JP6012462B2 - Fixing device - Google Patents

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  • Fixing For Electrophotography (AREA)

Description

本発明は、複写機やLBP等、電子写真方式の画像形成装置に使用される定着装置に関する。   The present invention relates to a fixing device used in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or an LBP.

近年、電子写真方式の画像形成装置が具備する定着装置の方式としてフィルム定着方式が用いられている。フィルム定着方式の定着装置は、筒状のフィルムと、フィルムの内面に接触するヒータと、ヒータのフィルムの内面と接触する面と反対側の面を支持する支持部材と、フィルムを介してヒータと共にニップ部を形成する加圧部材と、を有する構成が一般的である。そして、トナー画像を担持した記録材をニップ部で搬送しながら加熱しトナー画像を記録材に定着する。   In recent years, a film fixing method has been used as a fixing device provided in an electrophotographic image forming apparatus. The fixing device of the film fixing system includes a cylindrical film, a heater that contacts the inner surface of the film, a support member that supports a surface opposite to the surface that contacts the inner surface of the film of the heater, and the heater through the film. A configuration having a pressure member that forms a nip portion is common. The recording material carrying the toner image is heated while being conveyed at the nip portion to fix the toner image on the recording material.

ヒータは、アルミナ、窒化アルミ等のセラミックを基板として、基板上に発熱抵抗体を形成したものが一般的に用いられる。ヒータは、一方の面はフィルムの内面と接触しており、フィルムと接触する面と反対側の面は支持部材と接触して支持されつつサーミスタやヒューズ等の感温素子が接触している。ヒータは、サーミスタの検知温度が目標温度になるように波数制御や位相制御を用いてヒータへの電力供給量が制御される。ヒータが異常昇温した時はヒューズやサーモスタットによってヒータへの通電が遮断される。   A heater in which a heating resistor is formed on a substrate made of a ceramic such as alumina or aluminum nitride is generally used. One surface of the heater is in contact with the inner surface of the film, and the surface opposite to the surface in contact with the film is in contact with and supported by the support member, and a temperature sensitive element such as a thermistor or a fuse is in contact therewith. In the heater, the amount of power supplied to the heater is controlled using wave number control or phase control so that the temperature detected by the thermistor becomes the target temperature. When the heater temperature rises abnormally, the power supply to the heater is cut off by a fuse or a thermostat.

ここで、上記で説明をした定着装置における課題の一つとして暴走によるヒータ割れがある。この暴走によるヒータ割れとは、ヒータの制御に用いるトライアック等が故障してヒータの制御が不能となりヒータに電力が供給され続けてヒータが割れることを言う。このヒータが割れる原因としては、ヒータに温度差が生じて熱応力によって発生するものや、支持部材が部分的に溶融しヒータに機械的な応力が生じることによるものがある。   Here, one of the problems in the fixing device described above is heater cracking due to runaway. The heater cracking due to the runaway means that the triac used for heater control breaks down, the heater control becomes impossible, power is continuously supplied to the heater, and the heater cracks. As a cause of the cracking of the heater, there are a heat difference caused by a temperature difference in the heater and a mechanical stress generated in the heater due to partial melting of the support member.

特に、熱応力によるヒータ割れは、ヒータが過昇温する時に、サーミスタ等が接触している部分と接触していない部分とで温度差が大きくなり大きな熱応力が生じて、サーミスタ等が接触している部分を起点にヒータが割れる場合がある。   In particular, when a heater cracks due to thermal stress, when the heater overheats, the temperature difference between the part where the thermistor etc. is in contact and the part where it is not in contact increases, resulting in large thermal stress, and the thermistor etc. comes into contact. The heater may break at the starting point.

このヒータ割れに対する対策として、前述したヒューズ等の安全素子を用いてヒータが過昇温して熱応力により基板が割れる前にヒータへの通電を遮断することが行われている。   As countermeasures against this cracking of the heater, the safety element such as a fuse described above is used to cut off the energization of the heater before the heater is overheated and the substrate is cracked by thermal stress.

しかしながら、近年、FPOT(First Page Out Time)の短縮や、生産性の向上の要求がますます強くなっており、今後、ヒータにより大きな電力を供給する必要があるためヒータ割れが早い段階で発生する可能が考えられる。   However, in recent years, there has been an increasing demand for shortening FPOT (First Page Out Time) and improving productivity, and in the future, it will be necessary to supply a large amount of electric power to the heater, and heater cracking will occur at an early stage. Possible.

そこで、特許文献1には、図12に示すようなヒータ12と断熱支持部材11との間に金属板14aを設けた加熱装置が開示されている。高熱伝導部材である金属板14aを断熱支持部11とヒータ12と間に介在させることで昇温度の偏りを解消することができる。   Therefore, Patent Document 1 discloses a heating apparatus in which a metal plate 14a is provided between a heater 12 and a heat insulating support member 11 as shown in FIG. By interposing the metal plate 14a, which is a high heat conductive member, between the heat insulating support part 11 and the heater 12, the uneven temperature rise can be eliminated.

従って、安全素子が金属板14aのヒータ12と接触する面と反対側の面に設けられているとすると、安全素子の接触する部分と接触しない部分との間の温度差が小さくなることで熱応力も小さくなり、ヒータ割れが発生しにくくなると考えられる。   Therefore, if the safety element is provided on the surface of the metal plate 14a opposite to the surface in contact with the heater 12, the temperature difference between the contacted portion of the safety element and the non-contacting portion is reduced. It is considered that the stress is also reduced and heater cracking is less likely to occur.

特開平11−84919号公報JP 11-84919 A

しかしながら、特許文献1に開示されている構成は、断熱支持部材11に金属板14aを接着剤で固定しているものの、ヒータ12と金属板14aとは加熱装置のニップ部の圧接力で互いに接触しているにすぎない。   However, in the configuration disclosed in Patent Document 1, although the metal plate 14a is fixed to the heat insulating support member 11 with an adhesive, the heater 12 and the metal plate 14a are brought into contact with each other by the pressure contact force of the nip portion of the heating device. I'm just doing it.

従って、装置の休止時などにニップ部の圧接状態を解除又は圧接力を緩和する圧解除機構を有する加熱装置において、ニップ部の圧接状態を解除又は圧接力を緩和した時にヒータ12と金属板14aが十分に接触していない状況があり得る。つまり、ニップ部の圧接力が十分ある場合には、金属板14aとヒータとはニップ部の圧接力によって十分に接触する。しかしながら、ニップ部の圧接状態が解除又は圧接力が緩和された場合には、金属板14aの厚みの公差や反り等の影響によってヒータ12と金属板14aとが十分に接触しない状況があり得る。   Therefore, in a heating apparatus having a pressure release mechanism that releases the pressure contact state of the nip portion or relaxes the pressure contact force when the device is stopped, the heater 12 and the metal plate 14a are released when the pressure contact state of the nip portion is released or the pressure contact force is relaxed. There may be situations where there is not enough contact. That is, when the pressure contact force at the nip portion is sufficient, the metal plate 14a and the heater are sufficiently in contact with each other due to the pressure contact force at the nip portion. However, when the press-contact state of the nip portion is released or the press-contact force is relaxed, there may be a situation where the heater 12 and the metal plate 14a are not sufficiently in contact with each other due to the influence of thickness tolerance or warpage of the metal plate 14a.

仮に、ヒータ12と金属板14aが十分に接触していない状況でヒータの制御が不能になる暴走が発生した場合、金属板14aによるヒータの温度分布を均す効果が十分に発揮されずヒータ割れが発生してしまう可能性がある。   If a runaway occurs in which the heater cannot be controlled in a situation where the heater 12 and the metal plate 14a are not sufficiently in contact with each other, the effect of leveling the heater temperature distribution by the metal plate 14a is not sufficiently exhibited and the heater cracks. May occur.

そこで、本願発明の目的は、定着装置のニップ部の圧接状態が解除又は圧接力が軽減された場合においても、ヒータと金属板を安定的に接触させることができる定着装置を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a fixing device capable of stably contacting a heater and a metal plate even when the pressure contact state of the nip portion of the fixing device is released or the pressure contact force is reduced. .

