JP2009288330A - Heat roller, method for manufacturing heat roller, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主要には、トナーを記録媒体上に定着させるための定着装置に用いられるヒートローラに関する。 The present invention mainly relates to a heat roller used in a fixing device for fixing toner on a recording medium.
熱ローラ定着式の定着装置を備えた画像形成装置においては、ヒートローラとプレスローラとを圧接してニップ部を形成し、このニップ部を通過する用紙を加熱及び加圧することで、トナーを用紙に定着させる構成が従来から知られている。 In an image forming apparatus equipped with a heat roller fixing type fixing device, a heat roller and a press roller are pressed against each other to form a nip portion, and the paper passing through the nip portion is heated and pressed to apply toner to the paper. Conventionally, a configuration for fixing to the surface is known.
この種のヒートローラは、例えば以下の特許文献が開示する構成のものがある。これら特許文献に記載されているヒートローラは、何れも円筒状の芯材の外周又は内周に適宜のヒータパターンを形成したものであり、当該パターンに通電することにより当該ヒートローラ表面を発熱させることができる。一般的に、この構成のヒートローラは、その表面を効率的に加熱することができるためウォームアップタイムが短く消費電力が少ないという利点がある。
上記特許文献1が開示するヒートローラの製造方法は、円筒状の芯材の表面にヒータパターンを形成していくものである。一方、上記特許文献2から4が開示するヒートローラの製造方法は、予めヒータパターンが形成されたシート状の発熱体を丸めて円筒体を形成し、円筒状の芯材の外周又は内周に配置するものである。一般的に、円筒状の芯材の表面に直接ヒータパターンを形成する方法は工程が複雑であるため、製造コスト及び加工精度の点からは、上記特許文献2から4のように、まずシート状の発熱体を形成し、この発熱体を丸めて円筒体を形成する方法が優れている。 The method for manufacturing a heat roller disclosed in Patent Document 1 forms a heater pattern on the surface of a cylindrical core material. On the other hand, in the heat roller manufacturing methods disclosed in Patent Documents 2 to 4, a sheet-like heating element on which a heater pattern is formed in advance is rounded to form a cylindrical body, and the cylindrical core is formed on the outer circumference or inner circumference. Is to be placed. In general, since a process for forming a heater pattern directly on the surface of a cylindrical core material is complicated, from the viewpoint of manufacturing cost and processing accuracy, first, in the form of a sheet, as in Patent Documents 2 to 4 above. A method of forming a cylindrical body by rounding the heating element is excellent.
ところで、芯材の外周面にシート状の発熱体を巻き付けた構成のヒートローラは、長期間の使用によって芯材から発熱体が剥離してしまうという問題があった。このように発熱体の剥離が生じると、形成される画像の品質が低下してしまう。従って、ヒートローラの耐久性を向上させ、形成される画像の品質を長期にわたって維持するという点で改善の余地があった。 By the way, the heat roller having a configuration in which a sheet-like heating element is wound around the outer peripheral surface of the core material has a problem that the heating element is peeled off from the core material after long-term use. Thus, when exfoliation of a heating element arises, the quality of the image formed will fall. Therefore, there is room for improvement in terms of improving the durability of the heat roller and maintaining the quality of the formed image over a long period of time.
本願発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、耐久性を向上させたヒートローラを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a main object thereof is to provide a heat roller with improved durability.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。 The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems and the effects thereof will be described.
本発明の第1の観点によれば、以下の構成の、トナーを記録媒体上に定着させるための定着装置に用いられるヒートローラが提供される。即ち、このヒートローラは、略円形の断面輪郭を有するベース体と、ヒータ部材とを備える。前記ヒータ部材は、前記ベース体に食い込む第1食込み部と、前記第1食込み部から連続し前記ベース体の外周を1周する本体部と、前記本体部に連続し前記ベース体に食い込む第2食込み部と、を有する。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a heat roller used in a fixing device for fixing toner on a recording medium having the following configuration. That is, the heat roller includes a base body having a substantially circular cross-sectional profile and a heater member. The heater member includes a first biting portion that bites into the base body, a main body portion that continues from the first biting portion and makes one round of the outer periphery of the base body, and a second bite that continues to the main body portion and bites into the base body. And a biting portion.
これにより、ヒータ部材の食込み部がベース体に食い込んでいるため、当該食込み部がアンカー効果を発揮し、ヒータ部材が剥がれてしまうことを防止することができる。従って、ヒートローラの耐久性を向上させ、形成される画像の品質を長期間にわたって維持することができる。 Thereby, since the biting part of the heater member bites into the base body, the biting part exhibits an anchor effect and can prevent the heater member from peeling off. Therefore, the durability of the heat roller can be improved and the quality of the formed image can be maintained over a long period of time.
