JP5287388B2 - Heat roller manufacturing method and fixing device including heat roller manufactured by the manufacturing method - Google Patents
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本発明は、複写装置、ファクシミリ装置若しくはプリンタ装置、またはこれらの機能を備えた複合機等の画像形成装置に設置される定着装置、及び該定着装置に用いられるヒートローラの製造方法に関する。 The present invention relates to a fixing device installed in an image forming apparatus such as a copying apparatus, a facsimile apparatus or a printer apparatus, or a multifunction machine having these functions, and a method of manufacturing a heat roller used in the fixing apparatus.
上記のような画像形成装置としては、用紙カセット等の用紙収容部から、1枚ずつ用紙等の記録媒体を繰出し、用紙搬送路の途中に設置された搬送(レジスト)ローラ対を経て、電子写真方式の画像記録部で画像記録を行うものが挙げられる。
上記画像記録部を構成する感光体ドラムと転写ローラとのニップ部に搬送及び供給された用紙には、感光体ドラムの表面に形成されたトナー画像が転写される。トナー画像が転写された用紙は、定着装置でトナー画像が定着されて、排出部に排出される。
As an image forming apparatus as described above, a recording medium such as a sheet is fed from a sheet storage unit such as a sheet cassette one by one, passed through a pair of conveyance (registration) rollers installed in the middle of a sheet conveyance path, and electrophotographic. An image recording unit that performs image recording may be used.
The toner image formed on the surface of the photosensitive drum is transferred to the sheet conveyed and supplied to the nip portion between the photosensitive drum and the transfer roller constituting the image recording unit. The sheet on which the toner image is transferred is fixed to the toner image by the fixing device, and is discharged to the discharge unit.
上記画像形成装置に設置される定着装置としては、ヒートローラと、該ヒートローラに弾性的に接するプレスローラとを備えたものが挙げられる。このような定着装置は、ヒートローラとプレスローラとのニップ部において、用紙に転写されたトナー画像を加熱及び加圧することにより永久画像として定着させている。
上記ヒートローラとしては、アルミニウムなどの中空円筒からなり、その内部にハロゲンランプなどの発熱体を収容し、該ハロゲンランプによって中空円筒を加熱する構成とされたものが知られている。
このようなハロゲンランプを収容したヒートローラでは、消費電力が比較的大きいという問題、及び電源投入後にヒートローラの外表面(外周面)が所定の温度(定着温度)となるまでのウォームアップタイムが長くなるという問題があった。
An example of the fixing device installed in the image forming apparatus includes a heat roller and a press roller that elastically contacts the heat roller. Such a fixing device fixes a toner image transferred onto a sheet as a permanent image by heating and pressing at a nip portion between a heat roller and a press roller.
As the heat roller, there is known a heat roller made of a hollow cylinder such as aluminum, in which a heating element such as a halogen lamp is accommodated, and the hollow cylinder is heated by the halogen lamp.
A heat roller containing such a halogen lamp has a problem that power consumption is relatively large, and a warm-up time until the outer surface (outer peripheral surface) of the heat roller reaches a predetermined temperature (fixing temperature) after the power is turned on. There was a problem of becoming longer.
そこで、近時においては、中空円筒の基材の内周面に、面状(シート状)の発熱体(或いは発熱体を含んだ層)を配置したヒートローラが提案されている。
例えば、下記特許文献1では、金属パイプと、該金属パイプの内周面に配置された発熱体を備える耐熱絶縁層と、該耐熱絶縁層の内表面に装着された圧接体とからなる加熱定着ローラが提案されている。
上記圧接体は、上記金属パイプの内径より0〜30%大きい外径を有するゴム弾性パイプからなり、上記加熱定着ローラは、該ゴム弾性パイプによって、上記発熱体を備える耐熱絶縁層を、上記金属パイプの内周面に押し付け固着する構成とされている。
Therefore, recently, a heat roller has been proposed in which a planar (sheet-like) heating element (or a layer including a heating element) is arranged on the inner peripheral surface of a hollow cylindrical base material.
For example, in Patent Document 1 below, heat fixing includes a metal pipe, a heat-resistant insulating layer including a heating element disposed on the inner peripheral surface of the metal pipe, and a pressure contact body attached to the inner surface of the heat-resistant insulating layer. Laura has been proposed.
The pressure contact member is formed of a rubber elastic pipe having an outer diameter that is 0 to 30% larger than the inner diameter of the metal pipe. The heat fixing roller has a heat-resistant insulating layer provided with the heating element and the metal elastic pipe. It is configured to be pressed and fixed to the inner peripheral surface of the pipe.
また、下記特許文献2では、円筒状のローラ部材の内周面に、一方の表面に抵抗発熱部材を形成した発熱シートを、熱伝導性を有する粘性剤によって固定したロール状ヒータが提案されている。
上記発熱シートは、上記抵抗発熱部材の外周面側(ローラ部材の内周面側)に絶縁部材を形成し、該絶縁部材の外周面側に、弾性を有するリン青銅からなる熱伝導体を設けた構成とされている。このロール状ヒータでは、発熱シートの熱伝導体の表面またはローラ部材の内周面に、粘性剤としてのシリコーングリースを塗布し、この粘性剤による粘性と、熱伝導体の弾性とを利用して、上記発熱シートを上記ローラ部材の内周面に密着させる構成とされている。
Patent Document 2 below proposes a roll heater in which a heat generating sheet having a resistance heat generating member formed on one surface is fixed to an inner peripheral surface of a cylindrical roller member with a heat conductive viscosity agent. Yes.
The heat generating sheet has an insulating member formed on the outer peripheral surface side (the inner peripheral surface side of the roller member) of the resistance heat generating member, and a heat conductor made of elastic phosphor bronze is provided on the outer peripheral surface side of the insulating member. It has been configured. In this roll-shaped heater, silicone grease as a viscosity agent is applied to the surface of the heat conductor of the heat generating sheet or the inner peripheral surface of the roller member, and the viscosity of the viscosity agent and the elasticity of the heat conductor are utilized. The heat generating sheet is configured to be in close contact with the inner peripheral surface of the roller member.
しかしながら、上記特許文献1に記載された加熱定着ローラでは、耐熱絶縁層の発熱体の熱量が、該耐熱絶縁層の内表面に装着された、比較的、熱容量の大きい上記ゴム弾性パイプによって奪われる。従って、効率的に金属パイプを加熱することができず、ウォームアップタイムが比較的、長くなるという問題があった。
また、上記特許文献2に記載されたロール状ヒータでは、上記発熱シートは、上記粘性剤の粘性と、上記熱伝導体の弾性とによって、上記ローラ部材の内周面に密着された構成とされている。従って、機器の使用態様(定着温度や回転速度)などによって、上記ローラ部材と上記発熱シートとの間に位置ズレなどが発生することが考えられ、更なる改善が望まれていた。
However, in the heat fixing roller described in Patent Document 1, the heat quantity of the heat generating member of the heat-resistant insulating layer is taken away by the rubber elastic pipe having a relatively large heat capacity attached to the inner surface of the heat-resistant insulating layer. . Therefore, there is a problem that the metal pipe cannot be efficiently heated and the warm-up time becomes relatively long.
In the roll heater described in Patent Document 2, the heat generating sheet is configured to be in close contact with the inner peripheral surface of the roller member by the viscosity of the viscosity agent and the elasticity of the heat conductor. ing. Accordingly, it is conceivable that a positional deviation or the like occurs between the roller member and the heat generating sheet depending on the usage mode (fixing temperature or rotational speed) of the device, and further improvement has been desired.
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、中空円筒形状の基材の内周面と発熱体との密着性を高め得るとともに、ウォームアップタイムを短縮化し得るヒートローラの製造方法、及び該製造方法によって製造されたヒートローラを備えた定着装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above situation, and can improve the adhesion between the inner peripheral surface of the hollow cylindrical base material and the heating element, and can also reduce the warm-up time, and a heat roller manufacturing method, and It is an object of the present invention to provide a fixing device including a heat roller manufactured by the manufacturing method.
