JP2999740B2 - ヒートロール定着装置用の加圧ローラ及びその製造方法 - Google Patents
ヒートロール定着装置用の加圧ローラ及びその製造方法Info
- Publication number
- JP2999740B2 JP2999740B2 JP17053797A JP17053797A JP2999740B2 JP 2999740 B2 JP2999740 B2 JP 2999740B2 JP 17053797 A JP17053797 A JP 17053797A JP 17053797 A JP17053797 A JP 17053797A JP 2999740 B2 JP2999740 B2 JP 2999740B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- roller
- pressure roller
- elastic rubber
- paper tube
- rubber layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Fixing For Electrophotography (AREA)
- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒートロール定着
装置に用いられる加圧ローラ及びその製造方法に関する
ものである。
装置に用いられる加圧ローラ及びその製造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】複写機、プリンタ又はファクシミル装置
の定着装置としてヒートロール定着装置が広く実用化さ
れている。このヒートロール定着装置は、未定着トナー
像を加熱融着するヒートローラと、ヒートローラに圧着
されてニップを形成する加圧ローラと、ヒートローラの
内部空間に配置された赤外線ランプとを具えている。ヒ
ートローラは一般にアルミニウムのパイプの芯金ローラ
を有し、その外周面にフッ素樹脂層やシリコンゴム層が
形成されている。また、加圧ローラは金属製のローラ軸
の外周面に厚さ５ｍｍ程度の周密な弾性変形可能なシリ
コンゴム層が直接形成されている。そして、ヒートロー
ラと加圧ローラの両端に圧着スプリングが装着され、加
圧ローラの弾性変形を利用して両ローラ間に適正な均一
な幅のニップが形成され、このニップを記録紙が通過す
ることにより未定着トナー像が加熱融着されている。
の定着装置としてヒートロール定着装置が広く実用化さ
れている。このヒートロール定着装置は、未定着トナー
像を加熱融着するヒートローラと、ヒートローラに圧着
されてニップを形成する加圧ローラと、ヒートローラの
内部空間に配置された赤外線ランプとを具えている。ヒ
ートローラは一般にアルミニウムのパイプの芯金ローラ
を有し、その外周面にフッ素樹脂層やシリコンゴム層が
形成されている。また、加圧ローラは金属製のローラ軸
の外周面に厚さ５ｍｍ程度の周密な弾性変形可能なシリ
コンゴム層が直接形成されている。そして、ヒートロー
ラと加圧ローラの両端に圧着スプリングが装着され、加
圧ローラの弾性変形を利用して両ローラ間に適正な均一
な幅のニップが形成され、このニップを記録紙が通過す
ることにより未定着トナー像が加熱融着されている。
【０００３】一方、ヒートロール定着装置は、例えば１
７０°Ｃの動作温度に設定され、メインスイッチをオン
した後加圧ローラは常時設定温度に維持されるように温
度調整が行われ、複写動作中は勿論のこと、待機中も赤
外線ランプから加圧ローラに熱供給が行われヒートロー
ラが常時設定温度に維持されている。
７０°Ｃの動作温度に設定され、メインスイッチをオン
した後加圧ローラは常時設定温度に維持されるように温
度調整が行われ、複写動作中は勿論のこと、待機中も赤
外線ランプから加圧ローラに熱供給が行われヒートロー
ラが常時設定温度に維持されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ヒートロール定着装置
は良好な定着性能を有しているが、定着動作中だけでな
く待機中にも高温に維持されているため、機内温度の上
昇が大きな問題となっている。すなわち、ヒートロール
定着装置から消散する熱が複写機内に滞留してしまい、
内部温度が上昇し定着装置以外の装置の温度も上昇して
しまう不都合がある。機内温度が上昇すると複写機の制
御を行う回路基板の温度も上昇し、この結果誤動作が発
生するおそれがある。
は良好な定着性能を有しているが、定着動作中だけでな
く待機中にも高温に維持されているため、機内温度の上
昇が大きな問題となっている。すなわち、ヒートロール
定着装置から消散する熱が複写機内に滞留してしまい、
内部温度が上昇し定着装置以外の装置の温度も上昇して
しまう不都合がある。機内温度が上昇すると複写機の制
御を行う回路基板の温度も上昇し、この結果誤動作が発
生するおそれがある。
【０００５】従って、本発明の目的は、不所望な熱放散
を防止し機内温度上昇をできるだけ低減したヒートロー
ル定着装置用の加圧ローラを提供することにある。
を防止し機内温度上昇をできるだけ低減したヒートロー
ル定着装置用の加圧ローラを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によるヒートロー
ル定着装置用の加圧ローラは、ヒートロール定着装置に
用いられる加圧ローラであって、木材繊維のシート状部
材を合成樹脂の接着剤層を介して複数層巻回して構成さ
れる紙管ローラ部材と、この紙管ローラ部材の外周面上
に形成した弾性ゴム層と、前記紙管ローラ部材の両端に
