JPS59151177A - 加熱定着装置 - 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】

本発明は、加熱定着装置に係り、特に、゛重子写真複写
機、ファクシミリおよびプリンタ等の画像形成装置（こ
ｄ５いて、紙等の支持体上に形成されたトナー像を加熱

【コールと加圧ロールとにより定着する加熱定着装置に
関づるものである。 画像形成装置にｄ５ける定着装置の一つとして、内部に
赤外線ランプ、ハロゲンランプＪ５よびニクロム線等の
熱源を有する良熱伝導性の金属コアの表面に、シリコー
ンゴム等の耐熱弾性体層やテフロンく商品名）等の−ｆ
型性層を被覆した加熱ロールと加圧ロールとを備えた、
いわゆる熱Ｔ−１−ルイ１１＋の加熱定着装置が知られ
ている。 この種の加熱定着装置において（よ、力１１熱ロール内
部の熱源の輻射熱により空気を介して（」−ル本体を間
接的に加熱しているため熱効率が悪く、加熱ロール表面
が所定の定着温度（通常は１５０〜１８０℃位）に達す
るまでの予熱時間が長い（３〜５分程度）という欠点が
あった。そしで、この予熱ｌＩ）間の短縮を図るため、
例えＩＪ、特開ｆｌｉｔ　ｂ　６−１２３５８１号公報
や特開昭５６〜１３８７６６号公報等に記載されている
ようなレラミツクヒータ等の抵抗発熱体により、ロール
本体を直接加熱することが提案されている。 この直接加熱型の定着装置によれは、従来の輻射ＩＪｎ
熱型に比して予熱時間の短靴１が可能であるが、それで
も１〜２分稈度の予熱時間か必要てあった。 また、抵抗発熱体としでは、正の抵抗温度係数、いわゆ
るＰＴＣ特性を有づるセラミック発熱体が知られている
。このｐ　１−　ｃ特性をイ１？するセラミック発熱体
は、キュリ一温度を選定づることにより所定の発熱温度
が得られること、温度立上り時間が早いこと、一定温度
で急激に抵抗が増加するため自己温度制御機能を備えて
いる智の利点がある。 しかるに、一般に知られている［３ａＴｉ○３系のヒラ
ミック発熱体は、製作に手間がかかり、また、寸法精度
の高いものを得ることが極めて困難である等の理由によ
り、実用化はなされていない１゜また、この種セラミッ
ク発熱体の改良も、例えば、特開昭５５−１６４８５９
号、特開昭５６−１３８７６６号、特開昭５６−１２３
５８１号等の各公報により提案されでいるが、十分とは
いえないものである。 本発明は、上記のような従来技術の問題貞を解消し、予
熱時間を大幅に短縮することができると」Ｌに、加熱温
度を最適に制御することがでとる加熱定着装置の提供を
、その目的とづ゛るものである。 本発明の特徴は、抵抗発熱体層を右づる加熱ロールと、
該加熱ロールに圧接する加圧ロールとの間に１〜ナー像
を保持した支持体を通過さゼるように構成した定着装置
にｄ５いて、前記加熱ロールの内部に温度センサを設【
プた加熱室＠装置にある。 以下、本発明の実施例を、図面に基づい−Ｃ説明する。 ここで、第１図は、一実施例に係る加熱定着装置の一部
縦断正面図、第２図は、第１図の△−Δ矢示断面図であ
る。 同図にＪ３いて、１は加熱［］−ル、２は加Ｊ工に１−
ル、３，３ａおよび３１＋、３’ｃは、それぞれ軸受、
４．４ａｌ、Ｌ側板て、加熱ロール１は、軸受３゜３ａ
を介して側板４，４ａに、加圧［」−ル２は、軸受３ｂ
　、３ｃを介して側板４，４ａに、それぞれ回転自在に
支持される。 ５は、加熱ロール１を］１１１成する金属製の中空−ｌ
ア、６は結合層、７は絶縁層、８は抵抗発熱体層で、中
空コア５の外周に結合層６および絶縁層７を介して形成
されている。９，９８は、ＣＬＩ合金等の導電イホから
なるリング状電極−Ｃ，抵抗発熱体層８の外周面両端部
ＩＮ」近に所定の定着幅よりψ）や人なる間隙をおいて
装γｔされる。このリンク状電極９，９ａは、それぞれ
結線を介して電源に接続されたカーボン等の給電ブラシ
（図示せず）と接触している。１０は、抵抗発熱体層８
の外周面に、上記定着幅に対応する長さだけ形成された
離型性層である。 １１は、中空コア５の内部に設けた温度センサで、加熱
ロール１の温度を測温し抵抗発熱体層８への供給電圧を
制御するものである。 １２は、加圧ロール２を構成する金属性の中空コア、１
３は、中空コア１２の外周面に被ｆｆ７１ノで形成され
た耐熱弾性体層である。 次に、上記の加熱ロール１の各構成部分の詳細を）ボベ
ると、次の通りである。 抵抗発熱体層８は、Ｔ：０２系のセラミツつて形成する
ことにより実用化が可能となる。−「１０２系のセラミ
ックはＴｉ　０２−Ｘ　　（０≦×〈１）なる化学式で
表され、×が大きくなるにしたがって比抵抗は小さくな
る。この場合、製作雰囲気を制御することにより、Ｔｉ
