JP2006208819A

JP2006208819A - Fixing device

Info

Publication number: JP2006208819A
Application number: JP2005021865A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Takashima; 正幸高嶋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-01-28
Filing date: 2005-01-28
Publication date: 2006-08-10

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device capable of shortening a rise time, heating only a part where temperature falls when the temperature falls partially, and further realizing the simplification of device constitution by disusing a device for controlling surface temperature. <P>SOLUTION: The fixing device includes a fixing roller 20 obtained by coating the inner peripheral surface or the outer circumferential surface of a hollow cylindrical core body 21 with a heating element sheet 22. The heating element layer is constituted of an electrode layer 22b and a PTC resistor layer 22c. The fixing device includes a fixing sleeve 40 having a heating element layer on the inner peripheral surface or the outer circumferential surface of a metallic layer or a heat-resistant resin layer 41. The heating element layer is constituted of an electrode layer 42 and a PTC resistor layer 43. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電子写真複写機等の画像形成装置に使用される定着装置に関する。 The present invention relates to a fixing device used in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine.

電子写真複写機、ファクシミリ、レーザビームプリンタ等の複写・印刷機器においては、電子写真、静電記録、磁気記録等の画像形成プロセスにより、加熱溶融性の樹脂等からなるトナーの画像を記録紙上に形成し、これを熱により定着させる熱定着方式が一般に採用されている。 In copying and printing equipment such as electrophotographic copying machines, facsimile machines, and laser beam printers, a toner image made of heat-meltable resin or the like is formed on recording paper by an image forming process such as electrophotography, electrostatic recording, or magnetic recording. In general, a heat fixing method is used in which the film is formed and fixed by heat.

そして、このような熱定着方式で使用される定着装置としては、芯金内部に熱源としてハロゲンランプを内蔵した定着ローラと加圧ローラの２つのローラ間にトナー像が形成された記録紙を送り込んで定着させるヒートローラ方式が広く用いられている。 As a fixing device used in such a heat fixing method, a recording sheet on which a toner image is formed is fed between two rollers, a fixing roller having a halogen lamp built in as a heat source and a pressure roller. A heat roller system for fixing by using a roller is widely used.

しかしながら、この定着装置の定着ローラは、ハロゲンランプからの輻射熱で内側から加熱するものであるため熱効率が悪く、複写機等を立ち上げたとき、表面が所定の温度に達するまでに時間がかかるうえ、消費電力も大きいという難点があった。 However, since the fixing roller of this fixing device is heated from the inside by radiant heat from a halogen lamp, the heat efficiency is poor, and it takes time for the surface to reach a predetermined temperature when the copying machine or the like is started up. The power consumption is also high.

そこで、この難点を解消するため、芯金の内側あるいは外側に、抵抗発熱体層を設け、この抵抗発熱体層に通電して熱を発生させるとともに、この熱を表面層に伝達するようにした熱伝導加熱方式の熱定着ローラが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。上記抵抗発熱体層の形成には、例えば、ステンレス鋼や、銀等の導電性材料を配合した耐熱性樹脂等が使用されている。 Therefore, in order to eliminate this difficulty, a resistance heating element layer is provided on the inner side or the outer side of the metal core, and the resistance heating element layer is energized to generate heat, and this heat is transmitted to the surface layer. A heat-fixing roller using a heat conduction heating method has been proposed (for example, see Patent Document 1). For the formation of the resistance heating element layer, for example, stainless steel, a heat resistant resin blended with a conductive material such as silver, or the like is used.

しかしながら、このような抵抗発熱体層を設けた熱伝導加熱方式の熱定着ローラは、従来のハロゲンランプを熱源とした輻射加熱方式のものに比べ立ち上がり時間が短縮されるものの、その効果は決して十分なものではなかった。そのうえ、面状に加熱するものではないため表面温度の均一性に欠け、また、通紙により部分的に温度が下がった場合でも、その部分のみを部分的に加熱することが難しいという問題もあった。後者は消費電力の無駄につながる。さらに、ハロゲンランプを使用した場合と同様、温度センサやサーミスタ等をはじめ、表面温度を制御するための装置が必要で、装置全体の構成が複雑化する難点があった。 However, the heat-conducting heating type heat fixing roller provided with such a resistance heating element layer has a short rise time compared with the conventional heating method using a halogen lamp as a heat source, but its effect is never enough. It was not something. In addition, there is a problem in that the surface temperature is not uniform because it is not heated in a planar shape, and even when the temperature is partially lowered due to paper passing, it is difficult to partially heat only that portion. It was. The latter leads to waste of power consumption. Furthermore, as in the case where a halogen lamp is used, a device for controlling the surface temperature, such as a temperature sensor and a thermistor, is necessary, and the configuration of the entire device is complicated.

