(57)【要約】【課題】電磁誘導加熱方式の定着装置の立ち上がり時間の短縮化が図られると共に、定着ローラの強度が向上された定着装置を提供する。【解決手段】回転駆動される定着ローラ１３と、定着ローラ１３に所定圧力をもって当接される回転自在な加圧ローラ２０と、定着ローラ１３の加熱源とを備え、定着ローラ１３は、芯金１３　の外側に、断熱層２３　と、離型層基体３３　と、離型層４とを順次有するものとして構成され、定着ローラ１３の加熱源は、電磁誘導加熱方式とされると共に定着ローラ１３の外周側に位置し、回転する定着ローラ１３と、回転する加圧ローラ２０との間に、トナー像が転写された転写材を挿通させることにより、トナー像が加熱溶融されて転写材上に融着される定着装置において、芯金１３　の内側に補強用のリブ１ａ，１ｂが設けられている。【選択図】　　　図４
2004109931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される定着ローラと、該定着ローラに所定圧力をもって当接される回転自在な加圧ローラと、該定着ローラの加熱源とを備え、該定着ローラは、芯金の外側に、断熱層と、離型層基体と、離型層とを順次有するものとして構成され、該定着ローラの該加熱源は、電磁誘導加熱方式とされると共に該定着ローラの外周側に位置し、回転する該定着ローラと、回転する該加圧ローラとの間に、トナー像が転写された転写材を挿通させることにより、該トナー像が加熱溶融されて該転写材上に融着される定着装置において、前記芯金の内側に補強用のリブが設けられたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記定着ローラに対し前記加圧ローラが当接される部分に対応して、前記芯金に前記リブが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記芯金の端部が折り曲げられて、該芯金の該端部に曲げリブが設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記定着ローラは軸受によって支えられ、該軸受に対応した該定着ローラの支持部に、前記芯金の端部が位置す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。
【請求項５】
前記芯金の両側部の肉厚は、該芯金の中央部の肉厚よりも薄く形成されたことを特徴とすることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機、ファクシミリ、プリンタなどの電子写真プロセスを利用した画像形成装置に使用される定着ローラを備えた定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は、従来の定着装置の一形態を示すものである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１８１２５８公報（第４頁、第１図）
【０００４】
図１３に示すように、定着装置は、加熱ローラ６０と、加圧ローラ２０とを備えた構成のものとされている。加圧ローラ２０は、加圧機構（図示せず）により、前記加熱ローラ６０に対し加圧接触され、一定のニップ幅を持つように維持されている。加熱ローラ６０は、駆動モータ（図示せず）により矢印方向Ｒ１に駆動され、これにより加圧ローラ２０は従動されて矢印方向Ｒ２に回転される。
【０００５】
加熱ローラ６０の周上において、加熱ローラ６０と加圧ローラ２０との接触位置すなわちニップ部よりも回転方向下流側に、用紙Ｐを加熱ローラ６０から剥離させる剥離爪４５、加熱ローラ６０上にオフセットされたトナーなどの現像剤や紙屑などのごみを除去するクリーニング部材４６、オフセット防止用離型剤を塗布する離型剤塗布装置４８、加熱ローラ６０の温度検出を行うサーミスタ４９が設けられている。
【０００６】
定着装置の加熱は、誘導加熱装置４０によって行われる。この誘導加熱装置４０は、励磁コイル４１を備えるものとして構成されており、加熱ローラ６０の外周面側に配置されている。図示しない励磁回路いわゆるインバータ回路から、励磁コイル４１に印加される高周波電流で発生される磁束によって、磁界の変化を妨げるように、加熱ローラ６０に磁束と渦電流が発生される。この渦電流と加熱ローラ抵抗によってジュール熱が発生し、加熱ローラ６０が加熱される。
