JPH09197870A - Thermal fixing device - Google Patents

Thermal fixing device

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JPH09197870A
JPH09197870A JP509296A JP509296A JPH09197870A JP H09197870 A JPH09197870 A JP H09197870A JP 509296 A JP509296 A JP 509296A JP 509296 A JP509296 A JP 509296A JP H09197870 A JPH09197870 A JP H09197870A
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JP
Japan
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heat
roller
heat generating
generating roller
fixing device
Prior art date
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Pending
Application number
JP509296A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yumiko Suzuki
由美子 鈴木
Takeshi Takemoto
武 竹本
Takashi Kimura
隆 木村
Shinichi Adachi
真一 安達
Kazuto Kishi
和人 岸
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.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh 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 Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP509296A priority Critical patent/JPH09197870A/en
Publication of JPH09197870A publication Critical patent/JPH09197870A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Fixing For Electrophotography (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To secure sufficient deflection strength corresponding to a high speed machine and to simultaneously solve failure caused by heat transfer due to securing strength in the case of miniaturizing of a diameter and thinning(making small in volume) a heat generating roller so as to shorten the rising time of the heat generating roller for set temperature and to eliminate preliminary heating at standby time in a thermal fixing device having a surface heat generating type heat generating roller. SOLUTION: The thermal fixing device 2 is composed of the heat generating roller 4, a pressure roller 6 and a pressing means 8 making the pressure roller 6 in press-contact with the heat generating roller 4 in substance. The heat generating roller 4 consists of a substrate 10, an exothermic resistor 12 formed on its surface and being as a heat source, a heat-resistant resin layer 14 forming an outermost surface and having high mold releasability and a reinforcing pipe 16. Plural vertically long ribs 10b are formed at the inner wall surface 10a of the substrate 10, and support the reinforcing pipe 16 so as to be in a heat-insulating state.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、電子写真プリンタ等の電子写真記録装置に用いら
れる定着装置に関し、詳しくは、紙、フィルム等の記録
材面上に形成された加熱溶融性のトナーからなる画像を
加熱して永久固着画像として定着する熱定着装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fixing device used in an electrophotographic recording device such as a copying machine, a facsimile, and an electrophotographic printer, and more specifically, it is heated and melted on the surface of a recording material such as paper or film. The present invention relates to a heat fixing device that heats an image made of a volatile toner to fix it as a permanently fixed image.

【0002】[0002]

【従来の技術】複写機やプリンタ等の電子写真方式によ
る画像形成装置では、一般に、記録紙に付着(転写)し
た現像剤(トナー)を加熱融解することで定着を行う熱
定着装置が用いられている。この熱定着方式による代表
的な定着装置は、内部にハロゲンランプを備えた発熱ロ
ーラに加圧ローラを圧接配置し、発熱ローラと加圧ロー
ラのニップ部(相互圧接部)に転写紙を搬送してハロゲ
ンランプの熱と加圧力で転写紙上の現像剤を溶融・定着
させるように構成されている。
2. Description of the Related Art In an image forming apparatus of an electrophotographic system such as a copying machine or a printer, a heat fixing device for fixing a developer (toner) adhered (transferred) to a recording sheet by heating and melting is generally used. ing. A typical fixing device based on this heat fixing method is such that a pressure roller is arranged in pressure contact with a heat roller having a halogen lamp inside, and the transfer paper is conveyed to a nip portion (mutual pressure contact portion) between the heat roller and the pressure roller. The heat and pressure of the halogen lamp melts and fixes the developer on the transfer paper.

【0003】ところが、このような輻射熱方式の定着装
置では、加熱効率(熱伝導特性)が低いため、発熱ロー
ラが現像剤の溶融に必要な温度まで昇温するのに数分の
時間を要し、立ち上がり時間(ウォームアップ時間)が
長くなる。このため、操作開始後の速やかな記録(コピ
ー又はプリント)開始という使用性の向上を実現するた
めには、記録動作を行っていない待機時においても熱源
としてのハロゲンランプに電力を供給し、発熱ローラを
常時一定の温度に保っておく必要がある。しかしなが
ら、このように熱源に常時電力を供給する方式では、画
像形成装置全体の消費電力に対する待機時電力の占める
割合が大きく、画像形成装置の低消費電力化の妨げとな
っている。
However, in such a radiant heat type fixing device, since the heating efficiency (heat conduction characteristic) is low, it takes several minutes for the heating roller to heat up to the temperature required for melting the developer. , The rise time (warm-up time) becomes longer. For this reason, in order to improve the usability of promptly starting recording (copying or printing) after the operation is started, power is supplied to the halogen lamp as a heat source to generate heat even in the standby state when no recording operation is performed. It is necessary to keep the roller at a constant temperature at all times. However, in such a system in which the power is constantly supplied to the heat source, the standby power consumption occupies a large proportion of the power consumption of the entire image forming apparatus, which hinders reduction of the power consumption of the image forming apparatus.

