JP2009063814A - Image heating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタ等の画像形成装置に搭載される画像加熱定着装置(定着器)として用いれば好適な像加熱装置に関する。 The present invention relates to an image heating apparatus suitable for use as an image heating fixing apparatus (fixing device) mounted on an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or an electrophotographic printer.
電子写真式の複写機やプリンタ等の画像形成装置に搭載する像加熱装置(定着器)として、フィルム加熱方式のものがある。フィルム加熱方式の定着器は、セラミックス製の基板上に発熱体を有するヒータと、このヒータに接触しつつ移動する可撓性部材と、可撓性部材を介してヒータとニップ部を形成する加圧ローラと、を有する。未定着トナー像を担持する記録材は定着器のニップ部で挟持搬送されつつ加熱され、これにより記録材上のトナー像は記録材に加熱定着される。この定着器は、ヒータへの通電を開始し定着可能温度まで昇温するのに要する時間が短いというメリットを有する。したがって、この定着器を搭載するプリンタは、プリント指令の入力後、1枚目の画像を出力するまでの時間(FPOT:First PrintOut Time)を短くできる。またこの定着器は、プリント指令を待つ待機中の消費電力が少ないというメリットもある。 As an image heating device (fixing device) mounted on an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a printer, there is a film heating type. A film heating type fixing device includes a heater having a heating element on a ceramic substrate, a flexible member that moves while contacting the heater, and a heater and a nip portion that are formed via the flexible member. And a pressure roller. The recording material carrying the unfixed toner image is heated while being nipped and conveyed by the nip portion of the fixing device, whereby the toner image on the recording material is heated and fixed on the recording material. This fixing device has an advantage that it takes a short time to start energizing the heater and raise the temperature to a fixable temperature. Therefore, the printer equipped with this fixing device can shorten the time (FPOT: First Print Out Time) until the first image is output after the print command is input. In addition, this fixing device has an advantage that power consumption during standby waiting for a print command is small.
ところで、可撓性部材を用いた定着器を搭載するプリンタで小サイズの記録材を大サイズの記録材と同じプリント間隔で連続プリントすると、ヒータの記録材が通過しない領域(非通紙領域)が過度に昇温することが知られている。ヒータの非通紙領域が過昇温すると、ヒータを保持するホルダや加圧ローラが熱により損傷する場合がある。そこで、可撓性部材を介してヒータと加圧ローラで定着ニップ部を形成する定着器を搭載するプリンタは、小サイズの記録材に連続プリントする場合、大サイズの記録材に連続プリントする場合よりもプリント間隔を広げる制御を行っている。これにより、ヒータの非通紙領域の過昇温を抑えている。 By the way, when a small-sized recording material is continuously printed at the same print interval as a large-sized recording material with a printer equipped with a fixing device using a flexible member, the area where the recording material of the heater does not pass (non-sheet passing area) Is known to overheat. If the non-sheet passing area of the heater is excessively heated, the holder and the pressure roller that hold the heater may be damaged by heat. Therefore, a printer equipped with a fixing device that forms a fixing nip portion with a heater and a pressure roller through a flexible member, when continuously printing on a small size recording material, when printing continuously on a large size recording material Control is performed to widen the print interval. Thereby, the excessive temperature rise in the non-sheet passing area of the heater is suppressed.
そこで、上述した定着器に用いるヒータとして、温度が上昇するほど抵抗値が下がる特性(NTC:Negative Temperature Coefficient)のものを用いることも考えられている。ヒータがNTC特性であれば、非通紙領域が過昇温しても非通紙領域の抵抗値は下がるので、非通紙領域の過度の昇温、所謂非通紙部昇温を抑えられるという発想である。 Therefore, it is also considered to use a heater (NTC: Negative Temperature Coefficient) whose resistance value decreases as the temperature rises as a heater used in the above-described fixing device. If the heater has NTC characteristics, the resistance value of the non-sheet passing area is lowered even if the non-sheet passing area is excessively heated, so that excessive temperature rise in the non-sheet passing area, that is, so-called non-sheet passing portion temperature increase can be suppressed. This is the idea.
セラミックス製の基板上に発熱体を有するヒータにおいては、発熱体としてNTC特性をもつペースト状の電気抵抗体をセラミックス基板上にスクリーン印刷し、焼成工程を経ることによってヒータを得ることができる(特許文献1)。 In a heater having a heating element on a ceramic substrate, a heater can be obtained by screen-printing a paste-like electric resistor having NTC characteristics on the ceramic substrate as a heating element and performing a firing process (patent) Reference 1).
一方、NTC特性をもつ発熱体は、一般的には抵抗が高く、ヒータへの通電を開始し定着可能温度まで昇温するのに要する時間が短いという上述の定着器のメリットを生かすことができない。そのため、NTC特性をもつ材料を細長い基板状に加工して使用する場合もある。特許文献2にはカーボンヒータについて記載されている。このように、NTC特性をもつ材料をバルク状態で使用することにより、ヒータとしての総抵抗を小さくすることができ、定着可能温度までの立ち上がりの早さと小サイズ連続プリント時の非通紙部昇温の抑制を両立することが可能となる。
NTC特性をもつ材料により細長い基板を一体成型したバルクヒータを定着器に具備させた場合、そのバルクヒータの基板の長手方向両端部をコネクタにより挟持しそのコネクタによって基板に通電を行うと、コネクタ間の領域全体が発熱する。そのため、バルクヒータを搭載した定着器においては、コネクタにより挟持される基板の長手方向両端部も発熱領域となってコネクタが昇温してしまうため、バルクヒータの基板にコネクタを用いることなく給電することが望まれる。 When a fuser is provided with a bulk heater in which a long and narrow substrate is integrally formed of a material having NTC characteristics, both ends in the longitudinal direction of the bulk heater substrate are sandwiched by connectors, and the substrate is energized. The whole generates heat. For this reason, in a fixing device equipped with a bulk heater, both ends in the longitudinal direction of the substrate sandwiched between the connectors also become heat generating regions and the connector heats up. Therefore, power can be supplied to the bulk heater substrate without using the connector. desired.
本発明の目的は、通電により基板全体が発熱するヒータに対し基板の面を利用して給電できるようにした像加熱装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image heating apparatus that can supply power to a heater that generates heat when energized by utilizing the surface of the substrate.
上記の目的を達成するための構成は、通電により発熱するヒータと、前記ヒータに通電する給電部材と、前記ヒータにより加熱される加熱部材であって、記録材が担持する像を加熱する加熱部材と、を有する像加熱装置において、前記ヒータは、細長い基板であって、通電により基板全体が発熱する基板を有しており、前記給電部材は前記基板の長手方向両端部において前記基板の面と接触していることを特徴とする。 A configuration for achieving the above object includes a heater that generates heat by energization, a power supply member that energizes the heater, and a heating member that is heated by the heater, and that heats an image carried by a recording material. In the image heating apparatus, the heater is a slender substrate, and the substrate has a substrate that generates heat when energized, and the power supply member has a surface of the substrate at both longitudinal ends of the substrate. It is characterized by being in contact.
また、上記の目的を達成するための構成は、通電により発熱するヒータと、前記ヒータに通電する給電部材と、前記ヒータと接触しつつ移動する加熱部材と、前記加熱部材を挟んで前記ヒータとニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記ニップ部で像を担持する記録材を挟持搬送しつつ像を加熱する像加熱装置において、前記ヒータは、記録材の搬送方向と直交する方向に細長い基板であって、通電により基板全体が発熱する基板を有しており、前記給電部材は前記基板の長手方向両端部において前記基板部の面と接触していることを特徴とする。 In addition, a configuration for achieving the above object includes a heater that generates heat by energization, a power supply member that energizes the heater, a heating member that moves while being in contact with the heater, and the heater that sandwiches the heating member. A pressure member that forms a nip portion, and an image heating apparatus that heats an image while sandwiching and conveying a recording material that carries an image at the nip portion, wherein the heater is orthogonal to the conveyance direction of the recording material The substrate has a substrate that is elongated in the direction and generates heat when energized. The power supply member is in contact with the surface of the substrate portion at both ends in the longitudinal direction of the substrate.
