JPH1140320A - Heating roller - Google Patents

Heating roller

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Publication number
JPH1140320A
JPH1140320A JP20395797A JP20395797A JPH1140320A JP H1140320 A JPH1140320 A JP H1140320A JP 20395797 A JP20395797 A JP 20395797A JP 20395797 A JP20395797 A JP 20395797A JP H1140320 A JPH1140320 A JP H1140320A
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JP
Japan
Prior art keywords
heating roller
heating
metal base
insulating film
roller
Prior art date
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Pending
Application number
JP20395797A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Murase
淳 村瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ushio Denki KK
Ushio Inc
Original Assignee
Ushio Denki KK
Ushio Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Ushio Denki KK, Ushio Inc filed Critical Ushio Denki KK
Priority to JP20395797A priority Critical patent/JPH1140320A/en
Publication of JPH1140320A publication Critical patent/JPH1140320A/en
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  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heating roller that prevents a metal base composing a heating roller from being deformed and thereby, the position of the outer surface of the heating roller is never changed exceeding an allowable range while the heating roller is being rotated. SOLUTION: In a heating roller 10 that comprises a cylindrical metal base 11, a ceramic insulating film 12 formed on the outer surface of the metal base 11, a heating resistor 13 formed on the insulating film 12, and a mold-releasing layer 15 formed on the outermost surface of the heating roller 10 so as to cover the heating resistor 13, the metal base 10 contains not less than 4.2 wt.% of magnesium.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は加熱ローラに関し、
更に詳しくは、電子写真複写機、レーザプリンタ、ファ
クシミリ等においてトナー像の定着に用いるヒートロー
ラ方式の加熱定着装置の加熱ローラ、シート体表面被覆
装置の加熱ローラ、その他、各種加熱装置のヒータとし
て用いる加熱ローラに関する。
The present invention relates to a heating roller,
More specifically, it is used as a heating roller for a heat roller type heat fixing device used for fixing a toner image in an electrophotographic copying machine, a laser printer, a facsimile, etc., a heating roller for a sheet body surface coating device, and a heater for various heating devices. It relates to a heating roller.

【0002】電子写真複写機等において、記録材上に形
成されたトナー像を加熱定着させるための方式として、
従来より、加熱ローラとこれに対接配置された加圧ロー
ラとの間に、未定着トナー像が形成された記録材を通過
させることにより、前記未定着トナー像を記録材に定着
させるヒートローラ方式が広く知られている。
In an electrophotographic copying machine or the like, a method for heating and fixing a toner image formed on a recording material is as follows.
Conventionally, a heat roller for fixing an unfixed toner image to a recording material by passing a recording material on which an unfixed toner image is formed between a heating roller and a pressure roller disposed in contact with the heating roller. The scheme is widely known.

【0003】近年、特開昭56−109381号、特開
昭63−182684号、特開平6−186877号に
示されているように、加熱ローラ自体が自己発熱機能を
有するものが採用されている。このような従来の加熱ロ
ーラを図面を用いて説明する。
In recent years, as shown in JP-A-56-109381, JP-A-63-182684, and JP-A-6-186877, those in which the heating roller itself has a self-heating function have been adopted. . Such a conventional heating roller will be described with reference to the drawings.

【0004】図1は、従来の加熱ローラの構造説明図で
ある。加熱ローラ100は、円筒状の金属基材110
と、この金属基材110の外表面上に形成された絶縁膜
12と、この絶縁膜12上に形成された発熱抵抗体13
と、この発熱抵抗体13を被覆するように形成された保
護膜14と、この保護膜14上に形成され、加熱ローラ
100の最外表面となる離型層15と、発熱抵抗体13
に電流を流すための給電リング21,22とを備えてな
る。また、図3の発熱抵抗体の展開摸式図に示されるよ
うに、131,132は、発熱抵抗体の一端部に設けら
れた終端電極である。
FIG. 1 is an explanatory view of the structure of a conventional heating roller. The heating roller 100 has a cylindrical metal base 110.
And an insulating film 12 formed on the outer surface of the metal base 110, and a heating resistor 13 formed on the insulating film 12.
And a protective film 14 formed so as to cover the heating resistor 13, a release layer 15 formed on the protective film 14 and serving as the outermost surface of the heating roller 100,
And power supply rings 21 and 22 for supplying a current to the power supply ring. In addition, as shown in an exploded schematic view of the heating resistor in FIG. 3, 131 and 132 are termination electrodes provided at one end of the heating resistor.

