JP5908150B1 - Fixing apparatus and fixing method - Google Patents
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Abstract
【課題】記録媒体に転写されたトナーと加熱基板との間に耐熱性フィルムなどを介在させることなく、かつ、転写されたトナーの損傷を生じさせないで、鮮明な定着画像を得ることができる定着装置およびその定着方法を提供する。【解決手段】感光体31の像が記録媒体41に転写される転写部3と、転写部3より記録媒体41の進行方向側に設けられ、転写部3で転写されたトナー42を加熱する加熱部1と、加熱部1より記録媒体41の進行方向側に設けられ、記録媒体41のトナー41が設けられた面側を圧接ローラ21により加圧しながら記録媒体41を搬送する加圧搬送部2とを具備している。【選択図】図1Fixing capable of obtaining a clear fixed image without interposing a heat resistant film between a toner transferred to a recording medium and a heating substrate, and without causing damage to the transferred toner. An apparatus and a fixing method thereof are provided. A transfer unit 3 on which an image of a photoreceptor 31 is transferred to a recording medium 41, and heating that is provided on the moving direction side of the recording medium 41 from the transfer unit 3 and heats toner 42 transferred by the transfer unit 3. 1 and a pressure conveying unit 2 that conveys the recording medium 41 while pressing the surface of the recording medium 41 on which the toner 41 is provided with the pressing roller 21. It is equipped with. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、複写機、レーザプリンタ、LEDプリンタなどの画像形成装置において、画像を形成する樹脂系トナーを加熱融解して加圧することにより、記録媒体に画像を形成する定着装置および定着方法に関する。さらに詳しくは、記録媒体に転写された未定着のトナー画像を劣化(損傷)させることなく、かつ、省電力化して記録媒体に永久固着画像として加熱定着処理するトナーの定着装置および定着方法に関する。 The present invention relates to a fixing device and a fixing method for forming an image on a recording medium by heating and melting resin-based toner for forming an image in an image forming apparatus such as a copying machine, a laser printer, and an LED printer. More particularly, the present invention relates to a toner fixing device and a fixing method for performing heat fixing processing as a permanently fixed image on a recording medium without degrading (damaging) an unfixed toner image transferred to the recording medium and saving power.
電子写真記録は複写装置、プリンタなどに広く使用されている。この電子写真の記録は次のように行われる。すなわち、感光体(感光ドラム、ベルト状感光体、板状感光体など)に、帯電、露光、現像をすることによりトナーを感光ドラムに静電的に付着させ、静電引力で記録媒体にそのトナーを移動転写させる。そして、加熱加圧ローラにより加熱してトナーを軟化させることにより、粘着性が出てトナー同士を記録媒体に付着させる。その結果、トナーは自由に動かなくなる。要するに、軟化、粘着、融解が起こり、融解して直ぐに加圧されることにより、記録媒体に画像が定着される。 Electrophotographic recording is widely used in copying machines, printers and the like. This electrophotographic recording is performed as follows. That is, the toner is electrostatically attached to the photosensitive drum by charging, exposing and developing on a photosensitive member (photosensitive drum, belt-like photosensitive member, plate-like photosensitive member, etc.), and the toner is electrostatically attracted to the recording medium. Transfer and transfer toner. Then, the toner is softened by heating with a heat and pressure roller, whereby stickiness is produced and the toners adhere to the recording medium. As a result, the toner does not move freely. In short, softening, adhesion, and melting occur, and the image is fixed on the recording medium by being pressurized immediately after melting.
この定着の方法としては、トナーが転写された記録媒体を、例えば内部にハロゲンランプを内蔵して加熱されたローラにより圧接しながら搬送する方式が知られている。このように、圧接ローラを回転させながらトナーの転写された記録媒体を搬送することにより、トナーの表面は殆ど擦られることがないので、トナーの欠落部を生じさせることなく、焼き付けて搬送することができる。しかし、ローラの内部にハロゲンランプを内蔵することが必要となる。そのため、電力の消耗が激しいと共に、スイッチを投入してから圧接ローラの温度が上昇するのに時間がかかるという問題がある。この問題を解決するには、予め余熱をしておく必要がある。そのため、より一層電力の消耗を必要とし、省エネの要求に充分に応えることができない。 As a fixing method, there is known a method in which a recording medium on which toner is transferred is conveyed while being pressed by a heated roller with a halogen lamp incorporated therein, for example. In this way, by transporting the recording medium onto which the toner has been transferred while rotating the pressure roller, the surface of the toner is hardly rubbed, so that the toner is baked and transported without causing a missing portion of the toner. Can do. However, it is necessary to incorporate a halogen lamp inside the roller. For this reason, there is a problem that power consumption is severe and it takes time for the temperature of the pressure roller to rise after the switch is turned on. In order to solve this problem, it is necessary to preheat. Therefore, further power consumption is required, and it is not possible to sufficiently meet the demand for energy saving.
一方、ハロゲンランプを用いないで、セラミックの表面に発熱抵抗体を形成した、いわゆるセラミックヒータを用いる方法も提案されている。しかし、この方法は、セラミックヒータの熱を有効に利用するため、ヒータ面側を記録媒体のトナーの転写された部分と接触させて加熱加圧される。しかも、セラミックヒータはローラのように回転させることができない。そのため、セラミックヒータの面とトナーが転写された記録媒体の面とが擦られながら搬送されることになる。その結果、定着する前にトナーの全てが損傷しやすい。そこで、セラミックヒータと記録媒体との間にポリイミドなどからなる耐熱性フィルム(シート)を介在させ、その耐熱性フィルムを記録媒体の搬送速度と同期させて搬送させるという方法がとられている(例えば特許文献1、非特許文献1参照)。 On the other hand, a method using a so-called ceramic heater in which a heating resistor is formed on a ceramic surface without using a halogen lamp has also been proposed. However, in this method, in order to effectively use the heat of the ceramic heater, the heater surface is brought into contact with the toner-transferred portion of the recording medium and heated and pressurized. Moreover, the ceramic heater cannot be rotated like a roller. For this reason, the surface of the ceramic heater and the surface of the recording medium on which the toner is transferred are conveyed while being rubbed. As a result, all of the toner is easily damaged before fixing. Therefore, a method is adopted in which a heat-resistant film (sheet) made of polyimide or the like is interposed between the ceramic heater and the recording medium, and the heat-resistant film is conveyed in synchronization with the conveying speed of the recording medium (for example, (See Patent Document 1 and Non-Patent Document 1).
前述のように、耐熱性フィルムを介して転写されたトナーを加熱、加圧すると、耐熱性フィルムを経た間接的な加熱になるため、多くの熱量を必要とする。その結果、折角セラミックヒータを用いても、消費電力を充分に低下させることができないという問題がある。さらに、記録媒体の搬送速度と合せて耐熱性フィルムも移動させる必要があり、機構的に複雑な構成になるという問題がある。 As described above, heating and pressurizing the toner transferred through the heat resistant film results in indirect heating through the heat resistant film, and thus requires a large amount of heat. As a result, there is a problem that even if a corner ceramic heater is used, the power consumption cannot be sufficiently reduced. Furthermore, it is necessary to move the heat-resistant film in accordance with the recording medium conveyance speed, and there is a problem that the structure is complicated in terms of mechanism.
