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JP4454404B2 - Fixing apparatus, image forming apparatus, and toner fixing method - Google Patents
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JP4454404B2 - Fixing apparatus, image forming apparatus, and toner fixing method - Google Patents

Fixing apparatus, image forming apparatus, and toner fixing method Download PDF

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  • Fixing For Electrophotography (AREA)

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置並びにトナー定着方法に関するものである。   The present invention relates to a fixing device, an image forming apparatus, and a toner fixing method.

従来、電子写真方式の画像形成装置に内蔵されている定着装置は、電力供給されて発熱するハロゲンランプなどのヒータと、該ヒータにより加熱される中空円筒形状の加熱ローラとを有しており、記録紙であるシート上のトナーを加熱ローラにより加熱して該シートに定着させるものである。   Conventionally, a fixing device built in an electrophotographic image forming apparatus has a heater such as a halogen lamp which generates heat when supplied with power, and a hollow cylindrical heating roller heated by the heater, The toner on the recording paper sheet is heated by a heating roller and fixed to the sheet.

この定着装置において、加熱ローラの軸(長手)方向での表面温度に差(ムラ)があると一枚の記録紙の中で、トナーの定着度合いが異なり、特に光沢ムラなど、画像品質上の不具合が生じ、時にカラー画像のケースでは、光沢度、色味のムラが顕著に現れてしまうため、加熱ローラの軸方向の温度分布を均一にすべく、従来から種々工夫が施されている(例えば、特許文献1〜4参照。)。   In this fixing device, if there is a difference (unevenness) in the surface temperature in the axial (longitudinal) direction of the heating roller, the degree of fixing of toner differs in one sheet of recording paper, and in particular, in terms of image quality such as uneven glossiness. In the case of a color image, irregularities in glossiness and tint appear prominently in the case of a color image, and various ideas have been conventionally made to make the temperature distribution in the axial direction of the heating roller uniform ( For example, see Patent Documents 1 to 4.)

例えば、装置立ち上がり段階、すなわち画像形成を開始した直後での通紙初期段階では、
加熱ローラの肉厚が軸方向に一定であり、ヒータの配光(発熱)分布がこの軸方向に均一であるとすると、加熱ローラの軸方向の端部が中央部に比べて温度上昇の遅れを生じ、端部が所定温度に到達せず、定着能力不足となる。そのため、ヒータの配光分布を加熱ローラの中央部よりも端部で大きくすることが行われている(例えば、特許文献1参照。)。
For example, at the start-up stage of the apparatus, that is, at the initial stage of passing paper immediately after starting the image formation,
Assuming that the thickness of the heating roller is constant in the axial direction and the light distribution (heat generation) distribution of the heater is uniform in this axial direction, the axial end of the heating roller is delayed in temperature rise compared to the center. The end portion does not reach the predetermined temperature, and the fixing ability is insufficient. For this reason, the light distribution of the heater is made larger at the end than at the center of the heating roller (see, for example, Patent Document 1).

しかしながら、連続して通紙を行っているときは、加熱ローラの端部の温度が中央部に比べ、逆に高くなる傾向がある。前記のような配光分布を調整する対策ではその端部温度上昇を助長させてしまうため、トナーが加熱ローラ表面に付着し、それが後続の用紙に移り、画像汚れを発生させる不具合となっていた。   However, when the paper is continuously passed, the temperature of the end portion of the heating roller tends to be higher than the central portion. The countermeasure for adjusting the light distribution as described above promotes the temperature rise at the end portion, so that the toner adheres to the surface of the heating roller, and the toner moves to the succeeding paper, causing the image stain. It was.

一方、連続通紙時の端部温度上昇を解消するために、ヒータの端部配光分布を小さくすると、装置立ち上がり段階における端部温度不足がより悪化するため、端部における定着不良の可能性が生じていた。   On the other hand, if the light distribution at the end of the heater is made smaller to eliminate the rise in end temperature during continuous paper feeding, the end temperature shortage at the start-up stage of the device will worsen, which may lead to poor fixing at the end. Has occurred.

このような不具合への対策として、加熱ローラ中央部の肉厚を厚くし、それに対応してヒータの配光分布を加熱ローラ中央部で大きくすることにより、加熱ローラの温度分布の均一化が図られている(例えば、特許文献1〜3参照。)。   As countermeasures against such problems, the thickness of the central portion of the heating roller is increased, and the light distribution of the heater is increased correspondingly in the central portion of the heating roller, thereby making the temperature distribution of the heating roller uniform. (For example, refer to Patent Documents 1 to 3.)

実公平7−13004号公報No. 7-13004 特開平11−24469号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-24469 特開2002−82559号公報JP 2002-82559 A 特開平5−341679号公報JP-A-5-341679

しかしながら、前記のような対策をとっても、トナーのより良い定着が求められることがあった。   However, even if the above measures are taken, there is a case where better fixing of the toner is required.