【0004】そこで、このような問題の解消を目的とし
て、金属やセラミックなどから成る筒状の基体の外表面
に発熱体パターンを印刷あるいは溶射等の手法により付
着させた発熱ローラが提案されている。このような発熱
ローラを用いた場合、ローラ表面で熱が発生するので、
その加熱効率が高まり、立ち上がり時間の大幅な短縮が
可能となる。しかしながら、このような発熱ローラにお
いても待機時間の電力供給を回避するためには、その立
ち上がりを速くしなければならず、そのためには、基体
の熱容量を小さくすることが効果的であることが知られ
ている。基体の熱容量を小さくするには、その体積を小
さくすればよく、また、体積を小さくするためには、径
を小さく、且つ、厚さを薄くすればよい。
Therefore, for the purpose of solving such a problem, there has been proposed a heating roller in which a heating element pattern is attached to the outer surface of a cylindrical substrate made of metal or ceramic by a method such as printing or thermal spraying. . When such a heating roller is used, heat is generated on the roller surface,
The heating efficiency is increased, and the rise time can be greatly shortened. However, even in such a heat generating roller, in order to avoid power supply during the standby time, it is necessary to speed up the rising thereof, and for that purpose, it is known that reducing the heat capacity of the substrate is effective. Has been. The heat capacity of the substrate can be reduced by reducing its volume, and the volume can be reduced by reducing its diameter and thickness.

【0005】しかしながら、一般に、転写紙にトナーを
効率よく定着させるためには、発熱ローラと加圧ローラ
との間に十分なニップを得るべく、発熱ローラに対する
加圧ローラの大きな圧接力を必要とする。このため、上
述のような方法により単純に基体の体積を小さくしただ
けの発熱ローラでは、加圧時における基体のたわみが大
きく、発熱ローラの機械的強度が低下する不具合があ
る。
However, in general, in order to efficiently fix the toner on the transfer paper, a large pressure contact force of the pressure roller to the heat roller is required in order to obtain a sufficient nip between the heat roller and the pressure roller. To do. For this reason, in the heat generating roller in which the volume of the base is simply reduced by the above-described method, the deflection of the base during pressurization is large, and the mechanical strength of the heat generating roller is reduced.

【0006】このような表面発熱型の発熱ローラのたわ
みを防止することを目的とした技術として、特開昭63
−249875号公報記載の「加熱定着装置」が知られ
ている。この加熱定着装置では、発熱ローラを加圧ロー
ラとの間で挟み込むように、いわゆるバックアップロー
ラとしてのたわみ防止ローラが備えられており、加圧ロ
ーラの圧接によって生じる発熱ローラのたわみを、たわ
み防止ローラで抑制するようになっている。また、特開
平5−188810号公報には、発熱ローラ自体の強度
を向上させるべく、合成樹脂製の発熱パイプを金属製の
補強パイプの外周に一体に成形する構成が開示されてい
る。
As a technique aiming at preventing the deflection of such a surface heating type heating roller, there is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. Sho 63-63.
A "heat fixing device" described in Japanese Patent No. 249875 is known. This heat fixing device is provided with a deflection preventing roller as a so-called backup roller so that the heat generating roller is sandwiched between the pressure roller and the heating roller. It is supposed to be suppressed by. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-188810 discloses a structure in which a synthetic resin heat generating pipe is integrally formed on the outer periphery of a metal reinforcing pipe in order to improve the strength of the heat generating roller itself.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
63−249875号公報記載のものでは、加圧ローラ
とたわみ防止ローラとで発熱ローラを上下から挟み込ん
でいるため、発熱ローラ自体に相応の強度が必要とな
り、上述のように発熱ローラの基体の厚さを薄くしてそ
の熱容量を小さくした場合には、発熱ローラ自体が加圧
ローラとたわみ防止ローラとの挟み込みの圧力で破壊さ
れてしまうという問題がある。このため、立ち上がり時
間の大幅な短縮は望めず、また十分な強度が要求される
高速機への対応も困難であった。また、特開平5−18
8810号公報記載のものでは、熱伝導性のよい金属製
の補強パイプに一体に発熱パイプを成形する構成である
ので、発熱ローラの熱容量を小さくしても、補強パイプ
に熱が逃げてしまうため、速やかな温度上昇は得られな
い。
However, in the one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-249875, since the heat generating roller is sandwiched between the pressure roller and the deflection preventing roller from above and below, the heat generating roller itself has a corresponding strength. If the thickness of the base of the heat generating roller is reduced to reduce its heat capacity as described above, the heat generating roller itself is destroyed by the pressure of the sandwiching between the pressure roller and the deflection preventing roller. There's a problem. For this reason, it was not possible to expect a drastic reduction in the rise time, and it was difficult to cope with high-speed machines that require sufficient strength. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No.
In the structure described in Japanese Patent No. 8810, since the heat generating pipe is integrally formed with the metal reinforcing pipe having good heat conductivity, heat escapes to the reinforcing pipe even if the heat capacity of the heat generating roller is reduced. However, a rapid temperature rise cannot be obtained.

