JPH0561767U - 加圧ローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加圧ローラからの熱損失を防止するととも
に、加熱ローラに加える長手方向の圧力を均一化する。 【構成】 加圧ローラ１を加熱ローラに対して圧接して
配置すると、軸体１１にリング状栓１２ａおよび１２ｂ
を介して気密的に固着されたバルーンチューブ１３内の
空気が圧縮されるとともに移動して、バルーンチューブ
１３の加熱ローラと接触する部分が引っ込むとともにバ
ルーンチューブ１３の加熱ローラとは反対側の部分が膨
らんで、パスカルの原理に基づく圧縮空気の加圧作用に
より加熱ローラに長手方向で見て均一な圧力が加えら
れ、ニップ幅が形成される。したがって、加熱ローラと
加圧ローラ１とを回転させながら両者間に被定着物を付
着する記録媒体を通過させると、被定着物が記録媒体に
加熱・加圧定着される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は加圧ローラに関し、特に記録媒体の表面に被定着物を加熱・加圧定着 させる熱定着装置における加圧ローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】

紙，フィルム等の記録媒体の表面に粉体状着色材（トナー）等の被定着物を定 着させるプロセスをもつ画像形成装置（ハードコピー出力装置）では、一般的に ローラ型の熱定着装置が用いられている。このローラ型の熱定着装置は、一対の 加熱ローラおよび加圧ローラがその長手方向に一様に外接して等周速回転する２ ローラ外接構造を基本としており、内部にヒータを有する加熱ローラと加熱ロー ラに圧接する加圧ローラとの間に加熱ローラおよび加圧ローラを回転させながら 被定着物を転写された記録媒体を挟み込んで、被定着物を熱溶融しながら同時に 加圧して記録媒体に定着させるものである。

【０００３】 このような熱定着装置では、従来、金属製の軸体の外周面にフッソ樹脂等のコ ーティング層を被覆した硬性の加圧ローラや、金属製の軸体の外周面に金型加工 等により耐熱性の合成ゴム層を肉厚に成形し外周面を研磨加工により研磨した軟 性の加圧ローラ等が用いられていた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上述した従来の加圧ローラは、金属製の軸体の外周面にフッソ樹脂等のコーテ ィング層を被覆したり耐熱性合成ゴム層を肉厚に成形したりして形成されていた ので、コーティング層や合成ゴム層を介して熱が金属製の軸体に逃げやすく、熱 損失が大きいという問題点があった。

【０００５】 また、記録媒体への被定着物の加熱定着に際しての必要時間の確保のための圧 接部の幅、いわゆるニップ幅を形成するために、ゴム硬度を考慮しなければなら なず、ゴム硬度を考慮した場合でも長手方向で圧力不均一になるおそれがあり、 記録媒体を均一の圧力の下で搬送することが難しいという問題点があった。

【０００６】 さらに、加圧機構が必要となり、熱定着装置の寸法が大きくなるとともにコス トもアップするという問題点もあった。

【０００７】 本考案の目的は、上述の点に鑑み、バルーンチューブ内に空気を充填して加熱 ローラに弾性的に圧接させるようにした加圧ローラを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案の加圧ローラは、圧接する加熱ローラと加圧ローラとの間に被定着物が 付着された記録媒体を通過させることにより記録媒体の表面に被定着物を加熱・ 加圧定着させる熱定着装置において、曲げ剛性の高い軸体と、この軸体の両端部 に気密的に固着された耐熱性エラストマ材でなる一対のリング状栓と、これらリ ング状栓の外周面に両端内周面を気密的に固着され内部に空気が充填された耐熱 性エラストマ材でなるバルーンチューブとを有することを特徴とする。

