JP2002139942A - Fixing roll and fixing device provided with fixing roll - Google Patents

Fixing roll and fixing device provided with fixing roll

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JP2002139942A
JP2002139942A JP2000332848A JP2000332848A JP2002139942A JP 2002139942 A JP2002139942 A JP 2002139942A JP 2000332848 A JP2000332848 A JP 2000332848A JP 2000332848 A JP2000332848 A JP 2000332848A JP 2002139942 A JP2002139942 A JP 2002139942A
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Japan
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release layer
fixing roller
core metal
fixing
roller
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JP2000332848A
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Japanese (ja)
Inventor
Eiji Sawamura
栄二 沢村
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a fixing roll where sufficient mechanical strength can be secured and the rising time can be greatly shortened. SOLUTION: In a fixing roll, a toner image is heat melted by a heating source outside a core metal and melt stuck to transfer material by being abutted to a press roll at a specified pressure and having the transfer material where the toner image is transferred inserted between the fixing roll and the press roll. The fixing roll is provided with the core metal 1 and a mold release layer 4 on the core metal 1 and an insulating layer 2 that is in between the core metal 1 and the core release layer 4 as well as being between the core metal 1 and the heating source.

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、電子写真複写機、
ファクシミリ、プリンタなどの電子写真プロセスを利用
した機器に使用される定着ローラ及び定着ローラを備え
た定着装置に関する。
The present invention relates to an electrophotographic copying machine,
The present invention relates to a fixing roller used for an apparatus using an electrophotographic process, such as a facsimile and a printer, and a fixing device having the fixing roller.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子写真装置の定着装置として、定着ロ
ーラとしての加熱ローラと、加熱ローラを加圧する加圧
ローラとを備えたものが知られている。この定着装置で
は、粉体現像剤からなる現像剤像を担持した用紙が加熱
ローラと定着ローラとのニップ部を通過することで、用
紙上の現像剤を溶融圧着して定着している。従来、外周
側から加熱される定着ローラとして、特開2000−1
81258号が知られている。この定着ローラは、外周
面に配置された励磁コイルによりジュール熱が発生し、
このジュール熱により加熱されるものである。
2. Description of the Related Art As a fixing device of an electrophotographic apparatus, there is known a fixing device including a heating roller as a fixing roller and a pressure roller for pressing the heating roller. In this fixing device, a sheet carrying a developer image composed of a powder developer passes through a nip portion between a heating roller and a fixing roller, so that the developer on the sheet is melt-pressed and fixed. Conventionally, as a fixing roller heated from the outer peripheral side, JP-A-2000-1
No. 81258 is known. This fixing roller generates Joule heat by an excitation coil arranged on the outer peripheral surface,
It is heated by this Joule heat.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
外周側から加熱される定着ローラでは、剛性を上げるた
めに定着ローラの肉厚を厚くした場合、立ち上がり時間
が遅くなるという問題があった。また、立ち上がり時間
を短くするために、定着ロ−ラの肉厚を薄くすると熱容
量が減り立ち上がりは早くなるが、薄くなったために機
械的強度のたわみが悪化し、図9のニップ形状に示すよ
うに、中央部のニップ幅が狭くなり定着性が悪くなると
いう問題があった。
However, in the conventional fixing roller heated from the outer peripheral side, when the thickness of the fixing roller is increased in order to increase the rigidity, there is a problem that the rise time is delayed. When the thickness of the fixing roller is reduced in order to shorten the rise time, the heat capacity is reduced and the rise is quickened, but the thinning deteriorates the mechanical strength deflection, as shown in the nip shape in FIG. In addition, there is a problem that the nip width in the central portion is narrowed and the fixing property is deteriorated.

【0004】そこで、本発明は、機械的強度を十分に確
保できるとともに、立ち上がり時間を大幅に短縮するこ
とができる定着ローラ及び定着ローラを備えた定着装置
を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a fixing roller having a sufficient mechanical strength and a significantly reduced rise time, and a fixing device having the fixing roller.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1の発明は、加圧ローラに所定圧力で当接し、
該加圧ローラとの間にトナ−像が転写された転写材を挿
通することにより、トナ−像を芯金の外側の加熱源から
加熱溶融して転写材上に融着する定着ロ−ラにおいて、
前記定着ローラは、芯金と、該芯金上の離型層とを有
し、前記芯金と前記離型層との間であって、且つ前記芯
金と前記加熱源との間に断熱層が設けられていることを
特徴とする定着ローラである。この構成では、芯金と加
熱源とを断熱層により断熱しているので、立ち上がりの
際に芯金の熱容量の影響を受けることが無く、芯金を厚
くすることができ、十分な強度を得ることができ、昇温
の立ち上がりを早くすることができるとともに、ニップ
幅が狭くなることによる定着性の悪化を防止することが
できる。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is to contact a pressure roller with a predetermined pressure,
A fixing roller that heats and fuses the toner image from a heating source outside the cored bar and fuses the toner image onto the transfer material by inserting a transfer material onto which the toner image has been transferred through the pressing roller. At
The fixing roller has a cored bar and a release layer on the cored bar, and is insulated between the cored bar and the release layer, and between the cored bar and the heating source. A fixing roller provided with a layer. In this configuration, since the core and the heat source are insulated by the heat insulating layer, the core is not affected by the heat capacity of the core at the time of rising, and the core can be thickened, and sufficient strength can be obtained. As a result, the rise of the temperature can be accelerated, and the deterioration of the fixing property due to the narrow nip width can be prevented.

