JP3992914B2 - Fixing roller and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真複写機、ファクシミリ、プリンタなどの電子写真プロセスを利用した機器に使用される加熱定着装置の定着ローラおよび、その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真におけるトナー画像の主な定着方法として、加熱定着方法が知られている。加熱定着方法は、加熱した定着ローラを回転させながら、この回転する定着ローラと加圧ローラとで、トナー像が転写された用紙を挾持搬送し、その際トナー像を加熱溶融して用紙上に融着させるものである。
【０００３】
近年の環境規制・環境保護意識の高まりから、各種電子写真装置では、不使用時において定着ヒータヘの通電を遮断し、必要な時にのみ通電することにより、消費電力を低減するようになっている。
【０００４】
このような省エネルギー型の電子写真装置においては、プリント時に定着ローラの表面温度が即座にプリント可能な設定温度に達することが要求される。この要求を満たすための手段の１つとして、定着ローラの内面または外面に発熱体を有する、直接加熱方式の発熱定着ローラを用いた定着装置が提案されている。
【０００５】
耐熱弾性体またはセラミックスベースからなる支持体の外表面に発熱体を有し、その上に耐熱ゴム等の離型層を有する外面発熱方式による定着ローラでは、発熱体の装着が容易である。しかし、支持体への熱伝導に起因して、立ち上がり時の表面温度上昇が阻害され、また発熱体の表面に離型層を形成することから、通紙性を確保するための外径寸法・逆クラウン形状の加工性が悪く、さらには発熱体表面に対する離型層の充分な密着性（耐剥離性）が得られ難いという欠点がある。
【０００６】
一方、芯金の内面に発熱体を有する内面発熱方式の定着ローラでは、外面発熱方式に比べ離型層の形成に伴う外径寸法・逆クラウン形状の加工性や上記密着性の確保が容易である。しかしながら、立ち上がり時間を短縮するためには、芯金の熱容量を小さくするべく芯金を薄肉化しなければならない。ところが、薄肉化すると芯金の機械的強度が低下し、定着ローラの撓みやつぶれが生じ、定着性を確保するのに必要な、定着ローラ・加圧ローラ間の充分なニップ幅が得られないという問題がある。また、芯金内面に絶縁層および発熱体を接着すると、ヒートサイクルが繰り返し行われる定着ローラにおいては、その信頼性の確保が難しくなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、その第１の目的は、立ち上がり時間を短縮でき、加圧力に対して充分なニップ幅が確保できる機械的強度を有し、通紙性を得るための外径寸法・逆クラウン形状の確保と、離型層の密着性が確保できる定着ローラを提供することにある。
【０００８】
本発明の第２の目的は、発熱体を２つの絶縁層間に設けた定着ローラを、簡易かつ安価に製造する方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の定着ローラは、加圧ローラが接触する表面と該加圧ローラの表面との間に、トナー像が転写された転写材を挿通することにより、前記トナー像を加熱溶融して転写材上に融着する定着ローラであって、芯金の外周面に、第１絶縁層、断熱層、発熱体、第２絶縁層、離型層基体、離型層をこの順に配列してなるか、または断熱層、第１絶縁層、発熱体、第２絶縁層、離型層基体、離型層をこの順に配列してなり、離型層基体を縮径することによって、芯金に第１絶縁層、断熱層、発熱体、第２絶縁層および離型層基体が固定されていて、前記離型層基体は、芯金の軸方向の外側に対応する部分の縮径量が芯金に対応する部分の縮径量より大きくなっていることを特徴とする。
【００１０】
請求項１に記載の定着ローラでは、立ち上がり時間短縮に必要な薄肉化による熱容量の低減を、離型層基体の薄肉化で達成し、定着性を確保する（充分なニップ幅の確保）ための機械的強度は芯金の肉厚で達成するように、機能を分けることができるので、立ち上がり時間の短縮と高強度の両立が可能となる。また、発熱体の内周側に断熱層を設け、この断熱層の内周側に芯金を設けたため、発熱体で発生した熱が芯金側よりも離型層表面に、より多く伝わりやすくなり、この構成も立ち上がり時間短縮に寄与する。したがって、立ち上がり時間を短縮できるとともに、加圧ローラによる加圧力に対して充分なニップ幅の確保が可能な機械的強度を有するものにすることができる。また、芯金の外周面側に発熱体を設けているので、通紙性を得るための外径寸法・逆クラウン形状を確保することができるとともに、離型層基体に対する離型層の密着性を確保することができる。
【００１１】
さらに、芯金の外周面に、第１絶縁層、断熱層をこの順で順次外側に位置するように配列してもよいし、断熱層、第１絶縁層の順で同様に配列してもよいので、設計上および組立て上の自由度が増す利点がある。また、この定着ローラでは、離型層基体の縮径量を芯金の軸方向の外側の部分で大きくしているので、芯金の軸方向の外側において、離型層基体の内周面の径が芯金の外周面の径より小さくなる。このため、芯金が離型層基体の両端部のより縮径された部分に挟まれた状態になるので、芯金が離型層基体に対してスラスト方向（軸方向）にずれるのを確実に防止することができる。また、第１絶縁層、断熱層、発熱体および第２絶縁層についても、離型層基体の両端部のより縮径された部分によって、スラスト方向にずれるのを確実に防止することができる。
【００１２】
請求項２に記載の定着ローラは、請求項１に記載の発明において、断熱層の熱伝導率が第２絶縁層の熱伝導率より小さいことを特徴とする。この定着ローラでは、発熱体から発生する熱が芯金側よりも離型層表面に、より多く伝わるので、立ち上がり時間が短縮される。
【００１３】
請求項３に記載の定着ローラは、請求項１または請求項２に記載の発明において、断熱層の厚さが０．１ｍｍ以上、２ｍｍ以下であることを特徴とする。断熱層の厚さが０．１ｍｍ以上であると断熱層の効果があり、発熱体から発生する熱が芯金側よりも離型層表面により多く熱伝導することにより、立ち上がり時間が短縮される。ただし、断熱層の厚さが２ｍｍを超えると断熱効果が飽和し、これ以上厚くしても材料代アップとなるだけである。
【００１４】
請求項４に記載の定着ローラは、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、離型層基体の厚さが芯金より薄いことを特徴とする。この定着ローラでは、立ち上がり時間の短縮に必要な薄肉化による熱容量の低減は離型層基体の薄肉化で達成し、定着性を確保するための機械的強度は芯金の肉厚で達成するように、機能を分けることができるので、立ち上がり時間の短縮と高強度の両立が可能となる。
【００１５】
請求項５に記載の定着ローラは、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、離型層基体の厚さが０．７ｍｍ以下であることを特徴とする。離型層基体の厚さを０．７ｍｍ以下とすることで、立ち上がり時間の更なる短縮が可能になる。なお、離型層基体の厚さは、強度上、０．１ｍｍ以上にすることが好ましい。
【００１６】
請求項６に記載の定着ローラは、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の発明において、芯金の線膨張率が離型層基体の線膨張率と等しいか、またはこれより大きいことを特徴とする。この定着ローラでは、芯金の線膨張率が離型層基体の線膨張率と同等以上であるから、定着ローラ加熱時に、発熱体等が芯金と離型層基体とにより締め付けられるため、緩んだり位置ズレを起こしたりすることがない。
【００１７】
請求項７に記載の定着ローラは、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の発明において、断熱層の線膨張率が芯金のそれより大きいことを特徴とする。断熱層の線膨張率が芯金より大きいため、定着ローラ加熱時の断熱層と芯金との熱膨張率の差により、離型層基体・芯金間の各層がその肉厚方向に圧縮される向きの力が働くので、緩みに起因する発熱体や絶縁層の位置ズレが生じる心配がない。
【００１８】
請求項８に記載の定着ローラは、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の発明において、芯金がステンレス鋼（ＳＵＳ）からなり、離型層基体が銅からなることを特徴とする。このため、芯金の防錆処理が不要になる。また、離型層基体（銅）の熱伝導率が芯金（ステンレス鋼）のそれより高いため、立ち上がり時間が短縮される効果もある。
【００１９】
請求項９に記載の定着ローラは、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の発明において、芯金には、その軸方向の一方及び他方の各端面と、外周面とが突き合う各角部に面取りが設けられていることを特徴とする。この定着ロ−ラでは、芯金における外周面と端面とのなす角部がエッジ状に尖ることがなくなるので、芯金の角部によって、第１絶縁層や断熱層が傷つくことがなくなる。すなわち、芯金と発熱体とで挟まれることにより、また離型層基体から嵌合のための圧力を受けることにより、あるいは加圧ローラからの加圧により、第１絶縁層や断熱層が芯金の角部に圧迫されても、この角部に面取りが設けられているので、第１絶縁層や断熱層が芯金の角部によって傷付くのを防止することができる。
【００２０】
請求項１０に記載の定着ローラは、請求項９に記載の発明において、面取りは、芯金における端面と外周面とを斜めにつなぐように形成されたものであって、外周面に沿う成分の長さが端面に沿う成分の長さ以上の長さに形成されていることを特徴とする。この定着ロ−ラでは、面取りが芯金の各端面に向かって直線状に縮径されるテーパー状になり、この面取りと芯金の外周面とのなす角度が１３５度以上の鈍角となる。このため、第１絶縁層や断熱層は鈍角の角部に当たるようになるため、芯金の角部によって傷つくことがなくなる。すなわち、面取りを、外周面に沿う成分の長さ≧端面に沿う方向の長さとなるように形成しているので、芯金の各端部にエッジ状に尖った部分が生じることがないため、第１絶縁層や断熱層を傷つけるという問題を完全に解消することができる。
【００２１】
請求項１１に記載の定着ローラは、請求項９に記載の発明において、面取りは、芯金における端面と外周面とを円弧状に滑らかにつなぐように形成されていることを特徴とする。この定着ロ−ラでは、芯金の軸方向の端部の角部が面取りによって円弧状に丸められた状態になるので、芯金の角部に当たって第１絶縁層や断熱層が傷つくのを完全に防止することができる。
【００２２】
請求項１２に記載の定着ローラは、請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の発明において、芯金は、加圧ロ−ラと対応する位置にあって、軸方向の長さが加圧ローラより長く形成されていることを特徴とする。この定着ロ−ラでは、加圧ローラから作用する圧力の全体を芯金でバックアップすることができる。このため、加圧ローラからの圧力によって離型層基体が撓むのを小さく抑えることができるとともに、その撓みが軸方向においてほぼ一定になる。したがって、定着ロ−ラと加圧ローラとが当接し合う周方向の幅であるニップ幅が大きくなると共に、そのニップ幅が定着ロ−ラの軸方向に沿ってほぼ一定になる。すなわち、例えば芯金の長さが加圧ローラの長さより短い場合には、離型層基体における芯金のない部分が加圧ローラからの圧力を受けて比較的大きく撓むことになり、このような機械的強度が相対的に弱く現れるような現象が部分的に生じることによって、ニップ幅が十分に出ない部分が生じることがある。しかし、この発明では、このような問題を確実に解消することができ、定着ロ−ラの軸方向の全体にわたって、十分大きなニップ幅を得ることができる。したがって、転写材に対するトナー像の定着性を十分確保することができる。
【００２３】
請求項１３に記載の定着ローラは、請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の発明において、断熱層は、軸方向における一方及び他方の各端部が軸方向における中央部に比べて厚く形成されていることを特徴とする。この定着ロ−ラでは、断熱層の両端部が厚く形成されているので、立ち上がり時において、軸方向の各端部の温度が軸方向の中央部の温度に比べて大きく低下するのを改善することができる。すなわち、例えば断熱層の厚さを軸方向において一定にした場合には、軸方向の各端部からその軸方向の外側に放出される熱のために、軸方向の各端部の温度が軸方向の中央部の温度に比べて大きく低下することがある。しかし、この発明では、断熱層の各端部を厚く形成しているので、軸方向外側に逃げる熱量を低減することができ、軸方向の両端部の温度が相対的に大きく低下するのを抑えることができる。すなわち、立ち上がり時において、定着ローラの外周面の温度を軸方向においてほぼ一定にすることができる。したがって、立ち上がり直後における１枚目か２枚目の転写材について、トナー像の定着性が悪くなるという不具合を確実に防止することができる。
【００２５】
請求項１４に記載の定着ローラは、請求項１３に記載の発明において、縮径により芯金に固定された離型層基体の外周面を軸方向に一定の径に形成したことを特徴とする。この定着ロ−ラでは、離型層基体を縮径した時点で、離型層基体における芯金の軸方向外側に対応する部分の外径が芯金に対応する部分の外径より小さくなるので、その軸方向外側に対応する部分の外径以下となるように、離型層基体の外周部を削り取ることによって、離型層基体の外径が軸方向において一定になる。また、このように離型層基体の外周面を一定の径に形成した状態においては、離型層基体における各端部のより縮径された部分が肉厚部となるので、離型層基体の各端部について強度の向上を図ることができると共に、この強度の高い部分で、芯金、第１絶縁層、断熱層、発熱体および第２絶縁層の軸方向のずれを確実に阻止することができる。すなわち、芯金、第１絶縁層等を確実に保持することができる。
【００２６】
請求項１５に記載の定着ローラは、請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載の発明において、芯金の外周面に該芯金の長手方向に沿う多数の溝（芯金の中心線に平行な溝）を設けたことを特徴とする。この定着ローラでは、芯金の外周面に長手方向の溝を設けることにより、芯金とその他の層との接触面積を小さくしている。こうすることで、芯金と発熱体との間接的な接触面積が縮小し、発熱体からの熱が芯金側に伝わりにくくなり、より多く離型層表面に伝わるようになる結果、定着ローラの立ち上がり時間が短縮される。
【００２７】
請求項１６に記載の定着ローラは、請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載の発明において、芯金の外周面に螺旋状の溝を設けたことを特徴とする。この定着ローラでは、請求項１５に記載の定着ローラと同様に、立ち上がり時間の短縮効果が得られる。
【００２８】
請求項１７に記載の定着ローラは、請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載の発明において、芯金の外周面に該芯金の長手方向に沿う多数の溝と、螺旋状の溝とを設け、これらの溝を格子状に交差させたことを特徴とする。この定着ローラでは、請求項１５に記載の定着ローラと同様に、立ち上がり時間の短縮効果が得られる。
【００２９】
請求項１８に記載の定着ローラは、請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載の発明において、芯金の外周面に螺旋状の溝と、この溝と旋回方向が反対の螺旋状の溝とを設け、これらの溝を格子状に交差させた（芯金の展開図において、一方の溝群と他方の溝群とが交差する）ことを特徴とする。この定着ローラでは、請求項１５に記載の定着ローラと同様に、立ち上がり時間の短縮効果が得られる。
【００３０】
請求項１９に記載の定着ローラは、請求項１５〜請求項１８のいずれか１項に記載の発明において、離型層基体の端部が芯金の溝に、食い込み接合されている（離型層基体端部の内周部が溝に陥没し、該陥没部が溝に係止さている）ことを特徴とする。この定着ローラでは、定着時（通紙時）に発生する回転方向の摩擦トルクを食い込み接合部で受けることができるので、絶縁層や発熱体との界面へのスベリ方向の荷重が軽減され、絶縁層の破損等の事故が防止される。すなわち、芯金と離型層基体とを直接連結することができるので、第１絶縁層、断熱層、発熱体、第２絶縁層に対する負荷の低減を図ることができ、耐久性の向上を図ることができる。
【００３１】
請求項２０に記載の定着ローラの製造方法は、請求項１〜請求項１８のいずれか１項に記載の発明に記載の定着ローラを製造する方法であって、芯金の外周面に、第１絶縁層、断熱層、発熱体、第２絶縁層を設け、離型層基体を第２絶縁層の外周側に遊挿し、該離型層基体をチューブスピニングにより縮径させ、かつ離型層基体をチューブスピニングにより縮径させる時に、芯金に対応する部分の縮径量より芯金の軸方向の外側に対応する部分の縮径量を多くして第２絶縁層の外周面に固定し、前記離型層基体の外周面を切削または研削により所定の径に加工した後、該加工面に離型層を設けることを特徴とする。
【００３４】
請求項２０に記載の定着ローラの製造方法では、チューブスピニングにより離型層基体の縮径を行うので、あらかじめ装着してある絶縁層や発熱体を加工液等で汚すことなく、かつ高荷重をかけることなく、離型層基体を簡易に装着することができる。すなわち、定着ローラを簡易かつ安価に製造することができる。しかも、芯金から離型層基体までを、所定の圧力を持って互いに密着させた状態で、確実に連結することができる
【００３５】
請求項２１に記載の定着ローラの製造方法は、請求項１９に記載の定着ローラを製造する方法であって、芯金の外周面に、第１絶縁層、断熱層、発熱体、第２絶縁層を設け、離型層基体を第２絶縁層の外周側に遊挿し、該離型層基体を適宜手段により縮径させることにより、離型層基体を第２絶縁層の外周面に固定するとともに、離型層基体の軸方向の各端部を、芯金に形成された溝に食い込み接合し、該離型層基体の外周面を切削または研削により所定の径に加工した後、該加工面に離型層を設けることを特徴とする。縮径による前記食い込み接合方法としては、請求項２２，請求項２３に記載の方法が採用できる。
【００３６】
請求項２２に記載の定着ローラの製造方法は、請求項２１に記載の発明において、離型層基体をチューブスピニングにより縮径させることを特徴とする。
【００３７】
請求項２３に記載の定着ローラの製造方法は、請求項２１に記載の発明において、離型層基体を第２絶縁層の外周面に、焼きばめにより挿入固定することを特徴とする。
【００３８】
請求項２１〜２３に記載の定着ローラの製造方法では、離型層基体の端部内面を、芯金の外周面に形成された溝に食い込み接合するための方法として、チューブスピニング、焼きばめ等の乾式加工による離型層基体の縮径によって行うので、あらかじめ装着してある絶縁層や発熱体を加工液等で汚すことなく、かつ高荷重をかけることなく、離型層基体を簡易に装着することができる。すなわち、定着ローラを簡易かつ安価に製造することができる。しかも、チューブスピニングや焼きばめ等による縮径により、離型層基体の端部を芯金の溝に確実に食い込ませることができる。したがって、芯金と離型層基体とを確実に連結することができる。
【００３９】
請求項２４に記載の定着ローラの製造方法は、請求項２２に記載の発明において、離型層基体をチューブスピニングにより縮径させる時、芯金に対応する部分の縮径量より芯金の軸方向の外側の部分の縮径量を多くしたことを特徴とする。この製造方法では、離型層基体における縮径量の多い部分も少ない部分も、チューブスピニングによるいわゆる絞り加工により連続的に加工することができる。したがって、加工のための時間やコストが増加することがない。しかも、より多く絞られる離型層基体における軸方向の各端部は、加工硬化により、強度が向上するという利点がある。また、上記縮径加工の後に、離型層基体の外周面を切削や研削等により一定の径に形成することにより、離型層基体の各端部が内方に厚く形成された肉厚部となる。したがって、この肉厚部によっても、離型層基体の各端部の強度が向上する。
【００４０】
さらに、離型層基体をチューブスピニングにより単に一定の径に縮径する場合でも、芯金の有無による剛性の違いにより、芯金のない部分の縮径量が芯金のある部分の縮径量より若干大きくなる。このため、離型層基体を一方から他方に縮径してゆき、芯金の他方の端部から芯金のない部分を縮径するときに、断熱層等の弾性材による影響もあって、芯金が他方から一方の側にずれてしまうことがある。しかし、この発明では、芯金、第１絶縁層、断熱層、発熱体、第２絶縁層の一方の側が離型層基体の縮径量を多くした部分によって保持されているので、芯金等が一方の側に移動するのを防止することができる。
【００４１】
請求項２５に記載の定着ローラは、請求項１〜請求項１９のいずれか１項に記載の発明において、最外周位置における軸方向の一方及び他方の各端部が第１の軸受及び第２の軸受によってそれぞれ支持されており、芯金は、離型層基体内にあって少なくとも前記第１及び第２の軸受が存在する範囲に延在していることを特徴とする。
【００４２】
この定着ローラでは、第１の軸受から第２の軸受までの部分を芯金で補強することができるので、第１及び第２の軸受を支点にして生じる曲げ方向等の撓みを低減することができる。したがって、定着ロ−ラと加圧ローラとが当接し合う周方向の幅であるニップ幅が大きくなる共に、そのニップ幅が軸方向において一定したものとなる。よって、転写材に対するトナー像の定着性を十分確保することができる。
【００４３】
請求項２６に記載の定着ロ−ラは、請求項１〜請求項１９、請求項２５のいずれか１項に記載の発明において、発熱体の軸方向の長さは、芯金及び離型層基体の軸方向の長さより短く設定されていることを特徴とする。
【００４４】
この定着ロ−ラでは、発熱体の全体が芯金と離型層基体とで挟まれた状態になるので、発熱体は必ず第２絶縁層と、断熱層又は第１絶縁層とに接した状態になる。このため、例えば発熱体の一部が第２絶縁層と共に離型層基体から離れ、この離れた部分が離型層基体への熱の移動の減少によって高温となり、これによって発熱体自体が局部的に損傷するのを防止することができる。また、発熱体が局部的に高温になることによって、第１絶縁層や第２絶縁層等を溶融させ、発熱体から離型層基体や芯金への電気漏れを生じさせるのも確実に防止することができる。
【００４５】
請求項２７に記載の定着ロ−ラは、請求項１〜請求項１９、請求項２５、請求項２６のいずれか１項に記載の発明において、発熱体の軸方向の長さは、挿通可能な転写材の最大幅以下に設定されていることを特徴とする。
【００４６】
この定着ロ−ラでは、発熱体の軸方向の長さが挿通可能な転写材の最大幅以下に設定されているので、転写材におけるトナー像の溶融に必要な部分のみを加熱することができる。したがって、ウオームアップに要する時間、すなわち立ち上がり時間を短縮することができると共に、エネルギの無駄を省くことができる。
【００４７】
請求項２８に記載の定着ロ−ラは、請求項１〜請求項１９、請求項２５〜請求項２７のいずれか１項に記載の発明において、第１絶縁層及び第２絶縁層は一枚の絶縁シートによって形成されたものであり、この絶縁シートは、芯金の外周を巻く第１周目の部分が上記第１絶縁層とされ、第２周目の部分が第２絶縁層とされていると共に、第１絶縁層と第２絶縁層との境の部分が段差部とされており、少なくとも前記第１絶縁層と第２絶縁層との間に配置される発熱体は、周方向における一方の端と他方の端が前記段差部を挟んで対峙するように設けられていることを特徴とする。
【００４８】
この定着ロ−ラでは、絶縁シートに一つの段差部が生じるが、発熱体はその周方向の一方の端と他方の端が前記段差部を挟んで対峙するように設けられているので、発熱体が第１絶縁層や第２絶縁層の段差部に連続して延在するように配置されることがない。なお、発熱体が上記段差部に連続的に延在するように配置された場合には、段差部と発熱体との間に空間が生じることがあるため、この空間部に対応する発熱体の一部が高温となって、発熱体自体を局部的に損傷させたり、これに隣接する第１絶縁層や第２絶縁層等を局部的に溶融させて、発熱体から離型層基体や芯金への電気の漏れを生じさせたりするおそれがある。しかし、この定着ロ−ラでは、発熱体が段差部を覆うように配置されることがないので、発熱体自体の破壊や、第１及び第２の絶縁層の破壊に伴う漏電を防止することができる。
【００４９】
請求項２９に記載の定着ロ−ラは、請求項２８に記載の発明において、絶縁シートは、第１絶縁層の軸方向の各端が第２絶縁層の軸方向の各端より内側に寄った位置に形成されていることを特徴とする。
【００５０】
この定着ロ−ラでは、絶縁シートを芯金の回りに巻くことによって、第１絶縁層及び第２絶縁層が発熱体等を挟んで同心状に巻かれた状態になる。ただし、内周側に位置する第１絶縁層の軸方向の各端が第２絶縁層の軸方向の各端より軸方向の内側に寄った位置に形成されているので、第１絶縁層の軸方向の端部に邪魔されることなく、第２絶縁層の内周側から発熱体の軸方向の端部に電力を供給するすることができる。
【００５１】
請求項３０に記載の定着ロ−ラは、請求項１〜請求項１９、請求項２５〜請求項２９のいずれか１項に記載の発明において、芯金の外周面には、凹部を設け、第１絶縁層には、前記凹部に対応する位置に該凹部に嵌まる形状の凸部を設けたことを特徴とする。
【００５２】
この定着ロ−ラでは、芯金の凹部に第１絶縁層の凸部を嵌めることにより、芯金に対する第１絶縁層の位置を正確に決めることができる。このため、例えば第１絶縁層と第２絶縁層とが別体のもので構成されている場合には、シート状態における第２絶縁層の上に発熱体、断熱層及び第１絶縁層をこの順に乗せ、これらを上記凹部と凸部とを嵌合させてかつ第１絶縁層を内側にして芯金に巻くことにより、第１絶縁層、断熱層、発熱体及び第２絶縁層をこの順で芯金の所定の位置に正確に巻き付けることができる。しかも、例えば離型層基体をその軸方向の一端側からチューブスピニングにより縮径し、これによって離型層基体、第２絶縁層、発熱体、断熱層、第１絶縁層を芯金に固定するような場合でも、第２絶縁層、発熱体等が軸方向にずれるのを防止することができる。したがって、離型層基体において加熱位置がばらつくのを防止することができるので、一定の定着性を有するものを提供することができる。
【００５３】
また、第１絶縁層と第２絶縁層とが絶縁シートとして一体のもので構成されている場合には、上記凹部と凸部とを嵌合することにより絶縁シートの全体を芯金の所定の位置に正確に巻き付けることができる。しかも、絶縁シートの第２絶縁層の位置に発熱体及び断熱層をこの順で乗せ、第１絶縁層側から断熱層を内側にして芯金に巻き付けることにより、断熱層や発熱体も芯金における所定の位置に正確に取り付けることができる。また、この場合にも、チューブスピニングによる離型層基体の縮径の際に、絶縁シートや発熱体等が軸方向にずれるのを防止することができる。したがって、加熱位置のばらつきのない一定の定着性を有するものを提供することができる。
【００５４】
請求項３１に記載の定着ロ−ラは、請求項１〜請求項１９、請求項２５〜請求項２９のいずれか１項に記載の発明において、芯金の外周面には、突起部を設け、絶縁シートには、前記突起部に対応する位置に該突起部に嵌合する貫通孔を設けたことを特徴とする。この定着ロ−ラにおいても、請求項３０に記載の定着ロ−ラと同様の作用効果を奏する。
【００５５】
請求項３２に記載の定着ロ−ラは、請求項３１に記載の発明において、突起部は、芯金の軸方向に離れた２箇所の位置に設けられており、貫通孔は、前記各突起部に対応する位置に設けられていることを特徴とする。
【００５６】
この定着ロ−ラでは、突起部及び貫通孔が軸方向に離れた２箇所の位置に設けられているので、芯金に対する絶縁シートを巻く方向が極めて正確になる。すなわち、芯金の軸方向に直交する方向に絶縁シートを正確に巻くことができる。
【００５７】
なお、絶縁シートが上記芯金の軸方向に直交する方向に対して斜めに傾いて巻かれる場合には、発熱体も斜めに傾いて巻かれた状態になる。この状態で、離型層基体をチューブスピニングにより縮径すると、発熱体には、ねじる方向の力が働く。この際、発熱体は、その側縁の角部がエッジとなり、このエッジを立てた状態で、第２絶縁層や、断熱層又は第１絶縁層に当たることになる。このため、発熱体の角部が第１絶縁層や第２絶縁層に食い込んでこれらを損傷させることがあり、この損傷によって発熱体から離型層基体や芯金に電気が漏れるおそれがある。
【００５８】
しかし、この定着ロ−ラでは、発熱体が芯金の軸方向に直交する方向に対して斜めに傾いて巻かれることがないので、発熱体の角部によって第１絶縁層や第２絶縁層が損傷することがない。したがって、発熱体から離型層基体や芯金へ電気が漏れるのを確実に防止することができる。
【００５９】
請求項３３に記載の定着ロ−ラは、請求項３１又は請求項３２に記載の発明において、突起部の高さは、発熱体の厚さと第１絶縁層の厚さとを合計した厚さ以下に設定されていることを特徴とする。
【００６０】
