JP2006023607A - Fixing method, fixing device, and image forming apparatus - Google Patents

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Kunihiko Tomita
邦彦 富田
Naotaka Iwata
尚貴 岩田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To propose a fixing device capable of fixing toner most efficiently in terms of energy saving, and an image forming apparatus using the fixing device. <P>SOLUTION: The fixing device 11 is equipped with a fixing belt 12 laid round a heat roller H1 and the like, and a pressure belt 13 laid round rollers R4 to R5 and a pressure roller P1. A pressure fixing plate 14 for pressing the pressure belt 13 against the fixing belt 12 is provided inside the pressure belt 13. In a state where a recording medium P is held between a pair of belts 12 and 13, the recording medium P is heated for the time ≥3 msec and ≤150 msec in a nip between the heat roller H1 and the pressure roller P1 which are positioned at the leading end of a heating part, and the temperature of the recording medium P and the toner T thereon is raised to predetermined temperature. Thereafter, the recording medium P is held, kept, and conveyed in a tight-contact state between the belts 12 and 13 for the time ≥100 msec and ≤500 msec. Thus, the required phase change time of the toner T is maintained, and the toner T whose temperature is raised to the predetermined temperature causes phase change sufficiently enough to attain viscosity required for fixing. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複写機やファクシミリ、プリンタなどの静電記録式画像形成装置に使用される定着装置に関し、詳細には電磁誘導加熱方式を使用したトナー画像の定着装置に関する。   The present invention relates to a fixing device used in an electrostatic recording image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, or a printer, and more particularly to a toner image fixing device using an electromagnetic induction heating method.

複写機などの画像形成装置に対し、近年、省エネルギー化、高速化についての市場要求が強くなってきている。これらの要求性能を達成するためには、画像形成装置に用いられる定着装置の熱効率の改善が重要である。   In recent years, market demands for energy saving and high speed are increasing for image forming apparatuses such as copying machines. In order to achieve these required performances, it is important to improve the thermal efficiency of the fixing device used in the image forming apparatus.

複写機などの画像形成装置では、電子写真記録、静電記録、磁気記録等の画像形成プロセスにより、画像転写方式もしくは直接方式により、未定着トナー画像をシート、印刷紙、感光紙、静電記録紙などの記録媒体に形成する。未定着トナー画像を定着させるための定着装置としては、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方式等の接触加熱方式の定着装置が広く採用されている。   In an image forming apparatus such as a copying machine, an unfixed toner image is transferred to a sheet, printing paper, photosensitive paper, electrostatic recording by an image transfer method or a direct method by an image forming process such as electrophotographic recording, electrostatic recording, and magnetic recording. It is formed on a recording medium such as paper. As a fixing device for fixing an unfixed toner image, a contact heating method fixing device such as a heat roller method, a film heating method, and an electromagnetic induction heating method is widely used.

熱ローラ方式の定着装置は、内部にハロゲンランプ等の熱源を有して所定の温度に温調される定着ローラと、これに圧接させる加圧ローラとの回転ローラ対を基本構成としている。これらの回転ローラ対の接触部、いわゆる定着ニップ部に記録材を導入して搬送させ、定着ローラ及び加圧ローラからの熱及び圧力により、未定着トナー画像を溶融させて記録材に定着させる。   The heat roller type fixing device basically has a rotating roller pair of a fixing roller having a heat source such as a halogen lamp inside and adjusted to a predetermined temperature and a pressure roller pressed against the fixing roller. A recording material is introduced into a contact portion of the pair of rotating rollers, that is, a so-called fixing nip portion, and conveyed, and an unfixed toner image is melted and fixed on the recording material by heat and pressure from the fixing roller and the pressure roller.

またフィルム加熱方式の定着装置は、例えば特許文献1、2等に提案されているように、支持部材に固定支持された加熱体に耐熱性を有する薄肉の定着フィルムを介して記録材を密着させ、定着フィルムを加熱体に対して摺動移動させながら加熱体の熱をフィルム材を介して記録材に供給するものである。この定着装置は、加熱体として、例えば、耐熱性、絶縁性、良熱伝導性等の特性を有するアルミナや窒化アルミニウム等のセラミック基板上に抵抗層を備えたセラミックヒータを使用する。また、定着フィルムとして薄膜で低熱容量のものを用いることができるために、熱ローラ方式の定着装置よりも伝熱効率が高く、ウォームアップ時間の短縮が図れ、クイックスタート化や省エネルギー化が可能になる。   In addition, a film heating type fixing device, for example, as proposed in Patent Documents 1 and 2 and the like, causes a recording material to adhere to a heating body fixedly supported by a support member via a thin fixing film having heat resistance. The heat of the heating body is supplied to the recording material through the film material while sliding the fixing film relative to the heating body. In this fixing device, for example, a ceramic heater provided with a resistance layer on a ceramic substrate such as alumina or aluminum nitride having characteristics such as heat resistance, insulation, and good thermal conductivity is used as a heating body. In addition, since a thin film with a low heat capacity can be used as the fixing film, the heat transfer efficiency is higher than that of a heat roller type fixing device, the warm-up time can be shortened, and quick start and energy saving can be realized. .

電磁誘導加熱方式の定着装置としては、特許文献3にあるように、交番磁界により磁性金属部材に発生した渦電流でジュール熱を生じさせ、金属部材を含む加熱体を電磁誘導発熱させるものが提案されている。   As an electromagnetic induction heating type fixing device, as disclosed in Patent Document 3, a device that generates Joule heat by an eddy current generated in a magnetic metal member by an alternating magnetic field and causes a heating body including the metal member to generate electromagnetic induction heat is proposed. Has been.

以下に電磁誘導加熱方式の定着装置の構成について説明する。   The configuration of the electromagnetic induction heating type fixing device will be described below.

図6は従来の電磁誘導加熱方式による定着装置を示す模式図である。図示のように、従来の定着装置は、励磁コイルユニット18と加熱部である磁性金属部材19とからなる加熱体20が装着されたフィルム内面ガイド21と、磁性金属部材19を内壁に当接した状態でフィルム内面ガイド21を包む耐熱性を備えた円筒状のフィルム17と、磁性金属部材19の位置でフィルム17に圧接し、このフィルム17との間に定着ニップ部Nを形成するとともに、フィルム17を回転させる加圧ローラ22を備えて構成されている。   FIG. 6 is a schematic view showing a conventional fixing device using an electromagnetic induction heating method. As shown in the figure, the conventional fixing device has a film inner surface guide 21 on which a heating body 20 including an exciting coil unit 18 and a magnetic metal member 19 as a heating unit is mounted, and the magnetic metal member 19 is in contact with the inner wall. In the state, the cylindrical film 17 having heat resistance that wraps the film inner surface guide 21 is pressed against the film 17 at the position of the magnetic metal member 19, and a fixing nip portion N is formed between the film 17 and the film 17. 17 is provided with a pressure roller 22 that rotates 17.

フィルム17には、膜厚が100μm以下、好ましくは50μm以下、20μm以上で、耐熱性を有するPTFE、PFA、FEPの等の単層フィルム、あるいはポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK、PES、PPS等のフィルムの外周表面にPTFE、PFA、FEP等をコーティングした複合層フィルムが使用される。   The film 17 has a film thickness of 100 μm or less, preferably 50 μm or less, 20 μm or more, and a heat resistant single layer film such as PTFE, PFA, FEP or the like, or a film such as polyimide, polyamideimide, PEEK, PES, PPS, etc. A composite layer film in which PTFE, PFA, FEP or the like is coated on the outer peripheral surface of the is used.

