JPH0572939A - Fixing device - Google Patents

Fixing device

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Publication number
JPH0572939A
JPH0572939A JP23491491A JP23491491A JPH0572939A JP H0572939 A JPH0572939 A JP H0572939A JP 23491491 A JP23491491 A JP 23491491A JP 23491491 A JP23491491 A JP 23491491A JP H0572939 A JPH0572939 A JP H0572939A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
roller
endless belt
heating
transfer material
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP23491491A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiko Tanaka
康彦 田中
Kiyoaki Kawamoto
清明 河本
Tetsuko Oomoto
大本  哲子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP23491491A priority Critical patent/JPH0572939A/en
Publication of JPH0572939A publication Critical patent/JPH0572939A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Color Electrophotography (AREA)

Abstract

PURPOSE:To attain stable glossy fixing where the thermal fixing of a toner image does not depend on the quality and the thickness of a transfer material and to obtain a high-quality color toner image where image staining caused by offset transfer does not occur. CONSTITUTION:In this fixing device provided with an endless belt 25 wound around a heating roller 11, a peeling roller 21 and a tension roller 22, and a pressure roller 31 pressing toward the heating roller 11 through the belt 25 or a fixing device where the endless belt 25B is laid between the pressure roller 31 and the peeling roller 21A so that both endless belts 25 and 25B contact with each other; air cooling devices 40 and 50 are provided on both sides of the endless belt 25 or the endless belts 25 and 25B where the transfer material is led from an entrance to an exit by a fixing device, temperature detecting sensors 19 and 39 are respectively provided on both heating and pressure rollers, sensors 25A and 25C are provided on the back side of the endless belt near the peeling roller 21, and the temperature of the back surface of the heating endless belt 25 or the pressuring endless belt 25B is decided by mainly controlling the calorific value of the heating roller 11. The glossy color image which is fully melted and soaked into the transfer material is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は電子写真における定着装
置の改良、更に詳しくはベルト式定着装置の改良に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a fixing device for electrophotography, and more particularly to an improvement in a belt type fixing device.

【0002】[0002]

【従来の技術】トナー画像の加熱定着、特にベルトを介
しての定着装置については特開昭49-36342号公報におい
て記されているものがあるがベルト掛け加熱ローラに対
して加圧ローラがベルトを介して設けられており、トナ
ー画像を担持した転写材が該加圧ローラとベルトの間に
はさまれて送りこまれて定着がなされるようにしてあ
る。しかし、充分なニップ領域N1が得られず、上部の加
熱ローラからベルトを介しての熱の供給が保証されずト
ナー画像に光沢がでる程にはトナーの溶融がなされない
状況であった。
2. Description of the Related Art A heat fixing device for fixing a toner image, particularly a fixing device using a belt, is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 49-36342. The transfer material carrying the toner image is sandwiched between the pressure roller and the belt to be fed and fixed. However, a sufficient nip area N 1 was not obtained, the supply of heat from the upper heating roller via the belt was not guaranteed, and the toner was not melted to such an extent that the toner image became glossy.

【0003】また、特開昭61-122665号公報にもベルト
を介して熱定着を行う定着装置が述べられているが、加
圧ローラに対するベルトによる独立の抱き角によるニッ
プ領域N2が充分な長さにならず、従って充分な溶融時間
が得られず転写材に対する加熱が不充分となっている。
そして、結局は記録紙(転写材)の材質とか厚みに定着
性が依存して不安定な熱定着になってしまうことにな
る。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-122665 also describes a fixing device for performing heat fixing via a belt, but a nip area N 2 is sufficient due to an independent holding angle of the belt with respect to the pressure roller. Since the length is not long, a sufficient melting time cannot be obtained and heating of the transfer material is insufficient.
In the end, the fixing property depends on the material and thickness of the recording paper (transfer material), resulting in unstable thermal fixing.

【0004】また、加熱ローラと圧着ローラの両方が表
面ハードなローラにしてあると無端ベルトは薄く殆んど
ハードであると見做されるし、その間をトナー画像が付
着した記録紙が搬送されて、接触圧を受ける部分は軸直
角断面では殆んど点状の狭い部分であり、接触され方が
浮き上り振動等で一様でないことが多く、記録紙(転写
材)の熱膨張状態がばらつくことになる。これにより記
録紙はしわが生じ易くなる。
If both the heating roller and the pressure roller are hard rollers, it is considered that the endless belt is thin and almost hard, and the recording paper on which the toner image is adhered is conveyed between them. In the cross section perpendicular to the axis, the part that receives the contact pressure is almost a point-shaped narrow part, and the contacting method is often uneven due to floating vibration, etc., and the thermal expansion state of the recording paper (transfer material) is It will vary. As a result, the recording paper is likely to be wrinkled.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、トナー画像
の熱定着性が記録紙(転写材)の材質や厚さに依存した
りすることなく安定したしわのない光沢定着ができ、そ
れでいてオフセット転写のおきることのない高画質カラ
ートナー画像の得られる定着装置を提供することを課題
目的にする。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, stable wrinkle-free gloss fixing can be performed without the thermal fixing property of the toner image being dependent on the material and thickness of the recording paper (transfer material), and the offset can be obtained. An object of the present invention is to provide a fixing device which can obtain a high-quality color toner image without transfer.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この目的は下記技術手段
a又はbによって達成される。
This object is achieved by the following technical means a or b.