本発明によれば、通電により基板全体が発熱するヒータに対し基板の面を利用して給電できるようにした像加熱装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the image heating apparatus which enabled electric power supply using the surface of a board | substrate with respect to the heater which the whole board | substrate heat | fever-generates by electricity supply can be provided.
本発明を図面に基づいて説明する。 The present invention will be described with reference to the drawings.
[実施例1]
以下、本発明を図面に基づいて詳しく説明する。
[Example 1]
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(1)画像形成装置例
図1は本発明に係る像加熱装置を画像加熱定着装置(定着器)として搭載できる画像形成装置の一例の構成模型図である。この画像形成装置は電子写真方式のレーザビームプリンタである。
(1) Example of Image Forming Apparatus FIG. 1 is a structural model diagram of an example of an image forming apparatus in which the image heating apparatus according to the present invention can be mounted as an image heating fixing apparatus (fixing device). This image forming apparatus is an electrophotographic laser beam printer.
11は像担持体としてのドラム型の電子写真感光体(以下、感光ドラムと記す)である。例えばアルミニウム等の導電性ドラム基体の外周面に有機光導電体等の感光層を形成した有機感光ドラムである。 Reference numeral 11 denotes a drum-type electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a photosensitive drum) as an image carrier. For example, an organic photosensitive drum in which a photosensitive layer such as an organic photoconductor is formed on the outer peripheral surface of a conductive drum base such as aluminum.
12は帯電手段としての帯電ローラである。この帯電ローラ12により感光ドラムの外周面(表面)が所定の極性・電位に一様に帯電処理される。 Reference numeral 12 denotes a charging roller as charging means. The charging roller 12 uniformly charges the outer peripheral surface (surface) of the photosensitive drum to a predetermined polarity and potential.
10はレーザー露光装置である。このレーザー露光装置10は不図示のイメージスキャナやコンピュータ等の外部装置から入力する画像情報に対応して変調したレーザ光Lを出力する。このレーザ光により感光ドラム11表面の一様帯電処理面を走査露光する。この走査露光により感光ドラム面の露光明部の電荷が減衰または除電されて、感光ドラム面に画像情報に対応した静電潜像が形成される。 Reference numeral 10 denotes a laser exposure apparatus. The laser exposure apparatus 10 outputs a laser beam L modulated in accordance with image information input from an external device such as an image scanner or a computer (not shown). This laser beam scans and exposes the uniformly charged surface on the surface of the photosensitive drum 11. This scanning exposure attenuates or eliminates the charge in the exposed bright portion of the photosensitive drum surface, and an electrostatic latent image corresponding to the image information is formed on the photosensitive drum surface.
13は現像手段としての現像装置である。この現像装置13は現像ローラ13aを有し、このローラ13aにより感光ドラム11表面の静電潜像をトナー(現像剤)によってトナー像(現像像)として可視像化する。 Reference numeral 13 denotes a developing device as developing means. The developing device 13 includes a developing roller 13a. The roller 13a visualizes the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 11 as a toner image (developed image) with toner (developer).
17は給紙カセットであり、記録材(転写材)Pを積載して収納させてある。給紙スタート信号に基づいて給紙ローラ18が回転されて給紙カセット17内の記録材Pが一枚ずつ分離給送される。その給送された記録材Pは搬送ローラ19によりシートパス20を通じてレジストローラ対21に搬送される。そしてこのレジストローラ対21により感光ドラム11と転写ローラ16との間の当接ニップ部である転写部Tに所定の制御タイミングにて導入される。 Reference numeral 17 denotes a paper feed cassette in which recording materials (transfer materials) P are stacked and stored. Based on the paper feed start signal, the paper feed roller 18 is rotated and the recording materials P in the paper feed cassette 17 are separated and fed one by one. The fed recording material P is conveyed to a registration roller pair 21 through a sheet path 20 by a conveyance roller 19. Then, the registration roller pair 21 is introduced into the transfer portion T, which is a contact nip portion between the photosensitive drum 11 and the transfer roller 16, at a predetermined control timing.
転写部Tに導入された記録材Pはこの転写部Tで挟持搬送され、その間、転写ローラ16により感光ドラム11表面のトナー像が記録材P面に順次に静電的に転写されていく。 The recording material P introduced into the transfer portion T is nipped and conveyed by the transfer portion T, and during that time, the toner image on the surface of the photosensitive drum 11 is electrostatically transferred sequentially onto the recording material P surface by the transfer roller 16.
転写部Tにおいてトナー像の転写を受けた記録材Pは、感光ドラム11表面から分離された後に定着装置22へ搬送導入され、トナー像の加熱定着処理を受ける。 The recording material P that has received the transfer of the toner image at the transfer portion T is separated from the surface of the photosensitive drum 11 and then conveyed to the fixing device 22 where it undergoes a heat fixing process for the toner image.
一方、記録材分離後(記録材に対するトナー像転写後)の感光ドラム11表面はクリーニング装置14のクリーニングブレード14aにより転写残トナーや紙粉等の付着物の除去を受けて清浄面化され、繰り返して作像に供される。 On the other hand, the surface of the photosensitive drum 11 after separation of the recording material (after transfer of the toner image to the recording material) is cleaned by the cleaning blade 14a of the cleaning device 14 to remove the adhering matter such as residual toner and paper dust, and repeatedly To be used for image formation.
また、定着装置22を通った記録材Pは搬送ローラ23により排紙ローラ24に送られる。そしてこの排紙ローラ24によりプリンタ上面の排紙トレイ25上に排紙される。 The recording material P that has passed through the fixing device 22 is sent to the paper discharge roller 24 by the transport roller 23. The paper is discharged onto a paper discharge tray 25 on the upper surface of the printer by the paper discharge roller 24.
本実施例のプリンタは、感光ドラム11と、帯電ローラ12と、現像装置13と、クリーニング装置14の4つのプロセス機器について、これらを一括してプリンタ本体に対して着脱・交換自在のプロセスカートリッジ15として構成してある。 The printer according to the present embodiment includes a process cartridge 15 that can be attached to and detached from the printer body in a batch with respect to four process devices including a photosensitive drum 11, a charging roller 12, a developing device 13, and a cleaning device 14. It is configured as.
(2)定着装置(像加熱装置)22
以下の説明において、定着装置及び定着装置を構成する部材について、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向である。短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向である。長さとは長手方向の寸法である。幅とは短手方向の寸法である。
(2) Fixing device (image heating device) 22
In the following description, regarding the fixing device and the members constituting the fixing device, the longitudinal direction is a direction orthogonal to the recording material conveyance direction on the surface of the recording material. The short side direction is a direction parallel to the recording material conveyance direction on the surface of the recording material. The length is a dimension in the longitudinal direction. The width is a dimension in the short direction.
図2は定着装置22の一例の横断面構成模型図である。図3は定着装置22の縦断面構成模型図である。図4は定着装置22を記録材導入側から見た図である。この定着装置22は、特開平4−44075〜44083号公報、同4−204980〜204984号公報等に開示のテンションレスタイプのフィルム加熱方式の像加熱装置である。 FIG. 2 is a cross-sectional configuration model diagram of an example of the fixing device 22. FIG. 3 is a longitudinal sectional configuration model diagram of the fixing device 22. FIG. 4 is a view of the fixing device 22 as viewed from the recording material introduction side. The fixing device 22 is a tensionless type film heating type image heating device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 4-44075 to 44083, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-20420 to 204984, and the like.
テンションレスタイプのフィルム加熱方式の像加熱装置は、加熱部材(可撓性部材)としてエンドレスベルト状若しくは円筒状の耐熱性フィルムを用いている。そしてこのフィルムの周長の少なくとも一部は常にテンションフリーとし、フィルムは加圧部材の回転駆動力で回転駆動するようにした装置である。 The tensionless type film heating type image heating apparatus uses an endless belt-shaped or cylindrical heat-resistant film as a heating member (flexible member). The film is an apparatus in which at least a part of the circumference of the film is always tension free, and the film is rotationally driven by the rotational driving force of the pressure member.
