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JP2012013864A - Image heating apparatus - Google Patents

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JP2012013864A
JP2012013864A JP2010149105A JP2010149105A JP2012013864A JP 2012013864 A JP2012013864 A JP 2012013864A JP 2010149105 A JP2010149105 A JP 2010149105A JP 2010149105 A JP2010149105 A JP 2010149105A JP 2012013864 A JP2012013864 A JP 2012013864A
Authority
JP
Japan
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recording material
conductive layer
fixing roller
longitudinal
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2010149105A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shuichi Tetsuno
修一 鉄野
Kenichi Ogawa
賢一 小川
Satoshi Nishida
聡 西田
Masashi Tanaka
正志 田中
Shogo Suga
祥吾 菅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2010149105A priority Critical patent/JP2012013864A/en
Publication of JP2012013864A publication Critical patent/JP2012013864A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-quality image by suppressing a temperature drop of a longitudinal end of a heating rotor in an image heating apparatus of external heating type.SOLUTION: A fixation device 10 allows a contact unit 6 to clamp and convey a recording material 4 and heats the recording material with the heat of a fixation roller 1 that is heated by heating means 3. In the fixation device 10, at least either one of the fixation roller 1 and a pressurizing roller 2 is provided with, in a rotation axis direction, an elastic layer (a low heat-conductive layer 12) which has parts whose thermal conductivity is lower than the thermal conductivity of a central part, at both sides of the central part.

Description

本発明は、シート等の記録材上に画像を形成する機能を備えた画像形成装置に適用される像加熱装置に関するものである。   The present invention relates to an image heating apparatus applied to an image forming apparatus having a function of forming an image on a recording material such as a sheet.

複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式を採用する画像形成装置には、転写紙、OHP等の記録材上に転写された未定着トナー像を記録材上に定着させる加熱定着装置が像加熱装置として設けられている。加熱定着装置としては、加熱された加熱回転体としての定着ローラに加圧ローラを圧接させ、記録材を両ローラで挟持搬送しながら未定着トナー像を加熱溶融して未定着トナー像の定着を行う熱ローラ方式のものが広く用いられてきた。また、近年では省エネルギー、ウェイト時間短縮のニーズから、消費電力、ウェイト時間の点で優れた加熱定着装置として、加熱フィルム方式の定着装置が提案されている。加熱フィルム方式は、加熱部と加圧ローラの間に熱容量の小さい薄肉の定着フィルムを介して記録材上のトナー像を定着するフィルム加熱方式の定着装置である。しかしながら、加熱フィルム方式では定着フィルムが加圧ローラの回転駆動により従動回転するため、熱ローラ方式に比べると一般に加圧力は低目の設定となり、高速化に際しては若干不利な点があった。
そこで、低消費電力、短いウェイト時間といった優位点は保持しつつも、高速化への対応も容易な定着方式として、新たに提案されているのが、外部加熱方式である。
An image forming apparatus employing an electrophotographic system such as a copying machine, a printer, or a facsimile is equipped with a heat fixing device that fixes an unfixed toner image transferred onto a recording material such as transfer paper or OHP onto the recording material. It is provided as a device. As the heat fixing device, a pressure roller is brought into pressure contact with a fixing roller as a heated heating rotator, and the unfixed toner image is fixed by heating and melting an unfixed toner image while nipping and conveying the recording material between both rollers. The heat roller type used has been widely used. In recent years, a heating film type fixing device has been proposed as a heat fixing device excellent in terms of power consumption and waiting time in order to save energy and reduce waiting time. The heating film type is a film heating type fixing device that fixes a toner image on a recording material through a thin fixing film having a small heat capacity between a heating unit and a pressure roller. However, in the heating film method, since the fixing film is driven and rotated by the rotational drive of the pressure roller, the pressure is generally set lower than that in the heat roller method, and there is a slight disadvantage in increasing the speed.
Therefore, an external heating method has been newly proposed as a fixing method that can maintain the advantages of low power consumption and short wait time, and can easily cope with high speed.

外部加熱方式の定着装置では、定着ローラの表面(外周面)を外部から加熱する外部加熱手段が設けられ、定着ローラ表面のうち、外部加熱手段によって加熱される部位以外に、加圧ローラが圧接されることでニップ部が形成される。そして、このニップ部で記録材が挟持搬送されながら未定着トナー像が加熱溶融され定着が行われる(特許文献1参照)。
この方式によれば、定着ローラの表面近傍に弾性体で構成される高熱伝導層を設けることで、定着ローラ表面近傍の蓄熱量を大きくすることが出来るため、より熱効率の高い定着動作を行うことが可能となる。具体的には、高熱伝導層に外部加熱手段からの熱を充分にため込み、ニップ部に入るまでの間は低熱伝導層でその熱が定着ローラの内周側に拡散することを防ぎつつ回転し、ニップ部内においては記録材に対して蓄熱した熱を放出する。このプロセスが定着処理の間に間断なく続けられる。
さらに、定着ローラの表面近傍に高熱伝導層が設けられている場合は、小サイズの記録材の通紙によって定着ローラの長手方向の通紙部と非通紙部で温度の差が生じても、高熱伝導層で即座に長手方向の熱量の均一化が図られる。このため、長手方向の温度分布が均一になり易く定着ローラの非通紙部昇温が起こりにくい。
以上のように、外部加熱方式の定着装置を用いることで、低消費電力、短いウェイト時間に対応しながらも、高速化が可能となる。
In the external heating type fixing device, an external heating means for heating the surface (outer peripheral surface) of the fixing roller from the outside is provided, and the pressure roller is pressed against the surface of the fixing roller other than the portion heated by the external heating means. As a result, a nip portion is formed. The unfixed toner image is heated and melted and fixed while the recording material is nipped and conveyed at the nip portion (see Patent Document 1).
According to this method, by providing a high heat conductive layer made of an elastic body in the vicinity of the surface of the fixing roller, the amount of heat stored in the vicinity of the surface of the fixing roller can be increased, so that a fixing operation with higher thermal efficiency can be performed. Is possible. Specifically, the heat from the external heating means is sufficiently accumulated in the high heat conductive layer, and the heat is prevented from diffusing to the inner peripheral side of the fixing roller until it enters the nip portion. In the nip portion, the heat stored in the recording material is released. This process continues without interruption during the fixing process.
Furthermore, when a high thermal conductive layer is provided in the vicinity of the surface of the fixing roller, even if a difference in temperature occurs between the paper passing portion and the non-paper passing portion in the longitudinal direction of the fixing roller due to the passing of a small size recording material. As a result, the amount of heat in the longitudinal direction can be made uniform instantly with the high heat conductive layer. For this reason, the temperature distribution in the longitudinal direction is likely to be uniform, and the temperature increase at the non-sheet passing portion of the fixing roller hardly occurs.
As described above, by using an external heating type fixing device, it is possible to increase the speed while accommodating low power consumption and a short wait time.

特開2002−123117号公報JP 2002-123117 A

しかしながら、前述した外部加熱方式の定着装置では、定着部材の長手方向の熱伝導が良いため、定着部材の長手方向端部からの放熱が盛んとなり、定着部材の長手方向端部で定着部材の温度低下が発生することが懸念される。定着部材が所定の温度まで立ち上がっ
た後は、加熱体の発熱量が小さくなるように制御される。このため、定着部材が所定の温度まで立ち上がった後は、定着部材に供給される熱量に対して、定着部材の長手方向端部からの放熱が相対的に大きくなり、定着部材の長手方向端部の温度低下が次第に顕著になることが懸念される。
そして、印刷(画像形成)が進んだ場合には、印刷が進むにつれて定着部材の長手方向端部の温度が低下し、記録材の長手方向端部での未定着トナー像の記録材への定着不良が発生することが懸念される。
However, in the above-described external heating type fixing device, since heat conduction in the longitudinal direction of the fixing member is good, heat radiation from the longitudinal end portion of the fixing member is active, and the temperature of the fixing member is increased at the longitudinal end portion of the fixing member. There is a concern that a decrease will occur. After the fixing member has risen to a predetermined temperature, the heating element is controlled so as to reduce the amount of heat generated. For this reason, after the fixing member rises to a predetermined temperature, the heat radiation from the longitudinal end of the fixing member becomes relatively large with respect to the amount of heat supplied to the fixing member, and the longitudinal end of the fixing member There is a concern that the temperature drop will become increasingly noticeable.
When printing (image formation) proceeds, the temperature at the longitudinal end of the fixing member decreases as printing proceeds, and the unfixed toner image is fixed to the recording material at the longitudinal end of the recording material. There is concern about the occurrence of defects.

本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、外部加熱方式の像加熱装置において、加熱回転体の長手方向端部の温度低下を抑制することで、高品質の画像を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and obtains a high-quality image by suppressing a temperature drop at the end in the longitudinal direction of the heating rotator in an external heating type image heating apparatus. With the goal.

上記目的を達成するために本発明にあっては、
互いに圧接してニップ部を形成する加熱回転体及び加圧回転体と、
前記加熱回転体の外周側に配設され、前記加熱回転体の外周面のうち前記ニップ部を除く位置にて加熱を行う加熱手段と、
を有し、前記ニップ部で記録材を挟持搬送させて、前記加熱手段により加熱された前記加熱回転体の熱で記録材を加熱する像加熱装置において、
前記加熱回転体と前記加圧回転体とのうち少なくともいずれか一方は、回転軸方向において、中央部の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する部分が前記中央部の両側に備えられた第1弾性層を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
A heating rotator and a pressure rotator that are pressed against each other to form a nip portion;
A heating unit disposed on an outer peripheral side of the heating rotator, and heating at a position excluding the nip portion on an outer peripheral surface of the heating rotator;
In the image heating apparatus that sandwiches and conveys the recording material at the nip portion and heats the recording material with the heat of the heating rotating body heated by the heating unit,
At least one of the heating rotator and the pressurizing rotator is provided with portions having thermal conductivity lower than that of the central portion on both sides of the central portion in the rotation axis direction. It has one elastic layer.

本発明によれば、外部加熱方式の像加熱装置において、加熱回転体の長手方向端部の温度低下を抑制することで、高品質の画像を得ることが可能となる。   According to the present invention, in an external heating type image heating apparatus, it is possible to obtain a high-quality image by suppressing a temperature drop at the longitudinal end of the heating rotator.

