JP2002295452A - Roller furnished with elasticity and insulation property and heating device using it - Google Patents

Roller furnished with elasticity and insulation property and heating device using it

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JP2002295452A
JP2002295452A JP2001096920A JP2001096920A JP2002295452A JP 2002295452 A JP2002295452 A JP 2002295452A JP 2001096920 A JP2001096920 A JP 2001096920A JP 2001096920 A JP2001096920 A JP 2001096920A JP 2002295452 A JP2002295452 A JP 2002295452A
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elasticity
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a roller furnished with elasticity and an insulation property free to adapt to a roller excellent in the insulation property, fast in rising due to heating and requiring the elasticity and a heating device using it. SOLUTION: The insulation property of an elastic body layer 47 is improved by carrying out vacuum-drawing to lower air density of the foam inside of foaming silicone rubber of the elastic body layer 47 and lowering heat conductivity of the foaming silicone rubber by using a fact that about 60% of heat discharged to the elastic body layer 47 is heat transmitted to an elastic body material, that is, the silicone rubber itself in this embodiment and remaining about 40% of it is heat transmitted through air in the foam in the elastic foaming body.

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】この発明は、乾式電子写真機
器における加熱装置、湿式電子写真機器及びインクジェ
ットプリンタにおける乾燥装置、並びにリライタブルメ
ディア用消去装置等で好適に用いられる弾性及び断熱性
を備えたローラ及びこれを用いた加熱装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a roller having elasticity and heat insulation which is suitably used in a heating apparatus in a dry electrophotographic apparatus, a drying apparatus in a wet electrophotographic apparatus and an ink jet printer, and an erasing apparatus for rewritable media. And a heating device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】加熱装置の一種である定着装置に用いら
れる定着ローラには、熱効率及びいわゆるニップ圧の均
一化の観点から、断熱性及び弾性を備えていることが望
まれる。
2. Description of the Related Art It is desired that a fixing roller used in a fixing device, which is a kind of a heating device, has heat insulating property and elasticity from the viewpoint of thermal efficiency and so-called uniform nip pressure.

【0003】従来、アルミニウム等の中空芯金よりなる
定着ローラの内部にハロゲンランプを配置し、ハロゲン
ランプを発熱させて定着ローラを所定の温度に設定する
構成のものがあったが、この構成においては、ハロゲン
ランプによる熱変換率が低く、また、ハロゲンランプに
よる間接的な加熱であるため、ハロゲンランプから定着
ローラの中空芯金への熱伝達効率が低かった。また、中
空芯金内部の空気に対する放熱が避けられなかった。
Conventionally, there has been a configuration in which a halogen lamp is disposed inside a fixing roller made of a hollow core metal such as aluminum and the halogen lamp generates heat to set the fixing roller at a predetermined temperature. Has a low heat conversion rate by a halogen lamp and is indirect heating by a halogen lamp, so that the efficiency of heat transfer from the halogen lamp to the hollow core metal of the fixing roller is low. Further, heat radiation to the air inside the hollow cored metal was inevitable.

【0004】さらに、強度上の問題から、定着ローラ芯
金の肉厚を薄くすることには限界があり、定着ローラの
熱容量が大きかった。
Further, due to the problem of strength, there is a limit in reducing the thickness of the core of the fixing roller, and the heat capacity of the fixing roller is large.

【0005】これらにより、定着ローラの加熱開始時の
立ち上がりが遅くなり、ウォームアップ時間が長いとい
った問題があった。
[0005] As a result, there is a problem that the rise of the fixing roller at the start of heating is delayed, and the warm-up time is long.

【0006】そこで、このような問題を解決するものし
て、特開昭59−46668号公報には、中空壁を鏡面
にし、真空にした金属ローラの外周に内側から、発熱
層、熱伝導層、オフセット防止層(被覆層)を順次形成
した定着ローラが開示されている。
In order to solve such a problem, Japanese Patent Laid-Open Publication No. Sho 59-46668 discloses a method in which a hollow wall is formed into a mirror surface, and a heat generating layer and a heat conductive layer are formed on the outer periphery of a vacuumed metal roller. A fixing roller in which an offset prevention layer (coating layer) is sequentially formed is disclosed.

【0007】このような構成の定着ローラにおいては、
定着ローラ自体に発熱層が設けられ、定着ローラが発熱
するため、熱変換効率、熱伝達効率に優れており、定着
ローラ中心部に位置する金属ローラの中空壁内部が真空
であるため、中空部での空気を介しての放熱がないこと
から、加熱開始時の立ち上がりが速く、ウォームアップ
時間の短縮が図れる、とされている。
In the fixing roller having such a configuration,
A heat generating layer is provided on the fixing roller itself, so that the fixing roller generates heat, so that the heat conversion efficiency and the heat transfer efficiency are excellent. It is said that since there is no heat radiation through the air at the time of heating, the rise at the start of heating is fast, and the warm-up time can be shortened.

【0008】ところが、上記特開昭59−46668号
公報に開示されている定着ローラにおいては、依然とし
て、強度上の問題から、定着ローラの熱容量の低減化は
図れていない。
However, in the fixing roller disclosed in JP-A-59-46668, the heat capacity of the fixing roller has not yet been reduced due to the problem of strength.

【0009】ここで、一般に、ウォームアップ時間の短
縮には、熱変換効率、熱伝達効率の向上や、中空部への
空気放熱防止よりも、定着ローラの熱容量低減の方が効
果があるとされている。特に、カラー用定着ローラにお
いては、オフセット防止層(被覆層)として、厚肉(1
〜2mm)のシリコンゴム層が一般的に用いられるが、
この被覆層の熱容量は芯金以上に大きくなることが多
い。
Here, it is generally considered that the reduction of the heat capacity of the fixing roller is more effective in shortening the warm-up time than in improving the heat conversion efficiency and the heat transfer efficiency and preventing the air from radiating to the hollow portion. ing. In particular, in a color fixing roller, a thick (1)
22 mm) silicone rubber layer is commonly used,
The heat capacity of the coating layer is often larger than that of the core metal.

【0010】よって、ウォームアップの短縮には被覆層
の低熱容量化が必要不可欠であるが、上記の定着ローラ
の構成ではこの点が何ら改善されていない。
Therefore, it is essential to reduce the heat capacity of the coating layer in order to reduce the warm-up time. However, the above configuration of the fixing roller has not improved this point at all.

【0011】また、定着装置では表面に弾性体層を有
し、定着ローラと圧接することで所定のニップ幅を確保
するための加圧ローラが使用される。このとき、定着ロ
ーラから加圧ローラへの熱拡散による加熱効率の低下
も、定着装置のウォームアップ時間を短縮するための弊
害となっているが、上記構成のローラにおいては、弾性
を備えていないため、このような弾性を必要とするロー
ラには適用できなかった。
In the fixing device, a pressure roller is used which has an elastic layer on the surface and which secures a predetermined nip width by being pressed against the fixing roller. At this time, the decrease in the heating efficiency due to the heat diffusion from the fixing roller to the pressure roller is also a bad effect for shortening the warm-up time of the fixing device, but the roller having the above configuration does not have elasticity. Therefore, it cannot be applied to a roller requiring such elasticity.

【0012】そこで、特開平8−129313号公報に
は、内部に弾性体層を備え、その外部に厚さ10〜15
0μmの金属スリーブを設けた加熱ローラにおいて、該
金属スリーブを外部から加熱する構成が記載されてい
る。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-129313 discloses an elastic layer provided inside and a thickness of 10-15 mm outside.
A configuration is described in which a heating roller provided with a 0 μm metal sleeve heats the metal sleeve from the outside.

【0013】この構成では、加熱ローラが薄い金属スリ
ーブで形成されているので、熱容量を小さくできるため
ウォームアップ時間を短縮でき、また、金属スリーブは
適度な剛性を有しており、芯金の上に固定された弾性体
層の上に固定されているので、耐久性に優れている、と
されている。
[0013] In this configuration, since the heating roller is formed of a thin metal sleeve, the heat capacity can be reduced, so that the warm-up time can be shortened. It is said that it is excellent in durability because it is fixed on the elastic layer fixed to the elastic layer.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
8−129313号公報に開示されている定着ローラに
おいては、金属スリーブは非常に薄肉で熱容量は非常に
小さいものの、金属スリーブに与えられた熱、又は金属
スリーブで発生した熱が、内部の弾性体層に逃げるため
に、例えば中空芯金を鉄製とすることで肉厚0.3〜
0.5mm程度にまで薄肉化を図った従来型の定着ロー
ラと比較すると、加熱効率は低く、その結果として、ウ
ォームアップ時間としてはほとんど変わらなった。
However, in the fixing roller disclosed in JP-A-8-129313, although the metal sleeve is very thin and has a very small heat capacity, the heat applied to the metal sleeve cannot be reduced. Or, in order to escape the heat generated in the metal sleeve to the internal elastic layer, for example, the hollow core is made of iron to have a thickness of 0.3 to 0.3 mm.
The heating efficiency was lower than that of a conventional fixing roller in which the thickness was reduced to about 0.5 mm, and as a result, the warm-up time hardly changed.

【0015】特に、金属スリーブと弾性体層との固定に
接着剤を使用すると、金属スリーブの熱容量に接着剤の
熱容量が付加され、金属スリーブの見かけの熱容量が増
加するとともに、弾性体層への熱伝導性もよくなること
から、加熱効率が更に悪くなる。といった課題があっ
た。
In particular, when an adhesive is used for fixing the metal sleeve and the elastic layer, the heat capacity of the adhesive is added to the heat capacity of the metal sleeve, so that the apparent heat capacity of the metal sleeve increases, and the elastic layer has an increased heat capacity. Since the thermal conductivity is improved, the heating efficiency is further deteriorated. There was such a problem.

【0016】この発明の目的は、断熱性に優れ、加熱に
よる立ち上がりが速く、弾性を必要とするローラにも適
用可能な弾性及び断熱性を備えたローラ及びこれを用い
た加熱装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a roller having excellent elasticity and heat insulation, which can be applied to a roller requiring elasticity, which is excellent in heat insulation, has a fast rise by heating, and a heating device using the same. It is.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】この発明は以下の構成を
備えている。
The present invention has the following arrangement.

