheet heating element made of a metal filament such as stainless steel is used, the surface of the sheet heating element is uneven due to the presence of the filament. When sliding with the peripheral surface, the surface is easily worn, but the heat generating sheet 22s used in the present invention is flat with no unevenness as described above. Excellent durability against sliding. Furthermore, it is preferable to coat the surface of the resistance heating layer 22b of the heating sheet 22s with a fluororesin because durability against contact with the inner peripheral surface of the fixing sleeve 21 is further improved.

なお、発熱シート22sの定着スリーブ21内周面における配置領域としては、定着スリーブ21の内周面のニップ部とは反対側の位置からニップ部手前までにかけて任意の位置に配置してよい。   In addition, as an arrangement | positioning area | region in the fixing sleeve 21 internal peripheral surface of 22 s of heat_generation | fever sheets, you may arrange | position in arbitrary positions from the position on the inner peripheral surface of the fixing sleeve 21 on the opposite side to the nip part.

つぎに、本発明で使用する面状発熱体22における発熱シート22sの詳細構成について説明する。
すなわち、発熱シート22sは、基層22aの主面上全面あるいはある1つの領域に抵抗発熱層22bが形成されたものでもよいが、基層22aの主面上で任意に区画された複数の領域それぞれに、抵抗発熱層22bが独立して発熱可能に形成されてなることが好ましい。図4〜図6に、その構成例を示す。
Next, a detailed configuration of the heat generating sheet 22s in the sheet heating element 22 used in the present invention will be described.
That is, the heat generating sheet 22s may have the resistance heat generating layer 22b formed on the entire main surface of the base layer 22a or a certain region, but in each of a plurality of regions arbitrarily divided on the main surface of the base layer 22a. The resistance heating layer 22b is preferably formed so as to be able to generate heat independently. An example of the configuration is shown in FIGS.

図4(a)は、面状発熱体22の構成例(1)を示す上面図である。ここでは、面状発熱体22を発熱体支持部材23に貼り付ける前の状態で平坦面上に展開し上から見た状態を示している。また、図中横方向は、定着スリーブ21の軸方向に対応する幅方向であり、縦方向は定着スリーブ21の周方向に対応する長さ方向となっている。   FIG. 4A is a top view showing a configuration example (1) of the planar heating element 22. Here, a state in which the planar heating element 22 is unfolded on a flat surface and viewed from above is shown before being attached to the heating element support member 23. Further, the horizontal direction in the figure is the width direction corresponding to the axial direction of the fixing sleeve 21, and the vertical direction is the length direction corresponding to the circumferential direction of the fixing sleeve 21.

図4(a)において、発熱シート22sは、その主面上について概略として幅方向(軸方向)で3分割され、さらに長さ方向(周方向)で2分割された6つの分割領域が形成されている。ここで、6つの分割領域を、長さ方向(周方向)が行成分、幅方向(軸方向)が列成分からなる行列マトリクスとして見たとき(図4(b))、(1,2)成分の分割領域(定着スリーブ21の軸方向中央部に対応する領域)に所定幅と長さをもつ抵抗発熱層22b1が形成され、(2,1)成分及び(2,3)成分の分割領域(定着スリーブ21の軸方向両端部に対応する領域それぞれ)に所定幅と長さをもつ抵抗発熱層22b2が形成されている。   In FIG. 4A, the heat generating sheet 22s is roughly divided into three in the width direction (axial direction) and further divided into two in the length direction (circumferential direction) on its main surface. ing. Here, when viewing the six divided regions as a matrix matrix in which the length direction (circumferential direction) is composed of row components and the width direction (axial direction) is composed of column components (FIG. 4B), (1,2) A resistance heating layer 22b1 having a predetermined width and length is formed in a divided region of the component (a region corresponding to the central portion in the axial direction of the fixing sleeve 21), and a divided region of the (2, 1) component and the (2, 3) component. A resistance heating layer 22b2 having a predetermined width and length is formed in each of the regions corresponding to both axial ends of the fixing sleeve 21.

また、(1,1)成分及び(1,3)成分の分割領域には、抵抗発熱層22b1に接続された電極層22cが形成されており、さらにそれぞれの電極層22cには発熱シート22sの一辺(図中下方の一辺)から延設された電極端子22e1が設けられ、第1の発熱回路が形成されている。   In addition, an electrode layer 22c connected to the resistance heating layer 22b1 is formed in the divided region of the (1,1) component and the (1,3) component, and each of the electrode layers 22c has a heating sheet 22s. An electrode terminal 22e1 extending from one side (lower side in the figure) is provided to form a first heat generating circuit.

また、(2,2)成分の分割領域には、2つの抵抗発熱層22b2間を接続する電極層22cが形成され、さらに、2つの抵抗発熱層22b2それぞれには発熱シート22sの長さ方向(周方向)であって前記一辺(図中下方の一辺)側に延びる電極層22cが接続され、またさらにこれらの電極層22cそれぞれには発熱シート22sの該一辺から延設された電極端子22e2が設けられ、第2の発熱回路が形成されている。   In addition, an electrode layer 22c that connects the two resistance heating layers 22b2 is formed in the (2, 2) component divided region, and the length direction of the heating sheet 22s ( The electrode layer 22c extending in the circumferential direction and extending toward the one side (the lower side in the figure) is connected, and each electrode layer 22c has an electrode terminal 22e2 extending from the one side of the heat generating sheet 22s. A second heat generation circuit is formed.

また、前記第1の発熱回路と第2の発熱回路の間には両者のショートを防ぐ絶縁層22dが設けられている。   In addition, an insulating layer 22d is provided between the first heat generating circuit and the second heat generating circuit to prevent short circuit therebetween.

図4(a)の構成の面状発熱体22において、電極端子22e1から通電すると、抵抗発熱層22b1の内部抵抗によりジュール熱として発熱し、電極層22cでは低抵抗のために発熱しないことから、発熱シート22sの(1,2)成分の分割領域のみが発熱することになり、定着スリーブ21の軸方向中央部を加熱することができる。   In the planar heating element 22 having the configuration shown in FIG. 4A, when the electrode terminal 22e1 is energized, it generates heat as Joule heat due to the internal resistance of the resistance heating layer 22b1, and the electrode layer 22c does not generate heat due to low resistance. Only the divided region of the (1, 2) component of the heat generating sheet 22s generates heat, and the central portion in the axial direction of the fixing sleeve 21 can be heated.

また、電極端子22e2から通電すると、抵抗発熱層22b2の内部抵抗によりジュール熱として発熱し、電極層22cでは低抵抗のために発熱しないことから、発熱シート22sの(2,1)成分及び(2,3)成分の分割領域のみが発熱することになり、定着スリーブ21の軸方向両端部を加熱することができる。   Further, when energized from the electrode terminal 22e2, heat is generated as Joule heat due to the internal resistance of the resistance heating layer 22b2, and the electrode layer 22c does not generate heat due to low resistance. Therefore, the (2, 1) component and (2 3) Only the divided region of the component generates heat, and both axial end portions of the fixing sleeve 21 can be heated.

したがって、定着装置50に小サイズ(狭い幅)の記録媒体Pが通紙される際には、電極端子22e1にのみ通電して、定着スリーブ21の軸方向中央部のみを加熱し、広い幅の記録媒体Pが通紙される際には、電極端子22e1及び22e2に通電して、定着スリーブ21の軸方向全幅を加熱することにより、エネルギー消費を抑えつつ記録媒体Pの幅に応じて適切な定着が可能となる。また、記録媒体Pのサイズに応じて面状発熱体22の発熱量を制御できるので、小サイズ紙を連続して通紙しても非通紙部の温度が過度に上昇することなく、部材保護のための機器停止や生産性の低下を招くことがないようにすることができる。さらに、その異なる発熱部位の位置関係を一体の面状発熱体22で提供することにより別体の発熱体で構成するよりも軸方向の温度偏差の少ない発熱体とすることができる。   Therefore, when a small-size (narrow width) recording medium P is passed through the fixing device 50, only the electrode terminal 22e1 is energized to heat only the central portion in the axial direction of the fixing sleeve 21 and to widen the width. When the recording medium P is passed, the electrode terminals 22e1 and 22e2 are energized to heat the entire width in the axial direction of the fixing sleeve 21, thereby suppressing the energy consumption and appropriately depending on the width of the recording medium P. Fixing is possible. Further, since the amount of heat generated by the sheet heating element 22 can be controlled in accordance with the size of the recording medium P, the temperature of the non-sheet passing portion does not rise excessively even if small size paper is continuously fed. It is possible to prevent the device from being stopped for protection and the productivity from being lowered. Further, by providing the positional relationship of the different heat generating portions with the integrated planar heat generating element 22, a heat generating element having a smaller temperature deviation in the axial direction than that formed by a separate heat generating element can be obtained.

なお、発熱シート22sにおいて、それぞれの抵抗発熱層22b1,22b2の端部では、絶縁層22dや比較的熱伝導率の高い電極層22cへの熱の流出が発生するために発熱量が低くなる傾向にある。そのため、図4(a)のように、発熱シート22sの幅方向(軸方向)において中央の抵抗発熱層22b1と端部の抵抗発熱層22b2の境目を同一面とする構成であると、電極端子22e1及び22e2に通電した場合に、定着スリーブ21の軸方向の温度分布として抵抗発熱層22b1と抵抗発熱層22b2の境界で温度低下が生じ、定着不良等の異常画像が発生していた。そこで、図5または図6の構成を採用し、この不具合を改善することが好ましい。   In addition, in the heat generating sheet 22s, the heat generation amount tends to decrease due to the outflow of heat to the insulating layer 22d and the electrode layer 22c having a relatively high thermal conductivity at the ends of the respective resistance heat generating layers 22b1 and 22b2. It is in. Therefore, as shown in FIG. 4A, in the width direction (axial direction) of the heat generating sheet 22s, the boundary between the resistance heating layer 22b1 at the center and the resistance heating layer 22b2 at the end is the same surface. When the currents 22e1 and 22e2 were energized, the temperature distribution in the axial direction of the fixing sleeve 21 caused a temperature drop at the boundary between the resistance heating layer 22b1 and the resistance heating layer 22b2, and an abnormal image such as a fixing failure was generated. Accordingly, it is preferable to adopt the configuration shown in FIG. 5 or 6 to improve this problem.

図5は、面状発熱体22の構成例(2)を示す上面図である。
図5に示す面状発熱体22の基本的構成は、図4(a)に示すものと同じであるが、抵抗発熱層22b1と抵抗発熱層22b2のお互いの一部が発熱シート22sの幅方向(軸方向)で重なり合ってオーバーラップ領域を形成している点で相違する。これにより、電極端子22e1及び22e2に通電した場合の抵抗発熱層22b1と抵抗発熱層22b2の境界での温度低下を防ぐことができる。
FIG. 5 is a top view showing a configuration example (2) of the planar heating element 22.
The basic configuration of the planar heating element 22 shown in FIG. 5 is the same as that shown in FIG. 4A, but a part of the resistance heating layer 22b1 and the resistance heating layer 22b2 is in the width direction of the heating sheet 22s. The difference is that they overlap in the (axial direction) to form an overlap region. Thereby, it is possible to prevent a temperature drop at the boundary between the resistance heating layer 22b1 and the resistance heating layer 22b2 when the electrode terminals 22e1 and 22e2 are energized.

