JPH10240357A - Heater, fixation device and image formation device - Google Patents

Heater, fixation device and image formation device

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JPH10240357A
JPH10240357A JP3761097A JP3761097A JPH10240357A JP H10240357 A JPH10240357 A JP H10240357A JP 3761097 A JP3761097 A JP 3761097A JP 3761097 A JP3761097 A JP 3761097A JP H10240357 A JPH10240357 A JP H10240357A
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JP
Japan
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heater
temperature
heating element
recording medium
substrate
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Application number
JP3761097A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahide Hirai
政秀 平井
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPH10240357A publication Critical patent/JPH10240357A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the heater of better responsiveness capable of accurately detecting a temperature by providing a temperature detection element for detecting a heating temperature by a heating element and providing the temperature detection element on a substrate on the same surface side provided with the heating element. SOLUTION: On the surface of the substrate 17 formed by alumina or the like, the heating element 18 composed of an electric resistance material such as silver palladium or the like for instance is applied by screen printing or the like and glass or fluororesin or the like is coated on it as a protective layer 19. Further, a thermister 20 which is the temperature detection element for detecting the heating temperature by the heating element 18 is attached so as to perform the temperature control of this heater. For the thermister 20, a thermister material 20a and an electrode 20b are formed by printing near the heating element 18 on the substrate 17 on the same surface side provided with the heating element 18 and the upper surface is coated with the protective layer 19. By the constitution, since the temperature is detected on the same surface as the heating element, regardless of the thickness of the substrate or the like, the temperature is directly and more accurately detected.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は発熱体による加熱温
度を精度よく検出することができるヒータ、これを用い
た定着装置及び画像形成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heater capable of accurately detecting a heating temperature of a heating element, a fixing device using the heater, and an image forming apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】プリンタや複写機等にあっては電子写真
記録方式によって画像を形成するものが多いが、この電
子写真記録方式は記録媒体にトナー像を転写し、この記
録媒体に熱及び圧力を印加してトナー像を定着させるよ
うにしている。
2. Description of the Related Art Many printers, copiers and the like form an image by an electrophotographic recording method. In the electrophotographic recording method, a toner image is transferred to a recording medium, and heat and pressure are applied to the recording medium. Is applied to fix the toner image.

【0003】前記トナー像を定着させるための定着装置
としては、従来から熱ローラ方式が用いられていた。こ
の方式は、内部にヒータを備えた金属製ローラと、これ
に圧接する弾性をもった加圧ローラを基本構成として、
このローラ対のニップ部に被加熱部材としての記録媒体
を導入して挟持搬送、通過させることによってトナー像
を加熱、加圧定着させるものである。
As a fixing device for fixing the toner image, a heat roller system has been conventionally used. This method is based on a metal roller with a heater inside and a pressure roller with elasticity that comes into pressure contact with it.
The toner image is heated and pressed and fixed by introducing a recording medium as a member to be heated into the nip portion of the roller pair, nipping, conveying and passing the recording medium.

【0004】しかし、このような熱ローラ方式の定着装
置では、ローラの熱容量が大きいためにローラ表面を定
着温度まで上げるのには非常に多くの時間を要してい
た。このため、画像出力動作を速やかに実行するために
は、装置を使用していないときにもローラ表面をある程
度の温度に温調していなければならないという問題点が
あった。
However, in such a heat roller type fixing device, it takes a very long time to raise the surface of the roller to the fixing temperature because the heat capacity of the roller is large. For this reason, in order to quickly execute the image output operation, there is a problem that the roller surface must be kept at a certain temperature even when the apparatus is not used.

【0005】そこで、前記問題点を解決するために、フ
ィルムを加熱して定着するフィルム加熱方式の加熱装置
が提案されている(特開昭63−313182号公報、特開平2
−157878号公報等)。
In order to solve the above-mentioned problems, a film heating type heating device for heating and fixing a film has been proposed (JP-A-63-313182;
No. -1557878).

【0006】このフィルム加熱方式の定着装置は通常、
簿肉の耐熱性フィルムと、このフィルムの一方面側に固
定支持して配置された加熱体(ヒータ)と、他方面側に
ヒータに対向して配置された、ヒータに対してフィルム
を介して被加熱部材を密着させる加圧部材とからなって
いる。
This film heating type fixing device is usually
A heat-resistant film of a book, a heating element (heater) fixedly supported and disposed on one side of the film, and a heater disposed on the other side of the film opposite to the heater via a film. It is composed of a pressure member for bringing the member to be heated into close contact.

【0007】そして、これを定着装置として用いる場合
には、前記フィルムを挟んでヒータと加圧部材との圧接
で形成される圧接ニップ部に、トナー像を形成担持させ
た記録媒体を導入して通過させることにより、記録媒体
の顕画像担持体面がフィルムを介してヒータで加熱さ
れ、未定着画像に熱エネルギーを付与し、トナーが軟
化、溶融して画像の加熱定着がなされる。
When this is used as a fixing device, a recording medium on which a toner image is formed and carried is introduced into a press-contact nip formed by press-contact between a heater and a pressing member with the film interposed therebetween. By passing the recording medium, the surface of the visible image carrier of the recording medium is heated by the heater via the film, heat energy is applied to the unfixed image, the toner is softened and melted, and the image is heated and fixed.

