JP2527414B2 - Fixing device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、加熱溶融性のトナーを用いて転写材上に画
像を形成し、これを加熱定着処理する定着装置に関す
る。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fixing device that forms an image on a transfer material using a heat-meltable toner and heat-fixes the image.

［従来の技術］ 従来、この種の定着装置は、所定の温度に維持された
加熱ローラと、弾性層を有して該加熱ローラに圧接する
加圧ローラとによって、未定着のトナー画像が形成され
た転写材を挟持搬送しつつ加熱するローラ定着方式が多
用されている。しかしながら、この種の装置では、加熱
ローラにトナーが転移するいわゆるオフセット現象を防
止するために、加熱ローラを最適な温度に維持する必要
があり、加熱ローラあるいは加熱体の熱容量を大きくし
なければならなかった。すなわち、加熱ローラの熱容量
が小さい場合には、発熱体による供給熱量との関係によ
り通紙あるいは他の外的要因で加熱ローラ温度が低温側
あるいは高温側に大きく変動し易くなる。低温側に変動
した場合には、トナーの軟化溶融不足によって、定着不
良や低温オフセットを生じ、高温側に変動した場合に
は、トナーが完全に溶融してしまいトナーの凝集力が低
下するために、高温オフセットを生ずる。[Prior Art] Conventionally, in this type of fixing device, an unfixed toner image is formed by a heating roller that is maintained at a predetermined temperature and a pressure roller that has an elastic layer and is in pressure contact with the heating roller. A roller fixing method is often used in which the transferred transfer material is nipped and conveyed and heated. However, in this type of apparatus, it is necessary to maintain the heating roller at an optimum temperature in order to prevent the so-called offset phenomenon in which toner is transferred to the heating roller, and the heat capacity of the heating roller or the heating element must be increased. Did not. That is, when the heat capacity of the heating roller is small, the temperature of the heating roller is likely to largely fluctuate toward the low temperature side or the high temperature side due to paper passing or other external factors depending on the relationship with the amount of heat supplied by the heating element. If the temperature fluctuates to a lower temperature, insufficient fixing and melting of the toner will occur due to insufficient softening and melting of the toner.If the temperature fluctuates to a higher temperature, the toner will be completely melted and the cohesive force of the toner will decrease. , Causing hot offset.

かかる問題を回避するために、加熱ローラの熱容量を
大きくすると、加熱ローラを所定の温度まで昇温するた
めの時間が長くなり、装置の使用の際に待機時間が大き
くなるという別の問題が生ずる。If the heat capacity of the heating roller is increased in order to avoid such a problem, the time required for heating the heating roller to a predetermined temperature becomes longer, which causes another problem that the standby time becomes longer when the apparatus is used. .

かかる問題を解決する方策として、米国特許第3,578,
797号に開示されているように、 トナー像を加熱体でその融点へ加熱して溶融し、 溶融後、そのトナーを冷却して比較的高い粘性と
し、 トナーの付着する傾向を弱めた状態で加熱体ウェブ
から剥す、 という過程を経ることによって、オフセットを生ぜず
に定着する方法が知られている。As a measure for solving such a problem, US Pat.
As disclosed in US Pat. No. 797, the toner image is heated to its melting point by a heating element and melted, and after melting, the toner is cooled to a relatively high viscosity, and the tendency of the toner to adhere is reduced. A method of fixing without causing offset by a process of peeling off from a heated body web is known.

上記公知の方法では、これに加えて加熱体に対して、
トナー像及び転写材を加圧圧接することなしに加熱する
方式をとっているので、転写材を加熱する必要がなく他
の方法に較べてはるかに少ないエネルギーでトナーを溶
融できるとしている。しかしながら、周知のごとく加圧
圧接させることなく加圧体に接触した場合は、熱伝達効
率が低下し、トナーの加熱溶融に比較的長時間を要す
る。そこで特願昭47-25896号では、これに公知の加圧圧
接技術を付加して熱伝達効率の向上を図りトーの加熱溶
融を短時間でしかも十分に行うことが提案されている。In the above-mentioned known method, in addition to this,
According to the method, the toner image and the transfer material are heated without pressure contact, so that the toner can be melted with much less energy than other methods without the need to heat the transfer material. However, as is well known, in the case of contact with the pressurized member without pressurized pressure contact, the heat transfer efficiency is reduced, and it takes a relatively long time to heat and melt the toner. In view of this, Japanese Patent Application No. 47-25896 proposes that a known press-contacting technique be added to this to improve heat transfer efficiency and heat and melt the toe in a short time and sufficiently.

