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JP7622522B2 - Heating device, fixing device, image forming apparatus - Google Patents
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JP7622522B2 - Heating device, fixing device, image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、加熱装置、定着装置および画像形成装置に関する。 The present invention relates to a heating device, a fixing device, and an image forming device.

加熱装置として、用紙上のトナーを熱により定着させる定着装置では、回転部材としての定着ベルトや、基材上に抵抗発熱体を備えた面状の加熱部材が設けられる。加熱部材は、定着ベルトの長手方向にわたって設けられ、定着ベルトを所定の定着温度まで加熱する。 The heating device, which fixes the toner on the paper by heat, is provided with a fixing belt as a rotating member and a planar heating member with a resistance heating element on a substrate. The heating member is provided along the length of the fixing belt and heats the fixing belt to a predetermined fixing temperature.

このような定着装置では、加熱部材の温度を検知する温度検知部材が設けられる。この温度検知部材の検知結果に基づいて加熱部材への通電制御を行うことで、定着ベルトを適正な温度にまで加熱できる。 In such a fixing device, a temperature detection member is provided to detect the temperature of the heating member. By controlling the flow of electricity to the heating member based on the detection result of this temperature detection member, the fixing belt can be heated to an appropriate temperature.

例えば特許文献1(特開2018-169417号公報)の定着装置では、発熱体が加熱する加熱部が、加圧ローラの円周面と同じような曲率で湾曲した湾曲部を有する。温度検知部がこの湾曲部に当接して加熱部の温度を検知する。そして、温度検知部の検知した温度に基づいて、発熱体に対する温度制御がなされる。 For example, in the fixing device of Patent Document 1 (JP 2018-169417 A), the heating section where the heating element heats has a curved section that is curved with the same curvature as the circumferential surface of the pressure roller. A temperature detection section abuts against this curved section to detect the temperature of the heating section. Then, the temperature of the heating element is controlled based on the temperature detected by the temperature detection section.

温度検知素子の安定した当接状態を形成することを課題とする。 The goal is to create a stable contact state for the temperature detection element.

上記の課題を解決するため、本発明は、回転部材と、面状の加熱部材と、温度検知部材と、付勢部材と、を備えた加熱装置であって、前記温度検知部材は、弾性部材と、温度検知素子と、を有し、前記付勢部材は前記温度検知素子を突出部の側へ付勢し、前記温度検知素子は、その一方側に前記弾性部材が設けられ、前記加熱部材側である他方側で、前記突出部の前記温度検知素子側へ突出した曲面部分に当接し、前記加熱部材は基材と抵抗発熱体とを有し、前記突出部は前記基材に設けられることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a heating device comprising a rotating member, a planar heating member, a temperature detection member, and a biasing member, wherein the temperature detection member has an elastic member and a temperature detection element, the biasing member biases the temperature detection element toward a protrusion, the temperature detection element has the elastic member provided on one side thereof and abuts on the other side thereof, which is the heating member side, against a curved portion of the protrusion that protrudes toward the temperature detection element side , the heating member has a base material and a resistive heating element, and the protrusion is provided on the base material .

本発明の加熱装置によれば、突出部に対する、温度検知素子の安定した当接状態を形成することができる。 The heating device of the present invention can achieve a stable contact state of the temperature detection element against the protrusion.

画像形成装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an image forming apparatus. 本発明の一実施形態に係る定着装置の側面断面図である。1 is a side cross-sectional view of a fixing device according to an embodiment of the present invention. ヒータの平面図である。FIG. サーミスタの配置を示すヒータの平面図である。FIG. 4 is a plan view of the heater showing the placement of the thermistor. サーミスタおよびその周辺構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a thermistor and its peripheral configuration. 本実施形態と異なる構成のサーミスタおよびその周辺構成を示す図である。1 is a diagram showing a thermistor having a different configuration from that of the present embodiment and its peripheral configuration. 本実施形態、および図6と異なる構成のサーミスタおよびその周辺構成を示す図である。7A and 7B are diagrams showing the present embodiment, a thermistor having a different configuration from that shown in FIG. 6, and its peripheral configuration. 図7のサーミスタにおいて、温度検知素子が位置ズレした様子を示す図である。8 is a diagram showing a state in which a temperature detection element in the thermistor of FIG. 7 is misaligned. FIG. 図5のサーミスタにおいて、温度検知素子が位置ズレした様子を示す図である。6 is a diagram showing a state in which a temperature detection element in the thermistor of FIG. 5 is misaligned. サーミスタの具体的な構成を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a specific configuration of a thermistor. サーミスタの具体的な構成を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing a specific configuration of a thermistor. 本発明のサーミスタの変形例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a modified example of the thermistor of the present invention. 図13のサーミスタにおいて、温度検知素子が位置ズレした様子を示す図である。14 is a diagram showing a state in which the temperature detection element of the thermistor of FIG. 13 is misaligned. FIG. 均熱部材を有する定着装置の側面断面図である。1 is a side cross-sectional view of a fixing device having a heat equalizing member.

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や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。以下の説明では、温度検知部材を備えた加熱装置の一例として、トナー画像を熱により定着させる定着装置を例示する。 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 and components having the same function or shape are given the same reference numerals as far as they can be distinguished, and the description will be omitted after the first description. In the following description, a fixing device that fixes a toner image by heat will be exemplified as an example of a heating device equipped with a temperature detection member.

図1は、本発明の実施の一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 device according to one embodiment of the present invention.

図1に示す画像形成装置100は、画像形成装置本体に対して着脱可能な4つの作像ユニット1Y,1M,1C,1Bkを備える。各作像ユニット1Y,1M,1C,1Bkは、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は同様の構成となっている。これらの色の現像剤は、カラー画像の色分解成分に対応する。各作像ユニット1Y,1M,1C,1Bkは、像担持体としてのドラム状の感光体2と、帯電装置3と、現像装置4と、クリーニング装置5とを備える 。帯電装置3は感光体2の表面を帯電する。現像装置4は、感光体2の表面に現像剤としてのトナーを供給してトナー画像を形成する。クリーニング装置5は感光体2の表面をクリーニングする。 The image forming device 100 shown in FIG. 1 has four imaging units 1Y, 1M, 1C, and 1Bk that are detachable from the image forming device main body. Each imaging unit 1Y, 1M, 1C, and 1Bk has the same configuration except that it contains a developer of a different color, yellow, magenta, cyan, or black. These color developers correspond to the color separation components of a color image. Each imaging unit 1Y, 1M, 1C, and 1Bk has a drum-shaped photoconductor 2 as an image carrier, a charging device 3, a developing device 4, and a cleaning device 5. The charging device 3 charges the surface of the photoconductor 2. The developing device 4 supplies toner as a developer to the surface of the photoconductor 2 to form a toner image. The cleaning device 5 cleans the surface of the photoconductor 2.

また、画像形成装置100は、露光装置6と、給紙装置7と、転写装置8と、定着装置9と、排紙装置10とを備える。露光装置6は、各感光体2の表面を露光し、その表面に静電潜像を形成する。給紙装置7は、記録媒体としての用紙Pを用紙搬送路14に供給する。転写装置8は各感光体2に形成されたトナー画像を用紙Pに転写する。定着装置9は用紙Pに転写されたトナー画像を用紙P表面に定着させる。排紙装置10は用紙Pを装置外に排出する。各作像ユニット1、感光体2、帯電装置3、露光装置6、転写装置8などは、用紙に画像を形成するための画像形成手段を構成している。 The image forming apparatus 100 also includes an exposure device 6, a paper feeder 7, a transfer device 8, a fixing device 9, and a paper discharge device 10. The exposure device 6 exposes the surface of each photoconductor 2 to light and forms an electrostatic latent image on that surface. The paper feeder 7 supplies paper P as a recording medium to a paper transport path 14. The transfer device 8 transfers the toner image formed on each photoconductor 2 to the paper P. The fixing device 9 fixes the toner image transferred to the paper P to the surface of the paper P. The paper discharge device 10 discharges the paper P outside the apparatus. Each imaging unit 1, photoconductor 2, charging device 3, exposure device 6, transfer device 8, etc. constitute an image forming means for forming an image on paper.