発明者は、前記定着不良の発生原因を調査したところ、画像形成装置内部の温度過昇を防止する目的で設けられたファンやダクトなどの装置内部の冷却機構を備える場合に前記冷却機構に起因して定着装置の周りに気流が生じ、その気流によって加熱ローラの長手方向の温度分布が不均一となり、定着不良が起こっていることを突き止めた。また、その気流が加熱ローラに圧接された加圧ローラの長手方向の温度分布を不均一とし、それにより加熱ローラの長手方向の温度分布が不均一となり、定着不良が起こっていることもあった。また、特許文献4に示されたような加熱ローラ内部にフィンを設けて冷却ファンが発生する気流に対抗する方向に気流を発生させる対策では、加熱ローラの回転速度によっては温度分布の均一化が困難であった。   The inventor investigated the cause of the occurrence of the fixing failure, and found that when the cooling mechanism inside the apparatus such as a fan or a duct provided for the purpose of preventing the temperature inside the image forming apparatus was provided, the cooling mechanism resulted. As a result, an air flow was generated around the fixing device, and the air flow caused the temperature distribution in the longitudinal direction of the heating roller to become non-uniform, and it was found that a fixing failure occurred. In addition, the air flow makes the temperature distribution in the longitudinal direction of the pressure roller in pressure contact with the heating roller non-uniform, thereby causing the temperature distribution in the longitudinal direction of the heating roller to become non-uniform, resulting in poor fixing. . In addition, as shown in Patent Document 4, fins are provided inside the heating roller to generate an airflow in a direction that opposes the airflow generated by the cooling fan. Depending on the rotation speed of the heating roller, the temperature distribution may be uniform. It was difficult.

本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、加熱ローラの軸方向の温度分布の均一化を図ることのできる定着装置、及びその定着装置を備えた画像形成装置、並びにトナー定着方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems in the prior art, and can provide a fixing device capable of uniforming the temperature distribution in the axial direction of the heating roller, an image forming apparatus including the fixing device, and An object is to provide a toner fixing method.

前記課題を解決するために提供する本発明は、電力供給されて発熱する発熱手段と、該発熱手段により加熱される加熱手段と、該加熱手段に圧接される加圧手段とを有し、画像形成装置本体に内蔵されて前記加熱手段および加圧手段によりトナーを担持したシートを挟持して該シートにトナーを加熱定着させる定着装置において、前記加熱手段および/または加圧手段は、前記画像形成装置本体に設けられた装置内部の冷却機構により発生する該加熱手段または加圧手段における前記シート幅方向の気流に対する風上部分よりも風下部分の熱容量が大きく、前記発熱手段は、前記加熱手段における前記シート幅方向の端部領域に対応する部分のうち、気流に対する風上部分よりも風下部分における発熱量が大きいことを特徴とする定着装置である(請求項1)。
The present invention provided to solve the above-described problems includes a heat generating means that generates heat when supplied with power, a heating means that is heated by the heat generating means, and a pressurizing means that is pressed against the heating means. In a fixing device which is built in a main body of a forming apparatus and sandwiches a sheet carrying toner by the heating unit and the pressing unit and heat-fixes the toner on the sheet, the heating unit and / or the pressing unit includes the image forming unit. device heat capacity of the leeward portion much larger than the windward portion with respect to air flow of the sheet width direction of the heating means or pressure means generated by provided a device inside the cooling mechanism to the body, the heating means, said heating means wherein among the portion corresponding to the end regions of the sheet width direction, the fixing device, wherein the amount of heat generation in the leeward portion is greater than the windward portion for a stream of That (claim 1).

ここで、前記加熱手段および/または加圧手段の熱容量は、前記気流の風上部分から風下部分に向かって漸増していることが好ましい。
また、前記加熱手段、加圧手段はそれぞれ円筒形状の加熱ローラ、加圧ローラであり、前記加熱ローラおよび/または加圧ローラの熱容量は、該ローラの肉厚により調整されていることが好ましい
Here, it is preferable that the heat capacity of the heating unit and / or the pressurizing unit is gradually increased from the windward portion toward the leeward portion of the airflow.
The heating means and the pressure means are respectively a cylindrical heating roller and a pressure roller, and the heat capacity of the heating roller and / or the pressure roller is preferably adjusted by the thickness of the roller .

前記課題を解決するために提供する本発明は、請求項1〜のいずれか一に記載の定着装置を備え、電子写真方式によりトナー像を形成したシートを前記定着装置に送ることを特徴とする画像形成装置である(請求項)。
The present invention provided to solve the above-mentioned problems comprises the fixing device according to any one of claims 1 to 3 , wherein a sheet on which a toner image is formed by an electrophotographic method is sent to the fixing device. (Claim 4 ).

