JPS61134776A - 複写機のヒ−トロ−ル - Google Patents

複写機のヒ−トロ−ル

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Publication number
JPS61134776A
JPS61134776A JP25721884A JP25721884A JPS61134776A JP S61134776 A JPS61134776 A JP S61134776A JP 25721884 A JP25721884 A JP 25721884A JP 25721884 A JP25721884 A JP 25721884A JP S61134776 A JPS61134776 A JP S61134776A
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JP
Japan
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resistance layer
heat roll
resistance
layer
core
Prior art date
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Pending
Application number
JP25721884A
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English (en)
Inventor
Ryoichi Shibata
良一 柴田
Yasuo Tsukuda
佃 康夫
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
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Publication of JPS61134776A publication Critical patent/JPS61134776A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2053Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating
    • G03G15/2057Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating relating to the chemical composition of the heat element and layers thereof

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は円筒状の芯体の外表面に抵抗層を設けた複写機
のヒートロールに関するものである。
[従来の技術] 複写紙上のトナー像を熱定着させるための熱定着装置に
用いられるヒートロールとして1円筒状の芯体の外表面
に抵抗層を設けたものが公知である(例えば実開昭56
−120559、実開昭58−175551)。即ちこ
の抵抗層に通電することによりヒートロールを加熱状態
に維持し、トナーの熱定着を図るのである。
ところでヒートロール外表面に形成される抵抗層として
は、所定の抵抗値の層を容易に形成できるものであるこ
とが要求される。
[発明が解決しようとする間顕点〕 従来、抵抗層としては、ニッケルクロム合金等が用いら
れているが、ニッケルクロム合金は比抵抗が小さく、層
厚を小さくせざるを得す、均一でかつ所定の抵抗値を有
する抵抗層を形成するのが容易ではない。
また上記二つの実用新案公開公報には、抵抗層の組成自
体についての開示は全くなされていない。
[問題点を解決するための手段] 上記問題点を解決するために、本発明は、ヒートロール
芯体の外表面に形成する抵抗層として、アルミナ、マグ
ネシア及びアルミナ・マグネシアスピネル(以下スピネ
ルと略)の1種又は2挿置」二の酸化物とニッケルクロ
ム合金とを含有してなる抵抗層を用いるようにしたもの
である。
以下本発明について詳細に説明する。
本発明の抵抗層は、アルミナ(AJ1203)、マグネ
シア(MgO)及びスピネル(MgO・A l 203
