JP2000131984A - Fixing device - Google Patents

Fixing device

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JP2000131984A
JP2000131984A JP10303901A JP30390198A JP2000131984A JP 2000131984 A JP2000131984 A JP 2000131984A JP 10303901 A JP10303901 A JP 10303901A JP 30390198 A JP30390198 A JP 30390198A JP 2000131984 A JP2000131984 A JP 2000131984A
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JP
Japan
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bearing
shaft
heating roll
roll
fixing device
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Application number
JP10303901A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiichiro Sato
啓一郎 佐藤
Akihiko Kato
彰彦 加藤
Tomoki Kobayashi
智己 小林
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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Publication of JP2000131984A publication Critical patent/JP2000131984A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily insert a bearing under ordinary temperature by specifying press-contact load acting between a heating roll and a pressure roll and the ratio of the outside diameter of a shaft part to the inside diameter of the bearing. SOLUTION: When it is assumed that the press-contact load acting between the heating roll 2 and the pressure roll 3 is X and the dimension ratio of the outside diameter D of the shaft part 24 to the inside diameter(d) of the bearing is Y, they satisfy both expressions: Y>=(1/6000)X+99.86 and Y<=(-1.5/6000)X+100.1. Thus, appropriate clearance is kept in the case of fitting the bearing 4 in the shaft part 24, and the bearing 4 is easily inserted in the shaft part 24 of the heating roll 2 and/or the pressure roll 3 under the ordinary temperature, and the shaft part 24 is prevented from being worn in an early stage due to slippage caused between the shaft part 24 and the bearing 4. Besides, the shaft part 24 is prevented from being deformed due to the tact that the shaft part 24 and the bearing 4 get in a tight-fit state excessively at high temperature.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式複写機
やレーザビームプリンタ等において、記録シートに転写
されたトナー像を該記録シートに定着させる定着装置に
係り、詳細には、記録シートが挿通される一対のロール
を装置フレームに対して回転自在に支承するための構造
の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fixing device for fixing a toner image transferred on a recording sheet to the recording sheet in an electrophotographic copying machine, a laser beam printer, or the like. The present invention relates to an improvement in a structure for rotatably supporting a pair of rolls to be inserted with respect to an apparatus frame.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子写真式複写機等における定着
装置しては、所謂ヒートロール方式なるものが知られて
いる。具体的には、所定の圧力で当接する一対の加熱ロ
ールと加圧ロールとの間にトナー像が転写された記録シ
ートを挿通させ、加熱ロールに内蔵されたヒータによっ
てトナーを溶融させると共に、溶融したトナーを記録シ
ートの受像面に圧着させることにより、所定の定着強度
でトナー像を記録シートに固定するように構成されてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, a so-called heat roll type fixing device has been known as a fixing device in an electrophotographic copying machine or the like. Specifically, a recording sheet on which a toner image has been transferred is inserted between a pair of a heating roll and a pressure roll that come into contact with each other at a predetermined pressure, and the toner is melted by a heater built in the heating roll. The toner image is fixed to the recording sheet with a predetermined fixing strength by pressing the formed toner against the image receiving surface of the recording sheet.

【0003】また、上記加熱ロール及び加圧ロールは、
記録シートに当接する胴部と、この胴部の両端に突設さ
れた一対の軸部とから構成されており、かかる軸部に嵌
合するボールベアリングを介して定着装置の装置フレー
ムに支承されると共に、該軸部に装着されたギヤにより
回転駆動されるようになっている。ここで、上記加熱ロ
ールはこれに内蔵されたヒータの熱量を記録シート上の
トナーに効率良く伝達する必要があることから、熱伝導
率に優れたアルミニウム等により形成されているが、か
かる加熱ロールの軸部に嵌合するボールベアリングはS
US材等のアルミニウムよりも硬質の材料で形成されて
いる。
[0003] Further, the heating roll and the pressure roll include:
It is composed of a body portion that comes into contact with the recording sheet, and a pair of shaft portions projecting from both ends of the body portion, and is supported by a fixing device frame via a ball bearing fitted to the shaft portion. At the same time, it is rotationally driven by a gear mounted on the shaft. Here, the heating roll is formed of aluminum or the like having excellent thermal conductivity because it is necessary to efficiently transmit the heat of the heater incorporated therein to the toner on the recording sheet. The ball bearing fitted to the shaft of
It is formed of a material harder than aluminum such as US material.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、加熱ロール
の軸部に対するボールベアリングの嵌合を圧入治具を用
いずに容易に行うためには、軸と孔との嵌め合い公差を
考慮し、かかる軸部の外径寸法をベアリングの内径寸法
よりも小さく設定する必要がある。しかし、このように
軸部の外径寸法を決定すると、かかる軸部とベアリング
の内輪との間に滑りが生じてしまい、SUS材から形成
されているベアリングの方がアルミニウムから形成され
ている加熱ロールの軸部よりも硬いことから、加熱ロー
ルの軸部が極端に摩耗してしまうといった問題点があっ
た。
By the way, in order to easily fit the ball bearing to the shaft of the heating roll without using a press-fitting jig, the fitting tolerance between the shaft and the hole is taken into consideration. It is necessary to set the outer diameter of the shaft portion smaller than the inner diameter of the bearing. However, when the outer diameter of the shaft portion is determined in this way, slippage occurs between the shaft portion and the inner ring of the bearing, so that the bearing made of SUS material has a higher heating temperature than that of aluminum. Since it is harder than the shaft of the roll, there has been a problem that the shaft of the heating roll is extremely worn.

