JPH01157083A - 円筒状加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、トナ一定着用ヒートロールや加熱ヒーター等
の円筒状加熱装置に関し、特にヒートロールや加熱ヒー
ター等の各位置での温度を均一にできるようにしたもの
である。

「従来の技術」 トナ一定着用ヒートロールの加熱手段として。

円筒状基体の外周に抵抗発熱体層を設け、この抵抗発熱
体層に電圧を印加することにより加熱するようにしたも
のがある。

抵抗発熱体層を利用した従来のヒートロールは、円筒状
基体を鉄あるいはアルミニウムにより形成し、軸方向両
端の軸部を鉄により形成している、ヒートロールの加熱
のため抵抗発熱体層を、アルミナと旧−Ｃｒ合金との混
合体、あるいはアルミナ、マグネシアスピネルの１種又
は、２種以上の酸化物とニッケルクロム合金との混合体
等で形成する提案がなされている（特開昭１１１１−１
３４７７８号公報）、シかし、円筒状基体については、
前記の材料が熱膨張係数が小さくて外周に設ける抵抗発
熱体層や絶縁層が損傷しにくく、熱伝導率を良くするた
めに他の材料を使用するという検討はなされていない。

「発明が解決しようとする問題点」 ヒートロールの円筒状基体を鉄あるいはアルミニウムで
形成した従来のヒートロールでは、抵抗発熱体層に電圧
を印加した直後から５分程はヒートロールの軸方向中央
部が両端部より約８℃高くなり、トナ一定着のため通紙
しした場合には、中央部が両端部より約１０℃低くなる
。このようにヒ　゛−トロールの各位置での温度が一定
でないと、トナーの定着が不確実になり、トナー像の鮮
明度が低下するという問題があった。

最近では、ヒートロールの加熱の立ち上りを迅速にし、
しかも連続通紙した場合のトナー像の定着性、鮮明度を
より向上させるため、中央部と両端部との温度差が５℃
以内であることが要求されており、それを満足するヒー
トロールが望まれている。

「問題点を解決するための手段」 本発明は、前記問題点を解消するため、円筒状基体の熱
伝導率を検討して円筒状加熱装置全体での加熱均一性が
得られるようにしたものである。

すなわち本発明は、円筒状基体を銅または銅合金により
形成し、その円筒状基体の外周に絶縁層等を介して抵抗
発熱体層を設けたトナ一定着用ヒートロールや加熱ヒー
ター等の円筒状加熱装置である。

円筒状基体の軸方向両端に設ける軸部は、ステンレスに
より形成し、ヒートロールの両端部から外部に熱が伝達
しにくくするのが望ましい、また一般に、抵抗発熱体層
の内、外周に絶縁層が設けられ、ヒートロールの最外周
にはトナ一定着用の紙が剥離し易いように保護層が設け
られる。

「作用」 上記手段の円筒状加熱装置において、抵抗発熱体層に電
極を介して電圧を印加するとそれ自身が発熱し１円筒状
加熱装置全体を加熱する。この場合、円筒状基体は銅又
は調合金製であって熱伝導が良いので、円筒状加熱装置
をヒートロールとして使用した場合、その加熱の立ち上
がりから５分程は中央部から両端部に熱伝導がおこり、
中央部が両端部より２〜３℃高いのみとなる。ヒートロ
ールについてさらに連続通紙（約５分）した後は、中央
部の熱が定着紙に持っていかれるので両端部より低くな
り易いが、やはり円筒状基体を介しての熱伝導で中央部
は両端部より２〜３℃低いのみである。

円筒状基体の軸方向両端に設ける軸部が５ＵＳ３０４製
であるときは、軸部への熱伝導が少なく、立ち上がり直
後の端部の温度低下を防止できる。

また、銅製の円筒状基体は鉄製より熱膨張率が少し大き
いが、外周に設ける各層は熱膨張係数の大きいセラミッ
クスをつけることにより、それらは損傷しに〈〈なって
いる。

「実施例１」 本発明をヒートロールに適用した実施例を第１２図によ
り説明する。

トナ一定着用ヒートロールは、円筒状基体ｌの外周に、
順次、結合層２、内側絶縁層３、抵抗発熱体層４、外側
絶縁層５．保護層６が設けられ、図示を省略したリング
状電極を介して抵抗発熱体層４に電圧を印加できるよう
になっている。円筒状基体ｌの軸方向両端部に、軸部７
がネジ止めされ、トナ一定着装置本体等に保持可能にな
っている。