前記のヒートローラにおいては、前記第1食込み部及び第2食込み部の先端は、前記ヒートローラの径方向を向いていることが好ましい。 In the heat roller, it is preferable that tips of the first biting portion and the second biting portion are directed in a radial direction of the heat roller.
これにより、ベース体の外周を1周させたヒータ部材の合わせ目を隙間無く合わせることができるので、ヒータ部材によってヒートローラの表面を均一に加熱することができる。 Thereby, since the joint of the heater member which made the outer periphery of the base body 1 round can be match | combined without gap, the surface of a heat roller can be heated uniformly by a heater member.
また、前記のヒートローラにおいては、前記第1食込み部及び前記第2食込み部の先端部同士の距離は、前記第1食込み部及び前記第2食込み部が前記本体部と接続している部分同士の距離よりも大きくなるように構成することもできる。 Further, in the heat roller, the distance between the tip portions of the first biting portion and the second biting portion is such that the first biting portion and the second biting portion are connected to the main body portion. It can also be configured to be larger than the distance.
これにより、第1食込み部及び第2食込み部が本体部となす角度が鋭角になるので、より強いアンカー効果を発揮し、ヒートローラの耐久性を向上させることができる。また、食込み部の表面積を確保して保持力を維持しつつ、食込み部が食い込んでいる部分のベース体の厚みを薄くすることができる。従って、肉厚の薄い円筒状のベース体であっても対応でき、材料コストの低減及び軽量化を実現することができる。 Thereby, since the angle which a 1st biting part and a 2nd biting part make with a main-body part becomes an acute angle, a stronger anchor effect can be exhibited and durability of a heat roller can be improved. Moreover, the thickness of the base body of the part which the biting part bites in can be made thin, ensuring the surface area of the biting part and maintaining holding power. Therefore, even a thin cylindrical base body can be used, and material cost reduction and weight reduction can be realized.
本発明の第2の観点によれば、前記のヒートローラを備えた画像形成装置が提供される。 According to a second aspect of the present invention, an image forming apparatus including the heat roller is provided.
この画像形成装置は、形成する画像の品質を長期間にわたって維持することができる。 This image forming apparatus can maintain the quality of an image to be formed over a long period of time.
また本発明の第3の観点によれば、以下に示すヒートローラの製造方法が提供される。即ち、このヒートローラの製造方法は、第1工程と、第2工程と、第3工程とを含む。前記第1工程では、シート状のヒータ部材の両端部の少なくとも一部を折り曲げて食込み部を形成する。前記第2工程では、前記食込み部が内側になるように前記ヒータ部材の両端同士を略一致させることによって円筒体を形成する。前記第3工程では、前記食込み部を食い込ませるように前記円筒体の内側にベース体を配置する。 Moreover, according to the 3rd viewpoint of this invention, the manufacturing method of the heat roller shown below is provided. That is, this heat roller manufacturing method includes a first step, a second step, and a third step. In the first step, at least a part of both end portions of the sheet-like heater member is bent to form a biting portion. In the second step, the cylindrical body is formed by substantially matching both ends of the heater member so that the biting portion is on the inside. In the third step, a base body is disposed inside the cylindrical body so as to bite the biting portion.
これにより、ヒータ部材の端部の少なくとも一部がベース体に食い込んだヒートローラを製造できるため、当該端部からヒータ部材が剥がれてしまうことを防止することができる。従って、ヒートローラの耐久性を向上させ、形成される画像の品質を長期間にわたって維持することができる。 Thereby, since the heat roller which at least one part of the edge part of the heater member digged into the base body can be manufactured, it can prevent that a heater member peels from the said edge part. Therefore, the durability of the heat roller can be improved and the quality of the formed image can be maintained over a long period of time.
前記のヒートローラの製造方法においては、前記ベース体は、前記円筒体の内側に樹脂を流し込むことによって形成されることが好ましい。 In the method for manufacturing the heat roller, the base body is preferably formed by pouring resin into the inside of the cylindrical body.
これにより、食込み部が食い込んだベース体を簡単に形成することができる。 Thereby, the base body which the biting part bite in can be formed easily.
次に、発明の実施の形態を説明する。図1は本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのコピーファクシミリ複合機の外観斜視図である。また図2は複合機の本体内部の様子を示す正面断面図である。 Next, embodiments of the invention will be described. FIG. 1 is an external perspective view of a copy facsimile multifunction peripheral as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front sectional view showing the inside of the main body of the multifunction machine.