【０００７】
加熱ローラ表面温度が１８０℃に達するとコピー動作が開始可能とされる。加熱ローラ６０と、加圧ローラ２０との圧接部いわゆるニップ部とされる定着ポイントを用紙Ｐが通過することで、この用紙Ｐ上の現像剤ＴいわゆるトナーＴが融着圧着され定着工程が行われる。
【０００８】
不図示の励磁回路の電流は、加熱ローラ６０の表面に圧接された温度ヒューズとされるサーモスタット４３の検知、判定により、誘導加熱装置４０の励磁コイル４１に供給される。このサーモスタット４３には、予め加熱ローラ６０の表面温度が設定されており、加熱ローラ６０の表面温度が異常温度に達すると、サーモスタット４３は、回路に供給する電流を遮断させる。
【０００９】
符号４２は、磁場遮蔽材４２とされている。磁場遮蔽材４２の材料としては磁性材がよく、磁場遮蔽材４２は、透磁率が高く発熱され難いフェライト材が用いられて形成されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の定着装置にあっては、加熱ローラ６０の強度を向上させる為に加熱ローラ６０を構成する芯金の肉厚を厚くすると、加熱ローラ６０の熱容量が増やされるということが心配されていた。
【００１１】
これの対策として、断熱材を備える加熱ローラが定着装置に用いられることが検討された。しかしながら、そのような加熱ローラを備える定着装置が用いられたとしても、例えば電子写真複写機が対応可能な最大用紙量が電子写真複写機にセットされて、電子写真複写機において連続複写が行われる場合、電子写真複写機の定着装置に連続して通紙される時に、熱が加熱ローラ６０の芯金側に移行されるということが懸念されていた。加熱ローラ６０を構成する離型層基体の表面温度が急激に低下されると、図１４に示すように、加熱ローラ６０の表面温度が定着保証温度以下となり、コールドオフセットが発生されるといった問題が生じることとなっていた。
【００１２】
そこで、図１５（Ａ），（Ｂ）に示すように、加熱ローラ６１，６２を構成する芯金５１，５２に複数のリブ５１ａ，５２ａが設けられると、加熱ローラ６１，６２の芯金５１，５２が薄肉のものとされていても、加熱ローラ６１，６２の強度は満足したものとなる。
【００１３】
図１５（Ａ）に示すように、加圧ローラ２０が当接する加熱ローラ６１の加圧接触部Ｍに対応して、芯金５１に五箇所のリブ５１ａが設けられている。また、図１５（Ｂ）に示すように、加圧ローラ２０が当接する加熱ローラ６２の加圧接触部Ｍに対応して、芯金５２に五箇所のリブ５２ａが設けられている。これに加え、加圧ローラ２０が非接触とされる加熱ローラ６２の非加圧接触部Ｎに対応した芯金５２の両端部５２ｃにも、二箇所のリブ５２ａが設けられている。このように、芯金５２には、合計七箇所のリブ５２ａが設けられている。
【００１４】
しかしながら、加熱ローラ６１と、加熱ローラ６２とに圧力を加え、その際の加熱ローラ６１と、加熱ローラ６２との撓み量を測定した場合、図１６に示される撓み曲線のように、加熱ローラ６１と、加熱ローラ６２との撓み量に大差は見られない。このように、加圧ローラ２０が当接する加熱ローラ６２の加圧接触部Ｍに対応した範囲外に、加熱ローラ６２を構成する芯金５２にリブ５２ａが設けられていても、加熱ローラ６２の補強効果は見られない。逆に、芯金５２の両端部５２ｃにリブ５２ａが設けられることにより、加熱ローラ６２の加工工数が増加され、このことから、加熱ローラ６２の製造コストが上昇されるという問題が生じることとなった。
【００１５】
図１５（Ａ），（Ｂ）に示す状態において、加熱ローラ６１，６２にさらに荷重が加えられて定着装置の耐久試験が行われると、芯金５１，５２の端部５１ｃ，５２ｃの「つぶれ」がひどくなる。そのような状態で定着装置の耐久試験が引き続き行われると、定着装置から異音が発生されるという問題が生じることとなった。また、最悪の場合、芯金５１，５２の端部５１ｃ，５２ｃにクラックが生じ、芯金５１，５２が割れてしまうといったことも心配される。