転写装置8は、中間転写体としての無端状の中間転写ベルト11と、一次転写部材としての4つの一次転写ローラ12と、二次転写部材としての二次転写ローラ13とを有する。中間転写ベルト11は複数のローラによって張架される。一次転写ローラ12は各感光体2上のトナー画像を中間転写ベルト11へ転写する。二次転写ローラ13は中間転写ベルト11上に転写されたトナー画像を用紙Pへ転写する。複数の一次転写ローラ12は、それぞれ、中間転写ベルト11を介して感光体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とが互いに接触し、これらの間に一次転写ニップが形成される。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を張架するローラの1つに接触している。これにより、二次転写ローラ13と中間転写ベルト11との間には二次転写ニップが形成されている。 The transfer device 8 has an endless intermediate transfer belt 11 as an intermediate transfer body, four primary transfer rollers 12 as primary transfer members, and a secondary transfer roller 13 as a secondary transfer member. The intermediate transfer belt 11 is stretched by a plurality of rollers. The primary transfer rollers 12 transfer the toner images on the photoconductors 2 to the intermediate transfer belt 11. The secondary transfer rollers 13 transfer the toner images transferred onto the intermediate transfer belt 11 to the paper P. Each of the plurality of primary transfer rollers 12 contacts the photoconductors 2 via the intermediate transfer belt 11. As a result, the intermediate transfer belt 11 and each photoconductor 2 come into contact with each other, and a primary transfer nip is formed between them. Meanwhile, the secondary transfer roller 13 contacts one of the rollers that stretch the intermediate transfer belt 11 via the intermediate transfer belt 11. As a result, a secondary transfer nip is formed between the secondary transfer roller 13 and the intermediate transfer belt 11.

また、用紙搬送路14における給紙装置7から二次転写ニップ(二次転写ローラ13)に至るまでの途中には、一対のタイミングローラ15が設けられている。 A pair of timing rollers 15 is provided on the paper transport path 14 between the paper feeder 7 and the secondary transfer nip (secondary transfer roller 13).

次に、図1を参照して上記画像形成装置の印刷動作について説明する。 Next, the printing operation of the image forming device 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においては、感光体2が図1の時計回りに回転駆動され、帯電装置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情報に基づいて、露光装置6が各感光体2の表面を露光する。これにより、露光された部分の電位が低下して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。 When an instruction to start a printing operation is given, in each of the imaging units 1Y, 1M, 1C, 1Bk, the photoconductor 2 is rotated clockwise in FIG. 1, and the surface of the photoconductor 2 is charged to a uniform high potential by the charging device 3. Next, the exposure device 6 exposes the surface of each photoconductor 2 based on the image information of the original document read by the original reading device, or the print information instructed to be printed from the terminal. This reduces the potential of the exposed area, forming an electrostatic latent image. Toner is then supplied from the developing device 4 to this electrostatic latent image, and a toner image is formed on each photoconductor 2.

各感光体2上に形成されたトナー画像は、各感光体2の回転に伴って回転し、一次転写ニップ(一次転写ローラ12の位置)に達する。そしてトナー画像は、図1の反時計回りに回転駆動する中間転写ベルト11に順次重なり合うように転写される。そして、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)へ搬送される。トナー画像は、二次転写ニップにおいて搬送されてきた用紙Pに転写される。この用紙Pは、給紙装置7から供給されたものである。給紙装置7から供給された用紙Pは、タイミングローラ15によって一旦停止された後、中間転写ベルト11上のトナー画像が二次転写ニップに至るタイミングに合わせて二次転写ニップへ搬送される。かくして、用紙P上にフルカラーのトナー画像が担持される。また、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は各クリーニング装置5によって除去される。 The toner images formed on each photoconductor 2 rotate with the rotation of each photoconductor 2 and reach the primary transfer nip (the position of the primary transfer roller 12). The toner images are then transferred to the intermediate transfer belt 11, which rotates counterclockwise in FIG. 1, so that they overlap one another. The toner images transferred onto the intermediate transfer belt 11 are then transported to the secondary transfer nip (the position of the secondary transfer roller 13) with the rotation of the intermediate transfer belt 11. The toner images are transferred to the paper P that has been transported at the secondary transfer nip. This paper P is supplied from the paper supply device 7. The paper P supplied from the paper supply device 7 is stopped once by the timing roller 15, and then transported to the secondary transfer nip in accordance with the timing at which the toner image on the intermediate transfer belt 11 reaches the secondary transfer nip. Thus, a full-color toner image is carried on the paper P. After the toner image is transferred, the toner remaining on each photoconductor 2 is removed by each cleaning device 5.

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は排紙装置10によって装置外に排出されて、一連の印刷動作が完了する。 The paper P with the transferred toner image is transported to the fixing device 9, which fixes the toner image onto the paper P. The paper P is then discharged from the device by the paper discharge device 10, completing the printing process.

続いて、定着装置の構成について説明する。 Next, we will explain the configuration of the fixing device.

図2に示すように、本実施形態に係る定着装置9は、回転部材あるいは定着部材としての定着ベルト20と、対向回転部材あるいは加圧部材としての加圧ローラ21と、加熱部材としてのヒータ22と、保持部材としてのヒータホルダ23と、支持部材としてのステー24と、複数の、温度検知部材としてのサーミスタ25等を備えている。定着ベルト20は無端状のベルトからなる。加圧ローラ21は定着ベルト20の外周面に接触して、定着ベルト20との間に定着ニップ(ニップ部)Nを形成する。ヒータ22は定着ベルト20を加熱する。ヒータホルダ23はヒータ22を保持する。ステー24はヒータホルダ23を支持する。サーミスタ25は基材50の温度を検知する。つまり、ヒータ22はサーミスタ25(あるいはサーモスタット)により温度を検知される被検知部材である。図2の紙面に直交する方向は定着ベルト20、加圧ローラ21、ヒータ22、ヒータホルダ23、ステー24等の長手方向であり、以下、この方向を単に長手方向と呼ぶ。なお、この長手方向は搬送される用紙の幅方向、定着ベルト20のベルト幅方向、そして、加圧ローラ21の軸方向でもある。なお、図2ではサーミスタ25を簡易的に矩形状で記載しており、サーミスタ25の詳細な構成については後述する。 2, the fixing device 9 according to the present embodiment includes a fixing belt 20 as a rotating member or fixing member, a pressure roller 21 as an opposing rotating member or pressure member, a heater 22 as a heating member, a heater holder 23 as a holding member, a stay 24 as a support member, and a plurality of thermistors 25 as temperature detection members. The fixing belt 20 is an endless belt. The pressure roller 21 contacts the outer peripheral surface of the fixing belt 20 to form a fixing nip (nip portion) N between the fixing belt 20 and the pressure roller 21. The heater 22 heats the fixing belt 20. The heater holder 23 holds the heater 22. The stay 24 supports the heater holder 23. The thermistor 25 detects the temperature of the substrate 50. In other words, the heater 22 is a member to be detected whose temperature is detected by the thermistor 25 (or thermostat). The direction perpendicular to the plane of the paper in Fig. 2 is the longitudinal direction of the fixing belt 20, pressure roller 21, heater 22, heater holder 23, stay 24, etc., and hereinafter, this direction will be simply referred to as the longitudinal direction. Note that this longitudinal direction also corresponds to the width direction of the paper being transported, the belt width direction of the fixing belt 20, and the axial direction of the pressure roller 21. Note that in Fig. 2, the thermistor 25 is depicted as a rectangle for simplicity, and the detailed configuration of the thermistor 25 will be described later.