図6は、面状発熱体22の構成例(3)を示す上面図である。
図6に示す面状発熱体22の基本的構成は、図5に示すものと同じであるが、抵抗発熱層22b1と抵抗発熱層22b2のオーバーラップ領域において、抵抗発熱層22b1,22b2それぞれと電極層22cとの境界線を長さ方向(周方向)に対してお互いに異なる方向に傾斜させて、抵抗発熱層22b1,22b2の重なり合う量を調整している点で相違する。
FIG. 6 is a top view showing a configuration example (3) of the planar heating element 22.
The basic structure of the planar heating element 22 shown in FIG. 6 is the same as that shown in FIG. 5, but in the overlapping region of the resistance heating layer 22b1 and the resistance heating layer 22b2, the resistance heating layers 22b1 and 22b2 and the electrodes respectively. The difference is that the boundary line with the layer 22c is inclined in different directions with respect to the length direction (circumferential direction) to adjust the overlapping amount of the resistance heating layers 22b1 and 22b2.

これは、図5の構成では抵抗発熱層22b1,22b2の重なり合う領域の面積比は幅方向(軸方向)で一定であり、その重なり合う幅のばらつきに伴い発熱量のばらつきも大きくなってしまうという不具合があるが、図6の構成では、抵抗発熱層22b1,22b2の重なり合う領域における面積比が幅方向(軸方向)で一定の割合で変化するようにして発熱分布の調整及び部品ばらつきの影響を低減させ、軸方向全体での温度均一性の改善を図り、図5の構成で生じる不具合を改善している。   This is because the area ratio of the overlapping regions of the resistance heating layers 22b1 and 22b2 is constant in the width direction (axial direction) in the configuration of FIG. However, in the configuration of FIG. 6, the area ratio in the overlapping region of the resistance heating layers 22b1 and 22b2 changes at a constant rate in the width direction (axial direction) to reduce the influence of adjustment of heat generation distribution and component variations. Thus, the temperature uniformity in the entire axial direction is improved, and the problem caused by the configuration of FIG. 5 is improved.

以上のような図4〜図6の構成の発熱シート22sは、まず基層22a主面上の抵抗発熱層22b1,22b2に当る領域のみを露出させて塗布により抵抗発熱層22b1,22b2を形成し、ついで絶縁層22dに当る領域のみを露出させた状態で塗布により耐熱性樹脂のみからなる絶縁層22dを形成し、ついで電極層22cに当る領域のみを露出させて導電ペーストを塗布して電極層22cを形成することにより可能である。したがって、抵抗発熱層22b1,22b2に当る領域の露出形状を調整することにより、任意の形状の抵抗発熱層22b1,22b2を形成することができる。   In the heat generating sheet 22s having the configuration shown in FIGS. 4 to 6 described above, first, only the regions corresponding to the resistance heating layers 22b1 and 22b2 on the main surface of the base layer 22a are exposed to form the resistance heating layers 22b1 and 22b2 by coating. Next, an insulating layer 22d made of only a heat-resistant resin is formed by application in a state where only the region corresponding to the insulating layer 22d is exposed, then only the region corresponding to the electrode layer 22c is exposed, and a conductive paste is applied to expose the electrode layer 22c. This is possible by forming Therefore, the resistance heating layers 22b1 and 22b2 having an arbitrary shape can be formed by adjusting the exposed shape of the region corresponding to the resistance heating layers 22b1 and 22b2.

また、定着装置50で使用する面状発熱体22は、複数の発熱シート22sが積層されてなり、該複数の発熱シート22sはそれぞれの基層22aの主面上の任意の領域に、抵抗発熱層22bが独立して発熱可能に形成されてなることが好ましい。図7に、その具体的構成を示す。   Further, the sheet heating element 22 used in the fixing device 50 is formed by laminating a plurality of heating sheets 22s, and the plurality of heating sheets 22s is formed in a resistance heating layer in an arbitrary region on the main surface of each base layer 22a. It is preferable that 22b is formed so that it can generate heat independently. FIG. 7 shows a specific configuration thereof.

図7は、面状発熱体22の構成例(4)を示す分解斜視図である。
図7において、面状発熱体22は、図中上から順に、第1の発熱シート22s、絶縁層22dからなる絶縁シート、第2の発熱シート22sが積層されてなるものである。
FIG. 7 is an exploded perspective view showing a configuration example (4) of the planar heating element 22.
In FIG. 7, a planar heating element 22 is formed by laminating a first heating sheet 22s, an insulating sheet made of an insulating layer 22d, and a second heating sheet 22s in this order from the top.

ここで、第1の発熱シート22sは、その主面が幅方向(軸方向)に3分割されており、中央の分割領域に抵抗発熱層22b1が形成され、その両側の分割領域それぞれに該抵抗発熱層22b1に接続された電極層22cが形成されている。また、第2の発熱シート22sは、その主面が幅方向(軸方向)に5分割されており、幅方向(軸方向)の2番目と4番目の分割領域に抵抗発熱層22b2が形成され、残りの分割領域それぞれに該抵抗発熱層22b2に接続された電極層22cが形成されている。   Here, the main surface of the first heat generating sheet 22s is divided into three in the width direction (axial direction), the resistance heat generating layer 22b1 is formed in the central divided region, and the resistance is formed in each of the divided regions on both sides thereof. An electrode layer 22c connected to the heat generating layer 22b1 is formed. The main surface of the second heat generating sheet 22s is divided into five in the width direction (axial direction), and the resistance heat generating layer 22b2 is formed in the second and fourth divided regions in the width direction (axial direction). An electrode layer 22c connected to the resistance heating layer 22b2 is formed in each of the remaining divided regions.

この第1の発熱シート22sと第2の発熱シート22sが絶縁層22dからなる絶縁シートを挟んで重ね合わされており、第1の発熱シート22sには独立した第1の発熱回路が形成され、第2の発熱シート22sには独立した第2の発熱回路が形成されている。   The first heat generating sheet 22s and the second heat generating sheet 22s are stacked with an insulating sheet made of an insulating layer 22d interposed therebetween, and an independent first heat generating circuit is formed on the first heat generating sheet 22s. An independent second heat generating circuit is formed on the second heat generating sheet 22s.

これにより、第1の発熱回路に通電すると、抵抗発熱層22b1の内部抵抗によりジュール熱として発熱し、第1の発熱シート22sの幅方向(軸方向)中央領域のみが発熱することになり、定着スリーブ21の軸方向中央部を加熱することができる。また、第2の発熱回路に通電すると、抵抗発熱層22b2の内部抵抗によりジュール熱として発熱し、第2の発熱シート22sの幅方向(軸方向)両端部領域のみが発熱することになり、定着スリーブ21の軸方向両端部を加熱することができる。   As a result, when the first heat generating circuit is energized, heat is generated as Joule heat by the internal resistance of the resistance heat generating layer 22b1, and only the central region in the width direction (axial direction) of the first heat generating sheet 22s generates heat. The central portion of the sleeve 21 in the axial direction can be heated. When the second heat generating circuit is energized, heat is generated as Joule heat by the internal resistance of the resistance heat generating layer 22b2, and only the both end regions in the width direction (axial direction) of the second heat generating sheet 22s generate heat. Both axial ends of the sleeve 21 can be heated.

図4〜図6に示した面状発熱体22のように、長さ方向(周方向)の分割まで行うと必要な発熱量を確保するために面状発熱体22全体の面積が大きくなり、小径の定着スリーブ21に対応できなくなる場合がある。そこで、図7に示すように面状発熱体22の厚さ方向に異なる発熱部位の発熱シート22sを積層することにより、図4〜図6に示した面状発熱体22と同様に異なる発熱分布を得られる面状発熱体22を実現しつつ、省スペース(小サイズ化)で高出力化を図ることが可能となる。   Like the planar heating element 22 shown in FIG. 4 to FIG. 6, the area of the entire planar heating element 22 is increased in order to secure a necessary amount of heat when it is divided up to the length direction (circumferential direction), In some cases, the fixing sleeve 21 having a small diameter cannot be used. Accordingly, as shown in FIG. 7, the heat generation sheets 22 s having different heat generation portions are stacked in the thickness direction of the sheet heating element 22, thereby different heat generation distributions as in the sheet heating element 22 illustrated in FIGS. 4 to 6. It is possible to achieve a high output while saving space (reducing the size) while realizing the planar heating element 22 that can be obtained.

ところで、定着装置50では、回転時はニップ部で加圧ローラ31に引っ張られることから、ニップ部の上流側の定着スリーブ21は張力が付与された張り側となり、定着スリーブ21の内周面は発熱体支持部材23に圧接した状態で面状発熱体22と摺動する。一方で、ニップ部の下流側では定着スリーブ21に張力は作用しておらず弛んだ状態となっており、この状態のまま装置の高速化を図ろうとすると、ニップ部の下流側の定着スリーブ21の弛む程度がひどくなり、定着スリーブ21の回転走行安定性に支障が出てくることになる。   By the way, in the fixing device 50, during rotation, the fixing roller 21 is pulled by the pressure roller 31 at the nip portion, so that the fixing sleeve 21 on the upstream side of the nip portion becomes a tensioned side, and the inner peripheral surface of the fixing sleeve 21 is It slides on the sheet heating element 22 while being in pressure contact with the heating element support member 23. On the other hand, the tension is not applied to the fixing sleeve 21 on the downstream side of the nip portion, and the fixing sleeve 21 is in a relaxed state. If an attempt is made to increase the speed of the apparatus in this state, the fixing sleeve 21 on the downstream side of the nip portion. As a result, the degree of slackening of the fixing sleeve 21 becomes serious, and the rotational running stability of the fixing sleeve 21 is hindered.

そこで、定着装置50において、定着スリーブ21の内周側であって少なくとも前記ニップ部下流側で、該定着スリーブ21の回転状態を支持する回転支持部材27を備えることが好ましい。   Therefore, the fixing device 50 is preferably provided with a rotation support member 27 that supports the rotation state of the fixing sleeve 21 on the inner peripheral side of the fixing sleeve 21 and at least on the downstream side of the nip portion.

回転支持部材27は、例えば厚さ0.1〜1mmの鉄、ステンレス等の薄肉金属からなるパイプ形状のものであり、その外径が定着スリーブ21の内径よりも直径で0.5〜1mm程度小さいものとなっている。また、回転支持部材27のパイプ円周上において、少なくともニップ部とは反対側の位置からニップ部入り口近傍にかけては定着スリーブ21の内周面が回転支持部材27の外周面に当接している。また、回転支持部材27の外周面においてニップ部側が軸方向に切断されて開口しており、その端部がコア保持部材28側に折り込まれて、ニップ部に接触しないようになっている。   The rotation support member 27 has a pipe shape made of, for example, a thin metal such as iron or stainless steel having a thickness of 0.1 to 1 mm, and the outer diameter thereof is about 0.5 to 1 mm in diameter than the inner diameter of the fixing sleeve 21. It is small. Further, on the circumference of the pipe of the rotation support member 27, the inner peripheral surface of the fixing sleeve 21 is in contact with the outer peripheral surface of the rotation support member 27 at least from the position opposite to the nip portion and in the vicinity of the entrance of the nip portion. Further, the nip portion side is cut and opened in the axial direction on the outer peripheral surface of the rotation support member 27, and the end portion thereof is folded into the core holding member 28 side so as not to contact the nip portion.