【0007】(a)内部加熱ローラ、剥離ローラを内包
する加熱無端ベルトと該ベルトを介して該内部加熱ロー
ラに圧接する加圧ローラとを有し、トナー像を担持した
転写材を加熱加圧して定着する定着装置であって、前記
内部加熱ローラの外周部がソフトローラであり、転写材
として普通紙を用いるときは前記加圧ローラの発熱を止
めるか小さくして主として前記加熱ローラの発熱量をコ
ントロールし、転写材として特殊紙を用いるときは前記
両ローラの発熱量をコントロールして前記両ローラの表
面温度及び加熱無端ベルトの裏面温度を転写材に応じて
適正値にするように温度制御を行うことを特徴とする定
着装置。
(A) A heating endless belt including an internal heating roller and a peeling roller, and a pressure roller contacting the internal heating roller via the belt, and heats and pressurizes a transfer material carrying a toner image. When the plain paper is used as the transfer material, the heat generation of the pressure roller is stopped or reduced to mainly reduce the heat generation amount of the heating roller. When special paper is used as the transfer material, the heat generation amount of both rollers is controlled to control the surface temperature of both rollers and the back surface temperature of the endless heating belt to appropriate values according to the transfer material. A fixing device characterized by performing.

【0008】(b)内部加熱ローラ、剥離ローラを内包
する加熱無端ベルトと加圧ローラ及びそれに対応するロ
ーラ間に張られた加圧無端ベルトとがあって、該内部加
熱ローラと該加圧ローラとは前記加熱無端ベルトと前記
加圧無端ベルトを介して圧接している定着装置であっ
て、前記内部加熱ローラの外周部がソフトローラであ
り、転写材として普通紙を用いるときは前記加圧ローラ
のは発熱を止めるか小さくして主として前記加熱ローラ
の発熱量をコントロールし、転写材として特殊紙を用い
るときは前記両ローラの発熱量をコントロールして前記
ソフトローラと加圧ローラの表面温度と前記加熱無端ベ
ルト及び加圧無端ベルトの裏面温度を転写材に応じて適
正値にするように温度制御をすることを特徴とする定着
装置。
(B) There are an endless heating belt including an inner heating roller and a peeling roller, a pressure roller and a pressure endless belt stretched between the corresponding rollers, and the inner heating roller and the pressure roller are provided. Is a fixing device that is in pressure contact with the heating endless belt via the pressure endless belt, and the outer peripheral portion of the internal heating roller is a soft roller, and when the plain paper is used as the transfer material, the pressing force is applied. The heat generation of the rollers is stopped or reduced to mainly control the heat generation amount of the heating roller. When special paper is used as the transfer material, the heat generation amounts of the both rollers are controlled to control the surface temperature of the soft roller and the pressure roller. And a fixing device which controls the temperature of the back surfaces of the heating endless belt and the pressure endless belt to be appropriate values according to the transfer material.

【0009】[0009]

【実施例】本発明の1実施例を図1のニップ領域を示す
側面図、図2のその一部拡大図、図3の側断面図、図4
の冷却部の分解斜視図、図5の加熱ローラの断面図、図
6のベルトの層構成断面図、図7のトナーの粘度・温度
特性曲線、図8の加熱,加圧両ローラ圧着部の断面図及
び図9の温度制御の回路図、を用いて説明する。
1 is a side view showing the nip region of FIG. 1, a partially enlarged view of FIG. 2, a side sectional view of FIG. 3, and FIG.
5 is an exploded perspective view of the cooling unit of FIG. 5, a sectional view of the heating roller of FIG. 5, a sectional view of the layer structure of the belt of FIG. 6, a toner viscosity / temperature characteristic curve of FIG. This will be described with reference to the cross-sectional view and the temperature control circuit diagram of FIG.

【0010】芯部に300〜600W程度の熱源ヒータ14を有
する加熱ローラ11、剥離ローラ21及びテンションローラ
22を内包するように無端ベルト25が巻回されている。該
テンションローラ22は該ベルト25の斜行制御にも使える
ようにしてある。また、前記剥離ローラ21及びテンショ
ンローラ22の外径は5〜20mmであり、本実施例では10mm
にしてある。そして加圧ローラ31が該ベルト25を介して
加熱ローラ11に対して加圧されている。また、加圧ロー
ラ31の下流剥離ローラ21までの間の該ベルト25の上部と
下部にそれぞれ空冷装置40,50が配置されている。
A heating roller 11 having a heat source heater 14 of about 300 to 600 W in its core, a peeling roller 21 and a tension roller.
An endless belt 25 is wound so as to enclose 22. The tension roller 22 can also be used to control the skew of the belt 25. The outer diameters of the peeling roller 21 and the tension roller 22 are 5 to 20 mm, and in this embodiment, 10 mm.
I am doing it. The pressure roller 31 is pressed against the heating roller 11 via the belt 25. Further, air cooling devices 40 and 50 are arranged above and below the belt 25 between the pressure roller 31 and the downstream separation roller 21, respectively.

