JPH10228972A - 加熱ローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱ローラの表面を短時間で略均一な温度に
できるとともに、発熱抵抗体の給電部が損傷しない加熱
ローラを提供することにある。 【解決手段】 円柱状の外周面を有する金属基材１１
と、該金属基材１１の外表面を覆うように形成された絶
縁膜１２と、該絶縁膜１２上に積層され通電によって発
熱する発熱抵抗体１３と、該発熱抵抗体１３に電気的に
つながる前記絶縁膜１２上に積層された給電部１３１，
１３２とを有する加熱ローラ１において、前記給電部１
３１，１３２の表面に膜状の導電性部材Ｋが被覆されて
いることを特徴とする加熱ローラ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、例えば電子写真複
写機、レーザプリンタ、ファクシミリ等におけるトナー
像定着装置などに用いられる加熱ローラに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機等において、記録材上に
形成されたトナー像を加熱定着させるための方式とし
て、従来より、加熱ローラとこれに対接配置された加圧
ローラとの間に、未定着トナー像が形成された記録材を
通過させることにより、前記未定着トナー像を記録材に
定着させるヒートローラ方式が広く知られている。

【０００３】近年、特開昭５９−１５５８７２号に示さ
れているように、円柱状外周面を有する金属基材の外周
面上に発熱抵抗体が設けられいる加熱ローラが知られて
いる。このような従来の加熱ローラを図面を用いて説明
する。

【０００４】図４は、従来の加熱ローラの構成説明図で
ある。加熱ローラ１０は、円柱状の外周面を有する円筒
状の金属基材１１と、この金属基材１１の外表面上に形
成された絶縁膜１２と、この絶縁膜１２上に積層された
発熱抵抗体１３と、この発熱抵抗体１３を被覆するよう
に形成された保護膜１４と、この保護膜１４上に形成さ
れた離型層１５と、発熱抵抗体１３に電流を流すための
給電リング２１，２２を備えてなる。

【０００５】発熱抵抗体１３は、図５の展開模式図に示
されるように、発熱抵抗体１３の両端部に設けられた給
電部１３１，１３２を有しており、この給電部１３１，
１３２は発熱抵抗体１３の両端部が延在した一部であ
る。なお、発熱抵抗体１３と給電部１３１，１３２が別
体で形成されており、発熱抵抗体１３の少なくとも一部
と給電部１３１，１３２が重なって電気的につながって
いても良い。発熱抵抗体１３の給電部１３１，１３２と
給電リング２１，２２の接合は、焼き嵌め技術を用い
て、給電リング２１，２２の内周面と給電部１３１，１
３２が直接接するようにして固定されている。

【０００６】上記発熱抵抗体１３は、銀−パラジウム合
金を導電体とする厚さ５〜２０μｍのものである。

【０００７】上記給電リング２１，２２は、導電性が良
好である銅、真鍮、鉄、ＳＵＳ製のものである。

【０００８】そして、図４に示すように、不図示の駆動
機構により金属基材１１を回転させることにより、給電
ブラシ３１，３２に接触しながら給電リング２１，２２
が回転し、給電リング２１，２２に電圧が印加され、発
熱抵抗体１３が発熱して加熱ローラとして作用すること
ができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
加熱ローラ１０の場合、発熱抵抗体１３に通電を開始し
てから暫くの間は加熱ローラ１０の両端部の温度が所定
の温度に昇温しないという問題があった。これは、発熱
抵抗体１３に通電を開始してから暫くの間は、加熱ロー
ラ１０の両端部に取り付けられた熱容量の大きな給電リ
ング２１，２２に熱が奪われる結果、この部分の温度が
上がらないからである。従って、加熱ローラ１０の表面
が略均一に所定の温度に達するまでの時間が長くなると
いう問題があった。

【００１０】また、給電リング２１，２２と発熱抵抗体
１３の給電部１３１，１３２の接合は焼き嵌め技術を利
用しているが、給電リング２１，２２の内周面は正確に
真円ではなく、給電リング２１，２２が取り付けられる
部分の金属基材１１も正確に真円ではないので、給電リ
ング２１，２２が冷えて給電部１３１，１３２に接合す
るとき、給電リング２１，２２と給電部１３１，１３２
が一部接触しない部分ができる。

【００１１】そして、この接触していない部分に空気層
が介在し、発熱抵抗体１３に電流を流す際、給電リング
２１，２２の内周面と給電部１３１，１３２が酸化し、
最終的にスパークが発生し、それぞれが焼損するという
問題があった。

