JP4956074B2 - Fixing device - Google Patents

Fixing device Download PDF

Info

Publication number
JP4956074B2
JP4956074B2 JP2006194339A JP2006194339A JP4956074B2 JP 4956074 B2 JP4956074 B2 JP 4956074B2 JP 2006194339 A JP2006194339 A JP 2006194339A JP 2006194339 A JP2006194339 A JP 2006194339A JP 4956074 B2 JP4956074 B2 JP 4956074B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
roller
fixing
center
outer diameter
paper
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006194339A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008020821A (en
Inventor
正美 竹田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2006194339A priority Critical patent/JP4956074B2/en
Publication of JP2008020821A publication Critical patent/JP2008020821A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4956074B2 publication Critical patent/JP4956074B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Fixing For Electrophotography (AREA)

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式などの記録方式を用いた複写機、ファクシミリ装置、プリンタおよび複合機などの電子写真画像形成装置(以下、単に「画像形成装置」という)に関し、画像を永久定着する定着装置およびそれに装備される加圧回転体の製造方法に関する。   The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus (hereinafter simply referred to as “image forming apparatus”) such as a copying machine, a facsimile machine, a printer, and a multifunction machine using a recording system such as an electrophotographic system or an electrostatic recording system. The present invention relates to a fixing device that permanently fixes the toner and a method of manufacturing a pressure rotator provided in the fixing device.

一般に、複写機などの画像形成装置では、電子写真技術などを利用した画像形成プロセス手段によって被記録材であるシートの表面に現像剤(トナー)でトナー像を形成し、定着装置に送って未定着状態のトナー像を被記録材シート上に永久定着することで印刷画像を得る。   In general, in an image forming apparatus such as a copying machine, a toner image is formed with a developer (toner) on the surface of a sheet as a recording material by an image forming process means using an electrophotographic technique and the like, and is sent to a fixing device to be determined. A printed image is obtained by permanently fixing the toner image on the recording material sheet.

定着装置は、従来、未定着トナー像を加熱してシート上に永久定着する熱ローラ方式のものが多用されてきた。また近年、稼動時の立ち上がりの速さや省エネに優れたフィルム加熱方式も実用に供され、先に本出願人によって提案されたものなどがある(たとえば、特許文献1,2,3,4参照)。これら特許文献に開示された定着装置は、加熱体として用いたセラミックヒータを発熱させ、対向する定着ローラと円筒形定着フィルムとの間に形成されるニップ部に熱を作用させる。円筒形の定着フィルムの材質には耐熱性で低熱容量の材料が用いられている。   Conventionally, a heat roller system that heats an unfixed toner image and permanently fixes it on a sheet has been widely used. Further, in recent years, a film heating method excellent in speed of start-up during operation and energy saving has been put into practical use, and has been proposed by the present applicant (see, for example, Patent Documents 1, 2, 3, and 4). . In the fixing devices disclosed in these patent documents, a ceramic heater used as a heating element generates heat, and heat is applied to a nip portion formed between an opposing fixing roller and a cylindrical fixing film. The material of the cylindrical fixing film is a heat-resistant and low heat capacity material.

また、フィルム加熱方式において、耐熱性樹脂フィルムの送り方式にはフィルムに張力を付与しながらフィルム搬送専用ローラと従動ローラとの間に挟持させ、加圧ローラに連動させてフィルムを送る構造がある。さらに、回転体としてフィルムを円筒形に成形し、そのフィルム回転体を加圧ローラに接触させることにより、加圧ローラからの回転摩擦力でフィルム回転体を連れ回して回転させる構造もある。前者のフィルム張力送り方式はフィルムの高い搬送性能が得られる。それに対して後者のフィルム回転体の送り方式の場合、構造が簡素化で低コストの定着装置を実現できる利点がある。   In addition, in the film heating system, the heat-resistant resin film feeding system has a structure in which a film is fed in conjunction with a pressure roller by being sandwiched between a dedicated film transport roller and a driven roller while applying tension to the film. . Furthermore, there is also a structure in which a film is formed into a cylindrical shape as a rotating body, and the film rotating body is rotated by the rotational frictional force from the pressure roller by bringing the film rotating body into contact with the pressure roller. The former film tension feeding method provides high film transport performance. On the other hand, the latter film rotating body feeding method has an advantage that the structure is simplified and a low-cost fixing device can be realized.

ところで、フィルム加熱方式では以上の利点がある反面、つぎのような問題点がある。上記各種定着器では、定着部であるニップ部にてシートを挟圧しつつ加熱するため、ニップ部にてローラ長手方向つまり回転軸線方向への圧力分布のバランスが崩れて、ローラ中央部に圧力が集中すると、そのニップ部に通紙されたシートは中央部で搬送力や速度が増し、シート全体をシート中央部に引き寄せる力が作用してシート中央部に縦皺(以下、「紙しわ」という)が生じる不具合があり、従来の熱ローラ方式の場合、ローラ形状をローラ中央部より左右のローラ端部の外径を太い形状(以下、これを「逆クラウン形状」という)に加工することで、上記紙しわの発生を抑えることは比較的容易であったが、フィルム加熱方式に使用される耐熱性樹脂フィルムおよび近年の装置の印刷速度の高速化に伴って熱伝導性を向上させるために用いられ始めた薄肉金属フィルムの場合、フィルム素材を逆クラウン形状に成形することは不可能ではないが、剛性が不足するためその紙しわ抑制効果を十分に作用させることは困難であった。そのため、本出願人は、対をなす相手側の加圧ローラの形状を逆クラウン形状に加工し、紙しわ発生に対処するようにしたものを提案している(たとえば、特許文献5参照)。   By the way, the film heating method has the above advantages, but has the following problems. In the above various fixing devices, since the sheet is heated while being pressed at the nip portion which is a fixing portion, the balance of the pressure distribution in the longitudinal direction of the roller, that is, the rotation axis direction is lost in the nip portion, and pressure is applied to the central portion of the roller. When concentrated, the sheet passing through the nip portion increases in conveying force and speed at the central portion, and a force that draws the entire sheet to the central portion of the sheet acts to cause vertical sheeting (hereinafter referred to as “paper wrinkle”) at the central portion of the sheet. In the case of the conventional heat roller system, the outer diameter of the roller ends on the left and right sides of the roller is thicker than the center of the roller (hereinafter referred to as “reverse crown shape”). Although it was relatively easy to suppress the occurrence of the paper wrinkles, the heat resistance resin film used in the film heating method and in order to improve the thermal conductivity with the recent increase in the printing speed of the apparatus For thin metal films that are started using, it is not impossible to shape the film material to the inverted crown shape, it is difficult to sufficiently act the paper wrinkle suppressing effect since the rigidity is insufficient. For this reason, the applicant of the present invention has proposed that the shape of the paired pressure roller is processed into an inverted crown shape to cope with the occurrence of paper wrinkles (see, for example, Patent Document 5).

一方、定着ローラやフィルムおよび加圧ローラを逆クラウン形状にすることによる弊害もある。図10を参照してその問題点を説明する。図10(A)は逆クラウン形状に加工された加圧ローラ14’を一例として示している。この場合、ローラ回転軸線方向に対するローラ両端部の外径寸法はローラ中央部の外径寸法よりも大きく、たとえば120μmだけ太く成形加工されている。このような逆クラウン形状の加圧ローラ14’にあっては、ローラ中央部に向かって凹状に湾曲加工することで、その中央部の外径が細くなり、ヒータ側の部材と加圧されてこの領域に形成される定着ニップ部のニップ幅が不足しやすくなる。これはヒータ側部材の加圧面形状や剛性などによっても異なるが、実際の製品を用いて、中央湾曲形状の逆クラウン加圧ローラ14’を定着装置に組み込んで回転させると、図10(B)に示すように、ニップ部の形状がローラ両端部で最大ニップ幅Nvol,Nvorとなり、ローラ中央部で最小ニップ幅Nvcとなる中細り型になる。   On the other hand, there is an adverse effect caused by making the fixing roller, the film, and the pressure roller into an inverted crown shape. The problem will be described with reference to FIG. FIG. 10A shows an example of a pressure roller 14 ′ processed into an inverted crown shape. In this case, the outer diameter dimension of both ends of the roller with respect to the roller rotation axis direction is larger than the outer diameter dimension of the roller center portion, and is formed thicker by, for example, 120 μm. In such a reverse-crown-shaped pressure roller 14 ′, the outer diameter of the central portion is narrowed by being curved concavely toward the central portion of the roller, and the pressure is applied to the member on the heater side. The nip width of the fixing nip portion formed in this region tends to be insufficient. Although this differs depending on the pressure surface shape and rigidity of the heater side member, when an inverted crown pressure roller 14 ′ having a central curved shape is incorporated into a fixing device and rotated using an actual product, FIG. As shown in FIG. 4, the shape of the nip portion is a thin type with maximum nip widths Nvol and Nvol at both ends of the roller and a minimum nip width Nvc at the center of the roller.

また、定着速度に対して逆クラウン量、圧力、加熱温度などの条件が適切でない場合、図10(C)に示すように、ローラ回転軸線方向に対するニップ中央部における定着圧が局所的に不足するとともに加熱源の熱をシート7に伝える接触面積も不足する。その結果、ニップ中央部においては圧力と供給熱量がいずれも低下してしまい、シート7へのトナー像の定着不足が生じる。また、定着しきれずに残存した微量のトナーが定着ローラや定着フィルム、あるいは加圧ローラに付着し、そのまま印刷を継続するとその残トナーが蓄積されて行き、やがて保持しきれなくなると、その残トナが一気にシート7に対して吐き出され、図のような大小さまざまな大きさの多数の粒状トナー汚れ5aが多量に発生する。図10(D)は、このようなトナー汚れに対する従来の防止対策を示す図であり、加圧ローラのゴム表面の逆クラウン量を小さくした弱逆クラウンゴム層14'aを形成してニップ中央部の定着性を大きく低下させないようにし、それによって低下する紙しわ防止効果の低下を補うため、加圧ローラ芯金の形状を中央部から両端部に向かって外径寸法が漸次小さく細くなるクラウン芯金14’Cで構成したクラウン芯金逆クラウン形ローラ14’である。このような組み合わせ構成により、連続して多量に定着した時には左右のゴム層の厚い部分が熱膨張して端部に向かうほどローラ径がさらに太くなるような変形を促し、その作用によりシートの両端を引っ張る効果を補強することができ、この場合、中央部ニップ幅は相対的に減少するがローラ全体が高温状態であるため定着性の劣化は比較的少ない。一方少量の定着時には全体の温度が十分上昇しきらないので定着性が低下しやすい傾向になるが、このときには熱膨張も少なくなるので中央部のニップ幅が相対的に細くなる割合も減少して定着性に有利に作用する。   Further, when conditions such as reverse crown amount, pressure, and heating temperature are not appropriate for the fixing speed, the fixing pressure at the center of the nip with respect to the roller rotation axis is locally insufficient as shown in FIG. 10C. At the same time, the contact area for transferring the heat from the heating source to the sheet 7 is insufficient. As a result, both the pressure and the amount of heat supplied decrease at the center of the nip, resulting in insufficient fixing of the toner image on the sheet 7. In addition, a small amount of toner remaining without being fixed adheres to the fixing roller, the fixing film, or the pressure roller, and if the printing is continued as it is, the remaining toner is accumulated. Is discharged to the sheet 7 at a stretch, and a large number of granular toner stains 5a of various sizes as shown in the figure are generated. FIG. 10D is a diagram showing a conventional countermeasure against such toner contamination, and a weak reverse crown rubber layer 14′a having a reduced reverse crown amount on the rubber surface of the pressure roller is formed to form the center of the nip. In order not to greatly reduce the fixing property of the part, and to compensate for the reduction in the paper wrinkle prevention effect, the crown of the pressure roller metal core gradually decreases in size from the center to both ends. This is a crown cored bar reverse crown-shaped roller 14 ′ composed of a cored bar 14′C. With such a combined configuration, when a large amount of fixing is continuously performed, the thick portions of the left and right rubber layers are thermally expanded to promote deformation so that the roller diameter further increases toward the end portion, and the action causes both ends of the sheet to In this case, the central nip width is relatively reduced, but since the entire roller is in a high temperature state, the deterioration of the fixing property is relatively small. On the other hand, when fixing a small amount, the overall temperature does not rise sufficiently, so the fixability tends to decrease, but at this time the thermal expansion also decreases, so the ratio of the nip width at the center portion becoming relatively smaller also decreases. It has an advantageous effect on fixing properties.

しかしながら、この種の製品は近年、印刷速度がますます高速化する傾向にある。印刷速度が高速化するほど、上記の逆クラウン量、圧力、加熱温度などの条件を好適に調整することが困難となり、最良の定着性能も追いつかない。すなわち、紙しわ防止、定着性の向上、そして粒状トナー汚れ防止といった全ての問題を同時に満足することは一層困難となっている。   However, this type of product has recently tended to increase in printing speed. As the printing speed increases, it becomes more difficult to suitably adjust the conditions such as the reverse crown amount, pressure, and heating temperature, and the best fixing performance cannot be caught up. That is, it becomes more difficult to satisfy all the problems such as paper wrinkle prevention, improvement of fixing property, and prevention of granular toner contamination at the same time.

これに向けて先に本発明者は、図11(A)〜(D)に示すように、ローラの軸端部を左右にして正面から見た際のローラ上半分の断面がW型形状に見えるよう加工形成されたシリコンゴム層17aを外周に設けたW型逆クラウンの加圧ローラ17を提案している(参考文献6参照)。この場合の加圧ローラ17はローラ両端部(より正確には最大通紙領域の両端部)の外径Dol,Dorが他の部分よりも太く最大径に形成され、左右両端部とローラ中央部との間の2個所に外径が最も細い最小径部が設けられている。そして、最小径部から両端部の最大径部にむかって漸次外径が太くなるテーパ部となっている。両端部の外径Dol,Dorはローラ中央部の外径Dcよりも太くなっているが、通常の逆クラウン量としては従来のV型の逆クラウンローラの逆クラウン量よりは少なくなっている。ちなみに、通常、逆クラウン量はローラ両端部の平均外径とローラ中央部の外径との差から算出される。   Toward this end, the inventor previously shown in FIGS. 11A to 11D that the cross section of the upper half of the roller when viewed from the front with the shaft end of the roller being left and right has a W-shaped configuration. A pressure roller 17 having a W-shaped reverse crown having a silicon rubber layer 17a processed and formed so as to be visible is proposed (see Reference 6). In this case, the pressure roller 17 is formed such that the outer diameters Dol and Dor at both ends of the roller (more precisely, both ends of the maximum sheet passing area) are thicker than the other portions and have the maximum diameter, and both the left and right ends and the center of the roller The smallest diameter part with the thinnest outer diameter is provided at two points between the two. And it is a taper part where an outer diameter becomes thick gradually from the minimum diameter part toward the maximum diameter part of both ends. The outer diameters Dol and Dor at both ends are thicker than the outer diameter Dc at the center of the roller, but the normal reverse crown amount is smaller than the reverse crown amount of a conventional V-type reverse crown roller. Incidentally, the reverse crown amount is usually calculated from the difference between the average outer diameter of both end portions of the roller and the outer diameter of the central portion of the roller.

一方、最小径部と最大径部との差で比較すると、従来の逆クラウン量と同等以上の差が形成されており、さらにこれらの最小径部と最大径部の距離は従来の逆クラウンローラより近くなっているため形成される逆クラウンテーパー部の勾配はむしろ従来よりも大きくなるのでこの領域に紙端が通過する紙に対してはより紙しわ対策効果が有効に作用する。   On the other hand, when the difference between the minimum diameter portion and the maximum diameter portion is compared, a difference equal to or greater than the conventional reverse crown amount is formed, and the distance between the minimum diameter portion and the maximum diameter portion is the conventional reverse crown roller. Since the slope of the reverse crown taper portion formed is closer than the conventional one, the gradient of the reverse crown taper portion is larger than that in the prior art.

このようなW型逆クラウン加圧ローラ17は、従来の単純なV型の逆クラウンに比べて、中央部の外径が太いため、中央部のニップ幅も太くなり、この部分の定着性能を向上することができる(一般に定着器構成やトナー特性に大差が無い場合、定着ニップ幅が広ければ広いほど定着性は良くなる)。図11(A)に示す加圧ローラ17を図11(B)示す逆クラウン金属フィルム13’cと組み合わせ、図11(C)のように加圧・加熱した際にできる定着ニップ部の形状を測定する。結果、図11(D)のようになり、長手方向中央部にはニップ幅Nwcでほぼ同一ニップ幅を有する略平坦な領域と、その左右外側の脇にニップ幅NwslとNwsrのほぼ同じ幅で最もニップ幅の狭い領域と、これらのニップ幅NwslとNwsrの外側に向かって左右端部の最大ニップ幅NwolとNworに至るまで徐々にニップが太くなる領域を有し、紙しわを発生させたくない紙幅の左右紙端部が通過するニップ幅は中央ニップ幅より太いニップ幅NwllとNwlrよりもさらに外側に位置するように設定されているので、十分に紙しわ防止作用が働くようになる。   Such a W-shaped reverse crown pressure roller 17 has a thicker outer diameter than the conventional simple V-shaped reverse crown, and therefore has a larger nip width at the central portion. (In general, when there is no great difference in the fixing device configuration and toner characteristics, the wider the fixing nip width, the better the fixing property). The pressure roller 17 shown in FIG. 11 (A) is combined with the reverse crown metal film 13′c shown in FIG. 11 (B), and the shape of the fixing nip portion formed when being pressed and heated as shown in FIG. 11 (C). taking measurement. As a result, as shown in FIG. 11 (D), the central portion in the longitudinal direction has a substantially flat area having the nip width Nwc and substantially the same nip width, and the nip widths Nwsl and Nwsr have substantially the same width on the left and right outer sides. The area where the nip width is the narrowest and the nip gradually increases toward the maximum nip widths Nwol and Nwor at the left and right ends toward the outside of the nip widths Nwsl and Nwsr. Since the nip width through which the left and right paper edge portions with no paper width pass is set to be located further outside the nip widths Nwl1 and Nwlr, which are thicker than the central nip width, the paper wrinkle prevention function is sufficiently exerted.

このW型逆クラウン加圧ローラ17の安価な製造方法としては、図12(A)に示すように、加圧ローラ製造用の外型16内に成形後のローラ表面の離型性を向上させるための不図示の熱収縮性フッ素樹脂チューブを挿入した後、クラウン芯金14’cを入れる。外型16は、内部をくりぬいた円筒形の筒状に形成されており、内面の左右の端部に逆クラウンをつけるためのテーパ加工を施し、中央部は平坦な形状に形成されている。クラウン芯金14’cは、中央部から距離C(距離C<距離L)だけ平坦に形成され、その平坦部の両端から左右の端部に向けて細くなるようにテーパを付けたクラウン形状に形成されている。ここでクラウン芯金14’cの中央平坦部の長さは、外型16の中央平坦部の長さより短く形成されている。   As an inexpensive method for manufacturing the W-shaped reverse crown pressure roller 17, as shown in FIG. 12A, the mold release property on the roller surface after molding is improved in the outer mold 16 for manufacturing the pressure roller. After inserting a heat-shrinkable fluororesin tube (not shown), a crown core bar 14'c is inserted. The outer die 16 is formed in a cylindrical shape having a hollowed inner portion, and is subjected to taper processing for attaching reverse crowns to the left and right end portions of the inner surface, and the central portion is formed in a flat shape. The crown metal core 14'c is formed flat by a distance C (distance C <distance L) from the central portion, and has a crown shape tapered so as to become narrower from both ends of the flat portion toward the left and right end portions. Is formed. Here, the length of the central flat portion of the crown metal core 14 ′ c is shorter than the length of the central flat portion of the outer mold 16.

