JP5617287B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents

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    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat

Description

本発明は、面状発熱体を用いた定着装置及び該定着装置を備える電子写真方式、静電記録方式等を利用したFAX、プリンタ、複写機またはそれらの複合機等の画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to a fixing device using a sheet heating element and an image forming apparatus such as a FAX, a printer, a copying machine, or a complex machine using an electrophotographic method, an electrostatic recording method, or the like equipped with the fixing device. is there.

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、対向部材(金属熱伝導体)を介して抵抗発熱体の熱を定着ベルトに伝える方式であるため、ウォームアップ時間やファーストプリント時間の短縮という点で不十分であった。   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, this method is not sufficient in terms of shortening the warm-up time and the first print time because the heat of the resistance heating element is transmitted to the fixing belt through the opposing member (metal heat conductor).

これに対して、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。   On the other hand, in Patent Document 7, an endless fixing belt, a pressure roller that presses against the fixing belt and forms a nip portion on which a recording medium is conveyed, and an inner peripheral surface side of the fixing belt are fixed. And a resistance heating element that heats the fixing belt, and a fixing device is proposed in which the resistance heating element is arranged with a small gap so as not to come into pressure contact with the inner peripheral surface of the fixing belt. . 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記載の定着装置において、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。   However, 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 body is made of a metal material, the fixing belt may not be appropriately heated due to fatigue breakage caused by repeated bending.

また、定着装置では、種々の記録媒体が通紙されることが前提となっている。例えば、定着部材の加熱手段の軸方向の発熱幅よりも小さな記録媒体が通紙されることもあるが、この場合には、そのままでは定着部材の非通紙領域は記録媒体に熱を奪われないことから熱量過多となってしまう。   The fixing device is premised on the passage of various recording media. For example, a recording medium smaller than the heat generation width in the axial direction of the heating means of the fixing member may be passed. In this case, the non-sheet passing area of the fixing member is deprived of heat by the recording medium as it is. Because it is not, it will be excessive heat.

そこで、特許文献8では、それぞれがシートの幅方向において互いに異なる発熱分布を有している熱源(ハロゲンヒータ、面状発熱体、電磁誘導加熱手段(IH)など)を加熱手段として配置し、記録媒体の通紙幅に適した熱源にのみ給電することで定着部材の端部温度上昇を防止する発明が開示されている。しかしながら、配置した熱源の数でしか発熱幅を変化させることが出来ないため、記録媒体のサイズ対応力としては不十分であった。   Therefore, in Patent Document 8, heat sources (halogen heaters, planar heating elements, electromagnetic induction heating means (IH), etc.) each having different heat generation distributions in the sheet width direction are arranged as heating means, and recording is performed. An invention is disclosed in which an increase in the end temperature of the fixing member is prevented by supplying power only to a heat source suitable for the sheet passing width of the medium. However, since the heat generation width can be changed only by the number of arranged heat sources, it is insufficient as a capacity for dealing with the size of the recording medium.

また、特許文献7では、複数の抵抗発熱体を定着ベルトの軸方向に並べて配置し、それぞれの抵抗発熱体について独立して発熱の制御を行うことにより、定着ベルトにおける軸方向の発熱分布を可変としているが、この発明も同様に種々のサイズの記録媒体に柔軟に対応することは困難であった。また、抵抗発熱体が金属箔からなるものであることから定着ベルトにおける温度分布を調整する自由度が狭かった。すなわち、隣接する抵抗発熱体同士を重ね合わせることが困難であり、お互いを一定の間隔で離して配置するようになることから、その境界部分の加熱が不足し、定着ベルトの軸方向の温度分布が不均一なものとなり好ましいものではなかった。また、隣接する抵抗発熱体同士を重ね合わせることができたとしても、抵抗発熱体を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している関係上、重ね合わせた部分が局部的に厚くなって定着ベルトとの当たりが不均一となることから、定着ベルトの均一加熱に不都合であった。   In Patent Document 7, a plurality of resistance heating elements are arranged side by side in the axial direction of the fixing belt, and the heat generation is controlled independently for each resistance heating element, so that the heat generation distribution in the axial direction of the fixing belt is variable. However, this invention is also difficult to flexibly cope with recording media of various sizes. Further, since the resistance heating element is made of a metal foil, the degree of freedom for adjusting the temperature distribution in the fixing belt is narrow. That is, it is difficult to superimpose adjacent resistance heating elements, and since they are arranged apart from each other at a certain interval, heating of the boundary portion is insufficient, and the temperature distribution in the axial direction of the fixing belt Became non-uniform and was not preferable. In addition, even if adjacent resistance heating elements can be overlapped with each other, the overlapping portions are arranged because the resistance heating elements are arranged with a minute gap so as not to be pressed against the inner peripheral surface of the fixing belt. However, the contact with the fixing belt becomes uneven and the contact with the fixing belt becomes uneven, which is inconvenient for uniform heating of the fixing belt.

本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、面状発熱体により種々のサイズの記録媒体に対応して定着部材を適切に加熱す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 problems in the prior art, and a fixing device that appropriately heats a fixing member corresponding to recording media of various sizes by a sheet heating element and an image including the fixing device. An object is to provide a forming apparatus.

