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JP6620705B2 - Heating device, fixing device and image forming apparatus - Google Patents

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JP6620705B2 JP2016176675A JP2016176675A JP6620705B2 JP 6620705 B2 JP6620705 B2 JP 6620705B2 JP 2016176675 A JP2016176675 A JP 2016176675A JP 2016176675 A JP2016176675 A JP 2016176675A JP 6620705 B2 JP6620705 B2 JP 6620705B2
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Description

本発明は、記録紙を加熱する加熱装置、記録紙にトナー像を定着させる定着装置及びこの定着装置を備えている画像形成装置に関する。   The present invention relates to a heating device that heats a recording paper, a fixing device that fixes a toner image on the recording paper, and an image forming apparatus including the fixing device.

複写機、プリンターなどの電子写真方式の画像形成装置は、トナー像を用紙に定着させる定着装置を備えている。定着装置の定着方式としては、加熱ローラーを用いる方式が一般的であるが、近年では、フィルムやベルトを用いる方式(以降、フィルム方式とする)が、消費電力を低く抑えることができる点で普及しつつある。   An electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer includes a fixing device that fixes a toner image onto a sheet. As a fixing method of a fixing device, a method using a heating roller is generally used, but in recent years, a method using a film or a belt (hereinafter referred to as a film method) has been widely used because it can keep power consumption low. I am doing.

フィルム方式では、回転可能な耐熱フィルムを介して加熱体を押圧部材に圧接し、耐熱フィルムと押圧部材との間に搬送される記録紙に、耐熱フィルムを介して加熱体から熱を伝達することで、記録紙に転写されたトナー像を記録紙に定着する。この方式においては、低熱容量の加熱体を用いることができるため、省電力化とウォームアップ時間の短縮化が可能となる。特許文献1〜4には、加熱体として通電発熱抵抗体を用いた定着装置が記載されている。   In the film system, the heating element is pressed against the pressing member via a rotatable heat-resistant film, and heat is transferred from the heating element to the recording paper conveyed between the heat-resistant film and the pressing member. Then, the toner image transferred to the recording paper is fixed on the recording paper. In this method, since a heating element having a low heat capacity can be used, power saving and warm-up time can be shortened. Patent Documents 1 to 4 describe a fixing device using an energization heating resistor as a heating element.

しかしながらこのようなフィルム方式において小サイズの記録紙を連続して加熱定着すると、記録紙が通過する領域(通紙領域)と通過しない領域(非通紙領域)とで、放熱量の差が生じる。つまり、通紙領域では記録紙に熱が奪われるので温度上昇が抑えられるが、非通紙領域では加熱体から発せられる熱量が耐熱フィルムや押圧部材に伝えられて温度が上昇する。この現象は非通紙部昇温と呼ばれ、非通紙領域で耐熱フィルムや押圧部材が熱劣化するという問題が発生する。   However, when a small-size recording paper is continuously heat-fixed in such a film system, a difference in heat dissipation occurs between an area where the recording paper passes (paper passing area) and an area where the recording paper does not pass (non-paper passing area). . That is, since the recording paper is deprived of heat in the paper passing area, the temperature rise is suppressed, but in the non-paper passing area, the amount of heat generated from the heating body is transmitted to the heat-resistant film and the pressing member, and the temperature rises. This phenomenon is called non-sheet passing portion temperature rise, and a problem arises that the heat resistant film and the pressing member are thermally deteriorated in the non-sheet passing region.

この非通紙部昇温を防止するために、特許文献1の定着装置では、温度変化係数(TCR)が負の通電発熱抵抗体が用いられている。非通紙領域の温度が通紙領域の温度よりも上昇すると、非通紙領域に対応する発熱抵抗体の抵抗値が通紙領域に対応する発熱抵抗体の抵抗値よりも小さくなるので、非通紙領域の発熱を通紙領域よりも抑えることができる。   In order to prevent this non-sheet passing portion temperature rise, the fixing device of Patent Document 1 uses an energization heating resistor having a negative temperature change coefficient (TCR). When the temperature of the non-sheet passing area rises higher than the temperature of the sheet passing area, the resistance value of the heating resistor corresponding to the non-sheet passing area becomes smaller than the resistance value of the heating resistor corresponding to the sheet passing area. Heat generation in the paper passing area can be suppressed more than in the paper passing area.

特許文献2の定着装置では、通電発熱抵抗体の中央から通電路を分岐させ、この通電路に温度変化係数が負の抵抗体を接続している。非通紙領域の温度が上昇すると、通電路に接続された抵抗体の抵抗値が低下して通電路へ通電されることで、非通紙領域の発熱を抑えることができる。   In the fixing device disclosed in Patent Document 2, the energization path is branched from the center of the energization heating resistor, and a resistor having a negative temperature change coefficient is connected to the energization path. When the temperature of the non-sheet-passing area rises, the resistance value of the resistor connected to the energizing path decreases and the energizing path is energized, so that heat generation in the non-sheet-passing area can be suppressed.