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、この特願昭47-25896号では、トナーの
加熱を比較的短時間でしかも十分行えるようにするため
に、 一対の加熱体の間にトナー像及び転写材を加圧挟持
させて加熱し、 加熱を停止して後強制的に冷却する、 方式をとっているので、定着に要するエネルギーが大
きくなるという不都合を生ずる。すなわち、一対の加熱
体により加熱させることによりトナー像は上下から加熱
されるので一見効率的に考えられるが、逆にトナー像を
転写紙側から加熱するには、先づ転写材を十分に加熱す
ることが必要であり、そのためにかえって大きなエネル
ギーが必要となる。さらに、冷却工程においてはトナー
像を加熱する際に加熱昇温した転写材をも冷却しなけれ
ば分離できず、強制的な冷却手段が必要となっておりエ
ネルギーの無駄が大きい。[Problems to be Solved by the Invention] However, in Japanese Patent Application No. 47-25896, in order to heat the toner in a relatively short time and sufficiently, a toner image and a transfer image are formed between a pair of heating members. The material is sandwiched under pressure to heat it, and then the heating is stopped and the material is forcibly cooled, so that the energy required for fixing becomes large. In other words, the toner image is heated from above and below by heating it with a pair of heating elements, so it can be considered at first glance to be efficient. Conversely, to heat the toner image from the transfer paper side, first sufficiently heat the transfer material. Need to do so, which requires a lot of energy. Further, in the cooling step, when the toner image is heated, the transfer material that has been heated and heated cannot be separated unless it is cooled, and a forced cooling means is required, resulting in a large waste of energy.

以上のように、一旦加熱したトナーを冷却した後に分
離することにより、高温オフセットを生ずることなく定
着する方式が提案されているが、上記のごとくの欠点を
伴うために実用化されていない。As described above, a method has been proposed in which a heated toner is cooled and then separated after cooling, thereby fixing without causing high-temperature offset. However, such a method has not been put to practical use because of the drawbacks described above.

上記２つの提案例では加熱体は加熱ローラ及びこれに
より送られるウェブと加熱ローラに内蔵された発熱源と
によって構成されていて加熱はウェブを介して行われ、
ウェブの搬送ローラとしての機能を有している。このた
め、発熱源への給電方法や温度検知素子の当接支持の形
態が複雑化し、また、温度制御の精度も悪くなりがちで
あった。さらには、温度検知素子が加熱ローラと摺動す
る構成では断線による過昇温が生ずる等安全上の問題も
あった。しかも、上述２例の場合ともに比較的大きな熱
容量の加熱体を必要とするために、機内への放熱が増大
し、機内昇温が著るしくなるという不都合もあった。In the above two proposals, the heating element is constituted by a heating roller and a web fed by the heating roller and a heat source incorporated in the heating roller, and heating is performed through the web,
It has a function as a web transport roller. For this reason, the method of supplying power to the heat source and the form of contact and support of the temperature detecting element are complicated, and the accuracy of temperature control tends to deteriorate. Further, in the configuration in which the temperature detecting element slides on the heating roller, there is a problem in safety such as an excessive temperature rise due to disconnection. In addition, in both of the above-mentioned two examples, since a heating body having a relatively large heat capacity is required, the heat radiation to the inside of the machine is increased, and the temperature rise inside the machine is notable.

また従来、加熱体と加圧体（加圧ローラ等）の間に、
トナー像を有する転写材を加圧挟持し加熱定着する場
合、加熱体と加圧体の圧接部の幅がすなはち加熱幅であ
った。加熱体と加圧体の間の加圧は通常両者の長手方向
の両端でなされるが、その場合加熱体及び加圧体が撓
み、加熱体と加圧体の圧接幅が上記長手方向で不均一に
なる。すると、トナー像への加熱時間が長手方向で不均
一となり、同一転写材上において定着ムラが大きく、ま
たオフセットの発生しやすかった。In addition, conventionally, between the heating body and the pressure body (pressure roller, etc.),
When a transfer material having a toner image is sandwiched under pressure and heat-fixed, the width of the pressure contact portion between the heating body and the pressure body is the heating width. The pressure between the heating body and the pressure body is usually applied at both ends in the longitudinal direction of both, but in that case, the heating body and the pressure body are bent, and the pressure contact width between the heating body and the pressure body is not uniform in the longitudinal direction. Be uniform. Then, the heating time for the toner image becomes non-uniform in the longitudinal direction, so that the fixing unevenness is large on the same transfer material, and the offset easily occurs.

本発明は、上述の従来装置の有していた問題点を解決
し、定着不良やオフセットを生ずることなく加熱体の熱
容量を小さくすることを可能とし、その結果、待機時間
や消費電力、さらには機内昇温の小さい定着装置を提供
することを目的とする。The present invention solves the problems that the above-described conventional device has, and makes it possible to reduce the heat capacity of the heating element without causing defective fixing or offset, and as a result, standby time, power consumption, and further An object of the present invention is to provide a fixing device with a small temperature rise in the machine.

