JPH08286541A

JPH08286541A - 定着装置

Info

Publication number: JPH08286541A
Application number: JP9281495A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Kasahara; 伸夫笠原; Yasuhiko Taguchi; 泰彦田口; Katsuhiro Echigo; 勝博越後; Hiroyuki Shibaki; 弘幸芝木; Jun Yura; 純由良
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-04-18
Filing date: 1995-04-18
Publication date: 1996-11-01
Anticipated expiration: 2018-04-21
Also published as: JP3397934B2

Abstract

(57)【要約】【目的】薄肉の芯金を有する定着ローラであっても所望
の強度が得られ、しかも薄肉の芯金を有する定着ローラ
の利点を大幅に損なうことなく享受することができる定
着装置を提供する。【構成】補強部材１２は板状体をリング形状に形成して
なり、かつその外縁部に定着ローラ１の芯金パイプ１０
の内周面に幅を持って当接する円筒状舌部１３が設けら
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内部に熱源を備え、薄
肉の芯金を有する定着ローラと、該定着ローラの外周面
に当接される加圧ローラとを有し、前記定着ローラ内に
円筒形状を保持するための補強部材が設けられている定
着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記形式の定着装置は周知であり、プリ
ンタ、複写機、ファクシミリ等の主に普通紙を用いる画
像形成装置に付設されている。この種の定着装置は、定
着ローラに薄肉の芯金を使用しているため、定着ローラ
自体の熱容量を小さくでき、定着ローラの立上り時間の
短縮や省電力化が図られるものである。しかし、図７に
示す定着ローラ１００と加圧ローラ１０１を有する一般
的な構成の定着装置において、定着ローラ１００が薄肉
ローラであると、機械的強度が弱いため、図８に示すよ
うな撓みが生じたり、図９に示すような加圧ローラ１０
１に圧接する部分が軸方向につぶれたりする恐れがあ
る。そして、定着ローラ１００が撓めば加圧ローラ１０
１との間で隙間が生じて定着不良を起こし、定着ローラ
１００がつぶれれば、定着ローラ１００の破損を引き起
こすという問題が発生した。

【０００３】このような問題を解消するため、特開昭６
１−５９３８１号公報には定着ローラ内に複数の断熱補
強リングが嵌合され、この補強リングに複数本のリング
支持棒を架け渡すようにして支持させている。また、実
開昭５６−７９４９号公報には定着ローラの内周面に複
数の補強リブを設けることが開示されている。

【０００４】上記したそれぞれの定着装置は、定着ロー
ラの強度が増すので、上記した撓みやつぶれが軽減する
ことができ、それに起因する定着不良や定着ローラの破
損を防止することができるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た前者の定着装置では定着ローラ内に幾つもの部材を設
置することは薄肉ローラで熱容量を小さくした利点が大
幅に損なわれるとともに、リング支持棒がヒータからの
光を遮断して定着ローラの温度ムラの発生を引き起こす
恐れがあった。

【０００６】また、後者の定着装置も定着ローラに所望
の強度得られる補強リブを設けると、薄肉ローラで熱容
量を小さくした利点が大幅に損なわれてしまうという問
題があった。

【０００７】本発明は、上記した従来の問題を解消し、
薄肉の芯金を有する定着ローラであっても所望の強度が
得られ、しかも薄肉の芯金を有する定着ローラの利点を
大幅に損なうことなく享受することができる定着装置を
提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、内部に熱源を備え、薄肉の芯金を有する定
着ローラと、該定着ローラの外周面に当接される加圧ロ
ーラとを有し、前記定着ローラ内に円筒形状を保持する
ための補強部材が設けられている定着装置において、前
記補強部材は板状体をリング形状に形成してなり、かつ
その外縁部に前記定着ローラの内周面に幅を持って当接
する円筒状舌部が設けられていることを特徴としてい
る。

【０００９】なお、前記補強部材に、リング形状の一部
を切り離す切り離し部が設けられていると、効果的であ
る。また、前記補強部材に、その一部を切り取って形成
される切り欠きが複数個設けられていると、効果的であ
る。

