JP2017083599A - Heater unit, manufacturing method therefor, and heating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヒータユニット、その製造方法、及び加熱装置に関する。ヒータユニットと加熱装置は、例えば、複写機、プリンタ、ファックス、それら複数の機能を備えた複合機等に代表される電子写真方式の画像形成装置において使用され得る。 The present invention relates to a heater unit, a manufacturing method thereof, and a heating device. The heater unit and the heating device can be used in, for example, an electrophotographic image forming apparatus typified by a copying machine, a printer, a fax machine, and a multi-function machine having a plurality of functions.
電子写真式の複写機やプリンタに搭載する、画像を加熱するための像加熱装置である定着装置として、フィルム（ベルト）加熱方式によるものが知られている。 2. Description of the Related Art As a fixing device that is an image heating device for heating an image mounted on an electrophotographic copying machine or printer, a fixing device using a film (belt) heating method is known.
この定着装置は、加熱部材としての例えばセラミックヒータと、加圧部材としての加圧ローラとの間に伝熱部材としての可撓性を有する薄肉の定着フィルムを挟ませて定着ニップ部を形成させる。その定着ニップ部の定着フィルムと加圧ローラとの間に未定着のトナー画像を形成担持させた被加熱材としての記録材を導入して定着フィルムと一緒に挟持搬送させる。定着フィルムを介してセラミックヒータの熱を与えながら定着ニップ部の加圧力で未定着のトナー画像を記録材面に定着させるものである。 This fixing device forms a fixing nip portion by sandwiching a flexible fixing film as a heat transfer member between, for example, a ceramic heater as a heating member and a pressure roller as a pressure member. . A recording material as a heated material on which an unfixed toner image is formed and supported is introduced between the fixing film and the pressure roller in the fixing nip portion, and is nipped and conveyed together with the fixing film. An unfixed toner image is fixed on the surface of the recording material with the pressure of the fixing nip while applying heat from a ceramic heater through the fixing film.
ここで、セラミックヒータとセラミックヒータを保持するヒータホルダは特許文献１に示すように接着されている。発熱体を備えるセラミックヒータは急峻に温度上昇するのに対してヒータホルダはセラミックヒータの発熱を受けて昇温するため、立ち上げ時はセラミックヒータに比べてヒータホルダは温度上昇が少なく、熱膨張量が小さい。そのためセラミックヒータの熱膨張によって、セラミックヒータの長手がヒータホルダに突っ張ってしまわないようにセラミックヒータとヒータホルダ間の長手端部には隙間が設けてある。 Here, the ceramic heater and the heater holder that holds the ceramic heater are bonded as shown in Patent Document 1. The temperature of a ceramic heater with a heating element rises abruptly, while the heater holder heats up due to the heat generated by the ceramic heater. small. For this reason, a gap is provided at the longitudinal end portion between the ceramic heater and the heater holder so that the ceramic heater does not stretch to the heater holder due to thermal expansion of the ceramic heater.
一方で、この隙間分、セラミックヒータが自由に動けてしまうと、発熱体中心が搬送される記録材中心に対して、ずれてしまう恐れがある。発熱体中心が記録材中心に対してずれてしまうと、記録材の非通過部昇温（非通紙部昇温）や、端部の定着不良が起きる恐れがある。 On the other hand, if the ceramic heater moves freely by this gap, the center of the heating element may be shifted from the center of the recording material to be conveyed. If the center of the heating element is displaced from the center of the recording material, there is a possibility that the non-passing portion temperature rise (non-sheet passing portion temperature rise) of the recording material or the fixing failure of the end portion occurs.
そのため、セラミックヒータとヒータホルダを長手端部に一定量の隙間を空けて接着することにより、熱膨張差による突っ張りを避け、発熱体中心が記録材中心に対してずれてしまうことを低減しているのである。 Therefore, the ceramic heater and the heater holder are bonded to the longitudinal end portion with a certain amount of gap therebetween, thereby avoiding the tension due to the difference in thermal expansion and reducing the deviation of the center of the heating element from the center of the recording material. It is.
従来において、セラミックヒータとヒータホルダの接着は特許文献１が示すような加熱硬化型接着剤か、あるいは加湿硬化型接着剤が用いられてきた。しかし、それらの接着方法だと、加熱硬化型接着剤の場合、加熱するのに３分、加熱後冷却に２分で合計５分かかってしまう。また加湿硬化型接着剤の場合だと、専用の加湿ブースで２時間程度の時間がかかってしまう。 Conventionally, a heat curable adhesive as shown in Patent Document 1 or a humidified curable adhesive has been used for bonding a ceramic heater and a heater holder. However, in the case of these adhesion methods, in the case of a thermosetting adhesive, it takes 3 minutes to heat and 5 minutes in total, 2 minutes for cooling after heating. In the case of a humidifying curable adhesive, it takes about 2 hours in a dedicated humidifying booth.
よって、加熱硬化型接着剤による場合も、加湿硬化型による場合も、共に接着工程に費やす時間が他の組立工程に比べて非常に長い。そのため、並行作業にするのに工具が複数必要で、設備投資を大きくしてしまい、さらに設備の占有スペースが大きくなってしまうという課題があった。本発明の目的はこの課題を解消することにある。 Therefore, both the case of using the heat-curing adhesive and the case of using the humidifying-curing type take a very long time for the bonding process as compared with other assembly processes. For this reason, a plurality of tools are required for parallel work, which increases the capital investment and further increases the occupied space of the equipment. The object of the present invention is to eliminate this problem.
上記の目的を達成するための本発明に係るヒータユニットの代表的な構成は、基板及び前記基板に具備させた通電により発熱する発熱抵抗体を備えたヒータと、前記ヒータを保持するヒータホルダとを有し、前記ヒータの熱により被加熱材を加熱するヒータユニットであって、前記ヒータが前記ヒータホルダに対して両面テープによって接着固定されていることを特徴とする。 A typical configuration of a heater unit according to the present invention for achieving the above object includes a substrate, a heater provided with a heating resistor that generates heat by energization provided in the substrate, and a heater holder that holds the heater. And a heater unit for heating the material to be heated by the heat of the heater, wherein the heater is bonded and fixed to the heater holder with a double-sided tape.
