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JP3134544B2 - Fixing device - Google Patents
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JP3134544B2 - Fixing device - Google Patents

Fixing device

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JP3134544B2
JP3134544B2 JP04266281A JP26628192A JP3134544B2 JP 3134544 B2 JP3134544 B2 JP 3134544B2 JP 04266281 A JP04266281 A JP 04266281A JP 26628192 A JP26628192 A JP 26628192A JP 3134544 B2 JP3134544 B2 JP 3134544B2
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heating roller
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roller
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  • Fixing For Electrophotography (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

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

【0002】[0002]

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

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

【0004】[0004]

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

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

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

【0007】寿命が短く装置の信頼性を低下させてい
た。
[0007] The service life is short and the reliability of the device is reduced.

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

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

【0010】特開昭56−123580号では、 ブラシ電極が必要であり、接点部の抵抗発熱、電気的
ノイズ発生の問題を有していた。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 56-123580, a brush electrode is required, and there is a problem in that a contact portion generates heat and electric noise is generated.

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

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

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、記録材の表面
に接触することによって該記録材を加熱する加熱ローラ
と、該加熱ローラの周面の一部に摺擦しつつ前記加熱ロ
ーラに熱を伝熱する加熱手段と、前記記録材を前記加熱
ローラと共に加熱及び加圧してニップ部を形成する加圧
手段とを備え、前記加熱手段は、前記加熱ローラ周面で
あって、かつ前記ニップ部とは異なる部位に接して固定
配置されたフィルム状抵抗発熱体であり、望ましくは、
前記フィルム状抵抗発熱体は前記加熱ローラーの軸方向
に並列して配された少なくとも一対の電極を有し、更に
望ましくは、前記フィルム状抵抗発熱体上には温度検出
素子が備えられていることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a heating roller for heating a recording material by contacting the surface of the recording material, and the heating roller while rubbing a part of a peripheral surface of the heating roller .
A heating means for transferring heat to the roller , and a pressure means for heating and pressing the recording material together with the heating roller to form a nip portion , wherein the heating means is provided on the peripheral surface of the heating roller.
And a film-shaped resistance heating element fixedly disposed in contact with a portion different from the nip portion , preferably,
The film-shaped resistance heating element has at least a pair of electrodes arranged in parallel in the axial direction of the heating roller, and more preferably, a temperature detection element is provided on the film-shaped resistance heating element. It is characterized by.

【0014】[0014]

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

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

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

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

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

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

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

【0021】発熱フィルムに印加する電力の適正値につ
いては、電源オンから定着可能になるまでのウォームア
ップタイムをどの程度に設定するか、温度変動を安定化
させるために加熱ローラー2の熱容量をどの程度に設定
するか等により異なる。本実施例は、消費電力をできる
だけ小さく、ウォームアップ時間をできるだけ短くする
ことを主眼としたものであるが、そのような場合、例え
ば加熱ローラー2の直径をφ12mmからφ20mm、
肉厚を0.4mmから1mm程度とし、最大印加電力を
150Wから300Wに設定すると、ウォームアップ時
間は10秒から数10秒となる。本実施例では最大印加
電力を200Wとなるように発熱フィルム1の抵抗値を
定めてある。具体的には、発熱フィルム1の抵抗値が5
0Ωとなるように、発熱フィルム1の体積抵抗率を10
00Ωcm、図3中の電極長さLe220mm、電極間
幅De2.2mm、発熱フィルム厚を50μmと設定し
て、最大印加電圧の実効値を100Vとすれば良い。
The appropriate value of the electric power applied to the heat generating film is determined by setting a warm-up time from when the power is turned on to when fixing is possible, and by setting a heat capacity of the heating roller 2 in order to stabilize temperature fluctuation. It depends on whether it is set to a degree or the like. The present embodiment is intended to minimize the power consumption and the warm-up time as much as possible. In such a case, for example, the diameter of the heating roller 2 is changed from φ12 mm to φ20 mm,
When the thickness is set to about 0.4 mm to 1 mm and the maximum applied power is set to 150 W to 300 W, the warm-up time is 10 seconds to several tens seconds. In this embodiment, the resistance value of the heat generating film 1 is determined so that the maximum applied power is 200 W. Specifically, the resistance value of the heating film 1 is 5
The volume resistivity of the heat generating film 1 is set to 10
It is sufficient to set the effective value of the maximum applied voltage to 100 V by setting 00 Ωcm, the electrode length Le220 mm in FIG. 3, the electrode width De2.2 mm, the heat generation film thickness to 50 μm.

