JPS62200380A - ヒ−トロ−ル定着器 - 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、電子写真装置等に使用されるヒートロール定
着器に関し、特にその温度制御構造に関する。

〔従来の技術〕

ヒートロール定着器は、配分紙上の未定着トナーを記録
紙に溶融定着する装置であシ、主にヒートロールとバッ
クアップロールとの２　本Ｃ）　ｏ　−／Ｌ／で構成さ
れている。

従来、このようなヒートロールはロール内部に赤外線ラ
ンプを有しておシ、この赤外線ランプは、定着動作中ヒ
ートロール表面温度を１８０℃前後に保持するように電
気的に制御されている。

また、このヒートロールは通常熱伝導率の高い金属、例
えばアルミニウムからなる肉厚が３ｆａ前後の円筒を使
用しておシ、その表層にポリテトラフルオロエチレン（
テフロン）等のトナー雛形用材料を被覆している。一方
、バックアップロールはシリコーンゴム等のゴムロール
が使用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来例は、ヒートロール及び
赤外線ランプの熱容量が大きいので、その立上り時間と
して通常１分から５分程度を必要とし、また定着動作と
定着動作との間つまシ停止中においては、ヒートロール
の温度を定着時の温度またはそれに近い温度に保持する
必要がある。

したがって、電源投入時後の待ち時間が長く不便でるる
と共に、停止中つまりウエインデインク時にはヒートロ
ール温度を保持するだめの電力損失が発生する問題があ
る。

しかも、ヒートロールを高温に保持する際、感光ドラム
の温度を上昇させないために、ファン等による装置外へ
の排気を継続する必要があり、さらに前記ファン等は熱
分離のために感光ドラムとの距離を１０α以上とする必
要があるので、電子写真装置等を大型化する問題がある
。

また、他の従来例として特開昭５８−１９２０６５号に
記載された「定着温度制御装置」がある。

この従来例は、′セラミック等からなる絶縁性の定着ロ
ール、つまシヒートロールの表面に面状発熱体を被覆す
る構造となっている。

ここで、示される面状発熱体とヒートロールは、熱容量
について明記されていないが、ヒートロールはセラミッ
ク等、の比較的熱伝導性の高い電気絶縁物を使用してい
るので、定着の際ヒートロール全体が定着温度と同程度
まで加熱保持される。

また、別の他の従来例として実公昭５８−４８６８０号
記載の「定着ロール」がある。この従来例には、導電体
コアー内面に耐熱絶縁皮膜と発熱用抵抗体を設けた構成
の定着ロール、つまりヒートロールが示されている。こ
の定着ロールは、その表面を定着温度にするのに全体を
定着温度まで加熱保持する必要がある。

したがって、前述した２件の従来例においても、定着ロ
ール全体を加熱保持する必要があるので定着ロールの立
上り時間を短くできず、実用的に停止中の温度制御が不
要となる立上少時間、つまり数秒以内の立上シ時間にす
ることができない問題がある。

本発明は、前記問題を解決するためになされたものでア
ク、その目的は、立上り時間が短いと共に、停止中の高
温保持が不要なヒートロール定着器を提供することにあ
る、 〔問題点を解決するための手段〕 前記目的を達成するために、本発明は、加熱したヒート
ロールが回転しながら定着を行うヒートロール定着器に
おいて、ヒートロールハ、支持ロールの外周面上に設け
た熱絶縁層と、前記支持ロールの軸方向に延び熱絶縁層
の外周面上に複数形成され、定着を行う個所に近づくと
各々発熱しだすリボン状のヒータ膜とを具備することを
特徴とする。

〔作用〕

前記特徴を有する本発明は、ヒートロールが回転しなが
ら、未定着トナーを搭載した記鎌紙の定着を行う。この
とき、ヒートロールのヒータ膜は、定着を行う個所に近
づくと各々発熱しだす。この発熱したヒータ膜によって
、前述した記鎌紙上の未定着トナーは熱溶融され定着す
る。

次に、前述の発熱したヒータ膜は、定着を行う個所から
通過すると、ヒータ膜への電力供給が断たれ、発熱しな
くなる。したがって、立上りに必要な時間に対応したヒ
ータ膜のみに電力を供給し定着するので、他、のヒータ
膜は定着温度よフ低温になり、放熱効果による熱の損失
を防ぐ。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて
説明する。

第１図は本発明に係るヒートロール定着器の一実施例を
示す概略断面図である。

第１図において、ヒートロール１は、支持ロール２の外
周面上に形成した熱絶縁層３と、前記支持ロール２の軸
方向に延び熱絶縁層３の外周面上に複数形成されたリボ
ン状のヒータ膜４と、これらの最外周に被覆したトナー
離形用の被覆層５とからなる。

前記熱絶縁層３は、電気絶縁性及び耐熱性があり、しか
も熱伝導率が１０″Ｊ／ｃｍ＊　Ｓ　ｍ　ｋ以下の石綿
。

ポリイミド樹脂またはシリコーン樹脂等からなシ、その
厚さを１ｍ＋以上に形成して断熱構造とする。

前記ヒータ膜４は、Ｎ　ｉ　ＣｒやＮ　ｉ　−Ｗ−Ｐ等
の材質からなシ、蒸着、スパッタ、厚膜印刷、ディッピ
ング或いはメッキによって熱絶縁層３０周方向に等間隔
に形成される。さらに、ヒータ膜４の幅は、定着に必要
なバックアップロー２６との接触幅っまシ定着すップ幅
と同等、またはそれより細くしである。