また、上記の目的を達成するための本発明に係るヒータユニットの代表的な構成は、上記のヒータユニットの製造方法であって、前記ヒータと前記ヒータホルダの少なくとも一方に両面テープを貼着するステップと、前記ヒータと前記ヒータホルダとを前記両面テープを介して接着固定するステップと、を有することを特徴とする。 In addition, a typical configuration of the heater unit according to the present invention for achieving the above object is a method for manufacturing the above heater unit, in which a double-sided tape is attached to at least one of the heater and the heater holder. And a step of adhering and fixing the heater and the heater holder through the double-sided tape.
また、上記の目的を達成するための本発明に係る加熱装置の代表的な構成は、上記のヒータユニットと、前記ヒータユニットのヒータに接して摺動しつつ移動する伝熱部材と、前記伝熱部材を挟んで当接するニップ形成部材と、を有し、前記伝熱部材と前記ニップ形成部材との間に形成されるニップ部で被加熱材を挟持搬送して加熱することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a representative configuration of the heating device according to the present invention includes the above heater unit, a heat transfer member that moves in contact with the heater of the heater unit, and the heat transfer member. A nip forming member that is in contact with and sandwiching the heat member, and heats the material to be heated in a nip portion formed between the heat transfer member and the nip forming member. .
本発明によれば、ヒータとヒータホルダの接着にかかる時間を短縮でき、設備投資を低減できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the time concerning adhesion | attachment of a heater and a heater holder can be shortened, and capital investment can be reduced.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of the components described in this embodiment should be appropriately changed according to the configuration of the apparatus to which the invention is applied and various conditions. It is not intended to limit the scope to the following embodiments.
《実施例１》
［画像形成部］
図２は本発明に従う加熱装置を定着装置（定着ユニット）Ｆとしてを備えた画像形成装置２０の一例の概略構成図である。この画像形成装置２０は電子写真方式のフルカラーレーザービームプリンタである。
Example 1
[Image forming unit]
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an example of an image forming apparatus 20 provided with a heating device according to the present invention as a fixing device (fixing unit) F. The image forming apparatus 20 is an electrophotographic full color laser beam printer.
画像形成装置２０はシート状の記録材Ｓにトナー画像を形成する画像形成部２１を有する。画像形成部２１の構成は公知に属するからその説明は簡単にとどめる。画像形成部２１は、４つの電子写真作像ユニットＵ（ＵＹ・ＵＭ・ＵＣ・ＵＫ）と、レーザースキャナユニット２７と、中間転写ベルトユニット２８を有する。各作像ユニットＵは、それぞれ、感光体ドラム２２、帯電ローラ２３、現像器２４、一次転写ローラ２５、クリーニング器２６を有する。なお、図の煩雑を避けるため、作像ユニットＵＹ以外の作像ユニットＵＭ・ＵＣ・ＵＫにおけるこれらの機器に対する符号の記入は省略した。 The image forming apparatus 20 includes an image forming unit 21 that forms a toner image on a sheet-like recording material S. Since the configuration of the image forming unit 21 is known, only a brief description thereof will be given. The image forming unit 21 includes four electrophotographic image forming units U (UY, UM, UC, UK), a laser scanner unit 27, and an intermediate transfer belt unit 28. Each image forming unit U includes a photosensitive drum 22, a charging roller 23, a developing device 24, a primary transfer roller 25, and a cleaning device 26, respectively. In order to avoid complication of the drawing, the reference numerals for these devices in the image forming units UM, UC, UK other than the image forming unit UY are omitted.
各作像ユニットＵの回転するドラム２２には、それぞれ、イエロー（Ｙ）色、マゼンタ（Ｍ）色、シアン（Ｃ）色、ブラック（Ｋ）色の未定着のトナー像が電子写真プロセスにより形成される。そして、各ドラム２２から回動する無端状の中間転写ベルト２９に対して上記４色のトナー像が順次に所定に重畳されて一次転写される。これにより、ベルト２９上に未定着のフルカラーのトナー像が形成される。 An unfixed toner image of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) is formed on the rotating drum 22 of each image forming unit U by an electrophotographic process. Is done. Then, the toner images of the four colors are sequentially preliminarily superposed on the endless intermediate transfer belt 29 rotating from each drum 22 and primarily transferred. As a result, an unfixed full-color toner image is formed on the belt 29.
一方、記録材カセット３０内の記録材Ｓが給送ローラ３１により１枚分離給送されて搬送ローラ対３２でレジストローラ対３３に搬送される。そして、レジストローラ対３３によりベルト２９と二次転写ローラ３４との圧接部である二次転写ニップ部に対して所定の制御タイミングで導入される。これにより、ベルト２９上のトナー像が記録材Ｓに対して二次転写される。 On the other hand, the recording material S in the recording material cassette 30 is separated and fed by the feeding roller 31 and conveyed to the registration roller pair 33 by the conveying roller pair 32. Then, the resist roller pair 33 introduces the belt 29 and the secondary transfer roller 34 into a secondary transfer nip portion that is a pressure contact portion at a predetermined control timing. As a result, the toner image on the belt 29 is secondarily transferred to the recording material S.
二次転写ニップ部を出た記録材Ｓはベルト２９から分離されて定着装置Ｆに導入される。記録材上のトナー像は定着装置Ｆにおいて加熱、加圧されることによって定着される。画像定着を受けた記録材Ｓは搬送ローラ対３５に中継ぎされて排出ローラ対３６によってフルカラー画像形成物として排出トレイ３７へ排出される。 The recording material S exiting the secondary transfer nip is separated from the belt 29 and introduced into the fixing device F. The toner image on the recording material is fixed by being heated and pressed in the fixing device F. The recording material S that has undergone image fixing is relayed to the conveying roller pair 35 and discharged to the discharge tray 37 as a full-color image formed product by the discharge roller pair 36.
