JPH01108589A - Heat roller fixing pressure roller and heat roller fixing device - Google Patents

Heat roller fixing pressure roller and heat roller fixing device

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Publication number
JPH01108589A
JPH01108589A JP26524787A JP26524787A JPH01108589A JP H01108589 A JPH01108589 A JP H01108589A JP 26524787 A JP26524787 A JP 26524787A JP 26524787 A JP26524787 A JP 26524787A JP H01108589 A JPH01108589 A JP H01108589A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
roll
pressure
heat
recording medium
elastic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP26524787A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirofumi Nakagawa
裕文 中川
Yoshihiro Uchimoto
内本 吉博
Takao Nishikawa
隆雄 西川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
YUNIKO KK
Mitsuma Giken Co Ltd
Original Assignee
YUNIKO KK
Mitsuma Giken Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by YUNIKO KK, Mitsuma Giken Co Ltd filed Critical YUNIKO KK
Priority to JP26524787A priority Critical patent/JPH01108589A/en
Publication of JPH01108589A publication Critical patent/JPH01108589A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To prevent the generation of a wrinkle caused by a peripheral speed difference by constituting the outside periphery of an elastic material layer so that it can be brought to elastic displacement locally against its moving direction. CONSTITUTION:When an elastic projection 39a of a pressure roller 37 rushes into a nip area which is pressed against a heat roller 30, each projection is brought to elastic deformation toward the inside in the radial direction and the advance direction of the outside periphery of the pressure roller, and a recording medium 41 is pressed against the outside peripheral surface of the heat roller. Simultaneously, by this pressing force, frictional force is generated in a contact part with the recording medium 41 of the elastic projection, and rotational driving force is transferred to the elastic projection through the recording medium. On the other hand, among the elastic projections positioned in the nip area, the part which is directly pressed against the outside periphery of the heat roller 30 moves at a peripheral speed being equal to a peripheral speed of the heat roller, and on the other hand, the part which is pressed against the recording medium 41 moves at a higher peripheral speed which has taken thickness of the recording medium into consideration. In such a way, paper can be allowed to pass through without generating a wrinkle.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はヒートロール定着装置に用いられる加圧ロール
、並びにこの加圧ロールを用いたヒートロール定着装置
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a pressure roll used in a heat roll fixing device, and a heat roll fixing device using this pressure roll.

(従来の技術) 電子写真方式を利用した複写機やプリンタ装置が広く実
用化されており、これら複写機、プリンタ装置では記録
媒体上に形成したトナー像を定着するためヒートロール
定着装置が用いられている。
(Prior Art) Copying machines and printers using electrophotography have been widely put into practical use, and these copying machines and printers use heat roll fixing devices to fix toner images formed on recording media. ing.

第4図は従来−船釣に用いられているヒートロール定着
装置の構成を示す線図的断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a heat roll fixing device conventionally used for boat fishing.

ヒートロール1に加圧ロール2を圧接してニップ区域を
形成し、これらヒートロール及び加圧ロール間で未定着
トナー像が形成されている記録媒体3を圧接搬送してト
ナー像を記録媒体3に定着する。ヒートロール1は中空
円筒状の芯金4を有し、この芯金4の外周面上に離型性
を有する沸素樹脂層5がコートされ、また芯金4の内部
に加熱源として赤外線ランプ6が配置されている。ヒー
トロールの外周上に温度センサ7が接触配置され、この
温度センサ7を制御回路(図示せず)に接続してヒート
ロール1の外周面が一定の温度に維持される。ヒートロ
ールの芯金4は駆動装置(図示せず)に連結され、この
駆動力によってヒートロール1を矢印a方向に回転させ
る。加圧ロール2は円筒状の芯金8の外周面上に厚さ約
3mm程度のシリコンゴム層9を被覆することによって
構成されている。圧着用スプリングを用いて加圧ロール
2にヒートロール1を圧接させてニップ区域を形成する
と共に、このニップ区域を介してヒートロールから加圧
ロールに回転駆動力を与えて加圧ロールを従動回転させ
る。記録媒体3上に形成されている未定着トナー像は、
ニップ区域を通過する間にヒートロール1に圧接し、ヒ
ートロールからの熱によって加熱溶融され、記録媒体3
上に定着される。
A pressure roll 2 is pressed against the heat roll 1 to form a nip area, and the recording medium 3 on which the unfixed toner image is formed is conveyed under pressure between the heat roll 1 and the pressure roll to transfer the toner image to the recording medium 3. to take root. The heat roll 1 has a hollow cylindrical core metal 4, the outer peripheral surface of the core metal 4 is coated with a fluorine resin layer 5 having mold releasability, and an infrared lamp is provided inside the core metal 4 as a heating source. 6 is placed. A temperature sensor 7 is disposed in contact with the outer periphery of the heat roll 1, and is connected to a control circuit (not shown) to maintain the outer periphery of the heat roll 1 at a constant temperature. The core metal 4 of the heat roll is connected to a drive device (not shown), and the drive force rotates the heat roll 1 in the direction of arrow a. The pressure roll 2 is constructed by covering the outer peripheral surface of a cylindrical core metal 8 with a silicone rubber layer 9 having a thickness of approximately 3 mm. The heat roll 1 is brought into pressure contact with the pressure roll 2 using a compression spring to form a nip area, and a rotational driving force is applied from the heat roll to the pressure roll through this nip area to cause the pressure roll to rotate in a driven manner. let The unfixed toner image formed on the recording medium 3 is
While passing through the nip area, the recording medium 3 is pressed against the heat roll 1 and is heated and melted by the heat from the heat roll.
fixed on top.

