JP2000214712A

JP2000214712A - 定着装置

Info

Publication number: JP2000214712A
Application number: JP11012368A
Authority: JP
Inventors: Taizo Onishi; 泰造大西
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1999-01-20
Filing date: 1999-01-20
Publication date: 2000-08-04
Anticipated expiration: 2019-01-20
Also published as: JP3731363B2

Abstract

(57)【要約】【課題】抵抗発熱体が周面に沿って敷設された定着ロ
ーラであって、当該定着ローラを支持する軸受や駆動用
ギヤの外径を定着ローラの外径よりも小さくすることが
できて、省スペース化を可能とする定着装置を提供する
こと。【解決手段】芯ローラ３３の両端部に、芯ローラ３３
の外径よりも軸径が小さい軸部を有するフランジ３７、
４０を取着する。芯ローラ３３の内周面に設けられた抵
抗発熱層３５に給電するために、フランジ３７、４０の
軸穴３７３、４０３に通電部材３８、４１を設ける。通
電部材３８、４１は、受電部材３８１、４１１と発熱体
接触片３８２、４１２から構成される。発熱体接触片３
８２、４１２の一端部を受電部材３８１、４１１に固着
し、他端部を抵抗発熱層３５に接触させるようにする。
受電部材３８１、４１１の外側には、給電部材５０を接
触させる。これにより、給電部材５０と抵抗発熱層３５
間に電路が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録シート上に形
成された未定着画像を加熱定着させる定着装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】プリンタなどの画像形成装置において
は、トナー画像が転写された記録シートを定着装置の定
着ローラと加圧ローラのニップ部で挟持して送り出すこ
とにより、当該トナー画像を記録シート上に加熱定着す
るようになっている。この定着ローラには、従来から、
中空のアルミ製のローラ本体内部に、棒状のハロゲンヒ
ータを内挿し、当該ハロゲンヒータに通電して発熱させ
ることによりローラ全体を加熱するようにしている。

【０００３】ところが、このような構成では、ハロゲン
ヒータとローラ本体の内周面との間に空気層が介在し、
これによりハロゲンヒータの熱がローラ本体に伝導しに
くく、定着ローラ外周面の温度が定着に必要な温度（定
着温度）に昇温するまでのウォーミングアップタイムが
長くなる。そこで、ローラ本体の内周面に沿って直接抵
抗発熱体を敷設した構成を有する定着ローラが提案され
ている。図１０は、当該定着ローラを使用した定着装置
の要部の断面図である。同図に示すように、定着ローラ
１００は、中空の芯ローラ１０２の内周面に絶縁層１０
３、抵抗発熱層１０４がこの順に形成されており、また
その外周面には、ポリテトラフルオロエチレンなどの離
型層１０１が形成されている。

【０００４】芯ローラ１０２の両端部には、外面が導電
性部材で覆われた受電部材１０７が内挿されている。当
該受電部材１０７は導電性接着剤を介してその外周面が
抵抗発熱層１０４の表面に固着されており、芯ローラ１
０２と一体的に回転するようになっている。受電部材１
０７の端面１０８には、軸方向外側から圧縮バネ１０９
で付勢された給電部材１１０が圧接され面接触してい
る。各給電部材１１０は、リード線１１２、端子板１１
３、電源線１１４を介して図示しない電源に接続されて
おり、これにより抵抗発熱層１０４に電力が供給され
る。

【０００５】このように、抵抗発熱層１０４が芯ローラ
１０２を空気層を介さずに直接加熱することにより、抵
抗発熱層１０４への通電開始後、速やかに定着ローラ１
００の表面温度を定着温度まで昇温でき、ウォーミング
アップタイムを大幅に短縮できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
定着ローラ１００は、径の大きな受電部１０７を芯ロー
ラ１０２の両端開口部から挿入し、これを抵抗発熱層１
０４に導電性接着剤のみで固定するようにしているの
で、両端部に軸受け部を形成できないという問題があ
る。

