JPS61262774A - 電子写真記録装置の定着装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、電子写真記録プロセスなどにより記録紙上に
転写された未定着のトナーを定着させるための電子写真
記録装置の定着装置に関する。

（従来の技術） 従来技術としては熱ローラ定着装置と圧力定着装置が知
られている。熱ローラ定着装置は、テフロン等のコーテ
ィングにより表面付着性を小さくした加熱ローラと、弾
性率が大きく比較的耐熱性のあるシリコンゴム等ででき
た回転ローラとからなる。加熱ローラは円筒状になって
おり、内部に約１ＫＷ程度のハロゲンランプが加熱用熱
源として設置されている。加熱ローラと回転ローラとの
間には、線圧的１Ｋ（Ｉｆ／ＣｒＡ程度の比較的小ざな
圧力が加圧されており、そこに記録紙を挟み込み加熱ロ
ーラによる加熱と両日−ラ間の圧力により、トナー等の
現像剤を紙に定着する。また圧力定着装置は、ＳＫ材等
の比重の大きな金属製の二つの回転ローラからなる。二
つのローラの間には線圧的３５に９ｆ／７程度の大きな
圧力が機械的に加圧されている。この二つのローラ間に
記録紙を挟み込み、大きな圧力でトナー等の現像剤を紙
に定着する。

これらの定着装置のうち、熱効率やスペース効率の点か
ら熱ローラによる装置が多く用いられているが、加熱ロ
ーラがトナーを溶融定着できる所定の作動温度になるま
での時間（いわゆるウオーミングアツプ時間）の短縮を
図るものとしては、例えば特開昭５６−１２３５８０号
公報に示されている。これは、加熱ローラとして内部ロ
ール周面に薄層電気抵抗体を配し、ざらにそれを表面離
型材層で覆ったローラを用い、薄層電気抵抗体への入力
を、定着装置のウオーミングアツプ時には、定着処理時
よりも大とするようにしているものである。

（発明が解決しようとする問題点） 上記従来技術において、熱ローラ定着装置は、ローラ全
体を加熱するため装置の熱容量が大きく、このために消
費電力が大きく、ウオーミングアツプ時間が長く、加熱
ローラ表面からの熱拡散が大きいのでファンなどの空調
装置を必要とし、温度応答性が悪く、温度コントロール
が比較的困難である。また圧力定着装置では、トナーの
定着性が熱ロール定着に比べ悪く、定着された画像に光
沢があり画像が見にくく、金属製のローラを用いるため
装置の重量が大きくなり、またローラ回転のために大き
な駆動トルクが必要で、大きな圧力を加えるための特別
な機械的機構が必要である。ざらに上記公報のものは、
上記熱ローラ定着装置をウオーミングアツプ時間を短縮
する点で改良するものではあるが、加熱ローラ全体を加
熱するものであり、装置の熱容量が大きい点か、らくる
上記したような問題点をなお含むものである。またウオ
ーミングアツプ時に加熱ローラの熱が加圧ローラに伝わ
るのを防ぐために、加熱ローラと加圧ローラドを常時は
離間しておく必要がおり、このために機構が複雑となる
ものである。

本発明の目的は、熱容量が格段に小さく、消費電力が小
さく、温度応答性が高く、瞬時に作動温度に到達し、温
度コントロールが容易な定着装置を提供すにとにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、記録紙３を挟んで移送する回転ローラ２と加
熱ローラ１とからなっている。加熱ローラ１は、その回
転方向にそって区分されかつ独立的に駆動可能な多数の
発熱領域Ａ１−八８を有し、その回転時に記録紙３と接
触する発熱領域および／またはその後続の発熱領域が選
択的に発熱駆動されるようになっている。

