JP2005043840A - Fixing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンター、又はファクシミリ装置等の画像形成装置に用いられ、記録媒体上のトナー像を定着するための定着装置に関するものである。 The present invention relates to a fixing device that is used in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile machine, and fixes a toner image on a recording medium.
一般に、画像形成装置で用いられる定着装置として加熱ローラ及び加圧ローラを備え、これら加熱ローラ及び加圧ローラによって、記録媒体上のトナー像を熱定着させるようにしたものがあり、この種の定着装置においては、加熱ローラにヒータが内蔵されて、加熱ローラを押圧する加圧ローラとの間に記録媒体を通過させてトナー像の定着が行われる。 Generally, a fixing device used in an image forming apparatus is provided with a heating roller and a pressure roller, and a toner image on a recording medium is thermally fixed by the heating roller and the pressure roller. In the apparatus, a heater is built in the heating roller, and the toner image is fixed by passing a recording medium between the heating roller and a pressure roller that presses the heating roller.
ところで、加熱ローラの両端にはボス部が形成され、このボス部にベアリングが設けられて、ベアリングを介して加熱ローラは回転可能に定着装置筐体に支持され、定着の際には、所定の速度で回転駆動される。そして、定着の際には、加熱ローラはヒータによって高温状態に維持される。加熱ローラを高温に維持するためには、特に、ベアリングを通って熱が放散されることを防止する必要がある。 By the way, bosses are formed at both ends of the heating roller, and bearings are provided on the bosses, and the heating roller is rotatably supported by the fixing device casing via the bearings. Driven at speed. During fixing, the heating roller is maintained at a high temperature by a heater. In order to maintain the heating roller at a high temperature, it is particularly necessary to prevent heat from being dissipated through the bearing.
このため、例えば、定着ローラ(加熱ローラ)のボス部に設けられたベアリングとベアリングを支持する枠体との間に耐熱性断熱ブッシュを設けて、耐熱性断熱ブッシュの半径方向断面をL字状として、耐熱性断熱ブッシュの内側円の外側を枠体と嵌合させ、内側円の内側をベアリングと嵌合させて、定着ローラの熱がベアリングを伝わって枠体に漏出することを防止するようにしている(特許文献1参照)。 For this reason, for example, a heat-resistant heat-insulating bush is provided between the bearing provided on the boss portion of the fixing roller (heating roller) and the frame body supporting the bearing, and the radial cross section of the heat-resistant heat-insulating bush is L-shaped. As shown in the figure, the outer side of the inner circle of the heat-resistant heat-insulating bush is fitted with the frame, and the inner side of the inner circle is fitted with the bearing so that the heat of the fixing roller is prevented from leaking to the frame through the bearing. (See Patent Document 1).
さらに、加熱ローラ両端のボス部に断熱部材を介してベアリングを設け、断熱部材のボス部に対する回転方向の滑りを禁止する機構を配設するようにしたものがある(特許文献2参照)。
上述のように、従来の定着装置では、加熱ローラからベアリングを介して定着装置筐体等へ熱が放散することを防止するため、ボス部に断熱部材を配設することが行われているものの、加熱ローラは加圧ローラと接触しており、加熱ローラから加圧ローラ側に熱が伝達された際、加圧ローラを回転可能に軸部材に支持するベアリング(加圧ローラ用ベアリング)を介して熱が逃げることが無視できない。 As described above, in the conventional fixing device, in order to prevent heat from being dissipated from the heating roller to the fixing device housing or the like via the bearing, a heat insulating member is disposed on the boss portion. The heating roller is in contact with the pressure roller, and when heat is transmitted from the heating roller to the pressure roller side, a bearing (pressure roller bearing) that rotatably supports the pressure roller on the shaft member is provided. It cannot be ignored that the heat escapes.
つまり、加圧ローラにおいては、円筒状芯金の両端部にベアリングが圧入されて、ベアリングに軸部材が挿通されて加圧ローラを回転可能に支持するとともに、軸部材をその両端部で加熱ローラ側に押圧している。このため、加熱ローラからの熱が芯金を通ってベアリング及び軸部材に達してしまい、その分加圧ローラの熱容量が増加されてしまうことになる。 That is, in the pressure roller, bearings are press-fitted into both ends of the cylindrical metal core, and the shaft member is inserted into the bearing to rotatably support the pressure roller, and the shaft member is heated at both ends thereof. Pressing to the side. For this reason, the heat from the heating roller passes through the metal core and reaches the bearing and the shaft member, and the heat capacity of the pressure roller is increased accordingly.