【0008】前記ヒータは、通電により発熱する抵抗発
熱体と、この抵抗発熱体が設けられる良熱伝導性のセラ
ミック基板を有し、この基板の温度を検知する温度検出
素子の出力により抵抗発熱体への通電を制御している。
The heater has a resistance heating element that generates heat when energized, and a ceramic substrate having good thermal conductivity on which the resistance heating element is provided. The resistance heating element is provided by an output of a temperature detecting element for detecting the temperature of the substrate. Is controlled.

【0009】前記温度検出に際し、従来は前記抵抗発熱
体を含む加熱体の裏面にガラスで保護されたサーミスタ
ービーズで構成されるサーミスタを取り付けリード線で
サーミスタビーズの抵抗値を測定することによって加熱
体の温度を検出し、加熱体の抵抗発熱体に加える電力を
制御して加熱体の温度を所定の値に制御していた。
Conventionally, upon detecting the temperature, a thermistor composed of thermistor beads protected by glass is attached to the back surface of the heating element including the resistance heating element, and the resistance value of the thermistor beads is measured by a lead wire. The temperature of the body is detected and the power applied to the resistance heating element of the heating body is controlled to control the temperature of the heating body to a predetermined value.

【0010】また、前記サーミスタと加熱体との接触状
態のばらつきをなくし、応答性をよくするために、図9
に示すように、発熱体57を設けたヒータ基板55の裏面に
チップ型のサーミスタを取り付けたヒータが作られるよ
うになった。このチップ型サーミスタは、アルミナ基材
50の上にサーミスタ材51と電極52を積層し、防湿層53と
してガラスをコートして作られる。そしてこのチップ型
のサーミスタを耐熱性の高い導電性接着剤54でヒータ基
板55の裏面に設けた電極に接着して構成する。
[0010] In order to eliminate the variation in the contact state between the thermistor and the heating element and improve the responsiveness, FIG.
As shown in FIG. 5, a heater in which a chip-type thermistor is mounted on the back surface of a heater substrate 55 provided with a heating element 57 has been produced. This chip type thermistor is made of alumina base
A thermistor material 51 and an electrode 52 are laminated on 50 and are coated with glass as a moisture-proof layer 53. Then, the chip-type thermistor is bonded to an electrode provided on the back surface of the heater substrate 55 with a conductive adhesive 54 having high heat resistance.

【0011】更に組立性を向上させ、且つ前記応答性を
よくするために、図10に示すように、サーミスタ56を印
刷によってヒータ基板55上に直接形成することが提案さ
れている。この印刷サーミスタはヒータ基板55との間隙
がなく、直接基板55に印刷されているために応答性のば
らつきが少なくなり、より正確な温度検出が可能とな
る。
In order to further improve the assemblability and improve the responsiveness, it has been proposed to form the thermistor 56 directly on the heater substrate 55 by printing as shown in FIG. Since the printing thermistor has no gap with the heater substrate 55 and is printed directly on the substrate 55, the responsiveness variation is reduced, and more accurate temperature detection becomes possible.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】今日の画像形成装置等
にあってはプロセススピードの高速化に伴い、良好な定
着性を確保し、且つクイックスタートの実現が要求され
ている。そのためには加熱定着装置の各部材に熱伝導性
が高く、低熱容量の材料を用いる必要がある。
In today's image forming apparatuses and the like, with the increase in the process speed, it is required to secure good fixability and to realize a quick start. For that purpose, it is necessary to use a material having high thermal conductivity and low heat capacity for each member of the heat fixing device.

【0013】しかし、ヒータの熱容量を小さくすると、
ヒータの温度昇降が速くなるために温度検出素子の応答
時間が長いと温度リップルが大きくなって目標温度への
制御が複雑になってしまう。そのためにより応答性がよ
く、正確な加熱温度の検出が可能なヒータが望まれてい
る。
However, when the heat capacity of the heater is reduced,
If the response time of the temperature detecting element is long because the temperature of the heater rises and falls quickly, the temperature ripple becomes large and the control to the target temperature becomes complicated. Therefore, a heater that has a higher responsiveness and that can accurately detect a heating temperature is desired.

【0014】本発明は上記点に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、より応答性がよく、正確
な温度検出が可能なヒータ、更には前記ヒータを用いた
定着装置及び画像形成装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide a heater having better responsiveness and capable of accurately detecting a temperature, and a fixing device and an image using the heater. An object of the present invention is to provide a forming apparatus.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る代表的な構成は、基板と、前記基板の一
方面側に設けられた通電により発熱する発熱体と、前記
発熱体による加熱温度を検出するための温度検出素子
と、を有し、前記温度検出素子を前記発熱体を設けた同
一面側の基板に設けたことを特徴とする。
To achieve the above object, a typical configuration according to the present invention comprises a substrate, a heating element provided on one side of the substrate, which generates heat when energized, and a heating element. And a temperature detecting element for detecting a heating temperature of the heating element, wherein the temperature detecting element is provided on a substrate on the same surface on which the heating element is provided.

