JPH07244441A - ガラス製定着ローラ - Google Patents

ガラス製定着ローラ

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JPH07244441A
JPH07244441A JP5805594A JP5805594A JPH07244441A JP H07244441 A JPH07244441 A JP H07244441A JP 5805594 A JP5805594 A JP 5805594A JP 5805594 A JP5805594 A JP 5805594A JP H07244441 A JPH07244441 A JP H07244441A
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JP
Japan
Prior art keywords
roller
base material
fixing roller
resistor layer
heating resistor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5805594A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomohide Narukawa
知秀 成川
Tadahiko Inohara
忠彦 井ノ原
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NIPPON DENKI SHINKU GLASS KK
SHINOZAKI SEISAKUSHO KK
Original Assignee
NIPPON DENKI SHINKU GLASS KK
SHINOZAKI SEISAKUSHO KK
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Publication date
Application filed by NIPPON DENKI SHINKU GLASS KK, SHINOZAKI SEISAKUSHO KK filed Critical NIPPON DENKI SHINKU GLASS KK
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  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Surface Heating Bodies (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子写真方式のプリンタや複写機に使用され
るガラス製定着ローラにおいて、消費電力が少なく、耐
久性に優れたものを提供する。 【構成】 ガラス製管からなるローラ基材11の内周面
に発熱抵抗体層12を形成し、このローラ基材11の両
端部に電極14を取付け、電極14と発熱抵抗体層12
とを高温ハンダ等の導体15で接続し、この電極14を
回転自在に支持する。両端の電極14に電圧を印加する
ことにより、発熱抵抗体層12が発熱してローラ基材1
1表面が加熱される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式のプリン
タや複写機における熱ローラ定着装置を構成するガラス
製定着ローラに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電子写真方式のプリンタや複写機
においては、帯電させた感光体ドラムを光源により照射
してドラム表面に静電潜像を形成し、この静電潜像にト
ナーを付着させて現像した後、このトナー像を転写紙に
転写し、次いでこの転写紙を熱ローラ定着装置に送り込
んで、定着ローラと加圧ローラとの間で加熱、加圧し、
トナー像を溶融させて紙面に圧着することで、像を定着
させている。
【0003】図6には、一般に使用されている定着ロー
ラの一例が示されている。この定着ローラは、アルミニ
ウム等の熱伝導率の高い金属管からなるローラ基材1の
内部に、ハロゲンランプ等からなるヒータ2が内蔵され
ており、このヒータ2が発する熱により、ローラ基材1
を150〜200℃程度に加熱するようにしている。そ
して、ローラ基材1の外周面には耐熱高離型樹脂層3が
形成され、トナーの一部が定着ローラ外周面に移転する
現象(オフセット現象)を防止している。
【0004】しかしながら、図6に示されるような定着
ローラの場合、ローラ基材1の表面温度が使用可能温度
の150〜200℃に達するまでに、ヒーターの電源投
入後5分間程度の立ち上がり時間を要し、しかも1kw
もの消費電力を要するという問題がある。
【0005】このため、近年、立ち上がり時間が短く、
しかも消費電力の小さい定着ローラが各種提案されてい
る。
