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JP7519009B2 - Image forming device - Google Patents
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Description

本発明は、画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming device.

複写機又はプリンタなどの画像形成装置として、トナーを用いて画像を形成する電子写真方式の画像形成装置が知られている。 Electrophotographic image forming devices that form images using toner are known as image forming devices such as copiers and printers.

一般的に、電子写真方式の画像形成装置には、用紙に転写されたトナー画像を用紙に定着させる定着装置が搭載されている。定着装置は、用紙を加熱するヒータなどの加熱部材を備えている。用紙が定着装置を通過する際に、加熱部材によって用紙が加熱されることにより、用紙上のトナーが溶融し用紙に定着される。 Electrophotographic image forming devices are generally equipped with a fixing device that fixes the toner image transferred onto paper to the paper. The fixing device has a heating member such as a heater that heats the paper. When the paper passes through the fixing device, the paper is heated by the heating member, causing the toner on the paper to melt and be fixed to the paper.

この種の定着装置として、例えば、特許文献1(特開2016-62024号公報)には、長手状の基板に、発熱体及び電気接点、これらを電気的に接続する導体パターンなどが設けられた板状の加熱部材(ヒータ)を備えるものが開示されている。 For example, Patent Document 1 (JP 2016-62024 A) discloses a fixing device of this type that includes a plate-shaped heating member (heater) on a longitudinal substrate, the plate-shaped heating member having a heating element, electrical contacts, and a conductor pattern that electrically connects these.

ところで、このような導体パターンが基板に設けられている加熱部材においては、発熱体を発熱させる際、導体パターンへの通電により導体パターンでも発熱が生じる。このため、加熱部材全体の発熱分布は、導体パターンの発熱の影響を受けることになる。 In a heating member having such a conductor pattern provided on a substrate, when the heating element is heated, the conductor pattern also generates heat due to the passage of electricity through the conductor pattern. As a result, the heat distribution of the entire heating member is affected by the heat generated by the conductor pattern.

従って、導体パターンの発熱分布にばらつきがあると、それが原因で加熱部材の温度分布にもばらつきが生じる。さらに、このような加熱部材の温度分布のばらつきは、像担持体の表面に像担持体保護剤を供給する保護剤供給手段にも影響を与えるため、像担持体保護剤の供給量にもばらつきが生じる虞がある。 Therefore, if there is variation in the heat distribution of the conductor pattern, this will cause variation in the temperature distribution of the heating element. Furthermore, such variation in the temperature distribution of the heating element will also affect the protective agent supplying means that supplies the image carrier protective agent to the surface of the image carrier, which may cause variation in the amount of image carrier protective agent supplied.

上記課題を解決するため、本発明は、加熱部材を有する加熱装置と、表面に画像を担持する像担持体と、前記像担持体の表面に供給される像担持体保護剤と、を備える画像形成装置であって、前記加熱部材は、基材と、発熱体と、電極部と、前記発熱体と前記電極部とを接続する導電部と、を有し、前記電極部は、第1電極部及び第2電極部を有し、前記導電部は、前記発熱体と前記第1電極部とを接続する第1導電部と、前記発熱体から前記基材の長手方向のうち第1方向側に伸びて前記第2電極部に接続される第2導電部と、前記第2導電部から分岐し、前記第1方向とは反対の第2方向側に伸びて前記第1導電部を介さずに前記第2導電部又は前記第2電極部に接続される分岐経路の少なくとも一部を構成する第3導電部と、を有し、前記加熱部材における発熱領域の長手方向中央側の任意の位置に対応する前記像担持体保護剤の部分の密度をρ、前記長手方向中央側の任意の位置で前記加熱部材の各位置に配置された前記導電部を流れる電流の二乗の合計値をI とし、前記発熱領域の長手方向両端側の任意の位置に対応する前記像担持体保護剤の部分の密度をρ、前記長手方向両端側の任意の位置で前記加熱部材の各位置に配置された前記導電部を流れる電流の二乗の合計値をそれぞれI とすると、1≦(I ×ρ)/(I ×ρ)<7の関係を満たすことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides an image forming apparatus including a heating device having a heating member, an image carrier that carries an image on its surface, and an image carrier protective agent that is supplied to the surface of the image carrier, the heating member having a substrate, a heating element, an electrode portion, and a conductive portion that connects the heating element and the electrode portion , the electrode portion having a first electrode portion and a second electrode portion, the conductive portion having a first conductive portion that connects the heating element and the first electrode portion, a second conductive portion that extends from the heating element toward a first direction side in the longitudinal direction of the substrate and is connected to the second electrode portion, and a third conductive portion that branches off from the second conductive portion, extends toward a second direction side opposite to the first direction, and constitutes at least a part of a branch path that is connected to the second conductive portion or the second electrode portion without passing through the first conductive portion, and the density of a portion of the image carrier protective agent corresponding to an arbitrary position on the longitudinal center side of the heat generating region of the heating member is defined as ρ X where Ix2 is the sum of the squares of the currents flowing through the conductive portions arranged at each position of the heating member at any position on the center side of the longitudinal direction, ρY is the density of the image carrier protector agent corresponding to any position on both ends of the longitudinal direction of the heat generation area, and Iy2 is the sum of the squares of the currents flowing through the conductive portions arranged at each position of the heating member at any position on both ends of the longitudinal direction, the relationship 1( Iy2 × ρy )/( Ix2 × ρx )<7 is satisfied.

本発明によれば、像担持体保護剤の供給量のばらつきを抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress variation in the amount of image carrier protecting agent supplied.

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本実施形態に係る保護剤供給装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a protective agent supplying device according to an embodiment of the present invention. 本実施形態に係る定着装置の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a fixing device according to the present embodiment. 前記定着装置の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the fixing device. 前記定着装置の分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of the fixing device. 前記定着装置が備える加熱ユニットの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a heating unit included in the fixing device. 前記加熱ユニットの分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of the heating unit. 本実施形態に係るヒータの平面図である。FIG. 2 is a plan view of the heater according to the embodiment. 前記ヒータの分解斜視図である。FIG. 前記ヒータにコネクタが接続された状態を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a state in which a connector is connected to the heater. 前記ヒータの平面図である。FIG. 全ての抵抗発熱体を発熱させた場合のブロックごとの給電線の発熱量を示す図である。13 is a diagram showing the amount of heat generated by the power supply lines for each block when all the resistance heating elements are caused to generate heat. FIG. 一部の発熱部のみを発熱させた場合のブロックごとの給電線の発熱量を示す図である。13 is a diagram showing the amount of heat generated by the power supply lines for each block when only some of the heat generating parts are caused to generate heat. FIG. ヒータの温度分布とブラシローラの温度分布との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the temperature distribution of a heater and the temperature distribution of a brush roller. ヒータの発熱領域における長手方向中央、両端、中間位置を説明するための図である。1A to 1C are diagrams for explaining the center, both ends, and intermediate position in the longitudinal direction of a heat generating region of a heater. 抵抗発熱体ごとに区画された各ブロックに対応する部分の潤滑剤消費係数(1/I×ρ)を示すグラフである。1 is a graph showing the lubricant consumption coefficient (1/I 2 ×ρ) of portions corresponding to blocks partitioned for each resistance heating element. 本実施形態に係る潤滑剤の密度と電流の二乗の合計値又は温度との関係を説明するための図である。4 is a diagram for explaining the relationship between the density of the lubricant and the sum of the squares of the currents or the temperature according to the embodiment. FIG. 小型化されたヒータの平面図である。FIG. 2 is a plan view of a miniaturized heater. 他のヒータの平面図である。FIG. 13 is a plan view of another heater. さらに別のヒータの平面図である。FIG. 13 is a plan view of yet another heater. 他の定着装置の構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the configuration of another fixing device. 別の定着装置の構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the configuration of another fixing device. さらに別の定着装置の構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the configuration of still another fixing device.

以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材又は構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。 The present invention will be described below with reference to the attached drawings. In each drawing for explaining the present invention, components such as parts or components having the same function or shape are given the same reference numerals as far as possible to distinguish them, and the description will be omitted after the first description.

図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 Figure 1 is a schematic diagram of an image forming apparatus according to one embodiment of the present invention.

図1に示す画像形成装置100は、画像形成部200と、転写部300と、定着部400と、記録媒体供給部500と、記録媒体排出部600と、を備えている。 The image forming device 100 shown in FIG. 1 includes an image forming unit 200, a transfer unit 300, a fixing unit 400, a recording medium supply unit 500, and a recording medium discharge unit 600.

画像形成部200には、4つの作像ユニット1Y,1M,1C,1Bkと、露光装置6と、が設けられている。各作像ユニット1Y,1M,1C,1Bkは、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されている。また、各作像ユニット1Y,1M,1C,1Bkは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの異なる色の現像剤を収容している以外、基本的に同様の構成である。具体的に、各作像ユニット1Y,1M,1C,1Bkは、表面に画像を担持する像担持体である感光体2と、感光体2の表面を帯電させる帯電手段である帯電ローラ3と、感光体2上にトナー画像を形成する現像手段である現像装置4と、感光体2の表面をクリーニングするクリーニング手段であるクリーニングブレード5と、感光体2の表面に像担持体保護剤を供給する保護剤供給装置7と、を備えている。露光装置6は、画像情報に基づいて感光体2の帯電面を露光して静電潜像を形成する潜像形成手段である。 The image forming section 200 is provided with four imaging units 1Y, 1M, 1C, and 1Bk, and an exposure device 6. Each imaging unit 1Y, 1M, 1C, and 1Bk is configured to be detachable from the image forming apparatus main body. In addition, each imaging unit 1Y, 1M, 1C, and 1Bk has a basically similar configuration except that it contains developers of different colors, yellow, magenta, cyan, and black, which correspond to the color separation components of the color image. Specifically, each imaging unit 1Y, 1M, 1C, and 1Bk is provided with a photoconductor 2, which is an image carrier that carries an image on its surface, a charging roller 3, which is a charging means for charging the surface of the photoconductor 2, a developing device 4, which is a developing means for forming a toner image on the photoconductor 2, a cleaning blade 5, which is a cleaning means for cleaning the surface of the photoconductor 2, and a protective agent supplying device 7, which supplies an image carrier protective agent to the surface of the photoconductor 2. The exposure device 6 is a latent image forming means that exposes the charged surface of the photoreceptor 2 based on image information to form an electrostatic latent image.

転写部300には、記録媒体である用紙に画像を転写する転写装置8が設けられている。なお、画像が形成(転写)される記録媒体は、紙(普通紙、厚紙、薄紙、コート紙、ラベル紙、封筒などを含む)のほか、OHPシートなどの樹脂製のシートであってもよい。転写装置8は、中間転写ベルト11と、4つの一次転写ローラ12と、二次転写ローラ13と、を有している。中間転写ベルト11は、表面に画像を担持してその画像を用紙に転写する転写部材であり、無端状のベルト部材で構成されている。各一次転写ローラ12は、中間転写ベルト11を介してそれぞれ別の感光体2に接触している。これにより、中間転写ベルト11と各感光体2との間に、中間転写ベルト11と各感光体2とが接触する一次転写ニップが形成されている。一方、二次転写ローラ13は、中間転写ベルト11を介して中間転写ベルト11を張架する複数のローラの1つに接触し、中間転写ベルト11との間に二次転写ニップを形成している。 The transfer unit 300 is provided with a transfer device 8 that transfers an image onto a recording medium, which is paper. The recording medium on which an image is formed (transferred) may be paper (including plain paper, thick paper, thin paper, coated paper, label paper, envelopes, etc.), or a resin sheet such as an OHP sheet. The transfer device 8 has an intermediate transfer belt 11, four primary transfer rollers 12, and a secondary transfer roller 13. The intermediate transfer belt 11 is a transfer member that carries an image on its surface and transfers the image onto paper, and is composed of an endless belt member. Each primary transfer roller 12 contacts a different photoconductor 2 via the intermediate transfer belt 11. As a result, a primary transfer nip is formed between the intermediate transfer belt 11 and each photoconductor 2, where the intermediate transfer belt 11 and each photoconductor 2 contact each other. On the other hand, the secondary transfer roller 13 contacts one of the multiple rollers that stretch the intermediate transfer belt 11 via the intermediate transfer belt 11, and forms a secondary transfer nip between the intermediate transfer belt 11 and the secondary transfer roller 13.

定着部400には、用紙を加熱する加熱装置であって、用紙を加熱することにより用紙上の画像を定着させる定着装置9が設けられている。 The fixing section 400 is provided with a fixing device 9, which is a heating device that heats the paper and fixes the image on the paper by heating the paper.

記録媒体供給部500には、用紙Pを収容する給紙カセット14と、給紙カセット14から用紙Pを送り出す給紙ローラ15と、が設けられている。 The recording medium supply unit 500 is provided with a paper feed cassette 14 that stores paper P, and a paper feed roller 15 that feeds paper P from the paper feed cassette 14.

記録媒体排出部600には、用紙を画像形成装置外に排出する一対の排紙ローラ17と、排紙ローラ17によって排出された用紙を載置する排紙トレイ18と、が設けられている。 The recording medium ejection section 600 is provided with a pair of ejection rollers 17 that eject paper outside the image forming device, and an ejection tray 18 on which the paper ejected by the ejection rollers 17 is placed.

次に、図1を参照しつつ本実施形態に係る画像形成装置100の印刷動作について説明する。 Next, the printing operation of the image forming device 100 according to this embodiment will be described with reference to FIG.

印刷動作開始の指示があると、各作像ユニット1Y,1M,1C,1Bkの感光体2、及び中間転写ベルト11が回転を開始する。また、給紙ローラ15が回転することにより、給紙カセット14から用紙Pが送り出される。送り出された用紙Pは、一対のタイミングローラ16に接触して一旦停止される。 When an instruction to start the printing operation is given, the photoconductors 2 of each of the imaging units 1Y, 1M, 1C, and 1Bk and the intermediate transfer belt 11 start to rotate. In addition, the paper feed roller 15 rotates, causing paper P to be fed out of the paper feed cassette 14. The fed paper P comes into contact with a pair of timing rollers 16 and is temporarily stopped.

各作像ユニット1Y,1M,1C,1Bkでは、まず、帯電ローラ3によって感光体2の表面が均一な高電位に帯電される。次いで、原稿読取装置によって読み取られた原稿の画像情報、あるいは端末からプリント指示されたプリント画像情報に基づいて、露光装置6が各感光体2の表面(帯電面)に露光する。これにより、露光された部分の電位が低下して各感光体2の表面に静電潜像が形成される。そして、この静電潜像に対して現像装置4からトナーが供給され、各感光体2上にトナー画像が形成される。各感光体2上に形成されたトナー画像は、各感光体2の回転に伴って一次転写ニップ(一次転写ローラ12の位置)に達すると、回転する中間転写ベルト11上に順次重なり合うように転写される。かくして、中間転写ベルト11上にフルカラーのトナー画像が形成される。また、感光体2から中間転写ベルト11へトナー画像が転写された後、各感光体2上に残留するトナー及びその他の異物はクリーニングブレード5によって除去される。さらに、クリーニングされた各感光体2の表面に対して、保護剤供給装置7から像担持体保護剤である潤滑剤が供給され、感光体2は次の静電潜像の形成に備えられる。 In each imaging unit 1Y, 1M, 1C, 1Bk, the surface of the photoconductor 2 is first charged to a uniform high potential by the charging roller 3. Next, the exposure device 6 exposes the surface (charged surface) of each photoconductor 2 based on the image information of the document read by the document reading device or the print image information instructed to be printed from the terminal. As a result, the potential of the exposed part is reduced and an electrostatic latent image is formed on the surface of each photoconductor 2. Then, toner is supplied from the developing device 4 to this electrostatic latent image, and a toner image is formed on each photoconductor 2. When the toner image formed on each photoconductor 2 reaches the primary transfer nip (the position of the primary transfer roller 12) as each photoconductor 2 rotates, it is transferred to the rotating intermediate transfer belt 11 so that they are overlapped one after another. Thus, a full-color toner image is formed on the intermediate transfer belt 11. After the toner image is transferred from the photoconductor 2 to the intermediate transfer belt 11, the toner and other foreign matter remaining on each photoconductor 2 are removed by the cleaning blade 5. Furthermore, a lubricant, which is an image carrier protective agent, is supplied from the protective agent supply device 7 to the cleaned surface of each photoreceptor 2, and the photoreceptor 2 is prepared for the formation of the next electrostatic latent image.

中間転写ベルト11上に転写されたトナー画像は、中間転写ベルト11の回転に伴って二次転写ニップ(二次転写ローラ13の位置)へ搬送され、タイミングローラ16によって搬送されてきた用紙P上に転写される。そして、トナー画像が転写された用紙Pは、定着装置9へと搬送され、定着装置9によって用紙Pにトナー画像が定着される。その後、用紙Pは排紙ローラ17によって排紙トレイ18へ排出され、一連の印刷動作が完了する。 The toner image transferred onto the intermediate transfer belt 11 is transported to the secondary transfer nip (the position of the secondary transfer roller 13) as the intermediate transfer belt 11 rotates, and is transferred onto the paper P that has been transported by the timing roller 16. The paper P onto which the toner image has been transferred is then transported to the fixing device 9, which fixes the toner image onto the paper P. The paper P is then discharged onto the paper discharge tray 18 by the paper discharge rollers 17, completing the printing process.

以上の印刷動作の説明は、フルカラー画像を形成するときの動作についてであるが、4つの作像ユニットのうち、いずれか1つを使用して単色画像を形成したり、2つ又は3つの作像ユニットを使用して、2色又は3色の画像を形成したりすることも可能である。 The above description of the printing operation is for forming a full-color image, but it is also possible to use any one of the four imaging units to form a monochrome image, or to use two or three imaging units to form a two- or three-color image.

