JP2004053924A

JP2004053924A - Method for production of fixing roller

Info

Publication number: JP2004053924A
Application number: JP2002211255A
Authority: JP
Inventors: Jun Ogawa; 小川　潤; Jun Sugiyama; 杉山　純
Original assignee: Nitto Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nitto Kogyo Co Ltd
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2022-07-19
Also published as: JP4148353B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method of a fixing roller which can be continuously used for a long time even in a state of being actually rotated. <P>SOLUTION: The method includes a step of processing a sponge body X formed from a metal core 16 and at least a sponge layer 22 having closed cells which is disposed around the peripheral face of the metal core 16, a step of inserting the sponge body X into a metal, thin wall sleeve 26, thereby forming a sleeve body Y, and a step of solidifying an adhesive 24, thereby bonding the sponge body X and the metal, thin wall sleeve 26. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、芯金の外周をスポンジで覆い、更に、このスポンジの外周を金属製薄肉スリーブで覆った構成の定着用ローラ、及び、この定着用ローラを備えた定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、複写機・プリンタ・ファクシミリ等の画像形成装置において、電子写真方式・静電記録方式・磁気記録方式等の適宜の作像プロセス機構により被記録材（転写材・感光紙・静電記録紙・印刷紙等）に転写方式（間接方式）或いは直接方式で目的の画像情報に対応させて形成担持させた未定着トナー像を、被記録材面に加熱・加圧定着させるための定着装置としては、定着ローラ及び加圧ローラを備えた所謂２ローラ方式の装置構成が広く用いられている。
【０００３】
図８に、従来の２ローラ方式の定着装置の概略構成を示す。参照符号８０は、加熱用回転体としての定着ローラを示している。この定着ローラ８０のアルミニウム製の中空芯金８２の内部には、加熱手段としてのハロゲンランプ８１が配設されている。このハロゲンランプ８１に対して、不図示の電源から通電して発熱させて、定着ローラ８０を、中空芯金８２の内部から、被加熱材としての被記録材Ｐ（以下、転写材と記す）上のトナー画像のトナーを融解させるのに十分な温度に加熱する。
【０００４】
また、転写材Ｐ上のトナーをオフセットすることなく、転写材上に定着するために、該定着ローラ８０の中空芯金８２の外側には離型性に優れた性能を示すポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシテトラフルオロエチレン共重合体（ＰＦＡ）などの離型性層８３が形成されている。また、定着ローラ８０の表面にはサーミスタ８４が接触しており、定着ローラ表面の温度を検知し、適度な温度で転写材上のトナー像を加熱するようにハロゲンランプ８１への給電をｏｎ／ｏｆｆ制御するように構成されている。
【０００５】
また、参照符号９０は、定着ローラ８０に対する加圧部材としての加圧ローラを示しており、定着ローラ８０に対して略並行に配列され、ローラ長手両端部において不図示の加圧バネにより付勢されて定着ローラ８０に対して圧接した状態に保持されている。この加圧ローラ９０は、芯金９１の外部にシリコーンゴムを形成した弾性層あるいはシリコーンゴムを発泡して成るスポンジ弾性層９２、さらにその外層に定着ローラ８０と同様のＰＴＦＥあるいはＰＦＡの離型性層９３を形成して構成されている。
【０００６】
このように２ローラ方式の定着装置を構成することにより、この加圧ローラ９０の弾性により定着ローラ８０と加圧ローラ９０の両ローラ間の圧接ニップ部Ｎに十分なニップ幅を形成することができることになる。
【０００７】
そして、回転させた定着ローラ８０と加圧ローラ９０のニップ部Ｎに、未定着トナー像を担持させた転写材Ｐを画像面を定着ローラ８０側にして導入して挟持搬送させることで、定着ローラ８０の熱及びニップ部Ｎで作用される圧力により、トナー像が転写材Ｐ面に永久画像として加熱・加圧定着されることになる。
【０００８】
ここで、定着ローラ８０の中空芯金８２は、熱容量をできるだけ小さく抑え、かつより高い熱伝導性を有しながらも機械的強度を満足させるために、２０〜３０ｍｍの外径で、肉厚１．５〜３ｍｍを必要としていた。更に、最外層を成す離型性層８３は熱伝導性が小さいため厚く形成することができず、通常３０〜５０μｍの厚みで形成されていた。
【０００９】
また、加圧ローラ９０は、転写材Ｐの搬送中にトナーが融解するのに十分なニップ幅を得るために１５〜６０度（ＡＳＫＥＲ−Ｃ、３００ｇ荷重時）程度のローラ表面硬度が必要となっていた。
【００１０】
しかしながら、上記従来例のような２ローラ方式の定着装置の場合、定着ローラ８０の中空芯金８２の肉厚をできるだけ小さくすることにより熱伝導性を高めることができる反面、熱容量が小さくなるために転写材Ｐを通紙した場合には、転写材Ｐへの放熱により定着ローラ８０の表面の温度変動（リップル）が大きくなり、よって転写材Ｐ上のトナー像の定着性にムラが生じてしまう等の問題が指摘されていた。
【００１１】
このため定着ローラ８０および加圧ローラ９０を使用した２ローラ方式の定着装置においては、昨今求められているウォームアップ時間短縮の実現が容易に達成されていない問題点が発生している。即ち、画像形成装置が動作していない状態であっても、定着ローラ８０の表面をある程度加熱状態にしておく必要があり、消費電力が多大となっていた。
【００１２】
また、定着ローラ８０が剛体であり、加圧ローラ９０の弾性のみによってニップ部Ｎを形成するため、定着ローラ８０の形状に沿って転写材Ｐが搬送される。これにより転写材Ｐには加熱状態で屈曲するような外圧がかかることになるため、定着装置から排出される転写材Ｐにはニップ部Ｎの曲率形状に沿った湾曲のカールが生じる。特に程度が悪いときには定着ローラ８０からの分離性能にも悪影響を与える等の問題があった。
【００１３】
更に、封筒を通紙した場合においては、封筒の湾曲もしくは変形によりシワが生じ、印刷した宛名がシワにより分断され、極端な場合には解読不可能になる等の問題がある。これは近年の装置の小型化に伴って定着ローラ８０の外径が小さくなるほど顕在化する問題であった。
【００１４】
更にまた、加圧ローラ９０の長手方向両端部の加圧手段で定着ローラ８０側に加圧ローラ９０を圧接する場合には、小径の加圧ローラ９０は軸の撓みにより長手方向中央部に比べ、両端部に向かうにつれ加圧力が増大する。このためニップ部Ｎの幅はニップ部長手方向で異なり、ニップ部長手方向の中央部に比べ両端部へ向かうにつれ大きくなる。これによりニップ部Ｎに挟持搬送される転写材Ｐに及ぶ加圧状態が中央と両端部で異なり、転写材端部は過剰に加圧されるため紙繊維が伸び、波打ちが発生する問題点も指摘されていた。
【００１５】
このような問題点を解決するために、例えば、特許第３１０３１４０号公報に示されるような、「弾性ローラをスリーブに挿入してローラを形成するに際し、前記弾性ローラを独立気泡を有して形成し、前記スリーブの内径を前記弾性ローラの外径より小さく形成し、前記弾性ローラを真空装置内に放置して前記弾性ローラの外径を前記スリーブの内径より小さくした後、前記スリーブに前記弾性ローラを挿入し一体化することを特徴とするローラの製造方法」により定着ローラを製造することが提案されている。
【００１６】
このローラの製造方法によれば、上述した問題点が解決されるとともに、均一なローラを短時間で歩留りよく製造することができるローラの製造方法が提供されることになる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した登録公報記載の製造方法で製造されたローラでは、スリーブ中に、これの内径よりも大きく設定した外径を有する弾性ローラを、一旦真空装置中に放置してこれの外径を縮径させた上で挿入しており、弾性ローラの外径がもとに戻った状態で、弾性ローラの外周面とスリーブの内周面とは、単に、所謂圧縮状態での摩擦係合力のみで係止されているに過ぎない状態となっている。
【００１８】
この結果、これが定着装置において実際に定着ローラとして加熱されつつ回転駆動される状態で用いられる場合には、これの芯金に回転駆動力が伝達されることになる一方で、スリーブは、加圧ローラと転接することになる。この結果、スリーブと加圧ローラの間の摩擦係合力が強くなると、弾性ローラを構成するスポンジ層とスリーブとの間で相対回転が発生し、これにより、短時間のうちにスポンジ層の外表面がぼろぼろになって、使用不能状態となる問題点が指摘されていて、改善が強く要望されている。
【００１９】
また、このような定着ローラを回転駆動する状態において、上述したように、スリーブはスポンジ層になんら固定されている状態ではないので、スリーブがスポンジ層に対して軸方向に沿って変位する状態が発生しえることになる。このように、スリーブがスポンジ層に対して軸方向に沿って変位すると、スリーブの内周面に、スポンジ層の端縁（エッジ）が当接する状態となり、部分的に応力集中が作用する状態となる。このように応力集中が作用すると、この作用部分から割れが発生して、スリーブが壊れるおそれがあり、この観点からも、改善が強く要望されている。
【００２０】
この発明は、上述した事情に鑑みなされたもので、この発明の目的は、実際に回転駆動させた状態でも、長期間に渡り使用可能な状態を継続させることの出来る定着用ローラの製造方法を提供することである。
【００２１】
また、この発明の別の目的は、スポンジと金属製薄肉スリーブとの間を接着することにより、スポンジの外周面と金属製薄肉スリーブの内周面との間が周方向に沿って相対移動することを禁止し、スポンジの外周面がぼろぼろになる状態を確実に回避して、長寿命化を図ることの出来る定着用ローラの製造方法を提供することである。
【００２２】
また、この発明の他の目的は、スポンジと金属製薄肉スリーブとの間を接着することにより、スポンジの外周面と金属製薄肉スリーブの内周面との間が軸方向に沿って相対移動することを禁止し、スリーブにスポンジ層のエッジが当たって応力集中が発生する事による割れの発生を効果的に抑制して、長寿命化を図ることの出来る定着用ローラの製造方法を提供することである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上述した問題点を解決し、目的を達成するため、この発明に係わる定着用ローラの製造方法は、請求項１の記載によれば、少なくとも独立気泡を有する円筒状のスポンジ体を、金属製薄肉スリーブの内径寸法以上の外径寸法を有するように加工する第１の工程と、このスポンジ体の外周面及び前記金属製薄肉スリーブの内周面の少なくとも一方に接着剤を塗布する第２の工程と、前記スポンジ体と金属製薄肉スリーブとを加圧容器内に収納して加圧し、該スポンジ体の外径を、該金属製薄肉スリーブの内径よりも径小にさせる第３の工程と、前記加圧容器内において、前記スポンジ体を前記金属製薄肉スリーブ内に挿入して、スリーブ体を形成する第４の工程と、前記スリーブ体を、前記加圧容器から取り出し、前記スポンジ体が膨張して該スポンジ体の外周面を前記金属製薄肉スリーブの内周面に密着させる第５の工程と、前記接着剤を固化して、前記スポンジ体と前記金属製薄肉スリーブとを接着する第６の工程とを具備することを特徴としている。
【００２４】
また、この発明に係わる定着用ローラの製造方法は、請求項２の記載によれば、少なくとも独立気泡を有する円筒状のスポンジ体を、金属製薄肉スリーブの内径寸法以上の外径寸法を有するように加工する第１の工程と、このスポンジ体と金属製薄肉スリーブとを加圧容器内に収納して加圧し、該スポンジ体の外径を、該金属製薄肉スリーブの内径よりも径小にさせる第２の工程と、前記加圧容器内において、前記スポンジ体の外周面及び前記金属製薄肉スリーブの内周面の少なくとも一方に接着剤を塗布する第３の工程と、前記加圧容器内において、前記スポンジ体を前記金属製薄肉スリーブ内に挿入して、スリーブ体を形成する第４の工程と、前記スリーブ体を、前記加圧容器から取り出し、前記スポンジ体が膨張して該スポンジ体の外周面を前記金属製薄肉スリーブの内周面に密着させる第５の工程と、前記接着剤を固化して、前記スポンジ体と前記金属製薄肉スリーブとを接着する第６の工程とを具備することを特徴としている。
【００２５】
また、この発明に係わる定着用ローラの製造方法は、請求項３の記載によれば、前記第１の工程の寸法出し作業は、研磨加工により実施される事を特徴としている。
【００２６】
また、この発明に係わる定着用ローラの製造方法は、請求項４の記載によれば、請求項１に記載の前記第２の工程の塗布作業は、前記接着剤を前記スポンジ体の外周に、全面的に塗布する事を特徴としている。
【００２７】
また、この発明に係わる定着用ローラの製造方法は、請求項５の記載によれば、請求項２に記載の前記第３の工程の塗布作業は、前記接着剤を前記スポンジ体の外周に、全面的に塗布する事を特徴としている。
【００２８】
また、この発明に係わる定着用ローラの製造方法は、請求項６の記載によれば、請求項１に記載の前記第３の工程において、前記スポンジ体と、前記金属製薄肉スリーブとを、前記加圧容器内に互いに同軸に、且つ、軸方向に沿って移動可能な状態で収納することを特徴としている。
【００２９】
また、この発明に係わる定着用ローラの製造方法は、請求項７の記載によれば、請求項２に記載の前記第２の工程において、前記スポンジ体と、前記金属製薄肉スリーブとを、前記加圧容器内に互いに同軸に、且つ、軸方向に沿って移動可能な状態で収納することを特徴としている。
【００３０】
また、この発明に係わる定着用ローラの製造方法は、請求項８の記載によれば、前記金属製薄肉スリーブの外周に、離型層を配設する第８の工程を更に具備する事を特徴としている。
【００３１】
また、この発明に係わる定着用ローラの製造方法は、請求項９の記載によれば、前記金属製薄肉スリーブの外周に、弾性層を介して離型層を配設する第８の工程に更に具備する事を特徴としている。
【００３２】
また、この発明に係わる定着用ローラの製造方法は、請求項１０の記載によれば、前記第８の工程において、前記離型層を、フッ素樹脂を塗布することにより形成することを特徴としている。
【００３３】
また、この発明に係わる定着用ローラの製造方法は、請求項１１の記載によれば、前記第８の工程において、前記離型層を、フッ素樹脂製のチューブを被覆することにより形成することを特徴としている。
【００３４】
【好適する実施例の説明】
以下に、この発明に係わる製造方法の一実施例の手順を説明するが、この説明に先立ち、この製造方法により製造された定着用ローラを、２ローラ方式の定着装置の定着ローラに適用した場合につき、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００３５】
（定着装置１０の説明）
先ず、図１を参照して、定着装置１０の概略構成を説明する。参照符号１２は、この発明に係わる一実施例の定着用ローラが適用されるところの、加熱用回転体としての定着ローラを示しており、参照符号１４は、この定着ローラ１２に所定の圧力で転接する加圧部材としての加圧ローラを示している。尚、この定着ローラ１０の外周面には、この表面温度を測定するためのサーミスタ３８が接触配置されている。
【００３６】
この定着ローラ１２は、鉄等の金属製駆動軸１６の長手方向端部にある不図示の駆動ギアを介して、不図示の駆動系により、矢印で示す方向に回転駆動される。一方、加圧ローラ１４は、鉄製の芯金１８の長手方向両端部にある不図示の軸受を介して、不図示の加圧バネにより、定着ローラ１２側へ圧接された状態で、定着ローラ１２の回転に従動して矢印で示す方向に回転する。参照符号Ｎは、この両ローラ１２、１４が互いに転接する圧接ニップ部を示している。
【００３７】
（定着ローラ１２の説明）
この定着ローラ１２は、後述する製造方法により製造されるものであり、図２に取り出して示すように、芯金１６と、この芯金１６の外周に、プライマー２０を介してこれを取り巻くように配設されたスポンジ層２２と、このスポンジ層２２の外周に、接着剤層２４を介して接着された金属製薄肉スリーブ２６と、この金属製薄肉スリーブ２６の外周にこれを覆うように配設された離型層２８とを備えて構成されている。
【００３８】
ここで、上述したスポンジ層２２は、シリコーンゴムを発泡して形成されたところの、少なくとも独立気泡を含むスポンジ体から構成されている。このスポンジ層２２は、金属製薄肉スリーブ２６内に嵌入されたスポンジ製チューブから形成されており、嵌入前の状態において、その外径が、スリーブ２６の内径よりも径大になるように、図示しない外径研磨装置により、加工されている。具体的には、金属製薄肉スリーブ２６の内径は、３０．０ｍｍに設定されているが、嵌入前のスポンジ製チューブの外径は、３０．５ｍｍになるように、加工されている。
