JP2810355B2 - Heat roller and heat roll fixing device - Google Patents

Heat roller and heat roll fixing device

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JP2810355B2
JP2810355B2 JP27230896A JP27230896A JP2810355B2 JP 2810355 B2 JP2810355 B2 JP 2810355B2 JP 27230896 A JP27230896 A JP 27230896A JP 27230896 A JP27230896 A JP 27230896A JP 2810355 B2 JP2810355 B2 JP 2810355B2
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隆雄 西川
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ミツマ技研株式会社
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はヒートロール定着装
置に用いられるヒートローラ、特にセットアップ時の立
上時間が短く且つ外径変形量ベンディング量が一層低減
されたヒートローラに関するものである。さらに、本発
明は、このようなヒートローラを有するヒートロール定
着装置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 used in a heat roll fixing device, and more particularly to a heat roller having a short set-up time and a further reduced outer diameter deformation and bending. Further, the present invention relates to a heat roll fixing device having such a heat roller.

【0002】[0002]

【従来の技術】複写機やプリント装置の定着装置として
ヒートロール定着装置が広く実用化されている。このヒ
ートロール定着装置では、外周面にフっ素樹脂層やシリ
コンゴム層等の離型層が形成されているヒートローラと
外周面に厚いシリコンゴム等が形成されたバックアップ
ローラとが用いられ、これらローラ間に未定着トナー像
が形成されている記録紙を通過させ、ヒートローラから
の熱によりトナー像を加熱融着するように構成されてい
る。ヒートローラは中空状に形成され、その内部にハロ
ゲンランプのようなヒータが配置され、赤外線ランプか
らの赤外光によりヒートローラを170℃〜180℃程
度まで加熱し、トナー像を加熱融着している。
2. Description of the Related Art A heat roll fixing device has been widely put into practical use as a fixing device of a copying machine or a printing apparatus. In this heat roll fixing device, a heat roller in which a release layer such as a fluorine resin layer or a silicon rubber layer is formed on an outer peripheral surface and a backup roller in which a thick silicon rubber or the like is formed on an outer peripheral surface are used. The recording paper on which the unfixed toner image is formed passes between these rollers, and the toner image is heated and fused by heat from the heat roller. The heat roller is formed in a hollow shape, and a heater such as a halogen lamp is disposed inside the heat roller. The heat roller is heated to about 170 ° C. to 180 ° C. by infrared light from an infrared lamp, and the toner image is heated and fused. ing.

【0003】また、ヒートロール定着装置では、ヒート
ローラとバックアップローラとの間で押圧力を作用さ
せ、バックアップローラを弾性変形させて適切なニップ
幅を形成し、このニップを通過する間にトナー像を加熱
融着している。そして、定着性能はニップ幅と密接に関
連するため、ヒートローラのほぼ全長に亘って均一なニ
ップ幅を形成することが極めて重要である。
In a heat roll fixing device, a pressing force is applied between a heat roller and a backup roller to elastically deform the backup roller to form an appropriate nip width, and a toner image is passed through the nip. Is heated and fused. Since the fixing performance is closely related to the nip width, it is extremely important to form a uniform nip width over substantially the entire length of the heat roller.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ヒートロール定着装置
を具える複写機では、本体のメインスイッチをオンした
後ヒートローラが予め設定した温度まで昇温しなければ
複写動作を開始しないように設定されているため、ヒー
トローラの立上時間をできるだけ短くすることが重要な
課題となっている。セットアップ時の立上時間を短くす
るためには、ヒートローラのローラ本体(例えば、アル
ミニウムの芯金)の肉厚をできるだけ薄くし、ヒートロ
ーラの熱容量を小さくすることが考えられる。
In a copying machine having a heat roll fixing device, it is set so that the copying operation does not start unless the heat roller is heated to a preset temperature after the main switch of the main body is turned on. Therefore, it is important to shorten the rise time of the heat roller as much as possible. In order to shorten the start-up time during setup, it is conceivable to reduce the thickness of the roller body (for example, an aluminum core) of the heat roller as much as possible to reduce the heat capacity of the heat roller.

【0005】しかしながら、芯金の肉厚を薄くすると、
ローラとしての剛性が低下し、この結果ローラ外径が変
化するだけでなく真円度も低下してしまい、通紙性及び
定着性が著しく悪化してしまう。
However, when the thickness of the core metal is reduced,
The rigidity of the roller is reduced, and as a result, not only the outer diameter of the roller is changed but also the roundness is reduced, and the paper passing property and the fixing property are significantly deteriorated.

