JPH0635353A - Thermal fixing device - Google Patents

Thermal fixing device

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JPH0635353A
JPH0635353A JP21072292A JP21072292A JPH0635353A JP H0635353 A JPH0635353 A JP H0635353A JP 21072292 A JP21072292 A JP 21072292A JP 21072292 A JP21072292 A JP 21072292A JP H0635353 A JPH0635353 A JP H0635353A
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heating roller
temperature
thermoswitch
heating
thermistor
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Masahiro Goto
正弘 後藤
Koichi Suwa
貢一 諏訪
Manabu Takano
学 高野
Hiroko Tanaka
裕子 田中
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Abstract

PURPOSE:To prevent temperature from excessively rising at abnormal time and to prevent the temperature of a part where a paper does not pass from rising when a small-size paper passes for the device having a means preventing the temperature from excessively rising. CONSTITUTION:As to a thermal fixing device in which a heating roller 11 having a heating source inside and a press roller 12 pressing the heating roller 11 and forming a nip part are provided, and in which a temperature detecting means 18 detecting the surface temperature of the heating roller 11 and the means 13 for preventing the temperature from excessively rising which stops energizing the heating source based on the surface temperature of the heating roller are arranged on one end side of the heating roller; the rising of the surface temperature of the heating roller on a side where the temperature detecting means 18 and the means 13 are arranged in the longitudinal direction of the heating roller 11 is set to be equal to or a little slower than that of a central part in the longitudinal direction of the heating roller 11, and is set to be faster than that of the end of the other side.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は電子写真式プリンター、
複写機及び静電記録装置等に用いられる加熱定着装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an electrophotographic printer,
The present invention relates to a heat fixing device used in a copying machine, an electrostatic recording device, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、加熱定着装置は熱効率の高さ、安
全性の高さから、加熱ローラ定着装置が広く用いられて
いる。この種の加熱ローラ定着装置では、加熱源である
ハロゲンヒータ等のヒータへの通電の制御が何らかの異
常で不能となったときに、加熱ローラの表面温度が過度
に昇温するのを防止するために、サーモスイッチ、温度
ヒューズ等の過昇温防止手段をヒータと直列に設け、加
熱ローラ表面温度が異常に高くなったときにヒータへの
通電を遮断する構成となっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a heating roller fixing device has been widely used because of its high thermal efficiency and safety. In this type of heating roller fixing device, in order to prevent the surface temperature of the heating roller from rising excessively when the control of the energization of the heater such as the halogen heater is disabled due to some abnormality. In addition, an excessive temperature rise prevention means such as a thermo switch and a thermal fuse is provided in series with the heater to shut off energization to the heater when the surface temperature of the heating roller becomes abnormally high.

【0003】この過昇温防止手段として、加熱ローラ表
面温度の立上がりの早い加熱ローラ定着装置に対しては
応答性の早さ、信頼性の高さから接触形のサーモスイッ
チが広く用いられている。
As a means for preventing the excessive temperature rise, a contact type thermoswitch is widely used for a heating roller fixing device in which the surface temperature of the heating roller rises quickly because of its quick response and high reliability. .

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来装置にあって、加熱ローラ表面に接触しているサー
モスイッチにはトナー等が長期使用によりサーモスイッ
チ表面に蓄積し、サーモスイッチ表面に保持しきれなく
なったトナーの固まりが加熱ローラ表面から転写材上に
転移して画像汚れ、又は転写材裏汚れを発生させたり、
サーモスイッチ表面に固着したトナーにより加熱ローラ
表面を傷つけてしまうという欠点を有している。とくに
この現象はパッド、ブレード等のクリーニング部材を有
しない加熱ローラ定着装置において顕著となる。この欠
点を除去するために、サーモスイッチを加熱ローラに対
し非接触とすることが考えられるが、非接触とした場合
にサーモスイッチの応答が遅くなるだけでなく、加熱ロ
ーラ表面とのギャップを装置間でのばらつきがない状態
で一定に維持するための機構が複雑となる。
However, in the above-mentioned conventional apparatus, in the thermoswitch in contact with the surface of the heating roller, toner or the like accumulates on the surface of the thermoswitch due to long-term use and is retained on the surface of the thermoswitch. The clogs of toner that can no longer be transferred from the heating roller surface onto the transfer material may cause image contamination or backside contamination of the transfer material.
It has a drawback that the toner stuck to the surface of the thermoswitch damages the surface of the heating roller. This phenomenon is particularly remarkable in the heating roller fixing device that does not have a cleaning member such as a pad or a blade. In order to eliminate this drawback, it is conceivable that the thermoswitch is not in contact with the heating roller. However, if the thermoswitch is not contacted, not only the response of the thermoswitch becomes slow, but also the gap between the heating roller surface and The mechanism for maintaining a constant state without variation among the elements becomes complicated.

