JP2001022211A - Fixing device - Google Patents
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Landscapes
- Fixing For Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、FAX等の画像形成装置に用いられる定着装置に関
し、特にクイックスタートが可能な定着装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fixing device used for an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, etc., and more particularly to a fixing device capable of quick start.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、複写機、プリンタ、FAX等の画
像形成装置に用いられる定着装置として、技術的な完成
度が高く安定したものとして熱ローラ定着方式が、低速
機から高速機まで、モノクロ機からフルカラー機まで、
と幅広く採用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a fixing device used in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, etc., a heat roller fixing method has been used as a fixing device having high technical perfection and stability. Machine to full-color machine,
Has been widely adopted.
【0003】しかしながら、従来の熱ローラ定着方式の
定着装置では、転写材やトナーを加熱する際に、熱容量
の大きな定着用の熱ローラを加熱する必要があるため省
エネ面で不利であり、また、プリント時に定着装置を暖
めるのに時間がかかりプリント時間(ウォーミングアッ
プ時間)が長くなってしまうという問題がある。However, the conventional heat roller fixing type fixing device is disadvantageous in terms of energy saving because it is necessary to heat a fixing heat roller having a large heat capacity when heating a transfer material or toner. There is a problem that it takes time to warm up the fixing device during printing, and the printing time (warming-up time) becomes longer.
【0004】これを解決するためフィルム(熱定着フィ
ルム)を用い、熱ローラを熱定着フィルムという究極の
厚みまで持っていき低熱容量化し、温度制御されたヒー
タ(セラミックヒータ)を熱定着フィルムに直接加圧接
触させることで熱伝導効率を大幅に向上させ、省エネル
ギーとウォーミングアップ時間を殆ど必要としないクイ
ックスタートとを図ったフィルム定着方式の定着装置や
それを用いた画像形成装置が提案され、最近用いられて
きている。In order to solve this, a film (heat fixing film) is used, the heat roller is brought to the ultimate thickness of the heat fixing film to reduce the heat capacity, and a temperature-controlled heater (ceramic heater) is directly applied to the heat fixing film. A film fixing type fixing device and an image forming device using the same have been proposed, which greatly improve the heat conduction efficiency by being brought into contact with the pressure and achieve a quick start that saves energy and requires almost no warm-up time. Have been
【0005】また、熱ローラの変形として透光性基体を
熱線定着ローラ(熱線定着用回転部材)として用い、内
部に設けたハロゲンランプ(熱線照射手段)からの熱線
をトナーに照射して加熱定着し、ウォーミングアップ時
間を要せずクイックスタートを図った定着方法が、特開
昭52−106741号公報、同57−82240号公
報、同57−102736号公報、同57−10274
1号公報等により開示されている。また、透光性基体の
外周面に光吸収層(熱線吸収層)を設けて熱線定着ロー
ラ(熱線定着用回転部材)を構成し、円筒状の透光性基
体内部に設けたハロゲンランプ(熱線照射手段)からの
光を、透光性基体の外周面に設けた光吸収層で吸収さ
せ、光吸収層の熱によりトナー像を定着させる定着方法
が特開昭59−65867号公報により開示されてい
る。Further, as a modification of the heat roller, a transparent substrate is used as a heat ray fixing roller (rotating member for heat ray fixing), and the toner is heated and fixed by irradiating the toner with heat rays from a halogen lamp (heat ray irradiation means) provided inside. A fixing method which does not require a warm-up time and achieves a quick start is disclosed in JP-A-52-106741, JP-A-57-82240, JP-A-57-102736, and JP-A-57-10274.
No. 1 and the like. Further, a light absorbing layer (heat ray absorbing layer) is provided on the outer peripheral surface of the light transmitting substrate to constitute a heat ray fixing roller (rotating member for heat ray fixing), and a halogen lamp (heat ray) provided inside the cylindrical light transmitting substrate. JP-A-59-65867 discloses a fixing method in which light from the irradiating means is absorbed by a light-absorbing layer provided on the outer peripheral surface of a light-transmitting substrate, and a toner image is fixed by heat of the light-absorbing layer. ing.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記特開昭52−10
6741号公報等の開示による定着装置では、ハロゲン
ランプ(熱線照射手段)からの熱線を透光性基体を通し
て照射し、トナーを加熱定着する方法により、また特開
昭59−65867号公報の開示による定着装置では、
透光性基体の外周面に光吸収層(熱線吸収層)を設けて
熱線定着ローラ(熱線定着用回転部材)を構成し、ハロ
ゲンランプ(熱線照射手段)からの熱線を透光性基体を
通して熱線吸収層に照射し、該熱線吸収層の熱によりト
ナーを定着する方法により、それぞれ省エネルギーとウ
ォーミングアップ時間を短縮したクイックスタートとを
図ろうとしたものであるが、定着性が悪いので、本願発
明者らは、透光性基体と光吸収層(熱線吸収層)との間
にゴム層よりなる透光性弾性層を設けてソフトローラの
熱線定着ローラを形成し、クイックスタート(急速加
熱)が可能で、且つトナー像の定着性を向上する定着装
置を特願平10−128917号等にて提案した。The above-mentioned JP-A-52-10
The fixing device disclosed in Japanese Patent No. 6741 or the like discloses a method of irradiating a heat ray from a halogen lamp (heat ray irradiating means) through a translucent substrate to heat and fix the toner, and a method disclosed in JP-A-59-65867. In the fixing device,
A light absorbing layer (heat ray absorbing layer) is provided on the outer peripheral surface of the light transmitting substrate to constitute a heat ray fixing roller (rotating member for heat ray fixing), and heat rays from a halogen lamp (heat ray irradiating means) are passed through the light transmitting substrate. The method of irradiating the absorption layer and fixing the toner by the heat of the heat ray absorption layer aims at energy saving and quick start in which the warm-up time is shortened, but the fixing property is poor. Is provided with a light-transmitting elastic layer made of a rubber layer between a light-transmitting substrate and a light-absorbing layer (heat-ray absorbing layer) to form a heat roller fixing roller of a soft roller, enabling quick start (rapid heating). A fixing device for improving the fixability of a toner image has been proposed in Japanese Patent Application No. 10-128917.
【0007】しかしながら、上記提案による定着装置に
設けられる熱線定着ローラの透光性弾性層としてシリコ
ンゴム層を用いるが、シリコンゴム層はハロゲンランプ
からの熱線の透過率が長波長側で悪く、熱線吸収による
透光性弾性層内部の発熱により透光性弾性層が劣化され
るという問題が起こる。また、表面の熱線吸収層の急速
加熱が低下されるという問題も生じる。However, a silicon rubber layer is used as the light-transmitting elastic layer of the heat ray fixing roller provided in the fixing device proposed above, but the silicon rubber layer has poor transmittance of heat rays from the halogen lamp on the long wavelength side, There is a problem that the light-transmitting elastic layer is deteriorated by heat generated inside the light-transmitting elastic layer due to absorption. Further, there is a problem that rapid heating of the heat ray absorbing layer on the surface is reduced.
【0008】本発明は上記の問題点を解決し、シリコン
ゴム層を用いる透光性弾性層での透過率を高め、熱線吸
収による内部発熱により生じる透光性弾性層の劣化を防
止すると共に、熱線吸収層での発熱を効果的に行う定着
装置を提供することを目的とする。The present invention solves the above-mentioned problems, increases the transmittance of a light-transmitting elastic layer using a silicon rubber layer, prevents deterioration of the light-transmitting elastic layer caused by internal heat generation due to heat ray absorption, An object of the present invention is to provide a fixing device that effectively generates heat in a heat ray absorbing layer.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的は、転写材上の
トナー像を加熱と加圧とにより前記転写材に固定する定
着装置において、熱線を発する熱線照射手段を内部に有
し、前記熱線に対して透光性を有する円筒状の透光性基
体と、該透光性基体の外側に透光性弾性層と、該透光性
弾性層の外側に前記熱線を吸収する熱線吸収層とを設け
てロール状の熱線定着用回転部材を形成すると共に、前
記透光性弾性層はシリコンゴム層であり、前記透光性弾
性層の吸収波長に対して、前記熱線照射手段の最大エネ
ルギー強度を示す波長が短波長側にあることを特徴とす
る定着装置によって達成される。An object of the present invention is to provide a fixing device for fixing a toner image on a transfer material to the transfer material by heating and pressurizing, wherein the fixing device has a heat ray irradiating means for emitting heat rays therein. A cylindrical light-transmitting substrate having a light-transmitting property, a light-transmitting elastic layer outside the light-transmitting substrate, and a heat-ray absorbing layer absorbing the heat rays outside the light-transmitting elastic layer. To form a heat-fixing rotary member in the form of a roll, the translucent elastic layer is a silicone rubber layer, and the maximum energy intensity of the heat ray irradiating means with respect to the absorption wavelength of the translucent elastic layer. Is achieved on the shorter wavelength side by a fixing device.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の
意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の
実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示
すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限
定するものではない。Embodiments of the present invention will be described below. Note that the description in this column does not limit the technical scope of the claims and the meaning of terms. Further, the following assertive description in the embodiment of the present invention indicates the best mode, and does not limit the meaning or technical scope of the terms of the present invention.
【0011】本発明にかかわる定着装置を用いる画像形
成装置の一実施形態の画像形成プロセスおよび各機構に
ついて、図1ないし図7を用いて説明する。図1は、本
発明にかかわる定着装置を用いる画像形成装置の一実施
形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図であり、図
2は、図1の像形成体の側断面図であり、図3は、定着
装置の構造を示す説明図であり、図4は、図3のロール
状の熱線定着用回転部材の拡大断面構成図であり、図5
は、図3のロール状の熱線定着用回転部材の熱線吸収層
の濃度分布を示す図であり、図6は、図3のロール状の
熱線定着用回転部材の透光性基体の外径と厚さとを示す
図であり、図7は、熱線定着用回転部材の透光性弾性層
としてシリコンゴム層を用いるときの問題点を示す図で
ある。An image forming process and each mechanism of an embodiment of an image forming apparatus using a fixing device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional configuration view of a color image forming apparatus showing an embodiment of an image forming apparatus using a fixing device according to the present invention, and FIG. 2 is a side cross-sectional view of the image forming body of FIG. FIG. 3 is an explanatory view showing the structure of the fixing device. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional configuration diagram of the roll-shaped hot-wire fixing rotating member of FIG.
FIG. 6 is a diagram showing a concentration distribution of a heat ray absorbing layer of the roll-shaped heat ray fixing rotating member of FIG. 3; FIG. FIG. 7 is a diagram showing the thickness and FIG. 7 is a diagram showing a problem when a silicon rubber layer is used as the light-transmitting elastic layer of the heat ray fixing rotating member.
【0012】図1または図2によれば、像形成体である
感光体ドラム10は、例えばガラスや透光性アクリル樹
脂等の透光性部材によって形成される円筒状の基体の外
周に、透光性の導電層及び有機感光層(OPC)の光導
電体層を形成したものである。According to FIG. 1 or FIG. 2, a photosensitive drum 10, which is an image forming body, is provided on the outer periphery of a cylindrical base formed of a light-transmitting member such as glass or light-transmitting acrylic resin. It is formed by forming a photoconductive layer and a photoconductor layer of an organic photosensitive layer (OPC).
【0013】感光体ドラム10は、図示しない駆動源か
らの動力により、透光性の導電層を接地された状態で図
1の矢印で示す時計方向に回転される。The photosensitive drum 10 is rotated clockwise as indicated by an arrow in FIG. 1 with the light-transmitting conductive layer grounded by power from a drive source (not shown).