【０００７】その理由は、導電性接着剤を介して接着さ
れることにより受電部材１０７の正確な芯出しが難し
く、さらには、その接合部、特に接着剤自体や抵抗発熱
層１０４の接合表面部がこれを回転する駆動トルクに十
分耐えることができないからである。そこで、上記従来
技術では、芯ローラ１０２の外周面に軸受１０５を設
け、フレーム１２０により当該芯ローラ１０２を回転可
能に支持するようにし、また、芯ローラ１０２の右側の
軸受け部のすぐ横にリングギヤ１０６を嵌着し、このギ
ヤ１０６に、図示しない駆動モータに連結されたギヤを
歯合させて回転駆動するようにしている。

【０００８】しかし、このような構成にしたことによ
り、軸受１０５もリングギヤ１０６も芯ローラ１０２の
径より大きなものとならざるを得ず、結果として軸受１
０５を支持するフレーム１２０も径方向に大きくならざ
るを得ない。このことは、図１１に示す定着ローラ１０
０の右側軸受け部の斜視図を見ればより明らかとなる。
これでは、定着装置の小型化を図ることはできず、最近
の画像形成装置の小型化の要請にも応えることができな
い。

【０００９】本発明は、上述のような問題点に鑑みてな
されたものであって、抵抗発熱体が設けられた定着ロー
ラであって、当該定着ローラを支持する軸受や駆動用ギ
ヤなどの外径を定着ローラの外径よりも小さくすること
ができて、省スペース化を可能とする定着装置を提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【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、未定着画像を保持した記録シートを定着ロ
ーラで加熱して該未定着画像を定着させる定着装置であ
って、前記定着ローラは、円筒状のローラ本体と、前記
ローラ本体の内周面に沿って設けられた抵抗発熱体と、
前記ローラ本体の両端部に取着され、軸径が前記ローラ
本体の外径よりも小さな軸部を有するフランジ部材と、
前記軸部を回転自在に軸承する軸承部材と、前記軸部の
軸芯部で保持され、一端部が内側に向けて延出されて前
記抵抗発熱体に接続すると共に、他端部が前記軸部から
外部に露出されている導電性部材とを備え、電源に接続
された接触部材が前記導電性部材の露出部に摺接して、
該摺接部を通じて前記抵抗発熱体に給電するようにした
ことを特徴とする。

【００１１】また、前記抵抗発熱体は、前記ローラ本体
の周方向において複数の抵抗発熱部に分割されており、
前記導電性部材の内側に向けて延出される部分は、周方
向に広がる当該抵抗発熱部の数以上の接触片からなり、
当該抵抗発熱部１つについて少なくとも１つの接触片を
接触させるようにしたことを特徴とする。また、前記抵
抗発熱体は、前記ローラ本体の周方向において複数の抵
抗発熱部に分割されており、前記導電性部材の内側に向
けて延出される部分は、周方向に広がる当該抵抗発熱部
よりも少ない数の接触片からなり、１つの接触片を複数
の抵抗発熱部に共通に接触させることによって、各抵抗
発熱部にいずれかの接触片が接触しているようにしたこ
とを特徴とする。

【００１２】また本発明は、未定着画像を保持した記録
シートを定着ローラで加熱して該未定着画像を定着させ
る定着装置であって、前記定着ローラは、円筒状のロー
ラ本体と、前記ローラ本体の外周面に沿って設けられた
抵抗発熱体と、前記ローラ本体の両端部に取着され、軸
径が前記ローラ本体の外径よりも小さな軸部を有するフ
ランジ部材と、前記軸部を回転自在に軸承する軸承部材
と、前記軸部の軸芯部で保持され、一端部が内側に向け
て延出されると共に、他端部が前記軸部から外部に露出
されている導電性部材と、前記ローラ本体内側において
前記導電性部材の一端部と接続すると共に、前記ローラ
本体もしくは前記フランジ部材の外周面に設けられた貫
通孔を介して前記抵抗発熱体に接続する接続部材とを備
え、電源に接続された接触部材が前記導電性部材の露出
部に摺接して、該摺接部を通じて前記抵抗発熱体に給電
するようにしたことを特徴とする。