【0006】例えば、特願昭62−141596号に
は、図7に示すような構成の定着ローラが開示されてい
る。すなわち、この定着ローラでは、ガラス、ホーロ
ー、セラミックス等の低熱伝導体製のローラ基材4の外
周面に発熱抵抗体層5が形成され、その更に外側に耐熱
高離型樹脂層6が形成されている。そして、発熱抵抗体
層5の両端にはリング状の電極(図示を省略)が取付け
られており、両電極間に電圧が印加されるようになって
いる。このような構成の定着ローラの場合、立ち上がり
時間は1分程度であり、しかも消費電力を低減させるこ
とができる。
【0007】一方、図7に示すような定着ローラにおい
ては、ローラ両端部からの放熱のため、ローラの全長に
わたって均一な温度分布を得ることが困難であるという
問題があった。このため、例えば、実願昭63−151
838号には、図7に示すような構成の定着ローラにお
いて、定着ローラ両端部の発熱抵抗体層をパターン化
し、両端部の発熱量が中央部よりも大きくなるようにし
て、均一な温度分布を得るようにしたものが開示されて
いる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図7に
示すような構成の定着ローラにおいては、発熱抵抗体層
の表面上に耐熱高離型樹脂層が形成されているために、
耐熱高離型樹脂の被覆性が不十分になりやすく、樹脂の
耐久性が乏しいという問題があった。
【0009】また、定着ローラの両端部にパターン部を
形成した場合、定着ローラ外周面の平坦度に影響が生じ
て、画質の低下を招く虞れがあった。
【0010】本発明は、上記従来の定着ローラの問題点
に鑑み、消費電力が少なく、耐久性、画質に優れたガラ
ス製定着ローラを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のガラス製定着ローラは、ガラス製管からな
るローラ基材と、前記ローラ基材の内周面に形成された
発熱抵抗体層と、この発熱抵抗体層に導通するように前
記ローラ基材の両端部に取付けられ、回転可能に支持さ
れた電極とを備えていることを特徴とする。
【0012】上記ローラ基材の外周面には、耐熱高離型
樹脂層が形成されていることが好ましい。
【0013】また、上記発熱抵抗体層は、発熱抵抗体を
ローラ基材の内周面に沿って螺旋状にパターン形成した
ものからなることが好ましい。
【0014】更に、上記発熱抵抗体層は、ローラ基材の
中央部から両端部に向けて発熱量が増加するようにパタ
ーン形成されていることが好ましい。
【0015】
【作用】本発明のガラス製定着ローラは、ガラス製管か
らなるローラ基材の内周面に直接発熱抵抗体層を形成
し、ローラ両端部に取付けた電極から発熱抵抗体層に電
流を供給して発熱させることによりローラを加熱するの
で、図6に示した従来の定着ローラに比べると、所定温
度になるまでの立ち上げ時間が短く、消費電力も小さく
することができる。
【0016】また、ローラ基材の内周面に発熱抵抗体層
を形成するので、ローラ基材の外周面の平滑性等を損な
うことなく、発熱抵抗体層のパターンや厚さを自由に設
定することができる。
【0017】更に、ローラ基材の外周面に耐熱高離型樹
脂を被覆する場合、フラットなガラス表面上に樹脂を直
接被覆することができるため、樹脂の接着性が良好にな
り、耐久性が向上する。
【0018】本発明の好ましい態様において、発熱抵抗
体層が、発熱抵抗体をローラ基材の内周面に沿って螺旋
状にパターン形成したものからなる場合には、パターン
の形成が容易になるとともに、ローラ基材の中央部から
両端部に向けての発熱量の調整がしやすくなる。
【0019】また、発熱抵抗体層が、ローラ基材の中央
部から両端部に向けて発熱量が増加するようにパターン
形成されている場合には、ローラ全長にわたって均一な
温度分布が得られ、トナーの定着むらを防止することが
できる。
【0020】
【実施例】
実施例1 図1〜3には、本発明のガラス製定着ローラの一実施例
が示されている。なお、図1はローラの長さ方向の断面
図、図2はローラ側端部付近における幅方向の断面図、
図3は正面図である。
【0021】この定着ローラ10において、11はガラ
ス製管からなるローラ基材である。このローラ基材11
は、金属封着用硼珪酸ガラス製素管を2次加工して、外
径寸法が50±0.05mm、肉厚寸法3mmに成形し
たものである。なお、ガラス製管の肉厚寸法は1〜5m
mとするのが好ましい。肉厚が1mm未満だと機械的強
度が充分でないという問題があり、5mmを超えると温
度立ち上げ時間が長くなり、消費電力も大きくなるとい
う問題がある。
【0022】ローラ基材11の内周面には、発熱抵抗体
層12が形成されている。図3に示されるように、この
発熱抵抗体層12は、発熱抵抗体18をローラ基材11
の内周面に沿って螺旋状にパターン形成したものからな
っている。このパターン19は、定着ローラ10の両端