連結したボス部材とを具えることを特徴とする。
ル定着装置用の加圧ローラは、ヒートロール定着装置に
用いられる加圧ローラであって、木材繊維のシート状部
材を合成樹脂の接着剤層を介して複数層巻回して構成さ
れる紙管ローラ部材と、この紙管ローラ部材の外周面上
に形成した弾性ゴム層と、前記紙管ローラ部材の両端に
連結したボス部材とを具えることを特徴とする。
【０００７】本発明者がヒートロール定着装置からの熱
放散について種々の実験及び解析を行った結果、常時加
熱されているヒートローラからの熱放散だけでなく、加
圧ローラからの放熱も強く影響していることが判明し
た。すなわち、ヒートローラの外周の大部分は熱容量が
小さく熱伝達係数の小さい空気と接触しているため、ヒ
ートローラの外周から空気を介して放散する熱量は比較
的少ないものと考えられる。一方、ヒートローラは動作
中及び待機中加圧ローラと常時接触しているため、ヒー
トローラの熱量は加圧ローラとの接触面を介して熱伝導
により加圧ローラ側に移行する。そして、加圧ローラ側
に伝達された熱は、加圧ローラの芯金及び軸受けを介し
て複写機のハウジングに伝達され機内の各部に伝達され
る。ここで重要なことは、加圧ローラは耐熱性の弾性ゴ
ム材料により被覆されているが、内周側は金属ローラと
直接接触しており金属ローラは熱良導体であるため、加
圧ローラの芯金自体が放熱体として作用することであ
る。そして、芯金ローラの放熱作用により、加圧ローラ
に移行した熱は内部に蓄積されず内側の金属ローラを経
て熱伝達により軸受を介して放散してしまう。この結
果、機内温度が上昇してしまう。すなわち、ヒートロー
ラとハウジングとの間に加圧ローラを介して熱伝達経路
が形成されることになる。
放散について種々の実験及び解析を行った結果、常時加
熱されているヒートローラからの熱放散だけでなく、加
圧ローラからの放熱も強く影響していることが判明し
た。すなわち、ヒートローラの外周の大部分は熱容量が
小さく熱伝達係数の小さい空気と接触しているため、ヒ
ートローラの外周から空気を介して放散する熱量は比較
的少ないものと考えられる。一方、ヒートローラは動作
中及び待機中加圧ローラと常時接触しているため、ヒー
トローラの熱量は加圧ローラとの接触面を介して熱伝導
により加圧ローラ側に移行する。そして、加圧ローラ側
に伝達された熱は、加圧ローラの芯金及び軸受けを介し
て複写機のハウジングに伝達され機内の各部に伝達され
る。ここで重要なことは、加圧ローラは耐熱性の弾性ゴ
ム材料により被覆されているが、内周側は金属ローラと
直接接触しており金属ローラは熱良導体であるため、加
圧ローラの芯金自体が放熱体として作用することであ
る。そして、芯金ローラの放熱作用により、加圧ローラ
に移行した熱は内部に蓄積されず内側の金属ローラを経
て熱伝達により軸受を介して放散してしまう。この結
果、機内温度が上昇してしまう。すなわち、ヒートロー
ラとハウジングとの間に加圧ローラを介して熱伝達経路
が形成されることになる。
【０００８】本発明は、上述した認識に基づき、ヒート
ローラとハウジングとの間に形成される熱流経路中に断
熱作用を発揮する断熱部材を配置し熱流路を遮断する。
断熱する位置は、ヒートローラにできるだけ近い位置が
熱効率的に有効である。このような認識に基づき、本発
明では、断熱部材として紙管を用いる。紙管は木材繊維
のシート状部材を合成樹脂の接着剤を介して多数回巻回
して構成される。そして、木材繊維は熱伝導に対して不
良導体として作用するので、ヒートローラから伝達され
てくる熱流に対して高い断熱効果を発揮する。しかも、
木材繊維は合成樹脂の接着剤により強固に結合されてい
るので、機械的強度も通常の木材と同様な強度を有して
いる。従って、従来の加圧ローラの芯金ローラの代わり
に紙管ローラを用いれば、加圧ローラにおいてヒートロ
ーラからの熱流に対して高い断熱効果を発揮することが
できる。しかも、木材繊維が合成樹脂により強固に接着
されている紙管ローラは、耐熱性の観点においても十分
に高い耐久性を有している。すなわち、通常の複写機の
場合、ヒートローラの設定温度は１７０°程度であり、
加圧ローラのシリコンゴム層の内側の温度は高々９０°
〜１１０℃程度である。一方、合成樹脂の接着剤として
酢酸ビニルを用いた紙管ローラは１８０℃／１時間の耐
熱試験においてもほとんど劣化が生じない耐熱性を有し
ている。従って、耐熱性の観点からも紙管ローラは十分
に使用に耐えることができる。さらに、紙管ローラは、
製造コストが鉄の芯金ローラに比べて大幅に安価である
ので、製造コストも大幅に低減することができる。
ローラとハウジングとの間に形成される熱流経路中に断
熱作用を発揮する断熱部材を配置し熱流路を遮断する。
断熱する位置は、ヒートローラにできるだけ近い位置が
熱効率的に有効である。このような認識に基づき、本発
明では、断熱部材として紙管を用いる。紙管は木材繊維
のシート状部材を合成樹脂の接着剤を介して多数回巻回
して構成される。そして、木材繊維は熱伝導に対して不
良導体として作用するので、ヒートローラから伝達され
てくる熱流に対して高い断熱効果を発揮する。しかも、
木材繊維は合成樹脂の接着剤により強固に結合されてい
るので、機械的強度も通常の木材と同様な強度を有して
いる。従って、従来の加圧ローラの芯金ローラの代わり
に紙管ローラを用いれば、加圧ローラにおいてヒートロ
ーラからの熱流に対して高い断熱効果を発揮することが
できる。しかも、木材繊維が合成樹脂により強固に接着
されている紙管ローラは、耐熱性の観点においても十分
に高い耐久性を有している。すなわち、通常の複写機の
