JP2001166623A - Fixing roller and its manufacturing method - Google Patents
Fixing roller and its manufacturing methodInfo
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- JP2001166623A JP2001166623A JP34907599A JP34907599A JP2001166623A JP 2001166623 A JP2001166623 A JP 2001166623A JP 34907599 A JP34907599 A JP 34907599A JP 34907599 A JP34907599 A JP 34907599A JP 2001166623 A JP2001166623 A JP 2001166623A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機,プリン
タ,ファクシミリ等の画像形成装置に装着される定着装
置のヒートローラとその製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat roller of a fixing device mounted on an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile and the like, and a method of manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】電子写真方式を用いた複写機、プリン
タ、ファクシミリ等の画像形成装置において、転写紙・
OHPフィルム等の記録材(以下、用紙という)に転写
された未定着画像(トナー像)を用紙上に定着させる定
着装置として熱定着装置が広く利用されている。熱定着
装置としては、加熱された定着ローラに加圧ローラを圧
接させ、用紙を両ローラで挟持搬送しながらトナーを加
熱溶融して未定着トナー像の定着を行なうヒートローラ
方式のものが多用されている。2. Description of the Related Art In an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile or the like using an electrophotographic system, a transfer paper,
A heat fixing device is widely used as a fixing device for fixing an unfixed image (toner image) transferred to a recording material (hereinafter, referred to as a sheet) such as an OHP film on a sheet. As the heat fixing device, a heat roller type is often used in which a pressure roller is pressed against a heated fixing roller, and the toner is heated and melted while nipping and transporting the sheet between both rollers to fix an unfixed toner image. ing.
【0003】従来、ヒートローラ方式の定着装置では、
定着ローラ内部に加熱ヒータとしてのハロゲンランプ等
を備え、このハロゲンランプで定着ローラを加熱するも
のが主流であった。Conventionally, in a fixing device of a heat roller type,
Most of the fixing rollers have a halogen lamp or the like as a heater and heat the fixing roller with the halogen lamp.
【0004】しかし、このようなヒータによる加熱方式
は、定着ローラを必要な温度(一般的には約180℃)
に加熱するまでの時間が長く、また、ヒータ自体の損失
も大きいため、環境問題が注目される現在では、効率が
良く、立ち上がり時間の早い定着装置が要求されてい
る。However, such a heating method using a heater causes the fixing roller to reach a required temperature (generally about 180 ° C.).
Since the time required for heating is long and the loss of the heater itself is large, attention is now being paid to environmental issues, so that a fixing device with high efficiency and a short rise time is required.
【0005】このような状況にあって、定着ローラを電
磁波による渦電流によって加熱する誘導加熱方式の定着
装置、または、定着ローラの周面に絶縁層を介して電気
抵抗体等の発熱層を設け、これを発熱させるようにした
直接加熱方式(表面抵抗発熱方式)の定着装置は立ち上
げ時間を画期的に短くすることができ、従来のハロゲン
ランプ方式では必要であった予熱(再使用時に定着部の
温度を速やかに所定温度まで立ち上げるため、非画像形
成時にも定着部の温度を維持すること)の必要がなくな
り、無駄な電力を不要とすることができ、かつ、加熱効
率も優れているため、環境問題にも有利な方式として注
目されている。In such a situation, an induction heating type fixing device in which the fixing roller is heated by eddy current due to electromagnetic waves, or a heat generating layer such as an electric resistor is provided on the peripheral surface of the fixing roller via an insulating layer. However, the direct heating type (surface resistance heating type) fixing device that generates heat can dramatically shorten the startup time, and the preheating (reuse time) required by the conventional halogen lamp method is required. Since the temperature of the fixing section is quickly raised to a predetermined temperature, it is not necessary to maintain the temperature of the fixing section even during non-image formation), and unnecessary power can be eliminated, and the heating efficiency is excellent. Therefore, it is attracting attention as an advantageous method for environmental problems.
【0006】上記各加熱方式の定着装置においても、立
ち上げ時間の短縮に最も簡単で効果的な方法は、定着ロ
ーラの芯金肉厚を薄くして熱容量を減らすことである。
しかし、定着ローラの肉厚を薄くするとローラの機械強
度が弱くなり、加圧ローラと接触するニップ部分におい
てローラが弓なりにたわんで中央部の接触圧が弱くな
り、ニップが減少し定着性が低下する。The simplest and most effective method for shortening the start-up time in the above-mentioned fixing devices of the respective heating systems is to reduce the heat capacity by reducing the thickness of the core metal of the fixing roller.
However, when the thickness of the fixing roller is reduced, the mechanical strength of the roller decreases, and the roller flexes like a bow at the nip where it contacts the pressure roller, reducing the contact pressure at the center, reducing the nip and reducing the fixability. I do.
【0007】ここで、ヒータ内蔵式の従来の定着ローラ
を用いる定着装置の一例を図面により説明する。図1
3,14において、ハロゲンランプ3を内蔵する定着ロ
ーラ1に加圧ローラ2が圧接されている。この定着ロー
ラ1は薄肉ローラであり、加圧ローラ2と圧接されるこ
とによって、破線で示すように弓なりに撓んでしまう。
軸方向中央部でのローラ撓み量をdで示す。このように
定着ローラが撓む結果、中央部の接触圧が弱くなり、ニ
ップが減少して定着性が低下する。Here, an example of a fixing device using a conventional fixing roller with a built-in heater will be described with reference to the drawings. FIG.
At 3 and 14, the pressure roller 2 is pressed against the fixing roller 1 containing the halogen lamp 3 therein. The fixing roller 1 is a thin-walled roller, and when pressed against the pressure roller 2, is bent in a bow shape as shown by a broken line.
The amount of deflection of the roller at the axial center is indicated by d. As a result of the bending of the fixing roller, the contact pressure at the central portion is weakened, the nip is reduced, and the fixing property is reduced.
【0008】図15は、この定着装置のニップ量を示す
図で、ローラ端部でのニップ幅n2に対してローラ中央
部でのニップ幅はn1であり、n2>n1となってい
る。定着ローラに加圧ローラを圧接させたときに、定着
ローラの撓みを防ぐ(撓みを無視できる)ためには、従
来、定着ローラの肉厚を例えばアルミ製ローラの場合は
1mm以上としていた。しかし、立ちあがり時間を短縮
するために定着ローラ肉厚を薄くすると、上記のように
撓み変形が生じ、定着性が低下する。FIG. 15 is a diagram showing the nip amount of the fixing device. The nip width at the roller center is n 1 with respect to the nip width n 2 at the roller end, and n 2 > n 1. ing. In order to prevent the fixing roller from bending when the pressing roller is pressed against the fixing roller (the bending can be ignored), the thickness of the fixing roller is conventionally set to 1 mm or more in the case of an aluminum roller, for example. However, if the thickness of the fixing roller is reduced in order to shorten the rising time, the fixing roller is deflected as described above, and the fixing property is reduced.
【0009】定着性が低下すると、トナーが記録紙に定
着されないため手でこすると落ちてしまう。また、定着
ローラが回転時に変形−矯正の繰り返しをするため、ロ
−ラが振れ、結果として用紙スキューやシワなどが発生
しやすくなる。また回転時の負荷変動によって回転ムラ
が生じるため、記録画像にジターが生じやすい。When the fixing property is deteriorated, the toner is not fixed on the recording paper, so that the toner drops when rubbed by hand. Further, since the deformation and correction are repeated when the fixing roller rotates, the roller fluctuates, and as a result, paper skew and wrinkles are likely to occur. In addition, since unevenness in rotation occurs due to load fluctuations during rotation, jitter tends to occur in the recorded image.
【0010】これらの不具合を防止するために、定着ロ
ーラを補強する方法が各種提案されている。例えば、特
開昭57−155571号公報には、定着ローラ内面に
リブを設ける方法が提示されている。この公報に記載の
発明の場合、ローラ外周面から外圧を加え内面に押し出
し(絞り加工)をした後、へこんだ部分を切削加工するも
のである。In order to prevent these problems, various methods for reinforcing the fixing roller have been proposed. For example, Japanese Patent Laying-Open No. 57-155571 discloses a method of providing a rib on the inner surface of a fixing roller. In the case of the invention described in this publication, after applying an external pressure from the outer peripheral surface of the roller and extruding (drawing) the inner surface, the concave portion is cut.