前記目的を達成するために、本発明に係るヒートローラの製造方法は、記録媒体に形成されたトナー画像を定着させるための定着装置に用いられるヒートローラの製造方法であって、中空円筒形状の基材の中空部内に、径方向に拡大及び縮小し得る網目状筒体を、径を縮小させた状態で収容させた後、該網目状筒体の径を拡大させて該網目状筒体の外周側に配された発熱体を前記基材の内周面に密着させて固定することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a manufacturing method of a heat roller according to the present invention is a manufacturing method of a heat roller used in a fixing device for fixing a toner image formed on a recording medium, and has a hollow cylindrical shape. In the hollow portion of the base material, a mesh-like cylinder that can be enlarged and reduced in the radial direction is accommodated in a state in which the diameter is reduced, and then the diameter of the mesh-like cylinder is enlarged and the mesh- like cylinder is a heating element disposed on the outer peripheral side in close contact with the inner peripheral surface of the substrate, characterized that you fixed.
本発明に係る前記ヒートローラの製造方法においては、前記網目状筒体を、バネ材料を網目状かつ筒状に形成した網目状バネ筒体としてもよい。この場合は、拘束部材によって該網目状バネ筒体の径の縮小状態を拘束させた状態で、前記基材の中空部内に収容させ、次いで、前記拘束部材による拘束状態を解放させて、弾性復元力により該網目状バネ筒体の径を拡大させるようにすることが好ましい。 In the heat roller manufacturing method according to the present invention, the mesh cylinder may be a mesh spring cylinder in which a spring material is formed in a mesh and a cylinder. In this case, in a state where the diameter reduction state of the mesh spring cylinder is restrained by the restraining member, it is accommodated in the hollow portion of the base material, and then the restraining state by the restraining member is released to restore the elasticity. It is preferable to enlarge the diameter of the mesh spring cylinder by force.
或いは、本発明に係る前記ヒートローラの製造方法においては、前記網目状筒体を、未硬化の熱硬化性耐熱樹脂を含んだ耐熱繊維を網目状かつ筒状に形成した網目状繊維筒体としてもよい。この場合は、媒体の導入により膨張し得る耐熱性チューブを、該網目状繊維筒体内に挿入し、かつ、該網目状繊維筒体の径を縮小させた状態で、前記基材の中空部内に収容させ、次いで、前記耐熱性チューブを膨張させて該網目状繊維筒体の径を拡大させ、拡大状態を維持しながら加熱して前記熱硬化性耐熱樹脂を硬化させるようにすることが好ましい。 Alternatively, in the method for manufacturing the heat roller according to the present invention, the mesh tube is formed as a mesh fiber tube in which heat-resistant fibers containing an uncured thermosetting heat-resistant resin are formed in a mesh shape and a tube shape. Also good. In this case, a heat-resistant tube that can be expanded by the introduction of the medium is inserted into the mesh fiber cylinder, and the diameter of the mesh fiber cylinder is reduced in the hollow portion of the base material. Preferably, the heat-resistant tube is expanded, the diameter of the mesh fiber cylinder is expanded, and the thermosetting heat-resistant resin is cured by heating while maintaining the expanded state.
本発明に係る前記いずれかのヒートローラの製造方法においては、前記発熱体を面状発熱体としてもよい。この場合は、該面状発熱体は、前記網目状筒体の径を拡大させることにより、前記基材の内周面に固定される。
また、前記目的を達成するために、本発明に係るヒートローラの製造方法は、記録媒体に形成されたトナー画像を定着させるための定着装置に用いられるヒートローラの製造方法であって、中空円筒形状の基材の中空部内に、径方向に拡大及び縮小し得かつ電熱抵抗材料からなる発熱体としての網目状筒体を、径を縮小させた状態で収容させた後、該網目状筒体の径を拡大させて当該網目状筒体を前記基材の内周面に密着させて固定することを特徴とする。
In any one of the heat roller manufacturing methods according to the present invention, the heating element may be a planar heating element. In this case, the planar heating element is fixed to the inner peripheral surface of the base material by enlarging the diameter of the mesh cylinder.
In order to achieve the above object, a method for manufacturing a heat roller according to the present invention is a method for manufacturing a heat roller used in a fixing device for fixing a toner image formed on a recording medium. In a hollow portion of a base material having a shape, a mesh-like cylindrical body as a heating element that can be enlarged and reduced in the radial direction and made of an electrothermal resistance material is accommodated in a state in which the diameter is reduced, and then the mesh-like cylindrical body The mesh-shaped cylindrical body is fixed in close contact with the inner peripheral surface of the substrate by enlarging the diameter.
また、前記目的を達成するために、本発明に係る定着装置は、前記いずれかのヒートローラの製造方法によって製造されたヒートローラと、該ヒートローラに弾性的に接するプレスローラとを備えていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a fixing device according to the present invention includes a heat roller manufactured by any one of the heat roller manufacturing methods, and a press roller that elastically contacts the heat roller. It is characterized by that.
本発明に係る前記ヒートローラの製造方法によれば、径方向に拡大及び縮小し得る網目状筒体を、基材の中空部内に径を縮小させた状態で収容させた後、該網目状筒体の径を拡大させて、発熱体を基材の内周面に固定させるようにしている。従って、発熱体を簡易な方法によって基材の内周面に固定させることができるとともに、該網目状筒体の径方向への拡大を利用して発熱体を固定する構成としているので、基材の内周面と発熱体との密着性を簡易な方法によって向上させることができる。
また、基材の内周面に発熱体を固定する部材を、網目状筒体としているので、熱容量が比較的、小さくなり、発熱体からの熱が効率的に基材に伝熱され、該基材を加熱することができる。従って、当該ヒートローラのウォームアップタイムを短縮化することができる。
或いは、網目状筒体を、電熱抵抗材料からなるものとして、網目状筒体を発熱体として把握することも可能となる。これによれば、発熱体自体の熱容量を小さくすることができ、当該ヒートローラのウォームアップタイムを短縮化することができる。
According to the method for manufacturing a heat roller according to the present invention, a mesh-like cylinder that can be enlarged and reduced in the radial direction is accommodated in a hollow portion of the base material in a state where the diameter is reduced, and then the mesh-like cylinder is stored. The diameter of the body is enlarged to fix the heating element to the inner peripheral surface of the base material. Therefore, the heating element can be fixed to the inner peripheral surface of the base material by a simple method, and the heating element is fixed by utilizing the expansion in the radial direction of the mesh-shaped cylindrical body. It is possible to improve the adhesion between the inner peripheral surface and the heating element by a simple method.
In addition, since the member that fixes the heating element to the inner peripheral surface of the base material is a mesh-like cylindrical body, the heat capacity is relatively small, and heat from the heating element is efficiently transferred to the base material, The substrate can be heated. Therefore, the warm-up time of the heat roller can be shortened.
Alternatively, it is also possible to grasp the mesh-like cylinder as a heating element by using the mesh-like cylinder made of an electrothermal resistance material. According to this, the heat capacity of the heating element itself can be reduced, and the warm-up time of the heat roller can be shortened.
本発明に係る前記ヒートローラの製造方法において、前記網目状筒体を、バネ材料を網目状かつ筒状に形成した網目状バネ筒体とし、拘束部材によって該網目状バネ筒体の径の縮小状態を拘束させた状態で、前記基材の中空部内に収容させ、次いで、前記拘束部材による拘束状態を解放させて、弾性復元力により該網目状バネ筒体の径を拡大させるようにすれば、以下の効果を奏する。
すなわち、上記基材の内周面への発熱体の固定が、上記網目状バネ筒体の弾性復元力を利用してなされるので、基材の内周面と発熱体との密着性をより効果的に向上させることができるとともに、該発熱体をより強固に基材の内周面に固定させることができる。
In the heat roller manufacturing method according to the present invention, the mesh-shaped cylinder is a mesh-like spring cylinder formed of a spring material in a mesh-like and cylindrical shape, and the diameter of the mesh-like spring cylinder is reduced by a restraining member. In a state where the state is constrained, it is accommodated in the hollow portion of the base material, and then the state of restraint by the constraining member is released, and the diameter of the mesh spring cylinder is enlarged by an elastic restoring force. The following effects are achieved.
