JP2000347524A - 加熱定着ローラ - Google Patents
加熱定着ローラInfo
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- JP2000347524A JP2000347524A JP11158661A JP15866199A JP2000347524A JP 2000347524 A JP2000347524 A JP 2000347524A JP 11158661 A JP11158661 A JP 11158661A JP 15866199 A JP15866199 A JP 15866199A JP 2000347524 A JP2000347524 A JP 2000347524A
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- JP
- Japan
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- sheet
- heat
- pipe
- fixing roller
- heating element
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ウォームアップ時間が１ｋｗの使用電力で１
０秒以下で、定着荷重３ｋｇ／ｃｍで撓み量が０．０９
ｍｍ以下であり、かつ表面が均一に加熱される加熱定着
ローラを提供する。 【解決手段】 肉厚が０．４〜０．６ｍｍの鉄管、好ま
しくは機械構造用炭素鋼鋼管を金属パイプ２２として用
い、その内面に電気絶縁層２３を介して面状発熱体２５
を弾性体２４によって圧着させる。さらに面状発熱体２
５と弾性体２４との間にセラミックシートから成る耐熱
断熱層を介在させることが好ましい。
０秒以下で、定着荷重３ｋｇ／ｃｍで撓み量が０．０９
ｍｍ以下であり、かつ表面が均一に加熱される加熱定着
ローラを提供する。 【解決手段】 肉厚が０．４〜０．６ｍｍの鉄管、好ま
しくは機械構造用炭素鋼鋼管を金属パイプ２２として用
い、その内面に電気絶縁層２３を介して面状発熱体２５
を弾性体２４によって圧着させる。さらに面状発熱体２
５と弾性体２４との間にセラミックシートから成る耐熱
断熱層を介在させることが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、加熱定着ローラに
関し、さらに詳しくは、プリンタ、複写機、ファクシミ
リ等の電子写真装置において、紙などのトナー支持体に
現像されたトナー像の熱定着部に使用する加熱定着ロー
ラに関する。
関し、さらに詳しくは、プリンタ、複写機、ファクシミ
リ等の電子写真装置において、紙などのトナー支持体に
現像されたトナー像の熱定着部に使用する加熱定着ロー
ラに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来技術の典型的な加熱定着ローラは、
金属パイプにアルミニウム合金が用いられている。アル
ミニウム合金は軟らかく、所定間隔で軸支されても撓み
を生じないために、肉厚が２．５ｍｍ程度必要となる。
このため熱容量が大きく、ウォームアップ時間が長くな
る。また熱源には安価なハロゲンランプが多く用いられ
ているが、ハロゲンランプは突入電力が大きく、近くの
電源をコンピュータなどに用いた場合に、コンピュータ
などに支障をきたすおそれがある。最近は熱源に面状ヒ
ータが使われてきたが、面状発熱体と金属管との均一な
接着が難しく、不均一な接着になると、接着していない
部分が赤熱する。さらに弾性体で面状発熱体を管に圧接
させる場合、前記赤熱した部分の弾性体が発熱され、発
煙するおそれがある。
金属パイプにアルミニウム合金が用いられている。アル
ミニウム合金は軟らかく、所定間隔で軸支されても撓み
を生じないために、肉厚が２．５ｍｍ程度必要となる。
このため熱容量が大きく、ウォームアップ時間が長くな
る。また熱源には安価なハロゲンランプが多く用いられ