一方、前述のように、加圧ローラにおいては、円筒状芯金の両端部にベアリングを圧入して、ベアリングに軸部材を挿通して軸部材をその両端部で加熱ローラ側に押圧しているため、特許文献1又は2のように断熱部材を配置することが難しいという課題がある。
On the other hand, as described above, in the pressure roller, the bearing is press-fitted into both ends of the cylindrical metal core, the shaft member is inserted into the bearing, and the shaft member is pressed toward the heating roller at both ends. Therefore, there exists a subject that it is difficult to arrange | position a heat insulation member like
加えて、高速の複写機等においては、定着性能を確保するため、過熱ローラと加圧ローラとのニップ幅を拡大する必要があるものの、ニップ幅を広くすると、不可避的に加熱ローラと加圧ローラとの接触面積が増大することになって、その結果、加熱ローラ側から加圧ローラ側に移動する熱量が増えて、加熱ローラからの熱が芯金を通ってベアリング及び軸部材から逃げてしまう。この結果、所謂ウォームアップ時間が長くなるばかりでなく、連続印字(コピー)の際に温度が低下してしまうことになる。 In addition, in high-speed copiers and the like, it is necessary to increase the nip width between the heating roller and the pressure roller in order to ensure the fixing performance. However, if the nip width is widened, the heating roller and the pressure are inevitably increased. As a result, the amount of heat that moves from the heating roller side to the pressure roller side increases, and the heat from the heating roller escapes from the bearing and shaft member through the cored bar. End up. As a result, not only the so-called warm-up time is lengthened, but the temperature is lowered during continuous printing (copying).
そして、上述のような連続コピーの際の温度低下を防止するために、加熱ローラの芯金の肉厚を厚くして、加熱ローラにおける熱蓄積量を大きくすると、ウォームアップ時間がさらに増大してしまうことになる。 And in order to prevent the temperature drop at the time of continuous copying as described above, increasing the heat accumulation amount in the heating roller by increasing the thickness of the core of the heating roller further increases the warm-up time. Will end up.
本発明の目的は、加熱ローラから加圧ローラに伝導する熱が加圧ローラ用ベアリングを介して放散することを防止することのできる定着装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a fixing device capable of preventing heat conducted from a heating roller to a pressure roller from being dissipated through a pressure roller bearing.
本発明によれば、加熱源が内蔵された定着ローラと、該定着ローラに圧接された加圧ローラとを有し、前記定着ローラと前記加圧ローラとよって記録媒体上のトナー像を前記記録媒体に定着させるための定着装置において、前記加圧ローラは円筒形状の芯金と、該芯金内に配置され前記該芯金の軸方向に延びる軸部材に前記芯金を回転可能に支持するベアリング部材と、前記ベアリング部材の外周面と前記芯金の内周面との間に配設された耐熱性断熱部材とを有し、該耐熱性断熱部材は前記芯金及び前記ベアリング部材の熱膨張率よりも高い熱膨張率を有する材料で形成されていることを特徴とする定着装置が得られる。 According to the present invention, a fixing roller having a built-in heat source and a pressure roller pressed against the fixing roller are provided, and a toner image on a recording medium is recorded on the recording medium by the fixing roller and the pressure roller. In the fixing device for fixing to a medium, the pressure roller rotatably supports the cored bar on a cylindrical cored bar and a shaft member disposed in the cored bar and extending in the axial direction of the cored bar. A bearing member; and a heat resistant heat insulating member disposed between an outer peripheral surface of the bearing member and an inner peripheral surface of the core metal, wherein the heat resistant heat insulating member is a heat of the core metal and the bearing member. A fixing device characterized by being formed of a material having a thermal expansion coefficient higher than the expansion coefficient can be obtained.
例えば、前記耐熱性断熱部材は、定着温度よりも高い耐熱性を有する樹脂であり、さらに、前記耐熱性断熱部材は円筒形状であって、前記耐熱性断熱部材の外周面が前記ベアリング部材の外周面と前記芯金の内周面との間に位置づけられている。 For example, the heat-resistant heat insulating member is a resin having a heat resistance higher than a fixing temperature, the heat-resistant heat insulating member is cylindrical, and the outer peripheral surface of the heat-resistant heat insulating member is the outer periphery of the bearing member. It is positioned between the surface and the inner peripheral surface of the cored bar.
