JPH04301670A - 定着用加熱器の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式のプリン
タや複写機における定着ローラなどの定着用加熱器の製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式のプリンタや複写機
においては、帯電させた感光体ドラムを光源によって照
射してその表面に静電潜像を形成し、該静電潜像にトナ
ーを付着させて現像を行った後、該トナー像を記録媒体
に転写させ、定着させるようになっている。

【０００３】上記電子写真方式のプリンタや複写機の定
着器においては、定着用の加熱器として定着ローラを使
用したものが提供されている。この場合、定着ローラと
しては、アルミニウムなどの金属製パイプ内にヒータを
内蔵させ、このヒータが発生する熱によって金属製パイ
プと圧着ローラ間に現像された用紙を通してトナーを熱
定着させるようにしている（実開昭６１−１６０４６４
号公報参照）。

【０００４】上記構成の定着ローラの場合、金属製パイ
プの表面温度が通常使用可能な１８０〜２００°Ｃ程度
になるまでには、ヒータの投入後５分間程度の立上がり
時間を要し、しかも１Ｋｗの電力を要する。そこで、熱
の立上がり時間を短くし、消費電力を小さくした定着ロ
ーラが提供されている（実開平２−７３６６８号公報参
照）。

【０００５】図２は消費電力の小さい定着ローラの断面
図である。図に示すように、定着ローラは、ガラス、ほ
うろう、セラミクス等の低熱伝導体性のローラ基材１の
表面に発熱抵抗体層２を形成し、その表面をフッ素樹脂
層３で覆い、発熱抵抗体層２の両端にリング状の電極４
を取り付けた構造を有しており、両電極４間に電圧が印
加されるようになっている。

【０００６】上記構成の定着ローラの場合、熱の立上が
り時間は従来の１／５程度以下にすることができ、しか
も消費電力を低減させることができる。上記発熱抵抗体
層２は、通常、メッキ法によって形成される。ところが
、ローラ基材１をメッキ液中に浸漬してメッキ処理を行
うと、ローラ基材１の内外両面にメッキ層が形成されて
しまう。その場合、内側のメッキ層が密着不良を起こし
て金属箔が剥離し、それがメッキ液中に遊離してメッキ
液を分解してしまう。

【０００７】そこで、メッキ処理を行う際にローラ基材
１の一方の端部を封止することによって、ローラ基材１
の外側表面のみにメッキ層を形成させるメッキ法が提供
されている（発明協会公開技報８７−１６１４４号参照
）。この方法によると、ローラ基材１は一方の端部に、
例えばシリコンゴムのような耐薬品性の優れた樹脂など
から成る栓を着脱自在に設けている。また、この栓は中
央を貫通するローラ攪拌棒を有している。該ローラ攪拌
棒をモータに接続し、必要に応じて適当に回転させるこ
とによってローラ基材１をメッキ液中で回転させると、
メッキ層を均一に形成させることができる。

【０００８】この時、栓によってローラ基材１は一方の
端部が封止されるため、メッキ液がローラ基材１の内側
には進入せず、外側表面のみにメッキ処理を施すことが
できる。ところが、この方法で製造した定着ローラは、
ローラ基材１が長いため、得られるメッキ層の抵抗値が
長手方向において異なってしまう。したがって、メッキ
処理中の所定時において上記ローラ基材１を上下反転さ
せ、ローラ基材１の全面にわたって抵抗値が一定となる
ようにしている。

【０００９】この場合、定着ローラはローラ基材１の全
面にわたって発熱量は一定になるが、ローラ基材１の両
端部においては放熱量が多く表面温度が低くなってしま
う。そこで、ローラ基材１の両端部における発熱量を多
くすることが可能な定着ローラのメッキ法が提供されて
いる。図３は両端の発熱量を多くしたローラ基材のメッ
キ法を示す図である。

