JPH1145020A

JPH1145020A - 定着装置

Info

Publication number: JPH1145020A
Application number: JP18850597A
Authority: JP
Inventors: Jun Yura; 純由良; Yasuhiko Taguchi; 泰彦田口; Katsuhiro Echigo; 勝博越後; Takashi Fujita; 貴史藤田; Hidenori Machida; 秀則町田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1997-07-14
Publication date: 1999-02-16

Abstract

(57)【要約】【課題】表面発熱定着ローラに受電部材をしっかりと固
定することができ、しかも抵抗発熱体への導通を確保し
て、安全性が高く、立上り時間が速い定着装置を提供す
ることである。【解決手段】定着ローラ１００は薄肉の中空円筒状の金
属基体１０１を有し、この金属基体１０１の内面に電気
絶縁層１０２と抵抗発熱体１０３とが積層され該抵抗発
熱体１０３への給電手段が、外縁部にテーパ状嵌合部３
１２を有する受電電極キャップ３０１と、該受電電極キ
ャップ３０１を固定するためのリング状の導電性材料か
らなる固定部材３０２とを有し、受電電極キャップ３０
１はリング状固定部材３０２に所定の荷重で押し込まれ
ることにより固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式のプ
リンタ、複写機、ファクシミリ等に使用される定着装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真方式の複写機、プリン
タ、ファクシミリ等では、定着ローラに加圧ローラを圧
接した定着装置が多々用いられている。この種の定着装
置は、加熱した定着ローラを回転させながら、この回転
する定着ローラと加圧ローラとでトナー像が転写された
用紙を挾持搬送させ、その際トナー像を加熱溶融して用
紙上に融着させるものである。

【０００３】近年の環境規制、環境保護意識の高まりか
ら、各種電子写真装置は不使用時には定着ヒータへの通
電を遮断し必要な時のみ通電することにより、消費電力
を低減することが行われている。

【０００４】このような省エネルギー型の電子写真装置
では、プリント時に定着ローラの表面温度が即座にプリ
ント可能な設定温度まで達させることが必要がある。こ
の要求を満たすための１つの手段として、定着ローラの
内面もしくは外面に発熱層を有する直接加熱方式の表面
発熱定着ローラを用いた定着装置が提案されている。

【０００５】直接加熱方式の定着ローラを用いた定着装
置とは、抵抗発熱体による熱伝導で定着ローラを直接加
熱するものであり、ハロゲンランプによる輻射加熱方式
の定着装置と比較して約２０〜３０％の立上り時間の短
縮が可能である。しかも、ハロゲンランプによる輻射加
熱方式のような電源をＯＮにした際の突入電流が発生し
ないことも表面発熱型定着ローラを用いた定着装置の大
きな特徴である。

【０００６】ところで、直接加熱方式の表面発熱型定着
ローラの場合、ローラとともに回転する加熱源である抵
抗発熱体への給電方法が一つの課題である。回転体への
給電方法は、回転体であるローラに設けた受電電極に給
電電極である導電ブラシを摺動させて給電することが一
般的であり、その一例を図１に示す。

【０００７】図１において、定着ローラ１００に加圧ロ
ーラ２００が図示していないスプリングによって一定の
加圧力で押しあてられている。定着ローラ１００は、断
熱ブッシュ５０１ａ，５０１ｂ、軸受５０２ａ，５０２
ｂを介して側板５００ａ，５０１ｂに支持されており、
歯車５０３が図示していない駆動源と噛み合って回転駆
動される。定着ローラ１００は、アルミもしくは鉄の薄
肉パイプを基体としており、その肉厚は０．３〜２．０
ｍｍ程度である。この金属基体１０１の外面には、表面
離型層１０４が形成されている。定着ローラ１００の金
属基体１０１の内面には、電気絶縁層１０２と抵抗発熱
体１０３とが積層されている。抵抗発熱体１０３の両端
部には、図２に示すように、通電を行うための受電電極
キャップ３００ａ，３００ｂ（図３を参照）が設けら
れ、板バネ４０１ａ，４０１ｂによって給電電極ブラシ
４００ａ，４００ｂが一定の荷重で押しあてられ、受電
電極キャップ３００ａ，３００ｂと給電電極ブラシ４０
０ａ，４００ｂとが摺動しながら通電が行われる。