特許文献3の定着装置では、複数の通電発熱体が、耐熱フィルムの回転方向と直交する記録紙の幅方向に並列に接続され、隣接する通電発熱体間の通電路に、所定温度以上で抵抗値が上昇するPTC素子を直列に接続している。非通紙領域の温度が上昇すると、PTC素子の抵抗値が上昇して通電発熱体に通電される電流量が抑制されて、非通紙領域の温度上昇を抑えることができる。   In the fixing device disclosed in Patent Document 3, a plurality of energized heating elements are connected in parallel in the width direction of the recording sheet perpendicular to the rotation direction of the heat-resistant film, and the energizing path between adjacent energizing heating elements is resistant to a predetermined temperature or higher. PTC elements with increasing values are connected in series. When the temperature of the non-sheet-passing area rises, the resistance value of the PTC element increases and the amount of current that is supplied to the energization heating element is suppressed, so that the temperature increase of the non-sheet-passing area can be suppressed.

特開平8−64350号公報JP-A-8-64350 特開平6−64350号公報JP-A-6-64350 特開2009−244595号公報JP 2009-244595 A

しかしながら特許文献1の定着装置においては、非通紙中に通電発熱体が通電されてしまうと、通電発熱体の全体が温度上昇して抵抗値が低下するので、消費電力の増大や安全性に問題がある。特許文献2の定着装置においては、通電路に接続される抵抗体はある程度の間隔を開ける必要があるため、通紙される記録紙の全サイズに対応しづらい。また、抵抗体を増やすと構成が複雑化してしまう。特許文献3の定着装置でも、通電路に接続されるPTS素子はある程度の間隔を開ける必要があるため、通紙される記録紙の前サイズに対応しづらい。また、PTC素子を増やすと構成が複雑化してしまう。   However, in the fixing device of Patent Document 1, if the energization heating element is energized during non-sheet passing, the temperature of the entire energization heating element rises and the resistance value decreases, which increases power consumption and safety. There's a problem. In the fixing device of Patent Document 2, it is necessary to provide a certain distance between the resistors connected to the energizing path, and thus it is difficult to deal with all the sizes of the recording paper to be passed. Further, when the number of resistors is increased, the configuration becomes complicated. Even in the fixing device disclosed in Patent Document 3, the PTS elements connected to the energization path need to be spaced apart from each other, and thus it is difficult to cope with the previous size of the recording paper to be passed. Further, when the number of PTC elements is increased, the configuration becomes complicated.

本発明は上記事情を考慮し、記録紙のサイズに関わらず非通紙部昇温を防止できる、安全性が高くかつ構成が簡易な加熱装置、定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a heating device, a fixing device, and an image forming apparatus that can prevent a temperature increase in a non-sheet passing portion regardless of the size of a recording sheet and have a high safety and a simple configuration. And

上記課題を解決するため、本発明の加熱装置は、所定の方向に搬送される記録紙にフィルム部材を介して加熱体を押圧して前記記録紙を加熱する加熱装置であって、前記加熱体は、一方の面が前記フィルム部材を介して記録紙に対向する、通電によって発熱する発熱抵抗体層と、該発熱抵抗体層の他方の面に電気的に接続して積層される、所定温度以上に加熱されることで抵抗値が減少する感温抵抗体層と、を有し、前記感温抵抗体層は、前記記録紙の搬送方向と直交する記録紙幅方向における一部に設けられていることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the heating device of the present invention is a heating device that heats the recording paper by pressing the heating body through a film member on the recording paper conveyed in a predetermined direction, and the heating body Is a heating resistor layer that heats when energized, with one surface facing the recording paper through the film member, and a predetermined temperature that is electrically connected to the other surface of the heating resistor layer and laminated. A temperature-sensitive resistor layer whose resistance value decreases by being heated as described above, and the temperature-sensitive resistor layer is provided in a part of the recording paper width direction orthogonal to the recording paper conveyance direction. It is characterized by being.

このような構成を採用することにより、非通紙中に発熱抵抗体層に通電された場合、感温抵抗体層が設けられている部分では感温抵抗体層の抵抗値が減少するが、感温抵抗体層が設けられていない部分の抵抗値が一定以下に低下することがないので、加熱体の急激な温度上昇や一定以上の電力の増加を防止できる。   By adopting such a configuration, when the heating resistor layer is energized during non-sheet passing, the resistance value of the temperature sensitive resistor layer decreases in the portion where the temperature sensitive resistor layer is provided, Since the resistance value of the portion where the temperature sensitive resistor layer is not provided does not decrease below a certain level, it is possible to prevent a rapid temperature rise of the heating element and an increase in electric power above a certain level.

本発明の加熱装置において、前記感温抵抗体層は、前記幅方向において、最小サイズの記録紙の通紙領域以外の非通紙領域に設けられていることを特徴としても良い。   In the heating device of the present invention, the temperature-sensitive resistor layer may be provided in a non-sheet passing region other than a sheet passing region of a minimum size recording sheet in the width direction.