またフィルム内面ガイド21は、PEEK、PPS等の樹脂より形成された剛性、耐熱性を有する部材からなり、加熱体20はこのようなフィルム内面ガイド21の長手方向の略中央部に嵌め込まれている。   The film inner surface guide 21 is made of a member having rigidity and heat resistance formed of a resin such as PEEK or PPS, and the heating body 20 is fitted in a substantially central portion of the film inner surface guide 21 in the longitudinal direction. .

加圧ローラ22は、芯22aと、その周囲に設けられたシリコーンゴム等の離型性の良い耐熱ゴム層22bからなり、軸受や付勢手段(何れも図示せず)により所定の押圧力を持ってフィルム17を挟んで加熱体20の磁性金属部材19に圧接するように配設されている。   The pressure roller 22 includes a core 22a and a heat-resistant rubber layer 22b having good releasability such as silicone rubber provided around the core 22a, and a predetermined pressing force is applied by a bearing and an urging means (both not shown). With the film 17 in between, the magnetic metal member 19 of the heating body 20 is disposed so as to be in pressure contact.

加圧ローラ22は駆動手段(図示せず)により反時計回りに回転駆動され、その加圧ローラ22の回転駆動により、加圧ローラ22とフィルム17との間に摩擦力が発生してフィルム17に回転力が作用し、フィルム17は加熱体20の磁性金属部材19に密着しながら摺動回転する。そして、加熱体20が所定の温度に達した状態において、定着ニップ部Nのフィルム17と加圧ローラ22との間に、画像形成部(図示せず)で形成された未定着トナー画像Tを有する記録媒体Pを導入する。記録媒体Pは加圧ローラ22とフィルム17とに挟まれて定着ニップ部Nを搬送されることにより、磁性金属部材19の熱がフィルム17を介して記録媒体Pに付与され、未定着トナー像Tが記録媒体P上に溶融定着される。なお、定着ニップ部Nの出口においては、通過した記録媒体Pはフィルム17の表面から分離されて排紙トレイ(図示せず)に搬送される。   The pressure roller 22 is driven to rotate counterclockwise by a driving means (not shown), and by the rotation of the pressure roller 22, a frictional force is generated between the pressure roller 22 and the film 17 so that the film 17 A rotational force acts on the film 17, and the film 17 slides and rotates while being in close contact with the magnetic metal member 19 of the heating body 20. Then, in a state where the heating body 20 reaches a predetermined temperature, an unfixed toner image T formed by an image forming unit (not shown) is formed between the film 17 of the fixing nip N and the pressure roller 22. The recording medium P is introduced. The recording medium P is sandwiched between the pressure roller 22 and the film 17 and conveyed through the fixing nip portion N, whereby the heat of the magnetic metal member 19 is applied to the recording medium P via the film 17 and an unfixed toner image. T is melt-fixed on the recording medium P. At the exit of the fixing nip N, the recording medium P that has passed is separated from the surface of the film 17 and conveyed to a paper discharge tray (not shown).

このように、電磁誘導加熱方式の定着装置では、渦電流の発生を利用することで、誘導加熱手段としての磁性金属部材19をフィルム17を介して記録媒体Pのトナー像Tに近く配置することができ、フィルム加熱方式の定着装置よりもさらに加熱効率がアップする。   Thus, in the electromagnetic induction heating type fixing device, the magnetic metal member 19 as the induction heating means is disposed close to the toner image T of the recording medium P via the film 17 by utilizing the generation of eddy current. The heating efficiency is further improved as compared with a film heating type fixing device.

ただし、これらの技術は基本的に高効率のみを狙ったものであり、根本的な省エネルギー化を達成すべき技術ではない。結果的には従来と同様に記録媒体上のトナーを決まったニップ時間内に加熱定着するものであり、本質的な省エネの原理の構築が望まれている。
特開昭63−313182号公報 特開平1−263679号公報 特開平8−22206号公報 特開2001−13805号公報
However, these technologies are basically aimed only at high efficiency, and are not technologies that should achieve fundamental energy saving. As a result, the toner on the recording medium is heated and fixed within a predetermined nip time as in the conventional case, and it is desired to construct an essential energy saving principle.
JP-A-63-313182 Japanese Patent Laid-Open No. 1-263679 JP-A-8-22206 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-13805

ハロゲンランプを使用したローラ定着装置や上記構成のフィルム加熱定着では定着部材に対して記録媒体を押し付けるのにローラを使用しているため、ニップ時間を大きくとることが非常に難しく、この短いニップ時間内に確実に定着を行うため必要以上の加熱温度に設定する必要があり、無駄な熱エネルギーを消費していた。また、ゴムの圧接面の中心部分と端部ではゴムの反発力が異なり、中心部に対して端部の圧接力が弱く、圧接するゴムローラ径が大きくなるとゴムローラの質量が増大し、ニップ時点で定着に必要な熱を大きく奪ってしまい、加熱体の温度を必要以上に上げなければならない。また、ゴムローラの中心部と端部の加圧力の違いは原理的に解決しようがない。従って、十分な加圧力がかかる時間が短くなり、トナー粒子が変形してトナー層が融合しかつ記録媒体の面に密着するためには、トナーの温度を必要以上に上げてトナー粘度を下げ、このことにより定着性能を出す必要がある。   In the roller fixing device using a halogen lamp and the film heat fixing of the above configuration, since the roller is used to press the recording medium against the fixing member, it is very difficult to take a large nip time. It is necessary to set the heating temperature higher than necessary in order to reliably fix the inside, and wasteful heat energy is consumed. In addition, the repulsive force of the rubber is different between the center and the end of the rubber pressure contact surface, the pressure contact of the end is weak with respect to the center, and when the diameter of the rubber roller to be pressed increases, the mass of the rubber roller increases, and at the nip point The heat required for fixing is greatly deprived, and the temperature of the heating body must be increased more than necessary. In addition, the difference in pressure applied between the center and end of the rubber roller cannot be solved in principle. Therefore, in order to shorten the time for which a sufficient pressing force is applied, the toner particles are deformed and the toner layer is fused and adheres to the surface of the recording medium, the toner temperature is increased more than necessary to lower the toner viscosity, This requires fixing performance.

このような必要以上の加熱は、省エネルギー化の観点からは非常な無駄となり、もちろん好ましくない。さらに、短時間にトナーの温度を上げるため、定着フィルム面と接触しているトナーと、記録媒体面と接触しているトナーの温度は極端に異なり、記録媒体面と接触しているトナーの温度は低く、かろうじて記録媒体に定着できる程度の粘度となるが、定着フィルム面に接触しているトナーの温度は非常な高温度となり、粘度低下も著しく、オフセット現象を起こし易い。   Such heating more than necessary is very wasteful from the viewpoint of energy saving, and of course is not preferable. Further, in order to raise the temperature of the toner in a short time, the temperature of the toner in contact with the fixing film surface and the temperature of the toner in contact with the recording medium surface are extremely different, and the temperature of the toner in contact with the recording medium surface However, the temperature of the toner in contact with the surface of the fixing film is extremely high, the viscosity is remarkably reduced, and an offset phenomenon is likely to occur.

また加熱温度が高いと加熱体の温度が高くなって放熱量が多くなり、装置の周囲への熱の放散が大きくて好ましくない。   Moreover, when the heating temperature is high, the temperature of the heating body becomes high, the heat radiation amount increases, and heat dissipation to the surroundings of the apparatus is large, which is not preferable.

以上の点にかんがみ、本願発明者は、加熱定着を行う際に、トナーに対して必要な熱エネルギーを与えることでトナーが定着可能な状態まで相変化を起こさせる方法が、従来のニップ方式では限界があり、その限界を打ち破ることを可能とするものであると着想した。   In view of the above points, the inventor of the present application uses a method of causing a phase change to a state where the toner can be fixed by applying necessary heat energy to the toner when performing heat fixing. The idea was that there was a limit, and that it was possible to break the limit.