［定着装置］
本実施例の定着装置Ｆはフィルム（ベルト）加熱方式の加熱装置である。図３は定着装置Ｆの要部の概略の正面模式図（記録材入口側から見た図）である。図４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、図３の（ａ）−（ａ）線矢視、（ｂ）−（ｂ）線矢視、（ｃ）−（ｃ）線矢視の拡大断面模式図である。この定着装置Ｆは、大別して、フィルムユニット（ベルトユニット）Ａと、加圧部材（ニップ形成部材）としての加圧ローラ９と、これらを収容した装置筐体（装置シャーシ）１０（図２）を有する。
[Fixing device]
The fixing device F of this embodiment is a film (belt) heating type heating device. FIG. 3 is a schematic front view of the main part of the fixing device F (viewed from the recording material inlet side). (A), (b), and (c) of FIG. 4 are (a)-(a) line arrow views, (b)-(b) line arrow views, and (c)-(c) lines of FIG. It is an enlarged section schematic diagram of an arrow. The fixing device F is roughly divided into a film unit (belt unit) A, a pressure roller 9 as a pressure member (nip forming member), and an apparatus housing (apparatus chassis) 10 (FIG. 2) containing them. Have
（１）フィルムユニット
フィルムユニットＡは軸Ｘ方向に長い定着部材としての円筒状の定着フィルム１を有する。また、この定着フィルム１の内部に配置された内部部材としての、ヒータ２とヒータホルダ３とを基本構成体とするヒータユニット４、温度検知素子（温度センサ）としてのサーミスタ５、保護素子としてのサーモスイッチ６、ステー７を有する。また、定着フィルム１の一方の端部側（駆動側）と他方の端部側（非駆動側）とに配置されたフランジ部材８Ｒ・８Ｌを有する。
(1) Film unit The film unit A has a cylindrical fixing film 1 as a fixing member long in the axis X direction. Further, as an internal member disposed inside the fixing film 1, a heater unit 4 having a heater 2 and a heater holder 3 as basic components, a thermistor 5 as a temperature detecting element (temperature sensor), and a thermo as a protective element A switch 6 and a stay 7 are provided. Further, the fixing film 1 has flange members 8R and 8L disposed on one end side (driving side) and the other end side (non-driving side).
定着フィルム１は、記録材Ｓに熱を伝達する伝熱部材であり、可撓性を有する耐熱性の円筒状部材（エンドレスベルト）である。本実施例においては、図４の（ａ）に示すように、基層１ａと、その外面に順に積層した弾性層１ｂと離形層１ｃ、および基層１ａの内面に積層した内面コート層１ｄの４層複合構造のフィルムである。 The fixing film 1 is a heat transfer member that transfers heat to the recording material S, and is a heat-resistant cylindrical member (endless belt) having flexibility. In the present embodiment, as shown in FIG. 4A, the base layer 1a, the elastic layer 1b and the release layer 1c sequentially laminated on the outer surface, and the inner surface coating layer 1d laminated on the inner surface of the base layer 1a. It is a film having a layered composite structure.
基層１ａは厚さとして１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下２０μｍ以上の耐熱性材料を使用できる。例えば、ＳＵＳ、ニッケルなどの金属フィルムやポリイミドなどの樹脂材料を使用できる。弾性層１ｂは、熱容量を小さくするために、厚さとしては１０００μｍ以下、好ましくは５００μｍ以下のゴム材料を使用できる。例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。 The base layer 1a can use a heat resistant material having a thickness of 100 μm or less, preferably 50 μm or less and 20 μm or more. For example, a metal film such as SUS or nickel, or a resin material such as polyimide can be used. The elastic layer 1b can use a rubber material having a thickness of 1000 μm or less, preferably 500 μm or less in order to reduce the heat capacity. For example, silicone rubber, fluorine rubber and the like can be mentioned.
離型層１ｃは厚さ１００μｍ以下、好ましくは２０〜７０μｍのフッ素樹脂材料を使用できる。例えばフッ素樹脂層としては、例えばＰＴＦＥ、ＰＦＡなどが挙げられる。内面コート層１ｄは、耐熱性を持つ樹脂層である。例えば、ポリイミド、ポリイミドアミド、ＰＥＥＫ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡなどが挙げられる。 For the release layer 1c, a fluororesin material having a thickness of 100 μm or less, preferably 20 to 70 μm can be used. For example, examples of the fluororesin layer include PTFE and PFA. The inner surface coating layer 1d is a resin layer having heat resistance. For example, polyimide, polyimide amide, PEEK, PTFE, FEP, PFA and the like can be mentioned.
図５の（ａ）は本実施例におけるヒータ２の途中部分省略の一部切り欠きの平面模式図、（ｂ）は（ａ）における（ｂ）−（ｂ）線矢の視線拡大横断面模式図である。このヒータ２は軸Ｘ方向に細長い薄板状のセラミック基板２ａと、この基板２ａの一方の面に長手に沿って具備させた通電により発熱する発熱抵抗体２ｂを基本構成体とするいわゆるセラミッツクヒータである。発熱抵抗体２ｂに対する通電により全体に急峻な立ち上がり特性で昇温する低熱容量のヒータである。 FIG. 5A is a schematic plan view of a partially cut-out part of the heater 2 in the present embodiment, and FIG. 5B is a schematic enlarged cross-sectional view taken along line (b)-(b) in FIG. FIG. This heater 2 is a so-called ceramics cooker comprising a thin ceramic substrate 2a elongated in the direction of the axis X and a heating resistor 2b that is heated on one surface of the substrate 2a along its length and generates heat when energized. It is. This is a low heat capacity heater that raises the temperature with a steep rise characteristic when energized to the heating resistor 2b.
本実施例においては基板２ａの表面に基板長手に沿って平行２本の発熱抵抗体２ｂが形成されている。この２本の発熱抵抗体２ｂは一端側が導電体２ｃにより直列に連結されて導通している。２本の発熱抵抗体２ｂの他端側にはそれぞれ電極部２ｄ・２ｅが設けられている。発熱抵抗体２ｂと導電体２ｃはガラス保護層２ｆでカバーされている。 In this embodiment, two parallel heating resistors 2b are formed on the surface of the substrate 2a along the length of the substrate. One end side of these two heating resistors 2b are connected in series by a conductor 2c and are conducted. Electrode portions 2d and 2e are provided on the other end sides of the two heating resistors 2b, respectively. The heating resistor 2b and the conductor 2c are covered with a glass protective layer 2f.