部における放熱を考慮して、ローラの両端部へ行くにつ
れて次第に発熱量が大きくなるように、定着ローラ10
の中央部から両端部に向けて次第に螺旋の間隔が短くな
るように形成されている。
【0023】この発熱抵抗体層12は、金属粉末とガラ
ス粉末とを含有する導電ペースト、この実施例ではAg
ペーストを、スプレー塗布等の方法でローラ基材11の
内周面全体に塗布し、乾燥炉で乾燥させた後、所定の螺
旋状パターンになるように研削し、最後に加熱炉で焼き
付けることによって形成したもので、抵抗値は20mΩ
/□であった。なお、導電ペーストとしては、Agペー
ストの他に、Ag−Pd、Ag−Pt、Au、Cu等を
含有するペーストが知られている。また、発熱抵抗体層
12は、上記の方法の他、例えば、所定の導電パターン
を形成した転写紙を、ローラ基材11の内周面に焼き付
ける等の方法により形成することもできる。発熱抵抗体
層12の抵抗値は、3〜60mΩ/□が好ましい。
【0024】ローラ基材11の外周面には、オフセット
現象防止のための耐熱高離型樹脂層13が形成されてい
る。耐熱高離型樹脂層13としては、PFA(パーフル
オロアルコキシ樹脂)、PTFE(ポリテトラフルオロ
エチレン)等のフッ素樹脂が好ましく使用される。な
お、耐熱高離型樹脂層13の厚さは10〜40μm程度
が好ましい。耐熱高離型樹脂層13の厚さが10μm未
満だと、耐久性が乏しくなり、40μmを超えると、伝
熱抵抗が増大するとともに、表面の平滑性が損なわれる
虞れがある。
【0025】また、ローラ基材11の両端部には、断面
凹字型をなす金属製のリング状の電極14が取付けられ
ている。この電極14は、例えば「コバール」(商品
名、米国、Westinghouse Electri
c Corp.社製)等の金属材料を、プレス成形等の
手段で成形して得られたものである。図1に示されるよ
うに、この電極14は、発熱抵抗体層12のパターンの
両末端部に、高温ハンダ等の導体15によって接続され
ている。
【0026】この定着ローラ10は、図2に示されるよ
うに、両端の電極14の部分をそれぞれ3個の支持ロー
ラ16により回転可能に支持されている。支持ローラ1
6の1つ16aは、導電性の材料からなり、図示しない
電源に接続されている。そして、この支持ローラ16a
から、電気的接点17を介して、電極14に電圧が印加
されるようになっている。
【0027】次に、この定着ローラ10の動作について
説明する。支持ローラ16aから電気的接点17を介し
て両端の電極14に電圧を印加すると、発熱抵抗体層1
2に電流が流れて発熱し、定着ローラ10が加熱され
る。定着ローラ10の両端部では放熱が生じるが、パタ
ーン19の螺旋間隔が両端部へ行くにつれて密に形成さ
れているので、両端部へ行くほど発熱量が大きくなり、
結果として、定着ローラ10の全長にわたって均一な温
度分布を得ることができる。この定着ローラを実際に加
熱してみたところ、定着可能な温度になるまでの立ち上
げ時間は4分30秒程度であり、消費電力は480W程
度であった。
【0028】実施例2 図4、5には、本発明のガラス製定着ローラの他の実施
例が示されている。なお、図4はローラ長さ方向の断面
図、図5は側面図である。
【0029】この定着ローラ20では、消費電力をより
低減させるために、ガラス製ローラ基材21の肉厚を実
施例1の製品よりも薄くして、1.5mmの厚さに成形
している。実施例1と同様に、このローラ基材21の内
周面には螺旋状にパターン形成された発熱抵抗体層22
が、外周面には耐熱高離型樹脂層23がそれぞれ被覆さ
れている。
【0030】本実施例において、電極24は、棒状の軸
部24aと、軸部24aの途中に形成されたフランジ部
24bとを有している。そして、2個の電極24、24
は、それぞれ軸部24a、24aの一端からローラ基材
21に内挿され、セラミックス等の絶縁体26を介して
ロウ付けされ、一本の棒状に成形されている。一方、電
極24のフランジ部24bは、ローラ基材21の内面の
発熱抵抗体層22のパターンの端部に、高温ハンダ等の
導体25を介して接続されている。
【0031】この定着ローラ20は、電極24の軸部2
4aを図示しない軸受に回転可能に支持されている。ま
た、電極24の軸部24aには、図示しない電源に接続
された電極ローラ27が当接されている。したがって、
この電極ローラ27から、電気的接点28を介して、電
極24に電圧が印加されるようになっている。
【0032】この定着ローラ20は、2つの電極24、
24の軸部24a、24aどうしを絶縁体26を介して
接合し、一体化したことによって、ローラ基材20の肉
厚を薄くしたにもかかわらず、実施例1の定着ローラと
同程度の機械的強度を有していた。また、所定温度にな
るまでの立ち上げ時間が4分30秒のとき、消費電力は
240W程度であり、実施例1のローラよりも消費電力
