JP2011081159A - Heating device - Google Patents
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Abstract
【課題】 カラーオンデマンド定着装置におけるフィルム破断の検知。
【解決手段】 フィルム内面に導電部材(板、ローラ、ブラシ)をニップ近傍で当接させ、フィルム破断面から導電性加圧ローラ流れる電流を検知する。ハロゲンヒータ(輻射表面加熱構成)とセラミックヒータの例。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To detect film breakage in a color on-demand fixing device.
A conductive member (plate, roller, brush) is brought into contact with the inner surface of the film near the nip, and a current flowing through the conductive pressure roller is detected from the film fracture surface. Example of halogen heater (radiation surface heating configuration) and ceramic heater.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、電子写真方式の画像形成装置においてトナー像の定着に用いられる加熱装置(定着装置)に関する。 The present invention relates to a heating device (fixing device) used for fixing a toner image in an electrophotographic image forming apparatus.
複写機やプリンター、FAX等に用いられる電子写真方式の画像形成装置において近年重要性を増してきた課題として、所謂省エネに対する要請に対応することが挙げられる。従来のトナー像の定着装置は、トナーを融解して用紙に固着させる方式であるために、電力を直接熱エネルギーとして消費しており、かかる電力は、装置本体全体で使用される電力消費の大きな部分を占めている。 A problem that has recently become more important in electrophotographic image forming apparatuses used in copying machines, printers, fax machines, and the like is to respond to so-called demands for energy saving. Since the conventional toner image fixing device uses a method in which the toner is melted and fixed to the paper, power is directly consumed as thermal energy, and this power consumes a large amount of power used by the entire apparatus main body. Occupies part.
そして、加熱ローラを用いた加熱装置においては装置の暴走時の安全を確保するため、加熱ローラ表面に当接又は近接させた安全素子として発熱源(例えばハロゲンランプ)に直列に接続した温度検知素子を用いる。温度検知素子としてサーモスタット、サーモスイッチ、温度ヒューズなどを用いることが一般的である。故障によりハロゲンランプが点灯状態になり、加熱ローラが異常な高温になった場合、温度検知素子は設定温度で導通が遮断され、直列に接続されたハロゲンランプへの給電が遮断される。これにより、発火に至るような重大事故を防止している。 In a heating device using a heating roller, a temperature detection element connected in series with a heat source (for example, a halogen lamp) as a safety element in contact with or close to the surface of the heating roller in order to ensure safety when the device runs away. Is used. In general, a thermostat, a thermo switch, a thermal fuse, or the like is used as the temperature detection element. When the halogen lamp is turned on due to a failure and the heating roller becomes an abnormally high temperature, the temperature detection element is cut off at the set temperature, and power supply to the halogen lamps connected in series is cut off. This prevents serious accidents that lead to ignition.
これに対し、定着装置の消費電力を低減するための一つの方向性として、オンデマンド化(通常はヒータに電流を流さず、例えば、画像形成の時のみにヒータを入れるリアルタイム化)が図られている。具体的には、定着部材を、薄肉ローラあるいは薄いベルト状若しくはフィルム状にすることで、従来の肉厚の加熱ローラに比べて格段に熱容量を小さくして、装置の立ち上がりを早くすると同時に、その間の消費電力を抑えるものである。オンデマンド化を図ることで、プリント信号を受け取ると、待ち時間が殆どない状態で直ぐにプリントが開始されるようになるため、従来の加熱ローラを用いた場合のように、非プリント時においても定着部材をプリント温度近辺の高温に保温しておくといった必要がなくなり、常温かせいぜい適度な低温に保てばよくなる。定着装置の保温時における放熱は、環境温度と、定着部材の設定温度の温度差に比例して大きくなるが、かかる放熱によってプリントしていない状態でも常時電力が消費される。従って、間欠的にプリントを繰り返すような移動状況下においては、定着装置をオンデマンド化することによって非常に大きな節電効果がもたらされる。 On the other hand, as one direction for reducing the power consumption of the fixing device, on-demand (normally, no current flows through the heater, for example, real-time when the heater is turned on only during image formation) can be achieved. ing. Specifically, by making the fixing member into a thin roller, thin belt or film, the heat capacity is significantly reduced compared to the conventional thick heating roller, and at the same time the start-up of the device is accelerated. Power consumption is reduced. By achieving on-demand, when a print signal is received, printing starts immediately with almost no waiting time, so fixing is possible even during non-printing, as with conventional heating rollers. It is not necessary to keep the member at a high temperature around the printing temperature, and it is sufficient to keep the member at room temperature at most moderately low temperature. The heat dissipation during the heat retention of the fixing device increases in proportion to the temperature difference between the environmental temperature and the set temperature of the fixing member. However, such heat dissipation always consumes electric power even when printing is not performed. Therefore, in a moving situation where printing is repeated intermittently, a very large power saving effect is brought about by making the fixing device on demand.
さらに上記フィルム上に弾性層を設け、高速な輻射により熱伝達する定着装置が本発明者らにより出願されている。前記発明によれば熱源から発生された赤外線が低熱容量のフィルム基層ならびに弾性層中を透過もしくは半透過した後、フィルム表面近傍に設けられた吸収層において発熱するため、フィルムの基層や弾性層の厚さに大きく影響されず良好な熱応答性が得られ、且つフィルム表面の十分な弾性によってカラー画像における定着性を向上している。 Furthermore, the present inventors have applied for a fixing device in which an elastic layer is provided on the film and heat is transferred by high-speed radiation. According to the invention, the infrared rays generated from the heat source are transmitted or semi-transmitted through the low heat capacity film base layer and the elastic layer, and then generate heat in the absorption layer provided in the vicinity of the film surface. Good thermal responsiveness is obtained without being greatly affected by the thickness, and the fixing property in a color image is improved by sufficient elasticity of the film surface.
上記薄肉のローラやフィルム、ベルトを加熱部材として用いた加熱装置においては、通紙時における異物の混入、ジャム処理時における傷、破壊、さらには耐久時における摩耗、疲労によって、フィルム・ベルトの一部分に破断、クラックなどが発生する可能性があるため、温度検知を用いた安全素子と対向していない部分で破断、クラックなどが発生した場合でも安全に装置を停止させる必要がある。 In a heating device using the above thin roller, film, or belt as a heating member, a part of the film belt is caused by contamination of foreign matters during paper passing, scratches or destruction during jam processing, and wear or fatigue during durability. Therefore, it is necessary to safely stop the apparatus even when a rupture, crack or the like occurs in a portion not facing the safety element using temperature detection.
従って、本発明は上記課題を解決し、安全に加熱装置を停止させることを目的とする。 Therefore, this invention solves the said subject and aims at stopping a heating apparatus safely.
上記目的は、以下の本発明によって達成される。即ち、本出願における第1の発明は、被加熱材と略等速に回動可能で、内部に発熱源を備えた加熱部材と、前記加熱部材を外部より加圧する加圧部材とを有し、前記加熱部材と前記加圧部材とで圧接ニップを形成し、前記ニップ部で前記被加熱材を加熱する加熱装置において、前記加熱部材と前記加圧部材間の少なくとも一部に電圧を印可する電圧印可手段と、前記電圧印可手段からの電流を検知する電流検知手段を設けたことを特徴とし、加熱部材の内部から漏れてくる電流を検知することができる。 The above object is achieved by the present invention described below. That is, the first invention in the present application includes a heating member that is rotatable at substantially the same speed as the material to be heated and includes a heat source inside, and a pressure member that pressurizes the heating member from the outside. In the heating device that forms a pressure nip between the heating member and the pressure member, and heats the material to be heated at the nip portion, a voltage is applied to at least a part between the heating member and the pressure member. A voltage applying means and a current detecting means for detecting a current from the voltage applying means are provided, and a current leaking from the inside of the heating member can be detected.