【0011】また、薄肉ローラの内面にリング状の補強
部材を溶接するもの(特開平9−218604)や、押
し出し成形時に内面に放射状のリブを設けたもの(特開
昭59−155875)などが提案されている。Further, a roller in which a ring-shaped reinforcing member is welded to the inner surface of a thin roller (JP-A-9-218604) and a roller in which radial ribs are provided on the inner surface during extrusion (JP-A-59-155875) and the like are available. Proposed.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の定着ローラの補強方法では、実際に試作実験
をした結果、強度アップするだけの目的としては効果が
あるが、強度アップした部分の肉厚が厚くなるためその
部分は温度上昇時間(定着立ち上がり時間)に時間がか
かりすぎることがわかった。すなわち、待ち時間を長く
設定しなければ立ち上がり時に定着不良が生じる結果と
なる。However, such a conventional fixing roller reinforcing method is effective for the purpose of merely increasing the strength as a result of an actual trial experiment, It was found that because the thickness was increased, that portion took too much time for the temperature rise time (fixing rise time). That is, if the waiting time is not set long, a fixing failure occurs at the time of startup.
【0013】つまり、強度アップと立ち上り時間とは相
反した関係に有り、定着ローラとして双方を満足させる
領域は非常に狭い範囲であることがわかった。本発明
は、従来の薄肉定着ローラにおける上述の問題を解決
し、強度アップと立ち上り時間短縮の双方を満足させる
ことのできる定着ローラ及びその製造方法を提供するこ
とを課題とする。That is, it has been found that the strength increase and the rise time are in an opposite relationship, and the region satisfying both as the fixing roller is a very narrow range. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a fixing roller capable of solving the above-mentioned problems in the conventional thin fixing roller and satisfying both the strength increase and the rise time reduction, and a method of manufacturing the fixing roller.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】前記の課題は、本発明に
より、熱定着装置の定着ローラであって、ローラ内周面
に交差状のリブを設けたことにより解決される。According to the present invention, the above-mentioned object is achieved by providing a fixing roller of a heat fixing device, wherein cross-shaped ribs are provided on the inner peripheral surface of the roller.
【0015】また、前記の課題を解決するため、本発明
は、前記交差状リブが、ローラ長手方向に延設される複
数の第1リブと、該第1リブに交差する少なくとも1本
の第2リブから成ることを提案する。Further, in order to solve the above-mentioned problem, the present invention provides a method according to the present invention, wherein the intersecting rib has a plurality of first ribs extending in the longitudinal direction of the roller, and at least one first rib intersecting the first rib. It is proposed to consist of two ribs.
【0016】また、前記の課題を解決するため、本発明
は、前記第1リブがローラ軸に平行な直線状であること
を提案する。また、前記の課題を解決するため、本発明
は、前記第2リブがローラ軸に垂直なリング状であるこ
とを提案する。In order to solve the above-mentioned problem, the present invention proposes that the first rib is a straight line parallel to a roller axis. In order to solve the above-mentioned problem, the present invention proposes that the second rib has a ring shape perpendicular to a roller axis.
【0017】また、前記の課題を解決するため、本発明
は、前記第2リブがローラ内周面に沿った螺旋状である
ことを提案する。また、前記の課題を解決するため、本
発明は、前記第2リブがローラ軸に垂直なリブとローラ
内周面に沿った螺旋状リブとから成ることを提案する。In order to solve the above-mentioned problem, the present invention proposes that the second rib has a spiral shape along the inner peripheral surface of the roller. Further, in order to solve the above-described problem, the present invention proposes that the second rib includes a rib perpendicular to a roller axis and a spiral rib along an inner peripheral surface of the roller.
【0018】また、前記の課題を解決するため、本発明
は、前記ローラの材質が鉄であることを提案する。ま
た、前記の課題を解決するため、本発明は、前記ローラ
の材質がアルミニウムであることを提案する。Further, in order to solve the above problems, the present invention proposes that the material of the roller is iron. In order to solve the above-mentioned problem, the present invention proposes that the material of the roller is aluminum.
【0019】また、前記の課題を解決するため、本発明
は、前記交差状リブの交差する各リブの高さが略同一で
あることを提案する。また、前記の課題を解決するた
め、本発明は、前記第1リブの断面形状が略三角形であ
ることを提案する。Further, in order to solve the above-mentioned problem, the present invention proposes that the height of each of the intersecting ribs is substantially the same. In order to solve the above-mentioned problem, the present invention proposes that the cross-sectional shape of the first rib is substantially triangular.
【0020】また、前記の課題を解決するため、本発明
は、ローラ内周面に交差状のリブを設けた熱定着装置の
定着ローラの製造方法において、前記交差状のリブのう
ちのローラ長手方向に延設される複数の第1リブを押出
し加工によるローラ芯金の製作時に同時成形することを
提案する。According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a fixing roller of a heat fixing device having a crossed rib on an inner peripheral surface of a roller. It is proposed to simultaneously form a plurality of first ribs extending in the direction when manufacturing a roller core by extrusion.
【0021】また、前記の課題を解決するため、本発明
は、ローラ内周面に交差状のリブを設けた熱定着装置の
定着ローラの製造方法において、前記交差状のリブのう
ちのローラ長手方向に延設される複数の第1リブを引抜
き加工によるローラ芯金の製作時に同時成形することを
提案する。According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a fixing roller of a heat fixing device having a crossed rib on an inner peripheral surface of a roller. It is proposed that a plurality of first ribs extending in the direction are simultaneously formed at the time of manufacturing a roller core by drawing.
【0022】また、前記の課題を解決するため、本発明
は、前記第1リブをローラ軸に平行な直線状に押出し成
形または引抜き成形することを提案する。また、前記の
課題を解決するため、本発明は、前記第1リブがローラ
芯金製作時に同時成形された後、前記第1リブに交差す
る第2のリブを成形することを提案する。In order to solve the above-mentioned problem, the present invention proposes that the first rib is extruded or drawn in a straight line parallel to a roller axis. Further, in order to solve the above-mentioned problem, the present invention proposes that after the first rib is simultaneously formed at the time of manufacturing the roller core, a second rib intersecting the first rib is formed.
【0023】また、前記の課題を解決するため、本発明
は、前記第2リブがローラ軸に垂直なリング状であり、
該第2リブを転造により成形することを提案する。ま
た、前記の課題を解決するため、本発明は、前記第2リ
ブがローラ内周面に沿った螺旋状であり、該螺旋状第2
リブを転造により成形し、該転造加工時に転造ダイスを
ローラ軸に対し所定角度傾けて転動させることを提案す
る。According to another aspect of the present invention, the second rib has a ring shape perpendicular to a roller shaft.
It is proposed to form the second rib by rolling. In order to solve the above-mentioned problem, according to the present invention, the second rib has a spiral shape along the inner peripheral surface of the roller.
It is proposed that a rib be formed by rolling and the rolling die be rolled at a predetermined angle with respect to the roller shaft during the rolling.
【0024】また、前記の課題を解決するため、本発明
は、前記第2リブの成形後、ローラ外周を切削または研
削により円筒形に加工することを提案する。In order to solve the above-mentioned problem, the present invention proposes that after forming the second rib, the outer periphery of the roller is machined into a cylindrical shape by cutting or grinding.
【0025】[0025]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施形態の定
着ローラの構成を示す断面図で、(a)は軸方向の断面
図、(b)は軸に垂直な断面図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1A and 1B are cross-sectional views illustrating a configuration of a fixing roller according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a cross-sectional view in an axial direction, and FIG. 1B is a cross-sectional view perpendicular to an axis.
【0026】この図に示すように、本実施形態の定着ロ
ーラ10には、ローラ芯金11の内周面に、軸方向に延
設された複数本のリブ(以下、縦リブという)12と、
軸に垂直方向に周面に沿って延設された複数本のリブ
(以下、円周リブという)13とが設けられている。本
実施形態では、縦リブ12は、計18本が互いに等間隔
となるようにローラ内周面に(ローラ内周を18等分し
て)設けられている。なお、図では煩雑を防ぐために縦
リブの本数は18本より少なく描かれている。また、円
周リブ13は、各リブが互いに等間隔となるようにロー
ラ長手方向(軸方向)に設けられている。ただし、縦リ
ブ12及び円周リブ13の本数は本実施形態に限定され
るものではない。また、複数本の円周リブ13を等間隔
に配置するのではなく、後述するように、強度を強めた
い部分で円周リブの間隔を狭めて配置することもでき
る。As shown in FIG. 1, a fixing roller 10 according to this embodiment has a plurality of ribs (hereinafter referred to as vertical ribs) 12 extending in the axial direction on an inner peripheral surface of a roller core 11. ,
A plurality of ribs (hereinafter, referred to as circumferential ribs) 13 extending along the peripheral surface in a direction perpendicular to the axis are provided. In the present embodiment, the longitudinal ribs 12 are provided on the inner peripheral surface of the roller (the inner periphery of the roller is equally divided into 18) so that a total of 18 longitudinal ribs are equally spaced from each other. In the figure, the number of vertical ribs is less than 18 in order to prevent complication. The circumferential ribs 13 are provided in the roller longitudinal direction (axial direction) such that the ribs are at equal intervals. However, the numbers of the vertical ribs 12 and the circumferential ribs 13 are not limited to the present embodiment. Further, instead of arranging the plurality of circumferential ribs 13 at equal intervals, as will be described later, it is also possible to arrange the circumferential ribs 13 at a portion where the strength is desired to be increased, with a narrow interval.