【0005】一方、加熱ロールの軸部の外径をベアリン
グの内径よりも僅かに大きく設定した場合には、前述し
たような滑りが発生することはなかったが、逆に圧入治
具を用いてもベアリングの内径に軸部を嵌合させること
が困難であった。また、加熱ロールに内臓されたヒータ
の熱が軸部及びベアリングに伝導すると、SUS材より
もアルミニウムの方が熱膨張係数が大きいことから、膨
張する軸部の外径をベアリングの内輪が周囲から押さえ
込む状態となり、軸部が内輪に負けて塑性変形を生じて
しまう。その結果、加熱ロールが冷えた時にはSUS材
よりも収縮の大きいアルミニウム製の軸部が細ってしま
い、ベアリングとの間に隙間が生じてしまうという問題
点があった。
On the other hand, when the outer diameter of the shaft portion of the heating roll is set slightly larger than the inner diameter of the bearing, the slip does not occur as described above. Also, it was difficult to fit the shaft to the inner diameter of the bearing. Also, when the heat of the heater contained in the heating roll is conducted to the shaft and the bearing, aluminum has a larger thermal expansion coefficient than SUS material. In this state, the shaft portion loses to the inner ring and plastic deformation occurs. As a result, when the heating roll is cooled, there is a problem in that the aluminum shaft portion, which contracts more than the SUS material, becomes thin, and a gap is formed between the shaft and the bearing.

【0006】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは、常温下において
加熱ロール及び/又は加圧ロールの軸部に対してベアリ
ングを容易に挿入することができると共に、かかる軸部
とベアリングとの間に滑りを生じることがなく、しか
も、高温下において軸部とベアリングとが過度に締まり
嵌めの状態となって軸部が変形するようなことがない定
着装置を提供することにある。
[0006] The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to easily insert a bearing into the shaft of a heating roll and / or a pressure roll at room temperature. And no slippage occurs between the shaft portion and the bearing, and the shaft portion and the bearing are not excessively tightly fitted at a high temperature and the shaft portion is not deformed. An object of the present invention is to provide a fixing device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の定着装置は、互いに所定の荷重下で圧接し
ながら回転する加熱ロール及び加圧ロールから構成さ
れ、これらロールの間にトナー像を担持した記録シート
を挿通させ、かかる記録シートにトナー像を定着する定
着装置を前提とし、上記加熱ロール及び/又は加圧ロー
ルが、記録シートに当接する胴部と、装置フレームに対
してベアリングを介して支承されると共に、上記胴部の
両端に同一の材料から一体に成形された一対の軸部とか
ら構成され、上記加熱ロール及び加圧ロールの間に作用
する圧接荷重をX、軸部の外径とベアリングの内径との
寸法比をYとしたとき、 Y≧(1/6000)X+99.86 Y≦(−1.5/6000)X+100.1 の両式を満たすことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a fixing device according to the present invention comprises a heating roll and a pressure roll which rotate while being pressed against each other under a predetermined load. On the premise of a fixing device for inserting a recording sheet carrying a toner image and fixing the toner image to the recording sheet, the heating roll and / or the pressure roll are arranged such that the heating roll and / or the pressure roll are in contact with the body and the apparatus frame. And a pair of shaft portions integrally formed of the same material at both ends of the body portion, and a pressing load applied between the heating roll and the pressure roll is represented by X. When the dimensional ratio between the outer diameter of the shaft portion and the inner diameter of the bearing is Y, it is necessary to satisfy both of the following expressions: Y ≧ (1/6000) X + 99.86 Y ≦ (−1.5 / 6000) X + 100.1. It is an butterfly.

