JPH06110348A - ヒートローラ - Google Patents
ヒートローラInfo
- Publication number
- JPH06110348A JPH06110348A JP26165492A JP26165492A JPH06110348A JP H06110348 A JPH06110348 A JP H06110348A JP 26165492 A JP26165492 A JP 26165492A JP 26165492 A JP26165492 A JP 26165492A JP H06110348 A JPH06110348 A JP H06110348A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating element
- element pattern
- heat roller
- base body
- roller
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Control Of Resistance Heating (AREA)
- Fixing For Electrophotography (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ヒートローラの立ち上がり時間を短縮させ
る。 【構成】 このヒートローラは、円筒状のガラス製基体
１と、ガラス製基体１の表面に形成された発熱体パター
ン２と、発熱体パターン２を被覆する絶縁層３とを備え
ている。
る。 【構成】 このヒートローラは、円筒状のガラス製基体
１と、ガラス製基体１の表面に形成された発熱体パター
ン２と、発熱体パターン２を被覆する絶縁層３とを備え
ている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ヒートローラ、特に複
写機等に用いられるトナー定着装置用のヒートローラに
関する。
写機等に用いられるトナー定着装置用のヒートローラに
関する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】一般に、複写機等に用いら
れるトナー定着装置は、ヒートローラと、このヒートロ
ーラに圧接されるシリコンゴム製のプレッシャーローラ
とから構成されている。そして、ヒートローラとプレッ
シャーローラとの間にトナー像が転写された用紙を通過
させ、これをヒートローラにより加熱することによって
用紙上のトナー像を定着させる。
れるトナー定着装置は、ヒートローラと、このヒートロ
ーラに圧接されるシリコンゴム製のプレッシャーローラ
とから構成されている。そして、ヒートローラとプレッ
シャーローラとの間にトナー像が転写された用紙を通過
させ、これをヒートローラにより加熱することによって
用紙上のトナー像を定着させる。
【０００３】上記のようなヒートローラは、一般に、中
空のアルミローラの内部に棒状ハロゲンランプを設置
し、この棒状ハロゲンランプを発熱させてローラ全体を
加熱するようにしている。しかし、被加熱体であるアル
ミローラとハロゲンランプとの間に空気層が介在してい
るため、加熱効率が悪く、立ち上がりに時間がかかる等
の問題がある。
空のアルミローラの内部に棒状ハロゲンランプを設置
し、この棒状ハロゲンランプを発熱させてローラ全体を
加熱するようにしている。しかし、被加熱体であるアル
ミローラとハロゲンランプとの間に空気層が介在してい
るため、加熱効率が悪く、立ち上がりに時間がかかる等
の問題がある。
【０００４】そこで、セラミックスからなる円筒状の基
体の外表面にタングステン、モリブデン、マンガン等の
発熱体パターンを印刷あるいは溶射等により被着させた
ヒートローラが提案されている。このようなヒートロー
ラでは、ローラ表面で熱が発生することになり、加熱効
率が高まる。しかし、処理の迅速化を図るため、より短
い立ち上がり時間の実現が望まれている。
体の外表面にタングステン、モリブデン、マンガン等の
発熱体パターンを印刷あるいは溶射等により被着させた
ヒートローラが提案されている。このようなヒートロー
ラでは、ローラ表面で熱が発生することになり、加熱効
率が高まる。しかし、処理の迅速化を図るため、より短
い立ち上がり時間の実現が望まれている。
【０００５】本発明の目的は、ヒートローラの立ち上が
り時間を短縮することにある。
り時間を短縮することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係るヒートロー
ラは、円筒状のガラス製基体と、ガラス製基体の表面に
形成された発熱体パターンと、発熱体パターンを被覆す
る絶縁層とを備えている。
ラは、円筒状のガラス製基体と、ガラス製基体の表面に
形成された発熱体パターンと、発熱体パターンを被覆す
る絶縁層とを備えている。
【０００７】
【作用】本発明に係るヒートローラでは、円筒状のガラ
ス製基体の表面に発熱体パターンが形成されている。基
体を構成するガラスは従来のセラミックスより熱伝導率
が低いので、基体の表面で発生した熱がローラの内部に
