JPH1048990A

JPH1048990A - 加熱定着装置及び同用加熱ローラ

Info

Publication number: JPH1048990A
Application number: JP29201096A
Authority: JP
Inventors: Shigeji Nakamura; 茂治中村; Takashi Fujita; 貴史藤田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-11-29
Filing date: 1996-11-01
Publication date: 1998-02-20

Abstract

(57)【要約】【課題】温度分布が均一で、小電力化が可能であり、
しかも、たわみや潰れにも強い、安全性に優れた加熱定
着装置及び加熱定着装置用加熱ローラを提供することを
目的とするものである。【解決手段】加熱ローラ４が薄肉の熱容量の小さい中
空円筒状基体を備え、その中空円筒状基体内面に少なく
とも電気絶縁層と炭素繊維による発熱層とを積層して、
中空円筒状基体の外面に離型層が形成された加熱ローラ
を備える加熱定着装置１である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式装置、
複写機、ファクシミリ等に使用される加熱定着装置及び
加熱定着装置用加熱ローラに関し、特に、温度分布が均
一であり、省電力化が図られるものであって、たわみや
潰れに強く、安全性に優れた加熱定着装置及び同用加熱
ローラに係るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真式装置、複写機、ファ
クシミリ等には、加熱ローラに加圧ローラを圧接した加
熱定着装置が設けられており、加熱した加熱ローラを回
転させながらトナーを転写した用紙を加熱ローラと加圧
ローラ間に挿通して圧接し、用紙にトナーを加熱融着し
て印字している。また、印字品位を保つには、加熱ロー
ラの表面温度を定着温度内で一定に維持することが必要
である。

【０００３】また、近年では、加熱ローラの不要時には
加熱ローラへの電源を遮断して必要な時のみ電源を投入
することにより、消費電力を低減することもなされてい
るが、この場合、電源投入時には加熱ローラ表面が即座
に設定温度に達し、印刷可能な状態に設定される必要が
ある。

【０００４】一方、連続印刷により表面温度の変動が大
きくなって印字品位に影響を与えないようにするために
は、加熱ローラの肉厚が１．５〜３．０ｍｍのアルミニ
ウム製ローラを用いて熱容量を大きくする必要があり、
また、内部ローラから離れた位置にハロゲンランプによ
るヒータ等を用いて加熱しているために、電源を入れて
から設定温度に達するまでに長い待ち時間を要するとい
う問題があった。そこで、即座に印刷可能状態に設定す
るために、常に一定の定着温度に維持する必要があり、
消費電力が大きくなるという問題があった。

【０００５】加熱ローラの加熱温度の立ち上がりを改善
する方法としては、図１３に示すような、直接加熱方法
による加熱加熱ローラがある。図１３はその斜視図であ
り、特開平７−１４０８２４号公報に開示された加熱定
着装置である。この加熱加熱装置は、アルミニウム製ロ
ーラを用いることなく、短い加熱時間で設定した時間に
達するようにして印刷待ち時間を短くするとともに消費
電力を少なくしたものである。

【０００６】この加熱ローラ２５は、円筒形状の発熱層
３２の両端に受電側電極層３４，３５が設けられ、受電
側電極層３４，３５を除く発熱層３２の表面に離型層３
１が設けられ、発熱層３２の内面に断熱層３３が設けら
れている。供給側電極３６，３７は受電側電極層３４，
３５にそれぞれ接触して電力を供給している。３８ａ，
３９ｂは加熱ローラ２５をフレームに支持する回転軸で
ある。範囲Ｈ，Ｉは受電側電極層３４，３５を示し、範
囲Ｇは加熱面を示している。

【０００７】さらに、図１４は、特開平６−３３２３３
３号公報に開示された加熱ローラである。この加熱ロー
ラは、アルミナ製の円筒状基板４２の外面に抵抗発熱物
質からなる帯状の抵抗パター４３を形成し、これを保護
層４４で覆った後、外面に離型層４５を形成したもので
ある。そして、ローラの両端外周部に抵抗パターン４３
に電流を通電するための電極リング４６ａ，４６ｂを設
け、さらに、この電極リングに隣接して電極リングより
も大きな径の絶縁ワッシャーリング４７ａ，４７ｂを設
けたもので、給電ブラシ４８ａ，４８ｂから電流を供給
することにより抵抗パターン４３にジュール熱を発生さ
せ、ローラ全体を加熱するようにしたものである。

【０００８】この加熱ローラ４１は、ローラ表面を直接
加熱しているため、表面温度を短時間で設定温度まで上
昇させることができ、印刷までの待ち時間を短くすると
ともに、消費電力を小さくできる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１３
の加熱ローラ２５では、発熱層３２の表面には離型層が
形成されており、その厚みは約０．００５〜０．０５ｍ
ｍ程度であり、実質的に発熱層３２は略円筒状基体の外
面に構成されていることになる。従って、このような構
成の加熱ローラでは、以下のような問題点が発生するお
それがある。

【００１０】例えば、加熱ローラ２５が万が一異常昇温
して発火した場合には、発熱層３２と印刷用紙が接触し
ているので、印刷用紙が引火炎上する恐れがあり、ヒー
タとしてハロゲンランプを用いた従来の加熱ローラと比
較して引火炎上の確率が高い欠点がある。また、異常昇
温でなくとも、長期間の使用で離型層３１が磨耗・剥離
して、発熱層３２が露出し、接触不良による火花が発生
して、印刷用紙や周囲の部品に飛散する危険性がある。
このように、図１３に示したような直接加熱方式の加熱
ローラには安全性に多少の問題がある。

【００１１】また、発熱層３２が表面に形成されている
ので、加熱ローラ２５の表面の良好な表面粗さを得るの
が困難である。更に、発熱層３２の上にフッ素樹脂等の
離型層３１を設けなければならないが、発熱層３２とフ
ッ素樹脂の密着性が悪いので、長期の耐久性を保つこと
が困難である。

【００１２】一方、加熱ローラの表面が短時間に所定温
度に達するようにするために、加熱ローラ２５の厚みを
薄くしている。このような薄肉基体からなる加熱ローラ
では、以下のような問題点がある。

【００１３】例えば、肉厚の薄い加熱ローラでは、加圧
ローラによる加熱ローラ２５に加わる加圧力によって、
ローラ中心軸に対して、ローラの半径方向の歪み（つぶ
れ）が生じるために、通紙時にしわが生じたり、印字品
位を保てない欠点がある。

【００１４】また、加圧ローラによって加えられる加圧
力によって、加熱ローラがローラの中心軸に対して、許
容範囲以上に撓んで、通紙時にしわが生じたり、印字品
位が保てないことになる。