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、前記定着部材の内周側に該定着部材と当接または近接して配置され、前記定着部材を直接または間接的に加熱するものであって、絶縁性を有する基層(基層22a)上に1つの抵抗発熱層(抵抗発熱層22b)が形成されてなる発熱シート(発熱シート22s)と、前記抵抗発熱層に電力を供給するものであって、該抵抗発熱層おける通電距離を調整可能に配置される3つ以上の電極端子(電極端子22e)と、を有する面状発熱体(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、前記面状発熱体の3つ以上の電極端子(電極端子22e)における任意の2つの電極端子と電源とを給電可能に接続して、該発熱シートの前記定着部材の軸方向における発熱幅を変化させる発熱幅調整機構部(発熱幅調整機構部32)と、を備え、前記発熱幅調整機構部は、前記3つ以上の電極端子に対応する軸方向の各位置に、該電極端子に対して前記電源からの給電を行う給電端子が設けられた回転軸部材を有し、前記給電端子は、前記回転軸部材の円周方向の位置が異なるものを含んで設けられており、前記回転軸部材を所定の回転位置とすることで、前記3つ以上の電極端子のうち2つの電極端子と前記電源とを給電可能に接続することを特徴とする定着装置(定着装置20、図7〜図8)
〔2〕 前記発熱幅調整機構部は、通紙される記録媒体のサイズに対応して、前記発熱シートの発熱幅を変化させることを特徴とする前記〔1〕に記載の定着装置。
〕 前記発熱シートにおける抵抗発熱層は、耐熱性樹脂中に導電性粒子が分散されてなることを特徴とする前記〔1〕または〔2〕に記載の定着装置。
〕 前記〔1〕〜〔〕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(画像形成装置1、図11)。
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 by contacting the pressure member via a fixing member, and is disposed on or in close proximity to the fixing member on the inner peripheral side of the fixing member; A heating sheet (heating sheet 22s) that heats the fixing member directly or indirectly and has a resistance heating layer (resistance heating layer 22b) formed on an insulating base layer (base layer 22a). A planar heating element that supplies electric power to the resistance heating layer, and has three or more electrode terminals (electrode terminals 22e) arranged so that the energization distance in the resistance heating layer is adjustable. A planar heating element 22) and an inner periphery 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 the fixing member and supports the planar heating element at a predetermined position; and the planar heating element A heat generation width adjusting mechanism that connects any two electrode terminals of the three or more electrode terminals (electrode terminal 22e) and a power source so as to be able to supply power, and changes the heat generation width in the axial direction of the fixing member of the heat generation sheet. Part (heat generation width adjustment mechanism part 32), and the heat generation width adjustment mechanism part supplies power from the power source to the electrode terminals at respective positions in the axial direction corresponding to the three or more electrode terminals. A rotating shaft member provided with a power supply terminal for performing the operation, wherein the power supply terminal is provided including ones having different positions in the circumferential direction of the rotary shaft member, and the rotating shaft member is disposed at a predetermined rotational position. So that two of the three or more electrode terminals Fixing apparatus characterized by connecting the a terminal power feeding capable (fixing device 20, FIGS. 7-8).
[2 ] The fixing device according to [1 ], wherein the heat generation width adjustment mechanism section changes a heat generation width of the heat generation sheet in accordance with a size of a recording medium to be passed.
[ 3 ] The fixing device according to [1] or [2] , wherein the resistance heating layer in the heating sheet is formed by dispersing conductive particles in a heat resistant resin.
[ 4 ] An image forming apparatus (image forming apparatus 1, FIG. 11), comprising the fixing device according to any one of [1] to [ 3 ].

本発明の定着装置によれば、発熱幅調整機構部により発熱シートにおける発熱幅を任意に変化させることができるので、良好な定着性を確保しつつ定着部材の通紙していない領域の過昇温を防止することができる。また、発熱シートが当接して定着部材を加熱する領域を通紙される記録媒体のサイズに対応して変化させることが可能である。
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、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短く、記録媒体のサイズが変わっても適切な画像形成が可能である。
According to the fixing device of the present invention, since the heat generation width of the heat generation sheet can be arbitrarily changed by the heat generation width adjustment mechanism, it is possible to overheat the area where the fixing member is not passing through while ensuring good fixing performance. Temperature can be prevented. Further, it is possible to change the size in accordance with the size of the recording medium to be passed through the area where the heat generating sheet contacts and heats the fixing member.
According to the image forming apparatus of the present invention, since the fixing device of the present invention is provided, the warm-up time and first print time are short, and appropriate image formation is possible even if the size of the recording medium changes.

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. 本発明で用いる発熱シートの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the heat generating sheet used by this invention. 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. 発熱シートの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a heat generating sheet. 本発明に係る定着装置の構成を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a fixing device according to the present invention. 本発明に係る定着装置で用いられる発熱幅調整機構部の構成例(1)を示す概略図である。It is the schematic which shows the structural example (1) of the heat generation width adjustment mechanism part used with the fixing device which concerns on this invention. 本発明に係る定着装置で用いられる発熱幅調整機構部の構成例(2)を示す概略図である。It is the schematic which shows the structural example (2) of the heat generation width adjustment mechanism part used with the fixing device which concerns on this invention. 本発明に係る定着装置で用いられる発熱幅調整機構部の構成例(3)を示す概略図である。It is the schematic which shows the structural example (3) of the heat generation width adjustment mechanism part used with the fixing device which concerns on this invention. 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.

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.

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4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5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. 4, the rotation support member 27 is provided with an opening 27a by removing the outer peripheral surface of a certain region on the upstream side of the nip portion. As a result, as shown in FIG. 5, 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 27a 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、通紙する記録媒体の各種サイズに対応するために、発熱シート22sが、基層22aの主面上で軸方向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必要がある。   In the fixing device 50, the heat generating sheet 22s has a resistance heat generating layer 22b in each of a plurality of regions partitioned in the axial direction on the main surface of the base layer 22a in order to correspond to various sizes of recording media to be passed. It must be formed so that it can generate heat independently.

図6(a)は、面状発熱体22の構成例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. 6A is a top view illustrating a configuration example 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6(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6(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. 6A, 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 the six divided regions are viewed as a matrix matrix in which the length direction (circumferential direction) includes row components and the width direction (axial direction) includes column components (FIG. 6B), (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6(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 sheet heating element 22 having the configuration shown in FIG. 6A, 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。   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.

しかしながら、図6(a)の構成を採用しても、対応できる記録媒体Pのサイズは2種類であり、通紙される種々のサイズの記録媒体に柔軟に対応することは困難であった。
発明者らは、この課題を解決すべく鋭意検討を行い、本発明を成すに至った。
However, even if the configuration of FIG. 6A is adopted, there are two types of sizes of the recording medium P that can be handled, and it has been difficult to flexibly cope with recording media of various sizes to be passed.
The inventors have intensively studied to solve this problem and have accomplished the present invention.