図2は、本実施形態に係る保護剤供給装置7の概略構成図である。 Figure 2 is a schematic diagram of the protective agent supply device 7 according to this embodiment.

図2に示すように、本実施形態に係る保護剤供給装置7は、像担持体保護剤としての潤滑剤80と、潤滑剤80を感光体2へ供給する潤滑剤供給手段(保護剤供給手段)としてのブラシローラ81と、潤滑剤80をブラシローラ81へ付勢する潤滑剤付勢手段(保護剤付勢手段)としてのバネ82と、感光体2へ供給された潤滑剤を均一な薄層にする層状化部材としての塗布ブレード83と、塗布ブレード83を感光体2の表面へ接触するように付勢する層状化部材付勢手段としてのバネ84と、を備えている。 As shown in FIG. 2, the protective agent supplying device 7 according to this embodiment includes a lubricant 80 as an image carrier protective agent, a brush roller 81 as a lubricant supplying means (protective agent supplying means) that supplies the lubricant 80 to the photoreceptor 2, a spring 82 as a lubricant biasing means (protective agent biasing means) that biases the lubricant 80 to the brush roller 81, an application blade 83 as a layering member that turns the lubricant supplied to the photoreceptor 2 into a uniform thin layer, and a spring 84 as a layering member biasing means that biases the application blade 83 so that it comes into contact with the surface of the photoreceptor 2.

ブラシローラ81は、感光体2の表面に接触しており、感光体2の回転方向とは反対方向に回転する。ブラシローラ81が回転すると、ブラシローラ81によって潤滑剤80が掻き取られると共に、掻き取られた潤滑剤80が感光体2の表面に供給される。そして、感光体2の表面に供給された潤滑剤80は、塗布ブレード83によって均一な厚さに薄層化される。潤滑剤80、ブラシローラ81及び塗布ブレード83は、感光体2上の最大画像形成領域以上の範囲に渡って長手状に配置されている。 The brush roller 81 is in contact with the surface of the photoreceptor 2 and rotates in the opposite direction to the rotation direction of the photoreceptor 2. When the brush roller 81 rotates, the lubricant 80 is scraped off by the brush roller 81 and the scraped off lubricant 80 is supplied to the surface of the photoreceptor 2. The lubricant 80 supplied to the surface of the photoreceptor 2 is then thinned to a uniform thickness by the application blade 83. The lubricant 80, brush roller 81, and application blade 83 are arranged longitudinally over an area equal to or greater than the maximum image forming area on the photoreceptor 2.

このように、感光体2の表面に薄層化された潤滑剤80が供給されることにより、感光体2のクリーニング性が向上し、クリーニング不良による異常画像の発生を抑制することが可能である。潤滑剤供給部材は、ブラシローラ81のほか、発泡ポリウレタンなどから成るウレタンローラであってもよい。 In this way, by supplying a thin layer of lubricant 80 to the surface of the photoreceptor 2, the cleaning properties of the photoreceptor 2 are improved, and it is possible to prevent the occurrence of abnormal images due to poor cleaning. The lubricant supplying member may be a brush roller 81 or a urethane roller made of polyurethane foam or the like.

潤滑剤80は、例えば、脂肪酸金属塩と無機潤滑剤とを少なくとも含有した粉体を圧縮して構成される。 The lubricant 80 is formed by compressing a powder containing at least a fatty acid metal salt and an inorganic lubricant, for example.

潤滑剤80を構成する脂肪酸金属塩の例としては、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛、オレイン酸亜鉛、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレインサン銅、オレイン酸鉛、オレイン酸マンガン、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸コバルト、パルミチン酸鉛、パルミチン酸マグネシウム、パルミチン酸アルミニウム、パルミチン酸カルシウム、カプリル酸鉛、カプリン酸鉛、リノレン酸亜鉛、リノレン酸コバルト、リノレン酸カルシウム、リシノール酸亜鉛、リシノール酸カドミウム及びそれらの混合物があるが、これに限るものではない。また、これらを混合して使用してもよい。 Examples of fatty acid metal salts constituting the lubricant 80 include, but are not limited to, barium stearate, lead stearate, iron stearate, nickel stearate, cobalt stearate, copper stearate, strontium stearate, calcium stearate, cadmium stearate, magnesium stearate, zinc stearate, zinc oleate, magnesium oleate, iron oleate, cobalt oleate, copper oleate, lead oleate, manganese oleate, zinc palmitate, cobalt palmitate, lead palmitate, magnesium palmitate, aluminum palmitate, calcium palmitate, lead caprylate, lead caprate, zinc linoleate, cobalt linoleate, calcium linoleate, zinc ricinoleate, cadmium ricinoleate, and mixtures thereof. Mixtures of these may also be used.

また、潤滑剤80を構成する無機潤滑剤とは、その物質自身がへき開して潤滑する、又は内部滑りを起こすものを指す。この例としては、マイカ、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、タルク、カオリン、モンモリロナイト、フッ化カルシウム、又はグラファイトなどがあるがこれに限るものではない。例えば窒化ホウ素は、原子がしっかりと組み合った六角網面が、広い間隔で重なり、層と層とをつなげるのは、弱いファンデルワールス力のみであるため、その層間は容易にへき開し、潤滑する。 The inorganic lubricant constituting the lubricant 80 refers to a material that cleaves and lubricates itself or causes internal sliding. Examples include, but are not limited to, mica, boron nitride, molybdenum disulfide, tungsten disulfide, talc, kaolin, montmorillonite, calcium fluoride, and graphite. For example, boron nitride has hexagonal mesh faces in which atoms are tightly interlocked, overlapping at wide intervals, and the layers are connected only by weak van der Waals forces, so the layers easily cleave and lubricate.

続いて、本実施形態に係る定着装置9の構成について説明する。 Next, we will explain the configuration of the fixing device 9 according to this embodiment.

図3に示すように、本実施形態に係る定着装置9は、定着ベルト20と、加圧ローラ21と、ヒータ22と、ヒータホルダ23と、ステー24と、温度センサ19と、を備えている。 As shown in FIG. 3, the fixing device 9 according to this embodiment includes a fixing belt 20, a pressure roller 21, a heater 22, a heater holder 23, a stay 24, and a temperature sensor 19.

定着ベルト20は、回転可能に設けられた第1回転部材であって、用紙Pの未定着トナー担持面側(画像形成面側)に配置されて未定着トナーを用紙Pに定着させる定着部材である。定着ベルト20は、例えば、外径が25mmで厚みが40~120μmの筒状基材を有する無端状のベルト部材で構成される。基材の材料は、ポリイミドのほか、PEEKなどの耐熱性樹脂であってもよいし、ニッケル又はSUSなどの金属材料であってもよい。また、耐久性を高めると共に離型性を確保するため、基材の外周面に、PFA又はPTFEなどのフッ素樹脂から成る離型層が設けられてもよい。また、基材と離型層との間に、ゴムなどから成る弾性層が設けられてもよい。さらに、基材の内周面に、ポリイミド又はPTFEなどから成る摺動層が設けられてもよい。 The fixing belt 20 is a first rotating member that is rotatably arranged on the unfixed toner carrying surface side (image forming surface side) of the paper P, and is a fixing member that fixes the unfixed toner to the paper P. The fixing belt 20 is composed of an endless belt member having a cylindrical substrate with an outer diameter of 25 mm and a thickness of 40 to 120 μm. The substrate material may be a heat-resistant resin such as PEEK, or a metal material such as nickel or SUS, in addition to polyimide. In addition, in order to increase durability and ensure releasability, a release layer made of a fluororesin such as PFA or PTFE may be provided on the outer peripheral surface of the substrate. In addition, an elastic layer made of rubber or the like may be provided between the substrate and the release layer. Furthermore, a sliding layer made of polyimide, PTFE, or the like may be provided on the inner peripheral surface of the substrate.

加圧ローラ21は、定着ベルト20とは別の回転可能な第2回転部材であって、定着ベルト20の外周面に対向するように配置された対向部材である。また、加圧ローラ21は、定着ベルト20の外周面に圧接されて、定着ベルト20との間にニップ部Nを形成する加圧部材でもある。加圧ローラ21は、例えば、外径が25mmであって、鉄製の芯金と、この芯金の外周面に設けられたシリコーンゴム製の弾性層と、弾性層の外周面に設けられたフッ素樹脂製の離型層とを有するローラなどにより構成される。 The pressure roller 21 is a second rotating member that is separate from the fixing belt 20 and is an opposing member that is arranged to face the outer circumferential surface of the fixing belt 20. The pressure roller 21 is also a pressure member that is pressed against the outer circumferential surface of the fixing belt 20 to form a nip portion N between the fixing belt 20 and the pressure roller 21. The pressure roller 21 is, for example, a roller having an outer diameter of 25 mm and including an iron core, an elastic layer made of silicone rubber provided on the outer circumferential surface of the core, and a release layer made of fluororesin provided on the outer circumferential surface of the elastic layer.

ヒータ22は、定着ベルト20の内側に配置され、定着ベルト20及び定着ベルト20を介して用紙を加熱する加熱部材である。本実施形態では、ヒータ22が、板状の基材50と、基材50上に設けられた第1絶縁層51と、第1絶縁層51上に設けられた導体層52と、導体層52を被覆する第2絶縁層53と、により構成されている。導体層52は、発熱部60を有している。 The heater 22 is a heating member disposed inside the fixing belt 20 and heats the fixing belt 20 and the paper through the fixing belt 20. In this embodiment, the heater 22 is composed of a plate-shaped base material 50, a first insulating layer 51 provided on the base material 50, a conductor layer 52 provided on the first insulating layer 51, and a second insulating layer 53 that covers the conductor layer 52. The conductor layer 52 has a heat generating portion 60.

基材50は、例えば、ステンレス(SUS)、鉄、又はアルミニウム等の金属材料で構成される。また、基材50の材料として、金属材料のほか、セラミック又はガラス等を用いることも可能である。基材50にセラミックなどの絶縁材料を用いた場合は、基材50と導体層52との間の第1絶縁層51を省略することが可能である。一方、金属材料は、急速加熱に対する耐久性に優れ、加工もしやすいため、低コスト化を図るのに好適である。金属材料の中でも、特にアルミニウム又は銅は熱伝導性が高く、温度ムラが発生しにくい点で好ましい。また、ステンレスはこれらに比べて安価に製造できる利点がある。 The substrate 50 is made of a metal material such as stainless steel (SUS), iron, or aluminum. In addition to metal materials, ceramics, glass, etc. can also be used as the material of the substrate 50. When an insulating material such as ceramics is used for the substrate 50, the first insulating layer 51 between the substrate 50 and the conductor layer 52 can be omitted. On the other hand, metal materials are excellent in durability against rapid heating and are easy to process, so they are suitable for reducing costs. Among metal materials, aluminum and copper are particularly preferable because they have high thermal conductivity and are less likely to cause temperature unevenness. Stainless steel also has the advantage of being cheaper to manufacture than these.

各絶縁層51,53は、例えば、耐熱性ガラスなどの絶縁性を有する材料で構成される。また、これらの材料として、セラミック又はポリイミドなどを用いてもよい。また、基材50の第1絶縁層51及び第2絶縁層53が設けられる面とは反対側の面に、別途絶縁層が設けられてもよい。 Each insulating layer 51, 53 is made of an insulating material such as heat-resistant glass. These materials may also be ceramic or polyimide. A separate insulating layer may be provided on the surface of the substrate 50 opposite to the surface on which the first insulating layer 51 and the second insulating layer 53 are provided.

本実施形態では、発熱部60が基材50よりもニップ部N側に配置されているが、これとは反対に、基材50が発熱部60よりもニップ部N側に配置されてもよい。ただしその場合は、発熱部60の熱が基材50を介して定着ベルト20に伝達されることになるため、基材50は窒化アルミニウムなどの熱伝導率の高い材料で構成されることが望ましい。 In this embodiment, the heat generating section 60 is disposed closer to the nip portion N than the substrate 50, but the substrate 50 may be disposed closer to the nip portion N than the heat generating section 60. In that case, however, the heat from the heat generating section 60 is transferred to the fixing belt 20 via the substrate 50, so it is desirable that the substrate 50 be made of a material with high thermal conductivity, such as aluminum nitride.

また、本実施形態では、ヒータ22から定着ベルト20への熱伝達効率を高めるため、ヒータ22が定着ベルト20の内周面に対して直接接触するように配置されている。また、これに限らず、ヒータ22は、定着ベルト20に対して、非接触又は低摩擦シートなどを介して間接的に接触するように配置されてもよい。また、定着ベルト20に対するヒータ22の接触箇所は、定着ベルト20の外周面であってもよい。ただし、定着ベルト20の外周面の傷付きによる定着品質の低下を回避するため、ヒータ22が接触する面は、定着ベルト20の内周面であることが望ましい。 In addition, in this embodiment, in order to increase the efficiency of heat transfer from the heater 22 to the fixing belt 20, the heater 22 is arranged so as to be in direct contact with the inner peripheral surface of the fixing belt 20. In addition, without being limited to this, the heater 22 may be arranged so as to be in indirect contact with the fixing belt 20 via a non-contact or low-friction sheet or the like. In addition, the contact point of the heater 22 with the fixing belt 20 may be the outer peripheral surface of the fixing belt 20. However, in order to avoid deterioration of fixing quality due to scratches on the outer peripheral surface of the fixing belt 20, it is desirable that the surface with which the heater 22 comes into contact is the inner peripheral surface of the fixing belt 20.

ヒータホルダ23は、定着ベルト20の内側でヒータ22を保持する保持部材である。ヒータホルダ23は、ヒータ22の熱によって高温になりやすいため、耐熱性の材料で構成されることが望ましい。特に、ヒータホルダ23が、LCP又はPEEKなどの低熱伝導性の耐熱性樹脂で構成される場合は、ヒータホルダ23の耐熱性を確保しつつ、ヒータ22からヒータホルダ23への伝熱が抑制されるので、効率的に定着ベルト20を加熱することが可能である。 The heater holder 23 is a holding member that holds the heater 22 inside the fixing belt 20. The heater holder 23 is desirably made of a heat-resistant material because it is prone to becoming hot due to the heat of the heater 22. In particular, when the heater holder 23 is made of a heat-resistant resin with low thermal conductivity such as LCP or PEEK, the heat resistance of the heater holder 23 is ensured while heat transfer from the heater 22 to the heater holder 23 is suppressed, making it possible to efficiently heat the fixing belt 20.

ステー24は、定着ベルト20の内側に配置される補強部材である。ステー24によってヒータホルダ23のニップ部N側の面とは反対の面が支持されることにより、ヒータホルダ23が加圧ローラ21の加圧力によって撓むのが抑制される。これにより、定着ベルト20と加圧ローラ21との間に均一な幅のニップ部Nが形成される。ステー24は、その剛性を確保するため、SUS又はSECCなどの鉄系金属材料によって形成されることが好ましい。 The stay 24 is a reinforcing member disposed on the inside of the fixing belt 20. The stay 24 supports the surface of the heater holder 23 opposite the surface on the nip portion N side, thereby preventing the heater holder 23 from bending due to the pressure of the pressure roller 21. This forms a nip portion N of uniform width between the fixing belt 20 and the pressure roller 21. The stay 24 is preferably formed from an iron-based metal material such as SUS or SECC to ensure its rigidity.

温度センサ19は、ヒータ22の温度を検知する温度検知手段である。温度センサ19の検知結果に基づいてヒータ22の出力が制御されることにより、定着ベルト20の温度が所望の温度(定着温度)となるように維持される。温度センサ19は、接触型又は非接触型のいずれでもよい。例えば、温度センサ19として、サーモパイル、サーモスタット、サーミスタ、又はNCセンサなどの公知の温度センサを適用可能である。 The temperature sensor 19 is a temperature detection means for detecting the temperature of the heater 22. The output of the heater 22 is controlled based on the detection result of the temperature sensor 19, thereby maintaining the temperature of the fixing belt 20 at a desired temperature (fixing temperature). The temperature sensor 19 may be either a contact type or a non-contact type. For example, a known temperature sensor such as a thermopile, a thermostat, a thermistor, or an NC sensor can be used as the temperature sensor 19.

本実施形態に係る定着装置9においては、印刷動作が開始されると、ヒータ22に電力が供給されることにより、発熱部60が発熱し、定着ベルト20が加熱される。また、加圧ローラ21が回転駆動され、定着ベルト20が従動回転を開始する。そして、定着ベルト20の温度が所定の目標温度(定着温度)に到達した状態で、図3に示すように、未定着トナー画像が担持された用紙Pが、定着ベルト20と加圧ローラ21との間(ニップ部N)に搬送されることにより、未定着トナーが加熱及び加圧されてトナー画像が用紙Pに定着される。 In the fixing device 9 according to this embodiment, when the printing operation is started, power is supplied to the heater 22, causing the heat generating section 60 to generate heat and the fixing belt 20 to heat up. The pressure roller 21 is also driven to rotate, and the fixing belt 20 starts to rotate. Then, when the temperature of the fixing belt 20 reaches a predetermined target temperature (fixing temperature), as shown in FIG. 3, a sheet P carrying an unfixed toner image is transported between the fixing belt 20 and the pressure roller 21 (nip portion N), whereby the unfixed toner is heated and pressurized, and the toner image is fixed to the sheet P.

