(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー画像を有する記録シートを定着ローラと加圧ローラとで、挟持搬送しながらトナー画像を記録シートに定着させる定着装置において、前記定着ローラは、中空の芯金部を有する誘導発熱ローラであり、前記芯金部には異なる線膨張係数を有する内外２層の金属材料層が、その両端まで積層されており、
前記２層の金属材料層は、内層がステンレス又は鉄合金で形成され、外層が前記内層よりも線膨張係数の大きなアルミニウム又はアルミニウム合金で形成されており、前記芯金部のスラスト方向両端部において、芯金部の中央部に比べて径が細く絞られ、該絞り部がスラスト方向への抜出防止部に形成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
定着ローラの芯金部は、軸受部の外径が通紙部の外径より小さいことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
定着ローラの芯金部は、両端部の外径がその他の部分の外径より小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、定着ローラと、加圧ローラとを具えた静電プロセスに使用される定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の定着装置は、トナー画像を有する記録シートを定着ローラと加圧ローラとで、挟持搬送しながらトナー画像を記録シートに定着させるようになっており、その定着ローラとしては、内部に配置された誘導コイルによって発生した誘導磁束によって、うず電流をローラの外周部の磁性体層に発生させ、誘導電流に伴うジュール熱によってローラの表面を所望の温度にするようになっている。
そしてこのような定着ローラは、その材料として発熱しやすいＦｅ，ＳＵＳ等が使用されるが、これらの材料は熱伝導率が低くて、軸方向の温度むらが出やすく、またこれを避けるために一般に熱伝導率の高いアルミ合金を使用すると、これは誘導方式によっては発熱しにくく、いずれにもその適性に問題がある。
【０００３】
そこでこのような問題を解消するものとして、実開昭６０−３８４９４号に開示されたようなものが提案され、それは図４に示すようなものであって、これについて説明する。３１は定着ローラを示し、この定着ローラ３１は回転円筒体３２を有し、この回転円筒体３２は、鉄又は鉄を主成分とする合金のように、高周波誘導加熱効果の大きい材料で形成された内層３３と、アルミニウム又は銅のように熱伝導率の高い材料で形成された外層３４とを有している。なお３５は高周波誘導コイルを示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような定着装置においては、前記の従来の定着装置のもつ定着ローラの軸方向の温度むらが出やすく、また誘導方式によっては発熱しにくいというような問題を解消するが、このような定着ローラ31においては、その図示のとおりのものの製造時に、通常のようにこれの回転円筒体32の表面にフッ素樹脂を塗布し、その後このフッ素樹脂を焼き付けるために、380〜400℃の温度で焼成炉に20〜40分放置すると、線膨張係数の差によって内層33と外層34とがはずれるという問題があり、また経時使用によって外層34の軸受部が摩耗して、定期的に交換して再生する際に、この摩耗が原因となって使用することができなくなるという問題がある。
【０００５】
そこでこの発明の目的は、前記のような従来の定着装置のもつ問題を解消し、定着ローラの軸方向の温度むらが出やすく、また誘導方式によっては発熱しにくいというようなことがなく、また定着ローラの製造時における表面へのフッ素樹脂の塗布、焼付けの際発生する構成材料の線膨張係数の差によって内外層に隙間が生じても、内外層がはずれるようなことがない定着装置を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記のような目的を達成するために、トナー画像を有する記録シートを定着ローラと加圧ローラとで、挟持搬送しながらトナー画像を記録シートに定着させる定着装置において、前記定着ローラは、中空の芯金部を有する誘導発熱ローラであり、前記芯金部には異なる線膨張係数を有する内外２層の金属材料層が、その両端まで積層されており、前記２層の金属材料層は、内層がステンレス又は鉄合金で形成され、外層が前記内層よりも線膨張係数の大きなアルミニウム又はアルミニウム合金で形成されており、前記芯金部のスラスト方向両端部において、芯金部の中央部に比べて径が細く絞られ、該絞り部がスラスト方向への抜出防止部に形成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、定着ローラの芯金部は、軸受部の外径が通紙部の外径より小さいことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、定着ローラの芯金部は、両端部の外径がその他の部分の外径より小さいことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図面に示すこの発明の各実施形態において、共通の部分、部材については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる部分について説明する。図１に示す第１実施形態において、１は定着ローラ、２は加圧ローラを示し、定着ローラ１は異なる線膨張係数を有する複数（この実施形態では２層）の材料層からなる内外層４，５を積層した芯金部３を有し、この芯金部３の両端にスラスト方向への抜出防止部６が設けられている。そして内層４は線膨張係数の小さいステンレス又は鉄合金で形成されており、外層５は線膨張係数の大きいアルミニウム又はアルミニウム合金で形成されている。また芯金部３の抜出防止部６は、芯金部３の両側の小径の軸受部７と、中央の大径の通紙部８との境界の絞り部によって形成されている。そして軸受部７が軸受11によって回転可能に指示されるとともに、この軸受部７には図示を省略した駆動歯車と噛合して回転する従動歯車12が固定されている。
