JP2003280432A

JP2003280432A - 定着ローラ

Info

Publication number: JP2003280432A
Application number: JP2002080266A
Authority: JP
Inventors: Eiji Sawamura; 栄二沢村
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-03-22
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2003-10-02

Abstract

(57)【要約】【課題】耐電圧を低下させたり、また、リークによる
安全装置の作動によって定着装置を停止させる、といっ
たことのない定着ローラを提供する。【解決手段】ローラ断面中心側から、芯金１、第１電
気絶縁層２、断熱層３、発熱体４、第２電気絶縁層５、
離型層基体７及び離型層（図示せず）を順次有する定着
ローラにおいて、前記離型層基体７の内面全域に塗装に
よる第３電気絶縁層６を設ける。そして、この定着ロー
ラにおいては、離型層基体７の内面における発熱体４の
両端面から外側に相当する部分にのみ塗装による第３電
気絶縁層６を設けてもかまわない。また、この定着ロー
ラにおいては、第１電気絶縁層２と断熱層３とを入れ替
えたものであってもかまわない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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に用い
られる定着ローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ
等の画像形成装置では、画像を定着するのに定着ローラ
と加圧ローラとからなる定着ユニットを用いている。こ
の定着ユニットにおいては、トナー像が形成された記録
紙を、内部に加熱源を持った、定着ローラと相対する加
圧ローラとの間に通過させて、トナー像を熱で溶融させ
ると同時に両ローラ間の圧力によって記録紙上に定着す
る。

【０００３】近年、このような定着ユニットを用いる画
像形成装置においては、定着ローラの表面の昇温時間、
いわゆる、ウォームアップ時間を短縮することが望まれ
ている。ウォームアップ時間を短縮するためには、定着
ローラを予熱すること、加熱源であるハロゲンヒータの
能力を高めること等の手段があるが、省エネルギーの観
点からすると、できるだけ、定着時における電力消費、
及び、トナー定着時以外における電力消費を押さえなけ
ればならない。

【０００４】しかしながら、ハロゲンヒータでは熱効率
が低いので、より熱効率を高める手段の一つとして、定
着ローラ内面に発熱体を支持し、これに通電して発生さ
せた熱を用いることにより、熱定着を達成することが行
われている。発熱体での熱を表層に効率良く伝えるため
には、定着ローラの表層はできるだけ薄いことが望まれ
るが、定着ローラは、加圧ローラと組み合わせると、加
圧力を発生させる。よって、定着ローラは、その表層が
薄くなって剛性の不足するものとなるので、容易に変形
してニップの確保が難しくなり、そのために、定着不良
をもたらすという問題があった。

【０００５】かかる問題を解決するために、離型層基体
及び発熱体を支持する芯金を設けた定着ローラが提案さ
れている。図７は、かかる従来の定着ローラの横断面図
である。図７に示すように、従来の定着ローラは、芯金
１０１、第１電気絶縁層１０２、断熱層１０３、発熱体
１０４、第２電気絶縁層１０５、離型層基体１０６及び
離型層１０７を順次有している。このような定着部材に
よれば、離型層基体１０６の薄肉化をして立ち上がり時
間を短縮することにより熱容量の低減を行い、また、芯
金１０１の肉厚化をして定着性を確保するため（即ち、
充分なニップ幅を確保するため）の機械的強度の達成を
行ったので、立ち上がり時間の短縮と向強度の両立が可
能になった。さらに、発熱体１０４の内周側に断熱層１
０３を設け、この断熱層１０３の内周側に芯金１０１を
設けたので、発熱体１０４で発生した熱が芯金１０１の
側よりも離型層１０７の側により多く伝わり、そのため
に、立ち上がり時間を短縮することが可能になった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな定着ローラは、発熱体１０４の両側にＵＬ等の規格
を有する絶縁シ−トよりなる第１電気絶縁層１０２及び
第２電気絶縁層１０５をそれぞれ設けてあるが、定着ロ
ーラの製造において、第１電気絶縁層１０２、断熱層１
０３、発熱体１０４及び第２電気絶縁層をコアにして芯
に斜めに巻きつける際に、発熱体１０４がずれてしまう
ので、発熱体１０４の端部と離型層基体１０６との沿面
距離が少なくなり、そのために、耐電圧がＮＧとなった
り、また、リ−クして安全装置が働き機械が停止すると
いった問題があった。また、定着ローラを使用している
際にも、発熱体１０４がずれてしまうので、発熱体１０
４の端部と離型層基体１０６との沿面距離が少なくな
り、そのために、耐電圧が低下したり、また、リークに
よる安全装置の作動によって定着装置を停止させる、と
いった問題があった。

