JP3466421B2

JP3466421B2 - 管状発熱体

Info

Publication number: JP3466421B2
Application number: JP14267897A
Authority: JP
Inventors: 成信中村
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1997-05-30
Publication date: 2003-11-10
Anticipated expiration: 2017-05-30
Also published as: JPH10333476A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特にプリンタ等の
電子写真装置におけるトナー定着用ヒートローラに代表
されるような、管状発熱体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、プリンタ等の電子写真装置に
おけるトナー定着装置は、発熱手段を備えたヒートロー
ラと、加圧ローラを対向して配置し、これらのローラ間
に印字後の用紙を通過させることによって、トナーを加
熱定着するようになっている。

【０００３】そして、上記ヒートローラとしてはアルミ
ニウムやステンレス等の金属パイプ中にハロゲンランプ
等の加熱素子を設けたものが用いられてきたが、発熱効
率が悪いため１分以上のウォームアップ時間が必要であ
り、また消費電力も大きいという問題点があった。

【０００４】そこで、金属パイプからなる円筒体の表面
にポリイミド等の有機樹脂からなる絶縁層を介して発熱
抵抗体を備え、更にその表面に離形層を備えた構造のヒ
ートローラが提案されている（特開昭５５−７２３９０
号、特開昭６２−２００３８０号公報等参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、定着用ヒー
トローラとしては、円筒体の内周面側に絶縁層を介して
発熱抵抗体を備え、円筒体の外周面側に離形層を備えた
構造のものがある。この場合、該定着用ヒートローラの
端部に設けられた電極部材は、円筒体の内部に設けられ
た発熱抵抗体の内周面上に導通及び固定されていなけれ
ばならない。

【０００６】

【０００７】

【０００８】電極部材の接合強度を向上するために、電
極部材に係止部を設けて接着材によるアンカー効果を持
たせることも考えられるが、これだけではさほど大きな
効果が得られず、依然として、使用時に熱と大きな力が
加わった場合には電極部材が円筒体の内部方向に押し込
まれたり、空転したりするといった問題が生じていた。

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記に鑑みて本発明は、
円筒体の内周面に発熱抵抗体を備え、該発熱抵抗体内周
面の少なくとも一方端に電極部材を接合してなる管状発
熱体において、上記電極部材に係止部を設け、該係止部
に導電性接着剤を充填するとともに、電極部材の端部に
も導電性接着剤を肉盛りして接合したことを特徴とする
ものである。さらに、上記係止部を凹形状または貫通孔
としたことを特徴とするものである。さらに、上記円筒
体の内部空間を真空にして上記電極部材を接合したこと
を特徴とするものである。また、上記円筒体の内部空間
に熱伝導性の高いガスを封入して上記電極部材を接合し
たことを特徴とするものである。また、上記円筒体の内
部空間と外気を流通させる貫通孔を上記電極部材に設け
たことを特徴とするものである。

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を定着用
ヒートローラを例にとって、図によって説明する。

【００１９】図１に示すように、本発明の定着用ヒート
ローラは、金属パイプからなる円筒体１の内周面に絶縁
層２を備え、この絶縁層２上に発熱抵抗体３を形成し、
この発熱抵抗体３の端部に導電性接着剤４を用いて電極
部材５を接合し、円筒体１の外周面には離形層６を備え
ている。なお、図１（ｂ）では、一方の端部しか示して
いないが、両方の端部に同様に導通端子部材５を固着し
てある。

【００２０】この電極部材５は、円筒体１の中空孔を塞
ぐような蓋状であり、中央部に突出部を形成して、その
端面を給電部材７との摺動面５ａとしてある。そして、
この定着用ヒートローラを使用する際は、円筒体１を回
転させながら、端部に備えた電極部材５の摺動面５ａに
給電部材７を当接させ、摺動させながら給電することに
よって、発熱抵抗体３に通電し、発熱させることができ
る。

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】次に本発明について説明する。本発明で
は、図３に示してあるように、電極部材５の発熱抵抗体
３との接合面に凹凸状又は貫通孔からなる係止部５ｄを
設け、該係止部５ｄに導電性接着剤４を充填し、かつ電
極部材５の端部５ｅにも導電性接着剤４を肉盛りするこ
とを特徴としている。

【００２８】このように電極部材５に係止部５ｄを設け
ることによって、電極部材５を円筒体に挿入、固定する
際に、電極部材５の係止部５ｄの凹部又は貫通孔中に導
電性接着剤４が入り込み、接着面端部の距離が増すこと
によるアンカー効果の増大により強固に接着することが
できる。