前記課題を解決するために提供する本発明は、発熱手段の発熱により定着手段を加熱し、該定着手段によりトナーを担持したシートを加熱して該シートにトナーを定着させるトナー定着方法において、前記定着手段が前記シートの幅方向の気流により冷却されており、前記気流に対する風上部分よりも風下部分の熱容量が大きい定着手段を使用し、前記発熱手段における定着手段の端部領域に対応する部分のうち、気流に対する風上部分よりも風下部分での発熱量が大きくなるように該発熱手段を発熱させることを特徴とするトナー定着方法である(請求項)。
The present invention provided to solve the above-described problems is a toner fixing method in which the fixing unit is heated by the heat generated by the heating unit, the sheet carrying the toner is heated by the fixing unit, and the toner is fixed to the sheet. The fixing unit is cooled by an airflow in the width direction of the sheet, and uses a fixing unit having a larger heat capacity in the leeward part than the upwind part with respect to the airflow , and a portion corresponding to an end region of the fixing unit in the heating unit of a toner fixing method which comprises causing heat the heat generating means so the amount of heat generated in the leeward portion is greater than the windward portion for air flow (claim 5).

本発明の定着装置によれば、装置立ち上がり時において加熱手段(加熱ローラ)におけるシート幅方向(ローラ軸方向)の大きな温度バランスの崩れは防ぐことができ、とくに加熱手段(加熱ローラ)の両端部(両軸端)の加熱度合いの差を少なくすることができる。また、連続通紙時においても加熱手段(加熱ローラ)におけるシート幅方向(ローラ軸方向)の温度分布をより均一にすることができる。
本発明の画像形成装置によれば、前記定着装置を備えているので、端部での定着不良を起こすことなく安定した定着を図れ、良好な画像品質を得ることができる。
本発明のトナー定着方法によれば、装置立ち上がり時において加熱手段(加熱ローラ)におけるシート幅方向(ローラ軸方向)の大きな温度バランスの崩れは防ぐことができ、とくに加熱手段(加熱ローラ)の両端部(両軸端)の加熱度合いの差を少なくすることができる。また、連続通紙時においても加熱手段(加熱ローラ)におけるシート幅方向(ローラ軸方向)の温度分布をより均一にすることができる。
According to the fixing device of the present invention, a large temperature balance in the sheet width direction (roller axial direction) of the heating unit (heating roller) can be prevented at the time of startup of the apparatus, and in particular, both end portions of the heating unit (heating roller). It is possible to reduce the difference in the degree of heating at both ends. In addition, the temperature distribution in the sheet width direction (roller axis direction) of the heating means (heating roller) can be made more uniform even during continuous paper feeding.
According to the image forming apparatus of the present invention, since the fixing device is provided, stable fixing can be achieved without causing poor fixing at the end portion, and good image quality can be obtained.
According to the toner fixing method of the present invention, a large temperature balance in the sheet width direction (roller axial direction) in the heating means (heating roller) can be prevented when the apparatus is started up, and in particular, both ends of the heating means (heating roller). The difference in the degree of heating of the parts (both shaft ends) can be reduced. In addition, the temperature distribution in the sheet width direction (roller axis direction) of the heating means (heating roller) can be made more uniform even during continuous paper feeding.

以下に、本発明に係る画像形成装置の構成について説明する。
図1は、本発明に係る画像形成装置として、電子写真式の画像形成装置であるレーザープリンタ(以下、プリンタという)の全体の概略構成を示す断面図である。
プリンタ100は、潜像担持体としての感光体ドラム1を有している。感光体ドラム1は、図中矢印A方向に回転駆動されながら、感光体ドラム1に接触する一様帯電手段としての帯電ローラ50により、その表面を一様に帯電される。その後、潜像形成手段としての光書込ユニット51により画像情報に基づき走査露光されて、感光体ドラム1の表面に静電潜像が形成される。なお、一様帯電手段及び潜像形成手段としては、帯電ローラ50及び光書込ユニット51とは異なるものを用いることもできる。
The configuration of the image forming apparatus according to the present invention will be described below.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an overall schematic configuration of a laser printer (hereinafter referred to as a printer) which is an electrophotographic image forming apparatus as an image forming apparatus according to the present invention.
The printer 100 has a photosensitive drum 1 as a latent image carrier. The surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged by a charging roller 50 as uniform charging means that comes into contact with the photosensitive drum 1 while being driven to rotate in the direction of arrow A in the figure. Thereafter, scanning exposure is performed based on image information by an optical writing unit 51 as a latent image forming unit, and an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 1. As the uniform charging unit and the latent image forming unit, those different from the charging roller 50 and the optical writing unit 51 can be used.

感光体ドラム1上に形成された静電潜像は、現像装置2により現像され、感光体ドラム1上にトナー像が形成される。感光体ドラム1上に形成されたトナー像は、転写ローラ53を備えた転写手段としての転写ユニットにより、給紙カセット54から給紙ローラ55及びレジストローラ対56を経て搬送されるシートの一態様である転写紙52上に転写される。   The electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1 is developed by the developing device 2 to form a toner image on the photosensitive drum 1. A toner image formed on the photosensitive drum 1 is an aspect of a sheet conveyed from a sheet feeding cassette 54 via a sheet feeding roller 55 and a registration roller pair 56 by a transfer unit as a transfer unit including a transfer roller 53. Is transferred onto the transfer paper 52.

