JPH06118825A - Fixing device - Google Patents

Fixing device

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JPH06118825A
JPH06118825A JP26628192A JP26628192A JPH06118825A JP H06118825 A JPH06118825 A JP H06118825A JP 26628192 A JP26628192 A JP 26628192A JP 26628192 A JP26628192 A JP 26628192A JP H06118825 A JPH06118825 A JP H06118825A
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heating roller
heating
temperature
film
roller
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Takashi Suzuki
隆史 鈴木
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Seiko Epson Corp
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Abstract

PURPOSE:To attain safety by dropping the temperature of the heat generating source of a heating roller, to improve reliability and to reduce size and cost, in a thermal roller type fixing device used for an electrophotographic device, etc. CONSTITUTION:A pair of electrodes lined up in the axial direction of a heating roller 2 and a temperature sensor 11 fixed on the central part of a heat generating region between a pair of the electrodes are disposed on a resistant film 1, has the impartation of tensile force by a leaf spring 63 and is pressed with contact with a part of the periphery of the heating roller 2. The heat generating region generates heat to maintain the heating roller 2 at a prescribed temperature by the energization of the electrodes. A recording material 8 is heated, pressurized and fixed between the heating roller 2 and a pressurizing roller 3.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はプリンタや複写機等の電
子写真式画像形成装置に用いられる定着装置に関する。
更に詳しくは加熱ローラーの加熱方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fixing device used in an electrophotographic image forming apparatus such as a printer or a copying machine.
More specifically, it relates to a method for heating a heating roller.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子写真式画像形成装置の定着装
置は、ハロゲンランプなどのランプヒーターから輻射熱
が与えられることにより所定の温度に維持された加熱ロ
ーラーと、弾性層を有して加熱ローラーに圧接された加
圧ローラーによって、未定着のトナー画像を担持する記
録材を加熱加圧する熱ローラー方式が代表的であった。
2. Description of the Related Art Conventionally, a fixing device for an electrophotographic image forming apparatus has a heating roller that is maintained at a predetermined temperature by being radiated from a lamp heater such as a halogen lamp, and a heating roller that has an elastic layer. A typical example is a heat roller system in which a recording material carrying an unfixed toner image is heated and pressed by a pressure roller that is pressed against.

【0003】また、ランプヒーターを用いないで加熱ロ
ーラーを加熱する方法としては特開昭56−12358
0に開示されるように加熱ローラー周面の抵抗発熱層に
通電することで加熱する方法があった。また、特開昭6
3−313182号に開示されているように加熱ローラ
ーを用いずに記録材と同速度で移動するフィルムを介し
て固定の抵抗発熱体で加熱する方法があった。
Further, as a method for heating a heating roller without using a lamp heater, JP-A-56-12358 is known.
No. 0, there is a method of heating by energizing the resistance heating layer on the peripheral surface of the heating roller. In addition, JP-A-6
As disclosed in JP-A-3-313182, there is a method of heating with a fixed resistance heating element through a film that moves at the same speed as a recording material without using a heating roller.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが上述の従来例
は以下に示されるような課題を有していた。すなわち、
ランプヒーターによる方法では、 十分な輻射熱を得るためにランプのフィラメント部は
3000℃近辺と非常に高温にする必要があり安全上問
題であった。
However, the above-mentioned conventional example has the following problems. That is,
In the method using a lamp heater, the filament part of the lamp needs to be heated to an extremely high temperature around 3000 ° C. in order to obtain sufficient radiant heat, which is a safety problem.

【0005】ランプヒーターはフィラメントをガラス
管で封じ込めた構造であり、さらにガラス管に素手でさ
わると寿命が著しく損なわれることもあって装置の組立
性が悪くコストアップを招いていた。またそれ自身高価
でもあった。
The lamp heater has a structure in which a filament is enclosed by a glass tube, and further, if the glass tube is touched with bare hands, the life of the lamp heater may be remarkably impaired, and the assemblability of the device is deteriorated, resulting in cost increase. It was also expensive in itself.

【0006】必要な発熱長を得るのにフィラメント封
止部や端子などのために余分な長さが必要で装置の大型
化を招いていた。
In order to obtain the required heat generation length, an extra length is required due to the filament sealing portion, terminals, etc., leading to an increase in the size of the device.

【0007】寿命が短く装置の信頼性を低下させてい
た。
It has a short life and lowers the reliability of the device.

【0008】特開昭63−313182号では、 フィルムが記録材と同速度で搬送されるためその取扱
いが容易でなく構造が複雑であった。またそのためコス
ト高も招いていた。
In Japanese Patent Laid-Open No. 63-313182, the film is conveyed at the same speed as the recording material, so that its handling is not easy and its structure is complicated. In addition, this has led to high costs.