【００１０】さらに、前記定着ローラの芯金と前記補強
部材とが同材質で作られていると、効果的である。さら
に、前記補強部材が前記定着ローラの中央側と両端側と
の位置に設けられ、中央側の補強部材より両端側の補強
部材が小さい熱容量に設定されていると、効果的であ
る。

【００１１】さらに、前記補強部材が前記定着ローラの
芯金に、前記円筒状舌部若しくはその近傍に付着した高
耐熱性接着材で固定されていると、効果的である。さら
に、前記補強部材が前記定着ローラの中央側と両端側と
の位置に設けられ、両端側の補強部材のリング内径が中
央側の補強部材のリング内径より小径であると、効果的
である。

【００１２】さらに、前記補強部材が前記定着ローラの
中央側と両端側との位置に設けられ、両端側の補強部材
の位置はそれぞれ前記熱源の発熱部より外側であるこ
と、効果的である。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に従って説
明する。図１は、本発明に係る定着装置の一実施例を示
す側面図、図２はその定着装置の定着ローラ縦断面図で
ある。

【００１４】図１及び図２において、定着装置は定着ロ
ーラ１とこれに圧接される加圧ローラ２とを有し、定着
ローラ１は表面にテフロン（商品名）等の耐熱離型性材
料からなる離型層１１が形成された芯金パイプ１０と、
該芯金パイプ１０内に配置された熱源としての２本のヒ
ータ３，４とを備えている。芯金パイプ１０の材質は、
本例の場合、熱伝導性、機械的強度及びコスト面でバラ
ンスの取れたアルミ、鉄で作られており、またその肉厚
は０．３〜０．８mm程度の薄いものが用いられている。
さらに、芯金パイプ１０の外径は２０〜４０mm程度の大
きさに設定されている。この定着ローラ１は、熱容量が
極めて小さいので、その立上り時間の短縮や省電力化が
図られるものである。

【００１５】また、上記ヒータ３，４としては本例の場
合、熱応答性、耐久性に優れたハロゲンランプが用いら
れており、２本のヒータ３，４はそれぞれ両端がブラケ
ット７，８に保持され、ブラケット７，８は図示してい
ない位置で側板２０，２１に固定されている。この２本
のヒータ３，４は、加熱する発熱部５，６の領域を異な
るように設定されており、本例では各種サイズの転写材
がセンター基準で搬送されるものであって、ヒータ３の
発熱部５が最小サイズ紙の通紙部に対応して設けられ、
ヒータ４の発熱部６がこれ以外の部分、すなわち最大サ
イズ紙の通紙部に熱供給を行うように設けられている。
この２本ヒータ３，４は、最小サイズ紙を通紙すると
き、発熱部５が小サイズ紙に対応したヒータ３を点灯さ
せ、大サイズ紙を通紙するとき、ヒータ３，４とも点灯
させるように制御すれば、最小サイズ紙を連続して通紙
した直後に最大サイズ紙を通紙しても、オフセット、巻
き付き、ジャムの不具合の発生を防止することができ
る。

【００１６】定着ローラ１は、その両端に断熱ブッシュ
２２，２３が嵌合され、この断熱ブッシュ２２，２３に
軸受２４，２５が設けられており、定着ローラ１は断熱
ブッシュ２２，２３及び軸受２４，２５を介して側板２
０，２１に回転自在に支持されている。さらに、定着ロ
ーラ１の一端には、歯車２６が設けられ、図示していな
い駆動源からの駆動を伝達される。上記断熱ブッシュ２
２，２３は、定着ローラ１から側板２０，２１への熱放
散（熱伝導）を極力減らし、定着ローラ１の温度ムラの
低減、軸受２４，２５の耐久性の向上、省電力化を図る
ためのものである。なお、符号２７，２８は断熱ブッシ
ュ２２，２３及び歯車２６の止め具である。

【００１７】定着ローラ１内には、その円筒形状を保持
するための３個の補強部材１２ａ，１２ｂ，１２ｃが設
けられており、補強部材１２ａ，１２ｂは左右端部に配
置され、補強部材１２ｃは中央に配置されている。な
お、補強部材は個別に説明する場合には符号を１２ａ，
１２ｂ，１２ｃを付し、総称して説明する場合には符号
を１２を付す。また、補強部材１２は３個以上設けるこ
とも可能であるが、補強部材の数が増えれば、その分定
着ローラ１の熱容量が大きくなって定着ローラ１を薄肉
にした効果が薄れるため、好ましいとは言えない。

