JPH01263677A - Image forming device - Google Patents
Image forming deviceInfo
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- JPH01263677A JPH01263677A JP9126788A JP9126788A JPH01263677A JP H01263677 A JPH01263677 A JP H01263677A JP 9126788 A JP9126788 A JP 9126788A JP 9126788 A JP9126788 A JP 9126788A JP H01263677 A JPH01263677 A JP H01263677A
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- toner
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、加熱溶融性のトナーを用いて転写材上に画像
を形成し、これを加熱定着処理する画像形成装置に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an image forming apparatus that forms an image on a transfer material using heat-melting toner and heat-fixes the image.
[従来の技術]
従来、この種の装置に用いられている定着装置は、所定
の温度に維持された加熱ローラと、弾性層を崩して該加
熱ローラに圧接する加圧ローラとによって、未定着のト
ナー画像か形成された転写材を挟持搬送しつつ加熱する
ローラ定着方式か多用されている。しかしながら、この
種の装置では、加熱ローラにトナーが転移するいわゆる
オフセット現象を防止するために、加熱ローラを最適な
温度に維持する必要かあり、加熱ローラあるいは加熱体
の熱容量を大きくしなければならなかった。すなわち、
加熱ローラの熱容量か小さい場合には、発熱体による供
給熱量との関係により通紙あるいは他の外的要因で加熱
ローラ温度か低温側あるいは高温側に大きく変動し易く
なる。低温側に変動した場合には、トナーの軟化溶融不
足によって、定着不良や低温オフセットを生し、高温側
に変動した場合には、トナーか完全に溶融してしまいト
ナーの凝集力か低下するために、高温オフセットを生ず
る。[Prior Art] Conventionally, a fixing device used in this type of apparatus uses a heating roller maintained at a predetermined temperature and a pressure roller that breaks an elastic layer and presses against the heating roller to fix unfixed parts. A roller fixing method is often used in which a transfer material on which a toner image has been formed is heated while being nipped and conveyed. However, in this type of device, in order to prevent the so-called offset phenomenon in which toner is transferred to the heating roller, it is necessary to maintain the heating roller at an optimal temperature, and the heat capacity of the heating roller or heating element must be increased. There wasn't. That is,
When the heat capacity of the heating roller is small, the temperature of the heating roller tends to fluctuate greatly toward the lower or higher temperature side due to paper passing or other external factors, depending on the relationship with the amount of heat supplied by the heating element. If the temperature changes to the low temperature side, the toner softens and melts insufficiently, resulting in poor fixing or low-temperature offset. If the temperature changes to the high temperature side, the toner completely melts and the cohesive force of the toner decreases. , resulting in a high temperature offset.
かかる問題を回避するために、加熱ローラの熱容量を大
きくすると、加熱ローラを所定の温度まで昇温するため
の時間か長くなり、装置の使用の際に待機時間か大きく
なるという別の問題か生ずる。In order to avoid this problem, increasing the heat capacity of the heating roller increases the time required to raise the temperature of the heating roller to a predetermined temperature, which causes another problem of increasing the waiting time when using the device. .
かかる問題を解決する方策として、米国特許節3,57
8.7!17号に開示されているように、(pトナー像
を加熱体でその融点へ加熱して溶融し、
■溶融後、そのトナーを冷却して比較的高い粘性とし、
■トナーの付着する傾向を弱めた状態で加熱体ウェブか
ら剥す、
という過程を経ることによって、オフセットを生ぜずに
定着する方法が知られている。As a way to solve this problem, U.S. Patent Section 3,57
As disclosed in No. 8.7!17, (p) a toner image is heated to its melting point with a heating element and melted, ■ after melting, the toner is cooled to a relatively high viscosity, and ■ the toner is heated to its melting point. A method is known in which fixing is achieved without causing offset by passing through a process in which the adhesive is peeled off from the heating web in a state where the tendency to adhere is weakened.
上記公知の方法では、これに加えて加熱体に対して、ト
ナー像及び転写材を加圧圧接することなしに加熱する方
式をとっているので、転写材を加・熱する必要かなく他
の方法に較べてはるかに少ないエネルギーでトナーを溶
融できるとしている。In addition, the above-mentioned known method uses a method of heating the toner image and the transfer material without applying pressure to the heating body, so there is no need to heat the transfer material and other methods can be used. It is said that the toner can be melted with much less energy compared to the conventional method.
しかしながら、周知のごとく加圧圧接させることなく加
圧体に接触した場合は、熱伝達効率か低下し、トナーの
加熱溶融に比較的長時間を要する。However, as is well known, when the toner is brought into contact with a pressurizing body without being pressurized, the heat transfer efficiency decreases and it takes a relatively long time to heat and melt the toner.
そこて特願昭47−25896号では、これに公知の加
圧圧接技術を付加して熱伝達効率の向上を図りトナーの
加熱溶融を短時間でしかも十分に行うことが提案されて
いる。Therefore, Japanese Patent Application No. 47-25896 proposes to add a known pressure welding technique to this to improve the heat transfer efficiency and heat and melt the toner in a short time and sufficiently.
