JPH1020693A

JPH1020693A - 定着用ヒートローラ

Info

Publication number: JPH1020693A
Application number: JP17030896A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takenouchi; 浩竹之内
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 1998-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】万一、温度制御装置が故障したような場合で
も、火花が飛散することを防止し、電流ヒューズが切れ
るまでの間に発火や漏電を防止する。【解決手段】金属パイプ２の表面に絶縁層３を介して発
熱抵抗体層４を備え、該発熱抵抗体層４の両端に電極部
材５を接合してなる定着用ヒートローラ１において、上
記発熱抵抗体層４と電極部材５との接合部８の外周を覆
うように保護部材７を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特にプリンタ等の
電子写真装置におけるトナー定着用ヒートローラに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、プリンタ等の電子写真装置に
おけるトナー定着装置は、発熱手段を備えたヒートロー
ラと、加圧ローラを対向して配置し、これらのローラ間
に印字後の用紙を通過させることによって、トナーを加
熱定着するようになっている。

【０００３】そして、上記ヒートローラとしてはアルミ
ニウムやステンレス等の金属パイプ中にハロゲンランプ
等の加熱素子を設けたものが用いられており、このヒー
トローラには温度制御用のサーミスタを有し、また異常
加熱防止用の温度ヒューズやサーモスタットが備えられ
て安全性を確保している。

【０００４】しかし、この構造のヒートローラでは、発
熱効率が悪いため１分以上のウォームアップ時間が必要
であり、また消費電力も大きいという問題点があった。

【０００５】そこで、金属パイプの外周にポリイミド等
の有機樹脂からなる絶縁層を介して発熱抵抗体層を備
え、さらにその表面に離形層を備え、上記発熱抵抗体層
の端部に電極部材を接合した構造のヒートローラが提案
されている（特開昭５５−７２３９０号、特開昭６２−
２００３８０号公報等参照）。このようなヒートローラ
は、直接金属パイプを加熱するため、熱の損失が少な
く、昇温性に優れ、消費電力が少ない等の利点を有して
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記発熱抵
抗体層を備えたヒートローラでは、プリンター内の温度
制御装置が故障したような場合に、従来の温度ヒューズ
やサーモスタットでは昇温速度に感知が間に合わず、異
常高温による発熱抵抗体層の破損が生じる恐れがあっ
た。

【０００７】具体的な破損の進行は、まず発熱抵抗体が
局所的に高温となって破損と同時にスパークして、絶縁
層が破損し、この破損とスパークが端部の電極部材との
接合部に向かって進行する。電極部材との接合部が破損
すると、金属パイプと電極部材が短絡し、大電流が流れ
ると同時に、金属が溶融し、火花が飛散する。その後電
球ヒューズが切れるが、火花が飛散することにより、紙
に引火して発火したり、漏電したりする等の事故が生じ
る恐れがあった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、金属パ
イプの表面に絶縁層を介して発熱抵抗体層を備え、該発
熱抵抗体層の両端に電極部材を接合してなる定着用ヒー
トローラにおいて、上記発熱抵抗体層と電極部材との接
合部の外周を覆うように保護部材を備えたことを特徴と
する。

【０００９】また、本発明は、上記発熱抵抗体層を金属
パイプの内周面に備えたことを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明によれば、発熱抵抗体層と電極部材との
接合部の外周を覆うように保護部材を備えたことによっ
て、万一、温度制御装置が故障したような場合でも、火
花が飛散することを防止し、電流ヒューズが切れるまで
の間に火災や漏電が生じることを防止できる。

【００１１】しかも、発熱抵抗体を金属パイプの内周面
側に備えることによって、さらに安全性を向上できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を図によっ
て説明する。

【００１３】図１に一方端部の断面図を示すように、本
発明の定着用ヒートローラ１は、金属パイプ２の内周面
に絶縁層３を介して発熱抵抗体層４を備え、さらに上記
金属パイプ２の外周面に離形層６を備え、また発熱抵抗
体層４の両端部にそれぞれ電極部材５を取り付けて構成
してある。さらに、発熱抵抗体層４と電極部材５の接合
部８の外周を覆うように、金属パイプ２の外周面に保護
部材７をコーティングしてある。なお、図１では一方の
端部のみを示したが、もう一方の端部も同じ構造となっ
ている。