【0009】フィルムが記録材と接触するため、記録
材のジャム等によりフィルムが破損するなど信頼性に課
題を有していた。
Since the film comes into contact with the recording material, there is a problem in reliability such as the film being damaged by a jam of the recording material.

【0010】特開昭56−123580号では、 ブラシ電極が必要であり、接点部の抵抗発熱、電気的
ノイズ発生の問題を有していた。
In Japanese Unexamined Patent Publication No. 56-123580, a brush electrode is required, and there is a problem of resistance heating of the contact portion and generation of electrical noise.

【0011】加熱ローラー周面に発熱層や電極を形成
せねばならず、製造が容易ではなくコスト高であった。
Since the heat generating layer and the electrodes have to be formed on the peripheral surface of the heating roller, the manufacture is not easy and the cost is high.

【0012】本発明は上述の課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは上記課題を除去
し、安全性、信頼性が高く、しかも小型低コストの定着
装置を提供するものである。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a fixing device which eliminates the above problems, has high safety and reliability, and is small in size and low in cost. Is.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、記録材の表面
に接触することによって該記録材を加熱する加熱ローラ
ーと、前記加熱ローラーの加熱手段と、前記記録材を前
記加熱ローラーに圧接させる加圧手段とを備え、前記加
熱手段は前記加熱ローラーの表面に接して固定配置され
たフィルム状抵抗発熱体であり、望ましくは、前記フィ
ルム状抵抗発熱体は前記加熱ローラーの軸方向に並列し
て配された少なくとも一対の電極を有し、更に望ましく
は、前記フィルム状抵抗発熱体上には温度検出素子が備
えられていることを特徴とする。
According to the present invention, a heating roller that heats a recording material by contacting the surface of the recording material, a heating means of the heating roller, and the recording material are brought into pressure contact with the heating roller. A heating means, and the heating means is a film-shaped resistance heating element fixedly arranged in contact with the surface of the heating roller, preferably, the film-shaped resistance heating element is arranged in parallel in the axial direction of the heating roller. It is characterized in that it has at least a pair of electrodes arranged as described above, and more preferably, a temperature detecting element is provided on the film-shaped resistance heating element.

【0014】[0014]

【実施例】以下本発明の実施例を説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.

【0015】まず定着装置全体の構造について、図1、
図2、図3を用いて説明する。図1は本実施例の側面断
面図、図2は正面断面図、図3は発熱フィルムの構成を
示す図でa)が平面図、b)が側面断面図である。
First of all, referring to FIG.
This will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 1 is a side sectional view of this embodiment, FIG. 2 is a front sectional view, FIG. 3 is a diagram showing a structure of a heat generating film, a) is a plan view, and b) is a side sectional view.

【0016】アルミニウム性の加熱ローラー2は金属製
の加熱ローラー軸22と同軸上にPPS(ポリフェニレ
ンサルファイド)等の耐熱樹脂製のスリーブ21を介し
て固定されている。加熱ローラー軸22は、滑り軸受け
24、24を介して、上ケース6に一体となって成形さ
れている上支持板64、65に回転可能に支持されてい
る。加熱ローラー軸22の一端には駆動ギア23が固定
されており、図示しないモーターにより回転駆動され
る。加熱ローラー2の表面には、PFA(四フッ化エチ
レン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合
体)、FEP(四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン
共重合体)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)
等の離型層が塗設されており、トナーのオフセット性が
改善されているとともに加熱ローラー2の周面の一部と
摺擦する発熱フィルム1との摩擦係数低減も図られてい
る。
The aluminum heating roller 2 is fixed coaxially with a metal heating roller shaft 22 via a sleeve 21 made of a heat resistant resin such as PPS (polyphenylene sulfide). The heating roller shaft 22 is rotatably supported by upper support plates 64 and 65 integrally formed with the upper case 6 via slide bearings 24 and 24. A drive gear 23 is fixed to one end of the heating roller shaft 22 and is rotationally driven by a motor (not shown). On the surface of the heating roller 2, PFA (tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer), FEP (tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer), PTFE (polytetrafluoroethylene).
A release layer such as the above is applied to improve the offset property of the toner and reduce the friction coefficient between the heating film 1 and a part of the peripheral surface of the heating roller 2 to rub.

