JPH0869862A - Sheet-like heater and toner fixing device - Google Patents
Sheet-like heater and toner fixing deviceInfo
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- JPH0869862A JPH0869862A JP5192595A JP5192595A JPH0869862A JP H0869862 A JPH0869862 A JP H0869862A JP 5192595 A JP5192595 A JP 5192595A JP 5192595 A JP5192595 A JP 5192595A JP H0869862 A JPH0869862 A JP H0869862A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は電子写真式複写機又はプ
リンターのトナー定着装置のほか暖房器，調理器，乾燥
機等の加熱源として広く用いることのできる面状ヒータ
及びこの面状ヒータを有する電子写真式複写機又はプリ
ンター用のトナー定着装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sheet heater which can be widely used as a heating source for a toner fixing device of an electrophotographic copying machine or a printer as well as a heater, a cooker, a drier, and the sheet heater. The present invention relates to a toner fixing device for an electrophotographic copying machine or printer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の樹脂にシート状のヒータエレメン
トを挟着又は埋設して積層化した面状ヒータは、低温で
の使用例えば保温用等に使用するものであり、高温で使
用すると樹脂が変質又は溶解して使用できない。このた
め高温用は耐熱性のある絶縁マイカで積層された面状ヒ
ータが使用されていた。2. Description of the Related Art A sheet-like heater element sandwiching or embedding a sheet-like heater element in a resin is laminated for use at a low temperature, for example, for keeping heat. It cannot be used because it has been altered or dissolved. Therefore, for high temperatures, a planar heater laminated with heat-resistant insulating mica has been used.
【０００３】また、電子式写真複写機又はプリンターに
おけるトナー定着装置用の熱源は殆どがロールの中心部
にキセノンランプを配した熱ローラが主流で，キセノン
ランプはトナー定着面から離れたロールの中心部にある
ので温度上昇の立ち上がりが遅く１ｋｗ〜１．１ｋｗの
高ワットのヒータが使用され、また長時間点灯する必要
があるため消費電力が大きい。Most heat sources for toner fixing devices in electronic photocopiers or printers are mainly heat rollers having a xenon lamp in the center of the roll. The xenon lamp is the center of the roll away from the toner fixing surface. Since the temperature rise is slow, a high wattage heater of 1 kw to 1.1 kw is used, and since it needs to be lit for a long time, power consumption is large.
【０００４】また、特開平４−３１８５８２号で公知の
トナー定着装置がある。このものはＰＢＩを含む層を有
するローラの中心部に熱源を配した熱ローラを用いるも
ので、熱源がトナー定着面から離れているため上述と同
様に消費電力が大きい。There is also a toner fixing device known in Japanese Patent Laid-Open No. 4-318582. This type uses a heat roller in which a heat source is arranged in the center of a roller having a layer containing PBI, and the heat source is far from the toner fixing surface, so that the power consumption is large as described above.
【０００５】最近、オフィスオートメーション化の拡大
でオフィスにおける電力消費量が増し、省電力化の要請
が高まりつつある。電子写真式複写機又はプリンターの
消費電力は複写紙上の電気潜像にトナーを定着させるた
めの熱源が殆どで、省電力化を目的としてＰＴＣ（セラ
ミック）ヒータを用いたものもある。Recently, the expansion of office automation has increased the power consumption in the office, and the demand for power saving has been increasing. Most of the electric power consumption of the electrophotographic copying machine or printer is a heat source for fixing the toner on the electric latent image on the copy paper, and there is also one using a PTC (ceramic) heater for the purpose of power saving.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べた絶
縁マイカで積層された高温用の面状ヒータは耐熱性は優
れているが平面形状に限られており、円筒状，波形状等
曲面には不向きであるという問題を有している。The planar heater for high temperature laminated with insulating mica described in the prior art has excellent heat resistance but is limited to a planar shape, and has a curved surface such as a cylindrical shape or a corrugated shape. Has a problem that it is not suitable for.
【０００７】また、電子式複写機又はプリンターのロー
ラ中心部に熱源を有する特開平４−３１８５８２号のト
ナー定着装置は、電力の消費が大きくＯＡ機器として要
求されている省電力化に反しているという問題を有し、
ＰＴＣヒータはコスト高になるという問題を有してい
る。Further, the toner fixing device of Japanese Patent Laid-Open No. 4-318582, which has a heat source at the center of the roller of an electronic copying machine or a printer, consumes a large amount of power and runs counter to the power saving required for OA equipment. Has the problem of
The PTC heater has a problem of high cost.
【０００８】本発明は従来の技術の有するこのような問
題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところ
は、耐熱性かつ耐摩耗性に優れ、形状の自由度に優れた
使用範囲の広い面状ヒータを提供しようとするものであ
る。また電子式複写機又はプリンターにおいては、省電
力化が可能かつコスト的にも安価でトナー定着速度を速
くすることが可能なトナー定着装置を提供しようとする
ものである。The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide excellent heat resistance and wear resistance, and a high degree of freedom in shape. It is intended to provide a wide sheet heater. Further, in an electronic copying machine or a printer, it is an object of the present invention to provide a toner fixing device which can save power and is inexpensive in cost, and which can increase the toner fixing speed.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明における面状ヒータは、ポリベンゾイミダゾー
ル樹脂からなるシート状又はフィルム状若しくはプレー
ト状の少なくとも二枚の絶縁物の間に少なくとも一枚の
シート状のヒータエレメントを挟着又は埋設したもので
ある。In order to achieve the above object, a sheet heater according to the present invention has at least one sheet-like or film-like or plate-like insulator made of polybenzimidazole resin. A sheet-shaped heater element is sandwiched or embedded.
