JP2007004029A - Heating roller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内部に備えられる熱源によって加熱される薄肉の円筒体と、前記円筒体の内周面に外周部が当接して、前記円筒体の半径方向の変形を防止するリング状補強部材とを備える画像形成装置の加熱用ローラに関する。 The present invention includes a thin cylindrical body that is heated by a heat source provided therein, and a ring-shaped reinforcing member that prevents an outer peripheral portion of the cylindrical body from abutting on an inner peripheral surface of the cylindrical body to prevent radial deformation of the cylindrical body. The present invention relates to a heating roller of an image forming apparatus.
一般に、画像形成装置(複写機、プリンター又はファクシミリあるいはこれらの複合機等)に内蔵されている定着装置は、内部にヒータを内蔵した定着ローラ(加熱用ローラ)と、定着ローラに圧接した加圧ローラとを備えている。この種の定着装置は、トナー像を転写した用紙を、ヒータにより加熱された定着ローラと加圧ローラとの圧接部に通過させて、その熱エネルギーと圧力によってトナーを軟化溶融させて用紙に定着させる。
定着ローラには、加圧ローラにより高い圧力が付与されるので、変形を防ぐために定着ローラは厚肉に形成されていた。しかし、定着ローラを厚肉にすると、熱容量が大きくなるため、定着ローラを加熱するまでに時間が掛かって(立ち上げ時間が長くなる)使い勝手が悪くなると共に、立ち上げ時間が長いので常に電源をONの状態して使用するといった不経済な使用方法(エネルギー消費効率の悪化)が強いられ得るという問題がある。
そこで、定着ローラを薄肉の熱容量の小さい円筒体で構成し、薄肉にした分、その機械的強度を補強するために、複数のリング状補強部材を円筒体の内周面に圧入した定着ローラが考案されている(特許文献1参照)。
In general, a fixing device built in an image forming apparatus (such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a complex machine of these) has a fixing roller (heating roller) with a built-in heater therein and a pressure that is in pressure contact with the fixing roller. And a roller. In this type of fixing device, a sheet on which a toner image is transferred is passed through a pressure contact portion between a fixing roller heated by a heater and a pressure roller, and the toner is softened and melted by the heat energy and pressure to be fixed on the sheet. Let
Since a high pressure is applied to the fixing roller by the pressure roller, the fixing roller is formed thick to prevent deformation. However, if the fixing roller is thick, the heat capacity increases, so it takes a long time to heat the fixing roller (longer startup time) and the usability deteriorates. There is a problem that an uneconomic usage method (deterioration of energy consumption efficiency) such as use in an ON state can be forced.
Therefore, the fixing roller is composed of a thin cylindrical body having a small heat capacity, and a fixing roller in which a plurality of ring-shaped reinforcing members are press-fitted into the inner peripheral surface of the cylindrical body in order to reinforce the mechanical strength by reducing the thickness. It has been devised (see Patent Document 1).
しかしながら、上記従来例の定着ローラにおいては、複数のリング状補強部材を1枚ずつ円筒体内に圧入しなくてはならないので、組み立て作業が面倒であった。
また、上記従来例においては、各リング状補強部材の位置決めも困難であり、それぞれのリング状補強部材が、常に所定位置にきちんと正確に固定されるものではない。例えば、リング状補強部材が、円筒体の軸心に対して斜めに固定されてしまい、使用の際に十分な補強効果を発揮せず、定着ローラが変形(ロール撓み)し、トナー像がきちんと定着されず用紙が汚れたり、用紙搬送の際に紙しわを生じ得るといった問題を抱えていた。
However, in the above-described conventional fixing roller, a plurality of ring-shaped reinforcing members must be press-fitted into the cylindrical body one by one, so that the assembling work is troublesome.
Further, in the above-described conventional example, it is difficult to position each ring-shaped reinforcing member, and each ring-shaped reinforcing member is not always fixed accurately at a predetermined position. For example, the ring-shaped reinforcing member is fixed obliquely with respect to the axial center of the cylindrical body, and does not exhibit a sufficient reinforcing effect during use, the fixing roller is deformed (rolled), and the toner image is properly formed. There are problems that the paper is not fixed and the paper becomes dirty or paper wrinkles may occur during paper conveyance.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、リング状補強部材の組み付けが容易であり、且つリング状補強部材の位置決めも正確になされ、その補強効果を常に十分に発揮し得る加熱用ローラを提供するものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is easy to assemble the ring-shaped reinforcing member, and the positioning of the ring-shaped reinforcing member is accurately performed, and the heating that can always sufficiently exert the reinforcing effect. A roller is provided.
