JP2004102231A

JP2004102231A - Fixing roller and fixing device equipped with the fixing roller

Info

Publication number: JP2004102231A
Application number: JP2003170882A
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: 2003-06-16
Publication date: 2004-04-02
Anticipated expiration: 2023-06-16
Also published as: JP4459554B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing roller which can continue a usable state over a long term even in a state where it is actually driven and rotated, and a fixing device equipped with the fixing roller. <P>SOLUTION: The fixing roller is equipped with a core bar 16, a sponge layer 22 disposed on the outer periphery of the core bar 16 so as to surround it, a thin sleeve 26 attached to the outer periphery of the layer 22 through an adhesive layer 24, and a releasing layer 28 disposed on the outer periphery of the sleeve 26 so as to cover it over. The outside diameter of the layer 22 and the inside diameter of the sleeve 26 are set to the same. <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１３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】
更に、スリーブとスポンジ層との接着を確実なものにするために、スリーブの内径をスポンジ層の外径よりも小さく設定されており、このために、スリーブ内に、芯金の外周にスポンジ層が配設されたスポンジ体を挿入するに際して、その挿入作業（組み付け作業）が困難になる問題点が指摘されており、この組立作業性の観点での構造上の改善も、強く要望されている。
【００２１】
この発明は、上述した事情に鑑みなされたもので、この発明の主たる目的は、定着用ローラを製造するに際してのスリーブ内へのスポンジ体の組み付け作業の組立作業性を向上させることのできる定着用ローラ、及び、この定着用ローラを備えた定着装置を提供することである。
【００２２】
また、この発明の他の目的は、組立作業性を向上させると共に、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、及び、この定着用ローラを備えた定着装置を提供することである。
【００２３】
また、この発明の別の目的は、組立作業性を向上させると共に、スポンジと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、及び、この定着用ローラを備えた定着装置を提供することである。
【００２４】
また、この発明の更に別の目的は、組立作業性を向上させると共に、スポンジと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、及び、この定着用ローラを備えた定着装置を提供することである。
【００２５】
【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は、請求項１の記載によれば、芯金と、この芯金の外周にこれを取り巻くように配設されたスポンジ層と、このスポンジ層の外周に、接着剤層を介して接着された薄肉スリーブと、この薄肉スリーブの外周にこれを覆うように配設された離型層とを具備し、前記スポンジ層の外径と前記薄肉スリーブの内径とを同一に設定したことを特徴としている。
【００２６】
また、この発明に係わる定着用ローラは、請求項２の記載によれば、前記薄肉スリーブは、厚さ１０〜２００μｍの肉厚を有することを特徴としている。
【００２７】
また、この発明に係わる定着用ローラは、請求項３の記載によれば、前記薄肉スリーブは、ニッケル電鋳製であること特徴としている。
【００２８】
また、この発明に係わる定着用ローラは、請求項４の記載によれば、前記スポンジ層は、シリコーンゴムから形成されてい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は、請求項５の記載によれば、前記スポンジ層は、３００ｇ荷重のアスカ−Ｃ硬度で、１５〜６０度の範囲に設定されてい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は、請求項６の記載によれば、前記接着剤層は、全周に渡り形成されていることを特徴としている。
【００３１】
また、この発明に係わる定着用ローラは、請求項７の記載によれば、前記接着剤層を構成する接着剤は、硬化状態で所定の弾性を有するゴム系の接着剤であることを特徴としている。
【００３２】
また、この発明に係わる定着用ローラは、請求項８の記載によれば、前記ゴム系の接着剤は、シリコーンゴム系接着剤であ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は、請求項９の記載によれば、前記接着剤層は、厚さ５〜１００μｍの厚みを有することを特徴としている。
【００３４】
また、この発明に係わる定着用ローラは、請求項１０の記載によれば、前記離型層は、フッ素樹脂製であることを特徴としている。
【００３５】
また、この発明に係わる定着用ローラは、請求項１１の記載によれば、前記離型層は、薄肉スリーブの外周に塗布されたフッ素樹脂層から形成されていることを特徴としている。
【００３６】
また、この発明に係わる定着用ローラは、請求項１２の記載によれば、前記離型層は、薄肉スリーブの外周に被覆されたフッ素樹脂製チューブから形成されていることを特徴としている。
【００３７】
また、この発明に係わる定着用ローラは、請求項１３の記載によれば、前記薄肉スリーブと前記離型層との間には、弾性層が形成されていることを特徴としている。
【００３８】
また、この発明に係わる定着用ローラは、請求項１４の記載によれば、前記弾性層は、シリコーンゴム製であることを特徴としている。
【００３９】
また、この発明に係わる定着用ローラは、請求項１５の記載によれば、前記弾性層は、厚さ１０〜５００μｍの肉厚を有するように形成されていることを特徴としている。
【００４０】
また、この発明に係わる定着用ローラは、請求項１６の記載によれば、前記スポンジ層は、連続気泡を含むことを特徴としている。
【００４１】
また、この発明に係わる定着用ローラは、請求項１７の記載によれば、前記薄肉スリーブは、少なくとも耐熱合成樹脂層と金属層とを備えた積層体であることを特徴としている。
【００４２】
また、この発明に係わる定着用ローラは、請求項１８の記載によれば、前記薄肉スリーブは、耐熱合成樹脂層と金属層とを含む積層対を少なくとも一つ以上備えた積層体であることを特徴としている。
【００４３】
また、この発明に係わる定着用ローラは、請求項１９の記載によれば、前記薄肉スリーブは、耐熱合成樹脂層中に金属層が埋め込まれた積層ユニットを少なくとも１つ以上備えた積層体であることを特徴としている。
【００４４】
また、この発明に係わる定着用ローラは、請求項２０の記載によれば、前記耐熱合成樹脂層は、ポリイミド樹脂製であることを特徴としている。
【００４５】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項２１の記載によれば、請求項１乃至２０の何れか１項に記載の定着用ローラを、未定着画像を担持した被記録材を加熱・加圧して画像定着させる画像定着装置の定着ローラとして備えることを特徴としている。
【００４６】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項２２の記載によれば、前記薄肉スリーブを加熱する加熱手段を更に具備することを特徴としている。
【００４７】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項２３の記載によれば、前記加熱手段は、前記薄肉スリーブを外部から加熱する外部加熱手段であることを特徴としている。
【００４８】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項２４の記載によれば、請求項１乃至２０の何れか１項に記載の定着用ローラを、未定着画像を担持した被記録材を加熱・加圧して画像定着させる画像定着装置の加圧ローラとして備えることを特徴としている。
【００４９】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項２５の記載によれば、請求項１乃至２０の何れか１項に記載の定着用ローラを、未定着画像を担持した被記録材を加熱・加圧して画像定着させる画像定着装置の定着ローラ及び加圧ローラとして夫々備えることを特徴としている。
【００５０】
【好適する実施例の説明】
以下に、この発明に係わる定着用ローラ、及び、この定着用ローラを備えた２ローラ方式の定着装置の種々の実施例につき、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００５１】
（第１の実施例の説明）
先ず、図１を参照して、この発明に係わる第１の実施例の定着装置１０の概略構成を説明する。参照符号１２は、この発明に係わる第１の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１２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。
【００５２】
この定着ローラ１２は、鉄等の金属製芯金１６の駆動軸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。
【００５３】
この第１の実施例の定着ローラ１２は、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薄肉スリーブ２６と、この薄肉スリーブ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。
【００５４】
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、連続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、薄肉スリーブ２６内に挿入されたスポンジ体から形成されており、挿入前の状態において、その外径が、スリーブ２６の内径と同径になるように、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、薄肉スリーブ２６の内径と挿入前のスポンジ体の外径とは、共に、３０．０ｍｍに設定されている。
【００５５】
この結果、この定着ローラ１２の組み付け工程において、薄肉スリーブ２６内に、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を挿入し、接着剤層２４を介してスポンジ層２２の外周に薄肉スリーブ２６を接着させる際において、薄肉スリーブ２６の内径と挿入前のスポンジ体の外径とが同径であるため、スポンジ層２２の外周への薄肉スリーブ２６の挿入動作（組み付け動作）が、極めて容易に実施され得ることとなり、組み付け上の組立作業性が極めて向上することになる効果が奏せられることになる。
【００５６】
また、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１０〜２００μｍ、好ましくは３０〜５０μｍ、具体的には、この実施例においては、肉厚３５μｍの薄肉スリーブとして形成されている。
【００５７】
また、上述したスポンジ層２２と薄肉スリーブ２６とを接着するために、スポンジ層２２の外周面及び薄肉スリーブ２６の内周面の少なくとも一方、具体的には、この第１の実施例では、スポンジ層２２の外周面には、これの外周への薄肉スリーブ２６の挿入に先立ち、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。
【００５８】
ここで、この接着剤層２４を構成する接着剤としては、この第１の実施例においては、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。
【００５９】
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、この第１の実施例においては、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。
【００６０】
このように、スポンジ層２２と薄肉スリーブ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、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。
【００６１】
また、このような定着ローラ１２の回転状態において、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、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、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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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、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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
この定着ローラ１２の他の外部加熱方法としては、図３に変形例として示すように加熱用コイル４０を用いた誘導加熱等がある。これは薄肉スリーブ２６として鉄・ニッケル・コバルト等の強磁性体を使用した場合に特に有効である。加熱用コイル４０は定着ローラ１２の表面より一定間隔を隔てて配設されている。
【００７０】
図４は、図３に示す加熱用コイル４０の一端部側の拡大斜視図である。該加熱用コイル４０は定着ローラ１２の長さ寸法に略対応した横長部材であり、定着ローラ１２に対して略並行に配列させてある。図中参照符号４２は、フェライト等の強磁性体よりなる横長コアを示しており、一般にスイッチング電源用として用いられている代表的な形状としてＩ型・Ｅ型・Ｕ型等がある。本実施例ではＥ型のコアを用いているが、他の形状のコアとすることもできる。このコア４２には導線４４が巻かれており、長手方向端部より不図示の電源により通電される。