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、記録媒体に転写されたトナーと加熱基板との間に耐熱性フィルムなどを介在させることなく、かつ、転写されたトナーの損傷を生じさせないで、鮮明な定着画像を得ることができる定着装置およびその定着方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and without damaging the transferred toner without interposing a heat-resistant film or the like between the toner transferred to the recording medium and the heating substrate. It is an object of the present invention to provide a fixing device and a fixing method thereof capable of obtaining a clear fixed image without causing the above.
本発明の他の目的は、加熱部と加圧部とを別構成にすることにより、基板表面に発熱抵抗体が形成された省電力で、かつ、クイックスタートが可能な加熱基板と記録媒体に転写されたトナー面とを直接摺動させないで定着することができる定着装置および定着方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a heating substrate and a recording medium that can save power and can be quick-started by forming a heating resistor on the surface of the substrate by making the heating unit and the pressure unit different. It is an object of the present invention to provide a fixing device and a fixing method capable of fixing without directly sliding the transferred toner surface.
本発明のさらに他の目的は、加熱部または加圧部で発生しながら、記録媒体に転写されたトナーの加熱に利用できない熱量を、記録媒体に転写された上流側のトナーの加熱(予熱)に有効に利用し、全体として熱量の有効利用をすることができる定着方法を提供することにある。 Yet another object of the present invention is to heat (preheat) the upstream toner transferred to the recording medium, which generates heat in the heating unit or pressurizing unit and cannot be used for heating the toner transferred to the recording medium. It is an object of the present invention to provide a fixing method that can be used effectively for effective use of heat as a whole.
本発明の定着装置は、感光体に形成された静電潜像を現像して付着したトナーを記録媒体に転写する転写部と、前記転写部より前記記録媒体の進行方向側に設けられ、前記転写部で転写されたトナーを加熱する加熱部と、前記加熱部より前記記録媒体の進行方向側に設けられ、前記記録媒体の前記トナーが設けられた面側を圧接ローラにより加圧しながら前記記録媒体を搬送する加圧搬送部と、を具備し、前記加熱部のヒータが、前記記録媒体の前記トナーが転写された面と反対面側から加熱する第1加熱基板および/または前記記録媒体の前記トナーが転写された面側から前記記録媒体と離間して設けられる第2加熱基板により形成され、前記加熱部では前記記録媒体に転写されたトナーが融解するまで加熱され、前記加圧搬送部では前記転写されたトナーが融解しない温度で加圧され、前記加圧搬送部の前記圧接ローラと前記記録媒体を挟んで対向する位置に、前記第1加熱基板が延長して、または前記第1加熱基板とは異なる第5加熱基板が設けられ、前記圧接ローラと前記第1加熱基板または前記第5加熱基板とにより前記記録媒体が圧接される。 The fixing device of the present invention is provided with a transfer unit that develops an electrostatic latent image formed on a photosensitive member and transfers toner adhered thereto to a recording medium, and is provided on the traveling direction side of the recording medium from the transfer unit. A heating unit that heats the toner transferred by the transfer unit, and the recording unit that is provided on the recording medium traveling direction side from the heating unit and presses the surface of the recording medium on which the toner is provided with a pressure roller. A pressure conveyance unit that conveys the medium, and a heater of the heating unit heats the recording medium from a surface opposite to the surface on which the toner is transferred, and / or the recording medium. Formed by a second heating substrate provided apart from the recording medium from the surface side to which the toner has been transferred, and the heating unit is heated until the toner transferred to the recording medium is melted, and the pressure conveying unit Then said Was photographed toner is pressurized at a temperature that does not melt, at a position facing each other across the recording medium and the pressure roller of the pressure conveying unit, in the first heating substrate is extended, or the first heating substrate differs fifth heating substrate provided with said pressure roller and said first heating substrate or the fifth heating substrate and by said recording medium Ru is pressed.
前記第1加熱基板が、前記記録媒体の前記トナーが転写された面と反対面に接触して設けられることにより、省電力で、かつ、オンデマンド(スイッチを入れて直ちに動作)で加熱することができるので好ましい。 Said first heating substrate by the toner is provided in contact with the surface opposite transferred surface Rukoto of the recording medium, power saving, and is heated on demand (operation immediately switched on) This is preferable.
前記加圧搬送部の圧接ローラの前記記録媒体との接触部より上流側に、第3加熱基板が接触して設けられることにより、圧接ローラが加熱されて圧接されるのみならず、加温しながら圧接することができるため、より確実に定着させることができる。 The third heating substrate is provided in contact with the recording medium on the upstream side of the pressure contact roller of the pressure conveying unit, so that the pressure roller is not only heated and pressed but also heated. Therefore, it can be fixed more reliably.
前記第3加熱基板が請求項4記載の加熱基板であり、前記第3加熱基板の前記発熱抵抗体が設けられた面が前記記録媒体と平行になるように設けられ、かつ、前記絶縁基板の側面が前記圧接ローラと接触するよう設けられることにより、前記第3加熱基板が前記第2加熱基板と共用されることにより、1個の加熱基板によりトナーの加熱融解と圧接ローラの加熱をできるため、熱量をより一層有効に利用することができる。 The heating substrate according to claim 4, wherein the third heating substrate is provided so that a surface of the third heating substrate provided with the heating resistor is parallel to the recording medium, and the insulating substrate Since the third heating substrate is shared with the second heating substrate by providing the side surface in contact with the pressing roller, the toner can be heated and melted and the pressing roller can be heated by one heating substrate. The amount of heat can be used more effectively.
前述の第1加熱基板もしくは第2加熱基板、前述の第3加熱基板、または前記第5加熱基板の少なくとも1つが、絶縁基板と、該絶縁基板の一面に形成され、前記絶縁基板を加熱する帯状の発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体の長手方向に電流を流し得る少なくとも一対の電極と、前記発熱抵抗体の近傍で、該発熱抵抗体に沿って前記絶縁基板上に形成される温度測定用抵抗体と、前記温度測定用抵抗体の所定の長さの間の電気抵抗を測定するための少なくとも一対の測定端子とを具備している構造にされることにより、非常にスタートアップが速く、かつ、小形で充分な加熱をすることができる省電力の加熱部を形成することができる。 First heating the substrate or the second heating substrate described above, the third heating the substrate before mentioned, or the fifth heating the substrate at least one of an insulating substrate, it is formed on one surface of the insulating substrate, heating the insulating substrate A temperature measurement formed on the insulating substrate along the heating resistor in the vicinity of the heating resistor, and at least a pair of electrodes that can pass a current in the longitudinal direction of the heating resistor, And a structure including at least a pair of measurement terminals for measuring an electrical resistance between a predetermined length of the temperature measurement resistor, the start-up is very fast, In addition, it is possible to form a power-saving heating unit that is small and can be sufficiently heated.
