JP2005321622A - Fixing apparatus - Google Patents

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Makoto Fujii
誠 藤井
Tetsuko Kurosu
哲子 黒須
Miho Yamano
美帆 山野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve uniform temperature distribution in an axial direction of a fixing roller without raising manufacturing cost. <P>SOLUTION: The fixing apparatus 1 is provided with the fixing roller 2, an induction heating coil 3 installed fixed inside the fixing roller 2, a space 4 between the fixing roller 2 and the induction heating coil 3 and a cooling fan to cool the induction heating coil 3 by having a cooling medium flow inside the space 4. In the fixing apparatus 1, the space 4 is partitioned by a partitioning member 5, the cooling fan is constituted by the first and the second cooling fans 6 and 7 making the cooling medium flow inside the first and the second spaces 4a and 4b, partitioned by the partitioning member 5, and the direction of making the cooling medium flow through the first and the second spaces 4a and 4b, partitioned by the partitioning member 5, is to be in the reverse direction. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は複写機,プリンタ,ファクシミリ等の画像形成装置に具備される定着装置に係り、特に、定着装置に配された定着ローラの温度分布を均一化するための機構に関する。   The present invention relates to a fixing device provided in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile, and more particularly to a mechanism for equalizing a temperature distribution of a fixing roller disposed in the fixing device.

複写機,プリンタ,ファクシミリ等の画像形成装置には、トナーを転写紙に定着させる誘導加熱方式の定着装置が配されている。具体的に、この定着装置は、誘導加熱コイルが内部に配された円筒状の定着ローラを有しており、誘導加熱コイルで発生したジュール熱を定着ローラに伝導させ、当該定着ローラを介して転写紙を加熱するようになっている。ここで、従来の定着装置では、誘導加熱コイルが過度に発熱する可能性があるため、定着ローラの端部に冷却用のファンを設置してそのファンを回転させることにより定着ローラ内に空気を流通させ、誘導加熱コイルを冷却している(例えば特許文献1参照)。   Image forming apparatuses such as copying machines, printers, and facsimiles are provided with an induction heating type fixing device that fixes toner onto transfer paper. Specifically, this fixing device has a cylindrical fixing roller in which an induction heating coil is disposed, and conducts Joule heat generated by the induction heating coil to the fixing roller, and passes through the fixing roller. The transfer paper is heated. Here, in the conventional fixing device, since the induction heating coil may generate excessive heat, a cooling fan is installed at the end of the fixing roller, and the fan is rotated to generate air in the fixing roller. It is made to distribute | circulate and the induction heating coil is cooled (for example, refer patent document 1).

特に特許文献1の定着装置では、定着ローラ(加熱ローラ本体1)の両端部に、誘導加熱コイル(誘導コイル2)を冷却するためのファン(コイル冷却用ファン3,4)をそれぞれ設置し、一定の時間が経過するごとに、各ファンの回転方向を反転させて定着ローラの内部の空気の流通方向を切り替え、定着ローラにおける軸方向上の温度分布の均一化を図っている(段落番号0007,0008参照)。
特開2002−72764号公報
In particular, in the fixing device of Patent Document 1, fans (coil cooling fans 3 and 4) for cooling the induction heating coil (induction coil 2) are installed at both ends of the fixing roller (heating roller body 1), respectively. Each time a certain amount of time has passed, the rotation direction of each fan is reversed to switch the air flow direction inside the fixing roller, and the temperature distribution in the axial direction of the fixing roller is made uniform (paragraph number 0007). , 0008).
JP 2002-72764 A