以下、本発明に係る定着装置について説明する。
図7は、本発明に係る定着装置の構成を示す断面図である。
図7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、前記定着部材の内周側に該定着部材と当接または近接して配置され、前記定着部材を直接または間接的に加熱するものであって、絶縁性を有する基層(基層22a)上に1つの抵抗発熱層(抵抗発熱層22b)が形成されてなる発熱シート(発熱シート22s)と、前記抵抗発熱層に電力を供給するものであって、該抵抗発熱層おける通電距離を調整可能に配置される3つ以上の電極端子(電極端子22e)と、を有する面状発熱体(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、前記面状発熱体の3つ以上の電極端子における任意の2つの電極端子と電源とを給電可能に接続して、該発熱シートの前記定着部材の軸方向における発熱幅を変化させる発熱幅調整機構部(発熱幅調整機構部32)と、を備えることを特徴とするものである。
Hereinafter, the fixing device according to the present invention will be described.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of the fixing device according to the present invention.
As shown in FIG. 7, 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) which is disposed on the inner peripheral side of the fixing member and abuts against the pressure member via the fixing member to form a nip portion; and the fixing member on the inner peripheral side of the fixing member The fixing member is disposed in contact with or in close proximity, and directly or indirectly heats the fixing member, and one resistance heating layer (resistance heating layer 22b) is formed on the insulating base layer (base layer 22a). A heating sheet (heating sheet 22s) and three or more electrode terminals (electrode terminals 22e) that supply electric power to the resistance heating layer and are arranged so that the energization distance in the resistance heating layer can be adjusted. And a planar heating element (planar heating element) 2) and a heating element support member (heating element support member) which is disposed on the inner peripheral side of the fixing member so as to sandwich the planar heating element between the fixing member and supports the planar heating element at a predetermined position. The member 23) and any two electrode terminals of the three or more electrode terminals of the planar heating element and a power source are connected so as to be able to supply power, and the heat generation width in the axial direction of the fixing member of the heat generating sheet is changed. And a heat generation width adjustment mechanism section (heat generation width adjustment mechanism section 32).

ここで、定着スリーブ21、端子台ステイ24、当接部材26、回転支持部材27、コア保持部材28、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、端子台ステイ24上に給電線25の代わりに発熱幅調整機構部32を備える点で定着装置50と異なる。また、断熱支持部材29は省略してもよいし、備えていてもよい。
以下、本発明の根幹を成す発熱幅調整機構部32について説明する。
Here, the fixing sleeve 21, the terminal block stay 24, the contact member 26, the rotation support member 27, the core holding member 28, and the pressure roller 31 are the same as those constituting the fixing device 50 shown in FIG. The fixing device 50 is different from the fixing device 50 in that a heating width adjusting mechanism 32 is provided on the terminal block stay 24 instead of the power supply line 25. Further, the heat insulating support member 29 may be omitted or provided.
Hereinafter, the heat generation width adjusting mechanism 32 that forms the basis of the present invention will be described.

図8は、本発明で用いる発熱幅調整機構部の構成例(1)を示す概略図である。ここでは、面状発熱体22と発熱幅調整機構部32のみを概念的に示している。   FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration example (1) of the heat generation width adjusting mechanism used in the present invention. Here, only the planar heating element 22 and the heating width adjusting mechanism 32 are conceptually shown.

ここで、面状発熱体22の基本的構成は、定着装置50を構成する面状発熱体22として前述したものと同じであるが、つぎの点で相違する。
すなわち、発熱シート22sとして、絶縁性を有する基層22a上に、定着スリーブ21の軸方向、周方向それぞれに対応して所定の幅、長さを有する1つの抵抗発熱層22bが形成されており、該抵抗発熱層22bの周方向の一方の端部において軸方向に所定の間隔を持って3つ以上の電極端子(図8ではi〜viiiの8つの電極端子)22eが接続されている。なお、図7の定着装置20においては、面状発熱体22のうち発熱シート22sは発熱体保持部材23の外周面に保持され、複数の電極端子22eのみが端子台ステイ24上に軸方向に前記所定の間隔をもって固定されている。
Here, the basic configuration of the planar heating element 22 is the same as that described above as the planar heating element 22 constituting the fixing device 50, but is different in the following points.
That is, as the heat generating sheet 22s, one resistance heat generating layer 22b having a predetermined width and length corresponding to the axial direction and the circumferential direction of the fixing sleeve 21 is formed on the insulating base layer 22a. Three or more electrode terminals (eight electrode terminals i to viii in FIG. 8) 22e are connected with a predetermined interval in the axial direction at one end in the circumferential direction of the resistance heating layer 22b. In the fixing device 20 of FIG. 7, the heating sheet 22 s of the planar heating element 22 is held on the outer peripheral surface of the heating element holding member 23, and only the plurality of electrode terminals 22 e are axially arranged on the terminal block stay 24. It is fixed at the predetermined interval.

また、発熱幅調整機構部32は、端子台ステイ24に固定された全ての電極端子22eに接した状態で軸回転可能に配置される回転軸部材32aを有している。この回転軸部材32aは絶縁性の外周面に前記電極端子22eの数と同数となる3つ以上の給電電極(図8では1〜8の8つの給電電極)32eをそれぞれ前記3つ以上の電極端子22eに対して1対1対応となるように軸方向に所定の間隔を持って配置するとともに該電極端子22eと接触可能に露出させた状態で有している。また、前記給電電極32eは接触する電極端子22eに対して外部の電源からの給電が可能な状態とされている。   Further, the heat generation width adjusting mechanism 32 has a rotating shaft member 32 a that is arranged so as to be rotatable in a state where it is in contact with all the electrode terminals 22 e fixed to the terminal block stay 24. The rotary shaft member 32a has three or more power supply electrodes (eight power supply electrodes 1 to 8 in FIG. 8) 32e on the insulating outer peripheral surface which are the same as the number of the electrode terminals 22e. The terminals 22e are arranged at a predetermined interval in the axial direction so as to have a one-to-one correspondence with the terminals 22e and are exposed so as to be in contact with the electrode terminals 22e. The power supply electrode 32e is in a state in which power can be supplied from an external power source to the electrode terminal 22e that is in contact with the power supply electrode 32e.

