JP2003131513A - Fixing device and image forming device - Google Patents
Fixing device and image forming deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、定着装置及び画像
形成装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電子写真やインクジェット等の画像形成
装置に用いられ、加熱手段により加熱される定着ローラ
と、該定着ローラに圧接される加圧ローラを有し、該定
着ローラと加圧ローラの圧接部に画像を坦持した記録材
を通すことで画像を記録材に圧熱定着させる定着装置は
従来より公知である。その一例である定着装置の概略構
成図を図１３に概略断面図を図１４に示す。2. Description of the Related Art Used in an image forming apparatus such as an electrophotographic apparatus or an ink jet apparatus, it has a fixing roller heated by a heating means and a pressure roller brought into pressure contact with the fixing roller. 2. Description of the Related Art A fixing device that press-fixes an image on a recording material by passing the recording material bearing the image through a pressure contact portion has been conventionally known. FIG. 13 shows a schematic configuration diagram of a fixing device as one example thereof, and FIG. 14 shows a schematic sectional view thereof.
【０００３】定着ローラ１は鉄の中空パイプの表面にＰ
ＦＡチューブを被せたもので、断熱ブッシュ３を介して
ベアリング４によりフレーム２に回転可能に支持されて
いる。断熱ブッシュ３の両側には定着ローラ１の長手方
向の移動を規制するリテーナ５が装着されている。加圧
ローラ６は中実の鉄ローラの表面にゴム層が形成された
もので、ベアリング８により加圧ステイ７に対し回転可
能に支持されている。加圧ステイ７はフレーム２に対し
回動軸９を中心に回動可能に保持されており、加圧ステ
イ７とフレーム２の間に張架された加圧バネ１０により
定着ローラ１側に付勢されている。このような構成によ
り加圧ローラ６は定着ローラ１に加圧され、ゴム層の変
形によりニップ部１１を形成する。The fixing roller 1 has a hollow P pipe on the surface of which P
It is covered with an FA tube and is rotatably supported by the frame 2 by a bearing 4 via a heat insulating bush 3. Retainers 5 that restrict the movement of the fixing roller 1 in the longitudinal direction are mounted on both sides of the heat insulating bush 3. The pressure roller 6 is a solid iron roller on the surface of which a rubber layer is formed, and is rotatably supported by the pressure stay 7 by a bearing 8. The pressure stay 7 is held rotatably around the rotation shaft 9 with respect to the frame 2, and is attached to the fixing roller 1 side by a pressure spring 10 stretched between the pressure stay 7 and the frame 2. It is energized. With such a configuration, the pressure roller 6 is pressed against the fixing roller 1, and the nip portion 11 is formed by the deformation of the rubber layer.
【０００４】画像定着動作時には定着ローラ１もしくは
加圧ローラ６が図示しない駆動手段により回転駆動され
るとともに図示しない加熱手段により加熱され、ニップ
部１１を通る記録材に圧力及び熱を供給する。During the image fixing operation, the fixing roller 1 or the pressure roller 6 is rotationally driven by a driving means (not shown) and is heated by a heating means (not shown) to supply pressure and heat to the recording material passing through the nip portion 11.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、スタ
ンバイ時の省エネルギー及び、画像形成装置の立ち上げ
時間短縮の要求から、定着装置の定着ローラには常温か
らいち早く定着可能温調に達することが求められてきて
いる。そのため、定着ローラとしては加熱時にすぐに温
度上昇が望める熱容量の小さい薄肉のローラが求められ
ている。By the way, in recent years, in order to save energy during standby and to shorten the start-up time of the image forming apparatus, the fixing roller of the fixing device is required to reach the fixing temperature control quickly from room temperature. Has been done. Therefore, as the fixing roller, a thin roller having a small heat capacity, which is expected to increase in temperature immediately upon heating, is required.
【０００６】しかしながら、ローラ肉厚を薄くすること
はローラの断面２次モーメントの低下を招き、ローラの
つぶれ量や撓み等の増加につながる。特に加圧ローラか
ら受ける加圧力により生ずるローラ長手方向の撓みはニ
ップ部の長手方向不均一を招き、定着不良、記録材のシ
ワ等搬送不良等の原因となるため望ましくない。However, reducing the thickness of the roller causes a decrease in the moment of inertia of area of the roller, which leads to an increase in the amount of crushing and bending of the roller. In particular, the bending in the roller longitudinal direction caused by the pressing force received from the pressure roller causes unevenness in the longitudinal direction of the nip portion, which causes improper fixing and wrinkling of the recording material, which is not desirable.
【０００７】この長手方向の撓みを図１３の定着装置を
図１５のように簡単なモデルにモデル化することで説明
する。すなわち、１０１は定着ローラ１をモデル化した
梁で、ここでは簡易化のため一様断面としている。１０
４は定着ローラ１の支持部をモデル化したもので、図１
０のベアリング４に対応する。加圧ローラ６からの力は
ローラ間のニップ幅で作用する分布荷重τとしてモデル
化する。このような荷重を受ける梁は図１５の２点鎖線
のように変形し、すなわちこれが定着ローラ１の長手方
向の撓みｙとみなすことができる。This bending in the longitudinal direction will be described by modeling the fixing device of FIG. 13 into a simple model as shown in FIG. That is, 101 is a beam that models the fixing roller 1, and has a uniform cross section here for simplification. 10
Reference numeral 4 is a model of the supporting portion of the fixing roller 1.
Corresponds to 0 bearing 4. The force from the pressure roller 6 is modeled as a distributed load τ that acts on the nip width between the rollers. The beam that receives such a load is deformed as shown by the chain double-dashed line in FIG.