That is, since the heating element is fixed to the inner peripheral surface of the base material using the elastic restoring force of the mesh spring cylinder, the adhesion between the inner peripheral surface of the base material and the heating element is further improved. While being able to improve effectively, this heat generating body can be more firmly fixed to the internal peripheral surface of a base material.
或いは、本発明に係る前記ヒートローラの製造方法において、前記網目状筒体を、未硬化の熱硬化性耐熱樹脂を含んだ耐熱繊維を網目状かつ筒状に形成した網目状繊維筒体とし、媒体の導入により膨張し得る耐熱性チューブを、該網目状繊維筒体内に挿入し、かつ、該網目状繊維筒体の径を縮小させた状態で、前記基材の中空部内に収容させ、次いで、前記耐熱性チューブを膨張させて該網目状繊維筒体の径を拡大させ、拡大状態を維持しながら加熱して前記熱硬化性耐熱樹脂を硬化させるようにすれば、以下の効果を奏する。
すなわち、耐熱性チューブを膨張させて該網目状繊維筒体の径を拡大させて、その拡大状態を維持しながら加熱して網目状繊維筒体の熱硬化性耐熱樹脂を硬化させるようにしているので、基材の内周面と発熱体との密着性をより効果的に向上させることができる。
また、上記網目状繊維筒体は、例えば、基材を熱伝導性及び剛性を高めるために金属製のアルミニウムパイプ等とした場合には、該基材よりも熱膨張度が大きくなり、上記発熱体への通電により、該網目状繊維筒体が熱膨張し、その径が拡大する。これにより、該発熱体を基材の内周面により強固に固定させることができる。
Alternatively, in the method for producing the heat roller according to the present invention, the mesh tube is a mesh fiber tube formed of a heat-resistant fiber containing an uncured thermosetting heat-resistant resin in a mesh shape and a tube shape, A heat-resistant tube that can be expanded by introduction of a medium is inserted into the mesh fiber cylinder, and is contained in the hollow portion of the base material in a state where the diameter of the mesh fiber cylinder is reduced, and then If the heat-resistant tube is expanded to expand the diameter of the mesh fiber cylinder and heated while maintaining the expanded state, the following effects can be obtained.
That is, the heat-resistant tube is expanded to expand the diameter of the mesh fiber cylinder, and the thermosetting heat-resistant resin of the mesh fiber cylinder is cured by heating while maintaining the expanded state. Therefore, the adhesiveness between the inner peripheral surface of the substrate and the heating element can be improved more effectively.
In addition, for example, when the substrate is made of a metal aluminum pipe or the like in order to increase thermal conductivity and rigidity, the degree of thermal expansion is larger than that of the substrate, and the heat generation is performed. By energizing the body, the mesh fiber cylinder is thermally expanded and its diameter is expanded. Thereby, this heat generating body can be firmly fixed to the inner peripheral surface of a base material.
本発明に係る前記いずれかのヒートローラの製造方法において、前記発熱体を面状発熱体とし、該面状発熱体を、前記網目状筒体の径を拡大させることにより、前記基材の内周面に固定させるようにすれば、以下の効果を奏する。
すなわち、上記基材の内周面への面状発熱体の固定が、網目状筒体によってなされるので、熱容量が比較的、小さくなり、該面状発熱体からの熱が効率的に基材に伝熱され、該基材を加熱することができる。従って、当該ヒートローラのウォームアップタイムを短縮化することができる。
In any one of the heat roller manufacturing methods according to the present invention, the heating element is a planar heating element, and the planar heating element is expanded by increasing the diameter of the mesh-shaped cylindrical body. If fixed to the peripheral surface, the following effects can be obtained.
That is, since the planar heating element is fixed to the inner peripheral surface of the base material by the mesh-like cylindrical body, the heat capacity is relatively small, and the heat from the planar heating element is efficiently transferred to the base material. The substrate can be heated. Therefore, the warm-up time of the heat roller can be shortened.
或いは、前記網目状筒体を、バネ材料を網目状かつ筒状に形成した網目状バネ筒体とした構成において、該網目状バネ筒体を電熱抵抗材料からなるものとし、該網目状バネ筒体が前記基材の内周面に径を拡大させて固定化されることにより、前記発熱体を構成するようにすれば、以下の効果を奏する。
すなわち、発熱体自体が網目状の筒体からなるので、その熱容量を小さくすることができ、当該ヒートローラのウォームアップタイムを短縮化することができる。
Alternatively, in the configuration in which the mesh-like cylinder is a mesh-like spring cylinder in which a spring material is formed in a mesh-like and cylinder shape, the mesh-like spring cylinder is made of an electrothermal resistance material, and the mesh-like spring cylinder If the body is configured to be fixed to the inner peripheral surface of the base member with an enlarged diameter, the following effects can be obtained if the heating element is configured.
That is, since the heating element itself is formed of a mesh-like cylinder, the heat capacity can be reduced, and the warm-up time of the heat roller can be shortened.
本発明に係る前記定着装置は、前記いずれかのヒートローラの製造方法によって製造されたヒートローラと、該ヒートローラに弾性的に接するプレスローラとを備えている。従って、上述のように発熱体と基材の内周面とが密着されているので、定着ムラ或いは定着不良などを防止できる。
また、該ヒートローラは、上述のように発熱体から基材への伝熱が効率的になされ、ウォームアップタイムを短縮することができるので、省エネルギー化(省電力化)が図れる。
The fixing device according to the present invention includes a heat roller manufactured by any one of the heat roller manufacturing methods, and a press roller that elastically contacts the heat roller. Therefore, since the heating element and the inner peripheral surface of the base material are in close contact as described above, uneven fixing or poor fixing can be prevented.
Further, as described above, the heat roller efficiently conducts heat from the heating element to the base material and can shorten the warm-up time, so that energy saving (power saving) can be achieved.
以下に本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図1〜図8は、第1実施形態に係る定着装置、及び該定着装置が備えるヒートローラの製造方法の一例を説明するための説明図である。
尚、以下の各実施形態の説明において示す上流側及び下流側は、それぞれ後記する用紙搬送路を搬送される用紙の搬送方向を基準として説明する。
また、網目状筒体を示す各図においては、該網目状筒体を模式的に示しており、後記するように、径が拡大、縮小された際におけるローラ軸方向に沿う長さの伸縮については、図示を省略している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIGS. 1-8 is explanatory drawing for demonstrating an example of the manufacturing method of the fixing device which concerns on 1st Embodiment, and the heat roller with which this fixing device is provided.
In the following description of each embodiment, the upstream side and the downstream side will be described with reference to the conveyance direction of a sheet conveyed through a sheet conveyance path described later.
Further, in each drawing showing the mesh-like cylinder, the mesh-like cylinder is schematically shown, and as will be described later, about the expansion and contraction of the length along the roller axis direction when the diameter is enlarged or reduced. The illustration is omitted.
図1に示す画像形成装置1は、電子写真方式の記録部を備えたプリンタを例に採って示しているが、これに限らず、画像読取装置を備えた複写機、ファクシミリ装置或いはこれらの機能を兼ね備えた所謂複合機等であってもよい。また、白黒の電子写真方式の記録部に限られず、各種カラー記録方式の記録部などを備えた各種装置にも本実施形態に係る定着装置の適用が可能である。
画像形成装置1の装置本体10は、用紙(記録媒体)を収容し、供給する用紙供給部2と、電子写真方式のプロセス部3及び定着装置4で構成された画像記録部と、記録後の記録済用紙の排出部5とが、この順序で高さ方向に積み重なるように構成されている。
尚、装置本体10の上部には、画像読取機能及び複写機能を実現するためのADF(オートドキュメントフィーダ)読取部及びFBS部(フラットベットスキャナ部)などを備えた画像読取装置の設置が可能とされている。
The image forming apparatus 1 illustrated in FIG. 1 is illustrated by taking a printer including an electrophotographic recording unit as an example, but is not limited thereto, and is not limited thereto, a copying machine including an image reading apparatus, a facsimile apparatus, or functions thereof. It may be a so-called multi-function machine or the like having both of the above. In addition, the fixing device according to the present embodiment can be applied to various apparatuses including a recording unit of various color recording methods and the like without being limited to a monochrome electrophotographic recording unit.