本発明の第1特徴構成は、内部に備えられる熱源によって加熱される薄肉の円筒体と、前記円筒体の内周面に外周部が当接して、前記円筒体の半径方向の変形を防止するリング状補強部材とを備える画像形成装置の加熱用ローラであって、複数の前記リング状補強部材が、前記円筒体の長手方向に所定間隔で支持されるように、支持部材を介して前記円筒体の両端部に設けられているフランジ部に固定されている加熱用ローラである点にある。 In the first characteristic configuration of the present invention, a thin-walled cylindrical body heated by a heat source provided therein and an outer peripheral portion abut on the inner peripheral surface of the cylindrical body to prevent the cylindrical body from deforming in the radial direction. A heating roller of an image forming apparatus including a ring-shaped reinforcing member, wherein the plurality of ring-shaped reinforcing members are supported via the support member at predetermined intervals in the longitudinal direction of the cylindrical body. It is in the point which is a roller for a heating currently fixed to the flange part provided in the both ends of the body.
〔作用及び効果〕
本発明の加熱用ローラは、薄肉の円筒体を備えているので、熱容量が小さく、内部に備えられる熱源(ヒーター)によって加熱用ローラを十分に加熱するのに要する時間とエネルギーとを節約することができる。その結果、画像形成装置の立ち上げ時間も短縮されるので使い勝手も良くなり、尚且つエネルギー消費効率も高くなり省エネルギー化が図れ、コスト削減にもつながる。さらに、本発明の加熱用ローラは、前記円筒体の内周面に外周部が当接して、前記円筒体の半径方向の変形を防止するリング状補強部材を備えているので、加圧ローラにより圧力が付与されても変形し難い。
また、本発明の特徴として、複数の前記リング状補強部材が、前記円筒体の長手方向に所定間隔で支持されるように、支持部材を介して前記円筒体の両端部に設けられているフランジ部に固定されている。従って、複数のリング状補強部材が支持部材を介して所定間隔に支持されるので、位置決めが正確になされ得、リング状補強部材が円筒体の軸心に対して斜めに固定されて、その補強効果が低減されるといったこともない。
さらに、リング状補強部材は、支持部材を介して前記円筒体の両端部に設けられているフランジ部に固定されているので、例えば、リング状補強部材と、支持部材と、フランジ部とを予め組み立てておくことが可能であり、あとはその組み立てたものをそのまま円筒体内に挿入すれば、本発明の加熱用ローラを容易に製造することができる。
[Action and effect]
Since the heating roller of the present invention has a thin cylindrical body, the heat capacity is small, and the time and energy required to sufficiently heat the heating roller by a heat source (heater) provided therein is saved. Can do. As a result, the start-up time of the image forming apparatus is shortened, so that it is easy to use, energy efficiency is increased, energy saving is achieved, and cost is reduced. Furthermore, the heating roller according to the present invention includes a ring-shaped reinforcing member that prevents the cylindrical body from deforming in the radial direction by contacting the outer peripheral portion with the inner peripheral surface of the cylindrical body. Even if pressure is applied, it is difficult to deform.
Further, as a feature of the present invention, flanges provided at both ends of the cylindrical body via support members so that the plurality of ring-shaped reinforcing members are supported at predetermined intervals in the longitudinal direction of the cylindrical body. It is fixed to the part. Accordingly, since the plurality of ring-shaped reinforcing members are supported at predetermined intervals via the supporting members, the positioning can be accurately performed, and the ring-shaped reinforcing members are fixed obliquely with respect to the axial center of the cylindrical body, and the reinforcement The effect is not reduced.
Furthermore, since the ring-shaped reinforcing member is fixed to the flange portions provided at both ends of the cylindrical body via the support member, for example, the ring-shaped reinforcing member, the support member, and the flange portion are previously connected. The heating roller of the present invention can be easily manufactured by inserting the assembled product into the cylindrical body as it is.
