JPH1140320A - 加熱ローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱ローラを構成する金属基材の変形を防止
し、よって、加熱ローラが回転する時に、加熱ローラの
外表面の位置が許容範囲以上に変化することがない加熱
ローラを提供することにある。 【解決手段】 円筒状の金属基材１１と、この金属基材
１１の外表面に形成されたセラミック製の絶縁膜１２
と、この絶縁膜１２上に形成された発熱抵抗体１３と、
この発熱抵抗体１３を覆うように加熱ローラ１０の最外
表面に形成された離型層１５を具えた加熱ローラ１０で
あって、前記金属基材１０は、マグネシウムを４．２重
量％以上含んでいることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は加熱ローラに関し、
更に詳しくは、電子写真複写機、レーザプリンタ、ファ
クシミリ等においてトナー像の定着に用いるヒートロー
ラ方式の加熱定着装置の加熱ローラ、シート体表面被覆
装置の加熱ローラ、その他、各種加熱装置のヒータとし
て用いる加熱ローラに関する。

【０００２】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５６−１０９３８１号、特開
昭６３−１８２６８４号、特開平６−１８６８７７号に
示されているように、加熱ローラ自体が自己発熱機能を
有するものが採用されている。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１は、従来の加熱ローラの構造説明図で
ある。加熱ローラ１００は、円筒状の金属基材１１０
と、この金属基材１１０の外表面上に形成された絶縁膜
１２と、この絶縁膜１２上に形成された発熱抵抗体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、加熱ローラ
１００の最外表面となる離型層１５と、発熱抵抗体１３
に電流を流すための給電リング２１，２２とを備えてな
る。また、図３の発熱抵抗体の展開摸式図に示されるよ
うに、１３１，１３２は、発熱抵抗体の一端部に設けら
れた終端電極である。

【０００５】そして、発熱抵抗体１３の終端電極１３
１，１３２と給電リング２１，２２の接合は、焼嵌技術
を用いて、給電リング２１，２２の内表面が直接発熱抵
抗体１３の終端電極１３１，１３２に接触固定してい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
加熱ローラ１００は、図１に示すように回転軸Ｘ−Ｘを
中心に回転する時、加熱ローラ１００の外表面の位置が
許容範囲以上に大きく変化する、という問題があった。
具体的には、図１では、加熱ローラ１００の外表面の位
置が、紙面の上下方向や、紙面に対して垂直方向等に振
れる、という問題があった。

【０００７】詳細に説明すると、金属基材１１０は中空
円筒状の部材であり、引き抜き加工によって成形されて
いる。この時、肉厚を薄くできるとともに引き抜き加工
性を良くし、硬性を有する観点から、金属基材１１０は
アルミニウムＡ５０５６系のものである。一方、この金
属基材１１０上の外表面に形成された絶縁膜１２は、金
属基材１１０と発熱抵抗体１３との絶縁性を確保するた
めにセラミック製の膜であり、絶縁膜形成用塗布組成物
を約１８０℃で焼成して形成されている。そして、この
絶縁膜１２上に発熱抵抗体１３が約４００℃で焼成さ
れ、さらに、加熱ローラの最外表面に離型層１５が約３
８０℃で焼成されている。

【０００８】つまり、発熱抵抗体１３の焼成温度と離型
層１５の焼成温度が、絶縁膜１２の焼成温度よりかなり
高い温度となっており、発熱抵抗体１３と離型層１５を
焼成する２回の高温焼成工程の影響によって、絶縁膜１
２が収縮し、アルミニウム製の金属基材１１０がこの収
縮力によって変形を起こしていた。この結果、加熱ロー
ラ１００を回転させると加熱ローラ１００の外表面の位
置が許容範囲以上に大きく変化する、という問題があっ
た。加熱ローラの外表面の位置の変化は、加熱ローラの
外表面の位置の変化量で示すものであり、その変化量が
８０μm以下であれば加熱ローラの許容範囲として認め
られるものである。

【０００９】このような加熱ローラ１００を電子写真複
写機に用いると、加熱ローラ１００の外表面の位置が許
容範囲以上に変化することにより、加熱ローラと加圧ロ
ーラとの間を通る未定着トナー像への押圧に弱い部分が
発生し、この押圧の弱い部分では、トナーが完全に定着
せず定着不良が発生する、という問題があった。