また、回転支持部材27は、図8に示すように、ニップ部の上流側の一定領域の外周面が除去されて開口部27aが設けられている。これにより、図9に示すように、定着スリーブ21の内部機構部を構成した場合に、開口部27aから面状発熱体22の全面が露出するとともに面状発熱体22の表面が回転支持部材27の外周面と同じ面(面イチ)となる、あるいは若干回転支持部材27の外周面から突出して配置されるようになり、該面状発熱体22が定着スリーブ21の内周面に接触するようになる。   Further, as shown in FIG. 8, the rotation support member 27 is provided with an opening 27a by removing an outer peripheral surface of a certain region on the upstream side of the nip portion. As a result, as shown in FIG. 9, when the internal mechanism portion of the fixing sleeve 21 is configured, the entire surface of the sheet heating element 22 is exposed from the opening 27 a and the surface of the sheet heating element 22 is the rotation support member 27. The outer peripheral surface of the rotation support member 27 is slightly protruded from the outer peripheral surface of the rotation support member 27, and the planar heating element 22 contacts the inner peripheral surface of the fixing sleeve 21. become.

したがって、面状発熱体22(発熱シート22s)は、発熱体支持部材23に支持されて、定着スリーブ21の内周面と接触して配置され、定着スリーブ21を効率的に加熱することが可能である。   Accordingly, the sheet heating element 22 (heating sheet 22s) is supported by the heating element support member 23 and is disposed in contact with the inner peripheral surface of the fixing sleeve 21, so that the fixing sleeve 21 can be efficiently heated. It is.

以上の構成のように、回転支持部材27により定着スリーブ21の回転走行安定性が確保できるだけでなく、定着スリーブ21を剛性の高い金属製の回転支持部材27で支持できるので組立上のハンドリングが容易である。   As described above, the rotation support member 27 not only ensures the rotational running stability of the fixing sleeve 21 but also the fixing sleeve 21 can be supported by the rigid metal rotation support member 27, so that handling in assembly is easy. It is.

断熱支持部材29は、ニップ部出側で、回転支持部材27を介して定着スリーブ21の熱に耐えるだけの耐熱性と、定着スリーブ21と接触する回転支持部材27からの熱流出(損失)を防ぐ断熱性と、回転走行する定着スリーブ21が回転支持部材27に接触した際に変形することがないように回転支持部材27を支持するだけの強度と、を有するものであり、発熱体支持部材23と同じポリイミド樹脂の発泡成形体であることが好ましい。   The heat insulating support member 29 has a heat resistance sufficient to withstand the heat of the fixing sleeve 21 via the rotation support member 27 and a heat outflow (loss) from the rotation support member 27 in contact with the fixing sleeve 21 on the exit side of the nip portion. It has a heat insulating property to prevent, and a strength sufficient to support the rotating support member 27 so that the rotating fixing sleeve 21 does not deform when it contacts the rotating support member 27, and a heating element support member 23 is preferably the same foamed molded body of polyimide resin as 23.

以上の構成により、定着装置50は、省エネを図りつつウォームアップ時間やファーストプリント時間を短くすることができる。また、面状発熱体22における発熱シート22sは樹脂ベースのシートであるため、加圧ローラ31の回転、振動に起因する応力が発熱シート22sに繰り返し作用して、発熱シート22sの屈曲が繰り返し行われても疲労破壊することがなく、長時間の運転が可能である。これに加えて、回転支持部材27(必要に応じて断熱支持部材29)を設けることにより、定着スリーブ21の回転走行安定性を向上させることができ、高速化を図ること可能となる。また、回転支持部材27において定着スリーブ21の軸方向への熱伝導により、定着スリーブ21の軸方向の温度均一化を補助的に行うことができるので、より高速の装置へ対応することが可能となる。   With the above configuration, the fixing device 50 can shorten the warm-up time and the first print time while saving energy. Further, since the heat generating sheet 22s in the sheet heating element 22 is a resin-based sheet, the stress caused by the rotation and vibration of the pressure roller 31 repeatedly acts on the heat generating sheet 22s, and the heat generating sheet 22s is repeatedly bent. Even if it breaks, it will not be damaged by fatigue and can be operated for a long time. In addition to this, by providing the rotation support member 27 (the heat insulation support member 29 as necessary), the rotational running stability of the fixing sleeve 21 can be improved, and the speed can be increased. Further, the heat support in the axial direction of the fixing sleeve 21 in the rotation support member 27 can assist the temperature uniformity in the axial direction of the fixing sleeve 21, so that it is possible to cope with a higher speed apparatus. Become.

なお、定着装置50では定着スリーブ21における所定の位置の温度を温度センサで検出し、その検出結果に基づいて面状発熱体22への電力供給を調整することによる加熱制御を行っている。   In the fixing device 50, the temperature at a predetermined position in the fixing sleeve 21 is detected by a temperature sensor, and heating control is performed by adjusting the power supply to the planar heating element 22 based on the detection result.

ここで、定着装置50において、前記温度センサが壊れたり、加熱制御系の機構や制御ソフトに異常が発生したりした場合、加熱制御の暴走状態となって面状発熱体22に過剰な電力供給が行われて面状発熱体22が異常発熱する状態となり、装置故障の原因となる。   Here, in the fixing device 50, when the temperature sensor is broken or an abnormality occurs in the mechanism or control software of the heating control system, the heating control is runaway and excessive power is supplied to the planar heating element 22. Is performed, and the sheet heating element 22 is abnormally heated, causing a failure of the apparatus.

そこで、発明者らは、前記温度センサが壊れたり、加熱制御系の機構や制御ソフトに異常が発生したりして加熱制御が暴走状態となったときでも、面状発熱体22の異常発熱を防止する装置を検討した。このとき、定着装置50では定着スリーブ21の内部には、そのような装置を設置するスペースがないため、定着スリーブ21の外周側から定着スリーブ21の加熱状態を検知することにより面状発熱体22の異常発熱を検知する過昇温防止装置を設置する構成で検討を行った。   Therefore, the inventors have caused abnormal heating of the planar heating element 22 even when the temperature sensor is broken or the heating control system mechanism or control software becomes abnormal and the heating control becomes a runaway state. The device to prevent was examined. At this time, since there is no space for installing such a device in the fixing sleeve 21 in the fixing device 50, the sheet heating element 22 is detected by detecting the heating state of the fixing sleeve 21 from the outer peripheral side of the fixing sleeve 21. We examined the configuration with an overheat prevention device that detects abnormal heat generation.

このとき、定着スリーブ21の外周面を傷つけないようにするために(画像品質確保のために)過昇温防止装置を定着スリーブ21に対して非接触で設置する必要があり、さらに定着装置50は、定着スリーブ21(定着部材)に面状発熱体22(加熱体)が摺動する状態で接触している箇所で定着スリーブ21を局所的に加熱する構成であることから、過昇温防止装置の設置に工夫が必要であった。すなわち、装置立ち上げ時には、定着スリーブ21が回転していない状態(非回転状態)で面状発熱体22の発熱制御を行うが、このとき定着スリーブ21の周方向のうち面状発熱体22が接触している領域のみにおいて定着スリーブ21の内周側の部材である内部部材(回転支持部材27及び発熱体支持部材23)が加熱され、局所的な熱膨張が起こることから、軸方向で前記内部部材の熱変形量が異なり、前記内部部材及び定着スリーブ21は軸方向中央部に近いところで変形量が最大となったバナナ形状になる。そのため、軸方向の内部部材の熱膨張の変形量を考慮して、内部部材が熱膨張しても定着スリーブ21に接触しないように過昇温防止装置の設置位置を設ける必要がある。一方、装置立ち上げ後に定着処理を行うときなどには定着スリーブ21を回転させながら面状発熱体22の発熱制御を行うことから、定着スリーブ21の回転により面状発熱体22の熱が定着スリーブ21全周にならされるため、前記内部部材に関して前述のような軸方向での熱膨張による変形量の差はなくなる。ここで、定着スリーブ21の加熱状態を精度良く検知するために過昇温防止装置を定着スリーブ21にできるだけ近づけて設置したいところ、前述のように軸方向で過昇温防止装置の設置位置を変更した構成では、特に軸方向中央部で定着スリーブ21との距離が遠くなっており、過昇温検知精度が低下するため、面状発熱体22の異常発熱を精度良く検知することができない。
本発明は、以上の考え方に基づいて成されたものであり、定着部材(定着スリーブ21)の非回転時、回転時のどちらにおいても、定着部材及びその内部部材の過昇温を安全かつ確実に防止するものである。
At this time, in order to prevent the outer peripheral surface of the fixing sleeve 21 from being damaged (in order to ensure image quality), it is necessary to install an overheat prevention device in a non-contact manner with respect to the fixing sleeve 21, and the fixing device 50. Is a configuration in which the fixing sleeve 21 is locally heated at a location where the sheet heating element 22 (heating body) is in contact with the fixing sleeve 21 (fixing member) in a sliding state, and therefore, an excessive temperature rise is prevented. Devise was necessary for the installation of the equipment. That is, when the apparatus is started up, the heat generation control of the planar heating element 22 is performed in a state where the fixing sleeve 21 is not rotating (non-rotating state). At this time, the planar heating element 22 is out of the circumferential direction of the fixing sleeve 21. The internal members (the rotation support member 27 and the heating element support member 23), which are members on the inner peripheral side of the fixing sleeve 21, are heated only in the contact area, and local thermal expansion occurs. The amount of thermal deformation of the internal member is different, and the internal member and the fixing sleeve 21 have a banana shape in which the amount of deformation becomes maximum near the center in the axial direction. Therefore, in consideration of the deformation amount of the thermal expansion of the internal member in the axial direction, it is necessary to provide an installation position of the excessive temperature rise prevention device so that the internal member does not come into contact with the fixing sleeve 21 even if the internal member is thermally expanded. On the other hand, when the fixing process is performed after the apparatus is started up, the heat generation control of the sheet heating element 22 is performed while rotating the fixing sleeve 21, so that the heat of the sheet heating element 22 is heated by the rotation of the fixing sleeve 21. Therefore, the difference in deformation due to thermal expansion in the axial direction as described above is eliminated. Here, in order to accurately detect the heating state of the fixing sleeve 21, it is desired to install the overheat prevention device as close as possible to the fixing sleeve 21, and as described above, the installation position of the overheat prevention device is changed in the axial direction. In the configuration described above, the distance from the fixing sleeve 21 is particularly long in the central portion in the axial direction, and the accuracy of detecting excessive temperature rise is lowered, so that the abnormal heat generation of the planar heating element 22 cannot be detected with high accuracy.
The present invention has been made on the basis of the above-described concept, and it is possible to safely and reliably overheat the fixing member and its internal member both when the fixing member (fixing sleeve 21) is not rotated and when it is rotated. It is something to prevent.