実施例1の定着装置の概略構成を示す断面図Sectional drawing which shows schematic structure of the fixing apparatus of Example 1. FIG. 実施例1の定着ローラについて説明するための図FIG. 6 is a diagram for explaining a fixing roller according to a first embodiment. 実施例1の低熱伝導層の形成について説明するための図The figure for demonstrating formation of the low heat conductive layer of Example 1. FIG. 実施例1の1枚目と20枚目印刷後の定着ローラの温度分布を示す図The figure which shows the temperature distribution of the fixing roller after 1st sheet printing of Example 1, and 20th sheet printing 比較例の定着ローラについて説明するための図The figure for demonstrating the fixing roller of a comparative example 比較例の1枚目と20枚目印刷後の定着ローラの温度分布を示す図The figure which shows the temperature distribution of the fixing roller after the 1st sheet and 20th sheet printing of a comparative example 実施例2の定着ローラについて説明するための図FIG. 6 is a diagram for explaining a fixing roller according to a second embodiment. 実施例2の1枚目と20枚目印刷後の定着ローラの温度分布を示す図The figure which shows the temperature distribution of the fixing roller after the 1st sheet of Example 2, and 20th sheet printing. 実施例3の定着ローラについて説明するための図FIG. 6 is a diagram for explaining a fixing roller according to a third embodiment. 実施例3の1枚目と20枚目印刷後の定着ローラの温度分布を示す図The figure which shows the temperature distribution of the fixing roller after the 1st sheet of Example 3, and the 20th sheet printing 実施例4の定着ローラについて説明するための図FIG. 6 is a diagram for explaining a fixing roller according to a fourth embodiment. 画像形成装置の概略構成を示す断面図Sectional drawing which shows schematic structure of image forming apparatus

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。   DETAILED DESCRIPTION Exemplary embodiments for carrying out the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of the components described in this embodiment should be appropriately changed according to the configuration of the apparatus to which the invention is applied and various conditions. It is not intended to limit the scope to the following embodiments.

以下に、実施例1について説明する。図12は、本実施例における電子写真方式の作像プロセスを採用した画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
図12に示すように、感光ドラム51は矢印の方向に回転駆動され、まず、その表面は帯電ローラ52によって一様に帯電される。次に、レーザスキャナ53により、画像情報に応じてON/OFF制御されたレーザビームLによる走査露光が施され、感光ドラム51上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置54によりトナー(現像剤)を用いて現像、可視化される。可視化されたトナー像(現像剤像)は、転写ローラ55により、所定のタイミングで搬送された記録材4上に感光ドラム51上より転写される。
所定のタイミングで搬送された記録材4は、感光ドラム51と転写ローラ55とにより一定の加圧力で挟持搬送される。このトナー像が転写された記録材4は像加熱装置としての定着装置10へと搬送され、永久画像として定着される。一方、感光ドラム51上に残存する転写残りの残留トナーは、クリーニング装置56により感光ドラム51表面より除去される。
Example 1 will be described below. FIG. 12 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an image forming apparatus employing an electrophotographic image forming process in the present embodiment.
As shown in FIG. 12, the photosensitive drum 51 is rotationally driven in the direction of the arrow, and first, the surface thereof is uniformly charged by the charging roller 52. Next, the laser scanner 53 performs scanning exposure with a laser beam L that is ON / OFF controlled according to image information, and an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 51. This electrostatic latent image is developed and visualized by the developing device 54 using toner (developer). The visualized toner image (developer image) is transferred from the photosensitive drum 51 onto the recording material 4 conveyed at a predetermined timing by the transfer roller 55.
The recording material 4 conveyed at a predetermined timing is nipped and conveyed by the photosensitive drum 51 and the transfer roller 55 with a constant pressure. The recording material 4 onto which the toner image has been transferred is conveyed to a fixing device 10 as an image heating device and fixed as a permanent image. On the other hand, the transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 51 is removed from the surface of the photosensitive drum 51 by the cleaning device 56.

図1は、本実施例の定着装置10の概略構成を示す断面図である。
定着装置10は、互いに圧接して接触部(ニップ部)6を形成する加熱回転体としての定着ローラ1と加圧回転体としての加圧ローラ2を有し、定着ローラ1を外部から加熱手段3で加熱する外部加熱方式の装置である。定着装置10は、トナー像5を担持した記録材4を接触部6で挟持搬送しながら、加熱手段3により加熱された定着ローラ1の熱で記録材を加熱することで、トナー像5を記録材4に定着させるものである。
定着ローラ1は、外径約14mmであり、直径8mmのステンレス製の芯金11の外側に、厚み約3mmの低熱伝導性シリコーンゴムで形成された第1弾性層としての低熱伝導層12を備えている。定着ローラ1はさらに、低熱伝導層12の表層(外周側)に、厚さ100μmの高熱伝導性シリコーンゴムからなる第2弾性層としての高熱伝導層13、厚さ10μmのフッ素樹脂からなる離型層14を順次備えている。そして、定着ローラ1において、芯金11を除く芯金上の全ての層の長手方向の幅は230mmである。ここで、本実施例において、長手方向とは、定着ローラ1又は加圧ローラ2の回転軸方向をいうもので、これは、記録材搬送方向に直交する記録材の幅方向でもある。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a fixing device 10 according to the present exemplary embodiment.
The fixing device 10 includes a fixing roller 1 as a heating rotator and a pressure roller 2 as a pressure rotator that are in pressure contact with each other to form a contact portion (nip portion) 6. 3 is an external heating system. The fixing device 10 records the toner image 5 by heating the recording material with the heat of the fixing roller 1 heated by the heating unit 3 while sandwiching and conveying the recording material 4 carrying the toner image 5 at the contact portion 6. It is fixed to the material 4.
The fixing roller 1 has an outer diameter of about 14 mm, and includes a low thermal conductive layer 12 as a first elastic layer formed of a low thermal conductive silicone rubber having a thickness of about 3 mm on the outside of a stainless steel core 11 having a diameter of 8 mm. ing. The fixing roller 1 further includes a high heat conductive layer 13 as a second elastic layer made of a high heat conductive silicone rubber having a thickness of 100 μm on the surface layer (outer peripheral side) of the low heat conductive layer 12, and a release made of a fluororesin having a thickness of 10 μm. Layer 14 is sequentially provided. In the fixing roller 1, the width in the longitudinal direction of all the layers on the core bar excluding the core bar 11 is 230 mm. Here, in the present embodiment, the longitudinal direction refers to the rotation axis direction of the fixing roller 1 or the pressure roller 2, and this is also the width direction of the recording material orthogonal to the recording material conveyance direction.

図2(a)は図1のAB断面での定着ローラ1の概略断面図である。図2(b)は、定着ローラ1における低熱伝導層12の長手方向の熱伝導率を示す図である。図2(c)は、加熱手段3に設けられたセラミックヒータ31の概略構成を示す平面図であり、図2(d)は、図2(c)のEF断面でのセラミックヒータ31の概略断面図である。
図2(a)に示すように、本実施例における低熱伝導層12には、シリコーンゴム121に中空フィラ(充填剤)としてガラスバルーン122が分散されており、ガラスバルーン122の分散量が多いほど低熱伝導層12の熱伝導率は小さくなる。
図2(b)に示したように、低熱伝導層12の長手方向の熱伝導率は、記録材通過(通紙)領域Xの長手方向中央部(以下、長手中央部)では略一定である。そして、低熱伝導層12の長手方向の熱伝導率は、記録材通過領域Xの長手方向端縁から長手中央部側へ40mm向かった箇所付近より、低熱伝導層12の長手方向端面(端縁)に向かうにつれて徐々に小さくなっている。低熱伝導層12の熱伝導率は長手中央部では約0.15W/m・K、長手中央部を間に挟むように設けられた記録材通過領域Xの長手方向両端部では約0.12W/m・K、記録材非通過領域Yでは約0.12W/m・Kである。低熱伝導層12の周方向の熱伝導率は、長手方向の各位置において略一定である。
FIG. 2A is a schematic sectional view of the fixing roller 1 taken along the line AB in FIG. FIG. 2B is a diagram showing the thermal conductivity in the longitudinal direction of the low thermal conductive layer 12 in the fixing roller 1. FIG. 2C is a plan view showing a schematic configuration of the ceramic heater 31 provided in the heating means 3, and FIG. 2D is a schematic cross section of the ceramic heater 31 taken along the EF cross section of FIG. FIG.
As shown in FIG. 2A, in the low thermal conductive layer 12 in this embodiment, the glass balloon 122 is dispersed as a hollow filler (filler) in the silicone rubber 121, and as the dispersion amount of the glass balloon 122 increases, the glass balloon 122 increases. The thermal conductivity of the low thermal conductive layer 12 is reduced.
As shown in FIG. 2B, the thermal conductivity in the longitudinal direction of the low thermal conductive layer 12 is substantially constant in the longitudinal central portion (hereinafter referred to as the longitudinal central portion) of the recording material passage (paper passing) region X. . The thermal conductivity in the longitudinal direction of the low thermal conductive layer 12 is the longitudinal direction end face (edge) of the low thermal conductive layer 12 from the vicinity of the portion 40 mm from the longitudinal edge of the recording material passage region X toward the longitudinal center. It gradually gets smaller as you go to. The thermal conductivity of the low thermal conductive layer 12 is about 0.15 W / m · K at the longitudinal center, and is about 0.12 W / m at both ends in the longitudinal direction of the recording material passage region X provided so as to sandwich the longitudinal center. It is about 0.12 W / m · K in the recording material non-passing area Y. The thermal conductivity in the circumferential direction of the low thermal conductive layer 12 is substantially constant at each position in the longitudinal direction.

また、詳細は後述するが、本実施例で用いた記録材の長手方向の幅は210mmであるため、定着ローラ1の長手方向における記録材通過領域Xと記録材非通過領域Yの関係は図2(a),(b)に示すようになっている。また、本実施例で発熱体として用いたセラ
ミックヒータ31の、発熱通電抵抗体層の長手方向の幅は210mmである。このため、図2(a)〜(c)に示すように、定着ローラ1の記録材通過領域Xの長手方向の位置とセラミックヒータ31の通電発熱抵抗体層312の長手方向の位置は略重なっている。
Although the details will be described later, since the longitudinal width of the recording material used in this embodiment is 210 mm, the relationship between the recording material passing area X and the recording material non-passing area Y in the longitudinal direction of the fixing roller 1 is shown in FIG. 2 (a) and (b). In addition, the longitudinal width of the heating energization resistor layer of the ceramic heater 31 used as a heating element in the present embodiment is 210 mm. For this reason, as shown in FIGS. 2A to 2C, the longitudinal position of the recording material passage region X of the fixing roller 1 and the longitudinal position of the energization heating resistor layer 312 of the ceramic heater 31 substantially overlap each other. ing.

