JP6203901B1 - Fixing apparatus and fixing method - Google Patents

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Abstract

【課題】加熱部と加圧部とを分離し、トナーの転写後直ちにトナーを加熱できるようにすることにより、トナーの飛散を防止することができる定着装置および定着方法を得ることを目的とする。【解決手段】加熱部1と、加圧搬送部2との全体に亘って連続して絶縁基板5が設けられ、絶縁基板5の記録媒体41と対向する面であって、転写部3に対応する部分に転写用電極39が設けられ、加熱部1に対応する部分に加熱用の発熱抵抗体12a〜12cが設けられ、加圧搬送部2に対応する部分には加圧ローラ21の圧力を受け止め得る受け台22として形成されている。その結果、トナー42が録媒体41に転写された直後からトナー42が加熱され、微粉末の飛散が防止される。【選択図】図1AAn object of the present invention is to provide a fixing device and a fixing method capable of preventing toner scattering by separating a heating portion and a pressure portion so that the toner can be heated immediately after the transfer of the toner. . An insulating substrate 5 is provided continuously over the whole of a heating unit 1 and a pressure conveying unit 2, and is a surface facing the recording medium 41 of the insulating substrate 5 and corresponds to a transfer unit 3. The transfer electrode 39 is provided in the part to be heated, the heating resistors 12a to 12c for heating are provided in the part corresponding to the heating part 1, and the pressure of the pressure roller 21 is applied to the part corresponding to the pressure conveying part 2. It is formed as a cradle 22 that can be received. As a result, the toner 42 is heated immediately after the toner 42 is transferred to the recording medium 41, and the fine powder is prevented from being scattered. [Selection] Figure 1A

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紙などの記録媒体に転写して記録媒体に粘着させることにより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、トナーの微粉末が空中に飛散しないように、記録媒体に転写された未定着のトナー画像を直ちに軟化させて記録媒体に粘着させることにより、トナーの微粉末の飛散を防止すると共に、短時間でトナーを定着させることができる定着装置および定着方法に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a laser printer, and an LED printer, and a fixing device that forms an image by transferring a resin-based toner that forms an image onto a recording medium such as paper and sticking it to the recording medium. The present invention relates to a fixing method. More specifically, in order to prevent the toner fine powder from scattering in the air, the unfixed toner image transferred to the recording medium is immediately softened and adhered to the recording medium, thereby preventing the toner fine powder from scattering. The present invention relates to a fixing device and a fixing method capable of fixing toner in a short time.

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体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流動化させることにより、粘着性が出てトナー同士を粘着させながら記録媒体に粘着させる。その結果、トナーは自由に動かなくなる。要するに、軟化、流動化、粘着が起こり、粘着した状態で加圧されることにより、記録媒体に画像を定着させる。   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 member by charging, exposing, and developing on the 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 fluidized by heating with a heat and pressure roller, whereby stickiness is produced and the toner is adhered to the recording medium while being adhered. As a result, the toner does not move freely. In short, softening, fluidization, and sticking occur, and the image is fixed on the recording medium by being pressed in the sticking state.

この感光体から記録媒体にトナーを転写する方法は、例えばコロナ放電方式や、ローラ転写方式などが知られている(例えば非特許文献1参照)。コロナ放電方式は、図5Aに示されるように、記録媒体80を挟んで感光体81に対向して配置される転写チャージャ82と分離チャージャ83とが設けられることにより構成される。この構成で、チャージユニット84により、感光体81の全面に均一に帯電させ、レーザビームやLEDなどの光源85で印刷データのパターンを帯電した感光体81に照射し、電気的潜在画像(逆像の不可視画像)を感光体81の表面に形成する。そして、ディベロッパーユニット86で、トナーを撹拌しながら感光体81の表面に形成された潜在画像に付着させることにより、感光体81の表面に可視画像が形成される(現像工程)。その後、転写チャージャ82のコロナ放電により記録媒体80の背面にトナーと逆極性の電荷を与えることで、感光体81上のトナーが記録媒体80上に転写される。分離チャージャ83は、記録媒体80が感光体81に吸引されて、感光体81に巻き付けられないように、転写チャージャ82よりも弱い電界が印加されている。すなわち、転写部は、感光体81と分離チャージャ82とがペアで独立して転写装置として形成されている。また、ローラ転写方式は、図5Bに示されるように、感光体81と記録媒体80を挟んで対向して設けられる転写ローラ87を感光体81に適度な接触圧力で押圧し、記録媒体80を搬送すると共に、転写ローラ87を介して記録媒体80の背面にトナーと逆極性の電荷を与えることにより記録媒体80にトナー像を転写している。   As a method for transferring toner from the photosensitive member to a recording medium, for example, a corona discharge method, a roller transfer method, and the like are known (for example, see Non-Patent Document 1). As shown in FIG. 5A, the corona discharge method is configured by providing a transfer charger 82 and a separation charger 83 that are arranged to face the photoconductor 81 with the recording medium 80 interposed therebetween. With this configuration, the charging unit 84 uniformly charges the entire surface of the photoconductor 81, and irradiates the photoconductor 81 charged with a print data pattern with a light source 85 such as a laser beam or an LED, so that an electric latent image (reverse image) is obtained. Invisible image) is formed on the surface of the photoreceptor 81. The developer unit 86 adheres the toner to the latent image formed on the surface of the photoconductor 81 while stirring, thereby forming a visible image on the surface of the photoconductor 81 (development process). Thereafter, the toner on the photosensitive member 81 is transferred onto the recording medium 80 by applying a charge having a polarity opposite to that of the toner to the back surface of the recording medium 80 by corona discharge of the transfer charger 82. The separation charger 83 is applied with a weaker electric field than the transfer charger 82 so that the recording medium 80 is not attracted to the photoreceptor 81 and wound around the photoreceptor 81. That is, the transfer unit is formed as a transfer device in which the photoconductor 81 and the separation charger 82 are independently paired. In the roller transfer method, as shown in FIG. 5B, a transfer roller 87 provided opposite to the photosensitive member 81 and the recording medium 80 is pressed against the photosensitive member 81 with an appropriate contact pressure, so that the recording medium 80 is pressed. The toner image is transferred to the recording medium 80 by being conveyed and by applying a charge having a polarity opposite to that of the toner to the back surface of the recording medium 80 via the transfer roller 87.

一方、加熱加圧部は、図示されていないが、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加熱加圧ローラと反対側の回転ローラとにより圧接しながら搬送する方式が知られている。すなわち、加熱と加圧とを同時に行っている。このように、加熱加圧ローラと回転ローラと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。しかし、トナーが加熱されながら加圧されるので、流動化した状態で加熱加圧ローラにより押し付けられることになる。しかも、トナーはその表面から加熱され、記録媒体側まで十分に加熱されない状態で加圧ローラにより押し付けられているため、加熱加圧ローラの表面に流動化したトナーが付着しやすい。その結果、トナーが記録媒体の表面から一部剥れる場合がある。また、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加熱加圧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、より一層電力を消耗し、省エネの要求に充分に応えることができない。   On the other hand, the heating and pressing unit is not shown in the drawing, but presses the recording medium on which the toner is transferred, for example, with a heating and pressing roller heated by incorporating a halogen lamp inside and a rotating roller on the opposite side. A method of conveying is known. That is, heating and pressurization are performed simultaneously. As described above, the surface of the toner is hardly rubbed by conveying the recording medium onto which the toner has been transferred while rotating the heating and pressing roller and the rotating roller. However, since the toner is pressurized while being heated, it is pressed by the heat and pressure roller in a fluidized state. Moreover, since the toner is heated from the surface and is pressed by the pressure roller in a state where the toner is not sufficiently heated to the recording medium side, the fluidized toner tends to adhere to the surface of the heat and pressure roller. As a result, the toner may be partially removed from the surface of the recording medium. In addition, 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 to raise the temperature of the heating and pressing roller after the switch is turned on. In order to solve this problem, it is necessary to preheat. For this reason, the power consumption is further reduced, and the demand for energy saving cannot be sufficiently met.

さらに、ハロゲンランプを用いないで、セラミック基板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、ヒータ面側に記録媒体のトナーの転写された部分を接触させて加熱加圧することが試みられており、セラミックヒータをローラのように回転させることができないため、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いようにする必要がある。そのため、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1参照)。   Furthermore, there has been proposed a method using a so-called ceramic heater in which a heating resistor is formed on the surface of a ceramic substrate without using a halogen lamp. However, in this method, in order to effectively use the heat of the ceramic heater, an attempt is made to heat and press the portion of the recording medium to which the toner is transferred on the heater surface side. Therefore, it is necessary to prevent the surface of the ceramic heater and the surface of the recording medium onto which the toner has been transferred from being rubbed. 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, Patent Document 1).

特開平5−273879号公報JP-A-5-273879

「電子写真」日本画像学会編、東京電機大学 出版局発行、2008年6月20日、67〜69頁“Electrophotography”, edited by the Japan Imaging Society, published by the Tokyo Denki University Press, June 20, 2008, pp. 67-69

前述のように、転写部と加熱加圧部とが、別々に独立して形成されていると、転写部でトナーが転写された後に、加熱加圧ローラに至るまでは、記録媒体の上にトナーの粉末が弱い静電力で付着しているだけで進行する。また、トナーの粉末は外添剤で被覆されている。そのため、加熱加圧ローラに至るまでの間にトナーや外添剤の微粉末が飛散しやすく、粉塵が空中に浮遊して公害の原因ともなりやすいという問題がある。   As described above, when the transfer unit and the heating and pressing unit are formed separately and independently, after the toner is transferred by the transfer unit, the toner is transferred onto the recording medium until reaching the heating and pressing roller. The process proceeds only when the toner powder adheres with a weak electrostatic force. The toner powder is coated with an external additive. For this reason, there is a problem that the fine powder of the toner and the external additive is likely to be scattered before reaching the heating and pressing roller, and the dust is likely to cause pollution due to floating in the air.

また、加熱部と加圧部とが同じところで同時に行われると、流動状態になったトナーが加圧ローラにより圧接されるため、加圧ローラにトナーが付着しやすく、トナー画像を毀損しやすいという問題がある。   Further, if the heating unit and the pressure unit are simultaneously performed at the same place, the toner in the fluid state is pressed by the pressure roller, so that the toner is likely to adhere to the pressure roller, and the toner image is likely to be damaged. There's a problem.

さらに、加熱と加圧が同時に行われると、加熱加圧用のローラと回転ローラとの接触部の幅(ニップ幅)の間に加熱と加圧が行われなければならないため、記録媒体の搬送スピードを速くすると十分な定着をすることができず、印刷スピードに制約を受ける。   Furthermore, if heating and pressurization are performed simultaneously, heating and pressurization must be performed between the width (nip width) of the contact portion between the heating and pressurizing roller and the rotating roller. If the speed is increased, sufficient fixing cannot be performed, and printing speed is limited.

さらに、転写されたトナーの表面側から加熱されると、トナーの表面側が流動状態になっても、記録媒体との接触面側の流動化はそれより遅れるため、記録媒体への粘着性が不充分になりやすい。さらに、記録媒体が紙などの吸湿性を有する場合、記録媒体の温度上昇が一番遅くなるため、その水分が蒸発し難く、トナーが流動状態になった後に水分が蒸発する。その結果、トナーの表面に、いわゆるブリスターと呼ばれる凹部が形成され、トナーの表面に凹凸が形成されやすく、印刷表面の仕上がり状態が不鮮明になるという問題がある。   Further, when heated from the surface side of the transferred toner, even if the toner surface side is in a fluid state, the fluidization on the contact surface side with the recording medium is delayed, and thus the adhesiveness to the recording medium is poor. It tends to be enough. Further, when the recording medium has a hygroscopic property such as paper, the temperature rise of the recording medium is the slowest, so that the moisture hardly evaporates, and the moisture evaporates after the toner is in a fluid state. As a result, there is a problem that concave portions called so-called blisters are formed on the surface of the toner, unevenness is easily formed on the surface of the toner, and the finished state of the printed surface becomes unclear.

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、加熱部と加圧部とを分離し、トナーの転写後直ちにトナーを加熱できるようにすることにより、トナーの飛散を防止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を目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and prevents the scattering of the toner by separating the heating portion and the pressure portion so that the toner can be heated immediately after the transfer of the toner. It is an object of the present invention to provide a fixing device and a fixing method that can be used.

本発明の他の目的は、トナーの表面を損傷させることなく、高スピードで、記録媒体にトナーを定着させ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 fixing device and a fixing method capable of fixing toner on a recording medium at a high speed without damaging the surface of the toner.