図4は、本実施形態に係る定着装置9の斜視図、図5は、その分解斜視図である。 Figure 4 is a perspective view of the fixing device 9 according to this embodiment, and Figure 5 is an exploded perspective view of the same.

図4及び図5に示すように、本実施形態に係る定着装置9は、矩形の枠状に形成された装置フレーム40を備えている。装置フレーム40は、一対の側壁部28及び前壁部27を一体に有する第1装置フレーム25と、後壁部29を有する第2装置フレーム26と、によって構成されている。第1装置フレーム25と第2装置フレーム26は、一対の側壁部28に設けられた複数の係合突起28aが後壁部29に設けられた複数の係合孔29aに係合することにより組み付けられる。 As shown in Figures 4 and 5, the fixing device 9 according to this embodiment includes a device frame 40 formed in a rectangular frame shape. The device frame 40 is composed of a first device frame 25 having a pair of side walls 28 and a front wall 27 integrally therewith, and a second device frame 26 having a rear wall 29. The first device frame 25 and the second device frame 26 are assembled by engaging a plurality of engagement protrusions 28a provided on the pair of side walls 28 with a plurality of engagement holes 29a provided on the rear wall 29.

定着ベルト20及び加圧ローラ21は、一対の側壁部28によって支持される。このため、各側壁部28には、加圧ローラ21の回転軸などを挿通させるための挿通溝28bが設けられている。挿通溝28bは、その一端側(後壁部29側)で開口し、これとは反対側の端では開口しない突き当て部が形成されている。この突き当て部には、加圧ローラ21の回転軸を回転可能に支持する軸受30が設けられている。加圧ローラ21が各側壁部28によって支持された状態では、加圧ローラ21の軸方向の一端に設けられた駆動伝達部材としての駆動伝達ギヤ31が、側壁部28よりも外側に露出した状態で配置される。これにより、定着装置9が画像形成装置本体に搭載されると、駆動伝達ギヤ31が画像形成装置本体に設けられているギヤに連結され、駆動源からの駆動力を伝達可能な状態となる。また、駆動伝達ギヤ31に代えて、駆動伝達ベルトを張架するプーリ又はカップリング機構などの駆動伝達部材を用いてもよい。 The fixing belt 20 and the pressure roller 21 are supported by a pair of side walls 28. For this reason, each side wall 28 is provided with an insertion groove 28b for inserting the rotating shaft of the pressure roller 21. The insertion groove 28b is open at one end (the rear wall 29 side) and has a butt section that is not open at the opposite end. This butt section is provided with a bearing 30 that rotatably supports the rotating shaft of the pressure roller 21. When the pressure roller 21 is supported by each side wall 28, the drive transmission gear 31 as a drive transmission member provided at one end of the axial direction of the pressure roller 21 is arranged in a state exposed outside the side wall 28. As a result, when the fixing device 9 is mounted on the image forming apparatus main body, the drive transmission gear 31 is connected to a gear provided on the image forming apparatus main body, and is in a state where it can transmit the driving force from the drive source. In addition, a drive transmission member such as a pulley or a coupling mechanism that stretches the drive transmission belt may be used instead of the drive transmission gear 31.

定着ベルト20の長手方向の両端には、定着ベルト20及びステー24などを支持する一対の支持部材32が設けられている。各支持部材32には、ガイド溝32aが形成されている。図5に示すように、一対の支持部材32と、定着ベルト20、ステー24、ヒータホルダ23、及びヒータ22を組み付けた状態で、各支持部材32のガイド溝32aを各側壁部28の挿通溝28bの縁に沿わせながら各支持部材32を各側壁部28に組み付けることにより、定着ベルト20、ステー24、ヒータホルダ23及びヒータ22が、各側壁部28に支持される。また、各支持部材32が、後壁部29との間に設けられた付勢部材としての一対のバネ33によって付勢されることにより、定着ベルト20が加圧ローラ21へ加圧され、ニップ部が形成される。 A pair of support members 32 that support the fixing belt 20 and the stay 24 are provided at both ends of the fixing belt 20 in the longitudinal direction. Each support member 32 has a guide groove 32a. As shown in FIG. 5, in a state where the pair of support members 32, the fixing belt 20, the stay 24, the heater holder 23, and the heater 22 are assembled, the support members 32 are assembled to the side wall portions 28 while aligning the guide grooves 32a of the support members 32 with the edges of the insertion grooves 28b of the side wall portions 28, so that the fixing belt 20, the stay 24, the heater holder 23, and the heater 22 are supported by the side wall portions 28. In addition, the fixing belt 20 is pressed against the pressure roller 21 by the support members 32 being biased by a pair of springs 33 as biasing members provided between the support members 32 and the rear wall portion 29, and a nip portion is formed.

また、後壁部29には、画像形成装置本体に対する定着装置本体の位置決めを行う位置決め部としての孔部29bが設けられている。一方、画像形成装置本体には、位置決め部としての突起101(図5参照)が設けられている。この突起101が、定着装置9の孔部29bに対して挿入されることで、突起101と孔部29bが嵌合し、画像形成装置本体に対する定着装置本体の位置決めがなされる。なお、孔部29bが設けられる位置は、後壁部29の長手方向の中央よりもいずれか一方の端寄りの位置であることが好ましい。このような位置に孔部29bが設けられることにより、孔部29bが設けられない端側では、温度変化に伴う長手方向の伸縮が許容され、装置フレーム40の歪を抑制することが可能である。 The rear wall 29 is provided with a hole 29b as a positioning portion for positioning the fixing device body relative to the image forming device body. On the other hand, the image forming device body is provided with a protrusion 101 (see FIG. 5) as a positioning portion. When the protrusion 101 is inserted into the hole 29b of the fixing device 9, the protrusion 101 and the hole 29b fit together, and the fixing device body is positioned relative to the image forming device body. The position at which the hole 29b is provided is preferably closer to one of the ends than the longitudinal center of the rear wall 29. By providing the hole 29b at such a position, longitudinal expansion and contraction due to temperature changes is permitted at the end where the hole 29b is not provided, making it possible to suppress distortion of the device frame 40.

図6は、ヒータ22などを一対の支持部材32によって支持した加熱ユニットの斜視図、図7は、その加熱ユニットの分解斜視図である。 Figure 6 is a perspective view of a heating unit in which a heater 22 and other components are supported by a pair of support members 32, and Figure 7 is an exploded perspective view of the heating unit.

図6に示すように、ヒータ22及びヒータホルダ23は、図の左右方向へ長く伸びる長手状の部材である。ヒータ22及びヒータホルダ23は、定着装置に組み込まれた状態で、定着ベルト20の長手方向又は加圧ローラ21の軸方向へ長手状に配置される。また、同様にステー24も、定着ベルト20の長手方向又は加圧ローラ21の軸方向へ長手状に配置される。 As shown in FIG. 6, the heater 22 and the heater holder 23 are longitudinal members that extend in the left-right direction of the figure. When the heater 22 and the heater holder 23 are incorporated in the fixing device, they are arranged longitudinally in the longitudinal direction of the fixing belt 20 or the axial direction of the pressure roller 21. Similarly, the stay 24 is also arranged longitudinally in the longitudinal direction of the fixing belt 20 or the axial direction of the pressure roller 21.

図6及び図7に示すように、ヒータホルダ23には、ヒータ22を収容するための矩形の収容凹部23aが設けられている。収容凹部23aは、ヒータ22とほぼ同等の形状及びサイズに形成されている。ただし、収容凹部23aの長手方向寸法L2はヒータ22の長手方向寸法L1よりも若干長く設定されている。このため、熱膨張によってヒータ22がその長手方向に伸びても、ヒータ22と収容凹部23aとの干渉を回避できる。 As shown in Figures 6 and 7, the heater holder 23 is provided with a rectangular storage recess 23a for storing the heater 22. The storage recess 23a is formed to have approximately the same shape and size as the heater 22. However, the longitudinal dimension L2 of the storage recess 23a is set to be slightly longer than the longitudinal dimension L1 of the heater 22. Therefore, even if the heater 22 expands in its longitudinal direction due to thermal expansion, interference between the heater 22 and the storage recess 23a can be avoided.

一対の支持部材32は、定着ベルト20の内側に挿入されて定着ベルト20を支持するC字状のベルト支持部32bと、定着ベルト20の端面に接触して定着ベルト20の長手方向の移動(片寄り)を規制するフランジ状のベルト規制部32cと、ヒータホルダ23及びステー24の長手方向の両端近傍部分が挿入されてこれらを支持する支持凹部32dと、を有している。定着ベルト20は、その長手方向の両端にベルト支持部32bが挿入されることで、ベルト非回転時において基本的に周方向(ベルト回転方向)の張力が作用しない、いわゆるフリーベルト方式で支持される。 The pair of support members 32 has a C-shaped belt support portion 32b that is inserted inside the fixing belt 20 to support the fixing belt 20, a flange-shaped belt regulation portion 32c that contacts the end face of the fixing belt 20 to regulate the longitudinal movement (deviation) of the fixing belt 20, and a support recess 32d into which the heater holder 23 and the stay 24 are inserted near both ends in the longitudinal direction to support them. By inserting the belt support portions 32b into both ends in the longitudinal direction, the fixing belt 20 is supported in a so-called free belt manner in which no tension is applied in the circumferential direction (belt rotation direction) when the belt is not rotating.

また、図6及び図7に示すように、ヒータホルダ23の長手方向の中央よりも一端側には、位置決め部としての位置決め凹部23eが設けられている。この位置決め凹部23eに対して、図6及び図7における左側の支持部材32の嵌合部32eが嵌合することにより、ヒータホルダ23と支持部材32との位置決めがなされる。一方、図6及び図7における右側の支持部材32には、嵌合部32eは設けられておらず、ヒータホルダ23との長手方向の位置決めはされない。このように、支持部材32に対するヒータホルダ23の位置決めをヒータホルダ23の長手方向の片側のみとすることで、温度変化に伴うヒータホルダ23の長手方向の伸縮が許容される。 As shown in Figures 6 and 7, a positioning recess 23e is provided as a positioning portion at one end of the heater holder 23 from the center in the longitudinal direction. The fitting portion 32e of the support member 32 on the left side in Figures 6 and 7 fits into this positioning recess 23e, thereby positioning the heater holder 23 and the support member 32. On the other hand, the support member 32 on the right side in Figures 6 and 7 does not have the fitting portion 32e, and is not positioned in the longitudinal direction relative to the heater holder 23. In this way, by positioning the heater holder 23 relative to the support member 32 only on one side in the longitudinal direction of the heater holder 23, longitudinal expansion and contraction of the heater holder 23 due to temperature changes is permitted.

また、図7に示すように、ステー24の長手方向の両端近傍部分には、各支持部材32に対するステー24の移動を規制する段差部24aが設けられている。各段差部24aは支持部材32に突き当たることで支持部材32に対するステー24の長手方向の移動を規制する。ただし、これら段差部24aのうち少なくとも一方は、支持部材32に対して隙間(ガタ)を介して配置される。このように、少なくとも一方の段差部24aが支持部材32に対して隙間を介して配置されることにより、温度変化に伴うステー24の伸縮が許容される。 As shown in FIG. 7, steps 24a are provided near both ends of the stay 24 in the longitudinal direction to restrict movement of the stay 24 relative to each support member 32. Each step 24a abuts against the support member 32 to restrict longitudinal movement of the stay 24 relative to the support member 32. However, at least one of these step portions 24a is disposed with a gap (backlash) relative to the support member 32. In this way, by disposing at least one step portion 24a with a gap relative to the support member 32, expansion and contraction of the stay 24 due to temperature changes is permitted.

図8は、本実施形態に係るヒータ22の平面図、図9は、その分解斜視図である。 Figure 8 is a plan view of the heater 22 according to this embodiment, and Figure 9 is an exploded perspective view of the heater 22.

図9に示すように、ヒータ22の基材50上には、第1絶縁層51を介して発熱部60を構成する複数の抵抗発熱体59が配置されている。各抵抗発熱体59は、基材50の長手方向Zに渡って一列に並んで配置されている。導体層52は、複数の抵抗発熱体59のほか、複数の電極部61と、複数の給電線(導電部)62と、が設けられている。各抵抗発熱体59は、複数の給電線62を介して複数の電極部61のいずれか2つに電気的に接続されている。図8に示すように、各抵抗発熱体59の全体及び各給電線62の大部分は、第2絶縁層53によって覆われ、絶縁性が確保されている。また、各抵抗発熱体59は、互いに間隔をあけて配列されているため、隣り合う抵抗発熱体59同士の間は絶縁領域(第2絶縁層53)が介在している。一方、各電極部61は、後述のコネクタが接続できるように、第2絶縁層53によってほとんど覆われておらず露出した状態となっている。 9, a plurality of resistive heating elements 59 constituting a heating portion 60 are arranged on the substrate 50 of the heater 22 via a first insulating layer 51. The resistive heating elements 59 are arranged in a row in the longitudinal direction Z of the substrate 50. The conductor layer 52 is provided with a plurality of resistive heating elements 59, a plurality of electrode portions 61, and a plurality of power supply lines (conductive portions) 62. Each resistive heating element 59 is electrically connected to any two of the plurality of electrode portions 61 via a plurality of power supply lines 62. As shown in FIG. 8, the entire resistive heating element 59 and most of each power supply line 62 are covered by the second insulating layer 53 to ensure insulation. In addition, since the resistive heating elements 59 are arranged at intervals from each other, an insulating region (second insulating layer 53) is interposed between adjacent resistive heating elements 59. On the other hand, each electrode portion 61 is hardly covered by the second insulating layer 53 and is exposed so that a connector described later can be connected.

抵抗発熱体59は、例えば、銀パラジウム(AgPd)及びガラス粉末などを調合したペーストをスクリーン印刷などにより基材50に塗工し、その後、当該基材50を焼成することによって形成することができる。また、抵抗発熱体59の材料として、銀合金(AgPt)及び酸化ルテニウム(RuO)の少なくとも一方を含む抵抗材料を用いてもよい。 The resistive heating element 59 can be formed, for example, by applying a paste made of a mixture of silver palladium (AgPd) and glass powder to the substrate 50 by screen printing or the like, and then firing the substrate 50. Alternatively, the resistive heating element 59 may be made of a resistive material containing at least one of a silver alloy (AgPt) and ruthenium oxide (RuO 2 ).

電極部61及び給電線62は、抵抗発熱体59よりも小さい抵抗値の導体で構成されている。例えば、電極部61及び給電線62は、銀(Ag)又は銀パラジウム(AgPd)などの材料を基材50上にスクリーン印刷することによって形成される。 The electrode portion 61 and the power supply line 62 are made of a conductor having a resistance value smaller than that of the resistive heating element 59. For example, the electrode portion 61 and the power supply line 62 are formed by screen printing a material such as silver (Ag) or silver palladium (AgPd) on the substrate 50.

図10は、ヒータ22に給電部材としてのコネクタ70が接続された状態を示す斜視図である。 Figure 10 is a perspective view showing the heater 22 connected to a connector 70 as a power supply member.

図10に示すように、コネクタ70は、樹脂製のハウジング71と、ハウジング71に設けられた複数のコンタクト端子72と、を有している。各コンタクト端子72は、板バネで構成されている。また、各コンタクト端子72には、給電用のハーネス73が接続されている。 As shown in FIG. 10, the connector 70 has a resin housing 71 and a number of contact terminals 72 provided on the housing 71. Each contact terminal 72 is made of a leaf spring. A power supply harness 73 is connected to each contact terminal 72.

図10に示すように、コネクタ70は、ヒータ22及びヒータホルダ23を一緒に挟むようにして取り付けられる。これにより、ヒータ22及びヒータホルダ23は、コネクタ70によって一緒に保持される。また、この状態で、コネクタ70の各コンタクト端子72の先端(接触部72a)が、それぞれ対応する電極部61に弾性的に接触(圧接)することにより、各コンタクト端子72と各電極部61とが電気的に接続される。また同様に、図10に示すヒータ22の長手方向の端とは反対側の端にある電極部61に対しても、コネクタ70が接続される。これにより、コネクタ70を介して画像形成装置に設けられた電源から発熱部60へ電力が供給可能な状態となる。 As shown in FIG. 10, the connector 70 is attached so as to sandwich the heater 22 and the heater holder 23 together. As a result, the heater 22 and the heater holder 23 are held together by the connector 70. In this state, the tips (contact portions 72a) of the contact terminals 72 of the connector 70 elastically contact (pressure weld) with the corresponding electrode portions 61, electrically connecting the contact terminals 72 and the electrode portions 61. Similarly, the connector 70 is also connected to the electrode portion 61 at the end opposite the longitudinal end of the heater 22 shown in FIG. 10. This allows power to be supplied to the heat generating portion 60 from a power source provided in the image forming apparatus via the connector 70.

以下、図11に基づき、本実施形態に係るヒータ22の構成についてさらに詳しく説明する。 The configuration of the heater 22 according to this embodiment is described in more detail below with reference to FIG. 11.

図11に示すように、本実施形態に係るヒータ22には、7つの抵抗発熱体59A~59Gと、3つの電極部61A~61Cと、これらを接続する4つの給電線62A~62Dと、が設けられている。3つの電極部61A~61Cのうち、2つの電極部61A,61Cは、各抵抗発熱体59A~59Gよりも基材50の長手方向Zの一端側(図11における左側)に配置され、残りの1つの電極部61Bは、各抵抗発熱体59A~59Gよりも基材50の長手方向Zの他端側(図11における右側)に配置されている。各抵抗発熱体59A~59Gは、一端側に配置される2つの電極部61A,61Cのうちのいずれかと、他端側に配置される1つの電極部61Bに対して、電気的に接続されている。 As shown in FIG. 11, the heater 22 according to this embodiment is provided with seven resistive heating elements 59A-59G, three electrode portions 61A-61C, and four power supply lines 62A-62D connecting them. Of the three electrode portions 61A-61C, two electrode portions 61A, 61C are arranged closer to one end of the substrate 50 in the longitudinal direction Z than the resistive heating elements 59A-59G (left side in FIG. 11), and the remaining electrode portion 61B is arranged closer to the other end of the substrate 50 in the longitudinal direction Z than the resistive heating elements 59A-59G (right side in FIG. 11). Each resistive heating element 59A-59G is electrically connected to one of the two electrode portions 61A, 61C arranged at one end and to one electrode portion 61B arranged at the other end.