【0005】また、サーモスイッチを転写材上の画像領
域外に配置することでも上記欠点を除去することが可能
であるが、転写材の画像領域外は、加熱定着装置内で
も、軸受部に近い端部にあることが多く、この部分では
軸受部へ熱が逃げるだけでなく、ヒータの発熱領域の端
部に近いために加熱ローラ表面温度の立上がりが加熱ロ
ーラ長手方向の中央部等に比して遅くなる。その結果、
異常時に加熱ローラ表面温度が上昇し、サーモスイッチ
が作動した時には、すでに加熱ローラ長手方向の端部に
対して中央部が非常に高温となってしまっているため、
加熱定着装置から発煙、発火の危険性が有り、過昇温防
止手段として十分な性能を発揮できない。この現象は特
に加熱ローラの熱容量が小さく、転写材幅に対し、加熱
ローラの軸間長さ、ヒータの発熱領域が十分大きくない
ような小型の加熱ローラ定着装置において顕著となる。
Although the above-mentioned defect can be eliminated by disposing the thermoswitch outside the image area on the transfer material, the area outside the image area of the transfer material is close to the bearing portion even in the heat fixing device. It is often located at the end, and in this part not only heat escapes to the bearing, but also because the heating roller surface temperature rises closer to the end of the heating area of the heater than in the central part in the heating roller longitudinal direction. Slows down. as a result,
When the temperature of the heating roller rises during an abnormality and the thermoswitch is activated, the center of the heating roller is already very hot compared to the end in the longitudinal direction.
There is a risk of smoke and ignition from the heating and fixing device, and sufficient performance cannot be exhibited as a means for preventing excessive temperature rise. This phenomenon is particularly noticeable in a small heating roller fixing device in which the heat capacity of the heating roller is small and the axial length of the heating roller and the heat generation area of the heater are not sufficiently large with respect to the transfer material width.

【0006】さらに、転写材の通紙基準を画像形成装置
の一方の端に有する片側基準の装置において、このよう
な定着装置を用いた場合には、転写材幅の狭い小サイズ
紙を通紙したときに非通紙部の昇温が大となる欠点を有
している。
Further, when such a fixing device is used in a one-sided reference device having a transfer material passing standard at one end of the image forming apparatus, a small size paper having a narrow transfer material width is passed. When this happens, there is a drawback that the temperature rise of the non-sheet passing portion becomes large.

【0007】本発明は、上記の従来装置が有していた問
題を解決し、長期にわたり過昇温防止手段としてのサー
モスイッチのトナー汚れを防止しつつ、異常時の過昇温
を防止し、小サイズ紙の通紙時における非通紙部昇温を
防止できる加熱定着装置を提供することを目的とする。
The present invention solves the problems of the above-mentioned conventional apparatus, prevents toner stains on the thermoswitch as a means for preventing excessive temperature rise for a long period of time, and prevents excessive temperature rise at abnormal times. An object of the present invention is to provide a heat fixing device capable of preventing a temperature rise in a non-sheet passing portion when a small size sheet is passed.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、内部に加熱源を有する加熱ローラ及びこの加熱ロ
ーラを加圧しニップ部を形成するための加圧ローラを備
え、加熱ローラ表面温度を検知するための温度検知手段
及び加熱ローラ表面温度により加熱源への通電を遮断す
る過昇温防止手段を加熱ローラの一方の端側に配置した
加熱定着装置において、加熱ローラの長手方向にて温度
検知手段及び過昇温防止手段を配置した側の加熱ローラ
表面温度立上がりが加熱ローラ長手方向中央部に比して
同等あるいは若干遅く、かつ他方の側端に比して早くな
るように設定されていることにより達成される。
According to the present invention, the above object is provided with a heating roller having a heating source therein and a pressing roller for pressing the heating roller to form a nip portion. In a heating and fixing device in which a temperature detecting means for detecting a temperature and an excessive temperature rise preventing means for shutting off energization to a heating source depending on the surface temperature of the heating roller are arranged at one end side of the heating roller, Set so that the temperature rise of the heating roller surface on the side where the temperature detection means and the excessive temperature rise prevention means are arranged is equal to or slightly slower than the central portion in the longitudinal direction of the heating roller and faster than the other side end. It is achieved by being done.

【0009】[0009]

【作用】かかる構成の本発明にあっては、過昇温防止手
段を有する部分の加熱ローラ表面温度の立上がりが早く
なっているので、異常時の加熱ローラ表面温度の過昇温
が防止される。なおかつ、温度立上がりのピークは中央
部に有しており、均一な定着性の確保ができ、さらに温
度検知素子、過昇温防止装置と反対の端部温度が低くな
っているために、小サイズ紙通紙時の非通紙部昇温は低
く抑えられる。
In the present invention having such a structure, the temperature of the heating roller surface rises quickly in the portion having the excessive temperature rise prevention means, so that the excessive temperature rise of the heating roller surface temperature at the time of abnormality can be prevented. . In addition, since the temperature rise peak is in the center, uniform fixing property can be secured, and the temperature at the end opposite to the temperature detection element and the overheat prevention device is low, so the size is small. The temperature rise in the non-sheet-passing area during paper-passing can be kept low.

【0010】[0010]

【実施例】以下、添付図面にもとづき、本発明の実施例
について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0011】<第一実施例>図1は本実施例装置の軸線
を含む面での断面図、図2は軸線に直角な面での断面図
である。
<First Embodiment> FIG. 1 is a sectional view taken along a plane including the axis of the apparatus of this embodiment, and FIG. 2 is a sectional view taken along a plane perpendicular to the axis.