【0008】なお、特開平4−371984号公報に
は、ハロゲンランプによる輻射熱方式の定着装置におい
て、ヒートローラの内壁面に軸方向に延びるリブを形成
して壁面面積を外周面面積より大きくし、受熱効率を高
める技術が開示されている。この技術は、本発明の対象
である表面発熱型の発熱ローラにおいて、リブ形成によ
る発熱ローラの強度向上を示唆し得るが、ただリブを設
けただけでは速やかな温度上昇と強度向上の両立は達成
できない。
In Japanese Patent Laid-Open No. 4-371984, in a radiant heat type fixing device using a halogen lamp, ribs extending in the axial direction are formed on the inner wall surface of the heat roller to make the wall surface area larger than the outer peripheral surface area. Techniques for increasing heat receiving efficiency are disclosed. This technique can suggest the improvement of strength of the heat-generating roller by forming ribs in the surface heat-generating heat-generating roller which is the object of the present invention. However, by merely providing the ribs, it is possible to achieve both rapid temperature increase and strength improvement. Can not.

【0009】本発明は、発熱ローラの所定の温度到達ま
での立ち上がり時間を短縮でき、よって所望の発熱が低
い消費電力で得られて経済性が高いとともに、十分な強
度が得られて高速機への対応も図れる熱定着装置の提供
を、その目的とする。
According to the present invention, the rise time until the heat roller reaches a predetermined temperature can be shortened, and thus desired heat generation can be obtained with low power consumption and high economical efficiency, and sufficient strength can be obtained for a high speed machine. It is an object of the present invention to provide a heat fixing device capable of dealing with the above.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、小径・薄肉化
(小体積化)の弊害を補強部材によりカバーするととも
に、該補強部材への熱移動を極力制限して速やかな温度
上昇と強度向上の両立を図る、という考えに基づいてい
る。具体的には、請求項1記載の発明では、表面近傍に
熱源を一体に有する中空状の発熱ローラと、この発熱ロ
ーラに圧接配置される加圧ローラとが備えられた熱定着
装置において、前記発熱ローラの内壁面の少なくとも一
部に凸部が形成され、この凸部で前記内壁面との間に間
隔を保持されて発熱ローラ内に補強部材が入れられてい
る、という構成を採っている。
According to the present invention, the adverse effects of small diameter and thinning (reduction in volume) are covered by a reinforcing member, and heat transfer to the reinforcing member is limited as much as possible to quickly raise the temperature and increase the strength. It is based on the idea of achieving both improvement. Specifically, in the invention according to claim 1, in a heat fixing device including a hollow heat generating roller integrally having a heat source near the surface and a pressure roller arranged in pressure contact with the heat generating roller, A convex portion is formed on at least a part of the inner wall surface of the heat generating roller, and a reinforcing member is inserted in the heat generating roller with a distance from the inner wall surface being maintained by the convex portion. .

【0011】請求項2記載の発明では、請求項1記載の
構成において、前記発熱ローラの周方向における前記凸
部の配設間隔が、前記発熱ローラと加圧ローラとの間に
形成されるニップ幅以下である、という構成を採ってい
る。請求項3記載の発明では、請求項1又は2記載の構
成において、前記補強部材がコイル状に形成されてい
る、という構成を採っている。請求項4記載の発明で
は、表面近傍に熱源を一体に有する中空状の発熱ローラ
と、この発熱ローラに圧接配置される加圧ローラとが備
えられた熱定着装置において、前記発熱ローラの内部に
コイル状の補強部材が入れられている、という構成を採
っている。
According to a second aspect of the present invention, in the structure according to the first aspect, a gap in which the convex portions are arranged in the circumferential direction of the heat roller is a nip formed between the heat roller and the pressure roller. The width is less than or equal to the width. According to a third aspect of the invention, in the configuration of the first or second aspect, the reinforcing member is formed in a coil shape. According to a fourth aspect of the present invention, in a heat fixing device provided with a hollow heat generating roller integrally having a heat source near the surface and a pressure roller arranged in pressure contact with the heat generating roller, the heat fixing device is provided inside the heat generating roller. The structure is such that a coil-shaped reinforcing member is inserted.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の一実施例(請求項1及び2に
対応)を図1乃至図4に基づいて説明する。図1及び図
2に示すように、熱定着装置2は、発熱ローラ4と、こ
の発熱ローラ4の軸心に沿って設けられた加圧ローラ6
と、加圧ローラ6を発熱ローラ4に圧接するための付勢
手段8,8とから概略構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention (corresponding to claims 1 and 2) will be described below with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 and 2, the heat fixing device 2 includes a heat generating roller 4 and a pressure roller 6 provided along the axis of the heat generating roller 4.
And a biasing means 8 for pressing the pressure roller 6 against the heat roller 4.

