JPH06236120A - 熱定着装置 - Google Patents
熱定着装置Info
- Publication number
- JPH06236120A JPH06236120A JP2028193A JP2028193A JPH06236120A JP H06236120 A JPH06236120 A JP H06236120A JP 2028193 A JP2028193 A JP 2028193A JP 2028193 A JP2028193 A JP 2028193A JP H06236120 A JPH06236120 A JP H06236120A
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- Japan
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- heating element
- heat
- endless belt
- belt
- heat radiating
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ベルト式熱定着装置において、構成が簡単で
信頼性の高いＰＴＣ発熱体を得る。 【構成】 ＰＴＣ発熱体チツプ９を熱伝導性と潤滑性の
良いジルコニア強化アルミナセラミクス放熱板１２に熱
伝導性の良い接着剤により接着して放熱面とし、通電用
電線１３とともに断熱材ホルダ１４の凹部に嵌合する。
信頼性の高いＰＴＣ発熱体を得る。 【構成】 ＰＴＣ発熱体チツプ９を熱伝導性と潤滑性の
良いジルコニア強化アルミナセラミクス放熱板１２に熱
伝導性の良い接着剤により接着して放熱面とし、通電用
電線１３とともに断熱材ホルダ１４の凹部に嵌合する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真記録装置等に
おける熱定着装置に関するものである。
おける熱定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子写真記録装置等において、加熱溶融
性の樹脂等からなるトナーを記録材に永久固着させるた
めに不可欠な熱定着器には、所定の温度に維持された加
熱ローラと、弾性層を有して前記加熱ローラに圧接する
加圧ローラとによつて、未定着のトナー画像が形成され
た記録材を挟持搬送しつつ加熱するヒートローラ定着方
式が多用されている。しかしながら、この方式には、稼
動開始までの時間（定着可能温度に達するまでの昇温時
間）が長く、消費電力が大きい等の欠点があり、これら
が電子写真記録装置全体に悪い影響を及ぼしている。
性の樹脂等からなるトナーを記録材に永久固着させるた
めに不可欠な熱定着器には、所定の温度に維持された加
熱ローラと、弾性層を有して前記加熱ローラに圧接する
加圧ローラとによつて、未定着のトナー画像が形成され
た記録材を挟持搬送しつつ加熱するヒートローラ定着方
式が多用されている。しかしながら、この方式には、稼
動開始までの時間（定着可能温度に達するまでの昇温時
間）が長く、消費電力が大きい等の欠点があり、これら
が電子写真記録装置全体に悪い影響を及ぼしている。
【０００３】そこで、これらの欠点がないベルト定着方
式が種々提案されている。このベルト定着方式は、加熱
体からベルトを介して記録材に熱エネルギーを与える方
式で、ヒートローラ方式に比べ熱効率が良く、ウオーム
アツプタイムや消費電力を小さくできる利点を有してい
る。
式が種々提案されている。このベルト定着方式は、加熱
体からベルトを介して記録材に熱エネルギーを与える方
式で、ヒートローラ方式に比べ熱効率が良く、ウオーム
アツプタイムや消費電力を小さくできる利点を有してい
る。
【０００４】このベルト定着方式における加熱体として
は、厚膜ヒータ、ハロゲンランプ、正の抵抗温度特性を
有するＰＴＣ発熱体等が考案されている。これらの加熱
体の中で、ＰＴＣ発熱体は、ＰＴＣ発熱体材料に応じた
固有の温度（キユリー温度）に達すると急激に抵抗値が
増大して通電電流が減少するため、発熱が抑制される自
己温度制御性を持つている。従つて、厚膜ヒータやハロ
ゲンランプヒータのように加熱体の温度検出および制御
電源が不要となり、装置構成を簡略化することができ
る。
は、厚膜ヒータ、ハロゲンランプ、正の抵抗温度特性を
有するＰＴＣ発熱体等が考案されている。これらの加熱
体の中で、ＰＴＣ発熱体は、ＰＴＣ発熱体材料に応じた
固有の温度（キユリー温度）に達すると急激に抵抗値が