本出願に係わる第2の発明は、前記加熱部材は可撓性を有するフィルムもしくはベルトであることを特徴とし、部分的な破断、クラックなどが発生する可能性がある加熱部材に対して加熱部材の内部から漏れてくる電流を検知することができる。 A second invention according to the present application is characterized in that the heating member is a flexible film or belt, and is a heating member that may cause partial breakage, cracks, or the like. It is possible to detect a current leaking from the inside of the.
本出願に係わる第3の発明は、前記電流検知手段が電流を検知した場合に前記発熱源への給電を停止することを特徴とし、前記加熱部材から漏れた電流を検知することから、温度を検知する方法よりも早く、破断、クラックなどの故障を判別することができ、安全に装置を停止させることができる。 A third invention according to the present application is characterized in that when the current detecting means detects a current, the power supply to the heat generating source is stopped, and the current leaked from the heating member is detected. Failures such as breaks and cracks can be determined earlier than the detecting method, and the apparatus can be safely stopped.
本出願に係わる第4の発明は、前記電圧印可手段が金属薄板より形成され、前記回動可能な加熱部材を介して加圧部材と圧接されニップを形成することを特徴とし、加熱部材内部からの漏れ電流の光検知素子からニップ全域にわたりフィルムの破断を検知し、安全に装置を停止させることが可能となる。 A fourth invention according to the present application is characterized in that the voltage applying means is formed of a thin metal plate, and is pressed against the pressure member via the rotatable heating member to form a nip. It is possible to detect the breakage of the film over the entire nip from the light detection element having a leakage current of 3 to safely stop the apparatus.
本出願に係わる第5の発明は、前記電圧印可部材が導電性のブラシより形成された事を特徴とし、電圧印可部材をニップ外に配置してもニップ全域にわたりフィルムの破断を検知し、安全に装置を停止させることができる。 A fifth invention according to the present application is characterized in that the voltage applying member is formed of a conductive brush, and even if the voltage applying member is disposed outside the nip, the film breakage is detected throughout the nip, and safety is ensured. The device can be stopped.
本出願に係わる第6の発明は、前記電圧印可手段が前記回動可能な加熱部材を介して加圧部材と圧接され少なくともニップの一部を形成する導電性のローラであることを特徴とし、前記電圧印可手段と前記加熱部材間の摩擦を減少することで摩擦帯電に伴う検知電流のノイズを減少し、前記電流検知素子の検知精度を向上させることができる。 A sixth invention according to the present application is characterized in that the voltage applying means is a conductive roller that is pressed against the pressure member via the rotatable heating member to form at least a part of the nip, By reducing the friction between the voltage applying means and the heating member, it is possible to reduce the noise of the detection current caused by the frictional charging and improve the detection accuracy of the current detection element.
本出願に係わる第7の発明は、前記加圧部材の電気抵抗が104〜108Ωである事を特徴とし、検知電流を確保し検知精度を向上させると共に良好な定着性を確保することができる。 A seventh invention according to the present application is characterized in that the electric resistance of the pressure member is 10 4 to 10 8 Ω, and the detection current is ensured, the detection accuracy is improved, and good fixability is ensured. Can do.
本出願に係わる第8の発明は、前記電圧印可部材に印可する電圧を、被加熱部材であるトナー像の耐電極性と同極性の電圧とする事を特徴とし、フィルムが破断した際に、破断部位における電圧印可部材のトナー汚れを防止する事で検知電流を安定化し検知精度を向上させる。 The eighth invention according to the present application is characterized in that the voltage applied to the voltage applying member is a voltage having the same polarity as the electrode resistance of the toner image as the heated member, and when the film is broken, The detection current is stabilized and the detection accuracy is improved by preventing toner contamination of the voltage applying member at the rupture site.
本出願に係わる第9の発明は、前記加熱部材が少なくとも電気抵抗が1010Ω以上である抵抗層を有する事を特徴とし、定常時における電流量を減少し検知精度を向上させる。 A ninth invention according to the present application is characterized in that the heating member has a resistance layer having an electric resistance of at least 10 10 Ω or more, and reduces the amount of current in a steady state and improves detection accuracy.
本出願に係わる第10の発明は、前記抵抗層として少なくともシリコーンゴムを含む弾性体を用いる事を特徴とし、優れた耐熱性と絶縁性を有する抵抗層を形成できるため、長期にわたり安定した検知精度を得ることが出来る。 According to a tenth aspect of the present invention, an elastic body containing at least silicone rubber is used as the resistance layer, and a resistance layer having excellent heat resistance and insulation can be formed. Can be obtained.
本発明によれば、被加熱材と略等速に回動可能で、内部に発熱源を備えた加熱部材と、前記加熱部材を外部より加圧する加圧部材とを有し、前記加熱部材と前記加圧部材とで圧接ニップを形成し、前記ニップ部で前記被加熱材を加熱する加熱装置において、前記加熱部材と前記加圧部材間の少なくとも一部に電圧を印可する電圧印可手段と、前記電圧印可手段からの電流を検知する電流検知手段を設けたことを特徴とし、加熱部材の内部から漏れてくる電流を検知し、定着装置への電力供給を停止するため、フィルム破断時における安全性を確保することができるようになった。 According to the present invention, the heating member includes a heating member that is rotatable at substantially the same speed as the material to be heated and includes a heat source inside, and a pressing member that pressurizes the heating member from the outside. In the heating device that forms a pressure nip with the pressure member and heats the heated material at the nip portion, voltage applying means for applying a voltage to at least a part between the heating member and the pressure member; A current detecting means for detecting the current from the voltage applying means is provided, the current leaking from the inside of the heating member is detected, and the power supply to the fixing device is stopped. It became possible to ensure the sex.
また前記加熱部材は可撓性を有するフィルムもしくはベルトであることを特徴とし、部分的な破断、クラックなどが発生する可能性がある加熱部材に対して加熱部材の内部から漏れてくる電流を検知することができる。 The heating member is a flexible film or belt, and detects a current leaking from the inside of the heating member to a heating member that may cause partial breakage, cracks, or the like. can do.
前記電流検知手段が電流を検知した場合に前記発熱源への給電を停止することを特徴とし、前記加熱部材から漏れた電流を検知することから、温度を検知する方法よりも早く、破断、クラックなどの故障を判別することができ、安全に装置を停止させることができる。 When the current detection means detects a current, the power supply to the heat generation source is stopped, and since the current leaking from the heating member is detected, the breakage and the crack are faster than the method of detecting the temperature. And the like, and the apparatus can be safely stopped.
前記電圧印可手段が金属薄板より形成され、前記回動可能な加熱部材を介して加圧部材と圧接されニップを形成することを特徴とし、加熱部材内部からの漏れ電流の光検知素子からニップ全域にわたりフィルムの破断を検知し、安全に装置を停止させることが可能となる。 The voltage applying means is formed of a thin metal plate, and press-contacts with the pressure member via the rotatable heating member to form a nip. It is possible to detect film breaks and to stop the apparatus safely.
前記電圧印可部材が導電性のブラシより形成された事を特徴とし、電圧印可部材をニップ外に配置してもニップ全域にわたりフィルムの破断を検知し、安全に装置を停止させることができる。 The voltage applying member is formed of a conductive brush. Even when the voltage applying member is disposed outside the nip, the film can be detected over the entire nip and the apparatus can be safely stopped.