【００７１】
以上の構成により、定着ローラ１２の薄肉スリーブ２６は、加熱用コイル４０の導線４４に高周波の交流を通電することで、定着ローラ１２の薄肉スリーブ２６内に渦電流が発生し、そのジュール熱で誘導加熱される。この場合も、定着ローラ１２の表面温度がサーミスタ３８で検知され、その検知情報により、定着ローラ１２の表面が所定の定着温度になるように加熱用コイル４０への通電が制御される。この加熱方法はエネルギー効率の高い加熱が可能となり、効率的な定着方法となる。
【００７２】
上述した定着ローラ１２において、この第１の実施例の構成では、内部にスポンジ層２２、外部に薄肉スリーブ２６を形成しており、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。
【００７３】
ここで、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の薄肉スリーブ２６は１０〜２００μｍの肉厚で形成することが望ましいことがわかる。
【００７４】
この第１の実施例の定着ローラ１２では、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１０〜２００μｍの薄肉スリーブ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。
【００７５】
また、この第１の実施例の定着ローラ１２によれば、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。
【００７６】
更に、定着ローラ１２自体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。
【００７７】
この発明に係わる定着用ローラ及び定着装置は、夫々、上述した第１の実施例の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、この発明に係わる定着装置及び定着用ローラの種々の実施例を、添付図面を参照して説明する。尚、以下の説明において、上述した第１の実施例で説明した部分と同一部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００７８】
（第２の実施例の説明）
例えば、上述した第１の実施例の定着ローラ１２においては、離型層２８は、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、この発明は、このような構成に限定される事なく、例えば図５に第２の実施例として示すように、一旦、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。
【００７９】
（第３の実施例の説明）
また、上述した第１の実施例の定着ローラ１２において、薄肉スリーブ２６はニッケル電鋳ベルトから形成されるように説明したが、この発明は、このような構成に限定されること無く、例えば、図６に第３の実施例として示すように、合成樹脂層と金属薄層との積層体から構成するようにしても良いものである。以下に、この第３の実施例の定着ローラ１２に用いられる薄肉スリーブ２６について説明する。
【００８０】
この第３の実施例において、薄肉スリーブ２６は、図示するように、耐熱合成樹脂層２６ａと金属薄層２６ｂとが交互に積層された状態での積層体から構成されている。詳細には、この第３の実施例においては、最内層に位置して耐熱合成樹脂としての例えばポリイミド樹脂からなる耐熱合成樹脂層２６ａと、この耐熱合成樹脂層２６ａの外層側表面に配設された金属としての例えば銀からなる金属薄層２６ｂとが交互に重ね合わされ、最外層において耐熱合成樹脂層２６ａで終わるように積層されている。尚、耐熱合成樹脂層２６ａの材料としては、上述したポリイミドに限定されること無く、ポリアミド、ポリエーテル、ＰＳ、ＰＰＳ等も適用可能であることは言うまでもない。また、金属薄層２６ｂの材料としても、上述した銀に限定されること無く、鉄やニッケルやコバルト等も適用可能であることは言うまでも無い。
【００８１】
ここで、銀からなる金属薄層２６ｂは、この実施例では、蒸着により耐熱合成樹脂層２６ａの表面上に全面に渡り付着するように設定されているが、このような蒸着に限定されること無く、無電解メッキ（化学メッキ）により付着させることもできるし、銀フレークを用いることができるものである。
【００８２】
尚、銀フレークを用いる場合には、耐熱合成樹脂層２６ａとしてポリイミドワニスを用い、このワニス中に銀フレークを含有させれば良いものである。即ち、この場合には、耐熱合成樹脂層２６ａ中に、銀からなる金属層２６ｂが埋め込まれた積層ユニットが規定されることとなり、換言すれば、この積層ユニットは、ポリイミドからなる耐熱合成樹脂層と銀からなる金属層とポリイミドからなる耐熱合成樹脂層とを含む構成を呈するものである。そして、薄肉スリーブ２６は、この積層ユニットを少なくとも一つ備えるものであり、この結果、いくつの積層ユニットを重ねあわそうと、構成上、必然的に、最外層において耐熱合成樹脂層２６ａで終わるように積層されることになる。
【００８３】
ここで、銀フレークの平均粒径は１〜１５μｍの範囲内が好適し、ポリイミドワニスと銀フレークとの混合比は、例えば自己発熱させられる場合において要求される発熱量に応じて定まるものであり、体積比として１：４〜１：１の範囲が好適するものである。
【００８４】
尚、上述した第３の実施例においては、積層体の最外層において、耐熱合成樹脂層２６ａで終わるように説明したが、この発明はこのような構成に限定されること無く、図７に第３の実施例の変形例として示すように、金属薄層２６ｂで終わるように構成しても良いことは言うまでもない。換言すれば、この変形例においては、耐熱合成樹脂層２６ａと金属薄層２６ｂとを積層対となし、この積層対を少なくとも一対以上備えるように構成されているものである。
【００８５】
ここで、薄肉スリーブ２６は、最外層において耐熱合成樹脂層２６ａで終わる構成であろうが、金属薄層２６ｂで終わる構成であろうが、その薄肉スリーブ２６としての肉厚は、先の第１の実施例で説明したように、１０μｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましものである。
【００８６】
（第４の実施例の説明）
また、この発明に係わる定着用ローラを、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８に第４の実施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。
【００８７】
詳細には、図８に示すように、この第４の実施例の加圧ローラ１４は、実質的に、上述した他の実施例の定着ローラ１２と同一の構成を備えている。尚、この第２の実施例の加圧ローラ１４が圧接する対象となる定着ローラ１２は、内部に加熱源としてのハロゲンヒータ３４が収納された芯金１６と、この芯金１６の外周に直接的に配設された離型層２８とを備えて構成されている。
【００８８】
この第４の実施例のように、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、定着ローラ１２に適用した場合と、同様の効果を奏することが出来ることになる。
【００８９】
（第５の実施例の説明）
また、上述した第４の実施例においては、この発明に係わる定着用ローラが適用される加圧ローラが圧接する定着ローラ１２として、芯金１６とこれの外周に直接的に配設された離型層２８とから構成されるように説明したが、この発明は、このような構成に限定されることなく、図９に第５の実施例として示すように、芯金１６と離型層２８との間に、弾性層５８を介設するような構成であっても良いことは、言うまでもない。
【００９０】
（第６の実施例の説明）
また、上述した第１乃至第５の実施例においては、この発明に係わる定着用ローラは、定着装置１０における定着ローラ１２又は加圧ローラ１４に適用されるように説明したが、この発明は、このような適用に限定されることなく、図１０に第６の実施例として示すように、この発明に係わる定着用ローラを、定着ローラ１２及び加圧ローラ１４に、共に適用することが出来ることは、言うまでもない。
【００９１】
（第７の実施例の説明）
次に、図１１を参照して、この発明に係わる定着装置の第７の実施例の構成を説明する。この第７の実施例の定着装置１０全体の構成は、上述した第１の実施例で図１を参照して説明した構成と同様であり、定着装置１０内に配設された定着ローラ１２の構成も、上述した図２を参照して示した構成と同様であるため、ここでの説明を省く。
【００９２】
この第７の実施例では、第１の実施例における外部加熱手段が、定着ローラの外周面に対して非接触な状態で配設されていたのに対して、定着ローラ表面を加熱するための外部加熱手段５０を、直接に定着ローラ１２の外周面に接触させた構成が採用されている。
【００９３】
この外部加熱手段５０は、細長いセラミック等の絶縁基板５２の表面にその長手に沿って銀・パラジウム合金粉末等のペーストを線状もしくは帯状に塗布焼成して低熱容量の通電発熱抵抗体５４を形成した加熱板（セラミックヒータ）を示しており、熱伝導性や熱応答性に優れ、定着ローラ表面を急激に加熱することができる。またこの加熱板５０の表面には、ＰＴＦＥ・ＰＦＡ等の耐熱性・離型性のよい部材５６がコーティングされており、定着ローラ１２との摺擦にも耐久できる構成となっている。尚、加熱板５０を、その背面を不図示の加圧部材により押圧することで定着ローラ１２に対して適度な加圧力で加圧接触させてある。
【００９４】
以上説明した第７の実施例では、定着ローラ表面の適切な位置を直接加熱することができるため、エネルギー効率の良い加熱定着が実現できる効果が、特有に奏せられることになる。
【００９５】
（第８の実施例の説明）
更に、図１２を参照して、この発明に係わる定着装置の第８の実施例の構成を説明する。この第８の実施例では、定着ローラ１２の外部加熱手段として交流磁場形成による誘導加熱を利用しており、転写材上のトナー像を定着するニップ部Ｎの下方に該加熱手段を配設してある。なお、定着装置１０内の定着ローラ１２の構成は、図２に示した構成と同様であるため説明を省く。
【００９６】
この第８の実施例においては、定着ローラ１２の薄肉スリーブ２６は鉄・コバルト・ニッケル等の強磁性体を用いた方がよい。図１２において、参照符号６０は、上述した第１の実施例で示したものと同様であり、フェライト等の磁性体コアに導線が巻かれた加熱コイルを示している。これと定着ローラ１２の間には、熱可塑性があり、耐熱性に優れたポリイミド・芳香族ポリアミド・ポリベンゾイミダゾール等の円筒状のフィルム６２が介設されている。
【００９７】
このフィルム６２は加熱用コイル６０と定着ローラ１２の間にバネ等の加圧手段（不図示）により一定の加圧力で挟持され、定着ローラ１２の回転に従動して回転する。この時、加熱用コイル６０とフィルム６２とは摺動するため、耐摩耗性・離型性に優れたフッ素系樹脂をフィルム６２の内面にコーティングしてあってもよい。またオフセット防止や転写材との離型性を保つために、フィルム６２の外側に同様にフッ素系樹脂をコーティングしてあってもよい。また加熱用コイル６０の定着ローラ１２側に耐摩耗性・離型性に優れたフッ素系樹脂部材が被せてあっても同様に耐久性に優れた構成となる。
【００９８】
加熱用コイル６０の構成は、上述した第１の実施例で図４において示した構成と同様であり、フェライト等の強磁性体よりなるコアに導線が巻かれており、長手方向端部より不図示の電源により通電される。
【００９９】
以上の構成により、定着ローラ１２の薄肉スリーブ２６は、加熱用コイル６０の導線に高周波の交流を通電することで、ニップ部Ｎの下方から定着ローラ１２の薄肉スリーブ２６に交流磁場を作用させて薄肉スリーブ２６内に渦電流を発生させ、そのジュール熱で薄肉スリーブ２６を誘導加熱する。これによりニップ部Ｎにおける定着ローラ表面を急激に加熱して搬送された転写材上のトナー像を熱融解し定着する。
【０１００】
この第８の実施例では、エネルギー効率の良い誘導加熱によってニップ部Ｎを直接加熱するために、定着ローラ表面を転写材上のトナー像が融解可能な温度まで急激に加熱することができ、効率的な定着が可能となる。さらに交流磁場発生による誘導加熱であるため、転写材が搬送されている間も安定した加熱を行うことができる。
【０１０１】
また定着ローラ内部は適度に弾性を有しており、定着ローラ１２と加熱コイル６０の間には変形自在のフィルム６２を用いているために、ニップ部Ｎの幅は加熱コイル４０のコアの幅を選択することで容易に変更することができる。
【０１０２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、定着用ローラを製造するに際してのスリーブ内へのスポンジ体の組み付け作業の組立作業性を向上させることのできる定着用ローラ、及び、この定着用ローラを備えた定着装置が供されることになる。
【０１０３】
また、この発明によれば、組立作業性を向上させると共に、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、及び、この定着用ローラを備えた定着装置が提供されることになる。
【０１０４】
また、この発明によれば、組立作業性を向上させると共に、スポンジと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、及び、この定着用ローラを備えた定着装置が提供されることになる。
【０１０５】
また、この発明によれば、組立作業性を向上させると共に、スポンジと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、及び、この定着用ローラを備えた定着装置が提供されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係わる定着用ローラを備えた定着装置の第１の実施例の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１に示す定着装置において、この発明に係わる第１の実施例にかかわる定着用ローラを定着ローラに適用した場合の構成を取り出して示す断面図である。
【図３】外部加熱手段の変形例として、ハロゲンランプの変わりに加熱コイルとした定着装置の概略構成を示す側面図である。
【図４】図３に示す加熱コイルの一端部側の拡大斜視図である。
【図５】この発明に係わる定着用ローラの第２の実施例に係わる構成を概略的に示す図である。
【図６】この発明に係わる定着用ローラの第３の実施例の定着ローラに備えられる薄肉スリーブの構成を取り出して概略的に示す図である。
【図７】図６に示す第３の実施例の定着ローラに備えられる薄肉スリーブの変形例の構成を取り出して概略的に示す断面図である。
【図８】この発明に係わる定着用ローラを、加圧ローラに適用した場合の、第４の実施例の構成を概略的に示す図である。
【図９】この発明に係わる定着用ローラを、加圧ローラに適用した場合の、第５の実施例の構成を概略的に示す図である。
【図１０】この発明に係わる定着用ローラを、定着ローラ及び加圧ローラに共に適用した場合の、第６の実施例の構成を概略的に示す図である。
【図１１】この発明に係わる定着装置の第７の実施例の構成を概略的に示す図である。
【図１２】この発明に係わる定着装置の第８の実施例の構成を概略的に示す図である。
【図１３】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　薄肉スリーブ