【0017】発熱フィルム1は矩型をしており、その長
辺の一方を上ケース6に、他方を板ばね63を介して上
ケース6に、それぞれフィルム押さえ板61、62及び
接着剤により固着されている。固定は、発熱フィルム2
を所定位置にセットした後、その上からフィルム押さえ
板61、62をネジ等により固定し、最後に上ケース6
とフィルム押さえ板61、62の間に接着剤を流し込め
ば良い。発熱フィルム2の矩型の短辺の長さは加熱ロー
ラー2を所定位置にセットすると、板ばね63がたわん
で発熱フィルム2に張力が生じるような寸法に設定され
ている。発熱フィルムの材質は抵抗性、例えばカーボン
ビーズを分散したPI(ポリイミド)であり、図3に示
すように発熱フィルム1には銀ペースト等からなる一対
の電極13が加熱ローラー2の軸方向に並列して塗設さ
れており、電極間に所定の電圧を印加すると加熱ローラ
ー2の軸方向に平行な線状となる電極間の間隙部(発熱
領域12)に電流が流れ発熱する。発熱領域12上には
温度センサ11が固着されており、検出した温度情報に
基づいて発熱フィルムに印加する電力を調節することに
よって加熱ローラー2の温度制御がなされる。
The heat generating film 1 has a rectangular shape, and one of its long sides is fixed to the upper case 6 and the other is fixed to the upper case 6 via a leaf spring 63 by film pressing plates 61 and 62 and an adhesive agent, respectively. Has been done. Fix the heating film 2
After setting it to a predetermined position, fix the film pressing plates 61 and 62 from above with screws or the like, and finally, the upper case 6
The adhesive may be poured between the film pressing plates 61 and 62. The length of the rectangular short side of the heat generating film 2 is set to a dimension such that when the heating roller 2 is set at a predetermined position, the leaf spring 63 bends to generate tension in the heat generating film 2. The material of the heat generating film is resistive, for example, PI (polyimide) in which carbon beads are dispersed, and as shown in FIG. 3, a pair of electrodes 13 made of silver paste or the like are arranged in parallel in the axial direction of the heating roller 2 on the heat generating film 1. When a predetermined voltage is applied between the electrodes, an electric current flows through the gap (heat generating region 12) between the electrodes, which is linear and parallel to the axial direction of the heating roller 2, to generate heat. A temperature sensor 11 is fixed on the heat generating area 12, and the temperature of the heating roller 2 is controlled by adjusting the electric power applied to the heat generating film based on the detected temperature information.

【0018】その他に加熱ローラ2の外周には、記録材
8が加熱ローラー2に巻き付くのを防止する分離爪5、
わずかにオフセットして加熱ローラー2に付着したトナ
ーを除去するためのフェルト製のクリーニングパッド4
が配設されている。クリーニングパッド4は、発熱フィ
ルム1にトナ−の付着がおこって熱伝導性が悪くなった
り発熱フィルム1と熱ローラー2が貼り付いて発熱フィ
ルム1が破損したりするのを防ぐために、加熱ローラー
2の回転方向に付いて発熱フィルム1よりも上流側に配
されている。発熱フィルム1と加熱ローラー2の貼り付
きよる発熱フィルム1の破損についてさらに安全を期す
ためには、電源オン直後など加熱ローラー2の温度が低
く、発熱フィルム1と加熱ローラー2の間にもしトナ−
が有った場合にトナーが両者を固着させているような状
態の時には、すなわちトナーの特性により定められる所
定の温度以下の時には、加熱ローラー2を回転しないよ
う回転駆動を制御すれば良い。
In addition, on the outer periphery of the heating roller 2, a separation claw 5 for preventing the recording material 8 from winding around the heating roller 2,
Felt cleaning pad 4 for slightly offsetting and removing the toner adhering to the heating roller 2.
Is provided. The cleaning pad 4 includes a heating roller 2 to prevent the toner from adhering to the heating film 1 to deteriorate the thermal conductivity and to prevent the heating film 1 and the heating roller 2 from sticking and damaging the heating film 1. It is arranged on the upstream side of the heat-generating film 1 in the rotating direction of. In order to further safeguard the damage of the heat generating film 1 due to the sticking of the heat generating film 1 and the heat roller 2, the temperature of the heat roller 2 is low such as immediately after the power is turned on, and the toner between the heat generating film 1 and the heat roller 2 is used.
If there is such a state, the toner may be fixed to each other, that is, if the temperature is equal to or lower than a predetermined temperature determined by the characteristics of the toner, the rotation drive may be controlled so as not to rotate the heating roller 2.