【００３９】
また、金属製薄肉スリーブ２６は、高い熱伝導を有する金属材料、例えば、鉄・ＳＵＳ・ニッケル等、具体的には、この実施例においては、ニッケル電鋳製のスリーブから形成されていて、内径が３０．０ｍｍ、肉厚が１０〜１００μｍ、好ましくは３０〜５０μｍ、具体的には、肉厚３５μｍの薄肉スリーブとして形成されている。
【００４０】
また、上述したスポンジ層２２と金属製薄肉スリーブ２６とを接着するために、スポンジ層２２の外周面及び金属製薄肉スリーブ２６の内周面の少なくとも一方、具体的には、スポンジ層２２の外周面には、これの外周への金属製薄肉スリーブ２６の嵌入に先立ち、接着剤が全面に渡り塗布されていて接着剤層２４が構成されている。
【００４１】
ここで、この接着剤層２４を構成する接着剤としては、例えばシリコーンゴム系接着剤が用いられており、特に、２液付加ＬＴＶ（商品名：ＳＥ１７００、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）が用いられている。また、ＲＴＶ（商品名：ＫＥ４５、信越化学工業社製）の接着剤も、用いられ得るものである。
【００４２】
ここで、この接着剤層２４の層厚としては、５〜１００μｍの範囲が適切であり、特に、塗布量からの換算として、約５０μｍに設定されている。尚、接着剤層２４の層厚が５μｍより薄いと、接着強度が担保されず、一方で、１００μｍより厚いと、スポンジ層２２の断熱効果を損なうこととなり好ましくない。従って、上記したように、接着剤層２４の層厚としては、５〜１００μｍが最適な範囲となるものである。
【００４３】
このように、スポンジ層２２と金属製薄肉スリーブ２６とを互いに接着しているために、定着ローラ１２の回転状態において、金属製薄肉スリーブ２６と加圧ローラ１４との間の摩擦係合力が強くなったとしても、スポンジ層２２と金属製薄肉スリーブ２６との間で相対回転が発生せず、従来問題となっていたような、短時間のうちにスポンジ層の外表面がぼろぼろになって、使用不能状態となることが、確実に防止されることになり、その効果は絶大である。
【００４４】
また、このような定着ローラ１２の回転状態において、金属製薄肉スリーブ２６はスポンジ層２２に接着固定されているので、金属製薄肉スリーブ２６がスポンジ層２２に対して軸方向に沿って変位する状態が確実に防止されることとなる。この結果、金属製薄肉スリーブ２６がスポンジ層２２に対して軸方向に沿って変位する事により発生していた所の、応力集中による割れの発生が、確実に防止されることとなり、この観点でも、その効果は絶大である。
【００４５】
また、接着剤層２４を構成する接着剤として、シリコーンゴム系の接着剤を採用することにより、この接着剤自身に所定の柔らかさ及び弾性を発揮し得ることとなる。この結果、柔らかなスポンジ層２２と硬い金属製薄肉スリーブ２６とを接着するに際して、両者の間の硬度の違いを効果的に吸収して、ストレスを与えない点で、顕著な効果を奏することが出来るものである。
【００４６】
また、この接着剤層２４は、上述したように所定の弾性を有しているために、硬い金属製薄肉スリーブ２６からの力を、直に、スポンジ層２２に伝達することを防止して、所謂保護層としての機能を発揮することが出来るものである。
【００４７】
また、離型層２８は、ＰＴＦＥあるいはＰＦＡ等のフッ素樹脂から形成されている。例えば、金属製薄肉スリーブ２６の外周面にＰＦＡを塗布する事により形成しても良いし、ＰＦＡ製のチューブを被覆する事により形成しても良いものである。
【００４８】
一方、加圧ローラ１４は芯金１８の外周に、シリコーンゴム製の弾性層３０、そして、ＰＴＦＥあるいはＰＦＡ等の離型層３２を順次形成して構成されている。
【００４９】
また、参照符号３４は定着ローラ１２の表面を外部より加熱する外部加熱手段としてのハロゲンヒータを示している。このハロゲンヒータ３４は、定着ローラ１２と加圧ローラ１４との圧接ニップ部Ｎの転写材入口近傍において定着ローラ１２に対向させて配設してあり、このハロゲンヒータ３４の輻射熱により定着ローラ１２の表面が加熱されるようになされている。
【００５０】
ここで、ハロゲンヒータ３４による定着ローラ１２の輻射加熱を効率的に行うために、ハロゲンヒータ３４を中にして定着ローラ１２と反対側には反射率の高い湾曲した反射板３６が配置されており、ハロゲンヒータ３４からの輻射熱を発散させずに定着ローラ１２側へ反射させるように構成されている。
【００５１】
上述した定着ローラ１２に対しては、この定着ローラの表面温度を検知するためのサーミスタ３８が当接されており、これにより検知された定着ローラ１２の表面温度情報は、Ａ／Ｄ変換器（不図示）を介してＣＰＵ（不図示）へと送られ、これに基づきＣＰＵ（不図示）は、ＡＣドライバ（不図示）を介してハロゲンヒータ３４のＯＮ／ＯＦＦを制御することにより、定着ローラ１２の表面温度を所定値に制御するように構成されている。
【００５２】
このように、定着ローラ１２の構成が、内部にスポンジ層２２、外部に金属製薄肉スリーブ２６を形成しているので、熱容量が小さく熱伝導性に優れた金属スリーブ２６は外部からの加熱手段（ハロゲンヒータ）３４によって急激に加熱することができることになる。
【００５３】
ここで、金属製薄肉スリーブ２６の肉厚を薄くしすぎると、加工上の観点からも問題であるが、加工上の観点を満足するために金属製薄肉スリーブ２６の厚みをあまり厚くすると、剛性が強くなり、ニップ部Ｎのニップ幅を十分に得られなくなる問題点が発生する。以上の観点から、定着ローラ１２の金属製薄肉スリーブ２６は１０〜１００μｍの肉厚で形成することが望ましいことがわかる。
【００５４】
また、内部に断熱効果の高い弾性体層としてのスポンジ層２２を形成し、その外側に１０〜１００μｍの金属製薄肉スリーブ２６を形成した定着ローラ１２の表面を、外部の加熱手段３４により定着可能な温度に加熱することによって、ウォームアップ時間を短縮することができる。よって画像形成装置が動作していない状態においては従来例のごとく定着ローラ表面を加熱する必要がなく、消費電力を大幅に削減できることになる。
【００５５】
また、定着ローラ内部の弾性により小径の加圧ローラ１４の芯金１８が撓むことによる圧接ニップ部Ｎの不均一性を解消でき、圧接ニップ部長手方向のニップ幅を均一化することで転写材に同様の負荷を与えるため波打ち等の転写材の不具合を防止できることになる。
【００５６】
更に、定着ローラ１２にも弾性を持たせてあることから、ニップ幅を広く設定することが容易になり、画像形成装置の高速化をも可能とする定着装置となるものである。
【００５７】
この発明に係わる定着用ローラ及び定着装置は、夫々、構成に限定される事なく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である事は、言うまでもない。以下に、定着用ローラの他の実施例を、添付図面を参照して説明する。尚、以下の説明において、上述した構成と同一部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００５８】
（定着ローラの他の構成例の説明）
例えば、上述した定着ローラ１２においては、離型層２８は、金属製薄肉スリーブ２６の外周面に直接的に配設されるように説明したが、この定着ローラ１２は、このような構成に限定される事なく、例えば図３に他の構成例として示すように、一旦、金属製薄肉スリーブ２６の外周面に、シリコーンゴム等の弾性層４６を形成し、この弾性層４６の外周面に離型層２８を形成するように構成してよい事は、言うまでもない。
【００５９】
（定着用ローラの他の適用例の説明）
また、この発明に係わる製造方法により製造される定着用ローラを、定着ローラに適用した場合につき説明したが、このような適用に限定される事なく、図４に他の適用例として示すように、この発明に係わる定着用ローラを、加圧ローラ１４に適用しても良いことは言うまでもない。
【００６０】
（製造装置５０の説明）
次に、上述した構成の定着ローラ１２を製造するための製造方法を実施するための製造装置５０の構成を、図５を参照して、概略的に説明する。
【００６１】
この製造装置５０は、加圧法により、定着ローラ１２のスポンジ層２２の外径を縮径させると共に、この縮径させた状態で、スポンジ層２２の外周面に接着剤を塗布し、且つ、この塗布動作後、金属製薄肉スリーブ２６内に嵌入させることが出来るように構成されている。
【００６２】
具体的には、この製造装置５０は、上述した動作を加圧環境下で一括して実施するための加圧容器５２を備えている。この加圧容器５２には、コンプレッサ等の圧力供給機構５４が連結されており、この圧力供給機構５４が作動することにより、加圧容器５２内は、例えば０．５ＭＰａの高圧環境となるようになされている。
【００６３】
この製造装置５０は、加圧容器５２内に、金属製薄肉スリーブ２６を起立した状態で保持するスタンド５６と、芯金１６の外周にスポンジ層２２が配設されたスポンジ体Ｘを、スタンド５６に保持した金属製薄肉スリーブ２６と同軸な状態で支持すると共に、この同軸状態を維持したままで、軸方向に沿ってこれを移動させることが出来るように構成された支持機構５８と、この支持機構５８に支持されたスポンジ体Ｘのスポンジ層２２の外周面に、接着剤を一様に塗布するための接着剤塗布機構６０が配設されている。
【００６４】
尚、上述した支持機構５８は、上述したスタンド５６及びこれに保持された金属製薄肉スリーブ２６を同軸貫通する上下一対の支持軸６２、６４を備え、両支持軸６２，６４によりスポンジ体Ｘは同軸に支持されるように設定されている。また、この支持軸６２、６４は、図示しない移動機構を介して、互いに一体的に移動駆動されると共に、互いに離間する方向にも移動駆動されるように構成されている。
【００６５】
以上のように構成される製造装置５０において、以下に、この発明の特徴となる製造方法の手順を、詳細に説明する。
先ず、芯金１６とこれの外周を取り巻くように配設された少なくとも独立気泡を有するスポンジ層２２とを備えてスポンジ体Ｘを形成する。このスポンジ体Ｘの形成工程としては、種々考えられるが、この実施例においては、芯金１６の外周面に、前面に渡ってプライマー２０を塗布し、この外周に、発泡前のシリコーンゴムを被覆する。そして、この被覆した状態において、シリコーンゴムを発泡させて、スポンジ層２２を形成する。この後、このスポンジ層２２を円筒状となるように粗加工して、スポンジ体Ｘを形成する。
【００６６】
このように形成されたスポンジ体Ｘを、金属製薄肉スリーブ２６の内径寸法である３０．０ｍｍ以上の外径寸法としての３０．５ｍｍを有するように、図示しない外径研磨装置を用いて、外周面を研削加工する。
【００６７】
この後、加圧容器５２を開放して、スポンジ体Ｘを支持機構５８の上下一対の支持軸６２，６４間に挟持すると共に、スタンド５６上に金属製薄肉スリーブ２６を起立した状態で保持する。
【００６８】
この後、加圧容器５２を閉じて、圧力供給機構５４を起動して、加圧容器５２内に収納しているスポンジ体Ｘを加圧する。これにより、このスポンジ体Ｘを構成しているスポンジ層２２の外径を、金属製薄肉スリーブ２６の内径よりも径小にさせる。
【００６９】
そして、図６に示すように、接着剤塗布機構６０を起動すると共に、図示しない移動機構を起動して、上下一対の支持軸６２，６４を下降駆動して、両者に支持されるスポンジ体Ｘを下降させて、スポンジ体Ｘの外周面及び金属製薄肉スリーブ２６の内周面の少なくとも一方、具体的には、スポンジ体Ｘの外周面に接着剤を塗布して、接着剤層２４を形成する。
【００７０】
そして、この加圧容器５２内において、引き続いて図示しない移動機構を起動して、上下一対の支持軸６２，６４を下降駆動して、両者に支持されるスポンジ体Ｘを、金属製薄肉スリーブ２６内に挿入して、図７に示すように、スリーブ体Ｙを形成する。
【００７１】
このように加圧容器５２内で形成されたスリーブ体Ｙを、この加圧容器５２の加圧状態を解除して大気に開放した上で、ここから取り出し、スポンジ体Ｘのスポンジ層２２が膨張してこのスポンジ層２２の外周面を、金属製薄肉スリーブ２６の内周面に密着させる。尚、この密着工程においては、加圧容器５２の加圧状態を解除した時点で、スポンジ層２２の膨張が開始して、加圧状態の解除と殆ど同時に、密着動作が完了することになる。
【００７２】
この後、接着剤を固化して、スポンジ体Ｘと金属製薄肉スリーブ２６とを接着する。この接着工程においては、このスリーブ体Ｙを図示しない恒温槽内に収容し、１５０℃で３０分程度、加熱することにより、接着させるように設定されている。尚、このような加熱による接着動作が完了した後に、エージング動作を行っても良いことは言うまでもない。
【００７３】
このようにして、接着動作が完了したスリーブ体Ｙの金属製薄肉スリーブ２６の外周面にフッ素樹脂製の離型層２８を形成、具体的には、ＰＦＡ製のチューブを緊密に被覆させることにより離型層２８を形成する。そして、この離型層２８の形成により、定着用ローラ１２が完成することになる。
【００７４】
この発明は、上述した手順に限定されることなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変形可能であることは、言うまでもない。
【００７５】
例えば、上述した実施例の手順において、スポンジ体Ｘを形成するために、芯金１６の外周に発泡前のゴムをプライマー２０を介して被覆し、この被覆した状態で発泡させることにより、芯金１６の外周にスポンジ層２２を設けるように説明したが、この発明は、このような手順に限定されることなく、予め、中心部に挿通孔が形成された円筒状のスポンジを形成しておき、この円筒状のスポンジに芯金１６を挿通することにより、スポンジ体Ｘを形成するようにしても良いことは、言うまでもない。要は、芯金１６の外周にスポンジ層２２が形成されているものであれば、その形成手順を何等問わないものである。
【００７６】
また、上述した実施例においては、加圧容器５２内において、加圧環境下でスポンジ層２２の外周面への接着剤の塗布動作を行うように、換言すれば、縮径されたスポンジ層２２の外周面に接着剤を塗布するように説明したが、この発明は、このような手順に限定されることなく、大気中でスポンジ層２２の外周面への塗布動作を行っても、換言すれば、縮径される前の段階で、スポンジ層２２の外周面に接着剤の塗布動作を行っても、同様の効果を奏することが出来ることは言うまでもない。
【００７７】
また、上述した実施例の手順においては、離型層２８を、金属製薄肉スリーブ２６の外周面に直接的に形成するように説明したが、この発明は、このような手順に限定されることなく、弾性層３０を介して離型層２８を形成するようにしても良いことは言うまでもない。
【００７８】
また、フッ素樹脂製の離型層２８の形成に際して、ＰＦＡチューブを緊密に被覆することにより行うように説明したが、この発明は、このような手順に限定されることなく、例えば、ＰＦＡを、金属製薄肉スリーブ２６の外周面に塗布することにより形成しても良いことは言うまでもない。尚、この塗布動作は、金属製薄肉スリーブ２６の外周面に形成された弾性層３０の外周面に行ってもよいことは、言うまでもない。
【００７９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、実際に回転駆動させた状態でも、長期間に渡り使用可能な状態を継続させることの出来る定着用ローラの製造方法が提供されることになる。
【００８０】
また、この発明によれば、スポンジと金属製薄肉スリーブとの間を接着することにより、スポンジの外周面と金属製薄肉スリーブの内周面との間が周方向に沿って相対移動することを禁止し、スポンジの外周面がぼろぼろになる状態を確実に回避して、長寿命化を図ることの出来る定着用ローラの製造方法が提供されることになる。
【００８１】
また、この発明によれば、スポンジと金属製薄肉スリーブとの間を接着することにより、スポンジの外周面と金属製薄肉スリーブの内周面との間が軸方向に沿って相対移動することを禁止し、スリーブにスポンジ層のエッジが当たって応力集中が発生する事による割れの発生を効果的に抑制して、長寿命化を図ることの出来る定着用ローラの製造方法が提供されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係わる製造方法により製造される定着用ローラを備えた定着装置の一実施例の構成を概略的に示す図である。
【図２】この発明に係わる製造方法により製造された定着用ローラを定着ローラに適用した場合の構成を示す断面図である。
【図３】この発明に係わる製造方法により製造される定着用ローラの他の構成例に係わる構成を概略的に示す図である。
【図４】この発明に係わる製造方法により製造される定着用ローラを、加圧ローラに適用した場合の他の適用例の構成を概略的に示す図である。
【図５】この発明に係わる製造方法を実施するための製造装置の構成を概略的に示す図である。
【図６】この発明に係わる製造方法の一実施例の手順を示すもので、加圧容器内でスポンジ体の外周に接着剤を塗布している状態を示す図である。
【図７】この発明に係わる製造方法の一実施例の手順を示すもので、加圧容器内でスリーブ体が形成された状態を示す図である。
【図８】従来の２ローラ式の定着装置の構成を概略的に示す図である。
【符号の説明】
１０　定着装置
１２　定着ローラ
１４　加圧ローラ
１６　芯金（定着ローラの）
１８　芯金（加圧ローラの）
２０　プライマー
２２　スポンジ層
２４　接着剤層
２６　金属製薄肉スリーブ
２８　離形層
３０　弾性層
３２　離型層
３４　ハロゲンヒータ（外部加熱手段）
３６　反射板
３８　サーミスタ
４６　弾性層
５０　製造装置
５２　加圧容器
５４　圧力供給機構
５６　スタンド
５８　支持機構
６０　接着剤塗布機構
６２　（上側の）支持軸
６４　（下側の）支持軸
Ｎ　ニップ部
Ｐ　転写材（被加熱材）
Ｘ　スポンジ体
