JP2001142336A - Image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は電子写真方式の複
写機、プリンタ、ＦＡＸ等の定着装置を備えた画像形成
装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus having a fixing device such as an electrophotographic copying machine, a printer and a facsimile.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、電子写真方式の複写機、プリン
タ、ＦＡＸ等の画像形成装置においては、定着ローラに
加圧ローラを圧接した定着装置が用いられている。この
定着装置は加熱した定着ローラを回転させながら、この
回転する定着ローラと加圧ローラとの間にトナーが転写
された転写紙を圧接しながら搬送し、トナーを加熱溶解
して転写紙上に定着させるものである。ところで、近年
環境規制や環境保護意識の高まりから複写機等の画像形
成装置の未使用時には定着ヒータへの通電を遮断（ＯＦ
Ｆ）し、必要な時のみ通電をし消費電力の低減を図るこ
とが行われている。このような省エネ型の定着装置にお
いては、使用時に定着ローラの表面温度が定着動作開始
時に即座に設定温度まで立上げる（昇温する）必要があ
る。このような要求から、近年では定着ローラの内面若
しくは外面に抵抗発熱体を有する直接加熱式の加熱ロー
ラ（定着ローラ）を使用する定着装置が提案されてい
る。図15に示すように、従来からこのような定着ローラ
はＡｌ又はＦｅ等の芯金40の内面に順次電気絶縁層41と
抵抗発熱体42を積層したもので、抵抗発熱体42で発生し
た熱を芯金40側に効率よく熱伝達させるために、芯金4
0、電気絶縁層41、抵抗発熱体42は耐熱性の接着層によ
って密着し固定されている。そして、この抵抗発熱体42
に対する通電を行うことにより定着ローラを発熱させて
トナーの加熱を行うものである。2. Description of the Related Art Generally, in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a printer, and a facsimile, a fixing device in which a pressure roller is pressed against a fixing roller is used. The fixing device conveys the transfer paper on which the toner has been transferred between the rotating fixing roller and the pressure roller while pressing the roller while rotating the heated fixing roller, and heats and dissolves the toner to fix the toner on the transfer paper. It is to let. By the way, in recent years, when an image forming apparatus such as a copying machine is not used, the power supply to the fixing heater is cut off (OF) due to environmental regulations and increasing awareness of environmental protection.
F) In order to reduce power consumption by energizing only when necessary. In such an energy-saving fixing device, the surface temperature of the fixing roller needs to be immediately raised (increased) to a set temperature at the start of the fixing operation in use. From such demands, in recent years, a fixing device using a direct heating type heating roller (fixing roller) having a resistance heating element on the inner surface or outer surface of the fixing roller has been proposed. As shown in FIG. 15, such a fixing roller has a structure in which an electric insulating layer 41 and a resistance heating element 42 are sequentially laminated on the inner surface of a core metal 40 of Al or Fe, and the heat generated by the resistance heating element 42. To efficiently transfer heat to the core 40 side.
0, the electric insulating layer 41 and the resistance heating element 42 are adhered and fixed by a heat-resistant adhesive layer. And this resistance heating element 42
When the power is supplied to the fixing roller, the fixing roller generates heat to heat the toner.
【０００３】また、この種の定着装置として（１）特開
平8-305197号公報には定着ローラの金属基体に電気絶縁
層を介して熱伝導体を有する抵抗発熱体を設けることに
より温度分布を自由に調節する構成が、また（２）特開
平8-220916号公報には抵抗発熱体と電気絶縁層の双方を
貫通する多数の空気抜き用の小孔を全面に亘って形成す
ると共に、抵抗発熱体を定着ローラに対して密着させた
状態で装着させ導伝性の向上を図る構成がそれぞれ開示
されている。Further, as a fixing device of this kind, (1) Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-305197 discloses that a resistance heating element having a heat conductor is provided on a metal base of a fixing roller via an electric insulating layer. Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-220916 discloses a configuration in which a large number of small holes for air vent penetrating both the resistance heating element and the electric insulating layer are formed over the entire surface. There are disclosed configurations in which the body is attached in a state of being in close contact with the fixing roller to improve conductivity.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、電気絶縁層
や接着層に用いられるＰＩ系やシリコン系の材料は吸水
性を有しているため、梅雨時等の高湿度環境で長時間放
置された際には定着ローラの内部は水分を吸水した状態
となる。そして、この吸水状態で定着ローラの内部温度
が急激に上昇すると、図16に示すように電気絶縁層41及
び接着層中（図示せず）の水分が一気に気化膨張し、抵
抗発熱体42及び電気絶縁層41が芯金40から押し上げら
れ、これにより抵抗発熱体42、電気絶縁層41、芯金40同
士の接着が破壊され剥離してしまうこととなる。このよ
うに接着層の組織が破壊されて抵抗発熱体42及び電気絶
縁層41が浮き上がると、抵抗発熱体42が局部加熱を起こ
し電気絶縁層41を破壊してしまうため、リークが生じる
等の故障原因となる。特に、連続通紙を行うときには定
着装置の周辺は高温多湿環境となっているため、このま
まの状態で放置すると定着ローラの両端部を通じて侵入
した空気中の水分が電気絶縁層に吸湿されてしまい上述
