JPWO2003102698A1

JPWO2003102698A1 - ヒートローラ

Info

Publication number: JPWO2003102698A1
Application number: JP2004509519A
Authority: JP
Inventors: 森　光広; 光広森; 浩一三瓶; 正利木村; 正雄小西
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2002-06-03
Filing date: 2002-06-03
Publication date: 2005-09-29
Also published as: EP2386916A1; US20070254125A1; EP1510883A4; US7582344B2; US20040131813A1; WO2003102698A1; EP1510883A1

Abstract

抵抗部材が絶縁部材に埋設されている円筒状の面状発熱体を備えるヒートローラ。面状発熱体は内管と外管との間に配置される。ヒートローラの熱ムラが小さくなるように、外管は内管よりも長く形成される。また、外管の材料の熱膨張率は内管の材料の熱膨張率より大きい。また、三重管ヒートローラが提供される。

Description

技術分野
本発明はヒートローラに関する。特には、本発明は例えば電子写真装置で使用される定着装置で使用されるのに適したヒートローラに関する。
背景技術
電子写真装置（複写機、ファクシミリ、及びプリンタ等）は、画像形成装置と、画像形成装置で形成され且つ用紙に転写された画像を定着させるための定着装置とを備えている。定着装置はヒートローラを含む。
ヒートローラは、金属の輪体と、金属の輪体を被覆するゴムと、金属の輪体の内側に配置されたハロゲンランプとからなる。しかし、ハロゲンランプは熱効率が低く、金属の輪体を被覆するゴムはさらに熱効率を低下させる。また、所定の温度に達するまでに数１０秒〜数分かかり、待機中に予備加熱が必要である。
最近、抵抗部材が絶縁部材に埋設されている面状発熱体を含む直熱式ヒートローラが開発されている。このヒートローラでは、抵抗部材に電流を流すと抵抗部材が発熱し、熱が伝導するので、熱効率が高い。面状発熱体は最初平坦な発熱体シートとして形成され、発熱体シートが円筒形状にまるめられて円筒状の面状発熱体とされる。面状発熱体は、そのままでは円筒形状を維持することができないので、金属製の円筒管の内面に貼りつけて使用される。しかし、面状発熱体を円筒管の内面に貼りつけることは難しい作業である。
そこで、円筒状の面状発熱体を内管と外管とからなる二重管の間にサンドイッチするヒートローラの製造方法が提案された。まず、円筒状の面状発熱体の内面側に内管を配置し、この発熱体の外面側に外管を配置する。それから、内管に加圧流体を供給して内管及び面状発熱体を外管に向かって膨張させると、面状発熱体は内管及び外管に密着するようになる。この製造方法では、最初に面状発熱体と内管及び面状発熱体と外管とは密着していなくてもよいので、組立作業は簡単である。
このような面状発熱体を含むヒートローラをさらに改善して、熱効率を向上させることが求められていた。
発明の開示
本発明の目的は、面状発熱体を含み、熱効率を向上させることのできるヒートローラを提供することである。
本発明によるヒートローラは、抵抗部材が絶縁部材に埋設されている円筒状の面状発熱体と、該面状発熱体の内面に密着する内管と、該面状発熱体の外面に密着する外管とを備え、該外管は該内管よりも長いことを特徴とする。
また、本発明によるヒートローラは、抵抗部材が絶縁部材に埋設されている円筒状の面状発熱体と、該面状発熱体の内面に密着する内管と、該面状発熱体の外面に密着する外管とを備え、該内管の材料の熱膨張率は該外管の材料の熱膨張率より大きいことを特徴とする。