また、熱定着方式による定着装置として、上記定着ローラに代えて、薄肉の金属または耐熱性樹脂からなるスリーブ、あるいは、その外周面にフッ素樹脂等を被覆した複合スリーブを使用する定着装置も近年用いられるようになってきた。このような定着装置では、スリーブの内側にヒータを配置し、このヒータにスリーブを圧接させるとともに、その外側に加圧ローラを圧接させ、これらのヒータに圧接した部分のスリーブと加圧ローラ間に、トナー像を形成した記録紙を通過させ、記録紙を耐熱性スリーブを介して加熱することにより、未定着のトナー像を記録紙上に熱定着させる。 In recent years, as a fixing device using a thermal fixing method, a fixing device using a sleeve made of a thin metal or a heat-resistant resin or a composite sleeve whose outer peripheral surface is coated with a fluororesin or the like is used instead of the fixing roller. Has come to be. In such a fixing device, a heater is arranged on the inner side of the sleeve, the sleeve is pressed against the heater, and a pressure roller is pressed against the outer side of the heater. Then, the recording paper on which the toner image is formed is passed, and the recording paper is heated through a heat resistant sleeve, whereby the unfixed toner image is thermally fixed on the recording paper.

このような定着装置においては、薄肉のスリーブの熱容量が小さいため、立ち上がり時間も短く、加熱に要するエネルギーも小さくすることができる。しかしながら、ヒータが必要であり、また、このヒータによる加熱温度を制御するための装置も必要であった。
特開平１１−２９６０１１号公報 In such a fixing device, since the heat capacity of the thin sleeve is small, the rise time is short and the energy required for heating can be reduced. However, a heater is necessary, and an apparatus for controlling the heating temperature by the heater is also necessary.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-296011

本発明は上記従来技術の課題に対処してなされたもので、従来の輻射加熱方式や熱伝導加熱方式のものに比べ、立ち上がり時間をよりいっそう短縮することができるとともに、部分的に温度が下がった場合にその部分のみを加熱することができ、しかも、表面温度を制御するための装置を不要として装置構成を簡素化することができる定着ローラを備えた定着装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in response to the above-described problems of the prior art. The rise time can be further shortened and the temperature can be partially lowered as compared with the conventional radiant heating method and heat conduction heating method. It is an object of the present invention to provide a fixing device having a fixing roller that can heat only that portion and can simplify the device configuration without requiring a device for controlling the surface temperature. .

また、本発明は、耐熱性スリーブを用いた定着装置において、ヒータおよびこのヒータによる加熱温度を制御するための装置を不要として装置構成を簡素化することができる定着装置を提供することを目的とする。 Another object of the present invention is to provide a fixing device using a heat-resistant sleeve, which can simplify the device configuration by eliminating the need for a heater and a device for controlling the heating temperature of the heater. To do.

上記目的を達成するため、本願の第１の発明は、中空円筒状のローラ芯体の内周面または外周面に発熱体層を有する熱定着ローラを備えた定着装置であって、前記発熱体層は、電極層およびＰＴＣ抵抗体層からなることを特徴とする定着装置である。 In order to achieve the above object, a first invention of the present application is a fixing device including a heat fixing roller having a heating element layer on an inner peripheral surface or an outer peripheral surface of a hollow cylindrical roller core, and the heating element The layer is a fixing device including an electrode layer and a PTC resistor layer.

また、本願の第２の発明は、耐熱性樹脂層の内周面または外周面に発熱体層を有する定着スリーブを備えた定着装置であって、前記発熱体層は、電極層およびＰＴＣ抵抗体層からなることを特徴とする定着装置である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a fixing device including a fixing sleeve having a heating element layer on an inner peripheral surface or an outer peripheral surface of a heat resistant resin layer, wherein the heating element layer includes an electrode layer and a PTC resistor. A fixing device comprising a layer.

さらに、本願の第３の発明は、定着スリーブの内側にヒータを配置し、このヒータにより前記定着スリーブを介して転写材上のトナーを加熱溶融させるように構成した定着装置であって、前記ヒータとして、ＰＴＣヒータを用いることを特徴とする定着装置である。 Furthermore, a third invention of the present application is a fixing device in which a heater is disposed inside the fixing sleeve, and the toner on the transfer material is heated and melted by the heater via the fixing sleeve, and the heater As a fixing device, a PTC heater is used.

第１の発明の定着装置によれば、立ち上がり時等の温度が低いときは急速に発熱するＰＴＣ抵抗体層を備えているので、立ち上がり時間を大幅に短縮することができる。また、ＰＴＣ抵抗体層は、温度が下がった部分のみ発熱するため、従来に比べて消費電力の低減を図ることができる。さらに、ＰＴＣ抵抗体層は自己温度制御性を有するため、従来のような表面温度を制御するための装置を不要とすることができ、装置構成を簡素化することができる。 According to the fixing device of the first aspect of the invention, since the PTC resistor layer that rapidly generates heat when the temperature at the time of rising or the like is low is provided, the rising time can be greatly shortened. In addition, since the PTC resistor layer generates heat only at the portion where the temperature is lowered, the power consumption can be reduced as compared with the conventional case. Furthermore, since the PTC resistor layer has self-temperature controllability, a conventional device for controlling the surface temperature can be dispensed with, and the device configuration can be simplified.

