JP4055337B2

JP4055337B2 - Rotating member for heat ray fixing and fixing device

Info

Publication number: JP4055337B2
Application number: JP2000204866A
Authority: JP
Inventors: 州太 ▲浜▼田; 正泰小野寺; 宏史夫馬; 哲羽根田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2000-07-06
Filing date: 2000-07-06
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2020-07-06
Also published as: JP2002023537A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に用いられる熱線定着用回転部材、および、定着装置に関し、特にクイックスタートが可能な定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に用いられる定着装置として、技術的な完成度が高く安定したものとしてゴムローラを定着用の熱ローラとして用いた熱ローラ定着方式が、低速機から高速機まで、モノクロ機からフルカラー機まで、と幅広く採用されている。
【０００３】
しかしながら、従来の熱ローラ定着方式の定着装置では、転写材やトナーを加熱する際に、熱容量の大きな定着用の熱ローラを加熱する必要があるため省エネルギー面で不利であり、また、プリント時に定着装置を暖めるのに時間がかかりプリント時間（ウォーミングアップ時間）が長くなってしまうという問題がある。
【０００４】
これを解決するためフィルム（熱定着フィルム）を用い、熱ローラを熱定着フィルムという究極の厚みまで持っていき低熱容量化し、温度制御された発熱体（セラミックヒータ）や誘導発熱体を熱定着フィルムに直接加圧接触させることで熱伝導効率を大幅に向上させ、省エネルギーとウォーミングアップ時間を殆ど必要としないクイックスタートとを図ったフィルム定着方式の定着装置が提案され、最近用いられてきている。
【０００５】
また、熱ローラの変形として透光性基体を熱線定着ローラ（熱線定着用回転部材）として用い、内部に設けたハロゲンランプ（熱線照射手段）からの熱線をトナーに照射して加熱定着し、ウォーミングアップ時間を要せずクイックスタートを図った定着方法が、特開昭５２−１０６７４１号公報、同５７−８２２４０号公報、同５７−１０２７３６号公報、同５７−１０２７４１号公報等により開示されている。また、透光性基体の外周面に光吸収層（熱線吸収層）を設けて熱線定着ローラ（熱線定着用回転部材）を構成し、円筒状の透光性基体内部に設けたハロゲンランプ（熱線照射手段）からの光を、透光性基体の外周面に設けた光吸収層で吸収させ、光吸収層の熱によりトナー像を定着させる定着方法が特開昭５９−６５８６７号公報により開示されている。
【０００６】
しかしながら、上記特開昭５２−１０６７４１号公報等の開示による定着装置では、ハロゲンランプ（熱線照射手段）からの熱線を透光性基体を通して照射し、トナーを加熱定着する方法により、また特開昭５９−６５８６７号公報の開示による定着装置では、透光性基体の外周面に光吸収層（熱線吸収層）を設けて熱線定着ローラ（熱線定着用回転部材）を構成し、ハロゲンランプ（熱線照射手段）からの熱線を透光性基体を通して熱線吸収層に照射し、該熱線吸収層の熱によりトナーを定着する方法により、それぞれ省エネルギーとウォーミングアップ時間を短縮したクイックスタートとを図ろうとしたものであるが、定着性が悪いので、本願発明者らは、ハロゲンランプ（熱線照射手段）を用い、透光性基体と光吸収層（熱線吸収層）との間にゴム材層よりなる透光性弾性層を設けてソフトローラの熱線定着ローラ（熱線定着用回転部材）を形成し、ハロゲンランプ（熱線照射手段）からの熱線により熱線吸収層を加熱し、クイックスタート（急速加熱）が可能で、且つトナー像の定着性を向上する定着装置を特開平１１−３２７３４１号公報等にて提案した。また特に、熱線定着用回転部材に用いられる透光性基体はガラス部材を用いるため、端部を切断する際に、端部に多数のクラックが存在し、端部に傷があると、熱線定着用回転部材を定着装置に装着し荷重をかけるとその点を起点として割れる可能性が非常に高くなり、熱線定着用回転部材の加圧時や回転時に透光性基体が端部から破損されるので、ガラス基体端部に焼き加工を行い、製造時、所定の長さに切断する際にできる傷を極力無くす方法を特願平１１−３１２２９１号公報にて提案した。さらに、透光性弾性層を型を用いて透光性基体と一体成型して前記熱線定着用回転部材を製作する方法を特願２０００−１４４９２５号にて提案している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記提案のガラス部材を用いる透光性基体からなる熱線定着用回転部材では、熱線定着用回転部材の運搬中や熱線定着用回転部材の定着装置への取り付けの際に、ガラス部材を用いる透光性基体の側端部が他の部材とぶつかり、ガラス基体（透光性基体）の側端部が欠けてしまったり、熱線定着用回転部材の定着装置内の回転時での寄り止め部材との当接により、ガラス基体（透光性基体）の側端部が欠けてしまったりするという問題が起こる。
【０００８】
本発明は上記の問題点を解決し、熱線定着用回転部材の運搬中や熱線定着用回転部材の定着装置への取り付けの際に、透光性基体の側端部を保護し、他の部材とぶつかりによる、透光性基体の側端部の欠けを防止すると共に、定着装置内の回転時での寄り止め部材との当接の際の、透光性基体の側端部の保護を行い、透光性基体の側端部の欠けを防止する定着装置を提供することを第１の目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、熱線を発する熱線照射手段を内部に有する円筒状のガラス部材からなる透光性基体と、前記透光性基体の外側に前記熱線に対して透光性を有する透光性弾性層と、前記透光性弾性層の外側に前記熱線を吸収する熱線吸収層とを設けたロール状の熱線定着用回転部材であって、前記透光性弾性層は前記透光性基体の端部面から外側に延長されており、前記透光性弾性層の軸方向の端が、前記熱線定着用回転部材の軸方向の端と一致することを特徴とする熱線定着用回転部材、および、
上記記載の熱線定着用回転部材の両端部付近の外周面を少なくとも前記透光性弾性層を介して軸受け部材で保持し、かつ、前記熱線定着用回転部材と当該熱線定着用回転部材に圧着しながら回転するロール状の定着部材とにより転写材上のトナー像を当該転写材に固定する構成の定着装置、および、
熱線を発する熱線照射手段を内部に有する円筒状のガラス部材からなる透光性基体と、前記透光性基体の外側に前記熱線に対して透光性を有する透光性弾性層と、前記透光性弾性層の外側に前記熱線を吸収する熱線吸収層とを設けたロール状の熱線定着用回転部材であって、前記透光性弾性層は前記透光性基体の外周面並びに端部側面に固着されており、前記透光性弾性層の軸方向の端が、前記熱線定着用回転部材の軸方向の端と一致することを特徴とする熱線定着用回転部材、および、
上記の熱線定着用回転部材の両端部付近の外周面を少なくとも前記透光性弾性層を介して軸受け部材で保持し、かつ、前記熱線定着用と当該熱線定着用回転部材に圧接しながら回転するロール状の定着部材とにより転写材上のトナー像を当該転写材に固定する構成の定着装置によって達成される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【００２３】
本発明にかかわる定着装置を用いる画像形成装置の一実施形態の画像形成プロセスおよび各機構について、図１ないし図７を用いて説明する。図１は、本発明にかかわる定着装置を用いる画像形成装置の一実施形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図であり、図２は、図１の像形成体の側断面図であり、図３は、定着装置の構造を示す説明図であり、図４は、図３のロール状の熱線定着用回転部材の拡大断面構成図であり、図５は、図３のロール状の熱線定着用回転部材の熱線吸収層の濃度分布を示す図であり、図６は、図３のロール状の熱線定着用回転部材の透光性基体の外径と厚さとを示す図であり、図７は、図３の定着装置の駆動を示す側断面図である。
【００２４】
図１または図２によれば、像形成体である感光体ドラム１０は、例えばガラスや透光性アクリル樹脂等の透光性部材によって形成される円筒状の基体の外周に、透光性の導電層及び有機感光層（ＯＰＣ）の光導電体層を形成したものである。
【００２５】
感光体ドラム１０は、図示しない駆動源からの動力により、透光性の導電層を接地された状態で図１の矢印で示す時計方向に回転される。
【００２６】
本発明では、画像露光用の露光ビームは、その結像点である感光体ドラム１０の光導電体層において、光導電体層の光減衰特性（光キャリア生成）に対して適正なコントラストを付与できる波長の露光光量を有していればよい。従って、本実施形態における感光体ドラムの透光性の基体の光透過率は、１００％である必要はなく、露光ビームの透過時にある程度の光を吸収するような特性を有していてもよい。要は、適切なコントラストを付与できればよい。透光性の基体の素材としては、アクリル樹脂、特にメタクリル酸メチルエステルモノマーを重合したものが、透光性、強度、精度、表面性等において優れており好ましく用いられるが、その他一般光学部材などに使用されるアクリル、フッ素、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートなどの各種透光性樹脂が使用可能である。また、露光光に対して透光性を有していれば、着色していてもよい。透光性の導電層としては、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化錫、酸化鉛、酸化インジウム、ヨウ化銅や、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌなどからなる透光性を維持した金属薄膜が用いられ、成膜法としては、真空蒸着法、活性反応蒸着法、各種スパッタリング法、各種ＣＶＤ法、浸漬塗工法、スプレー塗布法などが利用できる。また、光導電体層としては各種有機感光層（ＯＰＣ）が使用できる。
【００２７】
光導電体層の感光層としての有機感光層は、電荷発生物質（ＣＧＭ）を主成分とする電荷発生層（ＣＧＬ）と電荷輸送物質（ＣＴＭ）を主成分とする電荷輸送層（ＣＴＬ）とに機能分離された二層構成の感光層とされる。二層構成の有機感光層は、ＣＴＬが厚いために有機感光層としての耐久性が高く本発明に適する。なお有機感光層は、電荷発生物質（ＣＧＭ）と電荷輸送物質（ＣＴＭ）を１つの層中に含有する単層構成とされてもよく、該単層構成又は前記二層構成の感光層には、通常バインダ樹脂が含有される。
【００２８】
以下に説明する帯電手段としてのスコロトロン帯電器１１、画像書込手段としての露光光学系１２、現像手段としての現像器１３は、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒色（Ｋ）の各色毎の画像形成プロセス用として準備されており、本実施形態においては、図１の矢印にて示す感光体ドラム１０の回転方向に対して、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に配置される。
【００２９】
帯電手段としてのスコロトロン帯電器１１は像形成体である感光体ドラム１０の移動方向に対して直交する方向（図１において紙面垂直方向）に感光体ドラム１０と対峙し近接して取り付けられ、感光体ドラム１０の前述した有機感光体層に対し所定の電位に保持された制御グリッド（符号なし）と、コロナ放電電極１１ａとして、例えば鋸歯状電極を用い、トナーと同極性のコロナ放電とによって帯電作用（本実施形態においてはマイナス帯電）を行い、感光体ドラム１０に対し一様な電位を与える。コロナ放電電極１１ａとしては、その他ワイヤ電極や針状電極を用いることも可能である。
【００３０】
各色毎の露光光学系１２は、それぞれ、像露光光の発光素子としてのＬＥＤ（発光ダイオード）を感光体ドラム１０の軸と平行に複数個アレイ状に並べた線状の露光素子（不図示）と等倍結像素子としてのセルフォックレンズ（不図示）とがホルダに取り付けられた露光用ユニットとして構成される。露光光学系保持部材としての円柱状の保持体２０に、各色毎の露光光学系１２が取付けられて感光体ドラム１０の基体内部に収容される。露光素子としてはその他、ＦＬ（蛍光体発光）、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）、ＰＬ（プラズマ放電）等の複数の発光素子をアレイ状に並べた線状のものが用いられる。
【００３１】
各色毎の画像書込手段としての露光光学系１２は、感光体ドラム１０上での露光位置を、スコロトロン帯電器１１と現像器１３との間で、現像器１３に対して感光体ドラム１０の回転方向上流側に設けた状態で、感光体ドラム１０の内部に配置される。
【００３２】
露光光学系１２は、別体のコンピュータ（不図示）から送られメモリに記憶された各色の画像データに基づいて画像処理を施した後、一様に帯電した感光体ドラム１０に像露光を行い、感光体ドラム１０上に潜像を形成する。この実施形態で使用される発光素子の発光波長は、通常Ｙ、Ｍ、Ｃのトナーの透光性の高い６８０〜９００ｎｍの範囲のものが良好であるが、裏面から像露光を行うことからカラートナーに透光性を十分に有しないこれより短い波長でもよい。
【００３３】
各色毎の現像手段としての現像器１３は、内部にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）若しくは黒色（Ｋ）の二成分（一成分でもよい）の現像剤を収容し、それぞれ、例えば厚み０．５〜１ｍｍ、外径１５〜２５ｍｍの円筒状の非磁性のステンレスあるいはアルミ材で形成された現像剤担持体である現像スリーブ１３ａを備えている。
【００３４】
現像領域では、現像スリーブ１３ａは、突き当てコロ（不図示）により感光体ドラム１０と所定の間隙、例えば１００〜１０００μｍをあけて非接触に保たれ、感光体ドラム１０の回転方向と最近接位置において順方向に回転するようになっており、現像時、現像スリーブ１３ａに対してトナーと同極性（本実施形態においてはマイナス極性）の直流電圧或いは直流電圧に交流電圧ＡＣを重畳する現像バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１０の露光部に対して非接触の反転現像が行われる。この時の現像間隔精度は画像むらを防ぐために２０μｍ程度以下が必要である。