した故障の原因となってしまう。However, since PI-based and silicon-based materials used for the electric insulating layer and the adhesive layer have water absorbency, they have been left for a long time in a high humidity environment such as during the rainy season. At this time, the inside of the fixing roller is in a state of absorbing water. When the internal temperature of the fixing roller rapidly rises in this water absorbing state, the water in the electric insulating layer 41 and the adhesive layer (not shown) evaporates and expands at a stretch as shown in FIG. The insulating layer 41 is pushed up from the metal core 40, whereby the adhesion between the resistance heating element 42, the electric insulating layer 41, and the metal core 40 is broken and separated. When the structure of the adhesive layer is destroyed and the resistance heating element 42 and the electrical insulation layer 41 are lifted up, the resistance heating element 42 causes local heating and destroys the electrical insulation layer 41. Cause. In particular, when continuous paper passing is performed, the periphery of the fixing device is in a high-temperature and high-humidity environment, and if left as it is, moisture in the air that has entered through both ends of the fixing roller is absorbed by the electric insulating layer, and Cause a malfunction.
【０００５】また、前記公報（１）に記載された技術の
場合においても、やはり同様に水分を吸水した状態で定
着ローラの温度が急激に上昇すると、気化膨張により抵
抗発熱体42及び電気絶縁層41が芯金40から押し上げら
れ、局部加熱を起こし電気絶縁層41を破壊してしまうた
め、リークが生じる等の故障原因となる。そして、公報
（２）の場合においては発熱により気化水が生じた場合
でも空気抜き用の小孔により、この気化水を逃がすこと
ができるため電気絶縁層の破壊を防止する目的は達成さ
れるが、金属基体側と抵抗発熱体との間の沿面距離を十
分に保つことができないため、絶縁耐圧が不足するとい
う新たな問題が生じる恐れがある。Also, in the case of the technique described in the above publication (1), when the temperature of the fixing roller also rises rapidly in a state of absorbing water, the resistance heating element 42 and the electric insulating layer 42 are vaporized and expanded. The 41 is pushed up from the core bar 40, causing local heating and breaking the electrical insulating layer 41, thereby causing a failure such as a leak. In the case of the publication (2), even if vaporized water is generated due to heat generation, the vaporized water can be released by the air vent holes, so that the purpose of preventing the destruction of the electric insulating layer is achieved. Since the creepage distance between the metal base side and the resistance heating element cannot be sufficiently maintained, there is a possibility that a new problem of insufficient insulation withstand voltage may occur.
【０００６】そこで、この発明の目的は、前記のような
従来の画像形成装置のもつ問題を解決し、昇温時に発生
する定着ローラの急激な気化膨張による破壊防止を図る
と共に、金属基体と抵抗発熱体の間の絶縁耐圧性を十分
に確保し、且つ昇温速度が早く安全性の優れた画像形成
装置を提供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the conventional image forming apparatus, to prevent the fixing roller from being destroyed due to rapid vaporization and expansion generated at the time of temperature rise, and to reduce the resistance of the metal base to the resistance. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus which sufficiently secures withstand voltage between heating elements, has a high temperature rising speed, and is excellent in safety.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明は、前記のよう
な目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、回
転駆動される定着ローラと、この定着ローラに所定圧力
をもって当接された加圧ローラとを有する定着装置を備
えた画像形成装置において、定着ローラは中空円筒状の
芯金金属基体の周面に電気絶縁層と抵抗発熱層とを積層
する表面発熱型の加熱定着ローラであって、芯金金属基
体と電気絶縁層との間には空隙を有する空隙層を備えた
ことを特徴とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention is directed to a fixing roller which is driven to rotate and abuts the fixing roller with a predetermined pressure. And an image forming apparatus provided with a fixing device having a pressurized roller, wherein the fixing roller is a surface heat type heat fixing device in which an electric insulating layer and a resistance heat generating layer are laminated on a peripheral surface of a hollow cylindrical cored metal base. A roller, characterized in that a gap layer having a gap is provided between the core metal base and the electrical insulating layer.
【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において空隙層は絶縁材料による繊維からなる網
部材であることを特徴とするものである。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the gap layer is a net member made of a fiber made of an insulating material.