【0011】加熱ローラ11の表面には図5に示すように
芯金13上に厚さ5mm程度の合成ゴム層12が被覆されて外
径が40mmに仕上げられたソフトローラが形成され、ハー
ドローラである加圧ローラ31によって加圧され、ソフト
ローラ表面がつぶされ易くなっており、図1、図2に示
すように角度θ1を挟むニップ領域N1を形成している。
また、加圧接触部ニップ領域の挙動は図8の断面図に示
すようになり、記録紙(転写材)の熱膨張のばらつきは
なくなり一定値を保てるようになり、該記録紙(転写
材)のしわの発生はなくなる。また、加圧ローラ31の芯
部にもヒータ34が設けられている。そして転写材として
特殊紙が用いられるとき、該ヒータ34は、加熱ローラ11
のヒータ14と同等の発熱量を出すように切換えるように
してあるが、普通紙が用いられるときは、ヒータ34はの
発熱は止めるかごく僅かにしてある。
As shown in FIG. 5, on the surface of the heating roller 11, a soft roller having an outer diameter of 40 mm is formed by coating a core metal 13 with a synthetic rubber layer 12 having a thickness of about 5 mm. The soft roller surface is easily crushed by the pressure roller 31, which forms a nip region N 1 sandwiching the angle θ 1 as shown in FIGS. 1 and 2.
Further, the behavior of the pressure contact portion nip region is as shown in the cross-sectional view of FIG. 8, and there is no variation in thermal expansion of the recording paper (transfer material) so that a constant value can be maintained. Wrinkles are eliminated. A heater 34 is also provided on the core of the pressure roller 31. When special paper is used as the transfer material, the heater 34 causes the heating roller 11
The heater 34 is switched so as to generate the same amount of heat as the heater 14. However, when plain paper is used, the heater 34 stops the heat generation or makes it very small.

【0012】更に、加熱ローラ11に対して、加圧ローラ
31の配置によって無端ベルト25による抱き角θ2が形成
され、無端ベルト25によってニップ領域N2が形成されて
いる。そして、ニップ領域N1の長さは3〜20mm、より好
ましくは3〜10mm、ニップ領域N2の長さは5〜50mm、よ
り好ましくは10〜35mmにしてある。
Further, as compared with the heating roller 11, a pressure roller
The arrangement angle 31 forms the holding angle θ 2 by the endless belt 25, and the endless belt 25 forms the nip region N 2 . The length of the nip region N 1 is 3 to 20 mm, more preferably 3 to 10 mm, and the length of the nip region N 2 is 5 to 50 mm, more preferably 10 to 35 mm.

【0013】そして、加熱ローラ11、加圧ローラ31の軸
心を結ぶ直線と前記両ローラから剥離ローラ21に向けて
走行する該加熱無端ベルトの直線部となす角度の余角α
が決めてある。その角度αは実験の結果15°より大きく
40°より小さいことが望ましく30°が最も適している。
Then, a complementary angle α of an angle formed by a straight line connecting the axes of the heating roller 11 and the pressure roller 31 and a straight line portion of the heating endless belt running from both rollers toward the peeling roller 21.
Has been decided. The angle α is larger than 15 ° as a result of the experiment
Less than 40 ° is desirable and 30 ° is most suitable.

【0014】また、トナー62を担持した記録紙(転写
材)61は入口ガイド18にそって加圧ローラ31とベルト25
の間にはさまれて途中下部空冷装置50のファン53を内蔵
した空冷ボックス52の上部に設けられた開口孔(ルーバ
ー)57付きのガイドプレート51と無端ベルト25との間を
該ベルト25に密着された状態で搬送され、剥離ローラ21
のところで、該ベルト25から剥離されて上下のガイド23
A,23Bの間を進み排出ローラ対24によって回収され
る。そして該下部空冷装置50の上方の無端ベルト25を越
える所には、ファン43からダクト41に送風する上部空冷
装置40が設けられている。このように途中記録紙(転写
材)61及びトナー62は無端ベルト25の外側及び内側から
冷却されて該ベルト25から剥離回収し易くなっている。
The recording paper (transfer material) 61 carrying the toner 62 is moved along the inlet guide 18 by the pressure roller 31 and the belt 25.
The belt 25 is interposed between the guide plate 51 with the opening hole (louver) 57 provided in the upper part of the air cooling box 52 having the fan 53 of the lower air cooling device 50 and the endless belt 25. Peeling roller 21
At this point, the upper and lower guides 23 are separated from the belt 25.
It advances between A and 23B and is collected by the discharge roller pair 24. An upper air cooling device 40 that blows air from the fan 43 to the duct 41 is provided above the lower air cooling device 50 and beyond the endless belt 25. As described above, the intermediate recording paper (transfer material) 61 and the toner 62 are cooled from the outside and the inside of the endless belt 25, and are easily separated and collected from the belt 25.

【0015】更に、加熱ローラ11の上方には外径が20mm
のクリーニングローラ16と微量オイルローラ17が配設さ
れ、加圧ローラ31の下部には同様にクリーニングローラ
36が設けられている。
Further, the outer diameter is 20 mm above the heating roller 11.
A cleaning roller 16 and a small amount of oil roller 17 are provided.
36 are provided.

【0016】また、剥離ローラの近くの戻りベルト部及
び排出ローラ対24から排出される直後のところに除電ブ
ラシ26,27が設けられている。
Further, static elimination brushes 26, 27 are provided immediately after the return belt portion near the peeling roller and the discharge roller pair 24 are discharged.

【0017】下部空冷装置50の加圧ローラ31に近い部分
には空冷ボックス52と開口孔(ルーバー)57を有するガ
イドプレート51との間に形成される隙間56及び上部空冷
装置40のダクト41と加熱ローラ11に近い方の無端ベルト
25との隙間46が小さくとられているため冷却用空気が加
熱ローラ11や加圧ローラ31の方向に噴出して、それ等の
ローラ表面を冷やして加熱効率を落としてしまうことの
ないようにしてある。
In a portion of the lower air cooling device 50 near the pressure roller 31, a gap 56 formed between the air cooling box 52 and a guide plate 51 having an opening (louver) 57 and a duct 41 of the upper air cooling device 40. Endless belt closer to heating roller 11
Since the gap 46 with respect to 25 is made small, it is possible to prevent the cooling air from being jetted toward the heating roller 11 and the pressure roller 31 to cool the surface of those rollers and reduce the heating efficiency. There is.

