JP4689230B2 - Fixing device - Google Patents
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Description
本発明は、シート等の記録材(記録媒体)上に画像を定着する定着装置に関する。この定着装置は、例えば、複写機、プリンタ、あるいは、ファクシミリ装置などの画像形成装置において用いられる。 The present invention relates to a fixing device that fixes an image on a recording material (recording medium) such as a sheet. This fixing device is used in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile machine.
近年、省エネルギーの要求から、画像形成装置の加熱定着装置についても様々な提案がなされている。特に立上げ時間の迅速化により、スタンバイ時の加熱定着装置の温度を下げることでスタンバイ時の省エネを実現するものが多く、この立上げ時間の迅速化に関する提案は多くなされている。 In recent years, various proposals have been made for a heat fixing device of an image forming apparatus in order to save energy. In particular, there are many things that realize energy saving during standby by lowering the temperature of the heat-fixing device during standby by speeding up the startup time, and many proposals for speeding up the startup time have been made.
例えば、特許文献1に示されるように、加熱源として高周波誘導を利用した誘導加熱方式の定着装置が提案されている。この誘導加熱定着装置は、金属導体からなる中空の定着ローラの内部にコイルが同心状に配置されており、このコイルに高周波電流を流して生じた高周波磁界により定着ローラに誘導渦電流を発生させ、定着ローラ自体の表皮抵抗によって定着ローラそのものをジュール発熱させるようになっている。この誘導加熱方式の定着装置によれば、電気−熱変換効率がきわめて向上するため、ウォームアップタイムの短縮化が可能となる。 For example, as shown in Patent Document 1, an induction heating type fixing device using high frequency induction as a heating source has been proposed. In this induction heating fixing device, a coil is concentrically disposed inside a hollow fixing roller made of a metal conductor, and an induction eddy current is generated in the fixing roller by a high frequency magnetic field generated by flowing a high frequency current through the coil. The fixing roller itself generates Joule heat by the skin resistance of the fixing roller itself. According to this induction heating type fixing device, since the electric-heat conversion efficiency is greatly improved, the warm-up time can be shortened.
このような電磁誘導加熱方式の定着装置であっても、また、ハロゲンヒータ等別の熱源の加熱方式の定着装置であっても、立上げ時間のさらなる迅速化に有効なのが、定着ローラや定着フィルム等の加熱媒体の薄肉化、低熱容量化である。特に、薄肉円筒金属の定着ローラについては、一定の強度も維持できるため熱と圧の両方が必要な比較的高速の画像形成装置において、その立上げ時間迅速化に有効である。 Regardless of the electromagnetic induction heating type fixing device or the heating type fixing device of another heat source such as a halogen heater, it is effective to further speed up the start-up time. This is to reduce the thickness and heat capacity of a heating medium such as a film. In particular, a thin cylindrical metal fixing roller is effective in speeding up the start-up time in a relatively high-speed image forming apparatus that requires both heat and pressure because it can maintain a constant strength.
このような薄肉円筒の定着ローラについて、定着装置内に回転可能に保持する際そのスラスト規制(定着ローラの長手方向への移動を規制すること)は、図6,図7に示すように薄肉円筒の定着ローラの一部に穴を形成し、この穴に針金等の止め輪を係合することで行っている。ここで、図6,7は、従来の定着装置において定着ローラのスラスト規制を説明するための概略図である。 With respect to such a thin cylindrical fixing roller, when it is held rotatably in the fixing device, its thrust restriction (to restrict the movement of the fixing roller in the longitudinal direction) is as shown in FIGS. 6 and 7. A hole is formed in a part of the fixing roller, and a snap ring such as a wire is engaged with the hole. Here, FIGS. 6 and 7 are schematic views for explaining the thrust regulation of the fixing roller in the conventional fixing device.
図6において、150は薄肉定着ローラであり、図示しない断熱ブッシュを介してベアリング151に嵌合し定着側板152に回転可能に支持されている。153は定着ギアでキー部154が薄肉定着ローラ150の切り欠き部に係合して定着ローラ150と一体で回転するよう定着ローラ150に嵌合している。この定着ギア153の端面をスラスト方向に固定するようにバネ材の針金で形成された止め輪155が、定着ローラの穴部156a,156b,156cにその一部を係合させて固定されている。
In FIG. 6,
このようにすることで、ローラ全周に亘って溝を形成することが出来ない薄肉定着ローラについても、簡単で低コストな構成でスラスト規制を行うことが可能となっている。 By doing so, it is possible to perform thrust regulation with a simple and low-cost configuration even for a thin fixing roller in which a groove cannot be formed over the entire circumference of the roller.