本発明のさらに他の目的は、記録媒体が紙などの吸湿性の記録媒体の場合でも、その水分の蒸発によりトナー画像が不鮮明になることを防止し得る定着装置および定着方法を提供することにある。   Still another object of the present invention is to provide a fixing device and a fixing method capable of preventing a toner image from becoming unclear due to evaporation of water even when the recording medium is a hygroscopic recording medium such as paper. is there.

本発明のさらに他の目的は、転写されたトナーを直ちに加熱して微粉末の飛散を防止しながら、加圧搬送部ではトナーが流動状態(融解状態)にならないで、記録媒体に粘着できるようにトナーの温度を下げ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。   Still another object of the present invention is to immediately heat the transferred toner to prevent the fine powder from scattering, and to allow the toner to adhere to the recording medium without being in a fluid state (melted state) in the pressure conveying section. Another object of the present invention is to provide a fixing device and a fixing method capable of lowering the toner temperature.

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、前記記録媒体の前記転写部より下流側に設けられ、前記転写部で転写されたトナーを加熱する加熱部と、前記記録媒体の前記加熱部より下流側に設けられ、前記記録媒体の前記トナーが設けられた面側を加圧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、前記転写部、前記加熱部、および前記加圧搬送部の全体に亘って、前記記録媒体の前記トナーが転写される面と反対面に接触するように連続して設けられる絶縁基板と、を具備し、前記絶縁基板の前記記録媒体と対向する面であって、前記転写部に対応する部分に転写用電極が設けられ、前記加熱部に対応する部分に加熱用の発熱抵抗体が設けられ、前記加圧搬送部に対応する部分は前記加圧ローラの圧力を受け止め得る受け台として形成され、前記トナーが前記記録媒体に転写された直後から前記トナーが加熱されるように形成されている。   The fixing device of the present invention includes 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 downstream side of the transfer unit of the recording medium. A heating section for heating the toner transferred by the printing section; and the recording medium provided on the downstream side of the heating section of the recording medium while pressing the surface of the recording medium on which the toner is provided with a pressure roller. A pressure conveyance unit that conveys the toner, and the transfer unit, the heating unit, and the pressure conveyance unit. A transfer electrode provided on a portion of the insulating substrate facing the recording medium and corresponding to the transfer portion, and heating a portion corresponding to the heating portion. And a heating resistor for Portion corresponding to the conveying unit is formed as a cradle capable of receiving the pressure of the pressure roller, the toner immediately after the toner has been transferred to the recording medium is formed so as to be heated.

ここに「下流側」とは、記録媒体の進行方向の前方、すなわち記録媒体の場合にはその排紙側を意味し、逆に「上流側」とは、記録媒体の場合にはその供給側を意味する。また、「連続して」とは、完全に一体でなくても、記録媒体41の進行方向に沿って、熱伝導が良好に行われやすいように接着剤などにより接続されていてもよい意味である。記録媒体の進行方向と垂直方向には、離間して複数個設けられる構造でもよい。   Here, “downstream side” means the front side of the recording medium in the traveling direction, that is, the discharge side in the case of a recording medium, and conversely “upstream side” means the supply side in the case of a recording medium. Means. Further, “continuously” means that the recording medium 41 may be connected by an adhesive or the like so that heat conduction is easily performed along the traveling direction of the recording medium 41 even if it is not completely integrated. is there. A structure in which a plurality of recording media are provided apart from each other in the direction perpendicular to the traveling direction of the recording medium may be employed.

前記加熱部に設けられる発熱抵抗体が、前記記録媒体の進行方向に沿って複数個並列して設けられ、前記転写部側と前記加圧搬送部側とで前記転写部側の温度が高くなるように発熱抵抗体、または印加電圧が異なるように形成されることが好ましい。   A plurality of heating resistors provided in the heating unit are provided in parallel along the traveling direction of the recording medium, and the temperature on the transfer unit side increases between the transfer unit side and the pressure conveying unit side. Thus, it is preferable that the heating resistor or the applied voltage is formed differently.

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の一面に転写する転写部を設け、前記記録媒体を搬送しながら前記記録媒体の一面と反対面である他面側から前記転写されたトナーを加熱する加熱部を設け、前記記録媒体の前記一面側からの加圧ローラと、前記他面側の受け台とにより前記記録媒体を加圧しながら搬送する加圧搬送部を設け、前記転写部、前記加熱部、および前記加圧搬送部の全体に亘って、前記記録媒体の前記トナーが転写される面と反対面に接触するように連続して絶縁基板を設け、該絶縁基板の表面に、前記転写部で転写するための転写用電極と、前記加熱部で加熱をするための発熱抵抗体とをそれぞれ設け、前記加圧搬送部の受け台を前記絶縁基板の延長部分で形成することを特徴とする。   The fixing method of the present invention is provided with a transfer unit that transfers toner matched to an image to one surface of the recording medium by an electrophotographic process, and from the other surface side opposite to the one surface of the recording medium while transporting the recording medium. A heating unit that heats the transferred toner, and a pressure conveying unit that conveys the recording medium while applying pressure to the pressure roller from the one surface side of the recording medium and a cradle on the other surface side. Providing an insulating substrate continuously over the transfer unit, the heating unit, and the pressure conveying unit so as to contact the surface opposite to the surface to which the toner is transferred of the recording medium, A transfer electrode for transferring at the transfer portion and a heating resistor for heating at the heating portion are provided on the surface of the insulating substrate, respectively, and a pedestal of the pressure conveying portion is extended from the insulating substrate. Characterized by forming in parts .

記加熱部に、前記記録媒体の進行方向に沿って複数個の発熱抵抗体を設け、前記転写部側が高く、前記加圧搬送部側が低くなるように温度勾配を形成して前記加熱部での加熱を行うことが好ましい Before SL heating unit, provided a plurality of heating resistors along the direction of travel of the recording medium, the transfer portion side is high, the pressure conveying unit side by a temperature gradient to be lower in the heating unit It is preferable to perform heating.

本発明の定着装置および定着方法によれば、表面に発熱抵抗体が設けられる絶縁基板が少なくとも転写部から加圧搬送部まで連続して形成されている。そのため、絶縁基板に発熱抵抗体が設けられていない転写部でも、絶縁基板、ひいては記録媒体の温度が僅かながら上昇しており、転写された時点からトナーはある程度加熱される。しかし、感熱体は、寿命の観点から余り温度を上昇させない方がよいので、その上流に設けられる発熱抵抗体の発熱を抑え、温度上昇は抑制されるように設計される。さらに、転写用電極に近接して発熱抵抗体が形成され得るので、転写後直ちにトナーは本格的に加熱されることになる。その結果、トナーが軟化状態または流動状態(融解状態)になるまでの時間を短くすることができると共に、トナーの飛散を確実に抑制することができる。しかも、この絶縁基板は記録媒体のトナーが転写される面と反対面(裏面)側に設けられ、絶縁基板の表面には発熱抵抗体が形成されているので、記録媒体の裏面側から加熱されることになる。その結果、トナーも記録媒体側から軟化して流動状態になる。すなわち、記録媒体とトナーとの粘着性が非常によくなる。これにより、加圧搬送部で加圧された場合に、温度が低下してトナーの表面が流動状態でなくなっても、トナーを記録媒体に粘着させやすくなる。   According to the fixing device and the fixing method of the present invention, the insulating substrate provided with the heating resistor on the surface is continuously formed from at least the transfer portion to the pressure conveying portion. Therefore, even in the transfer portion where the heat generating resistor is not provided on the insulating substrate, the temperature of the insulating substrate and thus the recording medium is slightly increased, and the toner is heated to some extent from the time of transfer. However, since it is better not to raise the temperature so much from the viewpoint of life, the heat sensitive body is designed so as to suppress the heat generation of the heating resistor provided upstream thereof and to suppress the temperature rise. Further, since the heating resistor can be formed in the vicinity of the transfer electrode, the toner is heated in earnest immediately after the transfer. As a result, it is possible to shorten the time until the toner is in a softened state or a fluidized state (melted state), and to reliably suppress toner scattering. In addition, since this insulating substrate is provided on the opposite side (back side) of the surface of the recording medium to which the toner is transferred, and a heating resistor is formed on the surface of the insulating substrate, it is heated from the back side of the recording medium. Will be. As a result, the toner is also softened from the recording medium side to be in a fluid state. That is, the adhesion between the recording medium and the toner becomes very good. Accordingly, when the pressure is applied by the pressure conveying unit, the toner is easily adhered to the recording medium even if the temperature is lowered and the surface of the toner is not in a fluid state.

なお、軟化状態とは、トナーの粘弾性特性で、ゴム領域の温度範囲で、固体領域よりも粘弾性が下がり、外力を加えると容易に変形するが弾力性を有する状態を意味し、流動状態とは、トナーが液状で流れ得る状態を意味する。勿論、ゴム領域でも、温度が高いほど粘弾性が低下し、流動状態に近くなり、同じ流動状態と言っても、温度が高いほど、流動性が大きくなる。   The softened state is a viscoelastic property of the toner, and means a state where the viscoelasticity is lower than that of the solid region in the temperature range of the rubber region and easily deforms when an external force is applied, but has elasticity. The term “toner” means a state in which the toner can flow in a liquid state. Of course, even in the rubber region, the higher the temperature, the lower the viscoelasticity and the closer to the fluid state. Even if the fluid state is the same, the fluidity increases as the temperature increases.

さらに、加熱部が加圧部と分離されることにより、加圧搬送部では、流動状態(融解状態)にする必要がなく、加圧ローラ側の温度を低下させることができるので、加圧ローラにより圧接しても、加圧ローラにトナーが付着しにくい。そのため、トナー画像を損傷する危険性が低下し、鮮明なトナー画像が得られる。また、従来の加熱と加圧を同時に行う方法では、加熱加圧ローラと回転ローラとの接触部(ニップ部)のみでトナーの流動化と圧接が行われる。そのため、そのニップ部の通過時間が短く、温度、加圧の圧力に微妙な調整が必要であり、それでも毎分40枚の従来の装置では、毎秒200mmの速度で、ニップ部5mmの通過時間は25ms程度となっている。しかし、本発明は加熱部と加圧部とを分離することにより、加圧ローラは圧接だけすればよいため、非常に短時間、例えば10ms程度で記録媒体を搬送することができ、2.5倍の速度アップを図れる。すなわち、印刷スピードを大幅に向上させることができる。なお、加熱部によるトナーの流動化に対しては、記録媒体の搬送速度が速くても、その距離を稼ぐことにより、印刷スピードを向上させることができる。   Furthermore, since the heating unit is separated from the pressure unit, the pressure conveying unit does not need to be in a fluid state (melted state), and the temperature on the pressure roller side can be lowered. Even if pressed by the toner, the toner hardly adheres to the pressure roller. Therefore, the risk of damaging the toner image is reduced, and a clear toner image can be obtained. Further, in the conventional method in which heating and pressurization are performed simultaneously, the fluidization and press-contact of the toner are performed only at the contact portion (nip portion) between the heat and pressure roller and the rotating roller. Therefore, the passage time of the nip part is short, and fine adjustment is necessary for the temperature and pressure of the pressurization. Nevertheless, with the conventional apparatus of 40 sheets per minute, the passage time of the nip part 5 mm is 200 mm per second. It is about 25 ms. However, since the present invention separates the heating unit and the pressure unit and the pressure roller only needs to be pressed, the recording medium can be conveyed in a very short time, for example, about 10 ms. Double the speed up. That is, the printing speed can be greatly improved. In addition, regarding the fluidization of the toner by the heating unit, even if the recording medium is transported at a high speed, the printing speed can be improved by increasing the distance.