ているが、ハロゲンランプは突入電力が大きく、近くの
電源をコンピュータなどに用いた場合に、コンピュータ
などに支障をきたすおそれがある。最近は熱源に面状ヒ
ータが使われてきたが、面状発熱体と金属管との均一な
接着が難しく、不均一な接着になると、接着していない
部分が赤熱する。さらに弾性体で面状発熱体を管に圧接
させる場合、前記赤熱した部分の弾性体が発熱され、発
煙するおそれがある。
【０００３】また近年多用されている中速機プリンタ
（１２〜２０ＲＰＭ）の定着加熱ローラとして、次の要
望がある。
（１２〜２０ＲＰＭ）の定着加熱ローラとして、次の要
望がある。
【０００４】（１）定着荷重３ｋｇ／ｃｍ、軸受け間距
離約２６ｃｍで撓みが０．０９ｍｍ以下であること。 （２）定着加圧ローラの表面温度が常温（約２３℃）か
ら使用できる温度（約１７０℃）まで昇温する時間（ウ
ォームアップ時間）が１０秒以内であること。（プリン
タのメインスイッチが入って現像などの前処理を行うの
に約１０秒必要となり、メインスイッチを入れて、ほと
んど待時間なくプリントができる。） （３）プリンタが一般のコンセント（容量１．５ｋｗ）
で使用できること。（プリンタ全体の電気容量を１．５
ｋｗ以内とすると、加熱定着ローラの加熱に使える電気
容量は約１ｋｗとなる。）
離約２６ｃｍで撓みが０．０９ｍｍ以下であること。 （２）定着加圧ローラの表面温度が常温（約２３℃）か
ら使用できる温度（約１７０℃）まで昇温する時間（ウ
ォームアップ時間）が１０秒以内であること。（プリン
タのメインスイッチが入って現像などの前処理を行うの
に約１０秒必要となり、メインスイッチを入れて、ほと
んど待時間なくプリントができる。） （３）プリンタが一般のコンセント（容量１．５ｋｗ）
で使用できること。（プリンタ全体の電気容量を１．５
ｋｗ以内とすると、加熱定着ローラの加熱に使える電気
容量は約１ｋｗとなる。）
【０００５】アルミニウム合金を金属パイプに用いたの
では、撓みを前記値以下にするために、パイプの肉厚を
２．５ｍｍ程度としなければならず、このようなアルミ
ニウム管ではウォームアップ時間を１ｋｗの面状発熱体
を使って１０秒以下にできない。
では、撓みを前記値以下にするために、パイプの肉厚を
２．５ｍｍ程度としなければならず、このようなアルミ
ニウム管ではウォームアップ時間を１ｋｗの面状発熱体
を使って１０秒以下にできない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ウォ
ームアップ時間が使用電力１ｋｗで１０秒以下、定着荷
重３ｋｇ／ｃｍで撓みが０．０９ｍｍ以下で、かつ表面
が均一に加熱される加熱定着ローラを提供することであ
る。
ームアップ時間が使用電力１ｋｗで１０秒以下、定着荷
重３ｋｇ／ｃｍで撓みが０．０９ｍｍ以下で、かつ表面
が均一に加熱される加熱定着ローラを提供することであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、肉厚０．４〜
０．６ｍｍの鉄管の内面に電気絶縁層を介して面状発熱
体を備え、該面状発熱体を弾性体によって前記鉄管の内
壁に均一に圧着させ、前記鉄管の少なくとも一方の端部
寄りに、前記面状発熱体に電力を供給する手段を有する
ことを特徴とする加熱定着ローラである。
０．６ｍｍの鉄管の内面に電気絶縁層を介して面状発熱
体を備え、該面状発熱体を弾性体によって前記鉄管の内
壁に均一に圧着させ、前記鉄管の少なくとも一方の端部
寄りに、前記面状発熱体に電力を供給する手段を有する
ことを特徴とする加熱定着ローラである。
【０００８】発明者は、前記要望を満足する中速機プリ
ンタ用加熱定着ローラを得るために、種々の材料を研究
し、本発明を完成するに至った。
ンタ用加熱定着ローラを得るために、種々の材料を研究
し、本発明を完成するに至った。
【０００９】本発明に従えば、加熱定着ローラの金属パ
イプの材質として鉄が用いられる。鉄は、アルミニウム
に比べて硬く、撓み難い。撓みは、一般にヤング係数Ｅ