前記電圧印可手段が前記回動可能な加熱部材を介して加圧部材と圧接され少なくともニップの一部を形成する導電性のローラであることを特徴とし、前記電圧印可手段と前記加熱部材間の摩擦を減少することで摩擦帯電に伴う検知電流のノイズを減少し、前記電流検知素子の検知精度を向上させることができる。 The voltage applying means is a conductive roller that is pressed against the pressure member via the rotatable heating member to form at least a part of a nip, and is provided between the voltage applying means and the heating member. By reducing the friction, it is possible to reduce the noise of the detection current caused by the frictional charging and improve the detection accuracy of the current detection element.
前記加圧部材の電気抵抗が104〜108Ωである事を特徴とし、検知電流を確保し検知精度を向上させると共に良好な定着性を確保することができる。 The pressure member has an electric resistance of 10 4 to 10 8 Ω, which can ensure a detection current, improve detection accuracy, and ensure good fixability.
前記電圧印可部材に印可する電圧を、被加熱部材であるトナー像の耐電極性と同極性の電圧とする事を特徴とし、フィルムが破断した際に、破断部位における電圧印可部材のトナー汚れを防止する事で検知電流を安定化し検知精度を向上させる。 The voltage applied to the voltage applying member is a voltage having the same polarity as the electrode resistance of the toner image that is a member to be heated, and when the film breaks, the toner on the voltage applying member at the broken portion is stained. By preventing it, the detection current is stabilized and the detection accuracy is improved.
前記加熱部材が少なくとも電気抵抗が1010Ω以上である抵抗層を有する事を特徴とし、定常時における電流量を減少し検知精度を向上させる。 The heating member has at least a resistance layer having an electric resistance of 10 10 Ω or more, and reduces the amount of current in a steady state and improves detection accuracy.
前記抵抗層として少なくともシリコーンゴムを含む弾性体を用いる事を特徴とし、優れた耐熱性と絶縁性を有する抵抗層を形成できるため、長期にわたり安定した検知精度を得ることが出来る。 An elastic body containing at least silicone rubber is used as the resistance layer, and a resistance layer having excellent heat resistance and insulation can be formed, so that stable detection accuracy can be obtained over a long period of time.
(第1の実施形態例)
まず、本発明の加熱装置を用いた画像形成装置について説明する。
(First embodiment)
First, an image forming apparatus using the heating device of the present invention will be described.
図7は本発明の加熱装置としての定着装置を具備したカラー画像形成装置の断面図である。 FIG. 7 is a cross-sectional view of a color image forming apparatus provided with a fixing device as a heating device of the present invention.
図7において28は感光ドラムであり、アルミシリンダの外周面に有機感光体(OPC)又はアモルファスシリコン等の光導電体を塗布して構成することが可能である。
In FIG. 7,
感光ドラム28は不図示の駆動手段によって図示矢印方向に所定速度(例:50〜300[mm/sec])で駆動され、帯電器29にて表面を暗部電位(例:−700[V])に帯電される。
The
次に露光装置30により感光ドラム28上はマゼンタの画像模様に従い露光され、画像部のみ表面電位を明部電位(例:−150[V])に低下せしめて静電潜像が形成される。
Next, the
回転支持体30に支持された現像装置21a、21b、21c、21dはそれぞれマゼンタ、シアン、イエロー、ブラック各色の現像材を含む。ここで各色現像材は懸濁重合法により合成され、球形で高い現像・転写効率を有する重量平均径6μmのネガ帯電性トナーである。
The developing
該静電潜像はまずマゼンタの現像器21aが感光ドラム28と対向するように300[μm]の間隙を以って配備され、一例としてDC−500[V]にAC2[kVpp]を重畳した現像バイアスによって現像されマゼンタトナー像として顕像化される。
The electrostatic latent image is first provided with a gap of 300 [μm] so that the
顕像化された感光ドラム28上のマゼンタトナー像は106〜109[Ω]に導電処理されたPVdF等の中抵抗部材からなる中間転写ドラム23に図示されていない転写電源から供給される転写バイアス(+0.5〜2[kV])を以って転写される。
The visualized magenta toner image on the
中間転写ドラム上にA4サイズ1ページ分のマゼンタ画像を転写すると回転支持体22が回転し、以上の工程をシアン、イエロー、ブラック各色について逐次行い、中間転写ドラム23上に複数色のトナー像を形成する。
When a magenta image for one A4 size page is transferred onto the intermediate transfer drum, the
一方、ピックアップローラ24はブラックトナー像と同期して転写紙カセット25から転写紙Pを給紙する。転写ローラ31に2次転写バイアス(+1〜2[kV])を印加することにより、転写紙Pには中間転写ドラム上のトナー像が転写され、定着装置26に搬入される。
On the other hand, the
カラー画像を転写された転写材Pは、搬送手段により定着装置26に搬送されて定着され、カラー印刷物として機外に排出されて排紙トレイ20上に積載される。
The transfer material P onto which the color image has been transferred is conveyed to the fixing
なお、中間転写ドラム上の転写残トナーは帯電器38によりポジ極性に帯電された後、感光ドラム28上に回収され、感光ドラム28上の転写残トナーと同様にクリーニング装置27によって清掃される。
The transfer residual toner on the intermediate transfer drum is charged to a positive polarity by the
以下、図1により本実施形態例における加熱装置としての定着装置を説明する。図1は定着装置側面から見た概略断面図である。また、図2は定着器正面から見た概略正面図である。 Hereinafter, a fixing device as a heating device in this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic sectional view seen from the side of the fixing device. FIG. 2 is a schematic front view seen from the front of the fixing device.
図1において加熱部材としての加熱フィルム3は発熱体であるところの出力500〜1200[W]のハロゲンランプ1を内包し、支持ステイ6によって加圧ローラと圧接され定着ニップを形成している。ハロゲンランプ以外にキセノンランプ等を使うことも可能である。
In FIG. 1, a
加熱フィルム3は金属または樹脂をベースとする可撓性を有するフィルムで、表層に離型層を有する。また、離型層との間に弾性層を設けることができる。
The
ベース層はニッケル、鉄、SUS、ニッケル−コバルト合金といった金属あるいはポリイミドなどの樹脂を用いるとよい。厚さは好ましくは10〜100μmがよい。 The base layer may be made of a metal such as nickel, iron, SUS, or nickel-cobalt alloy, or a resin such as polyimide. The thickness is preferably 10 to 100 μm.
弾性層は、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴム等で耐熱性がよく、熱伝導率がよい材質である。 The elastic layer is made of silicone rubber, fluorine rubber, fluorosilicone rubber or the like, which has good heat resistance and good thermal conductivity.