増大して通電電流が減少するため、発熱が抑制される自
己温度制御性を持つている。従つて、厚膜ヒータやハロ
ゲンランプヒータのように加熱体の温度検出および制御
電源が不要となり、装置構成を簡略化することができ
る。
【０００５】しかしながら、ＰＴＣ発熱体をベルト式熱
定着装置に用いる場合、発熱量を有効に利用できないと
いう問題点を生じる。これは、ピンチ効果と呼ばれる現
象によるもので、ＰＴＣ発熱体内部に温度分布を生じる
と、温度の高い部分の抵抗値が高いために、電流量が制
限され発熱量が低下してしまう。即ち、記録材通過時に
ＰＴＣ発熱体の放熱面の温度が急激に低下した場合、Ｐ
ＴＣ発熱体それ自身の熱伝導性の悪さから発熱体内部に
温度分布が生じてしまう。その時、放熱面以外の温度は
キユリー温度になつているので、その部分の抵抗値は増
大したままであり電流値を制限してしまう。その結果、
発熱量も減少したままとなり、放熱面の温度低下を補う
ことができず結果的に十分な熱量を記録材に供給できな
くなる。また、ＰＴＣ発熱体の支持材の熱変形により、
発熱体の放熱面とベルトとの熱的接触が均一でなくなつ
たり、或いはＰＴＣ発熱体とそれに電流を供給する電極
との接触不良が生じアークが発生して発熱体を破損する
という問題を生じる。
定着装置に用いる場合、発熱量を有効に利用できないと
いう問題点を生じる。これは、ピンチ効果と呼ばれる現
象によるもので、ＰＴＣ発熱体内部に温度分布を生じる
と、温度の高い部分の抵抗値が高いために、電流量が制
限され発熱量が低下してしまう。即ち、記録材通過時に
ＰＴＣ発熱体の放熱面の温度が急激に低下した場合、Ｐ
ＴＣ発熱体それ自身の熱伝導性の悪さから発熱体内部に
温度分布が生じてしまう。その時、放熱面以外の温度は
キユリー温度になつているので、その部分の抵抗値は増
大したままであり電流値を制限してしまう。その結果、
発熱量も減少したままとなり、放熱面の温度低下を補う
ことができず結果的に十分な熱量を記録材に供給できな
くなる。また、ＰＴＣ発熱体の支持材の熱変形により、
発熱体の放熱面とベルトとの熱的接触が均一でなくなつ
たり、或いはＰＴＣ発熱体とそれに電流を供給する電極
との接触不良が生じアークが発生して発熱体を破損する
という問題を生じる。
【０００６】そこで本発明者らは、ＰＴＣ発熱体をベル
ト式定着装置に用いた場合に生じるこれらの電気的、熱
的問題を解決し特許出願した（特願平４−１１７１６７
号）。即ち、ＰＴＣ発熱体と放熱板とを薄くして熱伝導
性の良い接着剤で接着することによつて熱容量を小さく
すると共に、ＰＴＣ発熱体内部の温度分布を一様にして
ＰＴＣ発熱体のピンチ効果を防いでいる。また、弾性体
を有するホルダの凹部に断熱性の電気絶縁材料を介在さ
せて発熱体を嵌合することで、電気的、熱的接触性の問
題を解決している。またさらに、ホルダを断熱性の材料
とし、ＰＴＣ発熱体の放熱面以外を覆うことで、発熱体
の熱効率を大幅に改善している。
ト式定着装置に用いた場合に生じるこれらの電気的、熱
的問題を解決し特許出願した（特願平４−１１７１６７
号）。即ち、ＰＴＣ発熱体と放熱板とを薄くして熱伝導
性の良い接着剤で接着することによつて熱容量を小さく
すると共に、ＰＴＣ発熱体内部の温度分布を一様にして
ＰＴＣ発熱体のピンチ効果を防いでいる。また、弾性体
を有するホルダの凹部に断熱性の電気絶縁材料を介在さ
せて発熱体を嵌合することで、電気的、熱的接触性の問
題を解決している。またさらに、ホルダを断熱性の材料
とし、ＰＴＣ発熱体の放熱面以外を覆うことで、発熱体
の熱効率を大幅に改善している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ＰＴＣ発熱
体の従来の構造は、発熱体から熱量を取り出す放熱面に
熱伝導性の良いニツケル、アルミニウムなどの金属を用
いているため、ＰＴＣ発熱体と放熱板との間に電気絶縁
層を設けなければならなかつた。この電気絶縁層が同時
に断熱層としても作用してしまうため熱伝導性を低下さ
せ、また加熱体の構造を複雑なものとしている。
体の従来の構造は、発熱体から熱量を取り出す放熱面に
熱伝導性の良いニツケル、アルミニウムなどの金属を用
いているため、ＰＴＣ発熱体と放熱板との間に電気絶縁
層を設けなければならなかつた。この電気絶縁層が同時
に断熱層としても作用してしまうため熱伝導性を低下さ
せ、また加熱体の構造を複雑なものとしている。
【０００８】また、放熱板の表面にＰＴＦＥ等の耐熱性