【０００８】図１５に示すような梁の撓みｙは撓み量が
微小のとき以下のように近似することができる。The deflection y of the beam as shown in FIG. 15 can be approximated as follows when the amount of deflection is very small.
【０００９】[0009]
【数１】 [Equation 1]
【００１０】ここで、ｘ：梁（定着ローラ１）の長手方
向の位置、Ｌ：支持部１０４間距離、ｈ：ニップ部１１
長手幅、ｄ：支持部１０４からニップ端までの距離、
Ｅ：定着ローラ１の縦弾性係数、Ｉ：断面２次モーメン
トである。断面２次モーメントは中空ローラの直径を
Ｄ、肉厚をｔとすると以下のように計算される。Here, x: longitudinal position of the beam (fixing roller 1), L: distance between supporting portions 104, h: nip portion 11
Longitudinal width, d: distance from the supporting portion 104 to the nip end,
E: longitudinal elastic modulus of the fixing roller 1, I: moment of inertia of area. The second moment of area is calculated as follows, where D is the diameter of the hollow roller and t is the wall thickness.
【００１１】[0011]
【数２】 [Equation 2]
【００１２】今一例としてＬ＝３５０ｍｍ、ｄ＝１４ｍ
ｍ、τ：１．９６Ｎ／ｍｍ、Ｅ：２１１６８０Ｎ／ｍｍ
2、Ｄ：３５ｍｍとし、定着ローラ肉厚ｔを０．５ｍｍ
〜１．５ｍｍまで変化させて上記撓みｙを計算すると、
撓みｙの最大値ｙｍａｘは図１６のようになる。As an example, L = 350 mm and d = 14 m
m, τ: 1.96 N / mm, E: 211680 N / mm
2 , D: 35 mm, fixing roller wall thickness t is 0.5 mm
When the deflection y is calculated by changing the deflection up to 1.5 mm,
The maximum value ymax of the deflection y is as shown in FIG.
【００１３】近年の定着ローラのすみやかな温調立ち上
げ要求からは定着ローラの肉厚は１ｍｍ以下、望ましく
は０．５ｍｍ程度まで薄くする必要があるが、図１６の
ように肉厚１ｍｍ以下では撓みｙ量が急に悪化する。こ
のため、定着ローラ薄肉化の際にはローラ長手方向撓み
低減が大きな課題となっている。From the recent demand for quick temperature control start-up of the fixing roller, it is necessary to reduce the thickness of the fixing roller to 1 mm or less, preferably about 0.5 mm, but as shown in FIG. The amount of deflection y suddenly deteriorates. For this reason, reducing the bending of the fixing roller in the longitudinal direction of the fixing roller is a major issue.
【００１４】本発明は上述の問題点に着目してなされた
もので、薄肉定着ローラの長手方向の撓みの防止を可能
とした定着装置及び画像形成装置を提供することを目的
としている。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a fixing device and an image forming apparatus capable of preventing the thin fixing roller from bending in the longitudinal direction.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、本発明に係る第１の発明は、加熱手段により加熱
される定着ローラと、該定着ローラに圧接される加圧ロ
ーラを有し、該定着ローラと加圧ローラの圧接部に画像
を坦持した記録材を通すことで画像を記録材に圧熱定着
させる定着装置において、加圧ローラ圧接部の長手方向
幅が、定着ローラを回転可能に支持する支持手段のロー
ラ長手方向間隔のよりも大きく、該支持手段の長手外側
で定着ローラを押圧する加圧ローラ圧接部を有すること
を特徴とする定着装置を提案する。In order to solve the above problems, a first invention according to the present invention has a fixing roller heated by a heating means and a pressure roller pressed against the fixing roller. In a fixing device that press-fixes an image on a recording material by passing a recording material bearing an image through the pressure-contacting portion of the fixing roller and the pressure roller, the longitudinal width of the pressure-roller pressing portion is equal to the fixing roller. A fixing device having a pressing roller pressing portion that is larger than a roller longitudinal direction interval of a supporting unit that rotatably supports and presses a fixing roller on the outer side of the supporting unit in the longitudinal direction is proposed.
【００１６】このように構成すると、支持手段の外側で
定着ローラに作用する加圧力が定着ローラ撓みを低減す
る方向のモーメントを発生するため、簡単な構成で定着
ローラ撓みの低減ができる。以下にこの作用を説明す
る。According to this structure, the pressing force acting on the fixing roller outside the supporting means generates a moment in the direction of reducing the bending of the fixing roller, so that the bending of the fixing roller can be reduced with a simple structure. This operation will be described below.
【００１７】本発明の定着装置は簡単なモデルにモデル
化すると図４のようになる。１１１は定着ローラをモデ
ル化した一様断面梁、１１４は本発明における定着ロー
ラ支持手段である。このモデルの撓みｙは以下のように
近似として求められる。The fixing device of the present invention is modeled as a simple model as shown in FIG. Reference numeral 111 is a beam having a uniform cross section that models the fixing roller, and 114 is the fixing roller supporting means in the present invention. The deflection y of this model is obtained as an approximation as follows.
【００１８】[0018]
【数３】 [Equation 3]
【００１９】ここで、ｘ：梁（定着ローラ１）の長手方
向の位置、τ：加圧ローラによる分布荷重、ｈ：加圧ロ
ーラ圧接幅（ニップ部１１長手幅）、ｅ：支持部１１４
からニップ端までの距離、Ｅ：定着ローラの縦弾性係
数、Ｉ：断面２次モーメントである。Here, x: longitudinal position of the beam (fixing roller 1), τ: distributed load by the pressure roller, h: pressure contact width of the pressure roller (long width of the nip portion 11), e: support portion 114
To the end of the nip, E: longitudinal elastic modulus of the fixing roller, and I: second moment of area.