詳しくは、7つの抵抗発熱体59A~59Gのうち、両端以外の各抵抗発熱体59B~59Fは、第1給電線62Aを介して第1電極部61Aに並列に接続されると共に、第2給電線62Bを介して第2電極部61Bに並列に接続されている。一方、両端の各抵抗発熱体59A,59Gは、第3給電線62C又は第4給電線62Dを介して第3電極部61Cに並列に接続されると共に、第2給電線62Bを介して第2電極部61Bに並列に接続されている。 More specifically, of the seven resistive heating elements 59A-59G, the resistive heating elements 59B-59F other than those at both ends are connected in parallel to the first electrode 61A via the first power supply line 62A, and are connected in parallel to the second electrode 61B via the second power supply line 62B. On the other hand, the resistive heating elements 59A, 59G at both ends are connected in parallel to the third electrode 61C via the third power supply line 62C or the fourth power supply line 62D, and are connected in parallel to the second electrode 61B via the second power supply line 62B.

このような接続構造とすることで、本実施形態では、両端以外の各抵抗発熱体59B~59Fで構成される第1発熱部60Aと、両端の各抵抗発熱体59A,59Gで構成される第2発熱部60Bとを、互いに独立して発熱制御することが可能である。具体的に、第1電極部61A及び第2電極部61Bに電圧を印加して両電極部61A,61B間に電位差を生じさせた場合は、両端以外の各抵抗発熱体59B~59Fが通電し、第1発熱部60Aのみが発熱する。一方、第3電極部61C及び第2電極部61Bに電圧を印加して両電極部61C,61B間に電位差を生じさせた場合は、両端の各抵抗発熱体59A,59Gが通電するため、第2の発熱部60Bのみが発熱する。また、全ての電極部61A~61Cに電圧を印加して第1電極部61Aと第2電極部61の間及び第3電極部61Cと第2電極部61Bの間でそれぞれ電位差を生じさせた場合は、全ての抵抗発熱体59A~59Gが通電するため、第1の発熱部60A及び第2の発熱部60Bの両方が発熱する。例えば、A4サイズ(通紙幅:210mm)以下の比較的小さい幅サイズの用紙を通紙する場合は、第1の発熱部60Aのみを発熱させ、A3サイズ(通紙幅:297mm)以上の比較的大きい幅サイズの用紙を通紙する場合は、第1の発熱部60Aに加え第2の発熱部60Bも発熱させることで、用紙幅に応じた発熱領域とすることが可能である。 By adopting such a connection structure, in this embodiment, it is possible to independently control the heat generation of the first heating portion 60A composed of the resistive heating elements 59B to 59F other than those at both ends, and the second heating portion 60B composed of the resistive heating elements 59A, 59G at both ends. Specifically, when a voltage is applied to the first electrode portion 61A and the second electrode portion 61B to generate a potential difference between the two electrodes 61A, 61B, the resistive heating elements 59B to 59F other than those at both ends are energized, and only the first heating portion 60A generates heat. On the other hand, when a voltage is applied to the third electrode portion 61C and the second electrode portion 61B to generate a potential difference between the two electrodes 61C, 61B, the resistive heating elements 59A, 59G at both ends are energized, and only the second heating portion 60B generates heat. In addition, when a voltage is applied to all the electrodes 61A-61C to generate a potential difference between the first electrode 61A and the second electrode 61 and between the third electrode 61C and the second electrode 61B, all the resistive heating elements 59A-59G are energized, and both the first heating element 60A and the second heating element 60B generate heat. For example, when passing a relatively small width paper of A4 size (paper passing width: 210 mm) or less, only the first heating element 60A generates heat, and when passing a relatively large width paper of A3 size (paper passing width: 297 mm) or more, the second heating element 60B is also heated in addition to the first heating element 60A, making it possible to create a heating area according to the paper width.

ここで、本実施形態に係るヒータ22に生じる温度のばらつき(温度分布偏差)について説明する。 Here, we will explain the temperature variation (temperature distribution deviation) that occurs in the heater 22 according to this embodiment.

一般的に、上記のような抵抗発熱体が給電線を介して電極部に接続されたヒータにおいては、抵抗発熱体を発熱させる際、給電線への通電により給電線でもわずかながら発熱が生じる。従って、給電線の発熱分布によっては、ヒータの温度分布にばらつきが生じる虞がある。特に、画像形成装置の高速化に伴い、発熱量を増大させるべく発熱体へ流れる電流を大きくすると、給電線で生じる発熱量も大きくなるため、その影響を無視できなくなる。 In general, in a heater in which a resistive heating element as described above is connected to an electrode portion via a power supply line, when the resistive heating element is heated, the power supply line also generates a small amount of heat due to current passing through the power supply line. Therefore, depending on the heat distribution in the power supply line, there is a risk that the temperature distribution of the heater will vary. In particular, as the speed of image forming devices increases, if the current flowing through the heating element is increased to increase the amount of heat generated, the amount of heat generated in the power supply line also increases, and the effect of this cannot be ignored.

図12では、全ての抵抗発熱体59A~59Gに対して電流が20%ずつ流れた場合に、抵抗発熱体59A~59Gごとに区画された各ブロック内で発生する各給電線62A,62B,62Dの発熱量とその合計値を示す。ここで、基材50の抵抗発熱体59が設けられている面に沿って長手方向Zと交差する方向Y(図11参照)を、基材50の「短手方向」と称すると、本実施形態では、各給電線62A,62B,62Dの短手方向Yに伸びる部分は短く、その部分における発熱量はわずかであることから無視し、長手方向Zに伸びる部分で発生する発熱量のみを算出している。また、発熱量(W)は下記式(1)で表されることから、図12の表に示す発熱量は、便宜的に各給電線に流れる電流(I)の二乗として算出している。よって、算出された発熱量の数値は、あくまで簡易的に算出された値であり、実際の発熱量とは異なるものである。 Figure 12 shows the amount of heat generated by each of the power supply lines 62A, 62B, and 62D in each block divided for each of the resistance heating elements 59A to 59G and the total amount of heat generated in each block when 20% of the current flows through each of the resistance heating elements 59A to 59G. Here, if the direction Y (see Figure 11) that intersects with the longitudinal direction Z along the surface of the substrate 50 on which the resistance heating elements 59 are provided is called the "short direction" of the substrate 50, in this embodiment, the portion of each of the power supply lines 62A, 62B, and 62D that extends in the short direction Y is short and the amount of heat generated in this portion is small, so it is ignored and only the amount of heat generated in the portion that extends in the longitudinal direction Z is calculated. In addition, since the amount of heat generated (W) is expressed by the following formula (1), the amount of heat generated in the table in Figure 12 is calculated as the square of the current (I) flowing through each power supply line for convenience. Therefore, the calculated value of the amount of heat generated is merely a simplified calculation value and differs from the actual amount of heat generated.

Figure 0007519009000001
Figure 0007519009000001

発熱量の算出方法について、図12における第1ブロック及び第2ブロックを例に説明すると、第1ブロックにおいては、第1給電線62Aに流れる電流が100%、第4給電線62Dに流れる電流が20%であるので、それぞれの二乗の合計値である10400(10000+400)が第1ブロックにおける給電線の合計発熱量となる。また、第2ブロックにおいては、第1給電線62Aに流れる電流が80%、第2給電線62Bに流れる電流が20%、第4給電線62Dに流れる電流が20%であるので、これらの二乗の合計値である7200(6400+400+400)が第2ブロックにおける給電線の合計発熱量となる。また、他のブロックにおいても、同様にして発熱量を算出している。 Regarding the method of calculating the amount of heat generated, the first block and the second block in FIG. 12 are used as examples. In the first block, the current flowing through the first power supply line 62A is 100%, and the current flowing through the fourth power supply line 62D is 20%, so the sum of the squares of these is 10,400 (10,000 + 400), which is the total heat generated by the power supply lines in the first block. In the second block, the current flowing through the first power supply line 62A is 80%, the current flowing through the second power supply line 62B is 20%, and the current flowing through the fourth power supply line 62D is 20%, so the sum of the squares of these is 7,200 (6,400 + 400 + 400), which is the total heat generated by the power supply lines in the second block. The heat generated by the other blocks is calculated in a similar manner.

そして、各ブロックの合計発熱量を縦軸に表したものが、図12中のグラフである。このグラフを見てわかるように、各給電線の合計発熱量は、両端側のブロックで大きく、反対に中央側のブロックでは低くなる。また、中央に対して対称のブロック同士(例えば、第1ブロックと第7ブロック)における各給電線の合計発熱量も異なっている。このように、給電線の発熱分布には基材の長手方向Zに渡ってばらつきがあるため、このばらつきによってヒータの発熱分布にもばらつきが発生する。 The graph in Figure 12 shows the total heat generation of each block on the vertical axis. As can be seen from this graph, the total heat generation of each power supply line is large in the blocks at both ends and low in the blocks in the center. Furthermore, the total heat generation of each power supply line in blocks symmetrical to the center (for example, the first block and the seventh block) also differs. In this way, the heat generation distribution of the power supply lines varies across the longitudinal direction Z of the substrate, and this variation also causes variation in the heat generation distribution of the heater.

また、このような給電線の発熱に起因する温度のばらつきは、全ての抵抗発熱体を発熱させる場合(図12に示す例)だけに限らず、一部の抵抗発熱体を発熱させる場合でも発生し得る。特に、ヒータの小型化又は画像形成装置の高速化に伴って、給電線に意図しない分流が生じた場合は、温度のばらつきが顕著となる虞がある。また、意図しない分流は、ヒータを短手方向に小型化すべく、給電線の幅をヒータの短手方向に小さくした結果、給電線の抵抗値が大きくなった場合、あるいは画像形成装置を高速化するため、抵抗発熱体の発熱量を増加させるべく、抵抗発熱体の抵抗値を小さくした場合に、発生しやすくなる。すなわち、小型化又は高速化に伴って給電線の抵抗値と抵抗発熱体の抵抗値とが相対的に接近した場合は、これまで通電しなかった経路にも通電し得る(意図しない分流が発生し得る)状態となる。 In addition, such temperature variation caused by heat generation from the power supply line is not limited to the case where all the resistance heating elements are heated (example shown in FIG. 12), but may occur even when only some of the resistance heating elements are heated. In particular, when unintended current shunting occurs in the power supply line due to miniaturization of the heater or speed-up of the image forming device, there is a risk that the temperature variation will become significant. In addition, unintended current shunting is likely to occur when the resistance value of the power supply line increases as a result of reducing the width of the power supply line in the short side direction of the heater in order to miniaturize the heater in the short side direction, or when the resistance value of the resistance heating element is reduced in order to increase the heat generation amount of the resistance heating element in order to speed up the image forming device. In other words, when the resistance value of the power supply line and the resistance value of the resistance heating element become relatively close due to miniaturization or speed-up, it becomes possible for current to flow through paths that have not previously flowed (unintended current shunting may occur).

例えば、図13に示すように、両端以外の各抵抗発熱体59B~59F(第1発熱部60A)のみに通電した場合に、図の左から2番目の抵抗発熱体59Bを通過した電流の一部が、その先の第2給電線62Bの分岐部Xにて第2電極部61B側とは反対側(図の左側)にも流れる意図しない分流が発生することがある。分流した電流は、図13における左端の抵抗発熱体59Aを通過し、さらに、第3給電線62C、第3電極部61C、第4給電線62Dを介して右端の抵抗発熱体59Gを通過した後、第2給電線62Bに合流する。 For example, as shown in FIG. 13, when electricity is applied to only the resistive heating elements 59B-59F (first heating portion 60A) other than those at both ends, part of the current that passes through the second resistive heating element 59B from the left in the figure may unintentionally split into two parts at the branch point X of the second power supply line 62B, flowing to the opposite side of the second electrode portion 61B (the left side of the figure). The split current passes through the resistive heating element 59A on the left side in FIG. 13, and then passes through the resistive heating element 59G on the right side via the third power supply line 62C, the third electrode portion 61C, and the fourth power supply line 62D, before joining the second power supply line 62B.

このように、意図しない分流は、分岐部Xから図13中の一点鎖線K3で示す分岐経路を通って第2給電線62Bに至る。また、このような意図しない分流は、本実施形態に係るヒータ22のような、ヒータ22の導電経路が、両端以外の各抵抗発熱体59B~59F(第1発熱部60A)と第1電極部61Aとを接続する第1導電経路(第1導電部)K1と、両端以外の各抵抗発熱体59B~59Fからヒータ22の長手方向のうちの第1方向S1側(図13における右方向)に伸びて第2電極部61Bに接続される第2導電経路(第2導電部)K2と、第2導電経路K2から分岐し、第1方向S1とは反対の第2方向S2側(図13における左方向)に伸びて第1導電経路K1を介さずに第2導電経路K2又は第2電極部61Bに接続される第3導電経路(分岐経路)K3と、を少なくとも有する構成であれば生じ得る。なお、本実施形態では、第3導電経路(分岐経路)K3が、第2給電線62Bの一部(分岐部Xから図13における左側の部分)と、第3給電線62Cと、第4給電線62Dとから成る第3導電部のほか、両端の各抵抗発熱体59A,59G(第2発熱部60B)と、第3電極部61Cと、を含む導電経路で構成されている。また、第3導電経路K3は、抵抗発熱体及び電極部を含まない給電線のみの導電経路であってもよい。そのような場合も、意図しない分流は生じる可能性がある。 In this way, the unintended diversion flows from the branch point X through the branch path shown by the dotted line K3 in Figure 13 to the second power supply line 62B. Furthermore, such unintended branching can occur if the conductive path of the heater 22, such as the heater 22 according to this embodiment, has at least a first conductive path (first conductive portion) K1 connecting each of the resistive heating elements 59B to 59F (first heating portion 60A) other than at both ends to the first electrode portion 61A, a second conductive path (second conductive portion) K2 extending from each of the resistive heating elements 59B to 59F other than at both ends toward the first direction S1 side (rightward in FIG. 13) of the longitudinal direction of the heater 22 and connected to the second electrode portion 61B, and a third conductive path (branch path) K3 branching off from the second conductive path K2, extending toward the second direction S2 side (leftward in FIG. 13) opposite to the first direction S1, and connected to the second conductive path K2 or the second electrode portion 61B without passing through the first conductive path K1. In this embodiment, the third conductive path (branch path) K3 is composed of a conductive path including a third conductive section consisting of a part of the second power supply line 62B (the part from the branch point X to the left in FIG. 13), the third power supply line 62C, and the fourth power supply line 62D, as well as the resistive heating elements 59A and 59G (second heating element 60B) at both ends and the third electrode portion 61C. The third conductive path K3 may also be a conductive path consisting of only the power supply line, without the resistive heating elements and the electrode portions. Even in such a case, unintended shunting may occur.

図13中の表及びグラフに、意図しない分流が発生した場合のブロックごとの各給電線62A,62B,62Dで生じる発熱量及びその合計値を示す。この例では、両端以外の各抵抗発熱体59B~59Fへ電流が20%ずつ均等に流れた場合に、そのうちの一部の電流が分岐部Xにおいて5%分流したとして、発熱させるブロック(第2ブロック~第6ブロック)ごとの各給電線62A,62B,62Dの発熱量を算出している。なお、発熱量の算出方法は、図12に示す例で説明した方法と同様である。 The table and graph in Figure 13 show the amount of heat generated in each power supply line 62A, 62B, 62D for each block and the total amount of heat generated when unintended current shunting occurs. In this example, when 20% of the current flows evenly to each of the resistive heating elements 59B to 59F other than at both ends, a portion of that current is assumed to be diverted by 5% at branch point X, and the amount of heat generated in each power supply line 62A, 62B, 62D for each block (block 2 to block 6) is calculated. The method for calculating the amount of heat generated is the same as that described in the example shown in Figure 12.

図13中の表及びグラフに示すように、この場合も、給電線の合計発熱量は、両端側のブロックで大きく、反対に中央側のブロックでは低くなり、ばらつきが発生する。ただし、図13の場合は、図12とは反対に、グラフの右側のブロックよりも左側のブロックの温度が高くなっている。なお、図12及び図13では、電流が一方向に流れる様子を示しているが、ヒータ22に流れる電流は直流でもよいし交流でもよい。 As shown in the table and graph in FIG. 13, in this case too, the total heat generation of the power supply line is large in the blocks at both ends and low in the blocks in the center, resulting in variation. However, in the case of FIG. 13, contrary to FIG. 12, the temperature of the blocks on the left side of the graph is higher than that of the blocks on the right side. Note that although FIGS. 12 and 13 show the current flowing in one direction, the current flowing through the heater 22 may be either DC or AC.