The apparatus
An image reading apparatus including an ADF (auto document feeder) reading unit and an FBS unit (flat bed scanner unit) for realizing an image reading function and a copying function can be installed on the upper part of the
用紙供給部2は、多数枚の用紙を堆積状態で収納し得る用紙収容部を構成する用紙カセット20と、該用紙カセット20の用紙搬送方向前端部に設置されたセパレートローラ22と、該セパレートローラ22の周面に弾性的に接する分離パッド21とを備えている。
この用紙カセット20は、装置本体10に対して、抜差し可能とされている。また、用紙カセット20は、圧縮コイルバネ等によって常時上向きに弾力が付与された押上板23を備え、また、用紙の後端を規制し、搬送方向に向けて弾力が付与されるとともに用紙サイズに合わせて位置調整可能とされたエンドガイドなどを備えている。
上記用紙供給部2では、用紙カセット20に収納され堆積された用紙は、その前端部が、セパレートローラ22の周面に押し当てられる。セパレートローラ22が回転すれば、該セパレートローラ22と分離パッド21との協働作用によって、堆積された用紙がその最上層部より一枚ずつ分離され、後記する用紙搬送路6に向けて繰出される。
The paper supply unit 2 includes a
The
In the paper supply unit 2, the front end of the paper stored and accumulated in the
上記プロセス部3は、感光体ドラム30の周囲に、プラス(或いはマイナス)帯電方式の帯電器31、LED等からなる露光器32、現像器33、転写ローラ(転写器)34及びクリーニング装置35をこの順序で配している。
上記感光体ドラム30、帯電器31及びクリーニング装置35は、ドラムユニットとしてユニット化され、また上記現像器33は、現像器ユニットとしてユニット化され、両ユニットは、装置本体10に対して個々に、或いは結合された状態で着脱可能に装着される。
このプロセス部3の上流側近傍には、レジストローラ対61が設置されている。上記用紙カセット20から繰出された用紙は、レジストローラ対61によりレジストされて、上記感光体ドラム30と転写ローラ34とのニップ部に導入される。
感光体ドラム30は、図1の矢印方向に回転しながら、帯電器31によりその表面が一様にプラス(或いはマイナス)帯電され、画像情報に基づく光学画像が露光器32によって感光体ドラム30の表面に照射され、感光体ドラム30の表面には静電潜像が形成される。
The
The
A
The surface of the
上記静電潜像は、現像器33で逐次現像されてトナー画像とされ、このトナー画像は感光体ドラム30の回転に伴い、転写ローラ34とのニップ部に至る。上記レジストローラ対61は、感光体ドラム30の表面のトナー画像の移動に同期して用紙が上記ニップ部に導入されるようレジスト制御されて回転駆動される。
転写ローラ34は、上記のように回転駆動されながら用紙をニップして搬送し、このニップ部の通過により感光体ドラム30の表面のトナー画像が用紙に転写される。トナー画像が転写された記録済用紙は、後記する定着装置4に導入され、加熱、加圧されて永久画像として定着された後、排出部5に至る。
転写ローラ34とのニップ部を経た感光体ドラム30の表面に付着、残留した残留トナーは、上記クリーニング装置35で回収されて、リサイクルトナーとして、現像器33に戻される。
上記一連の用紙の搬送は、用紙カセット20からの繰出し直後に略垂直(鉛直)に立ち上がり、定着装置4の下流側において、用紙カセット20からの繰出し方向とは略180度の方向にUターンするように形成された用紙搬送路6に沿ってなされる。
The electrostatic latent image is successively developed by the developing
The
The residual toner remaining on the surface of the
The series of paper transports rises substantially vertically (vertically) immediately after feeding out from the
上記現像器33は、本実施形態では、二成分現像剤を用いる方式の現像器を例示している。この現像器33は、樹脂成型されたケーシングの内部にトナーとキャリアとからなる現像剤を貯留しており、また、該ケーシング内には、現像剤を攪拌するための攪拌部材及び感光体ドラムにトナーを供給するための現像ローラなどが設けられている。
また、この現像器33から離間した位置には、トナーを収容するトナーボトル36と、該トナーボトル36からのトナーを一時的に貯留するトナーホッパ37とが設置されている。上記トナーボトル36に収容されたトナーは、トナーホッパ37を経て、スクリューコンベア(パイプスクリュー)38によって上記現像器33に供給される。
尚、現像器33としては、二成分現像剤を用いる方式のものに限らず、一成分方式、その他の方式のものも採用可能である。
In the present embodiment, the developing
In addition, a
The developing
上記排出部5は、後記する定着装置4の下流側に設置された排出ローラ対50と、排出された記録済用紙を積載する排出トレイ51とを備えている。
上記排出ローラ対50を回転させることで、後記する定着装置4でトナー画像が定着された記録済用紙は、排出トレイ51に向けて排出される。
The
By rotating the
尚、上記用紙供給部2は、図示した分離パッド方式のものに限られず、半月ローラと分離爪とを備えた分離爪方式或いはリタードローラ方式の供給部としてもよい。
また、図1において、符号24は、用紙供給部2の一部を構成する手差供給部であり、装置本体10の側部に開閉自在に設けられた手差供給トレイ及び上記同様の用紙の分離繰出手段などを備えている。該手差供給部から供給された用紙は、手差搬送路を経て上記用紙搬送路6に合流される。
また、図1において符号60は、多段カセット方式としてのオプションカセット(不図示)を前記用紙カセット20の下に設置した場合に、そのオプションカセットからの用紙を搬送するための搬送路であり、該搬送路60は、上記用紙搬送路6の一部を構成する。
また、図1において、符号62は、定着装置4の下流側に設けられた切替ゲートであり、用紙搬送路6を経て上記のように片面に記録された記録済用紙を、上記排出ローラ対50を逆回転させて、両面記録のために反転搬送路7に誘導するためのものである。
The paper supply unit 2 is not limited to the illustrated separation pad type, and may be a separation claw type or retard roller type supply unit including a half-moon roller and a separation claw.