【0018】(1)中心軸を含む芯材と、該芯材外周に
形成された弾性体層と、該弾性体層の外周に形成された
金属スリーブとを備えたローラにおいて、該弾性体層
は、その外周に設けられた前記金属スリーブを含む被覆
部材により密閉されているとともに、それぞれの空気密
度が大気中の空気密度よりも低い複数の気泡を有する発
泡体であることを特徴とする。
(1) A roller including a core material including a central axis, an elastic layer formed on the outer periphery of the core material, and a metal sleeve formed on the outer periphery of the elastic layer. Is characterized by being a foam having a plurality of air bubbles, each air density being lower than the air density in the atmosphere, while being sealed by a covering member including the metal sleeve provided on the outer periphery thereof.

【0019】この構成においては、前記弾性体層は、そ
の外周に設けられた前記金属スリーブを含む被覆部材に
より密閉されており、かつ、それぞれの空気密度が大気
中の空気密度よりも低い複数の気泡を有する発泡体であ
ることから、該ローラ生産時における該発泡体の気泡内
の空気密度が長期間にわたって低い状態のまま維持され
る。
In this configuration, the elastic layer is sealed by a covering member including the metal sleeve provided on the outer periphery thereof, and a plurality of air layers each having an air density lower than the air density in the atmosphere. Since the foam has bubbles, the air density in the bubbles of the foam during the production of the roller is kept low for a long period of time.

【0020】また、空気密度が低い状態では、気泡中の
空気を介して熱が伝わりにくくなるため、弾性体層全体
として断熱性が向上する。
Further, when the air density is low, the heat is hardly transmitted through the air in the air bubbles, so that the heat insulating property of the entire elastic layer is improved.

【0021】(2)前記複数の気泡は、その一部又は全
部が連続気泡であることを特徴とする。
(2) A part or all of the plurality of bubbles are continuous bubbles.

【0022】この構成においては、前記複数の気泡は、
その一部又は全部が連続気泡であることから、前記弾性
体層を構成する発泡体層の内部にいたるまで各気泡が連
続しているため、前記弾性体層における発泡体の気泡の
真空引き等による空気密度の低下作業が容易になる。
In this configuration, the plurality of bubbles are:
Since some or all of the cells are open cells, each cell is continuous up to the inside of the foam layer constituting the elastic layer, so that the bubbles of the foam in the elastic layer are evacuated or the like. The work of lowering the air density is facilitated.

【0023】(3)前記複数の気泡は、その一部又は全
部が独立気泡であることを特徴とする。
(3) A part or all of the plurality of bubbles are closed cells.

【0024】この構成においては、前記複数の気泡は、
その一部又は全部が独立気泡であることから、それぞれ
の気泡の気密性が高く空気の出入りが微小であるため、
気泡の空気密度を低下させた後の弾性体層の密閉作業等
における該ローラの取り扱いが容易になる。
In this configuration, the plurality of bubbles are:
Since some or all of the cells are closed cells, the airtightness of each bubble is high and the air flow is very small,
The roller can be easily handled in the sealing operation of the elastic layer after the air density of the bubbles is reduced.

【0025】(4)前記複数の気泡は、その一部又は全
部の径が空気の平均自由行程以下であることを特徴とす
る。
(4) The plurality of air bubbles are characterized in that a part or the entire diameter thereof is equal to or less than the mean free path of air.

【0026】この構成においては、前記複数の気泡は、
その一部又は全部の径が空気の平均自由行程以下である
ことから、気泡内に残留する気体分子が他の気体分子と
衝突することが稀であるため、該気体を介しての熱伝導
がされにくく、弾性体層全体として断熱性が向上する。
なお、平均自由行程とは、気体分子が他の分子と衝突せ
ずに自由に飛び廻る距離をいい、これが短い程気体の熱
伝導が活発になる、とされている。
In this configuration, the plurality of bubbles are:
Since some or all of the diameters are less than the mean free path of air, gas molecules remaining in the bubbles rarely collide with other gas molecules, so that heat conduction through the gas is not sufficient. And the heat insulating property is improved as a whole of the elastic layer.
The mean free path refers to the distance that gas molecules fly freely without colliding with other molecules, and it is said that the shorter this distance is, the more heat conduction of the gas becomes active.

【0027】(5)前記芯材は、中空状のシャフトであ
り、前記弾性体層との当接面と芯材内部とを連通させる
複数の貫通孔を設けたことを特徴とする。
(5) The core material is a hollow shaft, and is provided with a plurality of through holes for communicating the contact surface with the elastic layer and the inside of the core material.

【0028】この構成においては、前記芯材は、中空状
のシャフトであり、前記弾性体層との当接面と芯材内部
とを連通させる複数の貫通孔を設けたことから、発泡体
の気泡が芯材の貫通孔及び中空部を介して外部に連通す
る。このため、芯材の中空部及び貫通孔を用いて外部か
ら前記空気密度の低下作業、前記弾性体層の密閉作業、
及び所定期間経過後の再脱気作業が容易に行ない得る。
In this configuration, the core material is a hollow shaft, and a plurality of through-holes are provided for communicating between the contact surface with the elastic layer and the inside of the core material. Bubbles communicate with the outside through the through-holes and hollow portions of the core material. For this reason, the work of lowering the air density from outside using the hollow part and the through hole of the core material, the work of sealing the elastic body layer,
In addition, the re-deaeration work after the elapse of the predetermined period can be easily performed.

【0029】また、シャフトの軸方向に関して均一に脱
気処理が行なわれるため、気泡の真空度がより均一化さ
れる。
Further, since the deaeration process is performed uniformly in the axial direction of the shaft, the degree of vacuum of the bubbles is made more uniform.

【0030】(6)前記芯材は、その中空部に空気を吸
収する吸気剤を有することを特徴とする。
(6) The core material has an air-absorbing agent which absorbs air in a hollow portion thereof.

【0031】この構成においては、前記芯材は、その中
空部に空気を吸収する吸気剤を有することから、前記空
気密度の低下作業後に気泡内に空気が残留していた場合
や長期間の使用により気泡内に空気が侵入した場合等に
おいても、該吸気剤が空気を吸収し、熱の伝導に寄与す
る気泡内の空気密度が低下するため、弾性体層全体とし
ての断熱性が向上する。
In this structure, since the core material has an air-absorbing agent in its hollow portion for absorbing air, it may be used if air remains in the air bubbles after the air density lowering operation or if it is used for a long time. Therefore, even when air enters the air bubbles, the air-absorbing agent absorbs the air, and the air density in the air bubbles that contributes to the conduction of heat is reduced, so that the heat insulation of the entire elastic layer is improved.

【0032】(7)前記弾性体層の端面部が柔軟性を有
するシーリング材により、発熱層となる前記金属スリー
ブと一体となってシールされることを特徴とする。
(7) The end surface of the elastic layer is sealed integrally with the metal sleeve to be a heat generating layer by a flexible sealing material.

【0033】この構成においては、前記弾性体層の端面
部が柔軟性を有するシーリング材により、発熱層となる
前記金属スリーブと一体となってシールされることか
ら、該シーリング材をシールすることにより弾性体層の
弾性効果が損なわれることがない。
In this configuration, since the end surface of the elastic layer is sealed integrally with the metal sleeve serving as the heat generating layer by a flexible sealing material, the sealing material is sealed. The elastic effect of the elastic layer is not impaired.

【0034】さらに、シーリング材が発熱層と一体とな
っているため、発熱層を発泡弾性体層と接着しなくて
も、発熱層の位置ずれが防止され、発熱層から発泡弾性
体層への熱拡散が効果的に防止される。
Further, since the sealing material is integrated with the heat generating layer, even if the heat generating layer is not bonded to the foamed elastic material layer, displacement of the heat generating layer is prevented, and the heat generating layer is moved from the heat generating layer to the foamed elastic material layer. Thermal diffusion is effectively prevented.

【0035】(8)前記シーリング材は、シリコン系接
着剤であることを特徴とする。
(8) The sealing material is a silicon-based adhesive.

【0036】この構成においては、前記シーリング材
は、シリコン系接着剤であることから、柔軟性を有し、
耐熱性にも優れるため、弾性体層の弾性効果が損なわれ
ることがなく、金属スリーブの発熱時においても、金属
スリーブの温度に耐えられるため、シーリング材として
機能が十分に担保される。
In this configuration, since the sealing material is a silicone-based adhesive, it has flexibility.
Since the heat resistance is also excellent, the elastic effect of the elastic layer is not impaired, and even when the metal sleeve generates heat, it can withstand the temperature of the metal sleeve, so that the function as a sealing material is sufficiently ensured.

【0037】また、通常、弾性体層として用いられるこ
とになるシリコンゴムとの接着性にも優れるため、シー
リング材の接着状態が良好になる。
Further, since the adhesiveness to the silicone rubber which is usually used as the elastic layer is excellent, the adhesion of the sealing material is improved.

【0038】(9)(1)〜(8)に記載のローラを、
加熱ローラ又は加圧ローラの少なくとも一方に用いたこ
とを特徴とする。
(9) Rollers according to (1) to (8)
It is characterized in that it is used for at least one of a heating roller and a pressure roller.

【0039】この構成においては、上述の弾性及び断熱
性を備えたローラを定着装置等の加熱装置に適用するこ
とから、例えば用紙上の未定着のトナー像を定着させる
ために金属スリーブを加熱する際には、これに接してい
る弾性体層の断熱性が高いため、発熱層で発生した熱が
弾性体層に逃げにくく熱効率が向上し、該加熱装置のい
わゆるウォーミングアップ時間が短縮する。
In this configuration, since the above-described roller having elasticity and heat insulation is applied to a heating device such as a fixing device, for example, a metal sleeve is heated to fix an unfixed toner image on paper. In this case, since the heat insulating property of the elastic body layer in contact with the heat generating layer is high, the heat generated in the heat generating layer does not easily escape to the elastic body layer, and the heat efficiency is improved, so that the so-called warm-up time of the heating device is shortened.

【0040】また、弾性体層の気泡内の空気が熱膨張す
ることによるこれらのローラ径の変化が防止されるた
め、これらのローラによって処理される被加熱媒体等の
処理に支障が生じること、例えば搬送される用紙にしわ
が発生すること等が防止される。
Further, since the diameter of these rollers is prevented from being changed due to the thermal expansion of the air in the bubbles in the elastic layer, there is a problem in that the processing of the medium to be heated and the like to be processed by these rollers occurs. For example, it is possible to prevent wrinkles from occurring on the conveyed sheet.