前記第2加熱基板は、前記発熱抵抗体の表面側に熱放射部材が形成されていることにより、熱放射が優れ、少ない電力で有効に記録媒体上のトナーを加熱することができる。 Since the second heating substrate has a heat radiation member formed on the surface side of the heating resistor, the second heating substrate is excellent in heat radiation and can effectively heat the toner on the recording medium with less power.
本発明の定着方法は、電子写真プロセスにより画像に合せたトナーを記録媒体に転写し、前記記録媒体を搬送しながら前記トナーが転写された面側から前記記録媒体と離間して加熱し、および/または前記トナーが転写された面と反対面側から加熱することにより前記トナーを融解状態にし、前記トナーが融解した前記記録媒体を、前記トナーが融解しない温度で前記記録媒体の前記トナー側から圧接ローラにより、前記記録媒体を挟んで対向する位置に、前記第1加熱基板を延長し、または前記第1加熱基板とは別個の第5加熱基板を設けて圧接し、加圧しながら前記記録媒体を搬送することを特徴とする。 In the fixing method of the present invention, the toner matched to the image is transferred to a recording medium by an electrophotographic process, and heated while being separated from the recording medium from the surface side on which the toner is transferred while transporting the recording medium. The toner is melted by heating from the side opposite to the surface on which the toner is transferred, and the recording medium in which the toner is melted is removed from the toner side of the recording medium at a temperature at which the toner does not melt. The first heating substrate is extended at a position facing the recording medium with a pressure roller , or a fifth heating substrate separate from the first heating substrate is provided and pressed, and the recording medium is pressed. It is characterized by conveying.
前記圧接ローラの温度を前記トナーが融解しない温度に上昇させることにより、圧接と加熱の両方を行うことにより、より確実に定着をすることができる。 By increasing the temperature of the pressing roller to a temperature at which the toner does not melt , fixing can be performed more reliably by performing both pressing and heating.
前記トナーを転写する部分を、前記圧接ローラにより加圧して搬送する部分よりも鉛直方向に高くし、かつ、転写から加圧搬送する部分をカバーで覆って行うことにより、加熱部や加圧搬送部のローラを加熱する加熱基板の熱を有効に上昇させて、記録媒体に転写されたトナーを予熱することができるので、熱量のトータル的な有効利用の観点から好ましい。 The portion to which the toner is transferred is made higher in the vertical direction than the portion to which pressure is transferred by the pressure roller, and the portion to which pressure is transferred from the transfer is covered with a cover. The toner transferred to the recording medium can be preheated by effectively raising the heat of the heating substrate that heats the rollers of the roller, which is preferable from the viewpoint of the total effective use of the heat amount.
本発明の定着装置によれば、転写されたトナーを加熱融解する部分と、圧接して定着させながら搬送する部分とを別の部分で行うことにより、加熱基板の加熱部とトナーが転写された記録媒体とを摺動させない構造にされている。そのため、加熱部でトナーが融解して記録媒体と粘着し、加圧搬送部で圧接ローラにより圧接されてもトナーが損傷することなく定着される。その結果、加熱部では、応答速度の速いセラミック基板に発熱抵抗体で形成されたオンデマンドの加熱基板で加熱しながら、記録媒体の搬送を圧接ローラにより圧接しながら回転させて記録媒体を搬送することができる。この場合、圧接ローラを間接的に加熱することにより、トナーを融解する温度まで上げられなくても、温度を高くして圧接することにより、完全に定着させることができる。 According to the fixing device of the present invention, the portion where the transferred toner is heated and melted and the portion where the transferred toner is conveyed while being pressed and pressed are performed in different portions, whereby the heating portion of the heating substrate and the toner are transferred. The recording medium is not slid. For this reason, the toner melts and adheres to the recording medium in the heating unit, and the toner is fixed without being damaged even when pressed by the press roller in the pressure conveying unit. As a result, in the heating unit, the recording medium is conveyed while being rotated by the pressure contact roller while being heated by an on-demand heating substrate formed of a heating resistor on the ceramic substrate having a high response speed. be able to. In this case, even if the pressure roller is indirectly heated to raise the temperature to melt the toner, it can be completely fixed by increasing the temperature and pressing.
本発明の定着方法によれば、加熱してトナーを融解する部分と、圧接して記録用紙にトナーを定着させる圧接部とを別々に構成しているため、記録媒体を摺動することなく圧接することができる。一方で、加熱部では、絶縁基板に発熱抵抗体で形成した加熱基板により加熱することができるため、熱容量は小さく、応答性は非常に良いため、必要な時にスイッチを入れて直ぐに定着させることができる(オンデマンドでクイックスタートすることができる)と共に、消費電力は非常に小さく、省電力に大きく寄与する。なお、必要に応じて発熱抵抗体の一部のみを発熱させることにより、より一層オンデマンド加熱をすることができる。 According to the fixing method of the present invention, the portion that heats and melts the toner and the pressure contact portion that presses and fixes the toner on the recording paper are configured separately, so that the pressure contact is achieved without sliding the recording medium. can do. On the other hand, the heating unit can be heated by a heating substrate formed of an exothermic resistor on an insulating substrate, so the heat capacity is small and the response is very good, so it can be fixed immediately by turning on the switch when necessary. In addition to being able to do a quick start on demand, the power consumption is very small, greatly contributing to power saving. In addition, it is possible to further heat on demand by generating only part of the heating resistor as necessary.