【0016】上記構成にあっては、発熱体と同一面上に
おいて温度を検出するために基板の厚さ等にかかわら
ず、直接的により精度よく温度検出することができる。
従って、該ヒータを用いて定着装置及び画像形成装置を
構成した場合には、より精度よく定着温度を制御するこ
とが容易となり、高品位の画像を得ることが可能とな
る。
In the above configuration, since the temperature is detected on the same surface as the heating element, the temperature can be directly and accurately detected regardless of the thickness of the substrate.
Therefore, when the fixing device and the image forming device are configured using the heater, it is easy to control the fixing temperature with higher accuracy, and it is possible to obtain a high-quality image.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】次に本発明に係る定着装置を用い
た画像形成装置の一実施形態について図面を参照して説
明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment of an image forming apparatus using a fixing device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0018】〔第1実施形態〕図1乃至図4は第1実施
形態を示すものであり、図1はヒータの構成説明図あ
り、図2は画像形成装置の全体模式説明図、図3は定着
装置の構成説明図である。
First Embodiment FIGS. 1 to 4 show a first embodiment, FIG. 1 is an explanatory view of a configuration of a heater, FIG. 2 is an overall schematic explanatory view of an image forming apparatus, and FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram of a configuration of a fixing device.

【0019】ここでは説明の順序として、まず画像形成
装置の全体構成について説明し、次に定着装置及びこれ
に用いるヒータの構成について説明する。
Here, as the order of the description, first, the overall configuration of the image forming apparatus will be described, and then the configuration of the fixing device and the heater used therein will be described.

【0020】{画像形成装置の全体構成}この画像形成
装置(レーザービームプリンタ)Aは、図2に示すよう
に、光学手段1から画像情報に基づいた情報光(レーザ
ー光)をドラム形状の像担持体である電子写真感光体へ
照射して該感光体に潜像を形成し、この潜像を現像して
トナー像を形成する。そして前記トナー像の形成と同期
して、記録媒体である記録媒体Pを搬送手段で搬送し、
この記録媒体Pに対して画像形成手段によって画像を形
成するように構成している。
<< Overall Configuration of Image Forming Apparatus >> As shown in FIG. 2, this image forming apparatus (laser beam printer) A transmits information light (laser light) based on image information from an optical unit 1 to a drum-shaped image. A latent image is formed on the photoconductor by irradiating the photoconductor, which is a carrier, and the latent image is developed to form a toner image. Then, in synchronization with the formation of the toner image, a recording medium P, which is a recording medium, is transported by a transport unit,
An image is formed on the recording medium P by an image forming unit.

【0021】本実施形態にあっては画像形成手段として
電子写真方式を用いており、且つ電子写真感光体である
感光体ドラム2や図示しない帯電手段、現像手段、クリ
ーニング手段をカートリッジ化し、このプロセスカート
リッジ3を装置本体に着脱可能としている。画像形成手
段は回転する感光体ドラム2の表面を帯電手段によって
一様に帯電した後、前記光学手段1からの光照射によっ
て感光体ドラム2に潜像を形成し、この潜像を現像手段
によってトナー現像して可視像化する。そして、前記ト
ナー像を転写手段4において搬送される記録媒体Pに転
写し、該転写像を定着装置である定着手段5で定着する
ように構成している。
In the present embodiment, an electrophotographic method is used as an image forming means, and the photosensitive drum 2, which is an electrophotographic photosensitive member, a charging means, a developing means, and a cleaning means (not shown) are formed into cartridges. The cartridge 3 is detachable from the apparatus main body. The image forming unit uniformly charges the surface of the rotating photosensitive drum 2 by the charging unit, and then forms a latent image on the photosensitive drum 2 by irradiating light from the optical unit 1, and this latent image is developed by the developing unit. A visible image is formed by developing the toner. Then, the toner image is transferred to the recording medium P conveyed by the transfer means 4, and the transferred image is fixed by the fixing means 5 which is a fixing device.

【0022】一方、前記記録媒体Pを搬送するためのシ
ート搬送手段は、装置本体の底部に装着した記録媒体カ
セット6からピックアップローラ7及び分離爪6aによ
って一枚ずつ分離給送すると共に、搬送ローラ8及びこ
れに圧接して従動回転するピンチローラ9によってUタ
ーン搬送して画像転写部へと搬送する。
On the other hand, the sheet transport means for transporting the recording medium P includes a pickup roller 7 and a separation claw 6a for separating and feeding one by one from a recording medium cassette 6 mounted on the bottom of the apparatus main body. 8 and a pinch roller 9 which rotates by being pressed against the sheet, and is conveyed to the image transfer section by U-turn.

【0023】そして転写手段を構成する転写ローラ4に
電圧印加をすることによって、感光体ドラム2に形成し
たトナー像が転写された記録媒体Pを、搬送ローラ8及
び転写ローラ4の駆動回転によってガイド手段を構成す
る搬送ガイド部材10に沿って搬送し、定着手段5へ至ら
せる。更に、定着手段5で熱及び圧力が印加されて転写
トナー像が定着された記録媒体Pを排出ローラ対11,12
によって搬送して装置本体上部の排出部13へ排出する如
く構成している。
By applying a voltage to the transfer roller 4 constituting the transfer means, the recording medium P on which the toner image formed on the photosensitive drum 2 has been transferred is guided by the driving rotation of the transport roller 8 and the transfer roller 4. The sheet is conveyed along the conveyance guide member 10 constituting the means and reaches the fixing means 5. Further, the recording medium P on which the transfer toner image is fixed by applying heat and pressure by the fixing unit 5 is discharged to the discharge roller pair 11, 12.
And discharged to the discharge section 13 in the upper part of the apparatus main body.

【0024】{定着装置及びヒータの構成}次に記録媒
体Pに転写したトナー像を定着する定着手段(定着装
置)5の構成及びこれに用いるヒータの構成について説
明する。
{Structures of Fixing Device and Heater} Next, the structure of the fixing means (fixing device) 5 for fixing the toner image transferred to the recording medium P and the structure of the heater used for this will be described.