【0005】そして、発熱抵抗体13の終端電極13
1,132と給電リング21,22の接合は、焼嵌技術
を用いて、給電リング21,22の内表面が直接発熱抵
抗体13の終端電極131,132に接触固定してい
る。
[0005] The terminal electrode 13 of the heating resistor 13
In joining the power supply rings 21 and 22 with the power supply rings 21 and 22, the inner surfaces of the power supply rings 21 and 22 are directly contacted and fixed to the terminal electrodes 131 and 132 of the heating resistor 13 using shrink fitting technology.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
加熱ローラ100は、図1に示すように回転軸X−Xを
中心に回転する時、加熱ローラ100の外表面の位置が
許容範囲以上に大きく変化する、という問題があった。
具体的には、図1では、加熱ローラ100の外表面の位
置が、紙面の上下方向や、紙面に対して垂直方向等に振
れる、という問題があった。
However, when the above-described heating roller 100 rotates around the rotation axis XX as shown in FIG. 1, the position of the outer surface of the heating roller 100 is larger than an allowable range. To change significantly.
Specifically, in FIG. 1, there is a problem that the position of the outer surface of the heating roller 100 fluctuates in a vertical direction on the paper surface, a direction perpendicular to the paper surface, or the like.

【0007】詳細に説明すると、金属基材110は中空
円筒状の部材であり、引き抜き加工によって成形されて
いる。この時、肉厚を薄くできるとともに引き抜き加工
性を良くし、硬性を有する観点から、金属基材110は
アルミニウムA5056系のものである。一方、この金
属基材110上の外表面に形成された絶縁膜12は、金
属基材110と発熱抵抗体13との絶縁性を確保するた
めにセラミック製の膜であり、絶縁膜形成用塗布組成物
を約180℃で焼成して形成されている。そして、この
絶縁膜12上に発熱抵抗体13が約400℃で焼成さ
れ、さらに、加熱ローラの最外表面に離型層15が約3
80℃で焼成されている。
More specifically, the metal substrate 110 is a hollow cylindrical member, and is formed by drawing. At this time, the metal substrate 110 is an aluminum A5056-based material from the viewpoint that the thickness can be reduced, the drawing processability is improved, and the hardness is improved. On the other hand, the insulating film 12 formed on the outer surface of the metal base 110 is a ceramic film for ensuring insulation between the metal base 110 and the heating resistor 13. The composition is formed by firing the composition at about 180 ° C. A heating resistor 13 is fired on the insulating film 12 at about 400 ° C., and a release layer 15
Fired at 80 ° C.

【0008】つまり、発熱抵抗体13の焼成温度と離型
層15の焼成温度が、絶縁膜12の焼成温度よりかなり
高い温度となっており、発熱抵抗体13と離型層15を
焼成する2回の高温焼成工程の影響によって、絶縁膜1
2が収縮し、アルミニウム製の金属基材110がこの収
縮力によって変形を起こしていた。この結果、加熱ロー
ラ100を回転させると加熱ローラ100の外表面の位
置が許容範囲以上に大きく変化する、という問題があっ
た。加熱ローラの外表面の位置の変化は、加熱ローラの
外表面の位置の変化量で示すものであり、その変化量が
80μm以下であれば加熱ローラの許容範囲として認め
られるものである。
That is, the firing temperature of the heating resistor 13 and the firing temperature of the release layer 15 are considerably higher than the firing temperature of the insulating film 12, and the firing resistor 13 and the release layer 15 are fired. Of the insulating film 1
2 contracted, and the metal base 110 made of aluminum was deformed by the contraction force. As a result, there is a problem that when the heating roller 100 is rotated, the position of the outer surface of the heating roller 100 greatly changes beyond an allowable range. The change in the position of the outer surface of the heating roller is indicated by the amount of change in the position of the outer surface of the heating roller. If the amount of change is 80 μm or less, it is recognized as an allowable range of the heating roller.