また、第２の発明の定着装置によれば、自己温度制御性を有するＰＴＣ抵抗体層を備えているので、従来必要としたヒータやこのヒータによる加熱温度を制御するための装置を不要とすることができ、装置構成を簡素化することができる。 Further, according to the fixing device of the second invention, since the PTC resistor layer having self-temperature controllability is provided, a conventionally required heater and a device for controlling the heating temperature by this heater are unnecessary. Therefore, the device configuration can be simplified.

さらに、第３の発明の定着装置によれば、ヒータとして自己温度制御性を有するＰＴＣヒータを用いているので、従来必要としたヒータによる加熱温度を制御するための装置を不要とすることができ、装置構成を簡素化することができる。 Further, according to the fixing device of the third invention, since the PTC heater having self-temperature controllability is used as the heater, a device for controlling the heating temperature by the heater which has been conventionally required can be eliminated. The device configuration can be simplified.

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明に係る定着装置の第１の実施形態を概略的に示す構成図である。 FIG. 1 is a block diagram schematically showing a first embodiment of a fixing device according to the present invention.

図１に示すように、本実施形態の定着装置は、記録紙等の転写材１０上に担持された未定着トナー像１２と接する上側の定着ローラ２０と、この定着ローラ２０に加圧接触する下側の加圧ローラ３０とを備えている。また、図示を省略したが、これらの定着ローラ２０および加圧ローラ３０の少なくとも一方には駆動手段が接続されており、この駆動手段により、両ローラ２０、３０は図面矢印方向に回転駆動されるようになっている。 As shown in FIG. 1, the fixing device of this embodiment is in pressure contact with an upper fixing roller 20 that contacts an unfixed toner image 12 carried on a transfer material 10 such as recording paper. And a lower pressure roller 30. Although not shown, a driving means is connected to at least one of the fixing roller 20 and the pressure roller 30, and the rollers 20 and 30 are driven to rotate in the direction indicated by the arrow by the driving means. It is like that.

定着ローラ２０は、図２の軸方向断面図にも示すように、中空円筒状の芯体２１と、その外周面に被着された発熱体シート２２と、この発熱体シート２２の外周面に順に形成されたシリコーンゴム等からなる弾性体層２３とフッ素系樹脂等からなる離型層２４とを有している。発熱体シート２２は、図３Ａに示すように、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等の耐熱性樹脂からなる厚さ０．０５〜０．５ｍｍ程度の絶縁フィルム２２ａ上に、銀や銅等からなる電極層２２ｂ、例えば図４の平面図に示すような櫛形パターンからなる電極層を形成し、さらに、その上にＰＴＣ抵抗体層２２ｃを設けて構成されている。そして、この実施形態では、発熱体シート２２は、絶縁フィルム２２ａ側を中空円筒状の芯体２１に向けて被着した構造となっている。すなわち、中空円筒状の芯体２１上に、絶縁フィルム２２ａが設けられ、その上に電極層２２ｂが設けられ、さらにその上にＰＴＣ抵抗体層２２ｃが設けられている。 As shown in the axial sectional view of FIG. 2, the fixing roller 20 includes a hollow cylindrical core body 21, a heat generating sheet 22 attached to the outer peripheral surface thereof, and an outer peripheral surface of the heat generating sheet 22. An elastic body layer 23 made of silicone rubber or the like and a release layer 24 made of fluorine resin or the like are sequentially formed. As shown in FIG. 3A, the heating element sheet 22 is made of silver, copper or the like on an insulating film 22a having a thickness of about 0.05 to 0.5 mm made of a heat resistant resin such as a polyester resin, a polyimide resin, or a polyamideimide resin. For example, an electrode layer having a comb pattern as shown in the plan view of FIG. 4 is formed, and a PTC resistor layer 22c is further provided thereon. In this embodiment, the heating element sheet 22 has a structure in which the insulating film 22a side is attached toward the hollow cylindrical core body 21. That is, the insulating film 22a is provided on the hollow cylindrical core 21, the electrode layer 22b is provided thereon, and the PTC resistor layer 22c is further provided thereon.

なお、図示は省略したが、定着ローラ２０の両端には、電極層２２ｂに通電するための電極接続部が設けられている。 Although not shown, electrode fixing portions for supplying current to the electrode layer 22b are provided at both ends of the fixing roller 20.

