JPH10301417A - 定着装置 - Google Patents

定着装置

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JPH10301417A
JPH10301417A JP10993397A JP10993397A JPH10301417A JP H10301417 A JPH10301417 A JP H10301417A JP 10993397 A JP10993397 A JP 10993397A JP 10993397 A JP10993397 A JP 10993397A JP H10301417 A JPH10301417 A JP H10301417A
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JP
Japan
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heating
rollers
fixing
roller
fixing roller
Prior art date
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Pending
Application number
JP10993397A
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English (en)
Inventor
Shinsuke Takenishi
進介 竹西
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】低消費電力で急速昇温できる定着装置を得る。 【解決手段】2本の定着ローラ2を並べて配置し、両定
着ローラ2を回転させながら、その間に印字後の用紙3
を供給してトナーの定着を行うようにした装置におい
て、上記定着ローラ2の外表面に当接するように加熱ロ
ーラ1を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタ等の電子
写真装置におけるトナーの定着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、プリンタ等の電子写真装置に
おけるトナーの定着装置は、図5(a)に示すように、
2つの定着ローラ2を対向して並べて配置し、これらを
回転させながら、両定着ローラ2、2の間に印字後の用
紙3を通過させることによって、トナーを加熱定着する
ようになっている。上記定着ローラ2は、アルミニウム
やステンレス等の金属パイプ21中にハロゲンランプ等
の加熱素子23を設け、外表面にフッ素樹脂等の離形層
24を備えたものである。
【0003】また、カラートナーを用いたプリンターに
用いる場合は、カラートナーの定着性が悪いことから、
図5(b)に示すように、金属パイプ21の外表面にシ
リコンゴム等からなり厚み2mm程度の弾性部材22を
備えることによって、両定着ローラ2の密着部2aの幅
を広くした定着ローラ2が用いられている。
【0004】また、上記ハロゲンランプ等の加熱素子2
3に代えて、金属パイプ21の表面にポリイミド等の有
機樹脂からなる絶縁層を介して発熱抵抗体を備えた定着
ローラも提案されている(特開昭55−72390号、
特開昭62−200380号公報等参照)。この定着ロ
ーラでは、発熱抵抗体に通電して加熱することから、昇
温時間を速くして、消費電力を小さくすることができ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
定着ローラ2において、実際に加熱する必要があるのは
用紙3と接する部分のみであるにもかかわらず、従来の
定着装置における定着ローラ2ではローラの全体を加熱
する方式であることから、加熱の大部分が無駄になると
いう問題があった。
【0006】また、従来の定着ローラ2は、内部から加
熱する方式であるため、特に図5(b)に示すような肉
厚の弾性部材22を備えたカラートナーの定着装置で
は、弾性部材22の熱伝導率が低いことから加熱効率が
悪いため、昇温時間が遅く、消費電力が大きいという問
題があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、2本の
定着ローラを並べて配置し、両定着ローラを回転させな
がら、その間に印字後の用紙を供給してトナーの定着を
行うようにした装置において、上記定着ローラの外表面
に当接するように加熱体を配置したことを特徴とする。
【0008】即ち、本発明では、定着ローラの内部では
なく外部に加熱体を備え、定着用ローラの外表面のみを
加熱するようにしたのである。そのため、印字後の用紙
と当接する定着ローラの外表面のみを加熱することがで
き、低消費電力で効率良く加熱することができる。
【0009】また、本発明では、上記加熱体として、定
着ローラと当接しながら回転する加熱ローラを用いるこ
とにより、定着装置を滑らかに回転できるようにしたも
のである。
【0010】さらに、本発明では、上記加熱体の発熱源
として発熱抵抗体を備えることにより、昇温時間を速く
したものである。
【0011】また、本発明は、上記定着ローラの外表面
に弾性部材を有し、カラートナーの定着を行うようにし