【0019】加圧ローラー3は加圧ローラー軸32の外
周にシリコンゴム等の弾性部材31が設けられており、
加熱ローラー2とともに記録材8を加熱、加圧するニッ
プ部を形成している。加圧ローラー3は加圧ローラー軸
受け33を介して下フレーム7に一体として成形された
下支持板71、72に回転可能に支持されている。下フ
レーム7は上フレーム6に対してフレーム回転軸90に
よって回転可能に支持されており、加圧ばね91によっ
て加圧ローラー3を加熱ローラー2に圧接させる方向に
付勢されている。
The pressure roller 3 is provided with an elastic member 31 such as silicon rubber on the outer circumference of a pressure roller shaft 32.
A nip portion for heating and pressing the recording material 8 is formed together with the heating roller 2. The pressure roller 3 is rotatably supported by the lower support plates 71 and 72 integrally formed with the lower frame 7 via the pressure roller bearing 33. The lower frame 7 is rotatably supported by the frame rotation shaft 90 with respect to the upper frame 6, and is biased by a pressure spring 91 in a direction in which the pressure roller 3 is pressed against the heating roller 2.

【0020】次に発熱フィルム1の発熱条件設定に付い
て説明する。
Next, setting of heat generation conditions for the heat generating film 1 will be described.

【0021】発熱フィルムに印加する電力の適正値につ
いては、電源オンから定着可能になるまでのウォームア
ップタイムをどの程度に設定するか、温度変動を安定化
させるために加熱ローラー2の熱容量をどの程度に設定
するか等により異なる。本実施例は、消費電力をできる
だけ小さく、ウォームアップ時間をできるだけ短くする
ことを主眼としたものであるが、そのような場合、例え
ば加熱ローラー2の直径をφ12mmからφ20mm、
肉厚を0.4mmから1mm程度とし、最大印加電力を
150Wから300Wに設定すると、ウォームアップ時
間は10秒から数10秒となる。本実施例では最大印加
電力を200Wとなるように発熱フィルム1の抵抗値を
定めてある。具体的には、発熱フィルム1の抵抗値が5
0Ωとなるように、発熱フィルム1の体積抵抗率を10
00Ωcm、図3中の電極長さLe220mm、電極間
幅De2.2mm、発熱フィルム厚を50μmと設定し
て、最大印加電圧の実効値を100Vとすれば良い。
Regarding the appropriate value of the electric power applied to the heat-generating film, what is set as the warm-up time from power-on until fixing is possible, and what is the heat capacity of the heating roller 2 in order to stabilize temperature fluctuations? It depends on whether or not it is set to a certain level. In this embodiment, the power consumption is made as small as possible and the warm-up time is made as short as possible. In such a case, for example, the diameter of the heating roller 2 is 12 mm to 20 mm,
When the wall thickness is set to about 0.4 mm to 1 mm and the maximum applied power is set to 150 W to 300 W, the warm-up time is 10 seconds to several tens of seconds. In this embodiment, the resistance value of the heat generating film 1 is set so that the maximum applied power is 200W. Specifically, the resistance value of the heating film 1 is 5
The volume resistivity of the heating film 1 is set to 10 Ω so that it becomes 0 Ω.
00Ωcm, the electrode length Le 220 mm in FIG. 3, the interelectrode width De 2.2 mm, the heating film thickness 50 μm, and the effective value of the maximum applied voltage may be 100V.