場合、ヒートローラの設定温度は１７０°程度であり、
加圧ローラのシリコンゴム層の内側の温度は高々９０°
〜１１０℃程度である。一方、合成樹脂の接着剤として
酢酸ビニルを用いた紙管ローラは１８０℃／１時間の耐
熱試験においてもほとんど劣化が生じない耐熱性を有し
ている。従って、耐熱性の観点からも紙管ローラは十分
に使用に耐えることができる。さらに、紙管ローラは、
製造コストが鉄の芯金ローラに比べて大幅に安価である
ので、製造コストも大幅に低減することができる。
【０００９】紙管ローラは、通常円筒体であるため、ロ
ーラとして用いる場合駆動系と連結するため両端にボス
部材を結合する必要がある。このボス部材として金属製
のボスを用いることもできるが、樹脂製のボス部材を用
いることもできる。樹脂製のボス部材は断熱効果が高い
ため、断熱の観点から有効である。尚、紙管ローラとボ
ス部材との結合は接着剤を用いることができる。
ーラとして用いる場合駆動系と連結するため両端にボス
部材を結合する必要がある。このボス部材として金属製
のボスを用いることもできるが、樹脂製のボス部材を用
いることもできる。樹脂製のボス部材は断熱効果が高い
ため、断熱の観点から有効である。尚、紙管ローラとボ
ス部材との結合は接着剤を用いることができる。
【００１０】本発明による加圧ローラは、ヒートロール
定着装置に用いられる加圧ローラであって、金属製の芯
金ローラと、この芯金ローラの外周面上に結合され、木
材繊維のシート状部材を合成樹脂の接着剤層を介して複
数層巻回して構成される紙管部材と、この紙管部材の外
周面上に形成した弾性ゴム層とを具えることを特徴とす
る。本例では、円筒状の紙管ローラにボス部材を結合す
る代わりに、紙管ローラの内側に金属製の芯金ローラを
結合する。この場合、紙管ローラが断熱材として作用す
るため、ヒートローラからの熱流に対して高い断熱効果
を達成できる。さらに、機械的な駆動力は金属の芯金ロ
ーラに作用するので、機械的な耐久性が要求される場合
に有益である。
定着装置に用いられる加圧ローラであって、金属製の芯
金ローラと、この芯金ローラの外周面上に結合され、木
材繊維のシート状部材を合成樹脂の接着剤層を介して複
数層巻回して構成される紙管部材と、この紙管部材の外
周面上に形成した弾性ゴム層とを具えることを特徴とす
る。本例では、円筒状の紙管ローラにボス部材を結合す
る代わりに、紙管ローラの内側に金属製の芯金ローラを
結合する。この場合、紙管ローラが断熱材として作用す
るため、ヒートローラからの熱流に対して高い断熱効果
を達成できる。さらに、機械的な駆動力は金属の芯金ロ
ーラに作用するので、機械的な耐久性が要求される場合
に有益である。
【００１１】本発明の好適例は、弾性ゴム層を多数の微
細な空孔が形成されている耐熱性の弾性ゴム層で構成し
たことを特徴とする。弾性ゴム層に多数の微細な空孔を
形成すると弾性ゴム層の内部に熱容量が小さく且つ熱伝
達係数の小さい空気層が包含されるので、周密な弾性ゴ
ム層を用いる場合に比べて弾性ゴム層自体の断熱効果が
向上する。この結果、紙管ローラの断熱効果と弾性ゴム
層の断熱効果が相乗し、断熱効果を大幅に高めることが
できる。
細な空孔が形成されている耐熱性の弾性ゴム層で構成し
たことを特徴とする。弾性ゴム層に多数の微細な空孔を
形成すると弾性ゴム層の内部に熱容量が小さく且つ熱伝
達係数の小さい空気層が包含されるので、周密な弾性ゴ
ム層を用いる場合に比べて弾性ゴム層自体の断熱効果が
向上する。この結果、紙管ローラの断熱効果と弾性ゴム
層の断熱効果が相乗し、断熱効果を大幅に高めることが
できる。
【００１２】本発明による加圧ローラの製造方法は、液
状ゴム材料中に、水分を含有する吸湿性微細粒子を混練
し、この吸湿性微細粒子が混練されたゴム材料を成形金
型を用いて加硫成形し、この加硫成形処理中に内部に多
数の空孔を有する中空状の弾性ゴム体を形成し、この中
空状の弾性ゴム体を紙管ローラ部材に装填することを特
徴とする。
状ゴム材料中に、水分を含有する吸湿性微細粒子を混練
し、この吸湿性微細粒子が混練されたゴム材料を成形金
型を用いて加硫成形し、この加硫成形処理中に内部に多
数の空孔を有する中空状の弾性ゴム体を形成し、この中
空状の弾性ゴム体を紙管ローラ部材に装填することを特
徴とする。
【００１３】液状ゴム材料を加硫成形金型内に注入して
加硫成形することにより真円度及び外形寸法に優れたロ
ーラを製造することができる。しかしながら、液状ゴム
材料中に発泡材料を均一に分散させることは極めて困難
であり、特に液状のゴム材料中に水を均一分散させるこ
とは極めて困難であり、また粉末状発泡材料を均一分散
させることも困難である。そこで、本発明では吸湿性の
粒子を用い、水分を含有する吸湿性の粒子ををゴム材料
中に混練して均一に分散させる。すなわち、吸湿性の微
細粒子に水分を含ませてゴム材料中に混練すれば、ゴム
材料中に水分を均一に分散させることができる。ここ
で、吸湿性の微細粒子として木粉、紙粉等のセルロース
材料を用いることができ、或いは表面に多数のＯＨ基を
有する微細粒子を用いことができる。尚、水分を含有す
る吸湿性粒子に発泡材料を適当に混合することにより所
望の口径の空孔を所望の密度で形成することができる、
製造工程での制御が一層容易になる。
加硫成形することにより真円度及び外形寸法に優れたロ
ーラを製造することができる。しかしながら、液状ゴム
材料中に発泡材料を均一に分散させることは極めて困難
であり、特に液状のゴム材料中に水を均一分散させるこ
とは極めて困難であり、また粉末状発泡材料を均一分散
させることも困難である。そこで、本発明では吸湿性の