【0018】また、剥離ローラ21の近傍で無端ベルトの
上流側内側(裏面)に温度センサー25Aが設けられ、加
熱ローラ11の表面及び加圧ローラ31の表面近傍には温度
検知センサー19,39がそれぞれ設けられている。
A temperature sensor 25A is provided near the peeling roller 21 on the upstream side (back surface) of the endless belt, and temperature detecting sensors 19 and 39 are provided near the surface of the heating roller 11 and the surface of the pressure roller 31. Each is provided.

【0019】そして、無端ベルト25は図6に示すように
ポリイミドの基体28上にシリコンゴムからなる離型層29
を塗布したもので構成され、ポリイミド層の厚さは25〜
75μm、全体厚さは25〜150μmに、ベルト巾は310mmにし
てある。
As shown in FIG. 6, the endless belt 25 has a release layer 29 made of silicone rubber on a polyimide substrate 28.
The thickness of the polyimide layer is 25 ~
The thickness is 75 μm, the total thickness is 25 to 150 μm, and the belt width is 310 mm.

【0020】次に、このように構成された定着装置1の
作用について述べる。
Next, the operation of the fixing device 1 thus constructed will be described.

【0021】先ず、図7に示す線状ポリエステル製トナ
ーと一般のポリエステル製トナーの粘度・温度特性曲線
について説明する。
First, the viscosity / temperature characteristic curves of the linear polyester toner and the general polyester toner shown in FIG. 7 will be described.

【0022】このグラフは、縦軸に粘度がポアズの単位
の常用対数値で目盛られ、横軸に温度が目盛られてい
る。そして線状ポリエステル製トナーは実線で示され一
般のポリエステル製トナーは鎖線で示されている。両ト
ナーとも100℃近辺で100,000ポアズ程度の高粘度即ちガ
ラス転位状態になっており、100℃を越すと両トナーと
も溶融状態になる。そして最適の溶融状態は粘度が5000
ポアズぐらいのところである。そして、その粘性状態
は、今まで一般的なポリエステル製のトナーでの加熱温
度は150℃に達するにもかかわらず、線状ポリエステル
製のトナーははるかに低い温度の120℃で済んでいる。
In this graph, the vertical axis is the scale of viscosity in common logarithmic values in Poise units, and the horizontal axis is the scale of temperature. The linear polyester toner is shown by a solid line, and the general polyester toner is shown by a chain line. Both toners have a high viscosity of about 100,000 poise around 100 ° C, that is, a glass transition state, and both toners are in a molten state when the temperature exceeds 100 ° C. The optimum molten state has a viscosity of 5000
It's about Poise. As for the viscous state, the heating temperature of a general polyester toner reaches 150 ° C., but that of a linear polyester toner is 120 ° C., which is a much lower temperature.

【0023】更に、2つの定着ローラによるローラ対だ
けのニップによって熱定着を行っていた従来の定着装置
にくらべて、本発明においては、無端ベルト25を介在さ
せており、それによって剥離までの降温時間が確保でき
るので、溶融温度を今までよりも高い方に拡げて、加熱
領域をはるかに広くとることができる。この加熱領域に
おいては、線状ポリエステル樹脂のような、低温度で溶
融状態の得られるトナーによって未定着画像は十分溶融
する。この溶融状態にあるトナー62と記録紙(転写材)
61の粘着力及び転写材の裏面から当てられる冷却ファン
53からのエヤフローにより、記録紙(転写材)61とトナ
ー62は無端ベルト25に付着したままで搬送されベルト自
体の温度低下とエヤフローによる冷却効果により温度を
低下させてゆく。
Further, in the present invention, an endless belt 25 is interposed in the present invention, as compared with a conventional fixing device in which heat fixing is performed by a nip of only two roller pairs of two fixing rollers. Since time can be secured, the melting temperature can be expanded to a higher temperature than ever, and the heating region can be made much wider. In this heating region, the unfixed image is sufficiently melted by a toner such as a linear polyester resin which is melted at a low temperature. Toner 62 in this molten state and recording paper (transfer material)
Cooling fan that is applied from the adhesive force of 61 and the back side of the transfer material
Due to the airflow from 53, the recording paper (transfer material) 61 and the toner 62 are conveyed while adhering to the endless belt 25, and the temperature is lowered by the temperature drop of the belt itself and the cooling effect by the airflow.