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記目的の達成のために、 基材に通電により発熱する線状もしくは帯状の単一の
発熱体を設けた加熱体と、この加熱体と摺動するフィル
ムと、このフィルムを介して上記加熱体と圧接部を形成
する加圧ローラとを有し、上記圧接部で未定着像を担持
した記録材を挟持搬送し上記フィルムを介した上記発熱
体からの熱により未定着像を記録材上に定着する定着装
置において、 上記フィルムの移動方向に関して、上記発熱体は上記
圧接部内に存在し、且つ上記発熱体の中心は上記圧接部
の中心より上流側に位置している、 ことにより構成される。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a heating body provided with a single linear or strip heating element that heats by energizing a base material, and the heating body and the sliding body. A moving film and a pressure roller that forms a pressure contact portion with the heating body via the film, and the recording material carrying an unfixed image is nipped and conveyed at the pressure contact portion to generate heat through the film. In a fixing device for fixing an unfixed image on a recording material by heat from the body, in the moving direction of the film, the heating element exists in the pressure contact portion, and the center of the heat generation element is closer to the center of the pressure contact portion. It is located on the upstream side.

［実施例］ 以下、添付図面にもとづて本発明の実施例を説明す
る。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

先ず、本実施例装置の画像形成装置の概略構造を第１
図に基づいて説明すると、１はガラス等の透明部材より
なる原稿載置台で、矢印ａ方向に往復動して原稿を走査
する。原稿載置台の直下には短焦点小径結像素子アレイ
２が配されていて、原稿載置台１上に置かれた原稿像Ｇ
は照明ランプ７によって照射され、その反射光像は上記
アレイ２によって感光ドラム３上にスリット露光され
る。なおこの感光ドラム３は矢印ｂ方向に回転する。ま
た、４は帯電器であり、例えば酸化亜鉛感光層あるいは
有機半導体感光層3a等を被覆された感光ドラム３上に一
様に帯電を行なう。この帯電器４により一様に帯電され
たドラム３は、素子アレイ２によって画像露光が行なわ
れた静電画像が形成される。この静電潜像は、現像器５
により加熱で軟化溶融する樹脂等より成るトナーを用い
て顕像化される。一方、カセットＳ内に収納されている
シートＰは、給送ローラ６と感光ドラム３上の画像と同
期するようタイミングをとって上下方向で圧接して回転
される対の搬送ローラ９によって、ドラム３上に送り込
まれる。そして、転写放電器８によって、感光ドラム３
上に形成されているトナー像は、シートＰ上に転写され
る。その後、公知の分離手段によってドラム３から分離
されたシートＰは、搬送ガイド10によって定着装置20に
導かれ加熱定着処理された後にトレイ11上に排出され
る。なお、トナー像を転写後、ドラム３上の残留トナー
はクリーナ12によって除去される。First, the schematic structure of the image forming apparatus of the present embodiment is described as a first example.
Describing based on the drawings, reference numeral 1 denotes an original placing table made of a transparent member such as glass, which reciprocates in the direction of arrow a to scan the original. A short-focus small-diameter image-forming element array 2 is arranged immediately below the document table, and a document image G placed on the document table 1 is placed.
Is illuminated by an illumination lamp 7, and the reflected light image is slit-exposed on the photosensitive drum 3 by the array 2. The photosensitive drum 3 rotates in the direction of arrow b. Further, reference numeral 4 is a charger, which uniformly charges the photosensitive drum 3 coated with, for example, a zinc oxide photosensitive layer or an organic semiconductor photosensitive layer 3a. On the drum 3 uniformly charged by the charger 4, an electrostatic image subjected to image exposure by the element array 2 is formed. This electrostatic latent image is developed by the developing device 5.
Is visualized with a toner made of a resin or the like which is softened and melted by heating. On the other hand, the sheet P stored in the cassette S is drum-moved by a pair of conveyance rollers 9 which are rotated in pressure contact with each other in the vertical direction at a timing so as to be synchronized with the feeding roller 6 and the image on the photosensitive drum 3. 3 is sent. Then, by the transfer discharger 8, the photosensitive drum 3
The toner image formed above is transferred onto the sheet P. Thereafter, the sheet P separated from the drum 3 by a known separating unit is guided to a fixing device 20 by a conveyance guide 10 and subjected to a heat fixing process, and then is discharged onto a tray 11. After the toner image is transferred, the residual toner on the drum 3 is removed by the cleaner 12.