【0009】このような加熱ローラ100を電子写真複
写機に用いると、加熱ローラ100の外表面の位置が許
容範囲以上に変化することにより、加熱ローラと加圧ロ
ーラとの間を通る未定着トナー像への押圧に弱い部分が
発生し、この押圧の弱い部分では、トナーが完全に定着
せず定着不良が発生する、という問題があった。
When such a heating roller 100 is used in an electrophotographic copying machine, the position of the outer surface of the heating roller 100 changes beyond an allowable range. There is a problem in that a portion that is weak in pressing the image is generated, and in the portion where the pressing is weak, the toner is not completely fixed and a fixing failure occurs.

【0010】本発明は、以上のような事情に基づいてな
されたものであって、その目的は、加熱ローラを構成す
る金属基材の変形を防止し、よって、加熱ローラが回転
する時に、加熱ローラの外表面の位置が許容範囲以上に
変化することがない加熱ローラを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to prevent deformation of a metal base material constituting a heating roller, and therefore, to prevent heating when a heating roller rotates. An object of the present invention is to provide a heating roller in which the position of the outer surface of the roller does not change beyond an allowable range.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に記載の加熱ローラは、円筒状の金属基材
と、この金属基材の外表面に形成されたセラミック製の
絶縁膜と、この絶縁膜上に形成された発熱抵抗体と、こ
の発熱抵抗体を覆うように加熱ローラの最外表面に形成
された離型層と、を備えてなる加熱ローラであって、前
記金属基材は、マグネシウムを4.2重量%以上含んで
いることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a heating roller comprising: a cylindrical metal base; and a ceramic insulating member formed on an outer surface of the metal base. A heating roller comprising: a film, a heating resistor formed on the insulating film, and a release layer formed on the outermost surface of the heating roller so as to cover the heating resistor. The metal base material is characterized by containing 4.2% by weight or more of magnesium.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の加熱ローラ10
の構成を示す一部破断正面、図2は図1におけるA−A
矢視断面図である。図1および図2に示すように、本発
明の加熱ローラ10は、肉厚を薄くできるとともに引き
抜き加工性を良くし、硬性を有する観点から、アルミニ
ウムA5056系のアルミニウム合金でありマグネシウ
ムを4.33重量%含む外径20mm、肉厚0.8mm、
全長304mmの中空円筒状の金属基材11と、この金
属基材11の外表面上に形成され金属基材11と発熱抵
抗体13との絶縁性を確保するための膜厚100μmの
セラミック製の絶縁膜12と、この絶縁膜12上に形成
された膜厚15μmの導電体として銀―パラジウムを含
む発熱抵抗体13と、この発熱抵抗体13を被覆するよ
うに形成された膜厚100μmのセラミック製の保護膜
14と、この保護膜14上に形成され、加熱ローラ10
の最外表面となるフッ素樹脂からなる膜厚20μmの離
型層15と、発熱抵抗体13に電流を流すための給電リ
ング21,22とを備えてなる。
FIG. 1 shows a heating roller 10 according to the present invention.
2 is a partially broken front view showing the configuration of FIG.
It is arrow sectional drawing. As shown in FIGS. 1 and 2, the heating roller 10 of the present invention is an aluminum A5056-based aluminum alloy containing 4.33 magnesium from the viewpoints of reducing the thickness and improving the drawability and improving the hardness. 20% outside diameter including wall thickness, 0.8mm wall thickness,
A hollow cylindrical metal substrate 11 having a total length of 304 mm, and a 100 μm-thick ceramic film formed on the outer surface of the metal substrate 11 to ensure insulation between the metal substrate 11 and the heating resistor 13. An insulating film 12; a heating resistor 13 containing silver-palladium as a 15 μm-thick conductor formed on the insulation film 12; and a 100 μm-thick ceramic formed to cover the heating resistor 13 And a heating film 10 formed on the protection film 14.
A release layer 15 made of a fluororesin and serving as an outermost surface and having a thickness of 20 μm, and power supply rings 21 and 22 for passing a current through the heating resistor 13.