【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において空隙層は金属による網部材であることを
特徴とするものである。A third aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect of the present invention, the gap layer is a metal net member.
【００１０】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において空隙層はローラ端部に繋がる溝を有する
金属による金属層であることを特徴とするものである。A fourth aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect of the present invention, the gap layer is a metal layer made of a metal having a groove connected to an end of the roller.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。図１はこの発明の第１
実施形態である画像形成装置の概略断面図を示してい
る。すなわち、図１に示すように画像形成装置１の内部
には、矢印方向に回転する感光体２とこの感光体２の周
囲に設けられた帯電手段３、クリーニング装置４、現像
スリーブ５を有する現像器６及び転写手段７がそれぞれ
配置されている。感光体２は回転駆動している際、帯電
手段３によってその表面が一様に帯電される。一方、レ
ーザ光学系８によって原稿データが読み取られ、その読
取りデータに基づいて感光体２上に静電潜像が形成され
る。この静電潜像は転写手段７によって搬送された用紙
Ｐに転写され現像器６を通過するとき現像剤（トナー）
によって可視像化される。また、装置１の下側には矢印
ａ方向に着脱可能な給紙カセット９が設けられている。
給紙カセット９の中板10上には用紙Ｐが載置され、この
用紙Ｐの上面はスプリング（図示せず）による付勢力に
より給紙ローラ11側に押し付けられている。12は用紙Ｐ
の重送を防止するための分離パットである。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
1 is a schematic cross-sectional view of an image forming apparatus according to an embodiment. That is, as shown in FIG. 1, inside the image forming apparatus 1, there is provided a photosensitive member 2 rotating in the direction of an arrow, and a charging device 3, a cleaning device 4, and a developing sleeve 5 provided around the photosensitive member 2. The container 6 and the transfer means 7 are respectively arranged. When the photoreceptor 2 is rotationally driven, the surface thereof is uniformly charged by the charging means 3. On the other hand, original data is read by the laser optical system 8, and an electrostatic latent image is formed on the photoreceptor 2 based on the read data. This electrostatic latent image is transferred onto the sheet P conveyed by the transfer means 7 and is passed through the developing device 6 when a developer (toner) is used.
Is visualized. Further, a sheet cassette 9 which is detachable in the direction of arrow a is provided below the apparatus 1.
A sheet P is placed on an intermediate plate 10 of the sheet feeding cassette 9, and the upper surface of the sheet P is pressed against the sheet feeding roller 11 by the urging force of a spring (not shown). 12 is paper P
This is a separation pad for preventing double feeding.
【００１２】給紙ローラ11は制御部（図示せず）による
制御信号に基づいて回転し、給紙カセット８内の用紙Ｐ
（最上紙）が給紙され、この給紙ローラ10によって給送
された用紙Ｐは、レジストローラ13によって感光体２上
の画像（静電潜像）と同期するように搬送される。そし
て、この用紙は定着装置14まで搬送され定着された後、
排紙ローラ15によって画像面を下側に排紙口16から排紙
トレイ17上に排出される。この排紙トレイ17を構成する
カバー22は回動部18を中心に開放可能である。20は排紙
ストッパで、この排紙ストッパ20は排紙される用紙サイ
ズに対応するため、矢印ｂ方向に可動できる。24は手差
し給紙用の給紙トレイで、この給紙トレイ24はピン25に
より回動可能に取り付けられている。The paper feed roller 11 rotates based on a control signal from a control unit (not shown), and feeds paper P in the paper feed cassette 8.
The top sheet is fed, and the sheet P fed by the sheet feed roller 10 is conveyed by the registration roller 13 in synchronization with the image (electrostatic latent image) on the photoconductor 2. Then, after the paper is conveyed to the fixing device 14 and fixed,
The paper is discharged onto the paper output tray 17 from the paper output port 16 with the image surface facing downward by the paper output roller 15. The cover 22 that constitutes the paper discharge tray 17 can be opened around the rotating part 18. Reference numeral 20 denotes a paper discharge stopper. The paper discharge stopper 20 can be moved in the direction of the arrow b to correspond to the size of the paper to be discharged. Reference numeral 24 denotes a paper feed tray for manual paper feed, and the paper feed tray 24 is rotatably attached by pins 25.
