JPH05289556A - 定着装置 - Google Patents
定着装置Info
- Publication number
- JPH05289556A JPH05289556A JP9046592A JP9046592A JPH05289556A JP H05289556 A JPH05289556 A JP H05289556A JP 9046592 A JP9046592 A JP 9046592A JP 9046592 A JP9046592 A JP 9046592A JP H05289556 A JPH05289556 A JP H05289556A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heater
- recording material
- fixing device
- toner image
- ceramic heater
- 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
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- Surface Heating Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱溶着によりトナー像を定着させる定着装置
のウォーミングアップ時間を短縮する。 【構成】 加熱ヒーターを細長い矩形状のセラミックヒ
ーターにより構成し、上記セラミックヒーターの１つの
長辺に電極を兼ねた伝熱板を設け、他方の長辺に電極板
を設け、上記伝熱板と電極板との間に電圧を印加させて
上記セラミックヒーターを発熱させ、上記した直線状の
加熱ヒーターをトナー像を担持した記録材の背面から記
録材を挟んで加圧ローラーに押し当てることによりトナ
ーを溶着させる。この構成によりヒーターのウォーミン
グアップ時間を短縮できる。
のウォーミングアップ時間を短縮する。 【構成】 加熱ヒーターを細長い矩形状のセラミックヒ
ーターにより構成し、上記セラミックヒーターの１つの
長辺に電極を兼ねた伝熱板を設け、他方の長辺に電極板
を設け、上記伝熱板と電極板との間に電圧を印加させて
上記セラミックヒーターを発熱させ、上記した直線状の
加熱ヒーターをトナー像を担持した記録材の背面から記
録材を挟んで加圧ローラーに押し当てることによりトナ
ーを溶着させる。この構成によりヒーターのウォーミン
グアップ時間を短縮できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は静電印刷、電子写真など
におけるトナー像の定着装置に関するものであり、中で
もトナー加熱源に自己温度制御機能をもつＰＴＣセラミ
ックを使用した定着装置に関するものである。
におけるトナー像の定着装置に関するものであり、中で
もトナー加熱源に自己温度制御機能をもつＰＴＣセラミ
ックを使用した定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に使用されている定着装置の
構造概略を図４に示す。この構造の定着装置はトナー加
熱用のローラー状ヒーター１（もしくはヒーター２を内
蔵したローラー状部材）と加圧ローラー３から構成され
ており、未定着トナー像４を担持した記録材５はローラ
ー状ヒーター１と加圧ローラー３の間を通過しその際に
未定着トナー像４が加熱融着され記録材５上に定着され
る仕組になっている。ローラー状ヒーター１と加圧ロー
ラー３は記録材５と同一方向、同一速度で回転してお
り、これによって未定着トナー像４がブレを生じること
なく所定位置に定着される。しかしながら、この構造の
定着装置では、ヒーター部をローラー状にする事が必要
なためヒーター部の容積を小さくすることが難しく、そ
の結果ヒーター部の熱容量が大きくなってしまい電源を
オンしてからヒーター部が所定温度に達するまでの時間
（以下ウォームアップ時間と云う。）が長い、また消費
電力も大きい等の問題がある。そこで、ウォームアップ
時間短縮と、消費電力低減を目指した定着装置として、
ヒーター部を直線状に構成しヒーター部の熱容量を極力
小さくしたものが提案されている（例えば特開平２−１
５８７８２号公報）。その概略図を図５に示す。この構
造の定着装置では、ヒーター部６は回転せずトナー像側
に固定されているので、直接ヒーターの熱をトナーに伝
達しようとするとヒーター部６によって未定着トナー像
７が記録材８上を引きずられてしまい良好なトナー像は
得られない。そこで、未定着トナー像７を担持した記録
材８と同一方向、同一速度で駆動する定着フィルム９を
介してヒーター部６の熱をトナーに伝える必要がある。
このため、ウォームアップ時間は短縮されても構造が複