【００１８】補強部材１２は、図３（ａ），（ｂ）に示
すように、薄板状体のものをリング形状に形成してな
り、その外縁部に芯金パイプ１０の内周面に適宜な幅を
持って全面的に当接する円筒状舌部１３が設けられてい
る。この場合、補強部材１２は芯金パイプ１０内に締ま
りばめ状態で係合され、補強部材１２と芯金パイプ１０
の内壁とが一体的になるよう構成されている。

【００１９】このように、補強部材１２に円筒状舌部１
３を設けたことにより、該部が幅を持って芯金パイプ１
０の内周面に当接するので、補強部材１２が薄板状体の
ものから作られていても定着ローラ１の機械的強度が得
られる。従って、円筒状舌部１３により、補強部材１２
の倒れ、脱落を防止できるとともに、定着ローラ１の軸
方向のつぶれや撓みも防止できる。さらに、補強部材１
２は薄板状体のものから作られているので、定着ローラ
１の熱容量が大きくならず、立上り時間の短縮や省電力
化という効果を享受することができるものである。

【００２０】また、補強部材１２は芯金パイプ１０と熱
膨張率が同一か同程度にすることが好適であり、従って
補強部材１２は芯金パイプ１０と同一材質のものを用い
ることが有利である。補強部材１２と芯金パイプ１０の
熱膨張率が同一であれば、実使用時の温度上昇時に補強
部材１２が外れたり、あるいは芯金パイプ１０を強く押
し過ぎたりする恐れがなくなる。さらに、実使用時以外
でも定着ローラ１の切削、研削の機械加工時、テフロン
コート時、ローラ内面塗装時に温度上昇し、このとき補
強部材１２を予めパイプ内に係合させておくことが生産
性が大幅に向上するため有利であるが、この温度上昇時
にも熱膨張率が同一であれば、何ら問題が生じない。ま
た、上記補強部材１２はその肉厚を芯金パイプ１０とほ
ぼ同等にすることが好適であり、ちなみに、芯金パイプ
１０の肉厚が０．３mmの定着ローラ１において、肉厚が
１mmの補強部材１２を用いたときには問題となる温度ム
ラが発生したが、肉厚が０．５mmの補強部材１２を用い
たときには芯金パイプ１０の肉厚とあまり差がなく、何
ら不具合が生じなかった。

【００２１】また、図３（ａ），（ｂ）に示す補強部材
１２にはリング形状の一部を切り離す切り離し部１４が
設けられている。この切り離し部１４を設けたことによ
り、補強部材１２は上記した機械的強度を維持しつつ芯
金パイプ１０への装着時におけるスラスト負荷抵抗が軽
減される。よって、補強部材１２の装填作業が容易にな
り、生産性が向上する。

【００２２】さらに、図４（ａ），（ｂ）に示す補強部
材１２にはその円筒状舌部１３の一部を切り取って形成
される切り欠き１５が適当数設けられ、本例の場合、ほ
ぼ等間隔で８個の切り欠き１５が形成されている。この
切り欠き１５は、補強部材１２の機械的強度を維持でき
るように、スリット状に形成することが有利である。

【００２３】このように構成した補強部材１２は、機械
的強度を維持して芯金パイプ１０への装着時におけるス
ラスト負荷抵抗が軽減できので、補強部材１２の装填作
業が容易になる。

【００２４】なお、上記した補強部材１２は板金を絞り
加工することにより製作できるので、高精度でかつ低コ
スト化が図れる。上記実施例では、補強部材１２を芯金
パイプ１０に締まりばめ状態で係合させたが、補強部材
１２は高耐熱性の接着材を用いて芯金パイプ１０に固定
するようにしてもよい。この場合、適量の接着材を円筒
状舌部１３の外周面に付着して補強部材１２を芯金パイ
プ１０に係合させればよく、このとき円筒状舌部１３の
外形公差を締まりばめ係合より小径にしてもよいので、
芯金パイプ１０への装着時におけるスラスト負荷抵抗が
より軽減できる。よって、補強部材１２の装填作業が容
易になり、生産性がさらに向上することができる。

