WO2003102698A1

WO2003102698A1 - Rouleau chauffant

Info

Publication number: WO2003102698A1
Application number: PCT/JP2002/005442
Authority: WO
Inventors: Mitsuhiro Mori; Koichi Sanpei; Masatoshi Kimura; Masao Konishi
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2002-06-03
Filing date: 2002-06-03
Publication date: 2003-12-11
Anticipated expiration: 2004-12-03
Also published as: US20040131813A1; US20070254125A1; EP2386916A1; EP1510883A4; EP1510883A1; JPWO2003102698A1; US7582344B2

Description

明細書ヒー卜 p—ラ

技術分野

本発明はヒートローラに関する。特には、本発明は例えば電子写真装置で使用される定着装置で使用されるのに適したヒートローラに関する。背景技術

電子写真装置（複写機、ファクシミリ、及びプリンタ等）は、画像形成装置と、画像形成装置で形成され且つ用紙に転写された画像を定着させるための定着装置とを備えている。定着装置はヒート口一ラを含む。

ヒートローラは、金属の輪体と、金属の輪体を被覆するゴムと、金属の輪体の内側に配置されたハロゲンランプとからなる。しかし、ハロゲンランプは熱効率が低く、金属の輪体を被覆するゴムはさらに熱効率を低下させる。また、所定の温度に達するまでに数 10秒

〜数分かかり、待機中に予備加熱が必要である。

最近、抵抗部材が絶縁部材に埋設されている面状発熱体を含む直熱式ヒートローラが開発されている。このヒートローラでは、抵抗部材に電流を流すと抵抗部材が発熱し、熱が伝導するので、熱効率が高い。面状発熱体は最初平坦な発熱体シートとして形成され、発熱体シートが円筒形状にまるめられて円筒状の面状発熱体とされる

。面状発熱体は、そのままでは円筒形状を維持することができないので、金属製の円筒管の内面に貼りつけて使用される。しかし、面状発熱体を円筒管の内面に貼りつけることは難しい作業である。そこで、円筒状の面状発熱体を内管と外管とからなる二重管の間にサンドイッチするヒートローラの製造方法が提案された。まず、円筒状の面状発熱体の内面側に内管を配置し、この発熱体の外面側に外管を配置する。それから、内管に加圧流体を供給して内管及び面状発熱体を外管に向かって膨張させると、面状発熱体は内管及び外管に密着するようになる。この製造方法では、最初に面状発熱体と内管及び面状発熱体と外管とは密着していなくてもよいので、組立作業は簡単である。

このような面状発熱体を含むヒートローラをさらに改善して、熱効率を向上させることが求められていた。

発明の開示

本発明の目的は、面状発熱体を含み、熱効率を向上させることのできるヒートローラを提供することである。

本発明によるヒートローラは、抵抗部材が絶縁部材に埋設されている円筒状の面状発熱体と、該面状発熱体の内面に密着する内管と、該面状発熱体の外面に密着する外管とを備え、該外管は該内管よりも長いことを特徴とする。

また、本発明によるヒートローラは、抵抗部材が絶縁部材に埋設されている円筒状の面状発熱体と、該面状発熱体の内面に密着する内管と、該面状発熱体の外面に密着する外管とを備え、該内管の材料の熱膨張率は該外管の材料の熱膨張率より大きいことを特徴とする。

また、本発明によるヒートローラは、抵抗部材が絶縁部材に埋設されている第 1 の円筒状の面状発熱体と、該第 1の面状発熱体の内面に密着する第 1の管と、該第 1の面状発熱体の外面に密着する第 2の管と、該第 2の管の外面に密着する第 2の円筒状の面状発熱体と、該第 2の面状発熱体の外面に密着する第 3の管とを備えることを特徴とする。

また、本発明によるヒートローラは、抵抗部材が絶縁部材に埋設されている円筒状の面状発熱体と、該面状発熱体の内面に密着する内管と、該面状発熱体の外面に密着する外管と、該内管と面状発熱体との間及び面状発熱体と該外管との間の少なくとも一方に設けられている耐熱性の充填剤層とを備えることを特徴とする。