Ｙ　スリーブ体[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a fixing roller in which the outer periphery of a metal core is covered with a sponge and the outer periphery of the sponge is further covered with a thin metal sleeve, and a fixing device provided with the fixing roller.
[0002]
[Prior art]
For example, in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile, a recording material (transfer material, photosensitive paper, electrostatic recording paper, etc.) is formed by an appropriate image forming process mechanism such as an electrophotographic system, an electrostatic recording system, and a magnetic recording system. A fixing device for heating and pressurizing and fixing an unfixed toner image formed and supported on a printing paper or the like in a transfer system (indirect system) or a direct system in accordance with target image information on a recording material surface. A so-called two-roller type device configuration including a fixing roller and a pressure roller is widely used.
[0003]
FIG. 8 shows a schematic configuration of a conventional two-roller type fixing device. Reference numeral 80 indicates a fixing roller as a heating rotating body. A halogen lamp 81 as a heating unit is disposed inside a hollow aluminum core 82 of the fixing roller 80. The halogen lamp 81 is energized by a power supply (not shown) to generate heat, and the fixing roller 80 is moved from the inside of the hollow metal core 82 to a recording material P (hereinafter, referred to as a transfer material) as a material to be heated. Heat to a temperature sufficient to melt the toner in the upper toner image.
[0004]
In order to fix the toner on the transfer material P onto the transfer material without offsetting, a polytetrafluoroethylene (polytetrafluoroethylene) having excellent releasability is provided outside the hollow core metal 82 of the fixing roller 80. A release layer 83 such as PTFE) or perfluoroalkoxytetrafluoroethylene copolymer (PFA) is formed. A thermistor 84 is in contact with the surface of the fixing roller 80, detects the temperature of the surface of the fixing roller 80, and turns on / off power supply to the halogen lamp 81 so as to heat the toner image on the transfer material at an appropriate temperature. It is configured to perform off control.
[0005]
Reference numeral 90 denotes a pressing roller as a pressing member for the fixing roller 80, which is arranged substantially in parallel with the fixing roller 80, and is urged by a pressing spring (not shown) at both longitudinal ends of the roller. Thus, the fixing roller 80 is kept in pressure contact with the fixing roller 80. The pressure roller 90 has an elastic layer formed of silicone rubber or a sponge elastic layer 92 formed by foaming silicone rubber on the outside of a cored bar 91, and further has a PTFE or PFA release property similar to that of the fixing roller 80 on its outer layer. The layer 93 is formed.
[0006]
By configuring the fixing device of the two-roller type in this way, it is possible to form a sufficient nip width in the press-contact nip portion N between the fixing roller 80 and the pressing roller 90 by the elasticity of the pressing roller 90. You can do it.
[0007]
Then, the transfer material P carrying the unfixed toner image is introduced into the nip portion N between the rotated fixing roller 80 and the pressing roller 90 with the image surface facing the fixing roller 80, and is nipped and conveyed. Due to the heat of the roller 80 and the pressure applied at the nip N, the toner image is heated and pressed and fixed on the surface of the transfer material P as a permanent image.
[0008]
Here, the hollow core metal 82 of the fixing roller 80 has an outer diameter of 20 to 30 mm and a wall thickness of 1 to 30 in order to keep the heat capacity as small as possible and satisfy mechanical strength while having higher thermal conductivity. 0.5 to 3 mm was required. Further, the releasable layer 83, which is the outermost layer, cannot be formed thick because of low thermal conductivity, and is usually formed with a thickness of 30 to 50 μm.
[0009]
Further, the pressure roller 90 needs to have a roller surface hardness of about 15 to 60 degrees (ASKER-C, under a load of 300 g) in order to obtain a sufficient nip width for the toner to be melted during the transfer of the transfer material P. Had become.
[0010]
However, in the case of the two-roller type fixing device as in the above-described conventional example, the heat conductivity can be increased by making the thickness of the hollow core metal 82 of the fixing roller 80 as small as possible, but the heat capacity becomes small. When the transfer material P is passed, the temperature fluctuation (ripple) on the surface of the fixing roller 80 is increased due to heat radiation to the transfer material P, so that the fixability of the toner image on the transfer material P becomes uneven. And other problems were pointed out.
[0011]
For this reason, the two-roller type fixing device using the fixing roller 80 and the pressure roller 90 has a problem that the reduction of the warm-up time required recently has not been easily achieved. That is, even when the image forming apparatus is not operating, the surface of the fixing roller 80 needs to be heated to a certain degree, and the power consumption is large.
[0012]
Further, since the fixing roller 80 is a rigid body and the nip portion N is formed only by the elasticity of the pressure roller 90, the transfer material P is transported along the shape of the fixing roller 80. As a result, an external pressure is applied to the transfer material P such that the transfer material P bends in a heated state, so that the transfer material P discharged from the fixing device has a curl that follows the curvature shape of the nip portion N. In particular, when the degree is poor, there is a problem that the separating performance from the fixing roller 80 is adversely affected.
[0013]
Furthermore, when the envelope is passed, wrinkles are generated due to the curvature or deformation of the envelope, and the printed address is divided by the wrinkles. This is a problem that becomes more prominent as the outer diameter of the fixing roller 80 decreases with the recent miniaturization of the apparatus.
[0014]
Furthermore, when the pressing roller 90 is pressed against the fixing roller 80 side by pressing means at both ends in the longitudinal direction of the pressing roller 90, the pressure roller 90 having a small diameter is compared with the central portion in the longitudinal direction due to bending of the shaft. , The pressing force increases toward both ends. For this reason, the width of the nip portion N differs in the longitudinal direction of the nip portion, and becomes larger toward both ends as compared with the central portion in the longitudinal direction of the nip portion. Due to this, the pressurized state applied to the transfer material P nipped and conveyed in the nip portion N is different between the center and both ends, and the end of the transfer material is excessively pressurized. It was pointed out.
[0015]
In order to solve such a problem, for example, as shown in Japanese Patent No. 3103140, “When an elastic roller is inserted into a sleeve to form a roller, the elastic roller is formed with closed cells. Then, the inner diameter of the sleeve is formed smaller than the outer diameter of the elastic roller, and the elastic roller is left in a vacuum device to make the outer diameter of the elastic roller smaller than the inner diameter of the sleeve. Manufacturing a fixing roller by "a method of manufacturing a roller characterized by inserting and integrating a roller".
[0016]
According to this roller manufacturing method, the above-mentioned problems are solved, and a roller manufacturing method capable of manufacturing a uniform roller in a short time with good yield is provided.