【０００７】本発明は、かかる問題を解決することを目
的としている。即ち、本発明は、耐電圧を低下させた
り、また、リークによる安全装置の作動によって定着ロ
ーラを停止させる、といったことのない定着ローラを提
供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明は、上記目的を達成するために、ローラ断面中心側か
ら、芯金、第１電気絶縁層、断熱層、発熱体、第２電気
絶縁層、離型層基体及び離型層を順次有する定着ローラ
において、前記離型層基体の内面全域に塗装による第３
電気絶縁層を設けたことを特徴とする定着ローラであ
る。

【０００９】請求項２に記載された発明は、ローラ断面
中心側から、芯金、断熱層、第１電気絶縁層、発熱体、
第２電気絶縁層、離型層基体及び離型層を順次有する定
着ローラにおいて、前記離型層基体の内面全域に塗装に
よる第３電気絶縁層を設けたことを特徴とする定着ロー
ラである。

【００１０】請求項３に記載された発明は、ローラ断面
中心側から、芯金、第１電気絶縁層、断熱層、発熱体、
第２電気絶縁層、離型層基体及び離型層を順次有する定
着ローラにおいて、前記離型層基体の内面における発熱
体の両端面から外側に相当する部分にのみ塗装による第
３電気絶縁層を設けたことを特徴とする定着ローラであ
る。

【００１１】請求項４に記載された発明は、ローラ断面
中心側から、芯金、断熱層、第１電気絶縁層、発熱体、
第２電気絶縁層、離型層基体及び離型層を順次有する定
着ローラにおいて、前記離型層基体の内面における発熱
体の両端面から外側に相当する部分にのみ塗装による第
３電気絶縁層を設けたことを特徴とする定着ローラであ
る。

【００１２】請求項５に記載された発明は、請求項１〜
４のいずれかに記載された発明において、前記第１電気
絶縁層をスポンジ形状としたことを特徴とするものであ
る。

【００１３】請求項６に記載された発明は、請求項１〜
４のいずれかに記載された発明において、前記第１電気
絶縁層をスポンジ形状とし、且つ、断熱層を無くしたこ
とを特徴とするものである。

【００１４】請求項７に記載された発明は、請求項１〜
５のいずれかに記載された発明において、前記離型層基
体に駆動ギヤ用のＵ溝を設け、そして、発熱体両端から
出ている端子を、その先端位置が前記Ｕ溝の位置と円周
上同位置とならないように、設けたことを特徴とするも
のである。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態を
示す定着ローラの縦断面図である。図２は、本発明の一
実施の形態を示す定着ローラの斜視図である。図３は、
本発明の一実施の形態を示す定着ローラの製造過程を説
明する説明図である。図４は、本発明の一実施の形態を
示す定着ローラの製造過程を説明する説明図である。図
５は、本発明の一実施の形態を示す定着ローラの製造過
程を説明する説明図である。図６は、本発明の一実施の
形態を示す定着ローラの製造過程を説明する説明図であ
る。