即ち、従来のニップ方式では、加熱ローラでニップされてトナーの相変化に必要な熱がトナー側に移行したとしても、実際の定着性能はあまり向上しない。これに対して本願発明者が行った実験室レベルの確認では、静的にその温度まで加熱すると実際には定着性能が格段によくなった。この違いについて、鋭意検討を重ねた結果、以下のような事項が判明した。   That is, in the conventional nip system, even if the heat necessary for the phase change of the toner is transferred to the toner side after being nipped by the heating roller, the actual fixing performance is not so improved. On the other hand, in the laboratory level confirmation conducted by the inventor of the present application, the fixing performance actually improved markedly when heated to that temperature statically. As a result of earnest examination about this difference, the following matters became clear.

まず定着装置を動的に使用する場合、すなわち通常の使用形態等の場合、トナーを必要な温度まで加熱し、例えば記録媒体が搬送されていってニップ状態が終了すると、直後から記録媒体上のトナーは冷えはじめる。これに対して、静的な実験室環境でテストした場合は、時間的な観点で言えば、トナーが充分長い時間その必要温度に保温されている。この条件の違いが定着性能に大きな差異を発生させていると考えられる。すなわち、定着装置を動的に使用する場合も、静的な条件下に置く場合のような、長時間の保温作用があればトナーの定着性能を向上させ得ることがわかる。   First, when the fixing device is used dynamically, that is, in the case of a normal usage mode, the toner is heated to a necessary temperature. For example, when the recording medium is conveyed and the nip state is finished, The toner begins to cool. On the other hand, when tested in a static laboratory environment, the toner is kept at the required temperature for a sufficiently long time from a time point of view. This difference in conditions is considered to cause a large difference in fixing performance. That is, even when the fixing device is used dynamically, it can be seen that the toner fixing performance can be improved if there is a long-time heat retaining action as in the case where the fixing device is used under static conditions.

この時間の長短差によるトナーの定着性能の差は、トナー樹脂の相変化についての時間の遅れに起因することを本願発明者は見いだした。一般に、物質が温度変化に応じて相変化する時には必ず時間の遅れが生じ、所定温度に到達した直後に直ちに、想定された相の状態にはならないのであるが、これが定着性能にも影響しているのである。従って、所定の相の状態になるためにはある一定時間以上所定温度に維持することが必要であることになる。通常のローラ定着においてはニップ時間が短すぎ、そのために、必要とする相変化の時間が維持できず、トナー樹脂の相変化は、その過渡現象における中間状態で終了する。それが定着動作の終了ともなる。   The inventor of the present application has found that the difference in the fixing performance of the toner due to the difference in time is caused by a time delay with respect to the phase change of the toner resin. In general, there is always a time delay when a substance undergoes a phase change in response to a temperature change, and immediately after reaching a predetermined temperature, the assumed phase state does not immediately occur. It is. Therefore, in order to be in a predetermined phase state, it is necessary to maintain the predetermined temperature for a certain period of time. In normal roller fixing, the nip time is too short, so that the required phase change time cannot be maintained, and the phase change of the toner resin ends in an intermediate state in the transient phenomenon. This also ends the fixing operation.

換言すれば、結果として定着時にトナーが所定の相の状態になっていないために定着不良が発生する、ということになる。実際の定着においてはこの相変化の時定数を上げるために、トナーの相変化に必要な温度よりも遥かに高い温度で定着を行っている。しかしこれは、本来ならば必要のない温度設定であるといえ、無駄なエネルギー消費の原因となっている。   In other words, as a result, the fixing failure occurs because the toner is not in a predetermined phase at the time of fixing. In actual fixing, in order to increase the time constant of the phase change, the fixing is performed at a temperature much higher than the temperature required for the toner phase change. However, this is a wasteful energy consumption even though it is a temperature setting that is not normally necessary.

これを回避するためには、定着ローラでのニップ時間を上げ、相変化に要する時間を稼ぐという方法も考えられるが、ニップ時間長くとるためには加熱ローラや加圧ローラの径を非常に大きなものにしなければならず現実的ではない。   In order to avoid this, it is conceivable to increase the nip time at the fixing roller and increase the time required for the phase change, but in order to increase the nip time, the diameter of the heating roller or pressure roller is very large. It must be made and is not realistic.

本発明はこれらの諸点を検討した結果、省エネルギー化に関して極力効率良く定着できる方法、装置を提案することを目的とするものである。   As a result of studying these various points, the present invention has an object to propose a method and apparatus capable of fixing as efficiently as possible with respect to energy saving.

本発明の請求項1に係る定着方法は、トナーを担持した記録媒体を挟んで少なくとも加熱することにより前記担持したトナーを前記記録媒体に定着させる定着方法であって、前記トナーの加熱を、該トナーの含む樹脂が前記定着に必要な所定の相へ変化するために必要な時間を所定時間以上越えて行うことを特徴とする。   The fixing method according to claim 1 of the present invention is a fixing method in which the supported toner is fixed to the recording medium by at least heating the recording medium carrying the toner, and the heating of the toner is performed. The time required for the resin contained in the toner to change to a predetermined phase necessary for the fixing is longer than a predetermined time.

同請求項2に係るものは、請求項1の定着方法において、請求項1の定着方法において、前記トナーの加熱終了後、前記記録媒体を徐冷することを特徴とする。   According to the second aspect of the present invention, in the fixing method of the first aspect, the recording medium is gradually cooled after the heating of the toner in the fixing method of the first aspect.

本発明の請求項3に係る定着方法は、請求項1または2の定着方法において、トナーを担持した記録媒体を一対のベルトで挟んで前記加熱を行うものであり、前記一対のベルト間への前記記録媒体の進入方向先端部で3m秒以上、150m秒以下の時間にわたって加熱を行うとともに、前記一対のベルトで前記時間の経過後100m秒以上500m秒以下の時間にわたって前記記録媒体を密着状態を保持することを特徴とする。   A fixing method according to a third aspect of the present invention is the fixing method according to the first or second aspect, wherein the heating is performed by sandwiching a recording medium carrying toner between a pair of belts. The recording medium is heated for 3 ms or more and 150 ms or less at the leading end of the recording medium in the approach direction, and the recording medium is in close contact with the pair of belts for 100 ms or more and 500 ms or less after the elapse of the time. It is characterized by holding.

本発明の請求項4に係る定着装置は、トナーを担持した記録媒体を挟んで加熱、加圧することにより前記担持したトナーを前記記録媒体に定着させる定着装置であって、前記トナーの加熱を、該トナーが含む樹脂が前記定着に必要な所定の相へ変化するために必要な時間を所定時間以上越えて行う加熱手段を有することを特徴とする。   The fixing device according to claim 4 of the present invention is a fixing device that fixes the carried toner to the recording medium by heating and pressurizing the recording medium carrying the toner, and heating the toner. It has a heating means for performing a time required for the resin contained in the toner to change to a predetermined phase required for the fixing to exceed a predetermined time.

同請求項5に係るものは、加熱、転写されたトナーを担持した記録媒体を挟んで加圧することにより前記担持したトナーを前記記録媒体に定着させる定着装置であって、前記トナーの加熱を、該トナーが含む樹脂が前記定着に必要な所定の相へ変化するために必要な時間を所定時間以上越えて行う加熱手段を有することを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a fixing device for fixing the carried toner to the recording medium by pressing the recording medium carrying the heated and transferred toner, and heating the toner. It has a heating means for performing a time required for the resin contained in the toner to change to a predetermined phase required for the fixing to exceed a predetermined time.