【００２０】この近似式及び従来例における近似式
を用いて、例えばｈ＝３５０ｍｍ、τ：１．９６Ｎ／ｍ
ｍ、Ｅ：２１１６８０Ｎ／ｍｍ2、定着ローラ径Ｄ：３
５ｍｍ、定着ローラ肉厚ｔ：０．６ｍｍとし、定着ロー
ラ支持部の長手方向位置、つまり式におけるｄ及びｅを
変化させて上記撓みｙを計算すると、撓みｙの最大値ｙ
ｍａｘは図１１のようになった。ここで、図４のｅにつ
いてはグラフの横軸のｄが負の部分としてあらわしてい
る（ｄ＝−ｅ）。Using this approximation formula and the approximation formula in the conventional example, for example, h = 350 mm, τ: 1.96 N / m
m, E: 211680 N / mm 2 , fixing roller diameter D: 3
When the deflection y is calculated by changing the longitudinal position of the fixing roller supporting portion, that is, d and e in the equation, with 5 mm and the fixing roller wall thickness t: 0.6 mm, the maximum value y of the deflection y is obtained.
max became like FIG. Here, regarding e in FIG. 4, d on the horizontal axis of the graph is represented as a negative portion (d = -e).
【００２１】定着ローラに生ずる撓み量の最大値ｙｍａ
ｘは支持部１１４とニップ端部との距離ｄが小さくなる
にしたがって小さくなり、支持部１１４がニップ部１１
の内側になる、つまりはｅが大きくなるとさらに小さく
なる。The maximum value yma of the bending amount generated in the fixing roller
x becomes smaller as the distance d between the support portion 114 and the nip end portion becomes smaller, and the support portion 114 becomes
Becomes smaller, that is, it becomes smaller as e becomes larger.
【００２２】このように、本発明に係る定着装置におい
ては定着ローラの支持部１１４の外側に作用する加圧ロ
ーラの加圧力を長手方向撓みｙを低減する方向に作用さ
せられるため、簡単な構成で長手方向の圧均一性を実現
でき、ニップ部１１の長手方向不均一による定着不良、
記録材のシワ等搬送不良を防ぐことができる。As described above, in the fixing device according to the present invention, the pressing force of the pressure roller acting on the outer side of the supporting portion 114 of the fixing roller can be applied in the direction of reducing the longitudinal deflection y, so that the structure is simple. The pressure uniformity in the longitudinal direction can be realized with, and the fixing failure due to the non-uniformity in the longitudinal direction of the nip portion 11,
It is possible to prevent conveyance defects such as wrinkles of the recording material.
【００２３】また、本発明に係る第２の発明は、加熱手
段により加熱される定着ローラと、該定着ローラに圧接
される加圧ローラを有し、該定着ローラと加圧ローラの
圧接部に画像を坦持した記録材を通すことで画像を記録
材に圧熱定着させる定着装置において、定着ローラを加
圧ローラの加圧力に抗して回転可能に支持する支持手段
を有し、該支持手段が定着ローラを支持するローラ長手
方向位置の外側で該定着ローラを該加圧ローラの加圧方
向と略同方向に押圧する、押圧手段を有することを特徴
とする定着装置を提案する。A second invention according to the present invention has a fixing roller heated by a heating means, and a pressure roller pressed against the fixing roller, and a pressure contact portion between the fixing roller and the pressure roller is provided. A fixing device for pressing and fixing an image on a recording material by passing the recording material bearing the image has a supporting means for rotatably supporting the fixing roller against the pressure of a pressure roller, A fixing device is characterized in that the means has a pressing means for pressing the fixing roller in a direction substantially the same as the pressing direction of the pressing roller outside the position in the roller longitudinal direction supporting the fixing roller.
【００２４】このように構成すると、図９に示すように
支持手段１２４の外側で定着ローラに作用する押圧手段
による押圧力Ｆ1、Ｆ2が定着ローラの撓みｙを低減する
方向のモーメントを発生するため、簡単な構成で定着ロ
ーラ撓みｙの低減ができる。With this construction, as shown in FIG. 9, the pressing forces F 1 and F 2 by the pressing means acting on the fixing roller outside the supporting means 124 generate a moment in the direction of reducing the deflection y of the fixing roller. Therefore, the deflection y of the fixing roller can be reduced with a simple configuration.
【００２５】また、本発明に係る第３の発明は、第１の
発明又は第２の発明に係る定着装置において、上記支持
手段１１４，１２４が定着ローラを支持するローラ周方
向位置が、上記加圧ローラ圧接部から上下流に略１２０
度の２ヶ所であることを特徴とする定着装置を提案す
る。A third invention according to the present invention is the fixing device according to the first invention or the second invention, in which the roller circumferential position at which the supporting means 114, 124 supports the fixing roller is the above-mentioned addition. Approximately 120 upstream and downstream from the pressure roller pressure contact portion
We propose a fixing device that is characterized in that there are two places.
【００２６】このように構成すると、該支持手段部１１
４，１２４で発生する定着ローラの変形を、断面２次モ
ーメントの低下を招き長手方向撓みｙに対して不利な図
１２形状から断面２次モーメントの低下の少ない図１０
形状にすることができ、定着ローラの長手方向撓みを低
減できる。With this structure, the supporting means 11
The deformation of the fixing roller caused by Nos. 4,124 causes a decrease in the second moment of area and is disadvantageous to the longitudinal deflection y.
The shape of the fixing roller can be reduced, and the bending of the fixing roller in the longitudinal direction can be reduced.
