JP4748137B2 - ヒートローラ、定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、主要には、トナーを記録媒体上に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構成に関する。

特許文献１は、電子写真式の画像形成装置に用いられる熱ローラ定着式の定着装置を開示する。この特許文献１の定着装置は、ヒートローラとプレスローラとを圧接してニップ部を形成し、このニップ部を通過する用紙を加熱及び加圧することで、トナーを用紙に定着させる構成になっている。特許文献１の構成では、ヒートローラは円筒状に構成されるとともに、その内部には熱源としてのハロゲンランプが配置されている。
特開２００５−２５７８５２号公報

しかし、上記特許文献１のようなハロゲンランプ内蔵型のヒートローラは、ローラを内部から加熱する構成であるため、加熱を開始してからローラ表面が必要な温度に上昇するまでの時間が長くなり、ウォームアップタイムの短縮という観点から改善の余地があった。また、熱源が円筒状のローラの内周側に配置されているためにローラ表面の効率的な加熱ができず、省エネルギーの観点からも改善の余地が残されていた。

本願発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、ウォームアップタイムを短縮でき、省電力化が可能なヒートローラ、定着装置及び画像形成装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の観点によれば、トナーを記録媒体上に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以下の構成が提供される。即ち、このヒートローラは、ベース体と、発熱層と、第１接着層と、第２接着層と、離型層と、を含む。前記ベース体は、円形の断面輪郭を有するように構成されている。前記発熱層は、複数本の線からなるパターン形状を有するとともに、電圧の印加により発熱するように構成されている。前記第１接着層は電気絶縁性及び伝熱異方性を有するとともに、前記発熱層の一側に形成される。前記第２接着層は電気絶縁性を有し、前記発熱層の他側に形成される。前記離型層は、前記トナーに対して高い離型性を有するように構成されている。前記第１接着層は、その伝熱性の高い方向が前記発熱層のパターン形状の線と異なる向きとなるように構成される。そして、前記ベース体から半径方向外方に向かって順に、前記第２接着層と、前記発熱層と、前記第１接着層と、前記離型層と、が配置されている。

この構成により、ヒートローラ表面の近くに熱源即ち発熱層が配置されるので、ヒートローラ表面の温度を急速に上昇させることができ、ウォームアップタイムを顕著に短縮できる。また、ベース体の外方に発熱層が配置されるので、ヒートローラの中心部の無駄な加熱を防いで省電力を実現することができる。更に、発熱層よりも半径方向外方の第１接着層が伝熱異方性を有し、前記発熱層のパターン形状の線と異なる向きの伝熱性が高いため、ヒートローラの表面に接触する記録媒体を均一に加熱でき、均一なトナー定着を実現して画質の向上に寄与できる。

前記のヒートローラにおいては、前記第１接着層は細長いアルミナを含み、このアルミナの配向方向が前記発熱層のパターン形状の線と異なる向きとなるように配置されていることが好ましい。

この構成により、伝熱異方性を有する第１接着層を低コストで実現できるとともに、その伝熱性の高い方向を容易に制御することができる。

前記のヒートローラにおいては、前記第１接着層は、その伝熱性の高い方向が前記発熱層のパターン形状の線と垂直な向きとなるように構成されていることが好ましい。

この構成により、発熱層のパターンの線がある部分とない部分での温度ムラを効果的に低減でき、記録媒体を一層均一に加熱することができる。

前記のヒートローラにおいては、前記離型層が前記第１接着層によって前記発熱層に接着されていることが好ましい。

この構成により、ヒートローラの構成を簡素化でき、製造コストを低減できる。

前記のヒートローラにおいては、前記ベース体と前記第２接着層との間に断熱層が介在されていることが好ましい。

この構成により、発熱層からの熱がベース体側に逃げるのを断熱層によって防止できるので、記録媒体を一層効率良く加熱できる。この結果、省電力性を向上させることができる。

前記のヒートローラにおいては、前記第１接着層は前記断熱層よりも高い熱伝導性を有することが好ましい。

この構成により、発熱層からの熱を、第１接着層を介してヒートローラの表面側に良好に伝達できる。従って、断熱層の断熱効果とあいまって、ヒートローラの表面温度を一層素早く上昇させることができる。

