JPH04213480A - 定着装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、乾式トナーを用いた電
子写真方式の画像形成装置、例えば複写機、プリンタ、
ファクシミリ装置等に好適なヒートローラ方式の定着装
置に関し、特にヒートローラの軸方向における温度分布
を均一化するとともに、消費電力を抑えることができる
定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、レーザプリンタ等の画像
形成装置では、熱と圧力によりトナーを記録紙に定着さ
せるヒートローラ方式の定着装置が多用されている。こ
の定着装置のヒートローラとしては、例えば特開平１−
２３００８４号公報、あるいは実開昭５６−１１３３５
１号公報等に記載されたものがある。

【０００３】特開平１−２３００８４号公報には、ロー
ラベース樹脂層の表面に全面にわたって、ニッケル、ニ
ッケル−クロム合金等の金属を真空蒸着あるいはスパッ
タリングにより１〜３０μｍの一様な厚さに付着させて
抵抗発熱層としたヒートローラが記載されている。この
ヒートローラによれば、抵抗発熱層から発生した熱は、
そのほとんどが半径方向外側に向けて放出されるため、
ヒートローラ表面を早期に昇温することができる。

【０００４】また、実開昭５６−１１３３５１号公報に
は、同一幅を有する線状ないしリボン状の加熱素子を定
ピッチのもとにローラ表面に巻装し、この加熱素子の中
央部分を低抵抗材料で構成するとともに、その両側部分
を高抵抗材料で構成したヒートローラが記載されている
。このヒートローラによれば、放熱しやすいローラ両端
部での発熱量を大きくし、軸方向でのローラ表面温度を
均一化することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の定着装置にあっては、ヒートローラ全体を加
熱するようになっていたので、消費電力が大きいという
問題があった。また、省電力化とともに、軸方向でのロ
ーラ表面温度を均一化しなければならないという要求が
ある。 〔発明の目的〕そこで、請求項１記載の発明は、抵抗発
熱体のローラ端部における屈曲密度をローラ中央部にお
ける屈曲密度より高密度にすることにより、軸方向での
ヒートローラ表面温度を均一化することができる定着装
置を提供することを目的としている。

【０００６】また、請求項２記載の発明は、給電ブラシ
を限定配置してヒートローラの表面を部分的に加熱する
ことにより、消費電力を低減できる定着装置を提供する
ことを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記目的を達成するために、互いに圧接して回転するロ
ーラ対のうち少なくとも一方のローラがヒートローラで
あり、このヒートローラの熱とローラ対の圧力とにより
記録紙にトナーを定着させる定着装置において、前記ヒ
ートローラの円周方向に複数回屈曲させながら、軸線方
向一端から他端に向けて形成された複数の抵抗発熱体と
、これらの抵抗発熱体各個に対応させて前記ヒートロー
ラの両端部分に形成された電極と、この電極に接触して
前記抵抗発熱体に給電する給電ブラシと、を備え、前記
抵抗発熱体のローラ端部における屈曲密度がローラ中央
部における屈曲密度より高密度であることを特徴とする
ものである。

【０００８】また、請求項２記載の発明は、上記目的を
達成するために、ローラ対が圧接している部分からヒー
トローラの回転方向上流側の一部を含む範囲に給電ブラ
シを限定配置したことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】上記構成を有する請求項１記載の発明において
は、ヒートローラの円周方向に複数回屈曲させながら軸
線方向一端から他端に向けて複数の抵抗発熱体を形成し
、この抵抗発熱体のローラ端部における屈曲密度をロー
ラ中央部における屈曲密度より高密度にすることにより
、高密度部分における発熱量を大きくすることができる
。