[発明か解決しようとする課題]
しかしながら、この特願昭47−25896号ては、ト
ナーの加熱を比較的短時間でしかも十分行えるようにす
るために、
■一対の加熱体の間にトナー像及び転写材を加圧挟持さ
せて加熱し、
■加熱を停止して後強制的に冷却する、方式をとってい
るので、定着に要するエネルギーか大きくなるという不
都合を生ずる。すなわち、一対の加熱体により加熱させ
ることによりトナー像は上下から加熱されるので一見効
率的に考えられるが、逆にトナー像を転写紙側から加熱
するには、先づ転写材を十分に加熱することか必要であ
り、そのためにかえって大きなエネルギーが必要となる
。さらに、冷却工程においてはトナー像を加熱する際に
加熱昇温した転写材をも冷却しなければ分離できず、強
制的な冷却手段が必要となっておりエネルギーの無駄が
大きい。[Problem to be solved by the invention] However, in this patent application No. 47-25896, in order to heat the toner sufficiently in a relatively short time, (1) The transfer material is held under pressure and heated, and (1) the heating is stopped and then the transfer material is forcibly cooled down. This has the disadvantage that the energy required for fixing increases. In other words, the toner image is heated from above and below by heating with a pair of heating elements, which may seem efficient at first glance, but on the other hand, in order to heat the toner image from the transfer paper side, the transfer material must first be sufficiently heated. It is necessary to do something, and for that purpose, a large amount of energy is required. Furthermore, in the cooling process, the transfer material heated to a raised temperature when the toner image is heated cannot be separated unless it is cooled, and a forced cooling means is required, resulting in a large waste of energy.
以上のように、−旦加熱したトナーを冷却した後に分離
することにより、高温オフセットを生ずることなく定着
する方式が提案されているが、上記のごとくの欠点を伴
うために実用化されていない。As described above, a method has been proposed in which the heated toner is cooled and then separated to fix the toner without causing high-temperature offset, but it has not been put to practical use because of the drawbacks mentioned above.
上記2つの提案例では加熱体は加熱ローラ及びこれによ
り送られるウェブと加熱ローラに内蔵された発熱源とに
よって構成されていて加熱はウェブを介して行われ、ウ
ェブの搬送ローラとしての゛ 機能を有している。この
ため、発熱源への給電方法や温度検知素子の当接支持の
形態か複雑化し、また、温度制御の精度も悪くなりがち
であった。In the above two proposed examples, the heating body is composed of a heating roller, a web fed by the heating roller, and a heat generation source built into the heating roller.Heating is performed via the web, and it functions as a web conveyance roller. have. For this reason, the method of feeding power to the heat generating source and the form of abutting support for the temperature sensing element become complicated, and the accuracy of temperature control tends to deteriorate.
さらには、温度検知素子か加熱ローラと摺動する構成て
は断線による過昇温が生ずる等安全上の問題もあった。Furthermore, in the structure in which the temperature sensing element slides on the heating roller, there are safety problems such as excessive temperature rise due to wire breakage.
しかも、上述2例の場合ともに比較的大きな熱容量の加
熱体を必要とするために、機内への放熱か増大し、機内
昇温か著るしくなるという不都合もあった。Furthermore, since both of the above two examples require a heating element with a relatively large heat capacity, there is an inconvenience that the amount of heat radiated into the machine increases and the temperature inside the machine increases significantly.
本発明は、上述の従来装置の有していた問題点を解決し
、定着不良やオフセットを生ずることなく加熱体の熱容
量を小さくすることを可能とし、その結果、待機時間や
消費電力、さらには機内昇温の小さい画像形成装置を提
供することを目的とする。The present invention solves the problems of the conventional apparatus described above, and makes it possible to reduce the heat capacity of the heating element without causing fixing failure or offset. As a result, standby time, power consumption, and An object of the present invention is to provide an image forming apparatus with a small internal temperature rise.
[課題を解決するための手段]
本発明は、上記目的の達成のために、
加熱溶融性の樹脂等により成るトナーを転写材上に担持
せしめて、未定着のトナー画像を形成する画像形成手段
と、
加熱体に対向圧接しつつ回転駆動されかつトナーの融点
よりも低い温度に維持されてる加圧ローラを用いて、上
転写材の搬送速度と同一速度で移動する定着フィルムを
介して上記転写材を加熱体に密着させることにより、転
写材上の未定着トナー画像を」二記加熱体で溶融せしめ
た後、トナー画像か冷却固化した上て定着フィルムと転
写材とを離反する加熱定着手段とを有する、ことにより
構成される。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides an image forming means for forming an unfixed toner image by supporting a toner made of heat-melting resin or the like on a transfer material. The above-mentioned transfer is performed via a fixing film that moves at the same speed as the conveyance speed of the upper transfer material, using a pressure roller that is rotationally driven while being in pressure contact with a heating body and maintained at a temperature lower than the melting point of the toner. A heating fixing means that melts the unfixed toner image on the transfer material by bringing the material into close contact with the heating body, cools and solidifies the toner image, and then separates the fixing film from the transfer material. and consists of.
[実施例]
以下、添付図面にもとづて未発1月の実施例を説明する
。[Example] Hereinafter, an example of the unreleased January will be described based on the attached drawings.
先ず、本実施例装置の画像形成装置の概略構造を第1図
に基づいて説明すると、1はガラス等の透明部材よりな
る原稿載置台て、矢印a方向に往復動して原稿を走査す
る。原稿載置台の直下には短焦点小径結像素子アレイ、
2が配されていて、原稿蔵置台1上に置かれた原稿像G
は照明ランプ7によって照射され、その反射光像は上記
アレイ2によって感光トラム3上にスリット露光される
。なおこの感光ドラム3は矢印す方向に回転す 、る。First, the general structure of the image forming apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG. 1. Reference numeral 1 denotes a document mounting table made of a transparent member such as glass, which scans the document by reciprocating in the direction of arrow a. Immediately below the document table is a short-focus, small-diameter imaging element array.