本発明の他の観点によれば、前記のヒートローラを備える定着装置、及びこの定着装置を備える画像形成装置が提供される。

この構成により、ウォームアップタイムを短縮できるとともに、省電力性に優れる定着装置及び画像形成装置を実現することができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係るコピーファクシミリ複合機の外観斜視図、図２は複合機の本体内部の様子を示す正面断面図である。

図１に示す画像形成装置としてのコピーファクシミリ複合機７５は、画像読取部７６と、操作パネル７７と、本体７８と、給紙カセット７９と、を備えている。

画像読取部７６は、フラットベッドスキャナ及びオートドキュメントフィードスキャナとして機能するように構成されている。操作パネル７７は、コピー部数及びファクシミリ送信先等をユーザが複合機７５に対し指示するためのものである。

本体７８には、記録媒体としての用紙に画像を形成する画像形成部等が内蔵されている。また、本体７８は、通信回線を介して画像データを伝送するための図略の送受信部等を備えている。給紙カセット７９は、前記用紙を前記画像形成部へ順次供給できるように構成されている。

コピーファクシミリ複合機７５の内部の様子が図２に示される。この図２に示すように、前記本体７８の上面には、読み取るべき原稿を載置するプラテンガラス８２が設けられる。本体７８の上方には原稿台カバー８３が設けられており、この原稿台カバー８３によって、原稿をプラテンガラス８２上に押圧して固定できるようになっている。

前記原稿台カバー８３には自動原稿供給装置（オートドキュメントフィーダ、ＡＤＦ）８４が配設されている。このＡＤＦ８４は、原稿台カバー８３の上部に設けられた原稿トレイ８５と、この原稿トレイの下方に設けられた排出トレイ８６と、を備える。

図２に示すように、前記原稿台カバー８３の内部には、原稿トレイ８５と排出トレイ８６とを繋ぐ湾曲状の原稿搬送経路８７が構成されている。この原稿搬送経路８７には、分離ローラ８８及び複数の搬送ローラ８９が配置されている。この構成で、原稿トレイ８５に重ねてセットされた原稿は、１枚ずつ分離されて湾曲状の前記原稿搬送経路８７に沿って搬送され、原稿読取位置を通過した後、排出トレイ８６へ排出される。

図２に示すように、本体７８の上部にはスキャナユニット９０が備えられる。このスキャナユニット９０は、光源９１と、反射ミラー９２，９３，９４と、集光レンズ９５と、電荷結合素子（ＣＣＤ）９６と、を備えている。

光源９１は、前記プラテンガラス８２又は前記ＡＤＦ８４の原稿読取位置に対して光を照射する。原稿からの反射光は、反射ミラー９２，９３，９４によって更に反射し、集光レンズ９５によって収束して、ＣＣＤ９６の部分に結像する。ＣＣＤ９６は、この収束光を電気信号に変換して出力する。

スキャナユニット９０の光源９１及び反射ミラー９２等は適宜移動可能に構成している。従って、複合機７５をフラットベッドスキャナとして使用する場合は、光源９１及び反射ミラー９２等を一定の速度で移動させて、プラテンガラス８２上の原稿を走査することができる。また、複合機７５をＡＤＦスキャナとして使用する場合は、光源９１及び反射ミラー９２等をＡＤＦ８４の前記原稿読取位置まで移動した状態で静止させ、原稿搬送経路８７を搬送される原稿を走査することができる。

前述のように、原稿からの反射光はＣＣＤ９６へ導かれて結像し、ＣＣＤ９６は原稿に応じた電気信号を出力する。この信号は適宜の変換処理後に後述の画像形成部１１に送られて印刷され、又は、前記送受信部によって他のファクシミリ装置へ通信回線を介して送信される。

図２に示すように、本体７８の下部には、用紙１００を供給する給紙カセット７９が備えられる。この給紙カセット７９は装置正面側（図２の紙面手前側）に引出可能に構成されている。給紙カセット７９の上方には、画像形成部１１、定着装置５１、及び排紙トレイ８０が備えられている。