【0027】次に、本発明の第2の実施形態の定着ロー
ラについて説明する。図2に示すように、この実施形態
の定着ローラ20には、ローラ芯金21の内周面に、軸
方向に延設された計18本の(ローラ内周を18等分す
る)縦リブ22と、周面に沿って螺旋状に延設された1
本の螺旋リブ23とが設けられている。ただし、縦リブ
22及び螺旋リブ23の本数は本実施形態に限定される
ものではない。螺旋リブ23を2本以上設けることも可
能である。また、螺旋リブ23の螺旋のピッチも任意に
設定することができる。Next, a fixing roller according to a second embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 2, the fixing roller 20 of this embodiment has a total of 18 longitudinal ribs (which divide the roller inner circumference into 18 equal parts) extending in the axial direction on the inner peripheral surface of the roller core 21. 22 and 1 extending helically along the peripheral surface.
A spiral rib 23 is provided. However, the numbers of the vertical ribs 22 and the spiral ribs 23 are not limited to the present embodiment. It is also possible to provide two or more spiral ribs 23. The spiral pitch of the spiral rib 23 can also be set arbitrarily.
【0028】次に、本発明の第3の実施形態の定着ロー
ラについて説明する。図3に示すように、この実施形態
の定着ローラ30には、ローラ芯金31の内周面に、軸
方向に延設された計18本の(ローラ内周を18等分す
る)縦リブ32と、ローラの両端部付近にそれぞれ3本
ずつ配置された計6本の円周リブ33aと、円周リブ3
3aの内側部に延設された1本の螺旋リブ33とが設け
られている。ただし、縦リブ32,円周リブ33a及び
螺旋リブ33bの本数は本実施形態に限定されるもので
はない。螺旋リブ33bを2本以上設けることも可能で
ある。また、螺旋リブ33bの螺旋のピッチも任意に設
定することができる。円周リブ33aの設置範囲や個数
は限定されない。さらに、円周リブ33aを等間隔とな
るように配置することもできるし、任意の部分で間隔を
狭めることもできる。Next, a description will be given of a fixing roller according to a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the fixing roller 30 of this embodiment has a total of 18 longitudinal ribs (which divide the roller inner circumference into 18 equal parts) extending in the axial direction on the inner peripheral surface of the roller core 31. 32, a total of six circumferential ribs 33a arranged three by three near each end of the roller, and a circumferential rib 3
A single helical rib 33 is provided to extend inside the inner portion 3a. However, the numbers of the vertical ribs 32, the circumferential ribs 33a, and the spiral ribs 33b are not limited to the present embodiment. It is also possible to provide two or more spiral ribs 33b. The spiral pitch of the spiral rib 33b can also be set arbitrarily. The installation range and the number of the circumferential ribs 33a are not limited. Further, the circumferential ribs 33a can be arranged at equal intervals, or the interval can be narrowed at an arbitrary portion.
【0029】さて、上記各実施形態の定着ローラ10,
20,30を従来の定着ローラと比較しながら説明す
る。図4に示す定着ローラ1は単純な円筒形状をした従
来型の定着ローラであり、図13,14で説明したよう
に、加圧ローラ2に圧設されたときに撓みd(定着ロー
ラ中央部での下面変位)を生じてしまう。このような単
純円筒形のローラで撓みを無視できる範囲とするために
は芯金肉厚が約1mmを要する。その肉厚1mmの単純
円筒形のローラを図13,14に示すような構成の定着
装置(ヒータ内蔵方式とする)で実験したところ、立ち
あがり時間(ローラ表面温度が170℃に達するまでの
時間)は約15秒となった。なお、ローラ材質はアルミ
ニウム、ローラ外径は30mmである。また、ハロゲン
ランプ3への入力電力は1200Wである。Now, the fixing roller 10 of each of the above embodiments,
20 and 30 will be described in comparison with a conventional fixing roller. The fixing roller 1 shown in FIG. 4 is a conventional fixing roller having a simple cylindrical shape. As described with reference to FIGS. At the bottom). In order for such a simple cylindrical roller to have a negligible deflection, a cored metal thickness of about 1 mm is required. When a simple cylindrical roller having a thickness of 1 mm was tested with a fixing device (with a built-in heater) configured as shown in FIGS. 13 and 14, the rise time (the time required for the roller surface temperature to reach 170 ° C.) was obtained. Was about 15 seconds. The roller material is aluminum and the roller outer diameter is 30 mm. The input power to the halogen lamp 3 is 1200W.
【0030】ここで、定着ローラに要求される立ち上が
り時間と強度について説明する。従来、定着ローラの肉
厚は1mm以上あり、加圧時に定着ローラの撓みは無視
することができた。しかし、立ち上がり時間を短縮する
ためにローラ肉厚を薄くすると、ローラが撓み変形d
(図13,14参照)を生じ、これによって定着性低下
・用紙スキューやシワの発生・記録画像にジター発生な
どの問題が生じる。したがって、ローラの撓み変形が無
視できる範囲内に収まることと、立ち上がり時間が短い
ことが要求される条件となる。Here, the rise time and strength required for the fixing roller will be described. Conventionally, the thickness of the fixing roller was 1 mm or more, and the bending of the fixing roller during pressurization was negligible. However, when the thickness of the roller is reduced in order to shorten the rise time, the roller is bent and deformed d.
(See FIGS. 13 and 14), which causes problems such as deterioration of fixability, occurrence of paper skew and wrinkles, and occurrence of jitter in a recorded image. Therefore, it is required that the bending deformation of the roller be within a negligible range and that the rising time be short.
【0031】高速立ちあがりが可能な定着ローラに要求
される好ましい条件として、ここでは、定着ローラの表
面温度が常温(室温)から170℃にまで上昇する時間
が9秒以内であることを温度上昇の最適目標として設定
する。言い換えると、立ち上げ9秒後にローラ表面温度
が170℃以上になることである。なお、このときの定
着ヒータ(ハロゲンランプ)への入力電力は1200W
とする。As a preferable condition required for a fixing roller capable of high-speed rising, a time required for the surface temperature of the fixing roller to rise from room temperature (room temperature) to 170 ° C. within 9 seconds is set as a preferable condition. Set as optimal goal. In other words, the roller surface temperature rises to 170 ° C. or more 9 seconds after startup. The input power to the fixing heater (halogen lamp) at this time is 1200 W
And
【0032】一方、強度の目標としては、定着率が安定
するニップ幅を得るためには、ローラ軸方向中央部の撓
み(下面変位)量を0.3mm以下にする必要がある。
このときの加圧ローラのゴム硬度は、アスカ−C硬度で
50度である。なお、加圧ローラから定着ローラへの加
圧力は片側(ローラの一方側)で98Nである。On the other hand, as a strength target, in order to obtain a nip width at which the fixing rate is stabilized, the amount of deflection (displacement on the lower surface) of the central portion in the axial direction of the roller needs to be 0.3 mm or less.
The rubber hardness of the pressure roller at this time is 50 degrees in Asker C hardness. The pressing force from the pressure roller to the fixing roller is 98 N on one side (one side of the roller).
【0033】本願発明者らは、図13,14に示すよう
な構成の定着装置(ヒータ内蔵方式とする)に使用する
場合の定着ローラとして、ローラ材質がアルミニウム、
ローラ外径が30mm、ハロゲンランプへの入力電力が
1200Wを実験時のパラメータとして、上記の目標値
に近付くよう、また、上記目標値を満足させるよう、シ
ミュレーションと試作を繰り返した。The inventors of the present invention have proposed that a fixing roller used in a fixing device having a structure as shown in FIGS.
Simulation and trial production were repeated with the roller outer diameter of 30 mm and the input power to the halogen lamp of 1200 W as parameters during the experiment so as to approach the target value and satisfy the target value.