本発明の第2特徴構成は、前記リング状補強部材の外周部に複数の突起部が設けられており、前記突起部が、径方向の外側に突出して前記円筒体の内周面に圧接するように付勢されている請求項1に記載の加熱用ローラである点にある。
According to a second characteristic configuration of the present invention, a plurality of protrusions are provided on the outer peripheral portion of the ring-shaped reinforcing member, and the protrusion protrudes radially outward to press against the inner peripheral surface of the cylindrical body. The heating roller according to
〔作用及び効果〕
リング状補強部材の外周部に複数の突起部が設けられており、前記突起部が、径方向の外側に突出して前記円筒体の内周面に圧接するように付勢されているので、円筒体内周面に圧接するリング状補強部材の外周部の面積が、その外周部の全周面から各突起部の先端部に限定されて小さくなる。
その結果、円筒体に加えられた熱が、リング状補強部材に伝熱し難くなり、加熱用ローラ表面の温度分布がより均一になって定着性能が向上すると共に、リング状補強部材を含めた加熱用ローラの熱容量がより小さくなり、より一層の立ち上げ時間の短縮化や省エネルギー化を図ることが可能となる。
[Action and effect]
A plurality of protrusions are provided on the outer periphery of the ring-shaped reinforcing member, and the protrusions are biased so as to protrude outward in the radial direction and press-contact with the inner peripheral surface of the cylindrical body. The area of the outer peripheral portion of the ring-shaped reinforcing member that comes into pressure contact with the peripheral surface of the body is limited from the entire peripheral surface of the outer peripheral portion to the tip portion of each protrusion, and becomes smaller.
As a result, the heat applied to the cylindrical body becomes difficult to transfer to the ring-shaped reinforcing member, the temperature distribution on the surface of the heating roller becomes more uniform, fixing performance is improved, and heating including the ring-shaped reinforcing member is performed. The heat capacity of the roller for use becomes smaller, and it becomes possible to further shorten the start-up time and save energy.
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
〔実施形態〕
図1は、本発明の定着ローラ2(加熱用ローラ)を備える定着装置1を概略的に示した横断面図であり、図2は、同じく本発明の定着ローラ2を備える定着装置1の縦断面図である。
定着装置1は、アルミニウム等の熱伝導率の良い薄肉の円筒体5からなる定着ローラ2と、定着ローラ2に圧接する加圧ローラ3とから主に構成されており、両ローラ2、3は、ベアリング等の軸受けを備える一対の枠体9により、軸心周りに回転自在に支持されている。
Embodiment
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a
The
定着ローラ2の内部には、定着ローラ2を加熱する熱源としてのヒータ4が円筒体5の長手方向全体にわたって、その軸心に位置するように固定される。
さらに、定着ローラの円筒体5の内部には、円筒体5の半径方向の変形を防止するためのリング状補強部材7が、円筒体5長手方向の所定位置に4箇所設けられており、リング状補強部材7の外径の大きさは、円筒体5の内径の大きさと同程度であり、円筒体の内周面5aにリング状補強部材7の外周部8が当接し得る構成となっている。
また、リング状補強部材7には、図3に示すように、円筒状の支持部材10を通す円型の軸挿通孔7aが設けられており、リング状補強部材7は、この支持部材10を介して、円筒体5の両端部に設けられているフランジ部11に固定される。
Inside the
Further, inside the
In addition, as shown in FIG. 3, the ring-shaped reinforcing
定着ローラ2の両端に設けられるフランジ部11は、主として小径部11cと大径部11dとから構成されており、ヒータ4を通すための孔11bと、支持部材10の端部を嵌合固定可能な嵌め込み穴11aとが設けられている。また、大径部11dの外径の大きさは、円筒体5の内径の大きさと同程度であり、内周面5aに大径部11dの外周部が当接し得る構成となっている。そして、枠体9に備えられたベアリング13で小径部11cを軸受けすることにより定着ローラ2が回転自在に支持される。
The