また、絶縁基板が転写部よりも上流側に延出していることにより、記録媒体が転写前から予熱され、さらに、その延出部にも発熱抵抗体が設けられることにより、転写前から記録媒体が加熱されることにより、転写されたトナーが直ちに軟化状態になりやすく、また、転写前に記録媒体に含まれている水分が蒸発し、または完全に蒸発していなくても次の加熱部で容易に追い出され得る。そのため、従来のトナーを流動状態にするための加熱と同時に記録媒体の温度を上昇させることによる、トナーの表面での気泡による凹凸を防止することができる。その結果、非常に光沢のあるきれいな画像で定着され得る。しかし、前述のように、感熱体の温度上昇を抑制する観点から、転写前には、余り記録媒体の温度が上昇しないようにすることが好ましい。さらに、転写の時点で記録媒体の温度がある程度上昇しているため、転写と同時にトナーが軟化状態になりやすく、より一層トナーや外添剤の微粉末の飛散が防止され得る。特に、カラー印刷の場合、例えば4色トナー像がベルト状に重ねて転写され、最後に定着される場合が多く、このような場合、異なる色のトナーを重ねて転写することになるが、記録媒体の温度が上昇していると、その飛散や画像の劣化が防止されやすく、非常に効果が大きい。   Further, since the insulating substrate extends upstream from the transfer portion, the recording medium is preheated before transfer, and further, a heating resistor is also provided in the extension portion, so that the recording medium from before transfer is provided. When the toner is heated, the transferred toner tends to be softened immediately, and the water contained in the recording medium evaporates before transfer or even if it has not completely evaporated, Can be easily kicked out. Therefore, it is possible to prevent irregularities due to bubbles on the surface of the toner by increasing the temperature of the recording medium simultaneously with the heating for making the conventional toner flow. As a result, it can be fixed with a very glossy and clean image. However, as described above, from the viewpoint of suppressing the temperature rise of the heat sensitive body, it is preferable that the temperature of the recording medium does not increase so much before the transfer. Furthermore, since the temperature of the recording medium has risen to some extent at the time of transfer, the toner is likely to be softened simultaneously with the transfer, and the scattering of fine powder of toner and external additive can be further prevented. In particular, in the case of color printing, for example, a four-color toner image is often transferred in a belt-like manner and fixed at the end, and in such a case, toners of different colors are transferred in an overlapping manner. If the temperature of the medium is increased, it is easy to prevent the scattering and the deterioration of the image, which is very effective.

本発明の一実施形態の定着装置の概要を示す断面の説明図である。1 is an explanatory diagram of a cross section showing an outline of a fixing device according to an embodiment of the present invention. 図1Aの絶縁基板の表面の概略を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline of the surface of the insulated substrate of FIG. 1A. 図1Bの変形例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the modification of FIG. 1B. 図1CのID−ID断面を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the ID-ID cross section of FIG. 1C. 発熱抵抗体が1個のときの電極などの形成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of formation of an electrode etc. when there is one heating resistor. 図2Aの断面の構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structural example of the cross section of FIG. 2A. 発熱抵抗体が1個のときの電極などの他の形成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows other examples of formation, such as an electrode when there is one heating resistor. 加熱基板の絶縁基板を所定の温度に制御する駆動回路例を示す図である。It is a figure which shows the example of a drive circuit which controls the insulated substrate of a heating board | substrate to predetermined temperature. 加熱基板の絶縁基板を所定の温度に制御する駆動回路の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the drive circuit which controls the insulated substrate of a heating board | substrate to predetermined temperature. 従来の転写装置の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the conventional transfer apparatus. 従来の転写装置の他の例を説明する図である。It is a figure explaining the other example of the conventional transfer apparatus.

次に、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1A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、感光体31に形成された静電潜像を現像して付着したトナー42aを記録媒体41に転写する転写部3と、記録媒体41の転写部3より下流側に設けられ、転写部3で転写されたトナー42を加熱する加熱部1と、記録媒体41の加熱部1より下流側に設けられ、記録媒体41のトナー42が設けられた面側を加圧ローラ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、記録媒体41のトナー42が転写される面と反対面に接触するように、転写部3と、加熱部1と、加圧搬送部2との全体に亘って連続して設けられる絶縁基板5と、を具備している。そして、絶縁基板5の記録媒体41と対向する面であって、転写部3に対応する部分に転写用電極39が設けられ、加熱部1に対応する部分に加熱用の発熱抵抗体12(12a、12b、12c、12d)が設けられ、加圧搬送部2に対応する部分は加圧ローラ21の圧力を受け止め得る受け台22として形成されている。   Next, the fixing device and fixing method of the present invention will be described with reference to the drawings. 1A shows a schematic diagram of a fixing device according to an embodiment of the present invention, the fixing device of the present invention develops an electrostatic latent image formed on a photoreceptor 31 and records toner 42a attached thereto. A transfer unit 3 that transfers to the medium 41, a heating unit 1 that is provided downstream of the transfer unit 3 of the recording medium 41 and heats the toner 42 transferred by the transfer unit 3, and a downstream of the heating unit 1 of the recording medium 41. A pressure conveying unit 2 that conveys the recording medium 41 while pressing the surface of the recording medium 41 on which the toner 42 is provided by the pressure roller 21, and a surface to which the toner 42 of the recording medium 41 is transferred. And an insulating substrate 5 that is continuously provided over the whole of the transfer unit 3, the heating unit 1, and the pressure conveyance unit 2. A transfer electrode 39 is provided on the surface of the insulating substrate 5 facing the recording medium 41 and corresponding to the transfer portion 3, and the heating resistor 12 (12 a) is provided on the portion corresponding to the heating portion 1. 12b, 12c, 12d), and a portion corresponding to the pressure conveying unit 2 is formed as a pedestal 22 capable of receiving the pressure of the pressure roller 21.

すなわち、本発明は、加熱部1と加圧搬送部2とが分離されて加熱は加熱部1で、加圧は加圧搬送部2で行うと共に、転写部3が、従来の感光体と分離チャージャまたは転写ローラなどとを有する転写装置として独立しているのではなく、加熱部1で加熱する発熱抵抗体が形成される絶縁基板5(この部分は加熱基板ともいえる)を転写部3まで連続して形成され、その絶縁基板5の表面に転写用電極39が設けられることにより転写部3が形成されている。そして、その転写用電極39に印加された高電界により感光体31に現像されたトナー42aが記録媒体41側に引き付けられて記録媒体41に転写される。換言すると、転写装置が独立して設けられるのではなく、加熱基板とする絶縁基板5の延長部の表面に転写用電極39が形成されていることを特徴としている。この絶縁基板5は、加熱部1の加熱基板とされる部分と、加圧搬送部2の受け台とされる部分と、転写部3の転写電極39が形成される部分とが別々に形成されていても、熱伝導が可能なように接続されていればよい。   That is, according to the present invention, the heating unit 1 and the pressure conveyance unit 2 are separated, heating is performed by the heating unit 1, and pressure is applied by the pressure conveyance unit 2, and the transfer unit 3 is separated from the conventional photoreceptor. Rather than being independent as a transfer device having a charger or a transfer roller, an insulating substrate 5 on which a heating resistor heated by the heating unit 1 is formed (this portion can also be referred to as a heating substrate) continues to the transfer unit 3. The transfer portion 3 is formed by providing the transfer electrode 39 on the surface of the insulating substrate 5. Then, the toner 42 a developed on the photoconductor 31 by the high electric field applied to the transfer electrode 39 is attracted to the recording medium 41 side and transferred to the recording medium 41. In other words, the transfer device is not provided independently, but the transfer electrode 39 is formed on the surface of the extended portion of the insulating substrate 5 as the heating substrate. The insulating substrate 5 is formed separately with a portion to be a heating substrate of the heating unit 1, a portion to be a pedestal for the pressure conveying unit 2, and a portion where the transfer electrode 39 of the transfer unit 3 is formed. Even if it is, it is only necessary to be connected so that heat conduction is possible.

換言すると、加熱部1の加熱用として用いられる加熱基板の絶縁基板5を転写部3まで延長してその絶縁基板5の表面に転写用電極39が形成されている。そして、その絶縁基板5の他端部が加圧搬送部2まで連続して(接続される場合も含む)形成され、加圧ローラ21の受け部22にされている。この絶縁基板5が加熱部1から転写部3および加圧搬送部2の両方に連続して形成されていることにより、加熱部1で加熱されて発生する熱が絶縁基板5を伝導して転写部3および加圧搬送部2にも伝わり、転写用電極39上の記録媒体41および加圧搬送部2の受け部22上の記録媒体42をも加熱されることになる。その結果、転写されたトナー42は、直ちに加熱のための予熱がされ、加圧搬送部2では、加熱されて流動状態になったトナー42の温度を急激に低下させることなく、加圧して記録媒体42に粘着させることができる。すなわち、加熱部1で加熱される前から加熱されることになり、たとえ加熱部1の前で軟化状態に至らなくても、充分に予熱されることになり、加熱部1で加熱されることにより、直ちに軟化状態または流動状態になる。さらに加圧搬送部2では、急激にトナー42の温度が下がることなく、軟化状態で加圧され、加圧ローラ21などにトナー42の一部が付着することなく、すなわちトナー42を損傷させることなく、記録媒体42に粘着される。   In other words, the insulating substrate 5 of the heating substrate used for heating the heating unit 1 is extended to the transfer unit 3, and the transfer electrode 39 is formed on the surface of the insulating substrate 5. Then, the other end portion of the insulating substrate 5 is continuously formed (including the case where it is connected) to the pressure conveying unit 2, and is used as the receiving unit 22 of the pressure roller 21. Since the insulating substrate 5 is continuously formed from the heating unit 1 to both the transfer unit 3 and the pressure conveying unit 2, the heat generated by the heating unit 1 is transferred through the insulating substrate 5. The recording medium 41 on the transfer electrode 39 and the recording medium 42 on the receiving part 22 of the pressure conveying unit 2 are also heated. As a result, the transferred toner 42 is immediately preheated for heating, and the pressurizing and conveying unit 2 pressurizes and records without rapidly decreasing the temperature of the heated toner 42. The medium 42 can be adhered. That is, it is heated before being heated by the heating unit 1, and even if it does not reach the softened state before the heating unit 1, it is sufficiently preheated and is heated by the heating unit 1. As a result, a softened state or a fluidized state is immediately obtained. Further, in the pressure conveying unit 2, the toner 42 is pressed in a softened state without suddenly lowering the temperature, and a part of the toner 42 does not adhere to the pressure roller 21 or the like, that is, the toner 42 is damaged. Without sticking to the recording medium 42.

絶縁基板5は、このように、加熱部1から連続して形成されていることが必要である。「連続して」とは、前述のように、必ずしも一体である必要はなく、加熱部1および転写部3や加圧搬送部2で別々に形成されて、その後に接着剤などにより連結されるか、密着されていてもよい。すなわち、熱伝導が充分得られるように連結していればよい。また、絶縁基板5は、基板の全体が絶縁体でできている必要はなく、少なくとも発熱抵抗体12や転写用電極39が設けられる表面が絶縁体になっていればよい。従って、金属板の表面に絶縁膜が形成されているものでもよい。そのような構成であれば、絶縁基板5は熱伝導に優れる。   Thus, the insulating substrate 5 needs to be formed continuously from the heating unit 1. “Consecutively” does not necessarily have to be integrated as described above, and is formed separately by the heating unit 1, the transfer unit 3, and the pressure conveying unit 2, and then connected by an adhesive or the like. Or may be in close contact. In other words, it is only necessary that they are connected so that sufficient heat conduction is obtained. The insulating substrate 5 does not need to be entirely made of an insulator, and at least the surface on which the heating resistor 12 and the transfer electrode 39 are provided needs to be an insulator. Accordingly, an insulating film may be formed on the surface of the metal plate. With such a configuration, the insulating substrate 5 is excellent in heat conduction.

しかし、この絶縁基板5は、加熱部1で用いられる加熱基板の絶縁基板として用いられるものでよい。すなわち例えば、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得る。しかし、これには限定されない。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。幅W(図1B参照;図1Aの紙面と垂直方向の長さ)は、記録媒体41の幅と等しいことが好ましいが、それより小さくても、複数個の絶縁基板5が幅Wの方向に並べられることにより支障はない。絶縁基板5の長さL(図1B参照;図1Aの記録媒体の進行方向の長さ)は、例えば5cm程度の大きさに形成される。図では、幅Wの寸法と長さLの寸法との大小関係が逆になっているが、幅方向は一定であるのに対して、長さ方向に表面の変化があるためその変化を強調するため長さLの方向が拡大されている。厚さは、例えば0.6mm程度のアルミナ基板が用いられ得る。この絶縁基板5は、加熱部1から転写部3および加圧搬送部2まで延びるように形成されると共に、記録媒体41の裏面側に設けられている。しかし、前述のように、完全に一体である必要はなく、例えば加熱部1と転写部3と加圧搬送部2とで別々に形成され、それぞれが接着剤などにより接続された構造でもよい。要は連続していて、熱伝導が充分になされればよい。   However, the insulating substrate 5 may be used as an insulating substrate for the heating substrate used in the heating unit 1. That is, for example, an insulating substrate having excellent thermal conductivity made of alumina or the like can be used. However, it is not limited to this. The shape is preferably rectangular, but is not limited thereto. The width W (see FIG. 1B; the length in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1A) is preferably equal to the width of the recording medium 41. However, even if it is smaller, the plurality of insulating substrates 5 are in the width W direction. There is no problem by being arranged. The length L of the insulating substrate 5 (see FIG. 1B; the length in the direction of travel of the recording medium in FIG. 1A) is, for example, about 5 cm. In the figure, the size relationship between the dimension of the width W and the dimension of the length L is reversed, but the change in the width direction is constant while the change in the surface in the length direction is emphasized. Therefore, the direction of the length L is enlarged. For example, an alumina substrate having a thickness of about 0.6 mm can be used. The insulating substrate 5 is formed so as to extend from the heating unit 1 to the transfer unit 3 and the pressure conveying unit 2, and is provided on the back side of the recording medium 41. However, as described above, it is not necessary to be completely integrated. For example, the heating unit 1, the transfer unit 3, and the pressure conveying unit 2 may be separately formed and connected to each other with an adhesive or the like. In short, it should be continuous and have sufficient heat conduction.