【0006】また、ヒートロール定着装置ではヒートロ
ーラと加圧ローラとを相互に加圧しているため、ヒート
ローラにベンディングが生ずる。ベンディングが生ずる
と、ローラの軸線方向の中央部のニップ幅が小さくな
り、軸線方向の両端部のニップ幅が大きくなり、この結
果ローラ中央部の定着性が著しく悪化する不都合が生じ
てしまう。特に、ヒートローラの芯金の肉厚が薄くなる
に従ってベンディング量が大幅に増加し定着不足が顕著
に現れるばかりでなく、通紙性能も大幅に悪化してしま
う。一方、芯金の肉厚を厚くしてベンディング量を減少
させようとすると、熱容量が大きくなり、セットアップ
時の立上時間が長くなる不都合が生じてしまう。このよ
うに、ヒートロール定着装置においては、セットアップ
時の立上時間の短縮化とヒートローラの変形及びベンデ
ィング防止とは相反するものであり、これら両方の事項
を一挙に解決する方策はいまだ実現されていないのが実
情である。
Further, in the heat roller fixing device, since the heat roller and the pressure roller are pressed against each other, bending occurs in the heat roller. When bending occurs, the nip width at the central portion of the roller in the axial direction decreases, and the nip width at both ends in the axial direction increases. As a result, the inconvenience that the fixability of the central portion of the roller significantly deteriorates occurs. In particular, as the thickness of the core metal of the heat roller becomes thinner, the amount of bending is greatly increased, so that not only insufficient fixing appears, but also the paper passing performance is significantly deteriorated. On the other hand, if the thickness of the cored bar is increased to reduce the amount of bending, the heat capacity is increased, and there is a disadvantage that the start-up time during setup is lengthened. Thus, in the heat roll fixing device, the shortening of the startup time at the time of set-up and the prevention of the deformation and bending of the heat roller are contradictory, and measures for solving both of these items at once are still realized. It is not the fact.

【0007】従って、本発明の目的は、セットアップ時
間の短縮化及びヒートローラの変形及びベンディングの
低減の両方の課題を一挙に解決したヒートローラを提供
することにある。さらに、本発明の目的は、セットアッ
プ時間が大幅に短縮されると共に、優れた通紙性能及び
定着性能を有するヒートロール定着装置を提供すること
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a heat roller which can solve both the problems of shortening the set-up time and reducing the deformation and bending of the heat roller at once. It is a further object of the present invention to provide a heat roll fixing device having a greatly reduced set-up time and excellent paper passing performance and fixing performance.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明によるヒートロー
ラは、外周面に離型層が形成されている中空状のローラ
本体と、このローラ本体の内側に同軸状に配置したスパ
イラル状のコイルバネとを具え、スパイラル状のコイル
バネの外径面がローラ本体の内周面に圧接するように配
置したことを特徴とする。
A heat roller according to the present invention comprises a hollow roller body having a release layer formed on an outer peripheral surface thereof, and a spiral coil spring disposed coaxially inside the roller body. Wherein the outer diameter surface of the spiral coil spring is disposed so as to press against the inner peripheral surface of the roller body.

【0009】本発明者がヒートローラの剛性を高める方
法について種々の実験及び解析を行なった結果、スパイ
ラル状のコイルバネを補強部材として用いるのが極めて
有効であることを見いだした。まず、ヒートローラの内
部には赤外線ランプが配置されるため、ヒートローラの
軸線の回りの空間に位置するような補強部材を配置する
ことができない。しかし、コイルバネはヒートローラの
内周面に沿って同軸状に配置できるので、赤外線ランプ
を配置するための空間を十分に確保できる。
The present inventor has conducted various experiments and analyzes on a method for increasing the rigidity of the heat roller, and has found that it is extremely effective to use a spiral coil spring as a reinforcing member. First, since the infrared lamp is disposed inside the heat roller, a reinforcing member located in a space around the axis of the heat roller cannot be disposed. However, since the coil spring can be coaxially arranged along the inner peripheral surface of the heat roller, a sufficient space for arranging the infrared lamp can be secured.