を低減することができた。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のガラス製
定着ローラによれば、ドラム内に光源を配置して加熱す
る従来の定着ローラに比べると、所定温度になるまでの
立ち上げ時間が短くなり、消費電力も小さくてすむ。ま
た、ローラ基材の外周面の平滑性等を損なうことなく、
発熱抵抗体層のパターンや厚さを自由に設定することが
できる。更に、ローラ基材の外周面に被覆する耐熱高離
型樹脂の接着性が良好になり、耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のガラス製定着ローラの一実施例を示す
縦断面図である。
【図2】同ガラス製定着ローラの横断面図である。
【図3】同ガラス製定着ローラの正面図である。
【図4】本発明のガラス製定着ローラの他の実施例を示
す縦断面図である。
【図5】同ガラス製定着ローラの側面図である。
【図6】従来の定着ローラの一例を示す横断面図であ
る。
【図7】従来の定着ローラの他の例を示す横断面図であ
る。
【符号の説明】
10、20 ガラス製定着ローラ 11、21 ローラ基材 12、22 発熱抵抗体層 13、23 耐熱高離型樹脂層 14、24 電極 15、25 導体 16 支持ローラ 18 発熱抵抗体 19 パターン 26 絶縁体 27 電極ローラ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス製管からなるローラ基材と、前記
    ローラ基材の内周面に形成された発熱抵抗体層と、この
    発熱抵抗体層に導通するように前記ローラ基材の両端部
    に取付けられ、回転可能に支持された電極とを備えてい
    ることを特徴とするガラス製定着ローラ。
  2. 【請求項2】 前記ローラ基材の外周面に、耐熱高離型
    樹脂層が形成されている請求項1記載のガラス製定着ロ
    ーラ。
  3. 【請求項3】 前記発熱抵抗体層は、発熱抵抗体を前記
    ローラ基材の内周面に沿って螺旋状にパターン形成した
    ものからなる請求項1又は2記載のガラス製定着ロー
    ラ。
  4. 【請求項4】 前記発熱抵抗体層は、前記ローラ基材の
    中央部から両端部に向けて発熱量が増加するようにパタ
    ーン形成されている請求項1〜3のいずれか1つに記載
    のガラス製定着ローラ。
JP5805594A 1994-03-03 1994-03-03 ガラス製定着ローラ Withdrawn JPH07244441A (ja)

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JP5805594A JPH07244441A (ja) 1994-03-03 1994-03-03 ガラス製定着ローラ

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JP5805594A JPH07244441A (ja) 1994-03-03 1994-03-03 ガラス製定着ローラ

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JPH07244441A true JPH07244441A (ja) 1995-09-19

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011253084A (ja) * 2010-06-03 2011-12-15 Konica Minolta Business Technologies Inc 定着装置および画像形成装置
JP2012103401A (ja) * 2010-11-09 2012-05-31 Konica Minolta Business Technologies Inc 定着装置および画像形成装置
US8639170B2 (en) 2010-06-03 2014-01-28 Konica Minolta Business Technologies, Inc. Fixing device and image forming apparatus with a mechanism to extend life of a fixing belt
US8639171B2 (en) 2010-06-03 2014-01-28 Konica Minolta Business Technologies, Inc. Fixing device and image forming apparatus with a mechanism to extend a life of a fixing belt

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Effective date: 20010508