図3は、本実施例における低熱伝導層12の塗工(形成)について説明するための概略図である。塗工台91には、円筒形状の芯金11の中心線が鉛直方向を向くように、芯金11が取り付けられる。芯金11は、その表面に低熱伝導層12が塗布された後の芯金11の外径とほぼ同じ内径を有するリング形状の塗工ヘッド92の内側に配置される。
塗工ヘッド92の内周面と芯金11との隙間に低熱伝導層12を供給し、芯金11をその軸線方向に塗工ヘッド92の軸線と同軸に移動させることで、芯金11に厚さtとなる低熱伝導層12を塗布している。
また、供給路94と供給路95は、それぞれガラスバルーン122を含まないソリッドのシリコーンゴム121と、ガラスバルーン122を多数分散したシリコーンゴム121を中継タンク93に供給している。この二種類の供給割合を塗工中に変えることで、長手方向に渡って低熱伝導層12のガラスバルーン122の分散量を制御している。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the application (formation) of the low thermal conductive layer 12 in the present embodiment. The metal core 11 is attached to the coating table 91 so that the center line of the cylindrical metal core 11 faces the vertical direction. The cored bar 11 is arranged inside a ring-shaped coating head 92 having an inner diameter substantially the same as the outer diameter of the cored bar 11 after the low thermal conductive layer 12 is applied to the surface thereof.
The low thermal conductive layer 12 is supplied to the gap between the inner peripheral surface of the coating head 92 and the cored bar 11, and the cored bar 11 is moved coaxially with the axis of the coating head 92 in the axial direction thereof. A low thermal conductive layer 12 having a thickness t is applied.
The supply path 94 and the supply path 95 supply solid silicone rubber 121 that does not include the glass balloon 122 and silicone rubber 121 in which many glass balloons 122 are dispersed to the relay tank 93. By changing these two types of supply ratios during coating, the dispersion amount of the glass balloon 122 of the low thermal conductive layer 12 is controlled in the longitudinal direction.

低熱伝導層12の低熱伝導性の弾性層はシリコーンゴム組成物であり、熱硬化性オルガノポリシロキサン組成物100重量部に平均粒子径が500μm以下の中空フィラを0.1〜200重量部配合してなるシリコーンゴム組成物を加熱硬化して形成される。ここで、中空フィラとしては、硬化物内に気体部分を持つことでスポンジゴムのように熱伝導率を低下させるもので、マイクロバルーン材等がある。このような材料としては、ガラスバルーン、シリカバルーン、カーボンバルーン、フェノールバルーン、アクリロニトリルバルーン、塩化ビニリデンバルーン、アルミナバルーン、ジルコニアバルーン、シラスバルーンなど、いかなるものでも構わない。   The low thermal conductive elastic layer of the low thermal conductive layer 12 is a silicone rubber composition, and 0.1 to 200 parts by weight of a hollow filler having an average particle size of 500 μm or less is blended with 100 parts by weight of the thermosetting organopolysiloxane composition. It is formed by heating and curing a silicone rubber composition. Here, as the hollow filler, there is a microballoon material or the like that has a gas portion in the cured product and reduces the thermal conductivity like sponge rubber. As such a material, any glass balloon, silica balloon, carbon balloon, phenol balloon, acrylonitrile balloon, vinylidene chloride balloon, alumina balloon, zirconia balloon, shirasu balloon, etc. may be used.

高熱伝導層13はソリッド(発泡されていない中実)のシリコーンゴムからなり、熱伝導率を上げるために高熱伝導性の粒子(アルミナ、窒化アルミ、石英等)が添加されている。本実施例ではアルミナ粒子を用いている。高熱伝導層13の熱伝導率は低熱伝導層12の長手中央部の熱伝導率よりも高く、高熱伝導層13の熱伝導率としては高ければ高いほど良く、本実施例で用いている高熱伝導層13はその熱伝導率が1.5W/m・Kのものを使用している。また、高熱伝導層13の厚みが厚いほど蓄熱効果が得られるが、厚過ぎると熱容量が大きいため定着ローラ温度が上がらなくなり、返って定着効率を損ねる可能性がある。
また、高熱伝導層13の厚みは、記録材4の搬送速度によっても変化させることが望ましい。これは記録材4の搬送速度によって、熱のやり取りが行われる層の厚みが異なってくるからである。
The high thermal conductive layer 13 is made of solid (unfoamed) solid silicone rubber, and is added with high thermal conductive particles (alumina, aluminum nitride, quartz, etc.) in order to increase the thermal conductivity. In this embodiment, alumina particles are used. The thermal conductivity of the high thermal conductive layer 13 is higher than the thermal conductivity of the longitudinal central portion of the low thermal conductive layer 12, and the higher the thermal conductivity of the high thermal conductive layer 13, the better, and the high thermal conductivity used in this example. The layer 13 has a thermal conductivity of 1.5 W / m · K. In addition, the heat storage effect is obtained as the thickness of the high thermal conductive layer 13 is increased. However, if the thickness is too large, the heat capacity is large, so that the fixing roller temperature cannot be increased and the fixing efficiency may be deteriorated.
Further, it is desirable that the thickness of the high thermal conductive layer 13 is changed depending on the conveyance speed of the recording material 4. This is because the thickness of the layer where heat is exchanged varies depending on the conveyance speed of the recording material 4.

本発明者らの検討結果によれば、搬送速度が遅い場合には高熱伝導層13の表面から、より深い部分までに存在する熱が定着に寄与するが、搬送速度が速くなるに従い高熱伝導層13の浅い部分に蓄熱された熱のみが定着に寄与するようになることが分かっている。つまり、記録材4の搬送速度が速い場合には高熱伝導層13の厚みは比較的薄くて良く、必要以上に厚い層を設けた場合は、熱容量が増大になり、かえって定着効率を損ねることが懸念される。本実施例における記録材搬送速度は約100mm/secであり、この速度での最適な厚みが数値計算によると約100μmである。   According to the examination results of the present inventors, when the conveyance speed is slow, the heat existing from the surface of the high heat conductive layer 13 to a deeper part contributes to fixing, but as the conveyance speed increases, the high heat conductive layer It has been found that only the heat stored in the shallow part 13 contributes to fixing. That is, when the conveyance speed of the recording material 4 is high, the thickness of the high heat conductive layer 13 may be relatively thin. When a layer thicker than necessary is provided, the heat capacity increases, and the fixing efficiency may be deteriorated. Concerned. The recording material conveyance speed in this embodiment is about 100 mm / sec, and the optimum thickness at this speed is about 100 μm according to numerical calculation.

離型層14は、本実施例では添加物のないPFA(テトラフルオロエチレン パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)を用いている。PFAを水系分散材に混ぜ、これを高熱伝導層13の上に塗布し、320℃以上の高温で焼成することで成膜した。本実施例では離型層14に添加物の無いPFAを用いたが、添加剤として熱伝導フィラのBN(窒化ホウ素)粒子を含むPFAでも構わない。また、離型層14の材料についても、PFAに限定するものではなく、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等の他のフッ素樹脂材料でも構わない。また、高熱伝導層13に用いているシリコーンゴム自体が離形性に優れているため、離型層14が無い定着ローラ構成でも構わない。   In this embodiment, the release layer 14 is made of PFA (tetrafluoroethylene perfluoroalkyl vinyl ether copolymer) having no additive. PFA was mixed with an aqueous dispersion, and this was applied onto the high thermal conductive layer 13 and baked at a high temperature of 320 ° C. or higher to form a film. In this embodiment, PFA having no additive is used for the release layer 14, but PFA containing BN (boron nitride) particles of a heat conductive filler may be used as an additive. Further, the material of the release layer 14 is not limited to PFA, and other fluororesin materials such as PTFE (polytetrafluoroethylene) may be used. Further, since the silicone rubber itself used for the high thermal conductive layer 13 is excellent in releasability, a fixing roller configuration without the release layer 14 may be used.

加圧ローラ2は、ステンレス製の外径13mmの芯金21の外側に、厚み約2.5mmシリコーンゴムの弾性層22を形成し、さらにその表層に厚さ約30μmのPFAからなる離型層23を設けた構成から成り、長手方向の弾性層の幅は約230mmである。本実施例で用いた弾性層22は、中空フィラが分散されていないタイプのものである。しかし、定着ローラの低熱伝導層12のように、中空フィラが分散されていても構わない。
定着ローラ1と加圧ローラ2は互いに軸方向に並列になるように配列され、総圧15kgf(147N)で圧接されている。このとき定着ローラ1と加圧ローラ2の間には接触部6が形成される。本実施例における接触部6の幅は約6mmであった。
定着ローラ1が不図示の駆動系により図1に示す矢印の時計方向に回転駆動され、加圧ローラ2は定着ローラ1の回転方向に従動して回転し、接触部6に未定着のトナー像5を載せた記録材4が導入されたときに定着ローラ1と協働して記録材4を挟持搬送する。
The pressure roller 2 is formed by forming an elastic layer 22 of silicone rubber having a thickness of about 2.5 mm on the outside of a core metal 21 made of stainless steel having an outer diameter of 13 mm, and a release layer made of PFA having a thickness of about 30 μm on the surface layer. 23, and the width of the elastic layer in the longitudinal direction is about 230 mm. The elastic layer 22 used in this example is of a type in which hollow fillers are not dispersed. However, the hollow fillers may be dispersed as in the low heat conductive layer 12 of the fixing roller.
The fixing roller 1 and the pressure roller 2 are arranged so as to be parallel to each other in the axial direction, and are brought into pressure contact with a total pressure of 15 kgf (147 N). At this time, a contact portion 6 is formed between the fixing roller 1 and the pressure roller 2. The width of the contact portion 6 in this example was about 6 mm.
The fixing roller 1 is rotationally driven in a clockwise direction indicated by an arrow shown in FIG. 1 by a drive system (not shown), and the pressure roller 2 rotates following the rotation direction of the fixing roller 1, and an unfixed toner image is formed on the contact portion 6. When the recording material 4 loaded with 5 is introduced, the recording material 4 is nipped and conveyed in cooperation with the fixing roller 1.

加熱手段3は、定着ローラ1を定着ローラ外部から加熱する手段、すなわち、定着ローラ1の外周側に配設され、定着ローラ1の外周面のうち接触部6を除く位置にて加熱を行う手段である。加熱手段3は、加熱体としてのセラミックヒータ31と、セラミックヒータ31を断熱支持する支持体であるステー32と、セラミックヒータ31を支持したステー32に巻きつかせた薄肉円筒形状のフィルム8からなる。
ここで、図2(c),(d)を用いてセラミックヒータ31の説明を行う。セラミックヒータ31は、長手方向の長さ約250mm、幅(記録材搬送方向の長さ)約6mmのアルミナ基板311を有している。そしてセラミックヒータ31は、アルミナ基板311に、Ag/Pd(銀パラジウム)等の通電発熱抵抗体層312をスクリーン印刷により厚み約10μm、長手方向長さ約210mm、幅約2.0mmの細帯状で折り返したパターンで塗布された構造となっている。通電発熱抵抗体層312は、幅方向に対する基板中心を中心線として線対称になるように塗布されている。
アルミナ基板311において、長手方向両端部のうち一方の端部付近にはAg/Pt電極313が2つ形成されており、通電発熱抵抗層312と電極313は電極30と同じ材料でなる導電層314で接続されており、導通状態となっている。
The heating unit 3 is a unit that heats the fixing roller 1 from the outside of the fixing roller, that is, a unit that is disposed on the outer peripheral side of the fixing roller 1 and performs heating at a position excluding the contact portion 6 on the outer peripheral surface of the fixing roller 1. It is. The heating means 3 includes a ceramic heater 31 as a heating body, a stay 32 which is a support body that supports and heats the ceramic heater 31, and a thin cylindrical film 8 wound around the stay 32 that supports the ceramic heater 31. .
Here, the ceramic heater 31 will be described with reference to FIGS. The ceramic heater 31 has an alumina substrate 311 having a length of about 250 mm in the longitudinal direction and a width (length in the recording material conveyance direction) of about 6 mm. The ceramic heater 31 is a thin strip having a thickness of about 10 μm, a longitudinal length of about 210 mm, and a width of about 2.0 mm by screen printing an energization heating resistor layer 312 such as Ag / Pd (silver palladium) on an alumina substrate 311. The structure is applied in a folded pattern. The energization heating resistor layer 312 is applied so as to be line-symmetric with respect to the center of the substrate with respect to the width direction.
In the alumina substrate 311, two Ag / Pt electrodes 313 are formed in the vicinity of one of the longitudinal ends, and the conductive heating resistor layer 312 and the electrode 313 are made of the same material as the electrode 30. Are connected and are in a conductive state.