上記の目的を達成するために、筒状のフィルムと、前記フィルムの内面に接触する板状のヒータと、前記ヒータの前記フィルムの内面と接触する面と反対側の面を支持する支持部材と、前記ヒータと前記支持部材との間に設けられ前記ヒータに接触する高熱伝導部材と、前記ヒータの前記フィルムの母線方向の両端部が前記支持部材に対して前記ヒータの厚み方向に移動しないように前記両端部を規制する規制部材と、前記フィルムを介して前記ヒータと共にニップ部を形成する加圧部材と、を備え、前記ニップ部でトナー画像を担持した記録材を搬送しながら加熱しトナー画像を記録材に定着する定着装置において、前記ニップ部の圧接力が定着処理可能な圧接力に設定される第1の状態と、前記ニップ部の圧接状態が解除される又は前記ニップ部の圧接力が前記第1の状態よりも小さい圧接力に設定される第2の状態と、に切り替えることが可能であって、前記高熱伝導部材を介して前記ヒータの熱を感熱するように前記高熱伝導部材の上に設けられた感温素子を有し、前記支持部材の前記高熱伝導部材と対向する面は、前記フィルムの母線方向の中央部は端部よりも前記加圧部材に近づく方向に突出した形状を有することを特徴とする。   To achieve the above object, a cylindrical film, a plate-like heater that contacts the inner surface of the film, and a support member that supports a surface of the heater opposite to the surface that contacts the inner surface of the film, A high thermal conductivity member provided between the heater and the support member and in contact with the heater; and both end portions of the heater in the generatrix direction do not move in the thickness direction of the heater with respect to the support member. And a pressure member that forms a nip portion together with the heater via the film, and heated while conveying a recording material carrying a toner image at the nip portion. In the fixing device for fixing an image to a recording material, the first state in which the pressure contact force of the nip portion is set to a pressure contact force capable of fixing processing, and the pressure contact state of the nip portion is released or It is possible to switch to a second state in which the pressure contact force of the top portion is set to a pressure contact force smaller than the first state, and the heat of the heater is sensed through the high heat conductive member. As described above, the surface of the support member facing the high heat conductive member has a temperature sensing element provided on the high heat conductive member. It has the shape which protruded in the direction approaching.

本願発明によれば、定着装置のニップ部の圧接状態が解除又は圧接力が軽減された場合においても、ヒータと金属板を安定的に接触させることできる定着装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a fixing device capable of stably contacting the heater and the metal plate even when the pressure contact state of the nip portion of the fixing device is released or the pressure contact force is reduced.

実施例1に係る定着装置の構成を説明するための断面模式図Sectional schematic diagram for explaining the configuration of the fixing device according to the first embodiment. (a)実施例1に係る定着装置の構成を説明するための正面模式図(加圧時)、(b)実施例1に係る定着装置の構成を説明するための正面模式図(圧解除時)(A) Front schematic diagram for explaining the configuration of the fixing device according to the first embodiment (when pressure is applied), (b) Front schematic diagram for explaining the configuration of the fixing device according to the first embodiment (when pressure is released) ) セラミックヒータの説明図Illustration of ceramic heater サーミスタおよび温度ヒューズの説明図Illustration of thermistor and thermal fuse (a)実施例1に係るヒータ及び金属板の保持方法を説明するための図、(b)実施例1における金属板の保持方法を説明するための図、(c)実施例1におけるヒータ、支持部材、金属板の関係を説明する図(A) The figure for demonstrating the holding method and the metal plate holding method which concern on Example 1, (b) The figure for demonstrating the holding method of the metal plate in Example 1, (c) The heater in Example 1, The figure explaining the relationship between a support member and a metal plate (a)給電コネクタの説明図、(b)クリップの説明図(A) Explanatory drawing of power supply connector, (b) Explanatory drawing of clip ヒータの曲げ剛性が大きい時の実施例1におけるヒータ及び金属板の保持方法を説明するための図The figure for demonstrating the holding method of the heater and metal plate in Example 1 when the bending rigidity of a heater is large. ヒータと金属板の熱の流れを説明するための図Diagram for explaining the heat flow of the heater and metal plate 実施例2における金属板の形状及び構成を示す図The figure which shows the shape and structure of a metal plate in Example 2. 実施例1に係るヒータの制御部を説明するための図The figure for demonstrating the control part of the heater which concerns on Example 1. FIG. (a)実施例1の変形例の支持部材、(b) 実施例1の変形例のヒータ及び金属板の保持方法を説明する図(A) The supporting member of the modification of Example 1, (b) The figure explaining the holding method of the heater and metal plate of the modification of Example 1. 従来例に係るヒータと金属板の構成を説明するための図The figure for demonstrating the structure of the heater and metal plate which concern on a prior art example

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。まず、本実施例における定着装置の概要を説明し、次いで、本実施例の特徴について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the outline of the fixing device in the present embodiment will be described, and then the features of the present embodiment will be described.

以下の装置構成の説明において、長手方向とは、記録材搬送路面において記録材搬送方向に直交する方向である。幅方向とは記録材搬送方向と同方向である。   In the following description of the apparatus configuration, the longitudinal direction is a direction orthogonal to the recording material conveyance direction on the recording material conveyance path surface. The width direction is the same direction as the recording material conveyance direction.

図1は本実施例に係る定着装置18を長手方向から見た断面の模式図、図2は定着装置18の端部を幅方向から見た模式図である。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the fixing device 18 according to the present embodiment as viewed from the longitudinal direction, and FIG. 2 is a schematic view of the end portion of the fixing device 18 as viewed from the width direction.

31は可撓性を有する筒状のフィルム36を含むフィルムユニット、32は加圧部材としての加圧ローラである。このフィルムユニット31と加圧ローラ32は装置フレーム33の左右の側板34間に略並行に配設してある。   31 is a film unit including a flexible cylindrical film 36, and 32 is a pressure roller as a pressure member. The film unit 31 and the pressure roller 32 are disposed substantially in parallel between the left and right side plates 34 of the apparatus frame 33.

加圧ローラ32は、芯金32aと、芯金32aの外側に形成した弾性層32bと、弾性層32bの外側に形成した離型性層32cと、を有する。弾性層32bの材質としては、シリコーンゴムやフッ素ゴム等が用いられる。離型層32cの材質としては、PFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、又はFEP(テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体)等が用いられる。   The pressure roller 32 includes a cored bar 32a, an elastic layer 32b formed outside the cored bar 32a, and a releasable layer 32c formed outside the elastic layer 32b. As the material of the elastic layer 32b, silicone rubber, fluorine rubber, or the like is used. As the material of the release layer 32c, PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer), PTFE (polytetrafluoroethylene), FEP (tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer), or the like is used. .

本実施例では、ステンレス鋼製の外径11mmの芯金32a上に射出成形により厚み約3.5mmのシリコーンゴム層32bを形成し、その外側に厚み約40μmのPFA樹脂チューブ32cを被覆した加圧ローラ32を用いた。加圧ローラ32の外径は18mmである。この加圧ローラ32の硬度は、ASKER−C硬度計で9.8Nの加重において、ニップNの確保や耐久性などの観点から、40°〜70°の範囲が望ましい。本実施例においては、54°にしている。加圧ローラ32の長手方向の弾性層の長さは226mmである。この加圧ローラ32は図2に示すように、芯金32aの長手方向の両端で、それぞれ軸受部材35を介して装置フレーム側板34間に回転自由に支持させている。Gは加圧ローラ芯金32aの一端部に固定された駆動ギアである。この駆動ギアGに駆動源(不図示)から回転力が伝達されて加圧ローラ32が回転駆動される。   In this embodiment, a silicone rubber layer 32b having a thickness of about 3.5 mm is formed by injection molding on a core metal 32a made of stainless steel and having an outer diameter of 11 mm, and a PFA resin tube 32c having a thickness of about 40 μm is coated on the outside thereof. A pressure roller 32 was used. The outer diameter of the pressure roller 32 is 18 mm. The hardness of the pressure roller 32 is desirably in the range of 40 ° to 70 ° from the viewpoint of securing the nip N and durability, etc. at a load of 9.8 N with an ASKER-C hardness meter. In this embodiment, the angle is set to 54 °. The length of the elastic layer in the longitudinal direction of the pressure roller 32 is 226 mm. As shown in FIG. 2, the pressure roller 32 is rotatably supported between the apparatus frame side plates 34 via bearing members 35 at both ends in the longitudinal direction of the cored bar 32a. G is a drive gear fixed to one end of the pressure roller core 32a. A rotational force is transmitted to the drive gear G from a drive source (not shown), and the pressure roller 32 is rotationally driven.