定着ベルト20は、例えば外径が25mmで厚みが40~120μmのポリイミド(PI)製の筒状基体を有している。この筒状基体は、定着ベルト20の内周面を含む。定着ベルト20の最表層には、耐久性を高めて離型性を確保するために、PFAやPTFE等のフッ素系樹脂による厚みが5~50μmの離型層が形成される。基体と離型層の間に厚さ50~500μmのゴム等からなる弾性層を設けてもよい。また、定着ベルト20の基体はポリイミドに限らず、PEEKなどの耐熱性樹脂やニッケル(Ni)、SUSなどの金属基体であってもよい。定着ベルト20の内周面に摺動層としてポリイミドやPTFEなどをコートしてもよい。 The fixing belt 20 has a cylindrical substrate made of polyimide (PI) with an outer diameter of 25 mm and a thickness of 40 to 120 μm. This cylindrical substrate includes the inner peripheral surface of the fixing belt 20. A release layer made of fluorine-based resin such as PFA or PTFE with a thickness of 5 to 50 μm is formed on the outermost layer of the fixing belt 20 to improve durability and ensure releasability. An elastic layer made of rubber or the like with a thickness of 50 to 500 μm may be provided between the substrate and the release layer. The substrate of the fixing belt 20 is not limited to polyimide, and may be a heat-resistant resin such as PEEK or a metal substrate such as nickel (Ni) or SUS. The inner peripheral surface of the fixing belt 20 may be coated with polyimide, PTFE, or the like as a sliding layer.

加圧ローラ21は、例えば外径が25mmであり、中実の鉄製芯金21aと、この芯金21aの表面に形成された弾性層21bと、弾性層21bの外側に形成された離型層21cとで構成されている。弾性層21bはシリコーンゴムで形成されており、厚みは例えば3.5mmである。弾性層21bの表面には、離型性を高めるために、厚みが例えば40μm程度のフッ素樹脂層による離型層21cを形成するのが望ましい。 The pressure roller 21 has an outer diameter of, for example, 25 mm and is composed of a solid iron core 21a, an elastic layer 21b formed on the surface of the core 21a, and a release layer 21c formed on the outside of the elastic layer 21b. The elastic layer 21b is made of silicone rubber and has a thickness of, for example, 3.5 mm. To improve releasability, it is desirable to form a release layer 21c made of a fluororesin layer having a thickness of, for example, about 40 μm on the surface of the elastic layer 21b.

加圧ローラ21が付勢手段によって定着ベルト20側へ付勢されることで、加圧ローラ21は定着ベルト20を介してヒータ22に圧接される。これにより、定着ベルト20と加圧ローラ21との間に定着ニップNが形成される。また、加圧ローラ21は駆動手段によって回転駆動されるように構成されており、加圧ローラ21が図2の矢印方向に回転すると、これに伴って定着ベルト20が従動回転する。 When the pressure roller 21 is urged toward the fixing belt 20 by the urging means, the pressure roller 21 is pressed against the heater 22 via the fixing belt 20. This forms a fixing nip N between the fixing belt 20 and the pressure roller 21. The pressure roller 21 is also configured to be driven to rotate by the driving means, and when the pressure roller 21 rotates in the direction of the arrow in FIG. 2, the fixing belt 20 is rotated accordingly.

ヒータ22は、定着ベルト20の幅方向に渡って長手状に設けられた面状の加熱部材である。ヒータ22は、板状の基材50と、基材50上に設けられた抵抗発熱体51と、抵抗発熱体51を被覆する絶縁層52等で構成されている。また、ヒータ22は、絶縁層52側で定着ベルト20の内周面に接触している。従って、抵抗発熱体51から発された熱は、絶縁層52を介して定着ベルト20へと伝達される。 The heater 22 is a planar heating member that is provided longitudinally across the width of the fixing belt 20. The heater 22 is composed of a plate-shaped base material 50, a resistance heating element 51 provided on the base material 50, an insulating layer 52 that covers the resistance heating element 51, and the like. The heater 22 is in contact with the inner circumferential surface of the fixing belt 20 on the insulating layer 52 side. Therefore, the heat generated by the resistance heating element 51 is transferred to the fixing belt 20 via the insulating layer 52.

ヒータホルダ23およびステー24は、定着ベルト20の内周側に配置されている。ステー24は、金属製のチャンネル材で構成され、その両端部分が定着装置9の両側板に支持されている。ステー24によってヒータホルダ23およびヒータ22が支持されることで、加圧ローラ21が定着ベルト20に加圧された状態で、ヒータ22が加圧ローラ21の押圧力を確実に受けとめることができる。これにより、定着ベルト20と加圧ローラ21との間に定着ニップNを安定的に形成される。 The heater holder 23 and the stay 24 are disposed on the inner periphery of the fixing belt 20. The stay 24 is made of a metal channel material, and both ends are supported by both side plates of the fixing device 9. The heater holder 23 and the heater 22 are supported by the stay 24, so that the heater 22 can reliably receive the pressing force of the pressure roller 21 when the pressure roller 21 is pressed against the fixing belt 20. This allows a fixing nip N to be stably formed between the fixing belt 20 and the pressure roller 21.

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、耐熱性の材料で形成されることが望ましい。例えば、ヒータホルダ23をLCPなどの低熱伝導性の耐熱性樹脂で形成した場合は、ヒータ22からヒータホルダ23への伝熱が抑制される。これにより、ヒータ22が効率的に定着ベルト20を加熱できる。 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. For example, if the heater holder 23 is made of a heat-resistant resin with low thermal conductivity such as LCP, the transfer of heat from the heater 22 to the heater holder 23 is suppressed. This allows the heater 22 to efficiently heat the fixing belt 20.

本実施形態に係る定着装置9において、印刷動作が開始されると、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。また、ヒータ22の抵抗発熱体51に電力が供給されることで、定着ベルト20が加熱される。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2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(定着ニップN)に搬送されることで、未定着トナー画像が加熱および加圧されて用紙Pに定着される。定着ベルト20はヒータ22に加熱される被加熱部材である。 In the fixing device 9 according to this embodiment, when a printing operation is started, the pressure roller 21 is driven to rotate, and the fixing belt 20 starts to rotate. In addition, the fixing belt 20 is heated by supplying power to the resistance heating element 51 of the heater 22. Then, when the temperature of the fixing belt 20 reaches a predetermined target temperature (fixing temperature), as shown in FIG. 2, a sheet P carrying an unfixed toner image is transported between the fixing belt 20 and the pressure roller 21 (fixing nip N), and the unfixed toner image is heated and pressurized to be fixed to the sheet P. The fixing belt 20 is a heated member that is heated by the heater 22.

次に、ヒータ22の詳細な構成について説明する。なお、以下の説明において、ヒータ22に対する、定着ベルト20側(定着ニップN側)を「おもて側」と称し、ヒータホルダ23側を「裏側」と称して説明する。 Next, the detailed configuration of the heater 22 will be described. In the following description, the fixing belt 20 side (fixing nip N side) of the heater 22 will be referred to as the "front side," and the heater holder 23 side will be referred to as the "back side."

ヒータ22は、板状の基材50と、抵抗発熱体51などからなる導体層と、絶縁層52とが積層されて構成されている。導体層は基材50のおもて側に設けられる。絶縁層52は導体層のおもて側を被覆する。 The heater 22 is constructed by stacking a plate-shaped substrate 50, a conductor layer including a resistance heating element 51, and an insulating layer 52. The conductor layer is provided on the front side of the substrate 50. The insulating layer 52 covers the front side of the conductor layer.