【００１６】
また、図１５（Ａ），（Ｂ）に示すように、加熱ローラ６１，６２の支持部６１ｂ，６２ｂに軸受３０が挿着され、加熱ローラ６１，６２は、一対の軸受３０によって支えられている。芯金５１，５２の端部５１ｃ，５２ｃは、一対の軸受３０に対応した加熱ローラ６１，６２の支持部６１ｂ，６２ｂよりも内側に位置するものとされている。
【００１７】
しかしながら、芯金５１，５２の端部５１ｃ，５２ｃは、一対の軸受３０に対応した加熱ローラ６１，６２の支持部６１ｂ，６２ｂにかからない部分に位置されている為、加熱ローラ６１，６２にさらに荷重が加えられて定着装置の耐久試験が引き続き行われると、加熱ローラ６１，６２の芯金５１，５２は撓まされてしまい、図１７に示すように、定着性を確保する為のニップ幅Ｗｑが出ないという問題が生じた。
【００１８】
また、電子写真複写機の電源が入れられて、加熱源４０とされる誘導加熱装置４０（図１３）の電源が通電状態となり、誘導加熱装置４０が立ち上げられる際に、図１５（Ａ），（Ｂ）に示される定着装置のものでは、加熱ローラ６１，６２の中央部６１ａ，６２ａの表面温度が所定の温度に達せられた時でも、加熱ローラ６１，６２の両端部６１ｃ，６２ｃの表面温度は、図１８に示すように、定着保証温度よりもまだ低い状態とされており、定着装置は十分な暖気状態とされていない。
【００１９】
そのような状態で定着装置に用紙が通紙された場合、加熱ローラ６１，６２の両端部６１ｃ，６２ｃの表面温度は、定着保証温度よりも低い温度状態とされている為、コールドオフセットが発生されてしまうといった問題が生じた。このような問題は、軸受３０と当接される支持部６１ｂ，６２ｂなどの非通紙域部が加熱ローラ６１，６２にあり、加熱ローラ６１，６２の前記非通紙域部から熱が逃がされてしまうことに起因するものと推察される。
【００２０】
本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。
即ち、本発明は、電磁誘導加熱方式の定着装置の立ち上がり時間の短縮化が図られると共に、定着ローラの強度が向上された定着装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載された発明は、回転駆動される定着ローラと、該定着ローラに所定圧力をもって当接される回転自在な加圧ローラと、該定着ローラの加熱源とを備え、該定着ローラは、芯金の外側に、断熱層と、離型層基体と、離型層とを順次有するものとして構成され、該定着ローラの該加熱源は、電磁誘導加熱方式とされると共に該定着ローラの外周側に位置し、回転する該定着ローラと、回転する該加圧ローラとの間に、トナー像が転写された転写材を挿通させることにより、該トナー像が加熱溶融されて該転写材上に融着される定着装置において、前記芯金の内側に補強用のリブが設けられたことを特徴とする定着装置である。
この構成では、定着ローラの加熱源が電磁誘導加熱方式とされると共に定着ローラの外周側に位置し、定着ローラは、芯金の外側に、断熱層と、離型層基体と、離型層とを順次有するものとして構成され、芯金の内側に補強用のリブが設けられているので、芯金の肉厚を薄くすることが可能とされると共に離型層基体の肉厚を薄くすることが可能とされ、これと共に断熱層によって定着ローラの熱容量が低減化されて、定着装置の立ち上がり時間の短縮化が図られることとなる。また、補強用のリブが設けられた芯金により、定着ローラの機械的強度が確保された定着装置の提供が可能とされる。
【００２２】
請求項２に記載された発明は、前記定着ローラに対し前記加圧ローラが当接される部分に対応して、前記芯金に前記リブが設けられたことを特徴とする請求項１記載の定着装置である。
この構成では、定着ローラに対し加圧ローラが当接される部分に対応して、芯金にリブが設けられているので、従来の定着ローラのように無駄な部分にリブが設けられるということがない。従って、定着ローラのコストが抑えられると共に、定着ローラの強度が向上されることとなる。
【００２３】