【００２７】また、本発明に係る第４の発明は、加熱手
段により加熱される定着ローラと、該定着ローラに圧接
される加圧ローラを有し、該定着ローラと加圧ローラの
圧接部に画像を坦持した記録材を通すことで画像を記録
材に圧熱定着させる定着手段を有する画像形成装置にお
いて、加圧ローラ圧接部の長手方向幅が、定着ローラを
回転可能に支持する支持手段のローラ長手方向間隔のよ
りも大きく、該支持手段の長手外側で定着ローラを押圧
する加圧ローラ圧接部を有することを特徴とする画像形
成装置を提案する。Further, a fourth aspect of the present invention comprises a fixing roller heated by a heating means and a pressure roller which is brought into pressure contact with the fixing roller, and a pressure contact portion between the fixing roller and the pressure roller is provided. In an image forming apparatus having a fixing means for fixing an image on a recording material by pressure and heat by passing the recording material carrying the image, a supporting means for rotatably supporting the fixing roller with a longitudinal width of a pressure roller pressure contact portion. The image forming apparatus is characterized in that it has a pressure roller pressing portion that is larger than the distance in the roller longitudinal direction and that presses the fixing roller on the outside of the longitudinal direction of the supporting means.
【００２８】このように構成することで、第１の発明と
同様の作用を有する定着手段をもつ画像形成装置を実現
できる。With this structure, it is possible to realize an image forming apparatus having a fixing unit having the same operation as that of the first invention.
【００２９】また、本発明に係る第５の発明は、加熱手
段により加熱される定着ローラと、該定着ローラに圧接
される加圧ローラを有し、該定着ローラと加圧ローラの
圧接部に画像を坦持した記録材を通すことで画像を記録
材に圧熱定着させる定着手段を有する画像形成装置にお
いて、定着ローラを加圧ローラの加圧力に抗して回転可
能に支持する支持手段を有し、該支持手段が定着ローラ
を支持するローラ長手方向位置の外側で該定着ローラを
該加圧ローラの加圧方向と略同方向に押圧する、押圧手
段を有することを特徴とする画像形成装置を提案する。Further, a fifth aspect of the present invention comprises a fixing roller heated by a heating means and a pressure roller which is brought into pressure contact with the fixing roller, and a pressure contact portion between the fixing roller and the pressure roller is provided. In an image forming apparatus having a fixing means for fixing an image on a recording material by pressure and heat by passing the recording material carrying the image, a supporting means for rotatably supporting the fixing roller against the pressure of the pressure roller is provided. An image forming device having a pressing unit that presses the fixing roller in a direction substantially the same as the pressing direction of the pressure roller outside the roller longitudinal direction position where the supporting unit supports the fixing roller. Suggest a device.
【００３０】このように構成することで、第２の発明と
同様の作用を有する定着手段をもつ画像形成装置を実現
できる。With this structure, it is possible to realize an image forming apparatus having a fixing unit having the same operation as that of the second invention.
【００３１】また、本発明に係る第６の発明は、第４の
発明又は第５の発明に係る画像形成装置において、上記
支持手段が定着ローラを支持するローラ周方向位置が、
上記加圧ローラ圧接部から上下流に略１２０度の２ヶ所
であることを特徴とする画像形成装置を提案する。A sixth invention according to the present invention is the image forming apparatus according to the fourth invention or the fifth invention, wherein a position in the roller circumferential direction at which the supporting means supports the fixing roller is
There is proposed an image forming apparatus characterized in that there are two locations of approximately 120 degrees upstream and downstream from the pressure roller pressing portion.
【００３２】このように構成することで、第３の発明と
同様の作用を有する定着手段をもつ画像形成装置を実現
できる。With this structure, it is possible to realize an image forming apparatus having a fixing unit having the same operation as that of the third invention.
【００３３】上述の構成を改めて整理すると、以下
（１）〜（６）の構成となる。When the above-mentioned structure is rearranged again, the following structures (1) to (6) are obtained.
【００３４】（１）加熱手段により加熱される定着ロー
ラと、該定着ローラに圧接される加圧ローラを有し、該
定着ローラと加圧ローラの圧接部に画像を坦持した記録
材を通すことで画像を記録材に圧熱定着させる定着装置
において、加圧ローラ圧接部の長手方向幅が、定着ロー
ラを回転可能に支持する支持手段のローラ長手方向間隔
のよりも大きく、該支持手段の長手外側で定着ローラを
押圧する加圧ローラ圧接部を有することを特徴とする定
着装置。(1) A fixing roller heated by a heating means and a pressure roller pressed against the fixing roller are provided, and a recording material bearing an image is passed through a pressure contact portion between the fixing roller and the pressure roller. Thus, in the fixing device for fixing the image to the recording material under pressure and heat, the longitudinal width of the pressure roller pressing portion is larger than the roller longitudinal direction interval of the supporting means for rotatably supporting the fixing roller. A fixing device having a pressure roller pressing portion that presses the fixing roller on the outside in the longitudinal direction.
【００３５】（２）加熱手段により加熱される定着ロー
ラと、該定着ローラに圧接される加圧ローラを有し、該
定着ローラと加圧ローラの圧接部に画像を坦持した記録
材を通すことで画像を記録材に圧熱定着させる定着装置
において、定着ローラを加圧ローラの加圧力に抗して回
転可能に支持する支持手段を有し、該支持手段が定着ロ
ーラを支持するローラ長手方向位置の外側で該定着ロー
ラを該加圧ローラの加圧方向と略同方向に押圧する、押
圧手段を有することを特徴とする定着装置。(2) A fixing roller heated by a heating means and a pressure roller pressed against the fixing roller are provided, and a recording material bearing an image is passed through a pressure contact portion between the fixing roller and the pressure roller. In the fixing device for fixing the image to the recording material under pressure and heat, there is provided a supporting means for rotatably supporting the fixing roller against the pressure of the pressure roller, and the supporting means supports the fixing roller. A fixing device comprising a pressing unit that presses the fixing roller in the same direction as the pressing direction of the pressing roller outside the directional position.