ヒータホルダ３はヒータ２を保持する軸Ｘ方向に長い横断面ほぼ円弧状樋形の耐熱性・断熱性の部材であり、定着フィルム１の回転をガイドするフルムガイド部材としても機能する。また、ホルダ３は後述するように定着フィルム１を介してヒータ２と共に加圧ローラ９と圧接することでニップ部Ｎを形成するバックアップ部材としても機能する。 The heater holder 3 is a heat-resistant and heat-insulating member having a substantially arc-shaped cross section that is long in the axis X direction for holding the heater 2, and also functions as a full guide member that guides the rotation of the fixing film 1. The holder 3 also functions as a backup member for forming the nip portion N by being in pressure contact with the pressure roller 9 together with the heater 2 through the fixing film 1 as will be described later.
ホルダ３は、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＬＣＰ樹脂等の絶縁性及び耐熱性の良い材料が用いられる。 The holder 3 is made of a material having good insulation and heat resistance such as phenol resin, polyimide resin, polyamide resin, polyamideimide resin, PEEK resin, PES resin, PPS resin, PFA resin, PTFE resin, and LCP resin.
ヒータ２はホルダ３の外面側においてホルダ断面のほぼ中央部にホルダ長手に沿って配設されており、このヒータ２とホルダ３とによりヒータユニット４が構成されている。ホルダ３にはヒータ２を支持出来るよう、ホルダ外面側においてホルダ断面のほぼ中央部にホルダ長手に沿ってヒータ嵌め込み溝３ａ（図１の（ａ））が設けられている。ヒータ２はこの溝３ａに対して発熱抵抗体１ｂを具備させた表面側を外向きにして嵌め込まれて支持される。 The heater 2 is disposed on the outer surface side of the holder 3 along the length of the holder substantially at the center of the holder cross section, and the heater 2 and the holder 3 constitute a heater unit 4. The holder 3 is provided with a heater insertion groove 3a (FIG. 1 (a)) along the length of the holder at the center of the holder cross section on the outer surface side of the holder so that the heater 2 can be supported. The heater 2 is supported by being fitted into the groove 3a with the surface side provided with the heating resistor 1b facing outward.
図１の（ａ）はヒータ２とホルダ３との分解斜視図である。（ｂ）はヒータ２がホルダ３の溝３ａに対して嵌め込まれてヒータユニット４が構成されている状態の斜視図である。ヒータ２はホルダ３の溝３ａに嵌め込まれるとともに、両面テープ（両面接着テープ：double-coated adhesive tape）１１によって接着固定されている。これについては後述する。 FIG. 1A is an exploded perspective view of the heater 2 and the holder 3. (B) is a perspective view of a state in which the heater unit 4 is configured by fitting the heater 2 into the groove 3 a of the holder 3. The heater 2 is fitted in the groove 3 a of the holder 3 and is bonded and fixed by a double-sided tape (double-coated adhesive tape) 11. This will be described later.
サーミスタ５とサーモスイッチ６は、それぞれ、ヒータ２がホルダ３に両面テープ１１で接着固定された後に、ホルダ３の内側（裏側）からホルダ３に形成されている嵌め込み穴部３ｂ、３ｃに挿入される。そして、それぞれ、押え具（不図示）によりヒータ２の裏面に対して所定の押圧力で押し付けられて当接した状態でホルダ３に対して取り付けられている。 The thermistor 5 and the thermo switch 6 are respectively inserted into the fitting holes 3b and 3c formed in the holder 3 from the inside (back side) of the holder 3 after the heater 2 is bonded and fixed to the holder 3 with the double-sided tape 11. The And each is attached with respect to the holder 3 in the state pressed and contact | abutted with the predetermined pressing force with respect to the back surface of the heater 2 with the pressing tool (not shown).
サーミスタ５はヒータ２に直接接触してヒータ２の温度を検知し、ヒータ２の温度を一定に保つように制御に用いられる温度センサである。サーモスイッチ６は一定以上の温度を検知した時に物理的に給電を遮断する通電遮断部材である。保護素子６はサーモスイッチ以外にも温度ヒューズ、サーモスタットなどを挙げることができ、何れも内部にスイッチを有しヒータ２の異常昇温により作動して通電を遮断する部材である。本実施例においてヒータ２の温度を正確に検知するため、保護素子としてのサーモスイッチ６をヒータ２に接触させている。サーモスイッチ６の動作設定温度（サーモスイッチ６を作動させる設定温度）は２５０℃である。 The thermistor 5 is a temperature sensor used for control so as to directly contact the heater 2 to detect the temperature of the heater 2 and keep the temperature of the heater 2 constant. The thermo switch 6 is an energization interrupting member that physically interrupts power supply when a temperature above a certain level is detected. In addition to the thermo switch, the protective element 6 can include a temperature fuse, a thermostat, and the like. Each of them is a member that has a switch inside and is activated by an abnormal temperature rise of the heater 2 to cut off the energization. In this embodiment, a thermo switch 6 as a protective element is brought into contact with the heater 2 in order to accurately detect the temperature of the heater 2. The operation set temperature of the thermo switch 6 (set temperature for operating the thermo switch 6) is 250 ° C.
ステー７は、軸Ｘ方向に長い、横断面Ｕ字形の剛性部材であり、ホルダ３の裏面（内側）にホルダ３に平行に配列されホルダ３を支持している。ステー７は、ホルダ３の裏面に押し当てることでホルダ３に長手強度を持たせ、かつホルダ３を矯正させるための部材である。 The stay 7 is a rigid member having a U-shaped cross section that is long in the direction of the axis X, and is arranged in parallel to the holder 3 on the back surface (inner side) of the holder 3 to support the holder 3. The stay 7 is a member for giving the holder 3 longitudinal strength by pressing against the back surface of the holder 3 and for correcting the holder 3.