【0022】発熱条件設定に付いては当然上述の値に限
られるものではないが、発熱フィルム1の体積抵抗率
は、製造性、抵抗率の安定度等から、102Ωcmから
105Ωcm程度が望ましい。また、発熱フィルム厚は
取扱い性、しわの発生し難さの観点から12μm以上、
熱伝導性の観点から200μm以下が望ましい。電極長
さLeは、加熱ローラー長さをLrとすれば、Lr>L
e>Lr−20mm程度が望ましい。Leの上限は、発
熱領域12の端部で加熱ローラー2に接触しない部分が
生じることによる発熱フィルム1の部分的な過昇温を防
止するためであり、下限は加熱ローラー2の両端部が加
熱されないことによって温度分布の不均一性を防止する
ためである。ここで加熱ローラー長さLrは最大記録材
幅より5mmから50mm程度長くするのが適当であ
る。電極間幅Deは、図1に示される加熱ローラー2と
発熱フィルム1の接触幅をDrとすれば、Dr>De>
1mm程度が望ましい。Deの上限は、発熱領域12の
中で加熱ローラー2に接触しない部分が生じることによ
り発熱フィルム1の部分的な過昇温を防止するためであ
り、下限は、発熱密度が高くなるのと熱伝導に必要な接
触面積が減ることにより、発熱フィルム1と加熱ローラ
ー2間の温度勾配が大きくなりすぎて加熱ローラーの温
度コントロールが不正確になること、さらには発熱フィ
ルムが過昇温することを防止するためである。
The setting of heat generation conditions is not limited to the above values, but the volume resistivity of the heat generating film 1 is about 10 2 Ωcm to 10 5 Ωcm in view of manufacturability, stability of resistivity and the like. Is desirable. In addition, the thickness of the heat-generating film is 12 μm or more from the viewpoint of handleability and the difficulty of generating wrinkles,
From the viewpoint of thermal conductivity, 200 μm or less is desirable. If the heating roller length is Lr, the electrode length Le is Lr> L
It is desirable that e> Lr-20 mm. The upper limit of Le is to prevent a partial excessive temperature rise of the heat-generating film 1 due to the occurrence of a portion that does not come into contact with the heating roller 2 at the end of the heat-generating region 12, and the lower limit thereof heats both ends of the heating roller 2. This is to prevent non-uniformity of the temperature distribution by not doing so. Here, the heating roller length Lr is appropriately longer than the maximum recording material width by about 5 mm to 50 mm. If the contact width between the heating roller 2 and the heat-generating film 1 shown in FIG. 1 is Dr, the inter-electrode width De is Dr>De>
About 1 mm is desirable. The upper limit of De is to prevent a partial excessive temperature rise of the heat generating film 1 due to the generation of a portion that does not contact the heating roller 2 in the heat generating region 12, and the lower limit is to increase the heat generation density and heat. Since the contact area required for conduction is reduced, the temperature gradient between the heating film 1 and the heating roller 2 becomes too large, the temperature control of the heating roller becomes inaccurate, and further, the temperature of the heating film is excessively increased. This is to prevent it.

【0023】次に、本実施例の定着装置の温度制御に付
いて説明する。
Next, the temperature control of the fixing device of this embodiment will be described.

【0024】図4に本実施例の温度制御に関するブロッ
ク図を示す。サーミスタによる温度センサ11からの温
度情報はAD変換器を通して演算処理部に入力され、適
切な印加電力量が設定されて、通電制御部によって発熱
フィルム1の電極13への通電量が制御される。
FIG. 4 shows a block diagram relating to the temperature control of this embodiment. The temperature information from the temperature sensor 11 by the thermistor is input to the arithmetic processing unit through the AD converter, an appropriate applied power amount is set, and the energization control unit controls the energization amount to the electrode 13 of the heat generating film 1.

【0025】図5に温度センサ11の構造を示す。絶縁
性PIの基材111にはサーミスタ112、電極113
が配されており、基材111はサーミスタ112が発熱
フィルム1の発熱領域12の中央部に位置するように発
熱フィルム1に接着されている。従来のランプヒータで
加熱する熱ローラー方式の場合、PIフィルムを介して
サーミスタを熱ローラーに摺動させる方式の温度センサ
になるため、弾性部材を用いて圧接させるなど構造が複
雑になるが、本発明によれば接着で固定できるため構造
が簡単で、また発熱部からの熱伝導性がよいため温度制
御の精度も向上する。
FIG. 5 shows the structure of the temperature sensor 11. A thermistor 112 and an electrode 113 are provided on the base material 111 of the insulating PI.
The base material 111 is bonded to the heat generating film 1 so that the thermistor 112 is located at the center of the heat generating area 12 of the heat generating film 1. In the case of the conventional heat roller method of heating with a lamp heater, since the temperature sensor is a method of sliding the thermistor on the heat roller through the PI film, the structure becomes complicated by pressing with an elastic member. According to the invention, since the structure can be fixed by adhesion, the structure is simple, and since the heat conductivity from the heat generating portion is good, the accuracy of temperature control is also improved.

【0026】本実施例では加熱ローラー2の低熱容量化
を図っているため、発熱フィルム1の発熱量変化や記録
材8の通過等に対して加熱ローラー2の温度変動が敏感
である。従って温度センサ11の情報からきめ細かに発
熱フィルム1の通電量を制御することが望ましい。本実
施例では温度情報を8ビットのデジタル信号にし、演算
処理部で、目標温度との偏差、偏差の微分値、積分値を
もとに印加熱量を算出する。すなわち離散的PID制御
を行う。算出された熱量を基に通電制御部が発熱フィル
ム1への通電量を変化させる。図6に示すように通電量
の変化は商用AC電源のゼロクロスポイントで分割した
波数の変化で行う。
In the present embodiment, since the heat capacity of the heating roller 2 is reduced, the temperature fluctuation of the heating roller 2 is sensitive to the change of the heat value of the heat generating film 1 and the passage of the recording material 8. Therefore, it is desirable to finely control the energization amount of the heat generating film 1 from the information of the temperature sensor 11. In this embodiment, the temperature information is converted into an 8-bit digital signal, and the arithmetic processing unit calculates the applied heat quantity based on the deviation from the target temperature, the differential value of the deviation, and the integrated value. That is, discrete PID control is performed. The energization control unit changes the energization amount to the heat generating film 1 based on the calculated heat amount. As shown in FIG. 6, the change of the energization amount is performed by the change of the wave number divided at the zero cross point of the commercial AC power source.