2 is arranged, and the original image G placed on the original storage table 1
is irradiated by the illumination lamp 7, and its reflected light image is slit-exposed onto the photosensitive tram 3 by the array 2. Note that this photosensitive drum 3 rotates in the direction of the arrow.
また4は帯電器であり、例えば酸化亜鉛感光層あるいは
有機半導体感光層38等を被覆された感光ドラム3上に
一様に帯電を行なう。この帯電器4により一様に帯電さ
れたドラム3は、素子アレイ2によって画像露光か行な
われた静電画像か形成される。この静電潜像は、現像器
5により加熱で軟化溶融する樹脂等より成るトナーを用
いて顕像化される。一方、カセットS内に収納されてい
るシートPは、給送ローラ6と感光トラム3」−の画像
と同期するようタイミングをとって上下方向て圧接して
回転される対の搬送ローラ9によって、ドラム3上に送
り込まれる。そして、転写放電器8によって、感光トラ
ム3上に形成されているトナー像は、シートP上に転写
される。その後、公知の分離手段によってトラム3から
分離されたシートPは、搬送ガイド10によって定着装
置20に導かれ加熱定着処理された後にトレイ11上に
排出される。なあ、トナー像を転写後、トラム3上の残
留トナーはクリーナ12によって除去される。A charger 4 uniformly charges the photosensitive drum 3 coated with, for example, a zinc oxide photosensitive layer or an organic semiconductor photosensitive layer 38. The drum 3, which is uniformly charged by the charger 4, is subjected to image exposure by the element array 2 to form an electrostatic image. This electrostatic latent image is visualized by a developing device 5 using toner made of a resin or the like that softens and melts when heated. On the other hand, the sheet P stored in the cassette S is transported by a pair of conveyance rollers 9 that are rotated while being pressed vertically in synchronization with the images of the feed roller 6 and the photosensitive tram 3''. It is fed onto the drum 3. Then, the toner image formed on the photosensitive tram 3 is transferred onto the sheet P by the transfer discharger 8. Thereafter, the sheet P separated from the tram 3 by a known separating means is guided to a fixing device 20 by a conveying guide 10, subjected to heat fixing processing, and then discharged onto a tray 11. Incidentally, after the toner image is transferred, the residual toner on the tram 3 is removed by the cleaner 12.
第2図は本実施例の上記定着装置20の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of the fixing device 20 of this embodiment.
同図において、21は加熱体で、アルミナ等の耐熱性て
かつ電気絶縁性の基材またはそれを含む複合部材より成
る基材の下面に、幅160 g ra、長さ(紙面に直
角な方向の長さ)21δll11で例えばTa2N等よ
り成り、加熱部には搬送方向に直角成分をもって配され
た線状もしくは帯状の発熱体28を有し、さらにその表
面に摺動保護層として例えば、Ta2O,か形成されて
いる。加熱体21の下面はモ滑でありかつ前後端部は丸
味を帯びていて加熱部(加熱面)を形成しており定着フ
ィルム23との摺動を可能にしている。該定着フィルム
23は、PETを基材とし、耐熱処理を施した例えば約
9牌l厚に形成され、矢印C方向へ送り出し可能にフィ
ルム送り出し軸24に巻回されている。上記定着フィル
ム23は加熱体21の表面に当接し、曲率の大きな分離
ローラ26を介してフィルム巻取り軸27に巻き取られ
る。In the figure, reference numeral 21 denotes a heating element, which has a width of 160 g ra and a length of length) 21δll11 and is made of, for example, Ta2N, and has a linear or band-shaped heating element 28 disposed with a component perpendicular to the conveying direction in the heating section, and further has a sliding protective layer on its surface, such as Ta2O, or is formed. The lower surface of the heating body 21 is smooth, and the front and rear ends are rounded to form a heating section (heating surface), allowing sliding movement with the fixing film 23. The fixing film 23 is made of PET as a base material, heat-resistant treated, and has a thickness of, for example, about 9 tiles, and is wound around a film delivery shaft 24 so as to be delivered in the direction of arrow C. The fixing film 23 comes into contact with the surface of the heating body 21 and is wound onto a film winding shaft 27 via a separation roller 26 having a large curvature.
上記加熱体の発熱体28は熱容量か小さく、パルス状に
通電されて、その都度瞬時に260°C前後まて昇温す
る。転写紙Pの先端、後端を転写紙検知レバー25及び
転写紙検知センサー29で検出することにより、発熱体
28はタイミンクを取って必要時に通電を受ける。その
際、画像形成装置の給紙センサーなとによる転写紙の位
置検知等を用いて。The heating element 28 of the heating element has a small heat capacity, and is energized in a pulsed manner, and the temperature is instantaneously raised to around 260°C each time. By detecting the leading and trailing ends of the transfer paper P by the transfer paper detection lever 25 and the transfer paper detection sensor 29, the heating element 28 is energized at a timely manner when necessary. At that time, the image forming device's paper feed sensor detects the position of the transfer paper.
発熱体への通電を制御しても良い。The power supply to the heating element may be controlled.
一方、加圧ローラ22は、金属等より成る芯材上にシリ
コンゴム等より成る弾性層を有するものであり、駆動源
(図示せず)により駆動されて、搬送ガイド■0によっ
て導かれた未定着トナー画像Tを有する転写材Pを、該
転写材Pと同一の速度で移動する定着フィルム23を介
して加熱体に密看させている。ここで、加圧ローラ22
の搬送速度は、画像形成時の搬送速度とほぼ同一である
ことか好ましく、定着フィルム23の移動速度は、それ
に準する値て設定される。On the other hand, the pressure roller 22 has an elastic layer made of silicone rubber or the like on a core material made of metal or the like, and is driven by a drive source (not shown) and is guided by a conveyance guide A transfer material P having a toner image T is closely viewed by a heating body via a fixing film 23 that moves at the same speed as the transfer material P. Here, the pressure roller 22
It is preferable that the conveying speed is approximately the same as the conveying speed during image formation, and the moving speed of the fixing film 23 is set at a value corresponding to this.