【０００８】抵抗発熱体１０３は、鉄クロムなどのステ
ンレス系箔（厚さｔ＝１０〜１００μｍ）で、打ち抜き
もしくはエッチングによって例えば図４（ａ），
（ｂ），（ｃ）に示すようなパターンに形成されてお
り、ポリイミドフィルムやアラミドペーパー、マイカシ
ートなどの電気絶縁層１０２の内側に積層される。電気
絶縁層１０２と抵抗発熱体１０３との間に接着層（熱可
塑性樹脂シート）を挟んでマンドレルに巻き付けた上で
定着ローラ金属基体１０１に挿入し炉で熱し、マンドレ
ルの熱膨張により定着ローラ金属基体内面に押しつけて
接着を行う。抵抗発熱体は、図５に示すように定着ロー
ラ１００内面に螺旋を描くように形成してもよい。この
場合はマンドレルに螺旋状に巻き付けた上で定着ローラ
金属基体１０１に挿入し炉で熱する。

【０００９】定着ローラ１００には、温度センサ６００
が当接され、温度センサ６００より検出された信号は入
力回路６０１を経てＣＰＵ６０３に取り込まれ、ＣＰＵ
６０３は検出した定着ローラ温度を基にドライバ６０２
を介して抵抗発熱体１０３への通電を制御するよう構成
されている。

【００１０】受電電極キャップ３００ａ，３００ｂは、
シマリバメや焼きバメによって固定されているが、かか
る固定方法では定着ローラ内径とキャップ外径に厳しい
寸法精度が要求される。さらに、受電電極キャップ３０
０ａ，３００ｂがしっかりと固定されていないと長時間
使用しているうちに導通不良を起こす。そして、このよ
うな導通不良の状態が続けば火花が発生し電気複縁層１
０２を破壊してリークが起こったり、最悪の場合には火
災を起こしたりといった事態を招く原因となってしま
う。

【００１１】このため、定着ローラ１００の受電電極キ
ャップ３００ａ，３００ｂを確実に固定することが要求
されているが、定着ローラ１００が薄肉ローラであるた
め、その表面に直接ネジなどで固定することが難しく、
また定着ローラ１００は２００℃以上の高温に達するこ
ともあるため、ハンダによって固定することもできない
ものである。

【００１２】このような問題を軽減するものとして、実
開平６−８２６５３号公報にはネジを用いて受電電極で
ある金属板製の枠体を弾性変形させて固定する方法が提
案されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実開平
６−８２６５３号公報に記載された定着装置では部品点
数も多く、また給電ブラシをネジの頭部に摺動させてい
るため、給電が不安定になり易いという問題があった。

【００１４】本発明は、上記した従来の問題を解消し、
表面発熱定着ローラに受電部材をしっかりと固定するこ
とができ、しかも抵抗発熱体への導通を確保して、安全
性が高く、立上り時間が速い定着装置を提供することを
目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、回転駆動される定着ローラと、該定着ロー
ラに所定圧力をもって当接され回転自在な加圧ローラと
を備え、この回転する２つのローラ間にトナー像が転写
された転写材を挿通することにより、トナー像を加熱溶
融して転写材上に融着する定着装置において、前記定着
ローラは薄肉の中空円筒状の金属基体を有し、該金属基
体の内面に電気絶縁層と抵抗発熱体とを積層し、該抵抗
発熱体への給電手段として、外縁部にテーパ状嵌合部を
有する受電電極部材と、該受電電極部材を前記定着ロー
ラに固定するためのリング状の導電性材料からなる固定
部材とを有し、前記受電電極部材はリング状固定部材に
所定の荷重で押し込まれることにより固定されているこ
とを特徴としている。