（ｋｇ／ｃｍ2）で比較され、鉄はアルミニウムの約
３．３倍である。したがって金属パイプに鉄管を用いれ
ばアルミニウム管の約１／３の厚さにしても同じ撓み量
とすることができる。これによって鉄とアルミニウムの
比重を考えても、鉄管がアルミニウム管より２０〜２５
％重量を軽くできる。また鉄は、アルミニウムに対し比
熱（単位重量当りの熱容量）が約１／２と低く、これら
を総合して、ウォームアップ時間はアルミニウム管の約
４０％に低減でき、ウォームアップ時間を１０秒以下に
できる。
イプの材質として鉄が用いられる。鉄は、アルミニウム
に比べて硬く、撓み難い。撓みは、一般にヤング係数Ｅ
（ｋｇ／ｃｍ2）で比較され、鉄はアルミニウムの約
３．３倍である。したがって金属パイプに鉄管を用いれ
ばアルミニウム管の約１／３の厚さにしても同じ撓み量
とすることができる。これによって鉄とアルミニウムの
比重を考えても、鉄管がアルミニウム管より２０〜２５
％重量を軽くできる。また鉄は、アルミニウムに対し比
熱（単位重量当りの熱容量）が約１／２と低く、これら
を総合して、ウォームアップ時間はアルミニウム管の約
４０％に低減でき、ウォームアップ時間を１０秒以下に
できる。
【００１０】また、鉄管を加熱する熱源として、従来用
いられているハロゲンランプに代えて、面状発熱体を用
い、面状ヒータを弾性体で鉄管内面に圧着する。これに
よって突入電力を小さくでき、かつ均一に面状発熱体が
鉄管内面に圧着され、鉄管が均一に加熱される。
いられているハロゲンランプに代えて、面状発熱体を用
い、面状ヒータを弾性体で鉄管内面に圧着する。これに
よって突入電力を小さくでき、かつ均一に面状発熱体が
鉄管内面に圧着され、鉄管が均一に加熱される。
【００１１】また本発明は、前記鉄管が機械構造用炭素
鋼の鋼管であることを特徴とする。
鋼の鋼管であることを特徴とする。
【００１２】本発明に従えば、鉄管として機械構造用炭
素鋼鋼管（ＪＩＳ Ｇ３４４５）が用いられる。この鋼
管は、市販されていて入手が容易であり、かつヤング係
数が高く、加工し易く、熱による劣化が少なく、加熱定
着ローラに適している。
素鋼鋼管（ＪＩＳ Ｇ３４４５）が用いられる。この鋼
管は、市販されていて入手が容易であり、かつヤング係
数が高く、加工し易く、熱による劣化が少なく、加熱定
着ローラに適している。
【００１３】また本発明は、前記面状発熱体と、弾性体
との間に、セラミックシートから成る耐熱断熱層を介在
させたことを特徴とする。
との間に、セラミックシートから成る耐熱断熱層を介在
させたことを特徴とする。
【００１４】本発明に従えば、セラミックシートは、耐
熱断熱材として作用し、鉄管の外面が加熱定着に必要な
温度、たとえば１７０℃に加熱されても、弾性体の外表
面が、それよりも１０〜２０℃高くなる程度で、弾性体
が発煙することがない。また熱が面状発熱体から鉄管の
方向に多く伝わるので、ウォームアップ時間の短縮と加
熱エネルギーの節約に有効である。
熱断熱材として作用し、鉄管の外面が加熱定着に必要な
温度、たとえば１７０℃に加熱されても、弾性体の外表
面が、それよりも１０〜２０℃高くなる程度で、弾性体
が発煙することがない。また熱が面状発熱体から鉄管の
方向に多く伝わるので、ウォームアップ時間の短縮と加
熱エネルギーの節約に有効である。
【００１５】また本発明は、前記鉄管の外周面に離形層
を有することを特徴とする。
を有することを特徴とする。
【００１６】本発明に従えば、鉄管の外表面に離形層が
設けられる。これによって、トナー像を定着されたトナ
ー支持体が加熱定着ローラに付着することなく排出され
る。また鉄管外表面に錆が発生するのを防止できる。
設けられる。これによって、トナー像を定着されたトナ
ー支持体が加熱定着ローラに付着することなく排出され
る。また鉄管外表面に錆が発生するのを防止できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態の
加熱定着ローラ２１を用いた定着ユニット１１の全体構