【００１０】また、ポリイミド樹脂からなるシート状又
はフィルム状若しくはプレート状の少なくとも二枚の絶
縁物の間に少なくとも一枚のシート状のヒータエレメン
トを挟着又は埋設したものである。Further, at least one sheet-shaped heater element is sandwiched or embedded between at least two sheet-shaped, film-shaped, or plate-shaped insulators made of a polyimide resin.
【００１１】そしてヒータエレメントは網目状に織り込
んだステンレス鋼繊維であるものを用いることもある。The heater element may be a stainless steel fiber woven in a mesh shape.
【００１２】また電子写真式複写機又はプリンター用の
トナー定着装置は、ＰＢＩ樹脂からなるシート状又はフ
ィルム状若しくはプレート状の少なくとも二枚の絶縁物
の間に少なくとも一枚のシート状のヒータエレメントを
挟着又は埋設した面状ヒータを用いるものである。In a toner fixing device for an electrophotographic copying machine or a printer, at least one sheet-shaped heater element is provided between at least two sheet-shaped or film-shaped or plate-shaped insulators made of PBI resin. A planar heater that is sandwiched or embedded is used.
【００１３】また電子写真式複写機又はプリンター用の
トナー定着装置は、ＰＩ樹脂からなるシート状又はフィ
ルム状若しくはプレート状の少なくとも二枚の絶縁物の
間に少なくとも一枚のシート状のヒータエレメントを挟
着又は埋設した面状ヒータを用いるものである。In a toner fixing device for an electrophotographic copying machine or a printer, at least one sheet-shaped heater element is provided between at least two sheet-shaped or film-shaped or plate-shaped insulators made of PI resin. A planar heater that is sandwiched or embedded is used.
【００１４】そしてＰＢＩ樹脂は内添フィラーとしてＳ
ｉｃ，金属粉，カーボンの少なくとも一つを有するもの
が望ましい。The PBI resin is S as an internal filler.
Those having at least one of ic, metal powder and carbon are desirable.
【００１５】ＰＢＩ樹脂は結着樹脂物質を含有するもの
が望ましい。The PBI resin preferably contains a binder resin substance.
【００１６】ＰＢＩ樹脂の数平均分子量が２，０００〜
１００，０００の範囲であるものが望ましい。The number average molecular weight of the PBI resin is 2,000-
It is preferably in the range of 100,000.
【００１７】ＰＢＩ樹脂がポリー２．２´−（ｍ−フェ
ニレン）−５．５´−ビベンゾイミダゾールであるもの
が望ましい。Desirably, the PBI resin is poly-2.2 '-(m-phenylene) -5.5'-bibenzimidazole.
【００１８】[0018]
【作用】請求項１はシート状又はフィルム状のＰＢＩ樹
脂にシート状のヒータエレメントを挟んで液状のＰＢＩ
接着剤により接着してシート状の面状ヒータを形成す
る。またシート状のヒータエレメントをインサート成形
等の工法によりプレート状のＰＢＩ樹脂に埋設し、表面
にフィルム状のＰＢＩ樹脂を貼着してプレート状の面圧
ヒータを形成する。このためＰＢＩ樹脂の耐熱性に優
れ、耐摩耗性に優れた性質を有する高ワットな面状ヒー
タとなる。またシート状，フィルム状のものは曲面形状
にもフレキシブルに対応できる。According to the first aspect of the present invention, a sheet-shaped or film-shaped PBI resin is sandwiched between sheet-shaped heater elements to form a liquid PBI.
A sheet-shaped planar heater is formed by bonding with an adhesive. Also, a sheet-shaped heater element is embedded in a plate-shaped PBI resin by a method such as insert molding, and a film-shaped PBI resin is attached to the surface to form a plate-shaped surface pressure heater. Therefore, the PBI resin has excellent heat resistance and wear resistance, and is a high watt planar heater. Sheets and films can be used flexibly for curved shapes.
【００１９】請求項２は、請求項１のＰＢＩ樹脂をＰＩ
樹脂に変えたもので特性上では熱変形温度，絶縁性で劣
るものの２８０℃以上の高温度を要しないものにおいて
耐摩耗性に優れた面状ヒータとなる。またシート状，フ
ィルム状のものは曲面形状にフレキシブルに対応できる
比較的安価な面状ヒータとなる。A second aspect of the present invention is that the PBI resin of the first aspect is a PI.
A sheet heater excellent in wear resistance is obtained by replacing the resin with a resin, which is inferior in heat distortion temperature and insulation property in characteristics but does not require a high temperature of 280 ° C. or higher. Sheet-shaped and film-shaped heaters are relatively inexpensive planar heaters that can flexibly accommodate curved surfaces.
【００２０】請求項３は、ヒータとしてステンレス鋼繊
維を網目状となしたので金属箔に比べて柔軟性に富み、
円筒，特殊形状に対応することが容易である。According to the third aspect of the present invention, since the stainless steel fiber is used as the heater in the form of a mesh, the heater is more flexible than the metal foil,
It is easy to handle cylinders and special shapes.