逃げるのを抑えることができる。したがって、ヒートロ
ーラの表面の加熱効率が向上し、立ち上がり時間が短縮
される。
ス製基体の表面に発熱体パターンが形成されている。基
体を構成するガラスは従来のセラミックスより熱伝導率
が低いので、基体の表面で発生した熱がローラの内部に
逃げるのを抑えることができる。したがって、ヒートロ
ーラの表面の加熱効率が向上し、立ち上がり時間が短縮
される。
【０００８】
【実施例】本発明の一実施例によるヒートローラを図１
及び図２に示す。このヒートローラは、円筒状の基体１
と、基体１の表面に形成された発熱体パターン２と、発
熱体パターン２を被覆する絶縁層３とから構成されてい
る。発熱体パターン２はローラの軸方向に沿って形成さ
れており、円周方向に所定の間隔で配置されている。ま
た、基体１の両端部には、全周にわたって電極パターン
４が形成されており、発熱体パターン２の両端は、それ
ぞれ電極パターン４に接続されている。なお、絶縁層３
は電極パターン４上には形成されていない。
及び図２に示す。このヒートローラは、円筒状の基体１
と、基体１の表面に形成された発熱体パターン２と、発
熱体パターン２を被覆する絶縁層３とから構成されてい
る。発熱体パターン２はローラの軸方向に沿って形成さ
れており、円周方向に所定の間隔で配置されている。ま
た、基体１の両端部には、全周にわたって電極パターン
４が形成されており、発熱体パターン２の両端は、それ
ぞれ電極パターン４に接続されている。なお、絶縁層３
は電極パターン４上には形成されていない。
【０００９】基体１は、発熱体パターン２を形成する抵
抗体ペーストの焼き付け温度より高い軟化温度及び歪点
温度を有する絶縁製ガラス材料から構成されている。こ
のようなガラス材料としては、例えば石英ガラス、硼珪
酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス等が例示できる。ガラス
材料は、一般に、熱伝導率がセラミックスに比較して小
さく、例えば、セラミックス材料であるアルミナが１
６．７５Ｗ／ｍ・Ｋに対し石英ガラスは１．３４９Ｗ／
ｍ・Ｋである。基体１の材料は、熱伝導率が０．１５Ｗ
／ｍ・Ｋ以下のガラス材料が望ましい。また、基体１の
肉厚は、強度を維持するために１ｍｍ以上に設定するの
が好ましい。
抗体ペーストの焼き付け温度より高い軟化温度及び歪点
温度を有する絶縁製ガラス材料から構成されている。こ
のようなガラス材料としては、例えば石英ガラス、硼珪
酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス等が例示できる。ガラス
材料は、一般に、熱伝導率がセラミックスに比較して小
さく、例えば、セラミックス材料であるアルミナが１
６．７５Ｗ／ｍ・Ｋに対し石英ガラスは１．３４９Ｗ／
ｍ・Ｋである。基体１の材料は、熱伝導率が０．１５Ｗ
／ｍ・Ｋ以下のガラス材料が望ましい。また、基体１の
肉厚は、強度を維持するために１ｍｍ以上に設定するの
が好ましい。
【００１０】発熱体パターン２及び電極パターン４は、
酸化ルテニウムからなる発熱抵抗体で構成されている。
酸化ルテニウムの焼き付け温度は約５８０℃であり、例
えば、石英ガラスの軟化点（１６５０℃）及び歪点温度
（１０７０℃）に比べて低いため、ガラス製基体１の表
面に印刷，焼き付けが可能である。絶縁層３は、耐熱性
を有し（耐熱温度２００℃以上）、発熱体パターン２と
密着性に優れるとともにトナーとの離型性に優れた絶縁
性樹脂材料で構成されている。このように樹脂材料とし
ては、例えばシリコン、ポリテトラフロロエチレン（Ｐ
ＴＦＥ）、パーフロロアルコキシ（ＰＦＡ）、フロリネ
ートエチレンプロピレン（ＦＥＰ）、エチレンテトラフ
ロロエチレン（ＥＴＦＥ）等が例示できる。また、同様
の樹脂材料からなる熱収縮チューブを用いてもよい。こ
の場合には、その厚みは１ｍｍ以下が望ましい。
酸化ルテニウムからなる発熱抵抗体で構成されている。
酸化ルテニウムの焼き付け温度は約５８０℃であり、例
えば、石英ガラスの軟化点（１６５０℃）及び歪点温度
（１０７０℃）に比べて低いため、ガラス製基体１の表
面に印刷，焼き付けが可能である。絶縁層３は、耐熱性
を有し（耐熱温度２００℃以上）、発熱体パターン２と
密着性に優れるとともにトナーとの離型性に優れた絶縁
性樹脂材料で構成されている。このように樹脂材料とし
ては、例えばシリコン、ポリテトラフロロエチレン（Ｐ
ＴＦＥ）、パーフロロアルコキシ（ＰＦＡ）、フロリネ
ートエチレンプロピレン（ＦＥＰ）、エチレンテトラフ
ロロエチレン（ＥＴＦＥ）等が例示できる。また、同様
の樹脂材料からなる熱収縮チューブを用いてもよい。こ
の場合には、その厚みは１ｍｍ以下が望ましい。
【００１１】ヒートローラの両端には、電極パターン４
を覆うようにキャップ５が連結される。一方のキャップ
５は、ヒートローラと回転不能に係合しており、軸６を
介して駆動ギヤ７に連結されている。また、キャップ５
の内周面は電極パターン４と電気的に接続されており、
外周面には摺動電極８が接触可能である。なお、キャッ
プ５を基体１に固定する方法としては、銀等の良導性金
属を含有する導電性接着剤を用いたり、発熱体パターン
２及び電極パターン４と同じペーストを用いて同時に焼
き付けたり、あるいは導電部にメッキまたは金属層を焼
き付けてロウ材により固定する等が考えられる。キャッ
プ５としては、耐熱性，電気伝導度の大きいものが望ま
しく、例えば、銅、アルミニウム、真鍮等が用いられ
る。
を覆うようにキャップ５が連結される。一方のキャップ
５は、ヒートローラと回転不能に係合しており、軸６を
介して駆動ギヤ７に連結されている。また、キャップ５
の内周面は電極パターン４と電気的に接続されており、
外周面には摺動電極８が接触可能である。なお、キャッ
プ５を基体１に固定する方法としては、銀等の良導性金
属を含有する導電性接着剤を用いたり、発熱体パターン
２及び電極パターン４と同じペーストを用いて同時に焼
き付けたり、あるいは導電部にメッキまたは金属層を焼
き付けてロウ材により固定する等が考えられる。キャッ
プ５としては、耐熱性，電気伝導度の大きいものが望ま
しく、例えば、銅、アルミニウム、真鍮等が用いられ
る。
【００１２】摺動電極８は導電性材料からなる板状の電
極であり、一端部がそれぞれキャップ５の外周面に摺動
可能に当接するよう図示しない複写機本体のフレームに
固定されている。摺動電極８の他端部は、図示しない外
部電源に電気的に接続されている。次に、前述のヒート
ローラの製造方法の一例を説明する。
極であり、一端部がそれぞれキャップ５の外周面に摺動
可能に当接するよう図示しない複写機本体のフレームに
固定されている。摺動電極８の他端部は、図示しない外
部電源に電気的に接続されている。次に、前述のヒート
ローラの製造方法の一例を説明する。
【００１３】基体１は、例えばアルミノ珪酸塩ガラスで
形成する。この場合は、ＳｉＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、
ＮａＯ等からなるアルミノ珪酸塩ガラスを溶融し、この
ガラスを円筒状に成形し冷却する。次に、基体の外周面
を切削加工等により所定の曲率半径の真円状とする。次
に、基体１の表面に酸化ルテニウムからなる発熱体パタ
ーン２及び電極パターン４を形成する。この場合は、酸
化ルテニウムの粉末及びガラス粉末に適当なバインダ
ー、溶剤を添加混合して得られた抵抗体ペーストを周知
のスクリーン印刷法等を用いた厚膜手法により印刷塗布
し、これを窒素雰囲気中約５８０℃の温度で焼き付けて
基体１の表面に被着形成する。
形成する。この場合は、ＳｉＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、
ＮａＯ等からなるアルミノ珪酸塩ガラスを溶融し、この
ガラスを円筒状に成形し冷却する。次に、基体の外周面
を切削加工等により所定の曲率半径の真円状とする。次
に、基体１の表面に酸化ルテニウムからなる発熱体パタ
ーン２及び電極パターン４を形成する。この場合は、酸
化ルテニウムの粉末及びガラス粉末に適当なバインダ
ー、溶剤を添加混合して得られた抵抗体ペーストを周知
のスクリーン印刷法等を用いた厚膜手法により印刷塗布
し、これを窒素雰囲気中約５８０℃の温度で焼き付けて
基体１の表面に被着形成する。
【００１４】次に、基体１の表面で発熱体パターン２が
被着された部分に前述の絶縁性を有する耐熱性樹脂から
なる絶縁層３を形成する。この絶縁層３は、トナーがロ
ーラ表面に被着するのを防止するために形成されるもの
である。この絶縁層３の厚みは、４μｍ未満では発熱体
パターン２が露出し易いので耐磨耗性がなく寿命が短く
なる。また、厚みが１０００μｍを超えると発熱体パタ
ーン２の熱が良好に用紙に伝達されない。したがって、
絶縁層３の厚みは４〜１０００μｍの範囲が好ましい。
被着された部分に前述の絶縁性を有する耐熱性樹脂から
なる絶縁層３を形成する。この絶縁層３は、トナーがロ
ーラ表面に被着するのを防止するために形成されるもの
である。この絶縁層３の厚みは、４μｍ未満では発熱体
パターン２が露出し易いので耐磨耗性がなく寿命が短く
なる。また、厚みが１０００μｍを超えると発熱体パタ
ーン２の熱が良好に用紙に伝達されない。したがって、
絶縁層３の厚みは４〜１０００μｍの範囲が好ましい。
【００１５】絶縁層３を形成する場合には、発熱体パタ
ーン２が表面に形成された基体１に耐熱樹脂粉末（例え
ば、ポリテトラフロロエチレン）を静電気力により被着
させ、これを約４００℃の温度で焼き付けることにより
被着する。また、この絶縁層３は、基体１の直径より若
干大きな直径を有する耐熱樹脂（例えば、ポリテトラフ
ロロエチレン）の熱収縮チューブを被せ、これに約１０
０℃の温度で加熱することによって基体１の表面に被着
させて形成することもできる。
ーン２が表面に形成された基体１に耐熱樹脂粉末（例え
ば、ポリテトラフロロエチレン）を静電気力により被着
させ、これを約４００℃の温度で焼き付けることにより
被着する。また、この絶縁層３は、基体１の直径より若
干大きな直径を有する耐熱樹脂（例えば、ポリテトラフ
ロロエチレン）の熱収縮チューブを被せ、これに約１０
０℃の温度で加熱することによって基体１の表面に被着
させて形成することもできる。
【００１６】以上のようにして得られたヒートローラを
用いたトナー定着装置及びその周辺部分の構成を図３に
示す。図３において、ヒートローラ１０の下方にはプレ
ッシャーローラ１１が配置されている。プレッシャーロ
ーラ１１は、ヒートローラ１０に圧接しており、両ロー
ラ１０，１１の間に用紙Ｐを挟んで図３の右方向から左
方向へ搬送する。このとき、用紙Ｐの表面に形成された
トナー像が加熱圧着され定着される。定着された用紙Ｐ
は、搬出ローラ１２，１３によって装置外部に排出され
る。 〔実験例〕前記実施例において、基体１の材料，寸法及
び発熱体パターン２の材料を表１のように設定し、ヒー
トローラを製造した。得られたヒートローラについてそ
れぞれの立ち上がり時間を調べた結果を表１に示す。立
ち上がり時間は、それぞれの発熱体に５００Ｗを印加
し、ヒートローラの表面が室温から２１０℃まで上昇す
るのに要する時間を測定した。
用いたトナー定着装置及びその周辺部分の構成を図３に
示す。図３において、ヒートローラ１０の下方にはプレ
ッシャーローラ１１が配置されている。プレッシャーロ
ーラ１１は、ヒートローラ１０に圧接しており、両ロー
ラ１０，１１の間に用紙Ｐを挟んで図３の右方向から左
方向へ搬送する。このとき、用紙Ｐの表面に形成された
トナー像が加熱圧着され定着される。定着された用紙Ｐ
は、搬出ローラ１２，１３によって装置外部に排出され
る。 〔実験例〕前記実施例において、基体１の材料，寸法及
び発熱体パターン２の材料を表１のように設定し、ヒー
トローラを製造した。得られたヒートローラについてそ
れぞれの立ち上がり時間を調べた結果を表１に示す。立
ち上がり時間は、それぞれの発熱体に５００Ｗを印加
し、ヒートローラの表面が室温から２１０℃まで上昇す
るのに要する時間を測定した。
【００１７】
【表１】
【００１８】表１から、基体１の材質をセラミックスか
らガラス材料に変えることにより立ち上がり時間が約１
／４に短縮されることがわかる。 〔他の実施例〕前記実施例では、基体１の端面に全周に
わたって電極パターン４を形成したが、図４に示すよう
に、円周方向に所定の間隔で電極パターン１５を形成し
てもよい。
らガラス材料に変えることにより立ち上がり時間が約１
／４に短縮されることがわかる。 〔他の実施例〕前記実施例では、基体１の端面に全周に
わたって電極パターン４を形成したが、図４に示すよう
に、円周方向に所定の間隔で電極パターン１５を形成し
てもよい。
【００１９】図４に示す例では、１つの電極パターン１
５に接続された２つの発熱体パターン２は、それぞれ対
向する側の電極パターン１５の隣り合う電極パターンに
それぞれ接続されている。このようにして、両端のそれ
ぞれの電極パターンは、発熱体パターン２によって相互
に接続されている。この場合には、ヒートローラの発熱
体パターンのうちの用紙と当接する部分のみを発熱さ
せ、他のトナー像の定着に寄与しない発熱体パターンの
発熱を抑えることができる。このため、消費電力が少な
くなる。
５に接続された２つの発熱体パターン２は、それぞれ対
向する側の電極パターン１５の隣り合う電極パターンに
それぞれ接続されている。このようにして、両端のそれ
ぞれの電極パターンは、発熱体パターン２によって相互
に接続されている。この場合には、ヒートローラの発熱
体パターンのうちの用紙と当接する部分のみを発熱さ
せ、他のトナー像の定着に寄与しない発熱体パターンの
発熱を抑えることができる。このため、消費電力が少な
くなる。
【００２０】
【発明の効果】本発明に係るヒートローラでは、ガラス
製基体の表面に発熱体パターンが形成されており、従来
のセラミックの基体より熱伝導率が小さい。このため、
発熱体パターンで発熱する熱がローラ内側へ逃げるのを
少なくでき、ヒートローラ表面の加熱効率が向上し、立
ち上がり時間が短縮される。
製基体の表面に発熱体パターンが形成されており、従来
のセラミックの基体より熱伝導率が小さい。このため、
発熱体パターンで発熱する熱がローラ内側へ逃げるのを
少なくでき、ヒートローラ表面の加熱効率が向上し、立
ち上がり時間が短縮される。
【図１】本発明の一実施例によるヒートローラの斜視
図。
図。
【図２】前記ヒートローラの要部斜視図。
【図３】前記ヒートローラを用いたトナー定着装置の概
略構成図。
略構成図。
【図４】他の実施例によるヒートローラの斜視図。
【符号の説明】 １ 基体 ２ 発熱体パターン ３ 絶縁層
Claims (1)
- 【請求項１】円筒状のガラス製基体と、 前記ガラス製基体の表面に形成された発熱体パターン
と、 前記発熱体パターンを被覆する絶縁層と、を備えたヒー
トローラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26165492A JPH06110348A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | ヒートローラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26165492A JPH06110348A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | ヒートローラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06110348A true JPH06110348A (ja) | 1994-04-22 |
Family
ID=17364915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26165492A Pending JPH06110348A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | ヒートローラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06110348A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0642064A2 (en) * | 1993-09-03 | 1995-03-08 | Mita Industrial Co., Ltd. | Heat fixing apparatus |
| EP0777161A2 (en) * | 1995-11-28 | 1997-06-04 | Hewlett-Packard Company | Instant-on fuser roller structure |
| WO2017026254A1 (ja) * | 2015-08-07 | 2017-02-16 | 住友電気工業株式会社 | 自己発熱型定着ローラ |
| US10209655B2 (en) | 2016-04-28 | 2019-02-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Film for use in fixing device and fixing device with film |
| US10852677B2 (en) | 2016-05-31 | 2020-12-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Film used for fixing device and fixing device including the film |
-
1992
- 1992-09-30 JP JP26165492A patent/JPH06110348A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0642064A2 (en) * | 1993-09-03 | 1995-03-08 | Mita Industrial Co., Ltd. | Heat fixing apparatus |
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| EP0777161A3 (en) * | 1995-11-28 | 1998-06-03 | Hewlett-Packard Company | Instant-on fuser roller structure |
| WO2017026254A1 (ja) * | 2015-08-07 | 2017-02-16 | 住友電気工業株式会社 | 自己発熱型定着ローラ |
| JP2017037153A (ja) * | 2015-08-07 | 2017-02-16 | 住友電気工業株式会社 | 自己発熱型定着ローラ |
| US20170343930A1 (en) * | 2015-08-07 | 2017-11-30 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Self-heating fuser roller |
| US10365593B2 (en) | 2015-08-07 | 2019-07-30 | Sumitomo Electric Industries, Inc. | Self-heating fuser roller |
| US10209655B2 (en) | 2016-04-28 | 2019-02-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Film for use in fixing device and fixing device with film |
| US10852677B2 (en) | 2016-05-31 | 2020-12-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Film used for fixing device and fixing device including the film |
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