JPH0121597B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は加熱用のロールヒータに関する。

従来、複写機のトナー定着用ヒータとしては、
第１図に示すように回転するヒートロール１内に
設置したハロゲンランプヒータ２によつてヒート
ロールを加熱し、ヒートロールと押えロール（図
示せず）との間にトナー定着用のコピー紙を通過
させながら加熱したトナーをコピー上の表面に定
着させる方式があつた。

しかし、この方式は複写機のスイツチ投入時に
於いて、ヒートロールが所要の温度に達する迄、
即ちウオームアツプタイムが３〜５分もかかり極
めて非能率的であつた。これは複写機のスイツチ
が投入されると、先ずハロゲンランプヒータが点
灯し、ハロゲンランプ自身を加熱しながら赤外線
によつて外周の金属パイプを加熱する傍熱式であ
つて、パイプ表面が所要の温度に達してコピー紙
にトナーの定着が可能となる迄の時間、即ちウオ
ームアツプタイムが長かつた。それ故、複写機の
スイツチは不使用中も入れた侭にしておくか、所
要温度よりやや低い温度に常時保持し、ウオーム
アツプタイムを短かくして使用する余熱方式を採
用しているものが多く、何れにしてもコピー不使
用時も電気を消費する欠点があつた。

更に、紙、プラスチツクフイルム、金属箔等を
加熱してラミネート接着に使用したり、加熱乾燥
等に使用する一般産業用ヒートロールは金属棒を
回転ロールとし、金属棒の長さ方向に長孔をあけ
て棒状ヒータを埋設し、ヒートロールに対して押
えロールを密接させて平行に設け、両ロール間に
被加工物を通過させて使用するものもあつた。

このように従来のヒートロールは、印加電圧に
もよるがスイツチ投入後10〜30分経過しないと使
用できない為、使用しない時でもスイツチを投入
したままで電力を無駄に消費する場合が多かつ
た。

本発明はかかる従来の欠点に鑑みてなされたも
ので、ヒートロールのウオームアツプタイムを短
縮し、スイツチ投入後、短時間で使用出来るよう
にすることを目的とするものである。

本発明の第１実施例を第２図に基づいて説明す
ると、１１は厚さ1.2mm、長さ300mm、直径40φを
アルミ合金又は鉄製の薄肉製の金属パイプで形成
し、両端面に金属製のキヤツプ１５を夫々固着し
たヒートロールである。このヒートロールの内周
面には、0.3mm厚のシリコンゴム等の耐熱絶縁材
からなる第１絶縁層１２を接着し、第１絶縁層の
上面にはニクロム等の金属箔、導電性プラスチツ
ク、導電性ゴム又は導電性布状シート等で所要の
パターンと抵抗を得るように形成した面状発熱体
１３を接着し、該面状発熱体の上面に0.3mm厚の
シリコンゴム等の耐熱絶縁材からなる第２絶縁層
１４を接着してある。

感熱素子としては、例えばサーミスタ１９を使
用し、ヒートロール１１の内周面に直接或いは間
接的に接着することでヒートロール温度を検出し
て温度調整を行うことが出来る。このヒートロー
ルの中心に、一端をモータ（図示せず）に連結し
た回転軸１６を挿通して軸着してある。

１７は回転軸１６に軸着したスリツプリングな
どからなる給電部で、発熱体１３とリード線１８
を接続してある。

ロールヒータを所要温度、例えば180℃に到達
させるウオームアツプ時間TW（秒）は、次式に
よる。

TW＝3600VDCΔT／860P ここでＶはロール発熱部全体の体積（リツト
ル）、Ｄは平均密度、Ｃは平均比熱、ΔTは所要
上昇温度、Ｐはヒータ電力（KW）である。本実
施例ではロールヒータの厚みは約1.2mmである。
又、金属パイプはヒートロールとしての強度を有
しながら可能な限り薄く軽量としたため、ヒート
ロール単体が20℃から180℃迄のウオームアツプ
タイムは約30秒であつた。

実際上、ヒートロール１１とコピー紙の密着性
を向上させ、熱伝達を良くして定着性を高めるた
めの押えロールがヒートロールに接触して取付け
られているので、ウオームアツプ時間は若干長く
なる。因みに省電力の観点からウオームアツプは
約30秒以内であることが望ましい。

ヒートロール１１の表面には、シリコンゴム、
弗素樹脂、テフロン等の非粘着性物質からなる表
面層２０を被着させることで、トナーその他の物
に対して非粘着となる。

第３，４図において中空のヒートロール１１の
内部に挿通させた回転軸１６に対し、角度を付し
て設けた複数の切込を立上がらせて、複数の羽根
３２と切欠孔３５とを設けた撹拌板３３をヒート
ロール１１内の回転軸１１に取付け、ヒートロー
ルを回転させることによつて内部の空気を効率良
く撹拌し、ヒートロール温度を均一化してヒート
ロールの部分的加熱を防止することができる。こ
れはコピー紙のサイズがロール巾より小さく、長
時間コピーしている時にコピー紙に接触しない部
分が生じ、その部分の温度上昇によるヒートロー
ルの過熱を防止できる。

撹拌板３３は、回転軸１６に対して複数の羽根
３２の向きを傾斜させたことにより空気を撹拌
し、さらに複数の切欠孔３１を設けたことによつ
てヒートロール内の空気は、撹拌板３２の内外を
通つてより効果的に空気を撹拌することができる
ものである。

尚、金属パイプからなるヒートロールの内周面
に接着した0.31mmのシリコンゴム製の第１絶縁層
の上に、ステンレス箔による面状発熱体１３を接
着し、その上に接着する0.1mm厚のガラスクロス
入りシリコンゴム製の第２絶縁層は、必ずしも必
要ではない。即ち第１絶縁層は帯電圧等による安
全上の最低限の厚さを要するが、第２絶縁層は金
属箔による面状発熱体を第１絶縁層に単に接着し
ておく目的のためにあるので、第１絶縁層よりも
薄くするか或いは省略することで熱容量を小さく
し、ウオームアツプタイムを小さくすることがで
きる。

尚、本実施例では複写機用について説明した
が、紙、プラスチツクフイルム、金属箔のラミネ
ート用の加熱器又はその他一般の産業用加熱ロー
ル用にも応用することができる。

以上の如く、本発明はヒートロールを形成す金
属パイプの内面に第１絶縁層を介して面状発熱体
を接着することで直接加熱方式とすると共に、ロ
ール全体の厚さを薄くして軽量化を図つて熱容量
を小さくしたため、ヒートロールのウオームアツ
プタイムを著しく短縮出来ると共に電力を節約で
き、またヒートロール内に設置した撹拌板は複数
の羽根と切欠孔を設けたためヒートロール内の空
気を効率的に撹拌させて温度の均一化を図り、ヒ
ートロールの部分的な過熱を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のヒートロールの断面図、第２図
は本発明の実施例を示すもので一部省略した断面
図、第３図はヒートロールと撹拌板との関係を示
す一部省略した断面図、第４図は撹拌板の斜視図
である。 １１……ヒートロール、１２……第１絶縁層、
１３……面状発熱体、１６……回転軸、１７……
給電部、２０……表面層、３１……切欠孔、３２
……羽根、３３……撹拌板31。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属パイプの両端に夫々キヤツプを取付けた
   ヒートロールを回転軸に軸着し、ヒートロールの
   内周面に第１絶縁層を介して面状発熱体を接着す
   ると共に温度センサーを設置し、ヒートロール外
   の回転軸に面状発熱体と電気的に接続する給電部
   を設け、ヒートロールの外周面には非粘着性物質
   から成る表面層を形成し、回転軸に対して斜状に
   設けた複数の切込を立上がらせて複数の立上部と
   切欠孔を有する撹拌板をヒートロール内の回転軸
   に取付けたロールヒータ。