第２図は本実施例の上記定着装置20の拡大図である。
同図において54は加熱体であり、幅が0.55mm、長さ（紙
面に直角な方向の長さ）216mmで例えばTa₂N等より成り
搬送方向に直角成分をもって配された線状もしくは帯状
の抵抗発熱体28及びその両側に電極52を有し、さらにそ
の表面に摺動保護層50として例えば、厚さ５μｍの膜状
のPTFEをはじめとする弗素樹脂等で覆われている。抵抗
発熱体28の上面には、絶縁層53を介して、サーミスタ等
の温度検知素子51が配置されており、該素子の検知した
温度に応じて抵抗発熱体28への通電を制御することによ
り、加熱体54の定着部における表面温度を所定の値に維
持している。そして、以上の部材は、基材である発熱体
支持部材21により固定保持される、発熱体支持部材21
は、耐熱性及び電気絶縁性を有するもの、例えばアルミ
ナから成っている。耐熱を有する定着フィルム23は、PE
Tを基材とし、耐熱処理を施した、例えば約６μｍ厚に
形成され、矢印Ｃ方向へ送り出し可能にフィルム送り出
し軸24に巻回されている。上記定着フィルム23は加熱体
54の表面に当接し、曲率の大きな分離ローラ26を介して
フィルム巻取り軸27に巻き取られる。FIG. 2 is an enlarged view of the fixing device 20 of the present embodiment.
In the figure, 54 is a heating element having a width of 0.55 mm and a length (length in the direction perpendicular to the paper surface) of 216 mm, which is made of, for example, Ta ₂ N or the like and has a linear or strip shape and is arranged with a component perpendicular to the conveying direction. The resistance heating element 28 has electrodes 52 on both sides thereof, and the surface thereof is covered with a sliding protection layer 50, for example, with a film-like PTFE having a thickness of 5 μm such as a fluorine resin. On the upper surface of the resistance heating element 28, a temperature detecting element 51 such as a thermistor is arranged via an insulating layer 53, and by controlling energization to the resistance heating element 28 according to the temperature detected by the element. The surface temperature of the fixing portion of the heating element 54 is maintained at a predetermined value. The above-mentioned members are fixedly held by the heating element support member 21, which is a base material, and the heating element support member 21.
Is made of heat resistant and electrically insulating material such as alumina. The heat-resistant fixing film 23 is PE
It is made of T as a base material and is heat-treated, for example, is formed to a thickness of about 6 μm, and is wound around a film delivery shaft 24 so that it can be delivered in the direction of arrow C. The fixing film 23 is a heating body.
It comes into contact with the surface of 54 and is wound onto the film winding shaft 27 via the separation roller 26 having a large curvature.

一方、加圧ローラ22は、金属等より成る芯材上にシリ
コンゴム等より成る弾性層を有するものであり、駆動源
（図示せず）により駆動されて、搬送ガイド10によって
導かれた未定着トナー画像Ｔを有する転写材Ｐを、該転
写材Ｐと同一の速度で移動する定着フィルム23を介して
加熱体に密着させている。ここで、加圧ローラ22の搬送
速度は、画像形成時の搬送速度とほぼ同一であることが
好ましく、定着フィルム23の移動速度は、それに準ずる
値で設定される。On the other hand, the pressure roller 22 has an elastic layer made of silicon rubber or the like on a core material made of metal or the like, and is driven by a drive source (not shown) and guided by the conveyance guide 10 to the unfixed state. The transfer material P having the toner image T is brought into close contact with the heating body via the fixing film 23 which moves at the same speed as the transfer material P. Here, the transport speed of the pressure roller 22 is preferably substantially the same as the transport speed during image formation, and the moving speed of the fixing film 23 is set to a value corresponding thereto.

本実施例において、前記発熱体28には、パルス状に電
圧が印加される。発熱体28は前述のごとく小型であるた
め熱容量が小さく、通電により瞬時に昇温し、通電停止
後は自然放熱によりただちに温度低下する。したがって
転写材Ｐの先端・後端を転写材検知レバー25及び転写材
検知センサ29で検出することにより、転写材を定着して
いるときのみに発熱体28に通電すればよいので予備加熱
が不要であり、加圧ローラの昇温が小さい。In this embodiment, a voltage is applied to the heating element 28 in a pulsed manner. Since the heating element 28 is small in size as described above, it has a small heat capacity, the temperature is instantly raised by energization, and the temperature is immediately lowered by natural heat dissipation after the energization is stopped. Therefore, by detecting the leading edge and the trailing edge of the transfer material P by the transfer material detection lever 25 and the transfer material detection sensor 29, it is sufficient to energize the heating element 28 only when the transfer material is fixed, and thus preheating is unnecessary. Therefore, the temperature rise of the pressure roller is small.

