JPH064764U - 熱定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】少ない消費電力で定着を行うことができる経済
性に優れた熱定着装置を提供する。 【構成】発熱ローラ１にプレッシャーローラ２を当接す
る。発熱ローラ１は、圧力が増加することに応じて体積
抵抗率が低下する感圧導電ゴムにより形成された感圧導
電ゴム層１４を有する。またプレッシャーローラ２は、
発熱ローラ１を所定の力で押圧する。さらに電源４によ
り、発熱ローラの軸方向についての感圧導電ゴム層１４
の両側端間に、発熱ローラ１の両端に感圧導電ゴム層１
４に接触した状態で設けられた電極１２，１３を介して
電圧を印加する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば電子写真記録装置などに適用され、記録媒体に付着した現像 剤を加熱溶融して前記記録媒体に定着させる熱定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

電子写真記録装置においては、記録紙に静電的に付着した現像剤を加熱溶融す ることにより定着させる。

【０００３】 図６はこのような定着を行う熱定着装置の従来の構成を一部破断して示す図で ある。この熱定着装置は、中空ローラ５１と、中空ローラ５１の内部空間に配置 されたハロゲンランプ５２と、中空ローラ５１に当接配置され、記録紙Ｐを挟持 するプレッシャーローラ５３とからなり、ハロゲンランプ５２の発熱を利用する ものとなっている。

【０００４】 ここで定着を行うのに必要な温度を得るためには、ハロゲンランプ５２に例え ば500 〜1000Ｗの電力を供給する必要がある。そして一般的には、装置の電源が ＯＮ状態であれば記録動作を行っているか否かに拘らずに、ハロゲンランプ５２ に上記電力を供給し続けている。従って、常時500 〜1000Ｗもの電力を消費して いる。この電力消費量は、電子写真記録装置全体での電力消費量の大半（例えば ９０％以上）に相当する。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

以上のように従来の熱定着装置は、ハロゲンランプ等の発熱体の発熱を利用し てローラを加熱するものとなっているため、発熱体の駆動に非常に大きな電力を 必要とし、不経済であるという不具合があった。

【０００６】 本考案はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするとこ ろは、少ない消費電力で定着を行うことができる経済性に優れた熱定着装置を提 供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、圧力が増加することに応じて電気抵抗（体積抵抗率）が低下する例 えば感圧導電ゴムなどの感圧導電部材により形成された例えば感圧導電ゴム層な どの感圧導電層を有する例えば発熱ローラなどの第１ローラと、この第１ローラ に当接配置された例えばプレッシャーローラなどの第２ローラと、前記第１ロー ラの軸方向についての前記感圧導電層の両側端間に、例えば前記第１ローラの一 端に前記感圧導電層に接触した状態で設けられた第１電極と他端に前記感圧導電 層に接触した状態で設けられた第２電極とを介して、電圧を印加する例えば電源 などの電源手段とを具備した。

【０００８】

【作用】

このような手段を講じたことにより、圧力が増加することに応じて電気抵抗（ 体積抵抗率）が低下する感圧導電部材により形成された感圧導電ゴム層の両側端 間（第１ローラの軸方向についての前記感圧導電層の両側端間）に電源により電 圧印加がなされるとともに、例えば第１ローラに当接された第２ローラにより感 圧導電ゴム層に圧力が加えられる。 従って、第２ローラが当接している位置において感圧導電ゴム層の電気抵抗が 低下し、当該部分に集中的に電流が流れる。

【０００９】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の一実施例につき説明する。 図１は本実施例に係る熱定着装置の構成を示す図であり、図１（ａ）は一部破 断して示す正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）中のＡ−Ａ矢視断面図である。 図中、１は発熱ローラ、２はプレッシャーローラである。

【００１０】 発熱ローラ１は、絶縁ローラ１１、電極１２，１３および感圧導電ゴム層１４ より構成されている。絶縁ローラ１１は、例えば樹脂などの絶縁材料を円筒状に 形成してなる。電極１２，１３は、絶縁ローラ１１の両側端にて、導電材料を外 周面が円筒形をなすように絶縁ローラ１１の外周表面に固着して形成されている 。感圧導電ゴム層１４は、感圧導電ゴムを外周面が円筒形をなすように絶縁ロー ラ１１の外周表面に固着して形成されている。感圧導電ゴム層１４はその両側端 が、電極１２，１３上に位置している。ただし感圧導電ゴム層１４は絶縁ローラ １１よりも幅（軸心に沿う方向の長さ）を小さくしてあり、電極１２，１３の一 部は感圧導電ゴム層１４に覆われずに露出している。なお必要に応じて、感圧導 電ゴム層１４の表面に、トナーの離形性の高い材料よりなる層を形成し、感圧導 電ゴム層１４へのトナー付着を防止するようにしても良い。

