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JPH08156165A - Heating laminated structure - Google Patents

Heating laminated structure

Info

Publication number
JPH08156165A
JPH08156165A JP6332131A JP33213194A JPH08156165A JP H08156165 A JPH08156165 A JP H08156165A JP 6332131 A JP6332131 A JP 6332131A JP 33213194 A JP33213194 A JP 33213194A JP H08156165 A JPH08156165 A JP H08156165A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
heat
laminated structure
acid
resistant resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6332131A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hironori Yamamoto
弘典 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eneos Corp
Original Assignee
Nippon Petrochemicals Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Petrochemicals Co Ltd filed Critical Nippon Petrochemicals Co Ltd
Priority to JP6332131A priority Critical patent/JPH08156165A/en
Publication of JPH08156165A publication Critical patent/JPH08156165A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

PURPOSE: To obtain a small-sized, lightweight, and long-life heat generating laminated structure the temperature of which can be increased quickly and which can be heated uniformly by forming a heat generating body layer, an electrical insulating body, and heat conductive body layer in sequence on the external surface a heat resistant resin molded article. CONSTITUTION: A heat conductive body layer 5 of Cu or Ni is placed on an electrical insulating body layer 4, and a silicone resin paint is applied on the layer 5 and dried so that an electrical insulating body layer 4a is formed on the layer 5. Both end parts of a structure 1 are not covered with the layer 4, the layer 5, and the layer 4a to make the layer 3 be exposed, and power application use electrode terminals are set in the exposed part. By passing the current through the layer 3, heat is transmitted to the layer 5. Since the layer 5 has greater heat conductivity than the layer 3, the dispersion of temperature in the layer 3 is eliminated in the layer 5 to make the temperature uniform. Since a core material of a heat resistant resin molded article 2 is used, the structure 1 is lightweight. In addition, since the layer 3 and the layer 5 are electrically insulated from the layer 4, they can be formed using optional materials, respectively.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プリンタ、ファクシミ
リ、複写機等において、記録紙上に転写したカーボント
ナー像の定着(熱固定化)に使用される発熱積層構造
体、例えば定着ロールに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat-generating laminated structure, such as a fixing roll, used for fixing (heat fixing) a carbon toner image transferred on a recording paper in a printer, a facsimile machine, a copying machine or the like. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】粉体あるいは液体を現像材とする記録方
式、例えば電子写真記録装置においては、印刷用紙等の
記録媒体の搬送路を介して定着ロールと加圧ロールとを
対向配置した構造が知られている。そして、このような
定着装置は、記録媒体に転写されたカーボントナーを定
着ロール(熱固定化ロール)の熱で加熱溶融させ、定着
ロールと加圧ロールの間で加圧することによりカーボン
トナーを記録媒体に定着させる。この定着ロールには、
熱ロールを用いるもの、フラッシュ光を用いるもの、セ
ラミックス板の上にニクロム層を設けたもの等がある。
2. Description of the Related Art A recording system using powder or liquid as a developing material, for example, an electrophotographic recording apparatus, has a structure in which a fixing roll and a pressure roll are opposed to each other via a conveyance path of a recording medium such as printing paper. Are known. In such a fixing device, the carbon toner transferred to the recording medium is heated and melted by the heat of the fixing roll (heat fixing roll), and the carbon toner is recorded by applying pressure between the fixing roll and the pressure roll. Fix it on the medium. This fuser roll has
There are those using a heat roll, those using flash light, and those having a nichrome layer provided on a ceramic plate.

【0003】トナー定着時のこれらの定着ロールの温度
は、200℃付近であることが必要であり、所定温度を
保つために、間接加熱方式と直接加熱方式のものが考案
されている。間接加熱方式の熱固定化ロールとしては、
回転する中空ロールの中にハロゲンランプを挿入し、ハ
ロゲンランプの輻射熱によって熱をロールに伝える方式
ものが一般的である。直接加熱方式の熱固定化ロールと
しては、金属中空管の外表面上に電気絶縁体層を介して
設けたニクロム層へ通電し加熱する方法、あるいは金属
中空管の内側に電気絶縁体層を介して設けた炭素繊維層
へ通電し加熱する方法、電気絶縁芯材にニクロム線を巻
き、セラミックセメントで固定して、金属粉等を詰めた
金属管で封止し、ニクロム線へ通電して加熱する方法な
どが知られている。
The temperature of these fixing rolls at the time of toner fixing is required to be around 200 ° C., and in order to maintain a predetermined temperature, an indirect heating system and a direct heating system have been devised. As an indirect heating type heat fixing roll,
It is common to insert a halogen lamp into a rotating hollow roll and transfer the heat to the roll by the radiant heat of the halogen lamp. As the heat fixing roll of the direct heating method, a method of heating by energizing the nichrome layer provided on the outer surface of the metal hollow tube through the electric insulator layer, or an electric insulator layer inside the metal hollow tube A method of heating by energizing the carbon fiber layer provided via, winding the nichrome wire around the electrically insulating core material, fixing with ceramic cement, sealing with a metal tube filled with metal powder etc., energizing the nichrome wire A method of heating by heating is known.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の間接加熱方式
は、ハロゲンランプの輻射熱よって熱をロールに伝えて
いたため、予熱時間が長く、かつエネルギー効率が悪い
という欠点があった。これらの欠点を改良するために、
直接加熱方式が考えられた。しかし、金属管の外表面上
に耐熱性樹脂等の電気絶縁体層を介して行う通電加熱方
式では、20℃以上の温度のばらつきが生じて、定着像
に濃淡むらが生じるという欠点があった。そこで、温度
むらを改良した熱ロールが、特開平5−80670号公
報や特開平5−278141号公報等に提案されてい
る。しかし前者は、電気絶縁芯材にニクロム線を巻き、
それをセラミックセメントで固定して、金属粉等を詰め
た金属管で封止したものであり、製造工程は煩雑であ
り、かつ熱ロール自体が重いという欠点があった。一
方、後者は金属中空管の内側にガラス繊維と炭素繊維を
耐熱性樹脂で固着させ一体化したものであるが、その製
造工程は、長さ30cm前後のパイプの形状に合わせて
繊維状のガラスおよび炭素を内側にセットした後、内側
から圧力をかけて加熱し固着一体化するため、技術的に
煩雑であり、かつ一定の発熱効率を有する熱ロールの生
産歩留まりが悪くなるという欠点があった。さらに、熱
ロール自体の重量は、従来品より多少軽くなったが、金
属パイプを使用しているため依然として重いという欠点
が解消されておらず、また高価な炭素繊維を用いるため
コストが高いという問題も有していた。すなわち、定着
ロールは加圧ロールと対向配置した構成で使用されると
ころから、加圧ロールによる圧力に耐えるために一定値
以上の構造強度を保有することが必要であり、したがっ
て、従来の定着ロールは強度を負担する構造材としてい
ずれも金属製の中空パイプを使用しており、前述のよう
に重量が大きいという金属特有の欠点を依然として保有
するものである。本発明の目的は、温度の上昇が速く、
均一な加熱が可能であり、かつ小型軽量で、長寿命の定
着ロールなどに使用される発熱積層構造体を提供するこ
とにある。
The conventional indirect heating method has the drawback that the heat is transmitted to the roll by the radiant heat of the halogen lamp, so that the preheating time is long and the energy efficiency is low. To remedy these drawbacks,
A direct heating method was considered. However, the energization heating method in which an electric insulating layer such as a heat-resistant resin is provided on the outer surface of the metal tube has a drawback that variations in temperature of 20 ° C. or more occur and unevenness in the density of the fixed image occurs. . Therefore, heat rolls with improved temperature unevenness have been proposed in JP-A-5-80670 and JP-A-5-278141. However, in the former, the nichrome wire was wound around the electrically insulating core,
It is fixed with ceramic cement and sealed with a metal tube filled with metal powder, and the manufacturing process is complicated, and the heat roll itself is heavy. On the other hand, the latter is one in which glass fibers and carbon fibers are fixed and integrated with a heat-resistant resin inside a metal hollow tube, and the manufacturing process is a fibrous shape according to the shape of the pipe with a length of about 30 cm. After the glass and carbon are set inside, pressure is applied from the inside to heat and bond them together, which is technically complicated and has the drawback that the production yield of thermo rolls with a certain heat generation efficiency deteriorates. It was Furthermore, the weight of the heat roll itself has become slightly lighter than the conventional product, but the drawback of being still heavy due to the use of metal pipes has not been solved, and the cost is high because expensive carbon fiber is used. Also had. In other words, since the fixing roll is used in a configuration opposed to the pressure roll, it is necessary to have a structural strength of a certain value or more in order to withstand the pressure of the pressure roll. Uses a metal hollow pipe as a structural material that bears strength, and as described above, it still has the disadvantage peculiar to metal that it is heavy. The object of the present invention is to increase the temperature quickly,
An object of the present invention is to provide a heat-generating laminated structure that can be uniformly heated, is small and lightweight, and has a long life and is used for a fixing roll or the like.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の第1は、耐熱性
樹脂成形体の外表面に発熱体層、電気絶縁体層および熱
伝導体層をこの順に形成してなる発熱積層構造体に関す
るものである。本発明の第2は、上記第1の発明におい
て、耐熱性樹脂成形体が中空パイプであることを特徴と
する発熱積層構造体に関する。本発明の第3は、上記第
1の発明において、発熱体層、電気絶縁体層および熱伝
導体層が薄膜コーティングにより形成されてなることを
特徴とする発熱積層構造体に関する。本発明の第4は、
上記第1の発明において、耐熱性樹脂がサーモトロピッ
ク液晶ポリマーであることを特徴とする発熱積層構造体
に関する。
A first aspect of the present invention relates to a heat generating laminated structure in which a heat generating layer, an electric insulator layer and a heat conductor layer are formed in this order on the outer surface of a heat resistant resin molding. It is a thing. A second aspect of the present invention relates to the heat-generating laminated structure according to the first aspect, wherein the heat-resistant resin molding is a hollow pipe. A third aspect of the present invention relates to the heat-generating laminated structure according to the first aspect, characterized in that the heat-generating layer, the electrical insulator layer and the heat conductor layer are formed by thin film coating. The fourth aspect of the present invention is
In the first invention, the heat-resistant resin is a thermotropic liquid crystal polymer, which relates to a heat-generating laminated structure.