【0024】この領域において十分冷却され粘度が大き
くなりガラス転位状態になったトナー62と記録紙(転写
材)61は、剥離ローラ21に支持された前記無端ベルト25
の端部で該ベルト25から剥離される。このときトナー62
は殆んど凝固したガラス転位状態にあるので、該ベルト
25の表面性をそのまま保持して鏡面に近い光沢のある表
面が得られる。このようにトナー62は十分溶融した状態
になってから凝固するので複数のカラートナーの溶融混
合による色再現性が確保されると共に、OHPなどに定着
した場合の透過性も安定して確保できる。ここで前述の
ように無端ベルト25を構成する表面材料は離型剤である
シリコンゴム等の材料であるので離型性とともに離型層
自体が弾性を有するため、トナーへの均一な加熱と加圧
が実現できるとともにトナー62と無端ベルト25の基体と
の間の極僅かであってもダンパー的効果もあって、線状
ポリエステルトナーのような比較的低温度において溶融
し易いトナーを用いてもオフセットの状態が全く起らな
いか、起っても極僅かであってクリーニングできる範囲
のレベルにとどめることができる。
In this area, the toner 62 and the recording paper (transfer material) 61, which have been sufficiently cooled to have a high viscosity and become glass transition, are transferred to the endless belt 25 supported by the peeling roller 21.
Is peeled off from the belt 25 at the end of the. At this time, toner 62
Is almost in the solidified glass transition state,
By maintaining the surface property of 25 as it is, a glossy surface close to a mirror surface can be obtained. In this way, the toner 62 is solidified after it is sufficiently melted, so that color reproducibility by melting and mixing a plurality of color toners can be ensured, and the transparency when fixed on OHP or the like can also be stably ensured. Here, as described above, since the surface material forming the endless belt 25 is a material such as silicone rubber which is a release agent, since the release layer itself has elasticity as well as releasability, the toner is uniformly heated and applied. Even if a toner that can realize pressure and has a very small damper effect between the toner 62 and the base material of the endless belt 25 is used, it is easy to melt at a relatively low temperature such as a linear polyester toner. The offset state does not occur at all, or even if the offset state occurs, it can be kept at a level within a range where cleaning is possible.

【0025】また、無端ベルト25が架けられた側の加熱
ローラ11のベルト搬送路に該当しない外周面に沿って設
けた温度検知手段としてのセンサー19の接触により温度
制御を行うのであるが、見落すことのできない利点とし
て無端ベルト25の表面はセンサー19によって全く傷つけ
られることがない。逆にまた、無端ベルト25の表面での
み該ベルト25とトナー62との接触がありトナーが裏面に
まわりこむことがないので、トナー62がセンサー19に付
着して検知不良になることもない。
Further, temperature control is performed by contact of a sensor 19 as a temperature detecting means provided along the outer peripheral surface of the heating roller 11 on the side where the endless belt 25 is hung, which does not correspond to the belt conveying path. As a non-dropping advantage, the surface of the endless belt 25 is not scratched by the sensor 19. On the contrary, since the belt 25 is in contact with the toner 62 only on the front surface of the endless belt 25 and the toner does not wrap around to the back surface, the toner 62 does not adhere to the sensor 19 to cause a detection failure.

【0026】また、無端ベルト25を用いた定着装置の場
合には、上部空冷装置40,下部空冷装置50の状態によっ
て定着部分の温度に影響が出やすいが、圧着する加圧ロ
ーラ31につけた温度検知手段としてのセンサー39の読み
取り値を前記センサー19の読み取り値と合わせてヒータ
の加熱を制御することにより、定着部分の温度を安定範
囲に保持することが可能になる。
Further, in the case of the fixing device using the endless belt 25, the temperature of the fixing portion is easily influenced by the states of the upper air cooling device 40 and the lower air cooling device 50, but the temperature applied to the pressure roller 31 to be pressure-bonded. By controlling the heating of the heater by matching the reading value of the sensor 39 as the detection means with the reading value of the sensor 19, it becomes possible to keep the temperature of the fixing portion within a stable range.

【0027】さて、ニップの長さN1が必要であるのは、
記録紙(転写材)61の熱膨張が均一に分布してしわを生
ずることがないようにするためであり、また均一な押圧
と溶融をさせるためであり、無端ベルト25の上側(内
側)から加熱すると、トナー62と無端ベルト25との界面
での溶融が保証される。ただし過度の加熱をするとトナ
ー62が広がってトナー像が乱れる。そして冷却も難しく
なる。
The nip length N 1 is required as follows.
This is to prevent the thermal expansion of the recording paper (transfer material) 61 from being uniformly distributed to prevent wrinkles, and to uniformly press and melt the recording paper (transfer material) 61 from the upper side (inside) of the endless belt 25. When heated, melting at the interface between the toner 62 and the endless belt 25 is guaranteed. However, if excessively heated, the toner 62 spreads and the toner image is disturbed. And cooling becomes difficult.

【0028】次にニップの長さN2が必要であるのは、転
写材61を充分加熱してトナー62を溶融させて転写材61に
充分しみこませて定着性を向上させる役目をしているか
らと思われる。
Next, the reason why the nip length N 2 is required is that the transfer material 61 is sufficiently heated to melt the toner 62 and soak into the transfer material 61 to improve the fixing property. It seems to be from.

【0029】そして、トナー側の加熱は比較的最小限の
短時間で行い、画質低下を抑止し、従ってニップ部の大
きな加圧は必要でなく、トナー62が溶ければよいのであ
り、無端ベルト25の基体側はゆっくり加熱して充分なト
ナー接着を得ることが重要である。
The heating of the toner side is carried out in a relatively short time to suppress the deterioration of the image quality. Therefore, a large pressurization of the nip portion is not required, and the toner 62 may be melted. It is important to slowly heat the substrate side of 25 to obtain sufficient toner adhesion.

【0030】また前記余角αの下限を15°としたのはN1
とN2がちょうど同じぐらいの長さになるところであり、
実験結果ではN2がN1より小さくなるのは好ましくはなか
った。また、上限を40°と抑えた理由は、それ以上の角
度にするとN1に対しN2が大きくなりすぎ、やはり、トナ
ー像が溶け過ぎ品質低下を引き起こす。
The lower limit of the complement angle α is set to 15 ° because N 1
And N 2 are about the same length,
Experimental results indicated that N 2 was less than N 1 . The reason for limiting the upper limit to 40 ° is that if the angle is set to a value larger than 40 °, N 2 becomes too large with respect to N 1 , and the toner image is also excessively melted and the quality deteriorates.