しかしながら、特許文献1の定着装置では、空気の流通方向が一定の時間間隔で切り替わるだけで、どの時間帯においても空気の流通方向が一方向に偏っており、定着ローラの端部同士で温度差が生じて定着ローラにおける軸方向上の温度分布が僅かながら不均一となる。そこで、不均一な温度分布を正確に是正するためには、各ファンの回転方向を頻繁に切り替えればよいが、それでは空気の流通時間が短くなり、却って冷却効率が低下する可能性がある。また、特許文献1の定着装置では、各ファンの回転方向を制御するための制御回路が必要とされ、その制御回路のために製造コストの上昇を招いている。
本発明は、製造コストを上昇させずに定着ローラにおける軸方向上の温度分布の均一化を図ることである。
However, in the fixing device of Patent Document 1, the air flow direction is biased in one direction at any time zone only by switching the air flow direction at a constant time interval, and the temperature difference between the ends of the fixing roller is different. As a result, the temperature distribution in the axial direction of the fixing roller becomes slightly non-uniform. Therefore, in order to correct the non-uniform temperature distribution accurately, the rotation direction of each fan may be frequently switched. However, this shortens the air circulation time and may reduce the cooling efficiency. Further, in the fixing device of Patent Document 1, a control circuit for controlling the rotation direction of each fan is required, which causes an increase in manufacturing cost.
An object of the present invention is to make the temperature distribution in the axial direction of the fixing roller uniform without increasing the manufacturing cost.

上記課題を解決するため請求項1に記載の発明は、
定着ローラと、
前記定着ローラ内に固定配置された誘導加熱コイルと、
前記定着ローラと前記誘導加熱コイルとの間の空間部と、
前記空間部に冷却媒体を流して前記誘導加熱コイルを冷却するための冷却ファンと、
を有する定着装置において、
仕切部材により前記空間部を仕切り、
前記冷却ファンを、前記仕切部材により仕切られたそれぞれの空間部に冷却媒体を流すための複数の冷却ファンで構成し、
前記複数の冷却ファンにより、前記仕切部材により仕切られたそれぞれの空間部に冷却媒体を流す方向を逆方向とすることを特徴としている。
In order to solve the above problem, the invention according to claim 1
A fixing roller;
An induction heating coil fixedly disposed in the fixing roller;
A space between the fixing roller and the induction heating coil;
A cooling fan for cooling the induction heating coil by flowing a cooling medium through the space;
In a fixing device having
Partitioning the space with a partition member;
The cooling fan is composed of a plurality of cooling fans for flowing a cooling medium in each space section partitioned by the partition member,
A direction in which a cooling medium flows in each space portion partitioned by the partition member by the plurality of cooling fans is set in a reverse direction.

請求項1に記載の発明では、仕切部材により仕切られたそれぞれの空間部に冷却媒体を流す方向を逆方向とするため、仕切部材により仕切られたそれぞれの空間部には冷却媒体が互いに逆方向に流れ、定着ローラの端部同士で温度差がなくなる。そのため、定着ローラにおける軸方向上の温度分布が均一化される。また請求項1に記載の発明では、各冷却ファンを一定の方向に回転させ続けることで、冷却媒体を仕切部材により仕切られたそれぞれの空間部に互いに逆方向に流れさせることができ、各冷却ファンの回転方向を制御するための制御回路が不要である。以上から、請求項1に記載の発明では、製造コストを上昇させずに定着ローラにおける軸方向上の温度分布の均一化を図ることができる。   In the first aspect of the present invention, the direction in which the cooling medium flows into the respective space portions partitioned by the partition member is set in the reverse direction. The temperature difference between the ends of the fixing roller disappears. Therefore, the axial temperature distribution in the fixing roller is made uniform. In the first aspect of the invention, by continuously rotating each cooling fan in a fixed direction, the cooling medium can be caused to flow in the opposite directions to the respective spaces partitioned by the partition member. A control circuit for controlling the rotation direction of the fan is unnecessary. As described above, in the first aspect of the invention, the temperature distribution in the axial direction of the fixing roller can be made uniform without increasing the manufacturing cost.

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。
図1は定着装置1の横断面を示す図面であり、図2は定着装置1の縦断面を示す図面である。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the scope of the invention is not limited to the illustrated examples.
FIG. 1 is a cross-sectional view of the fixing device 1, and FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the fixing device 1.