【0006】以下、本発明をさらに説明する。本発明に
おいて使用する耐熱性樹脂とは、荷重たわみ温度(AS
TM D648、荷重18・5kgf/cm2)が195℃以上
である熱可塑性樹脂をいう。発熱体として使用するため
には、195℃以上の加重たわみ温度が必要である。樹
脂としては、加重たわみ温度が上記の条件を満たす限
り、従来公知のいずれの熱可塑性樹脂も採用することが
できる。例えば、ポリフェニレンサルファイド、ポリサ
ルホン、全芳香族ポリエステル、ポリエーテルエーテル
ケトン、ポリエーテルイミドなどが好ましく用いられ
る。これらは、無機充填材により強化することができ
る。耐熱性のほかに成形性も考慮すると、サーモトロピ
ック液晶ポリマーが好ましい。
The present invention will be further described below. The heat resistant resin used in the present invention means the deflection temperature under load (AS
TM D648, a thermoplastic resin having a load of 18.5 kgf / cm 2 ) of 195 ° C. or higher. A weighted deflection temperature of 195 ° C. or higher is required for use as a heating element. As the resin, any conventionally known thermoplastic resin can be adopted as long as the deflection temperature under load satisfies the above conditions. For example, polyphenylene sulfide, polysulfone, wholly aromatic polyester, polyetheretherketone, polyetherimide and the like are preferably used. These can be reinforced with inorganic fillers. In consideration of heat resistance and moldability, thermotropic liquid crystal polymer is preferable.

【0007】本発明でいうサーモトロピック液晶ポリマ
ーとは、溶融時に光学的異方性を示し、かつ熱可塑性を
有するポリマーである。このように溶融時に光学的異方
性を示すポリマーは、溶融状態でポリマー分子鎖が規則
的な平行配列をとる性質を示す。光学的異方性溶融相の
性質は、直交偏光子を利用した通常の偏光検査法により
確認することができる。上記液晶ポリマーとしては、例
えば、液晶性ポリエステル、液晶性ポリカーボネート、
液晶性ポリエステルイミドなどがあり、具体的には、
(全)芳香族ポリエステル、ポリエステルアミド、ポリ
アミドイミド、ポリエステルカーボネート、ポリアゾメ
チン等が挙げられる。サーモトロピック液晶ポリマー
は、一般に細長く、偏平な分子構造からなり、分子の長
鎖に沿って剛性が高い。本発明において用いるサーモト
ロピック液晶ポリマーには、一つの高分子鎖の一部が異
方性溶融相を形成するポリマーのセグメントで構成さ
れ、残りの部分が異方性溶融相を形成しないポリマーの
セグメントから構成されるポリマーも含まれる。また、
複数のサーモトロピック液晶ポリマーを複合したものも
含まれる。
The thermotropic liquid crystal polymer referred to in the present invention is a polymer which exhibits optical anisotropy when melted and has thermoplasticity. As described above, the polymer exhibiting optical anisotropy when melted has a property that the polymer molecular chains have a regular parallel arrangement in the melted state. The properties of the optically anisotropic molten phase can be confirmed by a usual polarization inspection method using a crossed polarizer. Examples of the liquid crystal polymer, for example, liquid crystalline polyester, liquid crystalline polycarbonate,
There are liquid crystalline polyester imides, and specifically,
(All) aromatic polyesters, polyester amides, polyamide imides, polyester carbonates, polyazomethines and the like can be mentioned. Thermotropic liquid crystal polymers are generally elongated and have a flat molecular structure, and have high rigidity along the long chain of the molecule. In the thermotropic liquid crystal polymer used in the present invention, a part of one polymer chain is composed of a polymer segment forming an anisotropic melt phase, and the remaining part is a polymer segment not forming an anisotropic melt phase. Polymers composed of are also included. Also,
A composite of a plurality of thermotropic liquid crystal polymers is also included.

【0008】サーモトロピック液晶ポリマーを構成する
モノマーの代表例としては (A)芳香族ジカルボン酸の少なくとも1種、 (B)芳香族ヒドロキシカルボン酸系化合物の少なくと
も1種、 (C)芳香族ジオール系化合物の少なくとも1種、 (D)(D1)芳香族ジチオール、(D2)芳香族チオフ
ェノール、(D3)芳香族チオールカルボン酸化合物の
少なくとも1種、 (E)芳香族ヒドロキシルアミン、芳香族ジアミン系化
合物の少なくとも1種等の芳香族化合物が挙げられる。
これらは単独で構成される場合もあるが、多くは(A)
と(C);(A)と(D);(A)、(B)と(C);
(A)、(B)と(E);あるいは(A)、(B)、
(C)と(E)等の様に組合せて構成される。
Typical examples of the monomer constituting the thermotropic liquid crystal polymer include (A) at least one aromatic dicarboxylic acid, (B) at least one aromatic hydroxycarboxylic acid compound, and (C) aromatic diol. At least one compound, (D) (D 1 ) aromatic dithiol, (D 2 ) aromatic thiophenol, (D 3 ) at least one aromatic thiolcarboxylic acid compound, (E) aromatic hydroxylamine, aromatic An aromatic compound such as at least one kind of group diamine-based compound can be used.
In some cases, these are composed independently, but in most cases (A)
And (C); (A) and (D); (A), (B) and (C);
(A), (B) and (E); or (A), (B),
(C) and (E) are combined and configured.