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the roller manufactured by the manufacturing method described in the above-mentioned registration publication, an elastic roller having an outer diameter set to be larger than the inner diameter of the sleeve is temporarily left in a vacuum device to reduce the outer diameter of the roller. When the outer diameter of the elastic roller has been returned to its original state, the outer peripheral surface of the elastic roller and the inner peripheral surface of the sleeve are simply a frictional engagement force in a so-called compressed state. It is in a state of being merely locked by.
[0018]
As a result, when this is used in a state where the fixing device is actually heated and rotated as a fixing roller, the rotation driving force is transmitted to the core metal, while the sleeve is pressed by the pressure. Rolling contact with the roller. As a result, when the frictional engagement force between the sleeve and the pressure roller is increased, a relative rotation occurs between the sponge layer and the sleeve that constitute the elastic roller, and thereby, the outer surface of the sponge layer is quickly reduced. It has been pointed out that there is a problem in that it becomes ragged and becomes unusable, and improvement is strongly demanded.
[0019]
Further, in a state in which the fixing roller is driven to rotate, as described above, since the sleeve is not fixed to the sponge layer at all, the state in which the sleeve is displaced in the axial direction with respect to the sponge layer. It can happen. As described above, when the sleeve is displaced in the axial direction with respect to the sponge layer, the edge of the sponge layer comes into contact with the inner peripheral surface of the sleeve, and a state in which stress concentration acts partially. Become. When the stress concentration acts as described above, a crack may be generated from the acting portion, and the sleeve may be broken. From this viewpoint, improvement is strongly demanded.
[0020]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a fixing roller capable of maintaining a usable state for a long period of time even when actually rotated. To provide.
[0021]
Another object of the present invention is to bond the sponge and the thin metal sleeve so that the outer peripheral surface of the sponge and the inner peripheral surface of the thin metal sleeve relatively move along the circumferential direction. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a fixing roller which can prohibit the occurrence of the sponge and reliably avoid a state in which the outer peripheral surface of the sponge becomes ragged and can extend the life of the sponge.
[0022]
Another object of the present invention is to bond the sponge and the thin metal sleeve so that the outer peripheral surface of the sponge and the inner circumferential surface of the thin metal sleeve relatively move along the axial direction. To provide a method of manufacturing a fixing roller capable of prolonging its life by effectively preventing cracks caused by stress concentration caused by the edge of the sponge layer hitting the sleeve. It is.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, according to a first aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a fixing roller, wherein at least a cylindrical sponge having closed cells is formed of a thin metal sponge. A first step of processing so as to have an outer diameter greater than or equal to an inner diameter of the sleeve, and a second step of applying an adhesive to at least one of an outer peripheral surface of the sponge body and an inner peripheral surface of the thin metal sleeve. A third step of storing the sponge body and the metal thin sleeve in a pressurized container and pressurizing the outer diameter of the sponge body to be smaller than the inner diameter of the metal thin sleeve; A fourth step of inserting the sponge body into the metal thin sleeve in the pressurized container to form a sleeve body, and removing the sleeve body from the pressurized container, and expanding the sponge body. Then A fifth step of bringing the outer peripheral surface of the sponge body into close contact with the inner peripheral surface of the thin metal sleeve, and a sixth step of solidifying the adhesive and bonding the sponge body and the thin metal sleeve. It is characterized by having.
[0024]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a fixing roller in which a cylindrical sponge body having at least closed cells has an outer diameter dimension equal to or larger than the inner diameter dimension of a thin metal sleeve. A first step of processing the sponge body and the thin metal sleeve into a pressurized container and pressurizing the outer diameter of the sponge body to be smaller than the inner diameter of the thin metal sleeve. A second step of applying an adhesive to at least one of an outer peripheral surface of the sponge body and an inner peripheral surface of the thin metal sleeve in the pressurized container; In the fourth step, the sponge body is inserted into the thin metal sleeve to form a sleeve body, and the sleeve body is taken out of the pressurized container, and the sponge body expands to form the sponge body. Outside A fifth step of bringing a surface into close contact with the inner peripheral surface of the thin metal sleeve; and a sixth step of solidifying the adhesive and bonding the sponge body and the thin metal sleeve. It is characterized by.
[0025]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a fixing roller, wherein the dimensioning operation in the first step is performed by polishing.
[0026]
According to a fourth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a fixing roller, the applying operation in the second step according to the first aspect includes applying the adhesive to an outer periphery of the sponge body. It is characterized by being applied entirely.
[0027]
According to a fifth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a fixing roller, the applying operation in the third step according to the second aspect includes applying the adhesive to an outer periphery of the sponge body. It is characterized by being applied entirely.
[0028]
According to a sixth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a fixing roller according to the sixth aspect, in the third step of the first aspect, the sponge body and the thin metal sleeve are connected to each other. It is characterized by being housed in a pressurized container coaxially and movably along the axial direction.
[0029]
According to a seventh aspect of the present invention, in the method for manufacturing a fixing roller according to the seventh aspect, in the second step of the second aspect, the sponge body and the metal thin sleeve are connected to each other by the method. It is characterized by being housed in a pressurized container coaxially and movably along the axial direction.
[0030]
According to the eighth aspect of the present invention, the method of manufacturing the fixing roller further includes an eighth step of disposing a release layer on the outer periphery of the thin metal sleeve. And
[0031]
According to a ninth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a fixing roller according to the ninth aspect, the method further includes an eighth step of disposing a release layer on the outer periphery of the metal thin sleeve via an elastic layer. It is characterized by having.
[0032]
According to a tenth aspect of the method of manufacturing a fixing roller according to the present invention, in the eighth step, the release layer is formed by applying a fluororesin. .
[0033]