以下、本発明に係る定着装置について説明する。
図10は、本発明に係る定着装置の構成を示す断面図である。
図10に示すように、定着装置20は、回転する無端状ベルトの定着部材(定着スリーブ21)と、前記定着部材の外周面と当接する加圧部材(加圧ローラ31)と、前記定着部材の内周側に配置され、該定着部材を介して前記加圧部材と当接してニップ部を形成する当接部材(当接部材26)と、前記定着部材の周方向の所定領域を加熱する加熱機構部(面状発熱体22,発熱体支持部材23)と、前記定着部材の外周側であって前記加熱機構部が前記定着部材を加熱する所定領域(加熱領域)に対応する位置で、前記定着部材が所定温度以上となったことを非接触で検知すると前記加熱機構部への給電を機械的な動作で停止する第1過昇温防止装置(第1過昇温防止装置32)と、前記定着部材の外周側であって前記加熱機構部が前記定着部材を加熱する所定領域(加熱領域)以外の領域に対応する位置で、前記定着部材が所定温度以上となったことを非接触で検知すると前記加熱機構部への給電を機械的な動作で停止する第2過昇温防止装置(第2過昇温防止装置33)と、を備える。
Hereinafter, the fixing device according to the present invention will be described.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the configuration of the fixing device according to the present invention.
As shown in FIG. 10, the fixing device 20 includes a rotating endless belt fixing member (fixing sleeve 21), a pressure member (pressure roller 31) in contact with the outer peripheral surface of the fixing member, and the fixing member. An abutting member (abutting member 26) that is disposed on the inner peripheral side of the sheet and abuts against the pressure member via the fixing member to form a nip portion, and heats a predetermined region in the circumferential direction of the fixing member. At a position corresponding to a heating mechanism (planar heating element 22, heating element support member 23) and a predetermined area (heating area) where the heating mechanism heats the fixing member on the outer peripheral side of the fixing member. A first overheat prevention device (first overheat prevention device 32) that stops power supply to the heating mechanism by a mechanical operation when it is detected in a non-contact manner that the fixing member has reached a predetermined temperature or more; And the heating mechanism portion on the outer peripheral side of the fixing member. When it is detected in a non-contact manner that the fixing member has reached a predetermined temperature or higher in a position corresponding to an area other than a predetermined area (heating area) for heating the member, power supply to the heating mechanism is stopped by a mechanical operation. A second excessive temperature rise prevention device (second excess temperature rise prevention device 33).

ここで、定着スリーブ21、面状発熱体22、発熱体支持部材23、端子台ステイ24、給電線25、当接部材26、回転支持部材27、コア保持部材28、断熱支持部材29、加圧ローラ31は、図1に示した定着装置50を構成するものと同じであり、第1過昇温防止装置32と第2過昇温防止装置33を備える点で定着装置50と異なる。なお、回転支持部材27や断熱支持部材29は省略してもよい。   Here, the fixing sleeve 21, the sheet heating element 22, the heating element support member 23, the terminal block stay 24, the power supply line 25, the contact member 26, the rotation support member 27, the core holding member 28, the heat insulation support member 29, and the pressurization The roller 31 is the same as that constituting the fixing device 50 shown in FIG. 1 and is different from the fixing device 50 in that it includes a first overheat prevention device 32 and a second overheat prevention device 33. The rotation support member 27 and the heat insulation support member 29 may be omitted.

以下、本発明の根幹を成す2つの過昇温防止装置32,33について説明する。
まず、第1過昇温防止装置32、第2過昇温防止装置33は、ともに定着スリーブ21に対して非接触に配置され、定着スリーブ21の加熱状態を検知するセンサであるとともに、電源(外部電源または蓄電装置)から面状発熱体22への給電に関する回路に組み込まれた回路部品であって、定着スリーブ21が所定温度以上となったことを検知すると加熱機構部である面状発熱体22への給電を機械的な動作で停止するものである。これにより、制御回路や制御ソフトを必要としないので、定着装置20において温度センサが壊れたり、加熱制御系の機構や制御ソフトに異常が発生してもその影響を受けることなく、面状発熱体22の異常発熱を防止することができる。
Hereinafter, the two excessive temperature rise prevention devices 32 and 33 forming the basis of the present invention will be described.
First, the first excessive temperature rise prevention device 32 and the second excessive temperature rise prevention device 33 are both arranged in a non-contact manner with respect to the fixing sleeve 21 and are sensors for detecting the heating state of the fixing sleeve 21 and a power source ( A circuit component incorporated in a circuit related to power feeding from the external power source or the power storage device) to the planar heating element 22, and when detecting that the fixing sleeve 21 has reached a predetermined temperature or more, the planar heating element that is a heating mechanism section The power supply to 22 is stopped by a mechanical operation. Thereby, since a control circuit and control software are not required, even if the temperature sensor is broken in the fixing device 20 or an abnormality occurs in the mechanism and control software of the heating control system, the sheet heating element is not affected. 22 abnormal heat generation can be prevented.

このような第1過昇温防止装置32、第2過昇温防止装置33は、サーモスタットであることが好ましく、とくにバイメタルや形状記憶合金による機械式検知方式のサーモスタットが好適である。この第1過昇温防止装置32、第2過昇温防止装置33は、検知対象(定着スリーブ21)から輻射熱を受けて該検知対象の加熱状態を検知する所定面積の面を有しており、定着スリーブ21が通紙時の温度(図11の実線)のときの輻射熱を受けたときには給電停止動作は起こさず、面状発熱体22が異常発熱して定着スリーブ21が異常に加熱される温度(図11の一点鎖線)の手前の温度の輻射熱を受けたときに給電停止動作を起こすようになっている(図11の点線(過昇温防止装置検知レベル))。また、第1過昇温防止装置32、第2過昇温防止装置33は、定着スリーブ21に対して非接触に配置されることから、定着スリーブ21との距離は重要であり、定着スリーブ21に近すぎるとわずかな温度上昇でも給電を停止させてしまうため不適であり、遠すぎると検知精度が悪くなり好ましくない。定着スリーブ21との好適な距離L1は例えば0.7mmである。   The first overheat prevention device 32 and the second overheat prevention device 33 are preferably thermostats, and in particular, a mechanical detection type thermostat using a bimetal or a shape memory alloy is suitable. The first excessive temperature rise prevention device 32 and the second excessive temperature rise prevention device 33 have a surface with a predetermined area that receives the radiant heat from the detection target (fixing sleeve 21) and detects the heating state of the detection target. When the fixing sleeve 21 receives radiant heat at the time of passing paper (solid line in FIG. 11), the power supply stop operation does not occur, and the sheet heating element 22 generates abnormal heat and the fixing sleeve 21 is abnormally heated. When receiving radiant heat at a temperature just before the temperature (the one-dot chain line in FIG. 11), the power supply stopping operation is caused (dotted line in FIG. 11 (overheat prevention device detection level)). Further, since the first excessive temperature rise prevention device 32 and the second excessive temperature rise prevention device 33 are arranged in a non-contact manner with respect to the fixing sleeve 21, the distance from the fixing sleeve 21 is important, and the fixing sleeve 21. If it is too close, it is unsuitable because the power supply is stopped even if the temperature rises slightly, and if it is too far, the detection accuracy is deteriorated. A suitable distance L1 from the fixing sleeve 21 is, for example, 0.7 mm.

第1過昇温防止装置32は、定着スリーブ21の周方向においてはその外周側であって面状発熱体22が定着スリーブ21を加熱する所定領域(加熱領域)に対応する位置に配置され、図10では、定着スリーブ21の下方に配置されている。
この第1過昇温防止装置32は、定着スリーブ21非回転時のときの面状発熱体22の異常発熱を防止するためのものである。なお、定着スリーブ21非回転時とは、定着装置20の装置立ち上げ時初期やつぎの印刷ジョブ待ちなどの待機時などのときである。
The first overheat prevention device 32 is disposed on the outer peripheral side of the fixing sleeve 21 in the circumferential direction and at a position corresponding to a predetermined region (heating region) in which the planar heating element 22 heats the fixing sleeve 21. In FIG. 10, it is disposed below the fixing sleeve 21.
The first excessive temperature rise prevention device 32 is for preventing abnormal heat generation of the sheet heating element 22 when the fixing sleeve 21 is not rotated. Note that the time when the fixing sleeve 21 is not rotated is an initial time when the fixing device 20 is started up or a standby time such as waiting for the next print job.

また、第1過昇温防止装置32は、定着スリーブ21の軸方向に複数配置されてなることが好ましい。例えば、図12に示すように、定着スリーブ21の軸方向中央部に第1過昇温防止装置32aを配置し、軸方向端部に第1過昇温防止装置32bを配置する。これは、定着スリーブ21の軸方向で複数の温度センサを用いて発熱制御を行う際に有効である。   Further, it is preferable that a plurality of the first excessive temperature rise prevention devices 32 are arranged in the axial direction of the fixing sleeve 21. For example, as shown in FIG. 12, the first overheat prevention device 32a is disposed at the axial center of the fixing sleeve 21, and the first overheat prevention device 32b is disposed at the axial end. This is effective when heat generation control is performed using a plurality of temperature sensors in the axial direction of the fixing sleeve 21.

またこれらは、加熱機構部である面状発熱体22の軸方向における加熱分布(発熱制御領域)に対応して定着スリーブ21の軸方向に配置されるものである。すなわち、複数の第1過昇温防止装置32は、発熱シート22sにおいてその主面上で軸方向の任意に区画された複数の領域それぞれに独立して発熱可能に形成された抵抗発熱層22bに対応して配置されており、例えば、図4〜図7に示した発熱シート22sを用いる場合に、抵抗発熱層22b1に対応して第1過昇温防止装置32aが配置され、抵抗発熱層22b2に対応して第1過昇温防止装置32bが配置されている。   These are arranged in the axial direction of the fixing sleeve 21 corresponding to the heating distribution (heat generation control region) in the axial direction of the planar heating element 22 which is a heating mechanism portion. That is, the plurality of first overheat prevention devices 32 are formed on the resistance heating layer 22b formed on the main surface of the heat generating sheet 22s so as to be able to generate heat independently in each of a plurality of regions divided arbitrarily in the axial direction. For example, when the heating sheet 22s shown in FIGS. 4 to 7 is used, the first overheat prevention device 32a is arranged corresponding to the resistance heating layer 22b1, and the resistance heating layer 22b2. Corresponding to the first overheat prevention device 32b is arranged.