【００１３】更に、外装部26の上部前面側にはオペレー
ションパネル27（操作パネル）が設けられ、ケース28内
には電源板29やプリント板30（エンジンドライブボー
ド）、コントローラボード31等の電装、制御装置がそれ
ぞれ収納されている。図２に示すように、定着装置14は
定着ローラ33と、この定着ローラ33と圧接回転するシリ
コンゴム等の弾性材からなる加圧ローラ34とを備え、定
着ローラ33は一対の支持フレーム35，35に設けられた断
熱ブッシュ36及び軸受37により保持されながら駆動ギヤ
38の回転により駆動されるようになっている。また、加
圧ローラ34は加圧ばね（図示せず）の弾力によって、定
着ローラ33側に圧接することにより転写紙上のトナー像
を定着している。Further, an operation panel 27 (operation panel) is provided on the upper front side of the exterior part 26, and a power supply board 29, a printed board 30 (engine drive board), and electrical components such as a controller board 31 are provided in the case 28. The control devices are respectively housed. As shown in FIG. 2, the fixing device 14 includes a fixing roller 33 and a pressure roller 34 made of an elastic material such as silicone rubber that rotates in pressure contact with the fixing roller 33. The fixing roller 33 includes a pair of support frames 35 and The drive gear is held by a heat insulating bush 36 and a bearing 37 provided on 35.
It is driven by 38 rotations. The pressing roller 34 is pressed against the fixing roller 33 by the elasticity of a pressing spring (not shown) to fix the toner image on the transfer paper.
【００１４】図３に詳示するように、定着ローラ33は主
にＡｌ又はＦｅ等の肉厚が0.3〜2.0mmの薄肉ローラから
なる芯金40（金属基体）が使用され、この芯金40の内面
には、電気絶縁層41と抵抗発熱体42とが積層されてい
る。電気絶縁層41にはマイカシート、ポリイミドフィル
ム等が使用され、抵抗発熱体42には鉄クロム等のＳＵＳ
系箔（厚さ、20〜80μm）が使用され、この抵抗発熱体4
2は打ち抜き成形或いは、エッチング等によって図４，
５に示すようなパターン形状の抵抗発熱体42ａ，42ｂに
形成されている。また、芯金40の表面には離型性及び耐
熱性とを有するテフロンからなるオフセット防止用の離
型層43が塗布され、芯金40、電気絶縁層41、抵抗発熱体
42は各層間で耐熱性の接着層によって接合されている。As shown in detail in FIG. 3, the fixing roller 33 is a metal core 40 (metal substrate) mainly composed of a thin roller of 0.3 to 2.0 mm in thickness such as Al or Fe. An electric insulating layer 41 and a resistance heating element 42 are laminated on the inner surface of the substrate. A mica sheet, a polyimide film, or the like is used for the electric insulation layer 41, and the resistance heating element 42 is made of SUS such as iron chrome.
A system foil (thickness, 20-80 μm) is used.
2 is punched or formed by etching, etc.
5 are formed on the resistance heating elements 42a and 42b having a pattern shape as shown in FIG. Further, on the surface of the metal core 40, a release layer 43 made of Teflon having a release property and heat resistance for preventing offset is applied, and the metal core 40, the electric insulating layer 41, and the resistance heating element are formed.
Reference numeral 42 is joined between the layers by a heat-resistant adhesive layer.
【００１５】そして、図２に示すように定着ローラ33の
両内端部からは、その内側から順に一対の電極部材44と
電極固定部材46とがそれぞれ嵌入されている。電極部材
44は抵抗発熱体42の両端部に通電を行うためのもので、
この電極部材44の端面部が導通可能に抵抗発熱体42に直
接押し当てられると共に、電気絶縁体で構成された電極
固定部材46に保持されている。この電極固定部材46の鍔
部は外部からの水分流入による吸湿防止を図るべく定着
ローラ33の端縁部に押圧固定されている。また、49はコ
字型の板ばね50を支持するための絶縁ブラケット49で、
板ばね50による弾力によって電極部材44側に給電ブラシ
51が押し当てられている。そして、この給電ブラシ51に
は受電部材47の端部（右側）が当接されている。この受
電部材47の先端部は電極固定部材46のほぼ中央位置に形
成された貫通部46ａに嵌入される共に、電極部材44に対
して通電可能に当接されている。後述するように、通電
された給電ブラシ51が受電部材47に対して摺動すること
により、給電ブラシ51から受電部材47、電極部材44を介
して抵抗発熱体42へと電流が流れ定着ローラ33に対する
発熱を行うことができる。As shown in FIG. 2, a pair of electrode members 44 and an electrode fixing member 46 are fitted from both inner ends of the fixing roller 33 in this order from inside. Electrode member
44 is for energizing both ends of the resistance heating element 42,
The end face of the electrode member 44 is pressed directly against the resistance heating element 42 in a conductive manner, and is held by an electrode fixing member 46 made of an electrical insulator. The flange of the electrode fixing member 46 is pressed and fixed to the edge of the fixing roller 33 in order to prevent moisture absorption due to the inflow of moisture from the outside. 49 is an insulating bracket 49 for supporting a U-shaped leaf spring 50,
Power supply brush on the electrode member 44 side by the elastic force of the leaf spring 50
51 is pressed. The end (right side) of the power receiving member 47 is in contact with the power supply brush 51. The distal end of the power receiving member 47 is fitted into a through portion 46a formed substantially at the center of the electrode fixing member 46, and is in contact with the electrode member 44 so as to be able to conduct electricity. As will be described later, when the energized power supply brush 51 slides with respect to the power receiving member 47, a current flows from the power supply brush 51 to the resistance heating element 42 via the power receiving member 47 and the electrode member 44, and the fixing roller 33 Can generate heat.