粒子を用い、水分を含有する吸湿性の粒子ををゴム材料
中に混練して均一に分散させる。すなわち、吸湿性の微
細粒子に水分を含ませてゴム材料中に混練すれば、ゴム
材料中に水分を均一に分散させることができる。ここ
で、吸湿性の微細粒子として木粉、紙粉等のセルロース
材料を用いることができ、或いは表面に多数のＯＨ基を
有する微細粒子を用いことができる。尚、水分を含有す
る吸湿性粒子に発泡材料を適当に混合することにより所
望の口径の空孔を所望の密度で形成することができる、
製造工程での制御が一層容易になる。
【００１４】中空孔状の弾性ゴム体と紙管ローラとの間
の結合は、例えばシリコン系接着剤のような耐熱性接着
剤を用いるのが好適である。
の結合は、例えばシリコン系接着剤のような耐熱性接着
剤を用いるのが好適である。
【００１５】本発明による加圧ローラの製造方法は、耐
熱性ゴム材料中に、水分を含有する吸湿性粒子を混合
し、この吸湿性微細粒子が混合されたゴム材料をローラ
軸と共に成形金型内に配置し、成形金型を用いて加硫成
形し、この加硫成形処理中に前記微細粒子に含まれてい
た水分を気化させ、芯金ローラ部材の外周面に内部に多
数の微細な空孔を有する中空状の弾性ゴム層を形成する
ことを特徴とする。ここで、ローラ軸として紙管ローラ
を用いることででき、或いは金属製のローラ部材とする
ことができる。
熱性ゴム材料中に、水分を含有する吸湿性粒子を混合
し、この吸湿性微細粒子が混合されたゴム材料をローラ
軸と共に成形金型内に配置し、成形金型を用いて加硫成
形し、この加硫成形処理中に前記微細粒子に含まれてい
た水分を気化させ、芯金ローラ部材の外周面に内部に多
数の微細な空孔を有する中空状の弾性ゴム層を形成する
ことを特徴とする。ここで、ローラ軸として紙管ローラ
を用いることででき、或いは金属製のローラ部材とする
ことができる。
【００１６】本発明による加圧ローラの製造方法は、ロ
ーラ軸に弾性ゴム層が形成されているヒートロール定着
装置に用いられる加圧ローラを製造するに当たり、円筒
状の紙管ローラ部材の両端にボス部材をそれぞれ結合し
てローラ軸を形成し、このローラ軸の外周面に接着剤層
を形成し、水分を含有する吸湿性粒子を液状ゴム材料中
に混練して均一分散させ、この吸湿性微細粒子が混練さ
れた液状ゴム材料を加硫成形用金型内に前記ローラ軸と
共に配置して加硫成形を行い、この加硫成形処理中に弾
性ゴム層中に空孔を形成することを特徴とする。このよ
うに構成すれば、外形寸法及び真円度が良好に規定され
た加圧ローラを製造することができ研磨工程が不要にな
る。この場合、紙管の耐熱温度はゴム材料の加硫温度よ
りも高いので十分良好に加硫成形することができる。
ーラ軸に弾性ゴム層が形成されているヒートロール定着
装置に用いられる加圧ローラを製造するに当たり、円筒
状の紙管ローラ部材の両端にボス部材をそれぞれ結合し
てローラ軸を形成し、このローラ軸の外周面に接着剤層
を形成し、水分を含有する吸湿性粒子を液状ゴム材料中
に混練して均一分散させ、この吸湿性微細粒子が混練さ
れた液状ゴム材料を加硫成形用金型内に前記ローラ軸と
共に配置して加硫成形を行い、この加硫成形処理中に弾
性ゴム層中に空孔を形成することを特徴とする。このよ
うに構成すれば、外形寸法及び真円度が良好に規定され
た加圧ローラを製造することができ研磨工程が不要にな
る。この場合、紙管の耐熱温度はゴム材料の加硫温度よ
りも高いので十分良好に加硫成形することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は本発明による加圧ローラの
一例の構成を示す線図的断面図である。加圧ローラは金
属のローラ軸１を具え、このローラ軸の外周面上に円筒
状の紙管２が結合され、紙管２上に例えばシリコンゴム
の弾性ゴム層３を形成する。弾性ゴム層３の外周面上に
は必要に応じて例えばフッ素樹脂層のような離型剤層４
を装着する。金属のローラ軸１と紙管２は接着剤により
結合され、これらは芯金ローラを構成する。紙管２は木
材繊維のシート状部材を合成樹脂の接着剤層を介して多
数回巻回して構成される。紙管２は木材繊維が合成樹脂
材料で結合されているので、通常の木材と同様な高い機
械的強度を有すると共に熱的にも十分な耐久性を有して
いる。また、合成樹脂の接着剤とし酢酸ビニル等の接着
剤を用いることができ、特に耐熱性に優れた接着剤を用
いることが好ましい。木材繊維は熱伝導率が小さいので
熱流に対して不良導体として作用する。弾性ゴム層３と
紙管２との間の結合は、円筒状の弾性ゴム層３を加硫成
形した後紙管２に耐熱性接着層を介して結合することが
でき、又はローラ軸１と紙管２との芯金ローラをシリコ
ンゴム材料と共に成形金型内に配置して加硫成形するこ
とにより一体的に結合することもできる。弾性ゴム層２
は周密なゴム材料層とすることができ、或いは多数の微
細な空孔を有する弾性ゴム材料層とすることができる。
一例の構成を示す線図的断面図である。加圧ローラは金
属のローラ軸１を具え、このローラ軸の外周面上に円筒
状の紙管２が結合され、紙管２上に例えばシリコンゴム
の弾性ゴム層３を形成する。弾性ゴム層３の外周面上に
は必要に応じて例えばフッ素樹脂層のような離型剤層４
を装着する。金属のローラ軸１と紙管２は接着剤により
結合され、これらは芯金ローラを構成する。紙管２は木
材繊維のシート状部材を合成樹脂の接着剤層を介して多
数回巻回して構成される。紙管２は木材繊維が合成樹脂
材料で結合されているので、通常の木材と同様な高い機
械的強度を有すると共に熱的にも十分な耐久性を有して
いる。また、合成樹脂の接着剤とし酢酸ビニル等の接着
剤を用いることができ、特に耐熱性に優れた接着剤を用