またこのとき、複数の第1過昇温防止装置32は、定着スリーブ21の軸方向において端部から中央部に向かうほどセンサ面を定着スリーブ21から離間して配置するとよい。これは、定着スリーブ21が非回転の状態で面状発熱体22の発熱制御を行って装置立ち上げを行う際に形状変化する定着スリーブ21に接触せず過昇温を精度良く検知できる好適な間隔に配置されるようにするためである。すなわち、図12に示すように、面状発熱体22が配置されている領域(図中下方側の領域)において、定着スリーブ21が非回転の状態で面状発熱体22の発熱制御を行って装置立ち上げを行うと、定着スリーブ21の周方向のうち面状発熱体22が接触している領域(加熱領域)のみで定着スリーブ21の内部部材(回転支持部材27及び発熱体支持部材23)が加熱されて局所的な熱膨張が起こり、軸方向で前記内部部材の熱変形量が異なることから、前記内部部材に押されて面状発熱体22及び定着スリーブ21は軸方向中央部で最も外側に飛び出した凸となり、端部ではほとんど変形しないような状態(図12における熱膨張時のライン)となり、この状態の定着スリーブ21の外周面に対して第1過昇温防止装置32a,32bを昇温検知に好適な間隔で配置している。なお、面状発熱体22が配置されている領域(図中下方側の領域)において装置立ち上げ前の冷間時などの面状発熱体22の発熱制御を行う前(すなわち回転支持部材27及び発熱体支持部材23が熱膨張する前)では、該発熱体支持部材23の外周面が軸方向に平坦であるため、面状発熱体22及び定着スリーブ21も軸方向に平坦な状態にある(図12における熱膨張前のライン)。熱膨張時に定着スリーブ21は熱膨張前に比べて例えば軸方向中央部で0.6mm、端部で0.1mm程度出張ってくることから、第1過昇温防止装置32a,32bの具体的な配置例としては、熱膨張前の定着スリーブ21に対して、軸方向中央部で1.3mm、端部で0.8mmだけ離間させるとよい。   At this time, the plurality of first overheat prevention devices 32 may be arranged such that the sensor surfaces are separated from the fixing sleeve 21 in the axial direction of the fixing sleeve 21 from the end to the center. This is suitable for accurately detecting an excessive temperature rise without contacting the fixing sleeve 21 whose shape changes when the apparatus is started up by performing heat generation control of the sheet heating element 22 with the fixing sleeve 21 being non-rotating. This is to arrange them at intervals. That is, as shown in FIG. 12, in the area where the planar heating element 22 is disposed (the lower area in the figure), the heating control of the planar heating element 22 is performed while the fixing sleeve 21 is not rotated. When the apparatus is started up, the internal members of the fixing sleeve 21 (the rotation support member 27 and the heating element support member 23) are only in the area (heating area) in the circumferential direction of the fixing sleeve 21 where the planar heating element 22 is in contact. Is heated, and the local thermal expansion occurs, and the amount of thermal deformation of the internal member differs in the axial direction. Therefore, the planar heating element 22 and the fixing sleeve 21 are pushed most by the internal member at the central portion in the axial direction. The protrusions protrude outward and are hardly deformed at the end (the line during thermal expansion in FIG. 12), and the first overheat prevention devices 32a and 32b with respect to the outer peripheral surface of the fixing sleeve 21 in this state. They are arranged at suitable intervals to raise the temperature detection. Note that in the region where the planar heating element 22 is arranged (the lower region in the figure) before the heating control of the planar heating element 22 such as when the apparatus is cold before starting the apparatus (that is, the rotation support member 27 and Before the heating element support member 23 is thermally expanded), since the outer peripheral surface of the heating element support member 23 is flat in the axial direction, the planar heating element 22 and the fixing sleeve 21 are also flat in the axial direction ( Line before thermal expansion in FIG. 12). Since the fixing sleeve 21 travels about 0.6 mm at the center in the axial direction and about 0.1 mm at the end compared to before the thermal expansion at the time of thermal expansion, the specifics of the first overheat prevention devices 32a and 32b are specific. As an arrangement example, the fixing sleeve 21 before thermal expansion may be separated by 1.3 mm at the central portion in the axial direction and 0.8 mm at the end portion.

なお、本発明は、定着装置20において、回転支持部材27や発熱体支持部材23が軸方向両端部で定着装置20のフレーム(側板20f)に固定されていない状態、固定されている状態のいずれの状態の場合にも適用可能である。すなわち、いずれの状態の場合にも、定着スリーブ21が非回転の状態で面状発熱体22の発熱制御を行って装置立ち上げを行うときなどには、その加熱領域において、回転支持部材27や発熱体支持部材23の局所的な熱膨張が起こり、面状発熱体22及び定着スリーブ21は軸方向中央部で最も外側に飛び出して凸となるような変形が発生するためである。ただし、回転支持部材27や発熱体支持部材23が軸方向両端部で定着装置20のフレーム(側板20f)に固定されている場合の方が面状発熱体22及び定着スリーブ21が軸方向中央部で凸となる変形がより顕著であるため、本発明はより有効である。   In the fixing device 20, the rotation support member 27 and the heating element support member 23 are not fixed to the frame (side plate 20 f) of the fixing device 20 at both ends in the axial direction. This is also applicable in the case of this state. That is, in any state, when the apparatus is started up by performing heat generation control of the sheet heating element 22 while the fixing sleeve 21 is not rotated, the rotation support member 27 or This is because local heat expansion of the heat generating member support member 23 occurs, and the planar heat generating member 22 and the fixing sleeve 21 are deformed so as to protrude to the outermost side in the axial central portion and become convex. However, when the rotation support member 27 and the heating element support member 23 are fixed to the frame (side plate 20f) of the fixing device 20 at both axial ends, the planar heating element 22 and the fixing sleeve 21 are axially central. The present invention is more effective because the convex deformation is more conspicuous.

また、熱膨張時の定着スリーブ21の外周面は、図13に示すように、軸方向端部になるほど傾斜している傾向があるため、複数の第1過昇温防止装置32は、定着スリーブ21の軸方向において中央部から端部に向かうほど該定着スリーブ21に対向するセンサ面を軸方向に対して傾けて配置されることが好ましい。図13では、軸方向中央部の第1過昇温防止装置32aのセンサ面は軸方向(例えば定着スリーブ21の回転中心軸)に対して平行に配置され、軸方向端部の第1過昇温防止装置32bのセンサ面は軸方向に対して熱膨張時の定着スリーブ21の外周面と平行となるように傾斜させて配置されている。これにより、それぞれの第1過昇温防止装置32a,32bは定着スリーブ21の過昇温を精度良く検知することが可能となる。   Further, since the outer peripheral surface of the fixing sleeve 21 at the time of thermal expansion tends to be inclined toward the end in the axial direction as shown in FIG. 13, the plurality of first overheat prevention devices 32 include the fixing sleeve. In the axial direction of 21, it is preferable that the sensor surface facing the fixing sleeve 21 is inclined with respect to the axial direction from the center to the end. In FIG. 13, the sensor surface of the first excessive temperature rise prevention device 32 a at the axial center is arranged in parallel to the axial direction (for example, the rotation center axis of the fixing sleeve 21), and the first excessive temperature at the axial end portion. The sensor surface of the temperature preventing device 32b is disposed so as to be inclined with respect to the axial direction so as to be parallel to the outer peripheral surface of the fixing sleeve 21 during thermal expansion. Accordingly, each of the first excessive temperature rise prevention devices 32a and 32b can accurately detect the excessive temperature increase of the fixing sleeve 21.

また、第2過昇温防止装置33は、定着スリーブ21の周方向においてはその外周側であって面状発熱体22が定着スリーブ21を加熱する所定領域(加熱領域)以外の領域に対応する位置に配置される(図10)。この第2過昇温防止装置33は、定着スリーブ21回転時のときの面状発熱体22の異常発熱を防止するためのものである。なお、定着スリーブ21回転時とは、定着装置20の装置立ち上げ時後半や通紙時などのときである。   The second excessive temperature rise prevention device 33 corresponds to a region other than a predetermined region (heating region) where the sheet heating element 22 heats the fixing sleeve 21 on the outer peripheral side in the circumferential direction of the fixing sleeve 21. Placed in position (FIG. 10). The second excessive temperature rise prevention device 33 is for preventing abnormal heat generation of the sheet heating element 22 when the fixing sleeve 21 rotates. Note that the time when the fixing sleeve 21 rotates is when the fixing device 20 is started up in the latter half or when a sheet is passed.

定着スリーブ21回転時には定着スリーブ21を回転させながら面状発熱体22の発熱制御を行うことから、定着スリーブ21の回転により面状発熱体22の熱が定着スリーブ21全周にならされるため、前記内部部材は軸方向で均等に熱膨張するようになり中央部と端部との間に外側に飛び出す変形量の差はなくなる。そのため、この時の第1過昇温防止装置32(特に第1過昇温防止装置32a)は定着スリーブ21の外周面から過昇温を精度良く検知する距離よりも離れてしまうため、定着スリーブ21の過昇温を精度良く検知することができない。そこで、第2過昇温防止装置33を軸方向で均等に熱膨張した後の定着スリーブ21の外周面に対して過昇温を精度良く検知する距離だけ離間して配置し、これにより定着スリーブ21回転時の定着スリーブ21の過昇温、すなわち面状発熱体22の異常発熱を防止することが可能となる。   Since the heat generation control of the sheet heating element 22 is performed while rotating the fixing sleeve 21 when the fixing sleeve 21 rotates, the heat of the sheet heating element 22 is made uniform around the entire circumference of the fixing sleeve 21 by the rotation of the fixing sleeve 21. The inner member expands evenly in the axial direction, and there is no difference in the amount of deformation that protrudes outward between the central portion and the end portion. For this reason, the first overheat prevention device 32 (particularly, the first overheat prevention device 32a) at this time is separated from the outer peripheral surface of the fixing sleeve 21 by a distance that accurately detects overheat rise. The excessive temperature rise of 21 cannot be detected with high accuracy. Therefore, the second excessive temperature rise prevention device 33 is arranged at a distance that accurately detects the excessive temperature rise from the outer peripheral surface of the fixing sleeve 21 that has been thermally expanded uniformly in the axial direction. It is possible to prevent overheating of the fixing sleeve 21 during 21 rotations, that is, abnormal heat generation of the planar heating element 22.

またこのとき、第2過昇温防止装置33は、図10に示すように、定着スリーブ21の外周側であって重力加速度方向とは反対方向側に配置されることが好適である。これにより、熱気が上昇して雰囲気温度が上がり易い領域に第2過昇温防止装置33が配置されることになり、定着スリーブ21の過昇温をより精度良く検知することが可能となる。なお、気流制御などにより、定着スリーブ21の外周側であって重力加速度方向とは反対方向側の以外の箇所で最も温度が高くなるような構成であれば、その位置に第2過昇温防止装置33を配置するとよい。   At this time, it is preferable that the second excessive temperature rise prevention device 33 is disposed on the outer peripheral side of the fixing sleeve 21 and on the opposite side to the direction of gravity acceleration as shown in FIG. As a result, the second excessive temperature rise prevention device 33 is arranged in a region where the hot air rises and the ambient temperature easily rises, and it is possible to detect the excessive temperature rise of the fixing sleeve 21 with higher accuracy. If the configuration is such that the temperature is highest at the outer peripheral side of the fixing sleeve 21 other than the direction opposite to the gravitational acceleration direction by airflow control or the like, the second excessive temperature rise prevention is provided at that position. The device 33 may be arranged.