中空円筒状の芯体２１の材料としては、鉄やアルミニウムあるいはこれらの各金属を主体とする合金等が挙げられるが、芯体２１からの熱の逃げを防止するという観点から、ステンレス等の熱伝導率の低い材料を使用することが好ましい。すなわち、従来の定着ローラは、芯体内部に挿通させたハロゲンランプ等の熱源からの熱をローラ表面に効率良く伝達するために熱伝導率の高い材料が使用されていたが、本実施形態では、芯体２１の外側に熱源を持つため、芯体は熱伝導率の低い材料で形成されていることが好ましい。 Examples of the material of the hollow cylindrical core body 21 include iron, aluminum, and alloys mainly composed of these metals. From the viewpoint of preventing the escape of heat from the core body 21, heat such as stainless steel is used. It is preferable to use a material with low conductivity. That is, the conventional fixing roller uses a material having high thermal conductivity in order to efficiently transfer heat from a heat source such as a halogen lamp inserted into the core body to the roller surface. Since the heat source is provided outside the core body 21, the core body is preferably formed of a material having low thermal conductivity.

また、発熱体シート２２のＰＴＣ抵抗体層２２ｃの材料としては、ＰＣＴ材料、すなわち、抵抗の温度係数が正（Positive Temperature Coefficient of Resistance）を示す材料のなかで、１３０〜２５０℃でＰＣＴ特性を示すものが使用される。具体的には、無機系ポリマー中に導電性粒子として、ニッケル、銅、タングステン、チタン、銀、金、アルミニウム、活性炭、グラファイト、酸化スズ、酸化インジウム、酸化バナジウム、酸化レニウム、炭化珪素、窒化チタン等を分散させた無機ポリマー系ＰＣＴ材料が、スクリーン印刷により可撓性の良好な層形成が可能であることから、好ましく使用される。なお、ＰＴＣ抵抗体層２２ｃの厚さは、通常、５〜１５μｍ程度である。 Further, as a material of the PTC resistor layer 22c of the heating element sheet 22, a PCT characteristic is exhibited at 130 to 250 ° C. in a PCT material, that is, a material having a positive temperature coefficient of resistance (Positive Temperature Coefficient of Resistance). What is shown is used. Specifically, nickel, copper, tungsten, titanium, silver, gold, aluminum, activated carbon, graphite, tin oxide, indium oxide, vanadium oxide, rhenium oxide, silicon carbide, titanium nitride as conductive particles in the inorganic polymer An inorganic polymer-based PCT material in which etc. are dispersed is preferably used because a layer having good flexibility can be formed by screen printing. The thickness of the PTC resistor layer 22c is usually about 5 to 15 μm.

定着ローラ２０は、電極接続部を介して電極層２２ｂに通電を開始すると、対向する電極間に電流が流れて、ＰＣＴ抵抗体層２２ｃが発熱し、急速に温度が上昇する。そして、ＰＣＴ抵抗体層２２ｃの温度が所定の温度に達すると、抵抗が急激に増加し、電流が流れなくなり、発熱が中断する。その結果、温度が下がると、再び電流が流れて発熱する。これが繰り返され、ＰＣＴ抵抗体層２２ｃは所定の温度が維持される。 When the fixing roller 20 starts to energize the electrode layer 22b via the electrode connection portion, a current flows between the opposing electrodes, the PCT resistor layer 22c generates heat, and the temperature rapidly rises. When the temperature of the PCT resistor layer 22c reaches a predetermined temperature, the resistance increases rapidly, the current stops flowing, and heat generation is interrupted. As a result, when the temperature falls, current flows again to generate heat. This is repeated and the PCT resistor layer 22c is maintained at a predetermined temperature.

一方、加圧ローラ３０は、鉄やアルミニウムあるいはこれらの各金属を主体とする合金等からなる中空円筒状の芯体３１上に、シリコーンゴム等からなる弾性体層３２およびフッ素樹脂等からなる表面層３３を順に設けた構造を有する。なお、本発明においては、加圧ローラ３０に代えて、例えば複数のローラに懸架した耐熱性樹脂などからなるフィルム状のスリーブを用いるようにしてもよい。通常、このようなフィルム状のスリーブの内側には、本スリーブを定着ローラ２０に圧接するための加圧手段が配設される。 On the other hand, the pressure roller 30 has a hollow cylindrical core 31 made of iron, aluminum or an alloy mainly composed of these metals, an elastic layer 32 made of silicone rubber, etc., and a surface made of fluororesin The layer 33 is provided in order. In the present invention, instead of the pressure roller 30, for example, a film-like sleeve made of a heat-resistant resin or the like suspended on a plurality of rollers may be used. Usually, a pressure unit for pressing the sleeve against the fixing roller 20 is disposed inside the film-like sleeve.