なお、回転軸部材32aにおける給電電極32eの配置としては、例えば電極端子22e及び給電電極32eが奇数個の場合、奇数個ある給電電極32eのうち特定の1つの給電電極32eが常に特定の1つの電極端子22eと接触している状態としておき、残りの給電電極32eを回転軸部材32aの円周上にお互いが異なる円周角の位置となるように配置しておくとよい。これにより、回転軸部材32aを所定の回転角で回転させると、前記特定の1つの給電電極32eと残りの給電電極32eのうちの1つとが対応する電極端子22eに接触し、それらの電極端子22eから給電されるようになる。   For example, when the electrode terminal 22e and the power supply electrode 32e are an odd number, the specific one power supply electrode 32e is always a specific one of the odd number of power supply electrodes 32e. It is preferable to keep the electrode terminal 22e in contact with the remaining power supply electrode 32e on the circumference of the rotary shaft member 32a so that they are positioned at different circumferential angles. Accordingly, when the rotary shaft member 32a is rotated at a predetermined rotation angle, the one specific power supply electrode 32e and one of the remaining power supply electrodes 32e come into contact with the corresponding electrode terminals 22e, and these electrode terminals Power is supplied from 22e.

また、電極端子22e及び給電電極32eが偶数個の場合、偶数個の給電電極32eから2つずつの給電電極32eのペアに分け、それぞれのペアの2つの給電電極32e同士が回転軸部材32aの円周上に同じ円周角の位置となるとともに、ペア同士ではお互いが異なる円周角の位置となるように配置しておくとよい。図8では、回転軸部材32aの軸方向中心を基準にして左右対称の位置関係となるように、4つの給電電極32eペア(符号1と8、2と7、3と6、4と5)に分けている。   Further, when the electrode terminals 22e and the power supply electrodes 32e are an even number, the even number of power supply electrodes 32e are divided into two pairs of power supply electrodes 32e, and the two power supply electrodes 32e of each pair of the rotation shaft member 32a are separated from each other. It is good to arrange | position so that it may become the position of the same circumference angle on a circumference, and may become the position of the circumference angle from which pairs mutually differ. In FIG. 8, four power supply electrode 32e pairs (reference numerals 1 and 8, 2 and 7, 3, and 6, 4 and 5) are provided so as to have a symmetrical positional relationship with respect to the axial center of the rotating shaft member 32a. It is divided into.

これにより、回転軸部材32aを円周方向ある位置を基準として該基準位置から所定の回転角で回転させると、前記偶数個の給電電極32eの中のいずれかのペアの給電電極32eがそれぞれ対応する電極端子22eに接触し、それらの電極端子22eから給電を行うことができるようになる。例えば、図8に示す構成では、回転軸部材32aは4つの異なる回転角の回転が行われ、ある回転角1の場合には、符号1,8の給電電極32eが符号i,viiiの電極端子22eと接触して符号i,viiiの電極端子22e間の抵抗発熱層22bに電力を供給する。また、ある回転角2の場合には、符号2,7の給電電極32eが符号ii,viiの電極端子22eと接触して符号ii,viiの電極端子22e間の抵抗発熱層22bに電力を供給する。また、ある回転角3の場合には、符号3,6の給電電極32eが符号iii,viの電極端子22eと接触して符号iii,viの電極端子22e間の抵抗発熱層22bに電力を供給する。また、ある回転角4の場合には、符号4,5の給電電極32eが符号iv,vの電極端子22eと接触して符号iv,vの電極端子22e間の抵抗発熱層22bに電力を供給する。   Accordingly, when the rotary shaft member 32a is rotated at a predetermined rotation angle from the reference position with respect to a position in the circumferential direction, any pair of the feed electrodes 32e among the even number of feed electrodes 32e correspond to each other. The electrode terminals 22e to be contacted and power can be supplied from these electrode terminals 22e. For example, in the configuration shown in FIG. 8, the rotation shaft member 32a is rotated at four different rotation angles, and at a certain rotation angle 1, the power supply electrodes 32e with reference numerals 1 and 8 are electrode terminals with reference numerals i and viii. Power is supplied to the resistance heating layer 22b between the electrode terminals 22e of reference numerals i and viii in contact with 22e. In the case of a certain rotation angle 2, the power supply electrode 32e of reference numerals 2 and 7 contacts the electrode terminal 22e of reference numerals ii and vii to supply power to the resistance heating layer 22b between the electrode terminals 22e of reference numerals ii and vii. To do. Further, in the case of a certain rotation angle 3, the feeding electrodes 32e indicated by reference numerals 3 and 6 are brought into contact with the electrode terminals 22e indicated by reference numerals iii and vi to supply power to the resistance heating layer 22b between the electrode terminals 22e indicated by reference numerals iii and vi. To do. Further, in the case of a certain rotation angle 4, the power supply electrodes 32e with the reference numerals 4 and 5 contact the electrode terminals 22e with the reference signs iv and v to supply power to the resistance heating layer 22b between the electrode terminals 22e with the reference signs iv and v. To do.

このように、発熱幅調整機構部32では、回転軸部材32aを所定の回転角だけ軸回転させて前記3つ以上の給電電極32eのうち、任意の2つの給電電極32eを面状発熱体22の3つ以上の電極端子22eにおける対応する任意の2つの電極端子22eに電源からの給電可能に接触させることができる。このとき、回転軸部材32aの回転角を調整すれば、抵抗発熱層22bに通電可能となる電極端子22eの間隔を任意の間隔とすることができ、その結果、発熱シート22sの定着スリーブ21の軸方向における発熱幅を変化させることが可能となる。   As described above, in the heat generation width adjusting mechanism 32, the rotary shaft member 32a is axially rotated by a predetermined rotation angle, and the arbitrary two power supply electrodes 32e among the three or more power supply electrodes 32e are replaced with the planar heating element 22. Any two corresponding electrode terminals 22e in the three or more electrode terminals 22e can be brought into contact with the power supply from the power source. At this time, if the rotation angle of the rotary shaft member 32a is adjusted, the interval between the electrode terminals 22e that allows the resistance heating layer 22b to be energized can be set to an arbitrary interval. As a result, the fixing sleeve 21 of the heating sheet 22s It is possible to change the heat generation width in the axial direction.