本発明では、前記耐熱性断熱部材は前記芯金の両端部にそれぞれ配置されており、前記耐熱性断熱部材は前記芯金の軸方向に延びる切り欠きを形成することが望ましい。 In the present invention, it is preferable that the heat-resistant heat insulating members are respectively disposed at both ends of the core metal, and the heat-resistant heat insulating members form notches extending in the axial direction of the core metal.
さらに、前記耐熱性断熱部材は前記ベアリング部材の前記芯金の軸方向への移動を規制する規制部を有しており、この規制部は、例えば、前記耐熱性断熱部材の前記芯金の軸方向内側端に形成され、径方向内側に突出するフランジ体である。 Furthermore, the heat-resistant heat insulating member has a restricting portion that restricts movement of the bearing member in the axial direction of the metal core, and the restricting portion is, for example, a shaft of the metal core of the heat-resistant heat insulating member. The flange body is formed at the inner end in the direction and protrudes inward in the radial direction.
また、本発明では、前記耐熱性断熱部材の前記芯金の軸方向回りの前記芯金に対する相対的な回転を防止する回転防止機構を有しており、この回転防止機構は、例えば、前記芯金の外周面に形成され軸方向端部から軸方向に延びる溝部と、前記耐熱性断熱部材の外周面に形成され軸方向外側端から軸方向に延び径方向外側に突出する係止体とを有し、前記溝部に前記係止体が挿入される。 Moreover, in this invention, it has the rotation prevention mechanism which prevents the relative rotation with respect to the said core metal of the said heat resistant heat insulation member around the axial direction of the said metal core, This rotation prevention mechanism is the said core, for example A groove formed on the outer peripheral surface of the gold and extending in the axial direction from the axial end; and a locking body formed on the outer peripheral surface of the heat-resistant heat insulating member and extending in the axial direction from the outer end in the axial direction and projecting radially outward. And the locking body is inserted into the groove.
本発明の定着装置は、加圧ローラを回転可能に軸部材に支持するベアリング部材の外周面と加圧ローラの芯金の内周面との間に耐熱性断熱部材を配設したので、定着ローラ(加熱ローラ)から加圧ローラに伝導する熱がベアリング部材を介して放散することを防止することができる。この結果、定着ローラの芯金の肉厚を薄くして、ウォームアップ時間が短縮でき、しかも定着ローラ表面温度分布のバランスを良好にできる。 In the fixing device of the present invention, the heat-resistant heat insulating member is disposed between the outer peripheral surface of the bearing member that rotatably supports the pressure roller on the shaft member and the inner peripheral surface of the core metal of the pressure roller. It is possible to prevent heat conducted from the roller (heating roller) to the pressure roller from being dissipated through the bearing member. As a result, the thickness of the core metal of the fixing roller can be reduced, the warm-up time can be shortened, and the balance of the fixing roller surface temperature distribution can be improved.
また、耐熱性断熱部材を、芯金及びベアリング部材の熱膨張率よりも高い熱膨張率を有する材料で形成するようにしたので、定着の際には、定着ローラの熱によって耐熱性断熱部材が大きく膨張するから、芯金及びベアリング部材と耐熱性断熱部材との密着性が極めて良好となり、圧入と同程度の状態となる。 In addition, since the heat-resistant heat insulating member is formed of a material having a thermal expansion coefficient higher than that of the cored bar and the bearing member, the heat-resistant heat insulating member is heated by the heat of the fixing roller during fixing. Since it expand | swells greatly, the adhesiveness of a metal core and a bearing member and a heat-resistant heat insulation member will become very favorable, and will be in the same level as press-fit.
さらに、本発明の定着装置では、耐熱性断熱部材を芯金の両端部にそれぞれ配置して、耐熱性断熱部材に芯金の軸方向に延びる切り欠きを形成するようにしたので、耐熱性断熱部材及びベアリング部材を芯金に装着する際に、圧入等の工程が不要となる。 Further, in the fixing device according to the present invention, the heat-resistant heat insulating members are disposed at both ends of the cored bar, and the heat-resistant heat-insulated member is formed with a notch extending in the axial direction of the cored bar. When the member and the bearing member are mounted on the cored bar, a process such as press fitting is not necessary.