【００２９】しかも、係止部５ｄ及び端部５ｅに導電性
接着剤４を充填、肉盛りし、接着剤４自身のせん断強度
を積極的に利用することによって、電極部材５の円筒体
１の内部方向への押し抜き強度、及び電極部材５の回転
方向のトルク強度を大きく向上させることができる。そ
のため、使用時に熱や大きな力が加わった場合でも電極
部材５が脱落したり位置ずれを起こしたりすることを防
ぐことができる。

【００３０】なお、係止部５ｄの形状は図３に示したも
のに限らず、上述したアンカー効果の増大と、導電性接
着剤４のせん断強度を利用できるような形状であれば、
さまざまなものとすることができる。

【００３１】さらに、電極部材５は、円筒体１を覆うよ
うな形状であるため、内部の熱が逃げることを防止し、
保温効果を有する。また、気密を維持するように電極部
材５を接合すれば、内部空間を真空にして保温効果を高
めたり、逆に熱伝導性の高いガスを封入して均熱化を図
ることもできる。あるいは、内部空間と空気を流通させ
る必要がある場合は、電極部材５に小さな貫通孔を形成
しても良い。

【００３２】また、以上の実施形態では定着用ヒートロ
ーラについて説明したが、この他に暖房用ヒータや温水
加熱用ヒータの発熱体等の一般的な管状発熱体について
も、本発明を適用することができる。

【００３３】

【００３４】

【００３５】

【００３６】

【００３７】以上の本発明の定着用ヒートローラにおい
て、円筒体１を成す金属パイプは、熱伝導率０．０３ｃ
ａｌ／℃・ｃｍ・ｓｅｃ以上の金属からなり、具体的に
はアルミニウムやアルミニウム合金、鉄や鉄合金、ある
いはステンレス等を用い、その肉厚は０．５〜１ｍｍと
する。また、絶縁層２はポリイミド、フェノール、ポリ
イミドアミド、ポリアミドイミド、シリコン、ボロシロ
キサン等の耐熱性に優れた樹脂からなり、その厚みは絶
縁耐力によって異なるが、例えばポリイミドの場合１０
〜２００μｍの厚みが好ましい。

【００３８】さらに、発熱抵抗体３は、導電剤と、マト
リックスを成す合成樹脂又はガラスとの混合物を用い
る。導電剤としては、Ａｇ，Ｎｉ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｍｏ，
Ｍｎ，Ｗ等の金属材、あるいはＲｅ₂Ｏ₃、Ｍｎ
₂Ｏ₃、ＬａＭｎＯ₃等の金属化合物の少なくとも一種
を用いる。またマトリックスを成すガラスとしては、結
晶化ガラス、非結晶化ガラスのいずれでも良いが、結晶
化ガラスを用いることにより、加熱冷却サイクルによっ
ても抵抗値の変化を少なくすることができる。

【００３９】なお、上記マトリックスを成す合成樹脂又
はガラスは成膜強度を向上するために必要であり、１０
〜９０重量％の範囲で含有させる。また、発熱抵抗体３
の厚みは５〜１００μｍとすることが好ましい。

【００４０】あるいは、発熱抵抗体３を金属単体で形成
し、メッキ等により形成することもできる。

【００４１】さらに、電極部材５は、円筒体１との熱膨
張率の差が１０×１０^-6／℃以内で、電気抵抗率が１０
μΩ・ｃｍ以下で、融点が８００℃以上のものを用い、
具体的には、真鍮、銅、銅合金、ステンレス等、あるい
はこれらの金属表面にニッケル等のメッキを施したもの
を用いる。

【００４２】次に、本発明の定着用ヒートローラの製造
方法を説明する。

【００４３】まず、金属パイプからなる円筒体１を所定
形状に加工し、内周面に絶縁層２をスピンコート、スプ
レーコート、ディッピング等によって塗布し、２００〜
４５０℃の空気中又は窒素雰囲気中で焼き付ける。この
上に、発熱抵抗体成分を有機溶剤、バインダー、分散剤
等と混合してペースト状にしたものをスクリーン印刷、
ディッピング、スプレーコーティング等により塗布して
４００〜５００℃で焼成し発熱抵抗体３とする。