【0034】上記パラメータのような実験条件の場合、
上記の肉厚1mmの単純円筒形のローラは、立ち上がり
時間が約15秒であり、温度上昇の目標値には程遠く、
満足できるものではない。For experimental conditions such as the above parameters,
The simple cylindrical roller having a wall thickness of 1 mm has a rise time of about 15 seconds, and is far from the target value of the temperature rise.
Not satisfactory.
【0035】そこで、図4のローラ1と同じような単純
円筒形(リブ無し)のローラで肉厚を0.4mmのもの
で実験したところ、次の表1の試験体のような結果を
得た。An experiment was conducted with a roller having a thickness of 0.4 mm using a simple cylindrical roller (without ribs) similar to the roller 1 shown in FIG. Was.
【表1】 [Table 1]
【0036】すなわち、肉厚0.4mmの単純円筒形ロ
ーラである試験体は、立ち上げ9秒後の温度が187
℃であり、温度上昇の目標値はクリアしている。しか
し、試験体では撓み量dが0.645mmであり、撓
みが大きすぎる。That is, the test piece which is a simple cylindrical roller having a thickness of 0.4 mm has a temperature of 187 after 9 seconds of startup.
° C, and the target value of the temperature rise has been cleared. However, in the test specimen, the amount of bending d is 0.645 mm, and the bending is too large.
【0037】次に、同じく単純円筒形(リブ無し)のロ
ーラで肉厚を0.45mmのもので実験したところ、表
1の試験体のような結果を得た。すなわち、試験体
は、立ち上げ9秒後の温度が178℃であり、温度上昇
の目標値はクリアしている。しかし、撓み量dが0.6
11mmであり、やはり撓み量が大きい。つまり、試験
体及びは、温度上昇の目標値は満足しているが、強
度が弱すぎることが判る。Next, when an experiment was conducted using a simple cylindrical roller (without ribs) having a wall thickness of 0.45 mm, the results shown in the test specimens in Table 1 were obtained. That is, the temperature of the test body 9 seconds after startup is 178 ° C., and the target value of the temperature rise is cleared. However, the amount of deflection d is 0.6
11 mm, which is also large in the amount of deflection. That is, it is understood that the test specimen and the target satisfy the target value of the temperature rise, but have too low strength.
【0038】次に、図5に示す定着ローラ50で実験し
たところ、表1の試験体のような結果を得た。この定
着ローラ50は、図5に示すように、肉厚0.4mmの
芯金51の内面に、軸に垂直(ローラ端面に平行)に複
数本の円周リブ53を設けたものである。各円周リブ5
3の間隔は等しく配置されているものとする。このロー
ラのA部の拡大を図6に示す。図6において、円周リブ
53の幅:c、リブ53の高さ:h、リブピッチ(間
隔):pである。Next, an experiment was conducted with the fixing roller 50 shown in FIG. As shown in FIG. 5, the fixing roller 50 has a plurality of circumferential ribs 53 provided on the inner surface of a core metal 51 having a thickness of 0.4 mm and perpendicular to the axis (parallel to the roller end surface). Each circumferential rib 5
3 are equally spaced. FIG. 6 shows an enlarged view of a portion A of the roller. In FIG. 6, the width of the circumferential rib 53 is c, the height of the rib 53 is h, and the rib pitch (interval) is p.
【0039】すなわち、試験体は、立ち上げ9秒後の
温度が175℃であり、温度上昇の目標値はクリアして
いる。しかし、撓み量dが0.485mmであり、まだ
満足できるものではない。That is, the temperature of the test body 9 seconds after startup is 175 ° C., and the target value of the temperature rise is cleared. However, the deflection d is 0.485 mm, which is not yet satisfactory.
【0040】また、形状は図5のものと同様であるが、
芯金肉厚を0.45mmとしたものを実験した結果、表
1の試験体のような結果を得た。すなわち、試験体
は、立ち上げ9秒後の温度が171℃であり、温度上昇
の目標値はクリアしている。しかし、撓み量dが0.4
07mmであり、まだ強度が不足している。The shape is the same as that of FIG.
As a result of an experiment in which the core metal wall thickness was set to 0.45 mm, the results as shown in the test body in Table 1 were obtained. That is, the temperature of the test body 9 seconds after startup is 171 ° C., and the target value of the temperature rise is clear. However, the amount of deflection d is 0.4
07 mm, and the strength is still insufficient.
【0041】図5に示すような円周リブを配置した定着
ローラでは、リブ幅:c、リブ高さ:h、リブピッチ:
pをそれぞれ異ならせた組み合わせのローラでも実験を
行なったが、立ち上げ9秒後の温度が170℃前後にな
るものでは下面変位が0.4mm以上あり、まだ強度が
弱い状態であった。In a fixing roller having circumferential ribs arranged as shown in FIG. 5, a rib width: c, a rib height: h, and a rib pitch:
An experiment was also conducted with a combination of rollers having different p values. However, when the temperature after startup was about 170 ° C., the lower surface displacement was 0.4 mm or more, and the strength was still weak.
【0042】ここまでの、単純円筒形(リブ無し)ある
いは円周リブを配置した定着ローラでは、温度上昇と強
度の両立点を見出すことはできない。そこで、本願発明
者らは、新たなリブ形状を考案し、試作実験を継続し
た。それは、先に説明した図1,2,3の定着ローラ1
0,20,30である。In the fixing roller having the simple cylindrical shape (without ribs) or the circumferential ribs, it is impossible to find a compatible point between the temperature rise and the strength. Therefore, the inventors of the present application devised a new rib shape and continued trial production experiments. That is, the fixing roller 1 of FIGS.
0, 20, and 30.
【0043】図1の定着ローラ10は、補強用のリブと
して、軸方向に延設された縦リブ12に円周リブ13を
追加したものである。軸方向の断面図(a)で見ると、
縦リブ12と円周リブ13が交差しているので、定着ロ
ーラ10のリブ形状を交差リブと呼ぶ。The fixing roller 10 shown in FIG. 1 is obtained by adding a circumferential rib 13 to a longitudinal rib 12 extending in the axial direction as a reinforcing rib. Looking at the axial sectional view (a),
Since the vertical ribs 12 and the circumferential ribs 13 intersect, the rib shape of the fixing roller 10 is called an intersecting rib.
【0044】また、図2の定着ローラ20は、補強用の
リブとして、軸方向に延設された縦リブ22に螺旋リブ
23を追加したものである。縦リブ22と螺旋リブ23
は、直角に交わってはいないが交差しているので、これ
も交差リブと呼ぶ。The fixing roller 20 shown in FIG. 2 is formed by adding a spiral rib 23 to a longitudinal rib 22 extending in the axial direction as a reinforcing rib. Vertical rib 22 and spiral rib 23
Do not intersect at right angles but intersect, so this is also called an intersecting rib.
【0045】なお、図1の定着ローラ10では縦リブ1
2が軸方向に(軸に平行に)延設されているが、縦リブ
12をスパイラル状にねじった形状としても良い。そし
て、スパイラル状の縦リブと図2の定着ローラ20の螺
旋リブ23とを組み合わせると、両リブが形作る形状は
ひし形(両リブがひし形に交差する形状)となり、これ
らも交差リブの一つである。このリブ形状は図示してい
ないが、交差リブとして本発明の一つの実施形態といえ
る。In the fixing roller 10 shown in FIG.
Although 2 extends in the axial direction (parallel to the axis), the vertical rib 12 may be formed in a spirally twisted shape. When the spiral vertical rib and the spiral rib 23 of the fixing roller 20 shown in FIG. 2 are combined, the shape formed by both ribs becomes a rhombus (a shape in which both ribs intersect with a rhombus), and these are also one of the crossing ribs. is there. Although this rib shape is not shown, it can be said that it is one embodiment of the present invention as a cross rib.
【0046】そして、図3の定着ローラ30は、補強用
のリブとして、軸方向に延設された縦リブ32に円周リ
ブ33aと螺旋リブ33bとを追加したものである。こ
の定着ローラ30の場合は、ローラ両端部の軸受部分
(軸受に当接する部分)に円周リブ33aを設けること
によって強度をさらに向上させている。この定着ローラ
30のように円周リブ33aと螺旋リブ33bとを有す
るものでも、縦リブをスパイラル状にねじった形状とし
ても良い。The fixing roller 30 shown in FIG. 3 is obtained by adding circumferential ribs 33a and spiral ribs 33b to longitudinal ribs 32 extending in the axial direction as reinforcing ribs. In the case of the fixing roller 30, the strength is further improved by providing circumferential ribs 33a at bearing portions (portions that come into contact with the bearings) at both ends of the roller. The fixing roller 30 may have a circumferential rib 33a and a spiral rib 33b, or may have a shape in which a vertical rib is spirally twisted.