32は加熱体支持部材兼フィルムガイド部材としてのステーである。このステー32は、長手方向に長い横長の耐熱樹脂製の剛性部材であって、横断面略半円形樋型に形成してある。本実施例では、ステー32の材質(材料)として高耐熱性の液晶ポリマーを用いた。このステー32は長手方向両端部が装置フレーム(不図示)の側板に保持されている。 Reference numeral 32 denotes a stay as a heating body supporting member / film guide member. This stay 32 is a horizontally long rigid member made of heat-resistant resin that is long in the longitudinal direction, and is formed in a substantially semicircular saddle shape in cross section. In this embodiment, a highly heat-resistant liquid crystal polymer is used as the material (material) of the stay 32. Both ends of the stay 32 are held by side plates of an apparatus frame (not shown).
1は加熱体としてのヒータであり、上記ステー32の下面にステー32の長手方向に沿って設けた溝部32a内に嵌入させてある。ヒータ1については次の(3)項で詳述する。 Reference numeral 1 denotes a heater as a heating body, which is fitted in a groove 32 a provided on the lower surface of the stay 32 along the longitudinal direction of the stay 32. The heater 1 will be described in detail in the next section (3).
33は加熱部材(可撓性部材)としての耐熱性に優れた円筒状のフィルムであり、ステー32の外周にルーズに外嵌されている。フィルム33は熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、膜厚は、総厚100μm以下程度としている。フィルム33の具体例としては、耐熱性、離型性、強度、耐久性等のあるPTFE、PFA、FEPの単層を使用できる。或いは、ポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK、PES、PPS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できる。本実施例では、フィルム33として、厚み50μmのポリイミドフィルム上に厚み10μmのPTFEをコーティングしたフィルム層厚60μmのものを使用した。フィルム33の内周面側には、摺動性を向上させるためにグリスが塗られている。 A cylindrical film 33 having excellent heat resistance as a heating member (flexible member) is loosely fitted around the outer periphery of the stay 32. The film 33 has a total thickness of about 100 μm or less in order to reduce the heat capacity and improve the quick start property. As a specific example of the film 33, a single layer of PTFE, PFA, FEP having heat resistance, releasability, strength, durability and the like can be used. Alternatively, a composite layer film in which PTFE, PFA, FEP or the like is coated on the outer peripheral surface of polyimide, polyamideimide, PEEK, PES, PPS or the like can be used. In this example, a film having a thickness of 60 μm obtained by coating a 10 μm thick PTFE on a 50 μm thick polyimide film was used as the film 33. The inner peripheral surface side of the film 33 is coated with grease in order to improve slidability.
40は加圧部材(バックアップ部材)としての弾性加圧ローラである。加圧ローラ40は、鉄、アルミ等の金属製の丸軸状の芯金41上に、弾性層としてのシリコーンソリッドゴム、シリコーンスポンジゴム等の絶縁性、若しくは、導電剤を分散した導電性を有する弾性層42を形成している。そしてこの上に離型層43としてフッ素樹脂層が形成されている。この加圧ローラ40は、長手方向に長い横長の部材であって、芯金41の長手方向両端部が軸受部材(不図示)を介して上記の装置フレームの側板に回転可能に保持されている。そしてこの加圧ローラ40は、不図示の加圧バネによって約127N(13kgf)の加圧力で加圧ローラ40の外周面(表面)がフィルム33の外周面(表面)に接触するように加圧されている。即ち、ヒータ1と加圧ローラ40の間(正確にはヒータ1を保持するステー32と加圧ローラ40の間)には所定の圧力が掛けられることによって、ヒータ1と加圧ローラ40の間にフィルム33を挟んで所定幅のニップ部(定着ニップ部)Nが形成されている。 Reference numeral 40 denotes an elastic pressure roller as a pressure member (backup member). The pressure roller 40 has an insulating property such as a silicone solid rubber or a silicone sponge rubber as an elastic layer on a metal shaft 41 made of a metal such as iron or aluminum, or a conductivity obtained by dispersing a conductive agent. The elastic layer 42 is formed. A fluororesin layer is formed thereon as the release layer 43. The pressure roller 40 is a horizontally long member that is long in the longitudinal direction, and both longitudinal ends of the cored bar 41 are rotatably held on the side plate of the apparatus frame via bearing members (not shown). . The pressure roller 40 is pressed by a pressure spring (not shown) so that the outer peripheral surface (surface) of the pressure roller 40 is in contact with the outer peripheral surface (surface) of the film 33 with a pressure of about 127 N (13 kgf). Has been. That is, a predetermined pressure is applied between the heater 1 and the pressure roller 40 (precisely between the stay 32 holding the heater 1 and the pressure roller 40), so that the space between the heater 1 and the pressure roller 40 is increased. A nip portion (fixing nip portion) N having a predetermined width is formed with the film 33 interposed therebetween.
回転駆動機構Mの駆動力が加圧ローラ40の芯金41端部に設けた駆動ギアGに伝達されることによって、加圧ローラ40は矢印方向に所定の周速度で回転される。加圧ローラ40の回転により、ニップ部Nにおける加圧ローラ40表面とフィルム33表面との摩擦力でフィルム33に回転力が作用する。フィルム33はその内面側がニップ部Nにおいてヒータ1の表面(後述する基板2の表面)に密着して摺動しながらステー32の周りを矢印方向に加圧ローラ40の回転周速度とほぼ同じ周速度で従動回転する。ステー32は従動回転するフィルム33のガイド部材の役目もしている。 When the driving force of the rotation driving mechanism M is transmitted to the driving gear G provided at the end of the metal core 41 of the pressure roller 40, the pressure roller 40 is rotated at a predetermined peripheral speed in the arrow direction. Due to the rotation of the pressure roller 40, a rotational force acts on the film 33 by the frictional force between the surface of the pressure roller 40 and the surface of the film 33 at the nip portion N. The inner surface of the film 33 is in contact with the surface of the heater 1 (the surface of the substrate 2 described later) in the nip portion N and slides around the stay 32 in the direction of the arrow substantially the same as the rotational speed of the pressure roller 40. Followed by speed. The stay 32 also serves as a guide member for the film 33 that is driven to rotate.
ヒータ1の温度が所定の定着温度に立ち上がり、フィルム33の回転周速度が定常化した状態で、フィルム33と加圧ローラ40との間にトナー像tを担持する記録材Pが定着入口ガイド45に沿って導入される。そして、記録材Pがフィルム33と一緒にニップ部Nで挟持搬送されることにより、ヒータ1の熱がフィルム33を介して記録材Pに付与され記録材P上の未定着トナー像tが記録材P面に加熱定着される。ニップ部Nを通った記録材Pはフィルム33表面から分離されて搬送ローラ23に搬送される。 The recording material P carrying the toner image t between the film 33 and the pressure roller 40 in a state where the temperature of the heater 1 rises to a predetermined fixing temperature and the rotational peripheral speed of the film 33 is steady is fixed to the fixing inlet guide 45. Introduced along. Then, when the recording material P is nipped and conveyed together with the film 33 at the nip portion N, the heat of the heater 1 is applied to the recording material P through the film 33 and an unfixed toner image t on the recording material P is recorded. Heat-fixed on the surface of the material P. The recording material P that has passed through the nip portion N is separated from the surface of the film 33 and conveyed to the conveying roller 23.
(3)加熱体(ヒータ)1
図5の(a)はヒータ1の構成と温調制御系と給電部材3a,3bと記録材搬送基準の説明図、(b)はヒータ1の基板2と給電部材3aの接触状態を表す図である。
(3) Heating body (heater) 1
5A is an explanatory diagram of the configuration of the heater 1, the temperature control system, the power supply members 3a and 3b, and the recording material conveyance reference, and FIG. 5B is a diagram illustrating the contact state between the substrate 2 of the heater 1 and the power supply member 3a. It is.
ヒータ1は、長手方向に細長い基板2を有する。基板2として、β型(立方晶系)のSiCを主成分とする導電性セラミックを使用した。具体的には、(株)ブリヂストン社製、商品名:ピュアベータ−R、体積抵抗値:4探針法で約0.1Ω・cm、抵抗温度係数:25℃〜300℃までの範囲で−3000ppm/Kを使用した。基板2の寸法は、厚み1mm、幅6mm、長さ216mmである。 The heater 1 has an elongated substrate 2 in the longitudinal direction. As the substrate 2, a conductive ceramic mainly composed of β-type (cubic) SiC was used. Specifically, manufactured by Bridgestone Corporation, trade name: Pure Beta-R, volume resistance value: about 0.1 Ω · cm by a four-probe method, resistance temperature coefficient: in the range from 25 ° C to 300 ° C- 3000 ppm / K was used. The dimensions of the substrate 2 are a thickness of 1 mm, a width of 6 mm, and a length of 216 mm.