 )の1種又は2種以上の酸化物とニッケルクロム合金
とを含有してなるものである。
ニッケルクロム合金としては、ニッケル対クロムの含有
重量比が90:10〜70:30のものが好ましい。ま
たニッケル、クロム以外にも抵抗材、耐熱材としてこれ
らと通常合金されるFe、St、AM、T i 、 Y
、 Ce、 Mo、W、Mn等を10重量%以下含むよ
うにしても良い。
アルミナ、マグネシア及びスピネルは化学的に安定であ
ると共に安価である。また、室温〜ヒートロールの使用
温度(通常は約200℃)以下の温度域において、相変
態が無く、これに伴う体積変化もない。
本発明の抵抗層は、通常、ヒートロール芯体の外表面に
溶射によって形成されるのであるが、酸化物粉末の粒度
としては、平均粒径が10〜50μmのものが好ましい
。平均粒径が50pLmよりも大きくなると、膜厚に対
する粒子の径の割合が大きくなり、膜が不均一になる。
平均粒径が10#1.mよりも小さくなると、抵抗層を
溶射により均一に形成するのが困難となり、かつ抵抗層
の付着強度も小さくなる。即ち溶射を行なうには、通常
、芯体の外表面をショツトブラスト等で表面粗度を高め
てから溶射を行なうのであるが、適度に粗い粒子が芯体
表面の四部を埋め、芯体表面の凹凸があってもfI!4
遍なく被膜を付着形成するのである。ところが酸化物粉
末の粒径が過度に細かいと表面の凹凸をならす作用が発
揮されず、満遍なく均一な膜を付着するのが困難になる
のである。
なお、このように溶射によって抵抗層を形成した場合に
は、芯体と抵抗層の付着強度が極めて高くなり、抵抗層
が芯体から剥れ難いものとなる。
ニッケルクロム合金と酸化物粉末の混合割合としては、
ニッケルクロム合金5〜25重量%、酸化物粉末95〜
75重量%程度が好ましい。ニッケルクロム合金が5重
量%よりも少なくなると抵抗層の均質性が失われかつ抵
抗層の芯体外表面への付着強度も小さくなる。逆にニッ
ケルクロム合金が25重量%を超えると比抵抗が小さく
なりその分だけ膜厚を小さくせざるを得す、膜厚コント
ロールが難しくなり均一な抵抗層を形成するのが難しく
なる。
第3図は、実施例2で詳述されるように、ニッケルクロ
ム合金粉末とスピネル粉末とを混合し、プラズマ溶射し
て形成した抵抗層の比抵抗の測定結果を示すグラフであ
り、横軸には薄膜中におけるニッケルクロム合金の含有
率が目盛られている。
第3図より、ニッケルクロム合金の含有率の増加に伴っ
て比抵抗が低下することが認められ、特にニッケルクロ
ム合金の含有率が25重量%を超えると比抵抗がlXl
0−2Ω@Cm以下となることが認められる。
本発明において、抵抗層の膜厚としては50〜500 
μmとりわけ100〜300μm程度とするのが好まし
い。膜厚が501Lmよりも小さくなると、抵抗層の膜
厚分布が不均一となり易く、逆に5001Lmを超える
と、抵抗層自体の熱容量が大きくなる。また、芯体外表
面から剥れ易くもなる。
而して、本発明のヒートロールにおいて、芯体表面に形
成された抵抗層は、熱定着温度付近における抵抗温度係
数がほぼ0又は正〒あることが認められた。第4図は、
実施例3で詳述するように、溶射法により形成されたニ
ッケルクロム合金15重量%、残部アルミナなる組成を
有する抵抗層の抵抗一温度特性の測定結果を示すもので
あるが、抵抗温度係数は約50〜250℃の範囲で+6
.7X10−’Ωcm/℃であった。
このように熱定着温度付近における抵抗温度係数がほぼ
O又は正であると、所定の定着温度に正確に保持するこ
とが可能となる。因みに、第4図に示すT i O2の
ように熱定着温度付近における抵抗温度係数が負で、か
つその絶対値が大きい場合には、熱定着温度付近で、昇
温に伴って通電電流が増加して発熱量が増大し易く、こ
のために温度制御が難しくなるのである。
第1図は本発明のヒートロールの一例を示す断面図、第
2図は第1図Hの部分の拡大図である。
図示の如く、ヒートロール1は円筒形状であり、芯体2
の外表面に抵抗層5が付着形成されている。芯体2と抵
抗層5との間には結合材3、絶縁材4の各層が設けられ
ている。
絶縁材4は抵抗層5と芯体2どの短絡を防ぐものであり
、結合材3は芯体2と絶縁材4との結合性を高めるため
のものである。抵抗層50表面にはオフセットを防止す
るためのフッ素樹脂層6が形成されている。また抵抗層
