JP3440773B2 - Fixing device - Google Patents

Fixing device

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JP3440773B2
JP3440773B2 JP20552997A JP20552997A JP3440773B2 JP 3440773 B2 JP3440773 B2 JP 3440773B2 JP 20552997 A JP20552997 A JP 20552997A JP 20552997 A JP20552997 A JP 20552997A JP 3440773 B2 JP3440773 B2 JP 3440773B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、金属製の薄肉円筒
体を定着プロセスの加熱ロールとして用いる定着装置に
関し、特に、電子写真複写機、プリンタ、ファクシミリ
等で使用される定着装置において、金属性の薄肉の加熱
ロールを用いる場合に生じる強度不足の問題を解決した
定着装置に関するものである。。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fixing device using a metal thin cylindrical body as a heating roll in a fixing process, and more particularly to a fixing device used in an electrophotographic copying machine, a printer, a facsimile or the like. The present invention relates to a fixing device that solves the problem of insufficient strength that occurs when a thin heating roll is used. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、電子写真プロセスを利用した
複写機において、記録シート上に形成された未定着トナ
ー像は、定着して永久画像とする必要がある。その定着
方法としては、加熱によってトナーを溶融させ、記録シ
ート上に融着させる加熱定着法が広く採用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a copying machine utilizing an electrophotographic process, it is necessary to fix an unfixed toner image formed on a recording sheet into a permanent image. As the fixing method, a heat fixing method in which a toner is melted by heating and then fused on a recording sheet is widely adopted.

【0003】このような加熱定着法による定着装置につ
いて説明する。図1は、加熱定着装置の構成を説明する
図である。図1において、11は加熱用のヒータ、12
は中空の金属性の円筒状芯金、13は耐熱性離型層、1
4は定着ローラ、15は円筒状芯金、16は耐熱弾性体
層、17は加圧ローラ、18は定着されるトナー像、1
9はシート(記録紙)である。
A fixing device using such a heat fixing method will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of a heat fixing device. In FIG. 1, 11 is a heater for heating, and 12
Is a hollow metallic cylindrical core metal, 13 is a heat-resistant release layer, 1
4 is a fixing roller, 15 is a cylindrical core metal, 16 is a heat resistant elastic layer, 17 is a pressure roller, 18 is a toner image to be fixed, 1
9 is a sheet (recording paper).

【0004】加熱定着装置は、図1に示すように、円筒
状芯金12の内部に加熱用のヒータ11を備え、その外
周面に耐熱性離型層13を形成した定着ローラ14と、
この定着ローラ14に対して圧接して配置される加圧ロ
ーラ17とで構成される。加圧ローラ17は、円筒状芯
金15の外周面に耐熱弾性体層16が形成されたもので
ある。
As shown in FIG. 1, the heat fixing device includes a heater 11 for heating inside a cylindrical core metal 12, and a fixing roller 14 having a heat resistant release layer 13 formed on the outer peripheral surface thereof.
The pressure roller 17 is arranged in pressure contact with the fixing roller 14. The pressure roller 17 is formed by forming the heat resistant elastic body layer 16 on the outer peripheral surface of the cylindrical core metal 15.

【0005】このような構成の定着装置による定着プロ
セスでは、定着ローラ14と加圧ローラ17の間に、未
定着トナー像18の形成されたシート(記録紙)19を
挿通させて定着を行う。この種の熱定着ローラ方式の定
着装置は、他の加熱定着法のフラッシュ定着方式やオー
ブン定着方式と較べて熱効率が高いため、低電力であ
り、高速性に優れ、しかも、紙詰まりによる火炎の危険
性も少ないことから、現在、最も広く利用されている。
In the fixing process by the fixing device having such a structure, the sheet (recording paper) 19 on which the unfixed toner image 18 is formed is inserted between the fixing roller 14 and the pressure roller 17 to perform fixing. This type of heat-fixing roller type fixing device has higher thermal efficiency than other heat-fixing methods such as flash fixing method and oven fixing method, so it consumes less electric power, has high speed, and has a flame due to paper jam. It is currently the most widely used due to its low risk.

【0006】また、熱定着ローラ方式の定着装置におい
ては、加熱ロールの表面温度を室温から所定の設定温度
まで上昇させるのに必要な時間(以下ウォームアップタ
イムと言う)を短くすることが望まれているが、通常
は、1〜10分という長い時間を必要する。これは、ロ
ール熱容量がある程度にしか削減できないためである。
ウォームアップタイムは、単純計算すると、ロールの熱
容量と投入電力関係で決定される。このため、ウォーム
アップタイムを短くするために、ロール熱容量を削減す
ることが試みられるが、ロール熱容量はロール剛性よ
り、削減の限界が存在する。
Further, in the heat fixing roller type fixing device, it is desirable to shorten the time required for raising the surface temperature of the heating roll from room temperature to a predetermined set temperature (hereinafter referred to as warm-up time). However, it usually takes a long time of 1 to 10 minutes. This is because the roll heat capacity can be reduced only to some extent.
The warm-up time is determined by the relationship between the heat capacity of the roll and the input power, if a simple calculation is performed. For this reason, it is attempted to reduce the roll heat capacity in order to shorten the warm-up time, but there is a limit to the reduction of the roll heat capacity rather than the roll rigidity.

【0007】ところで、熱定着ローラ方式の定着装置に
おいて、加熱ロールと加圧ロールの接触領域(ニップ領
域)内の圧力は、所定の定着性能を確保するには、一般
的には、0.5〜5.0kg/cm2程度の圧力が必要
とされている。これ以下の圧力では、用紙やロール表面
の凹凸の存在によるすきまを埋めることができず、粉体
トナーに効率良く熱を伝達することができなくなるから
である。また、定着後のトナー表面がまだらになってし
まい、画質が低下してしまう。
In a heat fixing roller type fixing device, the pressure in the contact area (nip area) between the heating roll and the pressure roll is generally 0.5 in order to ensure a predetermined fixing performance. A pressure of about 5.0 kg / cm 2 is required. This is because if the pressure is lower than this, it is not possible to fill the gap due to the presence of irregularities on the paper or the roll surface, and it becomes impossible to efficiently transfer heat to the powder toner. In addition, the toner surface after fixing becomes mottled and the image quality deteriorates.

【0008】この程度のニップ領域内の圧力を得るため
に、両ロール間に与える総荷重は、20〜200kgに
達する。このため、加熱ロールは、この荷重に耐えられ
る強度を有するように、作成する必要がある。また、加
熱ロールの剛性上の必要性から、ロールの小径化および
薄肉化には限界が存在していた。
In order to obtain such a pressure in the nip region, the total load applied between both rolls reaches 20 to 200 kg. Therefore, the heating roll needs to be manufactured so as to have a strength capable of withstanding this load. In addition, there is a limit to the roll diameter reduction and the wall thickness reduction due to the necessity of rigidity of the heating roll.

【0009】これに対して、従来から薄肉のロールの許
容応力を増大させるための様々な技術が開発されてい
る。次に、これらのロールの許容応力を増大するための
技術を利用する場合について、これまでの許容応力を増
大させるための技術と、それらを定着装置に適用した場
合の問題点について考察する。
On the other hand, various techniques have been developed for increasing the allowable stress of thin rolls. Next, regarding the case of utilizing the technique for increasing the allowable stress of these rolls, the technique for increasing the allowable stress up to now and the problem when applying them to the fixing device will be considered.

【0010】ロールの許容応力を増大するための第1の
方法として、金属製の薄肉ロールに対し、高周波焼き入
れや浸炭焼き入れなど変態を伴う熱処理を施す方法があ
る。この第1の方法によると、ロールの許容応力は増大
するが、ロールに対する処理が高温で行われ、材料の中
で変態を伴うために、ロールのそりや曲がりなどが発生
する。そのため、定着装置に適用する場合に、定着プロ
セスの圧接領域(ニップ領域)の形状が軸方向で不均一
となったり、ロールの熱処理後に耐熱性弾性体層を被覆
する際、耐熱弾性体の被覆量が不均一になるなどの問題
が発生し、加熱ロールとしては使用できない。
As a first method for increasing the allowable stress of the roll, there is a method of subjecting a thin metal roll to a heat treatment accompanied by transformation such as induction hardening or carburizing. According to the first method, the allowable stress of the roll increases, but the roll is warped or bent because the process for the roll is performed at a high temperature and transformation occurs in the material. Therefore, when applied to a fixing device, the shape of the pressure contact area (nip area) in the fixing process becomes non-uniform in the axial direction, or when the heat resistant elastic body layer is coated after heat treatment of the roll, the coating of the heat resistant elastic body is performed. It cannot be used as a heating roll because of problems such as uneven amount.

【0011】第2の方法として、例えば、特開昭56−
158359号公報に記載されているように、定着ロー
ラとして用いる鉄製ローラ材に対して、窒化処理を施す
方法がある。この方法によると、ローラ材に対する窒化
処理は、通常の場合、500℃〜600℃の低温下で行
われるため、ロールのそりや曲がりなどの形状劣化は生
じにくい。
As a second method, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 56-
As described in Japanese Patent No. 158359, there is a method of nitriding an iron roller material used as a fixing roller. According to this method, the nitriding treatment for the roller material is usually performed at a low temperature of 500 ° C. to 600 ° C., so that the shape deterioration such as the warp or bending of the roll is unlikely to occur.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところで、定着装置
は、定着ロールとする金属性加熱ロールの両端部が軸支
される構造であり、このような構造の金属性加熱ロール
では、両端部の軸支される場所において、作用応力が増
大する傾向にある。そのため、金属性加熱ロールは両端
部を補強するような構造とされる。例えば、図2に示す
ように、金属性加熱ロール芯金1の両端部に金属性のボ
ス部3を設け、金属性加熱ロール芯金1の表面には、オ
フセット防止層2を設ける構造とされる。これは、前述
した特開昭56−158359号公報にも記載されてい
るとおりである。
By the way, the fixing device has a structure in which both ends of a metallic heating roll serving as a fixing roll are pivotally supported. In the metallic heating roll having such a structure, the shafts at both ends are supported. In the place where it is supported, the working stress tends to increase. Therefore, the metallic heating roll has a structure in which both ends are reinforced. For example, as shown in FIG. 2, a metallic boss portion 3 is provided at both ends of the metallic heating roll core 1 and an offset prevention layer 2 is provided on the surface of the metallic heating roll core 1. It This is as described in the above-mentioned JP-A-56-158359.