【0006】また、請求項2の発明は、請求項1に記載
の定着ローラにおいて、前記離型層と前記断熱層との間
に離型層基体が設けられていることを特徴としている。
この構成では、芯金と離型層基体とを断熱層により断熱
しているので、立ち上がりに影響を与えることなく芯金
を離型層基体より厚くすることができ、十分な強度を得
ることができ、離型層基体を薄くすることができ、昇温
の立ち上がりを早くすることができるとともに、ニップ
幅が狭くなることによる定着性の悪化を防止することが
できる。さらに離型層基体の上に離型層を形成している
ので、断熱層としての選択の範囲が極めて広い。
According to a second aspect of the present invention, in the fixing roller according to the first aspect, a release layer substrate is provided between the release layer and the heat insulating layer.
In this configuration, since the core metal and the release layer substrate are insulated by the heat insulating layer, the core metal can be made thicker than the release layer substrate without affecting the rising, and sufficient strength can be obtained. Thus, the release layer substrate can be made thinner, the rise of the temperature can be made faster, and the deterioration of the fixing property due to the narrow nip width can be prevented. Further, since the release layer is formed on the release layer substrate, the range of selection as the heat insulating layer is extremely wide.

【0007】また、請求項3の発明は、請求項2記載の
定着ロ−ラにおいて、前記芯金は前記離型層基体の段差
形状部分でスラスト方向に対し固定されていることを特
徴としている。この構成では、芯金と離型層基体とがス
ラスト方向の固定されているので、芯金と離型層基体と
の間の断熱層により芯金と離型層基体とが位置ずれする
ことがない。
According to a third aspect of the present invention, in the fixing roller according to the second aspect, the core metal is fixed in a thrust direction at a step-shaped portion of the release layer substrate. . In this configuration, since the metal core and the release layer substrate are fixed in the thrust direction, the heat insulation layer between the metal core and the release layer substrate may cause the core metal and the release layer substrate to be misaligned. Absent.

【0008】また、請求項4の発明は、請求項2〜3の
何れかに記載の定着ロ−ラにおいて、前記離型層基体の
厚さは芯金より薄いことを特徴としている。この構成で
は、離型層基体の厚さを芯金より薄くして、立ち上がり
時間の短縮を図ると共に、機械的強度を芯金でもたせる
ことができ、立ち上がり時間の短縮とニップ幅の均一化
とを両立することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the fixing roller according to any one of the second to third aspects, the thickness of the release layer substrate is smaller than that of the cored bar. In this configuration, the thickness of the release layer substrate is made thinner than the core metal, and the rise time can be shortened, and the mechanical strength can be imparted to the core metal, thereby shortening the rise time and making the nip width uniform. Can be compatible.

【0009】また、請求項5の発明は、請求項1〜4の
何れかに記載の定着ロ−ラにおいて、前記断熱層の厚さ
は、その中央部に比べて両端部が厚く形成されているこ
とを特徴としている。この構成では、立ち上がり時の温
度分布が中央部と端部とで均一化でき、立ち上がり直後
の通紙1、2枚目の端部定着性が悪化するのを防止する
ことができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the fixing roller according to any one of the first to fourth aspects, the heat insulating layer is formed such that both ends are thicker than a central portion thereof. It is characterized by having. With this configuration, the temperature distribution at the time of rising can be made uniform between the central portion and the end portion, and it is possible to prevent the end fixing property of the first and second sheets immediately after the rising from deteriorating.

【0010】また、請求項6の発明は、請求項2〜5の
何れかに記載の定着ロ−ラにおいて、前記芯金と前記離
型層基体との線膨張率が等しいことを特徴としている。
この構成では、芯金と離型層基体との線膨張率の相違に
よる、芯金の緩みや離型層基体の変形を防止することが
できる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the fixing roller according to any one of the second to fifth aspects, the linear expansion coefficient of the core metal is equal to that of the release layer substrate. .
With this configuration, loosening of the core metal and deformation of the release layer substrate due to a difference in linear expansion coefficient between the core metal and the release layer substrate can be prevented.