図1に示すコピーファクシミリ複合機75は、画像読取部76と、操作パネル77と、本体78と、給紙カセット79と、を備えている。
A copy
画像読取部76は、フラットベッドスキャナ及びオートドキュメントフィードスキャナとして機能するように構成されている。操作パネル77は、コピー部数及びファクシミリ送信先等をユーザが複合機75に対し指示するためのものである。
The
本体78には、記録媒体としての用紙に画像を形成する画像形成部等が内蔵されている。また、本体78は、通信回線を介して画像データを伝送するための図略の送受信部等を備えている。給紙カセット79は、前記用紙を前記画像形成部へ順次供給できるように構成されている。
The
コピーファクシミリ複合機75の内部の様子が図2に示される。この図2に示すように、前記本体78の上面には、読み取るべき原稿を載置するプラテンガラス82が設けられる。本体78の上方には原稿台カバー83が設けられており、この原稿台カバー83によって、原稿をプラテンガラス82上に押圧して固定できるようになっている。
The inside of the copy
前記原稿台カバー83には自動原稿搬送装置(オートドキュメントフィーダ、ADF)84が配設されている。このADF84は、原稿台カバー83の上部に設けられた原稿トレイ85と、この原稿トレイの下方に設けられた排出トレイ86と、を備える。
An automatic document feeder (auto document feeder, ADF) 84 is disposed on the
図2に示すように、前記原稿台カバー83の内部には、原稿トレイ85と排出トレイ86とを繋ぐ湾曲状の原稿搬送経路87が構成されている。この原稿搬送経路87には、分離ローラ88及び複数の搬送ローラ89が配置されている。この構成で、原稿トレイ85に重ねてセットされた原稿は、1枚ずつ分離されて湾曲状の前記原稿搬送経路87に沿って搬送され、原稿読取位置を通過した後、排出トレイ86へ排出される。
As shown in FIG. 2, a curved
図2に示すように、本体78の上部にはスキャナユニット90が備えられる。このスキャナユニット90は、光源91と、反射ミラー92,93,94と、集光レンズ95と、電荷結合素子(CCD)96と、を備えている。
As shown in FIG. 2, a
光源91は、前記プラテンガラス82又は前記ADF84の原稿読取位置に対して光を照射する。原稿からの反射光は、反射ミラー92,93,94によって更に反射し、集光レンズ95によって収束して、CCD96の部分に結像する。CCD96は、この収束光を電気信号に変換して出力する。
The
スキャナユニット90の光源91及び反射ミラー92等は適宜移動可能に構成している。従って、複合機75をフラットベッドスキャナとして使用する場合は、光源91及び反射ミラー92等を一定の速度で移動させて、プラテンガラス82上の原稿を走査して読み取ることができる。また、複合機75をADFスキャナとして使用する場合は、光源91及び反射ミラー92等をADF84の前記原稿読取位置まで移動した状態で静止させ、原稿搬送経路87を搬送される原稿を走査して読み取ることができる。
The
前述のように、原稿からの反射光はCCD96へ導かれて結像し、CCD96は原稿に応じた電気信号を出力する。この信号は適宜の変換処理後に後述の画像形成部11に送られて印刷され、又は、前記送受信部によって他のファクシミリ装置へ通信回線を介して送信される。
As described above, the reflected light from the original is guided to the
図2に示すように、本体78の下部には、用紙100を供給する給紙カセット79が備えられる。この給紙カセット79は装置正面側(図2の紙面手前側)に引出可能に構成されている。給紙カセット79の上方には、画像形成部11、定着装置51、及び排紙トレイ80が備えられている。
As shown in FIG. 2, a
本体78の内部には、給紙カセット79から排紙トレイ80へ用紙100を搬送するための搬送路24が形成されている。この搬送路24は、給紙カセット79の一端側から上方に向かって延びた後、水平方向に湾曲して画像形成部11に至り、更に水平方向へ延びて定着装置51を通過した後、排紙トレイ80上に至るように構成されている。
Inside the
給紙カセット79の上方には給紙ローラ21が配置されており、給紙カセット79内に積層された最上層の用紙100に前記給紙ローラ21が接触するように構成されている。この状態で給紙ローラ21が駆動されることで、最上層の用紙100が分離されてピックアップされ、前記搬送路24に向けて送り出される。
A paper feed roller 21 is disposed above the
搬送路24において前記給紙ローラ21のすぐ下流側には、搬送ローラ22,23が配置されている。この搬送ローラ22,23は、それに対向配置されるローラとの間に用紙100をニップしつつ駆動されることで、用紙100を下流側の画像形成部11へ搬送する。
Conveying
画像形成部11は、図2に示すように、感光ドラム12の周囲に、帯電器13と、LEDヘッド14と、現像器15と、転写ローラ16と、を配置して構成されている。
As shown in FIG. 2, the image forming unit 11 is configured by arranging a
感光ドラム12は、表面に有機感光体による光導電膜が形成されるとともに、図示しない電動モータによって回転駆動されるように構成されている。帯電器13はブラシ帯電方式に構成され、この帯電器13によって感光ドラム12の表面が均一に、例えば負に帯電されるようになっている。
The photosensitive drum 12 is configured such that a photoconductive film made of an organic photoreceptor is formed on the surface and is rotated by an electric motor (not shown). The