図1に示すフィルムユニット31は、フィルム36、フィルム36の内面に接触する板状のヒータ37、ヒータ37を支持する支持部材38、高熱伝導部材としての金属板39と、を有する。フィルムユニット31は、更に、支持部材を補強する加圧ステイ40、フィルム36の長手方向の移動を規制するフランジ41等を有する。   A film unit 31 shown in FIG. 1 includes a film 36, a plate-like heater 37 that contacts the inner surface of the film 36, a support member 38 that supports the heater 37, and a metal plate 39 as a high heat conduction member. The film unit 31 further includes a pressure stay 40 that reinforces the support member, a flange 41 that restricts movement of the film 36 in the longitudinal direction, and the like.

フィルム36は、基層と、基層の外側に形成された弾性層と、弾性層の外側に形成された離型層と、を有し、筒状の可撓性部材である。本実施例のフィルム36は内径18mmであり、基層として厚み60μmのポリイミドの基材を、弾性層としての厚み約150μmのシリコーンゴム層を、離型層としての厚み15μmのPFA樹脂チューブを、用いている。支持部材38は図1に示すように、横断面が略半円状樋型の形状のもので、剛性・耐熱性・断熱性を有する部材であり、液晶ポリマー(Liquid Crystal Polymer)等により形成されている。この支持部材38は、支持部材38に外嵌したフィルム36の内面を支持する役割と、ヒータ37を一方の面を支持する役割と、を有している。   The film 36 has a base layer, an elastic layer formed outside the base layer, and a release layer formed outside the elastic layer, and is a cylindrical flexible member. The film 36 of this example has an inner diameter of 18 mm, a polyimide base material having a thickness of 60 μm as a base layer, a silicone rubber layer having a thickness of about 150 μm as an elastic layer, and a PFA resin tube having a thickness of 15 μm as a release layer. ing. As shown in FIG. 1, the support member 38 has a substantially semicircular saddle shape in cross section, is a member having rigidity, heat resistance, and heat insulation, and is formed of a liquid crystal polymer (Liquid Crystal Polymer) or the like. ing. The support member 38 has a role of supporting the inner surface of the film 36 fitted on the support member 38 and a role of supporting the heater 37 on one surface.

ヒータ37は、図3のように、アルミナ、窒化アルミ等のセラミックよりなる基板37a上に、銀・パラジウム合金等による発熱抵抗体37bをスクリーン印刷等によって形成し、さらに発熱抵抗体37bに銀等による電気接点部37cを接続してなる。本実施例においては、二本の発熱抵抗体37bが直列に接続され、抵抗値は18Ωである。発熱抵抗体の上に保護層としてのガラスコート37dを形成することにより、発熱抵抗体を保護し、フィルム36との摺動性を向上させている。このヒータ37は支持部材38の支持面に対向しつつフィルム36の母線方向に沿って配設されている。   As shown in FIG. 3, the heater 37 has a heating resistor 37b made of a silver / palladium alloy or the like formed on a substrate 37a made of ceramic such as alumina or aluminum nitride by screen printing or the like. The electrical contact portion 37c is connected. In the present embodiment, two heating resistors 37b are connected in series, and the resistance value is 18Ω. By forming a glass coat 37d as a protective layer on the heating resistor, the heating resistor is protected and the slidability with the film 36 is improved. The heater 37 is disposed along the generatrix direction of the film 36 while facing the support surface of the support member 38.

図4は、支持部材38と、感温素子であるサーミスタ42及び温度ヒューズ43と、を示した図である。支持部材38には貫通孔が設けられ、その貫通孔から温度検知素子としてのサーミスタ42及び安全素子としての温度ヒューズ43とがそれぞれ金属板39に接触するように配置されている。つまり、高熱伝導部材を介してヒータ37の熱を感熱するように高熱伝導部材の上に感温素子が設けられている。   FIG. 4 is a view showing the support member 38, the thermistor 42 and the thermal fuse 43, which are temperature sensitive elements. A through hole is provided in the support member 38, and a thermistor 42 as a temperature detection element and a thermal fuse 43 as a safety element are arranged to contact the metal plate 39 from the through hole. That is, the temperature sensitive element is provided on the high heat conductive member so as to sense the heat of the heater 37 through the high heat conductive member.

サーミスタ42は、筐体に、ヒータ37への接触状態を安定させるためのセラミックペーパー等を介して、サーミスタ素子を配し、さらにポリイミドテープ等の絶縁物が被覆されている。温度ヒューズ43は、ヒータ37が異常昇温した際に、ヒータの異常発熱を感知し、ヒータ37への通電を遮断する部品である。温度ヒューズ43は、円筒状の金属筐体内に所定温度で溶融するヒューズエレメントが搭載されており、ヒータ37の異常昇温によりヒューズエレメントが溶断した時にヒータ37への通電するための回路を遮断する。本実施例における温度ヒューズ43の大きさは、金属筐体のヒータ37に接触する部分の長さが約10mm、金属筐体の幅が約4mmである。温度ヒューズ43は、金属板39に、熱伝導グリスを介して設置され、温度ヒューズ43がヒータ37に対して浮くことによって動作不良を防止している。   In the thermistor 42, a thermistor element is disposed on a casing via ceramic paper or the like for stabilizing the contact state with the heater 37, and an insulator such as polyimide tape is further covered. The thermal fuse 43 is a component that senses abnormal heat generation of the heater when the heater 37 abnormally heats up and cuts off the power supply to the heater 37. The thermal fuse 43 is mounted with a fuse element that melts at a predetermined temperature in a cylindrical metal casing, and shuts off a circuit for energizing the heater 37 when the fuse element is blown by an abnormal temperature rise of the heater 37. . The size of the thermal fuse 43 in this embodiment is such that the length of the portion of the metal casing that contacts the heater 37 is about 10 mm, and the width of the metal casing is about 4 mm. The thermal fuse 43 is installed on the metal plate 39 via thermal conductive grease, and the thermal fuse 43 floats with respect to the heater 37 to prevent malfunction.

図10を用いてヒータ37への電力供給量を制御する制御部についての説明を行う。CPU82は、トライアック81をオンにして商用電源80からヒータ37の電気接点部37cを介して発熱抵抗体37bに通電してヒータ37を昇温させる。そして、ヒータ37の温度をサーミスタ42で検知して、そのサーミスタ42の出力をA/D変換してCPU82に取り込む。CPU82は、その取り込んだ温度情報に基づいてトライアック81により発熱抵抗体37bに供給する電力を位相制御又は波数制御により制御する。即ち、CPU82は、サーミスタ42の検知温度が目標温度より高い場合にはヒータ37が昇温するようにトライアック81を制御する。また、CPU82は、サーミスタ42の検知温度が目標温度より低い場合にはヒータ37が降温するようにトライアック81を制御する。このような制御によって、ヒータ37を目標温度に維持することができるのである。また、温度ヒューズ43は、図10に示すように、ヒータ37が異常昇温した時に商用電源80からヒータ37に流れる電流をCPU82とは関係なく遮断できるように配置されている。   The control unit that controls the amount of power supplied to the heater 37 will be described with reference to FIG. The CPU 82 turns on the triac 81 and energizes the heating resistor 37 b from the commercial power supply 80 through the electrical contact portion 37 c of the heater 37 to raise the temperature of the heater 37. Then, the temperature of the heater 37 is detected by the thermistor 42, and the output of the thermistor 42 is A / D converted and taken into the CPU 82. The CPU 82 controls the power supplied to the heating resistor 37b by the triac 81 based on the captured temperature information by phase control or wave number control. That is, the CPU 82 controls the triac 81 so that the heater 37 is heated when the temperature detected by the thermistor 42 is higher than the target temperature. Further, the CPU 82 controls the triac 81 so that the heater 37 falls when the temperature detected by the thermistor 42 is lower than the target temperature. By such control, the heater 37 can be maintained at the target temperature. Further, as shown in FIG. 10, the thermal fuse 43 is arranged so that the current flowing from the commercial power source 80 to the heater 37 can be cut off regardless of the CPU 82 when the heater 37 is abnormally heated.