弾性層の厚さtsは50≦ts≦1000[μm]が好ましい。この弾性層は定着画像品質を保証するために必要な厚さである。カラー画像を印刷する場合、特に写真画像などでは被加熱材P上で大きな面積に渡ってベタ画像が形成される。この場合、被記録材の凹凸あるいはトナー層の凹凸に加熱面(離型層)が追従できないと加熱ムラが発生し、伝熱量が多い部分と少ない部分で画像に光沢ムラが発生する。伝熱量が多い部分は光沢度が高く、伝熱量が少ない部分では光沢度が低い。弾性層の厚さとしては、50μm以下では被記録材あるいはトナー層の凹凸に追従しきれず画像光沢ムラが発生してしまう。また、弾性層が1000μm以上の場合には弾性層の熱抵抗が大きくなり温度のレスポンスが低下する。より好ましくは弾性層の厚みtsは100≦ts≦500[μm]がよい。 The thickness t s of the elastic layer is preferably 50 ≦ t s ≦ 1000 [μm]. This elastic layer has a thickness necessary to guarantee the fixed image quality. When a color image is printed, a solid image is formed over a large area on the heated material P, particularly in a photographic image. In this case, if the heating surface (release layer) cannot follow the unevenness of the recording material or the unevenness of the toner layer, heating unevenness occurs, and gloss unevenness occurs in the image where the heat transfer amount is large and small. A portion with a large amount of heat transfer has a high glossiness and a portion with a small amount of heat transfer has a low glossiness. If the thickness of the elastic layer is 50 μm or less, the unevenness of the recording material or the toner layer cannot be followed and unevenness in image gloss occurs. On the other hand, when the elastic layer is 1000 μm or more, the thermal resistance of the elastic layer increases and the temperature response decreases. More preferably the thickness t s of the elastic layer should preferably be 100 ≦ t s ≦ 500 [μm ].
弾性層の硬度は、硬度が高すぎると被記録材あるいはトナー層の凹凸に追従しきれず画像光沢ムラが発生してしまう。そこで、弾性層の硬度としては50゜(JIS−A)以下がよい。 If the hardness of the elastic layer is too high, unevenness in image gloss will occur because it cannot follow the unevenness of the recording material or toner layer. Therefore, the hardness of the elastic layer is preferably 50 ° (JIS-A) or less.
弾性層の熱伝導率λに関しては、0.25〜0.84[W/m・℃]がよい。熱伝導率λが0.25[W/m・℃]よりも小さい場合には、熱抵抗が大きく、加熱フィルムの表層(離型層)における温度上昇が遅くなる。熱伝導率λが0.84[W/m・℃]よりも大きい場合には、硬度が高くなりすぎたり、圧縮永久歪みが劣化したりする。よって熱伝導率λは0.25〜0.84[W/m・℃]がよい。よリ好ましくは0.33〜0.63[W/m・℃]がよい。 The thermal conductivity λ of the elastic layer is preferably 0.25 to 0.84 [W / m · ° C.]. When the thermal conductivity λ is smaller than 0.25 [W / m · ° C.], the thermal resistance is large, and the temperature rise in the surface layer (release layer) of the heating film is slow. When the thermal conductivity λ is larger than 0.84 [W / m · ° C.], the hardness becomes too high, or the compression set is deteriorated. Therefore, the thermal conductivity λ is preferably 0.25 to 0.84 [W / m · ° C.]. More preferably, 0.33 to 0.63 [W / m · ° C.] is preferable.
離型層はフッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルオロシリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、PFA、PTFE、FEP等の離型性かつ耐熱性のよい材料を選択することができる。 For the release layer, a material having good release properties and heat resistance such as fluororesin, silicone resin, fluorosilicone rubber, fluororubber, silicone rubber, PFA, PTFE, and FEP can be selected.
離型層は表面抵抗が1011[Ω/cm2]以上の絶縁性をする。 The release layer is insulative with a surface resistance of 10 11 [Ω / cm 2 ] or more.
離型層の厚さtRは10≦tR≦100[μm]が好ましい。離型層の厚さが10[μm]よりも小さいと塗膜の塗ムラで離型性の低い部分ができたり、耐久性が不足するといった問題が発生する。また、離型層が100[μm]を超えると熱伝導が低下するという問題が発生し、特に樹脂系の離型層の場合は硬度が高くなりすぎ、弾性層の効果がなくなってしまう。より好ましくは厚さtRが10≦tR≦50[μm]がよい。また、離型層はあらかじめチューブ状に成型されたものでも良い。 The thickness t R of the release layer is preferably 10 ≦ t R ≦ 100 [μm]. When the thickness of the release layer is less than 10 [μm], there arises a problem that a part having low release properties is formed due to coating unevenness of the coating film, or durability is insufficient. In addition, when the release layer exceeds 100 [μm], there is a problem that the heat conduction is lowered. In particular, in the case of a resin release layer, the hardness becomes too high, and the effect of the elastic layer is lost. More preferably, the thickness t R is 10 ≦ t R ≦ 50 [μm]. Further, the release layer may be previously formed into a tube shape.
ここで本発明における効果を得るために加熱部材の電気抵抗としては高抵抗であることが必要である。加熱部材である加熱フィルムの電気抵抗としては1010Ω以上であることが好ましく、109Ω以下では定常時における検知電流が大きくなり検知精度が低下してしまった。ここで加熱フィルムの電気抵抗は本定着装置において低抵抗なアルミ製ローラを加圧ローラとして用いた状態で、支持ステイと加圧ローラ間に高抵抗計を用いて測定を行った。 Here, in order to obtain the effect of the present invention, the electric resistance of the heating member needs to be high. The electric resistance of the heating film, which is a heating member, is preferably 10 10 Ω or more, and if it is 10 9 Ω or less, the detection current at the steady state is increased and the detection accuracy is lowered. Here, the electrical resistance of the heating film was measured using a high resistance meter between the support stay and the pressure roller in a state where a low resistance aluminum roller was used as the pressure roller in the fixing device.
加熱フィルム3は不図示のモータにより駆動される加圧ローラ5により従動回転とされ、加圧ローラ、転写材である紙と等速度にて回転する。加熱フィルム3は長手方向の両端面を図2に記載の規制部材47と当接もしくは近接とされ、回転に伴うフィルムの偏りを防止する。
The
加圧ローラ5は厚さ1〜20[mm]のシリコーンゴム層をアルミ、ステンレス、鉄等の金属製の芯金上に設ける事で形成されており、表層にはトナー汚染防止用のフッ素樹脂層を有している。また加圧ローラ5としてはシリコーンゴム層の代わりにシリコーンスポンジ層を用いることも同様に可能である。
The
ここで本発明における効果を得るために加圧部材としては導電性であることが必要である。加圧部材である加圧ローラの電気抵抗としては104〜108Ωであることが好ましく、108Ω以上では検知電流が小さくなり検知精度が低下し、また104Ω以下では転写紙上の電荷がリークしてトナー像に乱れが生じた。ここで加圧ローラの電気抵抗は本定着装置において加熱フィルムが無い状態において支持ステイと加圧ローラ間に100Vを印可する事で測定を行った。 Here, in order to obtain the effect of the present invention, the pressure member needs to be conductive. Preferably the electrical resistance of a pressure member pressure roller is 10 4 to 10 8 Omega, the 10 8 Omega or decreased is smaller becomes the detection accuracy detection current and the transfer paper is 10 4 Omega less Charges leaked and the toner image was disturbed. Here, the electrical resistance of the pressure roller was measured by applying 100 V between the support stay and the pressure roller in the present fixing device without a heating film.