(発明が解決しようとする問題点) 上述したヒートロール定着装置では、記録媒体がニップ
区域を通過する間に記録媒体上のトナー像を加熱融着さ
せる構成としているため、所定の幅のニップ区域を均一
に形成することが重要である。このため、加圧ロールの
外周にゴム状弾性体であるシリコンゴム層を形成し、加
圧ロールをヒートロールに圧接して加圧ロールの外周を
弾性変形させて所定幅のニップ区域を形成している。し
かし、このニップ区域を記録媒体が通過するとき、記録
媒体は上面側及び下面側から強い押圧力が作用した状態
で圧接搬送されるため、ニップ区域が不均一に形成され
たり或は記録媒体の先端部が波を打った状態でニップ区
域に突入すると記録媒体が進行方向に沿って均一に搬送
されず、紙シワが発生する不具合が生じていた。
(Problems to be Solved by the Invention) The heat roll fixing device described above is configured to heat and fuse the toner image on the recording medium while the recording medium passes through the nip area. It is important to form it uniformly. For this purpose, a silicone rubber layer, which is a rubber-like elastic material, is formed on the outer periphery of the pressure roll, and the pressure roll is pressed against the heat roll to elastically deform the outer periphery of the pressure roll to form a nip area of a predetermined width. ing. However, when the recording medium passes through this nip area, the recording medium is conveyed under pressure from the top and bottom sides, so the nip area may be formed unevenly or the recording medium may be unevenly formed. If the leading end enters the nip area with waves, the recording medium will not be conveyed uniformly along the direction of travel, resulting in a problem of paper wrinkles.

更に、複写機やプリンタ装置では普通紙に画像記録する
だけでなく、ダイレクトメイルすなわち封筒の表面に宛
名や住所を直接印字する場合も多く、封筒のような二重
構造の記録媒体についてもシワが発生することなく通紙
できることが強く要請されている。この場合、記録紙の
ような単一構造物は、記録媒体が単一の剛体として作用
するため比較的容易にシワが発生するこ七なく通紙する
ことができる。
Furthermore, copiers and printers not only record images on plain paper, but also direct mail, that is, often print addresses and recipients directly on the surface of envelopes, and even double-walled recording media such as envelopes are prone to wrinkles. It is strongly required that paper can be passed without this occurring. In this case, since the recording medium acts as a single rigid body, a single structure such as recording paper can be passed relatively easily without wrinkles.

しかしながら、封筒のような二重構造物は、重ね合され
た二個の剛体が三方向で互いに固定された状態で圧接搬
送されるため、ヒートロールと接触する上面側と加圧ロ
ールと接触する下面側とにおける周速度の差による影響
を受けてしまい、シワが発生することなく圧接搬送する
ことは不可能に近かった。すなわち、現在市販されてい
る複写機やプリンタ装置に搭載されているほとんどのヒ
ートロール定着装置では、封筒をシワが発生することな
く圧接搬送することは不可能であった。
However, double-structured items such as envelopes are conveyed with two superimposed rigid bodies fixed to each other in three directions, so the top side that contacts the heat roll and the pressure roll contact each other. Because of the influence of the difference in circumferential speed between the lower surface and the lower surface, it has been nearly impossible to convey the material under pressure without causing wrinkles. That is, with most heat roll fixing devices currently installed in copying machines and printers on the market, it has been impossible to convey envelopes under pressure without causing wrinkles.

従って、本発明の目的は上述した欠点を解消し、シワが
発生することなく安定して通紙できるヒートロール定着
装置、特に封筒をシワが発生することなく通紙できるヒ
ートロール定着装置並びに、ヒートロール定着用の加圧
ローラを提供するものである。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks and to provide a heat roll fixing device that can stably pass paper without wrinkles, particularly a heat roll fixer that can pass envelopes without wrinkles, and a heat roll fixing device that can pass envelopes stably without wrinkles. The present invention provides a pressure roller for roll fixing.

(問題点を解決するための手段) 本発明によるヒートロール定着用加圧ローラは、6一 加熱源を有するヒートロールと外周に弾性材料層が形成
されている加圧ロールとを相互に圧接してニップ区域を
形成し、トナー像が形成されている記録媒体を前記ニッ
プ区域を通過させることによりトナー像を記録媒体に定
着するヒートロール定着用の加圧ロールにおいて、前記
弾性材料層の外周がその移動方向に対して局部的に弾性
変位可能となるように構成したことを特徴とするもので
ある。
(Means for Solving the Problems) A heat roll fixing pressure roller according to the present invention includes a heat roll having a 6-heat source and a pressure roll having an elastic material layer formed on the outer periphery, which are pressed against each other. In the pressure roll for heat roll fixing, which fixes the toner image on the recording medium by passing the recording medium on which the toner image is formed through the nip area, the outer periphery of the elastic material layer is It is characterized in that it is constructed so that it can be locally elastically displaced in the direction of movement.

更に、本発明によるヒートロール定着装置は、加圧ロー
ルの弾性材料層の外周がニップ区域においてその移動方
向に対して局部的に弾性変位可能となるように構成した
ことを特徴とするものである。
Further, the heat roll fixing device according to the present invention is characterized in that the outer periphery of the elastic material layer of the pressure roll can be locally elastically displaced in the nip area in the direction of movement thereof. .