【0041】(10)単数又は複数のローラに張架され
る加熱ベルトと、この加熱ベルトに圧接する加圧ローラ
と、前記加熱ベルトを加熱する加熱手段とを備えた加熱
装置において、前記ローラの少なくともひとつは、
(1)〜(8)のいずれかに記載のローラであることを
特徴とする。
(10) In a heating device including a heating belt stretched over one or more rollers, a pressure roller pressed against the heating belt, and heating means for heating the heating belt, At least one
A roller according to any one of (1) to (8).

【0042】この構成においては、上述の弾性及び断熱
性を備えたローラを単数又は複数のローラに張架される
加熱ベルトと、この加熱ベルトに圧接する加圧ローラ
と、前記加熱ベルトを加熱する加熱手段とを備えた加熱
装置に適用することから、加熱ベルトの支持部材となる
これらのローラに加熱ベルトの熱が放出されにくく、こ
の加熱装置の熱効率が向上し、いわゆるウォーミングア
ップ時間が短縮する。
In this configuration, a heating belt stretched around one or a plurality of rollers having the above-described elastic and heat insulating properties, a pressure roller pressed against the heating belt, and the heating belt are heated. Since the present invention is applied to a heating device provided with a heating means, the heat of the heating belt is hardly released to these rollers serving as a support member of the heating belt, so that the heat efficiency of the heating device is improved and the so-called warming-up time is shortened.

【0043】[0043]

【発明の実施の形態】以下、図を用いて本発明の実施形
態の説明をする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0044】本発明の加熱装置を、乾式電子写真器にお
ける定着装置に適用した実施の一形態について説明す
る。
An embodiment in which the heating device of the present invention is applied to a fixing device in a dry electrophotographic apparatus will be described.

【0045】図1は本発明が適用される画像形成装置の
構成の一部を示している。
FIG. 1 shows a part of the configuration of an image forming apparatus to which the present invention is applied.

【0046】本発明が適用される乾式電子写真方式のカ
ラー画像形成装置は、図1に示すように、4色の画像形
成ユニット10を記録媒体搬送路に沿って配列したいわ
ゆるタンデム式のプリンタである。
The dry electrophotographic color image forming apparatus to which the present invention is applied is a so-called tandem type printer in which four color image forming units 10 are arranged along a recording medium conveying path as shown in FIG. is there.

【0047】被加熱材である用紙72の供給トレイ20
と定着装置1とを繋ぐ用紙の搬送路に沿って、4組の画
像形成ユニット10Y、10M、10C、及び10Bを
配置し、無端状ベルトの用紙搬送手段30によって搬送
される用紙72に各色トナーを多重転写した後、定着装
置1によってこれを定着してフルカラー画像を形成する
ものである。
The supply tray 20 for the sheet 72 to be heated
A set of four image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10B is arranged along a paper conveyance path connecting the paper and the fixing device 1, and each color toner is conveyed to the paper 72 conveyed by the paper conveyance means 30 of an endless belt. Is transferred by the fixing device 1 to form a full-color image.

【0048】上記記録用紙搬送手段30は、駆動ローラ
31及びアイドリングローラ32によって張架されると
ともに所定の周速度に制御されて回動する無端状の搬送
ベルト33を有しており、このベルト上に用紙72を静
電吸着させて搬送する。
The recording paper transporting means 30 has an endless transport belt 33 which is stretched by a driving roller 31 and an idling roller 32 and rotates at a controlled peripheral speed. The paper 72 is electrostatically attracted and transported.

【0049】また、各画像形成ユニット10は、像を担
持する感光体ドラム11と、その周囲に帯電ローラ1
2、レーザスキャナユニット13、現像装置14、転写
ローラ15、及び清掃装置16を配置しており、各画像
形成ユニット10の現像装置14には、イエロー
(Y)、マゼンタ(M)、シアン(M)、ブラック
(B)の各トナーが収容されている。
Each image forming unit 10 has a photosensitive drum 11 carrying an image and a charging roller 1 around the photosensitive drum 11.
2, a laser scanner unit 13, a developing device 14, a transfer roller 15, and a cleaning device 16 are arranged. The developing device 14 of each image forming unit 10 includes yellow (Y), magenta (M), and cyan (M ) And black (B) toners.

【0050】そして、各画像形成ユニットは、以下の工
程により、トナー画像を用紙72上に画像形成処理を行
なう。
Then, each image forming unit performs an image forming process of forming a toner image on the paper 72 by the following steps.

【0051】具体的には、感光体ドラム11表面を帯電
ローラ12で一様に帯電した後、レーザスキャナユニッ
ト13により感光体ドラム11表面を画像情報に応じて
露光して静電潜像を形成する。
Specifically, after the surface of the photosensitive drum 11 is uniformly charged by the charging roller 12, the surface of the photosensitive drum 11 is exposed by the laser scanner unit 13 in accordance with image information to form an electrostatic latent image. I do.

【0052】その後、現像装置14により感光体ドラム
11の表面にトナーを供給して静電潜像をトナー像に顕
像化し、この顕像化されたトナー画像をトナーとは逆極
性のバイアス電圧が印加された転写ローラ15により、
搬送手段上を搬送される用紙72に順次転写する。
Thereafter, toner is supplied to the surface of the photosensitive drum 11 by the developing device 14 to visualize the electrostatic latent image into a toner image, and the visualized toner image is subjected to a bias voltage having a polarity opposite to that of the toner. Is applied by the transfer roller 15 to which
The image is sequentially transferred onto the sheet 72 conveyed on the conveying means.

【0053】その後、用紙72は駆動ローラ31の曲率
により、搬送ベルトから剥離され、定着装置1に搬送さ
れる。この定着装置において、所定の温度に保たれた加
熱ローラにより適度な温度と圧力が与えられ、用紙72
上の未定着のトナー71は溶解して用紙72に固定され
堅牢な画像となる。
Thereafter, the sheet 72 is separated from the conveyor belt by the curvature of the drive roller 31 and is conveyed to the fixing device 1. In this fixing device, an appropriate temperature and pressure are given by a heating roller maintained at a predetermined temperature,
The unfixed toner 71 is melted and fixed to the sheet 72 to form a robust image.

【0054】図2は本発明の定着装置の構成を示す図で
ある。この定着装置1は、案内されてくる用紙上のトナ
ー71を溶融するために加熱する加熱ローラ50と、こ
の用紙に所定の圧力を与えてトナー像を定着させる加圧
ローラ60と、加熱のための磁界を発生させる励磁回路
42と、加熱ローラ50を回転駆動する駆動手段44
と、これらの定着装置1における動作の制御を行なう制
御回路43とから構成されている。
FIG. 2 is a diagram showing the structure of the fixing device of the present invention. The fixing device 1 includes a heating roller 50 that heats the toner 71 on the paper to be guided to melt the paper, a pressure roller 60 that applies a predetermined pressure to the paper to fix the toner image, and a heating roller 50 that heats the paper. Excitation circuit 42 for generating a magnetic field of the same and driving means 44 for rotatingly driving heating roller 50
And a control circuit 43 for controlling the operation of the fixing device 1.

【0055】この定着装置1は発熱層である金属スリー
ブ46を有する加熱ローラ50を、その外部に配置した
加熱手段である磁界発生手段41により加熱し、一定温
度で加熱された該加熱ローラ50と加圧ローラ60との
ニップ部に未定着のトナー像を有する用紙を通紙するこ
とで用紙に画像を定着させるものである。
In the fixing device 1, a heating roller 50 having a metal sleeve 46 as a heat generating layer is heated by a magnetic field generating means 41 which is a heating means disposed outside the heating roller 50, and the heating roller 50 heated at a constant temperature is heated. The image is fixed on the sheet by passing the sheet having the unfixed toner image through the nip portion with the pressure roller 60.

【0056】加熱ローラ50は、アルミニウム、鉄又は
ステンレス等の金属からなる芯金40(芯材、誘導加熱
による発熱を防止するため、アルミニウムがより望まし
い。)上に発泡シリコンゴムからなる弾性体層47と金
属スリーブ46が順次形成された構成である。
The heating roller 50 is composed of an elastic layer made of foamed silicone rubber on a metal core 40 made of a metal such as aluminum, iron or stainless steel (a core material, preferably aluminum in order to prevent heat generated by induction heating). 47 and a metal sleeve 46 are sequentially formed.

【0057】金属スリーブ46は、誘電加熱作用により
発熱する発熱体であり、表面温度の立ち上がり時間を短
縮するために、その肉厚は、40μm〜50μmと薄肉
化されている。
The metal sleeve 46 is a heating element that generates heat by a dielectric heating action. The thickness of the metal sleeve 46 is reduced to 40 μm to 50 μm in order to shorten the rise time of the surface temperature.

【0058】金属スリーブ46の基材の材質は、誘導加
熱で加熱するため、鉄やSUS430ステンレス材等、
磁性を有する導電性部材であれば良い。特に比透磁率が
高ければ良く、珪素鋼板や電磁鋼板、ニッケル鋼等であ
っても良い。
The material of the base material of the metal sleeve 46 is made of iron, SUS430 stainless steel, etc., for heating by induction heating.
Any conductive member having magnetism may be used. In particular, it is sufficient that the relative magnetic permeability is high, and a silicon steel sheet, an electromagnetic steel sheet, a nickel steel, or the like may be used.

【0059】また、非磁性体であっても、SUS304
ステンレス材等抵抗値の高い材料であれば誘導加熱でき
るのでこれらを使用することもできる。更に、セラミッ
クス等の非磁性の金属スリーブ46であっても、非透磁
率の高い前記材料が導電性を有するように配置されてい
るような構成であればこれを採用することができる。
Further, even if it is a non-magnetic material, SUS304
Any material having a high resistance such as stainless steel can be used because it can be induction-heated. Further, even a non-magnetic metal sleeve 46 such as ceramics can be employed as long as the material having high non-magnetic permeability is arranged to have conductivity.

【0060】ここでは、金属スリーブ46の基材に電鋳
法により作成した厚さ40μmのニッケルを使用してい
る。また、発熱量を増大させるために金属スリーブ46
を複数層からなるスリーブで構成しても良い。
Here, nickel having a thickness of 40 μm produced by electroforming is used for the base material of the metal sleeve 46. Further, in order to increase the calorific value, the metal sleeve 46 is used.
May be constituted by a sleeve composed of a plurality of layers.