本例では加熱フィルム3の内部にガイド部材4が2本配置され、加熱フィルムにより直進性を与え蛇行を抑制すると共に、加熱フィルムとハロゲンランプ1の接触を防止している。ガイド部材4はアルミニウムやステンレス等の金属製スリーブから構成され、フィルム軸方向全域に亘り、軸と平行に配置される。ここでガイド部材4は金属部材とすることで良好な熱伝導性により、加熱フィルムの軸方向における温度ムラ、特に小サイズ紙を定着したさいにおける昇温を抑え、安定した画像形成を可能とする。
In this example, two
加熱フィルムはサーミスタ6により表面温度を検知され、所定温度(160〜190℃)になるよう不図示の定着電源によりハロゲンランプをオン/オフされ、温度制御されている。
The surface temperature of the heated film is detected by the
支持ステイ2は耐熱性・機械強度・そして低熱容量を満たすように厚さ0.3〜2[mm]のアルミ、ステンレス、鉄、銅といった金属材料の薄板より形成される。支持ステイ6は金属薄板のプレス加工によりニップを形成する底板部と、フィルムをガイドするエッジ部が形成される。
The
ここで支持ステイとフィルム内面の摺動性を向上させるため、フィルム内面にフッ素グリースやシリコーングリス、シリコーンオイルといった各種潤滑剤を塗布しておくこともできる。潤滑剤は支持ステイとフィルムとの摩擦を低減し、フィルムの回転速度を環境によらず一定に保つ効果が得られる。 Here, in order to improve the slidability between the support stay and the inner surface of the film, various lubricants such as fluorine grease, silicone grease, and silicone oil can be applied to the inner surface of the film. The lubricant reduces the friction between the support stay and the film, and provides an effect of keeping the rotation speed of the film constant regardless of the environment.
なお、図2に示したように本発明と従来から用いられている温度検知による安全素子を併用することも可能であり、異常昇温時にはサーミスタ6、サーモスイッチ8によりハロゲンヒータへの電源供給を停止して、定着装置の発火、発煙を防止する。
As shown in FIG. 2, it is also possible to use the present invention and a conventional safety element based on temperature detection. When the temperature rises abnormally, the
サーモスイッチ8は加熱フィルム3に接触もしくは近傍に非接触で設置されている。加熱フィルム3が一定温度以上の時(一例200℃)には供給電源Vssからの電圧をサーモスイッチ8が遮断し、リレー回路11の励磁コイルをオフにする事でリレー回路11を遮断する。このようにして異常昇温時にはリレー回路11を遮断することで強制的に定着電源からの電力供給を停止する。
The
またサーミスタ6は温度検知を行い、CPU13を通じてソリッドステートリレー7を制御し、定着電源12に例えばPID等の制御を行い加熱フィルムを適切な温度に設定する。また万が一加熱フィルムが設定温度以上に異常昇温した際にはEnable信号をオフとし、否定論理積(NAND)回路10を通じてリレー回路11を遮断する。CPU13は異常昇温のほか、サーミスタ故障や接触不良時等、通電しても温度が上昇しない場合にもリレー回路11をオフにしてハロゲンヒータへの電力供給を停止する。
The
否定論理積回路10は加熱フィルム温度が適切であり、且つ加熱フィルムに破断、クラックが無い場合にのみリレー回路11をオンとしハロゲンヒータに通電を行う。
The
次に本発明の特徴である、加熱フィルムの破断、クラックの発生を検知するための電流検知機構について説明する。 Next, a current detection mechanism for detecting the occurrence of breakage and cracks in the heating film, which is a feature of the present invention, will be described.
図2中の40は直流電源であり、本実施例における電圧印可部材であるところの支持ステイ2に直流電圧を印可している。支持ステイ2は絶縁性である加熱フィルム3を介して導電性である加圧ローラ5と当接ニップを形成しているため、加熱フィルムが破断、クラック等を発生した際には、加熱フィルムの破断面を通じて支持ステイ2と加圧ローラが接触し、直流電源40より支持部材2に電流が流れる。
電流検知回路9は通常状態ではEnable信号を否定論理積回路10に送るが、支持ステイ2に流れる電流が一定値以上になるとEnable信号をオフとする。電流検知回路としては一例としてオペアンプ等による電流−電圧変換回路を一部用いることができる。このように導電性である支持ステイと加圧ローラ間の電流を検知することで、絶縁性もしくは高抵抗(1010Ω以上)である加熱フィルムの破れ、クラックの発生をフィルム長手に亘って検知できるようになった。
The
電流検知回路のEnable出力信号は常時モニタされており、加熱フィルムから漏れ電流が発生した場合には否定論理積回路10を通じてリレー回路11を遮断し、ハロゲンランプへの給電を停止する。
The Enable output signal of the current detection circuit is constantly monitored, and when a leakage current is generated from the heating film, the
ここで電圧印可部材である支持部材に印可する電圧の絶対値としては10〜1000Vが好ましく、上述の電気抵抗を有する加圧ローラにおいて良好な検知精度をもたらす。支持部材印可電圧の絶対値が10Vより小さいと破断時における電流検知が困難になり、また1000Vより大きいと周囲との絶縁性を確保するためのコストアップ等の問題が生じた。 Here, the absolute value of the voltage applied to the supporting member, which is a voltage applying member, is preferably 10 to 1000 V, and provides good detection accuracy in the pressure roller having the above-described electrical resistance. If the absolute value of the supporting member applied voltage is less than 10V, current detection at the time of breakage becomes difficult, and if it is more than 1000V, problems such as an increase in cost for securing insulation from the surroundings occur.
さらに電圧印可部材である支持部材に印可する電圧は被加熱材であるトナー像の帯電極性と同極性の電圧とする事が好ましい。本実施例ではネガ帯電性トナーを用いたため、支持部材にネガ極性として−100Vを印可することで、フィルム破断時もしくは破断直後にトナー像を有する紙がニップに進入してきた際、破断面における支持部材当接面がトナーによって汚染されて高抵抗化するのを防ぎ、検知制度を向上させることができる。さらに支持部材の印可電圧をトナーと同極性とすることでニップにおいてはフィルム破断時以外にも静電界が作られるため、トナーが加熱フィルムへ付着する(所謂オフセット)事も防止し、長期にわたって良好な定着画質を得ることが可能となる。 Furthermore, it is preferable that the voltage applied to the supporting member that is a voltage applying member is a voltage having the same polarity as the charging polarity of the toner image that is the material to be heated. In this embodiment, since negatively chargeable toner is used, by applying −100 V as a negative polarity to the support member, when the paper having the toner image enters the nip at the time of film breakage or immediately after breakage, the support at the fracture surface is supported. It is possible to prevent the contact surface of the member from being contaminated with toner and increasing its resistance, and to improve the detection system. Furthermore, by making the applied voltage of the support member the same polarity as the toner, an electrostatic field is created in the nip other than when the film is broken, so that the toner is prevented from adhering to the heated film (so-called offset), and good for a long time It becomes possible to obtain a fixed image quality.
すなわち、本実施例によれば、加熱部材における支持部材を金属部材により形成し加圧ローラと圧接する事で定着ニップを形成したため、簡易な構成で介在する加熱フィルムを加圧ローラに対して従動駆動とし、定着装置の小熱容量化と高速な立上げが達成できる。さらに前記支持部材に電圧を印可し定着ニップ中に流れる電流を検知することで加熱フィルムの破断やクラックを簡易な構成で検知できるようになった。 That is, according to the present embodiment, the fixing member nip is formed by forming the supporting member of the heating member from a metal member and pressing the pressure roller, so that the heating film interposed with a simple configuration is driven by the pressure roller. It is possible to reduce the heat capacity of the fixing device and to quickly start it up. Furthermore, by applying a voltage to the support member and detecting a current flowing in the fixing nip, it is possible to detect breakage and cracks of the heating film with a simple configuration.
(第2の実施形態例)
以下に本実施形態例における加熱装置としての定着装置を説明する。図3は定着装置側面から見た概略断面図である。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a fixing device as a heating device in this embodiment will be described. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view seen from the side of the fixing device.