また、本発明によるヒートローラは、抵抗部材が絶縁部材に埋設されている円筒状の面状発熱体と、該面状発熱体の内面に密着する內管と、該面状発熱体の外面に密着する外管と、該外管の外面に設けられている外層とを備えることを特徴とする。図面の簡単な説明

以下添付の図面に示される実施例を参照して本発明を説明する。図面において、

図 1は本発明のヒートローラを含む定着装置の一例を示す側面図である。

図 2はヒートローラを示す断面図である。

図 3は図 4 の線 I I I - I I I に沿ってとつたヒートローラを示す断面図である。

図 4は面状発熱体の抵抗部材のパターンを示す平面図である。図 5はヒート口ーラの一例を示す部分断面正面図である。

図 6はヒートローラの他の例を示す部分断面正面図である。

図 7は図 6 のヒート口ーラ及び支持部材を示す図である。

図 8はヒートローラの一例を示す断面図である。

図 9はヒート口ーラの他の例を示す斬面図である。

図 10は試験において使用したヒートローラの面状発熱体の領域を示す図である。

図 11はヒート口一ラの面状発熱体の抵抗部材のパターンを示す図である。

図 12はサンプル 1の温度分布を示す図である。

図 13はサンプル 2の温度分布を示す図である。

図 14はサンプル 3の温度分布を示す図である。

図 15はヒートローラの外管の外面に外層を設けた例を示す図である。

図 16はヒートローラの外管の外面に外層を設けた他の例を示す図である。

図 17は円筒管と面状発熱体との間に耐熱性の充填剤層を形成した例を示す図である。

図 18は円筒管と面状発熱体との間に耐熱性の充填剤層を形成した他の例を示す図である。

図 19は面状発熱体にヒユーズ及び温度センサを設けた例を示す図である。

図 20は面状発熱体が並列接続されて複数の抵抗部材からなる例を示す図である。

図 21は温度センサの配置を示す図である。

図 22は三重管ヒートローラの例を示す図である。

図 23はヒートローラを含む定着器の例を示す図である。

図 24はヒートローラを含む定着器の例を示す図である。

図 25はヒートローラを含む定着器の例を示す図である。

図 26はヒ一トローラを含む定着器の例を示す図である。

図 27はヒートローラを含む装置の例を示す図である。

図 28は面状発熱体を有するヒートローラを含む定着器の消費電力とヒートロ一ラの温度の変化の例を示す図である。図 29はハロゲンランプを有するヒートローラを含む定着器の消費電力とヒートローラの温度の変化の例を示す図である。発明を実施するための最良の形態

図 1は本発明のヒ一トローラを含む定着装置の一実施例を示す側面図である。定着装置 10は、ヒートローラ 12と、ヒートローラ 12に圧接されたゴム被覆の加圧ローラ 14とからなる。用紙 16はヒート口ーラ 12と加圧ローラ 14との間を搬送され、用紙 16に担持されるトナ一がヒートローラ 12の発生する熱によって溶融され、且つヒート口ーラ 12と加圧ローラ 14との間で加圧されて、定着される。

図 2は図 1のヒートローラ 12を示す断面図である。ヒートローラ 12は、円筒状の面状発熱体 26と、面状発熱体 26の内面に密着する内管 28と、面状発熱体 26の外面に密着する外管 30とからなる。

図 3は図 4 の線 111 - I I I に沿ってとつたヒートローラ 12を示す断面図である。面状発熱体 26は抵抗部材 32が絶縁部材 34， 36に埋設されている発熱体シート 26 aからなる。抵抗部材 32は絶縁部材 34の上に形成され、絶縁部材 36によって覆われている。例えば、絶縁部材 34, 36はポリイミド系の耐熱樹脂で作られ、抵抗部材 32はステンレス鋼で作られる。発熱体シート 26 aは平坦なシートとして作られ、丸められ且つシートの両端が接合されて円筒状の面状発熱体 26となる。内管 28は変形しゃすいように比較的に軟らかいアルミ系の材料で作られ、外管 30はヒート口ーラ 12が円筒形を維持するように比較的に硬いアルミ系の材料で作られる。例えば、内管 28は純アルミ ( JI S呼称 1050、線膨張係数 23. 6) で作られ、外管 30は Al _ Mg— Si ( JIS呼称 6063、線膨張係数 24. 4) で作られる。外管 30は内管 28に比べて強度が強い材料で形成する。