また、本発明によるヒートローラは、抵抗部材が絶縁部材に埋設されている第１の円筒状の面状発熱体と、該第１の面状発熱体の内面に密着する第１の管と、該第１の面状発熱体の外面に密着する第２の管と、該第２の管の外面に密着する第２の円筒状の面状発熱体と、該第２の面状発熱体の外面に密着する第３の管とを備えることを特徴とする。
また、本発明によるヒートローラは、抵抗部材が絶縁部材に埋設されている円筒状の面状発熱体と、該面状発熱体の内面に密着する内管と、該面状発熱体の外面に密着する外管と、該内管と面状発熱体との間及び面状発熱体と該外管との間の少なくとも一方に設けられている耐熱性の充填剤層とを備えることを特徴とする。
また、本発明によるヒートローラは、抵抗部材が絶縁部材に埋設されている円筒状の面状発熱体と、該面状発熱体の内面に密着する内管と、該面状発熱体の外面に密着する外管と、該外管の外面に設けられている外層とを備えることを特徴とする。
発明を実施するための最良の形態
図１は本発明のヒートローラを含む定着装置の一実施例を示す側面図である。定着装置１０は、ヒートローラ１２と、ヒートローラ１２に圧接されたゴム被覆の加圧ローラ１４とからなる。用紙１６はヒートローラ１２と加圧ローラ１４との間を搬送され、用紙１６に担持されるトナーがヒートローラ１２の発生する熱によって溶融され、且つヒートローラ１２と加圧ローラ１４との間で加圧されて、定着される。
図２は図１のヒートローラ１２を示す断面図である。ヒートローラ１２は、円筒状の面状発熱体２６と、面状発熱体２６の内面に密着する内管２８と、面状発熱体２６の外面に密着する外管３０とからなる。
図３は図４の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿ってとったヒートローラ１２を示す断面図である。面状発熱体２６は抵抗部材３２が絶縁部材３４，３６に埋設されている発熱体シート２６ａからなる。抵抗部材３２は絶縁部材３４の上に形成され、絶縁部材３６によって覆われている。例えば、絶縁部材３４，３６はポリイミド系の耐熱樹脂で作られ、抵抗部材３２はステンレス鋼で作られる。発熱体シート２６ａは平坦なシートとして作られ、丸められ且つシートの両端が接合されて円筒状の面状発熱体２６となる。内管２８は変形しやすいように比較的に軟らかいアルミ系の材料で作られ、外管３０はヒートローラ１２が円筒形を維持するように比較的に硬いアルミ系の材料で作られる。例えば、内管２８は純アルミ（ＪＩＳ呼称１０５０、線膨張係数２３．６）で作られ、外管３０はＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ（ＪＩＳ呼称６０６３、線膨張係数２４．４）で作られる。外管３０は内管２８に比べて強度が強い材料で形成する。
図４は発熱体シート２６ａの絶縁部材３４上の抵抗部材３２のパターンを示す平面図である。抵抗部材３２は絶縁部材３４の上に蛇行するように形成される。この抵抗部材３２が形成された絶縁部材３４の上に絶縁部材３６が積層される。抵抗部材３２の両端に電流を流すことにより、抵抗部材３２が発熱し、発生した熱が外管３０を介して用紙１６に伝達される。
面状発熱体２６と、内管２８と、外管３０とからなるヒートローラ１２は、拡管用外形型及び流体圧力を利用した拡管法により製造される。最初に、円筒状の面状発熱体２６の内側に内管２８を配置し、面状発熱体２６の外側に外管３０を配置し、ヒートローラアセンブリを形成する。このとき、面状発熱体２６と内管２８との間には隙間があってよく、面状発熱体２６と外管３０との間には隙間があってもよいので、ヒートローラアセンブリの組立を容易に行うことができる。次にヒートローラアセンブリを拡管用外形型に挿入し、かつ、加圧流体（例えば水）を６０Ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で内管２８の内部に供給する。すると、内管２８が膨張し、内管２８は面状発熱体２６に密着して面状発熱体２６を膨張させ、面状発熱体２６は外管３０に密着して外管３０を膨張させる。外管３０の膨張は拡管用外形型によって制限される。このようにして、内管２８が面状発熱体２６に密着し、面状発熱体２６が外管３０に密着する。