このような構成を採用することにより、非通紙領域の温度が上昇すると、非通紙領域に設けられている感温抵抗体層の抵抗値が減少して電流は主に感温抵抗体層へ流れるので、発熱抵抗体層へ流れる電流量が減少する。これにより、非通紙領域の温度上昇を抑えることができる。なお、記録紙のサイズによっては、非通紙領域の全域あるいは一部の温度が上昇する場合があるが、いずれの場合も、温度が上昇した部分では感温抵抗体層の抵抗値が減少して発熱抵抗体層へ流れる電流量が減少する。したがって、記録紙のサイズに関わらず非通紙領域の温度上昇を抑制できる。   By adopting such a configuration, when the temperature of the non-sheet-passing region rises, the resistance value of the temperature-sensitive resistor layer provided in the non-sheet-passing region decreases, and the current is mainly the temperature-sensitive resistor layer. Therefore, the amount of current flowing to the heating resistor layer is reduced. Thereby, the temperature rise in the non-sheet passing region can be suppressed. Depending on the size of the recording paper, the temperature of the whole or part of the non-sheet-passing area may rise. In either case, the resistance value of the temperature-sensitive resistor layer decreases at the part where the temperature has risen. As a result, the amount of current flowing to the heating resistor layer decreases. Therefore, the temperature rise in the non-sheet passing region can be suppressed regardless of the size of the recording paper.

本発明の加熱装置において、前記感温抵抗体層が設けられていない部分における前記加熱体の温度を計測する温度検知センサーと、該温度検知センサーで計測された温度に基づいて前記通電発熱体への通電を制御する温度制御手段と、を備えていることを特徴としても良い。   In the heating device of the present invention, a temperature detection sensor for measuring the temperature of the heating body in a portion where the temperature sensitive resistor layer is not provided, and the energization heating element based on the temperature measured by the temperature detection sensor And a temperature control means for controlling the energization.

このような構成を採用することにより、加熱体の温度上昇を防止でき、安全性を高めることができる。   By employ | adopting such a structure, the temperature rise of a heating body can be prevented and safety | security can be improved.

本発明の定着装置は、上記のいずれかに記載の加熱装置と、前記フィルム部材を介して前記加熱体に圧接される加圧部材と、を備えていることを特徴とする。   According to another aspect of the invention, there is provided a fixing device including the heating device according to any one of the above, and a pressure member pressed against the heating body via the film member.

本発明の画像形成装置は、上記に記載の定着装置を備えていることを特徴とする。   An image forming apparatus according to the present invention includes the fixing device described above.

本発明の画像形成装置は、非通紙中に発熱抵抗体層に通電された場合、感温抵抗体層が設けられていない部分の抵抗値が一定以下に低下することがないので、加熱体の急激な温度上昇や一定以上の電力の増加を防止できる。   In the image forming apparatus of the present invention, when the heating resistor layer is energized during non-sheet passing, the resistance value of the portion where the temperature-sensitive resistor layer is not provided does not decrease below a certain value. It is possible to prevent a rapid temperature rise and an increase in electric power above a certain level.

本発明の一実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図である。1 is a schematic diagram illustrating an outline of a printer according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る定着装置の正面断面図である。1 is a front sectional view of a fixing device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る定着装置の加熱体を示す図であり、図3(A)は平面図、図3(B)は側断面図である。3A and 3B are diagrams illustrating a heating body of a fixing device according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is a side sectional view. 本発明の一実施形態に係る定着装置の加熱体の等価回路である。3 is an equivalent circuit of a heating body of a fixing device according to an embodiment of the present invention.

以下、図面を参照しつつ本発明の画像形成装置及び定着装置について説明する。   Hereinafter, an image forming apparatus and a fixing device of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、図1を用いて、プリンター1(画像形成装置)の全体の構成について説明する。図1はプリンター1の概略を模式的に示す図である。以下、図1における紙面手前側をプリンターの正面側(前側)とし、左右の向きはプリンターの正面から見た方向を基準として説明する。   First, the overall configuration of the printer 1 (image forming apparatus) will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram schematically showing an outline of the printer 1. Hereinafter, the front side of the paper in FIG. 1 will be referred to as the front side (front side) of the printer, and the left and right directions will be described with reference to the direction viewed from the front side of the printer.