【００４４】この後、必要があれば発熱抵抗体３にレー
ザートリミングを施して抵抗値を調整した後、円筒体１
の外周面に離形層６をコーティングする。最後に、所定
箇所に電極部材５を導電性接着剤４で接合すれば、本発
明の定着用ヒートローラを得ることができる。

【００４５】

【００４６】

【００４７】

【００４８】

【００４９】

【００５０】

【００５１】

【００５２】

【００５３】

【実施例】実施例１以下、本発明の実施例を説明する。

【００５４】図１に示す定着用ヒートローラを試作し
た。ここで、電極部材５は、係止部５ｄを設けていない
ものと、図３に示すような係止部５ｂを設けてあるもの
の２種類を用いた。そして、電極部材５と発熱抵抗体３
との接合方法として、図４（ａ）に示すように接合面の
みに導電性接着剤４を塗布したもの、図４（ｂ）に示す
ように接合面から導電性接着剤４をはみ出させアンカー
効果を持たせたもの、図４（ｃ）に示すように係止部５
ｄに導電性接着剤４を充填したもの、図４（ｄ）に示す
ように係止部５ｂに導電性接着剤４を充填し、かつ端部
５ｅに導電性接着剤４を肉盛りしたものの４種類を用意
した。それぞれについて、電極部材５の内部方向への押
し抜き強度と、空転に対する回転方向のトルク強度を測
定した。

【００５５】結果を表１に示す。この結果より、電極部
材５に係止部５ｄを設け、該係止部５ｄに導電性接着剤
４を充填、肉盛りし、且つ端部５ｅにも導電性接着剤４
を充填、肉盛りすることにより（Ｎｏ．４）、管内部方
向への電極部材５の押し抜き強度及び電極部材５空転に
対するトルク強度を十分なものにすることができる。

【００５６】

【表１】

【００５７】

【００５８】

【００５９】

【００６０】

【００６１】

【００６２】

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、円筒体の内周面に発熱
抵抗体を備え、該発熱抵抗体内周面の少なくとも一方端
に電極部材を接合してなる管状発熱体において、該電極
部材に係止部を設け、該係止部に導電性接着剤を充填す
るとともに、電極部材の端部に導電性接着剤を肉盛りす
ることにより、電極部材の接合強度、特に管内部方向へ
の押し抜き強度及び回転方向のトルク強度を格段に向上
することができ、使用時に電極部材に熱や大きな力が加
わった場合でも電極部材が脱落したり、位置ずれを起こ
したりすることを防ぐことができる。

【００６４】

【００６５】

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の定着用ヒートローラを示す側
面図、（ｂ）は（ａ）中のＸ−Ｘ線断面図である。

【図２】（ａ）（ｂ）は本発明の定着用ヒートローラに
用いる電極部材を示す断面図である。

【図３】（ａ）（ｂ）は定着用ヒートローラに用いる電
極部材の参考例を示す断面図である。

【図４】（ａ）〜（ｄ）は本発明の定着用ヒートローラ
における電極部材と発熱抵抗体のさまざまな接合方法を
示す図である。

【符号の説明】

１：円筒体２：絶縁層３：発熱抵抗体３ａ：内周面４：導電性接着剤５：電極部材５ａ：摺動面５ｂ：面取り部５ｃ：外周面５ｄ：係止部５ｅ：端部６:離形層７：給電部材Ｃ：発熱抵抗体３と電極部材３のクリアランスＬ１：発熱抵抗体３の内周面３ａの直径Ｌ２：電極部材５の外周面５ｃの直径Ｄ：面取り部５ａの幅

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒体の内周面に発熱抵抗体を備え、該発
熱抵抗体内周面の少なくとも一方端に電極部材を接合し
てなる管状発熱体において、上記電極部材に係止部を設
け、該係止部に導電性接着剤を充填するとともに、電極
部材の端部にも導電性接着剤を肉盛りして接合したこと
を特徴とする管状発熱体。
【請求項２】上記係止部を凹形状または貫通孔としたこ
とを特徴とする請求項１記載の管状発熱体。
【請求項３】上記円筒体の内部空間を真空にして上記電
極部材を接合したことを特徴とする請求項１または２記
載の管状発熱体。
【請求項４】上記円筒体の内部空間に熱伝導性の高いガ
スを封入して上記電極部材を接合したことを特徴とする
請求項１または２記載の管状発熱体。
【請求項５】上記円筒体の内部空間と外気を流通させる
貫通孔を上記電極部材に設けたことを特徴とする請求項
１または２記載の管状発熱体。