また、第2過昇温防止装置33は、定着スリーブ21の軸方向に複数配置されてなることが好ましい。例えば、図12に示すように、定着スリーブ21の軸方向中央部に第2過昇温防止装置33aを配置し、軸方向端部に第2過昇温防止装置32cを配置し、それらの中間位置に第2過昇温防止装置33bを配置する。これは、定着スリーブ21の軸方向で複数の温度センサを用いて発熱制御を行う際に有効である。   Further, it is preferable that a plurality of second excessive temperature rise prevention devices 33 are arranged in the axial direction of the fixing sleeve 21. For example, as shown in FIG. 12, the second overheat prevention device 33a is arranged at the axial center of the fixing sleeve 21, the second overheat prevention device 32c is arranged at the axial end, and the middle of them. The second overheat prevention device 33b is disposed at the position. This is effective when heat generation control is performed using a plurality of temperature sensors in the axial direction of the fixing sleeve 21.

またこれらは、第1過昇温防止装置32の場合と同様に、加熱機構部である面状発熱体22の軸方向における加熱分布(発熱制御領域)に対応して定着スリーブ21の軸方向に配置されるものである。例えば、第2過昇温防止装置33a,33cはこの考え方に基づく。   In addition, as in the case of the first excessive temperature rise prevention device 32, they correspond to the axial distribution of the fixing sleeve 21 corresponding to the heating distribution (heat generation control region) in the axial direction of the planar heating element 22 that is the heating mechanism. Is to be placed. For example, the second excessive temperature rise prevention devices 33a and 33c are based on this concept.

またさらに、複数の第2過昇温防止装置33は、通紙される記録媒体Pのサイズに対応して定着スリーブ21の軸方向の所定位置に配置されることが好適である。ニップ部において定着スリーブ21では通紙される記録媒体Pが接触する領域では該記録媒体Pにより熱が奪われるが、記録媒体Pよりも軸方向外側では熱が奪われないために、過昇温となりやすい。そこで、定着スリーブ21において通紙されるサイズの記録媒体Pの軸方向(幅方向)端部よりも軸方向外側の位置に第2過昇温防止装置33を配置し、これにより定着スリーブ21の過昇温、引いては面状発熱体22の異常発熱を精度良く防止することができる。例えば、第2過昇温防止装置33bはこの考え方に基づく。   Furthermore, it is preferable that the plurality of second excessive temperature rise prevention devices 33 are arranged at predetermined positions in the axial direction of the fixing sleeve 21 corresponding to the size of the recording medium P to be passed. In the nip portion, heat is taken away by the recording medium P in the area where the recording medium P to be passed through the fixing sleeve 21 contacts, but heat is not taken away outside the recording medium P in the axial direction. It is easy to become. Therefore, the second excessive temperature rise prevention device 33 is disposed at a position outside the axial direction (width direction) end of the recording medium P having a size to be passed through the fixing sleeve 21, thereby It is possible to accurately prevent excessive temperature rise and, in turn, abnormal heat generation of the planar heating element 22. For example, the second excessive temperature rise prevention device 33b is based on this concept.

このように構成された定着装置20は、次のように動作する。
まず、画像形成装置が出力信号を受けると(例えばユーザの操作パネルの操作あるいはパソコンからの通信などにより画像形成装置に印刷要求があると)、定着装置20において、加圧ローラ31が定着スリーブ21を介して当接部材26に押圧され、ニップ部を形成する。
ついで、不図示の駆動装置によって、加圧ローラ31が図10の時計回り方向に回転駆動されると、定着スリーブ21も連れ回りして時計方向に回転する。このとき、面状発熱体22の発熱シート22sは定着スリーブ21の内周面に対して摺動する状態となる。
そして、それと同期して外部電源または内部の蓄電装置から面状発熱体22に電力が供給され、発熱シート22sが発熱する。このとき、通紙予定の記録媒体Pの幅に対応した所定の幅で発熱シート22sは発熱し、定着スリーブ21は発熱シート22sからその幅に対応する領域で効率的に熱が伝達され、急速に加熱される。ここで、ニップ部上流側であって、定着スリーブ21に対して接触又は非接触に配置された温度センサ(不図示)で検知される温度により、ニップ部が所定の温度となるように、面状発熱体22による加熱制御が行われており、定着に必要な温度まで昇温される。なおこのときに、温度センサが壊れたり、加熱制御系の機構や制御ソフトに異常が発生したりして加熱制御が暴走状態となったときでも、第1過昇温防止装置32により面状発熱体22(発熱シート22s)への給電が停止され、その異常発熱が適切に防止される。
駆動装置の動作と面状発熱体22による加熱は同時刻に同時に開始する必要はなく、適宜時間差を設けて開始しても良い。
The fixing device 20 configured as described above operates as follows.
First, when the image forming apparatus receives an output signal (for example, when there is a print request to the image forming apparatus by operation of a user's operation panel or communication from a personal computer), in the fixing device 20, the pressure roller 31 is moved to the fixing sleeve 21. Is pressed by the contact member 26 to form a nip portion.
Next, when the pressure roller 31 is driven to rotate in the clockwise direction in FIG. 10 by a driving device (not shown), the fixing sleeve 21 is also rotated in the clockwise direction. At this time, the heating sheet 22 s of the sheet heating element 22 is in a state of sliding with respect to the inner peripheral surface of the fixing sleeve 21.
In synchronism with this, power is supplied to the sheet heating element 22 from the external power source or the internal power storage device, and the heating sheet 22s generates heat. At this time, the heat generating sheet 22s generates heat with a predetermined width corresponding to the width of the recording medium P to be passed, and the fixing sleeve 21 efficiently transfers heat from the heat generating sheet 22s in an area corresponding to the width. To be heated. Here, the surface on the upstream side of the nip portion so that the nip portion has a predetermined temperature by a temperature detected by a temperature sensor (not shown) arranged in contact with or non-contact with the fixing sleeve 21. Heating control is performed by the heating element 22 and the temperature is raised to a temperature necessary for fixing. At this time, even if the temperature control is broken or the heating control system mechanism or control software becomes abnormal and the heating control becomes in a runaway state, the first overheat prevention device 32 causes the surface heat generation. The power supply to the body 22 (heat generating sheet 22s) is stopped, and the abnormal heat generation is appropriately prevented.
The operation of the driving device and the heating by the sheet heating element 22 do not need to be started at the same time, but may be started with an appropriate time difference.

ついで、定着スリーブ21は定着に必要な温度まで昇温された後、保持され、記録媒体Pの通紙が開始される。このときに、温度センサが壊れたり、加熱制御系の機構や制御ソフトに異常が発生したりして加熱制御が暴走状態となったときでも、第2過昇温防止装置33により面状発熱体22(発熱シート22s)への給電が停止され、その異常発熱が適切に防止される。   Next, the fixing sleeve 21 is heated to a temperature necessary for fixing and then held, and the recording medium P starts to pass. At this time, even when the temperature sensor is broken or the heating control system mechanism or control software is abnormal and the heating control is in a runaway state, the second overheat prevention device 33 causes the planar heating element. The power supply to 22 (heat generation sheet 22s) is stopped, and the abnormal heat generation is appropriately prevented.

このように、本発明の定着装置では、定着スリーブ21及び面状発熱体22の熱容量が小さいため、省エネを図りつつウォームアップ時間やファーストプリント時間を短くすることができる。また、面状発熱体22における発熱シート22sは樹脂ベースのシートであるため、加圧ローラ31の回転、振動に起因する応力が発熱シート22sに繰り返し作用して、発熱シート22sの屈曲が繰り返し行われても疲労破壊することがなく、長時間の運転が可能である。またさらに、定着スリーブ21は、通紙予定の記録媒体Pの幅に対応した領域のみが加熱される。また、定着スリーブ21の非回転時、回転時のどちらにおいても、加熱制御が利かなくなったときの異常加熱を防止することができる。   As described above, in the fixing device of the present invention, the heat capacity of the fixing sleeve 21 and the sheet heating element 22 is small, so that it is possible to shorten the warm-up time and the first print time while saving energy. Further, since the heat generating sheet 22s in the sheet heating element 22 is a resin-based sheet, the stress caused by the rotation and vibration of the pressure roller 31 repeatedly acts on the heat generating sheet 22s, and the heat generating sheet 22s is repeatedly bent. Even if it breaks, it will not be damaged by fatigue and can be operated for a long time. Furthermore, the fixing sleeve 21 is heated only in the area corresponding to the width of the recording medium P scheduled to be passed. In addition, abnormal heating when the heating control is lost can be prevented both when the fixing sleeve 21 is not rotated and when the fixing sleeve 21 is rotated.

また、画像形成装置への出力信号がない場合、通常は消費電力を抑えるために加圧ローラ31及び定着スリーブ21は非回転で、面状発熱体22は通電を停止されているが、すぐに再出力を開始したい(復帰させたい)場合は、加圧ローラ31及び定着スリーブ21が非回転の状態でも面状発熱体22に通電しておくことが可能である。この場合は、面状発熱体22に定着スリーブ21全体を保温させておく程度の通電を行う。   When there is no output signal to the image forming apparatus, the pressure roller 31 and the fixing sleeve 21 are normally not rotated and the sheet heating element 22 is not energized in order to reduce power consumption. When re-outputting is to be started (returned), the sheet heating element 22 can be energized even when the pressure roller 31 and the fixing sleeve 21 are not rotated. In this case, the sheet heating element 22 is energized to keep the entire fixing sleeve 21 warm.

つぎに、本発明に係る画像形成装置について説明する。
図14は、本発明に係る画像形成装置の構成を示す全体構成図である。
図14に示すように、画像形成装置1は、タンデム型カラープリンタである。画像形成装置本体1の上方にあるボトル収容部101には、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した4つのトナーボトル102Y、102M、102C、102Kが着脱自在(交換自在)に設置されている。
ボトル収容部101の下方には中間転写ユニット85が配設されている。その中間転写ユニット85の中間転写ベルト78に対向するように、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した作像部4Y、4M、4C、4Kが並設されている。
Next, the image forming apparatus according to the present invention will be described.
FIG. 14 is an overall configuration diagram showing the configuration of the image forming apparatus according to the present invention.
As shown in FIG. 14, the image forming apparatus 1 is a tandem type color printer. Four bottles 102Y, 102M, 102C, and 102K corresponding to the respective colors (yellow, magenta, cyan, and black) are detachably (replaceable) installed in the bottle housing portion 101 above the image forming apparatus main body 1. ing.
An intermediate transfer unit 85 is disposed below the bottle housing portion 101. Image forming units 4Y, 4M, 4C, and 4K corresponding to the respective colors (yellow, magenta, cyan, and black) are arranged in parallel so as to face the intermediate transfer belt 78 of the intermediate transfer unit 85.

各作像部4Y、4M、4C、4Kには、それぞれ、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kが配設されている。また、各感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの周囲には、それぞれ、帯電部75、現像部76、クリーニング部77、除電部(不図示である。)等が配設されている。そして、各感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上で、作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程)がおこなわれて、各感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上に各色の画像が形成されることになる。   Photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K are disposed in the image forming units 4Y, 4M, 4C, and 4K, respectively. Further, around each of the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K, a charging unit 75, a developing unit 76, a cleaning unit 77, a charge eliminating unit (not shown), and the like are disposed. Then, an image forming process (charging process, exposure process, development process, transfer process, cleaning process) is performed on each of the photoconductive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K. An image of each color is formed on 5K.