【０００９】

【作用】

本考案の加圧ローラでは、あらかじめ所定のニップ幅を形成するようにバルー ンチューブ内の空気圧を調整しておく。加圧ローラを加熱ローラに対して圧接し て配置すると、バルーンチューブ内の空気が圧縮されるとともに移動して、バル ーンチューブの加熱ローラと接触する部分が引っ込むとともにバルーンチューブ の加熱ローラとは反対側の部分が膨らんで、パスカルの原理に基づく圧縮空気の 加圧作用により加熱ローラに長手方向で見て均一な圧力が加えられ、ニップ幅が 形成される。したがって、加熱ローラと加圧ローラとを回転させながら両者間に 被定着物を付着する記録媒体を通過させると、被定着物が記録媒体に加熱・加圧 定着される。

【００１０】

【実施例】 次に、本考案について図面を参照して詳細に説明する。

【００１１】 図４は、本考案の一実施例に係る加圧ローラ１が配設された熱定着装置の構成 を示す横断面図である。この熱定着装置は、加圧ローラ１と、加圧ローラ１が圧 接され回転駆動される加熱ローラ２と、加熱ローラ２の内側に空隙を介して配設 されたヒータ３とから、その主要部が構成されている。なお、図４中、符号４は 感光体、５は転写極、Ｓは紙，フィルム等の記録媒体、Ｔは被定着物としてのト ナーをそれぞれ示す。

【００１２】 図１は、本実施例の加圧ローラ１を示す縦断面図である。加圧ローラ１は、軸 体１１と、軸体１１の両端部に固着されたリング状栓１２ａおよび１２ｂと、リ ング状栓１２ａおよび１２ｂに両端内周面が固着されたバルーンチューブ１３と から構成されており、バルーンチューブ１３内には空気が充填されている。

【００１３】 軸体１１は、曲げの剛性が高いアルミニューム，ステンレススチール等の金属 あるいは合成樹脂で円柱体に形成されている。なお、図１および図２中、符号１ １ａおよび１１ｂは軸体１１の両端に突設された支軸をそれぞれ示す。

【００１４】 リング状栓１２ａおよび１２ｂは、耐熱性エラストマ材で輪状に形成され、軸 体１１の両端外周面に接着剤により化学結合接着によって気密的に接着されてい る。

【００１５】 バルーンチューブ１３は、耐熱性エラストマ材で管状に形成され、リング状栓 １２ａおよび１２ｂの外周面に接着剤により化学結合接着によって気密的に接着 されている。

【００１６】 リング状栓１２ａおよび１２ｂならびにバルーンチューブ１３を形成する耐熱 性エラストマ材としては、テトラフルオロエチレンプロピレン系，フッ化ビニリ デン系等のフッ素系、フルオロシリコーン系等のシリコーン系のエラストマ材ば かりでなく、アクリル系，ニトリル系，エピクロルヒドリン系，エチレンプロリ レン系，非共役ジエン３元共重合体等の汎用エラストマ材が使用可能である。ま た、条件によっては、ネオプレン系，ブタジエン系，イソプレン系等のエラスト マ材も使用可能である。

【００１７】 バルーンチューブ１３内に空気を注入するには、例えば図３に示すように、リ ング状栓１２ｂ（または１２ａ）に注射針１４を刺し入れて、注射針１４を介し て圧縮空気をバルーンチューブ１３内に送り込むことによって行うことができる 。なお、注射針１４を刺し入れた孔跡からの空気漏れが心配な場合には、注射針 １４にシール材を付着させてからリング状栓１２ｂ（または１２ａ）に注射針１ ４を刺し入れるとよい。バルーンチューブ１３内の空気圧は、０．１〜１．０ｋ ｇ／ｃｍ² で、好ましくは０．２〜０．５ｋｇ／ｃｍ² である。

【００１８】 加圧ローラ１は、図２に示すように、加熱ローラ２に圧接するように配置され ていて、圧接配置された状態でバルーンチューブ１３内の空気が圧縮されるとと もに移動して、バルーンチューブ１３の加熱ローラ２と接触する部分が引っ込む とともにバルーンチューブ１３の加熱ローラ２とは反対側の部分が膨らんで、パ スカルの原理に基づく圧縮空気の加圧作用により加圧ローラ１自体が加圧機構の 役目をして加熱ローラ２に長手方向で見て均一な圧力を加え、図４に示すように 、比較的幅の広いニップ幅を形成する。また、加圧ローラ１は、加熱ローラ２に 圧接配置された状態で、加熱ローラ２の回転駆動に従動して回転するようになっ ている。