【0010】次に、コイルバネは、その材料及び焼入条
件等を適切に設定することにより、極めて高い外形保持
能力を有することができ、半径方向内向きの外力が作用
してもほとんど変形しない外形保持能力を有している。
すなわち、コイルバネの特性として、その軸線方向の力
を作用させると容易に縮径し又は拡径して外形変形し易
い特性を有しているが、半径方向内向きの外力に対して
は外形変化しにくい特性がある。さらに、コイルバネの
軸線方向の引張力を作用させると縮径し易い特性を利用
して、縮径した状態でヒートローラの内部に挿入し、そ
の後開放すると、コイルバネは拡径しようとしてヒート
ローラの内周面に対して半径方向外向きの押圧力を発生
する。この押圧力は加圧ローラから作用する半径方向内
向きの力に対して強い抵抗力となる。さらに、コイルバ
ネの加圧ローラと対向しない側の部分はヒートローラに
より拘束されているから、加圧ローラからの押圧力に対
してコイルバネ自身に弾性的な反発力が発生し、この反
発力はヒートローラの変形を阻止するように作用する。
従って、これらコイルバネ自身の外形保持性能、半径方
向外向きの押圧力、及び加圧力に対する反発力を適切に
利用することにより、加圧ローラからの加圧力に対して
ヒートローラの外形すなわち心円度を適切に維持する。
ヒートローラの心円度が維持されることにより、ベンデ
ィング量も極めて微小な範囲に抑えることができる。
Next, the coil spring can have an extremely high outer shape holding ability by appropriately setting its material, quenching conditions, and the like, and has an outer shape that is hardly deformed even when a radially inward external force acts. Has holding ability.
In other words, as a characteristic of the coil spring, when the force in the axial direction is applied, the diameter of the coil spring is easily reduced or expanded, and the outer shape is easily deformed. There are characteristics that are difficult to do. Furthermore, utilizing the characteristic that the diameter of the coil spring is easily reduced by applying a tensile force in the axial direction, the coil spring is inserted into the heat roller in a reduced diameter state, and then is opened. A radial outward pressing force is generated against the peripheral surface. This pressing force is a strong resistance to a radially inward force acting from the pressing roller. Furthermore, since the portion of the coil spring that is not opposed to the pressure roller is restrained by the heat roller, an elastic repulsion is generated in the coil spring itself with respect to the pressing force from the pressure roller. Acts to prevent deformation of the roller.
Therefore, by appropriately utilizing the outer shape holding performance of the coil spring itself, the radial outward pressing force, and the repulsive force against the pressing force, the outer shape of the heat roller, that is, the circularity, with respect to the pressing force from the pressing roller. Properly maintained.
By maintaining the concentricity of the heat roller, the bending amount can be suppressed to an extremely small range.

【0011】ベンディング量が低減されることにより、
ヒートローラと加圧ローラとの間に大きな圧着力を作用
させてもヒートローラの全長に亘って均一な加圧力を作
用させることができると共に均一なニップ幅を形成する
ことができる。この結果、定着性及び通紙性が一層改善
されたヒートロール定着装置を実現することができる。
[0011] By reducing the amount of bending,
Even when a large pressing force is applied between the heat roller and the pressure roller, a uniform pressing force can be applied over the entire length of the heat roller, and a uniform nip width can be formed. As a result, it is possible to realize a heat roll fixing device in which the fixing property and the paper passing property are further improved.

【0012】さらに、スパイラル状のコイルバネによる
補強力を利用することにより、ヒートローラの肉厚を一
層薄くでき、この結果セットアップ時の立上時間も大幅
に短縮することができる。
Further, by utilizing the reinforcing force of the spiral coil spring, the thickness of the heat roller can be further reduced, and as a result, the start-up time during setup can be greatly reduced.

【0013】さらに、本発明によるヒートローラは、外
周面に離型層が形成されているローラ部、このローラ部
の両側にローラ部の外径よりも小径になるように絞り加
工によりそれぞれ形成され、駆動機構を連結するための
ジャーナル部、及び前記ローラ部とジャーナル部とを連
結する肩部を有する中空状のローラ本体と、ローラ本体
の内側に、その内周面に圧接するように配置したスパイ
ラル状のコイルバネとを具え、前記コイルバネを両端に
形成した肩部により保持することを特徴とする。このよ
うに、絞り加工によりローラ本体の両端にジャーナル部
及び肩部を形成することにより肩部はローラ軸線と直交
する面内で延在するし、この肩部自体もベンディングに
対する補強効果を有するので、一層ベンディングの発生
を防止することができる。また、肩部はコイルバネの軸
線方向の移動を阻止することができる。特に、ローラ本
体を薄肉の金属素管から製造する場合、絞り加工により
肩部及びジャーナル部を容易に形成することができるの
で、絞り加工により肩部を形成することは、製造上及び
両端部のベンディングの補強部材として極めて有効であ
る。
Further, the heat roller according to the present invention is formed with a roller portion having a release layer formed on the outer peripheral surface, and formed on both sides of the roller portion by drawing so as to have a diameter smaller than the outer diameter of the roller portion. A hollow roller body having a journal portion for connecting a drive mechanism, and a shoulder connecting the roller portion and the journal portion; and a roller body disposed inside the roller body so as to be in pressure contact with the inner peripheral surface thereof. A coil spring having a spiral shape, wherein the coil spring is held by shoulders formed at both ends. Thus, by forming the journals and shoulders at both ends of the roller body by drawing, the shoulders extend in a plane perpendicular to the roller axis, and the shoulders themselves also have a reinforcing effect on bending. In addition, the occurrence of bending can be further prevented. In addition, the shoulder can prevent the axial movement of the coil spring. Particularly, when the roller body is manufactured from a thin metal tube, the shoulder and the journal can be easily formed by drawing. Therefore, forming the shoulder by drawing is difficult in manufacturing and at both ends. It is extremely effective as a reinforcing member for bending.