いることが好ましい。木材繊維は熱伝導率が小さいので
熱流に対して不良導体として作用する。弾性ゴム層３と
紙管２との間の結合は、円筒状の弾性ゴム層３を加硫成
形した後紙管２に耐熱性接着層を介して結合することが
でき、又はローラ軸１と紙管２との芯金ローラをシリコ
ンゴム材料と共に成形金型内に配置して加硫成形するこ
とにより一体的に結合することもできる。弾性ゴム層２
は周密なゴム材料層とすることができ、或いは多数の微
細な空孔を有する弾性ゴム材料層とすることができる。
【００１８】図２は本発明による加圧ローラの変形例を
示す。本例の加圧ローラは円筒状の紙管のローラ部材１
０を具え、この紙管ローラ部材１０を芯金ローラとして
用いる。この紙管ローラ部材１０の外周面上に弾性ゴム
層１１を結合し、紙管ローラ部材の両端に連結用のボス
部材１２Ａ及び１２Ｂを接着剤を介して結合する。前述
したように、紙管ローラは十分に高い機械的強度を有し
ているから芯金ローラとして十分に用いることができ
る。尚、より高い強度を必要とする場合には、紙管ロー
ラの厚さをより厚くすることにより一層高い機械的強度
を得ることができる。紙管ローラ部材１０の両端に結合
するボス部材は金属製又は樹脂製のボス部材とすること
ができる。紙管ローラとボス部材との間の結合は、接着
剤を用いて結合することができる。さらに、弾性ゴム層
はシリコンゴムの周密なゴム材料層を用いることがで
き、又は多数の微細な空孔を有する弾性ゴム材料を用い
ることができる。尚、弾性ゴム層１１の外周上にフッ素
樹脂製の離型剤層（図示せず）を形成して加圧ローラ表
面に一層高い離型性能を与えることができる。
示す。本例の加圧ローラは円筒状の紙管のローラ部材１
０を具え、この紙管ローラ部材１０を芯金ローラとして
用いる。この紙管ローラ部材１０の外周面上に弾性ゴム
層１１を結合し、紙管ローラ部材の両端に連結用のボス
部材１２Ａ及び１２Ｂを接着剤を介して結合する。前述
したように、紙管ローラは十分に高い機械的強度を有し
ているから芯金ローラとして十分に用いることができ
る。尚、より高い強度を必要とする場合には、紙管ロー
ラの厚さをより厚くすることにより一層高い機械的強度
を得ることができる。紙管ローラ部材１０の両端に結合
するボス部材は金属製又は樹脂製のボス部材とすること
ができる。紙管ローラとボス部材との間の結合は、接着
剤を用いて結合することができる。さらに、弾性ゴム層
はシリコンゴムの周密なゴム材料層を用いることがで
き、又は多数の微細な空孔を有する弾性ゴム材料を用い
ることができる。尚、弾性ゴム層１１の外周上にフッ素
樹脂製の離型剤層（図示せず）を形成して加圧ローラ表
面に一層高い離型性能を与えることができる。
【００１９】次に、図１及び図２に示す本発明による空
孔が形成された弾性ゴム層を有する加圧ローラの製造方
法について説明する。初めに、水分を含有する吸湿性の
微細粒子を例えば液状のシリコンゴムと混合し、この微
細粒子を液状シリコン中に均一に分散させる。吸湿性の
微細粒子として木粉、紙粉、セルロース繊維粉等のＯＨ
基を有する微細粒子を用いることができる。ここで、単
に水だけを或いは粉末状の発泡剤だけを液状シリコンに
混練した場合、水を液状シリコン中に均一分散させるこ
とができない。このため、本発明では吸湿性の微細粒子
を用いる。水分を含有した吸湿性粒子は、攪拌装置を用
いることにより液状シリコン中に均一に分散することが
できる。この場合、吸湿性粒子の分散量を制御すること
により弾性ゴム層中に形成される空孔のサイズや分布密
度を適切に制御することができる。
孔が形成された弾性ゴム層を有する加圧ローラの製造方
法について説明する。初めに、水分を含有する吸湿性の
微細粒子を例えば液状のシリコンゴムと混合し、この微
細粒子を液状シリコン中に均一に分散させる。吸湿性の
微細粒子として木粉、紙粉、セルロース繊維粉等のＯＨ
基を有する微細粒子を用いることができる。ここで、単
に水だけを或いは粉末状の発泡剤だけを液状シリコンに
混練した場合、水を液状シリコン中に均一分散させるこ
とができない。このため、本発明では吸湿性の微細粒子
を用いる。水分を含有した吸湿性粒子は、攪拌装置を用
いることにより液状シリコン中に均一に分散することが
できる。この場合、吸湿性粒子の分散量を制御すること
により弾性ゴム層中に形成される空孔のサイズや分布密
度を適切に制御することができる。
【００２０】次に、吸湿性の粒子が分散した液状シリコ
ンを成形金型内に充填する。この際、微細粒子が分散し
た液状シリコンと共に外周面に接着剤層が形成されてい
る紙管ローラ部材、金属のローラ軸、又は図１に示す紙
管と金属のローラ軸とが結合された芯金ローラ部材を併
せて配置することができる。
ンを成形金型内に充填する。この際、微細粒子が分散し
た液状シリコンと共に外周面に接着剤層が形成されてい
る紙管ローラ部材、金属のローラ軸、又は図１に示す紙
管と金属のローラ軸とが結合された芯金ローラ部材を併
せて配置することができる。
【００２１】次に、加熱して加硫処理を行う。室温から
徐々に昇温させていくと、ゴム層内に分散した水分が徐
々に気化しはじめゴム層内に空孔が形成される。気化し
た水分が外部に放出され、ゴム層内に空孔が形成され
る。そして、１８０°Ｃで２０分間加硫して弾性ゴム材
料に変換する。ここで重要なことは、液状シリコン及び
ローラ軸を加硫成型金型内に配置して加硫処理を行うこ
とにより外形寸法及び真円度が高精度に規定された加圧
ローラを製造することができ、研摩工程が不要になり製
造作業が一層容易になると共に製造コストも一層安価に
なる。