【0013】しかしながら、金属性加熱ロール芯金とし
て、薄肉の金属性ロールを用いる場合には、薄肉である
ために、加熱ロール芯金の両端部にボス部3を設けるこ
とは困難である。このため、このようなボス部3を設け
ることに替えて、例えば、図3に示すように、絞り加工
が施された加熱ロール芯金4が定着ロールとして用いら
れる。金属性ロールに対して絞り加工が施すことは、両
端部補強のためには有効であるが、絞り加工を施す場合
には、ある程度の肉厚が必要であり、金属性ロールが薄
肉である場合、変形や製造上の公差の問題より実施が困
難である。なお、図3において、4は絞り加工を施した
加熱ロール芯金、2はオフセット防止層を示している。
However, when a thin metal roll is used as the metallic heating roll core metal, it is difficult to provide the boss portions 3 at both ends of the heating roll core metal because of its thin thickness. Therefore, instead of providing such a boss portion 3, for example, as shown in FIG. 3, a heating roll core metal 4 subjected to a drawing process is used as a fixing roll. It is effective to apply a drawing process to a metallic roll to reinforce both ends, but when applying a drawing process, a certain amount of wall thickness is required and when the metal roll is thin. However, it is difficult to implement due to the problems of deformation and manufacturing tolerances. In FIG. 3, reference numeral 4 indicates a heating roll core bar subjected to drawing processing, and 2 indicates an offset prevention layer.

【0014】ところで、金属性ロールを定着ロールとし
て用いる場合に、窒化処理などの変態を伴わない表面熱
処理を行うと、通常は、表面部を硬化させることで疲労
強度を増大させることができるが、薄肉の金属性加熱ロ
ールでは、定着装置の定着プロセスで、内部にまで大き
な応力振幅が加わるため、表面硬化のみの表面熱処理で
は、それほど疲労強度が増大しない。
By the way, when a metallic roll is used as a fixing roll, if surface heat treatment without transformation such as nitriding treatment is performed, the fatigue strength can usually be increased by hardening the surface portion. In the thin metal heating roll, since a large stress amplitude is applied to the inside in the fixing process of the fixing device, the surface heat treatment only by surface hardening does not increase the fatigue strength so much.

【0015】本発明は上記のような問題に鑑みてなされ
たものであり、本発明の目的は、製造コストアップを伴
わず、ウォームアップタイムを大幅に短縮することが可
能な薄肉加熱ロールを用いる定着装置を提供することに
ある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to use a thin-walled heating roll capable of significantly shortening the warm-up time without increasing the manufacturing cost. It is to provide a fixing device.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するため、本発明の定着装置は、第1の特徴として、両
端が軸支された加熱ロールと圧接する加圧体で形成され
る加圧領域に、未定着トナー像を担持した転写材を通過
させ加熱定着する定着装置において、前記加熱ロール芯
金に、その厚さ方向全域に軟窒化処理による窒素の拡散
層が形成されるように、窒化処理(軟窒化処理を含む)
を行うことを特徴とする。つまり、トナー像を担持した
記録媒体を加熱および加圧してトナー像を記録媒体上に
溶融および圧着する定着装置において、前記記録媒体を
加熱する加熱定着ロールと、この加熱定着ロールを回転
駆動する回転駆動手段と、前記記録媒体に対して前記加
熱定着ロールと反対側に配置され、前記加熱定着ロール
を押圧する加圧体を備え、前記加熱定着ロールが、薄肉
の金属製円筒体と、この金属製円筒体の外周面に設けら
れた耐熱性離型層を有し、前記金属製円筒体が、その厚
さ方向全域に軟窒化処理による窒素の拡散層が形成され
た円筒体であることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the fixing device of the present invention has, as a first feature, a pressurizing member which is in pressure contact with a heating roll whose both ends are axially supported. In a fixing device in which a transfer material carrying an unfixed toner image is passed through a pressure area to be heat-fixed, a nitrogen diffusion layer by soft nitriding is formed on the entire area of the heating roll core bar in the thickness direction thereof. Nitriding treatment (including soft nitriding treatment)
It is characterized by performing. That is, in a fixing device that heats and presses a recording medium carrying a toner image to melt and press the toner image on the recording medium, a heating fixing roll that heats the recording medium and a rotation that drives the heating fixing roll to rotate. A driving unit and a pressurizing member that is disposed on the opposite side of the recording medium from the heat fixing roll and presses the heat fixing roll, wherein the heat fixing roll is a thin-walled metal cylindrical body and the metal. Having a heat-resistant release layer provided on the outer peripheral surface of the cylindrical body made of metal, the metal cylindrical body is a cylindrical body having a diffusion layer of nitrogen formed by soft nitriding treatment throughout the thickness direction thereof. Characterize.

【0017】また、第2の特徴として、本発明の定着装
置においては、薄肉金属性ロール芯金の全域において窒
素の拡散層を設ける。また、第3の特徴として、本発明
の定着装置は、薄肉金属性ロール芯金の肉厚が1mm以
下であることを特徴とする。すなわち、金属製円筒体の
肉厚が、0.1mmから1mmの範囲であることを特徴
とする。
As a second feature, in the fixing device of the present invention, a nitrogen diffusion layer is provided in the entire area of the thin metal roll core metal. As a third feature, the fixing device of the present invention is characterized in that the thickness of the thin metallic roll core metal is 1 mm or less. That is, the wall thickness of the metal cylindrical body is in the range of 0.1 mm to 1 mm.

【0018】本発明の定着装置は、更に、第4の特徴と
して、加圧体が加圧ロールであり、薄肉金属製ロールを
用いた加熱ロールと加圧ロールが圧接したときに、加熱
ロールと加圧ロールの撓み方向が同一方向になるように
する。このため、前記加圧ロールが、中空の円筒体と、
前記中空の円筒体の内部に挿通され、前記中空の円筒体
を前記加熱定着ロールに押圧する両端部よりも中央部の
径が拡大された押圧部材とを備えるような構成とする。
A fourth feature of the fixing device of the present invention is that the pressing body is a pressing roll, and when the heating roll using a thin metal roll and the pressing roll are brought into pressure contact with each other, The pressure rolls should be bent in the same direction. Therefore, the pressure roll, a hollow cylindrical body,
A pressing member that is inserted into the hollow cylindrical body and has a central portion whose diameter is larger than that of both end portions that press the hollow cylindrical body against the heating and fixing roll is provided.

【0019】また、第5の特徴として、本発明の定着装
置は、加圧体がパッドのような固定加圧部材であり、固
定加圧部材の加熱ロールと圧接する部位には、軸方行に
凸形状部を設け、定着ローラと前記固定加圧部材が圧接
したときに、加熱ロールのたわみ方向と固定加圧部材の
凸形状の方向が同一方向になるようにする。
A fifth feature of the fixing device of the present invention is that the pressure body is a fixed pressure member such as a pad, and the portion of the fixed pressure member that is in pressure contact with the heating roll has an axial direction. When a fixing roller and the fixed pressure member are brought into pressure contact with each other, the bending direction of the heating roll and the direction of the convex shape of the fixed pressure member are in the same direction.

【0020】また、第6の特徴として、本発明による定
着装置が適用される転写装置は、加熱ロールと加圧体の
圧接部に有端もしくは無端ベルトが狭持されており、前
記ベルトが、像担持体上に形成されたトナー像が転写さ
れる中間転写体であることを特徴とする。
As a sixth feature, in the transfer device to which the fixing device according to the present invention is applied, an endless belt or an endless belt is sandwiched between the heating roller and the pressurizing member, and the belt is It is an intermediate transfer member to which a toner image formed on the image carrier is transferred.

【0021】また、第7の特徴として、本発明の定着装
置もしくは転写定着装置において、前記加熱ロールの設
定温度を可変とすることで画像光沢度を変更することを
特徴とする。
As a seventh feature, in the fixing device or the transfer fixing device of the present invention, the image glossiness is changed by changing the set temperature of the heating roll.

【0022】前述したように、従来の厚肉の加熱ロール
は、図2または図3に示すように、端部を補強する構造
を実施することが可能であるが、薄肉の金属性加熱ロー
ルにおいては、ボス部を設けるなどして、端部を補強す
る構造を用いることが困難である。したがって、本発明
の定着装置においては、加熱ロール駆動型の加熱ロール
を用いるが、この場合、加熱ロール駆動型の加熱ロール
では、図4に示すように、例えば、金属製円筒体41の
端部に切り欠き部(キー溝)43を設けて、この切り欠
き部43に駆動用のギヤを連結する構造を用いる。切り
欠き部43は端部の支持部に近接しており、応力集中部
となるが、後述するように、窒化処理により、窒素の拡
散層を形成したロールコアを用い、十分な疲労強度を有
するようにする。なお、図4において、42は離型層で
ある。
As described above, the conventional thick heating roll can have a structure for reinforcing the end portion as shown in FIG. 2 or FIG. It is difficult to use a structure that reinforces the end portion by providing a boss portion or the like. Therefore, in the fixing device of the present invention, a heating roll driving type heating roll is used. In this case, in the heating roll driving type heating roll, as shown in FIG. A notch (key groove) 43 is provided in the notch 43 and a drive gear is connected to the notch 43. The cutout portion 43 is close to the support portion at the end portion and serves as a stress concentration portion. However, as will be described later, a roll core having a nitrogen diffusion layer formed by nitriding treatment is used so as to have sufficient fatigue strength. To In FIG. 4, 42 is a release layer.

【0023】窒化処理は、処理条件によっても異なる
が、基本的には鉄鋼の表面に鉄窒化物などからなる薄い
化合物層(数μm〜数10μm)と、その下に窒素によ
る固溶硬化あるいは析出硬化した拡散層(数100μm
〜数mm)を形成する処理である。化合物層の硬度はH
v500〜600程度であり、拡散層ではHv300程
度となる。
Although the nitriding treatment varies depending on the treatment conditions, it is basically a thin compound layer (several .mu.m to tens of .mu.m) made of iron nitride or the like on the surface of steel, and solid solution hardening or precipitation by nitrogen underneath. Hardened diffusion layer (several 100 μm
Up to several mm). The hardness of the compound layer is H
v500-600, and the diffusion layer has Hv300.