【００１６】さらに、定着ローラ33の上面部に当接する
位置には温度検出用のサーミスタ等の温度センサ52が設
けられている。この温度センサ52から出力される信号経
路は、入力回路53、ＣＰＵ54、ドライバ55から構成され
る回路網に接続されている。具体的には、温度センサ52
によって定着ローラ33の表面温度が検出され、その検出
信号は入力回路53を介してＣＰＵ54に伝達される。そし
て、このＣＰＵ54によってドライバ55を介して抵抗発熱
体42に対する通電制御が所定間隔で行われる。実際に
は、交流電源から供給される印加電圧が給電ブラシ51か
ら受電部材47を通じて抵抗発熱体42通電され、この抵抗
発熱体42の発熱により定着ローラ33が所定の温度まで加
熱される。そして、再び定着ローラ33の温度が温度セン
サ52により検出され、この検出温度が入力回路53を介し
てＣＰＵ54に入力され、定着ローラ33の温度を所定の設
定温度（180℃前後）に保持する温度制御が行われる。Further, a temperature sensor 52 such as a thermistor for temperature detection is provided at a position in contact with the upper surface of the fixing roller 33. The signal path output from the temperature sensor 52 is connected to a circuit network including the input circuit 53, the CPU 54, and the driver 55. Specifically, the temperature sensor 52
Thus, the surface temperature of the fixing roller 33 is detected, and the detection signal is transmitted to the CPU 54 via the input circuit 53. The CPU 54 controls the energization of the resistance heating element 42 via the driver 55 at predetermined intervals. Actually, the applied voltage supplied from the AC power supply is supplied to the resistance heating element 42 from the power supply brush 51 through the power receiving member 47, and the heat generated by the resistance heating element 42 heats the fixing roller 33 to a predetermined temperature. Then, the temperature of the fixing roller 33 is detected again by the temperature sensor 52, and the detected temperature is input to the CPU 54 via the input circuit 53 to maintain the temperature of the fixing roller 33 at a predetermined set temperature (around 180 ° C.). Control is performed.
【００１７】図６，７は本発明の第１実施形態を示して
いる。ここで、本発明の特徴は定着ローラの昇温時に発
生した電気絶縁層中の気化水を逃がすことにある。この
ため、図６，７に示すように、芯金40と電気絶縁層41と
の間には互いに離隔された空隙を有する空隙層60を設け
ている。この空隙層60はテフロン等の絶縁材料の粒子を
含む層により構成され、加熱により気化した水分は空隙
層60から逃がすことができるため、電気絶縁層41の破壊
を防止すると共に、絶縁耐圧性を十分に確保することが
可能となる。FIGS. 6 and 7 show a first embodiment of the present invention. Here, a feature of the present invention resides in that vaporized water in the electric insulating layer generated when the temperature of the fixing roller is raised is released. Therefore, as shown in FIGS. 6 and 7, a gap layer 60 having gaps separated from each other is provided between the cored bar 40 and the electric insulating layer 41. The gap layer 60 is formed of a layer containing particles of an insulating material such as Teflon, and moisture vaporized by heating can escape from the gap layer 60, thereby preventing the electric insulation layer 41 from being broken and improving the withstand voltage. It is possible to secure enough.
【００１８】図８，９は本発明の第２実施形態を示して
いる。図８，９に示すように、この第２実施形態では、
空隙層60の構成には絶縁材料による繊維、例えばガラス
繊維からなる網部材61が使用されている。このように網
部材61による層を芯金40と電気絶縁層41との間に用いる
ことにより、気化した水分を逃がすだけの十分な空隙を
全周面にわたって一定の厚みで安定的に確保することが
できる。FIGS. 8 and 9 show a second embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 8 and 9, in the second embodiment,
A mesh member 61 made of a fiber made of an insulating material, for example, a glass fiber is used for the configuration of the gap layer 60. By using the layer made of the mesh member 61 between the cored bar 40 and the electric insulating layer 41, it is possible to stably secure a sufficient space for releasing vaporized moisture with a constant thickness over the entire peripheral surface. Can be.
