JPH0512131U - ヒートパイプ式加熱ローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヒータによる加熱効率の向上を図る。 【構成】 ハロゲンヒータ１４の受熱面となる内管１２
の内周面に、黒色アルマイト板１５を密着状態に装着し
て、ハロゲンヒータ１４から放射される熱の吸収率を高
める。その結果、ヒートパイプ作用による内管１２から
外管１３への熱輸送量が増加し、ローラ表面の温度むら
を速やかに解消させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、ヒートパイプ機能を組込んだ加熱ローラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

紙、プラスチックフィルム等の長尺連続体の各種熱処理を行なう装置や、印刷 機あるいは複写機等の加熱部には、回転する加熱ローラを用いることがある。こ の加熱ローラとしては、例えばローラ内部を中空とし、この中空部に温水や蒸気 あるいは熱媒油などを流通させて加熱するか、あるいは遠赤外線ヒータやハロゲ ンヒータ等の加熱手段を組込んで加熱するように、ローラ内面を熱放射によって 加熱する形式のものが多い。

【０００３】 また、ローラ内面を加熱する形式の加熱ローラにおいては、あらゆる運転条件 下でローラ表面の温度を均一に保持することが、熱処理される品物の熱履歴を安 定させること、すなわち製品の品質の安定化および向上を図る上で欠かすことの できない条件である。

【０００４】 しかし、ローラ内の中空部に温水や蒸気等を流通させて加熱するか、あるいは ハロゲンヒータ等を組込んで加熱する前述の加熱ローラにおいては、熱処理する 品物の熱的負荷がない状態では、ローラ表面の温度均一性を確保することは比較 的容易であるが、熱処理する品物の熱的負荷にむらがある場合のみならず、他の 種々の条件下で表面温度の均一性を確保することは困難であった。

【０００５】 そこで、あらゆる運転条件下においても、ローラ表面の温度をほぼ均一に維持 することのできるものとして、ヒートパイプの均温性に着目し、ローラ自体を二 重管式ヒートパイプ構造としたヒートパイプ式加熱ローラが開発されている。

【０００６】 このヒートパイプ式の加熱ローラ１は、図３に断面を示すように、内管２と外 管３とを同心状に設けるとともに、内管２の外面と外管３の内面との間の空間を 密閉し、その内部を真空引きした後、その中に凝縮性の作動液Ｆが封入されてい る。この作動液Ｆの封入量は、外管３内下部に滞溜するこの作動液Ｆに、内管２ の下部が充分に浸る量とする。また内管２内には、そのほぼ中心に棒状のハロゲ ンヒータ４が設けられ、ハロゲンヒータ４の熱が、熱放射により内管２の内面に 伝達されてこの内管が加熱されるようになっている。

【０００７】 そして、ハロゲンヒータ４のスイッチを入れた状態でこの加熱ローラ１を回転 させると、ハロゲンヒータ４によって加熱された内管２の外面、すなわち蒸発部 １ａのうち、外管３内の下部に滞溜している作動液Ｆ中を通過して液面上に露出 した部分に付着した作動液Ｆが、加熱されて蒸気となり、外管３の内面のうち、 下部に滞溜した作動液Ｆの液面上に露出した凝縮部１ｂの部分へ移動して放熱す る。このとき、凝縮部１ｂで放出された熱は、外管３を均等に加熱して、加熱ロ ーラ１によって行なわれる各種熱処理等に消費される。

【０００８】 また、凝縮部１ｂで放熱した蒸気は、凝縮して液相の作動液Ｆに戻り、再び外 管３内下部の液溜りへ還流する。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

上述したように、二重管式ヒートパイプ構造の加熱ローラ１においては、内管 ２の外周面が蒸発部１ａとなり、この内管２の中心に挿着されたハロゲンヒータ ４から内周面に照射される熱を吸収することによって加熱されて、この蒸発部１ ａに付着または接触している作動液Ｆを加熱する。そして、加熱された作動液Ｆ は、蒸気となって凝縮部１ｂである外管３の内周面に移動し、蒸発潜熱の形で輸 送してきた熱を放出して凝縮し、液相の作動液Ｆに戻って液溜りに還流する構造 となっている。しかし、図３に示す従来の加熱ローラ１の場合には、内管２の内 面が曲面でかつ反射し易いため、ハロゲンヒータ４による加熱効率に向上の余地 があった。

【００１０】 この考案は、上記の事情に鑑みなされたもので、加熱手段から放射される熱を 蒸発部に効率よく熱伝達できる二重管構造のヒートパイプ式加熱ローラを提供す ることを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するための手段としてこの考案は、ローラ胴部を内管と外管と からなる二重管構造とし、前記内管内に加熱手段を組込み、前記内管と外管との 間の空間を密閉してその中に凝縮性の作動液を所定量封入したヒートパイプ式加 熱ローラにおいて、前記加熱手段を内管の中心に挿入するとともに、熱吸収率の 高い色に着色した金属板を前記内管の内周面に密接状態に装着したことを特徴と している。

【００１２】

【作用】

この考案のヒートパイプ式加熱ローラは、加熱手段を中心に挿入する内管の内 周に、薬品処理や熱処理あるいは染色等によって表面を黒色等の熱吸収率の高い 色に着色した金属板を前記内管の内周面に密接状態に装着したため、加熱手段か ら放射される熱を効率良く吸収して加熱される。したがって、内管から外管への 熱輸送量が増加するため、外管の外面すなわちローラ表面に温度むらが生じても 、ヒートパイプ作用によってローラ全体が速やかに均温化される。