【００１５】さらに、図１４，図１５で示した加熱定着
装置で説明すると、加熱ローラ４１では、加熱ローラ４
１と加圧ローラ４９の間に挿入された印刷用紙５０は、
離型層４５がかなり薄いために発熱層たる抵抗パターン
４３に直接接したとほぼ同じ状態となっている。このた
め、万が一、加熱ローラが異常昇温すると、印刷用紙が
発火炎上する恐れがある。また、異常昇温でなくとも、
長期間の使用によって離型層４５が磨耗、剥離し、抵抗
パターン４３からなる発熱層が露出すると、接触不良に
よる火花が発生し、印刷用紙や周囲の部材に引火する恐
れがある。

【００１６】また、離型層４５としてはフッ素樹脂など
が用いられるが、ガラスを主成分とした保護層４４との
密着性が悪く、長期間にわたる耐久性を維持するのが困
難である。

【００１７】また、絶縁ワッシャーリング４７ａ，４７
ｂで隔成されているとは言え、電極リング４６ａ、４６
ｂと、給電ブラシ４８ａ，４８ｂが通紙部の直ぐ近くに
存在するため、トナーや紙粉などの異物がブラシ摺動面
に付着し、ブラシ部分の磨耗や接触不良が発生しやすい
という問題があった。

【００１８】また、電極リング４６ａ、４６ｂと給電ブ
ラシ４８ａ，４８ｂは所定の半径からなる円周位置で摺
接しているので、その相対速度が大きく、長期間の間に
は摺動面が磨耗し、通電異常の原因となる。

【００１９】さらに、定常温度状態までの立ち上がり時
間を短縮するために円筒状基材４２の肉厚を薄くした場
合、加圧ローラ４９の加圧力によってローラが撓んだ
り、潰れたりし、印刷用紙５０にしわが生じたり、印字
品質に悪影響を及ぼす恐れがある。

【００２０】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたもので、温度分布が均一で、省電力化が可能であ
り、しかも、たわみや潰れにも強い、安全性に優れた加
熱定着装置及び同用加熱ローラを提供することを目的と
するものである。さらに、本発明は、加熱ローラが短い
時間で設定温度に達するようにして、印刷待ち時間を短
縮するとともに、消費電力を少なくし、更に、ローラの
肉厚を薄肉化したことによる加熱ローラのたわみや潰れ
による印字品位等への悪影響が少なく、更に、安全性が
高く製造が容易な加熱定着装置及び同用加熱ローラを提
供することを目的とするものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたものであり、請求項１の発明は、
円筒状の加熱ローラに回転自在な加圧ローラを所定圧力
で圧接し、これら２つのローラを回転させながら印刷用
紙を挿通させてトナーを印刷用紙に融着する加熱定着装
置に於いて、前記加熱ローラが薄肉の熱容量の小さい中
空円筒状基体を備え、前記基体の外面に離型層を形成す
るとともに、前記基体の内面に少なくとも電気絶縁層と
該絶縁層内面に螺旋状に配置した電気抵抗をもつ炭素繊
維による発熱層とを積層したことを特徴とする加熱定着
装置であり、熱容量の小さい中空円筒状基体の内面に発
熱層が形成されるので、加熱ローラが短い時間で設定温
度に達し、印刷待ち時間が短縮され、消費電力が低減で
きるとともに、加熱ローラ全体の比強度と比弾性率が高
くなり、ローラの肉厚を薄肉化したことによるローラの
たわみや潰れによる印字品位等への悪影響が解消でき
る。さらに、熱容量の小さい中空円筒状基体の内面に発
熱層が形成され、加熱ローラの全面を均一かつ短時間で
設定温度まで昇温することができ、印刷待ち時間を短縮
し、消費電力を低減できる。

【００２２】また、請求項２の発明は、円筒状の加熱ロ
ーラに回転自在な加圧ローラを所定圧力で圧接し、これ
ら２つのローラを回転させながら印刷用紙を挿通させて
トナーを印刷用紙に融着する加熱定着装置に於いて、前
記加熱ローラが薄肉の熱容量の小さい中空円筒状基体
と、前記基体の外面に形成された離型層と、前記基体の
内面に繊維強化複合材からなる電気絶縁層と、前記電気
絶縁層に前記基体の軸方向に螺旋状に配置した炭素繊維
による発熱層と、を具備することを特徴とする加熱定着
装置であり、熱容量の小さい中空円筒状基体の内面に発
熱層が形成され、加熱ローラが短い時間で設定温度に達
し、印刷待ち時間が短縮され、消費電力が低減できると
ともに、発熱層と絶縁層に強度と弾性率が高い繊維補強
複合材を使用することにより、薄肉化した加熱ローラの
強度低下を防止することができので、ローラの肉厚を薄
肉化したことによるローラのたわみや潰れによる印字品
位等への悪影響が解消できる。

【００２３】また、請求項３の発明は、円筒状の加熱ロ
ーラに回転自在な加圧ローラを所定圧力で圧接し、これ
ら２つのローラを回転させながら印刷用紙を挿通させて
トナーを印刷用紙に融着する加熱定着装置に於いて、前
記加熱ローラが薄肉の熱容量の小さい中空円筒状基体
と、前記基体の外面に形成された離型層と、前記基体の
内面に積層された電気絶縁層と発熱層とを備え、前記電
気絶縁層を形成する繊維強化複合材の繊維が基体方向と
同一方向に延在し、かつ前記発熱層を形成する炭素繊維
が前記繊維強化複合材の繊維の方向に対して交差する方
向に延在することを特徴とする加熱定着装置であり、繊
維強化複合材による電気絶縁層を基体の軸方向の配置し
て加熱ローラにたわみに対する強度が高め、炭素繊維層
を繊維強化複合材の繊維の方向に対して交差する方向に
配置することにより、加熱ローラ全体の比強度と比弾性
率が高くなり、加熱ローラの潰れに対する強度が高めら
れ、中空円筒状基体の肉厚を薄くしたとしても強度を保
つことができる。

【００２４】また、請求項４の発明は、請求項１〜３の
いずれかに記載の加熱定着装置に於いて、前記加熱ロー
ラ内部の発熱層の両端位置には該発熱層に外部から電力
を供給するための電力供給手段を付設したことを特徴と
する加熱定着装置である。この加熱定着装置では、発熱
層及び電力供給手段が加熱ローラの内側に位置するの
で、過熱、接触不良による火花の発生などが生じても、
印刷用紙や周辺部材に引火する恐れがなくなる。また、
離型層が中空円筒状基体の外面に直接積層されているの
で、磨耗や剥離に対しても強いものなる。さらに、中空
円筒状基体の内面に、電気絶縁層と炭素繊維からなる発
熱層とを積層配置したので、加熱ローラ全体の比強度と
比弾性率が高くなり、薄肉の中空円筒状基体を用いても
加熱ローラの強度低下を抑制することができる。

【００２５】また、請求項５の発明は、請求項１〜４の
いずれかに記載の加熱定着装置に於いて、前記中空円筒
状基体がアルミニウムからなり、その内面に析出したア
ルマイト層を電気絶縁層とすることを特徴とする加熱定
着装置であり、特別に絶縁層を形成する必要がなく、加
熱ローラをより薄型にできるので、加熱ローラが一層短
い時間で設定温度に達する。