【0061】また、金属スリーブ46の外周面には、ニ
ップ部70で加熱され粘度が低下したトナー71が加熱
ローラ50に付着するのを防止するために、ポリテトラ
フルオロエチレン(以下、PTFEという。)、テトラ
フルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテ
ルとの共重合体(以下、PFAという。)等のフッ素樹
脂、又は、シリコンゴム、フッ素ゴム、フロロシリコン
ゴム等の弾性体、若しくはこれらが複数積層された離型
層45が被覆されている。
Further, on the outer peripheral surface of the metal sleeve 46, polytetrafluoroethylene (hereinafter, referred to as PTFE) is used in order to prevent the toner 71 heated in the nip 70 and having reduced viscosity from adhering to the heating roller 50. ), A fluororesin such as a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoroalkylvinylether (hereinafter referred to as PFA), or an elastic body such as silicon rubber, fluororubber, or fluorosilicone rubber, or a laminate of a plurality of these layers. The mold layer 45 is covered.

【0062】本実施例では、被覆層として層厚150μ
mのシリコンゴム層を形成している。上述のように金属
スリーブ46は非常に薄く、それだけでは十分な機械的
強度が得られない。
In this embodiment, the coating layer has a thickness of 150 μm.
m of the silicone rubber layer. As described above, the metal sleeve 46 is very thin, and does not provide sufficient mechanical strength by itself.

【0063】そこで、本実施例における加熱ローラ50
においては、金属スリーブ46を固定、支持するため
に、金属スリーブ46の内側に発泡弾性体の弾性体層4
7が設けられている。金属スリーブ46からの熱逃げを
極力防止すると同時に、金属スリーブ46の温度に耐え
られるように、弾性体層47には断熱性及び耐熱性に優
れる発泡シリコンゴムが用いられており、厚さとしては
例えば6mmのものが使用される。
Therefore, the heating roller 50 in this embodiment is
In order to fix and support the metal sleeve 46, the elastic layer 4 made of a foamed elastic material is provided inside the metal sleeve 46.
7 are provided. The elastic layer 47 is made of foamed silicone rubber having excellent heat insulation and heat resistance so as to minimize heat escape from the metal sleeve 46 and withstand the temperature of the metal sleeve 46. For example, a 6 mm one is used.

【0064】加熱ローラ50と接触し、用紙を通過させ
るニップ部70を形成するための加圧ローラ60は、
鉄、ステンレス、又はアルミニウムの芯金40上に、シ
リコンゴム等の弾性体層47を有するように構成されて
いる。
The pressure roller 60 for forming the nip 70 for contacting the heating roller 50 and passing the sheet is
An elastic layer 47 made of silicon rubber or the like is provided on a core metal 40 made of iron, stainless steel, or aluminum.

【0065】この加圧ローラ60の表面には、PFAや
PTFEからなる離型層45が形成されていても良い。
A release layer 45 made of PFA or PTFE may be formed on the surface of the pressure roller 60.

【0066】加圧ローラ60は図示しないバネ等の弾性
部材によって、加熱ローラ50に圧接されており、これ
により加熱ローラ50との間に、幅6.5mm程度の接
触ニップ部70が形成される。
The pressure roller 60 is pressed against the heating roller 50 by an elastic member such as a spring (not shown), whereby a contact nip 70 having a width of about 6.5 mm is formed between the pressure roller 60 and the heating roller 50. .

【0067】加熱ローラ50を加熱する誘導加熱手段で
ある磁界発生手段41は、図3に示す誘導コイルから構
成されており、加熱ローラ50の外周部を取り囲むよう
に構成されている。このように構成すると曲率が存在す
るため、誘導コイルの中心側に磁束が集中し、渦電流の
発生量が多くなるため、加熱ローラ50の表面温度をす
ばやく立ち上げるのに都合が良い。
The magnetic field generating means 41, which is an induction heating means for heating the heating roller 50, is constituted by the induction coil shown in FIG. 3, and is configured to surround the outer periphery of the heating roller 50. With such a configuration, since the curvature exists, the magnetic flux concentrates on the center side of the induction coil, and the amount of eddy current generated increases. Therefore, it is convenient to quickly raise the surface temperature of the heating roller 50.

【0068】誘導コイルの材質には、ここでは、耐熱性
を考慮して、酸化膜等の表面絶縁層を有するアルミニウ
ム単線を使用しているが、銅線又は銅ベースの複合部材
線であっても良いし、エナメル線等を撚り線にしたリッ
ツ線であっても良い。
As the material of the induction coil, a single aluminum wire having a surface insulating layer such as an oxide film is used in consideration of heat resistance, but it is a copper wire or a copper-based composite member wire. Alternatively, a litz wire formed by twisting an enamel wire or the like may be used.

【0069】いずれの線材を使用するにしても、コイル
でのジュール損を抑えるためには、誘導コイルの全抵抗
値は、0.5Ω以下、望ましくは0.1Ω以下とすべき
である。また、誘導コイルを、定着させる用紙のサイズ
に応じて複数個配置しても良い。
Whichever wire is used, the total resistance of the induction coil should be 0.5 Ω or less, preferably 0.1 Ω or less, in order to suppress Joule loss in the coil. Also, a plurality of induction coils may be arranged according to the size of the paper to be fixed.

【0070】この誘導コイルに、図2中の励磁回路42
からより高周波電流を流すことで生じる交番磁界によ
り、加熱ローラ50が誘導加熱される。このとき、ニッ
プ部70近傍には、サーミスタ48が配置されており、
サーミスタ48の検知信号に応じて、図示しないCPU
等を備えた制御手段が励磁回路を制御し、これにより加
熱ローラ50の温度は一定温度に制御される。
The induction coil shown in FIG.
The heating roller 50 is induction-heated by an alternating magnetic field generated by flowing a higher frequency current from the heating roller 50. At this time, the thermistor 48 is arranged near the nip 70,
CPU (not shown) according to the detection signal of the thermistor 48
The control means including the above controls the excitation circuit, whereby the temperature of the heating roller 50 is controlled to a constant temperature.

【0071】このように一定温度に制御された加熱ロー
ラ50を、駆動手段43により回転させることで、ニッ
プ部70に未定着画像を通紙させ、この画像を熱と圧力
とにより紙に定着させる。また、このときトナー71の
特性に応じて、加熱ローラ50表面にシリコンオイル等
からなるオフセット防止剤を塗布してもよい。
The unfixed image is passed through the nip 70 by rotating the heating roller 50 controlled at a constant temperature by the driving means 43, and the image is fixed on the paper by heat and pressure. . At this time, an anti-offset agent made of silicone oil or the like may be applied to the surface of the heating roller 50 according to the characteristics of the toner 71.

【0072】次に、加熱ローラ50について、図4を用
いて説明する。
Next, the heating roller 50 will be described with reference to FIG.

【0073】図4は本実施形態における加熱ローラ50
の正面断面図である。上述のように、弾性体層47は発
泡シリコンゴムからなるが、通常、発泡シリコンゴムは
その気泡52内部に大気中と同じ密度の空気を有してい
る。この場合、発泡シリコンゴムの熱伝導率としては、
約0.07(W/m°C)程度であり、空気の熱伝導率
0.0257(W/m°C)より大きく断熱性が良くな
いため、金属スリーブ46から弾性体層47に逃げる熱
量は、従来のような中空芯金40を用いた加熱ローラ5
0において芯金40から中空部の空気に放出される熱量
に比べて大きいことが知られている。
FIG. 4 shows a heating roller 50 according to this embodiment.
FIG. As described above, the elastic layer 47 is made of foamed silicone rubber. Usually, the foamed silicone rubber has air having the same density as that of the atmosphere inside the air bubbles 52. In this case, the thermal conductivity of the foamed silicone rubber
It is about 0.07 (W / m ° C), which is larger than the thermal conductivity of air, 0.0257 (W / m ° C), and has poor heat insulation. Is a conventional heating roller 5 using a hollow metal core 40.
At 0, it is known that the heat amount is larger than the amount of heat released from the core metal 40 to the air in the hollow portion.

【0074】このような場合には、薄層の金属スリーブ
46を用いることで加熱体を低熱容量化した本発明の加
熱ローラ50の特徴・効果を相殺してしまい、ウォーム
アップ時間としては、従来型で芯金40材料に例えばア
ルミニウムに比べて強度的に優れる鉄系材料を用いて芯
金40を薄肉化した加熱ローラとほとんど変わらない。
In such a case, the characteristics and effects of the heating roller 50 of the present invention, in which the heating element has a reduced heat capacity, are offset by using the thin metal sleeve 46, and the warm-up time is longer than that of the conventional heating roller. It is almost the same as a heating roller in which the core metal 40 is thinned by using an iron-based material which is superior in strength to aluminum, for example, as the material of the core metal 40 in the mold.

【0075】ここで、一般的に、弾性体層47に逃げる
熱のうち、約60%が弾性体材料、すなわち本実施形態
においてシリコンゴム自体を伝わる熱であり、残りの約
40%が弾性発泡体内の気泡中の空気を介して伝わる熱
である、とされている。
Here, generally, about 60% of the heat escaping to the elastic layer 47 is the heat transmitted to the elastic material, that is, the silicon rubber itself in the present embodiment, and the remaining about 40% is the elastic foam. It is said to be heat transmitted through air in air bubbles in the body.

【0076】従って、発泡シリコンゴムの気泡52内部
の空気密度を大気中の空気密度よりも低くすれば、発泡
シリコンゴムの熱伝導率を低くすることができ、弾性体
層47の断熱性をさらに向上することができる。
Therefore, if the air density inside the bubbles 52 of the foamed silicone rubber is made lower than the air density in the atmosphere, the thermal conductivity of the foamed silicone rubber can be lowered, and the heat insulating property of the elastic layer 47 can be further improved. Can be improved.

【0077】そこで、本実施形態における加熱ローラ5
0においては、製造工程時に弾性体層47である発泡シ
リコンゴムの気泡52内部にある空気の脱気処理を施し
ている。具体的には、芯金40上に弾性体層47が形成
されたローラ(以下、弾性ローラという。)を作製し、
また、これとは別工程で金属スリーブ46上に離型層4
5を形成し、加熱ローラ50製作装置を用いて金属スリ
ーブ46内に弾性ローラを挿入する。
Therefore, the heating roller 5 in this embodiment is
In the case of No. 0, the air inside the bubbles 52 of the foamed silicone rubber which is the elastic layer 47 is deaerated during the manufacturing process. Specifically, a roller in which the elastic layer 47 is formed on the cored bar 40 (hereinafter, referred to as an elastic roller) is manufactured.
Also, the release layer 4 is formed on the metal sleeve 46 in a separate step.
5 is formed, and an elastic roller is inserted into the metal sleeve 46 by using a heating roller 50 manufacturing apparatus.