【００１０】また、上記構成を有する請求項２記載の発
明においては、給電ブラシを限定配置して定着に必要な
部分の抵抗発熱体にだけ給電し、ヒートローラを部分的
に加熱することにより、抵抗発熱体への給電量を低減さ
せる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。 図７は本発明に係る定着装置を適用したレーザプリンタ
を示す概略構成図である。図において、感光体ベルト１
０は、帯電チャージャ１１によって表面を帯電された後
、レーザ光学系１２からのレーザ光を照射され、静電潜
像が形成される。この静電潜像は、現像器１３によって
トナーが付着され可視像化される。このトナー像が記録
される記録紙は、給紙カセット１４から給紙され、レジ
ストローラ対１５によって搬送タイミングを調整された
後、感光体ベルト１０に向けて搬送される。感光体ベル
ト１０のトナー像が転写チャージャ１６によって記録紙
に転写された後、定着装置１７によって記録紙にトナー
像が定着される。そして、定着後の記録紙は、排出部１
８に排出される。一方、転写後の感光体ベルト１０は除
電装置１９によって除電された後、クリーニング装置２
０によって残留トナーが除去される。

【００１２】前記定着装置１７は、図８に示すように構
成されている。すなわち、ローラ対を構成するヒートロ
ーラ２１と加圧ゴムローラ２２は、バネ２３によって互
いに圧接した状態で回転する。ヒートローラ２１と加圧
ゴムローラ２２とが圧接している部分、すなわち定着部
に記録紙２４が通紙され、このときヒートローラ２１の
熱とローラ対の圧力により記録紙２４にトナー２５が定
着される。定着後の記録紙２４は、分離爪２６によって
ヒートローラ２１から分離され、排出方向に搬送される
。また、ヒートローラ２１に付着したトナーは、クリー
ニングパッド２７によって除去される。

【００１３】ここで、請求項１または２に記載の発明に
係る定着装置のヒートローラ２１は、図１、図２のよう
に示される。図１および図２において、ヒートローラ２
１は、高抵抗のローラベース層３０、抵抗発熱層３１、
耐熱性離型層３２が順次積層されて構成されている。ロ
ーラベース層３０は、例えばセラミック、ＰＦＡ（フッ
素樹脂）、ナイロン等の高抵抗耐熱樹脂から形成される
。抵抗発熱層３１は、複数の抵抗発熱体３３により形成
されており、この抵抗発熱体３３は、ローラベース層３
０の円周方向に複数回屈曲させながら、軸線方向一端か
ら他端に向けて形成される。なお、抵抗発熱体３３は、
電熱線を配線したり、あるいはパターン印刷によって形
成される。耐熱性離型層３２は、耐熱性離型材たとえば
ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂からなり、抵抗発熱体
に接触し、かつヒートローラの最表面層を形成する。こ
の耐熱性離型層３２により定着後の記録紙の分離性を向
上させている。また、ヒートローラ２１の片側端部の内
側すなわちローラベース層３０の内側には、ヒートロー
ラ駆動用のギヤ３４が設けられる。

【００１４】前記抵抗発熱体３３には、それぞれに対応
する電極３５がヒートローラ２１すなわちローラベース
層３０の両端部分に形成されている。そして、電極３５
に接触するように給電ブラシ３６が設けられ、この給電
ブラシ３６によって抵抗発熱体３３に給電が行われる。 給電ブラシ３６は、図示のように、ローラ対が圧接して
いる部分すなわち定着部からヒートローラ２１の回転方
向上流側の一部を含む範囲に限定配置される。従って、
給電ブラシ３６が配置された部分の抵抗発熱体３３だけ
が給電されて発熱し、他の部分の抵抗発熱体３３は発熱
しない。この結果、ヒートローラ２１の全体を加熱する
従来例に比べて給電量が少なくて済み、消費電力を低減
することができる。なお、定着部だけでなく上流側にも
給電する理由は、抵抗発熱体３３から耐熱性離型層３２
の最表面までの熱伝導に時間を要するため、この熱伝導
時間を見越して給電開始位置を早め、定着部での最表面
温度を適正定着温度にするためである。なお、図示して
いないが、給電ブラシ３６の外側には、ローラベース層
３０の端部に接触してヒートローラ２１を回転自在に保
持する軸受が２個設けられる。そこで、給電ブラシ３６
を輪状に形成し、給電ブラシ３６によって前記軸受を兼
ねるように構成していもよい。ただし、給電する範囲は
、前述のとおり定着部とその上流部のみとする。