この定着ロ−ラでは、突起部の高さを、発熱体の厚さと第１絶縁層の厚さとの合計厚さ以下に設定しているので、例えばチューブスピニングにより離型層基体を縮径した場合でも、突起部の頂部が第２絶縁層に当たって、この第２絶縁層を傷つけ、発熱体から離型層基体に電気が漏れるようになるのを防止することができる。なお、発熱体は第１絶縁層等と共に芯金に巻かれる際に、突起部から離れた位置となるように設けられている。また、突起部の高さを、発熱体の厚さと第１絶縁層の厚さとの合計厚さ以下としたのは、突起部の高さを、発熱体の厚さと第１絶縁層の厚さと断熱層の厚さとを合計した厚さ以下とすると、離型層基体の縮径時に、発熱体、第１絶縁層、断熱層が圧縮方向に弾性変形することによって、突起部の頂部が第２絶縁層に達し、この第２絶縁層を傷つける恐れがあるからである。ただし、突起部の高さは、離型層基体の縮径によって圧縮変形した後の第１絶縁層、断熱層、発熱体の合計厚さ未満に設定することがより好ましい。
【００６１】
なお、断熱層が第１絶縁層の外周面側に位置している場合には、突起部の高さは、上述した第１絶縁層と発熱体との合計厚さ以下、または上述した圧縮変形した後の第１絶縁層、断熱層、発熱体の合計厚さ未満であって、第１絶縁層の厚さ以上に設定することが好ましい。突起部の高さを第１絶縁層の厚さ以上に設定したのは、第１絶縁層の貫通孔が突起部から容易に外れるのを防止するためである。
【００６２】
また、断熱層が第１絶縁層の内周面側に位置している場合には、突起部の高さは、断熱層の厚さと第１絶縁層の厚さとを合計した厚さ以上で、離型層基体の縮径によって圧縮変形した後の第１絶縁層、断熱層、発熱体の合計厚さ未満に設定することが好ましい。突起部の高さを断熱層の厚さと第１絶縁層の厚さとを合計した厚さ以上に設定したのは、第１絶縁層の貫通孔が突起部から容易に外れるのを防止するためである。
【００６３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る定着ローラおよび、その製造方法の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００６４】
実施の形態１
図１は定着ローラの基本的構成を示す横断面図である。この定着ローラは、円筒状の芯金１の外周面に、第１絶縁層２、断熱層３、発熱体（抵抗発熱体）４、第２絶縁層５、離型層基体６（離型層を設けるための基体）、離型層７をこの順に内側から外側に配列したもので構成されている。なお、第１絶縁層２と断熱層３とは、その順を入れ換えてもよい。離型層基体６では熱伝導性および、離型層７の密着性を確保するために、アルミニウム合金や銅合金が素材として用いられる。離型層基体６と芯金１の間に形成される第１絶縁層２および第２絶縁層５は、耐熱性絶縁物（例えば、ポリイミドなどの耐熱性プラスチック）からなるシートや、金属シートに耐熱性絶縁物をコーティングまたは積層したもので形成され、これら第１絶縁層・第２絶縁層間に上記発熱体４が設けられている。
【００６５】
離型層基体６の肉厚は、定着ローラの立ち上がり時間短縮に必要な値、すなわち０．７ｍｍ以下に設定し、芯金１の肉厚は、定着性に必要なニップ幅が得られる機械的強度を確保できる値、すなわち０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定する。なお、離型層基体の厚さは、強度上、０．１ｍｍ以上にすることが好ましく、かつ立ち上がり時間の更なる短縮を図る上で０．５ｍｍ以下に設定することが好ましい。芯金１の素材としては、離型層基体６と同様なアルミニウム合金を用いるか、または、より熱伝導率の低い鉄やステンレス鋼等を用いる。芯金１の線膨張率を離型層基体６のそれと同等以上にした場合（請求項６）には、定着ローラ加熱時に線膨張率の違いによる上記絶縁層２、５や発熱体４の位置ズレがなく、耐久性・信頼性が向上する。例えば、離型層基体６に銅を、芯金１にオーステナイト系ステンレス鋼をそれぞれ使用した場合（請求項８）には、定着ローラ加熱時の緩みがなく、絶縁層２、５や発熱体４の位置ズレが生じないうえ、定着ローラの立ち上がり時間が短縮される。
【００６６】
断熱層３の素材としては耐熱性を有し、熱伝導率が第２絶縁層５より低いもの、例えばセラミックスフェルトやＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）樹脂等を用いる（請求項２）。断熱層３の厚さは、図８に示すように２ｍｍ以下が望ましい。すなわち、断熱層３の厚さが２ｍｍを超えると、断熱効果が飽和してしまい、材料費が上昇する割には断熱性がほとんど向上しないからである。また、断熱層３の厚さは、０．１ｍｍ以上であることが好ましい。０．１ｍｍ未満になると、厚さがあまりにも薄くなって、断熱性が悪くなるからである。なお、図８は発熱体４への通電時間と、定着ローラの離型層７の表面温度との関係を、断熱層３の厚さ（ｔ）をパラメータとして示すグラフである。離型層７の表面には、厚さ１０〜３０μｍのＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）やＰＴＦＥからなる薄膜がコーティングされている。発熱体４は鉄−クロムなどのステンレス系箔（厚さ１０〜１００μｍ）であり、打ち抜きまたはエッチングによって所定のパターンに形成される。
【００６７】
実施の形態２（請求項１５）
図２（ａ）は定着ローラを構成する芯金の正面図、図２（ｂ）はその横断面図である。この実施の形態では、芯金１の外周面（表面）に、その長手方向の溝１ａを多数列設けることにより、芯金１と第１絶縁層２の接触面積を小さくしたものである。このように接触面積を低減することで、発熱体４からの熱が芯金側に伝わりにくくなり、離型層７表面により多く伝わる結果、定着ローラの立ち上がり時間が短縮される。
【００６８】
実施の形態３（請求項１６）
図３は定着ローラを構成する芯金の正面図である。本実施の形態は、芯金１の外周面に螺旋状の溝１ｂを設けることにより、芯金１と第１絶縁層２の接触面積を小さくしたものである。これによる効果は実施の形態２と同様である。なお、上記溝１ｂは例えば、一条ネジまたは多条ネジの谷のように形成される。
【００６９】
実施の形態４（請求項１７）
図４は、定着ローラを構成する芯金の正面図である。本実施の形態は、芯金１の外周面にその長手方向に沿う多数列の溝１ａと、螺旋状の溝１ｂとを設け、これらの溝１ａ、１ｂを格子状に交差させたものである。すなわち、図２の長手方向の溝１ａに、図３の螺旋状の溝１ｂを重ね合わせた格子状の溝を設け、芯金１と第１絶縁層２の接触面積を小さくした場合である。
【００７０】
実施の形態５（請求項１８）
図５は、定着ローラを構成する芯金の正面図である。本実施の形態は、芯金１の外周面に図４で示した螺旋状の溝１ｂと、巻き方向がこれとは反対の螺旋状の溝１ｃとを設けて格子状の溝を形成することにより、芯金１と第１絶縁層２の接触面積を小さくしたものである。
【００７１】
実施の形態６（請求項１９）
図６（ａ）は定着ローラの要部構造を示す縦断面図、図６（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図である。この定着ローラは、離型層基体６の端部を、芯金１の長手方向に沿う溝１ａに、食い込み接合したものである。
【００７２】
上記定着ローラでは、離型層基体６の端部内面が芯金１の外周面に形成された溝１ａに食い込み接合されているため、定着時（通紙時）に発生する回転方向の摩擦トルクを食い込み接合部で受けることができるので、絶縁層２、５や発熱体４との界面へのスベリ方向の荷重が軽減され、絶縁層２、５の破損等の事故が防止される。
【００７３】
実施の形態７（請求項２０）
図７は図１に示す定着ローラの製造方法を、その縦断面図で示したものである。この製造方法では、まず芯金１の外周面に第１絶縁層２、断熱層３、発熱体４および第２絶縁層５をこの順に設ける。なお、第１絶縁層２と断熱層３とはその順序を入れ替えてもよい。つぎに、離型層基体６を第２絶縁層５の外周側に遊挿し、該離型層基体６を図７に示す方法（チューブスピニング）により縮径させて第２絶縁層５の外周面に固定する。さらに、離型層基体６の外周面を切削または研削してその外径を所定寸法にした後、該加工面に離型層７（図略）を設ける。なお、必要に応じてこの離型層７の表面を研磨する。
【００７４】
上記チューブスピニングについて、図７をもとに説明する。芯金１の内面をマンドレル治具１１で保持し、離型層基体６の外周面の一側にスピニングローラ１３を押し当て、他側（スピニングローラ１３と対向する側）に、離型層基体６外周面の変形を防止するためのバックアップローラ１２を接触させる。そして、バンクアップローラ１２を回転させるとともに、スピニングローラ１３を離型層基体６の外周面に沿って回転させながら軸方向に移動させることにより、その直径を絞る。
【００７５】
なお、図６に示す定着ローラを作製する場合において、離型層基体６の端部を、芯金１の長手方向に沿う溝１ａに食い込み接合するには、図７の方法または、焼きばめにより離型層基体６を縮径させれば良い。
【００７６】
実施の形態８（請求項９、１０）
図９はこの実施の形態８として示した定着ロ−ラ５０の要部縦断面図である。なお、上記実施の形態１〜７に示す構成要素と共通する要素には同一の符号を付し、その説明を簡略化する。
【００７７】
この定着ロ−ラ５０は、芯金１、第１絶縁層２、断熱層３、発熱体４、第２絶縁層５、離型層基体６、離型層７を、この順で、内側から外側に配列している。ただし、第１絶縁層２と断熱層３とは、その位置関係を逆にしてもよい。また、離型層基体６は、チューブスピニングによって縮径されるようになっており、この縮径によって第１絶縁層２、断熱層３、発熱体４、第２絶縁層５を挟んだ状態で芯金１の外周面に固定されるようになっている。離型層７は、縮径後の離型層基体６の外周面を切削又は研削により軸方向に一定の外径に形成した後、この離型層基体６の外周面に密着するようにして一体的に設けられている。この離型層７は、ＰＦＡ(パーフルオロアルキシ)や、ＰＴＦＥ(ポリテトラフルオロエチレン)や、ＰＦＡとＰＴＦＥの混合体によって構成されたものであり、その厚さは上述の通り１０〜３０μmになっている。
【００７８】
離型層基体６と芯金１は、金属性の材料で円筒状に形成されたものであり、具体的にはアルミニウム合金、銅合金、鉄、ステンレス鋼などが用いられる。また、発熱体４は、ステンレス鋼等の金属箔で構成されており、その厚さが上述のように１０μｍ〜１００μｍに形成されている。ただし、発熱体４の厚さは、２５μｍ〜１００μmにすることがより好ましい。すなわち、１０μ以上であれば発熱体４を製造する上でまず問題を生じることがないのであるが、２５μｍ以上にすることによって発熱体４の製造が容易になり、コストをより低減することができるからである。また、１００μｍを超えると、発熱体４が屈曲しにくくなって、断熱層３に密着しにくくなるため、発熱体４としては１００μｍ以下に設定することが好ましい。
【００７９】
断熱層３は、耐熱性を有するセラミックスフェルト、岩綿等によって構成されたものであり、その厚みが上述のように０．１ｍｍ〜２ｍｍに形成されている。ただし、断熱層３の厚さは、０．２５ｍｍ〜２ｍｍすることがより好ましい。すなわち、０．１ｍｍ以上であれば断熱層３による断熱性の効果が得られるが、０．２５ｍｍ以上にすることによって断熱層３の製造が容易になり、コストの低減を図ることができるようになるからである。
【００８０】
また、この実施の形態８の定着ローラ５０は、芯金１における軸方向の一方及び他方の各端部に面取り１０を設けていることを特徴としている。すなわち、芯金１には、その軸方向の一方及び他方の各端面１４と、外周面１５とが突き合う各角部に面取り１０が設けられている。面取り１０は、図１１（ａ）に示すように、端面１４と外周面１５とを斜めにつなぐように形成されたものであって、芯金１の軸方向と同一方向のスラスト方向長さ（外周面１５に沿う成分の長さ）１０ａと、芯金１の断面の半径方向と同一方向のラジアル方向長さ（端面１４に沿う成分の長さ）１０ｂとが同一寸法に形成されている。
【００８１】
すなわち、面取り１０は、外周面１５と端面１４とが直交していることから、面取り１０は端面１４および外周面１５に対して４５度の角度で傾き、外周面１５から端面１４に向かって縮径されるテーパ状に形成されている。また、外周面１５と面取り１０とが突き合う角部の角度は１３５度の鈍角になっている。
【００８２】
上記のように構成された定着ローラ５０においては、芯金１の外周面１５に第１絶縁層２、断熱層３、発熱体４、第２絶縁層５、離型層基体６をこの順で配列した後、離型層基体６をチューブスピニングにより縮径させることにより、第１絶縁層２から離型層基体６までを芯金１に固定する。離型層基体６は、芯金１の有無による剛性の違いから、芯金１のない部分では芯金１のある部分より縮径量が若干大きくなる。このため、縮径後の離型層基体６の外周面は、図１０に示すように、径の違いによる段部６ａが生じることになる。したがって、図９に示すように、離型層基体６の外周面を切削や研削により軸方向に一定の外径に加工してから、その外周面に離型層７を設けることになる。この離型層７は、例えば塗布により設けることになる。
【００８３】
また、図１０に示すように、芯金１の端部に、面取り１０が無い場合には、外周面１５と端面１４とが突き合う角部が直角に尖ったエッジ（刃物）になる。このエッジは、離型層基体６の縮径時に、第１絶縁層２に食い込み、さらには断熱層３にまで達することがある。すなわち、上記エッジによって、第１絶縁層２や断熱層３が破損する危険がある。なお、断熱層３を第１絶縁層２の内側に配置した場合には、断熱層３が先に傷つくことになる。また、定着ローラ５０に対して加圧される加圧ローラ（図示せず）からの力や、発熱体４の過熱に伴う各部材の膨張等によっても、上記エッジが第１絶縁層２や断熱層３に食い込む危険がある。
【００８４】
ところが、芯金１の端部に面取り１０を設けているので、第１絶縁層２は外周面１５と面取り１０とが交わる１３５度の鈍角の角部に当接することになる。したがって、第１絶縁層２や断熱層３が芯金１の角部によって傷つくのを完全に防止することができる。
【００８５】
なお、上記実施の形態８においては、スラスト方向長さ１０ａとラジアル方向長さ１０ｂとが等しい形状の面取り１０を示したが、この面取り１０は、図１１（ｂ）に示すように、スラスト方向長さ１０ａがラジアル方向長さ１０ｂより長いもので構成してもよい。この場合には、外周面１５と面取り１０とのなす角度が１３５度を超える鈍角となるので、第１絶縁層２や断熱層３が芯金１の角部によって傷つくのをより確実に防止することができる。ただし、スラスト方向長さ１０ａをあまり長くすると、芯金１による離型層基体６を内側からバックアップする軸方向の範囲が狭くなることから、スラスト方向長さ１０ａはラジアル方向長さ１０ｂの３倍以下に設定することが好ましい。
【００８６】
また、面取り１０は、図１２に示すように、端面１４と外周面１５とを円弧状に滑らかにつなぐように形成したものであってもよい（請求項１１）。この場合には、芯金１の角部が面取り１０によって円弧状に丸められた状態になるので、芯金１の角部に当たって第１絶縁層２や断熱層３が傷つくのを完全に防止することができる。
【００８７】
実施の形態９（請求項１４、２４）
図１３、図１４はこの実施の形態９として示した定着ロ−ラ５０の要部縦断面図である。なお、上記実施の形態８に示す構成要素と共通する要素には同一の符号を付し、その説明を簡略化する。
【００８８】
この実施の形態９で示す定着ローラ５０は、離型層基体６をチューブスピニングにより縮径することによって、芯金１の外周面１５に第１絶縁層２、断熱層３、発熱体４、第２絶縁層５および離型層基体６を固定したものである。また、離型層基体６の縮径量は、芯金１の軸方向の外側に位置する部分を芯金１に対応する部分より大きくしている。このため、離型層基体６の外周面には、その軸方向の両端部と、この両端部以外の部分とで、縮径にる外径の差、すなわち縮径差Ｌ１が生じる。
【００８９】
このように縮径差Ｌ１を有する離型層基体６の外周面は、図１４に示すように、切削や研削等により軸方向に一定の外径に形成されることになる。すなわち、最小の外径の部分以下の外径となるように、離型層基体６の外周部を削り取ることによって、離型層基体６の外周面を一定の外径に形成する。これにより、離型層基体６における軸方向の各端部には、内面側に縮径差Ｌ１だけ膨出した肉厚部６ｂが形成された状態になる。ただし、この肉厚部６ｂが芯金１の外周面１５より内側に突出する突出量Ｌ２は、縮径差Ｌ１から第１絶縁層２、断熱層３、発熱体４および第２絶縁層５の厚さ分を引いた長さになる。なお、離型層７は、一定の径に形成された後の離型層基体６の外周面に塗装することにより設けられてる。
【００９０】
上記のように構成された定着ロ−ラ５０においては、離型層基体６における縮径量の多い部分も少ない部分も、チューブスピニングとしての絞り加工により連続的に加工することができる。したがって、離型層基体６を単一の径に縮径する場合と同様の時間やコストで加工することができる。しかも、より多く絞られる離型層基体６の各端部は、加工硬化により、強度が向上するという利点がある。また、離型層基体６の各端部が肉厚部６ｂとなるので、離型層基体の各端部をさらに強化することができる。
【００９１】
また、芯金１の軸方向の両端部が離型層基体６の各肉厚部６ｂによって保持された状態になるので、芯金１、第１絶縁層２、断熱層３、発熱体４および第２絶縁層５が離型層基体６に対してスラスト方向（軸方向）にずれるのを確実に防止することができる。
【００９２】
なお、離型層基体６をチューブスピニングにより単に一定の径に縮径する場合でも、芯金１のない部分の縮径量が芯金１のある部分の縮径量より若干大きくなる。このため、離型層基体６を一方から他方に縮径してゆき、芯金１の他方の端部から芯金１のない部分を縮径するときに、断熱層３等の弾性材による影響もあって、芯金１が他方から一方の側にずれてしまうことがある。しかし、この実施の形態９では、芯金１、第１絶縁層２、断熱層３、発熱体４、第２絶縁層５の一方の側が肉厚部３ａによってすでに保持されているので、芯金１等が一方の側に移動するのを防止することができる。
【００９３】
また、肉厚部６ｂを形成するために離型層基体６の両端部を大きく縮径することになるが、芯金１の各端部に面取り１０を設けているので、第１絶縁層２や断熱層３が離型層基体６からの圧迫により傷付くことがない。
【００９４】
実施の形態１０（請求項１２）
図１５はこの実施の形態１０として示した定着ロ−ラ５０の縦断面図である。この実施の形態１０で示す定着ロ−ラ５０は、芯金１が加圧ロ−ラ５１より長く形成されたものとなっている。すなわち、芯金１および離型層基体６は、加圧ロ−ラ５１と平行に配置されており、芯金１の軸方向の長さは加圧ロ−ラ５１における外周面５１ａの軸方向の長さより長くなっている。なお、加圧ロ−ラ５１は、定着ロ−ラ５０の外周面、すなわち離型層７の外周面に所定の圧力をもって当接するようになっている。
【００９５】
また、定着ロ−ラ５０は、離型層基体６における軸方向の各端部に配置された軸受け５５によって回転自在に保持されており、加圧ロ−ラ５１は、軸方向の各端部に設けた軸受け５７によって回転自在に保持されている。各軸受け５５、５７は側板５６によって支持されている。
【００９６】
さらに、定着ロ−ラ５０側には、離型層７の温度を制御するための温度センサとしてのサーミスタ５３が離型層７の表面に接触するように設けられているとともに、過熱等の際の安全装置５４が離型層７の外周面の近辺に設けられている。安全装置５４は、例えばサーモスタットや温度ヒューズである。なお、図１５および図１７において、発熱体４および第２絶縁層５の図示を省略している。
【００９７】
上記のように構成された定着ロ−ラ５０においては、加圧ローラ５１から作用する圧力の全体を芯金１でバックアップすることができる。このため、加圧ローラ５１からの圧力によって生じる離型層基体６の撓みが軸方向においてほぼ一定になるとともに、その撓みの大きさが小さくなる。したがって、定着ロ−ラ５０と加圧ローラ５１とが当接し合うニップ幅Ｎは、図１６に示すように、周方向に大きく広がったものとなると共に、定着ロ−ラ５０の軸方向においてほぼ一定になる。これに対して、例えば図１７に示すように、芯金１の長さが加圧ローラ５１の長さより短い場合には、離型層基体６における芯金１のない部分が加圧ロ−ラ５１からの圧力によって撓みやすくなっている。すなわち、定着ロ−ラは、機械的強度が弱い部分と強い部分が生じた状態、すなわち剛性の小さな部分と大きな部分が生じた状態になる。このため、ニップ幅Ｎは、図１８に示すように、周方向の幅が軸方向において一定しなくなるとともに、周方向に極めて狭い部分が生じることにもなる。しかし、この実施の形態１０では、このような問題を確実に解消することができる。したがって、定着ロ−ラ５０の軸方向の全体にわたって、十分大きなニップ幅を得ることができるので、転写材に対するトナー像の定着性を十分確保することができる。
【００９８】
なお、図１５においては、芯金１における外周面１５の軸方向の長さが加圧ローラ５１における外周面５１ａの軸方向の長さより若干短くなっているが、芯金１の外周面１５の軸方向の長さについても、加圧ローラ５１の外周面（表面）の軸方向の長さと同等かそれ以上にすることが好ましい。
【００９９】
実施の形態１１（請求項１３）
図１９はこの実施の形態１１として示した定着ロ−ラ５０の要部縦断面図である。この実施の形態１１で示す定着ロ−ラ５０は、断熱層３の両端部を厚く形成したもので構成している。すなわち、断熱層３は、軸方向における一方及び他方の各端部が軸方向における中央部に比べて厚く形成された肉厚部３ａとなっている。また、芯金１には、その軸方向における各端部の外周面１５に、肉厚部３ａの増肉分だけ縮径された縮径外周面１５ａが形成されている。また、外周面１５と縮径外周面１５ａとは、軸方向に対して４５度の角度で傾斜するテーパ面１５ｂを介して接続された状態になっている。なお、面取り１０は、縮径外周面１５ａと各端面１４とが突き合う角部に形成されている。
【０１００】
上記のように構成された定着ロ−ラ５０においては、断熱層３の両端部に肉厚部３ａを設けているので、立ち上がり時において、離型層７の軸方向の各端部の温度が軸方向の中央部の温度に比べて低くなる傾向となるのを改善することができる。すなわち、例えば断熱層３の厚さを軸方向において一定にした場合に、軸方向の各端部からその軸方向の外側に放出される熱のために、図２０のＢ線で示すように、離型層７における軸方向の各端部の温度が軸方向の中央部の温度に比べて低くなる傾向が大きい。しかし、この実施の形態１１では、断熱層３の各端部に肉厚部３ａを設けているので、軸方向外側への熱の逃げ量を減少させることができる。このため、図２０のＡ線で示すように、離型層７における軸方向の温度がほぼ一定になる。したがって、立ち上がり直後における１枚目か２枚目の転写材（用紙）について、トナー像の定着性が悪くなるという問題を確実に解消することができる。
【０１０１】
実施の形態１２（請求項２５、２６、２８、２９）
図２１〜図２６はこの実施の形態１２として示した図である。なお、上記実施の形態１〜１１に示す構成要素と共通する要素には同一の符号を付し、その説明を簡略化する。
【０１０２】
この実施の形態１２で示す定着ロ−ラ５０は、図２１に示すように、最外周位置である離型層７の軸方向の一方及び他方の各端部が第１の軸受５５ａ及び第２の軸受５５ｂによってそれぞれ支持されている。これらの第１の軸受５５ａ及び第２の軸受５５ｂは、定着ロ−ラ５０を、側板５６に対して回転自在に支持するようになっている。なお、離型層７を第１の軸受５５ａと第２の軸受５５ｂとの間に設け、最外周位置である離型層基体６の外周面を上記第１の軸受５５ａと第２の軸受５５ｂによって支持するようにしてもよい。
【０１０３】
芯金１は、離型層基体６内にあって第１の軸受５５ａ及び第２の軸受５５ｂが存在する範囲をわずかに超える位置まで延在している。なお、芯金１は、第１の軸受５５ａ及び第２の軸受５５ｂが存在する範囲と一致する長さのもので構成してもよい。この場合、芯金１の軸方向の各端面が第１の軸受５５ａや第２の軸受５５ｂの軸方向の最外位置と一致するようになる。
【０１０４】
発熱体４は、その軸方向の長さが芯金１の軸方向の長さと一致している。また、芯金１及び発熱体４の軸方向の長さは、離型層基体６の軸方向の長さより短くなっている。
【０１０５】
第１絶縁層２及び第２絶縁層５は、図２３及び図２４に示すように、一枚の絶縁シート２５によって一体に形成されている。すなわち、絶縁シート２５は、芯金１の外周面を巻く第１周目の部分が上記第１絶縁層２とされ、第２周目の部分が第２絶縁層５とされており、第１絶縁層２と第２絶縁層５との境の部分が芯金１の外周面に対して法線方向に延びる段差部２５ａとなっている。なお、第２絶縁層５は、発熱体４の周囲を一周した後に、元の部分に所定量重なるようになっている。
【０１０６】
断熱層３及び発熱体４は、第１絶縁層２と第２絶縁層５との間に配置されており、それぞれの周方向における一方の端と他方の端が上記段差部２５ａを挟んで対峙するように設けられている。
【０１０７】
そして、絶縁シート２５は、図２３に示すように、第１絶縁層２における軸方向の各端２ａ、２ａが第２絶縁層５の軸方向の各端５ａ、５ａより軸方向の内側に所定寸法寄った位置に形成されている。すなわち、第１絶縁層２の軸方向の各端部には、第２の軸受５５ｂの各端５ａ、５ａに対して段状に切り欠かれた切欠部２５ｂが形成されている。
【０１０８】
また、発熱体４の軸方向の一方の端部には、図２５に示すように、第２絶縁層５の内側から第１絶縁層２の切欠部２５ｂを介して、電気を供給するための電極５８が接続されている。
【０１０９】
絶縁シート２５は、図２３に示すように、シート状の第２絶縁層５の上に同じくシート状の発熱体４、断熱層３をこの順で乗せた後、第１絶縁層２側から断熱層３を内側にして芯金１に巻き付けるようになっている。絶縁シート２５等を巻き付けた芯金１は、離型層基体６に挿入され、チューブスピニングによる離型層基体６の縮径によって、この離型層基体６内に固定されうようになっている。
【０１１０】
ただし、図２３おいては、発熱体４の軸方向の端が断熱層３の軸方向の端から突出した状態になっていると共に、芯金１の軸方向の端からも突出した状態になっている。しかし、これは発熱体４を明記するために示したものであり、実際には、発熱体４の軸方向の端は上述のように、芯金１の長さ方向の端と一致していると共に、断熱層３の軸方向の端とも一致している。また、後で説明する図３１〜図３３においても同様である。
【０１１１】
また、加圧ローラ５１は、軸受け５７によって回転自在に支持された状態で、図示しないレバーとバネにより定着ローラ５０の表面、すなわち離型層７の外周面を所定の圧力で押圧するようになっている。
【０１１２】
上記のように構成された定着ロ−ラ５０においては、第１の軸受５５ａから第２の軸受５５ｂまでの部分を芯金１で補強することができるので、第１及び第２の軸受５５ａ、５５ｂを支点にして生じる曲げ方向等の撓みを低減することができる。したがって、図２２に示すように、定着ロ−ラ５０と加圧ローラ５１とが当接し合う周方向の幅であるニップ幅Ｎが大きくなる共に、そのニップ幅Ｎが軸方向において一定したものとなる。これに対して、例えば図２７に示すように、芯金１の長さが第１の軸受５５ａと第２の軸受５５ｂとの間の長さより短い場合には、離型層基体６における芯金１のない部分が加圧ローラ５１からの圧力によって曲げ方向等に撓みやすくなる。このため、図２７に示すように、定着ロ−ラ５０は、曲げ方向等の剛性の小さな部分と大きな部分とが生じる。したがって、ニップ幅Ｎは、図２８に示すように、軸方向において一定しなくなるとともに、極めて狭い部分が生じることにもなる。しかし、この実施の形態１２では、このような問題を確実に解消することができる。したがって、定着ロ−ラ５０の軸方向の全体にわたって、十分大きなニップ幅Ｎを得ることができるので、転写材に対するトナー像の定着性を十分確保することができる。
【０１１３】
また、発熱体４の軸方向の長さが芯金１の軸方向の長さと一致しているので、発熱体４の全体が芯金１と離型層基体６とで挟まれた状態になる。このため、発熱体４は必ず第２絶縁層５及び断熱層３に接した状態になる。なお、断熱層３を第１絶縁層２の内側に配置してもよいが、その場合には、発熱体４は第２絶縁層５及び第１絶縁層２に接した状態になる。このため、発熱体４の一部が第２絶縁層２から離れたり、発熱体４及び第２絶縁層５が離型層基体６から離れたり、発熱体４が断熱層３から離れたり、発熱体４が第１絶縁層２から離れたりするのを防止することができる。このため、その離れた部分の発熱体４が高温となって、この発熱体４自体を局部的に損傷させたり、第２絶縁層５や第１絶縁層２等を溶融させて、発熱体４から離型層基体６や芯金１への電気漏れを生じさせたりするのを確実に防止することができる。
【０１１４】
また、絶縁シート２５には、一つの段差部２５ａが生じるが、断熱層３及び発熱体４はその周方向の一方の端と他方の端が段差部２５ａを挟んで対峙するように設けることができる。したがって、断熱層３及び発熱体４は円弧状に滑らかに湾曲する第１絶縁層２及び第２絶縁層５に沿って設けることができる。
【０１１５】