定着フィルム１は上記の内部部材としての、ヒータ２とヒータホルダ３とによるヒータユニット４、サーミスタ５、サーモスイッチ６、ステー７の組み立て体に対してルーズに外嵌されている。そして、一端側と他端側のフランジ部材８Ｒ・８Ｌはそれぞれステー７の一端側と他端側の端末部に対して嵌合されて固定設置されている。定着フィルム１はこの一端側と他端側のフランジ部材８Ｒ・８Ｌの鍔座間に位置している。 The fixing film 1 is loosely fitted to the assembly of the heater unit 4, the thermistor 5, the thermo switch 6, and the stay 7, each of which includes the heater 2 and the heater holder 3. The flange members 8R and 8L on one end side and the other end side are fitted and fixedly installed on the end portions on one end side and the other end side of the stay 7, respectively. The fixing film 1 is located between the flanges 8R and 8L on the one end side and the other end side.
以上の部材１〜８の組み立て体がフィルムユニットＡである。図１の（ｃ）はこのフィルムユニットＡの外観斜視模式図である。ヒータ２の電極部２ｄ・２ｅが設けられている側の端部にはヒータ２に給電するためのＡＣコネクタ１２が装着される。 The assembly of the above members 1 to 8 is the film unit A. FIG. 1C is a schematic external perspective view of the film unit A. FIG. An AC connector 12 for supplying power to the heater 2 is attached to the end of the heater 2 on the side where the electrode portions 2d and 2e are provided.
（２）加圧ローラ
加圧部材としての加圧ローラ９は弾性を有する回転体であり、芯金９ａと、芯金周りに同心一体にローラ状に成形被覆させた、シリコーンゴム・フッ素ゴム・フッ素樹脂などの耐熱性・弾性材層９ｂとで構成されており、表層に離型層９ｃを設けてある。離型層９ｃは厚さ１００μｍ以下、好ましくは２０〜７０μｍのフッ素樹脂材料を使用できる。例えばフッ素樹脂層としては、例えばＰＴＦＥ、ＰＦＡなどが挙げられる。
(2) Pressure roller The pressure roller 9 as a pressure member is a rotating body having elasticity. Silicone rubber, fluororubber, It is composed of a heat-resistant / elastic material layer 9b such as a fluororesin, and a release layer 9c is provided on the surface layer. For the release layer 9c, a fluororesin material having a thickness of 100 μm or less, preferably 20 to 70 μm can be used. For example, examples of the fluororesin layer include PTFE and PFA.
加圧ローラ９は、芯金９ａの両端部を、それぞれ、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ、ＬＣＰ等の耐熱性樹脂よりなる軸受部材１３（図３）を介して装置筐体１０の一端側と他端側の側板（不図示）間に回転自由に保持させて配設されている。芯金９ａの駆動側の端部には駆動ギアＧが同心一体に配設されている。 The pressure roller 9 has both ends of the cored bar 9a on one end side and the other end side of the apparatus housing 10 via bearing members 13 (FIG. 3) made of heat-resistant resin such as PEEK, PPS, and LCP, respectively. Between side plates (not shown), they are rotatably held. A drive gear G is disposed concentrically and integrally at the end of the core 9a on the drive side.
フィルムユニットＡは加圧ローラ９に対してヒータ２の側を対向させて加圧ローラ９に対してほぼ平行に配設されている。また、一端側と他端側のフランジ部材８Ｒ・８Ｌがそれぞれ図３における位置１４Ｒ・１４Ｌにおいて装置筐体１０の一端側と他端側の側板に対して加圧ローラ９に向う方向にスライド移動可能に保持されている。そして、一端側と他端側のフランジ部材８Ｒ・８Ｌに対してそれぞれ加圧機構（不図示）により加圧ローラ９に向う方向の所定の押圧力Ｈがかけられている。 The film unit A is disposed substantially parallel to the pressure roller 9 with the heater 2 facing the pressure roller 9. Further, the flange members 8R and 8L on the one end side and the other end side slide and move in the direction toward the pressure roller 9 with respect to the side plates on the one end side and the other end side of the apparatus housing 10 at the positions 14R and 14L in FIG. Held possible. A predetermined pressing force H in a direction toward the pressure roller 9 is applied to the flange members 8R and 8L on one end side and the other end side by a pressure mechanism (not shown).
この押圧力でステー７を介してヒータユニット４のヒータ２とホルダ３の一部が定着フィルム１を介して加圧ローラ９に対して加圧されて弾性材層９ｂの弾性に抗して圧接する。これにより、定着フィルム１と加圧ローラ９との間に記録材搬送方向ａに関して所定幅のニップ部Ｎが形成される。 With this pressing force, a part of the heater 2 and the holder 3 of the heater unit 4 are pressed against the pressure roller 9 via the fixing film 1 via the stay 7 and pressed against the elasticity of the elastic material layer 9b. To do. As a result, a nip portion N having a predetermined width is formed between the fixing film 1 and the pressure roller 9 in the recording material conveyance direction a.
（３）定着動作
加圧ローラ９の駆動ギアＧに対して制御部１５（制御回路：図５の（ｃ））で制御されるモータ（駆動源）Ｍの駆動力が動力伝達機構（不図示）を介して伝達される。これにより、加圧ローラ９は、図４において矢印Ｒ９の時計方向に所定の速度で回転駆動される。この加圧ローラ９の回転駆動に伴い定着フィルム１が従動回転する。即ち、定着フィルム１はその内周面がニップ部Ｎにおいてヒータユニット４のヒータ２の表面とホルダ３の表面の一部に接触して摺動しつつ内部部材の外周りを矢印Ｒ１の反時計方向に従動回転する。
(3) Fixing Operation The driving force of the motor (drive source) M controlled by the control unit 15 (control circuit: FIG. 5C) with respect to the drive gear G of the pressure roller 9 is a power transmission mechanism (not shown). ) Is transmitted through. As a result, the pressure roller 9 is rotationally driven at a predetermined speed in the clockwise direction indicated by an arrow R9 in FIG. As the pressure roller 9 rotates, the fixing film 1 rotates. That is, the inner peripheral surface of the fixing film 1 slides in contact with the surface of the heater 2 of the heater unit 4 and a part of the surface of the holder 3 at the nip portion N, and the outer periphery of the inner member is counterclockwise indicated by the arrow R1. Rotate following direction.