(作 用) 第5図は従来のヒートロール定着装置を用いて封筒を通
紙するときのニップ区域の状態を示す線図的模式図であ
る。ヒートロール1と加圧ロール2とを相互に圧接して
ニップ区域を形成して封筒10を通紙する。この封筒1
0はヒートロールと接触する下側紙10a及び加圧ロー
ルと接触する下側紙10bを有し、進行方向の後端及び
両側端が折り曲げ固定されているものとする。加圧ロー
ル2の外周は弾性変形可能であるためニップ区域は、ヒ
ートロールの中心軸線と直交する面で切った場合ヒート
ロール1の外周に沿う円弧状に形成され、従って、封筒
10も加圧ローラによってヒートロールに押圧されるた
めヒートロール1の外周に沿う円弧状に変形する。ヒー
トロール1と加圧ロール2との間に圧接力を作用させて
ヒートロール1を周速度V。で回転させると、封筒10
の上側紙10aとヒートロール1との間に摩擦力が作用
し、この摩擦力により下側紙10aのヒートロールと接
触する上面側はヒートロールの表面周速度 V。に等し
い速度で移動し、下側紙10bと接触する下面側は周速
度v、で移動する。また、上側紙10aと下側紙10b
との間にも摩擦力が作用し、この摩擦力によって下側紙
10bの上側紙10aと接触する上面側は周速度V1で
移動し、加圧ローラ2と接触する下面側は周速度v2で
移動する。ニップ区域では封筒10はヒートロールの外
周に圧接されているから、周速度v、及びv2を決定す
るに当たり封筒を同一曲率中心の円筒体とみなし、円筒
体がヒートロールと同一の回転数で移動するものとして
計算することができる。従って、ヒートロールの半径を
roとし、上側紙10a及び下側紙10bの厚さをdと
すると、上側紙10aの下面側の半径はro+dとなり
、下側紙10bの下面側の半径はr、+2dとなる。ヒ
ートロールの回転数をSとすれば、周速度V。はV。−
2πrosになり、周速度V、はV、=2πS (r、
+d ) 、周速度v2はv2−2πS (re÷2d
)となる。従って、封筒10のヒートロール1と接する
面の周速度vo と加圧ローラ2と接する面の周速度v
2との間には、Vz−vo=4πSdの周速度差が発生
することになる。一方、ヒートロールと加圧ロールとは
長い有効長に亘って、例えばB4サイズの紙を縦通しす
る場合256mm以上に亘って互いに圧接する。しかし
、封筒の幅は50〜60++un程度であるため、ヒー
トロールと加圧ロールは中央部では封筒10を介して圧
接し、両端部では互いに直接圧接駆動することになる。
(Function) FIG. 5 is a schematic diagram showing the state of the nip area when an envelope is passed through using a conventional heat roll fixing device. The heat roll 1 and the pressure roll 2 are pressed against each other to form a nip area, and the envelope 10 is passed through. This envelope 1
0 has a lower paper 10a that contacts the heat roll and a lower paper 10b that contacts the pressure roll, and the rear end and both side ends in the traveling direction are bent and fixed. Since the outer periphery of the pressure roll 2 can be elastically deformed, the nip area is formed in an arc shape along the outer periphery of the heat roll 1 when cut along a plane perpendicular to the central axis of the heat roll, and therefore the envelope 10 is also pressed. Since it is pressed against the heat roll by the roller, it deforms into an arc shape along the outer periphery of the heat roll 1. A pressing force is applied between the heat roll 1 and the pressure roll 2 to move the heat roll 1 at a circumferential speed of V. When rotated with , envelope 10
Frictional force acts between the upper paper 10a and the heat roll 1, and due to this frictional force, the upper surface side of the lower paper 10a that contacts the heat roll has a surface circumferential speed V of the heat roll. The lower surface side that contacts the lower paper 10b moves at a circumferential speed v. In addition, the upper paper 10a and the lower paper 10b
Due to this frictional force, the upper surface side of the lower paper 10b that contacts the upper paper 10a moves at a circumferential speed V1, and the lower surface side that contacts the pressure roller 2 moves at a circumferential speed V2. Moving. In the nip area, the envelope 10 is pressed against the outer periphery of the heat roll, so when determining the circumferential velocities v and v2, the envelope is regarded as a cylindrical body with the same center of curvature, and the cylindrical body moves at the same rotation speed as the heat roll. It can be calculated as Therefore, if the radius of the heat roll is ro and the thickness of the upper paper 10a and the lower paper 10b is d, then the radius of the lower surface of the upper paper 10a is ro+d, and the radius of the lower surface of the lower paper 10b is r, It becomes +2d. If the rotation speed of the heat roll is S, the circumferential speed is V. is V. −
2πros, and the circumferential velocity V, is V, = 2πS (r,
+d), the peripheral speed v2 is v2-2πS (re÷2d
). Therefore, the circumferential speed vo of the surface of the envelope 10 in contact with the heat roll 1 and the circumferential speed v of the surface in contact with the pressure roller 2
2, a circumferential speed difference of Vz-vo=4πSd will occur. On the other hand, the heat roll and the pressure roll are in pressure contact with each other over a long effective length, for example, over 256 mm when passing B4 size paper lengthwise. However, since the width of the envelope is approximately 50 to 60 mm, the heat roll and the pressure roll are brought into pressure contact with each other through the envelope 10 at the center, and are driven directly into pressure contact with each other at both ends.