【0027】上述以外にも、温度制御の方法としては、
検出温度と目標温度の高低によりオンオフ制御を行う方
法、検出温度と目標温度の偏差から印加熱量を調節する
方法、ウォームアップ時や記録材の通過時点をあらかじ
め考慮してそれにあわせた印加熱量を与えるいわゆるフ
ィードフォワード制御等、種々の方法が適用できる。ま
た、通電量の変化方法としては、AC波形の一周期内で
通電する位相範囲を変化させる位相制御を適用すること
もできる。
In addition to the above, as a temperature control method,
ON / OFF control method based on the detected temperature and target temperature, adjusting the applied heat quantity from the deviation between the detected temperature and the target temperature, and giving the applied heat quantity according to the warm-up time and the passing time of the recording material in advance Various methods such as so-called feedforward control can be applied. Further, as a method of changing the energization amount, phase control for changing the energized phase range within one cycle of the AC waveform can be applied.

【0028】このように本発明では導電性PIのような
プラスチックフィルムに電極を形成しただけで加熱体と
することができ、きわめて低コストであり、また組立も
容易である。また、加熱ローラーに直接接して加熱する
ため加熱ローラーと同程度の温度、すなわち百数十度と
なるだけでランプヒーターの様な数千度といった高温に
はならず安全性が高い。また、加熱フィルム1の寸法は
加熱ローラーの長さ以内に納まっており、装置の大型化
につながらない。また、発熱体としては寿命も半永久的
であり信頼性を大きく向上させることができる。また、
固定の通電発熱体であるため構造が簡単でブラシ電極も
必要ない。
As described above, according to the present invention, a heating body can be obtained by simply forming electrodes on a plastic film such as conductive PI, which is extremely low cost and easy to assemble. Further, since the heating roller is heated in direct contact with the heating roller, the temperature is about the same as that of the heating roller, that is, only a hundred and several tens of degrees, and the temperature is not as high as several thousand degrees as in a lamp heater, which is highly safe. Moreover, the dimensions of the heating film 1 are within the length of the heating roller, which does not lead to an increase in the size of the apparatus. Also, the life of the heating element is semi-permanent, and the reliability can be greatly improved. Also,
Since it is a fixed electric heating element, its structure is simple and no brush electrode is required.

【0029】このように本発明は多くの優れた特徴を有
するが、さらに本実施例は、加熱ローラー2の軸方向温
度分布を積極的に解消しようとする著しい効果を有する
ことも発見された。熱ローラー方式において軸方向の温
度分布は避けられないものであり、とくに本実施例のよ
うな低熱容量化を図ったものにおいては十分な対策を施
す必要がある。その発生の主原因はローラー両端軸受け
部からの伝熱により両端部の温度が低下すること、記録
材がローラーから熱を奪っていくことにより中央部の温
度が低下することである。ところで、抵抗発熱体は一般
的に高温になるほど抵抗値が上昇し一定の印加電圧下に
おいては発熱量が低下する。本実施例のように1対の電
極で挟まれた線状の発熱領域の場合、線状のそれぞれの
場所で電極間に一定電圧が印加されていると近似的にみ
なせるため、例えば両端部が高温になればその両端部の
抵抗が上昇し、すると両端部の発熱量が中央部に比較し
て低下する。逆に両端部が低温になればその部分の抵抗
値が減少して発熱量が増加しする。すなわち生じている
温度分布を積極的に補正するような発熱量分布となり、
温度分布の均一化がなされるわけである。
As described above, although the present invention has many excellent features, it was further discovered that this embodiment has a remarkable effect of actively eliminating the temperature distribution in the axial direction of the heating roller 2. In the heat roller system, temperature distribution in the axial direction is unavoidable, and particularly in the case of the one having a low heat capacity as in this embodiment, it is necessary to take sufficient measures. The main causes of the occurrence are that the temperature at both ends of the roller is lowered by heat transfer from the bearings at both ends of the roller, and the temperature at the center is lowered as the recording material removes heat from the roller. By the way, in general, the resistance value of the resistance heating element increases as the temperature rises, and the amount of heat generation decreases under a constant applied voltage. In the case of a linear heating region sandwiched by a pair of electrodes as in this embodiment, it can be approximately regarded that a constant voltage is applied between the electrodes at each linear position, and therefore, for example, both ends are When the temperature becomes high, the resistance at both ends increases, and then the heat generation amount at both ends decreases as compared with the central part. On the contrary, if the temperature of both ends becomes low, the resistance value of that part decreases and the amount of heat generation increases. In other words, the calorific value distribution is such that the generated temperature distribution is positively corrected,
The temperature distribution is made uniform.