【0012】加熱ローラ11はアルミニウムの芯金の上
にPTFE,PFA等のフッ素樹脂からなる離型層を有
し、表面温度検出手段たるサーミスタ18の信号によ
り、内部に設けられたハロゲンヒータ14の通電を制御
手段(図示せず)により制御することにより、表面温度
が所定の温度に制御されている。さらに、加熱ローラ1
1は、両側にて軸受15により支持され、画像形成装置
からの駆動系(図示せず)を介して矢印A方向へ回転駆
動されている。加圧ローラ12は、鉄、ステンレス鋼等
の芯金の上にシリコーンゴム、シリコーンスポンジ等の
弾性層を形成して成っており、芯金部の両側が軸受16
で支持され、加圧バネ17により一定荷重で加熱ローラ
11に対し加圧されており、加熱ローラ11との間に所
望のニップ部を形成している。また、上記加熱ローラ1
1の表面には過昇温防止手段としてサーモスイッチ13
が当接しており、本実施例においては、サーミスタ1
8、サーモスイッチ13は転写材の画像領域外にあり、
長手方向に対しほぼ同一の位置で周方向に配置される。
The heating roller 11 has a release layer made of a fluororesin such as PTFE or PFA on an aluminum cored bar, and a halogen heater 14 provided therein receives a signal from a thermistor 18, which is a surface temperature detecting means. The surface temperature is controlled to a predetermined temperature by controlling energization by a control means (not shown). Furthermore, the heating roller 1
1 is supported by bearings 15 on both sides, and is rotationally driven in the direction of arrow A via a drive system (not shown) from the image forming apparatus. The pressure roller 12 is formed by forming an elastic layer of silicone rubber, silicone sponge or the like on a cored bar of iron, stainless steel or the like, and bearings 16 are provided on both sides of the cored bar.
The heating roller 11 is pressed against the heating roller 11 with a constant load by the pressing spring 17 to form a desired nip portion with the heating roller 11. In addition, the heating roller 1
The surface of 1 has a thermoswitch 13 as a means for preventing overheating.
Are in contact with each other, and in the present embodiment, the thermistor 1
8. The thermo switch 13 is outside the image area of the transfer material,
They are arranged in the circumferential direction at substantially the same position in the longitudinal direction.

【0013】このような加熱定着装置により、周知の電
子写真画像形成プロセスにより転写材P上に形成したト
ナー像Tを転写材上に永久定着させる。
With such a heat fixing device, the toner image T formed on the transfer material P by the well-known electrophotographic image forming process is permanently fixed on the transfer material.

【0014】次に、実施例装置について、具体的な数値
とともにさらに詳しく説明する。
Next, the apparatus of the embodiment will be described in more detail with specific numerical values.

【0015】加熱ローラ11は、外径が24mm、肉厚
が2mmのアルミニウムからなる芯金の上にPFA層を
30μm厚でコーティングしたものを用いる。また、加
熱ローラ11のサーミスタ18、サーモスイッチ13が
配置された側の端部(本実施例では非駆動側)は芯金の
厚みを外面にて1mmまで削っており外径は22mmと
なっている。
As the heating roller 11, a cored bar made of aluminum having an outer diameter of 24 mm and a wall thickness of 2 mm is coated with a PFA layer having a thickness of 30 μm. Further, the end portion of the heating roller 11 on the side where the thermistor 18 and the thermoswitch 13 are arranged (the non-driving side in this embodiment) has the thickness of the core bar cut to 1 mm on the outer surface, and the outer diameter is 22 mm. There is.

【0016】一方、加圧ローラ12は外径が6mmの鉄
棒の上に、シリコーンゴム層を6mm厚で形成し、その
上に50μm厚のPFAチューブが被覆されており、ロ
ーラ上の硬度は50度(アスカーC)である。サーミス
タ18、サーモスイッチ13は各々最大サイズ幅の転写
材に対し、画像領域外に配置されている。本実施例では
最大サイズ幅の転写材がレターサイズ(幅216mm×
長さ279mm)であって、画像中心から108mmの
位置が転写材端となり、103mmの位置が画像領域端
となる。これに対し、サーミスタ18は当接面の幅が6
mmのものが用いられ、画像中心から108mmの位置
にサーミスタ中心を配置することで該サーミスタ18の
端部は画像領域から2mm外側へ逃げている。サーモス
イッチは、バイメタル保護用のキャップが加熱ローラ1
1に当接する部分が直径10mmの円板形状となってお
り、サーモスイッチ中心を画像中心から110mmの位
置に配置することにより、サーモスイッチ端部は画像領
域から2mm外側へ逃げている。
On the other hand, in the pressure roller 12, a silicone rubber layer having a thickness of 6 mm is formed on an iron rod having an outer diameter of 6 mm, and a PFA tube having a thickness of 50 μm is coated thereon, and the hardness on the roller is 50. Degree (Asker C). The thermistor 18 and the thermoswitch 13 are arranged outside the image area for the transfer material having the maximum size. In this embodiment, the transfer material having the maximum size width is letter size (width 216 mm ×
The length is 279 mm), the position of 108 mm from the center of the image is the transfer material edge, and the position of 103 mm is the image area edge. On the other hand, the thermistor 18 has a contact surface width of 6 mm.
The edge portion of the thermistor 18 is 2 mm outside from the image area by arranging the thermistor center at a position 108 mm from the image center. The thermoswitch has a heating roller 1 with a cap for bimetal protection.
The portion contacting 1 has a disk shape with a diameter of 10 mm, and by arranging the center of the thermoswitch at a position 110 mm from the center of the image, the end of the thermoswitch escapes 2 mm outside the image area.