加圧ロールはヒートロールに対して従動駆動するため、
加圧ロールがヒートロールに直接圧接する区域では加圧
ロールはヒートロールの周速度v0に等しい周速度で移
動することになる。加圧ロールの長手方向の有効全長に
対して通紙される封筒の幅が小さい場合、加圧ロールが
ヒートロールに直接圧接する区域の長さが長くなり、従
って、加圧ロール全体がヒートロールの周速度V。で移
動することになる。この結果、封筒10の下側紙10b
の下面側と加圧ロールとの量刑速度差Δv=4πSdが
発生し、封筒10の下側紙Jobが後端側に引っ張られ
後端側にシワが発生するものと考えられる。また、幅の
広い封筒を通紙する場合では、加圧ロールのヒートロー
ルと直接圧接区域における周速度が封筒と圧接する区域
周速度より遅くなり、周速度の遅れが封筒下側紙を後端
側に引っ張ぼる作用を生じ、同様に封筒の下端側にシワ
が発生してしまう。
Since the pressure roll is driven by the heat roll,
In the area where the pressure roll is in direct pressure contact with the heat roll, the pressure roll moves at a circumferential speed equal to the circumferential speed v0 of the heat roll. If the width of the envelope being passed is small relative to the effective length of the pressure roll in the longitudinal direction, the length of the area where the pressure roll is in direct pressure contact with the heat roll will be long, and therefore the entire pressure roll will be covered by the heat roll. peripheral speed V. You will have to move. As a result, the lower paper 10b of the envelope 10
It is considered that a sentencing speed difference Δv=4πSd between the lower surface side and the pressure roll occurs, and the lower paper job of the envelope 10 is pulled toward the rear end, causing wrinkles on the rear end. In addition, when passing wide envelopes, the circumferential speed in the area that is in direct pressure contact with the heat roll of the pressure roll is slower than the circumferential speed in the area that is in pressure contact with the envelope. This causes the envelope to pull toward the side, and wrinkles also occur at the bottom end of the envelope.

本発明は、このような認識に基いており、ニップ区域に
おいて封筒下側面とこれに圧接する加圧ローラとの間に
発生する周速度差を加圧ローラ表面において局部的に吸
収することによってシワの発生を防止するものである。
The present invention is based on this recognition, and eliminates wrinkles by locally absorbing the circumferential speed difference that occurs between the lower surface of the envelope and the pressure roller that presses against it in the nip area on the surface of the pressure roller. This is to prevent the occurrence of

このため、本発明では加圧ロールの外周面を通紙進行方
向に対して弾性変位可能なものとし、ニップ区域におい
て封筒の下側面と加圧ローラとの間に生ずる摩擦力によ
って加圧ローラの外周面を通紙進行方向に対して局部的
に弾性変位させる。この加圧ローラ外周面の局部的な弾
性変位によって、ニップ区域にある加圧ローラの外周部
分は封筒下側面と同一の周速度で移動でき、周速度差の
発生を有効に防止することができる。
Therefore, in the present invention, the outer circumferential surface of the pressure roll is made elastically displaceable in the direction in which the paper passes, and the pressure roller is moved by the frictional force generated between the lower surface of the envelope and the pressure roller in the nip area. The outer circumferential surface is locally elastically displaced in the paper passing direction. Due to this local elastic displacement of the pressure roller's outer circumferential surface, the outer circumferential portion of the pressure roller in the nip area can move at the same circumferential speed as the bottom surface of the envelope, effectively preventing the occurrence of a circumferential speed difference. .

(実施例) 第1図は本発明によるヒートロール定着装置の一例の構
成を示すものでり、第1図aは通紙方向と直交する面で
切った断面図、第1図すはニップ区域の状態を示すロー
ルの軸線と直交する面で切った線図、第1図Cは加圧ロ
ールの外観を示す平面図である。ヒートロール30は中
空円筒状のアルミニウムより成る芯金31を有し、この
芯金31上に沸素樹脂の離型層32をコートする。この
離型層32はオイル含浸シリコンゴム層で構成すること
もできる。芯金31の両端をベアリング33aおよび3
3bを介して定着装置のハウジング34に回転自在に装
着する。芯金31の内部に加熱源として赤外線ランプ3
5を配置し、この赤外線ランプからの放射熱によりヒー
トロール30を加熱する。ヒートロール30の外周面上
に温度センサ(図示せず)を接触配置し、ヒートロール
の外周面の温度が一定の温度に維持されるように制御す
る。芯金31の一端にギイヤ36を連結し、このギイヤ
36を介してヒートロールを駆動装置(図示せず)に連
結してヒートロールを定速で回転させる。ヒートロール
30の外周に対して圧接するように加圧ロール37を配
置する。
(Example) Fig. 1 shows the configuration of an example of a heat roll fixing device according to the present invention, Fig. 1a is a sectional view taken along a plane perpendicular to the paper passing direction, and Fig. FIG. 1C is a plan view showing the external appearance of the pressure roll. The heat roll 30 has a hollow cylindrical core metal 31 made of aluminum, and a release layer 32 of fluororesin is coated on the core metal 31. The release layer 32 can also be composed of an oil-impregnated silicone rubber layer. Both ends of the core metal 31 are connected to bearings 33a and 3.
It is rotatably attached to the housing 34 of the fixing device via 3b. An infrared lamp 3 is installed as a heating source inside the core metal 31.
5 is placed, and the heat roll 30 is heated by radiant heat from this infrared lamp. A temperature sensor (not shown) is disposed in contact with the outer circumferential surface of the heat roll 30 to control the temperature of the outer circumferential surface of the heat roll 30 to be maintained at a constant temperature. A gear 36 is connected to one end of the core metal 31, and the heat roll is connected to a drive device (not shown) via the gear 36 to rotate the heat roll at a constant speed. A pressure roll 37 is arranged so as to be in pressure contact with the outer periphery of the heat roll 30.