本体７８の内部には、給紙カセット７９から排紙トレイ８０へ用紙１００を搬送するための搬送路２４が形成されている。この搬送路２４は、給紙カセット７９の一端側から上方に向かって延びた後、水平方向に湾曲して画像形成部１１に至り、更に水平方向へ延びて定着装置５１を通過した後、排紙トレイ８０上に至るように構成されている。

給紙カセット７９の上方には給紙ローラ２１が配置されており、給紙カセット７９内に積層された最上層の用紙１００に前記給紙ローラ２１が接触するように構成されている。この状態で給紙ローラ２１が駆動されることで、最上層の用紙１００が分離されてピックアップされ、前記搬送路２４に向けて送り出される。

搬送路２４において前記給紙ローラ２１のすぐ下流側には、搬送ローラ２２，２３が配置されている。この搬送ローラ２２，２３は、それに対向配置されるローラとの間に用紙１００をニップしつつ駆動されることで、用紙１００を下流側の画像形成部１１へ搬送する。

画像形成部１１は、図２に示すように、感光ドラム１２の周囲に、帯電器１３と、ＬＥＤヘッド１４と、現像器１５と、転写ローラ１６と、を配置して構成されている。

感光ドラム１２は、表面に有機感光体による光導電膜が形成されるとともに、図示しない電動モータによって回転駆動されるように構成されている。帯電器１３はブラシ帯電方式に構成され、この帯電器１３によって感光ドラム１２の表面が均一に、例えば負に帯電されるようになっている。

露光器としてのＬＥＤヘッド１４は、前記帯電器１３より下流側（感光ドラム１２の回転方向の下流側をいう。以下、現像器１５、及び転写ローラ１６の説明において同じ。）に配置されており、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用紙幅方向に多数並べて備えた構成となっている。そしてＬＥＤヘッド１４は、電話回線を介して受信したファクシミリ原稿の画像データ、又は、画像読取部７６で読み取った画像データに対応して選択的に発光する。この結果、感光ドラム１２の表面が選択的に露光され、露光部分の電荷エネルギーが消失することで静電潜像が形成される。

現像器１５は前記ＬＥＤヘッド１４の下流側に配置されている。この現像器１５は、非磁性一成分トナーを収容するトナー容器２６を備えるとともに、トナーの撹拌のためにトナー容器２６の内部で回転駆動される撹拌ブレード２７を備えている。更に、現像器１５は、トナー容器２６の内部に配置される供給ローラ２８と、この供給ローラ２８に接触して配置される現像ローラ２９と、この現像ローラ２９の外周面に接触するように配置される規制ブレード３０と、を備えている。

この構成で、供給ローラ２８と現像ローラ２９とは、互いに周面を逆方向に擦るように回転駆動される。また、規制ブレード３０の先端は、回転駆動される現像ローラ２９の周面を擦ることになる。この結果、トナー容器２６内のトナーは摩擦帯電され、現像ローラ２９の表面に電位差によって付着する。現像ローラ２９の表面のトナーは、規制ブレード３０によって付着厚さが均一になるよう調整されるとともに、当該現像ローラ２９の回転によって感光ドラム１２側へ送られる。その後、感光ドラム１２と現像ローラ２９との近接部分において、感光ドラム１２の前記ＬＥＤヘッド１４による露光部に相当する部分においてのみ、現像ローラ２９の表面のトナーが選択的に感光ドラム１２の表面へ移動する。この結果、感光ドラム１２の表面上にトナー像が形成される。

転写ローラ１６は、前記現像器１５の下流側に配置されるとともに、感光ドラム１２から搬送路２４を挟んで反対側に配置されている。また、この転写ローラ１６には電源からの所定の電圧が印加されている。従って、感光ドラム１２の表面に形成されたトナー像は、感光ドラム１２の回転によって転写ローラ１６側へ近づくように移動し、その電界吸引力によって用紙１００に転写される。トナー像が転写された用紙１００は、感光ドラム１２の回転によって、搬送路２４の下流側の定着装置５１へ送られる。

定着装置５１は、回転駆動されるヒートローラ５２と、このヒートローラ５２に対向して配置されるプレスローラ５３と、を備えている。このプレスローラ５３は付勢バネによってヒートローラ５２に対して押し付けられている。なお、前記ヒートローラ５２及びプレスローラ５３の詳細な構成については後述する。