In the method for manufacturing a fixing roller according to the present invention, in the eleventh step, in the eighth step, the release layer is formed by coating a tube made of a fluororesin. Features.
[0034]
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Hereinafter, a procedure of an embodiment of the manufacturing method according to the present invention will be described. Prior to this description, a case where the fixing roller manufactured by this manufacturing method is applied to a fixing roller of a two-roller type fixing device. This will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0035]
(Description of Fixing Device 10)
First, a schematic configuration of the fixing device 10 will be described with reference to FIG. Reference numeral 12 denotes a fixing roller as a heating rotary member to which the fixing roller of one embodiment according to the present invention is applied, and reference numeral 14 denotes a fixing roller 12 with a predetermined pressure. A pressing roller as a pressing member that is in rolling contact is shown. Note that a thermistor 38 for measuring the surface temperature is arranged in contact with the outer peripheral surface of the fixing roller 10.
[0036]
The fixing roller 12 is rotationally driven in a direction shown by an arrow by a drive system (not shown) via a drive gear (not shown) provided at a longitudinal end of a metal drive shaft 16 made of iron or the like. On the other hand, the pressure roller 14 is pressed against the fixing roller 12 by a pressure spring (not shown) via bearings (not shown) provided at both ends in the longitudinal direction of a core 18 made of iron. Following the rotation of, it rotates in the direction indicated by the arrow. Reference numeral N indicates a pressure contact nip portion where the two rollers 12 and 14 are in rolling contact with each other.
[0037]
(Description of fixing roller 12)
The fixing roller 12 is manufactured by a manufacturing method described later, and as shown in FIG. 2, a metal core 16 and an outer periphery of the metal core 16 with a primer 20 interposed therebetween. A sponge layer 22 provided, a thin metal sleeve 26 adhered to the outer periphery of the sponge layer 22 via an adhesive layer 24, and an outer periphery of the thin metal sleeve 26 so as to cover the outer periphery. And a release layer 28 provided.
[0038]
Here, the above-described sponge layer 22 is formed of a sponge body containing at least closed cells formed by foaming silicone rubber. The sponge layer 22 is formed from a sponge tube fitted in a thin metal sleeve 26, and its outer diameter is larger than the inner diameter of the sleeve 26 before being fitted. It is processed by an outside diameter polishing device. Specifically, the inner diameter of the metal thin sleeve 26 is set to 30.0 mm, but the outer diameter of the sponge tube before fitting is processed to be 30.5 mm.
[0039]
The metal thin sleeve 26 is formed of a metal material having high thermal conductivity, for example, iron, SUS, nickel or the like, more specifically, in this embodiment, a nickel electroformed sleeve. Is formed as a thin sleeve having a thickness of 30.0 mm and a thickness of 10 to 100 μm, preferably 30 to 50 μm, specifically, a thickness of 35 μm.
[0040]
In order to bond the sponge layer 22 and the metal thin sleeve 26 described above, at least one of the outer peripheral surface of the sponge layer 22 and the inner peripheral surface of the metal thin sleeve 26, specifically, the outer peripheral surface of the sponge layer 22. Before the metal thin sleeve 26 is fitted to the outer periphery of the surface, an adhesive is applied over the entire surface to form an adhesive layer 24.
[0041]
Here, as the adhesive constituting the adhesive layer 24, for example, a silicone rubber-based adhesive is used. In particular, a two-liquid addition LTV (trade name: SE1700, manufactured by Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.) is used. Used. An RTV (trade name: KE45, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used.
[0042]
Here, the thickness of the adhesive layer 24 is appropriately in the range of 5 to 100 μm, and is particularly set to about 50 μm in terms of the amount of application. If the thickness of the adhesive layer 24 is less than 5 μm, the adhesive strength is not ensured. On the other hand, if the thickness is more than 100 μm, the heat insulating effect of the sponge layer 22 is impaired, which is not preferable. Therefore, as described above, the optimum range of the thickness of the adhesive layer 24 is 5 to 100 μm.
[0043]
As described above, since the sponge layer 22 and the metal thin sleeve 26 are bonded to each other, the frictional engagement force between the metal thin sleeve 26 and the pressure roller 14 is strong in the rotating state of the fixing roller 12. Even if it becomes, the relative rotation does not occur between the sponge layer 22 and the metal thin sleeve 26, and the outer surface of the sponge layer becomes ragged in a short time, which has conventionally been a problem, The unusable state is surely prevented, and the effect is enormous.
[0044]
Further, in such a rotating state of the fixing roller 12, the metal thin sleeve 26 is bonded and fixed to the sponge layer 22, so that the metal thin sleeve 26 is displaced in the axial direction with respect to the sponge layer 22. Is reliably prevented. As a result, the occurrence of cracks due to stress concentration where the metal thin sleeve 26 was displaced in the axial direction with respect to the sponge layer 22 is reliably prevented. The effect is enormous.
[0045]
In addition, by using a silicone rubber-based adhesive as the adhesive constituting the adhesive layer 24, the adhesive itself can exhibit predetermined softness and elasticity. As a result, when bonding the soft sponge layer 22 and the hard metal thin-walled sleeve 26, the difference in hardness between the two can be effectively absorbed and a remarkable effect can be obtained in that no stress is applied. You can do it.
[0046]
Further, since the adhesive layer 24 has a predetermined elasticity as described above, it prevents the force from the hard thin metal sleeve 26 from being directly transmitted to the sponge layer 22, It can exhibit a function as a so-called protective layer.
[0047]
The release layer 28 is formed of a fluororesin such as PTFE or PFA. For example, it may be formed by applying PFA to the outer peripheral surface of the thin metal sleeve 26, or may be formed by coating a tube made of PFA.
[0048]
On the other hand, the pressure roller 14 is formed by sequentially forming an elastic layer 30 made of silicone rubber and a release layer 32 made of PTFE or PFA on the outer periphery of the cored bar 18.
[0049]
Reference numeral 34 denotes a halogen heater as external heating means for externally heating the surface of the fixing roller 12. The halogen heater 34 is disposed so as to face the fixing roller 12 in the vicinity of the transfer material entrance in the pressure contact nip portion N between the fixing roller 12 and the pressure roller 14, and the radiant heat of the halogen heater 34 causes the fixing roller 12 to rotate. The surface is adapted to be heated.
[0050]
Here, in order to efficiently perform the radiant heating of the fixing roller 12 by the halogen heater 34, a curved reflective plate 36 having a high reflectance is disposed on the side opposite to the fixing roller 12 with the halogen heater 34 being the center. The radiant heat from the halogen heater 34 is reflected to the fixing roller 12 side without diverging.
[0051]
A thermistor 38 for detecting the surface temperature of the fixing roller is in contact with the above-described fixing roller 12, and the detected surface temperature information of the fixing roller 12 is converted into an A / D converter ( (Not shown) to the CPU (not shown). Based on this, the CPU (not shown) controls ON / OFF of the halogen heater 34 via an AC driver (not shown) to thereby fix the fixing roller. 12 is configured to control the surface temperature to a predetermined value.