【００２６】また、請求項６の発明は、請求項１〜５の
いずれかに記載の加熱定着装置に於いて、前記電気絶縁
層が一方向性に形成した繊維強化複合材を前記基体の軸
方向と同一方向に配置し、前記発熱層が炭素繊維に耐熱
性樹脂を含浸させた一方向性の炭素繊維プリプレグを前
記電気絶縁層内面に加熱成形して軸方向に螺旋状に配置
したことを特徴とする加熱定着装置であり、絶縁層に強
度及び弾性率が高い繊維補強複合材を使用し、基体の軸
方向と同一方向に配置することにより、薄肉化した加熱
ローラの強度低下を防止することができる。

【００２７】また、請求項７の発明は、請求項１〜６の
いずれかに記載の加熱定着装置に於いて、前記電気絶縁
層がアラミド繊維、アルミナ繊維、または、導電性のＳ
ｉＣ繊維等の耐熱性を有する繊維強化複合材からなり、
前記発熱層が繊維強化複合材に炭素繊維を合わせて形成
した炭素繊維プリプレグであることを特徴とする加熱定
着装置であり、薄肉化した加熱ローラの強度低下を防止
することができるので、ローラを薄肉としてもたわみや
潰れが解消できる。

【００２８】また、請求項８の発明は、請求項１〜７の
いずれかに記載の加熱定着装置に於いて、前記中空円筒
状基体がアルミニウムからなり、その内面にアルマイト
層を形成したことを特徴とする加熱定着装置であり、熱
容量の小さい中空円筒状基体の内面に発熱層が形成され
るので、加熱ローラが短い時間で設定温度に達し、印刷
待ち時間が短縮され、消費電力が低減できるとともに、
ローラの肉厚を薄肉化したことによるローラのたわみや
潰れによる印字品位等への悪影響が解消できる。

【００２９】また、請求項９の発明は、請求項４記載の
加熱定着装置に於いて、前記電力供給手段は、摺動面を
形成する導電性ブラシを備えた電極と、前記導電性ブラ
シの摺動面に摺接する導電性弾性部材からなる電極とか
ら構成されていることを特徴とする加熱定着装置であ
る。

【００３０】また、請求項１０の発明は、請求項４記載
の加熱定着装置に於いて、前記電力供給手段は、摺動面
を形成する導電性ブラシを備えた電極と、導電性部材に
よって支持され、かつ、前記導電性ブラシの摺動面に摺
接する弾性部材からなる電極とから構成されていること
を特徴とする加熱定着装置である。前記請求項９及び請
求項１０記載の加熱定着装置のような構成とした場合、
電極に弾性を持たせてあるので、長期間にわたる使用に
よって摺動面が磨耗した場合でも、接触不良を起こすこ
とがなくなる。

【００３１】また、請求項１１の発明は、請求項９また
は１０に記載の加熱定着装置に於いて、前記導電性ブラ
シを加熱ローラの回転中心に位置させたことを特徴とす
る加熱定着装置であり、このような構成とした場合、導
電ブラシの手動面とこれに摺接する電極との相対速度を
小さくすることができ、接触部の磨耗を最小に抑えるこ
とができる。

【００３２】また、請求項１２の発明は、請求項９〜１
１のいずれかに記載の加熱定着装置に於いて、加熱ロー
ラ側の電極を円盤形状とし、該円盤形状の電極を加熱ロ
ーラ内部の発熱層両端部に固設したことを特徴とする加
熱定着装置であり、このような構成とした場合、円盤状
の電極が加熱ローラの補強効果を果たすので、たわみや
潰れに対してより強度が向上する。

【００３３】また、請求項１３の発明は、加熱定着装置
に用いられる加熱ローラに於いて、薄肉の熱容量の小さ
い中空円筒状基体の内面に、少なくとも電気絶縁層と該
絶縁層内面に螺旋状に配置された電気抵抗をもつ炭素繊
維による発熱層とを積層し、前記基体の外面に離型層を
形成したことを特徴とする加熱定着装置用加熱ローラで
あり、中空円筒状基体に内面に発熱層を形成したもので
あり、加熱ローラの全面を均一かつ短時間で設定温度ま
で昇温することができ、印刷待ち時間を短縮し、消費電
力を低減できるとともに、発熱層が螺旋状の炭素繊維で
あり、加熱ローラ全体の比強度と比弾性率が高くなり、
薄肉の中空円筒状基体の強度低下を補うことができる。

【００３４】また、請求項１４の発明は、加熱定着装置
に用いられる加熱ローラに於いて、薄肉の熱容量の小さ
い中空円筒状基体と、前記基体の内面に繊維強化複合材
からなる電気絶縁層と、前記電気絶縁層に前記基体の軸
方向に螺旋状に配置した炭素繊維による発熱層と、前記
基体の外面に形成された離型層とを備えることを特徴と
する加熱定着装置用加熱ローラであり、中空円筒状基体
に内面に繊維強化複合材からなる電気絶縁層を設け、発
熱層を形成したものであり、加熱ローラの全面を均一か
つ短時間で設定温度まで昇温することができ、印刷待ち
時間を短縮し、消費電力を低減できるとともに、電気絶
縁層と発熱層が螺旋状の炭素繊維であり、加熱ローラ全
体の比強度と比弾性率が高くなり、薄肉の中空円筒状基
体の強度低下を補うことができる。

【００３５】また、請求項１５の発明は、加熱定着装置
に用いられる加熱ローラに於いて、薄肉の熱容量の小さ
い中空円筒状基体と、前記基体の外面に形成された離型
層と、前記基体の内面に積層された電気絶縁層と発熱層
とを備え、前記電気絶縁層を形成する繊維強化複合材の
繊維が基体方向と同一方向に延在し、かつ前記発熱層を
形成する炭素繊維が前記繊維強化複合材の繊維の方向に
対して交差する方向に延在することを特徴とする加熱定
着装置用加熱ローラであり、加熱ローラの全面を均一か
つ短時間で設定温度まで昇温することができ、印刷待ち
時間を短縮し、消費電力を低減できるとともに、中空円
筒状基体に内面の繊維強化複合材からなる電気絶縁層の
繊維の方向に対して、交差するように炭素繊維による発
熱層を形成したので、加熱ローラ全体の比強度と比弾性
率が高くなり、薄肉の中空円筒状基体の強度低下を補う
ことができる。