【００１０】図において、（ａ）〜（ｄ）は上記メッキ
法の各工程を示している。また、１はローラ基材、６は
ローラ基材１をメッキ処理するためのメッキ液である。 工程（ａ）においては、ローラ基材１全体をメッキ液６
中に浸しメッキ処理を施す。工程（ｂ）においては、ロ
ーラ基材１を上下反転させてメッキ液６中に浸しメッキ
処理を施す。また、工程（ｃ）においては、ローラ基材
１の上端部Ａをメッキ液６中から露出させ、工程（ｄ）
においては、ローラ基材１の下端部Ｂをメッキ液６中か
ら露出させてメッキ処理を施す。このような方法により
、メッキ液６から露出している部分はメッキ反応が停止
するのに対し、メッキ液６中の部分はメッキ反応が進む
ため、その分メッキ層の層厚が大きくなる。すなわち、
常時メッキ液６中にある中央部と一時的にメッキ反応が
停止する両端部Ａ，Ｂでは、得られる発熱抵抗体層２の
抵抗値に差が生ずることになる。これによって、ローラ
基材１の表面の抵抗値は、中央部については低くして発
熱量を少なくし、両端部Ａ，Ｂについては放散する発熱
量を考慮して高くして発熱量を多くすることによって、
ローラ基材１の表面温度を均一にしている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の定着用加熱器の製造方法においては、ローラ基材１
全体にメッキ処理を施し、続いてローラ基材１を上下反
転させて全体にメッキ処理を施し、その後、ローラ基材
１の上端部Ａをメッキ液６面から出してメッキ処理を施
し、最後にローラ基材１の下端部Ｂをメッキ液６面から
出してメッキ処理を施さなければならず、作業が複雑に
なるだけでなく、工業化、自動化を行う際にはロボット
などの自動装置操作が複雑になってしまう。

【００１２】本発明は、上記従来の定着用加熱器の製造
方法の問題点を解決して、工程数を少なくし、１回のメ
ッキ処理を施すのみでローラ基材の中央部と両端部の抵
抗値に差を生じさせ、ローラ基材の表面の温度分布を均
一として印字品位を向上させることができる定着用加熱
器の製造方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明は、
低熱伝導体から成る基材の表面に発熱抵抗体層が形成さ
れていて、該発熱抵抗体層に電極を介して電圧を印加す
ることによってジュール熱を発生させ、用紙上のトナー
像を定着する定着用加熱器の製造方法において、基材の
内部に長手方向に延びる空洞が形成され、該空洞内の長
手方向中央に補助加熱ヒータが挿入される。

【００１４】メッキ処理の処理温度が高くなるとメッキ
反応の速度が高くなる特性を有するメッキ液中に上記基
材及び補助加熱ヒータを浸して、無電解のメッキ処理を
施す。この時、補助加熱ヒータは基材の空洞内の長手方
向中央に位置させておく。そして、上記補助加熱ヒータ
はメッキ処理中に基材を加熱して、基材の中央部の温度
を両端部より高くする。

【００１５】

【作用】本発明によれば、上記のように基材の内部に長
手方向に延びる空洞が形成され、該空洞内の長手方向中
央に補助加熱ヒータが挿入される。この状態で、上記基
材及び補助加熱ヒータをメッキ液中に浸して無電解のメ
ッキ処理を施す。この時、上記メッキ液は、メッキ処理
の処理温度が高くなるとメッキ反応の速度が高くなる特
性を有するため、上記補助加熱ヒータで基材を加熱して
、基材の中央部の温度を両端部より高くすると、中央部
のメッキ反応が両端部より速く進む。

【００１６】その結果、基材の中央部のメッキ層の層厚
が両端部より厚くなり、その分中央部の抵抗値が小さく
なって発熱量を低くすることができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の定着用加熱器の
製造方法におけるメッキ処理の状態図、図４はメッキ処
理アセンブリの装着状態図である。図４において、９は
熱伝導性の低い材質、例えばフェノール樹脂などの合成
樹脂、すりガラスや結晶ガラスなどのガラス、アルミナ
セラミクス、あるいは、ほうろう加工したステンレスパ
イプ等で形成される円筒状のローラ基材である。該ロー
ラ基材９の内部には、長手方向に延びる空洞９ａが形成
されている。