成を示す断面図である。定着ユニット１１は、加熱定着
ローラ２１と加圧ローラ１２とから構成され、２つのロ
ーラ１２，２１の間に紙などのトナー支持体を通過さ
せ、トナーによって形成された像を加熱定着する。２つ
のローラ１２，２１は、絶縁性の上ケース１３ａおよび
下ケース１３ｂによって覆われている。
加熱定着ローラ２１を用いた定着ユニット１１の全体構
成を示す断面図である。定着ユニット１１は、加熱定着
ローラ２１と加圧ローラ１２とから構成され、２つのロ
ーラ１２，２１の間に紙などのトナー支持体を通過さ
せ、トナーによって形成された像を加熱定着する。２つ
のローラ１２，２１は、絶縁性の上ケース１３ａおよび
下ケース１３ｂによって覆われている。
【００１８】加熱定着ローラ２１は、金属パイプ２２
と、その内周面に設けられた面状発熱体２５と、面状発
熱体２５を金属パイプ２２内周面に均一に圧着するシリ
コンチューブ２４とを主要な構成要素とし、両端部が外
面から間隔約２６ｃｍの２つの軸受１５，１６によって
支持されている。軸受１５，１６は、加圧ローラ１２の
軸受と共用される。一方の軸受１５の外方には、駆動歯
車１７が設けられ、図示しない駆動手段から伝達歯車１
８を介して、加熱定着ローラ２２が回転駆動される。
と、その内周面に設けられた面状発熱体２５と、面状発
熱体２５を金属パイプ２２内周面に均一に圧着するシリ
コンチューブ２４とを主要な構成要素とし、両端部が外
面から間隔約２６ｃｍの２つの軸受１５，１６によって
支持されている。軸受１５，１６は、加圧ローラ１２の
軸受と共用される。一方の軸受１５の外方には、駆動歯
車１７が設けられ、図示しない駆動手段から伝達歯車１
８を介して、加熱定着ローラ２２が回転駆動される。
【００１９】金属パイプ２２は、軸受１５，１６間で加
圧ローラ１２によって約３ｋｇ／ｃｍの定着荷重が加え
られているが、その間で撓むと、加圧ローラ１２と均一
に接触しなくなるので、一定量以上撓まないような構成
とされる。従来は肉厚２．５ｍｍ程度のアルミニウム管
が用いられていたが、本発明ではこれと同程度の撓み量
である機械構造用炭素鋼鋼管を用いた。
圧ローラ１２によって約３ｋｇ／ｃｍの定着荷重が加え
られているが、その間で撓むと、加圧ローラ１２と均一
に接触しなくなるので、一定量以上撓まないような構成
とされる。従来は肉厚２．５ｍｍ程度のアルミニウム管
が用いられていたが、本発明ではこれと同程度の撓み量
である機械構造用炭素鋼鋼管を用いた。
【００２０】一般に長さＬ（ｃｍ）の管状梁の最大撓み
量δｍａｘ（ｃｍ）は、式１で計算される。 δｍａｘ ＝ ５ＷＬ4／３８４ＥＩ …（１） ここにＷ：単位長さあたりの荷重（ｋｇ／ｃｍ） Ｅ：ヤング係数（ｋｇ／ｃｍ2） Ｉ：管の断面２次モーメント（ｃｍ4）
量δｍａｘ（ｃｍ）は、式１で計算される。 δｍａｘ ＝ ５ＷＬ4／３８４ＥＩ …（１） ここにＷ：単位長さあたりの荷重（ｋｇ／ｃｍ） Ｅ：ヤング係数（ｋｇ／ｃｍ2） Ｉ：管の断面２次モーメント（ｃｍ4）
【００２１】Ｉは、式２で計算される。 Ｉ ＝ π／６４（ｄ２4−ｄ１4) …（２） ここにｄ１：管の内径（ｃｍ） ｄ２：管の外径（ｃｍ）
【００２２】ここで従来用いられていたアルミニウム管
（外径２．５ｃｍ、内径２．０ｃｍ、肉厚２．５ｍｍ）
と同じ撓み量の外径２．５ｃｍの機械構造用炭素鋼鋼管
の肉厚を求める。 δｍａｘ ＝ ５ＷＬ4／３８４ＥａｌＩａｌ＝５ＷＬ4／
３８４ＥｆｅＩｆｅ すなわち ＥａｌＩａｌ≒ＥｆｅＩｆｅ …（３） ここに添字ａｌはアルミニウムに対するものを、ｆｅは
機械構造用炭素鋼鋼管に対するものを表す。
（外径２．５ｃｍ、内径２．０ｃｍ、肉厚２．５ｍｍ）
と同じ撓み量の外径２．５ｃｍの機械構造用炭素鋼鋼管
の肉厚を求める。 δｍａｘ ＝ ５ＷＬ4／３８４ＥａｌＩａｌ＝５ＷＬ4／
３８４ＥｆｅＩｆｅ すなわち ＥａｌＩａｌ≒ＥｆｅＩｆｅ …（３） ここに添字ａｌはアルミニウムに対するものを、ｆｅは
機械構造用炭素鋼鋼管に対するものを表す。
【００２３】式３に式２を代入して、 ｄ１ｆｅ ＝ ｄ２4−（ｄ２4−ｄ１ａｌ4）Ｅａｌ／Ｅ