この他にも薄肉定着ローラのスラスト規制手段としては、止め輪を用いずに薄肉ローラの溝や弾性を利用したスラスト規制手段(特許文献2,3参照)やギアや断熱ブッシュにスナップフィットを用いたスラスト規制手段(特許文献4参照)が提案されている。
しかしながら、上述したようなスラスト規制手段には以下のような課題を有する。 However, the thrust restricting means as described above has the following problems.
図8は従来の定着装置を示す概略断面図であり、誘導加熱方式の定着装置を示している。 FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a conventional fixing device, which shows an induction heating type fixing device.
例えば、図8に示すような誘導加熱方式の定着装置においては、定着ローラ150に近接して誘導加熱用のコイルユニット157を配置する必要がある。また、端部昇温防止等の目的で上記コイルユニット157と定着ローラ150の間に磁束遮蔽手段158を入れて必要に応じて、磁束の遮断を行うものも提案されている。
For example, in an induction heating type fixing device as shown in FIG. 8, it is necessary to arrange an induction
このように、近年の定着装置ではローラの内周面ぎりぎりの所に他の構成要素が配置することがあるが、その場合、図6や図7に示すような従来のスラスト規制方法においては、止め輪155の係合部がローラ150の内面に大きく突出して(出張って)しまい、これら内面ぎりぎりに配置される構成要素と干渉してしまうことになる。
As described above, in recent fixing devices, other components may be arranged at the edge of the inner peripheral surface of the roller. In this case, in the conventional thrust regulating method as shown in FIGS. The engaging part of the
これを避けるためには、上記コイルユニットや磁束遮蔽手段などの構成要素の形状を、止め輪の位置に関して逃げるか、止め輪の内面に突出している部分をカットする必要がある。 In order to avoid this, it is necessary to escape the shape of the components such as the coil unit and the magnetic flux shielding means with respect to the position of the retaining ring or to cut the portion protruding from the inner surface of the retaining ring.
しかしながら、前者の場合は少ないスペースの中でこれら構成要素を複雑な形状にする必要があり、コストや強度について望ましくない形状となってしまっていた。また、後者の場合は止め輪と定着ローラとの係合部のオーバラップ長が短くなってしまい、止め輪が外れやすいという問題が発生する。特にこのようなバネ材の針金による止め輪の場合、曲げ形状には必ず曲げ内Rがつくため、定着ローラの穴部の端部にこのRが乗り上げると斜面力が発生し、少ない係合部のオーバラップが簡単に外れてしまう。 However, in the former case, it is necessary to form these components in a complicated shape in a small space, which is an undesirable shape in terms of cost and strength. In the latter case, the overlap length of the engaging portion between the retaining ring and the fixing roller is shortened, causing a problem that the retaining ring is easily detached. In particular, in the case of such a snap ring made of a spring material wire, the bending shape always has a bending inner radius R. When this R rides on the end of the hole of the fixing roller, a slope force is generated, and a small engaging portion. The overlap is easily removed.
また、背景技術で述べた止め輪を用いずにローラの溝や弾性を利用したスラスト規制手段については、形状的にローラ強度が低下するため、強圧定着には不適であり、また、ギアや断熱ブッシュにスナップフィットを用いたスラスト規制手段については、樹脂材料の断熱性と弾性の両立が困難であり、繰返し着脱を行う構成としては耐久性に問題が生じることが懸念される。 Also, the thrust restricting means that uses the groove and elasticity of the roller without using the retaining ring described in the background art is unsuitable for strong pressure fixing because the roller strength is reduced in shape, and it is not suitable for gears and heat insulation. Regarding the thrust restricting means using a snap fit for the bush, it is difficult to achieve both the heat insulating property and the elasticity of the resin material, and there is a concern that durability may be problematic as a configuration in which the resin material is repeatedly attached and detached.
本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、定着ローラ近傍の設置スペースが限られているような場合であっても、定着ローラのスラスト規制をより確実に行うことが可能な技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and it is possible to more reliably perform the thrust regulation of the fixing roller even when the installation space in the vicinity of the fixing roller is limited. The purpose is to provide technology.