【００１８】１０はメッキ処理中においてローラ基材９
の空洞９ａ内に挿入される補助加熱ヒータ、１１，１２
はメッキ処理中においてメッキ液がローラ基材９の内側
に進入してローラ基材９の内側表面にメッキ層を形成し
ないように着脱自在に配設される栓である。該栓１１，
１２は、シリコンゴムなどメッキ液に侵されないものを
使用する。また、栓１２は上記補助加熱ヒータ１０に対
して着脱自在としている。

【００１９】上記補助加熱ヒータ１０はニクロム線など
の抵抗発熱体１３から成り、その表面はメッキ液に侵さ
れないフッ素樹脂などでコーティングされている。上記
抵抗発熱体１３はコード１５を介して電源１６と接続さ
れ外部から電流が供給されているが、補助加熱ヒータ１
０内に電池を内蔵したものを用いてもよい。また、抵抗
発熱体１３のほか、化学反応熱を利用する発熱体を利用
することができる。

【００２０】図１において、２１はメッキ液槽、２２は
該メッキ液槽２１内に満たされるメッキ液である。該メ
ッキ液２２は、Ｎｉ−Ｐメッキ液、Ｎｉ−Ｗメッキ液、
Ｎｉ−Ｃｕメッキ液等、Ｎｉ系のものが使用される。図
に示すように、ローラ基材９の両端に栓１１，１２が設
けられ、ローラ基材９内にメッキ液２２が進入しないよ
うになっている。したがって、ローラ基材９の内側表面
にメッキ層が形成されて、それが剥離することがなく、
メッキ液２２内に金属箔が遊離してメッキ液２２を分解
することがなくなる。

【００２１】また、上記ローラ基材９内に補助加熱ヒー
タ１０を配設した場合、抵抗発熱体１３はローラ基材９
の中央部に位置するようになっている。したがって、上
記抵抗発熱体１３を通電すると、上記ローラ基材９の中
央部が主に加熱されるようになっている。こうすること
によって、ローラ基材９の中央部の温度を両端部より高
くすることができる。

【００２２】ところで、メッキ処理を施す場合、メッキ
液２２の種類によってそれぞれの標準処理温度がある。 例えば上記Ｎｉ−Ｐメッキ液を使用してメッキ処理を行
う場合、７０〜８０°Ｃが標準処理温度であって、この
温度範囲においてメッキ処理を施すと、安定した状態の
メッキ層を形成することができる。そして、この場合、
メッキ処理の処理温度を１０°Ｃ高くすると、メッキ反
応の速度が２倍程度高くなることが分かっている。すな
わち、処理温度を７０°Ｃとした場合より８０°Ｃとし
た場合には、メッキ反応の速度が高くなる。したがって
、上記ロール基材９の両端部の表面温度が７０°Ｃとな
るようにメッキ液２２を加熱しておき、中央部の表面を
補助加熱ヒータ１０で補助加熱して表面温度を８０°Ｃ
とすると、中央部のメッキ反応の速度が高くなり、中央
部におけるメッキ層の層厚を両端部より大きくすること
ができる。

【００２３】次に、図５に基づいて定着用加熱器の製造
方法の各工程について説明する。図５は本発明の実施例
を示す定着用加熱器の製造方法の工程図である。まず、
ローラ基材９の表面をトリクレン、クロロセン等の有機
溶剤に浸漬するか、蒸気洗浄によって脱脂を行う。次に
、このローラ基材９を塩化スズと塩酸の溶液に１分間漬
け、３０秒間水洗いした後、続いて塩化パラジウムと塩
酸の水溶液に１分間漬けて３０秒間水洗いする。この工
程は数回繰り返され前処理が行われる。

【００２４】次に、無電解Ｎｉ−Ｐメッキを行って、ロ
ーラ基材９の表面に０．１〜１μｍの厚さの膜を形成し
て非晶質の発熱抵抗体層とする。この場合、栓１１，１
２及び抵抗発熱体１３をローラ基材９にセットしてメッ
キ液２２中に入れて、補助加熱ヒータ１０によって加熱
を行いながら、メッキ処理を施す。この場合、上記ロー
ラ基材９は絶縁性の高い材料で構成されるため、無電解
のメッキ処理が採用される。