【００３５】
以上のように現像器１３は、スコロトロン帯電器１１による帯電と露光光学系１２による像露光によって形成される感光体ドラム１０上の静電潜像を、非接触の状態で感光体ドラム１０の帯電極性と同極性のトナー（本実施形態においては感光体ドラムは負帯電であり、トナーは負極性）により反転現像する。
【００３６】
図２に示すように、感光体ドラム１０と露光光学系保持部材としての保持体２０とは、装置背面側と前面側の端部において、それぞれ感光体ドラム１０を回転可能に支持する感光体ドラム支持部材としてのドラムフランジ１０Ａ，１０Ｂと、保持体２０を支持する露光光学系支持部材としての光学系フランジ１２０Ａ，１２０Ｂとを圧入もしくはネジ等の手段を介して一体的に構成されている。感光体ドラム１０は、感光体ドラム支持部材としてのドラムフランジ１０Ａならびにドラムフランジ１０Ｂが、保持体２０の光学系フランジ１２０Ａの一体とするシャフト１２１ならびに光学系フランジ１２０Ｂに対して、それぞれベアリングＢ１ならびにベアリングＢ２を介して回動自在に支持されている。
【００３７】
シャフト１２１は感光体ドラム１０を保持する軸部１２１Ａを備えており、また背面側の装置基板７０には係合穴１３０Ａを備えるシャフト保持手段としての支軸１３０が設けられている。係合穴１３０ＡにはリニアベアリングＢ４が嵌入されており、受け部材１３０ａを挟んで支軸１３０がネジ等により背面側の装置基板７０に固定されている。支軸１３０は駆動歯車Ｇ１に噛合する歯車Ｇ２の中心に位置され、歯車Ｇ２を一体とする伝導部材１３１をベアリングＢ３を介して回動自在に支持している。一方装置前面側の装置基板７０には保持体２０に固定される露光光学系１２を一体とする感光体ドラム１０を挿脱可能とする開口部７０Ａが開口されている。
【００３８】
保持体２０は背面側の装置基板７０に対しては、シャフト１２１の軸部１２１Ａを支軸１３０に設けられたリニアベアリングＢ４に挿入し、軸部１２１Ａに挿通した係合ピン１２１Ｐを支軸１３０の係合部１３０Ｂに形成したＶ字状の溝に係合することにより露光光学系１２の角度関係位置を規制して取り付けられ、前面側の装置基板７０に対しては、端部の一体とする露光光学系支持部材としての光学系フランジ１２０Ｃを緩衝材Ｋを挟み前蓋１２０Ｄを軸方向に押圧した状態でネジ５２により固定することにより所定の位置に装着される。
【００３９】
感光体ドラム１０を支持する感光体ドラム支持部材としてのドラムフランジ１０Ａの側面に取付けられるカプリング１０Ｃと、歯車Ｇ２を一体とする伝導部材１３１の側面に取付けられる駆動ピン１３１Ａと、止めネジ５１とにより、ドラムフランジ１０Ａと歯車Ｇ２との結合部が構成され、保持体２０を一体とする感光体ドラム１０の装着状態においては、ドラムフランジ１０Ａの側面に取付けられるカプリング１０Ｃが歯車Ｇ２を有する伝導部材１３１の側面に取付けられる駆動ピン１３１Ａに嵌込まれ、係合後、歯車Ｇ２を有する伝導部材１３１とドラムフランジ１０Ａを有する感光体ドラム１０とが中心及び外周面を合わされた状態で、感光体ドラム１０の側方から止めネジ５１を用いて駆動ピン１３１Ａとカプリング１０Ｃとが固定され、ドラムフランジ１０Ａと歯車Ｇ２とが結合、固定される。
【００４０】
画像形成のスタートにより不図示の像形成体駆動モータの始動により、駆動歯車Ｇ１の回転動力が歯車Ｇ２により結合部を介して感光体ドラム１０に伝達され、感光体ドラム１０が図１の矢印で示す時計方向へ回転され、同時にＹのスコロトロン帯電器１１の帯電作用により感光体ドラム１０に電位の付与が開始される。感光体ドラム１０は電位を付与されたあと、Ｙの露光光学系１２において第１の色信号すなわちＹの画像データに対応する電気信号による露光（画像書込）が開始され感光体ドラム１０の回転走査によってその表面の感光層に原稿画像のイエロー（Ｙ）の画像に対応する静電潜像が形成される。この潜像はＹの現像器１３により非接触の状態で反転現像され、感光体ドラム１０上にイエロー（Ｙ）のトナー像が形成される。
【００４１】
次いで、感光体ドラム１０は前記イエロー（Ｙ）のトナー像の上に、Ｍのスコロトロン帯電器１１の帯電作用により電位が付与され、Ｍの露光光学系１２の第２の色信号すなわちマゼンタ（Ｍ）の画像データに対応する電気信号による露光（画像書込）が行われ、Ｍの現像器１３による非接触の反転現像によって前記のイエロー（Ｙ）のトナー像の上にマゼンタ（Ｍ）のトナー像が重ね合わせて形成される。
【００４２】
同様のプロセスにより、Ｃのスコロトロン帯電器１１、露光光学系１２及び現像器１３によってさらに第３の色信号に対応するシアン（Ｃ）のトナー像が、また、Ｋのスコロトロン帯電器１１、露光光学系１２及び現像器１３によって第４の色信号に対応する黒色（Ｋ）のトナー像が順次重ね合わせて形成され、感光体ドラム１０の一回転以内にその周面上にカラーのトナー像が形成される。
【００４３】
このように、本実施の形態では、Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫの露光光学系１２による感光体ドラム１０の有機感光層に対する露光は、感光体ドラム１０の内部より透光性の基体を通して行われる。従って、第２、第３及び第４の色信号に対応する画像の露光は何れも先に形成されたトナー像により遮光されることなく静電潜像を形成することが可能となり、好ましいが、感光体ドラム１０の外部から露光してもよい。
【００４４】
一方、転写材としての記録紙Ｐは、転写材収納手段としての給紙カセット１５より、送り出しローラ（符号なし）により送り出され、給送ローラ（符号なし）により給送されてタイミングローラ１６へ搬送される。
【００４５】
記録紙Ｐは、タイミングローラ１６の駆動によって、感光体ドラム１０上に担持されたカラートナー像との同期がとられ、紙帯電手段としての紙帯電器１５０の帯電により搬送ベルト１４ａに吸着されて転写域へ給送される。搬送ベルト１４ａにより密着搬送された記録紙Ｐは、転写域でトナーと反対極性（本実施形態においてはプラス極性）の電圧が印加される転写手段としての転写器１４ｃにより、感光体ドラム１０の周面上のカラートナー像が一括して記録紙Ｐに転写される。
【００４６】
カラートナー像が転写された記録紙Ｐは、転写材分離手段としての紙分離ＡＣ除電器１４ｈにより除電されて、搬送ベルト１４ａから分離され、定着装置１７へと搬送される。
【００４７】
定着装置１７はカラートナー像を定着するための上側のロール状の熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａと、上側の熱線定着ローラ１７ａと対をなす下側のロール状の定着部材としての定着ローラ４７ａとにより構成され、熱線定着ローラ１７ａの内部中心には、光源によっては可視光を含んだ赤外線或いは遠赤外線等の熱線を発するハロゲンランプ１７１ｇやキセノンランプ（不図示）等が熱線照射手段として配設される。
【００４８】
熱線定着ローラ１７ａと定着ローラ４７ａとの間で形成されるニップ部Ｎで記録紙Ｐが挟持され、熱と圧力とを加えることにより記録紙Ｐ上のカラートナー像が定着され、記録紙Ｐが排紙ローラ１８により送られて、装置上部のトレイへ排出される。
【００４９】
転写後の感光体ドラム１０の周面上に残ったトナーは、像形成体クリーニング手段としてのクリーニング装置１９に設けられたクリーニングブレード１９ａによりクリーニングされる。残留トナーを除去された感光体ドラム１０はスコロトロン帯電器１１によって一様帯電を受け、次の画像形成サイクルに入る。
【００５０】
図３に示すように、定着装置１７は転写材上のトナー像を定着するための上側の弾性を有するロール状の熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａと、上側の熱線定着ローラ１７ａと対をなす下側のロール状の定着部材としての定着ローラ４７ａとにより構成され、弾性を有する熱線定着ローラ１７ａと定着ローラ４７ａとの間で形成される、幅５〜２０ｍｍ程度のニップ部Ｎで記録紙Ｐを挟持し、熱と圧力とを加えることにより記録紙Ｐ上のトナー像を定着する。上側に設けられるロール状の熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａには、ニップ部Ｎの位置より熱線定着ローラ１７ａの回転方向に、定着分離爪ＴＲ３、定着オイルクリーニングローラＴＲ１、熱均一化ローラＴＲ４、オイル塗布ローラＴＲ２が設けられ、オイルを含浸させたフェルト部材を円筒状のアルミパイプや紙管等に巻き付けたオイル塗布ローラＴＲ２により熱線定着ローラ１７ａにオイルが塗布される。定着オイルクリーニングローラＴＲ１により熱線定着ローラ１７ａの周面上のオイルがクリーニングされる。従って熱均一化ローラＴＲ４、及び後述する、熱線定着ローラ１７ａの温度を測定する温度検知手段である温度センサＴＳ１は、定着オイルクリーニングローラＴＲ１とオイル塗布ローラＴＲ２との間のクリーニングされた熱線定着ローラ１７ａの周面に設けられる。定着分離爪ＴＲ３により定着後の転写材が分離される。また、アルミ材やステンレス材等の熱伝導性の良好な金属ローラ部材やヒートパイプを用いた熱均一化ローラＴＲ４により熱線吸収層１７１ｂにより加熱される熱線定着ローラ１７ａ周面の発熱温度分布が均一化される。熱均一化ローラＴＲ４により転写材の通紙に伴う熱線定着ローラ１７ａの縦方向及び横方向の温度むらが均一化される。
【００５１】
上側に設けられ、転写材上のトナー像を定着するための熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａは、円筒状の透光性基体１７１ａと、該透光性基体１７１ａの外側（外周面）に透光性弾性層１７１ｄと熱線吸収層１７１ｂと離型層１７１ｃとをその順に設けた、或いは後段の図４において詳述するように、円筒状の透光性基体１７１ａと、該透光性基体１７１ａの外側（外周面）に透光性弾性層１７１ｄと、該透光性弾性層１７１ｄの外側（外周面）に、前述した熱線吸収層１７１ｂと離型層１７１ｃとを一体とする熱線吸収層１７１Ｂとをその順に設けた、外径２５〜５０ｍｍ程度のソフトローラとして構成される。透光性基体１７１ａ内部中心に、光源によっては可視光を含んだ赤外線或いは遠赤外線等の熱線を発する熱線照射手段としてのハロゲンランプ１７１ｇやキセノンランプ（不図示）が設けられる。熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａは、後述するようにして弾性の高いソフトローラとして構成される。ハロゲンランプ１７１ｇやキセノンランプ（不図示）より発された熱線が熱線吸収層１７１ｂ（或いは熱線吸収層１７１Ｂ）により吸収され急速加熱が可能なロール状の熱線定着用回転部材が形成される。
【００５２】
また、上側の熱線定着ローラ１７ａと対をなす下側のロール状の定着部材としての定着ローラ４７ａは、例えばアルミ材を用いた円筒状の金属製のパイプ４７１ａと、該金属製のパイプ４７１ａの外周面に例えばシリコン材を用い、ゴム硬度が１０Ｈｓ〜４０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）で、厚さ（肉厚）２〜７ｍｍ厚の厚肉ゴム層よりなるゴムローラ４７１ｂを形成した、外径２５〜５０ｍｍ程度のソフトローラとして構成される。下側のロール状の定着部材を断熱性の高い弾性ゴムローラを用い、上側の熱線定着用回転部材から下側の定着部材への熱の拡散を防止すると共に、広いニップ幅も確保する。また、ゴムローラ４７１ｂの表面にも当接して従動回転する、アルミ材やステンレス材等の熱伝導性の良好な金属ローラ部材を用いた熱均一化ローラＴＲ４が設けられ、熱均一化ローラＴＲ４により定着ローラ４７ａ周面の発熱温度分布が均一化される。熱均一化ローラＴＲ４としては、熱の蓄熱と放熱とを兼ねるヒートパイプを用いることが好ましい。さらに、金属製のパイプ４７１ａの内部中心に発熱源としてのハロゲンランプ４７１ｃを設けてもよい。むろん、本発明である上側の熱線定着ローラ１７ａと同じ構成を、下側の定着部材に用いてもよい。
【００５３】
上側のソフトローラと下側のソフトローラとの間に平面状のニップ部Ｎが形成されトナー像の定着が行われる。
【００５４】
ＴＳ１は上側の熱線定着ローラ１７ａに取付けられた温度制御を行うための例えば接触タイプのサーミスタを用いた温度検知手段である温度センサであり、ＴＳ２は下側の定着ローラ４７ａに取付けられた温度制御を行うための例えば接触タイプのサーミスタを用いた温度センサである。温度センサＴＳ１、ＴＳ２としては接触タイプの他に、非接触タイプのものを用いることも可能である。
【００５５】
図４によれば、熱線定着ローラ１７ａの構成は、図４（ａ）に断面を示すように、円筒状の透光性基体１７１ａとしては、厚さ（肉厚）１〜５ｍｍ、好ましくは１〜３ｍｍ厚で、ハロゲンランプ１７１ｇやキセノンランプ（不図示）よりの赤外線或いは遠赤外線等の熱線を透過するパイレックスガラス、サファイヤ（Ａｌ₂Ｏ₃）、ＣａＦ₂等のセラミック材（熱伝導率が（５〜２０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ、比熱が（０．５〜２．０）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が１．５〜３．０）が主として用いられる。ポリイミド、ポリアミド等を使用した透光性樹脂（熱伝導率が（２〜４）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ、比熱が（１〜２）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が０．８〜１．２）等を用いることも可能である。上記の如く、透光性基体１７１ａはあまり熱伝導性が良くない。
【００５６】