図５はヒートローラ１２の一例を示す部分断面正面図である。図５のヒートローラ１２では、外管３０の長さが内管２８の長さより小さい。
図６はヒートローラ１２の他の例を示す部分断面正面図である。図６のヒートローラ１２では、外管３０の長さが内管２８の長さより大きい。
本発明においては、外管３０の長さと内管２８の長さとの間の関係を検討した結果、図６に示されるように外管３０の長さが内管２８の長さより大きい構成が好ましいことが分かった。図６の例によれば、面状発熱体２６は外管３０で保護され、外部からは見えない構成となる。内管２８の熱容量は小さくなり、外管３０の熱容量は大きくなるので、定着に必要な熱量を外管３０へ効率よく伝えることが可能になる。外管３０の端部の温度は低下しやすいので、外管３０の両端部の熱容量を大きくすることで、外管３０の端部からの放熱に対して温度マージンが大きくなり、温度ムラが改善される。
図７は図６のヒートローラ１２及び支持部材３８を示す図である。ヒートローラ１２の外管３０はフランジを有する支持部材３８によって支持される。ヒートローラ１２の面状発熱体２６の抵抗部材３２から延びる端子部３２Ｔは内管２８の端部よりも外側に延び、給電部材４０に接続される。
図８はヒートローラ１２の一例を示す断面図である。図８のヒートローラ１２では、外管３０の厚さが内管２８の厚さより小さい。
図９はヒートローラ１２の他の例を示す断面図である。図９では、外管３０の厚さが内管２８の厚さより大きい。
外管３０の厚さと内管２８の厚さの関係においても、図９に示される外管３０の厚さが内管２８の厚さより大きい構成が好ましい。この場合にも、内管２８の熱容量は小さくなり、外管３０の熱容量は大きくなるので、定着に必要な熱量を外管３０へ効率よく伝えることが可能になる。しかし、外管３０の端部の温度は外管３０の中央部の温度より低下する傾向があり、外管３０の温度ムラを小さくすることが望まれる。
次に、ヒートローラ１２の発熱温度分布の試験結果を説明する。図１０は試験において使用したヒートローラ１２の面状発熱体２６の領域を示し、図１１はヒートローラ１２の面状発熱体２６の抵抗部材３２のパターンを示す図である。図１０において、面状発熱体２６は、両端部に位置する領域Ａ、領域Ａの内側に位置する領域Ｂ、及び中央に位置する領域Ｃに区画されている。図１１において、面状発熱体２６の抵抗部材３２のパターンは、領域Ａの発熱密度が最も高く、領域Ｂの発熱密度が次に高く、領域Ｃの発熱密度が低いように設定されている。例えば、領域Ａの抵抗部材３２の線の幅が１．４６ｍｍで形成され、領域Ｂの抵抗部材３２の線の幅が１．４６ｍｍで形成され、領域Ｃの抵抗部材３２の線の幅が２．０３ｍｍで形成されている。抵抗部材３２はステンレス鋼で作られる。
試験においては、ヒートローラ１２のサンプル１、サンプル２、サンプル３を準備した。
サンプル１外管の長さ３８０ｍｍ内管の長さ３４０ｍｍ
サンプル２外管の長さ３４０ｍｍ内管の長さ３８０ｍｍ
サンプル３外管の長さ３４０ｍｍ内管の長さ３８０ｍｍ
サンプル１及びサンプル２では、内管２８は純アルミで作られ、外管３０はＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉで作られる。サンプル３では、内管２８及び外管３０はステンレス鋼で作られる。内管２８及び外管３０の厚さは全て０．５ｍｍである。
これらのサンプルに通電し、ヒートローラ１２のある位置が１６０℃になったときのヒートローラ１２の長さ方向の距離に対する温度分布を測定した。図１０及び図１１の抵抗部材３２のパターンに従って、ヒートローラ１２の両端部において温度はピークを示し、中央部において低くなっている。端部のピークの温度と、中央部の温度とは次のようになった。（単位は℃）