この構成で、用紙１００がヒートローラ５２とプレスローラ５３との間を通過することにより、高温のヒートローラ５２の熱及びプレスローラ５３による圧力によって、トナー像のトナーが融解して用紙１００に定着する。なお、定着装置５１には、用紙１００がヒートローラ５２に貼り付いたまま周囲に巻き付くことを防止するための分離爪５４が設けられている。

図２に示すように、定着装置５１より下流側には排紙ローラ２５が設けられる。この構成で、定着装置５１から送られてきた用紙１００は、排紙ローラ２５とそれに対向配置される従動ローラとの間でニップされて、前記排紙トレイ８０上に排出される。

次に、前記定着装置５１の詳細な構成を説明する。拡大断面図である図３に示すように、前記定着装置５１は、前記ヒートローラ５２及びプレスローラ５３を収容するハウジング５５を備える。このハウジング５５には、ベアリング５６を介してヒートローラ５２が回転自在に支持されるとともに、プレスローラ５３が軸受体５７を介して回転自在に支持される。

軸受体５７はハウジング５５に対してスライド自在に設けられており、軸受体５７とハウジング５５との間には付勢バネ５８が介在される。この付勢バネ５８のバネ力によってプレスローラ５３がヒートローラ５２に対して押し付けられ、両者が弾接する構成になっている。

次に、ヒートローラ５２及びプレスローラ５３の詳細な構成について、図４を参照して説明する。図４は図３のＡで示した領域（ニップ部）の拡大断面図である。

ヒートローラ５２は、ベース体（耐熱担持体）３１と、フィルム状ヒータ（面状発熱体）３３と、離型層３７と、を主要な構成として備えている。また、ヒートローラ５２に圧接されるプレスローラ５３は、ステンレス等の金属で形成したローラ軸６１と、このローラ軸６１の周囲に固定されたスポンジ体６２と、このスポンジ体６２の外周面に配置された離型層６３と、を備えている。

ヒートローラ５２において、前記ベース体３１は断面輪郭が円形である形状（具体的には、円筒形状）を有しており、このベース体３１の外側にフィルム状ヒータ３３が配置されている。このベース体３１の熱伝導率は、フィルム状ヒータ３３の熱伝導率（後述の伝熱層３６の熱伝導率）より小さく、また、ベース体３１の熱容量はフィルム状ヒータ３３の熱容量（伝熱層３６の熱容量）よりも大きくなっている。

ベース体３１の外側に配置されるフィルム状ヒータ３３は、発熱体（発熱層）３５と、第１接着層４６と、第２接着層４７と、伝熱層（均熱層）３６と、を備えている。

フィルム状ヒータ３３の発熱体３５は、例えばニッケルクロム等のニッケル合金、ニッケル、又はステンレス等で構成することができる。この発熱体３５は、幅の細い複数の線を平行に等間隔で並べたパターン形状に構成されている（ヒータパターン）。発熱体３５の厚みは、例えば０．１μｍ以上１００μｍ以下とするのが好ましく、３０μｍ程度となるように形成することが更に好ましい。ヒータパターンを作成する方法としては、具体的には、スパッタリング、蒸着、金属箔のエッチング、パターン印刷、ブラスト等を使用することができる。

第１接着層４６及び第２接着層４７は、電気絶縁性及び耐熱性を有するシリコン接着剤からなる層で構成される。第１接着層４６は熱伝導性の高い組成とすることが好ましい一方で、第２接着層４７は断熱性の高い組成とすることが好ましい。ただし、後述の第２接着層４７を熱伝導性の良い組成として、発熱体３５の熱のベース体３１側への伝播は後述の断熱層３２によって阻止するようにしても良い。

フィルム状ヒータ３３の伝熱層３６は、例えば１μｍ以上５０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以上３０μｍ以下の厚みを有するように構成する。この伝熱層３６は、ベース体３１、発熱体３５、及び後述の断熱層３２の何れよりも高い熱伝導率を有するものを用いて形成することが好ましい。また、伝熱層３６の熱伝導率は、例えば１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上とするのが好ましい。伝熱層３６の材料としては、例えば銅又はアルミニウム等の金属を使用することが考えられる。また、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又は炭化ケイ素（ＳｉＣ）等のセラミックスを伝熱層３６として使用することもできる。