２６ａ　　耐熱性合成樹脂層
２６ｂ　　金属薄層
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
４０　加熱用コイル
４２　コア
４４　導線
４６　弾性層
５０　加熱板
５２　絶縁基板
５４　通電発熱抵抗体
５６　コーティング部材
５８　弾性層
６０　加熱用コイル
６２　フィルム
Ｎ　ニップ部
Ｐ　転写材（被加熱材）[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a fixing roller in which the outer periphery of a cored bar is covered with a sponge and the outer periphery of the sponge is further covered with a thin 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. 13 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]
Furthermore, in order to ensure adhesion between the sleeve and the sponge layer, the inner diameter of the sleeve is set to be smaller than the outer diameter of the sponge layer. It has been pointed out that the insertion work (assembly work) becomes difficult when inserting the sponge body provided with the above, and there is a strong demand for structural improvement from the viewpoint of this assembling workability. .
[0021]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and a main object of the present invention is to provide a fixing roller capable of improving an assembling workability of assembling a sponge body into a sleeve when manufacturing a fixing roller. An object of the present invention is to provide a roller and a fixing device including the fixing roller.
[0022]
Another object of the present invention is to provide a fixing roller capable of improving the workability of assembly and maintaining a usable state for a long period of time even when actually rotated, and a fixing roller for the fixing device. An object of the present invention is to provide a fixing device having a roller.
[0023]
Another object of the present invention is to improve the workability of assembling and to bond the sponge and the thin-walled sleeve so that the gap between the outer peripheral surface of the sponge and the inner peripheral surface of the thin-walled sleeve extends in the circumferential direction. A fixing roller that prohibits relative movement of the sponge and reliably avoids a state in which the outer peripheral surface of the sponge becomes ragged, and that can extend the life thereof, and a fixing device including the fixing roller. It is to be.
[0024]
Still another object of the present invention is to improve the assembling workability and to bond the sponge and the thin-walled sleeve so that the gap between the outer peripheral surface of the sponge and the inner peripheral surface of the thin-walled sleeve extends in the axial direction. A fixing roller that prohibits relative movement along the surface, effectively suppresses the occurrence of cracks due to the occurrence of stress concentration due to the edge of the sponge layer hitting the sleeve, and a longer life. Another object of the present invention is to provide a fixing device including the fixing roller.
[0025]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, according to the first aspect, a fixing roller according to the present invention is provided with a cored bar and an outer periphery of the cored bar so as to surround the cored bar. A sponge layer, a thin sleeve adhered to an outer periphery of the sponge layer via an adhesive layer, and a release layer disposed on the outer periphery of the thin sleeve so as to cover the thin sleeve. The outer diameter of the layer and the inner diameter of the thin sleeve are set to be the same.
[0026]
According to a second aspect of the present invention, in the fixing roller, the thin sleeve has a thickness of 10 to 200 μm.
[0027]
According to a third aspect of the present invention, in the fixing roller, the thin sleeve is made of nickel electroformed.
[0028]
According to a fourth aspect of the present invention, in the fixing roller, the sponge layer is formed of silicone rubber.
[0029]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a fixing roller, wherein the sponge layer has an Asker-C hardness of 300 g load and is set in a range of 15 to 60 degrees. .
[0030]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a fixing roller, wherein the adhesive layer is formed over the entire circumference.
[0031]
According to a seventh aspect of the present invention, in the fixing roller, the adhesive constituting the adhesive layer is a rubber-based adhesive having a predetermined elasticity in a cured state. I have.
[0032]
In the fixing roller according to the present invention, according to claim 8, the rubber-based adhesive is a silicone rubber-based adhesive.
[0033]
According to a ninth aspect of the fixing roller according to the present invention, the adhesive layer has a thickness of 5 to 100 μm.
[0034]
According to a tenth aspect of the fixing roller according to the present invention, the release layer is made of a fluororesin.
[0035]
Further, in the fixing roller according to the present invention, according to the eleventh aspect, the release layer is formed of a fluororesin layer applied to the outer periphery of the thin sleeve.
[0036]
According to a twelfth aspect of the fixing roller according to the present invention, the release layer is formed of a fluororesin tube coated on the outer periphery of a thin sleeve.
[0037]
According to a thirteenth aspect of the fixing roller according to the present invention, an elastic layer is formed between the thin sleeve and the release layer.
[0038]
According to a fourteenth aspect of the fixing roller according to the present invention, the elastic layer is made of silicone rubber.
[0039]
According to a fifteenth aspect of the fixing roller according to the present invention, the elastic layer is formed to have a thickness of 10 to 500 μm.
[0040]
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the fixing roller, the sponge layer includes open cells.
[0041]
According to a seventeenth aspect of the fixing roller according to the present invention, the thin sleeve is a laminate having at least a heat-resistant synthetic resin layer and a metal layer.
[0042]
According to the fixing roller of the present invention, the thin sleeve is preferably a laminate having at least one laminated pair including a heat-resistant synthetic resin layer and a metal layer. Features.
[0043]
In the fixing roller according to the present invention, according to claim 19, the thin sleeve is a laminate including at least one laminate unit in which a metal layer is embedded in a heat-resistant synthetic resin layer. It is characterized by:
[0044]
According to a twentieth aspect of the fixing roller according to the present invention, the heat-resistant synthetic resin layer is made of a polyimide resin.
[0045]
According to a twenty-first aspect of the present invention, a fixing device according to the twenty-first aspect uses the fixing roller according to any one of the first to twentieth aspects to heat and heat a recording material carrying an unfixed image. It is characterized by being provided as a fixing roller of an image fixing device for fixing an image by pressing.