プリンター1には、記録紙Sを収納する給紙カセット3と、給紙カセット3から記録紙Sを給紙する給紙装置4と、記録紙Sにトナー像を形成する画像形成部5と、トナー像を記録紙Sに定着する定着装置6と、トナー像が定着された記録紙Sを排出する排出装置7と、排出された記録紙Sが受け止められる排出トレイ8と、が備えられている。また、給紙カセット3から給紙装置4と画像形成部5と定着装置6とを通って排出装置7に向かう記録紙Sの搬送経路9が形成されている。   The printer 1 includes a paper feeding cassette 3 that stores recording paper S, a paper feeding device 4 that feeds recording paper S from the paper feeding cassette 3, an image forming unit 5 that forms a toner image on the recording paper S, A fixing device 6 that fixes the toner image on the recording paper S, a discharge device 7 that discharges the recording paper S on which the toner image is fixed, and a discharge tray 8 that receives the discharged recording paper S are provided. . In addition, a conveyance path 9 for the recording paper S from the paper feed cassette 3 to the discharge device 7 through the paper feed device 4, the image forming unit 5, and the fixing device 6 is formed.

記録紙Sは、給紙カセット3から給紙装置4によって搬送経路9に送り出され、画像形成部5に搬送されてトナー像が形成される。トナー像が形成された記録紙Sは搬送経路9に沿って定着装置6に搬送されて、トナー像と記録紙Sが加熱及び圧接されることでトナー像が記録紙Sに定着される。記録紙Sは搬送経路9に沿って排出装置7に搬送され、排出装置7から排出されて排出トレイ8に受け止められる。   The recording sheet S is sent from the sheet feeding cassette 3 to the conveying path 9 by the sheet feeding device 4 and is conveyed to the image forming unit 5 to form a toner image. The recording sheet S on which the toner image is formed is conveyed along the conveyance path 9 to the fixing device 6, and the toner image and the recording sheet S are heated and pressed to fix the toner image on the recording sheet S. The recording paper S is transported along the transport path 9 to the discharge device 7, discharged from the discharge device 7, and received by the discharge tray 8.

次に、図2を参照して、定着装置6について説明する。図2は定着装置を示す正面断面図である。   Next, the fixing device 6 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a front sectional view showing the fixing device.

定着装置6は、フィルム部材としてのエンドレスベルト状の耐熱性フィルム21と、耐熱フィルム21の中空部に配置される加熱装置22と、耐熱フィルム21を挟んで加熱装置22に圧接される加圧部材としての加圧ローラー23と、を備えている。   The fixing device 6 includes an endless belt-shaped heat-resistant film 21 as a film member, a heating device 22 disposed in a hollow portion of the heat-resistant film 21, and a pressure member pressed against the heating device 22 with the heat-resistant film 21 interposed therebetween. As a pressure roller 23.

耐熱性フィルム21は、記録紙Sの搬送方向と直交する幅方向において、最大サイズの記録紙Sの幅よりも長い長さのエンドレスベルト状の部材である。耐熱性フィルム21は、耐熱性、離型性、耐久性、強度に優れた材料で形成されている。このような材料として、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)やPFA(テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)の単層フィルムや、ポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK、PESPPS等のフィルム表面に、PTFEやPFAをコーティングあるいは被覆した複合層フィルムを用いることができる。耐熱性フィルム21の膜厚は、熱容量を小さくしてウォームアップ時間を短縮できる点で、100μm以下、特には20μm以下であることが好ましい。   The heat resistant film 21 is an endless belt-like member having a length longer than the width of the maximum size recording sheet S in the width direction orthogonal to the conveyance direction of the recording sheet S. The heat resistant film 21 is formed of a material excellent in heat resistance, release properties, durability, and strength. Such materials include PTFE (polytetrafluoroethylene) and PFA (tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer) single layer films, polyimide, polyamideimide, PEEK, PESPPS, etc. A composite layer film coated or coated with PFA can be used. The film thickness of the heat resistant film 21 is preferably 100 μm or less, particularly preferably 20 μm or less, in that the heat capacity can be reduced to shorten the warm-up time.

耐熱性フィルム21は、幅方向両端部が回転可能に支持されて、記録紙Sの搬送方向に沿って回転する。   The heat resistant film 21 is rotatably supported at both ends in the width direction, and rotates along the conveyance direction of the recording paper S.

次に、図2と図3及び図4を参照して、加熱装置22について説明する。図3(A)は加熱装置の平面図、図3(B)は加熱装置の側断面図である。図4は加熱装置の等価回路である。   Next, the heating device 22 will be described with reference to FIGS. 2, 3, and 4. 3A is a plan view of the heating device, and FIG. 3B is a side sectional view of the heating device. FIG. 4 is an equivalent circuit of the heating device.

加熱装置22は、図2に示されるように、加熱体31と、加熱体31を支持するホルダ32と、を備えている。加熱体31は、図3に示されるように、板状の基板35と、基板35の一面に設けられる発熱抵抗体層36と、発熱抵抗体層36と基板35との間に積層される感温抵抗体層37と、発熱抵抗体層36の表面に設けられるオーバーコート層38と、基板35の他方の面に取り付けられる温度センサーとしてのサーミスタ40及び温度制御手段としてのサーモスタット41と、を有している。   As shown in FIG. 2, the heating device 22 includes a heating body 31 and a holder 32 that supports the heating body 31. As shown in FIG. 3, the heating body 31 has a plate-like substrate 35, a heating resistor layer 36 provided on one surface of the substrate 35, and a feeling that is laminated between the heating resistor layer 36 and the substrate 35. A temperature resistor layer 37; an overcoat layer 38 provided on the surface of the heating resistor layer 36; a thermistor 40 as a temperature sensor attached to the other surface of the substrate 35; and a thermostat 41 as a temperature control means. are doing.