加圧ロール37はステンレスの円筒体状の芯金38を有
し、この芯金38上にシリコンゴムから成る厚さ5mm
程度の弾性材料層39を被覆する。この弾性材料層39
は、ゴム状弾性材料であれば種々の材料を用いることが
でき、例えばウレタンゴム、ニトリルゴム等の弾性材料
で構成することができる。芯金38の両端を軸受40a
及び40bを介してハウジング34に回転自在に装着す
る。本発明による定着装置では、軸間固定法によりヒー
トロールと加圧ロールとを相互に圧接する。すなわち、
ヒートロールと加圧ロールとの軸間距離りがヒートロー
ルの半径と加圧ロールの半径との和よりも小さくなるよ
うに設定し、ヒートロールと加圧ロールとを相互に圧接
してニップ区域を形成する。本発明による加圧ロールは
、後述するように軸間距離の変化に対する弾性力の変化
が小さくしかも弾性ゴム材料層39がコンプレッション
セットの影響を受けにくいため、軸間固定法により圧接
しても十分に均一なニップ区域を形成することができ、
この結果圧着スプリングが不要になると共にセツティン
グ作業も容易になる。第1図す及びCに示すように、本
発明による加圧ロール37は、外周の弾性材料層39に
ロールの中心軸線に平行に延在する微小な幅の溝を所定
のピッチで形成することによって構成する。所定のピッ
チの溝を全周に亘って形成することにより、加圧ロール
の外周には弾性ゴム材料から成り、所定のピッチで中心
軸線に平行に延在すると共に半径方向外方に向けて突出
する一連の弾性突条39aが形成されることになる。こ
れら弾性突条39aがヒートロール30と圧接するニッ
プ区域に突入すると、各突条が半径方向内方及び加圧ロ
ール外周の進行方向に向けて弾性変形し、この弾性変形
によって生ずる弾性力により記録媒体41をヒートロー
ル外周面に押圧する。同時に、この押圧力によって弾性
突条の記録媒体41との接触部分に摩擦力が発生し、こ
の摩擦力によって記録媒体を介して弾性突条に回転駆動
力が伝達されることになる。一方、前述したようにニッ
プ区域に位置する弾性突条のうち、ヒートロール30の
外周に直接圧接する部分はヒートロールの周速度に等し
い周速度で移動し、一方記録媒体41に圧接する部分は
記録媒体の厚さを考慮したより速い周速度で移動するこ
とになる。従って、ニップ区域に位置する弾性突条には
、速度差の異なる2個の区域が存在する。この場合、ヒ
ートロールの外周から加圧ロールに直接伝達される駆動
力が、記録媒体を介して伝達される駆動力より大きい場
合、加圧ロールの外周は全体としてはヒートロールの周
速度で移動することになるが、弾性突条は進行方向に対
して弾性的に変位可能なため、記録媒体に圧接する弾性
突条は記録媒体との間に生ずる摩擦力により進行方向に
弾性変位し、この結果記録媒体の外周の走行速度に等し
い速度で進行することになる。この結果、前述したシワ
発生の原因である加圧ロールに生ずる部分的な周速度の
差が弾性突条の弾性変位によって吸収され、紙シワの発
生を有効に防止することができる。尚、幅の広い記録媒
体を定着するような場合、すなわち、ヒートロールと直
接圧接する部分を介して伝達される駆動力よりも記録媒
体を介して加圧ロールに伝達される駆動力の方が大きい
場合には、ヒートロールと直接圧接する弾性突条部分が
逆に進行方向と反対方向に弾性変位し、これにより加圧
ロールに生ずる部分的な周速度が吸収されることになる
。尚、図面を明瞭なものとするため各弾性突条を画成す
る溝を比較的大きく図示したが、突条を画成する溝の幅
はニップ幅、ローラ径、弾性材料層のゴム硬度、ヒート
ロールの設定温度等を考慮して任意に設定することがで
き、例えば、100μn程度でも十分である。この理由
は、弾性突条がニップ区域に突入すると順次進行方向に
弾性変位し、ニップ区域の各位置に応じて順次同様な弾
性変位を行なうからである。
The pressure roll 37 has a cylindrical core metal 38 made of stainless steel, and a 5 mm thick layer made of silicone rubber is placed on the core metal 38.
Cover with a layer of elastic material 39 of approximately 100 mL. This elastic material layer 39
Various rubber-like elastic materials can be used for the material, and for example, the material can be made of an elastic material such as urethane rubber or nitrile rubber. Both ends of the core metal 38 are connected to bearings 40a
and 40b, it is rotatably attached to the housing 34. In the fixing device according to the present invention, the heat roll and the pressure roll are pressed against each other by an interaxial fixing method. That is,
The distance between the axes of the heat roll and pressure roll is set to be smaller than the sum of the radius of the heat roll and the radius of the pressure roll, and the heat roll and pressure roll are pressed against each other to form a nip area. form. The pressure roll according to the present invention has a small change in elastic force with respect to a change in the distance between the shafts, as will be described later, and the elastic rubber material layer 39 is not easily affected by the compression set, so it is sufficient to press the roll by the method of fixing the shafts. can form a uniform nip area,
As a result, there is no need for a compression spring and the setting work becomes easier. As shown in FIGS. 1 and 1C, the pressure roll 37 according to the present invention has grooves of minute width extending parallel to the central axis of the roll formed at a predetermined pitch in the elastic material layer 39 on the outer periphery. Constructed by By forming grooves at a predetermined pitch over the entire circumference, the outer periphery of the pressure roll is made of an elastic rubber material, extends parallel to the central axis at a predetermined pitch, and protrudes radially outward. A series of elastic protrusions 39a are formed. When these elastic protrusions 39a enter the nip area where they come into pressure contact with the heat roll 30, each protrusion is elastically deformed inward in the radial direction and in the direction of movement of the outer periphery of the pressure roll, and the elastic force generated by this elastic deformation is used to record data. The medium 41 is pressed against the outer peripheral surface of the heat roll. At the same time, this pressing force generates a frictional force at the contact portion of the elastic protrusion with the recording medium 41, and this frictional force causes rotational driving force to be transmitted to the elastic protrusion via the recording medium. On the other hand, as described above, among the elastic protrusions located in the nip area, the portion that is in direct pressure contact with the outer circumference of the heat roll 30 moves at a circumferential speed equal to the circumferential speed of the heat roll, while the portion that is in pressure contact with the recording medium 41 is moved at a circumferential speed equal to the circumferential speed of the heat roll. It moves at a faster circumferential speed considering the thickness of the recording medium. Therefore, the elastic protrusion located in the nip area has two areas with different speed differences. In this case, if the driving force directly transmitted from the outer periphery of the heat roll to the pressure roll is greater than the driving force transmitted via the recording medium, the outer periphery of the pressure roll as a whole moves at the circumferential speed of the heat roll. However, since the elastic protrusion can be elastically displaced in the direction of travel, the elastic protrusion that comes into pressure contact with the recording medium is elastically displaced in the direction of travel due to the frictional force generated between it and the recording medium, and this As a result, it travels at a speed equal to the traveling speed of the outer periphery of the recording medium. As a result, the partial circumferential velocity difference occurring in the pressure roll, which is the cause of wrinkles as described above, is absorbed by the elastic displacement of the elastic protrusions, and paper wrinkles can be effectively prevented from occurring. In addition, when fixing a wide recording medium, in other words, the driving force transmitted to the pressure roll via the recording medium is stronger than the driving force transmitted through the part that is in direct pressure contact with the heat roll. If it is large, the elastic protrusion portion that comes into direct pressure contact with the heat roll will be elastically displaced in the direction opposite to the traveling direction, thereby absorbing the partial circumferential speed that occurs on the pressure roll. Although the grooves defining each elastic protrusion are shown relatively large in order to make the drawing clear, the width of the groove defining the protrusion varies depending on the nip width, roller diameter, rubber hardness of the elastic material layer, It can be set arbitrarily in consideration of the set temperature of the heat roll, etc., and for example, about 100 μm is sufficient. The reason for this is that when the elastic protrusion enters the nip area, it is sequentially elastically displaced in the advancing direction, and the same elastic displacement is performed sequentially in accordance with each position in the nip area.