このように構成される定着装置においては、定着ローラ２０がＰＴＣ抵抗体層２２ｃを備えており、このＰＴＣ抵抗体層２２ｃは、立ち上がり時等の温度が低いときは急速に発熱するため、従来のものに比べ立ち上がり時間を大幅に短縮することができる。また、発熱するＰＴＣ抵抗体層２２ｃが面状に形成されているため、従来の線状に形成された抵抗発熱体層のように局部的に加熱されることはなく、温度ムラの発生が抑えられる。さらに、通紙等により部分的に温度が下がった場合にその部分のみが発熱するため、全面が発熱する従来の抵抗発熱体層に比べ、消費電力を低減することができる。しかも、ＰＴＣ抵抗体層２２ｃは自己温度制御性を有するため、温度センサやサーミスタ等をはじめとする温度制御装置が不要であり、かかる温度制御装置を必要とした従来の定着装置に比べ、装置構成を簡素化することができる。 In the fixing device configured as described above, the fixing roller 20 includes the PTC resistor layer 22c, and the PTC resistor layer 22c generates heat rapidly when the temperature is low at the time of rising or the like. Rise time can be greatly shortened compared to products. Further, since the PTC resistor layer 22c that generates heat is formed in a planar shape, it is not locally heated unlike the conventional resistance heater layer formed in a linear shape, and the occurrence of temperature unevenness is suppressed. It is done. Further, when the temperature is partially lowered due to paper passing or the like, only that portion generates heat, so that power consumption can be reduced compared to a conventional resistance heating layer that generates heat entirely. In addition, since the PTC resistor layer 22c has self-temperature controllability, a temperature control device such as a temperature sensor or a thermistor is unnecessary, and the device configuration is compared with a conventional fixing device that requires such a temperature control device. Can be simplified.

なお、上記実施形態では、発熱体シート２２を芯体２１の直上に設けた構造とされているが、これらの間に他の被覆層を介在させるようにしてもよい。この場合、芯体２１からの熱の逃げを防止するため、ゴムやセラミック等の断熱性に優れた絶縁材料を使用することが好ましい。また、同様に芯体２１からの熱の逃げを防止するため、芯体２１内にガラス繊維等の断熱材を充填するようにしてもよい。 In addition, in the said embodiment, although it is set as the structure which provided the heat generating body sheet | seat 22 directly on the core 21, you may make it interpose another coating layer among these. In this case, in order to prevent the escape of heat from the core body 21, it is preferable to use an insulating material having excellent heat insulation properties such as rubber and ceramic. Similarly, in order to prevent the escape of heat from the core body 21, the core body 21 may be filled with a heat insulating material such as glass fiber.

また、上記実施形態では、発熱体シート２２は、絶縁フィルム２２ａ側を中空円筒状の芯体２１に向けて被着しているが、例えば図５に示すように、中空円筒状の芯体２１上に、例えば上記したようなゴムやセラミック等の断熱性に優れた絶縁材料からなる被覆層２５を設け、その上に発熱体シート２２を、ＰＴＣ抵抗体層２２ｃ側を中空円筒状の芯体２１に向けて被着するようにしてもよい。すなわち、図５に示す定着ローラは、中空円筒状の芯体２１上に、ゴムやセラミック等の断熱性に優れた絶縁材料からなる被覆層２５を設け、その上に発熱体シート２２を、ＰＴＣ抵抗体層２２ｃ側を内側に向けて被着し、さらに、その上に弾性体層２３および離型層２４を順に設けた構成となっている。 Moreover, in the said embodiment, although the heat generating body sheet 22 has adhered the insulating film 22a side toward the hollow cylindrical core 21, the hollow cylindrical core 21 is shown, for example in FIG. A covering layer 25 made of an insulating material having excellent heat insulating properties such as rubber and ceramic as described above is provided thereon, and the heating element sheet 22 is provided thereon, and the PTC resistor layer 22c side is a hollow cylindrical core. You may make it adhere toward 21. That is, the fixing roller shown in FIG. 5 is provided with a coating layer 25 made of an insulating material having excellent heat insulation properties such as rubber and ceramic on a hollow cylindrical core body 21, and a heating element sheet 22 on the coating layer 25. The resistor layer 22c side is attached inward, and an elastic body layer 23 and a release layer 24 are sequentially provided thereon.

このような定着ローラを用いた定着装置においても、定着ローラ２０がＰＴＣ抵抗体層２２ｃを備えており、このＰＴＣ抵抗体層２２ｃは、立ち上がり時等の温度が低いときは急速に発熱するため、従来のものに比べ、立ち上がり時間を大幅に短縮することができる。また、発熱するＰＴＣ抵抗体層２２ｃが面状に形成されているため、従来の線状に形成された抵抗発熱体層のように局部的に加熱されることはなく、温度ムラの発生が抑えられる。さらに、通紙等により部分的に温度が下がった場合にその部分のみが発熱するため、全面が発熱する従来の抵抗発熱体層に比べ、消費電力を低減することができる。しかも、ＰＴＣ抵抗体層２２ｃは自己温度制御性を有するため、温度センサやサーミスタ等をはじめとする温度制御装置が不要であり、かかる温度制御装置を必要とした従来の定着装置に比べ、装置構成を簡素化することができる。 Even in such a fixing device using the fixing roller, the fixing roller 20 includes the PTC resistor layer 22c, and the PTC resistor layer 22c rapidly generates heat when the temperature is low at the time of rising or the like. Compared to the conventional one, the rise time can be greatly shortened. Further, since the PTC resistor layer 22c that generates heat is formed in a planar shape, it is not locally heated unlike the conventional resistance heater layer formed in a linear shape, and the occurrence of temperature unevenness is suppressed. It is done. Further, when the temperature is partially lowered due to paper passing or the like, only that portion generates heat, so that power consumption can be reduced compared to a conventional resistance heating layer that generates heat entirely. In addition, since the PTC resistor layer 22c has self-temperature controllability, a temperature control device such as a temperature sensor or a thermistor is unnecessary, and the device configuration is compared with a conventional fixing device that requires such a temperature control device. Can be simplified.