[0052]
As described above, since the fixing roller 12 has the sponge layer 22 formed inside and the thin metal sleeve 26 formed outside, the metal sleeve 26 having a small heat capacity and excellent heat conductivity can be provided by an external heating means ( Thus, rapid heating can be performed by the halogen heater (34).
[0053]
Here, if the thickness of the metal thin sleeve 26 is too thin, there is a problem from the viewpoint of processing. However, if the thickness of the metal thin sleeve 26 is too large in order to satisfy the viewpoint of processing, the rigidity becomes too small. And the problem that the nip width of the nip portion N cannot be obtained sufficiently occurs. From the above viewpoint, it is understood that the metal thin sleeve 26 of the fixing roller 12 is desirably formed with a thickness of 10 to 100 μm.
[0054]
Further, the surface of the fixing roller 12 in which a sponge layer 22 as an elastic layer having a high heat insulating effect is formed inside and a thin metal sleeve 26 of 10 to 100 μm is formed outside the sponge layer 22 can be fixed by an external heating means 34. By heating to a suitable temperature, the warm-up time can be reduced. Therefore, when the image forming apparatus is not operating, there is no need to heat the surface of the fixing roller as in the conventional example, and power consumption can be greatly reduced.
[0055]
Further, the unevenness of the press-contact nip portion N due to the bending of the core metal 18 of the small-diameter pressure roller 14 due to the elasticity inside the fixing roller can be eliminated, and the transfer can be achieved by making the nip width in the longitudinal direction of the press-contact nip portion uniform. Since the same load is applied to the material, it is possible to prevent a problem of the transfer material such as waving.
[0056]
Further, since the fixing roller 12 is also provided with elasticity, it is easy to set a wide nip width, and the fixing device can be operated at a high speed.
[0057]
It goes without saying that the fixing roller and the fixing device according to the present invention are not limited to the respective configurations, and can be variously modified without departing from the gist of the present invention. Hereinafter, another embodiment of the fixing roller will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description, the same components as those described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0058]
(Description of Another Configuration Example of Fixing Roller)
For example, in the fixing roller 12 described above, the release layer 28 is described as being disposed directly on the outer peripheral surface of the thin metal sleeve 26. However, the fixing roller 12 is limited to such a configuration. For example, as shown in FIG. 3 as another configuration example, an elastic layer 46 such as a silicone rubber is temporarily formed on the outer peripheral surface of the thin metal sleeve 26 and separated from the outer peripheral surface of the elastic layer 46. It goes without saying that the configuration may be such that the mold layer 28 is formed.
[0059]
(Description of other application examples of the fixing roller)
Further, the case where the fixing roller manufactured by the manufacturing method according to the present invention is applied to a fixing roller has been described. However, the present invention is not limited to such an application, and as shown in FIG. Needless to say, the fixing roller according to the present invention may be applied to the pressure roller 14.
[0060]
(Description of manufacturing apparatus 50)
Next, a configuration of a manufacturing apparatus 50 for performing a manufacturing method for manufacturing the fixing roller 12 having the above-described configuration will be schematically described with reference to FIG.
[0061]
The manufacturing apparatus 50 reduces the outer diameter of the sponge layer 22 of the fixing roller 12 by a pressing method, applies an adhesive to the outer peripheral surface of the sponge layer 22 in the reduced diameter state, and After the application operation, it is configured to be able to fit into the thin metal sleeve 26.
[0062]
Specifically, the manufacturing apparatus 50 includes a pressurized container 52 for collectively performing the above-described operations in a pressurized environment. A pressure supply mechanism 54 such as a compressor is connected to the pressurized container 52. When the pressure supply mechanism 54 is operated, the inside of the pressurized container 52 is set to a high-pressure environment of, for example, 0.5 MPa. Has been done.
[0063]
The manufacturing apparatus 50 includes a stand 56 for holding the metal thin sleeve 26 in an upright state and a sponge body X in which the sponge layer 22 is provided around the cored bar 16 in a pressurized container 52. And a supporting mechanism 58 configured to be able to move in the axial direction while maintaining the coaxial state while maintaining the coaxial state with the metal thin sleeve 26 held in An adhesive application mechanism 60 for uniformly applying the adhesive is provided on the outer peripheral surface of the sponge layer 22 of the sponge body X supported by the mechanism 58.
[0064]
The above-described support mechanism 58 includes a pair of upper and lower support shafts 62 and 64 coaxially penetrating the above-described stand 56 and the thin metal sleeve 26 held by the stand 56, and the sponge body X is formed by the two support shafts 62 and 64. It is set to be supported coaxially. The support shafts 62 and 64 are configured to be integrally moved and driven in a direction away from each other via a movement mechanism (not shown).
[0065]
In the manufacturing apparatus 50 configured as described above, a procedure of a manufacturing method which is a feature of the present invention will be described in detail below.
First, the sponge body X is formed including the cored bar 16 and the sponge layer 22 having at least closed cells disposed so as to surround the outer periphery of the cored bar 16. There are various possible processes for forming the sponge body X. In this embodiment, the primer 20 is applied to the outer peripheral surface of the metal core 16 over the front surface, and the outer periphery is coated with silicone rubber before foaming. I do. Then, in this coated state, the sponge layer 22 is formed by foaming the silicone rubber. Thereafter, the sponge layer X is formed by roughly processing the sponge layer 22 into a cylindrical shape.
[0066]
The sponge body X thus formed is subjected to an outer diameter polishing apparatus (not shown) by using an outer diameter polishing apparatus (not shown) so that the sponge body X has an outer diameter of 30.5 mm which is equal to or more than 30.0 mm which is the inner diameter of the metal thin sleeve 26. Grind the surface.
[0067]
Thereafter, the pressurized container 52 is opened, the sponge body X is sandwiched between the pair of upper and lower support shafts 62 and 64 of the support mechanism 58, and the thin metal sleeve 26 is held on the stand 56 in an upright state. .
[0068]
Thereafter, the pressurizing container 52 is closed, and the pressure supply mechanism 54 is activated to pressurize the sponge body X stored in the pressurizing container 52. Thereby, the outer diameter of the sponge layer 22 constituting the sponge body X is made smaller than the inner diameter of the thin metal sleeve 26.
[0069]
