JPH08328414A - ヒートローラ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 給電に伴う振動発生を防止したヒートローラ
をコストを上昇させることなく製造する。 【構成】 ローラの芯材２の上に絶縁層３を形成し、そ
の絶縁層３の上に複数の抵抗体４を設ける。次に、抵抗
体４の上からローラの周面全体を耐熱離型性材料で被覆
し、ローラ軸方向中央部の所定幅を切削研磨して定着部
離型層５ｂを形成する。この切削研磨工程で、ローラ両
端部では抵抗体４が露出するまで耐熱離型性材料を削り
出し、給電部を形成する。これにより、各抵抗体４間に
は給電部離型層５ａが形成され、給電部表面が滑らかな
円筒表面となり、給電ブラシ（図示せず）と摺動する際
の振動が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンタ等の
画像形成装置に装着される定着装置のヒートローラとそ
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画
像形成装置に装着され、転写紙等の記録媒体上に転写さ
れた未定着画像（加熱溶融性の樹脂等よりなるトナーに
より形成された画像）を加熱して記録媒体上に定着させ
る定着装置として、ヒートローラ（加熱ローラ）と加圧
ローラとを圧接させ、両ローラ間に記録媒体を通過させ
て熱と圧力とにより記録媒体上の未定着トナー像の定着
を行なう、ヒートローラ方式の定着装置が広く使用され
ている。

【０００３】この様な定着装置のヒートローラは、一般
に、中空のパイプ状ローラの内部にハロゲンランプを設
置し、そのハロゲンランプを発熱させてローラ全体を加
熱するようにしている。しかし中空ローラにハロゲンラ
ンプを組み合わせたヒートローラでは、ローラとランプ
の間に空気層が介在しているため加熱効率が悪く、立ち
上がりに時間がかかる。

【０００４】そこで、ヒートローラの外表面に電気抵抗
体を被着し、これに通電して発熱させるようにしたヒー
トローラが提案されている。このようなヒートローラで
は、ローラ表面で熱が発生することになり、加熱効率が
高められる。さらに、電力消費の無駄を省くために、抵
抗体（発熱体）をヒートローラの周方向に複数に分割し
（複数の発熱体をローラの長手方向に配する）、それら
をヒートローラの回転に伴って選択的に発熱させるよう
にしたものが提案されている（特開平５−３５１３７号
公報、特開昭５６−１２０５６０号公報参照）。なお、
発熱体が完全に分割されていなくとも、少なくともロー
ラ一端側の給電部（電極部）が分割されていれば、ロー
ラの長手方向に配した複数の発熱体を選択的に発熱させ
ることができる。例えば、特開平６−７５４９４号公報
に示されたヒートローラでは、１本の連続した発熱体を
ローラ両端の電極部が周方向に分割されるように配し
て、発熱体が選択的に発熱するようにしている。

【０００５】一般に、これら発熱体への電力供給は、定
着装置の給電部材とヒートローラ発熱体の電極（給電電
極）とを接触（摺動）させることにより行っている。し
かし、各発熱体の給電電極と給電部材とが接触する際
に、両者の接触部において、その接離に伴うスパークが
発生する場合がある。このスパークは一般的に、高電圧
又は高電流をかけたまま給電電極と給電部材が接離する
ときに発生するが、接離する部分の形状が尖っていた
り、給電電極または給電部材の部分的な凹凸に起因する
振動によって給電電極と給電部材の間に微小なギャップ
ができることで発生する場合が多い。なお、この振動
は、一般的に、給電部材がバネ等により給電電極に押し
当てられているために生ずる。このようにヒートローラ
給電部におけるスパークが発生した場合には、スパーク
による電磁ノイズが本体装置（定着装置が装着された画
像形成装置）を誤動作させたり、周辺装置を誤動作させ
たりする恐れがある。

【０００６】ところで、上記特開平５−３５１３７号公
報および特開平６−７５４９４号公報に示されたヒート
ローラでは、抵抗発熱層がローラ表面上に形成されてい
るので、給電部におけるローラ表面が平ら（滑らか）で
なく、給電電極と給電部材が摺動する際に振動が発生
し、スパークが発生する可能性がある。一方、特開昭５
６−１２０５６０号公報に示されたヒートローラでは、
各抵抗体（抵抗層）の間に絶縁層（絶縁体）が配されて
いるので、給電部表面が滑らかな円筒表面となり給電に
伴う振動が防止される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ヒート
ローラ製造に際し、複数の抵抗体の間に絶縁層を配設す
るのに手間が掛かり、また、その給電部表面を滑らかに
構成するには、抵抗体と絶縁層を構成する部材の厚み等
の部品精度及びそれらを組み付ける際の精度が要求さ
れ、ヒートローラの製造コストを上昇させるという問題
があった。