露光器としてのLEDヘッド14は、前記帯電器13より下流側(感光ドラム12の回転方向の下流側をいう。以下、現像器15、及び転写ローラ16の説明において同じ。)に配置されており、発光ダイオード(LED)を用紙幅方向に多数並べて備えた構成となっている。そしてLEDヘッド14は、電話回線を介して受信したファクシミリ原稿の画像データ、又は、画像読取部76で読み取った画像データに対応して選択的に発光する。この結果、感光ドラム12の表面が選択的に露光され、露光部分の電荷エネルギーが消失することで静電潜像が形成される。
The LED head 14 as an exposure device is disposed downstream of the charger 13 (refers to the downstream side in the rotation direction of the photosensitive drum 12; hereinafter, the same applies to the description of the developing
現像器15は前記LEDヘッド14の下流側に配置されている。この現像器15は、非磁性一成分トナーを収容するトナー容器26を備えるとともに、トナーの撹拌のためにトナー容器26の内部で回転駆動される撹拌ブレード27を備えている。更に、現像器15は、トナー容器26の内部に配置される供給ローラ28と、この供給ローラ28に接触して配置される現像ローラ29と、この現像ローラ29の外周面に接触するように配置される規制ブレード30と、を備えている。
The developing
この構成で、供給ローラ28と現像ローラ29とは、互いに周面を逆方向に擦るように回転駆動される。また、規制ブレード30の先端は、回転駆動される現像ローラ29の周面を擦ることになる。この結果、トナー容器26内のトナーは摩擦帯電され、現像ローラ29の表面に電位差によって付着する。現像ローラ29の表面のトナーは、規制ブレード30によって付着厚さが均一になるよう調整されるとともに、当該現像ローラ29の回転によって感光ドラム12側へ送られる。その後、感光ドラム12と現像ローラ29との近接部分において、感光ドラム12の前記LEDヘッド14による露光部に相当する部分においてのみ、現像ローラ29の表面のトナーが選択的に感光ドラム12の表面へ移動する。この結果、感光ドラム12の表面上にトナー像が形成される。
With this configuration, the
転写ローラ16は、前記現像器15の下流側に配置されるとともに、感光ドラム12から搬送路24を挟んで反対側に配置されている。また、この転写ローラ16には電源からの所定の電圧が印加されている。従って、感光ドラム12の表面に形成されたトナー像は、感光ドラム12の回転によって転写ローラ16側へ近づくように移動し、その電界吸引力によって用紙100に転写される。トナー像が転写された用紙100は、感光ドラム12の回転によって、搬送路24の下流側の定着装置51へ送られる。
The
定着装置51は、回転駆動されるヒートローラ52と、このヒートローラ52に対向して配置されるプレスローラ53と、を備えている。このプレスローラ53は付勢バネによってヒートローラ52に対して押し付けられている。なお、前記ヒートローラ52及びプレスローラ53の詳細な構成については後述する。
The fixing
この構成で、用紙100がヒートローラ52とプレスローラ53との間を通過することにより、高温のヒートローラ52の熱及びプレスローラ53による圧力によって、トナー像のトナーが融解して用紙100に定着する。なお、定着装置51には、用紙100がヒートローラ52に貼り付いたまま周囲に巻き付くことを防止するための分離爪54が設けられている。
With this configuration, when the
図2に示すように、定着装置51より下流側には排紙ローラ25が設けられる。この構成で、定着装置51から送られてきた用紙100は、排紙ローラ25とそれに対向配置される従動ローラとの間でニップされて、前記排紙トレイ80上に排出される。
As shown in FIG. 2, a
次に、前記定着装置51の詳細な構成を説明する。拡大断面図である図3に示すように、前記定着装置51は、前記ヒートローラ52及びプレスローラ53を収容するハウジング55を備える。このハウジング55には、ベアリング56を介してヒートローラ52が回転自在に支持されるとともに、プレスローラ53が軸受体57を介して回転自在に支持される。
Next, a detailed configuration of the fixing
軸受体57はハウジング55に対してスライド自在に設けられており、軸受体57とハウジング55との間には付勢バネ58が介在される。この付勢バネ58のバネ力によってプレスローラ53がヒートローラ52に対して押し付けられ、両者が弾接する構成になっている。
The bearing
次に、ヒートローラ52及びプレスローラ53の詳細な構成について、図4を参照して説明する。図4は図3のAで示した領域(ニップ部)の拡大断面図である。
Next, detailed configurations of the
ヒートローラ52は、ベース体(耐熱担持体)31と、フィルム状ヒータ(ヒータ部材)33と、離型層37と、を主要な構成として備えている。また、ヒートローラ52に圧接されるプレスローラ53は、ステンレス等の金属で形成したローラ軸61と、このローラ軸61の周囲に固定されたスポンジ体62と、このスポンジ体62の外周面に配置された離型層63と、を備えている。
The
ヒートローラ52において、前記ベース体31は断面輪郭が略円形である形状(具体的には、円筒形状)を有しており、このベース体31の外側にシート状に構成されたフィルム状ヒータ33が配置されている。このベース体31の熱伝導率は、フィルム状ヒータ33の熱伝導率(後述の伝熱層36の熱伝導率)より小さく、また、ベース体31の熱容量はフィルム状ヒータ33の熱容量(伝熱層36の熱容量)よりも大きくなっている。
In the
ベース体31の外側に配置されるフィルム状ヒータ33は、発熱体(発熱層)35と、接着層46と、伝熱層(均熱層)36と、を備えている。
The