ｆｅ ここにアルミニウムおよび機械構造用炭素鋼鋼管のヤン
グ係数Ｅａｌ＝６．３×１０5およびＥｆｅ＝２．１×
１０6ならびにｄ２＝２．５およびｄ１ａｌ＝２．０を
代入すると、 ｄ１ｆｅ4＝ ２．５4−（２．５4−２．０4）×６３／２１０ ＝ ３９．０６２５−（３９．０６２５−１６）×０．３ ＝ ３２.１４４ ｄ１ｆｅ ＝ 4√（３２．１４４）＝ ２．３８ したがって機械構造用炭素鋼鋼管の肉厚は（２．５−
２．３８）／２＝０．０６（ｃｍ）となる。
ｆｅ ここにアルミニウムおよび機械構造用炭素鋼鋼管のヤン
グ係数Ｅａｌ＝６．３×１０5およびＥｆｅ＝２．１×
１０6ならびにｄ２＝２．５およびｄ１ａｌ＝２．０を
代入すると、 ｄ１ｆｅ4＝ ２．５4−（２．５4−２．０4）×６３／２１０ ＝ ３９．０６２５−（３９．０６２５−１６）×０．３ ＝ ３２.１４４ ｄ１ｆｅ ＝ 4√（３２．１４４）＝ ２．３８ したがって機械構造用炭素鋼鋼管の肉厚は（２．５−
２．３８）／２＝０．０６（ｃｍ）となる。
【００２４】図５は、外径２５ｍｍ長さ２５．６ｃｍの
アルミニウム管および機械構造用炭素鋼鋼管に３ｋｇ／
ｃｍの荷重を加えたときの管の肉厚と最大撓み量ｍｍの
関係を先の式１，２を用いて計算した結果を示す。肉厚
２．５ｍｍのアルミニウム管の撓み量は０．０５ｍｍで
あり、この撓み量の鋼管の肉厚は０．６ｍｍである。な
お最大撓み量０．０９ｍｍの鋼管の肉厚は０．４ｍｍで
ある。
アルミニウム管および機械構造用炭素鋼鋼管に３ｋｇ／
ｃｍの荷重を加えたときの管の肉厚と最大撓み量ｍｍの
関係を先の式１，２を用いて計算した結果を示す。肉厚
２．５ｍｍのアルミニウム管の撓み量は０．０５ｍｍで
あり、この撓み量の鋼管の肉厚は０．６ｍｍである。な
お最大撓み量０．０９ｍｍの鋼管の肉厚は０．４ｍｍで
ある。
【００２５】図２は、面状発熱体２５の平面図である。
面状発熱体２５は、ポリイミド、シリコン、ボロキサン
などの耐熱性に優れた長方形の合成樹脂上に、ニッケル
−クロム合金、ニッケル−銅合金などから成る線状の抵
抗体２６ａがスクリーン印刷、スパッタリングなどによ
って形成され、その両端部には板状の受電部２６ｂが設
けられる。抵抗体２６ａは、加熱定着ローラ２２の大き
さや作動状態によって適宜のパターンで形成される。面
状発熱体２５は、受電部２６ｂが両端にくるように、ま
た抵抗体２６ａが外面になるように円筒状に丸められ、
電気絶縁層２４を介して金属パイプ２２の内面に挿入さ
れる。面状発熱体２５の内面には、受電部２６ｂを除い
てセラミックシート２７を介して発泡性シリコンチュー
ブ原液が入れられ、この原液を加熱発泡させて面状発熱
体２５を金属パイプ２２の内面に均一に圧着させる。
面状発熱体２５は、ポリイミド、シリコン、ボロキサン
などの耐熱性に優れた長方形の合成樹脂上に、ニッケル
−クロム合金、ニッケル−銅合金などから成る線状の抵
抗体２６ａがスクリーン印刷、スパッタリングなどによ
って形成され、その両端部には板状の受電部２６ｂが設
けられる。抵抗体２６ａは、加熱定着ローラ２２の大き
さや作動状態によって適宜のパターンで形成される。面
状発熱体２５は、受電部２６ｂが両端にくるように、ま
た抵抗体２６ａが外面になるように円筒状に丸められ、
電気絶縁層２４を介して金属パイプ２２の内面に挿入さ
れる。面状発熱体２５の内面には、受電部２６ｂを除い
てセラミックシート２７を介して発泡性シリコンチュー
ブ原液が入れられ、この原液を加熱発泡させて面状発熱
体２５を金属パイプ２２の内面に均一に圧着させる。
【００２６】受電部２６ｂの内面には、キャップ２９が
嵌め込まれ、キャップ２９には、下ケース１３ｂ外に突
出した端子３０から給電子３１を介して、外部から電力
が供給され、面状発熱体２５が加熱される。金属パイプ
外面の温度が測定され、図示しない制御手段によって外
部から供給される電力量が制御され、金属パイプ２２の
外面の温度が、トナー支持体にトナー像を定着するのに
適するように制御される。