徐々に昇温させていくと、ゴム層内に分散した水分が徐
々に気化しはじめゴム層内に空孔が形成される。気化し
た水分が外部に放出され、ゴム層内に空孔が形成され
る。そして、１８０°Ｃで２０分間加硫して弾性ゴム材
料に変換する。ここで重要なことは、液状シリコン及び
ローラ軸を加硫成型金型内に配置して加硫処理を行うこ
とにより外形寸法及び真円度が高精度に規定された加圧
ローラを製造することができ、研摩工程が不要になり製
造作業が一層容易になると共に製造コストも一層安価に
なる。
【００２２】尚、上述した製造方法では、加硫成形時に
弾性ゴム層とローラ軸とを結合する構成としたが、中空
状の弾性ゴム体を形成し、この中空状弾性ゴム体をロー
ラ軸に装填することもできる。
弾性ゴム層とローラ軸とを結合する構成としたが、中空
状の弾性ゴム体を形成し、この中空状弾性ゴム体をロー
ラ軸に装填することもできる。
【００２３】また、上述した製造方法では、空孔を有す
る弾性ゴム層を形成する例について説明したが、勿論周
密な弾性ゴム層を形成する場合に液状シリコンとローラ
軸とを一緒に金型内に配置して加硫成形時に弾性ゴム層
とローラ軸とを結合することもできる。
る弾性ゴム層を形成する例について説明したが、勿論周
密な弾性ゴム層を形成する場合に液状シリコンとローラ
軸とを一緒に金型内に配置して加硫成形時に弾性ゴム層
とローラ軸とを結合することもできる。
【００２４】次に、紙管ローラの機械的な強度について
説明する。外形が１４ｍｍ、内径10mmで長さが２３０ｍ
ｍの紙管ローラを用い、両端を固定して中央部から１点
荷重を加えた場合の紙管ローラの撓み量を測定した。そ
の結果を表１に示す。表１から明らかなように、荷重に
対する紙管ローラの撓み量及び撓みの復元量は通常の芯
金ローラとほぼ同程度であり、加圧ローラとして十分に
使用に耐えることができる。
説明する。外形が１４ｍｍ、内径10mmで長さが２３０ｍ
ｍの紙管ローラを用い、両端を固定して中央部から１点
荷重を加えた場合の紙管ローラの撓み量を測定した。そ
の結果を表１に示す。表１から明らかなように、荷重に
対する紙管ローラの撓み量及び撓みの復元量は通常の芯
金ローラとほぼ同程度であり、加圧ローラとして十分に
使用に耐えることができる。
【００２５】
【表１】
【００２６】次に、本発明の加圧ローラの断熱効果の実
験結果について説明する。１７０°Ｃ及び１８０°Ｃに
加熱した鉄板上で試験すべき加圧ローラを線速度６０ｃ
ｍ／秒、荷重４ｋｇで移動させてそれぞれ１３０°Ｃ及
び１３５°Ｃまで昇温するまでの所要時間及びその時の
ローラ軸の両端部の温度を測定した。試験に供した加圧
ローラは、次の通りである。 サンプル１：直径１４ｍｍの鉄製のローラ軸に厚さ３ｍ
ｍの周密なシリコンゴム層（ゴム硬度２０°）を形成し
た従来の加圧ローラ。 サンプル２：直径１０ｍｍの鉄製のローラ軸に厚さ２ｍ
ｍの紙管部材を結合し、その外周面に厚さ３ｍｍの周密
なシリコンゴム層（ゴム硬度２０°）を形成した本発明
の加圧ローラ。 サンプル３：直径１０ｍｍの鉄製のローラ軸に厚さ２ｍ
ｍの紙管部材を結合し、その外周面に厚さ３ｍｍの多数
の空孔を有するシリコンゴム層（ゴム硬度２０°）を形
成した本発明の加圧ローラ。 測定結果を表２に示す。
験結果について説明する。１７０°Ｃ及び１８０°Ｃに
加熱した鉄板上で試験すべき加圧ローラを線速度６０ｃ
ｍ／秒、荷重４ｋｇで移動させてそれぞれ１３０°Ｃ及
び１３５°Ｃまで昇温するまでの所要時間及びその時の
ローラ軸の両端部の温度を測定した。試験に供した加圧
ローラは、次の通りである。 サンプル１：直径１４ｍｍの鉄製のローラ軸に厚さ３ｍ
ｍの周密なシリコンゴム層（ゴム硬度２０°）を形成し
た従来の加圧ローラ。 サンプル２：直径１０ｍｍの鉄製のローラ軸に厚さ２ｍ
ｍの紙管部材を結合し、その外周面に厚さ３ｍｍの周密
なシリコンゴム層（ゴム硬度２０°）を形成した本発明
の加圧ローラ。 サンプル３：直径１０ｍｍの鉄製のローラ軸に厚さ２ｍ
ｍの紙管部材を結合し、その外周面に厚さ３ｍｍの多数
の空孔を有するシリコンゴム層（ゴム硬度２０°）を形
成した本発明の加圧ローラ。 測定結果を表２に示す。
【００２７】
【表２】
【００２８】１７０°Ｃ及び１８０°Ｃまでの昇温特性
について検討すると、従来の加圧ローラは一番時間がか
かり、本発明の加圧ローラははるかに短時間で昇温して
いる。この実験結果から、従来の加圧ローラは鉄の芯金
ローラ部分からの放熱が大きいため、昇温に長時間かか
るものと考えられる。また、１３０°Ｃ及び１３５°Ｃ
に到達した時の芯金温度を比較するに、従来の加圧ロー
ラは５９°Ｃ及び６４°Ｃと一番高く、これに対して本
発明の加圧ローラは共にはるかに低い温度である。この
実験結果から明らかなように、紙管を有する本発明の加
圧ローラは、紙管の断熱効果が極めて大きいため最内周
側の芯金ローラまで熱が伝達されにくいものと解され
る。すなわち、本発明の加圧ローラは、紙管が熱障壁体
として機能するため、外部から供給された熱は弾性ゴム
層内に蓄積され、この結果短時間で昇温するものと考え
られる。
について検討すると、従来の加圧ローラは一番時間がか
かり、本発明の加圧ローラははるかに短時間で昇温して
いる。この実験結果から、従来の加圧ローラは鉄の芯金
ローラ部分からの放熱が大きいため、昇温に長時間かか
るものと考えられる。また、１３０°Ｃ及び１３５°Ｃ
に到達した時の芯金温度を比較するに、従来の加圧ロー
ラは５９°Ｃ及び６４°Ｃと一番高く、これに対して本
発明の加圧ローラは共にはるかに低い温度である。この
実験結果から明らかなように、紙管を有する本発明の加
圧ローラは、紙管の断熱効果が極めて大きいため最内周