フィルム状ヒータ33の発熱体35は、例えばニッケルクロム等のニッケル合金、ニッケル、又はステンレス等で構成することができる。この発熱体35は、幅の細い複数の線を平行に等間隔で並べたパターン形状に構成されている(ヒータパターン)。発熱体35の厚みは、例えば0.1μm以上100μm以下とするのが好ましく、30μm程度となるように形成することが更に好ましい。ヒータパターンを作成する方法としては、具体的には、スパッタリング、蒸着、金属箔のエッチング、パターン印刷、ブラスト等を使用することができる。
The
接着層46は、電気絶縁性を有する耐熱接着剤(例えばポリイミド系)からなる層で構成される。また接着層46は熱伝導性の高い組成とすることが好ましい。
The
フィルム状ヒータ33の伝熱層36は、例えば1μm以上50μm以下、好ましくは10μm以上30μm以下の厚みを有するように構成する。この伝熱層36は、ベース体31及び発熱体35の何れよりも高い熱伝導率を有するものを用いて形成することが好ましい。また、伝熱層36の熱伝導率は、例えば10W/m・K以上とするのが好ましい。伝熱層36の材料としては、例えば銅又はアルミニウム等の金属を使用することが考えられる。また、窒化アルミニウム(AlN)又は炭化ケイ素(SiC)等のセラミックスを伝熱層36として使用することもできる。
The
ヒートローラ52の最外周には離型層37が配置される。この離型層37は、トナーに対して離型性の高い材料(表面エネルギーが低く分子間凝集力の小さい材料)、例えばテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体等のフッ素樹脂より構成することができる。離型層37の厚みとしては、例えば30μm程度とすることが考えられる。
A
以上の構成で、発熱体35のヒータパターンに通電することにより当該発熱体35を発熱させ、その熱を、高い熱伝導率を有する伝熱層36によってヒートローラ52表面に均一に伝えることができる。そして、この熱はヒートローラ52の最外周に配置された離型層37へと伝わり、最終的に、ヒートローラ52とプレスローラ53によってニップされて搬送されている原稿に伝わる。これにより、ヒートローラ52の表面を効率良く均一に加熱するとともに、当該熱によってトナーを原稿表面に定着させることができる。
With the above configuration, the heater pattern of the
次に、図5を参照して、本実施形態に係るヒートローラ52の構成について更に説明する。図5は、ヒートローラ52の模式的な断面図である。
Next, the configuration of the
図5に示すように、フィルム状ヒータ33は、その端部を突き合わせるようにして円筒体を構成し、その本体部339がベース体31の外周を1周するように配置される。この本体部339の両端部には、ベース体31に食い込む食込み部(第1食込み部333及び第2食込み部334)がそれぞれ形成されている。この食込み部333,334は、接続部331,332を介して本体部339から連続して形成されている。上記のような構成で、食込み部333,334は、フィルム状ヒータ33がベース体31から剥がれてしまわないようにアンカー効果を発揮している。
As shown in FIG. 5, the
また、この食込み部333,334の先端は、ヒートローラ52の内側を向くとともに、当該ヒートローラ52の径方向を向いている。これにより、食込み部333,334同士及び接続部331,332同士を隙間なく合わせて、フィルム状ヒータ33の合わせ目の隙間を最小限に抑えることができる。
Further, the leading ends of the biting
なお、図6の断面図に示した別の実施形態のヒートローラ521のように、食込み部335,336の先端同士の間隔(距離)が、接続部331,332同士の間隔(距離)よりも大きくなるように構成されていてもよい。言い換えれば、このヒートローラ521は、接続部331,332同士は略一致させ、食込み部335,336の先端同士は互いに離れるように構成されている。このように構成すれば、食込み部335,336のアンカー効果が一層強力になり、食込み部335,336が図6の上側へ抜けてしまうことを阻止できる。また、ベース体31は通常、厚み1〜2mm程度のチューブとして構成される。食込み部335,336を上記のように構成すれば、当該食込み部335,336が食い込んでいる部分の径方向の厚みを薄くすることができるので、肉厚の薄いチューブ状のベース体31にも対応することができる。
In addition, like the
次に、フィルム状ヒータ33の形成方法について説明する。まず、基材としての銅箔の一側の面に、所定の厚みのポリイミド接着層を形成する。この銅箔が図5に示す伝熱層36に相当し、ポリイミド接着層が接着層46に相当する。そして、このポリイミド接着層に、厚み25μmのステンレス箔を加熱圧着させる。
Next, a method for forming the
次に、上記ステンレス箔を、ウェットエッチング等の公知の方法で、複数の線を有するパターン形状に加工する。このヒータパターンとしては、例えば図7に示すような複数の平行線からなるパターンが考えられる。上記の加工の結果、ステンレス箔からなるヒータパターン形状の発熱体(発熱層)35が形成される。 Next, the stainless steel foil is processed into a pattern shape having a plurality of lines by a known method such as wet etching. As this heater pattern, for example, a pattern composed of a plurality of parallel lines as shown in FIG. 7 can be considered. As a result of the above processing, a heater pattern-shaped heating element (heating layer) 35 made of stainless steel foil is formed.
