JPH08111279A - 定着用加熱ローラの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発熱体シートのしわや気泡を発生させること
なく、抵抗発熱体の抵抗値を高い精度で設定することが
できる定着用加熱ローラの製造方法を提供すること。 【構成】ポリイミド樹脂フィルム１６上に発熱体パター
ン１８が形成された発熱体シート１２に耐熱性接着剤１
４を塗布または印刷し、その発熱体シート１２を芯体１
０に巻き付けながら、加熱手段３０により耐熱性接着剤
１４を加熱溶融すると同時に、前記発熱体シート１２を
前記芯体１０に押し付けて加圧する。

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用い
られる定着用加熱ローラの製造方法に関するものであ
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、その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。

【０００３】その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
ーラが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。

【０００４】この欠点を補うため加熱ローラ表面に抵抗
発熱体を形成し、その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方式が多数提案されている。こ
の方式を仮に表面加熱方式と呼ぶ。加熱ローラ表面に抵
抗発熱体を構成する方法としては、特開昭５６−１２３
５８０号公報に記載されているように様々な方法が考え
られている。例えば、芯体に金属を用いる場合、まずそ
の表面に絶縁性の膜を形成し、その外側に抵抗発熱体を
形成する。絶縁性の膜はシリコンゴム、フッ素ゴム等の
耐熱性樹脂のコーティングあるいはアルミナ等の絶縁性
金属酸化物のコーティング等が使用できる。また、抵抗
発熱体としては、コの字状に屈曲した周期的なパターン
を有する帯状に形成され、蒸着や印刷等によって作製さ
れる。また、絶縁性および耐熱性を備えたシートに帯状
の抵抗発熱体を形成し、それを芯体に巻き付け接着する
ことで製造する方法もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、円筒形
の芯体の表面に絶縁性の膜を形成し、更に、その上面に
抵抗発熱体のパターンを印刷または蒸着することは工程
が複雑であり、しかも、抵抗発熱体の抵抗値を設定する
上で精度が不十分であった。これに対し、絶縁性及び耐
熱性を備えたシートに抵抗発熱体を形成した発熱体シー
トを、芯体に巻き付け接着する方法は、抵抗値の設定が
高精度に保たれる。しかし、接着に用いる耐熱性接着剤
は一般に接着可能となる温度が高く、しかも、接着時に
接着対象物間に圧力をかける必要がある。つまり、耐熱
性接着剤においては、接着温度、接着圧力、加熱時間を
正確に制御することが接着性を決定する重要な要素であ
る。また、定着性のむらが生じないように発熱体シート
をしわや気泡を発生させることなく接着させる必要があ
る。しかしながら、接着温度に保った高温炉中で接着を
行なうときに、抵抗発熱体の膨張によりしわや気泡が発
生してしまうという問題があった。

【０００６】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、発熱シートのしわや気泡を発生
させることなく、抵抗発熱体の抵抗値を高い精度で設定
することができる定着用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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の定着用加熱ローラの製造方法は、絶縁性フィ
ルム上に抵抗発熱体が形成された発熱体シートが円筒状
または円柱状の芯体に巻き付け、耐熱性接着剤により固
定するものであって、耐熱性接着剤が塗布または印刷さ
れた前記発熱体シートを前記芯体に巻き付けながら、加
熱手段により耐熱性接着剤を加熱溶融すると同時に、前
記発熱体シートを芯体に押し付け加圧する工程を含んで
いる。

【０００８】また、前記耐熱性接着剤としてシート状に
構成した部材を使用してもよい。

【０００９】更に、前記芯体を回転させ、かつその芯体
と前記加熱手段とが接する箇所の接線方向に前記加熱手
段が移動して前記発熱体シートを前記芯体に巻き付けて
もよい。

【００１０】また、前記加熱手段を円筒形状もしくは円
柱形状に構成し、その加熱手段の回転方向を前記芯体の
回転方向とは逆にして、前記発熱体シートを前記芯体に
巻き付けてもよい。

【００１１】更に、前記芯体中に補助加熱手段を設け、
その補助加熱手段と前記加熱手段とにより前記発熱シー
トを両面から加熱してもよい。

【００１２】

【作用】上記の構成を有する本発明の定着用加熱ローラ
の製造方法は、耐熱性接着剤が塗布または印刷された前
記発熱体シートを前記芯体に巻き付けながら、加熱手段
により耐熱性接着剤を加熱溶融すると同時に、前記発熱
体シートを前記芯体に押し付けて加圧する。