図12(B)に示すように、外型16内にクラウン芯金14’cを入れた状態で、液状のゴム材を外型16の左右両端からまたは片側、あるいは金型を垂直に立てて上から注入し、次にこの金型を加熱してゴム層を硬化させる。最後にゴム層の硬化が完了した時点で全体を冷却し、冷却によるゴム層の収縮を利用して外型16から離型する。このとき、外金型の中央ストレート部の左右端部の中央側には芯金クラウンテーパー部が一部含まれているためこのテーパー部に沿ってゴム層の厚さにも勾配が形成されている。これにより、ゴム層の厚い部分ほど温度低下時に大きく収縮して外径が細くなり、結果としてW型逆クラウン形状が形成される。   As shown in FIG. 12 (B), in a state where the crown core metal 14'c is put in the outer die 16, the liquid rubber material is erected from both the left and right ends of the outer die 16 or one side, or the die is erected vertically. Injecting from above, the mold is then heated to cure the rubber layer. Finally, when the curing of the rubber layer is completed, the whole is cooled, and is released from the outer mold 16 by utilizing the shrinkage of the rubber layer due to the cooling. At this time, since the central side of the left and right end portions of the central straight portion of the outer mold partly includes a core metal crown taper portion, a gradient is formed in the thickness of the rubber layer along the taper portion. Yes. As a result, the thicker the rubber layer, the greater the shrinkage when the temperature is lowered, and the outer diameter becomes narrower. As a result, a W-shaped inverted crown shape is formed.

このような製造方法を用いた理由は、外金型製造時にその左右端部から削りだす加工工程において中央部の外径を途中通過する最小外径部より太く加工する加工技術が困難なためであり、加工性及びコストの観点から新規に考案したものであるが、この製法に用いる外金型の内面中央部はあくまでストレート形状であるため、上記のように形成された加圧ローラを実際の定着動作に用いると、定着時の加熱によって加工時の熱硬化温度に近づいた場合、最小径部が膨張してその形状が外金型の内面形状に近づき、中央部との外径差が減少することが考えられる。   The reason for using such a manufacturing method is that it is difficult to process thicker than the minimum outer diameter part that passes the outer diameter of the central part in the process of cutting out from the left and right ends when manufacturing the outer mold. Yes, it was newly devised from the viewpoint of workability and cost, but since the central part of the inner surface of the outer mold used in this manufacturing method is a straight shape to the end, the pressure roller formed as described above is actually used. When used for fixing operation, when the heat curing temperature approaches the thermosetting temperature during processing, the smallest diameter part expands and its shape approaches the inner shape of the outer mold, reducing the outer diameter difference from the central part. It is possible to do.

しかしながら、定着ニップ形状の評価結果から本ローラでは実際にシートを通紙して定着している時にもこのローラ形状の特徴が維持されていることはわかり、さらにローラ単体を定着時相当の温度まで加熱膨張させて形状測定を行ったところ、室温時より外径差は減少し、測定角度や個体差によってばらつきはあるものの最小径部は残ることが確認されている(実際の定着時の上限飽和温度はローラ製造時の熱硬化温度より十分低いが、あえてローラの熱硬化温度以上に加熱してもこれらの最小径部は残る)。この理由としては加工時のゴムの流動性や加熱温度分布条件などのほか、製造時にはローラ軸方向左右端部が密閉されているが製造後のローラは開放されることの影響、離型性層として表面に設けたフッ素樹脂層の永久変形などが考えられ、少なくとも本ローラにおける製造時の諸条件及び外金型の逆クラウン量や芯金テーパー量の設計値の範囲内では問題なかった。   However, from the evaluation results of the fixing nip shape, it can be seen that the characteristics of this roller shape are maintained even when the sheet is actually passed through and fixed. When the shape was measured by heating and expanding, the outer diameter difference decreased from that at room temperature, and it was confirmed that the minimum diameter portion remained although there was variation depending on the measurement angle and individual difference (upper limit saturation during actual fixing) Although the temperature is sufficiently lower than the thermosetting temperature at the time of roller production, these minimum diameter portions remain even if the heating temperature is higher than the thermosetting temperature of the roller. The reasons for this include the fluidity of rubber during processing and heating temperature distribution conditions, as well as the effects of the roller being opened at the end of the roller axis being sealed at the time of manufacture, and the release layer. The permanent deformation of the fluororesin layer provided on the surface can be considered, and there was no problem at least within the range of the manufacturing conditions of this roller and the design values of the reverse crown amount and the core metal taper amount of the outer die.

図13は実際に上記製法によって製造されたW型逆クラウンローラの外径に関する温度依存性測定データの一例で、このローラは最小径部と最大径部との差分が約50μmと比較的逆クラウン量が小さく加工されたもので、上記の熱膨張時の中央部と最小径部の外径差が減少しやすいことが懸念されたものであり、室温t0のほかに、定着初期温度t1、大量印刷時の飽和温度t2の各場合に相当する温度にローラ単体をオーブンで加熱して各場合の外径形状変化を測定して比較したものである。このローラでは室温t0の場合に図中の下矢印に示すように左端から約65mm付近と約165mm付近に形成されている2つの最小径部はローラ全体の熱膨張とともに相対的に中央部の外径との差がやや減少し、室温時の差が約25μmあるのに対し、通常の少量印刷時には20μm程度に減少し、さらに飽和するまで大量印刷を続けると左側のほうが右側より全体に外径が大きくなる傾きが生じ、形状の対称性が崩れるような傾向が現れている(要因としては、外径測定時に左端側から測定を開始しているため、右端側の測定を終了するまでの間にローラが冷めて右端側に行くほど膨張率が減衰して細く測定されやすくなることも考えられるが、主にゴム材注入時の型内部におけるゴム材の充填密度及び加熱温度などの分布条件における微妙な差が影響していると思われる)。しかしながらこのようなローラでも左右差は大きいものの最小径部は維持されている。またこのローラでは紙しわ抑制のために左右逆クラウンテーパー部で中央部より外径が太くなり始める位置は、室温時では左端から約35mmと約203mmの位置になり、単純にこの室温時の形状を元に判断すると紙しわ対策を作用させたい紙の最小幅としてはグラフ上部に両端矢印で示した範囲のB5用紙程度が限界で、紙しわ対策対称紙をA5用紙と想定した場合、これらの位置はグラフ上部に両端矢印で示したA5サイズ通紙幅に対して左右外側に位置しており、紙しわ抑制効果が及ばないことになるが、実際に定着し始める温度t1の場合の熱膨張した形状ではこれらの位置は図中の上矢印のように左右で多少異なるもののやや中央側にシフトしてA5サイズ領域の内側に収まり、大量印刷時の飽和温度t2の場合には傾きと中央左側に局所的に膨張の大きな部分が生じる影響で右端の上矢印部とA5サイズの右端部がほぼ重なってしまうものの実際の定着中に紙しわ抑制効果はA5サイズ紙に対しても期待できる形状になっている。   FIG. 13 is an example of temperature dependence measurement data regarding the outer diameter of a W-shaped reverse crown roller actually manufactured by the above-described manufacturing method. This roller has a comparatively reverse crown with a difference of about 50 μm between the minimum diameter portion and the maximum diameter portion. The amount is processed to be small, and there is a concern that the difference in outer diameter between the central portion and the minimum diameter portion at the time of thermal expansion is likely to decrease. In addition to the room temperature t0, the fixing initial temperature t1 is large. In this case, the roller alone is heated in an oven to a temperature corresponding to each case of the saturation temperature t2 during printing, and the outer diameter shape change in each case is measured and compared. In this roller, the two minimum diameter portions formed about 65 mm and about 165 mm from the left end as shown by the down arrow in the figure at room temperature t0 are relatively outside the central portion along with the thermal expansion of the entire roller. The difference from the diameter is slightly reduced, and the difference at room temperature is about 25 μm. On the other hand, it is reduced to about 20 μm at the time of normal small-volume printing. Tends to break the symmetry of the shape. (The cause is that the measurement is started from the left end when measuring the outer diameter, so the time until the measurement on the right end is completed. It is also possible that the expansion rate is attenuated and becomes easier to measure as the roller cools down and goes to the right end side, but mainly in the distribution conditions such as the packing density of the rubber material and the heating temperature inside the mold when the rubber material is injected Subtle differences Seems to have affected.) However, even with such a roller, the minimum diameter portion is maintained although the left-right difference is large. In addition, with this roller, the left and right reverse crown taper parts start to become thicker from the center than the center part at approximately room temperature and approximately 203 mm from the left end at room temperature. Judging from the above, the minimum width of paper for which paper wrinkle countermeasures are to be applied is limited to about B5 paper in the range indicated by the double-ended arrows at the top of the graph. The position is located on the left and right outside of the A5 size paper passing width indicated by a double-ended arrow at the top of the graph, and the paper wrinkle suppressing effect is not exerted, but the thermal expansion occurred at the temperature t1 at which actual fixing starts. In the shape, these positions are slightly different on the left and right as shown by the up arrow in the figure, but are shifted slightly to the center side to fit inside the A5 size area. Locally swollen Paper wrinkles inhibiting effect during actual fixing although the right end portion of the upper arrow portion and A5 size rightmost would substantially overlap in large part arises influence of is shaped to be expected with respect to A5 size sheet.

上記の中央部と最小径部との外径差の度合いは製造ばらつきあるいは意図的に設計値や製造条件を変えることでも異なり、最悪、定着初期温度t1程度の温度領域でもこの差分がほとんど消失して中央部の形状がほぼフラットになることもあり得るが、その場合でも従来の中央部が最も細くなる単純なV字型逆クラウンローラに比べると十分な中央部の定着性と紙しわ抑制効果を維持することはできる。すなわち、少なくとも室温状態でW型形状に加工されていれば、膨張時に多少形状が変化しても実際の定着時に必要となる中央部の定着性改善と紙しわ抑制効果を両立するための基本的な作用は維持される。   The degree of the outer diameter difference between the central portion and the minimum diameter portion differs depending on manufacturing variations or intentionally changing design values and manufacturing conditions. In the worst case, this difference almost disappears even in the temperature range around the fixing initial temperature t1. The central part may be almost flat, but even in that case, the center part has sufficient fixing ability and paper wrinkle suppression effect compared to the simple V-shaped reverse crown roller where the central part is the thinnest. Can be maintained. In other words, if it is processed into a W-shape at least at room temperature, it is fundamental to achieve both the improvement of fixing property at the center and the effect of suppressing paper wrinkles, which are necessary for actual fixing even if the shape changes slightly during expansion. The function is maintained.

特開昭63−313182号公報JP-A-63-313182 特開平2−157878号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-157878 特開平4−44075号公報JP-A-4-44075 特開平4−204980号公報JP-A-4-204980 特開平9−152803号公報JP-A-9-152803 特開2005−284089号公報JP 2005-284089 A

本発明者による提案の上記特許文献6に開示されたW型逆クラウン加圧ローラ17を用いることにより、大量印刷作業を行う連続通紙後のトナー汚れの発生は肉眼で確認できなくなるほど極めて減少し、同時に紙しわ防止機能も十分に働いているのでこのローラを搭載した製品においては、所期の目的は達成される。   By using the W-type reverse crown pressure roller 17 disclosed in the above-mentioned Patent Document 6 proposed by the present inventor, the occurrence of toner stains after continuous paper passing through a large-scale printing operation is extremely reduced so that it cannot be confirmed with the naked eye. At the same time, the paper wrinkle prevention function is sufficiently effective, so that the intended purpose is achieved in the product equipped with this roller.

しかしながら、上述したように上記の安価な製造方法においては製法の制約から積極的に所望の外径差を形成しているわけではないため、実際の定着時にゴム層が熱膨張すると高温時のW型形状は製造条件、すなわち、ゴムの材質や処方及びそれらによる流動性、硬化温度条件や温度分布、フッ素樹脂チューブの材質や厚みなどが変化することによってばらつくことは避けられない。   However, as described above, in the above-described inexpensive manufacturing method, a desired outer diameter difference is not positively formed due to manufacturing limitations. Therefore, when the rubber layer is thermally expanded during actual fixing, W It is inevitable that the shape of the mold varies due to changes in manufacturing conditions, that is, the rubber material and prescription and fluidity thereof, curing temperature conditions and temperature distribution, the material and thickness of the fluororesin tube, and the like.

現状の装置ではこのばらつきを許容しても問題ない範囲に収まっているが、今後の更なる装置の高速化に対応するために定着不足を補うべく中央部の外径がさらに太くなるようにマージンを増やして設計すると左右の逆クラウン量が相対的に減少し、ばらつきレベルによっては紙しわの悪化が懸念され、逆に、この紙しわ対策を優先して左右の逆クラウン量を大きく設定しずぎると中央部の外径が相対的に減少し、やはりばらつきレベルによってはこの中央部分の定着性悪化を招いてしまう危険が考えられる。   In the current equipment, even if this variation is allowed, it is within the range where there is no problem, but in order to cope with further speeding up of the equipment in the future, the margin is set so that the outer diameter of the central part becomes thicker to compensate for insufficient fixing. If the design is increased, the left and right reverse crown amounts will be relatively reduced, and depending on the level of variation, there is a concern that paper wrinkles will deteriorate. However, there is a risk that the outer diameter of the central portion is relatively reduced and the fixing property of the central portion is deteriorated depending on the variation level.

このため、今後の更なる装置の高速化に対応するには、より中央部の定着性が劣化しにくく、且つ、紙しわも十分防止でき、さらにこれらの特性が多少の加圧ローラの製造条件のばらつきに対しても安定して発揮できることが望まれ、これを実現するために更なる加圧ローラの改良が必要である。   For this reason, in order to cope with further increase in the speed of the apparatus in the future, the fixing property at the center part is less likely to be deteriorated, and paper wrinkles can be sufficiently prevented. It is desirable to be able to stably exhibit the variation of the pressure, and further improvement of the pressure roller is necessary to realize this.

以上から、本発明の目的は、更なる装置の高速化によって悪化する紙しわの抑制、ニップ中央部の定着性不足解消および、粒状トナー汚れ防止に有効であり、そして高画質を実現できる画像形成装置に用いる定着装置を提供することにある。 From the above, the object of the present invention is to form an image that is effective in suppressing paper wrinkles that deteriorate due to further increase in the speed of the apparatus, eliminating the lack of fixability in the center of the nip, preventing particulate toner stains, and realizing high image quality. An object of the present invention is to provide a fixing device used in the apparatus .

上記目的を達成するために、本発明の代表的な定着装置は、芯金と、前記芯金より外側に形成された弾性層と、を有し、記録材を搬送するニップ部を構成する搬送ローラを備え、トナー像を担持した記録材を前記ニップ部で搬送しながら加熱しトナー像を記録材に定着する定着装置において、前記芯金は、前記芯金の長手方向の中央に直径が前記芯金の長手方向に沿って中央に向かって徐々に小さくなる凹形状のエリアと、前記凹形状のエリアで最大の外径となる両端部からそれぞれ前記搬送ローラの長手方向の端部に向かって徐々に前記直径が小さくなるテーパ形状エリアと、を有し、前記弾性層は、前記弾性層の長手方向の中央に直径が前記弾性層の長手方向に沿って中央に向かって徐々に大きくなる凸形状のエリアと、前記凸形状のエリアで最小の直径となる両端部からそれぞれ前記搬送ローラの長手方向の端部に向かって徐々に前記直径が大きくなるテーパ形状エリアと、を有し、 前記芯金の前記凹形状エリアの前記搬送ローラの長手方向の長さは、前記弾性層の前記凸形状エリアの前記搬送ローラの長手方向の長さよりも短いことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a typical fixing device of the present invention includes a cored bar and an elastic layer formed outside the cored bar, and forms a nip portion that transports a recording material. In a fixing device that includes a roller and heats a recording material carrying a toner image while being conveyed at the nip portion to fix the toner image to the recording material, the core metal has a diameter at the center in the longitudinal direction of the core metal. A concave-shaped area that gradually decreases toward the center along the longitudinal direction of the cored bar, and both ends having the largest outer diameter in the concave-shaped area, respectively, toward the longitudinal end of the conveying roller A taper-shaped area that gradually decreases in diameter, and the elastic layer has a convexity whose diameter gradually increases toward the center along the longitudinal direction of the elastic layer at the center in the longitudinal direction of the elastic layer. The shape area and the convex shape It has a tapered area gradually the diameter increases toward the minimum at both ends of the diameter in the longitudinal direction of the end portion of each of the conveying rollers at A, and the transport of the concave area of the metal core The length of the roller in the longitudinal direction is shorter than the length of the convex area of the elastic layer in the longitudinal direction of the transport roller.

本発明の定着装置によれば、加熱回転体と対をなす加圧回転体の形状/内部構成を改良することで、紙しわや定着性不足を防ぎ、また、トナー汚れを防ぐことができる。すなわち、
・ 定着性に関しては、定着時の加熱回転体から熱を受けて膨張する加圧回転体におけるニップ部形状を回転軸線方向の中央部と左右両端部との間に最小ニップ幅領域を形成して中央部のニップ幅が回転軸線方向のニップの中で最小ニップ幅とならないようにするとともに、この中央領域の加圧回転体の熱容量を局所的に増して温度低下しにくい構成とすることで改善する。
According to the fixing device of the present invention, by improving the shape / internal configuration of the pressure rotator paired with the heating rotator, it is possible to prevent paper wrinkles and insufficient fixability and to prevent toner contamination. That is,
・ Regarding fixing performance, the nip shape of the pressure rotator that expands by receiving heat from the heating rotator during fixing is formed by forming a minimum nip width region between the center in the rotation axis direction and both left and right ends. Improved by preventing the center nip width from becoming the minimum nip width of the nip in the direction of the rotation axis, and increasing the heat capacity of the pressure rotating body in the center region to prevent temperature drop. To do.

・ 紙しわに関しては、紙しわを防止させたい紙の両端部が通過するニップ幅よりも中央ニップ幅を太くせず、且つ、中央部のニップ形状を太鼓状に形成して中央部に紙を引き寄せる作用が発生する領域を中心部のみに限定することで改善する。   -For paper wrinkles, do not make the center nip width thicker than the nip width through which both ends of the paper you want to prevent paper wrinkling, and form the nip shape in the center part into a drum shape, and put the paper in the center part. This is improved by limiting the region where the attracting action occurs only to the center.

また、本発明の加圧回転体の製造方法によれば、コスト的に安価な加圧回転体を製造して提供できる。   Moreover, according to the manufacturing method of the pressurization rotary body of this invention, a pressurization rotary body cheap in cost can be manufactured and provided.

また、本発明の画像形成装置によれば、定着性能が高く、紙しわやトナー汚れを抑える定着装置を装備することで、高能率かつ高画質の画像形成が可能になる。   Also, according to the image forming apparatus of the present invention, it is possible to form a high-efficiency and high-quality image by providing a fixing device that has high fixing performance and suppresses paper wrinkles and toner contamination.