たことを特徴とする。
【0012】即ち、上記弾性部材は熱伝導性が低いこと
から、内部から加熱しても非常に熱効率が悪いものであ
るが、本発明では弾性部材の外表面を加熱体で加熱する
ことにより、効率的に加熱することができ、しかも外表
面の熱が逃げにくいことから保温性を向上できる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図によ
って説明する。
【0014】図1に示す定着装置は、カラートナーの定
着用のものであり、2本の定着ローラ2を対向させ、そ
の外表面が互いに当接するように並べてて配置し、各々
の定着ローラ2の外表面に当接するように加熱体として
円筒状の加熱ローラ1を配置してある。
【0015】上記定着ローラ2は、アルミニウムやステ
ンレス等の金属パイプ21の外表面にシリコンゴム等の
弾性部材22を備えたものであり、この弾性部材22が
変形することによって、両定着ローラ2の密着面2aの
幅を広くし、定着性の悪いカラートナーであっても良好
に定着できるようにしてある。
【0016】この定着装置を作動させる場合は、加熱ロ
ーラ1を発熱させながら、該加熱ローラ1及び定着ロー
ラ2をそれぞれ矢印方向に回転させ、両定着ローラ2、
2の間に印字後の用紙3を通過させれば良い。この時、
加熱ローラ1によって定着ローラ2の外表面が加熱さ
れ、この状態のままで用紙3に当接し、加圧することに
よって、トナーの定着を行うことができる。
【0017】このように、本発明の定着装置では、外部
の加熱ローラ1を用いて、加熱の必要な定着ローラ2の
外表面のみを加熱することにより、無駄な発熱を防止
し、低消費電力で効率的な加熱を行うことができる。
【0018】また、上記定着ローラ2の外表面は加熱ロ
ーラ1と当接して加熱された後、用紙3と接するまでの
間に若干放熱することになるが、予めこの放熱分を見越
して加熱すれば問題はない。さらに、定着ローラ2にお
ける加熱ローラ1との当接部位を用紙3との当接部位の
近傍に配置しておけば、より好適である。また、このよ
うなカラートナー用の定着装置では、定着ローラ2の外
表面は熱伝導率の低いシリコンゴム等の弾性部材22か
ら成るため、加熱した外表面の熱が逃げにくいという利
点もある。
【0019】しかも、加熱体として加熱ローラ1を用
い、定着ローラ2と当接しながら回転させることによっ
て、定着ローラ2の回転を妨げることを防止できる。
【0020】次に、上記加熱ローラ1の構造は、図2
(a)に示すように、金属パイプからなる円筒体11の
内周面に絶縁層12を介して発熱抵抗体13を備えたも
のである。また、この加熱ローラ1の両端部では、発熱
抵抗体13の端部に導電性耐熱接着剤を用いて導通端子
部材14を固着してある。そして、加熱ローラ1を回転
させながら、両端部に備えた導通端子部材14の摺動面
14aに給電部材15を当接させ、摺動させながら給電
することによって、発熱抵抗体に13に通電し、発熱さ
せることができる。
【0021】このように、加熱ローラ1の発熱源として
発熱抵抗体13を用いることにより、急速昇温すること
ができ、定着装置の始動時の待ち時間を短縮できる。
【0022】また、図2に示す加熱ローラ1において
は、発熱抵抗体13を円筒体11の内周面側に備えるこ
とによって、製品の安全性を高めることができる。
【0023】なお、上記円筒体11を成す金属パイプ
は、熱伝導率0.03cal/℃・cm・sec以上の
金属からなり、具体的にはアルミニウムやアルミニウム
合金、あるいはスレンレス等を用い、その肉厚は0.5
〜1mmとする。また、絶縁層12はポリイミド、フェ
ノール、シリコン、ボロシロキサン等の耐熱性に優れた
有機樹脂からなり、その厚みは、絶縁耐力によって異な
るが、例えばポリイミドの場合10〜200μmの厚み
が好ましい。あるいは、円筒体11として絶縁材料を用
いれば絶縁層12をなくすこともできる。
【0024】また、発熱抵抗体13としては、Ag,N
i,Au,Pd,Mo,Mn,W等の金属材、あるいは
Re2 3 、Mn2 3 、LaMnO3 等の金属化合物
の少なくとも一種、またはこれらの導電剤とマトリック
スを成す合成樹脂又はガラスとの混合物を用いる。マト
リックスを成すガラスとしては、結晶化ガラス、非結晶
化ガラスのいずれでも良いが、結晶化ガラスを用いるこ
とにより、加熱冷却サイクルによっても抵抗値の変化を
少なくすることができる。その組成としては、PbOを
50重量%以上含むものが良く、好ましくは軟化点が5
00℃以下の低融点のものが良い。なお、マトリックス
を成す合成樹脂又はガラスは成膜強度を向上するために
10〜90重量%の範囲で含有することが好ましい。
【0025】さらに、発熱抵抗体3の厚みは5〜100
μmの範囲とすれば、抵抗値のばらつきが生じにくく、
かつ剥離を防止することができる。
【0026】また、導通端子部材14は、円筒体11と
の熱膨張率の差が10×10-6/℃以内であり、電気抵
抗率が10μΩ・cm以下で、融点が800℃以上のも
のを用い、具体的には、真鍮、銅、銅合金、ステンレス
等、あるいはこれらの表面にニッケル等のメッキを施し
たものを用いる。
【0027】次に、加熱ローラ1の他の実施形態を説明
する。
【0028】図3(a)に示すように、金属パイプ等の