透光性弾性層１７１ｄは、厚さ（肉厚）０．５〜５ｍｍ、好ましくは１〜３ｍｍ厚の例えばシリコンゴムやフッ素ゴムを用い、熱線（光源によっては可視光を含んだ赤外線或いは遠赤外線）を透過する熱線透過性のシリコンゴム層或いはフッ素ゴム層（ベース層）で形成される。透光性弾性層１７１ｄとしては高速化対応のために、ベース層にフィラーとしてシリカ、アルミナ、酸化マグネシウム等の金属酸化物の粉末を配合させて熱伝導率を向上させる方法がとられ、熱伝導率が（１〜３）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ、比熱が（１〜２）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が０．９〜１．０のシリコンゴム層やフッ素ゴム層を用いる。シリコンゴム層やフッ素ゴム層は熱伝導率がガラス部材を用いた透光性基体１７１ａ（熱伝導率が（５〜２０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ）より低いので、断熱性層の役割をする。熱伝導率を高めると一般的にゴム硬度が高くなる傾向があり、例えば通常４０Ｈｓのものが６０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）近くまで高くなってしまう。好ましいゴム硬度は１０〜５０Ｈｓである。熱線定着用回転部材の透光性弾性層１７１ｄの大部分はこのベース層で占められており、加圧時の圧縮量はベース層のゴム硬度で決定される。透光性弾性層１７１ｄの中間層はオイル膨潤防止のために耐油層としてフッ素系ゴムが、好ましくは２０〜３００μｍの厚さで塗られている。また、透光性弾性層１７１ｄを通過させる熱線の波長は０．１〜２０μｍ、好ましくは０．３〜３μｍであるので、先に記した硬度や熱伝導率の調整剤として用いられるフィラーは、粒径が熱線の波長の１／２、好ましくは１／５以下の、１次、２次粒子を含めて平均粒径が１μｍ以下、好ましくは０．１μｍ以下の熱線透過性（光源によっては可視光を含んだ赤外線或いは遠赤外線透過性）の酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化シリコン、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム等の金属酸化物の微粒子を樹脂バインダに分散させたもので透光性弾性層１７１ｄを形成してもよい。層中で１次、２次粒子を含めて平均粒径が１μｍ以下、好ましくは０．１μｍ以下であることが光散乱を防ぎ、熱線吸収層１７１ｂに到達させるのに好ましい。透光性弾性層１７１ｄを設けることにより、熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａが弾性の高いソフトローラとして構成される。
【００５７】
熱線吸収層１７１ｂとしては、ハロゲンランプ１７１ｇやキセノンランプ（不図示）より発せられ、透光性基体１７１ａ及び透光性弾性層１７１ｄにて吸収された残りの熱線で、透光性基体１７１ａ及び透光性弾性層１７１ｄを透過した熱線の略１００％にあたる９０〜１００％、好ましくは９５〜１００％の熱線を熱線吸収層１７１ｂにより吸収し急速加熱が可能な熱線定着用回転部材を形成するように、樹脂バインダにカーボンブラック、黒鉛、鉄黒（Ｆｅ₃Ｏ₄）や各種フェライト及びその化合物、酸化銅、酸化コバルト、ベンガラ（Ｆｅ₂Ｏ₃）等の粉末を混入した熱線吸収部材を用い、厚さ１０〜５００μｍ、好ましくは２０〜１００μｍ厚の熱線吸収部材を透光性弾性層１７１ｄの外側（外周面）に吹付け或いは塗布等により形成する。熱線吸収層１７１ｂの熱伝導率は、カーボンブラック等の吸収剤の添加により、前記透光性弾性層１７１ｄのベース層（熱伝導率が（１〜１０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ）と比べて高めの（３〜１００）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋに設定することができる。熱線吸収層１７１ｂの比熱は（〜２．０）×Ｊ／ｇ・Ｋであり、比重は〜０．９である。熱線吸収層１７１ｂとしてはニッケル電鋳ローラ等の金属ローラ部材を同様の厚さで設けてもよい。この時、熱線を吸収するために内側（内周面）は黒色酸化処理をしておくことが好ましい。熱線吸収層１７１ｂでの熱線吸収率が９０％程度よりも低く、例えば２０〜８０％程度であると熱線が漏れて、漏れた熱線により熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａがモノクロ画像形成に用いられた場合、フィルミング等により熱線定着ローラ１７ａの特定位置の表面に黒トナーが付着すると漏れた熱線により付着部から発熱が起き、その部分でさらに熱線吸収による発熱が重ねて起こり熱線吸収層１７１ｂを破損する。またカラー画像形成に用いられた場合、カラートナーの吸収効率が一般に低く、かつカラートナー間に吸収効率の差があることから定着不良となったり、定着ムラとなる。従って、ハロゲンランプ１７１ｇやキセノンランプ（不図示）より発され、透光性基体１７１ａ及び透光性弾性層１７１ｄにて吸収された残りの熱線で、透光性基体１７１ａ及び透光性弾性層１７１ｄを透過した熱線が熱線吸収層１７１ｂで完全に吸収されるように熱線吸収層１７１ｂの熱線吸収率を略１００％にあたる９０〜１００％、好ましくは９５〜１００％とする。これにより、分光特性が異なることで熱線により定着することが困難なカラートナーの溶融が良好に行われ、特に図１でのカラー画像形成において、分光特性が異なることで熱線により定着することが困難なトナー層の厚い転写材上の重ね合わせカラートナー像の溶融が良好に行われる。また、熱線吸収層１７１ｂの厚さが１０μｍ未満で薄いと、熱線吸収層１７１ｂでの熱線の吸収による加熱速度は速いが、薄膜による局所的な加熱による熱線吸収層１７１ｂの破損や強度不足の原因となり、熱線吸収層１７１ｂの厚さが５００μｍを越えて厚過ぎると、熱伝導不良となったり、熱容量が大きくなり急速加熱が成しにくくなる。熱線吸収層１７１ｂの熱線吸収率を略１００％にあたる９０〜１００％、好ましくは９５〜１００％としたり、熱線吸収層１７１ｂの厚さを１０〜５００μｍ、好ましくは２０〜１００μｍとすることにより、熱線吸収層１７１ｂでの局所的な発熱が防止され、均一な発熱が行われる。また、熱線吸収層１７１ｂに投光される熱線の波長は０．１〜２０μｍ、好ましくは０．３〜３μｍであるので、フィラーとして硬度や熱伝導率の調整剤が加えられるが、粒径が熱線の波長の１／２、好ましくは１／５以下の、１次、２次粒子を含めて平均粒径が１μｍ以下、好ましくは０．１μｍ以下の熱線透過性（光源によっては可視光を含んだ赤外線或いは遠赤外線透過性）の酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化シリコン、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム等の金属酸化物の微粒子を樹脂バインダに５〜５０質量％分散させたもので熱線吸収層１７１ｂを形成してもよい。こうすると、熱線を熱線吸収層１７１ｂの内部まで進入させ、界面での発熱を防止できる。このようにして、熱線吸収層１７１ｂは温度がすぐに上がるように熱容量を小さくしてあるので、熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａに温度低下が生じ、定着むらが発生するという問題を防止する。熱線吸収層１７１ｂとしては、弾性を有するシリコンゴムやフッ素ゴムに、カーボンブラック、黒鉛、鉄黒（Ｆｅ₃Ｏ₄）や各種フェライト及びその化合物、酸化銅、酸化コバルト、ベンガラ（Ｆｅ₂Ｏ₃）等の粉末を混入したものを用いてもよい。熱線吸収層１７１ｂとしてはニッケル電鋳ベルトのように金属フィルム部材を用いることもできる。この時、熱線吸収のために内側（内周面）は黒色酸化処理をしておくことが望ましい。
【００５８】
また熱線吸収層１７１ｂと分離して熱線吸収層１７１ｂの外側（外周面）に、トナーとの離型性を良好とするため、厚さ２０〜１００μｍのＰＦＡ（フッ素樹脂）チューブを被覆したものや、フッ素樹脂（ＰＦＡまたはＰＴＦＥ）塗料を２０〜１００μｍ塗布したものや、層厚２０〜５００μｍのシリコンゴムやフッ素ゴムを成形したもので、熱伝導率が（３〜１００）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋの離型層１７１ｃを設ける（分離型）。
【００５９】
さらに図４（ｂ）に断面を示すように、カーボンブラック、黒鉛、鉄黒（Ｆｅ₃Ｏ₄）や各種フェライト及びその化合物、酸化銅、酸化コバルト、ベンガラ（Ｆｅ₂Ｏ₃）等の粉末を混入した熱線吸収部材と、バインダと離型剤とを兼ねたフッ素樹脂（ＰＦＡまたはＰＴＦＥ）塗料或いはシリコンゴムやフッ素ゴム等とを混入して配合し、図４（ａ）にて前述した熱線吸収層１７１ｂと離型層１７１ｃとを兼用し、熱線吸収層１７１ｂと離型層１７１ｃとを一体として離型性を有する熱線吸収層１７１Ｂを、透光性基体１７１ａの外側（外周面）に形成された透光性弾性層１７１ｄの外側（外周面）に形成し、弾性を有するロール状の熱線定着用回転部材を形成することが好ましく、後段において詳述する各実施形態においては、熱線吸収層として上述した熱線吸収層１７１ｂと離型層１７１ｃとを一体とする熱線吸収層１７１Ｂにて説明する。また後段において詳述するように、熱線吸収層１７１ｂと離型層１７１ｃとを一体とする熱線吸収層１７１Ｂとしては、厚さ２０〜１００μｍ程度のカーボン入りのＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブを被覆したものが好ましく用いられる。上述した熱線吸収層１７１ｂと離型層１７１ｃとを一体とする熱線吸収層１７１Ｂの熱伝導率は熱線吸収層１７１ｂの熱伝導率と略同様で、（３〜１０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋである。前述したと同様に、ハロゲンランプ１７１ｇやキセノンランプ（不図示）より発され、透光性基体１７１ａ及び透光性弾性層１７１ｄにて吸収された残りの熱線で、透光性基体１７１ａ及び透光性弾性層１７１ｄを透過した熱線が完全に吸収されるように熱線吸収層１７１Ｂの熱線吸収率を略１００％にあたる９０〜１００％、好ましくは９５〜１００％とする。熱線吸収層１７１Ｂでの熱線吸収率が９０％程度よりも低く、例えば２０〜８０％程度であると熱線が漏れて、漏れた熱線により熱線定着用回転部材がモノクロ画像形成に用いられた場合、フィルミング等により熱線定着用回転部材の特定位置の表面に黒トナーが付着すると漏れた熱線により付着部から発熱が起き、その部分でさらに熱線吸収による発熱が重ねて起こり熱線吸収層１７１Ｂを破損する。またカラー画像形成に用いられた場合、カラートナーの吸収効率が一般に低く、かつカラートナー間に吸収効率の差があることから定着不良となったり、定着むらとなる。従って、ハロゲンランプ１７１ｇやキセノンランプ（不図示）より発され、透光性基体１７１ａ及び透光性弾性層１７１ｄにて吸収された残りの熱線で、透光性基体１７１ａ及び透光性弾性層１７１ｄを透過した熱線が熱線定着用回転部材内で完全に吸収されるように熱線吸収層１７１Ｂの熱線吸収率を略１００％にあたる９０〜１００％、好ましくは９５〜１００％とする。また、熱線吸収層１７１Ｂでの局所的な発熱も防止され、均一な発熱が行われる。また、熱線吸収層１７１Ｂに投光される熱線の波長は０．１〜２０μｍ、好ましくは０．３〜３μｍであるので、フィラーとして硬度や熱伝導率の調整剤が加えられるが、粒径が熱線の波長の１／２、好ましくは１／５以下の、１次、２次粒子を含めて平均粒径が１μｍ以下、好ましくは０．１μｍ以下の熱線透過性（光源によっては可視光を含んだ赤外線或いは遠赤外線透過性）の酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化シリコン、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム等の金属酸化物の微粒子を樹脂バインダに分散させたもので熱線吸収層１７１Ｂを形成してもよい。
【００６０】
図５によれば、ロール状の熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａの熱線吸収層１７１ｂ（或いは熱線吸収層１７１Ｂ）に前述した熱線吸収部材の濃度分布を、点線（ａ−１）に示すように均一に設けると、熱線吸収層１７１ｂ（或いは熱線吸収層１７１Ｂ）の発熱分布は、曲線（ｂ−１）に示すように境界にある熱線吸収層１７１ｂ（或いは熱線吸収層１７１Ｂ）で発熱が集中することになり、透光性弾性層１７１ｄ（或いは熱線吸収層１７１Ｂ）側へ熱が流失しやすいので、濃度分布を設けて熱線吸収層１７１ｂ（或いは熱線吸収層１７１Ｂ）の内部で熱を発生させることが発熱分布を分散させる観点から好ましい。このため、熱線吸収層１７１ｂ（或いは熱線吸収層１７１Ｂ）の濃度分布を点線（ａ−２）で示すように、内接する透光性弾性層１７１ｄ側の界面を低濃度とし外周面側に向かって傾斜をつけ順次高くし、外周面側の手前（熱線吸収層１７１ｂ（或いは熱線吸収層１７１Ｂ）の厚さｔ１に対し、透光性弾性層１７１ｄ側から１／２〜３／５程度の位置）で１００％吸収する濃度となるようにして飽和するようにする。これにより、熱線吸収層１７１ｂ（或いは熱線吸収層１７１Ｂ）での熱線の吸収による発熱分布は、曲線（ｂ−２）に示すように熱線吸収層１７１ｂ（或いは熱線吸収層１７１Ｂ）の最大値が、界面から熱線吸収層１７１ｂ（或いは熱線吸収層１７１Ｂ）の厚さｔ１に対し、透光性弾性層１７１ｄ側から１／３〜２／５程度に位置するように移行され、熱の流出が少なくなると共に、特に、熱線吸収層１７１Ｂを用いた場合にも、外周表面層が削られても影響の無いようになる。さらに点線（ａ−３）で示すように、傾斜を設けて飽和層を形成することが好ましく、これにより、曲線（ｂ−３）に示すように、熱線吸収層１７１ｂ（或いは熱線吸収層１７１Ｂ）の発熱分布は熱線吸収層１７１ｂ（或いは熱線吸収層１７１Ｂ）の中央部近傍に最大値を有し、熱線吸収層１７１ｂ（或いは熱線吸収層１７１Ｂ）の界面や外周面近傍で最小値をとる放物線状に形成されて、外周表面層の削れの影響も少なく、特に熱の流出の影響の無いようにする。要するに、十分に内部で吸収が行われれば外側での濃度の影響はなくなる。削れの影響も生じない。また、濃度分布に上記傾斜を設け、傾斜角の変更により発熱分布を調整することもできる。
【００６１】
また図６に示すように、ロール状の熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａの円筒状の透光性基体１７１ａの外径φとしては、１５〜４５ｍｍ程度のものが用いられ、厚さｔとしては、厚い方が強度の点で良く、薄い方が熱容量の点で良いが、強度と熱容量との関係から、円筒状の透光性基体１７１ａの外径φと厚さ（肉厚）ｔとの関係は、
０．０２≦ｔ／φ≦０．２０
とし、好ましくは
０．０４≦ｔ／φ≦０．１０