【0025】本実施形態に係る定着手段5は、テンショ
ンレスタイプのフィルム加熱定着装置であり、その構成
は図3に示すように、回転可能な筒状の筒部材である耐
熱性フィルム14が発熱体を含むフィルムガイド部材でも
あるヒータHの支持体15に外嵌させてある。このフィル
ム14の内周長と支持体15の外周長はフィルム14の方を、
例えば3mm程度大きくしてあり、従ってフィルム14は支
持体15に対して周長がルーズに外嵌している。
The fixing means 5 according to the present embodiment is a tensionless type film heating and fixing device. As shown in FIG. 3, the heat-resistant film 14, which is a rotatable cylindrical member, generates heat. It is externally fitted to the support 15 of the heater H which is also a film guide member including the body. The inner peripheral length of the film 14 and the outer peripheral length of the support 15 are the same as those of the film 14,
For example, the film 14 is made larger by about 3 mm.

【0026】尚、前記フィルム14は筒状でなくても、記
録媒体の搬送に従動して移動する構成であれば、例えば
供給ローラから巻き取りローラへと順次繰り出される構
成のものでもよい。
The film 14 need not have a cylindrical shape, but may have a configuration in which the film 14 is sequentially fed from a supply roller to a take-up roller as long as the film 14 moves in accordance with the conveyance of the recording medium.

【0027】前記フィルム14は熱容量を小さくして装置
のクイックスタート性を向上させるため、フィルム膜厚
は100 μm 以下、好ましは50μm 以下20μm 以上の耐熱
性のあるPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、P
FA(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)、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)の単層、
或いはポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK(ポリ
エーテルエーテルケトン)、PES(ポリエーテルサル
ホン)、PPS(ポリフェニレンサルファイド)等の外
周表面にPTFE、PFA、FEP等をコーティングし
た複合層フィルムを使用するのが好ましい。尚、本実施
形態ではポリイミドフィルムの外周表面にPTFEをコ
ーティングしたものを用いている。
The film 14 has a heat capacity of 100 μm or less, preferably 50 μm or less and preferably 20 μm or more and has a heat resistance of PTFE (polytetrafluoroethylene) to reduce the heat capacity and improve the quick start property of the apparatus. P
FA (tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer), FEP (tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer) monolayer,
Alternatively, it is preferable to use a composite film such as polyimide, polyamideimide, PEEK (polyetheretherketone), PES (polyethersulfone), or PPS (polyphenylenesulfide), which is coated with PTFE, PFA, FEP, or the like on its outer peripheral surface. . In the present embodiment, a polyimide film having an outer peripheral surface coated with PTFE is used.

【0028】16は前記ヒータHとの間でフィルム14を挟
んでニップNを形成し、フィルム14に記録媒体Pを押圧
すると共に、該記録媒体Pに搬送力を付与する回転部材
であるところの加圧ローラである。この加圧ローラ16
は、芯金16aにシリコンゴム等の離型性の良い耐熱ゴム
ローラ部16bを一体的に設けてなり、芯金16aの端部に
取り付けた図示しないギアに駆動力を伝達することによ
って図3の矢印A方向へ駆動回転する。これにより、記
録媒体Pが矢印B方向へ搬送されると共に、フィルム14
が矢印C方向へ回転する。
Reference numeral 16 denotes a rotating member that forms a nip N with the heater H sandwiching the film 14, presses the recording medium P against the film 14, and applies a conveying force to the recording medium P. It is a pressure roller. This pressure roller 16
In FIG. 3, a heat-resistant rubber roller portion 16b having good releasability such as silicon rubber is integrally provided on a core 16a and a driving force is transmitted to a gear (not shown) attached to an end of the core 16a. It is driven and rotated in the direction of arrow A. As a result, the recording medium P is transported in the direction of arrow B, and
Rotates in the direction of arrow C.

【0029】前記支持体15にはフィルム14を加熱するヒ
ータHが取り付けてあり、ニップNを通過する記録媒体
Pを加熱することにより、画像形成手段で転写されたト
ナー像を記録媒体Pに永久定着する。
A heater H for heating the film 14 is attached to the support 15, and by heating the recording medium P passing through the nip N, the toner image transferred by the image forming means is permanently applied to the recording medium P. Establish.

【0030】ここで、前記ヒータHの構成について説明
すると、図1(a) のヒータ長手方向概略説明図及び(b)
の概略断面説明図に示すように、アルミナ等でできた基
板17の表面に、例えばAg/Pd(銀パラジウム)等の
電気抵抗材料からなる発熱体18を、厚み約10μm 、幅1
〜3mmにスクリーン印刷等によって塗工し、その上に保
護層19としてガラスやフッ素樹脂等をコートしてある。
更に、ヒータの温度制御を行うために発熱体18による加
熱温度を検出する温度検出素子であるサーミスタ20が取
り付けてある。
Here, the configuration of the heater H will be described. FIG.
As shown in the schematic sectional view of FIG. 1, a heating element 18 made of an electric resistance material such as Ag / Pd (silver palladium) is coated on a surface of a substrate 17 made of alumina or the like with a thickness of about 10 μm and a width of 1 mm.
3 mm is applied by screen printing or the like, and a protective layer 19 is coated thereon with glass, fluororesin or the like.
Further, a thermistor 20, which is a temperature detecting element for detecting a heating temperature of the heating element 18 for controlling the temperature of the heater, is attached.