【0009】上記(A)芳香族ジカルボン酸系化合物と
しては、テレフタル酸、4,4'−ビフェニルジカルボン
酸、4,4'−テルフェニルジカルボン酸、2,6−ナフ
タレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン
酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルエー
テル−4,4'−ジカルボン酸、ジフェノキシエタン−
4,4'−ジカルボン酸、ジフェノキシブタン−4,4'−
ジカルボン酸、ジフェニルエタン−4,4'−ジカルボン
酸、イソフタル酸、ジフェニルエーテル−3,3'−ジカ
ルボン酸、ジフェノキシエタン−3,3'−ジカルボン
酸、ジフェニルエタン−3,3'−ジカルボン酸、1,6
−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、ま
たはクロロテレフタル酸、ジクロロテレフタル酸、ブロ
モテレフタル酸、メチルテレフタル酸、ジメチルテレフ
タル酸、エチルテレフタル酸、メトキシテレフタル酸、
エトキシテレフタル酸等で代表される上記芳香族ジカル
ボン酸のアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体が
挙げられる。
The above-mentioned (A) aromatic dicarboxylic acid type compounds include terephthalic acid, 4,4'-biphenyldicarboxylic acid, 4,4'-terphenyldicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4- Naphthalenedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, diphenyl ether-4,4'-dicarboxylic acid, diphenoxyethane-
4,4'-dicarboxylic acid, diphenoxybutane-4,4'-
Dicarboxylic acid, diphenylethane-4,4'-dicarboxylic acid, isophthalic acid, diphenylether-3,3'-dicarboxylic acid, diphenoxyethane-3,3'-dicarboxylic acid, diphenylethane-3,3'-dicarboxylic acid, 1,6
-Aromatic dicarboxylic acids such as naphthalenedicarboxylic acid, or chloroterephthalic acid, dichloroterephthalic acid, bromoterephthalic acid, methylterephthalic acid, dimethylterephthalic acid, ethylterephthalic acid, methoxyterephthalic acid,
Examples thereof include alkyl, alkoxy or halogen substitution products of the above aromatic dicarboxylic acids represented by ethoxyterephthalic acid and the like.

【0010】(B)芳香族ヒドロキシカルボン酸系化合
物としては、4−ヒドロキシ安息香酸、3−ヒドロキシ
安息香酸、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、6−ヒド
ロキシ−1−ナフトエ酸等の芳香族ヒドロキシカルボン
酸、または3−メチル−4−ヒドロキシ安息香酸、3,
5−ジメチル−4−ヒドロキシ安息香酸、2,6−ジメ
チル−4−ヒドロキシ安息香酸、3−メトキシ−4−ヒ
ドロキシ安息香酸、3,5−ジメトキシ−4−ヒドロキ
シ安息香酸、6−ヒドロキシ−5−メチル−2−ナフト
エ酸、6−ヒドロキシ−5−メトキシ−2−ナフトエ
酸、2−クロロ−4−ヒドロキシ安息香酸、3−クロロ
−4−ヒドロキシ安息香酸、2,3−ジクロロ−4−ヒ
ドロキシ安息香酸、3,5−ジクロロ−4−ヒドロキシ
安息香酸、2,5−ジクロロ−4−ヒドロキシ安息香
酸、3−ブロモ−4−ヒドロキシ安息香酸、6−ヒドロ
キシ−5−クロロ−2−ナフトエ酸、6−ヒドロキシ−
7−クロロ−2−ナフトエ酸、6−ヒドロキシ−5,7
−ジクロロ−2−ナフトエ酸等の芳香族ヒドロキシカル
ボン酸のアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体が
挙げられる。
Examples of the aromatic hydroxycarboxylic acid compound (B) include aromatic hydroxy such as 4-hydroxybenzoic acid, 3-hydroxybenzoic acid, 6-hydroxy-2-naphthoic acid and 6-hydroxy-1-naphthoic acid. Carboxylic acid, or 3-methyl-4-hydroxybenzoic acid, 3,
5-Dimethyl-4-hydroxybenzoic acid, 2,6-dimethyl-4-hydroxybenzoic acid, 3-methoxy-4-hydroxybenzoic acid, 3,5-dimethoxy-4-hydroxybenzoic acid, 6-hydroxy-5- Methyl-2-naphthoic acid, 6-hydroxy-5-methoxy-2-naphthoic acid, 2-chloro-4-hydroxybenzoic acid, 3-chloro-4-hydroxybenzoic acid, 2,3-dichloro-4-hydroxybenzoic acid Acid, 3,5-dichloro-4-hydroxybenzoic acid, 2,5-dichloro-4-hydroxybenzoic acid, 3-bromo-4-hydroxybenzoic acid, 6-hydroxy-5-chloro-2-naphthoic acid, 6 -Hydroxy-
7-chloro-2-naphthoic acid, 6-hydroxy-5,7
-Alkyl, alkoxy or halogen substitution products of aromatic hydroxycarboxylic acid such as dichloro-2-naphthoic acid.

【0011】(C)芳香族ジオールとしては、4,4'−
ジヒドロキシビフェニル、3,3'−ジヒドロキシビフェ
ニル、4,4'−ジヒドロキシテルフェニル、ハイドロキ
ノン、レゾルシン、2,6−ナフタレンジオール、4,
4'−ジヒドロキシジフェニルエーテル、ビス(4−ヒド
ロキシフェノキシ)エタン、3,3'−ジヒドロキシジフ
ェニルエーテル、1,6−ナフタレンジオール、2,2−
ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−ヒ
ドロキシフェニル)メタン等の芳香族ジオール、または
クロロハイドロキノン、メチルハイドロキノン、tert−
ブチルハイドロキノン、フェニルハイドロキノン、メト
キシハイドロキノン、フェノキシハイドロキノン、4−
クロロレゾルシン、4−メチルレゾルシン等の芳香族ジ
オールのアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体が
挙げられる。
As the aromatic diol (C), 4,4'-
Dihydroxybiphenyl, 3,3'-dihydroxybiphenyl, 4,4'-dihydroxyterphenyl, hydroquinone, resorcin, 2,6-naphthalenediol, 4,
4'-dihydroxydiphenyl ether, bis (4-hydroxyphenoxy) ethane, 3,3'-dihydroxydiphenyl ether, 1,6-naphthalenediol, 2,2-
Aromatic diols such as bis (4-hydroxyphenyl) propane and bis (4-hydroxyphenyl) methane, or chlorohydroquinone, methylhydroquinone, tert-
Butylhydroquinone, phenylhydroquinone, methoxyhydroquinone, phenoxyhydroquinone, 4-
Examples thereof include alkyl, alkoxy or halogen-substituted aromatic diols such as chlororesorcin and 4-methylresorcin.