【0014】さらに、本発明によるヒートローラの製造
方法は、外周面に離型層が形成されているローラ部を有
し、内側に補強用のスパイラル状のコイルバネが装填さ
れているヒートローラを製造するに当たり、円筒状の金
属素管を用意し、スパイラル状のコイルバネに引張力を
作用させて縮径させ、収縮したコイルバネを前記金属素
管の内側に挿入し、次に引張力を解除してコイルバネを
金属素管の内周面に圧接させ、内側にコイルバネが配置
されている金属素管の両端にそれぞれ絞り加工を施し、
前記ローラ部の外径よりも小径のジャーナル部、及びジ
ャーナル部とローラ部とを連結する肩部を形成し、前記
金属素管の両端に形成した肩部により内側に配置したコ
イルバネを保持することを特徴とする。このように、金
属素管の内側にコイルバネを配置し、その後両端に絞り
加工を施すことによりベンディングに対する補強効果及
びコイルバネの保持性能を有する肩部を簡単な加工処理
で形成することができる。特に、熱容量を小さくするた
め薄肉の金属素管を用いる場合、絞り加工により肩部及
びジャーナル部を容易に形成することができるので、絞
り加工によりローラ本体の両端に肩部を形成すること
は、熱容量を小さくしてセットアップ時間を短縮するこ
とと相まって極めて有益である。
Further, according to the method of manufacturing a heat roller of the present invention, there is provided a heat roller having a roller portion having a release layer formed on an outer peripheral surface, and a spiral coil spring for reinforcement being loaded inside. In doing this, a cylindrical metal tube is prepared, the diameter of the spiral coil spring is reduced by applying a tensile force, the contracted coil spring is inserted inside the metal tube, and then the tensile force is released. The coil spring is pressed against the inner peripheral surface of the metal tube, and both ends of the metal tube on which the coil spring is arranged are drawn,
A journal portion having a diameter smaller than the outer diameter of the roller portion, and a shoulder portion connecting the journal portion and the roller portion are formed, and a coil spring disposed inside is held by shoulder portions formed at both ends of the metal tube. It is characterized by. In this manner, by arranging the coil spring inside the metal tube and thereafter performing drawing on both ends, a shoulder having a reinforcing effect on bending and a holding performance of the coil spring can be formed by a simple processing. In particular, when a thin metal tube is used to reduce the heat capacity, the shoulder and the journal can be easily formed by drawing, so forming the shoulders at both ends of the roller body by drawing is not possible. This is extremely beneficial in conjunction with reducing heat capacity and reducing set-up time.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1は本発明によるヒートロール
定着装置の一例の構成を示す線図的断面図であり、図2
は本発明によるヒートローラの一例の構成を示す線図的
断面図である。ヒートロール定着装置はヒートローラ1
及び加圧ローラ2を具え、これらローラは軸線が互いに
平行になるように支持する。ヒートローラ1はベアリン
グ3a及び3bを介してフレーム4a及び4bに回転自
在に支持する。このヒートローラ1は中空状の形態をな
し、その内部に加熱源となる赤外線ランプ5を配置す
る。ヒートローラ1の一方の端部にギア6を取り付け、
このギアを介して本体側の駆動機構に連結する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a diagrammatic sectional view showing the structure of an example of a heat roll fixing device according to the present invention.
FIG. 1 is a diagrammatic sectional view showing a configuration of an example of a heat roller according to the present invention. Heat roller fixing device is heat roller 1
And a pressure roller 2, which support the axes so as to be parallel to each other. The heat roller 1 is rotatably supported on frames 4a and 4b via bearings 3a and 3b. The heat roller 1 has a hollow shape, and an infrared lamp 5 serving as a heating source is disposed therein. Attach a gear 6 to one end of the heat roller 1,
It is connected to the drive mechanism on the main body side via this gear.