図 4は発熱体シート 26 a の絶緣部材 34上の抵抗部材 32のパターンを示す平面図である。抵抗部材 32は絶縁部材 34の上に蛇行するように形成される。この抵抗部材 32が形成された絶縁部材 34の上に絶縁部材 36が積層される。抵抗部材 32の両端に電流を流すことにより、抵抗部材 32が発熱し、発生した熱が外管 30を介して用紙 16に伝達される。

面状発熱体 26と、内管 28と、外管 30とからなるヒートローラ 12は、拡管用外形型及び流体圧力を利用した拡管法により製造される。最初に、円筒状の面状発熱体 26の内側に内管 28を配置し、面状発熱体 26の外側に外管 30を配置し、ヒートローラァセンブリを形成する。このとき、面状発熱体 26と内管 28との間には隙間があってよく、面状発熱体 26と外管 30との間には隙間があってもよいので、ヒートローラアセンブリの組立を容易に行うことができる。次にヒート口ーラアセンブリを拡管用外形型に挿入し、かつ、加圧流体（例えば水）を 60Kg/ cm² の圧力で内管 28の内部に供給する。すると、内管 28が膨張し、内管 28は面状発熱体 26に密着して面状発熱体 26を膨張させ、面状発熱体 26は外管 30に密着して外管 30を膨張させる。外管 30の膨張は拡管用外形型によって制限される。このようにして、内管 28が面状発熱体 26に密着し、面状発熱体 26が外管 30に密着する。図 5はヒート口ーラ 12の一例を示す部分断面正面図である。図 5 のヒート口ーラ 12では、外管 30の長さが内管 28の長さより小さい。図 6はヒート口ーラ 12の他の例を示す部分断面正面図である。図 6のヒート口ーラ 12では、外管 30の長さが内管 28の長さより大きい本発明においては、外管 30の長さと内管 28の長さとの間の関係を検討した結果、図 6に示されるように外管 30の長さが内管 28の長さより大きい構成が好ましいことが分かった。図 6の例によれば、面状発熱体 26は外管 30で保護され、外部からは見えない構成となる。内管 28の熱容量は小さくなり、外管 30の熱容量は大きくなるので、定着に必要な熱量を外管 30へ効率よく伝えることが可能になる。外管 30の端部の温度は低下しやすいので、外管 30の両端部の熱容量を大きくすることで、外管 30の端部からの放熱に対して温度マージンが大きくなり、温度ムラが改善される。

図 7は図 6のヒート口ーラ 12及び支持部材 38を示す図である。ヒートローラ 12の外管 30はフランジを有する支持部材 38によって支持される。ヒートローラ 12の面状発熱体 26の抵抗部材 32から延びる端子部 32 Tは内管 28の端部よりも外側に延び、給電部材 40に接続される。

図 8はヒート口ーラ 12の一例を示す断面図である。図 8のヒート口ーラ 12では、外管 30の厚さが内管 28の厚さより小さい。

図 9はヒートローラ 12の他の例を示す断面図である。図 9では、外管 30の厚さが内管 28の厚さより大きい。

外管 30の厚さと内管 28の厚さの関係においても、図 9に示される外管 30の厚さが内管 28の厚さより大きい構成が好ましい。この場合にも、内管 28の熱容量は小さくなり、外管 30の熱容量は大きくなるので、定着に必要な熱量を外管 30へ効率よく伝えることが可能になる。しかし、外管 30の端部の温度は外管 30の中央部の温度より低下する傾向があり、外管 30の温度ムラを小さくすることが望まれる。

次に、ヒートローラ 12の発熱温度分布の試験結果を説明する。図 10は試験において使用したヒート口ーラ 12の面状発熱体 26の領域を示し、図 11はヒートローラ 12の面状発熱体 26の抵抗部材 32のパターンを示す図である。図 10において、面状発熱体 26は、両端部に位置する領域 A、領域 Aの内側に位置する領域 B、及び中央に位置する領域 Cに区画されている。図 11において、面状発熱体 26の抵抗部材 32のパターンは、領域 Aの発熱密度が最も高く、領域 Bの発熱密度が次に高く、領域 Cの発熱密度が低いように設定されている。例えば、領域 Aの抵抗部材 32の線の幅が 1. 46mmで形成され、領域 Bの抵抗部材 32の線の幅が 1. 46mmで形成され、領域 Cの抵抗部材 32の線の幅が 2. 03mmで形成されている。抵抗部材 32はステンレス鋼で作られる。