導体層は、図3に示すように、複数の発熱部60と、複数の電極部61と、複数の給電線62と、で構成されている。発熱部60は面状の抵抗発熱体で構成される。電極部61は基材50の長手方向両端部側に設けられる。給電線62は電極部61と発熱部60とを接続する。また各電極部61は少なくとも一部が絶縁層52によって被覆されておらず露出した状態となっている。これにより、電極部61とコネクタとの接続を確保することができる。 As shown in FIG. 3, the conductor layer is composed of a plurality of heat generating portions 60, a plurality of electrode portions 61, and a plurality of power supply lines 62. The heat generating portions 60 are composed of planar resistive heating elements. The electrode portions 61 are provided on both longitudinal end sides of the substrate 50. The power supply lines 62 connect the electrode portions 61 and the heat generating portions 60. Furthermore, at least a portion of each electrode portion 61 is not covered by the insulating layer 52 and is exposed. This ensures connection between the electrode portions 61 and the connector.

基材50は、アルミナや窒化アルミナなどのセラミック、ガラスなど絶縁材料で構成されている。また基材50を、ステンレス(SUS)や鉄、銅、アルミニウムなどの金属材料で構成すると共に、基材50と導体層との間に別途絶縁層を設けて絶縁性を確保してもよい。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。中でも、アルミニウムや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。基材50には、板材の裏面側に、後述する突出部が設けられる。 The substrate 50 is made of an insulating material such as ceramics, such as alumina or alumina nitride, or glass. The substrate 50 may also be made of a metal material, such as stainless steel (SUS), iron, copper, or aluminum, and an insulating layer may be provided between the substrate 50 and the conductor layer to ensure insulation. Metal materials are suitable for reducing costs because they are durable against rapid heating and easy to process. Among these, aluminum and copper are preferred 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. The substrate 50 has a protrusion, which will be described later, on the back side of the plate material.

絶縁層52は、耐熱性ガラスで構成されている。その他に、絶縁層52の材料として、セラミックあるいはポリイミド(PI)などを用いることも可能である。 The insulating layer 52 is made of heat-resistant glass. Other materials that can be used for the insulating layer 52 include ceramics and polyimide (PI).

各発熱部60は、例えば、銀パラジウム(AgPd)や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できる。発熱部60の材料として、これら以外に、銀合金(AgPt)や酸化ルテニウム(RuO)の抵抗材料を用いてもよい。 Each heating portion 60 can be formed, for example, by applying a paste made of silver palladium (AgPd) and glass powder to the substrate 50 by screen printing or the like, and then firing the substrate 50. In addition to these, the heating portion 60 may be made of a resistive material such as a silver alloy (AgPt) or ruthenium oxide (RuO 2 ).

給電線62は、発熱部60よりも小さい抵抗値の導体で構成されている。給電線62や電極部61の材料としては、銀(Ag)もしくは銀パラジウム(AgPd)などを用いることができる。これらの材料をスクリーン印刷するなどによって、給電線62や電極部61を形成できる。 The power supply line 62 is made of a conductor with a smaller resistance value than the heat generating portion 60. The power supply line 62 and the electrode portion 61 can be made of materials such as silver (Ag) or silver palladium (AgPd). The power supply line 62 and the electrode portion 61 can be formed by screen printing these materials, for example.

また、本実施形態では、発熱部60や電極部61および給電線62に銀やパラジウムなどの合金を用い、PTC特性(正の抵抗温度係数)を有するものとした。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60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。TCR係数は、25度と125度とで抵抗値を測定することにより算出できる。例えば、100度温度上昇して抵抗値が10%上昇していれば、TCR係数は1000ppm/度である。 In this embodiment, the heating section 60, the electrode section 61, and the power supply line 62 are made of an alloy such as silver or palladium, and have a PTC characteristic (positive temperature coefficient of resistance). The PTC characteristic is a characteristic in which the resistance value increases as the temperature increases (when a constant voltage is applied, the heater output decreases). By using the heating section 60 with the PTC characteristic, the heater can be started up quickly at low temperatures with high output, and can be prevented from overheating at high temperatures with low output. For example, if the TCR coefficient of the PTC characteristic is about 300 to 4000 ppm/degree, the heater can be kept at a low cost while ensuring the resistance value required for the heater. More preferably, the TCR coefficient is 500 to 2000 ppm/degree. The TCR coefficient can be calculated by measuring the resistance value at 25 degrees and 125 degrees. For example, if the temperature rises by 100 degrees and the resistance value increases by 10%, the TCR coefficient is 1000 ppm/degree.

また、本実施形態では、発熱部60が、基材50の長手方向に渡って3つ設けられている。3つの発熱部60のうちの1つは、基材50の長手方向中央に配置された第1発熱部としての中央発熱部60Aであり、残りの2つは、中央発熱部60Aの長手方向両側に配置された第2発熱部としての端部発熱部60Bである。中央発熱部60Aと端部発熱部60Bとは、互いに独立して発熱制御可能に構成されている。 In this embodiment, three heat generating sections 60 are provided along the longitudinal direction of the substrate 50. One of the three heat generating sections 60 is a central heat generating section 60A serving as a first heat generating section located in the longitudinal center of the substrate 50, and the remaining two are end heat generating sections 60B serving as second heat generating sections located on both longitudinal sides of the central heat generating section 60A. The central heat generating section 60A and the end heat generating section 60B are configured to be capable of being controlled to generate heat independently of each other.

図3において、複数の電極部61を、左から順に、第1電極部61A、第2電極部61B、第3電極部61C、第4電極部61Dとする。第2電極部61Bおよび第4電極部61Dに電圧を印加した場合、中央発熱部60Aのみが発熱する。また、第1電極部61Aおよび第2電極部61Bに電圧を印加した場合は、図3の左側の端部発熱部60Bのみが発熱し、第2電極部61Bと第3電極部61Cに電圧を印加した場合は、図3の右側の端部発熱部60Bのみが発熱する。また、第1電極部61Aと第3電極部61Cとを外部で並列に接続し、同時に電圧を印加できるようにしている。そして、これらの電極部61A,61Cと第2電極部61Bとに電圧を印加することで、両方の端部発熱部60Bを同時に発熱させることが可能である。なお、図3中の矢印は、各発熱部60A,60Bの長手方向に流れる電流の方向を示す。 In FIG. 3, the multiple electrode parts 61 are, from the left, the first electrode part 61A, the second electrode part 61B, the third electrode part 61C, and the fourth electrode part 61D. When a voltage is applied to the second electrode part 61B and the fourth electrode part 61D, only the central heating part 60A generates heat. When a voltage is applied to the first electrode part 61A and the second electrode part 61B, only the end heating part 60B on the left side of FIG. 3 generates heat, and when a voltage is applied to the second electrode part 61B and the third electrode part 61C, only the end heating part 60B on the right side of FIG. 3 generates heat. In addition, the first electrode part 61A and the third electrode part 61C are connected in parallel externally so that a voltage can be applied simultaneously. Then, by applying a voltage to these electrode parts 61A, 61C and the second electrode part 61B, it is possible to heat both end heating parts 60B simultaneously. The arrows in FIG. 3 indicate the direction of current flowing in the longitudinal direction of each heat generating portion 60A, 60B.