嵌め込まれ、キャップ２９には、下ケース１３ｂ外に突
出した端子３０から給電子３１を介して、外部から電力
が供給され、面状発熱体２５が加熱される。金属パイプ
外面の温度が測定され、図示しない制御手段によって外
部から供給される電力量が制御され、金属パイプ２２の
外面の温度が、トナー支持体にトナー像を定着するのに
適するように制御される。
【００２７】図３は、図１の円ＩＩＩ部の拡大断面図、
図４は加熱定着ローラ２２の一部を切欠いた斜視図であ
る。金属パイプ２２の内周面には厚さ２０μｍの電気絶
縁層２３が設けられ、面状発熱体２５の抵抗体２６ａが
金属パイプ２２に接触しないようになっている。また金
属パイプ２２の外周面には離形層２８が設けられ、加熱
定着されたトナー支持体が加熱定着ローラ２２に付着し
ない。面状発熱体２５は、セラミックシート２７を介し
て発泡性シリコンチューブ２４によって金属パイプ２２
の内面に均一に圧着される。セラミックシート２７は、
高純度のシリカとアルミナの綿状繊維に、バインダを加
え、厚さ０．５ｍｍのシート状に加工したもので耐熱性
と断熱性に優れる。
図４は加熱定着ローラ２２の一部を切欠いた斜視図であ
る。金属パイプ２２の内周面には厚さ２０μｍの電気絶
縁層２３が設けられ、面状発熱体２５の抵抗体２６ａが
金属パイプ２２に接触しないようになっている。また金
属パイプ２２の外周面には離形層２８が設けられ、加熱
定着されたトナー支持体が加熱定着ローラ２２に付着し
ない。面状発熱体２５は、セラミックシート２７を介し
て発泡性シリコンチューブ２４によって金属パイプ２２
の内面に均一に圧着される。セラミックシート２７は、
高純度のシリカとアルミナの綿状繊維に、バインダを加
え、厚さ０．５ｍｍのシート状に加工したもので耐熱性
と断熱性に優れる。
【００２８】実施例１，２表１に示す形状の機械構造用
炭素鋼鋼管（ＳＴＫＭ１１Ａ）を用いた加熱定着ローラ
を１０００Ｗの面状発熱体を用いて、外面を室温（２３
℃）から加熱定着に必要な１７０℃に加熱するのに要す
る時間（ウォームアップ時間）を測定した。その結果を
表１に示す。
炭素鋼鋼管（ＳＴＫＭ１１Ａ）を用いた加熱定着ローラ
を１０００Ｗの面状発熱体を用いて、外面を室温（２３
℃）から加熱定着に必要な１７０℃に加熱するのに要す
る時間（ウォームアップ時間）を測定した。その結果を
表１に示す。
【００２９】ウォームアップ時間Ｔ（ｓｅｃ）の理論値
は式（５）によって求めた。 Ｔ ＝ Ｃ×Ｗ×Ｌ×（１７０−２３）／η …（５） ここにＣは比熱（Ｊ／ｋｇ）、ηは１ｋｗ面状発熱体の
単位時間当りの発熱量（Ｊ／ｓｅｃ）を表す。
は式（５）によって求めた。 Ｔ ＝ Ｃ×Ｗ×Ｌ×（１７０−２３）／η …（５） ここにＣは比熱（Ｊ／ｋｇ）、ηは１ｋｗ面状発熱体の
単位時間当りの発熱量（Ｊ／ｓｅｃ）を表す。
【００３０】なおＣａｌ＝０．４７（Ｊ／ｋｇ）、Ｃｆ
ｅ＝０．９０（Ｊ／ｋｇ）およびη＝７５０（Ｊ／ｓｅ
ｃ）とした。
ｅ＝０．９０（Ｊ／ｋｇ）およびη＝７５０（Ｊ／ｓｅ
ｃ）とした。
【００３１】比較例１ 表１に示す形状のアルミニウム管を用いた加熱定着ロー
ラを実施例１と同じ面状発熱体を用いて、外面を実施例
１と同様に加熱するのに要する時間を測定した。その結
果を表１に示す。
ラを実施例１と同じ面状発熱体を用いて、外面を実施例
１と同様に加熱するのに要する時間を測定した。その結
果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】実施例１，２および比較例１の結果から、
金属パイプに機械構造用炭素鋼鋼管を用いた本発明の加
熱定着ローラは、アルミニウム管を用いた従来の加熱定
着ローラよりも理論的に撓み量が少なくてウォームアッ
プ時間を１０秒以下にできた。
金属パイプに機械構造用炭素鋼鋼管を用いた本発明の加
熱定着ローラは、アルミニウム管を用いた従来の加熱定
着ローラよりも理論的に撓み量が少なくてウォームアッ
プ時間を１０秒以下にできた。
【００３４】実施例３ ２０μｍの強化絶縁フィルム（宇部興産株式会社製ユー