【0016】加圧ローラ2は例えばシリコンゴムのよう
な耐熱性の弾性変形可能な弾性ゴム層が形成されてお
り、その両端をベアリング7a及び7bを介して別のフ
レーム8a及び8bにそれぞれ回転自在に支持する。ベ
アリング7a及び7bはそれぞれ加圧手段となるバネ9
a及び9bに連結し、これらバネ9a及び9bにより加
圧ローラ2をヒートローラ1に対して圧着する。尚、バ
ネ9a及び0bの加圧力は、要求スペックにより自在に
設定することができ、例えば片側7kgとし合計14k
gとすることができる。この加圧手段は図示の形態にバ
ネ以外の種々の形態の弾性部材を用いることができる。
また、加圧力は、加圧ローラ2の弾性ゴム層の硬度や弾
性力、紙送り速度、設定温度等を考慮して適切なニップ
幅が形成されるように設定する。
The pressure roller 2 is formed with a heat-resistant elastically deformable elastic rubber layer such as silicon rubber, for example, and its both ends are rotatable on separate frames 8a and 8b via bearings 7a and 7b, respectively. To support. The bearings 7a and 7b are each provided with a spring 9 serving as a pressing means.
The pressure roller 2 is connected to the heat roller 1 by the springs 9a and 9b. The pressing force of the springs 9a and 0b can be set freely according to the required specifications.
g. As the pressing means, various types of elastic members other than springs can be used in the illustrated form.
The pressing force is set such that an appropriate nip width is formed in consideration of the hardness and elastic force of the elastic rubber layer of the pressure roller 2, the paper feeding speed, the set temperature, and the like.

【0017】図2に示すように、ヒートローラ1は円筒
状の肉厚が例えば0.3〜0.8mm程度のアルミパイ
プのローラ本体10を具え、このローラ本体10の外周
面に離型層11を形成する。この離型層11は高い離型
性を有するフッ素樹脂、オイル含浸シリコンゴム、又は
シリコンゴム層の表面にフッ素樹脂層を形成したもので
構成できる。ローラ本体10の両端には駆動機構を連結
すにためのジャーナル部12a及び12bを設ける。こ
のローラ本体10は、その軸線に沿って一定の外径を有
するストレート形状とし、又は軸線に沿って外径寸法が
徐々に増加し減少するクラウン形状又は徐々に減少し増
加する逆クラウン形状とすることができる。
As shown in FIG. 2, the heat roller 1 has a roller body 10 of an aluminum pipe having a cylindrical thickness of about 0.3 to 0.8 mm, for example. 11 is formed. The release layer 11 can be composed of a fluororesin having high releasability, oil-impregnated silicone rubber, or a silicone rubber layer having a fluororesin layer formed on the surface thereof. At both ends of the roller body 10, journal portions 12a and 12b for connecting a driving mechanism are provided. The roller body 10 has a straight shape having a constant outer diameter along its axis, or a crown shape in which the outer diameter gradually increases and decreases along the axis or an inverted crown shape in which the outer diameter gradually decreases and increases. be able to.

【0018】本例では、ローラ本体の外径を30φと
し、内径を29φとする。ローラ本体10の内側に、そ
の内周面に圧接するようにスパイラル状のコイルバネ1
3を同軸状に配置する。このコイルバネ13は線径が
1.5mmのスランレスから成り、その外径は例えば3
0φとし、コイルのピッチは18mmとする。
In this embodiment, the outer diameter of the roller body is 30φ and the inner diameter is 29φ. A spiral coil spring 1 is provided inside the roller body 10 so as to be pressed against the inner peripheral surface thereof.
3 are arranged coaxially. The coil spring 13 is made of a slantless wire having a wire diameter of 1.5 mm, and has an outer diameter of, for example,
0φ, and the coil pitch is 18 mm.

【0019】スパイラル状コイルバネ13の線径、外
径、及びコイルピッチは、セットアップの立上時間、ロ
ーラ本体の芯金の肉厚、ヒートローラと加圧ローラとの
間に加える加圧力等を考慮して定着装置の用途や性能に
応じて設定する。
The wire diameter, outer diameter, and coil pitch of the spiral coil spring 13 are determined in consideration of the setup start-up time, the thickness of the core metal of the roller body, the pressure applied between the heat roller and the pressure roller, and the like. And set according to the use and performance of the fixing device.