【0013】発熱ローラ4は、中空状の基体10と、こ
の基体10の表面に面状もしくは線状に形成された熱源
としての発熱抵抗体12と、発熱抵抗体12の表面に形
成された最外層としての耐熱樹脂層14と、基体10内
に挿入された補強部材としての補強パイプ16とから構
成されている(請求項1)。一方、加圧ローラ6は、金
属製丸棒から成る芯金18と、シリコンゴム等の離型性
の良いゴム層20とから構成されている。付勢手段8
は、図面上簡略表示しているが、コイルバネや板バネ等
の従来の加圧機構を採用している。付勢手段8による押
圧力Fで発熱ローラ4と加圧ローラ6は圧接されてお
り、これによって両ローラ間にはニップ部(相互圧接
部)nが形成される。
The heating roller 4 includes a hollow substrate 10, a heating resistor 12 as a heat source formed in a planar or linear shape on the surface of the substrate 10, and a heating resistor formed on the surface of the heating resistor 12. It is composed of a heat-resistant resin layer 14 as an outer layer and a reinforcing pipe 16 as a reinforcing member inserted in the base body 10 (claim 1). On the other hand, the pressure roller 6 is composed of a cored bar 18 made of a metal round bar and a rubber layer 20 such as silicon rubber having a good releasability. Biasing means 8
, Which is simply shown in the drawing, employs a conventional pressing mechanism such as a coil spring or a leaf spring. The heat generating roller 4 and the pressure roller 6 are brought into pressure contact with each other by the pressing force F by the urging means 8, whereby a nip portion (mutual pressure contact portion) n is formed between both rollers.

【0014】図3から明らかなように、基体10の内壁
面10aには、周方向に間隔をおいて凸部としての複数
のリブ10bが軸方向に形成されており、補強パイプ1
6はこれらのリブ10bの先端に接触する状態に圧入さ
れている。従って、基体10の内壁面10aと補強パイ
プ16との間には、リブ10bとの接触部位を除いて断
熱空間22が存在する。また、リブ10bの先端は曲率
の大きい湾曲状に形成されており、補強パイプ16はリ
ブ10bに線接触状態となっている。
As is apparent from FIG. 3, a plurality of ribs 10b as convex portions are axially formed on the inner wall surface 10a of the base body 10 at intervals in the circumferential direction.
6 is pressed into contact with the tips of these ribs 10b. Therefore, the heat insulating space 22 exists between the inner wall surface 10a of the base body 10 and the reinforcing pipe 16 except for the contact portion with the rib 10b. Further, the tip of the rib 10b is formed in a curved shape having a large curvature, and the reinforcing pipe 16 is in line contact with the rib 10b.

【0015】基体10の材料としては、ガラスやセラミ
ックス、樹脂、あるいはAl、SUS等の金属を採用す
ることができる。但し、金属を用いる場合には、発熱抵
抗体12との電気的絶縁のためにSiO2 、ポリイミド
(PI)等の樹脂材料による絶縁層を設ける必要があ
る。発熱抵抗体12は、セラミック発熱体、ニクロム、
Ta2N、RuO2 、Ag/Pd等の発熱抵抗を基体1
0の表面に溶射、塗布、印刷等の手法で形成することが
できる。耐熱樹脂層14は、トナーとの離型性を向上さ
せるとともに、他の部材と発熱抵抗体12との接触で発
熱抵抗体12が損傷するのを防ぎ、また、発熱抵抗体1
2を電気的に絶縁する目的で設けられるもので、テフロ
ン等を採用できる。補強パイプ16の材料としては、セ
ラミックス、樹脂あるいはSUS、アルミニウム等の金
属のいずれでも良い。望ましくは、熱膨張率が基体10
とあまり変わらないものが良い。
As the material of the substrate 10, glass, ceramics, resin, or metal such as Al or SUS can be used. However, when a metal is used, it is necessary to provide an insulating layer made of a resin material such as SiO 2 or polyimide (PI) for electrical insulation with the heating resistor 12. The heating resistor 12 is a ceramic heating element, nichrome,
The heat generating resistance of Ta 2 N, RuO 2 , Ag / Pd, etc.
It can be formed on the surface of No. 0 by a method such as thermal spraying, coating, or printing. The heat-resistant resin layer 14 improves the releasability from the toner, prevents the heat-generating resistor 12 from being damaged by the contact of the heat-generating resistor 12 with other members, and also heat-generating resistor 1
It is provided for the purpose of electrically insulating 2, and Teflon or the like can be adopted. The material of the reinforcing pipe 16 may be ceramics, resin, or metal such as SUS or aluminum. Desirably, the substrate 10 has a coefficient of thermal expansion.
The one that does not change much is better.