円筒体11の外周面に絶縁層12を介して発熱抵抗体1
3を形成し、これを覆うように保護層16を形成するこ
ともできる。各部材の材質は図2の実施形態と同様であ
り、保護層16は絶縁層12と同様の材質を用いる。
【0029】また、図3(b)(c)に示すように、円
筒状又は円柱状のセラミック体17に発熱抵抗体13を
埋設した、いわゆるセラミックヒータを加熱ローラ1と
することもできる。
【0030】さらに、このような加熱ローラ1は、外径
が10〜25mmの範囲とすることが好ましい。
【0031】また、本発明の定着装置において、加熱体
は上述したような加熱ローラ1に限らず、何らかの発熱
源を備えた加熱体を定着ローラ2の外表面に当接させ、
これと摺動しながら加熱するようなものであっても良
い。
【0032】一方、定着ローラ2を成す金属パイプ21
は、アルミニウムやステンレス等から形成して肉厚1〜
3mmとし、弾性部材22はシリコンゴムや発泡性ゴム
等で形成して肉厚0.5〜3mmとし、定着ローラ2全
体の外径は20〜40mm程度とする。また、弾性部材
22の表面にフッ素樹脂等からなる離形層を形成するこ
ともできる。
【0033】さらに、定着ローラ2の他の実施形態とし
て、図4に示すように、金属パイプ21の外周面に備え
たシリコンゴム等の弾性部材22の表面に、カーボンや
金属粒子等を分散させて熱伝導性を向上させたゴム又は
樹脂等からなる伝熱層25を形成し、この表面にフッ素
樹脂等からなる離形層24を形成することもできる。こ
の定着ローラ2では、伝熱層25の存在によって、加熱
ローラ1との当接部から定着部へ良好に熱を伝えること
ができる。
【0034】なお、図1では、弾性部材22を備えたカ
ラートナーの定着用の定着ローラ2を示したが、図5
(a)に示すように、離形層24のみを備えた定着ロー
ラ2を用いて本発明の定着装置を構成することもでき
る。
【0035】また、図1では、2本の定着ローラ2の両
方に加熱ローラ1を当接させたが、用紙3の印字面側の
定着ローラ2のみに加熱ローラ1を当接させて、もう一
方は加圧ローラとしたものであっても良い。
【0036】
【実施例】本発明実施例として、図1、2に示す定着装
置を作製した。
【0037】加熱ローラ1はアルミニウム合金製の円筒
体11の内周面にポリイミドからなる絶縁層12を介し
て導電剤とマトリックス成分の混合物からなる発熱抵抗
体13を形成し、全体の大きさは、長さ370mm、外
径15mmとした。一方、定着ローラ2は、アルミニウ
ム合金からなる金属パイプ21の外周面にシリコンゴム
からなる弾性部材22を肉厚2mmとなるように形成
し、全体の大きさが、長さ376mm、外径27mmと
なるようにした。
【0038】一方、比較例として、同一寸法で、図4
(b)に示すように内部にハロゲンランプからなる加熱
素子23を備えた定着ローラ2を用いた定着装置も用意
した。
【0039】両者を用いて、定着ローラ2外表面の定着
面を180℃とするために必要な電力と、通電開始から
上記温度に達するまでの昇温時間を比較した。
【0040】結果は、表1に示すように、本発明実施例
では、昇温時間が非常に速く、しかも消費電力を小さく
できることが確認された。
【0041】
【表1】
【0042】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、2本の定
着ローラを並べて配置し、両定着ローラを回転させなが
ら、その間に印字後の用紙を供給してトナーの定着を行
うようにした装置において、上記定着ローラの外表面に
当接するように加熱体を配置したことによって、定着に
必要な定着用ローラの外表面のみを加熱することがで
き、低消費電力で効率良く加熱することができる。
【0043】また、本発明では、上記加熱体として、定
着ローラと当接しながら回転する加熱ローラを用いるこ
とにより、定着装置を滑らかに回転することができる。
【0044】さらに、本発明では、上記加熱体の発熱源
として発熱抵抗体を備えることにより、昇温時間を速く
するとができる。
【0045】また、本発明は、上記定着ローラの外表面
に弾性部材を有し、カラートナーの定着を行うようにし
たことによって、熱伝導率の低い弾性部材の外表面を加
熱体で加熱することにより、効率的に加熱することがで
き、しかも外表面の熱が逃げにくいことから保温性を向
上することができる。
【0046】したがって、本発明によれば、昇温時間が
速く、低消費電力で、特にカラートナーの定着に好適に
使用可能な定着装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の定着装置を示す断面図である。
【図2】(a)は本発明の定着装置における加熱ローラ
の横断面図、(b)は同じく加熱ローラの端部の縦断面
図である。
【図3】(a)〜(c)は本発明の定着装置における加
熱ローラの他の実施形態を示す横断面図である。
【図4】本発明の定着装置における定着ローラの他の実
施形態を示す横断面図である。
【図5】(a)(b)は従来の定着装置を示す断面図で
ある。
【符号の説明】
1:加熱ローラ 11:円筒体 12:絶縁層 13:発熱抵抗体 14:通電端子部材 15:給電部材 16:保護層 17:セラミック体 2:定着ローラ 21:金属パイプ 22:弾性部材 23:加熱素子 24:離形層 3:用紙