転写終了後の転写紙52は、定着手段としてユニット化された定着装置57によりトナー像が定着され、機外に排出される。なお、転写されずに感光体ドラム1上に残留した転写残トナーは、クリーニング手段としてのクリーニングユニット58により感光体ドラム1の表面から除去される。また、感光体ドラム1上の残留電荷は、除電手段としての除電ランプ59で除去される。   After the transfer, the transfer paper 52 is fixed with a toner image by a fixing device 57 unitized as a fixing means, and is discharged outside the apparatus. The untransferred toner remaining on the photosensitive drum 1 without being transferred is removed from the surface of the photosensitive drum 1 by a cleaning unit 58 as a cleaning unit. Further, the residual charge on the photosensitive drum 1 is removed by a static elimination lamp 59 as a static elimination means.

トナーの定着手段である定着装置57は、装置筐体内に加熱手段の一態様である加熱ローラ57A及び加圧手段の一態様である加圧ローラ57Bがそれぞれ配置されている。加熱ローラ57Aは、転写紙52に担持されているトナー像に接触する側に配置された熱良導体からなる材質の中空円筒とこの中空円筒表面に離型層を有したローラであり、例えば中空円筒形状のAlローラ表面にテフロン(登録商標)を施して形成されたものである。また、加熱ローラ57Aの中空内部に加熱ローラ57Aを発熱手段(熱源)の一態様としてハロゲンランプなどのヒータ(図示せず)が配置されており、ハロゲンランプの発光により加熱ローラ57Aが加熱されるようになっている。さらに、ハロゲンランプは転写紙52のシート幅方法(軸方向)の発光分布を変更して、加熱ローラ57Aの軸方向の表面温度分布を調整することができる。また、加熱ローラ57Aの表面温度は熱電対などの温度センサーでモニターされていて、ハロゲンランプのオンオフにより加熱ローラ57Aの表面温度が定着工程において問題とならない温度範囲内となるように制御されている。
加圧ローラ57Bは芯金の表面に弾性体層を有したローラ部材であり、加熱ローラ57Aと圧接しながら連動して回転することにより転写紙52を挟持搬送する際の定着ニップ部を構成できるようになっている。
転写紙52に担持されたトナー像は、加熱ローラ57A及び加圧ローラ57Bとで挟持搬送される際に熱・圧力の作用により加熱定着され、ついで、トナー像が定着された転写紙52は、排紙ローラ対60によって排紙トレイ61上に排出積載される。
In the fixing device 57 that is a toner fixing unit, a heating roller 57A that is one mode of the heating unit and a pressure roller 57B that is one mode of the pressure unit are arranged in the apparatus casing. The heating roller 57A is a roller having a hollow cylinder made of a good thermal conductor disposed on the side in contact with the toner image carried on the transfer paper 52 and a release layer on the surface of the hollow cylinder. It is formed by applying Teflon (registered trademark) to the surface of an Al roller having a shape. In addition, a heater (not shown) such as a halogen lamp is disposed in the hollow inside of the heating roller 57A, with the heating roller 57A as one form of heat generation means (heat source), and the heating roller 57A is heated by light emission of the halogen lamp. It is like that. Further, the halogen lamp can adjust the surface temperature distribution in the axial direction of the heating roller 57A by changing the light emission distribution in the sheet width method (axial direction) of the transfer paper 52. The surface temperature of the heating roller 57A is monitored by a temperature sensor such as a thermocouple, and is controlled so that the surface temperature of the heating roller 57A is within a temperature range that does not cause a problem in the fixing process by turning on and off the halogen lamp. .
The pressure roller 57B is a roller member having an elastic layer on the surface of the core metal, and can be configured to form a fixing nip portion when the transfer paper 52 is nipped and conveyed by rotating in conjunction with the heating roller 57A while being in pressure contact. It is like that.
The toner image carried on the transfer paper 52 is heated and fixed by the action of heat and pressure when being nipped and conveyed by the heating roller 57A and the pressure roller 57B, and then the transfer paper 52 on which the toner image is fixed is The paper is discharged and stacked on the paper discharge tray 61 by the paper discharge roller pair 60.

また、画像形成装置本体10には定着装置57のまわりの過昇温を防止する冷却機構として冷却ファンFが設けられている。この冷却ファンFの設置位置は、複写機・レーザープリンタの低コスト化・省スペースのため、自由度が少なくなってきており、定着装置57の温度分布に影響を及ぼす位置に気流が生じる傾向にある。その例を図2に示す。冷却ファンFにより発生する気流により、加熱ローラ57Aの一方の端部領域である風上部分Aにおいて保持している熱が風下の方に引かれるために、加熱ローラ57Aの他方の端部領域である風下部分Bはその熱影響を受けることになる。   Further, the image forming apparatus main body 10 is provided with a cooling fan F as a cooling mechanism for preventing an excessive temperature rise around the fixing device 57. The position of the cooling fan F is less flexible due to cost reduction and space saving of copying machines and laser printers, and airflow tends to occur at positions that affect the temperature distribution of the fixing device 57. is there. An example is shown in FIG. Due to the air flow generated by the cooling fan F, the heat held in the windward portion A, which is one end region of the heating roller 57A, is drawn toward the leeward side. A certain leeward part B will be affected by the heat.