【0024】窒化処理の種類としては、ガス窒化、
塩浴窒化、ガス軟窒化、イオン窒化の方法がある。
ガス窒化では、処理温度が500℃〜560℃で処理
時間が50〜100時間であり、窒化層の厚さは1mm
程度に達する。ただし、処理時間が長くなるため、生産
効率は低くなる。また、適応する金属材料としても、窒
化鋼が要求されるため適用範囲が狭い。処理後の表面に
もろいFe2Nが発生するため、加熱ロールに耐熱性離型
材料や耐熱性弾性層を設ける場合には剥離の問題などが
発生する。
The types of nitriding treatment are gas nitriding,
There are methods of salt bath nitriding, gas soft nitriding, and ion nitriding.
In gas nitriding, the processing temperature is 500 ° C. to 560 ° C., the processing time is 50 to 100 hours, and the thickness of the nitrided layer is 1 mm.
Reach a degree. However, since the processing time becomes long, the production efficiency becomes low. Further, as an applicable metal material, nitrided steel is required, so that the applicable range is narrow. Since brittle Fe 2 N is generated on the surface after the treatment, peeling problem occurs when the heat-resistant release material or the heat-resistant elastic layer is provided on the heating roll.

【0025】これに対して、塩浴窒化では、処理温度
が500〜600℃で、処理時間が0.5〜20時間で
あり、窒化層の厚さは0.3〜0.5mmである。
On the other hand, in the salt bath nitriding, the treatment temperature is 500 to 600 ° C., the treatment time is 0.5 to 20 hours, and the thickness of the nitride layer is 0.3 to 0.5 mm.

【0026】また、ガス軟窒化では、処理温度が55
0〜600℃で、処理時間が0.5〜20時間であり、
窒化層の厚さは0.3〜0.5mmである。
Further, in the gas soft nitriding, the processing temperature is 55.
0 to 600 ° C., the treatment time is 0.5 to 20 hours,
The nitride layer has a thickness of 0.3 to 0.5 mm.

【0027】また、イオン窒化では、処理温度が35
0℃以下で、処理時間が2〜20時間であり、窒化層の
厚さは0.3〜0.5mmである。
In ion nitriding, the processing temperature is 35.
The treatment time is 2 to 20 hours at 0 ° C. or lower, and the thickness of the nitride layer is 0.3 to 0.5 mm.

【0028】したがって、これら〜の窒化方法を用
いると、処理時間が短く生産性が高い。また、処理材も
鉄鋼材料全般が可能であり、イオン窒化に至ってはア
ルミニウムなどの非鉄材料にも処理が可能である。この
ため、〜の窒化方法を用いることが好ましい。加熱
ロールの温度分布が、画質等に対して、特に、問題とな
るカラー定着装置の加熱ロールの芯金の処理としては、
非常に有効である。また、イオン窒化では、処理温度
が最も低く、薄肉金属ロールの処理方法としては、より
好ましい処理方法となっている。
Therefore, when these nitriding methods (1) to (3) are used, the processing time is short and the productivity is high. Further, the treated material can be all steel materials, and even non-ferrous materials such as aluminum can be treated by ion nitriding. Therefore, it is preferable to use the nitriding methods (1) to (3). The temperature distribution of the heating roll, especially for the image quality, as a treatment of the core metal of the heating roll of the color fixing device, which is a problem,
It is very effective. Further, in the ion nitriding, the treatment temperature is the lowest, which is a more preferable treatment method for the thin metal roll.

【0029】薄肉の加熱ロールを定着装置に装着して使
用する場合、疲労による破壊の問題が発生する。薄肉加
熱ロールでは、その破壊の開始位置が端部の切り欠き部
などの応力集中部であることが多い。そして、窒化処理
を行った場合、通常、疲労破壊を防止することが考慮さ
れるのは、硬度の高い最外層の化合物層が亀裂発生を防
止するためであるが、薄肉加熱ロールの場合には、内部
においても大きな応力振幅を受けるため、硬度が増加し
た窒素拡散層の役割が重要であることが実験結果により
判明した。
When a thin heating roll is attached to a fixing device and used, a problem of destruction due to fatigue occurs. In a thin-walled heating roll, the break start position is often a stress concentration portion such as a cutout portion at the end. Then, when performing the nitriding treatment, usually, to prevent fatigue fracture is considered to prevent the occurrence of cracks in the compound layer of the outermost layer of high hardness, in the case of a thin heating roll It was found from the experimental results that the role of the nitrogen diffusion layer having the increased hardness is important because it receives a large stress amplitude inside.

【0030】したがって、本発明による定着装置では、
定着ロールとして用いる金属製円筒体に対して、その厚
さ方向全域に軟窒化処理による窒素の拡散層が形成され
るようにする。加熱ロールの端部の切り欠き部の応力集
中部に全域拡散層が及ぶことは当然必要であるが、更に
内部においても全域拡散層が及ぶことで、薄肉加熱ロー
ルの疲労強度が大幅に増大する。なお、ここでの窒素拡
散層とは、JSHS1001((社)日本熱処理技術協
会規格)で定められている実用硬化層深さ(プラクティ
カル、ND−P)と同一であり、母材の硬さよりHV5
0高い硬さまでの深さを言う。
Therefore, in the fixing device according to the present invention,
A nitrogen diffusion layer is formed by soft nitriding treatment on the entire area of the metal cylinder used as the fixing roll in the thickness direction. It is of course necessary that the stress diffusion area of the notch at the end of the heating roll be covered with the global diffusion layer, but the global diffusion layer also extends inside, which significantly increases the fatigue strength of the thin heating roll. . The nitrogen diffusion layer here is the same as the practical hardened layer depth (practical, ND-P) defined by JSHS1001 (Japan Heat Treatment Technology Association Standard), and is determined from the hardness of the base material. HV5
0 Depth up to high hardness.

【0031】逆に、内部まで拡散層がおよばない場合に
は、薄肉加熱ロールでは処理を施さない場合とほぼ同様
の疲労限度までしか達しないので好ましくない。
On the contrary, when the diffusion layer does not reach the inside, the fatigue limit is almost the same as in the case where the thin heating roll is not treated, which is not preferable.

【0032】加熱ロールの芯金の窒化処理に用いる方法
としては、もろいFe2N層が最外層に析出しない塩浴
窒化、ガス軟窒化、イオン窒化が好ましく、これら
の窒化方法により全域窒素拡散層を形成するためには、
加熱ロールの芯金の肉厚は1mm以下であることが好ま
しい。また、金属ロールコアの製造上の観点から、ロー
ル真円度、ふれを満足するためには、0.1mm以上で
あることが望ましい。したがって、金属製円筒体の肉厚
が0.1mmから1mmの範囲であるとする。この場合
には、ウォームアップタイムは、5秒〜2分程度の短時
間にすることが可能となる。
As a method used for nitriding the core of the heating roll, salt bath nitriding, gas soft nitriding, or ion nitriding in which a fragile Fe 2 N layer is not deposited on the outermost layer is preferable. To form
The core thickness of the heating roll is preferably 1 mm or less. Further, from the viewpoint of manufacturing the metal roll core, in order to satisfy the roundness of the roll and the runout, it is preferably 0.1 mm or more. Therefore, it is assumed that the wall thickness of the metal cylindrical body is in the range of 0.1 mm to 1 mm. In this case, the warm-up time can be shortened to about 5 seconds to 2 minutes.

【0033】また、鉄鋼材料を加熱ロールとして用いる
場合は、疲労限度を下げたり、ロール表面のオフセット
防止層やゴム層の剥離の原因となる「錆」が非常に問題
となるが、窒化処理を施すことで「錆」は防止できるこ
とがわかった。このことは、もろいFe2N層が最外層に
析出しない塩浴窒化、ガス軟窒化、イオン窒化の
窒化方法を用いることで、より効果が顕著となる。
Further, when a steel material is used as a heating roll, "rust" which lowers the fatigue limit and causes peeling of the offset prevention layer and the rubber layer on the roll surface becomes a serious problem. It turned out that "rust" can be prevented by applying it. This is more remarkable by using a nitriding method such as salt bath nitriding, gas soft nitriding, or ion nitriding in which a fragile Fe 2 N layer is not deposited on the outermost layer.

【0034】また、切り欠き部などの応力集中部の加工
を窒化処理の前に行うと、機械加工を施した部分より錆
が発生することになる。そのため、機械加工部に防錆処
理を必要とし、高価なものとなるが、軟窒化処理の後に
切り欠きなどの応力集中部の加工を行うことで、軟窒化
処理の防錆効果は維持される。この場合、従来、必要と
された防錆処理を省略することが可能となり、製造コス
トの削減にもなる。
If the stress-concentrated portion such as the notch portion is processed before the nitriding treatment, rust will be generated from the machined portion. Therefore, rust prevention treatment is required for the machined part and it becomes expensive, but the rust prevention effect of the soft nitriding treatment is maintained by processing the stress concentration part such as the notch after the soft nitriding treatment. . In this case, it is possible to omit the rust-prevention treatment which has been conventionally required, and it is possible to reduce the manufacturing cost.

【0035】また、本発明による定着装置においては、
薄肉の金属製ロールを加熱ロール芯金に用いる場合、窒
化処理により材料許容応力を増大させるが、加熱ロール
芯金自身の弾性係数に変化がないため、薄肉の金属製ロ
ールを加熱ロールとして定着装置に装着し、荷重を印加
すると加熱ロールには軸方向のたわみ変形が生じる可能
性がある。このたわみ量が大幅に増加すると、加熱ロー
ルと加圧ロールの接触領域(ニップ領域)が不均一とな
り、未定着用紙を通紙すると用紙に紙しわが発生した
り、用紙中央部での定着強度が弱くオフセットが発生
し、次のコピー用紙を汚したり、また、画像が欠落した
りしてしまうという問題が発生する。これに対して、本
発明の定着装置においては、加熱ロールの軸方向のたわ
みを補正する機構を付加する構成とすることで、このよ
うな問題は解決される。
In the fixing device according to the present invention,
When a thin metal roll is used as the heating roll core metal, the material allowable stress is increased by nitriding treatment, but since the elastic modulus of the heating roll core metal does not change, the thin metal roll is used as a heating roll for the fixing device. When it is mounted on the heating roll and a load is applied, the heating roll may be deformed in the axial direction. If the amount of this deflection increases significantly, the contact area (nip area) between the heating roll and pressure roll becomes uneven, and when unfixed paper is passed, paper wrinkles occur and the fixing strength at the center of the paper is increased. Causes a weak offset and stains the next copy sheet, or the image is missing. On the other hand, in the fixing device of the present invention, such a problem is solved by adding a mechanism for correcting the axial deflection of the heating roll.