【００１３】また、前記耐熱性接着剤としてシート状に
構成した部材を前記発熱体シートと重ね、前記芯体に巻
き付けながら加熱手段により耐熱性接着剤を加熱溶融す
ると同時に、前記発熱体シートを前記芯体に押し付けて
加圧する。

【００１４】更に、前記芯体を回転させ、かつその芯体
と前記加熱手段とが接する箇所の接線方向に前記加熱手
段が移動して前記発熱体シートを前記芯体に巻き付け
る。

【００１５】また、前記加熱手段を円筒形状もしくは円
柱形状に構成し、その加熱手段の回転方向を前記芯体の
回転方向とは逆にして、前記発熱体シートを前記芯体に
巻き付ける。

【００１６】更に、前記芯体中に補助加熱手段を設け、
その補助加熱手段と前記加熱手段とにより前記発熱シー
トを両面から加熱する。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の定着用加熱ローラの製造方法
を具体化した実施例を図面を参照して説明する。

【００１８】まず始めに、図２を参照して加熱ローラの
構造について説明する。図２は本実施例の製造方法によ
り製造される定着用加熱ローラの概略図である。

【００１９】前記定着用加熱ローラは、アルミ等の金属
からなる芯体１０の表面に、発熱体シート１２が巻き付
けられ、耐熱性接着剤で固定されている。その発熱体シ
ート１２は、絶縁性耐熱樹脂であるポリイミド樹脂フィ
ルム１６上に、ステンレス鋼等の抵抗発熱体薄膜を用い
て、所望の抵抗値分布に応じた発熱体パターン１８が施
されている。そのステンレス鋼の発熱体パターン１８の
両端は、円周方向に一巡したリング形状のリング状電極
部２０を構成している。リング状電極部２０間の発熱体
パターン１８は、複数回屈曲した帯状のパターンを繰り
返しながら一端のリング状電極部２０から他端のリング
状電極部２０まで連なっている。この帯状の発熱体パタ
ーン１８は、１本のみで加熱ローラ表面全体を覆うよう
に構成してもよいし、２本以上の帯状パターンを並列に
形成してもよい。

【００２０】前記発熱体シート１２の外側には、リング
状電極部２０上を除いて、フッ素樹脂層２２で覆われて
おり、前記発熱体パターン１８の保護と用紙の離型性向
上の機能を有している。また、加熱ローラは回転しなが
ら電力を供給されなければならないため、前記リング状
電極部２０に、常に接触するように導電ブラシ２４が設
置されている。また、前記リング状電極部２０は、金属
ペーストや金属コーティングで形成したものと比べると
非常に強固であるため、耐久性に問題はない。次に、本
実施例の定着用加熱ローラの製造方法について、図１と
図３を参照しながら説明する。

【００２１】まず、芯体１０に巻き付ける発熱体シート
１２を作製する手順は次のとおりである。ステンレス鋼
薄膜上にポリイミド薄膜を形成したフィルムを用意し、
このフィルムのステンレス鋼薄膜側に、発熱体パターン
１８に対応したレジストをスクリーン印刷で塗布する。
そして不要箇所のステンレス鋼をエッチングにより除去
した後、レジストを除去することで発熱体パターン１８
及びリング状電極部２０が形成された発熱体シート１２
を作製する。ステンレス鋼薄膜及びポリイミド薄膜の膜
厚はそれぞれ１０〜１００μｍ程度であり、フレキシブ
ルである方が取り扱い易い。このように作製された発熱
体シート１２を図３に示す。

【００２２】次に、発熱体シート１２において発熱体パ
ターン１８が形成された面の裏面に耐熱性接着剤１４を
塗布または印刷する。ここではスクリーン印刷を用いる
のが、効率的であり、接着剤の膜厚の制御を行い易い。
定着用加熱ローラは、通常１５０〜２００℃の温度で使
用されるため、発熱体シート１２及び耐熱性接着剤１４
は、２００℃以上の高温でその機能を損なわない材料で
あることが必要である。

【００２３】その耐熱性接着剤は、前述したように２０
０℃以上の高温で接着力を保つものであるから、その接
着を行う際には一般にそれ以上の温度まで加熱する必要
がある。