図3は、リング状補強部材7を支持部材10の所定位置に固定する様子を示している。支持部材10の外周面には、その軸心方向と直交する方向に、Cリング12を装着可能なリング溝10aが、各リング状補強部材7の所定の設置位置に対応して2箇所ずつ設けられている(但し、フランジ部11に接するリング状補強部材7については1箇所のみ)。この2つのリング溝10aの幅Tはリング状補強部材7の厚さtと同程度であり、またリング溝10aに装着した際のCリング12の外径は、軸挿通孔7aの直径よりも大きく構成されている。従って、リング状補強部材7を、その軸挿通孔7aを介して、支持部材10のリング溝10aの設けてある所定位置まで通した後、各リング溝10aにCリング12を装着すれば、2つのCリング12によってリング状補強部材7が支持部材10の所定位置で挟持固定される。
FIG. 3 shows how the ring-shaped reinforcing
なお、本実施形態においては、リング状補強部材7に、円型の軸挿通孔7aを2箇所設けており(リング状補強部材7の円の直径の両端部)、円筒状の支持部材10を2本通す構成となっているので、一つのリング状補強部材7は、合計4つのCリング12で挟持固定される(但し、フランジ部11に接するリング状補強部材7については、2つのCリング12とフランジ部11とで挟持固定される)。しかし本発明はこれに限定されるものでなく、リング状補強部材7が支持部材10の所定位置で支持固定され得る構成であるならば、リング状補強部材7に設ける軸挿通孔7aや支持部材10についての形状や数は、必要に応じて適宜設定することができる。
In the present embodiment, the ring-shaped reinforcing
本発明の定着ローラ2を組み立てる際は、例えば、まず必要な数のリング状補強部材7を、その軸挿通孔7aを介して支持部材10に通して、それぞれを所定位置にてCリング12で固定する。次いで、支持部材10の両端を、フランジ部11の嵌め込み穴11aに嵌合させて両端を固定し、それをそのまま円筒体5内に挿入する。
When assembling the fixing
上記のリング状補強部材7、支持部材10、Cリング12及びフランジ部11は、円筒体5と同等以上の熱伝導率を有する材料(例えば、アルミニウムやある種のセラミックス等)で形成されることが望ましい。
The ring-shaped reinforcing
また、本実施形態においては、リング状補強部材7を定着ローラ2内に円筒体5の軸心に沿って4箇所設ける構成となっているが、これに限定されるものではなく、支持部材10を介してフランジ部11に固定可能であり、円筒体5の半径方向の変形を防止し得、尚且つ円筒体表面の温度分布に偏りを生じないような構成であるならば、リング状補強部材7の数は、必要に応じて適宜設定することが可能である。また、リング状補強部材7のリング幅や厚さに関しても同様であり、支持部材10を介してフランジ部11に固定可能であり、円筒体5の半径方向の変形を防止し得、尚且つ円筒体表面の温度分布に偏りを生じないような構成であるならば、必要に応じて適宜設定することが可能である。
Further, in the present embodiment, the ring-shaped reinforcing
〔別実施形態〕
図4〜6は、本発明の定着ローラ2(加熱用ローラ)の別実施形態を示している。
本発明の別実施形態における定着ローラ2は、リング状補強部材7及び支持部材10以外の構成は、上述の実施形態と略同様である。
[Another embodiment]
4 to 6 show another embodiment of the fixing roller 2 (heating roller) of the present invention.
The fixing
図4及び図5に示されるように、別実施形態のリング状補強部材7には、その外周部に5つの収容穴8cが設けられており、それらの収容穴8cは、下部にバネ部材8bを設けた円錐状の突起部8aを備えている。突起部8aは、通常はリング状補強部材7の径方向の外側に突出しているが、上方から押さえつけると、バネ部材8bの収縮により収容穴8cの内部に収容され得る構成となっている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the ring-shaped reinforcing
また、突起部8aを収容穴8c内に完全に収容したときのリング状補強部材7の外径は、円筒体5の内径よりも小さく、また、突起部8aが収容穴8cから突出している状態において、突起部8aの先端を含むリング状補強部材7の外径の大きさは、円筒体5の内径よりも大きくなるよう構成されている。
Further, the outer diameter of the ring-shaped reinforcing
従って、別実施形態の定着ローラ2を組み立てる際、リング状補強部材7を円筒体5に挿入すると、図4及び図5に示されるように、バネ部材8bの収縮により円筒体5の内径に合わせて突起部8aが収容穴8c内に収容される。そして、挿入後の突起部8aは、バネ部材8bによりリング状補強部材7の径方向の外側に突出し、円筒体の内周面5aに圧接するように付勢され、突起部8aの先端部のみが、円筒体5の内周面5aと当接する。
Therefore, when assembling the fixing
尚、収容穴8cと突起部8aの形状や数については、上述されたものに限定されるものでなく、円筒体5の半径方向の変形を防止し得、尚且つ円筒体5表面の温度分布に偏りを生じないような構成であるならば、必要に応じて適宜設定することができる。
The shape and number of the receiving
図6は、本発明の別実施形態における定着ローラ2の縦断面図と、定着ローラ2内に設けられた4つのリング状補強部材7を、定着ローラ2の軸心方向から見たときの側面図とを示している。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the fixing
尚、図5〜6に示す別実施形態のリング状補強部材7においては、その両面に軸穴7bが設けられており、支持部材10の端部がその軸穴7bに嵌合し得るように構成されている。そして先の実施形態とは異なり、支持部材10が軸心方向に複数に分割されおり、各支持部材10の長さは、各リング状補強部材7が円筒体5長手方向の所定位置に支持固定されるように調整されている。
In addition, in the ring-shaped