基板35は、最大サイズの記録紙Sの幅よりも長い幅と、搬送方向における所定の長さと、を有する長尺の板状部材である。基板35は、耐熱性電気絶縁性、耐熱性、低熱容量性に優れた材料で形成されている。このような材料として、Al(アルミナ)、AlN、SiC等を使用できる。 The substrate 35 is a long plate-like member having a width longer than the width of the maximum size recording sheet S and a predetermined length in the transport direction. The substrate 35 is formed of a material having excellent heat resistance, electrical insulation, heat resistance, and low heat capacity. As such a material, Al 2 O 3 (alumina), AlN, SiC, or the like can be used.

発熱抵抗体層36は、一対の電極36aと、一対の電極36a間に設けられる線状あるいは帯状の発熱抵抗体36bと、を有している。発熱抵抗体36bは、銀パラジウム(Ag/Pd)等の材料で形成されている。   The heating resistor layer 36 includes a pair of electrodes 36a and a linear or belt-like heating resistor 36b provided between the pair of electrodes 36a. The heating resistor 36b is made of a material such as silver palladium (Ag / Pd).

一対の電極36aは基板35の一方の面の幅方向両端部に、最大サイズの記録紙Sの幅よりも広い間隔を開けて支持されている。発熱抵抗体36bは、電極間36aに幅方向に沿って配設されている。一対の電極間36bに電流が流れることで発熱抵抗体36aが発熱し、この発熱によって記録紙Sが加熱される。   The pair of electrodes 36 a are supported at both ends in the width direction of one surface of the substrate 35 with a gap wider than the width of the maximum size recording paper S. The heating resistor 36b is disposed along the width direction between the electrodes 36a. When a current flows between the pair of electrodes 36b, the heating resistor 36a generates heat, and the recording paper S is heated by this heat generation.

感温抵抗体層37は、所定温度(好ましくは、150°C〜200°C)以上に加熱されると、抵抗値が減少する特性を有する感温抵抗体を有している。感温抵抗体は、チタン酸バリウム等のセラミックスや導電性ポリマー等で形成されている。   The temperature-sensitive resistor layer 37 has a temperature-sensitive resistor having a characteristic that the resistance value decreases when heated to a predetermined temperature (preferably 150 ° C. to 200 ° C.) or higher. The temperature sensitive resistor is made of a ceramic such as barium titanate, a conductive polymer, or the like.

感温抵抗体層37は、幅方向における最小サイズの記録紙Sの通紙領域R1の両外側の非通紙領域R2において、発熱抵抗体層36と電気的に接続されている。つまり、図4に示されるように、非通紙領域R2においては、発熱抵抗体層36の発熱抵抗体36aに感温抵抗体層37の感温抵抗体が並列に接続している。感温抵抗体層37は、非通紙領域R2においては、搬送方向における長さが発熱抵抗体層36と同じあるいは発熱抵抗体層36よりも長く形成されている。   The temperature-sensitive resistor layer 37 is electrically connected to the heating resistor layer 36 in the non-sheet passing region R2 on both outer sides of the sheet passing region R1 of the minimum size recording paper S in the width direction. That is, as shown in FIG. 4, in the non-sheet passing region R <b> 2, the temperature sensitive resistor of the temperature sensitive resistor layer 37 is connected in parallel to the heat generating resistor 36 a of the heat generating resistor layer 36. The temperature-sensitive resistor layer 37 is formed in the non-sheet passing region R2 so that the length in the transport direction is the same as or longer than the heating resistor layer 36.

オーバーコート層38は、一対の電極間36aにおいて、発熱抵抗体36bの表面を保護している。オーバーコート層38は、電気絶縁性を有するガラス等で形成されている。   The overcoat layer 38 protects the surface of the heating resistor 36b between the pair of electrodes 36a. The overcoat layer 38 is formed of an electrically insulating glass or the like.

サーミスタ40とサーモスタット41は、基板35の他方の面において、通紙領域R1に対応する部分に取り付けられている。サーミスタ40は、基板35の温度を検出し、サーモスタット41は、サーミスタ40で検出された基板35の温度に基づいて、加熱体31への通電を遮断する。   The thermistor 40 and the thermostat 41 are attached to a portion corresponding to the paper passing region R1 on the other surface of the substrate 35. The thermistor 40 detects the temperature of the substrate 35, and the thermostat 41 cuts off the power supply to the heating body 31 based on the temperature of the substrate 35 detected by the thermistor 40.