【００２１】請求項４は、シート状，フィルム状又はプ
レートの面状ヒータを電子写真式複写機又はプリンタ用
のトナー定着装置の熱源として利用し、ヒータとトナー
定着面との距離を小さくして表面温度の立ち上がり時間
を速くして熱効率を高めて省電力化を可能とするととも
に、ＰＢＩ樹脂の特徴である耐摩耗性を利用して長寿命
化を可能とする。According to a fourth aspect of the present invention, a sheet-shaped, film-shaped or plate-shaped sheet heater is used as a heat source of a toner fixing device for an electrophotographic copying machine or a printer, and the distance between the heater and the toner fixing surface is reduced. The rise time of the surface temperature is shortened to improve the thermal efficiency to save power, and at the same time, the wear resistance, which is a characteristic of PBI resin, is utilized to enable a longer life.
【００２２】請求項５は、請求項４のＰＢＩ樹脂をＰＩ
樹脂に替えたもので、特性上では熱変形温度，絶縁性で
劣るものの高速機でない通常機においては相当の耐摩耗
性を有し充分使用に耐えるものである。A fifth aspect of the present invention is that the PBI resin of the fourth aspect is a PI.
It has been replaced with resin and is inferior in heat distortion temperature and insulation property in terms of characteristics, but it has considerable wear resistance in a normal machine that is not a high speed machine and can withstand sufficient use.
【００２３】請求項６は、ＰＢＩ樹脂に例えばＳｉＣの
内添フィラーを含有させることにより自己潤滑性を向上
させ、複写機の通紙性をよくすることができる。また例
えば金属粉，グラファイト等の内添フィラーを含有させ
ることにより電気伝導性を付与し、ロールと紙，トナー
間の摩擦による静電気の発生，塵積を防止し、良質な複
写の持続性を高めることができる。According to the sixth aspect, the PBI resin contains, for example, an internal filler of SiC to improve the self-lubricating property and improve the paper passing property of the copying machine. Also, for example, by adding an internal filler such as metal powder or graphite, electrical conductivity is imparted to prevent generation of static electricity and dust due to friction between the roll and the paper and toner, and to improve the durability of high quality copying. be able to.
【００２４】請求項７は、ＰＢＩ樹脂に結着樹脂物質を
含有させることにより弾性及び表面硬度を改善し、トナ
ー定着面との接触面積に自由度を持たせてトナーの定着
効率を制御可能とすることができる。According to a seventh aspect of the present invention, by containing a binder resin substance in the PBI resin, elasticity and surface hardness are improved, and the toner fixing efficiency can be controlled by giving a degree of freedom to the contact area with the toner fixing surface. can do.
【００２５】[0025]
【実施例】以下本発明の実施例を図面にもとづいて説明
する。図１の面状ヒータは膜厚１０μｍ〜２００μｍの
ＰＢＩ樹脂シート又はＰＢＩ樹脂フィルム１の間にシー
ト状のヒータエレメント２を挟んで、ＰＢＩ樹脂を溶媒
に溶解させた液状の接着剤により固定して積層化したも
のである。或いはＰＩ樹脂シート又はＰＩ樹脂フィルム
の間にヒータエレメントを挟んでＰＩ樹脂を溶媒に溶解
させた液状の接着剤で固定して積層化したものである。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the planar heater of FIG. 1, a sheet-shaped heater element 2 is sandwiched between PBI resin sheets or PBI resin films 1 having a film thickness of 10 μm to 200 μm and fixed by a liquid adhesive in which PBI resin is dissolved in a solvent. It is laminated. Alternatively, the heater element is sandwiched between PI resin sheets or PI resin films, and the PI resin is fixed and laminated with a liquid adhesive in which the PI resin is dissolved in a solvent.
【００２６】ヒータエレメント２は、板厚５０μｍ〜２
００μｍの鉄クロームやニッケルクロームのヒータ帯を
プレスでジクザグに打ち抜いたシート状のヒータエレメ
ント、又は図８に示すように素線径φ８μｍ〜数１０μ
ｍのステンレス鋼繊維１１を網目状１２に織り込み網目
の両端に網目の密度を高くした電極部１３を形成したヒ
ータエレメントが使用されている。しかしヒータはこれ
に限定する必要はなく、ＰＢＩ樹脂シート間、又はＰＩ
樹脂シート間に挟着可能な金属箔体であればよい。また
低ワットの面状ヒータにおいてはＰＢＩ樹脂シート又は
ＰＩ樹脂シート１に印刷若しくはエッチング等の工法に
よりヒータエレメントを付着してもよい。The heater element 2 has a plate thickness of 50 μm to 2
A sheet-shaped heater element in which a heater band made of iron chrome or nickel chrome of 00 μm is punched in a zigzag pattern by a press, or as shown in FIG. 8, a wire diameter φ8 μm to several tens of μ
A heater element in which m of stainless steel fiber 11 is woven into a mesh 12 and electrode portions 13 having a high mesh density are formed at both ends of the mesh is used. However, the heater need not be limited to this, and may be used between PBI resin sheets or PI
Any metal foil that can be sandwiched between resin sheets may be used. In the case of a low watt planar heater, the heater element may be attached to the PBI resin sheet or PI resin sheet 1 by a method such as printing or etching.
【００２７】図２は図１の面状ヒータの断面図で、ＰＢ
Ｉ樹脂シート又はＰＩ樹脂シート１の間にヒータエレメ
ント２が適切な絶縁距離を有して配置されたところを示
す。又このヒータエレメント２は１層であるが場合によ
っては同一又は異なるワット数のヒータエレメントを何
層にも重ね合わせることも可能である。FIG. 2 is a sectional view of the sheet heater shown in FIG.
The heater element 2 is arranged between the I resin sheet or the PI resin sheet 1 with an appropriate insulation distance. The heater element 2 has one layer, but in some cases, it is possible to superpose heater elements having the same or different wattages in many layers.