【００１５】次に、抵抗発熱体３３の屈曲密度について
説明する。図１に示すように、抵抗発熱体３３のローラ
端部における屈曲密度は、ローラ中央部における屈曲密
度より高密度になっている。この結果、ローラ中央部よ
り両端部の発熱量が大きくなる。これは、図３の破線特
性に示すように、ヒートローラの両端部分では熱が逃げ
やすく、温度低下が起こりやすいことへの対処である。 すなわち、ヒートローラ両端部分での発熱量を大きくす
ることにより、図３の実線特性に示すように、軸方向の
ローラ温度の均一化を実現できる。

【００１６】なお、図１には本発明に係る抵抗発熱体３
３の屈曲形状の第１実施例を示したが、図４〜図６に示
す第２〜第４実施例の形状も本発明に含まれる。また、
給電ブラシ３６による給電は、図７に示したレジストロ
ーラ対１５による通紙のレジストタイミングに基づいて
、記録紙が定着装置に搬送される直前に開始され、記録
紙が前記定着部を通過した直後に停止される。この結果
、給電時間を短縮することができ、電力消費を一層低減
することができる。なお、紙詰り（ジャム）等のトラブ
ルが発生した場合、即座に給電は停止される。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明に係る定着装置によれば、ヒートローラの円周方向に
複数回屈曲させながら軸線方向一端から他端に向けて複
数の抵抗発熱体を形成し、この抵抗発熱体のローラ端部
における屈曲密度をローラ中央部における屈曲密度より
高密度にすることにより、高密度部分における発熱量を
大きくすることができ、軸方向でのヒートローラ表面温
度を均一化することができる。

【００１８】また、請求項２記載の発明に係る定着装置
によれば、給電ブラシを限定配置して定着に必要な部分
の抵抗発熱体にだけ給電し、ヒートローラを部分的に加
熱することにより、抵抗発熱体への給電量を低減させ、
消費電力を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１または２に記載の発明に係る定着装置
のヒートローラを示す斜視図。

【図２】図１のヒートローラを示す側面図。

【図３】図１のヒートローラの軸線方向における温度分
布図。

【図４】抵抗発熱体の屈曲形状の第２実施例を示す図。

【図５】抵抗発熱体の屈曲形状の第３実施例を示す図。

【図６】抵抗発熱体の屈曲形状の第４実施例を示す図。

【図７】本発明に係る定着装置を適用したレーザプリン
タを示す概略構成図。

【図８】図７の定着装置の概略構成を示す拡大図。

【符号の説明】

２１　　　　ヒートローラ ３３　　　　抵抗発熱体 ３５　　　　電極 ３６　　　　給電ブラシ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　互いに圧接して回転するローラ対のう
   ち少なくとも一方のローラがヒートローラであり、この
   ヒートローラの熱とローラ対の圧力とにより記録紙にト
   ナーを定着させる定着装置において、前記ヒートローラ
   の円周方向に複数回屈曲させながら、軸線方向一端から
   他端に向けて形成された複数の抵抗発熱体と、これらの
   抵抗発熱体各個に対応させて前記ヒートローラの両端部
   分に形成された電極と、この電極に接触して前記抵抗発
   熱体に給電する給電ブラシと、を備え、前記抵抗発熱体
   のローラ端部における屈曲密度がローラ中央部における
   屈曲密度より高密度であることを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】　　ローラ対が圧接している部分からヒー
   トローラの回転方向上流側の一部を含む範囲に給電ブラ
   シを限定配置したことを特徴とする請求項１記載の定着
   装置。