In FIG. 1,
In FIG. 1,
In FIG. 1,
次に、本実施形態に係る定着装置及び該定着装置が備えるヒートローラの製造方法の一例について図2〜図8に基づいて説明する。
定着装置4は、図2に示すように、上記プロセス部3(図1参照)の下流側に配設され、樹脂成型された定着装置ハウジング42内に、互いに押し当て状態とされたヒートローラ40とプレスローラ41とを備えている。
定着装置ハウジング42の上流側壁(図2における紙面下方)には、上記用紙搬送路6に沿って搬送されるトナー画像が転写された用紙を受入れる上流側開口421が設けられている。また、定着装置ハウジング42の下流側壁(図2における紙面上方)には、トナー画像が定着された記録済用紙を排出部5に向けて排出する下流側開口422が設けられている。
装置本体10に装着された状態で定着装置4は、図1に示すように、ヒートローラ40とプレスローラ41とのニップ部が用紙搬送路6に沿うように配置される。
Next, an example of a fixing device according to the present embodiment and a method for manufacturing a heat roller included in the fixing device will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 2, the fixing device 4 is disposed on the downstream side of the process unit 3 (see FIG. 1), and the
An
When the fixing device 4 is mounted on the apparatus
また、定着装置ハウジング42には、搬送される用紙をヒートローラ40から剥離するための剥離爪43と用紙の搬送をガイドするガイドリブ420とがローラ軸方向に沿って複数箇所に設けられている。
剥離爪43は、その基端部が揺動自在に支持されており、ヒートローラ40の外周面に、その先端が接触するようにトーションバネなどにより常に弾力が付与されている。
また、定着装置ハウジング42には、ヒートローラ40の表面温度を計測するサーミスタ等の温度センサ44が設けられている。この温度センサ44から出力された計測温度に基づいて、ヒートローラ40の外周面が所定の定着温度に維持されるように、後記する面状発熱体402(抵抗発熱体142)への通電(ON/OFF)の制御がなされる。
尚、図示を省略しているが、定着装置ハウジング42には、後記するヒートローラ40の抵抗発熱体142への給電を行うための給電部が設けられている。
Further, the fixing
The base end portion of the peeling
The fixing
Although not shown, the fixing
ヒートローラ40は、図2及び図8に示すように、大略的に、基材400と、基材400の外周面に形成された離型層401と、基材400の内周面に添って固定された面状発熱体402と、面状発熱体402の内側に配された網目状バネ筒体403とを備えている。
上記基材400は、図5に示すように、中空円筒形状とされたアルミニウムパイプからなる。
上記離型層401は、トナー或いは紙粉の付着を低減するためのもので、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共重合体等のフッ素系樹脂からなり、上記基材400の外周面に接着剤等で固着、或いは塗布形成されている。この離型層401の厚みは、30μm〜50μm程度としてもよい。
尚、上記基材400は、上記アルミニウムパイプに限らず、他の金属材からなるものとしてもよい。若しくは、電気絶縁性及び耐熱性を有する合成樹脂、例えばポリフェニレンサルファイド(PPS)等の合成樹脂、又はセラミックスなどを中空円筒状に形成した基材400としてもよい。
As shown in FIGS. 2 and 8, the
As shown in FIG. 5, the
The
The
上記面状発熱体402は、大略的に、抵抗発熱体142、耐熱絶縁層242及び伝熱層342を径方向外方にこの順に積層した三層構造とされ、伝熱層342を基材400の内周面側に向けて配置されている。また、その逆側には、上記抵抗発熱体142のローラ軸方向両端部を残すようにして被覆する耐熱絶縁被覆層442が設けられており、本実施形態においては、該耐熱絶縁被覆層442も含めた四層を面状発熱体402として把握している。
また、この耐熱絶縁層442に被覆されていない抵抗発熱体142の両端部に電極部が設けられ、上記給電部と導通されて、給電がなされる。
上記伝熱層342としては、高い熱伝導率を有する銅箔が挙げられ、10μm〜30μm程度の厚さとされている。尚、この伝熱層342としては、他のアルミニウム等の金属材としてもよく、或いは、窒化アルミニウム又は炭化ケイ素等のセラミックスとしてもよい。
上記耐熱絶縁層242及び耐熱絶縁被覆層442としては、電気絶縁性及び耐熱性を有する耐熱接着剤からなるものが挙げられ、例えば、ポリイミド系、フェノール系またはシリコーン系の接着剤により形成するようにしてもよい。該耐熱絶縁層242は、上記伝熱層342と抵抗発熱体142とを電気的に絶縁可能な程度の厚さとすればよく、例えば、10μm〜70μm程度の厚さとされている。上記耐熱絶縁被覆層442も同様、上記抵抗発熱体142と後記する網目状バネ筒体403とを電気的に絶縁可能な程度の厚さとすればよい。
上記抵抗発熱体142は、ステンレス或いはニッケルクロム等からなり、該抵抗発熱体142は、複数の線状に形成されたヒータパターンとされている。該抵抗発熱体142は、10μm〜70μm程度の厚さとされている。
The
In addition, electrode portions are provided at both ends of the
Examples of the
Examples of the heat-resistant
The
上記面状発熱体402は、例えば、伝熱層342となる上記銅箔の一方の面に、所定の厚さで上記耐熱絶縁層242を形成する。次いで、該耐熱絶縁層242にステンレス或いはニッケルクロム等からなる箔状の材料を、加熱及び加圧により固着させる。次いで、ウェットエッチング等の公知の方法により、複数の線を有するパターン形状に加工してヒータパターンを形成して、上記抵抗発熱体142を形成し、さらに抵抗発熱体142を被覆する上記耐熱絶縁被覆層442を形成するようにしてもよい。
このような構成により、面状発熱体402は、可撓性を有したシート状のヒータとなる。この面状発熱体402は、上記耐熱絶縁被覆層442が軸心側に向くように筒状に丸められ、上記基材400の内周面に添わせるようにして配置されて、後記する網目状バネ筒体403によって基材400の内周面に固定される。
尚、上記抵抗発熱体142を構成するヒータパターンの形成は、上記例に限らず、スパッタリング或いは蒸着、パターン印刷、ブラスト等により形成するようにしてもよい。
また、上記耐熱絶縁層242及び耐熱絶縁被覆層442としては、所定の定着温度に耐えられる耐熱性を有する他の接着剤からなるものとしてもよく、例えば、熱硬化型のエポキシ系、アクリル系等の接着剤により形成するようにしてもよい。
The
With such a configuration, the
The heater pattern forming the
The heat-resistant
上記網目状バネ筒体403は、上記面状発熱体402を基材400の内周面に固定させるための固定部材として機能し、本実施形態では、ステンレスやステンレス鋼、ニッケルクロム合金、タングステン、硬鋼線、銅ニッケル合金等の金属バネ材料から製されている。
この網目状バネ筒体403は、例えば、薄板状とされた金属バネ材料を、打ち抜き加工、エッチング加工又はレーザー加工等によって網目状(メッシュ状)に形成し、該網目状の薄板を丸めて溶接又は接合して筒状に形成されている。若しくは、筒状とされた金属バネ材料からなる金属パイプを、上記同様の加工方法によって網目状に形成するようにしてもよい。
このような金属バネ材料で網目状かつ筒状に形成された網目状バネ筒体403は、無負荷の状態(外力が作用していない状態、自然状態)では、径が拡張(拡大)した状態(拡張状態)である(図3参照)。一方、径方向外方から内方への外力が加えられれば、径が収縮(縮小)される(図4参照)。また、このように収縮状態とされた網目状バネ筒体403に加えられた外力を除荷すれば、その弾性復元力によって該網目状バネ筒体403は、上記拡張状態に復帰する。つまり、該網目状バネ筒体403は、自己拡張機能(セルフエクスパンダブル機能)を備えている。
The
The
The mesh-
上記網目状バネ筒体403は、図3に示す上記拡張状態では、該網目状バネ筒体403の外径が、上記面状発熱体402が内周面に固定された状態における基材400の内径よりも大きくなるよう形成されている。また、図4に示す上記収縮状態では、該網目状バネ筒体403の外径が、上記面状発熱体402が内周面に固定された状態における基材400の内径よりも小さくなるよう形成されている。
該網目状バネ筒体403は、図2及び図8に示すように、上記面状発熱体402が内周面に配された状態における基材400の中空部内において径が拡張されて、該面状発熱体402の内側面(軸心側の面)に添うように配置される。また、該網目状バネ筒体403は、当該網目状バネ筒体403の弾性復元力により、該面状発熱体402を基材400の内周面に押し付けるようにして、該面状発熱体402を基材400の内周面に固定している。
In the expanded state shown in FIG. 3, the
As shown in FIGS. 2 and 8, the mesh-
上記のように網目状バネ筒体403を、上記基材400の内周面に上記面状発熱体402を固定するための固定部材とすることで、例えば、ゴム弾性パイプなどで固定するものと比べて、固定部材自体の熱容量が小さくなる。従って、上記面状発熱体402からの熱が効率的に基材400に伝熱され、該基材400を加熱することができ、当該ヒートローラ40のウォームアップタイムを短縮化することができる。
また、網目状バネ筒体403の弾性復元力を利用して面状発熱体402を基材400の内周面に固定するようにしているので、簡易な方法でありながら、例えば、接着剤等で固定するものと比べて、線膨張係数の差異による剥離等が生じる恐れがない。従って、面状発熱体402と基材400との密着性を向上させることができる。
By using the mesh-
In addition, since the
尚、該網目状バネ筒体403は、金属バネ材料で製造されたものに限られず、例えば、耐熱性を有し、かつ弾性を有する合成樹脂材料等の他のバネ材料からなるものとしてもよい。この場合には、上記耐熱絶縁被覆層442を設けないようにしてもよい。或いは、形状記憶特性を有する金属バネ材料で上記網目状バネ筒体403を形成するようにしてもよい。