この別実施形態の定着ローラ2を組み立てるには、まずリング状補強部材7の軸穴7bに支持部材10の端部を嵌め込み、次いで、支持部材10のもう一方の端部に別のリング状補強部材7を嵌め込み、さらにその別のリング状補強部材7のもう片方面の軸穴7bに、また別の支持部材10を嵌め込むといった具合に、リング状補強部材7と支持部材10とを交互に嵌め込んで固定するのを繰り返していく。最後に、そうして組み上がったリング状補強部材7と支持部材10との構造物を円筒体5内に挿入し、その両端をフランジ部11で挟持固定する。尚、この別実施形態のリング状補強部材7をフランジ部11に固定する方法は、これに限定されるものでなく、先の実施形態にて示したように、支持部材10を分割せず、Cリングを用いる構成を採用することも可能である。
In order to assemble the fixing
また、図6に示されるように、リング状補強部材7の外周部に設けられた5つの突起部(8a-1〜8a−5)は、定着ローラ2の軸心方向からみたときに、それぞれの突起部が互いに重ならないように、軸心周りに少しずつずらされた状態で固定されている。各リング状補強部材7を上述のように配置することで、隣り合う突起部8aの間で、円筒体5の表面に凹形状が発生するのを防止することができる。
Further, as shown in FIG. 6, the five protrusions (8 a-1 to 8 a-5) provided on the outer peripheral portion of the ring-shaped reinforcing
(その他の実施形態)
上述の2つの実施形態における本発明の加熱用ローラは、定着ローラに適用した構成としてあるが、これに限定されるものではなく、例えば、本発明の加熱用ローラは、図7に示されるように、ベルト式の定着装置1の外部加熱ローラ14において適用することも可能である。
定着装置1は、アルミニウム等の熱伝導率の良い薄肉の円筒体5からなる外部加熱ローラ14(加熱用ローラ)、定着ローラ2、定着ローラ2に圧接する加圧ローラ3とから主に構成されており、これら3種類のローラは、ベアリング等の軸受けを備える一対の枠体により、軸心周りに回転自在に支持されている(図示せず)。尚、外部加熱ローラ14の構成については、上述の2つの実施形態における定着ローラと略同様であり、その内部には、熱源としてのヒータ4と、円筒体5の半径方向の変形を防止するためのリング状補強部材7が設けられている。
(Other embodiments)
The heating roller of the present invention in the above two embodiments is applied to the fixing roller, but is not limited to this. For example, the heating roller of the present invention is as shown in FIG. In addition, it can be applied to the
The fixing
図7に示されるように、循環運動する定着ベルト15が、定着ローラ2及び外部過熱ローラ14の間に巻き掛けられており、トナー像を転写した用紙を、ヒータ4により加熱された定着ベルト15と、加圧ローラ3との圧接部に通過させて、その熱エネルギーと圧力によってトナーを軟化溶融させて用紙に定着させる。
As shown in FIG. 7, a circulating fixing
1 定着装置
2 定着ローラ
3 加圧ローラ
4 ヒータ
5 円筒体
5a 内周面
7 リング状補強部材
7a 軸挿通孔
7b 軸穴
8 外周部
8a 突起部
8b バネ部材
8c 収容穴
9 枠体
10 支持部材
10a リング溝
11 フランジ部
11a 嵌め込み穴
11b 孔
11c 小径部
11d 大径部
12 Cリング
13 ベアリング(軸受け)
14 外部加熱ローラ
15 定着ベルト
DESCRIPTION OF
14
Claims (2)
複数の前記リング状補強部材が、前記円筒体の長手方向に所定間隔で支持されるように、支持部材を介して前記円筒体の両端部に設けられているフランジ部に固定されている加熱用ローラ。 Image forming comprising: a thin cylindrical body heated by a heat source provided inside; and a ring-shaped reinforcing member whose outer peripheral portion abuts on the inner peripheral surface of the cylindrical body and prevents deformation of the cylindrical body in the radial direction A heating roller for the device,
A plurality of the ring-shaped reinforcing members are fixed to flange portions provided at both ends of the cylindrical body via support members so that the ring-shaped reinforcing members are supported at predetermined intervals in the longitudinal direction of the cylindrical body. roller.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016114810A (en) * | 2014-12-16 | 2016-06-23 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Fixation device and image formation device |
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2005
- 2005-06-27 JP JP2005186642A patent/JP2007004029A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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