JPS59178471A - 加熱定着ロ−ラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真複写機等における転写画像を定着させ
るための加熱定着ローラに関するものである。

従来から、電子写真複写機においては、中空のローラ（
円筒体）の内部に電熱線輪などのヒータを配設した加熱
定着ローラを用い、該加熱定着ローラと別体の加圧ロー
ラとの間に所定の押圧力を加えて、その間に転写画像と
しての未定着トナー像が形成された複写紙をすさせるこ
とによりトナー像の定着を行うようにした加熱接触定着
装置が多用されている。

このような加熱定着ローラは構成体として銅、アルミニ
ウム、真鍮などの熱伝導性が比較的良好な金属が用いら
れているが、複写紙が当接するローラ表面の温度分布を
均一にするため、及び加圧ローラとの間に印加される圧
力に耐え得るべく少なくとも３〜１０ｍの肉厚が必要で
あって、そのため熱容量が必然的に大きなものとなり、
中空ローラ内に挿入した電熱＃！輪、赤外線ランプ等の
ヒータからの、熱によって該中空ローラを加熱し、ロー
ラー面がトナー像の定着（溶着）に必要な温度になるま
でには２〜３分程度のウオーミングアツプ時間を要して
いた。このようにウオーミングアンプ時間が長いと、複
写を即座に行うことができないため仕事上支障を来した
り、イライラした気分になるばかりでなく電気エネルギ
ーや時間の浪費を招来する。そこで、かかるウオーミン
グアンプ時間を短縮するため大容量のヒータを用いると
か、加熱定着ローラの外部にもウオーミングアツプ補助
用ヒータを併設することも提案されているが、いずれも
装置自体が大型化したり、かつ複雑な温度制御回路を必
要とするなど高価となり、メインテナンスの面からも極
めて不都合なものであった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的とすることろは、加熱定着ローラの外表面に発熱
抵抗パターンを配設することによってウオーミングアン
プ時間を短縮し、さらには発熱体のメインテナンスも不
要とする加熱接触型定着ローラをもたらさんとするもの
である。

以下、本発明を図に示した実施例にもとづいて具体的に
説明する。

第１図において、１は加熱定着ローラ（以下、ローラと
略称する）の断面を示し、このローラ１の芯体２はセラ
ミックから成り、円周外表面には、発熱抵抗パターン３
が付設しである。さらにその外表面には剥離性、耐熱性
、電気絶縁性に優れたシリコンゴム、フッ素樹脂等を塗
布して成るコート層４が被着しである。

ところで、上記発熱抵抗パターン３を外表面に具備した
芯体２の製作法は第２図に示すように、耐熱性、電気絶
縁性の優れたセラミック材料である例えばアルミナを主
成分としたセラミック原料粉末を押出成形して得た円筒
状の芯体２ａと、片面に発熱抵抗パターン３を成すため
の印刷パターン３ａが付着されたアルミナを主成分とす
るセラミック生シート２ｂが用意される。なお、印刷パ
ターン３ａはタングステン、モリブデン、マンガン等の
微粉末を有機バインダーと混練して成るペーストでもっ
て、トナー像の定着に必要とする発熱抵抗値が得られる
ような厚み、幅、長さ、形状を適宜設定してスクリーン
印刷等の厚膜手法によりセラミック生シート２ｂ上に印
刷して形成される。

このように印刷パターン３ａが付着されたセラミック生
シート２ｂは該印刷パターン３ａの付着した面を外側に
して前記芯体２ａの外周に巻付けられた後、１３００〜
１７００℃の還元雰囲気中で焼成され、焼結一体化され
る。

また、他の製法としてセラミック生シート２ｂを芯体２
ａに巻き付けることなく、所定の外径をもたせた芯体２
ａの外周面上に印刷パターン３ａを直に付着させたもの
を焼成しても同様のものを得ることができる。

かくして得られた発熱抵抗パターン３を外周面に具備し
て成るセラミック製の芯体２の外周面には、さらにシリ
コンゴム、フッ素樹脂等からオフセット防止用のコート
層４が被着しである。なお、前記芯体２ａの両端部の内
側に形成されている凹部５は後述する如くローラ１′４
回転軸に固定し回転トルクを伝達するためのものである
。