上記目的を達成するために本発明にあっては、
磁束を生ずるコイルユニットと、
前記コイルユニットを内部に有し、ニップ部にて記録材に形成された画像を磁束により生じた熱により定着する中空の定着ローラと、
前記定着ローラの軸方向一端側に設けられた穴部と係合するリング状の係合部材と、
前記軸方向一端側に設けられ、前記定着ローラを回転可能に支持するベアリングと、
前記定着ローラの軸方向において前記係合部材と前記ベアリングとの間に設けられ、前記係合部材と係合することにより前記定着ローラの軸方向の位置規制を行う規制部材と、
前記軸方向において前記規制部材から突出し、前記係合部材と係合することにより前記規制部材が前記定着ローラに対して回転方向へ回転することを規制する突起部と、
を有する定着装置において、
前記突起部と前記係合部材との回転方向における係合ガタを前記定着ローラの穴部と前記係合部材との回転方向における係合ガタよりも小さくしたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
A coil unit for generating magnetic flux;
A hollow fixing roller having the coil unit therein and fixing an image formed on the recording material at the nip portion by heat generated by magnetic flux;
A ring-shaped engaging member that engages with a hole provided on one end side in the axial direction of the fixing roller;
A bearing provided on one end side in the axial direction and rotatably supporting the fixing roller;
A regulating member that is provided between the engaging member and the bearing in the axial direction of the fixing roller and that regulates the axial position of the fixing roller by engaging with the engaging member;
A protrusion that protrudes from the restricting member in the axial direction and restricts the restricting member from rotating in the rotational direction relative to the fixing roller by engaging with the engaging member;
In a fixing device having
The engagement play in the rotation direction between the protrusion and the engagement member is smaller than the engagement play in the rotation direction between the hole of the fixing roller and the engagement member.
本発明によれば、定着ローラ近傍の設置スペースが限られているような場合であっても
、定着ローラのスラスト規制をより確実に行うことが可能な技術を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a technique capable of more reliably performing thrust regulation of the fixing roller even when the installation space near the fixing roller is limited.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of the components described in this embodiment should be appropriately changed according to the configuration of the apparatus to which the invention is applied and various conditions. It is not intended to limit the scope to the following embodiments.
図1は本発明の実施の形態に係る定着装置として電磁誘導加熱装置を備えた画像形成装置を示す概略断面図、図2は同定着装置の概略断面図である。 FIG. 1 is a schematic sectional view showing an image forming apparatus provided with an electromagnetic induction heating device as a fixing device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic sectional view of an identification fixing device.
図において、101は原稿台ガラスであり、この原稿台ガラス101の上に原稿Oを画像面を下向きにして所定の載置基準に従って載置し、その上から原稿圧着板102を被せてセットする。
In the figure,
コピースタートキーが押されると、移動光学系を含む画像光電読取装置(リーダ部)103が動作して原稿台ガラス101上の原稿Oの下向き画像面の画像情報が光電読取処理される。原稿台ガラス101上に原稿自動送り装置(ADF、RDF)を搭載して原稿を原稿台ガラス101上に自動送りさせることもできる。
When the copy start key is pressed, the image photoelectric reading device (reader unit) 103 including the moving optical system operates to photoelectrically read the image information on the downward image surface of the document O on the