【0014】本発明では、画像露光用の露光ビームは、
その結像点である感光体ドラム10の光導電体層におい
て、光導電体層の光減衰特性(光キャリア生成)に対し
て適正なコントラストを付与できる波長の露光光量を有
していればよい。従って、本実施形態における感光体ド
ラムの透光性の基体の光透過率は、100%である必要
はなく、露光ビームの透過時にある程度の光を吸収する
ような特性を有していてもよい。要は、適切なコントラ
ストを付与できればよい。透光性の基体の素材として
は、アクリル樹脂、特にメタクリル酸メチルエステルモ
ノマーを重合したものが、透光性、強度、精度、表面性
等において優れており好ましく用いられるが、その他一
般光学部材などに使用されるアクリル、フッ素、ポリエ
ステル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレー
トなどの各種透光性樹脂が使用可能である。また、露光
光に対して透光性を有していれば、着色していてもよ
い。透光性の導電層としては、インジウム錫酸化物(I
TO)、酸化錫、酸化鉛、酸化インジウム、ヨウ化銅
や、Au、Ag、Ni、Alなどからなる透光性を維持
した金属薄膜が用いられ、成膜法としては、真空蒸着
法、活性反応蒸着法、各種スパッタリング法、各種CV
D法、浸漬塗工法、スプレー塗布法などが利用できる。
また、光導電体層としては各種有機感光層(OPC)が
使用できる。In the present invention, the exposure beam for image exposure is
The photoconductor layer of the photoconductor drum 10, which is the image forming point, only needs to have an exposure light amount of a wavelength that can provide an appropriate contrast with respect to the light attenuation characteristic (photocarrier generation) of the photoconductor layer. . Therefore, the light transmittance of the light-transmitting substrate of the photosensitive drum in the present embodiment does not need to be 100%, and may have a characteristic of absorbing a certain amount of light when transmitting the exposure beam. . The point is that any suitable contrast can be provided. As a material of the light-transmitting substrate, an acrylic resin, particularly one obtained by polymerizing a methyl methacrylate monomer, is preferably used because of its excellent light-transmitting properties, strength, accuracy, surface properties, etc. Various translucent resins such as acryl, fluorine, polyester, polycarbonate, polyethylene terephthalate and the like used for the above can be used. Further, as long as it has a light-transmitting property with respect to the exposure light, it may be colored. As the light-transmitting conductive layer, indium tin oxide (I
TO), tin oxide, lead oxide, indium oxide, copper iodide, or a metal thin film of Au, Ag, Ni, Al, or the like that maintains light transmissivity. Reactive deposition method, various sputtering methods, various CV
D method, dip coating method, spray coating method and the like can be used.
Various organic photosensitive layers (OPC) can be used as the photoconductor layer.
【0015】光導電体層の感光層としての有機感光層
は、電荷発生物質(CGM)を主成分とする電荷発生層
(CGL)と電荷輸送物質(CTM)を主成分とする電
荷輸送層(CTL)とに機能分離された二層構成の感光
層とされる。二層構成の有機感光層は、CTLが厚いた
めに有機感光層としての耐久性が高く本発明に適する。
なお有機感光層は、電荷発生物質(CGM)と電荷輸送
物質(CTM)を1つの層中に含有する単層構成とされ
てもよく、該単層構成又は前記二層構成の感光層には、
通常バインダ樹脂が含有される。The organic photosensitive layer serving as the photosensitive layer of the photoconductor layer includes a charge generation layer (CGL) mainly composed of a charge generation substance (CGM) and a charge transport layer (CTM) mainly composed of a charge transport substance (CTM). And CTL). An organic photosensitive layer having a two-layer structure has high durability as an organic photosensitive layer due to its thick CTL and is suitable for the present invention.
The organic photosensitive layer may have a single layer structure containing a charge generation material (CGM) and a charge transport material (CTM) in one layer. ,
Usually, a binder resin is contained.
【0016】以下に説明する帯電手段としてのスコロト
ロン帯電器11、画像書込手段としての露光光学系1
2、現像手段としての現像器13は、それぞれ、イエロ
ー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及び黒色
(K)の各色毎の画像形成プロセス用として準備されて
おり、本実施形態においては、図1の矢印にて示す感光
体ドラム10の回転方向に対して、Y、M、C、Kの順
に配置される。A scorotron charger 11 as a charging means described below, and an exposure optical system 1 as an image writing means will be described.
2. The developing device 13 as a developing unit is prepared for an image forming process for each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C) and black (K), respectively. Are arranged in the order of Y, M, C, and K with respect to the rotation direction of the photosensitive drum 10 indicated by the arrow in FIG.
【0017】帯電手段としてのスコロトロン帯電器11
は像形成体である感光体ドラム10の移動方向に対して
直交する方向(図1において紙面垂直方向)に感光体ド
ラム10と対峙し近接して取り付けられ、感光体ドラム
10の前述した有機感光体層に対し所定の電位に保持さ
れた制御グリッド(符号なし)と、コロナ放電電極11
aとして、例えば鋸歯状電極を用い、トナーと同極性の
コロナ放電とによって帯電作用(本実施形態においては
マイナス帯電)を行い、感光体ドラム10に対し一様な
電位を与える。コロナ放電電極11aとしては、その他
ワイヤ電極や針状電極を用いることも可能である。Scorotron charger 11 as charging means
Is mounted so as to face and be close to the photosensitive drum 10 in a direction perpendicular to the moving direction of the photosensitive drum 10 as an image forming body (the direction perpendicular to the plane of FIG. 1). A control grid (no symbol) maintained at a predetermined potential with respect to the body layer;
As a, for example, a sawtooth electrode is used, and a charging action (in this embodiment, negative charging) is performed by corona discharge having the same polarity as that of the toner, thereby giving a uniform potential to the photosensitive drum 10. As the corona discharge electrode 11a, a wire electrode or a needle electrode may be used.
【0018】各色毎の露光光学系12は、それぞれ、像
露光光の発光素子としてのLED(発光ダイオード)を
感光体ドラム10の軸と平行に複数個アレイ状に並べた
線状の露光素子(不図示)と等倍結像素子としてのセル
フォックレンズ(不図示)とがホルダに取り付けられた
露光用ユニットとして構成される。円柱状の保持部材2
0に、各色毎の露光光学系12が取付けられて感光体ド
ラム10の基体内部に収容される。露光素子としてはそ
の他、FL(蛍光体発光)、EL(エレクトロルミネッ
センス)、PL(プラズマ放電)等の複数の発光素子を
アレイ状に並べた線状のものが用いられる。The exposure optical system 12 for each color is a linear exposure element (LED) in which a plurality of LEDs (light emitting diodes) as light emitting elements of image exposure light are arranged in an array parallel to the axis of the photosensitive drum 10. (Not shown) and a selfoc lens (not shown) as an equal-magnification imaging element are configured as an exposure unit attached to a holder. Cylindrical holding member 2
At 0, the exposure optical system 12 for each color is attached and housed inside the base of the photosensitive drum 10. In addition, as the exposure element, a linear element in which a plurality of light emitting elements such as FL (phosphor emission), EL (electroluminescence), and PL (plasma discharge) are arranged in an array is used.
【0019】各色毎の画像書込手段としての露光光学系
12は、感光体ドラム10上での露光位置を、スコロト
ロン帯電器11と現像器13との間で、現像器13に対
して感光体ドラム10の回転方向上流側に設けた状態
で、感光体ドラム10の内部に配置される。An exposure optical system 12 as an image writing means for each color sets an exposure position on the photosensitive drum 10 between the scorotron charger 11 and the developing unit 13 and the photosensitive unit with respect to the developing unit 13. It is arranged inside the photoconductor drum 10 in a state provided on the upstream side in the rotation direction of the drum 10.
【0020】露光光学系12は、別体のコンピュータ
(不図示)から送られメモリに記憶された各色の画像デ
ータに基づいて画像処理を施した後、一様に帯電した感
光体ドラム10に像露光を行い、感光体ドラム10上に
潜像を形成する。この実施形態で使用される発光素子の
発光波長は、通常Y、M、Cのトナーの透光性の高い6
80〜900nmの範囲のものが良好であるが、裏面か
ら像露光を行うことからカラートナーに透光性を十分に
有しないこれより短い波長でもよい。The exposure optical system 12 performs image processing based on image data of each color sent from a separate computer (not shown) and stored in a memory, and then forms an image on a uniformly charged photosensitive drum 10. Exposure is performed to form a latent image on the photosensitive drum 10. The emission wavelength of the light-emitting element used in this embodiment is usually 6 for the toners of Y, M, and C, which have high translucency.
The wavelength in the range of 80 to 900 nm is good, but the wavelength may be shorter than this, since the color toner does not have sufficient translucency since image exposure is performed from the back surface.
【0021】各色毎の現像手段としての現像器13は、
内部にイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)
若しくは黒色(K)の二成分(一成分でもよい)の現像
剤を収容し、それぞれ、例えば厚み0.5〜1mm、外
径15〜25mmの円筒状の非磁性のステンレスあるい
はアルミ材で形成された現像剤担持体である現像スリー
ブ13aを備えている。The developing device 13 as a developing means for each color includes
Inside yellow (Y), magenta (M), cyan (C)
Alternatively, it contains a black (K) two-component (or one-component) developer and is formed of, for example, a cylindrical non-magnetic stainless steel or aluminum material having a thickness of 0.5 to 1 mm and an outer diameter of 15 to 25 mm, respectively. And a developing sleeve 13a as a developer carrier.
【0022】現像領域では、現像スリーブ13aは、突
き当てコロ(不図示)により感光体ドラム10と所定の
間隙、例えば100〜1000μmをあけて非接触に保
たれ、感光体ドラム10の回転方向と最近接位置におい
て順方向に回転するようになっており、現像時、現像ス
リーブ13aに対してトナーと同極性(本実施形態にお
いてはマイナス極性)の直流電圧或いは直流電圧に交流
電圧ACを重畳する現像バイアス電圧を印加することに
より、感光体ドラム10の露光部に対して非接触の反転
現像が行われる。この時の現像間隔精度は画像ムラを防
ぐために20μm程度以下が必要である。In the developing area, the developing sleeve 13a is kept out of contact with the photosensitive drum 10 with a predetermined gap, for example, 100 to 1000 μm, by abutting rollers (not shown). At the closest position, it rotates in the forward direction, and at the time of development, an AC voltage AC is superimposed on a DC voltage of the same polarity as the toner (in the present embodiment, a negative polarity) or a DC voltage with respect to the developing sleeve 13a. By applying the developing bias voltage, non-contact reversal development is performed on the exposed portion of the photosensitive drum 10. At this time, the precision of the development interval needs to be about 20 μm or less in order to prevent image unevenness.
【0023】以上のように現像器13は、スコロトロン
帯電器11による帯電と露光光学系12による像露光に
よって形成される感光体ドラム10上の静電潜像を、非
接触の状態で感光体ドラム10の帯電極性と同極性のト
ナー(本実施形態においては感光体ドラムは負帯電であ
り、トナーは負極性)により反転現像する。As described above, the developing device 13 transfers the electrostatic latent image on the photosensitive drum 10 formed by the charging by the scorotron charger 11 and the image exposure by the exposure optical system 12 in a non-contact state. Reversal development is performed with toner having the same polarity as the charge polarity of No. 10 (in the present embodiment, the photosensitive drum is negatively charged, and the toner has a negative polarity).
【0024】図2に示すように、感光体ドラム10と保
持部材20とは、装置背面側と前面側の端部において、
それぞれ感光体ドラム10を回転可能に支持する支持部
材であるフランジ部材10A,10Bと、保持部材20
を支持するフランジ120A,120Bとを圧入もしく
はネジ等の手段を介して一体的に構成されている。感光
体ドラム10は、その支持部材であるフランジ部材10
Aならびにフランジ部材10Bが、保持部材20のフラ
ンジ120Aの一体とする固定部材であるシャフト12
1ならびにフランジ120Bに対して、それぞれベアリ
ングB1ならびにベアリングB2を介して回動自在に支
持されている。As shown in FIG. 2, the photosensitive drum 10 and the holding member 20 are located at the rear and front ends of the apparatus.
Flange members 10A and 10B, which are support members for rotatably supporting the photosensitive drum 10, respectively, and a holding member 20
Are integrally formed with the flanges 120A and 120B for supporting by pressing means or means such as screws. The photosensitive drum 10 has a flange member 10 as a support member.
A and the flange member 10B are shafts 12 which are fixed members integrally formed with the flange 120A of the holding member 20.
1 and the flange 120B are rotatably supported via bearings B1 and B2, respectively.