本実施例において、前記圧接部Ｎの幅は、長手方向に
関し、両端で広く中央で狭くなっている。具体的には、
両端で3.5mmであり、中央部で3mmである。これは加熱体
と加圧ローラの長手方向両端に加圧圧接手段を設けてい
るためである。これに対し、発熱体28の幅は長手方向に
関し一定であり、前記圧接部Ｎの幅の最小値よりも小さ
く、従来の熱ローラ定着におけるトナー画像の加熱幅、
すなわち定着ローラと加圧ローラの圧接幅と比較すると
十分に狭くなっている。また、発熱体28は、少なくとも
転写材Ｐの通過する幅においては、長手方向全域にわた
って転写材Ｐの進行方向に関し前記圧接部Ｎの範囲内に
ある。しかも、第４図に示すように、発熱体の中心線Ｂ
が圧接部の中心線Ａよりも転写材の搬入側に位置してお
り、圧接部の出口側ではトナー像に対する加熱は行われ
ないようになっている。In this embodiment, the width of the press contact portion N is wide at both ends and narrow at the center in the longitudinal direction. In particular,
3.5mm at both ends and 3mm at the center. This is because the pressure contact means is provided at both ends of the heating body and the pressure roller in the longitudinal direction. On the other hand, the width of the heating element 28 is constant in the longitudinal direction and smaller than the minimum width of the pressure contact portion N, and the heating width of the toner image in the conventional heat roller fixing,
That is, it is sufficiently narrow as compared with the pressure contact width of the fixing roller and the pressure roller. Further, the heating element 28 is within the range of the pressure contact portion N with respect to the traveling direction of the transfer material P over the entire longitudinal direction at least in the width through which the transfer material P passes. Moreover, as shown in FIG. 4, the center line B of the heating element
Is located closer to the transfer material carry-in side than the center line A of the pressure contact portion, and the toner image is not heated at the outlet side of the pressure contact portion.

かかる構成の本実施例装置にあっては、転写紙Ｐ上の
加熱溶融性のトナーより成るトナー画像は先ず、耐熱性
ある定着フィルム23を介して、加熱体54によって、圧接
部の入口側に配された該発熱体の幅0.55mmの領域におい
て加熱され、完全に溶融される。しかる後、溶融したト
ナー画像は加熱部を離れた後に圧接部の出口側におい
て、定着フィルム、転写材及び加圧ローラへの熱伝導に
よって自然冷却する。その後転写材のトナー画像は圧接
部Ｎから離れ分離ローラ26に達するまでに完全に冷却固
化し、曲率の大きな分離ローラ対26を通過した後に定着
フィルム23は転写紙Ｐから離れる。上述のように、トナ
ーＴは、一旦完全に軟化溶融した後、再び固化するの
で、トナーの凝集力は非常に大きくなっていて、一団と
なって挙動するのとになる。また、加熱されて軟化溶融
された際に加圧ローラ22によって加圧されるため、トナ
ー像Ｔの一部は転写材表層に浸透してそのまま冷却固化
しているので、定着フィルム23にオフセットすることな
く転写材Ｐ上に定着される。In the apparatus of this embodiment having such a configuration, the toner image formed of the heat-meltable toner on the transfer paper P is first transferred to the inlet side of the pressure contact portion by the heating body 54 via the heat-resistant fixing film 23. The heated element is heated in a region having a width of 0.55 mm and completely melted. After that, the melted toner image is naturally cooled by heat conduction to the fixing film, the transfer material and the pressure roller at the exit side of the pressure contact portion after leaving the heating portion. After that, the toner image on the transfer material is completely cooled and solidified by the time it leaves the pressure contact portion N and reaches the separation roller 26, and after passing through the separation roller pair 26 having a large curvature, the fixing film 23 separates from the transfer paper P. As described above, since the toner T is completely softened and melted and then solidified again, the cohesive force of the toner is very large and the toner T behaves as a group. Further, since the toner image T is pressed by the pressure roller 22 when it is heated and softened and melted, a part of the toner image T penetrates into the surface layer of the transfer material and is cooled and solidified as it is, so that it is offset to the fixing film 23. It is fixed on the transfer material P without any need.

また、本実施例においては上述のごとく圧接部Ｎの幅
より狭い発熱体28の幅がすなわち加熱有効幅であり、こ
れが長手方向均一である。したがって、定着工程時には
長手方向全域にわたって加熱時間を均一にできるので、
転写材Ｐの全面にわたって良好な定着性が得られ、かつ
オフセットも生じない。Further, in this embodiment, the width of the heating element 28, which is narrower than the width of the pressure contact portion N as described above, is the effective heating width, which is uniform in the longitudinal direction. Therefore, during the fixing process, the heating time can be made uniform over the entire longitudinal direction.
Good fixability is obtained over the entire surface of the transfer material P, and offset does not occur.