【0017】図3は、本実施例における加熱ローラ表面
の温度分布を示すもので、特に、画像形成装置本体の電
源を投入した後、加熱ローラのサーミスタ配置部におけ
る表面温度が所定の温度(ウォームアップ温度)になっ
たときの状態を示している。このグラフからわかるよう
に、本実施例の加熱ローラの表面温度分布はサーミス
タ、サーモスイッチの配置部と中央部でほとんど温度差
がなく、中央部の方がわずかに温度が高い程度(約10
°C)である。また、サーミスタ、サーモスイッチが当
接している側に対して反対側の加熱ローラ表面温度はサ
ーミスタ、サーモスイッチ配置部に比べて低くなってお
り、本実施例では画像中心に対してサーミスタ、サーモ
スイッチと対称に位置する部分(A部)の加熱ローラ表
面温度は約25°C位低くなっている。
FIG. 3 shows the temperature distribution on the surface of the heating roller in this embodiment. In particular, after the power source of the image forming apparatus main body is turned on, the surface temperature of the thermistor arrangement portion of the heating roller is a predetermined temperature (warm). It shows the state when the temperature rises). As can be seen from this graph, the surface temperature distribution of the heating roller of the present embodiment has almost no temperature difference between the thermistor / thermoswitch arrangement portion and the central portion, and the central portion has a slightly higher temperature (about 10 ° C).
° C). Further, the surface temperature of the heating roller on the side opposite to the side where the thermistor and the thermoswitch are in contact is lower than that of the thermistor and thermoswitch arrangement section. The surface temperature of the heating roller in the portion (A portion) positioned symmetrically with is about 25 ° C lower.

【0018】このように、サーミスタ18、サーモスイ
ッチ13を画像域外に配置することにより、サーミスタ
18、サーモスイッチ13の表面が長期使用によりトナ
ーで汚れることはなくなる。一方、サーミスタ18、サ
ーモスイッチ13を加熱ローラ11の端部に配置するこ
とにより、その部分の加熱ローラ11の表面温度の立上
がりが中央部に比して遅くなる。特に、異常時にサーモ
スイッチ13が動作したとき加熱ローラ11の中央部の
表面温度が非常に高くなる現象に関しては、サーモスイ
ッチ13の当接部の外側から軸受部を介し、加熱ローラ
11の端部に至る領域の芯金肉厚を薄くすることによ
り、サーモスイッチ配置部の加熱ローラ表面温度は中央
部と同等の立上がりを得ることができるため異常時にサ
ーモスイッチが動作した時には加熱ローラ長手全域にわ
たり、非常に高温となる箇所がなくなる。その結果、ヒ
ータの通電制御に異常が生じサーミスタ部と長手方向同
一の位置にあるサーモスイッチが動作したとき、本実施
例の加熱定着装置ではサーモスイッチ配置部の加熱ロー
ラ表面温度が350°C、そのとき加熱ローラ長手方向
でのピーク温度が370°Cでおさまる。
As described above, by disposing the thermistor 18 and the thermoswitch 13 outside the image area, the surfaces of the thermistor 18 and the thermoswitch 13 are prevented from being contaminated with toner due to long-term use. On the other hand, by disposing the thermistor 18 and the thermoswitch 13 at the end portion of the heating roller 11, the rise of the surface temperature of the heating roller 11 at that portion is delayed as compared with that at the central portion. In particular, regarding the phenomenon that the surface temperature of the central portion of the heating roller 11 becomes extremely high when the thermoswitch 13 is operated in an abnormal state, the end portion of the heating roller 11 is contacted from the outside of the contact portion of the thermoswitch 13 through the bearing portion. By reducing the core metal thickness in the area up to, the heating roller surface temperature of the thermoswitch arrangement part can obtain the same rise as in the central part, so when the thermoswitch operates during an abnormal condition, the heating roller over the entire length of the heating roller, There is no place where the temperature becomes very high. As a result, when abnormality occurs in the energization control of the heater and the thermoswitch located at the same position in the longitudinal direction as the thermistor section operates, the heating roller surface temperature of the thermoswitch placement section of the heat fixing device of the present embodiment is 350 ° C. At that time, the peak temperature in the longitudinal direction of the heating roller is suppressed to 370 ° C.

【0019】このように、加熱ローラ端部の芯金肉厚を
薄くすることにより、加熱ローラ端部の熱容量が小さく
なるので、相対的に加熱ローラ端部の温度上昇が早ま
り、その結果加熱ローラ長手方向の表面温度分布の均一
化が達成できる。こうすることにより、画像域外に接触
型のサーモスイッチを設けた構成において、サーモスイ
ッチ動作時の加熱ローラのピーク表面温度を低く抑える
ことができるばかりでなく熱効率が高くなり、加熱ロー
ラが定着のために必要な所定の温度に達するまでの時間
(ウェイトアップタイム)も短くできるという効果が得
られる。
By thus reducing the thickness of the core metal at the end of the heating roller, the heat capacity at the end of the heating roller is reduced, so that the temperature of the end of the heating roller rises relatively quickly, resulting in a heating roller. Uniformization of the surface temperature distribution in the longitudinal direction can be achieved. By doing so, in the configuration in which the contact-type thermoswitch is provided outside the image area, not only can the peak surface temperature of the heating roller during the thermoswitch operation be suppressed to a low level, but also the thermal efficiency can be increased and the heating roller can be fixed. The effect that the time (wait-up time) required to reach the predetermined temperature required for the above can be shortened is obtained.