図2(d)に示すように、通電発熱抵抗体層312は厚み約50μmのガラスからなる保護層315によって保護されており、保護層315の面がフィルム8と摺動する。
フィルム8は厚み約60μmのポリイミド基材の上に約10μmのフッ素コートが施された直径18mmの無端状のフィルムであり、長手方向の幅は約230mmである。定着ローラ1の回転駆動がなされると、これに伴い従動回転する。
加熱手段3では、セラミックヒータ31が定着ローラ1に対して軸方向に並行になるように配置され、総圧15kgf(147N)で定着ローラ1に圧接している。このとき、定着ローラ1とセラミックヒータ31により接触部(ニップ部)7が形成される。本実施例における接触部7の幅はおよそ6mmであった。
As shown in FIG. 2D, the energization heating resistor layer 312 is protected by a protective layer 315 made of glass having a thickness of about 50 μm, and the surface of the protective layer 315 slides on the film 8.
The film 8 is an endless film having a diameter of 18 mm in which a fluorine substrate having a thickness of about 10 μm is applied on a polyimide base material having a thickness of about 60 μm, and the width in the longitudinal direction is about 230 mm. When the fixing roller 1 is driven to rotate, it is driven to rotate.
In the heating means 3, the ceramic heater 31 is disposed so as to be parallel to the fixing roller 1 in the axial direction, and is in pressure contact with the fixing roller 1 with a total pressure of 15 kgf (147 N). At this time, a contact portion (nip portion) 7 is formed by the fixing roller 1 and the ceramic heater 31. The width of the contact portion 7 in this example was about 6 mm.

定着ローラ1が回転駆動されると、定着ローラ1は、加熱手段3のセラミックヒータ31と摺動摩擦しながら回転状態となる。その後、セラミックヒータ31に通電がなされて発熱し、定着ローラ1の表面が加熱される。セラミックヒータ31のアルミナ基板311側の面に、温度検知手段33、詳しくはNTC(negative temperature coefficient)サーミスタが当接されており、セラミックヒータ31の温度をモニタするように構成されている。この温度検知手段33によりセラミックヒータ31の温度情報が不図示の制御回路に入力される。制御回路は温度検知手段33から入力するセラミックヒータ31の検知温度が所定の温度(定着温度)に維持されるように、セラミックヒータ31に対する電力供給を制御する。これにより、セラミックヒータ31の温度は所定の温度に温調される。   When the fixing roller 1 is rotationally driven, the fixing roller 1 is rotated while sliding and friction with the ceramic heater 31 of the heating unit 3. Thereafter, the ceramic heater 31 is energized to generate heat, and the surface of the fixing roller 1 is heated. A temperature detecting means 33, specifically, an NTC (negative temperature coefficient) thermistor is in contact with the surface of the ceramic heater 31 on the alumina substrate 311 side, and the temperature of the ceramic heater 31 is monitored. The temperature detection means 33 inputs temperature information of the ceramic heater 31 to a control circuit (not shown). The control circuit controls power supply to the ceramic heater 31 so that the detected temperature of the ceramic heater 31 input from the temperature detecting means 33 is maintained at a predetermined temperature (fixing temperature). Thereby, the temperature of the ceramic heater 31 is adjusted to a predetermined temperature.

本実施例では、定着ローラ1の加熱手段に、セラミックヒータ31を定着ローラ1にフィルムを介して圧接させる外部からの加熱手段を用いたが、フィルムを介さずセラミック
ヒータ31を直接定着ローラ1に圧接させる外部からの加熱手段を用いても良い。また、定着ローラ1の加熱手段は、接触式の加熱手段に限らずハロゲンヒータ等による非接触の外部からの加熱手段であっても構わない。
In this embodiment, the heating means for the fixing roller 1 is an external heating means for pressing the ceramic heater 31 to the fixing roller 1 through a film. However, the ceramic heater 31 is directly attached to the fixing roller 1 without using a film. You may use the heating means from the outside made to press-contact. Further, the heating unit of the fixing roller 1 is not limited to a contact type heating unit, and may be a non-contact external heating unit such as a halogen heater.

本実施例における構成にて、定着ローラ1の長手方向の温度分布の測定と、記録材4への未定着のトナー像5の定着性の測定を行った。定着ローラ1の長手方向の温度分布の測定は、サーモビューア(日本電気株式会社製)を用いて行った。
また、定着性は、定着後のトナー像がどれだけの力で記録材4上に定着しているかを表し、濃度低下率(単位:%)をもって表される。濃度低下率の測定方法は以下の通りである。記録材4としては坪量80gのA4サイズの普通紙(キヤノン株式会社製 CANON EXTRA80)を用いた。記録材4の長手方向の幅は224mm、記録材搬送方向の幅は296mmである。記録材4上の未定着のトナー像5は、ハーフトーン(灰色)の5mm角の画像が、記録材搬送方向の記録材先端、中央、後端のそれぞれ記録材の長手方向両端部、長手方向中央部の計9箇所に描かれている。未定着画像のハーフトーンパターンは画素密度600dpiを3×3のマトリックスで形成し、これを1ドット1スペースで千鳥状に形成したパターンである。
With the configuration in this embodiment, the temperature distribution in the longitudinal direction of the fixing roller 1 and the fixability of the unfixed toner image 5 on the recording material 4 were measured. The temperature distribution in the longitudinal direction of the fixing roller 1 was measured using a thermo viewer (manufactured by NEC Corporation).
The fixability indicates how much the toner image after fixing is fixed on the recording material 4 and is expressed as a density reduction rate (unit:%). The method for measuring the concentration reduction rate is as follows. As the recording material 4, A4 size plain paper (CANON EXTRA80 manufactured by Canon Inc.) having a basis weight of 80 g was used. The width of the recording material 4 in the longitudinal direction is 224 mm, and the width in the recording material conveyance direction is 296 mm. The unfixed toner image 5 on the recording material 4 has a half-tone (gray) 5 mm square image in the longitudinal direction both ends of the recording material at the leading end, the center, and the trailing end in the recording material transport direction. It is drawn in nine places in the center. The halftone pattern of the unfixed image is a pattern in which a pixel density of 600 dpi is formed by a 3 × 3 matrix, and this is formed in a staggered pattern with one dot and one space.

定着装置通過後の画像のハーフトーンの濃度を濃度測定器(マクベス社製)にて測定後、専用の擦り試験機で画像を擦り、擦り後のハーフトーンの濃度を再び測定し、濃度の低下率を計算する。
擦り試験機は静電気により記録材を固定する台の上に記録材上に9ヶ所配された5mm角の黒およびハーフトーンパターンに合わせて200gの金属製の重りをのせる構造となっている。記録材と重りの間にはシルボンC紙(小津産業株式会社製)が挟まれている。記録材を固定する台は記録材の長手方向に往復運動できるようになっており、このとき画像はシルボンC紙に擦られて欠落する。本例では5往復させて画像を擦った。
この濃度の低下率は記録材上の9ヶ所のハーフトーン画像全てに関して計算し、平均値を算出し、その条件での定着強度をあらわす指標とする。
After measuring the halftone density of the image after passing through the fixing device with a density measuring device (manufactured by Macbeth), scrape the image with a dedicated rubbing tester and measure the halftone density after rubbing again to reduce the density. Calculate the rate.
The rubbing tester has a structure in which a metal weight of 200 g is placed on a table on which a recording material is fixed by static electricity in accordance with black and halftone patterns of 5 mm square disposed at nine locations on the recording material. Silbon C paper (manufactured by Ozu Sangyo Co., Ltd.) is sandwiched between the recording material and the weight. The table for fixing the recording material can reciprocate in the longitudinal direction of the recording material. At this time, the image is rubbed against the Sylbon C paper and is lost. In this example, the image was rubbed with 5 reciprocations.
The density reduction rate is calculated for all nine halftone images on the recording material, an average value is calculated, and this is used as an index representing the fixing strength under the conditions.

今回の測定は室温23℃、湿度50%に保たれた実験室内で行った。記録材は毎4秒ごとに定着装置に投入し、未定着のトナー像5の定着作業を行った。総印刷枚数は20枚である。セラミックヒータ31の温度は、常に記録材における長手中央部の濃度低下率が20%前後になるように制御した。
図4(a)は、1枚目印刷後の定着ローラ1の長手方向の温度分布を示す図であり、図4(b)は、20枚目印刷後の定着ローラ1の長手方向の温度分布を示す図である。1枚目と20枚目の定着性測定結果を表1に示す。
This measurement was performed in a laboratory maintained at a room temperature of 23 ° C. and a humidity of 50%. The recording material was loaded into the fixing device every 4 seconds, and the unfixed toner image 5 was fixed. The total number of printed sheets is 20. The temperature of the ceramic heater 31 was controlled so that the density reduction rate at the longitudinal center of the recording material was always around 20%.
4A is a diagram showing a temperature distribution in the longitudinal direction of the fixing roller 1 after printing the first sheet, and FIG. 4B is a temperature distribution in the longitudinal direction of the fixing roller 1 after printing the 20th sheet. FIG. Table 1 shows the results of measuring the fixability of the first sheet and the 20th sheet.

Figure 2012013864
Figure 2012013864

次に、実施例1との比較のために行った比較例1の構成について説明する。ここで、長手方向の両端部それぞれにおける構成、特性は同様であり、以下の説明においては、長手方向の両端部のうち一端側について説明するものとする。   Next, the structure of the comparative example 1 performed for the comparison with Example 1 is demonstrated. Here, the configuration and characteristics at both ends in the longitudinal direction are the same, and in the following description, one end side of both ends in the longitudinal direction will be described.