【0078】そして、この金属スリーブ46が被さった
状態で弾性ローラを真空装置内に入れ、弾性体層47端
部より、弾性体層47の気泡内部に存在する空気の脱気
を行なう。脱気が完了した後、弾性体層47端部をシー
リング材51を用いて金属スリーブ46と一体的にシー
ルし、弾性体層47を密閉する。
Then, the elastic roller is put in a vacuum device with the metal sleeve 46 covered, and air present inside the bubbles of the elastic layer 47 is degassed from the end of the elastic layer 47. After the degassing is completed, the end of the elastic layer 47 is integrally sealed with the metal sleeve 46 using the sealing material 51, and the elastic layer 47 is sealed.

【0079】ここで、弾性体層47は加圧ローラ60と
の圧接により変形し、ニップを形成する必要があること
から、シーリング材51に用いられる材料としては、柔
軟性を有し、弾性体層47の変形に追従して変形するこ
とが必要であり、また、金属スリーブ46と一体となっ
て弾性体層47をシールするため、発熱した金属スリー
ブ46の温度に十分耐えられる耐熱性を有していること
がより望ましい。
Here, since the elastic layer 47 must be deformed by pressure contact with the pressure roller 60 to form a nip, the material used for the sealing material 51 has flexibility and elasticity. The elastic layer 47 must be deformed following the deformation of the layer 47, and has heat resistance enough to withstand the temperature of the heated metal sleeve 46 because the elastic layer 47 is sealed integrally with the metal sleeve 46. Is more desirable.

【0080】従って、本実施形態ではシーリング材51
としてシリコン系接着剤を用いている。シリコン系接着
剤は柔軟性を有し、また、耐熱性にも優れることから、
シーリング材51として好適である。
Therefore, in this embodiment, the sealing material 51 is used.
As a silicone adhesive. Silicone adhesives have flexibility and also have excellent heat resistance,
It is suitable as the sealing material 51.

【0081】また、気泡52の構造としては、脱気効率
や気泡内の真空度を極力向上させたい場合は、各気泡の
一部又は全部が繋がった連続気泡状態となるように、シ
リコンゴムの発泡条件を設定すると良い。弾性体層47
をこのように構成することで脱気に要する時間が短縮さ
れ、また、気泡内部の真空度がより高くなる。このよう
にして、製作した加熱ローラ50の弾性体層47の熱伝
導率を測定すると、その値は0.05(W/m°C)で
あり、脱気処理を施していない加熱ローラ50の熱伝導
率の値の0.072(W/m°C)に比べ、断熱性が向
上していることが確認できた。
When it is desired to improve the degassing efficiency and the degree of vacuum inside the bubbles as much as possible, the structure of the bubbles 52 is made of silicone rubber so that a part or all of the bubbles are connected. It is good to set foaming conditions. Elastic layer 47
With such a configuration, the time required for degassing is reduced, and the degree of vacuum inside the bubbles is further increased. When the thermal conductivity of the elastic layer 47 of the heating roller 50 manufactured as described above was measured, the value was 0.05 (W / m ° C.). It was confirmed that the heat insulating property was improved as compared with the value of the thermal conductivity of 0.072 (W / m ° C.).

【0082】一方、シールドする際の作業性を向上させ
たい場合は、気泡52の構造として、各気泡の一部又は
全部が独立した独立気泡状態となるように、シリコンゴ
ムの発泡条件を設定すると良い。独立気泡はある程度の
気密性を備えるが、完璧な機密性を持つわけではないた
め、真空装置内に放置されると、連続気泡に比べて時間
はかかるものの、徐々に気泡内の気体は吸引され、脱気
される。
On the other hand, when it is desired to improve the workability when shielding, the foaming condition of the silicone rubber is set as the structure of the bubble 52 so that a part or all of the bubble is in an independent closed state. good. Although closed cells have some degree of airtightness, they do not have perfect confidentiality.When left in a vacuum device, it takes more time than open cells, but the gas inside the bubbles is gradually sucked in. Degassed.

【0083】そして、脱気後、弾性ローラを大気中に取
り出しても、気泡内部に再度気体が侵入するのにも時間
を要するため、シールド作業前においても、真空状態が
ある程度維持される。その結果、シーリング材によるシ
ールド作業を真空装置外である大気中で行なうことがで
き、作業性を改善することができる。
After the degassing, even if the elastic roller is taken out into the atmosphere, it takes time for the gas to enter the air bubbles again, so that a vacuum state is maintained to some extent even before the shielding operation. As a result, the shield work with the sealing material can be performed in the atmosphere outside the vacuum device, and the workability can be improved.

【0084】独立気泡の弾性ローラを真空装置で30分
間脱気を行なった後、真空装置から取り出し、約3分間
でシールドを行なった場合、真空装置内で処理したロー
ラと同等の熱伝導率0.05(W/m°C)に抑えるこ
とができることが確認された。
After the closed-cell elastic roller is degassed by a vacuum device for 30 minutes and then taken out of the vacuum device and shielded for about 3 minutes, the heat conductivity is equal to that of the roller processed in the vacuum device. 0.05 (W / m ° C).

【0085】また、本発明による弾性ローラの生産性を
向上するためには、脱気時間を極力短くする必要がある
が、この場合、気泡内が完全に真空とはならず、若干の
空気が残ってしまう。一般的には、工業的に容易に得ら
れる真空圧力としては、0.5Torr程度である。こ
のような場合においても、極力、弾性ローラの断熱性を
維持するために、気泡の平均直径としては空気の平均自
由工程より小さいことが好ましい。平均自由工程とは、
気体分子が他の分子と衝突せずに自由に飛び廻る距離で
あり、これが短い程気体の熱伝導が活発になる。尚、平
均自由行程は一般的に次式で表される。
Further, in order to improve the productivity of the elastic roller according to the present invention, it is necessary to shorten the deaeration time as much as possible. Will remain. Generally, a vacuum pressure that can be easily obtained industrially is about 0.5 Torr. Even in such a case, the average diameter of the bubbles is preferably smaller than the mean free path of air in order to maintain the heat insulation of the elastic roller as much as possible. The mean free path is
This is the distance over which gas molecules fly freely without colliding with other molecules. The shorter the distance, the more heat conduction of the gas becomes active. The mean free path is generally represented by the following equation.

【0086】L=2.33×10-20 T/(P×σ2 ) L:平均自由行程(cm) T:温度(K) P:圧力(Torr) σ:気体分子半径(cm) よって、それぞれの気泡で構成された壁間距離、つまり
空隙間距離の方が、平均自由行程より短くなると、気体
同士がぶつかる確率がほとんど無視できるオーダーとな
り、断熱性が向上する。従って、本実施形態では、平均
セル径を、空気の平均自由行程(本実施形態の場合には
約130μm)より小さい100μmとしている。
L = 2.33 × 10 −20 T / (P × σ 2 ) L: mean free path (cm) T: temperature (K) P: pressure (Torr) σ: gas molecule radius (cm) When the distance between the walls formed by the bubbles, that is, the distance between the air gaps is shorter than the mean free path, the probability that the gases collide with each other is almost negligible, and the heat insulating property is improved. Therefore, in this embodiment, the average cell diameter is set to 100 μm, which is smaller than the mean free path of air (about 130 μm in the case of this embodiment).

【0087】ここで、図5は本発明に係る加熱装置1の
第2の実施形態における加熱ローラ50の正面断面図で
ある。なお、本実施形態においては加熱ローラ50以外
の構成は、第1の実施形態における構成と同一である。
FIG. 5 is a front sectional view of the heating roller 50 in the second embodiment of the heating device 1 according to the present invention. Note that, in the present embodiment, the configuration other than the heating roller 50 is the same as the configuration in the first embodiment.

【0088】さらに、本実施形態における加熱ローラ5
0は、芯金40を除いて、第1の実施形態のものと同一
の構成である。但し、芯金40は、アルミニウムからな
る中空円筒形状をしており、外面から内面へ貫かれた、
弾性体層47と芯金40の中空部とを連通する多数の貫
通孔49を有する点において第1の実施形態と相違す
る。
Further, the heating roller 5 in the present embodiment
Reference numeral 0 denotes the same configuration as that of the first embodiment except for the cored bar 40. However, the core metal 40 has a hollow cylindrical shape made of aluminum, and is penetrated from the outer surface to the inner surface.
The third embodiment is different from the first embodiment in having a large number of through holes 49 communicating the elastic layer 47 and the hollow portion of the metal core 40.

【0089】次に、加熱ローラ50の製造方法について
説明する。芯金40上に弾性体層47が挿入、接着され
たローラ(以下、弾性ローラという。)を作製し、ま
た、これとは別工程で金属スリーブ46上に離型層45
を形成し、加熱ローラ50製造装置を用いて金属スリー
ブ46内に弾性ローラの挿入を行なう。
Next, a method of manufacturing the heating roller 50 will be described. A roller (hereinafter, referred to as an elastic roller) in which the elastic layer 47 is inserted and adhered to the cored bar 40 is manufactured, and a release layer 45 is formed on the metal sleeve 46 in a separate process.
Is formed, and an elastic roller is inserted into the metal sleeve 46 using the heating roller 50 manufacturing apparatus.

【0090】次に、弾性体層47端部をシリコン系接着
剤からなるシーリング材51を用いて金属スリーブ46
を一体的にシールする。そして、この金属スリーブ46
が被さった状態で弾性ローラを真空装置内に入れ、真空
引きを行なう。その結果、弾性体層47の気泡内部に存
在する空気は、気泡52から芯金40の貫通孔49、そ
して芯金40の貫通孔49から中空部を経由して、芯金
40両端の開口部というルートにより脱気される。脱気
が完了した後、芯金40両端の開口部にシールドキャッ
プ53を挿入し、芯金40内部を密閉する。その後、加
熱ローラ50を真空装置外に取り出す。すると、シール
ドキャップ53は芯金40内外の気圧差により、芯金4
0に強固に加圧され、芯金40内部の密閉性がより向上
する。
Next, the end of the elastic layer 47 is sealed with a metal sleeve 46 using a sealing material 51 made of a silicone-based adhesive.
Are integrally sealed. And this metal sleeve 46
Then, the elastic roller is put in a vacuum device in a state where it is covered, and vacuuming is performed. As a result, the air existing inside the bubbles of the elastic layer 47 flows from the bubbles 52 through the through-holes 49 of the core bar 40 and from the through-holes 49 of the core bar 40 through the hollow portions to the openings at both ends of the core bar 40. It is degassed by the route. After the degassing is completed, the shield caps 53 are inserted into the openings at both ends of the metal core 40 to seal the inside of the metal core 40. Thereafter, the heating roller 50 is taken out of the vacuum device. Then, due to the pressure difference between the inside and outside of the core bar 40, the shield cap 53 is
It is strongly pressurized to 0, and the sealing performance inside the cored bar 40 is further improved.

