JPH075494Y2 - Composite heat roll - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、複合ヒートロールに係り、特に、起動時の急
速昇温性を向上させたものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a composite heat roll, and in particular, to an improvement in rapid temperature rising property at the time of starting.

「従来の技術」 一般に、電子複写機などには、熱溶融性インクを加熱し
て定着させるためにヒートロールが設けられている。“Prior Art” In general, an electronic copying machine or the like is provided with a heat roll for heating and fixing the hot-melt ink.

第３図は、ヒートロールの従来例を示すもので、アルミ
ニウムパイプ10の中に、電気熱線ヒータや赤外線ヒータ
などの熱源11を内蔵させるとともに、アルミニウムパイ
プ10の表面にポリテトラフロロエチレンなどの被覆層12
を設けた構造としており、被覆層12の表面温度を高め
て、前述の熱溶融性インクなどの被加熱物を加熱すると
ともに、ヒートロールの表面に塵埃などが付着すること
を防止している。FIG. 3 shows a conventional example of a heat roll, in which a heat source 11 such as an electric heating wire heater or an infrared heater is built in the aluminum pipe 10, and the surface of the aluminum pipe 10 is coated with polytetrafluoroethylene or the like. Layer 12
Is provided, the surface temperature of the coating layer 12 is raised to heat the object to be heated such as the above-mentioned hot-melt ink, and at the same time, dust and the like are prevented from adhering to the surface of the heat roll.

「考案が解決しようとする問題点」 しかし、これらの構造であると、ヒートロールにおける
熱源11を起動させたときに、アルミニウムパイプ10の熱
容量の分だけ、昇温が遅れることになり、運転状態とな
るまでの待機時間が長くなるなどの問題点がある。"Problems to be solved by the invention" However, with these structures, when the heat source 11 in the heat roll is started, the temperature rise is delayed by the heat capacity of the aluminum pipe 10, and the operating state There is a problem that the waiting time until it becomes longer.

本考案は、このような従来技術の問題点を解決するもの
であり、起動時の急速昇温性、耐久性などを向上させる
ことを目的としている。The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and an object thereof is to improve the rapid temperature rising property at the time of startup, durability, and the like.

「問題点を解決するための手段」 本考案における複合ヒートロールでは、金属円筒体と、
該金属円筒体の表面へ前記金属円筒体と略等しい熱膨張
係数を有するガラスフリットをコーティングして焼成す
ることにより前記金属円筒体の表面を覆って形成された
ガラス質コーティング層と、該ガラス質コーティング層
の表面に搭載された電気抵抗回路網と、該電気抵抗回路
網の表面へガラスフリットをコーティングして焼成する
ことによりこの電気抵抗回路網を覆って形成された保護
コーティング層とを具備して、電気抵抗回路網を表面の
近傍に位置させることにより、表面温度が適温となるま
での昇温時間を短縮させるようにしている。"Means for Solving Problems" In the composite heat roll of the present invention, a metal cylindrical body,
A glass frit having a coefficient of thermal expansion substantially equal to that of the metal cylinder is coated on the surface of the metal cylinder and fired to cover the surface of the metal cylinder; An electrical resistance network mounted on the surface of the coating layer; and a protective coating layer formed on the surface of the electrical resistance network by coating the surface of the electrical resistance network with glass frit and baking the glass frit to cover the electrical resistance network. By positioning the electric resistance circuit network near the surface, the temperature rise time until the surface temperature reaches an appropriate temperature is shortened.

「実施例」 以下、本考案に係る複合ヒートロールについて、第１図
及び第２図に基づいて説明する。[Example] Hereinafter, a composite heat roll according to the present invention will be described with reference to Figs. 1 and 2.