【0013】なお、本実施例では保護膜14を用いた
が、保護膜14を使用せず離型層15によって直接発熱
抵抗体13を被覆しても良い。この場合は、離型層15
は、絶縁性の高いものでなければならない。
Although the protective film 14 is used in the present embodiment, the heating resistor 13 may be directly covered with the release layer 15 without using the protective film 14. In this case, the release layer 15
Must be highly insulating.

【0014】そして、従来技術と同様に、金属基材11
上の外表面に絶縁膜形成用塗布組成物を180℃で焼成
して絶縁膜12が形成され、この絶縁膜12上に発熱抵
抗体13が約400℃で焼成され、さらに、加熱ローラ
の最外表面に離型層15が約380℃で焼成されてい
る。
Then, as in the prior art, the metal substrate 11
The coating composition for forming an insulating film is baked at 180 ° C. on the upper outer surface to form an insulating film 12, a heating resistor 13 is baked on the insulating film 12 at about 400 ° C. The release layer 15 is fired at about 380 ° C. on the outer surface.

【0015】しかしながら、本発明の加熱ローラを構成
する金属基材11は、マグネシウムを4.2重量%以上
含むことにより引き抜き加工性は従来のアルミニウムと
比べ若干劣るものの硬性が増し、発熱抵抗体13と離型
層15を焼成する2回の高温焼成工程による絶縁膜12
の収縮力に対して抵抗力が向上し、よって、金属基材1
1の変形を防止することができる。従って、加熱ローラ
が回転する時に、加熱ローラの外表面の位置の変化が、
変化量で80μm以下となり、許容範囲以上に変化する
ことがなくなるものである。
However, since the metal base material 11 constituting the heating roller of the present invention contains 4.2% by weight or more of magnesium, the drawability is slightly inferior to that of conventional aluminum, but the hardness is increased. And insulating film 12 by two high-temperature firing steps of firing release layer 15
Resistance to shrinkage of the metal substrate 1
1 can be prevented. Therefore, when the heating roller rotates, the change in the position of the outer surface of the heating roller is
The change amount is 80 μm or less, and the change does not exceed the allowable range.

【0016】<実験例>金属基材のマグネシウムの量を
変化させた以外は、図1に示す加熱ローラと同様の加熱
ローラを用いて、加熱ローラの外表面の位置の変化を調
べる実験を行った。なお、加熱ローラの外表面の位置の
変化は、加熱ローラの外表面の位置の変化量で示すもの
である。結果を図4に示す。
<Experimental Example> An experiment was conducted to examine the change in the position of the outer surface of the heating roller using a heating roller similar to the heating roller shown in FIG. 1 except that the amount of magnesium in the metal substrate was changed. Was. The change in the position of the outer surface of the heating roller is indicated by the amount of change in the position of the outer surface of the heating roller. FIG. 4 shows the results.

【0017】図4に示すように、金属基材のマグネシウ
ムの含有量が、4.2重量%以下であると変化量が80
μm以上となり、加熱ローラの外表面の位置の変化が許
容範囲を超えていることが分かる。これは、発熱抵抗体
と離型層を焼成する2回の高温焼成工程の影響により、
金属基材が絶縁膜の収縮力により、変形を起こしている
からである。
As shown in FIG. 4, when the content of magnesium in the metal substrate is 4.2% by weight or less, the change amount is 80%.
μm or more, indicating that the change in the position of the outer surface of the heating roller exceeds the allowable range. This is due to the effect of the two high-temperature firing steps for firing the heating resistor and the release layer.
This is because the metal base is deformed by the contraction force of the insulating film.