以上のように、本実施形態に係る定着装置においては、ブロックごとの給電線の発熱量のばらつきに起因して、ヒータの温度分布も長手方向に渡ってばらつきが発生する。また、このようなヒータにおける温度分布のばらつきの影響は、定着装置に留まらず、画像形成装置内に搭載される他の装置にも影響を与える。従って、上述の潤滑剤を供給する保護剤供給装置7にもヒータの温度分布の影響が及び、これにより潤滑剤の供給量にばらつきが発生する虞がある。 As described above, in the fixing device according to this embodiment, the temperature distribution of the heater also varies along the longitudinal direction due to the variation in the amount of heat generated by the power supply lines for each block. Furthermore, the effect of such variation in the temperature distribution of the heater does not only affect the fixing device, but also affects other devices installed in the image forming apparatus. Therefore, the temperature distribution of the heater also affects the protective agent supply device 7 that supplies the above-mentioned lubricant, which may cause variation in the amount of lubricant supplied.

一般的に、潤滑剤供給量は、潤滑剤に対する潤滑剤供給部材(例えば、図2に示すブラシローラ81)の摩擦力に応じて変化するため、潤滑剤供給部材の回転速度又は材質が潤滑剤供給量を特定する設計時のパラメータとなる。しかしながら、潤滑剤供給部材の硬度はその温度に応じて変化するため、潤滑剤供給部材の温度が変化すると潤滑剤供給量も変動する。すなわち、潤滑剤供給部材の温度が高いほど、潤滑剤供給部材が柔らかくなるため、潤滑剤供給量は低下する傾向にある。 Generally, the amount of lubricant supplied varies depending on the frictional force of the lubricant supplying member (e.g., brush roller 81 shown in FIG. 2) against the lubricant, so the rotation speed or material of the lubricant supplying member are design parameters that specify the amount of lubricant supplied. However, the hardness of the lubricant supplying member varies depending on its temperature, so when the temperature of the lubricant supplying member changes, the amount of lubricant supplied also fluctuates. In other words, the higher the temperature of the lubricant supplying member, the softer the lubricant supplying member becomes, so the amount of lubricant supplied tends to decrease.

このため、潤滑剤供給部材が上記のようなヒータの温度分布のばらつきの影響を受けて、温度の高い部分と温度の低い部分とが生じると、これに伴って潤滑剤供給量にもばらつきが発生する。具体的に、上述のヒータ22のように、図14に示す複数の抵抗発熱体59A~59Gが配列された発熱領域Hの長手方向中央c側よりも長手方向両端e側で温度が高くなる場合は、これに起因してブラシローラ81の温度も、発熱領域Hの長手方向両端e側に対応する部分で高くなるため、特に両端e側に対応する部分で潤滑剤供給量が少なくなる。なお、図14では、図12に示す全ての抵抗発熱体59を発熱させた場合のヒータ22の温度分布を例にしている。このように、ブラシローラ81の温度偏差によって両端側での潤滑剤供給量が少なくなると、感光体のクリーニング性が低下する虞がある。 Therefore, when the lubricant supplying member is affected by the variation in the heater temperature distribution as described above, and high and low temperature areas are generated, the amount of lubricant supplied also varies accordingly. Specifically, as in the heater 22 described above, when the temperature is higher at both ends e of the heat generating area H in which the multiple resistance heating elements 59A to 59G shown in FIG. 14 are arranged than at the center c in the longitudinal direction, the temperature of the brush roller 81 also becomes higher in the parts corresponding to both ends e of the heat generating area H in the longitudinal direction, and the amount of lubricant supplied is particularly low in the parts corresponding to both ends e. Note that FIG. 14 shows an example of the temperature distribution of the heater 22 when all the resistance heating elements 59 shown in FIG. 12 are heated. In this way, if the amount of lubricant supplied at both ends is reduced due to the temperature deviation of the brush roller 81, the cleaning performance of the photosensitive member may be reduced.

ところで、潤滑剤の消費量(潤滑剤供給量)は、上述の画像形成装置内の温度(特にブラシローラ81の温度)との間の相関関係のほか、潤滑剤の密度との間にも相関関係がある。すなわち、潤滑剤の密度が高いほど潤滑剤は消費されにくくなる。このように、潤滑剤の消費量は、画像形成装置内の温度又は潤滑剤の密度と相関関係があるため、画像形成装置内の温度に基づいて潤滑剤の密度を設定することにより、潤滑剤の消費量を調整することが可能である。 Incidentally, the amount of lubricant consumed (amount of lubricant supplied) is correlated not only with the temperature inside the image forming device (particularly the temperature of the brush roller 81) as described above, but also with the density of the lubricant. In other words, the higher the density of the lubricant, the less the lubricant is consumed. In this way, since the amount of lubricant consumed is correlated with the temperature inside the image forming device or the density of the lubricant, it is possible to adjust the amount of lubricant consumed by setting the density of the lubricant based on the temperature inside the image forming device.

そこで、本実施形態に係る画像形成装置においては、上記のような潤滑剤供給量のばらつきを抑制するため、潤滑剤の長手方向に渡る密度を以下のように設定している。なお、本明細書中において、「潤滑剤の長手方向」は、「ヒータの長手方向」又は「ヒータの基材の長手方向」と同じ方向を意味する。また、本発明おける潤滑剤の密度の絶対値としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、一般的に1.190g/cm以下であると、潤滑剤供給部材、特にウレタンスポンジ製のローラを用いて容易に潤滑剤を像担持体に塗布できることが知られている(特開2017-68225号公報参照)。像担持体保護剤である潤滑剤の密度は、像担持体保護剤の質量(W)を像担持体保護剤の体積(V)で割ることにより算出することができる。また、前記質量(W)は、分析天秤(装置名:AB204-S、メトラートレド株式会社製)、前記体積(V)は、マイクロメーター又はノギスを用いて算出することができる。 Therefore, in the image forming apparatus according to the present embodiment, in order to suppress the variation in the amount of lubricant supplied as described above, the density of the lubricant in the longitudinal direction is set as follows. In this specification, the "longitudinal direction of the lubricant" means the same direction as the "longitudinal direction of the heater" or the "longitudinal direction of the heater base material". In addition, the absolute value of the density of the lubricant in the present invention is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose, but it is generally known that if it is 1.190 g/cm 3 or less, the lubricant can be easily applied to the image carrier using a lubricant supply member, particularly a roller made of urethane sponge (see JP 2017-68225 A). The density of the lubricant, which is the image carrier protective agent, can be calculated by dividing the mass (W) of the image carrier protective agent by the volume (V) of the image carrier protective agent. The mass (W) can be calculated using an analytical balance (device name: AB204-S, manufactured by Mettler Toledo K.K.), and the volume (V) can be calculated using a micrometer or vernier calipers.

まず、潤滑剤の密度の設定を検討するにあたって、密度と潤滑剤消費量との関係を調べる試験を行った。 First, when considering the setting of the lubricant density, we conducted a test to examine the relationship between density and lubricant consumption.

ここで、ヒータの特定位置における温度を「T」、その特定位置に対応する潤滑剤の部分の密度を「ρ」とすると、潤滑剤の消費量は、温度(T)又は密度(ρ)が高いほど少なくなるので、「T」と「ρ」を乗算した値の逆数である「1/T×ρ」が、潤滑剤の消費しやすさを表す指標(潤滑剤消費係数)となる。なお、ここでいう「ヒータの特定位置に対応する潤滑剤の部分」とは、ヒータの特定位置に対して通紙方向(記録媒体搬送方向)で同じ位置となる潤滑剤の長手方向における部分を意味し、以下で述べる「対応する部分」についても同様である。また、ヒータの温度(T)はヒータの各部分で流れる電流の二乗の合計値(I)と相関関係があるので{上記式(1)参照}、潤滑剤の消費しやすさを決定するパラメータの1つとして、温度(T)に代えて電流の二乗の合計値(I)を用いることが可能である。従って、ここでは、温度(T)に代えて電流の二乗の合計値(I)を用いた「1/I×ρ」を、潤滑剤消費係数として用いる。 Here, if the temperature at a specific position of the heater is "T" and the density of the portion of the lubricant corresponding to the specific position is "ρ", the consumption of the lubricant decreases as the temperature (T) or density (ρ) increases, so the inverse of the value obtained by multiplying "T" and "ρ" is "1/T×ρ", which is an index (lubricant consumption coefficient) that indicates the ease of consumption of the lubricant. Note that the "portion of the lubricant corresponding to the specific position of the heater" here means a portion of the lubricant in the longitudinal direction that is at the same position as the specific position of the heater in the paper feed direction (recording medium conveying direction), and the same applies to the "corresponding portion" described below. In addition, since the temperature (T) of the heater is correlated with the sum of the squares of the currents (I 2 ) flowing through each portion of the heater {see formula (1) above}, it is possible to use the sum of the squares of the currents (I 2 ) instead of the temperature (T) as one of the parameters that determine the ease of consumption of the lubricant. Therefore, here, "1/I 2 ×ρ" is used as the lubricant consumption coefficient, using the sum of squares of currents (I 2 ) instead of temperature (T).

本試験では、図15に示す潤滑剤80において、ヒータ22の発熱領域Hの長手方向中央cに対応する部分と、発熱領域Hの長手方向両端eに対応する部分と、中央cと両端eとの間の中間位置mに対応する部分とで、上記潤滑剤消費係数(1/I×ρ)を異ならせた複数の潤滑剤を用意した。その中の一部(実施例1~3)を、下記表1に示す。また、図16のグラフに、表1に示す実施例1~3の、各抵抗発熱体59A~59Gに対応する部分J1~J7ごとの潤滑剤消費係数(1/I×ρ)を示す。 In this test, a number of lubricants were prepared, each of which had different lubricant consumption coefficients (1/I 2 ×ρ) for a portion of lubricant 80 shown in Fig. 15 that corresponded to the longitudinal center c of heat generation region H of heater 22, a portion that corresponded to both longitudinal ends e of heat generation region H, and a portion that corresponded to an intermediate position m between the center c and both ends e. Some of these lubricants (Examples 1 to 3) are shown in Table 1 below. The graph in Fig. 16 shows the lubricant consumption coefficients (1/I 2 ×ρ) for portions J1 to J7 corresponding to each of resistance heating elements 59A to 59G in Examples 1 to 3 shown in Table 1.

Figure 0007519009000002
Figure 0007519009000002

本試験に用いた各潤滑剤は、いずれも、ステアリン酸亜鉛と窒化ホウ素を成分に含む潤滑剤であり、圧縮成型により形成されたものである。ただし、各潤滑剤における滑剤消費係数(1/I×ρ)は異なっている。具体的に、実施例1では、中央c、両端e1,e2及び中間位置mの各部分における潤滑剤消費係数(1/I×ρ)が、ほぼ同等の値に設定され、実施例2では、中央cの潤滑剤消費係数(1/I×ρ)がそれ以外の部分よりも高く、さらに、実施例3では、実施例2よりも中央cとそれ以外の部分の潤滑剤消費係数(1/I×ρ)の差がより大きくなっている。すなわち、実施例1では、いずれの部分においても潤滑剤の消費しやすさが同等に設定され、実施例2では、中央cがそれ以外の部分よりも消費されやすく、さらに、実施例3では、中央cがそれ以外の部分よりもより一層消費されやすくなるように設定されている。そして、本試験では、このような各潤滑剤を、同じ構成の画像形成装置へ搭載し、同じ条件で画像形成を行った後、感光体のクリーニング性と、潤滑剤消費量のばらつき度合い(偏摩耗)を調べた。 Each lubricant used in this test is a lubricant containing zinc stearate and boron nitride as ingredients, and is formed by compression molding. However, the lubricant consumption coefficient (1/I 2 ×ρ) of each lubricant is different. Specifically, in Example 1, the lubricant consumption coefficient (1/I 2 ×ρ) of each part of the center c, both ends e1, e2, and the middle position m is set to a substantially equal value, in Example 2, the lubricant consumption coefficient (1/I 2 × ρ) of the center c is higher than that of the other parts, and further, in Example 3, the difference between the lubricant consumption coefficient (1/I 2 ×ρ) of the center c and the other parts is larger than that of Example 2. That is, in Example 1, the lubricant consumption ease is set to be equal in all parts, in Example 2, the center c is more easily consumed than the other parts, and further, in Example 3, the center c is more easily consumed than the other parts. In this test, each of these lubricants was installed in an image forming apparatus of the same configuration, and image formation was performed under the same conditions, after which the cleaning ability of the photoreceptor and the degree of variation in the amount of lubricant consumed (uneven wear) were examined.

その結果、実施例1の場合よりも、両端eに対する中央cの潤滑剤消費係数の比(Ie×ρe/Ic×ρc)が小さくなると、感光体の軸方向中央領域でクリーニング性が低下することが分かった。すなわち、両端eに対する中央cの潤滑剤消費係数の比(Ie×ρe/Ic×ρc)が、実施例1の場合の「1」よりも小さくなると、潤滑剤が中央cよりも両端eで消費されやすくなり、感光体の軸方向中央領域でクリーニング性が低下した。また、本試験結果によれば、上記潤滑剤消費係数比(Ie×ρe/Ic×ρc)が、実施例3の場合の潤滑剤消費係数比である「7」以上となると、感光体の軸方向両端側での潤滑剤供給量が必要量を下回り、異常画像の発生原因となる、いわゆるフィルミングと称される現象が発生しやすくなった。すなわち、両端eと中央cとの潤滑剤の消費しやすさの差が、実施例3と同じかそれよりも大きい場合は、両端e側で潤滑剤が極端に消費されにくくなるため、感光体の軸方向両端部側で潤滑剤を十分に供給することができなくなった。 As a result, it was found that the cleaning performance in the axial center region of the photoconductor decreased when the ratio of the lubricant consumption coefficient of the center c to both ends e ( Ie2 x ρe/ Ic2 x ρc) became smaller than that in Example 1. That is, when the ratio of the lubricant consumption coefficient of the center c to both ends e ( Ie2 x ρe/ Ic2 x ρc) became smaller than "1" in Example 1, the lubricant was more likely to be consumed at both ends e than at the center c, and the cleaning performance in the axial center region of the photoconductor decreased. In addition, according to the test results, when the lubricant consumption coefficient ratio ( Ie2 x ρe/ Ic2 x ρc) became equal to or greater than "7", which is the lubricant consumption coefficient ratio in Example 3, the amount of lubricant supplied at both ends of the axial direction of the photoconductor fell below the required amount, and a phenomenon called filming, which causes abnormal images, became more likely to occur. In other words, when the difference in the ease of consumption of the lubricant between both ends e and the center c is the same as or greater than that in Example 3, the lubricant becomes extremely difficult to consume at both ends e, and it becomes impossible to supply a sufficient amount of lubricant to both axial ends of the photosensitive member.

上記試験結果からすると、まず、感光体の軸方向中央領域でクリーニング性を良好に確保するためには、両端eに対する中央cの潤滑剤消費係数比が、上記実施例1の場合の「1」以上となるように、潤滑剤の密度を設定する必要がある。 Based on the above test results, firstly, in order to ensure good cleaning performance in the central axial region of the photoreceptor, it is necessary to set the density of the lubricant so that the ratio of the lubricant consumption coefficient at the center c to both ends e is equal to or greater than "1" as in Example 1 above.

そのため、図17に示す潤滑剤80において、ヒータ22の発熱領域Hの長手方向中央c側の任意の位置に対応する部分の密度をρ、長手方向中央c側の任意の位置でヒータ22に流れる電流の二乗の合計値をI とし、さらに、発熱領域Hの長手方向両端e側の任意の位置α1,α2に対応する部分の密度をρ、その任意の位置α1,α2でヒータ22に流れる電流の二乗の合計値をそれぞれI とすると、下記式(2)を満たすように、潤滑剤80の密度を設定する必要がある。 Therefore, in lubricant 80 shown in FIG. 17 , if the density of a portion corresponding to any position on the longitudinal center c side of heat generation region H of heater 22 is ρX , the sum of the squares of the currents flowing through heater 22 at any position on the longitudinal center c side is IX2 , and further, the density of a portion corresponding to any position α1, α2 on both longitudinal ends e of heat generation region H is ρY , and the sums of the squares of the currents flowing through heater 22 at the any positions α1, α2 are IY2 , respectively, then the density of lubricant 80 needs to be set so as to satisfy the following formula (2).

Figure 0007519009000003
Figure 0007519009000003

なお、発熱領域Hの長手方向中央c側の任意の位置及び長手方向両端e側の任意の位置は、発熱領域H上の一点であってもよいし、抵抗発熱体ごとのブロック単位で特定される一定の範囲であってもよい。また、長手方向中央c側の任意の位置は、長手方向中央cであってもよいし、長手方向中央cから多少ずれた位置であってもよい。例えば、抵抗発熱体が偶数個配列され、発熱領域Hの長手方向中央cに抵抗発熱体が無い場合は、長手方向中央cからずれた位置(抵抗発熱体が配置されている位置)において、ヒータに流れる電流の二乗の合計値を算出すればよい。また、発熱領域Hの長手方向両端e側の任意の位置は、長手方向中央cよりも両端e側の位置であればよい。ただし、長手方向中央c側の位置が長手方向中央cからずれた位置である場合は、そのずれた位置と中央cとの間の距離よりも中央cから両端e側へ離れた位置が長手方向両端e側の位置となる。すなわち、長手方向両端e側の各位置は、発熱領域Hの両端eに対応する位置に限らず、中央c側の任意の位置よりも中央cから両端e側へ離れた位置であれば、中央cと両端eとの間の位置であってもよい。さらに、両端e側の各位置は、中央cを基準に互いに対称に配置される位置に限らず、互いに非対称に配置される位置であってもよい。 The arbitrary position on the longitudinal center c side of the heat generating area H and the arbitrary position on both ends e side of the longitudinal direction may be a point on the heat generating area H, or may be a certain range specified by block unit for each resistance heating element. The arbitrary position on the longitudinal center c side may be the longitudinal center c, or may be a position slightly shifted from the longitudinal center c. For example, if an even number of resistance heating elements are arranged and there is no resistance heating element at the longitudinal center c of the heat generating area H, the sum of the squares of the current flowing through the heater may be calculated at a position shifted from the longitudinal center c (the position where the resistance heating element is arranged). The arbitrary position on both ends e side of the longitudinal direction of the heat generating area H may be a position on both ends e side from the longitudinal center c. However, if the position on the longitudinal center c side is a position shifted from the longitudinal center c, the position on both ends e side from the center c is the position farther from the center c to both ends e side than the distance between the shifted position and the center c. That is, the positions on both ends e in the longitudinal direction are not limited to positions corresponding to both ends e of the heat generating region H, but may be positions between the center c and both ends e, as long as they are farther from the center c toward both ends e than any position on the center c side. Furthermore, the positions on both ends e are not limited to positions that are symmetrically arranged with respect to the center c, but may be positions that are asymmetrically arranged with respect to each other.