（実施例） 第１〜３図に示すように、対向的に配設されている加熱
ローラ１と回転ローラ２との間に、未定着のトナーが付
着している記録紙３が挟持されて移送される。加熱ロー
ラ１は反時計方向に、回転ローラ２は時計方向に回転す
ることにより、記録紙３は右方向へ送られる。回転ロー
ラ２はシリコンゴムのような弾力性のある材質で作られ
る。加熱ローラ１は絶縁性ローラ４の外周部に回転方向
に沿って区分され、かつ独立的に駆動可能な多数の発熱
領域ＡＩ、Ａ２．・・・八８を有している。各発熱領域
は、発熱抵抗膜５と、この発熱抵抗膜に接続する少なく
も１組の駆動電極６ａ、７ａとを有している。この１組
の駆動電極６ａ、７ａに接続する１組の端子電極６ｂ、
７ｂが、発熱領域Ａ１−八８に対応して多数組設けてあ
り、絶縁性ローラ４の端部外周に形成されている。絶縁
性ローラ４はセラミックス、ガラスなど断熱係数の高い
材料で作られ、円柱状をなしている。絶縁性゛ローラの
端部を少し残して、発熱領域Ａ１−八８が形成されるも
ので、発熱抵抗膜５は窒化タンタルなどをスパッタリン
グ蒸着して形成される。絶縁ローラ４と発熱抵抗膜５と
の間に駆動電極６ａ。

７ａが形成されているもので、その展開図を第４図に示
している。すなわち絶縁ローラ４の両端部に端子電極６
ｂ、７ｂが設けてあり、この端子電極から各他端部方向
へ軸方向に延伸するように、くし歯状に形成してある複
数の電極要素からなるそれぞれの駆動電極６ａ、７ａが
設けである。くし歯状の駆動電極６ａ、７ａは交互に所
定の間隔をおいてかみ合わせて一組となっている。この
ような駆動電極および端子電極が、発熱領域Ａ１−八８
に対応して複数組、絶縁性ローラ４の全周に形成してあ
る。発熱抵抗膜５の外周には酸化タンタルなどの耐摩耗
層１０が気相化学反応法などにより形成されている。ま
た未定着のトナーが付着している記録紙の面に対接する
ローラ（この例では加熱ローラ）の表面にはテフロン等
のコーティングを施して離型性を良くしている。

加熱ロー５１の回転時に、記録紙３と接触する発熱領域
に電圧を印加する手段として、第２，３図に示すように
ブラシ８，９が記録紙３の挟持部両側に、絶縁ローラ４
の両端部に接触するように固定的に設けてあり、ブラシ
８．９間に電圧が印加可能である。ブラシ８，９は加熱
ローラ１の回転に伴って端子電極６ｂ、７ｂと順次に対
接可能である。

加熱ローラ１と回転ローラ２とは常時接触回転しており
、未定着のトナーが付着している記録紙３が両日−ラ間
に供給されると、これを検知してブラシ８，９に電圧が
印加される。いまブラシ８゜９に発熱領域Ａ１の端子電
極６ｂ、７ｂが対接し、第４図示のように駆動電極６ａ
がプラス、駆動型、極７ａがマイナスとなると、矢印の
ような電流が流れ、発熱領域Ａ１の発熱抵抗膜５が軸方
向に対して一様に、瞬時に所定の作動温度にまで上昇し
、トナーを定着する。記録紙３が移送され、記録紙が次
の発熱領域Ａ２に接触する位置に来ると、ブラシ８，９
は発熱領域Ａ２の端子電極に対接し、上記と同様にその
領域のみを発熱させる。

上例において発熱抵抗膜５は、全発熱領域間に跨って絶
縁ローラ４の外周部に全面的に形成してあるが、各発熱
領域毎に分離して形成されるものであってもよい。また
絶縁ローラ４は金属ローラの外周面をセラミックス、ガ
ラスなどの断熱係数の高い絶縁材料にて被覆したもので
もよい。また絶縁ローラ４は中空体であってもよい。く
し歯状の駆動電極６ａ、７ａは上例において、３本づつ
合計６本の電極要素で１組の駆動電極を構成しているの
で、発熱領域の全体を均等に発熱するのに好ましいが、
１本づつ合計２本の電極要素で構成したものでおっても
よい。ざらに端子電極６ｂ。

７ｂは上例において絶縁ローラ４の両端部にそれぞれ形
成しているが、一端部に絶縁膜を介して重ね合わせて形
成することも可能である。

第５図の加熱ローラ１１は、駆動電極の他の例を示すも
のである。駆動電極１６ａ、１７ｂは発熱抵抗膜１５を
サンドイッチ状に挟んで形成されている。なお一方の駆
動電極１６ａは全発熱領域Ａ１〜八８へに跨って絶縁性
ロー５１４の外周部に全面的に形成してある共通電極と
なっているが、各発熱領域毎に各別の駆動電極としても
よい。その他の構成は上例と同様である。