【００１９】 加熱ローラ２は、アルミニューム，ステンレススチール等の剛性が高い金属中 空円筒体で形成され、図示しない駆動源により被駆動歯車２１を介して回転駆動 されるようになっている。

【００２０】 ヒータ３は、例えばニッケル−クローム線等の金属抵抗体を配したカートリッ ジ型の発熱体で形成されている。

【００２１】 次に、このように構成された本実施例の加圧ローラ１を配設する熱定着装置の 動作について説明する。

【００２２】 記録媒体Ｓが搬送されるのに伴って、転写極５により感光体４上のトナーＴが 記録媒体Ｓ上に転写されて、回転駆動する加熱ローラ２とこれに従動する加圧ロ ーラ１との間に記録媒体Ｓが送り込まれる。

【００２３】 加熱ローラ２は、ヒータ３からの加熱によって高温となっているため、記録媒 体Ｓの表面に接触してトナーＴを熱溶融させると同時に、熱溶融されたトナーＴ を加圧ローラ１からの均一な接触圧力で加圧して、記録媒体Ｓの表面に確実に定 着させる。

【００２４】 トナーＴを定着された記録媒体Ｓは、加熱ローラ２の回転運動と加圧ローラ１ に従動回転とに伴って矢印方向に送り出される。

【００２５】 なお、上記実施例の説明では、加熱ローラ２を駆動側としたが、加圧ローラ１ を駆動側としてもよく、また加熱ローラ２および加圧ローラ１の両者を駆動させ てもよい。

【００２６】 また、加圧ローラ１のバルーンチューブ１３内に空気を充填する方法として、 注射針１４を使用する方法を例示したが、他の方法でバルーンチューブ１３内に 空気を充填するようにしてもよいことはいうまでもない。

【００２７】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、軸体とバルーンチューブとが空気を介 して離間されているので、空気の断熱作用により熱損失が少なく、低消費電力の 熱定着装置を提供することができるという効果がある。

【００２８】 また、バルーンチューブ内の空気圧の変更のみでニップ幅を変更でき、最適な 熱定着条件を容易に設定できるという効果がある。

【００２９】 さらに、バルーンチューブ内に充填された空気によって加圧作用が得れるとと もに、長手方向で見て均一な圧力を加熱ローラに加えることができるという効果 がある。

【００３０】 さらにまた、加圧機構が不要になるとともに、空気部分のために加圧ローラ自 体が軽量になることにより、小型かつ軽量の熱定着装置を提供することができる という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る加圧ローラの構成を示
す縦断面図である。

【図２】本実施例の加圧ローラが配設された熱定着装置
を示す縦断面図である。

【図３】本実施例の加圧ローラへの空気の注入方法を例
示する要部断面図である。

【図４】本実施例の加圧ローラが配設された熱定着装置
を示す横断面図である。

【符号の説明】

１ 加圧ローラ ２ 加熱ローラ ３ ヒータ ４ 感光体 ５ 転写極 １１ 軸体 １１ａ，１１ｂ 支軸 １２ａ，１２ｂ リング状栓 １３ バルーンチューブ １４ 注射針 Ｓ 記録媒体 Ｔ トナー（被定着物）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧接する加熱ローラと加圧ローラとの間
   に被定着物が付着された記録媒体を通過させることによ
   り記録媒体の表面に被定着物を加熱・加圧定着させる熱
   定着装置において、 曲げ剛性の高い軸体と、 この軸体の両端部に気密的に固着された耐熱性エラスト
   マ材でなる一対のリング状栓と、 これらリング状栓の外周面に両端内周面を気密的に固着
   され内部に空気が充填された耐熱性エラストマ材でなる
   バルーンチューブとを有することを特徴とする加圧ロー
   ラ。