【0047】いずれにしても、ローラ長手方向に伸びる
縦リブ(軸に平行なリブ又はスパイラル状にねじったリ
ブ)と円周リブ又は(及び)螺旋リブとを設けることに
より、それぞれのリブが縦横方向あるいはひし形形状等
に交差することで、定着ローラの強度アップの効果をも
たらすことができる。In any case, by providing a longitudinal rib extending in the longitudinal direction of the roller (a rib parallel to the axis or a rib twisted in a spiral shape) and a circumferential rib or / and a spiral rib, the ribs are vertically and horizontally oriented. By intersecting the direction or the rhombus shape, the effect of increasing the strength of the fixing roller can be brought about.
【0048】ところで、上記定着ローラ10,20,3
0において、縦リブ(スパイラル状にねじったものも含
む)12,22,32のリブ形態としては、図7又は図
8に示すような形状が考えられる。図7のもはリブ断面
が角状であり、角リブと呼ぶ。また、図8のものはリブ
断面が三角形状であり、三角リブと呼ぶ。図7,8に示
すように、各リブのリブ幅をc、リブの高さをhとす
る。この他、図示はしないがリブ断面が台形形状などで
も良い。Incidentally, the fixing rollers 10, 20, 3
At 0, as the rib form of the vertical ribs (including those twisted in a spiral shape) 12, 22, 32, shapes as shown in FIG. 7 or FIG. 8 can be considered. FIG. 7 also has a square rib cross section, which is called a square rib. 8 has a triangular rib cross section and is called a triangular rib. As shown in FIGS. 7 and 8, the width of each rib is c, and the height of each rib is h. In addition, although not shown, the rib cross section may have a trapezoidal shape.
【0049】図1,2,3に示すようなリブ配置(交差
リブ)でリブ形状を図7の角リブとした定着ローラを四
角交差リブと呼び、その四角交差リブの定着ローラで実
験したところ、表1の試験体のような結果を得た。こ
のとき、角リブの幅c=0.5mm、リブ高さh=1.
2mm、縦リブの本数は18本(円周18等分)であ
る。A fixing roller having the rib arrangement (intersecting rib) as shown in FIGS. 1, 2 and 3 and having the rib shape of the square rib of FIG. 7 is called a square intersecting rib, and an experiment was conducted with the fixing roller having the square intersecting rib. , And the results as shown in Table 1 were obtained. At this time, the width c of the square rib is 0.5 mm, and the rib height h is 1.
The number of the vertical ribs is 2 mm, and the number of the vertical ribs is 18 (18 equally divided circumferences).
【0050】この試験体では、ローラ中央部での下面
変位dが0.269mmであり、立ち上げ9秒後のロー
ラ温度が137℃であった。つまり、強度は大幅に向上
して目標値をクリアしたが、温度は低すぎて満足できる
ものではなかった。しかし、ローラ強度の向上には交差
リブを設けることが大きな効果を奏することが判ったの
で、リブ断面形状やリブ幅・リブ高さ等を工夫すること
によって温度特性を改善してやれば、従来型の定着ロー
ラ(リブ無し、あるいは円周リブなど一方向のみのリ
ブ)に比して、有利なものとすることが可能である。In this test piece, the lower surface displacement d at the center of the roller was 0.269 mm, and the temperature of the roller 9 seconds after startup was 137 ° C. That is, although the strength was greatly improved and the target value was cleared, the temperature was too low to be satisfactory. However, it has been found that the provision of the cross ribs has a great effect on improving the roller strength, so if the temperature characteristics are improved by devising the rib cross-sectional shape, the rib width, the rib height, etc., the conventional type can be obtained. This can be more advantageous than a fixing roller (with no ribs or a rib in only one direction such as a circumferential rib).
【0051】次に、図1,2,3に示すようなリブ配置
(交差リブ)でリブ形状を図8の三角リブとした定着ロ
ーラを三角交差リブと呼び、その三角交差リブの定着ロ
ーラで実験したところ、表1の試験体のような結果を
得た。このとき、三角リブの幅c=2.2mm、リブ高
さh=0.4mm、縦リブの本数は18本(円周18等
分)である。Next, a fixing roller having a rib arrangement (intersecting rib) as shown in FIGS. 1, 2 and 3 and having a rib shape of a triangular rib in FIG. 8 is called a triangular intersecting rib. As a result of the experiment, the results as shown in Table 1 were obtained. At this time, the width c of the triangular ribs is c = 2.2 mm, the height h of the triangular ribs is 0.4 mm, and the number of the vertical ribs is 18 (equal to the circumference of 18).
【0052】この試験体では、ローラ中央部での下面
変位dが0.32mmであり、立ち上げ9秒後のローラ
温度が171℃であった。つまり、強度も向上し、か
つ、温度上昇の面でも最適目標値をクリアでき、強度と
温度の両立点を見出すことができた。In this test sample, the lower surface displacement d at the center of the roller was 0.32 mm, and the temperature of the roller 9 seconds after startup was 171 ° C. That is, the strength was improved, and the optimum target value was able to be cleared in terms of temperature rise, and a compatible point between strength and temperature could be found.
【0053】次に、本実施形態の定着ローラの製造方法
について説明する。まず、図9に示すような、外周面4
1aが円筒形で、内周面41bに軸方向に延びる縦リブ
42を設けたローラ素管41を、押出し加工または引抜
き加工で作る。押出し加工、引抜き加工については一般
的な塑性加工法であるから詳しい説明は省略する。リブ
42の断面形状は、前述したように角形、三角形、台形
形状などが考えられる。もちろん、リブの断面が曲線部
を有するものも製造可能である。Next, a method of manufacturing the fixing roller of the present embodiment will be described. First, as shown in FIG.
A roller tube 41 having a cylindrical shape 1a and provided with a longitudinal rib 42 extending in the axial direction on an inner peripheral surface 41b is formed by extrusion or drawing. Extrusion processing and drawing processing are general plastic working methods, so detailed description is omitted. As described above, the cross-sectional shape of the rib 42 may be a square, a triangle, a trapezoid, or the like. Of course, a rib having a curved cross section can also be manufactured.
【0054】次に、図10に示すように、ローラ素管4
1の外周側から転造ダイス(転造ロール)45を押し付
けて中心方向に力を加える。すると、図11に示すよう
に、ローラ内部に突起部ができてこの突起部が円周リブ
43となる。なお、転造ダイス45は、ローラ素管41
の周囲を回るようにローラ外周面全体を転動させる(ま
たは、ローラ素管41の方を回転させる)ことはいうま
でもない。Next, as shown in FIG.
A rolling die (rolling roll) 45 is pressed from the outer peripheral side of 1 to apply a force in the center direction. Then, as shown in FIG. 11, a projection is formed inside the roller, and the projection serves as a circumferential rib 43. In addition, the rolling die 45 is provided with the roller tube 41.
It is needless to say that the entire roller outer peripheral surface is rolled (or the roller base tube 41 is rotated) so as to rotate around the periphery of the roller.
【0055】ここで、縦リブ42と円周リブ43の高さ
を合わせる(一致させる)ことによって、同じ高さの交
差リブが形成される。縦リブ42と円周リブ43の高さ
を合わせることにより、リブのバランスがとれ、強度・
温度のムラを排することができる。Here, by making the heights of the vertical ribs 42 and the circumferential ribs 43 coincide (match), cross ribs having the same height are formed. By matching the heights of the vertical ribs 42 and the circumferential ribs 43, the ribs can be balanced and the strength and
Temperature unevenness can be eliminated.
【0056】図11の状態では、ローラ素管41の外周
面に凹部43b(転造ダイスの転動軌跡)ができている
ので、ローラ素管41の外周面を切削または研削加工に
よりフラット化し、所望の肉厚(リブが無い部分の厚み
をローラ肉厚とする)の定着ローラ40(図12)が完
成する。In the state shown in FIG. 11, since a concave portion 43b (rolling locus of a rolling die) is formed on the outer peripheral surface of the roller tube 41, the outer peripheral surface of the roller tube 41 is flattened by cutting or grinding. The fixing roller 40 (FIG. 12) having a desired thickness (the thickness of the portion without ribs is defined as the roller thickness) is completed.