記録紙が移送された際ブラシに電圧が印加されると、記
録紙に接触している発熱領域の駆動電極１６ａ、１７８
間の発熱抵抗膜１５に径方向の電流が流れ、軸方向に対
して一様に、瞬時に所定の作動温度にまで上昇し、トナ
ーを定着する。

なお上記実施例は、加熱ローラの回転時に記録紙と接触
する発熱領域のみを駆動するようにした例であるが、そ
れに後続する発熱領域を駆動するようにすることも、例
えばブラシ８．９の針状を変更することになって簡単に
行なうことができる。

（発明の効果） このように本発明によれば、記録紙に接触する部分の発
熱領域および／またはそれに後続する発熱領域を選択的
に発熱させるものであるので、熱容量が格段に小さくな
り、消費電力がきわめて小さくなる。表面放射熱も小さ
くなるので空調装置が不必要となり、小型化が可能とな
る。また発熱抵抗膜はサーマル・プリンタ用のヘッドに
用いられているように温度応答性が高く、従って起動時
間が短く、温度コントロールも容易であるので、高速化
に有効である。くし歯状の駆動電極とすることにより、
１つの発熱領域内を均一に発熱させるのに良好である。

また回転ローラと加熱ローラとを常時接触回転すること
により、複雑な機構が不要となり、″構成が簡単となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は要部の中央断面図、第２図は要部の端部断面図
、第３図は要部の斜視図、第４図は電極構成を示す展開
正面図、第５図は電極構成の他の例を示す一部断面図で
ある。 １．１１・・・加熱ローラ、 ２・・・回転ローラ、３・・・記録紙、４．１４・・・
絶縁性ローラ、 ５．１５・・・発熱抵抗膜、 ６ａ、７ａ、１６ａ、１７ａ・・・駆動電極、６ｂ、７
ｂ・・・端子電極、 ８．９・・・ブラシ、 Ａ１〜Ａ８・・・発熱領域。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、対向的に配設されかつ未定着のトナーが付着してい
   る記録紙を間に挟んで移送する回転ローラと加熱ローラ
   とからなり、 上記加熱ローラは、その回転方向にそって区分されかつ
   独立的に駆動可能な複数の発熱領域が設けてあり、 上記加熱ローラの回転時に上記記録紙と接触する発熱領
   域および／またはそれに後続する発熱領域を選択的に発
   熱せしめる ことを特徴とする電子写真記録装置の定着装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、各発熱領域は、絶
   縁性ローラ上に形成してありかつ発熱抵抗膜とこの発熱
   抵抗膜に接続する少なくとも１組の駆動電極とで構成し
   たものであることを特徴とする電子写真記録装置の定着
   装置。 ３、特許請求の範囲第２項において、上記発熱抵抗膜は
   、全発熱領域間に跨つて上記絶縁性ローラの外周部に全
   面的に形成してあることを特徴とする電子写真記録装置
   の定着装置。 ４、特許請求の範囲第２項または第３項において、上記
   駆動電極は、上記絶縁性ローラと上記発熱抵抗膜との間
   でくし歯状に形成してある複数の電極要素にて構成され
   ていることを特徴とする電子写真記録装置の定着装置。 ５、特許請求の範囲第２項または第３項において、上記
   駆動電極は、上記発熱抵抗膜をサンドイッチ状に挟むよ
   うに形成してあることを特徴とする電子写真記録装置の
   定着装置。 ６、特許請求の範囲第５項において、上記駆動電極の一
   方は共通電極であることを特徴とする電子写真記録装置
   の定着装置。 ７、特許請求の範囲第２項において、上記絶縁性ローラ
   は、断熱係数の高い材料にて形成されていることを特徴
   とする電子写真記録装置の定着装置。 ８、特許請求の範囲第２項において、上記絶縁性ローラ
   は、金属ローラの外周面を断熱係数の高い絶縁材料にて
   被覆したものであることを特徴とする電子写真記録装置
   の定着装置。 ９、特許請求の範囲第１項において、上記回転ローラと
   上記加熱ローラとは常時接触回転することを特徴とする
   電子写真記録装置の定着装置。