【００１４】そして、両方の端部において、給電部材１
０を上記電極部材５に押圧して接触させ、ヒートローラ
１を回転させれば、給電部材１０と電極部材５の間で摺
動しながら給電することができ、発熱抵抗体層４を発熱
させることができる。そのため、図３に示すように、ヒ
ートローラ１と加圧ローラ１１を対向して配置し、両者
の間に印字後の用紙を通過させることによって、トナー
を定着することができる。この時、従来のハロゲンラン
プを備えたものに比べて、金属パイプ２を直接加熱でき
るため、昇温速度が７０％以上短縮でき、飽和時の消費
電力も１５％以上節約できる。

【００１５】また、このヒートローラ１では、発熱抵抗
体層４と電極部材５の接合部８の外周を覆うように保護
部材７を備えてあることによって、万一温度制御装置が
故障しても火花が飛散することを防止できる。即ち、温
度制御装置が故障すると、発熱抵抗体層４が局所的に異
常高温になって絶縁層３が破損し、この破損が電極部材
５との接合部８まで進行してくると電極部材５と金属パ
イプ２が短絡してしまうが、このような場合でも、保護
部材７が備えられているため、外側に火花が飛散するこ
とはない。したがって、紙に火花が引火したり、漏電を
起こしたりすることを防止できる。

【００１６】ここで、保護部材７を成す材質は、耐熱温
度が３００℃以上の難燃性材料を用い、具体的にはポリ
イミドやシリコン等の樹脂、あるいはガラスやセラミッ
クスを用いる。これらの材料を溶射、スプレー、ディッ
ピング等の手段でコーティングすれば良い。また、コー
ティングする範囲は、接合部８の幅に加えて３ｍｍ以
上、１０ｍｍ以下のはみ出し幅Ｌの範囲とし、さらに厚
みｔは０．０５ｍｍ以上とすることが好ましい。

【００１７】なお、図１ではコーティングによる保護部
材７を示したが、他の実施形態を図２に示すように、上
記難燃性材料により筒状の保護部材７を形成し、この保
護部材７を接合部８の外周を覆うように、金属パイプ２
の外周面に取り付けることもできる。この場合は、保護
部材７が金属バイプ２の外周面から距離ｄを隔てて存在
することになるが、万一の場合に火花が発生しても紙に
引火することを防止できる。図２の場合でも、はみ出し
幅Ｌは３ｍｍ以上、１０ｍｍ以下とし、厚みｔは０．０
５ｍｍ以上とすることが好ましい。また、図２の構造で
は、保護部材７がヒートローラ１を支持する軸受を兼用
できる。

【００１８】なお、本発明において上記金属パイプ２は
熱伝導率０．０３ｃａｌ／℃・ｃｍ・ｓｅｃ以上の金属
から成り、具体的にはアルミニウムやアルミニウム合
金、あるいはステンレス等を用い、その肉厚は０．５〜
１ｍｍとする。また、絶縁層３はポリイミド、フェノー
ル、シリコン、ボロシロキサン等の耐熱性に優れた有機
樹脂からなり、その厚みは絶縁耐力によって異なるが、
例えばポリイミドの場合１０〜２００μｍの厚みが好ま
しい。また、離形層６はトナーとの離形性に優れたフッ
素樹脂、シリコン等を用いる。

【００１９】さらに、発熱抵抗体層３は、導電剤とマト
リックスを成す合成樹脂又はガラスからなるものを用い
る。上記マトリックスを成すガラスとしては結晶化ガラ
ス又は非結晶化ガラスのいずれでも良いが、結晶化ガラ
スを用いることにより、加熱冷却サイクルによっても抵
抗値の変化を少なくすることができる。その組成として
は、ＰｂＯを５０重量％以上含むものが良く、好ましく
は軟化点が５００℃以下の低融点のものが良い。

【００２０】また、導電剤としては、Ａｇ，Ｎｉ，Ａ
ｕ，Ｐｄ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｗ等の金属材、あるいはＲｅ₂
Ｏ₃、Ｍｎ₂Ｏ₃、ＬａＭｎＯ₃等の金属化合物の少な
くとも１種を用いる。さらに、必要に応じてＡｌ，Ｐｂ
等の金属材、あるいはＶ₂Ｏ₅等の金属酸化物からなる
ＰＴＣ特性を有する成分を含有させれば、自己温度制御
機能を持たせることもできる。

【００２１】また、発熱抵抗体層３の厚みは５〜１００
μｍとする。これは厚みが５μｍ未満であると抵抗値が
高くなってバラツキが生じやすくなり、一方１００μｍ
を超えると剥がれやすくなるためである。