【0091】加熱ローラ50を以上のような構成とする
ことにより、通常、真空装置内での非常に手間と時間を
要する作業が、芯金40の両端にシールドキャップ53
を挿入するだけの真空装置内でも容易に行なえる簡易な
作業となる。本構成の加熱ローラ50では、シーリング
材51によるシール作業を脱気処理前に真空装置外で行
なうことができるため、生産性の向上を図ることができ
る。
With the above-described configuration of the heating roller 50, usually, a very labor-intensive and time-consuming operation in a vacuum device is required.
This is a simple operation that can be easily performed even in a vacuum apparatus in which only a gas is inserted. In the heating roller 50 having this configuration, the sealing operation with the sealing material 51 can be performed outside the vacuum device before the deaeration process, so that the productivity can be improved.

【0092】第1の実施形態の加熱ローラ50では、弾
性体層47端部から脱気されるため、加熱ローラ50端
部と中央部で気泡内部の真空度が不均一となりやすい。
一方、本実施形態の加熱ローラ50では、軸方向に関し
て均一に脱気処理されるため、気泡の真空度をより均一
とすることができる。
In the heating roller 50 according to the first embodiment, since the air is degassed from the end of the elastic layer 47, the degree of vacuum inside the bubble is likely to be uneven at the end and the center of the heating roller 50.
On the other hand, in the heating roller 50 of the present embodiment, since the degassing process is performed uniformly in the axial direction, the degree of vacuum of the bubbles can be made more uniform.

【0093】加熱ローラ50を長時間使用すると再度、
気泡内に徐々に空気が侵入し、断熱性が低下することが
考えられる。このような場合においても、本実施形態の
加熱ローラ50では、シールドキャップ53の取り外し
が可能であるため、再度真空装置内で脱気処理すること
により、断熱性を復帰させることができるため、長期間
に渡って使用することができる。
When the heating roller 50 is used for a long time,
It is conceivable that air gradually penetrates into the bubbles and the heat insulation property is reduced. Even in such a case, in the heating roller 50 of the present embodiment, since the shield cap 53 can be removed, the heat insulating property can be restored by performing the degassing process again in the vacuum device. Can be used over a period of time.

【0094】更に、予め、芯金40内部に活性炭、水酸
化カルシウム、塩化カルシウム、ゼオライト、シリカ系
微粉末等の吸気剤であるゲッター剤を挿入しておくこと
で、長期間の使用により多少気泡内に空気が侵入して
も、この空気はゲッター剤により吸収されるため、長期
間断熱性を維持することができる。
Further, by inserting in advance a getter agent which is an inhalant such as activated carbon, calcium hydroxide, calcium chloride, zeolite, silica-based fine powder or the like into the core metal 40, air bubbles may be slightly generated due to long-term use. Even if air enters the interior, the air is absorbed by the getter agent, so that heat insulation can be maintained for a long time.

【0095】ここで図6は、本発明による弾性ローラの
使用状態を示す図である。同図は、本発明による弾性ロ
ーラを熱ローラ定着装置の加圧ローラ60に適用した例
を示している。本実施形態における、熱ローラ定着装置
1はアルミニウム、鉄等の金属からなる中空芯金40の
表面にフッ素樹脂等からなる離型層45が設けられた加
熱ローラ50と、この定着ローラに圧接する加圧ローラ
60とを備え、加熱ローラ50内部に配置されたハロゲ
ンランプ等のヒータ54からの赤外線により、加熱ロー
ラ50の加熱を行なう構成である。
FIG. 6 is a diagram showing the use state of the elastic roller according to the present invention. FIG. 1 shows an example in which the elastic roller according to the present invention is applied to a pressure roller 60 of a heat roller fixing device. In the present embodiment, the heat roller fixing device 1 is in pressure contact with a heat roller 50 in which a release layer 45 made of a fluororesin or the like is provided on the surface of a hollow metal core 40 made of a metal such as aluminum or iron. A pressure roller 60 is provided, and the heating roller 50 is heated by infrared rays from a heater 54 such as a halogen lamp disposed inside the heating roller 50.

【0096】加熱ローラ50の周囲には、加熱ローラ5
0と加圧ローラ60との当接部となるニップ部70の上
流側に加熱ローラ50の表面温度を検知し、所定の温度
にコントロールするためのサーミスタ等からなる温度セ
ンサ48、ニップ部70の下流側には加熱ローラ50へ
の用紙の巻き付きを防止するための剥離爪55、また加
熱ローラ50の上方には加熱ローラ50の異常昇温を防
止するためのサーモスタット等からなる安全装置56が
配置されている。
The heating roller 5 is provided around the heating roller 50.
A temperature sensor 48 including a thermistor or the like for detecting the surface temperature of the heating roller 50 and controlling the temperature to a predetermined temperature on the upstream side of the nip 70 serving as an abutting portion of the nip 70 with the pressure roller 60. A peeling claw 55 for preventing the paper from being wound around the heating roller 50 is provided on the downstream side, and a safety device 56 such as a thermostat for preventing abnormal heating of the heating roller 50 is disposed above the heating roller 50. Have been.

【0097】図7は、本実施形態に適用される加圧ロー
ラ60の構成を示している。
FIG. 7 shows the structure of the pressure roller 60 applied to this embodiment.

【0098】加圧ローラ60は、鉄又はステンレス等の
金属からなる芯金40上に発泡シリコンゴムからなる弾
性体層47とPFAチューブとをシーリング部材51に
より、一体的にシールして構成されている。このため、
弾性体層47は密閉状態となっている。
The pressure roller 60 is constructed by integrally sealing an elastic layer 47 made of foamed silicone rubber and a PFA tube on a core metal 40 made of metal such as iron or stainless steel by a sealing member 51. I have. For this reason,
The elastic layer 47 is in a closed state.

【0099】このようにして、製作した加圧ローラ60
の弾性体層47の熱伝導率を測定したところ、0.05
(W/m°C)であり、脱気処理を施していない加圧ロ
ーラの熱伝導率の値である0.072(W/m°C)に
比べ、断熱性が向上している。これにより、加熱ローラ
50から加圧ローラ60に逃げる熱量を低減することが
でき、定着装置のウォームアップ時間を短縮することが
できるとともに、定着動作時の熱効率を向上することが
できる。
The pressure roller 60 manufactured as described above is used.
The thermal conductivity of the elastic layer 47 was measured to be 0.05
(W / m ° C.), which is better than the heat conductivity value of 0.072 (W / m ° C.) of the pressure roller that has not been subjected to the deaeration treatment. As a result, the amount of heat that escapes from the heating roller 50 to the pressure roller 60 can be reduced, so that the warm-up time of the fixing device can be reduced, and the thermal efficiency during the fixing operation can be improved.

【0100】また、図8は、本発明による弾性ローラを
ベルト定着装置の加熱ローラ50に適用した状態を示す
図である。本実施形態におけるベルト式定着装置は、加
熱ローラ50、支持部材としてのバックアップローラ8
0、加圧ローラ60、テンションローラ80、加熱ベル
トとしてのエンドレスベルト59、ヒータ54及び温度
センサ48を備えている。
FIG. 8 is a diagram showing a state in which the elastic roller according to the present invention is applied to the heating roller 50 of the belt fixing device. The belt-type fixing device according to the present embodiment includes a heating roller 50, a backup roller 8 as a support member.
0, a pressure roller 60, a tension roller 80, an endless belt 59 as a heating belt, a heater 54, and a temperature sensor 48.

【0101】エンドレスベルト59は、厚さ40μmの
ニッケル又はステンレス等の金属製基板の外表面に離型
層45をしてシリコンゴムやフッ素樹脂等が被覆された
2重構造であり、バックアップローラ80及び加熱ロー
ラ50に対し、180°近い巻き付け角で張架されてい
る。
The endless belt 59 has a double structure in which a release layer 45 is coated on the outer surface of a metal substrate such as nickel or stainless steel having a thickness of 40 μm and covered with silicon rubber, fluororesin, or the like. And around the heating roller 50 at a winding angle close to 180 °.

【0102】テンションローラ58は、例えばアルミニ
ウム、鉄、ステンレス等からなる、芯金40の表面にシ
リコンオイルが含侵されたノーメックスフェルト(登録
商標)等の耐熱性の被覆層が螺旋状に貼付されたもので
あり、エンドレスベルト59に所定の張力を付加すると
ともに、エンドレスベルト59のクリーニング及びオイ
ル塗布を兼用する。
The tension roller 58 has a heat-resistant coating layer made of, for example, aluminum, iron, stainless steel, or the like, made of, for example, Nomex felt (registered trademark) impregnated with silicon oil on the surface of the metal core 40, and is spirally attached. In addition to applying a predetermined tension to the endless belt 59, the endless belt 59 is also used for cleaning and oil application.

【0103】加熱ローラ50はアルミニウム、鉄、又は
ステンレス等からなる金属製中空芯金40の表面にフッ
素ゴムからなる、被覆層が形成されており、加熱ローラ
50内部にはハロゲンランプからなるヒータ54が配置
されている。また、加熱ローラ50の表面位置における
エンドレスベルト59との接触範囲の反対側には、温度
センサであるサーミスタ48が当接しており、加熱ロー
ラ50の表面温度を検知するようになっている。
The heating roller 50 has a metal hollow core 40 made of aluminum, iron, stainless steel or the like, on the surface of which a coating layer made of fluoro rubber is formed, and inside the heating roller 50 a heater 54 made of a halogen lamp. Is arranged. A thermistor 48, which is a temperature sensor, is in contact with the surface of the heating roller 50 opposite to the contact area with the endless belt 59, and detects the surface temperature of the heating roller 50.

【0104】加圧ローラ60は、アルミニウム、鉄又は
ステンレスからなる金属製芯金40にシリコンゴムから
なる弾性体層47を設けた構成であり、図示しないコイ
ルばねによりエンドレスベルト59を介してバックアッ
プローラ80に圧接することにより、所定の幅のニップ
部70を形成している。
The pressure roller 60 has a structure in which an elastic layer 47 made of silicon rubber is provided on a metal core bar 40 made of aluminum, iron or stainless steel, and a backup roller is provided via an endless belt 59 by a coil spring (not shown). The nip portion 70 having a predetermined width is formed by pressing against the nip portion 80.