【0008】このような技術的手段を有する本発明によ
れば、互いに圧接する加熱ロールと加圧ロールとの間に
作用する圧接荷重に応じて、軸部の外径寸法とベアリン
グの内径寸法との比を上記式に示される範囲内で管理す
ることにより、軸部にベアリングを嵌合させた際に適度
なクリアランスが保たれ、軸部とベアリングとの滑りを
防止し得る他、軸部の変形を防止することが可能とな
る。また、常温下において軸部をベアリングに対して容
易に挿入することも可能となる。
According to the present invention having such technical means, the outer diameter of the shaft portion and the inner diameter of the bearing are adjusted according to the pressing load applied between the heating roll and the pressing roll which are pressed against each other. By controlling the ratio within the range shown in the above formula, an appropriate clearance is maintained when the bearing is fitted to the shaft, and the slip between the shaft and the bearing can be prevented. Deformation can be prevented. Further, the shaft can be easily inserted into the bearing at room temperature.

【0009】また、この発明においては、加熱ロール及
び加圧ロールにおける軸部のベアリングに対する耐摩耗
性を向上させるため、かかる軸部とベアリングとの間に
カラーを介装しても良い。但し、この場合は、加熱ロー
ル及び加圧ロールの間に作用する圧接荷重をX、軸部の
外径とベアリングの内径との寸法比をYとしたとき、 Y≧(1/6000)X+99.84 Y≦(−1.5/6000)X+100.1 の両式を満たすことが必要である。
In the present invention, a collar may be interposed between the shaft and the bearing in order to improve the wear resistance of the shaft of the heating roll and the pressure roll with respect to the bearing. However, in this case, when the pressing load applied between the heating roll and the pressure roll is X, and the dimensional ratio between the outer diameter of the shaft portion and the inner diameter of the bearing is Y, Y ≧ (1/6000) X + 99. 84 Y ≦ (−1.5 / 6000) X + 100.1.

【0010】更に、上記軸部とベアリングとの間にカラ
ーを介装する場合には、軸部に対するカラーの装着性を
考慮し、かかるカラーを軸部の内径よりも小さな断面形
状を有する略C形状に形成すると共に、上記軸部に対し
て弾性的に嵌合させるように構成するのが好ましい。
Further, when a collar is interposed between the shaft portion and the bearing, the collar is substantially C-shaped having a sectional shape smaller than the inner diameter of the shaft portion in consideration of the mountability of the collar to the shaft portion. Preferably, it is formed in a shape and is configured to be elastically fitted to the shaft portion.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の定着装置を詳細に説明する。図1は本発明を適用した
定着装置を示す概略図である。同図において、符号1は
未定着トナー像Tを担持した記録シート、符号2はこの
記録シート1の表面に当接する加熱ロール、符号3はこ
の加熱ロール2と対向配置された加圧ロールであり、上
記定着ロール2と加圧ロール3とは所定の圧接荷重Fの
下で当接し、挿通される記録シート1をニップするよう
に構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a fixing device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a fixing device to which the present invention is applied. In the figure, reference numeral 1 denotes a recording sheet carrying an unfixed toner image T, reference numeral 2 denotes a heating roll that comes into contact with the surface of the recording sheet 1, and reference numeral 3 denotes a pressure roll that is disposed to face the heating roll 2. The fixing roll 2 and the pressure roll 3 are configured to abut against each other under a predetermined pressing load F to nip the recording sheet 1 to be inserted.

【0012】上記定着ロール2はアルミニウムからなる
中空状ロール20の表面にテフロン(登録商標)コート
層21設けてなり、かかる中空状ロール20の内部には
トナーTを加熱溶融するためのヒータ22が内蔵されて
いる。一方、上記加圧ロール3はシャフト30の周囲に
シリコンゴム等からなる絶縁性の弾性層31を設けてな
り、加熱ロール2と圧接した際に上記弾性層31が押し
潰されることにより、記録シート1のニップ幅を形成す
るように構成されている。
The fixing roll 2 is provided with a Teflon (registered trademark) coat layer 21 on the surface of a hollow roll 20 made of aluminum. Inside the hollow roll 20, a heater 22 for heating and melting the toner T is provided. Built-in. On the other hand, the pressure roll 3 is provided with an insulating elastic layer 31 made of silicon rubber or the like around the shaft 30, and when pressed against the heating roll 2, the elastic layer 31 is crushed, so that the recording sheet is pressed. It is configured to form one nip width.