【0031】このサーミスタ20は発熱体18を設けた同一
面側の基板17上であって発熱体18の近傍に、印刷によっ
てサーミスタ材20aと電極20bとを形成し、その上面を
保護層19によってコートして構成している。
The thermistor 20 has a thermistor material 20 a and an electrode 20 b formed by printing on the same surface of the substrate 17 on which the heating element 18 is provided and near the heating element 18. It is configured with a coat.

【0032】前記サーミスタ20によってヒータHの温度
を検出し、その出力をA/D変換して図3に示すCPU
21に取り込み、その信号をもとにトライアック22によっ
て発熱体18に通電するAC電圧を位相、周波数制御等の
パルス幅変調をかけて制御することにより、温度制御す
る。
The temperature of the heater H is detected by the thermistor 20, the output is A / D converted, and the CPU shown in FIG.
The temperature is controlled by controlling the AC voltage applied to the heating element 18 by pulse width modulation such as phase and frequency control based on the signal.

【0033】前記温度制御は、プロセススピードが速く
なるほど定着ニップ内の発熱体18の温度とサーミスタ20
が検出する温度に誤差がなく、且つ応答性がよく、温度
リップルのばらつきも小さいことが要求される。この点
について、本実施形態ではサーミスタ20を発熱体18と同
じ面の定着ニップ内に配置してあるために、基板17の裏
面側にサーミスタを設けた場合よりも実際の定着ニップ
内の発熱体18の温度とサーミスタ20の検出する温度誤差
が抑えられ、応答性も良くなる。このために、高速化さ
れた装置(本実施形態ではプロセススピード50mm/sec)
であっても、精度よく定着温度制御を行うことができ、
定着不良やオフセット、光沢ムラ等のない良好な画像を
得ることができるものである。
The temperature control is performed by controlling the temperature of the heating element 18 in the fixing nip and the thermistor 20 as the process speed increases.
Are required to have no error in the detected temperature, to have good responsiveness, and to have small variations in temperature ripple. In this regard, in the present embodiment, since the thermistor 20 is disposed in the fixing nip on the same surface as the heating element 18, the heating element in the actual fixing nip is provided more than when the thermistor is provided on the back side of the substrate 17. An error between the temperature of 18 and the temperature detected by the thermistor 20 is suppressed, and the response is improved. For this reason, a high-speed device (in this embodiment, a process speed of 50 mm / sec)
However, the fixing temperature can be accurately controlled,
A good image free from defective fixing, offset, gloss unevenness, etc. can be obtained.

【0034】ここで、本実施形態に係る構成のヒータH
を用いて定着温度を制御し、画像形成した場合と、ヒー
タ基板の裏面にサーミスタを設けたヒータを用いて定着
温度を制御して画像形成した場合の実験結果を示す。
Here, the heater H having the configuration according to this embodiment is used.
2 shows experimental results when an image is formed by controlling the fixing temperature by using a heater, and when an image is formed by controlling the fixing temperature by using a heater provided with a thermistor on the back surface of a heater substrate.

【0035】図4(a) に示す表は、ヒータ基板の裏面に
サーミスタを設けたヒータのサーミスタ出力(温調温
度)に対する実際の定着ニップ内の発熱体表面温度を示
し、図4(b) はそのときの温度リップルΔTの値を示
す。
The table shown in FIG. 4A shows the actual surface temperature of the heating element in the fixing nip with respect to the thermistor output (temperature controlled) of a heater having a thermistor on the back surface of the heater substrate. Indicates the value of the temperature ripple ΔT at that time.

【0036】図4(a),(b) の値からわかるように、ヒー
タ裏面の温度をモニターして温調した場合の実際のヒー
タ表面温度は、サーミスタ出力よりも高い温度を示し、
裏面の温度リップルΔTよりも表面の温度リップルΔT
の方が大きいことがわかる。
As can be seen from the values shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the actual heater surface temperature when monitoring the temperature on the back surface of the heater and controlling the temperature indicates a temperature higher than the thermistor output.
Temperature ripple ΔT on the front surface rather than temperature ripple ΔT on the back surface
Is larger.

【0037】尚、実験においては本実施形態のヒータの
温調温度を、ヒータ基板裏面にサーミスタを設けたヒー
タと同等の定着性が得られるように設定し、サーミスタ
を基板裏面に設けたヒータの温調温度を200 ℃、190
℃、180 ℃としたのに対し、本実施形態のヒータでは21
0 ℃、200 ℃、190 ℃とした。図4(c) はこのときの温
度リップルで、図4(b) と比較してヒータ表面温度のリ
ップルは明らかに小さくなっていることがわかる。
In the experiment, the temperature of the heater of this embodiment was set such that the same fixing property as that of the heater having the thermistor on the back surface of the heater substrate was obtained. Temperature control temperature 200 ℃, 190
℃ and 180 ℃, whereas the heater of this embodiment
0 ° C, 200 ° C, and 190 ° C. FIG. 4C shows the temperature ripple at this time, and it can be seen that the ripple of the heater surface temperature is clearly smaller than that of FIG. 4B.