【0057】なお、図10〜図12では、円周リブの場
合で説明したが、螺旋リブ(図2参照)を作る場合は、
転造ダイス45を所定の角度だけ傾けて転動させること
により、螺旋リブを形成することができる。Although FIGS. 10 to 12 have been described with reference to the case of the circumferential rib, when the spiral rib (see FIG. 2) is formed,
A spiral rib can be formed by rolling the rolling die 45 at a predetermined angle.
【0058】ここまで説明したように、定着ローラの内
周面に交差状のリブを設けることによって、リブ無し又
は円周リブもしくは縦リブのどちらか一方のみを有する
単一リブの定着ローラに比べ、ローラ強度を大幅に向上
させることができる。そのため、定着ローラの薄肉化が
可能となり、定着ローラの立ち上がり時間を短縮して強
度と温度(立ち上がり時間)の両立が可能になる。As described above, by providing cross-shaped ribs on the inner peripheral surface of the fixing roller, compared with a single-rib fixing roller having no ribs or only one of a circumferential rib and a vertical rib. Thus, the roller strength can be greatly improved. Therefore, the thickness of the fixing roller can be reduced, and the rising time of the fixing roller can be shortened to achieve both the strength and the temperature (rising time).
【0059】さらに、リブ断面形状やリブ幅・リブ高さ
等を工夫することによって温度特性を改善し、高速立ち
上がりの定着ローラに要求される強度と立ち上がり時間
(温度特性)の両立を達成することができる。Further, the temperature characteristics are improved by devising the rib cross-sectional shape, the rib width, the rib height, and the like, thereby achieving both the strength and the rise time (temperature characteristics) required for the high-speed rising fixing roller. Can be.
【0060】また、交差リブを、ローラ長手方向に延設
される第1のリブ(実施形態における縦リブ)と、ロー
ラ周方向に延設される第2のリブ(実施形態における円
周リブあるいは螺旋リブ)とによって形成することによ
り、第1のリブは押出し加工・引抜き加工等によりロー
ラ素管成形時に同時に設けることができ、単純円筒ロー
ラと同じコストで第1リブを設けることができる。ま
た、ローラ素管成形時に第1のリブを形成することによ
り、軸方向の曲がりを少なくでき(縦リブを軸に平行に
する場合)、矯正が不要となる。そして、第1リブを設
けた後に第2リブを設けることができ、後加工としての
リブ形成を第2リブのみとすることができ、加工時間を
短縮することができる。Further, the cross rib is formed by a first rib (longitudinal rib in the embodiment) extending in the roller longitudinal direction and a second rib (circumferential rib in the embodiment) extending in the roller circumferential direction. The first rib can be provided at the same time as forming the roller tube by extrusion, drawing, or the like, and the first rib can be provided at the same cost as a simple cylindrical roller. In addition, by forming the first rib at the time of forming the roller tube, bending in the axial direction can be reduced (when the vertical rib is made parallel to the axis), and correction is not required. Then, the second rib can be provided after the first rib is provided, and the rib formation as the post-processing can be performed only with the second rib, so that the processing time can be reduced.
【0061】また、第2のリブを円周リブとする場合に
は、転造ダイス(転造ロール)の構造が簡単で、ダイス
を定着ローラの軸に垂直な方向の1方向だけに転動させ
ることで加工でき、第2のリブ形成の加工を容易にする
ことができる。また、同じ加工作業を繰り返すことで複
数の円周リブを形成することができ、簡単な設備で交差
リブを作成することができる。あるいは、複数の転造ダ
イスを使用することで加工作業の能率を高めることも可
能である。When the second rib is a circumferential rib, the structure of the rolling die (rolling roll) is simple, and the die is rolled in only one direction perpendicular to the axis of the fixing roller. By doing so, the processing for forming the second rib can be facilitated. Further, by repeating the same processing operation, a plurality of circumferential ribs can be formed, and cross ribs can be formed with simple equipment. Alternatively, the efficiency of the processing operation can be increased by using a plurality of rolling dies.
【0062】また、第2のリブを螺旋リブとする場合に
は、転造ダイス(転造ロール)を所定角度傾けて転動さ
せることにより螺旋リブを形成でき、容易に螺旋リブを
設けることができる。そして、円周リブの場合には複数
のリブを作るときに作業を繰り返す必要があるが、螺旋
リブを形成する場合には1回の設定で連続的にリブ形成
ができる。In the case where the second rib is a spiral rib, the spiral rib can be formed by inclining a rolling die (rolling roll) at a predetermined angle and rolling, so that the spiral rib can be easily provided. it can. In the case of a circumferential rib, it is necessary to repeat the operation when forming a plurality of ribs. However, in the case of forming a spiral rib, the rib can be continuously formed by one setting.
【0063】さらに、第2のリブとして円周リブと螺旋
リブとを併用する場合、定着ローラの部分的な強度アッ
プが容易にできる。例えば、図3に示す定着ローラ30
の場合、ローラ端部に円周リブ33aを、中央寄りに螺
旋リブ33bを配置しているが、端部に配した円周リブ
33aの間隔を狭くする(ピッチを狭める)ことによ
り、ローラ端部(軸受に対応する部分)での強度向上を
図っている。あるいは、図1の定着ローラ10において
も、ローラ端部付近で円周リブ13の間隔を狭めること
でその部分での強度向上を図ることができる。このよう
に、強度向上したい位置に配置する複数の円周リブの間
隔を狭めることにより、所望位置でのローラ強度アップ
を用意に実現できる。Further, when both the circumferential rib and the spiral rib are used as the second rib, it is easy to partially increase the strength of the fixing roller. For example, the fixing roller 30 shown in FIG.
In the case of (1), the circumferential rib 33a is arranged at the roller end and the spiral rib 33b is arranged near the center, but the interval between the circumferential ribs 33a arranged at the end is reduced (the pitch is reduced), so that the roller end is narrowed. Strength is improved at the part (part corresponding to the bearing). Alternatively, in the fixing roller 10 of FIG. 1 as well, the strength at that portion can be improved by reducing the interval between the circumferential ribs 13 near the roller end. As described above, by narrowing the interval between the plurality of circumferential ribs arranged at the position where the strength is to be improved, it is possible to easily increase the roller strength at the desired position.
【0064】ところで、上記実験に使用した本実施形態
の定着ローラは、ローラ材料としてはアルミニウム製の
ものを使用したが、ローラ材料としては鉄を用いること
もできる。アルミニウム製ローラは軽量で温度特性に優
れ、また、鉄製ローラはヤング率がアルミよりも高い
(高強度)ために、設けるリブの数をアルミニウム製ロ
ーラの場合よりも少なくすることができる。Incidentally, the fixing roller of the present embodiment used in the above-described experiment uses aluminum as a roller material, but iron can also be used as a roller material. An aluminum roller is lightweight and has excellent temperature characteristics, and an iron roller has a higher Young's modulus (higher strength) than aluminum. Therefore, the number of ribs provided can be smaller than that of an aluminum roller.
【0065】なお、本発明のローラはヒータ内蔵方式の
定着ローラに限定されるものではない。ヒータ内蔵方式
以外にも、ヒータをローラ外部に配置する方式、ローラ
周面に抵抗発熱層を設けた直接加熱方式、あるいは誘導
加熱方式の定着ローラに本発明を適用することが可能で
ある。いずれの加熱方式においても、本発明により交差
状のリブを設けることによってローラ強度を大幅に向上
させることができるので、定着ローラの薄肉化が可能と
なり、定着ローラの立ち上がり時間を短縮して強度と温
度(立ち上がり時間)を両立させることができる。The roller of the present invention is not limited to a fixing roller having a built-in heater. The present invention can be applied to a fixing roller of a type in which a heater is disposed outside the roller, a direct heating type in which a resistance heating layer is provided on the roller peripheral surface, or an induction heating type, in addition to the type with a built-in heater. In any heating method, the roller strength can be greatly improved by providing the cross-shaped ribs according to the present invention, so that the fixing roller can be made thinner, the rising time of the fixing roller can be shortened, and the strength and the strength can be improved. Temperature (rise time) can be compatible.
【0066】[0066]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の定着ロー
ラによれば、ローラ内周面に交差状のリブを設けたの
で、ローラ強度を大幅に向上させ定着ローラの薄肉化が
可能となる。そのため、定着ローラの立ち上がり時間を
短縮して強度と温度(立ち上がり時間)を両立させるこ
とができる。As described above, according to the fixing roller of the present invention, since the cross-shaped ribs are provided on the inner peripheral surface of the roller, the strength of the roller is greatly improved, and the thickness of the fixing roller can be reduced. . Therefore, the strength and temperature (rise time) can be compatible with each other by shortening the rise time of the fixing roller.