この結果から、サンプル１のように外管３０の長さが内管２８の長さよりも大きい方が温度ムラは小さくなる。温度ムラの改善には、外管３０が内管２８よりも長いことが好ましいことが分かった。また、サンプル３のように材料を変更した場合には、温度ムラは大きくなった。要因としては、ＳＵＳはアルミに比べて熱伝導率が低いことがあげられる。ＳＵＳは熱容量の点では有利だが、電源を投入してからの立ち上がり特性を考慮した場合、アルミを使用することが有利である。（ＳＵＳの熱伝導率は１４Ｗ／ｍ℃であり、アルミの熱伝導率は２１０Ｗ／ｍ℃である）。
内管２８と外管３０の材料は、それぞれの強度と、熱に対する膨張を考慮することが必要になる。外管３０は内管２８に比べて強度が強い材料で形成する。また、内管２８の材料の熱膨張率が外管３０の材料の熱膨張率よりも大きい場合、ヒートローラ１２の使用時に昇温する内管２８がより膨張し、内管２８と面状発熱体２６との密着が強くなる。その結果、定着器としての温度伝達が均一になる。そこで、内管２８に使用している材料の熱膨張率は外管３０に使用している材料の熱膨張率と同じか又は大きくする。
図１５はヒートローラ１２の外管３０の外面に外層４２を設けた例を示す図である。外層４２はフッ素樹脂コーティングにより形成される。
図１６はヒートローラ１２の外管３０の外面に外層４２を設けた他の例を示す図である。外層４２はシリコーンゴムにより形成される。図１５及び図１６に示されるように、外管３０の外面に外層４２を設けることにより、定着器におけるヒートローラ１２のレイアウト、ニップ幅、および使用されるトナー等の種々の組み合わせに対応することができる。また、シリコーンゴムの厚さを最適化することで、二重管ヒートローラ１２の外管３０を薄くしたときに外管３０の表面に出る抵抗部材３２のパターンの凹凸も問題なく、かつ温度ムラも発生しずらく、印字品質を確保しつつ、昇温時間の短縮が可能となる。
図１７及び図１８は円筒管と面状発熱体２６との間に耐熱性の充填剤層を形成した例を示す図である。図１７においては、密着を補助する耐熱性の充填剤層４４が外管３０と面状発熱体２６との間に設けられ、密着を補助する耐熱性の充填剤層４６が面状発熱体２６と内管２８との間に設けられる。充填剤層４４，４６は、密着の不良があった場合の加熱による異常温度上昇を防止し、かつ均一に安定した熱伝達が可能になる。
図１８においては、密着を補助する耐熱性の充填剤層４４が外管３０と面状発熱体２６との間にのみ設けられている。また、図１７及び図１８の構成において、内管２８に適当な大きさと間隔で空気抜き穴をあけておくこともできる。これは、気泡の発生を抑え、より密着をよくするための工夫である。
図３においては、面状発熱体２６の絶縁部材３４，３６の耐熱性樹脂フィルムの厚さを変化させた例を示す。絶縁材料として耐熱性樹脂フィルムを使用するため、膜厚の選択が可能となる。熱を積極的に伝達したい外管３０側の絶縁部材３６は薄く、二重管製造時に負荷のかかる内管３０側の絶縁部材３４は厚くすることで製品の安定性が高く、熱伝達効率が上がるため、昇温時間を短縮できる。複雑な機構や制御を用いずに耐熱性樹脂フィルムの厚さをコントロールすることで、より最適な熱設計が可能となる。
図１９は面状発熱体２６にヒューズ４８及び温度センサ５０を設けた例を示す図である。ヒューズ４８は抵抗部材３２の線の一部の体積を局部的に減少させて形成し、過度の電流が流れたときにヒューズ４８が断線するようにする。ヒューズ４８は抵抗部材３２の線の高さを減少させることなしに、線の幅を減少させることにより形成し、ヒートローラ１２の形成後の抵抗部材３２のパターンが密着不良になるのを防いでいる。また、線の幅を減少させるため、抵抗部材３２のパターン作成時に高さ方向の二次加工を必要とせず、低コストになる。従来は、ヒューズ機能はヒートローラ１２の外部に設けられていたが、本発明では、ヒューズ４８は抵抗部材３２のパターンの一部として形成するため、異常加熱に対して即座に抵抗部材３２への通電を遮断することが可能になり、安全性も大幅に向上する。