雑化し、装置の小型化が困難となる。また、定着フィル
ム９の蛇行を抑止することが難しく、定着ブレ等を起こ
すといった性能面における重大な問題が生じる。
構造概略を図４に示す。この構造の定着装置はトナー加
熱用のローラー状ヒーター１（もしくはヒーター２を内
蔵したローラー状部材）と加圧ローラー３から構成され
ており、未定着トナー像４を担持した記録材５はローラ
ー状ヒーター１と加圧ローラー３の間を通過しその際に
未定着トナー像４が加熱融着され記録材５上に定着され
る仕組になっている。ローラー状ヒーター１と加圧ロー
ラー３は記録材５と同一方向、同一速度で回転してお
り、これによって未定着トナー像４がブレを生じること
なく所定位置に定着される。しかしながら、この構造の
定着装置では、ヒーター部をローラー状にする事が必要
なためヒーター部の容積を小さくすることが難しく、そ
の結果ヒーター部の熱容量が大きくなってしまい電源を
オンしてからヒーター部が所定温度に達するまでの時間
（以下ウォームアップ時間と云う。）が長い、また消費
電力も大きい等の問題がある。そこで、ウォームアップ
時間短縮と、消費電力低減を目指した定着装置として、
ヒーター部を直線状に構成しヒーター部の熱容量を極力
小さくしたものが提案されている（例えば特開平２−１
５８７８２号公報）。その概略図を図５に示す。この構
造の定着装置では、ヒーター部６は回転せずトナー像側
に固定されているので、直接ヒーターの熱をトナーに伝
達しようとするとヒーター部６によって未定着トナー像
７が記録材８上を引きずられてしまい良好なトナー像は
得られない。そこで、未定着トナー像７を担持した記録
材８と同一方向、同一速度で駆動する定着フィルム９を
介してヒーター部６の熱をトナーに伝える必要がある。
このため、ウォームアップ時間は短縮されても構造が複
雑化し、装置の小型化が困難となる。また、定着フィル
ム９の蛇行を抑止することが難しく、定着ブレ等を起こ
すといった性能面における重大な問題が生じる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、ロー
ラー状の加熱ヒーターを用いた従来の定着装置はウォー
ミングアップ時間が長いという問題があり、ウォーミン
グアップ時間を短縮しようとしてヒーターを直線状にし
た定着装置は構造が複雑になる上に定着フィルムの蛇行
の抑止が困難で定着ブレを起こすという問題があった。
ラー状の加熱ヒーターを用いた従来の定着装置はウォー
ミングアップ時間が長いという問題があり、ウォーミン
グアップ時間を短縮しようとしてヒーターを直線状にし
た定着装置は構造が複雑になる上に定着フィルムの蛇行
の抑止が困難で定着ブレを起こすという問題があった。
【０００４】本発明はこれらの問題を解決しようとする
もので、簡単な構造でウォームアップ時間を短縮するこ
とを目的とする。
もので、簡単な構造でウォームアップ時間を短縮するこ
とを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による定着装置は
上記目的を達成するために、トナー像を担持した記録材
のトナー担持面側に接して上記記録材の送り速度と同一
の周速度で回転している加圧ローラーと、直線状の発熱
部をもつヒーターとよりなり、上記直線状の発熱部をも
つヒーターをトナー像を担持した記録材のトナー担持面
の背面から記録材を挟んで上記加圧ローラーに押し当て
ることにより上記トナー像を上記記録材に溶着させる構
成としたものである。
上記目的を達成するために、トナー像を担持した記録材
のトナー担持面側に接して上記記録材の送り速度と同一
の周速度で回転している加圧ローラーと、直線状の発熱
部をもつヒーターとよりなり、上記直線状の発熱部をも
つヒーターをトナー像を担持した記録材のトナー担持面
の背面から記録材を挟んで上記加圧ローラーに押し当て
ることにより上記トナー像を上記記録材に溶着させる構
成としたものである。
【０００６】
【作用】本発明は上記した構成により、ヒーターを直線
状に構成して熱容量を小さくしたのでヒーター部の昇温
スピードが増しウォームアップ時間の短縮ができるとと
もに、ヒーターの熱を記録材を介して未定着トナーに伝
達することにより定着フィルムなどを用いない簡単な構
造で良好なトナー定着ができる。
状に構成して熱容量を小さくしたのでヒーター部の昇温
スピードが増しウォームアップ時間の短縮ができるとと
もに、ヒーターの熱を記録材を介して未定着トナーに伝
達することにより定着フィルムなどを用いない簡単な構
造で良好なトナー定着ができる。
【０００７】
【実施例】図２に本発明の定着装置のヒーター部の斜視
図を示す。１０はＰＴＣ機能を有するＢａ1-xＰｂxＴｉ
Ｏ3（x＝０.０１〜０.３）を主成分として形成された板