【0013】図2に示すように、上記加熱ロール2を構
成する中空状ロール20は、加圧ロール3と相まって記
録シート1を挟み込む胴部23と、この胴部23の両端
に形成されると共に定着装置のフレーム(図示せず)に
対してボールベアリング4を介して支承される軸部24
とから構成されており、かかる胴部23はヒータ22の
熱を記録シート1に対して効率よく伝熱するためアルミ
ニウム材(JIS6063)によって形成されている。
また、胴部23と軸部24とを別々の材料で形成すると
加熱ロール2の製作コストが嵩むと共に胴部23と軸部
24との組立手間が発生することから、この定着装置で
は軸部24を胴部23と同じアルミニウム材で形成し、
切削加工によってこれら胴部23と軸部24とを一体に
形成している。
As shown in FIG. 2, a hollow roll 20 constituting the heating roll 2 is formed with a body 23 for holding the recording sheet 1 in combination with the pressure roll 3, and is formed at both ends of the body 23. A shaft portion 24 supported via a ball bearing 4 to a frame (not shown) of the fixing device
The body 23 is made of an aluminum material (JIS 6063) in order to efficiently transfer the heat of the heater 22 to the recording sheet 1.
Further, if the body 23 and the shaft 24 are formed of different materials, the manufacturing cost of the heating roll 2 is increased and the assembly of the body 23 and the shaft 24 is troublesome. Is formed of the same aluminum material as the body 23,
The body 23 and the shaft 24 are integrally formed by cutting.

【0014】上記加熱ロール2を装置フレームに対して
回転自在に支承するためには、上記ボールベアリング4
を中空状ロール20の軸部24に対して嵌合させること
が必要とされるが、一般にボールベアリング4は耐摩耗
性を有するステンレス材(SUS)によって形成されて
おり、ステンレス材はアルミニウム材よりも硬質である
ことから、互いに嵌合させた軸部24とボールベアリン
グ4の内輪との間に滑りが発生すると、軸部24が一方
的に摩耗してしまうといった不都合がある。また、アル
ミニウム材の熱膨張係数(23.0×10-6)はステン
レス材の熱膨張係数(11.7×10-6)よりも大きい
ことから、定着装置の稼働中にヒータ22の熱が軸部2
4に流入して該軸部24が高温になると、軸部24がベ
アリング4の内輪によって過度に締めつけられてしま
い、塑性変形を生じて元の外径に戻らなくなってしまう
といった不都合もある。
In order to rotatably support the heating roll 2 with respect to the apparatus frame, the ball bearing 4 is required.
Is required to be fitted to the shaft portion 24 of the hollow roll 20. Generally, the ball bearing 4 is formed of a wear-resistant stainless steel (SUS). Is also hard, the slippage between the fitted shaft portion 24 and the inner ring of the ball bearing 4 causes a disadvantage that the shaft portion 24 is unilaterally worn. Further, since the thermal expansion coefficient (23.0 × 10 −6 ) of the aluminum material is larger than the thermal expansion coefficient (11.7 × 10 −6 ) of the stainless steel material, the heat of the heater 22 is increased during the operation of the fixing device. Shaft 2
If the temperature of the shaft portion 24 rises due to the flow into the shaft 4, the shaft portion 24 is excessively tightened by the inner ring of the bearing 4, and there is a disadvantage that plastic deformation occurs and the outer diameter cannot return to the original outer diameter.

【0015】従って、加熱ロール2の軸部24とボール
ベアリング4とを嵌合させるに当たっては、両者の嵌め
合いにおける寸法比が重要であり、かかる寸法比が適切
であれば、軸部24の早期摩耗や変形を防止して、長期
にわたり加熱ロール2を使用することが可能になると考
えられる。そこで、本願発明者らは加熱ロール2と加圧
ロール3との圧接荷重Fを変化させると共に、軸部24
の外径寸法Dとベアリング4の内径寸法dとの比を変化
させ、各パラメータの組み合わせにおいて加熱ロール2
が使用不可能になるまでの寿命を調べる実験を行った。
以下の表1にその結果を示す。尚、表中の○は記録シー
トを600×103 枚以上通紙させた場合であっても加
熱ロール2が使用可能であった場合を、△は100〜6
00×103 枚の通紙で加熱ロール2が使用不可能にな
った場合を、×は100×103枚未満の通紙で加熱ロ
ール2が使用不可能になった場合を示している。
Therefore, in fitting the shaft portion 24 of the heating roll 2 and the ball bearing 4, the dimensional ratio in fitting the two is important, and if such a dimensional ratio is appropriate, the early It is considered that the heating roll 2 can be used for a long period of time by preventing abrasion and deformation. Therefore, the inventors of the present application changed the pressing load F between the heating roll 2 and the pressing roll 3, and
The ratio of the outer diameter D of the roller to the inner diameter d of the bearing 4 is changed.
An experiment was conducted to determine the lifespan before the device became unusable.
The results are shown in Table 1 below. In the table, ○ indicates that the heating roll 2 was usable even when 600 × 10 3 or more recording sheets were passed.
The symbol x indicates the case where the heating roll 2 becomes unusable after passing 00 × 10 3 sheets, and the symbol x indicates the case where the heating roll 2 becomes unusable after passing less than 100 × 10 3 sheets.