5の両端側には、抵抗層5に通電するための電極7が設
けられているが、ヒートロールの両端面に設けても良い
。図中8は絶縁材4中に水分が拡散浸透することを防止
するための防湿層である。
芯体2としては炭素鋼、ステンレス鋼或はアルミニウム
合金等、従来から用いられている芯体用材料が用いられ
る。
結合材3としてはニッケル基合金等が用いられ、例えば
ニッケルーアルミニウムーモリブデン合金等が用いられ
る。この結合材3の厚さは20〜10011.m程度が
好ましい。
絶縁材4としては、各種の酸化物粉末が用いられるが、
抵抗層5との熱膨張率を近似させるために、抵抗層5中
に含まれる酸化物粉末と同じ材質のものを用いるのが好
ましい。例えば抵抗層5中にスピネル粉末が含有される
場合には、この絶縁材4としてもスピネルを用いるのが
好ましい。絶縁材4の厚さは、厚すぎると熱容量が増大
し、薄すぎると絶縁性が悪くなるので、例えば300〜
1000 μm程度とされる。
抵抗層に通電するための電極7としては導電性のある金
属やセラミックスが用いられる。また防湿層8としては
耐熱性のあるポリイミド樹脂の他、ポリテトラフルオロ
エチレン等のフッ素樹脂などが用いられる。
本発明のヒートロールを製造するに際し、結合材、絶縁
材、抵抗層あるいは電極を芯体外表面に付着させるには
、溶射法によるのが便利である。
溶射法としては、プラズマ溶射、火炎溶射、アーク溶射
等の公知の各種の方法が採用できるが、セラミック粉末
の溶射にはプラズマ溶射が好適である。なお溶射を行な
うに先立って、芯体表面をシ目ットブラスト処理等を行
なうことにより表面粗度を高めておくことが好ましい。
なお、第2図の説明における材質及び各層の厚さは一例
であるから、本発明はこれに限定されるものではない。
[作用コ アルミナ、マグネシア、スピネルの1種又は2種以上と
ニッケルクロム合金とを含んでなる抵抗層は、抵抗値を
所要の値とすることが容易であり、均一で適切な厚さの
抵抗層となし得る。また、これにより、抵抗層の抵抗分
布が均一になると共に、熱容量が小さくなる。これに伴
い、抵抗層が芯体の外表面に形成されることと相乗し、
ヒートロールの急速昇温か可能となる。
また、抵抗層を溶射法により形成すれば、該抵抗層の芯
体への付着強度が大幅に高くなる。
この抵抗層は、はぼO又は正の抵抗温度係数とすること
ができ、これにより、ヒートロールを所定の定着温度に
正確に保持し得る。
[実施例] 以下実施例について説明する。
実施例1 ステンレス(SUS430)製の芯体の表面に、第2図
の如く、結合材、絶縁材、抵抗層、フッ素樹脂(ポリテ
トラフルオロエチレン)層、電極及び防湿層を形成しヒ
ートロールを製作した。結合材、絶縁材、抵抗層はプラ
ズマ溶射により、電極は火炎溶射により、また樹脂は塗
布により、それぞれ形成した。
具体的な条件を次に示す。
芯体     内径       28mm外径   
    30mm 胴部分の長さ 290.5mm 結合材    N1−A見−Mo合金 Ni89.5% A文 5.5% Mo5.0% 厚さ       5oI1.m 絶縁材    スピネル 厚さ      300μm 抵抗層    ニッケルクロム合金  5%(Ni80
%、Cr2O%) スピネル      95% 厚さ      170 gm 溶射前の粉末の平均粒径 ニッケルクロム合金25川m スピネル     25川m フッ素樹脂層 厚さ      200μm電極   
  Cu−Zn合金 厚さ      600J1.m 幅              4mm防湿層    
ポリイミド樹脂 幅              2mm以−Lのように
して形成された抵抗層を室温から200℃にまで加熱す
るに要する電力量は、600WX 1分〒足りた。また
加熱昇温を繰り返し行なったが、特性は殆ど変化しなか
った。
なおこの抵抗層の抵抗温度係数は÷f1.?X 10−
’晧 ΩCm/℃であった。
実施例2 抵抗層を構成するニッケルクロム合金とスピネルとの配
合割合を種々変化させたこと以外は、実施例1と同様に
して、ヒートロールを製作した。
各ヒートロールの抵抗層の比抵抗について測定し1ま た結果を第3図に示す。
第3図より、ニッケルクロム合金の含有率の増加に伴い
比抵抗が減少し、特にニッケルクロム合金含有率が25
重量%を超えると比抵抗が相当に小さな値となることが