請求項３に記載された発明は、前記芯金の端部が折り曲げられて、該芯金の該端部に曲げリブが設けられたことを特徴とする請求項１又は２記載の定着装置である。
この構成では、芯金の端部が折り曲げられて、芯金の端部に曲げリブが設けられているので、芯金の端部の強度が増加され、従来の定着ローラにみられた異音の発生やクラックの発生が防止されることとなる。
【００２４】
請求項４に記載された発明は、前記定着ローラは軸受によって支えられ、該軸受に対応した該定着ローラの支持部に、前記芯金の端部が位置す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である。
この構成では、定着ローラが軸受によって支えられ、軸受に対応した定着ローラの支持部に、芯金の端部が位置するものとされているので、定着ローラにかかる荷重は、主に定着ローラの前記支持部に位置する芯金の端部で受けることとなる。従って、芯金を備える定着ローラの強度が向上され、また、従来の定着装置のように精度よくニップ幅が出ないといった問題も解消されることとなる。
【００２５】
請求項５に記載された発明は、前記芯金の両側部の肉厚は、該芯金の中央部の肉厚よりも薄く形成されたことを特徴とすることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の定着装置である。
この構成では、芯金の両側部の肉厚が芯金の中央部の肉厚よりも薄く形成されているので、芯金の両側部の熱容量は減らされたものとなる。従って、従来の定着装置のように、定着装置の立ち上がり時に定着ローラの非通紙部から熱が逃がされてしまい、定着装置の立ち上がり直後に定着装置に通紙が行われると、端部にコールドオフセットが発生されるという問題は解消されることとなる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、以下の説明において図１３に示した従来の定着装置と共通の部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２７】
図１は、本発明に係る定着装置の一実施の形態を示す説明図、図２は、本発明に係る第１実施形態の定着装置を示す断面図、図３は、本発明に係る第２実施形態の定着装置に用いられる定着ローラを示す断面図、図４は、本発明に係る第３実施形態の定着装置を示す断面図、図５は、本発明に係る第４実施形態の定着装置を示す断面図、図６は、本発明に係る定着装置の定着ローラの温度と通紙枚数との関係を示す図、図７は、本発明に係る定着装置の定着ローラと加圧ローラとのニップ幅を示す概略図、図８は、本発明に係る定着装置の立ち上がり時における定着ローラの温度と長手方向の位置との関係を示す図である。
【００２８】
図１に示すように、この定着装置は、回転駆動される定着ローラ１３と、この定着ローラ１３に所定圧力をもって当接される回転自在な加圧ローラ２０と、定着ローラ１３の加熱源４０とを備えるものとして構成されている。
【００２９】
定着ローラ１３の加熱源４０は、加熱特性に優れた電磁誘導加熱方式とされると共に、前記加熱源４０は、定着ローラ１３の外周側に位置するものとされている。この加熱源４０は誘導加熱装置４０とされ、誘導加熱装置４０は、例えば数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの高周波電流が流される励磁コイル４１と、フェライト材などを含有する磁場遮蔽材４２とを少なくとも備えるものとして構成されている。
【００３０】
回転する定着ローラ１３と、回転する加圧ローラ２０との間に、トナー像が転写された転写材Ｐとして、トナーＴが付着された用紙Ｐを挿通させることにより、トナー像が加熱溶融されて用紙Ｐの上に融着される。
【００３１】
図９〜図１２に例示されるように、定着ローラは、芯金１の外側に、断熱層２と、離型層基体３と、離型層４（図１０，図１２）とを順次有するものとして構成されている。
芯金１は、金属性の材料が用いられて形成され、具体的には、アルミニウム合金、銅合金などが用いられて形成されたものである。
断熱層２は、耐熱性を有するセラミックスフェルト、岩綿などの断熱性材料が用いられて形成されたものである。断熱層の厚さは、０．３〜３ｍｍとされている。