[0046]
According to a twenty-second aspect, the fixing device according to the present invention is further characterized by further comprising a heating means for heating the thin sleeve.
[0047]
According to a twenty-third aspect of the fixing device according to the present invention, the heating unit is an external heating unit that externally heats the thin sleeve.
[0048]
According to a twenty-fourth aspect of the present invention, a fixing device according to the twenty-fourth aspect uses the fixing roller according to any one of the first to twentieth aspects to heat and heat a recording material carrying an unfixed image. It is characterized in that it is provided as a pressure roller of an image fixing device for fixing an image by pressing.
[0049]
According to a twenty-fifth aspect of the present invention, a fixing device according to the twenty-fifth aspect uses the fixing roller according to any one of the first to twentieth aspects to heat and heat a recording material having an unfixed image. It is characterized in that it is provided as a fixing roller and a pressure roller of an image fixing device for fixing an image by pressing.
[0050]
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Hereinafter, various embodiments of a fixing roller according to the present invention and a two-roller type fixing device provided with the fixing roller will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0051]
(Description of First Embodiment)
First, a schematic configuration of a fixing device 10 according to a first embodiment of the present invention 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 the first embodiment according to the present invention is applied, and reference numeral 14 denotes a predetermined fixing roller. A pressing roller as a pressing member that rolls with pressure is shown. A thermistor 38 for measuring the surface temperature is arranged in contact with the outer peripheral surface of the fixing roller 12.
[0052]
The fixing roller 12 is rotationally driven in a direction indicated by an arrow by a drive system (not shown) via a drive gear (not shown) provided at a longitudinal end of a drive shaft of a metal core 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.
[0053]
As shown in FIG. 2, the fixing roller 12 of the first embodiment includes a metal core 16 and a sponge layer disposed around the metal core 16 with a primer 20 interposed therebetween. 22, a thin sleeve 26 adhered to the outer periphery of the sponge layer 22 via an adhesive layer 24, and a release layer 28 disposed on the outer periphery of the thin sleeve 26 so as to cover the thin sleeve 26. It is configured.
[0054]
Here, the above-described sponge layer 22 is formed of a sponge body containing open cells formed by foaming silicone rubber. The sponge layer 22 is formed from a sponge body inserted into the thin-walled sleeve 26. Before the insertion, the outer diameter of the sponge layer 22 is equal to the inner diameter of the sleeve 26. It is processed by the device. Specifically, the inner diameter of the thin sleeve 26 and the outer diameter of the sponge body before insertion are both set to 30.0 mm.
[0055]
As a result, in the assembling process of the fixing roller 12, the sponge layer 22 disposed around the outer periphery of the metal core 16 via the primer 20 is inserted into the thin-walled sleeve 26, and the adhesive layer 24 is formed. When the thin sleeve 26 is adhered to the outer periphery of the sponge layer 22 through the sponge layer 22, since the inner diameter of the thin sleeve 26 is the same as the outer diameter of the sponge body before insertion, the thin sleeve 26 is attached to the outer periphery of the sponge layer 22. Can be performed very easily, and the effect of extremely improving the assembling workability in assembling can be obtained.
[0056]
The thin sleeve 26 is formed of a metal material having high heat conductivity, for example, iron, SUS, nickel or the like, more specifically, in this embodiment, a nickel electroformed sleeve, and has an inner diameter of 30 mm. It is formed as a thin sleeve having a thickness of 0.0 mm and a thickness of 10 to 200 μm, preferably 30 to 50 μm, specifically 35 μm in this embodiment.
[0057]
Further, in order to bond the sponge layer 22 and the 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 thin sleeve 26, specifically, in the first embodiment, the sponge Prior to insertion of the thin-walled sleeve 26 into the outer periphery of the layer 22, an adhesive is applied over the entire surface to form an adhesive layer 24.
[0058]
Here, as the adhesive constituting the adhesive layer 24, in the first embodiment, a silicone rubber-based adhesive is used. In particular, a two-liquid addition LTV (trade name: SE1700, Toray Dow Corning Silicone). An RTV (trade name: KE45, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used.
[0059]
Here, the thickness of the adhesive layer 24 is suitably in the range of 5 to 100 μm, and in particular, in the first embodiment, it is set to about 50 μm as a conversion from the application amount. 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.
[0060]
As described above, since the sponge layer 22 and the thin sleeve 26 are bonded to each other, even when the frictional engagement force between the thin sleeve 26 and the pressure roller 14 increases in the rotating state of the fixing roller 12, The relative rotation between the sponge layer 22 and the thin sleeve 26 does not occur, and the outer surface of the sponge layer becomes ragged in a short time and becomes unusable in a short time, which has conventionally been a problem. Is surely prevented, and the effect is enormous.
[0061]
Further, in such a rotating state of the fixing roller 12, since the thin sleeve 26 is adhered and fixed to the sponge layer 22, the state in which the thin sleeve 26 is displaced in the axial direction with respect to the sponge layer 22 is reliably prevented. Will be done. As a result, the occurrence of cracks due to stress concentration, which had occurred due to the displacement of the thin sleeve 26 in the axial direction with respect to the sponge layer 22, can be reliably prevented. The effect is enormous.
[0062]
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 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. It is.
[0063]
Further, since the adhesive layer 24 has a predetermined elasticity as described above, the force from the hard thin sleeve 26 is prevented from being directly transmitted to the sponge layer 22, so-called protection. It can exert the function as a layer.
[0064]
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 sleeve 26, or may be formed by coating a tube made of PFA.
[0065]
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.
[0066]
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.
[0067]
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.
[0068]
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.
[0069]
As another external heating method of the fixing roller 12, there is an induction heating using a heating coil 40 as shown in a modified example in FIG. This is particularly effective when a ferromagnetic material such as iron, nickel, or cobalt is used as the thin sleeve 26. The heating coil 40 is disposed at a fixed distance from the surface of the fixing roller 12.
[0070]
FIG. 4 is an enlarged perspective view of one end of the heating coil 40 shown in FIG. The heating coil 40 is a horizontally long member substantially corresponding to the length dimension of the fixing roller 12, and is arranged substantially parallel to the fixing roller 12. Reference numeral 42 in the figure denotes a horizontally long core made of a ferromagnetic material such as ferrite, and typical shapes generally used for a switching power supply include an I type, an E type, and a U type. In this embodiment, an E-shaped core is used, but a core having another shape may be used. A conductive wire 44 is wound around the core 42 and is energized from a longitudinal end by a power source (not shown).
[0071]
With the configuration described above, the thin sleeve 26 of the fixing roller 12 generates an eddy current in the thin sleeve 26 of the fixing roller 12 by applying a high-frequency alternating current to the conducting wire 44 of the heating coil 40, and the Joule heat generates the eddy current. Induction heating. Also in this case, the surface temperature of the fixing roller 12 is detected by the thermistor 38, and based on the detection information, the power supply to the heating coil 40 is controlled so that the surface of the fixing roller 12 has a predetermined fixing temperature. This heating method enables heating with high energy efficiency and is an efficient fixing method.
[0072]
In the fixing roller 12 described above, in the configuration of the first embodiment, the sponge layer 22 is formed inside and the thin sleeve 26 is formed outside, and the metal sleeve 26 having a small heat capacity and excellent heat conductivity is formed from outside. The heating means (halogen heater) 34 enables rapid heating.
[0073]
Here, if the thickness of the thin sleeve 26 is too thin, there is a problem from the viewpoint of processing. However, if the thickness of the thin sleeve 26 is too thick to satisfy the viewpoint of processing, rigidity increases, There is a problem that the nip width of the nip portion N cannot be sufficiently obtained. From the above viewpoint, it is understood that the thin sleeve 26 of the fixing roller 12 is desirably formed with a thickness of 10 to 200 μm.
[0074]
In the fixing roller 12 of the first embodiment, 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 sleeve 26 of 10 to 200 μm is formed outside the sponge layer 22, By heating to a temperature at which fixing can be performed by the external heating means 34, 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.
[0075]
Further, according to the fixing roller 12 of the first embodiment, the unevenness of the pressure contact nip N due to the bending of the core metal 18 of the small diameter pressure roller 14 due to the internal elasticity can be eliminated, and the length of the pressure contact nip N can be reduced. By making the nip width in the hand direction uniform, a similar load is applied to the transfer material, so that it is possible to prevent problems such as waving of the transfer material.
[0076]
Further, since the fixing roller 12 itself has elasticity, it is easy to set a wide nip width, and the fixing device can be operated at a high speed.
[0077]
It goes without saying that the fixing roller and the fixing device according to the present invention are not limited to the configuration of the first embodiment described above, but can be variously modified without departing from the gist of the present invention. Hereinafter, various embodiments of a fixing device and a fixing roller according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description, the same portions as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
[0078]
(Explanation of the second embodiment)
For example, in the fixing roller 12 of the first embodiment described above, the release layer 28 is described as being disposed directly on the outer peripheral surface of the thin sleeve 26, but the present invention has such a configuration. For example, as shown in FIG. 5 as a second embodiment, an elastic layer 46 such as silicone rubber is temporarily formed on the outer peripheral surface of the thin sleeve 26, and the outer peripheral surface of the elastic layer 46 is Needless to say, the release layer 28 may be formed.
[0079]
(Explanation of the third embodiment)
Further, in the fixing roller 12 of the first embodiment described above, the thin sleeve 26 is described as being formed from a nickel electroformed belt. However, the present invention is not limited to such a configuration. As shown in FIG. 6 as a third embodiment, a laminate of a synthetic resin layer and a thin metal layer may be used. Hereinafter, the thin sleeve 26 used for the fixing roller 12 of the third embodiment will be described.
[0080]
In the third embodiment, the thin-walled sleeve 26 is composed of a laminate in which heat-resistant synthetic resin layers 26a and thin metal layers 26b are alternately laminated, as shown in the figure. In detail, in the third embodiment, a heat-resistant synthetic resin layer 26a made of, for example, a polyimide resin as the heat-resistant synthetic resin is provided on the innermost layer, and is disposed on the outer layer side surface of the heat-resistant synthetic resin layer 26a. And thin metal layers 26b made of, for example, silver as a metal, are alternately overlapped, and are laminated so as to end with the heat-resistant synthetic resin layer 26a in the outermost layer. It is needless to say that the material of the heat-resistant synthetic resin layer 26a is not limited to the above-described polyimide, but may be polyamide, polyether, PS, PPS, or the like. Further, the material of the thin metal layer 26b is not limited to silver as described above, and it goes without saying that iron, nickel, cobalt, or the like can be applied.
[0081]
In this embodiment, the thin metal layer 26b made of silver is set to adhere to the entire surface of the heat-resistant synthetic resin layer 26a by vapor deposition in this embodiment, but is limited to such vapor deposition. Instead, they can be deposited by electroless plating (chemical plating), or silver flakes can be used.
[0082]
When silver flakes are used, a polyimide varnish may be used as the heat-resistant synthetic resin layer 26a, and the varnish may contain silver flakes. That is, in this case, a laminated unit in which the metal layer 26b made of silver is embedded in the heat-resistant synthetic resin layer 26a is defined. In other words, the laminated unit is a heat-resistant synthetic resin layer made of polyimide. And a metal layer made of silver and a heat-resistant synthetic resin layer made of polyimide. The thin sleeve 26 is provided with at least one of the laminated units. As a result, no matter how many laminated units are stacked, the outermost layer necessarily ends with the heat-resistant synthetic resin layer 26a. Will be laminated.
[0083]
Here, the average particle size of the silver flakes is preferably in the range of 1 to 15 μm, and the mixing ratio between the polyimide varnish and the silver flakes is determined according to, for example, the amount of heat required when self-heating is required. The volume ratio is preferably in the range of 1: 4 to 1: 1.
[0084]
In the third embodiment described above, the outermost layer of the laminate is described as ending with the heat-resistant synthetic resin layer 26a. However, the present invention is not limited to such a configuration, and FIG. Needless to say, as shown as a modification of the third embodiment, it may be configured to end with the thin metal layer 26b. In other words, in this modification, the heat-resistant synthetic resin layer 26a and the thin metal layer 26b are formed as a laminated pair, and at least one pair of the laminated pairs is provided.
[0085]
Here, the thin-walled sleeve 26 may have a configuration ending with the heat-resistant synthetic resin layer 26a on the outermost layer or a configuration ending with the thin metal layer 26b, but the thickness of the thin-walled sleeve 26 is the first thickness. As described in the embodiment, it is preferable that the distance be in the range of 10 μm to 100 μm.
[0086]
(Explanation of the fourth embodiment)
Also, the case where the fixing roller 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. 8 as a fourth embodiment, according to the present invention. It goes without saying that the fixing roller may be applied to the pressure roller 14.
[0087]
Specifically, as shown in FIG. 8, the pressure roller 14 of the fourth embodiment has substantially the same configuration as the fixing roller 12 of the other embodiments described above. Note that the fixing roller 12 to which the pressure roller 14 of the second embodiment is pressed against is composed of the core 16 in which a halogen heater 34 as a heating source is housed, and the outer periphery of the core 16 directly. And a release layer 28 that is disposed in a specific manner.
[0088]
Even when the fixing roller according to the present invention is applied to the pressure roller 14 as in the fourth embodiment, the same effect as when the fixing roller is applied to the fixing roller 12 can be obtained.
[0089]
(Description of Fifth Embodiment)
Further, in the above-described fourth embodiment, the fixing roller 12 to which the pressure roller to which the fixing roller according to the present invention is applied is pressed against the core 16 and the separation roller directly disposed on the outer periphery of the core 16. Although the present invention has been described as including the mold layer 28, the present invention is not limited to such a structure, and as shown in FIG. Needless to say, a configuration in which the elastic layer 58 is interposed between them may be used.
[0090]
(Description of Sixth Embodiment)
Further, in the first to fifth embodiments described above, the fixing roller according to the present invention is described as being applied to the fixing roller 12 or the pressure roller 14 in the fixing device 10. The present invention is not limited to this application. As shown in FIG. 10 as a sixth embodiment, the fixing roller according to the present invention can be applied to both the fixing roller 12 and the pressure roller 14. Needless to say.
[0091]
(Explanation of the seventh embodiment)
Next, the configuration of a fixing device according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The configuration of the entire fixing device 10 of the seventh embodiment is the same as the configuration described with reference to FIG. 1 in the first embodiment described above. The configuration is also the same as the configuration shown with reference to FIG. 2 described above, and a description thereof will not be repeated.
[0092]
In the seventh embodiment, the external heating means in the first embodiment is arranged in a non-contact state with respect to the outer peripheral surface of the fixing roller. A configuration is employed in which the external heating unit 50 is brought into direct contact with the outer peripheral surface of the fixing roller 12.
[0093]
The external heating means 50 applies a paste of silver / palladium alloy powder or the like in a linear or band shape to the surface of an elongated insulating substrate 52 made of ceramic or the like along its length to form a current-generating heating resistor 54 having a low heat capacity. This shows a heated plate (ceramic heater) having excellent thermal conductivity and thermal responsiveness, and can rapidly heat the surface of the fixing roller. The surface of the heating plate 50 is coated with a member 56 having good heat resistance and releasability, such as PTFE and PFA, so that the heating plate 50 can withstand rubbing with the fixing roller 12. The heating plate 50 is pressed against the fixing roller 12 with an appropriate pressing force by pressing the back surface of the heating plate 50 with a pressing member (not shown).
[0094]
In the seventh embodiment described above, since an appropriate position on the surface of the fixing roller can be directly heated, the effect of realizing heat fixing with high energy efficiency can be achieved uniquely.
[0095]
(Description of Eighth Embodiment)
Further, the configuration of an eighth embodiment of the fixing device according to the present invention will be described with reference to FIG. In the eighth embodiment, induction heating by the formation of an AC magnetic field is used as an external heating means of the fixing roller 12, and the heating means is disposed below a nip portion N for fixing a toner image on a transfer material. It is. The configuration of the fixing roller 12 in the fixing device 10 is the same as the configuration shown in FIG.
[0096]
In the eighth embodiment, the thin sleeve 26 of the fixing roller 12 is preferably made of a ferromagnetic material such as iron, cobalt, and nickel. In FIG. 12, reference numeral 60 is the same as that shown in the first embodiment, and indicates a heating coil in which a conductive wire is wound around a magnetic core such as ferrite. Between this and the fixing roller 12, a cylindrical film 62 made of polyimide, aromatic polyamide, polybenzimidazole or the like which is thermoplastic and has excellent heat resistance is interposed.
[0097]
The film 62 is held between the heating coil 60 and the fixing roller 12 by a pressing means (not shown) such as a spring with a constant pressing force, and rotates following the rotation of the fixing roller 12. At this time, since the heating coil 60 and the film 62 slide, the inner surface of the film 62 may be coated with a fluorine-based resin having excellent wear resistance and releasability. Further, the outside of the film 62 may be similarly coated with a fluorine-based resin in order to prevent offset and maintain releasability from the transfer material. Even if a fluorine-based resin member having excellent abrasion resistance and releasability is covered on the fixing roller 12 side of the heating coil 60, the configuration is also excellent in durability.
[0098]
The configuration of the heating coil 60 is the same as the configuration shown in FIG. 4 in the first embodiment described above, in which a conducting wire is wound around a core made of a ferromagnetic material such as ferrite, and the length of the heating coil 60 is smaller than the end in the longitudinal direction. It is energized by the illustrated power supply.
[0099]
With the above-described configuration, the thin sleeve 26 of the fixing roller 12 applies an AC magnetic field to the thin sleeve 26 of the fixing roller 12 from below the nip portion N by applying a high-frequency alternating current to the conductor of the heating coil 60. An eddy current is generated in the thin-walled sleeve 26, and the Joule heat heats the thin-walled sleeve 26 by induction. As a result, the surface of the fixing roller in the nip portion N is rapidly heated, and the toner image on the transferred transfer material is thermally melted and fixed.
[0100]
In the eighth embodiment, since the nip portion N is directly heated by energy-efficient induction heating, the surface of the fixing roller can be rapidly heated to a temperature at which the toner image on the transfer material can be melted. Fixing becomes possible. Furthermore, since the induction heating is performed by the generation of an AC magnetic field, stable heating can be performed while the transfer material is being conveyed.
[0101]
Further, since the inside of the fixing roller has a moderate elasticity and a deformable film 62 is used between the fixing roller 12 and the heating coil 60, the width of the nip portion N is equal to the width of the core of the heating coil 40. Can be easily changed by selecting.
[0102]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a fixing roller capable of improving the assembling workability of assembling a sponge body into a sleeve when manufacturing a fixing roller, and the fixing roller are provided. A fixing device will be provided.
[0103]
Further, according to the present invention, it is possible to improve the assembling workability and to maintain a usable state for a long period of time even in a state where the fixing roller is actually driven to rotate, and a fixing roller for the fixing roller. Thus, a fixing device having the same is provided.
[0104]
Further, according to the present invention, while improving the assembling workability, by bonding the sponge and the thin-walled sleeve, the outer peripheral surface of the sponge and the inner peripheral surface of the thin-walled sleeve are relatively aligned along the circumferential direction. Provided are a fixing roller that prohibits movement and reliably avoids a state in which the outer peripheral surface of the sponge becomes ragged, and can extend the life thereof, and a fixing device including the fixing roller. Will be.
[0105]
Further, according to the present invention, while improving the assembling workability, by bonding the sponge and the thin-walled sleeve, the outer peripheral surface of the sponge and the inner peripheral surface of the thin-walled sleeve are relatively aligned in the axial direction. A fixing roller that prohibits movement, effectively suppresses the occurrence of cracks due to the occurrence of stress concentration due to the edge of the sponge layer hitting the sleeve, and extending the life of the sleeve. Thus, a fixing device provided with a fixing roller is provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a first embodiment of a fixing device including a fixing roller according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of the fixing device shown in FIG. 1 in which a fixing roller according to a first embodiment of the present invention is applied to a fixing roller;
FIG. 3 is a side view showing a schematic configuration of a fixing device using a heating coil instead of a halogen lamp as a modification of the external heating means.
FIG. 4 is an enlarged perspective view of one end of the heating coil shown in FIG. 3;
FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of a fixing roller according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram schematically showing a configuration of a thin-walled sleeve provided in a fixing roller of a third embodiment of the fixing roller according to the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a modified example of the thin sleeve provided in the fixing roller of the third embodiment shown in FIG. 6;
FIG. 8 is a diagram schematically showing a configuration of a fourth embodiment when a fixing roller according to the present invention is applied to a pressure roller.
FIG. 9 is a diagram schematically showing a configuration of a fifth embodiment when a fixing roller according to the present invention is applied to a pressure roller.
FIG. 10 is a diagram schematically showing the configuration of a sixth embodiment in which the fixing roller according to the present invention is applied to both a fixing roller and a pressure roller.
FIG. 11 is a view schematically showing a configuration of a fixing device according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram schematically showing a configuration of an eighth embodiment of a fixing device according to the present invention.
FIG. 13 is a view 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-walled sleeve
26a Heat resistant synthetic resin layer
26b Thin metal layer
28 Release layer
30 elastic layer
32 Release layer
34 Halogen heater (external heating means)
36 Reflector
38 Thermistor
40 heating coil
42 core
44 conductor
46 elastic layer
50 heating plate
52 Insulating substrate
54 Heating resistor
56 Coating material
58 Elastic layer
60 heating coil
62 films
N nip
P Transfer material (material to be heated)