Then, as shown in FIG. 6, while activating the adhesive application mechanism 60 and activating the moving mechanism (not shown), the pair of upper and lower support shafts 62 and 64 are driven to descend, and the sponge body X supported by both is driven. To form an adhesive layer 24 by applying an adhesive to at least one of the outer peripheral surface of the sponge body X and the inner peripheral surface of the metal thin sleeve 26, specifically, the outer peripheral surface of the sponge body X. I do.
[0070]
Then, in the pressurized container 52, a moving mechanism (not shown) is successively activated to drive the pair of upper and lower support shafts 62 and 64 downward, so that the sponge body X supported by both is moved to the metal thin sleeve 26. The sleeve body Y is formed as shown in FIG.
[0071]
The sleeve body Y formed in the pressurized container 52 is released from the pressurized state of the pressurized container 52 to the atmosphere after releasing the pressurized state of the pressurized container 52, and the sponge layer 22 of the sponge body X is expanded. Then, the outer peripheral surface of the sponge layer 22 is brought into close contact with the inner peripheral surface of the thin metal sleeve 26. In the close contact step, when the pressurized state of the pressurized container 52 is released, the expansion of the sponge layer 22 starts, and the close contact operation is completed almost simultaneously with the release of the pressurized state.
[0072]
Thereafter, the adhesive is solidified, and the sponge body X and the thin metal sleeve 26 are bonded. In this bonding step, the sleeve body Y is set in a thermostat (not shown) and heated at 150 ° C. for about 30 minutes so as to bond. It is needless to say that the aging operation may be performed after the completion of the bonding operation by such heating.
[0073]
In this way, the release layer 28 made of fluororesin is formed on the outer peripheral surface of the metal thin sleeve 26 of the sleeve body Y in which the bonding operation is completed, specifically, by tightly covering the tube made of PFA. A release layer 28 is formed. Then, by forming the release layer 28, the fixing roller 12 is completed.
[0074]
It is needless to say that the present invention is not limited to the above-described procedure, and can be variously modified without departing from the gist of the present invention.
[0075]
For example, in the procedure of the above-described embodiment, in order to form the sponge body X, the outer periphery of the cored bar 16 is coated with a rubber before foaming via the primer 20, and foamed in the coated state, so that the cored bar is foamed. The sponge layer 22 is provided on the outer periphery of the sponge 16, but the present invention is not limited to such a procedure, and a cylindrical sponge having an insertion hole formed in the center is formed in advance. Needless to say, the sponge body X may be formed by inserting the cored bar 16 into this cylindrical sponge. In short, as long as the sponge layer 22 is formed on the outer periphery of the core 16, the forming procedure is not limited.
[0076]
In the above-described embodiment, the operation of applying the adhesive to the outer peripheral surface of the sponge layer 22 is performed in the pressurized container 52 under a pressurized environment, in other words, the sponge layer 22 having the reduced diameter is used. Has been described as applying the adhesive to the outer peripheral surface of the sponge layer 22. However, the present invention is not limited to such a procedure, and in other words, even if the application operation on the outer peripheral surface of the sponge layer 22 is performed in the air. For example, it is needless to say that the same effect can be obtained even if the adhesive is applied to the outer peripheral surface of the sponge layer 22 before the diameter is reduced.
[0077]
Further, in the procedure of the above-described embodiment, the release layer 28 is described as being formed directly on the outer peripheral surface of the thin metal sleeve 26. However, the present invention is not limited to such a procedure. Needless to say, the release layer 28 may be formed via the elastic layer 30.
[0078]
Moreover, when forming the release layer 28 made of a fluororesin, it has been described that the release is performed by tightly covering the PFA tube. However, the present invention is not limited to such a procedure. Needless to say, it may be formed by applying to the outer peripheral surface of the metal thin sleeve 26. Needless to say, this coating operation may be performed on the outer peripheral surface of the elastic layer 30 formed on the outer peripheral surface of the thin metal sleeve 26.
[0079]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, there is provided a method of manufacturing a fixing roller capable of maintaining a usable state for a long period of time even when it is actually driven to rotate.
[0080]
Further, according to the present invention, by bonding between the sponge and the thin metal sleeve, it is possible to relatively move along the circumferential direction between the outer peripheral surface of the sponge and the inner peripheral surface of the thin metal sleeve. Thus, a method of manufacturing a fixing roller capable of prolonging the service life by reliably avoiding a state in which the outer peripheral surface of the sponge is ragged is provided.
[0081]
Further, according to the present invention, by bonding between the sponge and the metal thin sleeve, it is possible to relatively move along the axial direction between the outer peripheral surface of the sponge and the inner peripheral surface of the metal thin sleeve. Forbidden, a method of manufacturing a fixing roller capable of prolonging the service life by effectively suppressing the occurrence of cracks due to the occurrence of stress concentration due to the edge of the sponge layer hitting the sleeve is provided. Become.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an embodiment of a fixing device including a fixing roller manufactured by a manufacturing method according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration in which a fixing roller manufactured by a manufacturing method according to the present invention is applied to a fixing roller.
FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration relating to another configuration example of the fixing roller manufactured by the manufacturing method according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of another application example in which a fixing roller manufactured by the manufacturing method according to the present invention is applied to a pressure roller.
FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of a manufacturing apparatus for performing a manufacturing method according to the present invention.
FIG. 6 is a view showing a procedure of an embodiment of a manufacturing method according to the present invention, and showing a state in which an adhesive is applied to an outer periphery of a sponge body in a pressurized container.
FIG. 7 is a view showing a procedure of an embodiment of the manufacturing method according to the present invention, and showing a state in which a sleeve body is formed in the pressurized container.
FIG. 8 is a diagram schematically showing a configuration of a conventional two-roller type fixing device.
[Explanation of symbols]
10 Fixing device
12 Fixing roller
14 Pressure roller
16 core metal (for fixing roller)
18 core metal (of pressure roller)
20 primers
22 Sponge layer
24 Adhesive layer
26 Thin metal sleeve
28 Release layer
30 elastic layer
32 Release layer
34 Halogen heater (external heating means)
36 Reflector
38 Thermistor
46 elastic layer
50 Manufacturing equipment
52 Pressurized container
54 Pressure supply mechanism
56 stand
58 Support mechanism
60 Adhesive application mechanism
62 (upper) support shaft
64 (lower) support shaft
N nip
P Transfer material (material to be heated)
X sponge body
Y sleeve body