【００３２】
離型層基体３は、ステンレス鋼などの金属性材料が用いられて形成されている。離型層基体３の材質としてはステンレスが一番良い。これはステンレスが強磁性体であることから、一番共振しやすいものとされ、誘導加熱装置４０（図１）に用いられるものとして、強磁性、耐食性などの優れた特性を備えもつものとされているからである。離型層基体の厚さは、０．３〜１．０ｍｍとされている。
【００３３】
離型層４は、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ＰＦＡとＰＴＦＥとの混合体などといったフッ素樹脂などにより形成されている。ＰＦＡとして、例えばデュポン社製：テフロン（登録商標）ＰＦＡ等が挙げられる。また、ＰＴＦＥとして、例えばデュポン社製：テフロン（登録商標）ＰＴＦＥ等が挙げられる。
【００３４】
離型層基体３の表面に離型層４が確実に接着されるために、離型層基体３と、離型層４との間に、プライマーが塗装されて介在された状態のものとされている。また、離型層にプライマーが含有されたものも使用可能とされる。離型層の厚さは、１０〜３０μｍとされている。
【００３５】
また、離型層の下に、０．２〜０．５ｍｍの厚さに形成されたシリコーンゴム等の弾性層が設けられてもよい。また、シリコーンゴム等の弾性層の上に、離型層として、例えばフッ素ゴムが設けられたものも使用可能とされる。また、離型層基体上に、離型層として、直接、フッ素ゴムのみが用いられたものも使用可能とされる。フッ素ゴムとして、例えば、デュポン社：バイトン（登録商標）等が挙げられる。
【００３６】
図２に示すように、第１実施形態の定着装置では、芯金１１　の内側に補強用の各リブ１ａが設けられている。また、図３に示すように、第２実施形態の定着装置では、芯金１２　の内側に、補強用の各リブ１ａと、補強用の各曲げリブ１ｂとが設けられている。同じく、図４に示すように、第３実施形態の定着装置においても、芯金１３　の内側に、補強用の各リブ１ａと、補強用の各曲げリブ１ｂとが設けられている。また、図５に示すように、第４実施形態の定着装置では、芯金１４　の内側に、補強用のリブ１ｃと、補強用の各曲げリブ１ｂとが設けられている。
【００３７】
このように、芯金１１　〜１４　の内側に補強用のリブ１ａ〜１ｃが設けられているので、芯金１１　〜１４　の強度が向上されることとなり、芯金１１　〜１４　の肉厚を薄くすることが可能とされると共に離型層基体３１　〜３４　の肉厚を薄くすることも可能とされる。また、これと共に断熱層２１　〜２４　によって定着ローラ１１，１２，１３，１４の熱容量が低減化されるので、定着装置の立ち上がり時間の短縮化を図ることができる。また、補強用のリブ１ａ〜１ｃが設けられた芯金１１　〜１４　により、定着ローラ１１，１２，１３，１４の機械的強度が確保された定着装置を提供することができる。
【００３８】
図２に示すように、第１実施形態の定着装置では、定着ローラ１１に対し加圧ローラ２０が当接される部分Ｍにのみ対応して、芯金１１　の内側に、断面略湾曲状に形成された補強用のリブ１ａが設けられている。また、図４に示すように、第３実施形態の定着装置では、定着ローラ１３に対し加圧ローラ２０が当接される部分Ｍに対応して、芯金１３　の内側に、断面略湾曲状に形成された補強用のリブ１ａが設けられている。また、図５に示すように、第４実施形態の定着装置では、定着ローラ１４に対し加圧ローラ２０が当接される部分Ｍに対応して、芯金１４　の内側に、断面略矩形状に形成された幅広の補強用リブ１ｃが設けられている。
【００３９】
このように、定着ローラ１１，１３，１４に対し加圧ローラ２０が当接される部分Ｍに対応して、芯金１１　，１３　，１４　の内側に補強用のリブ１ａ，１ｃが設けられているので、従来の定着ローラ６２（図１５（Ｂ））のように、無駄な部分Ｎにリブ５２ａが設けられるということがない。従って、定着ローラ１１，１３，１４のコストが抑えられると共に、定着ローラ１１，１３，１４の強度を向上させることができる。
【００４０】