【００２８】図３はこのようなシート状の面状ヒータ４
を熱源とした電子写真式複写機又はプリンターのトナー
定着装置に用いられる熱ローラ５で、アルミニウム真鍮
等からなる芯金６の表面に面状ヒータ４を巻付けたもの
であり、回転する熱ローラ５と図示しない対ロールとに
より複写紙に熱と圧力を加えて紙上の電気潜像にトナー
を定着させるものである。FIG. 3 shows such a sheet-like planar heater 4
A heat roller 5 used in a toner fixing device of an electrophotographic copying machine or a printer using a heat source as a heat source, in which a planar heater 4 is wound around the surface of a core metal 6 made of aluminum brass or the like, and is a rotating heat roller. 5 and a pair of rolls (not shown) apply heat and pressure to the copy paper to fix the toner to the electric latent image on the paper.
【００２９】図４はヒータエレメント２をインサート成
形等の工法によりＰＢＩ樹脂プレート又はＰＩ樹脂プレ
ート３に埋設したもので、プレートの形状は使用目的に
より平面又は円筒形をなす成形型を用いる。図５の断面
図は埋設したヒータエレメント２の表面にＰＢＩ樹脂シ
ート又はＰＩ樹脂シート１を貼着した状態を示す。この
ように構成されたプレート状の面状ヒータ７は剛性を有
し主として図６に示すようなベルト式電子写真式複写機
又はプリンターのトナー定着装置の熱源に使用される。In FIG. 4, the heater element 2 is embedded in the PBI resin plate or the PI resin plate 3 by a method such as insert molding, and the shape of the plate is a flat or cylindrical molding die depending on the purpose of use. The cross-sectional view of FIG. 5 shows a state in which the PBI resin sheet or PI resin sheet 1 is attached to the surface of the embedded heater element 2. The plate-shaped planar heater 7 thus configured has rigidity and is mainly used as a heat source of a toner fixing device of a belt type electrophotographic copying machine or printer as shown in FIG.
【００３０】この場合は二個のローラ８，８に張設され
るベルト９がローラ８の回転で循環するように移動し
て、このベルト９により送られる複写紙上の電気潜像に
プレート状の面状ヒータ７によりトナーを定着させる。
そして場合ヒータ面積を増すことにより、より高速のト
ナー定着が可能となる。In this case, the belt 9 stretched over the two rollers 8 and 8 is moved by the rotation of the roller 8 so as to circulate, and the electric latent image on the copy paper sent by the belt 9 is plate-shaped. The toner is fixed by the sheet heater 7.
In this case, the area of the heater is increased to enable faster toner fixing.
【００３１】図７に示すようにＰＢＩ樹脂，ＰＩ樹脂を
使用した面状ヒータ１４を耐熱ガラス管，セラミックス
管又はアルミニュウム，真鍮等の金属管１５の内面に貼
りつけて熱ローラとすることにより伝熱効果が高まり、
３００Ｗの面状ヒータにて前記のキセノンランプと同等
の立ち上がり温度が得られる。As shown in FIG. 7, a sheet heater 14 made of PBI resin or PI resin is attached to the inner surface of a heat-resistant glass tube, a ceramic tube or a metal tube 15 such as aluminum or brass to form a heat roller. The heat effect increases,
With a 300 W planar heater, a rising temperature equivalent to that of the xenon lamp can be obtained.
【００３２】本実施例のＰＢＩ樹脂シート又はＰＢＩ樹
脂フィルム１又はＰＢＩ樹脂プレート３に使用されるＰ
ＢＩ樹脂は安定な複素環式ポリマであり、その製造方法
は多数の米国特許例えば米国再発行特許第２６，０６５
号、米国特許第３，３１３，７８３号、同第３，５０
９，１０８号、同第３，５１８，２３４号、同第３，５
５５，３８９号、同第３，４３３，７７２号、同第３，
４０８，３３６号、同第３，５７８，６４４号、同第
３，５４９，６０３号、同第３，７０８，４３９号、同
第４，１５４，９１９号、同第４，３１２，９７６号、
同第４，３７７，５４６号、同第４，５４９，３８８号
に記載されている。P used in the PBI resin sheet or PBI resin film 1 or PBI resin plate 3 of this embodiment
BI resin is a stable heterocyclic polymer and its preparation is described in a number of US patents including US Reissue Patent No. 26,065.
U.S. Pat. Nos. 3,313,783 and 3,50
9,108, 3,518,234, 3,5
55,389, 3,433,772, 3,
No. 408,336, No. 3,578,644, No. 3,549,603, No. 3,708,439, No. 4,154,919, No. 4,312,976,
No. 4,377,546 and No. 4,549,388.
【００３３】更に、ＰＢＩ樹脂の製造方法はＪ．Ｐ．Ｃ
ｒｉｔｃｈｌｅｙ、Ｇ．Ｊ．Ｋｎｉｇｈｔ及びＷ．Ｗ．
Ｗｒｉｇｈｔ著「耐熱性ポリマー−技術的に有用な材料
（Ｈｅａｔ−Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ−
ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｌｙＵｓｅｆｕｌ Ｍａｔ
ｅｒｉａｌｓ）」Ｐｌｅｎｕｍ Ｐｒｅｅｓ、ＮｅｗＹ
ｏｒｋ（１９８３）、第２５９〜３２２頁にも解説され
ている。Further, the method for producing the PBI resin is described in J. P. C
richley, G.M. J. Knight and W.M. W.
Wright, "Heat-Resistant Polymers-Technically Useful Materials (Heat-Resistant Polymers-
Technologically Useful Mat
initials) "Plenum Prees, NewY
Ork (1983), pages 259-322.