【００１０】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、加熱ローラを構成す
る金属基材の変形を防止し、よって、加熱ローラが回転
する時に、加熱ローラの外表面の位置が許容範囲以上に
変化することがない加熱ローラを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の加熱ローラは、円筒状の金属基材
と、この金属基材の外表面に形成されたセラミック製の
絶縁膜と、この絶縁膜上に形成された発熱抵抗体と、こ
の発熱抵抗体を覆うように加熱ローラの最外表面に形成
された離型層と、を備えてなる加熱ローラであって、前
記金属基材は、マグネシウムを４．２重量％以上含んで
いることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の加熱ローラ１０
の構成を示す一部破断正面、図２は図１におけるＡ−Ａ
矢視断面図である。図１および図２に示すように、本発
明の加熱ローラ１０は、肉厚を薄くできるとともに引き
抜き加工性を良くし、硬性を有する観点から、アルミニ
ウムＡ５０５６系のアルミニウム合金でありマグネシウ
ムを４．３３重量％含む外径２０mm、肉厚０．８ｍｍ、
全長３０４ｍｍの中空円筒状の金属基材１１と、この金
属基材１１の外表面上に形成され金属基材１１と発熱抵
抗体１３との絶縁性を確保するための膜厚１００μｍの
セラミック製の絶縁膜１２と、この絶縁膜１２上に形成
された膜厚１５μｍの導電体として銀―パラジウムを含
む発熱抵抗体１３と、この発熱抵抗体１３を被覆するよ
うに形成された膜厚１００μｍのセラミック製の保護膜
１４と、この保護膜１４上に形成され、加熱ローラ１０
の最外表面となるフッ素樹脂からなる膜厚２０μｍの離
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とを備えてなる。

【００１３】なお、本実施例では保護膜１４を用いた
が、保護膜１４を使用せず離型層１５によって直接発熱
抵抗体１３を被覆しても良い。この場合は、離型層１５
は、絶縁性の高いものでなければならない。

【００１４】そして、従来技術と同様に、金属基材１１
上の外表面に絶縁膜形成用塗布組成物を１８０℃で焼成
して絶縁膜１２が形成され、この絶縁膜１２上に発熱抵
抗体１３が約４００℃で焼成され、さらに、加熱ローラ
の最外表面に離型層１５が約３８０℃で焼成されてい
る。

【００１５】しかしながら、本発明の加熱ローラを構成
する金属基材１１は、マグネシウムを４．２重量％以上
含むことにより引き抜き加工性は従来のアルミニウムと
比べ若干劣るものの硬性が増し、発熱抵抗体１３と離型
層１５を焼成する２回の高温焼成工程による絶縁膜１２
の収縮力に対して抵抗力が向上し、よって、金属基材１
１の変形を防止することができる。従って、加熱ローラ
が回転する時に、加熱ローラの外表面の位置の変化が、
変化量で８０μm以下となり、許容範囲以上に変化する
ことがなくなるものである。

【００１６】＜実験例＞金属基材のマグネシウムの量を
変化させた以外は、図１に示す加熱ローラと同様の加熱
ローラを用いて、加熱ローラの外表面の位置の変化を調
べる実験を行った。なお、加熱ローラの外表面の位置の
変化は、加熱ローラの外表面の位置の変化量で示すもの
である。結果を図４に示す。

【００１７】図４に示すように、金属基材のマグネシウ
ムの含有量が、４．２重量％以下であると変化量が８０
μｍ以上となり、加熱ローラの外表面の位置の変化が許
容範囲を超えていることが分かる。これは、発熱抵抗体
と離型層を焼成する２回の高温焼成工程の影響により、
金属基材が絶縁膜の収縮力により、変形を起こしている
からである。

【００１８】一方、金属基材のマグネシウムの含有量
が、４．２重量％以上であると変化量が８０μｍ以下と
なり、加熱ローラの外表面の位置の変化が許容範囲内に
あることが分かる。これは、発熱抵抗体と離型層を焼成
する２回の高温焼成工程による絶縁膜の収縮力に対し
て、金属基材が硬性が増した分変形が起こらないからで
ある。

【００１９】次に、金属基材のマグネシウムの含有量
が、４．２重量％以下である加熱ローラを電子複写機に
用いてトナーを定着させると、加熱ローラの外表面の位
置が許容範囲以上に変化することにより、加熱ローラと
加圧ローラとの間を通る未定着トナー像への押圧に弱い
部分が発生し、この部分が定着不良となった。なお、金
属基材のマグネシウムの含有量が、４．２重量％以上で
ある加熱ローラを電子複写機に用いてトナーを定着させ
ると、定着不良は発生しなかった。

【００２０】

【発明の効果】本発明の加熱ローラによれば、加熱ロー
ラを構成する金属基材がマグネシウムを４．２重量％以
上含んでいるので、金属基材の変形を防止し、よって、
加熱ローラが回転する時に、加熱ローラの外表面の位置
が許容範囲以上に変化することがない加熱ローラとな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加熱ローラと従来の加熱ローラを示す
一部破断正面図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。

【図３】本発明の加熱ローラと従来の加熱ローラに用い
られている発熱抵抗体の展開模試図である。

【図４】実験例の結果を示すグラフである。

【符号の説明】

１０ 加熱ローラ １１ 金属基材 １２ 絶縁膜 １３ 発熱抵抗体 １４ 保護膜 １５ 離型層 ２１ 給電リング ２２ 給電リング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状の金属基材と、 この金属基材の外表面に形成されたセラミック製の絶縁
   膜と、 この絶縁膜上に形成された発熱抵抗体と、 この発熱抵抗体を覆うように加熱ローラの最外表面に形
   成された離型層と、を備えてなる加熱ローラであって、 前記金属基材は、マグネシウムを４．２重量％以上含ん
   でいることを特徴とする加熱ローラ。