試験においては、ヒートローラ 12のサンプル 1、サンプル 2、サンプル 3を準備した。

サンプル 1 外管の長さ 380mm 内管の長さ 340min

サンプル 2 外管の長さ 340mm 内管の長さ 380mm

サンプル 3 外管の長さ 340mm 内管の長さ 380mm

サンプル 1及びサンプル 2では、内管 28は純アルミで作られ、外管 30は Al— Mg—S iで作られる。サンプル 3では、内管 28及び外管 30 はステンレス鋼で作られる。内管 28及び外管 30の厚さは全て 0. 5mm である。

これらのサンプルに通電し、ヒートローラ 12のある位置が 160°C になったときのヒート口ーラ 12の長さ方向の距離に対する温度分布を測定した。図 10及び図 11の抵抗部材 32のパターンに従って、ヒート口ーラ 12の両端部において温度はピークを示し、中央部において低くなつている。端部のピークの温度と、中央部の温度とは次のようになつた。（単位は。 C )

ピーク温度中央部の温度温度ムラサンプル 1 161. 6°C 155. 7。C 5. 9。C サンプル 2 161. 1°C 151. 9°C 9. 2°C サンプル 3 163. 9°C 141. 3°C 22. 0°C の結果からサンプル 1 のように外管 30の長さが内管 28の長さよりも大きい方が温度ムラは小さくなる。温度ムラの改善には、外管 30が内管 28よりも長いことが好ましいことが分かった。また、サンプル 3のように材料を変更した場合には、温度ムラは大きくなつた。要因としては、 SUSはアルミに比べて熱伝導率が低いことがあげられる。 SUSは熱容量の点では有利だが、電源を投入してからの立ち上がり特性を考慮した場合、アルミを使用することが有利である。（SUSの熱伝導率は 14W / m °Cであり、アルミの熱伝導率は 210 W / m °Cである）。

内管 28と外管 30の材料は、それぞれの強度と、熱に対する膨張を考慮することが必要になる。外管 30は内管 28に比べて強度が強い材料で形成する。また、内管 28の材料の熱膨張率が外管 30の材料の熱膨張率よりも大きい場合、ヒートローラ 12の使用時に昇温する内管 28がより膨張し、内管 28と面状発熱体 26との密着が強くなる。その結果、定着器としての温度伝達が均一になる。そこで、内管 28に使用している材料の熱膨張率は外管 30に使用している材料の熱膨張率と同じか又は大きくする。

図 15はヒートローラ 12の外管 30の外面に外層 42を設けた例を示す図である。外層 42はフッ素榭脂コーティングにより形成される。

図 16はヒート口ーラ 12の外管 30の外面に外層 42を設けた他の例を示す図である。外層 42はシリコーンゴムにより形成される。図 15及び図 16に示されるように、外管 30の外面に外層 42を設けることにより、定着器におけるヒートローラ 12のレイアウト、ニップ幅、および使用されるトナー等の種々の組み合わせに対応することができる。また、シリコーンゴムの厚さを最適化することで、二重管ヒート口ーラ 12の外管 30を薄くしたときに外管 30の表面に出る抵抗部材 32 のパターンの凹凸も問題なく、かつ温度ムラも発生しずらく、印字品質を確保しつつ、昇温時間の短縮が可能となる。

図 17及び図 18は円筒管と面状発熱体 26との間に耐熱性の充填剤層を形成した例を示す図である。図 17においては、密着を補助する耐熱性の充填剤層 44が外管 30と面状発熱体 26との間に設けられ、密着を補助する耐熱性の充填剤層 46が面状発熱体 26と内管 28との間に設けられる。充填剤層 44， 46は、密着の不良があった場合の加熱による異常温度上昇を防止し、かつ均一に安定した熱伝達が可能になる図 18においては、密着を補助する耐熱性の充填剤層 44が外管 30と面状発熱体 26との間にのみ設けられている。また、図 17及び図 18の構成において、内管 28に適当な大きさと間隔で空気抜き穴をあけておくこともできる。これは、気泡の発生を抑え、より密着をよくするための工夫である。