ホルダ32(図2参照)は、オーバーコート層38が耐熱性フィルム21の内周面に当接するように、加熱体31を支持している。   The holder 32 (see FIG. 2) supports the heating body 31 so that the overcoat layer 38 contacts the inner peripheral surface of the heat resistant film 21.

再度図2を参照して、加圧ローラー23は、最大サイズの記録紙Sの幅よりも広い幅のローラー部23aと、ローラー部23aの軸心に沿った回転軸23bと、を有している。ローラー部23aは、弾性層と、弾性層の表面に形成された離型層と、を有している。弾性層は、例えばシリコンゴムで形成され、離型層は、例えばPTFEやPFAで形成されている。   Referring to FIG. 2 again, the pressure roller 23 has a roller portion 23a having a width wider than the width of the maximum size recording paper S, and a rotation shaft 23b along the axis of the roller portion 23a. Yes. The roller part 23a has an elastic layer and a release layer formed on the surface of the elastic layer. The elastic layer is made of, for example, silicon rubber, and the release layer is made of, for example, PTFE or PFA.

加圧ローラー23は、耐熱性フィルム21を挟んで加熱装置22の加熱体31のオーバーコート層38に圧接すると共に搬送方向に回転可能に支持されている。これにより、加圧ローラー23と耐熱性フィルム21との間に定着ニップNが形成される。   The pressure roller 23 is pressed against the overcoat layer 38 of the heating body 31 of the heating device 22 with the heat resistant film 21 interposed therebetween, and is supported so as to be rotatable in the transport direction. Thereby, a fixing nip N is formed between the pressure roller 23 and the heat resistant film 21.

上記構成を有する定着装置6において、加熱装置22の加熱体31の一対の電極36a間に所定量の電流が流れることで発熱抵抗体36bが発熱し、この熱量がオーバーコート層38を介して耐熱性フィルム21に伝達される。そして、定着ニップNに搬送された記録紙Sは、加熱された耐熱性フィルム21で加熱されると同時に耐熱性フィルム21と加圧ローラー23との間で圧接されて、転写されたトナー像が記録紙Sに定着される。トナー像が定着された記録紙Sは、耐熱性フィルム21と加圧ローラー23の回転によって、搬送方向下流側に搬送される。   In the fixing device 6 having the above-described configuration, when a predetermined amount of current flows between the pair of electrodes 36 a of the heating body 31 of the heating device 22, the heating resistor 36 b generates heat, and this heat amount is heat-resistant via the overcoat layer 38. Is transmitted to the conductive film 21. The recording sheet S conveyed to the fixing nip N is heated by the heated heat-resistant film 21 and simultaneously pressed between the heat-resistant film 21 and the pressure roller 23 so that the transferred toner image is transferred. It is fixed on the recording paper S. The recording sheet S on which the toner image is fixed is conveyed downstream in the conveying direction by the rotation of the heat resistant film 21 and the pressure roller 23.

記録紙Sが最小サイズの場合、通紙領域R1では、加熱体31から発生する熱量が記録紙Sに伝達されるが、非通紙領域R2では温度が上昇する。非通紙領域R2の温度が上昇すると、感温抵抗体層37の感温抵抗体の抵抗値が下がり、図4に示す等価回路において、電流は主に感温抵抗体層37へ流れ、発熱抵抗体層36の発熱抵抗体36bへ流れる電流量が抑制される。これにより、非通紙領域R2の温度上昇を抑えることができる。   When the recording paper S is the minimum size, the amount of heat generated from the heating body 31 is transmitted to the recording paper S in the paper passing area R1, but the temperature rises in the non-paper passing area R2. When the temperature of the non-sheet passing region R2 rises, the resistance value of the temperature sensitive resistor of the temperature sensitive resistor layer 37 decreases, and in the equivalent circuit shown in FIG. 4, current flows mainly to the temperature sensitive resistor layer 37 and heat is generated. The amount of current flowing to the heating resistor 36b of the resistor layer 36 is suppressed. Thereby, the temperature rise of the non-sheet passing region R2 can be suppressed.

記録紙Sが最小サイズよりも大きく最大サイズよりも小さい場合は、記録紙Sよりも幅方向両側の非通紙領域R2の一部の温度が上昇する。そして、温度が上昇した部分では、感温抵抗体層37の抵抗値が下がり発熱抵抗体層36へ流れる電流量が抑制されるので、非通紙領域R2の温度上昇を抑えることができる。   When the recording paper S is larger than the minimum size and smaller than the maximum size, the temperature of a part of the non-sheet passing region R2 on both sides in the width direction of the recording paper S rises. In the portion where the temperature has risen, the resistance value of the temperature-sensitive resistor layer 37 decreases and the amount of current flowing to the heating resistor layer 36 is suppressed, so that the temperature increase in the non-sheet passing region R2 can be suppressed.