本実施例においては、上記発熱体28は、瞬時に昇温す
るので、予備加熱か不要てあり、非定着時における加圧
ローラへの伝熱は少ない。また、定着時においても、定
着フィルム、トナー画像、転写材が発熱体28と加圧ロ
ーラ22との間に介在し、かつ発熱時間が短いことによ
って温度勾配を急激なものとすることかできるため、加
圧ローラ22は昇温しにくく、実用上必要とされる程度
の連続的な画像形成を行ってもその温度はトナーの融点
以下に維持される。In this embodiment, the temperature of the heating element 28 rises instantaneously, so there is no need for preheating, and there is little heat transfer to the pressure roller during non-fixing. Furthermore, during fixing, the fixing film, toner image, and transfer material are interposed between the heating element 28 and the pressure roller 22, and the heating time is short, so that the temperature gradient can be made steep. The temperature of the pressure roller 22 is difficult to rise, and its temperature is maintained below the melting point of the toner even if continuous image formation is performed to the extent required for practical use.
かかる構成の本実施例装置にあっては、転写紙P上の加
熱溶融性のトナーより成るトナー画像は先ず、定着フィ
ルム23を介して、加熱体21によって加熱溶融され、
特にその表層部は融点を大きく上回り完全に軟化溶融す
る。その際加圧ローラ22によって加熱体、定着フィル
ム、トナー画像、転写材は良好に密着されており効率的
に熱伝達される。In the apparatus of this embodiment having such a configuration, the toner image made of heat-meltable toner on the transfer paper P is first heated and melted by the heating body 21 via the fixing film 23.
In particular, the surface layer exceeds the melting point and completely softens and melts. At this time, the heating body, the fixing film, the toner image, and the transfer material are brought into close contact with each other by the pressure roller 22, and heat is efficiently transferred.
しかる後、加熱体21の発熱が停止するとともに、転写
材か搬送されて、発熱体位置から移動して離れるにつれ
て、トナー画像は放熱して再び冷却固化し、曲率の大き
な分離ローラ対26を通過した後に定着フィルム23は
転写紙Pから離反される。その際、本実施例では加圧ロ
ーラ22の温度はトナーの融点よりも低く維持されてい
るので、トナー画像の放熱を促進することが可能である
。このため、冷却に要する時間が短くて済み、装置を小
型化することができできる。After that, the heating element 21 stops generating heat, and as the transfer material is transported and moved away from the heating element position, the toner image radiates heat, cools and solidifies again, and passes through the separating roller pair 26 with a large curvature. After that, the fixing film 23 is separated from the transfer paper P. At this time, in this embodiment, the temperature of the pressure roller 22 is maintained lower than the melting point of the toner, so it is possible to promote heat dissipation from the toner image. Therefore, the time required for cooling can be shortened, and the device can be downsized.
上述のように、トナーTは一旦完全に軟化溶融した後、
再び固化するので、トナーの凝集力は非常に大きくなっ
ていて、−団となって挙動することになる。また、加熱
されて軟化溶融された際に加圧ローラ22によって加圧
されるため、少なくともトナー像Tの一部は転写材表層
に浸透してそのまま冷却固化しているので、定着フィル
ム23にオフセットすることなく転写材P上に定着され
る。As mentioned above, once the toner T is completely softened and melted,
As the toner solidifies again, the cohesive force of the toner becomes very large, causing it to behave in clumps. In addition, since it is pressed by the pressure roller 22 when it is heated, softened and melted, at least a part of the toner image T penetrates the surface layer of the transfer material and is cooled and solidified as it is, so that it is offset to the fixing film 23. The image is fixed on the transfer material P without any process.
本発明の加熱体(加熱部)は本実施例でも明らかなよう
に小型のもので十分でありそのため熱容量が小さくなり
、予め加熱部を昇温させる必要がないので、非画像形成
時の消費電力も小さくすることができ、また機内昇温も
防止できることとなる。As is clear from this example, the heating body (heating section) of the present invention can be small enough to have a small heat capacity, and there is no need to raise the temperature of the heating section in advance. This also means that the temperature inside the machine can be prevented from rising.
また、かかる本実施例では、定着フィルム23として薄
くて安価なPETフィルムを基に耐熱処理を施したもの
を用いることか可能なので、第2図のごとく定着フィル
ム23は巻取り方式で使用後に交換する形態を採ること
ができる。すなわち、所定長さのフィルムを巻いたロー
ルをフィルム送り出し軸24にセットし、加熱体と加圧
ローラ及び分離ローラ対の間を通して巻取り軸27にフ
ィルムの先端を固着する。かかる方式を採った場合は、
定着フィルムセンサーアーム30とセンサー(図示せず
)で定着フィルムの残量を検出してフィルムが終端近く
なった場合に使用者に警告表示ないしは警告音で定着フ
ィルムの交換を促すようにするのかよい。そして、定着
フィルム23の交換の際には、加熱体と加圧ローラ、分
離ローラ対とをそれぞれ離間させるように、回転軸31
を中心に第3図のごとく開閉可能にすることが望まれる
。本実施例では、定着フィルム23を上記のごとく巻取
り交換方式で、定着フィルムの耐久性に関係なく、薄膜
化することが可能となり、低電力化することができる。Further, in this embodiment, it is possible to use a heat-resistant film based on a thin and inexpensive PET film as the fixing film 23, so as shown in FIG. 2, the fixing film 23 is wound up and replaced after use. It is possible to take the form of That is, a roll wound with a predetermined length of film is set on the film feed shaft 24, and the leading end of the film is fixed to the winding shaft 27 through between the heating body, the pressure roller, and the pair of separation rollers. If such a method is adopted,
The fixing film sensor arm 30 and a sensor (not shown) may be used to detect the remaining amount of the fixing film, and when the film is near the end, a warning display or sound may be displayed to prompt the user to replace the fixing film. . When replacing the fixing film 23, the rotating shaft 31 is moved so that the heating body, the pressure roller, and the separation roller pair are separated from each other.