また、発熱幅調整機構部32は、通紙される記録媒体Pのサイズに対応して、発熱シート22sの発熱幅を変化させることが好適である。なお、図8の場合には、記録媒体Pの通紙は軸方向中心を基準とする。例えば、定着装置20において通紙される最小サイズの記録媒体Pを通紙するときには、図8の回転軸部材32aを回転角4で回転させて、符号4,5の給電電極32eが符号iv,vの電極端子22eと接触して符号iv,vの電極端子22e間の抵抗発熱層22bに電力を供給するようにするとよい。また、定着装置20において通紙される最大サイズの記録媒体Pを通紙するときには、図8の回転軸部材32aを回転角1で回転させて、符号1,8の給電電極32eが符号i,viiiの電極端子22eと接触して符号i,viiiの電極端子22e間の抵抗発熱層22bに電力を供給するとよい。これにより、発熱シート22sにおいて通紙する記録媒体Pの幅に適合した軸方向の所定領域が発熱して定着スリーブ21を適切な幅で加熱することができ、定着スリーブ21において通紙する記録媒体Pの幅よりも外側となる領域の過昇温を防止することができる。   Further, it is preferable that the heat generation width adjustment mechanism unit 32 changes the heat generation width of the heat generation sheet 22s according to the size of the recording medium P to be passed. In the case of FIG. 8, the sheet passing through the recording medium P is based on the axial center. For example, when the minimum size recording medium P to be passed through the fixing device 20 is passed, the rotating shaft member 32a of FIG. It is preferable that power is supplied to the resistance heating layer 22b between the electrode terminals 22e with the signs iv and v in contact with the v electrode terminal 22e. Further, when the maximum size recording medium P to be passed through the fixing device 20 is passed, the rotary shaft member 32a of FIG. It is preferable to supply electric power to the resistance heating layer 22b between the electrode terminals 22e of symbols i and viii in contact with the electrode terminal 22e of viii. As a result, a predetermined area in the axial direction that matches the width of the recording medium P that passes through the heat generating sheet 22s generates heat, and the fixing sleeve 21 can be heated with an appropriate width, and the recording medium that passes through the fixing sleeve 21 passes through. It is possible to prevent an excessive temperature increase in a region outside the width of P.

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7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発熱幅調整機構部32を通じて面状発熱体22に電力が供給され、発熱シート22sが発熱する。このとき、発熱幅調整機構部32により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。なお、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。
このとき、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検知手段(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た後、保持され、記録媒体Pの通紙が開始される。
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. 7 by a drive 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 synchronization therewith, electric power is supplied from the external power source or the internal power storage device to the planar heating element 22 through the heating width adjusting mechanism 32, and the heating sheet 22s generates heat. At this time, the heat generating sheet adjusting unit 32 generates heat at a predetermined width corresponding to the width of the recording medium P to be passed by the heat generating width adjusting mechanism 32, and the fixing sleeve 21 is efficient in an area corresponding to the width from the heat generating sheet 22s. Heat is transferred to and rapidly heated. The operation of the driving device and the heating by the planar heating element 22 do not need to be started at the same time, but may be started with a time difference as appropriate.
At this time, on the upstream side of the nip portion, the temperature of the nip portion is set to a predetermined temperature by a temperature detected by a temperature detecting means (not shown) arranged in contact with or non-contact with the fixing sleeve 21. Heating control by the sheet heating element 22 is performed. After the temperature is raised to a temperature necessary for fixing, the sheet is held and the sheet feeding of the recording medium P is started.

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、それよりも外側の領域の過昇温が防止される。   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 pass paper, and the excessive temperature rise in the area outside it is prevented.

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.

なお、本発明で用いる発熱幅調整機構部は、図8に示す発熱幅調整機構部32に限定されるものではない。以下、図9,図10に、本発明で用いる発熱幅調整機構部の別の構成例を示す。   The heat generation width adjusting mechanism used in the present invention is not limited to the heat generation width adjusting mechanism 32 shown in FIG. 9 and 10 show another configuration example of the heat generation width adjustment mechanism used in the present invention.

図9は、本発明で用いる発熱幅調整機構部の構成例(2)を示す概略図である。ここでは、面状発熱体22と発熱幅調整機構部33のみを概念的に示している。   FIG. 9 is a schematic view showing a configuration example (2) of the heat generation width adjusting mechanism used in the present invention. Here, only the planar heating element 22 and the heating width adjusting mechanism 33 are conceptually shown.

ここで、面状発熱体22の基本的構成は、定着装置50を構成する面状発熱体22として前述したものと同じであるが、つぎの点で相違する。
すなわち、発熱シート22sとして、絶縁性を有する基層22a上に、一定の幅の抵抗発熱層22bが蛇行した状態で形成されており、該抵抗発熱層22bの周方向の一方の端部において軸方向に所定の間隔を持って3つ以上の電極端子(図9ではi〜viの6つの電極端子)22eが接続されている。なお、図7の定着装置20においては、面状発熱体22のうち発熱シート22sは発熱体保持部材23の外周面に保持され、複数の電極端子22eのみが端子台ステイ24上に固定され、複数の電極端子22eそれぞれからハーネス等の引き出し線により軸方向いずれか一方向に定着スリーブ21の外側まで引き出されている。
Here, the basic configuration of the planar heating element 22 is the same as that described above as the planar heating element 22 constituting the fixing device 50, but is different in the following points.
That is, as the heat generating sheet 22s, the resistance heat generating layer 22b having a certain width is formed in a meandering state on the insulating base layer 22a. Three or more electrode terminals (six electrode terminals i to vi in FIG. 9) 22e are connected to each other at a predetermined interval. In the fixing device 20 of FIG. 7, the heating sheet 22 s of the sheet heating element 22 is held on the outer peripheral surface of the heating element holding member 23, and only the plurality of electrode terminals 22 e are fixed on the terminal base stay 24. Each of the plurality of electrode terminals 22e is led out to the outside of the fixing sleeve 21 in one axial direction by a lead wire such as a harness.