この絶縁基板5の表面には、後述されるように、発熱抵抗体12などが形成され、その表面にカバー基板などの保護膜17が形成されるが、その表面に凹凸が形成され、さらに、絶縁基板5およびその表面の保護膜17に吸引貫通孔19aや吸引用の溝19bが形成されて、記録媒体42が吸引されることにより、凸部のところでの接触圧力が強まり、より一層発熱抵抗体12からの熱の伝導を良くすることができる。このような図示しない凹凸の形成は、例えば後述される図1Dに示されるように、絶縁基板5の長さ(L)50mm当たり0.2mm〜0.3mm程度の発熱抵抗体の部分の高さの盛り上がり(蒲鉾型)に形成される。このような凹凸の形成法としては、絶縁基板5自体の表面が蒲鉾状の円弧に形成されたり、または長さLの短い基板で蒲鉾状の複数個の基板を接続して形成したり、絶縁基板5上で発熱抵抗体12の形成前の図示しないグレーズ層(断熱層)の形成の際に中央部を厚くしたり、発熱抵抗体12の厚さや保護膜17の表面を盛り上がらせることなどにより形成され得る。また、吸着法としては、吸引法でなくても、電極を形成して帯電吸着させる静電チャック方式を用いることもできる。いずれにしても、発熱抵抗体12の部分を盛り上がらせる凹凸が形成されることが好ましい。   As will be described later, a heating resistor 12 and the like are formed on the surface of the insulating substrate 5, and a protective film 17 such as a cover substrate is formed on the surface. A suction through hole 19a and a suction groove 19b are formed in the insulating substrate 5 and the protective film 17 on the surface thereof, and the recording medium 42 is sucked, whereby the contact pressure at the convex portion is increased, and the heating resistance is further increased. Heat conduction from the body 12 can be improved. For example, as shown in FIG. 1D, which will be described later, the unevenness (not shown) is formed by the height of the portion of the heating resistor of about 0.2 mm to 0.3 mm per 50 mm length (L) of the insulating substrate 5. It is formed in a swell (a bowl shape). As a method for forming such irregularities, the surface of the insulating substrate 5 itself is formed in a bowl-shaped arc, or is formed by connecting a plurality of bowl-shaped substrates with a substrate having a short length L, or insulating. When forming a glaze layer (heat insulating layer) (not shown) before forming the heating resistor 12 on the substrate 5, the central portion is thickened, or the thickness of the heating resistor 12 and the surface of the protective film 17 are raised. Can be formed. Further, as an adsorption method, an electrostatic chuck method in which an electrode is formed and charged and adsorbed can be used instead of the suction method. In any case, it is preferable that irregularities for raising the portion of the heating resistor 12 are formed.

転写部3では、この絶縁基板5の表面に転写用電極39が形成されている。この転写用電極39は、例えばステンレス合金を弾性接着剤により接着したものからなり、30〜50μm程度の厚さで、8mm程度の幅の金属膜で表面およびコーナ部が滑らかに仕上げされた部品で形成され、図示しない電極を介して、帯電トナー42aとは逆の電圧、例えば500〜1000V程度の電圧が印加して、記録媒体41を帯電させて感光体31の表面から帯電トナー42aを転写させる。この転写用電極39の電位があまり高いと、転写されたトナー42が逆の電位に帯電して、転写部3を離れる際に感光体31の電位に引き付けられ、記録媒体41がA4やB5などの切断紙で、連続紙でない場合には、感光体31に記録媒体41が巻きつけられてしまうので、感光体31からトナー42を引き離しながら、記録媒体41が感光体に巻きつけられないような電位に設定する必要がある。この転写用電極39は、幅を広げて転写部3の上流側に延出して、または接続して絶縁基板5の表面に固定することもできる。後述される第5発熱抵抗体12eが設けられている場合には、その表面に絶縁層を介して設けることができる。   In the transfer unit 3, a transfer electrode 39 is formed on the surface of the insulating substrate 5. The transfer electrode 39 is made of, for example, a stainless alloy bonded with an elastic adhesive, and is a component having a thickness of about 30 to 50 μm and a smooth finish on the surface and corners of a metal film having a width of about 8 mm. A voltage opposite to that of the charged toner 42 a, for example, a voltage of about 500 to 1000 V, is applied via an electrode (not shown), and the recording medium 41 is charged to transfer the charged toner 42 a from the surface of the photoreceptor 31. . If the potential of the transfer electrode 39 is too high, the transferred toner 42 is charged to the opposite potential, and is attracted to the potential of the photoconductor 31 when leaving the transfer portion 3, and the recording medium 41 is A4, B5, or the like. If the cut paper is not continuous paper, the recording medium 41 is wound around the photosensitive member 31, so that the recording medium 41 cannot be wound around the photosensitive member while the toner 42 is pulled away from the photosensitive member 31. It is necessary to set the potential. The transfer electrode 39 can be fixed to the surface of the insulating substrate 5 by extending the width of the transfer electrode 39 to the upstream side of the transfer portion 3 or by connecting it. In the case where a fifth heating resistor 12e described later is provided, it can be provided on the surface via an insulating layer.

本発明では、この転写部3の転写用電極39が形成される基板が加熱部1の発熱抵抗体12が形成される絶縁基板5を延出して、または加熱部1の絶縁基板と接続して形成されている。そのため、転写部3でも絶縁基板5の温度は上昇しており、記録媒体41も加熱される。その結果、転写されたトナー41が直ちに加熱されるので、トナー42は記録媒体41に付着しやすくトナー42の微粉末の飛散、画像劣化、および感光体31への巻き付きが抑制されると共に、トナー42の軟化状態または流動状態にする時間が短縮される。この転写部3の転写電極39は、後述される図1Cに示されるように、2本に形成されてもよい。この場合、2本で電圧を変えれば、下流側の電極29bを記録媒体41の感光体31への巻き付き防止、すなわち分離チャージ電極として使用することもできる。その表面に弾性体が設けられることが好ましい。または絶縁基板5の上流側端部をバネで釣り上げ、加圧搬送部2側を支点として回転できるようにすることにより、感光体31に軽く接触し得るようにすることもできる。転写部3の感光体31側の構造は、前述の通りである。   In the present invention, the substrate on which the transfer electrode 39 of the transfer unit 3 is formed extends the insulating substrate 5 on which the heating resistor 12 of the heating unit 1 is formed or is connected to the insulating substrate of the heating unit 1. Is formed. For this reason, the temperature of the insulating substrate 5 also rises in the transfer unit 3 and the recording medium 41 is also heated. As a result, since the transferred toner 41 is immediately heated, the toner 42 is easily attached to the recording medium 41, and scattering of fine powder of the toner 42, image deterioration, and winding around the photoreceptor 31 are suppressed, and the toner 42 is reduced to the softened or fluidized state. The transfer electrodes 39 of the transfer unit 3 may be formed in two as shown in FIG. 1C described later. In this case, if the voltage is changed between the two, the downstream electrode 29b can be used as a winding prevention for the recording medium 41 around the photosensitive member 31, that is, as a separate charge electrode. It is preferable that an elastic body is provided on the surface. Alternatively, the upstream end of the insulating substrate 5 can be lifted with a spring so that it can be rotated about the pressurizing and conveying unit 2 as a fulcrum, so that the photosensitive member 31 can be lightly contacted. The structure of the transfer unit 3 on the photoconductor 31 side is as described above.

転写部3の感光体31側の構造は、通常の電子写真方式プリンタの場合と同様であるが、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、転写電極39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、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)のある色のトナー42が順次転写され、複数色のトナーが転写されているが、転写工程も長く、飛散や画像劣化の可能性もあり、各々の転写直後に仮定着をすることも考えられている。   The structure of the transfer unit 3 on the photoconductor 31 side is the same as that of a normal electrophotographic printer, but includes a cleaning unit 32, a charge eliminating unit 33, a charging unit 34, an exposure (optical writing) unit 35, and a developing unit 36. While the photosensitive drum 31 as an example of the photosensitive member is rotated so as to pass, the exposure unit 35 performs optical writing using a laser beam or LED light to form an electrostatic latent image on the photosensitive drum 31, and a developing unit At 36, the toner 43a is adhered to the photosensitive drum 31 and developed to form a visible image. Then, the toner 42 a is transferred from the photosensitive drum 31 to the recording medium 41 by electric force at the transfer electrode 39, whereby a photographic image is formed on the recording medium 41. The toner 42a is obtained by mixing various pigments with resin. The recording medium 41 is sequentially conveyed and passes through the heating unit 1 and the pressure conveying unit 2, whereby the transferred image of the toner 42 is fixed. In the case of color printing, black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) color toners 42 are sequentially transferred to transfer a plurality of color toners. The process is long, and there is a possibility of scattering and image deterioration.

本発明の加熱部1は、図1A〜1Bに示されるように、絶縁基板5の記録媒体41と対向する表面に発熱抵抗体12が設けられることにより形成されている。すなわち、記録媒体41の裏面側から加熱されるように発熱抵抗体12が形成されている。しかし、記録媒体41の裏面側から加熱される場合のみに限定されず、図示されていないが、記録媒体41のトナー42が転写された面(表面)側からの加熱を併用することもできる。この場合、記録媒体41のトナー42が転写された面と数mm程度離間して設けられる。しかし、加熱部1は、絶縁基板5の表面に形成される発熱抵抗体12により記録媒体41を加熱する。図1A〜1Bに示される例では、第1〜第3の発熱抵抗体12a〜12cが加熱部1に形成され、加圧搬送部2に第4の発熱抵抗体12dが、転写部3の上流側に第5の発熱抵抗体12eが設けられている。しかし、発熱抵抗体12(共通の発熱抵抗体として説明をする場合は12の符号を付す)の数は限定されない。この発熱抵抗体12の近傍には、その発熱抵抗体12により絶縁基板5の温度がどの程度上昇しているかを確認するための温度測定用抵抗体13が設けられている。本発明の加熱部1は、従来の加熱基板より時間を長くして加熱をすることができるので、温度制御時の電流を少なくすることができ、ノイズの影響も従来の加熱基板より少なくすることができる。しかし、商用交流電源を使用する場合は、ゼロクロススイッチ回路などの外部回路へのノイズの影響を少なくすることができる。   As shown in FIGS. 1A to 1B, the heating unit 1 of the present invention is formed by providing a heating resistor 12 on the surface of the insulating substrate 5 facing the recording medium 41. That is, the heating resistor 12 is formed so as to be heated from the back side of the recording medium 41. However, the heating is not limited to the case where the recording medium 41 is heated from the back surface side, and although not shown, heating from the surface (front surface) side to which the toner 42 of the recording medium 41 is transferred can be used in combination. In this case, the recording medium 41 is provided a few millimeters away from the surface to which the toner 42 is transferred. However, the heating unit 1 heats the recording medium 41 by the heating resistor 12 formed on the surface of the insulating substrate 5. In the example shown in FIGS. 1A to 1B, the first to third heating resistors 12 a to 12 c are formed in the heating unit 1, and the fourth heating resistor 12 d is disposed upstream of the transfer unit 3 in the pressure conveyance unit 2. A fifth heating resistor 12e is provided on the side. However, the number of the heating resistors 12 (in the case of description as a common heating resistor, 12 is assigned) is not limited. In the vicinity of the heating resistor 12, a temperature measuring resistor 13 for confirming how much the temperature of the insulating substrate 5 has been raised by the heating resistor 12 is provided. Since the heating unit 1 of the present invention can be heated for a longer time than the conventional heating substrate, the current during temperature control can be reduced, and the influence of noise should be less than that of the conventional heating substrate. Can do. However, when a commercial AC power supply is used, the influence of noise on an external circuit such as a zero cross switch circuit can be reduced.