3a,3bはステー32の長手方向両端部に保持された給電部材である。給電部材3a,3bとして、SUS板を曲げたものを基板2の長手方向両端部において基板2の長手方向端面2a,2bに押圧した状態に接触させている。つまり、給電部材3a,3bは、基板2の長手方向両端部の長手方向端面2a,2bを基板2の長手方向に押圧しながら基板2を挟持固定している。従って、給電部材は、基板2の長手方向両端部において基板2の面である長手方向端面2a,2bと接触している。 Reference numerals 3 a and 3 b denote power supply members held at both ends in the longitudinal direction of the stay 32. As the power supply members 3 a and 3 b, bent SUS plates are brought into contact with the longitudinal end faces 2 a and 2 b of the substrate 2 at both longitudinal ends of the substrate 2. That is, the power feeding members 3 a and 3 b sandwich and fix the substrate 2 while pressing the longitudinal end surfaces 2 a and 2 b at both ends in the longitudinal direction of the substrate 2 in the longitudinal direction of the substrate 2. Therefore, the power supply member is in contact with the longitudinal end surfaces 2 a and 2 b which are surfaces of the substrate 2 at both longitudinal ends of the substrate 2.
ヒータ1は、商用電源(AC電源)54からAC電源制御回路(トライアック)53を介して給電部材3a,3bに通電がなされることによって、基板2全体が発熱し迅速に昇温する。即ち、ヒータ1は、AC電源54→給電部材3a→基板2→給電部材3bの経路で通電されて、基板2が発熱する。基板2の表面(フィルム摺動面)と反対面側の裏面には、温度検知手段としてのサーミスタ50が配置してある。このサーミスタ50によってヒータ1の温度状態が検知される。そのサーミスタ50の温度情報をA/Dコンバータ51を通じて制御手段としての制御回路(CPU)52に取り込む。CPU52はサーミスタ50からの温度情報に基づいてトライアック53からヒータ1に供給するAC電圧を位相制御、波数制御等することによってヒータ1への給電を制御して、ヒータ1を所定の定着温度(目標温度)に温度制御する。 When the heater 1 is energized from the commercial power source (AC power source) 54 through the AC power source control circuit (triac) 53 to the power supply members 3a and 3b, the entire substrate 2 generates heat and quickly rises in temperature. That is, the heater 1 is energized through the path of the AC power source 54 → the power supply member 3 a → the substrate 2 → the power supply member 3 b, and the substrate 2 generates heat. A thermistor 50 as temperature detecting means is disposed on the back surface opposite to the front surface (film sliding surface) of the substrate 2. The thermistor 50 detects the temperature state of the heater 1. The temperature information of the thermistor 50 is taken into the control circuit (CPU) 52 as the control means through the A / D converter 51. The CPU 52 controls the power supply to the heater 1 by performing phase control, wave number control, etc. on the AC voltage supplied from the triac 53 to the heater 1 based on the temperature information from the thermistor 50, thereby controlling the heater 1 to a predetermined fixing temperature (target Temperature).
ここで、紙幅とは記録材Pの面において記録材搬送方向Xと直交する方向の記録材寸法である。本実施例のプリンタは、記録材の幅方向中央を搬送基準としており、定着装置22のヒータ1の長手方向の中央が各種サイズの記録材Pの搬送基準となる。図5の(a)において、Oはその記録材搬送基準線(仮想線)である。Aはこのプリンタで使用可能な定型の最大紙幅の記録材の通紙部(最大通紙領域)であり、ヒータ1の基板2の長さと等しくなっている。Bはこのプリンタで使用可能な定型の最小紙幅の記録材の通紙部(最小通紙領域)である。Cは最大紙幅の記録材よりも紙幅が小さい記録材(小サイズ紙)を通紙したときにヒータ1の長手方向においてニップ部N内に生じる非通紙部(非通紙領域)である。非通紙部Cの領域幅は、通紙された小サイズ紙の紙幅の大小に応じて異なる。 Here, the paper width is a recording material dimension in a direction orthogonal to the recording material conveyance direction X on the surface of the recording material P. In the printer of this embodiment, the center in the width direction of the recording material is used as a transport reference, and the center in the longitudinal direction of the heater 1 of the fixing device 22 is a transport reference for recording materials P of various sizes. In FIG. 5A, O is the recording material conveyance reference line (virtual line). A is a sheet passing portion (maximum sheet passing area) of a recording material having a fixed maximum sheet width that can be used in this printer, and is equal to the length of the substrate 2 of the heater 1. B is a sheet passing portion (minimum sheet passing area) of a recording material having a fixed minimum sheet width that can be used in the printer. C is a non-sheet passing portion (non-sheet passing region) generated in the nip portion N in the longitudinal direction of the heater 1 when a recording material (small size paper) having a smaller paper width than the recording material having the maximum paper width is passed. The area width of the non-sheet passing portion C varies depending on the size of the sheet width of the small size sheet that has been passed.
ヒータ1の温度を検出する前記のサーミスタ50は、大小どの紙幅の記録材が通紙されても必ず記録材通紙領域となる最小通紙領域即ち通紙部Bに対応する領域に設けられている。ヒータ1の基板2の材質(材料)としてSiCを用いる理由は、温度が上がると抵抗値が低下する特性、即ちNTC(Negative Temperature Coefficient)特性を利用し、ヒータ1の非通紙部Cの過昇温を抑えるためである。従って、基板2は、基板最大到達温度以下の温度範囲において、基板2の温度の上昇に伴って抵抗が下がる特性を有する。ここで、基板最大到達温度は300℃である。 The thermistor 50 for detecting the temperature of the heater 1 is provided in a minimum sheet passing area that is a recording material passing area, that is, an area corresponding to the sheet passing portion B, regardless of whether a recording material having a large or small paper width is passed. Yes. The reason why SiC is used as the material (material) of the substrate 2 of the heater 1 is that the resistance value decreases as the temperature rises, that is, the NTC (Negative Temperature Coefficient) characteristic is used, and the non-sheet-passing portion C of the heater 1 is excessive. This is to suppress the temperature rise. Accordingly, the substrate 2 has a characteristic that the resistance decreases as the temperature of the substrate 2 increases in a temperature range equal to or lower than the maximum substrate temperature. Here, the maximum substrate temperature is 300 ° C.
次に、NTC特性の基板2からなるヒータ1を用いれば非通紙部Cの過昇温が低減できる理由について図6を用いて説明する。 Next, the reason why the excessive temperature rise in the non-sheet passing portion C can be reduced by using the heater 1 made of the NTC characteristic substrate 2 will be described with reference to FIG.
図6はヒータ1のモデル図である。ヒータの基板2に流れる電流をIとし、ヒータ1の通紙部の抵抗値をR1、非通紙部の片側の抵抗値をR2とした場合、通紙部の発熱量W1はI2・R1であり、非通紙部の発熱量W2はI2・R2である。簡単のため、ニップ部Nに記録材Pを通紙(導入)していない状態でR1=2×R2となる位置、つまり非通紙部の長さ(両側の非通紙部の長さの和)が通紙部の長さと等しくなる位置で通紙部と非通紙部を区切って考える。ここで、ニップ部Nに記録材Pを通紙していない状態において、基板2の単位長さ当りの抵抗値はヒータ1全体で均一である。 FIG. 6 is a model diagram of the heater 1. When the current flowing through the substrate 2 of the heater is I, the resistance value of the sheet passing portion of the heater 1 is R1, and the resistance value of one side of the non-sheet passing portion is R2, the heat generation amount W1 of the sheet passing portion is I 2 · R1 The calorific value W2 of the non-sheet passing portion is I 2 · R2. For the sake of simplicity, the position where R1 = 2 × R2 in a state where the recording material P is not passed (introduced) into the nip portion N, that is, the length of the non-sheet passing portion (the length of the non-sheet passing portion on both sides). Let us consider dividing the paper passing portion and the non-paper passing portion at a position where (sum) is equal to the length of the paper passing portion. Here, in a state where the recording material P is not passed through the nip portion N, the resistance value per unit length of the substrate 2 is uniform throughout the heater 1.