このように、上記式(2)を満たすように潤滑剤80の各部分の密度を設定することにより、潤滑剤がその長手方向の中央側よりも両端側で消費されにくくなるので、反対に中央側では潤滑剤が消費されやすくなる。これにより、感光体の軸方向中央領域でのクリーニング性を良好に確保できるようになると共に、潤滑剤の姿勢を長手方向の両端側でバランス良く維持できるようになる。 In this way, by setting the density of each portion of the lubricant 80 to satisfy the above formula (2), the lubricant is less likely to be consumed at both ends in the longitudinal direction than at the center, and conversely, the lubricant is more likely to be consumed at the center. This ensures good cleaning performance in the axial central region of the photoconductor, and also allows the attitude of the lubricant to be maintained in a well-balanced manner at both ends in the longitudinal direction.

しかしながら一方で、潤滑剤の長手方向の中央側と両端側とで潤滑剤消費係数(1/I×ρ)の差が大きくなり、中央c側に対する両端e側の潤滑剤消費しやすさが極端に低くなると、感光体の軸方向両端部側で潤滑剤を十分に供給することができなくなってフィルミングが発生する。さらに、その場合、潤滑剤が、経時的にブラシローラに対して主に長手方向両端側で接触するようになることに伴い、中央側では潤滑剤とブラシローラとが接触しにくくなるため、感光体の軸方向中央側において潤滑剤が十分に供給されにくくなる虞もある。 However, on the other hand, if the difference in lubricant consumption coefficient (1/ I2 ×ρ) between the longitudinal center and both ends of the lubricant becomes large and the ease of lubricant consumption at both ends e becomes extremely low compared to the longitudinal center c, the lubricant cannot be sufficiently supplied to both axial ends of the photoconductor, causing filming. Furthermore, in that case, as the lubricant comes into contact with the brush roller mainly at both longitudinal ends over time, it becomes difficult for the lubricant to come into contact with the brush roller at the central side, so there is a risk that the lubricant will not be sufficiently supplied to the axial center of the photoconductor.

そのため、両端e側の任意の位置に対する中央c側の任意の位置の潤滑剤消費係数比は、上記実施例3の場合の潤滑剤消費係数比である「7」未満となるようにする必要がある。従って、下記式(3)で示す関係を満たす必要がある。 Therefore, the lubricant consumption coefficient ratio at any position on the center c side relative to any position on both ends e side must be less than 7, which is the lubricant consumption coefficient ratio in the above Example 3. Therefore, the relationship shown in the following formula (3) must be satisfied.

Figure 0007519009000004
Figure 0007519009000004

要するに、潤滑剤の長手方向に渡る消費量のばらつきを抑制しつつ、感光体へ潤滑剤を良好に供給するには、上記式(2)の条件に上記式(3)の条件を加えた、下記式(4)で示す関係を満たすように潤滑剤の密度を設定すればよい。これにより、ヒータの温度分布にばらつきがある画像形成装置においても、潤滑剤の長手方向の中央側と両端側とで潤滑剤消費係数(1/I×ρ)の差が大きくなるのを抑制しつつ、感光体2の表面に潤滑剤を良好に供給することが可能となる。 In short, in order to satisfactorily supply the lubricant to the photoconductor while suppressing the variation in the consumption amount of the lubricant along the longitudinal direction, the density of the lubricant should be set so as to satisfy the relationship shown in the following formula (4), which is obtained by adding the condition of the above formula (3) to the condition of the above formula (2). This makes it possible to satisfactorily supply the lubricant to the surface of the photoconductor 2 while suppressing the difference in the lubricant consumption coefficient (1/ I2 ×ρ) between the center side and both ends in the longitudinal direction of the lubricant from becoming large, even in an image forming apparatus in which the temperature distribution of the heater is uneven.

Figure 0007519009000005
Figure 0007519009000005

また、潤滑剤の姿勢を長手方向に渡ってより良好に維持するには、潤滑剤の長手方向の一端側と他端側とにおけるそれぞれの潤滑剤消費係数(1/I×ρ)の差が小さい方が好ましい。すなわち、一端側と他端側とのそれぞれの潤滑剤消費係数の比率が、「1」に近いほど好ましい。しかしながら、現実的には、潤滑剤の成型時の密度のばらつきなどにより、一端側と他端側とにおけるそれぞれの潤滑剤消費係数の差を完全に無くす(潤滑剤消費係数比を「1」にする)ことは困難である。従って、一端側に対する他端側の潤滑剤消費係数比は、1以上で1.4以下であることが好ましい。従って、一端側に対する他端側の潤滑剤消費係数比{(I ×ρ)/(I ×ρ)}は、下記式(5)の関係を満たせばよい。 In addition, in order to better maintain the orientation of the lubricant in the longitudinal direction, it is preferable that the difference between the lubricant consumption coefficients (1/ I2 x ρ) at one end side and the other end side in the longitudinal direction of the lubricant is small. In other words, the closer the ratio of the lubricant consumption coefficients at one end side and the other end side is to "1", the more preferable it is. However, in reality, it is difficult to completely eliminate the difference between the lubricant consumption coefficients at one end side and the other end side (to make the lubricant consumption coefficient ratio "1") due to the variation in density of the lubricant when molded. Therefore, it is preferable that the lubricant consumption coefficient ratio of the other end side to the one end side is 1 or more and 1.4 or less. Therefore, it is sufficient that the lubricant consumption coefficient ratio of the other end side to the one end side {( Iv2 x ρv )/( Iw2 x ρw )} satisfies the relationship of the following formula (5).

Figure 0007519009000006
Figure 0007519009000006

上記式(5)中の、ρは、図17に示す発熱領域Hの長手方向一端e1側の任意の位置に対応する潤滑剤80の部分の密度であり、I は、その長手方向一端側e1の任意の位置でヒータ22に流れる電流の二乗の合計値である。また、上記式(5)中の、ρは、図17に示す発熱領域Hの長手方向他端e2側の任意の位置に対応する潤滑剤80の部分の密度であり、I は、その長手方向他端e2の任意の位置でヒータ22に流れる電流の二乗の合計値である。 In the above formula (5), ρV is the density of a portion of the lubricant 80 corresponding to an arbitrary position on one longitudinal end e1 side of the heat generating region H shown in Fig. 17, and IV2 is the sum of the squares of the currents flowing to the heater 22 at an arbitrary position on the longitudinal end e1 side. Also, in the above formula (5), ρW is the density of a portion of the lubricant 80 corresponding to an arbitrary position on the longitudinal other end e2 side of the heat generating region H shown in Fig. 17, and IW2 is the sum of the squares of the currents flowing to the heater 22 at an arbitrary position on the longitudinal other end e2.

このように、一端側に対する他端側の潤滑剤消費係数比{(I ×ρ)/(I ×ρ)}を1以上で1.4以下にすることにより、一端側と他端側での潤滑剤消費量のばらつきを高度に抑制できるようになり、潤滑剤の姿勢をより良好に維持できるようになる。 In this way, by setting the lubricant consumption coefficient ratio of the other end side to the one end side {(I V 2 × ρ V )/(I W 2 × ρ W )} to be greater than or equal to 1 and less than 1.4, it is possible to highly suppress the variation in the amount of lubricant consumed between the one end side and the other end side, and it is possible to better maintain the posture of the lubricant.

なお、この場合も、発熱領域Hの長手方向一端e1側と長手方向他端e2側のそれぞれの任意の位置は、発熱領域H上の一点であってもよいし、抵抗発熱体ごとのブロック単位で特定される一定の範囲であってもよい。また、長手方向一端e1側と長手方向他端e2側の各位置は、発熱領域Hの両端eに対応する位置に限らず、中央cよりも両端e側であれば、中央cと両端eとの間の位置であってもよい。さらに、一端e1側及び他端e2側の各位置は、中央cを基準に互いに対称に配置される位置に限らず、互いに非対称に配置される位置であってもよい。 In this case, too, each of the arbitrary positions on the longitudinal end e1 side and the longitudinal end e2 side of the heat generating region H may be a single point on the heat generating region H, or may be a certain range specified in block units for each resistive heating element. Furthermore, each of the positions on the longitudinal end e1 side and the longitudinal end e2 side is not limited to positions corresponding to both ends e of the heat generating region H, but may be positions between the center c and both ends e, as long as they are closer to both ends e than the center c. Furthermore, each of the positions on the one end e1 side and the other end e2 side is not limited to positions that are symmetrically arranged with respect to the center c, but may be positions that are asymmetrically arranged with respect to each other.

潤滑剤はその長手方向の中央よりも両端側で消費されにくい方が、潤滑剤の長手方向に渡る姿勢をバランス良く維持しやすいことは、すでに述べた通りである。しかしながら、ヒータの発熱態様は、図12に示すような全ての抵抗発熱体59A~59Gを発熱させる場合に限らず、図13に示すような両端以外の抵抗発熱体59B~59Fを発熱させる場合もある。特に、図13に示す例の場合は、両端の各抵抗発熱体59A,59Gにおける発熱は積極的に行われないため(ただし、意図しない分流による発熱はある。)、第1ブロック及び第7ブロックでの温度が他のブロックに比べて低くなる。このため、第1ブロック及び第7ブロックに対応する潤滑剤の両端側の部分では、潤滑剤消費量が一時的に多くなる。仮に、このような発熱態様が継続されると、両端側の部分での潤滑剤消費量が多くなり、潤滑剤の姿勢バランスを経時的に維持できなくなる可能性がある。 As already mentioned, it is easier to maintain a balanced posture of the lubricant in the longitudinal direction if the lubricant is less consumed at both ends than at the center of the longitudinal direction. However, the heating mode of the heater is not limited to the case where all the resistance heating elements 59A to 59G are heated as shown in FIG. 12, but may also be the case where the resistance heating elements 59B to 59F other than the two ends are heated as shown in FIG. 13. In particular, in the example shown in FIG. 13, the resistance heating elements 59A and 59G at both ends are not actively heated (however, there is heat generation due to unintended shunting), so the temperature in the first block and the seventh block is lower than in the other blocks. For this reason, the amount of lubricant consumed temporarily increases in the portions of the lubricant at both ends corresponding to the first block and the seventh block. If such a heating mode continues, the amount of lubricant consumed at both ends may increase, and the posture balance of the lubricant may not be maintained over time.

そのため、本実施形態に係る画像形成装置のように、通紙サイズに応じて発熱態様が図12に示す態様と図13に示す態様とに変わる構成においては、図17に示す発熱領域Hにおける長手方向中央c側及び長手方向両端e側のそれぞれの任意の位置よりも、これらの間の任意の中間位置mで、潤滑剤が消費されにくくすることが好ましい。すなわち、発熱領域Hにおける長手方向中央c側及び長手方向両端e側のそれぞれの任意の位置よりも、これらの間の任意の中間位置mで、潤滑剤消費係数(1/I×ρ)が小さくなるようにすることが好ましい。ここで、任意の中間位置mに対応する潤滑剤80の部分の密度をρ、その任意の中間位置mでヒータ22に流れる電流の二乗の合計値をI とし、長手方向中央c側に対応する部分の密度をρ、長手方向中央c側でヒータ22に流れる電流の二乗の合計値をI とし、長手方向両端e側に対応する潤滑剤80の部分の密度をρ、その両端e側でヒータ22に流れる電流の二乗の合計値をI とすると、下記式(6)及び式(7)の関係を満たすようにすることが好ましい。 Therefore, in a configuration in which the heat generation mode changes between the mode shown in Fig. 12 and the mode shown in Fig. 13 depending on the paper size, like the image forming apparatus according to this embodiment, it is preferable to make the lubricant less likely to be consumed at any intermediate position m between the longitudinal center c and both longitudinal ends e of the heat generation area H shown in Fig. 17 than at any intermediate position m between them. In other words, it is preferable to make the lubricant consumption coefficient (1/ I2 × ρ) smaller at any intermediate position m between the longitudinal center c and both longitudinal ends e of the heat generation area H than at any intermediate position m between them. Here, assuming that the density of a portion of the lubricant 80 corresponding to an arbitrary intermediate position m is ρZ , the sum of the squares of the currents flowing through the heater 22 at that arbitrary intermediate position m is IZ2 , the density of a portion corresponding to the longitudinal center c side is ρX , the sum of the squares of the currents flowing through the heater 22 at the longitudinal center c side is IX2 , the density of a portion of the lubricant 80 corresponding to both longitudinal ends e side is ρU, and the sum of the squares of the currents flowing through the heater 22 at both ends e side is IU2 , it is preferable to satisfy the relationships in the following equations (6) and (7).

Figure 0007519009000007
Figure 0007519009000007

Figure 0007519009000008
Figure 0007519009000008

なお、上記任意の中間位置mは、例えば、図17に示すような第2ブロックB2及び第6ブロックB6を通る位置のほか、第3ブロックB3及び第5ブロックB5を通る位置であってもよい。また、任意の中間位置mは、発熱領域H上のその他の一点であってもよいし、抵抗発熱体ごとのブロック単位で特定される一定の範囲であってもよい。さらに、任意の中間位置mは、中央cを基準に互いに対称に配置される位置に限らず、互いに非対称に配置される位置であってもよい。 The arbitrary intermediate position m may be, for example, a position passing through the second block B2 and the sixth block B6 as shown in FIG. 17, or a position passing through the third block B3 and the fifth block B5. The arbitrary intermediate position m may be another point on the heat generating region H, or may be a certain range specified on a block basis for each resistive heating element. Furthermore, the arbitrary intermediate position m is not limited to positions that are symmetrically arranged with respect to the center c, and may be positions that are asymmetrically arranged with respect to each other.

このように、潤滑剤消費係数(1/I×ρ)が、発熱領域Hにおける長手方向中央c側及び長手方向両端e側のそれぞれの任意の位置よりも、これらの間の任意の中間位置mで小さくすることにより、通紙サイズに応じて発熱態様が図12に示す態様と図13に示す態様とに変わる構成においても、潤滑剤の姿勢を長手方向に渡ってバランス良く維持することができるようになる。これにより、潤滑剤消費量のばらつきをより効果的に抑制できるようになる。 In this way, by making the lubricant consumption coefficient (1/ I2 × ρ) smaller at an arbitrary intermediate position m between the longitudinal center c and both longitudinal ends e of the heat generation region H than at any arbitrary position between them, it becomes possible to maintain the orientation of the lubricant in a well-balanced manner in the longitudinal direction even in a configuration in which the heat generation mode changes between the mode shown in Fig. 12 and the mode shown in Fig. 13 depending on the paper size. This makes it possible to more effectively suppress variations in the amount of lubricant consumed.

また、潤滑剤に含まれる脂肪酸金属塩としてステアリン酸亜鉛を用いた場合、あるいは潤滑剤に含まれる無機潤滑剤として窒化ホウ素を用いた場合は、感光体に対する潤滑剤供給量を経時的に安定確保することができるようになるので、感光体の磨耗による劣化又はフィルミングなどの抑制に効果的である。さらに、潤滑剤消費量のばらつきをより効果的に抑制できるので、潤滑剤の長寿命化も図れるようになる。 In addition, when zinc stearate is used as the fatty acid metal salt contained in the lubricant, or when boron nitride is used as the inorganic lubricant contained in the lubricant, the amount of lubricant supplied to the photoreceptor can be stably ensured over time, which is effective in suppressing deterioration due to wear of the photoreceptor or filming. Furthermore, since the variation in the amount of lubricant consumed can be more effectively suppressed, the life of the lubricant can also be extended.

上述の実施形態では、潤滑剤の消費しやすさを決定するパラメータの1つとして、ヒータの温度(T)に代えて電流の二乗の合計値(I)を用いているが、温度(T)を用いて潤滑剤の消費しやすさ(潤滑剤消費係数)を決定してもよい。すなわち、上記式(4)中の電流の二乗の合計値である「I 」及び「I 」に代えて、発熱領域Hの長手方向中央c側の任意の位置でのヒータ22の温度(T)と、長手方向両端e側の任意の位置でのヒータ22の温度(T)を用いた下記式(8)の関係を満たすように、潤滑剤の各部分の密度を設定してもよい。 In the above embodiment, the sum of squares of the current ( I2 ) is used instead of the heater temperature (T) as one of the parameters that determine the ease of consumption of the lubricant, but the ease of consumption of the lubricant (lubricant consumption coefficient) may be determined using the temperature (T). That is, instead of " Ix2 " and " Iy2 ", which are the sums of squares of the current in the above formula ( 4 ), the density of each portion of the lubricant may be set so as to satisfy the relationship of the following formula (8) using the temperature ( Tx ) of the heater 22 at an arbitrary position on the longitudinal center c side of the heat generating region H and the temperature ( Ty ) of the heater 22 at an arbitrary position on both longitudinal ends e side.