また、発熱幅調整機構部33は、定着スリーブ21の外側まで引き出された前記複数の電極端子22eそれぞれに対応する引き出し線をそれぞれ独立して接続する3つ以上の給電端子(図9では1〜6の6つの端子)33tを有している。また、すなわち、3つ以上の給電端子33tのうち、任意に選択される2つの給電端子33tは接続する電極端子22eに対して外部の電源からの給電が可能な状態となる。   Further, the heat generation width adjusting mechanism 33 has three or more power supply terminals (1 to 3 in FIG. 9) that independently connect the lead wires corresponding to the plurality of electrode terminals 22e drawn to the outside of the fixing sleeve 21. 6 terminals) 33t. In other words, two arbitrarily selected power supply terminals 33t among the three or more power supply terminals 33t are in a state where power can be supplied from an external power source to the electrode terminal 22e to be connected.

例えば、3つ以上の給電端子33tのうち特定の1つの給電端子33t(符号1の給電端子33t)が常に特定の1つの電極端子22e(符号iの電極端子22e)と接触している状態としておき、残りの給電端子33tから任意の給電端子33tを選択可能な構造、例えばチャンネル切替え構造とするとよい。これにより、発熱幅調整機構部33において前記特定の1つの給電電極32eと残りの給電電極32eのうちの1つとが選択されて、それらの電極端子22eから給電されるようになる。   For example, it is assumed that a specific one of the three or more power supply terminals 33t is always in contact with one specific electrode terminal 22e (the electrode terminal 22e of the reference symbol i). In addition, a structure in which an arbitrary power supply terminal 33t can be selected from the remaining power supply terminals 33t, for example, a channel switching structure may be used. As a result, the specific heating electrode 32e and one of the remaining feeding electrodes 32e are selected by the heating width adjusting mechanism 33, and power is supplied from those electrode terminals 22e.

これにより、例えば、図9に示す構成では、5つの異なるチャンネルの切替えにより給電端子33tの選択が行われ、あるチャンネル1の場合には、符号1,2の給電端子33tが選択されて、符号i,iiの電極端子22e間の抵抗発熱層22bに電力を供給する。また、あるチャンネル2の場合には、符号1,3の給電端子33tが選択されて、符号i,iiiの電極端子22e間の抵抗発熱層22bに電力を供給する。また、あるチャンネル3の場合には、符号1,4の給電端子33tが選択されて、符号i,ivの電極端子22e間の抵抗発熱層22bに電力を供給する。また、あるチャンネル4の場合には、符号1,5の給電端子33tが選択されて、符号i,vの電極端子22e間の抵抗発熱層22bに電力を供給する。また、あるチャンネル5の場合には、符号1,6の給電端子33tが選択されて、符号i,viの電極端子22e間の抵抗発熱層22bに電力を供給する。   Thus, for example, in the configuration shown in FIG. 9, the power supply terminal 33 t is selected by switching between five different channels. In the case of a certain channel 1, the power supply terminals 33 t of 1 and 2 are selected, Power is supplied to the resistance heating layer 22b between the i and ii electrode terminals 22e. Further, in the case of a certain channel 2, the power supply terminals 33t with reference numerals 1 and 3 are selected, and power is supplied to the resistance heating layer 22b between the electrode terminals 22e with reference numerals i and iii. In the case of a certain channel 3, the power supply terminals 33 t denoted by reference numerals 1 and 4 are selected to supply power to the resistance heating layer 22 b between the electrode terminals 22 e denoted by reference numerals i and iv. Further, in the case of a certain channel 4, the power supply terminals 33t with reference numerals 1 and 5 are selected and power is supplied to the resistance heating layer 22b between the electrode terminals 22e with reference numerals i and v. Further, in the case of a certain channel 5, the power supply terminals 33t with reference numerals 1 and 6 are selected, and power is supplied to the resistance heating layer 22b between the electrode terminals 22e with reference numerals i and vi.

このように、発熱幅調整機構部33では、前記3つ以上の給電端子33tのうち、任意の2つの給電端子33tを選択して、面状発熱体22の3つ以上の電極端子22eにおける対応する任意の2つの電極端子22eに電源からの給電可能に接触させることができる。このとき、給電端子33tの選択チャンネルにより、抵抗発熱層22bに通電可能となる電極端子22eの間隔を任意の間隔とすることができ、その結果、発熱シート22sの定着スリーブ21の軸方向における発熱幅を変化させることが可能となる。   As described above, in the heat generation width adjusting mechanism unit 33, any two power supply terminals 33t are selected from the three or more power supply terminals 33t, and the correspondence in the three or more electrode terminals 22e of the planar heat generator 22 is selected. Any two electrode terminals 22e can be brought into contact with a power supply from a power source. At this time, the interval between the electrode terminals 22e through which the resistance heating layer 22b can be energized can be set to an arbitrary interval by the selected channel of the power supply terminal 33t. As a result, the heat generation in the axial direction of the fixing sleeve 21 of the heating sheet 22s. The width can be changed.