記録媒体41の表面側(トナー42側)に設けられる加熱基板は、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、この図示しない第2加熱基板は、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、表面に熱放射に優れた材料、例えば黒色アルマイト、ガラスなどの熱放射層が形成されたり、その表面に、10〜50μm程度の幅で、10〜50μm程度の深さの凹凸が形成されたりすることにより、表面積が大きくなり、熱放射量を増やしやすい構造であることが好ましい。   The heating substrate provided on the surface side (toner 42 side) of the recording medium 41 is provided apart from the recording medium 41 on the surface side where the toner 42 of the recording medium 41 of the heating unit 1 is provided. That is, the toner 42 can be heated without contacting the toner 42 transferred to the recording medium 41. That is, the second heating substrate (not shown) is not heated in contact with the recording medium 41, but is heated by radiant heat (radiant heat) from the second heating substrate. Accordingly, the surface of the recording medium 41 to which the toner 42 is transferred is not rubbed by the second heating substrate, and a part of the unfixed toner 42 is not peeled off. From this viewpoint, the second heating substrate preferably has a structure that easily radiates heat from its surface. For example, a heat radiation layer such as a material excellent in heat radiation such as black alumite or glass is formed on the surface, or irregularities with a width of about 10 to 50 μm and a depth of about 10 to 50 μm are formed on the surface. It is preferable that the structure has a large surface area and can easily increase the amount of heat radiation.

図1Bに示される例では、発熱抵抗体12などに接続される電極などが省略して図示されていないが、電極と発熱抵抗体12や温度測定用抵抗体13との関係が、1個の発熱抵抗体が絶縁基板11上に形成された加熱基板10として形成された例で、図2A〜2Cを参照して後述される。絶縁基板5は、この加熱基板10の絶縁基板11を大きくしたものでもよい。   In the example shown in FIG. 1B, an electrode connected to the heating resistor 12 or the like is omitted and not shown, but the relationship between the electrode and the heating resistor 12 or the temperature measurement resistor 13 is one. An example in which the heating resistor is formed as the heating substrate 10 formed on the insulating substrate 11 will be described later with reference to FIGS. The insulating substrate 5 may be a larger one of the insulating substrate 11 of the heating substrate 10.

図1C〜1Dは、絶縁基板5の表面の他の形状例を示すと共に、絶縁基板5の表面が蒲鉾状に形成された例を示している。すなわち、発熱抵抗体12の幅や個数、吸引装置用の吸引用の貫通孔19aや吸引用の溝19bの個数や場所などは自由に設定することができる。さらに、この例では、転写用電極39が2本で形成され、下流側の電極39bが分離チャージ用電極として形成され、記録媒体41の感光体31への巻き付き防止を図る構造になっている。さらに、この例では、前述のように、中心部の近傍で50mm位の長さに対して、0.2〜0.3mm程度の高さの凸部が形成され、蒲鉾状に形成されている(図1D参照)。このような形状にされることにより、記録媒体41と発熱抵抗体との密着性が向上する。この発想は、絶縁基板5が1個で形成されないで、複数個が接続して形成される場合でも、各々の基板が蒲鉾状で凹凸が繰り返される構造でもよい。吸引装置の吸引用の貫通孔19aなどが凹んだ部分に形成されることにより、より一層記録媒体41との密着性は向上するが、吸引装置がなくても、凹凸が形成されることにより、密着性が向上する。また、この蒲鉾状の形状は、絶縁基板5に限らず、後述される加熱基板10などをこのような蒲鉾状に形成され、複数個が並べられてもよい。なお、図1C〜1Dで、図1Bと同じ部分には同じ符号を付してその説明は省略されている。   1C to 1D show another example of the shape of the surface of the insulating substrate 5 and an example in which the surface of the insulating substrate 5 is formed in a bowl shape. That is, the width and number of the heating resistors 12 and the number and location of the suction through holes 19a and the suction grooves 19b for the suction device can be freely set. Further, in this example, two transfer electrodes 39 are formed, and the downstream electrode 39b is formed as a separate charge electrode, so that the recording medium 41 is prevented from being wound around the photoreceptor 31. Further, in this example, as described above, a convex portion having a height of about 0.2 to 0.3 mm is formed with respect to a length of about 50 mm in the vicinity of the center portion, and is formed in a bowl shape. (See FIG. 1D). By adopting such a shape, the adhesion between the recording medium 41 and the heating resistor is improved. This idea may be a structure in which each substrate is formed in a bowl shape and the projections and depressions are repeated even when a plurality of insulating substrates 5 are not formed but connected. By forming the through-hole 19a for suction of the suction device in the recessed portion, the adhesiveness with the recording medium 41 is further improved, but by forming irregularities without the suction device, Adhesion is improved. In addition, the bowl shape is not limited to the insulating substrate 5, and a heating substrate 10 described later may be formed in such a bowl shape, and a plurality of them may be arranged. 1C to 1D, the same parts as those in FIG. 1B are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

この加熱基板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いる。例えば図2Aに保護膜(カバー基板)17を除去した基本的な絶縁基板11上の発熱抵抗体12および温度測定用抵抗体13とその電極14〜16の一例の平面説明図が、図2Bに、図2AのB-B断面図で、保護膜17が形成された状態がそれぞれ示さている。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、その上に保護膜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には図示しないリードが接続される。   The heating substrate 10 has the same structure as a conventional heating head used for recording or erasing a card or the like. For example, FIG. 2A is a plan view illustrating an example of the heating resistor 12, the temperature measuring resistor 13, and the electrodes 14 to 16 on the basic insulating substrate 11 from which the protective film (cover substrate) 17 is removed. FIG. 2A is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 2A and shows a state where the protective film 17 is formed. That is, the heating resistor 12, the temperature measuring resistor 13 (13a, 13b), the electrode 14 (14a, 14b, 14c), the temperature measuring terminal 15 (15a to 15e), etc. formed on the insulating substrate 11 are formed. A protective film 17 is formed thereon. The heating resistor 12 and the temperature measuring resistor 13 are connected to the electrode 14 and the measuring terminal 15 by conductors 16, respectively. A lead (not shown) is connected to the electrode 14 and the measurement terminal 15.

さらに具体的には、図2A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(この例では、温度測定用抵抗体13が1個の発熱抵抗体12に対して2個形成されているが、この数は多いほど絶縁基板11の温度を正確に把握できて好ましいが、その数は制限されない)。なお、これらの形状および配置等は任意に形成され得る。図2A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(幅)W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の幅Wを大きくするか、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めることが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。   More specifically, as shown in FIG. 2A, a heating resistor 12 and a temperature measuring resistor 13 (13a, 13b) are provided on one surface of an insulating substrate 11 made of ceramics such as alumina. (In this example, two temperature measuring resistors 13 are formed for one heating resistor 12, but the larger the number, the more accurately the temperature of the insulating substrate 11 can be grasped. But the number is not limited). In addition, these shapes, arrangement | positioning, etc. can be formed arbitrarily. In the example shown in FIG. 2A, for example, a linear and strip-shaped heating resistor 12 is formed along one side of the rectangular insulating substrate 11 in the longitudinal direction. The length (width) W in the longitudinal direction of the insulating substrate 11 is formed to be 50 mm or more, for example, according to the width of the recording medium 41 (dimension in the direction perpendicular to the paper surface of the recording medium 41 in FIG. 1). When the recording medium 41 is large, the width W of the insulating substrate 11 is increased, or a plurality of heating substrates 10 are arranged in the longitudinal direction so as to be matched to the width of the recording medium 41. Further, when a single heating substrate is formed by the long insulating substrate 11, a plurality of electrodes 14 and measurement terminals 15 are formed in the middle of the heating resistor 12 and the temperature measurement resistor 13, and divided. Thus, the voltage can be applied, or the temperature can be determined for each region of the insulating substrate 11, so that the temperature is always controlled to be uniform throughout the insulating substrate 11.

図2Aに示される例では、温度測定用抵抗体13a、13bが2本形成されているが、この構造に限定されない。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が軟化状態や流動状態にならず、充分に定着されなくなるし、高過ぎてもトナー42が流動状態になり過ぎて加圧ローラ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。   In the example shown in FIG. 2A, two temperature measurement resistors 13a and 13b are formed, but the structure is not limited to this. If the temperature of the insulating substrate 11 is too low, the toner 42 transferred onto the recording medium 41 will not be softened or flowed, and will not be sufficiently fixed. If it is too high, the toner 42 will flow too much. Then, the toner adheres to the pressure roller 21 and a toner offset phenomenon occurs. Therefore, the temperature of the insulating substrate 11 needs to be accurately controlled according to each region. Therefore, it is preferable that the number of temperature measurement resistors 13 and the number of measurement terminals 15 be as large as possible.

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 heating resistor 12 is printed in a paste form, for example, by selecting and mixing Ag, Pd, RuO 2 , Pt, metal oxide, glass powder, etc. so that the temperature coefficient, resistance value, etc. are optimized. It is formed by firing. The sheet resistance value of the resistance film formed by firing is changed depending on the amount of the solid insulating powder. The resistance value and the temperature coefficient can be changed according to the ratio of the two. In addition, as a material used as the conductor (electrode 14, measurement terminal 15, and connection conductor 16), the same paste-like material in which the ratio of Ag is increased and Pd is reduced is used. It can be formed by printing in the same manner as the body 12. In some cases, it may be necessary to change depending on the operating temperature due to the connection of the terminal. It is preferable that the temperature coefficient is positively high, and it is particularly preferable to use a material having a temperature of 1000 to 3500 ppm / ° C. Although not shown, the electrode is placed at an appropriate position along the direction of current flow of the heating resistor 12. By being provided, a voltage can be applied partially, and the temperature can be changed depending on the location.

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、実効印加電力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。定着装置の場合、発熱抵抗体12用の電源に商用交流電源が使用されることが多く、交流のまま、例えば半波整流、全パ精留のままで直流変換せずに使用される場合が多い。この場合、脈流のまま実効値を制御することになる。但し、制御には双方向サイリスタ(商品名トライアック)が用いられ、実効値で制御される。温度測定も実効値で行われ、トライアックで温度制御される。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 effective applied power. In the case of the fixing device, a commercial AC power source is often used as the power source for the heating resistor 12, and there are cases where the AC power source is used as it is, for example, half-wave rectification and full-parity rectification without DC conversion. Many. In this case, the effective value is controlled with the pulsating flow. However, a bidirectional thyristor (trade name Triac) is used for the control, and is controlled by an effective value. The temperature measurement is also performed with the effective value, and the temperature is controlled with a triac. 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 heating resistor 12 is also set to a predetermined temperature according to the application, and a plurality of heating resistors 12 may be arranged in parallel.

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、図示しないリードが接続され、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2A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, electrodes 14 made of a good conductor such as a silver / palladium alloy or an Ag—Pt alloy with a reduced palladium ratio are formed on both ends of the heating resistor 12 by printing or the like. The electrode 14 has a structure in which a lead (not shown) is connected, a power source is connected, and the heating resistor 12 is energized. This power source may be a direct current, an alternating current, or a pulse voltage. If it is a pulse voltage, the applied power can be controlled by changing its duty. In FIG. 2A, a wide heating resistor 12 having a width of about 4 mm is formed by one. However, the width and number of the heating resistors are not limited to this example. Formed to be.

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2A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2A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 heating resistor 12, a temperature measuring resistor 13 is formed on the surface of the insulating substrate 11 in the same manner as the heating resistor 12. The temperature measuring resistor 13 is preferably formed along the heating resistor 12 as shown in FIG. 2A, for example. In the example shown in FIG. 2A, two pieces having slightly different lengths are formed at intervals. Then, both ends are connected to a pair of measurement terminals 15a and 15b. The measurement terminals 15a and 15b are also formed of a highly conductive material, like the electrode 14 described above. The temperature measuring resistor 13 is provided with a measuring terminal 15e not only at the pair of measuring terminals 15a and 15b at both ends but also at the center thereof. A pair of measurement terminals 15c and 15d are also formed at both ends of the second temperature measurement resistor 13b, and are also connected to the measurement terminal 15e at the center.

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、ひいては記録媒体41を加熱する絶縁基板11の温度を知り、その温度をその軟化状態または流動状態にする温度にするためである。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 temperature measuring resistor 13 may be formed of the same material as that of the heat generating resistor 12, but it is preferable that the absolute value (%) of the temperature coefficient is as large as possible. This temperature measuring resistor 13 does not generate heat, but detects the temperature of the insulating substrate 21 so as to reach the melting temperature of the modeling material. For example, the resistor 13 for measuring temperature is 0.5 mm wide than the heating resistor 12. It is formed with a slightly shorter length. Further, the applied voltage is kept low so that the temperature measuring resistor 13 itself does not generate heat, and, for example, about 5 V is applied. That is, since the temperature measuring resistor 13 is directly provided on the insulating substrate 11, both temperatures are almost the same. By measuring the resistance value of the temperature measuring resistor 13, the surface of the insulating substrate 11 is measured. This is because the temperature, and thus the temperature of the insulating substrate 11 that heats the recording medium 41, is known, and the temperature is set to the softened or fluidized state. That is, since the resistance value of the resistor material generally changes as the temperature changes, the temperature is measured by measuring the change in the resistance value. Although the temperature detection means will be described later, the resistance value of the temperature measurement resistor 13 is detected by detecting a voltage change at both ends of the temperature measurement resistor 13, and the resistance value and the temperature measurement resistor 13 are detected. The temperature is detected from the temperature coefficient (which is known by the material), and the larger the temperature coefficient, the smaller the measurement error. In this case, the temperature coefficient may be positive or negative.