【００２５】ところで、定着ローラ１の両端部は対流熱
放散や軸受等を設けている等により中央領域との間で多
少の温度ムラが生じてしまう。このため、本発明では次
のような措置を講じて中央と両端部の温度ムラを極力小
さくするように構成している。

【００２６】まず、両端側に取り付けた補強部材１２
ａ，１２ｂは中央に取り付けた補強部材１２ｃよりも小
さい熱容量に設定する。この設定により、両端側に取り
付けた補強部材１２ａ，１２ｂの方が中央に取り付けた
補強部材１２ｃよりも熱の逃げる量が少なくなり、中央
と両端部の温度ムラを低減に寄与することができる。な
お、補強部材１２ａ，１２ｂの熱容量を補強部材１２ｃ
より小さくする方法としては、補強部材１２ａ，１２ｂ
の肉厚を補強部材１２ｃよりも薄くしたり、補強部材１
２ａ，１２ｂだけを図４に示すような切り欠き１５を設
けたものを使用したりすれば良い。

【００２７】また、両端側に取り付けた補強部材１２
ａ，１２ｂは、例えば、軸受近傍でヒータ４の発熱部６
より外側に設ける。このようにすれば、定着ローラ１内
部の熱がその両端から逃げることを補強部材１２ａ，１
２ｂによって抑制することができる。この場合、両端側
の補強部材１２ａ，１２ｂは中央の補強部材１２ｃより
も内径を小さく設定すれば、熱が逃げる空間面積が小さ
くなるので、より有利である。このとき、補強部材１２
ａ，１２ｂはそれ自体で内径を小さくしてもよいし、補
強部材１２ａ，１２ｂに内径を小さくする部材をヒータ
３，４に接触しないようにして貼付等で設けれてもよ
い。この貼付ける部材としては、断熱性があって熱容量
の小さいものを用いる。また、この構成は上記温度ムラ
を低減するだけでなく、ヒータ３，４の熱効率を高めて
省電力化の利点も得られる。

【００２８】なお、本発明の定着ローラ１は薄肉である
ため、加圧ローラ２の加圧力もおのずと限定されしま
う。そこで、定着ローラ１と加圧ローラ２は図５及び図
６に示すように、両ローラの中央部を中心として、例え
ば角度１〜２度クロスさせて加圧接触させることが好ま
しい。このクロス方式を採用すれば、クロスさせないで
平行に加圧接触させるものと比較し、定着ローラ１と加
圧ローラ２の機械的強度が小さいものを用いても定着ニ
ップ幅が均一で加圧力を大きくすることができる。そし
て、定着ローラ１と加圧ローラ２をクロスする位置に補
強部材１２ｃを取り付ければ、薄肉ローラであっても、
定着ローラ１のニップ幅の増大かつ均一化と、加圧力
（画圧）の増大化の効果が得られる。

【００２９】

【発明の効果】請求項１の構成によれば、補強部材は板
状体をリング形状に形成してなり、かつその外縁部に定
着ローラの内周面に幅を持って当接する円筒状舌部が設
けられているので、円筒状舌部の幅分が定着ローラの内
周面に当接するように嵌合でき、熱容量が小さい板状体
の補強部材であっても補強支持幅が大きく取ることがで
きる。

【００３０】請求項２の構成によれば、補強部材にリン
グ形状の一部を切り離す切り離し部が設けられているの
で、補強部材の定着ローラへの嵌め込みが容易になり、
生産性を向上することができる。

【００３１】請求項３の構成によれば、補強部材にその
一部を切り取って形成される切り欠きが複数個設けられ
ているので、請求項２と同様に補強部材の定着ローラへ
の嵌め込みを容易にすることができる。

【００３２】請求項４の構成によれば、定着ローラの芯
金と補強部材とが同材質で作られているので、芯金と補
強部材の熱膨張率も同じであり、実使用時の温度上昇時
に補強部材が外れたり、あるいは補強部材が芯金を強く
押し過ぎたりすることが防止することができる。