該複合ヒートロールは、第１図に示すように、円筒状表
面を有してロールの本体となる金属円筒体１と、該金属
円筒体１と一体の軸部1aと、金属円筒体１の円筒状表面
を覆い該金属円筒体１の熱膨張係数と略等しい熱膨張係
数を有するガラス質コーティング層２と、該ガラス質コ
ーティング層２の表面に搭載されて通電により発熱する
電気抵抗回路網３と、該電気抵抗回路網３を覆う熱良導
体からなる保護コーティング層４とを具備してなるもの
である。As shown in FIG. 1, the composite heat roll includes a metal cylinder 1 having a cylindrical surface and serving as a main body of the roll, a shaft portion 1a integral with the metal cylinder 1, and a metal cylinder 1. A vitreous coating layer 2 covering a cylindrical surface and having a coefficient of thermal expansion substantially equal to that of the metal cylinder 1, and an electric resistance network 3 mounted on the surface of the vitreous coating layer 2 to generate heat when energized. And a protective coating layer 4 made of a good thermal conductor that covers the electric resistance circuit network 3.

そして、前記金属円筒体１は、低炭素鋼、ステンレス
鋼、アルミニウム、アルミニウム合金などのパイプある
いは円柱体によって構成される。The metal cylinder 1 is composed of a pipe or a cylinder of low carbon steel, stainless steel, aluminum, aluminum alloy or the like.

前記ガラス質コーティング層２は、金属円筒体１の表面
を、その金属の種類に合わせて適宜表面処理を施し、泳
動電着法によって該金属の熱膨張係数に合わせたガラス
フリット（例えばアルカリフリーの結晶化ガラスフリッ
ト材料）をコーティングし、乾燥後に焼成して得られ
る。The vitreous coating layer 2 is a glass frit (for example, an alkali-free glass frit that has been subjected to a surface treatment of the surface of the metal cylindrical body 1 as appropriate according to the kind of the metal, and has a thermal expansion coefficient of the metal by the electrophoretic deposition method. It is obtained by coating a crystallized glass frit material), drying and baking.

前記電気抵抗回路網３は、ガラス質コーティング層２の
上に、例えば次のいずれかの方法により形成される。The electric resistance network 3 is formed on the glassy coating layer 2 by, for example, one of the following methods.

厚膜ペーストを希望する抵抗値に合わせて、必要なパ
ターンに塗布し、焼成して形成する。The thick film paste is applied in a required pattern according to a desired resistance value and baked to form the paste.

無電解メッキ法により、銅、ニッケルなどの金属を薄
くコーティングして、抵抗体とする。A metal such as copper or nickel is thinly coated by electroless plating to form a resistor.

真空蒸着、スパッタリング、CVD法などにより、抵抗
体となる適宜金属を薄膜状にコーティングする。An appropriate metal to be a resistor is coated in a thin film by vacuum deposition, sputtering, CVD, or the like.

前記保護コーティング層４は、前述の方法で形成した電
気抵抗回路網３の上に、その抵抗形成用の金属の種類に
合わせて、必要に応じて適宜表面処理を施して（例えば
ニッケルの場合は、銅、鉄層を表層に形成する処理を行
ない）密着性を高めておき、泳動電着法により、前述の
ガラス質コーティング層２の形成に準じてガラスフリッ
トをコーティングし、乾燥後に焼成して得られる。この
場合、保護コーティング層４は、熱良導体によって構成
されることが望ましい。The protective coating layer 4 is subjected to an appropriate surface treatment on the electric resistance network 3 formed by the above-mentioned method according to the kind of the metal for forming the resistance (for example, in the case of nickel, , Copper and iron layers are formed on the surface layer) to improve adhesion, and a glass frit is coated by the electrophoretic deposition method according to the formation of the vitreous coating layer 2 described above, followed by drying and baking. can get. In this case, the protective coating layer 4 is preferably composed of a good thermal conductor.

しかして、このように構成されている複合ヒートロール
において、電気抵抗回路網３に通電して発熱させると、
保護コーティング層４を経由して外方への放熱が行なわ
れるとともに、ガラス質コーティング層２および金属円
筒体１を加熱するように、内方への熱伝達も行なわれる
が、内方への熱移動は緩やかに行なわれるので、起動時
には、主として保護コーティング層４の温度上昇に熱エ
ネルギが消費される。Then, in the composite heat roll configured as described above, when the electric resistance network 3 is energized to generate heat,
Heat is radiated to the outside via the protective coating layer 4, and heat is also transferred to the inside so as to heat the glass coating layer 2 and the metal cylinder 1, but the heat to the inside is also increased. Since the movement is gentle, at the time of start-up, heat energy is mainly consumed for the temperature rise of the protective coating layer 4.