PTC(Positive Temperature Coefficient)特性をもつ材料で上記基板2と同じ寸法の基板を一体成形してなるヒータを搭載する定着装置において、小サイズ紙を通紙した場合を考える。そのヒータにより加熱されているフィルムは小サイズ紙と接触するため、その小サイズ紙の幅分、通紙部の熱が奪われる。その通紙部の温度はサーミスタにより検知され、そのサーミスタの温度情報に基づいて通紙部の温度が下がらないように通電制御が行われる。そのため、小サイズ紙に熱を奪われることのない非通紙部は通紙部に対して高温となる。この場合、PTC特性により非通紙部の単位長さ当りの抵抗値は通紙部の単位長さ当りの抵抗値よりも高くなるので、片側の非通紙部の発熱量W2は通紙部の発熱量W1に比べて大きくなる。つまり、非通紙部の単位長さ当りの発熱量が通紙部よりも増えてしまう。また、発熱量が大きくなると温度が上昇するので、更に抵抗が高くなり、いっそう発熱量が増えてしまう。 Consider a case where small-size paper is passed through a fixing device equipped with a heater formed by integrally molding a substrate having the same dimensions as the substrate 2 made of a material having PTC (Positive Temperature Coefficient) characteristics. Since the film heated by the heater comes into contact with the small size paper, the heat of the sheet passing portion is taken by the width of the small size paper. The temperature of the sheet passing portion is detected by a thermistor, and energization control is performed based on the temperature information of the thermistor so that the temperature of the sheet passing portion does not decrease. For this reason, the non-sheet passing portion where the heat is not taken away by the small size paper becomes higher in temperature than the sheet passing portion. In this case, since the resistance value per unit length of the non-sheet passing portion is higher than the resistance value per unit length of the sheet passing portion due to the PTC characteristic, the heat generation amount W2 of the non-sheet passing portion on one side is the sheet passing portion. It becomes larger than the calorific value W1. That is, the amount of heat generated per unit length of the non-sheet passing portion is larger than that of the sheet passing portion. Further, since the temperature rises as the heat generation amount increases, the resistance further increases and the heat generation amount further increases.
一方、本実施例のようにNTC特性をもつヒータ1において、小サイズ紙を通紙した場合では、温度が高い方が抵抗値が低くなるので、非通紙部の単位長さ当りの抵抗値は通紙部の単位長さ当りの抵抗値よりも低くなる。よって、片側の非通紙部の発熱量W2は通紙部の発熱量W1に比べて小さくなる。つまり、非通紙部の単位長さ当りの発熱量が通紙部よりも少なくなる。このため、PTC特性をもつヒータよりも非通紙部の発熱を抑制できる。 On the other hand, in the heater 1 having the NTC characteristic as in this embodiment, when small-size paper is passed, the resistance value is lower when the temperature is higher, so the resistance value per unit length of the non-sheet passing portion. Becomes lower than the resistance value per unit length of the sheet passing portion. Therefore, the heat generation amount W2 of the non-sheet passing portion on one side is smaller than the heat generation amount W1 of the sheet passing portion. That is, the heat generation amount per unit length of the non-sheet passing portion is smaller than that of the sheet passing portion. For this reason, heat generation at the non-sheet passing portion can be suppressed as compared with a heater having PTC characteristics.
以上の理由により、NTC特性のヒータ1であれば、小サイズ紙通紙時の非通紙部の温度を低く抑えることができる。 For the reasons described above, the NTC characteristic heater 1 can keep the temperature of the non-sheet passing portion low when passing small size paper.
本実施例においては、ヒータ1の基板2の材質をSiC焼結体とした。SiCは、焼成条件によっても異なるが、一般に400℃以下では、大きな負の抵抗温度係数を有しているので、ヒータ1の非通紙部の昇温、所謂非通紙部昇温を大幅に低減できる。また、SiC以外にも、基板2の材質としてLaCrO3等を主成分とする他のセラミック発熱体を用いることも可能である。このようなセラミック発熱体で基板2を一体成型したバルクヒータにおいては、基板2全体が発熱するため、図7に示したような従来のコネクタ給電構成を採用した場合には、以下の点で問題があった。 In this embodiment, the material of the substrate 2 of the heater 1 is a SiC sintered body. Although SiC differs depending on the firing conditions, generally it has a large negative resistance temperature coefficient at 400 ° C. or lower, so that the temperature rise of the non-sheet passing portion of the heater 1, so-called non-sheet passing portion temperature rise is greatly increased. Can be reduced. In addition to SiC, it is also possible to use other ceramic heating elements mainly composed of LaCrO 3 or the like as the material of the substrate 2. In the bulk heater in which the substrate 2 is integrally molded with such a ceramic heating element, the entire substrate 2 generates heat. Therefore, when the conventional connector feeding structure as shown in FIG. 7 is adopted, there are problems in the following points. there were.
図7は本実施例のヒータ1の基板2に従来のコネクタ部材を接続した状態を表す説明図である。 FIG. 7 is an explanatory view showing a state in which a conventional connector member is connected to the substrate 2 of the heater 1 of this embodiment.
(i)コネクタ部材30の昇温
図7において、コネクタ部材30は電極部材31と押さえ部材32の間でヒータ1の基板2の長手方向端部を挟み込んで固定している。このような状態で基板2の長手方向両端部に固定されているコネクタ部材30の電極部材31,31間に通電を行った場合、コネクタ部材30で挟持している基板2の長手方向両端部分も発熱する。そのため、コネクタ部材30が熱変形したり、このコネクタ部材30の変形により、基板2と電極部材31の接触が不安定になり導通不良が発生する場合がある。また、基板2と電極部材31、基板2と押さえ部材32との接点部分(図7中に破線で示した部分)において、基板2にストレスを付与しているため、昇温時に熱応力が集中して、基板2が破損する場合があった。
(I) Temperature rise of the connector member 30 In FIG. 7, the connector member 30 is sandwiched and fixed between the electrode member 31 and the pressing member 32 with the end portion in the longitudinal direction of the substrate 2 of the heater 1 interposed therebetween. In such a state, when energization is performed between the electrode members 31 and 31 of the connector member 30 fixed to both ends in the longitudinal direction of the substrate 2, both ends in the longitudinal direction of the substrate 2 sandwiched between the connector members 30 are also included. Fever. For this reason, the connector member 30 may be thermally deformed, or deformation of the connector member 30 may cause the contact between the substrate 2 and the electrode member 31 to become unstable, resulting in poor conduction. In addition, since stress is applied to the substrate 2 at the contact portion between the substrate 2 and the electrode member 31 and between the substrate 2 and the pressing member 32 (the portion indicated by the broken line in FIG. 7), the thermal stress is concentrated when the temperature is raised. As a result, the substrate 2 may be damaged.
(ii)ヒータサイズ
コネクタ部材30は、バックアップ部材としてヒータ1の基板2に加圧されている加圧ローラ40の長手方向端面の外側(図7中矢印で示した領域)に設置しなければならない。そのため、ヒータ1の長さ(ヒータ1の長手サイズ)は、加圧ローラ40の長手方向の長さ以上にする必要があった。このため、ヒータ1の長手サイズが大きくなり、ヒータ1のコストアップに繋がっていた。
(Ii) Heater Size The connector member 30 must be installed outside the end surface in the longitudinal direction of the pressure roller 40 that is pressed against the substrate 2 of the heater 1 as a backup member (a region indicated by an arrow in FIG. 7). . Therefore, the length of the heater 1 (longitudinal size of the heater 1) needs to be equal to or longer than the length of the pressure roller 40 in the longitudinal direction. For this reason, the longitudinal size of the heater 1 is increased, leading to an increase in the cost of the heater 1.