感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kは、不図示の駆動モータによって図14中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部75の位置で、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面が一様に帯電される(帯電工程である。)。
その後、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、露光部3から発せられたレーザ光Lの照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される(露光工程である。)。
The photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K are rotationally driven in a clockwise direction in FIG. 14 by a drive motor (not shown). Then, the surfaces of the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K are uniformly charged at the position of the charging unit 75 (a charging process).
Thereafter, the surfaces of the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K reach the irradiation position of the laser light L emitted from the exposure unit 3, and electrostatic latent images corresponding to the respective colors are formed by exposure scanning at this position. (It is an exposure process.)

その後、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、現像装置76との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される(現像工程である。)。
その後、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、中間転写ベルト78及び第1転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79Kとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上のトナー像が中間転写ベルト78上に転写される(1次転写工程である。)。このとき、感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
Thereafter, the surfaces of the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K reach a position facing the developing device 76, and the electrostatic latent image is developed at this position to form toner images of each color (developing process). .)
Thereafter, the surfaces of the photoconductive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K reach the positions facing the intermediate transfer belt 78 and the first transfer bias rollers 79Y, 79M, 79C, and 79K, and at these positions, the photoconductive drums 5Y, 5M. The toner images on 5C and 5K are transferred onto the intermediate transfer belt 78 (this is a primary transfer process). At this time, a small amount of untransferred toner remains on the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K.

その後、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、クリーニング部77との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上に残存した未転写トナーがクリーニング部77のクリーニングブレードによって機械的に回収される(クリーニング工程である。)。
最後に、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
Thereafter, the surfaces of the photoconductive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K reach a position facing the cleaning unit 77, and untransferred toner remaining on the photoconductive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K is removed at this position. 77 is mechanically collected by a cleaning blade (cleaning process).
Finally, the surfaces of the photoconductive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K reach a position facing a neutralization unit (not shown), and the residual potential on the photoconductive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K is removed at this position. The
Thus, a series of image forming processes performed on the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K is completed.

その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト78上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト78上にカラー画像が形成される。
ここで、中間転写ユニット85は、中間転写ベルト78、4つの1次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79K、2次転写バックアップローラ82、クリーニングバックアップローラ83、テンションローラ84、中間転写クリーニング部80、等で構成される。中間転写ベルト78は、3つのローラ82〜84によって張架・支持されるとともに、1つのローラ82の回転駆動によって図14中の矢印方向に無端移動される。
Thereafter, the toner images of the respective colors formed on the respective photosensitive drums through the developing process are transferred onto the intermediate transfer belt 78 in an overlapping manner. In this way, a color image is formed on the intermediate transfer belt 78.
Here, the intermediate transfer unit 85 includes an intermediate transfer belt 78, four primary transfer bias rollers 79Y, 79M, 79C, and 79K, a secondary transfer backup roller 82, a cleaning backup roller 83, a tension roller 84, and an intermediate transfer cleaning unit 80. , Etc. The intermediate transfer belt 78 is stretched and supported by three rollers 82 to 84 and is endlessly moved in the direction of the arrow in FIG.

4つの1次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79Kは、それぞれ、中間転写ベルト78を感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kとの間に挟み込んで1次転写ニップを形成している。そして、1次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79Kに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
そして、中間転写ベルト78は、矢印方向に走行して、各1次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79Kの1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上の各色のトナー像が、中間転写ベルト78上に重ねて1次転写される。
The four primary transfer bias rollers 79Y, 79M, 79C, and 79K sandwich the intermediate transfer belt 78 with the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K, respectively, thereby forming primary transfer nips. Then, a transfer bias reverse to the polarity of the toner is applied to the primary transfer bias rollers 79Y, 79M, 79C, and 79K.
The intermediate transfer belt 78 travels in the direction of the arrow and sequentially passes through the primary transfer nips of the primary transfer bias rollers 79Y, 79M, 79C, and 79K. In this way, the toner images of the respective colors on the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K are primarily transferred while being superimposed on the intermediate transfer belt 78.

その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト78は、2次転写ローラ89との対向位置に達する。この位置では、2次転写バックアップローラ82が、2次転写ローラ89との間に中間転写ベルト78を挟み込んで2次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト78上に形成された4色のトナー像は、この2次転写ニップの位置に搬送された記録媒体P上に転写される。このとき、中間転写ベルト78には、記録媒体Pに転写されなかった未転写トナーが残存する。
その後、中間転写ベルト78は、中間転写クリーニング部80の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト78上の未転写トナーが回収される。
こうして、中間転写ベルト78上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
Thereafter, the intermediate transfer belt 78 onto which the toner images of the respective colors are transferred in an overlapping manner reaches a position facing the secondary transfer roller 89. At this position, the secondary transfer backup roller 82 sandwiches the intermediate transfer belt 78 between the secondary transfer roller 89 and forms a secondary transfer nip. The four color toner images formed on the intermediate transfer belt 78 are transferred onto the recording medium P conveyed to the position of the secondary transfer nip. At this time, untransferred toner that has not been transferred to the recording medium P remains on the intermediate transfer belt 78.
Thereafter, the intermediate transfer belt 78 reaches the position of the intermediate transfer cleaning unit 80. At this position, the untransferred toner on the intermediate transfer belt 78 is collected.
Thus, a series of transfer processes performed on the intermediate transfer belt 78 is completed.

ここで、2次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Pは、装置本体1の下方に配設された給紙部12から、給紙ローラ97やレジストローラ対98等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部12には、転写紙等の記録媒体Pが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ97が図14中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Pがレジストローラ対98のローラ間に向けて給送される。
Here, the recording medium P transported to the position of the secondary transfer nip is transported from the paper feeding unit 12 disposed below the apparatus main body 1 via the paper feeding roller 97 and the registration roller pair 98. It is a thing.
Specifically, a plurality of recording media P such as transfer paper are stored in the paper supply unit 12 in an overlapping manner. When the paper feed roller 97 is driven to rotate counterclockwise in FIG. 14, the uppermost recording medium P is fed between the rollers of the registration roller pair 98.

レジストローラ対98に搬送された記録媒体Pは、回転駆動を停止したレジストローラ対98のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト78上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対98が回転駆動されて、記録媒体Pが2次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体P上に、所望のカラー画像が転写される。   The recording medium P conveyed to the registration roller pair 98 is temporarily stopped at the position of the roller nip of the registration roller pair 98 that has stopped rotating. Then, the registration roller pair 98 is rotationally driven in synchronization with the color image on the intermediate transfer belt 78, and the recording medium P is conveyed toward the secondary transfer nip. In this way, a desired color image is transferred onto the recording medium P.

その後、2次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Pは、定着装置20の位置に搬送される。そして、この位置で、定着スリーブ21及び加圧ローラ31による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体P上に定着される。
その後、記録媒体Pは、排紙ローラ対99のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対99によって装置外に排出された被転写Pは、出力画像として、スタック部100上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
Thereafter, the recording medium P on which the color image is transferred at the position of the secondary transfer nip is conveyed to the position of the fixing device 20. At this position, the color image transferred to the surface is fixed on the recording medium P by heat and pressure generated by the fixing sleeve 21 and the pressure roller 31.
Thereafter, the recording medium P is discharged out of the apparatus through a pair of paper discharge rollers 99. The transferred P discharged from the apparatus by the discharge roller pair 99 is sequentially stacked on the stack unit 100 as an output image.
Thus, a series of image forming processes in the image forming apparatus is completed.

以上説明したように、本発明の画像形成装置において、前述した定着装置20を備えているので、定着スリーブ21の非回転時、回転時のどちらにおいても、加熱制御が利かなくなったときの異常加熱を防止することができ、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短く、適切な画像形成を行うことができる。   As described above, since the image forming apparatus of the present invention includes the fixing device 20 described above, an abnormality occurs when the heating control is not effective when the fixing sleeve 21 is not rotated or rotated. Heating can be prevented, warm-up time and first print time are short, and appropriate image formation can be performed.

なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。   Although the present invention has been described with the embodiments shown in the drawings, the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings, and other embodiments, additions, modifications, deletions, etc. Can be changed within the range that can be conceived, and any embodiment is included in the scope of the present invention as long as the effects and advantages of the present invention are exhibited.

例えば、図10では、面状発熱体22及び発熱体支持部材23が加熱機構部として定着スリーブ21に直接当接して加熱する構成のものを示したが、これに限定されるものではなく、加熱機構部は、定着スリーブ21の内周側に配置され、定着スリーブ21と当接して該定着スリーブ21を加熱するパイプ形状の加熱部材と、該加熱部材の所定領域を加熱する加熱手段と、からなるものとしてもよい。すなわち、加熱手段が加熱部材の所定領域を局所的に加熱し、該加熱部材における加熱領域が定着スリーブ21に接触して該定着スリーブ21を加熱する構成である。   For example, in FIG. 10, the planar heating element 22 and the heating element support member 23 are configured to heat by directly contacting the fixing sleeve 21 as a heating mechanism, but the present invention is not limited to this. The mechanism portion is disposed on the inner peripheral side of the fixing sleeve 21, and includes a pipe-shaped heating member that contacts the fixing sleeve 21 and heats the fixing sleeve 21, and a heating unit that heats a predetermined region of the heating member. It may be. In other words, the heating unit locally heats a predetermined region of the heating member, and the heating region of the heating member contacts the fixing sleeve 21 to heat the fixing sleeve 21.

また、前記加熱手段は、面状発熱体、ハロゲンヒータ、電磁誘導加熱機構部のいずれかであることが好ましい。図15に、加熱手段がハロゲンヒータである場合の定着装置の構成を示す。   The heating means is preferably any of a planar heating element, a halogen heater, and an electromagnetic induction heating mechanism. FIG. 15 shows the configuration of the fixing device when the heating means is a halogen heater.