【００３３】請求項５の構成によれば、補強部材が定着
ローラの中央側と両端側との位置に設けられ、中央側の
補強部材より両端側の補強部材が小さい熱容量に設定さ
れているので、定着ローラの両端部と中央領域との間の
温度ムラを低減することができる。

【００３４】請求項６の構成によれば、補強部材が定着
ローラの芯金に、円筒状舌部若しくはその近傍に付着し
た高耐熱性接着材で固定されているので、円筒状舌部の
外形公差を締まりばめ係合より小径にしてもよく、補強
部材の芯金への装着時におけるスラスト負荷抵抗をより
軽減することができる。

【００３５】請求項７の構成によれば、補強部材が定着
ローラの中央側と両端側との位置に設けられ、両端側の
補強部材のリング内径が中央側の補強部材のリング内径
より小径であるので、対流熱放散等を抑えられ、温度ム
ラを低減するとともに熱源の加熱効率を高められる。

【００３６】請求項８の構成によれば、補強部材が定着
ローラの中央側と両端側との位置に設けられ、両端側の
補強部材の位置はそれぞれ熱源の発熱部より外側である
ので、温度ムラを低減するとともに熱源の加熱効率を高
められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る定着装置の一実施例を示す側面図
である。

【図２】その定着装置の縦中央拡大断面図である。

【図３】補強部材の一例を示し、（ａ）は正面図、
（ｂ）はその断面図である。

【図４】補強部材の別の例を示し、（ａ）は正面図、
（ｂ）はその平面図である。

【図５】定着ローラと加圧ローラ２をクロス方式で加圧
接触させた定着装置の斜視図である。

【図６】クロス方式で加圧接触させた定着装置の平面図
である。

【図７】従来の定着装置を示す説明図である。

【図８】従来の定着装置の不具合の一例を示す説明図で
ある。

【図９】従来の定着装置の別の不具合を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１定着ローラ２加圧ローラ３，４ヒータ５，６発熱部１０芯金パイプ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ補強部材１３円筒状舌部１４切り離し部１５切り欠き

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者芝木弘幸東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者由良純東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に熱源を備え、薄肉の芯金を有する
定着ローラと、該定着ローラの外周面に当接される加圧
ローラとを有し、前記定着ローラ内に円筒形状を保持す
るための補強部材が設けられている定着装置において、前記補強部材は板状体をリング形状に形成してなり、か
つその外縁部に前記定着ローラの内周面に幅を持って当
接する円筒状舌部が設けられていることを特徴とする定
着装置。
【請求項２】請求項１に記載の定着装置において、前
記補強部材に、リング形状の一部を切り離す切り離し部
が設けられていることを特徴とする定着装置。
【請求項３】請求項１または２に記載の定着装置にお
いて、前記補強部材に、その一部を切り取って形成され
る切り欠きが複数個設けられていることを特徴とする定
着装置。
【請求項４】請求項１ないし３の何れか１つに記載の
定着装置において、前記定着ローラの芯金と前記補強部
材とが同材質で作られていることを特徴とする定着装
置。
【請求項５】請求項１ないし４の何れか１つに記載の
定着装置において、前記補強部材が前記定着ローラの中
央側と両端側との位置に設けられ、中央側の補強部材よ
り両端側の補強部材が小さい熱容量に設定されているこ
とを特徴とする定着装置。
【請求項６】請求項１ないし５の何れか１つに記載の
定着装置において、前記補強部材が前記定着ローラの芯
金に、前記円筒状舌部若しくはその近傍に付着した高耐
熱性接着材で固定されていることを特徴とする定着装
置。
【請求項７】請求項１ないし６の何れか１つに記載の
定着装置において、前記補強部材が前記定着ローラの中
央側と両端側との位置に設けられ、両端側の補強部材の
リング内径が中央側の補強部材のリング内径より小径で
あることを特徴とする定着装置。
【請求項８】請求項１ないし７の何れか１つに記載の
定着装置において、前記補強部材が前記定着ローラの中
央側と両端側との位置に設けられ、両端側の補強部材の
位置はそれぞれ前記熱源の発熱部より外側であることを
特徴とする定着装置。