ここで、軸方向の肉厚の均一な従来の加熱ローラであって、装置立ち上がり時にシート幅方法(ローラ軸方向)に均一な温度分布であることを前提に、連続通紙時の前記気流の影響後の温度分布を考えると、図3に示すように風下部分Bの加熱ローラの温度は、風上部分Aよりも高くなる傾向にあり、条件によっては風下部分Bの温度がトナーの定着可能上限温度を超えてしまい、画像汚れの不具合が発生することになる。   Here, a conventional heating roller having a uniform wall thickness in the axial direction has a uniform temperature distribution in the sheet width method (roller axial direction) when the apparatus starts up. Considering the temperature distribution after the influence, as shown in FIG. 3, the temperature of the heating roller in the leeward part B tends to be higher than that of the leeward part A. Depending on the conditions, the temperature of the leeward part B can fix the toner. The upper limit temperature is exceeded, and a problem of image smearing occurs.

この問題に対して、図4に示すようにヒータの軸方向の配光分布を加熱ローラの風上部分Aから風下部分Bに向けて低くする対策を取り、連続通紙時の加熱ローラの表面温度分布の均一化を図ることが考えられるが、今度は装置立ち上がり時の加熱ローラの表面温度分布がヒータの配光分布の影響を顕著に受けて別の不具合が発生する。すなわち、図5に示すように加熱ローラの軸方向に風下部分Bが低くなる傾向となり、風下部分Bの温度がトナーの定着可能下限温度を下回り、定着不良が生じることになる。   As shown in FIG. 4, a countermeasure is taken to reduce the light distribution in the axial direction of the heater from the windward portion A toward the leeward portion B of the heating roller, as shown in FIG. Although it is conceivable to make the temperature distribution uniform, this time, the surface temperature distribution of the heating roller when the apparatus starts up is significantly affected by the light distribution of the heater, causing another problem. That is, as shown in FIG. 5, the leeward portion B tends to be lowered in the axial direction of the heating roller, and the temperature of the leeward portion B falls below the lower limit temperature at which toner can be fixed, resulting in poor fixing.

本発明は、この問題を解決するものであり、画像形成装置本体10に設けられた冷却ファンFにより発生する加熱ローラ57Aにおけるシート幅方向(ローラ軸方向)の気流に対する該加熱ローラ57Aの風上部分Aよりも風下部分Bの熱容量を大きくすることを特徴とする。   The present invention solves this problem, and the upwinding of the heating roller 57A against the airflow in the sheet width direction (roller axial direction) in the heating roller 57A generated by the cooling fan F provided in the image forming apparatus main body 10. The heat capacity of the leeward part B is made larger than that of the part A.

詳しくは、図6に示すように、加熱ローラ57Aの外径φは軸方向に一定でありながら、肉厚が風上部分Aから風下部分Bに向かって段階的に厚くなっている構成とする。これにより、加熱ローラ57Aの熱容量が気流の風上部分Aから風下部分Bに向かって漸増するような、軸方向に熱容量が非対称な加熱ローラ57Aとなる。   Specifically, as shown in FIG. 6, the outer diameter φ of the heating roller 57 </ b> A is constant in the axial direction, and the thickness is gradually increased from the leeward portion A toward the leeward portion B. . As a result, the heat roller 57A has an asymmetric heat capacity in the axial direction such that the heat capacity of the heat roller 57A gradually increases from the windward portion A to the leeward portion B of the airflow.

ここで、加熱ローラ57Aの端部領域のうち、薄肉部分となった風上部分Aでは熱容量が小さいために少ない熱の入射で、すなわち低いヒータ発光率でその表面温度を所定温度まで上昇させ維持することが可能である。なお、加熱ローラ57Aの対象部分を目標温度とするためには、熱が加熱ローラ57A自身を軸方向に伝わっていく熱伝導による熱損失、加熱ローラ57Aから輻射による熱損失、前記気流による加熱ローラ57A表面の冷却効果による熱損失などとの熱収支、及び加熱ローラ57Aの熱容量などを考慮してヒータの発熱量(発光率)を設定するが、風上部分Aではその部分の肉厚が小さく、熱伝導による熱の移動性が鈍化するため、それ以外の要因を主として考慮し、ヒータ条件を設定すればよい。   Here, in the end region of the heating roller 57A, the windward portion A, which is a thin portion, has a small heat capacity, so that the surface temperature is raised to a predetermined temperature and maintained with a small amount of heat, that is, with a low heater luminous efficiency. Is possible. In order to set the target portion of the heating roller 57A as the target temperature, heat loss due to heat conduction in which heat is transmitted in the axial direction through the heating roller 57A itself, heat loss due to radiation from the heating roller 57A, heating roller due to the airflow The heat generation amount (light emission rate) of the heater is set in consideration of the heat balance such as heat loss due to the cooling effect on the surface of 57A and the heat capacity of the heating roller 57A. Since the heat mobility due to heat conduction slows down, the heater conditions may be set by mainly considering other factors.