つまり、金属円筒体１への熱移動は、ガラス質コーティ
ング層２の温度を上昇させながら、徐々に熱容量の大き
な金属円筒体１の温度を高めて行くことにより行なわれ
るが、保護コーティング層４の加熱は、電気抵抗回路網
３の発熱により直接的に行なわれて、熱容量の小さな保
護コーティング層４の温度を速やかに上昇させるもので
あるから、複合ヒートロールの表面温度を、設定温度ま
で短時間で高めることができる。That is, the heat transfer to the metal cylinder 1 is performed by gradually increasing the temperature of the metal cylinder 1 having a large heat capacity while increasing the temperature of the vitreous coating layer 2. The heating is performed directly by the heat generated by the electric resistance circuit network 3 and quickly raises the temperature of the protective coating layer 4 having a small heat capacity. Therefore, the surface temperature of the composite heat roll is set to the set temperature in a short time. Can be increased by.

この場合、電気抵抗回路網３の発熱による熱エネルギ
は、保護コーティング層４が高温となることにより、複
合ヒートロールから被加熱物（前述の熱溶融性インクな
ど）に伝達され、順次消費されることになるので、金属
円筒体１の温度上昇のための熱エネルギの消費が相対的
に少なくなって、金属円筒体１の温度上昇とその熱膨張
とが抑制され、寸法の変化を少なくすることができ、寸
法安定性に優れたものとなる。In this case, the heat energy generated by the electric resistance circuit network 3 is transferred from the composite heat roll to the object to be heated (such as the above-mentioned heat-meltable ink) due to the high temperature of the protective coating layer 4, and is sequentially consumed. Therefore, the consumption of heat energy for the temperature rise of the metal cylinder 1 is relatively small, the temperature rise of the metal cylinder 1 and its thermal expansion are suppressed, and the dimensional change is reduced. It is possible to obtain excellent dimensional stability.

また、保護コーティング層４の表面は、例えば前述のガ
ラス質やシリコーンゴム系材料で形成することにより、
耐摩耗性、耐熱性、被接着性を向上させることができ
る。The surface of the protective coating layer 4 is formed of, for example, the above-mentioned glass material or silicone rubber-based material,
Abrasion resistance, heat resistance, and adherence can be improved.

さらに、複合ヒートロールは、金属円筒体１の上に、ガ
ラス質コーティング層２と、電気抵抗回路網３と、保護
コーティング層４とを、それぞれ薄膜状に順次搭載して
構成されるため、製造が容易で安価なものとすることが
できる。Further, the composite heat roll is constructed by sequentially mounting the vitreous coating layer 2, the electric resistance circuit network 3, and the protective coating layer 4 on the metal cylinder 1 in the form of a thin film. Can be made easy and inexpensive.

「考案の効果」 以上説明したように、本考案における複合ヒートロール
は、 （ａ）金属円筒体の上に該金属円筒体の熱膨張係数と略
等しい熱膨張係数を有するガラス質コーティング層、電
気抵抗回路網、保護コーティング層を形成してなるもの
であるから、電気抵抗回路網が表面の近傍に位置して、
保護コーティング層の表面温度が適温となるまでの昇温
時間を短縮させることができ、しかも金属円筒体とガラ
ス質コーティング層との間に亀裂等が発生する虞がな
い。[Advantages of the Invention] As described above, the composite heat roll according to the present invention includes: (a) a glassy coating layer having a coefficient of thermal expansion substantially equal to that of the metal cylinder on the metal cylinder; Since the resistance circuit network and the protective coating layer are formed, the electric resistance circuit network is located near the surface,
It is possible to shorten the temperature rising time until the surface temperature of the protective coating layer reaches an appropriate temperature, and there is no fear that cracks or the like will occur between the metal cylinder and the glassy coating layer.