【0011】また、請求項7の発明は、加圧ローラに所
定圧力で当接し、該加圧ローラとの間にトナ−像が転写
された転写材を挿通することにより、トナ−像を芯金の
外側の加熱源から加熱溶融して転写材上に融着する定着
ロ−ラを備えた定着装置において、前記定着ローラは、
芯金と、該芯金上の離型層とを有し、前記芯金と前記離
型層との間であって、且つ前記芯金と前記加熱源との間
に断熱層が設けられていることを特徴とする定着ローラ
を備えた定着装置である。この構成では、芯金と離型層
基体とを断熱層により断熱しているので、立ち上がりに
影響を与えることなく芯金を離型層基体より厚くするこ
とができ、十分な強度を得ることができ、離型層基体を
薄くすることができ、昇温の立ち上がりを早くすること
ができるとともに、ニップ幅が狭くなることによる定着
性の悪化を防止することができ、更にはウォームアップ
時間と加熱源の駆動時間とを共に短縮することができ省
エネに優れるという効果がある。
Further, according to a seventh aspect of the present invention, a toner image is transferred to a center by contacting the pressure roller with a predetermined pressure and inserting a transfer material on which the toner image is transferred between the pressure roller and the pressure roller. In a fixing device provided with a fixing roller that heats and melts from a heat source outside of gold and fuses on a transfer material, the fixing roller includes:
A core bar, and a release layer on the core bar, a heat insulation layer is provided between the core bar and the release layer, and between the core bar and the heating source. And a fixing device provided with a fixing roller. In this configuration, since the core metal and the release layer substrate are insulated by the heat insulating layer, the core metal can be made thicker than the release layer substrate without affecting the rising, and sufficient strength can be obtained. In addition, the release layer substrate can be made thinner, the rise of the temperature can be made faster, the deterioration of the fixing property due to the narrow nip width can be prevented, and the warm-up time and heating The driving time of the source can be shortened together with the effect of saving energy.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は本発明の第1実施形態に係
る定着ローラの縦断面図である。図1に示すように、こ
の定着ローラ10は、中空円筒状の芯金1と、芯金1上
に中空円筒状に形成されている断熱層2と、断熱層2上
の中空円筒状の離型層基体3と、離型層基体3上に中空
円筒状に形成されている離型層4とを備えて構成されて
いる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the fixing roller according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the fixing roller 10 includes a hollow cylindrical cored bar 1, a heat insulating layer 2 formed on the cored bar 1 in a hollow cylindrical shape, and a hollow cylindrical separating bar on the heat insulating layer 2. It comprises a mold layer base 3 and a release layer 4 formed in a hollow cylindrical shape on the release layer base 3.

【0013】前記芯金1及び離型層基体3は、何れも金
属製の材料からなり、具体的にはアルミニウム合金、銅
合金、鉄、ステンレス等の金属材料が用いられている。
芯金1と離型層基体3とを線膨張率が等しい又は近い材
料を選択することにより、離型層基体3が芯金1に対し
て膨張して芯金が緩むのを防止できるとともに、芯金1
が離型層基体3に対して膨張して離型層基体3を変形さ
せ外径寸法や振れが図面公差から外れるのを防止するこ
とができる。
The metal core 1 and the release layer substrate 3 are both made of a metal material. Specifically, a metal material such as an aluminum alloy, a copper alloy, iron, and stainless steel is used.
By selecting a material having a linear expansion coefficient equal to or close to that of the core metal 1 and the release layer substrate 3, it is possible to prevent the release metal substrate 1 from expanding relative to the core metal 1 and loosening the core metal. Core 1
Can be prevented from expanding with respect to the release layer substrate 3 and deforming the release layer substrate 3 so that the outer diameter and runout deviate from the drawing tolerance.

【0014】前記断熱層2は、耐熱性を有するセラミッ
クスフェルト、岩綿等の耐熱材が用いられている。前記
離型層4は、10〜30μmの厚さに形成され、PFA
(パーフルオロアルコキシ)、PTFE(ポリテトラフ
ルオロエチレン)又はこれらの混合体から構成されてい
る。
The heat insulating layer 2 is made of a heat-resistant material such as ceramic felt and rock wool having heat resistance. The release layer 4 is formed to a thickness of 10 to 30 μm,
(Perfluoroalkoxy), PTFE (polytetrafluoroethylene) or a mixture thereof.

【0015】なお芯金1の外側に配置される加熱源とし
ては、従来技術の様な電磁誘導加熱以外にも非接触タイ
プとしては定着ローラ10の外部から加熱するハロゲン
ランプ等を用いることができ、接触タイプとしては、面
状発熱源、セラミックヒ−タ等を用いることができる。
この接触タイプを用いる場合には、加熱源は断熱層2と
離型層4との間に配置される。
As a heating source disposed outside the core bar 1, a non-contact type halogen lamp or the like which heats from outside the fixing roller 10 can be used in addition to the electromagnetic induction heating as in the prior art. As the contact type, a planar heat source, a ceramic heater, or the like can be used.
When using this contact type, the heating source is disposed between the heat insulating layer 2 and the release layer 4.

【0016】第1実施形態の定着ローラ10によれば、
芯金1と離型層基体3とを断熱層2により断熱している
ので、立ち上がりに影響を与えることなく芯金1を離型
層基体3より厚くすることができ、十分な強度を得るこ
とができる。この場合、芯金1を中実とすることもでき
る。このように、芯金1を厚くして十分な機械的強度が
得られるので、離型層基体3を薄くすることができ、昇
温の立ち上がりを早くすることができる。例えば、離型
層基体3の厚さを1mm以下とすることができ、立ち上
がり時間を大幅に短縮することができる。
According to the fixing roller 10 of the first embodiment,
Since the core metal 1 and the release layer substrate 3 are insulated by the heat insulating layer 2, the core metal 1 can be made thicker than the release layer substrate 3 without affecting the rising, and sufficient strength can be obtained. Can be. In this case, the cored bar 1 may be solid. As described above, since sufficient mechanical strength can be obtained by increasing the thickness of the cored bar 1, the release layer substrate 3 can be thinned, and the rise of the temperature can be accelerated. For example, the thickness of the release layer substrate 3 can be set to 1 mm or less, and the rise time can be greatly reduced.