【0105】以上のように構成された定着装置1におい
て、加熱ローラ50はヒータ54により所定の温度に加
熱コントロールされるとともに、図示しない駆動手段に
よって回転する。そして、加熱ローラ50の回転に従動
してエンドレスベルト、バックアップローラ、加圧ロー
ラ60が回転し、ニップ部70に未定着トナー画像が形
成された用紙が搬送されることで定着が行なわれる。
In the fixing device 1 configured as described above, the heating roller 50 is controlled to be heated to a predetermined temperature by the heater 54, and is rotated by driving means (not shown). Then, following the rotation of the heating roller 50, the endless belt, the backup roller, and the pressure roller 60 rotate, and the sheet on which the unfixed toner image is formed is conveyed to the nip 70, whereby the fixing is performed.

【0106】次に本発明が適用されるバックアップロー
ラについて図9を用いて説明する。バックアップローラ
は、鉄又はステンレス等の金属からなる芯金40上に発
泡シリコンゴムからなる弾性体層47とPFAチューブ
からなる被覆層が順次形成された構成である。また、製
造工程中において、真空装置により弾性体層47内の気
泡内部に存在する空気が脱気処理されており、脱気後、
再度気泡内に空気が侵入しないよう、脱気が完了した
後、弾性体層47端部がシーリング材によりPFAチュ
ーブと一体的にシールされており、これにより弾性体層
47は密閉状態となっている。
Next, a backup roller to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. The backup roller has a configuration in which an elastic layer 47 made of foamed silicone rubber and a coating layer made of a PFA tube are sequentially formed on a metal core 40 made of metal such as iron or stainless steel. Also, during the manufacturing process, air present inside the bubbles in the elastic layer 47 is subjected to degassing by a vacuum device, and after degassing,
After the deaeration is completed so that air does not enter the air bubbles again, the end of the elastic layer 47 is integrally sealed with the PFA tube with a sealing material, whereby the elastic layer 47 is sealed. I have.

【0107】このようにして製作したバックアップロー
ラの弾性体層47の熱伝導率を測定したところ、0.0
5(W/m°C)であり、脱気処理を施していない従来
のバックアップローラの熱伝導率の値である0.072
(W/m°C)に比べて断熱性が向上していることが確
認できた。
When the thermal conductivity of the elastic layer 47 of the backup roller manufactured as described above was measured,
5 (W / m ° C.), which is 0.072 which is the value of the thermal conductivity of the conventional backup roller not subjected to the deaeration treatment.
(W / m ° C), it was confirmed that the heat insulating property was improved.

【0108】その結果、エンドレスベルト59からバッ
クアップローラ80に逃げる熱量を低減することがで
き、定着装置1のウォームアップ時間を短縮することが
できるとともに、定着動作時の熱効率を向上することが
できる。
As a result, the amount of heat escaping from the endless belt 59 to the backup roller 80 can be reduced, the warm-up time of the fixing device 1 can be shortened, and the thermal efficiency during the fixing operation can be improved.

【0109】次に、本発明による弾性ローラを用いた定
着装置1により、実際に実験によりウォームアップ時間
(昇温特性)及び消費電力について測定した結果につい
て示す。実際に用いた定着装置1は、図10に示すよう
に、加熱ローラ50と加圧ローラ60との両方に本発明
の弾性ローラを用いている。
Next, the results of actual measurement of the warm-up time (temperature rise characteristic) and the power consumption by the fixing device 1 using the elastic roller according to the present invention will be described. The fixing device 1 actually used uses the elastic roller of the present invention for both the heating roller 50 and the pressure roller 60 as shown in FIG.

【0110】図11は、実験条件として、投入電力80
0W、ローラ周速度200mm/sとしたときのウォー
ムアップ時間の測定結果を示すものである。
FIG. 11 shows that the input power 80
It shows the measurement results of the warm-up time when the roller speed is 0 W and the roller peripheral speed is 200 mm / s.

【0111】定着温度である190°Cまで昇温させる
ために要する時間、いわゆるウォームアップ時間は、本
実施形態の定着装置で14.6秒、比較例の定着装置で
18.6秒となり、これより、弾性ローラの真空断熱化
を図ることでウォームアップ時間が約20%短縮される
ことが示されている。
The time required to raise the fixing temperature to 190 ° C., the so-called warm-up time, is 14.6 seconds for the fixing device of the present embodiment and 18.6 seconds for the fixing device of the comparative example. Further, it is shown that the warm-up time is reduced by about 20% by achieving vacuum insulation of the elastic roller.

【0112】また、測定によりウォームアップ時及び1
90°Cで30秒間温度制御した時の消費電力量は、ウ
ォームアップ時消費電力量が0.89Wh、そして19
0°Cにおいて30秒温度制御時の消費電力量が0.4
2Wh低減しており、定着装置の弾性ローラの真空断熱
化を図ることで、消費電力も低減されることが分かっ
た。
[0112] Also, the warm-up and 1
The power consumption when the temperature is controlled at 90 ° C. for 30 seconds is as follows: the power consumption during warm-up is 0.89 Wh, and 19
Power consumption during temperature control for 30 seconds at 0 ° C is 0.4
It has been found that the power consumption is also reduced by reducing the thermal insulation of the elastic roller of the fixing device by 2 Wh.

【0113】[0113]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、 (1)前記弾性体層は、その外周に設けられた前記金属
スリーブを含む被覆部材により密閉されており、かつ、
それぞれの空気密度が大気中の空気密度よりも低い複数
の気泡を有する発泡体であることから、該ローラ生産時
における該発泡体の気泡内の空気密度を長期間にわたっ
て低い状態のまま維持することができる。
As described above, according to the present invention, (1) the elastic layer is sealed by the covering member including the metal sleeve provided on the outer periphery thereof, and
Since each of the air densities is a foam having a plurality of cells lower than the air density in the atmosphere, the air density in the cells of the foam during the production of the roller is kept low for a long time. Can be.

【0114】また、空気密度が低い状態では、気泡中の
空気を介して熱が伝わりにくくなるため、弾性体層全体
として断熱性を向上させることができる。
When the air density is low, heat is less likely to be transmitted through the air in the air bubbles, so that the heat insulating property of the entire elastic layer can be improved.

【0115】(2)前記複数の気泡は、その一部又は全
部が連続気泡であることから、前記弾性体層を構成する
発泡体層の内部にいたるまで各気泡が連続しているた
め、前記弾性体層における発泡体の気泡の真空引き等に
よる空気密度の低下作業を容易に行なうことができる。
(2) Since some or all of the plurality of cells are open cells, the cells are continuous up to the inside of the foam layer constituting the elastic layer. The work of lowering the air density by evacuation of bubbles of the foam in the elastic layer can be easily performed.

【0116】(3)前記複数の気泡は、その一部又は全
部が独立気泡であることから、それぞれの気泡の気密性
が高く空気の出入りが微小であるため、気泡の空気密度
を低下させた後の弾性体層の密閉作業等における該ロー
ラの取り扱いを容易にすることができる。
(3) Since some or all of the plurality of bubbles are closed cells, the airtightness of each bubble is high and the air flow is minute, so that the air density of the bubbles is reduced. The handling of the roller in the subsequent sealing work of the elastic layer and the like can be facilitated.

【0117】(4)前記複数の気泡は、その一部又は全
部の径が空気の平均自由行程以下であることから、気泡
内に残留する気体分子が他の気体分子と衝突することが
稀であるため、該気体を介しての熱伝導がされにくく、
弾性体層全体として断熱性を向上させることができる。
(4) Since some or all of the plurality of bubbles have a diameter equal to or less than the mean free path of air, gas molecules remaining in the bubbles rarely collide with other gas molecules. Because, it is difficult to conduct heat through the gas,
Heat insulation can be improved as the whole elastic layer.

【0118】(5)前記芯材は、中空状のシャフトであ
り、前記弾性体層との当接面と芯材内部とを連通させる
複数の貫通孔を設けたことから、発泡体の気泡が芯材の
貫通孔及び中空部を介して外部に連通するため、芯材の
中空部及び貫通孔を用いて外部から前記空気密度の低下
作業、前記弾性体層の密閉作業、及び所定期間経過後の
再脱気作業を容易に行なうことができる。
(5) The core material is a hollow shaft, and a plurality of through-holes are provided for communicating the contact surface with the elastic layer and the inside of the core material. To communicate with the outside through the through hole and the hollow portion of the core material, the work of lowering the air density from the outside using the hollow portion and the through hole of the core material, the work of sealing the elastic layer, and after a predetermined period has elapsed Can be easily performed again.

【0119】また、シャフトの軸方向に関して均一に脱
気処理が行なわれるため、気泡の真空度をより均一化す
ることができる。
Further, since the deaeration process is performed uniformly in the axial direction of the shaft, the degree of vacuum of the bubbles can be made more uniform.

【0120】(6)前記芯材は、その中空部に空気を吸
収する吸気剤を有することから、前記空気密度の低下作
業後に気泡内に空気が残留していた場合や長期間の使用
により気泡内に空気が侵入した場合等においても、該吸
気剤が空気を吸収し、熱の伝導に寄与する気泡内の空気
密度が低下するため、弾性体層全体としての断熱性を向
上させることができる。
(6) Since the core material has an air-absorbing agent in its hollow portion to absorb air, the air bubbles may remain if air remains in the air bubbles after the air density lowering operation or if the air bubbles are used for a long period of time. Even when air enters the inside, the air-absorbing agent absorbs the air, and the air density in the air bubbles contributing to the conduction of heat is reduced, so that the heat insulation of the entire elastic layer can be improved. .

【0121】(7)前記弾性体層の端面部が柔軟性を有
するシーリング材により、発熱層となる前記金属スリー
ブと一体となってシールされることから、該シーリング
材をシールすることにより弾性体層の弾性効果が損なわ
れることを防止できる。
(7) Since the end surface of the elastic layer is sealed integrally with the metal sleeve serving as the heat generating layer by a flexible sealing material, the elastic material is sealed by sealing the sealing material. The elastic effect of the layer can be prevented from being impaired.

【0122】さらに、シーリング材が発熱層と一体とな
っているため、発熱層を発泡弾性体層と接着しなくて
も、発熱層の位置ずれが防止され、発熱層から発泡弾性
体層への熱拡散を効果的に防止できる。
Further, since the sealing material is integrated with the heat generating layer, even if the heat generating layer is not bonded to the elastic foam layer, the heat generating layer is prevented from being displaced, and the heat generating layer can be moved from the heat generating layer to the foam elastic layer. Thermal diffusion can be effectively prevented.