（ｂ）電気抵抗回路網の熱を、主として保護コーティン
グ層に速やかに伝達させることにより、熱膨張を少なく
して寸法安定性に優れたものとすることができる。(B) By rapidly transferring the heat of the electric resistance network mainly to the protective coating layer, the thermal expansion can be reduced and the dimensional stability can be improved.

（ｃ）電気抵抗回路網が、それぞれガラスフリットを焼
成することにより形成された、耐久性、耐熱性、被接着
性及び熱伝導性に優れたガラス質コーティング層と保護
コーティング層とによって挟まれた状態に金属円筒体に
設けられているので、電気抵抗回路網の、金属円筒体へ
の確実な接着及び確実な保護を行なうことができ、さら
に、電気抵抗回路網の性能を良好に引き出すことができ
る。(C) The electrical resistance network is sandwiched between a glass coating layer and a protective coating layer, each of which is formed by firing a glass frit and has excellent durability, heat resistance, adherence, and thermal conductivity. Since it is provided on the metal cylinder in this state, the electric resistance circuit network can be surely adhered to the metal cylinder body and can be surely protected, and the performance of the electric resistance circuit network can be satisfactorily obtained. it can.

（ｄ）金属円筒体の上に薄膜状の各層を形成するものと
しているため、製造が容易で安価なものとすることがで
きる。(D) Since each thin film layer is formed on the metal cylindrical body, it can be manufactured easily and at low cost.

などの効果を奏するものである。And the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図および第２図は本考案における複合ヒートロール
の一実施例を示すもので、第１図は正断面図、第２図は
全体の斜視図、第３図はヒートロールの従来例を示す正
断面図である。 １……金属円筒体、1a……軸部、２……ガラス質金属
体、３……電気抵抗回路網、４……保護コーティング
層。1 and 2 show an embodiment of a composite heat roll according to the present invention. FIG. 1 is a front sectional view, FIG. 2 is an overall perspective view, and FIG. 3 is a conventional heat roll example. FIG. 1 ... Metal cylinder, 1a ... Shaft, 2 ... Vitreous metal, 3 ... Electric resistance network, 4 ... Protective coating layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−200261（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−62474（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−203737（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−30841（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−72543（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−178471（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−164860（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−172952（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭49−34451（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭49−12428（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭64−9254（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭53−44692（ＪＰ，Ｂ２) ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (56) Reference JP-A-58-200261 (JP, A) JP-A-55-62474 (JP, A) JP-A-59-203737 (JP, A) JP-A-54- 30841 (JP, A) JP 62-72543 (JP, A) JP 59-178471 (JP, A) JP 55-164860 (JP, A) Actual development 58-172952 (JP, U) Japanese Patent Sho 49-34451 (JP, B1) Japanese Patent Sho 49-12428 (JP, B1) Japanese Patent Sho 64-9254 (JP, B2) Japanese Patent Sho 53-44692 (JP, B2)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項１】金属円筒体（１）と、 該金属円筒体の表面へ前記金属円筒体と略等しい熱膨張
係数を有するガラスフリットをコーティングして焼成す
ることにより前記金属円筒体の表面を覆って形成された
ガラス質コーティング層（２）と、 該ガラス質コーティング層の表面に搭載された電気抵抗
回路網（３）と、 該電気抵抗回路網の表面へガラスフリットをコーティン
グして焼成することによりこの電気抵抗回路網を覆って
形成された保護コーティング層（４）とを具備したこと
を特徴とする複合ヒートロール。1. A metal cylinder (1), and a surface of the metal cylinder is coated with a glass frit having a coefficient of thermal expansion substantially equal to that of the metal cylinder and fired to cover the surface of the metal cylinder. And a glassy coating layer (2) formed on the surface of the glassy coating layer, an electric resistance network (3) mounted on the surface of the glassy coating layer, and a glass frit coated on the surface of the electric resistance network and fired. And a protective coating layer (4) formed so as to cover the electric resistance network.