本実施例の定着装置22は、ヒータ1の基板2の長手方向両端部において基板2の長手方向端面2a,2bと接触している給電部材3a,3bを通じて基板2に給電することができる。従って、本実施例の定着装置22は、コネクタ部材30を設けないため、コネクタ部材30の昇温に起因する問題は発生しない。即ち、コネクタ部材30の昇温、コネクタ部材30の昇温による導通不良の発生、コネクタ部材30の昇温による基板2の破損といった問題は発生しない。 The fixing device 22 of this embodiment can supply power to the substrate 2 through power supply members 3a and 3b that are in contact with the longitudinal end faces 2a and 2b of the substrate 2 at both longitudinal ends of the substrate 2 of the heater 1. Accordingly, since the fixing device 22 of this embodiment does not include the connector member 30, there is no problem caused by the temperature rise of the connector member 30. That is, problems such as the temperature rise of the connector member 30, the occurrence of conduction failure due to the temperature rise of the connector member 30, and the breakage of the substrate 2 due to the temperature rise of the connector member 30 do not occur.
また、本実施例の定着装置22は、図5に示したように、ヒータ1の基板2の長手方向両端部において基板2の長手方向端面2a,2bを給電部材3a,3bにより基板2の長手方向に押圧しながら挟持固定している。そのため、ヒータ1の加熱・冷却で基板2が膨張・収縮した場合でも、給電部材3a,3bが基板2の長手方向端面2a,2bに接触している接点部の導通不良を防止することができる。 Further, as shown in FIG. 5, in the fixing device 22 of this embodiment, the longitudinal end surfaces 2a and 2b of the substrate 2 are connected to the longitudinal ends of the substrate 2 by power supply members 3a and 3b at both longitudinal ends of the substrate 2 of the heater 1. It is clamped and fixed while pressing in the direction. Therefore, even when the substrate 2 expands / shrinks due to heating / cooling of the heater 1, it is possible to prevent poor conduction at the contact portion where the power supply members 3 a, 3 b are in contact with the longitudinal end surfaces 2 a, 2 b of the substrate 2. .
また、本実施例の定着装置22は、SiCを細長い基板状に一体成型したSiCヒータ1を具備する。そのため、そのヒータ1の基板2の長手方向端面2a,2bから給電することによって、基板2の長手方向全域を発熱体として用いることができる。従って、基板2の長さ(基板2の長手方向の長さ)をプリンタの最大通紙幅(記録材搬送幅)であるLTRサイズの216mmと同じ寸法にできる。つまり、ヒータの基板の長手方向の寸法を、基板の長手方向と対応する記録材の幅方向の最大幅と同じ寸法にすることができる。これによりヒータ1のサイズを長手方向に対して必要最小限のサイズにとどめることが可能となり、ヒータ1を小型化できる。従って、ヒータ1の小型化によるコストダウンが可能である。 Further, the fixing device 22 of the present embodiment includes the SiC heater 1 in which SiC is integrally formed in a long and narrow substrate shape. Therefore, by supplying power from the longitudinal end surfaces 2a and 2b of the substrate 2 of the heater 1, the entire longitudinal direction of the substrate 2 can be used as a heating element. Therefore, the length of the substrate 2 (the length in the longitudinal direction of the substrate 2) can be set to the same dimension as the LTR size 216 mm which is the maximum sheet passing width (recording material conveyance width) of the printer. That is, the dimension of the heater in the longitudinal direction of the substrate can be the same as the maximum width in the width direction of the recording material corresponding to the longitudinal direction of the substrate. As a result, the size of the heater 1 can be limited to the minimum necessary size in the longitudinal direction, and the heater 1 can be downsized. Therefore, the cost can be reduced by downsizing the heater 1.
[実施例2]
本発明に係る他の定着装置を説明する。
[Example 2]
Another fixing device according to the present invention will be described.
本実施例では、ヒータ及び定着装置について実施例1と共通する部材・部分に同じ符号を付して再度の説明を省略する。実施例3についても同様とする。 In the present embodiment, the same reference numerals are given to members and portions common to the first embodiment of the heater and the fixing device, and the description thereof is omitted. The same applies to Example 3.
図8は本実施例に係る定着装置22のヒータ1の構成と給電部材3a,3bと押さえ部材3c,3dと記録材搬送基準の説明図である。 FIG. 8 is an explanatory diagram of the configuration of the heater 1 of the fixing device 22 according to the present embodiment, the power supply members 3a and 3b, the pressing members 3c and 3d, and the recording material conveyance reference.
本実施例に示す定着装置22は、ヒータ1の基板2の長手方向両端部において基板2の面である短手方向端面2c,2dに給電部材3a,3bと押さえ部材3c,3dを接触させるように構成してある。本実施例の定着装置22は、その構成を除いて、実施例1の定着装置22と同じ構成としてある。 In the fixing device 22 shown in the present embodiment, the feeding members 3a and 3b and the pressing members 3c and 3d are brought into contact with the short-side end surfaces 2c and 2d, which are the surfaces of the substrate 2, at both longitudinal ends of the substrate 2 of the heater 1. It is configured. The fixing device 22 of the present embodiment has the same configuration as the fixing device 22 of the first embodiment except for the configuration.
本実施例の定着装置22を搭載するプリンタは、実施例1のプリンタと同様、記録材の幅方向中央を搬送基準とする。従って、図8において、Oはその記録材搬送基準線(仮想線)である。Aはこのプリンタで使用可能な定型の最大紙幅の記録材の通紙部(最大通紙領域)であり、Bはこのプリンタで使用可能な定型の最小紙幅の記録材の通紙部(最小通紙領域)である。Cは最大紙幅の記録材よりも紙幅が小さい記録材(小サイズ紙)を通紙したときにヒータ1の長手方向においてニップ部N内に生じる非通紙部(非通紙領域)である。 The printer equipped with the fixing device 22 of the present embodiment uses the center in the width direction of the recording material as the conveyance reference, like the printer of the first embodiment. Therefore, in FIG. 8, O is the recording material conveyance reference line (virtual line). A is a sheet passing portion (maximum sheet passing area) of a standard maximum paper width usable in this printer, and B is a sheet passing portion (minimum sheet passing width) of a standard minimum sheet width usable in this printer. Paper area). C is a non-sheet passing portion (non-sheet passing region) generated in the nip portion N in the longitudinal direction of the heater 1 when a recording material (small size paper) having a smaller paper width than the recording material having the maximum paper width is passed.
ヒータ1の基板2の材質は実施例1と同じである。基板2の寸法は厚み1mm、幅3mm、長さ270mmである。 The material of the substrate 2 of the heater 1 is the same as that of the first embodiment. The substrate 2 has a thickness of 1 mm, a width of 3 mm, and a length of 270 mm.
給電部材3a,3bはステー32の長手方向両端部に保持されている。この給電部材3a,3bとして、SUS板を曲げたものをヒータ1の基板2に対して対角の位置関係にある基板2の短手方向端面2c,2dに接触させている。つまり、給電部材3a,3bは、基板2の長手方向両端部において基板2の短手方向端面2c,2dと接触している。そしてその基板2の給電部材3a,3bと接触している短手方向端面2c,2d間の寸法を、基板2の長手方向と対応する記録材の幅方向の最大幅と同じ寸法にしてある。つまり、基板2の給電部材3a,3bと接触している短手方向端面2c,2d間の寸法は、基板2の長手方向と対応する記録材の幅方向の最大幅と同じである。また、ヒータ1をステー32の溝部32a内に固定支持するために、ステー32の長手方向両端部には記録材搬送方向Xにおいて給電部材3a,3bと対向するように押さえ部材3c,3dが配設してある。この押さえ部材3c,3dは、給電部材3a,3bと同様、SUS板を曲げたものである。つまり、給電部材3a,3bと押さえ部材3c,3dは材質及び形状が同じである。従って、給電部材3a,3bを押さえ部材として使用することができ、押さえ部材3c,3dを給電部材として使用することが可能である。 The power feeding members 3 a and 3 b are held at both ends of the stay 32 in the longitudinal direction. As the power supply members 3 a and 3 b, bent SUS plates are brought into contact with the short-side end surfaces 2 c and 2 d of the substrate 2 that is in a diagonal position relative to the substrate 2 of the heater 1. That is, the power supply members 3 a and 3 b are in contact with the short-side end surfaces 2 c and 2 d of the substrate 2 at both longitudinal ends of the substrate 2. The dimension between the short-side end faces 2c and 2d in contact with the power feeding members 3a and 3b of the substrate 2 is the same as the maximum width in the width direction of the recording material corresponding to the longitudinal direction of the substrate 2. That is, the dimension between the short-side end faces 2c and 2d in contact with the power supply members 3a and 3b of the substrate 2 is the same as the maximum width in the width direction of the recording material corresponding to the longitudinal direction of the substrate 2. Further, in order to fix and support the heater 1 in the groove 32 a of the stay 32, holding members 3 c and 3 d are arranged at both ends in the longitudinal direction of the stay 32 so as to face the power feeding members 3 a and 3 b in the recording material conveyance direction X. It is set up. The holding members 3c and 3d are formed by bending a SUS plate, similarly to the power feeding members 3a and 3b. That is, the power supply members 3a and 3b and the pressing members 3c and 3d are the same in material and shape. Therefore, the power feeding members 3a and 3b can be used as the pressing member, and the pressing members 3c and 3d can be used as the power feeding member.