つぎに、図面を参照しながら本発明の定着装置および定着方法が説明される。図1に、本発明の一実施形態による定着装置の概要図が示されるように、本発明の定着装置は、感光ドラム31に形成された静電潜像を現像して付着したトナーが記録媒体41に転写される転写部3と、転写部3より記録媒体41の進行方向側に設けられ、転写部3で転写されたトナー42を加熱する加熱部1と、加熱部1より記録媒体41の進行方向側に設けられ、記録媒体41のトナー41が設けられた面側を圧接ローラ21により加圧しながら記録媒体41を搬送する加圧搬送部2とを具備している。
Next, the fixing device and fixing method of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic diagram of a fixing device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the fixing device of the present invention is a recording medium in which toner adhered by developing an electrostatic latent image formed on a
すなわち、従来の定着装置は、前述のように、ハロゲンランプを使用しないで省電力を図ろうとすると、セラミックヒータとトナーが転写された記録媒体の面との間に耐熱性フィルムを介在させて圧接することにより、トナーが定着された面が直接セラミックヒータと擦られないようにして行わなければならない。そのため、セラミックヒータの熱が直接トナーの面には伝わらず、熱の無駄が多いという問題がある。さらに、耐熱性フィルムを記録媒体と同期させて搬送させなければならず、機構的に複雑になる。しかし、本発明では、従来のトナーの加熱融解と圧接を同時に行うという発想を変えて、記録媒体に転写されたトナーを加熱融解する加熱部1と、加熱融解されたトナー42を圧接する加圧搬送部2とを別々に構成することにより、セラミックヒータを主体とした加熱基板10を用い、記録媒体41を回転ローラ(圧接ローラ21)により圧接しながら搬送する構成にしたことに特徴がある。その結果、加熱部1でトナー42が加熱融解されて記録媒体41に粘着し、加圧搬送部2で圧接ローラ21により圧接搬送されても、トナー42の損傷は一切生じない。
In other words, as described above, in the conventional fixing device, in order to save power without using a halogen lamp, a heat resistant film is interposed between the ceramic heater and the surface of the recording medium on which the toner is transferred. Thus, the surface on which the toner is fixed must be made so as not to be rubbed directly with the ceramic heater. Therefore, there is a problem that the heat of the ceramic heater is not directly transferred to the surface of the toner, and the heat is wasted. Furthermore, the heat resistant film must be transported in synchronism with the recording medium, which is complicated mechanically. However, in the present invention, the conventional idea of simultaneously performing heat melting and pressure welding of toner is changed, and the heating unit 1 that heats and melts the toner transferred to the recording medium and the pressure that presses the heat and melted
トナー42は、高速化のため、低温化が進んでいる。また、文章だけではなく、全面画像の定着を前提に考慮する必要がある。例えばアクリル・スチレン系樹脂が用いられるとすると、2μm厚で比熱1.4、A4サイズ1枚当たり、0.126gで、トナー側の必要な熱量は17.6J/100℃になる。一方、普通コピー用紙は9μm厚で、比熱1.25、A4サイズ1枚当たり4.5gで、紙側の必要な熱量は5,600J/100℃になる。従って、50℃として2,800J/50℃となる。従って、A4サイズ1枚に画像を定着するには、2,820Jの熱量が必要となる(一部は外部に放熱される)。この点からも、本発明の定着方法にある装置そのものを傾けて、熱量を有効利用することは非常に効果がある。また、加熱基板を増やすことにより、毎分60枚以上の定着が可能となる。
The temperature of the
加熱部1は、図1に示される例では、記録媒体41の裏面(トナーが転写された面と反対面)側に設けられる第1加熱基板10aと、記録媒体41の表面(トナー42が転写された面)側に記録媒体41と離間して設けられる第2加熱基板10bとにより加熱されるようになっている。しかし、両方に加熱基板が設けられる必要はなく、どちらか一方だけに設けられればよい。この第1加熱基板10aは、後述される保護フィルム17が形成された面が、記録媒体41の裏面に接触する程度に設けられている。この第1加熱基板10aは固定で、記録媒体41は、順次搬送されるため、接触していると摺動することになるが、圧接している訳ではないし、記録媒体41の接触している面はトナー42が転写された面と反対側の裏面で、トナー42は付着していないので、何ら支障はない。
In the example shown in FIG. 1, the heating unit 1 includes a
第2加熱基板10bは、加熱部1の記録媒体41のトナー42が設けられた面側に、記録媒体41と離間して設けられている。すなわち、記録媒体41に転写されたトナー42には接触しないでトナー42を加熱できるようになっている。すなわち、この第2加熱基板10bは、記録媒体41と接触させて加熱するのではなく、第2加熱基板10bからの放射熱(輻射熱)により加熱するようになっている。従って、第2加熱基板10bにより記録媒体41のトナー42が転写された面が擦られることはなく、未定着のトナー42の一部が剥がれることはない。この観点から、第2加熱基板10bは、その表面から熱を放射しやすい構造のものが好ましい。例えば図5Aおよび図5Bに示されるように、表面に熱放射に優れた材料の熱放射層18が形成されたり、その表面に凹凸18aが形成されたりすることにより、熱放射をしやすい構造であることが好ましい。
The
さらに、図1に示される例は、圧接ローラ21を加熱する第3加熱基板10cが第2加熱基板10bと兼用で用いられている。図1に示される例では、この第3加熱基板10cは第2加熱10bと兼用して設けられている。この第3加熱基板10cは、その絶縁基板11の側面が圧接ローラ21の周面21aに押し付けられるように端面を斜めにカットして設けられている。そのため、第3加熱基板10cの熱が圧接ローラ21の周面21aに伝わり、温度が上昇した圧接ローラ21の周面21aで記録媒体41のトナー42を圧接することができる。そのため、加熱部1で加熱融解したトナー42が圧接ローラ21に近づいて急激に温度が下がり、固化しかかった状態で圧接されるということがなくなり、トナー42が融解した状態で圧接されることができる。その結果、より一層定着を確実に行うことができる。なお、図1に示されるように、第3加熱基板10cの絶縁基板11の端面が斜めにカットされることにより、より一層圧接ローラ21が記録媒体41を加圧する直前で加熱することができ、加熱を有効に利用することができる。しかし、この第3加熱基板10cは必須ではない。この第1加熱基板10a、第2加熱基板10bおよび第3加熱基板10cの主要部は、従来のセラミック基板の一面に発熱抵抗体が形成される、いわゆるセラミックヒータとほぼ同じ構造になっている。そのため、共通の加熱基板10として、その一例が図4A〜4Bを参照して説明される。
Further, in the example shown in FIG. 1, the
加熱基板10は、カードなどに記録や消去などをするのに用いられる従来の加熱ヘッドと同様の構造になっており、例えば図4A〜4Bに保護膜(シート)17を除去した加熱基板10の平面説明図およびそのB-B断面図で、保護膜17が形成された状態が示されるような構成になっている。すなわち、絶縁基板11上に形成される発熱抵抗体12や温度測定用抵抗体13(13a、13b)、電極14(14a、14b、14c)、温度測定端子15(15a〜15e)などが形成され、その上に保護フィルム17が形成されている。なお、発熱抵抗体12や温度測定用抵抗体13と電極14や測定用端子15との間は、それぞれ導電体16により接続されている。この電極14や測定用端子15には図5Aに示されるように、リード19が接続される。