Figure 0007519009000009
Figure 0007519009000009

また、同様に、上記式(5)、式(6)及び式(7)においても、電流の二乗の合計値(I)に代えてヒータの温度(T)を用いてもよい。さらに、ヒータの温度(T)に代えて、ヒータの温度分布の影響を受けて温度分布のばらつきが発生するブラシローラ81、潤滑剤80、又は定着ベルト20などの対応する部分の温度を用いることも可能である。 Similarly, in the above formulas (5), (6) and (7), the heater temperature (T) may be used instead of the sum of squares of the currents ( I2 ). Furthermore, instead of the heater temperature (T), it is also possible to use the temperature of the corresponding part, such as the brush roller 81, the lubricant 80 or the fixing belt 20, which is affected by the heater temperature distribution and causes temperature distribution variations.

以上のように、本発明によれば、加熱部材の温度分布にばらつきがある画像形成装置においても、像担持体保護剤の供給量のばらつきを抑制することができ、像担持体に対する像担持体保護剤の供給ムラ又は供給不足による異常画像の発生を抑制できるようになる。また、このような加熱部材の温度分布のばらつきに起因する像担持体保護剤の供給ムラの課題を改善できることにより、温度分布のばらつきが発生しやすい小型のヒータ、あるいは高速化のために発熱量を増大させたヒータを用いた構成にも対応できるようになる。 As described above, according to the present invention, even in an image forming apparatus in which the temperature distribution of the heating member is nonuniform, it is possible to suppress the variation in the supply amount of image carrier protective agent, and to suppress the occurrence of abnormal images due to uneven or insufficient supply of image carrier protective agent to the image carrier. In addition, by improving the problem of uneven supply of image carrier protective agent caused by such variation in the temperature distribution of the heating member, it becomes possible to accommodate configurations using small heaters that are prone to temperature distribution variations, or heaters with increased heat generation for higher speeds.

ところで、ヒータをその短手方向に小さくする方法として、次の3つの方法が挙げられる。 By the way, there are three ways to make the heater smaller in its short direction:

1つ目の方法は、発熱部(抵抗発熱体)を短手方向に小さくする方法である。しかしながら、この方法では、発熱部が短手方向に小さくなる結果、定着ベルトが加熱される加熱領域の幅が小さくなる。このため、定着ベルトに与える熱量をこれまでと同じ程度に確保しようとした場合に、昇温ピーク値が高くなるといった問題が生じる。昇温ピーク値が高くなると、ヒータの裏面に設けられているサーモスタット又はヒューズなどの過昇温検知装置の温度が耐熱温度を超えたり、過昇温検知装置が誤作動したりする虞がある。また、昇温ピーク値が高くなると、ヒータから定着ベルトへの伝熱効率も低下するため、エネルギー効率の観点からも好ましくない。このように、発熱部を短手方向に小さくする方法は採用し難い事情がある。 The first method is to reduce the size of the heat generating portion (resistance heating element) in the short direction. However, with this method, the heat generating portion is reduced in the short direction, and as a result, the width of the heating area in which the fixing belt is heated is reduced. This causes a problem that the peak temperature rise value becomes higher when attempting to ensure the same amount of heat to be given to the fixing belt as before. If the peak temperature rise value becomes higher, there is a risk that the temperature of the overheating detection device, such as a thermostat or fuse provided on the back surface of the heater, will exceed its heat resistance temperature, or that the overheating detection device will malfunction. In addition, if the peak temperature rise value becomes higher, the efficiency of heat transfer from the heater to the fixing belt will also decrease, which is undesirable from the standpoint of energy efficiency. As such, there are circumstances that make it difficult to adopt the method of reducing the heat generating portion in the short direction.

2つ目の方法としては、発熱部と、電極部と、給電線のいずれも設けられていない部分を短手方向に小さくする方法がある。しかしながら、この方法では、発熱部と給電線との間又は電極部と給電線との間の間隔が小さくなるため、絶縁性の確保ができなくなる虞がある。現状のヒータの構造から鑑みれば、発熱部と給電線との間又は電極部と給電線との間の間隔をさらに小さくすることは厳しい状況にある。 The second method is to reduce the area in the short direction where the heating part, electrode part, and power supply line are not provided. However, this method reduces the gap between the heating part and the power supply line or between the electrode part and the power supply line, which may make it difficult to ensure insulation. In view of the current heater structure, it is difficult to further reduce the gap between the heating part and the power supply line or between the electrode part and the power supply line.

残る3つ目の方法としては、給電線を短手方向に小さくする方法である。この方法は、上記2つの方法に比べて実現の余地がある。しかしながら、給電線を短手方向に小さくすると、給電線の抵抗値が大きくなるため、ヒータの導電経路上で意図しない分流が発生し、温度分布のばらつきが顕著になる虞がある。特に、画像形成装置の高速化に対応すべく発熱部の発熱量を増大させるために、発熱部の抵抗値を小さくすると、給電線の抵抗値と発熱部の抵抗値が相対的に近づくため、意図しない分流が発生しやすくなる。また、このような意図しない分流を回避する方法として、給電線を短手方向に小さくした分、反対に厚さ方向(長手方向及び短手方向に交差する方向)に大きくすることで、断面積を確保し、給電線の抵抗値が大きくなるのを抑制することも考えられる。しかしながら、その場合、給電線をスクリーン印刷することが困難になり、給電線の形成方法の変更を強いられることになるため、給電線を厚くする解決策は採用し難い。従って、ヒータの短手方向の小型化を実現するには、抵抗値が上昇するのを見越したうえで給電線を短手方向に小さくし、これに伴って発生し得る意図しない分流及び発熱分布のばらつきに対しては別途対策を講じる必要がある。そのため、本発明においては、上述のように、潤滑剤の各部分の密度を設定することにより、温度分布のばらつきに起因する潤滑剤の供給ムラを抑制し、小型化又は高速度化に対応できるようにしている。 The third remaining method is to reduce the size of the power supply line in the short direction. This method is more feasible than the above two methods. However, when the power supply line is reduced in the short direction, the resistance value of the power supply line increases, which may cause unintended shunting on the conductive path of the heater and cause significant variations in temperature distribution. In particular, when the resistance value of the heating part is reduced in order to increase the heat generation amount of the heating part in response to the speed-up of the image forming device, the resistance value of the power supply line and the resistance value of the heating part become relatively close, making it easier for unintended shunting to occur. In addition, as a method of avoiding such unintended shunting, it is also possible to ensure the cross-sectional area and suppress the increase in the resistance value of the power supply line by increasing the thickness direction (the direction intersecting the long direction and short direction) by the amount that the power supply line is reduced in the short direction. However, in that case, it becomes difficult to screen print the power supply line, and the method of forming the power supply line must be changed, so it is difficult to adopt a solution of making the power supply line thicker. Therefore, to achieve miniaturization of the heater in the short direction, it is necessary to make the power supply line smaller in the short direction in anticipation of an increase in resistance, and to take separate measures against the unintended shunting and uneven heat distribution that may occur as a result. Therefore, in the present invention, as described above, by setting the density of each part of the lubricant, it is possible to suppress uneven supply of the lubricant caused by uneven temperature distribution, and to accommodate miniaturization or high speed.

具体的に、本発明は、次のような小型のヒータを備える画像形成装置に適用された場合に特に大きな効果が期待できる。 Specifically, the present invention is expected to be particularly effective when applied to an image forming device equipped with a small heater such as the following:

下記表2に、ヒータを短手方向に小型化した場合の発熱分布のばらつきを示す。表2に示す結果を得るための試験では、図18に示す基材50の短手方向寸法Qに対する各抵抗発熱体59A~59Gの短手方向寸法Rの比(R/Q)を異ならせた場合の、各ヒータの発熱領域の長手方向中央と端の温度差を測定した。また、各ヒータの表面温度測定は、フリアシステムズ社製の赤外線サーモグラフィ(FLIR T620)を用いて行った。なお、短手方向寸法比(R/Q)が80%以上である場合は、基材50の短手方向寸法に対する各抵抗発熱体59A~59Gの短手方向寸法の割合が大きくなり過ぎ、給電線の設置スペースを確保することが現実的に困難であるため、測定を保留している。 Table 2 below shows the variation in heat distribution when the heater is made smaller in the short side direction. In the test to obtain the results shown in Table 2, the temperature difference between the center and end of the heat generation area in the longitudinal direction of each heater was measured when the ratio (R/Q) of the short side dimension R of each resistance heating element 59A-59G to the short side dimension Q of the substrate 50 shown in FIG. 18 was changed. In addition, the surface temperature of each heater was measured using an infrared thermography (FLIR T620) manufactured by FLIR Systems. Note that when the short side dimension ratio (R/Q) is 80% or more, the ratio of the short side dimension of each resistance heating element 59A-59G to the short side dimension of the substrate 50 becomes too large, making it practically difficult to secure the installation space for the power supply line, so the measurement was withheld.

Figure 0007519009000010
Figure 0007519009000010

表2に示すように、短手方向寸法比(R/Q)が大きくなるほど、発熱領域の長手方向中央と端の温度差が大きくなる。このため、短手方向寸法比(R/Q)が大きいヒータ、すなわち短手方向に小型化されたヒータにおいては、長手方向両端における温度のばらつきも顕著となる虞がある。特に、短手方向寸法比(R/Q)が25%以上又は40%以上となるヒータにおいては、発熱領域における長手方向中央と端の温度差が大きくなる(5℃以上になる)ため、長手方向両端における温度のばらつきも顕著となる虞がある。従って、本発明は、特にこのような短手方向寸法比(R/Q)が25%以上80%未満又は40%以上80%未満となるヒータを備える画像形成装置に適用された場合に、大きな効果を期待できる。 As shown in Table 2, the larger the short-side dimension ratio (R/Q), the larger the temperature difference between the center and ends of the heat generation area in the longitudinal direction. Therefore, in a heater with a large short-side dimension ratio (R/Q), i.e., a heater that is compact in the short-side direction, there is a risk that the temperature variation at both ends in the longitudinal direction will also be significant. In particular, in a heater with a short-side dimension ratio (R/Q) of 25% or more or 40% or more, the temperature difference between the center and ends in the longitudinal direction in the heat generation area will be large (5°C or more), so there is a risk that the temperature variation at both ends in the longitudinal direction will also be significant. Therefore, the present invention can be expected to be particularly effective when applied to an image forming apparatus equipped with a heater with a short-side dimension ratio (R/Q) of 25% or more and less than 80%, or 40% or more and less than 80%.

また、定着装置が備えるヒータは、図18に示すようなブロック状(四角形状)の抵抗発熱体59を有するヒータ22に限らず、図19に示すような、直線を折り返したような形状の抵抗発熱体59を有するヒータ22であってもよい。なお、図19に示すヒータ22の場合、上記抵抗発熱体59の短手方向寸法Rは、折り返されるように形成された抵抗発熱体59の1つの線状の部分の太さではなく、抵抗発熱体59全体の短手方向寸法を意味する。また、図18又は図19に示す例では、ヒータ22の基材50が長方形に形成されているため、基材50の短手方向寸法Qは、長手方向Zにおけるどの位置でも同じ寸法であるが、基材50は、長手方向Zの位置によって短手方向寸法Qが変化する形状であってもよい。ただし、その場合は、各抵抗発熱体59A~59Gが配置されている長手方向範囲内(発熱領域内)の基材50の最小の短手方向寸法を、上記基材50の短手方向寸法Qとする。 The heater provided in the fixing device is not limited to the heater 22 having a block-shaped (square-shaped) resistance heating element 59 as shown in FIG. 18, but may be a heater 22 having a resistance heating element 59 shaped like a folded straight line as shown in FIG. 19. In the case of the heater 22 shown in FIG. 19, the short-side dimension R of the resistance heating element 59 does not mean the thickness of one linear part of the resistance heating element 59 formed to be folded back, but means the short-side dimension of the entire resistance heating element 59. In the example shown in FIG. 18 or FIG. 19, the base material 50 of the heater 22 is formed in a rectangular shape, so the short-side dimension Q of the base material 50 is the same at any position in the longitudinal direction Z, but the base material 50 may have a shape in which the short-side dimension Q changes depending on the position in the longitudinal direction Z. However, in that case, the short-side dimension Q of the base material 50 is the minimum short-side dimension within the longitudinal range (heating area) in which the resistance heating elements 59A to 59G are arranged.

さらに、定着装置が備えるヒータは、図20に示すような1つの抵抗発熱体59が基材50の長手方向Zに伸びるように配置されたものであってもよい。この例では、基材50の長手方向Zに伸びる抵抗発熱体59の一辺(図20における上側の辺)が第1給電線62Aを介して第1電極部61Aに接続され、基材50の長手方向Zに伸びる抵抗発熱体59の他の辺(図20における下側の辺)が第2給電線62Bを介して第2電極部61Bに接続されている。また、各電極部61A,61Bは、いずれも基材50の長手方向Zの中央よりも一端側(同じ端側)に配置され、各給電線62A,62Bは基材50の長手方向Zに渡って折り返されることなく(屈曲することなく)配置されている。 Furthermore, the heater provided in the fixing device may be one in which one resistance heating element 59 is arranged to extend in the longitudinal direction Z of the substrate 50 as shown in FIG. 20. In this example, one side (upper side in FIG. 20) of the resistance heating element 59 extending in the longitudinal direction Z of the substrate 50 is connected to the first electrode portion 61A via the first power supply line 62A, and the other side (lower side in FIG. 20) of the resistance heating element 59 extending in the longitudinal direction Z of the substrate 50 is connected to the second electrode portion 61B via the second power supply line 62B. In addition, each of the electrode portions 61A, 61B is arranged on one end side (the same end side) from the center of the longitudinal direction Z of the substrate 50, and each of the power supply lines 62A, 62B is arranged without being folded back (without bending) across the longitudinal direction Z of the substrate 50.

このようなヒータ22において、各電極部61A,61B間に電位差を生じさせ抵抗発熱体59を発熱させた場合、温度分布のばらつきが発生する。例えば、図20に示す発熱領域Hの長手方向中央cとそれよりも両端e側の任意の対称位置α1,α2の各位置で、各給電線62A,62Bで流れる電流を、90%、50%、10%とすると、各給電線62A,62Bにおいて生じる発熱量は、図20中の表に示すような値となる。なお、この場合も、発熱量は、便宜的に各給電線に流れる電流の二乗(I)として算出している。 In such a heater 22, when a potential difference is generated between the electrodes 61A, 61B to heat the resistance heating element 59, variation in temperature distribution occurs. For example, if the current flowing through each of the power feed lines 62A, 62B at the longitudinal center c of the heat generating region H shown in Fig. 20 and at arbitrary symmetrical positions α1 and α2 on both ends e thereof is 90%, 50%, and 10%, the amount of heat generated in each of the power feed lines 62A, 62B will be as shown in the table in Fig. 20. Note that in this case as well, the amount of heat generated is calculated as the square of the current ( I2 ) flowing through each power feed line for convenience.

図20中の表に示すように、各給電線62A,62Bの合計発熱量は、長手方向の一端側(図の右端側)よりも他端側(図の左端側)で高くなるので、上記のようなヒータの温度分布のばらつきに起因する像担持体保護剤の供給ムラの課題が発生し得る。そのため、このようなヒータを備える定着装置においても上述の各実施形態に係る構成を適用することにより、潤滑剤の供給ムラを抑制できるようになる。 As shown in the table in FIG. 20, the total heat generation amount of each power supply line 62A, 62B is higher at one end in the longitudinal direction (the left end in the figure) than at the other end (the right end in the figure), so there may be a problem of uneven supply of the image carrier protection agent due to the variation in the temperature distribution of the heater as described above. Therefore, by applying the configuration according to each of the above-mentioned embodiments to a fixing device equipped with such a heater, it is possible to suppress uneven supply of the lubricant.

また、ヒータにおける温度のばらつきを抑制するために、PTC特性を有する抵抗発熱体を用いてもよい。PTC特性とは、温度が高くなると抵抗値が高くなる(一定電圧をかけた場合に、ヒータ出力が下がる)特性である。PTC特性を有する発熱部とすることで、低温では高出力によって高速で立ち上がり、高温では低出力により過昇温を抑制することができる。例えば、PTC特性のTCR係数を300~4000ppm/度程度にすれば、ヒータに必要な抵抗値を確保しながら、低コスト化を図れる。より好ましくは、TCR係数を500~2000ppm/度とするのがよい。 In addition, a resistive heating element with PTC characteristics may be used to suppress temperature variations in the heater. PTC characteristics are characteristics in which the resistance value increases as the temperature increases (when a constant voltage is applied, the heater output decreases). By using a heating element with PTC characteristics, it is possible to achieve high output at low temperatures and high speed rise in temperature, and low output at high temperatures to suppress overheating. For example, if the TCR coefficient of the PTC characteristics is set to about 300 to 4000 ppm/degree, it is possible to reduce costs while ensuring the resistance value required for the heater. It is more preferable to set the TCR coefficient to 500 to 2000 ppm/degree.