It is desirable to be able to open and close the door as shown in Figure 3. In this embodiment, by winding and replacing the fixing film 23 as described above, it is possible to make the fixing film thinner, regardless of the durability of the fixing film, and the power consumption can be reduced.
また、本実施例では前述のごとく定着フィルムへのオフ
セットが生じないので、定着フィルムの熱変形や劣化が
小さければ1巻取った定着フィルムを再び使用すること
が可能であり、自動的に巻戻したりあるいは巻取側と送
出側とを交換するなどして複数回使用しても良い。In addition, in this embodiment, as mentioned above, no offset occurs to the fixing film, so if the fixing film has little thermal deformation or deterioration, it is possible to reuse the fixing film that was taken once, and it is automatically rewound. It may be used multiple times, or by exchanging the take-up side and the delivery side.
また、本実施例では分離ローラ26を設けることにより
、該分離ローラまでの間加圧状悪でのトナー像Tの冷却
時間を十分確保し、しかも上記分離ローラ26の曲率な
大きくすることによって定着フィルム23と転写材Pと
の分離を容易にするとともに、前述の効果に相乗して分
離部におけるオフセットを防止することができる。ただ
し、本実施例では、加圧ローラ22によりトナー像の冷
却が促進されるので、加熱部28及び定着フィルムの熱
容量が十分小さく、かつ定着処理速度が小さい場合には
、分離ローラ26のごとき特別な手段を設けずとも、転
写材Pが加熱部を通過後の短い範囲でトナー像Tは冷却
するので1本実施例で示した分離ローラ26を省略して
も、オフセットのない定着処理が可能となる。すなわち
、トナー像を一旦加熱し軟化溶融させた後再び放熱固化
した後に定着フィルムと転写材とを分離できればよい。Further, in this embodiment, by providing the separation roller 26, sufficient cooling time is ensured for the toner image T even if the pressure is not good up to the separation roller, and furthermore, by increasing the curvature of the separation roller 26, the toner image T is fixed. This facilitates the separation of the film 23 and the transfer material P, and in combination with the above-mentioned effects, it is possible to prevent offset at the separation portion. However, in this embodiment, since the cooling of the toner image is promoted by the pressure roller 22, if the heat capacity of the heating unit 28 and the fixing film is sufficiently small and the fixing processing speed is low, the special pressure roller 26, etc. Since the toner image T is cooled within a short range after the transfer material P passes through the heating section without providing any other means, offset-free fixing processing is possible even if the separation roller 26 shown in this embodiment is omitted. becomes. That is, it is sufficient if the fixing film and the transfer material can be separated after the toner image is once heated to soften and melt and then solidified again by heat radiation.
次に、本実施例装置による実施結果を具体的数値をもっ
て示す。キャノン株式会社製PPCPC−30(商品名
)川のワックス系トナーを用いて、トナー画像Tを形成
し、定着処理速度的15IIIII/SでA4サーイズ
紙1枚当たり約2000W−3の発熱量となるように、
10m5毎に2msの割合てパルス状加熱して定着テス
トを行なったところ、実用上全く問題のない画像か得ら
れた。この通電によって発熱層は約260°C前後まで
昇温し、熱容量が小さいので8msの通電休止により降
温する。このことから加熱体を加温するための待時間は
不要となる。また、本実施例では、パルス状加熱するこ
とにより、定着に必要な熱エネルギーをその都度与えて
いるので、加熱部をその部熱容量が小さく立ち−ヒりか
非常に早い発熱体を周期的にほぼ同等の温度を示すよう
にすることが比較的容易にできる。さらに、連続的に定
着処理を行う場合には、発熱のためのパルス幅を順次小
さくしてゆくなどして、加熱部の異常な高温側へのシフ
トを防止することもたやすい。上記の場合、トナー層T
の温度は。Next, the results obtained using the apparatus of this embodiment will be shown with specific numerical values. A toner image T is formed using PPCPC-30 (trade name) Kawa's wax-based toner manufactured by Canon Inc., and the heat generation amount is approximately 2000W-3 per sheet of A4 size paper at a fixing processing speed of 15III/S. like,
When a fixing test was conducted by applying pulsed heating for 2 ms every 10 m5, an image with no practical problems was obtained. This energization raises the temperature of the heat generating layer to around 260° C., and since the heat capacity is small, the temperature decreases when the energization is stopped for 8 ms. This eliminates the need for waiting time for heating the heating element. In addition, in this embodiment, since the thermal energy necessary for fixing is applied each time by heating in a pulsed manner, the heating section is periodically heated to a heating element that has a small heat capacity and is very quick to stand up or burn out. It is relatively easy to make them exhibit the same temperature. Furthermore, when the fixing process is performed continuously, it is easy to prevent the heating section from shifting to an abnormally high temperature side by sequentially decreasing the pulse width for heat generation. In the above case, toner layer T
The temperature of
従来高温オフセットを生ずると言われている温度を瞬間
的であっても超えているが、前述のごとく、再度十分に
冷却固定化した後に定着フィルム23と転写材Pとが離
れるのでオフセットとはならない。加熱された際に本実
施例て使用されたトナーの生成分であるワックスは約8
0°Cの融点てあり、また、溶融時の粘度も低いために
260°C前後の加熱体により加熱されると、従来の加
熱定着装置では、転写材に溶融したトナーが浸透しすぎ
て画像の滲み、または裏写りといった不都合を生ずるこ
ととなってしまい1−ナーの低融点化の妨げとなってい
たか、本実施例では、発熱体28の熱容量か小さくかつ
、加熱時間が短いために温度勾配か大きいので、転写紙
の表層のみを短時間しか加熱しないので、1−ナーの過
浸透によって生ずる上記の弊害はない。Although the temperature exceeds even momentarily the temperature that is conventionally said to cause high-temperature offset, as mentioned above, the fixing film 23 and the transfer material P separate after being sufficiently cooled and fixed again, so no offset occurs. . The wax, which is a product of the toner used in this example when heated, is about 8
It has a melting point of 0°C and also has a low viscosity when melted, so when heated by a heating element at around 260°C, in conventional heat fixing devices, the molten toner penetrates into the transfer material too much and the image is damaged. However, in this embodiment, the heat capacity of the heating element 28 is small and the heating time is short, so that the temperature is low. Since the slope is large, only the surface layer of the transfer paper is heated for a short period of time, so there is no problem described above caused by excessive penetration of the 1-ner.