104は像担持体としての、回転ドラム型の電子写真感光体(以下、感光ドラムという)であり、矢印の時計方向に所定の周速度にて回転駆動される。感光ドラム104はその回転過程で、帯電装置105により所定の極性・電位の一様な帯電処理を受け、その一様帯電面に対して画像書き込み装置106による像露光Lを受けることで一様帯電面の露光明部の電位が減衰して感光ドラム104面に露光パターンに対応した静電潜像が形成される。本実施の形態においては、画像書き込み装置106としてレーザースキャナを適用しており、不図示のコントローラからの指令により、上記の光電読取装置103で光電読取した原稿画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザー光Lを出力し、回転する感光ドラム104の一様帯電面を走査露光して原稿画像情報に対応した静電潜像を形成する。
次いで、その静電潜像が現像装置107によりトナー画像として現像され、転写帯電装置108の位置において、給送機構部側から感光ドラム104と転写帯電装置108との対向部である転写部に所定の制御タイミングにて給送されたシートSに感光ドラム104面側から静電転写される。
Next, the electrostatic latent image is developed as a toner image by the developing
給送機構部は、本実施の形態に係る画像形成装置では、第一〜第四のカセット給送部109〜112、MPトレー(マルチ・パーパス・トレー)113、及び反転再給送部114からなり、それ等からシートSが転写部に選択的に給送される。115は転写部に対してシートをタイミング給送するレジストローラである。
In the image forming apparatus according to the present embodiment, the feeding mechanism unit includes first to fourth
転写部で感光ドラム104面側からトナー画像の転写を受けたシートSは、感光ドラム104面から分離され、定着装置116へ搬送される。定着装置116では、シートSは、定着ニップ部Nで挟持搬送されながら熱エネルギーを付与されることにより定着処理を受けて、シートS上の未定着のトナー画像が定着される。その後、シートSは、排紙ローラ117により装置外部の排紙トレー118上に排紙される。
The sheet S that has received the transfer of the toner image from the surface of the
一方、シート分離後の感光ドラム104面はクリーニング装置119により転写残りトナー等の付着汚染物の除去を受けて清掃されて繰り返して作像に供される。
On the other hand, the surface of the
両面コピーモードの場合は、定着装置116を出た第一面コピー済みのシートが反転再給紙部114に導入されて転写部に反転再給送されることでシートの第二面に対するトナー画像の転写がなされ、再び定着装置116を通って両面コピーとして排紙ローラ117により装置外部の排紙トレー118上に排紙される。
In the double-sided copy mode, the first-side copied sheet that has exited the fixing
図2において、50は定着回転体であって、本実施の形態では電磁誘導発熱する誘導発熱体としての鉄製の薄肉円筒状の定着ローラを適用している。定着ローラ50の外側表面には不図示のトナー離型層がある。トナー離型層はPTFE30μmで構成されている。
In FIG. 2,
57は定着ローラ50内に配設された、磁束発生手段としての誘導加熱用のコイルユニットであり、定着ローラ50内周面に近接して配置されている。
8は定着ローラ50の下側に定着ローラに並行に配列した加圧部材としての弾性加圧ローラであり、軸受(不図示)間に回転自在に保持させて、かつ定着ローラ50の下面に対して不図示の付勢手段により弾性に抗して所定の押圧力にて圧接させて所定幅の加熱部としての定着ニップ部Nを形成させている。加圧ローラ8は鉄製の芯金の外周に、シリコーンゴム層と、定着ローラ50と同様にトナー離型層を設けた構成である。
定着ローラ50とコイルユニット57との間には図示しない回転駆動手段で回転位相を制御される磁束抑制部材としての磁気遮蔽手段58が配置されおり、必要に応じてコイルユニット57から定着ローラ50への磁気の部分的な遮断を行っている。
Between the fixing
図3は本実施の形態の定着ローラ50のスラスト規制を説明するための概略斜視図、図4は本実施の形態の定着ローラ50のスラスト規制を説明するための概略断面図、図5は本実施の形態に係る定着装置116に用いられる定着ギア80の概略図である。
3 is a schematic perspective view for explaining the thrust regulation of the fixing
定着ローラ50を、定着装置116内に回転可能に保持する際そのスラスト規制は、図3,図4のように薄肉円筒の定着ローラ50の長手方向端部に穴部56a,56b,56cを形成し、これらの穴部56a,56b,56cに、係合部材としての止め輪(例えば、リング状の針金等)90に設けられた係合部92a,92b,92cを係合することで行っている。
When the fixing
定着ローラ50は、図3に示すように、図示しない断熱ブッシュを介してベアリング51に嵌合し、定着装置116の枠体(筐体)を構成する定着側板52に回転可能に支持されている。
As shown in FIG. 3, the fixing
80は図示しない駆動源から回転駆動力を受けるギア部を有する規制部材としての定着ギアである。定着ギア80は、定着ギア80に設けられたキー部81が、定着ローラ50の切り欠き部56dに係合して定着ローラ50と一体で回転するように、定着ローラ50に嵌合している。
バネ材の針金等で形成された止め輪90は、定着装置116内における定着ローラ50の位置規制を行うもので、特に、定着ローラ50の軸方向(長手方向、スラスト方向)の位置規制を行うために、定着ギア80の端面をスラスト方向に固定(規制)するように、定着ローラ50の穴部56a,56b,56cにその係合部92a,92b,92cを係合させて固定されている。
A retaining
そして、この止め輪90の係合部92a,92b,92cと、定着ローラ50の穴部56a,56b,56cとのオーバラップ量は、定着ローラ50内周面側に大きく突出しな
いよう、定着ローラ50の肉厚+αの必要最小限の量となるように適宜設定されている。ここで、止め輪90の係合部92a,92b,92cが、定着ローラ50の穴部56a,56b,56cに係合することにより、係合部92a,92b,92cの内周側の端部は、定着ローラ50と磁気遮蔽手段58との間に位置することとなる。
Further, the fixing
さらに、定着ギア80には、図5に示すようにその一部に突起部82a,82bが形成されている。この突起部82a,82bに、止め輪90に設けられた引っ掛け部91a,91bが図3に示すように係合することにより、止め輪90が定着ローラ50に対し回転方向に動くことを規制している。
Further, as shown in FIG. 5, the fixing
この突起部82a,82bと引っ掛け部91a,91bとの回転方向における係合ガタ(回転方向に相対移動する範囲)は、前述の止め輪90と定着ローラ50との回転方向における係合ガタ(係合部92a,92b,92cと穴部56a,56b,56cとの回転方向に相対移動する範囲)よりも小さく設定されている。