これに対して、第１絶縁層２と第２絶縁層５とを別体のもので構成した場合には、図２９に示すように、シート状に形成した第２絶縁層５の上に同じくシート状に形成した発熱体４、断熱層３及び第１絶縁層２をこの順に乗せてから、第１絶縁層２を内側にして芯金１に巻き付けることになる。このようにすると、図３０に示すように、第１絶縁層２の一部を重ねた部分に２つの段差部２ｃが形成されることになり、少なくとも一方の段差部２ｃの前後にまたがって発熱体４や断熱層３が延在することになる。こうなると、一方の段差部２ｃに対応する位置において、発熱体４と断熱層３との間や、発熱体４と第２絶縁層５との間に隙間が生じることになる。このため、上記隙間に対応する位置の発熱体４が高温となって、発熱体４自体が損傷したり、その高温となった部分によって、第２絶縁層５が溶融したりすることがあり得る。そして、第２絶縁層５が溶融した場合には、発熱体４から離型層基体６に電気が漏れる危険がある。なお、断熱層３が第１絶縁層２の内側に設けられている場合には、一方の段差部２ｃにおける発熱体４の過熱により、第１絶縁層２が溶融して、発熱体４から芯金１に電気が漏れる危険が生じる。
【０１１６】
しかし、この実施の形態１２では、図２４に示すように、発熱体４の周方向の各端が段差部２５ａを挟んで対峙することになるので、発熱体４自体の破壊や、第１絶縁層２及び第２絶縁層５の破壊を防止することができると共に、離型層基体６や芯金１への電気の漏れを防止することができる。
【０１１７】
また、第１絶縁層２及び第２絶縁層５が断熱層３及び発熱体４を挟んで同心状に巻かれた状態になるが、内周側に位置する第１絶縁層２の軸方向の各端２ａが第２絶縁層５の軸方向の各端５ａより軸方向の内側に寄った位置に形成されているので、第１絶縁層２の軸方向の端部２ａに邪魔されることなく、第２絶縁層５の内周側から発熱体４の軸方向の端部に電極５８を設けることができる。すなわち、発熱体４に電力を容易に供給することができる。
【０１１８】
なお、上記実施の形態１２においては、発熱体４の軸方向の長さを芯金１の軸方向の長さとほぼ一致するように設定したが、この芯金１の軸方向の長さは、図２６に示すように、挿通可能な転写材の最大幅（最大用紙通紙幅）と等い長さに設定してもよい（請求項２７）。この場合には、転写材におけるトナー像の溶融に必要な部分のみを加熱することができるので、ウオームアップに要する時間、すなわち立ち上がり時間を短縮することができると共に、エネルギの無駄を省くことができる。
【０１１９】
また、発熱体４の軸方向の長さとしては、挿通可能な転写材の最大幅以下であって、所定の転写材の幅に一致するような長さに設定してもよい。ただし、挿通可能な最大幅の転写材へのトナー像の定着性を確保するため、発熱体４の軸方向の長さは、挿通可能な転写材の最大幅以上で、芯金１の軸方向の長さ以下に設定することが好ましい。
【０１２０】
そして、発熱体４の軸方向の長さを芯金１の軸方向の長さより短くした場合には、図２６に示すように、発熱体４の軸方向の各端部に、電気抵抗の小さい例えばアルミニウムや銅板等の金属板８を接触させて固定することが好ましい。各金属板８は、その厚さが発熱体４と同一の厚さに形成されていると共に、その軸方向の長さが発熱体４の軸方向の端から芯金１の軸方向の端までの間と同一の長さ形成されている。そして、金属板８は、発熱体４の軸方向の幅が変更された場合であっても、その変更された分だけ軸方向の幅を変更することにより、発熱体４に電力を供給することができる。また、当然のことながら、金属板８は、電気抵抗が低いのでほとんど発熱することがない。
【０１２１】
実施の形態１３（請求項３０）
図３１はこの実施の形態１３として示した図である。なお、上記実施の形態１２に示す構成要素と共通する要素には同一の符号を付し、その説明を簡略化する。この実施の形態１３で示す定着ロ−ラ５０は、芯金１の外周面１５に凹部１５ｃを設け、第１絶縁層２に凸部２５ｃを設けた構成になっている。凹部１５ｃは、芯金１の軸方向の中央部に形成されたものであって、その軸方向に長く延びる四角形状の貫通孔によって形成されている。凸部２５ｃは、絶縁シート２５における第１絶縁層２の周方向の端にあって、軸方向の中央部から周方向の外側に突出するように形成されている。この凸部２５ｃは、絶縁シート２５を芯金１の外周面１５に巻いた際に、芯金１の凹部１５ｃに対応する位置にあって、該凹部１５ｃに丁度嵌まる偏平の四角形状に形成されている。
【０１２２】
上記のように構成された定着ロ−ラ５０においては、芯金１の凹部１５ｃに第１絶縁層２の凸部２５ｃを嵌めることにより、芯金１に対する第１絶縁層２の位置を正確に決めることができる。したがって、絶縁シート２５の全体を芯金１の所定の位置に正確に巻き付けることができる。しかも、絶縁シート２５の第２絶縁層５における所定の位置に発熱体４及び断熱層３をこの順で乗せ、上記凹部１５ｃと凸部２５ｃとを嵌合しながら、第１絶縁層２側から断熱層３を内側にして芯金１に巻き付けることにより、断熱層３や発熱体４も図２４にように、芯金１における所定の位置に正確に巻き付けることができる。また、この場合にも、チューブスピニングによる離型層基体６の縮径際に、絶縁シート２５や発熱体４等が軸方向にずれるのを防止することができる。したがって、加熱位置のばらつきのない一定の定着性を有するものを提供することができる。
【０１２３】
実施の形態１４（請求項３１）
図３２はこの実施の形態１４として示した図である。なお、上記実施の形態１２に示す構成要素と共通する要素には同一の符号を付し、その説明を簡略化する。この実施の形態１４で示す定着ロ−ラ５０は、芯金１の外周面１５に突起部１５ｄを設け、第１絶縁層２に貫通孔２５ｄを設けた構成になっている。突起部１５は、芯金１の軸方向の中央部に形成されたものであって、その軸方向に長く延し、外周面１５から四角形状に突出するように形成されている。なお、この突起部１５ｄは、芯金１の外周壁の一部を外側に折り曲げることによって形成されている。さらに、突起部１５ｄの高さは、発熱体４の厚さと第１絶縁層２の厚さとを合計した厚さ以下に設定されている。
【０１２４】
貫通孔２５ｄは、絶縁シート２５における軸方向の中央部に設けられたものであって、第１絶縁層２の周方向の端に沿って長く延びる四角形状のもので形成されている。すなわち、貫通孔２５ｄは、絶縁シート２５を第１絶縁層２から芯金１の外周面１５に巻いた際に、芯金１の突起部１５ｄに対応する位置にあって、該突起部１５ｄに丁度嵌まる偏平の四角形状に形成されている。
【０１２５】
また、断熱層３及び発熱体４は、上記突起部１５ｄから所定量離れた位置となるように、第２絶縁層５における所定の位置に配置された状態で絶縁シート２５と共に芯金１に巻かれるようになっている。
【０１２６】
上記のように構成された定着ロ−ラ５０においては、芯金１の突起部１５ｄに第１絶縁層２の貫通孔２５ｄを嵌めることにより、芯金１に対する第１絶縁層２の位置を正確に決めることができる。したがって、上記実施の形態１３と同様の作用効果を奏する。また、突起部１５ｄの高さが発熱体４の厚さと第１絶縁層２の厚さとを合計した厚さ以下に設定されているので、チューブスピニングにより離型層基体６を縮径した場合でも、突起部１５ｅの頂部が第２絶縁層５に当たって、この第２絶縁層５を傷つけることがない。したがって、発熱体４から離型層基体６に電気が漏れるのを防止することができる。
【０１２７】
実施の形態１５（請求項３２）
図３３はこの実施の形態１５として示した図である。なお、上記実施の形態１２に示す構成要素と共通する要素には同一の符号を付し、その説明を簡略化する。この実施の形態１５で示す定着ロ−ラ５０は、芯金１の外周面１５に２つの突起部１５ｅを設け、第１絶縁層２に２つの貫通孔２５ｅを設けた構成になっている。各突起部１５ｅは、芯金１の外周面１５における軸方向に離れた２箇所の位置に設けられている。特に、この実施の形態では、各突起部１５ｅが芯金１の軸方向の一方及び他方の各端部に設けられている。また、各突起部１５ｅは、円柱状に突出するように形成されている。ただし、突起部１５ｅの頂面は、芯金１の外周面１５と同心状の円弧状の曲面によって形成されている。
【０１２８】
また、突起部１５ｅの高さは、発熱体４の厚さと第１絶縁層２の厚さとを合計した厚さ以下に設定されている。
【０１２９】
各貫通孔２５ｅは、第１絶縁層２における軸方向の一方及び他方の各端部に設けられたものであって、第１絶縁層２の周方向の端の近傍位置に形成されている。すなわち、各貫通孔２５ｅは、絶縁シート２５を第１絶縁層２から芯金１の外周面１５に巻いた際に、芯金１の各突起部１５ｅに対応する位置に形成されている。そして、一方の貫通孔２５ｅは、一方の突起部１５ｅに丁度嵌まる大きさの円形状に形状に形成されている。また、他方の貫通孔２５ｅは、突起部１５ｅが丁度嵌まる幅で軸方向に長く延びる長円形状に形成されている。
【０１３０】
また、断熱層３及び発熱体４は、上記突起部１５ｅから所定量離れた位置となるように、第２絶縁層５における所定の位置に配置された状態で絶縁シート２５と共に芯金１に巻かれるようになっている。
【０１３１】
上記のように構成された定着ロ−ラ５０においては、各突起部１５ｅ及び各貫通孔２５ｅが軸方向に離れた２箇所の位置に設けられているので、芯金１に対する絶縁シート２５を巻く方向が極めて正確になる。すなわち、芯金１の軸方向に直交する方向に絶縁シート２５を正確に巻くことができる。また、上述した他方の貫通孔２５ｅが長円形状に形成されているので、各突起部１５ｅに各貫通孔２５ｅを容易に嵌合することができる。
【０１３２】
ところで、絶縁シート２５が芯金１の軸方向に直交する方向に対して斜めに傾いて巻かれると、絶縁シート２５と共に巻かれた発熱体４も斜めに傾いて巻かれることになる。この状態で、離型層基体６をチューブスピニングにより縮径すると、発熱体４には、ねじる方向の力が働く。この際、発熱体４は、図３４（ｂ）に示すように、その側縁の角部が立った状態で、第２絶縁層５や断熱層３に当たることになる。このため、発熱体４の角部がエッジとなって第１絶縁層２や第２絶縁層５に食い込んでこれらを損傷させることがあり、この損傷によって発熱体４から離型層基体６に電気が漏れるおそれがある。
【０１３３】
しかし、この実施の形態の定着ロ−ラ５０では、絶縁シート２５を芯金１の軸方向に直交する方向に正確に巻くことができるので、図３４（ａ）に示すように、発熱体４の角部によって第１絶縁層２や第２絶縁層５が損傷することがない。したがって、発熱体４から離型層基体６に電気が漏れるのを確実に防止することができる。
【０１３４】
【発明の効果】
請求項１に記載の定着ローラでは、立ち上がり時間の短縮に必要な薄肉化による熱容量の低減を、離型層基体の薄肉化で達成し、定着性を確保する（充分なニップ幅の確保）ための機械的強度は芯金の肉厚で達成するように、機能を分けることができるので、立ち上がり時間の短縮と高強度の両立が可能となる。また、発熱体の内周側に断熱層を設け、この断熱層の内周側に芯金を設けたため、発熱体で発生した熱が芯金側よりも離型層表面に、より多く伝わりやすくなるので、立ち上がり時間を短縮することができる。以上により、立ち上がり時間を短縮できるとともに、加圧ローラによる加圧力に対して充分なニップ幅の確保が可能な機械的強度を有するものにすることができる。また、芯金の外周面側に発熱体を設けているので、通紙性を得るための外径寸法・逆クラウン形状を確保することができるとともに、離型層基体に対する離型層の密着性を確保することができる。さらに、芯金の外周面に、第１絶縁層、断熱層をこの順で順次外側に位置するように配列してもよいし、断熱層、第１絶縁層の順で同様に配列してもよいので、設計上および組み立て上の自由度が増す利点がある。さらに、請求項１に記載の定着ローラでは、離型層基体の縮径量を芯金の軸方向の外側の部分で大きくしているので、芯金の軸方向の外側において、離型層基体の内周面の径が芯金の外周面の径より小さくなる。このため、芯金が離型層基体の両端部のより縮径された部分に挟まれた状態になるので、芯金が離型層基体に対してスラスト方向（軸方向）にずれるのを確実に防止することができる。また、第１絶縁層、断熱層、発熱体および第２絶縁層についても、離型層基体の両端部のより縮径された部分によって、スラスト方向にずれるのを確実に防止することができる。
【０１３５】
請求項２に記載の定着ローラでは、断熱層の熱伝導率が第２絶縁層のそれより小さいため、発熱体から発生する熱が芯金側よりも離型層表面に、より多く伝わるので、立ち上がり時間が短縮される。
【０１３６】
請求項３に記載の定着ローラでは、断熱層の厚さが０．１ｍｍ以上であると断熱層の効果があり、発熱体から発生する熱が芯金側よりも離型層表面により多く熱伝導することにより、立ち上がり時間が短縮される。ただし、断熱層の厚さが２ｍｍを超えると断熱効果が飽和し、これ以上厚くしても材料代アップとなるだけである。
【０１３７】
請求項４に記載の定着ローラでは、立ち上がり時間の短縮に必要な薄肉化による熱容量の低減を、離型層基体の薄肉化で達成し、定着性を確保するための機械的強度を、芯金の肉厚で達成するように、機能を分けることができるので、立ち上がり時間の短縮と高強度の両立が可能となる。
【０１３８】
請求項５に記載の定着ローラでは、離型層基体の厚さを０．７ｍｍ以下とすることで、立ち上がり時間の更なる短縮が可能になる。
【０１３９】
請求項６に記載の定着ローラでは、芯金の線膨張率が離型層基体の線膨張率と同等以上であるから、定着ローラ加熱時に、発熱体等が芯金と離型層基体とにより締め付けられるため、緩んだり位置ズレを起こしたりすることがない。
【０１４０】
請求項７に記載の定着ローラでは、断熱層の線膨張率が芯金より大きいため、定着ローラ加熱時の断熱層と芯金との熱膨張率の差により、離型層基体・芯金間の各層がその肉厚方向に圧縮される向きの力が働くので、緩みに起因する発熱体や絶縁層の位置ズレが生じる心配がない。
【０１４１】
請求項８に記載の定着ローラでは、芯金にステンレス鋼を、離型層基体に銅をそれぞれ用いる。このため芯金の防錆処理が不要になる。また、離型層基体（銅）の熱伝導率が芯金（ステンレス鋼）のそれより高いため、立ち上がり時間が短縮される効果もある。
【０１４２】
請求項９に記載の定着ローラでは、芯金における外周面と端面とのなす角部がエッジ状に尖ることがなくなるので、芯金の角部によって、第１絶縁層や断熱層が傷つくことがなくなる。すなわち、芯金と発熱体とで挟まれることにより、また離型層基体から嵌合のための圧力を受けることにより、あるいは加圧ローラからの加圧により、第１絶縁層や断熱層が芯金の角部に圧迫されても、この角部に面取りが設けられているので、第１絶縁層や断熱層が芯金の角部によって傷付くのを防止することができる。
【０１４３】
請求項１０に記載の定着ローラでは、面取りが芯金の各端面に向かって直線状に縮径されるテーパー状になり、この面取りと芯金の外周面とのなす角度が１３５度以上の鈍角となる。このため、第１絶縁層や断熱層は鈍角の角部に当たるようになるため、芯金の角部によって傷つくことがなくなる。すなわち、面取りを、外周面に沿う成分の長さ≧端面に沿う成分の長さとなるように形成しているので、芯金の各端部にエッジ状に尖った部分が生じることがないため、第１絶縁層や断熱層を傷つけるという問題を完全に解消することができる。
【０１４４】
請求項１１に記載の定着ローラでは、芯金の軸方向の端部の角部が面取りによって円弧状に丸められた状態になるので、芯金の角部に当たって第１絶縁層や断熱層が傷つくのを完全に防止することができる。
【０１４５】
請求項１２に記載の定着ローラでは、加圧ローラから作用する圧力の全体を芯金でバックアップすることができる。このため、加圧ローラからの圧力によって離型層基体が撓むのを小さく抑えることができるとともに、その撓みが軸方向においてほぼ一定になる。したがって、定着ロ−ラと加圧ローラとが当接し合う周方向の幅であるニップ幅が大きくなると共に、そのニップ幅が定着ロ−ラの軸方向に沿ってほぼ一定になる。すなわち、例えば芯金の長さが加圧ローラの長さより短い場合には、離型層基体における芯金のない部分が加圧ローラからの圧力を受けて比較的大きく撓むことになり、このような機械的強度が相対的に弱く現れるような現象が部分的に生じることによって、ニップ幅が十分に出ない部分が生じることがある。しかし、この発明では、このような問題を確実に解消することができ、定着ロ−ラの軸方向の全体にわたって、十分大きなニップ幅を得ることができる。したがって、転写材に対するトナー像の定着性を十分確保することができる。
【０１４６】
請求項１３に記載の定着ローラでは、断熱層の両端部が厚く形成されているので、立ち上がり時において、軸方向の各端部の温度が軸方向の中央部の温度に比べて大きく低下するのを改善することができる。すなわち、例えば断熱層の厚さを軸方向において一定にした場合には、軸方向の各端部からその軸方向の外側に放出される熱のために、軸方向の各端部の温度が軸方向の中央部の温度に比べて大きく低下することがある。しかし、この発明では、断熱層の各端部を厚く形成しているので、軸方向外側に逃げる熱量を低減することができ、軸方向の両端部の温度が相対的に大きく低下するのを抑えることができる。すなわち、立ち上がり時において、定着ローラの外周面の温度を軸方向においてほぼ一定にすることができる。したがって、立ち上がり直後における１枚目か２枚目の転写材について、トナー像の定着性が悪くなるという不具合を確実に防止することができる。
【０１４８】
請求項１４に記載の定着ローラでは、離型層基体を縮径した時点で、離型層基体における芯金の軸方向外側に対応する部分の外径が芯金に対応する部分の外径より小さくなるので、その軸方向外側に対応する部分の外径以下となるように、離型層基体の外周部を削り取ることによって、離型層基体の外径が軸方向において一定になる。また、このように離型層基体の外周面を一定の径に形成した状態においては、離型層基体における各端部のより縮径された部分が肉厚部となるので、離型層基体の各端部について強度の向上を図ることができると共に、この強度の高い部分で、芯金、第１絶縁層、断熱層、発熱体および第２絶縁層の軸方向のずれを確実に阻止することができる。すなわち、芯金、第１絶縁層等を確実に保持することができる。
【０１４９】
請求項１５に記載の定着ローラでは、芯金の外周面に長手方向の溝を設けることにより、芯金とその他の層との接触面積を小さくしている。こうすることで、芯金と発熱体との間接的な接触面積が縮小し、発熱体からの熱が芯金側に伝わりにくくなり、離型層表面に、より多く伝わるようになる結果、定着ローラの立ち上がり時間が短縮される。
【０１５０】
請求項１６に記載の定着ローラでは、芯金の外周面に螺旋状の溝を設けることにより、請求項１５の定着ローラと同様に、立ち上がり時間の短縮効果が得られる。
【０１５１】
請求項１７に記載の定着ローラでは、芯金の外周面に長手方向の溝と螺旋状の溝を併設することにより、請求項１５の定着ローラと同様に、立ち上がり時間の短縮効果が得られる。
【０１５２】
請求項１８に記載の定着ローラでは、芯金の外周面に螺旋状の溝と、この溝と旋回方向が反対の螺旋状の溝とを設け、これらの溝を格子状に交差させたから、請求項１５の定着ローラと同様に、立ち上がり時間の短縮効果が得られる。
【０１５３】
請求項１９に記載の定着ローラでは、離型層基体の端部内面が芯金の外周面に形成された溝に食い込み接合されているため、定着時（通紙時）に発生する回転方向の摩擦トルクを食い込み接合部で受けることができるので、絶縁層や発熱体との界面へのスベリ方向の荷重が軽減され、絶縁層の破損等の事故が防止される。すなわち、芯金と離型層基体とを直接連結することができるので、第１絶縁層、断熱層、発熱体、第２絶縁層に対する負荷の低減を図ることができ、耐久性の向上を図ることができる。
【０１５４】
請求項２０に記載の定着ローラの製造方法では、チューブスピニングにより離型層基体の縮径を行うので、あらかじめ装着してある絶縁層や発熱体を加工液等で汚すことなく、かつ高荷重をかけることなく、離型層基体を簡易に装着することができる。すなわち、定着ローラを簡易かつ安価に製造することができる。しかも、芯金から離型層基体までを、所定の圧力を持って互いに密着させた状態で、確実に連結することができる。さらに、離型層基体における縮径量の多い部分も少ない部分も、チューブスピニングによるいわゆる絞り加工により連続的に加工することができる。したがって、加工のための時間やコストが増加することがない。しかも、より多く絞られる離型層基体における軸方向の各端部は、加工硬化により、強度が向上するという利点がある。また、上記縮径加工の後に、離型層基体の外周面を切削や研削等により一定の径に形成することにより、離型層基体の各端部が内方に厚く形成された肉厚部となる。したがって、この肉厚部によっても、離型層基体の各端部の強度が向上する。
【０１５５】
請求項２１〜２３に記載の定着ローラの製造方法では、離型層基体の端部内面を、芯金の外周面に形成された溝に食い込み接合するための方法として、チューブスピニング、焼きばめ等の乾式加工による離型層基体の縮径によって行うので、あらかじめ装着してある絶縁層や発熱体を加工液等で汚すことなく、かつ高荷重をかけることなく、離型層基体を簡易に装着することができる。すなわち、定着ローラを簡易かつ安価に製造することができる。しかも、チューブスピニングや焼きばめ等による縮径により、離型層基体の端部を芯金の溝に確実に食い込ませることができる。したがって、芯金と離型層基体とを確実に連結することができる。
【０１５６】
請求項２４に記載の定着ローラの製造方法では、離型層基体における縮径量の多い部分も少ない部分も、チューブスピニングによるいわゆる絞り加工により連続的に加工することができる。したがって、加工のための時間やコストが増加することがない。しかも、より多く絞られる離型層基体における軸方向の各端部は、加工硬化により、強度が向上するという利点がある。また、上記縮径加工の後に、離型層基体の外周面を切削や研削等により一定の径に形成することにより、離型層基体の各端部が内方に厚く形成された肉厚部となる。したがって、この肉厚部によっても、離型層基体の各端部の強度が向上する。
【０１５７】
さらに、離型層基体をチューブスピニングにより単に一定の径に縮径する場合でも、芯金の有無による剛性の違いにより、芯金のない部分の縮径量が芯金のある部分の縮径量より若干大きくなる。このため、離型層基体を一方から他方に縮径してゆき、芯金の他方の端部から芯金のない部分を縮径するときに、断熱層等の弾性材による影響もあって、芯金が他方から一方の側にずれてしまうことがある。しかし、この発明では、芯金、第１絶縁層、断熱層、発熱体、第２絶縁層の一方の側が離型層基体の縮径量を多くした部分によって保持されているので、芯金等が一方の側に移動するのを防止することができる。
【０１５８】
請求項２５に記載の定着ローラでは、第１の軸受から第２の軸受までの部分を芯金で補強することができるので、第１及び第２の軸受を支点にして生じる曲げ方向等の撓みを低減することができる。したがって、定着ロ−ラと加圧ローラとが当接し合う周方向の幅であるニップ幅が大きくなる共に、そのニップ幅が軸方向において一定したものとなる。よって、転写材に対するトナー像の定着性を十分確保することができる。
【０１５９】
請求項２６に記載の定着ロ−ラでは、発熱体の全体が芯金と離型層基体とで挟まれた状態になるので、発熱体は必ず第２絶縁層と、断熱層又は第１絶縁層とに接した状態になる。このため、例えば発熱体の一部が第２絶縁層と共に離型層基体から離れ、この離れた部分が離型層基体への熱の移動の減少によって高温となり、これによって発熱体自体が局部的に損傷するのを防止することができる。また、発熱体が局部的に高温になることによって、第１絶縁層や第２絶縁層等を溶融させ、発熱体から離型層基体や芯金への電気漏れを生じさせるのも確実に防止することができる。
【０１６０】
請求項２７に記載の定着ロ−ラでは、発熱体の軸方向の長さが挿通可能な転写材の最大幅以下に設定されているので、転写材におけるトナー像の溶融に必要な部分のみを加熱することができる。したがって、ウオームアップに要する時間、すなわち立ち上がり時間を短縮することができると共に、エネルギの無駄を省くことができる。
【０１６１】
請求項２８に記載の定着ロ−ラでは、絶縁シートに一つの段差部が生じるが、発熱体はその周方向の一方の端と他方の端が前記段差部を挟んで対峙するように設けられているので、発熱体が第１絶縁層や第２絶縁層の段差部に連続して延在するように配置されることがない。なお、発熱体が上記段差部に連続的に延在するように配置された場合には、段差部と発熱体との間に空間が生じることがあるため、この空間部に対応する発熱体の一部が高温となって、発熱体自体を局部的に損傷させたり、これに隣接する第１絶縁層や第２絶縁層等を局部的に溶融させて、発熱体から離型層基体や芯金への電気の漏れを生じさせたりするおそれがある。しかし、この定着ロ−ラでは、発熱体が段差部を覆うように配置されることがないので、発熱体自体の破壊や、第１及び第２の絶縁層の破壊に伴う漏電を防止することができる。
【０１６２】
請求項２９に記載の定着ロ−ラでは、絶縁シートを芯金の回りに巻くことによって、第１絶縁層及び第２絶縁層が発熱体等を挟んで同心状に巻かれた状態になる。ただし、内周側に位置する第１絶縁層の軸方向の各端が第２絶縁層の軸方向の各端より軸方向の内側に寄った位置に形成されているので、第１絶縁層の軸方向の端部に邪魔されることなく、第２絶縁層の内周側から発熱体の軸方向の端部に電力を供給することができる。
【０１６３】
請求項３０に記載の定着ロ−ラでは、芯金の凹部に第１絶縁層の凸部を嵌めることにより、芯金に対する第１絶縁層の位置を正確に決めることができる。このため、例えば第１絶縁層と第２絶縁層とが別体のもので構成されている場合には、シート状態における第２絶縁層の上に発熱体、断熱層及び第１絶縁層をこの順に乗せ、これらを上記凹部と凸部とを嵌合させてかつ第１絶縁層を内側にして芯金に巻くことにより、第１絶縁層、断熱層、発熱体及び第２絶縁層をこの順で芯金の所定の位置に正確に巻き付けることができる。しかも、例えば離型層基体をその軸方向の一端側からチューブスピニングにより縮径し、これによって離型層基体、第２絶縁層、発熱体、断熱層、第１絶縁層を芯金に固定するような場合でも、第２絶縁層、発熱体等が軸方向にずれるのを防止することができる。したがって、離型層基体において加熱位置がばらつくのを防止することができるので、一定の定着性を有するものを提供することができる。
【０１６４】
また、第１絶縁層と第２絶縁層とが絶縁シートとして一体のもので構成されている場合には、上記凹部と凸部とを嵌合することにより絶縁シートの全体を芯金の所定の位置に正確に巻き付けることができる。しかも、絶縁シートの第２絶縁層の位置に発熱体及び断熱層をこの順で乗せ、第１絶縁層側から断熱層を内側にして芯金に巻き付けることにより、断熱層や発熱体も芯金における所定の位置に正確に取り付けることができる。また、この場合にも、チューブスピニングによる離型層基体の縮径の際に、絶縁シートや発熱体等が軸方向にずれるのを防止することができる。したがって、加熱位置のばらつきのない一定の定着性を有するものを提供することができる。
【０１６５】
請求項３１に記載の定着ロ−ラでは、請求項３０に記載の定着ロ−ラと同様の作用効果を奏する。
【０１６６】
請求項３２に記載の定着ロ−ラでは、突起部及び貫通孔が軸方向に離れた２箇所の位置に設けられているので、芯金に対する絶縁シートを巻く方向が極めて正確になる。すなわち、芯金の軸方向に直交する方向に絶縁シートを正確に巻くことができる。
【０１６７】
なお、絶縁シートが上記芯金の軸方向に直交する方向に対して斜めに傾いて巻かれる場合には、発熱体も斜めに傾いて巻かれた状態になる。この状態で、離型層基体をチューブスピニングにより縮径すると、発熱体には、ねじる方向の力が働く。この際、発熱体は、その側縁の角部がエッジとなり、このエッジを立てた状態で、第２絶縁層や、断熱層又は第１絶縁層に当たることになる。このため、発熱体の角部が第１絶縁層や第２絶縁層に食い込んでこれらを損傷させることがあり、この損傷によって発熱体から離型層基体や芯金に電気が漏れるおそれがある。
【０１６８】
しかし、この定着ロ−ラでは、発熱体が芯金の軸方向に直交する方向に対して斜めに傾いて巻かれることがないので、発熱体の角部によって第１絶縁層や第２絶縁層が損傷することがない。したがって、発熱体から離型層基体や芯金へ電気が漏れるのを確実に防止することができる。
【０１６９】
請求項３３に記載の定着ロ−ラでは、突起部の高さを、発熱体の厚さと第１絶縁層の厚さとの合計厚さ以下に設定しているので、例えばチューブスピニングにより離型層基体を縮径した場合でも、突起部の頂部が第２絶縁層に当たって、この第２絶縁層を傷つけ、発熱体から離型層基体に電気が漏れるようになるのを防止することができる。なお、発熱体は第１絶縁層等と共に芯金に巻かれる際に、突起部から離れた位置となるように設けられている。また、突起部の高さを、発熱体の厚さと第１絶縁層の厚さとの合計厚さ以下としたのは、突起部の高さを、発熱体の厚さと第１絶縁層の厚さと断熱層の厚さとを合計した厚さ以下とすると、離型層基体の縮径時に、発熱体、第１絶縁層、断熱層が圧縮方向に弾性変形することによって、突起部の頂部が第２絶縁層に達し、この第２絶縁層を傷つける恐れがあるからである。ただし、突起部の高さは、離型層基体の縮径によって圧縮変形した後の第１絶縁層、断熱層、発熱体の合計厚さ未満に設定することがより好ましい。
【０１７０】
なお、断熱層が第１絶縁層の外周面側に位置している場合には、突起部の高さは、上述した第１絶縁層と発熱体との合計厚さ以下、または上述した圧縮変形した後の第１絶縁層、断熱層、発熱体の合計厚さ未満であって、第１絶縁層の厚さ以上に設定することが好ましい。突起部の高さを第１絶縁層の厚さ以上に設定したのは、第１絶縁層の貫通孔が突起部から容易に外れるのを防止するためである。
【０１７１】