定着装置は、加熱源が内蔵された定着ローラと、定着ローラに圧接された加圧ローラとを有しており、定着ローラと加圧ローラとよって記録媒体上のトナー像が記録媒体に定着される。加圧ローラは円筒形状の芯金を備えて、この芯金の外周面には弾性体層が形成されている。芯金内にはベアリング部材が配置され、ベアリング部材によって、芯金の軸方向に延びる軸部材に芯金が回転可能に支持される。ベアリング部材の外周面と芯金の内周面との間には、耐熱性断熱部材が配置され、この耐熱性断熱部材は芯金及びベアリング部材の熱膨張率よりも高い熱膨張率を有する材料で形成される。 The fixing device includes a fixing roller having a built-in heating source and a pressure roller pressed against the fixing roller. The toner image on the recording medium is fixed to the recording medium by the fixing roller and the pressure roller. The The pressure roller includes a cylindrical cored bar, and an elastic layer is formed on the outer peripheral surface of the cored bar. A bearing member is disposed in the cored bar, and the cored bar is rotatably supported by a shaft member extending in the axial direction of the cored bar by the bearing member. A heat-resistant heat insulating member is disposed between the outer peripheral surface of the bearing member and the inner peripheral surface of the core metal, and the heat-resistant heat insulating member is a material having a thermal expansion coefficient higher than that of the core metal and the bearing member. Formed with.
この耐熱性断熱部材は、定着温度よりも高い耐熱性を有する樹脂であり、耐熱性断熱部材は円筒形状とされて、耐熱性断熱部材の外周面がベアリング部材の外周面と芯金の内周面との間に位置づけられる。そして、耐熱性断熱部材は芯金の両端部にそれぞれ配置され、芯金の軸方向に延びる切り欠きが形成される。耐熱性断熱部材の芯金の軸方向内側端には、径方向内側に突出するフランジ体が形成されて、このフランジ体によってベアリング部材の芯金内側への移動が阻止される。 This heat-resistant heat insulating member is a resin having heat resistance higher than the fixing temperature, the heat-resistant heat insulating member is cylindrical, and the outer peripheral surface of the heat-resistant heat insulating member is the outer peripheral surface of the bearing member and the inner peripheral surface of the cored bar. Positioned between the faces. And a heat-resistant heat insulation member is each arrange | positioned at the both ends of a metal core, and the notch extended in the axial direction of a metal core is formed. A flange body projecting radially inward is formed at the axially inner end of the core of the heat-resistant heat insulating member, and this flange body prevents the bearing member from moving inward of the core.
芯金の外周面には軸方向端部から軸方向に延びる溝部が形成され、耐熱性断熱部材の外周面には軸方向外側端から軸方向に延び径方向外側に突出する係止体が形成されて、溝部に係止体が挿入され、これによって、芯金に対する耐熱性断熱部材の軸方向回りの相対的な回転が阻止される。 A groove extending in the axial direction from the axial end is formed on the outer peripheral surface of the core metal, and a locking body extending in the axial direction from the outer end in the axial direction is formed on the outer peripheral surface of the heat-resistant heat insulating member. Then, the locking body is inserted into the groove, and thereby, the relative rotation around the axial direction of the heat-resistant heat insulating member with respect to the cored bar is prevented.
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in this example are not intended to limit the scope of the present invention only to specific examples unless otherwise specified. Only.