The
さらに具体的には、図4Aに示されるように、例えばアルミナなどのセラミックスからなる絶縁基板11の一面に発熱抵抗体12と温度測定用抵抗体13(13a、13b)とが設けられた構造になっている。図4Aに示される例では、例えば直線状で、帯状の発熱抵抗体12が矩形状の絶縁基板11の長手方向の一辺に沿って設けられることにより形成されている。この絶縁基板11の長手方向の長さは、50mm以上に形成され、例えば記録媒体41の幅(図1の記録媒体41の紙面と垂直方向の寸法)に応じて形成される。記録媒体41が大きい場合には、この絶縁基板11を長くするか、または加熱基板10をその長手方向に複数個並べて配置することにより記録媒体41の幅に合せられる。また、1個で長い絶縁基板11で加熱基板10が形成される場合には、発熱抵抗体12や温度測定用抵抗体13の途中に電極14や測定用端子15を複数個形成しておき、分割して電圧を印加できるようにしたり、絶縁基板11の領域ごとに温度を定できるようにしたりして、常に絶縁基板11の全体で均一な温度になるように制御される。図4Aに示される例では、温度測定用抵抗体13a、13bが2本形成されている。この絶縁基板11の温度は、低すぎると記録媒体41上に転写されたトナー42が融解しなくて充分に定着されなくなるし、高過ぎてもトナー42が融解し過ぎて圧接ローラ21にトナーが付着してトナーオフセットの現象が生じるので、絶縁基板11の温度が、その各領域に応じて正確に制御される必要がある。そのため、温度測定用抵抗体13の数や、測定用端子15の数はできるだけ多く形成されることが好ましい。
More specifically, as shown in FIG. 4A, for example, a
絶縁基板11は、アルミナなどからなる熱伝導率の優れた絶縁性の基板が用いられる。形状は矩形状が好ましいが、これに限定されるものではない。長さは、記録媒体41の幅と等しいことが好ましいが、それよりも小さくても、前述のように、複数個の加熱基板10が並べられることにより支障はない。絶縁基板11の幅(図4Aの発熱抵抗体12の延びる方向と垂直方向の寸法)は、例えば12mm程度の大きさに形成される。厚さは、例えば0.6mm程度のアルミナ基板が用いられる。
As the insulating
発熱抵抗体12は、例えばAg、Pd、RuO2、Pt、金属酸化物、ガラス粉末などを選択して混合することにより温度係数、抵抗値などが最適になるようにし、ペースト状にして印刷し、焼成することにより形成されている。焼成により形成される抵抗膜のシート抵抗値は固形絶縁粉末の量によって変えられる。両者の比率により抵抗値や温度係数を変えることができる。また、導体(電極14、測定端子15、接続導体16として使用する材料としては、Agの割合を多くし、Pdを少なくした同様のペースト状にしたものが用いられる。そうすることにより、発熱抵抗体12と同様に、印刷により形成することができる。端子接続の関係で使用温度により変る必要がある場合もある。Agが多い程抵抗値を低くすることができる。この発熱抵抗体12の抵抗温度係数は正に高い方が好ましく、とくに1000〜3500ppm/℃の材料を用いることが好ましい。また、図示されていないが、発熱抵抗体12の電流の流れる方向に沿って適当な位置に電極が設けられることにより、部分的に電圧を印加することができ、場所によって温度を変えることができる。
The
抵抗温度係数が正に大きいということは、温度が上昇すると抵抗値の増加が大きいことであるから、発熱させた状態における抵抗値測定により基準抵抗値からのずれにより実際の発熱温度の検出を容易に精度よく行え、印加電圧を調整し、または印加パルスのデューティを調整することにより所望の発熱温度からのずれを修正しやすくなる。また、抵抗温度係数が正であることにより、温度が上昇し過ぎた場合に抵抗値が増大して電流値が下がり、抵抗による発熱量が下がるため、より早く温度が飽和状態となり、高温時の温度安定性に優れているからであり、熱暴走などによる過熱を防止できる。なお、発熱抵抗体12の標準的な部分の幅も、用途に応じて所定の温度になるように設定されるし、複数本の発熱抵抗体12が並列に並べられてもよい。
The fact that the temperature coefficient of resistance is positively large means that the resistance value increases greatly when the temperature rises. Therefore, it is easy to detect the actual heat generation temperature due to deviation from the reference resistance value by measuring the resistance value in the heated state. It is easy to correct the deviation from the desired heat generation temperature by adjusting the applied voltage or adjusting the duty of the applied pulse. Also, since the temperature coefficient of resistance is positive, if the temperature rises too much, the resistance value increases, the current value decreases, and the amount of heat generated by the resistance decreases, so the temperature becomes saturated sooner, This is because it has excellent temperature stability and can prevent overheating due to thermal runaway. Note that the width of the standard portion of the
また、発熱抵抗体12の両端部には、例えばパラジウムの比率を小さくした銀・パラジウム合金やAg-Pt合金などの良導電体からなる電極14が印刷などにより形成されている。この電極14は、前述の図5Aに示されるように、リード19が接続され、電源が接続されて発熱抵抗体12に通電される構造になっている。この電源は、直流でも、交流でもよく、また、パルス電圧でもよい。パルス電圧であれば、そのデューティを変えることにより、印加電力を制御することができる。また、図4Aには、4mm程度の幅広の発熱抵抗体12が1本で形成されているが、発熱抵抗体の幅や本数はこの例に限定されず、目的に応じて、所望の温度になるように形成される。
Further,
発熱抵抗体12の近傍には、発熱抵抗体12と同様に絶縁基板11の表面に温度測定用抵抗体13が形成されている。この温度測定用抵抗体13は、例えば図4Aに示されるように、発熱抵抗体12に沿って形成されるのが好ましい。図4Aに示される例では、間隔をあけて若干長さの異なる2個が形成されている。そして、それぞれの両端が一対の測定用端子15a、15bに接続されている。この測定用端子15a、15bも前述の電極14と同様に、良導電性の材料により形成されている。この温度測定用抵抗体13には、両端の一対の測定用端子15a、15bのみならず、その中心部にも測定用端子15eが形成されている。また、第2の温度測定用抵抗体13bの両端部にも一対の測定用端子15c、15dがそれぞれ形成され、中心部の測定用端子15eにも接続されている。
In the vicinity of the
温度測定用抵抗体13は、発熱抵抗体12と同じ材料で形成されてもよいが、好ましくはできるだけ温度係数の絶対値(%)が大きい方が好ましい。この温度測定用抵抗体13は、発熱させるものではなく、絶縁基板21の温度を検出して、造形材料の融解温度に達するようにするもので、例えば0.5mm幅で、発熱抵抗体12より若干短い長さで形成される。また、温度測定用抵抗体13自身は発熱しないよう印加電圧が低く抑えられて、例えば5V程度が印加される。すなわち、この温度測定用抵抗体13は絶縁基板11上に直接設けられているため、両者の温度は殆ど同じで、温度測定用抵抗体13の抵抗値を測定することにより、絶縁基板11表面の温度、ひいては絶縁基板11の裏面で密着する造形材料の温度を知り、その温度をその融解温度以上にするためである。すなわち、抵抗体材料は、一般的にその温度が変化するとその抵抗値が変化するので、その抵抗値の変化を測定することにより、温度を測定するのである。温度検出手段については後述するが、この温度測定用抵抗体13の両端の電圧変化を検出することにより温度測定用抵抗体13の抵抗値を検出し、その抵抗値と温度測定用抵抗体13の温度係数(材料により分っている)から、その温度を検出するものであり、温度係数が大きい方が測定誤差を小さくすることができる。なお、この場合は、温度係数は正でも負でもよい。
The