の潤滑剤を被覆してエンドレスベルトとの摺動性を向上
させ、相互の摩擦抵抗および磨耗量を減少させている。
しかしながら、放熱板と前記ベルトとを長時間圧接摺動
すると、放熱板表面に被覆された潤滑剤が摩滅してしま
い、その結果、放熱板とベルト相互の磨耗が急激に進行
したり、駆動トルクが増大する問題が生じる。よつて長
時間安定して効果を持続させるために被覆厚を厚くすれ
ば良いが、潤滑剤の接着力、熱伝導性の問題から限界が
生じる。単に電気絶縁性を有するセラミクスを用いた場
合では、摩擦抵抗が大きすぎるので実用的でない。
の潤滑剤を被覆してエンドレスベルトとの摺動性を向上
させ、相互の摩擦抵抗および磨耗量を減少させている。
しかしながら、放熱板と前記ベルトとを長時間圧接摺動
すると、放熱板表面に被覆された潤滑剤が摩滅してしま
い、その結果、放熱板とベルト相互の磨耗が急激に進行
したり、駆動トルクが増大する問題が生じる。よつて長
時間安定して効果を持続させるために被覆厚を厚くすれ
ば良いが、潤滑剤の接着力、熱伝導性の問題から限界が
生じる。単に電気絶縁性を有するセラミクスを用いた場
合では、摩擦抵抗が大きすぎるので実用的でない。
【０００９】本発明の目的は、ＰＴＣ発熱体を用いたベ
ルト式定着装置における電気的、熱的問題を解決し、簡
単な構成で信頼性の高い熱定着装置を提供することであ
る。
ルト式定着装置における電気的、熱的問題を解決し、簡
単な構成で信頼性の高い熱定着装置を提供することであ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、外側表面が非粘着性表面加工されている
エンドレスベルトと、前記エンドレスベルトを回転させ
るドライブローラと、前記エンドレスベルトに接触し正
の抵抗温度特性を有する発熱体と、前記発熱体を支持す
るホルダとを備える熱定着装置において、例えばジルコ
ニアを添加分散したアルミナセラミクスなどの熱伝導性
と潤滑性の良い電気絶縁材料を放熱板として用いたこと
を特徴とするものである。
成するために、外側表面が非粘着性表面加工されている
エンドレスベルトと、前記エンドレスベルトを回転させ
るドライブローラと、前記エンドレスベルトに接触し正
の抵抗温度特性を有する発熱体と、前記発熱体を支持す
るホルダとを備える熱定着装置において、例えばジルコ
ニアを添加分散したアルミナセラミクスなどの熱伝導性
と潤滑性の良い電気絶縁材料を放熱板として用いたこと
を特徴とするものである。
【００１１】
【作用】本発明の基本とするところは、ＰＴＣ発熱体を
用いた加熱体をベルト式定着方式に適用する場合に問題
となる熱的、電気的問題を解決し、加えてＰＴＣ発熱体
とベルトとの摺動性の問題を根本的に解決することによ
り、ベルト式定着器の定着性、信頼性を向上させること
にある。
用いた加熱体をベルト式定着方式に適用する場合に問題
となる熱的、電気的問題を解決し、加えてＰＴＣ発熱体
とベルトとの摺動性の問題を根本的に解決することによ
り、ベルト式定着器の定着性、信頼性を向上させること
にある。
【００１２】本発明によれば、ＰＴＣ発熱体から熱を取
り出す放熱板に潤滑性、電気絶縁性に優れた材料を用い
ることで、従来断熱材として作用し熱効率を低下させて
いた固体潤滑材、電気絶縁材を廃止して熱効率を大幅に
改善することができる。また、加熱体の構造が単純にな
るので、低コスト、高信頼性の熱定着装置を提供するこ
とができる。
り出す放熱板に潤滑性、電気絶縁性に優れた材料を用い
ることで、従来断熱材として作用し熱効率を低下させて
いた固体潤滑材、電気絶縁材を廃止して熱効率を大幅に
改善することができる。また、加熱体の構造が単純にな
るので、低コスト、高信頼性の熱定着装置を提供するこ
とができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を図とともに説明す
る。
る。
【００１４】（実施例１）図１は、ベルト式熱定着装置
の一構成例を示したものである。本実施例では、電鋳法
により精度良く製作可能な純ニツケル製エンドレスメタ
ルベルトを用いた場合を示す。以下その動作を説明す
る。
の一構成例を示したものである。本実施例では、電鋳法
により精度良く製作可能な純ニツケル製エンドレスメタ
ルベルトを用いた場合を示す。以下その動作を説明す
る。
【００１５】本発明による定着器は、加熱器１、冷却器
２、外側表面を非粘着製表面加工したエンドレスメタル
ベルト３、エンドレスメタルベルト３を回転駆動させる
ドライブローラ４、メタルベルト３に張力を与えながら