次に、図1の加圧ステイ40は、その横断面がU字型の形状であり、フィルム36の母線方向に長い部材である。加圧ステイ40の役割は、フィルムユニット31の曲げ剛性を高めることである。本実施例の加圧ステイ40は、板厚1.6mmのステンレス鋼を曲げ加工して形成されている。   Next, the pressure stay 40 of FIG. 1 has a U-shaped cross section and is a member that is long in the generatrix direction of the film 36. The role of the pressure stay 40 is to increase the bending rigidity of the film unit 31. The pressure stay 40 of this embodiment is formed by bending stainless steel having a plate thickness of 1.6 mm.

次に、フィルムユニット31の組み立てについて説明する。加圧ステイ40は、図2(a)に示すように、ヒータ37を保持した支持部材38に加圧ステイ40を取り付けたものをフィルム36の内側に挿入して、加圧ステイ40の左右のフィルム36の母線方向の両端部にフランジ41を装着する。   Next, the assembly of the film unit 31 will be described. As shown in FIG. 2A, the pressure stay 40 is formed by inserting a support member 38 holding the heater 37 and attaching the pressure stay 40 into the inside of the film 36, and The flanges 41 are attached to both ends of the film 36 in the generatrix direction.

図1に示すように、このフィルムユニット31のヒータ37がフィルム36を介して加圧ローラ32に対向する向きで、フィルムユニット31を装置フレーム33の左右側板34の間に配設する。左右のフランジ41は、それぞれが有する縦溝部41aを装置フレーム33の左右の側板34がそれぞれ有する縦溝部34aに係合させてある。本実施例では、フランジ41の材料として、液晶ポリマー樹脂を用いている。   As shown in FIG. 1, the film unit 31 is disposed between the left and right side plates 34 of the apparatus frame 33 so that the heater 37 of the film unit 31 faces the pressure roller 32 through the film 36. In the left and right flanges 41, the vertical groove portions 41 a included therein are engaged with the vertical groove portions 34 a included in the left and right side plates 34 of the apparatus frame 33. In this embodiment, a liquid crystal polymer resin is used as the material of the flange 41.

そして、図2(a)のように、左右のフランジ41の加圧部41bと加圧アーム44との間に加圧バネ45を設ける。これにより、左右のフランジ41、加圧ステイ40、支持部材38を介してヒータ37がフィルム36を挟んで加圧ローラ32に対して押圧される。これによって、ヒータ37がフィルム36を介して加圧ローラ32の弾性に抗して加圧ローラ32と共に6mm程度のニップ部Nが形成される。   Then, as shown in FIG. 2A, a pressure spring 45 is provided between the pressure portions 41 b and the pressure arms 44 of the left and right flanges 41. Accordingly, the heater 37 is pressed against the pressure roller 32 with the film 36 interposed therebetween via the left and right flanges 41, the pressure stay 40, and the support member 38. As a result, the heater 37 resists the elasticity of the pressure roller 32 through the film 36, and a nip portion N of about 6 mm is formed together with the pressure roller 32.

本実施例では、フィルム36と加圧ローラ32との圧接力が総圧で160Nとなるように加圧バネ45の圧を設定している。   In this embodiment, the pressure of the pressure spring 45 is set so that the pressure contact force between the film 36 and the pressure roller 32 is 160 N in total pressure.

そして、加圧ローラ32の駆動ギアGに不図示の駆動源から回転力が伝達されて加圧ローラ32が図1において時計方向に所定の速度で回転駆動される。この加圧ローラ32の回転駆動に伴ってニップ部Nにおいて加圧ローラ32とフィルム36との間で働く摩擦力でフィルム36に回転力が作用する。これにより、図2に示すように、フィルム36はヒータ37の一面に接触しながら摺動し支持部材38の外回りを反時計方向に加圧ローラ32の回転に従動して回転する。なお、フィルム36の内面には耐熱性を有するグリスが塗布されており、ヒータ37及び支持部材38と、フィルム36の内面と、の摺動性が向上している。   Then, a rotational force is transmitted from a drive source (not shown) to the drive gear G of the pressure roller 32, and the pressure roller 32 is rotated at a predetermined speed in the clockwise direction in FIG. As the pressure roller 32 is driven to rotate, a rotational force acts on the film 36 by a frictional force acting between the pressure roller 32 and the film 36 in the nip portion N. As a result, as shown in FIG. 2, the film 36 slides while contacting one surface of the heater 37, and rotates around the support member 38 in the counterclockwise direction following the rotation of the pressure roller 32. The inner surface of the film 36 is coated with heat-resistant grease, so that the slidability between the heater 37 and the support member 38 and the inner surface of the film 36 is improved.

フィルム36が回転して、ヒータ37に対する通電がなされ、ヒータ37のサーミスタ42の検知温度が目標温度に到達した状態で記録材Pが導入される。入り口ガイド30は、未定着状態であるトナー像tを載せた記録材Pがニップ部Nに向かうようにガイドする役割を果たしている。   The film 36 is rotated to energize the heater 37, and the recording material P is introduced with the temperature detected by the thermistor 42 of the heater 37 reaching the target temperature. The entrance guide 30 plays a role of guiding the recording material P on which the toner image t in an unfixed state is directed toward the nip portion N.

ニップ部Nに未定着トナー画像tを担持した記録材Pが導入され、ニップ部Nにおいて記録材Pのトナー画像を担持する面がフィルム36に密着してフィルム36と共にニップ部Nを搬送される。この搬送過程において、ヒータ37で加熱されたフィルム36の熱により記録材P上の未定着トナー画像tが記録材P上に加熱及び加圧され定着される。ニップ部Nを通過した記録材Pはフィルム36の面から曲率分離して排出され、不図示の排紙ローラ対により機外に排出される。   The recording material P carrying the unfixed toner image t is introduced into the nip portion N, and the surface of the recording material P carrying the toner image in the nip portion N is in close contact with the film 36 and is conveyed along with the film 36 through the nip portion N. . In this conveyance process, the unfixed toner image t on the recording material P is heated and pressed on the recording material P and fixed by the heat of the film 36 heated by the heater 37. The recording material P that has passed through the nip portion N is discharged after being separated from the surface of the film 36 by a curvature, and is discharged outside the apparatus by a pair of discharge rollers (not shown).

また、不図示の圧解除カムを回転させることで、フランジ40を加圧ローラ32から遠ざける方向に移動させ、図2(a)から図2(b)のように、フィルムユニット31を加圧ローラ32から離間する、圧解除機構を備える。この動作を行う一つの目的は、定着装置18で記録材のジャムが発生した際、記録材Pのジャム処理を容易にするためである。また、2つ目の目的は、スリープ時などフィルム36が回転停止している状況において、フィルム36がニップ部の圧接力によって塑性変形してしまい画像不良となることを防止するためである。   Further, by rotating a pressure release cam (not shown), the flange 40 is moved away from the pressure roller 32, and the film unit 31 is moved to the pressure roller as shown in FIGS. 2 (a) to 2 (b). A pressure release mechanism is provided that is spaced from 32. One purpose of performing this operation is to facilitate the jam processing of the recording material P when the recording device is jammed in the fixing device 18. The second purpose is to prevent the film 36 from being plastically deformed due to the press-contact force of the nip portion in a situation where the rotation of the film 36 is stopped such as during sleep, resulting in an image defect.