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3A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 temperature measuring resistor 13 is not limited to the same material as the heating resistor 12, and is formed by printing or the like depending on the application. That is, when a very small temperature difference is required, it is possible to change the mixing ratio of Ag and Pd or use a completely different material having a large temperature coefficient. The measurement terminals 15a and 15b of the temperature measuring resistor 13 are also formed of a highly conductive material in which Ag is increased and Pd is decreased, like the electrode 14 of the heating resistor 12. The formation of the temperature measurement terminals 15 a and 15 b is not necessarily provided at the end of the temperature measurement resistor 13. For example, as shown in FIG. 3A, a measurement terminal 15e may be provided at the center, or may be formed at each midpoint divided into two. The temperature measuring resistor 13 is set in accordance with the size or purpose of the insulating substrate 11 and the position of the measurement terminal 15.

図2A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2B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、例えば表面が平滑な硬質ガラス膜などにより形成される。しかし、後述される図1Aに示されるような絶縁基板11と反対側の面が加圧ローラ21などにより加圧される受け部22の部分は、その圧力に耐えられるように、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17a(図1A参照)がガラス材17bなどにより接着されてもよい。耐久性が向上する。この場合も含めて保護膜17という。しかし、このようなカバー基板17aが設けられなくても、また、耐摩耗層が無くても、絶縁基板5の面のままでもよい。表面にガラスコートがなされることが好ましい。この保護膜17がガラス材などにより形成され、その表面に、記録媒体41の進行方向に沿って、0.2mm以上の凹凸(蒲鉾状の盛上りや湾曲形状の形状)が形成されていることがこの絶縁基板5と記録媒体41との接触圧力を高めることができるので好ましい。特に、発熱抵抗体12の上側が凸になっていると、温度の高い部分が記録媒体41に接触しやすくなる。なお、電極14や測定用端子15は保護膜17により被覆されないで、露出しており、図示しないリードが接続される。また、省電力の観点からは、図示されていないが、発熱抵抗体12と絶縁基板11との間に、グレーズ層などの熱伝導率の小さい断熱層が挿入されることが好ましい。   In FIG. 2A, only the outer peripheral portion is shown by a two-dot chain line, but as shown in the sectional view of FIG. 2B, the heating resistor 12, the temperature measuring resistor 13, and the connection conductor 16 is covered with a protective film 17. The protective film 17 preferably has a high thermal conductivity, and is formed of, for example, a hard glass film having a smooth surface. However, the portion of the receiving portion 22 where the surface opposite to the insulating substrate 11 as shown in FIG. 1A, which will be described later, is pressed by the pressure roller 21 or the like is formed on the insulating substrate 11 so that it can withstand the pressure. A cover substrate 17a (see FIG. 1A) made of a thin ceramic plate having a thickness of about half may be bonded by a glass material 17b or the like. Durability is improved. The protective film 17 is also included in this case. However, even if such a cover substrate 17a is not provided or there is no wear-resistant layer, the surface of the insulating substrate 5 may be maintained. It is preferable that the surface is glass-coated. The protective film 17 is formed of a glass material or the like, and on the surface thereof, unevenness (a ridge-like bulge or curved shape) of 0.2 mm or more is formed along the traveling direction of the recording medium 41. Is preferable because the contact pressure between the insulating substrate 5 and the recording medium 41 can be increased. In particular, when the upper side of the heating resistor 12 is convex, a portion having a high temperature can easily come into contact with the recording medium 41. The electrode 14 and the measurement terminal 15 are not covered with the protective film 17 and are exposed, and leads (not shown) are connected. From the viewpoint of power saving, although not shown, it is preferable to insert a heat insulating layer having a low thermal conductivity such as a glaze layer between the heating resistor 12 and the insulating substrate 11.

図2Aに示される例は、それぞれの端部に電極や測定端子が設けられていたが、これらの一方を共通にして電極や測定端子を狭い方の側縁に集約させることもできる。その一例が図2Cに示されている。すなわち、図2Cに示される例は、発熱抵抗体12と温度測定用抵抗体13が1本ずつ並行して形成されると共に、さらに共通導体18が形成されている。この共通導体18は、発熱抵抗体12の他端部、および温度測定用抵抗体13の他端部に接続して形成され、その一端部が発熱抵抗体の一端部に接続される電極14、および温度測定用抵抗体13の一端部に接続される測定用端子15と並んで形成されている。その他の構造は図2Aと同じで、同じ部分には同じ符号を付してその説明は省略される。   In the example shown in FIG. 2A, the electrodes and the measurement terminals are provided at the respective end portions. However, it is also possible to consolidate the electrodes and the measurement terminals on the narrower side edge by using one of them. An example is shown in FIG. 2C. That is, in the example shown in FIG. 2C, the heating resistor 12 and the temperature measuring resistor 13 are formed in parallel one by one, and the common conductor 18 is further formed. The common conductor 18 is formed to be connected to the other end portion of the heating resistor 12 and the other end portion of the temperature measuring resistor 13, and an electrode 14 whose one end portion is connected to one end portion of the heating resistor, And a measuring terminal 15 connected to one end of the temperature measuring resistor 13. The other structure is the same as that of FIG. 2A, and the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図1A〜1Bに示される加熱部1は、絶縁基板5上にこの発熱抵抗体12a〜12cが形成されている。この発熱抵抗体12の数はこれに限定されず、これより多くても少なくてもよい。また、各発熱抵抗体12は同じ発熱量ではなく、それぞれの温度が異なるように発熱抵抗体12が形成されたり、発熱抵抗体12に印加される電圧が調整されたりしてもよい。前述のように、転写直後から直ちに軟化状態または流動状態に加熱されることが好ましい。その観点からは、転写部3に近い側の第1発熱抵抗体12aの温度が上昇しやすく、加圧搬送部2側の第3発熱抵抗体12c側の温度が低くなるように形成されることが好ましい。しかし、温度設定は、この例に限定されない。   In the heating unit 1 shown in FIGS. 1A to 1B, the heating resistors 12 a to 12 c are formed on an insulating substrate 5. The number of the heating resistors 12 is not limited to this, and may be larger or smaller. In addition, the heating resistors 12 may not have the same heat generation amount, and the heating resistors 12 may be formed so that the temperatures thereof are different, or the voltage applied to the heating resistors 12 may be adjusted. As described above, it is preferable to heat immediately after transfer to a softened state or a fluidized state. From this point of view, the temperature of the first heating resistor 12a on the side close to the transfer unit 3 is likely to rise, and the temperature on the side of the third heating resistor 12c on the pressure conveying unit 2 side is lowered. Is preferred. However, the temperature setting is not limited to this example.

加熱部1では、トナー42が軟化状態または流動状態になるまで加熱される。トナーは、種々の成分を混合して構成されている。例えば、主成分はアクリル-スチレン共重合体であるが、その混合比率は種々設定され得るし、その他にプラスチック、顔料、染料、可塑剤(硬さ調節)、ワックス(軟化状態、流動状態の開始に関係)などが混合されている。また、外添剤(トナーの粒子同士が付着しないようにトナー粒子の外部に付着させる1μm以下の酸化チタン、シリカなどからなる小粒子)も混合されている。そのため、トナーの性状を一概に示すことは難しいが、一般に温度を上昇させるとその粘弾性が低下することが知られている。例えば、トナーとして使用されるプラスチックの一例であるPETのガラス転移点は68〜80℃程度、アクリル-スチレン共重合体のガラス転移点は105℃程度で、固体領域からゴム領域に変化し、軟化状態になる。このガラス転移点では、固体領域からゴム領域に変化する温度であるが、それ程粘弾性が固体領域から急激に下がる訳ではないので、紙などの記録媒体に浸み込ませるには十分ではない。実際には、この温度(ガラス転移点)よりも20〜50℃程度高い温度で十分に軟化状態になる。さらに、温度を上昇させると、粘弾性が急激に低下する流動状態(融解状態)になる(前述のPETで212〜265℃程度、アクリル-スチレン共重合体で、200℃程度)。しかし、これらの温度の絶対値は組成等により一定しない。   In the heating unit 1, the toner 42 is heated until it becomes softened or fluidized. The toner is configured by mixing various components. For example, the main component is an acrylic-styrene copolymer, but the mixing ratio can be set variously. Besides, plastics, pigments, dyes, plasticizers (hardness control), waxes (softening state, onset of fluidized state) Etc.) are mixed. Further, external additives (small particles made of titanium oxide, silica, etc. of 1 μm or less that adhere to the outside of the toner particles so that the toner particles do not adhere to each other) are also mixed. For this reason, it is difficult to show the properties of the toner in general, but it is generally known that when the temperature is raised, the viscoelasticity is lowered. For example, PET, which is an example of plastic used as a toner, has a glass transition point of about 68 to 80 ° C., and an acrylic-styrene copolymer has a glass transition point of about 105 ° C., which changes from a solid region to a rubber region and softens. It becomes a state. At this glass transition point, the temperature changes from the solid region to the rubber region, but since the viscoelasticity does not drop so rapidly from the solid region, it is not sufficient to be immersed in a recording medium such as paper. Actually, it is sufficiently softened at a temperature about 20 to 50 ° C. higher than this temperature (glass transition point). Furthermore, when the temperature is raised, the viscoelasticity becomes a fluid state (melted state) in which the viscosity rapidly decreases (about 212 to 265 ° C. with the aforementioned PET, about 200 ° C. with the acrylic-styrene copolymer). However, the absolute values of these temperatures are not constant depending on the composition.

カラー印刷の場合には、色の異なるトナーが充分に混ぜ合わさる必要がある。そのため、ただ軟化状態になっただけでは、通常のトナーの粒度ではきれいな印刷物を得ることはできない場合がある。しかし、流動状態の温度になればトナー同士が十分に混ざり合い、カラー印刷でも、きれいな印刷が得られやすい。しかし、カラー印刷の場合でも、流動状態になっている必要はなく、トナーの粒子が小さければ問題はない。また、モノクロ印刷の場合でも、この流動状態にして行うこともできる。そこで、加熱部1では、印刷の種類により、軟化状態か流動状態になるまで加熱される。   In the case of color printing, it is necessary to sufficiently mix toners of different colors. For this reason, there are cases where it is not possible to obtain a beautiful printed matter with a normal toner particle size simply by being softened. However, when the temperature reaches a fluidized state, the toners are sufficiently mixed, and it is easy to obtain clean printing even in color printing. However, even in the case of color printing, there is no need to be in a fluid state, and there is no problem if the toner particles are small. Further, even in the case of monochrome printing, it can be performed in this flow state. Therefore, the heating unit 1 is heated until it becomes a softened state or a fluidized state depending on the type of printing.

図1A〜1Cに示される例では、この絶縁基板5に貫通孔19aおよび細い溝19bが形成されている。この貫通孔19aは、絶縁基板5の裏面(記録媒体41と反対面)から吸引する図示しない吸引具に接続されている。また、貫通孔がなく、溝19bの両端部を絶縁基板5の両端部まで延ばして、図示しない吸引具に接続されるようにしてもよい。この貫通孔19aおよび/または細い溝19bと吸引具とにより吸引装置が形成されることにより、その表面にある記録媒体41が吸引され、絶縁基板5の表面と記録媒体41との接触が良くなり、絶縁基板5の表面に形成される発熱抵抗体12で発生する熱を記録媒体41に効率的に伝熱しやすい。この場合、絶縁基板5の表面が平坦面であるよりも、搬送方向に沿って多少の蒲鉾状の凹凸(湾曲部)がある方が、凸部と記録媒体41との接触圧力が高くなるので、より一層熱伝導が向上する。この場合、発熱抵抗体12が形成された部分が凸部になっていることにより、より一層熱伝導が向上する。なお、この吸引装置は、減圧状態になればよい程度の吸引であり、記録媒体41の搬送の妨げになるほどの強い吸引は行われない。   In the example shown in FIGS. 1A to 1C, a through hole 19 a and a narrow groove 19 b are formed in the insulating substrate 5. The through-hole 19a is connected to a suction tool (not shown) that sucks from the back surface (the surface opposite to the recording medium 41) of the insulating substrate 5. Further, there may be no through hole, and both ends of the groove 19b may be extended to both ends of the insulating substrate 5 so as to be connected to a suction tool (not shown). By forming the suction device by the through hole 19a and / or the narrow groove 19b and the suction tool, the recording medium 41 on the surface is sucked, and the surface of the insulating substrate 5 and the recording medium 41 are in good contact with each other. The heat generated by the heating resistor 12 formed on the surface of the insulating substrate 5 is easily transferred efficiently to the recording medium 41. In this case, the contact pressure between the convex portion and the recording medium 41 is higher when the surface of the insulating substrate 5 is somewhat ridge-shaped uneven (curved portion) along the transport direction than when the surface is flat. The heat conduction is further improved. In this case, since the portion where the heating resistor 12 is formed is a convex portion, the heat conduction is further improved. Note that this suction device performs suction so as to be in a decompressed state, and does not perform suction that is strong enough to hinder the conveyance of the recording medium 41.