図３に示すように、第２実施形態の定着装置では、芯金１２　の両端部１ｅが折り曲げられて、芯金１２　の両端部１ｅに曲げリブ１ｂが設けられている。また、図４に示すように、第３実施形態の定着装置においても、芯金１３　の両端部１ｅが折り曲げられて、芯金１３　の両端部１ｅに曲げリブ１ｂが設けられている。また、図５に示すように、第４実施形態の定着装置においても、芯金１４　の両端部１ｅが折り曲げられて、芯金１４　の両端部１ｅに曲げリブ１ｂが設けられている。
【００４１】
このように、芯金１２　〜１４　の両端部１ｅが折り曲げられて、芯金１２　〜１４　の両端部１ｅに曲げリブ１ｂが設けられているので、芯金１２　〜１４　の両端部１ｅの強度は増加されることとなる。従って、従来の定着ローラ６１（図１５（Ａ）），６２（図１５（Ｂ））にみられた異音の発生やクラックの発生を防止することができる。
【００４２】
図２に示すように、第１実施形態の定着装置では、定着ローラ１１は一対の軸受３０によって支えられ、一対の軸受３０に対応した定着ローラ１１の両支持部１０ｂに、芯金１１　の両端部１ｅが位置するものとされている。また、図４に示すように、第３実施形態の定着装置では、定着ローラ１３は一対の軸受３０によって支えられ、一対の軸受３０に対応した定着ローラ１３の両支持部１０ｂに、芯金１３　の両端部１ｅの曲げリブ１ｂが位置するものとされている。また、図５に示すように、第４実施形態の定着装置においても、定着ローラ１４は一対の軸受３０によって支えられ、一対の軸受３０に対応した定着ローラ１４の両支持部１０ｂに、芯金１４　の両端部１ｅの曲げリブ１ｂが位置するものとされている。
【００４３】
このようにすれば、定着ローラ１１，１３，１４にかかる荷重は、主に定着ローラ１１，１３，１４の両支持部１０ｂに位置する芯金１１　，１３　，１４　の両端部１ｅで受けることとなる。第３実施形態の定着装置、及び、第４実施形態の定着装置では、定着ローラ１３，１４にかかる荷重は、主に定着ローラ１３，１４の両支持部１０ｂに位置する芯金１３　，１４　の両端部１ｅの曲げリブ１ｂで受けることとなる。
【００４４】
従って、芯金１１　，１３　，１４　を備える定着ローラ１１，１３，１４の強度は向上されることとなる。また、従来の定着装置のように、定着ローラと加圧ローラとの間に精度よくニップ幅Ｗｑが出ない（図１７）といった問題も解消されることとなり、図７に示すように、転写材に対するトナーの定着性を確保可能なニップ幅Ｗｐが、定着ローラと加圧ローラとの間に形成されることとなる。
【００４５】
図５に示すように、第４実施形態の定着装置では、芯金１４　の両側部１ｆの肉厚は、芯金１４　の中央部１ｄの肉厚よりも薄く形成されている。このようにすることで、芯金１４　の両側部１ｆの熱容量は減らされたものとなる。従って、従来の定着装置のように、定着装置の立ち上がり時に定着ローラの非通紙部から熱が逃がされてしまい（図１８）、定着装置の立ち上がり直後に定着装置に通紙が行われると、端部にコールドオフセットが発生されるという問題を解消することができる。
【００４６】
芯金１４　の中央部１ｄに設けられた肉厚部１ｃの幅寸法は、望ましくはＡ４縦の寸法に相当する２１０ｍｍもしくは２１０ｍｍよりもやや幅広の寸法に設定されると良い。芯金１４　に設けられた曲げリブ１ｂの肉厚は、薄肉部１ｆとして形成された両側部１ｆの肉厚よりも厚く、中央部１ｄの肉厚部１ｃの厚さよりも薄いものとされている。
【００４７】
このようにして、芯金１４　を備える定着ローラ１４の熱容量が、定着ローラ１４の両側部１０ｃにおいて減らされているので、定着ローラ１４の両側部１０ｃに逃がされる熱の量は減らされることとなる。図８の実線で示されるように、定着装置の立ち上がり時において、定着ローラの両側部１０ｃ（図２〜図５）の温度は、比較的、短時間で高くなる。これにより、定着ローラの中央部１０ａよりも両側部１０ｃの温度が極端に低い加熱温度状態で定着工程が行われ、コールドオフセットが発生するといった不具合の発生は、未然に防止されることとなる。
【００４８】
次に、定着ローラの製造方法について説明する。