The engagement play (range of relative movement in the rotation direction) between the
これにより、オーバラップ量を十分とれ回転方向にもより確実な固定が図れる止め輪90と定着ギア80とのガタによって、止め輪90の回転方向における係合ガタは規制されることとなる。
Accordingly, the engagement play in the rotation direction of the retaining
したがって、止め輪90が回転してしまうことによって、定着ローラ50の穴部56a,56b,56cの端面に、止め輪90の係合部92a,92b,92cの斜面や曲げR部が接触してしまうことが防がれている。すなわち、止め輪90が定着ローラ50に対して最小限のオーバラップ量で係合する場合においても、より確実なスラスト規制を行うことが可能となっている。
Therefore, when the retaining
以上説明したように、本実施の形態によれば、止め輪90の一部が、定着ローラ50と一体で回転する定着ギア80に係合することにより、止め輪90の定着ローラ内面への突出量(定着ローラ内面への出っ張り)を少なくしても、より確実なスラスト規制を行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, a part of the retaining
すなわち、本実施の形態に係る定着装置においては、定着ローラ50内周面側の空間が限られた場合においても、簡易な構成で定着ローラ50の、より確実なスラスト規制を実現することができる。
That is, in the fixing device according to the present embodiment, even when the space on the inner peripheral surface side of the fixing
これにより、定着ローラ50を加熱する加熱手段として誘導加熱方式を採用した場合でも、コイルユニットや磁気遮蔽手段等を最適な位置に容易に配置することができるので、簡易な構成で優れた定着装置を実現することができる。
As a result, even when the induction heating method is adopted as the heating means for heating the fixing
なお、本実施の形態では、係合部材として止め輪90を適用して、その係合部92a,92b,92cを突状形状とし、定着ローラ50の係合部を穴部(56a,56b,56c)としているが、係合部材と定着ローラ50とが係合して固定されるものであれば、これに限るものではない。これは、係合部材(止め輪90)と規制部材(定着ギア80)との係合関係においても同様である。
In the present embodiment, the retaining
8 加圧ローラ
50 定着ローラ
51 ベアリング
52 定着側板
56a,56b,56c 穴部
56d 切り欠き部
57 コイルユニット
58 磁気遮蔽手段
80 定着ギア
81 キー部
82a,82b 突起部
90 止め輪
91a,91b 引っ掛け部
92a,92b,92c 係合部
104 感光ドラム
116 定着装置
8
Claims (3)
前記コイルユニットを内部に有し、ニップ部にて記録材に形成された画像を磁束により生じた熱により定着する中空の定着ローラと、
前記定着ローラの軸方向一端側に設けられた穴部と係合するリング状の係合部材と、
前記軸方向一端側に設けられ、前記定着ローラを回転可能に支持するベアリングと、
前記定着ローラの軸方向において前記係合部材と前記ベアリングとの間に設けられ、前記係合部材と係合することにより前記定着ローラの軸方向の位置規制を行う規制部材と、
前記軸方向において前記規制部材から突出し、前記係合部材と係合することにより前記規制部材が前記定着ローラに対して回転方向へ回転することを規制する突起部と、
を有する定着装置において、
前記突起部と前記係合部材との回転方向における係合ガタを前記定着ローラの穴部と前記係合部材との回転方向における係合ガタよりも小さくしたことを特徴とする定着装置。 A coil unit for generating magnetic flux;
A hollow fixing roller having the coil unit therein and fixing an image formed on the recording material at the nip portion by heat generated by magnetic flux;
A ring-shaped engaging member that engages with a hole provided on one end side in the axial direction of the fixing roller;
A bearing provided on one end side in the axial direction and rotatably supporting the fixing roller;
A regulating member that is provided between the engaging member and the bearing in the axial direction of the fixing roller and that regulates the axial position of the fixing roller by engaging with the engaging member;
A protrusion that protrudes from the restricting member in the axial direction and restricts the restricting member from rotating in the rotational direction relative to the fixing roller by engaging with the engaging member;
In a fixing device having
The fixing device is characterized in that the engagement backlash in the rotation direction between the protrusion and the engagement member is smaller than the engagement backlash in the rotation direction between the hole of the fixing roller and the engagement member.
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