【００３６】（３）上記支持手段が定着ローラを支持す
るローラ周方向位置が、上記加圧ローラ圧接部から上下
流に略１２０度の２ヶ所であることを特徴とする上記
（１）又は（２）記載の定着装置。(3) The above-mentioned (1) or (1), characterized in that the supporting means supports the fixing roller at two positions in the roller circumferential direction, which are approximately 120 degrees upstream and downstream from the pressure roller pressure contact portion. 2) The fixing device described above.
【００３７】（４）加熱手段により加熱される定着ロー
ラと、該定着ローラに圧接される加圧ローラを有し、該
定着ローラと加圧ローラの圧接部に画像を坦持した記録
材を通すことで画像を記録材に圧熱定着させる定着手段
を有する画像形成装置において、加圧ローラ圧接部の長
手方向幅が、定着ローラを回転可能に支持する支持手段
のローラ長手方向間隔のよりも大きく、該支持手段の長
手外側で定着ローラを押圧する加圧ローラ圧接部を有す
ることを特徴とする画像形成装置。(4) A fixing roller heated by the heating means and a pressure roller pressed against the fixing roller are provided, and the recording material bearing the image is passed through the pressure contact portion between the fixing roller and the pressure roller. Thus, in the image forming apparatus having the fixing unit for fixing the image on the recording material under pressure and heat, the longitudinal width of the pressure roller pressing portion is larger than the roller longitudinal direction interval of the supporting unit that rotatably supports the fixing roller. An image forming apparatus having a pressure roller pressing portion that presses a fixing roller on the outer side of the length of the supporting means.
【００３８】（５）加熱手段により加熱される定着ロー
ラと、該定着ローラに圧接される加圧ローラを有し、該
定着ローラと加圧ローラの圧接部に画像を坦持した記録
材を通すことで画像を記録材に圧熱定着させる定着手段
を有する画像形成装置において、定着ローラを加圧ロー
ラの加圧力に抗して回転可能に支持する支持手段を有
し、該支持手段が定着ローラを支持するローラ長手方向
位置の外側で該定着ローラを該加圧ローラの加圧方向と
略同方向に押圧する、押圧手段を有することを特徴とす
る画像形成装置。(5) A fixing roller heated by heating means and a pressure roller pressed against the fixing roller are provided, and a recording material bearing an image is passed through the pressure contact portion between the fixing roller and the pressure roller. Thus, in an image forming apparatus having a fixing unit for fixing an image to a recording material under pressure and heat, there is provided a supporting unit for rotatably supporting the fixing roller against the pressing force of the pressure roller, and the supporting unit has the fixing roller. An image forming apparatus having a pressing unit that presses the fixing roller in a direction substantially the same as the pressing direction of the pressing roller outside the position of the roller supporting the roller.
【００３９】（６）上記支持手段が定着ローラを支持す
るローラ周方向位置が、上記加圧ローラ圧接部から上下
流に略１２０度の２ヶ所であることを特徴とする上記
（４）又は（５）記載の画像形成装置。(6) The above-mentioned (4) or (4) wherein the supporting means supports the fixing roller at two positions in the roller circumferential direction, which are approximately 120 degrees upstream and downstream from the pressure roller pressure contact portion. 5) The image forming apparatus described above.
【００４０】[0040]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を、実
施例に基づいて図面を参照しながら説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below based on examples with reference to the drawings.
【００４１】〔実施例１〕本発明の１実施例としての定
着装置の概略構成図を図１に、概略断面図を図２に示
す。斜視図を図３に示す。[Embodiment 1] FIG. 1 is a schematic structural view of a fixing device as one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic sectional view thereof. A perspective view is shown in FIG.
【００４２】定着ローラ１は肉厚０．６ｍｍの鉄の中空
パイプの表面にＰＦＡチューブを被せたものである。定
着ローラ１には軸受け２０が嵌合しており、この軸受け
２０はフレーム２に対してラジアル方向に０．３ｍｍ程
度のガタを有して嵌合している。軸受け２０の両側には
定着ローラ１の長手方向の移動を規制するリテーナ５が
装着されている。加圧ローラ６は中実の鉄ローラの表面
にゴム層が形成されたもので、ベアリング８により加圧
ステイ７に対し回転可能に支持されている。加圧ステイ
７はフレーム２に対し回動軸９を中心に回動可能に保持
されており、加圧ステイ７とフレーム２の間に張架され
た加圧バネ１０により定着ローラ１側に付勢されてい
る。また、フレーム２にはベアリング２１をそれぞれ２
つずつ回転可能に支持した支持軸２２、２３が図２のよ
うに加圧ローラ６に対し上下流に１２０°の角度を取っ
て支持されている。加圧ローラ６により上方に付勢され
た定着ローラ１はベアリング２１に当接することで位置
が決まり、回転可能に支持される。The fixing roller 1 is a hollow iron pipe having a wall thickness of 0.6 mm covered with a PFA tube. A bearing 20 is fitted to the fixing roller 1, and the bearing 20 is fitted to the frame 2 with a play of about 0.3 mm in the radial direction. Retainers 5 for restricting the movement of the fixing roller 1 in the longitudinal direction are mounted on both sides of the bearing 20. The pressure roller 6 is a solid iron roller on the surface of which a rubber layer is formed, and is rotatably supported by the pressure stay 7 by a bearing 8. The pressure stay 7 is held rotatably around the rotation shaft 9 with respect to the frame 2, and is attached to the fixing roller 1 side by a pressure spring 10 stretched between the pressure stay 7 and the frame 2. It is energized. Also, the frame 2 has two bearings 21 each.