ピィレックス（商品名））と、１ｋＷ面状発熱体と、
０．５ｍｍのセラミックシート（イビデン株式会社製ペ
ーパー＃１２５０（商品名））とを発泡性シリコンチュ
ーブで金属管内面に圧接し、金属管外面（Ａ）、面状発
熱体と強化絶縁フィルムとの間（Ｂ）およびセラミック
シートと発泡性シリコンチューブとの間（Ｃ）の温度を
測定した。その結果を表２に示す。
ピィレックス（商品名））と、１ｋＷ面状発熱体と、
０．５ｍｍのセラミックシート（イビデン株式会社製ペ
ーパー＃１２５０（商品名））とを発泡性シリコンチュ
ーブで金属管内面に圧接し、金属管外面（Ａ）、面状発
熱体と強化絶縁フィルムとの間（Ｂ）およびセラミック
シートと発泡性シリコンチューブとの間（Ｃ）の温度を
測定した。その結果を表２に示す。
【００３５】比較例２ 面状発熱体と発泡性シリコンチューブとの間にセラミッ
クシートを用いないで、実施例と同じ（Ａ），（Ｂ）の
箇所および面状発熱体と発泡性シリコンチューブとの間
（Ｃ）の温度を測定した。その結果を表２に示す。
クシートを用いないで、実施例と同じ（Ａ），（Ｂ）の
箇所および面状発熱体と発泡性シリコンチューブとの間
（Ｃ）の温度を測定した。その結果を表２に示す。
【００３６】
【表２】
【００３７】実施例３および比較例２の結果から、面状
発熱体と発泡性シリコンチューブとの間にセラミックシ
ートを用いると、これを用いない場合に比較して、発泡
性シリコンチューブの外面温度が大幅に低下する。また
金属パイプ外表面と発泡性シリコンチューブとの間の温
度差がセラミックシートを用いることによって少なくな
り、またそのバラツキも小さい。
発熱体と発泡性シリコンチューブとの間にセラミックシ
ートを用いると、これを用いない場合に比較して、発泡
性シリコンチューブの外面温度が大幅に低下する。また
金属パイプ外表面と発泡性シリコンチューブとの間の温
度差がセラミックシートを用いることによって少なくな
り、またそのバラツキも小さい。
【００３８】実施例３では、面状発熱体を弾性体である
発泡性シリコンチューブで耐熱断熱層を介して金属管内
面に圧接したが、ばねなどの弾性体を用いて圧接しても
同様の結果が得られた。
発泡性シリコンチューブで耐熱断熱層を介して金属管内
面に圧接したが、ばねなどの弾性体を用いて圧接しても
同様の結果が得られた。
【００３９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、加熱定着
ローラの金属パイプに鉄管、好ましくは機械構造用炭素
鋼鋼管を用いるので、撓み量を従来のアルミニウム管よ
り少なくしてウォームアップ時間を１０秒以下にでき
る。
ローラの金属パイプに鉄管、好ましくは機械構造用炭素
鋼鋼管を用いるので、撓み量を従来のアルミニウム管よ
り少なくしてウォームアップ時間を１０秒以下にでき
る。
【００４０】また請求項３に記載の本発明によれば、面
状発熱体と弾性体との間に、セラミックシートの耐熱断
熱層を設けるので、弾性体の外面が熱によって変質する
ことが防げる。
状発熱体と弾性体との間に、セラミックシートの耐熱断
熱層を設けるので、弾性体の外面が熱によって変質する
ことが防げる。
【図１】本発明の加熱定着ローラ２１を用いた定着装置
の断面図である。
の断面図である。
【図２】面状発熱体２６の平面図である。
【図３】図１のＩＩＩで示す部分の拡大断面図である。
【図４】加熱定着ローラ２１の一部を切欠いた斜視図で
ある。
ある。
【図５】アルミニウム管および機械構造用炭素鋼鋼管の
肉厚と最大撓み量との関係を示すグラフである。
肉厚と最大撓み量との関係を示すグラフである。
１１ 定着ユニット １２ 加圧ローラ ２１ 加熱定着ローラ ２２ 鉄管（金属パイプ） ２３ 電気絶縁層 ２４ 発泡性シリコンチューブ ２５ 面状発熱体 ２７ セラミックシート ２８ 離形層
Claims (4)
- 【請求項１】 肉厚０．４〜０．６ｍｍの鉄管の内面に
電気絶縁層を介して面状発熱体を備え、該面状発熱体を