【００１９】図10，11は本発明の第３実施形態を示して
いる。図10，11に示すように、この第３実施形態では空
隙を有する空隙層60が金属による金属網62で構成されて
いる。すなわち、抵抗発熱体42と芯金40との間に多く含
まれる空隙は所謂「断熱作用」を生じるため、これによ
って定着ローラの内部及び外部での温度差は大きくなっ
てしまう。この結果、定着ローラ内面の温度が必要以上
に高くなり、内外の温度差が大きくなった場合には定着
装置の立上がり時間が遅くなるという問題が生じてしま
う。そこで、この問題を解決すべく第３実施形態では芯
金40と電気絶縁層41との間に設ける金属網62の材質とし
ては銅等の熱伝導性の高い金属材が用いられている。こ
れによって、抵抗発熱体42から芯金40への熱伝導性を向
上させることができ、定着装置の立上がり時間の遅延を
防止することができる。FIGS. 10 and 11 show a third embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 10 and 11, in the third embodiment, a void layer 60 having voids is formed of a metal net 62 made of metal. That is, since a large amount of air gap between the resistance heating element 42 and the core metal 40 causes a so-called “heat insulation effect”, a temperature difference between the inside and the outside of the fixing roller becomes large. As a result, the temperature of the inner surface of the fixing roller becomes unnecessarily high, and when the temperature difference between the inside and outside becomes large, there is a problem that the rise time of the fixing device is delayed. Therefore, in order to solve this problem, in the third embodiment, a metal material having high thermal conductivity such as copper is used as a material of the metal net 62 provided between the core metal 40 and the electric insulating layer 41. As a result, the thermal conductivity from the resistance heating element 42 to the metal core 40 can be improved, and a delay in the rise time of the fixing device can be prevented.
【００２０】図12，13は本発明の第４実施形態を示して
いる。図12，13に示すように、この第４実施形態では空
隙層60が銅等の熱伝導性が良好な金属部材63で構成され
ている。この金属部材63の作製は電気絶縁層41に金属層
を接着させ、この金属層に対してのエッチング処理を施
すことにより、細かい溝を有する層を形成することによ
り行う。すなわち図14に示すように、このように作製し
た金属部材63は電気絶縁層41と一体な層であると共に、
形成される溝は、例えば定着ローラの長手方向に対して
平行な溝や螺旋状の溝64であり、且つ定着ローラ33の端
部に繋がることができる溝64となるように作製する。こ
れによって、吸湿した電気絶縁層41が加熱されることに
より発生し気化した水分は、溝64を通じて定着ローラ33
の外部に逃がすことができる。FIGS. 12 and 13 show a fourth embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 12 and 13, in the fourth embodiment, the air gap layer 60 is made of a metal member 63 having good thermal conductivity such as copper. The metal member 63 is manufactured by bonding a metal layer to the electrical insulating layer 41 and performing an etching process on the metal layer to form a layer having fine grooves. That is, as shown in FIG. 14, the metal member 63 manufactured in this manner is a layer integrated with the electric insulating layer 41,
The groove to be formed is, for example, a groove parallel to the longitudinal direction of the fixing roller or a spiral groove 64, and is formed so as to be a groove 64 that can be connected to an end of the fixing roller 33. As a result, the vaporized water generated by heating the absorbed electric insulating layer 41 is transferred to the fixing roller 33 through the groove 64.
Can escape outside.
【００２１】[0021]
【発明の効果】この発明は、上記のようであって、請求
項１に記載の発明は、回転駆動される定着ローラと、こ
の定着ローラに所定圧力をもって当接された加圧ローラ
とを有する定着装置を備えた画像形成装置において、定
着ローラは中空円筒状の芯金金属基体の周面に電気絶縁
層と抵抗発熱層とを積層する表面発熱型の加熱ローラで
あって、芯金金属基体と電気絶縁層との間には空隙を有
する空隙層を備えたので、昇温時に膨脹する電気絶縁層
中の水分を空隙層を介して逃がすことによって電気絶縁
層の破壊を防止することができるという効果がある。ま
た、電気絶縁層に直接通孔を開けることなく水分を逃が
すことができるので、沿面距離を考慮する必要がないう
え、絶縁耐圧性を十分に確保することができるという効
果がある。The present invention is as described above, and the invention according to claim 1 has a fixing roller that is driven to rotate, and a pressure roller that contacts the fixing roller with a predetermined pressure. In the image forming apparatus provided with the fixing device, the fixing roller is a surface heating type heating roller in which an electric insulating layer and a resistance heating layer are laminated on a peripheral surface of a hollow cylindrical cored metal substrate, And a gap layer having a gap between the electric insulating layer and the electric insulating layer, the moisture in the electric insulating layer that expands when the temperature rises is released through the gap layer to prevent the electric insulating layer from being broken. This has the effect. In addition, since moisture can escape without directly opening a hole in the electric insulating layer, there is no need to consider the creepage distance, and there is an effect that a sufficient withstand voltage can be ensured.