本実施形態例は電圧印可手段として導電性ローラを用いて加熱フィルム内面の摩滅を防止すると共に、本発明におけるフィルム破断検知の精度を向上する物である。さらに本実施例では加熱フィルムとして赤外透過性を有する弾性フィルムを用いる事で加熱フィルム表面近傍を高速に加熱し、高速かつ高画質な画像出力を可能とする物である。 In this embodiment, a conductive roller is used as a voltage applying means to prevent the inner surface of the heating film from being worn and to improve the accuracy of film breakage detection in the present invention. Furthermore, in this embodiment, an elastic film having infrared transparency is used as the heating film, so that the vicinity of the surface of the heating film can be heated at high speed, and high-speed and high-quality image output is possible.
次に本実施例における定着装置の構成について説明する。 Next, the configuration of the fixing device in this embodiment will be described.
図3中の43は加熱フィルムであり、内部には発熱体であるところの出力500〜1200[W]のハロゲンランプ1を備える。ここで輻射光源としては赤外線を効率よく、且つ高速に輻射すれば種類は問わず、ハロゲンランプ以外にもキセノンランプ等を使うことも可能であるが、本例におけるハロゲンランプ1は波長0.8μm以上の赤外線を投入電力の85%以上の高効率で放射することが可能であり、また熱容量の小さなタングステンフィラメントを加熱することで輻射するため、高速な立上げと応答性を得る事を可能とする。
ハロゲンランプ中の発熱体のコイルをほぼ均等に巻き、セグメント化することなく画像域全域にわたり設置している。したがって発熱体をセグメント化した際のコイル間に生じる非コイル部での輻射光量低下を防ぎ、定着画像における長手方向での発熱体コイル跡(グロスむら、定着性むら)の発生を防止している。加熱フィルム43には温度検知手段であるサーミスタ6が設置され、サーミスタにより検出される加熱フィルム43の表面温度に従いハロゲンランプ1には電力が供給され、投入電力の約90%が赤外領域の波長である出力光として輻射される。
The coil of the heating element in the halogen lamp is wound almost evenly and installed over the entire image area without segmentation. Therefore, a decrease in the amount of radiant light in the non-coil portion generated between the coils when the heating element is segmented is prevented, and the occurrence of the heating element coil trace (gross unevenness, fixing unevenness) in the longitudinal direction in the fixed image is prevented. . The
ハロゲンランプ1の周囲にはフィルム保持部材として、金属製の支持ローラ42a、42b、42cが3本配設されている。加熱フィルム43は支持ローラ42により回動自在に支持され、加圧ローラ5と圧接される。
Around the
支持ローラ42aはステンレス、アルミニウム等の金属製ローラであり、より高速な立上げを実現するために肉厚0.3〜2[mm]程度の中空スリーブとしてもよい。支持ローラ42aは下流加圧用であり、98〜490[N]にて加圧ローラ中心方向に加圧される。また支持ローラ42bは上流加圧用で、下流加圧ローラ42aよりも低い当接圧を実現するように9.8〜300[N]で加圧ローラ中心に向けて加圧されている。支持ローラ42cはフィルム制御用で、加圧フィルム3を上方に張架することで支持ローラ42aと42b間における張力を発生せしめ、加熱フィルム43を加圧ローラと密着させ、安定した定着ニップを形成している。さらに支持ローラ42cの片方の端部を不図示のカムにより上下動させることで加熱フィルム位置を軸方向に移動することができるため、不図示のフィルム位置検知手段からの情報に応じて支持ローラ42cを移動しフィルムの蛇行や片寄りを抑えることが出来る。
The
また支持ローラ42aは不図示の駆動モータによって加圧ローラと等速に駆動され、同様に不図示の駆動モータによって駆動される加圧ローラ5と等速に加熱フィルム43を回転する。
The
加圧ローラ5は厚さ1〜10[mm]のシリコーンゴム層をアルミ、ステンレス、鉄等の金属製の芯金上に設ける事で形成されており、表層にはトナー汚染防止用のフッ素樹脂層を有している。
The
上記のように加熱フィルムに支持ローラを持った構成においても前記実施形態例と同等の効果を得ることができる。 Even in the configuration in which the heating film has the support roller as described above, it is possible to obtain the same effect as that of the embodiment.
また本実施形態例ではフィルム保持部材として3本の支持ローラを用いたが、本発明はこれにとどまらず2本もしくは4本以上の支持ローラを用いて同様の圧分布を設けても本発明の効果を得ることは可能である。 In the present embodiment, three support rollers are used as the film holding member. However, the present invention is not limited to this, and the same pressure distribution can be provided using two or four or more support rollers. It is possible to obtain an effect.
次に他の加熱フィルム3の構成について図4を用いて説明する。
Next, the structure of the
加熱フィルム43は耐熱・摺動性に優れた厚さ20〜200[μm]の耐熱基層43a上に厚さ50〜1000[μm]の弾性層43bそして更に厚さ5〜50[μm]の赤外線吸収層43cを設けたシームレスフィルムである。
The
フィルム基層43aとしてはポリイミド、ポリアミドイミド、アラミド等の耐熱性樹脂を用いることが出来る。特にポリイミドフィルムは優れた機械強度と耐熱性を有すると共にハロゲンランプの放射する波長3[μm]以下の赤外光を80[%]以上透過するため、本発明における表面加熱の効果をより効果的に得ることが出来る。
As the
弾性層43bとしてはLTV、HTV、RTV等各種シリコーンゴム、もしくはフッ素ゴム等の耐熱性が高いゴム或いはスポンジが形成されており、柔らかく且つ永久歪の小さいものが用いられる。ここでトナー表面の凹凸に対応するだけの柔軟性を得るために弾性層の硬度としてはJIS−A硬度で50°以下の物が好ましい。またシリコーンゴムによる弾性層も波長3[μm]以下の赤外光を80[%]以上透過させることが可能であり、効率的な表面加熱を実現する。
As the
加熱フィルム43のポリイミド基層43a上に設けられたシリコーンゴム層43bは厚さ50〜1000[μm]で形成されており、カラー画像における厚いトナー層に対しても均一な加圧がなされるように設定される。弾性層を保有しないハードローラもしくはフィルムを加熱部材として用いたカラー画像形成においては、定着画像中に多色トナー層と単色トナー層が近傍に存在すると単色トナー層部分への加圧が十分になされずに定着不良やOHPにおける透過性不良が生じ易くなるのに対して、本実施形態例における弾性層を設けた加熱フィルムではトナー層の凹凸に対応するため多色トナー層と単色トナー層の双方への加圧が可能となり、したがってカラー定着画像においても均一な定着性とOHPにおける高い透過性が得られた。
The
さらに弾性層43b中には機械強度、電気抵抗や熱伝導率を調整するために微粒子を適宜分散しても良く、シリカ、酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛等の微粒子を分散することでゴムの圧縮永久歪を軽減する事が出来る。輻射光の散乱を抑えることで輻射光量を減衰を抑制することができ、本発明における弾性層中のフィラー微粒子の粒径としては透過する赤外線の波長以下とする事が好ましく、さらに好ましくは0.3[μm]以下であることが好ましい。
Further, fine particles may be appropriately dispersed in the
また、弾性層中を熱伝導ではなく主に輻射により熱伝達を行うため、加熱部材表面に赤外線の吸収層43cを設けて加熱フィルム表面を発熱させている。 Further, in order to transfer heat in the elastic layer mainly by radiation rather than heat conduction, an infrared absorption layer 43c is provided on the surface of the heating member to generate heat on the surface of the heating film.