第4図は、本発明の他の実施例の画像形成装置に適用さ
れる加熱定着装置の断面図である。なお、前実施例と共
通部分には同一符号を付し、その説明は省略する。FIG. 4 is a sectional view of a heat fixing device applied to an image forming apparatus according to another embodiment of the present invention. Note that the same parts as in the previous embodiment are denoted by the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.
本実施例では、有端の定着フィルム23の代わりに耐熱
性の無端フィルムを採用しており、この無端定着フィル
ム40は何度も加熱され、かつトナー層Tとの接触も繰
り返される。このため、離型性に優れ耐熱性の高いPF
A樹脂を基材として:1OJLJ厚の無端シートを形成
しである。上記無端定着フィルム40は、駆動軸41に
よって転写材の搬送速度と同一の周速度となるように駆
動され、無端定着フィルム40に張力を与えるように付
勢されたアイドラー42とによって緊張されつつ回転駆
動される。In this embodiment, a heat-resistant endless film is used in place of the fixed end film 23, and this endless fixing film 40 is heated many times and is repeatedly brought into contact with the toner layer T. Therefore, PF with excellent mold releasability and high heat resistance
An endless sheet having a thickness of 1 OJLJ was formed using resin A as a base material. The endless fixing film 40 is driven by a drive shaft 41 at a circumferential speed that is the same as the conveying speed of the transfer material, and rotates while being tensioned by an idler 42 that is biased to give tension to the endless fixing film 40. Driven.
加熱体21はその基材の温度を検出するための温度検知
素子43か設けられてあり、さらには、安全装置44と
して温度ヒユーズあるいはサーモスタットか配設されて
おり、過昇温か防止されている。The heating body 21 is provided with a temperature detection element 43 for detecting the temperature of its base material, and is further provided with a temperature fuse or thermostat as a safety device 44 to prevent excessive temperature rise.
また、本実施例における加熱体21への通電のタイミン
グは、画像形成手段において発生する信号を基にして制
御されている。本実施例の定着処理速度(画像形成時も
同一)を50mm/sとして、前実施例に較べて高速化
しているので、発熱体28の幅(加熱幅)を300 J
Lmと大きくし、かつ発熱体への通電の時間を変えて5
ms毎に1.25m5の割合で、A4サイズ紙1枚当た
り約2400’#−3の発熱を行なった。ここて発熱体
の最大温度は約300°Cを超える程度てあり、また発
熱体28の電力密度が前実施例よりも大きくなっている
こと、さらには上述の熱量か短時間に与えられること等
から、発熱体21自身の昇温(蓄熱)か前実施例の場合
に比して大きくなるので、本実施例では加熱体21の支
持材に設けた前述の温度検出素子43の検出値に応じて
、通電パルスの幅を調整している。すなわち、加熱体2
1の基材温度が高い場合には、通電パルスの幅を小さく
して、発熱体自身の異常昇温を防止している。さらには
、前述の安全装置44か所定の温度以りになった場合に
は、発熱体28への通電を遮断している。Furthermore, the timing of energizing the heating body 21 in this embodiment is controlled based on a signal generated in the image forming means. The fixing processing speed in this example (same during image formation) is 50 mm/s, which is faster than in the previous example, so the width of the heating element 28 (heating width) is 300 J.
5 by increasing Lm and changing the time of energization to the heating element.
Approximately 2400'#-3 of heat was generated per sheet of A4 size paper at a rate of 1.25 m5 per ms. Here, the maximum temperature of the heating element is approximately over 300°C, the power density of the heating element 28 is higher than that of the previous embodiment, and the above-mentioned amount of heat can be given in a short time. Therefore, the temperature rise (heat storage) of the heating element 21 itself is greater than that in the previous embodiment, so in this embodiment, the temperature increase (heat storage) of the heating element 21 itself is increased in accordance with the detected value of the temperature detection element 43 provided on the support material of the heating element 21. The width of the energizing pulse is adjusted accordingly. That is, heating body 2
When the temperature of the base material No. 1 is high, the width of the energizing pulse is made small to prevent abnormal temperature rise of the heating element itself. Furthermore, when the temperature of the safety device 44 mentioned above falls below a predetermined temperature, the power supply to the heating element 28 is cut off.