更に、加圧ロールの外周面に弾性突条を所定のピッチで
形成すれば、加圧ロール外周の弾性材料層39の弾性変
形量に対するヒートロールとの間に生ずる圧接力の変化
量が比較的小きくなるため、すなわちゴム硬度の低い弾
性ゴム材料を使用する場合に必適するためヒートロール
と加圧ロールとを軸間固定しても均一なニップ区域を形
成することができる。尚、加圧ロールの外周に弾性突条
を形成することにより記録媒体の背面側に加圧ロールと
接触しない部分が生ずるが、記録媒体は弾性突条によっ
てヒートロール外周面に均一に圧接するため定着性が劣
化する不具合はほとんど発生しない。
Furthermore, if elastic protrusions are formed at a predetermined pitch on the outer peripheral surface of the pressure roll, the amount of change in the pressure contact force generated between the pressure roll and the heat roll relative to the amount of elastic deformation of the elastic material layer 39 on the outer periphery of the pressure roll is relatively small. Since it is small, that is, it is necessary when using an elastic rubber material with low rubber hardness, a uniform nip area can be formed even if the heat roll and pressure roll are fixed between their axes. By forming elastic protrusions on the outer periphery of the pressure roll, there will be a portion on the back side of the recording medium that does not come into contact with the pressure roll, but since the recording medium is evenly pressed against the outer circumferential surface of the heat roll by the elastic protrusions. Problems in which fixing performance deteriorates rarely occur.

第2図a〜Cは本発明による加圧ロールの変形例の構成
を示すロールの中心軸線と直交する面で切った部分断面
図である。
2A to 2C are partial sectional views taken along a plane perpendicular to the central axis of the roll, showing the configuration of a modified example of the pressure roll according to the present invention.

第2図aは、円筒状の芯金50の外周を弾性材料層51
で被覆し、この弾性材料層51の外周に断面がほぼ波形
の弾性突条52を円周方向に沿って規則的に形成した加
圧ロールを示す。第2図すには、弾性材料層51の外周
に深さが比較的浅くピッチの小さい多数の溝を形成し、
これにより弾性突条52を形成した例を示す。この加圧
ローラは、弾性突条52の弾性力とこの弾性突条を支持
する弾性材料層のヘース部分52aとの弾性力を共に利
用し、て記録媒体をヒートロールに押圧することになり
、−層均一な圧接力を発生させることができる。第2図
Cは、芯金50の外周に直接弾性突条52を形成した加
圧ロールを示す。
In FIG. 2a, the outer periphery of the cylindrical core metal 50 is covered with an elastic material layer 51.
The pressure roll is shown in which elastic protrusions 52 having a substantially corrugated cross section are regularly formed along the circumferential direction on the outer periphery of the elastic material layer 51. In FIG. 2, a large number of grooves with a relatively shallow depth and a small pitch are formed on the outer periphery of the elastic material layer 51,
An example in which elastic protrusions 52 are formed in this way is shown. This pressure roller uses both the elastic force of the elastic protrusion 52 and the elastic force of the heath portion 52a of the elastic material layer that supports the elastic protrusion to press the recording medium against the heat roll. - It is possible to generate a layer-uniform pressing force. FIG. 2C shows a pressure roll in which elastic protrusions 52 are directly formed on the outer periphery of the core metal 50.