とする。透光性基体１７１ａの外径φが４０ｍｍでは透光性基体１７１ａの厚さｔは、０．８ｍｍ≦ｔ≦８ｍｍ、好ましくは１．６ｍｍ≦ｔ≦４．０ｍｍのものが用いられる。透光性基体１７１ａでのｔ／φが０．０２未満では強度不足となり、ｔ／φが０．２０を越えると熱容量が大きくなり熱線定着ローラ１７ａの加熱が長引くことになる。また、透光性基体１７１ａといっても材料によっては５〜２５％程度の熱線を吸収する場合があり、強度の保てる範囲で薄い方が好ましい。同様に、透光性弾性層１７１ｄといっても材料によっては５〜２５％程度の熱線を吸収する場合があり、強度の保てる範囲で薄い方が好ましい。
【００６２】
また図７によれば、定着装置１７の熱線定着用回転部材である熱線定着ローラ１７ａは、透光性基体１７１ａと、その外側（外周面）に透光性弾性層１７１ｄと熱線吸収層１７１ｂと離型層１７１ｃとをその順に設けて、或いは透光性基体１７１ａと、その外側（外周面）に透光性弾性層１７１ｄと、その外側（外周面）に前述した熱線吸収層１７１ｂと離型層１７１ｃとを一体とする熱線吸収層１７１Ｂとをその順に設けて構成されるが、主としてガラス部材を用いる円筒状の透光性基体１７１ａの中心軸と平行して、透光性基体１７１ａの外周面の両端部に、透光性基体の保持部材としての、例えば耐熱性のポリイミド樹脂やポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ樹脂）等の樹脂部材を用いる樹脂フランジＪＦ１を設ける。透光性基体１７１ａの外側（外周面）端部に設けられる熱膨張率の大きな樹脂フランジＪＦ１により、主としてガラス部材を用いる透光性基体１７１ａの加熱時の熱膨張による透光性基体１７１ａの破損が防止される。ベアリングホルダＢＨ１に圧入される熱線定着用回転部材の軸受部材である熱線定着ローラベアリングＢ５が、透光性基体の保持部材としての樹脂フランジＪＦ１に嵌込まれ、熱線定着ローラ１７ａが回転可能に保持される。この際、透光性基体の保持部材としての樹脂フランジＪＦ１を設けずに、熱線定着用回転部材の軸受部材としての熱線定着ローラベアリングＢ５を、直接、透光性基体１７１ａの端部に嵌込んで、熱線定着ローラ１７ａの透光性基体１７１ａを保持するような構成としてもよい。また熱線定着ローラ１７ａの両端部に、例えばフッ素樹脂等を用いた滑り性の良い樹脂部材よりなる受け板ＰＬａを設け、熱線定着ローラ１７ａを両端より位置決めする。熱線定着ローラ１７ａの内部に熱線照射手段としてのハロゲンランプ１７１ｇやキセノンランプ（不図示）が設けられる。
【００６３】
また上側の熱線定着ローラ１７ａと対をなして設けられ、円筒状の金属製のパイプ４７１ａと、該金属製のパイプ４７１ａの外周面に例えばシリコン材を用いたゴムローラ４７１ｂとにより形成される、下側のロール状の定着部材としての定着ローラ４７ａは、上側の熱線定着ローラ１７ａに圧着された状態で、ベアリングホルダＢＨ２に圧入されるベアリングＢ６に金属製のパイプ４７１ａが嵌込まれて、回転可能に保持される。定着ローラ４７ａの金属製のパイプ４７１ａの一方の端部に設けられる歯車Ｇａの駆動により定着ローラ４７ａが駆動回転され、熱線定着ローラ１７ａが従動回転される。定着ローラ４７ａの内部に熱線照射手段としてのハロゲンランプ４７１ｃやキセノンランプ（不図示）が設けられる。
【００６４】
弾性を有する熱線定着ローラ１７ａと定着ローラ４７ａとの間で形成される、幅５〜２０ｍｍ程度のニップ部Ｎで記録紙Ｐを挟持し、熱と圧力とを加えることにより転写材上のトナー像が定着される。
【００６５】
図３にて説明した定着装置１７を用いることにより定着部（ニップ部）での変形に強いと共に、クイックスタート（急速加熱）が可能な定着装置が可能となり、さらに、熱線定着用回転部材の弾性によるソフトな定着部（ニップ部）での加圧と、該熱線定着用回転部材の熱線吸収層による加熱とにより、分光特性が異なることで熱線により定着することが困難なカラートナーの溶融が良好に行われ、カラートナーのクイックスタート（急速加熱）定着が可能となる。また省エネルギー効果が得られる。
【００６６】
実施形態１
しかしながら、上記の定着装置の熱線定着用回転部材において、冒頭にて前述した如く、ガラス部材を用いる透光性基体からなる熱線定着用回転部材では、熱線定着用回転部材の運搬中や熱線定着用回転部材の定着装置への取り付けの際に、ガラス部材を用いる透光性基体の側端部が他の部材とぶつかり、ガラス基体（透光性基体）の側端部が欠けてしまったり、熱線定着用回転部材の定着装置内の回転時での寄り止め部材との当接により、ガラス基体（透光性基体）の側端部が欠けてしまったりする。この欠けた箇所を起点としてガラス基体に割れが発生し、致命的な破壊につながる。
【００６７】
これを防止するための、透光性基体の側端部の保護について、図８または図９を用いて説明する。図８は、熱線定着用回転部材の成型方法と透光性基体の側端部の保護の方法の説明図であり、図９は、透光性基体の側端部の保護の他の例を示す図である。
【００６８】
図８によれば、ガラス部材を用いる透光性基体１７１ａの両端の内壁面に、円筒状の塗布用フランジＴＲａの一側端の、スリ割りＳＬが設けられる円筒状の保持部ＨＧを挿入（チャック）した後、塗布用フランジＴＲａの他端部に塗布用フランジＴＲｂを嵌込み、外周面にＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブを用いた熱線吸収層１７１Ｂが取付けられる円筒状の金型ＫＧにセットする。塗布用フランジＴＲｂの一方は、塗布用フランジＴＲａに取付けられた透光性基体１７１ａを金型ＫＧに挿入した後、塗布用フランジＴＲａに嵌め込まれる。
【００６９】
加熱される金型ＫＧに嵌入される塗布用フランジＴＲａの、一方の側に設けられる注入口ＣＨから、透光性弾性層１７１ｄを形成するためのゴム液が充填された後、加熱及び冷却が行われる。冷却後で、両端部の塗布用フランジＴＲｂが外された後、成型された熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａを金型ＫＧから抜き出し、透光性弾性層１７１ｄの両端部をカット面にてカットし、両端の塗布用フランジＴＲａを外して、ガラス部材を用いる透光性基体１７１ａ、ゴム部材を用いる透光性弾性層１７１ｄ及びＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）を用いる熱線吸収層１７１Ｂからなる熱線定着ローラ１７ａが形成される。
【００７０】
この際、図８に示すように、透光性弾性層１７１ｄの両端部を、透光性基体１７１ａの端部面から外側に延長されて形成されるようにカットする。また、ガラス部材を用いる透光性基体１７１ａの肉厚をｔｘ（ｍｍ）、透光性基体１７１ａの端部よりも外側に延長されている部分の透光性弾性層１７１ｄの長さをｘ（ｍｍ）とするとき、
５≧ｘ／ｔｘ≧１
として透光性弾性層１７１ｄをカットすることが好ましい。ｘ／ｔｘ≧１として、透光性弾性層１７１ｄの端部長さをガラス部材を用いる透光性基体１７１ａの肉厚以上に形成することにより、熱線定着ローラ１７ａが他の部材にぶつかった際の、透光性基体１７１ａのガラス部材の端部側面Ｓａの全域を保護することが可能となる。また、ガラス部材を用いる透光性基体１７１ａの端部側面Ｓａの全域を確実に保護するために、ｘ／ｔｘ≦５とするが、ｘ／ｔｘが５を越えると（ｘ／ｔｘ＞５）、内部に挿入する熱線照射手段としてのハロゲンランプ１７１ｇやキセノンランプ（不図示）の出し入れがしにくくなり、出し入れの際に、透光性基体１７１ａのガラス部材の端部側面Ｓａに当たってしまうことが起こる。
【００７１】
上記により、熱線定着用回転部材の運搬中や熱線定着用回転部材の定着装置への取り付けの際に、透光性基体の側端部が保護され、他の部材とのぶつかりによる熱線定着用回転部材の透光性基体の側端部の欠けが防止される定着装置が可能となる。
【００７２】
また、透光性基体１７１ａの両側の端部側面Ｓａと接触する部分の塗布用フランジＴＲａの外径を、図８に点線にて示すように小径として、透光性弾性層１７１ｄのゴム液を充填し、透光性基体１７１ａの両側の外周面並びに端部側面Ｓａに、透光性弾性層１７１ｄが固着されるようにして、熱線定着ローラ１７ａを成型することが好ましく、端部側面Ｓａに固着される透光性弾性層１７１ｄにより、透光性基体１７１ａの端部側面Ｓａの保護がなされる。
【００７３】
上記により、熱線定着用回転部材の運搬中や熱線定着用回転部材の定着装置への取り付けの際に、透光性基体の側端部が保護され、他の部材とのぶつかりによる熱線定着用回転部材の透光性基体側端部の欠けが防止されると共に、定着装置内の回転時での寄り止め部材との当接の際での、側端部に設けられる透光性弾性層により透光性基体の側端部の保護がなされ、熱線定着用回転部材の透光性基体の側端部の欠けが防止される定着装置が可能となる。
【００７４】
また図９に示すように、熱線定着ローラ１７ａの両側の端部に、透光性弾性層１７１ｄ及び透光性基体１７１ａの端部を充分覆うような、例えば耐熱温度が２００℃以上のＰＡＩ（ポリアミドイミド）樹脂やＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂部材を用いる保護部材としての円筒状の樹脂キャップＪＣａを取り付け、透光性基体１７１ａの端部の保護を行うことも可能である。保護部材としてはシリコンゴム等の耐熱性のゴム部材を用いることも可能である。
【００７５】
透光性基体１７１ａの両側の外側（外周面）端部に設けられる熱膨張率の大きな樹脂キャップＪＣａにより、ガラス部材を用いる透光性基体１７１ａの加熱時の熱膨張による透光性基体１７１ａの破損が防止される。また、ベアリングホルダＢＨ１に圧入される熱線定着用回転部材の軸受部材である熱線定着ローラベアリングＢ５が、透光性基体１７１ａの両側に設けられる透光性基体の保持部材としての樹脂キャップＪＣａに嵌込まれ、熱線定着ローラ１７ａが回転可能に保持される。
【００７６】
上記により、熱線定着用回転部材の運搬中や熱線定着用回転部材の定着装置への取り付けの際に、透光性基体の側端部が保護され、他の部材とのぶつかりによる熱線定着用回転部材の透光性基体の側端部の欠けが防止される定着装置が可能となる。
【０１１８】
【発明の効果】
請求項１ないし４によれば、熱線定着用回転部材の運搬中や熱線定着用回転部材の定着装置への取り付けの際に、透光性基体の側端部が保護され、他の部材とのぶつかりによる熱線定着用回転部材の透光性基体の側端部の欠けが防止される定着装置が可能となる。
【０１１９】
請求項５または７によれば、熱線定着用回転部材の運搬中や熱線定着用回転部材の定着装置への取り付けの際に、透光性基体の側端部が保護され、他の部材とのぶつかりによる熱線定着用回転部材の透光性基体側端部の欠けが防止されると共に、定着装置内の回転時での寄り止め部材との当接の際での、側端部に設けられる透光性弾性層により透光性基体の側端部の保護がなされ、熱線定着用回転部材の透光性基体の側端部の欠けが防止される定着装置が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかわる定着装置を用いる画像形成装置の一実施形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図である。
【図２】図１の像形成体の側断面図である。
【図３】定着装置の構造を示す説明図である。
【図４】図３のロール状の熱線定着用回転部材の拡大断面構成図である。
【図５】図３のロール状の熱線定着用回転部材の熱線吸収層の濃度分布を示す図である。
【図６】図３のロール状の熱線定着用回転部材の透光性基体の外径と厚さとを示す図である。
【図７】図３の定着装置の駆動を示す側断面図である。
【図８】熱線定着用回転部材の成型方法と透光性基体の側端部の保護の方法の説明図である。
【図９】透光性基体の側端部の保護の他の例を示す図である。
【符号の説明】
１０感光体ドラム
１１スコロトロン帯電器
１２露光光学系
１３現像器
１７，１７Ａ定着装置
１７ａ熱線定着ローラ
４７ａ定着ローラ
１７１ａ透光性基体
１７１ｂ，１７１Ｂ熱線吸収層
１７１ｃ離型層
１７１ｄ透光性弾性層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention is used in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a FAX.Rotating member for heat ray fixing, andMore particularly, the present invention relates to a fixing device capable of quick start.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a fixing device used in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a FAX, etc., a heat roller fixing method using a rubber roller as a heat roller for fixing has been developed from a low speed machine as a technically highly complete and stable fixing device. It is widely used for high-speed machines, from monochrome machines to full-color machines.
[0003]
However, the conventional heat roller fixing type fixing device is disadvantageous in terms of energy saving because it is necessary to heat a heat roller for fixing having a large heat capacity when heating a transfer material or toner, and fixing at the time of printing. There is a problem that it takes time to warm up the apparatus and the printing time (warming up time) becomes long.