温度測定用抵抗体13は、発熱抵抗体12と同じ材料とは限らず用途に応じて印刷などにより形成される。すなわち、微小の温度差を必要とする場合には、AgとPdの混合比率を変えたものや、全く別の材料で温度係数の大きいものを用いることもできる。この温度測定用抵抗体13の測定端子15a、15bも、発熱抵抗体12の電極14などと同様に、Agを多くしてPdを少なくした良導電性の材料により形成される。この温度測定用端子15a、15bの形成は、温度測定用抵抗体13の端部に設けられるとは限らない。例えば図4Aに示されるように、中央部に測定端子15eが設けられてもよいし、さらに二分されたそれぞれの中点に形成されてもよい。なお、温度測定用抵抗体13は、絶縁基板11の大きさ、または目的に応じて、形成される位置や測定端子15の位置が設定される。
The
図4Aには省略して二点鎖線で外周部分のみが示されているが、図4Bに断面図が示されているように、この発熱抵抗体12、温度測定用抵抗体13、および接続導体16は、保護膜17により被覆されている。この保護膜17は熱伝導率の大きいことが好ましく、例えばポリイミド膜などにより形成される。しかし、後述される図3に示されるような絶縁基板11と反対側の面が圧接ローラ21などと接触してローラなどを加熱する場合には、絶縁基板11の半分ぐらいの厚さの薄いセラミック板などからなるカバー基板が代わりに設けられてもよい。なお、電極14や測定用端子15は被覆されないで、露出しており、図5Aに示されるようにリード19が接続される。
In FIG. 4A, only the outer peripheral portion is shown by a two-dot chain line, but as shown in the sectional view in FIG. 4B, the
図5Aに示される例は、前述の第2加熱基板10bに適した加熱基板の例で、発熱抵抗体12などの表面に設けられる保護膜17に代えて熱放射層18が形成された例である。絶縁基板11、発熱抵抗体12などの構成は、前述の構成と同じであり、その説明を省略する。
The example shown in FIG. 5A is an example of a heating substrate suitable for the
すなわち、熱放射層18としては、前述の保護膜17のように、熱伝導により放熱するのではなく、熱放射し易い物質でコートするものである。従って、材料としては、熱を移動させる電磁波の放射率の高い材料が用いられる。放射率は、一般的には、0〜1.0(黒鉛:グラファイト)のものがあり、金属は放射率が小さく、黒酸化物系は放射率が大きい。ガラスや石英も放射率は大きい。この放射率の観点からは、グラファイト(1.0)、黒色アルマイト、ガラス、ゴムなど(0.9)、黒ラッカー(0.9)、黒色塗装(0.85)、エポキシガラス、紙フェノール、ポリテトラフルオロエチレンガラス(0.8)、などのうち耐熱性が高く変質し難い材料を用いることができる。さらに、この熱放射層18の表面は、凹凸面や曲面(波状)に形成され、表面積が大きいことが好ましい。図5A〜5Bに示される例では、規則的な凹凸が長手方向およびその垂直方向に形成された例が示されているが、このように規則的な凹凸にする必要は無い。しかし、たとえば図5Bに示されるような凹凸は、10〜50μm程度の幅で、10〜50μm程度の深さに形成されているが、その程度のメッシュを押し付けて形成されたものでもよく、また、深さが、10μm程度の粗面に形成されたものでもよい。この凹凸や曲面が点状に形成されることにより、表面積を倍程度にすることができるため好ましい。
That is, the
具体的には、発熱抵抗体12と同様の酸化ルテニウム(RuO2)とアルミナ(Al2O3)との混合物主体(発熱抵抗体2では、さらにAgが混入され、抵抗値が調整されている)のペーストが印刷などにより塗付され焼結することにより形成されている。従って、完全に硬化する前に、前述のメッシュなどを押し付けることにより、表面に凹凸が形成され、所望の粗面にも形成することができる。
More specifically, the main component of the mixture of ruthenium oxide (RuO 2 ) and alumina (Al 2 O 3 ) is the same as that of the heating resistor 12 (in the
さらに、物体の熱放射量は、(放射率)×(物体表面の絶対温度の4乗(K4))に比例することが知られている。従って、この熱放射層18の表面温度を高くすることが熱放射量を大きくする上で好ましい。その観点から、発熱抵抗体12で発生した熱ができるだけ逃げないで熱放射層18に集中するようにすることが好ましい。従って、前述のように、発熱抵抗体12と絶縁基板11との間に図示しない熱絶縁層が形成され、発熱抵抗体12で発生した熱ができるだけ絶縁基板11側に伝達しないように形成されることが好ましい。しかし、前述のように、第3加熱基板10cと兼用する場合には、絶縁基板11側に伝熱させる必要もあり、熱絶縁層を介在させることは好ましくない。
Furthermore, it is known that the amount of thermal radiation of an object is proportional to (emissivity) × (the fourth power of the absolute temperature of the object surface (K 4 )). Therefore, it is preferable to increase the surface temperature of the
加圧搬送部2は、図1に示される例では、圧接ローラ(上側ローラ)21と回転ローラ(下側ローラ)22とで、記録媒体41を圧接した状態で両ローラ21、22を回転させることにより、記録媒体41を搬送する仕組みになっている。なお、名称を圧接ローラ21と回転ローラ22と分けて記載しているが、便宜的に名称を分けただけで、両方のローラ21、22により圧接することは言うまでもない。通常の定着装置に用いられる加熱加圧ローラは、ゴムローラなどの加熱しやすい材料が用いられるが、本発明では、加熱を目的とはしていないので、むしろ圧接をしながら、トナー42とは接着しないで、分離しやすい離型性のある材料で形成されていることが好ましい。具体的には、プラスチックなどの比較的固い断熱材料で、外面21aには付着防止用のフッ素樹脂系被膜が形成されたものが用いられる。下側の回転ローラ22も、断熱材料(スポンジ、バルーン(空気カプセル)混入プラスチックなど)が用いられる。なお、この圧接ローラ21の加熱は、トナー42を融解させるための熱量が求められている訳ではなく、前述のように、定着の際の補助加熱であるため、それ程温度を高くする必要はなく、図1に示されるように、加熱基板10の絶縁基板11を介しての熱で充分である。しかし、後述される図2に示されるように、加熱基板10cが圧接ローラ21の加熱専用に用いられる場合には、絶縁基板11側ではなく、保護膜17側が接触するように設けられることができる。
In the example shown in FIG. 1, the
この圧接ローラ21は、記録媒体41上で、加熱部1により融解したトナー42を押し付けることにより記録媒体41に染み込ませることが目的であるが、加圧搬送部2に送られてきた記録用紙41上のトナー42の温度が急激に下がると圧接だけでは充分に記録媒体41に染み込ませることができない場合が生じ得る。そのような場合を考慮すると、急激にトナー42の温度が下がらないように、圧接ローラ21もある程度の高温になっていることが好ましい。そのため、図1に示される例では、第3加熱基板10c(図1に示される例では、第2加熱基板10bと兼用)が、その絶縁基板11の側面で圧接ローラ21の周縁部21aに接触するように押し付けられている。この圧接ローラ21と第3加熱基板10cとの接触部分は、圧接ローラ21が記録媒体41と接触する部分にできるだけ近い上流の部分(圧接ローラ21の回転により圧接点にできるだけ早く達する位置)であることが好ましい。第3加熱基板10cから伝導した熱が逃げないうちに記録媒体41と接触させることが好ましいからである。しかし、第2加熱基板と共用するためには、第2加熱基板10bの配置位置との関係で決まる。
The purpose of the
図1に示される例では、圧接ローラ21と記録媒体41を介して回転ローラ22が設けられている。この回転ローラ22の回転を圧接ローラ21の回転と同期させておくことにより、両面から記録媒体41を搬送することができるため、好ましい。しかし、記録媒体41の裏面側は、回転ローラでなくても、普通の平板でも構わない。圧接ローラ21の圧力に対して耐え得るものであればよい。搬送される記録媒体41と摺動することになるが、記録媒体41の裏側での摺動になるため、影響は生じない。
In the example shown in FIG. 1, a rotating
また、下側(トナー面と反対側)に回転ローラ(下側ローラ)22が用いられる場合、図示されていないが、回転ローラ22の周縁にも、第4加熱基板が接触するように設けられることが、圧接ローラ21の場合と同様に記録媒体41の温度を急速に下げないで確実な定着を行いやすいという点で望ましい。しかし、回転ローラ22の場合は、記録媒体41の裏面と接触するため、その効果は小さく、必須ではない。また、回転ローラ22ではなく、平板が設けられる場合には、その平板に変えて前述の加熱基板10が設けられてもよい。このように、加圧搬送部3で融解して未定着のトナー42が圧接されることにより、定着されたトナー43になる。