【００３４】本実施例のＰＢＩ樹脂に好ましく用いられ
るＰＢＩは、化１の構造式で示されるポリー２．２´−
（ｍ−フェニレン）−５．５´−ビベンゾイミダゾール
である。PBI preferably used for the PBI resin of this example is poly-2.2'- represented by the structural formula of Chemical formula 1.
(M-phenylene) -5.5'-bibenzimidazole.
【化１】 Embedded image
【００３５】上述のＰＢＩ樹脂は熱可塑性樹脂で変形温
度は４３５℃であり、例えばポリ四フッ化エチレン（以
下ＰＴＦＥという）より耐熱性が著しく高い。したがっ
てＰＢＩ樹脂を使用した面状ヒータ４又は７は、設定温
度を高くすることが可能で、例えば電気ポットの沸騰用
ヒータのほか調理器，暖房器，乾燥機のヒータ等３００
℃〜４００℃までの温度範囲に使用可能である。The above-mentioned PBI resin is a thermoplastic resin and has a deformation temperature of 435 ° C., and has significantly higher heat resistance than, for example, polytetrafluoroethylene (hereinafter referred to as PTFE). Therefore, the planar heater 4 or 7 using the PBI resin can raise the set temperature. For example, a heater for boiling an electric pot, a heater for a cooker, a heater, a dryer, etc. 300
It can be used in the temperature range from ℃ to 400 ℃.
【００３６】更に、ＰＢＩ樹脂シートの絶縁耐圧は例え
ば１μｍの厚みで２００Ｖ確保でき、−２０℃〜４００
℃までこの絶縁耐圧は不変である。また仮に異状加熱に
よりＰＢＩ樹脂が変化しても電気絶縁が確保されること
は実験により説明されている。このように設定温度を高
くすることができるシート状の面状ヒータ４を表面に巻
付けた熱ローラ５を使用することにより、電子写真式複
写機又はプリンターの複写速度を速めることができ、更
にトナー定着面とヒータの距離を短くすることができる
のでヒータ温度の立ち上がり時間を早め、熱効率が良く
なり消費電力が少なくなる。Further, the withstand voltage of the PBI resin sheet can be ensured to be 200 V with a thickness of 1 μm, for example, -20 ° C. to 400 ° C.
This withstand voltage does not change up to ° C. Further, it is experimentally explained that electrical insulation is ensured even if the PBI resin changes due to abnormal heating. By using the heat roller 5 having the sheet-like planar heater 4 capable of raising the set temperature on the surface as described above, the copying speed of the electrophotographic copying machine or printer can be increased. Since the distance between the toner fixing surface and the heater can be shortened, the rise time of the heater temperature is shortened, thermal efficiency is improved, and power consumption is reduced.
【００３７】また、ＰＢＩ樹脂の摩耗係数は１００時
間、ＰＶ＝５００００において２９であり、耐摩耗性に
優れているので高速で送られる複写紙による摩耗が極め
て少ない。また、ＰＢＩ樹脂の数平均分子量は２，００
０〜１００，０００で、好ましくは５，０００〜３０，
０００である。The abrasion coefficient of the PBI resin is 29 at 100 hours and PV = 50000, and since it has excellent abrasion resistance, the abrasion caused by the copy paper sent at high speed is extremely small. The number average molecular weight of PBI resin is 2,000.
0 to 100,000, preferably 5,000 to 30,
It is 000.
【００３８】このＰＢＩ樹脂は、例えばヘキストジャパ
ン（株）製のセラゾール（登録商標）等の市販のものを
使用することができ、フィルム化したもの及び溶媒に溶
解させた液状体も開発されている。As this PBI resin, a commercially available product such as Cerazole (registered trademark) manufactured by Hoechst Japan KK can be used, and a filmed product and a liquid material dissolved in a solvent have been developed. .
【００３９】電子写真式複写機又はプリンターのトナー
定着装置の熱源として用いる面状ヒータ４及び７の、Ｐ
ＢＩ樹脂からなるシート状又はフィルム状のＰＢＩ樹脂
１は、ＰＢＩ樹脂のみからなるもののほかＰＢＩ樹脂に
他の物質を含有させた混合物とすることができる。この
場合、ＰＢＩ樹脂を主体とすることが好ましく、本実施
例においてはＰＢＩ樹脂に含有せる物質として内添フィ
ラーや結着樹脂物質等を用いる。P of the planar heaters 4 and 7 used as a heat source of the toner fixing device of the electrophotographic copying machine or printer.
The sheet-shaped or film-shaped PBI resin 1 made of BI resin may be made of only PBI resin or a mixture of PBI resin and other substances. In this case, it is preferable to mainly use PBI resin, and in the present embodiment, as the substance to be contained in PBI resin, an internally added filler, a binder resin substance, or the like is used.
【００４０】ＰＢＩ樹脂に内添フィラーを含有させるこ
とによりＰＢＩ樹脂の自己潤滑性を向上させ、電気伝導
性を付与することができる。内添フィラーは例えばＳｉ
Ｃ，各種金属粉及びグラファイト等のカーボンである。
従って自己潤滑性を向上させることで複写紙の通紙性が
改善され、電気伝導性を付与することでローラと複写
紙，トナー間での摩擦による静電気の発生，塵積が防止
することができる。例えばＰＢＩ樹脂にグラファイトを
内添することでＰＢＩ樹脂の体積固有抵抗値を（１０6
〜１０8 ）〜１０11Ωｃｍにまで下げることができる。By incorporating an internally added filler into the PBI resin, the self-lubricating property of the PBI resin can be improved and electric conductivity can be imparted. The internally added filler is, for example, Si
C, various metal powders, and carbon such as graphite.