【0017】図2は図1の定着ローラの製造方法を示す
図である。図2に示すように、先ず芯金1の内面をマン
ドレル治具20で保持し、次に離型層基体3の外周面の
片側にスピニングロ−ラ21を押し当て、他側(スピニ
ングロ−ラ21と対向する側)に、離型層基体3の外周
面の変形を防止する為のバックアップロ−ラ22を接触
させる。
FIG. 2 is a diagram showing a method of manufacturing the fixing roller of FIG. As shown in FIG. 2, first, the inner surface of the cored bar 1 is held by a mandrel jig 20, and then a spinning roller 21 is pressed against one side of the outer peripheral surface of the release layer substrate 3, and the other side (spinning roller). A backup roller 22 for preventing deformation of the outer peripheral surface of the release layer substrate 3 is brought into contact with the roller 21 (on the side facing the roller 21).

【0018】次に、バックアップロ−ラ22を回転させ
ると共に、スピニングロ−ラ21を離型層基体3外周面
に沿って回転させながら移動させるスピニング加工をす
ることにより、離型層基体3の直径を絞ることで断熱層
2を圧着すると共に芯金1と離型層基体3とを固定す
る。
Next, the backup roller 22 is rotated, and the spinning roller 21 is rotated and moved along the outer peripheral surface of the release layer substrate 3 to perform a spinning process. By reducing the diameter, the heat insulating layer 2 is pressed and the core metal 1 and the release layer substrate 3 are fixed.

【0019】このように、芯金1と離型層基体3との間
に断熱層2を設けているので、芯金1の機械的強度を十
分に確保することができる。これにより、機械的強度を
芯金1で持たせるようにしているので、離型層基体4を
薄くしても、図3に示すように、中央部のニップ幅を十
分に確保することが出来、結果として定着不良を防ぐこ
とができる。
As described above, since the heat insulating layer 2 is provided between the cored bar 1 and the release layer substrate 3, the mechanical strength of the cored bar 1 can be sufficiently ensured. As a result, since the core metal 1 has mechanical strength, even if the release layer substrate 4 is made thinner, a sufficient nip width at the center can be ensured as shown in FIG. As a result, defective fixing can be prevented.

【0020】図4は本発明の第2実施形態に係わる定着
ローラの要部を示す図であり、(A)はスピニング加工
直後の定着ローラの要部拡大断面図であり、(B)は外
径を所定径に切削後の定着ローラの要部拡大断面図であ
る。
FIG. 4 is a view showing a main part of a fixing roller according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4A is an enlarged sectional view of a main part of the fixing roller immediately after spinning, and FIG. FIG. 4 is an enlarged sectional view of a main part of the fixing roller after cutting the diameter to a predetermined diameter.

【0021】図4に示すように、この定着ローラの構成
は、上記第1実施形態の定着ローラと同様であるが、ス
ピニング加工による、芯金1より外側部分の離型層基体
3の縮径量が多くなるようにした点及び芯金1の肉厚を
離型層基体3より厚くした点で異なっている。
As shown in FIG. 4, the structure of this fixing roller is the same as that of the first embodiment, except that the diameter of the release layer substrate 3 outside the cored bar 1 is reduced by spinning. The difference is that the amount is increased and that the thickness of the core bar 1 is larger than that of the release layer substrate 3.

【0022】図4(A)に示すように、離型層基体3の
端部側の内径が芯金1の外径より小径になるようにスピ
ニング加工した後、離型層基体3の外側部分3aを切削
除去して所定径とする。その結果、図4(B)に示すよ
うに、芯金1の端部の外側に位置する部分の離型層基体
3の肉厚が厚くなる。この内径が芯金1の外径より小径
となった肉厚部分3bによって芯金1が挟まれスラスト
方向に移動出来なくなる。その後、離型層基体3の外周
に離型層4を塗装する。
As shown in FIG. 4A, after the spinning process is performed so that the inner diameter of the end portion side of the release layer substrate 3 is smaller than the outer diameter of the core bar 1, the outer portion of the release layer substrate 3 is formed. 3a is removed by cutting to obtain a predetermined diameter. As a result, as shown in FIG. 4B, the thickness of the part of the release layer substrate 3 located outside the end of the cored bar 1 is increased. The core 1 is sandwiched by the thick portion 3b whose inner diameter is smaller than the outer diameter of the core 1, and cannot move in the thrust direction. Thereafter, the release layer 4 is coated on the outer periphery of the release layer substrate 3.

【0023】この第2実施形態の定着ローラによれば、
芯金1と離型層基体3との間に断熱層2があっても芯金
1と離型層基体3とがスラスト方向に位置ずれすること
がない。
According to the fixing roller of the second embodiment,
Even if the heat insulating layer 2 is provided between the core metal 1 and the release layer substrate 3, the core metal 1 and the release layer substrate 3 do not shift in the thrust direction.

【0024】図5は定着ローラの立ち上がり時間を示す
図である。図5に示すように、図4の定着ローラにおい
て、断熱層2の厚さt[mm]を0.5<t≦5の範囲
内とすることにより、立ち上がりを早くすることができ
るとともに、無駄に断熱層2を厚くして材料費が高くな
るのを防止できる。
FIG. 5 is a diagram showing the rise time of the fixing roller. As shown in FIG. 5, by setting the thickness t [mm] of the heat insulating layer 2 in the range of 0.5 <t ≦ 5 in the fixing roller of FIG. It is possible to prevent the material cost from increasing by increasing the thickness of the heat insulating layer 2.