【００１６】なお、本発明は前記抵抗発熱体の端部が前
記リング状固定部材と前記受電電極部材の間に挟み込ま
れていると、効果的である。さらに、本発明は前記受電
電極部材が前記リング状固定部材の内周面に少なくとも
３点の頂点で接する形状に形成され、前記抵抗発熱体の
端部と前記リング状固定部材の接点の位置が前記受電電
極部材の頂点の一つと一致する位置に配置されている
と、効果的である。

【００１７】また、上記目的を達成するために本発明
は、前記定着ローラは薄肉の中空円筒状の金属基体から
なり、該金属基体の内面に電気絶縁層と抵抗発熱体とを
積層し、該抵抗発熱体への給電手段として、外縁部にお
ける一部に切欠き部が形成された円筒状嵌合部を有する
受電電極部材と、該受電電極部材を前記定着ローラに固
定するためのくさび状の固定部材とを有し、該くさび状
の固定部材を前記受電電極部材の切欠き部に所定の荷重
で押し込むことによって前記受電電極部材が固定される
とともに、前記抵抗発熱体の端部をくさび状の固定部材
の位置かもしくはその対角の位置に配置されていること
を特徴としている。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って説明する。図６は、本発明に係る定着装置
の一実施の形態における主要部を示す断面図、図７
（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は受電電極部材としての受電
電極キャップを示す断面図、正面図及び斜視図、図８
（ａ），（ｂ）及び（ｃ）はリング状固定部材断面図、
正面図及び斜視図である。なお、図６に示す定着装置は
改良した受電電極の部分を除き図１に示す定着装置と同
様に構成されており、同一部材には同一符号を付して説
明する。

【００１９】受電電極キャップ３０１は、図７に示すよ
うに、円筒状に形成され、その中央に給電電極ブラシ４
００が摺接される平坦電極部３１１が設けられ、外縁部
はテーパ状嵌合部３１２を有している。この受電電極キ
ャップ３０１の材料は、コスト・加工性・線膨張係数か
らアルミ、黄銅、ＳＵＳ、リン青銅などが望ましい。ま
た、この受電電極キャップ３０１を固定するための図８
に示すリング状固定部材３０２は、肉厚はｔ＝０．２〜
１ｍｍ程度、定着ローラ１００内面にきっちりと嵌合す
るようにスリット３２１が設けられている。この固定部
材３０２は、導電性材料からなり、アルミか銅・黄銅な
どの抵抗が小さく硬度の比較的軟らかい材料から作るこ
とが望ましい。

【００２０】次に、受電電極キャップ３０１の固定方法
について説明する。まず、定着ローラ１００の金属基体
１０１の内面に積層された抵抗発熱体１０３の端部と接
するようにリング状固定部材３０２を仮固定する。そし
て、受電電キャップ３０１を、そのテーパ状嵌合部３１
２の小径側を先にして所定の荷重で押し込み、これによ
って受電電極キャップ３０１は図６に示すように、テー
パ状嵌合部３１２がリング状固定部材３０２に当接し
て、共に外側に広がろうとする力でカシメられて固定さ
れる。

【００２１】かくして、受電電極キャップ３０１は定着
ローラ１００に固定されるが、この固定方法はシマリバ
メで固定する場合と異なり、受電電極キャップ３０１の
外径に厳しい寸法精度が必要でなく、よって加工コスト
も安価になる。また、焼きバメと比較しても加工は容易
である。

【００２２】このようにして受電電極キャップ３０１が
固定されると、給電ブラシ４００からの電流は受電電極
キャップ３０１、リング状固定部材３０２、抵抗発熱体
１０３へと順次流れることになる。そして、本実施の形
態では受電電極キャップ３０１とリング状固定部材３０
２が外側に広がりながらきっちりと固定されているの
で、給電ブラシ４００を少々受電電極キャップ３０１に
押しつけても外れず、抵抗発熱体１０３への導通状態を
保つことができる。なお、リング状固定部材３０２の内
側面もテーパ形状に形成してもよく、この場合、受電電
極キャップ３０１とリング状固定部材３０２との嵌合を
より強固にすることができる。