通紙する用紙の幅が、中央発熱部60Aの幅L1以下である場合は、中央発熱部60Aのみ発熱させる。また通紙する用紙の幅が、中央発熱部60の幅L1よりも大きい幅である場合は、中央発熱部60Aに加えて各端部発熱部60Bをそれぞれ発熱させる。このように、通紙領域の大きさに応じて発熱領域の大きさを変更することができる。さらに、中央発熱部60Aの幅L1を、小サイズの用紙幅(例えば、A4紙幅:215mm)に合わせ、一方の端部発熱部60Bから他方の端部発熱部60Bまでを含む発熱領域の幅L2を大サイズの用紙幅(例えば、A3紙幅:301mm)に合わせることが好ましい。これにより、発熱部60A,60B上の非通紙領域がほとんど生じないので、印刷生産性を高めることができる。 If the width of the paper passing through is equal to or less than the width L1 of the central heating section 60A, only the central heating section 60A is heated. If the width of the paper passing through is greater than the width L1 of the central heating section 60, each end heating section 60B is heated in addition to the central heating section 60A. In this way, the size of the heating area can be changed according to the size of the paper passing area. Furthermore, it is preferable to match the width L1 of the central heating section 60A to the width of a small size paper (e.g., A4 paper width: 215 mm), and match the width L2 of the heating area including one end heating section 60B to the other end heating section 60B to the width of a large size paper (e.g., A3 paper width: 301 mm). This results in almost no non-paper passing area on the heating sections 60A and 60B, thereby improving printing productivity.

図4は、複数のサーミスタ25A~25Cと、発熱部60A,60Bと、通紙領域W1,W2と、の位置関係を示す図である。図4中の、W1で示される通紙領域は、中央発熱部60Aの幅L1よりも小さい幅サイズの用紙P1が定着ニップNを通過する際の幅方向の通過領域である。同図中のW2で示される通紙領域は、中央発熱部60Aの幅L1よりも大きい幅サイズの用紙P2が定着ニップNを通過する際の幅方向の通過領域である。また、サーミスタ25A、サーミスタ25B、サーミスタ25Cを、以下便宜的に、第1サーミスタ25A、第2サーミスタ25B、第3サーミスタ25Cと称する。 Figure 4 is a diagram showing the positional relationship between multiple thermistors 25A-25C, heat generating sections 60A and 60B, and paper passage areas W1 and W2. The paper passage area indicated by W1 in Figure 4 is the widthwise passing area when paper P1, which has a width smaller than the width L1 of central heat generating section 60A, passes through the fixing nip N. The paper passage area indicated by W2 in the figure is the widthwise passing area when paper P2, which has a width larger than the width L1 of central heat generating section 60A, passes through the fixing nip N. In addition, thermistors 25A, 25B, and 25C will be referred to below for convenience as the first thermistor 25A, the second thermistor 25B, and the third thermistor 25C.

第1サーミスタ25Aの温度検知素子251Aは、中央発熱部60Aの幅L1内であって、さらに、小サイズ通紙領域W1内に配置されている。このような配置により、第1サーミスタ25Aが、用紙P1やこれより幅の大きい用紙を通紙した際の、中央発熱部60Aにおける通紙領域の温度を検知できる。また、中央発熱部60Aの幅L1よりも小さい幅サイズの用紙が複数種類ある場合は、その中でも最小幅用紙の通紙領域内に、温度検知素子251Aを配置できる。これにより、中央発熱部60A上を通過するあらゆるサイズの通紙領域の温度を第1サーミスタ25Aによって検知できる。 The temperature detection element 251A of the first thermistor 25A is disposed within the width L1 of the central heat generating portion 60A, and further within the small size paper passing area W1. This arrangement allows the first thermistor 25A to detect the temperature of the paper passing area in the central heat generating portion 60A when paper P1 or paper wider than this is passed through. Furthermore, if there are multiple types of paper with widths smaller than the width L1 of the central heat generating portion 60A, the temperature detection element 251A can be disposed within the paper passing area of the smallest paper among them. This allows the first thermistor 25A to detect the temperature of paper passing areas of all sizes that pass over the central heat generating portion 60A.

第2サーミスタ25Bの温度検知素子251Bは、中央発熱部60Aの幅L1よりも外側で、大サイズ通紙領域W2内に配置されている。すなわち、第2サーミスタ25Bの温度検知素子251Bは、大サイズの用紙P2を通紙する際に、用紙P2が端部発熱部60B上を通過する通紙領域に対応して配置されている。このような配置により、第2サーミスタ25Bが、大サイズの用紙P2を通紙した際の、端部発熱部60Bにおける通紙領域の温度を検知できる。また、端部発熱部60B上を通過する用紙が複数種類ある場合は、その中でも最小幅用紙の通紙領域内に温度検知素子251Bを配置できる。これにより、端部発熱部60B上を通過するあらゆるサイズの通紙領域の温度を第2サーミスタ25Bによって検知できる。 The temperature detection element 251B of the second thermistor 25B is arranged outside the width L1 of the central heating section 60A and within the large-size paper passage area W2. In other words, the temperature detection element 251B of the second thermistor 25B is arranged to correspond to the paper passage area where the large-size paper P2 passes over the edge heating section 60B when the large-size paper P2 passes. With this arrangement, the second thermistor 25B can detect the temperature of the paper passage area at the edge heating section 60B when the large-size paper P2 passes. Also, when there are multiple types of paper that pass over the edge heating section 60B, the temperature detection element 251B can be arranged within the paper passage area of the smallest width paper. This allows the second thermistor 25B to detect the temperature of paper passage areas of all sizes that pass over the edge heating section 60B.

第3サーミスタ25Cの温度検知素子251Cは、小サイズ通紙領域W1の外側で、中央発熱部60Aの幅L1内に配置されている。すなわち、第3サーミスタ25Cの温度検知素子251Cは、小サイズの用紙P1を通紙する際に、当該用紙P1が中央発熱部60A上を通過しない非通紙領域に対応して配置されている。このよう配置により、第3サーミスタ25Cが、小サイズの用紙P1を通紙した際の、中央発熱部60Aにおける非通紙領域の温度を検知できる。 The temperature detection element 251C of the third thermistor 25C is positioned outside the small-size paper passage area W1 and within the width L1 of the central heating section 60A. In other words, the temperature detection element 251C of the third thermistor 25C is positioned in correspondence with the non-paper passage area where the small-size paper P1 does not pass over the central heating section 60A when the small-size paper P1 is passed through. This positioning allows the third thermistor 25C to detect the temperature of the non-paper passage area in the central heating section 60A when the small-size paper P1 is passed through.

各サーミスタ25A~25Cによって検知された温度情報は、各発熱部60A,60Bの発熱を制御する制御部へ送られ、送られた温度情報に基づき各発熱部60A,60Bが個別に制御される。これにより、定着ニップNの温度が予め設定された目標の温度(定着温度)となるように制御される。しかしながら、小サイズの用紙を続けて通紙した場合など、非通紙領域におけるヒータ22の熱があまり消費されない場合は、温度が過剰に上昇することがある。このような場合、非通紙領域における温度が所定の温度以上となったことを第3サーミスタ25Cが検知することで、ヒータ22の発熱量を低下させる制御がなされる。さらに、用紙の搬送速度を下げる、用紙の搬送間隔を広げる、あるいは画像形成を停止することで、非通紙領域における温度上昇が抑制される。 The temperature information detected by each thermistor 25A-25C is sent to a control unit that controls the heat generation of each heat generating unit 60A, 60B, and each heat generating unit 60A, 60B is individually controlled based on the sent temperature information. This controls the temperature of the fixing nip N to a preset target temperature (fixing temperature). However, if small-sized paper is continuously passed through, for example, the temperature of the heater 22 in the non-paper passing area is not consumed much, and the temperature may rise excessively. In such a case, the third thermistor 25C detects that the temperature in the non-paper passing area has reached a predetermined temperature or higher, and the amount of heat generated by the heater 22 is controlled to be reduced. Furthermore, the temperature rise in the non-paper passing area is suppressed by slowing down the paper transport speed, widening the paper transport interval, or stopping image formation.