また、断熱層が第１絶縁層の内周面側に位置している場合には、突起部の高さは、断熱層の厚さと第１絶縁層の厚さとを合計した厚さ以上で、離型層基体の縮径によって圧縮変形した後の第１絶縁層、断熱層、発熱体の合計厚さ未満に設定することが好ましい。突起部の高さを断熱層の厚さと第１絶縁層の厚さとを合計した厚さ以上に設定したのは、第１絶縁層の貫通孔が突起部から容易に外れるのを防止するためである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る定着ローラを示す横断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る定着ローラを構成する芯金を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）はその横断面図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係る定着ローラを構成する芯金の正面図である。
【図４】本発明の実施の形態４に係る定着ローラを構成する芯金の正面図である。
【図５】本発明の実施の形態５に係る定着ローラを構成する芯金の正面図である。
【図６】本発明の実施の形態６に係る定着ローラを示すもので、（ａ）は要部の縦断面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図である。
【図７】本発明の実施の形態７に係る定着ローラ製造方法を示す縦断面図である。
【図８】定着ローラの断熱層の厚さと、定着ローラの昇温速度との関係を示すグラフである。
【図９】本発明の実施の形態８に係る定着ロ−ラを示す要部縦断面図である。
【図１０】同定着ロ−ラの比較のために示した定着ロ−ラの要部縦断面図である。
【図１１】同定着ロ−ラを構成する芯金を示す図であり、（ａ）はスラスト方向長さとラジアル方向長さとが等しい面取りを示す要部縦断面図、（ｂ）はスラスト方向長さがラジアル方向長さより長い面取りを示す要部縦断面図である。
【図１２】同定着ロ−ラを構成する芯金の面取りについての他の例を示す要部縦断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態９に係る定着ロ−ラを示す図であって、離型層基体を縮径した後の状態を示す要部縦断面図である。
【図１４】同定着ロ−ラを示す要部縦断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態１０に係る定着ロ−ラを示す縦断面図である。
【図１６】同定着ロ−ラによって生じるニップ幅を示す平面図である。
【図１７】同定着ロ−ラの比較のために示した定着ロ−ラの縦断面図である。
【図１８】同定着ロ−ラの比較のために示した定着ロ−ラによって生じるニップ幅を示す平面図である。
【図１９】本発明の実施の形態１１に係る定着ロ−ラの要部縦断面図である。
【図２０】同定着ロ−ラの効果を示す離型層表面の温度分布のグラフである。
【図２１】本発明の実施の形態１２に係る定着ロ−ラを示す縦断面図である。
【図２２】同定着ロ−ラによって生じるニップ幅を示す平面図である。
【図２３】同定着ロ−ラを示す分解斜視図である。
【図２４】同定着ロ−ラを示す横断面図である。
【図２５】同定着ロ−ラを示す要部縦断面図である。
【図２６】同定着ロ−ラにおける発熱体の他の例を示す要部縦断面図である。
【図２７】同定着ロ−ラの比較のために示した他の定着ロ−ラの縦断面図である。
【図２８】同他の定着ロ−ラによって生じるニップ幅を示す平面図である。
【図２９】同他の定着ロ−ラの分解斜視図である。
【図３０】同他の定着ロ−ラの横断面図である。
【図３１】本発明の実施の形態１３に係る定着ロ−ラを示す分解斜視図である。
【図３２】本発明の実施の形態１４に係る定着ロ−ラを示す分解斜視図である。
【図３３】本発明の実施の形態１５に係る定着ロ−ラを示す分解斜視図である。
【図３４】同定着ロ−ラにおける作用を示す要部断面図であって、（ａ）は発熱体が正常に取り付けられている場合の図であり、（ｂ）は発熱体が芯金に対して傾いて取り付けられた場合の図である。
【符号の説明】
１ 芯金
１ａ 溝
１ｂ 溝
１ｃ 溝
２ 第１絶縁層
２ａ 端
３ 断熱層
３ａ 肉厚部
４ 発熱体
５ 第２絶縁層
５ａ 端
６ 離型層基体
６ｂ 肉厚部
７ 離型層
１０ 面取り
１０ａ スラスト方向長さ（外周面に沿う成分の長さ）
１０ｂ ラジアル方向長さ（端面に沿う成分の長さ）
１１ マンドレル治具
１２ バックアップローラ
１３ スピニングローラ
１４ 端面
１５ 外周面
１５ｃ 凹部
１５ｄ、１５ｅ 突起部
２５ 絶縁シート
２５ａ 段差部
２５ｃ 凹部
２５ｄ、２５ｅ 貫通孔
５０ 定着ロ−ラ
５１ 加圧ロ−ラ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fixing roller of a heat fixing device used in an apparatus using an electrophotographic process such as an electrophotographic copying machine, a facsimile machine, and a printer, and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
A heat fixing method is known as a main fixing method of a toner image in electrophotography. In the heat fixing method, while rotating the heated fixing roller, the rotating fixing roller and the pressure roller sandwich and convey the paper onto which the toner image is transferred, and the toner image is heated and melted on the paper on that occasion. It is to be fused.
[0003]
Due to the recent increase in environmental regulations and awareness of environmental protection, various electrophotographic apparatuses reduce power consumption by shutting off the energization of the fixing heater when not in use and energizing only when necessary.
[0004]
In such an energy-saving electrophotographic apparatus, it is required that the surface temperature of the fixing roller reaches a set temperature at which printing can be performed immediately during printing. As one means for satisfying this requirement, there has been proposed a fixing device using a direct-heating heating roller having a heating element on the inner surface or outer surface of the fixing roller.
[0005]
In the fixing roller of the outer surface heating system having a heating element on the outer surface of a support made of a heat-resistant elastic body or ceramic base and having a release layer such as a heat-resistant rubber thereon, the heating element can be easily mounted. However, due to the heat conduction to the support, the surface temperature rise at the time of rising is inhibited, and a release layer is formed on the surface of the heating element. The reverse crown shape has poor processability, and further, it is difficult to obtain sufficient adhesion (peeling resistance) of the release layer to the surface of the heating element.
[0006]
On the other hand, with an inner surface heating type fixing roller having a heating element on the inner surface of the cored bar, it is easier to ensure the workability of the outer diameter and reverse crown shape and the above-mentioned adhesion due to the formation of the release layer than the outer surface heating method. is there. However, in order to shorten the rise time, the core bar must be thinned to reduce the heat capacity of the core bar. However, when the thickness is reduced, the mechanical strength of the core metal is lowered, the fixing roller is bent and crushed, and a sufficient nip width between the fixing roller and the pressure roller necessary for securing the fixing property cannot be obtained. There is a problem. Further, when the insulating layer and the heating element are bonded to the inner surface of the core metal, it is difficult to ensure the reliability of the fixing roller in which the heat cycle is repeatedly performed.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above problems, and a first object thereof is to have a mechanical strength capable of shortening the rise time, ensuring a sufficient nip width with respect to the applied pressure, and obtaining a paper passing property. It is an object of the present invention to provide a fixing roller that can ensure the outer diameter and the inverted crown shape and can ensure the adhesion of the release layer.
[0008]
A second object of the present invention is to provide a method for manufacturing a fixing roller having a heating element provided between two insulating layers in a simple and inexpensive manner.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  The fixing roller according to claim 1, wherein the toner image is heated and melted by inserting a transfer material onto which the toner image is transferred between a surface that is in contact with the pressure roller and the surface of the pressure roller. A fixing roller that is fused on a transfer material, and a first insulating layer, a heat insulating layer, a heating element, a second insulating layer, a release layer base, and a release layer are arranged in this order on the outer peripheral surface of the cored bar. Or a heat insulating layer, a first insulating layer, a heating element, a second insulating layer, a release layer substrate, and a release layer are arranged in this order.The first insulating layer, the heat insulating layer, the heating element, the second insulating layer, and the release layer base are fixed to the core metal by reducing the diameter of the release layer base. The diameter reduction amount of the portion corresponding to the outer side in the axial direction of the gold is larger than the diameter reduction amount of the portion corresponding to the core metal.It is characterized by that.
[0010]
In the fixing roller according to claim 1, the heat capacity can be reduced by reducing the thickness required for shortening the rise time by reducing the thickness of the release layer substrate, and the fixing property can be ensured (ensure a sufficient nip width). Since the mechanical strength can be divided so as to be achieved by the thickness of the core metal, it is possible to achieve both shortening of the rise time and high strength. In addition, a heat insulating layer is provided on the inner peripheral side of the heating element, and a cored bar is provided on the inner peripheral side of the heat insulating layer, so that heat generated by the heating element is more easily transmitted to the surface of the release layer than on the cored bar side. Thus, this configuration also contributes to shortening the rise time. Therefore, the rise time can be shortened, and the mechanical strength that can secure a sufficient nip width against the pressure applied by the pressure roller can be obtained. In addition, since the heating element is provided on the outer peripheral surface side of the cored bar, it is possible to ensure the outer diameter size and the reverse crown shape for obtaining the paper passing property, and the adhesion of the release layer to the release layer substrate. Can be secured.
[0011]
  Further, the first insulating layer and the heat insulating layer may be arranged on the outer peripheral surface of the core metal so as to be sequentially positioned on the outer side in this order, or the heat insulating layer and the first insulating layer may be arranged in the same order in this order. Therefore, there is an advantage that the degree of freedom in design and assembly is increased.Further, in this fixing roller, since the amount of diameter reduction of the release layer base is increased at the outer portion in the axial direction of the core metal, the inner peripheral surface of the release layer base is formed outside in the axial direction of the core metal. The diameter is smaller than the diameter of the outer peripheral surface of the cored bar. For this reason, the cored bar is sandwiched between the diameter-reduced portions of the both end portions of the release layer base, so that the cored bar is surely displaced in the thrust direction (axial direction) with respect to the release layer base. Can be prevented. Further, the first insulating layer, the heat insulating layer, the heating element, and the second insulating layer can also be reliably prevented from being shifted in the thrust direction due to the diameter-reduced portions at both ends of the release layer base.
[0012]
The fixing roller according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1, the heat conductivity of the heat insulating layer is smaller than the heat conductivity of the second insulating layer. In this fixing roller, the heat generated from the heating element is more transmitted to the surface of the release layer than to the core metal side, so that the rise time is shortened.
[0013]
A fixing roller according to a third aspect is characterized in that, in the invention according to the first or second aspect, the thickness of the heat insulating layer is 0.1 mm or more and 2 mm or less. When the thickness of the heat insulating layer is 0.1 mm or more, there is an effect of the heat insulating layer, and the heat generated from the heating element is more thermally conducted to the surface of the release layer than the core metal side, thereby shortening the rise time. . However, if the thickness of the heat insulating layer exceeds 2 mm, the heat insulating effect is saturated, and even if it is thicker than this, only the material cost is increased.
[0014]
A fixing roller according to a fourth aspect is characterized in that, in the invention according to any one of the first to third aspects, the release layer base is thinner than the cored bar. In this fixing roller, the reduction in heat capacity required for reducing the rise time is achieved by reducing the thickness of the release layer substrate, and the mechanical strength for securing the fixing property is achieved by the thickness of the core metal. In addition, since the functions can be divided, it is possible to achieve both shortening of the rise time and high strength.
[0015]
According to a fifth aspect of the present invention, in the fixing roller according to any one of the first to fourth aspects, the release layer base has a thickness of 0.7 mm or less. By making the thickness of the release layer substrate 0.7 mm or less, the rise time can be further shortened. The thickness of the release layer substrate is preferably 0.1 mm or more in terms of strength.
[0016]
The fixing roller according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5, wherein the linear expansion coefficient of the cored bar is equal to or larger than the linear expansion coefficient of the release layer substrate. It is large. In this fixing roller, since the linear expansion coefficient of the cored bar is equal to or higher than the linear expansion coefficient of the release layer base, the heating element is tightened by the cored bar and the release layer base when the fixing roller is heated. There will be no misalignment.
[0017]
A fixing roller according to a seventh aspect is characterized in that, in the invention according to any one of the first to sixth aspects, the linear expansion coefficient of the heat insulating layer is larger than that of the cored bar. Since the linear expansion coefficient of the heat insulation layer is larger than that of the core metal, each layer between the release layer substrate and the core metal is compressed in the thickness direction due to the difference in thermal expansion coefficient between the heat insulation layer and the core metal when the fixing roller is heated. Therefore, there is no concern that the heating element or the insulating layer will be displaced due to looseness.