本発明に係る定着装置1は複写機,プリンタ,ファクシミリ等の画像形成装置に具備されるものであって、転写紙にトナーを定着させるための定着ローラ2を有している。定着装置1は、定着ローラ2の他に、転写紙を加圧するための加圧ローラ(図示略)を有しており、加圧ローラが定着ローラ2に対し加圧した状態で隣接している。   A fixing device 1 according to the present invention is provided in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile machine, and includes a fixing roller 2 for fixing toner onto a transfer sheet. In addition to the fixing roller 2, the fixing device 1 has a pressure roller (not shown) for pressing the transfer paper, and the pressure roller is adjacent to the fixing roller 2 in a pressurized state. .

定着装置1では、転写紙が定着ローラ2と加圧ローラとの両ローラ間を通過するようになっており、その通過中に、定着ローラ2が転写紙を加熱した状態で加圧ローラがその転写紙を定着ローラ2に向けて加圧し、これら両ローラの協働でトナーを転写紙に定着するようになっている。   In the fixing device 1, the transfer paper passes between both the fixing roller 2 and the pressure roller. During the passage, the pressure roller is heated while the transfer roller heats the transfer paper. The transfer paper is pressurized toward the fixing roller 2, and the toner is fixed to the transfer paper by the cooperation of these two rollers.

図1,2に示す通り、定着ローラ2は円筒状を呈している。定着ローラ2の内部には、誘導電流が流れることで発熱する誘導加熱コイル3が固定配置されている。誘導加熱コイル3は定着ローラ2より長さが短い円柱状を呈しており、定着ローラ2の中心軸と誘導加熱コイル3の中心軸とが略一致している。誘導加熱コイル3の半径は定着ローラ2の半径より小さく、定着ローラ2と誘導加熱コイル3との間には空間部4が形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the fixing roller 2 has a cylindrical shape. An induction heating coil 3 that generates heat when an induced current flows is fixedly disposed inside the fixing roller 2. The induction heating coil 3 has a cylindrical shape shorter than the fixing roller 2, and the central axis of the fixing roller 2 and the central axis of the induction heating coil 3 substantially coincide with each other. The radius of the induction heating coil 3 is smaller than the radius of the fixing roller 2, and a space 4 is formed between the fixing roller 2 and the induction heating coil 3.

定着ローラ2の内部には平板状の仕切部材5が配されている。仕切部材5は定着ローラ2より長さが長く、その両端部が定着ローラ2の外部に突出している。定着ローラ2の内部に形成された空間部4は、仕切部材5により略2等分に仕切られており、第1の空間部4aと第2の空間部4bとの2つの空間部に分割されている。   A flat partition member 5 is disposed inside the fixing roller 2. The partition member 5 is longer than the fixing roller 2, and both end portions thereof protrude outside the fixing roller 2. The space 4 formed inside the fixing roller 2 is divided into approximately two equal parts by a partition member 5, and is divided into two spaces, a first space 4a and a second space 4b. ing.

定着ローラ2の一端部2aの近傍であって第1の空間部4aに対向する位置には、第1の空間部4aに冷却媒体としての空気を流して誘導加熱コイル3を冷却するための第1の冷却ファン6が配されている。第1の冷却ファン6は、図1中左方から右方に向けて第1の空間部4aに空気を送り込む方向にのみ回転するようになっている。   In the vicinity of the one end portion 2a of the fixing roller 2 and at a position facing the first space portion 4a, air as a cooling medium is supplied to the first space portion 4a to cool the induction heating coil 3. One cooling fan 6 is arranged. The first cooling fan 6 rotates only in the direction in which air is fed into the first space portion 4a from the left to the right in FIG.

他方、定着ローラ2の他端部2bの近傍であって第2の空間部4bに対向する位置には、第2の空間部4bに冷却媒体としての空気を流して誘導加熱コイル3を冷却するための第2の冷却ファン7が配されている。第2の冷却ファン7は、図1中右方から左方に向けて第2の空間部4bに空気を送り込む方向にのみ回転するようになっている。   On the other hand, in the vicinity of the other end 2b of the fixing roller 2 and at a position facing the second space 4b, the induction heating coil 3 is cooled by flowing air as a cooling medium in the second space 4b. For this purpose, a second cooling fan 7 is provided. The second cooling fan 7 rotates only in the direction in which air is fed into the second space 4b from right to left in FIG.