従動回転するテンシヨンローラ５、および固定発熱体に
数Ｋｇの力で押し付けられながら従動回転する加圧ロー
ラ６からなつている。
２、外側表面を非粘着製表面加工したエンドレスメタル
ベルト３、エンドレスメタルベルト３を回転駆動させる
ドライブローラ４、メタルベルト３に張力を与えながら
従動回転するテンシヨンローラ５、および固定発熱体に
数Ｋｇの力で押し付けられながら従動回転する加圧ロー
ラ６からなつている。
【００１６】記録紙７が図１に示すように、エンドレス
メタルベルト３と加圧ローラ６間で搬送される間に、記
録紙７上の未定着トナー８は、エンドレスメタルベルト
３を介してＰＴＣ発熱体を用いた加熱器１で加熱溶融さ
れ、記録紙７内への浸透が起こり、冷却器２で直ちに冷
却される。このため記録紙７が冷却器２の先端近傍で離
型する時にはトナーの粘度が高くなつてエンドレスメタ
ルベルト３側へのオフセツトが見られないという特徴を
持つている。
メタルベルト３と加圧ローラ６間で搬送される間に、記
録紙７上の未定着トナー８は、エンドレスメタルベルト
３を介してＰＴＣ発熱体を用いた加熱器１で加熱溶融さ
れ、記録紙７内への浸透が起こり、冷却器２で直ちに冷
却される。このため記録紙７が冷却器２の先端近傍で離
型する時にはトナーの粘度が高くなつてエンドレスメタ
ルベルト３側へのオフセツトが見られないという特徴を
持つている。
【００１７】次に本実施例における加熱器１の構成につ
いて説明する。
いて説明する。
【００１８】図２に、ＰＴＣ発熱体チツプ９の電極構造
を示す。ＰＴＣ発熱体チツプ９の２面に電極を設け、片
面を全面電極１０とし、反対側の面には２つの通電電極
１１ａ，１１ｂをチツプの長手方向に形成している。今
回用いたＰＴＣ発熱体チツプ９は、チタン酸バリウム系
の焼成体からなる１９ｍｍ（長さ）×８ｍｍ（幅）×
０．８ｍｍ（厚さ）の板状のチツプである。これを対象
とする記録材のサイズに合わせて長手方向に隙間なく並
べて発熱体とする。例えばＡ４サイズ記録紙の場合、前
記ＰＴＣ発熱体チツプ９を１２枚長手方向に並べること
でＡ４サイズ用の幅約２３０ｍｍとなる。
を示す。ＰＴＣ発熱体チツプ９の２面に電極を設け、片
面を全面電極１０とし、反対側の面には２つの通電電極
１１ａ，１１ｂをチツプの長手方向に形成している。今
回用いたＰＴＣ発熱体チツプ９は、チタン酸バリウム系
の焼成体からなる１９ｍｍ（長さ）×８ｍｍ（幅）×
０．８ｍｍ（厚さ）の板状のチツプである。これを対象
とする記録材のサイズに合わせて長手方向に隙間なく並
べて発熱体とする。例えばＡ４サイズ記録紙の場合、前
記ＰＴＣ発熱体チツプ９を１２枚長手方向に並べること
でＡ４サイズ用の幅約２３０ｍｍとなる。
【００１９】図２のＰＴＣ発熱体チツプ９を用いたＰＴ
Ｃ発熱体の断面を示したものが図３である。図３に示す
ように、ＰＴＣ発熱体チツプ９の全面電極１０の面を放
熱板１２に熱伝導性の良い接着剤により接着して放熱面
とする。また、通電電極１１ａ，１１ｂの面には通電用
電線１３を圧接し、断熱材ホルダ１４の凹部に埋め込み
接着する。本実施例では放熱面積を大きく、厚さを薄く
することでＰＴＣ発熱体のピンチ効果を防ぎ、有効に熱
を取り出すことができる。
Ｃ発熱体の断面を示したものが図３である。図３に示す
ように、ＰＴＣ発熱体チツプ９の全面電極１０の面を放
熱板１２に熱伝導性の良い接着剤により接着して放熱面
とする。また、通電電極１１ａ，１１ｂの面には通電用
電線１３を圧接し、断熱材ホルダ１４の凹部に埋め込み
接着する。本実施例では放熱面積を大きく、厚さを薄く
することでＰＴＣ発熱体のピンチ効果を防ぎ、有効に熱
を取り出すことができる。
【００２０】前記全面電極１０と放熱板１２との接着に
用いられる熱伝導性の良い接着剤としては、例えばアル
ミナ、シリカ、酸化亜鉛などの無機化合物からなるフイ
ラーを適量混入したシリコーン系などの有機化合物が使
用される。この実施例の場合、平均粒子径が１０μｍ以
下のアルミナ微粒子を適量分散、保持したシリコーン系
接着剤で、硬化後においてもゴム弾性を有し、熱伝導率
は４．５×１０- 3 ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃である。
用いられる熱伝導性の良い接着剤としては、例えばアル
ミナ、シリカ、酸化亜鉛などの無機化合物からなるフイ
ラーを適量混入したシリコーン系などの有機化合物が使
用される。この実施例の場合、平均粒子径が１０μｍ以
下のアルミナ微粒子を適量分散、保持したシリコーン系