【0031】また、N2/N1が大きくなりすぎると転写材6
1の入り口側と出口側の角度が大きくなりすぎる。
If N 2 / N 1 becomes too large, the transfer material 6
The angle between the inlet and outlet of 1 is too large.

【0032】更に、記録紙(転写材)61の冷却領域を充
分とるためにはN2/N1はあまり大きくはとれない。あま
り大きくすることは装置の小型化の阻害にも通じるもの
である。そして、記録材の種類によっては、カールやし
わの発生がN2/N1が大きくなるにつれて著しくなる。
Further, N 2 / N 1 is not so large in order to secure a sufficient cooling area of the recording paper (transfer material) 61. Making it too large leads to hindering the miniaturization of the device. Then, depending on the type of recording material, the occurrence of curls and wrinkles becomes more remarkable as N 2 / N 1 increases.

【0033】更に、N2をあまり大きくしすぎると駆動ト
ルクが大きくなるので避けることが望ましい。
Further, if N 2 is made too large, the driving torque becomes large, so it is desirable to avoid it.

【0034】以上のように15°<α<40°とすることに
より、転写材へのトナー62の充分なしみこみと充分な光
沢をもった定着が安定して達成できるようになり、トナ
ーの充分な溶融と光沢が得られるにもかかわらず、無端
ベルト25へのトナーのオフセット転写はなくなり、その
オフセット転写に基づく後続の記録紙(転写材)61に表
面汚れをもたらすようなことも実用上皆無の状態にする
ことができた。そして高品位の画像定着が安定して達成
できるようになった。
By setting 15 ° <α <40 ° as described above, it becomes possible to stably achieve sufficient penetration of the toner 62 onto the transfer material and fixing with sufficient gloss, so that the toner is sufficiently supplied. Despite good melting and gloss, offset transfer of toner to the endless belt 25 is eliminated, and there is practically no possibility of causing surface stains on the subsequent recording paper (transfer material) 61 based on the offset transfer. It was possible to be in the state of. Then, high-quality image fixing can be stably achieved.

【0035】そして、内部加熱ローラ11の周上で無端ベ
ルト25のかからない位置に設けた温度検知センサー19と
剥離ローラ21の近傍で加熱無端ベルト25の上流側の裏側
で接触するように設けた温度検知センサー25Aと加圧ロ
ーラ31の周上で接触するように設けた温度検知センサー
39との検知情報によって、普通紙を用いるときは主とし
て加熱ローラ31の加熱ヒータ34を加熱して前記各センサ
ーが適正値になるようコントロールし、転写材として、
厚紙、封筒などの特殊紙を用いるときは両ローラのヒー
タ14,34の両ヒータを加熱して前記各センサーが適正値
になるようコントロールするようにしてある。
Then, a temperature detection sensor 19 provided on the circumference of the internal heating roller 11 at a position not covered by the endless belt 25 and a temperature provided in the vicinity of the peeling roller 21 so as to contact the upstream side of the heating endless belt 25 on the back side thereof. Temperature sensor provided so as to contact the sensor 25A on the circumference of the pressure roller 31
According to the detection information with 39, when plain paper is used, the heater 34 of the heating roller 31 is mainly heated to control each of the sensors to have an appropriate value, and as a transfer material,
When a special paper such as thick paper or envelope is used, both the heaters 14 and 34 of both rollers are heated to control the respective sensors so as to have proper values.

【0036】即ち、加圧ローラ31の芯部のヒータ34は記
録紙(転写材)61の種類(普通紙かOHP用の透明プラス
チックシート等)や紙厚によって、2又は3段階に切替
えてコントロールさせる。即ち、ヒータ電圧を選定して
普通紙では殆んどOVに近くし、厚紙など特殊紙に対して
はそれぞれ適正な設定電圧を設けて切替えるようにして
ある。そして主体のコントロールは加熱ローラ11の芯部
のヒータ14の電圧が各転写材に適正な設定電圧になるよ
うにし、更に空冷装置40,50の送風コントロールがそれ
ぞれ各転写材の適正値になるようになされ全体の温度制
御を行ったものが第1の実施例である。
That is, the heater 34 at the core of the pressure roller 31 is controlled in two or three stages depending on the type of recording paper (transfer material) 61 (plain paper or transparent plastic sheet for OHP) and paper thickness. Let That is, the heater voltage is selected so that it is almost OV for plain paper, and for special paper such as thick paper, an appropriate set voltage is provided for switching. The main control is that the voltage of the heater 14 at the core of the heating roller 11 is set to an appropriate set voltage for each transfer material, and the air-blowing control of the air cooling devices 40 and 50 is set to an appropriate value for each transfer material. In the first embodiment, the temperature control of the whole is performed.

【0037】また、本発明においては内部加熱ローラ11
の最外層には図8の断面図に示すようにゴム質のソフト
層12が被覆されている。これにより表面がハードな加圧
ローラ31が無端ベルト及び記録紙(転写材)61を介して
押圧しており、ソフト層がへこまされてニップ部が形成
され、熱伝達が充分になされた熱容量の充分大きな状態
で加熱ローラ11及び加圧ローラ31よりなる定着ローラに
無端ベルト25と共に重なって該ニップ部を通過するの
で、ニップから出た後で急激な温度変化を受けることが
ない。したがって、記録紙(転写材)61は、定着装置を
通過することによってしわを受けることなく安定した定
着が完了する。
Further, in the present invention, the internal heating roller 11
The outermost layer is covered with a rubbery soft layer 12 as shown in the sectional view of FIG. As a result, the pressure roller 31 having a hard surface is pressed through the endless belt and the recording paper (transfer material) 61, the soft layer is dented to form the nip portion, and the heat transfer capacity is sufficient. In the sufficiently large state, the endless belt 25 overlaps the fixing roller composed of the heating roller 11 and the pressure roller 31 and passes through the nip portion, so that there is no sudden temperature change after exiting the nip. Therefore, the recording sheet (transfer material) 61 is stably fixed without passing through the fixing device without being wrinkled.