一端側と他端側のフランジ部材８Ｒ・８Ｌの鍔座部は、それぞれ、定着フィルム端面を受け止めることで定着フィルム１の回転に伴う長手幅方向への片寄り移動を規制する。また、フランジ部材８Ｒ・８Ｌは、それぞれ、定着フィルム１の両端部をフィルム内側から支持して定着フィルム１の回転をガイドする（回転軌道決め）。 The flange portions 8R and 8L on the one end side and the other end side receive the fixing film end face, thereby restricting the displacement in the longitudinal width direction accompanying the rotation of the fixing film 1. Further, the flange members 8R and 8L respectively support both ends of the fixing film 1 from the inside of the film to guide the rotation of the fixing film 1 (determine the rotation trajectory).
ヒータ２は制御部１５で制御される電源回路１６の１次回路（ＡＣ回路）１７からＡＣコネクタ１２を介して給電を受けて発熱して急峻に加熱される。そのヒータ２の温度が２次回路（ＤＣ回路）１８のサーミスタ５で検知される。制御部１５はサーミスタ５からフィードバックされる温度情報に基づいてヒータ２の温度が所定の温度に立ち上げられて温調されるように１次回路１７の給電制御回路（トライアック）１９を制御してヒータ２に対する供給電力を加減する。 The heater 2 receives power from the primary circuit (AC circuit) 17 of the power supply circuit 16 controlled by the control unit 15 via the AC connector 12, generates heat, and is heated rapidly. The temperature of the heater 2 is detected by the thermistor 5 of the secondary circuit (DC circuit) 18. Based on the temperature information fed back from the thermistor 5, the control unit 15 controls the power supply control circuit (triac) 19 of the primary circuit 17 so that the temperature of the heater 2 is raised to a predetermined temperature and regulated. The power supplied to the heater 2 is adjusted.
加圧ローラ９が回転駆動され、ヒータ２が所定の温度に立ち上げられて温調された状態において、画像形成部２１で未定着トナー像ｔが形成された被加熱材としての記録材Ｓがニップ部Ｎに搬送されて導入される。記録材Ｓは画像面が定着フィルム１に対面するように導入される。そして、記録材Ｓはニップ部Ｎで挟持搬送されてヒータ２により加熱される定着フィルム１の熱とニップ圧で加熱加圧され、記録材Ｓに対して未定着トナー像ｔが固着像として定着される。 In a state where the pressure roller 9 is driven to rotate and the heater 2 is raised to a predetermined temperature and adjusted in temperature, the recording material S as the heated material on which the unfixed toner image t is formed in the image forming unit 21 is obtained. It is conveyed to the nip portion N and introduced. The recording material S is introduced so that the image surface faces the fixing film 1. Then, the recording material S is nipped and conveyed at the nip portion N and heated and pressed by the heat of the fixing film 1 heated by the heater 2 and the nip pressure, and the unfixed toner image t is fixed to the recording material S as a fixed image. Is done.
上記のように、ヒータ２に電力を供給する電源回路１６は、商用電源（商用交流電源）ＡＣ、給電制御回路１９、サーモスイッチ６が直列に接続された１次回路１７を有する。この１次回路１７がヒータ２の電極部２ｄ、２ｅに対してＡＣコネクタ１２を介して接続されている。給電制御回路１７は制御部１５で制御される。サーモスイッチ６はヒータ２が異常昇温したとき所定の設定温度で作動して発熱抵抗体２ｂに対する通電を遮断する。また、電源回路１６は、制御部１４にサーミスタ５を接続した２次回路１８を有する。 As described above, the power supply circuit 16 that supplies power to the heater 2 includes the primary circuit 17 in which the commercial power supply (commercial AC power supply) AC, the power supply control circuit 19, and the thermoswitch 6 are connected in series. The primary circuit 17 is connected to the electrode portions 2 d and 2 e of the heater 2 via the AC connector 12. The power supply control circuit 17 is controlled by the control unit 15. The thermo switch 6 operates at a predetermined set temperature when the heater 2 is abnormally heated, and cuts off the power supply to the heating resistor 2b. Further, the power supply circuit 16 includes a secondary circuit 18 in which the thermistor 5 is connected to the control unit 14.
（４）ヒータユニット
前述したように、ヒータユニット４は、基板２ａ及びこの基板２ａに具備させた通電により発熱する発熱抵抗体２ｂを備えたヒータ２と、このヒータ２を保持するヒータホルダ３とを有し、ヒータ２の熱により被加熱材を加熱するユニットである。ヒータ２がヒータホルダ３に対して両面テープ１１によって接着固定されている。
(4) Heater unit As described above, the heater unit 4 includes the heater 2 provided with the substrate 2a and the heating resistor 2b that generates heat by energization provided in the substrate 2a, and the heater holder 3 that holds the heater 2. And a unit for heating the material to be heated by the heat of the heater 2. The heater 2 is bonded and fixed to the heater holder 3 with a double-sided tape 11.
以下、両面テープ１１によるヒータ２のホルダ３の接着工程について詳述する。図１の（ａ）はヒータ２とヒータホルダ３の接着工程、（ｂ）はヒータ２とヒータホルダ３の接着完成図（ヒータユニット４の斜視図）、（ｃ）はフィルムユニットＡの組立完成図である。 Hereinafter, the adhesion process of the holder 3 of the heater 2 by the double-sided tape 11 will be described in detail. 1A is a bonding process of the heater 2 and the heater holder 3, FIG. 1B is a completed bonding diagram of the heater 2 and the heater holder 3 (a perspective view of the heater unit 4), and FIG. is there.