【0016】[0016]

【表1】 [Table 1]

【0017】この結果から明らかなように、軸部24の
外径Dとベアリング4の内径dとの寸法比が同じであっ
ても、加熱ロール2と加圧ロール3との圧接荷重Fが変
化すると、軸部24の摩耗や変形の進み具合は異なった
ものとなっている。そこで、本願発明者らは、横軸を圧
接荷重Fに、縦軸を軸寸法比に設定したグラフ内に表1
の実験結果のうちから、結果が良好(○)であったもの
をプロットした。図3はこのグラフを示すものである。
As is apparent from this result, even when the dimensional ratio between the outer diameter D of the shaft portion 24 and the inner diameter d of the bearing 4 is the same, the pressure contact load F between the heating roll 2 and the pressing roll 3 varies. Then, the progress of the wear and deformation of the shaft portion 24 is different. Therefore, the inventors of the present application set Table 1 in a graph in which the horizontal axis represents the pressure-contact load F and the vertical axis represents the axial dimension ratio.
Among the experimental results, those in which the result was good (○) were plotted. FIG. 3 shows this graph.

【0018】このグラフにプロットされた実験例は、グ
ラフ内に示された2本の近似直線及びによって囲ま
れた範囲内に集まっていることから、圧接荷重Fと軸寸
法比との組み合わせがこれら近似直線の間の領域に位置
すれば、加熱ロール2の軸部24の摩耗や変形が抑えら
れ、かかる加熱ロール2を長期にわたって使用すること
が可能になると推測される。そして、圧接荷重をX、軸
寸法比をYとしてこれら近似直線を数式に表すと、以下
の式及び式で表される範囲内が加熱ロール2の長期
使用に適した領域となる。 …Y≧(1/6000)X+99.86 …Y≦(−1.5/6000)X+100.1
The experimental examples plotted on this graph are gathered in the range surrounded by the two approximate straight lines and the line shown in the graph. If it is located in the region between the approximate straight lines, it is estimated that wear and deformation of the shaft portion 24 of the heating roll 2 are suppressed, and that the heating roll 2 can be used for a long time. When these approximate straight lines are expressed by mathematical formulas, where the pressing load is X and the axial dimension ratio is Y, the range expressed by the following expression and the expression is a region suitable for long-term use of the heating roll 2. ... Y≥ (1/6000) X + 99.86 ... Y≤ (-1.5 / 6000) X + 100.1

【0019】以上の点を踏まえ、実際に構成した定着装
置では、公差を含めて加熱ロール2の軸部24の外径寸
法Dを29.975〜29.993mmに設定する一
方、ベアリング4の内径寸法dを29.990〜30.
000mmに設定し、圧接荷重Fを350kgfに設定
した。また、ベアリング4が焼きつくのを防止するた
め、加熱ロール2の温度を200℃以下に制御するよう
にした。
In view of the above points, in the fixing device actually configured, the outer diameter D of the shaft portion 24 of the heating roll 2 is set to 29.975 to 29.993 mm including the tolerance, while the inner diameter of the bearing 4 is set. Dimension d is 29.990-30.
000 mm, and the pressing load F was set to 350 kgf. Further, in order to prevent the bearing 4 from burning, the temperature of the heating roll 2 is controlled to 200 ° C. or less.

【0020】次に、本願発明者らは加熱ロール2の軸部
24の耐摩耗性を高めるため、ステンレス材(SUS)
から形成した断面略C形状のカラー5を該軸部24の外
周面に装着した。図4は該カラー5を軸部24に装着す
る以前の状態を、図5は該カラー5を軸部24に装着し
た後の状態を、図6は該カラー5を軸方向から見た様子
を夫々示す図である。
Next, in order to improve the wear resistance of the shaft portion 24 of the heating roll 2, the present inventors made use of stainless steel (SUS).
A collar 5 having a substantially C-shaped cross section was mounted on the outer peripheral surface of the shaft portion 24. 4 shows a state before the collar 5 is mounted on the shaft 24, FIG. 5 shows a state after the collar 5 is mounted on the shaft 24, and FIG. 6 shows a state of the collar 5 viewed from the axial direction. It is a figure each shown.