Support shafts 22 and 23, which are rotatably supported one by one, are supported at an angle of 120 ° upstream and downstream with respect to the pressure roller 6 as shown in FIG. The fixing roller 1 urged upward by the pressure roller 6 is positioned by contacting the bearing 21, and is rotatably supported.
【００４３】画像定着動作時には定着ローラ１もしくは
加圧ローラ６が図示しない駆動手段により回転駆動され
るとともに図示しない加熱手段により加熱され、ニップ
部１１を通る記録材に圧力及び熱を供給する。During the image fixing operation, the fixing roller 1 or the pressure roller 6 is rotationally driven by a driving unit (not shown) and is heated by a heating unit (not shown) to supply pressure and heat to the recording material passing through the nip portion 11.
【００４４】本実施例においては、ベアリング２１の定
着ローラ１への長手方向の当接位置は、加圧ローラ６と
のニップ部の内側でかつ、最大画像幅の外側に設定され
ている。これを、モデル化してあらわすと図４のように
なる。すなわち、図４において１１１が定着ローラ１を
あらわす梁、加圧ローラ６による加圧力が幅ｈで作用す
る分布荷重τ、ベアリング２１の支持点が１１４であ
る。In this embodiment, the contact position of the bearing 21 with the fixing roller 1 in the longitudinal direction is set inside the nip portion with the pressure roller 6 and outside the maximum image width. FIG. 4 shows a model of this. That is, in FIG. 4, reference numeral 111 denotes a beam representing the fixing roller 1, distributed load τ in which the pressure applied by the pressure roller 6 acts in the width h, and the support point of the bearing 21 is 114.
【００４５】このように構成することで加圧ローラの加
圧力のうち、ベアリング２１の外側の部分、つまり図４
のｅの範囲で作用する加圧力が定着ローラ１の長手方向
撓みｙを低減する方向に働く。この作用により撓みｙに
よるニップ不均一のない、薄肉定着ローラの定着装置を
簡単な構成で実現できる。With this structure, of the pressing force of the pressure roller, the portion outside the bearing 21, that is, FIG.
The pressing force acting in the range of e acts to reduce the longitudinal deflection y of the fixing roller 1. By this action, it is possible to realize a fixing device of a thin fixing roller with a simple structure, in which the nip is not uneven due to the deflection y.
【００４６】〔実施例２〕本発明の他の実施例である、
定着装置の概略図を図５に概略断面図を図６に、前視図
を図７に、斜視図を図８に示す。[Embodiment 2] This is another embodiment of the present invention.
A schematic view of the fixing device is shown in FIG. 5, a schematic sectional view is shown in FIG. 6, a front view is shown in FIG. 7, and a perspective view is shown in FIG.
【００４７】定着ローラ１は鉄の中空パイプの表面にＰ
ＦＡチューブを被せたもので、断熱ブッシュ３を介して
ベアリング４によりフレーム２に回転可能に支持されて
いる。断熱ブッシュ３の両側には定着ローラ１の長手方
向の移動を規制するリテーナ５が装着されている。加圧
ローラ６は中実の鉄ローラの表面にゴム層が形成された
もので、ベアリング８により加圧ステイ７に対し回転可
能に支持されている。加圧ステイ７はフレーム２に対し
回動軸９を中心に回動可能に保持されており、加圧ステ
イ７とフレーム２の間に張架された加圧バネ１０により
定着ローラ１側に付勢されている。このような構成によ
り加圧ローラ６は定着ローラ１に加圧され、ゴム層の変
形によりニップ部１１を形成する。The fixing roller 1 is made of P on the surface of an iron hollow pipe.
It is covered with an FA tube and is rotatably supported by the frame 2 by a bearing 4 via a heat insulating bush 3. Retainers 5 that restrict the movement of the fixing roller 1 in the longitudinal direction are mounted on both sides of the heat insulating bush 3. The pressure roller 6 is a solid iron roller on the surface of which a rubber layer is formed, and is rotatably supported by the pressure stay 7 by a bearing 8. The pressure stay 7 is held rotatably around the rotation shaft 9 with respect to the frame 2, and is attached to the fixing roller 1 side by a pressure spring 10 stretched between the pressure stay 7 and the frame 2. It is energized. With such a configuration, the pressure roller 6 is pressed against the fixing roller 1, and the nip portion 11 is formed by the deformation of the rubber layer.
【００４８】また、フレーム２の長手方向、両側面には
ベアリング３０を回転可能に支持した、揺動板３１が回
動軸９を中心に、加圧ステイ７とは独立に回動可能に支
持されている。揺動板３１はフレーム２との間に張架さ
れた引張りバネ３２により上方に付勢され、ベアリング
３０が定着ローラ１に当接し上方に押圧している。A rocking plate 31, which rotatably supports bearings 30 on both side surfaces of the frame 2 in the longitudinal direction, is rotatably supported independently of the pressure stay 7 about a rotary shaft 9. Has been done. The oscillating plate 31 is urged upward by a tension spring 32 stretched between the oscillating plate 31 and the frame 2, and the bearing 30 contacts the fixing roller 1 and presses it upward.