また、本実施例では前述のように加圧ローラが昇温し
ないので、加熱部の位置を圧接部Ｎの転写材入口側に寄
せることにより、圧接部Ｎの転写材出口側におけるトナ
ー画像の放熱が行われる。その結果、トナー画像の冷却
固化までの時間を短縮でき、加熱体54と分離ローラ26の
間隔を小さくでき、装置の小型化が実現できる。Further, in the present embodiment, since the temperature of the pressure roller does not rise as described above, the position of the heating portion is brought closer to the transfer material inlet side of the pressure contact portion N, so that the toner image is radiated at the transfer material outlet side of the pressure contact portion N. Is done. As a result, the time until the toner image is cooled and solidified can be shortened, the distance between the heating body 54 and the separation roller 26 can be reduced, and the apparatus can be downsized.

また、本実施例ではトナー像を圧接部Ｎ内で加熱溶融
後、分離ローラまでの間、定着フィルムと転写材上のト
ナー像を加圧状態で保持することが、トナー像の定着フ
ィルムへのオフセットをなくすために必要である。特
に、加熱工程から冷却工程にに移った直後はトナーの粘
度が低く、その状態で定着フィルムと、転写材上のトナ
ー像が離れるとオフセットがひどい。本実施例では加熱
溶融したトナー像を、圧接部の出口側の部分で確実に定
着フィルムに加圧しつつ冷却固化できるので、上記のよ
うな問題は全く発生しない。In this embodiment, after the toner image is heated and melted in the pressure contact portion N, it is possible to keep the toner image on the fixing film and the transfer material under pressure until the separation roller. Required to eliminate offset. In particular, the viscosity of the toner is low immediately after shifting from the heating process to the cooling process, and when the fixing film and the toner image on the transfer material are separated in that state, the offset is severe. In this embodiment, the heat-melted toner image can be cooled and solidified while reliably pressurizing the fixing film at the exit side portion of the pressure contact portion, so that the above problem does not occur at all.

また、かかる本実施例では、定着フィルム23として薄
くて安価なPETフィルムを基に耐熱処理を施したものを
用いることが可能なので、第２図のごとく定着フィルム
23は巻取り方式で使用後に交換する形態を採ることがで
きる。すなわち、所定長さのフィルムを巻いたロールを
フィルム送り出し軸24にセットし、加熱体と加圧ローラ
及び分離ローラ対の間を通して巻取り軸27にフィルムの
先端を固着する。かかる方式を採った場合は、定着フィ
ルムセンサーアーム30とセンサー（図示せず）で定着フ
ィルムの残量を検出してフィルムが終端近くなった場合
に使用者に警告表示ないしは警告音で定着フィルムの交
換を促すようにするのがよい。そして、定着フィルム23
の交換の際には、加熱体と加圧ローラ、分離ローラ対と
をそれぞれ離間させるように、回転軸31を中心に第３図
のごとく開閉可能にすることが望まれる。本実施例で
は、定着フィルム23を上記のごとく巻取り交換方式で、
定着フィルムの耐久性に関係なく、薄膜化することが可
能となり、低電力化することができる。In this embodiment, since a thin and inexpensive PET film subjected to heat treatment can be used as the fixing film 23, as shown in FIG.
23 can take the form which is exchanged after use by a winding system. That is, a roll wound with a film of a predetermined length is set on the film feeding shaft 24, and the leading end of the film is fixed to the winding shaft 27 through a space between the heating body, the pressure roller and the separation roller pair. When such a method is adopted, the fixing film sensor arm 30 and a sensor (not shown) detect the remaining amount of the fixing film, and when the film is near the end, a warning display or a warning sound is given to the user to notify the fixing film of the fixing film. It is good to encourage exchange. And fixing film 23
At the time of replacement, it is desired that the heating element, the pressure roller, and the separation roller pair can be opened and closed about the rotary shaft 31 as shown in FIG. 3 so as to be separated from each other. In this embodiment, the fixing film 23 is wound and exchanged as described above,
Regardless of the durability of the fixing film, the fixing film can be made thinner, and the power consumption can be reduced.

また、本実施例では前述のごとく定着フィルムへのオ
フセットが生じないので、定着フィルムの熱変形や劣化
が小さければ、巻取った定着フィルムを再び使用するこ
とが可能であり、自動的に巻戻したりあるいは巻取側と
送出側とを交換するなどして複数回使用しても良い。Further, in this embodiment, as described above, the offset to the fixing film does not occur, so if the thermal deformation or deterioration of the fixing film is small, the wound fixing film can be reused and automatically rewound. Alternatively, the winding side and the sending side may be exchanged with each other and used a plurality of times.