【００１２】
このような芯金部３の内部に耐熱性樹脂で形成されたボビン１４が配置され、このボビン１４はブラケット１５，１６によって固定的に指示され、その外周には誘導コイル１７が巻着され、その端部にリード線１８，１９が接続されており、このようにして定着ローラ１は誘導型発熱ローラを構成している。
【００１３】
前記のような第１実施形態について、前記従来のものと同様にして、画像の定着を行うこととなるが、その際内層４の線膨張係数が外層５の線膨張係数より小さいことから、加熱時に内層４が外層５より伸びることによって、芯金部３がストレスをうけることがなくて、定着ローラ１か変形することがない。また前記のように内層４を誘導発熱用、外層５を温度均一用の金属材料を使用することによって、誘導発熱効率を向上し、また定着ローラ１の軸方向の温度むらの発生を抑止することができる。
【００１４】
図２に示す第２実施形態は、芯金部３は両端部まで同径となっていて、その抜出防止部６が、芯金部３の両端を３０〜６０°絞った絞り部によって形成されていて、小径の芯金部３であっても、内外層４，５間のはがれが防止される点で第１実施形態と異なるだけで、その他の構成及び作用については異なるところがないので、説明を省略する。
【００１５】
図３に示す第３実施形態は、芯金部３の軸受部７は内層４に構成されて、この軸受部７には外層５が設けられていないで、軸受部７からの放熱が防止されて軸受部７の摩耗が防止される点で、第１実施形態と異なるだけで、その他の構成及び作用については異なるところがない。ただこの第３実施形態を製造するに際して、芯金部３の両端部の外径が通紙部８の外径より小さく形成された外層５の内部に、この外層５の両端部の内径より小さい外径の内層４を鎖線に示すように挿入し、この内層４の外層５の通紙部８に対応する部分を拡大加工して両層４，５を層着させ、内層４の両端部に軸受部７を形成させることとすれば、材料に無駄が発生しないで安価に提供することができる。
【００１６】
【発明の効果】
この発明は上記のようであって、トナー画像を有する記録シートを定着ローラと加圧ローラとで、挟持搬送しながらトナー画像を記録シートに定着させる定着装置において、請求項１に記載の発明は、前記定着ローラは、中空の芯金部を有する誘導発熱ローラであり、前記芯金部には異なる線膨張係数を有する内外２層の金属材料層が、その両端まで積層されており、前記２層の金属材料層は、内層がステンレス又は鉄合金で形成され、外層が前記内層よりも線膨張係数の大きなアルミニウム又はアルミニウム合金で形成されており、前記芯金部のスラスト方向両端部において、芯金部の中央部に比べて径が細く絞られ、該絞り部がスラスト方向への抜出防止部に形成されているので、定着ローラの製造時における表面へのフッ素樹脂の塗布、焼付けの際発生する構成材料の線膨張係数の差によって内外層に隙間が生じても、内外層がはずれるようなことがなくて、安定した定着ローラがえられるという効果がある。また、内外層ははずれることはないが、加熱時に外層が内層より伸びることによって、芯金部がストレスをうけることがなくて、定着ローラが変形することがないという効果がある。さらに、内層を誘導発熱用、外層を温度均一用の金属材料を使用することによって、誘導発熱効率を向上し、また定着ローラの軸方向の温度むらの発生を抑止することができるという効果がある。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、定着ローラの芯金部は軸受部の外径が、通紙部の外径より小さくなっているので、内外層のぬけを確実に阻止するとともに、軸受部をコンパクトにすることができ、また請求項３に記載の発明は、定着ローラは両端部の外径が、その他の部分の外径より小さいので、小径の芯金部であっても、内外層間のはがれを防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態の一部縦断正面図である。
【図２】この発明の第２実施形態の一部縦断正面図である。
【図３】この発明の第３実施形態の芯金部の縦断正面図である。
【図４】この発明と同種の従来の定着装置の定着ローラの一部縦断正面図である。
【符号の説明】
１  定着ローラ                    ２  加圧ローラ
３  芯金部                        ４  内層
５  外層                          ６  抜出防止部
７  軸受部                        ８  通紙部
１１  軸受                          １２  従動歯車
１４  ボビン                        １５  ブラケット
１６  ブラケット                    １７  誘導コイル
１８  リード線                      １９  リード線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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