[比較例1]
図5(a)は、本比較例で用いた定着ローラの概略断面図であり、この断面は図1のAB断面に相当する。図5(b)は、本比較例の定着ローラにおける低熱伝導層の長手方向の熱伝導率を示す図である。図6(a)は、1枚目印刷後の定着ローラの長手方向の温度分布を示す図であり、図6(b)は、20枚目印刷後の定着ローラの長手方向の温度分布を示す図である。本比較例の定着ローラを構成する部材は、前述した実施例1と同様であるため、説明の便宜上、同一の符号を用いている。
本比較例における低熱伝導層12には、シリコーンゴム121にガラスバルーン122が分散されており、ガラスバルーンの分散量は、長手方向、周方向ともに一定である。そのため、図5(b)に示すように、低熱伝導層12の熱伝導率は長手方向、周方向で略一定で約0.15W/m・kである。その他構成は実施例1と同じである。
本比較例における構成にて、実施例1と同様に、定着ローラ1の長手方向の温度分布測定と、定着性測定を行った。定着性測定の結果は表1に示す。
[Comparative Example 1]
FIG. 5A is a schematic cross-sectional view of the fixing roller used in this comparative example, and this cross section corresponds to the cross section AB in FIG. FIG. 5B is a diagram showing the thermal conductivity in the longitudinal direction of the low thermal conductive layer in the fixing roller of this comparative example. FIG. 6A is a diagram showing the temperature distribution in the longitudinal direction of the fixing roller after printing the first sheet, and FIG. 6B is the temperature distribution in the longitudinal direction of the fixing roller after printing the 20th sheet. FIG. Since the members constituting the fixing roller of this comparative example are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals are used for convenience of explanation.
In the low thermal conductive layer 12 in this comparative example, the glass balloon 122 is dispersed in the silicone rubber 121, and the dispersion amount of the glass balloon is constant in both the longitudinal direction and the circumferential direction. Therefore, as shown in FIG. 5B, the thermal conductivity of the low thermal conductive layer 12 is approximately 0.15 W / m · k, which is substantially constant in the longitudinal direction and the circumferential direction. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
In the configuration of this comparative example, the temperature distribution measurement in the longitudinal direction of the fixing roller 1 and the fixability measurement were performed in the same manner as in Example 1. The results of fixing property measurement are shown in Table 1.

実施例1では、図4に示すように、1枚目印刷後、20枚目印刷後ともに、定着ローラ1の長手方向の温度分布は記録材通過領域Xにおいてほぼ均一になっている。また、表1に示すように、1枚目印刷後、20枚目印刷後ともに、記録材4の長手方向端部(以下、長手端部)と長手中央部の定着性もほぼ均一になっている。
比較例1では、図6(a),(b)に示すように、1枚目印刷後、20枚目印刷後ともに、記録材通過領域Xの長手方向端縁から40mm長手中央部側へ向かった箇所付近から長手方向端面に向けて定着ローラ1の温度が大きく低下し始めている。特に20枚目印刷後では長手端部における温度低下が著しい。
また、表1に示すように、1枚目印刷後、20枚目印刷後ともに、記録材4の長手端部の定着性は長手中央部の定着性よりも5%以上悪い。特に20枚目印刷後では、記録材4の長手端部の定着性は長手中央部の定着性よりも10%以上悪い。
未定着トナー像を記録材上に定着させる定着装置には加熱定着装置が広く利用されている。しかし、従来の加熱定着方式の定着装置では、主に定着部材(定着ローラ)の長手方向端面からの放熱によって、定着部材の長手端部の温度が低下することが懸念される。特に、定着部材の温度、もしくは定着部材に熱を供給する発熱体の温度が所定の温度に達した後は、発熱体の発熱量が小さくなるように制御されるため、定着部材に発熱体から供給される熱量は、定着部材の長手方向端面からの放熱量と比較して相対的に小さくなる。そのため、印刷が進むにつれて定着部材の長手端部での温度の低下が顕著になり、記録材の長手端部でのトナー像の記録材への定着不良が生じることが懸念される。
比較例1の結果にあるように、外部加熱方式でも、定着ローラ1の長手方向端面と芯金11、加圧ローラ2の長手方向端面と芯金21より主に放熱が生じる。そのため、定着ローラ1と加圧ローラ2の長手端部の温度が次第に低下し、印刷後半になるにつれ、比較例1の結果にあるように記録材4の長手端部でトナー画像の定着不良が生じる場合がある。
In Example 1, as shown in FIG. 4, the temperature distribution in the longitudinal direction of the fixing roller 1 is substantially uniform in the recording material passage region X both after printing the first sheet and after printing the 20th sheet. In addition, as shown in Table 1, the fixability of the longitudinal end portion (hereinafter referred to as the longitudinal end portion) and the longitudinal center portion of the recording material 4 becomes substantially uniform after printing the first sheet and after printing the 20th sheet. Yes.
In Comparative Example 1, as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), after printing the first sheet and after printing the 20th sheet, from the longitudinal edge of the recording material passage region X toward the longitudinal center side of 40 mm. The temperature of the fixing roller 1 starts to greatly decrease from the vicinity of the spot toward the end face in the longitudinal direction. In particular, the temperature drop at the longitudinal end is remarkable after printing the 20th sheet.
Further, as shown in Table 1, the fixability of the longitudinal end portion of the recording material 4 is 5% or more worse than the fixability of the longitudinal center portion after printing the first sheet and after printing the 20th sheet. In particular, after printing the 20th sheet, the fixability of the longitudinal end portion of the recording material 4 is 10% or more worse than the fixability of the longitudinal center portion.
A heat fixing device is widely used as a fixing device for fixing an unfixed toner image on a recording material. However, in the conventional fixing device of the heat fixing system, there is a concern that the temperature at the longitudinal end portion of the fixing member is lowered mainly due to heat radiation from the longitudinal end surface of the fixing member (fixing roller). In particular, after the temperature of the fixing member or the temperature of the heating element that supplies heat to the fixing member reaches a predetermined temperature, the heat generation amount of the heating element is controlled to be small. The amount of heat supplied is relatively small compared to the amount of heat released from the end surface in the longitudinal direction of the fixing member. For this reason, as the printing proceeds, the temperature drop at the longitudinal end of the fixing member becomes remarkable, and there is a concern that the fixing of the toner image to the recording material at the longitudinal end of the recording material may occur.
As shown in the result of Comparative Example 1, even in the external heating method, heat radiation is mainly generated from the longitudinal end surface of the fixing roller 1 and the core metal 11, and from the longitudinal end surface of the pressure roller 2 and the core metal 21. Therefore, the temperature of the longitudinal end portions of the fixing roller 1 and the pressure roller 2 gradually decreases, and as the result of the comparative example 1 shows, the fixing failure of the toner image occurs at the longitudinal end portion of the recording material 4 as the second half of printing. May occur.

しかし、実施例1の構成では、定着ローラ1の低熱伝導層12の熱伝導率を、記録材通過領域Xにおいて長手中央部から長手方向端面に行くほど小さくしている。そのため、記録材通過領域Xにおいて定着ローラ1の径方向への熱の流れを考えた場合、長手方向端面へ行くほど高熱伝導層13から低熱伝導層12へと移る熱量が小さい。
一方、記録材通過領域Xにおいて、セラミックヒータ31からフィルム8、離型層14を介して高熱伝導層13に伝わる熱量は、定着ローラ1の長手端部と長手中央部で略同じである。そのため、記録材通過領域Xにおいて高熱伝導層13は長手端部ほど蓄熱し易い。
また、実施例1の構成では比較例1と比べて、定着ローラ1の長手端部の低熱伝導層12の熱伝導率を小さくしているため、径方向への熱の流れを考えた場合、長手端部では比較例1より低熱伝導層12から芯金11へと移る熱量が小さくなっている。
However, in the configuration of the first exemplary embodiment, the thermal conductivity of the low thermal conductive layer 12 of the fixing roller 1 is decreased in the recording material passage region X from the longitudinal center to the longitudinal end surface. Therefore, when the heat flow in the radial direction of the fixing roller 1 is considered in the recording material passage region X, the amount of heat transferred from the high heat conductive layer 13 to the low heat conductive layer 12 is smaller toward the end surface in the longitudinal direction.
On the other hand, in the recording material passage region X, the amount of heat transferred from the ceramic heater 31 to the high thermal conductive layer 13 via the film 8 and the release layer 14 is substantially the same at the longitudinal end portion and the longitudinal central portion of the fixing roller 1. For this reason, in the recording material passage region X, the high thermal conductive layer 13 is more likely to store heat at the longitudinal end portion.
Further, in the configuration of Example 1, since the thermal conductivity of the low thermal conductive layer 12 at the longitudinal end portion of the fixing roller 1 is smaller than that in Comparative Example 1, when considering the heat flow in the radial direction, The amount of heat transferred from the low thermal conductive layer 12 to the core metal 11 is smaller at the longitudinal end than in the first comparative example.

低熱伝導層12より芯金11に伝わった熱は芯金11を長手端部に向けて伝わり、定着ローラ1の長手方向端面より突き出た芯金11の表面から放熱される。
そして、前述したように実施例1では比較例1よりも長手端部の低熱伝導層12から芯金11へと移る熱量が小さいため、低熱伝導層12の長手端部における芯金11を通しての放熱が小さくなっている。そのため、実施例1では比較例1よりも長手端部の低熱伝導層12が高温に保たれ、同時に長手端部の高熱伝導層13も高温に保たれる。
The heat transmitted from the low thermal conductive layer 12 to the cored bar 11 is transmitted toward the longitudinal end of the cored bar 11 and is radiated from the surface of the cored bar 11 protruding from the longitudinal end face of the fixing roller 1.
As described above, in Example 1, since the amount of heat transferred from the low thermal conductive layer 12 at the longitudinal end portion to the core metal 11 is smaller than that in Comparative Example 1, heat dissipation through the core metal 11 at the longitudinal end portion of the low thermal conductive layer 12 is performed. Is getting smaller. Therefore, in Example 1, the low thermal conductive layer 12 at the longitudinal end portion is kept at a higher temperature than in Comparative Example 1, and at the same time, the high thermal conductive layer 13 at the longitudinal end portion is kept at a high temperature.

また、実施例1では記録材非通過領域Yの低熱伝導層12の熱伝導率を小さくしているため、記録材通過領域Xの長手端部の低熱伝導層12から長手方向端面に向けて熱の逃げが抑制されている。そのため、低熱伝導層12の長手方向端面の放熱による影響が、記録材通過領域Xの長手端部の低熱伝導層12までは届き辛い。そのため、実施例1では比較例1よりも、低熱伝導層12の長手方向端面からの放熱による低熱伝導層12の長手端部の温度低下が小さい。そして、低熱伝導層12の長手端部の温度低下が小さいため、長手端部の高熱伝導層13の温度低下も小さくなる。   In Example 1, since the thermal conductivity of the low thermal conductive layer 12 in the recording material non-passing region Y is reduced, heat is applied from the low thermal conductive layer 12 at the longitudinal end of the recording material passing region X toward the longitudinal end surface. The escape of is suppressed. For this reason, the influence of heat radiation on the end surface in the longitudinal direction of the low thermal conductive layer 12 cannot reach the low thermal conductive layer 12 at the longitudinal end of the recording material passage region X. Therefore, in Example 1, the temperature drop at the longitudinal end portion of the low thermal conductive layer 12 due to heat radiation from the longitudinal end surface of the low thermal conductive layer 12 is smaller than in Comparative Example 1. And since the temperature fall of the longitudinal end part of the low thermal conductive layer 12 is small, the temperature fall of the high thermal conductive layer 13 of a longitudinal end part also becomes small.