【0038】加熱ローラ11の外周層をソフト化してニッ
プ量を増やす上記手段に加えて、該ローラ11と加圧ロー
ラ31の中心線が加圧ローラ31から剥離ローラ21に対して
走る無端ベルト25の直線部となす角度の余角αをつけた
状態にすればニップ量は更に増え、従って熱容量ももっ
と増加し、転写紙の熱膨張変化が緩和されてしわに対し
て更に安定化し、熱効率も高くなる傾向がでてくる。
In addition to the above means for softening the outer peripheral layer of the heating roller 11 to increase the nip amount, the endless belt 25 in which the center lines of the roller 11 and the pressure roller 31 run from the pressure roller 31 to the peeling roller 21 If a complementary angle α to the straight line part is added, the nip amount will increase further, so the heat capacity will increase further, the thermal expansion change of the transfer paper will be moderated, and it will be more stable against wrinkles, and the thermal efficiency will also increase. It tends to be higher.

【0039】以上は、加熱無端ベルト25が内部加熱ロー
ラ11と剥離ローラ21等の間にかけられたものについて述
べたが、別の実施例として無端ベルト25は、第1の実施
例と同じように掛けられているとともに、図10に示すよ
うに加圧ローラ31とその剥離ローラ21Aの方にも加圧無
端ベルト25Bがかけられている。このようにすると記録
紙(転写材)61の搬送は更に安定する。
Although the heating endless belt 25 is wound between the internal heating roller 11 and the peeling roller 21 and the like, as another embodiment, the endless belt 25 is the same as in the first embodiment. In addition to being hung, the pressure endless belt 25B is also hung on the pressure roller 31 and its peeling roller 21A as shown in FIG. By doing so, the conveyance of the recording paper (transfer material) 61 is further stabilized.

【0040】以上の温度制御を回路図で示すと図9のよ
うになる。
A circuit diagram of the above temperature control is shown in FIG.

【0041】加熱無端ベルト25の剥離部近傍の裏面に接
触して設けられた温度検知センサー25A及び加熱ローラ
11、加圧ローラ31に接触して設けられた温度検知センサ
ー19,39の読取によって加熱ローラ11の芯部にあるヒー
タ14の電圧及び加圧ローラ31の芯部にあるヒータ34の電
圧をコントロールして前記温度検知センサー19,25A,39
の温度がそれぞれ所定領域に保たれるようにコントロー
ルしてある。但し、ヒータ34のコントロールは記録紙
(転写材)61の種類、厚さによってSWでそれぞれの転写
材に対する適正値であるOV又はいくつかの低い電圧に切
替えるようにしてある。また必要に応じて空冷装置40,5
0のファンのON,OFF制御が取入れられ、無端ベルト駆動
MのON,OFFも取入れてある。
A temperature detecting sensor 25A and a heating roller provided in contact with the back surface of the heating endless belt 25 near the peeling portion.
11. The voltage of the heater 14 at the core of the heating roller 11 and the voltage of the heater 34 at the core of the pressure roller 31 are controlled by reading the temperature detection sensors 19 and 39 provided in contact with the pressure roller 31. Then, the temperature detection sensor 19, 25A, 39
The temperature is controlled so that each temperature is maintained in a predetermined region. However, the control of the heater 34 is such that depending on the type and thickness of the recording paper (transfer material) 61, the SW is switched to OV which is an appropriate value for each transfer material or some low voltage. Also, if necessary, air-cooling device 40,5
0 fan ON / OFF control is incorporated, and endless belt drive M ON / OFF is also incorporated.

【0042】また、準備中やプリント中やプリントとプ
リントの間等に応じてON,OFF制御されるようにしてあ
る。
Further, ON / OFF control is performed according to the preparation, the printing, the printing and the like.

【0043】又、図10に示す別の実施例ではセンサー39
の位置が39Aの位置に移り、加圧無端ベルト25Bの裏面
に温度検知センサー25Cが設けられて第1の実施例と殆
んど同様の温度制御が行われる。その場合、図9の括弧
内に示すように該温度センサー25Cも所定領域になるよ
うに制御される。また、剥離ローラ21,21Aの位置を水
平方向にずらして加圧無端ベルト25Bを長くとることに
より剥離性が良好になっている。
Further, in another embodiment shown in FIG. 10, the sensor 39
Is moved to the position of 39A, the temperature detecting sensor 25C is provided on the back surface of the pressureless endless belt 25B, and temperature control is carried out almost in the same manner as in the first embodiment. In that case, the temperature sensor 25C is also controlled to be in a predetermined region as shown in the parentheses in FIG. Further, the peeling properties are improved by shifting the positions of the peeling rollers 21 and 21A in the horizontal direction and lengthening the pressureless endless belt 25B.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明の定着装置によりオフセット汚れ
転写がなく、光沢をもったにじみのない高画質の画像転
写、特にカラー画像転写が記録紙(転写材)の材質や厚
さに依存することなく安定して達成でき、しかも定着装
置をコンパクトで低コストなものにすることが実現でき
た。
According to the fixing device of the present invention, high-quality image transfer without offset stain transfer and gloss and bleeding, especially color image transfer, depends on the material and thickness of the recording paper (transfer material). In other words, it was possible to achieve stable and stable fixing, and to make the fixing device compact and low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明におけるニップ領域を示す側面図。FIG. 1 is a side view showing a nip area in the present invention.