【００１１】 感圧導電ゴム層１４を形成する感圧導電ゴムは、シリコンなどの樹脂中に金属 粉やカーボンなどを含有してなるものである。この感圧導電ゴムは、大きく分け て２種類ある。すなわち、その圧力−体積抵抗率特性が、図２に示すようにある 圧力において体積抵抗率が急峻に変化する特性を示すものと、図３に示すように 圧力の変化に伴って体積抵抗率が緩やかに変化する特性を示すものとである。前 者は樹脂中に金属粉を含有したもの、後者は樹脂中にカーボンを含有したものが 代表的である。そして本実施例では、シリコンに金属粉を含有してなり、図２に 示す圧力−体積抵抗率特性を有する感圧導電ゴムを用いる。

【００１２】 発熱ローラ１は、本熱定着装置が適用される例えば電子写真記録装置の筐体な どに固定された軸受け３ａ，３ｂによって枢支されている。軸受け３ａ，３ｂは 導電材料より形成されている。また軸受け３ａ，３ｂは、電極３ａ，３ｂが露出 している部分にて発熱ローラ１を枢支する。

【００１３】 プレッシャーローラ２は、耐熱性および断熱性を有した、例えばシリコンゴム などの材料を円筒状に形成してなる耐熱ローラ２１に、回転軸２２を挿嵌して形 成されている。回転軸２２は図示しない軸受けによって枢支されている。プレッ シャーローラ２は発熱ローラ１に当接するとともに、発熱ローラ１側に押圧され ており、発熱ローラ１との間に、挿通された記録紙Ｐを挟持する。 ４は電源であり、軸受け３ａと軸受け３ｂとの間に所定の電圧を印加する。

【００１４】 かくして以上のように構成された熱定着装置では、次のようにして発熱が行わ れ、定着動作が行われる。すなわち、発熱ローラ１のうち、プレッシャーローラ ２が当接している部分はプレッシャーローラ２によって押圧されている。従って 、当該部分では、発熱ローラ１の感圧導電ゴム層１４に圧力がかかっており、感 圧導電ゴム層１４が圧縮される。

【００１５】 このようにプレッシャーローラ２によって感圧導電ゴム層１４が圧縮されると 、圧縮された領域（以下、圧縮領域と称する）において感圧導電ゴム層１４の体 積抵抗率が低下する。ここで感圧導電ゴム層１４は、前述の如く図２に示す圧力 −体積抵抗率特性を有しているので、プレッシャーローラ２が当接していないと きに感圧導電ゴム層１４に加わる圧力を体積抵抗率が低下しない程度の圧力とな るように、またプレッシャーローラ２が当接しているときに感圧導電ゴム層１４ に加わる圧力を体積抵抗率が低下する程度の圧力となるように設定しておく。こ れにより、圧縮領域のみで感圧導電ゴムの体積抵抗率が大幅に低下する。

【００１６】 ところで、軸受け３ａと軸受け３ｂとには電源４が接続されている。ここで軸 受け３ａ，３ｂは導電性であるとともに、電極１２，１３と接触しているので、 電源４で発生された電圧は電極１２と電極１３との間、すなわち感圧導電ゴム層 １４の両側端間に印加されている。従って、前述のように感圧導電ゴムの体積抵 抗率が低下した圧縮領域を電流が流れる。 図４は電流の流れを模式的に示す部分拡大図であり、図４（ａ）は一部破断し て示す正面図、図４（ｂ）は図４（ａ）中のＢ−Ｂ矢視断面図である。

【００１７】 この図に示すように、電源４から流れ出た電流は、軸受け３ｂおよび電極１３ を介して、感圧導電ゴム層１４のうちの圧縮領域に流れ込む。感圧導電ゴム層１ ４の圧縮領域は、プレッシャーローラ２に沿って感圧導電ゴム層１４の全幅にわ たって形成されているので、感圧導電ゴム層１４に流れ込んだ電流は、感圧導電 ゴム層１４の圧縮領域を電極１３が設けられた側から電極１２が設けられた側へ 向けて流れる。そして、電極１２および軸受け３ａを介して電源４へと還流する 。

【００１８】 一方、感圧導電ゴム層１４のうちの圧縮領域以外の領域では、感圧導電ゴムの 体積抵抗率が高い（図５中のイで示す領域に比べて５〜６桁高い）ままであり、 電流はほとんど流れない。従って圧縮領域に集中的に電流が流れ、この圧縮領域 で大きなジュール熱が発生する。このジュール熱により、記録紙Ｐに付着した現 像剤が溶融定着される。

【００１９】 このように本実施例によれば、発熱ローラ１のうちのプレッシャーローラ２に 当接する領域のみ、すなわち記録紙Ｐに接触する領域のみで発熱を行わせるべく 当該領域の感圧導電ゴム層１４にのみ通電を行うので、ハロゲンランプ等の熱源 を駆動するのに比較してごく少ない電力消費となる。 図５は変形実施例を示す図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付し 、その詳細な説明は省略する。

【００２０】 図中、５は発熱ローラである。この発熱ローラ５が前記実施例での発熱ローラ １と異なるのは、感圧導電ゴム層１４に隣接した状態で、感圧導電ゴム層１４と 同じ層厚を有する電極５１，５２を設けてなる点である。そしてこの電極５１， ５２には、軸受け３ａ，３ｂに固定された接触子５４，５５が当接されている。 接触子５４，５５は、導電部材より構成されており、電源４が接続されている。