同請求項6に係るものは、請求項4または5の定着装置において、前記トナーの加熱終了後、前記記録媒体を徐々に冷却しつつ搬送する搬送手段を有することを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the fixing device according to the fourth or fifth aspect, after the heating of the toner is completed, the recording apparatus further includes a conveying unit that conveys the recording medium while gradually cooling.

同請求項7に係るものは、トナーを担持した記録媒体を一対のベルトで挟んで加熱、加圧することにより前記担持したトナーを前記記録媒体に定着させる定着装置であって、前記一対のベルト間への前記記録媒体の進入方向先端部で3m秒以上、150m秒以下の時間にわたって加熱を行う加熱部位を有するとともに、前記一対のベルトが、前記時間の経過後100m秒以上500m秒以下の時間にわたって前記記録媒体を密着状態を保持可能な長さを有することを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a fixing device for fixing the carried toner to the recording medium by sandwiching a recording medium carrying the toner between a pair of belts and heating and pressurizing the recording medium. And a heating portion that heats the recording medium in the leading direction of the recording medium for a time of 3 ms to 150 ms, and the pair of belts has a time of 100 ms to 500 ms after the elapse of time. The recording medium has a length capable of maintaining a close contact state.

同請求項8に係るものは、加熱、転写されたトナーを担持した記録媒体を一対のベルトで挟んで加圧することにより前記担持したトナーを前記記録媒体に定着させる定着装置であって、前記一対のベルト間への前記記録媒体の進入方向先端部で3m秒以上、150m秒以下の時間にわたって加熱を行う加熱部位を有するとともに、前記一対のベルトが、前記時間の経過後100m秒以上500m秒以下の時間にわたって前記記録媒体を密着状態を保持可能な長さを有することを特徴とする。   According to the eighth aspect of the present invention, there is provided a fixing device for fixing the carried toner onto the recording medium by pressing the recording medium carrying the heated and transferred toner between a pair of belts. And a pair of belts having a heating time of not less than 100 milliseconds and not more than 500 milliseconds after the passage of time. The recording medium has a length that allows the recording medium to be kept in an intimate contact state.

同請求項9に係るものは、請求項7または8の定着装置において、前記加熱部位を、発熱体と、該発熱体に掛け回して前記記録媒体の表面側に位置するベルトとで構成したことを特徴とする。   According to the ninth aspect of the present invention, in the fixing device according to the seventh or eighth aspect, the heating portion is composed of a heating element and a belt that hangs around the heating element and is positioned on the surface side of the recording medium. It is characterized by.

同請求項10に係るものは、請求項9の定着装置において、前記記録媒体の背面側に位置するベルトを掛け回した加圧ローラを、前記発熱体へ押し付けて前記加圧部位を構成したことを特徴とする。   According to the tenth aspect of the present invention, in the fixing device according to the ninth aspect, the pressurizing portion is configured by pressing a pressure roller around a belt positioned on the back side of the recording medium against the heating element. It is characterized by.

同請求項11に係るものは、請求項10の定着装置において、前記加圧ローラの直径が5〜100mmであることを特徴とする。   According to an eleventh aspect of the present invention, in the fixing device according to the tenth aspect, the pressure roller has a diameter of 5 to 100 mm.

同請求項12に係るものは、請求項10または11の定着装置において、前記加圧ローラがゴムローラであり、ゴム層の厚さが0.5〜30mmであることを特徴とする。   According to a twelfth aspect of the invention, in the fixing device of the tenth or eleventh aspect, the pressure roller is a rubber roller, and the thickness of the rubber layer is 0.5 to 30 mm.

同請求項13に係るものは、請求項7ないし12のいずれかの定着装置において、前記一対のベルトの少なくとも一方の内側に、前記一対のベルトを押し付けて密着させる加圧板を設けたことを特徴とする。   According to a thirteenth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the seventh to twelfth aspects, a pressure plate that presses and contacts the pair of belts is provided inside at least one of the pair of belts. And

同請求項14に係るものは、請求項13の定着装置において、前記加圧固定板の真円換算表面Rが100〜100000mmである自由曲面であることを特徴とする。   According to a fourteenth aspect of the present invention, in the fixing device according to the thirteenth aspect, the pressure-fixing plate is a free-form surface having a perfect circle equivalent surface R of 100 to 100,000 mm.

同請求項15に係るものは、請求項7ないし14のいずれかの定着装置において、前記先端部の加熱温度を高く、前記一対のベルト間への前記記録媒体の進入方向後端部の出口温度を低くする温度分布とし、該温度分布における前記先端部と前記後端部出口の温度差を100℃以内としたことを特徴とする。   According to the fifteenth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the seventh to fourteenth aspects, the heating temperature of the front end portion is increased, and the outlet temperature of the rear end portion in the recording medium entering direction between the pair of belts. And a temperature difference between the front end and the rear end outlet in the temperature distribution is set to 100 ° C. or less.

同請求項16に係るものは、請求項7ないし15のいずれかの定着装置において、前記定着ベルトと前記加圧ベルトの厚さが1〜400μmであることを特徴とする。   According to a sixteenth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the seventh to fifteenth aspects, the thickness of the fixing belt and the pressure belt is 1 to 400 μm.

同請求項17に係るものは、請求項7ないし16のいずれかの定着装置において、前記発熱体と前記定着ベルト表面の温度差を5〜2000℃とすることを特徴とする。   According to the seventeenth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the seventh to sixteenth aspects, a temperature difference between the heating element and the surface of the fixing belt is set to 5 to 2000 ° C.

同請求項18に係るものは、請求項7ないし17のいずれかの定着装置において、前記定着ベルトと前記加圧ベルトの材質が含窒素耐熱樹脂であり、その樹脂の一部にシリコン、PFAがグラフトされており、表面にこれらシリコン、PFAが配向していることを特徴とする。   According to Claim 18, in the fixing device according to any one of Claims 7 to 17, the material of the fixing belt and the pressure belt is a nitrogen-containing heat-resistant resin, and silicon and PFA are partly included in the resin. It is grafted and characterized in that these silicon and PFA are oriented on the surface.

請求項19に係るものは、請求項7の定着装置において、前記加熱部位を、前記記録媒体の表面側に位置するベルトと、該ベルトにトナーを転写する手段と、転写された前記ベルト上のトナーを直接加熱する手段とで構成したことを特徴とする。   According to a nineteenth aspect of the present invention, in the fixing device according to the seventh aspect, the heating portion has a belt positioned on the surface side of the recording medium, means for transferring toner to the belt, and the transferred belt on the belt. And a means for directly heating the toner.

同請求項20に係るものは、請求項8の定着装置において、前記加熱部位における加熱源として、ハロゲンヒータ、誘導加熱手段、面状発熱体のいずれかを用いたことを特徴とする。   According to Claim 20, in the fixing device according to Claim 8, any one of a halogen heater, induction heating means, and a planar heating element is used as a heating source in the heating portion.

同請求項21に係る画像形成装置は、請求項4ないし20のいずれかの定着装置を用いたことを特徴とする。   An image forming apparatus according to claim 21 uses the fixing device according to any one of claims 4 to 20.

本発明は、省エネルギー性が良く、非常に効率的にトナーを記録媒体に定着できる。   The present invention has good energy saving and can fix toner onto a recording medium very efficiently.

以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the embodiments shown in the drawings.