次に、本実施例装置による試験結果を具体的数値をも
って示す。定着装置の加熱体として、加熱幅が0.55mmの
ものを用い、定着最低温度が125℃のトナーを用いてト
ナー画像Ｔを形成し、定着処理速度50mm/secで、A4サイ
ズ紙１枚当たり約3500Jの発熱量となるように、10msec
ごとに2msecの割合でパルス状加熱し定着テストを行な
ったところ、実用上全く問題のない画像が得られた。特
に長手方向に関する定着ムラがなく、オフセット等の良
好であった。Next, the test results by the apparatus of this embodiment are shown by specific numerical values. As the heating element of the fixing device, one having a heating width of 0.55 mm is used, and the toner image T is formed by using the toner having the minimum fixing temperature of 125 ° C., and the fixing processing speed is 50 mm / sec. 10msec to generate heat of 3500J
When a fixing test was performed by heating in a pulsed manner at a rate of 2 msec for each, an image with no practical problems was obtained. Particularly, there was no fixing unevenness in the longitudinal direction, and offset and the like were good.

第５図は本実施例装置において、上記の条件で定着テ
ストした場合の加熱部、転写材中層部、及び転写材中層
部の温度の経時変化を計算により求めたグラフである。FIG. 5 is a graph obtained by calculation of changes with time in temperature of the heating portion, the transfer material middle layer portion, and the transfer material middle layer portion in the fixing device under the above conditions in the apparatus of this embodiment.

条件は以下の通りである。The conditions are as follows.

室温:20℃ トナー層厚さ:20μｍ 転写材厚さ:100μｍ 定着フィルム厚さ:6μｍ 加熱時間:2msec このグラフから明らかなように、トナー中層部が最低
定着温度を超えて十分に加熱され、定着可能な状態にな
っているのに対し、転写材の中層部はほとんど昇温しな
いことが裏付けられる。Room temperature: 20 ° C Toner layer thickness: 20 μm Transfer material thickness: 100 μm Fixing film thickness: 6 μm Heating time: 2 msec As is clear from this graph, the middle layer of the toner is sufficiently heated above the minimum fixing temperature and fixed. This proves that the intermediate layer portion of the transfer material hardly heats up, while it is in a ready state.

また、このグラフから明らかなように、パルス状の通
電によりトナー中層は約3msecで定着最低温度に達する
ため、加熱体を前もって温めるための待時間は不要とな
る。一方、発熱部の温度が最高300℃まで達するため、
トナー表層温度は従来高温オフセットを生ずると言われ
ている温度を瞬間的であっても超えるが、前述のごとく
再度十分に冷却固化した後に定着フィルム23と転写材Ｐ
とが離れるのでオフセットとならない。Further, as is clear from this graph, the toner middle layer reaches the minimum fixing temperature in about 3 msec by the pulsed energization, so that the waiting time for preheating the heating body is not necessary. On the other hand, since the temperature of the heat generating part reaches up to 300 ° C,
The surface temperature of the toner exceeds the temperature which is conventionally said to cause a high temperature offset even momentarily, but as described above, after the toner is sufficiently cooled and solidified again, the fixing film 23 and the transfer material P are melted.
Since and are separated, it does not become an offset.

次に、本実施例の他の実施例としての第６図において
は、送風手段として、例えばクロスフローファン100を
備えており、定着工程中に送風手段100から加圧ローラ2
2に向けて送風し、加圧ローラを冷却するようになって
いる。Next, in FIG. 6 as another embodiment of the present embodiment, for example, a cross flow fan 100 is provided as an air blower, and the air blower 100 presses the pressure roller 2 during the fixing process.
It blows air toward 2, cooling the pressure roller.

前実施例においては、連続し、長期にわたり定着動作
を行なった場合、加圧ローラ22は徐々に昇温してゆき、
加圧ローラによるトナーの冷却が十分行なわれなくな
り、高温オフセットが生じる虞れがある。これに対し、
本実施例では加圧ローラを冷却する手段を設けているた
め、実用上あり得る連続長期間の定着工程中でもオフセ
ット等の問題は生じない。In the previous embodiment, when the fixing operation is continuously performed for a long period of time, the pressure roller 22 gradually rises in temperature,
Toner may not be sufficiently cooled by the pressure roller, and high temperature offset may occur. In contrast,
In this embodiment, since the means for cooling the pressure roller is provided, the problem such as offset does not occur even during the continuous continuous long-term fixing process which is practically possible.