図２１は温度センサ５０の配置を示す図である。図１９及び図２１において、温度センサ５０は例えばサーミスタからなり、絶縁部材３４，３６の間で抵抗部材３２と同じ層内に設けられる。温度センサ５０を抵抗部材３２のパターンと同一層内に形成することで、二重管成形後は、温度センサ内蔵のヒートローラ１２となり、新たに外部に温度センサを用いる必要がなく、装置の設計自由度が大幅に向上する。外部温度センサ使用時のヒートローラ外周面との摺動摩擦によるコーティング劣化の問題も防止できる。
また、温度センサ５０を発熱源である抵抗部材３２に近づけることで、効率のよい温度制御が可能になる。一般的に使用されている外部温度センサは、センサ部を弾性体に取りつけ、外周を保護層でコートしている。本発明では、弾性体は不要であり、センサ保護層も抵抗部材３２を挟んでいる絶縁部材３４，３６を兼用できるため、組立性を含め、コスト的に有利になる。
図２０は面状発熱体２６が並列接続されて複数の抵抗部材３２Ａ，３２Ｂからなる例を示す図である。例えば、この構成は、電源投入及び印刷命令時の急激な昇温が必要なとき、ヒータパターンＡ，Ｂともに通電を行う。所定温度に到達後はヒータパターンＡのみの通電で定着温度を確保できる設計であれば、消費電力を低下させることが可能となる。
図２２は三重管ヒートローラ１２の例を示す図である。三重管ヒートローラ１２は、抵抗部材３２が絶縁部材３４，３６に埋設されている第１の円筒状の面状発熱体２６Ｘと、該第１の面状発熱体２６Ｘの内面に密着する第１の管（内管）２８Ｘと、第１の面状発熱体２６Ｘの外面に密着する第２の管２９（中管）と、第２の管２９の外面に密着する第２の円筒状の面状発熱体２６Ｙと、第２の面状発熱体２６Ｙの外面に密着する第３の管（外管）３０Ｘとからなる。第１の面状発熱体２６Ｘ及び第２の面状発熱体２６Ｙの各々は、上記した面状発熱体２と同様の構造である。
第１の面状発熱体２６Ｘの抵抗部材３２のパターンは第２の面状発熱体２６Ｙの抵抗部材３２のパターンとは変えてある。例えば、第２の面状発熱体２６Ｙの抵抗部材３２のパターンＣは図１０及び図１１を参照して説明したように端部の発熱密度が高くなるように形成されており、第１の面状発熱体２６Ｘの抵抗部材３２のパターンＤは均一な発熱密度に形成してある。パターンＣは通常の印刷に適したものであり、パターンＤは連続印刷時の予備加熱として使用される。そこで、１枚の用紙の印刷ではパターンＣのみを使用し、複数の用紙の連続印刷ではパターンＣ，Ｄともに使用する。連続印刷時の熱損失を最小限に抑え、且つ用紙の投入後にすぐに印刷が可能になる。
また、従来のハロゲンランプを使用したヒートローラでは速度や仕様の変更があると、ハロゲンランプの配光の変更等を含む定着器の熱設計及び試作期間に時間を費やすものであった。本発明の三重管ヒートローラ１２では、予め数種類の発熱パターンをもった面状発熱体を用意しておけば、組み合わせにより、新たに熱源の試作を行う必要がなく、試作期間及び費用の低減につながる。
図２３は面状発熱体２６を有するヒートローラ１２を含む定着器の例を示す図である。定着器１０はヒートローラ１２と加圧ローラ１４とからなる。図１においては、ヒートローラ１２が加圧ローラ１４の上側に配置されているのに対して、図２３においては、ヒートローラ１２が加圧ローラ１４の下側に配置されている。
図２４は面状発熱体２６を有するヒートローラ１２を含む定着器の例を示す図である。定着器１０はヒートローラ１２とヒートローラ１８とからなる。ヒートローラ１８はヒートローラ１２とほぼ同じ構成とすることができる。
図１及び図２３の定着器１０は、モノクロプリンタ等で使用され、用紙１６の印刷面又は裏面を加熱することで、待機時間がない定着器を提供することができる。また、図２４の定着器１０は、定着熱量を必要とするカラープリンタ及び高速プリンタ等で使用され、用紙１６の印刷面及び裏面を同時に加熱することで、効果的な定着を行うことができる。