図1は本発明の実施対象となる画像形成装置の一構成例を示す概略図である。この図において、1は像担持体であるドラム状の光導電性感光体であり、この感光体1の周囲には、感光体1の表面を均一に帯電する帯電装置2、帯電された感光体1にレーザー光等の書込み光LBを照射して静電画像を形成する光書込み装置3、感光体1上の静電画像をトナーで現像して顕像化する現像装置4、感光体1上のトナー画像を記録用紙等の記録媒体Pに転写する転写装置5、転写後の感光体1上の残留トナーや紙粉等を除去するクリーニング装置6、感光体1上の残留電荷を除電する除電装置7等が配設してある。   FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an image forming apparatus that is an object of the present invention. In this figure, reference numeral 1 denotes a drum-shaped photoconductive photoconductor as an image carrier. Around the photoconductor 1 is a charging device 2 for uniformly charging the surface of the photoconductor 1, and a charged photoconductor. 1, an optical writing device 3 that forms an electrostatic image by irradiating a writing light LB such as a laser beam, a developing device 4 that develops an electrostatic image on the photosensitive member 1 with toner, and visualizes it, on the photosensitive member 1 Transfer device 5 for transferring the toner image to a recording medium P such as recording paper, a cleaning device 6 for removing residual toner or paper dust or the like on the photoreceptor 1 after transfer, and static elimination for eliminating residual charges on the photoreceptor 1 A device 7 or the like is provided.

また、この画像形成装置には、感光体1と転写装置5の間の転写部に記録媒体Pを給紙する給紙部8と給紙ローラ9及びレジストローラ10と、記録媒体Pに転写されたトナー画像を加熱定着する定着装置11が設けられている。なお、現像装置4で用いるトナーとしては、結着剤の主成分が樹脂であるトナーを用いる。   Further, in this image forming apparatus, the recording medium P is transferred to the recording medium P, the paper feeding section 8 that feeds the recording medium P to the transfer section between the photoreceptor 1 and the transfer apparatus 5, the paper feeding roller 9, and the registration roller 10. A fixing device 11 is provided for heating and fixing the toner image. In addition, as the toner used in the developing device 4, a toner in which the main component of the binder is a resin is used.

定着装置11は、図2にも示すように、発熱体を内蔵するヒートローラH1、ガイドローラR2及びテンションローラR3に掛け回した無端の定着ベルト12と、ガイドローラR4、R6、テンションローラR5及び加圧ローラP1に掛け回した同じく無端の加圧ベルト13とを備えており、加圧ベルト13の内側に加圧ベルト13を定着ベルト12に対して押し付け得るように加圧固定板14が設けてある。なお、ヒートローラH1の発熱体は種々公知のものを採用すれば良く、また通電、通電制御等々も公知の形態でよいので図示及び説明を省略する。また加圧固定板14は定着ベルト12の内側に設けても良い。   As shown in FIG. 2, the fixing device 11 includes a heat roller H1 containing a heating element, an endless fixing belt 12 wound around a guide roller R2 and a tension roller R3, guide rollers R4 and R6, a tension roller R5, The pressure belt 13 is also provided with an endless pressure belt 13 wound around the pressure roller P1. A pressure fixing plate 14 is provided inside the pressure belt 13 so that the pressure belt 13 can be pressed against the fixing belt 12. It is. It should be noted that various known heating elements may be employed for the heat roller H1, and energization, energization control, and the like may be in known forms, and illustration and description thereof are omitted. Further, the pressure fixing plate 14 may be provided inside the fixing belt 12.

本実施例においては、加熱部位をヒートローラH1自体と、その発熱によって昇温する加圧ローラP1や、一対のベルト12、13のヒートローラH1周辺部位により構成している。そして、一対のベルト12、13で記録媒体Pを挟み、加熱部位の先端部に位置するヒートローラH1と加圧ローラP1のニップで記録媒体Pを3m秒以上150m秒以下の時間間隔にわたって加熱し、記録媒体P及びその上のトナーTを所定温度まで上昇させ、その後100m秒以上500m秒以下の時間間隔にわたってベルト12、13間に密着状態で記録媒体Pを挟みつつ保持、搬送する。このことにより、必要とするトナーTの相変化時間が維持でき、所定温度まで上昇したトナーTが定着に必要な粘度まで充分に相変化を起こす。従来のように一瞬だけ所定温度に到達した後に直ちに冷えてしまうことで充分な相変化を起こさず定着不良を発生させる系とは異なり、加熱後に充分な時間密着状態を維持することで定着に必要な粘度までトナーTの相変化を起こさせ、それによって完全なる定着を可能としている。   In this embodiment, the heating part is constituted by the heat roller H1 itself, the pressure roller P1 that raises the temperature by the heat generation, and the part around the heat roller H1 of the pair of belts 12 and 13. Then, the recording medium P is sandwiched between the pair of belts 12 and 13, and the recording medium P is heated at a nip between the heat roller H1 and the pressure roller P1 located at the leading end of the heating portion over a time interval of 3 milliseconds to 150 milliseconds. Then, the recording medium P and the toner T on the recording medium P are raised to a predetermined temperature, and thereafter, the recording medium P is held and conveyed while being in close contact between the belts 12 and 13 over a time interval of 100 milliseconds to 500 milliseconds. As a result, the necessary phase change time of the toner T can be maintained, and the toner T that has risen to a predetermined temperature sufficiently undergoes a phase change to the viscosity required for fixing. Unlike conventional systems that do not cause a sufficient phase change by causing them to cool immediately after reaching a predetermined temperature for a moment, unlike the conventional system, which requires fixing for a sufficient time after heating. The phase change of the toner T is caused to a sufficient viscosity, thereby enabling complete fixing.

また加熱後の徐冷をローラに掛け回したベルト12、13を介して行う。すなわち、加熱後に定着部材表面としての定着ベルト12の表面と記録媒体P上のトナーTが密着状態を維持し、かつこの密着した定着ベルト12がいわば断熱材として働き、トナーTを充分な時間にわたってある所定温度以上で一定時間以上保温する。また、加圧固定板14により記録媒体Pの背面側の加圧ベルト13を押し付けることでこの密着を確実なものとする。   Further, slow cooling after heating is performed through belts 12 and 13 wound around rollers. That is, the surface of the fixing belt 12 as the surface of the fixing member and the toner T on the recording medium P remain in contact with each other after heating, and the contacted fixing belt 12 functions as a heat insulating material. Keep warm for more than a certain time above a certain temperature. Further, the pressure fixing plate 14 presses the pressure belt 13 on the back side of the recording medium P, thereby ensuring this close contact.

加圧固定板14は、その表面形状を記録媒体P側へ凸とし、その表面が真円換算表面Rで100〜100000mmである自由曲面であることが望ましい。即ち、固定加圧板14の表面Rが全くの平面であると、加圧により定着ベルト12の表面と記録媒体PのトナーTが載っている面の密着を安定的に行うことは難しく、逆にあまりに曲面が急に曲がっていると定着ベルト12の表面と記録媒体Pの面の間に周速差が発生してしまって好ましくないためである。従って固定加圧板14の表面Rは、より好ましくは200〜10000、さらに好ましくは500〜5000、よりいっそう好ましくは700〜2000mmであるようにする。   The pressure fixing plate 14 is preferably a free-form curved surface whose surface shape is convex toward the recording medium P and whose surface is 100 to 100000 mm in terms of a perfect circle equivalent surface R. That is, if the surface R of the fixed pressure plate 14 is completely flat, it is difficult to stably adhere the surface of the fixing belt 12 and the surface on which the toner T of the recording medium P is placed by pressurization. This is because if the curved surface is bent too suddenly, a peripheral speed difference is generated between the surface of the fixing belt 12 and the surface of the recording medium P, which is not preferable. Therefore, the surface R of the fixed pressure plate 14 is more preferably 200 to 10000, further preferably 500 to 5000, and still more preferably 700 to 2000 mm.