認められる。
実施例3 抵抗層を、平均粒径約2511.mのニッケルクロム合
金15重量%及び平均粒径約25gmのアルミナ粉末8
5重量%を用いてプラズマ溶射により形成したこと及び
アルミナに粒径数μmのニッケルクロムをコーティング
した以外は実施例1と同様にしてヒートロールを製作し
、その抵抗層の抵抗温度係数を測定した。
比較のため、平均粒径約251Lmのチタニア(T i
 02 )を用いて同様にして形成された抵抗層を有す
るヒートロールを製作し、抵抗温度係数を測定した。
これらの結果を第4図に示す。
第4図より、本発明に係るヒートロールの抵抗層は+6
.7XIO−’Ωcm/℃の抵抗温度係数を有している
ことが認められる。また、T i O2を用いたものは
一233X−’ΩCm/℃という、負でかつ絶対値の大
きい抵抗温度係数を有していることが認められる。
[効果] 以上の通り本発明のヒートロールは、芯体外表面に形成
される抵抗層として、アルミナ、マグネシア及びスピネ
ルの1種又は2種以上の酸化物とニッケルクロム合金と
を含むものを用いるようにしたものであり、所要の抵抗
値のものを容易に形成することができ均一で適切な厚さ
の抵抗層となし得る。そして、抵抗層の抵抗分布の均一
化、抵抗層熱容量の小容量化が可能となる。また、抵抗
層が芯体の外表面に形成されていることと相俟って、ヒ
ートロールの急速昇温か可能となる。
更に、本発明のヒートロールにおいては、抵抗層の芯体
への付着強度の増大、及び抵抗層の定着温度付近におけ
る抵抗温度係数をほぼ0又は正とし、ヒートロールを所
定の定着温度に正確に保持することも可能とされる。
【図面の簡単な説明】
第1図はヒートロールの軸線方向断面図、第2図は第1
図の要部拡大図である。また第3図及び第4図はそれぞ
れ実施例における特性の測定結果を表すグラフである。 1・・・ヒートロール、  2・・・芯体。 4・・・絶縁材、  5・・・抵抗層。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)円筒状の芯体の外表面に抵抗層を設けた複写機の
    ヒートロールにおいて、該抵抗層は、アルミナ、マグネ
    シア及びアルミナ・マグネシアスピネルの1種又は2種
    以上の酸化物とニッケルクロム合金とを含んでなる抵抗
    層であることを特徴とする複写機のヒートロール。
  2. (2)前記抵抗層は、ニッケルクロム合金5〜25重量
    %、酸化物95〜75重量%を含んでなる抵抗層である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の複写機
    のヒートロール。
  3. (3)抵抗層、絶縁層がプラズマ溶射で形成され溶射用
    の酸化物粉末の平均粒径が10〜50μmであることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項に記載の複
    写機のヒートロール。
  4. (4)抵抗層の厚さが50〜500μmであることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれか
    1項に記載の複写機のヒートロール。
JP25721884A 1984-12-05 1984-12-05 複写機のヒ−トロ−ル Pending JPS61134776A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6378188A (ja) * 1986-09-22 1988-04-08 Hideo Nagasaka 複写機用熱定着ロ−ル
JPS63167389A (ja) * 1986-12-29 1988-07-11 Onoda Cement Co Ltd 複写機用熱定着ロ−ルおよびその製造方法
JPS63167390A (ja) * 1986-12-29 1988-07-11 Onoda Cement Co Ltd 複写機用熱定着ロ−ル
US4874927A (en) * 1987-06-09 1989-10-17 Hitachi Metals, Ltd. Heating roll for fixing toner

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