以上説明したように本実施例によれば、高熱伝導層13の長手端部を蓄熱し易くすることができ、さらに、芯金11と低熱伝導層12の長手方向端面からの放熱による高熱伝導層13の温度低下を抑制することができる。このため、記録材通過領域Xにおいて、高熱伝導層13の長手端部の温度が長手中央部の温度よりも極端に低下することは無く、定着ローラ1の表面温度分布を長手方向全域に渡って略均一とすることができる。また、定着ローラ1の表面温度分布は長手方向全域に渡って略均一になることで、記録材4の長手端部での未定着のトナー像5の記録材4への定着不良を抑止することができる。これにより、高品質の画像を得ることが可能となる。   As described above, according to this embodiment, the longitudinal end portion of the high thermal conductive layer 13 can be easily stored, and the high thermal conductive layer by heat radiation from the longitudinal end surfaces of the core metal 11 and the low thermal conductive layer 12 can be used. 13 can be suppressed. For this reason, in the recording material passage region X, the temperature of the longitudinal end portion of the high thermal conductive layer 13 is not extremely lowered than the temperature of the longitudinal center portion, and the surface temperature distribution of the fixing roller 1 is spread over the entire longitudinal direction. It can be made substantially uniform. In addition, the surface temperature distribution of the fixing roller 1 becomes substantially uniform over the entire length direction, thereby preventing defective fixing of the unfixed toner image 5 to the recording material 4 at the longitudinal end portion of the recording material 4. Can do. This makes it possible to obtain a high quality image.

本実施例において、低熱伝導層12の長手方向の熱伝導率を、記録材通過領域Xの長手方向端縁から40mm長手中央部側へ向かった箇所から長手方向端面に向かうにつれて徐々に小さくしたのは、次のような理由からである。それは、比較例1の結果にあるように、実施例1の外部加熱方式の定着装置において、熱伝導率が長手方向、周方向略一定の低熱伝導層12を定着ローラ1に用いた場合に、定着ローラ長手方向の温度が、前述の箇所付近から低下し始めていたためである。すなわち、定着ローラ長手方向の温度が、記録材通過領域Xの長手方向端縁から40mm長手中央部側へ向かった箇所付近から低下し始めていたためである。   In this example, the thermal conductivity in the longitudinal direction of the low thermal conductive layer 12 was gradually reduced from the position toward the longitudinal central portion side from the longitudinal edge of the recording material passage region X toward the longitudinal end surface by 40 mm. The reason is as follows. As shown in the result of Comparative Example 1, in the external heating type fixing device of Example 1, when the low thermal conductive layer 12 having substantially constant thermal conductivity in the longitudinal direction and the circumferential direction is used for the fixing roller 1, This is because the temperature in the longitudinal direction of the fixing roller has started to decrease from the vicinity of the aforementioned portion. That is, the temperature in the longitudinal direction of the fixing roller has started to decrease from the vicinity of the portion from the longitudinal edge of the recording material passage region X toward the longitudinal center of 40 mm.

そして、本実施例の結果から、長手方向において定着ローラ1の温度が下がり始める位置近傍から定着ローラ1を構成する弾性部材(弾性層)の熱伝導率を下げ始めることにより、長手方向に渡って均一な定着ローラ1の温度分布が得られることが分かる。ただし、長手方向において定着ローラ1の温度が低下し始める位置は、定着装置と定着ローラ1の構成によって異なるため、定着装置、定着ローラ毎に定着ローラの長手方向の温度分布を確認し、定着ローラの熱伝導率を下げ始める長手方向の位置を決めるとよい。   As a result of this embodiment, by starting to lower the thermal conductivity of the elastic member (elastic layer) constituting the fixing roller 1 from the vicinity of the position where the temperature of the fixing roller 1 starts to decrease in the longitudinal direction, the longitudinal direction is increased. It can be seen that a uniform temperature distribution of the fixing roller 1 can be obtained. However, since the position at which the temperature of the fixing roller 1 begins to decrease in the longitudinal direction differs depending on the configuration of the fixing device and the fixing roller 1, the temperature distribution in the longitudinal direction of the fixing roller is confirmed for each of the fixing device and the fixing roller. It is better to determine the position in the longitudinal direction where the thermal conductivity of the material starts to decrease.

このように本実施例では、定着ローラ1の低熱伝導層12の熱伝導率を、長手方向において定着ローラ1の端部の温度低下が顕著になる位置付近から端面へ向けて徐々に小さくし、低熱伝導層12の長手端部の熱伝導率を長手中央部よりも小さくするものである。このことで、定着ローラ1の長手端部での温度低下を抑制し、記録材4の長手端部における未定着のトナー像5の記録材4への定着不良を抑制する効果があることが分かる。
ここで、本実施例において、定着ローラ1の低熱伝導層12は、1層の弾性層により構
成されているが、これに限るものではない。本実施例と同様に、長手端部の方が長手中央部よりも熱伝導率の低い低熱伝導層であれば、低熱伝導層が2層以上の弾性層より構成されていても、本実施例と同様の効果が得られる。
また、本実施例では、定着ローラ1の低熱伝導層12の熱伝導率を、長手方向において定着ローラ1の端部の温度低下が顕著になる位置付近から端面へ向けて徐々に小さくするものであったが、これに限るものではない。例えば、定着ローラ1を構成する弾性層の長手端部のうち少なくとも一部の熱伝導率が長手中央部の熱伝導率よりも小さいものであればよい。また、加圧ローラ2を構成する弾性層の長手端部のうち少なくとも一部の熱伝導率が長手中央部の熱伝導率よりも小さいものであってもよい。すなわち、定着ローラ1と加圧ローラ2とのうち少なくともいずれか一方が、長手方向において、中央部の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する部分が前記中央部の両側に備えられた弾性層を有するものであればよい。このような形態について以下の実施例で詳しく説明する。
As described above, in this embodiment, the thermal conductivity of the low thermal conductive layer 12 of the fixing roller 1 is gradually decreased from the vicinity of the position where the temperature decrease at the end portion of the fixing roller 1 is significant in the longitudinal direction toward the end surface. The thermal conductivity of the longitudinal end portion of the low thermal conductive layer 12 is made smaller than that of the longitudinal center portion. As a result, it can be seen that the temperature drop at the longitudinal end portion of the fixing roller 1 is suppressed and the fixing failure of the unfixed toner image 5 at the longitudinal end portion of the recording material 4 to the recording material 4 is suppressed. .
Here, in this embodiment, the low thermal conductive layer 12 of the fixing roller 1 is configured by one elastic layer, but is not limited thereto. Similarly to the present embodiment, if the longitudinal end portion is a low thermal conductive layer having a lower thermal conductivity than the longitudinal central portion, even if the low thermal conductive layer is composed of two or more elastic layers, the present embodiment The same effect can be obtained.
Further, in this embodiment, the thermal conductivity of the low thermal conductive layer 12 of the fixing roller 1 is gradually decreased from the vicinity of the position where the temperature decrease at the end of the fixing roller 1 becomes significant in the longitudinal direction toward the end surface. However, it is not limited to this. For example, it is sufficient that at least a part of the thermal conductivity of the longitudinal end portion of the elastic layer constituting the fixing roller 1 is smaller than the thermal conductivity of the longitudinal central portion. Further, at least a part of the longitudinal end portion of the elastic layer constituting the pressure roller 2 may have a thermal conductivity smaller than that of the longitudinal central portion. That is, an elastic layer in which at least one of the fixing roller 1 and the pressure roller 2 has portions having thermal conductivity lower than that of the central portion in the longitudinal direction on both sides of the central portion. What is necessary is just to have. Such a form will be described in detail in the following examples.

以下、実施例2について説明する。図7(a)は、本実施例で用いた定着ローラの概略断面図であり、この断面は図1のAB断面に相当する。図7(b)は、定着ローラにおける低熱伝導層の長手方向の熱伝導率を示す図である。図8(a)は、1枚目印刷後の定着ローラの長手方向の温度分布を示す図であり、図8(b)は、20枚目印刷後の定着ローラの長手方向の温度分布を示す図である。本実施例の定着ローラを構成する部材は、前述した実施例1と同様であるため、実施例1と同一の符号を用いることとする。また、長手方向の両端部それぞれにおける構成、特性は同様であり、本実施例においても、長手方向の両端部のうち一端側について説明するものとする。   Example 2 will be described below. FIG. 7A is a schematic sectional view of the fixing roller used in this embodiment, and this section corresponds to the section AB in FIG. FIG. 7B is a diagram showing the thermal conductivity in the longitudinal direction of the low thermal conductive layer in the fixing roller. FIG. 8A is a diagram showing the temperature distribution in the longitudinal direction of the fixing roller after printing the first sheet, and FIG. 8B is the temperature distribution in the longitudinal direction of the fixing roller after printing the 20th sheet. FIG. The members constituting the fixing roller of this embodiment are the same as those of the first embodiment, and the same reference numerals as those of the first embodiment are used. The configuration and characteristics at both ends in the longitudinal direction are the same. In this embodiment, one end side of the both ends in the longitudinal direction will be described.

本実施例の定着ローラ1は図7(b)に示すように、低熱伝導層12の長手方向の熱伝導率が記録材通過領域Xにおいて、記録材通過領域Xの長手方向端縁から40mm長手中央部側へ向かった箇所から長手方向端縁に向かうにつれて徐々に小さくなっている。本実施例の定着ローラ1では、低熱伝導層12の熱伝導率は長手中央部で約0.15W/m・K、記録材通過領域Xの長手方向端縁で約0.12W/m・Kである。しかし、記録材非通過領域Yでは長手方向端縁に向かうにつれて低熱伝導層12の熱伝導率は大きくなっており、記録材非通過領域Yの長手方向端縁では約0.15W/m・Kである。低熱伝導層12の周方向の熱伝導率は、長手方向の各位置において略一定である。
本実施例における構成にて、実施例1と同様に定着性測定を行った。定着性測定の結果は表1に示している。
In the fixing roller 1 of this embodiment, as shown in FIG. 7B, the thermal conductivity in the longitudinal direction of the low thermal conductive layer 12 is 40 mm long from the longitudinal edge of the recording material passage region X in the recording material passage region X. It gradually decreases as it goes from the portion toward the center side toward the longitudinal edge. In the fixing roller 1 of this embodiment, the thermal conductivity of the low thermal conductive layer 12 is about 0.15 W / m · K at the longitudinal center and about 0.12 W / m · K at the longitudinal edge of the recording material passage region X. It is. However, in the recording material non-passing area Y, the thermal conductivity of the low thermal conductive layer 12 increases toward the edge in the longitudinal direction, and about 0.15 W / m · K at the longitudinal edge of the recording material non-passing area Y. It is. The thermal conductivity in the circumferential direction of the low thermal conductive layer 12 is substantially constant at each position in the longitudinal direction.
With the configuration in this example, fixability measurement was performed in the same manner as in Example 1. The results of fixing property measurement are shown in Table 1.