【００１６】図１に示されているように、ローラ断面中
心側から、芯金１、第１電気絶縁層２、断熱層３、発熱
体４、第２電気絶縁層５、離型層基体７及び離型層（図
示せず）を順次有する定着ローラにおいて、前記離型層
基体７の内面全域に塗装による第３電気絶縁層６を設け
る。そして、この定着ローラにおいては、離型層基体７
の内面における発熱体４の両端面から外側に相当する部
分にのみ塗装による第３電気絶縁層６を設けてもかまわ
ない。また、この定着ローラにおいては、第１電気絶縁
層２と断熱層３とを入れ替えた層構成、即ち、芯金１、
断熱層３、第１電気絶縁層２、発熱体４、第２電気絶縁
層５、離型層基体７及び離型層（図示せず）が順次積層
された層構成を有したものであってもかまわない。

【００１７】本発明の定着ローラは、例えば、次のよう
にして製造される。（１）図３に示すように、ＵＬ等の規格を満たした２５
〜１００μｍ厚のポリイミド（ＰＩ）等の耐熱性絶縁シ
−トを所定の大きさにカットして第２電気絶縁層５と
し、その上に、ステンレス鋼等の金属箔で形成した２５
〜１００μｍ厚の発熱体４を配置した後、前記発熱体４
の上に耐熱性を有するセラミックフェルト、岩綿等で構
成される０．２５〜２ｍｍ厚の断熱層３を所定の位置に
配置し、続いて、前記耐熱性絶縁シ−トと同一の耐熱性
絶縁シ−トを第１電気絶縁層２としてこれを前記断熱層
３の上に配置することにより積層体を得る。この際、発
熱体４と第１電気絶縁層２及び第２電気絶縁層５とは、
電気絶縁性を確保するために、沿面距離以上の距離を確
保するように配置する。また、前記発熱体４の両端に
は、導通のため端子４ａ、例えば、リン青銅板を溶接し
ておく。

【００１８】（２）図４に示すように、金属で構成され
る円筒状の芯金１をマンドレル治具１０に外挿して保持
し、これを前記（１）で得られた積層体の上に配置す
る。

【００１９】（３）図５に示すように、前記積層体を前
記マンドレル治具１０に外挿した芯金１上に巻き付け
る。

【００２０】（４）図６に示すように、前記巻き付けた
積層体を緩まないように保持しながら、予め、内表面に
ポリイミド、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等の電気絶縁性の樹脂を
塗装して第３電気絶縁層６を形成しておいた金属製の円
筒状の離型層基体７の中に挿入し、これをスピニングし
て固定する。この積層体を挿入した離型層基体７を固定
した後、所定の外径に切削し、全長も所定長に切断す
る。そして、この離型層基体７に駆動ギヤ用の溝及びス
ラスト止め用の溝を設けた後、これにフッ素樹脂等より
なる離型性樹脂組成物を塗装して焼成し、続いて、その
表面を所定の粗さに仕上げて定着ローラとする。

【００２１】前記芯金１及び離型層基体７は、銅合金、
アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、真鍮
等の金属で構成される。第１電気絶縁層２及び第２電気
絶縁層は、ＵＬ等の規格を満たしたものとするために、
耐熱性樹脂絶縁物からなるシート状物を用いて形成す
る。第３電気絶縁層は、耐熱性樹脂絶縁物を塗装するこ
とによって形成する。断熱層３には、セラミックフェル
ト、岩綿等の耐熱性の断熱材が用いられる。発熱体４に
は、ステンレススチール（ＳＵＳ）が用いられる。離型
層（図示せず）には、ポリテトラフルオロエチレン（Ｐ
ＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ポリエチレンフル
オロビニルエーテル共重合（ＰＦＡ）、ポリ四フッ化エ
チレン、ポリ三フッ化塩化エチレン、ポリフッ化ビニリ
デン、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合等
の樹脂が用いられる。