【0016】本実施例の具体的構成は以下の通りであ
る。 ・発熱ローラ4の直径D=30mm(図1) ・基体10の肉厚t=1mm(図3) ・基体10の材質:液晶ポリマー ・基体10に形成したリブ10bの高さh=1mm(図
3) ・発熱抵抗体12への供給電力:800W ・発熱ローラ4の加熱部の幅L=305mm(図1) ・発熱ローラ4の設定温度:180℃
The specific configuration of this embodiment is as follows. -Diameter D of heating roller 4 = 30 mm (Fig. 1) -Thickness of substrate 10 = 1 mm (Fig. 3) -Material of substrate 10: liquid crystal polymer-Height h of rib 10b formed on substrate 10 = 1 mm (Fig. 3) -Power supplied to the heating resistor 12: 800 W-Width L of the heating portion of the heating roller 4 = 305 mm (Fig. 1) -Set temperature of the heating roller 4: 180 ° C

【0017】上記構成の下、発熱ローラ4を駆動(加圧
ローラ6は従動回転)してニップ部nにトナー画像の形
成された転写紙(図示せず)を通紙した結果、発熱ロー
ラ4にたわみを生じない状態で、転写紙上にトナー画像
を乱すことなく良好に定着することができた。発熱ロー
ラ4のたわみが生じないのは、基本的には補強パイプ1
6の曲げ強度によるものであるが、基体10に形成され
たリブ10bも補強部材としての機能を呈するものであ
り、補強パイプ16とリブ10bの強度機能が相まった
結果である。
Under the above structure, the heat roller 4 is driven (the pressure roller 6 is driven to rotate) and the transfer paper (not shown) having the toner image formed thereon is passed through the nip portion n. It was possible to satisfactorily fix the toner image on the transfer sheet without disturbing the toner image without causing any bending. Deflection of the heat generation roller 4 is basically caused by the reinforcement pipe 1
Although it is due to the bending strength of No. 6, the rib 10b formed on the base body 10 also functions as a reinforcing member, and this is a result of the strength function of the reinforcing pipe 16 and the rib 10b being combined.

【0018】また、本実施例において、印刷スタートス
イッチをONにしてから、発熱ローラ4の温度が設定温
度180℃に到達するまでの時間、すなわち、立ち上が
り時間を測定した結果、5秒であった。因みに、基体1
0にリブ10bを形成しない場合(補強パイプ16の
み)を比較例として作製し、これについて立ち上がり時
間を測定した結果、12秒であった。以上の結果から、
基体10にリブ10bを形成してこのリブ10bで補強
パイプ16を断熱状態に保持する構成とすることによ
り、補強パイプ16への熱移動を極力抑制することがで
き、補強パイプ16の機能を、文字通り、補強のみに止
めることができることが判る。従って、基体10の小径
・薄肉化(小体積化)に伴う補強と、補強部材の存在に
よる放熱、という相反する構成の問題を解消できる。
In this embodiment, the time from when the print start switch is turned on to when the temperature of the heat generating roller 4 reaches the set temperature of 180 ° C., that is, the rising time is measured and it is 5 seconds. . Incidentally, the base 1
The case where the rib 10b was not formed in 0 (reinforcing pipe 16 only) was prepared as a comparative example, and the rise time was measured for this, and it was 12 seconds. From the above results,
By forming the rib 10b on the base 10 and holding the reinforcing pipe 16 in a heat insulating state by the rib 10b, heat transfer to the reinforcing pipe 16 can be suppressed as much as possible, and the function of the reinforcing pipe 16 is Literally, it turns out that it can be stopped only by reinforcement. Therefore, it is possible to solve the contradictory problems of the reinforcement due to the smaller diameter and thinner wall (smaller volume) of the base body 10 and the heat radiation due to the presence of the reinforcing member.