一方、ローラ１の発熱抵抗パターン３に通電するための
通電端子部を形成すべく、焼成後の芯体２の両端面に周
知の方法でもってメタライズ層を形成するか、あるいは
セラミック生シート２ｂに印刷パターン３ａをプリント
する工程において、該印刷パターン３ａの両路端部を省
ラミック生シート２ｂの各側端にまでそれぞれ延設して
おくとよい。また通電端子部の表面は良好なる導電特性
を維持す゛るため、ニッケルメッキや銅メッキを施して
おくところで、発熱抵抗パターン３を具備した芯体薄い
ほどロール１の表面に当接する複写紙への熱伝導がよく
、温度上昇が速いが、耐久性に難点があり、前記発熱抵
抗パターン３が露出する恐れがある。一方、コートＭ４
の厚みが大きい場合には、温度上昇速度が遅くウオーミ
ングアンプ時間がやや長くかかるものとなる。このよう
な事情によって代表的なオフセット防止効果を有するシ
リコンゴム、フン素樹脂の各々を被着した各種の厚みを
もったコート層４門有するローラ１を製作し、その耐久
性及び標準的な熱定着温度である　１６０℃になるまで
の温度上昇時間を実測してみた。その結果、シリコンゴ
ムを被着したコート［４の厚みが約４μ以下では熱伝導
は良好であったが、発熱抵抗パターン３が露出し易いな
ど耐摩耗性がなく短寿命であった。一方それ以上の厚み
のものでは被膜の摩耗、剥離等による問題は生じなかっ
た。しかし厚さが約１０００μ以上になると耐摩耗性に
おいては全く問題が生じなかったものの熱伝導性に難点
が生じ、複写紙と当接するコート層４の表面における温
度分布にムラが生じたり、熱伝導不良に起因して表面温
度の低下が見られその結果、トナ−像の定着不良が生じ
るようになった。

一方、フン素樹脂をコート層４として被着したものにあ
っては、厚みが少なくとも４μ以上あれば発熱抵抗パタ
ーン３が露出する恐れは無かった。

しかし厚みが約１０００μ以上にもなると表面温度の均
一性は向上するものの発熱抵抗パターン３から表面への
熱伝導が悪くなり、しかもコストが高価となるなどの欠
点があった。

したがって、シリコンゴム、フッ素樹脂などをオフセッ
ト防止用のコート層４として被着する場合、それらの厚
みはともに４〜１０００μの範囲のものが適しているこ
とが判った。

なお、複写機作動中に加熱定着ローラ１の中央部と両端
部との間に温度差が生じることを考慮して、両端部に形
成される発熱抵抗パターン３の形状を、両端部に行くほ
ど密にするなどの方策をとることも可能である。

上述した加熱定着ローラ１は例えば第３図に示すように
、ブッシング６等の部材により回転軸７に固定され、該
ローラ１の両端に形成された発熱られている導電性材料
、例えば銅、チタンなどから成るスリップリング９を介
して電源に接続される。その結果、加熱定着ローラ１の
回−転作動中における通電が維持される。

本発明においては、加熱定着ローラ１の芯体２に使用す
るセラミックとしては通常アルミナ、窒化珪素などが用
いられ、セラミックの芯体２の表面に発熱抵抗パターン
３を具備し、さらにオフセント防止用のコート層４を直
に被着せしめた構造であり、かつ、発熱抵抗パターン３
は、大きな抵抗温度係数をもった材料で構成されている
ことがあいまって、温度立上り時間が極めて短いものと
なり加熱定着ローラｌの表面ガ（トナー像定着可能温度
、例えば１３０−１６０”Ｃに達するまでのウオーミン
グアツプ時間は約１５秒と極端に短縮できる好結果が得
られた。

以上のように本発明の加熱定着ローラによれば、ウオー
ミングアンプ時間が大幅に短縮されることとなり、それ
に起因して別途ウオーミングアツプ補助用ヒークも不要
となり、メインテナンスも楽になるなど、安価にして構
造が簡単な加熱接触定着装置が提供される。

なお、本発明は上述した実施例に限定これるものではな
く、ロール芯体に用いるセラミック材の変更、ロール芯
体の外周表面に被着されるオフセント防止用コート層材
質の変更、さらにはコート層上にアルミニウム等の金属
膜を介在させ、該金属膜上にコート層を積層するなど本
発明の用紙を逸脱しない範囲で種々の変形態様が可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による加熱定着ローラの断面図、第２図
は本発明の芯体の製法を説明するための斜視図、第３図
は第１図の加熱定着ローラを加熱接触定着装置に適用す
るための一例を示す断面図である。 １：加熱定着ローラ　　２：芯　体 ３：発熱抵抗パターン　４：コート層 出願人　京セラ株式会社 代表者　稲盛和夫 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. セラミック製芯体の外表面上にメタライズ手法により発
   熱抵抗パターンを付設せしめるとともに離型性を有する
   樹脂によるコート層が被着しであることを特徴とする加
   熱定着ローラ。