Therefore, by improving the self-lubricating property, the paper passing property of the copy paper is improved, and by providing the electric conductivity, it is possible to prevent the generation of static electricity and the dust accumulation due to the friction between the roller and the copy paper and the toner. . For example, by internally adding graphite to PBI resin, the volume specific resistance value of PBI resin is (10 6
It can be lowered to 10 8 ) to 10 11 Ωcm.
【００４１】しかし面状ヒータに用いるＰＢＩ樹脂は絶
縁物として用いるものであり、本来電気伝導性と絶縁性
は相反する性質である。このためトナー定着装置に用い
る面状ヒータ４又は７は、複写紙に当接する表面層のみ
例えば図５の１を内添フィラーを含有するＰＢＩ樹脂と
する層状構造のＰＢＩ樹脂シート又はフィルム１として
電気伝導性と絶縁性を両立させる方が望ましい。However, the PBI resin used for the sheet heater is used as an insulator, and the electrical conductivity and the insulating property are originally contradictory to each other. Therefore, the sheet-like heater 4 or 7 used in the toner fixing device is an electric sheet as a PBI resin sheet or film 1 having a layered structure in which only the surface layer contacting the copy paper is, for example, PBI resin 1 containing internal filler. It is desirable to have both conductivity and insulation.
【００４２】また、ＰＢＩ樹脂は表面硬度がロックウエ
ル硬さＫスケールで１１０と非常に硬いが、ＰＢＩ樹脂
に結着樹脂物質を含有させることにより弾性及び表面硬
度を改善することができる。従って複写紙との接触面積
に自由度を持たせ、トナーの定着効率を制御することが
可能となる。The surface hardness of the PBI resin is as very high as 110 on the Rockwell hardness K scale, but elasticity and surface hardness can be improved by including a binder resin substance in the PBI resin. Therefore, it is possible to control the fixing efficiency of the toner by giving the contact area with the copy paper a degree of freedom.
【００４３】このような結着樹脂物質は例えば、ＨＴＶ
（Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｖｕｌｃａｎｉ
ｚｅｄ）シリコーンゴム、ＲＴＶ（Ｒｏｏｍ Ｔｅｍｐ
ｅｒａｔｕｒｅ Ｖｕｌｃａｎｉｚｅｄ）シリコーンゴ
ム、ＬＴＶ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｖｕｌ
ｃａｎｉｚｅｄ）シリコーンゴム、ＰＴＦＥのようなフ
ッ素含有モノマーのホモポリマーまたはフッ素含有モノ
マーと他のモノマーとの共重合体である。Such a binder resin material is, for example, HTV.
(High Temperature Vulcani
zed) Silicone rubber, RTV (Room Temp)
Erasure Vulcanized Silicone Rubber, LTV (Low Temperature Vul)
canized) A silicone rubber, a homopolymer of a fluorine-containing monomer such as PTFE, or a copolymer of a fluorine-containing monomer and another monomer.
【００４４】またポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥ
Ｋ），ポリイミド（ＰＩ），ポリアミドイミド（ＰＡ
Ｉ），ポリ四ふっ化エチレン（ＰＴＦＥ），パーフルオ
ロアルコキシ（ＰＦＡ）等の樹脂を混合することにより
表面硬度を改善する。Polyether ether ketone (PEE
K), polyimide (PI), polyamide imide (PA
I), polytetrafluoroethylene (PTFE), perfluoroalkoxy (PFA) and other resins are mixed to improve the surface hardness.
【００４５】本実施例のＰＩ樹脂は例えば東レ・デュポ
ン社の商標名カプトンとして製造市販されているものを
用いることができる。ＰＩ樹脂は熱変形温度がＰＢＩ樹
脂の４３５℃に比べて２６０〜２８０℃と低く連続使用
温度も３００℃に対し２５０℃と低く、絶縁性は３３０
ｋｖ／ｍｍに対して２７６ｋｖ／ｍｍとやや低いという
特性上の問題がある。しかし電子式写真複写機又はプリ
ンター用のトナー定着装置で１分間の送紙枚数１６枚以
上という高速機に使用しない場合は、耐熱寿命として２
５０℃で８年間耐えるので、高速機でない通常機の使用
には問題なく使用可能である。As the PI resin of this embodiment, for example, the one manufactured and marketed under the trade name Kapton of DuPont Toray can be used. The heat distortion temperature of PI resin is 260 to 280 ° C lower than that of PBI resin of 435 ° C, and the continuous use temperature is also low 250 ° C to 300 ° C, and the insulating property is 330.
There is a characteristic problem that it is slightly lower than 276 kv / mm with respect to kv / mm. However, if the toner fixing device for an electronic photocopier or printer is not used in a high-speed machine with 16 or more sheets fed per minute, the heat-resistant life is 2
Since it can withstand 8 years at 50 ° C, it can be used without problems for normal machines that are not high-speed machines.