つまり、本実施例の定着装置18は、ニップ部の圧接力が定着処理可能な圧接力に設定する第1の状態と、ニップ部の圧接状態を解除する又は前記ニップ部の圧接力を第1の状態よりも小さい圧接力に設定する第2の状態と、に切り替えることが可能である。   That is, the fixing device 18 of the present embodiment has a first state where the pressure contact force of the nip portion is set to a pressure contact force capable of fixing processing, and a state where the pressure contact state of the nip portion is released or the pressure contact force of the nip portion is changed to the first state. It is possible to switch to the second state in which the pressure contact force is set to be smaller than that in the state.

本実施例においては、不図示の圧解除モータによって自動でニップ部の圧接状態が解除されるものの、手動で圧解除カムを回転させてニップ部の圧接状態を解除する構成でもよい。   In this embodiment, the pressure contact state of the nip portion is automatically released by a pressure release motor (not shown), but the pressure release cam may be manually rotated to release the pressure contact state of the nip portion.

(本実施例の特徴)
図5を用いて、本実施例の特徴である、高熱伝導部材としての金属板39を有した定着装置18の構成について説明する。図5(a)は記録材搬送方向から見たヒータ37周りの断面図、図5(b)はヒータ37を取り外した状態で金属板39が支持部材38に設けられた状態の図である。尚、図5においてはサーミスタ42及び温度ヒューズ43は表示を省略している。図5(c)については後述する。
(Features of this embodiment)
The configuration of the fixing device 18 having the metal plate 39 as a high heat conductive member, which is a feature of this embodiment, will be described with reference to FIG. FIG. 5A is a cross-sectional view around the heater 37 viewed from the recording material conveyance direction, and FIG. 5B is a view of the state in which the metal plate 39 is provided on the support member 38 with the heater 37 removed. In FIG. 5, the thermistor 42 and the thermal fuse 43 are not shown. FIG. 5C will be described later.

本実施例では、金属板39としてフィルム36の母線方向で厚みが0.3mmで一定であるアルミニウム板を用いている。ヒータと当接する当接部はフィルム36の母線方向の長さが226mm、フィルム36の母線方向に直交する方向の幅が5mmのストレート形状である。金属板39は、フィルム36の母線方向の両端部に1.5mmの曲げ部39aを有し、支持部材38の穴38aに差し込まれている。尚、この穴は金属板39と支持部材38の線膨張係数の違いを吸収するために、金属板に対して若干大きめに設けられているため、金属板39を支持部材38に完全に固定することは難しい。尚、高熱伝導部材の材質として本実施例ではアルミニウムを用いたが、他にも銅などの金属板やグラファイトシートなど、ヒータ37の基板よりも高熱伝導率の部材を用いることができる。   In this embodiment, an aluminum plate having a constant thickness of 0.3 mm in the direction of the generatrix of the film 36 is used as the metal plate 39. The abutting portion that abuts on the heater has a straight shape in which the length in the generatrix direction of the film 36 is 226 mm and the width in the direction orthogonal to the generatrix direction of the film 36 is 5 mm. The metal plate 39 has a bent portion 39 a of 1.5 mm at both ends in the generatrix direction of the film 36 and is inserted into the hole 38 a of the support member 38. This hole is provided slightly larger than the metal plate in order to absorb the difference in linear expansion coefficient between the metal plate 39 and the support member 38, so that the metal plate 39 is completely fixed to the support member 38. It ’s difficult. In this embodiment, aluminum is used as the material of the high thermal conductivity member, but other members having higher thermal conductivity than the substrate of the heater 37 such as a metal plate such as copper or a graphite sheet can be used.

本実施例のヒータ37の基板はフィルム36の母線方向の長さが260mm、フィルム36の母線方向の長さが5.8mm、厚みが1.0mmの直方体の形状である。また、本実施例の基板の材質はアルミナである。   The substrate of the heater 37 of this embodiment has a rectangular parallelepiped shape in which the length of the film 36 in the generatrix direction is 260 mm, the length of the film 36 in the generatrix direction is 5.8 mm, and the thickness is 1.0 mm. Further, the material of the substrate of this embodiment is alumina.

本実施例においては、金属板39は支持部材38及びヒータ37よりも、記録材搬送路面に垂直な荷重に対して、曲がり易いようにしている。すなわち、ヤング率をE(GPa)、断面2次モーメントをI(m)としたときに、金属板の曲げ剛性EI(N・m)は、ヒータ37及び支持部材38の曲げ剛性よりも小さい。また、ヒータ37の曲げ剛性は、支持部材38よりも小さい。 In the present embodiment, the metal plate 39 is more easily bent than the support member 38 and the heater 37 with respect to a load perpendicular to the recording material conveyance path surface. That is, when the Young's modulus is E (GPa) and the secondary moment of inertia is I (m 4 ), the bending rigidity EI (N · m 2 ) of the metal plate is larger than the bending rigidity of the heater 37 and the support member 38. small. Further, the bending rigidity of the heater 37 is smaller than that of the support member 38.

本実施例の金属板39はアルミニウムで構成されており、ヤング率が約70(GPa)、断面2次モーメントがおよそ0.011(mm)であるので、曲げ剛性EIはおよそ、7.9×10(N・mm)となる。一方、ヒータ37の基板のヤング率が約350(GPa)、断面2次モーメントがおよそ0.483(mm)であるので、曲げ剛性EIは、1.7×10(N・mm)となる。支持部材38に用いた液晶ポリマーのヤング率がおよそ13(GPa)、断面2次モーメントがおよそ29.4(mm )であるので、曲げ剛性EIは、3.8×10(N・mm)となる。尚、支持部材38の断面形状は、実際にはリブなどが部分的に立っておりフィルム36の母線方向で同じではないため平均値で示した。 The metal plate 39 of the present embodiment is made of aluminum, has a Young's modulus of about 70 (GPa), and a secondary moment of about 0.011 (mm 4 ), so that the bending rigidity EI is about 7.9. × 10 2 (N · mm 2 ) On the other hand, since the Young's modulus of the substrate of the heater 37 is about 350 (GPa) and the second moment of section is about 0.483 (mm 4 ), the bending rigidity EI is 1.7 × 10 5 (N · mm 2 ). It becomes. Since the Young's modulus of the liquid crystal polymer used for the support member 38 is approximately 13 (GPa) and the second moment of section is approximately 29.4 (mm 4 ), the bending rigidity EI is 3.8 × 10 5 (N · mm 2 ). Note that the cross-sectional shape of the support member 38 is shown as an average value because ribs or the like actually stand partially and are not the same in the generatrix direction of the film 36.

ここで、金属板39の役割について説明する。金属板39の役割は、ヒータ37の暴走時にヒータ37の均熱化によってヒータ割れを抑制することである。ヒータ37の基板にサーミスタ42やヒューズ43等が直接的に接触していると、ヒータ37の暴走時にそれらが接触している部分と接触していない部分との温度差による熱応力によってヒータが割れてしまう場合がある。そこで、本実施例のようにヒータ37に接触する金属板39の上にサーミスタ42やヒューズ43を設けることで、ヒータ37の暴走時にヒータ37の基板が均熱化されて熱応力によるヒータ割れが生じにくくなるのである。   Here, the role of the metal plate 39 will be described. The role of the metal plate 39 is to suppress heater cracking by equalizing the heater 37 when the heater 37 runs away. If the thermistor 42, fuse 43, or the like is in direct contact with the substrate of the heater 37, the heater cracks due to thermal stress due to a temperature difference between the portion that is in contact and the portion that is not in contact when the heater 37 runs away. May end up. Therefore, by providing the thermistor 42 and the fuse 43 on the metal plate 39 in contact with the heater 37 as in this embodiment, the substrate of the heater 37 is soaked during the runaway of the heater 37 and the heater cracks due to thermal stress. It becomes difficult to occur.