【0020】図4は本実施例の加熱定着装置において、
レターサイズ(幅216×長さ279mm)の転写材を
通紙したとき(実線a)と、封筒(幅105×長さ24
1mm)を通紙したとき(破線b)の加熱ローラ表面温
度分布である。
FIG. 4 shows the heat fixing device of the present embodiment.
When letter size (width 216 x length 279 mm) transfer material is passed (solid line a), envelope (width 105 x length 24)
It is a heating roller surface temperature distribution when 1 mm) is passed (broken line b).

【0021】レターサイズ(本実施例の最大通紙幅)を
通紙したときには転写材が加熱ローラから熱を奪うの
と、加熱ローラの芯金内での長手方向の熱の移動の影響
により、加熱ローラ長手方向の温度分布は立上がり時
(図3のグラフ)に比べて均一となり易く、中央部が両
端に比べて若干温度が高い程度の温度分布となる。この
結果立上がり時には不均一な温度分布であっても実際の
通紙時には、あらかじめ温度の低いサーミスタに対して
反対側の端部は熱容量が大きいため通紙時に熱を奪われ
ても表面温度が下りにくく、比較的均一な温度分布とな
るための定着性の不良は生じにくい。
When the letter size (maximum sheet passing width in this embodiment) is passed, the transfer material takes heat from the heating roller, and the transfer of heat in the longitudinal direction within the core metal of the heating roller causes heating. The temperature distribution in the longitudinal direction of the roller is more likely to be uniform than when it rises (graph in FIG. 3), and the temperature distribution is such that the temperature is slightly higher in the central portion than at both ends. As a result, even if the temperature distribution is uneven at the start-up, at the time of actual paper passing, the surface temperature drops even if heat is removed during paper passing because the end of the opposite side to the thermistor with a low temperature has a large heat capacity. It is difficult to cause poor fixing property due to relatively uniform temperature distribution.

【0022】特に、立上がり時の温度分布のピークは中
央部近傍となるために、加圧力が弱くてニップの少な
い、そして温度低下が生じ易く定着性の不安定な中央部
においても良好な定着性が得られる。一方、封筒のよう
な小サイズ紙を通紙したときは非通紙領域での熱の供給
量が通紙領域に比べて低いほど非通紙部昇温は小さくな
り又は通紙領域に比べて非通紙領域の熱容量が大きいほ
ど非通紙部昇温は小さくなる。これらはいづれも、立上
がり時の表面温度分布となって顕れるため立上がり時の
非通紙領域の温度が低ければ低いほど非通紙部昇温は小
さくなる。したがって、本実施例のようにサーミスタ側
の熱容量を小さくすることにより、立上がり時にサーミ
スタ配置部の温度立上がりに比してその反対側端部の温
度立上がりを遅くし、それにより非通紙部昇温を抑える
ことが可能となる。具体的には図4グラフの破線bに示
したように、非通紙領域の昇温のピークはサーミスタ部
に比べて約40°Cの昇温におさまる。一方、加熱ロー
ラ11の端部を肉薄に切削加工していない場合には、加
熱ローラ11の封筒通紙時の非通紙領域のピーク温度は
サーミスタ部に比べ約60°C上昇する。
In particular, since the peak of the temperature distribution at the time of rising is near the central portion, the fixing force is weak even in the central portion where the nip is weak and the temperature tends to decrease, and the fixing ability is unstable. Is obtained. On the other hand, when a small size paper such as an envelope is passed, the lower the heat supply amount in the non-sheet passing area is, the smaller the temperature rise in the non-sheet passing area becomes. The higher the heat capacity of the non-sheet passing area, the smaller the temperature rise of the non-sheet passing section. Each of these manifests itself as a surface temperature distribution at the time of rising, so the lower the temperature of the non-paper passing region at the time of rising, the smaller the temperature rise of the non-paper passing portion. Therefore, by reducing the heat capacity on the thermistor side as in the present embodiment, the temperature rise at the opposite side end is delayed compared to the temperature rise at the thermistor arrangement part at the time of rise, thereby raising the temperature of the non-sheet passing part. Can be suppressed. Specifically, as shown by the broken line b in the graph of FIG. 4, the peak of the temperature rise in the non-sheet passing area is about 40 ° C. lower than that in the thermistor section. On the other hand, when the end portion of the heating roller 11 is not thinly machined, the peak temperature of the non-sheet passing region of the heating roller 11 when the envelope is passed is increased by about 60 ° C as compared with the thermistor portion.

【0023】<第二実施例>次に、本発明の第二実施例
について説明する。図5は本実施例装置の軸線を含む面
での断面図である。
<Second Embodiment> Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view of the device of this example, taken along a plane including the axis.