図９は、スピニング加工が行われて定着ローラが製造される状態を示す説明図、図１０は、スピニング加工により製造され外周に離型層が設けられた定着ローラを示す断面図、図１１は、芯金にリブが設けられる工程を示す図であり、（Ａ）はスピニング加工が行われて芯金にリブが設けられた状態を示す部分断面図、（Ｂ）は芯金に切削加工が行われている状態を示す部分断面図、図１２は、リブを備える芯金と断熱層と離型層基体とが組付けられ、離型層基体の外周に離型層が設けられた定着ローラを示す部分断面図である。
【００４９】
スピニング加工とは、加工前の素材に回転運動が与えられ、ローラやヘラが用いられて素材に加工を行うことを意味する。スピニング加工方法について、図９をもとにして詳しく説明すると、まず、芯金１の内面１ｎをマンドレル治具８０で保持する。その状態で芯金１の外面１ｍに断熱層２を巻き付ける。その外周に離型層基体３を挿入する。
【００５０】
そして、離型層基体３の外周面３ａの一側に、スピニングローラ８１を押し当て、スピニングローラ８１と対向する側すなわち離型層基体３の外周面３ａの他側に、離型層基体３の外周面３ａの変形を防止する為のバックアップローラ８２を接触させる。そして、バックアップローラ８２を回転させると共に、スピニングローラ８１を離型層基体３の外周面３ａに沿って回転させながら移動させることにより、離型層基体３の直径が絞られ、芯金１と、離型層基体３とが固定されローラが構成される。
【００５１】
スピニング加工により縮径された離型層基体３の外周部を切削して所定の外径寸法に仕上げた後に、図１０に示すように、離型層基体３の外周面に、フッ素樹脂を含む離型層４が設けられることにより、定着ローラが構成される。このように、スピニング加工が行われて製造される定着ローラの加工方法は、精度よく迅速に定着ローラが製造されるために有効な加工方法といえる。
【００５２】
本発明の定着装置に用いられる定着ローラは、図１２に示すように、定着ローラを構成する芯金１１　の内面１ｎ側に、補強用のリブ１ａが設けられたものとされている。
【００５３】
このような芯金１１　の加工方法について、図１１（Ａ），（Ｂ）に基づいて説明する。まず、芯金１１　のリブ１ａが設けられる部分にのみスピニング加工が行われて、図１１（Ａ）に示すように、芯金１１　の外側面１ｐの一部が縮径されると、その部分に凹状部１ｕが形成される。この凹状部１ｕに対応して、芯金１１　の内面１ｎ側に凸状部１ａが形成される。
【００５４】
その後、図１１（Ｂ）に示すように、芯金１１　の外側面１ｐにバイト８５等によって切削加工が施され、芯金１１　の外面１ｍが均一な直径に仕上げられると、芯金１１　の内面１ｎ側に凸状部１ａのみが残される。この凸状部１ａは、補強用のリブ１ａとして機能する。
【００５５】
その後、図１２に示すように、リブ１ａを備える芯金１１　と、断熱層２１　と、離型層基体３１　とが組付けられ、離型層基体３１　の外周面にフッ素樹脂を含む離型層４が設けられることで、本発明の定着装置に用いられる定着ローラが構成される。
【００５６】
このようにして構成された定着ローラは、強度を保ちながら熱容量が減らされているので、例えば電子写真複写機が対応可能な最大用紙量が電子写真複写機にセットされて、電子写真複写機において連続複写が行われ、電子写真複写機の定着装置（図１）に連続して通紙が行われても、図６の実線で示されるように、定着装置の定着ローラの表面温度が定着保証最低温度以下となることはない。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、定着ローラの加熱源は、電磁誘導加熱方式とされると共に定着ローラの外周側に位置し、定着ローラは、芯金の外側に、断熱層と、離型層基体と、離型層とを順次有するものとして構成され、芯金の内側に補強用のリブが設けられているので、芯金の肉厚を薄くすることが可能とされると共に離型層基体の肉厚を薄くすることが可能とされ、これと共に断熱層によって定着ローラの熱容量が低減化されて、定着装置の立ち上がり時間の短縮化を図ることができる。また、補強用のリブが設けられた芯金により、定着ローラの機械的強度が確保された定着装置を提供することができる。
【００５８】