【0021】これら図4及び図5に示されるように、加
熱ロール2の軸部24の外周面にはカラー5を装着する
ための凹環溝25が形成されており、この凹環溝25に
カラー5が入り込んで、カラー5の外周面と軸部24の
外周面とが同一の外径を形成するようになっている。そ
して、上記ボールベアリング4はカラー5の外周面上に
嵌合し、ベアリング4の内輪がアルミニウム製の軸部2
4とではなく、SUS製のカラー5と接触するように構
成されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, a concave ring groove 25 for mounting the collar 5 is formed on the outer peripheral surface of the shaft portion 24 of the heating roll 2. The collar 5 enters, and the outer peripheral surface of the collar 5 and the outer peripheral surface of the shaft portion 24 form the same outer diameter. The ball bearing 4 is fitted on the outer peripheral surface of the collar 5, and the inner race of the bearing 4 is made of an aluminum shaft 2.
4 and not with the SUS collar 5.

【0022】また、図6に示すように、上記カラー5は
円周上の一部が切り欠かれると共に軸部24の断面より
も小さな内径を有する略C形状に形成されており、かか
る切り欠き部50を拡開させることによって容易に軸部
24に装着することができ、しかもカラー5が元の形状
に復元しようとする弾性力を利用して容易に軸部24の
凹環溝25に嵌合させることができるようになってい
る。
Further, as shown in FIG. 6, the collar 5 is formed in a substantially C shape having a part cut out on the circumference and having an inner diameter smaller than the cross section of the shaft part 24. By expanding the portion 50, the collar 5 can be easily mounted on the shaft portion 24. Further, the collar 5 can be easily fitted into the concave annular groove 25 of the shaft portion 24 by utilizing the elastic force that attempts to restore the original shape. Can be combined.

【0023】本願発明者らは、このカラー5を加熱ロー
ル2の軸部24に嵌合させた場合についてもカラー5を
用いなかった前述の場合と同様に実験を行い、その実験
結果をグラフにプロットしたところ、図7のグラフ内に
示す二本の近似直線及びを得ることができた。従っ
て、SUS製のカラー5を軸部24に嵌合させて軸部2
4の耐摩耗性を向上させる場合、以下の式及び式で
表される範囲内が加熱ロール2の長期使用に適した領域
となる。 …Y≧(1/6000)X+99.84 …Y≦(−1.5/6000)X+100.1
The inventors of the present application also conducted an experiment in the case where the collar 5 was fitted to the shaft portion 24 of the heating roll 2 in the same manner as in the above-described case where the collar 5 was not used. As a result of plotting, two approximate straight lines and the one shown in the graph of FIG. 7 were obtained. Therefore, the SUS collar 5 is fitted to the shaft portion 24 and the shaft portion 2 is
When the wear resistance of No. 4 is improved, the following formula and the range represented by the formula are regions suitable for long-term use of the heating roll 2. ... Y≥ (1/6000) X + 99.84 ... Y≤ (-1.5 / 6000) X + 100.1

【0024】以上の点を踏まえ、実際に構成した定着装
置では、カラー5の板厚を0.3mm、板幅を12.5
mm、内径d1 を28mmに設定すると共に、該カラー
を呼称寸法29.4mmの凹環溝25に対してスナップ
フィット式に嵌合させ、取付後のカラー5の外径寸法と
ベアリング4の内径寸法との比が99.900〜10
0.010%になるようにした。そして、圧接荷重40
0kgfの下で記録シート1を加熱ロール2と加圧ロー
ル3との間に通紙したところ、加熱ロール2の寿命は2
000×103 枚以上となり、圧接荷重600kgfの
下では、600×103 枚以上を達成することができ
た。
In view of the above, in the fixing device actually configured, the plate thickness of the collar 5 is 0.3 mm and the plate width is 12.5 mm.
mm, and sets the inside diameter d 1 to 28mm, the color is fitted in a snap-fit with respect凹環groove 25 of nominal dimensions 29.4 mm, inner diameter of the outer diameter and the bearing 4 of the collar 5 after installation The ratio with the size is 99.900 to 10.
0.010%. And the pressure contact load 40
When the recording sheet 1 was passed between the heating roll 2 and the pressure roll 3 under 0 kgf, the life of the heating roll 2 was 2
000 × 10 3 sheets or more, and it was possible to achieve 600 × 10 3 sheets or more under the pressure load of 600 kgf.