なお、誘導加熱コイル3として、定着ローラ2の半径より大きいものを適用してその誘導加熱コイル3を定着ローラ2の外周を囲むように配してもよい。   Note that the induction heating coil 3 having a larger radius than the fixing roller 2 may be applied and the induction heating coil 3 may be disposed so as to surround the outer periphery of the fixing roller 2.

次に、定着装置1の動作・作用について説明する。
定着ローラ2と加圧ローラとが互いに逆方向に回転してその両ローラ間を転写紙が通過する状態において、誘導加熱コイル3に誘導電流が流れてジュール熱が発生し、そのジュール熱が定着ローラ2に伝導して定着ローラ2が加熱される。ただし、定着装置1では、誘導加熱コイル3及び仕切部材5が固定的に配されているため、定着ローラ2が回転するだけでその回転に伴って誘導加熱コイル3及び仕切部材5は回転しない。
Next, the operation / action of the fixing device 1 will be described.
When the fixing roller 2 and the pressure roller rotate in opposite directions and the transfer paper passes between the two rollers, an induction current flows through the induction heating coil 3 to generate Joule heat, and the Joule heat is fixed. The fixing roller 2 is heated by being conducted to the roller 2. However, since the induction heating coil 3 and the partition member 5 are fixedly arranged in the fixing device 1, the induction heating coil 3 and the partition member 5 do not rotate along with the rotation of the fixing roller 2.

この状態において、第1,第2の冷却ファン6,7が同時に所定の一方向に回転する。第1の冷却ファン6が回転すると、第1の空間部4a中を図1中左方から右方に向かって空気が流れ、その空気が冷却媒体となって誘導加熱コイル3を冷却する。他方、第2の冷却ファン7が回転すると、第2の空間部4b中を図1中右方から左方に向かって空気が流れ、その空気が冷却媒体となって誘導加熱コイル3を冷却する。つまり定着装置1では、第1,第2の各空間部4a,4bに対し、空気が互いに逆方向に流れて誘導加熱コイル3を冷却するようになっている。   In this state, the first and second cooling fans 6 and 7 are simultaneously rotated in a predetermined direction. When the first cooling fan 6 rotates, air flows through the first space 4a from the left to the right in FIG. 1, and the air serves as a cooling medium to cool the induction heating coil 3. On the other hand, when the second cooling fan 7 rotates, air flows from the right side to the left side in FIG. 1 in the second space 4b, and the air serves as a cooling medium to cool the induction heating coil 3. . That is, in the fixing device 1, the air flows in the opposite directions to the first and second space portions 4 a and 4 b to cool the induction heating coil 3.

以上の定着装置1では、第1,第2の冷却ファン6,7が同時に所定の一方向に回転し、冷却媒体としての空気が互いに逆方向に定着ローラ2の内部を流れるため、定着ローラ2の一端部2aと他端部2bとで温度差がなくなり、定着ローラ2における軸方向上の温度分布の均一化を図ることができる。また定着装置1では、第1,第2の各冷却ファン6,7を一定の方向に回転させ続けることで、冷却媒体としての空気を第1,第2の各空間部4a,4bに互いに逆方向に流れさせることができ、第1,第2の各冷却ファン6,7の回転方向を制御するための制御回路が不要である。以上から、本実施形態に係る定着装置1では、製造コストを上昇させずに定着ローラ2における軸方向上の温度分布の均一化を図ることができる。   In the fixing device 1 described above, the first and second cooling fans 6 and 7 are simultaneously rotated in a predetermined direction, and air as a cooling medium flows in the fixing roller 2 in opposite directions to each other. The temperature difference between the one end 2a and the other end 2b is eliminated, and the temperature distribution in the axial direction of the fixing roller 2 can be made uniform. Further, in the fixing device 1, the first and second cooling fans 6 and 7 are continuously rotated in a certain direction, so that the air as the cooling medium is reversed to the first and second spaces 4a and 4b. The control circuit for controlling the rotation direction of each of the first and second cooling fans 6 and 7 is unnecessary. As described above, in the fixing device 1 according to the present embodiment, the temperature distribution in the axial direction of the fixing roller 2 can be made uniform without increasing the manufacturing cost.