また、通紙領域R1に対応する基板35の温度はサーミスタ40で検知されている。検知された温度が所定の温度以上の場合、サーモスタット41が加熱装置22への通電を遮断する。   Further, the temperature of the substrate 35 corresponding to the sheet passing region R1 is detected by the thermistor 40. When the detected temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, the thermostat 41 cuts off the power supply to the heating device 22.

上記説明したように本発明の定着装置6においては、非通紙中に何らかのイレギュラーな事態によって発熱抵抗体層36に通電された場合、感温抵抗体層37が設けられている非通紙領域R2では感温抵抗体層37の抵抗値が減少するが、感温抵抗体層37が設けられていない通紙領域R1では抵抗値が一定以下に低下することがない。したがって、加熱体31の急激な温度上昇や一定以上の電力の増加を防止でき、安全性の高い加熱装置22を提供できる。   As described above, in the fixing device 6 of the present invention, when the heating resistor layer 36 is energized due to some irregular situation during non-sheet passing, the non-sheet-passing in which the temperature-sensitive resistor layer 37 is provided. In the region R2, the resistance value of the temperature sensitive resistor layer 37 decreases, but in the paper passing region R1 in which the temperature sensitive resistor layer 37 is not provided, the resistance value does not decrease below a certain value. Accordingly, it is possible to prevent a rapid temperature rise of the heating body 31 and an increase in electric power above a certain level, and it is possible to provide a highly safe heating device 22.

さらに、感温抵抗体層37を非通紙領域R2に設けることで、記録紙Sのサイズに関わらず非通紙領域R2の温度上昇(非通紙部昇温)を抑制でき、耐熱性フィルム21や加圧ローラー23の熱劣化を防止できる。   Furthermore, by providing the temperature-sensitive resistor layer 37 in the non-sheet passing region R2, the temperature rise (non-sheet passing portion temperature increase) of the non-sheet passing region R2 can be suppressed regardless of the size of the recording paper S, and the heat resistant film 21 and the heat deterioration of the pressure roller 23 can be prevented.

さらに、サーミスタ40とサーモスタット41とによって、感温抵抗体層37が設けられていない通紙領域R1の温度が一定温度以上になると、加熱装置22への通電が遮断されるようになっている。したがって、加熱装置22の温度上昇を抑制できるので、高い安全性を得ることができる。   Furthermore, when the temperature of the paper passing region R1 where the temperature sensitive resistor layer 37 is not provided is equal to or higher than a certain temperature by the thermistor 40 and the thermostat 41, the energization to the heating device 22 is cut off. Therefore, since the temperature rise of the heating device 22 can be suppressed, high safety can be obtained.

本実施形態では、感温抵抗体層37を非通紙領域R2に設けたが、感温抵抗体層37は非通紙領域R2に限らず幅方向の一部に形成されていれば良い。これにより、非通紙中に発熱抵抗体層36に通電された場合に、感温抵抗体層37が設けられていない部分(発熱抵抗体層36のみの部分)での抵抗値の低下を防止できる。この場合は、感温抵抗体層37が設けられていない部分の温度を検知するサーミスタ40を設け、サーミスタ40で検知された温度が一定温度以上になると、サーモスタット41によって加熱装置22への通電を遮断することで、加熱装置22の温度上昇を防止できる。なお、通紙領域R1の一部にも感温抵抗体層37が設けられても良い。   In the present embodiment, the temperature-sensitive resistor layer 37 is provided in the non-sheet-passing region R2, but the temperature-sensitive resistor layer 37 is not limited to the non-sheet-passing region R2 and may be formed in a part in the width direction. As a result, when the heating resistor layer 36 is energized during non-sheet passing, the resistance value is prevented from lowering in the portion where the temperature sensitive resistor layer 37 is not provided (the portion having only the heating resistor layer 36). it can. In this case, the thermistor 40 that detects the temperature of the portion where the temperature sensitive resistor layer 37 is not provided is provided. When the temperature detected by the thermistor 40 exceeds a certain temperature, the thermostat 41 energizes the heating device 22. By blocking, the temperature rise of the heating device 22 can be prevented. The temperature sensitive resistor layer 37 may also be provided in a part of the paper passing area R1.

なお、加熱体31は、非通紙領域R2では発熱抵抗体層36と感温抵抗体層37の二層構造であるが、通紙領域R1では発熱抵抗体層36のみの一層構造となっているので、非通紙領域R2と通紙領域R1とで加熱体31の厚さが異なってしまう。このため、通紙領域R1の発熱抵抗体層36の厚さを厚くする、あるいは、通紙領域R1の基板35の厚さを厚くして、発熱抵抗体層36の表面を平面状とすることが好ましい。   The heating element 31 has a two-layer structure of the heating resistor layer 36 and the temperature-sensitive resistor layer 37 in the non-sheet passing region R2, but has a single layer structure of only the heating resistor layer 36 in the sheet passing region R1. Therefore, the thickness of the heating body 31 differs between the non-sheet passing region R2 and the sheet passing region R1. For this reason, the surface of the heating resistor layer 36 is made flat by increasing the thickness of the heating resistor layer 36 in the sheet passing region R1 or by increasing the thickness of the substrate 35 in the sheet passing region R1. Is preferred.