上記課題を達成するための最良の形態は、定着器を構成する加圧ローラが定着時相当温度まで昇温させた場合の熱膨張後の加圧ローラ単体の回転軸線方向形状として、
・ 中央部と左右端部の間に各々最小外径部がある。
The best mode for achieving the above-mentioned problem is as the shape of the pressure roller alone after the thermal expansion when the pressure roller constituting the fixing device is heated to a temperature equivalent to the time of fixing.
・ There is a minimum outer diameter between the center and left and right ends.

・ 中央部は上記左右の最小外径部から中央に向かって徐々に外径が太くなる。   ・ The outer diameter of the central part gradually increases from the left and right minimum outer diameter parts toward the center.

・ 上記中央部のゴム層も中央に向かって徐々に厚くなる。   ・ The rubber layer at the center is gradually thicker toward the center.

・ 上記左右の最小外径部から左右端部に向かって徐々に外径が太くなる。   -The outer diameter gradually increases from the left and right minimum outer diameter portions toward the left and right end portions.

・ 中央部の最大外径は紙しわを防止したい紙の左右端部通過部の外径よりは細い。   ・ The maximum outer diameter at the center is thinner than the outer diameter of the left and right edge passages of the paper to prevent paper wrinkling.

という特徴を有する加圧ローラで構成される形態である。   It is the form comprised with the pressure roller which has the characteristic of.

以下、本発明の画像形成装置とその定着装置、および定着装置用加圧回転体の製造方法について、図を参照してそれらの好適な実施例について詳述する。なお、従来例として図10乃至図12に示した定着装置および加圧ローラ(加圧回転体)との相違がより明らかになるよう対応する部材には同一符号を付してある。   Hereinafter, the image forming apparatus of the present invention, its fixing device, and the manufacturing method of the pressure rotating body for the fixing device will be described in detail with reference to the drawings. Note that corresponding members are denoted by the same reference numerals so that the difference between the fixing device and the pressure roller (pressure rotator) shown in FIGS.

(画像形成装置)
図1は、本実施例による画像形成装置の具体例として電子写真技術を利用したプリンタを示す。このプリンタにおいては、帯電装置の帯電ローラ1によって像担持体である感光体ドラム2の表面を帯電バイアス電圧を印加して一様に所定の極性に帯電する。帯電された感光体ドラム2はレーザ光などによる露光手段3によって露光され、ドラム表面に潜像が形成される。潜像は現像装置4でトナー5を用いて現像してトナー像として顕像化される。すなわち、現像装置4のトナー5を現像ブレード4aと現像スリーブ4bとの間で感光体ドラム2の帯電表面と同極性に摩擦帯電させる。そして、感光体ドラム2と現像スリーブ4bが対向する現像ギャップ部においてDC(直流)バイアス電圧にAC(交流)バイアス電圧を印加して重畳させ、電界作用によってトナー5を浮遊させて振動させつつ、感光体ドラム2の潜像形成部に選択的に付着させる。そして、付着させたトナー5を転写ローラ6と感光体ドラム2で形成される転写ニップ部まで、感光体ドラム2の回転によって搬送する。
(Image forming device)
FIG. 1 shows a printer using electrophotographic technology as a specific example of the image forming apparatus according to this embodiment. In this printer, a charging bias voltage is applied to the surface of a photosensitive drum 2 as an image carrier by a charging roller 1 of a charging device to uniformly charge it to a predetermined polarity. The charged photosensitive drum 2 is exposed by exposure means 3 using laser light or the like, and a latent image is formed on the drum surface. The latent image is developed with the toner 5 by the developing device 4 to be visualized as a toner image. That is, the toner 5 of the developing device 4 is frictionally charged with the same polarity as the charging surface of the photosensitive drum 2 between the developing blade 4a and the developing sleeve 4b. Then, an AC (alternating current) bias voltage is applied and superimposed on a DC (direct current) bias voltage in a developing gap portion where the photosensitive drum 2 and the developing sleeve 4 b face each other, and the toner 5 is caused to float and vibrate by an electric field action. It is selectively attached to the latent image forming part of the photosensitive drum 2. Then, the adhered toner 5 is conveyed to the transfer nip formed by the transfer roller 6 and the photosensitive drum 2 by the rotation of the photosensitive drum 2.

一方、画像が記録される記録媒体となるシート7は、収納トレイ7aから給送ローラ対7c(下ローラはパッドでも良い)によって垂直搬送ローラ対7dまで先端部が給送される。その後、垂直搬送ローラ対7dによって転写前搬送ローラ7eまで搬送される。また、手差しトレイ7bから搬送する場合には、手差しトレイ7bから給送ローラ対7cによって転写前搬送ローラ7eまで搬送される。転写前搬送ローラ7eに搬送されたシート7は、転写前搬送ローラ7eによって転写ガイド上板9aおよび転写ガイド下板9bの間に沿って予め規定された進入角度で転写ニップ部まで搬送される。   On the other hand, the sheet 7 serving as a recording medium on which an image is recorded is fed from the storage tray 7a to the vertical conveying roller pair 7d by a feeding roller pair 7c (the lower roller may be a pad). Thereafter, the sheet is conveyed to the pre-transfer conveyance roller 7e by the vertical conveyance roller pair 7d. When transporting from the manual feed tray 7b, it is transported from the manual feed tray 7b to the pre-transfer transport roller 7e by the feed roller pair 7c. The sheet 7 conveyed to the pre-transfer conveyance roller 7e is conveyed to the transfer nip portion by the pre-transfer conveyance roller 7e along the space between the transfer guide upper plate 9a and the transfer guide lower plate 9b at a predetermined entry angle.

シート7が転写前搬送ローラ7eから転写ニップ部まで搬送されるまでの間には、シート7が種々の部材と接触する。このため、その種々の部材との摺擦によってシート7の表面が帯電する可能性がある。そこで、搬送中のシート7の背面側に接するように設けられ、接地された除電ブラシ8によって、静電的記録を行うに際して画像を乱す要因となる帯電を取り除いている。   While the sheet 7 is conveyed from the pre-transfer conveyance roller 7e to the transfer nip portion, the sheet 7 comes into contact with various members. For this reason, there is a possibility that the surface of the sheet 7 is charged by sliding with the various members. In view of this, the neutralization brush 8 provided so as to be in contact with the back side of the sheet 7 being conveyed and grounded removes the charge that causes the image to be disturbed when performing electrostatic recording.

転写部において、感光体ドラム2上のトナー5を静電的に引き付けてシート7側に移動させるために、トナー5と逆極性の高電圧がシート7背面の転写ローラ6に印加される。これにより、シート7の裏面にトナー5が静電的に引き付けられてトナー像がシート7に転写される。また、シート7の裏面はトナー5の極性とは逆極性のバイアス電圧で帯電され、転写されたトナー5を保持し続けるための転写電荷がシート7の裏面に付与される。   In the transfer unit, a high voltage having a polarity opposite to that of the toner 5 is applied to the transfer roller 6 on the back surface of the sheet 7 in order to electrostatically attract the toner 5 on the photosensitive drum 2 and move it to the sheet 7 side. As a result, the toner 5 is electrostatically attracted to the back surface of the sheet 7 and the toner image is transferred to the sheet 7. Further, the back surface of the sheet 7 is charged with a bias voltage having a polarity opposite to the polarity of the toner 5, and a transfer charge for continuing to hold the transferred toner 5 is applied to the back surface of the sheet 7.

トナー像が転写されたシート7は、加熱回転体13および加圧回転体(加圧ローラ14)などで構成された定着装置12に送り込まれる。定着装置12に送られたシート7は加熱回転体13と加圧ローラ14との間に形成される定着部すなわちニップ部で挟圧される。その際、予め設定された所要の定着温度に維持できるよう、加熱回転体13に設けられたヒータで加熱され、温度管理しつつトナー像を溶着して永久定着する。   The sheet 7 on which the toner image has been transferred is sent to a fixing device 12 including a heating rotator 13 and a pressure rotator (pressure roller 14). The sheet 7 sent to the fixing device 12 is nipped by a fixing portion, that is, a nip portion formed between the heating rotator 13 and the pressure roller 14. At this time, the toner image is heated and fixed by a heater provided on the heating rotator 13 so as to maintain a predetermined fixing temperature set in advance, and the toner image is fused and permanently fixed while controlling the temperature.

トナー像転写後、感光体ドラム2の表面には極性の異なるトナーなどの付着物が僅かに残る。このため、転写ニップ部を通過した後の感光体ドラム2の表面は、クリーニング容器10において、感光体ドラム2の回転に逆らう方向からクリーニングブレード10aを当接させることで付着物を掻き落として清掃し、次の画像形成に備える。   After transfer of the toner image, a slight amount of deposits such as toner having different polarities remain on the surface of the photosensitive drum 2. For this reason, the surface of the photosensitive drum 2 after passing through the transfer nip portion is cleaned by scraping off the adhering matter by bringing the cleaning blade 10a into contact with the cleaning container 10 from the direction against the rotation of the photosensitive drum 2. In preparation for the next image formation.

画像形成プロセス手段は、以上示した帯電ローラ1と、感光体ドラム2と、現像器4およびクリーニング容器10などによって構成される。それらの各構成機器は消耗して交換周期が比較的短いため、プロセスカートリッジとしてまとめて一体化され、カートリッジ11の単位で交換可能になっている。   The image forming process means includes the charging roller 1, the photosensitive drum 2, the developing device 4, and the cleaning container 10 described above. Since these components are consumed and the replacement cycle is relatively short, they are integrated as a process cartridge and can be replaced in units of the cartridge 11.

(実施
1)加圧ローラ
本実施例の加圧ローラ14は、図2(A)に断面を示すように、ローラ回転軸線方向のローラ中央部とその左右両側に凹部を有する形状のシリコンゴム層14”aが形成され、ローラ中央部の定着性を強化した逆クラウン形状の加圧ローラ14”として成形されている。この加圧ローラ14”の中心部には、上半分の形状がM字状の芯金14”bが設けられている。このM型クラウン形状の芯金14”bは、中央部に凹部(中央外径=23mm、中央部長手方向幅=2mmの中央向きテーパ形状)を有し、その両端は外径Daの局所的な最大外径部(最大外径部の外径=23.45mm、長手方向幅=2mm)を有している。この両端の最大外径部端からローラの両端部に至る長さ部分は、外径を漸次細くテーパ加工したテーパ部となっている。
( Example )
1) Pressure roller As shown in the cross section of FIG. 2A, the pressure roller 14 of the present embodiment is a silicon rubber layer 14 "having a shape having a roller central portion in the roller rotation axis direction and concave portions on both right and left sides thereof. a is formed, and is formed as a pressure roller 14 ″ having an inverted crown shape in which the fixing property at the center of the roller is enhanced. At the center of the pressure roller 14 ″, a core bar 14 ″ b whose upper half is M-shaped is provided. This M-shaped crown-shaped cored bar 14 ″ b has a concave portion (central outer diameter = 23 mm, central portion longitudinal width = 2 mm centrally tapered shape) in the central portion, and both ends thereof are locally having an outer diameter Da. The maximum outer diameter portion (the outer diameter of the maximum outer diameter portion = 23.45 mm, the width in the longitudinal direction = 2 mm) The length portion extending from the end of the maximum outer diameter portion at both ends to both ends of the roller is A tapered portion is formed by tapering the outer diameter gradually.

また、加圧ローラ14”の両端部は最大外径Dol,Dorを有して最も太く形成されている。また、加圧ローラ14”のローラ中央部と両端部との間の左右2個所に外径が最も細くなる最小外径部を設けており、室温状態で中央部の外径Dcはこの最小径と略同等の太さである。そして、最小径部からローラ両端部に至る部分は外形を漸次太くしたテーパ部として形成されている。ローラ両端部の外径Dol,Dorは、ローラ中央部の外径Dcより太いが、通常の逆クラウン量としては従来のV型の逆クラウンローラの逆クラウン量と同等である。なお、通常、逆クラウン量は両端部の平均外径と中央部の外径の差を用いて算出される。また、加圧ローラ14”は、ローラ中央部と両端部との間に、ローラ中央部と同等もしくはそれよりもさらに細い部分を有している。がしかし、これらの外径Dsl,Dsr,Dcと両端部の外径Dol,Dorとの差としては従来のV型の逆クラウンローラの逆クラウン量と同等に加工されている。そして、同一の逆クラウン量でも、加圧ローラ14の最小径部とローラ両端の最大径部の距離はより近くなるため、勾配は大きくなる。このため、これらの部分でシート7の端部を外側に引っ張る作用は、通常の逆クラウンローラよりも高くなっている。また、加圧ローラ14”の全長をRとした場合、最小径DslとDsrの位置は、ローラ中央部から左右に距離Sだけ離れた位置にある。ここで、本装置に通紙され、紙しわ対策を施したいシート7のうち最も狭い紙幅の半分の距離から更に5mm短い距離をLとし、中央部から左右にこの距離Lだけ離れた位置における外径をDll,Dlrとすると、室温状態での各位置のローラ外径の大小関係は、左半分の領域だけで表すと、「Dol>Dll>Dc≒Dsl」となっている。したがって、中央部から距離Lの位置から外側の外径は、必ず中央部の外径Dcより十分太く加工されている。   Further, both end portions of the pressure roller 14 ″ have the largest outer diameters Dol and Dor, and are formed to be the thickest. Further, the pressure roller 14 ″ is formed at the two left and right portions between the roller central portion and both end portions. A minimum outer diameter portion where the outer diameter is the thinnest is provided, and the outer diameter Dc of the central portion is approximately the same thickness as the minimum diameter at room temperature. And the part from a minimum diameter part to a roller both ends is formed as a taper part which became thick gradually. The outer diameters Dol and Dor at both ends of the roller are thicker than the outer diameter Dc at the center of the roller, but the normal reverse crown amount is equivalent to the reverse crown amount of a conventional V-shaped reverse crown roller. In general, the reverse crown amount is calculated using the difference between the average outer diameter at both ends and the outer diameter at the center. Further, the pressure roller 14 ″ has a portion which is equal to or thinner than the roller central portion between the roller central portion and both ends. However, these outer diameters Dsl, Dsr, Dc. And the outer diameters Dol, Dor at both ends are processed to be equal to the reverse crown amount of the conventional V-shaped reverse crown roller, and the minimum diameter of the pressure roller 14 is the same even with the same reverse crown amount. As the distance between the roller and the maximum diameter of the roller ends becomes closer, the gradient becomes larger, so that the action of pulling the end of the sheet 7 outward at these portions is higher than that of a normal reverse crown roller. Further, when the total length of the pressure roller 14 ″ is R, the positions of the minimum diameters Dsl and Dsr are located at a distance S from the center of the roller to the left and right. Here, L is a distance shorter by 5 mm from the half of the narrowest paper width of the sheet 7 to be subjected to paper wrinkle countermeasures, and L is set to the left and right from the center portion. Assuming that the diameters are Dll and Dlr, the magnitude relationship between the roller outer diameters at each position in the room temperature state is expressed as “Dol> Dll> Dc≈Dsl” when only the left half region is represented. Therefore, the outer diameter outside from the position of the distance L from the center is always processed to be sufficiently thicker than the outer diameter Dc of the center.

以上の形状に成形された加圧ローラ14”は室温状態におけるものであり、このローラを加熱するとゴム層が全体に膨張し、特に元のゴム厚が厚い部分ほど大きく膨張しやすくなる。   The pressure roller 14 ″ formed in the above shape is in a room temperature state, and when this roller is heated, the rubber layer expands as a whole, and in particular, the portion where the original rubber thickness is thicker tends to expand greatly.

図2(B)は、加熱後のローラ単体の外径の大小関係を示している。図においてローラの各部分の外径部は室温時より太くなっているが特に左右端部と中央部のゴムの肉厚が厚いため、これらの範囲の膨張が大きく、全体としてローラ中央部は左右の最小外径部より太くなる。さらにこの中央部の太さは従来の単純なV型の逆クラウンローラを加熱膨張させた場合の中央部の太さに比べて、十分太くなるように調整されている。定着時と同等の温度条件における各位置の膨張したローラ外径の大小関係は、左半分の領域だけで表すと、「Dol’>Dll’>Dc’>Dsl’」となる。このため、中央部のニップ幅は実際の使用時に加熱されると太くなり、この部分の定着ニップ幅が太くなるうえ、この部分のゴム厚は従来のV型の逆クラウンローラより厚く熱容量も大きくなっているので一度蓄熱された後は従来ローラよりも温度が下がりにくい特性を有しており、さらにこの部分の定着性能の低下を防止するように作用する。   FIG. 2 (B) shows the magnitude relationship of the outer diameter of the roller after heating. In the figure, the outer diameter part of each part of the roller is thicker than at room temperature, but the rubber thickness is particularly thick at the left and right end parts and the central part. It becomes thicker than the smallest outer diameter part. Further, the thickness of the central portion is adjusted to be sufficiently thicker than the thickness of the central portion when a conventional simple V-shaped reverse crown roller is heated and expanded. The relationship between the outer diameters of the expanded rollers at each position under the same temperature condition as that at the time of fixing is expressed as “Dol ′> Dll ′> Dc ′> Dsl ′” only in the left half region. For this reason, the nip width of the central portion becomes thicker when heated in actual use, the fixing nip width of this portion becomes thicker, and the rubber thickness of this portion is thicker than the conventional V-shaped reverse crown roller and has a larger heat capacity. Therefore, once the heat is stored, it has a characteristic that the temperature is less likely to be lower than that of the conventional roller, and further acts to prevent the deterioration of the fixing performance of this portion.

また、連続通紙時の粒状トナー汚れは、数百枚単位以上の大量のシート7を連続通紙した際の微小なトナー汚染の蓄積で形成される。そして、中央付近の数十μmの外径差による定着性のわずかな差によってもその汚れの発生の量及び頻度が大きく左右され、外径が太い方が定着ニップ幅が太くできるのでトナー汚れを抑えることができる。従って、定着時に中央部が太くなるように加工された加圧ローラ14”は、中央部の外径Dcをより太くできるため、トナー汚れの抑制効果が期待できる。   Further, the granular toner stains at the time of continuous paper passage are formed by accumulation of minute toner contamination when a large amount of sheets 7 of several hundred sheets or more are continuously passed. Even the slight difference in the fixing property due to the outer diameter difference of several tens of μm near the center greatly affects the amount and frequency of occurrence of the stain, and the larger the outer diameter, the wider the fixing nip width, so that the toner stain can be removed. Can be suppressed. Accordingly, the pressure roller 14 ″ processed so that the central portion becomes thicker at the time of fixing can increase the outer diameter Dc of the central portion, so that an effect of suppressing toner contamination can be expected.