【0024】本実施例では、加熱ローラ芯金端部の熱容
量を小さくするために管材から成る芯金の内面を切削し
てその厚さを薄くしている。具体的には、加熱ローラ5
1として、外径が24mm,肉厚が2mmのアルミニウ
ム管からなる芯金の上にPFA層を30μm厚でコーテ
ィングしたものを用い、サーミスタ18、サーモスイッ
チ13が配置された側の端部では芯金の内部を肉厚1m
mまで削り、内径を22mmとしている。加圧ローラ及
びサーミスタ、サーモスイッチの長手方向配置は前述の
第一実施例装置の場合と同じなので説明は省略する。
In this embodiment, in order to reduce the heat capacity of the end portion of the heating roller core bar, the inner surface of the core bar made of a pipe material is cut to reduce its thickness. Specifically, the heating roller 5
As 1, a core metal made of an aluminum tube having an outer diameter of 24 mm and a wall thickness of 2 mm and coated with a PFA layer with a thickness of 30 μm is used, and the core at the end where the thermistor 18 and the thermoswitch 13 are arranged is used. 1m thick inside gold
The inner diameter is 22 mm. The arrangement of the pressure roller, the thermistor, and the thermoswitch in the longitudinal direction is the same as in the case of the apparatus of the first embodiment described above, and the description thereof is omitted.

【0025】図6のグラフは、本実施例の加熱定着装置
におけるウォームアップ時の加熱ローラ表面温度分布を
示している。
The graph of FIG. 6 shows the temperature distribution of the heating roller surface during warm-up in the heating and fixing device of this embodiment.

【0026】図6のグラフからわかるように、本実施例
ではウォームアップ時の加熱ローラのサーミスタ配置部
の表面温度と加熱ローラ長手方向内でのピーク温度の差
がわずか5°Cしかなく、異常時にサーモスイッチが動
作したときにはサーモスイッチ配置部の加熱ローラ表面
温度が350°Cであり、加熱ローラ長手方向内でのピ
ーク温度が365°Cとなり、加熱ローラ・加圧ローラ
間に紙が挟圧されていた場合にもわずかな発煙が生じる
程度であった。このときサーミスタ、サーモスイッチ配
置部に対して反対側の加熱ローラ表面温度の立上がり時
の温度(A部)は、サーミスタ、サーモスイッチ配置部
に比べて約25°C低くなっている。この状態で前の実
施例と同様にレターサイズの転写材を通紙したときの加
熱ローラ表面温度分布は図7のグラフの実線aのように
前実施例と同様の理由で比較的均一な温度分布となり、
良好な定着性が確保できた。また、封筒通紙時の非通紙
部昇温も低く抑えることができ、幅106mmの封筒を
連続通紙したときにも、非通紙領域の加熱ローラ表面温
度のピークは、サーミスタ部に比べ40°C高くなる程
度に収まった。一方、本実施例の加熱ローラと同一の構
成で、芯金端部の内周面を切削していないものは、同一
条件下で同じサイズの封筒を通紙すると非通紙領域の加
熱ローラ表面温度のピークはサーミスタ配置部に比べて
約60°C高くなっている。
As can be seen from the graph of FIG. 6, in this embodiment, the difference between the surface temperature of the thermistor arrangement portion of the heating roller during warm-up and the peak temperature in the longitudinal direction of the heating roller was only 5 ° C., which was abnormal. When the thermoswitch operates, the heating roller surface temperature of the thermoswitch arrangement is 350 ° C, the peak temperature in the longitudinal direction of the heating roller is 365 ° C, and the paper is pinched between the heating roller and the pressure roller. Even if it was done, a slight amount of smoke was generated. At this time, the temperature (A portion) when the temperature of the heating roller on the opposite side to the thermistor / thermoswitch arrangement portion rises is about 25 ° C. lower than that of the thermistor / thermoswitch arrangement portion. In this state, the temperature distribution of the heating roller surface when the letter-size transfer material is passed in the same manner as in the previous embodiment has a relatively uniform temperature for the same reason as in the previous embodiment as indicated by the solid line a in the graph of FIG. Distribution,
Good fixability was secured. In addition, the temperature rise in the non-sheet-passing portion during envelope passage can be suppressed to a low level. Even when an envelope having a width of 106 mm is continuously passed, the peak temperature of the heating roller surface in the non-sheet-passing area is higher than that in the thermistor portion. It was settled at about 40 ° C higher. On the other hand, in the case of the same configuration as the heating roller of the present embodiment, but the inner peripheral surface of the core bar end portion is not cut, the heating roller surface in the non-paper passing area when an envelope of the same size is passed under the same conditions. The temperature peak is about 60 ° C higher than that of the thermistor arrangement part.

【0027】さらに本実施例では加熱ローラの表面温度
の立上がりも早くなり芯金の内面を削っていないものに
対し約15%程度立上がりが改善される。この結果ウェ
イトタイムが早くなる。
Furthermore, in this embodiment, the rise of the surface temperature of the heating roller is also accelerated, and the rise is improved by about 15% as compared with the case where the inner surface of the core metal is not ground. As a result, the wait time is shortened.

【0028】このように、前実施例にも増して優れた効
果が得られる理由は、芯金の内周面を削るためにサーミ
スタ、サーモスイッチの当接領域内まで芯金の薄肉化が
達成でき、サーミスタ、サーモスイッチ当接部から芯金
端部に至る領域の熱容量を前実施例以上に小さくするこ
とが可能となるためである。
As described above, the reason why the excellent effect is obtained compared to the previous embodiment is that the core metal is thinned to the contact area of the thermistor and the thermoswitch in order to scrape the inner peripheral surface of the core metal. This is because it is possible to reduce the heat capacity of the region from the armistor / thermoswitch contact portion to the end portion of the cored bar to a smaller value than in the previous embodiment.