図1は本発明による定着装置の一例を側方から示す図であり、図示の定着装置10は画像形成装置に用いられ、記録用紙(記録媒体)上に転写されたトナー像を定着する際に用いられる。定着装置10は、ヒータ(加熱源:図示せず)が内蔵された加熱ローラ(定着ローラ)11を備えており、この定着ローラ11には加圧ローラ12が圧接されている。
FIG. 1 is a side view showing an example of a fixing device according to the present invention. The illustrated
図2も参照して、定着ローラ11は円筒形状の芯金(例えば、アルミニウム製)11aを有しており、芯金11aの両端にはボス部11bが形成され、このボス部11bはベアリング11cを介して定着装置筐体(支持体)13に回転可能に支持され、駆動源(図示せず)によって所定の回転速度で回転制御される。そして、芯金11aの表面には耐熱性の離型材11dが均一の厚さで形成されており、ボス部11bには、例えば、断熱材を介してベアリング11cが取り付けられる。
Referring also to FIG. 2, the fixing
一方、加圧ローラ12は、円筒形状の芯金(例えば、アルミニウム製)12aを有しており、芯金12aの外周面には、その軸方向端側を僅かに残して均一の厚さに弾性体層12bが形成されている。芯金12aの両端部にはそれぞれ略円筒形のブッシュ(耐熱性断熱部材)14が挿入されて、ブッシュ14の外周面は芯金12aの内周面に当接している。
On the other hand, the
ブッシュ14内にはそれぞれベアリング(鉄製:加圧ローラ用ベアリング)15が配設され、これらベアリング15間に軸部材16が挿入されて、芯金12aが軸部材16に対して回転可能に支持されている。
Bearings (iron: bearings for pressure rollers) 15 are disposed in the
図1に示すように、軸部材16の両端部(図1においては、一方端部のみが示されている)は、軸支持枠部材17によって支持されており、この軸支持支持部材17は付勢部材(引っ張りバネ部材)18によって図1において上側に付勢され、これによって軸部材16が上向きに押されて、加圧ローラ12が定着ローラ11を押圧することになる。
As shown in FIG. 1, both end portions (only one end portion is shown in FIG. 1) of the
再び、図2を参照すると、前述のブッシュ14は、例えば、断熱樹脂製であり、少なくとも定着温度以上(例えば、200℃程度)の耐熱性を有しており、芯金12a及びベアリング15の熱膨張率よりも高い熱膨張率を有している。
Referring to FIG. 2 again, the above-described
図3(a)〜(d)も参照して、ブッシュ14の一端側(図2において軸方向外側端)には、その外周端に沿って形成され径方向外側に延びる第1のフランジ部14aが形成されている。さらに、ブッシュ14の他端側(図2において軸方向内側端)には、その外周端に沿って形成され径方向内側に延びる第2のフランジ部(フランジ体)14bが形成されている。
Referring also to FIGS. 3A to 3D, the
図3(b)及び(c)に示すように、ブッシュ14の外周面には軸方向に延びる切り欠き14cが形成され、この切り欠き14cによってブッシュ14は芯金12a(図1)に挿入された際、切り欠き14cの分だけその外周が短くなり、ブッシュ14の復元力によってブッシュ14の外周面が芯金12aの内周面を押圧することになって、ブッシュ14の外周面が芯金12aの内周面に密接する。
As shown in FIGS. 3B and 3C, a
ベアリング15(図3(d)参照)は第2のフランジ部14bに当接するまでブッシュ14の一端側(第1のフランジ部14aが形成された側)に挿入され、ブッシュ14内に配設される。そして、第2のフランジ部14bによって、ベアリング15が軸方向内側へ移動することが阻止される。ベアリング15の外径はブッシュ14の内径とほぼ同等かわずかに小さく、この結果、ベアリング15を極めて容易にブッシュ14内に挿入することができる。
The bearing 15 (see FIG. 3D) is inserted into one end side of the bush 14 (the side where the
ブッシュ14は他端側(第2のフランジ部14bが形成され側)から芯金12aに、第1のフランジ部14aが芯金12aの側端に当接するまで挿入される(第1のフランジ部14aによってブッシュ14の芯金12aへの挿入量が規定されることになる)。これによって、ブッシュ14の外径は芯金12aの内径よりも僅かに大きく、ブッシュ14を芯金12aに挿入すると、切り欠き14cが閉じる方向にブッシュ14が芯金12aによって押され、容易にブッシュ14を芯金12aに挿入することができる。
The
図4(a)は加圧ローラ12の一部を示す側面図、図4(b)は加圧ローラ12の一部を示す側断面図であり、図4(a)及び(b)に示すように、芯金12aにはその外端から軸方向に延びる溝21が形成されており、一方、図3(a)に示すように、ブッシュ14には一端側(第1のフランジ部14aが形成された側)から軸方向に外周面に沿って延び径方向外側に突出する係止片体22が形成されており、前述のように、ブッシュ14が芯金12aに挿入された際には、前述の溝21に係止片体22が挿入されて、これによってブッシュ14の芯金12aに対する軸回りの相対的な回転が阻止されることになる。
4 (a) is a side view showing a part of the
図2に示すように、ブッシュ14及びベアリング15が芯金12aに装着された状態では、ブッシュ14の軸方向外側端は、離型材11dの軸方向外側端の延長線とほぼ一致する位置に位置づけられる。この結果、弾性体層12bの軸方向外側端は離型材11dの軸方向外側端よりも内側に位置づけられることになる。