また、該網目状バネ筒体403の網目の形状は、図例のような個々の開口部が菱形形状とされたものに限られず、個々の開口部がハニカム状の六角形状等とされたものとしてもよく、その他、種々の幾何学形状とされたものとしてもよい。
The
The mesh shape of the mesh-
さらに、上記のように形成された該網目状バネ筒体403に、面取り加工を施すようにしてもよく、また、表面に金属鍍金又は合成樹脂等のコーティングを施すようにしてもよい。
さらにまた、上記網目状バネ筒体403は、図8に示すように、上記基材400のローラ軸方向の全長に亘って配置された態様としているが、次のような態様としてもよい。例えば、該基材400のローラ軸方向の両端部に、後記するローラ軸部材などが嵌め入れられる場合には、該ローラ軸部材の嵌め代を残すように、該網目状バネ筒体403をローラ軸方向の中央側部位にのみ配置するような態様としてもよい。また、上記のように耐熱絶縁被覆層442が形成されていない部位の抵抗発熱体142及びその電極部に接触しないように、該網目状バネ筒体403をローラ軸方向の中央側部位にのみ配置するような態様としてもよい。
Further, the mesh-
Furthermore, although the mesh-
上記構成とされたヒートローラ40の両端部には、ローラ軸部材(不図示)が設けられており、定着装置ハウジング42内に設けられた軸受(不図示)等で回転自在に支持されている。また、該ローラ軸部材の一端には、ギア等が固着されており、該ギア等に対して、装置本体10に設けられたモータ等の駆動部(不図示)による駆動が伝達されて、ヒートローラ40の回転駆動がなされる。
このヒートローラ40の回転駆動により、後記するプレスローラ41が従動回転して、ニップ部に導入された用紙がニップ搬送される。該ニップ部を用紙が通過する間に、転写されたトナー画像が加熱及び加圧により用紙に定着され、記録済用紙として上述の排出部5(図1参照)に向けて搬送される。
Roller shaft members (not shown) are provided at both ends of the
As the
上記プレスローラ41は、図2に示すように、鉄鋼材等の金属材で形成されたプレスローラ軸410と、該プレスローラ軸410に外装された円筒状弾性部材411と、離型層412とからなる。
円筒状弾性部材411は、シリコーン、ウレタン等のゴム体あるいはスポンジ体からなり、プレスローラ軸410に接着剤等で固着されている。
上記離型層412は、円筒状弾性部材411の外周面に形成されており、用紙、トナー或いは紙粉の剥離性を高めるための例えば、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニル共重合体等のフッ素系樹脂チューブ等からなる。
尚、プレスローラ軸に適用される金属材料としては、SUM24LやS20Cなどの鉄鋼材にニッケル鍍金を施したものとしてもよい。また、離型層412の厚みは、30μm〜50μm程度としてもよい。
As shown in FIG. 2, the
The cylindrical
The
In addition, as a metal material applied to a press roller axis | shaft, it is good also as what gave nickel plating to steel materials, such as SUM24L and S20C. Further, the thickness of the
プレスローラ軸410は、その両端が軸受体423により回転自在に支持されている。該軸受体423は、定着装置ハウジング42に対してスライド自在に設けられており、定着装置ハウジング42に固定されたコイルバネ等からなる弾性部材424の弾力によってヒートローラ40側に向けて押されている。
この弾性部材424により、プレスローラ41は、ヒートローラ40に向けて押し当て状態とされ、該プレスローラ41が上記ヒートローラ40に弾性的に接することで、ニップ部が形成される。
以上のように、本実施形態に係る定着装置4は、上記ヒートローラ40を備えているので、上述のように面状発熱体402と基材400の内周面との密着性が向上されることにより、定着ムラ或いは定着不良などを防止できる。また、該ヒートローラ40は、上述のように面状発熱体402から基材400への伝熱が効率的になされ、ウォームアップタイムを短縮することができるので、定着装置40の省エネルギー化(省電力化)を図ることができる。
Both ends of the
By this
As described above, since the fixing device 4 according to the present embodiment includes the
尚、弾性部材424は、定着装置ハウジング42内に固定された金属シャーシ(不図示)に、その基端部が固定支持されている。
また、弾性部材424としては、コイルバネに限らず、プレスローラ41をヒートローラ40に対して押し当て可能な押部材であればどのようなものでもよい。
さらに、図示を省略しているが、定着装置4は、ヒートローラ40とプレスローラ41とのニップ状態(接触状態)を解除するニップ解除機構を備えている。また、ヒートローラ40の表面に付着した紙粉やトナーを除去するクリーニングローラあるいはクリーニングブレードなどを備えている。
The
Further, the
Further, although not shown, the fixing device 4 includes a nip releasing mechanism that releases the nip state (contact state) between the
次に、前記構成とされたヒートローラ40の製造方法の一例について説明する。
尚、図5〜図8では、上記離型層401の図示を省略している。
まず、図5に示す基材400の内周面に添わせるようにして、図6に示すように、上記面状発熱体402の伝熱層342(図2参照)が外周側となるように、該面状発熱体402を筒状に丸めて基材400の中空部内に配置する。
次いで、図7に示すように、拘束部材によって収縮状態が拘束された状態の固化網目状バネ筒体433を、上記面状発熱体402が配された基材400の中空部内に収容させる。
上記拘束部材は、比較的、低温で溶融、昇華する、或いは溶融するワックスが挙げられ、このワックスによって、収縮状態とされた上記網目状バネ筒体403(図4参照)を固化させることで、上記固化網目状バネ筒体433を形成するようにしている。
Next, an example of a method for manufacturing the
5 to 8, the illustration of the
First, as shown in FIG. 6, the heat transfer layer 342 (see FIG. 2) of the
Next, as shown in FIG. 7, the solidified
Examples of the restraining member include wax that melts, sublimes, or melts at a relatively low temperature. By the wax, the mesh-like spring cylinder 403 (see FIG. 4) that is in a contracted state is solidified. The solidified
上記のようにワックスによって固化された固化網目状バネ筒体433を収容し、上記面状発熱体402が配された基材400を、ヒートガンなどの加熱器によって加熱することで、上記ワックスを溶融させる。これにより、該ワックスによる拘束が解放されて、上記網目状バネ筒体403は、図8に示すように、弾性復元力により径が拡張し、上記面状発熱体402が配された基材400の中空部内において拡がる。この網目状バネ筒体403の拡張によって、上記面状発熱体402が基材400の内周面に押し付けられるようにして該基材400の内周面に添うように固定される。
The solidified net-
以上のように、本実施形態に係るヒートローラの製造方法によれば、面状発熱体402を、簡易な方法によって基材400の内周面に固定させることができる。
また、本実施形態では、上記網目状バネ筒体403の弾性復元力を利用して、上記面状発熱体402を基材400の内周面に固定するようにしているので、該面状発熱体402を強固に基材400の内周面に固定させることができる。
As described above, according to the method for manufacturing a heat roller according to the present embodiment, the
Further, in the present embodiment, the
次に、本発明に係る他の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図9は、第2実施形態に係るヒートローラの製造方法を説明するための説明図であり、網目状筒体の径を収縮させた状態を示す概略縦断面図、図10は、同製造方法によって製造されたヒートローラの一例を模式的に示す一部拡大概略縦断面図である。
尚、上記第1実施形態との相違点について主に説明し、同様の構成については、同一符号を付し、その説明を省略或いは簡略に説明する。また、同様の工程についてもその説明を省略或いは簡略に説明する。
Next, another embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 9 is an explanatory view for explaining a manufacturing method of the heat roller according to the second embodiment, and is a schematic longitudinal sectional view showing a state in which the diameter of the mesh-like cylindrical body is contracted. FIG. It is a partially expanded schematic longitudinal cross-sectional view which shows typically an example of the heat roller manufactured by this.
Note that differences from the first embodiment will be mainly described, and the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified. Also, the description of the same steps will be omitted or briefly described.