【０００８】また、特開昭５６−１２０５６０号公報に
示されたヒートローラでは、給電部材がヒートローラと
の摺動により摩耗し、その摩耗粉（給電部材の摩耗粉）
が給電部に固着するという問題があった。

【０００９】本発明は、従来のヒートローラ製造方法に
おける上述の問題を解決し、給電に伴う振動発生を防止
したヒートローラをコストを上昇させることなく製造す
る方法を提供することを課題とする。

【００１０】また、給電部材の摩耗粉のローラ給電部へ
の付着を防止したヒートローラを提供することも本発明
の課題である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記の課題は、本発明に
より、ローラ表層にローラ軸方向に延在する発熱体をロ
ーラ周方向に所定の間隔で複数配設し、各発熱体のロー
ラ軸方向両端部に設けられた電極をローラ表面に露出さ
せ、ローラ周方向に隣接する各電極間に絶縁材を配設
し、該絶縁材と各電極とにより構成される給電部表面を
滑らかな円筒表面に形成するヒートローラの製造方法に
おいて、ローラ芯材又はローラ芯材を覆う絶縁層上に複
数の発熱体を配設し、該発熱体上からローラ周面全体を
絶縁材により被覆し、ローラ軸方向中央部における所定
幅のローラ周面を切削研磨して定着部保護層を形成する
とともに、ローラ両端部の周面を前記電極が露出するま
で切削研磨して滑らかな円筒表面の給電部を形成するこ
とにより解決される。

【００１２】また、本発明は、前記の課題を解決するた
めに、ローラ軸方向に延設され通電により発熱する発熱
体をローラ表層に有するヒートローラであって、前記発
熱体がローラ周方向に所定の間隔で複数配置され、各発
熱体のローラ軸方向両端部に電極が設けられ、該両端部
の電極のうち少なくとも一端側の電極がローラ周方向に
隣接する電極とは分離して設けられ、前記複数の発熱体
が選択的に発熱可能なヒートローラにおいて、前記隣接
する電極とは分離して設けられた各電極間に耐熱性離型
材が配設され、該離型材と各電極とにより構成される給
電部表面を滑らかな円筒表面に形成することを提案す
る。

【００１３】

【作用】ヒートローラの芯材又はローラ芯材を覆って形
成された絶縁層の上に複数の発熱体を配設する。次に、
その発熱体の上から、ローラの周面全体を絶縁材により
被覆する。そして、ローラの軸方向の中央部における所
定幅のローラ周面の絶縁材を切削研磨して定着部保護層
を形成する。それと同時に、ローラ両端部では、発熱体
端部に設けられた電極が露出するまでローラ周面の絶縁
材を切削研磨する。すると各電極間には絶縁材が充填さ
れた状態となり、給電部が滑らかな円筒表面として形成
される。

【００１４】その他の作用については、以下の実施例の
説明で明らかとなるであろう。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の一実施例のヒートローラを示す
部分斜視図であり、図２は、その製造方法を説明するた
めの製造過程のローラ断面を順次示すものである。

【００１６】これらの図に示すように、ヒートローラ１
は、金属製パイプである芯材２，芯材２の表面上に形成
された絶縁層３，絶縁層３の上に被着された抵抗体（発
熱層）４，発熱層４の上にある絶縁性離型層（耐熱性離
型層）５により構成される。なお、ローラ両端部では抵
抗体４が露出するまで離型層５が削られ、離型層は各抵
抗体４の間の給電部離型層５ａのみとなっている。すな
わち、図１では、絶縁性離型層５を、各抵抗体４の間の
部分の給電部離型層５ａと記録用紙と接する部分の定着
部離型層５ｂとして示している。

【００１７】芯材２は、本実施例ではアルミニウム（Ａ
ｌ）製パイプを使用しているが、ガラスパイプ等絶縁性
のものを使用することもできる。絶縁層３には、アルミ
ナ等のセラミック又は同等の材料を用いることができ
る。抵抗体４は金属類のものを用い、ローラの周方向に
複数配置している。各抵抗体はローラの円周方向に所定
の間隔をあけて配置される。絶縁性離型層５ａ及び５ｂ
には、ＰＦＡやＰＴＦＥ等のテフロンを使用する。

【００１８】ヒートローラ１の両端部では、抵抗体（発
熱体）４は離型層５ｂに覆われておらず、抵抗体４がロ
ーラ表面に露出して給電部を形成している。この給電部
の抵抗体４に定着装置の給電ブラシ（図示せず）が接触
して給電され、給電ブラシと接触した抵抗体４のみが発
熱することにより複数の抵抗体が選択的に発熱する。ヒ
ートローラ１の離型層５ａに覆われた中央部が定着部で
あり、この部分が加圧ロ−ラと圧接されて転写紙を挟持
搬送する部分となる。