【００１３】

【実施例】

以下、この考案のヒートパイプ式加熱ローラを普通紙用複写機のトナー定着用 加熱ローラに適用した一実施例を図１に基づいて説明すると、ヒートパイプ式の 加熱ローラ１１は、内管１２と外管１３とを同心状に設けた二重管構造で、内管 １２内の中心にはハロゲンヒータ１４が組込まれている。また内管１２と外管１ ３との間の空間は、密閉してその内部を真空引きした後、凝縮性の作動液Ｆを所 定量封入してヒートパイプ構造が形成され、内管１２の外周面が蒸発部１１ａに 、また外管１３の内周面が凝縮部１１ｂになっている。

【００１４】 そして、ハロゲンヒータ１４から放射される熱の受熱面となる内管１２の内周 面には、表面の酸化皮膜を黒色に染色した黒色アルマイト板１５が密着状態に設 けられている。また、内管１２の中心にはハロゲンヒ―タ１４が挿着されている 。この黒色アルマイト板１５は、この内管１２の内周長と同じ幅で、受熱面と同 じ長さの長方形の板を、内管１２の内径より若干大径の筒状に予め成形しておき 、この円筒形の黒色アルマイト板１５を、その弾性変形範囲内で小径に巻き絞り 、ローラ両端の開口部１１ｃのいずれか一方より内管１２内に挿入したもので、 挿入された黒色アルマイト板１５（図２に二点鎖線で表示）は、内管１２内で弾 性により拡径方向に復元し、内管１２の内周面に密接状態に装着される。このと き、黒色アルマイト板１５の本来の外径が、内管１２の内径より若干大径に成形 してあるため外方へ常時付勢されて内周面に密着する。したがって、黒色アルマ イト板１５によって放射熱を効率良く吸収するとともに、密着している内管１２ 側へスムーズに熱伝達される。

【００１５】 次に、上記のように構成されるこの実施例の作用を説明すると、ハロゲンヒー タ１４をスイッチＯＮした状態でヒートパイプ式の加熱ローラ１１を回転させる と、二重管構造のローラ胴部の内管１２の内周面に密着した黒色アルマイト板１ ５が、ハロゲンヒータ１４から放射される熱を効率良く吸収して内管１２に熱伝 達し、その外周の蒸発部１１ａを加熱する。したがって、外管１３内の下部に溜 っている作動液Ｆ中を通過する際に内管１２の外周面、すなわち蒸発部１１ａに 付着した作動液Ｆは加熱されて蒸気となり、凝縮部１１ｂである外管１３の内周 面に移動し、熱を奪われて凝縮し、凝縮して液相の作動液Ｆに戻り、この作動液 Ｆは再び外管１３内下部の液溜りに還流する。そして、凝縮部１１ｂで放出され た熱によって外管１３が加熱され、外管１３の外周側から熱処理用の熱、すなわ ち、トナー定着用の熱として消費される。

【００１６】 このとき、ハロゲンロヒータ１４からの放射の受熱面となる内管１２の内周面 に、黒色アルマイト板１５が密着状態に設けられているため、放射熱の反射量を 削減して吸収量を大幅に増加させることができる。したがって、内管１２から外 管１３への熱輸送量を増加できるため、コピー用紙のサイズの大小の違いによっ て、外管１３の外周面であるローラ表面における熱消費量が不均一であっても、 ヒートパイプ作用によってローラ表面の温度むらを解消すべく速やかに均温化が 図られ、その結果、高速で連続的にコピーが行われてもトナーの定着むらの発生 が防止される。

【００１７】 なお、この実施例においては、ハロゲンヒータ１４からの放射の受熱面に黒色 アルマイト板１５を設けた場合について説明したが、アルマイト板以外の金属板 板でもよく、例えば、形状記憶合金の薄板に、内管１２の内径より若干大径の円 筒形状を予め記憶させておき、内管１２内に挿入後、加熱して記憶形状に復元さ せてもよい。また着色は黒色に限定されるものではなく、熱吸収率の高い色であ ればよい。

【００１８】

【考案の効果】

以上、説明したようにこの考案は、ローラ胴部を内管と外管とからなる二重管 構造としたヒートパイプ式加熱ローラにおいて、加熱手段を内管の中心に挿入す るとともに、熱吸収率の高い色に着色した金属板を前記内管の内周面に密接状態 に装着したので、金属板が加熱手段から放射される熱を効率良く吸収するととも に、吸収した熱を内管へスムーズに伝達させることができるため、ローラ表面の 温度むらを速やかに解消させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この考案のヒートパイプ式加熱ローラの一実
施例を示す断面図。

【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。

【図３】 従来のヒートパイプ式加熱ローラの一例を示
す断面図。

【符号の説明】

１１…ヒートパイプ式の加熱ローラ、 １１ａ…蒸発
部、 １１ｂ…凝縮部、１１ｃ…開口部、 １２…内
管、 １３…外管、 １４…ハロゲンヒータ、 １５…
黒色アルマイト板、 Ｆ…作動液

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 杉原 伸一 東京都江東区木場一丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ローラ胴部を内管と外管とからなる二重
   管構造とし、前記内管内に加熱手段を組込み、前記内管
   と外管との間の空間を密閉してその中に凝縮性の作動液
   を所定量封入したヒートパイプ式加熱ローラにおいて、 前記加熱手段を内管の中心に挿入するとともに、熱吸収
   率の高い色に着色した金属板を前記内管の内周面に密接
   状態に装着したことを特徴とするヒートパイプ式加熱ロ
   ーラ。