吸収層43cとしては従来のPFA、PTFE等フッ素樹脂からなる離型層中に赤外線吸収物質であるところのカーボンブラック、グラファイト等の炭素系粒子、または酸化鉄等の各種金属酸化物粒子を分散することで赤外光を良好に吸収する事が出来る。また赤外線吸収物質としてカーボンブラック等の導電体を用いることで表面の電気抵抗を低抵抗化することもでき、106〜1014[Ω/cm]程度に制御することで、静電オフセットを防止することも可能である。 As the absorption layer 43c, carbon-based particles such as carbon black and graphite, which are infrared absorbing materials, or various metal oxide particles such as iron oxide are dispersed in a release layer made of a conventional fluororesin such as PFA or PTFE. Therefore, infrared light can be absorbed well. Moreover, the electrical resistance of the surface can be lowered by using a conductor such as carbon black as an infrared absorbing material, and electrostatic offset can be prevented by controlling it to about 10 6 to 10 14 [Ω / cm]. It is also possible to do.
ここで加熱フィルム中の輻射光量(実線)と温度分布(破線)について図4(b)を用いて説明する。図4(b)の縦軸はフィルム断面における厚さ方向の位置y、横軸は輻射光量(実線)と温度T(破線)を表している。加熱フィルム内部にあるハロゲンランプが照射した輻射光はフィルム基層43aと、弾性層43b中ではあまり減衰せず、加熱フィルム表面にある離型層43cにおいてその70[%]以上を吸収されている。したがってフィルム表面側が高速に加熱されることになる(A)。
Here, the amount of radiation (solid line) and the temperature distribution (broken line) in the heating film will be described with reference to FIG. The vertical axis in FIG. 4B represents the position y in the thickness direction in the film cross section, and the horizontal axis represents the amount of radiated light (solid line) and the temperature T (broken line). Radiation light irradiated by the halogen lamp inside the heating film is not attenuated so much in the
一方従来の定着ニップにおいて熱伝導により同様のフィルムを加熱すると、Aと同等の温度をフィルム表面にて得るためにはBに示したようにフィルム内面を表面温度より相当高く(20〜50[℃])設定する必要があった。 On the other hand, when a similar film is heated by heat conduction in a conventional fixing nip, in order to obtain a temperature equivalent to A on the film surface, the inner surface of the film is considerably higher than the surface temperature as shown in B (20 to 50 [° C. ]) It was necessary to set.
したがって本構成をとることによりフィルム内面温度を低下することが可能となり、熱伝導を用いた従来の定着装置よりも加熱部材表面を定着温度まで加熱するのに必要な熱量が低下し省エネが達成されると共に、加熱部材とりわけ弾性層の長寿命化も図られる。 Therefore, by adopting this configuration, it becomes possible to lower the film inner surface temperature, and the amount of heat required to heat the surface of the heating member to the fixing temperature is lower than that of the conventional fixing device using heat conduction, and energy saving is achieved. In addition, the life of the heating member, particularly the elastic layer, can be extended.
さらに、加熱フィルム中の弾性層43bは熱伝導性が低くむしろ断熱効果をもたらす。したがってニップを構成する支持ローラ42の温度は加熱フィルム内面からは積極的に上昇させる必要がなく、フィルム表面に蓄えられた熱量によってトナーおよび転写材を十分に加熱し、連続プリント時にも良好な定着性が実現される。
Furthermore, the
加熱フィルムとして基層、弾性層と離型層からなる3層構成としたが、その中間に例えば導電プライマ−層や接着層を入れて4層以上の構成としても本実施形態例における効果を得る事ができる。 Although the heating film has a three-layer structure including a base layer, an elastic layer, and a release layer, for example, a conductive primer layer or an adhesive layer may be inserted in the middle to obtain the effect of the present embodiment even when the structure is four or more layers. Can do.
加熱フィルムを本構成とすることで絶縁性の高いフィルム基層ならびに弾性層を用いるため、フィルム破断が無い通常時には定着ニップにおいて高い絶縁性を確保でき、フィルム破断に関しても良好な検知が可能となる。 By using the heated film with this configuration, a highly insulating film base layer and elastic layer are used, so that high insulation can be ensured in the fixing nip at normal times when there is no film breakage, and good detection of film breakage is also possible.
また本発明では電圧印可手段と加圧部材間において加熱フィルム存在時に良好な絶縁性が得られれば良いため、例えば上述したような導電層を弾性層上に設けても検知精度が極端に低下することはなかった。 Further, in the present invention, since it is sufficient that good insulation is obtained between the voltage applying means and the pressure member when the heating film is present, for example, even if a conductive layer as described above is provided on the elastic layer, the detection accuracy is extremely lowered. It never happened.
ここで本実施例におけるフィルム破断検知について説明する。本実施例では電圧印可部材として支持ローラ42aを用いており、検知バイアスとして−300Vを直流電源13から不図示のグラファイト性接点を経由して回転する支持ローラ42aに供給している。
Here, the film breakage detection in the present embodiment will be described. In this embodiment, the
一方、加圧ローラ5は前記実施例と同様に導電性とされており、本実施例では一例として107Ωのものを用いた。
On the other hand, the
加圧ローラ5は電流検知回路44を介して接地されており、絶縁性もしくは高抵抗フィルムの一部もしくは全体が破断した際には検知バイアスが電流として流れるため、電流検知回路44により検知される。
The
原理的には実施例1同様に通常フィルムに破断が無い状況では電流検知回路44はEnable信号をヒータ制御回路に送りフィルムの温度制御を行えるようにするが、万が一フィルムに破断が生じ電流検知回路44に検知電流が流れた際にはEnable信号を遮断し、一切のヒータ点灯を中止する。
In principle, the
ここで電流検知回路44の位置としては実施例1同様に直流電源のホット側に入れることも可能であるが、接地側に入れることで電流検知回路の耐圧を下げ低コスト化することも可能となる。ただし本実施例の構成では検知バイアス以外に被加熱材として定着ニップに進入してきた紙の帯電電荷の影響を受けるおそれがあるため、紙間等の定着ニップに紙が存在しない時にフィルム破れの検知を行うことで、検知精度を向上できる。
Here, it is possible to place the
本実施例では電圧印可部材として導電性の支持ローラを用いたため、電圧印可部材と加熱フィルムの摩擦を低減し、加熱フィルムが摩滅を低減するため加熱フィルムを高寿命化すると共に、加熱フィルム内面が摩滅することにより発生する絶縁性の摩滅粉が電圧印可部材と加熱フィルム間に蓄積して高抵抗化するのを防ぐためフィルム破断時における検知電流を長期にわたり安定して確保できる。 In this embodiment, since the conductive support roller is used as the voltage applying member, the friction between the voltage applying member and the heating film is reduced, and the heating film has a longer life because the heating film reduces abrasion. Insulating abrasion powder generated by abrasion is prevented from accumulating between the voltage applying member and the heating film to increase the resistance, so that a detection current at the time of film breakage can be secured stably over a long period of time.
さらに電圧印可部材として導電性の支持ローラを用いる事で、従来のようにグリース等の潤滑剤を加熱フィルム内面に塗布する必要がなくなるため、グリースの電気抵抗に影響を受けず、長期にわたり安定した検知電流を確保できるようになった。 Furthermore, by using a conductive support roller as the voltage application member, it is no longer necessary to apply a lubricant such as grease to the inner surface of the heating film as in the prior art, so it is not affected by the electrical resistance of the grease and stable over a long period of time. The detection current can be secured.