【0025】断熱層2の厚さを0.5mm未満(図5
中、t<0.5の線)にすると、断熱材2が圧縮されて
断熱層2が無い場合と立ち上がり時間がほとんど変わら
なくなってしまい、5mmを越え(図5中、t≧5の
線)ても、5mmの場合と立ち上がり時間が変化しない
ので、断熱層2を無駄に厚くすることになってしまう。
The thickness of the heat insulating layer 2 is less than 0.5 mm (FIG. 5).
When the thickness is set to medium, t <0.5, the heat-insulating material 2 is compressed and the rise time hardly changes from the case without the heat-insulating layer 2, and exceeds 5 mm (the line of t ≧ 5 in FIG. 5). However, since the rise time does not change from the case of 5 mm, the heat insulating layer 2 is unnecessarily thickened.

【0026】図6は図4の定着ローラの変形例を示す図
である。図6に示すように、図4(B)の定着ロ−ラの
ように軸方向に同径、即ちストレートにしないで、端部
の軸受けがくる部分、即ちジャーナル部3cの径D2を
通紙域部の径D1より小さくすることにより、軸受け径
が小さく出来るので装置を小型化することが出来る。
FIG. 6 is a diagram showing a modification of the fixing roller of FIG. As shown in FIG. 6, the fixing roller in FIG. 4 (B) does not have the same diameter in the axial direction, that is, does not make it straight, but passes the end bearing, that is, the diameter D2 of the journal 3c. By making the diameter smaller than the diameter D1 of the region, the diameter of the bearing can be reduced, so that the apparatus can be downsized.

【0027】図7は本発明の第3実施形態に係る定着ロ
ーラの要部を示す図であり、図8は立ち上がり直後の温
度分布を示す図である。図7に示すように、定着ロ−ラ
の基本的な構成は図4(B)の定着ローラと同一であ
り、異なる点は、断熱層2と芯金1の厚さである。即
ち、断熱層2の厚さを中央の断熱層厚Ctに比べ両端部
の断熱層厚Eを厚くしてあり、そのために芯金1の厚さ
を中央に比べ両端部を薄くしてある。
FIG. 7 is a diagram showing a main part of a fixing roller according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a diagram showing a temperature distribution immediately after rising. As shown in FIG. 7, the basic configuration of the fixing roller is the same as that of the fixing roller shown in FIG. 4B, except for the thickness of the heat insulating layer 2 and the thickness of the metal core 1. That is, the thickness of the heat insulating layer 2 is made thicker at both ends than the thickness of the heat insulating layer Ct at the center, and the thickness of the core bar 1 is made thinner at both ends than at the center.

【0028】このように構成したので、中央と端部とで
断熱の効果が変わる。具体的には、断熱層2の肉厚が薄
いと発熱体の熱が内周面の芯金1に逃げるため、温度上
昇が遅れるのに対し、断熱層2の肉厚が厚いと発熱体の
熱が内周面の芯金1に逃げにくくなるため、温度上昇が
早くなる。したがって、図8に示すように、立ち上がり
直後の温度分布が、均一な厚さの断熱層を備えた場合の
立ち上がり曲線C2に対して、図7のように断熱層2の
厚さを変えた後の立ち上がり曲線C1の如く軸方向に均
一化され改善される。
With such a configuration, the heat insulating effect changes between the center and the end. Specifically, when the thickness of the heat insulating layer 2 is small, the heat of the heating element escapes to the metal core 1 on the inner peripheral surface, so that the temperature rise is delayed. Since heat hardly escapes to the core metal 1 on the inner peripheral surface, the temperature rises quickly. Therefore, as shown in FIG. 8, the temperature distribution immediately after the rise is different from the rise curve C2 in the case where the heat insulating layer having a uniform thickness is provided, after the thickness of the heat insulating layer 2 is changed as shown in FIG. Is improved in the axial direction as shown by the rising curve C1.

【0029】即ち、曲線C1の場合には、発熱体から芯
金1への熱伝導は軸方向で異なるので、断熱層2の厚い
端部側では芯金1への熱伝導が抑えられ外側へ熱が逃げ
る分を補うことができ、立ち上がり時の温度が中央と端
部とで同程度になり、定着ローラが立ち上がり直後の通
紙1、2枚目の端部の定着性が向上する。
That is, in the case of the curve C1, the heat conduction from the heating element to the metal core 1 is different in the axial direction. The amount of heat that escapes can be compensated for, and the temperature at the time of rising becomes the same at the center and at the end, so that the fixing property of the end of the first and second sheets immediately after the start of the fixing roller is improved.