Further, when the rotating roller (lower roller) 22 is used on the lower side (the side opposite to the toner surface), although not shown, the fourth heating substrate is also provided in contact with the periphery of the
すなわち、転写されたトナー42が加熱されると、軟化点を超えて粘着、融点、流動化し、これを加圧すると、紙の繊維間に入り剥れにくくなる。100℃前後でトナー42の表面が解け始め、トナー同士、紙との付着が始まり、自由に粒子として動かなくなる。最終的には、全部が融解してから加圧され、平坦化されて紙への浸透が起こり、定着される。
That is, when the transferred
転写部3は、通常の電子写真方式プリンタの場合と同様に、清掃部32、除電部33、帯電部34、露光(光書込み)部35、現像部36を通るように感光体の一例である感光ドラム31を回転させながら露光部35でレーザ光またはLED光を用いて光書込みをして感光ドラム31上に静電潜像を形成し、これに現像部36でトナー43aを感光ドラム31に付着させて現像し、可視像化する。そして、転写具37で電気力によりトナー42aを感光ドラム31から記録媒体41に転写することにより、記録媒体41に写真画像が形成される。トナー42aは、樹脂に種々の顔料を混合したものである。この記録媒体41が順次搬送されて加熱部1、加圧搬送部2を経由することにより、転写されたトナー42の画像が定着される。なお、カラープリントの場合は、この転写部3から、加熱部1、加圧搬送部2までの組をタンデム式に並べ、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)用に併置して行うことにより、カラー印刷をすることもできる。
The
図2に示される実施形態は、加熱部1で第2加熱基板10bが設けられないで、第3加熱基板10cが圧接ローラ21の加熱専用に設けられている点で異なる。なお、この図2および次の図3では、感光体ドラム31の操作部分が簡略化して一部省略して示されているが、図1と同様の構成になっている。このように、圧接ローラ21の加熱専用に第3加熱基板10cが用いられる場合には、前述の熱放射層が設けられる構造の加熱基板ではなく、むしろ表面側からの熱放射の少ない保護膜17が形成された加熱基板10が用いられることが好ましい。さらに、図2に示されるように、加熱基板10の絶縁基板11の裏面を圧接ローラ21に押し付けるように接触させることが好ましい。また、前述のように、回転ローラ22にも圧接ローラ21側と同様に第4加熱基板の絶縁基板を押し付ける構造に設けることが好ましい。なお、後述される図3に示されるように、第3加熱基板10cはその保護膜17側が圧接ローラ21に接触するように押し付けられることにより、より一層発熱した熱量を圧接ローラ21に伝達することができるので好ましい。
The embodiment shown in FIG. 2 is different in that the
図3に示される実施形態は、第1加熱基板10aを長くして、または同様の加熱基板からなる第5加熱基板10eが第1加熱基板10aと並んで設けられて、圧接ローラ21の下側の部分が、回転ローラ22に代えて圧接ローラ21の受け台23にされている。すなわち、圧接ローラ21と受け台23(第5加熱基板10e)とにより記録媒体41が加圧される構造になっている。この場合でも、記録媒体41のトナー42が付着したトナー面は、圧接ローラ21の回転により記録媒体41は搬送される。そのため、トナーの損傷はなく、記録媒体41の裏面側から第5加熱基板10eにより加熱されることにより、トナー42を確実に定着させることができる。また、図3に示されるように、第3加熱基板10cは、その保護膜(カバー基板)17側が圧接ローラ21に押し付けられることにより、第3加熱基板10cの熱量を効率よく圧接ローラ21に伝達することができる。この場合、第3加熱基板10cの保護膜17の損傷を減らすため、薄いセラミック基板のようなカバー基板として、そのカバー基板を圧接ローラ21に押し付けることもできる。
In the embodiment shown in FIG. 3, the
図示されていないが、図1〜3に示される定着装置の全体を加圧搬送部2側を低く(鉛直下方側)、転写部3側を高くなるように斜めに配置することが好ましい。加熱部1や加圧搬送部2で発生して外部に放射される熱量をできるだけ利用することにより、省エネ化を図るためである。すなわち、熱は鉛直上方に逃げるため、トナー42の加熱部1および加圧搬送部2で吸収されなかった熱を転写部3の方向に流し、転写されたトナー42の余熱に使うためである。予め転写されたトナー42が加熱されて温度が上昇していれば、加熱部1で弱い加熱によりトナー42を融解することができる。従って、全体的にエネルギー消費を少なくすることができ、地球温暖化への対策にもなる。なお、この装置全体をカバーで被覆することにより、より一層放射された熱量を有効利用することができるので好ましい。
Although not shown, it is preferable that the entire fixing device shown in FIGS. 1 to 3 is disposed obliquely so that the
前述のように、トナー42を加熱する温度が低すぎると、融解することができず、十分な定着をすることができない。また、高すぎても、加圧搬送部2でトナー42の一部が圧接ローラ21に付着して好ましくない。そのため、加熱基板10の温度制御は正確に行うことが必要となる。図1などに示される定着装置の温度制御手段(駆動回路)が図6に示されている。すなわち、この駆動回路は直流または交流の電源390で駆動する例で電源390としては、電池、商用電源または商用電源390をトランスなどにより電圧や印加時間を調整して、印加電力を調整する調整部370を介して発熱抵抗体12に接続される電極14(図4A参照)に駆動電力が供給されるようになっている。その結果、交流電源をそのまま使用することもでき、商用の交流電源390により供給される電圧は、電力の調整部370により調整され、所望の温度になるように調整される。調整部370は、たとえば電源390が交流の場合には、トライアックやサイリスタなどの交流電力制御手段が用いられる。その結果、直流電源が不要で、電源冷却ファンも不要になる。しかし、電池による直流電源を用いることもできる。また、図示されていないが、パルスを印加するパルス駆動により加熱することもできる。その場合、電圧を変える以外にもデューティサイクルを変えることにより印加電力を調整することができる。さらに、パルス印加する場合には、その周波数を変調する(PFM)ことにより出力を変えることもできる。その温度は、温度測定用抵抗体13を利用して、定電流回路350により測定用電源310の電流を一定にして供給される電流と、温度測定用抵抗体24の両端の電圧Vの測定により、その時点の温度測定用抵抗体13の抵抗値を知り、その抵抗値の変化により温度測定用抵抗体13、すなわち絶縁基板11(図4A参照)の温度を測定して、その温度により電力の調整部370で印加電圧などを調整できるようになっている。調整部370は、特に複数の発熱抵抗体12を並べて加熱する場合に、各発熱抵抗体12の温度を均一にする、または温度を異ならせる場合に有効である。そのため、複数の温度測定用抵抗体13が設けられている場合には、それぞれ別々にその近傍の温度を測定し、各発熱抵抗体12で印加電圧などが調整されることが好ましい。
As described above, if the temperature for heating the
この温度測定の原理を、もう少し詳しくした図7を参照しながら説明する。例えば直流電源からなる測定用電源310の両端に定電流回路CCR(current controlled regulator)350を温度測定用抵抗体13と直列に接続しておき、温度測定用抵抗体13の両端の電圧Vを測定すれば、温度検出手段330により、その電圧を定電流で割り算することにより、温度測定用抵抗体13のその時点での抵抗値を知ることができ、予め分っている温度測定用抵抗体13の温度係数(材料により定まる)とから温度を算出することができる。その検出温度に応じて、制御手段360から調整部37により発熱抵抗体12の両端に印加する電力を制御することにより、絶縁基板11の温度を所定の温度に維持することができる。この制御手段360による発熱用抵抗体12の温度制御は、前述のように、印加電圧をパルスにして、そのパルスのデューティサイクルを変えてもよいし、電圧そのものを変化させてもよい。図7に示される例では、定電流回路350が設けられたが、それに代えて、温度が変化しない場所に基準抵抗を設けて、その基準抵抗の電圧を測定することにより、電流を求めて、温度測定用抵抗体13の両端の電圧を測定してもよい。また、温度測定用電源310は、直流電源とは限らない。交流でもパルス的に定電流を得ることができる。
The principle of this temperature measurement will be described with reference to FIG. For example, a constant current circuit CCR (current controlled regulator) 350 is connected in series with the
1 加熱部
2 加圧搬送部
3 転写部
10 加熱基板
10a〜10c 第1〜第3加熱基板
11 絶縁基板