なお、この例においても、芯体２１からの熱の逃げを防止するため、芯体２１内にガラス繊維等の断熱材を充填するようにしてもよい。 In this example as well, in order to prevent escape of heat from the core body 21, the core body 21 may be filled with a heat insulating material such as glass fiber.

また、本発明においては、発熱体シート２２に代えて、図３Ｂに示すような、ＰＴＣ抵抗体層２２ｃ上に絶縁フィルム２２ａと同様の絶縁フィルム２２ｄをさらに１枚積層した構造の発熱体シート２２１を用いるようにしてもよい。すなわち、この発熱体シート２２１は、電極層２２ｂおよびＰＴＣ抵抗体層２２ｃを２枚の、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等の耐熱性樹脂からなる厚さ０．０５〜０．５ｍｍ程度の絶縁フィルム２２ａ、２２ｄで挟持した構造となっており、図３Ａに示すものに比べて機械的強度が大きく取り扱いやすいという利点を有している。 In the present invention, instead of the heating element sheet 22, as shown in FIG. 3B, a heating element sheet 221 having a structure in which one insulating film 22d similar to the insulating film 22a is further laminated on the PTC resistor layer 22c. May be used. That is, the heating element sheet 221 has a thickness of about 0.05 to 0.5 mm made of two heat-resistant resins such as a polyester resin, a polyimide resin, and a polyamideimide resin, with the electrode layer 22b and the PTC resistor layer 22c. The structure is sandwiched between the insulating films 22a and 22d, and has an advantage that the mechanical strength is large and easy to handle compared to the structure shown in FIG.

さらに、本発明においては、図示は省略したが、上記のような発熱体シート２２、２２１を芯体２１の内周面上に配置することも可能であり、また、このように予め成形した発熱体シート２２、２２１を用いずに、芯体２１外周に直接、絶縁フィルム２２ａ等の発熱体シート２２、２２１を構成する各層を設けるようにしてもよい。この場合、ＰＴＣ抵抗体層２２ｃの形成は、ＰＣＴ材料をスクリーン印刷する方法の他、ＰＴＣ材料を予めテープ状乃至シート状に成形したものを巻き付ける方法を用いることができる。 Further, in the present invention, although not shown in the drawings, it is also possible to arrange the heating element sheets 22 and 221 as described above on the inner peripheral surface of the core body 21, and the heat generation thus preliminarily formed is also possible. Instead of using the body sheets 22 and 221, the layers constituting the heating element sheets 22 and 221 such as the insulating film 22 a may be provided directly on the outer periphery of the core body 21. In this case, the PTC resistor layer 22c can be formed by a method in which a PCT material is formed in a tape shape or a sheet shape in addition to a method of screen printing a PCT material.

次に、本発明の第２の実施形態および第３の実施形態を、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。 Next, a second embodiment and a third embodiment of the present invention will be described with a focus on differences from the first embodiment.

図６および図７はそれぞれ、本発明に係る定着装置の第２および第３の実施形態を概略的に示す構成図であり、図１と共通する部分には同一符号を付してある。 FIG. 6 and FIG. 7 are configuration diagrams schematically showing second and third embodiments of the fixing device according to the present invention, respectively, and the same reference numerals are given to portions common to FIG.

図６に示す定着装置は、定着ローラ２０に代えて定着スリーブ４０が用いられている点を除いて、図１に示す第１の実施形態と同様に構成されている。図８および図９は、このような定着装置に用いられる定着スリーブ４０の例を示したものである。 The fixing device shown in FIG. 6 has the same configuration as that of the first embodiment shown in FIG. 1 except that a fixing sleeve 40 is used instead of the fixing roller 20. 8 and 9 show examples of the fixing sleeve 40 used in such a fixing device.

図８に示す定着スリーブは、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等の耐熱性樹脂からなる厚さ０．０５〜０．５ｍｍ程度の絶縁層４１上に、発熱体層として、第１の実施の形態における電極層２２ｂおよびＰＴＣ抵抗体層２２ｃと同様の電極層４２およびＰＴＣ抵抗体層４３を順に形成し、さらに、その上に、シリコーンゴム等からなる弾性体層４４およびフッ素系樹脂等からなる離型層４５を順に設けた構造となっている。 The fixing sleeve shown in FIG. 8 is used as a heating element layer on an insulating layer 41 having a thickness of about 0.05 to 0.5 mm made of a heat-resistant resin such as polyester resin, polyimide resin, and polyamideimide resin. The electrode layer 42 and the PTC resistor layer 43 similar to the electrode layer 22b and the PTC resistor layer 22c are formed in this order, and further, the elastic layer 44 made of silicone rubber or the like, and the fluorine resin or the like are further formed thereon. The release layer 45 is provided in order.