このヒータ37の均熱化について図8を用いて説明する。本実施例でヒータ37の基板37aとして用いたアルミナの熱伝導率はおよそ26W/mKである。それに対し、金属板39として用いたアルミニウムの熱伝導率はおよそ230W/mKであり、基盤37aよりも大きい。ここで、図8のように、基板37aのフィルム36の母線方向のある部分Hが他の部分に比べて高温になった場合を考える。基板37a内部におけるフィルム36の母線方向の熱の流れAに加えて、基板37aのうち金属板39と接触している部分で基板37aから金属板39への熱の流れが生じる。更に、金属板39内でフィルム36の母線方向に向かって再び基板37aに戻る熱の流れBが発生する。この作用によってヒータ37が均熱化される。   The soaking of the heater 37 will be described with reference to FIG. In this embodiment, the thermal conductivity of alumina used as the substrate 37a of the heater 37 is approximately 26 W / mK. On the other hand, the thermal conductivity of aluminum used as the metal plate 39 is about 230 W / mK, which is larger than the base 37a. Here, as shown in FIG. 8, a case is considered where a portion H in the direction of the generatrix of the film 36 of the substrate 37a is hotter than other portions. In addition to the heat flow A in the generatrix direction of the film 36 inside the substrate 37a, a heat flow from the substrate 37a to the metal plate 39 occurs in the portion of the substrate 37a that is in contact with the metal plate 39. Furthermore, a heat flow B that returns to the substrate 37 a again in the direction of the bus line of the film 36 is generated in the metal plate 39. By this action, the heater 37 is soaked.

次に、支持部材38の金属板39を介してヒータ37を支持する支持面の形状について説明する。図5(a)に示すように、上記の支持面のフィルム36の母線方向の中央部は端部よりも加圧ローラ32に近づく方向に突出している領域Cを有する。本実施例の領域Cは、フィルム36の母線方向の端部から中央部にかけて加圧ローラ32に徐々に近づくなだらかな曲面形状(以後、クラウン形状と記す)を有する。領域Cのフィルム36の母線方向の長さは、加圧ローラ32の長さと同じ226mmであって、領域Cでフィルム36の母線方向の端部に対する中央部の突出量は0.6mmである。   Next, the shape of the support surface that supports the heater 37 via the metal plate 39 of the support member 38 will be described. As shown in FIG. 5A, the central portion of the support surface of the film 36 in the generatrix direction has a region C protruding in a direction closer to the pressure roller 32 than the end portion. The region C of the present embodiment has a gentle curved surface shape (hereinafter referred to as a crown shape) that gradually approaches the pressure roller 32 from the end in the generatrix direction to the center of the film 36. The length in the generatrix direction of the film 36 in the region C is 226 mm, which is the same as the length of the pressure roller 32.

次に、規制部材としての給電コネクタ46及びクリップ47の構成について図6を用いて説明する。実施例1においては、給電コネクタ46又はクリップ47を用いて、ヒータ37のフィルム36の母線方向の両端部がそれぞれ支持部材38と接触した状態が保たれる。   Next, the configuration of the power supply connector 46 and the clip 47 as the regulating members will be described with reference to FIG. In the first embodiment, the power supply connector 46 or the clip 47 is used to maintain the state where both ends of the film 36 of the heater 37 are in contact with the support member 38.

給電コネクタ46は、コの字型の樹脂かで形成されたハウジング部46aとコンタクト端子46bとを有する(図6(a))。ハウジング部46aは、ヒータ37と支持部材38とを外側から挟むことで、ヒータ37のフィルム36の母線方向の端部が支持部材38に対してヒータ37の厚み方向に移動しないように規制する。更に、コンタクト端子46bは弾性的に所定の接触圧でヒータ37の電気接点部37cと接触して電気的な接続を保つ。また、コンタクト端子46bは束線48に接続されており、束線48は図10の商用電源80及びトライアック81に接続されている。尚、ハウジング部とコンタクト端子は別体で構成してもよい。   The power supply connector 46 includes a housing portion 46a and a contact terminal 46b formed of a U-shaped resin (FIG. 6A). The housing part 46a sandwiches the heater 37 and the support member 38 from the outside, thereby restricting the end part of the film 36 of the heater 37 from moving in the thickness direction of the heater 37 with respect to the support member 38. Further, the contact terminal 46b is elastically contacted with the electrical contact portion 37c of the heater 37 at a predetermined contact pressure to maintain an electrical connection. Further, the contact terminal 46b is connected to a bundle 48, and the bundle 48 is connected to the commercial power supply 80 and the triac 81 shown in FIG. The housing portion and the contact terminal may be configured separately.

クリップ47は、コの字型の金属板であって、ヒータ37と支持部材38とを外側から弾性的に挟み込み、ヒータ37のフィルム36の母線方向の両端部が支持部材38に対してヒータ37の厚み方向に移動しないように規制する(図6(b))。   The clip 47 is a U-shaped metal plate and elastically sandwiches the heater 37 and the support member 38 from the outside, and both ends of the film 36 of the heater 37 in the generatrix direction with respect to the support member 38. To prevent movement in the thickness direction (FIG. 6B).

また、給電コネクタ46及びクリップ47は、ヒータ37のフィルム36の母線方向の両端部が支持部材38に対してフィルムの厚み方向に移動しないよう規制するものであって、ヒータ37の面に変更な方向には移動可能に構成されている。従って、ヒータ37の熱膨張や、加圧及び離間時の撓み発生時に、ヒータ37に不必要な応力がかかることを防止している。   In addition, the power supply connector 46 and the clip 47 restrict the both end portions of the heater 36 in the bus line direction of the film 36 from moving in the film thickness direction with respect to the support member 38, and are not changed to the surface of the heater 37. It is configured to be movable in the direction. Therefore, it is possible to prevent unnecessary stress from being applied to the heater 37 when the heater 37 is thermally expanded or bent during pressurization and separation.

(本実施例の作用)
本実施例の作用は、ニップ部の圧接状態が解除される又は前記ニップ部の圧接力が軽減された状態であっても、ヒータ37と金属板39と安定して接触していることである。
(Operation of this embodiment)
The effect of this embodiment is that the heater 37 and the metal plate 39 are stably in contact even when the pressure contact state of the nip portion is released or the pressure contact force of the nip portion is reduced. .

この作用のメカニズムについて図5を用いて説明する。尚、見やすくするために、図5(c)は支持部材38、金属板39、及び、ヒータ37のみを表示している。本実施例では、ヒータ37の領域Cに対応する部分は金属板39を介して支持部材38のクラウン形状を有する支持面に支持され、ヒータ37のフィルム36の母線方向の両端部は端部支持面90に接触して支持される。   The mechanism of this action will be described with reference to FIG. For ease of viewing, FIG. 5C shows only the support member 38, the metal plate 39, and the heater 37. In the present embodiment, a portion corresponding to the region C of the heater 37 is supported by a support surface having a crown shape of the support member 38 through the metal plate 39, and both ends of the film 36 of the heater 37 in the bus bar direction are end support. It is supported in contact with the surface 90.

本実施例のヒータ37のフィルム36の母線方向の両端部は、給電コネクタ46等で支持部材38に対してヒータ37の厚み方向の移動が規制されている。従って、ヒータ37の両端部の支持部材38に対するヒータ37の厚み方向の位置は、ニップ部Nの圧接力が定着処理可能な圧接力に設定される状態であっても、ニップ部の圧接状態が解除される又は前記ニップ部の圧接力が軽減された状態であっても、変わらない。   The movement in the thickness direction of the heater 37 with respect to the support member 38 is regulated at both ends in the bus bar direction of the film 36 of the heater 37 of this embodiment with respect to the support member 38 and the like. Accordingly, the positions in the thickness direction of the heater 37 with respect to the support members 38 at both ends of the heater 37 are in a state where the pressure contact state of the nip portion N is set to a pressure contact force capable of fixing processing. Even if it is released or the pressure contact force of the nip portion is reduced, it does not change.