一方、加熱ローラ57Aの端部領域のうち、厚肉部分となった風下部分Bでは熱容量が相対的に大きいため、前記気流により風上部分Aからの熱の影響を受けてもその部分の温度は上昇しにくくなり異常な温度上昇を防ぐことができる。また、厚肉であることにより軸方向への熱伝導量も大きいため、その部分近傍の温度は平均化されてさらに上昇しにくい。なお、装置立ち上がり時などではその部分の熱容量が大きく温度を上げ難いことを考慮してヒータ条件を設定すればよい。また、連続通紙時では、軸方向への熱伝導による熱損失、加熱ローラ57Aから輻射による熱損失、前記気流による風上からの入熱などを考慮してヒータ条件を設定すればよい。   On the other hand, in the end region of the heating roller 57A, the leeward part B which is a thick part has a relatively large heat capacity. Therefore, even if the airflow is affected by the heat from the leeward part A, the temperature of that part It becomes difficult to rise, and abnormal temperature rise can be prevented. Moreover, since the amount of heat conduction in the axial direction is large due to the thick wall, the temperature in the vicinity of the portion is averaged and hardly rises. Note that the heater conditions may be set in consideration of the fact that the heat capacity of the portion is large and it is difficult to raise the temperature when the apparatus is started up. In continuous paper passing, the heater conditions may be set in consideration of heat loss due to heat conduction in the axial direction, heat loss due to radiation from the heating roller 57A, heat input from the windward due to the airflow, and the like.

なお、加熱ローラ57Aの寸法例としては、全長が250〜450mmであり、外径は25〜100mmである。また、その肉厚は、0.3〜20mmの範囲であり、風上部分Aと風下部分Bとの肉厚の差は0.1〜10mmの範囲内で設定すればよい。   In addition, as an example of a dimension of the heating roller 57A, the total length is 250 to 450 mm, and the outer diameter is 25 to 100 mm. Moreover, the thickness is in the range of 0.3 to 20 mm, and the difference in thickness between the leeward portion A and the leeward portion B may be set within the range of 0.1 to 10 mm.

また、加熱ローラ57Aは、図7に示すように、加熱ローラ57Aの外径φは軸方向に一定でありながら、肉厚が風上部分Aから風下部分Bに向かって一定の比率で徐々に厚くなっている構成としてもよい。
あるいは、外径及び肉厚一定のローラの内径側に熱容量の異なる異種材料を風上部分Aよりも風下部分Bの熱容量が大きくなるように配置した加熱ローラ57Aとしてもよい。
Further, as shown in FIG. 7, the heating roller 57A is gradually increased in thickness from the windward portion A toward the leeward portion B at a constant ratio while the outer diameter φ of the heating roller 57A is constant in the axial direction. It is good also as a structure which is thick.
Or it is good also as the heating roller 57A arrange | positioned so that the heat capacity of the leeward part B may become larger than the leeward part A on the inner diameter side of a roller with constant outer diameter and wall thickness.

前記のような断面形状を有する加熱ローラ57Aに対するヒータ条件として、例えば図8に示す配光分布のように中央部に比べ両端部のヒータ発光率を高くし、且つ加熱ローラ57Aの薄肉部(気流の風上部分A)に対するヒータ発光率を厚肉側(気流の風下部分B)の端部に対するヒータ発光率より低くすればよい。ここで、両端部の配光分布を高くするのは、例えば加熱初期に加熱ローラ57Aの両端部で軸受けやギアなどによる熱損失を補うためである。また、加熱ローラ57Aの風下部分Bよりも風上部分Aのヒータ発光率を低くするのは、前記熱容量の差のバランスをとるためである。なお、連続通紙時に加熱ローラ57A中央部の温度の低下が大きい場合には、図8におけるヒータの配光分布のうち、中央部の領域のヒータ発光率を高くすればよい。   As a heater condition for the heating roller 57A having the above-described cross-sectional shape, for example, as shown in the light distribution shown in FIG. The heater luminous rate for the windward portion A) may be lower than the heater luminous rate for the end portion on the thick wall side (windward leeward portion B). Here, the reason why the light distribution at both ends is increased is to compensate for heat loss due to bearings, gears, and the like at both ends of the heating roller 57A in the initial stage of heating. Further, the reason why the heater luminous rate of the windward portion A is made lower than that of the leeward portion B of the heating roller 57A is to balance the difference in heat capacity. If the temperature drop in the central portion of the heating roller 57A is large during continuous paper feeding, the heater light emission rate in the central portion of the heater light distribution in FIG. 8 may be increased.