【0123】(8)前記シーリング材は、シリコン系接
着剤であることから、柔軟性を有し、耐熱性にも優れる
ため、弾性体層の弾性効果が損なわれることがなく、金
属スリーブの発熱時においても、金属スリーブの温度に
耐えられるため、シーリング材として機能を十分に担保
することができる。
(8) Since the sealing material is a silicone-based adhesive, it has flexibility and excellent heat resistance, so that the elastic effect of the elastic layer is not impaired, and the heat generation of the metal sleeve is not affected. Even at the time, since the temperature of the metal sleeve can be endured, the function as the sealing material can be sufficiently ensured.

【0124】また、通常、弾性体層として用いられるこ
とになるシリコンゴムとの接着性にも優れるため、シー
リング材の接着状態を良好にすることができる。
Further, since the adhesiveness to silicon rubber which is usually used as the elastic layer is excellent, the adhesion of the sealing material can be improved.

【0125】(9)上述の弾性及び断熱性を備えたロー
ラを定着装置等の加熱装置に適用することから、例えば
用紙上の未定着のトナー像を定着させるために金属スリ
ーブを加熱する際には、これに接している弾性体層の断
熱性が高いため、発熱層で発生した熱が弾性体層に逃げ
にくく熱効率が向上し、該加熱装置のいわゆるウォーミ
ングアップ時間を短縮することができる。
(9) Since the roller having elasticity and heat insulation described above is applied to a heating device such as a fixing device, for example, when a metal sleeve is heated to fix an unfixed toner image on paper. Since the heat insulating property of the elastic layer in contact with the heat generating layer is high, the heat generated in the heat generating layer does not easily escape to the elastic layer, the thermal efficiency is improved, and the so-called warm-up time of the heating device can be reduced.

【0126】また、弾性体層の気泡内の空気が熱膨張す
ることによるこれらのローラ径の変化が防止されるた
め、これらのローラによって処理される被加熱媒体等の
処理に支障が生じること、例えば搬送される用紙にしわ
が発生すること等を防止することができる。
Further, since the diameter of these rollers is prevented from changing due to the thermal expansion of the air in the air bubbles in the elastic layer, the processing of the medium to be heated or the like processed by these rollers is prevented. For example, it is possible to prevent wrinkles from occurring on the conveyed paper.

【0127】(10)上述の弾性及び断熱性を備えたロ
ーラを単数又は複数のローラに張架される加熱ベルト
と、この加熱ベルトに圧接する加圧ローラと、前記加熱
ベルトを加熱する加熱手段とを備えた加熱装置に適用す
ることから、加熱ベルトの支持部材となるこれらのロー
ラに加熱ベルトの熱が放出されにくく、この加熱装置の
熱効率が向上し、いわゆるウォーミングアップ時間を短
縮することができる。
(10) A heating belt having the above-mentioned elastic and heat-insulating rollers stretched over one or more rollers, a pressure roller which presses against the heating belt, and a heating means for heating the heating belt Since the present invention is applied to a heating device having a heating belt, the heat of the heating belt is hardly released to these rollers serving as a support member of the heating belt, the thermal efficiency of the heating device is improved, and the so-called warm-up time can be reduced. .

【0128】よって、断熱性に優れ、加熱による立ち上
がりが速く、弾性を必要とするローラにも適用可能な弾
性及び断熱性を備えたローラ及びこれを用いた加熱装置
を提供することができる。
Therefore, it is possible to provide a roller having excellent heat insulating properties, quick rise by heating, and having elasticity and heat insulating properties applicable to rollers requiring elasticity, and a heating device using the same.

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

【図1】本発明が適用される画像形成装置の構成を示す
図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus to which the present invention is applied.

【図2】本発明の加熱装置の構成の一例を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a configuration of a heating device of the present invention.

【図3】本発明の過熱手段の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a heating means of the present invention.

【図4】本発明の加熱ローラの構成の一例を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a configuration of a heating roller of the present invention.

【図5】本発明の加熱ローラの構成の一例を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a configuration of a heating roller of the present invention.

【図6】本発明の加圧ローラの使用状態を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a use state of the pressure roller of the present invention.

【図7】本発明の加圧ローラの構成の一例を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a configuration of a pressure roller of the present invention.

【図8】本発明の弾性ローラの使用状態を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram illustrating a use state of the elastic roller of the present invention.

【図9】本発明のバックアップローラの構成の一例を示
す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a configuration of a backup roller of the present invention.

【図10】本発明の弾性ローラの使用状態を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing a use state of the elastic roller of the present invention.

【図11】本発明におけるウォームアップ時間の測定結
果を示すものである。
FIG. 11 shows a measurement result of a warm-up time in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1−定着装置 40−芯金 41−加熱手段 42−励磁回路 43−制御手段 44−駆動手段 45−離型層 46−金属スリーブ 47−弾性体層 48−温度センサ 49−貫通孔 50−加熱ローラ 60−加圧ローラ 1-Fixing device 40-Core 41-Heating means 42-Exciting circuit 43-Control means 44-Drive means 45-Release layer 46-Metal sleeve 47-Elastic body layer 48-Temperature sensor 49-Through hole 50-Heating roller 60-pressure roller

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05B 3/00 335 H05B 3/00 335 6/14 6/14 Fターム(参考) 2H033 AA30 BA11 BA25 BB04 BB14 BB15 BB18 BB29 BB30 BB34 BE06 2H074 AA03 BB68 EE07 3J103 AA13 AA32 AA37 AA51 AA81 BA02 FA01 FA20 GA02 GA57 GA58 GA60 HA03 HA05 HA12 HA18 HA22 HA31 HA41 3K058 AA01 AA87 BA18 CA12 CA61 DA02 DA26 3K059 AC33 AD02 CD53 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) H05B 3/00 335 H05B 3/00 335 6/14 6/14 F term (reference) 2H033 AA30 BA11 BA25 BB04 BB14 BB15 BB18 BB29 BB30 BB34 BE06 2H074 AA03 BB68 EE07 3J103 AA13 AA32 AA37 AA51 AA81 BA02 FA01 FA20 GA02 GA57 GA58 GA60 HA03 HA05 HA12 HA18 HA22 HA31 HA41 3K058 AA01 AA87 BA18 CA12 CA61 DA02 DA26 3K059 AC33 AD02 CD53

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】中心軸を含む芯材と、該芯材外周に形成さ
れた弾性体層と、該弾性体層の外周に形成された金属ス
リーブとを備えたローラにおいて、 該弾性体層は、その外周に設けられた前記金属スリーブ
を含む被覆部材により密閉されているとともに、それぞ
れの空気密度が大気中の空気密度よりも低い複数の気泡
を有する発泡体であることを特徴とする弾性及び断熱性
を備えたローラ。
1. A roller comprising a core material including a central axis, an elastic layer formed on an outer periphery of the core material, and a metal sleeve formed on an outer periphery of the elastic layer, wherein the elastic layer is Elasticity characterized by being a foam having a plurality of air bubbles, each air density of which is sealed by a covering member including the metal sleeve provided on the outer periphery thereof and each air density is lower than the air density of the atmosphere. Roller with heat insulation.
【請求項2】前記複数の気泡は、その一部又は全部が連
続気泡であることを特徴とする請求項1に記載の弾性及
び断熱性を備えたローラ。
2. The roller with elasticity and heat insulation according to claim 1, wherein a part or all of the plurality of bubbles are open cells.
【請求項3】前記複数の気泡は、その一部又は全部が独
立気泡であることを特徴とする請求項1に記載の弾性及
び断熱性を備えたローラ。
3. The roller according to claim 1, wherein a part or all of the plurality of bubbles are closed cells.
【請求項4】前記複数の気泡は、その一部又は全部の径
が空気の平均自由行程以下であることを特徴とする請求
項1〜3のいずれかに記載の弾性及び断熱性を備えたロ
ーラ。
4. The elasticity and heat insulating property according to claim 1, wherein the plurality of bubbles have a diameter of a part or the whole thereof is equal to or less than a mean free path of air. roller.
【請求項5】前記芯材は、中空状のシャフトであり、前
記弾性体層との当接面と芯材内部とを連通させる複数の
貫通孔を設けたことを特徴とする請求項1〜4のいずれ
かに記載の弾性及び断熱性を備えたローラ。
5. The core material according to claim 1, wherein the core material is a hollow shaft, and a plurality of through holes are provided to allow a contact surface with the elastic layer to communicate with the inside of the core material. 5. The roller having elasticity and heat insulation described in any one of 4.
【請求項6】前記芯材は、その中空部に空気を吸収する
吸気剤を有することを特徴とする請求項5に記載の弾性
及び断熱性を備えたローラ。
6. The roller with elasticity and heat insulation according to claim 5, wherein said core material has a suction agent for absorbing air in a hollow portion thereof.
【請求項7】前記弾性体層の端面部が柔軟性を有するシ
ーリング材により、発熱層となる前記金属スリーブと一
体となってシールされることを特徴とする請求項1〜6
のいずれかに記載の弾性及び断熱性を備えたローラ。
7. An end face of said elastic body layer is sealed integrally with said metal sleeve as a heating layer by a flexible sealing material.
The roller having elasticity and heat insulation described in any one of the above.
【請求項8】前記シーリング材は、シリコン系接着剤で
あることを特徴とする請求項7に記載の弾性及び断熱性
を備えたローラ。
8. The roller having elasticity and heat insulation according to claim 7, wherein the sealing material is a silicone-based adhesive.
【請求項9】請求項1〜8に記載のローラを、加熱ロー
ラ又は加圧ローラの少なくとも一方に用いたことを特徴
とする加熱装置。
9. A heating device, wherein the roller according to claim 1 is used for at least one of a heating roller and a pressure roller.
【請求項10】単数又は複数のローラに張架される加熱
ベルトと、この加熱ベルトに圧接する加圧ローラと、前
記加熱ベルトを加熱する加熱手段とを備えた加熱装置に
おいて、 前記ローラの少なくともひとつは、請求項1〜8のいず
れかに記載のローラであることを特徴とする加熱装置。
10. A heating device comprising: a heating belt stretched over one or more rollers; a pressure roller in pressure contact with the heating belt; and heating means for heating the heating belt. A heating device, one of which is the roller according to any one of claims 1 to 8.
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