【００１２】本発明は、以上のような事情に基づいてな
されたものであって、その目的は、加熱ローラの表面を
短時間で略均一な温度にできるとともに、発熱抵抗体の
給電部が損傷しない加熱ローラを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の加熱ローラは、円柱状の外周面を
有する金属基材と、該金属基材の外周面を覆うように形
成された絶縁膜と、該絶縁膜上に積層され通電によって
発熱する発熱抵抗体と、該発熱抵抗体に電気的につなが
る前記絶縁膜上に積層された給電部とを有する加熱ロー
ラにおいて、前記給電部の表面に膜状の導電性部材を被
覆したことを特徴とする。

【００１４】上記課題を解決するために、請求項２に記
載の加熱ローラは、請求項１に記載の加熱ローラであっ
て、特に、前記導電性部材は、メッキ方法によって形成
された高硬度メッキ層であることを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。図１は、本発明の加熱ローラ１の構成
を示す一部破断正面図である。本発明の加熱ローラ１に
おいて、発熱抵抗体１３の給電部１３１，１３２の表面
には、膜状の導電性部材Ｋが被覆さている。なお、図４
と同一符号は同一部分を示す。

【００１６】図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図であ
り、給電リング２１の断面は省略して示している。膜状
の導電性部材Ｋは、図２に詳細に示されているように、
発熱抵抗体１３の給電部１３１の全表面を覆い隠すよう
に直接被覆されている。なお、図示しないが、給電部１
３２も同様に導電性部材Ｋで、その全表面を覆い隠すよ
うに直接被覆されている。被覆方法は、銀、パラジウ
ム、ニッケル等の導電性物質を微粒子に加工し、この微
粒子を含むペーストを給電部１３１，１３２に塗布して
も良く、前記導電物質を給電部１３１，１３２に蒸着や
溶射しても良く、或いは、ハンダで給電部１３１，１３
２を被覆しても良く、更には、導電性物質をメッキして
も良い。

【００１７】そして、図１に示すように、不図示の駆動
機構により金属基材１１を回転させることにより、給電
ブラシ３１，３２が給電部材１３１，１３２を被覆して
いる導電性部材Ｋに接触し、発熱抵抗体１３が発熱して
加熱ローラとして作用することができる。

【００１８】なお、導電性部材Ｋは、給電ブラシ３１，
３２と接触するするため、耐磨耗性が高い部材が望まれ
る。つまり、導電性部材Ｋは、高硬度部材である無電解
ニッケルメッキ層、或いは、硬質クロムメッキ層である
ことが望ましい。そして、それぞれのメッキ層の硬度は
ビッカースカタサで、無電解ニッケルメッキ層は４５０
ＨＶ以上を確保でき、硬質クロムメッキ層は７５０ＨＶ
以上を確保できる。具体的には、無電解ニッケルメッキ
層の場合その厚みが５〜５０μｍであることが好まし
く、硬質クロムメッキ層の場合その厚みが５〜５０μｍ
であることが好ましい。従って、給電ブラシ３１，３２
によって導電性部材Ｋの磨耗を防止することができる。

【００１９】上記の構成の加熱ローラ１によれば、発熱
抵抗体１３に電流を供給するための給電リングがなく、
発熱抵抗体１３の給電部１３１，１３２に直接膜状の導
電性部材Ｋが被覆されているので、発熱抵抗体１３に通
電を開始してから短時間で、加熱ローラ１の表面が略均
一に所定の温度になる。

【００２０】また、発熱抵抗体１３の給電部１３１，１
３２に直接導電性部材Ｋが被覆されているので、給電部
１３１，１３２と導電部材Ｋとの間に空気層は介在せ
ず、給電部１３１，１３２と導電性部材Ｋの酸化を防止
することができ、発熱抵抗体１３に常に安定した電流を
供給することができ、この結果、より長い使用寿命が得
られる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の加熱ローラの実施例について
具体的に説明する。 ＜実施例１＞図１に示す構成に従って、下記の仕様によ
る本発明の加熱ローラを作製した。 金属基材（１１）： 材質；アルミニウム合金，熱伝導率１００Ｗ／（ｍ・
Ｋ），全長３５０ｍｍ，肉厚０．５ｍｍ，外径３０ｍ
ｍ， 発熱抵抗体（１３）と給電部材（１３１，１３２）： 材質；銀−パラジウム合金とガラスとの混合体， 抵抗値：２０ｍΩ 導電性部材（Ｋ）： 材質；無電解ニッケルメッキ層，メッキ厚１０μｍ， 定格電流：８Ａ， 定格電圧：１００Ｖ， 定格入力電力：８００Ｗ，

【００２２】＜比較例１＞発熱抵抗体の給電部に導電性
部材を被覆せず、給電部に焼き嵌め技術を用いて給電リ
ングを接触固定したこと以外は、実施例１と同様の仕様
により、比較用の加熱ローラを作製した。給電リングの
仕様は下記の通り。 給電リング： 材質；銅，外径；３２．０ｍｍ，内径；３０．０ｍｍ，
幅；５．０ｍｍ，熱容量１．７４Ｊ／Ｋ，