加熱部において用いる加圧ローラP1については、なるべく太くないく、熱容量の小さいものが好ましいが、あまり細い径のローラを使用すると、ローラがベントして均一な加圧ができなくなる。そこで、加圧ローラP1としては、直径が5〜100mmであれば本発明における必要な条件を満たすことが可能であるが、好ましくは10〜50mm、より好ましくは15〜40mm、さらに好ましくは20〜30mmにするとよい。   The pressure roller P1 used in the heating section is preferably not as thick as possible and has a small heat capacity. However, if a roller having a very small diameter is used, the roller vents and uniform pressure cannot be applied. Therefore, the pressure roller P1 can satisfy the necessary conditions in the present invention if the diameter is 5 to 100 mm, but is preferably 10 to 50 mm, more preferably 15 to 40 mm, and still more preferably 20 to 20 mm. 30 mm is recommended.

また、加圧ローラP1がゴムローラであり、ゴム層の厚さが0.5〜30mmであればヒートローラH1とのニップの幅を取りやすい。本発明においては加熱部位の先端部における加熱のみで記録媒体P上のトナーTを必要とする加熱温度以上まで昇温させ、その後はもっぱらベルト12、13の接触とその断熱効果により必要時間、必要温度以上の温度に保持する必要がある。従って本発明においては、加熱部位の先端部における加熱温度をやや高めに設定しておいて、ベルト12、13により断熱され、徐々に温度低下を起こさせるが、その時、加熱部の後端部の出口温度が先端部よりも低い温度分布となり、その温度差を100℃以内に抑えることが好ましい。温度差は小さければ小さい程良いゼロ望目特性であるが、理論的には先端部のみ加熱で、それ以降は加熱せず、ベルト12、13の断熱性のみなので、ゼロであることはない。しかし、この温度差は極力小さい方が好ましく、この温度差は、より好ましくは80℃以内、さらに好ましくは50℃以内、さらにより好ましくは30℃以内、よりいっそう好ましくは20℃以内であることが望ましい。   Further, if the pressure roller P1 is a rubber roller and the thickness of the rubber layer is 0.5 to 30 mm, the nip width with the heat roller H1 can be easily obtained. In the present invention, the temperature of the toner T on the recording medium P is raised to a required heating temperature or higher only by heating at the tip of the heating portion, and thereafter, the necessary time is required solely due to the contact of the belts 12 and 13 and the heat insulating effect. It is necessary to keep the temperature higher than the temperature. Therefore, in the present invention, the heating temperature at the front end of the heating part is set to be slightly higher and is insulated by the belts 12 and 13 to cause a gradual temperature decrease. It is preferable that the outlet temperature has a temperature distribution lower than that of the tip portion, and the temperature difference is suppressed within 100 ° C. The smaller the temperature difference is, the better the zero desired characteristic. However, theoretically, only the tip is heated, and after that, it is not heated, and only the heat insulating properties of the belts 12 and 13 are used. However, this temperature difference is preferably as small as possible, and this temperature difference is more preferably within 80 ° C, even more preferably within 50 ° C, even more preferably within 30 ° C, and even more preferably within 20 ° C. desirable.

定着ベルト12と加圧ベルト13の厚さについては、加熱部位の先端部で短時間にトナーTを加熱することを考えれば薄い方が良いが、その後ベルト12、13間で断熱し、温度を維持することを考えれば厚い方が良い。本発明においてはベルト12、13の厚さは、1〜400μmであれば本発明における所望の要件を満たすことが可能であり、好ましくは5〜300μm、より好ましくは10〜250μm、さらに好ましくは30〜200μm、さらにより好ましくは50〜150μm、よりいっそう好ましくは70〜100μmとする。   The thickness of the fixing belt 12 and the pressure belt 13 is preferably thin considering that the toner T is heated in a short time at the tip of the heating portion. The thicker one is better considering the maintenance. In the present invention, if the thickness of the belts 12 and 13 is 1 to 400 μm, the desired requirements in the present invention can be satisfied, preferably 5 to 300 μm, more preferably 10 to 250 μm, and still more preferably 30. To 200 μm, even more preferably 50 to 150 μm, and even more preferably 70 to 100 μm.

また本発明において加熱を行う場合、発熱体であるヒートローラH1と定着ベルト12の表面温度差がある程度なければ熱の供給がうまくいかない。また両者の温度差が大きい過ぎると熱の移動も速いがオーバーシュートも激しくなり、逆に温度差が小さ過ぎると温度変化に対する追従性が極端に悪くなる。そこで本発明においては、発熱体であるヒートローラH1と定着ベルト12の表面温度差は、5〜2000℃であれば良く、好ましくは50〜1800℃、さらに好ましくは100〜1500℃、さらにより好ましくは200〜1000℃とすることが望ましい。   In addition, when heating is performed in the present invention, heat supply is not successful unless there is a difference in surface temperature between the heat roller H1 as a heat generating member and the fixing belt 12. If the temperature difference between the two is too large, the heat transfer is fast but the overshoot becomes intense. Conversely, if the temperature difference is too small, the followability to the temperature change becomes extremely poor. Therefore, in the present invention, the surface temperature difference between the heat roller H1 which is a heating element and the fixing belt 12 may be 5 to 2000 ° C, preferably 50 to 1800 ° C, more preferably 100 to 1500 ° C, and still more preferably. Is preferably 200 to 1000 ° C.

また一般に、トナーは定着温度が低いほど離型性能が悪くなる。本発明の場合、特に加熱部の先端で加熱された後は保温され、温度が低下するので、離型の条件が通常より厳しくなる。従って、本発明に使用されるベルト12、13、特に定着ベルト12の材質は、含窒素耐熱樹脂とすることが好ましい。またその樹脂の一部にシリコン、PFAがグラフトされており、表面にこれらシリコン、PFAが配向してあると、よりすぐれた離型性能が得られて好ましい。   In general, the lower the fixing temperature, the worse the release performance of the toner. In the case of the present invention, particularly after heating at the tip of the heating unit, the temperature is kept and the temperature is lowered, so that the conditions for mold release become stricter than usual. Therefore, it is preferable that the material of the belts 12 and 13 used in the present invention, particularly the fixing belt 12, is a nitrogen-containing heat-resistant resin. Further, it is preferable that silicon and PFA are grafted on a part of the resin, and that the silicon and PFA are oriented on the surface, because a better release performance can be obtained.

本発明においては、加熱部位の先端部における加熱をヒートローラや定着ベルトを介して行うのではなく、輻射熱等により直接にトナーを加熱することでも可能である。図3は、そのような構成を有する本発明の第2実施例を示す。この実施例の場合、加熱体Hを加熱源とし、それによって加熱される定着ローラR1や定着ベルト12、それらからの伝熱により昇温する加圧ローラP1やベルト13の加圧ローラP1周辺部位により加熱部位を構成している。加熱体Hで転写ローラT1、定着ローラR1や定着ベルト12を必要以上に加熱する必要がなく、通常のローラ定着などより必要のない大質量のローラなどを加熱しないのでより省エネルギー性が高くなる。   In the present invention, it is also possible to directly heat the toner by radiant heat or the like, instead of performing heating at the tip of the heating portion via a heat roller or a fixing belt. FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention having such a configuration. In this embodiment, the heating body H is used as a heating source, the fixing roller R1 and the fixing belt 12 that are heated by the heating body H, the pressure roller P1 that raises the temperature by heat transfer from them, and the area around the pressure roller P1 of the belt 13 Constitutes the heating part. It is not necessary to heat the transfer roller T1, the fixing roller R1, and the fixing belt 12 more than necessary with the heating member H, and the high-mass roller that is not necessary for the normal roller fixing or the like is not heated.

もちろん本発明においては、従来の方法と同様にハロゲンヒータ、誘導加熱、面状発熱体のいずれも使用することができる。従って、本発明に加え、これらのヒータの熱効率向上方法などを組み合わせることでさらに省エネルギー性を向上させ得る。   Of course, in the present invention, any of a halogen heater, induction heating and a planar heating element can be used as in the conventional method. Therefore, in addition to the present invention, the energy saving property can be further improved by combining these methods for improving the thermal efficiency of the heater.