図２５及び図２６はヒートローラ１２をベルト式定着器１０に使用した例を示す図である。図２５においては、ベルト式定着器１０は、ヒートローラ１２と、定着ローラ２０と、ヒートローラ１２と定着ローラ２０に掛け渡されたベルト２２と、ベルト２２を介して定着ローラ２０に圧接された加圧ローラ２４とを備える。この場合には、ヒートローラ１２の発生する熱がベルト２２を介して用紙１６に伝達され、用紙１６に担持されるトナーがヒートローラ１２の発生する熱によって溶融され、且つ加圧されて、定着される。
図２６においては、図２５の加圧ローラ２４の代わりにヒートローラ２５が使用される。ヒートローラ２５はヒートローラ１２と同様に構成されることができる。
ベルト式定着器１０は加熱対象を熱低容量である定着用エンドレスベルト２２として昇温時間を短縮することができ、さらに昇温時間を短縮することが可能になる。
図２７は面状発熱体２６を有するヒートローラ１２を含む他の装置７０を示す図である。装置７０は例えば大型電子写真プリンタであり、ヒートローラ１２は定着器以外の箇所で使用される。図２７においては、感光体ドラム７２及び定着用フラッシュランプ７４がある。ヒートローラ１２は、感光体ドラム７２の上流側に配置された用紙湿気除去用ローラ７６として使用される。また、ヒートローラ１２は、感光体ドラム７２の内部に配置されたドラム結露防止ローラ７８として使用される。また、ヒートローラ１２は、感光体ドラム７２と定着用フラッシュランプ７４との間に配置されたプレヒートローラ８０として使用される。また、ヒートローラ１２は、定着用フラッシュランプ７４の下流側に配置された用紙しわ伸ばしローラ８２として使用される。
このように、ヒートローラ１２は、（ａ）転写前の用紙の湿気を除去する、（ｂ）感光体ドラムの結露を防止する、（ｃ）フラッシュ定着前のプレヒートを行う、（ｄ）定着後に媒体のしわ伸ばしを行うために使用することができる。ヒートローラ１２は上記した例の全てに使用される必要はない。また、ヒートローラ１２の応用は図２７に示した例に限定されるものではない。面状発熱体２６は自由且つ簡単に抵抗値の設定ができるため、定着器以外での汎用性が高くなる。
図２８は面状発熱体２６を有するヒートローラ１２を含む定着器１０の消費電力とヒートローラ１２の温度の変化の例を示す図である。曲線Ｐは消費電力を示し、曲線Ｑはヒートローラ１２の温度を示す。印刷命令が入ると、ヒートローラを定着温度まで上昇させるための最大電力を投入し（時点Ｄ）、定着温度に到達した時点で投入電力を抑え（時点Ｅ）、印刷終了後は電力供給を停止する（時点Ｆ）。Ｇは印刷期間を示し、Ｈは待機期間を示す。そして、再度印刷命令が入ると、ヒートローラの加熱を始める（時点Ｉ）。
図２９はハロゲンランプを用いたときの消費電力とローラ表面温度の変化を示す図である。曲線Ｐは消費電力を示し、曲線Ｑはハロゲンランプを有するヒートローラの温度を示す。印刷命令が入ると、ヒートローラを定着温度まで上昇させるための最大電力を投入し（時点Ｄ）、定着温度に到達した時点で投入電力を抑え（時点Ｅ）、印刷終了後は電力供給を小さい値で維持する（時点Ｆ）。Ｇは印刷期間を示し、Ｈは待機期間を示す。そして、再度印刷命令が入ると、ヒートローラの加熱を始める（時点Ｉ）。
ハロゲンランプを有するヒートローラは直接加熱式ヒートローラ１２に比べ熱効率が低く、印刷終了後においても昇温性能を満足させるために予備加熱が必要となる。直接加熱式ヒートローラ１２は昇温時間に優れている利点を生かし、消費電力を低下させるための制御が可能となる。
上記した複数の実施例の特徴は適宜組合せて実施されることができる。
以上説明したように、本発明によれば、面状発熱体を含み、熱効率の優れたヒートローラを提供することができる。本発明のヒートローラでは、高速回転時においても常に安定し、且つ温度ムラの少ない熱供給が可能である。昇温速度が上がり、且つ外部電極設計の自由度が高くなる。異常加熱時に備えたヒューズ機能をもち、異常時に即座に電源入力断絶が可能となる。新たに温度測定用部品を配置することなく、面状発熱体に内蔵した温度センサで温度計測が可能となる。発熱領域内の温度分布が均一で温度ムラを最小限に抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