【００２２】このように、本発明の定着ローラは、ロー
ラ断面中心側から、芯金１、第１電気絶縁層２、断熱層
３、発熱体４、第２電気絶縁層５、離型層基体７及び離
型層（図示せず）を順次有する定着ローラにおいて、前
記離型層基体７の内面全域に塗装による第３電気絶縁層
６を設けたので、第１電気絶縁層２、断熱層３、発熱体
４及び第２電気絶縁層５よりなる積層体を巻き付けの際
に斜めにして巻いてしまったり、また、使用時に動いて
芯金１又は離型層基体７と発熱体４とが接触するように
なっても、リ−クを防ぐことができ、そのために、耐電
圧を低下させたり、また、リークによる安全装置の作動
によって定着装置を停止させる、といったことがない。
また、このように塗装した第３電気絶縁層６は、各種安
全規格をクリアしないが、本発明の定着ローラは、第２
電気絶縁層５を有しており、この第２電気絶縁層５がＵ
Ｌ等の規格品である絶縁シ−トを用いているので、使用
時の安全規格もクリアできる。

【００２３】本発明の定着ローラにおいては、塗装によ
る第３電気絶縁層６を離型層基体７の内面における発熱
体４の両端面から外側に相当する部分にのみ形成しても
よい。この定着ローラにおいては、前記定着ローラと同
様に、第１電気絶縁層２と断熱層３とを入れ替えた層構
成、即ち、芯金１、断熱層３、第１電気絶縁層２、発熱
体４、第２電気絶縁層５、離型層基体７及び離型層（図
示せず）が順次積層された層構成を有したものであって
もかまわない。このように、塗装による第３電気絶縁層
６を離型層基体７の内面における発熱体４の両端面から
外側に相当する部分にのみ形成しておくので、塗装によ
る第３電気絶縁層６を全域に塗装するものに比べて材料
を少なくでき、コストを低減することができる。

【００２４】本発明においては、第１電気絶縁層２をス
ポンジ形状とする。このように、第１電気絶縁層２をス
ポンジ形状とすると、絶縁材料の量は変わらないのでコ
ストが上がることがなく、また、この発泡部分が断熱効
果を生むので厚さを厚くすると同じ効果が得られる。

【００２５】本発明においては、前記第１電気絶縁層２
をスポンジ形状とし、且つ、断熱層を無くする。このよ
うに、前記第１電気絶縁層２をスポンジ形状とし、且
つ、断熱層を無くすると、コストを低減することができ
る。

【００２６】本発明においては、図２に示すように、離
型層基体７に駆動ギヤ用のＵ溝を設け、そして、発熱体
両端から出ている端子４ａを、その先端位置が前記Ｕ溝
の位置と円周上同位置とならないように設ける。このよ
うに、離型層基体７に駆動ギヤ用のＵ溝を設け、そし
て、発熱体両端から出ている端子４ａを、その先端位置
が前記Ｕ溝の位置と円周上同位置とならないように設け
ると、駆動ギヤ用のＵ溝位置と発熱体４の両端から出て
いる端子（リン青銅板）位置が円周上同位置とはならな
くなるので、Ｕ溝を打ち抜く際にリン青銅板をいっしょ
に打ち抜くといった問題を防げる。

【００２７】

【発明の効果】（１）請求項１，２に記載された発明に
よれば、離型層基体７の内面全域に塗装による第３電気
絶縁層を設けたので、第１電気絶縁層、断熱層、発熱体
及び第２電気絶縁層よりなる積層体を巻き付けの際に斜
めにして巻いてしまったり、また、使用時に動いて芯金
又は離型層基体と発熱体とが接触するようになっても、
リ−クを防ぐことができ、そのために、耐電圧を低下さ
せたり、また、リークによる安全装置の作動によって定
着装置を停止させる、といったことがない。また、この
ように塗装した第３電気絶縁層は、各種安全規格をクリ
アしないが、第２電気絶縁層を有しており、この第２電
気絶縁層は、ＵＬ等の規格品である絶縁シ−トを用いて
いるので、使用時の安全規格もクリアできる。