第3図a −Cは本発明による加圧ロールの別の変形例
の構成を示す斜視図である。第3図aは、加圧ロールの
外周面に中央部から側端部に向けて末広がりに延在する
弾性突条60を形成した例を示す。ロールの中央部から
側端部に向けて末広がりに延在する突条を形成すれば、
矢印で示すように圧接搬送されるべき記録媒体に対して
側端方向に引っ張ぼる力が発生し、シワの発生を一層有
効に防止することができる。第3図すは、加圧ロールの
外周上に多数の円形の弾性突起61を形成した例を示す
。このように弾性突起61を形成すれば、弾性突起はロ
ール外周の移動方向だけでなく、これと直交する方向に
も弾性変位することができ、従って記録媒体にその搬送
方向と直交する方向に不所望な力が発生するような場合
に有益である。第3図Cは、ロール外周面に中心軸線と
交差する溝を形成して菱形の弾性突条62を全面に亘っ
て形成した例を示す。この菱形の弾性突条も記録媒体の
搬送方向及びこれと直交する方向に弾性変位することが
でき有用である。
3a to 3C are perspective views showing the structure of another modification of the pressure roll according to the present invention. FIG. 3a shows an example in which elastic protrusions 60 are formed on the outer circumferential surface of the pressure roll, extending from the center toward the side ends to widen toward the end. If a protrusion is formed that widens from the center of the roll toward the side edges,
As shown by the arrow, a force is generated that pulls the recording medium to be conveyed under pressure in the direction of the side edge, making it possible to more effectively prevent the occurrence of wrinkles. FIG. 3 shows an example in which a large number of circular elastic protrusions 61 are formed on the outer periphery of the pressure roll. By forming the elastic protrusions 61 in this way, the elastic protrusions can be elastically displaced not only in the moving direction of the roll outer periphery but also in a direction perpendicular to this, thus causing the recording medium to be dislocated in the direction perpendicular to the conveyance direction. This is useful when a desired force is generated. FIG. 3C shows an example in which grooves intersecting the center axis are formed on the outer circumferential surface of the roll to form diamond-shaped elastic protrusions 62 over the entire surface. This diamond-shaped elastic protrusion is also useful because it can be elastically displaced in the recording medium conveyance direction and in a direction perpendicular thereto.

本発明は上述した実施例だけに限定されず種々の変形が
可能である。例えば、上述した実施例では加圧ロールと
してだけ機能するロールを以て説明したが、ヒートロー
ルと同様に中空円筒状の芯金を用い、芯金内部に加熱源
を配置すれば、ヒートロールとしても利用することがで
きる。
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications are possible. For example, in the above-mentioned embodiment, a roll that functions only as a pressure roll was explained, but if a hollow cylindrical core metal is used like a heat roll and a heating source is placed inside the core metal, it can also be used as a heat roll. can do.

また、上述したヒートロール定着装置では、ヒートロー
ルだけを駆動源に連結し、加圧ロールを従動させる構成
としたが、ヒートロール及び加圧ロールをそれぞれ別々
の駆動源に連結して駆動することもできる。この場合、
本発明による加圧ロールは、その外周が外周の移動方向
及びこれと反対方向に対して弾性変位可能であるので、
ヒートロールと加圧ロールとの間に周速度の差が生して
も、周速度差を局部的に吸収することができるので、適
正に相互に圧接回転することができ、ロール駆動系の設
計の自由度が増大すると共に周速度差に起因する不都合
を解消することができる。
Further, in the heat roll fixing device described above, only the heat roll is connected to a drive source and the pressure roll is driven. However, it is also possible to connect the heat roll and the pressure roll to separate drive sources and drive them. You can also do it. in this case,
The pressure roll according to the present invention has an outer periphery that can be elastically displaced in the movement direction of the outer periphery and in the opposite direction.
Even if there is a difference in circumferential speed between the heat roll and the pressure roll, the difference in circumferential speed can be locally absorbed, so they can rotate in proper pressure contact with each other, which improves the design of the roll drive system. This increases the degree of freedom of movement and eliminates inconveniences caused by differences in circumferential speed.

(発明の効果) 以上説明したように本発明によれば、加圧ロールの外周
面を、外周面の移動方向に対して局部的に弾性変位可能
としているので、ヒートロールと加圧ロールとの間に周
速度差が生じても、この周速度差を加圧ロールによって
吸収することができる。この結果、周速度差に起因する
シワの発生を有効に防止することができる。特に、封筒
のように3方向が固定されている二重構造体であっても
シワが発生することなく、封筒表面に形成したトナー像
を定着することができる。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, the outer peripheral surface of the pressure roll can be locally elastically displaced in the direction of movement of the outer peripheral surface, so that the heat roll and the pressure roll can be Even if a difference in circumferential speed occurs between them, this difference in circumferential speed can be absorbed by the pressure roll. As a result, it is possible to effectively prevent wrinkles from occurring due to the circumferential speed difference. In particular, a toner image formed on the surface of an envelope can be fixed without wrinkles even in the case of a double structure such as an envelope that is fixed in three directions.