接着剤で、硬化後においてもゴム弾性を有し、熱伝導率
は４．５×１０- 3 ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃である。
【００２１】断熱性ホルダ１４は、ＰＴＣ発熱体チツプ
９の放熱面以外への熱の損失を小さくするため、断熱性
を有するＰＰＳ（ポリフエニレンサルフアイド）を用い
た。なお、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＩ（ポリイ
ミド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、液
晶ポリマー等の高耐熱性樹脂や、これらの樹脂とセラミ
クス、金属、ガラス等の複合材であつても良い。
９の放熱面以外への熱の損失を小さくするため、断熱性
を有するＰＰＳ（ポリフエニレンサルフアイド）を用い
た。なお、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＩ（ポリイ
ミド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、液
晶ポリマー等の高耐熱性樹脂や、これらの樹脂とセラミ
クス、金属、ガラス等の複合材であつても良い。
【００２２】本発明の実施例では放熱板１２として、熱
伝導性と潤滑性の良い電気絶縁性ジルコニア強化アルミ
ナセラミクス（例えば日立化成社製 製品名 ハロツク
スＺなど）を使用した。このセラミクスは、正方晶ジル
コニアを高純度のα−アルミナ結晶の周囲に２０〜４０
重量％均一に分散したセラミクスで、通常のアルミナセ
ラミクスと比較して、耐磨耗性、摺動性、機械的強度な
どに優れている。
伝導性と潤滑性の良い電気絶縁性ジルコニア強化アルミ
ナセラミクス（例えば日立化成社製 製品名 ハロツク
スＺなど）を使用した。このセラミクスは、正方晶ジル
コニアを高純度のα−アルミナ結晶の周囲に２０〜４０
重量％均一に分散したセラミクスで、通常のアルミナセ
ラミクスと比較して、耐磨耗性、摺動性、機械的強度な
どに優れている。
【００２３】図３の構成のＰＴＣ発熱体において、本セ
ラミクスを放熱板１２として用いた場合の昇温特性を図
４に示す。測定には放射温度計を用い、放熱板１２表面
の温度を非接触にて計測を行つた。また、放熱板表面で
の温度分布はほとんど生じないため、代表として放熱板
表面中央部での結果を示してある。なお、同図の特性は
キユリー温度（約２３０℃）を１００％とした場合の特
性である。
ラミクスを放熱板１２として用いた場合の昇温特性を図
４に示す。測定には放射温度計を用い、放熱板１２表面
の温度を非接触にて計測を行つた。また、放熱板表面で
の温度分布はほとんど生じないため、代表として放熱板
表面中央部での結果を示してある。なお、同図の特性は
キユリー温度（約２３０℃）を１００％とした場合の特
性である。
【００２４】放熱板１２として板厚０．３ｍｍのアルミ
ニウムと同じ板厚のジルコニア強化アルミナセラミクス
を用いた場合とで比較すると、明らかに本セラミクスを
用いた場合の方が昇温速度が速いことが分かる。本来、
アルミニウムに対して本セラミクスの熱伝導率は約１／
１０程度の２２Ｗ／ｍ・Ｋである。しかしながら、既に
述べたように、アルミニウム等を放熱板としてＰＴＣ発
熱体に用いる場合、電気絶縁処理およびベルトとの耐摺
動処理をしなければならない。そのため、実験に用いた
ＰＴＣ発熱体はＰＴＣ発熱体チツプとアルミニウム放熱
板との間に電気絶縁用の厚さ２０μｍのポリイミドフイ
ルムを介し、また、アルミニウム放熱板表面にＰＴＦＥ
系の潤滑材を厚さ１５μｍ塗布してある。これらが断熱
材として作用し、また、各層間での接触熱抵抗により発
熱体全体としての熱伝導性を低下させている。これに対
して、ジルコニア強化アルミナセラミクスを用いた場
合、それ自身に電気絶縁性と良摺動性とを兼ね備えてい
るため、上記のような加工をする必要がない。そして結
果的に、本セラミクスからなる放熱板１２の板厚を０．
５ｍｍとしたところ、従来構造のものとほぼ同等の昇温
特性を示した。従つて、本実施例の構造とすることによ
り、放熱板１２として充分な熱供給を行うことができ
る。
ニウムと同じ板厚のジルコニア強化アルミナセラミクス
を用いた場合とで比較すると、明らかに本セラミクスを
用いた場合の方が昇温速度が速いことが分かる。本来、
アルミニウムに対して本セラミクスの熱伝導率は約１／
１０程度の２２Ｗ／ｍ・Ｋである。しかしながら、既に