[0004]
To solve this problem, a film (heat fixing film) is used, and the heat roller is brought to the ultimate thickness of a heat fixing film to reduce the heat capacity, and a temperature-controlled heating element (ceramic heater) or induction heating element is used as the heat fixing film. A film-fixing type fixing device has been proposed and used recently, in which the heat conduction efficiency is greatly improved by direct pressure contact with the film, and energy saving and quick start requiring little warm-up time are proposed.
[0005]
In addition, a translucent substrate is used as a heat ray fixing roller (heat ray fixing rotating member) as a deformation of the heat roller, and heat is fixed by irradiating the toner with heat rays from a halogen lamp (heat ray irradiating means) provided inside, thereby warming up. Japanese Unexamined Patent Publication No. 52-106741, No. 57-82240, No. 57-102736, No. 57-102741 and the like disclose a fixing method that takes a quick start without requiring time. Further, a light absorbing layer (heat ray absorbing layer) is provided on the outer peripheral surface of the translucent substrate to constitute a heat ray fixing roller (rotating member for heat ray fixing), and a halogen lamp (heat ray) provided inside the cylindrical translucent substrate. Japanese Patent Laid-Open No. 59-65867 discloses a fixing method in which light from an irradiation means) is absorbed by a light absorption layer provided on the outer peripheral surface of a translucent substrate, and a toner image is fixed by heat of the light absorption layer. ing.
[0006]
However, in the fixing device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 52-106741, the toner is heated and fixed by irradiating heat rays from a halogen lamp (heat ray irradiating means) through the translucent substrate. In the fixing device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-65867, a light absorbing layer (heat ray absorbing layer) is provided on the outer peripheral surface of the translucent substrate to constitute a heat ray fixing roller (rotating member for heat ray fixing), and a halogen lamp (heat ray irradiation). Means to irradiate the heat-absorbing layer through the light-transmitting substrate and fix the toner by the heat of the heat-ray-absorbing layer, thereby saving energy and reducing the warm-up time. However, since the fixability is poor, the inventors of the present application used a halogen lamp (heat ray irradiation means), and used a translucent substrate and a light absorption layer (heat ray absorption layer). A light-transmitting elastic layer made of a rubber material layer is provided between them to form a heat roller fixing roller (rotating member for heat beam fixing) of a soft roller, and the heat ray absorbing layer is heated by heat rays from a halogen lamp (heat beam irradiation means). Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-327341 has proposed a fixing device capable of quick start (rapid heating) and improving toner image fixability. In particular, since the translucent substrate used for the rotating member for heat ray fixing uses a glass member, when the end portion is cut, if there are many cracks at the end portion and there are scratches on the end portion, the heat ray fixing is performed. If the rotating member for mounting is attached to the fixing device and a load is applied, the possibility of cracking starting from that point becomes very high, and the translucent substrate is damaged from the end when the rotating member for heat ray fixing is pressed or rotated. Therefore, Japanese Patent Application No. 11-312291 has proposed a method in which the edge of the glass substrate is baked to eliminate as much damage as possible when it is cut into a predetermined length during manufacture. Further, Japanese Patent Application No. 2000-144925 proposes a method of manufacturing the heat ray fixing rotating member by integrally forming a translucent elastic layer with a translucent substrate using a mold.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the heat ray fixing rotating member composed of a translucent substrate using the proposed glass member, the glass member is used during transportation of the heat ray fixing rotating member or when mounting the heat ray fixing rotating member to the fixing device. The side end portion of the translucent substrate collides with another member, the side end portion of the glass substrate (translucent substrate) is chipped, or the heat ray fixing rotary member is a detent member when rotating in the fixing device. This causes a problem that the side end portion of the glass substrate (translucent substrate) is chipped.
[0008]
The present invention solves the above-mentioned problems, protects the side edge of the translucent substrate during transportation of the heat ray fixing rotary member or when attaching the heat ray fixing rotary member to the fixing device, and other members. The side edge of the translucent substrate is prevented from being chipped due to a collision, and the side end of the translucent substrate is protected when it contacts the detent member during rotation in the fixing device. It is a first object of the present invention to provide a fixing device that prevents chipping of a side end portion of a translucent substrate.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
  The above object is achieved by a translucent substrate made of a cylindrical glass member having a heat ray radiating means for emitting heat rays, and a translucent elasticity having translucency with respect to the heat ray outside the translucent substrate. A roll-shaped heat ray fixing rotating member provided with a layer and a heat ray absorbing layer that absorbs the heat ray outside the light transmissive elastic layer, wherein the light transmissive elastic layer is an end of the light transmissive substrate. A heat ray fixing rotating member, wherein the heat ray fixing rotating member extends outward from a part surface, and an axial end of the translucent elastic layer coincides with an axial end of the heat ray fixing rotating member, and
  An outer peripheral surface near both ends of the heat ray fixing rotary member described above is held by a bearing member through at least the light-transmitting elastic layer, and is crimped to the heat ray fixing rotary member and the heat ray fixing rotary member. A fixing device configured to fix the toner image on the transfer material to the transfer material with a roll-shaped fixing member that rotates while rotating, and
  A translucent substrate made of a cylindrical glass member having a heat ray irradiating means for emitting heat rays inside, a translucent elastic layer having translucency with respect to the heat rays outside the translucent substrate, and the translucent layer. A roll-shaped heat ray fixing rotary member provided with a heat ray absorbing layer that absorbs the heat ray outside a light elastic layer, wherein the light transparent elastic layer comprises an outer peripheral surface and an end side surface of the light transparent substrate. A rotating member for heat ray fixing, wherein an axial end of the translucent elastic layer coincides with an axial end of the rotating member for heat ray fixing, and
  An outer peripheral surface in the vicinity of both ends of the heat ray fixing rotating member is held by a bearing member through at least the translucent elastic layer, and pressure is applied to the heat ray fixing and the heat ray fixing rotating member.contactThis is achieved by a fixing device configured to fix the toner image on the transfer material to the transfer material by a rotating fixing member that rotates while rotating.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below. The description in this column does not limit the technical scope of the claims or the meaning of terms. In addition, the following assertive description in the embodiment of the present invention shows the best mode, and does not limit the meaning or technical scope of the terms of the present invention.
[0023]
An image forming process and each mechanism of an embodiment of an image forming apparatus using a fixing device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of a color image forming apparatus showing an embodiment of an image forming apparatus using a fixing device according to the present invention, and FIG. 2 is a side cross-sectional view of the image forming body of FIG. 3 is an explanatory view showing the structure of the fixing device, FIG. 4 is an enlarged cross-sectional configuration diagram of the roll-shaped heat ray fixing rotating member of FIG. 3, and FIG. 5 is a roll-shaped heat ray fixing member of FIG. FIG. 6 is a diagram showing the concentration distribution of the heat ray absorbing layer of the rotating member, FIG. 6 is a diagram showing the outer diameter and thickness of the translucent substrate of the roll-shaped heat ray fixing rotating member of FIG. 3, and FIG. FIG. 4 is a side sectional view showing driving of the fixing device in FIG. 3.
[0024]
According to FIG. 1 or FIG. 2, the photosensitive drum 10 as an image forming body is provided with a translucent material on the outer periphery of a cylindrical base formed of a translucent member such as glass or translucent acrylic resin. A conductive layer and an organic photosensitive layer (OPC) photoconductor layer are formed.
[0025]
The photosensitive drum 10 is rotated in the clockwise direction indicated by the arrow in FIG. 1 with the light-transmitting conductive layer grounded by power from a driving source (not shown).
[0026]
In the present invention, the exposure beam for image exposure gives an appropriate contrast to the light attenuation characteristics (photocarrier generation) of the photoconductor layer in the photoconductor layer of the photoconductor drum 10 that is the image formation point. What is necessary is just to have the exposure light quantity of the wavelength which can be performed. Therefore, the light transmittance of the light-transmitting substrate of the photosensitive drum in the present embodiment does not need to be 100%, and may have a characteristic of absorbing a certain amount of light when the exposure beam is transmitted. . In short, it is sufficient that an appropriate contrast can be provided. As a material for the translucent substrate, an acrylic resin, particularly a polymerized methacrylic acid methyl ester monomer is preferably used because it is excellent in translucency, strength, accuracy, surface properties, etc. Various translucent resins such as acrylic, fluorine, polyester, polycarbonate, polyethylene terephthalate, etc. used in the above can be used. Moreover, as long as it has translucency with respect to exposure light, it may be colored. As the translucent conductive layer, indium tin oxide (ITO), tin oxide, lead oxide, indium oxide, copper iodide, a metal thin film that maintains translucency, such as Au, Ag, Ni, and Al is used. As the film formation method, a vacuum deposition method, an active reaction deposition method, various sputtering methods, various CVD methods, a dip coating method, a spray coating method, or the like can be used. In addition, various organic photosensitive layers (OPC) can be used as the photoconductor layer.
[0027]
The organic photosensitive layer as the photosensitive layer of the photoconductor layer includes a charge generation layer (CGL) mainly composed of a charge generation material (CGM) and a charge transport layer (CTL) mainly composed of a charge transport material (CTM). The photosensitive layer has a two-layer structure separated into two functions. Since the organic photosensitive layer having a two-layer structure has a thick CTL, it has high durability as the organic photosensitive layer and is suitable for the present invention. The organic photosensitive layer may have a single layer structure containing a charge generation material (CGM) and a charge transport material (CTM) in one layer, and the single layer structure or the two-layer photosensitive layer includes Usually, a binder resin is contained.
[0028]
A scorotron charger 11 as a charging unit, an exposure optical system 12 as an image writing unit, and a developing unit 13 as a developing unit described below are respectively yellow (Y), magenta (M), cyan (C) and This is prepared for an image forming process for each color of black (K). In this embodiment, Y, M, C, and K with respect to the rotation direction of the photosensitive drum 10 indicated by an arrow in FIG. Arranged in order.
[0029]
A scorotron charger 11 as a charging means is attached in close proximity to the photosensitive drum 10 in a direction orthogonal to the moving direction of the photosensitive drum 10 as an image forming body (in the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1). For example, a sawtooth electrode is used as the corona discharge electrode 11a and the corona discharge electrode 11a is charged with a corona discharge having the same polarity as that of the toner. An action (negative charging in the present embodiment) is performed, and a uniform potential is applied to the photosensitive drum 10. As the corona discharge electrode 11a, other wire electrodes or needle electrodes can be used.
[0030]
The exposure optical system 12 for each color is a linear exposure element (not shown) in which a plurality of LEDs (light emitting diodes) as light emitting elements for image exposure light are arranged in an array parallel to the axis of the photosensitive drum 10. And a SELFOC lens (not shown) as an equal magnification imaging element are configured as an exposure unit attached to a holder. An exposure optical system 12 for each color is attached to a cylindrical holder 20 as an exposure optical system holding member, and is accommodated in the base of the photosensitive drum 10. As the exposure element, a linear element in which a plurality of light emitting elements such as FL (phosphor light emission), EL (electroluminescence), and PL (plasma discharge) are arranged in an array is used.
[0031]
An exposure optical system 12 serving as an image writing unit for each color is configured so that an exposure position on the photosensitive drum 10 is set between the scorotron charger 11 and the developing unit 13 with respect to the developing unit 13. It is arranged inside the photosensitive drum 10 in a state of being provided on the upstream side in the rotation direction.
[0032]
The exposure optical system 12 performs image processing based on the image data of each color sent from a separate computer (not shown) and stored in the memory, and then performs image exposure on the uniformly charged photosensitive drum 10. Then, a latent image is formed on the photosensitive drum 10. The emission wavelength of the light-emitting element used in this embodiment is usually good in the range of 680 to 900 nm where the Y, M, and C toners are highly translucent. The toner may have a shorter wavelength than the light transmitting property.
[0033]
A developing unit 13 as a developing unit for each color accommodates a developer of two components (may be one component) of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), or black (K), respectively. For example, a developing sleeve 13a, which is a developer carrier formed of a cylindrical nonmagnetic stainless steel or aluminum material having a thickness of 0.5 to 1 mm and an outer diameter of 15 to 25 mm, is provided.
[0034]
In the developing region, the developing sleeve 13a is kept in contact with the photosensitive drum 10 with a predetermined gap, for example, 100 to 1000 μm, by an abutting roller (not shown), and the rotational direction and the closest position of the photosensitive drum 10 are maintained. The developing bias voltage is such that, during development, the developing sleeve 13a is a DC voltage having the same polarity as the toner (minus polarity in the present embodiment) or a DC bias voltage in which the AC voltage AC is superimposed on the DC voltage. Is applied, non-contact reversal development is performed on the exposed portion of the photosensitive drum 10. The development interval accuracy at this time needs to be about 20 μm or less in order to prevent image unevenness.
[0035]
As described above, the developing device 13 charges the electrostatic latent image on the photosensitive drum 10 formed by charging by the scorotron charger 11 and image exposure by the exposure optical system 12 in a non-contact state. Reversal development is performed with a toner having the same polarity as the polarity (in this embodiment, the photosensitive drum is negatively charged and the toner has a negative polarity).
[0036]
As shown in FIG. 2, the photosensitive drum 10 and the holding body 20 as the exposure optical system holding member are a photosensitive drum that rotatably supports the photosensitive drum 10 at the back side and the front side of the apparatus, respectively. The drum flanges 10A and 10B as the support members and the optical system flanges 120A and 120B as the exposure optical system support members for supporting the holding body 20 are integrally configured through means such as press-fitting or screws. In the photosensitive drum 10, the drum flange 10A and the drum flange 10B as the photosensitive drum support members are respectively provided to the shaft 121 and the optical system flange 120B integrated with the optical system flange 120A of the holding body 20, and to the bearing B1 and the bearing, respectively. It is rotatably supported via B2.