また、非通紙領域R2では、各層36、37の抵抗値の合成抵抗で発熱量が決まるので、各層の厚さによって発熱量が変化する。そこで、温度が上昇した時に、最適な温度分布となるように各層の厚さや搬送方向に沿った長さを調整しても良い。   Further, in the non-sheet passing region R2, the amount of heat generation is determined by the combined resistance of the resistance values of the layers 36 and 37, and thus the amount of heat generation changes depending on the thickness of each layer. Therefore, when the temperature rises, the thickness of each layer and the length along the transport direction may be adjusted so as to obtain an optimum temperature distribution.

さらに、上記した本発明の実施形態の説明は、本発明に係る画像形成装置における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記した本発明の実施の形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施の形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。   Furthermore, since the above description of the embodiment of the present invention describes a preferred embodiment of the image forming apparatus according to the present invention, there may be various technically preferable limitations. The technical scope of the present invention is not limited to these embodiments unless specifically described to limit the present invention. That is, the above-described components in the embodiment of the present invention can be appropriately replaced with existing components and the like, and various variations including combinations with other existing components are possible. The description of the embodiment of the present invention described above does not limit the content of the invention described in the claims.

1 プリンター(画像形成装置)
6 定着装置
21 耐熱性フィルム(フィルム部材)
22 加熱装置
23 加圧ローラー(加圧部材)
31 加熱体
36 発熱抵抗体層
37 感温抵抗体層
40 サーミスタ(温度センサー)
41 サーモスタット(温度制御手段)
R1 通紙領域
R2 非通紙領域
1 Printer (image forming device)
6 Fixing device 21 Heat resistant film (film member)
22 Heating device 23 Pressure roller (Pressure member)
31 Heating body 36 Heating resistor layer 37 Temperature sensitive resistor layer 40 Thermistor (temperature sensor)
41 Thermostat (Temperature control means)
R1 Paper passing area R2 Non-paper passing area

Claims (4)

所定の方向に搬送される記録紙にフィルム部材を介して加熱体を押圧して前記記録紙を加熱する加熱装置であって、
前記加熱体は、
一方の面が前記フィルム部材を介して記録紙に対向する、通電によって発熱する発熱抵抗体層と、
該発熱抵抗体層の他方の面に電気的に接続して積層される、所定温度以上に加熱されることで抵抗値が減少する感温抵抗体層と、を有し、
前記感温抵抗体層は、前記記録紙の搬送方向と直交する記録紙幅方向において、最小サイズの記録紙の通紙領域以外の非通紙領域に設けられ
前記通紙領域の前記発熱抵抗体層の厚さは、前記非通紙領域の前記発熱抵抗体層の厚さよりも厚く、前記フィルム部材の側とは反対側の面において、前記発熱抵抗体層の表面と前記感温抵抗体層の表面とが同一面に形成され、
前記感温抵抗体層は、セラミックス又は導電性ポリマーで形成されていることを特徴とする加熱装置。
A heating device that heats the recording paper by pressing a heating body through a film member on the recording paper conveyed in a predetermined direction,
The heating body is
A heating resistor layer that heats when energized, with one side facing the recording paper through the film member;
A temperature-sensitive resistor layer that is electrically connected to the other surface of the heating resistor layer and laminated, and the resistance value decreases by being heated above a predetermined temperature;
The temperature sensitive resistive layer is said have you in the recording sheet width direction perpendicular to the conveying direction of the recording sheet, provided in the non-paper passing area other than the paper passing region of minimum size recording paper,
The thickness of the heating resistor layer in the sheet passing region is thicker than the thickness of the heating resistor layer in the non-sheet passing region, and the heating resistor layer on the surface opposite to the film member side. And the surface of the temperature-sensitive resistor layer are formed on the same plane,
The heating device, wherein the temperature-sensitive resistor layer is formed of a ceramic or a conductive polymer .
前記感温抵抗体層が設けられていない部分における前記加熱体の温度を計測する温度検知センサーと、該温度検知センサーで計測された温度に基づいて前記発熱抵抗体層への通電を制御する温度制御手段と、を備えていることを特徴とする請求項1に記載の加熱装置。 A temperature detection sensor for measuring the temperature of the heating body in a portion where the temperature sensitive resistor layer is not provided, and a temperature for controlling energization to the heating resistor layer based on the temperature measured by the temperature detection sensor The heating apparatus according to claim 1, further comprising a control unit. 請求項1又は2に記載の加熱装置と、
前記フィルム部材を介して前記加熱体に圧接される加圧部材と、
を備えていることを特徴とする定着装置。
A heating device according to claim 1 or 2 ,
A pressure member pressed against the heating body via the film member;
A fixing device.
請求項に記載の定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 3 .
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