【００１９】次に、上記ヒートローラ１の製造方法につ
いて図２を参照して説明する。まず、芯材２を用意し
（ａ）、その芯材２の表面に絶縁層３を形成する
（ｂ）。なお、芯材２が絶縁性材料の場合には絶縁層３
を形成する必要がなく、その行程を省略することができ
る。次に、絶縁層３の上に複数の抵抗体４を生成する
（ｃ）。抵抗体４の生成は、抵抗体材料を印刷により所
定の形状に被着させたり、全面に塗布したあとエッチン
グにより所定のパターンを形成したりして行う。抵抗体
４を形成した後、ローラ周面全体に絶縁性の耐熱離型層
５を形成する（ｄ）。離型層の形成は、テフロン等の材
料を塗布，焼生等により行う。抵抗体４を覆って形成さ
れた耐熱離型層５は、各抵抗体４の間にも充填されるこ
とになる。（ｄ）の状態では、間隔をおいて配置された
抵抗体（分割された電極層）４の影響でローラ表面に凸
凹が生じている。このままでは定着ムラを生じるため、
ローラ外表面が均一に（平らに）なるよう切削研磨を行
う（ｅ）。このとき、定着部（図２参照）の切削研磨と
同時に、ローラ軸方向端部の給電部（図２参照）も、電
極層４が露出するまで切削研磨を行う。定着部の切削研
磨と給電部の切削研磨とは、段差のある研磨部材（カッ
タ）で両部を同時に削りだしても、段差のない研磨部材
で切削量を調節して順次削りだしても良い。いずれの方
法でも、同じ切削研磨行程で定着部と給電部とを形成す
ることができる。

【００２０】上記製造方法により完成されたヒートロー
ラ１の構造を、図３に拡大して示した。上述したよう
に、電極層４を覆う耐熱離型層は、分割された各電極層
４の間にも充填されている。そして、上述した切削研磨
行程にて、給電部の耐熱離型層を抵抗体４が露出するま
で切削研磨を行うことにより、給電部の外周面は凹凸の
無い滑らかな円筒状となる。つまり、給電部において
は、各抵抗体４の外表面と各抵抗体間の離型層５ａの外
表面とが連続して一つの円筒表面を形成し、凸凹のない
滑らかな給電部を形成する。そのため、この給電部に給
電ブラシ（図示せず）が押し当てられ、給電ブラシとロ
ーラ１の給電部とが接触摺動する際に振動が発生せず、
給電時のスパーク発生が防止される。よって、スパーク
によりノイズが生ずることがなく、ヒートローラ１を備
えた定着装置が装着された画像形成装置本体、及び周辺
機器を誤動作させることがない。

【００２１】また、このヒートローラ１においては、給
電部の各抵抗体４の間に耐熱離型性材料が充填されて給
電部離型層５ａが形成されているので、その部分の離型
性が優れている。従って、給電部に押し当てられる給電
ブラシ（カーボンブラシが広く利用される）の摩耗によ
り発生する摩耗粉の固着が抑制され、経時による振動発
生を防ぐことができる。

【００２２】さらに、本実施例におけるヒートローラ製
造方法によれば、給電部表面を滑らかな円筒形表面に形
成することができる。それに加えて、同じ切削研磨行程
でヒートローラ１の定着部と給電部とを形成することが
できるので、製造時の工程数を増加させることがなく、
コストの上昇を防止することができる。

【００２３】なお、本発明のヒートローラ製造方法は、
給電部表面を滑らかな円筒表面にするために各抵抗体４
の間に配設（充填）した部材が耐熱離型性材料でないヒ
ートローラの製造にも適用することが可能である。以下
に、その様なヒートローラの製造方法について図４を参
照して説明する。