【0036】例えば、定着装置の加圧ロールとして、中
空の円筒体と、前記中空の円筒体の内部に挿通され、前
記中空の円筒体を前記加熱定着ロールに押圧する両端部
よりも中央部の径が拡大された押圧部材とを有するもの
を用いる(図7)。また、定着装置の加圧体として、非
回転の固定加圧体であって、前記固定加圧体の前記定着
ロールを押圧する部分が前記加熱定着ロールの軸方向に
凸状であるものを用いる(図9)。
For example, as a pressure roll of the fixing device, a hollow cylinder is inserted into the hollow cylinder and the inside of the hollow cylinder, and the center of the hollow cylinder is more than the both ends pressing the heat fixing roll. A pressing member having an enlarged diameter is used (FIG. 7). Further, as the pressure body of the fixing device, a non-rotating fixed pressure body, in which the portion of the fixed pressure body that presses the fixing roll is convex in the axial direction of the heat fixing roll, is used. (FIG. 9).

【0037】また、特にカラー定着機やカラー転写定着
装置では、本発明の定着装置のような薄肉の金属ロール
を用いた場合、非常に小さい熱容量の加熱ロールを実現
することができ、ロール表面の温度を比較的短時間で変
化させることができる。そのため、画像光沢度(75度
の入射光に対して75度の反射光の割合を言う。この画
面光沢度を以下「グロス」と言う)を容易にコントロー
ルができる。
Further, particularly in a color fixing device or a color transfer fixing device, when a thin metal roll such as the fixing device of the present invention is used, a heating roll having a very small heat capacity can be realized, and the roll surface The temperature can be changed in a relatively short time. Therefore, the image glossiness (a ratio of reflected light of 75 degrees to incident light of 75 degrees; this screen glossiness is hereinafter referred to as “gloss”) can be easily controlled.

【0038】このように定着装置を構成することによ
り、金属性の薄肉の加熱ロールを用いる定着装置におい
ては、ウォームアップタイムを大幅に短縮することがで
き、スタンバイ時の消費エネルギーを大幅に削減するこ
とが可能となる。また、カラー複写機の定着装置に適用
する場合においては、小熱容量の加熱ロールを使用する
ことが可能となり、短時間で加熱ロールの設定温度が変
更でき、画像のグロスを適宜変更することが可能とな
る。
By constructing the fixing device as described above, in the fixing device using the metallic thin heating roll, the warm-up time can be greatly shortened, and the energy consumption during standby can be greatly reduced. It becomes possible. Also, when applied to a fixing device of a color copying machine, it is possible to use a heating roll with a small heat capacity, the set temperature of the heating roll can be changed in a short time, and the gloss of the image can be appropriately changed. Becomes

【0039】[0039]

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施する場合の形
態について、図面を参照して具体的に説明する。図4
は、本発明の一実施例の定着装置で用いる薄肉の加熱ロ
ールの形状を示す横断面図である。加熱ロールは、直径
35mm、肉厚0.4mm、長さ380mmの鉄製のロ
ールコア41を用い、このロールコア41の表面に離型
層42として、PFA(パーフロロアルキルビニールエ
ーテル共重合樹脂)を25μm成形したものである。な
お、ロールコア41は、肉厚0.4mm、長さ380m
mのSTKM11A素管より、センタレス研削を経て、
製造したものである。端部には長さ19mm、幅5mm
のキー溝43が形成されている。この、キー溝43と図
示しないギアとが連結して、加熱ロールが駆動モータに
より駆動される。ロールコア41には、窒化処理が施さ
れる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be specifically described with reference to the drawings. Figure 4
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the shape of a thin heating roll used in the fixing device according to the embodiment of the present invention. As the heating roll, an iron roll core 41 having a diameter of 35 mm, a wall thickness of 0.4 mm, and a length of 380 mm was used, and PFA (perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin) was formed as a release layer 42 on the surface of the roll core 41 by 25 μm. It was done. The roll core 41 has a wall thickness of 0.4 mm and a length of 380 m.
m STKM11A blank tube through centerless grinding,
It is manufactured. Length 19mm, width 5mm at the end
Is formed with a key groove 43. The key groove 43 and a gear (not shown) are connected to drive the heating roll by a drive motor. The roll core 41 is nitrided.

【0040】このような構成の加熱ロールのロールコア
41に対して、本発明の実施例と従来例との比較のた
め、次のような3種類のロールコアを作成して実験を行
った。 1.無処理のままのもの(Aロール)、 2.窒素拡散層が表裏双方片側0.1mmのもの(Bロ
ール)、 3.窒素拡散層が表裏双方片側0.2mmのもの(窒素
拡散層が全域に及ぶ)(Cロール)を作成した。 なお、BロールとCロールに関しては、タフトライドと
呼ばれる塩浴窒化処理法を用いて窒化処理を行った。B
ロールに対しては、560℃で0.5時間の処理を行
い、一方、Cロールに対しては、560℃で2時間の処
理を行った。
For the roll core 41 of the heating roll having such a structure, the following three types of roll cores were prepared and tested for the purpose of comparison between the embodiment of the present invention and the conventional example. 1. Untreated (A roll), 1. 2. Nitrogen diffusion layers having 0.1 mm on both sides (B roll), A nitrogen diffusion layer having 0.2 mm on both sides (a nitrogen diffusion layer covers the entire area) (C roll) was prepared. Note that the B roll and the C roll were subjected to nitriding treatment using a salt bath nitriding treatment method called tuftride. B
The roll was treated at 560 ° C. for 0.5 hours, while the C roll was treated at 560 ° C. for 2 hours.

【0041】この3種類のロールコアによる加熱ロール
を、定着装置(図示しない)に装着し、実モード疲労試
験として、非通紙の空回転を実施した。試験時の定着装
置の条件としては、設定温度を180℃とし、プロセス
スピードを300mm/secとした。トータル荷重に
ついては、10kgf〜100kgfの間で変化させ
た。その場合の疲労試験の結果は、図5に示されるとお
りとなった。ここでの試験では経過時間を測定したが、
図5に示すグラフでは、圧縮引っ張りの繰り返し応力の
サイクル数として表示している。
The heating rolls of these three types of roll cores were mounted on a fixing device (not shown), and idle rotation without paper passing was carried out as a real mode fatigue test. As conditions for the fixing device during the test, the set temperature was 180 ° C. and the process speed was 300 mm / sec. The total load was changed between 10 kgf and 100 kgf. The result of the fatigue test in that case is as shown in FIG. In this test, the elapsed time was measured,
In the graph shown in FIG. 5, it is displayed as the number of cycles of repeated stress of compressive tension.

【0042】図5のグラフにより明らかであるが、Aロ
ールとBロールでは疲労強度にほとんど差がなく、ほと
んど同一の荷重から、切り欠き部で亀裂が発生してい
る。一方、Cロールでは、疲労強度が大幅に上昇してい
る。これは、薄肉金属製加熱ロールでは窒素拡散層が全
域に及んでいないと、窒化処理による強化効果が得られ
ないことを示している。
As is clear from the graph of FIG. 5, there is almost no difference in the fatigue strength between the A roll and the B roll, and cracks occur at the notches due to almost the same load. On the other hand, the fatigue strength of the C roll is significantly increased. This indicates that the thin metal heating roll cannot obtain the strengthening effect by the nitriding treatment unless the nitrogen diffusion layer extends over the entire area.

【0043】次に、本発明による実施例の定着装置につ
いて説明する。図6は、本発明の定着装置で用いる加圧
ロールの一例を示す図である。定着装置の構成は、図1
に示したような構成とし、このような構成の定着装置に
おいて、加圧ローラ17としては、図6に示すように、
中央で支持されたロール61に耐熱性離型層62を被覆
したものを用いる構成とする。これにより、加圧ローラ
17により加熱用の定着ローラ14を押圧したとき、加
圧ローラ17と定着ローラ(加熱ロール)14の撓み方
向が同一方向になる。
Next, a fixing device according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a diagram showing an example of a pressure roll used in the fixing device of the present invention. The structure of the fixing device is shown in FIG.
In the fixing device having such a structure as shown in FIG.
A roll 61 supported at the center is coated with a heat resistant release layer 62. As a result, when the fixing roller 14 for heating is pressed by the pressure roller 17, the bending directions of the pressure roller 17 and the fixing roller (heating roll) 14 are the same.

【0044】本発明の定着装置で用いる加圧ローラは、
中央で支持されたロール61に、厚さ4mmのシリコン
ゴムの耐熱性離型層62が被服されている。加熱ロール
14としては、前述したように、図4に示すような加熱
ロールを用いた。両端の軸受部より、総荷重70kgが
印加されている。この状態では、加熱ロールの中央部で
のたわみは、0.5(mm)に達したが、図6に示すよ
うに、中央で支持するロール61を用いた加圧ロールに
より、このたわみが補正され、加熱ロールと加圧ロール
で形成されるニップを測定したところ、ロール端部ニッ
プ7.0mm、ロールセンター部ニップ6.4mmとな
り、このような構成によると、ニップ形状指数(センタ
ー部ニップ量/端部ニップ量)0.9を得ることができ
た。この状態で富士ゼロックス(株)製の複写機「Vi
vace550(商品名)」で絵出しされた未定着トナ
ー像を定着した場合、十分な定着性が得られるととも
に、紙しわの発生は一切なかった。
The pressure roller used in the fixing device of the present invention is
A roll 61 supported at the center is covered with a heat-resistant release layer 62 of silicon rubber having a thickness of 4 mm. As the heating roll 14, as described above, the heating roll shown in FIG. 4 was used. A total load of 70 kg is applied from the bearings at both ends. In this state, the deflection at the central portion of the heating roll reached 0.5 (mm), but as shown in FIG. 6, the deflection was corrected by the pressure roll using the roll 61 supported at the center. Then, when the nip formed by the heating roll and the pressure roll is measured, the roll end nip is 7.0 mm and the roll center nip is 6.4 mm. According to such a configuration, the nip shape index (center nip amount) / End nip amount) 0.9 could be obtained. In this state, Fuji Xerox Co., Ltd. copy machine "Vi
When the unfixed toner image imaged with "Vace 550 (trade name)" is fixed, sufficient fixing property is obtained and paper wrinkles are not generated at all.