As shown in FIG. 2, when the
図2に示すように、定着ローラ11の離型材11dの軸方向長さは、最大記録用紙(例えば、A3版サイズ)よりも長く、一点鎖線間で示す長さがA3版サイズ記録用紙であるとすると、弾性体層12bの長さもA3版サイズ記録用紙よりも長くなっている。つまり、一点鎖線間で示す間隔はA3版サイズ記録用紙が通過する通路となる。さらに、ベアリング15の軸方向外端面は、弾性体層12bの軸方向外側端の延長線とほぼ一致する位置に位置づけられている。
As shown in FIG. 2, the axial length of the
上述の定着装置を用いて定着を行う際に、定着ローラ11が加熱されると、定着ローラ11から加圧ローラ12側に熱が伝導することになるが、ブッシュ14は耐熱性の断熱材であるので、ベアリング15への熱伝導は極めて少なくなり、ベアリング15を介して軸部材16へ熱が逃げることが極めて少なくなる。
When fixing is performed using the above-described fixing device, if the fixing
しかも、前述のように、ブッシュ14の熱膨張率は芯金12a及びベアリング15の熱膨張率よりも高いから、ブッシュ14の膨張によってブッシュ14が芯金12a及びベアリング15に密接し、圧入した場合とほぼ同程度の状態となる。
Moreover, as described above, since the thermal expansion coefficient of the
このように、芯金12aにブッシュ14及びベアリング15を装着する際には、圧入等の工程を行う必要がないものの、定着が行われると(つまり、定着ローラ11が加熱されると)、実質的に圧入した状態と同程度となり、芯金12a、ブッシュ14、及びベアリング15の関係を良好に保つことができる。
As described above, when the
いま、ブッシュ14の材料としてPPS樹脂を用い、軸部材16の径をφ10mm、加圧ローラ12の直径を40mm、芯金12aの肉厚を1mm、弾性体層(非導電性シリコンゴム層にPFA層を形成したもの)の肉厚を5mmとし、定着ローラ11の直径を55mm、芯金11aの肉厚を1mmとして、離型材11dとして導電性のPFAコート層を用いて、定着を行った(以下この例を実験例と呼ぶ)。
Now, PPS resin is used as the material of the
比較のため、ブッシュ14を用いることなく、ベアリング15を芯金12aに圧入したものを用いて定着を行った(以下この例を比較例1と呼ぶ。なお、比較例1においては、他の部分は実験例と同様である)。
For comparison, fixing was performed using a
さらに、比較例1において、定着ローラ11の芯金11aの肉厚を5.5mmとして、定着を行った(以下この例を比較例2と呼ぶ。なお、比較例2においては、他の部分は比較例1と同様である)。実験列、比較例1及び2ともに、定着装置をローラ周速388mm/secとしてデジタル複写機に搭載して定着ローラの表面温度を計測した。その結果を図5に示す。
Further, in Comparative Example 1, fixing was performed with the thickness of the cored
図5において、実線は実験例を示し、破線は比較例1、一点鎖線は比較例2を示す。さらに、図5において、縦軸は定着ローラ表面温度(温度(℃))を示し、横軸は測定点を表す。なお、定着ローラ11及び加圧ローラ12は複写機の前側(フロント)から後側(リア)に向って延びており、定着ローラ11の軸方向中央の位置を中央とし、この中央から前側に150mmまでの位置及び中央から後側に150mmまでの位置において定着ローラ11の表面温度を測定し、表面温度を測定する際には、制御温度に到達した時点で行った。
In FIG. 5, the solid line indicates an experimental example, the broken line indicates Comparative Example 1, and the alternate long and short dash line indicates Comparative Example 2. Further, in FIG. 5, the vertical axis represents the fixing roller surface temperature (temperature (° C.)), and the horizontal axis represents the measurement point. The fixing
図5から容易に理解できるように、実験例では、定着ローラ表面温度のばらつきが極めて少なく、中央部と前側及び後側との温度差が少ないことが分かる。つまり、実験例では、定着ローラ表面温度の軸方向バランスの崩れが少なく、良好な定着を行うことができた。 As can be easily understood from FIG. 5, in the experimental example, it is understood that the variation in the surface temperature of the fixing roller is extremely small, and the temperature difference between the central portion and the front and rear sides is small. In other words, in the experimental example, the balance in the axial direction of the fixing roller surface temperature was little lost and good fixing could be performed.