【００２１】 この構成では、電源４で発生された電圧は、接触子５４，５５および電極５１ ，５２を介して感圧導電ゴム層１４の両側端間に印加される。 このような構成とすると、製造が簡単であり、コストの低下を図り得る。

【００２２】 なお、本考案は上記各実施例に限定されるものではない。例えば上記各実施例 では、感圧導電層を形成する感圧導電部材として図２に示す圧力−体積抵抗率特 性を有した感圧導電ゴムを用いているが、記録紙Ｐの挿通時に感圧導電ゴム層１ ４に実際に加わる圧力に応じて、体積抵抗率が大きく変化する圧力が図２示とは 異なる特性の感圧導電ゴムを適宜適用可能である。また感圧導電部材は、図２に 示す圧力−体積抵抗率特性と同様な特性を有する感圧導電ゴムには限定されず、 例えば図３に示すような全く異なる圧力−体積抵抗率特性を有する感圧導電ゴム を適用することも可能である。さらには、感圧導電部材は感圧導電ゴムには限定 されず、他の材質であっても良い。

【００２３】 また上記各実施例では、プレッシャーローラ２の圧力により感圧導電ゴム層１ ４での通電（発熱）が生じるようにしているが、感圧導電ゴム層１４およびプレ ッシャーローラ２の押圧力を、記録紙Ｐが挿通された際の圧力により感圧導電ゴ ム層１４が導通状態となるように設定しておけば、記録紙Ｐの挿通時にのみ感圧 導電ゴム層１４での通電（発熱）が生じるので、待機状態における電力消費を大 幅に低減でき、さらに消費電力を低減することができる。 このほか、本考案の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。

【００２４】

【考案の効果】

本考案によれば、圧力が増加することに応じて電気抵抗（体積抵抗率）が低下 する例えば感圧導電ゴムなどの感圧導電部材により形成された例えば感圧導電ゴ ム層などの感圧導電層を有する例えば発熱ローラなどの第１ローラと、この第１ ローラに当接配置された例えばプレッシャーローラなどの第２ローラと、前記第 １ローラの軸方向についての前記感圧導電層の両側端間に、例えば前記第１ロー ラの一端に前記感圧導電層に接触した状態で設けられた第１電極と他端に前記感 圧導電層に接触した状態で設けられた第２電極とを介して、電圧を印加する例え ば電源などの電源手段とを具備したので、少ない消費電力で定着を行うことがで きる経済性に優れた熱定着装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の一実施例に係る熱定着装置の構成を
示す図であり、図１（ａ）は一部破断して示す正面図、
図１（ｂ）は図１（ａ）中のＡ−Ａ矢視断面図。

【図２】 図１中の感圧導電ゴム層１４を形成する感圧
導電ゴムの圧力−体積抵抗率特性を示す図。

【図３】 図１中の感圧導電ゴム層１４に適用された感
圧導電ゴムとは別種の感圧導電ゴムの圧力−体積抵抗率
特性例を示す図。

【図４】 図１中における電流の流れを模式的に示す部
分拡大図であり、図４（ａ）は一部破断して示す正面
図、図４（ｂ）は図４（ａ）中のＢ−Ｂ矢視断面図。

【図５】本考案の変形実施例に係る熱定着装置の構成を
示す図であり、図５（ａ）は一部破断して示す正面図、
図５（ｂ）は側面図。

【図６】 従来技術を説明する図。

【符号の説明】

１，５…発熱ローラ、１１…絶縁ローラ、１２，１３，
５１，５２…電極、１４…感圧導電ゴム層、５４，５５
…接触子、２…プレッシャーローラ、２１…耐熱ロー
ラ、２２…回転軸、３ａ，３ｂ…軸受け、４…電源。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体に付着した現像剤を加熱溶融し
   て前記記録媒体に定着させる熱定着装置において、 圧力が増加することに応じて電気抵抗が低下する感圧導
   電部材により形成された感圧導電層を有する第１ローラ
   と、 この第１ローラに当接配置された第２ローラと、 前記第１ローラの軸方向についての前記感圧導電層の両
   側端間に電圧を印加する電源手段とを具備したことを特
   徴とする熱定着装置。
2. 【請求項２】 記録媒体に付着した現像剤を加熱溶融し
   て前記記録媒体に定着させる熱定着装置において、 圧力が増加することに応じて電気抵抗が低下する感圧導
   電部材により形成された感圧導電層と、軸方向について
   一端に前記感圧導電層に接触した状態で設けられた第１
   電極と、軸方向について他端に前記感圧導電層に接触し
   た状態で設けられた第２電極とを有する第１ローラと、 この第１ローラに当接配置された第２ローラと、 前記第１ローラの軸方向についての前記感圧導電層の両
   側端間に、前記第１電極および前記第２電極を介して電
   圧を印加する電源手段とを具備したことを特徴とする熱
   定着装置。