ヒートローラ５２の最外周には離型層３７が配置される。この離型層３７は、トナーに対して離型性の高い材料（表面エネルギーが低く分子間凝集力の小さい材料）、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エーテル共重合体等のフッ素樹脂より構成することができる。離型層３７の厚みとしては、例えば３０μｍ程度とすることが考えられる。

また、前記フィルム状ヒータ３３とベース体３１との間には断熱層３２が介在される。この断熱層３２の材料としては、前記発熱体３５、第１接着層４６、第２接着層４７、伝熱層３６及びベース体３１の何れよりも低い熱伝導率を有するものが好ましい。具体例としては、ベース体３１の外周面に断熱接着剤の層を形成し、これを断熱層３２とすることが考えられる。あるいは、アルミ粉末を混合したシリコン液をスプレー塗装によりベース体３１の外周面にコートし、若しくはベース体３１を上記シリコン液にディップすることでアルミコート層を形成し、これを断熱層３２とすることが考えられる。

フィルム状ヒータ３３は、例えば以下の方法で形成することができる。即ち、基材としての銅箔の一側の面に、所定の厚みのシリコン接着層を形成する。この銅箔が図５に示す伝熱層３６に相当し、シリコン接着層が第１接着層４６に相当する。そして、このシリコン接着層に、厚み２５μｍのステンレス箔を加熱圧着させる。次に、上記ステンレス箔を、ウェットエッチング等の公知の方法で、複数の線を有するパターン形状に加工する。この結果、ステンレス箔からなるヒータパターン形状の発熱体（発熱層）３５が形成される。

なお、前記発熱体３５の形成方法としては、当該箔状の材料をウェットエッチング、ドライエッチング、ブラスト等の方法で予め所定のヒータパターン形状に加工してから、第１接着層４６に貼り付けてもよい。また、ワイヤ状の材料を予めヒータパターン形状に加工したものを第１接着層４６に貼り付けても良い。

更に、このヒータパターンの上に、更にシリコン接着層を形成する。なお、このシリコン接着層が前記第２接着層４７に相当する。これにより、良好な可撓性を備えたフィルム状ヒータ３３が得られる。

次に、電気絶縁性を有する樹脂、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂を円筒状に成形したベース体３１を用意する。次に、アルミ粉末を混合したシリコン液をベース体３１の外周面にスプレーによって塗布し、アルミコート層を形成する。このアルミコート層が図４の断熱層３２に相当する。

その後、前記の手順によって得られたフィルム状ヒータ３３を、その第２接着層４７側の面がベース体３１の外周面（前記断熱層３２）に対向するように配置し、加熱圧着させる。この結果、ベース体３１から半径方向外方に向かって順に、断熱層３２と、第２接着層４７と、発熱体３５と、第１接着層４６と、伝熱層３６と、が配置されることになる。

上記のようにフィルム状ヒータ３３を巻き付けた後、フィルム状ヒータ３３の縁部同士を、例えば半田接合等の方法を用いて溶融接合する。これにより、フィルム状ヒータ３３がベース体３１上で位置ズレしないように確実に固定できる。

更に、前記フィルム状ヒータ３３の外周面に、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樹脂層を形成し、離型層３７とする。以上の工程によりヒートローラ５２を製造することができる。

こうして製造されたヒートローラ５２は、発熱体３５の熱を第１接着層４６、伝熱層３６及び離型層３７を経由してヒートローラ５２の外周面側に良好に伝達することができる。また、発熱体３５の熱のベース体３１側への伝達は断熱層３２によって阻止することができる。以上により、ヒートローラ５２の表面温度を素早く上昇させることができ、コピーファクシミリ複合機７５におけるウォームアップタイムの短縮、及び省電力化に貢献することができる。