【0038】図4(d) は基板裏面にサーミスタを設けた
ヒータと本実施形態のヒータを用いて画像形成した場合
の画像評価(定着ムラ、オフセット、光沢ムラ)結果で
あり、評価は優◎、良○、可△、不可×の4段階に分け
て評価した。ここでは、測定誤差、ばらつき等を考慮
し、各10本ずつ評価した。
FIG. 4D shows the results of image evaluation (fixing unevenness, offset, and gloss unevenness) when an image is formed by using the heater provided with a thermistor on the back surface of the substrate and the heater of the present embodiment.良, ○, △, and × were evaluated in four stages. Here, each of the ten samples was evaluated in consideration of measurement errors, variations, and the like.

【0039】この結果からわかるように、ヒータ裏面で
温度検出して温調制御した場合、実際のヒータ表面温度
はヒータ裏面の温度よりもかなりばらつきがあり、ヒー
タ裏面で温度検出した際の温度プロファイルのばらつき
がある。
As can be seen from this result, when temperature control is performed by detecting the temperature on the back surface of the heater, the actual surface temperature of the heater varies considerably more than the temperature on the back surface of the heater. There are variations.

【0040】また、ヒータ表面の温度を検出して温調制
御した場合には、当然のことながらヒータ表面温度は裏
面温度を検出して温調制御する場合よりも、温度プロフ
ァイルが均一で、目標温度に対するばらつき、リップル
が少なく、定着不良、定着ムラ、オフセット、光沢ムラ
等の画像不良が発生し難くなっていることがわかる。
Also, when the temperature control is performed by detecting the temperature of the heater surface, the temperature profile of the heater surface is more uniform than when the temperature control is performed by detecting the back surface temperature. It can be seen that there are few variations and ripples with respect to temperature, and image defects such as poor fixing, uneven fixing, offset and gloss unevenness are less likely to occur.

【0041】〔第2実施形態〕前述した実施形態ではサ
ーミスタ材20aを発熱体18の近傍に配置した例を示した
が、図5に示すように、印刷サーミスタ材20aを発熱体
18上に積層して形成してもよい。尚、図5(a) はヒータ
Hの長手方向概略説明図であり、図5(b) は概略断面説
明図である。
[Second Embodiment] In the above-described embodiment, an example is shown in which the thermistor member 20a is arranged near the heating element 18, but as shown in FIG. 5, the printing thermistor member 20a is connected to the heating element.
It may be formed by laminating on 18. 5A is a schematic explanatory view of the heater H in the longitudinal direction, and FIG. 5B is a schematic sectional explanatory view.

【0042】このヒータHは、発熱体18の上に絶縁層21
を設け、その上に印刷サーミスタ材20aを設け、また長
手方向に関してはニップ内の正確な温度がモニタでき、
且つ画像を乱さないように、記録媒体Pの搬送領域外に
サーミスタ材20aを配置して構成している。
The heater H includes an insulating layer 21 on the heating element 18.
Is provided, a printing thermistor material 20a is provided thereon, and an accurate temperature in the nip can be monitored in the longitudinal direction,
The thermistor member 20a is arranged outside the transport area of the recording medium P so as not to disturb the image.

【0043】このヒータHを用いた場合も、前述した第
1実施形態と同様に、ヒータ裏面にサーミスタを設けた
ヒータを用いて画像形成した場合との比較実験結果を図
6に示す。尚、この場合も第1実施形態と同様に、本実
施形態のヒータ温調温度はヒータ基板の裏面にサーミス
タを設けたヒータと同等の定着性が得られるように、基
板裏面にサーミスタを設けたヒータの温調温度を200
℃、190 ℃、180 ℃としたのに対し、本実施形態のヒー
タでは220 ℃、210 ℃、200 ℃とした。その結果は本実
施形態に係るヒータでは210 ℃、200 ℃、190 ℃とし
た。図6(a) はこのときの本実施形態に係るヒータの温
度リップルで、図4(b) の基板裏面にサーミスタを設け
たヒータの場合の結果と比較してヒータ表面温度のリッ
プルは第1実施形態よりも更に小さくなり、応答性が向
上したことがわかる。
FIG. 6 shows a comparison experiment result in the case where the heater H is used, similarly to the above-described first embodiment, in comparison with the case where an image is formed using a heater provided with a thermistor on the back surface of the heater. In this case, similarly to the first embodiment, a thermistor is provided on the back surface of the substrate so that the heater temperature control temperature of the present embodiment can obtain the same fixing property as the heater having the thermistor on the back surface of the heater substrate. Adjust the heater temperature to 200
C., 190.degree. C., and 180.degree. C., whereas 220.degree. C., 210.degree. The results were 210 ° C., 200 ° C., and 190 ° C. for the heater according to the present embodiment. FIG. 6A shows the temperature ripple of the heater according to the present embodiment at this time. Compared with the result of the heater in which the thermistor is provided on the back surface of the substrate in FIG. It can be seen that the size is smaller than that of the embodiment, and the response is improved.

【0044】尚、図6(b) は基板裏面にサーミスタを設
けたヒータと本実施形態のヒータの画像評価結果であ
り、評価は前述した第1実施形態の場合と同様に4段階
に分けて評価した。
FIG. 6B shows image evaluation results of the heater provided with a thermistor on the back surface of the substrate and the heater of the present embodiment. The evaluation is divided into four stages as in the case of the first embodiment. evaluated.

【0045】この結果から明らかなように、発熱体18上
にサーミスタ材20aを配置することによって、より精度
よい定着温度制御ができ、高品位の画像を得ることがで
きた。
As is apparent from the results, by arranging the thermistor material 20a on the heating element 18, the fixing temperature can be controlled more accurately, and a high-quality image can be obtained.