種々の実験例を説明する。
(実験例1)
図2に示すようなヒートローラH1と加圧ローラP1で加圧した後、加圧固定板14により定着ベルト12と記録媒体PAを密着させた。この時、加圧部位の先端部を構成するヒートローラH1と加圧ローラP1によるニップ時間は40m秒であり、加圧固定板14による密着時間は200m秒であった。この場合、加圧固定板14により密着させたため、定着温度は図4に示すような通常のローラ定着(符号は図2と対応させて付してある)時に比べ、定着温度を10℃下げることが可能となった。
(実験例2)
上記実験例1の状態で加圧固定板14の表面Rが50mmの時、画像面に著しいズレが発生した
(実験例3)
上記実験例1の状態で加圧固定板14の表面Rが200mmの時、目視では視認できないが顕微鏡観察では画像面に約18μmのズレを確認した。
(実験例4)
上記実験例1の状態で加圧固定板14の表面Rが500mmの時、同じく約4μmのズレがあった。
(実験例5)
上記実施例1の状態で加圧固定板14の表面Rが700mmの時、画像のズレは観測されなかった。
(実験例6)
上記実施例1の状態で加圧固定板14の表面Rが1000mmの時、画像のズレは観測されなかった。
(実験例7)
上記実施例1の状態で加圧固定板14の表面Rが1000000mmの時に画像のズレは観測されないが、通紙時に浮き上がりが生じ、加圧ムラによる画像の乱れが発生した。(実験例8)
図2に示すようなヒートローラH1と加圧ローラP1で加圧した後、加圧固定板14により定着ベルト12と記録媒体Pを密着させた。この時、加圧部位の先端部を構成するヒートローラH1と加圧ローラP1によるニップ時間は100m秒であり、加圧固定板14による密着時間は500m秒であった。この条件により図4に示す従来の定着装置に比べ、定着温度を20℃下げることができた。
(実験例9)
図3に示すように転写ローラT1より転写されたトナーTを輻射発熱体Hにより加熱したところ、図5に示す従来の輻射定着装置に比べ、20℃定着温度を下げることが可能となった。
Various experimental examples will be described.
(Experimental example 1)
After pressing with the heat roller H1 and the pressure roller P1 as shown in FIG. 2, the fixing belt 12 and the recording medium PA were brought into close contact with the pressure fixing plate. At this time, the nip time between the heat roller H1 and the pressure roller P1 constituting the tip of the pressure part was 40 msec, and the contact time with the pressure fixing plate 14 was 200 msec. In this case, since the contact is made with the pressure fixing plate 14, the fixing temperature is lowered by 10 ° C. as compared with the case of normal roller fixing as shown in FIG. 4 (reference numerals are attached corresponding to FIG. 2). Became possible.
(Experimental example 2)
When the surface R of the pressure fixing plate 14 is 50 mm in the state of the above experimental example 1, a significant shift occurred on the image surface (experimental example 3).
When the surface R of the pressure fixing plate 14 was 200 mm in the state of Experimental Example 1, it was not visually recognized, but a displacement of about 18 μm was confirmed on the image surface by microscopic observation.
(Experimental example 4)
When the surface R of the pressure fixing plate 14 was 500 mm in the state of Experimental Example 1, there was also a deviation of about 4 μm.
(Experimental example 5)
When the surface R of the pressure fixing plate 14 was 700 mm in the state of Example 1, no image shift was observed.
(Experimental example 6)
When the surface R of the pressure fixing plate 14 was 1000 mm in the state of Example 1, no image shift was observed.
(Experimental example 7)
In the state of Example 1 above, when the surface R of the pressure fixing plate 14 is 1000000 mm, no image shift is observed, but floating occurs when the paper is passed, and image distortion due to pressure unevenness occurs. (Experimental example 8)
After pressing with the heat roller H1 and the pressure roller P1 as shown in FIG. 2, the fixing belt 12 and the recording medium P were brought into close contact with the pressure fixing plate. At this time, the nip time between the heat roller H1 and the pressure roller P1 constituting the tip of the pressure part was 100 msec, and the contact time with the pressure fixing plate 14 was 500 msec. Under these conditions, the fixing temperature could be lowered by 20 ° C. compared to the conventional fixing device shown in FIG.
(Experimental example 9)
As shown in FIG. 3, when the toner T transferred from the transfer roller T1 is heated by the radiant heating element H, the fixing temperature can be lowered by 20 ° C. as compared with the conventional radiant fixing device shown in FIG.

本発明の実施対象となる画像形成装置一構成例を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of an image forming apparatus that is an object of the present invention. 本発明の第1実施例の概念図である。It is a conceptual diagram of 1st Example of this invention. 本発明の第2実施例の概念図である。It is a conceptual diagram of 2nd Example of this invention. 図2の実施例との比較のために示す従来の定着装置の概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram of a conventional fixing device shown for comparison with the embodiment of FIG. 2. 図3の実施例との比較のために示す従来の輻射定着装置の概念図である。It is a conceptual diagram of the conventional radiation fixing device shown for the comparison with the Example of FIG. 従来の電磁誘導加熱方式による定着装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the fixing device by the conventional electromagnetic induction heating system.

符号の説明Explanation of symbols

1:感光体
2:帯電装置
3:光書込み装置
4:現像装置
P:記録媒体
5:転写装置
6:クリーニング装置
7:除電装置
8:給紙部
9:給紙ローラ
10:レジストローラ
11:定着装置
12:定着ベルト
13:加圧ベルト
14:加圧固定板
H1:ヒートローラ
R2:ガイドローラ
R3:テンションローラ
R4、R6:ガイドローラ
R5:テンションローラ
P1:加圧ローラ
T:トナー
H:加熱体

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Photoconductor 2: Charging device 3: Optical writing device 4: Developing device P: Recording medium 5: Transfer device 6: Cleaning device 7: Static eliminating device 8: Paper feed unit 9: Paper feed roller 10: Registration roller 11: Fixing Device 12: Fixing belt 13: Pressure belt 14: Pressure fixing plate H1: Heat roller R2: Guide roller R3: Tension roller R4, R6: Guide roller R5: Tension roller P1: Pressure roller T: Toner H: Heating body

Claims (21)