なお、前記発熱体35の形成方法としては、当該箔状の材料をウェットエッチング、ドライエッチング、ブラスト等の方法で予め所定のヒータパターン形状に加工してから、ポリイミド接着層46に貼り付けてもよい。また、ワイヤ状の材料を予めヒータパターン形状に加工したものをポリイミド接着層46に貼り付けても良い。
The
次に、図8及び図9等を参照して、本実施形態に係るヒートローラ52の製造方法について説明する。図8は食込み部を形成したフィルム状ヒータの模式的な断面図、図9はベース体を形成する工程を示した模式図である。
Next, a method for manufacturing the
まず、第1工程について説明する。この工程では、上記の方法で得たフィルム状ヒータ33の一端及び反対側の他端を折り曲げて食込み部333,334を形成する。具体的には、図7の2点鎖線で示す線を折り目にして、フィルム状ヒータ33の両端を図7の紙面手前側に起こすように折り曲げる。この折り目が、接続部331,332に相当する。このときの様子を図8の断面図に示す。図8に示すように、接着層46は伝熱層36とともに、発熱体35が配置されている面を内側にして略直角に折り曲げられ、食込み部333,334を形成する。なお、図6に図示したようなヒートローラを製造するために、前記端部を直角よりも更に大きく(本体部339と食込み部333,334が鋭角をなすように)曲げても良い。
First, the first step will be described. In this step, the
なお、実際の製造工程ではヒータパターンの形成が終了したフィルム状ヒータ33を所望の形状に成型するために打抜き加工を行うが、この時に上記折り曲げ加工を行うことにより工程数を削減することができる。
In the actual manufacturing process, a punching process is performed to form the film-
次に、第2工程について説明する。この工程では、フィルム状ヒータ33を丸めて円筒体を形成する。具体的には、発熱体35が配置されている面を内側にしてフィルム状ヒータ33を丸め、接続部331,332同士を合わせるようにして円筒体を構成する。これにより、食込み部333,334の先端部は円筒体の内側を向いて配置される。
Next, the second step will be described. In this step, the
次に、第3工程について説明する。この工程では、フィルム状ヒータ33が構成する円筒体の内側にベース体を配置する。以下、この工程について具体的に説明する。
Next, the third step will be described. In this step, the base body is disposed inside the cylindrical body formed by the
まず、断面輪郭が半円状の凹部を有する上型101と下型102を用意する。この上型101と下型102の前記半円状の凹部の径は、目的のヒートローラの外径と対応している。次に、上型101と下型102の前記凹部を合わせて円柱状の空間を形成する。そして、前記第2工程で得た円筒体を、前記円柱状の空間内に軸線を一致させるように配置する。これにより、フィルム状ヒータ33が円筒状に保持されるため、ヒートローラを所望の形状に形成することができる。
First, the upper mold |
続いて、フィルム状ヒータ33が構成する円筒体の内側に、円柱状の中子103を軸線を一致させるようにして配置する。この中子103の外径は、円筒状のベース体31の内径に対応している。このときの様子を図9の模式図に示す。そして、上記のように配置されたフィルム状ヒータ33と中子103との間に形成されている略円筒状の空間に、例えばポリフェニレンサルファイド(PPS)等の溶融樹脂を流し込む(インジェクション)。これにより、図5に示すような、食込み部333,334が食い込んだチューブ状のベース体31を、いわゆるインサート成型によって得ることができる。
Subsequently, the
なお、上記第3工程において、フィルム状ヒータ33の合わせ目に隙間が無いこと(前記接続部331,332同士の距離がゼロであること)が、形成される画像の画質の観点からは好ましい。ただし、フィルム状ヒータ33の合わせ目に、公差等に基づいて多少(例えば0.1mm程度)の隙間が形成されていても良い。この場合であっても、当該隙間にベース体31の樹脂(溶融樹脂)が入り込むので、ヒートローラ52の表面を凹凸無く形成することができる。また、フィルム状ヒータ33に隙間があるとヒートローラ52の表面の温度が不均一になるため好ましくないが、例えば0.1mm程度の隙間であればヒートローラ52の表面温度は実質的に均一となり、画質低下等の問題が発生することはない。