ここて、転写材及びトナー像Tの降温も前実施例に比し
て不利になっている。すなわち、定着処理速度を大きく
したことによって、発熱体の温度を高くし、かつ1枚当
たりの発熱量も大きくなり、さらには加熱後分離するま
ての時間も小さくなる等の不利を解消するために、フィ
ルムの離間まての間に冷却固化させる冷却手段か必要と
なる。例えば、無端定着フィルム40に当接させたアル
ミニウム製の放熱板45であり、発熱体21と分離ロー
ラ26との間に設けられている。冷却手段はこの他に送
風a等を用いても良い。本発明の加圧ローラは前述のご
とく冷却の効果をも担っているのて、本実施例のごとく
高速化した場合には加圧ローラ22の冷却の必要となる
。本実施例では加圧ローラ冷却ファン・19を設けて加
圧ローラに送風し、トナーの溶融点よりも低い温度に維
持している。また、分離部には分離爪46を配し、転写
材の巻き伺きを防止し、また無端定着フィルム40上に
付着した紙粉等の異物を除去するためにフェルトからな
るクリーニングパッド47を当接させている。また、フ
ェルトバッドに若干の離型剤、例えばシリコーンオイル
を含浸させて、無端定着フィルム40の離型性を向上さ
せても良い。さらに、本実施例では絶縁性のPFA樹脂
を用いているので、トナー画像を撹乱する静電気が定着
フィルムに発生し易いので、これに対処するために接地
した除電ブラシ48で除電している。ここで接地せずに
ブラシにバイアス電圧を印加してトナー画像を撹乱しな
い範囲で、無端定着フィルムを帯電させても良い。さら
にPFA樹脂に導電性の粉体繊維、例えばカーボンブラ
ック等を添加して、上述の静電気による画像部れを防止
するのも一策である。また、加圧ローラの除帯電及び導
電化に関しても同様の手段により行なうことかできる。Here, the temperature drop of the transfer material and toner image T is also disadvantageous compared to the previous embodiment. In other words, by increasing the fixing processing speed, the temperature of the heating element is increased, the amount of heat generated per sheet is also increased, and the time required for separation after heating is also shortened. In addition, a cooling means is required to cool and solidify the film before it is separated. For example, it is a heat dissipation plate 45 made of aluminum that is brought into contact with the endless fixing film 40 and is provided between the heating element 21 and the separation roller 26 . In addition to this, a blower a or the like may be used as the cooling means. Since the pressure roller of the present invention also has a cooling effect as described above, when the speed is increased as in this embodiment, the pressure roller 22 needs to be cooled. In this embodiment, a pressure roller cooling fan 19 is provided to blow air to the pressure roller to maintain the temperature lower than the melting point of the toner. In addition, a separation claw 46 is arranged in the separation section to prevent the transfer material from being rolled up, and a cleaning pad 47 made of felt is applied to remove foreign matter such as paper dust attached to the endless fixing film 40. I'm letting you touch me. Furthermore, the felt pad may be impregnated with some release agent, for example, silicone oil, to improve the release properties of the endless fixing film 40. Furthermore, since an insulating PFA resin is used in this embodiment, static electricity that disturbs the toner image is likely to be generated in the fixing film. To deal with this, static electricity is removed using a grounded static electricity removal brush 48. Here, the endless fixing film may be charged without being grounded by applying a bias voltage to the brush to the extent that the toner image is not disturbed. Furthermore, one measure is to add conductive powder fibers, such as carbon black, to the PFA resin to prevent the above-mentioned image blur due to static electricity. Furthermore, the charge removal and conductivity of the pressure roller can be carried out by similar means.
また、帯電防止剤等の塗布や、添加を行なっても良い。Further, an antistatic agent or the like may be applied or added.
また、定着フィルムの表裏ともに除電してもよい。Further, static electricity may be removed from both the front and back sides of the fixing film.
ここで、加圧ローラ22と発熱体28との圧接部は加熱
体21と加圧ローラ22との圧接幅の内でも、搬送方向
の入口側に寄っており、加熱直後の無端定着フィルム4
0と転写材Pとの離間を防止している。Here, the pressure contact portion between the pressure roller 22 and the heating element 28 is closer to the entrance side in the conveying direction within the pressure contact width between the heating member 21 and the pressure roller 22, and the endless fixing film 4 immediately after heating
0 and the transfer material P are prevented from separating.
本実施例では、高速化により最大消費電力か約1600
Wと大きくなるので、発熱体を長平方向で四分割して順
次通電することによって、最大消費電力を400Wと低
減化してもよい。In this example, the maximum power consumption is approximately 1,600 yen due to high speed.
Since the power consumption is large (W), the maximum power consumption may be reduced to 400W by dividing the heating element into four parts in the longitudinal direction and sequentially energizing them.