本実施例の定着装置22は、ヒータ1の基板2に対し給電部材3a−給電部材3b間で通電を行う。このように、ヒータ1の基板2に対して対角の位置関係にある給電部材3a,3bを通じて基板2の短手方向端面2c,2d間で通電を行うことにより、ほぼ均一に基板2全体を発熱させることができる。従って、本実施例の定着装置22も、コネクタ部材30を設けないため、実施例1の定着装置22と同様、コネクタ部材30の昇温に起因する問題は発生しない。 The fixing device 22 according to the present embodiment energizes the substrate 2 of the heater 1 between the power supply member 3a and the power supply member 3b. In this way, by energizing between the short-side end faces 2c and 2d of the substrate 2 through the power supply members 3a and 3b that are diagonally positioned with respect to the substrate 2 of the heater 1, the entire substrate 2 is substantially uniformly distributed. Can generate heat. Therefore, since the fixing device 22 of the present embodiment also does not include the connector member 30, the problem caused by the temperature rise of the connector member 30 does not occur as in the fixing device 22 of the first embodiment.
また、給電部材3a−押さえ部材3d間で通電を行えば、基板2の記録材搬送方向X上流側の短手方向端面2cの発熱量を基板2の記録材搬送方向X下流側の短手方向端面2dの発熱量よりも大きくすることができる。これによりフィルム33回転時に基板2の熱が記録材搬送方向Xにおいて基板2の上流側から下流側に流れるため、ニップ部Nの記録材搬送方向X上流側を発熱のピーク位置とすることができる。これによってフィルム33回転時のニップ部N内の発熱分布を均一にすることができ、ニップ部N内において常にトナーが加熱溶融し軟らかくなった状態で記録材Pの面に加圧されることとなる。よって、トナー像tの加熱及び定着性の向上を図れる。 Further, if energization is performed between the power supply member 3a and the pressing member 3d, the amount of heat generated on the short-side end surface 2c on the upstream side in the recording material conveyance direction X of the substrate 2 is reduced in the short direction on the downstream side in the recording material conveyance direction X on the substrate 2. The amount of heat generated at the end face 2d can be made larger. Accordingly, since the heat of the substrate 2 flows from the upstream side to the downstream side of the substrate 2 in the recording material conveyance direction X when the film 33 rotates, the upstream side of the nip portion N in the recording material conveyance direction X can be set as the peak heat generation position. . As a result, the heat distribution in the nip portion N during the rotation of the film 33 can be made uniform, and in the nip portion N, the toner is always pressed against the surface of the recording material P in a state of being softened by heating and melting. Become. Therefore, the heating and fixing properties of the toner image t can be improved.
また、本実施例の定着装置22は、基板2の長手方向両端部において基板2の短手方向端面2c,2dに給電部材3a,3bを接触しているため、ヒータ1の基板2の幅をトナー像tの定着に必要な最小幅にすることができる。これによりヒータ1のサイズを短手方向に対して必要最小限のサイズにとどめることが可能となり、ヒータ1を小型化できる。従って、実施例1と同様、ヒータ1の小型化によるコストダウンが可能である。 Further, since the fixing device 22 of this embodiment has the power feeding members 3a and 3b in contact with the short-side end surfaces 2c and 2d of the substrate 2 at both longitudinal ends of the substrate 2, the width of the substrate 2 of the heater 1 is increased. The minimum width necessary for fixing the toner image t can be obtained. As a result, the size of the heater 1 can be limited to the minimum necessary size in the short direction, and the heater 1 can be downsized. Therefore, as in the first embodiment, the cost can be reduced by downsizing the heater 1.
また、本実施例の定着装置22は、基板2の長手方向両端部において基板2の短手方向端面2c,2dに給電部材3a,3bと押さえ部材3c,3dを接触させているため、記録材の搬送方向の発熱分布を変更することが可能である。即ち、給電部材3a,3bを使用する対角給電でヒータ1の基板2全体を均一に発熱させたり、給電部材3aと押さえ部材3dとを使用する同一面給電で基板2の記録材搬送方向上流側の発熱量を大きくしたりすることができる。これにより、トナー像tの加熱及び定着性を高めることが可能となる。 In the fixing device 22 of this embodiment, the feeding members 3a and 3b and the pressing members 3c and 3d are brought into contact with the short-side end surfaces 2c and 2d of the substrate 2 at both ends in the longitudinal direction of the substrate 2, and therefore the recording material. It is possible to change the heat generation distribution in the transport direction. In other words, the entire substrate 2 of the heater 1 is uniformly heated by diagonal power supply using the power supply members 3a and 3b, or upstream of the recording material conveyance direction of the substrate 2 by the same surface power supply using the power supply member 3a and the pressing member 3d. The amount of heat generated on the side can be increased. As a result, the heating and fixing properties of the toner image t can be improved.
[実施例3]
本発明に係る他の定着装置を説明する。
[Example 3]
Another fixing device according to the present invention will be described.
図9はヒータ1の基板2の長手方向端部の拡大斜視図である。図10の(a)はヒータ1の構成と温調制御系と給電部材3a,3bと記録材搬送基準の説明図、(b)はヒータ1の基板2と給電部材3aの接触状態の一例を表す図である。 FIG. 9 is an enlarged perspective view of the longitudinal end of the substrate 2 of the heater 1. 10A is an explanatory diagram of the configuration of the heater 1, the temperature control system, the power supply members 3a and 3b, and the recording material conveyance reference. FIG. 10B is an example of the contact state between the substrate 2 of the heater 1 and the power supply member 3a. FIG.
本実施例に示す定着装置22は、ヒータ1の基板2表面の全域に摺動層7aを設け、基板2裏面の全域に絶縁層7bを設けた点を除いて、実施例1の定着装置22と同じ構成としてある。 The fixing device 22 shown in this embodiment is the fixing device 22 of Embodiment 1 except that the sliding layer 7a is provided on the entire surface of the substrate 2 of the heater 1 and the insulating layer 7b is provided on the entire back surface of the substrate 2. It has the same configuration as
本実施例の定着装置22を搭載するプリンタは、実施例1のプリンタと同様、記録材の幅方向中央を搬送基準とする。従って、図10の(a)において、Oはその記録材搬送基準線(仮想線)である。Aはこのプリンタで使用可能な定型の最大紙幅の記録材の通紙部(最大通紙領域)であり、Bはこのプリンタで使用可能な定型の最小紙幅の記録材の通紙部(最小通紙領域)である。Cは最大紙幅の記録材よりも紙幅が小さい記録材(小サイズ紙)を通紙したときにヒータ1の長手方向においてニップ部N内に生じる非通紙部(非通紙領域)である。 The printer equipped with the fixing device 22 of the present embodiment uses the center in the width direction of the recording material as the conveyance reference, like the printer of the first embodiment. Accordingly, in FIG. 10A, O is the recording material conveyance reference line (virtual line). A is a sheet passing portion (maximum sheet passing area) of a standard maximum paper width usable in this printer, and B is a sheet passing portion (minimum sheet passing width) of a standard minimum sheet width usable in this printer. Paper area). C is a non-sheet passing portion (non-sheet passing region) generated in the nip portion N in the longitudinal direction of the heater 1 when a recording material (small size paper) having a smaller paper width than the recording material having the maximum paper width is passed.