この貫通孔19aの大きさは、0.3〜0.5mm程度で、溝19bの幅は0.3〜0.5mm程度であり、溝19bの深さは、0.2〜0.3mm程度である。吸引具としては、小型ブロワーや小型源圧ポンプ(半導体ウェハ用真空チャック)などが用いられ得る。この吸引された加熱空気は予熱部(転写前後の記録媒体の予熱)で熱の再利用も考えられる。また、図示されていないが、この加熱1の表面側に1〜3mm程度の間隔をあけてカバーが形成されることにより、断熱およびトナー42の粉末の飛散防止の観点から好ましい。   The size of the through hole 19a is about 0.3 to 0.5 mm, the width of the groove 19b is about 0.3 to 0.5 mm, and the depth of the groove 19b is about 0.2 to 0.3 mm. It is. As the suction tool, a small blower, a small source pressure pump (a semiconductor wafer vacuum chuck), or the like can be used. The sucked heated air may be reused in the preheating part (preheating of the recording medium before and after transfer). Although not shown, it is preferable from the viewpoint of heat insulation and prevention of scattering of the powder of the toner 42 that a cover is formed on the surface side of the heating 1 with an interval of about 1 to 3 mm.

加圧搬送部2では、軟化状態になり紙などの繊維間にも浸み込みやすくなるトナーの温度、または流動状態になったトナーの温度を低下させながら加圧することで記録媒体41に粘着させることに特徴がある。また、加圧搬送部2の加圧ローラ21に対向する部分には、絶縁基板5が延出して受け部22が形成されている。加圧搬送部2では、この絶縁基板5の受け部22と加圧ローラ21とで、記録媒体41が圧接されながら搬送される。この観点から、加圧ローラ21の外周面は、多少の弾力性を有することが好ましい。加圧搬送部2では、この絶縁基板5を伝導する熱により加熱される。この加圧搬送部2では、トナー42を流動状態(融解状態)にはしないが、加熱部1で流動状態になったトナー42が急速に冷却されると、加圧されても充分に記録媒体に粘着させることができない場合があるので、ある程度の軟化状態を維持する必要があるから、ある程度加熱されることが好ましい。必要に応じて、この受け部22にも第4の発熱抵抗体12dが形成されてもよい。その場合でも、加熱部1における発熱抵抗体12a〜12c程、温度を上昇させる必要はないので、第4の発熱抵抗体12dまたは印加される電圧などにより温度が低めになるように調整される。このような構造になっている結果、加熱部1で発熱する熱量を転写部3から加圧搬送部2まで有効に利用することができるのみならず、トナー42が転写と同時に加熱されるため、トナー42などの微粉末の飛散が防止される。   In the pressurizing and conveying unit 2, the pressure of the toner that is softened and easily penetrates between fibers such as paper or the temperature of the toner that is in a fluidized state is decreased while being pressed to adhere to the recording medium 41. There is a special feature. Further, the insulating substrate 5 extends and a receiving part 22 is formed at a part of the pressure conveying part 2 facing the pressure roller 21. In the pressure conveying unit 2, the recording medium 41 is conveyed while being pressed by the receiving unit 22 of the insulating substrate 5 and the pressure roller 21. From this viewpoint, it is preferable that the outer peripheral surface of the pressure roller 21 has some elasticity. The pressurizing and conveying unit 2 is heated by heat conducted through the insulating substrate 5. In the pressure conveying unit 2, the toner 42 is not brought into a fluidized state (melted state). However, when the toner 42 in the fluidized state in the heating unit 1 is rapidly cooled, the recording medium can be sufficiently used even if the toner 42 is pressurized. Since it is necessary to maintain a certain degree of softening state, it is preferable to be heated to some extent. If necessary, the fourth heating resistor 12d may also be formed in the receiving portion 22. Even in that case, it is not necessary to raise the temperature as much as the heat generating resistors 12a to 12c in the heating unit 1, and therefore the temperature is adjusted to be lower by the fourth heat generating resistor 12d or an applied voltage. As a result of such a structure, not only can the amount of heat generated in the heating unit 1 be used effectively from the transfer unit 3 to the pressure conveyance unit 2, but the toner 42 is heated simultaneously with the transfer, The scattering of fine powder such as toner 42 is prevented.

さらに、記録媒体41の搬送スピードを速くすることができ、1分当たりの処理枚数を大きくすることができる。すなわち、加圧ローラ21による圧接は、加圧だけで良いため、非常に短時間で通過させることができるので、記録媒体42の進行速度が律速されることがない。さらに、記録媒体の裏面側から加熱されるため、トナー42と記録媒体41との密着性が非常に向上すると共に、記録媒体に含まれる水分を蒸発させやすく、トナー画像の印刷表面が非常に鮮明できれいな印刷画像が得られる。   Furthermore, the conveyance speed of the recording medium 41 can be increased, and the number of processed sheets per minute can be increased. That is, since the pressure contact by the pressure roller 21 only needs to be pressed, it can be passed in a very short time, and the traveling speed of the recording medium 42 is not limited. Further, since heating is performed from the back side of the recording medium, the adhesion between the toner 42 and the recording medium 41 is greatly improved, moisture contained in the recording medium is easily evaporated, and the printing surface of the toner image is very clear. A beautiful printed image can be obtained.

なお、加圧搬送部2では、絶縁基板5上に第4発熱抵抗体12dが形成されないで、または第4発熱抵抗体12dと共に、加圧ローラ21の周面に他の加熱基板を接触させて加熱することもできる。従って、加圧搬送部2の加圧ローラ21の温度は、加熱部1での軟化状態または流動状態の温度以下の温度で行われ、流動状態よりも低い温度で行われることになる。換言すると、加熱部1で加熱された温度よりも低い温度で加圧される。従って、連続して印刷されることにより、軟化状態または流動状態になったトナー42からの熱により加圧ローラ21の温度が上がり過ぎる場合には、加熱しないで冷却(空冷)する場合もあり得る。   In the pressurizing and conveying unit 2, the fourth heating resistor 12d is not formed on the insulating substrate 5, or another heating substrate is brought into contact with the peripheral surface of the pressure roller 21 together with the fourth heating resistor 12d. It can also be heated. Therefore, the temperature of the pressure roller 21 of the pressure conveying unit 2 is set to a temperature equal to or lower than the temperature of the softened state or the flow state in the heating unit 1 and is lower than the flow state. In other words, pressure is applied at a temperature lower than the temperature heated by the heating unit 1. Therefore, when the temperature of the pressure roller 21 is excessively increased due to heat from the toner 42 in a softened or fluidized state due to continuous printing, cooling (air cooling) may be performed without heating. .

この加圧搬送部2では、図示されていないが、例えば保護膜17の表面に平滑な硬質ガラスなどからなる耐摩耗層が形成されることが好ましい。すなわち、前述の加圧ローラ21と対向する受け部22は回転ローラと異なり、加圧ローラ21により押しつけられた記録媒体41を反発しながら搬送するため、記録媒体41とこの受け部22とは摺動することになる。そのため、記録媒体41がスムースに動くように、かつ、絶縁基板5の表面が消耗しないように、滑らかで摩耗しにくい耐摩耗層が形成されていることが好ましい。この受け部22は、耐摩耗層がなく、金属層または絶縁層でもよい。   Although not shown in the drawing, the wear-resistant layer made of smooth hard glass or the like is preferably formed on the surface of the protective film 17. That is, unlike the rotating roller, the receiving portion 22 facing the pressure roller 21 described above conveys the recording medium 41 pressed by the pressure roller 21 while being repelled, so that the recording medium 41 and the receiving portion 22 do not slide. Will move. Therefore, it is preferable that a wear-resistant layer that is smooth and not easily worn is formed so that the recording medium 41 moves smoothly and the surface of the insulating substrate 5 is not consumed. The receiving portion 22 may be a metal layer or an insulating layer without an abrasion resistant layer.

図1に示される例では、転写部3より上流側に、第5発熱抵抗体12eが設けられている。この第5発熱抵抗体12eは、薄い記録媒体41を裏面側から直ちに加熱する。その結果、記録媒体41が紙などの場合、水分を吸収しやすく、水分を内部に含んでいても、トナー42が転写される前に乾燥しやすく、定着後に水分が蒸発してトナー43の表面に凹凸が形成される問題を防止しやすい。なお、図1で55は記録媒体41の送り用ローラである。また、この第5発熱抵抗体12eが設けられる場合でも、前述のように、感光体31の温度を余り上昇させないように、第5発熱抵抗体12eにより発生する温度は低く設定される。   In the example shown in FIG. 1, a fifth heating resistor 12 e is provided upstream from the transfer unit 3. The fifth heating resistor 12e immediately heats the thin recording medium 41 from the back side. As a result, when the recording medium 41 is paper or the like, it easily absorbs moisture, and even if it contains moisture, it is easy to dry before the toner 42 is transferred. It is easy to prevent the problem of unevenness on the surface. In FIG. 1, reference numeral 55 denotes a feeding roller for the recording medium 41. Even when the fifth heating resistor 12e is provided, as described above, the temperature generated by the fifth heating resistor 12e is set low so as not to raise the temperature of the photoconductor 31 so much.

この記録媒体41を加熱して水分を蒸発させること、および各加熱部を有効加熱すること、という観点から、図示されていないが、例えば、この第5発熱抵抗体12e、トナー42を加熱する加熱部1、加圧搬送部2および排紙された記録媒体41を集積する排紙集積部(図示せず)を転写部3の記録媒体41の裏面側を介して一体的に最小限の空間で囲むカバーケース(図示せず)が形成され、さらに、転写部3側が加圧搬送部2よりも高くなるように、記録媒体41の搬送路が傾けて設置されることが好ましい。   From the viewpoint of heating the recording medium 41 to evaporate water and effectively heating each heating unit, for example, heating to heat the fifth heating resistor 12e and the toner 42 is not shown. The sheet stacking unit (not shown) for stacking the unit 1, the pressure conveying unit 2, and the discharged recording medium 41 is integrated in a minimum space through the back side of the recording medium 41 of the transfer unit 3. An enclosing cover case (not shown) is formed, and it is preferable that the conveyance path of the recording medium 41 is inclined so that the transfer unit 3 side is higher than the pressure conveyance unit 2.

この定着装置の傾斜は、熱の有効利用という観点からは水平面に対する角度が大きいほど好ましい。しかし、転写したトナー42は紙などの記録媒体41の表面に付着しているだけであるので、余り傾けるとトナー42がずれる可能性がある。これは加熱部1で流動状態になるまで加熱された場合にも同様の危険性がある。その観点からは傾斜は小さいほど好ましい。この両者の関係を考慮すると、20°〜60°、さらに好ましくは30°〜45°程度が好ましい。このようにカバーケース7で囲まれ、傾斜されることにより、記録媒体加熱部5などで弱い加熱によっても記録媒体41を乾燥させ、また、加熱部1での軟化状態または流動状態にトナー42を加熱することができる。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。   The inclination of the fixing device is preferably as the angle with respect to the horizontal plane is larger from the viewpoint of effective use of heat. However, since the transferred toner 42 is only attached to the surface of the recording medium 41 such as paper, there is a possibility that the toner 42 is displaced if it is tilted too much. This also has the same danger when heated to the fluidized state in the heating unit 1. From that viewpoint, the smaller the inclination, the better. Considering the relationship between the two, 20 ° to 60 °, more preferably about 30 ° to 45 ° is preferable. By being surrounded and inclined by the cover case 7 in this manner, the recording medium 41 is dried even by weak heating by the recording medium heating unit 5 or the like, and the toner 42 is put into a softened state or a fluidized state in the heating unit 1. Can be heated. Therefore, overall energy consumption can be reduced, and it can be a countermeasure against global warming.