Claims

A sponge body including a cored bar and a sponge layer having at least closed cells disposed so as to surround the outer periphery of the cored bar is processed so as to have an outer diameter dimension equal to or larger than the inner diameter dimension of the thin metal sleeve. A first step;
A second step of applying an adhesive to at least one of the outer peripheral surface of the sponge body and the inner peripheral surface of the thin metal sleeve;
A third step of storing the sponge body and the metal thin sleeve in a pressurized container and applying pressure to make the outer diameter of the sponge body smaller than the inner diameter of the metal thin sleeve;
A fourth step of inserting the sponge body into the metal thin sleeve in the pressurized container to form a sleeve body;
A fifth step of removing the sleeve body from the pressure vessel, expanding the sponge body, and bringing the outer peripheral surface of the sponge body into close contact with the inner peripheral surface of the thin metal sleeve;
A sixth step of solidifying the adhesive and bonding the sponge body and the thin metal sleeve;
A method for manufacturing a fixing roller, comprising:

A sponge body including a cored bar and a sponge layer having at least closed cells disposed so as to surround the outer periphery of the cored bar is processed so as to have an outer diameter dimension equal to or larger than the inner diameter dimension of the thin metal sleeve. A first step;
A second step of storing the sponge body and the thin metal sleeve in a pressurized container and applying pressure to make the outer diameter of the sponge body smaller than the inner diameter of the thin metal sleeve;
A third step of applying an adhesive to at least one of the outer peripheral surface of the sponge body and the inner peripheral surface of the thin metal sleeve in the pressurized container;
A fourth step of inserting the sponge body into the metal thin sleeve in the pressurized container to form a sleeve body;
A fifth step of removing the sleeve body from the pressure vessel, expanding the sponge body, and bringing the outer peripheral surface of the sponge body into close contact with the inner peripheral surface of the thin metal sleeve;
A sixth step of solidifying the adhesive and bonding the sponge body and the thin metal sleeve;
A method for manufacturing a fixing roller, comprising:

3. The method according to claim 1, wherein the sizing operation in the first step is performed by polishing.

2. The method according to claim 1, wherein, in the applying operation in the second step, the adhesive is applied entirely on an outer periphery of the sponge body. 3.

3. The method according to claim 2, wherein in the applying operation in the third step, the adhesive is applied entirely on an outer periphery of the sponge body. 4.

The said 3rd process WHEREIN: The said sponge body and the said metal thin-walled sleeve are accommodated in the said pressurization container mutually coaxially, and the state movable along the axial direction is characterized by the above-mentioned. Item 2. A method for manufacturing a fixing roller according to Item 1.

The said 2nd process WHEREIN: The said sponge body and the said metal thin-walled sleeve are accommodated in the said pressurized container so that they may move coaxially and along the axial direction. Item 3. A method for manufacturing a fixing roller according to Item 2.

3. The method for manufacturing a fixing roller according to claim 1, further comprising a seventh step of disposing a release layer on the outer periphery of the thin metal sleeve.

3. The method for manufacturing a fixing roller according to claim 1, further comprising a seventh step of disposing a release layer on the outer periphery of the thin metal sleeve via an elastic layer.

The method according to claim 8, wherein, in the seventh step, the release layer is formed by applying a fluorine resin.

The method according to claim 8, wherein, in the seventh step, the release layer is formed by covering a tube made of a fluororesin.