状のＰＴＣセラミックヒーターであり、電圧印加時にト
ナーが良好に定着する所定温度（本実施例では１８０℃
±５℃）になるようにＰＴＣ特性を調節してある。ＰＴ
Ｃセラミックヒーター１０は１塊の成形体でも図中点線
で示したように数個に分割してもかまわない。１１ａ，
１１ｂはＰＴＣセラミックヒーター１０とオーミックコ
ンタクトをとるための電極層で、Ａｇペースト焼付け、
Ｎｉ，Ａｇ，Ｃｕの無電解めっきなどの方法で形成され
る。１２はＡｌなど良熱伝導性材料で構成した伝熱板
で、ヒーターの熱を有効にトナーに伝達するために電極
層１１ａ面に良熱伝導性の導電性接着剤で密着されてい
る。伝熱板１２の表面には高滑性薄膜１３がコーティン
グされており、記録材の搬送を容易にしている。また、
伝熱板１２を導電性のある良熱伝導性材料で構成した場
合は、ＰＴＣセラミックヒーター１０の電極として使用
することも可能である。１４はＰＴＣセラミックヒータ
ー１０のもう一方の電極板で電極層１１ｂ面に導電性接
着剤を用いて取付けられている。電極板１４はステンレ
スなどの熱伝導性の悪い導電体で構成することにより、
ＰＴＣセラミックヒーター１０の熱が逃げるのを防ぎ、
伝導板１２方向への熱の流れを推進し、エネルギーロス
を低減することができる。
図を示す。１０はＰＴＣ機能を有するＢａ1-xＰｂxＴｉ
Ｏ3（x＝０.０１〜０.３）を主成分として形成された板
状のＰＴＣセラミックヒーターであり、電圧印加時にト
ナーが良好に定着する所定温度（本実施例では１８０℃
±５℃）になるようにＰＴＣ特性を調節してある。ＰＴ
Ｃセラミックヒーター１０は１塊の成形体でも図中点線
で示したように数個に分割してもかまわない。１１ａ，
１１ｂはＰＴＣセラミックヒーター１０とオーミックコ
ンタクトをとるための電極層で、Ａｇペースト焼付け、
Ｎｉ，Ａｇ，Ｃｕの無電解めっきなどの方法で形成され
る。１２はＡｌなど良熱伝導性材料で構成した伝熱板
で、ヒーターの熱を有効にトナーに伝達するために電極
層１１ａ面に良熱伝導性の導電性接着剤で密着されてい
る。伝熱板１２の表面には高滑性薄膜１３がコーティン
グされており、記録材の搬送を容易にしている。また、
伝熱板１２を導電性のある良熱伝導性材料で構成した場
合は、ＰＴＣセラミックヒーター１０の電極として使用
することも可能である。１４はＰＴＣセラミックヒータ
ー１０のもう一方の電極板で電極層１１ｂ面に導電性接
着剤を用いて取付けられている。電極板１４はステンレ
スなどの熱伝導性の悪い導電体で構成することにより、
ＰＴＣセラミックヒーター１０の熱が逃げるのを防ぎ、
伝導板１２方向への熱の流れを推進し、エネルギーロス
を低減することができる。
【０００８】図１には本発明の定着装置の側面図を示
す。図１において、１５はヒーターホルダーで、図２に
示したヒーター部を保持している。ＰＴＣセラミックヒ
ーター１０への電圧印加は伝熱板１２と電極板１４もし
くは電極層１１ａと電極板１４の間でなされる。電極の
取り方は、板ばねを使用する。または、リード線を使用
するなど様々な手段が考えられるがここでは特に限定し
ない。１６は加圧ローラーで、室温から３００℃の温度
範囲において良好な耐熱性を有し、所定のゴム弾性を持
った材料で構成されていて、表面にトナーとの離型性が
良好な材料により構成された離型層１７がコーティング
されている。加圧ローラー１６は所定の加熱幅が得られ
るような圧力でヒーター部の伝熱板１２に圧縮されてお
り、その状態を保ったまま、搬送されてくる記録材９と
同一方向、同一速度で回転する仕組となっている。記録
材９上の未定着トナー像１９は加圧ローラー１６と伝熱
板１２の圧接部を通過する際にヒーター１０によって記
録材１８を介して加熱溶融されるとともに加圧ローラー
１６によって記録材１８上の所定位置に圧着され良好な
トナー像２０として定着する。
す。図１において、１５はヒーターホルダーで、図２に
示したヒーター部を保持している。ＰＴＣセラミックヒ
ーター１０への電圧印加は伝熱板１２と電極板１４もし
くは電極層１１ａと電極板１４の間でなされる。電極の
取り方は、板ばねを使用する。または、リード線を使用
するなど様々な手段が考えられるがここでは特に限定し
ない。１６は加圧ローラーで、室温から３００℃の温度
範囲において良好な耐熱性を有し、所定のゴム弾性を持
った材料で構成されていて、表面にトナーとの離型性が
良好な材料により構成された離型層１７がコーティング
されている。加圧ローラー１６は所定の加熱幅が得られ
るような圧力でヒーター部の伝熱板１２に圧縮されてお
り、その状態を保ったまま、搬送されてくる記録材９と
同一方向、同一速度で回転する仕組となっている。記録
材９上の未定着トナー像１９は加圧ローラー１６と伝熱