図 3においては、面状発熱体 26の絶縁部材 34， 36の耐熱性樹脂フイルムの厚さを変化させた例を示す。絶縁材料として耐熱性樹脂フイルムを使用するため、膜厚の選択が可能となる。熱を積極的に伝達したい外管 30側の絶縁部材 36は薄く、二重管製造時に負荷のかかる内管 30側の絶縁部材 34は厚くすることで製品の安定性が高く、熱伝達効率が上がるため、昇温時間を短縮できる。複雑な機構や制御を用いずに耐熱性樹脂フィルムの厚さをコントロールすることで、より最適な熱設計が可能となる。

図 19は面状発熱体 26にヒユーズ 48及び温度センサ 50を設けた例を示す図である。ヒユーズ 48は抵抗部材 32の線の一部の体積を局部的に減少させて形成し、過度の電流が流れたときにヒューズ 48が断線するようにする。ヒユーズ 48は抵抗部材 32の線の高さを減少させることなしに、線の幅を減少させることにより形成し、ヒートローラ 12の形成後の抵抗部材 32のパターンが密着不良になるのを防いでいる。また、線の幅を減少させるため、抵抗部材 32のパターン作成時に高さ方向の二次加工を必要とせず、低コストになる。従来は、ヒユーズ機能はヒートローラ 12の外部に設けられていたが、本発明では、ヒユーズ 48は抵抗部材 32のパターンの一部として形成するため、異常加熱に対して即座に抵抗部材 32への通電を遮断することが可能になり、安全性も大幅に向上する。

図 21は温度センサ 50の配置を示す図である。図 19及び図 21において、温度センサ 50は例えばサーミスタからなり、絶縁部材 34， 36の間で抵抗部材 32と同じ層内に設けられる。温度センサ 50を抵抗部材 32のパターンと同一層内に形成することで、二重管成形後は、温度センサ内蔵のヒートローラ 12となり、新たに外部に温度センサを用いる必要がなく、装置の設計自由度が大幅に向上する。外部温度センサ使用時のヒートローラ外周面との摺動摩擦によるコーティング劣化の問題も防止できる。

また、温度センサ 50を発熱源である抵抗部材 32に近づけることで、効率のよい温度制御が可能になる。一般的に使用されている外部温度センサは、センサ部を弾性体に取りつけ、外周を保護層でコートしている。本発明では、弾性体は不要であり、センサ保護層も抵抗部材 32を挟んでいる絶縁部材 34， 36を兼用できるため、組立性を含め、コスト的に有利になる。

図 20は面状発熱体 26が並列接続されて複数の抵抗部材 32 A， 32 B からなる例を示す図である。例えば、この構成は、電源投入及び印刷命令時の急激な昇温が必要なとき、ヒータパターン A， Bともに通電を行う。所定温度に到達後はヒ一タパターン Aのみの通電で定着温度を確保できる設計であれば、消費電力を低下させることが可能となる。

図 22は三重管ヒート口ーラ 12の例を示す図である。三重管ヒートローラ 12は、抵抗部材 32が絶縁部材 34， 36に埋設されている第 1 の円筒状の面状発熱体 26 Xと、該第 1の面状発熱体 26 Xの内面に密着する第 1 の管（内管） 28 Xと、第 1 の面状発熱体 26 Xの外面に密着する第 2の管 29 (中管）と、第 2の管 29の外面に密着する第 2の円筒状の面状発熱体 26 Yと、第 2の面状発熱体 26 Yの外面に密着する第 3の管（外管） 30Xとからなる。第 1の面状発熱体 26 X及び第 2 の面状発熱体 26 Yの各々は、上記した面状発熱体 2 と同様の構造である。