以上のように、各サーミスタ25の検知結果に基づいてヒータ22の通電制御がなされる。従って、定着ベルト20を適切な温度に管理するために、各サーミスタ25が被検知部材(本実施形態ではヒータ22)の温度を精度良く検知することが重要になる。以下、本実施形態のサーミスタ25の詳細な構成について説明する。なお、本実施形態の各サーミスタ25は、長手方向の配置が異なる以外は同様の構成をしている。ただし、必ずしもこれに限るものではなく、いずれかのサーミスタ25にのみ後述の構成を採用してもよい。また、上記サーミスタ25A~25Cの配置は一例であり、その配置や数は必ずしもこれに限るものではない。 As described above, the power supply to the heater 22 is controlled based on the detection results of each thermistor 25. Therefore, in order to maintain the fixing belt 20 at an appropriate temperature, it is important that each thermistor 25 accurately detects the temperature of the detected member (heater 22 in this embodiment). The detailed configuration of the thermistor 25 in this embodiment is described below. Note that each thermistor 25 in this embodiment has the same configuration except for the longitudinal arrangement. However, this is not necessarily limited to this, and the configuration described below may be adopted for only one of the thermistors 25. Also, the above-mentioned arrangement of thermistors 25A to 25C is one example, and the arrangement and number are not necessarily limited to this.

図5に示すように、温度検知部材としてのサーミスタ25は、温度検知素子251と、弾性部材252と、保持体253と、リード線等を備える。 As shown in FIG. 5, the thermistor 25 as a temperature detection member includes a temperature detection element 251, an elastic member 252, a holder 253, lead wires, etc.

保持体253は、その一方側の面にコイルバネ29が連結されている。サーミスタ25は、コイルバネ29によりヒータ22側(図5の矢印参照)へ付勢されている。保持体253は、その他方側の面に弾性部材252が固定されている。 A coil spring 29 is connected to one surface of the holder 253. The thermistor 25 is biased toward the heater 22 (see the arrow in Figure 5) by the coil spring 29. An elastic member 252 is fixed to the other surface of the holder 253.

弾性部材252は、ゴムやスポンジにより構成することができ、例えばシリコーン系樹脂やフッ素系樹脂により構成することができる。また、弾性部材252をセラミックペーパーにより構成してもよい。 The elastic member 252 can be made of rubber or sponge, for example, silicone resin or fluorine resin. The elastic member 252 may also be made of ceramic paper.

基材50は、温度検知素子251側の面に、温度検知素子251側へ突出した突出部53を有する。突出部53は円弧状をなしている。温度検知素子251は突出部53に対向し、突出部53の最も温度検知素子251側に突出した部分に当接する。ただし、サーミスタ25が絶縁シートを有し、温度検知素子251が絶縁シートを介して突出部53に当接する構成であってもよい。 The substrate 50 has a protruding portion 53 on the surface facing the temperature detection element 251 that protrudes towards the temperature detection element 251. The protruding portion 53 is arc-shaped. The temperature detection element 251 faces the protruding portion 53 and abuts against the portion of the protruding portion 53 that protrudes most towards the temperature detection element 251. However, the thermistor 25 may have an insulating sheet, and the temperature detection element 251 may abut against the protruding portion 53 via the insulating sheet.

定着ベルト20と加圧ローラ21とが圧接された状態で、コイルバネ29の加圧力により、温度検知素子251が突出部53に押し当てられる。これにより、温度検知素子251がヒータ22の温度を検知する。 When the fixing belt 20 and the pressure roller 21 are in pressure contact with each other, the pressure of the coil spring 29 presses the temperature detection element 251 against the protrusion 53. This allows the temperature detection element 251 to detect the temperature of the heater 22.

ところで、サーミスタ25がヒータ22の温度を適切に検知するために、温度検知素子251を基材50に安定して当接させ、サーミスタ25のヒータ22に対する検知位置やその検知状態を安定させることが重要である。 In order for the thermistor 25 to properly detect the temperature of the heater 22, it is important that the temperature detection element 251 is stably abutted against the substrate 50 and that the detection position and detection state of the thermistor 25 relative to the heater 22 are stabilized.

例えば、本実施形態の定着装置と異なる構成として、図6に示す定着装置では、サーミスタ25’に弾性部材252が設けられず、保持体253が温度検知素子251を直に保持している。また、基材50の裏面側に突出部が設けられておらず、温度検知素子251は基材50の平面部に当接する。 For example, in the fixing device shown in FIG. 6, which has a different configuration from the fixing device of this embodiment, the thermistor 25' is not provided with an elastic member 252, and the holder 253 directly holds the temperature detection element 251. In addition, no protrusion is provided on the back side of the substrate 50, and the temperature detection element 251 abuts against the flat surface of the substrate 50.

このような構成の定着装置では、温度検知素子251と基材50との圧接力が弱くなり、温度検知素子251が基材50に対して十分に当接しなくなる場合がある。そしてこの場合、サーミスタ25’がヒータ22の温度を適切に検知できなくなる。これに対して、図7に示すように、基材50に突出部53を設けることで、基材50を温度検知素子251に対して押し当てる力を強め、両者の当接状態を安定させることができる。 In a fixing device configured in this way, the pressure between the temperature detection element 251 and the substrate 50 may become weak, and the temperature detection element 251 may not be in sufficient contact with the substrate 50. In this case, the thermistor 25' may not be able to properly detect the temperature of the heater 22. In response to this, as shown in FIG. 7, by providing a protrusion 53 on the substrate 50, the force pressing the substrate 50 against the temperature detection element 251 can be increased, stabilizing the contact state between the two.

しかし、温度検知素子251の突出部53に対する位置は、部材の公差や組みつけ誤差等によってバラつきが生じる。このため、図8に誇張して示すように、温度検知素子251の突出部53に対する相対位置(図8の上下方向の位置で、用紙搬送方向の位置)がずれる場合がある。そして、突出部53は図8の上下方向に沿ってその曲率が変化するため、温度検知素子251に位置ズレが生じると、温度検知素子251が基材50に対して適切に当接しなくなってしまう。 However, the position of the temperature detection element 251 relative to the protrusion 53 varies due to component tolerances, assembly errors, and the like. For this reason, as shown in an exaggerated manner in Figure 8, the relative position of the temperature detection element 251 relative to the protrusion 53 (the position in the vertical direction in Figure 8, the position in the paper transport direction) may shift. Furthermore, since the curvature of the protrusion 53 changes in the vertical direction in Figure 8, if the temperature detection element 251 shifts in position, the temperature detection element 251 will no longer be in proper contact with the substrate 50.

以上のような課題に対して本実施形態では、図5に示したように、基材50に突出部53を設けるとともに、サーミスタ25に弾性部材252を設けている。基材50に突出部53を設けることにより、前述した図7の構成と同様、基材50を温度検知素子251に対して押し当てる力を高め、温度検知素子251を基材50の裏面に対して安定して当接させることができる。また、図9に示すように、温度検知素子251の突出部53に対する相対位置がずれた場合でも、温度検知素子251を基材50の裏面に対して安定して当接させることができる。つまり、突出部53のサーミスタ25に対する加圧力により、図9の上下方向において、突出部53の加圧力が強い側の弾性部材252が主に押しつぶされる。弾性部材252が上下で不均一に押しつぶされることにより、温度検知素子251が傾いて突出部53の対向する面の側を向く。例えば本実施形態では、温度検知素子251の当接面が、突出部53の曲面の接線方向に近づく方向へ傾く。これにより、温度検知素子251が突出部53に対して位置ズレした場合でも、温度検知素子251を突出部53に対して安定して当接させることができる。なお、図9ではサーミスタ25が基材50に対して図9の下方向に位置ズレした場合を示したが、図9の上方向に位置ズレした場合でも、同様に弾性部材252が押しつぶされることで、温度検知素子251を突出部53に対して安定して当接させることができる。 In this embodiment, as shown in FIG. 5, in order to solve the above problems, the base material 50 is provided with a protrusion 53, and the thermistor 25 is provided with an elastic member 252. By providing the base material 50 with the protrusion 53, the force with which the base material 50 is pressed against the temperature detection element 251 can be increased, and the temperature detection element 251 can be stably abutted against the back surface of the base material 50, as in the configuration of FIG. 7 described above. In addition, as shown in FIG. 9, even if the relative position of the temperature detection element 251 with respect to the protrusion 53 is shifted, the temperature detection element 251 can be stably abutted against the back surface of the base material 50. In other words, the elastic member 252 on the side where the pressure of the protrusion 53 is stronger in the vertical direction of FIG. 9 is mainly crushed by the pressure of the protrusion 53 on the thermistor 25. As the elastic member 252 is crushed unevenly from top to bottom, the temperature detection element 251 tilts and faces the side of the surface facing the protrusion 53. For example, in this embodiment, the contact surface of the temperature detection element 251 is inclined in a direction approaching the tangent direction of the curved surface of the protrusion 53. This allows the temperature detection element 251 to stably contact the protrusion 53 even if the temperature detection element 251 is misaligned with respect to the protrusion 53. Note that FIG. 9 shows a case in which the thermistor 25 is misaligned downward with respect to the substrate 50 in FIG. 9, but even if the thermistor 25 is misaligned upward in FIG. 9, the elastic member 252 is similarly crushed, allowing the temperature detection element 251 to stably contact the protrusion 53.