【0067】請求項2の構成により、交差状リブが、ロ
ーラ長手方向に延設される複数の第1リブと、該第1リ
ブに交差する少なくとも1本の第2リブから成るので、
ローラ長手方向の第1リブとこれに交差する第2リブに
よってローラを効果的に補強することができるととも
に、ローラ長手方向及びこれに交差する方向における強
度・温度のムラを極力抑えることができる。According to the second aspect of the present invention, the cross-shaped rib includes a plurality of first ribs extending in the longitudinal direction of the roller and at least one second rib intersecting the first rib.
The roller can be effectively reinforced by the first rib in the longitudinal direction of the roller and the second rib intersecting the same, and unevenness in strength and temperature in the longitudinal direction of the roller and the direction intersecting with the roller can be minimized.
【0068】請求項3の構成により、第1リブがローラ
軸に平行な直線状であるので、ローラ長手方向の撓み強
度を向上させることができる。また、第1リブの成形が
容易になる。According to the third aspect of the present invention, since the first rib has a linear shape parallel to the roller axis, the bending strength in the longitudinal direction of the roller can be improved. Also, the first rib can be easily formed.
【0069】請求項4の構成により、第2リブがローラ
軸に垂直なリング状であるので、ローラのつぶれに対す
る強度を向上させることができる。請求項5の構成によ
り、第2リブがローラ内周面に沿った螺旋状であるの
で、撓み強度とつぶれに対する強度の双方を向上させる
ことができる。また、螺旋のピッチを適宜設定すること
で、それぞれの強度の割合を容易に設定することができ
る。According to the structure of the fourth aspect, since the second rib has a ring shape perpendicular to the roller shaft, the strength against the collapse of the roller can be improved. According to the configuration of the fifth aspect, since the second rib has a spiral shape along the inner peripheral surface of the roller, both the bending strength and the strength against crushing can be improved. Also, by appropriately setting the pitch of the spiral, the ratio of each strength can be easily set.
【0070】請求項6の構成により、第2リブがローラ
軸に垂直なリブとローラ内周面に沿った螺旋状リブとか
ら成るので、ローラの部分的な強度向上を容易に行うこ
とができる。According to the structure of claim 6, since the second rib is composed of the rib perpendicular to the roller shaft and the spiral rib along the inner peripheral surface of the roller, it is possible to easily improve the partial strength of the roller. .
【0071】請求項7の構成により、ローラの材質が鉄
であるので、ローラ強度を高めることが容易であり、補
強用リブの数を少なくすることができる。請求項8の構
成により、ローラの材質がアルミニウムであるので、軽
量で温度特性に優れた定着ローラを容易に実現できる。According to the structure of claim 7, since the material of the roller is iron, the strength of the roller can be easily increased, and the number of reinforcing ribs can be reduced. According to the configuration of the eighth aspect, since the material of the roller is aluminum, a fixing roller that is lightweight and has excellent temperature characteristics can be easily realized.
【0072】請求項9の構成により、交差状リブの交差
する各リブの高さが略同一であるので、各リブのバラン
スがとれ、強度・温度のムラをなくすことができる。請
求項10の構成により、第1リブの断面形状が略三角形
であるので、三角断面の斜面の分だけ表面積が増すこと
によって熱吸収効率がアップして立ち上がり時間を短縮
できるとともに、ローラ強度の増大が可能となる。According to the ninth aspect of the present invention, the heights of the crossing ribs are substantially the same, so that the ribs can be balanced and unevenness in strength and temperature can be eliminated. According to the configuration of the tenth aspect, since the cross-sectional shape of the first rib is substantially triangular, the surface area is increased by the slope of the triangular cross-section, so that the heat absorption efficiency is increased and the rise time can be reduced, and the roller strength is increased. Becomes possible.
【0073】請求項11及び請求項12に記載の本発明
の定着ローラ製造方法によれば、交差状のリブのうちの
ローラ長手方向に延設される複数の第1リブを押出し加
工または引抜き加工によるローラ芯金の製作時に同時成
形するので、リブ無しの定着ローラを製作する場合と同
等のコストで第1リブを設けることができる。According to the fixing roller manufacturing method of the present invention, a plurality of first ribs extending in the longitudinal direction of the roller among the cross-shaped ribs are extruded or drawn. The first rib can be provided at the same cost as when a fixing roller without ribs is manufactured.
【0074】請求項13により、第1リブをローラ軸に
平行な直線状に押出し成形または引抜き成形するので、
成形時の軸方向の曲がりを少なくすることができる。請
求項14により、第1リブがローラ芯金製作時に同時成
形された後、これに交差する第2のリブを成形するの
で、芯金素管に対する後加工を第2リブの成形のみとす
ることができ、加工時間を短縮させ、また、加工コスト
を抑えることができる。According to the thirteenth aspect, the first rib is extruded or drawn in a straight line parallel to the roller axis.
Bending in the axial direction during molding can be reduced. According to the fourteenth aspect, after the first rib is simultaneously formed at the time of manufacturing the roller core, the second rib intersecting with the first rib is formed, so that the post-processing on the core metal tube is only the formation of the second rib. Thus, the processing time can be reduced, and the processing cost can be reduced.
【0075】請求項15により、第2リブがローラ軸に
垂直なリング状であり、これを転造により成形するの
で、簡単なダイス構造で第2リブを成形することができ
る。また、転造ダイスの動きがローラ軸に直角な方向の
1方向だけで加工することができる。さらに、その加工
作業の繰り返しで複数の第2リブを成形することがで
き、簡易な設備で交差リブを作ることが可能となる。According to the fifteenth aspect, since the second rib has a ring shape perpendicular to the roller shaft and is formed by rolling, the second rib can be formed with a simple die structure. In addition, it is possible to perform processing in only one direction in which the movement of the rolling die is perpendicular to the roller axis. Further, a plurality of second ribs can be formed by repeating the processing operation, and it becomes possible to form cross ribs with simple equipment.
【0076】請求項16により、第2リブがローラ内周
面に沿った螺旋状であり、これを転造により成形し、そ
の転造加工時に転造ダイスをローラ軸に対し所定角度傾
けて転動させるので、容易に螺旋状リブを成形すること
ができる。また、加工作業の1回の設定で螺旋状リブを
成形することができる。According to the sixteenth aspect, the second rib has a spiral shape along the inner peripheral surface of the roller, and is formed by rolling, and at the time of the rolling process, the rolling die is inclined by a predetermined angle with respect to the roller shaft. Since the spiral rib is moved, the spiral rib can be easily formed. Further, the spiral rib can be formed by one setting of the processing operation.
【0077】請求項17により、第2リブの成形後、ロ
ーラ外周を切削または研削により円筒形に加工するの
で、第2リブの転造加工によるローラ外周面の凹凸を簡
単にフラット化し、効率良く定着ローラを製作すること
ができる。According to the seventeenth aspect, after forming the second rib, the outer periphery of the roller is processed into a cylindrical shape by cutting or grinding, so that the unevenness of the outer peripheral surface of the roller due to the rolling process of the second rib is easily flattened, and the efficiency is improved. A fixing roller can be manufactured.
【図1】本発明の一実施形態の定着ローラの構成を示す
図で、(a)は軸方向の断面図、(b)は軸に垂直な断
面図である。FIGS. 1A and 1B are diagrams illustrating a configuration of a fixing roller according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a cross-sectional view in an axial direction, and FIG.
【図2】本発明の第2の実施形態の定着ローラの構成を
示す図で、(a)は軸方向の断面図、(b)は軸に垂直
な断面図である。FIGS. 2A and 2B are views showing a configuration of a fixing roller according to a second embodiment of the present invention, wherein FIG. 2A is a sectional view in the axial direction, and FIG. 2B is a sectional view perpendicular to the axis.
【図3】本発明の第3の実施形態の定着ローラの構成を
示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view illustrating a configuration of a fixing roller according to a third exemplary embodiment of the present invention.
【図4】従来の単純円筒形ローラの構成を示す図で、
(a)は軸方向の断面図、(b)は軸に垂直な断面図で
ある。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a conventional simple cylindrical roller;
(A) is a sectional view in the axial direction, and (b) is a sectional view perpendicular to the axis.
【図5】従来の円周リブを配した定着ローラの構成を示
す図で、(a)は軸方向の側面図、(b)は軸に垂直な
断面図である。5A and 5B are diagrams showing a configuration of a conventional fixing roller provided with circumferential ribs, wherein FIG. 5A is a side view in the axial direction, and FIG. 5B is a cross-sectional view perpendicular to the axis.