【００２４】図４に示すヒートローラ１１は、定着部の
ローラ表面層が、耐熱離型層５ｂとそれより離型性の乏
しい絶縁層６ｂの２層構造として構成されたものであ
る。このヒートローラ１１の製造過程は、まず芯材２を
用意し、その芯材２の表面に絶縁層３を形成する。そし
て、絶縁層３の上に複数の抵抗体４を生成する。ここま
での工程は図２の（ａ）〜（ｃ）の工程と同様であるの
で図示を省略する。なお、芯材２が絶縁性材料の場合に
は絶縁層３を形成する必要がなく、その行程を省略する
ことができるのは前記したヒートローラ１の場合と同様
である。次に、抵抗体（発熱層）４の上を絶縁層６によ
りローラ全体を被覆する（ｄ₁）。この絶縁層６の材料
としては、絶縁層３と同等のものを使用することができ
る。この状態では、各抵抗体４間のすき間によりローラ
表面に凸凹があるので、ローラ表面を切削研磨して滑ら
かにする（ｅ₁）。このとき、ローラ両端を各抵抗体４
が露出するまで切削研磨して給電部を形成する。本実施
例においては、給電部の各抵抗体４間には絶縁材料６が
充填されて給電部絶縁層６ａが形成されることになる。
そして、ローラの定着部のみを耐熱離型層（絶縁性離型
層）５でさらに被覆する（ｆ）。次いで、ローラ表面を
切削研磨し定着部離型層５ｂを形成して（ｇ）、ヒート
ローラ１１が完成する。

【００２５】このヒートローラ１１においては、定着部
のローラ表層が絶縁層６ｂと耐熱離型層５ｂとの２層構
造となっている。耐熱離型層は絶縁層よりもコストが高
くつく。しかし、このヒートローラ１１では、定着部の
ローラ表層を２層構造とすることにより、比較的高価な
耐熱離型層５を薄くしてコストの上昇を抑えることがで
きる。また、ヒートローラ１１の給電部は各抵抗体４間
に給電部絶縁層６ａが充填され、その表面が滑らかな円
筒表面にされている。従って、前記したヒートローラ１
と同様、給電ブラシとローラ１１の給電部とが接触摺動
する際に振動が発生せず、給電時のスパーク発生が防止
される。なお、このヒートローラ１１の製造にあたって
は、その工程数が前記したヒートローラ１よりも多くな
っているが、その分材料コストが低いものを用いること
ができるので、求められる性能要求や使用材料に応じ
て、有利なヒートローラを選択することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のヒートロ
ーラ製造方法によれば、給電部表面を滑らかな円筒形表
面に形成することができる。また、同じ切削研磨行程で
ヒートローラの定着部と給電部とを形成することができ
るので、製造時の工程数を増加させることがなく、コス
トの上昇を防止することができる。

【００２７】請求項２のヒートローラによれば、給電部
の各電極間に耐熱離型性材料が充填されているので、そ
の部分の離型性が優れている。従って、給電ブラシの摩
耗により発生する摩耗粉の固着が抑制され、経時による
振動発生を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項２の発明に係るヒートローラの一実施例
を示す部分斜視図である。

【図２】そのヒートローラの製造方法を説明するため
の、製造過程におけるローラを順次示す図である。

【図３】図１に示したローラの構成を拡大して示す部分
側面図である。

【図４】本発明のヒートローラ製造方法により製造され
たヒートローラの別例を説明するための、製造過程にお
けるローラを順次示す図である。

【符号の説明】

１，１１ ヒートローラ ２ 芯材（金属製パイプ） ３，６ 絶縁層 ４ 抵抗体（電極層） ５ 絶縁性離型層（耐熱離型層） ５ａ 給電部離型層 ５ｂ 定着部離型層 ６ａ 給電部絶縁層 ６ｂ 定着部絶縁層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ローラ表層にローラ軸方向に延在する発
   熱体をローラ周方向に所定の間隔で複数配設し、各発熱
   体のローラ軸方向両端部に設けられた電極をローラ表面
   に露出させ、ローラ周方向に隣接する各電極間に絶縁材
   を配設し、該絶縁材と各電極とにより構成される給電部
   表面を滑らかな円筒表面に形成するヒートローラの製造
   方法において、 ローラ芯材又はローラ芯材を覆う絶縁層上に複数の発熱
   体を配設し、該発熱体上からローラ周面全体を絶縁材に
   より被覆し、ローラ軸方向中央部における所定幅のロー
   ラ周面を切削研磨して定着部保護層を形成するととも
   に、ローラ両端部の周面を前記電極が露出するまで切削
   研磨して滑らかな円筒表面の給電部を形成することを特
   徴とするヒートローラの製造方法。
2. 【請求項２】 ローラ軸方向に延設され通電により発熱
   する発熱体をローラ表層に有するヒートローラであっ
   て、前記発熱体がローラ周方向に所定の間隔で複数配置
   され、各発熱体のローラ軸方向両端部に電極が設けら
   れ、該両端部の電極のうち少なくとも一端側の電極がロ
   ーラ周方向に隣接する電極とは分離して設けられ、前記
   複数の発熱体が選択的に発熱可能なヒートローラにおい
   て、 前記隣接する電極とは分離して設けられた各電極間に耐
   熱性離型材が配設され、該離型材と各電極とにより構成
   される給電部表面を滑らかな円筒表面に形成したことを
   特徴とするヒートローラ。