本実施例では、図8(a),(b)に示すように、1枚目印刷後、20枚目印刷後ともに、比較例1と比べると定着ローラ1の長手方向の温度分布は記録材通過領域Xにおいて均一に近くなっている。また、表1に示すように、1枚目の記録材4の長手端部と長手中央部の定着性は略同等であり、20枚目もおいても長手端部と長手中央部の定着性の差は3%程度とかなり小さい。   In this embodiment, as shown in FIGS. 8A and 8B, the temperature distribution in the longitudinal direction of the fixing roller 1 is higher than that of the comparative example 1 after printing the first sheet and after printing the 20th sheet. In the passing region X, the region is nearly uniform. Further, as shown in Table 1, the fixability of the longitudinal end portion and the longitudinal center portion of the first recording material 4 is substantially the same, and the fixability of the longitudinal end portion and the longitudinal center portion is also the 20th sheet. The difference is as small as 3%.

本実施例では、実施例1と異なり記録材非通過領域Yの特に長手方向端縁付近の低熱伝導層12の熱伝導率が大きいため、低熱伝導層12の長手方向端縁では実施例1よりも大きな放熱が起こる。しかし、記録材通過領域Xの長手方向端縁に近い側の記録材非通過領域Yの低熱伝導層12の熱伝導率が小さいため、記録材通過領域Xの長手方向端縁から放熱の起こっている低熱伝導層12の長手方向端面への熱の逃げが抑制される。そのため、実施例1と同様に、記録材通過領域Xにおいて、高熱伝導層13の長手端部の温度が長手中央部の温度よりも極端に低下することは無く、定着ローラ1の表面温度分布は長手方向全域に渡って略均一になる。したがって、記録材4の長手端部における未定着のトナー像5の記録材4への定着不良を抑止することができる。   In this embodiment, unlike the first embodiment, the thermal conductivity of the low thermal conductive layer 12 in the vicinity of the edge in the longitudinal direction of the recording material non-passing region Y is large. Even large heat dissipation occurs. However, since the thermal conductivity of the low thermal conductive layer 12 in the recording material non-passing region Y on the side close to the longitudinal edge of the recording material passage region X is small, heat radiation occurs from the longitudinal edge of the recording material passage region X. The escape of heat to the longitudinal end face of the low thermal conductive layer 12 is suppressed. Therefore, as in the first embodiment, in the recording material passage region X, the temperature of the longitudinal end portion of the high thermal conductive layer 13 is not extremely lowered than the temperature of the longitudinal center portion, and the surface temperature distribution of the fixing roller 1 is It becomes substantially uniform over the entire length direction. Therefore, it is possible to suppress fixing failure of the unfixed toner image 5 on the recording material 4 at the longitudinal end portion of the recording material 4.

以上のように本実施例では、定着ローラ1の低熱伝導層12の長手方向の熱伝導率を、定着ローラ1の温度低下が顕著になる位置付近から長手方向端面へ向けて徐々に小さくし、低熱伝導層12の長手端部の一部の熱伝導率を長手中央部よりも小さくしている。このことでも、前述した実施例1同様の効果は十分に得られる。   As described above, in the present embodiment, the thermal conductivity in the longitudinal direction of the low thermal conductive layer 12 of the fixing roller 1 is gradually reduced from the vicinity of the position where the temperature decrease of the fixing roller 1 becomes remarkable toward the longitudinal end surface, The thermal conductivity of a part of the longitudinal end portion of the low thermal conductive layer 12 is made smaller than that of the longitudinal central portion. Even in this case, the same effects as those of the first embodiment can be sufficiently obtained.

以下、実施例3について説明する。図9(a)は、本実施例で用いた定着ローラの概略断面図であり、この断面は図1のAB断面に相当する。図9(b)は、定着ローラにおける低熱伝導層の長手方向の熱伝導率を示す図である。図10(a)は、1枚目印刷後の定着ローラの長手方向の温度分布を示す図であり、図10(b)は、20枚目印刷後の定着ローラの長手方向の温度分布を示す図である。本実施例の定着ローラを構成する部材は、前述した実施例1と同様であるため、実施例1と同一の符号を用いることとする。また、長手方向の両端部それぞれにおける構成、特性は同様であり、本実施例においても、長手方向の両端部のうち一端側について説明するものとする。   Example 3 will be described below. FIG. 9A is a schematic cross-sectional view of the fixing roller used in this embodiment, and this cross-section corresponds to a cross section AB in FIG. FIG. 9B is a diagram showing the thermal conductivity in the longitudinal direction of the low thermal conductive layer in the fixing roller. FIG. 10A is a diagram showing the temperature distribution in the longitudinal direction of the fixing roller after printing the first sheet, and FIG. 10B is the temperature distribution in the longitudinal direction of the fixing roller after printing the 20th sheet. FIG. The members constituting the fixing roller of this embodiment are the same as those of the first embodiment, and the same reference numerals as those of the first embodiment are used. The configuration and characteristics at both ends in the longitudinal direction are the same. In this embodiment, one end side of the both ends in the longitudinal direction will be described.

本実施例の定着ローラ1では、図9(b)に示すように、低熱伝導層12の長手方向の熱伝導率が、長手中央部から長手端部に移行した部分で急に変化している。低熱伝導層12の熱伝導率は、記録材通過領域Xの長手方向端縁から長手中央部側へ40mmの範囲では0.13W/m・K、長手中央部では0.15W/m・Kである。
本実施例における構成にて、実施例1と同様に定着性測定を行った。定着性測定の結果は表1に示している。
In the fixing roller 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 9B, the thermal conductivity in the longitudinal direction of the low thermal conductive layer 12 is abruptly changed at a portion where the longitudinal central portion is shifted to the longitudinal end portion. . The thermal conductivity of the low thermal conductive layer 12 is 0.13 W / m · K in the range of 40 mm from the longitudinal edge of the recording material passage region X to the longitudinal central portion, and 0.15 W / m · K in the longitudinal central portion. is there.
With the configuration in this example, fixability measurement was performed in the same manner as in Example 1. The results of fixing property measurement are shown in Table 1.

実施例3では、図10(a),(b)に示すように、1枚目印刷後、20枚目印刷後ともに、比較例1と比べると定着ローラ1の長手方向の温度分布は記録材通過領域Xにおいて均一に近くなっている。また、表1に示すように、1枚目の定着性は、記録材4の長手端部の方が長手中央部よりも2%程度良く、20枚目では長手中央部の方が長手端部よりも2%程度良いが、1枚目、20枚目のどちらにおいても長手中央部と長手端部の定着性の差は小さい。   In Example 3, as shown in FIGS. 10A and 10B, the temperature distribution in the longitudinal direction of the fixing roller 1 is higher than that of Comparative Example 1 after printing the first sheet and after printing the 20th sheet. In the passing region X, the region is nearly uniform. Further, as shown in Table 1, the fixability of the first sheet is about 2% better at the longitudinal end portion of the recording material 4 than the longitudinal central portion, and at the 20th sheet, the longitudinal central portion is longer at the longitudinal end portion. However, the difference in fixability between the longitudinal center portion and the longitudinal end portion is small in both the first and twentieth sheets.

本実施例では、記録材通過領域Xの長手端部と記録材非通過領域Yにおいて、低熱伝導層12の熱伝導率を長手中央部よりも小さくしている。このため、実施例1と同様に高熱伝導層13の長手端部が蓄熱し易くなっているのに加えて、芯金11と低熱伝導層12の長手方向端面からの放熱による高熱伝導層13の温度低下が抑制されている。
そのため、記録材通過領域Xにおいて、高熱伝導層13の長手端部の温度が長手中央部の温度よりも極端に低下することは無く記録材4の長手端部における未定着のトナー像5の記録材4への定着不良を抑止することができる。
In the present embodiment, the thermal conductivity of the low thermal conductive layer 12 is made smaller than that of the longitudinal central portion in the longitudinal end portion of the recording material passage region X and the recording material non-passage region Y. For this reason, in addition to the fact that the longitudinal end portion of the high thermal conductive layer 13 is easy to store heat as in the first embodiment, the high thermal conductive layer 13 of the core metal 11 and the low thermal conductive layer 12 is radiated from the longitudinal end surfaces. The temperature drop is suppressed.
Therefore, in the recording material passage region X, the temperature of the longitudinal end portion of the high thermal conductive layer 13 is not extremely lowered than the temperature of the longitudinal central portion, and the recording of the unfixed toner image 5 at the longitudinal end portion of the recording material 4 is performed. Fixing defects on the material 4 can be suppressed.

ただし、本実施例は実施例1と異なり、長手中央部から長手端部にかけて低熱伝導層12の熱伝導率が急激に低下している。
低熱伝導層12の熱伝導率が大きい箇所では高熱伝導層13から低熱伝導層12へと逃げる熱量が大きく、低熱伝導層12の熱伝導率が小さい箇所では高熱伝導層13から低熱伝導層12へと逃げる熱量が小さい。このため、低熱伝導層12の熱伝導率が急に変化する境目において、高熱伝導層13に瞬間的には急な長手方向の温度勾配ができる。
しかし、高熱伝導層13は熱伝導率が大きい。このため高熱伝導層13の内周面側に瞬間的に急な温度勾配ができても、即座に温度勾配が均され、図10(a),(b)に示す定着ローラ長手方向の温度分布のように、定着ローラ1の記録材通過領域Xにおいて長手方向全域に渡って略均一な温度分布が得られる。
However, unlike the first embodiment, this embodiment has a sharp decrease in the thermal conductivity of the low thermal conductive layer 12 from the longitudinal center to the longitudinal end.
A large amount of heat escapes from the high thermal conductive layer 13 to the low thermal conductive layer 12 at the location where the thermal conductivity of the low thermal conductive layer 12 is large, and from the high thermal conductive layer 13 to the low thermal conductive layer 12 where the thermal conductivity of the low thermal conductive layer 12 is small. The amount of heat that escapes is small. For this reason, at the boundary where the thermal conductivity of the low thermal conductive layer 12 changes suddenly, a sudden temperature gradient in the longitudinal direction is instantaneously formed in the high thermal conductive layer 13.
However, the high thermal conductive layer 13 has a high thermal conductivity. For this reason, even if there is an instantaneously steep temperature gradient on the inner peripheral surface side of the high thermal conductive layer 13, the temperature gradient is immediately leveled, and the temperature distribution in the longitudinal direction of the fixing roller shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b). As described above, in the recording material passage region X of the fixing roller 1, a substantially uniform temperature distribution is obtained over the entire longitudinal direction.