【００４６】[0046]
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載する効果を奏する。請求項１は従来の技術
に比べて高温に耐えるＰＢＩ樹脂からなる絶縁物にヒー
タエレメントを挟着又は埋設した面状ヒータとしたの
で、シート又はフィルムでは平面，円筒，曲面形状等複
雑な形状にフレキシブルに対応でき、プレートでは成形
時の型によって目的に対応させることができる高ワット
かつ高耐熱の面状ヒータとなる。暖房器，乾燥機，調理
器，湯沸器例えば電気ポットの沸騰用ヒータ等広範囲の
応用が可能である。Since the present invention is configured as described above, it has the following effects. According to the first aspect of the present invention, the heater is sandwiched or embedded in the insulator made of PBI resin that can withstand higher temperatures than the prior art. Therefore, the sheet or film has a complicated shape such as a flat surface, a cylinder, or a curved surface. The plate heater is flexible and can be a high-wattage and high-heat-resistant planar heater that can be used for any purpose depending on the mold used for molding. It can be applied in a wide range of applications such as heaters, dryers, cookers, and water heaters such as heaters for boiling electric pots.
【００４７】請求項２は、請求項１のＰＢＩ樹脂に替え
て比較的高温に耐えるＰＩ樹脂からなる絶縁物を挟着又
は埋設した面状ヒータとなしたので、２５０℃以上の高
温度を必要としないヒータとして請求項１と同様にシー
ト又はフィルムでは平面，円筒，曲面形状等にフレキシ
ブルに対応できプレートでは成形型によって対応できる
安価の面状ヒータである。In the second aspect of the present invention, the PBI resin of the first aspect is replaced with a planar heater in which an insulator made of a PI resin that withstands a relatively high temperature is sandwiched or embedded, so a high temperature of 250 ° C. or higher is required. As a heater which does not include the above, as in the first aspect, a sheet or film is an inexpensive planar heater that can be flexibly adapted to a flat surface, a cylinder, a curved surface shape, and the like, and a plate can be supported by a mold.
【００４８】請求項３は、ヒータエレメントとしてステ
ンレス鋼繊維を網目状に織り込んだものを用いたので、
通常の鉄クローム，ニッケルクローム材をジクザグとな
したものに比べて柔軟性に富み複雑な形状にも対応でき
る面状ヒータとなる。According to the third aspect of the present invention, since the heater element is made by weaving stainless steel fibers in a mesh shape,
This is a planar heater that is more flexible and capable of handling complex shapes than the conventional zigzag material made of iron chrome or nickel chrome.
【００４９】請求項４は、ＰＢＩ樹脂を用いた面状ヒー
タを電子写真式複写機又はプリンター用のトナー定着装
置の熱源として用いたので、ヒータとトナー定着面との
距離を小さくすることが可能となり、表面温度の立ち上
がり時間が速く熱効率がよくなって従来１ｋｗ程度のヒ
ータに比べて３００Ｗで同等の性能が得られ、また断熱
性に優れているためトナー定着設定温度の変動が少な
く、ヒータ電力や温度制御の消費電力を軽減することが
できる。また金属，プラスチック，紙，トナー等に対し
て相互摩耗性能が優れ耐摩耗性が高いので寿命が延び
る。さらに高温に設定できることにより複写速度を速め
ることができ、より高速な複写機又はプリンターとな
る。Since the sheet heater using the PBI resin is used as the heat source of the toner fixing device for the electrophotographic copying machine or printer, the distance between the heater and the toner fixing surface can be reduced. Since the surface temperature rises quickly and the thermal efficiency is improved, the same performance can be obtained at 300 W as compared with the conventional heater of about 1 kW. Also, since the heat insulation property is excellent, the toner fixing set temperature does not fluctuate and the heater power is reduced. It is possible to reduce power consumption for temperature control. Also, the mutual wear performance against metal, plastic, paper, toner, etc. is excellent and the wear resistance is high, so the life is extended. Since the temperature can be set to a higher temperature, the copying speed can be increased, and the copying machine or printer can operate at higher speed.
【００５０】請求項５は、請求項４のＰＢＩ樹脂に替え
てＰＩ樹脂からなるものであって、送紙速度の高速でな
い通常機においては長寿命に耐える電子写真式複写機又
はプリンターのトナー定着装置として、請求項４とほぼ
同等の効果を有する。A fifth aspect of the present invention comprises a PI resin instead of the PBI resin of the fourth aspect, and a toner fixing of an electrophotographic copying machine or a printer which can endure a long life in a normal machine having a high paper feeding speed. The device has substantially the same effect as that of claim 4.
【００５１】請求項６は、内添フィラーを含有するＰＢ
Ｉ樹脂として自己潤滑性と電気伝導性を付与したので、
複写紙の通紙性がよくなり、ロールと紙，トナー間での
摩擦による静電気の発生，塵積を防止することができ、
良質な複写の持続性が向上する。A sixth aspect of the present invention is a PB containing an internally added filler.
Since I resin has been given self-lubricating property and electrical conductivity,
It improves the paper-passing property of copy paper and prevents the generation of static electricity and dust accumulation due to friction between the roll and the paper and toner,
The sustainability of good quality copies is improved.
【００５２】請求項７は、結着樹脂物質を含有するＰＢ
Ｉ樹脂として弾性及び表面硬度を改善したので、電子写
真式複写機の接触面積に自由度を持たせることが可能と
なり、トナーの定着効率を制御することができるように
なる。A seventh aspect of the present invention is a PB containing a binder resin substance.
Since the elasticity and the surface hardness of the I resin are improved, the contact area of the electrophotographic copying machine can be provided with a degree of freedom, and the fixing efficiency of the toner can be controlled.
【図１】本発明の実施例のフィルム状の面状ヒータの平
面図である。FIG. 1 is a plan view of a film-shaped planar heater according to an embodiment of the present invention.
【図２】同フィルム状面状ヒータの側面の断面図であ
る。FIG. 2 is a side sectional view of the film-shaped planar heater.
【図３】フィルム状の面状ヒータを外周に巻いたトナー
定着装置の熱ローラの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a heat roller of a toner fixing device in which a film-shaped planar heater is wound around the outer circumference.
【図４】ＰＢＩ樹脂プレートにヒータを埋設した状態を
示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a state in which a heater is embedded in a PBI resin plate.
【図５】図４のＰＢＩ樹脂プレートの上面をＰＢＩ樹脂
シートで覆ったプレート状の面状ヒータの断面図であ
る。5 is a cross-sectional view of a plate-shaped planar heater in which the upper surface of the PBI resin plate of FIG. 4 is covered with a PBI resin sheet.
【図６】ベルト式トナー定着装置にプレート状の面状ヒ
ータを取り付けた概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram in which a plate-shaped planar heater is attached to a belt type toner fixing device.
【図７】パイプの内面に面状ヒータを貼り付けた斜視図
である。FIG. 7 is a perspective view in which a sheet heater is attached to the inner surface of the pipe.
【図８】網目状に織ったステンレス鋼繊維製のヒータを
示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a heater made of stainless steel fibers woven in a mesh shape.
【符号の説明】 １ ＰＢＩ樹脂シート ２ ヒータエレメント ３ ＰＢＩ樹脂プレート ４ フィルム状の面状フィル
タ ５ 熱ロール ７ プレート状の面状フィル
タ ８ ローラ ９ ベルト[Explanation of Codes] 1 PBI resin sheet 2 Heater element 3 PBI resin plate 4 Film-shaped planar filter 5 Heat roll 7 Plate-shaped planar filter 8 Roller 9 Belt
Claims (9)
いう）樹脂からなるシート状又はフィルム状若しくはプ
レート状の少なくとも二枚の絶縁物の間に少なくとも一
枚のシート状のヒータエレメントを挟着又は埋設してな
ることを特徴とする面状ヒータ。1. At least one sheet-shaped heater element is sandwiched or embedded between at least two sheet-shaped, film-shaped, or plate-shaped insulators made of polybenzimidazole (hereinafter referred to as PBI) resin. A planar heater characterized in that
なるシート状又はフィルム状若しくはプレート状の少な
くとも二枚の絶縁物の間に少なくとも一枚のシート状の
ヒータエレメントを挟着又は埋設してなることを特徴と
する面状ヒータ。2. At least one sheet-shaped heater element is sandwiched or embedded between at least two sheet-shaped or film-shaped or plate-shaped insulating materials made of a polyimide (hereinafter referred to as PI) resin. Sheet heater characterized by.
ステンレス鋼繊維である請求項１又は２記載の面状ヒー
タ。3. The sheet heater according to claim 1, wherein the heater element is a mesh-woven stainless steel fiber.
ム状若しくはプレート状の少なくとも二枚の絶縁物の間
に少なくとも一枚のシート状のヒータエレメントを挟着
又は埋設した面状ヒータを用いる電子写真式複写機又は
プリンター用のトナー定着装置。4. An electrophotographic type using a planar heater in which at least one sheet-shaped heater element is sandwiched or embedded between at least two sheet-shaped or film-shaped or plate-shaped insulating materials made of PBI resin. Toner fixing device for copiers or printers.
状若しくはプレート状の少なくとも二枚の絶縁物の間に
少なくとも一枚のシート状のヒータエレメントを挟着又
は埋設した面状ヒータを用いる電子写真式複写機又はプ
リンター用のトナー定着装置。5. An electrophotographic type using a planar heater in which at least one sheet-shaped heater element is sandwiched or embedded between at least two sheet-shaped, film-shaped or plate-shaped insulators made of PI resin. Toner fixing device for copiers or printers.
ｃ，金属粉，カーボンの少なくとも一つを含有するもの
である請求項４記載の面状ヒータを用いる電子写真式複
写機又はプリンター用のトナー定着装置。6. The PBI resin is Si as an internally added filler.
A toner fixing device for an electrophotographic copying machine or printer using a sheet heater according to claim 4, which contains at least one of c, metal powder and carbon.
のである請求項４記載の面状ヒータを用いる電子写真式
複写機又はプリンター用のトナー定着装置。7. The toner fixing device for an electrophotographic copying machine or printer using a sheet heater according to claim 4, wherein the PBI resin contains a binder resin substance.
〜１００，０００の範囲である請求項４記載の面状ヒー
タを用いる電子写真式複写機又はプリンター用のトナー
定着装置。8. The PBI resin has a number average molecular weight of 2,000.
The toner fixing device for an electrophotographic copying machine or printer using the sheet heater according to claim 4, which is in the range of 100 to 100,000.
ェニレン）−５．５´−ビベンゾイミダゾールである請
求項４記載の面状ヒータを用いる電子写真式複写機又は
プリンター用のトナー定着装置。9. A toner for an electrophotographic copying machine or printer using a sheet heater according to claim 4, wherein the PBI resin is poly-2.2 '-(m-phenylene) -5.5'-bibenzimidazole. Fixing device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5192595A JPH0869862A (en) | 1994-06-21 | 1995-02-16 | Sheet-like heater and toner fixing device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16326594 | 1994-06-21 | ||
| JP6-163265 | 1994-06-21 | ||
| JP5192595A JPH0869862A (en) | 1994-06-21 | 1995-02-16 | Sheet-like heater and toner fixing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0869862A true JPH0869862A (en) | 1996-03-12 |
Family
ID=26392513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP5192595A Pending JPH0869862A (en) | 1994-06-21 | 1995-02-16 | Sheet-like heater and toner fixing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
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