【００４９】このとき、定着ローラ１に作用する力をモ
デル化してあらわすと、図９のようになる。すなわち、
図９において１２１が定着ローラ１をモデル化した梁、
加圧ローラ６による加圧力が分布荷重τ、ベアリング４
の支持点が１２４、ベアリング３０による押圧力が
Ｆ1、Ｆ2である。このＦ1、Ｆ2はτにより発生する撓み
ｙを低減する方向に作用するため、撓みｙによるニップ
不均一のない、薄肉定着ローラの定着装置を簡単な構成
で実現できる。At this time, the force acting on the fixing roller 1 is modeled and shown in FIG. That is,
In FIG. 9, 121 is a beam that models the fixing roller 1,
The pressure applied by the pressure roller 6 is the distributed load τ, and the bearing 4
Is 124, and the pressing force by the bearing 30 is F 1 and F 2 . Since F 1 and F 2 act in a direction to reduce the deflection y generated by τ, it is possible to realize a fixing device for a thin-walled fixing roller with a simple configuration, which does not cause uneven nip due to the deflection y.
【００５０】[0050]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば薄肉定着
ローラの長手方向撓みの低減や防止を可能とすることが
できるものである。As described above, according to the present invention, it is possible to reduce or prevent the bending of the thin fixing roller in the longitudinal direction.
【図１】 本発明の実施例１の概略構成図FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of the present invention.
【図２】 本発明の実施例１の概略断面図FIG. 2 is a schematic sectional view of Embodiment 1 of the present invention.
【図３】 本発明の実施例１の概略斜視図FIG. 3 is a schematic perspective view of the first embodiment of the present invention.
【図４】 本発明の実施例１の作用を説明するモデル図FIG. 4 is a model diagram for explaining the operation of the first embodiment of the present invention.
【図５】 本発明の実施例２の概略構成図FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a second embodiment of the present invention.
【図６】 本発明の実施例２の概略断面図FIG. 6 is a schematic sectional view of a second embodiment of the present invention.
【図７】 本発明の実施例２の概略側面図FIG. 7 is a schematic side view of a second embodiment of the present invention.
【図８】 本発明の実施例２の概略斜視図FIG. 8 is a schematic perspective view of a second embodiment of the present invention.
【図９】 本発明の実施例２の作用を説明するモデル図FIG. 9 is a model diagram for explaining the operation of the second embodiment of the present invention.
【図１０】 本発明におけるローラの断面変形形態を説
明する図FIG. 10 is a view for explaining a cross-sectional deformation mode of the roller in the present invention.
【図１１】 本発明の作用による撓みの低減を示すロー
ラ撓み量の計算結果を示すグラフFIG. 11 is a graph showing a calculation result of a roller deflection amount showing a reduction in deflection due to the action of the present invention.
【図１２】 従来例におけるローラの断面変形形態を説
明する図FIG. 12 is a diagram illustrating a cross-sectional deformation mode of a roller in a conventional example.
【図１３】 従来例の概略構成図FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a conventional example.
【図１４】 従来例の概略断面図FIG. 14 is a schematic sectional view of a conventional example.
【図１５】 従来例におけるローラ長手方向変形を説明
するモデル図FIG. 15 is a model diagram for explaining the deformation in the roller longitudinal direction in the conventional example.
【図１６】 従来例におけるローラ撓み量の計算結果を
示すグラフFIG. 16 is a graph showing a calculation result of a roller deflection amount in a conventional example.
１ 定着ローラ ２ フレーム ３ 断熱ブッシュ ４ ベアリング ５ リテーナ ６ 加圧ローラ ７ 加圧ステイ ８ ベアリング ９ 回動軸 １０ 加圧バネ １１ ニップ部 ２０ 軸受け ２１ ベアリング ２２，２３ 支持軸 ３０ ベアリング ３１ 揺動板 ３２ 引張りバネ １０１ 定着ローラ１をモデル化した一様断面梁 １０４ 定着ローラ１のモデル化した支持部 １１１ 定着ローラ１をモデル化した一様断面梁 １１４ 定着ローラ１のモデル化した支持部 １２１ 定着ローラ１をモデル化した一様断面梁 １２４ 定着ローラ１のモデル化した支持部 τ 加圧ローラ６による分布荷重 ｄ 支持部１０４からニップ端までの距離 ｅ 支持部１１４からニップ端までの距離 Ｆ1，Ｆ2 押圧力 ｈ ニップ部１１長手幅 Ｌ 支持部１０４間距離 ｘ 定着ローラ１の長手方向の位置 ｙ 撓み ｙｍａｘ 撓みｙの最大値1 Fixing Roller 2 Frame 3 Insulation Bushing 4 Bearing 5 Retainer 6 Pressure Roller 7 Pressure Stay 8 Bearing 9 Rotating Shaft 10 Pressure Spring 11 Nip 20 Bearing 21 Bearing 22, 23 Support Shaft 30 Bearing 31 Swing Plate 32 Tension Spring 101 Uniform cross-section beam 104 modeling the fixing roller 1 Modeled support part 111 of the fixing roller 1 Uniform cross-section beam 114 modeling the fixing roller 1 Modeling support part 121 of the fixing roller 1 Modeled uniform cross-section beam 124 Modeled support part τ of fixing roller 1 Distributed load by pressure roller 6 d Distance from support part 104 to nip end e Distance from support part 114 to nip end F 1 , F 2 Pressing force h Nip 11 longitudinal width L Distance between supporting portions 104 Position y of fixing roller 1 in longitudinal direction Deflection ymax Deflection The maximum value of y
Claims (6)
と、該定着ローラに圧接される加圧ローラを有し、該定
着ローラと加圧ローラの圧接部に画像を坦持した記録材
を通すことで画像を記録材に圧熱定着させる定着装置に
おいて、加圧ローラ圧接部の長手方向幅が、定着ローラ
を回転可能に支持する支持手段のローラ長手方向間隔の
よりも大きく、該支持手段の長手外側で定着ローラを押
圧する加圧ローラ圧接部を有することを特徴とする定着
装置。1. A fixing roller which is heated by a heating means and a pressure roller which is brought into pressure contact with the fixing roller, and a recording material carrying an image is passed through a pressure contact portion between the fixing roller and the pressure roller. In the fixing device for fixing the image on the recording material by pressure heat, the longitudinal width of the pressure roller pressing portion is larger than the roller longitudinal interval of the supporting means for rotatably supporting the fixing roller, and A fixing device having a pressure roller pressing portion that presses the fixing roller on the outside.