以上のように本実施例では、定着ローラ1の低熱伝導層12の長手方向の熱伝導率を、定着ローラ1の温度低下が顕著になる位置付近から長手方向端縁へ向けて急に小さくし、
低熱伝導層12の長手端部の一部の熱伝導率を長手中央部よりも小さくしている。このことでも、前述した実施例1同様の効果は十分に得られる。
As described above, in this embodiment, the thermal conductivity in the longitudinal direction of the low thermal conductive layer 12 of the fixing roller 1 is abruptly decreased from the vicinity of the position where the temperature decrease of the fixing roller 1 becomes significant toward the longitudinal edge. ,
The thermal conductivity of a part of the longitudinal end portion of the low thermal conductive layer 12 is made smaller than that of the longitudinal central portion. Even in this case, the same effects as those of the first embodiment can be sufficiently obtained.

以下、実施例4について説明する。図11(a)は、本実施例で用いた加圧ローラの概略断面図であり、この断面は図1のCD断面に相当する。図11(b)は、定着ローラにおける低熱伝導層の長手方向の熱伝導率を示す図である。本実施例の定着ローラを構成する部材は、前述した実施例1と同様であるため、実施例1と同一の符号を用いることとする。また、長手方向の両端部それぞれにおける構成、特性は同様であり、本実施例においても、長手方向の両端部のうち一端側について説明するものとする。   Hereinafter, Example 4 will be described. FIG. 11A is a schematic sectional view of the pressure roller used in this embodiment, and this section corresponds to the CD section of FIG. FIG. 11B is a diagram showing the thermal conductivity in the longitudinal direction of the low thermal conductive layer in the fixing roller. The members constituting the fixing roller of this embodiment are the same as those of the first embodiment, and the same reference numerals as those of the first embodiment are used. The configuration and characteristics at both ends in the longitudinal direction are the same. In this embodiment, one end side of the both ends in the longitudinal direction will be described.

本実施例の定着ローラ1の低熱伝導層12には、シリコーンゴム121にガラスバルーン122が分散されており、ガラスバルーン122の分散量は、長手方向、周方向ともに一定である。そのため、低熱伝導層12の熱伝導率は長手方向、周方向で略一定で約0.15W/m・Kである。
そして、本実施例の加圧ローラ2においては、図11(a)に示すように、弾性層22はシリコーンゴム221に中空フィラとしてガラスバルーン222が分散されている。ここで、上述したように、ガラスバルーン222の分散量が多いほど弾性層22の熱伝導率は小さくなる。
図11(b)に示したように、弾性層22の長手方向の熱伝導率は、記録材通過領域Xの長手中央部では略一定であり、記録材通過領域Xの長手方向端縁から長手中央部側へ40mm向かった箇所から長手方向端縁に向かうにつれて徐々に小さくなっている。弾性層22の熱伝導率は長手中央部では約0.15W/m・K、記録材通過領域Xの長手方向端縁では約0.12W/m・K、記録材非通過領域Yで約は0.12W/m・Kである。弾性層22の周方向の熱伝導率は、長手方向の各位置において略一定である。本実施例における構成にて、実施例1と同様の定着性の測定を行った。その結果は表1に示すようになった。
In the low heat conductive layer 12 of the fixing roller 1 of this embodiment, the glass balloon 122 is dispersed in the silicone rubber 121, and the dispersion amount of the glass balloon 122 is constant in both the longitudinal direction and the circumferential direction. Therefore, the thermal conductivity of the low thermal conductive layer 12 is substantially constant in the longitudinal direction and the circumferential direction and is about 0.15 W / m · K.
In the pressure roller 2 of this embodiment, as shown in FIG. 11A, the elastic layer 22 has a glass balloon 222 dispersed as a hollow filler in a silicone rubber 221. Here, as described above, the thermal conductivity of the elastic layer 22 decreases as the dispersion amount of the glass balloon 222 increases.
As shown in FIG. 11B, the thermal conductivity in the longitudinal direction of the elastic layer 22 is substantially constant at the longitudinal central portion of the recording material passage region X, and is long from the longitudinal edge of the recording material passage region X. It gradually decreases as it goes from the location 40 mm toward the center to the edge in the longitudinal direction. The thermal conductivity of the elastic layer 22 is about 0.15 W / m · K at the longitudinal center, about 0.12 W / m · K at the longitudinal edge of the recording material passage region X, and about about the recording material non-passing region Y. 0.12 W / m · K. The thermal conductivity in the circumferential direction of the elastic layer 22 is substantially constant at each position in the longitudinal direction. With the configuration in this example, the same fixing property as in Example 1 was measured. The results are shown in Table 1.

本実施例では、記録材4の長手中央部と長手端部の定着性に関しては、1枚目で3%程度、20枚目で5%程度、長手中央部より長手端部の方が悪かった。しかし、比較例1と比べると1枚目、20枚目ともに記録材4の長手中央部と長手端部の定着性の差は小さくなっていることが分かる。
加圧ローラ2の弾性層22の長手端部の熱伝導率は長手中央部より低いため、定着ローラ1から加圧ローラ2へと移る熱量は、定着ローラ1の長手端部の方が長手中央部よりも小さい。そのため、定着ローラ1の長手端部の高熱伝導層13の方が長手中央部より多く蓄熱する。そのため、定着ローラ1の長手方向端面からの放熱によって、定着ローラ1の長手端部から熱が逃げても、定着ローラ1の長手端部の温度が長手中央部の温度よりも大きく低下することは無い。そのため、定着ローラ1の長手方向の温度分布が均一に近くなり、記録材4の長手端部における未定着のトナー像5の記録材4への定着不良が抑制される。
In this embodiment, the fixability of the longitudinal center portion and the longitudinal end portion of the recording material 4 was about 3% for the first sheet and about 5% for the 20th sheet, and the longitudinal end portion was worse than the longitudinal center portion. . However, as compared with Comparative Example 1, it can be seen that the difference in fixability between the longitudinal center portion and the longitudinal end portion of the recording material 4 is small for both the first and twentieth sheets.
Since the thermal conductivity of the longitudinal end portion of the elastic layer 22 of the pressure roller 2 is lower than the longitudinal center portion, the amount of heat transferred from the fixing roller 1 to the pressure roller 2 is longer at the longitudinal end portion of the fixing roller 1. Smaller than part. Therefore, the high heat conductive layer 13 at the longitudinal end of the fixing roller 1 stores more heat than the longitudinal central portion. For this reason, even if heat escapes from the longitudinal end portion of the fixing roller 1 due to heat radiation from the longitudinal end surface of the fixing roller 1, the temperature of the longitudinal end portion of the fixing roller 1 is not significantly lower than the temperature of the longitudinal central portion. No. For this reason, the temperature distribution in the longitudinal direction of the fixing roller 1 becomes nearly uniform, and defective fixing of the unfixed toner image 5 to the recording material 4 at the longitudinal end portion of the recording material 4 is suppressed.

以上のように本実施例では、加圧ローラ2として、芯金21と芯金21上の1層の弾性層22とにより構成され、弾性層22の長手端部の熱伝導率が長手中央部の熱伝導率よりも小さいローラを用いている。このことで、定着ローラ1の長手端部での温度低下を抑制し、記録材4の長手端部における未定着のトナー像5の記録材4への定着不良を抑制できることが分かる。
また、加圧ローラ2として、弾性層22が高熱伝導層と低熱伝導層の2層より構成され、低熱伝導層の長手端部のうち少なくとも一部の熱伝導率が、長手中央部の熱伝導率よりも低いローラを用いるものであってもよい。また、定着ローラ1と加圧ローラ2とのうち少なくともいずれかに、芯金と、芯金上の一層の弾性層とにより構成されており、弾性層
の長手端部のうち少なくとも一部の熱伝導率が長手中央部の熱伝導率よりも小さいローラを用いるものであってもよい。このことでも、定着ローラ長手端部での温度低下を抑制し、記録材長手端部における未定着のトナー像5の記録材4への定着不良を抑制できる。
なお、本発明に係る像加熱装置は、上述した定着装置として機能する場合の例に限るものではなく、シート上に定着されたトナー像に光沢を出すための装置として適用することも可能である。
As described above, in this embodiment, the pressure roller 2 is constituted by the core metal 21 and the one elastic layer 22 on the core metal 21, and the thermal conductivity of the longitudinal end portion of the elastic layer 22 is the longitudinal center part. A roller smaller than the thermal conductivity is used. As a result, it can be seen that the temperature drop at the longitudinal end of the fixing roller 1 can be suppressed, and the fixing failure of the unfixed toner image 5 at the longitudinal end of the recording material 4 to the recording material 4 can be suppressed.
Further, as the pressure roller 2, the elastic layer 22 is composed of two layers of a high heat conductive layer and a low heat conductive layer, and at least a part of the thermal conductivity of the longitudinal end portion of the low thermal conductive layer has a thermal conductivity of the longitudinal central portion. A roller having a lower rate may be used. Further, at least one of the fixing roller 1 and the pressure roller 2 is constituted by a cored bar and a single elastic layer on the cored bar, and at least a part of the thermal end of the elastic layer is heated. A roller having a smaller conductivity than the thermal conductivity of the central portion in the longitudinal direction may be used. This also suppresses a temperature drop at the longitudinal end portion of the fixing roller and suppresses the fixing failure of the unfixed toner image 5 to the recording material 4 at the longitudinal end portion of the recording material.
Note that the image heating apparatus according to the present invention is not limited to the example in the case of functioning as the above-described fixing device, and can also be applied as an apparatus for giving gloss to a toner image fixed on a sheet. .

1 定着ローラ ; 2 加圧ローラ ; 3 加熱手段 ; 6 接触部 ; 10 定着装置 ; 12 低熱伝導層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixing roller; 2 Pressure roller; 3 Heating means; 6 Contact part; 10 Fixing device; 12 Low heat conductive layer

Claims (2)

互いに圧接してニップ部を形成する加熱回転体及び加圧回転体と、
前記加熱回転体の外周側に配設され、前記加熱回転体の外周面のうち前記ニップ部を除く位置にて加熱を行う加熱手段と、
を有し、前記ニップ部で記録材を挟持搬送させて、前記加熱手段により加熱された前記加熱回転体の熱で記録材を加熱する像加熱装置において、
前記加熱回転体と前記加圧回転体とのうち少なくともいずれか一方は、回転軸方向において、中央部の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する部分が前記中央部の両側に備えられた第1弾性層を有することを特徴とする像加熱装置。
A heating rotator and a pressure rotator that are pressed against each other to form a nip portion;
A heating unit disposed on an outer peripheral side of the heating rotator, and heating at a position excluding the nip portion on an outer peripheral surface of the heating rotator;
In the image heating apparatus that sandwiches and conveys the recording material at the nip portion and heats the recording material with the heat of the heating rotating body heated by the heating unit,
At least one of the heating rotator and the pressurizing rotator is provided with portions having thermal conductivity lower than that of the central portion on both sides of the central portion in the rotation axis direction. An image heating apparatus having one elastic layer.
前記第1弾性層の外周側には、前記第1弾性層における前記中央部の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する第2弾性層が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の像加熱装置。   The second elastic layer having a thermal conductivity higher than that of the central portion of the first elastic layer is provided on the outer peripheral side of the first elastic layer. The image heating apparatus described.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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