【００２２】さらに、電極部材５は真鍮等の導電性材料
からなり、銀等の導電剤を含んだ接着剤を用いて発熱抵
抗体層４と接合する。また、給電部材１０はカーボンと
導電金属との複合材料から形成される。

【００２３】次に、図１、２に示す本発明のヒートロー
ラ１の製造方法を説明する。

【００２４】まず、金属パイプ２を所定形状に加工し、
内周面に有機樹脂からなる絶縁層３をスピンコート、ス
プレーコート、ディッピング等によって塗布し２００〜
４５０℃の空気中または窒素雰囲気中で焼き付ける。こ
の表面に、上述したような発熱抵抗体層４を成す成分を
有機溶剤、バインダー、分散剤等と混合してペースト状
にしたものをスクリーン印刷、ディッピング、スプレー
コーティング等により塗布して４００〜５００℃で焼成
し、発熱抵抗体層４とする。

【００２５】この後、発熱抵抗体層４の両端に電極部材
５を接合し、その外周を覆うように保護部材７を備え、
離形層６をコーティングすれば良い。

【００２６】

【実施例】本発明実施例として、図１、２に示すヒート
ローラを試作した。金属パイプ２はアルミニウム合金か
らなり、肉厚０．６ｍｍ、外径２０ｍｍ、長さ２８０ｍ
ｍとし、この金属パイプ２の内周面にポリイミド樹脂か
らなる絶縁層４を４０〜６０μｍの厚みで形成し、この
表面にＡｇ、Ｐｄを含む発熱抵抗体層４を焼き付けて形
成し、外周面にフッ素樹脂の離形層６を形成した。

【００２７】また、発熱抵抗体層４と電極部材５との接
合部８の外周を覆う保護部材７として、表１に示すよう
なさまざまな材質を用いて、厚みｔ、はみ出し幅Ｌ、金
属パイプ２との距離ｄを種々に変化させたものを用意し
た。なお、はみ出し幅Ｌとは接合部８の幅よりもはみ出
した幅のことであり、また図１のようにコーティングで
形成する場合の距離ｄは０とした。

【００２８】それぞれのヒートローラ１を用いて、意識
的に異常高温状態とし、金属パイプ２が溶断するまで電
圧を印加し、その際にヒートローラ１の外側に火花が飛
散するかどうかを観察した。

【００２９】結果を表１に示す。この結果より、耐熱温
度が３００℃未満の材質を用いた場合は火花が飛散し
た。また、耐熱温度が３００℃以上でも、厚みｔが０．
０５ｍｍ未満である場合や、はみ出し幅Ｌが３ｍｍ未満
である場合は火花が飛散した。これらに対し、耐熱温度
が３００℃以上の材質を用い、厚みｔを０．０５ｍｍ以
上とし、はみ出し幅Ｌを３ｍｍ以上としたものでは、火
花の飛散を防止することができた。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、金属パイ
プの表面に絶縁層を介して発熱抵抗体層を備え、該発熱
抵抗体層の両端に電極部材を接合してなる定着用ヒート
ローラにおいて、上記発熱抵抗体層と電極部材との接合
部の外周を覆うように保護部材を備えたことによって、
万一、温度制御装置が故障したような場合でも、火花が
飛散することを防止し、電流ヒューズが切れるまでの間
に発火や漏電が生じることを防止できる。

【００３２】しかも、発熱抵抗体を金属パイプの内周面
側に備えることによって、さらに安全性を向上すること
ができる。

【００３３】したがって、本発明によれば、過昇温や発
熱抵抗体層の劣化に伴う漏電、火災等の事故を防止し、
安全性の高い定着用ヒートローラを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の定着用ヒートローラの一方
端面を示す断面図である。

【図２】本発明の他の実施形態の定着用ヒートローラの
一方端面を示す断面図である。

【図３】本発明の定着用ヒートローラを用いた定着装置
を示す側面図である。

【符号の説明】

１：ヒートローラ２：金属パイプ３：絶縁層４：発熱抵抗体層５：電極部材６：離形層７：保護部材８：接合部１０：給電部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属パイプの表面に絶縁層を介して発熱抵
抗体層を備え、該発熱抵抗体層の両端に電極部材を接合
してなる定着用ヒートローラにおいて、上記発熱抵抗体
層と電極部材との接合部の外周を覆うように保護部材を
備えてなる定着用ヒートローラ。