【0046】〔第3実施形態〕前述した第1実施形態及
び第2実施形態は、ヒータの温度検出を主眼としていた
が、定着装置にあっては搬送される記録媒体Pの温度が
所定温度に達しているか否かが本来的には問題となるも
のである。
[Third Embodiment] In the first and second embodiments described above, the main purpose is to detect the temperature of the heater. However, in the fixing device, the temperature of the recording medium P conveyed reaches a predetermined temperature. Whether or not it has reached a problem is inherently a problem.

【0047】そこで、図7に示すように、搬送される記
録媒体の温度に近い定着フィルム14の温度を検出可能に
構成すると、より良好な画像を得ることができる。
Therefore, as shown in FIG. 7, if the temperature of the fixing film 14 close to the temperature of the recording medium being conveyed can be detected, a better image can be obtained.

【0048】尚、図7(a) はヒータHの断面説明図であ
り、(b) は長手方向の一部切り欠き平面説明図である。
FIG. 7A is an explanatory sectional view of the heater H, and FIG. 7B is an explanatory plan view partially cut away in the longitudinal direction.

【0049】図7に示すヒータHは、発熱体18と同一面
側の基板17上に温度検出素子であるサーミスタ材20aを
設ける点では第1実施形態と同様であるが、その位置は
発熱体18よりも記録媒体搬送方向下流側に配置してい
る。そして、サーミスタ材20a上にはガラスコートによ
る保護層19を設けることなく、印刷形成している。
The heater H shown in FIG. 7 is the same as the first embodiment in that a thermistor member 20a as a temperature detecting element is provided on the substrate 17 on the same side as the heating element 18, but its position is the same as that of the first embodiment. It is arranged downstream of the recording medium transport direction 18. Then, printing is performed on the thermistor member 20a without providing the protective layer 19 by glass coating.

【0050】印刷サーミスタはガラスを含んだ焼結物で
あるために、樹脂フィルム14に比べてはるかに高い硬度
があり、フィルム14と摺擦しても磨耗することはない
(尚、サーミスタ材20a上に保護層19を設けてもよ
い)。
Since the printing thermistor is a sintered material containing glass, it has a much higher hardness than the resin film 14 and does not wear even when rubbed against the film 14 (thermistor material 20a). A protective layer 19 may be provided thereon).

【0051】上記のように構成することにより、ニップ
内で加熱されたフィルム14の温度とヒータの温度の平均
値がサーミスタ20の出力として得られるため、より精度
の高い温度制御が可能となる。
With the above configuration, the average value of the temperature of the film 14 heated in the nip and the temperature of the heater can be obtained as the output of the thermistor 20, so that more accurate temperature control can be performed.

【0052】尚、図8に示すように、ヒータ基板17と印
刷サーミスタ材20aとの間に断熱のためのガラス層(本
実施形態では保護層19が兼ねている)を設けると、サー
ミスタ材20aに基板17からの伝熱が減少するために、更
に精度のよい温度制御を行うことができるので好まし
い。
As shown in FIG. 8, when a glass layer for heat insulation (which also serves as the protective layer 19 in this embodiment) is provided between the heater substrate 17 and the printing thermistor material 20a, the thermistor material 20a In addition, since the heat transfer from the substrate 17 is reduced, more accurate temperature control can be performed, which is preferable.

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明は前述のように構成したために、
発熱体と同一面上において温度を検出するために基板の
厚さ等にかかわらず、直接的により精度よく温度検出す
ることができる。
The present invention is constructed as described above.
Since the temperature is detected on the same surface as the heating element, the temperature can be directly and accurately detected regardless of the thickness of the substrate.

【0054】従って、前記ヒータを用いて定着装置及び
画像形成装置を構成した場合には、より精度よく定着温
度を制御することが容易となり、高品位の画像を得るこ
とが可能となる。
Therefore, when the fixing device and the image forming apparatus are configured using the heater, it is easy to control the fixing temperature with higher accuracy, and it is possible to obtain a high-quality image.

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

【図1】ヒータの構成説明図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of a heater.

【図2】画像形成装置の全体模式説明図である。FIG. 2 is an overall schematic diagram of the image forming apparatus.

【図3】定着装置の構成説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a configuration of a fixing device.

【図4】発熱体と同一面側の基板表面にサーミスタを配
置したヒータと、基板裏面にサーミスタを配置したヒー
タの温度リップル、画像評価結果を示す表図である。
FIG. 4 is a table showing temperature ripples and image evaluation results of a heater in which a thermistor is disposed on the substrate surface on the same side as the heating element, a heater in which a thermistor is disposed on the rear surface of the substrate.

【図5】サーミスタを発熱体上に配置した実施形態の説
明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of an embodiment in which a thermistor is arranged on a heating element.

【図6】発熱体上にサーミスタを配置したヒータと、基
板裏面にサーミスタを配置したヒータの温度リップル、
画像評価結果を示す表図である。
FIG. 6 shows a temperature ripple between a heater having a thermistor disposed on a heating element and a heater having a thermistor disposed on the back surface of a substrate;
It is a table | surface figure which shows an image evaluation result.

【図7】ヒータの加熱によるフィルム温度を検出して温
調制御するためのヒータの構成説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a configuration of a heater for detecting a film temperature by heating of the heater and performing temperature control.