【0025】また、前述した式と式との比較から明
らかなように、軸部24の外径とベアリング4の内径と
の間にSUS製のカラー5を介装した場合には、軸寸法
比の下限値を若干緩和することができ、その分だけ加熱
ロール2の軸部24に対してベアリンク4を容易に嵌合
させることができるといった利点も発生する。
Further, as is apparent from the comparison between the above-mentioned equations and the equations, when the SUS collar 5 is interposed between the outer diameter of the shaft portion 24 and the inner diameter of the bearing 4, the shaft dimensional ratio Can be slightly relaxed, and there is an advantage that the bare link 4 can be easily fitted to the shaft portion 24 of the heating roll 2 by that much.

【0026】尚、上記実施例では加熱ロール2の軸部2
4とベアリング4との嵌め合いに本発明を適用したが、
全く同様にして、加圧ロール3の軸部とベアリングとの
嵌め合いに本発明を適用することも可能である。
In the above embodiment, the shaft 2 of the heating roll 2 is used.
The present invention is applied to the fitting between the bearing 4 and the bearing 4,
In exactly the same way, the present invention can be applied to the fitting between the shaft of the pressure roll 3 and the bearing.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の定着
装置によれば、互いに圧接する加熱ロールと加圧ロール
との間に作用する圧接荷重に応じて、軸部の外径寸法と
ベアリングの内径寸法との比を所定の式に示される範囲
内で管理することにより、軸部にベアリングを嵌合させ
た際に適度なクリアランスが保たれ、常温下において加
熱ロール及び/又は加圧ロールの軸部に対してベアリン
グを容易に挿入することができると共に、かかる軸部と
ベアリングとの間に滑りを生じて該軸部が早期に摩耗す
ることもなく、しかも、高温下において軸部とベアリン
グとが過度に締まり嵌めの状態となって軸部が変形する
ことがなく、加熱ロール及び加圧ロールの長寿命化を達
成することが可能となる。
As described above, according to the fixing device of the present invention, the outer diameter of the shaft and the bearing are adjusted according to the pressing load applied between the heating roll and the pressing roll which are pressed against each other. By controlling the ratio of the inner diameter to the inner diameter within a range shown by a predetermined formula, an appropriate clearance is maintained when the bearing is fitted to the shaft portion, and the heating roll and / or the pressure roll at normal temperature are maintained. The bearing can be easily inserted into the shaft, and the shaft does not wear out early due to slippage between the shaft and the bearing. The shaft portion is not deformed due to an excessive interference fit between the bearing and the bearing, so that the service life of the heating roll and the pressure roll can be extended.

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

【図1】 本発明を適用した定着装置の概略構成を示す
断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a fixing device to which the present invention is applied.

【図2】 実施例に係る加熱ロールの軸部とベアリング
との関係を示す要部拡大図である。
FIG. 2 is an enlarged view of a main part showing a relationship between a shaft portion and a bearing of the heating roll according to the embodiment.

【図3】 図2に示す加熱ロールの軸部とベアリングと
の嵌合態様に関し、加熱ロールの寿命を調べた結果を示
すグラフである。
3 is a graph showing a result of examining a life of a heating roll in a fitting mode of a shaft portion of a heating roll and a bearing shown in FIG. 2;

【図4】 加熱ロールと軸部にSUS製カラーを装着す
る前の状態を示す要部拡大図である。
FIG. 4 is an enlarged view of a main part showing a state before a SUS collar is mounted on a heating roll and a shaft part.

【図5】 加熱ロールと軸部にSUS製カラーを装着し
た後の状態を示す要部拡大図である。
FIG. 5 is an enlarged view of a main part showing a state after a SUS collar is attached to a heating roll and a shaft.

【図6】 実施例に係るSUS製カラーを示す図であ
る。
FIG. 6 is a view showing a SUS collar according to the embodiment.