　０２−ｘのＸの調整が可能であり、例えば雰囲気の還
元性が強くなる程Ｘは大となる。このＴｉＯ２系のセラ
ミックの特徴として、耐食性が大であり、かつ、少ない
消費電力（４０Ｖ　Ｘ　５　Ａ　’ｊ　イシ５０　Ｖ　
Ｘ　６　Ａ　Ｎ度）で、しかも短時間（数秒ないし数十
秒）で２００°Ｃ稈度の表面温度が得られることと共に
、特に、原料粉末を用いてブラスマ溶銅によって容易に
抵抗膜を形成できることが挙げられる。づなわち、Ｔｌ
Ｏ２系のセラミックによれは、抵抗膜の形成手段として
プラズマ溶銅が適用できるので、３ａＴｉＯａ系のヒラ
ミックと比べて製作コス１〜が大幅に低減され、従来の
輻射熱源を使用した場合と同等またはそれ以下のコス１
〜で加熱ロールの製作が可能となる。たｌどじ、ＴｉＯ
２系のヒラミックは、温度が高くなるにつれて抵抗か減
少づるという角の抵抗温度係数を有しているので、抵抗
発熱体層と入力電源との間に所定温度に達づると、発熱
体層への通電が停止Ｊ−る制御回路を組込むことが必要
である。 絶縁層７は、抵抗発熱体層８と中空：］コアの電気的絶
縁を得るためのもので、種々の月質のものが使用できる
が、抵抗発熱体層８がＴｉ　Ｑ２系セラミック−Ｃある
場合はＡ、、Ｑ２０３・Ｍ２Ｏが適当（゛ある。 結合層６は、絶縁層７を中空コアらに確実に固定づるた
めのしので、中空コア５や絶縁層７の月貿によっては省
略してもよい。 上記の抵抗発熱体層、絶縁層および結合層の厚さは、定
着湿度、祠貿（組成）や中空コアのへ４法く長さ、外径
、内径）等に応じで適宜設定づ−ればＪ、い。例えは、
中空−”１−ｊ）が２７０ｍｍ（長さ）×３４．５０１
１１１φ〈外径）３２ｍｍφ〈内径＞　’ｃ、定着温度
か’＋　９０へ−２１０’Ｃの場合は、抵抗発熱体層（
１１０２）は５０へ・７０μ川程度、絶縁層（△１２０
ｇ　・ＭＱ○）は、１５０〜２００／ｉ　ｍ程度、ぞし
て結合ＩＭ（Ｎｉ−Δ、Ｑ−Ｍｏ）は５０　ｆｉｍ稈度
が過当である。 次に、上記の構成になる加熱定着装置の定着動作を説明
づ−る。 すり“、互にＬｆ接する加熱ロール１と加圧し】−ル２
を駆ＥＪＪ機構（図示せず）により回転させると共（ご
、♀０電グラシに商用交流電源より電圧を印加すると、
リンク伏型１ｆｉ９．９ａを通して抵抗発熱（ホ層８に
電流が流れて、加熱ロール１が加熱きれる。 この加熱温度は、常時、温厚しンリ１１で測温が行なわ
れ、１−ブー像が売特体十に融着される最適温度になろ
Ｊ５うに、電圧側（２１１装置（図示Ｉ！１′）を制御
して抵抗発熱体層８への供給電ＪＴ−を加減する。 この場合、抵抗発熱体層８が丁１０２系のｌｚラミック
であれば゛、ロール内面の温度は表面と実質的に同一で
あり、内面で測定しでも問題はない。 そし−Ｃ１加熱ロール１と加圧ロール２どの間に１〜ナ
ー（にを保持した支持体を通過さけると、トナー像が支
持体１−に融着されて良質の定着画像が得られる。 なａ３、−［記加熱１−１−ル１は、抵抗発熱体層ε３
の上にシリコンゴム等の耐熱弾性体層を形成し、その上
にテノ［Ｊン等の離３１４竹層を形成しくちよい。 一方、加圧ロール２は、上記の他にｂ中実の金属Ｄ　７
上に耐熱弾性体層を形成したものてしよい。 以上説明したよう（こ、本実施例に係る加熱定着装置は
、金属製の中空コア５の外周に結合層６　Ａ’３よび絶
縁層７を介して、抵抗発熱体層８を形成し、かつ、中空
コア５の内部に温度センサ１１を設けで加熱し］−ル１
を構成したものである。 したがって、加熱−−ル１の加熱温度を常Ｂｅｔ　温度
レンリ１１により測温し、抵抗発熱体層８へ流れる電流
を加減して１〜ナー像が支持体」−に融着される最適の
温度に加熱ロール１を」ン１〜〔Ｊ−ルＪるので、良質
な定着画像が１ｑられる。 以１−述べたように、本発明は、総合して、予熱時間を
大幅に短縮できると共に、加熱温度を制御し良質の定着
画像が１４７られる加熱定着装置を所期できるものてあ
って、実用的効果に優れた発明ということかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図（６１、本発明の一実施例に係る加熱定７Ｔ装置
の一部縦断正面図、第２図は、第１図の△−△久示断面
図である。 １・・・加熱「」−ル、２・・加圧ｒ」−ル、８・・・
抵抗発熱体層、１１・・・温度センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 抵抗発熱体層を右する加熱［１−ルと、該加熱ロールに
   圧接する加圧ロールとの間にトナー像を保持した支持体
   を通過させるように構成した定＠装置において、前記加
   熱ロールの内部に記載セン（プを設りたことを特徴どヅ
   る加熱定着装置直。