更に、支持部材38のクラウン形状を有する支持面に金属板39を組むと、ヒータ37のフィルム36の母線方向の中央部が接触する金属板39の面はヒータ37のフィルム36の母線方向の両端部が接触する端部支持面90よりも突出している。つまり、ヒータ37は、フィルム36の母線方向の両端部のヒータ37の厚み方向の移動が規制された状態でフィルム36の母線方向の中央部が加圧ローラ32に近づく方向に押されて変形している状態である。従って、ヒータ37自身に元のストレート形状に戻ろうとする復元力Fが生じる。本実施例における曲げ剛性は、金属板39<ヒータ37<支持部材38であるから、ヒータ37の復元力Fによって、金属板39はヒータ37と共に支持部材38のクラウン形状に倣って安定的に接触することになる。この金属板とヒータ37の安定的な接触状態は、ヒータ37自身の復元力Fによって生じているため、ニップ部の圧接状態が解除される又は前記ニップ部の圧接力が軽減された状態でも変わらない。   Further, when the metal plate 39 is assembled on the support surface having the crown shape of the support member 38, the surfaces of the metal plate 39 that are in contact with the central portion of the film 36 of the heater 37 are at both ends in the bus direction of the film 36 of the heater 37. It protrudes from the end support surface 90 with which the part comes into contact. That is, the heater 37 is deformed by being pushed in a direction in which the central portion of the film 36 in the busbar direction approaches the pressure roller 32 in a state where movement in the thickness direction of the heater 37 at both ends in the busbar direction of the film 36 is restricted. It is in a state. Accordingly, a restoring force F is generated in the heater 37 itself to return to the original straight shape. The bending rigidity in the present embodiment is that the metal plate 39 <the heater 37 <the support member 38, so that the metal plate 39 contacts with the heater 37 along the crown shape of the support member 38 stably by the restoring force F of the heater 37. Will do. The stable contact state between the metal plate and the heater 37 is caused by the restoring force F of the heater 37 itself, and therefore changes even when the pressure contact state of the nip portion is released or the pressure contact force of the nip portion is reduced. Absent.

ここで、本実施例における復元力の大きさを測定した。ヒータ37をストレート形状から支持部材38のフィルム36の母線方向の中央部を0.6mm撓ませるために要する荷重を測定したところ、単純中心荷重で0.42Nであった。本実施例においては、支持部材38のクラウン形状をなだらかな曲面形状としているので、実際には均等加重に近い状態になり、ヒータ37のフィルム36の母線方向に亘って0.42N以上の復元力Fが生じる。従って、定着装置18のニップ部の圧接力が解除される又は圧接力が緩和される圧解除状態であっても、ヒータ37自身の復元力Fによって金属板39に安定的に接触する。   Here, the magnitude of the restoring force in this example was measured. When the load required for the heater 37 to be bent 0.6 mm from the straight shape to the center portion of the film 36 of the support member 38 in the generatrix direction was measured, the simple center load was 0.42N. In the present embodiment, since the crown shape of the support member 38 is a gently curved shape, it is actually close to a uniform load, and a restoring force of 0.42 N or more over the generatrix direction of the film 36 of the heater 37. F is generated. Therefore, even when the pressure contact force at the nip portion of the fixing device 18 is released or the pressure release state is eased, the metal plate 39 is stably contacted by the restoring force F of the heater 37 itself.

尚、本実施例の支持部材38は曲げ剛性の高い加圧ステイ40によってバックアップされているため、ヒータの復元力Fによる支持部材のたわみは発生しない。仮に支持部材38が加圧ステイ40によってバックアップされていない場合においても、支持部材38の曲げ剛性がヒータ37に対して十分に大きい場合には、ヒータ37が撓んで復元力Fが生じることになる。また、支持部材38の曲げ剛性がヒータ37より小さい場合には、図7に示すように、支持部材38が自身のクラウン形状によって、図中上方に変形する。この場合には支持部材38の復元力F´によって、金属板39がヒータ37側に押しつけられるが、金属板39の曲げ剛性が小さいため、支持部材38による復元力F´に抗することなく、金属板39とヒータ37の接触性を確保することができる。双方の曲げ剛性が同程度の場合には、ヒータ37と支持部材38とが両方たわみ、ヒータの復元力Fと、支持部材38の復元力F´がつり合う形状となって、金属板39とヒータ37との接触性が確保される。   In addition, since the support member 38 of this embodiment is backed up by the pressure stay 40 having high bending rigidity, the support member does not bend due to the restoring force F of the heater. Even if the support member 38 is not backed up by the pressure stay 40, if the bending rigidity of the support member 38 is sufficiently large with respect to the heater 37, the heater 37 bends and a restoring force F is generated. . When the bending rigidity of the support member 38 is smaller than that of the heater 37, the support member 38 is deformed upward in the figure due to its crown shape as shown in FIG. In this case, the metal plate 39 is pressed against the heater 37 side by the restoring force F ′ of the support member 38, but the bending rigidity of the metal plate 39 is small, so that it does not resist the restoring force F ′ by the support member 38, The contact between the metal plate 39 and the heater 37 can be ensured. When both of the bending stiffnesses are approximately the same, both the heater 37 and the support member 38 bend, and the restoring force F of the heater and the restoring force F ′ of the support member 38 are balanced, so that the metal plate 39 and the heater The contact with 37 is ensured.

以上説明したように、本実施例によると、ニップ部の圧接状態が解除される又は前記ニップ部の圧接力が軽減された状態であっても、ヒータ37と金属板39とが安定的に接触する。   As described above, according to the present embodiment, the heater 37 and the metal plate 39 are stably in contact with each other even when the pressure contact state of the nip portion is released or the pressure contact force of the nip portion is reduced. To do.

そのため、金属板39のヒータ37の温度分布を均一化する効果を十分に発揮することができ、ヒータ割れの抑制をすることができる。   Therefore, the effect of making the temperature distribution of the heater 37 of the metal plate 39 uniform can be sufficiently exerted, and heater cracking can be suppressed.

尚、本実施例では、支持部材38の領域Cにおいて支持面がクラウン形状を有するものとしたが、領域Cにおいてフィルム36の母線方向の端部よりも中央部が突出している凸形状があれば良い。実施例1の変形例を図11に示す。図11(a)は本変形例の支持部材95である。図11(b)は実施例1の支持部材38を(a)の支持部材95に置き換えたものである。本変形例においてもヒータ37は、フィルム36の母線方向の両端部のヒータ37の厚み方向の移動が規制された状態でフィルム36の母線方向の中央部が加圧ローラ32に近づく方向に押されて変形している状態である。従って、実施例1と同様にヒータ37に復元力が働きヒータ37と金属板39とは安定的に接触する。   In the present embodiment, the support surface has a crown shape in the region C of the support member 38. However, if there is a convex shape in which the central portion protrudes from the end in the generatrix direction of the film 36 in the region C. good. A modification of the first embodiment is shown in FIG. FIG. 11A shows a support member 95 of this modification. FIG. 11B is a diagram in which the support member 38 of the first embodiment is replaced with the support member 95 of FIG. Also in this modified example, the heater 37 is pushed in a direction in which the central portion of the film 36 in the busbar direction approaches the pressure roller 32 in a state where movement in the thickness direction of the heater 37 at both ends of the film 36 in the busbar direction is restricted. Is in a deformed state. Accordingly, as in the first embodiment, a restoring force acts on the heater 37 and the heater 37 and the metal plate 39 are in stable contact.

ただし、実施例1の構成の方がニップ部Nの圧接力が定着処理可能な圧接力に設定される状態において圧接力を受けたヒータ37が長手方向に亘って金属板39を介して支持部材38にバックアップされるのでニップ部の圧力が安定するというメリットがある。   However, in the configuration of the first embodiment, the heater 37 that receives the pressure contact force in the state where the pressure contact force of the nip portion N is set to a pressure contact force capable of fixing processing supports the support member via the metal plate 39 in the longitudinal direction. Therefore, there is an advantage that the pressure in the nip portion is stabilized.

本実施例は、クラウン形状を実施例1のように支持部材38の支持面に設けるのではなく、金属板39のヒータ37と対向する面に設ける構成である。金属板39は実施例1と同様、アルミニウムで構成される。本実施例と実施例1とで異なる部分は支持部材38と金属板39のみであり、その他の定着装置の構成は実施例1とほぼ同様であるため省略する。   In the present embodiment, the crown shape is not provided on the support surface of the support member 38 as in the first embodiment, but is provided on the surface of the metal plate 39 facing the heater 37. The metal plate 39 is made of aluminum as in the first embodiment. The only difference between the present embodiment and the first embodiment is the support member 38 and the metal plate 39, and the other fixing device configurations are substantially the same as those of the first embodiment, and are therefore omitted.