【００３６】また、請求項１６の発明は、請求項１３，
１４または１５の発明に於いて、前記中空円筒状基体が
アルミニウムからなり、その内面に析出したアルマイト
層を電気絶縁層とすることを特徴とする加熱定着装置用
加熱ローラである。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は、加熱定着装置及び
同用加熱ローラの一実施形態を示す断面図であり、用紙
搬送ガイド２，３を挟んで加熱ローラ４と加圧ローラ５
が設けられ、加熱ローラ４にスプリング等の不勢部材
（図示なし）で圧接した加圧ローラ５とが配置されてい
る。加熱ローラ４にはカバー６が設けられ、カバー６内
には温度センサ７、クリーナ８、分離爪９等が設けられ
ている。スプリング１１の一端がカバー６に取り付けら
れ、他端が分離爪９に取り付けられ、回動軸１０によっ
て分離爪９が回動し得るように配置され、加熱ローラ４
から印刷用紙１２が容易に分離し得るようになされてい
る。印刷用紙１２にはトナー１３が付着され、加熱ロー
ラ４と加圧ローラ５とにより印刷用紙１２が圧接され、
印刷用紙１２に付着したトナー１３を熱溶着して印刷用
紙１２に定着している。無論、加熱ローラ４と加圧ロー
ラ５の周辺の機構は、図１の実施形態に限定するもので
はない。

【００３８】図２（ａ）は加熱ローラ４の斜視図であ
り、同図（ｂ）はそのＡ−Ａ線に沿った断面図である。
加熱ローラ４の表面には離型層１４が設けられ、その厚
みが５〜３０μｍのフッ素樹脂が用いられている。発熱
層１７は炭素繊維にポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹
脂、フェノール樹脂等の耐熱性樹脂を所定の割合で含浸
させたプリプレグシート部材による加熱成形した円筒状
のものである。また、プリプレグシート部材の厚みは
０．０１〜０．５ｍｍである。これらの樹脂等の結合剤
は炭素繊維に予め付与してもよいし、後から付与して発
熱層を形成してもよい。また、上記炭素繊維プリプレグ
シートは補強材が混入したものでもよい。

【００３９】図２（ｂ）に示すように、加熱ローラ４
は、アルミニウム製からなりその厚みが、例えば、０．
４ｍｍ程度の円筒状基体１５と、このアルミニウム基体
外面を覆うように形成されたフッ素樹脂からなる離型層
１４と、この薄肉の円筒状基体１５の内面に形成された
電気絶縁層１６と、電気抵抗体として炭素繊維を主体と
する円筒状の発熱層１７とからなり、これらの部材をパ
イプ状に積層した構成を有し、発熱層１７の端部に電極
層１８，１９が設けられ、炭素繊維とそれぞれ接続され
ている。範囲Ｅは電極層１８，１９の幅を示し、２０は
電極層１８，１９に接する給電側電極である〔図２
（ａ）〕。

【００４０】先に説明したように、発熱層１７は、炭素
繊維にポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェノー
ル樹脂等の耐熱性樹脂を混入させたプリプレグシート部
材から形成されており、このプリプレグシート部材に補
強材を混入または補強材（絶縁性繊維強化層）を合わせ
た形状を有する。この絶縁性繊維強化層の配置方法につ
いて、図３に示すように、絶縁性繊維強化層を形成する
強化繊維は矢印Ａ−Ｂに方向（円筒状基体１５の軸方
向）に延在している。即ち、長方形状に切断された繊維
強化プリプレグシート部材をローラの中心軸と平行な方
向に巻き付けられ、強化繊維の繊維方向が中空円筒状基
体１５の軸方向となっている。強化繊維としては、アラ
ミド繊維、アルミナ繊維、ＳｉＣ繊維等が用いられ、こ
の強化繊維にポリイミド樹脂、ビスマレイド樹脂、フェ
ノール樹脂等の耐熱性樹脂を所定の割合で含浸させて厚
みを０．０１〜０．５ｍｍとした複合部材とした繊維強
化プリプレグシートであり、一方向性に加熱成形したも
のである。尚、これらの樹脂等の結合剤は予め強化繊維
に付与されてもよいし、後から付与してもよい。

【００４１】また、ＳｉＣ繊維の場合は導電性を有する
ので、アルミニウム基体（中空円筒状基体）１５の内面
にアルマイト処理を施してその表面に析出させたアルマ
イト層を絶縁層１６とする必要性がある。無論、絶縁層
１６として絶縁性繊維強化層を設けた場合に、アルミニ
ウム基体１５の内面にアルマイト層が形成されていたと
しても差し支えないし、電気絶縁層１６の代わりに、ア
ルマイト層を電気絶縁層１６としてもよい。

【００４２】次に、発熱層１７を形成する炭素繊維の配
置方向は、図４で説明する。発熱層１７は、中空円筒状
基体１５の内面に、アルマイト層による電気絶縁層１６
または電気絶縁層１６として絶縁性繊維強化層を形成し
た後、その内面に発熱層１７を形成するか、または、電
気絶縁層１６と発熱層１７を加熱成形して同時に形成す
る。同図に示すように、発熱層１７は幅Ｗの長方形状に
切断された炭素繊維プリプレグシートが、図３に示した
電気絶縁層１６（絶縁性強化層）の内面を覆うように螺
旋状に巻き付けられて形成されている。即ち、この炭素
繊維プリプレグシートの繊維は矢印Ｃ−Ｄ方向に延在し
ている。従って、絶縁性繊維強化層の繊維方向と炭素繊
維の繊維方向は交差するように形成することにより、加
熱ローラの強度を高めることができる。中空円筒状基体
１５の肉厚を薄くするできる効果を有している。

【００４３】また、この炭素繊維プリプレグシート幅を
変化させることにより、電気抵抗を変えることができる
とともに、加熱ローラ４の発熱量を増減することができ
る。また、炭素繊維には一定の割合で、強化繊維が混合
した炭素繊維プリプレグシートであってもよい。無論、
電気的絶縁性の繊維強化複合材料に、炭素繊維を積層し
た炭素繊維プリプレグを形成した後に、この炭素繊維プ
リプレグの電気的絶縁層側を、円筒状基体１５の内面に
接触させて加熱成形することにより、炭素繊維プリプレ
グの導電性を有する面を発熱層１７とするようにしても
よい。

【００４４】また、図２に示すように、発熱層１７に
は、炭素繊維発熱層の両端部内面のそれぞれの範囲Ｅに
導電性部材を圧入または導電性接着剤によって固定した
電極層１８，１９が形成されている。電極層１８，１９
には電源部（図示なし）から電力が供給させる給電側電
極２０がそれぞれ当接している。給電側電極２０は板ば
ねの復元力を利用して電極層１８，１９に圧接してい
る。

【００４５】次に、本実施形態に於ける加熱ローラのた
わみ強度について、図１０を参照して説明する。同図に
於いて、横軸に加熱ローラの材質が示され、縦軸にたわ
み強度が示されている。例えば、左から二番目の材質
は、厚さが０．４ｍｍのアルミニウム基体に、発熱層を
形成する補強材としてアラミド繊維が用いられたもので
あること示している。この実験では、圧接ローラ５を片
側加圧力３０Ｎで加圧した場合のたわみが示されてい
る。同図から明らかなように、アルミニウム基体の厚み
が０．４ｍｍに薄肉しても、本実施形態のように発熱層
を積層した加熱ローラでは、アルミニウム基体の厚みが
０．６ｍｍ相当の強度が得られることがわかった。