また、本発明による加圧ロールは、半径方向の弾性変形
量に対し弾性力がゆるやかに増加するため、加圧ロール
とヒートロールとの間の圧着力を均一に形成することが
でき、従って軸間固定法によってヒートロール及び加圧
ロールをセツティングすることができる。この結果、圧
着スプリング及び関連する圧着機構が不要になりコスト
ダウンすることができる。更にヒートロール及び加圧ロ
ールのセツティング作業が容易になると共に、ヒートロ
ールと同様に加圧ロールを所定の速度で駆動でき、より
一層記録媒体の搬送性を向上させることが可能になる。
In addition, in the pressure roll according to the present invention, since the elastic force increases gradually with respect to the amount of elastic deformation in the radial direction, it is possible to uniformly form the pressure bonding force between the pressure roll and the heat roll. The heat roll and pressure roll can be set by the interlocking method. As a result, a compression spring and a related compression mechanism are not required, and costs can be reduced. Furthermore, the work of setting the heat roll and pressure roll becomes easier, and the pressure roll can be driven at a predetermined speed in the same way as the heat roll, making it possible to further improve the conveyance of the recording medium.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図a −cは本発明によるヒートロール定着装置並
びに加圧ロールの構成を示す線図、第2図a −cは本
発明による加圧ロールの変形例の構成を示す線図的断面
図、 第3図a −cは加圧ロールの別の変形例の構成を示す
斜視図、 第4図は従来のヒートロール定着装置並びに加圧ロール
の構成を示す線図、 第5図は封筒を定着するときの二・ノブ区域の状態を示
す模式図である。 30・・・ヒートロール   32・・・離型層34・
・・ハウジング    35・・・赤外線ランフ。
FIGS. 1a-c are diagrams showing the configuration of a heat roll fixing device and a pressure roll according to the present invention, and FIGS. 2a-c are diagrammatic cross-sectional views showing the configuration of a modified example of the pressure roll according to the present invention. , Fig. 3 a - c are perspective views showing the structure of another modification of the pressure roll, Fig. 4 is a diagram showing the structure of a conventional heat roll fixing device and the pressure roll, and Fig. 5 shows an envelope. FIG. 6 is a schematic diagram showing the state of the second knob area when fixing. 30...Heat roll 32...Release layer 34.
...Housing 35...Infrared lamp.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、加熱源を有するヒートロールと外周に弾性材料層が
形成されている加圧ロールとを相互に圧接してニップ区
域を形成し、トナー像が形成されている記録媒体を前記
ニップ区域を通過させることによりトナー像を記録媒体
に定着するヒートロール定着用の加圧ロールにおいて、
前記弾性材料層の外周がその移動方向に対して局部的に
弾性変位可能となるように構成したことを特徴とするヒ
ートロール定着用加圧ロール。 2、前記弾性材料層の外周に、ロールの中心軸線と平行
に延在する弾性突条が所定のピッチでロールの全周に亘
って形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載のヒートロール定着用加圧ロール。 3、前記弾性材料層の外周に、ロールの全周に亘って弾
性突起が形成されていることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載のヒートロール定着用圧着ロール。 4、加熱源を有するヒートロールと外周に弾性材料層が
形成されている加圧ロールとを相互に圧接してニップ区
域を形成し、トナー像が形成されている記録媒体を前記
ニップ区域を通過させることによりトナー像を記録媒体
に定着するヒートロール定着装置において、前記加圧ロ
ールを、弾性材料層の外周がニップ区域においてその移
動方向に対して局部的に弾性変位可能となるように構成
したことを特徴とするヒートロール定着装置。 5、前記ヒートロール及び加圧ロールを軸間固定法によ
り回転自在に固定してニップ区域を形成するように構成
したことを特徴とする特許請求の範囲第4項記載のヒー
トロール定着装置。
[Claims] 1. A recording medium in which a heat roll having a heating source and a pressure roll having an elastic material layer formed on the outer periphery are pressed against each other to form a nip area and a toner image is formed. A pressure roll for heat roll fixing, which fixes the toner image on the recording medium by passing the toner image through the nip area,
A pressure roll for heat roll fixing, characterized in that the outer periphery of the elastic material layer is configured to be locally elastically displaceable in the direction of movement thereof. 2. Claim 1, characterized in that elastic protrusions extending parallel to the central axis of the roll are formed on the outer periphery of the elastic material layer at a predetermined pitch over the entire circumference of the roll. A pressure roll for heat roll fixing as described in . 3. The pressure roll for heat roll fixing according to claim 1, wherein elastic protrusions are formed on the outer periphery of the elastic material layer over the entire periphery of the roll. 4. A heat roll having a heat source and a pressure roll having an elastic material layer formed on the outer periphery are pressed against each other to form a nip area, and the recording medium on which the toner image is formed is passed through the nip area. In the heat roll fixing device that fixes a toner image on a recording medium by moving the pressure roll, the pressure roll is configured such that the outer periphery of the elastic material layer can be locally elastically displaced in the nip area in the direction of movement thereof. A heat roll fixing device characterized by: 5. The heat roll fixing device according to claim 4, wherein the heat roll and the pressure roll are rotatably fixed by an interaxial fixing method to form a nip area.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5579097A (en) * 1992-07-13 1996-11-26 Mita Industrial Co., Ltd. Xerographic printing and sheet processing apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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