【0012】(D1)芳香族ジチオールとしては、ベン
ゼン−1,4−ジチオール、ベンゼン−1,3−ジチオー
ル、2,6−ナフタレン−ジチオール、2,7−ナフタレ
ン−ジチオール等が挙げられる。 (D2)芳香族チオフェノールとしては、4−メルカプ
トフェノール、3−メルカプトフェノール、6−メルカ
プトフェノール等が挙げられる。 (D3)芳香族チオールカルボン酸としては、4−メル
カプト安息香酸、3−メルカプト安息香酸、6−メルカ
プト−2−ナフトエ酸、7−メルカプト−2−ナフトエ
酸等が挙げられる。
Examples of (D 1 ) aromatic dithiols include benzene-1,4-dithiol, benzene-1,3-dithiol, 2,6-naphthalene-dithiol, and 2,7-naphthalene-dithiol. Examples of (D 2 ) aromatic thiophenol include 4-mercaptophenol, 3-mercaptophenol, and 6-mercaptophenol. Examples of (D 3 ) aromatic thiol carboxylic acid include 4-mercaptobenzoic acid, 3-mercaptobenzoic acid, 6-mercapto-2-naphthoic acid and 7-mercapto-2-naphthoic acid.

【0013】(E)芳香族ヒドロキシルアミン、芳香族
ジアミン系化合物としては、4−アミノフェノ−ル、N
−メチル−4−アミノフェノール、1,4−フェニレン
ジアミン、N−メチル−1,4−フェニレンジアミン、
N,N'−ジメチル−1,4−フェニレンジアミン、3−
アミノフェノ−ル、3−メチル−4−アミノフェノ−
ル、2−クロロ−4−アミノフェノ−ル、4−アミノ−
1−ナフトール、4−アミノ−4'−ヒドロキシビフェ
ニル、4−アミノ−4'−ヒドロキシジフェニルエーテ
ル、4−アミノ−4'−ヒドロキシジフェニルメタン、
4−アミノ−4'−ヒドロキシジフェニルスルフィド、
4,4'−ジアミノフェニルスルフィド(チオジアニリ
ン)、4,4'ジアミノジフェニルスルホン、2,5−ジ
アミノトルエン、4,4'−エチレンジアニリン、4,4'
−ジアミノジフェノキシエタン、4,4'−ジアミノジフ
ェニルメタン(メチレンジアニリン)、4,4'−ジアミ
ノジフェニルエ−テル(オキシジアニリン)等が挙げら
れる。
(E) Aromatic hydroxylamine and aromatic diamine compounds include 4-aminophenol and N
-Methyl-4-aminophenol, 1,4-phenylenediamine, N-methyl-1,4-phenylenediamine,
N, N'-dimethyl-1,4-phenylenediamine, 3-
Aminophenol, 3-methyl-4-aminophen-
2-chloro-4-aminophenol, 4-amino-
1-naphthol, 4-amino-4'-hydroxybiphenyl, 4-amino-4'-hydroxydiphenyl ether, 4-amino-4'-hydroxydiphenylmethane,
4-amino-4′-hydroxydiphenyl sulfide,
4,4'-diaminophenyl sulfide (thiodianiline), 4,4 'diaminodiphenyl sulfone, 2,5-diaminotoluene, 4,4'-ethylene dianiline, 4,4'
-Diaminodiphenoxyethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane (methylenedianiline), 4,4'-diaminodiphenylether (oxydianiline) and the like.

【0014】本発明で用いるサーモトロピック液晶ポリ
マーは、上記モノマーから溶融アシドリシス法やスラリ
ー重合法等の多様なエステル形成法などにより製造する
ことができる。
The thermotropic liquid crystal polymer used in the present invention can be produced from the above-mentioned monomers by various ester forming methods such as a melt acidolysis method and a slurry polymerization method.

【0015】本発明に用いるサーモトロピック液晶ポリ
マーの重量平均分子量は、約2,000〜200,00
0、好ましくは約4,000〜100,000である。分
子量の測定は、例えば圧縮フィルムについて赤外分光法
により末端基を測定して求めることができる。また溶液
状で行う一般的な測定法としてGPCを用いることもで
きる。
The thermotropic liquid crystal polymer used in the present invention has a weight average molecular weight of about 2,000 to 200,000.
0, preferably about 4,000-100,000. The molecular weight can be measured, for example, by measuring the end groups of a compressed film by infrared spectroscopy. GPC can also be used as a general measuring method performed in the form of a solution.

【0016】これらのモノマーから得られるサーモトロ
ピック液晶ポリマーのうち、一般式化1で表わされるモ
ノマー単位を必須成分として含む(共)重合体である芳
香族ポリエステルが好ましい。特に好ましいものは、上
記モノマー単位を5モル%以上含む芳香族ポリエステル
である。
Among the thermotropic liquid crystal polymers obtained from these monomers, the aromatic polyester which is a (co) polymer containing the monomer unit represented by the general formula 1 as an essential component is preferable. Particularly preferred is an aromatic polyester containing 5 mol% or more of the above monomer units.

【0017】[0017]

【化1】 Embedded image

【0018】本発明の特に好ましい芳香族ポリエステル
の1つは、p−ヒドロキシ安息香酸、フタル酸およびジ
ヒドロキシビフェニルの3種の化合物からそれぞれ誘導
される繰返し単位を有する化2で表わされるポリエステ
ルであるが、このポリエステルのジヒドロキシビフェニ
ルから誘導される繰返し単位は、その一部または全部を
ジヒドロキシベンゼンから誘導される繰返し単位により
置換することができる。また、p−ヒドロキシ安息香酸
およびヒドロキシナフトエ酸の2種の化合物からそれぞ
れ誘導される繰返し単位を有する化3で表わされるポリ
エステルも好ましいものである。
One of the particularly preferred aromatic polyesters of the present invention is the polyester represented by Chemical Formula 2 having repeating units derived from three compounds, p-hydroxybenzoic acid, phthalic acid and dihydroxybiphenyl. The repeating units derived from dihydroxybiphenyl of this polyester can be partially or entirely substituted with repeating units derived from dihydroxybenzene. Further, the polyester represented by Chemical formula 3 having repeating units derived from two compounds of p-hydroxybenzoic acid and hydroxynaphthoic acid is also preferable.

【0019】[0019]

【化2】 Embedded image

【化3】 Embedded image

【0020】本発明のサーモトロピック液晶ポリマー
は、1種または2種以上の混合物として使用することも
できる。
The thermotropic liquid crystal polymer of the present invention can be used alone or as a mixture of two or more kinds.

【0021】本発明において使用する耐熱性樹脂成形体
は、フィルムやシートなどの板状体、円柱などの柱状
体、中空パイプなどの中空の柱状体など、任意の形状に
することができる。定着ロールとしては、好ましくは中
空のパイプ状の成形体が用いられる。この中空パイプは
従来公知の射出成型法あるいは押出成形法によって成形
することができる。例えば、サーモトロピック液晶ポリ
マー製の中空パイプの場合には、均一でかつ機械的強度
の大きい中空パイプを得るために、出願人の先の出願で
ある国際公開WO 94/25243号公報に記載した
方法を用いることが好ましい。上記成形体は、発熱積層
構造体の構造を支持するものであるため、一定の厚みが
必要である。通常、この厚みは0.1〜50mmの範囲
から選択される。
The heat-resistant resin molded product used in the present invention may have any shape such as a plate-shaped body such as a film or a sheet, a columnar body such as a cylinder, and a hollow columnar body such as a hollow pipe. As the fixing roll, a hollow pipe-shaped molded body is preferably used. This hollow pipe can be molded by a conventionally known injection molding method or extrusion molding method. For example, in the case of a thermotropic liquid crystal polymer hollow pipe, in order to obtain a hollow pipe that is uniform and has high mechanical strength, the method described in WO 94/25243 of the applicant's earlier application. Is preferably used. Since the above-mentioned molded body supports the structure of the heat-generating laminated structure, it needs to have a certain thickness. Usually, this thickness is selected from the range of 0.1 to 50 mm.