[0037]
The shaft 121 includes a shaft portion 121A that holds the photosensitive drum 10, and the apparatus substrate 70 on the back side is provided with a support shaft 130 as a shaft holding means including an engagement hole 130A. A linear bearing B4 is fitted into the engagement hole 130A, and the support shaft 130 is fixed to the apparatus substrate 70 on the back side with screws or the like with the receiving member 130a interposed therebetween. The support shaft 130 is positioned at the center of the gear G2 that meshes with the drive gear G1, and supports a conductive member 131 that integrates the gear G2 via a bearing B3. On the other hand, the apparatus substrate 70 on the front side of the apparatus has an opening 70 </ b> A through which the photosensitive drum 10 integrated with the exposure optical system 12 fixed to the holder 20 can be inserted and removed.
[0038]
The holding body 20 inserts the shaft portion 121A of the shaft 121 into the linear bearing B4 provided on the support shaft 130 and the engaging pin 121P inserted through the shaft portion 121A with respect to the apparatus substrate 70 on the back side. By engaging with a V-shaped groove formed in the engaging portion 130B, the angle-related position of the exposure optical system 12 is regulated and attached to the front-side apparatus substrate 70. The optical system flange 120C as the exposure optical system support member to be mounted is fixed at a predetermined position by fixing it with the screw 52 in a state where the cushioning material K is sandwiched and the front lid 120D is pressed in the axial direction.
[0039]
A coupling 10C attached to a side surface of a drum flange 10A as a photosensitive drum support member for supporting the photosensitive drum 10, a drive pin 131A attached to a side surface of a conductive member 131 in which the gear G2 is integrated, and a set screw 51. In the mounted state of the photosensitive drum 10 in which the coupling portion between the drum flange 10A and the gear G2 is configured and the holding body 20 is integrated, the coupling 10C attached to the side surface of the drum flange 10A has the transmission member 131 having the gear G2. After the engagement, the conductive member 131 having the gear G2 and the photosensitive drum 10 having the drum flange 10A are aligned with each other in the center and the outer peripheral surface. The drive pin 131A and the coupling 10C are fixed to each other using the set screw 51 from the side. It is, and the drum flange 10A and the gear G2 coupled and fixed.
[0040]
By starting the image forming body drive motor (not shown) due to the start of image formation, the rotational power of the drive gear G1 is transmitted to the photoconductor drum 10 via the coupling portion by the gear G2, and the photoconductor drum 10 is indicated by the arrow in FIG. At the same time, application of a potential to the photosensitive drum 10 is started by the charging action of the Y scorotron charger 11. After a potential is applied to the photosensitive drum 10, exposure (image writing) by an electrical signal corresponding to the first color signal, that is, Y image data is started in the Y exposure optical system 12, and the photosensitive drum 10 rotates. By scanning, an electrostatic latent image corresponding to the yellow (Y) image of the original image is formed on the photosensitive layer on the surface. The latent image is reversely developed in a non-contact state by the Y developing device 13, and a yellow (Y) toner image is formed on the photosensitive drum 10.
[0041]
Next, a potential is applied to the photosensitive drum 10 by the charging action of the M scorotron charger 11 on the yellow (Y) toner image, and the second color signal of the M exposure optical system 12, that is, magenta (M ) Exposure (image writing) is performed by an electric signal corresponding to the image data of M), and magenta (M) toner is formed on the yellow (Y) toner image by non-contact reversal development by the M developing unit 13. An image is formed by overlapping.
[0042]
By a similar process, a cyan (C) toner image corresponding to the third color signal is obtained by the C scorotron charger 11, the exposure optical system 12 and the developing device 13, and the K scorotron charger 11, the exposure optical system. A black (K) toner image corresponding to the fourth color signal is sequentially overlapped and formed by the system 12 and the developing device 13, and a color toner image is formed on the peripheral surface within one rotation of the photosensitive drum 10. Is done.
[0043]
As described above, in this embodiment, exposure of the organic photosensitive layer of the photosensitive drum 10 by the Y, M, C, and K exposure optical systems 12 is performed from the inside of the photosensitive drum 10 through the translucent substrate. . Therefore, the exposure of the images corresponding to the second, third, and fourth color signals can form an electrostatic latent image without being shielded by the previously formed toner image, which is preferable. The exposure may be performed from the outside of the photosensitive drum 10.
[0044]
On the other hand, the recording paper P as a transfer material is fed from a paper feed cassette 15 as a transfer material storage unit by a feed roller (no symbol), fed by a feed roller (no symbol), and conveyed to the timing roller 16. Is done.
[0045]
The recording paper P is synchronized with the color toner image carried on the photosensitive drum 10 by driving the timing roller 16, and is attracted to the conveyance belt 14a by charging of the paper charger 150 as paper charging means. It is fed to the transfer area. The recording paper P transported in close contact by the transport belt 14a is moved around the photosensitive drum 10 by a transfer device 14c as transfer means to which a voltage having a polarity opposite to that of the toner (positive polarity in the present embodiment) is applied in the transfer area. The color toner images on the surface are collectively transferred to the recording paper P.
[0046]
The recording paper P to which the color toner image has been transferred is discharged by a paper separation AC charge eliminator 14h as a transfer material separating means, separated from the transport belt 14a, and transported to the fixing device 17.
[0047]
The fixing device 17 serves as a heat roller fixing roller 17a as an upper roll heat ray fixing rotating member for fixing a color toner image, and a lower roller fixing member that forms a pair with the upper heat wire fixing roller 17a. A halogen lamp 171g, a xenon lamp (not shown) or the like that emits heat rays such as infrared rays or far-infrared rays including visible light depending on the light source is formed in the center of the heat ray fixing roller 17a. It is arranged as.
[0048]
The recording paper P is sandwiched by a nip portion N formed between the heat ray fixing roller 17a and the fixing roller 47a, and the color toner image on the recording paper P is fixed by applying heat and pressure. It is sent by the paper discharge roller 18 and discharged to the tray at the top of the apparatus.
[0049]
The toner remaining on the peripheral surface of the photosensitive drum 10 after the transfer is cleaned by a cleaning blade 19a provided in a cleaning device 19 as an image forming body cleaning unit. The photosensitive drum 10 from which the residual toner has been removed is uniformly charged by the scorotron charger 11 and enters the next image forming cycle.
[0050]
As shown in FIG. 3, the fixing device 17 includes a heat ray fixing roller 17a serving as a roll-like heat ray fixing rotating member having an upper elasticity for fixing a toner image on a transfer material, and an upper heat ray fixing roller 17a. A nip portion N having a width of about 5 to 20 mm, which is formed by a fixing roller 47a as a lower roll-shaped fixing member that forms a pair, and is formed between the elastic heat ray fixing roller 17a and the fixing roller 47a. The toner image on the recording paper P is fixed by sandwiching the recording paper P and applying heat and pressure. In the heat ray fixing roller 17a as a roll-shaped heat ray fixing rotating member provided on the upper side, the fixing separation claw TR3, the fixing oil cleaning roller TR1, and the heat homogenization from the position of the nip portion N in the rotation direction of the heat ray fixing roller 17a. A roller TR4 and an oil application roller TR2 are provided, and oil is applied to the heat ray fixing roller 17a by an oil application roller TR2 in which a felt member impregnated with oil is wound around a cylindrical aluminum pipe or a paper tube. The oil on the peripheral surface of the heat ray fixing roller 17a is cleaned by the fixing oil cleaning roller TR1. Accordingly, the temperature sensor TS1, which is a temperature detecting means for measuring the temperature of the heat equalizing roller TR4 and the heat ray fixing roller 17a, which will be described later, is a heat ray fixing roller cleaned between the fixing oil cleaning roller TR1 and the oil application roller TR2. It is provided on the peripheral surface of 17a. The transfer material after fixing is separated by the fixing separation claw TR3. Further, the heat generation temperature distribution on the peripheral surface of the heat ray fixing roller 17a heated by the heat ray absorbing layer 171b by the heat uniformizing roller TR4 using a metal roller member having good heat conductivity such as aluminum or stainless steel or a heat pipe is uniform. It becomes. The heat uniformity roller TR4 equalizes the temperature unevenness in the vertical direction and the horizontal direction of the heat ray fixing roller 17a accompanying the passing of the transfer material.
[0051]
A heat ray fixing roller 17a, which is provided on the upper side and serves as a heat ray fixing rotating member for fixing a toner image on a transfer material, includes a cylindrical translucent substrate 171a and an outer side (outer peripheral surface) of the translucent substrate 171a. ) Is provided with a light-transmitting elastic layer 171d, a heat ray absorbing layer 171b, and a release layer 171c in that order, or as will be described in detail later with reference to FIG. A heat-transmitting elastic layer 171d on the outer side (outer peripheral surface) of the conductive substrate 171a and a heat ray in which the heat ray absorbing layer 171b and the release layer 171c described above are integrated on the outer side (outer peripheral surface) of the light-transmitting elastic layer 171d. It is configured as a soft roller having an outer diameter of about 25 to 50 mm, provided with an absorbent layer 171B in that order. A halogen lamp 171g or a xenon lamp (not shown) is provided in the center of the translucent substrate 171a as heat ray irradiating means for emitting heat rays such as infrared rays or far infrared rays including visible light depending on the light source. The heat ray fixing roller 17a as the heat ray fixing rotating member is configured as a highly elastic soft roller as described later. A heat ray emitted from a halogen lamp 171g or a xenon lamp (not shown) is absorbed by the heat ray absorbing layer 171b (or the heat ray absorbing layer 171B) to form a roll-like heat ray fixing rotating member capable of rapid heating.
[0052]
Further, a fixing roller 47a as a lower roll-shaped fixing member paired with the upper heat ray fixing roller 17a includes, for example, a cylindrical metal pipe 471a using an aluminum material, and the metal pipe 471a. For example, a silicon material is used on the outer peripheral surface, and a rubber roller 471b made of a thick rubber layer having a rubber hardness of 10Hs to 40Hs (JIS, A rubber hardness) and a thickness (wall thickness) of 2 to 7 mm is formed. It is configured as a soft roller of about 50 mm. An elastic rubber roller having high heat insulation is used for the lower roll-shaped fixing member to prevent heat from diffusing from the upper heat ray fixing rotary member to the lower fixing member and to secure a wide nip width. Further, a heat uniformizing roller TR4 using a metal roller member having good thermal conductivity such as aluminum or stainless steel, which contacts and rotates with the surface of the rubber roller 471b, is provided and fixed by the heat uniformizing roller TR4. The heat generation temperature distribution on the circumferential surface of the roller 47a is made uniform. As the heat homogenizing roller TR4, it is preferable to use a heat pipe that combines heat storage and heat dissipation. Further, a halogen lamp 471c as a heat source may be provided in the center of the metal pipe 471a. Of course, the same configuration as that of the upper heat ray fixing roller 17a according to the present invention may be used for the lower fixing member.
[0053]
A flat nip portion N is formed between the upper soft roller and the lower soft roller to fix the toner image.
[0054]
TS1 is a temperature sensor which is a temperature detection means using, for example, a contact type thermistor for performing temperature control attached to the upper heat-fixing roller 17a, and TS2 is temperature control attached to the lower fixing roller 47a. For example, a temperature sensor using a contact type thermistor. As the temperature sensors TS1, TS2, in addition to the contact type, a non-contact type can be used.
[0055]
According to FIG. 4, the configuration of the heat ray fixing roller 17a is as follows. As shown in FIG. 4A, the cylindrical translucent substrate 171a has a thickness (wall thickness) of 1 to 5 mm, preferably 1 Pyrex glass, sapphire (Al) that has a thickness of ~ 3mm and transmits heat rays such as infrared rays or far-infrared rays from a halogen lamp 171g or a xenon lamp (not shown).₂O_Three), CaF₂Ceramic material (thermal conductivity is (5-20) × 10^-3J / cm · s · K, specific heat (0.5 to 2.0) × J / g · K, specific gravity 1.5 to 3.0) is mainly used. Translucent resin using polyimide, polyamide, etc. (thermal conductivity is (2-4) × 10^-3It is also possible to use J / cm · s · K, specific heat (1-2) × J / g · K, specific gravity 0.8-1.2) or the like. As described above, the translucent substrate 171a is not very heat conductive.
[0056]
The translucent elastic layer 171d is made of, for example, silicon rubber or fluorine rubber having a thickness (wall thickness) of 0.5 to 5 mm, preferably 1 to 3 mm, and heat rays (infrared rays or far infrared rays including visible light depending on the light source). ) Through a heat ray permeable silicon rubber layer or a fluoro rubber layer (base layer). In order to increase the speed, the translucent elastic layer 171d is a method in which the base layer is mixed with a metal oxide powder such as silica, alumina or magnesium oxide as a filler to improve the thermal conductivity. Rate is (1-3) × 10^-3A silicon rubber layer or fluororubber layer having J / cm · s · K, specific heat of (1-2) × J / g · K, and specific gravity of 0.9 to 1.0 is used. The silicon rubber layer or the fluororubber layer has a light-transmitting substrate 171a (thermal conductivity is (5-20) × 10) using a glass member.^-3J / cm · s · K), it serves as a heat insulating layer. Increasing the thermal conductivity generally tends to increase the rubber hardness. For example, a material having a hardness of 40 Hs usually increases to a value close to 60 Hs (JIS, A rubber hardness). A preferable rubber hardness is 10 to 50 Hs. Most of the translucent elastic layer 171d of the rotating member for heat ray fixing is occupied by this base layer, and the amount of compression at the time of pressurization is determined by the rubber hardness of the base layer. The intermediate layer of the translucent elastic layer 171d is coated with a fluorine-based rubber, preferably 20 to 300 μm thick, as an oil resistant layer to prevent oil swelling. Moreover, since the wavelength of the heat ray that passes through the translucent elastic layer 171d is 0.1 to 20 μm, and preferably 0.3 to 3 μm, the filler used as a regulator for the hardness and thermal conductivity described above is Heat ray transmittance with an average particle size of 1 μm or less, preferably 0.1 μm or less including primary and secondary particles whose particle size is 1/2 of the heat ray wavelength, preferably 1/5 or less (visible depending on the light source) Translucent elastic layer in which fine particles of metal oxides such as titanium oxide, aluminum oxide, zinc oxide, silicon oxide, magnesium oxide, calcium carbonate, etc. (transmissible infrared containing light or far infrared) are dispersed in a resin binder. 171d may be formed. The average particle size including primary and secondary particles in the layer is preferably 1 μm or less, preferably 0.1 μm or less in order to prevent light scattering and reach the heat ray absorbing layer 171b. By providing the translucent elastic layer 171d, the heat ray fixing roller 17a as the heat ray fixing rotating member is configured as a soft roller having high elasticity.