【0030】図10は本発明に係わる上記定着ローラを
備えた、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真
式の画像形成装置の主要構成を示す説明図である。図1
0に示すように、この画像形成装置は、静電潜像が形成
される感光体ドラム54aと、この感光体ドラム54a
に接触又は近接して帯電処理を行う帯電ローラ54b
と、感光体ドラム54aの静電潜像にトナーを付着させ
る現像ローラ54eと、帯電ローラ54eに直流電圧を
印加するための電源54hと、感光体ドラム54a上の
トナー像を給紙部から搬送されてきた転写紙Pに転写処
理する転写ローラ54fと、感光体ドラム54a表面の
残留トナーの除去及び回収を行うクリーニング装置54
gと、感光体ドラム54aの表面電位を測定する表面電
位計54dと、定着ローラ10及び加圧ローラ30を有
する定着装置40とを備えている。なお、符号54cは
レーザ光又は原稿の反射光などの露光を示している。
FIG. 10 is an explanatory view showing the main structure of an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, etc., provided with the fixing roller according to the present invention. FIG.
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus includes a photosensitive drum 54a on which an electrostatic latent image is formed, and a photosensitive drum 54a.
Roller 54b that performs charging processing in contact with or in close proximity to
A developing roller 54e for applying toner to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 54a, a power supply 54h for applying a DC voltage to the charging roller 54e, and a toner image on the photosensitive drum 54a being conveyed from a paper feeding unit. A transfer roller 54f for performing transfer processing on the transferred transfer paper P, and a cleaning device 54 for removing and collecting residual toner on the surface of the photosensitive drum 54a.
g, a surface voltmeter 54 d for measuring the surface potential of the photosensitive drum 54 a, and a fixing device 40 having the fixing roller 10 and the pressure roller 30. Reference numeral 54c indicates exposure such as laser light or reflected light of a document.

【0031】以上のように構成された画像形成装置にお
ける作像動作について説明する。先ず、この感光体ドラ
ム54aに接触された帯電ローラ54bに対して直流電
圧を電源54hから給電することによって,感光体ドラ
ム54aの表面を一様に高電位に帯電する。
An image forming operation in the image forming apparatus configured as described above will be described. First, the surface of the photosensitive drum 54a is uniformly charged to a high potential by supplying a DC voltage from the power supply 54h to the charging roller 54b which is in contact with the photosensitive drum 54a.

【0032】その直後、感光体ドラム54a表面に露光
54cされると露光された部分は電位が低下する。この
露光54cでは、画像の濃度に応じた光量の分布を有す
るため、露光54cによって感光体ドラム54a面に記
録画像に対する電位分布、すなわち静電潜像が形成され
る。
Immediately thereafter, when the surface of the photosensitive drum 54a is exposed 54c, the potential of the exposed portion decreases. Since the exposure 54c has a light amount distribution corresponding to the density of the image, the exposure 54c forms a potential distribution for the recorded image, that is, an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 54a.

【0033】次に、静電潜像が形成された部分が現像ロ
ーラ54eを通過すると、その電位の高低に応じてトナ
ーが付着し、静電潜像を可視像化したトナー像が形成さ
れる。次に、トナー像が形成された部分に所定のタイミ
ングで転写紙Pが搬送され、上記トナー像に重なる。こ
のトナー像が転写ローラ54fによって転写紙Pに転写
された後、この転写紙Pは感光体ドラム54aから分離
される。
Next, when the portion on which the electrostatic latent image is formed passes through the developing roller 54e, toner adheres according to the level of the potential, and a toner image is formed by visualizing the electrostatic latent image. You. Next, the transfer paper P is conveyed at a predetermined timing to a portion where the toner image is formed, and overlaps the toner image. After the toner image is transferred onto the transfer sheet P by the transfer roller 54f, the transfer sheet P is separated from the photosensitive drum 54a.

【0034】次に、分離された転写紙Pは搬送経路を通
って搬送され、定着ローラ52及び加圧ローラ53によ
り熱加圧定着された後、機外へ排出される。また、上記
転写終了後、感光体ドラム54aの表面はクリーニング
装置54gによりクリーニング処理され、さらに図示し
ない残留電荷消去手段により残留電荷が消去され、次の
作像処理に備える。
Next, the separated transfer paper P is conveyed through a conveyance path, is fixed by heat and pressure by a fixing roller 52 and a pressure roller 53, and is then discharged out of the apparatus. After the completion of the transfer, the surface of the photosensitive drum 54a is cleaned by a cleaning device 54g, and the residual charge is erased by a residual charge erasing means (not shown) to prepare for the next image forming process.

【0035】図11は図10の画像形成装置に使用され
る上記実施形態の定着ローラの使用状態を示す図であ
る。図11に示すように、この画像形成装置に使用され
る定着ローラ10は、芯金の外部に、電磁誘導式加熱
源、ハロゲンランプ、面状発熱源、セラミックヒータ等
の図示しない熱発生装置が設けられ、加圧ローラ30と
圧接してニップ部Nを形成している。そして、このよう
な定着ローラ2は、ニップ部Nの圧力と、上記熱発生装
置からの輻射熱とにより、上記ニップ部Nに送り込まれ
た転写紙PにトナーTを溶融定着させるものである。
FIG. 11 is a view showing the use state of the fixing roller of the above embodiment used in the image forming apparatus of FIG. As shown in FIG. 11, a fixing roller 10 used in this image forming apparatus includes a heat generating device (not shown) such as an electromagnetic induction heating source, a halogen lamp, a sheet heating source, and a ceramic heater outside a cored bar. The nip portion N is provided and is in pressure contact with the pressure roller 30. The fixing roller 2 melts and fixes the toner T on the transfer paper P sent to the nip N by the pressure of the nip N and the radiant heat from the heat generating device.