【図6】その定着ローラの円周リブを説明するための部
分断面図である。FIG. 6 is a partial cross-sectional view for explaining a circumferential rib of the fixing roller.
【図7】本発明による定着ローラのリブ形態の一例を示
す部分断面図である。FIG. 7 is a partial cross-sectional view illustrating an example of a rib configuration of a fixing roller according to the present invention.
【図8】本発明による定着ローラのリブ形態の他の一例
を示す部分断面図である。FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing another example of the rib shape of the fixing roller according to the present invention.
【図9】本発明による定着ローラ製造方法における縦リ
ブの成形過程を説明する図で、(a)はローラの側面
図、(b)はローラ断面図である。FIGS. 9A and 9B are diagrams illustrating a forming process of a vertical rib in the fixing roller manufacturing method according to the present invention, wherein FIG. 9A is a side view of the roller, and FIG.
【図10】転造による円周リブの成形過程を説明するた
めの、ローラの部分側面図である。FIG. 10 is a partial side view of a roller for explaining a forming process of a circumferential rib by rolling.
【図11】転造により成形された円周リブを示す部分断
面図である。FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing a circumferential rib formed by rolling.
【図12】円周リブ成形後に外周面をフラット化された
定着ローラを示す部分断面図である。FIG. 12 is a partial cross-sectional view showing a fixing roller having a flat outer peripheral surface after forming a circumferential rib.
【図13】従来の定着ローラの一例を用いた定着装置を
示す構成図である。FIG. 13 is a configuration diagram illustrating a fixing device using an example of a conventional fixing roller.
【図14】その定着装置の定着ローラ及び加圧ローラを
示す正面図である。FIG. 14 is a front view showing a fixing roller and a pressure roller of the fixing device.
【図15】その定着ローラ及び加圧ローラによるニップ
を示す模式図である。FIG. 15 is a schematic diagram illustrating a nip between the fixing roller and the pressure roller.
10,20,30 定着ローラ 11,21,31,41 ローラ素管 12,22,32,42 縦リブ(第1リブ) 13,33a,43 円周リブ(第2リブ) 23,33b 螺旋リブ(第2リブ) 45 転造ダイス 10, 20, 30 Fixing roller 11, 21, 31, 41 Roller tube 12, 22, 32, 42 Vertical rib (first rib) 13, 33a, 43 Circumferential rib (second rib) 23, 33b Spiral rib ( Second rib) 45 Rolling dies
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植田 陽一 宮城県柴田郡柴田町大字中名生字神明堂3 −1 東北リコー株式会社内 (72)発明者 佐々木 正利 宮城県柴田郡柴田町大字中名生字神明堂3 −1 東北リコー株式会社内 Fターム(参考) 2H033 AA06 AA30 BB03 BB13 BB26 3J103 AA02 AA63 AA64 AA65 AA73 FA01 FA15 GA02 GA57 GA58 GA60 GA66 HA03 HA32 HA37 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Yoichi Ueda 3-1 Shinmei-do, Shinmei-do, Shimada-cho, Shibata-cho, Miyagi Prefecture Tohoku Ricoh Co., Ltd. (72) Masatoshi Sasaki Shimei, Shimei-cho, Shibata-cho, Miyagi, Japan DO3-1 F-term in Tohoku Ricoh Co., Ltd. (reference) 2H033 AA06 AA30 BB03 BB13 BB26 3J103 AA02 AA63 AA64 AA65 AA73 FA01 FA15 GA02 GA57 GA58 GA60 GA66 HA03 HA32 HA37
Claims (17)
ラ内周面に交差状のリブを設けたことを特徴とする定着
ローラ。1. A fixing roller of a heat fixing device, wherein a cross-shaped rib is provided on an inner peripheral surface of the roller.
設される複数の第1リブと、該第1リブに交差する少な
くとも1本の第2リブから成ることを特徴とする、請求
項1に記載の定着ローラ。2. The intersecting rib comprises a plurality of first ribs extending in the longitudinal direction of the roller and at least one second rib intersecting the first rib. 2. The fixing roller according to 1.
であることを特徴とする、請求項2に記載の定着ロー
ラ。3. The fixing roller according to claim 2, wherein the first rib has a linear shape parallel to a roller axis.
状であることを特徴とする、請求項2に記載の定着ロー
ラ。4. The fixing roller according to claim 2, wherein the second rib has a ring shape perpendicular to a roller axis.
旋状であることを特徴とする、請求項2に記載の定着ロ
ーラ。5. The fixing roller according to claim 2, wherein the second rib has a spiral shape along an inner peripheral surface of the roller.
ローラ内周面に沿った螺旋状リブとから成ることを特徴
とする、請求項2に記載の定着ローラ。6. The fixing roller according to claim 2, wherein the second rib includes a rib perpendicular to a roller axis and a spiral rib along an inner peripheral surface of the roller.
とする、請求項1に記載の定着ローラ。7. The fixing roller according to claim 1, wherein the material of the roller is iron.
ことを特徴とする、請求項1に記載の定着ローラ。8. The fixing roller according to claim 1, wherein the material of the roller is aluminum.
が略同一であることを特徴とする、請求項1に記載の定
着ローラ。9. The fixing roller according to claim 1, wherein the height of each of the crossing ribs is substantially the same.
あることを特徴とする、請求項1に記載の定着ローラ。10. The fixing roller according to claim 1, wherein a cross-sectional shape of the first rib is substantially triangular.
熱定着装置の定着ローラの製造方法において、 前記交差状のリブのうちのローラ長手方向に延設される
複数の第1リブを押出し加工によるローラ芯金の製作時
に同時成形することを特徴とする定着ローラ製造方法。11. A method of manufacturing a fixing roller of a heat fixing device having a cross-shaped rib provided on an inner peripheral surface of a roller, wherein a plurality of first ribs extending in a roller longitudinal direction of the cross-shaped rib are provided. A method for manufacturing a fixing roller, comprising simultaneously forming a roller core by extrusion.
熱定着装置の定着ローラの製造方法において、 前記交差状のリブのうちのローラ長手方向に延設される
複数の第1リブを引抜き加工によるローラ芯金の製作時
に同時成形することを特徴とする定着ローラ製造方法。12. A method of manufacturing a fixing roller of a heat fixing device having a crossed rib provided on an inner peripheral surface of a roller, wherein a plurality of first ribs extending in a roller longitudinal direction among the crossed ribs are provided. A method for manufacturing a fixing roller, comprising simultaneously forming a roller core metal by drawing.
状に押出し成形または引抜き成形することを特徴とす
る、請求項11または12に記載の定着ローラ製造方
法。13. The method according to claim 11, wherein the first rib is extruded or drawn in a straight line parallel to a roller axis.
時成形された後、前記第1リブに交差する第2のリブを
成形することを特徴とする、請求項11または12に記
載の定着ローラ製造方法。14. The fixing device according to claim 11, wherein a second rib intersecting with the first rib is formed after the first rib is formed at the same time when a roller core is manufactured. Roller manufacturing method.
グ状であり、該第2リブを転造により成形することを特
徴とする、請求項14に記載の定着ローラ製造方法。15. The method according to claim 14, wherein the second rib has a ring shape perpendicular to a roller axis, and the second rib is formed by rolling.
螺旋状であり、該螺旋状第2リブを転造により成形し、
該転造加工時に転造ダイスをローラ軸に対し所定角度傾
けて転動させることを特徴とする、請求項14に記載の
定着ローラ製造方法。16. The second rib has a spiral shape along the inner peripheral surface of the roller, and the spiral second rib is formed by rolling.
The method according to claim 14, wherein the rolling die is rolled while being inclined at a predetermined angle with respect to a roller shaft during the rolling process.
切削または研削により円筒形に加工することを特徴とす
る、請求項15または16に記載の定着ローラ製造方
法。17. The method according to claim 15, wherein after forming the second rib, the outer periphery of the roller is processed into a cylindrical shape by cutting or grinding.
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---|---|---|---|
JP34907599A JP3829036B2 (en) | 1999-12-08 | 1999-12-08 | Fixing roller manufacturing method |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019132031A (en) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | 大智株式会社 | Casing for drilling rig, and drilling rig |
KR102148605B1 (en) * | 2019-06-25 | 2020-08-27 | 아주대학교산학협력단 | Variable roller |
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- 1999-12-08 JP JP34907599A patent/JP3829036B2/en not_active Expired - Fee Related
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