板１２の圧接部を通過する際にヒーター１０によって記
録材１８を介して加熱溶融されるとともに加圧ローラー
１６によって記録材１８上の所定位置に圧着され良好な
トナー像２０として定着する。
【０００９】上記定着装置を用い、ウォームアップ時間
ならびに伝熱板１２表面の温度分布について試験を行な
った。試験法として、図３に示すように伝熱板１２上の
Ａ〜Ｄの４箇所に熱電対２１ａ〜２１ｄを取付けＡＣ１
００Ｖ電源２２をＯＮしてからの各部の温度経時変化を
ペンレコーダー２３で測定記録した。結果を表１に示
す。
ならびに伝熱板１２表面の温度分布について試験を行な
った。試験法として、図３に示すように伝熱板１２上の
Ａ〜Ｄの４箇所に熱電対２１ａ〜２１ｄを取付けＡＣ１
００Ｖ電源２２をＯＮしてからの各部の温度経時変化を
ペンレコーダー２３で測定記録した。結果を表１に示
す。
【００１０】
【表１】 表１からわかるように、本発明の定着装置はヒーター部
の熱容量を極力小さくしているので極めて短い時間で伝
熱板１２全体がむらなく所定温度（本実施例では２００
℃±５℃を設定）に達しており、ウォームアップ時間が
短縮されたことが立証できた。
の熱容量を極力小さくしているので極めて短い時間で伝
熱板１２全体がむらなく所定温度（本実施例では２００
℃±５℃を設定）に達しており、ウォームアップ時間が
短縮されたことが立証できた。
【００１１】次に、実施例の定着装置を松下電器産業
（株）製レーザービームプリンターＫＸ−Ｐ４４５０を
温度制御回路を取外すなど一部改造して装着し、低温／
低湿、常温／常湿、高温／高湿の各環境下でそれぞれ５
万枚まで連続印字試験を行なったが、いずれの場合も定
着むら、定着ブレ、ホットオフセット、コールドオフセ
ット等の現象は見られず良好な定着性を示した。また、
比較例として図５に示したような定着フィルムを使用し
た定着装置についても同様の試験を行なったところ、特
に高温／高湿下の条件で定着枚数３万枚を過ぎたあたり
から定着フィルムの蛇行が始り定着ブレが確認された。
（株）製レーザービームプリンターＫＸ−Ｐ４４５０を
温度制御回路を取外すなど一部改造して装着し、低温／
低湿、常温／常湿、高温／高湿の各環境下でそれぞれ５
万枚まで連続印字試験を行なったが、いずれの場合も定
着むら、定着ブレ、ホットオフセット、コールドオフセ
ット等の現象は見られず良好な定着性を示した。また、
比較例として図５に示したような定着フィルムを使用し
た定着装置についても同様の試験を行なったところ、特
に高温／高湿下の条件で定着枚数３万枚を過ぎたあたり
から定着フィルムの蛇行が始り定着ブレが確認された。
【００１２】また、上述したように本実施例では、ヒー
ターとして正の抵抗温度特性をもつＰＴＣセラミックヒ
ーターを採用している。ＰＴＣセラミックヒーターは温
度が上昇すると抵抗値が増加し、発熱量が低下する自己
制御性をもっている。したがって温度制御回路を使用せ
ずにトナー加熱用の伝熱板１２表面を均一に所望の温度
で維持することが可能で、しかも温度の経時変化がほと
んどなく連続印字試験においても良好な定着性を示し
た。更に、定着フィルムなどを使用しない簡単な構造な
のでフィルムの蛇行により定着ぶれを生じる心配もなく
定着装置の信頼性が増すとともに、装着の小型化が可能
である。
ターとして正の抵抗温度特性をもつＰＴＣセラミックヒ
ーターを採用している。ＰＴＣセラミックヒーターは温
度が上昇すると抵抗値が増加し、発熱量が低下する自己
制御性をもっている。したがって温度制御回路を使用せ
ずにトナー加熱用の伝熱板１２表面を均一に所望の温度
で維持することが可能で、しかも温度の経時変化がほと
んどなく連続印字試験においても良好な定着性を示し
た。更に、定着フィルムなどを使用しない簡単な構造な
のでフィルムの蛇行により定着ぶれを生じる心配もなく
定着装置の信頼性が増すとともに、装着の小型化が可能
である。
【００１３】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
は、トナー像を担持した記録材の記録面背面側に直線状
のヒーターを接する構成にしたのでヒーター部の熱容量
を極力小さくすることが可能となりウォームアップ時間
を大幅に短縮できる。さらに上記ヒーター材料としてＰ
ＴＣセラミックヒーターを用いたので温度制御回路を使
用せずに所定の温度にヒーターを維持することが可能と
なった。
は、トナー像を担持した記録材の記録面背面側に直線状
のヒーターを接する構成にしたのでヒーター部の熱容量
を極力小さくすることが可能となりウォームアップ時間
を大幅に短縮できる。さらに上記ヒーター材料としてＰ
ＴＣセラミックヒーターを用いたので温度制御回路を使
用せずに所定の温度にヒーターを維持することが可能と
なった。