側の芯金ローラまで熱が伝達されにくいものと解され
る。すなわち、本発明の加圧ローラは、紙管が熱障壁体
として機能するため、外部から供給された熱は弾性ゴム
層内に蓄積され、この結果短時間で昇温するものと考え
られる。
【００２９】本発明の空孔を有する加圧ローラと周密な
シリコンゴム層が形成されている加圧ローラとを比較す
るに、昇温特性及び芯金温度の両方について空孔を有す
る加圧ローラのほうが良好な結果が得られた。この結果
から、内部に空孔を有する弾性ゴム層は、弾性ゴム層自
体が一層高い断熱効果を有するものと考えられる。従っ
て、紙管ローラ部材に空孔を有する弾性ゴム層を結合す
れば、一層良好な断熱特性を有する加圧ローラを実現す
ることができる。
シリコンゴム層が形成されている加圧ローラとを比較す
るに、昇温特性及び芯金温度の両方について空孔を有す
る加圧ローラのほうが良好な結果が得られた。この結果
から、内部に空孔を有する弾性ゴム層は、弾性ゴム層自
体が一層高い断熱効果を有するものと考えられる。従っ
て、紙管ローラ部材に空孔を有する弾性ゴム層を結合す
れば、一層良好な断熱特性を有する加圧ローラを実現す
ることができる。
【図１】本発明による加圧ローラの一例の構成を示す線
図的断面図である。
図的断面図である。
【図２】本発明による加圧ローラの変形例の構成を示す
線図的断面図である。
線図的断面図である。
１ ローラ軸 ２ 紙管 ３，１１ 弾性ゴム層 ４ 離型剤層 １２ａ，１２Ｂ ボス部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03G 13/20 G03G 15/20
Claims (8)
- 【請求項１】 ヒートロール定着装置に用いられる加圧
ローラであって、木材繊維のシート状部材を合成樹脂の
接着剤層を介して複数層巻回して構成される紙管ローラ
部材と、この紙管ローラ部材の外周面上に形成した弾性
ゴム層と、前記紙管ローラ部材の両端に結合したボス部
材とを具えることを特徴とする加圧ローラ。 - 【請求項２】 ヒートロール定着装置に用いられる加圧
ローラであって、金属製の芯金ローラと、この芯金ロー
ラの外周面上に結合され、木材繊維のシート状部材を合
成樹脂の接着剤層を介して複数層巻回して構成される紙
管部材と、この紙管部材の外周面上に形成した弾性ゴム
層とを具えることを特徴とする加圧ローラ。 - 【請求項３】 前記弾性ゴム層を、周密な弾性ゴム材料
又は内部に多数の空孔が形成されている耐熱性の弾性ゴ
ム材料で構成したことを特徴とする請求項１又は２に記
載の加圧ローラ。 - 【請求項４】 前記弾性ゴム層上に形成した離型材層を
さらに具えることを特徴とする請求項１から３までのい
ずれか１項に記載の加圧ローラ。 - 【請求項５】 ローラ軸に弾性ゴム層が形成されている
ヒートロール定着装置に用いられる加圧ローラを製造す
るに当たり、 水分を含有する吸湿性粒子を液状ゴム材料中に混練して
均一分散させ、この吸湿性粒子が混練された液状ゴム材
料を加硫成形用の金型内に注入し、加硫成形により中空
状の弾性ゴム体を形成し、この加硫成形処理中に弾性ゴ
ム体中に多数の空孔を形成し、この弾性ゴム体をローラ
軸の外周面上に装填することを特徴とする加圧ローラの
製造方法。 - 【請求項６】 ローラ軸に弾性ゴム層が形成されている
ヒートロール定着装置に用いられる加圧ローラを製造す
るに当たり、 水分を含有する吸湿性粒子を液状ゴム材料中に混練して
均一分散させ、この吸湿性粒子が混練された液状ゴム材
料を加硫成形用の金型内にローラ軸と共に配置し、加硫
成形を行い、この加硫成形処理中に弾性ゴム層中に空孔
を形成することを特徴とする加圧ローラの製造方法。 - 【請求項７】 前記ローラ軸を、両端にボス部材が結合
されている紙管ローラ、金属製の芯金ローラ又は金属製
の芯金ローラの外周面上に紙管部材が結合されているロ
ーラ部材としたことを特徴とする請求項５又は６に記載
の加圧ローラの製造方法。 - 【請求項８】 ローラ軸に弾性ゴム層が形成されている
ヒートロール定着装置に用いられる加圧ローラを製造す
るに当たり、 円筒状の紙管ローラ部材の両端にボス部材をそれぞれ結
合してローラ軸を形成し、このローラ軸の外周面に接着
剤層を形成し、水分を含有する吸湿性粒子を液状ゴム材
料中に混練して均一分散させ、この吸湿性粒子が混練さ
れた液状ゴム材料をオープンタイプの加硫成形用金型内
に前記ローラ軸と共に配置して加硫成形を行い、この加
硫成形処理中に弾性ゴム層中に空孔を形成することを特
徴とする加圧ローラの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17053797A JP2999740B2 (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | ヒートロール定着装置用の加圧ローラ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17053797A JP2999740B2 (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | ヒートロール定着装置用の加圧ローラ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1115319A JPH1115319A (ja) | 1999-01-22 |
| JP2999740B2 true JP2999740B2 (ja) | 2000-01-17 |
Family
