JPH07152273A - 加熱ローラの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱効率にすぐれ信頼性の高い加熱ローラを特
殊な設備を必要とせず、低コストで作製する加熱ローラ
製造方法を提供すること。 【構成】 円筒状の芯体の表面に絶縁層と抵抗発熱体層
を設けた定着用加熱ローラの製造法であって、芯体にア
ルミを用い該アルミを陽極酸化しアルミナ膜を形成する
工程と、導電体素子を混合した耐熱性の樹脂からなる抵
抗発熱体層を該アルミナ膜上に形成する工程とを含み、
陽極酸化によって作製されたアルミナ膜は結晶性が良く
絶縁性の高い活性層と直径１μｍ以下の高密度の孔をも
つ表面多孔質層から構成されるので、該アルミナ膜は高
い絶縁性を示すと共に、該アルミナ膜の多孔質層は抵抗
発熱体層と堅固に結合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンタ、フ
ァックス等の画像形成装置における加熱定着装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真技術を用いた画像形成装
置の定着装置には、所定の温度に加熱された加熱ローラ
と、該加熱ローラに圧接する加圧ローラとによって、ト
ナー画像を支持した記録材を挟持搬送しつつ加熱するこ
とにより、トナー画像を記録材に定着する熱ローラ方式
が多用されている。加熱ローラの熱源としては、ハロゲ
ンランプが主に使用されているが、熱効率が悪く加熱ロ
ーラを所定温度に達するまでの時間が長くかかるという
欠点があった。

【０００３】この欠点を補うために特開昭５６−１２３
５８０号公報で述べられているように加熱ローラ表面に
抵抗発熱体を形成し、該抵抗発熱体に電流を流して発熱
させ、直接表面を加熱する構成が提案されている。その
中で示されているように抵抗発熱体を金属からなる芯体
の周面に形成するためには、まず芯体の周面に薄い絶縁
層を形成する必要がある。従来の作製法では芯体の周面
にシリコンゴム、フッ素ゴム等耐熱樹脂をコーティング
したり、アルミナ等絶縁性金属酸化物をコーティングを
施した後、抵抗発熱体を形成していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コーテ
ィングで作製した絶縁層上に抵抗発熱体を作製した場
合、絶縁層と発熱体層の間の結合が弱く連続使用する上
で問題があった。また、絶縁層のコーティングのために
は専用の設備を必要とし、大量生産には不利であった。

【０００５】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、熱効率にすぐれ信頼性の高い加
熱ローラを、低コストで特殊な設備を用いることなく作
製する加熱ローラの製造方法を提供することを目的とし
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の加熱ローラの製造方法は、円筒状導電体の表
面に絶縁層と抵抗発熱体層を設けた定着用加熱ローラの
製造法であって、円筒状導電体の表面に陽極酸化法によ
り絶縁性酸化膜を形成する工程と、導電体素子を混合し
た耐熱性の樹脂からなる抵抗発熱体層を該絶縁性酸化膜
上に形成する工程を含んでおり、円筒状導電体には例え
ばアルミを用いる。

【０００７】

【作用】上記の工程を有する本発明の加熱ローラの製造
方法は、陽極酸化により円筒状導電体表面に絶縁性酸化
膜を作製する。陽極酸化によって作製されたアルミナ膜
は結晶性が良く絶縁性の高い活性層と直径１μｍ以下の
高密度の孔をもつ表面多孔質層から構成される。該アル
ミナ膜は高い絶縁性を示すと共に、該アルミナ膜の多孔
質層は抵抗発熱体層と堅固に結合する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。まず初めに本発明の加熱ローラの製
造方法により製作された加熱ローラについて、図２を用
いて説明する。図２は、加熱ローラの斜視図と要部の断
面図である。

【０００９】加熱ローラの芯体１０は、アルミ管により
構成されており、所望の形状に加工されている。アルミ
管の外径は１０ｍｍ〜３０ｍｍ程度であり、肉厚は、装
置立ち上がり時間を短くするためには、１ｍｍ程度であ
ることが望ましい。

【００１０】加熱ローラの芯体１０の外周には、アルミ
ナ陽極酸化膜１４が形成されている。そのアルミナ陽極
酸化膜１２の外周には、抵抗発熱体１４が形成され、更
に、抵抗発熱体１４の両端には、電極部１６が形成され
ている。さらに、抵抗発熱体１４表面には、フッソ樹脂
などから成る保護膜１８が形成されている。

【００１１】次に、図１に示す工程図にしたがって本発
明の加熱ローラの製造方法ついて順に説明する。

【００１２】まず、加熱ローラの芯体１０としてアルミ
管が用意され、所望の形状に加工を施す。次にアルミナ
陽極酸化膜１２を作製するため、アルミ管の表面に陽極
酸化を施す。

【００１３】ここで、陽極酸化を行うための設備につい
て図３を参照しながら簡単に述べる。陽極酸化の設定条
件としては、例えば電解液は２５℃、１〜３％蓚酸水溶
液、浴電圧８０Ｖとする。まず、蓚酸水溶液等の電解液
３２を入れた電解槽３４を用意し、電解液３２中にアル
ミ管３６と白金電極３８を浸す。ここでアルミ管は陽極
に、白金電極は陰極となるように電源４０と結線する。
また、電解液３２の温度を調整するためのヒータ４２と
温度センサ４４を設置した。さらに、電解液を均等にす
るためのかくはん装置４６とｐＨを検出するためのｐＨ
センサ４８備えている。以上の簡単な設備を用意するこ
とでアルミナ膜をアルミ管表面に作製することができ
る。