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】印字後の用紙にトナーを定着するためのロ
    ーラの外表面に当接するように加熱体を配置したことを
    特徴とする定着装置。
  2. 【請求項2】上記加熱体が、定着ローラと当接しながら
    回転する加熱ローラであることを特徴とする請求項1記
    載の定着装置。
  3. 【請求項3】上記加熱体が発熱抵抗体を有することを特
    徴とする請求項1記載の定着装置。
  4. 【請求項4】上記定着ローラの外表面に弾性部材を有
    し、カラートナーの定着を行うようにしたことを特徴と
    する請求項1記載の定着装置。
JP10993397A 1997-04-25 1997-04-25 定着装置 Pending JPH10301417A (ja)

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JP10993397A JPH10301417A (ja) 1997-04-25 1997-04-25 定着装置

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JP10993397A JPH10301417A (ja) 1997-04-25 1997-04-25 定着装置

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6304741B1 (en) * 1999-07-12 2001-10-16 Minolta Co., Ltd. Image fixing apparatus and image forming apparatus using the same
US6304740B1 (en) * 2000-02-10 2001-10-16 Nexpress Solutions Llc Externally heated external hearted rollers
US6763205B2 (en) 2001-10-09 2004-07-13 Canon Kabushiki Kaisha Image heating apparatus with heater in form of a plate cooperable with a rotatable member to form a heating nip
US7162194B2 (en) 2003-02-27 2007-01-09 Canon Kabushiki Kaisha Image heating apparatus
CN1306346C (zh) * 2002-10-18 2007-03-21 佳能株式会社 图像加热装置
US7427727B2 (en) 2005-07-15 2008-09-23 Ricoh Company, Ltd. Fixing apparatus and an image formation apparatus
US7496311B2 (en) 2005-11-16 2009-02-24 Konica Minolta Business Technologies, Inc. Fixing device with a magnetic flux generating section and a control section

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