ID=15906757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17053797A Expired - Fee Related JP2999740B2 (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | ヒートロール定着装置用の加圧ローラ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2999740B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007170579A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Ricoh Co Ltd | 発泡ローラの製造方法 |
-
1997
- 1997-06-26 JP JP17053797A patent/JP2999740B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1115319A (ja) | 1999-01-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4887340A (en) | Elastic fixing roller | |
| JP2989953B2 (ja) | 定着装置及び定着用エンドレスベルト | |
| US6546223B2 (en) | Elastic body, roller, heating and fixing device, and manufacturing method therefor | |
| WO2014112358A1 (ja) | 加圧用回転体及びその製造方法、並びに加熱装置 | |
| JP7187193B2 (ja) | 定着装置 | |
| JP3658305B2 (ja) | 加熱装置及び画像形成装置 | |
| JPH04232983A (ja) | 複合定着部材 | |
| JP2005049455A (ja) | ロール成型体及びそれを用いたローラ | |
| JP2999740B2 (ja) | ヒートロール定着装置用の加圧ローラ及びその製造方法 | |
| US4321033A (en) | Thermally conductive fusing device | |
| JP2004070159A (ja) | ゴム状発泡弾性体、および該ゴム状発泡弾性体を配した定着用加圧ローラ | |
| US10545440B2 (en) | Pressure roller, image heating device, and image forming apparatus | |
| JPH0850425A (ja) | オイル塗布装置 | |
| JP2001032825A (ja) | 加圧ローラおよび加熱装置 | |
| JPH0854798A (ja) | 定着器用加圧ローラ | |
| JP2994858B2 (ja) | 定着装置 | |
| JP2966360B2 (ja) | 加圧ローラ | |
| JP2019012171A (ja) | 定着部材、および加熱定着装置 | |
| JP2016024218A (ja) | ニップ部形成部材、定着装置、及びニップ部形成部材の製造方法 | |
| JP3090064B2 (ja) | 定着ローラおよびその製造方法 | |
| JPH05142961A (ja) | 弾性ローラ | |
| JP2521242B2 (ja) | 定着装置及び定着用回転体 | |
| JP3822995B2 (ja) | 定着器用加圧ローラ | |
| JP4010969B2 (ja) | 定着装置 | |
| JP6900258B2 (ja) | 定着用部材の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19991005 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071105 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081105 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091105 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091105 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101105 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101105 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111105 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111105 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121105 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121105 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131105 Year of fee payment: 14 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |