JP2010217362A - ヒートローラの製造方法、及び該製造方法によって製造されたヒートローラを備えた定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中空円筒形状の基材の内周面と発熱体との密着性を高め得るとともに、ウォームアップタイムを短縮化し得るヒートローラの製造方法、及び該製造方法によって製造されたヒートローラを備えた定着装置を提供する。
【解決手段】記録媒体に形成されたトナー画像を定着させるための定着装置４に用いられるヒートローラ４０の製造方法であって、中空円筒形状の基材４００の中空部内に、径方向に拡大及び縮小し得る網目状筒体４０３を、径を縮小させた状態で収容させた後、該網目状筒体の径を拡大させて前記基材の内周面に当該ヒートローラの発熱体４０２を固定させるようにしている。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写装置、ファクシミリ装置若しくはプリンタ装置、またはこれらの機能を備えた複合機等の画像形成装置に設置される定着装置、及び該定着装置に用いられるヒートローラの製造方法に関する。

上記のような画像形成装置としては、用紙カセット等の用紙収容部から、１枚ずつ用紙等の記録媒体を繰出し、用紙搬送路の途中に設置された搬送（レジスト）ローラ対を経て、電子写真方式の画像記録部で画像記録を行うものが挙げられる。
上記画像記録部を構成する感光体ドラムと転写ローラとのニップ部に搬送及び供給された用紙には、感光体ドラムの表面に形成されたトナー画像が転写される。トナー画像が転写された用紙は、定着装置でトナー画像が定着されて、排出部に排出される。

上記画像形成装置に設置される定着装置としては、ヒートローラと、該ヒートローラに弾性的に接するプレスローラとを備えたものが挙げられる。このような定着装置は、ヒートローラとプレスローラとのニップ部において、用紙に転写されたトナー画像を加熱及び加圧することにより永久画像として定着させている。
上記ヒートローラとしては、アルミニウムなどの中空円筒からなり、その内部にハロゲンランプなどの発熱体を収容し、該ハロゲンランプによって中空円筒を加熱する構成とされたものが知られている。
このようなハロゲンランプを収容したヒートローラでは、消費電力が比較的大きいという問題、及び電源投入後にヒートローラの外表面（外周面）が所定の温度（定着温度）となるまでのウォームアップタイムが長くなるという問題があった。

そこで、近時においては、中空円筒の基材の内周面に、面状（シート状）の発熱体（或いは発熱体を含んだ層）を配置したヒートローラが提案されている。
例えば、下記特許文献１では、金属パイプと、該金属パイプの内周面に配置された発熱体を備える耐熱絶縁層と、該耐熱絶縁層の内表面に装着された圧接体とからなる加熱定着ローラが提案されている。
上記圧接体は、上記金属パイプの内径より０〜３０％大きい外径を有するゴム弾性パイプからなり、上記加熱定着ローラは、該ゴム弾性パイプによって、上記発熱体を備える耐熱絶縁層を、上記金属パイプの内周面に押し付け固着する構成とされている。

また、下記特許文献２では、円筒状のローラ部材の内周面に、一方の表面に抵抗発熱部材を形成した発熱シートを、熱伝導性を有する粘性剤によって固定したロール状ヒータが提案されている。
上記発熱シートは、上記抵抗発熱部材の外周面側（ローラ部材の内周面側）に絶縁部材を形成し、該絶縁部材の外周面側に、弾性を有するリン青銅からなる熱伝導体を設けた構成とされている。このロール状ヒータでは、発熱シートの熱伝導体の表面またはローラ部材の内周面に、粘性剤としてのシリコーングリースを塗布し、この粘性剤による粘性と、熱伝導体の弾性とを利用して、上記発熱シートを上記ローラ部材の内周面に密着させる構成とされている。

特許第３４３６６２５号公報 特開２００１−２８２８９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された加熱定着ローラでは、耐熱絶縁層の発熱体の熱量が、該耐熱絶縁層の内表面に装着された、比較的、熱容量の大きい上記ゴム弾性パイプによって奪われる。従って、効率的に金属パイプを加熱することができず、ウォームアップタイムが比較的、長くなるという問題があった。
また、上記特許文献２に記載されたロール状ヒータでは、上記発熱シートは、上記粘性剤の粘性と、上記熱伝導体の弾性とによって、上記ローラ部材の内周面に密着された構成とされている。従って、機器の使用態様（定着温度や回転速度）などによって、上記ローラ部材と上記発熱シートとの間に位置ズレなどが発生することが考えられ、更なる改善が望まれていた。

本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、中空円筒形状の基材の内周面と発熱体との密着性を高め得るとともに、ウォームアップタイムを短縮化し得るヒートローラの製造方法、及び該製造方法によって製造されたヒートローラを備えた定着装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明に係るヒートローラの製造方法は、記録媒体に形成されたトナー画像を定着させるための定着装置に用いられるヒートローラの製造方法であって、中空円筒形状の基材の中空部内に、径方向に拡大及び縮小し得る網目状筒体を、径を縮小させた状態で収容させた後、該網目状筒体の径を拡大させて前記基材の内周面に当該ヒートローラの発熱体を固定させることを特徴とする。

本発明に係る前記ヒートローラの製造方法においては、前記網目状筒体を、バネ材料を網目状かつ筒状に形成した網目状バネ筒体としてもよい。この場合は、拘束部材によって該網目状バネ筒体の径の縮小状態を拘束させた状態で、前記基材の中空部内に収容させ、次いで、前記拘束部材による拘束状態を解放させて、弾性復元力により該網目状バネ筒体の径を拡大させるようにすることが好ましい。

或いは、本発明に係る前記ヒートローラの製造方法においては、前記網目状筒体を、未硬化の熱硬化性耐熱樹脂を含んだ耐熱繊維を網目状かつ筒状に形成した網目状繊維筒体としてもよい。この場合は、媒体の導入により膨張し得る耐熱性チューブを、該網目状繊維筒体内に挿入し、かつ、該網目状繊維筒体の径を縮小させた状態で、前記基材の中空部内に収容させ、次いで、前記耐熱性チューブを膨張させて該網目状繊維筒体の径を拡大させ、拡大状態を維持しながら加熱して前記熱硬化性耐熱樹脂を硬化させるようにすることが好ましい。

本発明に係る前記いずれかのヒートローラの製造方法においては、前記発熱体を面状発熱体としてもよい。この場合は、該面状発熱体は、前記網目状筒体の径を拡大させることにより、前記基材の内周面に固定される。
或いは、前記網目状筒体を、バネ材料を網目状かつ筒状に形成した網目状バネ筒体とした構成においては、該網目状バネ筒体を電熱抵抗材料からなるものとしてもよい。この場合は、該網目状バネ筒体が前記基材の内周面に径を拡大させて固定化されることにより、前記発熱体を構成する。

また、前記目的を達成するために、本発明に係る定着装置は、前記いずれかのヒートローラの製造方法によって製造されたヒートローラと、該ヒートローラに弾性的に接するプレスローラとを備えていることを特徴とする。

本発明に係る前記ヒートローラの製造方法によれば、径方向に拡大及び縮小し得る網目状筒体を、基材の中空部内に径を縮小させた状態で収容させた後、該網目状筒体の径を拡大させて、発熱体を基材の内周面に固定させるようにしている。従って、発熱体を簡易な方法によって基材の内周面に固定させることができるとともに、該網目状筒体の径方向への拡大を利用して発熱体を固定する構成としているので、基材の内周面と発熱体との密着性を簡易な方法によって向上させることができる。
また、基材の内周面に発熱体を固定する部材を、網目状筒体としているので、熱容量が比較的、小さくなり、発熱体からの熱が効率的に基材に伝熱され、該基材を加熱することができる。従って、当該ヒートローラのウォームアップタイムを短縮化することができる。
或いは、網目状筒体を、電熱抵抗材料からなるものとして、網目状筒体を発熱体として把握することも可能となる。これによれば、発熱体自体の熱容量を小さくすることができ、当該ヒートローラのウォームアップタイムを短縮化することができる。

本発明に係る前記ヒートローラの製造方法において、前記網目状筒体を、バネ材料を網目状かつ筒状に形成した網目状バネ筒体とし、拘束部材によって該網目状バネ筒体の径の縮小状態を拘束させた状態で、前記基材の中空部内に収容させ、次いで、前記拘束部材による拘束状態を解放させて、弾性復元力により該網目状バネ筒体の径を拡大させるようにすれば、以下の効果を奏する。
すなわち、上記基材の内周面への発熱体の固定が、上記網目状バネ筒体の弾性復元力を利用してなされるので、基材の内周面と発熱体との密着性をより効果的に向上させることができるとともに、該発熱体をより強固に基材の内周面に固定させることができる。

或いは、本発明に係る前記ヒートローラの製造方法において、前記網目状筒体を、未硬化の熱硬化性耐熱樹脂を含んだ耐熱繊維を網目状かつ筒状に形成した網目状繊維筒体とし、媒体の導入により膨張し得る耐熱性チューブを、該網目状繊維筒体内に挿入し、かつ、該網目状繊維筒体の径を縮小させた状態で、前記基材の中空部内に収容させ、次いで、前記耐熱性チューブを膨張させて該網目状繊維筒体の径を拡大させ、拡大状態を維持しながら加熱して前記熱硬化性耐熱樹脂を硬化させるようにすれば、以下の効果を奏する。
すなわち、耐熱性チューブを膨張させて該網目状繊維筒体の径を拡大させて、その拡大状態を維持しながら加熱して網目状繊維筒体の熱硬化性耐熱樹脂を硬化させるようにしているので、基材の内周面と発熱体との密着性をより効果的に向上させることができる。
また、上記網目状繊維筒体は、例えば、基材を熱伝導性及び剛性を高めるために金属製のアルミニウムパイプ等とした場合には、該基材よりも熱膨張度が大きくなり、上記発熱体への通電により、該網目状繊維筒体が熱膨張し、その径が拡大する。これにより、該発熱体を基材の内周面により強固に固定させることができる。

本発明に係る前記いずれかのヒートローラの製造方法において、前記発熱体を面状発熱体とし、該面状発熱体を、前記網目状筒体の径を拡大させることにより、前記基材の内周面に固定させるようにすれば、以下の効果を奏する。
すなわち、上記基材の内周面への面状発熱体の固定が、網目状筒体によってなされるので、熱容量が比較的、小さくなり、該面状発熱体からの熱が効率的に基材に伝熱され、該基材を加熱することができる。従って、当該ヒートローラのウォームアップタイムを短縮化することができる。

或いは、前記網目状筒体を、バネ材料を網目状かつ筒状に形成した網目状バネ筒体とした構成において、該網目状バネ筒体を電熱抵抗材料からなるものとし、該網目状バネ筒体が前記基材の内周面に径を拡大させて固定化されることにより、前記発熱体を構成するようにすれば、以下の効果を奏する。
すなわち、発熱体自体が網目状の筒体からなるので、その熱容量を小さくすることができ、当該ヒートローラのウォームアップタイムを短縮化することができる。

本発明に係る前記定着装置は、前記いずれかのヒートローラの製造方法によって製造されたヒートローラと、該ヒートローラに弾性的に接するプレスローラとを備えている。従って、上述のように発熱体と基材の内周面とが密着されているので、定着ムラ或いは定着不良などを防止できる。
また、該ヒートローラは、上述のように発熱体から基材への伝熱が効率的になされ、ウォームアップタイムを短縮することができるので、省エネルギー化（省電力化）が図れる。

本発明に係る定着装置の一実施形態が適用される画像形成装置の一例を示す概略縦断面図である。 同定着装置の一例を模式的に示す概略縦断面図、及び一部拡大概略縦断面図である。 同定着装置が備えるヒートローラの網目状筒体の一例を模式的に示し、径を拡張させた状態を示す概略縦断面図である。 同網目状筒体の径を収縮させた状態を示す概略縦断面図である。 本発明に係るヒートローラの製造方法の一実施形態を説明するための説明図であり、同ヒートローラの基材の概略縦断面図である。 同製造方法の説明図である。 同製造方法の説明図である。 同製造方法によって製造されたヒートローラの一例を模式的に示す概略縦断面図である。 本発明に係るヒートローラの製造方法の他の実施形態を説明するための説明図であり、網目状筒体の径を収縮させた状態を示す概略縦断面図である。 同製造方法によって製造されたヒートローラの一例を模式的に示す一部拡大概略縦断面図である。 本発明に係るヒートローラの製造方法の更に他の実施形態を説明するための説明図であり、網目状筒体内に耐熱性チューブを挿入させた状態を示す概略縦断面図である。 同製造方法の説明図である。 同製造方法の説明図である。 同製造方法によって製造されたヒートローラの一例を模式的に示す概略縦断面図である。

以下に本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１〜図８は、第１実施形態に係る定着装置、及び該定着装置が備えるヒートローラの製造方法の一例を説明するための説明図である。
尚、以下の各実施形態の説明において示す上流側及び下流側は、それぞれ後記する用紙搬送路を搬送される用紙の搬送方向を基準として説明する。
また、網目状筒体を示す各図においては、該網目状筒体を模式的に示しており、後記するように、径が拡大、縮小された際におけるローラ軸方向に沿う長さの伸縮については、図示を省略している。

図１に示す画像形成装置１は、電子写真方式の記録部を備えたプリンタを例に採って示しているが、これに限らず、画像読取装置を備えた複写機、ファクシミリ装置或いはこれらの機能を兼ね備えた所謂複合機等であってもよい。また、白黒の電子写真方式の記録部に限られず、各種カラー記録方式の記録部などを備えた各種装置にも本実施形態に係る定着装置の適用が可能である。
画像形成装置１の装置本体１０は、用紙（記録媒体）を収容し、供給する用紙供給部２と、電子写真方式のプロセス部３及び定着装置４で構成された画像記録部と、記録後の記録済用紙の排出部５とが、この順序で高さ方向に積み重なるように構成されている。
尚、装置本体１０の上部には、画像読取機能及び複写機能を実現するためのＡＤＦ（オートドキュメントフィーダ）読取部及びＦＢＳ部（フラットベットスキャナ部）などを備えた画像読取装置の設置が可能とされている。

用紙供給部２は、多数枚の用紙を堆積状態で収納し得る用紙収容部を構成する用紙カセット２０と、該用紙カセット２０の用紙搬送方向前端部に設置されたセパレートローラ２２と、該セパレートローラ２２の周面に弾性的に接する分離パッド２１とを備えている。
この用紙カセット２０は、装置本体１０に対して、抜差し可能とされている。また、用紙カセット２０は、圧縮コイルバネ等によって常時上向きに弾力が付与された押上板２３を備え、また、用紙の後端を規制し、搬送方向に向けて弾力が付与されるとともに用紙サイズに合わせて位置調整可能とされたエンドガイドなどを備えている。
上記用紙供給部２では、用紙カセット２０に収納され堆積された用紙は、その前端部が、セパレートローラ２２の周面に押し当てられる。セパレートローラ２２が回転すれば、該セパレートローラ２２と分離パッド２１との協働作用によって、堆積された用紙がその最上層部より一枚ずつ分離され、後記する用紙搬送路６に向けて繰出される。

上記プロセス部３は、感光体ドラム３０の周囲に、プラス（或いはマイナス）帯電方式の帯電器３１、ＬＥＤ等からなる露光器３２、現像器３３、転写ローラ（転写器）３４及びクリーニング装置３５をこの順序で配している。
上記感光体ドラム３０、帯電器３１及びクリーニング装置３５は、ドラムユニットとしてユニット化され、また上記現像器３３は、現像器ユニットとしてユニット化され、両ユニットは、装置本体１０に対して個々に、或いは結合された状態で着脱可能に装着される。
このプロセス部３の上流側近傍には、レジストローラ対６１が設置されている。上記用紙カセット２０から繰出された用紙は、レジストローラ対６１によりレジストされて、上記感光体ドラム３０と転写ローラ３４とのニップ部に導入される。
感光体ドラム３０は、図１の矢印方向に回転しながら、帯電器３１によりその表面が一様にプラス（或いはマイナス）帯電され、画像情報に基づく光学画像が露光器３２によって感光体ドラム３０の表面に照射され、感光体ドラム３０の表面には静電潜像が形成される。

上記静電潜像は、現像器３３で逐次現像されてトナー画像とされ、このトナー画像は感光体ドラム３０の回転に伴い、転写ローラ３４とのニップ部に至る。上記レジストローラ対６１は、感光体ドラム３０の表面のトナー画像の移動に同期して用紙が上記ニップ部に導入されるようレジスト制御されて回転駆動される。
転写ローラ３４は、上記のように回転駆動されながら用紙をニップして搬送し、このニップ部の通過により感光体ドラム３０の表面のトナー画像が用紙に転写される。トナー画像が転写された記録済用紙は、後記する定着装置４に導入され、加熱、加圧されて永久画像として定着された後、排出部５に至る。
転写ローラ３４とのニップ部を経た感光体ドラム３０の表面に付着、残留した残留トナーは、上記クリーニング装置３５で回収されて、リサイクルトナーとして、現像器３３に戻される。
上記一連の用紙の搬送は、用紙カセット２０からの繰出し直後に略垂直（鉛直）に立ち上がり、定着装置４の下流側において、用紙カセット２０からの繰出し方向とは略１８０度の方向にＵターンするように形成された用紙搬送路６に沿ってなされる。

上記現像器３３は、本実施形態では、二成分現像剤を用いる方式の現像器を例示している。この現像器３３は、樹脂成型されたケーシングの内部にトナーとキャリアとからなる現像剤を貯留しており、また、該ケーシング内には、現像剤を攪拌するための攪拌部材及び感光体ドラムにトナーを供給するための現像ローラなどが設けられている。
また、この現像器３３から離間した位置には、トナーを収容するトナーボトル３６と、該トナーボトル３６からのトナーを一時的に貯留するトナーホッパ３７とが設置されている。上記トナーボトル３６に収容されたトナーは、トナーホッパ３７を経て、スクリューコンベア（パイプスクリュー）３８によって上記現像器３３に供給される。
尚、現像器３３としては、二成分現像剤を用いる方式のものに限らず、一成分方式、その他の方式のものも採用可能である。

上記排出部５は、後記する定着装置４の下流側に設置された排出ローラ対５０と、排出された記録済用紙を積載する排出トレイ５１とを備えている。
上記排出ローラ対５０を回転させることで、後記する定着装置４でトナー画像が定着された記録済用紙は、排出トレイ５１に向けて排出される。

尚、上記用紙供給部２は、図示した分離パッド方式のものに限られず、半月ローラと分離爪とを備えた分離爪方式或いはリタードローラ方式の供給部としてもよい。
また、図１において、符号２４は、用紙供給部２の一部を構成する手差供給部であり、装置本体１０の側部に開閉自在に設けられた手差供給トレイ及び上記同様の用紙の分離繰出手段などを備えている。該手差供給部から供給された用紙は、手差搬送路を経て上記用紙搬送路６に合流される。
また、図１において符号６０は、多段カセット方式としてのオプションカセット(不図示)を前記用紙カセット２０の下に設置した場合に、そのオプションカセットからの用紙を搬送するための搬送路であり、該搬送路６０は、上記用紙搬送路６の一部を構成する。
また、図１において、符号６２は、定着装置４の下流側に設けられた切替ゲートであり、用紙搬送路６を経て上記のように片面に記録された記録済用紙を、上記排出ローラ対５０を逆回転させて、両面記録のために反転搬送路７に誘導するためのものである。

次に、本実施形態に係る定着装置及び該定着装置が備えるヒートローラの製造方法の一例について図２〜図８に基づいて説明する。
定着装置４は、図２に示すように、上記プロセス部３（図１参照）の下流側に配設され、樹脂成型された定着装置ハウジング４２内に、互いに押し当て状態とされたヒートローラ４０とプレスローラ４１とを備えている。
定着装置ハウジング４２の上流側壁（図２における紙面下方）には、上記用紙搬送路６に沿って搬送されるトナー画像が転写された用紙を受入れる上流側開口４２１が設けられている。また、定着装置ハウジング４２の下流側壁（図２における紙面上方）には、トナー画像が定着された記録済用紙を排出部５に向けて排出する下流側開口４２２が設けられている。
装置本体１０に装着された状態で定着装置４は、図１に示すように、ヒートローラ４０とプレスローラ４１とのニップ部が用紙搬送路６に沿うように配置される。

また、定着装置ハウジング４２には、搬送される用紙をヒートローラ４０から剥離するための剥離爪４３と用紙の搬送をガイドするガイドリブ４２０とがローラ軸方向に沿って複数箇所に設けられている。
剥離爪４３は、その基端部が揺動自在に支持されており、ヒートローラ４０の外周面に、その先端が接触するようにトーションバネなどにより常に弾力が付与されている。
また、定着装置ハウジング４２には、ヒートローラ４０の表面温度を計測するサーミスタ等の温度センサ４４が設けられている。この温度センサ４４から出力された計測温度に基づいて、ヒートローラ４０の外周面が所定の定着温度に維持されるように、後記する面状発熱体４０２（抵抗発熱体１４２）への通電（ＯＮ／ＯＦＦ）の制御がなされる。
尚、図示を省略しているが、定着装置ハウジング４２には、後記するヒートローラ４０の抵抗発熱体１４２への給電を行うための給電部が設けられている。

ヒートローラ４０は、図２及び図８に示すように、大略的に、基材４００と、基材４００の外周面に形成された離型層４０１と、基材４００の内周面に添って固定された面状発熱体４０２と、面状発熱体４０２の内側に配された網目状バネ筒体４０３とを備えている。
上記基材４００は、図５に示すように、中空円筒形状とされたアルミニウムパイプからなる。
上記離型層４０１は、トナー或いは紙粉の付着を低減するためのもので、例えば、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニル共重合体等のフッ素系樹脂からなり、上記基材４００の外周面に接着剤等で固着、或いは塗布形成されている。この離型層４０１の厚みは、３０μｍ〜５０μｍ程度としてもよい。
尚、上記基材４００は、上記アルミニウムパイプに限らず、他の金属材からなるものとしてもよい。若しくは、電気絶縁性及び耐熱性を有する合成樹脂、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の合成樹脂、又はセラミックスなどを中空円筒状に形成した基材４００としてもよい。

上記面状発熱体４０２は、大略的に、抵抗発熱体１４２、耐熱絶縁層２４２及び伝熱層３４２を径方向外方にこの順に積層した三層構造とされ、伝熱層３４２を基材４００の内周面側に向けて配置されている。また、その逆側には、上記抵抗発熱体１４２のローラ軸方向両端部を残すようにして被覆する耐熱絶縁被覆層４４２が設けられており、本実施形態においては、該耐熱絶縁被覆層４４２も含めた四層を面状発熱体４０２として把握している。
また、この耐熱絶縁層４４２に被覆されていない抵抗発熱体１４２の両端部に電極部が設けられ、上記給電部と導通されて、給電がなされる。
上記伝熱層３４２としては、高い熱伝導率を有する銅箔が挙げられ、１０μｍ〜３０μｍ程度の厚さとされている。尚、この伝熱層３４２としては、他のアルミニウム等の金属材としてもよく、或いは、窒化アルミニウム又は炭化ケイ素等のセラミックスとしてもよい。
上記耐熱絶縁層２４２及び耐熱絶縁被覆層４４２としては、電気絶縁性及び耐熱性を有する耐熱接着剤からなるものが挙げられ、例えば、ポリイミド系、フェノール系またはシリコーン系の接着剤により形成するようにしてもよい。該耐熱絶縁層２４２は、上記伝熱層３４２と抵抗発熱体１４２とを電気的に絶縁可能な程度の厚さとすればよく、例えば、１０μｍ〜７０μｍ程度の厚さとされている。上記耐熱絶縁被覆層４４２も同様、上記抵抗発熱体１４２と後記する網目状バネ筒体４０３とを電気的に絶縁可能な程度の厚さとすればよい。
上記抵抗発熱体１４２は、ステンレス或いはニッケルクロム等からなり、該抵抗発熱体１４２は、複数の線状に形成されたヒータパターンとされている。該抵抗発熱体１４２は、１０μｍ〜７０μｍ程度の厚さとされている。

上記面状発熱体４０２は、例えば、伝熱層３４２となる上記銅箔の一方の面に、所定の厚さで上記耐熱絶縁層２４２を形成する。次いで、該耐熱絶縁層２４２にステンレス或いはニッケルクロム等からなる箔状の材料を、加熱及び加圧により固着させる。次いで、ウェットエッチング等の公知の方法により、複数の線を有するパターン形状に加工してヒータパターンを形成して、上記抵抗発熱体１４２を形成し、さらに抵抗発熱体１４２を被覆する上記耐熱絶縁被覆層４４２を形成するようにしてもよい。
このような構成により、面状発熱体４０２は、可撓性を有したシート状のヒータとなる。この面状発熱体４０２は、上記耐熱絶縁被覆層４４２が軸心側に向くように筒状に丸められ、上記基材４００の内周面に添わせるようにして配置されて、後記する網目状バネ筒体４０３によって基材４００の内周面に固定される。
尚、上記抵抗発熱体１４２を構成するヒータパターンの形成は、上記例に限らず、スパッタリング或いは蒸着、パターン印刷、ブラスト等により形成するようにしてもよい。
また、上記耐熱絶縁層２４２及び耐熱絶縁被覆層４４２としては、所定の定着温度に耐えられる耐熱性を有する他の接着剤からなるものとしてもよく、例えば、熱硬化型のエポキシ系、アクリル系等の接着剤により形成するようにしてもよい。

上記網目状バネ筒体４０３は、上記面状発熱体４０２を基材４００の内周面に固定させるための固定部材として機能し、本実施形態では、ステンレスやステンレス鋼、ニッケルクロム合金、タングステン、硬鋼線、銅ニッケル合金等の金属バネ材料から製されている。
この網目状バネ筒体４０３は、例えば、薄板状とされた金属バネ材料を、打ち抜き加工、エッチング加工又はレーザー加工等によって網目状（メッシュ状）に形成し、該網目状の薄板を丸めて溶接又は接合して筒状に形成されている。若しくは、筒状とされた金属バネ材料からなる金属パイプを、上記同様の加工方法によって網目状に形成するようにしてもよい。
このような金属バネ材料で網目状かつ筒状に形成された網目状バネ筒体４０３は、無負荷の状態（外力が作用していない状態、自然状態）では、径が拡張（拡大）した状態（拡張状態）である（図３参照）。一方、径方向外方から内方への外力が加えられれば、径が収縮（縮小）される（図４参照）。また、このように収縮状態とされた網目状バネ筒体４０３に加えられた外力を除荷すれば、その弾性復元力によって該網目状バネ筒体４０３は、上記拡張状態に復帰する。つまり、該網目状バネ筒体４０３は、自己拡張機能（セルフエクスパンダブル機能）を備えている。

上記網目状バネ筒体４０３は、図３に示す上記拡張状態では、該網目状バネ筒体４０３の外径が、上記面状発熱体４０２が内周面に固定された状態における基材４００の内径よりも大きくなるよう形成されている。また、図４に示す上記収縮状態では、該網目状バネ筒体４０３の外径が、上記面状発熱体４０２が内周面に固定された状態における基材４００の内径よりも小さくなるよう形成されている。
該網目状バネ筒体４０３は、図２及び図８に示すように、上記面状発熱体４０２が内周面に配された状態における基材４００の中空部内において径が拡張されて、該面状発熱体４０２の内側面（軸心側の面）に添うように配置される。また、該網目状バネ筒体４０３は、当該網目状バネ筒体４０３の弾性復元力により、該面状発熱体４０２を基材４００の内周面に押し付けるようにして、該面状発熱体４０２を基材４００の内周面に固定している。

上記のように網目状バネ筒体４０３を、上記基材４００の内周面に上記面状発熱体４０２を固定するための固定部材とすることで、例えば、ゴム弾性パイプなどで固定するものと比べて、固定部材自体の熱容量が小さくなる。従って、上記面状発熱体４０２からの熱が効率的に基材４００に伝熱され、該基材４００を加熱することができ、当該ヒートローラ４０のウォームアップタイムを短縮化することができる。
また、網目状バネ筒体４０３の弾性復元力を利用して面状発熱体４０２を基材４００の内周面に固定するようにしているので、簡易な方法でありながら、例えば、接着剤等で固定するものと比べて、線膨張係数の差異による剥離等が生じる恐れがない。従って、面状発熱体４０２と基材４００との密着性を向上させることができる。

尚、該網目状バネ筒体４０３は、金属バネ材料で製造されたものに限られず、例えば、耐熱性を有し、かつ弾性を有する合成樹脂材料等の他のバネ材料からなるものとしてもよい。この場合には、上記耐熱絶縁被覆層４４２を設けないようにしてもよい。或いは、形状記憶特性を有する金属バネ材料で上記網目状バネ筒体４０３を形成するようにしてもよい。
また、該網目状バネ筒体４０３の網目の形状は、図例のような個々の開口部が菱形形状とされたものに限られず、個々の開口部がハニカム状の六角形状等とされたものとしてもよく、その他、種々の幾何学形状とされたものとしてもよい。

さらに、上記のように形成された該網目状バネ筒体４０３に、面取り加工を施すようにしてもよく、また、表面に金属鍍金又は合成樹脂等のコーティングを施すようにしてもよい。
さらにまた、上記網目状バネ筒体４０３は、図８に示すように、上記基材４００のローラ軸方向の全長に亘って配置された態様としているが、次のような態様としてもよい。例えば、該基材４００のローラ軸方向の両端部に、後記するローラ軸部材などが嵌め入れられる場合には、該ローラ軸部材の嵌め代を残すように、該網目状バネ筒体４０３をローラ軸方向の中央側部位にのみ配置するような態様としてもよい。また、上記のように耐熱絶縁被覆層４４２が形成されていない部位の抵抗発熱体１４２及びその電極部に接触しないように、該網目状バネ筒体４０３をローラ軸方向の中央側部位にのみ配置するような態様としてもよい。

上記構成とされたヒートローラ４０の両端部には、ローラ軸部材（不図示）が設けられており、定着装置ハウジング４２内に設けられた軸受（不図示）等で回転自在に支持されている。また、該ローラ軸部材の一端には、ギア等が固着されており、該ギア等に対して、装置本体１０に設けられたモータ等の駆動部（不図示）による駆動が伝達されて、ヒートローラ４０の回転駆動がなされる。
このヒートローラ４０の回転駆動により、後記するプレスローラ４１が従動回転して、ニップ部に導入された用紙がニップ搬送される。該ニップ部を用紙が通過する間に、転写されたトナー画像が加熱及び加圧により用紙に定着され、記録済用紙として上述の排出部５（図１参照）に向けて搬送される。

上記プレスローラ４１は、図２に示すように、鉄鋼材等の金属材で形成されたプレスローラ軸４１０と、該プレスローラ軸４１０に外装された円筒状弾性部材４１１と、離型層４１２とからなる。
円筒状弾性部材４１１は、シリコーン、ウレタン等のゴム体あるいはスポンジ体からなり、プレスローラ軸４１０に接着剤等で固着されている。
上記離型層４１２は、円筒状弾性部材４１１の外周面に形成されており、用紙、トナー或いは紙粉の剥離性を高めるための例えば、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニル共重合体等のフッ素系樹脂チューブ等からなる。
尚、プレスローラ軸に適用される金属材料としては、ＳＵＭ２４ＬやＳ２０Ｃなどの鉄鋼材にニッケル鍍金を施したものとしてもよい。また、離型層４１２の厚みは、３０μｍ〜５０μｍ程度としてもよい。

プレスローラ軸４１０は、その両端が軸受体４２３により回転自在に支持されている。該軸受体４２３は、定着装置ハウジング４２に対してスライド自在に設けられており、定着装置ハウジング４２に固定されたコイルバネ等からなる弾性部材４２４の弾力によってヒートローラ４０側に向けて押されている。
この弾性部材４２４により、プレスローラ４１は、ヒートローラ４０に向けて押し当て状態とされ、該プレスローラ４１が上記ヒートローラ４０に弾性的に接することで、ニップ部が形成される。
以上のように、本実施形態に係る定着装置４は、上記ヒートローラ４０を備えているので、上述のように面状発熱体４０２と基材４００の内周面との密着性が向上されることにより、定着ムラ或いは定着不良などを防止できる。また、該ヒートローラ４０は、上述のように面状発熱体４０２から基材４００への伝熱が効率的になされ、ウォームアップタイムを短縮することができるので、定着装置４０の省エネルギー化（省電力化）を図ることができる。

尚、弾性部材４２４は、定着装置ハウジング４２内に固定された金属シャーシ（不図示）に、その基端部が固定支持されている。
また、弾性部材４２４としては、コイルバネに限らず、プレスローラ４１をヒートローラ４０に対して押し当て可能な押部材であればどのようなものでもよい。
さらに、図示を省略しているが、定着装置４は、ヒートローラ４０とプレスローラ４１とのニップ状態（接触状態）を解除するニップ解除機構を備えている。また、ヒートローラ４０の表面に付着した紙粉やトナーを除去するクリーニングローラあるいはクリーニングブレードなどを備えている。

次に、前記構成とされたヒートローラ４０の製造方法の一例について説明する。
尚、図５〜図８では、上記離型層４０１の図示を省略している。
まず、図５に示す基材４００の内周面に添わせるようにして、図６に示すように、上記面状発熱体４０２の伝熱層３４２（図２参照）が外周側となるように、該面状発熱体４０２を筒状に丸めて基材４００の中空部内に配置する。
次いで、図７に示すように、拘束部材によって収縮状態が拘束された状態の固化網目状バネ筒体４３３を、上記面状発熱体４０２が配された基材４００の中空部内に収容させる。
上記拘束部材は、比較的、低温で溶融、昇華する、或いは溶融するワックスが挙げられ、このワックスによって、収縮状態とされた上記網目状バネ筒体４０３（図４参照）を固化させることで、上記固化網目状バネ筒体４３３を形成するようにしている。

上記のようにワックスによって固化された固化網目状バネ筒体４３３を収容し、上記面状発熱体４０２が配された基材４００を、ヒートガンなどの加熱器によって加熱することで、上記ワックスを溶融させる。これにより、該ワックスによる拘束が解放されて、上記網目状バネ筒体４０３は、図８に示すように、弾性復元力により径が拡張し、上記面状発熱体４０２が配された基材４００の中空部内において拡がる。この網目状バネ筒体４０３の拡張によって、上記面状発熱体４０２が基材４００の内周面に押し付けられるようにして該基材４００の内周面に添うように固定される。

以上のように、本実施形態に係るヒートローラの製造方法によれば、面状発熱体４０２を、簡易な方法によって基材４００の内周面に固定させることができる。
また、本実施形態では、上記網目状バネ筒体４０３の弾性復元力を利用して、上記面状発熱体４０２を基材４００の内周面に固定するようにしているので、該面状発熱体４０２を強固に基材４００の内周面に固定させることができる。

次に、本発明に係る他の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図９は、第２実施形態に係るヒートローラの製造方法を説明するための説明図であり、網目状筒体の径を収縮させた状態を示す概略縦断面図、図１０は、同製造方法によって製造されたヒートローラの一例を模式的に示す一部拡大概略縦断面図である。
尚、上記第１実施形態との相違点について主に説明し、同様の構成については、同一符号を付し、その説明を省略或いは簡略に説明する。また、同様の工程についてもその説明を省略或いは簡略に説明する。

本実施形態に係るヒートローラの製造方法によって製造されたヒートローラ１４０（図１０参照）は、基材の内周面に固定される発熱体の構成が上記第１実施形態と大きく異なる。
すなわち、該ヒートローラ１４０は、網目状バネ筒体４０４自体が当該ヒートローラ４０の発熱体を構成している。
この網目状バネ筒体４０４は、上記バネ材料のうち、電熱抵抗材料で製されており、上記同様、網目状かつ筒状に形成されている。
また、本実施形態では、基材は、上記同様のアルミニウムパイプ４００と、該アルミニウムパイプ４００の内周面に形成された耐熱絶縁層１４１とから構成されている。この耐熱絶縁層１４１は、上記第１実施形態の耐熱絶縁層２４２（図２参照）と同様、電気絶縁性及び耐熱性を有する耐熱接着剤からなるものが挙げられ、例えば、ポリイミド系、フェノール系またはシリコーン系の接着剤により、上記同様、薄膜状に形成されている。

また、本実施形態に係るヒートローラの製造方法では、網目状バネ筒体４０４の収縮状態を拘束するための拘束部材の構成が、上記第１実施形態とは異なる。
すなわち、本実施形態では、網目状バネ筒体４０４の収縮状態を拘束するための拘束部材として、図９に示すように、拘束糸８を用いている。
このように拘束糸８によって収縮状態が束縛された網目状筒体４０４を、上記第１実施形態と同様、上記基材の中空部内に収容させた後、該拘束糸８を解いて外すことにより、又は切除することにより、上記第１実施形態と同様、その拘束状態が解放される。この拘束状態の解放により、該網目状バネ筒体４０４は、上記第１実施形態と同様、弾性復元力によって径が拡張し、上記基材の中空部内において拡がり、その内周面に固定化されて、発熱体を構成する。

以上のように本実施形態に係るヒートローラの製造方法によれば、上記第１実施形態と同様、簡易な方法によりヒートローラ１４０の基材の内周面に発熱体としての網目状バネ筒体４０４を固定することができる。
また、発熱体自体が網目状の筒体からなるので、その熱容量を小さくすることができ、当該ヒートローラ１４０のウォームアップタイムを短縮化することができる。

尚、上記網目状バネ筒体４０４のローラ軸方向の両端部に、電極部材を溶接等によって設ける、或いは、該両端部を中央側よりも密にすることで、電極部を構成するような態様としてもよい。
また、上記のように薄膜状に耐熱絶縁層１４１をアルミニウムパイプ４００の内周面に形成する態様に代えて、薄シート状に形成された耐熱絶縁シートをアルミニウムパイプ４００の内周面に配置するような態様としてもよい。
或いは、アルミニウムパイプ４００の内周面に耐熱絶縁部を設ける態様に代えて、上記網目状バネ筒体４０４に、上記同様の耐熱絶縁樹脂をコーティングすることで、当該網目状バネ筒体４０４とアルミニウムパイプ４００とを電気的に絶縁するようにしてもよい。
さらに、本実施形態に係る製造方法によって製造されたヒートローラ１４０を、上記第１実施形態において説明したヒートローラ４０に代えて、上記定着装置４に設けるようにしてもよい。

また、上記第１実施形態において説明した拘束部材（ワックス）を、本実施形態に係る拘束糸８に代えて用いるようにしてもよい。さらに、本実施形態に係る拘束糸８を、上記第１実施形態に係るワックスに代えて、上記第１実施形態において用いるようにしてもよい。
さらにまた、上記第１実施形態及び第２実施形態では、網目状バネ筒体の収縮状態を拘束するための拘束部材として、ワックス及び拘束糸を例示しているが、これらに限られず、例えば、収縮状態の網目状バネ筒体を収容させるチューブ部材としてもよい。若しくは、複数のリング状部材或いはクリップ状部材などによって網目状バネ筒体の収縮状態を拘束するような態様としてもよい。

次に、本発明に係る更に他の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１１〜図１４は、第３実施形態に係るヒートローラの製造方法、及び該製造方法によって製造されたヒートローラを説明するための説明図である。
尚、上記第１実施形態との相違点について主に説明し、同様の構成については、同一符号を付し、その説明を省略或いは簡略に説明する。また、同様の工程についてもその説明を省略或いは簡略に説明する。
また、図１２〜図１４では、上記離型層４０１の図示を省略している。

本実施形態では、面状発熱体４０２を基材４００の内周面に固定するための固定部材としての網目状筒体の構成が、上記第１実施形態において説明した網目状バネ筒体４０３とは異なる。
すなわち、図１４に示すように、本実施形態に係る製造方法よって製造されたヒートローラ２４０は、面状発熱体４０２を基材４００の内周面に固定するための固定部材として、網目状繊維筒体４０５を用いている。
該網目状繊維筒体４０５は、未硬化（半硬化、プリプレグ）の熱硬化性耐熱樹脂を含んだ耐熱繊維を、網目状かつ筒状にして形成されている。

上記耐熱繊維としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、テキサリウム繊維、セラミックス繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維等が挙げられる。この耐熱繊維に、例えば、フェノール系又はシリコーン系等の熱硬化性耐熱樹脂をコーティング又は含浸させ、その繊維を網目状かつ筒状に編みこんで、上記網目状繊維筒体４０５を形成するようにしてもよい。或いは、上記のような繊維を網目状かつ筒状に編んだ後に、熱硬化性耐熱樹脂をコーティング又は含浸させて、上記網目状繊維筒体４０５を形成するようにしてもよい。
上記網目状繊維筒体４０５は、後記するように、その径が拡大された状態における外径が、上記面状発熱体４０２が内周面に固定された状態における基材４００の内径と略同径或いはやや大きく形成されている。また、径が縮小された状態における外径が、上記面状発熱体４０２が内周面に固定された状態における基材４００の内径よりも小さくなるよう形成されている。