【００１４】これに対し、コーティングによりアルミナ
膜を作製する場合は、例えば混合比を調整した酸素とア
ルゴンの雰囲気中でスパッタを行う設備が必要である。
そのため、高真空を維持するための装置を必要とし、ま
た工程数が多く長時間の作業となる。このように陽極酸
化によればコーティングによって膜を作製するよりも低
コストで、しかも簡単な設備で絶縁層が作製可能であ
る。

【００１５】陽極酸化による成膜を行った場合、アルミ
表面に不透明で多孔質のアルミナ膜１２が形成される。
このアルミナ膜１２は図４に示すように２層から構成さ
れている。すなわちアルミ素地２０に接して絶縁性が高
く質の高い結晶性を持った活性層２２と、その上に形成
された表面多孔層２４である。これら２層の膜厚は電解
槽の水溶液濃度や温度、浴電圧等により制御される。

【００１６】次に、陽極酸化を施されたアルミ管の表面
に、抵抗発熱体１４のペーストを塗布する。これは導電
体素子を混合した樹脂のペーストであり、例えばポリイ
ミドは耐熱性に優れ、２００℃以上の高温にも繰り返し
使用可能であるため、本実施例の作製方法に用いるペー
ストの材料として優れている。導電体素子としてはカー
ボン、金属粉末、導電性セラミックを用いることがで
き、所望の抵抗値に併せて選択を行う。塗布の方法とし
てはアルミ管を回転させながらスプレーで均一に振りか
ける方法が考えられる。また、全面に粗く塗布した後、
位置調整されたナイフエッジで余分なペーストを削り取
り均等にする方法でもよい。

【００１７】陽極酸化によって形成されたアルミナ膜１
２は、活性層２２が形成されているため、絶縁性が良好
である。また表面多孔層２４は直径１μｍ以下の孔２６
が表面に多数生じているため、ペーストを塗布した際ペ
ーストの一部が孔２６の先端部分に入り込んだ状態にな
る。この状態で焼成をおこなうとポリイミドでバインド
したカーボン抵抗体とアルミナの絶縁層を堅固に結合で
きる。この点もコーティングによって生成したアルミナ
膜に比べて特に優れた点である。

【００１８】抵抗発熱体１４のペーストを塗布したの
ち、室温または加熱乾燥させる。次に、抵抗発熱体の両
端部に銀ペーストをブラシ等で塗布し電極部１６を形成
する。電極部１６を塗布した後、室温または加熱乾燥さ
せる。さらに電極部１６が形成されていない抵抗発熱体
表面にフッソ樹脂などから成る保護膜１８を塗布、乾燥
させる。ここでフッソ樹脂１８は、抵抗発熱体１４の絶
縁と保護および、記録用紙の剥離性の向上をかねてい
る。

【００１９】以上の処理が終了した後、２５０〜３５０
℃で焼成を行い加熱ローラが完成する。本発明の主旨は
陽極酸化を用いて、アルミ管表面に良好な絶縁膜を簡便
に形成し、しかもその表面に生じる多孔性膜を利用して
の抵抗発熱体との結合を堅固にすることである。したが
って、抵抗発熱体ペーストを塗布する方法は、加熱ロー
ラのサイズ、抵抗発熱体ペーストの種類に合わせ、適当
な方法を用いることができる。また、上述した実施例に
おいては、陽極酸化で形成したアルミナ膜上にスプレー
やブラシによる塗布で抵抗発熱体層を形成したが、他の
方法例えばスクリーン印刷による方法で形成することも
可能である。その他、発明の主旨を逸脱しない範囲にお
いて種々の変更を加えることができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の加熱ローラの作製方法によれば、加熱ローラ芯体
表面に絶縁層と抵抗発熱体層を容易に形成でき、しかも
抵抗発熱体層と絶縁層が堅固に結合し、耐久性に優れ信
頼性の高い、熱効率の優れた加熱ローラを作製できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加熱ローラの作製方法の工程図であ
る。

【図２】本発明の加熱ローラの作製方法で作製した加熱
ローラの斜視図及び要部断面図である。

【図３】本発明の加熱ローラの作製方法において、陽極
酸化の装置を示した図である。

【図４】本発明の加熱ローラの作製方法において、形成
したアルミナ陽極酸化膜の断面図である。

【符号の説明】

１０ アルミ管 １２ アルミナ陽極酸化膜 １４ 抵抗発熱体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状の導電体の表面に絶縁層と抵抗発
   熱体層を設けた定着用加熱ローラの製造法において、 円筒状導電体表面に陽極酸化法により、絶縁性酸化膜を
   形成する工程と、導電体素子を混合した耐熱性の樹脂か
   らなる抵抗発熱体層を該絶縁性酸化膜上に形成する工程
   とを含む加熱ローラの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の加熱ローラの製造法に
   おいて、円筒状導電体にアルミを用い該アルミを陽極酸
   化してアルミナ膜を形成する工程と、導電体素子を混合
   した耐熱性の樹脂からなる抵抗発熱体層を該アルミナ膜
   上に形成する工程とを含むことを特徴とする加熱ローラ
   の製造方法。