トナーを担持した記録媒体を挟んで少なくとも加熱することにより前記担持したトナーを前記記録媒体に定着させる定着方法であって、前記トナーの加熱を、該トナーの含む樹脂が前記定着に必要な所定の相へ変化するために必要な時間を所定時間以上越えて行うことを特徴とする定着方法。 A fixing method for fixing the supported toner to the recording medium by heating at least by sandwiching the recording medium carrying the toner, wherein the toner is heated by a predetermined resin required for the fixing. A fixing method comprising: performing a time required for changing to a phase exceeding a predetermined time. 請求項1の定着方法において、前記トナーの加熱終了後、前記記録媒体を徐冷することを特徴とする定着方法。 2. The fixing method according to claim 1, wherein after the heating of the toner is finished, the recording medium is gradually cooled. 請求項1または2の定着方法において、トナーを担持した記録媒体を一対のベルトで挟んで前記加熱を行うものであり、前記一対のベルト間への前記記録媒体の進入方向先端部で3m秒以上、150m秒以下の時間にわたって加熱を行うとともに、前記一対のベルトで前記時間の経過後100m秒以上500m秒以下の時間にわたって前記記録媒体を密着状態を保持することを特徴とする定着方法。 3. The fixing method according to claim 1 or 2, wherein the heating is performed by sandwiching a recording medium carrying toner between a pair of belts, and at least 3 milliseconds at the leading end of the recording medium in the direction of entry of the recording medium. The fixing method is characterized in that heating is performed for a time of 150 milliseconds or less and the recording medium is held in close contact with the pair of belts for a time of 100 milliseconds to 500 milliseconds after the passage of the time. トナーを担持した記録媒体を挟んで加熱、加圧することにより前記担持したトナーを前記記録媒体に定着させる定着装置であって、前記トナーの加熱を、該トナーが含む樹脂が前記定着に必要な所定の相へ変化するために必要な時間を所定時間以上越えて行う加熱手段を有することを特徴とする定着装置。 A fixing device for fixing the carried toner to the recording medium by heating and pressurizing the recording medium carrying the toner, wherein the toner is heated by a predetermined resin required for the fixing. A fixing device comprising heating means for performing a time required for changing to the above phase to exceed a predetermined time. 加熱、転写されたトナーを担持した記録媒体を挟んで加圧することにより前記担持したトナーを前記記録媒体に定着させる定着装置であって、前記トナーの加熱を、該トナーが含む樹脂が前記定着に必要な所定の相へ変化するために必要な時間を所定時間以上越えて行う加熱手段を有することを特徴とする定着装置。 A fixing device for fixing the carried toner to the recording medium by pressing the recording medium carrying the heated and transferred toner, and the resin contained in the toner is used for the fixing. A fixing device comprising heating means for performing a time required for changing to a required predetermined phase beyond a predetermined time. 請求項4または5の定着装置において、前記トナーの加熱終了後、前記記録媒体を徐々に冷却しつつ搬送する搬送手段を有することを特徴とする定着装置。 6. The fixing device according to claim 4, further comprising a conveying unit that conveys the recording medium while gradually cooling the toner after heating. トナーを担持した記録媒体を一対のベルトで挟んで加熱、加圧することにより前記担持したトナーを前記記録媒体に定着させる定着装置であって、前記一対のベルト間への前記記録媒体の進入方向先端部で3m秒以上、150m秒以下の時間にわたって加熱を行う加熱部位を有するとともに、前記一対のベルトが、前記時間の経過後100m秒以上500m秒以下の時間にわたって前記記録媒体を密着状態を保持可能な長さを有することを特徴とする定着装置。 A fixing device for fixing the carried toner to the recording medium by sandwiching a recording medium carrying toner between a pair of belts and heating and pressurizing the recording medium, the leading end of the recording medium entering between the pair of belts And a pair of belts that can hold the recording medium in a close contact state for a period of 100 milliseconds to 500 milliseconds after the elapse of time. A fixing device having a long length. 加熱、転写されたトナーを担持した記録媒体を一対のベルトで挟んで加圧することにより前記担持したトナーを前記記録媒体に定着させる定着装置であって、前記一対のベルト間への前記記録媒体の進入方向先端部で3m秒以上、150m秒以下の時間にわたって加熱を行う加熱部位を有するとともに、前記一対のベルトが、前記時間の経過後100m秒以上500m秒以下の時間にわたって前記記録媒体を密着状態を保持可能な長さを有することを特徴とする定着装置。 A fixing device for fixing the carried toner onto the recording medium by pressing a recording medium carrying the heated and transferred toner between a pair of belts, wherein the recording medium is interposed between the pair of belts. In addition to having a heating part that heats for 3 ms or more and 150 ms or less at the tip in the approach direction, the pair of belts are in close contact with the recording medium for 100 ms to 500 ms after the elapse of the time A fixing device having a length capable of holding 請求項7または8の定着装置において、前記加熱部位を、発熱体と、該発熱体に掛け回して前記記録媒体の表面側に位置するベルトとで構成したことを特徴とする定着装置。 9. The fixing device according to claim 7, wherein the heating portion is composed of a heating element and a belt that is wound around the heating element and positioned on the surface side of the recording medium. 請求項9の定着装置において、前記記録媒体の背面側に位置するベルトを掛け回した加圧ローラを、前記発熱体へ押し付けて前記加圧部位を構成したことを特徴とする定着装置。 10. The fixing device according to claim 9, wherein the pressing portion is configured by pressing a pressure roller, which is wound around a belt located on the back side of the recording medium, against the heating element. 10. 請求項10の定着装置において、前記加圧ローラの直径が5〜100mmであることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 10, wherein the pressure roller has a diameter of 5 to 100 mm. 請求項10または11の定着装置において、前記加圧ローラがゴムローラであり、ゴム層の厚さが0.5〜30mmであることを特徴とする定着装置。 12. The fixing device according to claim 10, wherein the pressure roller is a rubber roller, and the rubber layer has a thickness of 0.5 to 30 mm. 請求項7ないし12のいずれかの定着装置において、前記一対のベルトの少なくとも一方の内側に、前記一対のベルトを押し付けて密着させる加圧板を設けたことを特徴とする定着装置。 13. The fixing device according to claim 7, wherein a pressure plate that presses and contacts the pair of belts is provided inside at least one of the pair of belts. 請求項13の定着装置において、前記加圧固定板の真円換算表面Rが100〜100000mmである自由曲面であることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 13, wherein the pressure-fixing plate is a free-form surface having a perfect circle equivalent surface R of 100 to 100,000 mm. 請求項7ないし14のいずれかの定着装置において、前記先端部の加熱温度を高く、前記一対のベルト間への前記記録媒体の進入方向後端部の出口温度を低くする温度分布とし、該温度分布における前記先端部と前記後端部出口の温度差を100℃以内としたことを特徴とする定着装置。 15. The fixing device according to claim 7, wherein a temperature distribution is set such that the heating temperature at the leading end is increased and the outlet temperature at the trailing end of the recording medium between the pair of belts is decreased. The fixing device is characterized in that a temperature difference between the front end portion and the rear end exit in the distribution is set to be within 100 ° C. 請求項7ないし15のいずれかの定着装置において、前記定着ベルトと前記加圧ベルトの厚さが1〜400μmであることを特徴とする定着装置。 16. The fixing device according to claim 7, wherein the fixing belt and the pressure belt have a thickness of 1 to 400 [mu] m. 請求項7ないし16のいずれかの定着装置において、前記発熱体と前記定着ベルト表面の温度差を5〜2000℃とすることを特徴とする定着装置。 17. The fixing device according to claim 7, wherein a temperature difference between the heating element and the surface of the fixing belt is set to 5 to 2000 ° C. 17. 請求項7ないし17のいずれかの定着装置において、前記定着ベルトと前記加圧ベルトの材質が含窒素耐熱樹脂であり、その樹脂の一部にシリコン、PFAがグラフトされており、表面にこれらシリコン、PFAが配向していることを特徴とする定着装置。 18. The fixing device according to claim 7, wherein a material of the fixing belt and the pressure belt is a nitrogen-containing heat-resistant resin, silicon and PFA are grafted on a part of the resin, and the silicon is formed on the surface. , PFA is oriented. 請求項7の定着装置において、前記加熱部位を、前記記録媒体の表面側に位置するベルトと、該ベルトにトナーを転写する手段と、転写された前記ベルト上のトナーを直接加熱する手段とで構成したことを特徴とする定着装置。 8. The fixing device according to claim 7, wherein the heating portion includes a belt positioned on a surface side of the recording medium, means for transferring toner to the belt, and means for directly heating the toner on the transferred belt. A fixing device characterized by comprising. 請求項8の定着装置において、前記加熱部位における加熱源として、ハロゲンヒータ、誘導加熱手段、面状発熱体のいずれかを用いたことを特徴とする定着装置。 9. The fixing device according to claim 8, wherein any one of a halogen heater, induction heating means, and a planar heating element is used as a heating source in the heating portion. 請求項4ないし20のいずれかの定着装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus using the fixing device according to claim 4.
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