【0020】次に、図2に示すヒートローラの製造方法
について説明する。所定の外径及び内径のアルミ素管を
用意する。アルミ素管の軸線方向の長さは通紙幅とジャ
ーナル部を構成する部分との和とし、コイルバネの長さ
は通紙幅に相当する長さとする。次にコイルバネにその
軸線方向の引張力を作用して素管の内側に縮径した状態
で所定の軸線方向位置に挿入し、その後開放する。引張
力を開放することによりコイルバネは拡径し素管の内周
面に圧着保持される。次に、ジャーナル部を構成する両
端部分を絞り加工により形成する。その後、素管の外周
面に離型層を形成する。このように構成すれば、ローラ
本体の外径よりも小径のジャーナル部を有するヒートロ
ーラであっても容易にローラ本体の内部にコイルバネを
配置することができる。
Next, a method of manufacturing the heat roller shown in FIG. 2 will be described. An aluminum tube having a predetermined outer diameter and inner diameter is prepared. The length of the aluminum tube in the axial direction is the sum of the paper passing width and the portion constituting the journal portion, and the length of the coil spring is a length corresponding to the paper passing width. Next, the coil spring is inserted into a predetermined axial position with its diameter reduced inside the raw tube by applying a tensile force in the axial direction to the coil spring, and then opened. By releasing the tensile force, the diameter of the coil spring is increased and the coil spring is pressed and held on the inner peripheral surface of the raw tube. Next, both ends constituting the journal portion are formed by drawing. Thereafter, a release layer is formed on the outer peripheral surface of the raw tube. According to this configuration, the coil spring can be easily disposed inside the roller body even if the heat roller has a journal portion having a diameter smaller than the outer diameter of the roller body.

【0021】図4は本発明によるヒートローラの変形例
を示す。本例では、ローラ本体10としてジャーナル部
のないストレートのローラ本体を用いる。この場合、両
端に軸受及び駆動素子を直接連結する。この場合、絞り
加工が不要になり製造作業が容易になる。
FIG. 4 shows a modification of the heat roller according to the present invention. In this example, a straight roller body without a journal portion is used as the roller body 10. In this case, the bearing and the driving element are directly connected to both ends. In this case, drawing work becomes unnecessary, and the manufacturing operation becomes easy.

【0022】次に、スパイラル状のコイルバネが組み込
まれたヒートローラと組み込まれていないヒートローラ
との性能比較について説明する。A−3サイズの市販の
複写機用のヒートローラを作成し、その性能を比較し
た。実験に用いたヒートローラは、外径30φで内径2
8.8φである。圧着力は片側7kgとし、合わせて1
4kgとした。用いたコイルバネは、線径1.5mm、
外径30φ、コイルピッチ18mmとした。実験に際
し、ヒートローラの材料としてA−5052とA606
3の2種類のアルミニウム材料を用い、また肉厚が0.
4t、0.5t及び0.6tの3種類のローラを試作し
た。
Next, a description will be given of a performance comparison between a heat roller incorporating a spiral coil spring and a heat roller not incorporating a spiral coil spring. A-3 size heat roller for a commercial copying machine was prepared and its performance was compared. The heat roller used in the experiment had an outer diameter of 30φ and an inner diameter of 2
8.8φ. The crimping force is 7 kg on one side and a total of 1
4 kg. The coil spring used has a wire diameter of 1.5 mm,
The outer diameter was 30φ and the coil pitch was 18 mm. In the experiment, A-5052 and A606 were used as heat roller materials.
3 using two types of aluminum materials and having a wall thickness of 0.3.
Three types of rollers of 4t, 0.5t and 0.6t were prototyped.

【0023】測定項目は、室温から185℃の設定温度
までに昇温するのに必要なセットアップの立上時間及び
ヒートローラの外径変化量とする。この外径変化量は、
図3に示すように、圧着時にヒートローラは断面が楕円
形に変形するので、その楕円形の外径Δdを測定し、3
0φからの増加分Δd−30で表わす。尚、この外径変
化量の測定位置は、ヒートローラの軸線方向の中央位置
とする。また、600Wのハロゲンランプを用いて18
5℃まで昇温する時間を測定した。実験結果を表1及び
表2に示す。
The measurement items are a setup start-up time required to raise the temperature from room temperature to a set temperature of 185 ° C., and a change in the outer diameter of the heat roller. This change in outer diameter is
As shown in FIG. 3, since the cross section of the heat roller is deformed into an elliptical shape during pressure bonding, the outer diameter Δd of the elliptical shape is measured.
It is represented by an increment Δd-30 from 0φ. The measurement position of the change in the outer diameter is the center position in the axial direction of the heat roller. Further, using a 600 W halogen lamp, 18
The time required to raise the temperature to 5 ° C. was measured. The experimental results are shown in Tables 1 and 2.

【0024】[0024]

【表1】 [Table 1]

【0025】[0025]

【表2】 [Table 2]

【0026】表1及び表2から明らかなように、コイル
バネを設けたヒートローラは、コイルバネのないヒート
ローラに対して外径変化量はほぼ半分に減少している。
この測定結果より、コイルバネの補強効果によりヒート
ローラの心円度が大幅に改善され、従ってベンディング
も大幅に改善されること明らかである。また、立上時間
に関しては、コイルバネを設けることにより約10%遅
くなる。しかし、同一の外径変化量のローラに比べて約
30%立上時間が短縮されている。
As is clear from Tables 1 and 2, the change in the outer diameter of the heat roller provided with the coil spring is reduced to almost half that of the heat roller without the coil spring.
From this measurement result, it is clear that the concentricity of the heat roller is greatly improved by the reinforcing effect of the coil spring, and therefore the bending is also greatly improved. Further, the rise time is reduced by about 10% by providing the coil spring. However, the rise time is reduced by about 30% as compared with a roller having the same change in the outer diameter.

【0027】本発明は上述した実施例に限定されず種々
の変形や変更が可能である。例えば、上述した実施例で
はローラ本体のほぼ全長に亘るコイルバネを設けたが、
必ずしも全長に亘る必要はなく通紙幅の一部分に亘って
コイルバネを配置する場合でも所望の効果を得ることが
できる。尚、この場合、ローラ本体を支持する両端付近
にコイルバネが存在する場合ベンディングに対して顕著
な効果を発揮できる。
The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications and changes are possible. For example, in the above-described embodiment, a coil spring is provided over substantially the entire length of the roller body.
A desired effect can be obtained even when the coil spring is arranged over a part of the sheet passing width, not necessarily over the entire length. In this case, when coil springs are present near both ends supporting the roller body, a remarkable effect on bending can be exerted.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ロ
ーラ本体の内側にスパイラル状のコイルバネを圧着配置
しているから、ローラとしての剛性が一層高くなり、こ
の結果薄肉のローラ本体を用いてもベンディング量、外
径寸法及び真円度が一層改善されたヒートローラを実現
することができる。また、ローラ本体の肉厚を一層薄く
できるので、ベンディング量が増大したり真円度が悪化
することなくセットアップ時の立上時間を大幅に短縮す
ることができる。
As described above, according to the present invention, since a spiral coil spring is crimped inside the roller body, the rigidity of the roller is further increased, and as a result, a thin roller body is used. However, it is possible to realize a heat roller with further improved bending amount, outer diameter dimension and roundness. Further, since the thickness of the roller body can be further reduced, the start-up time during setup can be greatly reduced without increasing the amount of bending or deteriorating roundness.

【0029】さらに、本発明によるヒートロール定着装
置は、ローラとしての剛性が一層高いヒートローラを用
いているので、定着性能及び通紙性能が大幅に改善され
ることになる。
Further, in the heat roll fixing device according to the present invention, since a heat roller having higher rigidity as a roller is used, the fixing performance and the paper passing performance are greatly improved.

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

【図1】本発明によるヒートロール定着装置の一例の構
成を示す線図的断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of an example of a heat roll fixing device according to the present invention.

【図2】本発明によるヒートローラの一例の構成を示す
線図的断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing the configuration of an example of a heat roller according to the present invention.

【図3】ヒートローラの外形変化を示す線図である。FIG. 3 is a diagram showing a change in outer shape of a heat roller.

【図4】ヒートローラの変形例を示す線図的断面図であ
る。
FIG. 4 is a schematic sectional view showing a modification of the heat roller.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ヒートローラ 2 加圧ローラ 3a,3b,7a,7b ベアリング 4a,4b,8a,8b フレーム 5 赤外線ランプ 6 ギア 10 ローラ本体 11 離型層 12a,12b ジャーナル部 13 スパイラル状のコイルバネ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat roller 2 Pressure roller 3a, 3b, 7a, 7b Bearing 4a, 4b, 8a, 8b Frame 5 Infrared lamp 6 Gear 10 Roller body 11 Release layer 12a, 12b Journal part 13 Spiral coil spring

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05B 3/00 335 G03G 15/20 102 G03G 15/20 103──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H05B 3/00 335 G03G 15/20 102 G03G 15/20 103