前記被覆層５は、トナーがこびシ付かないトナー離形性
が良好なポリテトラフルオロエチレン（テフロン）等か
らなる。さらに、ヒートロール１の立上り時間を短くす
るために、ヒータ膜４と被覆層５の熱容量を小さくして
断熱構造としている。

すなわち、本実施例ではヒータ膜４の厚さを２０μｍ　
以下にすると共に、被覆層５の厚さを１０μｍ以下にす
ることによって、それらの熱容量を小さくする。

前記ヒートロール１に対向配置したバックアップローラ
６は、シリコーンゴム等のゴムロールが使用される。７
は未定着のトナーを搭載した記録紙である。

第２図は本発明に係るヒートロール定着器の一実施例を
示す部゛分斜視図である。第２図において、ヒータ電極
８は、ヒータ膜４と１対１′／ｃ対応してその両端にそ
れぞれ設けられている。

また、固定された摺動電極９は、単数または複数個の定
着個所側のヒータ電極８へ機械的に押付けられ、定着ニ
ップ幅と同程度の接触幅を有する。

しかも、摺動電極９は、ヒートロール１が回転してもヒ
ート電極８と電気的に接続が得られ、電力制御部１０に
よフヒータ膜４へ電力を供給し、ジュール熱を発生する
。前記電力制御部１０は、ヒータ膜４の温度を検知して
ヒータ膜４への電力を制御する。

尚、前記ヒータ電極８の片側を共通電極としてもよく、
シかもＤＣ電力の場合にはこの共通電極側を接地しても
よい。また、本実施例のヒータ膜４の抵抗値は、定着に
必要な熱漬に対して１．５倍から２倍のジュール熱が発
生できるように供給電圧に対して決められている。

次に、前記構成の作用を説明する。先ず、ヒートロール
１は図示せぬ駆動モータによシ第１図の矢印入方向に回
転し、また同時にバックアップロール６は第１図の矢印
Ｂ方向に回転する。ここで、定着動作時には未定着トナ
ーを搭載した記録舐Ｔカ、前記ヒ−）ロール１とバック
アップロール６との定着ニップ部に挿入する。

一方、分離形成したヒータ膜４は、定着ニップ部に回転
して入る直前に摺動電極９が順欠ヒータ電極８と接続す
るため、順次電力が供給され発熱しだす。

前記ヒータ膜４の抵抗は温度が上昇すると高くなり、一
定電位で、＠動していると電流値が減少する。したがっ
て、ヒータ電極８の手前に直列に挿入した抵抗両端の電
位差によシ、ヒータ膜４の温度が検知できる。電極制御
部１０は、この検知温度に応じてヒータ膜４への電力供
給を制御し、設定温度になるまで電力を供給する。

尚、本実施例のヒータ膜４÷個分の立上り時間は、４０
０Ｗの電力でＡ４用紙幅相当の定着の場合約０．１秒程
度となる。

ここで、前述した記録紙７上の未定着トナーは、前記ヒ
ータ膜４で熱溶融され定着する。このヒータ膜４は、定
着ニップ幅を通過すると、摺動電極９とヒータ電極８と
の接続が断たれるため電力が供給されなぐな九発熱しな
くなる。

問、本実施例以外の構成として支持ロールが金属等の熱
伝導率の高い材質で形成されると共に、熱絶縁層がｌｓ
ｍ以下に薄く形成される場合は１．ヒータ膜に対して断
熱構造にできず、立上シ時間が長く熱伝導による熱損失
も大きくなる。そこで、熱伝導率の小さい材質で支持ロ
ールを形成して熱絶縁層と一体化してもよい。

〔発明の効果〕

前記した如く、本発明に係るヒートロール定着器によれ
ば、支持ロールの外周面上に熱絶縁層を設け、支持ロー
ルの軸方向に延びるリボン状のヒータ膜を前記熱絶縁層
の外周面上に複数形成したことによって、以下に示す効
果を発揮する。

すなわち、定着ニップ幅と立上りに必要な時間に対応し
た幅のヒータ膜のみ電力を供給することによって、他の
ヒータ膜は定着温度より低温になシ、ヒートロール定着
器周囲の熱分離構成番硫和することができるので、ヒー
トロール定着器ト感光ドラムとを近づけ装置全体を小型
化でき、しかも消費′電力を少なくすることができる効
果がある。

また、熱絶縁層の外周面上にヒータ膜を形成した断熱構
成としたことによって、立上り時間を短縮できるので、
電源投入後の待ち時間を短くでき、さらに、電源投入後
の定着動作停止中にヒートロール温度を室温レベルまで
下げても次の動作開始に支障がない。そのため、停止中
つまりウェイティング時には電力の消費がないという効
果がある。

また、本発明は電子写真装置のヒートロール定着器以外
の用途、例えばサーマル転写方式等の装置にも適用でき
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略断面図、第２図は
本発明の一実施例を示す部分斜視図である。 １・・・ヒートロール　２・・・支持ロール　３・・・
熱絶縁層　４・・・ヒータ膜　５・・・被覆層　６・・
・パックアンプロール　７・・・記録紙　８・・・ヒー
タ電極　９・・・摺動電極　１０・・・電極制御部 特許出願人　　沖電気工業株式会社 代理人弁理士　　金　倉　喬　二 ＠　１　ロ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 加熱したヒートロールが回転しながら定着を行うヒート
   ロール定着器において、 ヒートロールは、支持ロールの外周面上に設けた熱絶縁
   層と、 前記支持ロールの軸方向に延び熱絶縁層の外周面上に複
   数形成され、定着を行う個所に近づくと各々発熱しだす
   リボン状のヒータ膜とを具備することを特徴とするヒー
   トロール定着器。