と、該定着ローラに圧接される加圧ローラを有し、該定
着ローラと加圧ローラの圧接部に画像を坦持した記録材
を通すことで画像を記録材に圧熱定着させる定着装置に
おいて、定着ローラを加圧ローラの加圧力に抗して回転
可能に支持する支持手段を有し、該支持手段が定着ロー
ラを支持するローラ長手方向位置の外側で該定着ローラ
を該加圧ローラの加圧方向と略同方向に押圧する、押圧
手段を有することを特徴とする定着装置。2. A fixing roller heated by a heating means and a pressure roller pressed against the fixing roller, and a recording material carrying an image is passed through a pressure contact portion between the fixing roller and the pressure roller. In a fixing device for fixing an image to a recording material by pressure heat, there is provided a supporting means for rotatably supporting the fixing roller against the pressing force of the pressure roller, and the supporting means supports the fixing roller in the roller longitudinal direction. A fixing device comprising a pressing unit that presses the fixing roller outside the position in substantially the same direction as the pressing direction of the pressing roller.
ーラ周方向位置が、上記加圧ローラ圧接部から上下流に
略１２０度の２ヶ所であることを特徴とする請求項１又
は請求項２記載の定着装置。3. The roller circumferential position at which the supporting means supports the fixing roller is at two positions of approximately 120 degrees upstream and downstream from the pressure roller pressure contact portion. The fixing device described.
と、該定着ローラに圧接される加圧ローラを有し、該定
着ローラと加圧ローラの圧接部に画像を坦持した記録材
を通すことで画像を記録材に圧熱定着させる定着手段を
有する画像形成装置において、加圧ローラ圧接部の長手
方向幅が、定着ローラを回転可能に支持する支持手段の
ローラ長手方向間隔のよりも大きく、該支持手段の長手
外側で定着ローラを押圧する加圧ローラ圧接部を有する
ことを特徴とする画像形成装置。4. A fixing roller heated by heating means and a pressure roller pressed against the fixing roller, and a recording material bearing an image is passed through a pressure contact portion between the fixing roller and the pressure roller. In an image forming apparatus having a fixing unit that heat-fixes an image on a recording material, the longitudinal width of the pressure roller pressing portion is larger than the roller longitudinal interval of the supporting unit that rotatably supports the fixing roller, An image forming apparatus comprising a pressure roller pressing portion that presses a fixing roller on the outside of the length of the supporting means.
と、該定着ローラに圧接される加圧ローラを有し、該定
着ローラと加圧ローラの圧接部に画像を坦持した記録材
を通すことで画像を記録材に圧熱定着させる定着手段を
有する画像形成装置において、定着ローラを加圧ローラ
の加圧力に抗して回転可能に支持する支持手段を有し、
該支持手段が定着ローラを支持するローラ長手方向位置
の外側で該定着ローラを該加圧ローラの加圧方向と略同
方向に押圧する、押圧手段を有することを特徴とする画
像形成装置。5. A fixing roller heated by a heating unit and a pressure roller pressed against the fixing roller, and a recording material bearing an image is passed through a pressure contact portion between the fixing roller and the pressure roller. In an image forming apparatus having a fixing means for fixing an image on a recording material under pressure and heat, a supporting means for supporting the fixing roller rotatably against the pressure of the pressure roller is provided.
An image forming apparatus comprising: a pressing unit that presses the fixing roller in a direction substantially the same as the pressing direction of the pressing roller outside the position in the roller longitudinal direction where the supporting unit supports the fixing roller.
ーラ周方向位置が、上記加圧ローラ圧接部から上下流に
略１２０度の２ヶ所であることを特徴とする請求項４又
は請求項５記載の画像形成装置。6. The roller circumferential direction position at which the supporting means supports the fixing roller is at two positions of approximately 120 degrees upstream and downstream from the pressure roller pressure contact portion. The image forming apparatus described.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001329143A JP2003131513A (en) | 2001-10-26 | 2001-10-26 | Fixing device and image forming device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001329143A JP2003131513A (en) | 2001-10-26 | 2001-10-26 | Fixing device and image forming device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003131513A true JP2003131513A (en) | 2003-05-09 |
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ID=19145090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2003131513A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009300894A (en) * | 2008-06-17 | 2009-12-24 | Canon Inc | Pressure mechanism and image forming apparatus |
| JP2019191215A (en) * | 2018-04-18 | 2019-10-31 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Fixing device and image forming apparatus |
-
2001
- 2001-10-26 JP JP2001329143A patent/JP2003131513A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2009300894A (en) * | 2008-06-17 | 2009-12-24 | Canon Inc | Pressure mechanism and image forming apparatus |
| JP2019191215A (en) * | 2018-04-18 | 2019-10-31 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Fixing device and image forming apparatus |
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