【００２３】図９は、本発明の他の実施の形態を示す定
着ローラ主要部の側面断面図であって、本例では受電電
極キャップ３０１とリング状固定部材３０２の形状は同
じであるが、抵抗発熱体１０３の端部をリング状固定部
材３０２と受電電極キャップ３０１との間に挟み込んだ
上で受電電極キャップ３０１をリング状固定部材３０２
に押し込んでいる。

【００２４】このように構成することにより、受電電極
キャップ３０１と抵抗発熱体１０３との導通をより確実
に保つことができる。ところで、受電電極キャップ３０
１を円型に形成した場合、完全な真円に加工することは
かなり難しいので、リング３０２に押し込んだとき、ど
うしても圧力の大きな箇所（接触抵抗の小さな箇所）と
圧力の小さな箇所（接触抵抗の大きな箇所）とができて
しまう。このため、受電電極キャップ３０１が固定され
ていても箇所によっては抵抗発熱体１０３への導通が不
完全となり得る危険がある。

【００２５】そこで、本発明の他の実施の形態では図１
０に示すように、受電電極キャップ３０３をリング３０
２内面と３点で接するように、おにぎり型状の三角形状
に形成している。

【００２６】このように形成した受電電極キャップ３０
３は、リング３０２内面と接する３点に荷重が集中する
ので、図１１に示すようにリング３０２と抵抗発熱体１
０３の端部とが接する箇所に受電電極キャップ３０３の
頂点が位置するように装填すれば確実に受電電極キャッ
プ３０３、リング部材３０２、抵抗発熱体１０３への導
通を良好に保つことができ、安全性をより高めることが
できる。

【００２７】図１２は、本発明のさらに他の実施の形態
を示す定着ローラ主要部の側面断面図であって、受電電
極キャップ３０４は図１３に示すように、円筒状の外縁
部の一部に切欠き部３３１が設けられており、本例の切
欠き部３３１は溝状に形成されている。また、固定部材
３０５は図１４に示すように、くさび形状に形成されて
いる。

【００２８】このように構成された定着装置は、受電電
極キャップ３０４を定着ローラ１００に固定する場合、
まず、受電電極キャップ３０４を定着ローラ１００の金
属基体１０１に挿入し、次にくさび形状の固定部材３０
５を受電電極キャップ３０４の溝３３１に挿入して所定
の荷重で押し込むことによって、受電電極キャップ３０
４が固定される。このとき、図１５に示すように、抵抗
発熱体１０３の端部の位置をくさび状の固定部材３０５
の押し込む位置に合わせることで、受電電極キャップ３
０４と抵抗発熱体１０３との良好な導通を保つことがで
きる。また、抵抗発熱体１０３の端部の位置は図１６に
示すように、固定部材３０５の押し込む位置と対角に位
置させて設置しても同様の効果が得られる。

【００２９】

【発明の効果】請求項１の構成によれば、立上り時間が
短く安全性の高い定着装置を提供できるだけでなく、受
電電極キャップの厳しい寸法精度や高度な加工技術が不
要であるのでコストダウンを図ることができる。

【００３０】請求項２の構成によれば、受電電極キャッ
プから抵抗発熱体への導通をさらに確実に良好に保つこ
とができ、安全性を高めることができる。請求項３の構
成によれば、受電電極キャップと抵抗発熱体との導通を
確実にし、定着ローラ内面と受電電極キャップとの間に
隙間があるので受電電極キャップの取り外しを容易に行
うことができる。

【００３１】請求項４の構成によれば、受電電極キャッ
プと抵抗発熱体との導通を確実にし、くさび状固定部材
を抜くことで受電電極キャップの取り外しを容易に行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】表面発熱定着ローラ方式による定着装置の一構
成例を示す側面断面図である。

【図２】図１に示す表面発熱ローラ定着装置の断面図の
断面図である。

【図３】（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は図１に示す表面発
熱ローラ定着装置に用いられた受電電極キャップを示す
断面図、正面図及び斜視図である。