【００４６】また、図１１は、炭素繊維からなるペリプ
レグシート部材がローラ軸方向に対して炭素繊維巻き角
が６０°と７５°の場合の潰れ強度を示している。同図
に於いて、横軸が加熱ローラの材質を示し、縦軸が潰れ
強度（つぶれ／ｍｍ）を示している。例えば、図１１の
左から三番目の加熱ローラは、厚みが０．４ｍｍのアル
ミニウム基体が用いられ、炭素繊維（カーボン）と補強
材としてアラミド繊維が用いられたものである。

【００４７】この図から明らかなように、本実施形態の
加熱ローラでは、アルミニウム基体単体の厚みが０．６
ｍｍの場合と比較して多少劣るもののアルミニウム基体
単体（厚み０．４ｍｍ）と比較して補強効果が得られる
ことがわかった。本実施形態の加熱ローラによれば、実
用上全く問題がない強度が得られる。即ち、本実施形態
の加熱ローラによれば、十分な強度が得られるので加圧
時のたわみや潰れが解消されるので、印字品位が低下す
ることがない。

【００４８】更に、図１２は炭素繊維による発熱層のロ
ーラ軸方向方向に対し巻き角度〔繊維角度（°）〕に対
する横弾性係数Ｇ₁₂と縦弾性係数Ｅ₂₂の結果が示されて
いる。図１２の結果に基づいて、加熱ローラの弾性係数
が炭素繊維によるプリプレグシート部材が巻かれる角度
によって容易に設定できる。

【００４９】図１２から明らかなように、発熱層を形成
するプリプレグシートをローラ軸心方向に対して６０°
以上の角度で捲回することによって、潰れに対して強い
ことが判明した。即ち、加熱ローラの強度を保つ上で、
プリプレグシートの巻き角度が重要であることが判明し
た。炭素繊維プリプレグは６０°以上の角度が効果的で
あることを示している。繊維強化材料は繊維の配向方向
を基体軸方向とすることにより、加熱ローラがたわみに
対して高い強度が得られる特性を有し、潰れに対しては
炭素繊維プリプレグの巻き角度を６０°以上にすること
が望ましい。このように強化繊維と炭素繊維を交差させ
るのは、繊維強化複合材料の異方性が極めて大きいこと
による。

【００５０】次に、本発明の他の実施形態について図面
を参照して説明する。図５〜図９に、本発明に係る加熱
定着装置及び同用加熱ローラの他の実施形態を示す。図
５において、４は加熱ローラ、５は加圧ローラである。
加圧ローラ５は、図示を略したスプリングなどの付勢手
段によって加熱ローラ４に所定の加圧力で押圧されて接
している。加熱ローラ４は左右両端の軸受４ａ，４ｂで
回転自在に支持されており、図示を略した回転駆動機構
によって所定速度で回転される。また、加圧ローラ５も
左右両端の軸受５ａ，５ｂで回転自在に支持されてお
り、加熱ローラ４の回転に従動して回転されるものであ
る。そして、図６に示すように、印刷用紙１２は加熱ロ
ーラ４と加圧ローラ５の間に挿通され、印刷用紙１２上
に転写されているトナー１３を加熱溶融することによ
り、印刷用紙１２上に融着するものである。

【００５１】前記加熱ローラ４は、図５及び図７に示す
ように、例えば０．４ｍｍ程度の厚さの中空円筒状のア
ルミニウム基体（中空円筒状基体）１５からなり、この
アルミニウム基体１５の外面に、厚さ５〜３０μｍのフ
ッ素樹脂からなる離型層１４が形成されている。さら
に、その内面には、電気絶縁層１６が形成され、この電
気絶縁層１６を中に挟んで、電気抵抗体としての炭素繊
維からなる発熱層１７が形成されている。

【００５２】電気絶縁層１６は、上記実施形態と同様
に、アルマイト、またはアラミド繊維、アルミナ繊維、
ＳｉＣ繊維などの絶縁性強化繊維から形成されている。
アルマイトを用いる場合は、アルミニウム基体１５の内
面にアルマイト層として析出させることにより形成され
る。また、アラミド繊維、アルミナ繊維、ＳｉＣ繊維な
どの絶縁性強化繊維を用いる場合は、図４にその構造を
示すように、アラミド繊維、アルミナ繊維、ＳｉＣ繊維
などの強化繊維にポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹
脂、フェノール樹脂などの耐熱性樹脂を所定の割合で含
浸させた厚さ０．０１〜０．５ｍｍの繊維補強複合材か
らなるプリプレグシートを、その繊維方向が矢印で示す
Ａ，Ｂ方向となるように、ローラの中心軸線と平行とな
る向きに揃えて加熱成形し、円筒状としたものである。
なお、ＳｉＣ繊維を強化繊維として用いた場合には、Ｓ
ｉＣ繊維が導電性であるため、アルミニウム基体１５の
内面にアルマイト処理を施す必要がある。このＳｉＣ繊
維以外の強化繊維を用いた場合において、アルミニウム
基体１５の内面に前記したアルマイト処理を施しても差
し支えないことは勿論である。

【００５３】発熱層１７は、抵抗体としての炭素繊維に
ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェノール樹脂
などの耐熱性樹脂を所定の割合で含浸させた厚さ０．０
１〜０．５ｍｍのプリプレグシートから形成されてい
る。この発熱層１７は、アルミニウム基体１５の内面に
前記電気絶縁層１６を形成した後、形成するか、また
は、電気絶縁層１６と発熱層１７を同時に加熱成形して
形成する。図４に示すように、プリプレグシートはテー
プ状に切断され、その繊維方向を円周方向（矢印で示す
Ｄ，Ｃ方向）に向けて螺旋状に巻回され、加熱成形され
る。この螺旋状に巻回されたプリプレグシートの幅Ｗを
変えることにより、電気抵抗を変えることができる。し
たがって、この幅Ｗを調節することにより加熱ローラ４
の発熱量を調整することができる。なお、このプリプレ
グシートに強化繊維などの補強材を混入してもよい。

【００５４】電気絶縁層１６と発熱層１７を前記のよう
に構成すると、図３及び図４から明らかなように、電気
絶縁層１６の繊維方向（矢印で示すＡ−Ｂ方向）と発熱
層１７の繊維方向（矢印で示すＤ−Ｃ方向）が所定の角
度で交差した状態となるので、加熱ローラ４の強度を高
めることができ、アルミニウム基体１６の厚さを薄くす
ることが可能となる。なお、実験によれば、この交差角
は６０°以上とすることが好ましい。

【００５５】前記加熱ローラ４の左右両端の内部には、
図５に示すように、円盤状の受電電極２１ａ，２１ｂが
取り付けられており、この受電電極２１ａ，２１ｂの中
心位置に設けられた導電性ブラシ２２ａ，２２ｂの端面
の摺動面に、先端を逆Ｕ字状に折り曲げられた板状の導
電性弾性部材からなる給電電極２３ａ，２３ｂが所定押
圧力で当接されている。なお、この給電電極２３ａ，２
３ｂは、その全体を導電性弾性部材から構成する以外
に、たとえば、図示の水平部は弾性のない導電性部材と
し、その先端の逆Ｕ字部分のみを弾性部材としてもよ
い。

【００５６】前記給電電極２３ａ，２３ｂは、ローラ外
部において絶縁端子台２４ａ，２４ａにそれぞれ接続さ
れており、この絶縁端子台２４ａと２４ｂに加熱用電源
Ｅ₀が接続されている。

【００５７】図８に、前記受電電極２１ａの構造を示
す。同図（ａ）は拡大正面図、同図（ｂ）はその縦断面
図である。また、図９に、前記受電電極２１ａと加熱ロ
ーラ４の接合部の拡大断面図を示す。なお、他端側の受
電電極２１ｂについては、受電電極２１ａと同一構造に
なるので、図示は省略する。

【００５８】受電電極２１ａは、図８（ａ），（ｂ）に
示すように、円盤部２６ａと周壁２７ａとを備えてお
り、円盤部２６ａの所望位置に空気孔２９ａが穿たれて
いるとともに、その中心位置にはカーボン製の導電性ブ
ラシ２２ａが導電性接着剤２０ａによって接着固定され
ている。また、周壁２７ａには、割り溝２８ａが切り込
まれており、この割り溝２８ａによって周壁２７ａに弾
性を持たせ、加熱ローラ４の内部に嵌着した際に周壁２
７ａが加熱ローラ４の内面に密着するように工夫されて
いる。

【００５９】前記受電電極２１ａは、図９に示すよう
に、加熱ローラ４の端面から加熱ローラ内部に挿入さ
れ、周壁２７ａと加熱ローラ内壁との間に充填された導
電性接着剤２１によって加熱ローラ４の円筒部と一体に
固着されている。

【００６０】前記構造になる加熱定着装置の動作を説明
すると、加熱定着装置の使用時には加熱用電源Ｅがオン
され、給電電極２３ａ，２３ｂに加熱用の電圧が印加さ
れる。一方、加熱ローラ４が回転すると、加熱ローラ４
の両端内部に固設された受電電極２１ａ，２１ｂも一緒
になって回転する。したがって、この受電電極２１ａ，
２１ｂの回転中心に固着された導電性ブラシ２２ａ，２
２ｂは給電電極２３ａ，２３ｂと電気的に接した状態で
摺動回転し、給電電極２３ａ，２３ｂ、導電性ブラシ２
２ａ，２２ｂ受電電極２１ａ，２１ｂを通じて加熱ロー
ラ４の発熱層１７に電流が流れる。この結果、発熱層１
７はその抵抗値に応じたジュール熱を発生し、加熱ロー
ラ４の全面を所定温度に加熱する。

【００６１】前記導電性ブラシ２２ａ，２２ｂは受電電
極２１ａ，２１ｂの回転中心位置に固着されているた
め、給電電極２３ａ，２３ｂは相対速度が最も小さい位
置で導電性ブラシ２２ａ，２２ｂに接していることにな
る。このため、ローラ周面などの相対速度の大きい位置
に導電性ブラシと給電電極を設けた場合に場合に比べて
その磨耗程度が極めて小さく、導電性ブラシ２２ａ，２
２ｂと給電電極２３ａ，２３ｂの寿命を長くすることが
できる。しかも、給電電極２３ａ，２３ｂは板状の弾性
部材からなるので、常に所定の押圧力で導電性ブラシ２
２ａ，２２ｂの端面に当接され、接触不要を起こすこと
がない。

【００６２】また、受電電極２１ａ，２１ｂと給電電極
２３ａ，２３ｂが加熱ローラ４のローラ内部に配置され
ているため、たとえ接触不良による火花などが発生した
場合でも、印刷用紙や周囲の部材に危険を及ぼすことが
ない。

【００６３】さらに、受電電極２１ａ，２１ｂは円盤状
とされ、加熱ローラ４の内面全周に接した状態でローラ
内部に接着固定されているので、加熱ローラ４のたわみ
や潰れに対して補強効果を発揮する。このため、加熱ロ
ーラ４を薄肉化しても、たわみや潰れを抑制することが
できる。

【００６４】なお、前記の例では、カーボン製の導電性
ブラシ２２ａ，２２ｂを受電電極２１ａ，２１ｂ側に設
けたが、このブラシは給電電極２３ａ，２３ｂ側に設け
てもよいし、また、受電電極２１ａ，２１ｂと給電電極
２３ａ，２３ｂの両方に設けてもよいものである。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱容量の小さい薄肉の中空円筒状基体を用いられ、この
熱容量の小さい中空円筒状基体の内面に電気絶縁層と電
気抵抗をもつ発熱層を積層し、外面に離型層を備えるこ
とによって、円筒状基体の強度を補強することができ、
しかも加熱ローラの表面温度は短い加熱時間で設定温度
に達するので、印刷待ち時間を短縮し得るとともに消費
電力を低減できる効果がある。

【００６６】また、中空円筒状基体の内部に、電気絶縁
層と炭素繊維からなる発熱層とを積層配置したので、加
熱ローラ全体の比強度と比弾性率を高めることができ、
加熱ローラの強度低下を防止することができ、加熱ロー
ラを薄肉化することが可能であり、小型化ができる利点
がある。また、加圧ローラによって加熱ローラに加わる
加圧力により、加熱ローラがローラの中心軸に対して、
許容範囲以上にたわんだり、或いはローラの半径方向の
潰れが生じたりすることがなく、印字不良が発生し難い
利点がある。

【００６７】また、アルミニウム基体の表面に形成した
離型層は、その表面が平滑な面であり、離型層を形成す
る際に容易に適度な表面粗さを形成することができる利
点がある。また、離型層が中空円筒状基体の外面に直接
積層されているので、加熱ローラは、剥離や磨耗に対し
て強く、長期にわたって安全に使用することができる利
点がある。また、加熱ローラ表面の離型層の形成は、従
来の加熱ローラの製造方法及び製造装置をそのまま使用
できるので、特別な製造装置を設ける必要がない利点が
あるとともに、高品質な製品を安定して製造できる効果
がある。

【００６８】また、発熱層がアルミニウム製ローラの内
側に形成されており、長期使用で離型層が磨耗・剥離し
ても発熱層が露出して、接触不良による火花が発生し
て、印刷用紙及び周囲の部品に飛散して炎上することが
なく、安全性が極めて高い利点がある。しかも、発熱層
及び電力供給手段を加熱ローラの内部に位置させたの
で、過熱、接触不良による火花の発生などが生じた場合
でも、印刷用紙や周辺部材に引火するなどの恐れがなく
なる。万が一、異常昇温し発火した場合でも、発熱層が
アルミニウム製ローラの内側に配置されているために、
従来のように発熱層がローラの外周にある加熱ローラに
比べて引火炎上する恐れが極めて低い利点がある。

【００６９】また、電極に弾性を持たせたので、長期間
にわたる使用によって摺動面が磨耗した場合でも、接触
不良を起こすようなことがなくなる。また、電極同士の
摺動面を加熱ローラの回転中心に位置させるようにした
ので、導電ブラシとこれに摺接する電極との相対速度を
小さくすることができ、摺動部の磨耗を最小に抑えるこ
とができる。また、加熱ローラ側の電極を円盤形状と
し、該円盤形状の電極を加熱ローラ内部の発熱層両端部
に固設したので、円盤状の電極が加熱ローラの補強効果
を果たし、たわみや潰れに対して強度が向上する。この
ため、より薄い中空円筒状基体を用いることができ、加
熱ローラをより薄肉化することができる。

【００７０】以下、各請求項に対応する効果を説明す
る。請求項１の発明によれば、熱容量の小さい中空円筒
状基体の内面に発熱層が形成されるので、加熱ローラが
短い時間で設定温度に達し、印刷待ち時間が短縮され、
消費電力が低減できるとともに、加熱ローラ全体の比強
度と比弾性率が高くなり、ローラの肉厚を薄肉化したこ
とによるローラのたわみや潰れによる印字品位等への悪
影響が解消できる。

【００７１】また、請求項２の発明によれば、熱容量の
小さい中空円筒状基体の内面に炭素繊維による発熱層が
形成され、加熱ローラが短い時間で設定温度に達し、印
刷待ち時間が短縮され、消費電力が低減できるととも
に、繊維補強複合材を使用することにより、発熱層及び
絶縁層に強度及び弾性率が高く、薄肉化した加熱ローラ
の強度低下を防止できるので、ローラの肉厚を薄肉化し
たことによるローラのたわみや潰れによる印字品位等へ
の悪影響が解消できる。

【００７２】また、請求項３の発明によれば、繊維強化
複合材による電気絶縁層を基体の軸方向の配置して加熱
ローラにたわみに対する強度が高め、炭素繊維層を繊維
強化複合材の繊維の方向に対して交差する方向に配置す
ることにより、加熱ローラ全体の比強度と比弾性率が高
くなり、加熱ローラの潰れに対する強度が高められ、中
空円筒状基体の肉厚を薄くしたとしても強度を保つこと
ができる。

【００７３】また、請求項４の発明によれば、発熱層及
び電力供給手段が加熱ローラの内側に位置するので、過
熱、接触不良による火花の発生などが生じても、印刷用
紙や周辺部材に引火する恐れがなくなる。

【００７４】また、請求項５の発明によれば、特別に絶
縁層を形成する必要がなく、加熱ローラをより薄型にで
きるので、加熱ローラが一層短い時間で設定温度に達す
る利点がある。

【００７５】また、請求項６の発明によれば、絶縁層に
強度及び弾性率が高い繊維補強複合材を使用し、基体の
軸方向と同一方向に配置することにより、薄肉化した加
熱ローラの強度低下を防止することができる利点があ
り、小型化に寄与する。

【００７６】また、請求項７の発明によれば、これらの
材質によって、薄肉化した加熱ローラの強度低下を防止
することができるので、ローラを薄肉としてもたわみや
潰れが解消でき、小型化に寄与する。

【００７７】また、請求項８の発明によれば、特別に絶
縁層を形成することなく、絶縁層が形成し得るので、小
型化，軽量化ができる利点がある。

【００７８】また、請求項９，１０の発明によれば、電
極に弾性を持たせてあるので、長期間にわたる使用によ
って摺動面が磨耗した場合でも、接触不良を起こすよう
なことがなくなる耐久性を高めることができる利点があ
る。

【００７９】また、請求項１１の発明によれば、導電ブ
ラシの手動面とこれに摺接する電極との相対速度を小さ
くすることができ、接触部の磨耗を最小に抑えることが
できるので耐久性を高めることができる利点がある。

【００８０】また、請求項１２の発明によれば、円盤状
の電極が加熱ローラの補強効果を果たすので、たわみや
潰れに対してより強度が向上する利点があり、電圧の印
加が効果的になし得る。

【００８１】また、請求項１３〜１５の発明によれば、
薄肉の中空円筒状基体の内面に発熱層を形成したもので
あり、加熱ローラの全面を均一かつ短時間で設定温度ま
で昇温することができ、印刷待ち時間を短縮し、消費電
力を低減できる利点があるとともに、発熱層が帯状の炭
素繊維を螺旋状に捲回したので、加熱ローラ全体の比強
度と比弾性率が高くなり、薄肉の中空円筒状基体の強度
低下を補うことができる利点がある。かつ、発熱層が中
空円筒状基体の内面に形成されており、発火等の危険性
が回避され、安全性が高い利点がある。

【００８２】さらに、請求項１４の発明では、薄肉の中
空円筒状基体の内面に繊維強化複合材からなる電気絶縁
層を設け、発熱層を形成し、発熱層が螺旋状の炭素繊維
であり、加熱ローラ全体の比強度と比弾性率が一層高く
なる利点がある。

【００８３】さらに、請求項１５の発明では、繊維強化
複合材からなる電気絶縁層の繊維の方向に対して、交差
するように炭素繊維による発熱層を形成したので、加熱
ローラ全体の比強度と比弾性率がさらに一層高くなり、
薄肉の中空円筒状基体の強度低下を補うことができる利
点がある。

【００８４】また、請求項１６の発明では、特別に電気
絶縁層を形成する必要がなく、加熱ローラをより薄型に
できるので軽量化が達成され、加熱ローラが一層短い時
間で設定温度に達する利点がある。無論、アルマイト層
にさらに電気絶縁層を積層してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施形態の加熱加熱装置及び同
用加熱ローラを示す断面図である。

【図２】（ａ）は本実施形態の加熱ローラの斜視図であ
り、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。