図15に示すように、定着装置20は、回転する無端状ベルトの定着スリーブ21と、定着スリーブ21の外周面と当接する加圧ローラ31と、定着スリーブ21の内周側に配置され、該定着スリーブ21を介して加圧ローラ31と当接してニップ部を形成する当接部材26と、定着スリーブ21の内周側に配置され、定着スリーブ21と当接して該定着スリーブ21を加熱するパイプ形状の加熱部材27Aと、該加熱部材27Aの所定領域を加熱するハロゲンヒータ22hと、からなり、定着スリーブ21の周方向の所定領域を加熱する加熱機構部と、定着スリーブ21の外周側であって前記加熱機構部が定着スリーブ21を加熱する所定領域(加熱領域)に対応する位置で、定着スリーブ21が所定温度以上となったことを非接触で検知すると前記加熱機構部への給電を機械的な動作で停止する第1過昇温防止装置32と、定着スリーブ21の外周側であって前記加熱機構部が定着スリーブ21を加熱する所定領域(加熱領域)以外の領域に対応する位置で、定着スリーブ21が所定温度以上となったことを非接触で検知すると前記加熱機構部への給電を機械的な動作で停止する第2過昇温防止装置33と、を備える。また、当接部材26はその背面から補強部材28Aで支持され、補強部材28Aはハロゲンヒータ22hによる加熱部材27Aの加熱領域を規定する。   As shown in FIG. 15, the fixing device 20 is disposed on a fixing sleeve 21 of a rotating endless belt, a pressure roller 31 in contact with an outer peripheral surface of the fixing sleeve 21, and an inner peripheral side of the fixing sleeve 21. An abutting member 26 that abuts against the pressure roller 31 through the fixing sleeve 21 to form a nip portion, and is disposed on the inner peripheral side of the fixing sleeve 21, and abuts on the fixing sleeve 21 to heat the fixing sleeve 21. A heating mechanism portion that includes a pipe-shaped heating member 27A and a halogen heater 22h that heats a predetermined area of the heating member 27A, and that heats a predetermined area in the circumferential direction of the fixing sleeve 21; Then, in a position corresponding to a predetermined region (heating region) in which the heating mechanism heats the fixing sleeve 21, it is detected in a non-contact manner that the fixing sleeve 21 has exceeded a predetermined temperature. Then, the first excessive temperature rise prevention device 32 that stops the power supply to the heating mechanism part by a mechanical operation, and a predetermined region (on the outer peripheral side of the fixing sleeve 21 where the heating mechanism part heats the fixing sleeve 21). Second overheating prevention in which the power supply to the heating mechanism is stopped by a mechanical operation when it is detected in a non-contact manner that the fixing sleeve 21 has reached a predetermined temperature or higher at a position corresponding to a region other than the heating region). And a device 33. Further, the contact member 26 is supported from the back by a reinforcing member 28A, and the reinforcing member 28A defines a heating region of the heating member 27A by the halogen heater 22h.

ここで、加熱機構部以外は、図10で示した定着装置20を構成するものと同じである。したがって、この定着装置20においても、第1過昇温防止装置32及び第2過昇温防止装置33により、定着スリーブ21の非回転時、回転時のどちらにおいても、加熱制御が利かなくなったときの異常加熱を防止することが可能となる。   Here, the components other than the heating mechanism are the same as those constituting the fixing device 20 shown in FIG. Therefore, in the fixing device 20 as well, the first excessive temperature rise prevention device 32 and the second excessive temperature rise prevention device 33 make it impossible to control the heating when the fixing sleeve 21 is not rotating or rotating. It becomes possible to prevent abnormal heating at the time.

1 画像形成装置
3 露光部
4Y、4M、4C、4K 作像部
5Y、5M、5C、5K 感光体ドラム
12 給紙部
20,50 定着装置
20f 側板(フレーム)
21 定着スリーブ
22 面状発熱体
22a 基層
22b,22b1,22b2 抵抗発熱層
22c 電極層
22d 絶縁層
22e,22e1,22e2 電極端子
22s 発熱シート
22h ハロゲンヒータ
23 発熱体支持部材
24 端子台ステイ
25 給電線
26 当接部材
27 回転支持部材
27a 開口部
27A 加熱部材
28 コア保持部材
28A 補強部材
29 断熱支持部材
31 加圧ローラ
32,32a,32b 第1過昇温防止装置
33,33a,33b,33c 第2過昇温防止装置
75 帯電部
76 現像部
77 クリーニング部
78 中間転写ベルト
79Y、79M、79C、79K 第1転写バイアスローラ
80 中間転写クリーニング部
82 2次転写バックアップローラ
83 クリーニングバックアップローラ
84 テンションローラ
89 2次転写ローラ
85 中間転写ユニット
97 給紙ローラ
98 レジストローラ対
99 排紙ローラ対
100 スタック部
101 ボトル収容部
102Y、102M、102C、102K トナーボトル
L レーザ光
P 記録媒体
T トナー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 3 Exposure part 4Y, 4M, 4C, 4K Image formation part 5Y, 5M, 5C, 5K Photosensitive drum 12 Paper feed part 20,50 Fixing apparatus 20f Side plate (frame)
21 fixing sleeve 22 sheet heating element 22a base layer 22b, 22b1, 22b2 resistance heating layer 22c electrode layer 22d insulating layer 22e, 22e1, 22e2 electrode terminal 22s heating sheet 22h halogen heater 23 heating element support member 24 terminal block stay 25 power supply line 26 Contact member 27 Rotation support member 27a Opening 27A Heating member 28 Core holding member 28A Reinforcing member 29 Heat insulation support member 31 Pressure roller 32, 32a, 32b First excessive temperature rise prevention device 33, 33a, 33b, 33c Temperature rise prevention device 75 Charging unit 76 Developing unit 77 Cleaning unit 78 Intermediate transfer belt 79Y, 79M, 79C, 79K First transfer bias roller 80 Intermediate transfer cleaning unit 82 Secondary transfer backup roller 83 Cleaning backup roller 84 Tension roller Roller 89 Secondary transfer roller 85 Intermediate transfer unit 97 Paper feed roller 98 Registration roller pair 99 Paper discharge roller pair 100 Stack part 101 Bottle storage part 102Y, 102M, 102C, 102K Toner bottle L Laser light P Recording medium T Toner

特開平11−2982号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-2982 特開平4−44075号公報JP-A-4-44075 特開8−262903号公報JP-A-8-262903 特開10−213984号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-213984 特開2007−334205号公報JP 2007-334205 A 特開2008−158482号公報JP 2008-154822 A 特開2008−216928号公報JP 2008-216928 A 特開2007−212579号公報JP 2007-212579 A

Claims (12)

回転する無端状ベルトの定着部材と、
前記定着部材の外周面と当接する加圧部材と、
前記定着部材の内周側に配置され、該定着部材を介して前記加圧部材と当接してニップ部を形成する当接部材と、
前記定着部材の周方向の所定領域を加熱する加熱機構部と、
前記定着部材の外周側であって前記加熱機構部が前記定着部材を加熱する所定領域に対応する位置で、前記定着部材が所定温度以上となったことを非接触で検知すると前記加熱機構部への給電を機械的な動作で停止する第1過昇温防止装置と、
前記定着部材の外周側であって前記加熱機構部が前記定着部材を加熱する所定領域以外の領域に対応する位置で、前記定着部材が所定温度以上となったことを非接触で検知すると前記加熱機構部への給電を機械的な動作で停止する第2過昇温防止装置と、
を備え
前記第1過昇温防止装置は、前記定着部材の非回転時において、前記定着部材が所定温度以上となったことを検知するとともに前記加熱機構部への給電を制御し、
前記第2過昇温防止装置は、前記定着部材の回転時において、前記定着部材が前記所定温度以上となったことを検知するとともに前記加熱機構部への給電を制御することを特徴とする定着装置。
A fixing member for a rotating endless belt;
A pressure member in contact with the outer peripheral surface of the fixing member;
An abutting member disposed on an inner peripheral side of the fixing member and abutting the pressure member via the fixing member to form a nip portion;
A heating mechanism for heating a predetermined region in the circumferential direction of the fixing member;
When it is detected in a non-contact manner that the fixing member has reached a predetermined temperature or more at a position corresponding to a predetermined region where the heating mechanism heats the fixing member on the outer peripheral side of the fixing member, the heating mechanism A first overheating prevention device that stops the power supply of the machine by mechanical operation;
When it is detected in a non-contact manner that the fixing member has reached a predetermined temperature or higher at a position corresponding to a region other than the predetermined region where the heating mechanism heats the fixing member, on the outer peripheral side of the fixing member. A second excessive temperature rise prevention device for stopping power feeding to the mechanism part by a mechanical operation;
Equipped with a,
The first excessive temperature rise prevention device detects that the fixing member has reached a predetermined temperature or more during non-rotation of the fixing member and controls power supply to the heating mechanism unit,
The second overheat prevention device detects that the fixing member has reached the predetermined temperature or more during rotation of the fixing member, and controls power supply to the heating mechanism. apparatus.
前記加熱機構部は、前記定着部材の内周側に配置され、前記定着部材と当接して該定着部材を加熱する加熱部材と、前記加熱部材の所定領域を加熱する加熱手段と、からなることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。   The heating mechanism section is disposed on the inner peripheral side of the fixing member, and includes a heating member that contacts the fixing member and heats the fixing member, and a heating unit that heats a predetermined region of the heating member. The fixing device according to claim 1. 前記加熱手段は、面状発熱体、ハロゲンヒータ、電磁誘導加熱機構部のいずれかであることを特徴とする請求項2に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 2, wherein the heating unit is any one of a planar heating element, a halogen heater, and an electromagnetic induction heating mechanism. 前記加熱機構部は、前記定着部材の内周側に配置され、前記定着部材の所定領域を加熱する面状発熱体と、前記定着部材の内周側に配置され、前記面状発熱体を前記定着部材とは反対側から支持する発熱体支持部材と、からなることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。   The heating mechanism is disposed on the inner peripheral side of the fixing member, and is disposed on the inner peripheral side of the fixing member, and the sheet heating element is disposed on the inner peripheral side of the fixing member. The fixing device according to claim 1, further comprising a heating element support member that is supported from a side opposite to the fixing member. 前記第1過昇温防止装置及び/又は第2過昇温防止装置は、前記定着部材の軸方向に複数配置されてなることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の定着装置。   5. The fixing device according to claim 1, wherein a plurality of the first overheating prevention devices and / or the second overheating prevention devices are arranged in the axial direction of the fixing member. . 前記複数の第1過昇温防止装置は、前記定着部材の軸方向において端部から中央部に向かうほどセンサ面を該定着部材から離間して配置されることを特徴とする請求項5に記載の定着装置。   6. The plurality of first excessive temperature rise prevention devices are arranged such that a sensor surface is separated from the fixing member as it goes from an end portion toward a central portion in the axial direction of the fixing member. Fixing device. 前記複数の第1過昇温防止装置は、前記定着部材の軸方向において中央部から端部に向かうほど該定着部材に対向するセンサ面を軸方向に対して傾けて配置されることを特徴とする請求項6に記載の定着装置。   The plurality of first overheat prevention devices are arranged such that a sensor surface facing the fixing member is inclined with respect to the axial direction from the center to the end in the axial direction of the fixing member. The fixing device according to claim 6. 前記複数の第1過昇温防止装置及び/又は前記複数の第2過昇温防止装置は、前記加熱機構部の軸方向における加熱分布に対応して前記定着部材の軸方向に配置されることを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載の定着装置。   The plurality of first excessive temperature rise prevention devices and / or the plurality of second excessive temperature rise prevention devices are arranged in the axial direction of the fixing member corresponding to the heating distribution in the axial direction of the heating mechanism section. The fixing device according to claim 5, wherein: 前記複数の第2過昇温防止装置は、通紙される記録媒体のサイズに対応して前記定着部材の軸方向に配置されることを特徴とする請求項8に記載の定着装置。   9. The fixing device according to claim 8, wherein the plurality of second excessive temperature rise prevention devices are arranged in an axial direction of the fixing member in accordance with a size of a recording medium to be passed. 前記第2過昇温防止装置は、前記定着部材の外周側であって重力加速度方向とは反対方向側に配置されることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the second excessive temperature rise prevention device is disposed on an outer peripheral side of the fixing member and on a side opposite to a direction of gravity acceleration. 前記第1過昇温防止装置及び/又は第2過昇温防止装置は、サーモスタットであることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the first overheat prevention device and / or the second overheat prevention device is a thermostat. 請求項1〜11のいずれかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.
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