JP3411132B2 - 定着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、レーザプリンタ等の画像形成装置に装着される加
熱加圧式の定着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】加熱定着装置は、転写紙上の未定着トナ
ーを転写紙に溶融定着する装置であって、主として熱源
を内蔵した加熱ローラと加圧ローラとから構成されてい
る。加熱ローラに内蔵される熱源は、例えば赤外線ラン
プであり、この赤外線ランプは、定着動作中に加熱ロー
ラの表面温度を１８０℃前後に維持するように電気的に
制御される。そして加熱ローラは、一般に熱伝導率の高
い金属、例えばアルミニウム製の肉厚が３ｍｍ前後の円
筒を使用して構成され、その表層にポリテトラフルオロ
エチレン等のトナー離型用材料を被覆させている。加圧
ローラは芯金ロールにシリコーンゴム等の弾性層を被服
させて形成される。

【０００３】このような加熱ローラと加圧ローラとから
なる加熱定着装置では、加熱ローラや赤外線ランプの熱
容量が大きく、またランプとローラ表面の間に空気層等
があって熱伝導が悪いので、そのウォームアップ時間
（立上り時間）として通常１分から５分程度を必要と
し、また定着動作と定着動作との間、即ち、待機中にお
いては、加熱ローラの温度を定着時の温度又はそれに近
い温度に維持する必要がある。

【０００４】したがって、電源投入時の立上り時間が長
く不便であるとともに、待機時には加熱ローラの温度を
維持するためにかなりの電力損失が発生する問題もあ
る。しかも、加熱ローラを高温に維持する際、感光体ド
ラムの温度を過度に上昇させないように、ファン等によ
る装置外への排気を継続する必要があり、更に上記ファ
ン等は熱分離のために感光体ドラムとの距離を例えば１
０ｃｍ以上とる必要があり、画像形成装置の小型化に制
約となる。

【０００５】また別の構成の従来例として例えば特開昭
５８−４８６８０号公報に開示された定着ローラがあ
る。これは、導電体コア内面に耐熱絶縁皮膜と発熱用抵
抗体を設けた構成の定着ローラ、即ち、加熱ローラであ
るが、この加熱ローラは、その表面を定着温度にするの
に全体を定着温度まで加熱保持する必要があり、熱源内
蔵のものと同じく、加熱ローラの立上り時間を短くでき
ず、実用的に待機中の温度制御が不要となるような短時
間の立上り時間を実現することができない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで立上り時間を短
くし、停止中の高温保持も不要で、したがって消費電力
の少ない加熱定着装置が例えば特公平５−５５０３８号
公報等で提案されている。この種の装置においては、加
熱ローラは、支持ロールと、その外周面上に設けられた
断熱層と、支持ロールの軸方向に延びかつ断熱層の外周
面上に加熱ローラと加圧ローラとの接触部の幅と同程度
もしくは細い幅で複数形成されたリボン状のヒータ膜
と、各ヒータ膜と接続してその両端部に形成されかつそ
のうちの少なくとも一方に端部のものはヒータ膜の幅と
ほぼ等しい幅を有するヒータ電極と、各ヒータ膜を覆う
被覆層とを備えた構造となっていて、更に、加熱ローラ
と加圧ローラとの接触部の位置に配置され、その接触部
の幅と同等の幅でヒータ電極と接触する舌片状の摺動電
極と、この摺動電極にヒータ電極を介して電気的に接続
されたヒータ膜の温度を検知する検知手段と、摺動電極
及びヒータ電極を介してヒータ膜に電力を供給して発熱
させるとともに検知手段の検知温度に応じてヒータ膜へ
の電力供給の制御を行う電力制御部とを具備している。

【０００７】このように円周方向に独立した抵抗発熱体
たるヒータ膜を有する加熱ローラに給電する際、ヒータ
膜の給電部たるヒータ電極に電圧印加する摺動電極が、
複数のヒータ電極とそれらの土台となる断熱層との組み
合わせで形成される凹凸のために、給電部上で接離して
しまい、高い電圧をかけると印加状態に大きな変動を生
じるおそれがあった。