また、発熱幅調整機構部33は、通紙される記録媒体Pのサイズに対応して、発熱シート22sの発熱幅を変化させることが好適である。なお、図9の場合には、記録媒体Pの通紙は軸方向図中右端を基準とする。例えば、定着装置20において通紙される最小サイズの記録媒体Pを通紙するときには、図9の発熱幅調整機構部33においてチャンネル1とし、符号1,2の給電端子33tを経由して符号i,iiの電極端子22e間の抵抗発熱層22bに電力を供給するようにするとよい。また、定着装置20において通紙される最大サイズの記録媒体Pを通紙するときには、図9の発熱幅調整機構部33においてチャンネル5とし、符号1,6の給電端子33tを経由して符号i,viの電極端子22e間の抵抗発熱層22bに電力を供給するようにするとよい。これにより、発熱シート22sにおいて通紙する記録媒体Pの幅に適合した軸方向の所定領域が発熱して定着スリーブ21を適切な幅で加熱することができ、定着スリーブ21において通紙する記録媒体Pの幅よりも外側となる領域の過昇温を防止することができる。   Further, it is preferable that the heat generation width adjustment mechanism unit 33 changes the heat generation width of the heat generation sheet 22s in accordance with the size of the recording medium P to be passed. In the case of FIG. 9, the sheet passing of the recording medium P is based on the right end in the axial view. For example, when the recording medium P of the minimum size to be passed through the fixing device 20 is passed, the channel 1 is set in the heat generation width adjusting mechanism 33 in FIG. , Ii to supply power to the resistance heating layer 22b between the electrode terminals 22e. Further, when the maximum size recording medium P to be passed through the fixing device 20 is passed, the channel 5 is set in the heat generation width adjusting mechanism 33 in FIG. , Vi is preferably supplied to the resistance heating layer 22b between the electrode terminals 22e of vi. As a result, a predetermined area in the axial direction that matches the width of the recording medium P that passes through the heat generating sheet 22s generates heat, and the fixing sleeve 21 can be heated with an appropriate width, and the recording medium that passes through the fixing sleeve 21 passes through. It is possible to prevent an excessive temperature increase in a region outside the width of P.

図10は、本発明で用いる発熱幅調整機構部の構成例(3)を示す概略図である。ここでは、面状発熱体22と発熱幅調整機構部34のみを概念的に示している。   FIG. 10 is a schematic view showing a configuration example (3) of the heat generation width adjusting mechanism used in the present invention. Here, only the planar heating element 22 and the heating width adjusting mechanism 34 are conceptually shown.

ここで、面状発熱体22の基本的構成は、定着装置50を構成する面状発熱体22として前述したものと同じであるが、つぎの点で相違する。
すなわち、発熱シート22sとして、絶縁性を有する基層22a上に、一定の幅(または線状)の抵抗発熱層22bが蛇行した状態で形成されており、該抵抗発熱層22bの周方向の一方の端部において軸方向に所定の間隔を持って3つ以上の電極端子(図10では11の電極端子)22eが接続されている。なお、図7の定着装置20においては、面状発熱体22のうち発熱シート22sは発熱体保持部材23の外周面に保持され、複数の電極端子22eのみが端子台ステイ24上に軸方向に前記所定の間隔をもって固定されている。
Here, the basic configuration of the planar heating element 22 is the same as that described above as the planar heating element 22 constituting the fixing device 50, but is different in the following points.
That is, as the heat generating sheet 22s, a resistance heating layer 22b having a certain width (or linear shape) is formed in a meandering manner on the insulating base layer 22a, and one of the resistance heating layers 22b in the circumferential direction is formed. At the end, three or more electrode terminals (11 electrode terminals in FIG. 10) 22e are connected with a predetermined interval in the axial direction. In the fixing device 20 of FIG. 7, the heating sheet 22 s of the planar heating element 22 is held on the outer peripheral surface of the heating element holding member 23, and only the plurality of electrode terminals 22 e are axially arranged on the terminal block stay 24. It is fixed at the predetermined interval.

また、発熱幅調整機構部34は、外周面にネジ溝が形成された軸回転可能に配置される回転軸部材34aと、前記3つ以上の電極端子22eのうち、特定の1つの電極端子22e(図中、右端の電極端子22e)と給電可能に接続される給電電極34e1と、内周にネジが切られたネジ穴を回転軸部材34aの軸に通す態様で装着され該回転軸部材34aの回転に伴い軸方向に移動して前記特定の1つの電極端子22e以外の任意の電極端子22eに給電可能に接触する給電電極34e2と、を有している。   Further, the heat generation width adjusting mechanism 34 includes a rotating shaft member 34a having a thread groove formed on the outer peripheral surface thereof and arranged to be rotatable, and one specific electrode terminal 22e among the three or more electrode terminals 22e. (The electrode terminal 22e at the right end in the drawing) is connected to the power supply electrode 34e1 connected to be capable of power supply, and a screw hole that is threaded on the inner periphery is passed through the shaft of the rotary shaft member 34a. And a power supply electrode 34e2 that moves in the axial direction as the motor rotates and contacts any electrode terminal 22e other than the specific one electrode terminal 22e so that power can be supplied.

これにより、給電電極34e2を回転軸部材34aの軸方向のある位置を基準として該基準位置から所定の距離だけ回転軸部材34aを回転させて移動させると、前記特定の1つの電極端子22e以外の任意の電極端子22eに接触し、その電極端子22eと給電電極34e1が接続している電極端子22eから給電を行うことができるようになる。その電極端子22eの選択の考え方は、図9に示したものと同じである。
このとき、給電電極34e2の選択の仕方により、抵抗発熱層22bに通電可能となる電極端子22eの間隔を任意の間隔とすることができ、その結果、発熱シート22sの定着スリーブ21の軸方向における発熱幅を変化させることが可能となる。
Thus, when the power supply electrode 34e2 is moved by rotating the rotation shaft member 34a by a predetermined distance from the reference position with respect to a certain position in the axial direction of the rotation shaft member 34a, the power supply electrode 34e2 other than the one specific electrode terminal 22e is moved. Electric power can be supplied from the electrode terminal 22e in contact with an arbitrary electrode terminal 22e and connected to the electrode terminal 22e and the power supply electrode 34e1. The way of selecting the electrode terminal 22e is the same as that shown in FIG.
At this time, the interval between the electrode terminals 22e through which the resistance heating layer 22b can be energized can be set to an arbitrary interval depending on the method of selecting the feeding electrode 34e2, and as a result, the heating sheet 22s in the axial direction of the fixing sleeve 21 can be set. It becomes possible to change the heat generation width.