なお、定着工程終了後もしばらく送風を続けるような
シーケンスをとれば、次の定着工程開始までに加圧ロー
ラを十分に冷却でき、さらに加圧ローラによるトナーの
冷却が良好に行なわれる。It should be noted that if the sequence is such that the air is blown for a while after the fixing process is completed, the pressure roller can be sufficiently cooled by the start of the next fixing process, and the toner can be satisfactorily cooled by the pressure roller.

［発明の効果］ 本発明は以上にごとく、走行する定着フィルムに未定
着トナー像が面するように転写材を同一速度で上記耐熱
性の定着フィルムに密着走行せしめ、該定着フィルムを
介して必要時にパルス状に発熱する発熱体によって上記
転写材を加熱定着することとしたので、定着不良やオフ
セットを発生することなく、加熱体の熱容量を小さくす
ることが可能となり、その結果、装置使用時の待機時間
や、消費電力、さらには機内昇温の小さな定着装置を得
るという効果を奏する。EFFECTS OF THE INVENTION As described above, the present invention allows the transfer material to closely contact the heat-resistant fixing film at the same speed so that the unfixed toner image faces the running fixing film, and the transfer material is required through the fixing film. Since the transfer material is heated and fixed by the heating element which sometimes generates heat in a pulse shape, it is possible to reduce the heat capacity of the heating element without causing fixing failure or offset, and as a result, when the apparatus is used. It is possible to obtain a fixing device with a small standby time, power consumption, and a small temperature rise in the machine.

また、加熱体と加圧ローラの圧接幅よりも加熱体の加
熱幅が狭く、かつ加熱体部を圧接部内に設けることによ
り、加熱幅を長手方向で一定にでき、転写紙面上のトナ
ー画像の定着ムラがなくなり、オフセットも一段と向上
する。Further, the heating width of the heating body is narrower than the pressure contacting width of the heating body and the pressure roller, and the heating width can be made constant in the longitudinal direction by providing the heating body portion in the pressure contacting portion. The uneven fixing is eliminated, and the offset is further improved.

また、加熱体の加熱部を圧接部の転写材入口側に寄せ
ることにより、加熱部で溶融したトナーを確実に、かつ
効率よく冷却固化可能となり、オフセットのさらなる低
減及び、定着装置の小型化が実現できるという効果をも
たらす。Further, by bringing the heating part of the heating member closer to the transfer material inlet side of the pressure contact part, it becomes possible to reliably and efficiently cool and solidify the toner melted in the heating part, further reducing the offset and downsizing the fixing device. Bring the effect that it can be realized.

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

第１図は本発明の一実施例装置の定着装置を用いた画像
形成装置の概要構成を示す断面図、第２図は第１図の定
着装置の拡大断面図、第３図は第２図装置の定着フィル
ム交換時における断面図、第４図は第２図装置の加熱体
周辺の拡大平面図、第５図は本発明の実施例装置におい
て、加熱部厚み方向の温度分布の経時変化の説明図、第
６図は本発明の他の実施例装置の断面図である。 ３……画像形成手段（感光ドラム） 20……加熱定着手段 22……加圧ローラ 23,40……定着フィルム 54……加熱体 Ｐ……転写体 Ｔ……トナー像FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of an image forming apparatus using a fixing device of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged sectional view of the fixing device of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of the apparatus when the fixing film is exchanged, FIG. 4 is an enlarged plan view of the periphery of the heating body of the apparatus, and FIG. 5 is a time-dependent change of the temperature distribution in the thickness direction of the heating section in the apparatus of the embodiment of the present invention. Explanatory drawing, FIG. 6 is a sectional view of the apparatus of another embodiment of the present invention. 3 ... Image forming means (photosensitive drum) 20 ... Heat fixing means 22 ... Pressure roller 23, 40 ... Fixing film 54 ... Heating body P ... Transfer body T ... Toner image

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】基材に通電により発熱する線状もしくは帯
状の単一の発熱体を設けた加熱体と、この加熱体と摺動
するフィルムと、このフィルムを介して上記加熱体と圧
接部を形成する加圧ローラとを有し、上記圧接部で未定
着像を担持した記録材を挟持搬送し上記フィルムを介し
た上記発熱体からの熱により未定着像を記録材上に定着
する定着装置において、 上記フィルムの移動方向に関して、上記発熱体は上記圧
接部内に存在し、且つ上記発熱体の中心は上記圧接部の
中心より上流側に位置していることを特徴とする定着装
置。1. A heating body provided with a linear or strip-shaped single heating body for generating heat upon energization of a base material, a film sliding on the heating body, and a press-contacting portion with the heating body via the film. And a pressure roller that forms an unfixed image on the recording material by the heat generated from the heating element through the film. In the apparatus, the heat generating element exists in the pressure contact portion, and the center of the heat generating element is located upstream of the center of the pressure contact portion in the moving direction of the film.