なお、本発明は上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の改良及び設計の変更をおこなってもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements and design changes may be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば、第1の冷却ファン6を、図1中右方から左方に向けて第1の空間部4a中の空気を吸い出す方向に回転させ、第2の冷却ファン7を、図1中左方から右方に向けて第2の空間部4b中の空気を吸い出す方向に回転させてもよい。   For example, the first cooling fan 6 is rotated from the right to the left in FIG. 1 in the direction of sucking out the air in the first space 4a, and the second cooling fan 7 is moved to the left in FIG. You may rotate in the direction which sucks out the air in the 2nd space part 4b toward right side.

また図3に示す通り、定着ローラ2の他端部2bの近傍であって第1の空間部4aに対向する位置に、第1の空間部4a中の空気を吸い出す第3の冷却ファン8を配し、定着ローラ2の一端部2aの近傍であって第2の空間部4bに対向する位置に、第2の空間部4b中の空気を吸い出す第4の冷却ファン9を配してもよい。   Further, as shown in FIG. 3, a third cooling fan 8 that sucks out the air in the first space 4a is provided in the vicinity of the other end 2b of the fixing roller 2 and facing the first space 4a. A fourth cooling fan 9 that sucks out the air in the second space 4b may be disposed near the one end 2a of the fixing roller 2 and at a position facing the second space 4b. .

更に、第1,第2の冷却ファン6,7又は第1,第2,第3,第4の冷却ファン6,7,8,9に代えて冷却ポンプを配し、各冷却ポンプを作動させることにより、第1,第2の各空間部4a,4bに対し、冷却媒体としての液体(例えば水)を互いに逆方向に流すような構成としてもよい。   Further, a cooling pump is arranged in place of the first and second cooling fans 6 and 7 or the first, second, third and fourth cooling fans 6, 7, 8, and 9, and each cooling pump is operated. Thereby, it is good also as a structure which flows the liquid (for example, water) as a cooling medium to the mutually opposite direction with respect to 1st, 2nd space part 4a, 4b.

定着装置の横断面を示す図面である。2 is a cross-sectional view of the fixing device. 定着装置の縦断面を示す図面である。2 is a drawing showing a longitudinal section of a fixing device. 図1の変形例を示す図面(横断面図)である。It is drawing (transverse sectional view) which shows the modification of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 定着装置
2 定着ローラ
3 誘導加熱コイル
4 空間部
4a 第1の空間部
4b 第2の空間部
5 仕切部材
6 第1の冷却ファン
7 第2の冷却ファン
8 第3の冷却ファン
9 第4の冷却ファン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixing device 2 Fixing roller 3 Induction heating coil 4 Space part 4a 1st space part 4b 2nd space part 5 Partition member 6 1st cooling fan 7 2nd cooling fan 8 3rd cooling fan 9 4th cooling fan

Claims (1)

定着ローラと、
前記定着ローラ内に固定配置された誘導加熱コイルと、
前記定着ローラと前記誘導加熱コイルとの間の空間部と、
前記空間部に冷却媒体を流して前記誘導加熱コイルを冷却するための冷却ファンと、
を有する定着装置において、
仕切部材により前記空間部を仕切り、
前記冷却ファンを、前記仕切部材により仕切られたそれぞれの空間部に冷却媒体を流すための複数の冷却ファンで構成し、
前記複数の冷却ファンにより、前記仕切部材により仕切られたそれぞれの空間部に冷却媒体を流す方向を逆方向とすることを特徴とする定着装置。
A fixing roller;
An induction heating coil fixedly disposed in the fixing roller;
A space between the fixing roller and the induction heating coil;
A cooling fan for cooling the induction heating coil by flowing a cooling medium through the space;
In a fixing device having
Partitioning the space with a partition member;
The cooling fan is composed of a plurality of cooling fans for flowing a cooling medium in each space section partitioned by the partition member,
The fixing device according to claim 1, wherein a direction in which a cooling medium flows in each space portion partitioned by the partition member by the plurality of cooling fans is set in a reverse direction.
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