【００２３】〔実験例〕実施例１および比較例１で作製
された加熱ローラの各々を、定格条件で発熱させ、通電
１２秒後の加熱ローラの表面温度を測定した。本実験例
での表面温度の測定は、加熱ローラを静置させた状態
で、加熱ローラの長手方向の表面に熱電対を配置して測
定を行った。以上、結果を図３に示す。

【００２４】図３の結果から明らかなように、実施例１
に係る加熱ローラにおいては、加熱ローラの長手方向の
中心位置である０ｍｍの位置では１８０℃であり、加熱
ローラの両端側の位置においても中心位置と略変わらな
い温度である。具体的には、端部側の１２０ｍｍの位置
では１７８℃であり、端部側の−１２０ｍｍの位置では
１７８℃であり、加熱ローラの中心位置の温度と端部側
の位置の温度を比較すると、その変位はわずかに１．１
％程度である。なお、実施例１及び比較例１の加熱ロー
ラでは、その両端側の位置では中心位置に比べ温度が低
くなる傾向にあるが、これは、加熱ローラの両端部は放
熱作用が大きいためである。

【００２５】一方、比較例１に係る加熱ローラにおいて
は、加熱ローラの長手方向の中心位置である０ｍｍの位
置では１８０℃であり、加熱ローラの両端側の位置にお
いて中心位置と比べ明らかに温度が低くなっている。具
体的には、端部側の１２０ｍｍの位置では１７２℃であ
り、端部側の−１２０ｍｍの位置では１７１．５℃であ
り、加熱ローラの中心位置の温度と端部側の位置の温度
を比較すると、その変位は４．７％である。つまり、実
施例１の加熱ローラは、比較例１の加熱ローラと比べ
て、発熱抵抗体への通電開始後短時間で加熱ローラの表
面温度が略均一になることが理解できる。

【００２６】また、実施例１の加熱ローラと比較例１の
加熱ローラを双方とも２０００時間使用した後、発熱抵
抗体１３の給電部１３１，１３２の状態を観察した。結
果は、実施例１の加熱ローラの場合、給電部１３１，１
３２は導電性部材Ｋによって直接被覆されていたので何
ら損傷は見られなかった。一方、比較例１の加熱ローラ
の場合、給電部１３１，１３２の一部が酸化していた。
これは、給電リングと給電部材１３１，１３２の間に一
部空気層が介在していることを示すものである。

【００２７】

【発明の効果】本発明の加熱ローラによれば、発熱抵抗
体の給電部に直接膜状の導電性部材が被覆され、加熱ロ
ーラの端部には給電リングのような熱容量の大きな部材
が存在しないので、発熱抵抗体で発生した熱が全て加熱
ローラの表面を所定の温度にするために利用され。よっ
て、発熱抵抗体への通電後、短時間で加熱ローラの表面
を略均一な温度にできる。

【００２８】また、本発明の加熱ローラによれば、発熱
抵抗体の給電部が直接膜状の導電性部材で被覆されてい
るので、給電部が外部の空気と遮断されており、給電部
が高温になっても酸化、焼損する恐れがなく、長い使用
寿命が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加熱ローラを示す一部破断正面図であ
る。

【図２】本発明の加熱ローラにおける、発熱抵抗体の給
電部が導電性部材で被覆された状態を示す説明図であ
る。

【図３】本発明の実施例および比較例に係る加熱ローラ
の表面温度を示す曲線図である。

【図４】従来の加熱ローラを示す一部破断正面図であ
る。

【図５】本発明の加熱ローラと従来の加熱ローラに共通
する発熱抵抗体の展開模式図である。

【符号の説明】

１ 加熱ローラ １１ 金属基材 １２ 絶縁膜 １３ 発熱抵抗体 １３１ 給電部 １３２ 給電部 １４ 保護膜 １５ 離型層 ２１ 給電リング ２２ 給電リング ３１ 給電ブラシ ３２ 給電ブラシ Ｋ 導電性部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円柱状の外周面を有する金属基材と、 該金属基材の外周面を覆うように形成された絶縁膜と、 該絶縁膜上に積層され通電によって発熱する発熱抵抗体
   と、 該発熱抵抗体に電気的につながる前記絶縁膜上に積層さ
   れた給電部とを有する加熱ローラにおいて、 前記給電部の表面に膜状の導電性部材を被覆したことを
   特徴とする加熱ローラ。
2. 【請求項２】前記導電性部材は、メッキ方法によって形
   成された高硬度メッキ層であることを特徴とする請求項
   １に記載の加熱ローラ。