【０００８】そこで本発明は、立上り時間を短くし、停
止中の高温保持も不要で、したがって消費電力が少な
く、しかも給電状態の安定化した複数の独立した発熱体
を備えた構成の定着装置を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明によれば、周面に複数個配設された独立抵抗
発熱体を有する加熱ローラと、これに圧接する加圧ロー
ラと、各抵抗発熱体の端部と接続して給電する給電手段
とを備えてなる定着装置において、上記給電手段が周方
向に互いにずれた複数個の接触部材からなり、その回転
最下流側の接触部材に印加される電圧が他の接触部材へ
の電圧よりも低く設定されるように構成されている。

【００１０】

【００１１】

【発明の実施の形態】回転最下流側の接触部材に関する
電気接続回路にのみ直列に抵抗が備えられているのが、
好都合である。また回転最下流側の接触部材の抵抗値
が、他の接触部材の抵抗値よりも高く設定されていても
よい。

【００１２】

【００１３】

【実施例】本発明の詳細を、図に示された実施例に基づ
いて、説明する。図１に本発明に係る定着装置を装着し
たプリンタを示す。プリンタ本体１０の下部側方に装填
された給紙カセット１の一方から矢印イ方向に給送され
る用紙５０は、レジストローラ対２によってタイミング
をとられ、ドラム状の感光体３へと搬送される。感光体
３は図で見て時計方向に回転駆動され、その際、帯電チ
ャージャ４によって表面を一様に帯電され、レーザ光学
系５からのレーザ光を照射されて、表面上に静電潜像を
形成される。

【００１４】この潜像は現像器６を通るとき、トナーに
よって可視像化され、この可視像は感光体３へ搬送され
た用紙５０に転写チャージャ７を用いて転写され、転写
された用紙５０上の可視像は定着装置８によって定着さ
れる。そして定着装置８を出た用紙５０は例えば矢印ロ
方向へ排紙される。一方、可視像転写後の感光体３はク
リーニング器１２によって残留トナーを除去される。ま
た装置内の空気は、排気ファン１３によって矢印ハ方向
に流れ、プリンタ本体１０より外へ出る。

【００１５】上記構成のプリンタにおける定着装置８の
加熱ローラ、加圧ローラを中心とした詳細を図２に示
す。お互いに軸線が平行な加圧ローラ３１から加圧バネ
３７の作用によって加圧される加熱ローラ３０におい
て、その外周側に配設された円筒形フィルム３２は、円
周方向に複数個の独立した抵抗発熱体３３を有し、両端
部には給電部３４、３５を備えている。片側の給電部３
５は抵抗発熱体３３の数だけ独立して備えられ、他方の
給電部３４は各抵抗発熱体３３を連結する状態となって
いる。複数個の独立した給電部３５には、給電ブラシ３
６が付勢接触して給電し、抵抗発熱体３３を発熱させ
る。したがって定着装置８が駆動すると、給電ブラシ３
６は独立した給電部３５と次々に接離を繰り返しなが
ら、加熱ローラ３０表面を加熱する。

【００１６】円筒形フィルム３２の内側には裏当て部材
３８があり、加圧ローラ３１からの加圧力を受け止め、
両ローラの圧接領域に用紙を通過させることで、当該用
紙に圧力を加える。用紙の搬送力は、加圧ローラ３１か
らの摩擦伝達又は裏当て部材３８からの摩擦伝達から得
られる。

【００１７】独立した各給電部３５は円周方向に一定間
隔をおいてフィルム３２上に配設されるので、図３に示
されるように、各給電部３５とその間のすき間部４０と
で凹凸を形成する。給電ブラシ３６は、独立給電部３５
に各々給電するものなので、給電部３５の幅３５ａより
小さく、すき間部４０に落ちて絶縁し加熱効率が低下し
ないように、その幅４０ａより大きなＲ形状（４０ａ＜
３６ａ＜３５ａ）の先端部３６ｂを有している。また給
電部３５とすき間部４０とによる凹凸に沿って先端部３
６ｂが摺動すると振動を発生するが、その振動を小さく
するために、給電ブラシ３６の支持端３６ｃ側を先端部
３６ｂより回転上流側に位置させる。

【００１８】以下に、上記給電ブラシに関連した改良例
を説明する。給電ブラシを複数個備える場合、それぞれ
の給電ブラシの給電部に対する付勢力等にバラツキをな
いようにすれば、安定した給電に供することができる。
そこで図４に示されるように、各給電ブラシ３６を保持
する保持部材４２の円筒形フィルム３２に面した形状
を、当該円筒形フィルム３２や裏当て部材３８と同心の
曲面としてもよい。そして各給電ブラシ３６をそれぞれ
共通化することによって、付勢力等のバラツキを抑え
る。