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 外周面に離型層が形成されている中空状
のローラ本体と、このローラ本体の内側に同軸状に配置
したスプイラル状のコイルバネとを具え、スパイラル状
のコイルバネの外径面がローラ本体の内周面に圧接する
ように配置したことを特徴とするヒートローラ。
1. An outer diameter surface of a spiral coil spring, comprising: a hollow roller body having a release layer formed on an outer peripheral surface; and a spiral coil spring disposed coaxially inside the roller body. The heat roller is disposed so as to press against the inner peripheral surface of the roller body.
【請求項2】 外周面に離型層が形成されている中空状
のヒートローラと、このヒートローラに対してほぼ平行
に配置され、外周面に弾性変形可能な弾性層が形成され
ている加圧ローラと、前記ヒートローラと加圧ローラと
を互いに圧接させる加圧手段と、前記ヒートローラの内
側に配置した加熱源と、前記ヒートローラ及び加圧ロー
ラを駆動する駆動機構とを具えるヒートロール定着装置
において、 前記ヒートローラが、外周面に離型層が形成されている
中空のローラ本体と、このローラ本体の内側に同軸状に
配置され、外径面がローラ本体の内周面に圧接するよう
に配置したスプイラル状のコイルバネとを具えることを
特徴とするヒートロール定着装置。
2. A hollow heat roller having a release layer formed on an outer peripheral surface thereof, and a heat roller disposed substantially parallel to the heat roller and having an elastic layer capable of being elastically deformed formed on an outer peripheral surface thereof. A heat roller comprising: a pressure roller; pressing means for pressing the heat roller and the pressure roller against each other; a heating source disposed inside the heat roller; and a drive mechanism for driving the heat roller and the pressure roller. In the roll fixing device, the heat roller is disposed coaxially with a hollow roller body having a release layer formed on an outer peripheral surface thereof, and an outer diameter surface is provided on an inner peripheral surface of the roller body. A heat roll fixing device comprising a spiral coil spring arranged so as to be in pressure contact with the heat roll fixing device.
【請求項3】 外周面に離型層が形成されているローラ
部、このローラ部の両側にローラ部の外径よりも小径に
なるように絞り加工によりそれぞれ形成され、駆動機構
を連結するためのジャーナル部、及び前記ローラ部とジ
ャーナル部とを連結する肩部を有する中空状のローラ本
体と、ローラ本体の内側に、その内周面に圧接するよう
に配置したスパイラル状のコイルバネとを具え、前記コ
イルバネを両端に形成した肩部により保持することを特
徴とするヒートローラ。
3. A roller portion having a release layer formed on an outer peripheral surface thereof. The roller portion is formed on both sides of the roller portion by drawing so as to have a diameter smaller than the outer diameter of the roller portion. A hollow roller body having a journal portion, a shoulder connecting the roller portion and the journal portion, and a spiral coil spring disposed inside the roller body so as to be pressed against an inner peripheral surface thereof. A heat roller, wherein the coil spring is held by shoulders formed at both ends.
【請求項4】 外周面に離型層が形成されているローラ
部を有し、内側に補強用のスパイラル状のコイルバネが
装填されているヒートローラを製造するに当たり、 円筒状の金属素管を用意し、 スパイラル状のコイルバネに引張力を作用させて縮径さ
せ、収縮したコイルバネを前記金属素管の内側に挿入
し、次に引張力を解除してコイルバネを金属素管の内周
面に圧接させ、 内側にコイルバネが配置されている金属素管の両端にそ
れぞれ絞り加工を施し、前記ローラ部の外径よりも小径
のジャーナル部、及びジャーナル部とローラ部とを連結
する肩部を形成し、 前記金属素管の両端に形成した肩部により内側に配置し
たコイルバネを保持することを特徴とするヒートローラ
の製造方法。
4. When manufacturing a heat roller having a roller portion having a release layer formed on its outer peripheral surface and having a spiral coil spring for reinforcement mounted inside, a cylindrical metal tube is used. Prepare, apply a tensile force to the spiral coil spring to reduce the diameter, insert the contracted coil spring inside the metal tube, then release the tensile force and place the coil spring on the inner peripheral surface of the metal tube. Pressed, the both ends of the metal tube in which the coil spring is disposed inside are subjected to drawing processing to form a journal portion smaller in diameter than the outer diameter of the roller portion, and a shoulder portion connecting the journal portion and the roller portion. A method for manufacturing a heat roller, wherein coil springs arranged inside are held by shoulders formed at both ends of the metal tube.
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