円筒状基体ｌは、銅により形成し、その軸方向長さは３
２８ｍ＋ａ、内径１０ｈｍ、外径１０７ｍｍに形成した
。結合層２は、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏにより形成し、抵抗発
熱体層４はＢａ−Ｎｉ−フェライトとニクロムの混合体
を溶射してＯ，Ｉｍ＋ｏの厚さに形成し、内側および外
側絶縁層３，５はアルミナによりそれぞれ０゜３　ｔａ
ｒｓ、　０．１　ｒａｍの厚さに形成し、保護層６はポ
リテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）により０．０２
ｍｍの厚さに形成し、最外周径は１１０　Ｉｌｍにした
。なお軸部７は、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製とした
。

上記ヒートロールを定着装置に組込んで抵抗発熱体層に
１００ｖの電圧を印加し、ヒートロールの加熱状態を立
ち上がり直後、立ち上がり５分後、前記５分後の連続通
紙（約５分）後について、ヒートロールの軸方向端部（
円筒状基体の外端から３０ｍｍの位置）外周と、中央部
外周での温度を測定して第１表に示した。

なお中央部と端部との温度はほぼ直線的に変化するので
、両者の差が最大変位とみることができる。また比較の
ため、円筒状基体および軸部を鉄により形成し、その他
は本実施例と同様に形成し　　□たヒートロールについ
ても同様に測定して第２表に示した。

第１．２表かられかるように、本実施例ではヒートロー
ルの端部と中央部との温度差が立ち上がり直後は４℃、
５分以後は３℃以下となる。これに対し比較例のそれぞ
れの温度差は２０℃、１５℃であり１本実施例の方が比
較例より加熱温度の均一性があることがわかる。

「実施例２」 円筒状基体１を銅と亜鉛との合金により軸方向長さ　３
２８■に形成し、その外周に結合層２、内側絶縁層３、
抵抗発熱体層４（厚さ０．１　ｍｍ）　、外側絶縁層５
．保護層６を形成して外径が３０ｍｍのヒートロールを
作成した。なお本実施例の軸部７も、ステンレス製とし
た。

この実施例についても、発熱抵抗体層に１００Ｖの電圧
を印加し、第１実施例と同様に測定して第３表に示した
。また比較のため、円筒状基体および軸部を鉄により形
成した以外は第２実施例と同一のヒートロールを形成し
て、加熱状態を同様に測定して第４表に示した。

第３．４表から明らかなように、本実施例のヒートロー
ルは、端部と中央部の温度差が５℃以下であり、比較例
のそれが２０℃以上もあり、本実施例の方が加熱温度の
均一性があることがわかる。

なお前記実施例では１円筒状基体の外周に、結合層、内
、外側絶縁層、抵抗発熱体層、保護層を設けたが、各材
料の選択により結合層や内側絶縁層を設けない場合でも
加熱温度の均一性が同様に得られ、また発熱抵抗体の材
料も前記のものに限られるものではない。

前記実施例はヒートロールであったが、前記とほぼ同様
の構成の円筒状加熱装置を、フィルムや食品を加熱する
ための加熱ヒーターとして適用でき、やはり加熱が均一
となってフィルム等を望ましく加熱できる。

「発明の効果」 本発明の円筒状加熱装置は、円筒状基体を熱伝導率のよ
い銅又は銅合金により形成し、その外周に抵抗発熱体層
を設けるようにしたので、それをヒートロールとしであ
るいは加熱ヒーターとして使用したときに、均一性よく
加熱できる。また、円筒状加熱装置に連続して通紙する
ときに、あるいは連続してフィルムを加熱するときに、
紙やフィルムに熱をうばわれて円筒状加熱装置の中央部
が低温になりやすいのを熱伝導により全体をほぼ均一に
保つことができ、トナーの定着を確実にできて、鮮明な
トナー像を得ることができ、あるいはフィルムを適切に
加熱できる。また、ヒートロールとして使用した場合に
、加熱立ち上がり時の温度差が小さい。

さらに、円筒状基体の軸方向両端に設ける軸部をステン
レス製にしているので、軸部への熱伝導が少なく、立ち
上がり直後の端部の温度低下を防止できる。

なお銅製の円筒状基体は鉄製より熱膨張率が少し大きい
が、外周に設ける各層は熱膨張係数の大きいセラミック
スをつけることにより、それらは損傷しにくくなってい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のトナ一定着用ヒートロールの一部破断
断面図、第２図はヒートロールの部分拡大断面図である
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒状基体の外周に抵抗発熱体層を設け、抵抗発
   熱体層に電極を介して電圧を印加することにより発熱さ
   せるようにした円筒状加熱装置において、円筒状基体を
   銅又は銅合金により形成したことを特徴とする円筒状加
   熱装置。
2. （２）円筒状加熱装置の両端軸部を、ステンレスにより
   形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の円筒状加熱装置。