前述のように、トナー42を加熱する温度が低すぎると、軟化状態または流動状態にすることができず、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の一部が加圧ローラ21に付着して好ましくない。そのため、絶縁基板5の温度制御を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3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で駆動する例であるが、電源390としては、電池または商用電源390をパルス駆動、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2A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。商用電源が用いられることにより、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、その位相制御をする(PDM)ことにより出力を変えることもできる。   As described above, if the temperature for heating the toner 42 is too low, the toner 42 cannot be softened or fluidized, and sufficient fixing cannot be performed. Even if it is too high, a part of the toner 42 adheres to the pressure roller 21 in the pressure conveying unit 2 and is not preferable. Therefore, it is necessary to accurately control the temperature of the insulating substrate 5. FIG. 3 shows a temperature control means (drive circuit) of the fixing device shown in FIG. In other words, this drive circuit is an example of driving with a DC or AC power source 390. As the power source 390, the battery or the commercial power source 390 is pulse-driven, the voltage and application time are adjusted by a transformer, etc., and the applied power is adjusted. The driving power is supplied to the electrode 14 (see FIG. 2A) connected to the heating resistor 12 via the adjusting unit 370. As a result, the AC power supply can be used as it is, and the voltage supplied from the commercial AC power supply 390 is adjusted by the power adjustment unit 370 and adjusted to a desired temperature. By using a commercial power supply, a DC power supply is unnecessary and a power supply cooling fan is also unnecessary. However, a direct current power source using a battery can also be used. Although not shown, heating can also be performed by pulse driving in which a pulse is applied. In that case, the applied power can be adjusted by changing the duty cycle in addition to changing the voltage. Further, when a pulse is applied, the output can be changed by controlling the phase (PDM).

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13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2A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。ここでは直流電源の例で示されているが、交流でも実効値制御により温度検出をすることができる。   The temperature is determined by measuring the current supplied by the constant current circuit 350 with the current of the measurement power source 310 kept constant by using the temperature measurement resistor 13 and the voltage V across the temperature measurement resistor 13. Then, the resistance value of the temperature measuring resistor 13 at that time is known, and the temperature of the temperature measuring resistor 13, that is, the insulating substrate 11 (see FIG. 2A) is measured by the change in the resistance value, The adjustment unit 370 can adjust the applied voltage and the like. The adjustment unit 370 is particularly effective in making the temperature of each heating resistor 12 uniform or different when heating a plurality of heating resistors 12 side by side. Therefore, when a plurality of temperature measuring resistors 13 are provided, it is preferable that the temperature in the vicinity thereof is separately measured and the applied voltage and the like are adjusted by each heating resistor 12. Although an example of a DC power supply is shown here, temperature detection can be performed by effective value control even in AC.

この温度測定の原理を、もう少し詳しく説明する。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V検出器340で測定すれば、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。なお、交流の場合は、内部で半波整流し、トリガー作用により行われる。その検出温度に応じて、制御手段360から調整部370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3に示される例では、定電流回路350を設けたが、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V検出器340で測定してもよい。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 temperature measurement will be described in a little more detail. For example, a constant current circuit CCR (current controlled regulator) 350 is connected in series with the temperature measurement resistor 13 at both ends of the measurement power supply 310 formed of a DC power supply, and the voltage V across the temperature measurement resistor 13 is set to V If measured by the detector 340, the temperature detection means 330 divides the voltage by a constant current, whereby the resistance value of the temperature measuring resistor 13 at that time can be known, and the temperature is known in advance. The temperature can be calculated from the temperature coefficient of the measurement resistor 13 (determined by the material). In the case of alternating current, half-wave rectification is performed internally and triggered. According to the detected temperature, the temperature of the insulating substrate 11 can be maintained at a predetermined temperature by controlling the power applied from the control unit 360 to both ends of the heating resistor 12 by the adjusting unit 370. As described above, the temperature control of the heating resistor 12 by the control means 360 may be performed by changing the duty cycle of the pulse by changing the applied voltage to a pulse or the voltage itself. In the example shown in FIG. 3, the constant current circuit 350 is provided. Instead, a reference resistor is provided in a place where the temperature does not change, and the voltage of the reference resistor is measured to obtain the current. The voltage across the measurement resistor 13 may be measured by the V detector 340. Further, the temperature measurement power supply 310 is not necessarily a DC power supply. A constant current can be obtained in a pulsed manner even with an alternating current.

1 加熱部
2 加圧搬送部
3 転写部
5 絶縁基板
10 加熱基板
11 絶縁基板
12 発熱抵抗体
12a〜12e 第1発熱抵抗体〜第5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
17a サブ基板
17b ガラス材
19a 貫通孔
19b 溝
21 加圧ローラ
22 受け部
31 感光ドラム
34 帯電部
35 露光部
36 現像部
39 転写用電極
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 Heating part 2 Pressurization conveyance part 3 Transfer part 5 Insulating board 10 Heating board 11 Insulating board 12 Heating resistor 12a-12e 1st heating resistor-5th heating resistor 13 Temperature measuring resistor 14 Electrode 15 Measurement terminal 16 Connecting conductor 17 Protective film 17a Sub-board 17b Glass material 19a Through hole 19b Groove 21 Pressure roller 22 Receiving part 31 Photosensitive drum 34 Charging part 35 Exposure part 36 Developing part 39 Transfer electrode 41 Recording medium 42a Developed toner 42 Unfixed Toner 43 Toner after fixing

Claims (13)

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、
前記記録媒体の前記転写部より下流側に設けられ、前記転写部で転写されたトナーを加熱する加熱部と、
前記記録媒体の前記加熱部より下流側に設けられ、前記記録媒体の前記トナーが設けられた面側を加圧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、
前記転写部、前記加熱部、および前記加圧搬送部の全体に亘って、前記記録媒体の前記トナーが転写される面と反対面に接触するように連続して設けられる絶縁基板と、
を具備し、前記絶縁基板の前記記録媒体と対向する面であって、前記転写部に対応する部分に転写用電極が設けられ、前記加熱部に対応する部分に加熱用の発熱抵抗体が設けられ、前記加圧搬送部に対応する部分は前記加圧ローラの圧力を受け止め得る受け台として形成され、前記トナーが前記記録媒体に転写された直後から前記トナーが加熱されるように形成されてなる定着装置。
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 provided on the downstream side of the transfer unit of the recording medium and heating the toner transferred by the transfer unit;
A pressure conveying unit that is provided on the downstream side of the heating unit of the recording medium and conveys the recording medium while applying pressure to a surface side of the recording medium on which the toner is provided by a pressure roller;
An insulating substrate continuously provided so as to be in contact with a surface opposite to a surface to which the toner is transferred of the recording medium, over the entire transfer unit, the heating unit, and the pressure conveying unit;
A transfer electrode is provided on a surface of the insulating substrate facing the recording medium, corresponding to the transfer portion, and a heating heating resistor is provided on a portion corresponding to the heating portion. The portion corresponding to the pressure conveying portion is formed as a cradle that can receive the pressure of the pressure roller, and is formed so that the toner is heated immediately after the toner is transferred to the recording medium. A fixing device.
前記絶縁基板が前記転写部よりも上流側に延出して設けられ、該延出部の前記記録媒体と対向する面に前記記録媒体を加熱する発熱抵抗体が設けられてなる請求項1記載の定着装置。 2. The heating substrate according to claim 1, wherein the insulating substrate extends upstream from the transfer portion, and a heating resistor that heats the recording medium is provided on a surface of the extending portion facing the recording medium. Fixing device. 前記転写用電極が2本で形成され、下流側の電極が分離チャージ用として用いられる請求項1または2記載の定着装置。 The fixing device according to claim 1, wherein the transfer electrode is formed of two, and the downstream electrode is used for separation charge. 前記加熱部に設けられる発熱抵抗体が、前記記録媒体の進行方向に沿って複数個並列して設けられてなる請求項1〜3のいずれか1項に記載の定着装置。 The fixing device according to claim 1, wherein a plurality of heating resistors provided in the heating unit are provided in parallel along a traveling direction of the recording medium. 前記絶縁基板の前記発熱抵抗体が形成される部分が凸型に形成されてなる請求項1〜4のいずれか1項に記載の定着装置。 The fixing device according to claim 1, wherein a portion of the insulating substrate where the heating resistor is formed is formed in a convex shape. 前記絶縁基板が複数個の絶縁基板が連続して形成され、前記複数個の絶縁基板の少なくとも2以上が前記記録媒体の進行方向に沿った断面形状で蒲鉾型に形成されてなる請求項1〜5のいずれか1項に記載の定着装置。 2. The insulating substrate is formed by continuously forming a plurality of insulating substrates, and at least two of the plurality of insulating substrates are formed in a bowl shape with a cross-sectional shape along the traveling direction of the recording medium. The fixing device according to claim 5. 前記絶縁基板の前記加圧搬送部に対応する部分に耐摩耗層および/または発熱抵抗体が形成されてなる請求項1〜6のいずれか1項に記載の定着装置。 The fixing device according to claim 1, wherein a wear-resistant layer and / or a heating resistor is formed on a portion of the insulating substrate corresponding to the pressure conveyance unit. 前記加熱部における前記絶縁基板上の表面に前記記録媒体の進行方向に沿って凹凸部が形成され、前記発熱抵抗体の部分の表面が凸部に形成されてなる請求項1〜7のいずれか1項に記載の定着装置。 The uneven part is formed in the advancing direction of the recording medium on the surface on the insulating substrate in the heating part, and the surface of the portion of the heating resistor is formed in a convex part. The fixing device according to Item 1. 前記絶縁基板およびその表面に連通して吸引用貫通孔または吸引用溝が形成され、前記記録媒体が前記絶縁基板側に吸引され得る構造に形成されてなる請求項1〜8のいずれか1項に記載の定着装置。 9. The suction substrate according to claim 1, wherein a suction through hole or a suction groove is formed in communication with the insulating substrate and the surface thereof, and the recording medium can be sucked toward the insulating substrate. The fixing device according to 1. 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の一面に転写する転写部を設け、
前記記録媒体を搬送しながら前記記録媒体の一面と反対面である他面側から前記転写されたトナーを加熱する加熱部を設け、
前記記録媒体の前記一面側からの加圧ローラと、前記他面側の受け台とにより前記記録媒体を加圧しながら搬送する加圧搬送部を設け、
前記転写部、前記加熱部、および前記加圧搬送部の全体に亘って、前記記録媒体の前記トナーが転写される面と反対面に接触するように連続して絶縁基板を設け、該絶縁基板の表面に、前記転写部で転写するための転写用電極と、前記加熱部で加熱をするための発熱抵抗体とをそれぞれ設け、前記加圧搬送部の受け台を前記絶縁基板の延長部分で形成する
ことを特徴とする定着方法。
A transfer unit is provided for transferring the toner matched to the image by the electrophotographic process to one side of the recording medium,
A heating unit for heating the transferred toner from the other side opposite to the one side of the recording medium while conveying the recording medium;
A pressure conveying unit configured to convey the recording medium while applying pressure by the pressure roller from the one surface side of the recording medium and the cradle on the other surface side;
An insulating substrate is continuously provided over the transfer unit, the heating unit, and the pressurizing and conveying unit so as to be in contact with the surface opposite to the surface to which the toner is transferred of the recording medium. A transfer electrode for transferring at the transfer portion and a heating resistor for heating at the heating portion, respectively, and a pedestal for the pressurizing and conveying portion at an extended portion of the insulating substrate. A fixing method characterized by forming.
前記加熱部で加熱された熱の前記絶縁基板の伝導によって、前記転写部でのトナーの転写直後から転写されたトナーを加熱することにより、前記トナーの微粉末の飛散を防止する請求項10記載の定着方法。 The scattering of the fine powder of the toner is prevented by heating the toner transferred immediately after the transfer of the toner in the transfer unit by conduction of the heat heated by the heating unit in the insulating substrate. Fixing method. 記加熱部に、前記記録媒体の進行方向に沿って複数個の発熱抵抗体を設け、前記転写部側が高く、前記加圧搬送部側が低くなるように温度勾配を形成して前記加熱部での加熱を行う請求項10または11記載の定着方法。 Before SL heating unit, provided a plurality of heating resistors along the direction of travel of the recording medium, the transfer portion side is high, the pressure conveying unit side by a temperature gradient to be lower in the heating unit The fixing method according to claim 10 or 11 , wherein the heating is performed. 前記加圧搬送部の前記記録媒体と対向する面に耐摩耗層を設けることにより前記記録媒体をスムースに移動させる請求項10〜12のいずれか1項に記載の定着方法。 The fixing method according to claim 10, wherein the recording medium is smoothly moved by providing a wear-resistant layer on a surface of the pressure conveying unit facing the recording medium.
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