一方、このように中央部の定着性を強化された加圧ローラ14”は、中央部から左右に距離Sだけ離れた位置のローラ外径は加熱されて多少膨張するものの、ローラ製造時のゴム材の注入圧力差、加熱温度分布などに起因するゴム材の硬化速度差、成型後の応力の開放、定着加圧力の作用、芯金形状の影響などに起因して、中央部ほど膨張せず、やはり最小外径部となる。しかし、定着ニップ部を形成するための加圧バネが左右の端部で作用するため、定着ニップ部の長手方向の圧力分布は、中央から端部に向かうにつれて高くなる。また、連続通紙中には中央部の温度は通紙されるシート7に奪われて低下しやすく、定着ニップ部の長手方向の温度分布は、中央から端部に向かうにつれて高くなる。このため、中央部から左右に離れた位置では、ローラ外径が多少細くなったとしても、中央部より高温高圧で定着条件がよく、この部分の定着性の低下は中央部に同じ外径を設けたときほど大きくは無い。また、従来の逆クラウンローラでは、中央部の一箇所に集中して圧力低下と温度低下が生じる。これに対して、加圧ローラ14”では、中央部から左右に距離Sだけ離れた位置の圧力低下は左右に分散されて更に軽減される。このため、連続通紙耐久試験を行った際に、これらの左右の最小外径部において定着性が低下することを防止することができる。   On the other hand, the pressure roller 14 ″ with enhanced fixability at the central portion as described above is a rubber at the time of roller manufacture, although the outer diameter of the roller at a distance S from the central portion to the left and right is heated and expands somewhat. It does not expand as much as the central part due to differences in the injection speed of the material, differences in the curing speed of the rubber material due to the heating temperature distribution, release of stress after molding, the effect of fixing pressure, the influence of the core metal shape, etc. However, since the pressure spring for forming the fixing nip portion acts at the left and right ends, the pressure distribution in the longitudinal direction of the fixing nip portion increases from the center toward the end portion. Further, during continuous paper feeding, the temperature at the center is easily lost by the sheet 7 being passed, and the temperature distribution in the longitudinal direction of the fixing nip portion becomes higher from the center toward the edge. Because of this, the position that is left and right from the center However, even if the outer diameter of the roller is somewhat thinner, the fixing conditions are better at higher temperatures and pressures than in the central part, and the deterioration of the fixing property in this part is not as great as when the same outer diameter is provided in the central part. In the reverse crown roller, the pressure drop and the temperature drop occur at one central portion. On the other hand, in the pressure roller 14 ″, the pressure drop at the position left and right from the center portion is reduced. It is further reduced by being distributed to the left and right. For this reason, when the continuous paper-passing durability test is performed, it is possible to prevent the fixability from being lowered at the left and right minimum outer diameter portions.

図14にこのようにして加工されたM型芯金W型逆クラウンローラの一例として、左右端部の逆クラウン量を120μm以上に十分大きく加工したローラの室温t0の状態から連続印刷時相当の飽和温度t2までの各温度におけるローラ単体の外径変化を測定した比較図を示す。   As an example of the M-type cored bar W-type reverse crown roller processed in this way in FIG. 14, the roller processed at a room temperature t0 having a sufficiently large reverse crown amount at the left and right end portions of 120 μm or more is equivalent to that during continuous printing. The comparison figure which measured the outer-diameter change of the roller single-piece | unit in each temperature to saturation temperature t2 is shown.

この図からわかるように、上記構成にしたがって加工されたローラの室温t0時の形状は芯金形状の影響を受けて中央部にM型の形状を有し、その左右端部外側に向かって逆クラウン形状が続くようになっているが、定着立ち上げ直後の温度ts付近では各部のゴム層の膨張率の相違によって凹部が選択的により大きく膨張し、中央部全体がほぼフラット化し、定着開始時のt1付近でやや中央部が盛り上がり始め、同時に左右の逆クラウンテーパー部の中央側端部との境界部分に改めて最小径部が形成され始め、連続大量印刷時のt2付近の飽和状態では中央部が完全に盛り上がるようになる。この間、中央部と左右端部との間に形成される2つの最小径部に相当する位置は室温状態の84mmと147mm付近から飽和状態には中央寄りにシフトして98mmと140mm付近となるので、総合すると実際の定着動作中に中央部がより太くなって定着性が向上し、且つ、左右の逆クラウンテーパー形成領域が中央側に広がってより幅の狭い紙にも紙しわ対策効果が作用するような理想的なW逆クラウン形状が形成されるようになっている事がわかる(本ローラでは室温状態でもA5サイズ紙に対して十分外側に逆クラウンテーパー部が形成されているが、熱膨張によってさらに中央部と紙端部通過行領域の外径差は増大し、且つ中央部の形状は太鼓状で外径の太い部分は中心部に局所的に形成されているだけなので紙全体を中央部に引き寄せる力も制限され、紙しわ抑制効果は高くなる)。   As can be seen from this figure, the shape of the roller machined according to the above configuration at room temperature t0 is influenced by the cored bar shape and has an M-shaped shape at the center, and is reversed toward the outer side of the left and right ends. Although the crown shape continues, in the vicinity of the temperature ts immediately after the start of fixing, the concave portion expands selectively and greatly due to the difference in expansion coefficient of each rubber layer, and the entire central portion becomes almost flat, and at the start of fixing. In the vicinity of t1, the central part starts to rise slightly, and at the same time, the minimum diameter part begins to be formed again at the boundary with the central end of the left and right reverse crown taper parts. Becomes completely exciting. During this time, the positions corresponding to the two smallest diameter portions formed between the center portion and the left and right end portions shift from around 84 mm and 147 mm in the room temperature state to near the center in the saturated state and become around 98 mm and 140 mm. Overall, during the actual fixing operation, the central part becomes thicker and the fixing property is improved, and the left and right reverse crown taper forming areas are extended to the center side, and the paper wrinkle countermeasure effect also acts on narrower paper It can be seen that an ideal W reverse crown shape is formed (this roller has a reverse crown taper portion formed sufficiently outside of A5 size paper even at room temperature, Due to the expansion, the outer diameter difference between the central part and the paper edge passing line area further increases, and the central part has a drum shape and the thick outer part is only locally formed in the central part. The power to draw in the center is also controlled Is, paper wrinkle suppressing effect becomes higher).

なお、このときの2つの最小外径部のシフト要因としては、
・ 左右の大きな逆クラウン部の膨張による左右端から中央部への押し出し圧
・ 中央部の熱膨張によるその両脇部の中央側への引き寄せ力
などが作用しているためと考えられる。
In addition, as a shift factor of the two minimum outer diameter portions at this time,
・ Extrusion pressure from the left and right ends to the center due to expansion of the large left and right reverse crowns ・ This is thought to be due to the pulling force toward the center of both sides due to thermal expansion of the center.

本発明のローラはこのように熱膨張時に左右の最小外径部が従来のW逆クラウンローラより大きく中央寄りにシフトする特性があるため、定着時に紙しわ抑制効果が作用する紙の幅は室温時に想定した紙よりさらに幅の狭い紙にも有効となり、この効果分だけ対象となる紙種をより幅の狭い紙に合わせて設定しても良いが、本実施例ではこの効果分を信頼性確保用のマージンとして捕らえ、以下の説明において、室温時と膨張時の最小外径部の発生位置はほぼ同じ位置として説明している。     Since the roller of the present invention has such a characteristic that the left and right outer diameter portions shift larger toward the center than the conventional W reverse crown roller at the time of thermal expansion, the width of the paper on which the paper wrinkle suppressing effect acts at the time of fixing is room temperature. This is also effective for paper that is narrower than the assumed paper, and the target paper type may be set to match the narrower paper for this effect. In the following description, the generation position of the minimum outer diameter portion at room temperature and during expansion is described as being substantially the same position.

また、このM型芯金を用いて膨張時にW型逆クラウン形状となる加圧ローラは温度条件によって外形の変化が大きいため、以下の説明においてはすべて中央定着性強化逆クラウンローラと称する。   In addition, since the change in the outer shape of the pressure roller that becomes a W-shaped reverse crown shape when expanded using the M-type cored bar greatly varies depending on the temperature condition, it will be referred to as a central fixing reinforced reverse crown roller in the following description.

2)通紙試験
つぎに、図3(A)〜(D)を参照して、ローラ中央部の定着性が強化された逆クラウンローラの紙しわ、トナー汚れを評価する試験について説明する。
2) Paper Passing Test Next, with reference to FIGS. 3A to 3D, a description will be given of a test for evaluating paper wrinkles and toner stains of the reverse crown roller with enhanced fixability at the center of the roller.

評価装置としては、同一のフィルム加熱型定着器12を用いた電子写真方式のプリンタを用いた。定着器12に用いる4種類のそれぞれ加圧ローラについて、紙しわ試験とトナー汚れ試験の2種類の試験(合計8通りの試験)を行った。なお、評価に用いたプリンタ本体が毎分55枚以上の高速機である。   As an evaluation apparatus, an electrophotographic printer using the same film heating type fixing device 12 was used. For each of the four types of pressure rollers used in the fixing device 12, two types of tests, a paper wrinkle test and a toner stain test, were performed (a total of eight tests). The printer body used for the evaluation is a high-speed machine with 55 or more sheets per minute.

図3(A)に示すように、フィルム加熱型定着器12aは加圧ローラ、加熱回転体13から構成されている。加圧ローラとして表面形状の異なる4種類のローラについて、試験を実施している。なお、以下の加圧ローラ等の寸法は、実験に当たっての一例であり、かかる値に限定されるものではない。   As shown in FIG. 3A, the film heating type fixing device 12 a is composed of a pressure roller and a heating rotator 13. Tests are conducted on four types of rollers having different surface shapes as pressure rollers. The following dimensions of the pressure roller and the like are examples for the experiment, and are not limited to these values.

各加圧ローラは、ローラ全長=235mm(軸部を除く)であり、本実施例の加圧ローラ以外のローラの芯金は中央部に50mm幅で外径Da=23.45mmの平坦部を有し、この平坦部の左右端部から外径Db=21.45mmのローラの左右両端部にかけて外径が細くなるようにテーパ加工がなされたアルミ製のクラウン形状である。一方、本実施例の加圧ローラの芯金は、上記芯金と左右端部は同じ形状であるが、中央部の50mm幅の領域は、中央50mm幅の両端から内側にわずかな平坦部を介して、やはりわずかな平坦部を有する中央部に向けて細くなるようにテーパ量0.225mmで中央部に向けてテーパ加工されている。芯金の外周には、シリコンゴム層、更にその表面に50μmの厚さのPFAチューブ層を設け、ローラ全体の平均硬度=59°(ASKER−C500g加重時)となるように調整している。   Each pressure roller has a total length of 235 mm (excluding the shaft portion), and the core metal of the roller other than the pressure roller of this embodiment has a flat portion having a width of 50 mm and an outer diameter Da of 23.45 mm at the center. It has an aluminum crown shape that is tapered so that the outer diameter decreases from the left and right end portions of the flat portion to the left and right end portions of a roller having an outer diameter Db = 21.45 mm. On the other hand, the core of the pressure roller of the present embodiment has the same shape as the core and the left and right ends, but the 50 mm wide region of the central portion has a slightly flat portion inside from both ends of the central 50 mm width. Accordingly, the taper is tapered toward the center portion with a taper amount of 0.225 mm so as to become thinner toward the center portion having a slight flat portion. A silicon rubber layer is provided on the outer periphery of the core metal, and a PFA tube layer having a thickness of 50 μm is provided on the surface thereof. The average hardness of the entire roller is adjusted to 59 ° (when ASKER-C is applied with 500 g).

室温状態において、3種類の加圧ローラのシリコンゴムの表面形状は、つぎの3通りでなっている。   In the room temperature state, the surface shape of the silicon rubber of the three types of pressure rollers is as follows.

(1)中央部と左右の端部がほぼ同じストレート形状。   (1) Straight shape with substantially the same center and left and right ends.

(2)逆クラウン量120μmの従来のV型逆クラウン。   (2) A conventional V-shaped reverse crown having a reverse crown amount of 120 μm.

(3)中央部と端部の逆クラウン量=略120μm、かつ最小外径部と端部の逆クラウン量=120μmの2つの凹部を有する形状。   (3) A shape having two concave portions with a reverse crown amount at the center and the end = approximately 120 μm and a reverse crown amount at the minimum outer diameter portion and the end = 120 μm.

(4)中央部と端部の逆クラウン量=略120μm、かつ最小外径部と端部の逆クラウン量=120μmの3つの凹部を有する形状。   (4) A shape having three concave portions with a reverse crown amount at the center and the end = approximately 120 μm and a reverse crown amount at the minimum outer diameter portion and the end = 120 μm.

本実施例のローラ中央部の定着性を強化したタイプの加圧ローラ14”は、室温では左右端部の外径DolとDorはともに30.40mm、最小径DslとDsrが30.38mmで中央部の外径Dcもほぼこの最小径部の外径と同等である。しかしながら加熱時には図14の加圧ローラの温度依存性と同様に、定着前の待機完了温度では中央とその左右の最小径部はほぼ消失して中央部はフラット形状に近くなるが、定着開始後はゴム層の蓄熱に伴って徐々に中央部のみが選択的に膨張し始め、連続印刷によって飽和温度付近に達すると中央部に凸形状の外径増大部、その左右に最小径部、さらにその左右端部にギャククラウンテーパー部が形成されるような外径分布が形成され、Dol‘=30.84mm、Dc’=30.66mm、Dsl‘=30.64mmとなる(すなわち熱膨張時のギャククラウン量は200μm近くまで増大する)。   In this embodiment, the pressure roller 14 ″ of the type having enhanced fixing performance at the central portion of the roller has an outer diameter Dol and Dor of 30.40 mm at the left and right ends at room temperature, and a minimum diameter Dsl and Dsr of 30.38 mm. The outer diameter Dc of the portion is substantially the same as the outer diameter of the minimum diameter portion, however, during heating, similar to the temperature dependency of the pressure roller in FIG. The center part almost disappears and the center part is close to a flat shape, but after the start of fixing, only the center part gradually begins to expand with the heat accumulation of the rubber layer. An outer diameter distribution is formed such that a convex outer diameter increasing portion is formed on the portion, a minimum diameter portion is formed on the left and right sides, and a gap crown taper portion is formed on the left and right end portions, Dol ′ = 30.84 mm, Dc ′ = 30.66 mm, The sl '= 30.64mm (i.e. reverse crown amount at the time of thermal expansion is increased to near 200 [mu] m).

なお、ここでは紙しわの発生を防止させたい最小の紙幅をA5サイズ紙として設定しており、少なくとも室温状態で定着時のローラ中央部の定着ニップ幅がA5サイズ紙の左右端部の通過する位置のニップ幅より太くならないように加圧ローラの形状を調整している。(製造時のばらつきを考慮するとこの紙端部位置と最小ニップ部との間のマージンは多めに調整した方がよい)。一方、逆クラウン効果が全く作用しなくなる幅100mm以下の紙種には封筒やハガキなど幅が狭く比較的厚い紙種しかなく、紙幅自体が狭いため幅方向の剛性も相対的に増大しているのでシワになりにくく、このサイズの紙種については特に紙しわを防止する必要は無い。また、幅100mm以上でA5サイズ紙より幅の狭い紙種については左右端部に逆クラウン効果は作用するものの中央部にも引き寄せられやすくなるのでA5サイズ紙以上の大きさの紙に比べると紙しわ防止効果は低下するはずであるが、
・実際には、上記温度依存性を実際に評価した図14のローラの例のように熱膨張時にはこの左右の逆クラウン作用領域が広がるのでB6サイズ紙でも効果が期待できるようになり、さらに連続通紙された場合には左右の非通紙部領域はヒータによる加熱はされているのに紙が通過しないため紙によって熱を奪われない分だけより高く昇温して左右端部のローラの膨張率が増大し、その影響は通紙部の左右端部にも及ぶので逆クラウン効果がより高くなり、全体として熱膨張時の紙しわ防止効果は高くなる。
Here, the minimum paper width that is desired to prevent the occurrence of paper wrinkles is set as A5 size paper, and the fixing nip width at the center of the roller at the time of fixing at least at room temperature passes through the left and right end portions of the A5 size paper. The shape of the pressure roller is adjusted so as not to be thicker than the nip width of the position. (In view of manufacturing variations, it is better to adjust the margin between the paper edge position and the minimum nip part). On the other hand, paper types with a width of 100 mm or less in which the reverse crown effect does not work at all have only narrow and relatively thick paper types such as envelopes and postcards, and since the paper width itself is narrow, the rigidity in the width direction is relatively increased. Therefore, it is not likely to be wrinkled, and it is not necessary to prevent wrinkling of paper of this size. Also, for paper types with a width of 100 mm or more and narrower than A5 size paper, the reverse crown effect acts on the left and right edges, but it is easily attracted to the center, so paper is larger than A5 size paper or larger. The wrinkle prevention effect should be reduced,
Actually, the left and right reverse crown action areas are widened at the time of thermal expansion as in the example of the roller of FIG. 14 in which the temperature dependence was actually evaluated, so that the effect can be expected even with B6 size paper, and further continuous When the paper is passed, the left and right non-paper passing areas are heated by the heaters, but the paper does not pass through. Since the expansion rate increases and the influence extends to the left and right ends of the sheet passing portion, the reverse crown effect becomes higher, and the paper wrinkle prevention effect during thermal expansion as a whole becomes higher.

図3(A)において、加熱回転体13は定着フィルムとして逆クラウン金属フィルム13cを用いている。逆クラウン金属フィルム13cは、熱伝導性の高い円筒状の金属フィルムであり、45枚/分以上の高速に対応する。また、逆クラウン金属フィルム13cは、塑性加工にて逆クラウン加工を施されており、(Dfl+Dfr)/2−Dfc=50μmの逆クラウン量で、逆クラウン効果を高めている。ここで、Dfl、Dfrは、左右の端部の外径を示し、Dfcは中央部の外径を示す。   In FIG. 3A, the heating rotator 13 uses an inverted crown metal film 13c as a fixing film. The reverse crown metal film 13c is a cylindrical metal film having high thermal conductivity, and corresponds to a high speed of 45 sheets / minute or more. Further, the reverse crown metal film 13c is subjected to reverse crown processing by plastic working, and the reverse crown effect is enhanced with the reverse crown amount of (Dfl + Dfr) / 2−Dfc = 50 μm. Here, Dfl and Dfr indicate the outer diameters of the left and right end portions, and Dfc indicates the outer diameter of the central portion.

逆クラウン金属フィルム13cは、ステンレス(SUS)製で厚みは35μmの可撓性を有する金属管を塑性加工した基層の表面に、以下の方法で不図示のフッ素樹脂層を離型層として形成している。なお、基層の厚みは、20〜200μmであればよく、20μm以下のSUSフィルムでは熱伝導の観点からは好ましいものの、機械的強度が不足するため、フィルム内面とヒータ面との摺擦や左右端部のフィルムエッジ部分とフランジ(フィルムが左右に偏ることを防止する為の規制部材)との摺擦による端部削れ、及び、定着ニップ部に紙が挟まれた状態でジャムした際の紙の除去作業時にかかるフィルムへの機械的負荷に対する強度不足等の懸念等の観点から長期使用に対する耐久性の面で好ましくなく、一方、200μm以上のSUSフィルムではフィルムの剛性が高くなり過ぎて柔軟性が不足し、定着ニップ部でのヒータ面との接触性が悪化して十分にヒータの熱を紙や加圧ローラ側に伝えられなくなって定着性が劣化する。   The reverse crown metal film 13c is formed of a fluororesin layer (not shown) as a release layer on the surface of a base layer obtained by plastic processing of a metal tube made of stainless steel (SUS) and having a thickness of 35 μm. ing. The thickness of the base layer may be 20 to 200 μm, and a SUS film having a thickness of 20 μm or less is preferable from the viewpoint of heat conduction, but the mechanical strength is insufficient. End edge scraping due to rubbing between the film edge part of the part and the flange (regulating member for preventing the film from being biased to the left and right), and the paper when jammed with the paper sandwiched between the fixing nip part It is not preferable in terms of durability against long-term use from the viewpoint of concerns such as insufficient strength against mechanical load on the film during the removal operation. On the other hand, a SUS film of 200 μm or more has too high film rigidity and flexibility. The contact with the heater surface at the fixing nip portion is deteriorated and the heat of the heater cannot be sufficiently transmitted to the paper or the pressure roller side, so that the fixing property is deteriorated.