弾性体によって前記鉄管の内壁に均一に圧着させ、前記
鉄管の少なくとも一方の端部寄りに、前記面状発熱体に
電力を供給する手段を有することを特徴とする加熱定着
ローラ。 - 【請求項２】 前記鉄管が機械構造用炭素鋼の鋼管であ
ることを特徴とする請求項１記載の加熱定着ローラ。 - 【請求項３】 前記面状発熱体と、弾性体との間に、セ
ラミックシートから成る耐熱断熱層を介在させたことを
特徴とする請求項１または２記載の加熱定着ローラ。 - 【請求項４】 前記鉄管の外周面に離形層を有すること
を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の加熱定着
ローラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11158661A JP2000347524A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 加熱定着ローラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11158661A JP2000347524A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 加熱定着ローラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000347524A true JP2000347524A (ja) | 2000-12-15 |
Family
ID=15676598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11158661A Pending JP2000347524A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 加熱定着ローラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000347524A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100503065B1 (ko) * | 2002-08-29 | 2005-07-21 | 삼성전자주식회사 | 전자사진 화상형성장치의 정착 장치 |
| KR100509475B1 (ko) * | 2002-08-29 | 2005-08-22 | 삼성전자주식회사 | 전자사진 화상형성장치의 정착 장치 |
| US7664446B2 (en) | 2002-05-17 | 2010-02-16 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus and a fixing device having a rigid heat-insulating layer |
-
1999
- 1999-06-04 JP JP11158661A patent/JP2000347524A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7664446B2 (en) | 2002-05-17 | 2010-02-16 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus and a fixing device having a rigid heat-insulating layer |
| KR100503065B1 (ko) * | 2002-08-29 | 2005-07-21 | 삼성전자주식회사 | 전자사진 화상형성장치의 정착 장치 |
| KR100509475B1 (ko) * | 2002-08-29 | 2005-08-22 | 삼성전자주식회사 | 전자사진 화상형성장치의 정착 장치 |
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