JPS6218580A - 直接加熱式定着装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、電子写真複写機、ファクシミリ、プリンター
等の画像形成装置において未定着画像を支持する紙を一
対の定着ロール間に通すことにより画像の定着を行うよ
うになっている加熱定着装置に関する。

［従来の技術］ 従来、酸化亜鉛感光紙、普通紙、プラスチックシート等
の複写シート上に形成されたトナー像を定着するために
、互いに圧接された加熱ロールと加圧ロールとを有し、
ロール間に複写シートを通過させて加熱・加圧を行なう
型式の加熱定着装置が知られてる。かかる従来の加熱定
着ロールにおいては、加熱ロールの内側にハロゲンラン
プやニクロム線等の熱源が設けられており、熱源の輻射
熱により加熱ロールの加熱を行なっている。しかしなが
ら、このような加熱方式では加熱ローラの表面が所望の
温度、例えば１８０℃に達するまでに要する時間（ウオ
ーミングアツプ）は数分と非常に艮かった。

最近、ウオーミングアツプ時間を短縮するためにいわゆ
る直接加熱式の加熱定着装置が提案された。特開昭５５
−１６４８６０号は、心金の外周に下から断熱層、絶縁
層、抵抗発熱体層及び保護層が順に形成されてなる発熱
ローラを開示している。発熱ローラの両端に抵抗発熱体
層と導電体を介して接している導電部材が設けられてお
り、その導電部材には複数の扇形状の摺動端子がスプリ
ングにより圧接されている。心金両端の細径部は軸受装
置により回転自在に圧接されている。しかしながら、こ
のような構造だと摺動端子と軸受装置とが別々に設けら
れているので、定着装置の有効定着幅を一定とすると装
置の全長は大きくならざるを得ないとう欠点がある。か
かる欠点は、定着装置全体をコンパクト化しなければな
らないという近年の要求に鑑みて、重大である。特開昭
５７−１６１７６８号は、円筒体の外周に下から絶縁層
及び発熱層が形成され、両端に発熱層と電気的に接続さ
れた摺動リングが設【ノられてなる熱ローラを開示して
いる。

摺動リングには摺動ブラシが圧接されており、加熱に要
する電流が供給される。この熱ローラでは軸受が明示さ
れていないが、回転軸が設けられている所から軸受は回
転軸と係合しているものと考えられる。このような構造
でも、同様に熱ローラが軸受と電極部とを別個に設ける
分だけ長くなるという欠点が認められる。更に、この熱
ロールでは摺動ブラシと摺動リングとの接触面積が小さ
いので、摩耗や接触不良の問題が起りやすい。

従って、本発明の目的は有効加熱定着幅を犠牲にするこ
となく加熱ロールも全長を短くし、もって全体のコンバ
ク１−化を可能にした直接加熱式定着装置を提供するこ
とである。

［問題点を解決するための手段Ｊ 本発明の直接加熱式定着装置は、円筒体の表面に電気抵
抗層と離型性層とが形成されている加熱ロールと、加熱
ロールに圧接されている加圧ロールとを有し、導電性材
料からなる集電軸受が加熱ロールの両端に設けられて４
５す、東電受と加熱ロールの電気抵抗層とが電気的に接
続していることを特徴とするものである。円筒体は分車
しくは金属製であり、それと電気抵抗層との間に絶縁層
が形成されている。また電気抵抗層は離型性層より軸線
方向外方まで延在し、その延在部上に電極リングが形成
され、そのリングと集電軸受とが摺接する構造とするの
が好ましい。さらに、集電軸受は黒鉛製であるのが好ま
しい。

［実施例〕 本発明の実施例を添付図面を参照して、詳細に説明する
。

第１図は本発明の加熱定着装置の好ましい一実施例の断
面図を示す。加熱定着装置１は加熱ロール２と加圧ロー
ル３とを有する。

加熱ロール２は金Ｂ製の円筒体２１とその上に形成され
た絶縁層２２と、その上の電気抵抗層２３と離型性層２
４とを有する。絶縁層２２は円筒体２１の全長わたって
形成されているが、電気抵抗層２３は円筒２１の両端よ
り幾分内側で終っており、離型性層２４は電気抵抗層２
３０両端より幾分内側で柊っている。

電気抵抗層２３の両端にあって絶縁層２４に被覆されて
いない部分には電極リング２５が設けられいる。

円筒体２１はアルミニウム合金、ステンレス鋼等の良熱
伝導性の金属で形成されており、厚さは約０．５〜３ｍ
ＩＩＩである。絶縁層２２はＡ（１２０３、ＡＱ−２０
３・ＭＱＯ１Ｙ２０３、Ｓｉ　０２）Ｚｒ　０２又はこ
れらの混合物のような絶縁性セラミックスをプラズマ溶
射により形成したものが好ましい。

その厚さは普通５０〜１００μｍ程度である。電気抵抗
層２３もＡＱ、２０３やＡα２０３・ＭｇＯのような絶
縁性セラミックスの微粒子とＮｉＣｒのような抵抗率の
高い導電性物質の、微粒子との混合物をプラズマ溶射し
てなるものが好ましい。抵抗層２３中ではＮｉＣｒ粒子
は絶縁性セラミックス母材中に均一に分散しており、一
部で互いに接触し合っている。ＮｉＣｒの含有量が増加
すると抵抗層２３の抵抗率は減少するので、抵抗層２３
の抵抗をＮｉＣｒ含有量を調節することにより所望のレ
ベルに設定することができる。抵抗層、の厚さは好まし
くは６０〜８０μｍ程度である。離型性層２４は複写紙
上のトナーと直接接触するので、トナーが融着しないよ
うな性質（耐熱性と低表面エネルギー）を有していなけ
ればならない。このために好ましい材料はテトラフルオ
ロエチレン樹脂、パーフルオロアルコキシ樹脂等のフッ
素樹脂である。その厚さは好ましくは１０〜５０μｍ程
度である。電、極リング２５は導電性の良好な材料、例
えば集電ブラシ用黒鉛で形成する。