12 発熱抵抗体
13 温度測定用抵抗体
14 電極
15 測定用端子
16 接続導体
17 保護膜
18 熱放射層
19 リード
21 圧接ローラ
22 回転ローラ
31 感光ドラム
34 帯電部
35 露光部
36 現像部
37 転写具
41 記録媒体
42a 現像したトナー
42 未定着のトナー
43 定着後のトナー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (9)
前記転写部より前記記録媒体の進行方向側に設けられ、前記転写部で転写されたトナーを加熱する加熱部と、
前記加熱部より前記記録媒体の進行方向側に設けられ、前記記録媒体の前記トナーが設けられた面側を圧接ローラにより加圧しながら前記記録媒体を搬送する加圧搬送部と、
を具備し、
前記加熱部のヒータが、前記記録媒体の前記トナーが転写された面と反対面側から加熱する第1加熱基板および/または前記記録媒体の前記トナーが転写された面側から前記記録媒体と離間して設けられる第2加熱基板により形成され、
前記加熱部では前記記録媒体に転写されたトナーが融解するまで加熱され、前記加圧搬送部では前記転写されたトナーが融解しない温度で加圧され、
前記加圧搬送部の前記圧接ローラと前記記録媒体を挟んで対向する位置に、前記第1加熱基板が延長して、または前記第1加熱基板とは異なる第5加熱基板が設けられ、前記圧接ローラと前記第1加熱基板または前記第5加熱基板とにより前記記録媒体が圧接される定着装置。 A transfer unit that develops the electrostatic latent image formed on the photoreceptor and transfers the toner adhered thereto to a recording medium;
A heating unit that is provided on the recording medium traveling direction side from the transfer unit and that heats the toner transferred by the transfer unit;
A pressure conveying unit that is provided closer to the recording medium in the advancing direction than the heating unit and conveys the recording medium while pressing a surface of the recording medium on which the toner is provided with a pressure roller;
Comprising
The heater of the heating unit heats the recording medium from the surface opposite to the surface to which the toner is transferred, and / or the recording medium is separated from the recording medium from the surface to which the toner is transferred. Formed by a second heating substrate provided,
The heating unit is heated until the toner transferred to the recording medium is melted, and the pressure conveying unit is pressed at a temperature at which the transferred toner is not melted ,
The first heating substrate is extended or a fifth heating substrate different from the first heating substrate is provided at a position facing the pressure contact roller of the pressure conveying unit across the recording medium, and the pressure contact is provided. the recording medium is Ru fixing device is pressed by the roller and the first heating substrate or the fifth heating substrate.
絶縁基板と、該絶縁基板の一面に形成され、前記絶縁基板を加熱する帯状の発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体の長手方向に電流を流し得る少なくとも一対の電極と、前記発熱抵抗体の近傍で、該発熱抵抗体に沿って前記絶縁基板上に形成される温度測定用抵抗体と、前記温度測定用抵抗体の所定の長さの間の電気抵抗を測定するための少なくとも一対の測定端子とを具備している
請求項1〜3のいずれか1項に記載の定着装置。 First heating the substrate or the second heating substrate of claim 1, wherein the third heating substrate 請 Motomeko 3 wherein, or the fifth heating the substrate at least one,
An insulating substrate; a belt-like heating resistor formed on one surface of the insulating substrate for heating the insulating substrate; at least a pair of electrodes capable of passing a current in a longitudinal direction of the heating resistor; and the vicinity of the heating resistor A temperature measuring resistor formed on the insulating substrate along the heating resistor and at least a pair of measuring terminals for measuring an electrical resistance between the predetermined lengths of the temperature measuring resistor The fixing device according to claim 1, further comprising:
前記記録媒体を搬送しながら前記トナーが転写された面側から前記記録媒体と離間して加熱し、および/または前記トナーが転写された面と反対面側から加熱することにより前記トナーを融解状態にし、
前記トナーが融解した前記記録媒体を、前記トナーが融解しない温度で前記記録媒体の前記トナー側から圧接ローラにより、前記記録媒体を挟んで対向する位置に、第1加熱基板を延長し、または前記第1加熱基板とは別個の第5加熱基板を設けて圧接し、加圧しながら前記記録媒体を搬送する
ことを特徴とする定着方法。Transfer the toner matching the image to the recording medium by electrophotographic process,
While transporting the recording medium, the toner is heated away from the recording medium from the side to which the toner has been transferred and / or heated from the side opposite to the surface to which the toner has been transferred. West,
Extending the first heating substrate from the toner side of the recording medium at a temperature at which the toner has not melted to a position facing the recording medium with the pressing medium interposed therebetween, or A fixing method, wherein a fifth heating substrate separate from the first heating substrate is provided and pressed, and the recording medium is conveyed while being pressed .
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