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

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

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

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

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

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

【0028】このように本発明では導電性PIのような
プラスチックフィルムに電極を形成しただけで加熱体と
することができ、きわめて低コストであり、また組立も
容易である。また、加熱ローラーに直接接して加熱する
ため加熱ローラーと同程度の温度、すなわち百数十度と
なるだけでランプヒーターの様な数千度といった高温に
はならず安全性が高い。また、加熱フィルム1の寸法は
加熱ローラーの長さ以内に納まっており、装置の大型化
につながらない。また、発熱体としては寿命も半永久的
であり信頼性を大きく向上させることができる。また、
固定の通電発熱体であるため構造が簡単でブラシ電極も
必要ない。
As described above, according to the present invention, a heating element can be obtained simply by forming an electrode on a plastic film such as a conductive PI, and it is extremely low-cost and easy to assemble. In addition, since the heating is performed in direct contact with the heating roller, the temperature is almost the same as that of the heating roller, that is, the temperature is only one hundred and several tens of degrees. Further, the dimensions of the heating film 1 are set within the length of the heating roller, which does not lead to an increase in the size of the apparatus. Further, the life of the heating element is semi-permanent, and the reliability can be greatly improved. Also,
Since it is a fixed heating element, it has a simple structure and does not require a brush electrode.

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

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

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

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

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

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ランプヒーターのような高温部がなく安全性が高い発熱
体を構成でき、小型低コストで高性能な定着装置を提供
することができる。さらに発熱体がニップ部とは異なる
部位に接するため、記録材のジャム等により発熱体が破
損することを防止するという効果を有する。
As described above, according to the present invention,
A high-safety heating element without a high-temperature portion such as a lamp heater can be formed, and a compact, low-cost, and high-performance fixing device can be provided. Furthermore, the heating element is different from the nip
Heating element breaks due to recording material jam, etc.
This has the effect of preventing loss .

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

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

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

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

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

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

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

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

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 発熱フィルム 2 加熱ローラー 3 加圧ローラー 4 クリーニングパッド 5 分離爪 6 上ケース 7 下ケース 8 記録材 11 温度センサ 13 電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat generation film 2 Heating roller 3 Pressure roller 4 Cleaning pad 5 Separation claw 6 Upper case 7 Lower case 8 Recording material 11 Temperature sensor 13 Electrode

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 記録材の表面に接触することによって該
記録材を加熱する加熱ローラと、該加熱ローラの周面の
一部に摺擦しつつ前記加熱ローラに熱を伝熱する加熱手
段と、前記記録材を前記加熱ローラと共に加熱及び加圧
してニップ部を形成する加圧手段とを備え、前記加熱手
段は、前記加熱ローラ周面であって、かつ前記ニップ部
とは異なる部位に接して固定配置されたフィルム状抵抗
発熱体であることを特徴とする定着装置。
A heating roller for heating the recording material by contacting the surface of the recording material ;
Heating means for transferring heat to the heating roller while rubbing a part thereof, and heating and pressing the recording material together with the heating roller
Pressurizing means for forming a nip portion , wherein the heating means is a peripheral surface of the heating roller, and the nip portion
A fixing device comprising a film-shaped resistance heating element fixedly arranged in contact with a portion different from the above .
【請求項2】 前記フィルム状抵抗発熱体は前記加熱ロ
ーラーの軸方向に並列して配された少なくとも一対の電
極を有することを特徴とする請求項1記載の定着装置。
2. The fixing device according to claim 1, wherein the film-shaped resistance heating element has at least a pair of electrodes arranged in parallel in an axial direction of the heating roller.
【請求項3】 前記フィルム状抵抗発熱体上には温度検
出素子が備えられていることを特徴とする請求項1記載
の定着装置。
3. The fixing device according to claim 1, wherein a temperature detecting element is provided on the film-shaped resistance heating element.
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