Claims

A cored bar,
A sponge layer arranged around the outer periphery of the cored bar,
A thin sleeve bonded to the outer periphery of the sponge layer via an adhesive layer,
A release layer disposed on the outer periphery of the thin sleeve so as to cover the thin sleeve,
An outer diameter of the sponge layer and an inner diameter of the thin sleeve are set to be the same.

The fixing roller according to claim 1, wherein the thin sleeve has a thickness of 10 to 200 μm.

The fixing roller according to claim 1, wherein the thin sleeve is made of nickel electroforming.

4. The fixing roller according to claim 1, wherein the sponge layer is formed of silicone rubber. 5.

5. The fixing roller according to claim 1, wherein the sponge layer has an Asker-C hardness of 300 g load and is set in a range of 15 to 60 degrees. 6.

The fixing roller according to claim 1, wherein the adhesive layer is formed over the entire circumference.

7. The fixing roller according to claim 1, wherein the adhesive forming the adhesive layer is a rubber-based adhesive having a predetermined elasticity in a cured state. 8.

The fixing roller according to claim 7, wherein the rubber-based adhesive is a silicone rubber-based adhesive.

The fixing roller according to claim 6, wherein the adhesive layer has a thickness of 5 to 100 μm.

The fixing roller according to claim 1, wherein the release layer is made of a fluororesin.

The fixing roller according to claim 10, wherein the release layer is formed of a fluororesin layer applied to an outer periphery of a thin-walled sleeve.

The fixing roller according to claim 10, wherein the release layer is formed of a fluororesin tube coated on an outer periphery of a thin sleeve.

The fixing roller according to any one of claims 1 to 12, wherein an elastic layer is formed between the thin sleeve and the release layer.

14. The fixing roller according to claim 13, wherein the elastic layer is made of silicone rubber.

15. The fixing roller according to claim 14, wherein the elastic layer is formed to have a thickness of 10 to 500 [mu] m.

The fixing roller according to claim 1, wherein the sponge layer includes open cells.

The fixing roller according to claim 1, wherein the thin sleeve is a laminate including at least a heat-resistant synthetic resin layer and a metal layer.

18. The fixing roller according to claim 17, wherein the thin sleeve is a laminate including at least one laminate pair including a heat-resistant synthetic resin layer and a metal layer.

18. The fixing roller according to claim 17, wherein the thin sleeve is a laminate including at least one laminate unit in which a metal layer is embedded in a heat-resistant synthetic resin layer.

20. The fixing roller according to claim 18, wherein the heat-resistant synthetic resin layer is made of a polyimide resin.

21. A fixing roller of an image fixing device, wherein the fixing roller according to claim 1 is provided as a fixing roller for fixing an image by heating and pressing a recording material carrying an unfixed image. apparatus.

22. The fixing device according to claim 21, further comprising a heating unit configured to heat the thin sleeve.

23. The fixing device according to claim 22, wherein the heating unit is an external heating unit that heats the thin sleeve from outside.

A fixing roller according to any one of claims 1 to 20, wherein the fixing roller is provided as a pressure roller of an image fixing device that heats and presses a recording material carrying an unfixed image to fix the image. Fixing device.

21. The fixing roller according to claim 1, which is provided as a fixing roller and a pressure roller of an image fixing device for fixing an image by heating and pressing a recording material carrying an unfixed image. A fixing device.