[0018]
According to an eighth aspect of the present invention, in the fixing roller according to any one of the first to seventh aspects, the core metal is made of stainless steel (SUS), and the release layer base is made of copper. And For this reason, the rust prevention process of a metal core becomes unnecessary. Moreover, since the thermal conductivity of the release layer substrate (copper) is higher than that of the core metal (stainless steel), there is an effect that the rise time is shortened.
[0019]
According to a ninth aspect of the present invention, in the fixing roller according to any one of the first to eighth aspects, the core metal is protruded from one and other end faces in the axial direction and an outer peripheral surface. It is characterized in that chamfers are provided at each corner. In this fixing roller, the corner formed by the outer peripheral surface and the end surface of the cored bar is not sharpened like an edge, so that the first insulating layer and the heat insulating layer are not damaged by the corners of the cored bar. That is, the first insulating layer and the heat insulating layer are cored by being sandwiched between the cored bar and the heating element, receiving a fitting pressure from the release layer base, or by pressing from the pressure roller. Even if the corners of the gold are pressed, the corners are chamfered, so that the first insulating layer and the heat insulating layer can be prevented from being damaged by the corners of the cored bar.
[0020]
According to a tenth aspect of the present invention, in the invention according to the ninth aspect, the chamfering is formed so as to obliquely connect the end surface and the outer peripheral surface of the cored bar, and the chamfering has a component along the outer peripheral surface. It is characterized in that the length is longer than the length of the component along the end face. In this fixing roller, the chamfer has a tapered shape with a diameter reduced linearly toward each end surface of the core metal, and the angle formed by the chamfer and the outer peripheral surface of the core metal is an obtuse angle of 135 degrees or more. For this reason, since a 1st insulating layer and a heat insulation layer come to contact | abut an obtuse corner | angular part, it will not be damaged by the corner | angular part of a metal core. That is, since the chamfering is formed so that the length of the component along the outer peripheral surface is equal to the length in the direction along the end surface, a sharp portion in an edge shape does not occur at each end of the core metal, The problem of damaging the first insulating layer and the heat insulating layer can be completely solved.
[0021]
According to an eleventh aspect of the present invention, in the fixing roller according to the ninth aspect, the chamfer is formed so as to smoothly connect the end surface and the outer peripheral surface of the cored bar in an arc shape. In this fixing roller, the corners of the end portions in the axial direction of the cored bar are rounded into a circular arc shape by chamfering, so that the first insulating layer and the heat insulating layer are completely damaged by hitting the corners of the cored bar. Can be prevented.
[0022]
A fixing roller according to a twelfth aspect is the invention according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the cored bar is at a position corresponding to the pressure roller and has an axial length. Is formed longer than the pressure roller. In this fixing roller, the entire pressure acting from the pressure roller can be backed up with a cored bar. For this reason, it is possible to suppress the release layer substrate from being bent by the pressure from the pressure roller, and the bending is substantially constant in the axial direction. Accordingly, the nip width, which is the circumferential width in which the fixing roller and the pressure roller contact each other, is increased, and the nip width is substantially constant along the axial direction of the fixing roller. That is, for example, when the length of the cored bar is shorter than the length of the pressure roller, the part without the cored bar in the release layer base body receives a pressure from the pressure roller and bends relatively greatly. When such a phenomenon that the mechanical strength appears relatively weakly occurs partially, a portion where the nip width does not sufficiently occur may occur. However, in the present invention, such a problem can be surely solved, and a sufficiently large nip width can be obtained over the entire axial direction of the fixing roller. Therefore, sufficient fixability of the toner image to the transfer material can be ensured.
[0023]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to twelfth aspects, the heat insulating layer has one end in the axial direction and the other end in the axial direction compared to the central portion in the axial direction. It is characterized by being formed thick. In this fixing roller, since both end portions of the heat insulating layer are formed thick, the temperature at each end portion in the axial direction is greatly reduced compared to the temperature at the central portion in the axial direction at the time of rising. be able to. That is, for example, when the thickness of the heat insulating layer is made constant in the axial direction, the temperature at each end in the axial direction is reduced due to the heat released from each end in the axial direction to the outside in the axial direction. The temperature may be greatly reduced compared to the temperature at the center of the direction. However, in the present invention, since each end of the heat insulating layer is formed thick, the amount of heat escaping outward in the axial direction can be reduced, and the temperature at both ends in the axial direction can be suppressed from being relatively greatly reduced. be able to. That is, at the time of start-up, the temperature of the outer peripheral surface of the fixing roller can be made substantially constant in the axial direction. Therefore, it is possible to surely prevent the problem that the fixing property of the toner image is deteriorated with respect to the first or second transfer material immediately after rising.
[0025]
  Claim14The fixing roller according to claim 1,13In the invention described in (1), the outer peripheral surface of the release layer base fixed to the core metal by reducing the diameter is formed to have a constant diameter in the axial direction. In this fixing roller, when the diameter of the release layer substrate is reduced, the outer diameter of the portion corresponding to the axially outer side of the core metal in the release layer substrate is smaller than the outer diameter of the portion corresponding to the core metal. The outer diameter of the release layer substrate is made constant in the axial direction by scraping the outer peripheral portion of the release layer substrate so as to be equal to or less than the outer diameter of the portion corresponding to the outside in the axial direction. Further, in such a state where the outer peripheral surface of the release layer base is formed to have a constant diameter, the portion of each end portion of the release layer base that is further reduced in diameter becomes a thick part. It is possible to improve the strength of each of the end portions, and reliably prevent axial displacement of the core metal, the first insulating layer, the heat insulating layer, the heating element, and the second insulating layer at the high strength portion. be able to. That is, the cored bar, the first insulating layer, and the like can be reliably held.
[0026]
  Claim15The fixing roller according to claim 1, wherein:14The invention described in any one of the above is characterized in that a large number of grooves (grooves parallel to the center line of the core metal) along the longitudinal direction of the core metal are provided on the outer peripheral surface of the core metal. In this fixing roller, the contact area between the core metal and other layers is reduced by providing a longitudinal groove on the outer peripheral surface of the core metal. As a result, the indirect contact area between the cored bar and the heating element is reduced, heat from the heating element is less likely to be transmitted to the cored bar side, and more heat is transmitted to the release layer surface. Rise time is reduced.
[0027]
  Claim16The fixing roller according to claim 1, wherein:14The invention according to any one of the above, is characterized in that a spiral groove is provided on the outer peripheral surface of the cored bar. In this fixing roller, the claim15As in the fixing roller described in (1), an effect of shortening the rise time can be obtained.
[0028]
  Claim17The fixing roller according to claim 1, wherein:14In the invention according to any one of the above, a plurality of grooves along the longitudinal direction of the cored bar and a spiral groove are provided on the outer peripheral surface of the cored bar, and these grooves are crossed in a lattice shape. Features. In this fixing roller, the claim15As in the fixing roller described in (1), an effect of shortening the rise time can be obtained.
[0029]
  Claim18The fixing roller according to claim 1, wherein:14In the invention according to any one of the above, a spiral groove on the outer peripheral surface of the cored bar, and a spiral groove opposite to the turning direction of the groove are provided, and these grooves are crossed in a lattice shape ( In the developed view of the cored bar, one groove group and the other groove group intersect). In this fixing roller, the claim15As in the fixing roller described in (1), an effect of shortening the rise time can be obtained.
[0030]
  Claim19The fixing roller according to claim 1,15~ Claim18In the invention described in any one of the above, the end portion of the release layer base is bitten into the groove of the core metal (the inner peripheral portion of the end portion of the release layer base is recessed in the groove, and the recessed portion Is locked in the groove). With this fixing roller, the frictional torque in the rotational direction that occurs during fixing (when passing paper) can be squeezed into and received by the joint, reducing the load in the sliding direction on the interface with the insulating layer and the heating element, and reducing the insulation. Accidents such as layer breakage are prevented. That is, since the cored bar and the release layer substrate can be directly connected, the load on the first insulating layer, the heat insulating layer, the heating element, and the second insulating layer can be reduced, and the durability can be improved. be able to.
[0031]
  Claim20The method for manufacturing a fixing roller according to claim 1 is described in claims 1 to.18A method of manufacturing the fixing roller according to any one of the above items, wherein a first insulating layer, a heat insulating layer, a heating element, and a second insulating layer are provided on the outer peripheral surface of the core metal, and a release layer is provided. The base is loosely inserted on the outer peripheral side of the second insulating layer, and the release layer base isTube spinningTo reduce the diameterIn addition, when reducing the diameter of the release layer substrate by tube spinning, the diameter reduction of the portion corresponding to the outer side in the axial direction of the core metal is made larger than the diameter reduction of the portion corresponding to the core metal.The release layer base is fixed to the outer peripheral surface of the second insulating layer, the outer peripheral surface of the release layer base is processed to a predetermined diameter by cutting or grinding, and then a release layer is provided on the processed surface.
[0034]
  Claim20In the described fixing roller manufacturing method,ToSince the release layer substrate is further reduced in diameter, it is possible to easily attach the release layer substrate without contaminating the pre-installed insulating layer or heating element with a processing liquid or the like and without applying a high load. it can. That is, the fixing roller can be manufactured easily and inexpensively. In addition, the core bar to the release layer substrate can be reliably connected in a state where they are in close contact with each other with a predetermined pressure.
[0035]
  Claim21The fixing roller manufacturing method according to claim 119A fixing roller according to claim 1, wherein a first insulating layer, a heat insulating layer, a heating element, and a second insulating layer are provided on the outer peripheral surface of the core metal, and the release layer base is provided on the outer peripheral side of the second insulating layer. The release layer base is fixed to the outer peripheral surface of the second insulating layer by loosely inserting the release layer base by appropriate means, and each axial end of the release layer base is connected to the core. It is characterized by biting into and joining to a groove formed in gold, and processing the outer peripheral surface of the release layer substrate to a predetermined diameter by cutting or grinding, and then providing a release layer on the processed surface. As the bite joining method by diameter reduction, claim22, Claim23Can be employed.
[0036]
  Claim22The fixing roller manufacturing method according to claim 121In the invention described in item 1, the release layer substrate is reduced in diameter by tube spinning.
[0037]
  Claim23The fixing roller manufacturing method according to claim 121In the invention described in item 1, the release layer substrate is inserted and fixed to the outer peripheral surface of the second insulating layer by shrink fitting.
[0038]
  Claim21~23In the fixing roller manufacturing method described in the above, as a method for biting and joining the inner surface of the end portion of the release layer base into the groove formed on the outer peripheral surface of the core metal, dry processing such as tube spinning or shrink fitting is used. Since it is performed by reducing the diameter of the release layer substrate,The release layer substrate can be easily mounted without contaminating the insulating layer or the heating element mounted in advance with a processing liquid or the like and without applying a high load. That is, the fixing roller can be manufactured easily and inexpensively.Moreover, the end portion of the release layer base can be surely bitten into the groove of the core metal by the reduced diameter by tube spinning, shrink fitting or the like. Therefore, the cored bar and the release layer base can be reliably connected.
[0039]
  Claim24The fixing roller manufacturing method described in, ContractClaim22In the invention described in item 1, when the diameter of the release layer substrate is reduced by tube spinning, the diameter reduction amount of the outer portion in the axial direction of the core metal is larger than the diameter reduction amount of the part corresponding to the core metal. To do. In this manufacturing method, a portion having a large diameter reduction and a portion having a small diameter reduction in the release layer substrate can be continuously processed by so-called drawing processing by tube spinning. Therefore, the processing time and cost do not increase. In addition, each end portion in the axial direction of the release layer substrate that is more squeezed has an advantage that the strength is improved by work hardening. Further, after the diameter reduction processing, the outer peripheral surface of the release layer base is formed to have a constant diameter by cutting, grinding, or the like, so that each end of the release layer base is thickened inward. It becomes. Therefore, the strength of each end portion of the release layer substrate is also improved by this thick portion.
[0040]
Furthermore, even when the release layer substrate is simply reduced to a constant diameter by tube spinning, due to the difference in rigidity depending on the presence or absence of the cored bar, the reduced diameter of the part without the cored bar is reduced by the part with the cored bar. A little bigger. For this reason, when the diameter of the release layer substrate is reduced from one to the other, and the diameter of the portion without the core metal is reduced from the other end of the core metal, there is also an influence by an elastic material such as a heat insulating layer, The cored bar may shift from one side to the other side. However, in this invention, since one side of the cored bar, the first insulating layer, the heat insulating layer, the heating element, and the second insulating layer is held by the portion where the diameter reduction amount of the release layer base is increased, the cored bar etc. Can be prevented from moving to one side.
[0041]
  Claim25The fixing roller according to claim 1, wherein:19In the invention described in any one of the above, one end and the other end in the axial direction at the outermost peripheral position are respectively supported by the first bearing and the second bearing, and the core metal is formed of the release layer base. It is in the body and extends at least in a range where the first and second bearings exist.
[0042]
In this fixing roller, since the portion from the first bearing to the second bearing can be reinforced with the cored bar, the bending in the bending direction or the like caused by using the first and second bearings as a fulcrum can be reduced. it can. Accordingly, the nip width, which is the circumferential width in which the fixing roller and the pressure roller contact each other, is increased, and the nip width is constant in the axial direction. Therefore, sufficient fixability of the toner image to the transfer material can be ensured.
[0043]
  Claim26The fixing roller according to claim 1.19, Claims25In the invention described in any one of the above, the axial length of the heating element is set shorter than the axial length of the cored bar and the release layer base.
[0044]
In this fixing roller, since the entire heating element is sandwiched between the cored bar and the release layer substrate, the heating element is always in contact with the second insulating layer and the heat insulating layer or the first insulating layer. It becomes a state. For this reason, for example, a part of the heating element is separated from the release layer base together with the second insulating layer, and this separated part becomes high temperature due to a decrease in heat transfer to the release layer base. Can be prevented from being damaged. In addition, when the heating element is locally heated, the first insulating layer, the second insulating layer, etc. are melted to prevent electrical leakage from the heating element to the release layer substrate or the cored bar. can do.
[0045]
  Claim27The fixing roller according to claim 1.19, Claims25, Claims26In the invention described in any one of the above, the length of the heating element in the axial direction is set to be equal to or less than the maximum width of the transfer material that can be inserted.
[0046]
In this fixing roller, since the axial length of the heating element is set to be equal to or less than the maximum width of the transfer material that can be inserted, only the portion of the transfer material necessary for melting the toner image can be heated. . Therefore, it is possible to shorten the time required for warming up, that is, the rise time, and to save energy.
[0047]
  Claim28The fixing roller according to claim 1.19, Claims25~ Claim27In the invention described in any one of the above, the first insulating layer and the second insulating layer are formed of a single insulating sheet, and the insulating sheet is formed on the first circumference of the core metal. The portion is the first insulating layer, the second circumferential portion is the second insulating layer, and the boundary portion between the first insulating layer and the second insulating layer is a step portion, and at least The heating element disposed between the first insulating layer and the second insulating layer is provided such that one end and the other end in the circumferential direction face each other with the stepped portion interposed therebetween. To do.
[0048]
In this fixing roller, one step portion is generated in the insulating sheet, but the heating element is provided so that one end and the other end in the circumferential direction face each other with the step portion interposed therebetween. The body is not arranged so as to continuously extend to the step portions of the first insulating layer and the second insulating layer. In addition, when the heating element is arranged so as to extend continuously to the stepped portion, a space may be formed between the stepped portion and the heating element. When a part of the heating element becomes hot, the heating element itself is locally damaged, or the first insulating layer and the second insulating layer adjacent to the heating element are locally melted to release the release layer substrate and core from the heating element. There is a risk of electricity leaking into the gold. However, in this fixing roller, since the heating element is not disposed so as to cover the stepped portion, the leakage due to the destruction of the heating element itself and the destruction of the first and second insulating layers can be prevented. Can do.
[0049]
  Claim29The fixing roller according to claim 1 is provided.28In the invention described in the item 1, the insulating sheet is characterized in that each end in the axial direction of the first insulating layer is formed at a position closer to the inside than each end in the axial direction of the second insulating layer.
[0050]
In this fixing roller, the first insulating layer and the second insulating layer are concentrically wound with a heating element or the like interposed therebetween by winding the insulating sheet around the cored bar. However, each end in the axial direction of the first insulating layer located on the inner peripheral side is formed at a position closer to the inner side in the axial direction than each end in the axial direction of the second insulating layer. Electric power can be supplied from the inner peripheral side of the second insulating layer to the end portion in the axial direction of the heating element without being obstructed by the end portion in the axial direction.
[0051]
  Claim30The fixing roller according to claim 1.19, Claims25~ Claim29In the invention described in any one of the above, a concave portion is provided on the outer peripheral surface of the core metal, and a convex portion having a shape that fits into the concave portion is provided in the first insulating layer at a position corresponding to the concave portion. It is characterized by.
[0052]
In this fixing roller, the position of the first insulating layer relative to the cored bar can be accurately determined by fitting the convex part of the first insulating layer into the recessed part of the cored bar. For this reason, for example, when the first insulating layer and the second insulating layer are formed separately, the heating element, the heat insulating layer, and the first insulating layer are provided on the second insulating layer in the sheet state. The first insulating layer, the heat insulating layer, the heating element, and the second insulating layer are placed in this order by placing them in order and fitting the concave and convex portions to each other and winding the core around the first insulating layer. Thus, it can be accurately wound around a predetermined position of the cored bar. In addition, for example, the diameter of the release layer substrate is reduced by tube spinning from one end side in the axial direction, thereby fixing the release layer substrate, the second insulating layer, the heating element, the heat insulating layer, and the first insulating layer to the cored bar. Even in such a case, it is possible to prevent the second insulating layer, the heating element, and the like from shifting in the axial direction. Accordingly, it is possible to prevent the heating position from varying in the release layer substrate, so that it is possible to provide one having a certain fixing property.
[0053]
In addition, when the first insulating layer and the second insulating layer are integrally formed as an insulating sheet, the entire insulating sheet is fitted into the predetermined core metal by fitting the concave portion and the convex portion. It can be wound around the position accurately. In addition, the heating element and the heat insulating layer are placed in this order on the position of the second insulating layer of the insulating sheet, and the heat insulating layer and the heating element are also wound on the metal core with the heat insulating layer inside from the first insulating layer side. Can be accurately attached at a predetermined position. Also in this case, it is possible to prevent the insulating sheet, the heating element and the like from shifting in the axial direction when the diameter of the release layer substrate is reduced by tube spinning. Accordingly, it is possible to provide one having a fixed fixability without variation in the heating position.
[0054]
  Claim31The fixing roller according to claim 1.19, Claims25~ Claim29In the invention described in any one of the above, a protrusion is provided on the outer peripheral surface of the core metal, and a through hole that fits into the protrusion is provided in the insulating sheet at a position corresponding to the protrusion. It is characterized by. Also in this fixing roller, the claim30The same effects as the fixing roller described in (1) are exhibited.
[0055]
  Claim32The fixing roller according to claim 1 is provided.31In the invention described in (2), the protrusions are provided at two positions separated in the axial direction of the core metal, and the through holes are provided at positions corresponding to the respective protrusions. .
[0056]
In this fixing roller, since the protrusions and the through holes are provided at two positions separated in the axial direction, the direction in which the insulating sheet is wound around the core metal becomes extremely accurate. That is, the insulating sheet can be accurately wound in a direction orthogonal to the axial direction of the cored bar.
[0057]
When the insulating sheet is wound obliquely with respect to the direction orthogonal to the axial direction of the cored bar, the heating element is also inclined and wound. When the diameter of the release layer substrate is reduced by tube spinning in this state, a twisting force acts on the heating element. At this time, the corner of the side edge of the heating element becomes an edge, and the heating element hits the second insulating layer, the heat insulating layer, or the first insulating layer with the edge raised. For this reason, the corner | angular part of a heat generating body may bite into a 1st insulating layer and a 2nd insulating layer, and may damage these, and there exists a possibility that electricity may leak from a heat generating body to a mold release layer base | substrate or a metal core.
[0058]
However, in this fixing roller, since the heating element is not wound obliquely with respect to the direction orthogonal to the axial direction of the core metal, the first insulating layer and the second insulating layer are formed by the corners of the heating element. Will not be damaged. Therefore, it is possible to reliably prevent electricity from leaking from the heating element to the release layer base or the cored bar.
[0059]
  Claim33The fixing roller according to claim 1 is provided.31Or claim32In the invention described in item 1, the height of the protrusion is set to be equal to or less than the total thickness of the thickness of the heating element and the thickness of the first insulating layer.
[0060]
In this fixing roller, since the height of the protrusion is set to be equal to or less than the total thickness of the heating element and the first insulating layer, the release layer substrate is reduced in diameter by, for example, tube spinning. Even in this case, it is possible to prevent the top portion of the protrusion from hitting the second insulating layer, damaging the second insulating layer, and preventing electricity from leaking from the heating element to the release layer substrate. The heating element is provided so as to be located away from the protrusion when it is wound around the metal core together with the first insulating layer and the like. In addition, the height of the protruding portion is set to be equal to or less than the total thickness of the thickness of the heating element and the first insulating layer because the height of the protruding portion is equal to the thickness of the heating element and the thickness of the first insulating layer. If the thickness of the heat insulating layer is equal to or less than the total thickness, the heat generating element, the first insulating layer, and the heat insulating layer are elastically deformed in the compression direction when the diameter of the release layer substrate is reduced. This is because it may reach the insulating layer and damage the second insulating layer. However, the height of the protrusion is more preferably set to be less than the total thickness of the first insulating layer, the heat insulating layer, and the heating element after being compressed and deformed by the reduced diameter of the release layer substrate.
[0061]
When the heat insulating layer is located on the outer peripheral surface side of the first insulating layer, the height of the protrusion is equal to or less than the total thickness of the first insulating layer and the heating element described above, or the compression deformation described above. It is preferable that the thickness is less than the total thickness of the first insulating layer, the heat insulating layer, and the heating element, and is equal to or greater than the thickness of the first insulating layer. The reason why the height of the protrusion is set to be equal to or greater than the thickness of the first insulating layer is to prevent the through hole of the first insulating layer from being easily detached from the protrusion.
[0062]
Further, when the heat insulating layer is located on the inner peripheral surface side of the first insulating layer, the height of the protrusion is equal to or greater than the total thickness of the heat insulating layer and the first insulating layer, It is preferable to set the thickness less than the total thickness of the first insulating layer, the heat insulating layer, and the heating element after being compressed and deformed due to the reduced diameter of the release layer substrate. The reason why the height of the protrusion is set to be equal to or greater than the total thickness of the heat insulating layer and the first insulating layer is to prevent the through hole of the first insulating layer from being easily detached from the protrusion. is there.
[0063]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a fixing roller and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0064]
Embodiment 1
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the basic configuration of the fixing roller. This fixing roller has a first insulating layer 2, a heat insulating layer 3, a heating element (resistance heating element) 4, a second insulating layer 5, a release layer substrate 6 (release layer) on the outer peripheral surface of a cylindrical cored bar 1. And a release layer 7 arranged in this order from the inside to the outside. The order of the first insulating layer 2 and the heat insulating layer 3 may be interchanged. In the release layer substrate 6, an aluminum alloy or a copper alloy is used as a material in order to ensure thermal conductivity and adhesion of the release layer 7. The first insulating layer 2 and the second insulating layer 5 formed between the release layer substrate 6 and the core metal 1 are formed on a sheet made of a heat resistant insulator (for example, a heat resistant plastic such as polyimide) or a metal sheet. The heating element 4 is formed by coating or laminating a heat-resistant insulator, and the heating element 4 is provided between the first insulating layer and the second insulating layer.
[0065]
The thickness of the release layer substrate 6 is set to a value necessary for shortening the rise time of the fixing roller, that is, 0.7 mm or less, and the thickness of the cored bar 1 is a mechanical material that can obtain a nip width necessary for fixability. The value that can ensure the strength, that is, 0.5 mm or more and 3 mm or less is set. The thickness of the release layer substrate is preferably 0.1 mm or more in terms of strength, and is preferably set to 0.5 mm or less in order to further shorten the rise time. As a material of the core metal 1, an aluminum alloy similar to that of the release layer base 6 is used, or iron or stainless steel having a lower thermal conductivity is used. When the linear expansion coefficient of the cored bar 1 is equal to or higher than that of the release layer substrate 6 (Claim 6), the positions of the insulating layers 2 and 5 and the heating element 4 due to the difference in linear expansion coefficient when the fixing roller is heated. There is no deviation and durability and reliability are improved. For example, when copper is used for the release layer base 6 and austenitic stainless steel is used for the core metal 1 (Claim 8), there is no loosening when the fixing roller is heated, and the insulating layers 2 and 5 and the heating element 4 In addition, the rise time of the fixing roller is shortened.
[0066]
As the material for the heat insulating layer 3, a material having heat resistance and lower thermal conductivity than the second insulating layer 5, such as ceramic felt or PTFE (polytetrafluoroethylene) resin, is used. The thickness of the heat insulation layer 3 is desirably 2 mm or less as shown in FIG. That is, when the thickness of the heat insulating layer 3 exceeds 2 mm, the heat insulating effect is saturated, and the heat insulating property is hardly improved for an increase in material cost. Moreover, it is preferable that the thickness of the heat insulation layer 3 is 0.1 mm or more. This is because when the thickness is less than 0.1 mm, the thickness becomes too thin, and the heat insulating property is deteriorated. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the energization time to the heating element 4 and the surface temperature of the release layer 7 of the fixing roller, with the thickness (t) of the heat insulating layer 3 as a parameter. The surface of the release layer 7 is coated with a thin film made of PFA (perfluoroalkoxy) or PTFE having a thickness of 10 to 30 μm. The heating element 4 is a stainless steel foil (thickness 10 to 100 μm) such as iron-chrome, and is formed in a predetermined pattern by punching or etching.