【0029】また、本実施例では芯金内周面を切削して
いるために、芯金内径が大きくなり、例えば発熱部材と
してハロゲンヒータを用いた場合芯金切削部がハロゲン
ヒータの封止部位置に相当するためハロゲンヒータの封
止部の温度上昇が少なくてすみ、ハロゲンヒータを短く
することが可能となり、装置の小型化に寄与できる。
Further, in this embodiment, since the inner peripheral surface of the core metal is cut, the inner diameter of the core metal becomes large. For example, when a halogen heater is used as the heat generating member, the core metal cutting portion is the sealing portion of the halogen heater. Since it corresponds to the position, the temperature rise of the sealing portion of the halogen heater can be small, and the halogen heater can be shortened, which contributes to downsizing of the device.

【0030】<第三実施例>次に、図8にもとづき、第
三実施例について説明する。
<Third Embodiment> Next, a third embodiment will be described with reference to FIG.

【0031】本実施例では、加熱ローラの駆動側(右
側)及び非駆動側(左側)をともに芯金内周面を切削加
工し、サーミスタ、サーモスイッチ配置部を設けた非駆
動側では駆動側に対し、その切削領域をより大きくとっ
ている。具体的には加熱ローラ81として、外径24m
m、芯金肉厚2mmのアルミニウム管からなる芯金の上
にPFA層を30μm厚みでコーティングしたものを用
いている。このとき非駆動側端部では内周面を1mm削
り、その肉厚を1mm、切削幅を25mmとし、切削領
域がサーミスタ、サーモスイッチの当接部にかかるよう
にしている。一方、駆動側では内周面を1mm削ってそ
の肉厚を1mmとし、切削幅は10mmとしている。加
圧ローラ12及びサーミスタ、サーモスイッチの配置は
前述の第一及び第二実施例と同様なので説明は省略す
る。
In this embodiment, the inner peripheral surface of the core metal is cut on both the driving side (right side) and the non-driving side (left side) of the heating roller, and the driving side is the driving side on the non-driving side where the thermistor and the thermoswitch are arranged. On the other hand, the cutting area is made larger. Specifically, the heating roller 81 has an outer diameter of 24 m.
m, a core metal made of an aluminum tube having a wall thickness of 2 mm and coated with a PFA layer with a thickness of 30 μm. At this time, at the non-driving side end portion, the inner peripheral surface is shaved by 1 mm, the thickness thereof is set to 1 mm, and the cutting width is set to 25 mm, so that the cutting region covers the abutting portion of the thermistor and the thermoswitch. On the other hand, on the driving side, the inner peripheral surface is cut by 1 mm to make the thickness 1 mm and the cutting width 10 mm. The arrangements of the pressure roller 12, the thermistor, and the thermoswitch are the same as those in the first and second embodiments described above, and the description thereof will be omitted.

【0032】図9は、本実施例の加熱定着装置のウォー
ム・アップ時の加熱ローラ表面温度分布を示すグラフで
ある。このグラフからわかるようにウォーム・アップ時
の加熱ローラ表面温度分布は、画像域内では長手方向に
て非常に均一となる。さらに、サーミスタ配置部に対し
て反対側に位置するA部ではサーミスタ部に比べ約15
°C低くなっている。この結果、異常時にサーモスイッ
チが動作したときの加熱ローラ内の長手方向ピーク温
度、加熱ローラ表面温度の立上がりの早さは前述の第二
実施例の場合と同様で、図9のグラフに示したようにレ
ターサイズの通紙時には非常に均一な温度分布が得られ
(実線a)、また封筒等の幅の狭い転写材を連続通紙し
たときの非通紙領域の昇温もサーミスタ配置部に比べて
約50°C上昇する程度に抑えられ(破線b)、芯金端
部の熱容量を小さくすることにより切削加工をしていな
い芯金を用いた加熱ローラに比べて約10°C非通紙領
域の昇温を低くすることができた。
FIG. 9 is a graph showing the temperature distribution of the heating roller surface when the heating and fixing device of this embodiment warms up. As can be seen from this graph, the heating roller surface temperature distribution during warm-up becomes extremely uniform in the longitudinal direction within the image area. Furthermore, in the part A located on the opposite side of the thermistor arrangement part, it is about 15 compared to the thermistor part.
° C is low. As a result, the peak temperature in the longitudinal direction in the heating roller and the rising speed of the heating roller surface temperature when the thermoswitch operates at the time of abnormality are the same as in the case of the second embodiment described above, and are shown in the graph of FIG. As shown in the figure, a very uniform temperature distribution is obtained during letter-size paper passing (solid line a), and the temperature rise in the non-paper-passing area when continuous narrow-width transfer material such as envelopes is continuously fed to the thermistor placement area. Compared to a heating roller that uses a core bar that has not been cut, it is kept out of contact by approximately 10 ° C. It was possible to lower the temperature rise in the paper area.