請求項２に記載の発明によれば、定着ローラに対し加圧ローラが当接される部分に対応して、芯金にリブが設けられているので、従来の定着ローラのように無駄な部分にリブが設けられるということがない。従って、定着ローラのコストが抑えられると共に、定着ローラの強度を向上させることができる。
【００５９】
請求項３に記載の発明によれば、芯金の端部が折り曲げられて、芯金の端部に曲げリブが設けられているので、芯金の端部の強度が増加され、従来の定着ローラにみられた異音の発生やクラックの発生を防止することができる。
【００６０】
請求項４に記載の発明によれば、定着ローラは軸受によって支えられ、軸受に対応した定着ローラの支持部に、芯金の端部が位置するものとされているので、定着ローラにかかる荷重は、主に定着ローラの前記支持部に位置する芯金の端部で受けることとなる。従って、芯金を備える定着ローラの強度が向上され、また、従来の定着装置のように精度よくニップ幅が出ないといった問題も解消することができる。
【００６１】
請求項５に記載の発明によれば、芯金の両側部の肉厚は、芯金の中央部の肉厚よりも薄く形成されているので、芯金の両側部の熱容量は減らされたものとなる。従って、従来の定着装置のように、定着装置の立ち上がり時に定着ローラの非通紙部から熱が逃がされてしまい、定着装置の立ち上がり直後に定着装置に通紙が行われると、端部にコールドオフセットが発生されるという問題を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る定着装置の一実施の形態を示す説明図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態の定着装置を示す断面図である。
【図３】本発明に係る第２実施形態の定着装置に用いられる定着ローラを示す断面図である。
【図４】本発明に係る第３実施形態の定着装置を示す断面図である。
【図５】本発明に係る第４実施形態の定着装置を示す断面図である。
【図６】本発明に係る定着装置の定着ローラの温度と通紙枚数との関係を示す図である。
【図７】本発明に係る定着装置の定着ローラと加圧ローラとのニップ幅を示す概略図である。
【図８】本発明に係る定着装置の立ち上がり時における定着ローラの温度と長手方向の位置との関係を示す図である。
【図９】スピニング加工が行われて定着ローラが製造される状態を示す説明図である。
【図１０】スピニング加工により製造され外周に離型層が設けられた定着ローラを示す断面図である。
【図１１】芯金にリブが設けられる工程を示す図であり、（Ａ）はスピニング加工が行われて芯金にリブが設けられた状態を示す部分断面図、（Ｂ）は芯金に切削加工が行われている状態を示す部分断面図である。
【図１２】リブを備える芯金と断熱層と離型層基体とが組付けられ、離型層基体の外周に離型層が設けられた定着ローラを示す部分断面図である。
【図１３】従来の定着装置の一形態を示す説明図である。
【図１４】従来の定着装置に用いられる定着ローラの温度と通紙枚数との関係を示す図である。
【図１５】（Ａ）は従来の定着装置に関する他の形態を示す断面図、（Ｂ）は従来の定着装置に関する別の形態を示す断面図である。
【図１６】従来の定着装置に用いられる定着ローラの撓み量と加圧力との関係を示す図である。
【図１７】従来の定着装置に用いられる定着ローラと加圧ローラとのニップ幅を示す概略図である。
【図１８】従来の定着装置の立ち上がり時における定着ローラの温度と長手方向の位置との関係を示す図である。
【符号の説明】
１１　〜１４　　芯金
１ａ　　　　凸状部（リブ）
１ｂ　　　　曲げリブ（リブ）
１ｃ　　　　肉厚部（リブ）
１ｄ　　　　中央部
１ｅ　　　　端部
２　　　　　断熱層
３　　　　　離型層基体
４　　　　　離型層
１１〜１４　定着ローラ
２０　　　　加圧ローラ
３０　　　　軸受
４０　　　　誘導加熱装置（加熱源）
Ｍ　　　　　加圧接触部（部分）
Ｐ　　　　　用紙（転写材）
Ｔ　　　　　トナー（現像剤）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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