以上に示すように、本実施形態のコピーファクシミリ複合機７５は、トナーを用紙１００上に定着させる定着装置５１を備えている。そして、この定着装置５１において用いられるヒートローラ５２は、ベース体３１と、発熱体３５と、第１接着層４６と、第２接着層４７と、伝熱層３６と、離型層３７と、を備えている。前記ベース体３１は、円形の断面輪郭を有する円筒形状に構成されている。前記発熱体３５は、複数本の線からなるヒータパターンを有するとともに電圧の印加により発熱するように構成されている。第１接着層４６は、発熱体３５の一側に形成されており、電気絶縁性を有するように構成されている。第２接着層４７は、発熱体３５の他側に形成されており、電気絶縁性を有するように構成されている。伝熱層３６は、前記第１接着層４６によって前記発熱体３５と接着される。離型層３７は、前記トナーに対して高い離型性を有するように構成されている。そして、前記ベース体３１から半径方向外方に向かって順に、前記第２接着層４７と、前記発熱体３５と、前記第１接着層４６と、前記伝熱層３６と、前記離型層３７と、が配置されている。

この構成により、ローラ表面の近くに熱源即ち発熱体３５が配置されるので、特許文献１のハロゲンランプ内蔵型のヒートローラに比べてローラ表面の温度を急速に上昇させることができ、ウォームアップタイムを顕著に短縮できる。また、ベース体３１の外方に発熱体３５が配置されるので、ヒートローラ５２の中心部の無駄な加熱を防いで電力を節約することができる。更に、発熱体３５よりも半径方向外方に伝熱層３６が配置されていることにより、ヒートローラ５２の表面に接触する用紙１００を均一に加熱でき、均一なトナー定着を実現して画質の向上に寄与できる。

また、前記ヒートローラ５２において、前記ベース体３１と前記第２接着層４７との間に断熱層３２が配置されている。

この構成により、発熱体３５からの熱がベース体３１側に逃げるのを断熱層３２によって防止でき、用紙１００を一層効率良く加熱できる。この結果、省電力性を向上させることができる。

また、前記ヒートローラ５２において、前記第１接着層４６は前記断熱層３２よりも高い熱伝導性を有するように構成されている。

この構成により、発熱体３５からの熱を、第１接着層４６を介してヒートローラ５２の表面側に良好に伝達できる。従って、断熱層３２の断熱効果ともあいまって、ヒートローラ５２の表面温度を一層素早く上昇させることができる。

次に、前記第１接着層４６に針状のアルミナからなるフィラーを混合した変形例について、図６及び図７を参照して説明する。図６は変形例のヒートローラについて詳細に示す断面拡大図、図７は変形例におけるフィルム状ヒータの製造工程を示す説明図である。なお、以後の説明において、前述の実施形態と同一又は類似である部材には、図面に同一の符号を付してその説明を省略する。

図６に示すように、この変形例のヒートローラ５２ａでは、フィルム状ヒータ３３ａに備えられる第１接着層４６に、針状のアルミナ６４を含むフィラーが混合されている。このアルミナ６４は、前記発熱体３５のヒータパターンの線と垂直な向き（ヒートローラ５２ａの周方向）に配置されている。この結果、第１接着層４６は伝熱異方性を有し、発熱体３５のヒータパターンの線と垂直な方向に特に伝熱性が高い構成となっている。

以上により、ヒータパターンの線がある部分とない部分での温度差を第１接着層４６によって低減することができ、用紙１００の加熱ムラを低減することができる。本変形例では、図４に示す実施形態において備えられていた伝熱層を省略し（第１接着層４６に離型層３７を直接接着し）、第１接着層４６が均熱効果を発揮するよう構成している。この結果、ヒートローラ５２ａの構成を簡素化でき、その製造コストを低減できている。

なお、本変形例のフィルム状ヒータ３３ａは、例えば以下に示す方法で形成することができる。即ち、図７に示すように、表面にフッ素加工が施された基材シート（剥離シート）６５の一側の面に、所定の厚みのシリコン接着層を形成する。このシリコン接着層には針状のアルミナ６４が含まれており、当該シリコン接着層が第１接着層４６に相当する。なお、基材シート６５に第１接着層４６を形成する際は、前記アルミナ６４を一定の方向に配向させるように、その塗布方向等を適宜定める。