【００２８】（２）請求項３，４に記載された発明によ
れば、塗装による第３電気絶縁層を離型層基体の内面に
おける発熱体の両端面から外側に相当する部分にのみ形
成しておくので、塗装による第３電気絶縁層を全域に塗
装するものに比べて材料を少なくでき、コストを低減す
ることができる。

【００２９】（３）請求項５に記載された発明によれ
ば、第１電気絶縁層をスポンジ形状としたので、絶縁材
料の量は変わらず、そのために、コストが上がることが
なく、また、この発泡部分が断熱効果を生むので厚さを
厚くすると同じ効果が得られる。

【００３０】（４）請求項６に記載された発明によれ
ば、第１電気絶縁層をスポンジ形状とし、且つ、断熱層
を無くしたので、コストを低減することができる。

【００３１】（５）請求項７に記載された発明によれ
ば、離型層基体に駆動ギヤ用のＵ溝を設け、そして、発
熱体両端から出ている端子を、その先端位置が前記Ｕ溝
の位置と円周上同位置とならないように設けたので、駆
動ギヤ用のＵ溝位置と発熱体の両端から出ている端子
（リン青銅板）位置が円周上同位置とはならなくなり、
そのために、Ｕ溝を打ち抜く際にリン青銅板をいっしょ
に打ち抜くといった問題を防げる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す定着ローラの縦断
面図である。

【図２】本発明の一実施の形態を示す定着ローラの斜視
図である。

【図３】本発明の一実施の形態を示す定着ローラの製造
過程を説明する説明図である。

【図４】本発明の一実施の形態を示す定着ローラの製造
過程を説明する説明図である。

【図５】本発明の一実施の形態を示す定着ローラの製造
過程を説明する説明図である。

【図６】本発明の一実施の形態を示す定着ローラの製造
過程を説明する説明図である。

【図７】従来の定着ローラの横断面図である。

【符号の説明】

１芯金２第１電気絶縁層３断熱層４発熱体４ａ端子５第２電気絶縁層６第３電気絶縁層７離型層基体１０マンドレル治具

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ローラ断面中心側から、芯金、第１電気
絶縁層、断熱層、発熱体、第２電気絶縁層、離型層基体
及び離型層を順次有する定着ローラにおいて、前記離型
層基体の内面全域に塗装による第３電気絶縁層を設けた
ことを特徴とする定着ローラ。
【請求項２】ローラ断面中心側から、芯金、断熱層、
第１電気絶縁層、発熱体、第２電気絶縁層、離型層基体
及び離型層を順次有する定着ローラにおいて、前記離型
層基体の内面全域に塗装による第３電気絶縁層を設けた
ことを特徴とする定着ローラ。
【請求項３】ローラ断面中心側から、芯金、第１電気
絶縁層、断熱層、発熱体、第２電気絶縁層、離型層基体
及び離型層を順次有する定着ローラにおいて、前記離型
層基体の内面における発熱体の両端面から外側に相当す
る部分にのみ塗装による第３電気絶縁層を設けたことを
特徴とする定着ローラ。
【請求項４】ローラ断面中心側から、芯金、断熱層、
第１電気絶縁層、発熱体、第２電気絶縁層、離型層基体
及び離型層を順次有する定着ローラにおいて、前記離型
層基体の内面における発熱体の両端面から外側に相当す
る部分にのみ塗装による第３電気絶縁層を設けたことを
特徴とする定着ローラ。
【請求項５】前記第１電気絶縁層をスポンジ形状とし
たことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の定
着ロ−ラ。
【請求項６】前記第１電気絶縁層をスポンジ形状と
し、且つ、断熱層を無くしたことを特徴とする１〜４の
いずれかに記載の定着ロ−ラ。
【請求項７】前記離型層基体に駆動ギヤ用のＵ溝を設
け、そして、発熱体両端から出ている端子を、その先端
位置が前記Ｕ溝の位置と円周上同位置とならないよう
に、設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに
記載の定着ロ−ラ。