【0045】図7は、本発明の定着装置で用いる加圧ロ
ールの別の一例を示す図である。加圧ロールとしては、
図7に示すように、中央部が凸状になった構造のロール
を用いることでも、全く同様の効果が得られる。すなわ
ち、図7に示す構造の加圧ロールは、加圧回転体72の
内部に、中央部が凸状になった荷重印加ロール73を設
けた構成のものとなっている。
FIG. 7 is a diagram showing another example of the pressure roll used in the fixing device of the present invention. As a pressure roll,
As shown in FIG. 7, the same effect can be obtained by using a roll having a convex central portion. That is, the pressure roll having the structure shown in FIG. 7 has a structure in which the pressure applying roll 73 having a convex central portion is provided inside the pressure rotating body 72.

【0046】図7において、71は加熱ロールである。
このような構成の定着装置の加熱ロール71に印加され
る荷重は、加圧回転体72を介して荷重印加ロール73
から印加される構成となっている。上記の構成では、加
熱ロール(定着ロール)71がたわんでも、荷重印加ロ
ール73の表面形状を、加熱ロール71のたわみ量と加
圧回転体72の剛性を考慮した太鼓形状にすることによ
って、加圧回転体72は加熱ロール(定着ロール)のた
わみ曲線に追随してたわむため、ほぼ均一のニップ形状
を得る事ができる。
In FIG. 7, 71 is a heating roll.
The load applied to the heating roll 71 of the fixing device having such a structure is applied to the load applying roll 73 via the pressure rotator 72.
It is configured to be applied from. In the above configuration, even if the heating roll (fixing roll) 71 is bent, the surface shape of the load applying roll 73 is changed to a drum shape in consideration of the amount of bending of the heating roll 71 and the rigidity of the pressurizing rotary member 72. Since the pressure rotator 72 bends following the deflection curve of the heating roll (fixing roll), a substantially uniform nip shape can be obtained.

【0047】図8は、本発明の別の実施例の定着装置の
構成を説明する横断面図である。図8に示すように、こ
の実施例の定着装置において、加熱ロール81は、直径
35mm、肉厚0.4mm、長さ335mmの鉄製コア
83に対して、タフトライドと呼ばれる塩浴窒化処理
を、560℃で2時間の処理により行い、その鉄製コア
83に離型層84として、フッ素樹脂(テフロン/デュ
ポン社の商品名)が30μmの厚さに被覆したものを用
いる。
FIG. 8 is a transverse sectional view for explaining the structure of the fixing device of another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, in the fixing device of this embodiment, the heating roll 81 applies a salt bath nitriding treatment called a tuftride to the iron core 83 having a diameter of 35 mm, a wall thickness of 0.4 mm and a length of 335 mm for 560 The iron core 83 is coated with a fluororesin (trade name of Teflon / DuPont Co., Ltd.) in a thickness of 30 μm as the release layer 84.

【0048】加熱ロール81の中心には、加熱源85と
して、100v,1000w赤外線ランプが配設されて
おり、加熱ロール81の側部に設けられた温度センサー
93より、常に150℃になるように、温度コントロー
ラにより制御される。この時のウォームアップタイム
は、10秒を達成することが可能となる。また、加熱ロ
ール81は、駆動モータ(図示しない)により250m
m/sのスピードで駆動される。
At the center of the heating roll 81, a 100v, 1000w infrared lamp is provided as a heating source 85, and a temperature sensor 93 provided on the side of the heating roll 81 keeps the temperature constantly at 150 ° C. , Controlled by a temperature controller. The warm-up time at this time can reach 10 seconds. In addition, the heating roll 81 is 250 m by a drive motor (not shown).
It is driven at a speed of m / s.

【0049】加圧回転体82は、外径30mm、肉厚
0.2mm、長さ310mmのステンレス製コア86に
肉厚2.0mmのシリコンゴム87を被覆した空中のロ
ールで構成される。加圧回転体82の内部に配設される
荷重印加ロール88は、外径20mm、長さ320mm
のステンレス製コア89にロール端部肉厚1.0mm、
ロール中央部1.6mmとなるようにシリコンゴム90
を被覆した太鼓型ロールである。両端の軸受部より総荷
重50kgが印加され、加圧回転体82に対して中央部
から荷重する。
The pressure rotator 82 is an aerial roll in which a stainless steel core 86 having an outer diameter of 30 mm, a wall thickness of 0.2 mm and a length of 310 mm is coated with a silicon rubber 87 having a wall thickness of 2.0 mm. The load applying roll 88 arranged inside the pressure rotating body 82 has an outer diameter of 20 mm and a length of 320 mm.
Roll end wall thickness of 1.0 mm on stainless steel core 89 of
Silicon rubber 90 so that the center of the roll is 1.6 mm
Is a drum-shaped roll. A total load of 50 kg is applied from the bearings at both ends, and the pressure rotor 82 is loaded from the center.

【0050】この時の加熱ロール(定着ロール)のたわ
み量は約0.5mmとなる。従来のたわみ量の限界と考
えられていた0.1mmに比較して、この様な大きなた
わみ量でも、ロール端部ニップ6.0mm、ロールセン
ター部ニップ5.4mmとなっており、この構成の定着
装置は、ニップ形状指数0.9を得ることができる。こ
の状態で富士ゼロックス(株)製の複写機「Vivac
e550(商品名)」で絵出しされた未定着トナー像9
1を記録紙92に定着した場合、十分な定着性が得られ
るとともに、紙しわの発生は一切なかった。また、応力
振幅が106サイクル加わる空回転モードにおいても、
定着ロールの破壊は見られなかった。
At this time, the amount of deflection of the heating roll (fixing roll) is about 0.5 mm. Compared with 0.1 mm, which was considered to be the limit of the conventional deflection amount, even with such a large deflection amount, the roll end nip is 6.0 mm and the roll center nip is 5.4 mm. The fixing device can obtain a nip shape index of 0.9. In this state, Fuji Xerox Co., Ltd. copy machine "Vivac"
e550 (trade name) ”unfixed toner image 9
When No. 1 was fixed on the recording paper 92, sufficient fixability was obtained and no paper wrinkles occurred. Moreover, even in the idle rotation mode in which the stress amplitude is 10 6 cycles,
No breakage of the fuser roll was observed.

【0051】図9は、本発明の更に別の実施例の定着装
置の構成を説明する図である。この実施例の定着装置
は、加圧ロールのかわりに、加熱ロールとたわみ方向が
一致するように、軸方向に凸形状を設けた圧力パッドタ
イプの加圧部材を用いる定着装置である。図9に示すよ
うに、この実施例の定着装置は、定着ロール20と、薄
膜のエンドレスベルト30と、エンドレスベルト30の
内側に配置された圧力パッド50とを備え、薄膜のエン
ドレスベルト30を介して、圧力パッド50が定着ロー
ル20に押圧され、定着ロール20とエンドレスベルト
30の間に記録シートが通過させられるニップ部が形成
される。
FIG. 9 is a view for explaining the structure of a fixing device according to still another embodiment of the present invention. The fixing device according to this embodiment is a fixing device that uses a pressure pad type pressing member provided with a convex shape in the axial direction so that the bending direction matches the heating roll, instead of the pressing roll. As shown in FIG. 9, the fixing device of this embodiment includes a fixing roll 20, a thin film endless belt 30, and a pressure pad 50 disposed inside the endless belt 30. As a result, the pressure pad 50 is pressed against the fixing roll 20, and a nip portion through which the recording sheet is passed is formed between the fixing roll 20 and the endless belt 30.

【0052】定着ロール20は、外径30mm、肉厚
0.35mm、長さ360mmの円筒状の鉄製金属芯金
の鉄製コア21に、タフトライドと呼ばれる塩浴窒化処
理を、560℃で2時間の処理により行い、その鉄製コ
ア21の外周面に、弾性層22としてシリコーンHTV
ゴム(ゴム硬度45度:JIS−A)を500μmの厚
さで被覆し、更に、その表面に離型層23としてフッ素
ゴムを30μmの厚さにディップコートしたものであ
り、その表面は、鏡面状態に近い表面に仕上げられてい
る。また、定着ロール20は、加熱源として600wの
ハロゲンランプ24が内部に配設されており、定着ロー
ル20の表面温度は、温度センサー25により検知さ
れ、温度コントローラによりハロゲンランプ24の通電
制御を行い、その表面温度が150℃に制御される。ま
た、離型剤として、粘度300CSのアミノ変性シリコ
ーンオイルが、図示しないオイル供給システムにより均
一に定着ロールの離型層23に供給されている。
The fixing roll 20 has an outer diameter of 30 mm, a wall thickness of 0.35 mm, and a length of 360 mm, which is a cylindrical iron metal core 21 made of iron and subjected to salt bath nitriding treatment called tuftride at 560 ° C. for 2 hours. The outer surface of the iron core 21 is treated with silicone HTV as the elastic layer 22.
Rubber (rubber hardness 45 degrees: JIS-A) is coated to a thickness of 500 μm, and further, fluororubber is dip-coated to a thickness of 30 μm as a release layer 23 on the surface, and the surface is a mirror surface. Finished to a surface close to the state. Further, the fixing roll 20 has a halogen lamp 24 of 600 w as a heating source arranged therein. The surface temperature of the fixing roll 20 is detected by a temperature sensor 25, and the temperature controller controls the energization of the halogen lamp 24. , Its surface temperature is controlled at 150 ° C. Further, as the release agent, amino-modified silicone oil having a viscosity of 300CS is uniformly supplied to the release layer 23 of the fixing roll by an oil supply system (not shown).

【0053】一方、エンドレスベルト30は、周長94
mm、肉厚75μm、長さ320mmの熱硬化性ポリイ
ミドを基材31とし、その外周面にPFAを30μmの
厚さにコーティングし、離型層32を形成したものであ
る。
On the other hand, the endless belt 30 has a circumference of 94.
The base layer 31 is a thermosetting polyimide having a thickness of 75 mm, a thickness of 75 μm, and a length of 320 mm, and PFA is coated on the outer peripheral surface to a thickness of 30 μm to form a release layer 32.