第 1 の面状発熱体 26 Xの抵抗.部材 32のパターンは第 2の面状発熱体 26 Yの抵抗部材 32のパターンとは変えてある。例えば、第 2の面状発熱体 26 Yの抵抗部材 32のパターン Cは図 10及び図 11を参照して説明したように端部の発熱密度が高くなるように形成されており、第 1 の面状発熱体 26 Xの抵抗部材 32のパターン Dは均一な発熱密度に形成してある。パターン Cは通常の印刷に適したものであり、パターン Dは連続印刷時の予備加熱として使用される。そこで、 1枚の用紙の印刷ではパターン Cのみを使用し、複数の用紙の連続印刷ではパターン C， Dともに使用する。連続印刷時の熱損失を最小限に抑え、且つ用紙の投入後にすぐに印刷が可能になる。

また、従来のハロゲンランプを使用したヒートローラでは速度や仕様の変更があると、ハロゲンランプの配光の変更等を含む定着器の熱設計及び試作期間に時間を費やすものであった。本発明の三重管ヒートローラ 12では、予め数種類の発熱パターンをもった面状発熱体を用意しておけば、組み合わせにより、新たに熱源の試作を行う必要がなく、試作期間及び費用の低減につながる。

図 23は面状発熱体 26を有するヒートローラ 12を含む定着器の例を示す図である。定着器 10はヒートロ一ラ 12と加圧ローラ 14とからなる。図 1 においては、ヒートローラ 12が加圧ローラ 14の上側に配置されているのに対して、図 23においては、ヒートローラ 12が加圧口一ラ 14の下側に配置されている。

図 24は面状発熱体 26を有するヒート口一ラ 12を含む定着器の例を示す図である。定着器 10はヒートローラ 12とヒートローラ 18とからなる。ヒート口ーラ 18はヒートローラ 12とほぼ同じ構成とすることができる。

図 1及び図 23の定着器 10は、モノクロプリンタ等で使用され、用紙 16の印刷面又は裏面を加熱することで、待機時間がない定着器を提供することができる。また、図 24の定着器 10は、定着熱量を必要とするカラープリンタ及び高速プリンタ等で使用され、用紙 16の印刷面及び裏面を同時に加熱することで、効果的な定着を行うことができる。

図 25及び図 26はヒート口ーラ 12をベルト式定着器 10に使用した例を示す図である。図 25においては、ベルト式定着器 10は、ヒート口ーラ 12と、定着ローラ 20と、ヒートローラ 12と定着ローラ 20に掛け渡されたベルト 22と、ベルト 22を介して定着ローラ 20に圧接された加圧ローラ 24とを備える。この場合には、ヒートローラ 12の発生する熱がベルト 22を介して用紙 16に伝達され、用紙 16に担持されるトナ一がヒートローラ 12の発生する熱によって溶融され、且つ加圧されて、定着される。

図 26においては、図 25の加圧口ーラ 24の代わりにヒートローラ 25 が使用される。ヒート口ーラ 25はヒートローラ 12と同様に構成されることができる。

ベルト式定着器 10は加熱対象を熱低容量である定着用ェンドレスベルト 22として昇温時間を短縮することができ、さらに昇温時間を短縮することが可能になる。

図 27は面状発熱体 26を有するヒートローラ 12を含む他の装置 70を示す図である。装置 70は例えば大型電子写真プリンタであり、ヒートローラ 12は定着器以外の箇所で使用される。図 27においては、感光体ドラム 72及び定着用フラッシュランプ 74がある。ヒートローラ 12は、感光体ドラム 72の上流側に配置された用紙湿気除去用ローラ 76として使用される。また、ヒートローラ 12は、感光体ドラム 72の内部に配置されたドラム結露防止ローラ 78として使用される。また、ヒートローラ ₁₂は、感光体ドラム 72と定着用フラッシュランプ 74 との間に配置されたプレヒートローラ 80として使用される。また、ヒートローラ 12は、定着用フラッシユランプ 74の下流側に配置された用紙しわ伸ばしローラ 82として使用される。