まず、接着層となるフッ素樹脂用プライマーに導電付与部材としてカーボンブラックを適量分散したフッ素樹脂用プライマー液槽に、逆クラウンを形成された金属フィルムをディッピング法にて浸漬し、約5μmの膜厚をコーティングする。その後、190〜230℃に設定された恒温槽にて15〜45分間の乾燥させ、常温にて冷却を行う。   First, a metal film formed with a reverse crown is dipped in a fluororesin primer solution tank in which carbon black is dispersed in an appropriate amount as a conductivity-imparting member in a fluororesin primer serving as an adhesive layer, and the film thickness is about 5 μm. Coating. Then, it is dried for 15 to 45 minutes in a thermostat set to 190 to 230 ° C. and cooled at room temperature.

次いで、離型層のフッ素樹脂として、PTFE樹脂とPFA樹脂の混合フッ素樹脂ディスパージョンを用いる。このフッ素樹脂ディスパージョンに導電性付与材としてカーボンブラックを適量付与した液槽に、先工程にて導電性プライマーをコーティング乾燥した金属管を浸漬させ、ディッピング法にて、膜厚約10μmのコーティングを施す。その後、焼成炉にて、約250〜280℃で10〜15分、約300〜330℃で20〜30分、約370〜400℃で10〜15分の段階的焼成を行い、離型層(スリーブの表面層)のフッ素樹脂を形成する。   Next, a mixed fluororesin dispersion of PTFE resin and PFA resin is used as the fluororesin of the release layer. A metal tube coated with a conductive primer in the previous step is dipped in a liquid tank provided with an appropriate amount of carbon black as a conductivity imparting material to this fluororesin dispersion, and a coating with a film thickness of about 10 μm is formed by dipping. Apply. Then, stepwise baking is performed in a baking furnace at about 250 to 280 ° C. for 10 to 15 minutes, about 300 to 330 ° C. for 20 to 30 minutes, and about 370 to 400 ° C. for 10 to 15 minutes. Fluorine resin of the sleeve surface layer is formed.

逆クラウン金属フィルム13cの内部には、図3(A)に示すようにセラミックヒータ13aと、フィルムガイド部材13bが設けられている。   Inside the reverse crown metal film 13c, as shown in FIG. 3A, a ceramic heater 13a and a film guide member 13b are provided.

セラミックヒータ13aは、Al、AlN、SiC等より成るセラミック基板、該セラミック基板上に発熱ペーストを印刷した発熱体、該発熱体の保護と絶縁性を確保するためのガラスコーティング層等から構成されている。フィルムガイド部材13bは、断面略半円弧状に形成されており、逆クラウン金属フィルム13cをガイドする。 The ceramic heater 13a includes a ceramic substrate made of Al 2 O 3 , AlN, SiC, or the like, a heating element in which a heating paste is printed on the ceramic substrate, a glass coating layer for ensuring protection and insulation of the heating element, and the like. It is configured. The film guide member 13b has a substantially semicircular cross section and guides the reverse crown metal film 13c.

加熱回転体13は、各加圧ローラの上に総圧18kg重の圧力で加圧当接されて定着ニップ部を形成し、定着ニップ部でシート7を挟持搬送する。この際、セラミックヒータ13aの発熱体へ電力制御されたAC電流を供給してセラミックヒータ13aを発熱させる。そして、セラミックヒータ13aから逆クラウン金属フィルム13cを介して伝わる熱と、各加圧ローラによる加圧力により、シート7上のトナー像を溶融してシート7上に永久固着する。   The heating rotator 13 is pressed against each pressure roller with a total pressure of 18 kg to form a fixing nip portion, and the sheet 7 is nipped and conveyed by the fixing nip portion. At this time, an AC current whose power is controlled is supplied to the heating element of the ceramic heater 13a to cause the ceramic heater 13a to generate heat. The toner image on the sheet 7 is melted and permanently fixed on the sheet 7 by heat transmitted from the ceramic heater 13a through the reverse crown metal film 13c and pressure applied by each pressure roller.

またその際、セラミック基板の裏には不図示の温度検知素子(チップサーミスタ)が接着してあり、非通紙時の一定時間ヒータへの通電をOFFまたはONした時間内の温度変化をサーミスタにより検知する。そして、この検知結果を基にセラミックヒータ13aの目標温度を決定して、不図示のヒータ駆動手段を制御して電力制御を行い、ヒータ温度を目標温度(プリント温度)に保っている。   At that time, a temperature detection element (chip thermistor) (not shown) is adhered to the back of the ceramic substrate, and the thermistor detects the temperature change within the time when the power to the heater is turned off or on for a certain period of time when paper is not passed. Detect. And based on this detection result, the target temperature of the ceramic heater 13a is determined, electric power control is performed by controlling a heater driving means (not shown), and the heater temperature is kept at the target temperature (printing temperature).

つぎに、試験の種類について説明する。通紙試験として、紙しわ試験とトナー汚れ試験の2種類の試験を行った。   Next, test types will be described. As the paper passing test, two types of tests, a paper wrinkle test and a toner stain test, were performed.

A)紙しわ試験
30℃/80%の高温高湿環境試験室に48時間以上放置させた坪量64gの比較的薄いA4サイズの紙(シワを発生しやすい紙)を用いて、格子パターン画像を連続10枚印刷した際のシート上に生じる紙しわの有無を観察する。また、この紙しわ試験において、使用した加圧ローラは全て全体平均硬度が本来のローラより略1°低いローラを用いており、ニップ幅を全体に広くしてより紙しわを発生しやすい条件で評価を行っている。
A) Paper wrinkle test A lattice pattern image using a relatively thin A4 size paper having a basis weight of 64 g that is allowed to stand for 48 hours or more in a 30 ° C./80% high temperature and high humidity environment test room. Observe the presence or absence of paper wrinkles on the sheet when 10 sheets are printed continuously. Also, in this paper wrinkle test, all the pressure rollers used are rollers whose overall average hardness is approximately 1 ° lower than the original roller, and the conditions are such that paper creases are more likely to occur by widening the nip width as a whole. We are evaluating.

B)トナー汚れ試験
15℃/10%の低温低湿環境試験室に48時間以上放置させた坪量90gの炭酸カルシウム含有Letterサイズの紙(トナー汚れを誘発しやすい紙)を用いて、4%印字率の文字パターン画像を連続400枚ずつ印刷しながら紙を継ぎ足しを繰り返す。そして、最終的に3万枚まで印刷した際の紙上に生じる粒状トナー汚れの発生量及び頻度を観察評価する。
B) Toner smear test 4% printing using letter size paper containing 90 g of calcium carbonate (paper that easily induces toner smear) left in a low temperature and low humidity environment test room at 15 ° C / 10% for 48 hours or more. The paper is repeatedly added while the character pattern image of the rate is continuously printed 400 sheets at a time. Then, the amount and frequency of occurrence of granular toner stains on the paper when finally printing up to 30,000 sheets are observed and evaluated.

表1は4種類の加圧ローラについて紙しわ試験とトナー汚れ試験をして比較評価した結果を示す表である。表1において、×は紙しわ又はトナー汚れが発生した場合を示し、○は紙しわ又はトナー汚れがほとんど発生せず、発生したとしても実用上問題にならないほど軽微である場合を示し、◎は全く発生しない場合を示す。   Table 1 is a table showing the results of comparative evaluation of the four types of pressure rollers through the paper wrinkle test and the toner stain test. In Table 1, × indicates a case where paper wrinkles or toner stains occur, ○ indicates that paper wrinkles or toner stains hardly occur, and even if they occur, they are so slight that they do not cause a problem in practice. The case where it does not occur at all is shown.

Figure 0004956074
Figure 0004956074

表1に示すように、ストレートローラでは、トナー汚れはほとんど発生しなかったが、紙しわの発生が顕著である。V型逆クラウンローラでは、紙しわは逆クラウン効果によってほとんど発生しなくなった。しかし、V型の谷部となる中央部に相当する位置の紙先端部のローラ1周分の長さの領域に、多量の粒状トナー汚れが連続通紙開始から約8000枚目辺りから発生し始めた。その後も1日目の試験が終えて装置全体が完全に冷え切った状態から翌日の試験を開始した際に、トナー汚れの量も増え、トナー汚れの粒の大きさもより大きな塊となって先端中央部に集中的に発生するようになった。W型逆クラウンローラでは、紙しわの発生防止効果が高く、むしろ従来の紙しわ対策に使用してきたV型逆クラウンローラと同等以上に良好で、やはりほとんど発生しなくなる。また、粒状トナー汚れに対しても3万枚の耐久中に問題となるようなレベルのトナー汚れは全く発生せず、ストレートローラと同等以上の結果が得られる。   As shown in Table 1, with the straight roller, toner contamination hardly occurred, but the occurrence of paper wrinkles is remarkable. In the V-type reverse crown roller, paper wrinkles hardly occur due to the reverse crown effect. However, a large amount of granular toner stains are generated from about the 8000th sheet from the start of continuous paper feeding in the area of the length of one roller at the front end of the paper at the position corresponding to the central part that is the V-shaped valley. I started. After that, when the test for the first day was completed and the test for the next day was started after the entire device was completely cooled, the amount of toner stains increased and the size of the toner stains became larger and the tip became a lump. It began to occur intensively in the center. The W-type reverse crown roller has a high effect of preventing the occurrence of paper wrinkles. Rather, it is as good as or better than the V-type reverse crown roller that has been used in the conventional countermeasures against paper wrinkles. Further, even with respect to granular toner stains, there is no level of toner stains that would cause a problem during the durability of 30,000 sheets, and a result equal to or higher than that of a straight roller can be obtained.

最後に本実施例の中央定着性強化逆クラウンローラでは、紙しわの発生防止効果がさらに高く、今回の評価範囲では全く発生しなくなった。また、粒状トナー汚れに対しても3万枚の耐久中にトナー汚れは全く発生せず、W型逆クラウンローラ以上の結果が得られ、別途ローラ硬度を1°硬くして定着に不利な条件でも評価を試みたが、その場合でもトナー汚れは発生せず、同じローラ硬度であれば本実施例のローラの方がよりトナー汚れ防止効果に対するマージンが高くなることがわかった。   Finally, the center fixing property-enhanced reverse crown roller of this example has a higher effect of preventing the occurrence of paper wrinkles, and does not occur at all in this evaluation range. In addition, even with 30,000 sheets of toner, the toner does not stain at all, resulting in a result superior to that of a W-type reverse crown roller. However, evaluation was attempted, but even in that case, toner contamination did not occur, and it was found that the roller of this example had a higher margin for preventing toner contamination if the roller hardness was the same.

上記の試験において、中央定着性強化逆クラウンローラは、上述したように室温状態の3つの凹部が、実際の定着動作中は過熱によって中央部のゴム層が膨張し、図3(C)に示すように逆クラウンフィルムと組み合わせた定着器の定着ニップ形状を測定すると、図3(D)に示すような上半分を見た場合の形状が、長手方向中央部のニップが太鼓状に太くなる中央部太鼓状W型ニップ形状15”となる。加熱膨張時の中央ニップ幅=Nc(N4)、その左右に最もニップ幅の狭いNsr、Nsl(N3)が形成され、両端部のニップ幅NorとNol(N1)が最も太い構成になっている。図3(D)中の符号Nll、Nlr(N2)は、ローラ中央部から左右端部側二個所の逆クラウンテーパ部の紙しわを防止したい用紙のうちで最も幅の狭い用紙(ここではA5用紙)の左右の紙端通過位置の内側適宜位置(ここでは5mm内側)までの距離L(図2参照)ずつ振り分けられた適宜幅ニップ部を示している。すなわち、N1>N2≒N4>N3の関係で成形されている。このように加圧ローラ14を中央定着性強化型形状とすることで、紙しわの発生を防止するとともに、そのトレードオフ関係にあるトナー汚れの発生を防止することができることがわかった。   In the above test, the center-fixing-enhanced reverse crown roller has three concave portions at room temperature as described above, and the rubber layer in the central portion expands due to overheating during the actual fixing operation, as shown in FIG. Thus, when the fixing nip shape of the fixing device combined with the reverse crown film is measured, the shape when the upper half is viewed as shown in FIG. The drum-shaped W-shaped nip shape is 15 ". The center nip width during heating expansion is Nc (N4), and the narrowest nip widths Nsr and Nsl (N3) are formed on the left and right sides, and the nip width Nor at both ends is Nol (N1) has the thickest configuration.Nll and Nlr (N2) in Fig. 3 (D) are intended to prevent paper wrinkles at the reverse crown taper portions at the left and right end sides from the roller center. Width of paper An appropriate width nip portion is shown that is distributed by a distance L (see FIG. 2) to an appropriate position inside the left and right paper edge passing positions (here, 5 mm inside) of a narrow sheet (here, A5 sheet), that is, N1. > N2≈N4> N3 In this way, the pressure roller 14 is formed to have a central fixing property-enhanced shape, thereby preventing the occurrence of paper wrinkles and toner stains having a trade-off relationship. It has been found that the occurrence of can be prevented.

上記の結果が得られた要因として、トナー汚れの発生防止効果については中央ニップ幅が増大することにより「定着加圧力増強」と「紙に対する定着領域(=定着時間)の延長」及び「中央ゴム層の増大に伴う熱容量増強」などの作用が働いてこの領域の定着性が向上したことによると考えられるが、一方の紙しわ防止効果において従来対策ローラであるV型やW型逆クラウンローラより効果が高かったことについては、中央定着性強化逆クラウンローラは局所的にローラ中央に向かってニップ幅が太くなる領域を有するものの、その左右の最小ニップ幅の領域を含めた中央付近のニップ幅全体としてはむしろV型やW型逆クラウンローラローラより面積的に大きくなく、ニップ幅の太い領域が実質的に中央の極狭い領域に限定されているため、紙を中央に引き寄せる作用がW型逆クラウンローラローラより減少しているのではないかと考えられ、一方でW型逆クラウンローラも含めてこれらの最小ニップ幅の左右外側に向かうニップ幅の増加率は従来ローラより大きくなっているのでより強い力で紙を左右外側に引っ張る力が作用したためと考えられる。   As a factor for obtaining the above results, as for the effect of preventing the occurrence of toner smearing, an increase in the center nip width increases the “fixing pressure increase”, “extension of the fixing area (= fixing time) on the paper” and “center rubber”. This is thought to be due to the improvement of the fixability in this area due to the action of “enhancement of heat capacity accompanying the increase in the layer” and the like. Regarding the high effect, the center fixing reinforced reverse crown roller has a region where the nip width locally increases toward the center of the roller, but the nip width near the center including the region of the minimum nip width on the left and right The overall area is rather smaller than the V-type and W-type reverse crown roller rollers, and the area with a large nip width is substantially limited to an extremely narrow area at the center. It is thought that the action of pulling the paper to the center is less than that of the W-type reverse crown roller. On the other hand, including the W-type reverse crown roller, the nip width increases toward the left and right outside of these minimum nip widths. The rate is larger than that of the conventional roller, so it is considered that a force that pulls the paper to the left and right outside with a stronger force was applied.

なお、加圧ローラ14”における、最小外径部の外径Dsl,Dsrと端部の外径Dol,Dorとの外径の差(逆クラウン量)は、室温時の120μmに限定されるものではなく、上記と同等の効果を得ることができる範囲として定着時の最小外径部が中央部より太くならない条件を維持したうえで室温時50〜200μm程度とすることが好ましい。これは、これまでの実験結果や経験から、50μm以下のわずかな逆クラウン量では十分な紙しわ防止効果が期待できないうえ、製造ばらつきの公差の範囲に隠れてしまって実際に逆クラウン形状にならなくなる危険があり、一方、200μm以上の逆クラウン量を設けるとローラ端部と最小外径部との外径差が大きくなりすぎ、最小外径部に十分な圧力が加わらなくなって本構成の特徴である中央部ニップ幅の選択的増大効果と最小外径部の左右2箇所への分散効果を持ってしても局所的な定着不足を防止するマージンが不足する危険があるからである。   In the pressure roller 14 ″, the difference between the outer diameters Dsl and Dsr of the minimum outer diameter part and the outer diameters Dol and Dor of the end part (reverse crown amount) is limited to 120 μm at room temperature. Rather, it is preferable to set the minimum outer diameter portion at the time of fixing to about 50 to 200 μm at room temperature while maintaining the condition that the minimum outer diameter portion at the time of fixing is not thicker than the central portion as a range in which the same effect as above can be obtained. Based on the experimental results and experience up to this point, there is a risk that a slight reverse crown amount of 50 μm or less cannot be expected to provide sufficient paper wrinkle prevention effects, and it may be hidden within the tolerance range of manufacturing variations and actually become a reverse crown shape. On the other hand, if a reverse crown amount of 200 μm or more is provided, the difference in outer diameter between the roller end and the minimum outer diameter portion becomes too large, and sufficient pressure is not applied to the minimum outer diameter portion. That even with the dispersing effect of the right and left two locations selectively increasing effect and minimum outer diameter of the central portion nip width there is a risk of insufficient margin to prevent local insufficient fixing.

3)加圧ローラ製造方法
つぎに、図4(A)〜(C)を参照して本実施例の加圧ローラ14の製造方法について説明する。
3) Method for Manufacturing Pressure Roller Next, a method for manufacturing the pressure roller 14 of the present embodiment will be described with reference to FIGS.

まず、図4(A)に示すように、加圧ローラ成形金型の外型16内に中央部に凹部を有するM型クラウン芯金14”bを中子のように挿入して型セットする。外型16は、内部をくりぬいた円筒形の筒状に形成されており、内面の左右の端部に逆クラウンをつけるためのテーパ加工を施し、中央部は平坦な形状に形成されている。従って、外金型16の内面に長手方向に沿ってW型のような凹凸を繰り返す複雑な形状を加工する必要がない。   First, as shown in FIG. 4 (A), an M-type crown core metal 14 ″ b having a concave portion at the center is inserted into the outer die 16 of the pressure roller molding die like a core and set. The outer die 16 is formed in a cylindrical shape having a hollowed inner portion, and is subjected to taper processing for attaching reverse crowns to the left and right end portions of the inner surface, and the central portion is formed in a flat shape. Therefore, it is not necessary to process a complicated shape such as a W-shaped pattern on the inner surface of the outer mold 16 along the longitudinal direction.

逆クラウン芯金14”bは、中央部から距離C(距離C<距離L)だけ離れた位置を最大外径部とし、ここを頂点として両端から左右の端部に向けて細くなるテーパと中央部に向けて細くなるテーパを付けたクラウン形状に形成されている。ここで上記中央部から距離Cの長さは、外型16の中央平坦部の長さより短く形成されている。外型16の平坦部は中央部から左右に50mm伸びた幅100mmの平坦な内面で構成されており、従って図中に記載した外型16の内径DcとDsl,Dsrは同一径となっている。   The inverted crown metal core 14 ″ b has a taper and a center that become narrower from the both ends to the left and right ends with the maximum outer diameter portion at a position away from the center portion by a distance C (distance C <distance L). It is formed in a crown shape with a taper that becomes thinner toward the portion, where the distance C from the central portion is shorter than the length of the central flat portion of the outer die 16. Outer die 16 The flat portion is composed of a flat inner surface having a width of 100 mm extending 50 mm from the center to the left and right. Therefore, the inner diameter Dc and Dsl, Dsr of the outer mold 16 shown in the figure have the same diameter.