また、発熱幅調整機構部34は、通紙される記録媒体Pのサイズに対応して、発熱シート22sの発熱幅を変化させることが好適である。なお、図10の場合には、記録媒体Pの通紙は軸方向図中右端を基準とする。
これにより、発熱シート22sにおいて通紙する記録媒体Pの幅に適合した軸方向の所定領域が発熱して定着スリーブ21を適切な幅で加熱することができ、定着スリーブ21において通紙する記録媒体Pの幅よりも外側となる領域の過昇温を防止することができる。
Further, it is preferable that the heat generation width adjusting mechanism unit 34 changes the heat generation width of the heat generating sheet 22s in accordance with the size of the recording medium P to be passed. In the case of FIG. 10, the sheet passing of the recording medium P is based on the right end in the axial view.
As a result, a predetermined area in the axial direction that matches the width of the recording medium P that passes through the heat generating sheet 22s generates heat, and the fixing sleeve 21 can be heated with an appropriate width, and the recording medium that passes through the fixing sleeve 21 passes through. It is possible to prevent an excessive temperature increase in a region outside the width of P.

つぎに、本発明に係る画像形成装置について説明する。
図11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11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. 11 is an overall configuration diagram showing the configuration of the image forming apparatus according to the present invention.
As shown in FIG. 11, the image forming apparatus 1 is a tandem 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11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. 11 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11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 the 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11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 rotated counterclockwise in FIG. 11, the uppermost recording medium P is fed toward 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、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短く、記録媒体Pのサイズが変わっても適切な画像形成を行いつつ、定着部材の通紙していない領域の過昇温を防止することができる。   As described above, the image forming apparatus according to the present invention includes the fixing device 20 described above, so that the warm-up time and the first print time are short, and appropriate image formation is performed even if the size of the recording medium P changes. On the other hand, it is possible to prevent an excessive temperature rise in the area where the fixing member is not passed.

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.

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
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
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
28 コア保持部材
29 断熱支持部材
31 加圧ローラ
32,33,34 発熱幅調整機構部
32a,34a 回転軸部材
32e,34e1,34e2 給電電極
33t 給電端子
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 device 21 Fixing sleeve 22 Planar 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 23 Heating element support member 24 Terminal block stay 25 Feed line 26 Contact member 27 Rotation support member 27a Opening portion 28 Core holding member 29 Heat insulation support Member 31 Pressure roller 32, 33, 34 Heat generation width adjusting mechanism 32a, 34a Rotating shaft member 32e, 34e1, 34e2 Feeding electrode 33t Feeding terminal 75 Charging part 76 Developing part 77 Cleaning part 78 Intermediate transfer belt 79Y, 79M, 79C, 79K First transfer bias roller 80 Intermediate transfer creep 82 Secondary transfer backup roller 83 Cleaning backup roller 84 Tension 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 beam 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2008−310051号公報JP 2008-310051 A

Claims (4)

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、
前記定着部材の内周側に該定着部材と当接または近接して配置され、前記定着部材を直接または間接的に加熱するものであって、絶縁性を有する基層上に1つの抵抗発熱層が形成されてなる発熱シートと、前記抵抗発熱層に電力を供給するものであって、該抵抗発熱層おける通電距離を調整可能に配置される3つ以上の電極端子と、を有する面状発熱体と、
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と、
前記面状発熱体の3つ以上の電極端子における任意の2つの電極端子と電源とを給電可能に接続して、該発熱シートの前記定着部材の軸方向における発熱幅を変化させる発熱幅調整機構部と、を備え、
前記発熱幅調整機構部は、前記3つ以上の電極端子に対応する軸方向の各位置に、該電極端子に対して前記電源からの給電を行う給電端子が設けられた回転軸部材を有し、
前記給電端子は、前記回転軸部材の円周方向の位置が異なるものを含んで設けられており、
前記回転軸部材を所定の回転位置とすることで、前記3つ以上の電極端子のうち2つの電極端子と前記電源とを給電可能に接続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;
The fixing member is disposed in contact with or close to the inner peripheral side of the fixing member, and directly or indirectly heats the fixing member, and one resistance heating layer is provided on the insulating base layer. A sheet heating element comprising: a heating sheet formed; and three or more electrode terminals that supply electric power to the resistance heating layer and are arranged such that a conduction distance in the resistance heating layer can be adjusted. When,
A heating element support member disposed on an inner peripheral side of the fixing member so as to sandwich the planar heating element between the fixing member and supporting the planar heating element at a predetermined position;
A heat generation width adjusting mechanism for connecting any two electrode terminals of three or more electrode terminals of the planar heat generating element and a power source so as to be able to supply power, and changing a heat generation width in the axial direction of the fixing member of the heat generating sheet. And comprising
The heating width adjusting mechanism includes a rotating shaft member provided with a power supply terminal for supplying power from the power source to the electrode terminal at each axial position corresponding to the three or more electrode terminals. ,
The power supply terminal is provided including a different position in the circumferential direction of the rotating shaft member,
A fixing device characterized in that two of the three or more electrode terminals and the power source are connected so as to be able to supply power by setting the rotating shaft member to a predetermined rotational position.
前記発熱幅調整機構部は、通紙される記録媒体のサイズに対応して、前記発熱シートの発熱幅を変化させることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 The fixing device according to claim 1, wherein the heat generation width adjusting mechanism unit changes a heat generation width of the heat generating sheet in accordance with a size of a recording medium to be passed. 前記発熱シートにおける抵抗発熱層は、耐熱性樹脂中に導電性粒子が分散されてなることを特徴とする請求項1または2に記載の定着装置。 The resistance heating layer in the heat generating sheet fixing device according to claim 1 or 2 conductive particles in heat-resistant resin is characterized by comprising dispersed. 請求項1〜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: a fixing device according to any one of claims 1-3.
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