【００２４】次に、耐熱性接着剤１４を塗布した発熱体
シート１２を芯体１０に接着する工程を図１を参照しな
がら説明する。

【００２５】まず始めに、芯体１０の表面を脱脂洗浄し
た後、回転軸１１を固定して回転可能なように設置す
る。次に、芯体１０の熱容量に比べて、十分大きな熱容
量を持ち、発熱体シート１２を覆うように鉄等の材料に
より板状に形成された加熱手段としての鉄板３０と、前
記芯体１０の間に、耐熱性接着剤１４が塗布された面を
その芯体１０側に接するように前記発熱体シート１２を
挟む。前記鉄板３０には、ニクロム線等の材料により形
成された熱線３２が設けられている。また、その鉄板３
０は、前記芯体１０に一定の力で押し付けながら、その
芯体１０と鉄板３０が接する箇所の接線方向に自由に移
動できるように設置されている。更に、鉄板３０の温度
は、鉄板３０内に備えられた温度センサにより所望の温
度に調節することができる。

【００２６】次に、鉄板３０に設けられた熱線３２によ
り、その鉄板３０に接触した発熱体シート１２が加熱さ
れ、その発熱体シート１２に塗布された耐熱性接着剤１
４も加熱される。

【００２７】その後、鉄板３０を平行移動させ、同時に
同じ線速度で芯体１０を回転させて、発熱体シート１２
を芯体１０に接着しながら、芯体１０に巻き付け固定す
る。次に、発熱体シート１２を接着した後、その外側に
フッ素樹脂層２０を、スプレーコーティングによって施
すことによって定着用加熱ローラが製造される。前記フ
ッ素樹脂層２０は、熱収縮性を持つフッ素樹脂チューブ
をかぶせた後、加熱収縮によって固定する方式で製造し
てもよい。また、熱収縮性を持たないフッ素樹脂チュー
ブを加熱ローラにかぶせた後、加熱ローラとフッ素樹脂
チューブ間にフッ素樹脂を流し込み、充填し固定する方
式でもよい。

【００２８】以上説明したことから明かなように本実施
例の定着用加熱ローラの製造方法によれば、絶縁性フィ
ルム上に抵抗発熱体が形成された発熱体シートに耐熱性
接着剤を塗布または印刷するため、抵抗発熱体の抵抗値
を高い精度で設定することができる。また、その発熱体
シートを芯体に巻き付けながら、加熱手段により耐熱性
接着剤を加熱溶融すると同時に、前記発熱体シートを前
記芯体に押し付けて加圧するため、前記抵抗発熱体が膨
張しても、前記発熱体シートにしわや気泡が発生するこ
とを防ぐことができる。

【００２９】尚、本発明は上述した実施例に限定される
ものではなく、そ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。例えば、本実施例で
は、発熱体シート１２に耐熱性接着剤１４を塗布した
後、芯体１０に接着する工程を行ったが、このようなペ
ースト状の耐熱性接着剤１４を用いるのではなく、シー
ト状耐熱性接着剤を使用することができる。即ち接着工
程において、芯体１０と発熱体シート１２の間にシート
状耐熱性接着剤を挟み、前記と同様の製造方法によって
加熱及び加圧することで接着することができる。

【００３０】また、本実施例において接着工程の際、芯
体１０の回転軸１１を固定し、鉄板３０を平行移動させ
たが、例えば、図４に示すように、鉄板３０は芯体１０
方向に圧接するための移動のみを行うように設定し、芯
体１０の回転軸１１を鉄板３０に沿って平行に移動させ
ながら、発熱体シート１２を巻き付けてもよい。

【００３１】更に、図５に示すように、鉄板３０を円筒
もしくは円柱形状とし芯体１０と圧接するように構成し
てもよい。この場合、鉄板３０と芯体１０は発熱体シー
ト１２を挟持し、その鉄板３０を回転させる方向と芯体
１０を回転させる方向とを逆にして、発熱体シート１２
が加熱及び加圧され、芯体１０に巻き付けられる。

【００３２】更に、芯体が円筒状である場合、図６に示
すように、補助加熱手段としての鉄等の材料により円柱
状に形成された芯体ヒータ部３２を芯体１０の内部に設
置させてもよい。その芯体ヒータ部３２は、ニクロム線
等の材料により形成された熱線３６によって加熱され
る。このようにすることにより、発熱体シート１２の耐
熱性接着剤１４が塗布された面と、塗布されていない面
の両面から加熱され、片面から加熱する場合と比較し
て、その耐熱性接着剤１４を素早く、均一に溶融するこ
とができ、接着効力を増加することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように本発
明の定着用加熱ローラの製造方法によれば、絶縁性フィ
ルム上に抵抗発熱体が形成された発熱体シートに耐熱性
接着剤を塗布または印刷するため、抵抗発熱体の抵抗値
を高い精度で設定することができる。また、その発熱体
シートを芯体に巻き付けながら、加熱手段により耐熱性
接着剤を加熱溶融すると同時に、前記発熱体シートを前
記芯体に押し付けて加圧するため、前記抵抗発熱体が膨
張しても、前記発熱体シートにしわや気泡が発生するこ
とを防ぐことができる。

【００３４】また、前記耐熱性接着剤としてシート状に
構成した部材を前記発熱体シートと重ねて使用するた
め、前記発熱体シートに耐熱性接着剤を塗布または印刷
する工程を省略することができ、短時間に製造すること
ができる。

【００３５】更に、前記芯体を回転させ、かつその芯体
と前記加熱手段とが接する箇所の接線方向に前記加熱手
段が移動して前記発熱体シートを前記芯体に巻き付ける
ため、前記発熱体シートの表面に損傷を与えることなく
製造することができる。

【００３６】また、前記加熱手段を円筒形状もしくは円
柱形状に構成し、その加熱手段の回転方向を前記芯体の
回転方向とは逆にして、前記発熱体シートを前記芯体に
巻き付けるため、製造する空間が狭くても容易に製造す
ることができる。

【００３７】更に、前記芯体中に補助加熱手段を設け、
その補助加熱手段と前記加熱手段とにより前記発熱シー
トを両面から加熱するため、耐熱性接着剤を均一に溶融
させ、接着効力を増加することができる等の効果を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発熱体シートを芯体に接着するときの断面図で
ある。

【図２】定着用加熱ローラの概略図である。

【図３】発熱体シートの展開図である。

【図４】芯体が水平移動して発熱体シートを芯体に接着
するときの断面図である。

【図５】円筒形状の加熱手段を用いて発熱体シートを芯
体に接着するときの断面図である。

【図６】芯体に補助加熱手段を設け、発熱体シートを芯
体に接着するときの断面図である。

【符号の説明】

１０ 芯体 １１ 回転軸 １２ 発熱体シート １４ 耐熱性接着剤 １６ ポリイミド樹脂フィルム １８ 発熱体パターン ３０ 鉄板 ３２ 熱線 ３４ 芯体ヒータ部 ３６ 熱線

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性フィルム上に抵抗発熱体が形成さ
   れた発熱体シートが円筒状または円柱状の芯体に巻き付
   けられ、耐熱性接着剤により固定された定着用加熱ロー
   ラの製造方法において、 耐熱性接着剤が塗布または印刷された前記発熱体シート
   を前記芯体に巻き付けながら、加熱手段により耐熱性接
   着剤を加熱溶融すると同時に、前記発熱体シートを芯体
   に押し付け加圧する工程を含むことを特徴とする定着用
   加熱ローラの製造方法。
2. 【請求項２】 前記耐熱性接着剤としてシート状に構成
   した部材を使用することを特徴とする請求項１に記載の
   定着用加熱ローラの製造方法。
3. 【請求項３】 前記芯体を回転させ、かつその芯体と前
   記加熱手段とが接する箇所の接線方向に前記加熱手段が
   移動して前記発熱体シートを前記芯体に巻き付けること
   を特徴とする請求項１に記載の定着用加熱ローラの製造
   方法。
4. 【請求項４】 前記加熱手段を円筒形状もしくは円柱形
   状に構成し、その加熱手段の回転方向を前記芯体の回転
   方向とは逆にして、前記発熱体シートを前記芯体に巻き
   付けることを特徴とする請求項１に記載の定着用加熱ロ
   ーラの製造方法。
5. 【請求項５】 前記芯体中に補助加熱手段を設け、その
   補助加熱手段と前記加熱手段とにより前記発熱シートを
   両面から加熱することを特徴とする請求項１に記載の定
   着用加熱ローラの製造方法。