【0025】シャフト121は感光体ドラム10を保持
する軸部121Aを備えており、また背面側の装置基板
70には係合穴130Aを備えるシャフト121の保持
手段である支軸130が設けられている。係合穴130
AにはリニアベアリングB4が嵌入されており、受け部
材130aを挟んで支軸130がネジ等により背面側の
装置基板70に固定されている。支軸130は駆動歯車
G1に噛合する歯車G2の中心に位置され、歯車G2を
一体とする伝導部材131をベアリングB3を介して回
動自在に支持している。一方装置前面側の装置基板70
には保持部材20に固定される露光光学系12を一体と
する感光体ドラム10を挿脱可能とする開口部70Aが
開口されている。The shaft 121 has a shaft portion 121A for holding the photosensitive drum 10, and a device shaft 70 on the back side is provided with a support shaft 130 as a holding means for the shaft 121 having an engagement hole 130A. I have. Engagement hole 130
A is fitted with a linear bearing B4, and the support shaft 130 is fixed to the rear device substrate 70 by screws or the like with the receiving member 130a interposed therebetween. The support shaft 130 is located at the center of the gear G2 that meshes with the drive gear G1, and rotatably supports a conductive member 131 that integrates the gear G2 via a bearing B3. On the other hand, the device substrate 70 on the front side of the device
An opening 70 </ b> A that allows the photosensitive drum 10 that integrates the exposure optical system 12 fixed to the holding member 20 to be inserted and removed is opened.
【0026】保持部材20は背面側の装置基板70に対
しては、シャフト121の軸部121Aを支軸130に
設けられたリニアベアリングB4に挿入し、軸部121
Aに挿通した係合ピン121Pを支軸130の係合部1
30Bに形成したV字状の溝に係合することにより露光
光学系12の角度関係位置を規制して取り付けられ、前
面側の装置基板70に対しては、端部の一体とするフラ
ンジ120Cを緩衝材Kを挟み前蓋120Dを軸方向に
押圧した状態でネジ52により固定することにより所定
の位置に装着される。The holding member 20 inserts the shaft 121A of the shaft 121 into the linear bearing B4 provided on the support shaft 130 with respect to the device board 70 on the rear side, and
A of the engagement pin 121 of the support shaft 130
By engaging the V-shaped groove formed in 30B and restricting the angular position of the exposure optical system 12, the exposure optical system 12 is attached to the device board 70. The front cover 120D is mounted at a predetermined position by fixing the front cover 120D with the screw 52 while pressing the front cover 120D in the axial direction with the buffer material K interposed therebetween.
【0027】感光体ドラム10を支持する支持部材であ
るフランジ部材10Aの側面に取付けられる係合部材で
あるカプリング10Cと、歯車G2を一体とする伝導部
材131の側面に取付けられる結合部材である駆動ピン
131Aと、止めネジ51とにより、フランジ部材10
Aと歯車G2との結合部が構成され、保持部材20を一
体とする感光体ドラム10の装着状態においては、フラ
ンジ部材10Aの側面に取付けられるカプリング10C
が歯車G2を有する伝導部材131の側面に取付けられ
る駆動ピン131Aに嵌込まれ、係合後、歯車G2を有
する伝導部材131とフランジ部材10Aを有する感光
体ドラム10とが中心及び外周面を合わされた状態で、
感光体ドラム10の側方から止めネジ51を用いて駆動
ピン131Aとカプリング10Cとが固定され、フラン
ジ部材10Aと歯車G2とが結合、固定される。The coupling 10C, which is an engagement member attached to the side surface of the flange member 10A, which is a support member for supporting the photosensitive drum 10, and the driving member, which is a coupling member attached to the side surface of the transmission member 131 integrally with the gear G2. The flange member 10 is formed by the pin 131A and the set screw 51.
A coupling portion between the gear A and the gear G2 is formed, and when the photosensitive drum 10 having the holding member 20 integrated therewith is mounted, the coupling 10C attached to the side surface of the flange member 10A.
Is fitted into a drive pin 131A attached to the side surface of the conductive member 131 having the gear G2, and after engagement, the conductive member 131 having the gear G2 and the photosensitive drum 10 having the flange member 10A are aligned at the center and the outer peripheral surface. In the state
The drive pin 131A and the coupling 10C are fixed from the side of the photosensitive drum 10 using the set screw 51, and the flange member 10A and the gear G2 are connected and fixed.
【0028】画像形成のスタートにより不図示の像形成
体駆動モータの始動により、駆動歯車G1の回転動力が
歯車G2により結合部を介して感光体ドラム10に伝達
され、感光体ドラム10が図1の矢印で示す時計方向へ
回転され、同時にYのスコロトロン帯電器11の帯電作
用により感光体ドラム10に電位の付与が開始される。
感光体ドラム10は電位を付与されたあと、Yの露光光
学系12において第1の色信号すなわちYの画像データ
に対応する電気信号による露光が開始され感光体ドラム
10の回転走査によってその表面の感光層に原稿画像の
イエロー(Y)の画像に対応する静電潜像が形成され
る。この潜像はYの現像器13により非接触の状態で反
転現像され、感光体ドラム10上にイエロー(Y)のト
ナー像が形成される。When the image forming body drive motor (not shown) is started by the start of image formation, the rotational power of the drive gear G1 is transmitted to the photosensitive drum 10 via the coupling portion by the gear G2, and the photosensitive drum 10 is moved to the position shown in FIG. , And at the same time, application of a potential to the photosensitive drum 10 is started by the charging action of the Y scorotron charger 11.
After a potential is applied to the photosensitive drum 10, exposure by the first color signal, that is, an electric signal corresponding to Y image data is started in the Y exposure optical system 12, and the surface of the photosensitive drum 10 is rotated by the rotational scanning. An electrostatic latent image corresponding to the yellow (Y) image of the original image is formed on the photosensitive layer. This latent image is reversely developed in a non-contact state by the Y developing device 13, and a yellow (Y) toner image is formed on the photosensitive drum 10.
【0029】次いで、感光体ドラム10は前記イエロー
(Y)のトナー像の上に、Mのスコロトロン帯電器11
の帯電作用により電位が付与され、Mの露光光学系12
の第2の色信号すなわちマゼンタ(M)の画像データに
対応する電気信号による露光が行われ、Mの現像器13
による非接触の反転現像によって前記のイエロー(Y)
のトナー像の上にマゼンタ(M)のトナー像が重ね合わ
せて形成される。Next, the photoreceptor drum 10 places an M scorotron charger 11 on the yellow (Y) toner image.
A potential is applied by the charging action of the M exposure optical system 12
Exposure is performed using an electrical signal corresponding to the second color signal of m, i.e., magenta (M) image data.
Yellow (Y) by non-contact reversal development
A toner image of magenta (M) is formed on the toner image of FIG.
【0030】同様のプロセスにより、Cのスコロトロン
帯電器11、露光光学系12及び現像器13によってさ
らに第3の色信号に対応するシアン(C)のトナー像
が、また、Kのスコロトロン帯電器11、露光光学系1
2及び現像器13によって第4の色信号に対応する黒色
(K)のトナー像が順次重ね合わせて形成され、感光体
ドラム10の一回転以内にその周面上にカラーのトナー
像が形成される。By the same process, the cyan (C) toner image corresponding to the third color signal is further processed by the C scorotron charger 11, the exposure optical system 12, and the developing device 13, and the K scorotron charger 11 , Exposure optical system 1
A black (K) toner image corresponding to the fourth color signal is sequentially superimposed and formed by the second and developing units 13, and a color toner image is formed on the peripheral surface within one rotation of the photosensitive drum 10. You.
【0031】このように、本実施の形態では、Y、M、
C及びKの露光光学系12による感光体ドラム10の有
機感光層に対する露光は、感光体ドラム10の内部より
透光性の基体を通して行われる。従って、第2、第3及
び第4の色信号に対応する画像の露光は何れも先に形成
されたトナー像により遮光されることなく静電潜像を形
成することが可能となり、好ましいが、感光体ドラム1
0の外部から露光してもよい。As described above, in this embodiment, Y, M,
The exposure of the organic photosensitive layer of the photoconductor drum 10 by the C and K exposure optical systems 12 is performed through a transparent substrate from the inside of the photoconductor drum 10. Therefore, the exposure of the image corresponding to the second, third, and fourth color signals can form an electrostatic latent image without being shielded by the previously formed toner image, which is preferable. Photoconductor drum 1
0 may be exposed from outside.
【0032】一方、転写材としての記録紙Pは、転写材
収納手段としての給紙カセット15より、送り出しロー
ラ(符号なし)により送り出され、給送ローラ(符号な
し)により給送されてタイミングローラ16へ搬送され
る。On the other hand, the recording paper P as a transfer material is sent out from a paper feed cassette 15 as a transfer material storage means by a feed roller (no code), and fed by a feed roller (no code) to a timing roller. It is conveyed to 16.
【0033】記録紙Pは、タイミングローラ16の駆動
によって、感光体ドラム10上に担持されたカラートナ
ー像との同期がとられ、紙帯電手段としての紙帯電器1
50の帯電により搬送ベルト14aに吸着されて転写域
へ給送される。搬送ベルト14aにより密着搬送された
記録紙Pは、転写域でトナーと反対極性(本実施形態に
おいてはプラス極性)の電圧が印加される転写手段とし
ての転写器14cにより、感光体ドラム10の周面上の
カラートナー像が一括して記録紙Pに転写される。The recording paper P is synchronized with the color toner image carried on the photosensitive drum 10 by the driving of the timing roller 16, and the paper charger 1 as paper charging means is synchronized.
Due to the electrification of 50, the toner is attracted to the conveyor belt 14a and fed to the transfer area. The recording paper P, which is closely transported by the transport belt 14a, is moved around the photosensitive drum 10 by a transfer unit 14c as a transfer unit to which a voltage having a polarity opposite to that of the toner (positive polarity in the present embodiment) is applied in a transfer area. The color toner images on the surface are collectively transferred to the recording paper P.
【0034】カラートナー像が転写された記録紙Pは、
転写材分離手段としての紙分離AC除電器14hにより
除電されて、搬送ベルト14aから分離され、定着装置
17へと搬送される。The recording paper P on which the color toner image has been transferred is
The paper is discharged by a paper separation AC neutralizer 14h as a transfer material separating unit, separated from the transport belt 14a, and transported to the fixing device 17.
【0035】定着装置17はカラートナー像を定着する
ための上側のロール状の熱線定着用回転部材(上側の定
着部材)としての熱線定着ローラ17aと、下側の定着
部材としての加圧ゴムローラ47aとにより構成され、
熱線定着ローラ17aの内部には、光源によっては可視
光を含んだ赤外線或いは遠赤外線等の熱線を発光するハ
ロゲンランプ171gが熱線照射手段として配設され
る。The fixing device 17 includes a heat ray fixing roller 17a as an upper roll-shaped heat ray fixing rotating member (upper fixing member) for fixing a color toner image, and a pressure rubber roller 47a as a lower fixing member. Is composed of
Inside the heat ray fixing roller 17a, a halogen lamp 171g that emits heat rays such as infrared rays or far infrared rays including visible light depending on a light source is provided as a heat ray irradiation unit.
【0036】熱線定着ローラ17aと加圧ゴムローラ4
7aとの間で形成されるニップ部Nで記録紙Pが挟持さ
れ、熱と圧力とを加えることにより記録紙P上のカラー
トナー像が定着され、記録紙Pが排紙ローラ18により
送られて、装置上部のトレイへ排出される。Heat ray fixing roller 17a and pressure rubber roller 4
The recording paper P is sandwiched by a nip portion N formed between the recording paper P and the color toner image on the recording paper P by applying heat and pressure. Is discharged to the tray at the top of the device.
【0037】転写後の感光体ドラム10の周面上に残っ
たトナーは、像形成体クリーニング手段としてのクリー
ニング装置19に設けられたクリーニングブレード19
aによりクリーニングされる。残留トナーを除去された
感光体ドラム10はスコロトロン帯電器11によって一
様帯電を受け、次の画像形成サイクルに入る。The toner remaining on the peripheral surface of the photosensitive drum 10 after the transfer is transferred to a cleaning blade 19 provided in a cleaning device 19 as an image forming body cleaning means.
Cleaning is performed by a. The photosensitive drum 10 from which the residual toner has been removed is uniformly charged by the scorotron charger 11, and enters the next image forming cycle.