【図３】本実施形態における電気絶縁層を示す斜視図で
ある。

【図４】本実施形態における発熱層を示す斜視図であ
る。

【図５】本発明に係る加熱定着装置及び同用加熱ローラ
の他の実施形態の一部切欠断面図である。

【図６】図１の略示側面図である。

【図７】図５中のＡ−Ａ線拡大断面図である。

【図８】（ａ）は受電電極の拡大正面図、（ｂ）はその
縦断面図である。

【図９】受電電極と加熱ローラの接合部の拡大断面図で
ある。

【図１０】本実施形態におけるたわみに対する強化を示
す図である。

【図１１】本実施形態における潰れに対する強化を示す
図である。

【図１２】本実施形態の繊維強化複合材料の異方性を示
す図である。

【図１３】従来の加熱ローラの一例を示す斜視図であ
る。

【図１４】従来の加熱定着装置で使用される加熱ローラ
の構造を示す一部切断正面図である。

【図１５】従来の加熱定着装置の略示側面図である。

【符号の説明】

１加熱定着装置２，３用紙搬送ガイド４加熱ローラ５加圧ローラ６カバー７温度センサ８クリーナ９分離爪１０回動軸１１スプリング１２印刷用紙１３トナー１４離型層１５アルミニウム基体（円筒状基体）１６電気絶縁層１７発熱層１８，１９電極層２０給電用電極２０ａ導電性接着剤２１導電性接着剤２１ａ，ｂ受電電極２２ａ，ｂ導電性ブラシ２３ａ，ｂ給電電極２４ａ絶縁端子台２６ａ円盤部２７ａ周壁２８ａ割り溝２９ａ空気孔Ｅ_O 加熱用電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒状の加熱ローラに回転自在な加圧ロ
ーラを所定圧力で圧接し、これら２つのローラを回転さ
せながら印刷用紙を挿通させてトナーを印刷用紙に融着
する加熱定着装置に於いて、前記加熱ローラが薄肉の熱容量の小さい中空円筒状基体
を備え、前記基体の外面に離型層を形成するとともに、
前記基体の内面に少なくとも電気絶縁層と該絶縁層内面
に螺旋状に配置した電気抵抗をもつ炭素繊維による発熱
層とを積層したことを特徴とする加熱定着装置。
【請求項２】円筒状の加熱ローラに回転自在な加圧ロ
ーラを所定圧力で圧接し、これら２つのローラを回転さ
せながら印刷用紙を挿通させてトナーを印刷用紙に融着
する加熱定着装置に於いて、前記加熱ローラが薄肉の熱容量の小さい中空円筒状基体
と、前記基体の外面に形成された離型層と、前記基体の
内面に繊維強化複合材からなる電気絶縁層と、前記電気
絶縁層に前記基体の軸方向に螺旋状に配置した炭素繊維
による発熱層と、を具備することを特徴とする加熱定着
装置。
【請求項３】円筒状の加熱ローラに回転自在な加圧ロ
ーラを所定圧力で圧接し、これら２つのローラを回転さ
せながら印刷用紙を挿通させてトナーを印刷用紙に融着
する加熱定着装置に於いて、前記加熱ローラが薄肉の熱容量の小さい中空円筒状基体
と、前記基体の外面に形成された離型層と、前記基体の
内面に積層された電気絶縁層と発熱層とを備え、前記電
気絶縁層を形成する繊維強化複合材の繊維が基体方向と
同一方向に延在し、かつ前記発熱層を形成する炭素繊維
が前記繊維強化複合材の繊維の方向に対して交差する方
向に延在することを特徴とする加熱定着装置。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の加熱定
着装置に於いて、前記加熱ローラ内部の発熱層の両端位置には該発熱層に
外部から電力を供給するための電力供給手段を付設した
ことを特徴とする加熱定着装置。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の加熱定
着装置に於いて、前記中空円筒状基体がアルミニウムからなり、その内面
に析出したアルマイト層を電気絶縁層とすることを特徴
とする加熱定着装置。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の加熱定
着装置に於いて、前記電気絶縁層が一方向性に形成した繊維強化複合材を
前記基体の軸方向と同一方向に配置し、前記発熱層が炭
素繊維に耐熱性樹脂を含浸させた一方向性の炭素繊維プ
リプレグを前記電気絶縁層内面に加熱成形して軸方向に
螺旋状に配置したことを特徴とする加熱定着装置。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載の加熱定
着装置に於いて、前記電気絶縁層がアラミド繊維、アルミナ繊維、また
は、導電性のＳｉＣ繊維等の耐熱性を有する繊維強化複
合材からなり、前記発熱層が繊維強化複合材に炭素繊維
を合わせて形成した炭素繊維プリプレグであることを特
徴とする加熱定着装置。
【請求項８】請求項１〜７のいずれかに記載の加熱定
着装置に於いて、前記中空円筒状基体がアルミニウムからなり、その内面
にアルマイト層を形成したことを特徴とする加熱定着装
置。
【請求項９】請求項４記載の加熱定着装置に於いて、前記電力供給手段は、摺動面を形成する導電性ブラシを
備えた電極と、前記導電性ブラシの摺動面に摺接する導
電性弾性部材からなる電極とから構成されていることを
特徴とする加熱定着装置。
【請求項１０】請求項４記載の加熱定着装置に於い
て、前記電力供給手段は、摺動面を形成する導電性ブラシを
備えた電極と、導電性部材によって支持され、かつ、前
記導電性ブラシの摺動面に摺接する弾性部材からなる電
極とから構成されていることを特徴とする加熱定着装
置。
【請求項１１】請求項９または１０に記載の加熱定着
装置に於いて、前記導電性ブラシを加熱ローラの回転中心に位置させた
ことを特徴とする加熱定着装置。
【請求項１２】請求項９〜１１のいずれかに記載の加
熱定着装置に於いて、加熱ローラ側の電極を円盤形状とし、該円盤形状の電極
を加熱ローラ内部の発熱層両端部に固設したことを特徴
とする加熱定着装置。
【請求項１３】加熱定着装置に用いられる加熱ローラ
に於いて、薄肉の熱容量の小さい中空円筒状基体の内面に、少なく
とも電気絶縁層と該絶縁層内面に螺旋状に配置した電気
抵抗をもつ炭素繊維による発熱層とを積層し、前記基体
の外面に離型層を形成したことを特徴とする加熱定着装
置用加熱ローラ。
【請求項１４】加熱定着装置に用いられる加熱ローラ
に於いて、薄肉の熱容量の小さい中空円筒状基体と、前記基体の内
面に繊維強化複合材からなる電気絶縁層と、前記電気絶
縁層に前記基体の軸方向に螺旋状に配置した炭素繊維に
よる発熱層と、前記基体の外面に形成された離型層とを
備えることを特徴とする加熱定着装置用加熱ローラ。
【請求項１５】加熱定着装置に用いられる加熱ローラ
に於いて、薄肉の熱容量の小さい中空円筒状基体と、前記基体の外
面に形成された離型層と、前記基体の内面に積層された
電気絶縁層と発熱層とを備え、前記電気絶縁層を形成す
る繊維強化複合材の繊維が基体方向と同一方向に延在
し、かつ前記発熱層を形成する炭素繊維が前記繊維強化
複合材の繊維の方向に対して交差する方向に延在するこ
とを特徴とする加熱定着装置用加熱ローラ。
【請求項１６】請求項１３，１４または１５に記載の
加熱定着装置に於いて、前記中空円筒状基体がアルミニウムからなり、その内面
に析出したアルマイト層を電気絶縁層とすることを特徴
とする加熱定着装置用加熱ローラ。