加圧ロール３は中心シャフト３１とシリコーンゴム等の
耐熱性を有する弾性材からなる円筒状加圧部材３２とを
有する。加圧部材３２は加熱ロール２の有効加熱定着領
域全体と均一に接触している。シャフト３１の両端は後
述の軸受により回転自在に支持されている。

プラスチック等により一体に形成された左右の軸受支持
部材４，４はそれぞれ定着装置の左右の側板５，５に固
定され、各軸受支持部材４は加熱−ル２用の軸受部６と
加圧ロール３用の軸受部７とを有する。軸受部６は環状
の集電軸受６１と、集電軸受６１に接続され軸受支持部
材４内を貫通する端子６２とを有する。集電軸受６１は
加熱ロール２内の回転中常時電極リング２５と摺接する
ように配置されているので、自己潤滑性を有する黒鉛に
より形成するのが好ましい。また軸受部７は加圧ロール
３を回転自在に支持すれはよいので公知のボールベアリ
ングにより形成することができる。

第１図に示すように、加熱ロール２の一端には軸受部の
外側に歯車部材２６がビン２１により固定されている。

＃Ａ車部材２６の歯２８は外部駆動装置の歯車（図示せ
ず）と係合しており、外部駆動装置により加熱ロール２
は回転させられる。歯車部材２６と軸受支持部材４との
間に、加熱ロール２の軸線方向の位置決めをするスラス
トワッシ１７２９が設けられいる。。また加熱ロール２
の他端にも、軸受支持部材４の外側面と接するスラスト
ワッシャ２９′がビン２１′により固定されている。

第２図に示すように、加圧ロールのシャフト３１はレバ
一部材８の凹部９と係合している。レバ一部材８の一端
は支点１０に回転自在に支持され、他端にばばね１１の
一端が取り付けられている。ばね１１の他端は軸受支持
部材４に固定されたビン１２と係合している。このよう
な構成によ、す、加圧ロール３は常に加熱ロール２に圧
接されている。

加熱ロール２の内部には支持部材１３により両端が支持
されたシャフト１４が貫通しており、シャフト１４には
ヒユーズ１５と温度検出センサ１６とが設けられている
。温度横比センサ１６は加熱ロール２の円筒体２１の内
面と接触しており、加熱ロール２の温度を検出する。温
度検出センサ１６と円筒体２１の内面との接触を良好に
するために、接触部に機械加工を施すのが好ましい。温
度検出センサ１６はサーミスタにより形成することがで
き、リード線（図示せず）により外部の温度制御装置（
図示せず）に接続されている。さらにサーミスタを用い
ずに加熱抵抗層の電気抵抗変化を温度制御に用いてもよ
い。またヒユーズ１５は一定の温度を越えると溶断する
ようになっているので、加熱ロール２の過熱を防止する
。

第３図は本発明の加熱窓＠装置による定着を示す。トナ
ー像が付着した紙１７は矢印方向に回転している加熱ロ
ール２と加圧ロール３との間に入り、そこで加熱・押圧
されることにより、トナー像が定着した状態で装置から
出てくる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明の直接加熱式定着装置においては
加熱ロールの軸受と給電１４１とが合体しているので、
加熱ロールの全長を有効加熱幅を犠牲にすることなく短
くすることかできる。これにより定着製図全体をコンパ
クト化することが可能となる。また、加熱ロールは加圧
ロールにより圧接されているので、集電軸受は電極リン
グと常に十分に電気的に接触している。そこで集電リン
グを自己潤滑性を有する黒鉛で形成すると、回転抵抗が
小さいのみならず摩耗も小さく、有利である。

また集電軸受を使用するため、加熱ロールの円筒体の両
端にシャフトを設けたり、又は絞って細径としたりする
ことが必要ない。このため加熱ロールを安価かつ精度良
く作製することがきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の直接加熱式定着装置の一実施例の断面
図であり、第２図は第１図の装置の右側面図であり、第
３図は第１図の装置による定着操作を示す図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒体の表面に電気抵抗層と離型性層とが形成さ
   れている加熱ロールと、前記加熱ロールに圧接されてい
   る加圧ロールとを有する直接加熱式定着装置において、
   導電性材料からなる集電軸受が、前記加熱ロールの両端
   に設けられており、前記集電軸受と前記加熱ロールの電
   気抵抗層とが電気的に接続していることを特徴とする装
   置。
2. （２）特許請求の範囲第１項に記載の直接加熱式定着装
   置において、前記円筒体は金属製であり、前記円筒体と
   前記電気抵抗層との間に絶縁層が形成さていることを特
   徴とする装置。
3. （３）特許請求の範囲第２項に記載の直接加熱式定着装
   置において、前記電気抵抗層は前記離型性層の両端を軸
   線方向外方まで延在しており、前記電気抵抗層の延在部
   上に電極リングが形成されており、前記電極リングは前
   記集電軸受と摺接していることを特徴とする装置。
4. （４）特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記
   載の直接加熱式定着装置において、前記集電軸受が黒鉛
   製であることを特徴とする装置。