このことは、定着ローラ11から加圧ローラ12に熱が伝導した際、ブッシュ14によってベアリング15を介して軸部材16に逃げる熱が極めて少なくなり、その結果、定着ローラ表面温度の軸方向変化を少なくできることを意味している。
This means that when heat is conducted from the fixing
一方、比較例1においては、定着ローラ11の中央部と前側及び後側とで表面温度差が極めて大きく(定着ローラ表面温度の軸方向バランスの崩れが大きく)、定着性能が劣化した。同様に、比較例2では、比較例1よりも定着ローラ表面温度の軸方向バランスの崩れは大きくないものの、実験例よりもバランスの崩れが大きく、少なからず定着性能に影響を与えた。
On the other hand, in Comparative Example 1, the surface temperature difference between the central portion of the fixing
比較例2では、芯金11aの肉厚を比較例1よりも厚くした分、定着ローラ表面温度の軸方向バランスの崩れが少なくなったものの、芯金12aの肉厚を厚くしなければならず、その分コストアップとなるばかりでなく、重量が増加してしまう。
In Comparative Example 2, although the thickness of the
実験例では比較例2よりも芯金11aの肉厚が薄いにもかかわらず、定着ローラ表面温度の軸方向バランスの崩れが極めて少なく、その結果、コスト低下及び軽量化を図ることができる。
In the experimental example, although the
さらに、上述の実験例、比較例1及び2について、定着ローラ11の軸方向中央の位置を中央位置とし、この中央から前側に150mmの位置をフロント位置、中央から後側に150mmの位置をリア位置として、これら3点でそれぞれ制御温度に到達したまでの時間を計測した。その結果を図6に示す。
Further, in the above experimental example and comparative examples 1 and 2, the center position in the axial direction of the fixing
図6において、縦軸は温度(℃)、横軸は時間(sec)を表す。そして、(1)は実験例及び比較例1における中央位置の温度変化、(2)は比較列1のフロント位置における温度変化、(3)は比較例1におけるリア位置における温度変化、(4)は実験例のフロント位置における温度変化、(5)は実験例におけるリア位置における温度変化、(6)は比較例2における中央位置の温度変化、(7)は比較列2のフロント位置における温度変化、(8)は比較例2におけるリア位置における温度変化である。
In FIG. 6, the vertical axis represents temperature (° C.) and the horizontal axis represents time (sec). (1) is the temperature change at the center position in the experimental example and the comparative example 1, (2) is the temperature change at the front position in the
図6から容易に理解できるように、実験例及び比較例1では制御温度に到達するまでの時間(つまり、ウォームアップ時間)にほとんど相違がないものの、フロント位置及びリア位置においては、実験例のほうが比較例1よりも僅かにウォームアップ時間が短い。また、比較例2については、ウォームアップ時間が長いことが分かる。 As can be easily understood from FIG. 6, in the experimental example and the comparative example 1, there is almost no difference in the time to reach the control temperature (that is, the warm-up time), but at the front position and the rear position, However, the warm-up time is slightly shorter than in Comparative Example 1. Moreover, about the comparative example 2, it turns out that warm-up time is long.