一方、逆クラウン芯金14bの詳細な構成としては、図4(B)に示すように直線的に加工されており、最大外径Da=23.45mmが形成される中央部からの距離Cは左右に25mm離れた位置であり、ここから中央よりに幅g=2mmの局所的な平坦部を有してその内側端部から水平距離G=22mm離れた中央部に形成された幅g=2mmの中央最小外径Dd=23mmの左右端部にかけてテーパ量H=0.225mmでテーパ部が形成され、最大外径部の端部から左右ローラ端部の幅8.3mmの領域に形成されている外径Db=21.45mmの端部最小外径部の内側端部にかけても直線的に2mmテーパ形成された面が各々構成されている。外型16内に逆クラウン芯金14”bを入れた状態で、液状のゴム材を外金型16の左右両端または片側あるいは金型を垂直に立てて上から注入するなどの方法を用いて型内部にゴム材を充填する。   On the other hand, the detailed configuration of the inverted crown metal core 14b is linearly processed as shown in FIG. 4B, and the distance C from the center where the maximum outer diameter Da = 23.45 mm is formed. A width g = 2 mm formed at a central portion at a position 25 mm away from the left and right, having a local flat portion with a width g = 2 mm from the center and a horizontal distance G = 22 mm away from the inner end thereof. A taper portion is formed with a taper amount H = 0.225 mm from the left and right end portions of the central minimum outer diameter Dd = 23 mm, and is formed in an area having a width of 8.3 mm from the end portion of the maximum outer diameter portion to the left and right roller ends. Each of the surfaces that are linearly tapered by 2 mm is also formed on the inner end portion of the minimum outer diameter portion of the end portion having the outer diameter Db = 21.45 mm. With the inverted crown metal core 14 ″ b placed in the outer mold 16, a liquid rubber material is injected from the upper and lower ends or one side of the outer mold 16 or from the top with the mold standing vertically. Fill the mold with rubber material.

その後、金型全体を加熱してゴム層を硬化させるが、その際、この金型の加熱分布は均一ではなく左右端部と中央部の温度が比較的高くなりやすいため、これらの部分の硬化が促進され、ちょうど芯金の外型の中央平坦部において左右角部周辺の中間領域のゴム材の硬化が比較的遅くなる。このため、硬化後のゴム層の密度にも多少のムラがあり、中央部と左右端部のゴム層の密度は高めでその中間領域の密度はより低くなりやすい。   After that, the entire mold is heated to cure the rubber layer. At that time, the heating distribution of this mold is not uniform, and the temperatures at the left and right ends and the center are likely to be relatively high. The rubber material in the intermediate region around the left and right corners is relatively slowly cured just at the central flat portion of the outer mold of the core metal. For this reason, there is some unevenness in the density of the rubber layer after curing, and the density of the rubber layer at the center portion and the left and right end portions is high, and the density of the middle region tends to be lower.

このような傾向を利用して、金型温度とゴム材の粘度及び注入圧力を適度に制御し、ゴム材の熱硬化後に中央定着性強化型ローラ14”を外型16から離型して室温まで冷却する。すると、ゴム層は熱膨張して外型16の内面に密着していたので、冷却後は全体に体積が収縮する。このとき、外型16の左右外側のゴム層は金型の内径自体がテーパを有して太く形成されているため収縮後も他の領域より太い形状を維持しやすいが、外型16の中央平坦領域のゴム層では外型16の内径が同じため、加熱時の外径が全て同じでありながら芯金最大外径部の左右外側に向けたテーパ部と中央側に向けたテーパ部が存在するため、これらの領域ではゴム層の厚さ自体にもテーパがついており、冷却後にはゴム層の厚い部分ほど大きく縮みやすくなる。   By utilizing such a tendency, the mold temperature, the viscosity of the rubber material and the injection pressure are appropriately controlled, and after the rubber material is thermally cured, the central fixing reinforced type roller 14 ″ is released from the outer mold 16 to room temperature. Then, since the rubber layer was thermally expanded and closely adhered to the inner surface of the outer mold 16, the entire volume shrinks after cooling.At this time, the rubber layers on the left and right outer sides of the outer mold 16 are molds. Since the inner diameter of the outer die 16 is formed thick with a taper, it is easy to maintain a thicker shape than other regions even after shrinking, but the outer die 16 has the same inner diameter in the rubber layer in the central flat region of the outer die 16, Since all the outer diameters during heating are the same, there are a tapered part toward the left and right outer sides of the maximum outer diameter part of the core metal and a tapered part toward the center side. It has a taper, and after cooling, the thicker the rubber layer is, the easier it is to shrink. .

ここで、中央部のゴム層の最大厚さは3.725mmであり、外型16の中央平坦部の左右端部のゴム層厚さも略3.8mmである。このことから外型16の中央平坦部の領域において冷却後のローラ長手方向の外径分布は、中央部と外型16の中央平坦部の左右端部の外径が細くなるはずである。   Here, the maximum thickness of the rubber layer at the center is 3.725 mm, and the rubber layer thickness at the left and right ends of the center flat portion of the outer mold 16 is also approximately 3.8 mm. From this, in the region of the central flat portion of the outer mold 16, the outer diameter distribution in the longitudinal direction of the roller after cooling should be smaller in the central portion and the left and right end portions of the central flat portion of the outer mold 16.

実際にこのように製造された加圧ローラの室温状態における形状測定を行うとローラ中央部と左右の最小外径部の外径はほぼ同等で、ゴム材の処方、注入圧分布、加熱温度分布などの加工条件のばらつきによって多少の左右差が生じたり中央部の方が太かったり細かったりするなどの個体差は生じうるが、いずれにしても室温状態のローラ形状は中央部とその両脇にほぼ同等の最小外径部を2つ有する合計3つの凹部付きローラとなる〔図4(C)参照〕。   Actually measuring the shape of the pressure roller manufactured in this way at room temperature, the outer diameter of the roller center part and the left and right minimum outer diameter parts are almost the same, prescription of rubber material, injection pressure distribution, heating temperature distribution Although there may be some individual differences such as slight left-right differences due to variations in processing conditions such as the center part being thicker or thinner, the roller shape at room temperature is in the center part and both sides A total of three recessed rollers having two substantially equal minimum outer diameter portions (see FIG. 4C).

一方、実際の定着時には加熱によりこの中央部のゴム層の膨張が左右の最小径部のゴム層の膨張より大きく、結果として中央太鼓状W型逆クラウン形状の中央定着性強化ローラとなる。定着時のローラ表面温度はローラ成型時の加熱温度に近いため、金型に近くなることが予想されたが単純にこのようにはならなかった。これは使用時の温度が成型時の温度条件と全く同じでないことのほかに、成型時にはローラの左右端部は密閉され拘束されているが使用時には左右端部は開放されゴム材は芯金表面との密着力によってのみ規制されているので加熱膨張時のゴム層表面側は左右端部方向に伸びやすく、特に芯金が左右端部よりの領域で細くなっているクラウン形状の場合、中央部のゴム層の膨張方向が主に外径方向であるのに対してこの左右端部テーパー部の領域では左右外側へ膨張する割合がより高くなり、同程度のゴム層の厚みを有していても加熱時には左右の最小外径部は左右に伸びやすい分外径が細くなりやすくなる効果が作用するものと思われる。   On the other hand, at the time of actual fixing, the expansion of the rubber layer at the central portion is larger than the expansion of the rubber layers at the left and right minimum diameter portions by heating, resulting in a central drum-enhanced center-shaped reinforcing roller having a W-shaped inverted crown shape. Since the roller surface temperature at the time of fixing is close to the heating temperature at the time of roller molding, it was expected to be close to the mold, but this simply did not happen. In addition to the fact that the temperature at the time of use is not exactly the same as the temperature condition at the time of molding, the left and right ends of the roller are sealed and restrained at the time of molding, but the left and right ends are opened and the rubber material is the surface of the core metal during use The surface of the rubber layer when heated and expanded easily extends in the direction of the left and right ends, especially in the case of a crown shape where the cored bar is narrower than the left and right ends. The expansion direction of the rubber layer is mainly the outer diameter direction, whereas in the region of the left and right end tapered portions, the ratio of expansion to the left and right outer sides is higher, and the rubber layer has the same thickness. However, during heating, it seems that the left and right minimum outer diameter portions have an effect that the outer diameter tends to be narrowed by the amount easily extending to the left and right.

さらに実際の使用時にはこのローラは上から定着フィルムが加圧当接されるので、この加圧力によって圧迫されたゴム層ははやはり左右の開放端部方向に伸びやすくなるが、中央部のゴム層は芯金中央の凹部に閉じ込められるため、加熱膨張時の圧力はそのまま上の定着フィルム側を押し返すように作用し、結果としてこのようなニップ形状を形成するものと考えられる。   Furthermore, since the fixing film is pressed against the roller from above during actual use, the rubber layer pressed by this applied pressure is likely to extend toward the left and right open ends. Is confined in the concave portion at the center of the metal core, so that the pressure during heating and expansion acts to push the upper fixing film side as it is, and as a result, such a nip shape is considered to be formed.

使用時の変化を考慮したこの製法により、内面をW型に複雑に加工した外金型を用いることなく、安価に中央定着性強化型加圧ローラを製造することができる。   With this manufacturing method that takes into account changes during use, a central fixing reinforced pressure roller can be manufactured at a low cost without using an outer mold whose inner surface is complicatedly processed into a W shape.

また、室温時の最小径部は、外金型16の平坦部の両端部とほぼ一致する位置に形成される。このことから外金型16とM型クラウン芯金14”bの最大外径部の位置関係を保ったまま各両端部の中央からの長さを変更することで、最小外径部の形成位置を任意に移動させることが可能である。従って、この調整方法により紙しわ対策効果が作用する所望の最小の紙サイズを想定してそれに合わせた最小外径部の形成位置の調整も容易に行うことができる。但し、実際のローラではゴム硬度とテーパ量の組み合わせによっては最小外径部の外側の逆クラウンテーパー部のゴム層の収縮量が大きくなり過ぎてこれらの領域の外径が予想外に細くなることもあるため、ゴム硬度(それに基づく収縮量)とテーパ量などを十分考慮した設計や紙しわ対策効果が作用する所望の最小の紙サイズに対する最小外径の位置に十分なマージンを設けた設計をする必要がある。   Further, the minimum diameter portion at room temperature is formed at a position that substantially coincides with both end portions of the flat portion of the outer mold 16. Therefore, by changing the length from the center of each end portion while maintaining the positional relationship between the maximum outer diameter portions of the outer die 16 and the M-shaped crown core metal 14 ″ b, the position where the minimum outer diameter portion is formed is changed. Therefore, it is possible to easily adjust the formation position of the minimum outer diameter portion according to the desired minimum paper size on which the effect of countermeasures against paper wrinkles acts by this adjustment method. However, in an actual roller, depending on the combination of rubber hardness and taper amount, the shrinkage amount of the rubber layer of the reverse crown taper portion outside the minimum outer diameter portion becomes too large, and the outer diameter of these regions is unexpected. Designed with sufficient consideration of rubber hardness (shrinkage amount based on it) and taper amount, etc., and sufficient margin in the position of the minimum outer diameter for the desired minimum paper size where the effect of countermeasures against paper wrinkles acts Provided It is necessary to make the total.

参考例1
つぎに、図3(A)〜(C)を参照して本発明に係る定着装置の参考例1を説明する。
( Reference Example 1 )
Next, Reference Example 1 of the fixing device according to the present invention will be described with reference to FIGS.

(定着フィルム)
図5(A)に示すように、加熱回転体として参考例1の定着フィルムは、長手方向において外径が均一なストレート定着PIフィルム13dとして成形される。フィルムの層構造としては基層として実施で使用した逆クラウン金属フィルム13cのSUSに替えて耐熱性樹脂のPIで構成し、その上の層構成は逆クラウン金属フィルム13cと基本的に同じであり、本フィルムは長手方向左右端部と中央部の外径がほぼ同じφ30.45mmのストレート形状となっている。
(Fixing film)
As shown in FIG. 5A, the fixing film of Reference Example 1 as a heating rotator is formed as a straight fixing PI film 13d having a uniform outer diameter in the longitudinal direction. The layer structure of the film is composed of heat-resistant resin PI instead of SUS of the reverse crown metal film 13c used in the examples as the base layer, and the layer structure thereon is basically the same as the reverse crown metal film 13c. The film has a straight shape of φ30.45 mm in which the outer diameters of the left and right end portions in the longitudinal direction and the central portion are substantially the same.

(加圧ローラ)
図5(B)に示すように、加圧回転体として本参考例1の加圧ローラ14には、上記実施例と同じ中央定着性強化逆クラウン形のものが用いられている。加圧ローラ14”、ストレート定着PIフィルム13dを組み合わせた定着器12bは実施例の定着器12aと同一である。
(Pressure roller)
As shown in FIG. 5 (B), the pressure roller 14 of the present embodiment 1 as pressurizing rotator, of the same central fixing enhancement inverted crown shaped upper it施例is used. The pressure roller 14 ', the fixing unit 12b that combine straight fixing PI film 13d is identical to the fixing unit 12a of the actual施例.

上記の構成において、樹脂フィルム13dは、金属フィルムに比べて安価なPIフィルムで形成されており、逆クラウン加工を施す必要もなく、コスト的にも安価に抑えることができる。   In the above configuration, the resin film 13d is formed of a PI film that is less expensive than a metal film, and does not need to be subjected to reverse crown processing, and can be suppressed in terms of cost.

次に、試験の種類について説明する。本参考例1においても実施と同様の通紙試験として、紙しわ試験とトナー汚れ試験の2種類の試験を行った。 Next, test types will be described. In Reference Example 1 , two types of tests, a paper wrinkle test and a toner stain test, were conducted as the paper passing test similar to the example .

表2は同じ加圧ローラ14”に対して2種類の定着フィルムを組み合わせた場合について紙しわ試験とトナー汚れ試験をして比較評価した結果を示す表である。表2において、×は紙しわ又はトナー汚れが発生した場合を示し、△は紙しわ又はトナー汚れがわずかではあるが確認された場合、○は紙しわ又はトナー汚れがほとんど発生せず、発生したとしても実用上問題にならないほど軽微である場合を示す。   Table 2 is a table showing the results of a comparative evaluation of a paper wrinkle test and a toner smear test in the case where two types of fixing films are combined with the same pressure roller 14 ″. Or, a case where toner stains occur, Δ indicates that paper wrinkles or toner stains are slight, but ○ indicates that paper wrinkles or toner stains hardly occur, and even if they occur, there is no practical problem. The case where it is insignificant is shown.

Figure 0004956074
Figure 0004956074

このように、定着フィルムとして剛性の低い樹脂フィルム13dを用いる場合、従来のW型逆クラウン加圧ローラでも紙しわは若干発生する傾向が現れたが、本発明の加圧ローラ14”を用いることで、このフィルムによる紙しわ防止効果の低下を補って紙しわに対する防止効果は十分得られ、また、中央部の定着性もフィルムの熱伝導性が低下して悪化するため、トナー汚れの悪化も促進されるが、従来のW型逆クラウン加圧ローラでやや悪化傾向が生じるものの、本参考例1の加圧ローラを用いることで実用上問題にならないほどに改善されることがわかる。 As described above, when the resin film 13d having low rigidity is used as the fixing film, paper wrinkles tend to be slightly generated even with the conventional W-type reverse crown pressure roller, but the pressure roller 14 ″ of the present invention is used. Therefore, the effect of preventing the paper wrinkle by the film is sufficiently compensated, and the effect of preventing the paper wrinkle can be sufficiently obtained. Although it is promoted, it can be seen that although the conventional W-type reverse crown pressure roller is slightly deteriorated, the use of the pressure roller of the present Reference Example 1 is improved so as not to cause a problem in practice.

したがって、定着フィルムをストレート形状の樹脂フィルム13dとすることで、紙しわ及びトナー汚れの発生を実用上問題にならない程度に防止できるとともに、コストをおさえることができる。   Therefore, by using the straight-shaped resin film 13d as the fixing film, it is possible to prevent the occurrence of paper wrinkles and toner stains to such an extent that they do not cause a problem in practice, and the cost can be reduced.

参考例2
つぎに、図6を参照して参考例2について説明する。
( Reference Example 2 )
Next, Reference Example 2 will be described with reference to FIG.

図6(A)〜(D)に示すように、本参考例2にかかる熱ローラ型定着器12cは、加熱回転体として、上記実施例の加熱回転体13に変えて、逆クラウン量=100μmの逆クラウン形状を有する定着ローラ18bを設けたものである。定着ローラ18bは、内部にハロゲンヒータ18aを備えている。 As shown in FIG. 6 (A) ~ (D) , a heat roller type fixing device 12c according to the present embodiment 2, as a heating rotary member, instead of the heating rotating body 13 of the upper you施例, reverse crown amount A fixing roller 18b having an inverted crown shape of 100 μm is provided. The fixing roller 18b includes a halogen heater 18a inside.

従来の熱ローラ型定着器では、定着ローラに逆クラウンを設けることは比較的容易であり、紙しわに対する十分な効果を付与することは特に問題は無かった。しかし、炭酸カルシウムを含有する紙種で低温低湿度環境で連続通紙耐久を行うと、トナー汚れが紙上や上下各ローラ表面に発生する傾向があった。この傾向は印刷速度が速くなるほど深刻となり、ローラのトナー汚れを掻き取るための清掃ローラを追加したり、クリーニングシーケンスを導入するなどしている。   In the conventional heat roller type fixing device, it is relatively easy to provide a reverse crown on the fixing roller, and there has been no particular problem in providing a sufficient effect on paper wrinkles. However, when continuous paper durability is performed in a low-temperature and low-humidity environment with a paper type containing calcium carbonate, toner stains tend to occur on the paper and on the upper and lower roller surfaces. This tendency becomes more serious as the printing speed increases, and a cleaning roller for scraping off the toner stains on the roller is added or a cleaning sequence is introduced.

そこで、本参考例2にあっては、熱ローラ型定着器に対しても、中央定着性強化型加圧ローラ14”を用いた構成とし、紙しわの防止とともに、トナー汚れを防止することとしている。 Therefore, in the present reference example 2 , the heat roller type fixing device is also configured to use the central fixability-enhanced pressure roller 14 ″ so as to prevent paper wrinkling and toner contamination. Yes.

続いて、定着器12cを用いて実施例と同様な紙しわ試験とトナー汚れ試験を行った。かかる試験は、ストレート加圧ローラと、中央定着性強化型加圧ローラ14との2種類のローラについて行った。表3はこの試験結果を示す表である。表3において、×は紙しわ、またはトナー汚れが発生した場合を示し、○は紙しわ又はトナー汚れが発生しない場合を示す。 This was followed by a similar paper wrinkle test and toner stain test and the actual施例with fuser 12c. Such a test was performed on two types of rollers, a straight pressure roller and a central fixability-enhanced pressure roller 14. Table 3 shows the test results. In Table 3, “X” indicates a case where paper wrinkles or toner stains occur, and “◯” indicates a case where paper wrinkles or toner stains do not occur.