このように本実施形態では、基材50に突出部53を設ける構成とサーミスタ25に弾性部材252を設ける構成とを組み合わせることにより、温度検知素子251を基材50の裏面に十分に当接させることができると共に、温度検知素子251と基材50との位置ズレによる当接状態のバラつきを抑制できる。従って、サーミスタ25がヒータ22の温度を正確に検知することができる。これにより、定着ベルト20の温度を適切に制御することができ、定着ベルト20の過昇温や余分なエネルギー消費の発生あるいは定着ベルト20の温度不足による定着性の低下を抑制できる。 In this manner, in this embodiment, by combining a configuration in which the substrate 50 is provided with a protrusion 53 and a configuration in which the thermistor 25 is provided with an elastic member 252, the temperature detection element 251 can be brought into sufficient contact with the rear surface of the substrate 50, and variations in the contact state due to misalignment between the temperature detection element 251 and the substrate 50 can be suppressed. Therefore, the thermistor 25 can accurately detect the temperature of the heater 22. This allows the temperature of the fixing belt 20 to be appropriately controlled, and prevents excessive heating of the fixing belt 20, excess energy consumption, or deterioration of fixability due to insufficient temperature of the fixing belt 20.

また、サーミスタ25のより詳細な構成の一例について、図10および図11を用いて説明する。 An example of a more detailed configuration of the thermistor 25 is described below with reference to Figures 10 and 11.

図10および図11に示すように、保持体253は、保持体253の長手方向(図10の左右方向で、図2の紙面に垂直な方向)の一端側にリード線255が接続される。また、保持体253は、長手方向中央側の幅狭部分に、弾性部材252および温度検知素子251を有する。保持体253の長手方向両端には、それぞれ突起253aが設けられる。突起253aに前述したコイルバネ29(図5参照)が連結される。また、保持体253は、突起253aと反対側へ突出する突起253bを有する。突起253bは、ヒータホルダ23の凹部に係合し、ヒータホルダ23に位置決めされる部分である。保持体253は、耐熱性に優れるLCP(結晶ポリマー)などの樹脂材料により形成される。 10 and 11, the lead wire 255 is connected to one end of the holder 253 in the longitudinal direction (the left-right direction in FIG. 10, the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 2). The holder 253 also has an elastic member 252 and a temperature detection element 251 in a narrow portion at the center of the longitudinal direction. A protrusion 253a is provided at each end of the longitudinal direction of the holder 253. The coil spring 29 (see FIG. 5) described above is connected to the protrusion 253a. The holder 253 also has a protrusion 253b that protrudes on the opposite side to the protrusion 253a. The protrusion 253b is a portion that engages with a recess in the heater holder 23 and is positioned in the heater holder 23. The holder 253 is made of a resin material such as LCP (crystalline polymer) that has excellent heat resistance.

絶縁シート254は、保持体253の長手方向中央側で、保持体253、弾性部材252、温度検知素子251を覆っている。絶縁シート254は、絶縁性、耐熱性、耐摩耗性、熱伝導性の良好な樹脂材料により形成され、例えばポリイミドにより形成される。 The insulating sheet 254 covers the holder 253, the elastic member 252, and the temperature detection element 251 at the center of the longitudinal direction of the holder 253. The insulating sheet 254 is formed from a resin material with good insulation, heat resistance, abrasion resistance, and thermal conductivity, for example, polyimide.

本実施形態のサーミスタ25では、温度検知素子251が絶縁シート254を介して、前述の突出部に当接する。このように、温度検知素子は、突出部に対して、他の部材を介して間接的に当接していてもよい。 In the thermistor 25 of this embodiment, the temperature detection element 251 abuts against the protrusion via the insulating sheet 254. In this way, the temperature detection element may abut against the protrusion indirectly via another member.

また上記と異なる実施形態として、図12に示すように、温度検知素子251が、突出部53に対向する面である当接部に、突出部53の曲面に倣う曲面部251aを有する。これにより、温度検知素子251を突出部53に対してより安定して当接させることができ、サーミスタ25のヒータ22に対する検知状態を安定させることができる。なお本実施形態においても、図13に示すように、温度検知素子251の突出部53に対する相対位置がずれた場合でも、弾性部材252が押しつぶされることで、温度検知素子251を突出部53の曲面に安定して当接させることができる。 As another embodiment different from the above, as shown in FIG. 12, the temperature detection element 251 has a curved surface 251a that follows the curved surface of the protrusion 53 at the contact portion, which is the surface facing the protrusion 53. This allows the temperature detection element 251 to be more stably contacted with the protrusion 53, and the detection state of the thermistor 25 with respect to the heater 22 can be stabilized. Note that in this embodiment as well, as shown in FIG. 13, even if the relative position of the temperature detection element 251 with respect to the protrusion 53 is shifted, the elastic member 252 is crushed, and the temperature detection element 251 can be stably contacted with the curved surface of the protrusion 53.

また、温度検知素子251に当接する突出部53は、基材50に設ける場合に限らない。例えば、図14に示す定着装置9では、基材50とサーミスタ25との間に、突出部53を備えた均熱部材(高熱伝導部材)26が設けられる。 In addition, the protrusion 53 that contacts the temperature detection element 251 is not limited to being provided on the substrate 50. For example, in the fixing device 9 shown in FIG. 14, a heat equalizing member (high thermal conductivity member) 26 with a protrusion 53 is provided between the substrate 50 and the thermistor 25.

均熱部材26は基材50よりも熱伝導率の高い部材によって構成され、例えばアルミニウムや銅、SUS等により構成される。均熱部材26は長手方向にわたって設けられ、基材50に当接する。これにより、基材50の長手方向の伝熱効率が向上し、ヒータ22や定着ベルト20の温度を長手方向に均一化できる。 The heat equalizing member 26 is made of a material with a higher thermal conductivity than the substrate 50, such as aluminum, copper, or SUS. The heat equalizing member 26 is provided in the longitudinal direction and abuts against the substrate 50. This improves the heat transfer efficiency of the substrate 50 in the longitudinal direction, and makes it possible to equalize the temperature of the heater 22 and the fixing belt 20 in the longitudinal direction.

次に、上記の熱伝導率の算出方法について説明する。熱伝導率を算出する際には、まず、対象の物体の熱拡散率を測定し、この熱拡散率を用いて熱伝導率を算出する。 Next, we will explain how to calculate the thermal conductivity. When calculating the thermal conductivity, first, the thermal diffusivity of the target object is measured, and then the thermal conductivity is calculated using this thermal diffusivity.

熱拡散率の計測は、熱拡散率・熱伝導率測定装置(商品名:ai-Phase Mobile 1u、株式会社アイフェイズ性)を用いた。 Thermal diffusivity was measured using a thermal diffusivity/thermal conductivity measuring device (product name: ai-Phase Mobile 1u, ai-Phase Corporation).

上記熱拡散率を熱伝導率に換算するためには、密度と比熱容量の値が必要である。 密度の計測には、乾式自動密度計(商品名:Accupyc 1330、株式会社島津製作所製)を用いた。 また、比熱容量の計は、示差走査型熱量測定装置(商品名:商品名:DSC-60 株式会社島津製作所製)を用い、比熱容量が既知の基準物質としてサファイアを用いて測定した。本実施例では比熱容量測定を5回行い、50℃における平均値を用いた。密度および比熱容量をそれぞれρ、Cとすると、上記熱拡散率測定で得られた熱拡散率αとから、熱伝導率λは、以下の式(1)により得ることができる。 In order to convert the thermal diffusivity to thermal conductivity, the density and specific heat capacity values are required. A dry automatic density meter (product name: Accupyc 1330, manufactured by Shimadzu Corporation) was used to measure the density. A differential scanning calorimeter (product name: DSC-60, manufactured by Shimadzu Corporation) was used to measure the specific heat capacity, and sapphire was used as a reference material with a known specific heat capacity. In this example, the specific heat capacity was measured five times, and the average value at 50°C was used. If the density and specific heat capacity are ρ and C, respectively, the thermal conductivity λ can be obtained from the thermal diffusivity α obtained from the thermal diffusivity measurement by the following formula (1).

Figure 0007622522000001
Figure 0007622522000001

本実施形態においても前述の実施形態の図5のように、温度検知素子251が一方側で弾性部材252に当接し、他方側で均熱部材26の突出部53に当接する。これにより、温度検知素子251を均熱部材26に安定して当接させることができる。従って、サーミスタ25が均熱部材26の温度を正確に検知できる。これにより、定着ベルト20の温度を適切に制御することができる。 In this embodiment, as in FIG. 5 of the previous embodiment, the temperature detection element 251 abuts against the elastic member 252 on one side and against the protruding portion 53 of the heat equalizing member 26 on the other side. This allows the temperature detection element 251 to abut against the heat equalizing member 26 in a stable manner. Therefore, the thermistor 25 can accurately detect the temperature of the heat equalizing member 26. This allows the temperature of the fixing belt 20 to be appropriately controlled.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。 The above describes an embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

以上の説明では突出部が曲面部からなる円弧状をなす場合を例示したが、必ずしもこれに限るものではない。ただし、突出部を曲面部によって構成することで、温度検知素子を突出部に対してより安定して当接させることができ、好ましい。 In the above explanation, the protrusion is an arc-shaped curved portion, but this is not necessarily limited to this. However, forming the protrusion with a curved portion is preferable because it allows the temperature detection element to abut against the protrusion more stably.

本発明に係る画像形成装置は、図1に示すカラー画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置や、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。 The image forming apparatus according to the present invention is not limited to the color image forming apparatus shown in FIG. 1, but may also be a monochrome image forming apparatus, a copier, a printer, a facsimile, or a combination machine of these.

記録媒体としては、用紙P(普通紙)の他、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙(コート紙やアート紙等)、トレーシングペーパ、OHPシート、プラスチックフィルム、プリプレグ、銅箔等が含まれる。 Recording media include paper P (plain paper), as well as cardboard, postcards, envelopes, thin paper, coated paper (coated paper, art paper, etc.), tracing paper, overhead projector sheets, plastic film, prepreg, copper foil, etc.

また、本発明は、上記の実施形態で説明したような定着装置に限らず、用紙に塗布されたインクを乾燥させる乾燥装置、さらには、被覆部材としてのフィルムを用紙等のシートの表面に熱圧着するラミネータや、包材のシール部を熱圧着するヒートシーラーなどの熱圧着装置のような加熱装置にも適用可能である。このような装置にも本発明を適用することで、温度検知素子を被検知部材に安定して当接させることができる。従って、温度検知部材が被検知部材の温度を精度良く検知できる。 The present invention is not limited to the fixing device described in the above embodiment, but can also be applied to heating devices such as drying devices that dry ink applied to paper, and further to laminators that thermocompression bond a film as a covering member to the surface of a sheet such as paper, and thermocompression devices such as heat sealers that thermocompress the seal portion of packaging material. By applying the present invention to such devices, the temperature detection element can be stably abutted against the detected member. Therefore, the temperature detection member can accurately detect the temperature of the detected member.

1 画像形成装置
9 定着装置
20 定着ベルト(回転部材あるいは定着部材)
21 加圧ローラ(対向回転部材あるいは加圧部材)
22 ヒータ(加熱部材あるいは被検知部材)
23 ヒータホルダ
25 サーミスタ(温度検知部材)
251 温度検知素子
251a 曲面部(当接部)
252 弾性部材
254 保持体
253 絶縁シート
26 均熱部材(高熱伝導部材)
50 基材
51 抵抗発熱体
53 突出部
N 定着ニップ(ニップ部)
1 Image forming apparatus 9 Fixing device 20 Fixing belt (rotating member or fixing member)
21 Pressure roller (opposing rotating member or pressure member)
22 Heater (heating member or detected member)
23 Heater holder 25 Thermistor (temperature detection member)
251 Temperature detection element 251a Curved surface portion (contact portion)
252 Elastic member 254 Holding body 253 Insulating sheet 26 Heat uniformity member (high thermal conductive member)
50: Substrate 51: Resistance heating element 53: Protrusion N: Fixing nip (nip portion)

特開2018-169417号公報JP 2018-169417 A

Claims (6)

回転部材と、
面状の加熱部材と、
温度検知部材と、
付勢部材と、を備えた加熱装置であって、
前記温度検知部材は、弾性部材と、温度検知素子と、を有し、
前記付勢部材は前記温度検知素子を突出部の側へ付勢し、
前記温度検知素子は、その一方側に前記弾性部材が設けられ、前記加熱部材側である他方側で、前記突出部の前記温度検知素子側へ突出した曲面部分に当接し、
前記加熱部材は基材と抵抗発熱体とを有し、
前記突出部は前記基材に設けられることを特徴とする加熱装置。
A rotating member;
A planar heating member;
A temperature sensing member;
A heating device comprising:
The temperature detection member includes an elastic member and a temperature detection element,
The biasing member biases the temperature detection element toward the protrusion,
The temperature detection element is provided with the elastic member on one side thereof, and the other side thereof, which is the heating member side, abuts against a curved portion of the protruding portion protruding toward the temperature detection element side,
The heating member has a substrate and a resistive heating element,
The heating device, wherein the protrusion is provided on the base material .
前記弾性部材がスポンジからなる請求項記載の加熱装置。 2. The heating device according to claim 1 , wherein the elastic member is made of sponge. 前記弾性部材がセラミックペーパーからなる請求項記載の加熱装置。 2. The heating device according to claim 1 , wherein said elastic member is made of ceramic paper. 前記温度検知素子の前記突出部に当接する当接部が、前記突出部に倣った形状を有する請求項1からいずれか1項に記載の加熱装置。 The heating device according to claim 1 , wherein a contact portion of the temperature detection element that contacts the protruding portion has a shape conforming to the protruding portion. 記録媒体上のトナーを加熱して定着させる定着装置である請求項1からいずれか1項に記載の加熱装置。 5. The heating device according to claim 1, which is a fixing device for heating and fixing toner on a recording medium. 請求項記載の定着装置を備えた画像形成装置。 An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 5 .
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