述べたように、アルミニウム等を放熱板としてＰＴＣ発
熱体に用いる場合、電気絶縁処理およびベルトとの耐摺
動処理をしなければならない。そのため、実験に用いた
ＰＴＣ発熱体はＰＴＣ発熱体チツプとアルミニウム放熱
板との間に電気絶縁用の厚さ２０μｍのポリイミドフイ
ルムを介し、また、アルミニウム放熱板表面にＰＴＦＥ
系の潤滑材を厚さ１５μｍ塗布してある。これらが断熱
材として作用し、また、各層間での接触熱抵抗により発
熱体全体としての熱伝導性を低下させている。これに対
して、ジルコニア強化アルミナセラミクスを用いた場
合、それ自身に電気絶縁性と良摺動性とを兼ね備えてい
るため、上記のような加工をする必要がない。そして結
果的に、本セラミクスからなる放熱板１２の板厚を０．
５ｍｍとしたところ、従来構造のものとほぼ同等の昇温
特性を示した。従つて、本実施例の構造とすることによ
り、放熱板１２として充分な熱供給を行うことができ
る。
【００２５】また、本セラミクスは、ＰＴＣ発熱体チツ
プ９間の段差を解消できるだけの剛性を持つている。よ
つて、ＰＴＣ発熱体チツプ９の僅かな寸法差による放熱
板表面の凹凸を発生させることがないため、ＰＴＣ発熱
体チツプ９とメタルベルト３とのニツプ部Ｎでのスムー
ズな回転と熱接触性を保証している。
プ９間の段差を解消できるだけの剛性を持つている。よ
つて、ＰＴＣ発熱体チツプ９の僅かな寸法差による放熱
板表面の凹凸を発生させることがないため、ＰＴＣ発熱
体チツプ９とメタルベルト３とのニツプ部Ｎでのスムー
ズな回転と熱接触性を保証している。
【００２６】本セラミクスとＮｉとの動摩擦係数は約
０．２２と非常に小さな値で安定している。さらに、放
熱板１２とメタルベルト３とは極微量の相互磨耗を生じ
るが、双方とも常に新しい摺動面が現れるため、良摺動
性は長期にわたり持続され、その結果、メタルベルト３
の寿命を大幅に改善することが可能となり、装置全体の
信頼性が向上する。さらに、本実施例においては、放熱
板１２のメタルベルト３との摺動面の表面粗さ（Ｒｍａ
ｘ）を１μｍ以下としてメタルベルト３との充分な熱接
触性、耐摺動性を確保している。この表面粗さ（Ｒｍａ
ｘ）を、３μｍとしても充分な熱接触性、耐摺動性を確
保できることは確認済みである。
０．２２と非常に小さな値で安定している。さらに、放
熱板１２とメタルベルト３とは極微量の相互磨耗を生じ
るが、双方とも常に新しい摺動面が現れるため、良摺動
性は長期にわたり持続され、その結果、メタルベルト３
の寿命を大幅に改善することが可能となり、装置全体の
信頼性が向上する。さらに、本実施例においては、放熱
板１２のメタルベルト３との摺動面の表面粗さ（Ｒｍａ
ｘ）を１μｍ以下としてメタルベルト３との充分な熱接
触性、耐摺動性を確保している。この表面粗さ（Ｒｍａ
ｘ）を、３μｍとしても充分な熱接触性、耐摺動性を確
保できることは確認済みである。
【００２７】前述の正方晶ジルコニアを高純度のα−ア
ルミナ結晶の周囲に分散した本セラミクスの密度は、例
えば４４００ｋｇ／ｃｍ3 、硬度はＧＰａ、ヤング率は
３３０ＧＰａ、熱膨張係数は９×１０- 6 ／℃、熱伝導
率は２２Ｗｍ- 1 Ｋ- 1 、耐熱衝撃温度は３００ΔＴ℃
である。
ルミナ結晶の周囲に分散した本セラミクスの密度は、例
えば４４００ｋｇ／ｃｍ3 、硬度はＧＰａ、ヤング率は
３３０ＧＰａ、熱膨張係数は９×１０- 6 ／℃、熱伝導
率は２２Ｗｍ- 1 Ｋ- 1 、耐熱衝撃温度は３００ΔＴ℃
である。
【００２８】図５は、本セラミクス（Ａｌ2 Ｏ3 −Ｚｒ
Ｏ2 ）とＡｌ2 Ｏ3 とＳｉＣの試料片をドライサイドエ
ロージヨン試験機にかけた際の、試料片表面に対する圧
縮空気の衝突角度と磨耗率との関係を示す特性図であ
る。
Ｏ2 ）とＡｌ2 Ｏ3 とＳｉＣの試料片をドライサイドエ
ロージヨン試験機にかけた際の、試料片表面に対する圧
縮空気の衝突角度と磨耗率との関係を示す特性図であ
る。
【００２９】また図６は、Ａｌ2 Ｏ3 の平均粒径とエロ
ージヨン磨耗率との関係を示す特性図である。
ージヨン磨耗率との関係を示す特性図である。
【００３０】これらの図から明らかなように、本セラミ
クスはＡｌ2 Ｏ3 の平均粒径が約１．５〜５．０μｍ
で、Ａｌ2 Ｏ3 単独のセラミクスに比べて優れた耐磨耗
性を有している。
クスはＡｌ2 Ｏ3 の平均粒径が約１．５〜５．０μｍ
で、Ａｌ2 Ｏ3 単独のセラミクスに比べて優れた耐磨耗
性を有している。
【００３１】（実施例２）実施例１のエンドレスメタル