【図7】 図4及び図5に示す加熱ロールの軸部とベア
リングとの嵌合態様に関し、加熱ロールの寿命を調べた
結果を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the results of examining the life of the heating roll with respect to the manner of fitting the shaft of the heating roll and the bearing shown in FIGS. 4 and 5;

【符号説明】[Description of sign]

1…記録シート、2…加熱ロール、3…加圧ロール、4
…ベアリング、23…胴部、24…軸部、T…トナー像
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Recording sheet, 2 ... Heating roll, 3 ... Pressure roll, 4
... bearing, 23 ... trunk, 24 ... shaft, T ... toner image

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 智己 神奈川県海老名市本郷2274番地、富士ゼロ ックス株式会社内 Fターム(参考) 2H033 AA23 BB13 BB30 BB34 BB36 CA39 3J017 AA02 AA10 CA06 DB07 3J101 AA02 AA42 AA52 AA62 BA53 BA70 EA06 FA46 GA53  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Tomoki Kobayashi 2274 Hongo, Ebina-shi, Kanagawa Prefecture, F-Term in Fuji Xerox Co., Ltd. BA53 BA70 EA06 FA46 GA53

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 互いに所定の荷重下で圧接しながら回転
する加熱ロール及び加圧ロールから構成され、これらロ
ールの間にトナー像を担持した記録シートを挿通させ、
かかる記録シートにトナー像を定着する定着装置におい
て、 上記加熱ロール及び/又は加圧ロールは、記録シートに
当接する胴部と、装置フレームに対してベアリングを介
して支承されると共に、上記胴部の両端に同一の材料か
ら一体に成形された一対の軸部とから構成され、 上記加熱ロール及び加圧ロールの間に作用する圧接荷重
をX、軸部の外径とベアリングの内径との寸法比をYと
したとき、 Y≧(1/6000)X+99.86 Y≦(−1.5/6000)X+100.1 の両式を満たすことを特徴とする定着装置。
1. A heating roll and a pressure roll that rotate while being pressed against each other under a predetermined load, and a recording sheet carrying a toner image is inserted between these rolls.
In the fixing device for fixing a toner image on a recording sheet, the heating roll and / or the pressure roll are supported via a bearing to a body portion abutting on the recording sheet and an apparatus frame, and the body portion And a pair of shafts integrally formed from the same material at both ends of the shaft, X represents a pressing load applied between the heating roll and the pressure roll, and the dimensions of the outer diameter of the shaft and the inner diameter of the bearing. A fixing device, wherein when the ratio is Y, both the following expressions are satisfied: Y ≧ (1/6000) X + 99.86 Y ≦ (−1.5 / 6000) X + 100.1.
【請求項2】 互いに所定の荷重下で圧接しながら回転
する加熱ロール及び加圧ロールから構成され、これらロ
ールの間にトナー像を担持した記録シートを挿通させ、
かかる記録シートにトナー像を定着する定着装置におい
て、 上記加熱ロール及び/又は加圧ロールは、記録シートに
当接する胴部と、装置フレームに対してベアリングを介
して支承されると共に、上記胴部の両端に同一の材料か
ら一体に成形された一対の軸部と、この軸部とベアリン
グとの間に介装されたカラーとから構成され、 上記加熱ロール及び加圧ロールの間に作用する圧接荷重
をX、軸部に装着されたカラーの外径とベアリングの内
径との寸法比をYとしたとき、 Y≧(1/6000)X+99.84 Y≦(−1.5/6000)X+100.1 の両式を満たすことを特徴とする定着装置。
2. A heating roll and a pressure roll which rotate while being pressed against each other under a predetermined load, and a recording sheet carrying a toner image is inserted between these rolls.
In the fixing device for fixing a toner image on a recording sheet, the heating roll and / or the pressure roll are supported via a bearing to a body portion abutting on the recording sheet and an apparatus frame, and the body portion A pair of shafts integrally formed of the same material at both ends of the shaft, and a collar interposed between the shaft and a bearing. When the load is X and the dimensional ratio between the outer diameter of the collar mounted on the shaft and the inner diameter of the bearing is Y, Y ≧ (1/6000) X + 99.84 Y ≦ (−1.5 / 6000) X + 100. A fixing device satisfying both of the formulas (1) and (2).
【請求項3】 請求項2記載の定着装置において、上記
カラーはその内径が加熱ロール及び/又は加圧ロールの
軸部の内径よりも小さな断面略C形状に形成され、上記
軸部に対して弾性的に嵌合することを特徴とする定着装
置。
3. The fixing device according to claim 2, wherein the collar has an inner diameter smaller than the inner diameter of the shaft of the heating roll and / or the pressure roll, and has a substantially C-shaped cross section. A fixing device characterized by being elastically fitted.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007057643A (en) * 2005-08-23 2007-03-08 Kyocera Mita Corp Fixing device
CN117399923A (en) * 2023-10-24 2024-01-16 国家管网集团东部原油储运有限公司嘉兴输油分公司 Bearing rapid heater

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