ヒータ1の基板2の材質は実施例1と同じである。基板2の寸法は厚み1mm、幅6mm、長さ216mmである。 The material of the substrate 2 of the heater 1 is the same as that of the first embodiment. The substrate 2 has a thickness of 1 mm, a width of 6 mm, and a length of 216 mm.
給電部材3a,3bはステー32の長手方向両端部に保持されている。この給電部材3a,3bとして、SUS板を曲げたものを基板2の面である長手方向端面2a,2bに接触させている。つまり、給電部材は、基板の長手方向両端部において基板の長手方向端面と接触している。 The power feeding members 3 a and 3 b are held at both ends of the stay 32 in the longitudinal direction. As the power supply members 3 a and 3 b, bent SUS plates are brought into contact with the longitudinal end surfaces 2 a and 2 b which are the surfaces of the substrate 2. That is, the power supply member is in contact with the longitudinal end surface of the substrate at both longitudinal ends of the substrate.
摺動層7aは、フィルム33内面が摺動する基板2表面の表面性を平滑にしてトナー像tの定着性を向上させる目的で設けられたものである。絶縁層7bは、基板2裏面とサーミスタ50との基礎絶縁をとる目的で設けられたものである。摺動層7a及び絶縁層7bは何れもガラスコート層により形成してある。 The sliding layer 7a is provided for the purpose of smoothening the surface property of the surface of the substrate 2 on which the inner surface of the film 33 slides and improving the fixing property of the toner image t. The insulating layer 7 b is provided for the purpose of providing basic insulation between the back surface of the substrate 2 and the thermistor 50. Both the sliding layer 7a and the insulating layer 7b are formed of a glass coat layer.
基板2表面が摺動層7aにより覆われ、基板2裏面が絶縁層7bにより覆われている本実施例のヒータ1は、基板2の長手方向両端部の長手方向端面2a,2bが給電部材3a,3bの接点部として確保されている。つまり、ヒータ1は、摺動層7aや絶縁層7bを基板2の長手方向端面2a,2bに設けていない構成としてある。そしてヒータ1は、基板2の給電部材3a,3b間の抵抗値が20Ωになるように調整されている。そしてその基板2の長手方向端面2a,2bには、基板2の厚み方向において摺動層7aに近い位置(図10の(b)に破線で示した位置)で給電部材3a,3bが接触している。 In the heater 1 of this embodiment in which the surface of the substrate 2 is covered with the sliding layer 7a and the back surface of the substrate 2 is covered with the insulating layer 7b, the longitudinal end surfaces 2a and 2b at both ends in the longitudinal direction of the substrate 2 are the power supply members 3a. , 3b are secured as contact points. That is, the heater 1 has a configuration in which the sliding layer 7 a and the insulating layer 7 b are not provided on the end faces 2 a and 2 b in the longitudinal direction of the substrate 2. The heater 1 is adjusted so that the resistance value between the power supply members 3a and 3b of the substrate 2 is 20Ω. Then, the feeding members 3a and 3b are in contact with the longitudinal end faces 2a and 2b of the substrate 2 at positions close to the sliding layer 7a in the thickness direction of the substrate 2 (positions indicated by broken lines in FIG. 10B). ing.
本実施例の定着装置22は、実施例1の定着装置22と同様、ヒータ1の基板2の長手方向端面2a,2bから給電することによって、基板2の長手方向全域を発熱体として用いることができる。従って、本実施例の定着装置22も、コネクタ部材30を設けないため、コネクタ部材30の昇温に起因する問題は発生しない。また、ヒータ1のサイズを長手方向に対して必要最小限のサイズにとどめることが可能となり、ヒータ1を小型化できる。従って、ヒータ1の小型化によるコストダウンも可能である。 Similarly to the fixing device 22 of the first embodiment, the fixing device 22 of the present embodiment uses the entire length in the longitudinal direction of the substrate 2 as a heating element by supplying power from the longitudinal end faces 2a and 2b of the substrate 2 of the heater 1. it can. Therefore, the fixing device 22 of the present embodiment also does not have the connector member 30, so that the problem due to the temperature rise of the connector member 30 does not occur. Further, the size of the heater 1 can be limited to the minimum necessary size in the longitudinal direction, and the heater 1 can be reduced in size. Therefore, the cost can be reduced by downsizing the heater 1.
また、本実施例の定着装置22は、給電部材3a,3bが基板2の長手方向端面2a,2bに基板2表面の摺動層7aに近い位置で接触しているため、基板2の摺動層7a付近の発熱量を大きくすることができる。これによって、トナー像tの加熱及び定着性の向上を図れる。これに対して、基板2の長手方向端面2a,2bに基板2の厚み方向において給電部材3a,3bを基板2裏面の絶縁層7bに近い位置で接触させることにより、サーミスタ50の応答性を向上させることができる。 Further, in the fixing device 22 of this embodiment, since the power feeding members 3a and 3b are in contact with the longitudinal end faces 2a and 2b of the substrate 2 at positions close to the sliding layer 7a on the surface of the substrate 2, the sliding of the substrate 2 is performed. The amount of heat generated near the layer 7a can be increased. Thereby, the heating and fixing properties of the toner image t can be improved. On the other hand, the responsiveness of the thermistor 50 is improved by bringing the feeding members 3a and 3b into contact with the longitudinal end faces 2a and 2b of the substrate 2 in the thickness direction of the substrate 2 at positions close to the insulating layer 7b on the back surface of the substrate 2. Can be made.
[その他]
1)各実施例において記録材の搬送を中央基準で行うプリンタに定着装置22を搭載した例を説明したが、定着装置22は記録材の搬送を片側基準で搬送するプリンタに搭載してもよい。
[Other]
1) In each of the embodiments, the example in which the fixing device 22 is mounted on the printer that transports the recording material based on the central reference has been described. However, the fixing device 22 may be mounted on the printer that transports the recording material based on the one-side reference. .
2)本発明に係る像加熱装置は各実施例の加熱定着装置に限られず、画像を担持した記録材を加熱してつや等の表面性を改質する像加熱装置、仮定着する像加熱装置など、広く画像を担持した記録材を加熱処理する手段・装置として使用することができる。 2) The image heating apparatus according to the present invention is not limited to the heat fixing apparatus of each embodiment, but an image heating apparatus that heats a recording material carrying an image to improve surface properties such as gloss, an image heating apparatus that is supposed to be worn, and the like It can be used as a means / apparatus for heat-treating a recording material carrying a wide image.
1‥‥ヒータ、2‥‥基板、2a,2b‥‥基板の長手方向端面、2c,2d‥‥基板の短手方向端面、3a,3b‥‥給電部材、22‥‥定着装置、33‥‥フィルム、40‥‥弾性加圧ローラ、N‥‥ニップ部、P‥‥記録材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heater, 2 ... Substrate, 2a, 2b ... Longitudinal end surface of substrate, 2c, 2d ... End surface of substrate in short direction, 3a, 3b ... Feeding member, 22 ... Fixing device, 33 ... Film, 40 ... Elastic pressure roller, N ... Nip part, P ... Recording material
Claims (5)
前記ヒータは、細長い基板であって、通電により基板全体が発熱する基板を有しており、前記給電部材は前記基板の長手方向両端部において前記基板の面と接触していることを特徴とする像加熱装置。 In an image heating apparatus comprising: a heater that generates heat by energization; a power supply member that energizes the heater; and a heating member that is heated by the heater and that heats an image carried by a recording material.
The heater is an elongated substrate, and has a substrate that generates heat when energized, and the power supply member is in contact with the surface of the substrate at both longitudinal ends of the substrate. Image heating device.
前記ヒータは、記録材の搬送方向と直交する方向に細長い基板であって、通電により基板全体が発熱する基板を有しており、前記給電部材は前記基板の長手方向両端部において前記基板の面と接触していることを特徴とする像加熱装置。 A heater that generates heat when energized, a power supply member that energizes the heater, a heating member that moves while being in contact with the heater, and a pressure member that forms a nip portion with the heater across the heating member. In the image heating apparatus that heats the image while sandwiching and conveying the recording material that carries the image at the nip portion,
The heater has a substrate that is elongated in a direction perpendicular to the recording material conveyance direction, and the entire substrate generates heat when energized, and the power supply member has a surface of the substrate at both longitudinal ends of the substrate. An image heating apparatus that is in contact with the image heating apparatus.
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