[0067]
  Embodiment 2 (Claims)15)
  FIG. 2A is a front view of a metal core constituting the fixing roller, and FIG. 2B is a cross-sectional view thereof. In this embodiment, the contact area between the core metal 1 and the first insulating layer 2 is reduced by providing a plurality of longitudinal grooves 1 a on the outer peripheral surface (surface) of the core metal 1. By reducing the contact area in this way, the heat from the heating element 4 is hardly transmitted to the cored bar side, and is more transmitted to the surface of the release layer 7. As a result, the rise time of the fixing roller is shortened.
[0068]
  Embodiment 3 (Claims)16)
  FIG. 3 is a front view of the cored bar constituting the fixing roller. In the present embodiment, the contact area between the core metal 1 and the first insulating layer 2 is reduced by providing a spiral groove 1 b on the outer peripheral surface of the core metal 1. The effect of this is the same as in the second embodiment. In addition, the said groove | channel 1b is formed like a trough of a single thread | thread or a multiple thread | screw, for example.
[0069]
  Embodiment 4 (Claims)17)
  FIG. 4 is a front view of the cored bar constituting the fixing roller. In the present embodiment, a plurality of rows of grooves 1a and spiral grooves 1b along the longitudinal direction are provided on the outer peripheral surface of the cored bar 1, and these grooves 1a and 1b are crossed in a lattice pattern. . That is, this is a case where a grid-like groove in which the spiral groove 1b of FIG. 3 is superimposed is provided in the longitudinal groove 1a of FIG. 2 to reduce the contact area between the core metal 1 and the first insulating layer 2.
[0070]
  Embodiment 5 (Claims)18)
  FIG. 5 is a front view of a cored bar constituting the fixing roller. In the present embodiment, a spiral groove 1b shown in FIG. 4 and a spiral groove 1c whose winding direction is opposite to the spiral groove 1c shown in FIG. Thus, the contact area between the cored bar 1 and the first insulating layer 2 is reduced.
[0071]
  Embodiment 6 (Claims)19)
  FIG. 6A is a longitudinal sectional view showing the main structure of the fixing roller, and FIG. 6B is a sectional view taken along the line AA. This fixing roller is formed by biting and joining the end portion of the release layer base 6 into the groove 1 a along the longitudinal direction of the core metal 1.
[0072]
In the fixing roller, since the inner surface of the end portion of the release layer base 6 is bitten into the groove 1a formed on the outer peripheral surface of the core metal 1, the frictional torque in the rotational direction generated at the time of fixing (paper passing). Therefore, the load in the sliding direction on the interfaces with the insulating layers 2 and 5 and the heating element 4 is reduced, and accidents such as breakage of the insulating layers 2 and 5 are prevented.
[0073]
  Embodiment 7 (Claims)20)
  FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a method of manufacturing the fixing roller shown in FIG. In this manufacturing method, first, the first insulating layer 2, the heat insulating layer 3, the heating element 4 and the second insulating layer 5 are provided in this order on the outer peripheral surface of the cored bar 1. Note that the order of the first insulating layer 2 and the heat insulating layer 3 may be interchanged. Next, the release layer base 6 is loosely inserted on the outer peripheral side of the second insulating layer 5, the diameter of the release layer base 6 is reduced by the method (tube spinning) shown in FIG. 7, and the outer peripheral surface of the second insulating layer 5. Secure to. Furthermore, after the outer peripheral surface of the release layer base 6 is cut or ground to have an outer diameter of a predetermined dimension, a release layer 7 (not shown) is provided on the processed surface. If necessary, the surface of the release layer 7 is polished.
[0074]
The tube spinning will be described with reference to FIG. The inner surface of the cored bar 1 is held by a mandrel jig 11, the spinning roller 13 is pressed against one side of the outer peripheral surface of the release layer base 6, and the release layer base is placed on the other side (side facing the spinning roller 13). 6. A backup roller 12 for preventing deformation of the outer peripheral surface is brought into contact. Then, the bank-up roller 12 is rotated, and the spinning roller 13 is moved in the axial direction while rotating along the outer peripheral surface of the release layer base 6 to reduce the diameter.
[0075]
In the case where the fixing roller shown in FIG. 6 is manufactured, the end portion of the release layer base 6 is bitten into the groove 1a along the longitudinal direction of the core metal 1 to join the method shown in FIG. Thus, the diameter of the release layer substrate 6 may be reduced.
[0076]
Embodiment 8 (Claims 9 and 10)
FIG. 9 is a longitudinal sectional view of a main part of the fixing roller 50 shown as the eighth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in the component shown in the said Embodiment 1-7, and the description is simplified.
[0077]
The fixing roller 50 includes a metal core 1, a first insulating layer 2, a heat insulating layer 3, a heating element 4, a second insulating layer 5, a release layer substrate 6, and a release layer 7 in this order from the inside. It is arranged outside. However, the positional relationship between the first insulating layer 2 and the heat insulating layer 3 may be reversed. Further, the release layer base 6 is reduced in diameter by tube spinning, and the first insulating layer 2, the heat insulating layer 3, the heating element 4, and the second insulating layer 5 are sandwiched by the reduced diameter. It is fixed to the outer peripheral surface of the cored bar 1. The release layer 7 is formed such that the outer peripheral surface of the release layer base 6 after the diameter reduction is formed to have a constant outer diameter in the axial direction by cutting or grinding, and is then in close contact with the outer peripheral surface of the release layer base 6. It is provided integrally. The release layer 7 is composed of PFA (perfluoroalkoxy), PTFE (polytetrafluoroethylene), or a mixture of PFA and PTFE, and the thickness thereof is 10 to 30 μm as described above. It has become.
[0078]
The release layer base 6 and the cored bar 1 are formed of a metallic material in a cylindrical shape, and specifically, an aluminum alloy, a copper alloy, iron, stainless steel, or the like is used. Moreover, the heat generating body 4 is comprised with metal foil, such as stainless steel, and the thickness is formed in 10 micrometers-100 micrometers as mentioned above. However, the thickness of the heating element 4 is more preferably 25 μm to 100 μm. That is, when the thickness is 10 μm or more, there is no problem in manufacturing the heating element 4. However, when the thickness is 25 μm or more, the heating element 4 can be easily manufactured and the cost can be further reduced. Because. Moreover, since it will become difficult to bend the heat generating body 4 and to adhere to the heat insulation layer 3 when it exceeds 100 micrometers, it is preferable to set it as 100 micrometers or less as the heat generating body 4. FIG.
[0079]
The heat insulating layer 3 is made of heat-resistant ceramic felt, rock wool, or the like, and has a thickness of 0.1 mm to 2 mm as described above. However, the thickness of the heat insulating layer 3 is more preferably 0.25 mm to 2 mm. That is, if it is 0.1 mm or more, the effect of heat insulation by the heat insulating layer 3 can be obtained, but by making it 0.25 mm or more, the manufacture of the heat insulating layer 3 becomes easy and the cost can be reduced. Because it becomes.
[0080]
The fixing roller 50 according to the eighth embodiment is characterized in that a chamfer 10 is provided at one end and the other end in the axial direction of the core metal 1. That is, the cored bar 1 is provided with chamfers 10 at each corner where the end surfaces 14 in the axial direction and the outer end surface 15 abut each other. As shown in FIG. 11A, the chamfer 10 is formed so as to connect the end surface 14 and the outer peripheral surface 15 obliquely, and has a thrust direction length (in the same direction as the axial direction of the core metal 1). The length of the component along the outer peripheral surface 15) 10 a and the radial direction length (the length of the component along the end surface 14) 10 b in the same direction as the radial direction of the cross section of the core metal 1 are formed to have the same dimensions.
[0081]
That is, in the chamfer 10, since the outer peripheral surface 15 and the end surface 14 are orthogonal to each other, the chamfer 10 is inclined at an angle of 45 degrees with respect to the end surface 14 and the outer peripheral surface 15, and contracts from the outer peripheral surface 15 toward the end surface 14. It is formed in a tapered shape that is diametered. Moreover, the angle of the corner | angular part which the outer peripheral surface 15 and the chamfer 10 face is an obtuse angle of 135 degrees.
[0082]
In the fixing roller 50 configured as described above, the first insulating layer 2, the heat insulating layer 3, the heating element 4, the second insulating layer 5, and the release layer base 6 are arranged in this order on the outer peripheral surface 15 of the metal core 1. After the arrangement, the diameter of the release layer base 6 is reduced by tube spinning to fix the first insulating layer 2 to the release layer base 6 to the core metal 1. Due to the difference in rigidity of the release layer base 6 depending on the presence or absence of the core metal 1, the diameter reduction amount is slightly larger in the portion without the core metal 1 than in the portion where the core metal 1 is present. For this reason, as shown in FIG. 10, the step part 6a by the difference in diameter will arise in the outer peripheral surface of the mold release layer base | substrate 6 after diameter reduction. Therefore, as shown in FIG. 9, after the outer peripheral surface of the release layer base 6 is processed to have a constant outer diameter in the axial direction by cutting or grinding, the release layer 7 is provided on the outer peripheral surface. This release layer 7 is provided by coating, for example.
[0083]
As shown in FIG. 10, when the end portion of the core metal 1 does not have the chamfer 10, the corner portion where the outer peripheral surface 15 and the end surface 14 abut is a sharp edge (blade). This edge may bite into the first insulating layer 2 and further reach the heat insulating layer 3 when the release layer substrate 6 is reduced in diameter. That is, there is a risk that the first insulating layer 2 and the heat insulating layer 3 are damaged by the edge. In addition, when the heat insulation layer 3 is arrange | positioned inside the 1st insulation layer 2, the heat insulation layer 3 will be damaged previously. Further, the edge is also caused by the force from a pressure roller (not shown) pressed against the fixing roller 50, expansion of each member accompanying overheating of the heating element 4, and the like. There is a danger of biting into layer 3.
[0084]
However, since the chamfer 10 is provided at the end of the core metal 1, the first insulating layer 2 comes into contact with an obtuse corner of 135 degrees where the outer peripheral surface 15 and the chamfer 10 intersect. Therefore, it is possible to completely prevent the first insulating layer 2 and the heat insulating layer 3 from being damaged by the corners of the core 1.
[0085]
In the eighth embodiment, the chamfer 10 having the same shape in the thrust direction length 10a and the radial direction length 10b is shown. However, as shown in FIG. The length 10a may be longer than the radial length 10b. In this case, since the angle formed by the outer peripheral surface 15 and the chamfer 10 is an obtuse angle exceeding 135 degrees, the first insulating layer 2 and the heat insulating layer 3 are more reliably prevented from being damaged by the corners of the cored bar 1. be able to. However, if the thrust direction length 10a is too long, the axial range for backing up the release layer base 6 from the inner side of the core metal 1 is narrowed, so the thrust direction length 10a is three times the radial direction length 10b. It is preferable to set the following.
[0086]
Further, as shown in FIG. 12, the chamfer 10 may be formed such that the end surface 14 and the outer peripheral surface 15 are smoothly connected in an arc shape (claim 11). In this case, the corners of the cored bar 1 are rounded into a circular arc shape by the chamfering 10, so that the first insulating layer 2 and the heat insulating layer 3 are completely prevented from being damaged by hitting the corners of the cored bar 1. be able to.
[0087]
  Embodiment 9 (Claim 14), 24)
  13 and 14 are longitudinal cross-sectional views of the main part of the fixing roller 50 shown as the ninth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in the component shown in the said Embodiment 8, and the description is simplified.
[0088]
In the fixing roller 50 shown in the ninth embodiment, the release layer base 6 is reduced in diameter by tube spinning, whereby the first insulating layer 2, the heat insulating layer 3, the heating element 4, 2 Insulating layer 5 and release layer substrate 6 are fixed. Further, the diameter reduction amount of the release layer base 6 is set so that the portion located on the outer side in the axial direction of the core metal 1 is larger than the portion corresponding to the core metal 1. For this reason, on the outer peripheral surface of the release layer substrate 6, a difference in outer diameter, that is, a diameter reduction difference L <b> 1 occurs between the axial end portions and portions other than the both end portions.
[0089]
Thus, as shown in FIG. 14, the outer peripheral surface of the release layer base 6 having the reduced diameter difference L1 is formed to have a constant outer diameter in the axial direction by cutting or grinding. That is, the outer peripheral surface of the release layer base 6 is formed to have a constant outer diameter by scraping the outer peripheral portion of the release layer base 6 so that the outer diameter is equal to or smaller than the minimum outer diameter portion. Thereby, at each end portion in the axial direction of the release layer substrate 6, a thick portion 6b bulging by the reduced diameter difference L1 is formed on the inner surface side. However, the protrusion amount L2 from which the thick portion 6b protrudes inward from the outer peripheral surface 15 of the metal core 1 is the difference between the first insulating layer 2, the heat insulating layer 3, the heating element 4, and the second insulating layer 5 due to the difference in diameter L1. It is the length minus the thickness. The release layer 7 is provided by coating the outer peripheral surface of the release layer substrate 6 after being formed to have a constant diameter.
[0090]
In the fixing roller 50 configured as described above, both the part with a large diameter reduction and the part with a small diameter reduction in the release layer base 6 can be continuously processed by drawing as tube spinning. Therefore, the release layer substrate 6 can be processed with the same time and cost as when the diameter is reduced to a single diameter. In addition, each end portion of the release layer substrate 6 that is squeezed more has the advantage that the strength is improved by work hardening. Moreover, since each edge part of the release layer base | substrate 6 becomes the thick part 6b, each edge part of a release layer base | substrate can further be strengthened.
[0091]
Further, since both end portions in the axial direction of the cored bar 1 are held by the respective thick portions 6b of the release layer base body 6, the cored bar 1, the first insulating layer 2, the heat insulating layer 3, the heating element 4 and It is possible to reliably prevent the second insulating layer 5 from shifting in the thrust direction (axial direction) with respect to the release layer substrate 6.
[0092]
Even when the release layer substrate 6 is simply reduced to a constant diameter by tube spinning, the amount of reduction in the portion without the core metal 1 is slightly larger than the amount of reduction in the portion with the core metal 1. For this reason, when the diameter of the release layer base 6 is reduced from one to the other, and the diameter of the portion without the core metal 1 from the other end of the core metal 1 is affected by the elastic material such as the heat insulating layer 3. For this reason, the core metal 1 may be displaced from the other side to one side. However, in the ninth embodiment, one side of the core metal 1, the first insulating layer 2, the heat insulating layer 3, the heating element 4, and the second insulating layer 5 is already held by the thick portion 3a. 1 etc. can be prevented from moving to one side.
[0093]
Further, both end portions of the release layer base 6 are greatly reduced in diameter to form the thick portion 6b. However, since the chamfer 10 is provided at each end portion of the core metal 1, the first insulating layer 2 is provided. In addition, the heat insulating layer 3 is not damaged by the pressure from the release layer substrate 6.
[0094]
Embodiment 10 (Claim 12)
FIG. 15 is a longitudinal sectional view of the fixing roller 50 shown as the tenth embodiment. In the fixing roller 50 shown in the tenth embodiment, the cored bar 1 is formed longer than the pressure roller 51. That is, the cored bar 1 and the release layer base 6 are arranged in parallel with the pressure roller 51, and the axial length of the cored bar 1 is the axial direction of the outer peripheral surface 51 a of the pressure roller 51. It is longer than the length of. The pressure roller 51 is brought into contact with the outer peripheral surface of the fixing roller 50, that is, the outer peripheral surface of the release layer 7 with a predetermined pressure.
[0095]
Further, the fixing roller 50 is rotatably held by bearings 55 arranged at the respective end portions in the axial direction of the release layer substrate 6, and the pressure roller 51 is provided at each end portion in the axial direction. It is rotatably held by a bearing 57 provided on. Each bearing 55 and 57 is supported by a side plate 56.
[0096]
Further, a thermistor 53 as a temperature sensor for controlling the temperature of the release layer 7 is provided on the fixing roller 50 side so as to come into contact with the surface of the release layer 7, and in the case of overheating or the like. The safety device 54 is provided in the vicinity of the outer peripheral surface of the release layer 7. The safety device 54 is, for example, a thermostat or a thermal fuse. In FIGS. 15 and 17, the heating element 4 and the second insulating layer 5 are not shown.
[0097]
In the fixing roller 50 configured as described above, the entire pressure acting from the pressure roller 51 can be backed up by the cored bar 1. For this reason, the flexure of the release layer base 6 caused by the pressure from the pressure roller 51 becomes substantially constant in the axial direction, and the magnitude of the flexure becomes small. Accordingly, the nip width N with which the fixing roller 50 and the pressure roller 51 abut is greatly widened in the circumferential direction as shown in FIG. 16, and is substantially in the axial direction of the fixing roller 50. It becomes constant. On the other hand, for example, as shown in FIG. 17, when the length of the core metal 1 is shorter than the length of the pressure roller 51, the portion without the core metal 1 in the release layer base 6 is the pressure roller. It is easy to bend by the pressure from 51. That is, the fixing roller is in a state in which a portion having a low mechanical strength and a portion having a high mechanical strength are generated, that is, a portion having a small rigidity and a large portion. For this reason, as shown in FIG. 18, the nip width N is not constant in the circumferential direction in the axial direction, and an extremely narrow portion is generated in the circumferential direction. However, in the tenth embodiment, such a problem can be surely solved. Therefore, since a sufficiently large nip width can be obtained over the entire axial direction of the fixing roller 50, the fixing ability of the toner image to the transfer material can be sufficiently ensured.
[0098]
In FIG. 15, the axial length of the outer peripheral surface 15 of the metal core 1 is slightly shorter than the axial length of the outer peripheral surface 51 a of the pressure roller 51. The axial length is also preferably equal to or longer than the axial length of the outer peripheral surface (surface) of the pressure roller 51.
[0099]
Embodiment 11 (Claim 13)
FIG. 19 is a longitudinal sectional view of a main part of the fixing roller 50 shown as the eleventh embodiment. The fixing roller 50 shown in the eleventh embodiment is configured by thickening both end portions of the heat insulating layer 3. That is, the heat insulating layer 3 is a thick portion 3a in which one end and the other end in the axial direction are formed thicker than the central portion in the axial direction. Further, the cored bar 1 is formed with a reduced-diameter outer peripheral surface 15a whose diameter is reduced by the thickness of the thickened portion 3a on the outer peripheral surface 15 at each end in the axial direction. The outer peripheral surface 15 and the reduced-diameter outer peripheral surface 15a are connected via a tapered surface 15b that is inclined at an angle of 45 degrees with respect to the axial direction. The chamfer 10 is formed at a corner where the reduced diameter outer peripheral surface 15a and each end surface 14 meet.
[0100]
In the fixing roller 50 configured as described above, since the thick portions 3a are provided at both end portions of the heat insulating layer 3, the temperature of each end portion in the axial direction of the release layer 7 is increased at the time of rising. It can be improved that the temperature tends to be lower than the temperature in the central portion in the axial direction. That is, for example, when the thickness of the heat insulating layer 3 is constant in the axial direction, as shown by the B line in FIG. 20 due to heat released from each axial end to the outside in the axial direction, The temperature at each end in the axial direction of the release layer 7 tends to be lower than the temperature at the center in the axial direction. However, in this eleventh embodiment, since the thick portions 3a are provided at the respective end portions of the heat insulating layer 3, the amount of heat escaped outward in the axial direction can be reduced. For this reason, as shown by line A in FIG. 20, the temperature in the axial direction of the release layer 7 becomes substantially constant. Therefore, it is possible to surely solve the problem that the toner image fixability deteriorates with respect to the first or second transfer material (paper) immediately after rising.
[0101]
  Embodiment 12 (Claims)25,26,28,29)
  FIGS. 21 to 26 are diagrams showing the twelfth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in the component shown in the said Embodiment 1-11, and the description is simplified.
[0102]
In the fixing roller 50 shown in the twelfth embodiment, as shown in FIG. 21, one end and the other end in the axial direction of the release layer 7 which is the outermost peripheral position are the first bearing 55a and the second end. Are supported by bearings 55b. The first bearing 55 a and the second bearing 55 b support the fixing roller 50 so as to be rotatable with respect to the side plate 56. The release layer 7 is provided between the first bearing 55a and the second bearing 55b, and the outer peripheral surface of the release layer base 6 which is the outermost peripheral position is the first bearing 55a and the second bearing 55b. You may make it support by.
[0103]
The core metal 1 extends in the release layer base 6 to a position slightly exceeding the range where the first bearing 55a and the second bearing 55b exist. In addition, you may comprise the metal core 1 with the length corresponding to the range in which the 1st bearing 55a and the 2nd bearing 55b exist. In this case, the end surfaces in the axial direction of the core bar 1 coincide with the outermost positions in the axial direction of the first bearing 55a and the second bearing 55b.
[0104]
The length of the heating element 4 in the axial direction matches the length of the core bar 1 in the axial direction. Further, the axial lengths of the cored bar 1 and the heating element 4 are shorter than the axial length of the release layer base 6.
[0105]
As shown in FIGS. 23 and 24, the first insulating layer 2 and the second insulating layer 5 are integrally formed by a single insulating sheet 25. That is, in the insulating sheet 25, the first circumference portion that winds the outer peripheral surface of the core metal 1 is the first insulation layer 2, and the second circumference portion is the second insulation layer 5. A boundary portion between the insulating layer 2 and the second insulating layer 5 is a stepped portion 25 a extending in the normal direction with respect to the outer peripheral surface of the cored bar 1. The second insulating layer 5 overlaps the original portion by a predetermined amount after making a round around the heating element 4.
[0106]
The heat insulating layer 3 and the heating element 4 are disposed between the first insulating layer 2 and the second insulating layer 5, and one end and the other end in the circumferential direction face each other with the stepped portion 25 a interposed therebetween. It is provided to do.
[0107]
As shown in FIG. 23, the insulating sheet 25 has predetermined axial ends 2 a, 2 a in the first insulating layer 2 that are axially inward from the axial ends 5 a, 5 a of the second insulating layer 5. It is formed at a position close to the dimensions. That is, at each axial end portion of the first insulating layer 2, a notch portion 25 b that is notched in a step shape with respect to each end 5 a and 5 a of the second bearing 55 b is formed.
[0108]
In addition, as shown in FIG. 25, one end of the heating element 4 in the axial direction is supplied with electricity from the inside of the second insulating layer 5 through the notch 25b of the first insulating layer 2. An electrode 58 is connected.
[0109]
As shown in FIG. 23, the insulating sheet 25 is provided with the sheet-like heating element 4 and the heat insulating layer 3 in this order on the sheet-like second insulating layer 5, and then heat-insulated from the first insulating layer 2 side. The core 3 is wound around the core 3 with the layer 3 facing inward. The core metal 1 around which the insulating sheet 25 or the like is wound is inserted into the release layer base 6 and is fixed in the release layer base 6 by the reduced diameter of the release layer base 6 by tube spinning. .
[0110]
However, in FIG. 23, the axial end of the heating element 4 protrudes from the axial end of the heat insulating layer 3 and also protrudes from the axial end of the core 1. ing. However, this is shown in order to clearly specify the heating element 4, and in fact, the axial end of the heating element 4 coincides with the longitudinal end of the cored bar 1 as described above. At the same time, it coincides with the end of the heat insulating layer 3 in the axial direction. The same applies to FIGS. 31 to 33 described later.
[0111]
Further, the pressure roller 51 is configured to press the surface of the fixing roller 50, that is, the outer peripheral surface of the release layer 7 with a predetermined pressure by a lever and a spring (not shown) while being rotatably supported by the bearing 57. ing.
[0112]
In the fixing roller 50 configured as described above, since the portion from the first bearing 55a to the second bearing 55b can be reinforced by the cored bar 1, the first and second bearings 55a, It is possible to reduce bending in the bending direction or the like that occurs with 55b as a fulcrum. Therefore, as shown in FIG. 22, the nip width N, which is the circumferential width in which the fixing roller 50 and the pressure roller 51 abut, is increased, and the nip width N is constant in the axial direction. Become. On the other hand, for example, as shown in FIG. 27, when the length of the metal core 1 is shorter than the length between the first bearing 55a and the second bearing 55b, the metal core in the release layer base 6 is used. The portion without 1 is easily bent in the bending direction or the like by the pressure from the pressure roller 51. For this reason, as shown in FIG. 27, the fixing roller 50 has a portion having a small rigidity and a large portion such as a bending direction. Therefore, as shown in FIG. 28, the nip width N is not constant in the axial direction, and an extremely narrow portion is generated. However, in the twelfth embodiment, such a problem can be surely solved. Therefore, since a sufficiently large nip width N can be obtained over the entire axial direction of the fixing roller 50, it is possible to sufficiently secure the fixing property of the toner image on the transfer material.
[0113]
Further, since the axial length of the heating element 4 coincides with the axial length of the cored bar 1, the entire heating element 4 is sandwiched between the cored bar 1 and the release layer base 6. . For this reason, the heating element 4 is always in contact with the second insulating layer 5 and the heat insulating layer 3. The heat insulating layer 3 may be disposed inside the first insulating layer 2, but in that case, the heating element 4 is in contact with the second insulating layer 5 and the first insulating layer 2. For this reason, a part of the heating element 4 is separated from the second insulating layer 2, the heating element 4 and the second insulating layer 5 are separated from the release layer base 6, the heating element 4 is separated from the heat insulating layer 3, The body 4 can be prevented from separating from the first insulating layer 2. For this reason, the heat generating element 4 in the distant part becomes high temperature, the heat generating element 4 itself is locally damaged, or the second insulating layer 5, the first insulating layer 2, etc. are melted to generate the heat generating element 4. It is possible to reliably prevent the occurrence of electrical leakage from the mold to the release layer base 6 and the cored bar 1.