【0038】図3に示すように、定着装置17は転写材
上のトナー像を定着するための上側の弾性を有するロー
ル状の熱線定着用回転部材(上側の定着部材)としての
熱線定着ローラ17aと、同じく弾性を有する下側の定
着部材としての加圧ゴムローラ47aとにより構成さ
れ、それぞれ弾性を有する熱線定着ローラ17aと加圧
ゴムローラ47aとの間で形成される、幅15mm以
下、好ましくは5mm以上の幅広いニップ部Nで、ニッ
プ部Nに進入されてニップ部Nを通過される記録紙Pを
挟持し、熱と圧力とを加えることにより記録紙P上のト
ナー像を定着する。上側に設けられるロール状の熱線定
着用回転部材(上側の定着部材)としての熱線定着ロー
ラ17aには、ニップ部Nの位置より熱線定着ローラ1
7aの回転方向に、定着分離爪TR3、定着オイルクリ
ーニングローラTR1、熱均一化ローラTR4、オイル
塗布ローラTR2が設けられ、オイルを含浸させたフェ
ルト部材を円筒状のアルミパイプや紙管等に巻き付けた
オイル塗布ローラTR2により熱線定着ローラ17aに
オイルが塗布される。定着オイルクリーニングローラT
R1により熱線定着ローラ17aの周面上のオイルがク
リーニングされる。従って熱均一化ローラTR4、及び
後述する、熱線定着ローラ17aの温度を測定する温度
検知手段である温度センサTS1は、定着オイルクリー
ニングローラTR1とオイル塗布ローラTR2との間の
クリーニングされた熱線定着ローラ17aの周面に設け
られる。定着分離爪TR3により定着後の転写材が分離
される。また、アルミ材やステンレス材等の熱伝導性の
良好な金属ローラ部材やヒートパイプを用いた熱均一化
ローラTR4により熱線吸収層171bにより加熱され
る熱線定着ローラ17a周面の発熱温度分布が均一化さ
れる。熱均一化ローラTR4により転写材の通紙に伴う
熱線定着ローラ17aの縦方向及び横方向の温度むらが
均一化される。As shown in FIG. 3, the fixing device 17 includes a heat ray fixing roller 17a as a roll-shaped heat ray fixing rotating member (upper fixing member) having an upper elasticity for fixing a toner image on a transfer material. And a pressure rubber roller 47a as a lower fixing member also having elasticity, each width being formed between the heat ray fixing roller 17a having elasticity and the pressure rubber roller 47a, a width of 15 mm or less, preferably 5 mm. The recording paper P that enters the nip N and passes through the nip N is sandwiched by the wide nip N, and the toner image on the recording paper P is fixed by applying heat and pressure. The heat ray fixing roller 17a as a roll-shaped heat ray fixing rotating member (upper fixing member) provided on the upper side has a heat ray fixing roller 1 from the position of the nip portion N.
A fixing separation claw TR3, a fixing oil cleaning roller TR1, a heat equalizing roller TR4, and an oil application roller TR2 are provided in the rotation direction of 7a, and an oil-impregnated felt member is wound around a cylindrical aluminum pipe or paper tube. Oil is applied to the heat ray fixing roller 17a by the applied oil applying roller TR2. Fixing oil cleaning roller T
The oil on the peripheral surface of the heat ray fixing roller 17a is cleaned by R1. Accordingly, the heat equalizing roller TR4 and a temperature sensor TS1, which will be described later, which is a temperature detecting means for measuring the temperature of the heat ray fixing roller 17a, are provided between the fixing oil cleaning roller TR1 and the oil application roller TR2. 17a is provided on the peripheral surface. The transfer material after fixing is separated by the fixing separation claw TR3. Further, the heat generation temperature distribution on the peripheral surface of the heat ray fixing roller 17a heated by the heat ray absorbing layer 171b by the heat equalizing roller TR4 using a metal roller member having good thermal conductivity such as aluminum or stainless steel or a heat pipe using a heat pipe is uniform. Be transformed into The heat uniformizing roller TR4 equalizes the temperature unevenness of the heat ray fixing roller 17a in the vertical and horizontal directions due to the passage of the transfer material.
【0039】転写材上のトナー像を定着するための熱線
定着用回転部材(上側の定着部材)としての熱線定着ロ
ーラ17aは、円筒状の透光性基体171aと、該透光
性基体171aの外側(外周面)に透光性弾性層171
dと熱線吸収層171bと離型層171cとをその順に
設けたソフトローラとして構成される。透光性基体17
1a内部には、光源によっては可視光を含んだ赤外線或
いは遠赤外線等の熱線を発光する熱線照射手段であるハ
ロゲンランプ171gが配設される。熱線定着用回転部
材としての熱線定着ローラ17aは、後述するようにし
て弾性の高いソフトローラとして構成される。ハロゲン
ランプ171gより発光された熱線が熱線吸収層171
bにより吸収され急速加熱が可能なロール状の熱線定着
用回転部材が形成される。A heat ray fixing roller 17a as a heat ray fixing rotating member (upper fixing member) for fixing a toner image on a transfer material includes a cylindrical light-transmitting substrate 171a and a light-transmitting substrate 171a. A translucent elastic layer 171 on the outside (outer peripheral surface)
d, a heat ray absorbing layer 171b and a release layer 171c are provided in that order as a soft roller. Translucent substrate 17
A halogen lamp 171g, which is a heat ray irradiating means for emitting heat rays such as infrared rays or far infrared rays including visible light depending on the light source, is provided inside 1a. The heat ray fixing roller 17a as a heat ray fixing rotating member is configured as a highly elastic soft roller as described later. The heat ray emitted from the halogen lamp 171g is the heat ray absorbing layer 171.
Thus, a roll-shaped rotatable member for fixing heat rays, which is absorbed by b and can be rapidly heated, is formed.
【0040】また、下側の定着部材としての加圧ゴムロ
ーラ47aは、例えばアルミ材を用いた芯金471a
と、該芯金471aの外周面に、例えばシリコンゴムの
発泡材を用いたスポンジ状の、5〜20mm厚の厚肉ゴ
ム層よりなるゴムローラ層471bとによりローラ部材
を形成し、該ローラ部材のゴムローラ層471bの外側
(外周面)に離型性を有するPFA、PTFA等の耐熱
性のフッ素樹脂のチューブ471cを被覆した弾性を有
するソフトローラとして構成される。また、ゴムローラ
471bの表面にも当接して従動回転する、アルミ材や
ステンレス材等の熱伝導性の良好な金属ローラ部材を用
いた熱均一化ローラTR4が設けられ、熱均一化ローラ
TR4により加圧ゴムローラ47a周面の発熱温度分布
が均一化される。熱均一化ローラTR4としては、蓄熱
と放熱とを兼ねるヒートパイプを用いることが好まし
い。The pressing rubber roller 47a as a lower fixing member is made of, for example, a core metal 471a made of aluminum.
A roller member is formed on the outer peripheral surface of the cored bar 471a by a rubber roller layer 471b made of a sponge-like thick rubber layer having a thickness of 5 to 20 mm using, for example, a silicone rubber foam material. The rubber roller layer 471b is configured as an elastic soft roller that is covered with a tube 471c of a heat-resistant fluororesin such as PFA or PTFA having releasability on the outer side (outer peripheral surface) of the rubber roller layer 471b. Further, a heat equalizing roller TR4 using a metal roller member having good thermal conductivity, such as an aluminum material or a stainless steel material, which abuts on the surface of the rubber roller 471b and is driven to rotate, is provided. The heat generation temperature distribution on the peripheral surface of the pressure rubber roller 47a is made uniform. As the heat uniformizing roller TR4, it is preferable to use a heat pipe that serves both heat storage and heat radiation.
【0041】上側のソフトローラと下側のソフトローラ
との間に平面状のニップ部Nが形成されトナー像の定着
が行われる。A flat nip N is formed between the upper soft roller and the lower soft roller, and the toner image is fixed.
【0042】TS1は上側の熱線定着ローラ17aに取
付けられた温度制御を行うための例えば接触タイプのサ
ーミスタを用いた温度検知手段である温度センサであ
り、TS2は下側の加圧ゴムローラ47aに取付けられ
た温度制御を行うための例えば接触タイプのサーミスタ
を用いた温度センサである。温度センサTS1,TS2
としては接触タイプの他に、非接触タイプのものを用い
ることも可能である。TS1 is a temperature sensor which is mounted on the upper heat ray fixing roller 17a and is a temperature detecting means using, for example, a contact type thermistor for controlling the temperature. TS2 is mounted on the lower pressure rubber roller 47a. A temperature sensor using, for example, a contact-type thermistor for controlling the temperature. Temperature sensors TS1, TS2
In addition to the contact type, it is also possible to use a non-contact type.
【0043】図4によれば、熱線定着ローラ17aの構
成は、図4(a)に断面を示すように、円筒状の透光性
基体171aとしては、厚さ1〜20mm、好ましくは
2〜5mm厚で、ハロゲンランプ171gよりの赤外線
或いは遠赤外線等の熱線を透過するパイレックスガラ
ス、サファイヤ(Al2O3)、CaF2等のセラミック
材(熱伝導率が(5〜20)×10-3J/cm・s・
K、比熱が(0.5〜2.0)×J/g・K、比重が
1.5〜3.0)が主として用いられ、ポリイミド、ポ
リアミド等を使用した透光性樹脂(熱伝導率が(2〜
4)×10-3J/cm・s・K、比熱が(1〜2)×J
/g・K、比重が0.8〜1.2)等も用いることが可
能である。例えば熱線定着ローラ17aの透光性基体1
71aとして、内径32mm、外径40mmで、層厚
(厚さ)4mmのパイレックスガラス(比熱が0.78
J/g・K、比重が2.32)を用いたときの透光性基
体171aのA−3サイズ幅(297mm)当たりでの
熱容量Q1は約60cal/degである。また、透光
性基体171aを通過させる熱線の波長は0.1〜20
μm、好ましくは0.3〜3μmであるので、フィラー
として硬度や熱伝導率の調整剤が加えられるが、粒径が
熱線の波長の1/2、好ましくは1/5以下の、1次、
2次粒子を含めて平均粒径が1μm以下、好ましくは
0.1μm以下の熱線透過性(光源によっては可視光を
含んだ赤外線或いは遠赤外線透過性)のITO、酸化チ
タン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化シリコン、酸
化マグネシウム、炭酸カルシウム等の金属酸化物の微粒
子を樹脂バインダに分散させたもので透光性基体171
aを形成してもよい。層中で1次、2次粒子を含めて平
均粒径が1μm以下、好ましくは0.1μm以下である
ことが光散乱を防ぎ、熱線吸収層171bに到達させる
のに好ましい。上記の如く、透光性基体171aはあま
り熱伝導性が良くない。According to FIG. 4, the configuration of the heat ray fixing roller 17a is, as shown in the cross section in FIG. 4 (a), as a cylindrical light transmitting substrate 171a having a thickness of 1 to 20 mm, preferably 2 to 20 mm. A ceramic material such as Pyrex glass, sapphire (Al 2 O 3 ), or CaF 2 having a thickness of 5 mm and transmitting infrared rays or far infrared rays from a halogen lamp 171 g (having a thermal conductivity of (5 to 20) × 10 −3 ) J / cm ・ s ・
K, a specific heat of (0.5 to 2.0) × J / g · K, and a specific gravity of 1.5 to 3.0), and a light-transmitting resin (thermal conductivity) using polyimide, polyamide, or the like. Is (2-
4) × 10 −3 J / cm · s · K, specific heat of (1-2) × J
/ G · K, specific gravity of 0.8 to 1.2) and the like can also be used. For example, the translucent substrate 1 of the heat ray fixing roller 17a
Pyrex glass having an inner diameter of 32 mm, an outer diameter of 40 mm, and a layer thickness (thickness) of 4 mm (a specific heat of 0.78
The heat capacity Q1 per A-3 size width (297 mm) of the translucent substrate 171a when J / g · K and the specific gravity are 2.32) is about 60 cal / deg. The wavelength of the heat ray passing through the translucent substrate 171a is 0.1 to 20.
μm, preferably 0.3 to 3 μm, so that a filler for adjusting hardness or thermal conductivity is added as a filler.