本実施例においては、図１の（ａ）に示すように、ホルダ３のヒータ嵌め込み溝３ａの溝内には溝長手に沿って所定の間隔をおいて両面テープ１１の接着位置を示す両面テープ貼り付け部３ｄが６箇所形成されている。そして、単品の状態のホルダ３の上記６箇所の両面テープ貼り付け部３ｄにそれぞれ両面テープ１１を貼り付けている。ここで使用する両面テープ１１の耐熱温度は前述したサーモスイッチ６の動作設定温度である２５０℃よりも高い。即ち、両面テープ１１の耐熱性は保護素子６を作動させる設定温度の温度以上である。 In this embodiment, as shown in FIG. 1 (a), a double-sided tape showing the bonding position of the double-sided tape 11 at a predetermined interval along the length of the groove in the heater fitting groove 3a of the holder 3. Six pasting portions 3d are formed. And the double-sided tape 11 is each affixed on the said 6 double-sided tape affixing parts 3d of the holder 3 of the state of a single item. The heat-resistant temperature of the double-sided tape 11 used here is higher than 250 ° C., which is the operation set temperature of the thermo switch 6 described above. That is, the heat resistance of the double-sided tape 11 is equal to or higher than the set temperature for operating the protection element 6.
ここで、ヒータ２が異常昇温したとき発熱抵抗体２ｂに対する通電を遮断する手段としては、保護素子６を用いずに、温度検知素子５を利用することもできる。即ち、温度検知素子５から制御部１５にフィードバックされるヒータ温度がヒータの異常昇温を判定する所定の設定温度の温度以上である場合には制御部１５は発熱抵抗体２ｂに対する通電を回路的に遮断する制御をする。この場合には、両面テープ１１の耐熱性は温度検知素子５と制御回路１５により発熱抵抗体２ｂに対する通電を遮断する設定温度の温度以上である。 Here, as a means for interrupting the energization of the heating resistor 2b when the heater 2 is abnormally heated, the temperature detection element 5 can be used without using the protection element 6. That is, when the heater temperature fed back from the temperature detection element 5 to the control unit 15 is equal to or higher than a predetermined set temperature for determining an abnormal temperature rise of the heater, the control unit 15 energizes the heating resistor 2b as a circuit. Control to shut off. In this case, the heat resistance of the double-sided tape 11 is equal to or higher than the set temperature at which the energization of the heating resistor 2b is interrupted by the temperature detecting element 5 and the control circuit 15.
その後、ヒータ２をこのホルダ３のヒータ嵌め込み溝３ａに嵌め込んで押圧する。これによりヒータ２がホルダ３に対して両面テープ１１によって接着固定されてヒータユニット４が構成される（図１の（ｂ））。この時の両面テープ１１によるヒータ２とホルダ３の接着強度は６箇所の合計で１５Ｎ以上である。この後の工程で組まれるサーミスタ５及びサーモスイッチ６はヒータ２の裏面に接触していて、ヒータ２をホルダ３から剥がす方向に力が作用しているため、サーミスタ５及びサーモスイッチ６の押し圧以上の接着強度が必要だからである。 Thereafter, the heater 2 is fitted into the heater fitting groove 3a of the holder 3 and pressed. Accordingly, the heater 2 is bonded and fixed to the holder 3 by the double-sided tape 11 to constitute the heater unit 4 ((b) in FIG. 1). At this time, the adhesive strength between the heater 2 and the holder 3 by the double-sided tape 11 is 15 N or more in total at six locations. Since the thermistor 5 and the thermo switch 6 assembled in the subsequent process are in contact with the back surface of the heater 2 and a force acts in a direction to peel the heater 2 from the holder 3, the pressing force of the thermistor 5 and the thermo switch 6 This is because the above adhesive strength is necessary.
本実施例において、両面テープ１１の接着領域は１箇所あたり４ｍｍ×８．８ｍｍ＝３５．２ｍｍ２で、６箇所あるため３５．２ｍｍ２×６＝２１１．２ｍｍ２である。そのため両面テープ１１の接着強度は１５Ｎ／２１１．２ｍｍ２＝０．０７１Ｎ／ｍｍ２以上であることが求められる。本実施例の両面テープ１１は０．２０Ｎ／ｍｍ２の接着強度であるため、十分な接着強度を有している。 In this embodiment, the adhesive area of the double-sided tape 11 is 4 mm × 8.8 mm = 35.2 mm 2 per place, and since there are 6 places, 35.2 mm 2 × 6 = 211 mm 2 . Adhesive strength of the double-sided tape 11 therefore is required to be at 15N / 211.2mm 2 = 0.071N / mm 2 or more. Since the double-sided tape 11 of this embodiment has an adhesive strength of 0.20 N / mm 2 , it has a sufficient adhesive strength.
また、図１の（ａ）のように、ヒータ２のホルダ３に対する接着時の長手方向の位置決めとしてヒータ２の長手端部２ｇとホルダ３のヒータ嵌め込み溝３ａの長手端部３ｅとの間に幅（厚さ）１ｍｍのスペーサ４０を挟ませる。これによりヒータ２とホルダ３の熱膨張差に突っ張りを回避する隙間αを確保する。スペーサ４０は接着完了後に外していて、ヒータ２とホルダ３の長手端部間には隙間ａαとして１ｍｍ空いている（図１の（ｂ））。 Further, as shown in FIG. 1 (a), as a positioning in the longitudinal direction when the heater 2 is bonded to the holder 3, the gap between the longitudinal end 2g of the heater 2 and the longitudinal end 3e of the heater fitting groove 3a of the holder 3 is determined. A spacer 40 having a width (thickness) of 1 mm is sandwiched. As a result, a clearance α for avoiding the tension in the thermal expansion difference between the heater 2 and the holder 3 is ensured. The spacer 40 is removed after completion of the bonding, and a gap of 1 mm is provided between the longitudinal end portions of the heater 2 and the holder 3 ((b) in FIG. 1).