【0054】加圧体となる圧力パッド50は、支持体5
1と、支持体51の上に配置された弾性体52と、弾性
体52とエンドレスベルト30との接触面となる表面に
張られた低摩擦フィルム54と、ベルトがスムーズに回
転するように設けられたベルト走行ガイド55とから構
成されている。弾性体52は、幅10mm、肉厚5m
m、長さ320mmのシリコーンゴムであり、その表面
に配置された低摩擦フィルム54には、テフロン樹脂を
含浸させたガラス繊維シートが用いられる。ベルト走行
ガイド55の表面には、ベルト回転方向のリブを設け、
エンドレスベルト30の内周面との接触面積を少なくし
ている。また、ベルト走行ガイド55の両端には、ベル
トの寄りを規制する鍔(つば)状の部材(図示せず)が
設けられている。
The pressure pad 50, which serves as a pressurizing member, is the support member 5.
1, an elastic body 52 disposed on the support 51, a low-friction film 54 stretched on the surface serving as a contact surface between the elastic body 52 and the endless belt 30, and a belt provided so as to rotate smoothly. The belt running guide 55 is provided. The elastic body 52 has a width of 10 mm and a wall thickness of 5 m.
A glass fiber sheet impregnated with a Teflon resin is used for the low-friction film 54, which is a silicone rubber having a length of m and a length of 320 mm and arranged on the surface thereof. A rib in the belt rotation direction is provided on the surface of the belt running guide 55,
The contact area with the inner peripheral surface of the endless belt 30 is reduced. Further, at both ends of the belt running guide 55, a brim-shaped member (not shown) for restricting the deviation of the belt is provided.

【0055】所定の定着性能を得るため、耐熱性固定部
材の圧力パッド50は、薄膜のエンドレスベルト30を
介して、圧縮コイルスプリング(図示せず)により、定
着ロール20に40kgの荷重で押圧される。この場
合、弾性体52は、図9(b)に示すように、その凸部
の高さは0.4mmとしている。また、本実施例では、
弾性体52に凸部を設けたが、凸部を支持体51に設け
るようにしてもよいことは言うまでもない。定着ロール
20へのエンドレスベルト30の巻き付け角度は約45
度であり、この時、ニップ幅は約10mmとなる。駆動
源となるモータからの駆動力は、定着ロール20に伝達
され、定着ロール20および薄膜エンドレスベルト30
は矢印の方向に160mm/secの速度で回転する。
In order to obtain a predetermined fixing performance, the pressure pad 50 of the heat resistant fixing member is pressed against the fixing roll 20 by a compression coil spring (not shown) through the thin film endless belt 30 with a load of 40 kg. It In this case, as shown in FIG. 9 (b), the elastic body 52 has a height of the convex portion of 0.4 mm. Further, in this embodiment,
Although the convex portion is provided on the elastic body 52, it goes without saying that the convex portion may be provided on the support body 51. The winding angle of the endless belt 30 around the fixing roll 20 is about 45.
And the nip width is about 10 mm at this time. The driving force from the motor serving as a driving source is transmitted to the fixing roll 20 and the fixing roll 20 and the thin film endless belt 30.
Rotates in the direction of the arrow at a speed of 160 mm / sec.

【0056】前述したように、圧力パッド50表面には
低摩擦シート54を設けるが、この低摩擦シート54と
しては、例えば、中興化成工業(株)製のテフロンを含
浸させたガラス繊維シート(FGF−400−4)を用
い、弾性体52を被覆させている。この圧力パッド50
の表面と、エンドレスベルト30の内面の間にはアミノ
変性シリコーンオイルを潤滑剤として介在させている。
As described above, the low friction sheet 54 is provided on the surface of the pressure pad 50. As the low friction sheet 54, for example, a glass fiber sheet (FGF) impregnated with Teflon manufactured by Chukoh Chemical Industries, Ltd. is used. -400-4) is used to cover the elastic body 52. This pressure pad 50
Amino-modified silicone oil is interposed as a lubricant between the surface of the endless belt 30 and the inner surface of the endless belt 30.

【0057】この状態で、富士ゼロックス(株」製のカ
ラー複写機「A−color 935(商品名)」によ
り絵出しされた未定着トナー像を定着した場合、十分な
定着性が得られるとともに、紙しわの発生は一切なかっ
た。また、応力振幅が106サイクル加わる空回転モー
ドにおいても、定着ロールの破壊は見られなかった。
In this state, when the unfixed toner image imaged by the color copying machine "A-color 935 (trade name)" manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd. is fixed, sufficient fixing property is obtained and No paper wrinkles occurred, and no breakage of the fixing roll was observed even in the idle rotation mode in which the stress amplitude was 10 6 cycles.

【0058】更に、上記の条件にて、イエロー、マゼン
タ、サイアンの単色でのグロス平均値として「50」が
得られた。加熱ロールの設定温度を145℃、155℃
とすると、それぞれグロス平均値が「40」、「58」
を得ることが可能となる。その時に、中心温度の150
℃より、設定温度(145℃、155℃)に変更するた
めに必要な時間は、前者の冷却の場合で8秒であり、後
者加熱の場合で4秒であった。このように、非常に短時
間で設定温度を可変にでき、容易にグロスをコントロー
ルすることができる。
Further, under the above conditions, "50" was obtained as the gloss average value for the single colors of yellow, magenta and cyan. Set the temperature of the heating roll to 145 ℃, 155 ℃
Then, the gross average values are "40" and "58", respectively.
Can be obtained. At that time, the core temperature of 150
The time required to change the temperature from ℃ to the set temperature (145 ° C., 155 ° C.) was 8 seconds in the former cooling and 4 seconds in the latter heating. Thus, the set temperature can be changed in a very short time, and the gloss can be easily controlled.

【0059】また、本発明による定着装置は、転写定着
装置の加熱ロールとしても好適に適用できる。このよう
な実施例について説明する。図10は、本発明の更に別
の実施例の画像形成装置の構成を説明する図である。図
10において、101は中間転写媒体であり、矢印10
2の方向に300mm/sの速度で回転する。該中間転
写媒体101には耐熱性が必要である。基材としてポリ
エステル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアクリ
レート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフフォ
ン、ポリエーテルケトン、ポリバラバン酸等のフィルム
シートを使用することができる。
Further, the fixing device according to the present invention can be suitably applied as a heating roll of a transfer fixing device. Such an embodiment will be described. FIG. 10 is a diagram illustrating the configuration of an image forming apparatus according to still another embodiment of the present invention. In FIG. 10, 101 is an intermediate transfer medium, and an arrow 10
Rotate in the direction 2 at a speed of 300 mm / s. The intermediate transfer medium 101 needs to have heat resistance. As the base material, a film sheet of polyester, polyimide, polyamideimide, polyacrylate, polyetherimide, polyether sulfone, polyether ketone, polyparabanic acid or the like can be used.

【0060】この実施例の転写定着装置においては、中
間転写媒体101として、周長800mm、幅320m
m、厚み12μmのポリアミドの基材に離型性が良好な
PFAフッ素樹脂を3μm被覆したものを使用した。ま
た、静電転写性能を考慮して基材中にカーボンを分散さ
せて、その抵抗値を1010(Ωcm)としたものを用い
ている。
In the transfer-fixing device of this embodiment, the intermediate transfer medium 101 has a peripheral length of 800 mm and a width of 320 m.
A substrate of polyamide having a thickness of 12 m and a thickness of 12 m coated with PFA fluororesin having a good releasability of 3 m was used. Further, in consideration of electrostatic transfer performance, carbon is used by dispersing carbon in the base material to have a resistance value of 10 10 (Ωcm).

【0061】中間転写媒体101の走行方向102に対
応して、カラー画像の各色の画像形成ユニット104
Y,104M,104C,104Kが配設されており、
その下流側に、加熱部材105と加圧部材106が配設
される。
An image forming unit 104 for each color of a color image corresponding to the running direction 102 of the intermediate transfer medium 101.
Y, 104M, 104C, 104K are arranged,
A heating member 105 and a pressure member 106 are arranged on the downstream side.

【0062】加熱部材105および加圧部材106は、
対向して配設された加熱ローラ107および加圧ローラ
108から構成されており、この間に中間転写媒体10
1を挟み、加熱領域ニップ部PAと転写定着領域の圧接
部分であるニップ部PBを形成する。加熱領域ニップ部
PAは、加熱ローラ107に、中間転写媒体101を1
80度巻き付けることにより、78.5mmのニップ部
PAを形成している。
The heating member 105 and the pressure member 106 are
The intermediate transfer medium 10 includes a heating roller 107 and a pressure roller 108 which are arranged to face each other.
1 is sandwiched between the heating area nip portion PA and the transfer fixing area to form a nip portion PB. In the heating area nip portion PA, the heating roller 107 is attached to the intermediate transfer medium 101.
The nip portion PA of 78.5 mm is formed by winding the nip portion PA 80 degrees.

【0063】加熱部材105は、直径49.5mm、肉
厚0.4mmの鋼製の中空コアに、タフトライドと呼ば
れる塩浴窒化処理を、560℃で2時間の処理により行
った加熱ロールを用い、更に表面には、厚み250μm
の0.75×10-3cal/℃・sec・cmの熱伝導率を有する
シリコーンゴムを被覆したものである。加熱部材105
の中心には、加熱源として、650Wと550Wの2種
類のハロゲンランプ109A,109Bが内蔵される。
このような構成により、電源投入時の初期動作の温度の
立ち上げ時には両方のランプをオンすることによって約
20秒の立上げ時間を達成している。
The heating member 105 uses a heating roll obtained by subjecting a hollow core made of steel having a diameter of 49.5 mm and a wall thickness of 0.4 mm to salt bath nitriding treatment called tuftride at 560 ° C. for 2 hours. Further, the surface has a thickness of 250 μm.
Of 0.75 × 10 −3 cal / ° C. · sec · cm, which is coated with silicone rubber. Heating member 105
Two types of halogen lamps 109A and 109B of 650 W and 550 W are built in at the center of the heat source.
With such a configuration, a startup time of about 20 seconds is achieved by turning on both lamps when the temperature of the initial operation when the power is turned on is raised.