【0019】また、本実施例におけるリブ10bの配設
間隔Pは、図4(a)に示すように、ニップ部nの幅N
に対してP≦Nの条件を満足するように設定されている
(請求項2)。配設間隔の条件をP>Nとすると、図4
(c)に示すように、ニップ部nに発熱ローラ4の補強
部分(リブ10b)が入らない場合が生じ、圧接力Fに
よって薄肉化された発熱ローラ4に変形(ひいては発熱
抵抗体12の部分的抵抗値変化による表面温度分布の不
均一)を来す懸念があるが、P≦Nとした場合、図4
(b)に示すように、ニップ部nに常に補強部分がかか
ることになり、上記不具合を回避することができる。
Further, the arrangement interval P of the ribs 10b in this embodiment is, as shown in FIG. 4 (a), the width N of the nip portion n.
Is set so as to satisfy the condition of P ≦ N (Claim 2). Assuming that the arrangement interval condition is P> N, FIG.
As shown in (c), the reinforcing portion (rib 10b) of the heat-generating roller 4 may not enter the nip portion n, and the pressure-contact force F deforms the thinned heat-generating roller 4 (and thus the portion of the heat-generating resistor 12). There is a concern that the surface temperature distribution may become uneven due to the change in the static resistance value.
As shown in (b), the reinforcing portion is always applied to the nip portion n, and the above-mentioned problem can be avoided.

【0020】図5及び図6は、請求項3に対応する実施
例を示すものである。この例で示す熱定着装置24は、
発熱ローラ26と、この発熱ローラ26の軸心に沿って
設けられた加圧ローラ6と、加圧ローラ6を発熱ローラ
4に圧接するための付勢手段8,8とから概略構成され
ている。発熱ローラ26において上記例と異なる点は、
補強部材としてコイルバネ28を用いていることである
(請求項3)。コイルバネ28は発熱ローラ26の長さ
分、連続的に巻いたものでもよいが、本実施例では図5
に示すように、基体10のリブ10bによる強度向上を
考慮して、発熱ローラ26の両端部と中央部に密部分が
存在する断続巻き形状として軽量化、素材の効率的使用
を図っている。コイルバネ28の各コイル(単位ルー
プ)はリブ10bにほぼ点接触した状態となるため、上
記例と同様に、基体10からコイルバネ28への熱移動
抑制機能が得られる。
FIG. 5 and FIG. 6 show an embodiment corresponding to claim 3. The thermal fixing device 24 shown in this example is
The heat generating roller 26, a pressure roller 6 provided along the axis of the heat generating roller 26, and urging means 8 for pressing the pressure roller 6 against the heat generating roller 4 are generally configured. . The heating roller 26 is different from the above example in that
That is, the coil spring 28 is used as the reinforcing member (claim 3). The coil spring 28 may be wound continuously by the length of the heat generating roller 26, but in this embodiment, it is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, in consideration of the strength improvement by the ribs 10b of the base body 10, the heat-generating roller 26 is formed in an intermittent winding shape having dense portions at both end portions and the central portion to reduce the weight and efficiently use the material. Since each coil (unit loop) of the coil spring 28 is substantially in point contact with the rib 10b, a heat transfer suppressing function from the base body 10 to the coil spring 28 can be obtained as in the above example.

【0021】図7乃至図9は、請求項4に対応する実施
例を示すものである。この例で示す熱定着装置30は、
発熱ローラ32と、この発熱ローラ32の軸心に沿って
設けられた加圧ローラ6と、加圧ローラ6を発熱ローラ
4に圧接するための付勢手段8,8とから概略構成され
ている。発熱ローラ32において上記各例と異なる点
は、基体34にリブが形成されておらず、補強部材とし
て連続巻きのコイルバネ36を用いていることである。
コイルバネ36を基体34内に圧入した場合、図9に示
すように、各コイルは基体34の内壁面34aに線接触
し、コイルとコイルの間には断熱空間38が形成され
る。このため、上記各例と同様に、基体34からコイル
バネ36への熱移動抑制機能が得られ、コイルバネ36
は発熱抵抗体12による昇温を妨げることなく補強部材
としてのみ機能する。この例においては基体34にリブ
を形成する必要がなく、また、連続巻きのコイルバネ3
6は市販のコイルバネをそのまま使用できるので、発熱
ローラ32の製造が容易で且つ安価にできる利点があ
る。
7 to 9 show an embodiment corresponding to the fourth aspect. The thermal fixing device 30 shown in this example is
The heat generating roller 32, a pressure roller 6 provided along the axis of the heat generating roller 32, and urging means 8 for pressing the pressure roller 6 against the heat generating roller 4 are generally configured. . The heat generating roller 32 is different from the above-mentioned examples in that the rib is not formed on the base body 34 and a continuously wound coil spring 36 is used as a reinforcing member.
When the coil spring 36 is press-fitted into the base body 34, as shown in FIG. 9, each coil linearly contacts the inner wall surface 34a of the base body 34, and a heat insulating space 38 is formed between the coils. Therefore, similarly to each of the above-described examples, a heat transfer suppressing function from the base body 34 to the coil spring 36 is obtained, and the coil spring 36 is provided.
Does not hinder the temperature rise by the heating resistor 12 and functions only as a reinforcing member. In this example, it is not necessary to form ribs on the base body 34, and the continuous winding coil spring 3
In the case of No. 6, since a commercially available coil spring can be used as it is, there is an advantage that the heating roller 32 can be manufactured easily and at low cost.