ここで、両面テープ１１はヒータ２の裏面側に貼着しておき、このヒータ２をホルダ３のヒータ嵌め込み溝３ａに嵌め込んで押圧することで、ホルダ３に対して両面テープ１１によって接着固定する手順とすることもできる。 Here, the double-sided tape 11 is adhered to the back surface side of the heater 2, and the heater 2 is fitted and pressed into the heater fitting groove 3 a of the holder 3, thereby being bonded and fixed to the holder 3 by the double-sided tape 11. It can also be a procedure to do.
ヒータ接着後はヒータ２を接着したホルダ３、即ちヒータユニット４に対してサーミスタ５およびサーモスイッチ６を組み付ける。この組み付けは、それぞれ、ホルダ３の内側（裏側）からホルダ３に形成されている嵌め込み穴部３ｂ、３ｃにサーミスタ５およびサーモスイッチ６を挿入する。そして、それぞれ、押え具（不図示）によりヒータ２の裏面に対して所定の押圧力で押し付けられて当接した状態でホルダ３に対して取り付けられる。 After the heater bonding, the thermistor 5 and the thermo switch 6 are assembled to the holder 3 to which the heater 2 is bonded, that is, the heater unit 4. In this assembly, the thermistor 5 and the thermo switch 6 are inserted into the fitting holes 3b and 3c formed in the holder 3 from the inside (back side) of the holder 3, respectively. And each is attached with respect to the holder 3 in the state pressed and contact | abutted with the predetermined pressing force with respect to the back surface of the heater 2 with the pressing tool (not shown).
更に、このヒータユニット４に対して、加圧ステー７、定着フィルム１、定着フランジ８Ｒおよび８Ｌ、ＡＣコネクタ１２を組み付けて、図１の（ｃ）のようにフィルムユニットＡの完成となる。 Further, the pressure stay 7, the fixing film 1, the fixing flanges 8R and 8L, and the AC connector 12 are assembled to the heater unit 4, and the film unit A is completed as shown in FIG.
即ち、ヒータユニット４の製造方法としては、ヒータ２とヒータホルダ３の少なくとも一方に両面テープ１１を貼着するステップと、ヒータ２とヒータホルダ３とを両面テープ１１を介して接着固定するステップと、を有する。 That is, the method for manufacturing the heater unit 4 includes the steps of adhering the double-sided tape 11 to at least one of the heater 2 and the heater holder 3, and bonding and fixing the heater 2 and the heater holder 3 via the double-sided tape 11. Have.
また、ヒータ２とヒータホルダ３とを両面テープ１１を介して接着固定するステップの後に、ヒータ２の温度を検知する温度検知素子５またはヒータ２の異常昇温により作動して発熱抵抗体２ｂに対する通電を遮断する保護素子６を取り付けるステップを有する。若しくは温度検知素子５および保護素子６を取り付けるステップを有する。 In addition, after the step of adhering and fixing the heater 2 and the heater holder 3 through the double-sided tape 11, the temperature detection element 5 for detecting the temperature of the heater 2 or the heater 2 is activated by an abnormal temperature rise to energize the heating resistor 2b. A step of attaching a protective element 6 for interrupting. Alternatively, it includes a step of attaching the temperature detection element 5 and the protection element 6.
ヒータ２とヒータホルダ３の接着工程は従来では加熱硬化型接着剤を用いていたので、加熱冷却に計５分程度の時間が必要であった。それに対して本実施例では両面テープ１１による接着工程であるため、加熱冷却時間が不要である。従来の接着剤塗布工程と両面テープ貼り付け工程にかかる時間はほぼ同等であるため、加熱冷却に必要であった５分間を接着工程として短縮することが出来る。 The bonding process between the heater 2 and the heater holder 3 conventionally uses a heat-curing adhesive, so that it takes about 5 minutes for heating and cooling. On the other hand, in this embodiment, since it is an adhesion process using the double-sided tape 11, heating and cooling time is unnecessary. Since the time required for the conventional adhesive application step and the double-sided tape affixing step is substantially the same, 5 minutes required for heating and cooling can be shortened as the bonding step.
また、加湿硬化型接着剤に対しては加湿硬化させるために専用の加湿ブースで２時間程度の硬化待ち時間が必要であったが、本実施例だと硬化待ち時間も必要なくなるため、接着工程を２時間短縮できる効果がある。この接着工程時間短縮により、工具を複数台用意する必要がなくなるため、設備投資を抑制できる。 In addition, the humidifying and curing type adhesive requires a curing waiting time of about 2 hours in a dedicated humidifying booth in order to humidify and cure. Can be shortened by 2 hours. By shortening the bonding process time, it is not necessary to prepare a plurality of tools, so that capital investment can be suppressed.
なお、本実施例においては両面テープ１１による接着箇所を６箇所としたが、接着箇所の個数は６に限定されるものではなく、その構成において適宜変更可能である。 In the present embodiment, the number of places to be bonded by the double-sided tape 11 is 6. However, the number of places to be bonded is not limited to 6, and the configuration can be changed as appropriate.
加熱装置は記録材に形成された未定着のトナー像を固着像として加熱定着する装置としての使用に限られない。記録材に一旦定着された或いは仮定着されたトナー像を再度加熱加圧して画像の光沢度を向上させるなどの画像の表面性状を調整する像加熱装置としても有効である。 The heating device is not limited to use as a device for heating and fixing an unfixed toner image formed on a recording material as a fixed image. It is also effective as an image heating apparatus that adjusts the surface properties of an image such as improving the glossiness of the image by heating and pressurizing a toner image once fixed or assumed on the recording material.
４・・ヒータユニット、２・・ヒータ、２ａ・・基板、２ｂ・・発熱抵抗体、１１・・両面テープ ··· Heater unit, 2 ·· Heater, 2a ·· Substrate, 2b ·· Heating resistor, 11 ·· Double-sided tape
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| US10838335B2 (en) | 2019-01-29 | 2020-11-17 | Kyocera Document Solutions Inc. | Fixing device capable of restricting heater from bending toward pressure roller, image forming apparatus |
| US11507004B2 (en) | 2020-05-20 | 2022-11-22 | Kyocera Document Solutions Inc. | Fixing device and image forming apparatus |
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- 2015-10-27 JP JP2015210527A patent/JP2017083599A/en active Pending
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