以上示した本実施例では、冷却手段や分離手段を付加す
ることによって、オフセットのない安定した画像を比較
的高速て得ることか可能となり、さらに耐熱性の無端定
着フィルムを用いることによって、経済性の向上を図る
ことか可能となった。In this embodiment described above, by adding a cooling means and a separating means, it is possible to obtain a stable image without offset at a relatively high speed, and furthermore, by using a heat-resistant endless fixing film, it is possible to obtain an economical image. It has now become possible to improve the
また、本発明の以上の実施例として、電子写真方式を用
いた複写装置について二個説明したか、本発明はこれに
限定されるこのなく、レーザービームプリンタ等の加熱
により軟化溶融するトナーを用いた画像形成装置に適用
可能であり、特に待時間を必要とせずに加熱定着処理す
ることが可能であるので、ファクシミリの出力装置とし
ても好適に用いられる。In addition, as the above embodiments of the present invention, two copying apparatuses using an electrophotographic method have been described, but the present invention is not limited thereto; The present invention can be applied to image forming apparatuses such as those used in conventional image forming apparatuses, and heat-fixing processing can be performed without particularly requiring waiting time, so that it is also suitably used as an output device for facsimile.
[発明の効果]
以上のように、本発明は、トナーの融点よりも低い温度
に維持された加圧ローラを用いて、トナー画像を有する
転写材を定着フィルムを介して加熱体に密着させつつ搬
送することにより、効率的な熱伝達が可能となり、かつ
トナー画像の冷却を促進することかてきるので、定着不
良やオフセットを発生することなく、加熱体の熱容量を
小さくすることが可能となり、その結果、装置使用時の
待機時間や、消費電力、さらには機内昇温の小さな画像
形成装置を得るという効果を奏する。[Effects of the Invention] As described above, the present invention uses a pressure roller maintained at a temperature lower than the melting point of the toner to bring a transfer material having a toner image into close contact with a heating body via a fixing film. By conveying the toner image, efficient heat transfer becomes possible and the cooling of the toner image is promoted. Therefore, it is possible to reduce the heat capacity of the heating element without causing fixing failure or offset. As a result, it is possible to obtain an image forming apparatus that requires less standby time during use, less power consumption, and less internal temperature rise.
第1図は本発明の一実施例装置の画像形成装置の概要構
成を示す断面図、第2図は第1図の定着装置の拡大断面
図、第3図は第2図装置の定着フィルム交換時における
断面図、第4図は本発明の他の実施例装置の定着装置の
断面図である。
3・・・・・・・・・・・・画像形成手段(感光ドラム
)20・・・・・・・・・・・・加熱定着手段21・・
・・・・・・・・・・加熱体
22・・・・・・・・・・・・加圧ローラ23、40・
・・・・・定着フィルム
P・・・・・・・・・・・・転写材
T・・・・・・・・・・・・トナー像FIG. 1 is a cross-sectional view showing the general configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the fixing device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a fixing film replacement of the device shown in FIG. 2. FIG. 4 is a sectional view of a fixing device of another embodiment of the present invention. 3... Image forming means (photosensitive drum) 20... Heat fixing means 21...
...... Heating body 22 ...... Pressure rollers 23, 40.
...Fixing film P...Transfer material T...Toner image
Claims (1)
せしめて、未定着のトナー画像を形成する画像形成手段
と、 加熱体に対向圧接しつつ回転駆動されかつトナーの融点
よりも低い温度に維持されてる加圧ローラを用いて、上
転写材の搬送速度と同一速度で移動する定着フィルムを
介して上記転写材を加熱体に密着させることにより、転
写材上の未定着トナー画像を上記加熱体で溶融せしめた
後、トナー画像が冷却固化した上で定着フィルムと転写
材とを離反する加熱定着手段とを有する、 こととする画像形成装置。[Scope of Claims] An image forming means for forming an unfixed toner image by carrying toner made of a heat-melting resin or the like on a transfer material; By using a pressure roller maintained at a temperature lower than the melting point and bringing the transfer material into close contact with the heating body through a fixing film that moves at the same speed as the conveyance speed of the upper transfer material, the undefined state on the transfer material is An image forming apparatus comprising: a heat fixing means for separating a fixing film and a transfer material after the toner image is cooled and solidified after being melted by the heating body.
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63091267A JPH07117794B2 (en) | 1988-04-15 | 1988-04-15 | Fixing device |
| EP88305483A EP0295901B1 (en) | 1987-06-16 | 1988-06-16 | An image fixing apparatus |
| DE3854801T DE3854801T2 (en) | 1987-06-16 | 1988-06-16 | Image fixing device |
| US07/668,333 US5149941A (en) | 1987-06-16 | 1991-03-14 | Image fixing apparatus with movable sheet member and detectors |
| US07/989,538 US5300997A (en) | 1987-06-16 | 1992-12-11 | Image fixing apparatus |
| US08/135,130 US5343280A (en) | 1987-06-16 | 1993-10-12 | Image fixing apparatus |
| US08/691,431 US5767484A (en) | 1987-06-16 | 1996-08-02 | Image fixing heater and image fixing apparatus having same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63091267A JPH07117794B2 (en) | 1988-04-15 | 1988-04-15 | Fixing device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01263677A true JPH01263677A (en) | 1989-10-20 |
| JPH07117794B2 JPH07117794B2 (en) | 1995-12-18 |
Family
ID=14021659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63091267A Expired - Fee Related JPH07117794B2 (en) | 1987-06-16 | 1988-04-15 | Fixing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07117794B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03144475A (en) * | 1989-10-30 | 1991-06-19 | Canon Inc | Fixing device |
| US5278618A (en) * | 1991-03-14 | 1994-01-11 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Thermal fixing device including a non-adhesive resin coated metal belt and PTC thermistor heater |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS5129825A (en) * | 1974-08-28 | 1976-03-13 | Hitachi Electronics | |
| JPS61122665A (en) * | 1984-11-19 | 1986-06-10 | Canon Inc | How to improve image quality |
-
1988
- 1988-04-15 JP JP63091267A patent/JPH07117794B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07117794B2 (en) | 1995-12-18 |
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