本実施形態に係るヒートローラの製造方法によって製造されたヒートローラ140(図10参照)は、基材の内周面に固定される発熱体の構成が上記第1実施形態と大きく異なる。
すなわち、該ヒートローラ140は、網目状バネ筒体404自体が当該ヒートローラ40の発熱体を構成している。
この網目状バネ筒体404は、上記バネ材料のうち、電熱抵抗材料で製されており、上記同様、網目状かつ筒状に形成されている。
また、本実施形態では、基材は、上記同様のアルミニウムパイプ400と、該アルミニウムパイプ400の内周面に形成された耐熱絶縁層141とから構成されている。この耐熱絶縁層141は、上記第1実施形態の耐熱絶縁層242(図2参照)と同様、電気絶縁性及び耐熱性を有する耐熱接着剤からなるものが挙げられ、例えば、ポリイミド系、フェノール系またはシリコーン系の接着剤により、上記同様、薄膜状に形成されている。
The heat roller 140 (see FIG. 10) manufactured by the heat roller manufacturing method according to the present embodiment is greatly different from the first embodiment in the configuration of the heating element fixed to the inner peripheral surface of the base material.
That is, in the
The mesh-
Moreover, in this embodiment, the base material is comprised from the
また、本実施形態に係るヒートローラの製造方法では、網目状バネ筒体404の収縮状態を拘束するための拘束部材の構成が、上記第1実施形態とは異なる。
すなわち、本実施形態では、網目状バネ筒体404の収縮状態を拘束するための拘束部材として、図9に示すように、拘束糸8を用いている。
このように拘束糸8によって収縮状態が束縛された網目状筒体404を、上記第1実施形態と同様、上記基材の中空部内に収容させた後、該拘束糸8を解いて外すことにより、又は切除することにより、上記第1実施形態と同様、その拘束状態が解放される。この拘束状態の解放により、該網目状バネ筒体404は、上記第1実施形態と同様、弾性復元力によって径が拡張し、上記基材の中空部内において拡がり、その内周面に固定化されて、発熱体を構成する。
In the heat roller manufacturing method according to the present embodiment, the configuration of the restraining member for restraining the contracted state of the mesh-
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 9, the restraining
After the mesh-like
以上のように本実施形態に係るヒートローラの製造方法によれば、上記第1実施形態と同様、簡易な方法によりヒートローラ140の基材の内周面に発熱体としての網目状バネ筒体404を固定することができる。
また、発熱体自体が網目状の筒体からなるので、その熱容量を小さくすることができ、当該ヒートローラ140のウォームアップタイムを短縮化することができる。
As described above, according to the manufacturing method of the heat roller according to the present embodiment, a mesh spring cylinder as a heating element is formed on the inner peripheral surface of the base material of the
In addition, since the heating element itself is a net-like cylinder, the heat capacity can be reduced, and the warm-up time of the
尚、上記網目状バネ筒体404のローラ軸方向の両端部に、電極部材を溶接等によって設ける、或いは、該両端部を中央側よりも密にすることで、電極部を構成するような態様としてもよい。
また、上記のように薄膜状に耐熱絶縁層141をアルミニウムパイプ400の内周面に形成する態様に代えて、薄シート状に形成された耐熱絶縁シートをアルミニウムパイプ400の内周面に配置するような態様としてもよい。
或いは、アルミニウムパイプ400の内周面に耐熱絶縁部を設ける態様に代えて、上記網目状バネ筒体404に、上記同様の耐熱絶縁樹脂をコーティングすることで、当該網目状バネ筒体404とアルミニウムパイプ400とを電気的に絶縁するようにしてもよい。
さらに、本実施形態に係る製造方法によって製造されたヒートローラ140を、上記第1実施形態において説明したヒートローラ40に代えて、上記定着装置4に設けるようにしてもよい。
In addition, an aspect in which the electrode portion is configured by providing an electrode member by welding or the like at both ends in the roller axial direction of the mesh-
Further, in place of the thin-film heat-resistant
Alternatively, instead of providing the heat-resistant insulating portion on the inner peripheral surface of the
Furthermore, the
また、上記第1実施形態において説明した拘束部材(ワックス)を、本実施形態に係る拘束糸8に代えて用いるようにしてもよい。さらに、本実施形態に係る拘束糸8を、上記第1実施形態に係るワックスに代えて、上記第1実施形態において用いるようにしてもよい。
さらにまた、上記第1実施形態及び第2実施形態では、網目状バネ筒体の収縮状態を拘束するための拘束部材として、ワックス及び拘束糸を例示しているが、これらに限られず、例えば、収縮状態の網目状バネ筒体を収容させるチューブ部材としてもよい。若しくは、複数のリング状部材或いはクリップ状部材などによって網目状バネ筒体の収縮状態を拘束するような態様としてもよい。
In addition, the restraining member (wax) described in the first embodiment may be used in place of the restraining
Furthermore, in the first embodiment and the second embodiment, as a restraining member for restraining the contracted state of the mesh-like spring cylinder, wax and restraint yarn are exemplified, but not limited thereto, for example, It is good also as a tube member which accommodates the mesh-like spring cylinder in a contracted state. Or it is good also as an aspect which restrains the contraction state of a mesh shaped spring cylinder by a some ring-shaped member or a clip-shaped member.
次に、本発明に係る更に他の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図11〜図14は、第3実施形態に係るヒートローラの製造方法、及び該製造方法によって製造されたヒートローラを説明するための説明図である。
尚、上記第1実施形態との相違点について主に説明し、同様の構成については、同一符号を付し、その説明を省略或いは簡略に説明する。また、同様の工程についてもその説明を省略或いは簡略に説明する。
また、図12〜図14では、上記離型層401の図示を省略している。
Next, still another embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIGS. 11-14 is explanatory drawing for demonstrating the manufacturing method of the heat roller which concerns on 3rd Embodiment, and the heat roller manufactured by this manufacturing method.
Note that differences from the first embodiment will be mainly described, and the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified. Also, the description of the same steps will be omitted or briefly described.
In addition, in FIGS. 12 to 14, the
本実施形態では、面状発熱体402を基材400の内周面に固定するための固定部材としての網目状筒体の構成が、上記第1実施形態において説明した網目状バネ筒体403とは異なる。
すなわち、図14に示すように、本実施形態に係る製造方法よって製造されたヒートローラ240は、面状発熱体402を基材400の内周面に固定するための固定部材として、網目状繊維筒体405を用いている。
該網目状繊維筒体405は、未硬化(半硬化、プリプレグ)の熱硬化性耐熱樹脂を含んだ耐熱繊維を、網目状かつ筒状にして形成されている。
In the present embodiment, the configuration of the mesh cylinder as a fixing member for fixing the
That is, as shown in FIG. 14, the
The mesh-
上記耐熱繊維としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、テキサリウム繊維、セラミックス繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維等が挙げられる。この耐熱繊維に、例えば、フェノール系又はシリコーン系等の熱硬化性耐熱樹脂をコーティング又は含浸させ、その繊維を網目状かつ筒状に編みこんで、上記網目状繊維筒体405を形成するようにしてもよい。或いは、上記のような繊維を網目状かつ筒状に編んだ後に、熱硬化性耐熱樹脂をコーティング又は含浸させて、上記網目状繊維筒体405を形成するようにしてもよい。
上記網目状繊維筒体405は、後記するように、その径が拡大された状態における外径が、上記面状発熱体402が内周面に固定された状態における基材400の内径と略同径或いはやや大きく形成されている。また、径が縮小された状態における外径が、上記面状発熱体402が内周面に固定された状態における基材400の内径よりも小さくなるよう形成されている。
Examples of the heat resistant fiber include carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, texalium fiber, ceramic fiber, silica fiber, and alumina fiber. The heat-resistant fibers are coated or impregnated with, for example, a phenol-based or silicone-based thermosetting heat-resistant resin, and the fibers are knitted into a mesh shape and a tubular shape to form the mesh-
As will be described later, the
次に、上記網目状繊維筒体405を用いたヒートローラ240の製造方法について説明する。
上記網目状繊維筒体405は、上記第1実施形態において説明した網目状バネ筒体403とは異なり、自己拡張機能を有しておらず、また、上記熱硬化性耐熱樹脂が未硬化の状態であるので、そのままでは、径の拡大状態を保持することができない。
従って、本実施形態では、図11に示すように、該網目状繊維筒体405の径を拡大させるために、媒体の導入により膨張し得る耐熱性チューブ9を用いるようにしている。
該耐熱性チューブ9は、例えば、耐熱性及び伸縮性のあるシリコーン系等の合成樹脂で製されており、気体又は液体等の媒体、若しくは発泡性材料等の媒体を導入することにより、膨張する構成とされている。
Next, a method for manufacturing the
Unlike the mesh-
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 11, in order to enlarge the diameter of the
The heat-resistant tube 9 is made of, for example, a heat-resistant and stretchable synthetic resin such as silicone, and expands by introducing a medium such as a gas or liquid, or a medium such as a foamable material. It is configured.