ITO, titanium oxide, aluminum oxide, zinc oxide having an average particle diameter of 1 μm or less, preferably 0.1 μm or less, including secondary particles, and having a heat ray transmission property (an infrared ray or a far infrared ray including visible light depending on a light source). A transparent substrate 171 in which fine particles of a metal oxide such as silicon oxide, magnesium oxide, and calcium carbonate are dispersed in a resin binder;
a may be formed. It is preferable that the average particle diameter including the primary and secondary particles in the layer is 1 μm or less, preferably 0.1 μm or less in order to prevent light scattering and reach the heat ray absorbing layer 171b. As described above, the translucent substrate 171a does not have good thermal conductivity.
【0044】透光性弾性層171dは、後段において詳
述するように、厚さ0.5mm以上、好ましくは6mm
以下のシリコンゴムを用い、熱線(光源によっては可視
光を含んだ赤外線或いは遠赤外線)を透過する熱線透過
性のシリコンゴム層(ベース層)で形成される。透光性
弾性層171dとしては高速化対応のために、ベース層
(シリコンゴム層)にフィラーとしてシリカ、アルミ
ナ、酸化マグネシウム等の金属酸化物の粉末を配合させ
て熱伝導率を向上させる方法がとられ、熱伝導率が(1
〜3)×10-3J/cm・s・K、比熱が(1〜2)×
J/g・K、比重が0.9〜1.0のシリコンゴム層を
用いる。例えば熱線定着ローラ17aの透光性弾性層1
71dとして、外径50mmで、層厚(厚さ)5mmの
シリコンゴム層(比熱が1.1J/g・K、比重が0.
91)を用いたときの透光性弾性層171dのA−3サ
イズ幅(297mm)当たりでの熱容量Q2は約50c
al/degである。シリコンゴム層は熱伝導率がガラ
ス部材を用いた透光性の基体(熱伝導率が(5〜20)
×10-3J/cm・s・K)より1桁低いので断熱性を
有する層の役割をする。熱伝導率を高めると一般的にゴ
ム硬度が高くなる傾向があり、例えば通常40Hsのも
のが60Hs(JIS、Aゴム硬度)近くまで高くなっ
てしまう。好ましいゴム硬度は5Hs以上、60Hs以
下(JIS、Aゴム硬度)である。熱線定着用回転部材
の透光性弾性層171dの大部分はこのベース層で占め
られており、加圧時の圧縮量はベース層のゴム硬度で決
定される。透光性弾性層171dの中間層はオイル膨潤
防止のために耐油層としてフッ素系ゴムが20〜300
μmの厚さで塗られている。透光性弾性層171dのト
ップ層(表面層)のシリコンゴムとしては、HTV(H
igh Temperature Volcanizi
ng)よりも離型性のよいRTV(Room Temp
erature Volcanizing)やLTV
(Low Temperature Volcaniz
ing)が中間層並の厚さで被覆されている。また、透
光性弾性層171dを通過させる熱線の波長は0.1〜
20μm、好ましくは0.3〜3μmであるので、硬度
や熱伝導率の調整剤として、粒径が熱線の波長の1/
2、好ましくは1/5以下の、1次、2次粒子を含めて
平均粒径が1μm以下、好ましくは0.1μm以下の熱
線透過性(光源によっては可視光を含んだ赤外線或いは
遠赤外線透過性)の酸化チタン、酸化アルミニウム、酸
化亜鉛、酸化シリコン、酸化マグネシウム、炭酸カルシ
ウム等の金属酸化物の微粒子を樹脂バインダに分散させ
たもので透光性弾性層171dを形成してもよい。層中
で1次、2次粒子を含めて平均粒径が1μm以下、好ま
しくは0.1μm以下であることが光散乱を防ぎ、熱線
吸収層171bに到達させるのに好ましい。透光性弾性
層171dを設けることにより、熱線定着用回転部材と
しての熱線定着ローラ17aが弾性の高いソフトローラ
として構成される。The light-transmitting elastic layer 171d has a thickness of 0.5 mm or more, preferably 6 mm
It is formed of a silicon rubber layer (base layer) that transmits heat rays (infrared rays including visible light or far infrared rays depending on the light source) using the following silicone rubber. In order to cope with high-speed operation, a method for improving the thermal conductivity by blending a powder of a metal oxide such as silica, alumina, or magnesium oxide as a filler in the base layer (silicone rubber layer) for the light-transmitting elastic layer 171d is proposed. And the thermal conductivity is (1
~ 3) × 10 -3 J / cm · s · K, specific heat is (1-2) ×
A silicon rubber layer having J / g · K and a specific gravity of 0.9 to 1.0 is used. For example, the translucent elastic layer 1 of the heat ray fixing roller 17a
71d, a silicon rubber layer having an outer diameter of 50 mm and a layer thickness (thickness) of 5 mm (specific heat 1.1 J / g · K, specific gravity 0.
91), the heat capacity Q2 per A-3 size width (297 mm) of the translucent elastic layer 171d is about 50c.
al / deg. The silicon rubber layer is a translucent substrate using a glass member having a thermal conductivity of (5 to 20).
× 10 −3 J / cm · s · K), which is an order of magnitude lower, so that it functions as a layer having heat insulating properties. When the thermal conductivity is increased, the rubber hardness generally tends to increase. For example, a rubber having a normal hardness of 40 Hs tends to have a hardness close to 60 Hs (JIS, A rubber hardness). Preferred rubber hardness is 5 Hs or more and 60 Hs or less (JIS, A rubber hardness). Most of the translucent elastic layer 171d of the heat ray fixing rotating member is occupied by the base layer, and the amount of compression during pressurization is determined by the rubber hardness of the base layer. The intermediate layer of the light-transmitting elastic layer 171d is made of an oil-resistant layer of 20 to 300 fluorine-based rubber to prevent oil swelling.
It is painted with a thickness of μm. As the silicon rubber of the top layer (surface layer) of the translucent elastic layer 171d, HTV (H
high Temperature Volcanizi
ng) RTV (Room Temp)
erasure Volcanizing) and LTV
(Low Temperature Volcaniz
ing) is coated with a thickness similar to that of the intermediate layer. The wavelength of the heat ray passing through the translucent elastic layer 171d is 0.1 to
Since the thickness is 20 μm, preferably 0.3 to 3 μm, the particle size is 1/1/1 of the wavelength of the heat ray as an agent for adjusting the hardness or the thermal conductivity.
2, preferably not more than 1/5 and having an average particle diameter of 1 μm or less, preferably 0.1 μm or less, including primary and secondary particles (transmission of infrared or far-infrared light including visible light depending on the light source) The translucent elastic layer 171d may be formed by dispersing fine particles of a metal oxide such as titanium oxide, aluminum oxide, zinc oxide, silicon oxide, magnesium oxide, and calcium carbonate in a resin binder. It is preferable that the average particle diameter including the primary and secondary particles in the layer is 1 μm or less, preferably 0.1 μm or less in order to prevent light scattering and reach the heat ray absorbing layer 171b. By providing the translucent elastic layer 171d, the heat ray fixing roller 17a as a heat ray fixing rotating member is configured as a soft elastic roller.
【0045】熱線吸収層171bとしては、ハロゲンラ
ンプ171gより発光され、透光性基体171a及び透
光性弾性層171dにて吸収された残りの熱線で、透光
性基体171a及び透光性弾性層171dを透過した熱
線の略100%にあたる90〜100%、好ましくは9
5〜100%の熱線を熱線吸収層171bにより吸収し
急速加熱が可能な熱線定着用回転部材を形成するよう
に、樹脂バインダにカーボンブラック、黒鉛、鉄黒(F
e3O4)や各種フェライト及びその化合物、酸化銅、酸
化コバルト、ベンガラ(Fe2O3)等の粉末を混入した
熱線吸収部材を用い、厚さ10〜500μm、好ましく
は20〜100μm厚の熱線吸収部材を透光性弾性層1
71dの外側(外周面)に吹付け或いは塗布等により形
成する。熱線吸収層171bの熱伝導率は前記透光性弾
性層171dのシリコンゴム層(熱伝導率が(1〜3)
×10-3J/cm・s・K、比熱が(1〜2)×J/g
・K、比重が0.9〜1.0)と比べて、カーボンブラ
ック等の吸収剤の添加により、やや高めの(3〜10)
×10-3J/cm・s・K(比熱が(〜2.0)×J/
g・K、比重が(〜0.9))に設定することができ
る。熱線吸収層171bとしてはニッケル電鋳ローラ等
の金属ローラ部材を同様の厚さで設けてもよい。この
時、熱線を吸収するために内側(内周面)は黒色酸化処
理をしておくことが好ましい。熱線吸収層171bでの
熱線吸収率が90%程度よりも低く、例えば20〜80
%程度であると熱線が漏れて、漏れた熱線により熱線定
着用回転部材としての熱線定着ローラ17aがモノクロ
画像形成に用いられた場合、フィルミング等により熱線
定着ローラ17aの特定位置の表面に黒トナーが付着す
ると漏れた熱線により付着部から発熱が起き、その部分
でさらに熱線吸収による発熱が重ねて起こり熱線吸収層
171bを破損する。またカラー画像形成に用いられた
場合、カラートナーの吸収効率が一般に低く、かつカラ
ートナー間に吸収効率の差があることから定着不良とな
ったり、定着ムラとなる。従って、ハロゲンランプ17
1gより発光され、透光性基体171a及び透光性弾性
層171dにて吸収された残りの熱線で、透光性基体1
71a及び透光性弾性層171dを透過した熱線が熱線
吸収層171bで完全に吸収されるように熱線吸収層1
71bの熱線吸収率を略100%にあたる90〜100
%、好ましくは95〜100%とする。これにより、分
光特性が異なることで熱線により定着することが困難な
カラートナーの溶融が良好に行われ、特に図1でのカラ
ー画像形成において、分光特性が異なることで熱線によ
り定着することが困難なトナー層の厚い転写材上の重ね
合わせカラートナー像の溶融が良好に行われる。また、
熱線吸収層171bの厚さが10μm未満で薄いと、熱
線吸収層171bでの熱線の吸収による加熱速度は速い
が、薄膜による局所的な加熱による熱線吸収層171b
の破損や強度不足の原因となり、熱線吸収層171bの
厚さが500μmを越えて厚過ぎると、熱伝導不良とな
ったり、熱容量が大きくなり急速加熱が成しにくくな
る。熱線吸収層171bの熱線吸収率を略100%にあ
たる90〜100%、好ましくは95〜100%とした
り、熱線吸収層171bの厚さを10〜500μm、好
ましくは20〜100μmとすることにより、熱線吸収
層171bでの局所的な発熱が防止され、均一な発熱が
行われる。また、熱線吸収層171bに投光される熱線
の波長は0.1〜20μm、好ましくは0.3〜3μm
であるので、フィラーとして硬度や熱伝導率の調整剤が
加えられるが、粒径が熱線の波長の1/2、好ましくは
1/5以下の、1次、2次粒子を含めて平均粒径が1μ
m以下、好ましくは0.1μm以下の熱線透過性(光源
によっては可視光を含んだ赤外線或いは遠赤外線透過
性)の酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化
シリコン、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム等の金属
酸化物の微粒子を樹脂バインダに5〜50重量%分散さ
せたもので熱線吸収層171bを形成してもよい。この
ようにして、熱線吸収層171bは温度がすぐに上がる
ように熱容量を小さくしてあるので、熱線定着用回転部
材としての熱線定着ローラ17aに温度低下が生じ、定
着ムラが発生するという問題を防止する。熱線吸収層1
71bとしては、弾性を有するシリコンゴムやフッ素ゴ
ムに、カーボンブラック、黒鉛、鉄黒(Fe3O4)や各
種フェライト及びその化合物、酸化銅、酸化コバルト、
ベンガラ(Fe2O3)等の粉末を混入したものを用いて
もよい。例えば熱線定着ローラ17aの熱線吸収層17
1b(或いは後述する兼用層171B)として、外径5
0mmの透光性弾性層171dの表面(外周面)に、層
厚(厚さ)50μmのフッ素樹脂(比熱が2.0J/g
・K、比重が0.9)を用いたときの熱線吸収層171
b(或いは兼用層171B)のA−3サイズ幅(297
mm)当たりでの熱容量Q3は約1.0cal/deg
である。熱線吸収層171bとしてはニッケル電鋳ベル
トのように金属フィルム部材を用いることもできる。こ
の時、熱線吸収のために内側(内周面)は黒色酸化処理
をしておくことが望ましい。As the heat ray absorbing layer 171b, the remaining heat rays emitted from the halogen lamp 171g and absorbed by the light transmitting base 171a and the light transmitting elastic layer 171d are used as the heat transmitting base 171a and the light transmitting elastic layer. 90 to 100%, which is about 100% of the heat ray transmitted through 171d, preferably 9%
Carbon black, graphite, iron black (F) is used in the resin binder so that the heat ray absorbing layer 171b absorbs 5 to 100% of the heat rays to form a heat ray fixing rotating member capable of rapid heating.
e 3 O 4 ), various ferrites and compounds thereof, copper oxide, cobalt oxide, heat ray absorbing member mixed with powder such as red iron oxide (Fe 2 O 3 ), and has a thickness of 10 to 500 μm, preferably 20 to 100 μm. The heat ray absorbing member is made of a translucent elastic layer 1
It is formed on the outside (outer peripheral surface) of 71d by spraying or coating. The thermal conductivity of the heat ray absorbing layer 171b is the same as that of the silicon rubber layer of the translucent elastic layer 171d (the thermal conductivity is (1 to 3)).