本実施例の特徴について説明する。金属板39は、図9に示すように、フィルム36の母線方向の中央部が端部よりもヒータ37に近づく方向に突出する形状を有している。金属板39は、フィルム36の母線方向の端部から中央部に向かうにつれて徐々にヒータ37に近づくなだらかな曲面形状のクラウン形状を有している。金属板39のフィルム36の母線方向の長さやフィルム36の母線方向に直交する方向の寸法は実施例1と同様である。金属板39の厚みはフィルム36の母線方向で、端部が0.2mm、中央部が0.8mmである。ヒータ37が支持部材38に取り付けられた状態で、ヒータ37の厚み方向でヒータ37の端部支持面90よりも金属板39の面の方が突出している部分があり、その突出量が実施例1と同様になるため、ヒータ37に生じる復元力Fは実施例1と同様になる。   The features of this embodiment will be described. As shown in FIG. 9, the metal plate 39 has a shape in which the central portion in the bus line direction of the film 36 protrudes in a direction closer to the heater 37 than the end portion. The metal plate 39 has a gently curved crown shape that gradually approaches the heater 37 from the end in the generatrix direction of the film 36 toward the center. The length of the metal plate 39 in the generatrix direction of the film 36 and the dimension in the direction orthogonal to the generatrix direction of the film 36 are the same as in the first embodiment. The thickness of the metal plate 39 is 0.2 mm at the end and 0.8 mm at the center in the direction of the generatrix of the film 36. In a state where the heater 37 is attached to the support member 38, there is a portion in which the surface of the metal plate 39 protrudes from the end support surface 90 of the heater 37 in the thickness direction of the heater 37. Therefore, the restoring force F generated in the heater 37 is the same as that of the first embodiment.

その結果、実施例2においても、ニップ部Nの圧接力が定着処理可能な圧接力に設定される状態でも、ニップ部の圧接状態が解除される又はニップ部の圧接力が軽減された状態でも、ヒータ37と金属板39とが安定的に接触する。   As a result, also in the second embodiment, even when the pressure contact force of the nip portion N is set to a pressure contact force capable of fixing processing, the pressure contact state of the nip portion is released or the pressure contact force of the nip portion is reduced. The heater 37 and the metal plate 39 are in stable contact.

本実施例の実施例1とは異なる効果について説明する。金属板39のフィルム36の母線方向の両端部はそれぞれL字に曲げ加工されているので、定着処理中にそこからヒータ37の熱が逃げやすくなってしまい、ヒータ37のフィルム36の母線方向の端部の温度低下が発生する場合がある。そこで、フィルム36の母線方向において、金属板39の厚みを端部が中央部よりも薄くなるようにすることで、端部の熱が逃げにくくなるという効果がある。   The effects of the present embodiment that are different from the first embodiment will be described. Since both ends of the metal plate 39 in the direction of the bus of the film 36 are bent into L shapes, the heat of the heater 37 easily escapes from there during the fixing process, and the film 36 of the heater 37 in the direction of the bus An end temperature drop may occur. Therefore, in the generatrix direction of the film 36, by setting the thickness of the metal plate 39 to be thinner than the center portion, there is an effect that heat at the end portion is difficult to escape.

本実施例では金属板39の厚みをフィルム36の母線方向で変えることでクラウン形状を形成し、ヒータ37のフィルム36の母線方向の端部の温度低下を抑えつつ、ヒータ37の均熱効果を発揮することができる。   In this embodiment, a crown shape is formed by changing the thickness of the metal plate 39 in the generatrix direction of the film 36, and the temperature equalizing effect of the heater 37 is suppressed while suppressing the temperature drop at the end of the heater 37 in the generatrix direction. It can be demonstrated.

尚、本実施例においては支持部材38と金属板39との双方にクラウン形状を形成する構成でも良い。   In the present embodiment, the crown shape may be formed on both the support member 38 and the metal plate 39.

18 定着装置
32 加圧ローラ
36 フィルム
37 ヒータ
38 支持部材
39 金属板
40 加圧ステイ
42 サーミスタ
43 温度ヒューズ
46 給電コネクタ
47 クリップ
18 Fixing Device 32 Pressure Roller 36 Film 37 Heater 38 Support Member 39 Metal Plate 40 Pressure Stay 42 Thermistor 43 Thermal Fuse 46 Power Supply Connector 47 Clip

Claims (6)

筒状のフィルムと、前記フィルムの内面に接触する板状のヒータと、前記ヒータの前記フィルムの内面と接触する面と反対側の面を支持する支持部材と、前記ヒータと前記支持部材との間に設けられ前記ヒータに接触する高熱伝導部材と、前記ヒータの前記フィルムの母線方向の両端部が前記支持部材に対して前記ヒータの厚み方向に移動しないように前記両端部を規制する規制部材と、前記フィルムを介して前記ヒータと共にニップ部を形成する加圧部材と、を備え、前記ニップ部でトナー画像を担持した記録材を搬送しながら加熱しトナー画像を記録材に定着する定着装置において、
前記ニップ部の圧接力が定着処理可能な圧接力に設定される第1の状態と、前記ニップ部の圧接状態が解除される又は前記ニップ部の圧接力が前記第1の状態よりも小さい圧接力に設定される第2の状態と、に切り替えることが可能であって、
前記高熱伝導部材を介して前記ヒータの熱を感熱するように前記高熱伝導部材の上に設けられた感温素子を有し、
前記支持部材の前記高熱伝導部材と対向する面は、前記フィルムの母線方向の中央部は端部よりも前記加圧部材に近づく方向に突出した形状を有することを特徴とする定着装置。
A cylindrical film, a plate-like heater that contacts the inner surface of the film, a support member that supports a surface of the heater opposite to the surface that contacts the inner surface of the film, and the heater and the support member A high thermal conductivity member provided between and in contact with the heater; and a regulating member for regulating the both end portions of the heater so that the both end portions of the film in the bus line direction do not move in the thickness direction of the heater with respect to the support member And a pressure member that forms a nip portion together with the heater via the film, and a fixing device that fixes the toner image on the recording material by heating the recording material carrying the toner image at the nip portion In
A first state where the pressure contact force of the nip portion is set to a pressure contact force capable of fixing processing, and a pressure contact state where the pressure contact state of the nip portion is released or the pressure contact force of the nip portion is smaller than the first state. Switch to the second state set to force,
Having a temperature sensing element provided on the high thermal conductivity member so as to sense the heat of the heater via the high thermal conductivity member;
The fixing device according to claim 1, wherein a surface of the support member that faces the high thermal conductivity member has a shape in which a central portion in a bus line direction of the film protrudes in a direction closer to the pressure member than an end portion.
前記支持部材の前記高熱伝導部材と対向する面は、フィルムの母線方向で両端部から中央部に向かうにつれて前記加圧部材に近づく曲面であることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。   2. The fixing device according to claim 1, wherein a surface of the support member that faces the high heat conductive member is a curved surface that approaches the pressure member as it goes from both ends toward the center in the generatrix direction of the film. 前記ヒータの曲げ剛性は、前記高熱伝導部材の曲げ剛性より大きく前記支持部材の曲げ剛性よりも小さいことを特徴とする請求項1又は2に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein a bending rigidity of the heater is larger than a bending rigidity of the high heat conductive member and smaller than a bending rigidity of the support member. 前記高熱伝導部材の熱伝導率は、前記ヒータの基板の熱伝導率よりも高いことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein a thermal conductivity of the high thermal conductivity member is higher than a thermal conductivity of a substrate of the heater. 前記高熱伝導部材は、金属板又はグラファイトシートであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the high heat conductive member is a metal plate or a graphite sheet. 前記感温素子は、前記ヒータの温度を検知するための温度検知素子又は前記ヒータへの通電を遮断するための安全素子であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の定着装置。
6. The fixing according to claim 1, wherein the temperature sensitive element is a temperature detecting element for detecting a temperature of the heater or a safety element for cutting off the energization to the heater. apparatus.
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