Figure 0004956074
Figure 0004956074

このように、ストレート加圧ローラでは、トナー汚れが発生するのに対して、加圧ローラ14”では、トナー汚れを防止することができる。なお、熱ローラ型定着器では、定着ローラの形状自体を、中央ニップが太鼓状に太くなり、且つ、この太鼓状の左右端部を最小外径部とし、そこから左右のローラ端部に向けて外径が太くなるように加工して図6(D)のような形状に加工しても良く、弾性ローラと剛体ローラの違いがあるため具体的な長手方向の各外径差は異なるが、結果として定着ローラを用いて定着時のニップ形状が図3(D)と同様の形状になるように加工形状を調整すれば同じ効果を得ることが出来る。   As described above, toner contamination occurs in the straight pressure roller, whereas toner contamination can be prevented in the pressure roller 14 ″. In the heat roller type fixing device, the shape of the fixing roller itself. The center nip is thickened like a drum, and the left and right end portions of the drum shape are set to the minimum outer diameter portion, and the outer diameter increases toward the left and right roller ends from FIG. D) may be processed into a shape as shown in FIG. 4B, and there is a difference between the respective outer diameters in the longitudinal direction due to the difference between the elastic roller and the rigid roller, but as a result, the nip shape at the time of fixing using the fixing roller is different. The same effect can be obtained by adjusting the machining shape so as to have the same shape as in FIG.

参考例3
図7(A)は、参考例3である加圧ローラ19〔図7(B)〕を製造する成形金型の外型16を示す断面図である。外型16内に基本的にストレートで中央部のみに凹部を有する中央局所小径ストレート芯金19aを挿入して型セットする。外型16は、内部をくりぬいた円筒形の筒状に形成されており、内面の左右の端部に逆クラウンをつけるためのテーパ加工を施し、中央部は平坦な形状に形成されている。したがって、外型16の内面に長手方向に沿ってW型のような凹凸を繰り返す複雑な形状を加工する必要がない。
( Reference Example 3 )
FIG. 7A is a cross-sectional view showing an outer mold 16 of a molding die for manufacturing the pressure roller 19 (FIG. 7B) as Reference Example 3 . A center local small-diameter straight cored bar 19a that is basically straight and has a recess only in the central part is inserted into the outer mold 16 to set the mold. The outer die 16 is formed in a cylindrical shape having a hollowed inner portion, and is subjected to taper processing for attaching reverse crowns to the left and right end portions of the inner surface, and the central portion is formed in a flat shape. Therefore, it is not necessary to process a complicated shape that repeats unevenness like the W shape along the longitudinal direction on the inner surface of the outer die 16.

中央局所小径ストレート芯金19aは、ローラ中央部から距離C(距離C<距離L)だけ離れた位置から左右外側に向けては均一な外径部を有し、この位置から内側の中央部に向けて細くなるテーパ部とを有した形状に加工されている。ここで上記中央部から距離Cの長さは、外型16の中央平坦部の長さより短く形成されている。また、外型16の平坦部は中央部から左右に50mm伸びた幅100mmの平坦な内面で構成されており、図示の外型16の内径DcとDsl,Dsrは同一径となっている。中央局所小径ストレート芯金19aの詳細な構成としては、ローラ中央部からの距離Cは左右に25mm離れた位置間では均一外径Da=23.45mmが形成され、ここから中央よりに幅2mmの局所的な平坦部を有してその内側端部から中央部に形成された幅2mmの中央最小外径Dd=23mmの左右端部にかけて0.25mmのテーパ(模式的に示しているが、実際の芯金には直線的なテーパ加工が施されている)が形成されている。   The central local small-diameter straight cored bar 19a has a uniform outer diameter portion from the position away from the roller central portion by a distance C (distance C <distance L) from the left and right outer sides, and from this position to the inner central portion. It is processed into a shape having a taper portion that becomes narrower. Here, the length C from the center is shorter than the length of the center flat portion of the outer mold 16. Further, the flat portion of the outer mold 16 is constituted by a flat inner surface having a width of 100 mm extending 50 mm from the center to the left and right, and the inner diameter Dc, Dsl, and Dsr of the illustrated outer mold 16 have the same diameter. As a detailed configuration of the central local small-diameter straight cored bar 19a, the distance C from the center of the roller is formed with a uniform outer diameter Da = 2.45 mm between the positions 25 mm to the left and right, and the width 2 mm from the center to the center C A taper of 0.25 mm from the inner end portion to the center portion having a local flat portion and having a center minimum outer diameter Dd of 23 mm and a right and left end portion of 23 mm (shown schematically, The cored bar is linearly tapered).

この場合も実施例と同じく、外型16内に中央局所小径ストレート芯金19aを入れた状態で、液状のゴム材を外型16の左右両端または片側に充填するか、あるいは金型を垂直に立てて上から注入するなどいくつかの方法を用いて型内部にゴム材を充填する。その後、金型全体を加熱してゴム層を硬化させる際、この金型の加熱分布は均一ではなく左右端太中央部の温度が比較的高くなりやすいため、これらの部分の硬化が促進され、ちょうど芯金の外型中央平坦部の左右角部周辺の中間領域のゴム材の硬化は比較的遅くなる。このため、硬化後のゴム層の密度にも多少のムラがあり、中央部と左右端部のゴム層の密度は高めでその中間領域の密度はより低くなりやすい。このような傾向を利用して、金型温度とゴム材の粘度及び注入圧力を適度に制御し、ゴム材の熱硬化後に加圧ローラを外型16から離型して室温まで冷却すると、ゴム層は熱膨張して外型16の内面に密着していたので、冷却後は全体に体積が収縮する。このとき、外型16の平坦部から左右外側のゴム層は金型の内径自体がテーパを有して太く形成されているため収縮後も他の領域より太い形状を維持しやすい。がしかし、外型16の中央平坦領域のゴム層では外型16の内径が同じため、加熱時の外径が全て同じでありながら芯金最大外径部の左右外側に向けたテーパ部と中央側に向けたテーパ部が存在する。したがって、それらの領域ではゴム層の厚さ自体にもテーパがついており、冷却後にはゴム層の厚い部分ほど大きく縮みやすくなる。 In this case as well be the real施例, in a state in which in the outer mold 16 was placed in the central local small diameter straight core metal 19a, or to fill the rubber material of the liquid in the left and right ends or one side of the outer mold 16, or the mold vertically The mold is filled with a rubber material using several methods such as pouring from above. After that, when the entire mold is heated to cure the rubber layer, the heating distribution of this mold is not uniform and the temperature at the center of the left and right ends tends to be relatively high, so curing of these parts is promoted, The curing of the rubber material in the middle region around the left and right corners of the outer central flat portion of the core metal is relatively slow. For this reason, there is some unevenness in the density of the rubber layer after curing, and the density of the rubber layer at the center portion and the left and right end portions is high, and the density of the middle region tends to be lower. By utilizing such a tendency, the mold temperature, the viscosity of the rubber material, and the injection pressure are appropriately controlled. After the rubber material is thermally cured, the pressure roller is released from the outer mold 16 and cooled to room temperature. Since the layer was thermally expanded and was in close contact with the inner surface of the outer mold 16, the volume shrinks as a whole after cooling. At this time, the rubber layer on the left and right outer sides from the flat portion of the outer mold 16 is formed thick with the inner diameter of the mold itself having a taper, so that it is easy to maintain a thicker shape than other regions even after contraction. However, since the inner diameter of the outer die 16 is the same in the rubber layer in the central flat region of the outer die 16, the outer diameter at the time of heating is the same, but the taper portion and the center toward the left and right outer sides of the maximum outer diameter portion of the metal core There is a tapered portion toward the side. Therefore, in these regions, the thickness of the rubber layer itself is tapered, and after cooling, the thicker the rubber layer is, the easier it is to shrink.

ここで、ローラ中央部のゴム層の最大厚さは3.725mmであり、外型16の中央平坦部の左右端部のゴム層の厚さは略3.5mmである。このことから外型16の中央平坦部の領域において冷却後のローラ長手方向の外径分布は、中央部が最も収縮して外径が細くなり、外型16の中央平坦部の左右端部外径が細くなる。   Here, the maximum thickness of the rubber layer at the center of the roller is 3.725 mm, and the thickness of the rubber layer at the left and right ends of the central flat portion of the outer mold 16 is approximately 3.5 mm. From this, the outer diameter distribution in the longitudinal direction of the roller after cooling in the region of the central flat portion of the outer die 16 is the outermost portion of the central flat portion of the outer die 16 that is most contracted and the outer diameter becomes narrower. The diameter becomes thinner.

このように製造された加圧ローラ19について室温状態で形状測定を行うと、図7(B)に示すように、中央部に最小外径部、その両脇にこれよりやや太くほぼ平坦な領域を有し、さらにその左右外側に向かって外径が太くなっていく変形逆クラウンローラとなる。   When the shape of the pressure roller 19 manufactured in this way is measured at room temperature, as shown in FIG. 7B, a minimum outer diameter portion at the center and a slightly thicker and almost flat area on both sides thereof. And a deformed reverse crown roller whose outer diameter increases toward the left and right outer sides.

一方、実際の定着時には加熱によりこの中央部のゴム層の膨張が左右の平坦部のゴム層の膨張より大きく、結果として中央太鼓状W型逆クラウン形状の中央定着性強化ローラとなる。定着時のローラ表面温度はローラ成型時の加熱温度に近いため、金型に近くなることが予想されたが単純にこのようにはならなかった。これは使用時の温度が成型時の温度条件と全く同じでないことのほかに、成型時にはローラの左右端部は密閉され拘束されているが使用時には左右端部は開放されゴム材は芯金表面との密着力によってのみ規制されているので加熱膨張時のゴム層表面側は左右端部方向に伸びやすく左右の最小外径部は左右に伸びやすい分外径が細くなりやすくなる効果が作用するものと思われる。   On the other hand, at the time of actual fixing, the expansion of the rubber layer in the central portion is larger than the expansion of the rubber layers in the left and right flat portions due to heating, resulting in a central drum-enhanced centrally-enhancing roller having a W-shaped reverse crown shape. Since the roller surface temperature at the time of fixing is close to the heating temperature at the time of roller molding, it was expected to be close to the mold, but this simply did not happen. In addition to the fact that the temperature at the time of use is not exactly the same as the temperature condition at the time of molding, the left and right ends of the roller are sealed and restrained at the time of molding, but the left and right ends are opened and the rubber material is the surface of the core metal during use Since the surface of the rubber layer during heat expansion is easy to extend in the direction of the left and right ends, the minimum outer diameter of the left and right tends to extend to the left and right. It seems to be.

さらに、実際の使用時にはこのローラは上から定着フィルムが加圧当接されるので、この加圧力によって圧迫されたゴム層はやはり左右の開放端部方向に伸びやすくなる。がしかし、ローラ中央部のゴム層は芯金中央の凹部に閉じ込められるため、加熱膨張時の圧力はそのまま上の定着フィルム側を押し返すように作用し、結果として実施例を示す図2(B)と同様な図7(C)の形状となり、図3(D)と類似のニップ形状が得られる。 Further, since the fixing film is pressed against the roller from above during actual use, the rubber layer pressed by the applied pressure is likely to extend toward the left and right open ends. There, however, since the rubber layer of the roller center part is confined in the recess of the core center, the pressure at the time of thermal expansion acts to push back the fixing film side of the above as it shows the results and to actual施例2 ( The shape shown in FIG. 7C is the same as that in B), and a nip shape similar to that shown in FIG. 3D is obtained.

使用時の変化を考慮したこの製法により、内面をW型に複雑に加工した外金型を用いることなく、安価に中央定着性強化型加圧ローラを製造することができる。   With this manufacturing method that takes into account changes during use, a central fixing reinforced pressure roller can be manufactured at a low cost without using an outer mold whose inner surface is complicatedly processed into a W shape.

但し、本参考例3の構成では芯金にクラウン形状が付与されていないため、芯金ストレート部の外径を余り細くすると中央部が局所的に細くなっている分、ローラの左右端部で加圧された際にローラ全体はたわみやすくなり、中央部の加圧力が低下して逆に中央部のニップ幅が減少する恐れもある。この為、本加圧ローラ構成を用いる場合にはストレート部の芯金の外径と加圧力強度を調整してローラ全体のたわみを防止して用いる必要があることは言うまでも無い。 However, in the configuration of the present reference example 3 , since the crown shape is not given to the cored bar, if the outer diameter of the cored bar straight part is made too thin, the central part is locally narrowed. When the pressure is applied, the entire roller is easily deflected, and the pressurizing force at the central portion is lowered, and conversely, the nip width at the central portion may be reduced. For this reason, when using this pressure roller configuration, it is needless to say that it is necessary to adjust the outer diameter of the core of the straight portion and the pressure intensity to prevent the deflection of the entire roller.

また、本実施のローラ構成では左右端部の逆クラウン領域のゴム層厚さは芯金がストレートである分、実施例の加圧ローラと比べるとそのゴム層は薄く、加熱膨張時の膨張量も少なくなるためこの領域による紙しわ防止作用は低下する。このため、実施例の加圧ローラと同等の紙しわ防止性能を得る為には外金型の左右端部のテーパ量を大きくするなどの調整が必要であり、同じ外金型を用いる場合はより低速の装置において好適に用いられる加圧ローラである。 Further, the rubber layer thickness of the inverted crown region of the left and right ends in the roller configuration of the present embodiment is divided core bar is straight, the rubber layer as compared with the pressure roller of the embodiment is thin, the expansion amount at the time of thermal expansion Therefore, the paper wrinkle prevention effect by this region is reduced. Therefore, it is necessary to adjust such to obtain a pressure roller equivalent to paper wrinkle prevention performance examples to increase the amount of taper of the right and left end portions of the outer die, the case of using the same outer mold The pressure roller is preferably used in a lower-speed apparatus.

(実施例)
図8(A)は、実施例である加圧ローラ21〔図8(B)〕を製造する成形金型の外型20を示す断面図である。外型20は、本実施例においては内径全体が均一で単純な円筒状のストレート外金型を用い、芯金として同じM型クラウン芯金14”bを挿入して型セットする。
( Example)
Figure 8 (A) is a sectional view showing the outer mold 20 of the mold for manufacturing the a real施例pressure roller 21 [Fig 8 (B)]. Outer mold 20, in this embodiment with a simple cylindrical straight outer mold of the entire inner diameter is uniform, and the mold set by inserting the same M-type crown core metal 14 "b and a core metal.

M型クラウン芯金14”bは、中央部に凹部(中央外径=23mm、中央部長手方向幅=2mmの中央向きテーパ形状)を有し、その両端は外径Daの局所的な最大外径部(最大外径部の外径=23.45mm、長手方向幅=2mm)を有し、この左右の最大外径部の端部からローラの左右の端部にかけて外径が細くなるようにテーパ加工されたテーパ部となっている。外型20内にM型クラウン芯金14”bを挿入した状態で、液状のゴム材を外型20の左右両端または片側に充填するか、あるいは金型を垂直に立てて上から注入するなどいくつかの方法を用いて型内部にゴム材を充填する。 The M-shaped cored bar 14 ″ b has a concave portion (central outer diameter = 23 mm, central-direction taper shape having a central longitudinal length = 2 mm) at the central portion, and both ends thereof are locally maximum outer diameter Da. It has a diameter portion (the outer diameter of the maximum outer diameter portion = 23.45 mm, the width in the longitudinal direction = 2 mm), and the outer diameter becomes narrower from the ends of the left and right maximum outer diameter portions to the left and right ends of the roller. The taper portion is a tapered portion . With the M-shaped crown metal core 14 ″ b inserted into the outer mold 20, a liquid rubber material is filled into the left and right ends or one side of the outer mold 20, or the gold The mold material is filled with a rubber material using several methods such as vertically injecting the mold from above.

その後、金型全体を加熱してゴム層を硬化させる際、この金型の加熱分布は均一ではなく左右端太中央部の温度が比較的高くなりやすい。そのため、それらの部分の硬化が促進され、ちょうど芯金の外型20の中央平坦部の左右角部周辺の中間領域のゴム材の硬化は比較的遅くなる。このため、硬化後のゴム層の密度にも多少のムラがあり、中央部と左右端部のゴム層の密度は高めでその中間領域の密度はより低くなりやすい。   Thereafter, when the entire mold is heated to cure the rubber layer, the heating distribution of the mold is not uniform, and the temperature at the center of the left and right ends tends to be relatively high. Therefore, the curing of those portions is promoted, and the curing of the rubber material in the middle region around the left and right corners of the central flat portion of the outer core 20 of the metal core is relatively slow. For this reason, there is some unevenness in the density of the rubber layer after curing, and the density of the rubber layer at the center portion and the left and right end portions is high, and the density of the middle region tends to be lower.

このような傾向を利用して、金型温度とゴム材の粘度及び注入圧力を適度に制御し、ゴム材の熱硬化後に加圧ローラ21を外型20から離型して室温まで冷却する。すると、ゴム層は熱膨張して外型20の内面に密着していたので、冷却後は全体に体積が収縮する。このとき、外型20の内径が均一で芯金のみ中央部と左右端部領域でテーパを有しているため、この芯金の細くなっている部分でゴム層はより大きく収縮し、冷却後の室温状態におけるゴムローラ表面の形状は、図8(B)に示すように、全体として芯金形状に応じて変形したM型クラウン加圧ローラ21となる。   Using such a tendency, the mold temperature, the viscosity of the rubber material, and the injection pressure are appropriately controlled, and after the rubber material is thermally cured, the pressure roller 21 is released from the outer mold 20 and cooled to room temperature. Then, since the rubber layer was thermally expanded and adhered to the inner surface of the outer mold 20, the volume shrinks as a whole after cooling. At this time, since the inner diameter of the outer mold 20 is uniform and only the cored bar has a taper in the central part and the right and left end regions, the rubber layer shrinks more greatly in the narrowed part of the cored bar, and after cooling As shown in FIG. 8B, the shape of the surface of the rubber roller in the room temperature state is an M-shaped crown pressure roller 21 that is deformed according to the shape of the metal core as a whole.

したがって、この実施例にあっては、外型20の内面に長手方向に沿ってW型のような凹凸を繰り返す複雑な形状を加工する必要がないばかりか、全くテーパ加工が不要なために単純なパイプ状の金型を使用でき、コスト的に安価な加圧ローラ21を得ることができる。 Therefore, in the actual施例this, not only it is not necessary to machine the complex shape repeating irregularities such as W-type in the longitudinal direction on the inner surface of the outer mold 20, completely because tapered is unnecessary In addition, a simple pipe-shaped mold can be used, and the pressure roller 21 that is inexpensive in cost can be obtained.

また、実際の定着時は加熱で中央部と左右のテーパ部のゴム層の熱い部分ほど膨張し、結果として図8(B)に示すようなローラ中央部が太鼓形状になったW型逆クラウン形状の中央定着性強化ローラとなる。ただし、本実施例の加圧ローラ21においては、加熱膨張時の最小外径部の位置は上記各実施形態のように外型の平坦部の左右端部で規定された場合とは異なり、明確な凹部が形成されるわけではなく、左右の膨張部と中央の膨張部の境界領域として形成されるため、より広意範囲で緩やかに外径の細くなる領域が形成されやすくなる。結果的に図2(B)と同様な図8(C)の形状となり、図3(D)と類似のニップ形状が得られる。 Further, during actual fixing, the hot portion of the rubber layer in the central portion and the left and right tapered portions expands due to heating, and as a result, the W-shaped reverse crown in which the central portion of the roller has a drum shape as shown in FIG. It becomes a central fixing strength reinforcing roller of the shape. However, in the pressure roller 21 of the present embodiment, the position of the minimum outer diameter portion at the time of thermal expansion is different from the case where the positions of the left and right ends of the flat portion of the outer mold are defined as in the above embodiments. However, the concave portion is not formed, but is formed as a boundary region between the left and right inflating portions and the central inflating portion. Therefore, it is easy to form a region where the outer diameter is gradually narrowed in a wider range. Resulting in a shape shown in FIG. 2 (B) similar to FIG. 8 (C), the similar nip shape as FIG. 3 (D) is obtained.