ベルトの代わりに、ＰＩ（ポリイミド）樹脂製エンドレ
スベルトを用いて評価した。このエンドレスＰＩベルト
は実施例１のエンドレスメタルベルト同様、外側表面に
非粘着性表面加工処理を施してある。他の構成は、実施
例１と全く同様である。
ベルトの代わりに、ＰＩ（ポリイミド）樹脂製エンドレ
スベルトを用いて評価した。このエンドレスＰＩベルト
は実施例１のエンドレスメタルベルト同様、外側表面に
非粘着性表面加工処理を施してある。他の構成は、実施
例１と全く同様である。
【００３２】ＰＩは、ニツケル等の金属に比べて熱伝導
性の点では劣るものの熱容量が小さい。従つて、ベルト
の肉厚を薄くすることで、定着器用ベルトとしてはメタ
ルベルトとほぼ同等の熱供給性能を発揮する。本実施例
では、厚さ２０μｍのＰＩベルトを用いたところ、充分
な定着性能を得ることができた。また、ジルコニア強化
アルミナセラミクスからなる放熱板１２との摩擦摺動に
関しても良好な結果を得ている。
性の点では劣るものの熱容量が小さい。従つて、ベルト
の肉厚を薄くすることで、定着器用ベルトとしてはメタ
ルベルトとほぼ同等の熱供給性能を発揮する。本実施例
では、厚さ２０μｍのＰＩベルトを用いたところ、充分
な定着性能を得ることができた。また、ジルコニア強化
アルミナセラミクスからなる放熱板１２との摩擦摺動に
関しても良好な結果を得ている。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、ＰＴＣ発熱体から熱を
取り出す放熱板に潤滑性、電気絶縁性、剛性に優れた材
料を用いることで、従来断熱材として作用し熱効率を低
下させていた固体潤滑剤と電気絶縁材を廃止することが
でき、加熱体の構造が単純になり、熱効率を大幅に改善
することができる。
取り出す放熱板に潤滑性、電気絶縁性、剛性に優れた材
料を用いることで、従来断熱材として作用し熱効率を低
下させていた固体潤滑剤と電気絶縁材を廃止することが
でき、加熱体の構造が単純になり、熱効率を大幅に改善
することができる。
【００３４】さらに、本発明によれば、エンドレスベル
トと放熱板との良摺動性が長期に亘り持続するため、前
記ベルトの寿命を大幅に改善することができる。その結
果、ＰＴＣ発熱体を用いたベルト式熱定着装置の定着
性、信頼性が向上し、また、温度制御が不要で最大消費
電力の大幅に低い熱定着装置を提供できる。
トと放熱板との良摺動性が長期に亘り持続するため、前
記ベルトの寿命を大幅に改善することができる。その結
果、ＰＴＣ発熱体を用いたベルト式熱定着装置の定着
性、信頼性が向上し、また、温度制御が不要で最大消費
電力の大幅に低い熱定着装置を提供できる。
【図１】本発明の実施例に係るベルト式熱定着装置の断
面図である。
面図である。
【図２】本発明の実施例で用いられるＰＴＣ発熱体チツ
プの斜視図である。
プの斜視図である。
【図３】本発明の実施例に係る加熱器付近の要部断面図
である。
である。
【図４】各試料の昇温特性図である。
【図５】各試料のドライサイドエロージヨン試験機にお
ける衝突角度と磨耗率との関係を示す特性図である。
ける衝突角度と磨耗率との関係を示す特性図である。
【図６】各試料のドライサイドエロージヨン試験機にお
けるＡｌ2 Ｏ3 の平均粒径とエロージヨン磨耗率との関
係を示す特性図である。
けるＡｌ2 Ｏ3 の平均粒径とエロージヨン磨耗率との関
係を示す特性図である。
１ 加熱器 ３ エンドレスメタルベルト ４ ドライブローラ ５ テンシヨンローラ ６ 加圧ローラ ７ 記録紙 ９ ＰＴＣ発熱体チツプ １２ 放熱板 １４ ホルダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三谷 正男 茨城県勝田市武田1060番地 日立工機株式 会社勝田工場内 (72)発明者 堀部 芳幸 茨城県日立市東町４−13−１ 日立化成工 業株式会社茨城研究所内 (72)発明者 小田 大 山口県宇部市大字小串1978−５ 宇部興産 株式会社無機材料研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 外側表面が非粘着性表面加工されている
エンドレスベルトと、前記エンドレスベルトを回転させ
るドライブローラと、前記エンドレスベルトに接触し正
の抵抗温度特性を有する発熱体と、前記発熱体を支持す
るホルダとを備える熱定着装置において、前記発熱体の
放熱面に熱伝導性と潤滑性の良い電気絶縁材料を放熱板
として用いたことを特徴とする熱定着装置。 - 【請求項２】 前記放熱板がジルコニアを添加分散した
アルミナセラミクスであることを特徴とする請求項１記
載の熱定着装置。 - 【請求項３】 前記放熱板の前記エンドレスベルト摺動
面の表面粗さ（Ｒｍａｘ）が３μｍ以下であることを特
徴とする請求項１記載の熱定着装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2028193A JPH06236120A (ja) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | 熱定着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2028193A JPH06236120A (ja) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | 熱定着装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06236120A true JPH06236120A (ja) | 1994-08-23 |
Family
ID=12022791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2028193A Withdrawn JPH06236120A (ja) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | 熱定着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06236120A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003045615A (ja) * | 2001-07-26 | 2003-02-14 | Canon Inc | 加熱用金属製スリーブおよび加熱定着装置 |
| JP2012088741A (ja) * | 2012-01-23 | 2012-05-10 | Canon Inc | 加熱定着装置およびこの装置のスリーブに使用される金属製の基材 |
| US9266348B1 (en) * | 2014-11-18 | 2016-02-23 | Xerox Corporation | Active device for shielding media from a heater in a printer |
| US20170185020A1 (en) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | Takayuki Seki | Fixing device and image forming apparatus |
-
1993
- 1993-02-08 JP JP2028193A patent/JPH06236120A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003045615A (ja) * | 2001-07-26 | 2003-02-14 | Canon Inc | 加熱用金属製スリーブおよび加熱定着装置 |
| JP2012088741A (ja) * | 2012-01-23 | 2012-05-10 | Canon Inc | 加熱定着装置およびこの装置のスリーブに使用される金属製の基材 |
| US9266348B1 (en) * | 2014-11-18 | 2016-02-23 | Xerox Corporation | Active device for shielding media from a heater in a printer |
| US20170185020A1 (en) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | Takayuki Seki | Fixing device and image forming apparatus |
| US9851667B2 (en) * | 2015-12-25 | 2017-12-26 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing device and image forming apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000509 |