【００２２】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において空隙層は絶縁材料による繊維からなる網
部材であるので、この網部材を用いることにより、気化
した水分を逃がすだけの十分な空隙を確保することがで
きると共に、層の材質として絶縁材料を用いるため、定
着ローラの絶縁耐圧性をより高めることができ、漏洩事
故等を未然に防止し安全性をより向上させることができ
るという効果がある。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, since the void layer is a net member made of a fiber made of an insulating material, the use of this net member allows only vaporized moisture to escape. In addition to securing a sufficient space, the insulating material is used as a material of the layer, so that the withstand voltage of the fixing roller can be further increased, and a leakage accident can be prevented beforehand and safety can be further improved. There is an effect that can be.
【００２３】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において空隙層は金属による網部材であるので、
空隙を有する層の材質として金属を用いることにより、
抵抗発熱体から芯金体への熱伝導性を向上させることが
できるため、定着ローラの内外で生じる温度差及び温度
ムラの低減、立上がり時間の短縮を図ることができると
いう効果がある。また、通電加熱時に生じる急激な気化
膨張による電気絶縁層及び接着層の破壊を防止すること
ができ、定着ローラの経時寿命の長期化をより図ること
ができるという効果がある。According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the gap layer is a metal mesh member.
By using metal as the material of the layer having voids,
Since the thermal conductivity from the resistance heating element to the metal core can be improved, there is an effect that a temperature difference and a temperature unevenness generated inside and outside the fixing roller can be reduced, and a rise time can be shortened. Further, it is possible to prevent breakage of the electric insulating layer and the adhesive layer due to rapid vaporization and expansion that occurs at the time of energizing heating, and it is possible to further extend the aging life of the fixing roller.
【００２４】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において空隙層はローラ端部に繋がる溝を有する
金属による金属層であるので、溝により通電加熱時に急
激な気化膨張による電気絶縁層及び接着層の破壊を防止
することができ、定着ローラの経時寿命の長期化をより
図ることができるという効果がある。また、金属層の作
製は金属層の接着とエッチング処理により、容易に且つ
安定的な作製が可能なため加工性において利点があると
いう効果がある。According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the gap layer is a metal layer made of a metal having a groove connected to an end of the roller. This has the effect of preventing the insulation layer and the adhesive layer from being destroyed and extending the life of the fixing roller over time. In addition, the metal layer can be easily and stably formed by bonding and etching of the metal layer, so that there is an effect that there is an advantage in workability.
【図１】この発明の画像形成装置の構成を示す概略縦断
面図である。FIG. 1 is a schematic vertical sectional view showing a configuration of an image forming apparatus of the present invention.
【図２】同定着装置の構成を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a configuration of an identification landing device.
【図３】定着ローラの内部構成を示す拡大断面図であ
る。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view illustrating an internal configuration of a fixing roller.
【図４】抵抗発熱体の形状の第１例を示す平面図であ
る。FIG. 4 is a plan view showing a first example of the shape of a resistance heating element.
【図５】抵抗発熱体の形状の第２例を示す平面図であ
る。FIG. 5 is a plan view showing a second example of the shape of the resistance heating element.
【図６】この発明の第１実施形態を示す定着ローラの構
成を示す拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged sectional view illustrating a configuration of a fixing roller according to the first exemplary embodiment of the present invention.
【図７】同長手方向からの拡大断面図である。FIG. 7 is an enlarged sectional view from the same longitudinal direction.
【図８】この発明の第２実施形態を示す定着ローラの構
成を示す拡大断面図である。FIG. 8 is an enlarged sectional view illustrating a configuration of a fixing roller according to a second exemplary embodiment of the present invention.
【図９】同長手方向からの拡大断面図である。FIG. 9 is an enlarged sectional view from the same longitudinal direction.
【図１０】この発明の第３実施形態を示す定着ローラの
構成を示す拡大断面図である。FIG. 10 is an enlarged sectional view showing a configuration of a fixing roller according to a third embodiment of the present invention.
【図１１】同長手方向からの拡大断面図である。FIG. 11 is an enlarged sectional view from the same longitudinal direction.
【図１２】この発明の第４実施形態を示す定着ローラの
構成を示す拡大断面図である。FIG. 12 is an enlarged sectional view showing a configuration of a fixing roller according to a fourth embodiment of the present invention.