【0036】このとき、定着ローラとして、上述したよ
うに、芯金から断熱層で熱的に隔離され、薄肉化した離
型層基体を有する定着ローラを用いているので、定着ロ
ーラの温度上昇率の向上が図れ、立ち上がり時間を大幅
に短縮することができ、省電力化も達成することができ
る。即ち、ウォームアップ時間と、加熱源の駆動時間を
共に短縮することができる。なお、本発明は上記実施形
態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸
脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
At this time, as described above, since the fixing roller having the release layer substrate which is thermally isolated from the core metal by the heat insulating layer and has a reduced thickness is used as the fixing roller, the rate of temperature rise of the fixing roller is as follows. , The rise time can be greatly reduced, and power saving can be achieved. That is, both the warm-up time and the drive time of the heating source can be reduced. Note that the present invention is not limited to the above embodiment. That is, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上、説明したように、請求項1の発明
によれば、立ち上がりの際に芯金の熱容量の影響を受け
ることが無く、芯金を厚くすることができ、十分な強度
を得ることができ、昇温の立ち上がりを早くすることが
できるとともに、ニップ幅が狭くなることによる定着性
の悪化を防止することができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the core can be thickened without being affected by the heat capacity of the core at the time of rising, and sufficient strength can be obtained. As a result, the rise of the temperature can be accelerated, and the deterioration of the fixing property due to the narrow nip width can be prevented.

【0038】また、請求項2の発明によれば、立ち上が
りに影響を与えることなく芯金を離型層基体より厚くす
ることができ、十分な強度を得ることができ、離型層基
体を薄くすることができ、昇温の立ち上がりを早くする
ことができるとともに、ニップ幅が狭くなることによる
定着性の悪化を防止することができる。さらに離型層基
体の上に離型層を形成しているので、断熱層としての選
択の範囲が極めて広い。
According to the second aspect of the present invention, the core metal can be made thicker than the release layer substrate without affecting the rise, sufficient strength can be obtained, and the release layer substrate can be made thin. As a result, the rise of the temperature can be accelerated, and the deterioration of the fixing property due to the narrow nip width can be prevented. Further, since the release layer is formed on the release layer substrate, the range of selection as the heat insulating layer is extremely wide.

【0039】また、請求項3の発明によれば、芯金と離
型層基体との間の断熱層による芯金と離型層基体との位
置ずれを防止することができる。また、請求項4の発明
によれば、立ち上がり時間の短縮とニップ幅の均一化と
を両立することができる。
Further, according to the third aspect of the present invention, it is possible to prevent displacement of the core metal and the release layer substrate due to the heat insulating layer between the core metal and the release layer substrate. Further, according to the invention of claim 4, it is possible to achieve both a reduction in the rise time and a uniform nip width.

【0040】また、請求項5の発明によれば、立ち上が
り直後の通紙1、2枚目の端部定着性が悪化するのを防
止することができる。また、請求項6の発明によれば、
芯金と離型層基体との線膨張率の相違による、芯金の緩
みや離型層基体の変形を防止することができる。
Further, according to the fifth aspect of the present invention, it is possible to prevent the end fixing properties of the first and second sheets immediately after rising from deteriorating. According to the invention of claim 6,
The loosening of the core metal and the deformation of the release layer substrate due to the difference in the linear expansion coefficient between the core metal and the release layer substrate can be prevented.

【0041】また、請求項7の発明によれば、立ち上が
りに影響を与えることなく芯金を離型層基体より厚くす
ることができ、十分な強度を得ることができ、離型層基
体を薄くすることができ、昇温の立ち上がりを早くする
ことができるとともに、ニップ幅が狭くなることによる
定着性の悪化を防止することができ、更にはウォームア
ップ時間と加熱源の駆動時間とを共に短縮することがで
き省エネに優れるという効果がある。
According to the seventh aspect of the present invention, the core metal can be made thicker than the release layer substrate without affecting the rise, sufficient strength can be obtained, and the release layer substrate can be made thin. The temperature rise can be accelerated, the deterioration of fixability due to the narrow nip width can be prevented, and both the warm-up time and the driving time of the heating source can be shortened. This has the effect of saving energy.

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

【図1】本発明の第1実施形態に係る定着ローラの縦断
面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a fixing roller according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の定着ローラの製造方法を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a method of manufacturing the fixing roller of FIG.

【図3】図1の定着ローラのニップ部の形状を示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram illustrating a shape of a nip portion of the fixing roller of FIG. 1;

【図4】本発明の第2実施形態に係わる定着ローラの要
部を示す図であり、(A)はスピニング加工直後の定着
ローラの要部拡大断面図であり、(B)は外径を所定径
に切削後の定着ローラの要部拡大断面図である。
4A and 4B are diagrams illustrating a main part of a fixing roller according to a second embodiment of the present invention, in which FIG. 4A is an enlarged cross-sectional view of the main part of the fixing roller immediately after spinning, and FIG. FIG. 4 is an enlarged sectional view of a main part of the fixing roller after cutting to a predetermined diameter.

【図5】定着ローラの立ち上がり時間を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a rise time of a fixing roller.

【図6】図4の定着ローラの変形例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a modification of the fixing roller of FIG.