[0114]
The insulating sheet 25 has one step portion 25a, and the heat insulating layer 3 and the heating element 4 are provided so that one end and the other end in the circumferential direction face each other across the step portion 25a. it can. Therefore, the heat insulating layer 3 and the heating element 4 can be provided along the first insulating layer 2 and the second insulating layer 5 that are smoothly curved in an arc shape.
[0115]
On the other hand, when the first insulating layer 2 and the second insulating layer 5 are configured separately, as shown in FIG. 29, the second insulating layer 5 is similarly formed on the second insulating layer 5 formed in a sheet shape. After the heating element 4, the heat insulating layer 3, and the first insulating layer 2 formed in the form of a sheet are placed in this order, the first insulating layer 2 is placed inside and the core 1 is wound. In this way, as shown in FIG. 30, two stepped portions 2c are formed in a portion where the first insulating layer 2 is partially overlapped, and heat is generated across at least one stepped portion 2c. The body 4 and the heat insulating layer 3 will extend. If it becomes like this, in the position corresponding to one level | step-difference part 2c, a clearance gap will arise between the heat generating body 4 and the heat insulation layer 3, or between the heat generating body 4 and the 2nd insulating layer 5. FIG. For this reason, the heating element 4 at a position corresponding to the gap may become high temperature, the heating element 4 itself may be damaged, or the second insulating layer 5 may be melted due to the high temperature part. . When the second insulating layer 5 is melted, there is a risk of electricity leaking from the heating element 4 to the release layer base 6. When the heat insulating layer 3 is provided on the inner side of the first insulating layer 2, the first insulating layer 2 is melted due to overheating of the heat generating element 4 at one stepped portion 2 c, and the heat generating element 4 starts to core. There is a risk of electricity leaking into the gold 1.
[0116]
However, in the twelfth embodiment, as shown in FIG. 24, each end of the heating element 4 in the circumferential direction faces each other across the step portion 25a. Breakage of the layer 2 and the second insulating layer 5 can be prevented, and leakage of electricity to the release layer base 6 and the cored bar 1 can be prevented.
[0117]
The first insulating layer 2 and the second insulating layer 5 are concentrically wound with the heat insulating layer 3 and the heating element 4 interposed therebetween, but the axial direction of the first insulating layer 2 located on the inner peripheral side Since each end 2a is formed at a position closer to the inside in the axial direction than each end 5a in the axial direction of the second insulating layer 5, it is not obstructed by the end 2a in the axial direction of the first insulating layer 2. The electrode 58 can be provided from the inner peripheral side of the second insulating layer 5 to the axial end of the heating element 4. That is, power can be easily supplied to the heating element 4.
[0118]
  In Embodiment 12, the length of the heating element 4 in the axial direction is set to substantially coincide with the length of the core 1 in the axial direction. However, the length of the core 1 in the axial direction is As shown in FIG. 26, it may be set to a length equal to the maximum width of the transfer material that can be inserted (maximum paper passing width).27). In this case, since only the part of the transfer material necessary for melting the toner image can be heated, the time required for warm-up, that is, the rise time can be shortened, and energy waste can be saved. .
[0119]
The length of the heating element 4 in the axial direction may be set to a length that is equal to or less than the maximum width of the transfer material that can be inserted and matches the width of the predetermined transfer material. However, in order to secure the fixability of the toner image onto the transfer material having the maximum width that can be inserted, the length of the heating element 4 in the axial direction is equal to or greater than the maximum width of the transfer material that can be inserted, and the axial direction of the core 1 It is preferable to set it below the length of.
[0120]
When the length of the heating element 4 in the axial direction is shorter than the length of the core bar 1 in the axial direction, as shown in FIG. For example, it is preferable to fix the metal plate 8 such as aluminum or copper plate in contact. Each metal plate 8 is formed to have the same thickness as the heating element 4, and the axial length thereof extends from the axial end of the heating element 4 to the axial end of the core 1. The same length is formed between the two. And even if it is a case where the width of the axial direction of the heat generating body 4 is changed, the metal plate 8 supplies electric power to the heat generating body 4 by changing the width of the axial direction by the changed amount. Can do. As a matter of course, the metal plate 8 hardly generates heat because of its low electric resistance.
[0121]
  Embodiment 13 (Claims)30)
  FIG. 31 is a diagram shown as the thirteenth embodiment. Note that elements common to the constituent elements shown in Embodiment 12 are given the same reference numerals, and the description thereof is simplified. The fixing roller 50 shown in the thirteenth embodiment has a configuration in which a concave portion 15 c is provided on the outer peripheral surface 15 of the core metal 1 and a convex portion 25 c is provided on the first insulating layer 2. The concave portion 15c is formed in the central portion of the core metal 1 in the axial direction, and is formed by a rectangular through-hole extending long in the axial direction. The convex portion 25c is formed at the circumferential end of the first insulating layer 2 in the insulating sheet 25 so as to protrude outward in the circumferential direction from the central portion in the axial direction. When the insulating sheet 25 is wound around the outer peripheral surface 15 of the metal core 1, the convex part 25c is formed in a flat quadrangular shape at a position corresponding to the concave part 15c of the metal core 1 and just fitting into the concave part 15c. Has been.
[0122]
In the fixing roller 50 configured as described above, the convex portion 25c of the first insulating layer 2 is fitted into the concave portion 15c of the core metal 1, thereby accurately positioning the first insulating layer 2 with respect to the core metal 1. I can decide. Therefore, the entire insulating sheet 25 can be accurately wound around a predetermined position of the core metal 1. In addition, the heating element 4 and the heat insulating layer 3 are placed in this order on predetermined positions in the second insulating layer 5 of the insulating sheet 25, and the concave portion 15 c and the convex portion 25 c are fitted to each other from the first insulating layer 2 side. By winding the heat insulating layer 3 on the core metal 1 with the heat insulating layer 3 inside, the heat insulating layer 3 and the heating element 4 can also be accurately wound at predetermined positions on the metal core 1 as shown in FIG. Also in this case, it is possible to prevent the insulating sheet 25, the heating element 4 and the like from shifting in the axial direction when the release layer base 6 is reduced in diameter by tube spinning. Accordingly, it is possible to provide one having a fixed fixability without variation in the heating position.
[0123]
  Embodiment 14 (claims)31)
  FIG. 32 is a diagram shown as the fourteenth embodiment. Note that elements common to the constituent elements shown in Embodiment 12 are given the same reference numerals, and the description thereof is simplified. The fixing roller 50 shown in the fourteenth embodiment has a configuration in which a protrusion 15 d is provided on the outer peripheral surface 15 of the core metal 1 and a through hole 25 d is provided in the first insulating layer 2. The protrusion 15 is formed at the central portion in the axial direction of the core metal 1, extends long in the axial direction, and is formed so as to protrude from the outer peripheral surface 15 into a quadrangular shape. The protrusion 15d is formed by bending a part of the outer peripheral wall of the core metal 1 outward. Furthermore, the height of the protrusion 15d is set to be equal to or less than the total thickness of the heating element 4 and the first insulating layer 2.
[0124]
The through hole 25d is provided in the central portion of the insulating sheet 25 in the axial direction, and is formed in a rectangular shape extending long along the circumferential end of the first insulating layer 2. That is, when the insulating sheet 25 is wound from the first insulating layer 2 to the outer peripheral surface 15 of the metal core 1, the through hole 25 d is located at a position corresponding to the protrusion 15 d of the metal core 1. It is formed in a flat square shape that just fits.
[0125]
In addition, the heat insulating layer 3 and the heating element 4 are wound around the core 1 together with the insulating sheet 25 in a state where the heat insulating layer 3 and the heating element 4 are arranged at predetermined positions in the second insulating layer 5 so as to be located at a predetermined distance from the protrusion 15d. It has come to be.
[0126]
In the fixing roller 50 configured as described above, the through hole 25d of the first insulating layer 2 is fitted into the protruding portion 15d of the core metal 1 to accurately position the first insulating layer 2 with respect to the core metal 1. Can be decided. Therefore, the same function and effect as those of the thirteenth embodiment are achieved. Further, since the height of the protrusion 15d is set to be equal to or less than the total thickness of the heating element 4 and the first insulating layer 2, even when the release layer base 6 is reduced in diameter by tube spinning. The top of the protrusion 15e hits the second insulating layer 5 so that the second insulating layer 5 is not damaged. Therefore, it is possible to prevent electricity from leaking from the heating element 4 to the release layer substrate 6.
[0127]
  Embodiment 15 (Claims)32)
  FIG. 33 is a diagram shown as the fifteenth embodiment. Note that elements common to the constituent elements shown in Embodiment 12 are given the same reference numerals, and the description thereof is simplified. The fixing roller 50 shown in the fifteenth embodiment has a configuration in which two protrusions 15 e are provided on the outer peripheral surface 15 of the core metal 1 and two through holes 25 e are provided in the first insulating layer 2. Each protrusion 15e is provided at two positions on the outer peripheral surface 15 of the core metal 1 that are separated in the axial direction. In particular, in this embodiment, each protrusion 15e is provided at one end and the other end of the core bar 1 in the axial direction. Each protrusion 15e is formed so as to protrude in a columnar shape. However, the top surface of the protrusion 15 e is formed by an arcuate curved surface concentric with the outer peripheral surface 15 of the core metal 1.
[0128]
The height of the protrusion 15e is set to be equal to or less than the total thickness of the heating element 4 and the first insulating layer 2.
[0129]
Each through hole 25 e is provided at one end and the other end of the first insulating layer 2 in the axial direction, and is formed in the vicinity of the circumferential end of the first insulating layer 2. That is, each through hole 25 e is formed at a position corresponding to each protrusion 15 e of the core metal 1 when the insulating sheet 25 is wound from the first insulating layer 2 to the outer peripheral surface 15 of the core metal 1. And one through-hole 25e is formed in the circular shape of the magnitude | size which just fits in the one projection part 15e. The other through-hole 25e is formed in an oval shape that extends long in the axial direction with a width that allows the protrusion 15e to be fitted.
[0130]
Further, the heat insulating layer 3 and the heating element 4 are wound around the core 1 together with the insulating sheet 25 in a state where the heat insulating layer 3 and the heating element 4 are arranged at predetermined positions in the second insulating layer 5 so as to be positioned at a predetermined distance from the protrusion 15e. It has come to be.
[0131]
In the fixing roller 50 configured as described above, the protrusions 15e and the through holes 25e are provided at two positions separated in the axial direction, so that the insulating sheet 25 is wound around the core metal 1. The direction becomes very accurate. That is, the insulating sheet 25 can be accurately wound in a direction orthogonal to the axial direction of the core metal 1. Moreover, since the other through-hole 25e mentioned above is formed in the ellipse shape, each through-hole 25e can be easily fitted to each projection part 15e.
[0132]
By the way, when the insulating sheet 25 is wound obliquely with respect to the direction orthogonal to the axial direction of the cored bar 1, the heating element 4 wound together with the insulating sheet 25 is also wound obliquely. In this state, when the diameter of the release layer substrate 6 is reduced by tube spinning, a force in the twisting direction acts on the heating element 4. At this time, as shown in FIG. 34 (b), the heating element 4 hits the second insulating layer 5 and the heat insulating layer 3 with the corners of the side edges thereof standing. For this reason, the corners of the heat generating element 4 may become edges and bite into the first insulating layer 2 and the second insulating layer 5 to damage them. May leak.
[0133]
However, in the fixing roller 50 of this embodiment, since the insulating sheet 25 can be accurately wound in the direction orthogonal to the axial direction of the core metal 1, as shown in FIG. The first insulating layer 2 and the second insulating layer 5 are not damaged by the corners. Therefore, it is possible to reliably prevent electricity from leaking from the heating element 4 to the release layer base 6.
[0134]
【The invention's effect】
  In the fixing roller according to claim 1, in order to achieve a reduction in heat capacity by reducing the thickness necessary for shortening the rise time by reducing the thickness of the release layer substrate, and to ensure fixability (to ensure a sufficient nip width). Since the mechanical strength can be divided into functions so as to be achieved by the thickness of the cored bar, both shortening of the rise time and high strength can be achieved. In addition, a heat insulating layer is provided on the inner peripheral side of the heating element, and a cored bar is provided on the inner peripheral side of the heat insulating layer, so that heat generated by the heating element is more easily transmitted to the surface of the release layer than on the cored bar side. As a result, the rise time can be shortened. As described above, the rise time can be shortened, and the mechanical strength capable of ensuring a sufficient nip width with respect to the pressure applied by the pressure roller can be obtained. In addition, since the heating element is provided on the outer peripheral surface side of the cored bar, it is possible to ensure the outer diameter size and the reverse crown shape for obtaining the paper passing property, and the adhesion of the release layer to the release layer substrate. Can be secured. Further, the first insulating layer and the heat insulating layer may be arranged on the outer peripheral surface of the core metal so as to be sequentially positioned on the outer side in this order, or the heat insulating layer and the first insulating layer may be arranged in the same order in this order. This is advantageous because it increases the degree of freedom in design and assembly.Furthermore, in the fixing roller according to claim 1, since the amount of diameter reduction of the release layer base is increased in the outer portion in the axial direction of the core metal, the release layer base is formed outside in the axial direction of the core metal. The diameter of the inner peripheral surface is smaller than the diameter of the outer peripheral surface of the cored bar. For this reason, the cored bar is sandwiched between the diameter-reduced portions of the both end portions of the release layer base, so that the cored bar is surely displaced in the thrust direction (axial direction) with respect to the release layer base. Can be prevented. Further, the first insulating layer, the heat insulating layer, the heating element, and the second insulating layer can also be reliably prevented from being shifted in the thrust direction due to the diameter-reduced portions at both ends of the release layer base.
[0135]
In the fixing roller according to claim 2, since the heat conductivity of the heat insulating layer is smaller than that of the second insulating layer, the heat generated from the heating element is transmitted more to the surface of the release layer than to the core metal side. Rise time is shortened.
[0136]
In the fixing roller according to claim 3, when the thickness of the heat insulating layer is 0.1 mm or more, there is an effect of the heat insulating layer, and heat generated from the heating element is more thermally conducted on the surface of the release layer than on the core metal side. By doing so, the rise time is shortened. However, if the thickness of the heat insulating layer exceeds 2 mm, the heat insulating effect is saturated, and even if it is thicker than this, only the material cost is increased.
[0137]
5. The fixing roller according to claim 4, wherein the heat capacity is reduced by reducing the thickness necessary for shortening the rise time by reducing the thickness of the release layer substrate, and the mechanical strength for securing the fixing property is achieved. Since the functions can be divided so as to achieve the desired thickness, the rise time can be shortened and high strength can be achieved at the same time.
[0138]
In the fixing roller according to the fifth aspect, the rise time can be further shortened by setting the thickness of the release layer base to 0.7 mm or less.
[0139]
In the fixing roller according to claim 6, since the linear expansion coefficient of the cored bar is equal to or higher than the linear expansion coefficient of the release layer base, the heating element is formed by the cored bar and the release layer base when the fixing roller is heated. Since it is tightened, it does not loosen or cause misalignment.
[0140]
In the fixing roller according to claim 7, since the linear expansion coefficient of the heat insulating layer is larger than that of the cored bar, a difference between the thermal expansion coefficient between the heat insulating layer and the cored bar when the fixing roller is heated causes a difference between the release layer substrate and the cored bar. Since a force in a direction in which each of the layers is compressed in the thickness direction works, there is no concern that the heating element or the insulating layer is displaced due to looseness.
[0141]
In the fixing roller according to claim 8, stainless steel is used for the core metal and copper is used for the release layer base. For this reason, the rust prevention process of a metal core becomes unnecessary. Moreover, since the thermal conductivity of the release layer substrate (copper) is higher than that of the core metal (stainless steel), there is an effect that the rise time is shortened.
[0142]
In the fixing roller according to claim 9, the corner formed by the outer peripheral surface and the end surface of the core metal is not sharpened in an edge shape, and the first insulating layer and the heat insulating layer may be damaged by the corner of the core metal. Disappear. That is, the first insulating layer and the heat insulating layer are cored by being sandwiched between the cored bar and the heating element, receiving a fitting pressure from the release layer base, or by pressing from the pressure roller. Even if the corners of the gold are pressed, the corners are chamfered, so that the first insulating layer and the heat insulating layer can be prevented from being damaged by the corners of the cored bar.
[0143]
The fixing roller according to claim 10, wherein the chamfer has a taper shape that is linearly reduced toward each end surface of the core metal, and an angle formed by the chamfer and the outer peripheral surface of the core metal is an obtuse angle of 135 degrees or more. It becomes. For this reason, since a 1st insulating layer and a heat insulation layer come to contact | abut an obtuse corner | angular part, it will not be damaged by the corner | angular part of a metal core. That is, since the chamfer is formed so that the length of the component along the outer peripheral surface ≧ the length of the component along the end surface, there is no edge-pointed portion at each end of the core metal, The problem of damaging the first insulating layer and the heat insulating layer can be completely solved.
[0144]
In the fixing roller according to claim 11, since the corner portion of the end portion in the axial direction of the core metal is rounded into a circular arc shape by chamfering, the first insulating layer and the heat insulating layer are damaged by hitting the corner portion of the core metal. Can be completely prevented.
[0145]
In the fixing roller according to the twelfth aspect, the entire pressure acting from the pressure roller can be backed up by the cored bar. For this reason, it is possible to suppress the release layer substrate from being bent by the pressure from the pressure roller, and the bending is substantially constant in the axial direction. Accordingly, the nip width, which is the circumferential width in which the fixing roller and the pressure roller contact each other, is increased, and the nip width is substantially constant along the axial direction of the fixing roller. That is, for example, when the length of the cored bar is shorter than the length of the pressure roller, the part without the cored bar in the release layer base body receives a pressure from the pressure roller and bends relatively greatly. When such a phenomenon that the mechanical strength appears relatively weakly occurs partially, a portion where the nip width does not sufficiently occur may occur. However, in the present invention, such a problem can be surely solved, and a sufficiently large nip width can be obtained over the entire axial direction of the fixing roller. Therefore, sufficient fixability of the toner image to the transfer material can be ensured.
[0146]
In the fixing roller according to the thirteenth aspect, since both end portions of the heat insulating layer are formed thick, the temperature of each end portion in the axial direction is greatly reduced compared with the temperature of the central portion in the axial direction at the time of rising. Can be improved. That is, for example, when the thickness of the heat insulating layer is made constant in the axial direction, the temperature at each end in the axial direction is reduced due to the heat released from each end in the axial direction to the outside in the axial direction. The temperature may be greatly reduced compared to the temperature at the center of the direction. However, in the present invention, since each end of the heat insulating layer is formed thick, the amount of heat escaping outward in the axial direction can be reduced, and the temperature at both ends in the axial direction can be suppressed from being relatively greatly reduced. be able to. That is, at the time of start-up, the temperature of the outer peripheral surface of the fixing roller can be made substantially constant in the axial direction. Therefore, it is possible to surely prevent the problem that the fixing property of the toner image is deteriorated with respect to the first or second transfer material immediately after rising.
[0148]
  Claim14In the fixing roller described in (2), when the diameter of the release layer substrate is reduced, the outer diameter of the portion corresponding to the axially outer side of the core metal in the release layer substrate is smaller than the outer diameter of the portion corresponding to the core metal. The outer diameter of the release layer substrate is made constant in the axial direction by scraping the outer peripheral portion of the release layer substrate so as to be equal to or less than the outer diameter of the portion corresponding to the outside in the axial direction. Further, in such a state where the outer peripheral surface of the release layer base is formed to have a constant diameter, the portion of each end portion of the release layer base that is further reduced in diameter becomes a thick part. It is possible to improve the strength of each of the end portions, and reliably prevent axial displacement of the core metal, the first insulating layer, the heat insulating layer, the heating element, and the second insulating layer at the high strength portion. be able to. That is, the cored bar, the first insulating layer, and the like can be reliably held.
[0149]
  Claim15In the fixing roller described in 1), the contact area between the cored bar and the other layers is reduced by providing a longitudinal groove on the outer peripheral surface of the cored bar. By doing so, the indirect contact area between the cored bar and the heating element is reduced, heat from the heating element is less likely to be transmitted to the cored bar side, and more heat is transmitted to the release layer surface. The rise time of the roller is shortened.
[0150]
  Claim16In the fixing roller according to claim 1, by providing a spiral groove on the outer peripheral surface of the cored bar,15As in the case of the fixing roller, an effect of shortening the rise time can be obtained.
[0151]
  Claim17In the fixing roller according to claim 1, a longitudinal groove and a spiral groove are provided on the outer peripheral surface of the core metal.15As in the case of the fixing roller, an effect of shortening the rise time can be obtained.
[0152]
  Claim18In the fixing roller described in (1), a spiral groove on the outer peripheral surface of the cored bar, and a spiral groove having a rotation direction opposite to the groove are provided, and these grooves intersect with each other in a lattice shape.15As in the case of the fixing roller, an effect of shortening the rise time can be obtained.
[0153]
  Claim19In the fixing roller described in (1), since the inner surface of the end portion of the release layer base is bitten into the groove formed on the outer peripheral surface of the cored bar, the friction torque in the rotational direction generated at the time of fixing (paper passing) is reduced. Since it can be received by the biting joint, the load in the sliding direction on the interface with the insulating layer and the heating element is reduced, and an accident such as breakage of the insulating layer is prevented. That is, since the cored bar and the release layer substrate can be directly connected, the load on the first insulating layer, the heat insulating layer, the heating element, and the second insulating layer can be reduced, and the durability can be improved. be able to.
[0154]
  Claim20In the manufacturing method of the fixing roller described above, the diameter of the release layer substrate is reduced by tube spinning, so that the insulating layer and the heating element that are mounted in advance are not soiled with the processing liquid or the like, and a high load is not applied. The release layer substrate can be easily attached. That is, the fixing roller can be manufactured easily and inexpensively. In addition, the core bar to the release layer substrate can be reliably connected in a state where they are in close contact with each other with a predetermined pressure.Furthermore, both the part with a large diameter reduction and the part with a small diameter reduction in the release layer substrate can be processed continuously by so-called drawing by tube spinning. Therefore, the processing time and cost do not increase. In addition, each end portion in the axial direction of the release layer substrate that is more squeezed has an advantage that the strength is improved by work hardening. Further, after the diameter reduction processing, the outer peripheral surface of the release layer base is formed to have a constant diameter by cutting, grinding, or the like, so that each end of the release layer base is thickened inward. It becomes. Therefore, the strength of each end portion of the release layer substrate is also improved by this thick portion.
[0155]
  Claim21~23In the fixing roller manufacturing method described in the above, as a method for biting and joining the inner surface of the end portion of the release layer base into the groove formed on the outer peripheral surface of the core metal, dry processing such as tube spinning or shrink fitting is used. Since it is performed by reducing the diameter of the release layer substrate,The release layer substrate can be easily mounted without contaminating the insulating layer or the heating element mounted in advance with a processing liquid or the like and without applying a high load. That is, the fixing roller can be manufactured easily and inexpensively.Moreover, the end portion of the release layer base can be surely bitten into the groove of the core metal by the reduced diameter by tube spinning, shrink fitting or the like. Therefore, the cored bar and the release layer base can be reliably connected.
[0156]
  Claim24In the fixing roller manufacturing method described in (1), a portion having a large diameter reduction and a portion having a small diameter reduction in the release layer substrate can be continuously processed by so-called drawing by tube spinning. Therefore, the processing time and cost do not increase. In addition, each end portion in the axial direction of the release layer substrate that is more squeezed has an advantage that the strength is improved by work hardening. Further, after the diameter reduction processing, the outer peripheral surface of the release layer base is formed to have a constant diameter by cutting, grinding, or the like, so that each end of the release layer base is thickened inward. It becomes. Therefore, the strength of each end portion of the release layer substrate is also improved by this thick portion.
[0157]
Furthermore, even when the release layer substrate is simply reduced to a constant diameter by tube spinning, due to the difference in rigidity depending on the presence or absence of the cored bar, the reduced diameter of the part without the cored bar is reduced by the part with the cored bar. A little bigger. For this reason, when the diameter of the release layer substrate is reduced from one to the other, and the diameter of the portion without the core metal is reduced from the other end of the core metal, there is also an influence by an elastic material such as a heat insulating layer, The cored bar may shift from one side to the other side. However, in this invention, since one side of the cored bar, the first insulating layer, the heat insulating layer, the heating element, and the second insulating layer is held by the portion where the diameter reduction amount of the release layer base is increased, the cored bar etc. Can be prevented from moving to one side.
[0158]
  Claim25In the fixing roller described in (1), since the portion from the first bearing to the second bearing can be reinforced with the cored bar, bending in the bending direction or the like that occurs with the first and second bearings as fulcrums is reduced. be able to. Accordingly, the nip width, which is the circumferential width in which the fixing roller and the pressure roller contact each other, is increased, and the nip width is constant in the axial direction. Therefore, sufficient fixability of the toner image to the transfer material can be ensured.