また、本発明の技術を加圧ローラ57Bに適用してもよい。すなわち、画像形成装置本体10に設けられた冷却ファンFにより発生する加圧ローラ57Bにおけるシート幅方向(ローラ軸方向)の気流に対する該加圧ローラ57Bの風上部分Aよりも風下部分Bの熱容量を大きくすればよい。   Further, the technology of the present invention may be applied to the pressure roller 57B. That is, the heat capacity of the leeward portion B of the pressure roller 57B relative to the airflow in the sheet width direction (roller axial direction) of the pressure roller 57B generated by the cooling fan F provided in the image forming apparatus main body 10 rather than the windward portion A of the pressure roller 57B. Should be increased.

詳しくは、図6に示す加熱ローラ57Aの場合と同様に、加圧ローラ57Bはその外径φが軸方向に一定でありながら、肉厚が風上部分Aから風下部分Bに向かって段階的に厚くなっている構成とする。あるいは、図7に示す加熱ローラ57Aと同様に、加圧ローラ57Bはその外径φが軸方向に一定でありながら、肉厚が風上部分Aから風下部分Bに向かって一定の比率で徐々に厚くなっている構成としてもよい。この場合、加圧ローラ57Bを構成する芯金および/または弾性体層の厚みを調整するとよい。
なお、本発明の技術の加圧ローラ57Bへの適用は、本発明の技術の加熱ローラ57Aへの適用と同時に、あるいは単独で行ってもよい。
Specifically, as in the case of the heating roller 57A shown in FIG. 6, the pressure roller 57B has a stepped thickness from the leeward portion A toward the leeward portion B while the outer diameter φ is constant in the axial direction. The structure is thicker. Alternatively, as with the heating roller 57A shown in FIG. 7, the pressure roller 57B has an outer diameter φ constant in the axial direction, and gradually increases in thickness from the windward portion A toward the leeward portion B at a constant ratio. It is good also as a structure thickened. In this case, the thickness of the cored bar and / or the elastic layer constituting the pressure roller 57B may be adjusted.
The application of the technology of the present invention to the pressure roller 57B may be performed simultaneously with the application of the technology of the present invention to the heating roller 57A or independently.

このような構成の定着装置を備えた画像形成装置とすることにより、装置立ち上がり時において加熱ローラ57Aの軸方向の大きな温度バランスの崩れは防ぐことができ、とくに加熱ローラ57Aの両軸端の加熱度合いの差を少なくすることができる。また、連続通紙時においても図9に示すように加熱ローラ57Aの軸方向の温度分布をより均一にすることができるため、端部での定着不良を起こすことなく、転写紙に転写されたトナー像を定着させることができる。   By using the image forming apparatus including the fixing device having such a configuration, a large temperature balance in the axial direction of the heating roller 57A can be prevented when the apparatus starts up, and in particular, heating of both shaft ends of the heating roller 57A can be prevented. The difference in degree can be reduced. Further, even during continuous paper feeding, the temperature distribution in the axial direction of the heating roller 57A can be made more uniform as shown in FIG. 9, so that the image was transferred to the transfer paper without causing poor fixing at the end. The toner image can be fixed.

なお、図2では冷却ファンFが定着装置のローラ軸方向に配置された例を示したが、本発明はこの冷却ファンFの配置位置に限定されるものではなく、冷却ファンFにより発生する気流により加熱ローラ57Aおよび/または加圧ローラ57Bの一方の端部領域である風上部分Aにおいて保持している熱が風下の方に引かれる場合に有効に作用する。例えば、図2において画像形成装置本体10の図中上方または下方のコーナー部分に冷却ファンFが配置されていてもよい。   Although FIG. 2 shows an example in which the cooling fan F is arranged in the roller axial direction of the fixing device, the present invention is not limited to the arrangement position of the cooling fan F, and the air flow generated by the cooling fan F This effectively acts when the heat held in the windward portion A which is one end region of the heating roller 57A and / or the pressure roller 57B is drawn toward the leeward side. For example, the cooling fan F may be disposed at an upper or lower corner portion of the image forming apparatus main body 10 in FIG.

本発明に係る画像形成装置の実施の形態における構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a configuration in an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. 冷却ファンによる気流と定着装置の温度分布との関係を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a relationship between an air flow by a cooling fan and a temperature distribution of the fixing device. 従来の加熱ローラの温度分布(1)を示す図である。It is a figure which shows the temperature distribution (1) of the conventional heating roller. 従来のヒータの配光分布を示す図である。It is a figure which shows the light distribution of the conventional heater. 従来の加熱ローラの温度分布(2)を示す図である。It is a figure which shows the temperature distribution (2) of the conventional heating roller. 本発明に係る定着装置の加熱ローラの実施の形態における構成を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an embodiment of a heating roller of a fixing device according to the present invention. 本発明に係る定着装置の加熱ローラの他の実施の形態における構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure in other embodiment of the heating roller of the fixing device which concerns on this invention. 本発明の定着装置におけるヒータの配光分布例を示す図である。It is a figure which shows the light distribution example of a heater in the fixing device of this invention. 本発明の定着装置における加熱ローラの温度分布を示す図である。It is a figure which shows the temperature distribution of the heating roller in the fixing device of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 感光体ドラム
2 現像装置
10 画像形成装置本体
50 帯電ローラ
51 光書込ユニット
52 転写紙
53 転写ローラ
54 給紙カセット
55 給紙ローラ
56 レジストローラ対
57 定着装置
57A 加熱ローラ
57B 加圧ローラ
58 クーリングユニット
59 除電ランプ
60 排紙ローラ
61 排紙トレイ
100 レーザープリンタ(画像形成装置)


DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photosensitive drum 2 Developing apparatus 10 Image forming apparatus main body 50 Charging roller 51 Optical writing unit 52 Transfer paper 53 Transfer roller 54 Paper feed cassette 55 Paper feed roller 56 Registration roller pair 57 Fixing device 57A Heating roller 57B Pressure roller 58 Cooling Unit 59 Static elimination lamp 60 Paper discharge roller 61 Paper discharge tray 100 Laser printer (image forming apparatus)


Claims (5)

電力供給されて発熱する発熱手段と、該発熱手段により加熱される加熱手段と、該加熱手段に圧接される加圧手段とを有し、画像形成装置本体に内蔵されて前記加熱手段および加圧手段によりトナーを担持したシートを挟持して該シートにトナーを加熱定着させる定着装置において、
前記加熱手段および/または加圧手段は、前記画像形成装置本体に設けられた装置内部の冷却機構により発生する該加熱手段または加圧手段における前記シート幅方向の気流に対する風上部分よりも風下部分の熱容量が大きく、
前記発熱手段は、前記加熱手段における前記シート幅方向の端部領域に対応する部分のうち、気流に対する風上部分よりも風下部分における発熱量が大きいことを特徴とする定着装置。
A heating unit that generates heat when supplied with electric power, a heating unit that is heated by the heating unit, and a pressurizing unit that is pressed against the heating unit. The heating unit and the pressurizing unit that are built in the main body of the image forming apparatus In a fixing device that sandwiches a sheet carrying toner by means and heat-fixes the toner on the sheet,
The heating unit and / or the pressurizing unit is a leeward part rather than an upwind part for the airflow in the sheet width direction in the heating unit or the pressurizing unit generated by a cooling mechanism inside the apparatus provided in the image forming apparatus main body. the heat capacity of the rather large,
The fixing device according to claim 1, wherein the heat generation unit has a larger amount of heat generation in a leeward portion than an upwind portion with respect to an airflow among portions corresponding to an end region in the sheet width direction of the heating unit.
前記加熱手段および/または加圧手段の熱容量は、前記気流の風上部分から風下部分に向かって漸増していることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the heat capacity of the heating unit and / or the pressurizing unit is gradually increased from an upwind portion to an leeward portion of the airflow. 前記加熱手段、加圧手段はそれぞれ円筒形状の加熱ローラ、加圧ローラであり、前記加熱ローラおよび/または加圧ローラの熱容量は、該ローラの肉厚により調整されていることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。   The heating means and the pressure means are respectively a cylindrical heating roller and a pressure roller, and the heat capacity of the heating roller and / or the pressure roller is adjusted by the thickness of the roller. Item 4. The fixing device according to Item 1. 請求項1〜のいずれか一に記載の定着装置を備え、電子写真方式によりトナー像を形成したシートを前記定着装置に送ることを特徴とする画像形成装置。 A fixing device according to any one of claims 1 to 3, the image forming apparatus characterized by sending a sheet to form a toner image on the fixing device by an electrophotographic method. 発熱手段の発熱により定着手段を加熱し、該定着手段によりトナーを担持したシートを加熱して該シートにトナーを定着させるトナー定着方法において、
前記定着手段が前記シートの幅方向の気流により冷却されており、
前記気流に対する風上部分よりも風下部分の熱容量が大きい定着手段を使用し、
前記発熱手段における定着手段の端部領域に対応する部分のうち、気流に対する風上部分よりも風下部分での発熱量が大きくなるように該発熱手段を発熱させることを特徴とするトナー定着方法。
In the toner fixing method in which the fixing unit is heated by the heat generated by the heating unit, the sheet carrying the toner is heated by the fixing unit, and the toner is fixed to the sheet.
The fixing unit is cooled by an airflow in the width direction of the sheet ;
Using fixing means having a larger heat capacity of the leeward part than the leeward part against the airflow ,
A toner fixing method in which the heat generating means is caused to generate heat so that the amount of heat generated in the leeward portion of the heat generating means corresponding to the end region of the fixing means is larger than that of the airward portion with respect to the airflow .
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JPH08220926A (en) * 1995-02-17 1996-08-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Fixing device for image forming apparatus
JP3419200B2 (en) * 1996-05-27 2003-06-23 富士ゼロックス株式会社 Image forming device
JPH10333463A (en) * 1997-06-04 1998-12-18 Minolta Co Ltd Fixing device
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