【図7】本発明の第3実施形態に係る定着ローラの要部
を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a main part of a fixing roller according to a third embodiment of the invention.

【図8】立ち上がり直後の温度分布を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a temperature distribution immediately after rising.

【図9】従来の定着ローラのニップ部の形状を示す図で
ある。
FIG. 9 is a diagram illustrating a shape of a nip portion of a conventional fixing roller.

【図10】本発明の定着ローラを備えた画像形成装置の
主要構成を示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a main configuration of an image forming apparatus including a fixing roller of the present invention.

【図11】図10の画像形成装置に使用される本発明の
定着ローラの使用状態を示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a use state of the fixing roller of the present invention used in the image forming apparatus of FIG. 10;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 芯金 2 断熱層 3 離型層基体 3a 外側部分 4 離型層 10 定着ローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Core metal 2 Heat insulation layer 3 Release layer base 3a Outer part 4 Release layer 10 Fixing roller

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H033 AA02 AA30 BA05 BB04 BB12 BB19 BB23 BE06 3J103 AA02 AA15 AA24 AA33 AA41 AA51 BA16 BA17 BA19 BA22 BA24 FA01 FA15 FA18 FA20 GA02 GA57 GA58 GA60 GA66 HA01 HA03 HA04 HA05 HA11 HA13 HA15 HA19 HA32 HA33 HA36 HA37 HA43 HA51 HA54 HA60 3K058 AA02 BA18 DA04 DA26 GA06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H033 AA02 AA30 BA05 BB04 BB12 BB19 BB23 BE06 3J103 AA02 AA15 AA24 AA33 AA41 AA51 BA16 BA17 BA19 BA22 BA24 FA01 FA15 FA18 FA20 GA02 GA57 GA58 GA60 GA66 HA01 HA03 HA04 HA05 HA19 HA32 HA33 HA36 HA37 HA43 HA51 HA54 HA60 3K058 AA02 BA18 DA04 DA26 GA06

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 加圧ローラに所定圧力で当接し、該加圧
ローラとの間にトナ−像が転写された転写材を挿通する
ことにより、トナ−像を芯金の外側の加熱源から加熱溶
融して転写材上に融着する定着ロ−ラにおいて、 前記定着ローラは、芯金と、該芯金上の離型層とを有
し、前記芯金と前記離型層との間であって、且つ前記芯
金と前記加熱源との間に断熱層が設けられていることを
特徴とする定着ローラ。
1. A toner image is transferred from a heating source outside a metal core by contacting a pressure roller with a predetermined pressure and inserting a transfer material on which a toner image is transferred between the pressure roller and the pressure roller. In a fixing roller that is heated and melted and fused onto a transfer material, the fixing roller has a core metal and a release layer on the core metal, and a fixing layer is provided between the core metal and the release layer. And a heat insulating layer is provided between the core metal and the heating source.
【請求項2】 前記離型層と前記断熱層との間に離型層
基体が設けられていることを特徴とする請求項1に記載
の定着ローラ。
2. The fixing roller according to claim 1, wherein a release layer base is provided between the release layer and the heat insulating layer.
【請求項3】 前記芯金は前記離型層基体の段差形状部
分でスラスト方向に対し固定されていることを特徴とす
る請求項2記載の定着ロ−ラ。
3. The fixing roller according to claim 2, wherein the core metal is fixed in a thrust direction at a step-shaped portion of the release layer substrate.
【請求項4】 前記離型層基体の厚さは芯金より薄いこ
とを特徴とする請求項2〜3の何れかに記載の定着ロ−
ラ。
4. The fixing roller according to claim 2, wherein a thickness of the release layer substrate is smaller than a thickness of the core metal.
La.
【請求項5】 前記断熱層の厚さは、その中央部に比べ
て両端部が厚く形成されていることを特徴とする請求項
1〜4の何れかに記載の定着ロ−ラ。
5. The fixing roller according to claim 1, wherein the thickness of the heat insulating layer is greater at both ends than at the center.
【請求項6】 前記芯金と前記離型層基体との線膨張率
が等しいことを特徴とする請求項2〜5の何れかに記載
の定着ロ−ラ。
6. The fixing roller according to claim 2, wherein the core metal and the release layer substrate have the same linear expansion coefficient.
【請求項7】 加圧ローラに所定圧力で当接し、該加圧
ローラとの間にトナ−像が転写された転写材を挿通する
ことにより、トナ−像を芯金の外側の加熱源から加熱溶
融して転写材上に融着する定着ロ−ラを備えた定着装置
において、 前記定着ローラは、芯金と、該芯金上の離型層とを有
し、前記芯金と前記離型層との間であって、且つ前記芯
金と前記加熱源との間に断熱層が設けられていることを
特徴とする定着ローラを備えた定着装置。
7. A toner image is transferred from a heating source outside the cored bar by contacting the pressure roller with a predetermined pressure and inserting a transfer material on which the toner image is transferred between the pressure roller and the pressure roller. In a fixing device including a fixing roller that is heated and melted and fused onto a transfer material, the fixing roller includes a core metal and a release layer on the core metal, and the fixing roller is separated from the core metal. A fixing device including a fixing roller, wherein a heat insulating layer is provided between the mold layer and the core metal and the heating source.
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