【0022】本発明においては、耐熱性樹脂からなる成
形体の上に発熱体層を形成する。ここで発熱体層とは、
通電あるいはマイクロ波放電により発熱する材料により
形成された層をいう。発熱体用材料としては、従来公知
の単一発熱体、発熱複合体、回路化金属蒸着薄膜などを
採用することができる。例えば、従来公知の単一発熱体
としては、ニクロムなどを例示することができる。発熱
複合体としては、ステンレス鋼、銅、ニッケル、鉄、ア
ルミニウム、クロム、コバルト等の金属;炭素;あるい
はTiO2、SnO2、ZnO2またはその混合物などの金属
化合物;マンガン等の磁性体などの繊維または粉体を適
宜の樹脂に分散させて得られる樹脂分散体を例示するこ
とができる。さらに回路化された金属蒸着薄膜を発熱体
層として用いることも可能である。回路化に使用される
金属としては、金、銀、アルミニウム、銅、ニッケル、
クロム、チタン、白金、パラジウム、ステンレス鋼、銅
−亜鉛合金、ニクロム等を例示することができる。上記
のように、通電あるいはマイクロ波放電によって発熱す
る材料であれば、特に制限なく使用することが可能であ
る。
In the present invention, the heating element layer is formed on the molded body made of heat resistant resin. Here, the heating element layer is
A layer formed of a material that generates heat by energization or microwave discharge. As the material for the heating element, a conventionally known single heating element, a heating complex, a circuitized metal vapor deposition thin film, or the like can be adopted. For example, nichrome etc. can be illustrated as a conventionally known single heating element. Examples of the exothermic composite include metals such as stainless steel, copper, nickel, iron, aluminum, chromium and cobalt; carbon; metal compounds such as TiO 2 , SnO 2 , ZnO 2 or mixtures thereof; magnetic materials such as manganese. A resin dispersion obtained by dispersing fibers or powder in an appropriate resin can be exemplified. Furthermore, it is also possible to use a circuit-formed metal vapor deposition thin film as the heating element layer. Metals used for circuitization include gold, silver, aluminum, copper, nickel,
Examples include chromium, titanium, platinum, palladium, stainless steel, copper-zinc alloy, nichrome and the like. As described above, any material can be used without particular limitation as long as it is a material that generates heat by energization or microwave discharge.

【0023】前述のように、発熱積層構造体を定着ロー
ルとして用いる場合には、200℃の高温に加熱するこ
とが必要であり、その消費電力は発熱積層構造体の大き
さや形状などによっても異なるが、通常の定着ロールに
おいては、100〜300W程度が必要である。従っ
て、商用の100V電源を使用した場合、発熱体層の抵
抗値は30〜100Ωとなるように設定するのが好まし
い。通常、発熱体層の厚みは、1mm以下、好ましくは
500μm以下である。
As described above, when the heat generating laminated structure is used as a fixing roll, it is necessary to heat it to a high temperature of 200 ° C., and its power consumption varies depending on the size and shape of the heat generating laminated structure. However, about 100 to 300 W is required for a normal fixing roll. Therefore, when a commercial 100V power source is used, it is preferable to set the resistance value of the heating element layer to be 30 to 100Ω. Usually, the thickness of the heating element layer is 1 mm or less, preferably 500 μm or less.

【0024】発熱体層は、耐熱性樹脂からなる成形体、
例えば中空パイプなどの外表面上に形成する。形成方法
としては、従来公知の方法を用いることができる。例え
ば、単体からなる発熱体用材料を原料とする場合に、溶
液からの薄膜形成方法としては、無電解メッキ法、電気
メッキ法、ポリマーコーティング法などが挙げられ、真
空中での薄膜形成方法としては、真空蒸着法およびスパ
ッタリング法などを例示することができる。真空蒸着法
による場合には、圧力10-5〜10-7Torr の真空槽内
において、発熱体の試料を通電加熱によって蒸発させ、
耐熱性樹脂からなる中空パイプの外表面に固着積層する
ことにより発熱体層を形成する。またスパッタリング法
においては、電子ビームあるいは放電などで励起され、
あるいはイオン化された希ガス(例えばアルゴン)など
を、発熱体の原料である固体試料の表面に照射し、表面
の試料を弾き飛ばして、耐熱性樹脂からなる中空パイプ
の外表面に固着積層することにより発熱体層を形成す
る。無電解メッキ法は、金属塩を化学的に還元し、還元
金属の析出により被膜を形成する方法である。電気メッ
キ法は、導電層を電極とし、金属塩の溶液から電気的に
還元された金属を導電層に電着させる方法である。しば
しば無電解メッキを行った後に、さらに電気メッキを施
すことにより薄膜を形成することが行われる。上記のい
ずれの方法によっても薄層を形成することができる。
The heating element layer is a molded body made of a heat resistant resin,
For example, it is formed on the outer surface of a hollow pipe or the like. As a forming method, a conventionally known method can be used. For example, when a raw material for a heating element is used as a raw material, examples of the method for forming a thin film from a solution include an electroless plating method, an electroplating method, and a polymer coating method. Examples thereof include a vacuum vapor deposition method and a sputtering method. In the case of using the vacuum deposition method, the sample of the heating element is evaporated by electric heating in a vacuum chamber at a pressure of 10 −5 to 10 −7 Torr,
A heating element layer is formed by fixing and laminating on the outer surface of a hollow pipe made of a heat resistant resin. Also, in the sputtering method, it is excited by an electron beam or discharge,
Alternatively, irradiate the surface of a solid sample, which is the raw material of the heating element, with an ionized noble gas (eg, argon), flick off the sample on the surface, and fix it to the outer surface of the hollow pipe made of heat-resistant resin and laminate it. To form a heating element layer. The electroless plating method is a method in which a metal salt is chemically reduced and a coating film is formed by depositing a reduced metal. The electroplating method is a method in which a conductive layer is used as an electrode and a metal electrically reduced from a solution of a metal salt is electrodeposited on the conductive layer. Often, electroless plating is performed and then electroplating is performed to form a thin film. The thin layer can be formed by any of the above methods.

【0025】発熱体用材料として発熱複合体を用いる場
合には、塗装あるいは融着一体化などの方法を用いるこ
とができる。塗装による場合は、例えば電気伝導性粉体
とテフロンなどのフッ素樹脂、シリコーン樹脂などの適
宜の樹脂粉体とを適宜の溶媒に分散させた分散液を、耐
熱性樹脂からなる成形体の外表面に塗装して乾燥する。
融着一体化による場合は、電気伝導体の繊維または粉体
を分散混合した樹脂のシートにより、耐熱性樹脂の中空
パイプをすし巻きにして、熱処理により発熱複合体を融
着して一体化する。
When the heat-generating composite material is used as the material for the heat-generating body, a method such as coating or fusion-integration can be used. In the case of coating, for example, an electrically conductive powder and a fluororesin such as Teflon, or a suitable resin powder such as a silicone resin is dispersed in a suitable solvent to prepare a dispersion liquid, and the outer surface of a molded product made of a heat resistant resin. Apply to and dry.
In the case of fusion and integration, a hollow sheet of heat-resistant resin is spirally wound with a sheet of resin in which fibers or powders of an electric conductor are dispersed and mixed, and a heat-generating composite is fused and integrated by heat treatment. .

【0026】発熱体用材料として回路化金属蒸着薄膜を
用いる場合には、蒸着薄膜は上述のような真空蒸着法あ
るいはスパッタリング法によって作製することができ
る。回路化は従来公知のエッチング等の処理によって行
うことができる。
When a circuitized metal vapor-deposited thin film is used as the material for the heating element, the vapor-deposited thin film can be produced by the above-described vacuum vapor deposition method or sputtering method. The circuitization can be performed by a conventionally known process such as etching.

【0027】その他、発熱体フィルムを適宜の耐熱性両
面接着テープ、接着剤等により接着し、発熱体層を形成
することもできる。通電により発熱体層を加熱する場合
には、電源に接続するための適宜の電極端子を任意の箇
所、例えば積層体端部などに設けることができる。
Alternatively, the heating element film may be adhered with an appropriate heat-resistant double-sided adhesive tape, adhesive or the like to form the heating element layer. When the heating element layer is heated by energization, an appropriate electrode terminal for connecting to a power source can be provided at an arbitrary position, for example, the end portion of the laminated body.

【0028】次に、発熱体層の上に電気絶縁体層を形成
する。この電気絶縁体層は、良好な電気絶縁性により、
上記発熱体層を電気的に絶縁するための層であって、発
熱体層の抵抗値の100倍以上の抵抗値を有する材料か
らなるものである。この条件を満たす限り、従来公知の
材料を採用することができる。例えば、無機材料として
はSiO2、NaCl 等を例示することができる。有機材
料では、シリコーン樹脂、ポリフェニレンサルファイ
ド、ポリサルホン、全芳香族ポリエステル、ポリエーテ
ルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、熱収縮性フッ
素樹脂などの耐熱性熱可塑性樹脂が例示される。電気絶
縁体層の膜厚は、発熱体層の抵抗値の100倍以上の抵
抗値を与える大きさであれば十分であり、通常100μ
m以下、好ましくは1〜50μmである。
Next, an electric insulator layer is formed on the heating element layer. This electrical insulator layer has good electrical insulation properties,
It is a layer for electrically insulating the heating element layer, and is made of a material having a resistance value of 100 times or more the resistance value of the heating element layer. As long as this condition is satisfied, conventionally known materials can be used. For example, as the inorganic material, SiO 2 , NaCl or the like can be exemplified. Examples of the organic material include heat resistant thermoplastic resins such as silicone resin, polyphenylene sulfide, polysulfone, wholly aromatic polyester, polyetherimide, polyetheretherketone, and heat shrinkable fluororesin. The thickness of the electrical insulator layer is sufficient if it gives a resistance value 100 times or more the resistance value of the heating element layer, and is usually 100 μm.
m or less, preferably 1 to 50 μm.

【0029】電気絶縁体層の形成方法としては、発熱体
層の形成方法において述べた方法、すなわち無機材料の
真空蒸着法、スパッタリング法、耐熱性樹脂分散液の塗
装、耐熱性樹脂フィルムの融着一体化、耐熱性樹脂フィ
ルムの両面接着テープあるいは接着剤等による接着など
の他に、気相成長法、蒸着重合法なども用いることがで
きる。気相成長法は、原料ガスを真空槽に導入し、光、
熱、プラズマなどによりエネルギー的に活性化された状
態にして電気絶縁体の作製と薄膜化を行う方法であり、
蒸着重合法は、真空槽内で、高温に熱した基板等にモノ
マー原料を蒸着し、同時に重合を行うことにより電気絶
縁体層を形成する方法である。
As the method for forming the electric insulator layer, the method described in the method for forming the heating element layer, that is, the vacuum deposition method of the inorganic material, the sputtering method, the coating of the heat resistant resin dispersion, and the fusion bonding of the heat resistant resin film are carried out. In addition to the integration, the double-sided adhesive tape of the heat-resistant resin film, the adhesion with an adhesive or the like, a vapor phase growth method, a vapor deposition polymerization method and the like can be used. In the vapor phase growth method, a raw material gas is introduced into a vacuum chamber, and light,
It is a method of producing an electric insulator and making it into a thin film in a state where it is activated energetically by heat or plasma.
The vapor deposition polymerization method is a method in which a monomer raw material is vapor-deposited on a substrate or the like which is heated to a high temperature in a vacuum chamber, and at the same time, polymerization is performed to form an electric insulator layer.

【0030】さらに本発明においては、上記電気絶縁体
層の上に熱伝導体層を形成する。ここで用いる熱伝導体
層は、良好な熱伝導により、前記発熱体層で発生した熱
を均一に分布させるためのものであって、熱伝導率が5
0W・m-1・K-1以上の材料を用いて形成する。この条件
を満たす限り、従来公知のいずれの材料も採用すること
ができる。例えば、炭素繊維、金、銅、銀、ニッケル、
TiN等の熱伝導性が良好で耐熱性のある無機材料を例
示することができる。熱伝導体層の膜厚は、熱伝導によ
って積層体の温度分布を均一化し得る大きさであれば十
分であり、通常2mm以下、好ましくは1mm以下であ
る。
Further, in the present invention, a heat conductor layer is formed on the electric insulator layer. The heat conductor layer used here is for uniformly distributing the heat generated in the heat generating layer by good heat conduction, and has a heat conductivity of 5
It is formed using a material of 0 W · m −1 · K −1 or more. Any conventionally known material can be used as long as this condition is satisfied. For example, carbon fiber, gold, copper, silver, nickel,
An inorganic material having good heat conductivity and heat resistance such as TiN can be exemplified. The thickness of the heat conductor layer is sufficient as long as the temperature distribution of the laminate can be made uniform by heat conduction, and is usually 2 mm or less, preferably 1 mm or less.

【0031】熱伝導体層は、前記のような真空蒸着法、
スパッタリング法、気相成長法、蒸着重合法、耐熱性樹
脂の分散液もしくは溶液からなる耐熱性樹脂塗料を塗装
する方法、電気メッキ法、無電解メッキ法、融着一体化
法、または両面接着テープもしくは接着剤等により接着
する方法などいずれの方法によっても形成することがで
きる。なお、この熱伝導体層は、前記電気絶縁体層の介
在により、発熱体層からは電気的に絶縁されている。
The heat conductor layer is formed by the vacuum deposition method as described above,
Sputtering method, vapor phase growth method, vapor deposition polymerization method, method of applying heat resistant resin paint consisting of dispersion or solution of heat resistant resin, electroplating method, electroless plating method, fusion bonding method, or double-sided adhesive tape Alternatively, it can be formed by any method such as a method of adhering with an adhesive or the like. The heat conductor layer is electrically insulated from the heat generating layer by the interposition of the electric insulator layer.

【0032】なお、発熱体層、電気絶縁体層および熱伝
導体層の形成方法としては、上述した真空蒸着法、スパ
ッタリング法、気相成長法、蒸着重合法、ポリマーの分
散液もしくは溶液からなる塗料を塗布する方法、電気メ
ッキ法または無電解メッキ法などの薄膜コーティング法
により形成することが好ましい。
The heating element layer, the electric insulator layer and the heat conductor layer are formed by the above-mentioned vacuum vapor deposition method, sputtering method, vapor phase growth method, vapor deposition polymerization method, polymer dispersion or solution. It is preferably formed by a method of applying a paint, a thin film coating method such as an electroplating method or an electroless plating method.

【0033】上記の方法により、本発明の発熱積層構造
体が得られるが、熱伝導体層の上に適宜の保護層を設け
ることもできる。例えば、保護層として、上記熱伝導体
層に重ねてさらに電気絶縁体層を形成することができ
る。ここで用いる電気絶縁体層は、前述の電気絶縁体層
と同様のものである。すなわち、良好な電気絶縁性によ
り、前記発熱体層を電気的に絶縁するための層であっ
て、発熱体層の抵抗値の100倍以上の抵抗値を有する
材料からなるものである。上記電気絶縁体層は、前記電
気絶縁体層の形成方法と同様にして形成することができ
る。またその膜厚も、同様に発熱体層の抵抗値の100
倍以上の抵抗値を与える大きさであれば十分であり、通
常100μm以下、好ましくは1〜50μmである。
Although the heat-generating laminated structure of the present invention can be obtained by the above method, an appropriate protective layer can be provided on the heat conductor layer. For example, as a protective layer, an electrical insulator layer can be further formed on the heat conductor layer. The electric insulator layer used here is the same as the above-mentioned electric insulator layer. That is, it is a layer that electrically insulates the heating element layer due to good electrical insulation, and is made of a material having a resistance value of 100 times or more the resistance value of the heating element layer. The electrical insulator layer can be formed in the same manner as the method for forming the electrical insulator layer. The film thickness is also 100 times the resistance value of the heating element layer.
It is sufficient if the size gives a resistance value more than twice, and is usually 100 μm or less, preferably 1 to 50 μm.

【0034】ここで、添付図に基づいて、本発明を説明
する。図1は、定着ロールとしての発熱積層構造体の一
実施例を示す略示部分断面斜視図である。発熱積層構造
体1は、芯材として、例えば全芳香族ポリエステルの中
空パイプからなる耐熱性樹脂成形体2を有する。その外
表面上に、ニクロムなどの発熱体層3を設け、その上
に、例えば有機溶剤に溶かしたシリコーン樹脂塗料を塗
布し乾燥することにより電気絶縁体層4が形成されてい
る。次いでその上に、例えば銅またはニッケルからなる
熱伝導体層5を設ける。さらに、好ましい保護層とし
て、有機溶剤に溶かしたシリコーン樹脂塗料を塗布して
乾燥するか、あるいは収縮性フッ素樹脂によりすし巻き
にして加熱融着一体化させることにより、熱伝導体層5
の上に電気絶縁体層4aが形成されている。発熱積層構
造体1の両端部は、電気絶縁体層4、熱伝導体層5およ
び電気絶縁体層4aで覆われず、発熱体層3が露出して
おり、その部分に通電用の電極端子が設けられている。
なお、熱伝導体層5は発熱体層3と電気的に絶縁されて
いることが肝要である。
The present invention will now be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional perspective view showing an embodiment of a heat generating laminated structure as a fixing roll. The heat-generating laminated structure 1 has, as a core material, a heat-resistant resin molded body 2 formed of a hollow pipe of wholly aromatic polyester, for example. A heating element layer 3 made of nichrome or the like is provided on the outer surface thereof, and a silicone resin coating material dissolved in an organic solvent, for example, is applied and dried to form the electrical insulator layer 4. Then, a heat conductor layer 5 made of, for example, copper or nickel is provided thereon. Further, as a preferable protective layer, a silicone resin coating material dissolved in an organic solvent is applied and dried, or a heat shrinkable fluorocarbon resin is wound in a roll and integrated by heat fusion to form a heat conductor layer 5.
An electric insulator layer 4a is formed on the above. Both ends of the heat generating laminated structure 1 are not covered with the electric insulator layer 4, the heat conductor layer 5 and the electric insulator layer 4a, and the heat generating layer 3 is exposed, and electrode portions for energization are provided in the exposed portions. Is provided.
It is important that the heat conductor layer 5 is electrically insulated from the heat generating layer 3.

【0035】[0035]

【作用】本発明の発熱積層構造体において、発熱体層3
に通電すると、発熱体層3が発熱し、その熱が熱伝導に
より電気絶縁体層4を介して熱伝導体層5に伝達され
る。熱伝導体層5は、発熱体層3に比べて大きな熱伝導
率を有するため、発熱体層3で生じた温度のばらつきが
熱伝導体層5において均等化され、ほぼ均一の温度分布
になる。発熱体層3、電気絶縁体層4および熱伝導体層
5は薄い膜状であるため、温度の上昇に要する時間は非
常に短い。また、耐熱性樹脂成形体2からなる芯材を用
いているため軽量である。さらに、発熱体層3と熱伝導
体層5とは、電気絶縁体層4により電気的に絶縁されて
いるいるので、それぞれ任意の材料を用いて形成するこ
とが可能である。
In the heat generating laminated structure of the present invention, the heat generating layer 3
When electricity is applied to the heating element layer 3, the heating element layer 3 generates heat, and the heat is transferred to the thermal conductor layer 5 via the electrical insulator layer 4 by thermal conduction. Since the heat conductor layer 5 has a larger thermal conductivity than the heat generator layer 3, the temperature variations generated in the heat conductor layer 3 are equalized in the heat conductor layer 5, resulting in a substantially uniform temperature distribution. . Since the heating element layer 3, the electric insulator layer 4 and the heat conductor layer 5 are thin films, the time required for the temperature rise is very short. Further, since the core material made of the heat resistant resin molded body 2 is used, it is lightweight. Furthermore, since the heat generating layer 3 and the heat conductor layer 5 are electrically insulated by the electric insulator layer 4, it is possible to form each using any material.

【0036】[0036]

【実施例】以下、本発明を実施例により詳述する。 <実施例1>耐熱性熱可塑性合成樹脂として、p−ヒド
ロキシ安息香酸、テレフタル酸、4,4'−ジヒドロキシ
ビフェニルおよびイソフタル酸を構成単位とする4元コ
ポリエステルであって、320℃以上の溶融温度におい
て溶融異方性を示すサーモトロピック液晶ポリエステル
樹脂60重量%と、ガラス繊維40重量%とを二軸押出
機(池貝(株)製)により溶融混練したものを用いた。得
られた樹脂組成物を射出成形により成形して得た中空パ
イプ(外径1cm、内径0.6cm、長さ30cm)の
外表面上に、スパッタリング法によりニクロムのコーテ
ィングを行い、厚み100nmの発熱体層を形成した。
パイプの両端には接着性の弱いテープを巻き付けた。次
に、シリコーン樹脂塗料(商品名:耐熱スプレー、ロッ
クペイント(株)製)をニクロム上に塗布し乾燥して、厚
み10μmの電気絶縁体層を形成した。その上に、ニッ
ケルを無電解メッキと電気メッキの併用によりコーティ
ングして、厚み300μmの熱伝導体層とした。さらに
その上に、上述のシリコーン樹脂塗料を同様にして塗布
乾燥することにより、厚み10μmの電気絶縁体層を形
成して、発熱積層構造体を得た。最後に、発熱積層構造
体の両端に巻き付けたテープを取り除き、ニクロム層を
露出し、その両端に通電用の電極端子を設け、定着ロー
ルを完成した。定着ロールとしての発熱積層構造体の温
度のばらつきの評価は、サーモグラフィー(商品名:T
VS−120、日本アビオニクス(株)製)を用いて行
い、評価の際には発熱積層構造体の表面に黒体輻射用塗
料を塗布し乾燥した。発熱積層構造体の両端に商用の1
00V電圧により通電したところ、10秒間で200℃
に到達し、温度のばらつきは2℃以下であった。すなわ
ち、本実施例によれば、温度の上昇が速く、温度のばら
つきがほとんどない、小型軽量の定着ロールとしての発
熱積層構造体を作製することが可能である。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples. <Example 1> A quaternary copolyester having p-hydroxybenzoic acid, terephthalic acid, 4,4'-dihydroxybiphenyl and isophthalic acid as constitutional units as a heat-resistant thermoplastic synthetic resin and melting at 320 ° C or higher. A thermotropic liquid crystal polyester resin having a melt anisotropy at a temperature of 60% by weight and a glass fiber of 40% by weight were melt-kneaded by a twin-screw extruder (made by Ikegai Co., Ltd.). The outer surface of a hollow pipe (outer diameter 1 cm, inner diameter 0.6 cm, length 30 cm) obtained by molding the obtained resin composition by injection molding was coated with nichrome by a sputtering method to generate heat with a thickness of 100 nm. A body layer was formed.
A tape with weak adhesion was wrapped around both ends of the pipe. Next, a silicone resin paint (trade name: heat resistant spray, manufactured by Rock Paint Co., Ltd.) was applied onto nichrome and dried to form an electric insulator layer having a thickness of 10 μm. Nickel was coated thereon by both electroless plating and electroplating to form a heat conductor layer having a thickness of 300 μm. Further, the above-mentioned silicone resin coating material was applied and dried thereon in the same manner to form an electric insulator layer having a thickness of 10 μm to obtain a heat generating laminated structure. Finally, the tape wound around both ends of the heat-generating laminated structure was removed to expose the nichrome layer, and electrode terminals for energization were provided on both ends of the layer to complete the fixing roll. The evaluation of the temperature variation of the heat-generating laminated structure as the fixing roll is performed by thermography (trade name: T
VS-120, manufactured by Nippon Avionics Co., Ltd.). At the time of evaluation, a black body radiation coating material was applied to the surface of the heat-generating laminated structure and dried. Commercial 1 at both ends of the heating laminated structure
When energized with a voltage of 00V, 200 ° C for 10 seconds
And the temperature variation was 2 ° C. or less. That is, according to the present embodiment, it is possible to manufacture a heat generating laminated structure as a small and lightweight fixing roll, in which the temperature rises quickly and the temperature hardly varies.

【0037】<実施例2>前記実施例1で用いたものと
同様の中空パイプの外表面に、ニクロムをスパッタリン
グ法によりコーティングを行って厚み100nmの発熱
体層を作製した。パイプの両端には接着性の弱いテープ
を巻き付けた。ニクロムの上に実施例1で用いたものと
同じシリコーン樹脂塗料を塗布し乾燥して、厚み10μ
mの電気絶縁体層を形成した。その上に、銅を無電解メ
ッキと電気メッキの併用によりコーティングして、厚み
200μmの熱伝導体層とした。さらにその上に、上述
のシリコーン樹脂塗料を同様にして塗布乾燥することに
より、厚み10μmの電気絶縁体層を形成して、発熱積
層構造体を得た。最後に、発熱積層構造体の両端に巻き
付けたテープを取り除き、ニクロム層を露出し、その両
端に通電用の電極端子を設け、定着ロールを完成した。
定着ロールとしての発熱積層構造体の温度のばらつきの
評価は、実施例1で使用したサーモグラフィーにより行
い、評価の際には発熱積層構造体の表面に黒体輻射用塗
料を塗布し乾燥した。発熱積層構造体の両端に商用の1
00V電圧により通電したところ、10秒間で200℃
に到達し、温度のばらつきは2℃以下であった。すなわ
ち、本実施例によれば、温度の上昇が速く、温度のばら
つきがほとんどない、小型軽量の定着ロールとしての発
熱積層構造体を作製することが可能である。
Example 2 Nichrome was coated on the outer surface of the same hollow pipe as that used in Example 1 by a sputtering method to form a heating element layer having a thickness of 100 nm. A tape with weak adhesion was wrapped around both ends of the pipe. The same silicone resin paint used in Example 1 was applied onto nichrome and dried to a thickness of 10 μm.
m electrical insulator layer was formed. Copper was coated thereon by a combination of electroless plating and electroplating to form a heat conductor layer having a thickness of 200 μm. Further, the above-mentioned silicone resin coating material was applied and dried thereon in the same manner to form an electric insulator layer having a thickness of 10 μm to obtain a heat generating laminated structure. Finally, the tape wound around both ends of the heat-generating laminated structure was removed to expose the nichrome layer, and electrode terminals for energization were provided on both ends of the layer to complete the fixing roll.
The temperature variation of the heat-generating laminated structure as a fixing roll was evaluated by the thermography used in Example 1. At the time of evaluation, a blackbody radiation coating material was applied to the surface of the heat-generating laminated structure and dried. Commercial 1 at both ends of the heating laminated structure
When energized with a voltage of 00V, 200 ° C for 10 seconds
And the temperature variation was 2 ° C. or less. That is, according to the present embodiment, it is possible to manufacture a heat generating laminated structure as a small and lightweight fixing roll, in which the temperature rises quickly and the temperature hardly varies.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、温度の
上昇が速く、均一加熱が可能であり、かつ小型軽量で長
寿命の発熱積層構造体を提供することができる。また発
熱体層と熱伝導体層とを電気的に絶縁するための電気絶
縁体層を備えているために電気絶縁性が良好であり、従
って発熱体層や熱伝導体層として任意の材料を選択する
ことが可能である。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a heat-generating laminated structure which has a rapid temperature rise, is capable of uniform heating, is small in size and is lightweight, and has a long life. Further, since it has an electric insulator layer for electrically insulating the heat generating layer and the heat conducting layer, the electric insulating property is good. Therefore, any material can be used as the heat generating layer or the heat conducting layer. It is possible to select.

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

【図1】発熱積層構造体の一実施例の略示部分断面斜視
図である。
FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional perspective view of an embodiment of a heat generating laminated structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 発熱積層構造体 2 耐熱性樹脂成形体 3 発熱体層 4、4a 電気絶縁体層 5 熱伝導体層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat-generating laminated structure 2 Heat-resistant resin molded body 3 Heat-generating body layer 4, 4a Electric insulator layer 5 Heat conductor layer

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 耐熱性樹脂成形体の外表面に発熱体層、
電気絶縁体層および熱伝導体層をこの順に形成してなる
発熱積層構造体。
1. A heating element layer on the outer surface of the heat-resistant resin molding,
A heat-generating laminated structure having an electrical insulator layer and a heat conductor layer formed in this order.
【請求項2】 前記耐熱性樹脂成形体が中空パイプであ
ることを特徴とする請求項1に記載の発熱積層構造体。
2. The heat-generating laminated structure according to claim 1, wherein the heat-resistant resin molding is a hollow pipe.
【請求項3】 前記発熱体層、電気絶縁体層および熱伝
導体層が薄膜コーティングにより形成されてなることを
特徴とする請求項1に記載の発熱積層構造体。
3. The heat generating laminated structure according to claim 1, wherein the heat generating layer, the electric insulator layer and the heat conductor layer are formed by thin film coating.
【請求項4】 前記耐熱性樹脂がサーモトロピック液晶
ポリマーであることを特徴とする請求項1に記載の発熱
積層構造体。
4. The heat-generating laminated structure according to claim 1, wherein the heat-resistant resin is a thermotropic liquid crystal polymer.
JP6332131A 1994-12-12 1994-12-12 Heating laminated structure Pending JPH08156165A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT406924B (en) * 1998-02-02 2000-10-25 Manfred Dr Elsaesser HEATING ELEMENT
US6392209B1 (en) 1998-02-02 2002-05-21 Manfred Elasser Electric heating element
JP2009103327A (en) * 2003-01-17 2009-05-14 Illinois Tool Works Inc <Itw> Conductive heat-equalization device
KR101940066B1 (en) * 2018-01-08 2019-01-18 오수연 Heating unit and manufacturing method thereof

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