× 10 −3 J / cm · s · K, specific heat of (1-2) × J / g
(K, specific gravity of 0.9 to 1.0), slightly higher (3 to 10) by the addition of an absorbent such as carbon black.
× 10 −3 J / cm · s · K (specific heat is ((2.0) × J /
g · K and specific gravity ((0.9) can be set. As the heat ray absorbing layer 171b, a metal roller member such as a nickel electroformed roller may be provided with a similar thickness. At this time, it is preferable that the inside (the inner peripheral surface) is subjected to black oxidation treatment in order to absorb heat rays. The heat ray absorption rate in the heat ray absorption layer 171b is lower than about 90%, for example, 20 to 80.
%, The heat rays leak, and when the heat ray fixing roller 17a as a heat ray fixing rotating member is used for monochrome image formation due to the leaked heat rays, the surface of the specific position of the heat ray fixing roller 17a is blackened by filming or the like. When the toner adheres, heat is generated from the adhering portion by the leaked heat rays, and heat is further generated by heat ray absorption in that portion to damage the heat ray absorbing layer 171b. Further, when used for forming a color image, the absorption efficiency of the color toner is generally low, and there is a difference in the absorption efficiency between the color toners, resulting in poor fixing or uneven fixing. Therefore, the halogen lamp 17
1g, the remaining heat rays absorbed by the translucent substrate 171a and the translucent elastic layer 171d are used as the translucent substrate 1
The heat ray absorbing layer 1 so that the heat ray transmitted through the light transmitting elastic layer 171d is completely absorbed by the heat ray absorbing layer 171b.
The heat ray absorptivity of 71b is approximately 100%, which is 90 to 100.
%, Preferably 95 to 100%. Thereby, the color toner, which is difficult to fix by heat rays due to different spectral characteristics, is favorably melted. Particularly, in the color image formation in FIG. 1, it is difficult to fix by heat rays due to different spectral characteristics. The superimposed color toner image on the transfer material having a thick toner layer is fused well. Also,
When the thickness of the heat ray absorbing layer 171b is less than 10 μm and thin, the heating rate due to the absorption of heat rays in the heat ray absorbing layer 171b is high, but the heat ray absorbing layer 171b due to local heating by a thin film.
If the thickness of the heat ray absorbing layer 171b exceeds 500 μm and becomes too thick, heat conduction becomes poor or the heat capacity becomes large, making rapid heating difficult. By setting the heat ray absorption rate of the heat ray absorption layer 171b to 90 to 100%, which is about 100%, preferably 95 to 100%, or setting the thickness of the heat ray absorption layer 171b to 10 to 500 μm, preferably 20 to 100 μm, Local heat generation in the absorption layer 171b is prevented, and uniform heat generation is performed. Further, the wavelength of the heat ray projected on the heat ray absorbing layer 171b is 0.1 to 20 μm, preferably 0.3 to 3 μm.
Therefore, an adjuster for hardness and thermal conductivity is added as a filler, but the average particle size including primary and secondary particles having a particle size of 、, preferably 1 / or less of the wavelength of the heat ray is included. Is 1μ
Metals such as titanium oxide, aluminum oxide, zinc oxide, silicon oxide, magnesium oxide, calcium carbonate, etc. having a heat ray transmission of not more than m, preferably not more than 0.1 μm (depending on the light source, transmitting infrared or far infrared rays including visible light). The heat ray absorbing layer 171b may be formed by dispersing 5 to 50% by weight of oxide fine particles in a resin binder. Since the heat capacity of the heat ray absorbing layer 171b is thus reduced so that the temperature rises immediately, the temperature of the heat ray fixing roller 17a as a heat ray fixing rotating member is lowered, thereby causing the problem of uneven fixing. To prevent. Heat ray absorption layer 1
As 71b, carbon black, graphite, iron black (Fe 3 O 4 ), various ferrites and compounds thereof, copper oxide, cobalt oxide,
A powder mixed with powder such as red iron (Fe 2 O 3 ) may be used. For example, the heat ray absorbing layer 17 of the heat ray fixing roller 17a
1b (or a combined layer 171B described later) having an outer diameter of 5
On a surface (outer peripheral surface) of the light-transmitting elastic layer 171d having a thickness of 0 mm, a fluororesin having a layer thickness (thickness) of 50 μm (specific heat 2.0 J / g
-K, the specific gravity is 0.9) The heat ray absorption layer 171 when using.
b (or dual-purpose layer 171B) in the A-3 size width (297
mm) is about 1.0 cal / deg.
It is. As the heat ray absorbing layer 171b, a metal film member such as a nickel electroformed belt can be used. At this time, it is desirable that the inside (inner peripheral surface) be subjected to black oxidation treatment in order to absorb heat rays.
【0046】また熱線吸収層171bと分離して熱線吸
収層171bの外側(外周面)に、トナーとの離型性を
良好とするため、厚さ30〜100μmのPFA(フッ
素樹脂)チューブを被覆したものや、フッ素樹脂(PF
AまたはPTFE)塗料を20〜30μm塗布した離型
層171c(熱伝導率が(1〜10)×10-3J/cm
・s・K、比熱が(〜2.0)×J/g・K、比重が
(〜0.9))を設ける(分離型)。Further, a PFA (fluororesin) tube having a thickness of 30 to 100 μm is coated on the outer side (outer peripheral surface) of the heat ray absorbing layer 171 b separately from the heat ray absorbing layer 171 b in order to improve the releasability from the toner. Or fluorinated resin (PF
A or PTFE) Release layer 171c coated with a paint of 20 to 30 μm (having a thermal conductivity of (1 to 10) × 10 −3 J / cm.
S · K, specific heat ((2.0) × J / g · K, specific gravity (〜0.9)) (separated type).
【0047】さらに図4(b)に断面を示すように、カ
ーボンブラック、黒鉛、鉄黒(Fe3O4)や各種フェラ
イト及びその化合物、酸化銅、酸化コバルト、ベンガラ
(Fe2O3)等の粉末を混入した熱線吸収部材と、バイ
ンダと離型剤とを兼ねたフッ素樹脂(PFAまたはPT
FE)塗料とを混入して配合し、図4(a)にて前述し
た熱線吸収層171bと離型層171cとを一体として
離型性を有する兼用層171Bを、透光性基体171a
の外側(外周面)に形成された透光性弾性層171dの
外側(外周面)に形成し、弾性を有するロール状の熱線
定着用回転部材を形成してもよい。兼用層171Bの熱
伝導率は熱線吸収層171bの熱伝導率と略同様で、
(3〜10)×10-3J/cm・s・K(比熱が(〜
2.0)×J/g・K、比重が(〜0.9))である。
前述したと同様に、ハロゲンランプ171gより発光さ
れ、透光性基体171a及び透光性弾性層171dにて
吸収された残りの熱線で、透光性基体171a及び透光
性弾性層171dを透過した熱線が完全に吸収されるよ
うに兼用層171Bの熱線吸収率を略100%にあたる
90〜100%、好ましくは95〜100%とする。兼
用層171Bでの熱線吸収率が90%程度よりも低く、
例えば20〜80%程度であると熱線が漏れて、漏れた
熱線により熱線定着用回転部材がモノクロ画像形成に用
いられた場合、フィルミング等により熱線定着用回転部
材の特定位置の表面に黒トナーが付着すると漏れた熱線
により付着部から発熱が起き、その部分でさらに熱線吸
収による発熱が重ねて起こり兼用層171Bを破損す
る。またカラー画像形成に用いられた場合、カラートナ
ーの吸収効率が一般に低く、かつカラートナー間に吸収
効率の差があることから定着不良となったり、定着ムラ
となる。従って、ハロゲンランプ171gより発光さ
れ、透光性基体171a及び透光性弾性層171dにて
吸収された残りの熱線で、透光性基体171a及び透光
性弾性層171dを透過した熱線が熱線定着用回転部材
内で完全に吸収されるように兼用層171Bの熱線吸収
率を略100%にあたる90〜100%、好ましくは9
5〜100%とする。また、兼用層171Bでの局所的
な発熱も防止され、均一な発熱が行われる。また、兼用
層171Bに投光される熱線の波長は0.1〜20μ
m、好ましくは0.3〜3μmであるので、フィラーと
して硬度や熱伝導率の調整剤が加えられるが、粒径が熱
線の波長の1/2、好ましくは1/5以下の、1次、2
次粒子を含めて平均粒径が1μm以下、好ましくは0.
1μm以下の熱線透過性(光源によっては可視光を含ん
だ赤外線或いは遠赤外線透過性)の酸化チタン、酸化ア
ルミニウム、酸化亜鉛、酸化シリコン、酸化マグネシウ
ム、炭酸カルシウム等の金属酸化物の微粒子を樹脂バイ
ンダに分散させたもので兼用層171Bを形成してもよ
い。Further, as shown in the cross section in FIG. 4B, carbon black, graphite, iron black (Fe 3 O 4 ), various ferrites and their compounds, copper oxide, cobalt oxide, red iron (Fe 2 O 3 ), etc. Heat-absorbing member mixed with powder of PTFE, and a fluororesin (PFA or PT) that also serves as a binder and a release agent
FE) is mixed with a paint, and the heat ray absorbing layer 171b and the release layer 171c described above with reference to FIG.
A heat-fixing rotary member in the form of a roll having elasticity may be formed outside (outer peripheral surface) of the translucent elastic layer 171d formed outside (outer peripheral surface). The thermal conductivity of the dual-purpose layer 171B is substantially the same as the thermal conductivity of the heat ray absorbing layer 171b.
(3-10) × 10 −3 J / cm · s · K (specific heat
2.0) × J / g · K, and specific gravity is (0.90.9).
As described above, the remaining heat rays emitted from the halogen lamp 171g and absorbed by the translucent base 171a and the translucent elastic layer 171d pass through the translucent base 171a and the translucent elastic layer 171d. In order to completely absorb heat rays, the heat ray absorption rate of the dual-purpose layer 171B is set to 90 to 100%, which is about 100%, and preferably 95 to 100%. The heat ray absorptivity in the combined layer 171B is lower than about 90%,
For example, if it is about 20% to 80%, the heat ray leaks, and when the heat ray fixing rotating member is used for monochrome image formation due to the leaked heat ray, black toner is formed on the surface of the heat ray fixing rotating member at a specific position by filming or the like. When heat adheres, heat is generated from the adhering portion by the leaked heat rays, and heat is further generated by heat ray absorption at that portion, thereby damaging the dual-purpose layer 171B. Further, when used for forming a color image, the absorption efficiency of the color toner is generally low, and there is a difference in the absorption efficiency between the color toners, resulting in poor fixing or uneven fixing. Therefore, among the remaining heat rays emitted from the halogen lamp 171g and absorbed by the light-transmitting base 171a and the light-transmitting elastic layer 171d, the heat rays transmitted through the light-transmitting base 171a and the light-transmitting elastic layer 171d are fixed by heat rays. The heat ray absorptivity of the dual-purpose layer 171B is about 90% to 100%, which is about 100%, and is preferably 9 so that it is completely absorbed in the rotating member.
5 to 100%. In addition, local heat generation in the dual-purpose layer 171B is also prevented, and uniform heat generation is performed. The wavelength of the heat ray projected on the dual-purpose layer 171B is 0.1 to 20 μm.
m, preferably 0.3 to 3 μm, so that a filler for adjusting hardness or thermal conductivity is added as a filler. 2
The average particle size including the secondary particles is 1 μm or less, preferably 0.1 μm or less.
Fine particles of metal oxide such as titanium oxide, aluminum oxide, zinc oxide, silicon oxide, magnesium oxide, calcium carbonate, etc. having a heat ray transmission of 1 μm or less (infrared ray or visible ray including visible light depending on the light source) are used as resin binder. May be used to form the dual-purpose layer 171B.
【0048】図5によれば、ロール状の熱線定着用回転
部材(上側の定着部材)としての熱線定着ローラ17a
の熱線吸収層171bに前述した熱線吸収部材の濃度分
布を均一に設けると境界にある熱線吸収層171bで発
熱が集中することになり、透光性弾性層171d側へ熱
が流失しやすいので、透光性基体171aより低熱伝導
性部材を用いたり、濃度分布を設けて熱線吸収層171
b内部で熱を発生させることが発熱分布を分散させる観
点から好ましい。熱線吸収層171bの濃度分布はグラ
フ(イ)で示すように、内接する透光性弾性層171d
側の界面を低濃度とし外周面側に向かって傾斜をつけ順
次高くし、外周面側の手前(熱線吸収層171bの厚さ
t1に対し、透光性弾性層171d側から2/3〜4/
5程度の位置)で100%吸収する濃度となるようにし
て飽和するようにする。これにより、熱線吸収層171
bでの熱線の吸収による発熱分布は、グラフ(ロ)に示
すように、熱線吸収層171bの中央部近傍に最大値を
有し、熱線吸収層171bの界面や外周面近傍で最小値
をとる放物線状に形成される。或いは熱線吸収層171
bの界面や外周面に透光性の耐熱性樹脂(ポリイミドや
フッ素樹脂やシリコン樹脂)を10〜500μm厚、好
ましくは20〜100μmを設けることが好ましい。ま
た、透光性基体171aより低熱伝導性部材として熱の
流失を押さえることが好ましい。これにより、前記界面
での熱線の吸収による発熱を小さくし、熱の流出を防止
し、界面での接着層の破損や熱線吸収層171bの破損
を防止する。また、外周面側の手前(熱線吸収層171
bの厚さt1に対し、透光性基体171a側から2/3
〜4/5程度の位置)より外周面までの濃度分布を飽和
するようにし、特に、兼用層171Bを用いた場合に
も、外周表面層が削られても影響の無いようにする。な
お点線で示すように、飽和層を形成してもよい。要する
に、十分に内部で吸収が行われれば外側での濃度の影響
はなくなる。削れの影響も生じない。また、濃度分布に
前記傾斜を設け、傾斜角の変更により発熱分布を調整す
ることができる。According to FIG. 5, the heat ray fixing roller 17a as a roll-shaped rotating member for heat ray fixing (upper fixing member)
If the concentration distribution of the above-mentioned heat ray absorbing member is uniformly provided on the heat ray absorbing layer 171b, heat is concentrated in the heat ray absorbing layer 171b at the boundary, and the heat easily flows to the translucent elastic layer 171d side. The heat ray absorbing layer 171 may be formed by using a member having a lower thermal conductivity than the translucent substrate 171a or by providing a concentration distribution.
It is preferable to generate heat inside b from the viewpoint of dispersing the heat generation distribution. As shown in the graph (a), the concentration distribution of the heat ray absorbing layer 171b is inscribed in the translucent elastic layer 171d.
The interface on the side is made to have a low concentration and is gradually increased toward the outer peripheral surface side, and is gradually increased toward the outer peripheral surface side (2/3 to 4 from the translucent elastic layer 171d side with respect to the thickness t1 of the heat ray absorbing layer 171b). /
(At a position of about 5) so as to obtain a concentration that absorbs 100% so as to be saturated. Thereby, the heat ray absorbing layer 171
As shown in the graph (b), the heat generation distribution due to the absorption of the heat ray at b has a maximum value near the center of the heat ray absorption layer 171b and a minimum value near the interface and the outer peripheral surface of the heat ray absorption layer 171b. It is formed in a parabolic shape. Alternatively, the heat ray absorbing layer 171
It is preferable to provide a light-transmissive heat-resistant resin (polyimide, fluororesin or silicon resin) with a thickness of 10 to 500 μm, preferably 20 to 100 μm, on the interface and the outer peripheral surface of b. Further, it is preferable to suppress heat loss as a member having a lower thermal conductivity than the translucent substrate 171a. This reduces heat generation due to absorption of heat rays at the interface, prevents heat from flowing out, and prevents damage to the adhesive layer and heat ray absorbing layer 171b at the interface. In addition, before the outer peripheral surface side (the heat ray absorbing layer 171).
2/3 from the light-transmitting base 171a side with respect to the thickness t1 of b.
(About 4 of the position) so as to saturate the concentration distribution from the outer peripheral surface to the outer peripheral surface. In particular, even when the dual-purpose layer 171B is used, there is no influence even if the outer peripheral surface layer is cut off. Note that a saturated layer may be formed as shown by a dotted line. In short, if the absorption is sufficiently performed inside, the influence of the concentration on the outside disappears. There is no influence of shaving. Further, the concentration distribution is provided with the inclination, and the heat generation distribution can be adjusted by changing the inclination angle.
【0049】また図6に示すように、ロール状の熱線定
着用回転部材(上側の定着部材)としての熱線定着ロー
ラ17aの円筒状の透光性基体171aの外径φとして
は、15〜60mmのものが用いられ、厚さtとして
は、厚い方が強度の点で良く、薄い方が熱容量の点で良
いが、強度と熱容量との関係から、円筒状の透光性基体
171aの外径φと厚さtとの関係は、 0.02≦t/φ≦0.20 とし、好ましくは 0.04≦t/φ≦0.10 とする。透光性基体171aの外径φが40mmでは透
光性基体171aの厚さtは、0.8mm≦t≦8m
m、好ましくは1.6mm≦t≦4.0mmのものが用
いられる。透光性基体171aでのt/φが0.02未
満では強度不足となり、t/φが0.20を越えると熱
容量が大きくなり熱線定着ローラ17aの加熱が長引く
ことになる。また、透光性基体といっても材料によって
は1〜20%程度の熱線を吸収する場合があり、強度の
保てる範囲で薄い方が好ましい。As shown in FIG. 6, the outer diameter φ of the cylindrical translucent substrate 171a of the heat ray fixing roller 17a as a roll-shaped heat ray fixing rotating member (upper fixing member) is 15 to 60 mm. As the thickness t, a thicker one is better in terms of strength and a thinner one is better in terms of heat capacity. However, from the relationship between strength and heat capacity, the outer diameter of the cylindrical light-transmitting base 171a is large. The relationship between φ and the thickness t is 0.02 ≦ t / φ ≦ 0.20, preferably 0.04 ≦ t / φ ≦ 0.10. When the outer diameter φ of the transparent substrate 171a is 40 mm, the thickness t of the transparent substrate 171a is 0.8 mm ≦ t ≦ 8 m.
m, preferably 1.6 mm ≦ t ≦ 4.0 mm. When t / φ is less than 0.02 in the translucent substrate 171a, the strength becomes insufficient, and when t / φ exceeds 0.20, the heat capacity increases and the heating of the heat ray fixing roller 17a is prolonged. Further, depending on the material, a light-transmitting substrate may absorb about 1 to 20% of heat rays, and it is preferable that the substrate be thin as long as the strength can be maintained.
【0050】図3にて説明した定着装置17を用いるこ
とにより定着部(ニップ部)での変形に強いと共に、ク
イックスタート(急速加熱)が可能な定着装置が可能と
なり、さらに、熱線定着用回転部材の弾性によるソフト
な定着部(ニップ部)での加圧と、該熱線定着用回転部
材の熱線吸収層による加熱とにより、分光特性が異なる
ことで熱線により定着することが困難なカラートナーの
溶融が良好に行われ、カラートナーのクイックスタート
(急速加熱)定着が可能となる。また省エネルギー効果
が得られる。The use of the fixing device 17 described with reference to FIG. 3 makes it possible to provide a fixing device that is resistant to deformation at the fixing portion (nip portion) and that can perform quick start (rapid heating). Due to the pressure in the soft fixing portion (nip portion) due to the elasticity of the member and the heating by the heat absorbing layer of the rotating member for fixing heat rays, the color toner which is difficult to fix by the heat rays due to different spectral characteristics. The melting is performed favorably, and quick start (rapid heating) fixing of the color toner becomes possible. Also, an energy saving effect can be obtained.
【0051】しかしながら、上記定着装置17に設けら
れる熱線定着ローラ17aの透光性弾性層171dとし
てシリコンゴム層を用いるが、シリコンゴム層はハロゲ
ンランプ171gからの熱線の透過率が長波長側で悪
く、熱線吸収による透光性弾性層171d内部の発熱に
より透光性弾性層171dが劣化されるという問題が起
こる。また、表面の熱線吸収層171bの急速加熱が低
下されるという問題も生じる。すなわち、図7に従来の
問題点としての、透光性弾性層171dとしてシリコン
ゴム層を用いたときの熱線定着ローラ17aの各層の温
度分布を示すが、シリコンゴム層を用いる透光性弾性層
171dでのハロゲンランプ171gよりの熱線の吸収
率が大きいと、主としてガラス部材を用いる透光性基体
171aに近い界面近くの温度上昇が大きく、透光性弾
性層171dであるシリコンゴム層がダメージ(劣化)
をうける。また、シリコンゴム層が厚いと、透光性弾性
層171dでの熱線の吸収が大きく、表面の熱線吸収層
171bまで熱線が到達しづらく、熱線吸収層171b
での発熱があまり行われなくなってしまう。図7におい
て、シリコンゴム層を用いる透光性弾性層171dの熱
線吸収による発熱での劣化を生じないための、また熱線
吸収層171bまで熱線が到達し熱線吸収層171bが
適正に発熱するための許容透過率は50%以上とされ
る。However, a silicon rubber layer is used as the translucent elastic layer 171d of the heat ray fixing roller 17a provided in the fixing device 17, but the silicon rubber layer has poor transmittance of heat rays from the halogen lamp 171g on the long wavelength side. In addition, there arises a problem that the light-transmitting elastic layer 171d is deteriorated by heat generated inside the light-transmitting elastic layer 171d due to heat ray absorption. Further, there is a problem that rapid heating of the heat ray absorbing layer 171b on the surface is reduced. That is, FIG. 7 shows the temperature distribution of each layer of the heat ray fixing roller 17a when a silicon rubber layer is used as the translucent elastic layer 171d as a conventional problem. If the absorptivity of the heat ray from the halogen lamp 171g in the 171d is large, the temperature rise near the interface close to the translucent substrate 171a mainly using a glass member is large, and the silicon rubber layer as the translucent elastic layer 171d is damaged ( deterioration)
Receive. Further, when the silicon rubber layer is thick, the heat ray is greatly absorbed by the translucent elastic layer 171d, so that the heat ray hardly reaches the heat ray absorbing layer 171b on the surface.
The heat generated by the air is not so much generated. In FIG. 7, in order to prevent deterioration due to heat generation due to heat ray absorption of the translucent elastic layer 171d using a silicon rubber layer, and to allow heat rays to reach the heat ray absorption layer 171b and cause the heat ray absorption layer 171b to appropriately generate heat. The allowable transmittance is set to 50% or more.
【0052】上記問題点を解決し、シリコンゴム層を用
いる透光性弾性層での透過率を高め、熱線吸収による内
部発熱により生じる透光性弾性層の劣化の防止と、熱線
吸収層での効果的な発熱とについて、図8ないし図10
を用いて説明する。図8は、透光性基体とシリコンゴム
層を用いる透光性弾性層との透過率を示す図であり、図
9は、ハロゲンランプの各色温度でのエネルギー強度分
布を示す図であり、図10は、ハロゲンランプ下での透
光性基体とシリコンゴム層との透過率を示す図である。In order to solve the above-mentioned problems, the transmittance of the light-transmitting elastic layer using the silicone rubber layer is increased, the deterioration of the light-transmitting elastic layer caused by internal heat generation due to heat ray absorption is prevented, and FIGS. 8 to 10 show effective heat generation.