また、図９に示す定着スリーブは、薄肉の金属層上に耐熱性樹脂層を設けてなるスリーブ基材層４６上に、発熱体層として、第１の実施の形態におけるＰＴＣ抵抗体層２２ｃおよび電極層２２ｂと同様のＰＴＣ抵抗体層４３および電極層４２を順に形成し、その上に、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等の耐熱性樹脂からなる厚さ０．０５〜０．５ｍｍ程度の絶縁層４１を形成し、さらに、その上に、シリコーンゴム等からなる弾性体層４４およびフッ素系樹脂等からなる離型層４５を順に設けた構造となっている。スリーブ基材層４６は、耐熱性樹脂層のみで構成されていてもよい。 The fixing sleeve shown in FIG. 9 has a PTC resistor layer 22c in the first embodiment as a heating element layer on a sleeve base layer 46 in which a heat-resistant resin layer is provided on a thin metal layer. A PTC resistor layer 43 and an electrode layer 42 similar to the electrode layer 22b are formed in order, and a thickness of about 0.05 to 0.5 mm made of a heat resistant resin such as a polyester resin, a polyimide resin, or a polyamideimide resin is formed thereon. The insulating layer 41 is formed, and an elastic body layer 44 made of silicone rubber or the like and a release layer 45 made of fluorine resin or the like are sequentially provided thereon. The sleeve base layer 46 may be composed of only a heat resistant resin layer.

このような定着スリーブ４０を備えた定着装置においては、従来のこの種の定着装置において必要としたヒータやこのヒータによる加熱温度を制御するための装置を不要とすることができ、装置構成を簡素化することができる。 In the fixing device having such a fixing sleeve 40, the heater required for this type of conventional fixing device and the device for controlling the heating temperature by this heater can be dispensed with, and the device configuration is simplified. Can be

また、図７に示す定着装置は、定着ローラ２０に代えて定着スリーブ５０を用いるとともに、その内側に、駆動ローラ６２と、外周面にヒータ６０を備えた固定ローラ６４を配置し、そのヒータ６０により定着スリーブ５０を介して転写材１０上の未定着トナー像１２を加熱溶融させるように構成されている点を除いて、図１に示す第１の実施形態と同様に構成されている。 7 uses a fixing sleeve 50 in place of the fixing roller 20, and has a driving roller 62 and a fixed roller 64 provided with a heater 60 on the outer peripheral surface disposed therein. 1 is configured in the same manner as the first embodiment shown in FIG. 1 except that the unfixed toner image 12 on the transfer material 10 is heated and melted through the fixing sleeve 50.

そして、この実施形態では、定着スリーブ５０に、従来よりこの種の定着装置の定着スリーブとして知られているものが使用されている一方、ヒータ６０として、１３０〜２５０℃でＰＣＴ特性を示すような材料を発熱体とするＰＴＣヒータが用いられている。具体的には、定着スリーブ５０として、例えば、薄肉の金属層またはポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等の耐熱性樹脂層上に、シリコーンゴム等からなる弾性体層およびフッ素系樹脂等からなる離型層を順に設けたものが使用される。また、ヒータ６０としては、第１および第２の実施形態におけるＰＴＣ抵抗体層の材料として例示した、無機系ポリマー中に導電性粒子として、ニッケル、銅、タングステン、チタン、銀、金、アルミニウム、活性炭、グラファイト、酸化スズ、酸化インジウム、酸化バナジウム、酸化レニウム、炭化珪素、窒化チタン等を分散させた無機ポリマー系ＰＣＴ材料を用いたＰＴＣヒータ等が使用される。 In this embodiment, the fixing sleeve 50 is conventionally known as a fixing sleeve of this type of fixing device, while the heater 60 exhibits PCT characteristics at 130 to 250 ° C. A PTC heater using a material as a heating element is used. Specifically, as the fixing sleeve 50, for example, on a heat-resistant resin layer such as a thin metal layer or polyimide resin or polyamide-imide resin, an elastic body layer made of silicone rubber or the like and a release layer made of fluorine-based resin or the like Are provided in order. In addition, as the heater 60, nickel, copper, tungsten, titanium, silver, gold, aluminum, conductive particles in the inorganic polymer exemplified as the material of the PTC resistor layer in the first and second embodiments, A PTC heater using an inorganic polymer-based PCT material in which activated carbon, graphite, tin oxide, indium oxide, vanadium oxide, rhenium oxide, silicon carbide, titanium nitride or the like is dispersed is used.

このように構成される定着装置においては、ヒータを必要とするものの、ＰＴＣヒータは自己温度制御性を有するため、温度センサやサーミスタ等をはじめとする温度制御装置が不要とすることができ、装置構成を簡素化することができる。 Although the fixing device configured as described above requires a heater, since the PTC heater has self-temperature controllability, a temperature control device such as a temperature sensor or a thermistor can be dispensed with. The configuration can be simplified.