【0064】加圧部材106は、加熱ローラ107と対
向して配設されるとともに、35kgの圧接力で加熱ロ
ーラ107を加圧する。加圧部材106は、外部側ロー
ル108として、外径30mm、肉厚0.3mmの鋼製
パイプにポリイミド等の耐熱性硬質樹脂を被覆し、さら
にその表面に20μmPFAチューブを形成されたロー
ルを用い、その内部に、荷重印加ロール111として2
00μmのテーパをクラウン状に形成したものを設けて
いる。
The pressing member 106 is arranged so as to face the heating roller 107 and presses the heating roller 107 with a pressing force of 35 kg. The pressure member 106 uses, as the outer roll 108, a roll made by coating a heat-resistant hard resin such as polyimide on a steel pipe having an outer diameter of 30 mm and a wall thickness of 0.3 mm and further forming a 20 μm PFA tube on the surface thereof. , As the load applying roll 111,
A crown having a taper of 00 μm is provided.

【0065】荷重印加ロール111の外表面は、肉厚
1.0mmの硬質シリコーンゴムが被覆されている。こ
のような加圧部材106の構成により、中央部1.5m
m、両端部1.6mmの転写定着ニップ形状が得られて
いる。このニップを通過する時のデュエルタイムは0.
005秒であり、この短い時間では転写定着領域で中間
転写媒体を加熱することはほとんどない。
The outer surface of the load applying roll 111 is covered with a hard silicone rubber having a thickness of 1.0 mm. With such a structure of the pressing member 106, the central portion is 1.5 m.
A transfer fixing nip shape with m and 1.6 mm at both ends is obtained. The dwell time when passing through this nip is 0.
It is 005 seconds, and the intermediate transfer medium is hardly heated in the transfer fixing area in this short time.

【0066】また、中間転写媒体101の走行方向にお
ける加熱部材105および加圧部材106の下流側に
は、中間転写媒体101を走行させるための駆動ローラ
112が配設される。記録支持体(画像記録紙)103
は、ニップ出口付近で中間転写媒体101から剥離装置
113によって分離させられる。また、中間転写媒体1
01は、一定の張力を与えるための引張ローラ114に
掛けられている。
A drive roller 112 for moving the intermediate transfer medium 101 is disposed downstream of the heating member 105 and the pressure member 106 in the running direction of the intermediate transfer medium 101. Recording support (image recording paper) 103
Is separated from the intermediate transfer medium 101 by the peeling device 113 near the nip outlet. In addition, the intermediate transfer medium 1
01 is hooked on a pulling roller 114 for giving a constant tension.

【0067】このような構成の転写定着装置において
は、中間転写媒体101と加熱ローラ107が密着して
いる加熱領域ニップ部PAで、中間転写媒体101とそ
の上のトナー画像110は加熱ローラ107から熱が伝
達される。これにより、中間転写媒体101上のトナー
画像110は粘度低下を起こし、最上部トナー層と最下
部トナー層との適度な混合を生じせしめ、更に、トナー
層自体の透明性が急激に増加し、良好な減色混合を起こ
して、定着プロセスが進行する。
In the transfer and fixing device having such a structure, the intermediate transfer medium 101 and the toner image 110 thereon are transferred from the heating roller 107 at the heating area nip portion PA where the intermediate transfer medium 101 and the heating roller 107 are in close contact with each other. Heat is transferred. As a result, the toner image 110 on the intermediate transfer medium 101 has a reduced viscosity, which causes an appropriate mixing of the uppermost toner layer and the lowermost toner layer, and further, the transparency of the toner layer itself is rapidly increased, The fixing process proceeds with good subtractive mixing.

【0068】ニップ部PAの出口では、加熱ローラの設
定温度に等しいトナー軟化点温度の2.0倍の200℃
まで加熱される。加熱ロールは温度センサー115で2
00℃にコントロールされる。その後、カラーのトナー
画像が転写された中間転写媒体101が転写定着ニップ
PBの入口で記録支持体103が重ねられ、加熱ローラ
107および加圧ローラ108によって挟持され圧接さ
れる。トナー画像は記録支持体103と圧接し、記録材
の繊維中に浸透しながら冷却固化し、転写定着が完了す
る。ニップ出口ではトナー温度は軟化点温度以下となる
ため、トナー凝集力が増大し固体状態に戻る。更に、ト
ナー画像110のトナーの凝集力が大きくなり、一体と
なって中間転写媒体101から、トナーとの接着力が大
きい記録支持体103に移動させられ、浸透させられ
る。このようにして、中間転写媒体101のカラーのト
ナー画像は記録支持体103に転写され、同時に定着さ
せられる。
At the exit of the nip portion PA, 200 ° C. which is 2.0 times the toner softening point temperature equal to the set temperature of the heating roller.
Is heated up. The heating roll is 2 with the temperature sensor 115.
Controlled to 00 ° C. After that, the intermediate transfer medium 101 on which the color toner image is transferred is superposed on the recording support 103 at the entrance of the transfer fixing nip PB, and is nipped and pressed by the heating roller 107 and the pressure roller 108. The toner image is brought into pressure contact with the recording support 103, is cooled and solidified while penetrating into the fibers of the recording material, and the transfer fixing is completed. At the nip outlet, the toner temperature becomes lower than the softening point temperature, so the toner cohesive force increases and the toner returns to the solid state. Further, the cohesive force of the toner of the toner image 110 is increased, and the toner image 110 is integrally moved from the intermediate transfer medium 101 to the recording support 103 having a large adhesive force with the toner and permeated. In this way, the color toner image on the intermediate transfer medium 101 is transferred onto the recording support 103 and simultaneously fixed.

【0069】このような条件の状態で、富士ゼロックス
(株)製のカラー複写機「A−color 935(商
品名)」で絵出しされた未定着トナー像を定着した場
合、十分な定着性が得られるとともに、紙しわの発生は
一切なかった。また、応力振幅が106サイクル加わる
空回転モードにおいても、加熱ロールの破壊は見られな
かった。
Under these conditions, when the unfixed toner image imaged by the color copying machine "A-color 935 (trade name)" manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd. is fixed, sufficient fixing property is obtained. As it was obtained, there were no paper wrinkles. Further, even in the idling mode in which the stress amplitude was 10 6 cycles, the heating roll was not broken.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上説明したように、本発明における定
着装置および転写定着装置で用いられる加熱ロールは薄
肉の金属ロールであり、従来と比較して格段にウォーム
アップタイムが短い。本発明は薄肉金属ロールの強度不
足が原因で発生する加熱ロール破壊の問題を解消すると
同時に、鉄製ロールの使用時には従来問題であったさび
の問題も解決することが可能である。また、加熱ロール
の強度改善であるため、高い荷重を用いる高速複写機や
カラー複写機においても、寿命の長い加熱ロールコアを
提供できる。さらに、カラー複写機やカラープリンタに
おいては、小熱容量の加熱ロールを用いることが可能と
なるため、設定温度を短時間で変更することが可能とな
り画像のグロスを容易に変更することも可能となる。上
記の効果を考慮すると本発明の産業上の利用価値は非常
に大きい。
As described above, the heating roll used in the fixing device and the transfer fixing device of the present invention is a thin metal roll, and has a much shorter warm-up time than the conventional one. The present invention can solve the problem of heating roll destruction that occurs due to insufficient strength of thin metal rolls, and at the same time solve the rust problem that was a conventional problem when using iron rolls. Further, since the strength of the heating roll is improved, it is possible to provide a heating roll core having a long life even in a high speed copying machine or a color copying machine using a high load. Further, since it is possible to use a heating roll having a small heat capacity in a color copying machine or a color printer, it is possible to change the set temperature in a short time and easily change the gloss of the image. . Considering the above effects, the industrial utility value of the present invention is very large.

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

【図1】 加熱定着装置の構成を説明する図、FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a heat fixing device,

【図2】 従来の定着ロールの構造の一例を示す図、FIG. 2 is a diagram showing an example of a structure of a conventional fixing roll;

【図3】 従来の定着ロールの構造の別の一例を示す
図、
FIG. 3 is a diagram showing another example of the structure of a conventional fixing roll;

【図4】 本発明の一実施例の定着装置で用いる薄肉の
加熱ロールの形状を示す横断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the shape of a thin heating roll used in the fixing device according to the embodiment of the present invention.

【図5】 3種類のロールコアによる加熱ロールを定着
装置に装着して実モード疲労試験を行った結果を示す
図、
FIG. 5 is a diagram showing the results of an actual mode fatigue test performed by mounting a heating roll with three types of roll cores on a fixing device.

【図6】 本発明の定着装置で用いる加圧ロールの一例
を示す図、
FIG. 6 is a diagram showing an example of a pressure roll used in the fixing device of the present invention,

【図7】 本発明の定着装置で用いる加圧ロールの別の
一例を示す図、
FIG. 7 is a diagram showing another example of a pressure roll used in the fixing device of the present invention,

【図8】 本発明の別の実施例の定着装置の構成を説明
する横断面図、
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a fixing device according to another embodiment of the present invention,

【図9】 本発明の更に別の実施例の定着装置の構成を
説明する図、
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a fixing device according to still another embodiment of the present invention,