次に、上記網目状繊維筒体４０５を用いたヒートローラ２４０の製造方法について説明する。
上記網目状繊維筒体４０５は、上記第１実施形態において説明した網目状バネ筒体４０３とは異なり、自己拡張機能を有しておらず、また、上記熱硬化性耐熱樹脂が未硬化の状態であるので、そのままでは、径の拡大状態を保持することができない。
従って、本実施形態では、図１１に示すように、該網目状繊維筒体４０５の径を拡大させるために、媒体の導入により膨張し得る耐熱性チューブ９を用いるようにしている。
該耐熱性チューブ９は、例えば、耐熱性及び伸縮性のあるシリコーン系等の合成樹脂で製されており、気体又は液体等の媒体、若しくは発泡性材料等の媒体を導入することにより、膨張する構成とされている。

上記耐熱性チューブ９を、図１１に示すように、径が縮小状態とされた上記網目状繊維筒体４０５内に挿入する。次いで、図１２に示すように、耐熱性チューブ９が挿入された網目状繊維筒体４０５を、上記第１実施形態と同様、基材４００の中空部内に収容させる。
或いは、図１２に示すように、縮小状態の網目状繊維筒体４０５を基材４００の中空部内に収容させた後に、該網目状繊維筒体４０５内に、上記耐熱性チューブ９を挿入させるようにしてもよい。

次いで、図１３に示すように、上記耐熱性チューブ９に、例えば、ガス等の媒体を導入し、基材４００の中空部内において該耐熱性チューブ９を膨張させる。これにより、上記網目状繊維筒体４０５の径が拡大されて、該網目状繊維筒体４０５によって、上記面状発熱体４０２が基材４００の内周面に押し付けられるようにして該基材４００の内周面に添うように配置される。
この拡大状態を維持しながら加熱して、上記網目状繊維筒体４０５の熱硬化性耐熱樹脂を硬化させる。これにより、該網目状繊維筒体４０５は、径が拡大された状態、すなわち、該網目状繊維筒体４０５の外周面が面状発熱体４０２の内側面に密着した状態で硬化する。
該網目状繊維筒体４０５を硬化させた後、上記耐熱性チューブ９から媒体を除去し、該耐熱性チューブ９を網目状繊維筒体４０５から取り出すことにより、図１４に示すように、ヒートローラ２４０が形成される。

以上のように、本実施形態に係るヒートローラの製造方法によれば、上記第１実施形態と同様、簡易な方法によりヒートローラ２４０の基材４００の内周面に面状発熱体４０２を固定することができる。
また、該面状発熱体４０２を固定するための固定部材が、上記のように網目状の筒体からなる網目状繊維筒体４０５とされているので、該固定部材の熱容量を小さくすることができ、当該ヒートローラ２４０のウォームアップタイムを短縮化することができる。
さらに、上記網目状繊維筒体４０５は、アルミニウムパイプからなる基材４００よりも熱膨張度が大きいので、上記面状発熱体４０２への通電により、該網目状繊維筒体４０５が熱膨張し、その径が拡大する。これにより、該面状発熱体４０２を基材４００の内周面により強固に固定させることができる。

尚、本実施形態に係る製造方法によって製造されたヒートローラ２４０を、上記第１実施形態において説明したヒートローラ４０に代えて、上記定着装置４に設けるようにしてもよい。
また、本実施形態に係る製造方法に用いた網目状繊維筒体４０５を、上記第１実施形態及び第２実施形態において説明した各ヒートローラ４０，１４０が備える各網目状バネ筒体４０３，４０４の内側に更に設けるようにしてもよい。

４ 定着装置
８ 拘束糸（拘束部材）
９ 耐熱性チューブ
４０，１４０，２４０ ヒートローラ
４１ プレスローラ
１４１ 耐熱絶縁層（基材）
４００ アルミニウムパイプ（基材）、基材
４０２ 面状発熱体（発熱体）
４０３ 網目状バネ筒体（網目状筒体）
４０４ 網目状バネ筒体（網目状筒体、発熱体）
４０５ 網目状繊維筒体（網目状筒体）

Claims (6)

1. 記録媒体に形成されたトナー画像を定着させるための定着装置に用いられるヒートローラの製造方法であって、
   中空円筒形状の基材の中空部内に、径方向に拡大及び縮小し得る網目状筒体を、径を縮小させた状態で収容させた後、該網目状筒体の径を拡大させて前記基材の内周面に当該ヒートローラの発熱体を固定させることを特徴とするヒートローラの製造方法。
2. 請求項１において、
   前記網目状筒体は、バネ材料を網目状かつ筒状に形成した網目状バネ筒体からなり、
   拘束部材によって該網目状バネ筒体の径の縮小状態を拘束させた状態で、前記基材の中空部内に収容させ、次いで、前記拘束部材による拘束状態を解放させて、弾性復元力により該網目状バネ筒体の径を拡大させることを特徴とするヒートローラの製造方法。
3. 請求項１において、
   前記網目状筒体は、未硬化の熱硬化性耐熱樹脂を含んだ耐熱繊維を網目状かつ筒状に形成した網目状繊維筒体からなり、
   媒体の導入により膨張し得る耐熱性チューブを、該網目状繊維筒体内に挿入し、かつ、該網目状繊維筒体の径を縮小させた状態で、前記基材の中空部内に収容させ、次いで、前記耐熱性チューブを膨張させて該網目状繊維筒体の径を拡大させ、拡大状態を維持しながら加熱して前記熱硬化性耐熱樹脂を硬化させることを特徴とするヒートローラの製造方法。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項において、
   前記発熱体が面状発熱体からなり、該面状発熱体を、前記網目状筒体の径を拡大させることにより、前記基材の内周面に固定させることを特徴とするヒートローラの製造方法。
5. 請求項２において、
   前記網目状バネ筒体が電熱抵抗材料からなり、前記基材の内周面に径を拡大させて固定化されることにより、前記発熱体を構成することを特徴とするヒートローラの製造方法。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のヒートローラの製造方法によって製造されたヒートローラと、該ヒートローラに弾性的に接するプレスローラとを備えていることを特徴とする定着装置。

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