[0159]
  Claim26In the fixing roller described in (4), since the entire heating element is sandwiched between the cored bar and the release layer base, the heating element is always provided between the second insulating layer and the heat insulating layer or the first insulating layer. It will be in contact. For this reason, for example, a part of the heating element is separated from the release layer base together with the second insulating layer, and this separated part becomes high temperature due to a decrease in heat transfer to the release layer base. Can be prevented from being damaged. In addition, when the heating element is locally heated, the first insulating layer, the second insulating layer, etc. are melted to prevent electrical leakage from the heating element to the release layer substrate or the cored bar. can do.
[0160]
  Claim27In the fixing roller described in (2), since the axial length of the heating element is set to be equal to or less than the maximum width of the transfer material that can be inserted, only the portion of the transfer material necessary for melting the toner image is heated. Can do. Therefore, it is possible to shorten the time required for warming up, that is, the rise time, and to save energy.
[0161]
  Claim28In the fixing roller described above, one step portion is generated in the insulating sheet, but the heating element is provided so that one end and the other end in the circumferential direction face each other across the step portion. The heating element is not arranged so as to continuously extend to the stepped portions of the first insulating layer and the second insulating layer. In addition, when the heating element is arranged so as to extend continuously to the stepped portion, a space may be formed between the stepped portion and the heating element. When a part of the heating element becomes hot, the heating element itself is locally damaged, or the first insulating layer and the second insulating layer adjacent to the heating element are locally melted to release the release layer substrate and core from the heating element. There is a risk of electricity leaking into the gold. However, in this fixing roller, since the heating element is not disposed so as to cover the stepped portion, the leakage due to the destruction of the heating element itself and the destruction of the first and second insulating layers can be prevented. Can do.
[0162]
  Claim29In the fixing roller described above, the first insulating layer and the second insulating layer are concentrically wound with a heating element or the like interposed therebetween by winding the insulating sheet around the cored bar. However, each end in the axial direction of the first insulating layer located on the inner peripheral side is formed at a position closer to the inner side in the axial direction than each end in the axial direction of the second insulating layer. Electric power can be supplied from the inner peripheral side of the second insulating layer to the axial end of the heating element without being obstructed by the axial end.
[0163]
  Claim30In the fixing roller described in (1), the position of the first insulating layer relative to the cored bar can be accurately determined by fitting the convex part of the first insulating layer into the concaved part of the cored bar. For this reason, for example, when the first insulating layer and the second insulating layer are formed separately, the heating element, the heat insulating layer, and the first insulating layer are provided on the second insulating layer in the sheet state. The first insulating layer, the heat insulating layer, the heating element, and the second insulating layer are placed in this order by placing them in order and fitting the concave and convex portions to each other and winding the core around the first insulating layer. Thus, it can be accurately wound around a predetermined position of the cored bar. In addition, for example, the diameter of the release layer substrate is reduced by tube spinning from one end side in the axial direction, thereby fixing the release layer substrate, the second insulating layer, the heating element, the heat insulating layer, and the first insulating layer to the cored bar. Even in such a case, it is possible to prevent the second insulating layer, the heating element, and the like from shifting in the axial direction. Accordingly, it is possible to prevent the heating position from varying in the release layer substrate, so that it is possible to provide one having a certain fixing property.
[0164]
In addition, when the first insulating layer and the second insulating layer are integrally formed as an insulating sheet, the entire insulating sheet is fitted into the predetermined core metal by fitting the concave portion and the convex portion. It can be wound around the position accurately. In addition, the heating element and the heat insulating layer are placed in this order on the position of the second insulating layer of the insulating sheet, and the heat insulating layer and the heating element are also wound on the metal core with the heat insulating layer inside from the first insulating layer side. Can be accurately attached at a predetermined position. Also in this case, it is possible to prevent the insulating sheet, the heating element and the like from shifting in the axial direction when the diameter of the release layer substrate is reduced by tube spinning. Accordingly, it is possible to provide one having a fixed fixability without variation in the heating position.
[0165]
  Claim31In the fixing roller according to claim 1,30The same effects as the fixing roller described in (1) are exhibited.
[0166]
  Claim32In the fixing roller described in (1), since the protrusion and the through hole are provided at two positions separated in the axial direction, the direction in which the insulating sheet is wound around the core metal becomes extremely accurate. That is, the insulating sheet can be accurately wound in a direction orthogonal to the axial direction of the cored bar.
[0167]
When the insulating sheet is wound obliquely with respect to the direction orthogonal to the axial direction of the cored bar, the heating element is also inclined and wound. When the diameter of the release layer substrate is reduced by tube spinning in this state, a twisting force acts on the heating element. At this time, the corner of the side edge of the heating element becomes an edge, and the heating element hits the second insulating layer, the heat insulating layer, or the first insulating layer with the edge raised. For this reason, the corner | angular part of a heat generating body may bite into a 1st insulating layer and a 2nd insulating layer, and may damage these, and there exists a possibility that electricity may leak from a heat generating body to a mold release layer base | substrate or a metal core.
[0168]
However, in this fixing roller, since the heating element is not wound obliquely with respect to the direction orthogonal to the axial direction of the core metal, the first insulating layer and the second insulating layer are formed by the corners of the heating element. Will not be damaged. Therefore, it is possible to reliably prevent electricity from leaking from the heating element to the release layer base or the cored bar.
[0169]
  Claim33In the fixing roller described in (1), since the height of the protrusion is set to be equal to or less than the total thickness of the heating element and the first insulating layer, the release layer substrate is reduced by, for example, tube spinning. Even when the diameter is increased, it is possible to prevent the top portion of the projecting portion from hitting the second insulating layer, damaging the second insulating layer, and causing electricity to leak from the heating element to the release layer base. The heating element is provided so as to be located away from the protrusion when it is wound around the metal core together with the first insulating layer and the like. In addition, the height of the protruding portion is set to be equal to or less than the total thickness of the thickness of the heating element and the first insulating layer because the height of the protruding portion is equal to the thickness of the heating element and the thickness of the first insulating layer. If the thickness of the heat insulating layer is equal to or less than the total thickness, the heat generating element, the first insulating layer, and the heat insulating layer are elastically deformed in the compression direction when the diameter of the release layer substrate is reduced. This is because it may reach the insulating layer and damage the second insulating layer. However, the height of the protrusion is more preferably set to be less than the total thickness of the first insulating layer, the heat insulating layer, and the heating element after being compressed and deformed by the reduced diameter of the release layer substrate.
[0170]
When the heat insulating layer is located on the outer peripheral surface side of the first insulating layer, the height of the protrusion is equal to or less than the total thickness of the first insulating layer and the heating element described above, or the compression deformation described above. It is preferable that the thickness is less than the total thickness of the first insulating layer, the heat insulating layer, and the heating element, and is equal to or greater than the thickness of the first insulating layer. The reason why the height of the protrusion is set to be equal to or greater than the thickness of the first insulating layer is to prevent the through hole of the first insulating layer from being easily detached from the protrusion.
[0171]
Further, when the heat insulating layer is located on the inner peripheral surface side of the first insulating layer, the height of the protrusion is equal to or greater than the total thickness of the heat insulating layer and the first insulating layer, It is preferable to set the thickness less than the total thickness of the first insulating layer, the heat insulating layer, and the heating element after being compressed and deformed due to the reduced diameter of the release layer substrate. The reason why the height of the protrusion is set to be equal to or greater than the total thickness of the heat insulating layer and the first insulating layer is to prevent the through hole of the first insulating layer from being easily detached from the protrusion. is there.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a fixing roller according to Embodiment 1 of the present invention.
FIGS. 2A and 2B show a cored bar constituting a fixing roller according to a second embodiment of the present invention, in which FIG. 2A is a front view and FIG. 2B is a cross-sectional view thereof.
FIG. 3 is a front view of a cored bar constituting a fixing roller according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a front view of a cored bar constituting a fixing roller according to Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 5 is a front view of a cored bar constituting a fixing roller according to a fifth embodiment of the present invention.
6A and 6B show a fixing roller according to Embodiment 6 of the present invention, in which FIG. 6A is a longitudinal sectional view of an essential part, and FIG. 6B is a sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a fixing roller manufacturing method according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the thickness of the heat insulating layer of the fixing roller and the heating rate of the fixing roller.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view of a main part showing a fixing roller according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view of a main part of a fixing roller shown for comparison of identification landing rollers.
11A and 11B are views showing a core bar constituting an identification landing roller, wherein FIG. 11A is a longitudinal sectional view of a main part showing chamfering in which a thrust direction length is equal to a radial direction length, and FIG. 11B is a thrust direction length; It is a principal part longitudinal cross-sectional view which shows chamfering whose length is longer than radial direction length.
FIG. 12 is a vertical cross-sectional view of a main part showing another example of chamfering of a core bar constituting an identification roller.
FIG. 13 is a view showing a fixing roller according to a ninth embodiment of the present invention, and is a main part longitudinal sectional view showing a state after reducing the diameter of a release layer substrate.
FIG. 14 is a longitudinal sectional view of a main part showing an identification landing roller.
FIG. 15 is a longitudinal sectional view showing a fixing roller according to a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a plan view showing a nip width generated by an identification landing roller.
FIG. 17 is a longitudinal sectional view of a fixing roller shown for comparison of identification landing rollers.
FIG. 18 is a plan view showing a nip width generated by a fixing roller shown for comparison of identification landing rollers.
FIG. 19 is a longitudinal sectional view of main parts of a fixing roller according to an eleventh embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a graph of temperature distribution on the surface of the release layer showing the effect of the identification roller.
FIG. 21 is a longitudinal sectional view showing a fixing roller according to Embodiment 12 of the present invention.
FIG. 22 is a plan view showing a nip width generated by the identification landing roller.
FIG. 23 is an exploded perspective view showing an identification landing roller.
FIG. 24 is a cross-sectional view showing an identification landing roller.
FIG. 25 is a longitudinal sectional view of a main part showing an identification landing roller.
FIG. 26 is a longitudinal sectional view of an essential part showing another example of a heating element in the identification landing roller.
FIG. 27 is a longitudinal sectional view of another fixing roller shown for comparison of identification landing rollers.
FIG. 28 is a plan view showing a nip width generated by another fixing roller.
FIG. 29 is an exploded perspective view of another fixing roller.
FIG. 30 is a cross-sectional view of another fixing roller.
FIG. 31 is an exploded perspective view showing a fixing roller according to Embodiment 13 of the present invention.
FIG. 32 is an exploded perspective view showing a fixing roller according to Embodiment 14 of the present invention.
FIG. 33 is an exploded perspective view showing a fixing roller according to Embodiment 15 of the present invention.
FIG. 34 is a cross-sectional view of the principal part showing the operation of the identification landing roller, where (a) is a view when the heating element is normally attached, and (b) is the heating element attached to the cored bar. It is a figure at the time of attaching with inclination with respect to.
[Explanation of symbols]
1 cored bar
1a groove
1b groove
1c groove
2 First insulation layer
2a end
3 Insulation layer
3a Thick part
4 Heating elements
5 Second insulation layer
5a end
6 Release layer substrate
6b Thick part
7 Release layer
10 Chamfer
10a Thrust direction length (length of component along outer peripheral surface)
10b Length in radial direction (length of component along end face)
11 Mandrel jig
12 Backup roller
13 Spinning roller
14 End face
15 outer peripheral surface
15c recess
15d, 15e Projection
25 Insulation sheet
25a Stepped part
25c recess
25d, 25e Through hole
50 Fixing roller
51 Pressure roller

Claims (33)

加圧ローラが接触する表面と該加圧ローラの表面との間に、トナー像が転写された転写材を挿通することにより、前記トナー像を加熱溶融して転写材上に融着する定着ローラであって、芯金の外周面に、第１絶縁層、断熱層、発熱体、第２絶縁層、離型層基体、離型層をこの順に配列してなるか、または断熱層、第１絶縁層、発熱体、第２絶縁層、離型層基体、離型層をこの順に配列してなり、
離型層基体を縮径することによって、芯金に第１絶縁層、断熱層、発熱体、第２絶縁層および離型層基体が固定されていて、
前記離型層基体は、芯金の軸方向の外側に対応する部分の縮径量が芯金に対応する部分の縮径量より大きくなっていることを特徴とする定着ローラ。A fixing roller that heats and melts the toner image to be fused onto the transfer material by inserting a transfer material on which the toner image is transferred between the surface that the pressure roller contacts and the surface of the pressure roller. The first insulating layer, the heat insulating layer, the heating element, the second insulating layer, the release layer substrate, and the release layer are arranged in this order on the outer peripheral surface of the metal core, or the heat insulating layer, the first insulating layer, the heating element, second insulating layer, the release layer substrate, Ri name by arranging a release layer in this order,
By reducing the diameter of the release layer substrate, the first insulating layer, the heat insulating layer, the heating element, the second insulating layer, and the release layer substrate are fixed to the core metal,
The release layer substrate, fixing roller diameter reduction portion corresponding to the outside in the axial direction of the core is characterized that you have greater than diameter reduction of the portion corresponding to the core. 断熱層の熱伝導率は、第２絶縁層の熱伝導率より小さいことを特徴とする請求項１に記載の定着ローラ。  The fixing roller according to claim 1, wherein the heat conductivity of the heat insulating layer is smaller than the heat conductivity of the second insulating layer. 断熱層の厚さは０．１ｍｍ以上、２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の定着ローラ。  The fixing roller according to claim 1, wherein the heat insulating layer has a thickness of 0.1 mm to 2 mm. 離型層基体の厚さは芯金より薄いことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の定着ローラ。  The fixing roller according to any one of claims 1 to 3, wherein the release layer base is thinner than the core metal. 離型層基体の厚さは０．７ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の定着ローラ。  The fixing roller according to claim 1, wherein the release layer base has a thickness of 0.7 mm or less. 芯金の線膨張率が、離型層基体の線膨張率と等しいか、または、これより大きいことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の定着ローラ。  The fixing roller according to claim 1, wherein the linear expansion coefficient of the core metal is equal to or greater than the linear expansion coefficient of the release layer base. 断熱層の線膨張率が、芯金の線膨張率より大きいことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の定着ローラ。  The fixing roller according to claim 1, wherein a linear expansion coefficient of the heat insulating layer is larger than a linear expansion coefficient of the cored bar. 芯金がステンレス鋼からなり、離型層基体が銅からなることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の定着ローラ。  The fixing roller according to claim 1, wherein the core metal is made of stainless steel, and the release layer base is made of copper. 芯金には、その軸方向の一方及び他方の各端面と、外周面とが突き合う各角部に、面取りが設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の定着ローラ。  The cored bar is provided with chamfers at each corner where one end face and the other end face in the axial direction and the outer peripheral face face each other. The fixing roller according to Item. 面取りは、芯金における端面と外周面とを斜めにつなぐように形成されたものであって、外周面に沿う成分の長さが端面に沿う成分の長さ以上の長さに形成されていることを特徴とする請求項９に記載の定着ローラ。  The chamfer is formed so as to obliquely connect the end surface and the outer peripheral surface of the core metal, and the length of the component along the outer peripheral surface is formed to be longer than the length of the component along the end surface. The fixing roller according to claim 9. 面取りは、芯金における端面と外周面とを円弧状に滑らかにつなぐように形成されていることを特徴とする請求項９に記載の定着ローラ。  The fixing roller according to claim 9, wherein the chamfer is formed so as to smoothly connect the end surface and the outer peripheral surface of the cored bar in an arc shape. 芯金は、加圧ローラと対向する位置にあって、軸方向の長さが加圧ローラより長く形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の定着ローラ。  12. The metal core according to claim 1, wherein the metal core is located at a position facing the pressure roller and has an axial length longer than that of the pressure roller. Fixing roller. 断熱層は、軸方向における一方及び他方の各端部が軸方向における中央部に比べて厚く形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の定着ローラ。  The fixing roller according to any one of claims 1 to 12, wherein the heat insulating layer is formed such that one end and the other end in the axial direction are thicker than a central portion in the axial direction. . 縮径により芯金に固定された離型層基体の外周面を軸方向に一定の径に形成したことを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の定着ローラ。14. The fixing roller according to claim 1, wherein an outer peripheral surface of the release layer base fixed to the core metal by a reduced diameter is formed to have a constant diameter in the axial direction. 芯金の外周面に、該芯金の長手方向に沿う多数の溝を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載の定着ローラ。The outer peripheral surface of the core metal, a fixing roller according to any one of claims 1 to 14, characterized in that a plurality of grooves along the longitudinal direction of the metal core. 芯金の外周面に螺旋状の溝を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載の定着ローラ。The fixing roller according to any one of claims 1 to 14 , wherein a spiral groove is provided on an outer peripheral surface of the cored bar. 芯金の外周面に、該芯金の長手方向に沿う多数の溝と、螺旋状の溝とを設け、これらの溝を格子状に交差させたことを特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載の定着ローラ。The outer peripheral surface of the metal core, and a plurality of grooves along the longitudinal direction of the metal core, and a spiral groove is provided, according to claim 1 to claim 14 in which these grooves, characterized in that crossed in a grid The fixing roller according to any one of the above. 芯金の外周面に、螺旋状の溝と、旋回方向がこの溝と反対の螺旋状の溝とを設け、これらの溝を格子状に交差させたことを特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載の定着ローラ。A spiral groove and a spiral groove whose turning direction is opposite to the groove are provided on the outer peripheral surface of the core metal, and these grooves intersect with each other in a lattice shape. The fixing roller according to claim 14 . 離型層基体の端部が、芯金の溝に、食い込み接合されていることを特徴とする請求項１５〜請求項１８のいずれか１項に記載の定着ローラ。The fixing roller according to any one of claims 15 to 18 , wherein an end portion of the release layer base is bitten and joined to a groove of a cored bar. 請求項１〜請求項１８のいずれか１項に記載の定着ローラを製造する方法であって、芯金の外周面に、第１絶縁層、断熱層、発熱体、第２絶縁層を設け、離型層基体を第２絶縁層の外周側に遊挿し、該離型層基体をチューブスピニングにより縮径させ、かつ離型層基体をチューブスピニングにより縮径させる時に、芯金に対応する部分の縮径量より芯金の軸方向の外側に対応する部分の縮径量を多くして第２絶縁層の外周面に固定し、前記離型層基体の外周面を切削または研削により所定の径に加工した後、該加工面に離型層を設けることを特徴とする定着ローラの製造方法。A method for manufacturing the fixing roller according to any one of claims 1 to 18 , wherein a first insulating layer, a heat insulating layer, a heating element, and a second insulating layer are provided on an outer peripheral surface of the cored bar, the release layer substrate is loosely inserted into the second insulating layer outer peripheral side of the mold release layer substrate reduced in diameter by a tube spinning, and a release layer substrate when shrink-by tube spinning, the portion corresponding to the core The diameter reduction amount of the portion corresponding to the outside in the axial direction of the core metal is increased from the diameter reduction amount and fixed to the outer peripheral surface of the second insulating layer, and the outer peripheral surface of the release layer substrate is cut or ground to a predetermined diameter. And then forming a release layer on the processed surface. 請求項１９に記載の定着ローラを製造する方法であって、芯金の外周面に、第１絶縁層、断熱層、発熱体、第２絶縁層を設け、離型層基体を第２絶縁層の外周側に遊挿し、該離型層基体を適宜手段により縮径させることにより、離型層基体を第２絶縁層の外周面に固定するとともに、離型層基体の軸方向の各端部を、芯金に形成された溝に食い込み接合し、該離型層基体の外周面を切削または研削により所定の径に加工した後、該加工面に離型層を設けることを特徴とする定着ローラの製造方法。20. A method of manufacturing a fixing roller according to claim 19 , wherein a first insulating layer, a heat insulating layer, a heating element, and a second insulating layer are provided on the outer peripheral surface of the metal core, and the release layer base is used as the second insulating layer. The release layer base is fixed to the outer peripheral surface of the second insulating layer by loosely inserting the release layer base into the outer peripheral side of the second insulating layer by appropriate means, and each end of the release layer base in the axial direction. Is fixed in a structure in which a release layer is provided on the processed surface after the outer peripheral surface of the release layer substrate is processed into a predetermined diameter by cutting or grinding. Roller manufacturing method. 離型層基体をチューブスピニングにより縮径させることを特徴とする請求項２１に記載の定着ローラの製造方法。The method for manufacturing a fixing roller according to claim 21 , wherein the diameter of the release layer substrate is reduced by tube spinning. 離型層基体を第２絶縁層の外周面に、焼きばめにより挿入固定することを特徴とする請求項２１に記載の定着ローラの製造方法。The method for manufacturing a fixing roller according to claim 21 , wherein the release layer base is inserted and fixed to the outer peripheral surface of the second insulating layer by shrink fitting. 離型層基体をチューブスピニングにより縮径させる時、芯金に対応する部分の縮径量より芯金の軸方向の外側に対応する部分の縮径量を多くしたことを特徴とする請求項２２に記載の定着ローラの製造方法。When causing a release layer substrate is reduced in diameter by a tube spinning, claim, characterized in that to increase the diameter reduction of the portion corresponding to the outside of the axial direction of the metal core from the diameter reduction of the portion corresponding to the core metal 22 A method for producing a fixing roller as described in 1. above. 最外周位置における軸方向の一方及び他方の各端部が第１の軸受及び第２の軸受によってそれぞれ支持されており、
芯金は、離型層基体内にあって少なくとも前記第１の軸受及び第２の軸受が存在する範囲に延在していることを特徴とする請求項１〜請求項１９のいずれか１項に記載の定着ローラ。One end and the other end in the axial direction at the outermost peripheral position are respectively supported by the first bearing and the second bearing,
Core metal, any one of claims 1 to 19, characterized in that at least the first bearing and the second bearing In the releasing layer substrate extends in a range present The fixing roller described in 1. 発熱体の軸方向の長さは、芯金及び離型層基体の軸方向の長さより短く設定されていることを特徴とする請求項１〜請求項１９、請求項２５のいずれか１項に記載の定着ローラ。The axial length of the heating element according to claim 1 to claim 19, characterized in that it is shorter than the axial length of the metal core and the release layer substrate, in any one of claims 25 The fixing roller as described. 発熱体の軸方向の長さは、挿通可能な転写材の最大幅以下に設定されていることを特徴とする請求項１〜請求項１９、請求項２５、請求項２６のいずれか１項に記載の定着ローラ。The axial length of the heating element according to claim 1 to claim 19, characterized in that it is set to less than the maximum width of the insertion possible the transfer material, according to claim 25, in any one of claims 26 The fixing roller as described. 第１絶縁層及び第２絶縁層は一枚の絶縁シートによって形成されたものであり、
この絶縁シートは、芯金の外周を巻く第１周目の部分が上記第１絶縁層とされ、第２周目の部分が第２絶縁層とされていると共に、第１絶縁層と第２絶縁層との境の部分が段差部とされており、
少なくとも前記第１絶縁層と第２絶縁層との間に配置される発熱体は、周方向における一方の端と他方の端が前記段差部を挟んで対峙するように設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項１９、請求項２５〜請求項２７のいずれか１項に記載の定着ローラ。The first insulating layer and the second insulating layer are formed by a single insulating sheet,
In this insulating sheet, the first circumference portion that winds the outer periphery of the metal core is the first insulation layer, the second circumference portion is the second insulation layer, the first insulation layer and the second insulation layer. The part of the boundary with the insulating layer is a step,
The heating element disposed at least between the first insulating layer and the second insulating layer is provided such that one end and the other end in the circumferential direction face each other with the stepped portion interposed therebetween. The fixing roller according to any one of claims 1 to 19 , and 25 to 27 . 絶縁シートは、第１絶縁層の軸方向の各端が第２絶縁層の軸方向の各端より内側に寄った位置に形成されていることを特徴とする請求項２８に記載の定着ローラ。29. The fixing roller according to claim 28 , wherein the insulating sheet is formed at a position where each end in the axial direction of the first insulating layer is closer to the inside than each end in the axial direction of the second insulating layer. 芯金の外周面には、凹部を設け、第１絶縁層には、前記凹部に対応する位置に該凹部に嵌まる形状の凸部を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項１９、請求項２５〜請求項２９のいずれか１項に記載の定着ローラ。The outer peripheral surface of the metal core, the concave portion is provided, the first insulating layer, claims 1 19, characterized in that a convex portion of the circle shape fitting the concave portion at a position corresponding to the recess The fixing roller according to any one of claims 25 to 29 . 芯金の外周面には、突起部を設け、第１絶縁層には、前記突起部に対応する位置に該突起部に嵌合する貫通孔を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項１９、請求項２５〜請求項２９のいずれか１項に記載の定着ローラ。A protrusion is provided on the outer peripheral surface of the metal core, and a through hole that fits into the protrusion is provided in the first insulating layer at a position corresponding to the protrusion. Item 19. The fixing roller according to any one of Items 25 to 29 . 突起部は、芯金の軸方向に離れた２箇所の位置に設けられており、貫通孔は、前記各突起部に対応する位置に設けられていることを特徴とする請求項３１に記載の定着ローラ。32. The protrusion according to claim 31 , wherein the protrusion is provided at two positions separated in the axial direction of the cored bar, and the through hole is provided at a position corresponding to each of the protrusions. Fixing roller. 突起部の高さは、発熱体の厚さと第１絶縁層の厚さとを合計した厚さ以下に設定されていることを特徴とする請求項３１又は請求項３２に記載の定着ローラ。The fixing roller according to claim 31 or 32 , wherein the height of the protrusion is set to be equal to or less than a total thickness of the thickness of the heating element and the thickness of the first insulating layer.
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