このように、実験例では、芯金11aの肉厚が薄くしかもブッシュ14によって、ベアリング15を介して軸部材16に逃げる熱が極めて少なくなるから、特に、フロント位置及びリア位置において、ウォームアップ時間が短くなる。
In this way, in the experimental example, the thickness of the cored
上述のように、実験例は、比較例1及び2に比べて定着ローラ表面温度のバランス及びウォームアップ時間の面で優れており、しかも、芯金11aの肉厚も薄くできることになる。
As described above, the experimental example is superior to the comparative examples 1 and 2 in terms of the balance of the fixing roller surface temperature and the warm-up time, and the thickness of the cored
上述の実施例では、ブッシュ(耐熱性断熱部材)14としてPPS樹脂を用いたが、例えば、PPS樹脂の代わりに、ポリアミドイミド(PAI)樹脂又はポリエチルケトン(PEK)樹脂等を用いるようにしてもよい。さらに、ブッシュ14の肉厚は、耐久性及び断熱性を考慮すると、少なくとも加圧ローラ12の芯金12aの肉厚と同程度であり、芯金12aの肉厚が1mmである際には、ブッシュ14の肉厚は1mm〜5mmとされる。
In the above-described embodiment, the PPS resin is used as the bush (heat-resistant heat insulating member) 14. For example, instead of the PPS resin, a polyamideimide (PAI) resin or a polyethylketone (PEK) resin is used. Also good. Furthermore, the thickness of the
定着装置において、加圧ローラ用ベアリングの外周面と加圧ローラの芯金の内周面との間に耐熱性断熱部材を配設して、耐熱性断熱部材を、芯金及びベアリングの熱膨張率よりも高い熱膨張率を有する材料で形成するようにしたから、複写機、プリンター、又はファクシミリ装置等の画像形成装置に用いた際、定着ローラから加圧ローラに伝導した熱が耐熱性断熱部材によってベアリング側に逃げることを阻止でき、定着装置のウォームアップ時間を短くでき、しかも定着ローラの表面温度分布をバランスよく保つことができ、良好な定着を行うことに適用できる。 In the fixing device, a heat-resistant heat insulating member is disposed between the outer peripheral surface of the pressure roller bearing and the inner peripheral surface of the core member of the pressure roller so that the heat-resistant heat insulating member is thermally expanded between the metal core and the bearing. Because it is made of a material having a thermal expansion coefficient higher than the rate of heat, the heat conducted from the fixing roller to the pressure roller when used in an image forming apparatus such as a copying machine, printer, or facsimile machine is heat-resistant The member can be prevented from escaping to the bearing side, the warm-up time of the fixing device can be shortened, and the surface temperature distribution of the fixing roller can be kept in a well-balanced manner, which can be applied to good fixing.
11 定着ローラ
11d 離型材
12 加圧ローラ
11a,12a 芯金
11b ボス部
13 定着装置筐体(支持体)
12b 弾性体層
14 ブッシュ(耐熱性断熱部材)
11c,15 ベアリング
16 軸部材
17 軸支持枠部材
18 付勢部材
14a,14b フランジ部
14c 切り欠き
21 溝
22 係止片体
DESCRIPTION OF
11c, 15
Claims (9)
前記加圧ローラは円筒形状の芯金と、該芯金内に配置され前記芯金の軸方向に延びる軸部材に前記芯金を回転可能に支持するベアリング部材と、前記ベアリング部材の外周面と前記芯金の内周面との間に配設された耐熱性断熱部材とを有し、
該耐熱性断熱部材は前記芯金及び前記ベアリング部材の熱膨張率よりも高い熱膨張率を有する材料で形成されていることを特徴とする定着装置。 A fixing roller having a built-in heat source; and a pressure roller pressed against the fixing roller, the toner image on the recording medium being fixed to the recording medium by the fixing roller and the pressure roller. In the fixing device,
The pressure roller includes a cylindrical cored bar, a bearing member disposed in the cored bar and rotatably supported on a shaft member extending in the axial direction of the cored bar, and an outer peripheral surface of the bearing member. A heat-resistant heat insulating member disposed between the inner peripheral surface of the cored bar,
The fixing device according to claim 1, wherein the heat resistant heat insulating member is formed of a material having a thermal expansion coefficient higher than that of the core metal and the bearing member.
前記溝部に前記係止体が挿入されることを特徴とする請求項8記載の定着装置。 The rotation prevention mechanism is formed on the outer peripheral surface of the cored bar and extends in the axial direction from the axial end portion, and is formed on the outer peripheral surface of the heat-resistant heat insulating member and extends in the axial direction from the axial outer end and radially outward. A protruding locking body,
The fixing device according to claim 8, wherein the locking body is inserted into the groove portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003280525A JP2005043840A (en) | 2003-07-25 | 2003-07-25 | Fixing device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017026947A (en) * | 2015-07-27 | 2017-02-02 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Fixing device and image forming apparatus including the same |
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2003
- 2003-07-25 JP JP2003280525A patent/JP2005043840A/en active Pending
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