そして、このシリコン接着層に、厚み２５μｍのステンレス箔を加熱圧着させる。続いて、上記ステンレス箔を、ウェットエッチング等の公知の方法で、複数の線を有するパターン形状に加工する。この結果、ステンレス箔からなるヒータパターン形状の発熱体（発熱層）３５が形成される。なお、このヒータパターンの線の向きが前記アルミナ６４の向きと垂直となるように、前記エッチングマスクの形状等を設定する。

更に、このヒータパターンの上に、更にシリコン接着層を形成する。なお、このシリコン接着層が前記第２接着層４７に相当する。

以上の工程により、良好な可撓性を備えたフィルム状ヒータ３３ａが得られる。なお、このフィルム状ヒータ３３ａを前記ベース体３１に取り付けるときは、前記基材シート６５を剥離して、前記第２接着層４７側が前記ベース体３１側を向くように巻き付ける。更に、フィルム状ヒータ３３ａの外側（第１接着層４６が露出している部分）にフッ素樹脂層を形成し、離型層３７とする。以上により、ヒートローラ５２ａを得ることができる。

以上に示すように、本変形例のヒートローラ５２ａは、ベース体３１と、発熱体３５と、第１接着層４６と、第２接着層４７と、離型層３７と、を備えている。前記ベース体３１は、円形の断面輪郭を有する円筒形状に構成されている。前記発熱体３５は、複数本の線からなるヒータパターンを有するとともに電圧の印加により発熱するように構成されている。第１接着層４６は、発熱体３５の一側に形成されており、伝熱異方性及び電気絶縁性を有するように構成されている。第２接着層４７は、発熱体３５の他側に形成されており、電気絶縁性を有するように構成されている。離型層３７は、前記トナーに対して高い離型性を有するように構成されている。第１接着層４６は、その伝熱性の高い方向が前記発熱体３５のパターン形状の線と異なる向きとなるように構成されている。そして、前記ベース体３１から半径方向外方に向かって順に、前記第２接着層４７と、前記発熱体３５と、前記第１接着層４６と、前記離型層３７と、が配置されている。

これにより、ローラ表面の近くに熱源即ち発熱体３５が配置されるので、前述の実施形態と同様にローラ表面の温度を急速に上昇させることができ、ウォームアップタイムを顕著に短縮できる。また、ベース体３１の外方に発熱体３５が配置されるので、ヒートローラ５２ａの中心部の無駄な加熱を防いで電力を節約することができる。更に、発熱体３５よりも半径方向外方の第１接着層４６が伝熱異方性を有し、前記発熱体３５のパターン形状の線と異なる向きに伝熱性が高いため、ヒートローラ５２ａを通過する用紙１００を均一に加熱でき、均一なトナー定着を実現して画質の向上に寄与できる。

また、本変形例において、前記第１接着層４６は細長いアルミナ６４を含み、このアルミナ６４の配向方向が前記発熱体３５のパターン形状の線と異なる向きとなるように配置されている。

これにより、伝熱異方性を有する第１接着層４６を低コストで実現できるとともに、その伝熱性の高い方向を容易に制御することができる。

また、本変形例において、前記第１接着層４６のアルミナ６４の配向方向が、前記発熱体３５のパターン形状の線と垂直な向きとなるように配置されている。

これにより、発熱体３５のヒータパターンの線がある部分とない部分での温度ムラを効果的に低減でき、用紙を一層均一に加熱することができる。

また、本変形例は、前記離型層３７が前記第１接着層４６によって前記発熱体３５に接着される構成となっている。

これにより、ヒートローラ５２ａの構成を簡素化でき、製造コストを低減できる。

以上に本発明の好適な実施形態及び変形例を説明したが、上記の構成は更に以下のように変更することができる。

前記第１接着層４６及び第２接着層４７は、シリコン接着剤に代えて、例えばポリイミド系の耐熱接着剤により構成することができる。

図４及び図６の構成では、発熱体３５において前記ヒータパターンの各線の向きがベース体３１の軸線と平行となっており、複数の線が周方向に等間隔で並べられるように配置している。しかしながらこれに代えて、ヒータパターンの各線の向きがベース体３１の周方向に沿っており、複数の線が軸方向に等間隔で並べられるように変更することができる。また、ヒータパターンの線がベース体３１の外周に螺旋状に配置されるように変更することができる。なお、図６の変形例においては、線の向きの変更に対応させて、前記アルミナ６４の配向方向を前記ヒータパターンの線と異なる向き（垂直な向き）となるようにすることが好ましい。