【００２５】上記メッキ処理の具体例として、長さ２９
０ｍｍ、外径２１ｍｍ、肉厚２ｍｍのセラミクスパイプ
をローラ基材９として用い、補助加熱ヒータ１０として
ニクロム線をフッ素樹脂でコートした電力１Ｋｗのもの
を用い、メッキ処理を施した。そして、電力を適当に調
節することによって、７０°Ｃのメッキ液２２中におい
て、補助加熱を行わないローラ基材９の両端部の表面温
度が７０°Ｃ、補助加熱を行う中央部が８０°Ｃになる
ようにして無電解Ｎｉ−Ｐメッキを１０分間施した。

【００２６】図６はメッキ処理を施す時間とメッキ処理
によって得られる析出膜厚の関係図である。図に示すよ
うに、ローラ基材９の両端部で０．１５μｍ、中央部で
０．３６μｍの析出膜厚が得られ、両端部と中央部で抵
抗値に差をつけることができる。さらに、上記発熱抵抗
体層の表面を覆うようにＰＦＡ樹脂などのフッ素樹脂層
を１０〜４０μｍ形成する。そして、上記発熱抵抗体層
に密着させて両端にリング状の電極を取り付ける。

【００２７】上記方法によって製造された定着ローラの
電極間に電流を流すと、発熱抵抗体層を流れる電流によ
ってジュール熱が発生する。このジュール熱によって温
度が上昇した定着ローラを使用して、用紙上に転写され
たトナー像を定着することができる。この場合、発熱抵
抗体層の抵抗値は、定着ローラの両端部において高く、
中央部において低いので、通電した時に両端部の電流密
度が高くなり、発熱量が多くなる。したがって、定着ロ
ーラの両端部において放熱量が多くても表面温度が低下
することはなく、定着ローラの全長に亙って均一な表面
温度を得ることができる。

【００２８】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形すること
が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するもの
ではない。例えば、上記実施例においては、定着用の加
熱器として定着ローラを使用したものについて説明して
いるが、基材の内部に補助加熱ヒータを組み込める空洞
があるものであれば、他の形状のものを使用することも
できる。

【００２９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、基材の内部に長手方向に延びる空洞が形成され、
該空洞内の長手方向中央に補助加熱ヒータが挿入されて
、基材の中央部の表面温度を両端部より高くした状態で
メッキ処理が施されるため、中央部のメッキ反応が両端
部より速くなる。

【００３０】その結果、基材の中央部のメッキ層の層厚
が両端部より厚くなり、その分中央部の抵抗値が小さく
なって発熱量を少なくすることができる。したがって、
両端部において放熱量が多くても、基材の長手方向にお
いて表面の温度分布を均一にすることができ、印字品位
を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の定着用加熱器の製造方法におけるメッ
キ処理の状態図である。

【図２】消費電力の小さい定着ローラの断面図である。

【図３】両端の発熱量を多くしたローラ基材のメッキ法
を示す図である。

【図４】メッキ処理アセンブリの装着状態図である。

【図５】本発明の実施例を示す定着用加熱器の製造方法
の工程図である。

【図６】メッキ処理を施す時間とメッキ処理によって得
られる析出膜厚の関係図である。

【符号の説明】

９　　　　　　ローラ基材（基材） １０　　　　補助加熱ヒータ １１，１２　　栓 １３　　　　抵抗発熱体 １５　　　　コード １６　　　　電源 ２１　　　　メッキ液槽 ２２　　　　メッキ液

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　低熱伝導体から成る基材の表面に発熱
   抵抗体層が形成されていて、該発熱抵抗体層に電極を介
   して電圧を印加することによってジュール熱を発生させ
   、用紙上のトナー像を定着する定着用加熱器の製造方法
   において、（ａ）基材の内部に長手方向に延びる空洞を
   形成し、（ｂ）該空洞内の長手方向中央に補助加熱ヒー
   タを挿入し、（ｃ）メッキ処理の処理温度が高くなると
   メッキ反応の速度が高くなる特性を有するメッキ液中に
   上記基材及び補助加熱ヒータを浸して無電解のメッキ処
   理を施し、（ｄ）該メッキ処理中に上記補助加熱ヒータ
   で基材を加熱して、基材の中央部の表面温度を両端部よ
   り高くすることを特徴とする定着用加熱器の製造方法。