【図４】（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は抵抗発熱体のそれ
ぞれ異なる発熱パターンを示す展開図である。

【図５】表面発熱ローラ定着装置の抵抗発熱体の１例を
示す側面断面図である。

【図６】本発明に係る定着装置の受電部を示す側面断面
図である。

【図７】（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は図６の定着装置に
用いられた受電電極キャップを示す断面図、正面図及び
斜視図である。

【図８】（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は図６の定着装置に
用いられたリング状固定部材を示す断面図、正面図及び
斜視図である。

【図９】本発明の他の実施の形態を示す定着ローラ主要
部の側面断面図である。

【図１０】（ａ）及び（ｂ）は本発明のさらに他の実施
の形態の受電電極キャップを示す断面図及び正面図であ
る。

【図１１】図１０の受電電極キャップの使用状態を示す
正面断面図である。

【図１２】本発明のさらに他の実施の形態を示す定着ロ
ーラ主要部の側面断面図である。

【図１３】（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は図６の定着装置
に用いられたリング状固定部材を示す断面図、正面図及
び斜視図である。

【図１４】くさび状固定部材を示す斜視図である。

【図１５】くさび状固定部材の固定位置と抵抗発熱体端
部との位置関係を示す正面断面図である。

【図１６】くさび状固定部材の固定位置と抵抗発熱体端
部との位置関係を示す正面断面図である。

【符号の説明】

１００定着ローラ１０１金属基体１０２電気絶縁層１０３抵抗発熱体２００加圧ローラ３０１，３０３，３０４受電電極キャップ３０２リング状固定部材３０５くさび状固定部材３１２テーパ状嵌合部３３１切欠き部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤田貴史東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者町田秀則東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転駆動される定着ローラと、該定着ロ
ーラに所定圧力をもって当接され回転自在な加圧ローラ
とを備え、この回転する２つのローラ間にトナー像が転
写された転写材を挿通することにより、トナー像を加熱
溶融して転写材上に融着する定着装置において、前記定着ローラは薄肉の中空円筒状の金属基体を有し、
該金属基体の内面に電気絶縁層と抵抗発熱体とを積層
し、該抵抗発熱体への給電手段として、外縁部にテーパ
状嵌合部を有する受電電極部材と、該受電電極部材を前
記定着ローラに固定するためのリング状の導電性材料か
らなる固定部材とを有し、前記受電電極部材はリング状
固定部材に所定の荷重で押し込まれることにより固定さ
れていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】請求項１に記載の定着装置において、前
記抵抗発熱体の端部が前記リング状固定部材と前記受電
電極部材の間に挟み込まれていることを特徴とする定着
装置。
【請求項３】請求項１に記載の定着装置において、前
記受電電極部材が前記リング状固定部材の内周面に少な
くとも３点の頂点で接する形状に形成され、前記抵抗発
熱体の端部と前記リング状固定部材の接点の位置が前記
受電電極部材の頂点の一つと一致する位置に配置されて
いることを特徴とする定着装置。
【請求項４】回転駆動される定着ローラと、該定着ロ
ーラに所定圧力をもって当接され回転自在な加圧ローラ
とを備え、この回転する２つのローラ間にトナー像が転
写された転写材を挿通することにより、トナー像を加熱
溶融して転写材上に融着する定着装置において、前記定着ローラは薄肉の中空円筒状の金属基体からな
り、該金属基体の内面に電気絶縁層と抵抗発熱体とを積
層し、該抵抗発熱体への給電手段として、外縁部におけ
る一部に切欠き部が形成された円筒状嵌合部を有する受
電電極部材と、該受電電極部材を前記定着ローラに固定
するためのくさび状の固定部材とを有し、該くさび状の
固定部材を前記受電電極部材の切欠き部に所定の荷重で
押し込むとによって前記受電電極部材が固定されるとと
もに、前記抵抗発熱体の端部をくさび状の固定部材の位
置かもしくはその対角の位置に配置されていることを特
徴とする定着装置。