ベース体３１は、中空の円筒状に形成することに代えて、例えば円柱状に形成することができる。

ベース体３１の材料としては、ＰＰＳに限定されず、液晶性ポリマー、ガラスエポキシ等の耐熱樹脂を採用することができる。また、アルミナ、ムライト、ジルコニア、ガラスセラミックス等の無機材料をベース体３１の材料として採用することができる。

ベース体３１を熱伝導率が高い材料で構成することも可能で、例えば、ＡｌＮ、ＳｉＣ等の材料、又はアルミニウム等の金属でベース体３１を構成するように変更することができる。ただし、省電力の観点からは、熱伝導率の低い材料でベース体３１を構成することが好ましい。また、上記のような熱伝導率が高い材料でベース体３１を構成する場合は、その外周面に断熱層３２を形成することが極めて好ましい。

本発明のヒートローラ及び定着装置は、コピーファクシミリ複合機に限らず、コピー、ファクシミリ、プリンタ等、様々な電子写真式の画像形成装置に適用することができる。

本発明の一実施形態に係るコピーファクシミリ複合機の外観斜視図。 複合機の本体内部の様子を示す正面断面図。 定着装置の様子を示す断面拡大図。 図３のＡの部分を詳細に示す断面拡大図。 フィルム状ヒータの製造工程を示す説明図。 変形例のヒートローラを詳細に示す断面拡大図。 変形例におけるフィルム状ヒータの製造工程を示す説明図。

符号の説明

３１ ベース体
３２ 断熱層
３３ フィルム状ヒータ（面状発熱体）
３５ 発熱体（発熱層）
３６ 伝熱層
３７ 離型層
４６ 第１接着層
４７ 第２接着層
５１ 定着装置
６４ アルミナ
７５ コピーファクシミリ複合機
１００ 用紙（記録媒体）

Claims (8)

1. 円形の断面輪郭を有するベース体と、
   複数本の線からなるパターン形状を有するとともに電圧の引加により発熱する発熱層と、
   前記発熱層の一側に形成されるとともに伝熱異方性を有する電気絶縁性の第１接着層と、
   前記発熱層の他側に形成される電気絶縁性の第２接着層と、
   前記トナーに対して高い離型性を有する離型層と、
   を含み、
   前記第１接着層は、その伝熱性が高い方向が前記発熱層のパターン形状の線と異なる向きとなるように構成され、
   前記ベース体から半径方向外方に向かって順に、前記第２接着層と、前記発熱層と、前記第１接着層と、前記離型層と、が配置されていることを特徴とする、トナーを記録媒体上に定着させるための定着装置に用いられるヒートローラ。
2. 請求項１に記載のヒートローラであって、
   前記第１接着層は細長いアルミナを含み、このアルミナの配向方向が前記発熱層のパターン形状の線と異なる向きとなるように配置されていることを特徴とするヒートローラ。
3. 請求項１又は２に記載のヒートローラであって、
   前記第１接着層は、その伝熱性の高い方向が前記発熱層のパターン形状の線と垂直な向きとなるように構成されていることを特徴とするヒートローラ。
4. 請求項１から３までの何れか一項に記載のヒートローラであって、
   前記離型層が前記第１接着層によって前記発熱層に接着されていることを特徴とするヒートローラ。
5. 請求項１から４までの何れか一項に記載のヒートローラであって、
   前記ベース体と前記第２接着層との間に断熱層が介在されていることを特徴とするヒートローラ。
6. 請求項５に記載のヒートローラであって、
   前記第１接着層は前記断熱層よりも高い熱伝導性を有することを特徴とするヒートローラ。
7. 請求項１から６までの何れか一項に記載のヒートローラを備えることを特徴とする定着装置。
8. 請求項７に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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