【図2】図1の一部拡大図。FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG.

【図3】本発明の1実施例の側断面図。FIG. 3 is a side sectional view of an embodiment of the present invention.

【図4】本実施例の冷却部の分解斜視図。FIG. 4 is an exploded perspective view of a cooling unit according to this embodiment.

【図5】加熱ローラの断面図。FIG. 5 is a sectional view of a heating roller.

【図6】無端ベルトの層構成断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view of the layer structure of an endless belt.

【図7】トナーの粘度・温度特性曲線。FIG. 7 is a toner viscosity / temperature characteristic curve.

【図8】加熱,加圧両ローラ圧着部の断面図。FIG. 8 is a cross-sectional view of a heating and pressing roller pressing portion.

【図9】温度制御の回路図。FIG. 9 is a circuit diagram of temperature control.

【図10】別の実施例の断面図。FIG. 10 is a sectional view of another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 定着装置 11 加熱ローラ 14,34 ヒータ 16,36 クリーニングローラ 17 微量オイルローラ 18 入口ガイド 19,39 温度検知センサー 21,21A 剥離ローラ 22 テンションローラ 23A,23B 上下ガイド 24 排出ローラ対 25 無端ベルト(加熱無端ベルト) 26,27 除電ブラシ 31 加圧ローラ 40,50 空冷装置 41 ダクト 43 ファン 46,56 隙間 51 ガイドプレート 52 空冷ボックス 53 ファン 57 開口孔(ルーバー) 61 記録紙(転写材) 62 トナー 1 Fixing device 11 Heating roller 14,34 Heater 16,36 Cleaning roller 17 Small amount oil roller 18 Entrance guide 19,39 Temperature detection sensor 21,21A Peeling roller 22 Tension roller 23A, 23B Vertical guide 24 Discharge roller pair 25 Endless belt (heating) Endless belt) 26,27 Static elimination brush 31 Pressure roller 40,50 Air cooling device 41 Duct 43 Fan 46,56 Gap 51 Guide plate 52 Air cooling box 53 Fan 57 Opening hole (louver) 61 Recording paper (transfer material) 62 Toner

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内部加熱ローラ、剥離ローラを内包する
加熱無端ベルトと該ベルトを介して該内部加熱ローラに
圧接する加圧ローラとを有し、トナー像を担持した転写
材を加熱加圧して定着する定着装置であって、前記内部
加熱ローラの外周部がソフトローラであり、転写材とし
て普通紙を用いるときは前記加圧ローラの発熱を止める
か小さくして主として前記加熱ローラの発熱量をコント
ロールし、転写材として特殊紙を用いるときは前記両ロ
ーラの発熱量をコントロールして前記両ローラの表面温
度及び加熱無端ベルトの裏面温度を転写材に応じて適正
値にするように温度制御を行うことを特徴とする定着装
置。
1. A transfer material carrying a toner image is heated and pressed by an endless heating belt containing an internal heating roller and a peeling roller and a pressure roller pressed against the internal heating roller via the belt. In the fixing device for fixing, the outer peripheral portion of the internal heating roller is a soft roller, and when plain paper is used as the transfer material, the heat generation of the pressure roller is stopped or reduced to mainly reduce the heat generation amount of the heat roller. When special paper is used as the transfer material, the heat generation amount of both rollers is controlled to control the surface temperature of both rollers and the back surface temperature of the endless heating belt to appropriate values according to the transfer material. A fixing device characterized by performing.
【請求項2】 内部加熱ローラ、剥離ローラを内包する
加熱無端ベルトと加圧ローラ及びそれに対応するローラ
間に張られた加圧無端ベルトとがあって、該内部加熱ロ
ーラと該加圧ローラとは前記加熱無端ベルトと前記加圧
無端ベルトを介して圧接している定着装置であって、前
記内部加熱ローラの外周部がソフトローラであり、転写
材として普通紙を用いるときは前記加圧ローラの発熱を
止めるか小さくして主として前記加熱ローラの発熱量を
コントロールし、転写材として特殊紙を用いるときは前
記両ローラの発熱量をコントロールして前記ソフトロー
ラと加圧ローラの表面温度と前記加熱無端ベルト及び加
圧無端ベルトの裏面温度を転写材に応じて適正値にする
ように温度制御をすることを特徴とする定着装置。
2. A heating endless belt including an internal heating roller and a peeling roller, a pressure roller and a pressure endless belt stretched between the corresponding rollers, the internal heating roller and the pressure roller. Is a fixing device that is in pressure contact with the heating endless belt via the pressure endless belt, and the outer peripheral portion of the internal heating roller is a soft roller, and when plain paper is used as the transfer material, the pressure roller The heat generation amount of the heating roller is mainly controlled by stopping or reducing the heat generation of the heating roller. When special paper is used as the transfer material, the heat generation amount of both rollers is controlled so that the surface temperature of the soft roller and the pressure roller and the A fixing device, wherein temperature control is performed so that the backside temperatures of the heating endless belt and the pressure endless belt are set to appropriate values according to the transfer material.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6795681B2 (en) * 2001-10-26 2004-09-21 Konica Corporation Fixing device controlling method, fixing device, and image forming apparatus for forming fixed images of desired glossiness

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