【0033】このように芯金の両端を切削加工し熱容量
を小さくすることによって、加熱ローラの長手方向に均
一な温度分布が得られ、加熱ローラ及びヒータの長さを
極力小さくすることが可能な構成となる。さらに、サー
ミスタ、サーモスイッチを配置した側の芯金端部の熱容
量をその反対側端部の熱容量に比して小さくしているた
め、片側基準の構成で問題となる小サイズ紙通紙時の非
通紙領域の昇温も極力小さくすることが可能となる。
By thus cutting both ends of the core metal to reduce the heat capacity, a uniform temperature distribution can be obtained in the longitudinal direction of the heating roller, and the lengths of the heating roller and the heater can be minimized. It will be composed. In addition, the heat capacity of the end of the core on the side where the thermistor and thermoswitch are arranged is smaller than the heat capacity of the end on the opposite side. It is also possible to minimize the temperature rise in the non-sheet passing area.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上のように、本発明では加熱ローラ定
着装置において加熱ローラのサーモスイッチ、サーミス
タを配置した側の芯金端部の熱容量を小さくしたので、
加熱ローラ定着装置の長手寸法を小さくしても、画像域
外端部を設けたサーミスタ、サーモスイッチ配置部から
転写材画像領域にわたって均一な温度分布が得られ、通
電制御異常時にサーモスイッチが動作したときの加熱ロ
ーラ表面温度を低く抑えることができ、同時に加熱ロー
ラ表面温度立上がりを早くすることが可能となり、ウェ
イト・タイムの短縮化が図られ、さらにサーミスタに対
して反対側の温度立上がりを遅くすることで、片側基準
の画像形成装置で問題となる小サイズ紙通紙時の非通紙
領域の昇温も低く抑えることができる。また、本発明で
は、加熱ローラの芯金の熱容量を小さくするために、単
に加熱ローラ芯金端部を切削加工することでその肉厚を
薄くするという簡易な手段で実施することができて、コ
ストの面でも非常に有利となる。
As described above, according to the present invention, in the heating roller fixing device, the heat capacity of the end portion of the core metal on the side where the thermoswitch and thermistor of the heating roller are arranged is reduced.
Even if the length of the heating roller fixing device is reduced, a uniform temperature distribution can be obtained over the transfer material image area from the thermistor with the outer edge of the image area and the thermoswitch arrangement part. The heating roller surface temperature can be kept low, and at the same time, the heating roller surface temperature can rise faster, the wait time can be shortened, and the temperature rising on the opposite side of the thermistor can be delayed. Thus, it is possible to suppress the temperature rise in the non-sheet passing area at the time of passing the small size sheet, which is a problem in the one-sided reference image forming apparatus. Further, in the present invention, in order to reduce the heat capacity of the core of the heating roller, it can be carried out by a simple means of thinning the wall thickness by simply cutting the end of the heating roller core, It is also very advantageous in terms of cost.

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

【図1】本発明の第一実施例装置の軸線を含む面での断
面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a device according to a first embodiment of the present invention in a plane including an axis.

【図2】図1装置の軸線に直角な面での断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a plane perpendicular to the axis of the device shown in FIG.

【図3】図1装置のウォームアップ時の温度分布を示す
図である。
FIG. 3 is a diagram showing a temperature distribution when the apparatus of FIG. 1 is warmed up.

【図4】図1装置の通紙時の温度分布を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a temperature distribution when the apparatus of FIG.

【図5】第二実施例装置の軸線を含む面での断面図であ
る。
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along a plane including the axis of the second embodiment device.

【図6】図5装置のウォームアップ時の温度分布を示す
図である。
FIG. 6 is a diagram showing a temperature distribution when the apparatus of FIG. 5 is warmed up.

【図7】図5装置の通紙時の温度分布を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a temperature distribution when the apparatus of FIG.

【図8】第三実施例装置の軸線を含む面での断面図であ
る。
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along a plane including the axis of the third embodiment device.

【図9】図8装置のウォームアップ時の温度分布を示す
図である。
9 is a diagram showing a temperature distribution when the apparatus of FIG. 8 is warmed up.

【図10】図8装置の通紙時の温度分布を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing a temperature distribution when the apparatus of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11;51;81 加熱ローラ 12 加圧ローラ 13 過昇温防止手段(サーモスイッチ) 18 温度検知手段(サーミスタ) 11; 51; 81 heating roller 12 pressure roller 13 excessive temperature rise prevention means (thermo switch) 18 temperature detection means (thermistor)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 裕子 東京都大田区下丸子三丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Yuko Tanaka 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内部に加熱源を有する加熱ローラ及びこ
の加熱ローラを加圧しニップ部を形成するための加圧ロ
ーラを備え、加熱ローラ表面温度を検知するための温度
検知手段及び加熱ローラ表面温度により加熱源への通電
を遮断する過昇温防止手段を加熱ローラの一方の端側に
配置した加熱定着装置において、加熱ローラの長手方向
にて温度検知手段及び過昇温防止手段を配置した側の加
熱ローラ表面温度立上がりが加熱ローラ長手方向中央部
に比して同等あるいは若干遅く、かつ他方の側端に比し
て早くなるように設定されていることを特徴とする加熱
定着装置。
1. A heating roller having a heating source inside and a pressing roller for pressurizing the heating roller to form a nip portion, and temperature detecting means for detecting the heating roller surface temperature and heating roller surface temperature. In the heat fixing device in which the excessive temperature rise preventing means for cutting off the power supply to the heating source is arranged at one end side of the heating roller, the side where the temperature detecting means and the excessive temperature rise preventing means are arranged in the longitudinal direction of the heating roller. The heating and fixing device is characterized in that the rise of the heating roller surface temperature is set to be equal to or slightly slower than that of the central portion in the longitudinal direction of the heating roller and faster than that of the other side end.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4873678A (en) * 1986-12-10 1989-10-10 Hitachi, Ltd. Optical head and optical information processor using the same

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