In the third step, it is preferable that there is no gap at the joint of the film heater 33 (the distance between the
前記のようにしてベース体31を形成した後、型開きを行い、上型101、下型102及び中子103を取り外す。そして、フィルム状ヒータ33の外周面にテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニル共重合体等のフッ素樹脂層を形成し、離型層37とする。以上の工程により、図5に示したようなヒートローラ52を製造することができる。
After the
以上に説明したように、本実施形態のヒートローラ52は、トナーを記録媒体上に定着させるための定着装置51に用いられており、以下のように構成されている。即ち、このヒートローラ52は、略円形の断面輪郭を有するベース体31と、フィルム状ヒータ33とを備えている。フィルム状ヒータ33は、ベース体31に食い込む第1食込み部333と、第1食込み部333から連続しベース体31の外周を1周する本体部339と、本体部339に連続しベース体31に食い込む第2食込み部334と、を有している。
As described above, the
これにより、フィルム状ヒータ33の食込み部333,334がベース体31に食い込んでいるため、当該食込み部333,334がアンカー効果を発揮し、フィルム状ヒータ33が剥がれてしまうことを防止することができる。従って、ヒートローラ52の耐久性を向上させ、形成される画像の品質を長期間にわたって維持することができる。
Thereby, since the biting
また、本実施形態のヒートローラ52においては、第1食込み部333及び第2食込み部334の先端は、ヒートローラの径方向を向いている。
Moreover, in the
これにより、ベース体31の外周を1周させたフィルム状ヒータ33の合わせ目を隙間無く合わせることができるので、フィルム状ヒータ33によってヒートローラ52の表面を均一に加熱することができる。
Thereby, since the seam of the film-
また、本発明の別の実施形態のヒートローラ521においては、第1食込み部335及び第2食込み部336の先端部同士の間隔は、接続部331,332同士の間隔よりも大きくなるように構成されている。
In the
これにより、第1食込み部335及び第2食込み部336が本体部339となす角度が鋭角になるので、より強いアンカー効果を発揮し、ヒートローラ521の耐久性を向上させることができる。また、食込み部335,336の表面積を確保して保持力を維持しつつ、食込み部335,336が食い込んでいる部分のベース体31の厚みを薄くすることができる。従って、肉厚の薄い円筒状のベース体であっても対応でき、材料コストの低減及び軽量化を実現することができる。
Thereby, since the angle which the
また、本実施形態の画像形成装置としてのコピーファクシミリ複合機75は、前記のヒートローラ52を備えている。
The copy
従って、このコピーファクシミリ複合機75は、形成する画像の品質を長期間にわたって維持することができる。
Accordingly, the copy
また、本実施形態のヒートローラ52の製造方法は、第1工程と、第2工程と、第3工程とを含んでいる。第1工程では、フィルム状ヒータ33の両端部を折り曲げて食込み部333,334を形成する。第2工程では、食込み部333,334が内側になるようにフィルム状ヒータ33の両端同士を略一致させることによって円筒体を形成する。第3工程では、食込み部333,334を食い込ませるように前記円筒体の内側にベース体31を配置する。
Moreover, the manufacturing method of the
これにより、フィルム状ヒータ33の端部の一部がベース体31に食い込んだヒートローラ52を製造できるため、当該端部からフィルム状ヒータ33が剥がれてしまうことを防止することができる。従って、ヒートローラ52の耐久性を向上させ、形成される画像の品質を長期間にわたって維持することができる。
Thereby, since the
また、本実施形態のヒートローラ52の製造方法においては、ベース体31は、フィルム状ヒータ33が構成する円筒体の内側に樹脂を流し込むことによって形成される。
Moreover, in the manufacturing method of the
これにより、食込み部が食い込んだベース体31を簡単に形成することができる。
Thereby, the
以上に本発明の好適な実施形態を説明したが、上記の構成は、例えば以下のように変更することができる。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the above configuration can be modified as follows, for example.