【0022】上記各例では、基体10,34の表面に熱
源としての発熱抵抗体12を形成する構成としたが、基
体10,34自体を熱源とする構成とすることもでき
る。例えば、セラミックス中に導電性材料を分散したも
の、あるいは導電性繊維を筒状に形成したもの等であ
る。また、上記各例では、発熱ローラ4,26,32を
駆動して加圧ローラ6を従動回転させる駆動方式とした
が、加圧ローラ6を駆動して発熱ローラ4,26,32
を従動回転させる駆動方式としても同様の定着機能を得
ることができる。
In each of the above examples, the heating resistor 12 as a heat source is formed on the surfaces of the bases 10 and 34, but the bases 10 and 34 themselves may be used as the heat source. For example, a ceramic material in which a conductive material is dispersed, a conductive fiber formed in a tubular shape, or the like. In each of the above examples, the heating roller 4, 26, 32 is driven to drive the pressure roller 6 to rotate, but the pressure roller 6 is driven to generate the heat roller 4, 26, 32.
The same fixing function can be obtained even if the drive system is driven to rotate.

【0023】[0023]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、発熱ロー
ラを小径・薄肉化(小体積化)しても、内壁面に形成さ
れた凸部と、発熱ローラ内に入れられた補強部材の相ま
った補強作用によって高速機に対応できる十分なたわみ
強度を得ることができる。また、凸部によって補強部材
を断熱状態に保持する構成であるので、補強部材への熱
移動が抑制され、これにより発熱ローラの昇温時間の短
縮ができ、待機時の予熱(プレヒート)の必要がない。
従って、画像形成装置全体の消費電力を大幅に低減する
ことができる。また、発熱ローラのたわみを防止するた
めのバックアップローラを設ける必要がないので、熱定
着装置の構成の小型化、ひいては画像形成装置の小型化
を図ることができる。
According to the first aspect of the present invention, even if the heat generating roller is made smaller in diameter and thinner (smaller in volume), the convex portion formed on the inner wall surface and the reinforcing member placed in the heat generating roller are provided. Due to the combined reinforcing effect of, it is possible to obtain sufficient flexural strength for high speed machines. Moreover, since the reinforcing member is held in a heat-insulating state by the convex portion, heat transfer to the reinforcing member is suppressed, thereby shortening the temperature rising time of the heat generating roller and preheating during standby is required. There is no.
Therefore, the power consumption of the entire image forming apparatus can be significantly reduced. Further, since it is not necessary to provide a backup roller for preventing the heat roller from bending, it is possible to downsize the configuration of the heat fixing device, and further downsize the image forming apparatus.

【0024】請求項2記載の発明によれば、凸部の配設
間隔がニップ幅以下となるように構成されているので、
ニップ部には常に発熱ローラの補強部分(凸部)が存在
することになる。このため、立ち上がり時間を短縮すべ
く発熱ローラの小径・薄肉化を図っても、高速機に必要
な高い圧接力に耐えうる十分な強度を得ることができ
る。
According to the second aspect of the present invention, since the arrangement interval of the convex portions is less than or equal to the nip width,
The reinforcing portion (convex portion) of the heat generating roller always exists in the nip portion. Therefore, even if the heating roller is made smaller in diameter and thinner in order to shorten the rising time, it is possible to obtain sufficient strength to withstand the high pressure contact force required for a high-speed machine.

【0025】請求項3記載の発明によれば、補強部材が
コイル状に形成されているので、発熱ローラと補強部材
の接触面積がさらに少なくなり、よって発熱ローラから
補強部材への熱移動抑制がさらに高まり、立ち上がり時
間を一層短縮することができる。
According to the third aspect of the present invention, since the reinforcing member is formed in a coil shape, the contact area between the heat generating roller and the reinforcing member is further reduced, so that heat transfer from the heat generating roller to the reinforcing member is suppressed. Further, the rise time can be further shortened.