[0057]
The heat ray absorbing layer 171b is a remaining heat ray emitted from a halogen lamp 171g or a xenon lamp (not shown) and absorbed by the light transmissive substrate 171a and the light transmissive elastic layer 171d. 90 to 100%, preferably 95 to 100% of the heat rays that are approximately 100% of the heat rays transmitted through the photoelastic layer 171d are absorbed by the heat ray absorption layer 171b to form a rotating member for heat ray fixing capable of rapid heating. , Carbon black, graphite, iron black (Fe_ThreeO_Four), Various ferrites and their compounds, copper oxide, cobalt oxide, bengara (Fe₂O_Three) And the like, and a heat ray absorbing member having a thickness of 10 to 500 μm, preferably 20 to 100 μm, is formed on the outer side (outer peripheral surface) of the translucent elastic layer 171d by spraying or coating. To do. The heat conductivity of the heat ray absorbing layer 171b is determined by adding a light absorbing layer such as carbon black to the base layer of the translucent elastic layer 171d (having a thermal conductivity of (1 to 10) × 10.^-3(3-100) × 10 higher than J / cm · s · K)^-3J / cm · s · K can be set. The specific heat of the heat ray absorbing layer 171b is (˜2.0) × J / g · K, and the specific gravity is −0.9. As the heat ray absorbing layer 171b, a metal roller member such as a nickel electroformed roller may be provided with the same thickness. At this time, it is preferable that the inner side (inner peripheral surface) is black-oxidized in order to absorb heat rays. When the heat ray absorption rate in the heat ray absorbing layer 171b is lower than about 90%, for example, about 20 to 80%, the heat ray leaks, and the heat ray fixing roller 17a as a rotating member for heat ray fixing forms a monochrome image due to the leaked heat ray. When the black toner adheres to the surface of the specific position of the heat ray fixing roller 17a due to filming or the like, heat is generated from the adhering portion due to the leaked heat rays, and heat generation due to heat ray absorption further occurs in that portion. The layer 171b is damaged. In addition, when used for color image formation, the absorption efficiency of color toners is generally low, and there is a difference in absorption efficiency between color toners, resulting in poor fixing or uneven fixing. Accordingly, the remaining heat rays emitted from the halogen lamp 171g and the xenon lamp (not shown) and absorbed by the translucent substrate 171a and the translucent elastic layer 171d are used for the translucent substrate 171a and the translucent elastic layer 171d. The heat ray absorption rate of the heat ray absorption layer 171b is 90% to 100%, preferably 95% to 100%, so that the heat ray transmitted through the heat ray is completely absorbed by the heat ray absorption layer 171b. As a result, the color toner, which is difficult to be fixed by heat rays due to different spectral characteristics, is melted well. In particular, in color image formation in FIG. 1, it is difficult to fix by heat rays due to different spectral characteristics. The superposed color toner image on the transfer material having a thick toner layer is melted satisfactorily. Further, if the thickness of the heat ray absorbing layer 171b is less than 10 μm, the heating rate due to the absorption of the heat ray in the heat ray absorbing layer 171b is fast, but the cause of the damage or insufficient strength of the heat ray absorbing layer 171b due to local heating by the thin film. Thus, if the thickness of the heat ray absorbing layer 171b exceeds 500 μm, the heat conduction is poor, the heat capacity is increased, and rapid heating becomes difficult. The heat ray absorption rate of the heat ray absorbing layer 171b is 90 to 100%, which is approximately 100%, preferably 95 to 100%, or the thickness of the heat ray absorbing layer 171b is 10 to 500 μm, preferably 20 to 100 μm. Local heat generation in the absorption layer 171b is prevented, and uniform heat generation is performed. Moreover, since the wavelength of the heat ray projected on the heat ray absorbing layer 171b is 0.1 to 20 μm, preferably 0.3 to 3 μm, a hardness or thermal conductivity adjusting agent is added as a filler, but the particle size is Heat ray transmissivity with an average particle size of 1 μm or less, preferably 0.1 μm or less, including primary and secondary particles of 1/2 of the heat ray wavelength, preferably 1/5 or less (including visible light depending on the light source) A heat ray absorbing layer in which 5 to 50% by mass of fine particles of metal oxide such as titanium oxide, aluminum oxide, zinc oxide, silicon oxide, magnesium oxide, calcium carbonate or the like (transmissible with infrared rays or far infrared rays) is dispersed in a resin binder. 171b may be formed. If it carries out like this, a heat ray will penetrate into the inside of the heat ray absorption layer 171b, and the heat_generation | fever in an interface can be prevented. In this manner, the heat capacity of the heat ray absorbing layer 171b is reduced so that the temperature immediately rises. Therefore, the temperature of the heat ray fixing roller 17a as the heat ray fixing rotating member is lowered, and fixing unevenness occurs. To prevent. As the heat ray absorbing layer 171b, silicon rubber or fluorine rubber having elasticity, carbon black, graphite, iron black (Fe_ThreeO_Four), Various ferrites and their compounds, copper oxide, cobalt oxide, bengara (Fe₂O_Three) Etc. may be used. As the heat ray absorbing layer 171b, a metal film member can be used like a nickel electroformed belt. At this time, it is desirable that the inner side (inner peripheral surface) is black-oxidized for heat ray absorption.
[0058]
In addition, in order to improve the releasability from the toner on the outside (outer peripheral surface) of the heat ray absorbing layer 171b by separating from the heat ray absorbing layer 171b, a PFA (fluororesin) tube having a thickness of 20 to 100 μm is coated. , A fluororesin (PFA or PTFE) coating applied 20 to 100 μm, or a silicon rubber or fluororubber molded with a layer thickness of 20 to 500 μm, with a thermal conductivity of (3 to 100) × 10^-3A release layer 171c of J / cm · s · K is provided (separated type).
[0059]
Further, as shown in the cross section of FIG. 4B, carbon black, graphite, iron black (Fe_ThreeO_Four), Various ferrites and their compounds, copper oxide, cobalt oxide, bengara (Fe₂O_Three4) mixed with a heat ray absorbing member mixed with powder, etc., and a fluororesin (PFA or PTFE) paint that also serves as a binder and a release agent, or silicon rubber or fluororubber, etc. The heat ray absorbing layer 171b and the release layer 171c described above are combined, and the heat ray absorbing layer 171b and the release layer 171c are combined to form a heat ray absorbing layer 171B having releasability outside the translucent substrate 171a (outer periphery). It is preferable to form a rotating roll member for heat ray fixing having elasticity on the outside (outer peripheral surface) of the translucent elastic layer 171d formed on the surface). In each embodiment described in detail later, The heat ray absorbing layer 171B that integrates the heat ray absorbing layer 171b and the release layer 171c described above as the heat ray absorbing layer will be described. As will be described in detail later, the heat ray absorbing layer 171B in which the heat ray absorbing layer 171b and the release layer 171c are integrated is covered with a PFA (perfluoroalkoxy) tube containing carbon having a thickness of about 20 to 100 μm. Those are preferably used. The heat conductivity of the heat ray absorbing layer 171B in which the heat ray absorbing layer 171b and the release layer 171c described above are integrated is substantially the same as the heat conductivity of the heat ray absorbing layer 171b, and is (3 to 10) × 10.^-3J / cm · s · K. As described above, the remaining heat rays emitted from the halogen lamp 171g and the xenon lamp (not shown) and absorbed by the translucent substrate 171a and the translucent elastic layer 171d are used to transmit the translucent substrate 171a and the translucent substrate. The heat ray absorption rate of the heat ray absorbing layer 171B is approximately 90% to 100%, preferably 95% to 100%, so that the heat rays transmitted through the elastic layer 171d are completely absorbed. When the heat ray absorption rate in the heat ray absorbing layer 171B is lower than about 90%, for example, about 20 to 80%, the heat rays leak, and the heat ray fixing rotating member is used for monochrome image formation by the leaked heat rays. When black toner adheres to the surface of a specific position of the heat ray fixing rotating member due to filming or the like, heat is generated from the adhering portion due to the leaked heat rays, and heat generation due to heat ray absorption is further repeated at that portion and the heat ray absorbing layer 171B is damaged. . Further, when used for color image formation, the absorption efficiency of color toners is generally low, and there is a difference in absorption efficiency between color toners, resulting in poor fixing or uneven fixing. Accordingly, the remaining heat rays emitted from the halogen lamp 171g and the xenon lamp (not shown) and absorbed by the translucent substrate 171a and the translucent elastic layer 171d are used for the translucent substrate 171a and the translucent elastic layer 171d. The heat ray absorption rate of the heat ray absorbing layer 171B is 90% to 100%, preferably 95% to 100%, so that the heat ray transmitted through the heat ray is completely absorbed in the rotating member for heat ray fixing. Further, local heat generation in the heat ray absorbing layer 171B is prevented, and uniform heat generation is performed. Moreover, since the wavelength of the heat ray projected on the heat ray absorbing layer 171B is 0.1 to 20 μm, preferably 0.3 to 3 μm, a hardness or thermal conductivity adjusting agent is added as a filler, but the particle size is Heat ray transmissivity with an average particle size of 1 μm or less, preferably 0.1 μm or less, including primary and secondary particles of 1/2 of the heat ray wavelength, preferably 1/5 or less (including visible light depending on the light source) A heat ray absorbing layer 171B is formed by dispersing fine particles of metal oxide such as titanium oxide, aluminum oxide, zinc oxide, silicon oxide, magnesium oxide, calcium carbonate, etc. (transmissible with infrared rays or far infrared rays) in a resin binder. Also good.
[0060]
According to FIG. 5, the concentration distribution of the heat ray absorbing member described above on the heat ray absorbing layer 171b (or heat ray absorbing layer 171B) of the heat ray fixing roller 17a as a roll-like heat ray fixing rotating member is indicated by a dotted line (a-1). When uniformly provided as shown, the heat generation distribution of the heat ray absorbing layer 171b (or heat ray absorbing layer 171B) generates heat in the heat ray absorbing layer 171b (or heat ray absorbing layer 171B) at the boundary as shown by the curve (b-1). Therefore, heat is likely to flow away to the light-transmitting elastic layer 171d (or heat ray absorbing layer 171B) side, so a concentration distribution is provided to heat the heat ray absorbing layer 171b (or heat ray absorbing layer 171B). The generation is preferable from the viewpoint of dispersing the heat generation distribution. For this reason, as shown by the dotted line (a-2) in the concentration distribution of the heat ray absorbing layer 171b (or heat ray absorbing layer 171B), the interface on the side of the translucent elastic layer 171d that is inscribed is made low in concentration toward the outer peripheral surface side. Increasing the slope and increasing the position in front of the outer peripheral surface (position of about 1/2 to 3/5 from the translucent elastic layer 171d side with respect to the thickness t1 of the heat ray absorbing layer 171b (or heat ray absorbing layer 171B)) So that the concentration is 100% absorbed. Thereby, the heat generation distribution due to the absorption of the heat rays in the heat ray absorbing layer 171b (or the heat ray absorbing layer 171B) has a maximum value of the heat ray absorbing layer 171b (or the heat ray absorbing layer 171B) as shown in the curve (b-2). From the interface, the thickness t1 of the heat ray absorbing layer 171b (or heat ray absorbing layer 171B) is shifted from the translucent elastic layer 171d side so as to be about 1/3 to 2/5, and the outflow of heat is reduced. At the same time, in particular, even when the heat ray absorbing layer 171B is used, there is no influence even if the outer peripheral surface layer is scraped. Further, as shown by the dotted line (a-3), it is preferable to form a saturated layer with an inclination, whereby the heat ray absorbing layer 171b (or the heat ray absorbing layer 171B) as shown by the curve (b-3). The heat generation distribution of the parabola has a maximum value near the center of the heat ray absorbing layer 171b (or heat ray absorbing layer 171B) and takes a minimum value near the interface or outer peripheral surface of the heat ray absorbing layer 171b (or heat ray absorbing layer 171B). So that the outer peripheral surface layer is less affected by the abrasion, and is not particularly affected by the outflow of heat. In short, if the absorption is sufficiently performed inside, the influence of the outside concentration is eliminated. There is no shaving effect. In addition, the concentration distribution may be provided with the above inclination, and the heat generation distribution can be adjusted by changing the inclination angle.
[0061]
Also, as shown in FIG. 6, the outer diameter φ of the cylindrical light-transmitting substrate 171a of the heat ray fixing roller 17a as a roll-shaped heat ray fixing rotating member is about 15 to 45 mm, and has a thickness. As t, the thicker one may be the strength and the thinner one may be the heat capacity, but from the relationship between the strength and the heat capacity, the outer diameter φ and the thickness (thickness) of the cylindrical translucent substrate 171a. The relationship with t is
0.02 ≦ t / φ ≦ 0.20
And preferably
0.04 ≦ t / φ ≦ 0.10
And When the outer diameter φ of the translucent substrate 171a is 40 mm, the thickness t of the translucent substrate 171a is 0.8 mm ≦ t ≦ 8 mm, preferably 1.6 mm ≦ t ≦ 4.0 mm. If t / φ on the translucent substrate 171a is less than 0.02, the strength is insufficient, and if t / φ exceeds 0.20, the heat capacity increases and the heating of the heat ray fixing roller 17a is prolonged. Moreover, even if it says the translucent base | substrate 171a, about 5-25% of heat rays may be absorbed depending on material, The thinner one is preferable in the range which can maintain intensity | strength. Similarly, the light-transmitting elastic layer 171d may absorb about 5 to 25% of heat rays depending on the material, and is preferably as thin as possible within a range where strength can be maintained.