抵抗温度係数(TCR)は、下記式(9)を用いて算出することができる。式(7)中のT0は基準温度、T1は任意温度、R0は基準温度T0における抵抗値、R1は任意温度T1における抵抗値である。例えば、図11に示す上述のヒータ22において、第1電極部61Aと第2電極部61Bとの間の抵抗値が、25℃(基準温度T0)で10Ω(抵抗値R0)であり、125℃(任意温度T1)で12Ω(抵抗値R1)であった場合は、式(9)から抵抗温度係数は2000ppm/℃となる。 The temperature coefficient of resistance (TCR) can be calculated using the following formula (9). In formula (7), T0 is the reference temperature, T1 is the arbitrary temperature, R0 is the resistance value at reference temperature T0, and R1 is the resistance value at arbitrary temperature T1. For example, in the heater 22 described above and shown in FIG. 11, if the resistance value between the first electrode portion 61A and the second electrode portion 61B is 10Ω (resistance value R0) at 25°C (reference temperature T0) and 12Ω (resistance value R1) at 125°C (arbitrary temperature T1), the temperature coefficient of resistance is 2000 ppm/°C according to formula (9).

Figure 0007519009000011
Figure 0007519009000011

また、画像形成装置が備える定着装置は、上述の定着装置に限らず、図21~図23に示すような定着装置であってもよい。以下、図21~図23に示す各定着装置の構成について簡単に説明する。 The fixing device provided in the image forming apparatus is not limited to the fixing device described above, but may be a fixing device as shown in Figures 21 to 23. The configuration of each fixing device shown in Figures 21 to 23 will be briefly described below.

図21に示す定着装置9は、定着ベルト20の加圧ローラ21側とは反対側に、押圧ローラ90が配置されている点において、上述の定着装置とは異なっている。この場合、押圧ローラ90とヒータ22とによって定着ベルト20を挟んで加熱するように構成されている。一方、加圧ローラ21側では、定着ベルト20の内周にニップ形成部材91が配置されている。ニップ形成部材91は、ステー24によって支持されており、ニップ形成部材91と加圧ローラ21とによって定着ベルト20を挟んでニップ部Nを形成している。 The fixing device 9 shown in FIG. 21 differs from the fixing devices described above in that a pressure roller 90 is disposed on the side of the fixing belt 20 opposite the pressure roller 21 side. In this case, the fixing belt 20 is sandwiched and heated by the pressure roller 90 and heater 22. Meanwhile, on the pressure roller 21 side, a nip forming member 91 is disposed on the inner circumference of the fixing belt 20. The nip forming member 91 is supported by a stay 24, and the nip forming member 91 and the pressure roller 21 sandwich the fixing belt 20 to form a nip portion N.

次に、図22に示す定着装置9では、上述の押圧ローラ90が省略されており、定着ベルト20とヒータ22との周方向接触長さを確保するために、ヒータ22が定着ベルト20の曲率に合わせて円弧状に形成されている。その他は、図21に示す定着装置9と同じ構成である。 Next, in the fixing device 9 shown in FIG. 22, the above-mentioned pressure roller 90 is omitted, and in order to ensure the circumferential contact length between the fixing belt 20 and the heater 22, the heater 22 is formed in an arc shape to match the curvature of the fixing belt 20. The rest of the configuration is the same as that of the fixing device 9 shown in FIG. 21.

続いて、図23に示す定着装置9では、定着ベルト20のほかに加圧ベルト92が設けられ、加熱ニップ(第1ニップ部)N1と定着ニップ(第2ニップ部)N2とが分けて構成されている。すなわち、加圧ローラ21に対して定着ベルト20側とは反対側にも、ニップ形成部材91とステー93が配置され、ニップ形成部材91とステー93を内包するように加圧ベルト92が配置されている。その他は、図3に示す定着装置9と同じ構成である。 Next, in the fixing device 9 shown in FIG. 23, in addition to the fixing belt 20, a pressure belt 92 is provided, and a heating nip (first nip portion) N1 and a fixing nip (second nip portion) N2 are separately configured. That is, a nip forming member 91 and a stay 93 are also arranged on the opposite side of the pressure roller 21 from the fixing belt 20 side, and the pressure belt 92 is arranged so as to enclose the nip forming member 91 and the stay 93. The rest of the configuration is the same as the fixing device 9 shown in FIG. 3.

このような、図21~図23に示すような定着装置を備える画像形成装置においても、本発明を適用することにより、像担持体保護剤の供給ムラを抑制できるようになり、画質の向上を図って小型化又は高速度化に対応できるようになる。 By applying the present invention to image forming apparatuses equipped with fixing devices such as those shown in Figures 21 to 23, it becomes possible to suppress uneven supply of the image carrier protecting agent, improve image quality, and accommodate miniaturization or high speed.

7 保護剤供給装置
9 定着装置(加熱装置)
22 ヒータ(加熱部材)
59 抵抗発熱体(発熱体)
60 発熱部
61 電極部
62 給電線(導電部)
62 給電線(導電部)
80 潤滑剤(像担持体保護剤)
81 ブラシローラ(保護剤供給手段)
100 画像形成装置
200 画像形成部
c 発熱領域の長手方向中央
e 発熱領域の長手方向両端
H 発熱領域
K1 第1導電経路
K2 第2導電経路
K3 第3導電経路(分岐経路)
m 発熱領域の中央と両端の間の中間位置
P 用紙(記録媒体)
S1 第1方向
S2 第2方向
Y ヒータ(基材)の短手方向
Z ヒータ(基材)の長手方向
7 Protective agent supplying device 9 Fixing device (heating device)
22 Heater (heating member)
59 Resistance heating element (heating element)
60 Heat generating portion 61 Electrode portion 62 Power supply line (conductive portion)
62 Power supply line (conductive part)
80 Lubricant (image carrier protective agent)
81 Brush roller (protective agent supplying means)
100 Image forming apparatus 200 Image forming section c Center in the longitudinal direction of the heat generating area e Both ends in the longitudinal direction of the heat generating area H Heat generating area K1 First conductive path K2 Second conductive path K3 Third conductive path (branch path)
m: Midpoint between the center of the heating area and both ends P: Paper (recording medium)
S1: First direction; S2: Second direction; Y: Short side direction of heater (substrate); Z: Long side direction of heater (substrate);

特開2016-62024号公報JP 2016-62024 A

Claims (8)

加熱部材を有する加熱装置と、
表面に画像を担持する像担持体と、
前記像担持体の表面に供給される像担持体保護剤と、
を備える画像形成装置であって、
前記加熱部材は、基材と、発熱体と、電極部と、前記発熱体と前記電極部とを接続する導電部と、を有し、
前記電極部は、第1電極部及び第2電極部を有し、
前記導電部は、前記発熱体と前記第1電極部とを接続する第1導電部と、前記発熱体から前記基材の長手方向のうち第1方向側に伸びて前記第2電極部に接続される第2導電部と、前記第2導電部から分岐し、前記第1方向とは反対の第2方向側に伸びて前記第1導電部を介さずに前記第2導電部又は前記第2電極部に接続される分岐経路の少なくとも一部を構成する第3導電部と、を有し、
前記加熱部材における発熱領域の長手方向中央側の任意の位置に対応する前記像担持体保護剤の部分の密度をρ、前記長手方向中央側の任意の位置で前記加熱部材の各位置に配置された前記導電部を流れる電流の二乗の合計値をI とし、
前記発熱領域の長手方向両端側の任意の位置に対応する前記像担持体保護剤の部分の密度をρ、前記長手方向両端側の任意の位置で前記加熱部材の各位置に配置された前記導電部を流れる電流の二乗の合計値をそれぞれI とすると、
1≦(I ×ρ)/(I ×ρ)<7の関係を満たす画像形成装置。
A heating device having a heating member;
an image carrier that carries an image on its surface;
an image carrier protecting agent applied to a surface of the image carrier;
An image forming apparatus comprising:
The heating member includes a base material, a heating element, an electrode portion, and a conductive portion that connects the heating element and the electrode portion,
The electrode portion includes a first electrode portion and a second electrode portion,
the conductive portion includes a first conductive portion that connects the heating element and the first electrode portion, a second conductive portion that extends from the heating element toward a first direction side in the longitudinal direction of the base material and is connected to the second electrode portion, and a third conductive portion that branches off from the second conductive portion, extends toward a second direction side opposite to the first direction, and constitutes at least a part of a branch path that is connected to the second conductive portion or the second electrode portion without passing through the first conductive portion,
The density of a portion of the image carrier protecting agent corresponding to an arbitrary position on the longitudinal center side of the heat generating region of the heating member is denoted by ρX , and the sum of the squares of the currents flowing through the conductive parts arranged at each position of the heating member at the arbitrary position on the longitudinal center side is denoted by IX2 ,
Let ρY be the density of the portion of the image carrier protecting agent corresponding to any position on both ends of the heat generating region in the longitudinal direction, and IY2 be the sum of the squares of the currents flowing through the conductive parts arranged at each position of the heating member at any position on both ends of the longitudinal direction,
An image forming apparatus that satisfies the relationship: 1≦( IY 2 × ρY )/( IX 2 × ρX )<7.
前記発熱領域の長手方向一端側の任意の位置に対応する前記像担持体保護剤の部分の密度をρ、前記長手方向一端側の任意の位置で前記加熱部材の各位置に配置された前記導電部を流れる電流の二乗の合計値をI とし、
前記発熱領域の長手方向他端側の任意の位置に対応する前記像担持体保護剤の部分の密度をρ、前記長手方向他端側の任意の位置で前記加熱部材の各位置に配置された前記導電部を流れる電流の二乗の合計値をI とすると、
1≦(I ×ρ)/(I ×ρ)≦1.4の関係を満たす請求項1に記載の画像形成装置。
The density of a portion of the image carrier protecting agent corresponding to an arbitrary position on one end side of the heat generating region in the longitudinal direction is denoted by ρ V , and the sum of the squares of the currents flowing through the conductive parts arranged at each position of the heating member at the arbitrary position on one end side of the longitudinal direction is denoted by I V 2 ,
If the density of a portion of the image carrier protecting agent corresponding to an arbitrary position on the other end side of the heat generating region in the longitudinal direction is ρ W , and the sum of the squares of the currents flowing through the conductive parts arranged at each position of the heating member at an arbitrary position on the other end side in the longitudinal direction is I W 2 , then:
2. The image forming apparatus according to claim 1 , wherein the relationship 1≦( IV2 × ρV )/( IW2 × ρW )≦1.4 is satisfied.
前記発熱領域の長手方向における特定位置に対応する前記像担持体保護剤の部分の密度をρ、前記特定位置で前記加熱部材に配置された前記導電部を流れる電流の二乗の合計値をIとすると、
とρとを乗算した値の逆数である1/(I×ρ)で示される値が、前記発熱領域の長手方向中央側と長手方向両端側のそれぞれの任意の位置よりも、これらの間の任意の中間位置で小さくなる請求項1又は2に記載の画像形成装置。
Let ρ be the density of the portion of the image carrier protecting agent corresponding to a specific position in the longitudinal direction of the heat generating region, and I2 be the sum of the squares of the currents flowing through the conductive parts arranged on the heating member at the specific position.
3. The image forming device according to claim 1, wherein a value 1/( I2 × ρ), which is the reciprocal of the product of I2 and ρ, is smaller at any intermediate position between the longitudinal center and both longitudinal end sides of the heat generating area than at any intermediate position between the longitudinal center and both longitudinal end sides of the heat generating area.
加熱部材を有する加熱装置と、
表面に画像を担持する像担持体と、
前記像担持体の表面に供給される像担持体保護剤と、
を備える画像形成装置であって、
前記加熱部材は、基材と、発熱体と、電極部と、前記発熱体と前記電極部とを接続する導電部と、を有し、
前記電極部は、第1電極部及び第2電極部を有し、
前記導電部は、前記発熱体と前記第1電極部とを接続する第1導電部と、前記発熱体から前記基材の長手方向のうち第1方向側に伸びて前記第2電極部に接続される第2導電部と、前記第2導電部から分岐し、前記第1方向とは反対の第2方向側に伸びて前記第1導電部を介さずに前記第2導電部又は前記第2電極部に接続される分岐経路の少なくとも一部を構成する第3導電部と、を有し、
前記加熱部材における発熱領域の長手方向中央側の任意の位置に対応する前記像担持体保護剤の部分の密度をρ、前記長手方向中央側の任意の位置に対応する部分の温度をTとし、
前記発熱領域の長手方向両端側の任意の位置に対応する前記像担持体保護剤の部分の密度をρ、前記長手方向両端側の任意の位置に対応する部分の温度をそれぞれTとすると、
1≦(T×ρ)/(T×ρ)<7の関係を満たす画像形成装置。
A heating device having a heating member;
an image carrier that carries an image on its surface;
an image carrier protecting agent applied to a surface of the image carrier;
An image forming apparatus comprising:
The heating member includes a base material, a heating element, an electrode portion, and a conductive portion that connects the heating element and the electrode portion,
The electrode portion includes a first electrode portion and a second electrode portion,
the conductive portion includes a first conductive portion that connects the heating element and the first electrode portion, a second conductive portion that extends from the heating element toward a first direction side in the longitudinal direction of the base material and is connected to the second electrode portion, and a third conductive portion that branches off from the second conductive portion, extends toward a second direction side opposite to the first direction, and constitutes at least a part of a branch path that is connected to the second conductive portion or the second electrode portion without passing through the first conductive portion,
The density of the portion of the image carrier protecting agent corresponding to an arbitrary position on the longitudinal center side of the heat generating region of the heating member is denoted by ρ X , and the temperature of the portion corresponding to the arbitrary position on the longitudinal center side is denoted by TX ,
If the density of the image bearing member protecting agent in a portion corresponding to any position on both ends of the heat generating region in the longitudinal direction is ρ Y and the temperature of the portion corresponding to any position on both ends in the longitudinal direction is TY , then
An image forming apparatus that satisfies the relationship: 1≦( TY × ρY )/( TX × ρX )<7.
前記分岐経路上に、前記第3導電部と、前記第1電極部及び前記第2電極部とは別の第3電極部と、前記第3導電部を介して前記第3電極部に接続される発熱体と、が配置される請求項1から4のいずれか1項に記載の画像形成装置。 5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the third conductive portion, a third electrode portion different from the first electrode portion and the second electrode portion, and a heating element connected to the third electrode portion via the third conductive portion are arranged on the branch path. 前記加熱部材の前記発熱体が設けられた面に沿って長手方向と交差する方向を、短手方向とすると、
前記加熱部材の短手方向寸法に対する前記発熱体の短手方向寸法の比が、25%以上80%未満である請求項1から5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
If a direction intersecting the longitudinal direction along the surface of the heating member on which the heat generating element is provided is defined as a short direction,
6. The image forming apparatus according to claim 1 , wherein a ratio of a widthwise dimension of the heat generating element to a widthwise dimension of the heating member is 25% or more and less than 80%.
前記加熱部材の前記発熱体が設けられた面に沿って長手方向と交差する方向を、短手方向とすると、
前記加熱部材の短手方向寸法に対する前記発熱体の短手方向寸法の比が、40%以上80%未満である請求項1からのいずれか1項に記載の画像形成装置。
If a direction intersecting the longitudinal direction along the surface of the heating member on which the heat generating element is provided is defined as a short direction,
6. The image forming apparatus according to claim 1 , wherein a ratio of a widthwise dimension of the heat generating element to a widthwise dimension of the heating member is 40% or more and less than 80%.
前記像担持体保護剤に接触した状態で回転することにより、前記像担持体保護剤を前記像担持体の表面に供給する保護剤供給手段を備える請求項1からのいずれかに記載の画像形成装置。 8. The image forming apparatus according to claim 1 , further comprising a protective agent supplying unit that rotates in contact with the image bearing member protective agent to supply the image bearing member protective agent to the surface of the image bearing member .
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010060839A (en) 2008-09-03 2010-03-18 Ricoh Co Ltd Method for manufacturing image carrier protective agent, the image carrier protective agent, protective layer forming apparatus, image forming method, and image forming apparatus
JP2011076074A (en) 2009-09-02 2011-04-14 Ricoh Co Ltd Image bearing member-protecting agent, protecting agent supplying device, process cartridge, image forming apparatus, and image forming method
JP2012237808A (en) 2011-05-10 2012-12-06 Ricoh Co Ltd Molding method of lubricant molded product and molding apparatus for the same, and lubricant molded product and lubricant application apparatus having the molded product
JP2015022231A (en) 2013-07-22 2015-02-02 株式会社リコー Image forming apparatus
JP2016062024A (en) 2014-09-19 2016-04-25 キヤノン株式会社 Heater and fixing device
JP2016118597A (en) 2014-12-19 2016-06-30 株式会社リコー Lubricant supply roller, lubricant supply device, process cartridge, and image forming apparatus
JP2017129832A (en) 2015-08-25 2017-07-27 株式会社リコー Lubricant supply device, process cartridge, and image forming apparatus

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010060839A (en) 2008-09-03 2010-03-18 Ricoh Co Ltd Method for manufacturing image carrier protective agent, the image carrier protective agent, protective layer forming apparatus, image forming method, and image forming apparatus
JP2011076074A (en) 2009-09-02 2011-04-14 Ricoh Co Ltd Image bearing member-protecting agent, protecting agent supplying device, process cartridge, image forming apparatus, and image forming method
JP2012237808A (en) 2011-05-10 2012-12-06 Ricoh Co Ltd Molding method of lubricant molded product and molding apparatus for the same, and lubricant molded product and lubricant application apparatus having the molded product
JP2015022231A (en) 2013-07-22 2015-02-02 株式会社リコー Image forming apparatus
JP2016062024A (en) 2014-09-19 2016-04-25 キヤノン株式会社 Heater and fixing device
JP2016118597A (en) 2014-12-19 2016-06-30 株式会社リコー Lubricant supply roller, lubricant supply device, process cartridge, and image forming apparatus
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