【0026】請求項4記載の発明によれば、補強部材が
コイル状に形成されているので、発熱ローラの内壁面に
凸部を形成しなくても各コイル(単位ループ)は内壁面
に線接触し、且つ、各コイル間には内壁面との間に断熱
空間が形成される。従って、発熱ローラの製造の容易化
を図れるとともに、凸部の形成なくして発熱ローラから
補強部材への熱移動抑制機能を得ることができる。
According to the invention described in claim 4, since the reinforcing member is formed in a coil shape, each coil (unit loop) does not have a convex portion formed on the inner wall surface of the heat generating roller, and each coil (unit loop) has a line on the inner wall surface. An adiabatic space is formed between the coils and the inner wall surface between the coils. Therefore, the manufacturing of the heat generating roller can be facilitated, and the function of suppressing heat transfer from the heat generating roller to the reinforcing member can be obtained without forming the convex portion.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例(請求項1及び2に対応)を
示す熱定着装置の概要縦断面図である。
FIG. 1 is a schematic vertical sectional view of a heat fixing device showing an embodiment (corresponding to claims 1 and 2) of the invention.

【図2】図1のII−II線における拡大断面図であ
る。
FIG. 2 is an enlarged sectional view taken along line II-II of FIG.

【図3】発熱ローラの要部拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a heat generating roller.

【図4】発熱ローラにおける凸部(リブ)の配設形態と
ニップ幅との関係を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the relationship between the arrangement of convex portions (ribs) and the nip width in the heat roller.

【図5】請求項3に対応する実施例を示す概要縦断面図
である。
FIG. 5 is a schematic vertical sectional view showing an embodiment corresponding to claim 3;

【図6】図5におけるVI−VI線での拡大断面図であ
る。
6 is an enlarged cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG.

【図7】請求項4に対応する実施例を示す概要縦断面図
である。
FIG. 7 is a schematic vertical sectional view showing an embodiment corresponding to claim 4.

【図8】図7におけるVIII−VIII線での拡大断
面図である。
8 is an enlarged cross-sectional view taken along the line VIII-VIII in FIG.

【図9】図7における基体の内壁面とコイルバネの接触
状態を示す要部拡大断面図である。
9 is an enlarged cross-sectional view of an essential part showing a contact state between the inner wall surface of the base body and the coil spring in FIG. 7.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4,32 発熱ローラ 6 加圧ローラ 10a,34a 内壁面 10b 凸部としてのリブ 12 熱源としての発熱抵抗体 16 補強部材としての補強パイプ 28,36 補強部材としてのコイルバネ N ニップ幅 P 凸部(リブ)の配設間隔 4,32 Heat generating roller 6 Pressure roller 10a, 34a Inner wall surface 10b Rib as a convex portion 12 Heat generating resistor as a heat source 16 Reinforcing pipe as a reinforcing member 28,36 Coil spring as a reinforcing member N Nip width P Convex portion (rib ) Arrangement interval

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安達 真一 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 岸 和人 東京都大田区中馬込1丁目3番6号・株式 会社リコー内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Shinichi Adachi 1-3-3 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo, Ricoh Co., Ltd. (72) Kazuto Kishi 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Issue / Stock Company Ricoh

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】表面近傍に熱源を一体に有する中空状の発
熱ローラと、この発熱ローラに圧接配置される加圧ロー
ラとが備えられた熱定着装置において、 前記発熱ローラの内壁面の少なくとも一部に凸部が形成
され、この凸部で前記内壁面との間に間隔を保持されて
発熱ローラ内に補強部材が入れられていることを特徴と
する熱定着装置。
1. A heat fixing device comprising a hollow heat generating roller integrally having a heat source near a surface thereof, and a pressure roller arranged in pressure contact with the heat generating roller, wherein at least one inner wall surface of the heat generating roller is provided. The heat fixing device is characterized in that a convex portion is formed on the portion, and the reinforcing member is inserted in the heat generating roller with the convex portion maintaining a distance from the inner wall surface.
【請求項2】前記発熱ローラの周方向における前記凸部
の配設間隔が、前記発熱ローラと加圧ローラとの間に形
成されるニップ幅以下であることを特徴とする請求項1
記載の熱定着装置。
2. The arrangement interval of the convex portions in the circumferential direction of the heat generating roller is less than or equal to the nip width formed between the heat generating roller and the pressure roller.
The heat fixing device described.
【請求項3】前記補強部材がコイル状に形成されている
ことを特徴とする請求項1又は2記載の熱定着装置。
3. The heat fixing device according to claim 1, wherein the reinforcing member is formed in a coil shape.
【請求項4】表面近傍に熱源を一体に有する中空状の発
熱ローラと、この発熱ローラに圧接配置される加圧ロー
ラとが備えられた熱定着装置において、 前記発熱ローラの内部にコイル状の補強部材が入れられ
ていることを特徴とする熱定着装置。
4. A heat fixing device comprising a hollow heat generating roller integrally having a heat source near the surface thereof, and a pressure roller arranged in pressure contact with the heat generating roller. A heat fixing device characterized by containing a reinforcing member.
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