なお、図７に示す定着装置では、定着スリーブ５０は２つのローラ、すなわち駆動ローラ６２と固定ローラ６４上を走行するように構成されているが、例えば図１０に示すように、固定ローラ６４に代えて、断面Ｃ型のガイド部材６６が用いられていてもよい。ガイド部材６６は、定着スリーブ５０の走行を保ち、その外面に取り付けたヒータ６０によって定着スリーブ５０を介して転写材１０上の未定着トナー像１２を加熱溶融させることができるように構成されていれば、その形状等は特に限定されるものではない。 In the fixing device shown in FIG. 7, the fixing sleeve 50 is configured to run on two rollers, that is, a driving roller 62 and a fixed roller 64. For example, as shown in FIG. Instead, a guide member 66 having a C-shaped cross section may be used. The guide member 66 is configured to keep the fixing sleeve 50 running and to heat and melt the unfixed toner image 12 on the transfer material 10 via the fixing sleeve 50 by the heater 60 attached to the outer surface thereof. For example, the shape thereof is not particularly limited.

本発明の定着装置の一実施形態を概略的に示す図である。1 is a diagram schematically illustrating an embodiment of a fixing device of the present invention. 本発明の定着装置に使用される定着ローラの一例を示す縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing an example of a fixing roller used in the fixing device of the present invention. 本発明で使用される発熱体シートの一例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows an example of the heat generating body sheet | seat used by this invention. 本発明で使用される発熱体シートの他の例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the other example of the heat generating body sheet | seat used by this invention. 本発明で使用される発熱体シートの電極層のパターンの一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the pattern of the electrode layer of the heat generating body sheet | seat used by this invention. 本発明の定着装置に使用される定着ローラの他の例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the other example of the fixing roller used for the fixing apparatus of this invention. 本発明の定着装置の他の実施形態を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically other embodiment of the fixing device of this invention. 本発明の定着装置のさらに他の実施形態を概略的に示す図である。FIG. 6 is a diagram schematically showing still another embodiment of the fixing device of the present invention. 本発明の定着装置に使用される定着スリーブの一例を示す横断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an example of a fixing sleeve used in the fixing device of the present invention. 本発明の定着装置に使用される定着スリーブの他の例を示す横断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing another example of a fixing sleeve used in the fixing device of the present invention. 図７に示す実施形態の変形例を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the modification of embodiment shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

２０…定着ローラ、２１…芯体、２２，２２１…発熱体シート、２２ａ，２２ｄ…絶縁フィルム、２２ｂ，４２…電極層、２２ｃ，４３…ＰＴＣ抵抗体層、２３，４４…弾性体層、２４，４５…離型層、３０…加圧ローラ、４０，５０…定着スリーブ、４１…絶縁層、４６…スリーブ基材層、６０…ヒータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Fixing roller, 21 ... Core body, 22,221 ... Heat generating body sheet, 22a, 22d ... Insulating film, 22b, 42 ... Electrode layer, 22c, 43 ... PTC resistor layer, 23, 44 ... Elastic body layer, 24 , 45 ... release layer, 30 ... pressure roller, 40, 50 ... fixing sleeve, 41 ... insulating layer, 46 ... sleeve base layer, 60 ... heater

Claims

中空円筒状のローラ芯体の内周面または外周面に発熱体層を有する熱定着ローラを備えた定着装置であって、
前記発熱体層は、電極層およびＰＴＣ抵抗体層からなることを特徴とする定着装置。 A fixing device including a heat fixing roller having a heating element layer on an inner peripheral surface or an outer peripheral surface of a hollow cylindrical roller core,
The fixing device according to claim 1, wherein the heating element layer includes an electrode layer and a PTC resistor layer.

耐熱性樹脂層の内周面または外周面に発熱体層を有する定着スリーブを備えた定着装置であって、
前記発熱体層は、電極層およびＰＴＣ抵抗体層からなることを特徴とする定着装置。 A fixing device including a fixing sleeve having a heating element layer on an inner peripheral surface or an outer peripheral surface of a heat resistant resin layer,
The fixing device according to claim 1, wherein the heating element layer includes an electrode layer and a PTC resistor layer.

前記ＰＴＣ抵抗体層は、無機ポリマー系ＰＴＣ材料からなることを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。 The fixing device according to claim 1, wherein the PTC resistor layer is made of an inorganic polymer PTC material.

定着スリーブの内側にヒータを配置し、このヒータにより前記定着スリーブを介して転写材上のトナーを加熱溶融させるように構成した定着装置であって、
前記ヒータとして、ＰＴＣヒータを用いることを特徴とする定着装置。 A fixing device in which a heater is disposed inside the fixing sleeve, and the toner on the transfer material is heated and melted by the heater via the fixing sleeve,
A fixing device using a PTC heater as the heater.