【図8】ヒータの加熱によるフィルム温度を検出して温
調制御するためのヒータであって、基板とサーミスタ間
に断熱層を設けたヒータの構成説明図である。
FIG. 8 is a structural explanatory view of a heater for detecting and controlling the film temperature by heating the heater and having a heat insulating layer provided between the substrate and the thermistor.

【図9】ヒータ基板の裏面に設けたサーミスタチップに
よって温度検出するヒータの構成説明図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a heater that detects a temperature by using a thermistor chip provided on the back surface of the heater substrate.

【図10】ヒータ基板の裏面に設けた印刷サーミスタを
用いて温度検出するヒータの構成説明図である。
FIG. 10 is a configuration explanatory view of a heater that detects a temperature using a printing thermistor provided on the back surface of the heater substrate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

H …ヒータ P …記録媒体 1 …光学手段 2 …感光体ドラム 3 …プロセスカートリッジ 4 …転写手段 5 …定着手段 6 …記録紙カセット 6a …分離爪 7 …ピックアップローラ 8 …搬送ローラ 9 …ピンチローラ 10 …搬送ガイド部材 11 …排出ローラ対 12 …排出ローラ対 13 …排出部 14 …フィルム 15 …支持体 16 …加圧ローラ 16a …芯金 16b …ローラ部 17 …基板 18 …発熱体 19 …保護層 20 …サーミスタ 20a …サーミスタ材 20b …電極 21 …絶縁層 H ... Heater P ... Recording medium 1 ... Optical means 2 ... Photoreceptor drum 3 ... Process cartridge 4 ... Transfer means 5 ... Fixing means 6 ... Recording paper cassette 6a ... Separation claw 7 ... Pickup roller 8 ... Convey roller 9 ... Pinch roller 10 ... Conveyance guide member 11 ... Discharge roller pair 12 ... Discharge roller pair 13 ... Discharge part 14 ... Film 15 ... Support 16 ... Pressure roller 16a ... Core 16b ... Roller part 17 ... Substrate 18 ... Heat generating element 19 ... Protective layer 20 ... Thermistor 20a ... Thermistor material 20b ... Electrode 21 ... Insulating layer

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板と、 前記基板の一方面側に設けられた通電により発熱する発
熱体と、 前記発熱体による加熱温度を検出するための温度検出素
子と、 を有し、 前記温度検出素子を前記発熱体を設けた同一面側の基板
に設けたことを特徴とするヒータ。
1. A temperature detecting element comprising: a substrate; a heating element provided on one surface side of the substrate for generating heat when energized; and a temperature detecting element for detecting a heating temperature of the heating element. Is provided on a substrate on the same surface side on which the heating element is provided.
【請求項2】 基板と、 前記基板の一方面側に設けられた通電により発熱する発
熱体と、 前記発熱体による加熱温度を検出するための温度検出素
子と、 を有し、 前記温度検出素子と前記発熱体とを積層形成したことを
特徴とするヒータ。
2. A temperature detecting element, comprising: a substrate; a heating element provided on one surface side of the substrate for generating heat by energization; and a temperature detecting element for detecting a heating temperature of the heating element. And a heating element formed by laminating the heating element and the heating element.
【請求項3】 前記温度検出素子を印刷サーミスタで構
成したことを特徴とする請求項1又は請求項2記載のヒ
ータ。
3. The heater according to claim 1, wherein said temperature detecting element is constituted by a printing thermistor.
【請求項4】 記録媒体に転写した画像を加熱して定着
する定着装置において、 記録媒体の搬送に従動して移動するフィルム部材と、 前記フィルム部材に記録媒体を押圧すると共に、記録媒
体に搬送力を付与する回転部材と、 前記フィルム部材を介して前記記録媒体を加熱するヒー
タと、 を有し、 前記ヒータとして、請求項1乃至請求項3のいずれか1
項記載のヒータを用いたことを特徴とする定着装置。
4. A fixing device for heating and fixing an image transferred to a recording medium, comprising: a film member that moves following the conveyance of the recording medium; and a recording medium that is pressed against the film member and conveyed to the recording medium. 4. A rotating member for applying a force, and a heater for heating the recording medium via the film member, wherein the heater is used as the heater.
A fixing device characterized by using the heater described in (1).
【請求項5】 前記温度検出素子を前記記録媒体に転写
した画像の通過領域外に配置したことを特徴とする請求
項4記載の定着装置。
5. The fixing device according to claim 4, wherein the temperature detecting element is disposed outside a passage area of the image transferred to the recording medium.
【請求項6】 記録媒体に画像を転写し、加熱して定着
する画像形成装置において、 記録媒体を搬送するための搬送手段と、 前記記録媒体に画像を転写するための画像形成手段と、 前記転写された画像を記録媒体に定着させるための定着
手段と、 を有し、 前記定着手段として、請求項4又は請求項5記載の定着
装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
6. An image forming apparatus for transferring an image to a recording medium and fixing the image by heating, a conveying unit for conveying the recording medium, an image forming unit for transferring the image to the recording medium, An image forming apparatus comprising: a fixing unit configured to fix a transferred image on a recording medium; and the fixing device according to claim 4 or 5 is used as the fixing unit.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005141974A (en) * 2003-11-05 2005-06-02 Canon Inc Heating device and image forming apparatus using heating device
EP3480664A1 (en) 2017-11-06 2019-05-08 Canon Kabushiki Kaisha Heater and fixing device

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