(第3の実施形態例)
以下に本実施形態例における加熱装置としての定着装置を説明する。本実施形態例は電圧印可手段として導電性ブラシを用いることで定着ニップ以外に電圧印可部材を設ける事を可能とし、ニップ部にセラミックヒータ等の絶縁性の熱源を配置した際にもフィルム破断やクラックの検知を可能とした物である。
(Third embodiment)
Hereinafter, a fixing device as a heating device in this embodiment will be described. In this embodiment, it is possible to provide a voltage applying member in addition to the fixing nip by using a conductive brush as a voltage applying means, and even when an insulating heat source such as a ceramic heater is disposed in the nip portion, film breakage or It is a thing that made it possible to detect cracks.
図5は定着装置側面から見た概略断面図である。 FIG. 5 is a schematic cross-sectional view seen from the side of the fixing device.
本実施例では熱源としてセラミックヒータ14を用いて、実施例1同様の加熱フィルム3と直接当接して加熱する。セラミックヒータ14としては例えばアルミナ、窒化アルミ等の絶縁性かつ熱伝導性の高い基板に銀パラジウム等の通電発熱抵抗層ならびにガラス保護層を設けた物を用いることができる。
In the present embodiment, a
セラミックヒータ14の裏面にはサーミスタ15が当接され、セラミックヒータの温度を検知している。サーミスタ15の検知信号は前述の実施例同様に不図示の定着電源回路に接続され、セラミックヒータの温度を160〜200℃に制御している。
A
フィルムガイド17は液晶ポリマー等の耐熱樹脂より構成され、セラミックヒータ14を保持すると共に加熱フィルム3の内面に沿って配置され加熱フィルムを回動可能に支持する。
The
支持ステイ16は例えばステンレス、鋼板等の金属部材より構成され、フィルムガイド14を長手方向均一に加圧支持する。
The support stay 16 is made of, for example, a metal member such as stainless steel or a steel plate, and supports the
本実施例における電圧印可部材である導電ブラシ18は支持ステイ16に固定され、ブラシの先端を加熱フィルム3に沿って当接するように配置される。
The
ここで導電ブラシとしては例えばステンレスブラシ、アモルファス繊維、カーボン繊維等の導電性と耐熱性を兼ね備えた物が適用できる。 Here, as the conductive brush, for example, a stainless steel brush, amorphous fiber, carbon fiber or the like having both conductivity and heat resistance can be applied.
図6に示したように導電ブラシ18は導電基材18a上に導電繊維部18b、18cを植毛することで形成される。導電繊維の電気抵抗としては正確な検知電流を確保するために108Ω以下が好ましい。
As shown in FIG. 6, the
また導電ブラシ18としては図6(a)に示したように長手方向全域にわたり植毛を施して、全域にわたるフィルム破断検知を行っても良いし、またコストダウンのため図6(b)に示したようにフィルム破断が発生しやすい箇所、一例として両端部のみに植毛を施して検知を行ってもよい。
Further, as shown in FIG. 6A, the
導電ブラシ18には前記実施例同様に直流電源40より検知バイアスが供給されており、もしも加熱フィルムに破断が生じた際には破断面における導電ブラシが加圧ローラ5と当接する事で検知電流が発生する。
A detection bias is supplied to the
検知電流は電流検知回路19により検知され、前記実施例同様に定着電源回路にフィードバックされ、フィルム破断により一定以上の電流が流れた際にはセラミックヒータ14への電力供給を停止して画像不良の発生を防止する。
The detection current is detected by the
ここで電流検知回路19の位置としては直流電源の接地側に接続することが好ましく、図中19Bに接続した場合と比較して紙やフィルムの帯電電荷に影響を受けにくく、精度良くフィルム破断を検知できるようになった。
Here, the position of the
また本実施例における加熱フィルム3としては実施例1同様に径方向に関して絶縁性が高ければ(>1010Ω)良く、例えば高抵抗である耐熱樹脂をベースとすれば離型層を有する2層フィルムもしくは弾性層と離型層を有する3層フィルムとする事が出来る。また導電性の金属をベースとした加熱フィルムの際にもシリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴム等で耐熱性がよく高抵抗な弾性層を設けることで本発明に用いることが可能である。またシリコーンオイル等の離型材を加熱フィルム表面に塗布する機構を設ければ、加熱フィルムに離型層を設ける必要も無く、本発明の効果を得ることが可能である。
Further, as the
また本実施例ではセラミックヒータを用いた定着装置に電圧印可部材である導電ブラシを設けてフィルム破断を検知したが、本発明における効果はこれに限らず、熱源としてハロゲンヒータ、磁気誘導加熱を用いて、定着ニップ部にガラス板など絶縁性の物質を配置した構成にも適用可能であり、フィルム破断の検知を行うことが出来る。 In this embodiment, a conductive brush as a voltage applying member is provided in a fixing device using a ceramic heater to detect film breakage. However, the effect of the present invention is not limited to this, and a halogen heater and magnetic induction heating are used as a heat source. In addition, the present invention can be applied to a configuration in which an insulating material such as a glass plate is disposed in the fixing nip portion, and film breakage can be detected.
1 ハロゲンランプ
2 支持ステイ
3 加熱フィルム
4 ガイド部材
5 加圧ローラ
6 サーミスタ
7 ソリッドステートリレー
9 電流検知回路
11 リレー回路
12 定着電源
13 直流電源
43 加熱フィルム
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記加熱部材と前記加圧部材間の少なくとも一部に電圧を印可する電圧印可手段と、前記電圧印可手段からの電流を検知する電流検知手段を設けたことを特徴とする加熱装置。 A heating member that can rotate at a constant speed with the material to be heated and includes a heat source inside, and a pressurizing member that pressurizes the heating member from the outside, and press-contacting the heating member and the pressurizing member In a heating apparatus that forms a nip and heats the material to be heated at the nip portion,
A heating apparatus, comprising: a voltage applying unit that applies a voltage to at least a part between the heating member and the pressure member; and a current detecting unit that detects a current from the voltage applying unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009233010A JP2011081159A (en) | 2009-10-07 | 2009-10-07 | Heating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009233010A JP2011081159A (en) | 2009-10-07 | 2009-10-07 | Heating device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011081159A true JP2011081159A (en) | 2011-04-21 |
Family
ID=44075280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009233010A Pending JP2011081159A (en) | 2009-10-07 | 2009-10-07 | Heating device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2011081159A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105093883A (en) * | 2014-05-09 | 2015-11-25 | 京瓷办公信息系统株式会社 | Fixing device and image forming apparatus including same |
| CN109375487A (en) * | 2012-11-21 | 2019-02-22 | 佳能株式会社 | Image heating equipment |
-
2009
- 2009-10-07 JP JP2009233010A patent/JP2011081159A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109375487A (en) * | 2012-11-21 | 2019-02-22 | 佳能株式会社 | Image heating equipment |
| CN109375487B (en) * | 2012-11-21 | 2022-01-11 | 佳能株式会社 | Image heating apparatus |
| CN105093883A (en) * | 2014-05-09 | 2015-11-25 | 京瓷办公信息系统株式会社 | Fixing device and image forming apparatus including same |
| JP2015215435A (en) * | 2014-05-09 | 2015-12-03 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Fixing apparatus and image forming apparatus having the same |
| CN105093883B (en) * | 2014-05-09 | 2017-10-13 | 京瓷办公信息系统株式会社 | Fixing device and the image processing system with the fixing device |
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