上記耐熱性チューブ9を、図11に示すように、径が縮小状態とされた上記網目状繊維筒体405内に挿入する。次いで、図12に示すように、耐熱性チューブ9が挿入された網目状繊維筒体405を、上記第1実施形態と同様、基材400の中空部内に収容させる。
或いは、図12に示すように、縮小状態の網目状繊維筒体405を基材400の中空部内に収容させた後に、該網目状繊維筒体405内に、上記耐熱性チューブ9を挿入させるようにしてもよい。
As shown in FIG. 11, the heat-resistant tube 9 is inserted into the
Alternatively, as shown in FIG. 12, after the
次いで、図13に示すように、上記耐熱性チューブ9に、例えば、ガス等の媒体を導入し、基材400の中空部内において該耐熱性チューブ9を膨張させる。これにより、上記網目状繊維筒体405の径が拡大されて、該網目状繊維筒体405によって、上記面状発熱体402が基材400の内周面に押し付けられるようにして該基材400の内周面に添うように配置される。
この拡大状態を維持しながら加熱して、上記網目状繊維筒体405の熱硬化性耐熱樹脂を硬化させる。これにより、該網目状繊維筒体405は、径が拡大された状態、すなわち、該網目状繊維筒体405の外周面が面状発熱体402の内側面に密着した状態で硬化する。
該網目状繊維筒体405を硬化させた後、上記耐熱性チューブ9から媒体を除去し、該耐熱性チューブ9を網目状繊維筒体405から取り出すことにより、図14に示すように、ヒートローラ240が形成される。
Next, as shown in FIG. 13, for example, a medium such as gas is introduced into the heat resistant tube 9, and the heat resistant tube 9 is expanded in the hollow portion of the
The thermosetting heat-resistant resin of the
After the mesh-
以上のように、本実施形態に係るヒートローラの製造方法によれば、上記第1実施形態と同様、簡易な方法によりヒートローラ240の基材400の内周面に面状発熱体402を固定することができる。
また、該面状発熱体402を固定するための固定部材が、上記のように網目状の筒体からなる網目状繊維筒体405とされているので、該固定部材の熱容量を小さくすることができ、当該ヒートローラ240のウォームアップタイムを短縮化することができる。
さらに、上記網目状繊維筒体405は、アルミニウムパイプからなる基材400よりも熱膨張度が大きいので、上記面状発熱体402への通電により、該網目状繊維筒体405が熱膨張し、その径が拡大する。これにより、該面状発熱体402を基材400の内周面により強固に固定させることができる。
As described above, according to the manufacturing method of the heat roller according to the present embodiment, the
Further, since the fixing member for fixing the
Further, since the
尚、本実施形態に係る製造方法によって製造されたヒートローラ240を、上記第1実施形態において説明したヒートローラ40に代えて、上記定着装置4に設けるようにしてもよい。
また、本実施形態に係る製造方法に用いた網目状繊維筒体405を、上記第1実施形態及び第2実施形態において説明した各ヒートローラ40,140が備える各網目状バネ筒体403,404の内側に更に設けるようにしてもよい。
The
Further, the mesh-
4 定着装置
8 拘束糸(拘束部材)
9 耐熱性チューブ
40,140,240 ヒートローラ
41 プレスローラ
141 耐熱絶縁層(基材)
400 アルミニウムパイプ(基材)、基材
402 面状発熱体(発熱体)
403 網目状バネ筒体(網目状筒体)
404 網目状バネ筒体(網目状筒体、発熱体)
405 網目状繊維筒体(網目状筒体)
4 Fixing
9 Heat-resistant tube 40,140,240
400 Aluminum pipe (base material),
403 mesh spring cylinder (mesh cylinder)
404 Mesh spring cylinder (mesh cylinder, heating element)
405 Reticulated fiber cylinder (Reticulated cylinder)
Claims (6)
中空円筒形状の基材の中空部内に、径方向に拡大及び縮小し得る網目状筒体を、径を縮小させた状態で収容させた後、該網目状筒体の径を拡大させて該網目状筒体の外周側に配された発熱体を前記基材の内周面に密着させて固定することを特徴とするヒートローラの製造方法。 A method of manufacturing a heat roller used in a fixing device for fixing a toner image formed on a recording medium,
In a hollow portion of a hollow cylindrical base material, a mesh-like cylindrical body that can be expanded and contracted in the radial direction is accommodated in a state in which the diameter is reduced, and then the diameter of the mesh-shaped cylindrical body is increased to thereby form the mesh method for producing a heat roller, characterized in lock down the Jo cylinder outer circumferential side arranged a heating element is brought into close contact with the inner peripheral surface of the base material.
前記網目状筒体は、バネ材料を網目状かつ筒状に形成した網目状バネ筒体からなり、
拘束部材によって該網目状バネ筒体の径の縮小状態を拘束させた状態で、前記基材の中空部内に収容させ、次いで、前記拘束部材による拘束状態を解放させて、弾性復元力により該網目状バネ筒体の径を拡大させることを特徴とするヒートローラの製造方法。 In claim 1,
The mesh tube is a mesh spring tube formed of a spring material in a mesh and tube shape,
In a state where the reduced state of the diameter of the mesh spring cylinder is restrained by the restraining member, the mesh spring cylinder is accommodated in the hollow portion of the base material, and then the restrained state by the restraining member is released, and the mesh is recovered by an elastic restoring force. A method for manufacturing a heat roller, wherein the diameter of the cylindrical spring cylinder is enlarged.
前記網目状筒体は、未硬化の熱硬化性耐熱樹脂を含んだ耐熱繊維を網目状かつ筒状に形成した網目状繊維筒体からなり、
媒体の導入により膨張し得る耐熱性チューブを、該網目状繊維筒体内に挿入し、かつ、該網目状繊維筒体の径を縮小させた状態で、前記基材の中空部内に収容させ、次いで、前記耐熱性チューブを膨張させて該網目状繊維筒体の径を拡大させ、拡大状態を維持しながら加熱して前記熱硬化性耐熱樹脂を硬化させることを特徴とするヒートローラの製造方法。 In claim 1,
The mesh-shaped cylinder is composed of a mesh-like fiber cylinder in which heat-resistant fibers containing an uncured thermosetting heat-resistant resin are formed into a mesh-like and cylindrical shape,
A heat-resistant tube that can be expanded by introduction of a medium is inserted into the mesh fiber cylinder, and is contained in the hollow portion of the base material in a state where the diameter of the mesh fiber cylinder is reduced, and then A method for producing a heat roller, wherein the heat-resistant tube is expanded to expand the diameter of the mesh fiber tube, and the thermosetting heat-resistant resin is cured by heating while maintaining the expanded state.
前記発熱体が面状発熱体からなり、該面状発熱体を、前記網目状筒体の径を拡大させることにより、前記基材の内周面に固定させることを特徴とするヒートローラの製造方法。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
Manufacturing of a heat roller, wherein the heating element comprises a planar heating element, and the planar heating element is fixed to the inner peripheral surface of the substrate by enlarging the diameter of the mesh tube. Method.
中空円筒形状の基材の中空部内に、径方向に拡大及び縮小し得かつ電熱抵抗材料からなる発熱体としての網目状筒体を、径を縮小させた状態で収容させた後、該網目状筒体の径を拡大させて当該網目状筒体を前記基材の内周面に密着させて固定することを特徴とするヒートローラの製造方法。 A method of manufacturing a heat roller used in a fixing device for fixing a toner image formed on a recording medium,
The hollow portion of the base material of the hollow cylinder, after the reticulated tubular body as the heating element ing from the enlargement and reduction was obtained and electric resistance material radially, were housed in a state of reduced diameter, net-th A method of manufacturing a heat roller, comprising enlarging the diameter of a cylindrical tube and fixing the mesh tube to the inner peripheral surface of the substrate .
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