This will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram showing the transmittance between the light-transmitting substrate and the light-transmitting elastic layer using the silicone rubber layer, and FIG. 9 is a diagram showing the energy intensity distribution at each color temperature of the halogen lamp. FIG. 10 is a diagram showing the transmittance between the light-transmitting substrate and the silicone rubber layer under a halogen lamp.
【0053】図8ないし図10によれば、主としてガラ
ス部材を用いる透光性基体171aとシリコンゴム層を
用いる透光性弾性層171dとの各波長(nm)での透
過率(%)を図8に示すように、ガラス部材1mm(ガ
ラス1mm)として実線にて示す透光性基体171aは
各波長にて吸収なく透過されるが、透光性弾性層171
dとして用いられ、一点鎖線にて示す層厚が1mmのシ
リコンゴム層(Si1mm)や点線にて示す層厚が6m
mのシリコンゴム層(Si6mm)は長波長側で吸収が
大きく、シリコンゴム層は波長1200nm以上におい
て大きい吸収波長を有する。従って、図9に、熱線を発
する熱線照射手段としてのハロゲンランプ171gの各
色温度(絶対温度、(°K))でのエネルギー強度分布
を示すように、ハロゲンランプ171gとしては、最大
エネルギー強度分布を波長1200nmよりも短波長側
に有するものに設定し、色温度(°K)が2400°K
以上のハロゲンランプ171gを用いることが好まし
い。図8にて示すように、ガラス部材(パイレックスガ
ラス)を用いる透光性基体171aは透過率が長波長側
でも高く吸収は問題とならない。FIGS. 8 to 10 show the transmittance (%) at each wavelength (nm) of the light-transmitting substrate 171a mainly using a glass member and the light-transmitting elastic layer 171d using a silicon rubber layer. As shown in FIG. 8, the light-transmitting substrate 171a indicated by a solid line as a glass member 1 mm (glass 1 mm) is transmitted without absorption at each wavelength, but is transmitted through the light-transmitting elastic layer 171.
d, a silicon rubber layer (Si 1 mm) having a layer thickness of 1 mm indicated by a dashed line or a layer thickness of 6 m indicated by a dotted line.
The m-silicon rubber layer (Si 6 mm) has large absorption on the long wavelength side, and the silicon rubber layer has a large absorption wavelength at a wavelength of 1200 nm or more. Therefore, as shown in FIG. 9, the energy intensity distribution at each color temperature (absolute temperature, (° K)) of the halogen lamp 171 g as a heat ray irradiating unit that emits a heat ray, the halogen lamp 171 g has the maximum energy intensity distribution. The color temperature (° K) is set to 2400 ° K, which is set to a wavelength shorter than 1200 nm.
It is preferable to use the halogen lamp 171 g described above. As shown in FIG. 8, the light-transmitting substrate 171a using a glass member (pyrex glass) has a high transmittance even on the long wavelength side, and absorption is not a problem.
【0054】熱線を発する熱線照射手段であるハロゲン
ランプ171g下での、ガラス部材を用いる透光性基体
171aとシリコンゴム層を用いる透光性弾性層171
dとの各色温度(°K)での透過率(%)を図10に示
すが、ガラス部材1mm(ガラス1mm)、層厚が1m
mのシリコンゴム層(Si1mm)、層厚が2mmのシ
リコンゴム層(Si2mm)、層厚が6mmのシリコン
ゴム層(Si6mm)及び層厚が8mmのシリコンゴム
層(Si8mm)に対し、温度が高くなるにつれて透過
率は上がっていく。すなわち、ハロゲンランプ171g
が高出力になる程(色温度が高くなる程)透過率は高く
なるといえ、特にシリコンゴム層はその影響が大きい
が、熱線照射手段であるハロゲンランプ171gの色温
度の好ましい範囲である2500°K以上と、シリコン
ゴム層を用いる透光性弾性層171dの熱線吸収による
発熱の許容透過率50%以上とで求められる好ましい範
囲は、図10に斜線で示す部分となり、シリコンゴム層
を用いる透光性弾性層171dでの透過率を高め、熱線
吸収による透光性弾性層171dの内部発熱により生じ
る透光性弾性層171dの劣化の防止と、熱線吸収層1
71bでの効果的な発熱と行うためには、層厚が6mm
以下のシリコンゴム層が好ましい。Under a halogen lamp 171g, which is a means for irradiating heat rays, a light-transmitting base 171a using a glass member and a light-transmitting elastic layer 171 using a silicon rubber layer.
FIG. 10 shows the transmittance (%) at each color temperature (° K) with d, and the glass member was 1 mm (glass 1 mm) and the layer thickness was 1 m.
m silicon rubber layer (Si1 mm), silicon rubber layer (Si2 mm) having a thickness of 2 mm, silicon rubber layer (Si6 mm) having a thickness of 6 mm, and silicon rubber layer (Si8 mm) having a thickness of 8 mm. As the transmittance increases, the transmittance increases. That is, 171 g of a halogen lamp
It can be said that the higher the output (the higher the color temperature), the higher the transmittance. In particular, the silicon rubber layer has a large effect, but the color temperature of the halogen lamp 171g, which is a heat ray irradiating means, is in the preferable range of 2500 °. A preferable range determined by K or more and an allowable transmissivity of 50% or more of heat generation due to heat ray absorption of the translucent elastic layer 171d using a silicon rubber layer is a portion shown by oblique lines in FIG. The transmittance of the light elastic layer 171d is increased to prevent deterioration of the light transmissive elastic layer 171d caused by internal heat generation of the light transmissive elastic layer 171d due to heat ray absorption, and
In order to perform effective heat generation at 71b, the layer thickness is 6 mm.
The following silicone rubber layers are preferred.
【0055】上記により、シリコンゴム層を用いる透光
性弾性層での透過率が高められ、熱線吸収による内部発
熱により生じる透光性弾性層の劣化が防止されると共
に、熱線吸収層での発熱が効果的に行われる。As described above, the transmittance of the translucent elastic layer using the silicone rubber layer is increased, the deterioration of the translucent elastic layer caused by internal heat generation due to heat ray absorption is prevented, and the heat generation in the heat ray absorbing layer is prevented. Is effectively performed.
【0056】[0056]
【発明の効果】本発明によれば、シリコンゴム層を用い
る透光性弾性層での透過率が高められ、熱線吸収による
内部発熱により生じる透光性弾性層の劣化が防止される
と共に、熱線吸収層での発熱が効果的に行われる。According to the present invention, the transmittance of the light-transmitting elastic layer using the silicone rubber layer is increased, and the light-transmitting elastic layer is prevented from deteriorating due to internal heat generation due to heat ray absorption. Heat generation in the absorption layer is effectively performed.
【図1】本発明にかかわる定着装置を用いる画像形成装
置の一実施形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図
である。FIG. 1 is a sectional view of a color image forming apparatus showing an embodiment of an image forming apparatus using a fixing device according to the present invention.
【図2】図1の像形成体の側断面図である。FIG. 2 is a side sectional view of the image forming body of FIG. 1;
【図3】定着装置の構造を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a structure of a fixing device.
【図4】図3のロール状の熱線定着用回転部材の拡大断
面構成図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional configuration diagram of the roll-shaped rotating member for heat ray fixing in FIG. 3;
【図5】図3のロール状の熱線定着用回転部材の熱線吸
収層の濃度分布を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a concentration distribution of a heat ray absorbing layer of the roll-shaped heat ray fixing rotating member of FIG. 3;
【図6】図3のロール状の熱線定着用回転部材の透光性
基体の外径と厚さとを示す図である。6 is a view showing the outer diameter and thickness of a light-transmitting substrate of the roll-shaped heat ray fixing rotating member of FIG. 3;
【図7】熱線定着用回転部材の透光性弾性層としてシリ
コンゴム層を用いるときの問題点を示す図である。FIG. 7 is a view showing a problem when a silicon rubber layer is used as a light-transmitting elastic layer of the heat ray fixing rotating member.
【図8】透光性基体とシリコンゴム層を用いる透光性弾
性層との透過率を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the transmittance of a light-transmitting substrate and a light-transmitting elastic layer using a silicone rubber layer.
【図9】ハロゲンランプの各色温度でのエネルギー強度
分布を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an energy intensity distribution at each color temperature of a halogen lamp.
【図10】ハロゲンランプ下での透光性基体とシリコン
ゴム層との透過率を示す図である。FIG. 10 is a view showing the transmittance of a light-transmitting substrate and a silicone rubber layer under a halogen lamp.
10 感光体ドラム 11 スコロトロン帯電器 12 露光光学系 13 現像器 17 定着装置 17a 熱線定着ローラ 47a 加圧ゴムローラ 171a 透光性基体 171B 兼用層 171b 熱線吸収層 171c 離型層 171d 透光性弾性層 171g ハロゲンランプ P 記録紙 Reference Signs List 10 photoreceptor drum 11 scorotron charger 12 exposure optical system 13 developing device 17 fixing device 17a heat ray fixing roller 47a pressure rubber roller 171a light transmitting substrate 171B combined layer 171b heat ray absorbing layer 171c release layer 171d light transmitting elastic layer 171g halogen Lamp P Recording paper
Claims (4)
り前記転写材に固定する定着装置において、 熱線を発する熱線照射手段を内部に有し、前記熱線に対
して透光性を有する円筒状の透光性基体と、 該透光性基体の外側に透光性弾性層と、 該透光性弾性層の外側に前記熱線を吸収する熱線吸収層
とを設けてロール状の熱線定着用回転部材を形成すると
共に、 前記透光性弾性層はシリコンゴム層であり、前記透光性
弾性層の吸収波長に対して、前記熱線照射手段の最大エ
ネルギー強度を示す波長が短波長側にあることを特徴と
する定着装置。1. A fixing device for fixing a toner image on a transfer material to the transfer material by heating and pressurizing, wherein the fixing device has a heat ray irradiating means for emitting heat rays therein, and has a light transmitting property with respect to the heat rays. Roll-shaped heat ray fixing by providing a cylindrical light transmissive substrate, a light transmissive elastic layer outside the light transmissive substrate, and a heat ray absorbing layer absorbing the heat rays outside the light transmissive elastic layer While forming the rotating member for, the translucent elastic layer is a silicon rubber layer, the wavelength showing the maximum energy intensity of the heat ray irradiation means to the shorter wavelength side with respect to the absorption wavelength of the translucent elastic layer. A fixing device.
K以上であることを特徴とする請求項1に記載の定着装
置。2. The color temperature of the heat ray irradiation means is 2500 °.
The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is at least K.
あることを特徴とする請求項1または2に記載の定着装
置。3. The fixing device according to claim 1, wherein the thickness of the light-transmitting elastic layer is 6 mm or less.
50%以上であることを特徴とする請求項1〜3の何れ
か1項に記載の定着装置。4. The fixing device according to claim 1, wherein the transmittance of the heat ray of the light-transmitting elastic layer is 50% or more.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11198634A JP2001022211A (en) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | Fixing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11198634A JP2001022211A (en) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | Fixing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001022211A true JP2001022211A (en) | 2001-01-26 |
Family
ID=16394475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11198634A Pending JP2001022211A (en) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | Fixing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001022211A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015079045A (en) * | 2013-10-15 | 2015-04-23 | シャープ株式会社 | Fixing apparatus and image forming apparatus having the same |
| JP2019060908A (en) * | 2017-09-22 | 2019-04-18 | 富士ゼロックス株式会社 | Tubular body for infrared light fixing device, infrared light fixing device, and image forming apparatus |
-
1999
- 1999-07-13 JP JP11198634A patent/JP2001022211A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015079045A (en) * | 2013-10-15 | 2015-04-23 | シャープ株式会社 | Fixing apparatus and image forming apparatus having the same |
| JP2019060908A (en) * | 2017-09-22 | 2019-04-18 | 富士ゼロックス株式会社 | Tubular body for infrared light fixing device, infrared light fixing device, and image forming apparatus |
| JP7006079B2 (en) | 2017-09-22 | 2022-01-24 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | Tubular body for infrared light fixing device, infrared light fixing device, and image forming device |
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