【００１９】また各給電ブラシ３６や独立給電部３５の
接触面に部分的な凹凸があって、瞬間的に給電ブラシ３
６の先端部が浮くような場合でも、図５及び図６に示さ
れるように、各独立給電部３５に対して１対の給電ブラ
シ３６がその接触位置をローラ（円筒形フィルム３２、
裏当て部材３８）の軸線方向及び円周方向にずらしてい
れば、給電状態の不安定化を回避することができる。

【００２０】複数の独立給電部３５にそれぞれ給電ブラ
シ３６が接触して給電する場合、ローラの回転により各
独立給電部３５が接触する給電ブラシ３６は順次変わ
り、ローラ回転の最下流側に位置した給電ブラシ３６と
接触した後には、給電状態が停止することになる。即
ち、給電ゼロとなる。図７に示されるように、ローラ回
転の最下流側に位置した給電ブラシ３６に供給される電
圧を他の給電ブラシ３６への電圧と異ならせ、低くする
ことで、或る一定の値の給電状態からいきなりゼロの状
態にならず、独立給電部３５の給電ブラシ３６との電気
的外れを滑らかにすることができる。ローラ回転の最下
流側に位置した給電ブラシ３６に供給される電圧を他の
給電ブラシ３６への電圧より低くするために、図８に示
されるように、ローラ回転の最下流側に位置した給電ブ
ラシ３６に対する回路中にのみ直列に抵抗４４を入れる
ようにしてもよい。あるいは図９に示されるように、ロ
ーラ回転の最下流側に位置した給電ブラシ３６自身の抵
抗値が高くなるように構成させてもよい。

【００２１】

【発明の効果】請求項１に記載の装置によれば、抵抗発
熱体の端部と接続して給電する給電手段が周方向に互い
にずれた複数個の接触部材からなり、その回転最下流側
の接触部材に印加される電圧が他の接触部材への電圧よ
りも低く設定されているので、各接触部材の抵抗発熱体
からの外れを滑らかにすることが可能となり、安定した
給電状態を達成する。

【００２２】

【００２３】

【００２４】回転最下流側の接触部材に関する電気接続
回路にのみ直列に抵抗が備えられていたり、回転最下流
側の接触部材の抵抗値が、他の接触部材の抵抗値よりも
高く設定されていれば、簡単な構成で電圧を下げること
ができることとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置の
概略構成図である。

【図２】本発明に係る定着装置の概略斜視図である。

【図３】本発明の基本的な構成を示す部分概略図であ
る。

【図４】改良例を示す部分概略正面図である。

【図５】別の改良例を示す概略正面図である。

【図６】図５に対応する概略斜視図である。

【図７】回転最下流側の接触部材への電圧のみを下げる
ための構成を示す部分概略正面図である。

【図８】図７との関連の概念図である。

【図９】回転最下流側の接触部材への電圧のみを下げる
ための別の例を示す部分概略正面図である。

【符号の説明】

８ 定着装置 ３０ 加熱ローラ ３１ 加圧ローラ ３２ 円筒形フィルム ３３ 抵抗発熱体 ３４ 給電部 ３５ 独立給電部 ３６ 給電ブラシ ３７ バネ ３８ 裏当て部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０５Ｂ 3/00 ３７０ Ｈ０５Ｂ 3/00 ３７０

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周面に複数個配設された独立抵抗発熱体
   を有する加熱ローラと、これに圧接する加圧ローラと、
   各抵抗発熱体の端部と接続して給電する給電手段とを備
   えてなる定着装置において、 上記給電手段が周方向に互いにずれた複数個の接触部材
   からなり、その回転最下流側の接触部材に印加される電
   圧が他の接触部材への電圧よりも低く設定されたことを
   特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 回転最下流側の接触部材に関する電気接
   続回路にのみ直列に抵抗が備えられることを特徴とする
   請求項１に記載の定着装置。
3. 【請求項３】 回転最下流側の接触部材の抵抗値が、他
   の接触部材の抵抗値よりも高く設定されたことを特徴と
   する請求項１に記載の定着装置。