【0018】一方、金属基材のマグネシウムの含有量
が、4.2重量%以上であると変化量が80μm以下と
なり、加熱ローラの外表面の位置の変化が許容範囲内に
あることが分かる。これは、発熱抵抗体と離型層を焼成
する2回の高温焼成工程による絶縁膜の収縮力に対し
て、金属基材が硬性が増した分変形が起こらないからで
ある。
On the other hand, when the content of magnesium in the metal base is 4.2% by weight or more, the change amount becomes 80 μm or less, and it can be seen that the change in the position of the outer surface of the heating roller is within an allowable range. This is because the metal substrate does not deform due to the increased hardness of the insulating film due to the contraction force of the insulating film due to the two high-temperature firing steps of firing the heating resistor and the release layer.

【0019】次に、金属基材のマグネシウムの含有量
が、4.2重量%以下である加熱ローラを電子複写機に
用いてトナーを定着させると、加熱ローラの外表面の位
置が許容範囲以上に変化することにより、加熱ローラと
加圧ローラとの間を通る未定着トナー像への押圧に弱い
部分が発生し、この部分が定着不良となった。なお、金
属基材のマグネシウムの含有量が、4.2重量%以上で
ある加熱ローラを電子複写機に用いてトナーを定着させ
ると、定着不良は発生しなかった。
Next, when the toner is fixed using a heating roller having a metal content of 4.2% by weight or less in an electronic copying machine, the position of the outer surface of the heating roller is more than an allowable range. As a result, a portion was generated that was weak in pressing against the unfixed toner image passing between the heating roller and the pressure roller, and this portion became defective in fixing. In addition, when the toner was fixed using a heating roller in which the content of magnesium in the metal base material was 4.2% by weight or more in an electronic copying machine, fixing failure did not occur.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明の加熱ローラによれば、加熱ロー
ラを構成する金属基材がマグネシウムを4.2重量%以
上含んでいるので、金属基材の変形を防止し、よって、
加熱ローラが回転する時に、加熱ローラの外表面の位置
が許容範囲以上に変化することがない加熱ローラとな
る。
According to the heating roller of the present invention, since the metal base constituting the heating roller contains 4.2% by weight or more of magnesium, the deformation of the metal base is prevented.
When the heating roller rotates, the heating roller does not change the position of the outer surface of the heating roller beyond an allowable range.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の加熱ローラと従来の加熱ローラを示す
一部破断正面図である。
FIG. 1 is a partially broken front view showing a heating roller of the present invention and a conventional heating roller.

【図2】図1におけるA−A矢視断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA in FIG.

【図3】本発明の加熱ローラと従来の加熱ローラに用い
られている発熱抵抗体の展開模試図である。
FIG. 3 is an exploded schematic view of a heating resistor used in the heating roller of the present invention and a conventional heating roller.

【図4】実験例の結果を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the results of an experimental example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 加熱ローラ 11 金属基材 12 絶縁膜 13 発熱抵抗体 14 保護膜 15 離型層 21 給電リング 22 給電リング DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Heating roller 11 Metal base material 12 Insulating film 13 Heating resistor 14 Protective film 15 Release layer 21 Power supply ring 22 Power supply ring

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 円筒状の金属基材と、 この金属基材の外表面に形成されたセラミック製の絶縁
膜と、 この絶縁膜上に形成された発熱抵抗体と、 この発熱抵抗体を覆うように加熱ローラの最外表面に形
成された離型層と、を備えてなる加熱ローラであって、 前記金属基材は、マグネシウムを4.2重量%以上含ん
でいることを特徴とする加熱ローラ。
1. A cylindrical metal base, a ceramic insulating film formed on an outer surface of the metal base, a heating resistor formed on the insulating film, and covering the heating resistor. And a release layer formed on the outermost surface of the heating roller, wherein the metal base contains 4.2% by weight or more of magnesium. roller.
JP20395797A 1997-07-15 1997-07-15 Heating roller Pending JPH1140320A (en)

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JP20395797A JPH1140320A (en) 1997-07-15 1997-07-15 Heating roller

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JP20395797A JPH1140320A (en) 1997-07-15 1997-07-15 Heating roller

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