以下添付の図面に示される実施例を参照して本発明を説明する。
図面において、
図１は本発明のヒートローラを含む定着装置の一例を示す側面図である。
図２はヒートローラを示す断面図である。
図３は図４の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿ってとったヒートローラを示す断面図である。
図４は面状発熱体の抵抗部材のパターンを示す平面図である。
図５はヒートローラの一例を示す部分断面正面図である。
図６はヒートローラの他の例を示す部分断面正面図である。
図７は図６のヒートローラ及び支持部材を示す図である。
図８はヒートローラの一例を示す断面図である。
図９はヒートローラの他の例を示す断面図である。
図１０は試験において使用したヒートローラの面状発熱体の領域を示す図である。
図１１はヒートローラの面状発熱体の抵抗部材のパターンを示す図である。
図１２はサンプル１の温度分布を示す図である。
図１３はサンプル２の温度分布を示す図である。
図１４はサンプル３の温度分布を示す図である。
図１５はヒートローラの外管の外面に外層を設けた例を示す図である。
図１６はヒートローラの外管の外面に外層を設けた他の例を示す図である。
図１７は円筒管と面状発熱体との間に耐熱性の充填剤層を形成した例を示す図である。
図１８は円筒管と面状発熱体との間に耐熱性の充填剤層を形成した他の例を示す図である。
図１９は面状発熱体にヒューズ及び温度センサを設けた例を示す図である。
図２０は面状発熱体が並列接続されて複数の抵抗部材からなる例を示す図である。
図２１は温度センサの配置を示す図である。
図２２は三重管ヒートローラの例を示す図である。
図２３はヒートローラを含む定着器の例を示す図である。
図２４はヒートローラを含む定着器の例を示す図である。
図２５はヒートローラを含む定着器の例を示す図である。
図２６はヒートローラを含む定着器の例を示す図である。
図２７はヒートローラを含む装置の例を示す図である。
図２８は面状発熱体を有するヒートローラを含む定着器の消費電力とヒートローラの温度の変化の例を示す図である。
図２９はハロゲンランプを有するヒートローラを含む定着器の消費電力とヒートローラの温度の変化の例を示す図である。

Claims

抵抗部材が絶縁部材に埋設されている円筒状の面状発熱体と、該面状発熱体の内面に密着する内管と、該面状発熱体の外面に密着する外管とを備え、該外管は該内管よりも長いことを特徴とするヒートローラ。
抵抗部材が絶縁部材に埋設されている円筒状の面状発熱体と、該面状発熱体の内面に密着する内管と、該面状発熱体の外面に密着する外管とを備え、該内管の材料の熱膨張率は該外管の材料の熱膨張率より大きいことを特徴とするヒートローラ。
抵抗部材が絶縁部材に埋設されている第１の円筒状の面状発熱体と、該第１の面状発熱体の内面に密着する第１の管と、該第１の面状発熱体の外面に密着する第２の管と、該第２の管の外面に密着する第２の円筒状の面状発熱体と、該第２の面状発熱体の外面に密着する第３の管とを備えることを特徴とするヒートローラ。
抵抗部材が絶縁部材に埋設されている円筒状の面状発熱体と、該面状発熱体の内面に密着する内管と、該面状発熱体の外面に密着する外管と、該内管と面状発熱体との間及び面状発熱体と該外管との間の少なくとも一方に設けられている耐熱性の充填剤層とを備えることを特徴とするヒートローラ。
抵抗部材が絶縁部材に埋設されている円筒状の面状発熱体と、該面状発熱体の内面に密着する内管と、該面状発熱体の外面に密着する外管と、該外管の外面に設けられている外層とを備えることを特徴とするヒートローラ。