【図１】本発明の一実施例の定着装置の側面図
【図２】本発明の一実施例の定着装置に用いる直線状ヒ
ーターの斜視図
ーターの斜視図
【図３】本発明の一実施例の温度測定実験の斜視図
【図４】ローラー状ヒーターを用いた従来の定着装置の
側面図
側面図
【図５】直線状ヒーターと定着フィルムを用いた従来の
定着装置の側面図
定着装置の側面図
１０ セラミックヒーター １１ａ 電極層 １１ｂ 電極層 １２ 伝熱板 １３ 高滑性薄膜 １４ 電極板 １８ 記録材 １９ 未定着トナー ２０ 定着トナー
Claims (4)
- 【請求項１】トナー像を担持した記録材のトナー担持面
側に接して上記記録材の送り速度と同一の周速度で回転
している加圧ローラと、直線状の発熱部をもつヒーター
とよりなり、上記直線状の発熱部をもつヒーターをトナ
ー像を担持した記録材のトナー担持面の背面から記録材
を挟んで上記加圧ローラに押し当てることにより上記ト
ナー像を上記記録材に溶着させるようにした定着装置。 - 【請求項２】直線状の発熱部が正の抵抗温度特性をもつ
ＰＴＣセラミックヒーターよりなる請求項１記載の定着
装置。 - 【請求項３】直線状の発熱部が細長い矩形状のセラミッ
クヒーターよりなり、上記セラミックヒーターの２つの
長辺に電極層を構成し、一方の電極層に導電性接着剤を
介して熱の良伝導材による伝熱板を設け、一方の電極層
に導電性接着剤を介して熱の不良伝導材による電極板を
設け、上記伝熱板と上記電極板との間に電圧を印加して
上記セラミックヒーターを加熱するようにした請求項１
記載の定着装置。 - 【請求項４】伝熱板の表面に高滑性薄膜をコーティング
した請求項３記載の定着装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9046592A JPH05289556A (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | 定着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9046592A JPH05289556A (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | 定着装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05289556A true JPH05289556A (ja) | 1993-11-05 |
Family
ID=13999357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9046592A Pending JPH05289556A (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | 定着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05289556A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9037054B2 (en) | 2011-07-14 | 2015-05-19 | Sharp Kabushiki Kaisha | Fixing device and image forming apparatus using the same |
| CN113680590A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-11-23 | 上海交通大学 | 一种燃料电池极板基材电辅助梯度涂层制备装置及方法 |
-
1992
- 1992-04-10 JP JP9046592A patent/JPH05289556A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9037054B2 (en) | 2011-07-14 | 2015-05-19 | Sharp Kabushiki Kaisha | Fixing device and image forming apparatus using the same |
| CN113680590A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-11-23 | 上海交通大学 | 一种燃料电池极板基材电辅助梯度涂层制备装置及方法 |
| CN113680590B (zh) * | 2021-08-12 | 2022-06-24 | 上海交通大学 | 一种燃料电池极板基材电辅助梯度涂层制备装置及方法 |
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