[0062]
Further, according to FIG. 7, a heat ray fixing roller 17a which is a rotating member for heat ray fixing of the fixing device 17 includes a light transmissive substrate 171a, and a light transmissive elastic layer 171d and a heat ray absorbing layer 171b on the outer side (outer peripheral surface). The release layer 171c is provided in that order, or the translucent substrate 171a, the translucent elastic layer 171d on the outer side (outer peripheral surface), and the heat ray absorbing layer 171b described above on the outer side (outer peripheral surface) and the mold release. The heat-absorbing layer 171B integrated with the layer 171c is provided in that order, and the outer periphery of the light-transmitting substrate 171a is parallel to the central axis of the cylindrical light-transmitting substrate 171a mainly using a glass member. Resin flanges JF1 using a resin member such as heat-resistant polyimide resin or polyphenylene sulfide resin (PPS resin) as a holding member for the translucent substrate are provided at both ends of the surface. Damage to the translucent substrate 171a due to thermal expansion during heating of the translucent substrate 171a mainly using a glass member by the resin flange JF1 having a large coefficient of thermal expansion provided on the outer (outer peripheral surface) end of the translucent substrate 171a. Is prevented. A heat ray fixing roller bearing B5, which is a bearing member of a heat ray fixing rotary member press-fitted into the bearing holder BH1, is fitted into a resin flange JF1 as a holding member of the translucent substrate, and the heat ray fixing roller 17a is rotatably held. Is done. At this time, without providing the resin flange JF1 as the holding member for the translucent substrate, the heat ray fixing roller bearing B5 as the bearing member of the rotating member for heat ray fixing is directly fitted into the end portion of the translucent substrate 171a. Thus, a configuration may be adopted in which the translucent substrate 171a of the heat ray fixing roller 17a is held. In addition, a receiving plate PLa made of a resin material having good slipperiness using, for example, a fluororesin is provided at both ends of the heat ray fixing roller 17a, and the heat ray fixing roller 17a is positioned from both ends. A halogen lamp 171g and a xenon lamp (not shown) are provided as heat ray irradiation means inside the heat ray fixing roller 17a.
[0063]
Also, the lower heat wire fixing roller 17a is provided in a pair, and is formed by a cylindrical metal pipe 471a and a rubber roller 471b using, for example, a silicon material on the outer peripheral surface of the metal pipe 471a. The fixing roller 47a as a roll-shaped fixing member on the side can be rotated by fitting a metal pipe 471a to a bearing B6 press-fitted into the bearing holder BH2 in a state where the fixing roller 47a is pressed against the upper heat ray fixing roller 17a. Retained. The fixing roller 47a is driven and rotated by driving a gear Ga provided at one end of a metal pipe 471a of the fixing roller 47a, and the heat ray fixing roller 17a is driven and rotated. Inside the fixing roller 47a, a halogen lamp 471c and a xenon lamp (not shown) are provided as heat ray irradiation means.
[0064]
The recording paper P is sandwiched by a nip N having a width of about 5 to 20 mm formed between the heat-fixing roller 17a having elasticity and the fixing roller 47a, and the toner image on the transfer material is applied by applying heat and pressure. Is established.
[0065]
By using the fixing device 17 described with reference to FIG. 3, a fixing device that is resistant to deformation at the fixing portion (nip portion) and can be quick-started (rapid heating) can be obtained, and further, the elasticity of the rotating member for heat ray fixing can be achieved. The color toner, which is difficult to fix by heat rays due to the difference in spectral characteristics due to the pressurization at the soft fixing part (nip part) by the heat and the heating by the heat ray absorbing layer of the rotating member for heat ray fixing, is good. The quick start (rapid heating) fixing of the color toner becomes possible. In addition, an energy saving effect can be obtained.
[0066]
Embodiment 1
However, in the rotating member for heat ray fixing of the fixing device described above, as described above at the beginning, in the rotating member for heat ray fixing formed of a light-transmitting substrate using a glass member, the rotating member for heat ray fixing is used during transportation of the rotating member for heat ray fixing. When the rotating member is attached to the fixing device, the side end of the translucent substrate using the glass member collides with another member, and the side end of the glass substrate (translucent substrate) is missing, or heat rays The side end of the glass substrate (translucent substrate) may be cut off due to the contact of the rotation member for fixing with the detent member during rotation in the fixing device. Cracks occur in the glass substrate starting from this missing portion, leading to fatal destruction.
[0067]
The protection of the side end portion of the translucent substrate for preventing this will be described with reference to FIG. 8 or FIG. FIG. 8 is an explanatory view of a method for forming a heat ray fixing rotating member and a method for protecting a side end portion of a translucent substrate, and FIG. 9 is another example of protecting a side end portion of a translucent substrate. FIG.
[0068]
According to FIG. 8, the cylindrical holding part HG provided with the slit SL at one side end of the cylindrical application flange TRa is inserted into the inner wall surfaces at both ends of the translucent substrate 171a using the glass member ( After that, the application flange TRb is inserted into the other end of the application flange TRa, and the heat radiation absorbing layer 171B using a PFA (perfluoroalkoxy) tube is attached to the outer peripheral surface. To do. One of the application flanges TRb is fitted into the application flange TRa after the translucent substrate 171a attached to the application flange TRa is inserted into the mold KG.
[0069]
After the rubber liquid for forming the translucent elastic layer 171d is filled from the inlet CH provided on one side of the application flange TRa inserted into the heated mold KG, heating and cooling are performed. Done. After cooling, after the application flanges TRb at both ends are removed, the heat ray fixing roller 17a as a molded heat ray fixing rotating member is extracted from the mold KG, and both ends of the light-transmitting elastic layer 171d are cut surfaces. And the coating flanges TRa at both ends are removed, and a transparent substrate 171a using a glass member, a transparent elastic layer 171d using a rubber member, and a heat ray absorbing layer 171B using PFA (perfluoroalkoxy). A heat ray fixing roller 17a is formed.
[0070]
At this time, as shown in FIG. 8, both end portions of the translucent elastic layer 171d are cut so as to extend outward from the end surface of the translucent substrate 171a. Further, the thickness of the translucent substrate 171a using the glass member is tx (mm), and the length of the translucent elastic layer 171d of the portion extending outward from the end of the translucent substrate 171a is x ( mm)
5 ≧ x / tx ≧ 1
It is preferable to cut the translucent elastic layer 171d. When x / tx ≧ 1, the end length of the light-transmitting elastic layer 171d is formed to be equal to or greater than the thickness of the light-transmitting substrate 171a using a glass member, so that the heat ray fixing roller 17a hits another member. It becomes possible to protect the entire region of the end side surface Sa of the glass member of the translucent substrate 171a. Further, in order to reliably protect the entire region of the end side surface Sa of the translucent substrate 171a using the glass member, x / tx ≦ 5 is set, but when x / tx exceeds 5, (x / tx> 5) Further, it becomes difficult to take in and out the halogen lamp 171g and xenon lamp (not shown) as the heat ray irradiation means to be inserted into the inside, and it may hit the end side surface Sa of the glass member of the translucent base 171a when taking in and out. .
[0071]
As described above, the side edge of the translucent substrate is protected during transportation of the heat ray fixing rotary member or when the heat ray fixing rotary member is attached to the fixing device, and the heat ray fixing rotation is caused by collision with other members. A fixing device in which chipping of the side end portion of the translucent substrate of the member is prevented is possible.
[0072]
Further, the outer diameter of the application flange TRa in the portion that contacts the side surfaces Sa on both sides of the translucent substrate 171a is made small as shown by the dotted line in FIG. 8, and the rubber liquid of the translucent elastic layer 171d is used. Preferably, the heat ray fixing roller 17a is molded so that the translucent elastic layer 171d is fixed to the outer peripheral surface and the end side surface Sa on both sides of the translucent substrate 171a, and the end side surface Sa is preferably molded. The end side surface Sa of the translucent substrate 171a is protected by the translucent elastic layer 171d to be fixed.
[0073]
As described above, the side edge of the translucent substrate is protected during transportation of the heat ray fixing rotary member or when the heat ray fixing rotary member is attached to the fixing device, and the heat ray fixing rotation is caused by collision with other members. Chipping of the end of the member on the side of the translucent substrate is prevented, and the translucent elastic layer provided on the side end when the fixing device is rotating and the translucent elastic layer is provided on the side end. It is possible to provide a fixing device in which the side end portion of the optical substrate is protected and the side end portion of the light transmitting substrate of the rotating member for heat ray fixing is prevented from being chipped.
[0074]
Further, as shown in FIG. 9, for example, a PAI (having a heat resistant temperature of 200 ° C. or higher) that sufficiently covers the ends of the light-transmitting elastic layer 171d and the light-transmitting substrate 171a at both ends of the heat ray fixing roller 17a. A cylindrical resin cap JCa as a protective member using a resin member such as polyamide-imide) resin or PPS (polyphenylene sulfide) may be attached to protect the end of the translucent substrate 171a. A heat-resistant rubber member such as silicon rubber can be used as the protective member.
[0075]
By the resin cap JCa having a large thermal expansion coefficient provided at the outer (outer peripheral surface) end portions on both sides of the translucent substrate 171a, the translucent substrate 171a is heated by the thermal expansion during heating of the translucent substrate 171a using a glass member. Damage is prevented. Further, a heat ray fixing roller bearing B5, which is a bearing member of a heat ray fixing rotary member press-fitted into the bearing holder BH1, is fitted into a resin cap JCa as a holding member for the light transmissive substrate provided on both sides of the light transmissive substrate 171a. The heat ray fixing roller 17a is held rotatably.
[0076]
As described above, the side edge of the translucent substrate is protected during transportation of the heat ray fixing rotary member or when the heat ray fixing rotary member is attached to the fixing device, and the heat ray fixing rotation is caused by collision with other members. A fixing device in which chipping of the side end portion of the translucent substrate of the member is prevented is possible.
[0118]
【The invention's effect】
  Claim 1 to4According to the invention, the side edge of the translucent substrate is protected during transportation of the heat ray fixing rotary member or when the heat ray fixing rotary member is attached to the fixing device, and the heat ray fixing rotary member is used for heat ray fixing caused by collision with other members. A fixing device in which chipping of the side end portion of the translucent substrate of the rotating member is prevented is possible.
[0119]
  Claim5Or7According to the invention, the side edge of the translucent substrate is protected during transportation of the heat ray fixing rotary member or when the heat ray fixing rotary member is attached to the fixing device, and the heat ray fixing rotary member is used for heat ray fixing caused by collision with other members. The translucent base layer of the rotating member prevents the end of the translucent substrate side from being chipped, and the translucent elastic layer provided on the side end of the rotating member at the time of contact with the detent member during rotation of the fixing device. A fixing device is provided in which the side end portion of the translucent substrate is protected, and chipping of the side end portion of the translucent substrate of the rotating member for heat ray fixing is prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of a color image forming apparatus showing an embodiment of an image forming apparatus using a fixing device according to the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view of the image forming body of FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a structure of a fixing device.
4 is an enlarged cross-sectional configuration diagram of the roll-shaped heat ray fixing rotary member of FIG. 3;
5 is a diagram showing a concentration distribution of a heat ray absorbing layer of the roll-shaped heat ray fixing rotary member of FIG. 3;
6 is a diagram showing an outer diameter and a thickness of a translucent substrate of the roll-shaped heat ray fixing rotary member of FIG. 3;
7 is a side sectional view showing driving of the fixing device in FIG. 3;
FIG. 8 is an explanatory view of a method for molding a heat ray fixing rotary member and a method for protecting a side end portion of a translucent substrate.
FIG. 9 is a view showing another example of protecting the side end portion of the translucent substrate.
[Explanation of symbols]
  10 Photosensitive drum
  11 Scorotron charger
  12 Exposure optics
  13 Developer
  17, 17A fixing device
  17a Heat fixing roller
  47a fixing lowLa
  171a Translucent substrate
  171b, 171B Heat ray absorbing layer
  171c Release layer
  171d Translucent elastic layer

Claims

A translucent substrate made of a cylindrical glass member having a heat ray irradiating means for emitting heat rays inside, a translucent elastic layer having translucency with respect to the heat rays outside the translucent substrate, and the translucent layer. A roll-shaped heat ray fixing rotary member provided with a heat ray absorbing layer that absorbs the heat rays on the outside of the photoelastic layer,
The translucent elastic layer extends outward from the end surface of the translucent substrate, and the axial end of the translucent elastic layer coincides with the axial end of the heat ray fixing rotary member. A rotating member for fixing a heat ray.

When the thickness of the translucent substrate is tx (mm), and the length of the portion of the translucent elastic layer that extends outward from the end of the translucent substrate is x (mm),
5 ≧ x / tx ≧ 1
The rotating member for heat ray fixing according to claim 1, wherein:

The rotating member for heat ray fixing according to claim 1, wherein the light-transmitting elastic layer is integrally formed with the light-transmitting substrate using a mold.

4. The heat ray fixing rotating member according to claim 1, wherein an outer peripheral surface in the vicinity of both ends of the heat ray fixing rotating member according to claim 1 is held by a bearing member through at least the light-transmitting elastic layer. And a fixing device configured to fix the toner image on the transfer material to the transfer material by a roll-shaped fixing member that rotates while being pressed against the heat ray fixing rotation member.

A translucent substrate made of a cylindrical glass member having a heat ray irradiating means for emitting heat rays inside, a translucent elastic layer having translucency with respect to the heat rays outside the translucent substrate, and the translucent layer. A roll-shaped heat ray fixing rotary member provided with a heat ray absorbing layer that absorbs the heat rays on the outside of the photoelastic layer,
The translucent elastic layer is fixed to an outer peripheral surface and an end side surface of the translucent base, and an axial end of the translucent elastic layer is an axial end of the heat ray fixing rotary member. A rotating member for heat ray fixing, characterized by matching.

6. The heat ray fixing rotating member according to claim 5, wherein the translucent elastic layer is integrally formed with the translucent substrate by a mold.

7. An outer peripheral surface in the vicinity of both ends of the rotating member for heat ray fixing according to claim 5 or 6 is held by a bearing member through at least the light-transmitting elastic layer, and the rotating member for heat ray fixing and the rotating member for heat ray fixing are used. fixing device configured to fix to the transfer material a toner image on the transfer material by a roll-shaped fixing member that rotates while being in contact pressure.