なお、この実施例の場合、左右の逆クラウン部は過熱時の膨張変化だけで形成されるため、上記各実施形態にて積極的に逆クラウン領域を形成した場合と比べて逆クラウン効果は劣りやすい。このため、このような構成で同等の効果を得るには熱膨張率の高いゴム材の選択と芯金クラウン量の増強が必要である。その際、ローラ中央部のテーパ量は紙しわを生じさせたくない所望サイズの紙端部が通過する領域の十分内側に上記最小外径部が形成されるように調整する必要がある。 In the case of real施例this, since the reverse crown portions of the left and right that are formed by only expansion change during heating, reverse crown effect compared with the case of forming the positively inverted crown region in the above embodiments Is inferior. For this reason, in order to obtain the same effect with such a configuration, it is necessary to select a rubber material having a high thermal expansion coefficient and to increase the amount of the core metal crown. At that time, it is necessary to adjust the taper amount at the central portion of the roller so that the minimum outer diameter portion is formed sufficiently inside a region through which a paper edge portion of a desired size that does not want to cause paper wrinkles passes.

参考例4
図9(A)は、参考例4である加圧ローラ23〔図9(B)〕を製造する成形金型の外型22を示す断面図である。外型22は、加圧ローラ23の成形後にローラの最小外径部を形成すべき中央から距離Sだけ離れた左右位置に相当する部分の外型22の内径は凸形状に形成されている。それらの位置から左右外側に向けて従来と同様の逆クラウン領域を形成するための外向きのテーパ部を形成し、中央に向かって外型22の内径が漸次太くなる太鼓形状のテーパ加工を施したW形状内面を有している。この外型22に芯金として単純なストレート芯金14’bを挿入してセットする。
( Reference Example 4 )
FIG. 9A is a cross-sectional view showing an outer mold 22 of a molding die for manufacturing a pressure roller 23 (FIG. 9B) which is a reference example 4. FIG. The outer die 22 is formed in a convex shape with the inner diameter of the outer die 22 corresponding to the left and right positions away from the center where the minimum outer diameter portion of the roller is to be formed after the pressing roller 23 is formed. An outward tapered portion is formed from the position toward the left and right outer sides to form an inverted crown region similar to the conventional one, and a drum-shaped taper process is performed in which the inner diameter of the outer mold 22 gradually increases toward the center. W-shaped inner surface. A simple straight cored bar 14'b is inserted and set in the outer mold 22 as a cored bar.

施例と同じく、外型22内にストレート芯金14’bを挿入した状態で、液状のゴム材を外型22の左右両端または片側に充填するか、あるいは金型を垂直に立てて上から注入して充填するなど、いくつかの方法を用いて型内部にゴム材を充填する。 As with real施例, on a state of inserting the straight metal core 14'b into the outer mold 22, or to fill the rubber material of the liquid in the left and right ends or one side of the outer mold 22, or the mold upright The mold is filled with a rubber material using several methods, such as pouring and filling.

その後、型全体を加熱してゴム層を硬化させる際、金型温度、ゴム材の粘度および注入圧を適度に制御し、ゴム材の熱硬化後に加圧ローラ23を外型22から離型して室温まで冷却する。すると、ゴム層は熱膨張して外型22の内面に密着していたので、冷却後は全体に体積が収縮する。このとき、外型22の内面のみ中央部と左右端部領域でテーパを有しているため、この内径の太くなっている部分でゴム層はより大きく収縮し、冷却後の室温状態におけるゴムローラ表面の形状は、図9(B)に示すように、全体として外型22の内面形状に応じて変形しつつ最小外径と最大外径の差がもとの外金型の最小内径と最大内径の差よりも小さな中央定着性強化加圧ローラとなる。   Thereafter, when the entire mold is heated to cure the rubber layer, the mold temperature, the viscosity of the rubber material, and the injection pressure are appropriately controlled, and the pressure roller 23 is released from the outer mold 22 after the rubber material is thermally cured. Cool to room temperature. Then, since the rubber layer was thermally expanded and was in close contact with the inner surface of the outer mold 22, the volume shrinks as a whole after cooling. At this time, since only the inner surface of the outer die 22 has a taper in the center portion and the left and right end regions, the rubber layer shrinks more greatly in the portion where the inner diameter is thicker, and the surface of the rubber roller in the room temperature state after cooling As shown in FIG. 9 (B), the minimum and maximum inner diameters of the outer mold are such that the difference between the minimum outer diameter and the maximum outer diameter is deformed according to the inner surface shape of the outer mold 22 as a whole. This is a pressure fixing roller having a central fixing property smaller than the difference between the two.

したがって、この場合の芯金は全くテーパ加工が不要のため、単純な棒状の芯金を使用できてコスト的にも安価な加圧ローラ23を得ることができる。また、室温状態で既に所望の形状が得られている加圧ローラ23〔図9(B)参照〕は、実際の定着時に加熱膨張してもその凹凸差がより大きく変化するだけで基本的にこの形状を維持する。結果として図3(D)に示すようなニップ形状が得られ、実施例の効果と同等の効果が得られる。さらに、本参考例4においては、外型22の内面にこのような凹凸構造を付与する加工方法が要点となっており、ローラ径が比較的細く、かつ長手方向が比較的長いようなローラの加工には加工装置の大きさや操作性の観点からは制約がある。がしかし、比較的ローラ外径が太く、かつ長手方向が短いローラの製造方法としては一度外型22を製作後はストレート芯金を使用できるようになるので、その後の量産コストを下げて安価に製造することができる。 Therefore, since the cored bar in this case does not need to be tapered at all, a simple bar-shaped cored bar can be used and the pressure roller 23 which is inexpensive in cost can be obtained. Further, the pressure roller 23 (see FIG. 9B), which has already obtained a desired shape at room temperature, basically changes only in its unevenness even when heated and expanded during actual fixing. Maintain this shape. As a result, a nip shape as shown in FIG. 3D is obtained, and an effect equivalent to the effect of the embodiment is obtained. Further, in the present Reference Example 4 , a processing method for providing such an uneven structure on the inner surface of the outer mold 22 is the main point, and the roller diameter is relatively thin and the longitudinal direction is relatively long. Processing is limited from the viewpoint of the size and operability of the processing apparatus. However, as a method for manufacturing a roller having a relatively large roller outer diameter and a short longitudinal direction, a straight cored bar can be used once the outer die 22 is manufactured. Can be manufactured.

以上の実施例において、実際の定着時に、最大通紙サイズの左右端部のニップ幅が最大で、中央部とこの左右端部の間に最もニップ幅が狭い領域が形成され、中央部のニップは太鼓状に中心に向かって徐々に太くなる形状で、且つ、中央部の最も太いニップ幅が紙しわを防止させたい紙のうちの最小サイズの紙の左右端部が通過するニップ部の幅より小さくなるような定着ニップ形状を得るための構成として、加圧ローラの構成を中心とし、加熱回転側の構成としてはストレートまたは逆クラウン形状を想定したが、類似の定着ニップ形状が得られるように加熱回転側の形状を工夫して加圧ローラとの組み合わせによって実現しても良いことは言うまでもない。 In the above real施例, during actual fixing, the nip width of the right and left ends of the maximum paper feed size of at most, most nip narrow region between the left right end portion and the central portion is formed, the central portion The nip has a drum shape that gradually increases toward the center, and the thickest nip width at the center of the nip passes through the left and right edges of the smallest paper of the paper that you want to prevent paper wrinkling. As a configuration for obtaining a fixing nip shape smaller than the width, the configuration of the pressure roller is assumed as the center, and the configuration on the heating rotation side is assumed to be a straight or reverse crown shape, but a similar fixing nip shape can be obtained. Needless to say, the shape on the heating rotation side may be devised and combined with the pressure roller.

本実施例による電子写真方式の画像形成装置を示す図。1 is a diagram illustrating an electrophotographic image forming apparatus according to an embodiment. FIG. 施例に係る加圧ローラの室温状態を示す断面図。Sectional view showing a room temperature state of the pressure roller according to the actual施例. 施例に係る加圧ローラの定着過熱状態の推定断面図。Estimation sectional view of the fixing overheating of the pressure roller according to the actual施例. 施例の加圧ローラを用いた定着装置を示す側断面図。Side sectional view of a fixing device using the pressure roller of the real施例. 施例による定着フィルムの正面図。Front view of the fixing film by Real施例. 施例による定着装置の正面図。A front view of the fixing device according to the real施例. 施例の定着ニップ形状図。Fixing nip shape view of the solid施例. 施例における加圧ローラの製造装置断面図。Manufacturing equipment cross-sectional view of the pressure roller in the real施例. 施例における芯金中央拡大断面図。Metal core central enlarged sectional view in the real施例. 施例におけるゴム材注入説明図。Rubber material charging illustration in the real施例. 本発明に係る参考例1における定着フィルムの正面図。The front view of the fixing film in the reference example 1 which concerns on this invention. 参考例1における定着フィルムの側面図。The side view of the fixing film in the reference example 1. FIG. 参考例1における定着フィルムの正面図。The front view of the fixing film in the reference example 1. FIG. 本発明に係る参考例2における定着ローラの正面図。The front view of the fixing roller in the reference example 2 which concerns on this invention. 参考例2における定着ローラの側面図。FIG. 6 is a side view of a fixing roller in Reference Example 2 . 参考例2における改良定着ローラ定着器の正面図。FIG. 6 is a front view of an improved fixing roller fixing device in Reference Example 2 . 参考例2における改良定着ローラの側面図。FIG. 6 is a side view of an improved fixing roller in Reference Example 2 . 本発明に係る参考例3における加圧ローラの製造装置の断面図。Sectional drawing of the manufacturing apparatus of the pressure roller in the reference example 3 which concerns on this invention. 参考例3における加圧ローラの室温状態の断面図。Sectional drawing of the pressure roller in the reference example 3 in the room temperature state. 参考例3における加圧ローラの定着加熱状態の推定断面図。FIG. 11 is an estimated cross-sectional view of a fixing roller in a fixing heating state in Reference Example 3 . 本発明に係る実施例における加圧ローラの製造装置の断面図。Sectional view of an apparatus for manufacturing a pressure roller in engagement Ru real施例the present invention. 施例における加圧ローラの室温状態の断面図。Sectional view of the room temperature state of the pressure roller in the real施例. 施例における加圧ローラの定着加熱状態の推定断面図。Estimation sectional view of the fixing heating state of the pressure roller in the real施例. 本発明に係る参考例4における加圧ローラの製造装置の断面図。Sectional drawing of the manufacturing apparatus of the pressure roller in the reference example 4 which concerns on this invention. 参考例4における加圧ローラの室温状態の断面図。Sectional drawing of the pressure roller in the reference example 4 in the room temperature state. 従来例の逆クラウン加圧ローラの断面図。Sectional drawing of the reverse crown pressure roller of a prior art example. 同従来例の逆クラウン加圧ローラのニップ形状図。The nip shape figure of the reverse crown pressurization roller of the prior art example. 同従来例の逆クラウン加圧ローラの紙上粒状トナー汚れを説明する図。The figure explaining the granular toner stain on paper of the reverse crown pressure roller of the conventional example. 同従来例の逆クラウン加圧ローラを示す断面図。Sectional drawing which shows the reverse crown pressurization roller of the prior art example. 従来例のW型逆クラウン加圧ローラの断面図。Sectional drawing of the W type reverse crown pressure roller of a prior art example. 同従来例の定着フィルムの正面図。The front view of the fixing film of the prior art example. 同従来例の定着器の正面図。The front view of the fixing device of the conventional example. 同従来例の定着ニップ形状図。The fixing nip shape figure of the conventional example. 従来のW型逆クラウン加圧ローラの製造装置断面図。Sectional drawing of the manufacturing apparatus of the conventional W type reverse crown pressure roller. 同従来例のW型逆クラウン加圧ローラのゴム材注入説明図。The rubber material injection explanatory drawing of the W type reverse crown pressure roller of the conventional example. 従来のW型逆クラウン加圧ローラの外径の温度依存性説明図。Explanatory drawing of the temperature dependence of the outer diameter of the conventional W type reverse crown pressure roller. 本発明のM型芯金W型逆クラウン加圧ローラの外径の温度依存性説明図。Explanatory drawing of the temperature dependence of the outer diameter of the M-type cored bar W-type reverse crown pressure roller of the present invention.

1 帯電ローラ
2 感光体ドラム
3 露光手段
4 現像器
5 トナー
5a トナー汚れ
6 転写ローラ
7 シート(被記録材)
10 クリーニング容器
11 カートリッジ
12 定着器
13 定着フィルム(加熱回転体)
13a セラミックヒータ
13b フィルムガイド部材
13c 逆クラウン金属フィルム
13d ストレート樹脂フィルム
14 加圧ローラ(加圧回転体)
14a シリコンゴム層(弾性層)
14’b ストレート芯金(ローラ芯金)
14’c クラウン芯金(ローラ芯金)
14”b M型クラウン芯金
15 ニップ形状
16 外型
18 定着ローラ
18’ W型定着ローラ
18a ハロゲンヒータ
20 ストレート外金型
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Charging roller 2 Photosensitive drum 3 Exposure means 4 Developer 5 Toner 5a Toner dirt 6 Transfer roller 7 Sheet (recording material)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Cleaning container 11 Cartridge 12 Fixing device 13 Fixing film (heating rotary body)
13a Ceramic heater 13b Film guide member 13c Reverse crown metal film 13d Straight resin film 14 Pressure roller (pressure rotator)
14a Silicon rubber layer (elastic layer)
14'b Straight core (roller core)
14'c Crown core (roller core)
14 ″ b M-type crown core 15 nip shape 16 outer mold 18 fixing roller 18 ′ W-type fixing roller 18a halogen heater 20 straight outer mold

Claims (1)

芯金と、前記芯金より外側に形成された弾性層と、を有し、記録材を搬送するニップ部を構成する搬送ローラを備え、トナー像を担持した記録材を前記ニップ部で搬送しながら加熱しトナー像を記録材に定着する定着装置において、A core roller and an elastic layer formed on the outer side of the core metal, and includes a transport roller that forms a nip portion for transporting the recording material, and transports the recording material carrying a toner image at the nip portion. In the fixing device for fixing the toner image on the recording material by heating while
前記芯金は、前記芯金の長手方向の中央に直径が前記芯金の長手方向に沿って中央に向かって徐々に小さくなる凹形状のエリアと、前記凹形状のエリアで最大の外径となる両端部からそれぞれ前記搬送ローラの長手方向の端部に向かって徐々に前記直径が小さくなるテーパ形状エリアと、を有し、The cored bar has a concave area whose diameter gradually decreases toward the center along the longitudinal direction of the cored bar at the center in the longitudinal direction of the cored bar, and a maximum outer diameter in the concaved area. A taper-shaped area in which the diameter gradually decreases from both ends to the end in the longitudinal direction of the transport roller,
前記弾性層は、前記弾性層の長手方向の中央に直径が前記弾性層の長手方向に沿って中央に向かって徐々に大きくなる凸形状のエリアと、前記凸形状のエリアで最小の直径となる両端部からそれぞれ前記搬送ローラの長手方向の端部に向かって徐々に前記直径が大きくなるテーパ形状エリアと、を有し、The elastic layer has a convex area in which the diameter gradually increases toward the center along the longitudinal direction of the elastic layer and a minimum diameter in the convex area at the center in the longitudinal direction of the elastic layer. A tapered area in which the diameter gradually increases from both ends toward the longitudinal end of the transport roller,
前記芯金の前記凹形状エリアの前記搬送ローラの長手方向の長さは、前記弾性層の前記凸形状エリアの前記搬送ローラの長手方向の長さよりも短いことを特徴とする定着装置。The fixing device according to claim 1, wherein a length of the concave area of the cored bar in the longitudinal direction of the transport roller is shorter than a length of the convex area of the elastic layer in the longitudinal direction of the transport roller.
JP2006194339A 2006-07-14 2006-07-14 Fixing device Expired - Fee Related JP4956074B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006194339A JP4956074B2 (en) 2006-07-14 2006-07-14 Fixing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006194339A JP4956074B2 (en) 2006-07-14 2006-07-14 Fixing device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008020821A JP2008020821A (en) 2008-01-31
JP4956074B2 true JP4956074B2 (en) 2012-06-20

Family

ID=39076766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006194339A Expired - Fee Related JP4956074B2 (en) 2006-07-14 2006-07-14 Fixing device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4956074B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5488879B2 (en) 2009-01-14 2014-05-14 株式会社リコー Fixing apparatus and image forming apparatus
US8364051B2 (en) 2009-03-17 2013-01-29 Ricoh Company, Ltd. Fixing device and image forming apparatus including same
JP5278138B2 (en) * 2009-04-23 2013-09-04 株式会社リコー Image forming method
JP5531674B2 (en) 2009-05-19 2014-06-25 株式会社リコー Image forming method
US8714725B2 (en) * 2011-11-10 2014-05-06 Xerox Corporation Image receiving member with internal support for inkjet printer

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57496B2 (en) * 1974-01-28 1982-01-06
JPS61275876A (en) * 1985-05-31 1986-12-05 Hokushin Ind Inc Manufacture of heat fixing roller
JPH06242695A (en) * 1993-02-15 1994-09-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Image forming device
JP2005284089A (en) * 2004-03-30 2005-10-13 Canon Inc Pressurization body of rotation, fixing apparatus, image forming apparatus, and manufacturing method of pressurization body of rotation
JP2006084806A (en) * 2004-09-16 2006-03-30 Canon Inc Pressure rotator and heat fixing system
JP2006184488A (en) * 2004-12-27 2006-07-13 Ricoh Co Ltd Fixing device and image forming apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008020821A (en) 2008-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5016803B2 (en) Image heating device
JP6111657B2 (en) Fixing apparatus and image forming apparatus
US20030077092A1 (en) Image heating apparatus
US6687482B2 (en) Heating apparatus and image forming apparatus incorporating the same
JP4956074B2 (en) Fixing device
JP2002055560A (en) Fixing device and image forming device provided with it
JP2016031420A (en) Fixing device
JP2006243497A (en) Fixing device
JP6521355B2 (en) Fixing device and image forming apparatus
JP2005284089A (en) Pressurization body of rotation, fixing apparatus, image forming apparatus, and manufacturing method of pressurization body of rotation
JP6525762B2 (en) Fixing device
JP2008139775A (en) Fixing device and image forming apparatus
JP2008140701A (en) Fixing device
JP2017062382A (en) Image heating device
JP6516154B2 (en) Fixing device, image forming device
JP2008292750A (en) Fixing sleeve and fixing device
JP2005156918A (en) Fixing device
JP5053823B2 (en) Image heating device and rotating body for image heating used in image heating device
JP2007292949A (en) Image heating device
JP2007212553A (en) Fixing device and information processing apparatus
JP4682570B2 (en) Image forming apparatus
JP5393912B2 (en) Image heating device
JP2008268728A (en) Thermal fixing device
JP5208297B2 (en) Image heating device and rotating body for image heating used in image heating device
JP5372271B2 (en) Image heating device and rotating body for image heating used in image heating device

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20080116

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090713

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110915

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110927

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111125

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120313

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120316

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4956074

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150323

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees