JP2000147933A

JP2000147933A - 定着装置

Info

Publication number: JP2000147933A
Application number: JP10325003A
Authority: JP
Inventors: Naohiko Haniyu; 羽生　　直彦; Hidetoshi Katayanagi; 秀敏片柳
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1998-11-16
Filing date: 1998-11-16
Publication date: 2000-05-26

Abstract

(57)【要約】【課題】定着装置への電力供給開始から定着ローラが
所定の定着温度に到達する迄の立ち上がり時間を短縮す
るため、定着ローラの肉厚を薄くした定着ローラを使用
した場合、加圧ローラに押圧されて、弾性変形する定着
ローラの内面と受電部材とを接合する導電性接着剤層の
亀裂発生を防止する。【解決手段】定着ローラ１が、円筒状基体１Ｂと、円
筒状基体１Ｂの内面に絶縁層１Ｃを介して形成され通電
により発熱する発熱抵抗体層１Ｄとを備えた内面発熱型
の定着ローラであり、定着ローラ１の発熱抵抗体層１Ｄ
に接着固定された受電部材１４が、弾性変形可能な薄肉
厚の導電性材料で形成され、導電性接着剤層１２により
発熱抵抗体層１Ｄに電気的に接続され、固定されている
定着装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機、
プリンタ、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置に使
用される定着装置に関し、特に、薄肉の中空円筒状基体
の内面に絶縁層を介して発熱抵抗体層を形成し、該発熱
抵抗体層に給電することによって、前記円筒状基体を急
速加熱することにより、熱効率を向上し、立ち上がり時
間を短縮した定着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ハロゲンランプを熱源とする従来の定着
装置用の定着ローラには、熱効率が悪く、消費電力が大
きいという問題点がある。

【０００３】上記の問題点を改善する従来の定着装置と
して、絶縁性の円筒状基体の外周面に発熱抵抗体層、離
型性層を積層形成し、その両端を軸受けを介してケーシ
ングに回転可能に支持した円筒状の定着ローラと、これ
に圧接して回転する加圧ローラとから構成し、先の帯
電、露光、現像、転写の工程でトナー像が転写された転
写材を挟持、搬送しつつ前記トナー像を前記転写材に熔
融定着するようにしたものが提供されている。

【０００４】特開昭６３−２５４４７９号公報の定着装
置は、円筒状基体の外周面に発熱抵抗体層、離型性層を
順次積層形成し、少なくとも一端側に発熱抵抗体層に導
通する導電部を形成した定着ローラの両端を、軸受を介
してケーシングに回転可能に取り付け、ケーシングの外
側に軸受を保持するホルダーを設け、ホルダーに導電部
に接触する給電ブラシを保持した外面型発熱ローラタイ
プである。

【０００５】特開平７−１９１５６６号公報の発熱ロー
ラ、特開平９−１２０２２３号公報に開示された定着装
置も外面型発熱ローラタイプである。

【０００６】特開昭６２−１５０３６８号公報の熱定着
用の定着ローラは、円筒状基体に絶縁層を介して発熱抵
抗体層を備え、発熱抵抗体層の両端に発熱抵抗体層と電
気的に接続された円板状の受電部材を備え、給電部材か
ら受電部材の中心軸を介して発熱抵抗体層に給電するよ
うに構成した内面型発熱ローラタイプである。

【０００７】特開昭６２−２１５９８６号公報の定着装
置は、定着ローラが、円筒状基体と、この円筒状基体の
外周面上に形成された離型性層と、円筒状基体の内周面
側に絶縁層、発熱抵抗体層、絶縁層を順次形成し、且
つ、発熱抵抗体層の軸方向両端部に接し、絶縁層の表面
から突出する導電部を形成し、この導電部に給電部材を
内方から圧接して給電するように構成した内面型発熱ロ
ーラタイプである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】これらの定着装置に用
いられている定着ローラのうち、外面型発熱ローラは、
円筒状基体（芯金）の外周面に発熱抵抗体層、離型性層
（絶縁保護層）を順次積層形成したものである。

【０００９】ジャム処理等により画像形成装置本体内を
開放したとき、定着装置の定着ローラは露呈されるか
ら、定着ローラ表面が損傷される恐れがある。外面型発
熱ローラの場合、最外層の薄膜状の離型性層を通して発
熱抵抗体層が損傷すると、漏電等の事故を発生する。

【００１０】また、外面型発熱ローラでは、定着ローラ
の表面に接触して表面温度を検知する接触式の温度セン
サ（サーミスタ等）を設置した場合、この温度センサが
定着ローラ表面の離型性層、発熱抵抗体層を損傷して、
漏電等の事故を発生する恐れがある。

【００１１】更に、外面型発熱ローラでは、定着ローラ
の表面に接触して定着処理後の記録紙を定着ローラ表面
から剥離する分離爪による離型性層、発熱抵抗体層の損
傷を発生する恐れがある。

【００１２】上記の諸問題を解消するため、内面型発熱
ローラタイプの定着ローラが好ましい。

【００１３】図１０（ａ）は従来の内面型発熱ローラタ
イプの定着ローラの一例を示す側断面図、図１０（ｂ）
は該定着ローラのＡ−Ａ断面図、図１０（ｃ）は加圧ロ
ーラに押圧されて変形した状態を示す定着ローラの断面
図である。

【００１４】内面型発熱ローラタイプの定着ローラ１
は、円筒状基体１Ｂの外周面に最外層の離型性層１Ａが
形成され、円筒状基体１Ｂの内周面には絶縁層１Ｃ、発
熱抵抗体層１Ｄが積層状に形成されている。

【００１５】発熱抵抗体層１Ｄの内側には受電部材１１
が導電性接着剤層１２により電気的に接続され、固定さ
れている。受電部材１１は導電性板金材を絞り成形加工
した中空状の部材であり、最大外径の円筒面の外周面は
導電性接着剤１２により発熱抵抗体層１Ｄの内側に接続
している。中心線に近い突出面は図示しない給電部材に
摺接する。

【００１６】定着ローラ１は、発熱抵抗体層１Ｄへの通
電開始から短時間に所定の定着温度に到達することが望
ましい。このため円筒状基体１Ｂは薄肉厚に形成され
る。

【００１７】固定位置に回転可能に支持された定着ロー
ラ１が加圧ローラ２により押圧されると、定着ローラ１
は図１０（ｃ）に示すように扁平に弾性変形される。絞
り成形加工された受電部材１１は、外力により変形しな
い強固な形態をなすから、その最大外径の円筒面は押圧
時に真円断面を保持する。従って、変形された円筒状基
体１Ｂと一体をなす発熱抵抗体層１Ｄの内面と、変形し
ない受電部材１１の外周面との間に充填された導電性接
着剤層１２は、弾性変形を起こし、層厚が不均一にな
る。

【００１８】定着ローラ１と加圧ローラ２との駆動回転
時には、加圧ローラ２により押圧されて変形された定着
ローラ１は、ニップ位置での圧縮と、ニップ位置以外の
位置での復元を繰り返すから、導電性接着剤層１２の層
厚は縮小と拡大を繰り返して疲労し、疲労限度を越える
と、破断、剥離を発生し、導電性不良となる。

【００１９】図１０（ｄ）は、他の形態の受電部材１３
を有する定着ローラ１の断面図である。受電部材１３は
前記受電部材１１と外形がほぼ等しく、中実形状をなす
ものである。受電部材１３の最大外径の円筒面も押圧時
に真円断面を保持するから上述の導電性接着剤層１２の
層厚変化による破断、剥離が発生し、導電性不良とな
る。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題点
を解決することを目的とするものである。

【００２１】上記目的を達成する本発明の定着装置は、
駆動回転する定着ローラと、該定着ローラに圧接して回
転する加圧ローラとの圧接位置に記録紙を通過させるこ
とにより、記録紙表面に形成された未定着現像剤像を加
熱定着する定着装置において、前記定着ローラが、円筒
状基体と、該円筒状基体の内面に絶縁層を介して形成さ
れ通電により発熱する発熱抵抗体層とを備えた内面発熱
型の定着ローラであり、前記定着ローラの発熱抵抗体層
に接着固定された受電部材が、弾性変形可能な薄肉厚の
導電性材料で形成され、導電性接着剤層により前記発熱
抵抗体層に電気的に接続され、固定されていることを特
徴とするものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。なお、図面に使用されている符号
について、図１０と同じ機能を有する部分には、同符号
を付している。また、前記と異なる点を説明する。

【００２３】図１は、記録紙Ｐの表面に形成された未定
着現像剤像を加熱定着する定着装置の概略断面図であ
る。図１における定着装置は、定着ローラ（内面型発熱
ローラ）１、加圧ローラ２、クリーニングローラ３、温
度センサ４、分離爪５、排紙ローラ６等から構成されて
いる。

【００２４】図２は本発明に係わる定着装置の定着ロー
ラ及び周辺部材の断面図である。図３（ａ）は定着ロー
ラ１の側断面図、図３（ｂ）は定着ローラ１の正面断面
図、図３（ｃ）は受電部材１４Ａの斜視図である。

【００２５】本発明の定着ローラ１は、アルミニウム合
金等の金属製の導電部材から成る円筒状基体（芯金）１
Ｂの内面側に、絶縁層１Ｃを介して発熱抵抗体層１Ｄを
備えたものである。定着ローラ１は、発熱抵抗体層１Ｄ
のローラ軸方向の両端近傍の内方に備えられ、発熱抵抗
体層１Ｄと導電性接着剤層１２Ａ，１２Ｂにより接合さ
れたリング状の受電部材（電極部材）１４Ａ，１４Ｂを
設けた内面型の定着ローラである。

【００２６】定着ローラ１の軸方向の両端付近の外周面
は、側板３０Ａ，３０Ｂに固定された断熱性の軸受部材
３１Ａ，３１Ｂに回転可能に支持されている。定着ロー
ラ１は、定着ローラ１の軸方向の端部に固定された歯車
３２に接続する図示しない駆動手段により駆動回転され
る。

【００２７】１Ａは円筒状基体１Ｂの表面を被覆するフ
ッソ樹脂から成る離型性層である。発熱抵抗体層１Ｄの
ローラ軸方向の両端近傍の内方には、前記発熱抵抗体層
１Ｄと電気的に接続されたリング状の受電部材１４Ａ，
１４Ｂが挿入、固定されている。

【００２８】受電部材１４Ａ，１４Ｂは、薄肉厚の導電
性材料により形成されている。受電部材１４Ａ，１４Ｂ
を形成する材料は、導電性と耐摩耗性を有する材料、例
えば、ステンレス鋼板、ベリリュウム銅板、黄銅板等か
ら成る。リング状の受電部材１４Ａ，１４Ｂの内面は滑
面に形成され、後述の給電ブラシ２１Ａ，２１Ｂが摺接
する。受電部材１４Ａ，１４Ｂの外形は、例えば外径２
０〜５０ｍｍ、板厚０．１〜０．５ｍｍである。

【００２９】定着ローラ１の一方の軸方向端部（図示の
左側）の内面に導電性接着剤層１２Ａを介して接着され
たリング状の受電部材１４Ａは、給電ブラシ２１Ａに摺
接して電気的に接続され、電力の供給を受ける。

【００３０】給電ブラシ２１Ａは、ホルダー２２Ａの内
部に収容され、リング状の受電部材１４Ａの半径方向に
摺動可能である。押圧バネ２３Ａは、給電ブラシ２１Ａ
を押圧して、受電部材１４Ａの接触面部に圧着する。こ
の圧着状態では、接触面部は給電ブラシ２１Ａの先端部
に回転可能に摺接する。

【００３１】給電ブラシ２１Ａの側面の一部にはリード
線２７Ａの一端が固定されている。リード線２７Ａの他
端は、図示しない給電端子、配線手段を介して電源に接
続する。

【００３２】図示の給電ブラシ２１Ａは、ホルダー２２
Ａの内部に１個収容されているが、複数個の給電ブラシ
をホルダー２２Ａ内に収容し、リング状の受電部材１４
Ａの内面に複数箇所で接触させるようにしてもよい。

【００３３】定着ローラ１の他方の軸方向端部（図示の
右側）の内面に導電性接着剤層１２Ｂを介して接着され
たリング状の受電部材１４Ｂは、給電ブラシ２１Ｂに摺
接して電気的に接続され、電力の供給を受ける。

【００３４】給電ブラシ２１Ｂを収容するホルダー２２
Ｂ、給電ブラシ２１Ｂを押圧する押圧バネ、給電ブラシ
２１Ａに接続するリード線２７Ｂ等から成る給電手段
は、前記の図示左側の給電手段と同様であり、対称に配
置されている。

【００３５】図４は定着装置の他の実施の形態を示す断
面図である。なお、図面に使用されている符号につい
て、前記の実施の形態と同じ機能を有する部分には、同
符号を付している。また、前記と異なる点を説明する。

【００３６】定着ローラ１の一方の軸方向端部（図示の
左側）の内面に導電性接着剤層１２Ａを介して接着され
たカップ状の受電部材１５Ａの突出面部の中央部は、給
電ブラシ２４Ａに摺接して電気的に接続され、電力の供
給を受ける。

【００３７】給電ブラシ２４Ａは、ホルダー２５Ａの内
部に収容され、カップ状の受電部材１４Ａの突出面部の
中央部近傍に摺動可能である。押圧バネ２６Ａは、給電
ブラシ２４Ａを押圧して、受電部材１５Ａの接触面部に
圧着する。この圧着状態では、接触面部は給電ブラシ２
４Ａの先端部に回転可能に摺接する。

【００３８】給電ブラシ２４Ａの側面の一部にはリード
線２７Ａの一端が固定されている。リード線２７Ａの他
端は、給電端子２８Ａに接続している。給電端子２８Ａ
は、図示しない配線手段を介して電源に接続する。

【００３９】定着ローラ１の他方の軸方向端部（図示の
右側）の内面に導電性接着剤層１２Ｂを介して接着され
たカップ状の受電部材１５Ｂは、給電ブラシ２４Ｂに摺
接して電気的に接続され、電力の供給を受ける。

【００４０】給電ブラシ２４Ｂを収容するホルダー２５
Ｂ、給電ブラシ２４Ｂを押圧する押圧バネ２６Ｂ、給電
ブラシ２４Ｂに接続するリード線２７Ｂ等から成る給電
手段は、前記の図示左側の給電手段と同様であり、対称
に配置されている。

【００４１】受電部材１５Ａ，１５Ｂは、加圧ローラ２
の押圧による円筒状基体１Ｂの半径方向の歪みに追従す
るが、給電ブラシ２４Ａ，２４Ｂの押圧で円筒状基体１
Ｂの回転軸方向に振れない構造に形成され、給電ブラシ
２４Ａ，２４Ｂから均一に電力が供給される。

【００４２】図５は受電部材１５Ａの一実施の形態を示
し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側断面
図である。

【００４３】受電部材１５Ａは、リング部１５ａと、接
触面部１５ｂと、架橋部１５ｃとから成る。リング部１
５ａは弾性変形可能な薄肉厚の導電性板金から成る。接
触面部１５ｂは、給電ブラシ２４Ａの先端部の面積とほ
ぼ等しい接触面を有する。架橋部１５ｃは、リング部１
５ａと接触面部１５ｂとを接続する複数の幅狭の脚部
（図示の４箇所）から成り、複数の脚部間には空間が形
成され、定着ローラ１の変形時にリング部１５ａが追随
して容易に変形する。

【００４４】図６は受電部材の他の実施の形態を示し、
（ａ）は受電部材１６の斜視図、（ｂ）は正面図、
（ｃ）は側断面図である。

【００４５】受電部材１６は、リング部１６ａと、接触
面部１６ｂと、架橋部１６ｃとから成る。リング部１６
ａ、接触面部１６ｂは前記と同様である。架橋部１６ｃ
は３箇所の幅狭の脚部から成る。リング部１６ａには切
り欠き部１６ｄが形成され、定着ローラ１の変形時にリ
ング部１６ａが追随して容易に変形する。なお、前記リ
ング部１５ａに上記の切り欠き部を設けることも可能で
ある。

【００４６】図７は受電部材の更に他の実施の形態を示
し、（ａ）は受電部材１７の斜視図、（ｂ）は正面図、
（ｃ）は側断面図である。

【００４７】受電部材１７は、リング部１７ａと、接触
面部１７ｂと、架橋部１７ｃと、切り欠き部１７ｄとか
ら成る。架橋部１７ｃは２箇所の幅狭の脚部から成る。

【００４８】図８は受電部材の更に他の実施の形態を示
し、（ａ）は受電部材１８の斜視図、（ｂ）は正面図、
（ｃ）は側断面図、（ｄ）は分解斜視図である。

【００４９】受電部材１８は前記の受電部材１５Ａ，１
５Ｂとほぼ同形状をなすが、接触面部１８ｂと架橋部１
８ｃとから成る導電性部材が、弾性変形可能な薄肉厚の
導電性板金から成るリング部１８ａと別体に形成された
後、接着等により一体化された構造をなす。

【００５０】本発明の定着装置は、受電部材１５（Ａ，
Ｂ），１６，１７，１８、給電ブラシ２４（Ａ，Ｂ）
を、定着ローラ１の回転中心に配置することにより、少
なくとも定着ローラ１の中心が接触し、摺動速度の低い
場所で接触し、安定した給電を行うことができる。

【００５１】また、振れや表面状態等部品の取付精度の
影響を受け難い受電部材１５（Ａ，Ｂ），１６（Ａ，
Ｂ），１７（Ａ，Ｂ）の回転中心に給電ブラシ２４
（Ａ，Ｂ）を接触させることにより、回転状態でも受電
部材１５（Ａ，Ｂ）と給電ブラシ２４（Ａ，Ｂ）間の接
触を安定に維持することができる。

【００５２】図９（ａ）は、定着ローラ１に外部応力が
作用していない状態の断面図、図９（ｂ）は、定着ロー
ラ１に加圧ローラ２による応力が作用した状態の断面図
である。

【００５３】定着ローラ１に外部応力が作用していない
状態では、定着ローラ１、受電部材１４（Ａ，Ｂ）の断
面は真円であるから、定着ローラ１の内の発熱抵抗体層
１Ｄの内面と、受電部材１４の外面との間に充填されて
いる導電性接着剤層１２の層厚は均一である。

【００５４】定着ローラ１に加圧ローラ２による応力が
作用した状態では、定着装置の側板３０Ａ，３０Ｂの軸
受部材３１Ａ，３１Ｂに回転可能に支持された定着ロー
ラ１は、バネ付勢された加圧ローラ２の応力により圧接
位置において、楕円状に弾性変形する。定着ローラ１の
弾性変形により、導電性接着剤層１２とともに内部の受
電部材１４も容易に弾性変形する。従って導電性接着剤
層１２の層厚は均一に保持されるから、図１０に示した
ような不均一層厚の連続変化による導電性接着剤層１２
の破断、損傷が防止され、長期に安定した電気的にも良
好な導通状態に維持される。

【００５５】

【発明の効果】以上、本発明によれば、内面発熱型の定
着ローラの発熱抵抗体に電力を供給する給電部材に接触
する受電部材が、弾性変形可能な薄肉厚の導電性部材で
形成され、導電性接着剤層により前記発熱抵抗体に電気
的に接続され、固定されているものであるから、定着装
置への電力供給開始から定着ローラが所定の定着温度に
到達する迄の立ち上がり時間を短縮するため、定着ロー
ラの肉厚を薄くした定着ローラを使用した場合、加圧ロ
ーラに押圧されて、弾性変形しても、薄肉の受電部材も
容易に定着ローラに追随して等しく弾性変形するから、
定着ローラと受電部材との間に生じる導電性接着剤層の
亀裂発生を防止することができる。従って、亀裂部から
の放電や、導電破壊の恐れが低減された定着ローラを提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる定着装置の概略断面図。

【図２】本発明に係わる定着装置の定着ローラ及び周辺
部材の断面図。

【図３】定着ローラの側断面図、正面断面図、及び受電
部材の斜視図。

【図４】定着装置の他の実施の形態を示す断面図。

【図５】受電部材の一実施の形態を示す斜視図、正面
図、側断面図。

【図６】受電部材の他の実施の形態を示す斜視図、正面
図、側断面図。

【図７】受電部材の更に他の実施の形態を示す斜視図、
正面図、側断面図。

【図８】受電部材の更に他の実施の形態を示す斜視図、
正面図、側断面図、分解斜視図。

【図９】定着ローラに外部応力が作用していない状態の
断面図、及び定着ローラに加圧ローラによる応力が作用
した状態の断面図。

【図１０】従来の内面発熱型ローラタイプの定着ローラ
の一例を示す側断面図、Ａ−Ａ断面図、加圧ローラと定
着ローラの断面図。他の形態の受電部材を有する定着ロ
ーラの断面図。

【符号の説明】

１定着ローラ（内面型発熱ローラ）１Ａ離型性層（絶縁保護層）１Ｂ円筒状基体（芯金）１Ｃ絶縁層１Ｄ発熱抵抗体層２加圧ローラ３クリーニングローラ４温度センサ５分離爪１１，１３，１４，１４Ａ，１４Ｂ受電部材（電極部
材）１５Ａ，１５Ｂ，１６，１７，１８受電部材（電極部
材）１５ａ，１６ａ，１７ａ，１８ａリング部１５ｂ，１６ｂ，１７ｂ，１８ｂ接触面部１５ｃ，１６ｃ，１７ｃ，１８ｃ架橋部１６ｄ，１７ｄ切り欠き部２１Ａ，２１Ｂ，２４Ａ，２４Ｂ給電ブラシ（給電部
材）２２Ａ，２２Ｂ，２５Ａ，２５Ｂホルダー２３Ａ押圧バネ２６Ａ，２６Ｂ押圧バネ２７Ａ，２７Ｂリード線２８Ａ，２８Ｂ給電端子３０Ａ，３０Ｂ側板（支持部材）３１Ａ，３１Ｂ軸受部材（軸受）３２歯車

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動回転する定着ローラと、該定着ロー
ラに圧接して回転する加圧ローラとの圧接位置に記録紙
を通過させることにより、記録紙表面に形成された未定
着現像剤像を加熱定着する定着装置において、前記定着
ローラが、円筒状基体と、該円筒状基体の内面に絶縁層
を介して形成され通電により発熱する発熱抵抗体層とを
備えた内面発熱型の定着ローラであり、前記定着ローラ
の発熱抵抗体層に接着固定された受電部材が、弾性変形
可能な薄肉厚の導電性材料で形成され、導電性接着剤層
により前記発熱抵抗体層に電気的に接続され、固定され
ていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】前記受電部材が弾性変形可能なリング状
をなすことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】前記受電部材が弾性変形可能なリング状
部と架橋部とから成ることを特徴とする請求項１に記載
の定着装置。
【請求項４】前記リング状をなす受電部材の内周面
に、給電部材が摺接することを特徴とする請求項１又は
２に記載の定着装置。
【請求項５】前記リング状部と架橋部とから成る受電
部材の定着ローラ回転中心近傍に、給電部材が摺接する
接触面部を有することを特徴とする請求項１又は３に記
載の定着装置。