このように、ヒートローラ 12は、（ a ) 転写前の用紙の湿気を除去する、（ b ) 感光体ドラムの結露を防止する、（ c ) フラッシュ定着前のプレヒートを行う、（ d ) 定着後に媒体のしわ伸ばしを行うために使用することができる。ヒート口ーラ 12は上記した例の全てに使用される必要はない。また、ヒートローラ 12の応用は図 27に示した例に限定されるものではない。面状発熱体 26は自由且つ簡単に抵抗値の設定ができるため、定着器以外での汎用性が高くなる。図 28は面状発熱体 26を有するヒートローラ 12を含む定着器 10の消費電力とヒートローラ 12の温度の変化の例を示す図である。曲線 P は消費電力を示し、曲線 Qはヒートローラ 12の温度を示す。印刷命令が入ると、ヒートローラを定着温度まで上昇させるための最大電力を投入し（時点 D ) 、定着温度に到達した時点で投入電力を抑え (時点 E ) 、印刷終了後は電力供給を停止する（時点 F ) 。 Gは印刷期間を示し、 Hは待機期間を示す。そして、再度印刷命令が入ると、ヒートローラの加熱を始める（時点 I ) 。

図 29はハ口ゲ,ンランプを用いたときの消費電力とローラ表面温度の変化を示す図である。曲線 Pは消費電力を示し、曲線 Qはハロゲンランプを有するヒートローラの温度を示す。印刷命令が入ると、ヒートローラを定着温度まで上昇させるための最大電力を投入し（時点 D ) 、定着温度に到達した時点で投入電力を抑え（時点 E ) 、印刷終了後は電力供給を小さい値で維持する（時点 F ) 。 Gは印刷期間を示し、 Hは待機期間を示す。そして、再度印刷命令が入ると、ヒートローラの加熱を始める（時点 I ) 。

ハロゲンランプを有するヒート口ーラは直接加熱式ヒートローラ 12に比べ熱効率が低く、印刷終了後においても昇温性能を満足させるために予備加熱が必要となる。直接加熱式ヒートローラ 12は昇温時間に優れている利点を生かし、消費電力を低下させるための制御が可能となる。

上記した複数の実施例の特徴は適宜組合せて実施されることがでさる。

以上説明したように、本発明によれば、面状発熱体を含み、熱効率の優れたヒートローラを提供することができる。本発明のヒートローラでは、高速回転時においても常に安定し、且つ温度ムラの少ない熱供給が可能である。昇温速度が上がり、且つ外部電極設計の自由度が高くなる。異常加熱時に備えたヒューズ機能をもち、異常時に即座に電源入力断絶が可能となる。新たに温度測定用部品を配置することなく、面状発熱体に内蔵した温度センサで温度計測が可能となる。発熱領域内の温度分布が均一で温度ムラを最小限に抑えることが可能となる。

Claims

請求の範囲

1 . 抵抗部材が絶縁部材に埋設されている円筒状の面状発熱体と

、該面状発熱体の内面に密着する内管と、該面状発熱体の外面に密着する外管とを備え、該外管は該内管よりも長いことを特徴とするヒー卜 p—ラ _π

2 . 抵抗部材が絶縁部材に埋設されている円筒状の面状発熱体と、該面状発熱体の内面に密着する内管と、該面状発熱体の外面に密着する外管とを備え、該内管の材料の熱膨張率は該外管の材料の熱膨張率より大きいことを特徴とするヒートローラ。

3 . 抵抗部材が絶縁部材に埋設されている第 1の円筒状の面状発熱体と、該第 1の面状発熱体の内面に密着する第 1の管と、該第 1 の面状発熱体の外面に密着する第 2の管と、該第 2の管の外面に密着する第 2の円筒状の面状発熱体と、該第 2の面状発熱体の外面に密着する第 3 の管とを備えることを特徴とするヒートローラ。

4 . 抵抗部材が絶縁部材に埋設されている円筒状の面状発熱体と、該面状発熱体の内面に密着する内管と、該面状発熱体の外面に密着する外管と、該内管と面状発熱体との間及び面状発熱体と該外管との間の少なくとも一方に設けられている耐熱性の充填剤層とを備えることを特徴とするヒートローラ。

5 . 抵抗部材が絶縁部材に埋設されている円筒状の面状発熱体と、該面状発熱体の内面に密着する内管と、該面状発熱体の外面に密着する外管と、該外管の外面に設けられている外層とを備えることを特徴とするヒートローラ。