【図10】 本発明の更に別の実施例の画像形成装置の
構成を説明する図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to still another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…金属性加熱ロール芯金、2…オフセット防止層、3
…ボス部、4…加熱ロール芯金、11…加熱用のヒー
タ、12…円筒状芯金、13…耐熱性離型層、14…定
着ローラ、15…円筒状芯金、16…耐熱弾性体層、1
7…加圧ローラ、18…定着されるトナー像、19…シ
ート(記録紙)、20…定着ロール、21…鉄製コア、
22…弾性層、23…離型層、24…ハロゲンランプ、
25…温度センサー、30…エンドレスベルト、31…
基材、32…離型層、41…ロールコア、42…離型
層、43…キー溝、50…圧力パッド、51…支持体、
52…弾性体、54…低摩擦フィルム、55…ベルト走
行ガイド、61…中央で支持されたロール、62…耐熱
性離型層、71…加熱ロール、72…加圧回転体、73
…荷重印加ロール、81…加熱ロール、82…加圧回転
体、83…鉄製コア、84…離型層、85…加熱源、8
6…ステンレス製コア、87…シリコンゴム、88…荷
重印加ロール、89…ステンレス製コア、90…シリコ
ンゴム、91…未定着トナー像、92…記録紙、93…
温度センサー、101…中間転写媒体、102…、10
3…記録支持体(画像記録紙)、104…、105…、
106…加圧部材、107…加熱ローラ、108…加圧
ローラ、110…トナー画像、111…荷重印加ロー
ル、112…駆動ローラ、113…剥離装置、114…
引張ローラ、115…温度センサー。
1 ... Metallic heating roll core metal, 2 ... Offset prevention layer, 3
... Boss portion, 4 ... Heating roll core metal, 11 ... Heating heater, 12 ... Cylindrical core metal, 13 ... Heat resistant release layer, 14 ... Fixing roller, 15 ... Cylindrical core metal, 16 ... Heat resistant elastic body Layer, 1
7 ... Pressure roller, 18 ... Toner image to be fixed, 19 ... Sheet (recording paper), 20 ... Fixing roll, 21 ... Iron core,
22 ... Elastic layer, 23 ... Release layer, 24 ... Halogen lamp,
25 ... Temperature sensor, 30 ... Endless belt, 31 ...
Base material, 32 ... Release layer, 41 ... Roll core, 42 ... Release layer, 43 ... Key groove, 50 ... Pressure pad, 51 ... Support,
52 ... Elastic body, 54 ... Low friction film, 55 ... Belt running guide, 61 ... Roll supported at the center, 62 ... Heat-resistant release layer, 71 ... Heating roll, 72 ... Pressurizing rotating body, 73
... load applying roll, 81 ... heating roll, 82 ... pressure rotator, 83 ... iron core, 84 ... release layer, 85 ... heating source, 8
6 ... Stainless steel core, 87 ... Silicon rubber, 88 ... Load application roll, 89 ... Stainless steel core, 90 ... Silicon rubber, 91 ... Unfixed toner image, 92 ... Recording paper, 93 ...
Temperature sensor, 101 ... Intermediate transfer medium, 102 ..., 10
3 ... Recording support (image recording paper), 104 ..., 105 ...
106 ... Pressure member, 107 ... Heating roller, 108 ... Pressure roller, 110 ... Toner image, 111 ... Load applying roll, 112 ... Drive roller, 113 ... Peeling device, 114 ...
Tension roller, 115 ... Temperature sensor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−3995(JP,A) 特開 平9−68883(JP,A) 特開 平8−137310(JP,A) 特開 昭59−77470(JP,A) 特開 昭59−183007(JP,A) 特開 昭61−13064(JP,A) 特開 平5−285820(JP,A) 特開 平10−176258(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 13/16 G03G 13/20 G03G 15/16 G03G 15/20 F16C 13/00 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (56) References JP-A-6-3995 (JP, A) JP-A-9-68883 (JP, A) JP-A-8-137310 (JP, A) JP-A-59- 77470 (JP, A) JP 59-183007 (JP, A) JP 61-13064 (JP, A) JP 5-285820 (JP, A) JP 10-176258 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G03G 13/16 G03G 13/20 G03G 15/16 G03G 15/20 F16C 13/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 トナー像を担持した記録媒体を加熱およ
び加圧してトナー像を記録媒体上に溶融および圧着する
定着装置において、 前記記録媒体を加熱する加熱定着ロールと、 この加熱定着ロールを回転駆動する回転駆動手段と、 記録媒体に対して前記加熱定着ロールと反対側に配置さ
れ、前記加熱定着ロールを押圧する加圧体を備え、 前記加熱定着ロールが、薄肉の金属製円筒体と、この金
属製円筒体の外周面に設けられた耐熱性離型層を有し、 前記金属製円筒体が、その厚さ方向全域に軟窒化処理に
よる窒素の拡散層が形成された円筒体であることを特徴
する定着装置。
1. A fixing device for heating and pressurizing a recording medium carrying a toner image to melt and press the toner image on the recording medium, wherein a heating fixing roll for heating the recording medium and rotating the heating fixing roll. A rotary drive means for driving; and a pressurizing member that is arranged on the opposite side of the recording medium from the heat fixing roll and presses the heat fixing roll, wherein the heat fixing roll is a thin metal cylindrical body, A heat-resistant release layer is provided on the outer peripheral surface of the metal cylinder, and the metal cylinder is a cylinder in which a nitrogen diffusion layer is formed by soft nitriding treatment in the entire thickness direction. A fixing device characterized by the above.
【請求項2】 請求項1に記載の定着装置において、 前記金属製円筒体の肉厚が、0.1mmから1mmの範
囲であることを特徴とする定着装置。
2. The fixing device according to claim 1, wherein the metal cylinder has a wall thickness in the range of 0.1 mm to 1 mm.
【請求項3】 請求項1に記載の定着装置において、 前記加圧体が、加圧ロールであって、 前記加圧ロールにより前記加熱定着ロールを押圧したと
きに、前記加圧ロールと前記加熱定着ロールの撓み方向
が同一方向になることを特徴とする定着装置。
3. The fixing device according to claim 1, wherein the pressure body is a pressure roll, and the pressure roll and the heating roll are pressed when the heat fixing roll is pressed by the pressure roll. A fixing device in which the fixing rolls are bent in the same direction.
【請求項4】 請求項3に記載の定着装置において、 前記加圧ロールが、中空の円筒体と、前記中空の円筒体
の内部に挿通され、前記中空の円筒体を前記加熱定着ロ
ールに押圧する両端部よりも中央部の径が拡大された押
圧部材とを有することを特徴とする定着装置。
4. The fixing device according to claim 3, wherein the pressure roll is inserted into a hollow cylinder and the inside of the hollow cylinder, and the hollow cylinder is pressed against the heating fixing roll. And a pressing member in which the diameter of the central portion is larger than that of both end portions of the fixing device.
【請求項5】 請求項1に記載の定着装置において、 前記加圧体が非回転の固定加圧体であって、 前記固定加圧体の前記加熱定着ロールを押圧する部分が
前記加熱定着ロールの軸方向に凸状であることを特徴す
る定着装置。
5. The fixing device according to claim 1, wherein the pressure body is a non-rotating fixed pressure body, and a portion of the fixed pressure body that presses the heat fixing roll is the heat fixing roll. A fixing device having a convex shape in the axial direction.
【請求項6】 トナー像保持体に保持されたトナー像を
受像体に転写すると共に定着する転写装置において、 前記トナー像保持体上のトナー像を加熱する加熱定着ロ
ールと、 前記トナー像保持体に対して前記加熱定着ロールと反対
側に配置され、前記トナー像保持体を介して前記加熱定
着ロールを押圧する加圧体とを備え、 前記加熱定着ロールが、少なくとも薄肉の金属製円筒体
を有し、 前記金属製円筒体が、その厚さ方向全域に軟窒化処理に
よる窒素の拡散層が形成された円筒体であることを特徴
とする転写装置。
6. A transfer device for transferring and fixing a toner image held on a toner image holding member to an image receiving member, a heating fixing roll for heating the toner image on the toner image holding member, and the toner image holding member. With respect to the heat fixing roll, and a pressurizing member for pressing the heat fixing roll via the toner image holding member, wherein the heat fixing roll is at least a thin metal cylindrical body. A transfer device, wherein the metal cylinder is a cylinder having a nitrogen diffusion layer formed by soft nitriding treatment throughout the thickness direction.
【請求項7】 トナー像を保持するトナー像保持体と、 このトナー像保持体上のトナー像と記録媒体とを接触さ
せ、前記トナー像を加熱して前記記録媒体上に転写する
と共に定着する転写定着手段とを備えた画像形成装置に
おいて、 前記転写定着手段が前記トナー像保持体上のトナー像を
加熱する加熱定着ロールと、 この加熱定着ロールを回転駆動する回転駆動手段と、 前記トナー像保持体に対して前記加熱定着ロールと反対
側に配置され、前記トナー像保持体を介して前記加熱定
着ロールを押圧する加圧体とを備え、 前記加熱定着ロールが、少なくとも薄肉の金属製円筒体
を有し、 前記金属製円筒体が、その厚さ方向全域に軟窒化処理に
よる窒素の拡散層が形成された円筒体であることを特徴
とする画像形成装置。
7. A toner image holding member holding a toner image, a toner image on the toner image holding member and a recording medium are brought into contact with each other, and the toner image is heated and transferred onto the recording medium and fixed. An image forming apparatus including a transfer fixing unit, wherein the transfer fixing unit heats a toner image on the toner image holding member, a rotation driving unit that rotationally drives the heat fixing roll, and the toner image. A heating member arranged on the opposite side of the holding member from the heat fixing roll and pressing the heat fixing roll via the toner image holding member, wherein the heat fixing roll is at least a thin metal cylinder An image forming apparatus having a body, wherein the metal cylindrical body is a cylindrical body having a nitrogen diffusion layer formed by soft nitriding treatment formed over the entire thickness direction thereof.
【請求項8】 トナー像を保持するトナー像保持体と、 記録媒体と、 前記トナー像保持体上のトナー像を前記記録媒体に転写
する転写手段と、 前記記録媒体に転写されたトナー像を定着する定着手段
とを備え、 前記定着手段が、前記記録媒体を加熱する加熱定着ロー
ルと、 この加熱定着ロールを回転駆動する回転駆動手段と、 前記記録媒体に対して前記加熱定着ロールと反対側に配
置され、前記加熱定着ロールを押圧する加圧体とを備
え、 前記加熱定着ロールが、少なくとも薄肉の金属製円筒体
を有し、 前記金属製円筒体が、その厚さ方向全域に軟窒化処理に
よる窒素の拡散層が形成された円筒体であることを特徴
とする画像形成装置。
8. A toner image carrier for holding a toner image, a recording medium, a transfer unit for transferring the toner image on the toner image carrier to the recording medium, and a toner image transferred to the recording medium. Fixing means for fixing, wherein the fixing means heats and heats the recording medium, a rotation driving means for rotationally driving the heating fixing roll, and a side of the recording medium opposite to the heat fixing roll. And a pressurizing body for pressing the heat fixing roll, wherein the heat fixing roll has at least a thin-walled metal cylindrical body, and the metal cylindrical body is nitrocarburized over its entire thickness direction. An image forming apparatus comprising a cylindrical body having a nitrogen diffusion layer formed by a treatment.
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