【0030】なお、上述の実施例では発熱フィルムは導
電性の基材に電極を形成したものであったが、例えばポ
リイミドフィルムなど絶縁性のフィルム上に抵抗層と電
極を塗設して発熱領域を形成したものでも良い。
In the above-mentioned embodiment, the heat-generating film has an electrode formed on a conductive base material. However, for example, a resistance layer and an electrode are coated on an insulating film such as a polyimide film to form a heat-generating region. It may be formed with.

【0031】また、上述の実施例では発熱フィルム1に
加えた張力に寄って発熱フィルム1を加熱ローラー2に
圧接しているが、例えばフェルト等の断熱性の弾性部材
によって圧接させる方式でも良い。
Further, in the above-mentioned embodiment, the heat generating film 1 is pressed against the heating roller 2 depending on the tension applied to the heat generating film 1, but it may be pressed by a heat insulating elastic member such as felt.

【0032】また、前述したように本発明は温度分布を
積極的に解消しようとする効果を有しているが更に尚強
制的に温度分布を補正するために、発熱フィルム1上に
複数の電極対を設けて加熱ローラー2の軸方向に異なる
レベルの熱量を独立に制御して与えることも可能であ
る。本発明ではこのような構成をとるのに電極のパター
ンニングのみで行えるため、従来例に比べて容易に実現
することができる。
Further, as described above, the present invention has the effect of actively canceling the temperature distribution, but in order to further forcibly correct the temperature distribution, a plurality of electrodes are formed on the heating film 1. It is also possible to provide pairs and independently control and give different amounts of heat in the axial direction of the heating roller 2. In the present invention, since such a structure can be achieved by only patterning the electrodes, it can be realized more easily than the conventional example.