【図１３】同長手方向からの拡大断面図である。FIG. 13 is an enlarged sectional view from the same longitudinal direction.
【図１４】同溝の詳細を示す拡大斜視図である。FIG. 14 is an enlarged perspective view showing details of the groove.
【図１５】従来の定着ローラの構成を示す拡大断面図で
ある。FIG. 15 is an enlarged cross-sectional view illustrating a configuration of a conventional fixing roller.
【図１６】同吸湿膨張時の状態を示す拡大断面図であ
る。FIG. 16 is an enlarged sectional view showing a state at the time of the moisture absorption expansion.
１ 画像形成装置 ２ 感光体 ３ 帯電手段 ４ クリーニング装置 ５ 現像スリーブ ６ 現像器 ７ 転写手段 ８ レーザ光学系 ９ 給紙カセット 14 定着装置 30 プリント板 31 コントローラボード 33 定着ローラ 34 加圧ローラ 40 芯金 41 電気絶縁層 42，42ａ，42ｂ 抵抗発熱体 43 離型層 44 電極部材 46 電極固定部材 47 受電部材 51 給電ブラシ 52 温度センサ 53 入力回路 54 ＣＰＵ 55 ドライバ 60 空隙層 61 網部材 62 金属網 63 金属部材 64 溝 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 2 Photoreceptor 3 Charging means 4 Cleaning device 5 Developing sleeve 6 Developing device 7 Transfer means 8 Laser optical system 9 Paper feed cassette 14 Fixing device 30 Print board 31 Controller board 33 Fixing roller 34 Pressure roller 40 Core metal 41 Electrical insulation layers 42, 42a, 42b Resistance heating element 43 Release layer 44 Electrode member 46 Electrode fixing member 47 Power receiving member 51 Power supply brush 52 Temperature sensor 53 Input circuit 54 CPU 55 Driver 60 Gap layer 61 Net member 62 Metal net 63 Metal member 64 grooves
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池上 廣和 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 由良 純 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 2H033 AA30 BB02 BB12 BB19 3K058 AA16 AA22 AA45 BA18 CE02 CE13 CE19 DA04 DA21 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hirokazu Ikegami 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Company, Ltd. (72) Inventor Jun Yura 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo F-term in Ricoh Co., Ltd. (reference) 2H033 AA30 BB02 BB12 BB19 3K058 AA16 AA22 AA45 BA18 CE02 CE13 CE19 DA04 DA21
Claims (4)
ローラに所定圧力をもって当接された加圧ローラとを有
する定着装置を備えた画像形成装置において、定着ロー
ラは中空円筒状の芯金金属基体の周面に電気絶縁層と抵
抗発熱層とを積層する表面発熱型の加熱定着ローラであ
って、芯金金属基体と電気絶縁層との間には空隙を有す
る空隙層を備えたことを特徴とする画像形成装置。1. An image forming apparatus comprising: a fixing device having a fixing roller driven to rotate and a pressing roller abutting on the fixing roller with a predetermined pressure, wherein the fixing roller has a hollow cylindrical metal core. A surface fixing type heat fixing roller for laminating an electric insulating layer and a resistance heating layer on a peripheral surface of a base, wherein a gap layer having a gap is provided between the core metal base and the electric insulating layer. Characteristic image forming apparatus.
部材であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成
装置。2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the gap layer is a net member made of fibers made of an insulating material.
特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the gap layer is a metal net member.
金属による金属層であることを特徴とする請求項１に記
載の画像形成装置。4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the gap layer is a metal layer made of a metal having a groove connected to an end of the roller.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32240699A JP2001142336A (en) | 1999-11-12 | 1999-11-12 | Image forming device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32240699A JP2001142336A (en) | 1999-11-12 | 1999-11-12 | Image forming device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001142336A true JP2001142336A (en) | 2001-05-25 |
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ID=18143319
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2001142336A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006018291A (en) * | 2004-06-29 | 2006-01-19 | Samsung Electronics Co Ltd | Heat generator for fixing unit, power supply device, fixing unit and fixing device |
| JP2009251406A (en) * | 2008-04-09 | 2009-10-29 | Murata Mach Ltd | Heat roller, fixing device equipped with heat roller, and image forming apparatus equipped with fixing device |
-
1999
- 1999-11-12 JP JP32240699A patent/JP2001142336A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006018291A (en) * | 2004-06-29 | 2006-01-19 | Samsung Electronics Co Ltd | Heat generator for fixing unit, power supply device, fixing unit and fixing device |
| JP2009251406A (en) * | 2008-04-09 | 2009-10-29 | Murata Mach Ltd | Heat roller, fixing device equipped with heat roller, and image forming apparatus equipped with fixing device |
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