上記の構成では、フィルム状ヒータ33の端部の全長にわたって食込み部を形成しているが、これに代えて、フィルム状ヒータ33の端部の一部に食込み部を形成しても良い。例えば、フィルム状ヒータ33の端部から矩形状に突出する曲げシロ部を形成し、当該曲げシロを折り曲げることにより食込み部とすることができる。
In the above configuration, the biting portion is formed over the entire length of the end portion of the film-
上記の製造方法においては、食込み部はフィルム状ヒータ33の端部を折り曲げることにより形成している。この構成に代えて、例えば、接着層46の表面から略垂直な方向に突出する突出部を、接着層46を形成する際に一体形成する構成に変更することができる。
In the above manufacturing method, the biting portion is formed by bending the end portion of the
接着層46は、上記の耐熱樹脂系の接着剤に代えて、例えばシリコン接着剤により構成することができる。
The
中子103の形状は円柱状に限らず、例えば多角柱状とすることができる。
The shape of the
ベース体31の形状は円筒状とする構成に代えて、例えば円柱状とすることができる。この場合は上記中子103を省略することができる。
The shape of the
ベース体31の材料としてはPPSに限定されず、例えば液晶性ポリマー等の他の耐熱性樹脂を採用することができる。
The material of the
ベース体31は、上記のように樹脂を流し込むことにより形成する方法に代えて、例えば、食込み部を差込可能な溝を形成した円柱体又は円筒体として予め形成しておく方法に変更することができる。この場合、ベース体の外周面に耐熱性の接着剤を塗布し、食込み部を前記溝に嵌め込むようにしながらフィルム状ヒータを配置することによりヒートローラを形成する。この方法によれば、アルミナ、ムライト、ジルコニア、ガラスセラミックス等の無機材料、或いはガラスエポキシ等、インジェクション成型に適さない素材によってもベース体を構成することができる。ただし、食込み部が食い込んだベース体を簡単に形成するという観点からは、樹脂を流し込むことによりベース体を形成する方法が好ましい。
Instead of the method of forming the
ヒータパターンは上記の形状に限らず、例えば、蛇行した複数の線によって構成される等、適宜の形状に形成することができる。 The heater pattern is not limited to the shape described above, and can be formed in an appropriate shape, for example, composed of a plurality of meandering lines.
本発明のヒートローラは、コピーファクシミリ複合機に限らず、コピー、ファクシミリ、プリンタ等、様々な電子写真式の画像形成装置に適用することができる。 The heat roller of the present invention can be applied to various electrophotographic image forming apparatuses such as a copy, a facsimile, a printer, etc., as well as a copy facsimile multifunction peripheral.
31 ベース体
33 フィルム状ヒータ(ヒータ部材)
35 発熱体
36 伝熱層(均熱層)
37 離型層
46 接着層
51 定着装置
52 ヒートローラ
75 コピーファクシミリ複合機(画像形成装置)
333 第1食込み部
334 第2食込み部
339 本体部
31
35
37
333
Claims (6)
前記ベース体に食い込む第1食込み部と、前記第1食込み部から連続し前記ベース体の外周を1周する本体部と、前記本体部に連続し前記ベース体に食い込む第2食込み部と、を有するヒータ部材と、
を備えることを特徴とする、トナーを記録媒体上に定着させるための定着装置に用いられるヒートローラ。 A base body having a substantially circular cross-sectional profile;
A first biting portion that bites into the base body, a main body portion that continues from the first biting portion and makes one round of the outer periphery of the base body, and a second biting portion that continues to the main body portion and bites into the base body. A heater member having,
A heat roller for use in a fixing device for fixing toner on a recording medium.
前記第1食込み部及び第2食込み部の先端は、前記ヒートローラの径方向を向いていることを特徴とするヒートローラ。 The heat roller according to claim 1,
The front end of the first biting part and the second biting part is directed to the radial direction of the heat roller.
前記第1食込み部及び前記第2食込み部の先端部同士の距離は、前記第1食込み部及び前記第2食込み部が前記本体部と接続している部分同士の距離よりも大きいことを特徴とするヒートローラ。 The heat roller according to claim 1,
The distance between the tip parts of the first biting part and the second biting part is larger than the distance between the parts where the first biting part and the second biting part are connected to the main body part. Heat roller.
前記食込み部が内側になるように前記ヒータ部材の両端同士を略一致させることによって円筒体を形成する第2工程と、
前記食込み部を食い込ませるように前記円筒体の内側にベース体を配置する第3工程と、
を含むことを特徴とするヒートローラの製造方法。 A first step of bending the at least part of both end portions of the sheet-like heater member to form a biting portion;
A second step of forming a cylindrical body by substantially matching both ends of the heater member so that the encroaching portion is inside;
A third step of disposing a base body inside the cylindrical body so as to bite the biting portion;
The manufacturing method of the heat roller characterized by including.
前記ベース体は、前記円筒体の内側に樹脂を流し込むことによって形成されることを特徴とするヒートローラの製造方法。 It is a manufacturing method of the heat roller of Claim 5, Comprising:
The method of manufacturing a heat roller, wherein the base body is formed by pouring resin inside the cylindrical body.
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