【0033】また、抵抗発熱体として正の抵抗温度係数
を有する物質いわゆるPTC特性を有する物質を用いて
も良い。図7に代表的なPTC特性を示す。このような
特性を示す物質には例えばチタン酸バリウム(BaTi
3 )系セラミックがある。具体的には特開昭56−1
23581号に開示されているように、商品名ポジスタ
(株式会社村田製作所)粉末を絶縁性のバインダをもち
いて結着させれば定着装置に適したPTC特性が得られ
る。本発明に適用するには、絶縁性のフィルム上に上記
物質と電極を塗設してフィルム発熱体とすればよい。ま
た、特定の樹脂中にカーボンビーズを分散させることで
もPTC特性が現れることも知られており、本発明に適
用可能である。図7に示すようにPTC特性を有する物
質ではある所定温度に達するまでは温度上昇に従って抵
抗値が減少するため印加電力低下が生じず温度立ち上が
りが速い。また所定温度に達した後は急激に抵抗値が上
昇するため自動的に印加電力が減少するため、温度セン
サをもちいて外部から温度制御しなくても自己温度調節
機能を有する。ところで、特開昭56−123581号
では加熱ローラー等のローラーにPTCセラミックスを
塗設する構成であり、その場合特開昭56−12358
0号と同様の課題を有しているが、本発明に適用するこ
とによりそれらの課題を解決しつつ上述のPTC特性に
よる効果を発揮させることができるため、PTC特性を
有する発熱体の本発明への適用は極めて好適であるとい
える。
As the resistance heating element, a material having a positive temperature coefficient of resistance, that is, a material having PTC characteristics may be used. FIG. 7 shows a typical PTC characteristic. Examples of substances having such characteristics include barium titanate (BaTi).
O 3) system there is a ceramic. Specifically, JP-A-56-1
As disclosed in Japanese Patent No. 23581, if Posistar (trade name) Murata Manufacturing Co., Ltd. powder is bound by using an insulating binder, a PTC characteristic suitable for a fixing device can be obtained. For application to the present invention, the above substance and electrodes may be coated on an insulating film to form a film heating element. It is also known that PTC characteristics are exhibited by dispersing carbon beads in a specific resin, which is applicable to the present invention. As shown in FIG. 7, in the case of a substance having PTC characteristics, the resistance value decreases as the temperature rises until a certain predetermined temperature is reached, so that the applied power does not decrease and the temperature rises quickly. Further, after reaching the predetermined temperature, the resistance value suddenly rises and the applied power automatically decreases. Therefore, it has a self-temperature adjusting function without using the temperature sensor to control the temperature from the outside. By the way, in JP-A-56-123581, PTC ceramics is coated on a roller such as a heating roller. In that case, JP-A-56-12358 is used.
Although it has the same problems as No. 0, by applying to the present invention, since it is possible to solve the problems and exert the effects due to the above PTC characteristics, the present invention of a heating element having PTC characteristics is provided. It can be said that the application to is extremely suitable.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
記録材の表面に接触することによって該記録材を加熱す
る加熱ローラーと、前記加熱ローラーの加熱手段と、前
記記録材を前記加熱ローラーに圧接させる加圧手段とを
備え、前記加熱手段は前記加熱ローラーの表面に接して
固定配置されたフィルム状抵抗発熱体であり、望ましく
は、前記フィルム状抵抗発熱体は前記加熱ローラーの軸
方向に並列して配された少なくとも一対の電極を有し、
更に望ましくは、前記フィルム状抵抗発熱体上には温度
検出素子が備えられているため、ランプヒーターのよう
な高温部がなく安全性が高い発熱体を構成でき、小型低
コストで高性能な定着装置を提供することができるとい
う効果を有する。
As described above, according to the present invention,
A heating roller that heats the recording material by contacting the surface of the recording material, a heating means of the heating roller, and a pressing means that presses the recording material into contact with the heating roller. A film resistance heating element fixedly arranged in contact with the surface of the roller, preferably, the film resistance heating element has at least a pair of electrodes arranged in parallel in the axial direction of the heating roller,
More preferably, since the temperature detecting element is provided on the film-shaped resistance heating element, a heating element having a high safety without a high temperature portion such as a lamp heater can be configured, and the fixing is small in size, low in cost and high in performance. It has an effect that a device can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の実施例を示す側面断面図。FIG. 1 is a side sectional view showing an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施例を示す正面断面図。FIG. 2 is a front sectional view showing an embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の実施例の発熱フィルムを示すa)は
平面図、b)は側面断面図。
FIG. 3 is a plan view showing a heat generating film of an embodiment of the present invention, and b) is a side sectional view.

【図4】 本発明の実施例の温度制御の方法を示すブロ
ック図。
FIG. 4 is a block diagram showing a temperature control method according to an embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の実施例の温度センサを示すa)は平
面図、b)は側面断面図。
5A is a plan view showing a temperature sensor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a side sectional view.

【図6】 本発明の実施例の通電量の変化方法示す図。FIG. 6 is a diagram showing a method of changing an energization amount according to the embodiment of the present invention.

【図7】 PTC特性を示す図。FIG. 7 is a diagram showing PTC characteristics.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 発熱フィルム 2 加熱ローラー 3 加圧ローラー 4 クリーニングパッド 5 分離爪 6 上ケース 7 下ケース 8 記録材 11 温度センサ 13 電極 1 Heating Film 2 Heating Roller 3 Pressure Roller 4 Cleaning Pad 5 Separation Claw 6 Upper Case 7 Lower Case 8 Recording Material 11 Temperature Sensor 13 Electrode

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 記録材の表面に接触することによって該
記録材を加熱する加熱ローラーと、前記加熱ローラーの
加熱手段と、前記記録材を前記加熱ローラーに圧接させ
る加圧手段とを備え、前記加熱手段は前記加熱ローラー
の表面に接して固定配置されたフィルム状抵抗発熱体で
あることを特徴とする定着装置。
1. A heating roller for heating the recording material by contacting the surface of the recording material, a heating means for the heating roller, and a pressing means for pressing the recording material to the heating roller. The fixing device, wherein the heating means is a film-shaped resistance heating element fixedly arranged in contact with the surface of the heating roller.
【請求項2】 前記フィルム状抵抗発熱体は前記加熱ロ
ーラーの軸方向に並列して配された少なくとも一対の電
極を有することを特徴とする請求項1記載の定着装置。
2. The fixing device according to claim 1, wherein the film-shaped resistance heating element has at least a pair of electrodes arranged in parallel in the axial direction of the heating roller.
【請求項3】 前記フィルム状抵抗発熱体上には温度検
出素子が備えられていることを特徴とする請求項1記載
の定着装置。
3. The fixing device according to claim 1, wherein a temperature detecting element is provided on the film-shaped resistance heating element.
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