【００１３】また、前記導電性部材は、少なくとも前記
軸芯部に保持されている部分が、抵抗発熱部材で形成さ
れていることを特徴とする。また、前記導電性部材は、
少なくとも前記軸芯部で保持されている部分より内側の
一部が、温度に応じて形状が変化する素材から形成さ
れ、所定温度を越えた場合には、前記抵抗発熱体との接
触状態が解除される方向に変形して通電を停止するよう
にしたことを特徴とする。

【００１４】また、前記導電性部材は、その通電経路の
少なくとも１部において、所定温度を越えると溶融する
素材から形成され、前記所定温度を越えた場合には、前
記抵抗発熱体への通電を停止するようにしたことを特徴
とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る定着装置の実
施の形態を、モノクロのレーザプリンタ（以下、単に
「プリンタ」という。）の定着器に適用した場合を例に
とって説明する。図１は、当該プリンタ全体の概略構成
を示す図である。

【００１６】本プリンタは、パーソナルコンピュータな
どの外部機器から入力される画像データに基づいて、画
像を記録シート上に再現するものである。外部機器から
画像データが入力されると、制御部１は、これをレーザ
ダイオードの駆動信号に変換し、プリンタヘッド１０内
部のレーザダイオード（不図示）を駆動する。当該レー
ザダイオードから出射されたレーザビームＬは、折り返
しミラー２で偏向された後、感光体ドラム４の表面を主
走査方向に露光する。

【００１７】感光体ドラム４の周囲には、ドラムクリー
ナ５、イレーサランプ６、帯電チャージャ７、現像器８
及び転写チャージャ９が配されている。感光体ドラム４
は、上記レーザビームＬによる露光前にドラムクリーナ
５で残留トナーを除去され、イレーサランプ６で照射さ
れた後、帯電チャージャ７により一様に帯電される。帯
電された感光体ドラム４の表面がレーザビームＬにより
露光されると、静電潜像が形成され、この静電潜像は、
現像器８によってトナー像として顕像化される。

【００１８】一方、給紙カセット２０からは、ピックア
ップローラ２１、タイミングローラ２２によって、記録
シートが給紙される。この記録シートは、転写ベルト２
３によって、感光体ドラム４直下の転写位置に搬送され
る。当該転写位置において、転写チャージャ９の作用に
より、感光体ドラム４上のトナー像が記録シートへと転
写される。トナー像が転写された記録シートは、さら
に、転写ベルト２３、搬送ベルト２４により定着器３に
搬送される。定着器３は、内周面に抵抗発熱層３５（図
２参照）が設けられた定着ローラ３１とこれに圧接され
る加圧ローラ３６とを備え、記録シートは、両ローラの
圧接部（ニップ部）を通過することにより、未定着のト
ナー画像が定着されて、排出トレイ２６へと排出され
る。

【００１９】図２は、本発明に係る定着器３の要部の断
面図である。同図に示すように、定着ローラ３１は、芯
ローラ３３の両端部にフランジ３７、４０が取着された
構成になっている。芯ローラ３３には、ここでは、中空
のアルミニウム合金製のものが用いられ、芯ローラ３３
の内周面には、絶縁層３４、抵抗発熱層３５がこの順に
形成されており、また、外周面には、離型層３２が形成
されている。

【００２０】絶縁層３４は、抵抗発熱層３５と芯ローラ
３３との間の電気絶縁性を保つために、両者の間に設け
られており、ＰＩ（ポリイミド）などの耐熱絶縁性樹脂
で形成されている。抵抗発熱層３５は、通電により自ら
ジュール熱を発生するもので、ここでは溶液状のチタン
酸バリウム系セラミックを内周面に塗布した後、焼成し
て形成される。

【００２１】離型層３２は、未定着のトナー像が保持さ
れた記録シートを定着ローラ３１と加圧ローラ３６のニ
ップ部で挟持して送り出すときに、トナーが定着ローラ
３１から剥がれやすくするために設けられたものであ
り、ここではポリテトラフルオロエチレンからなる。こ
れら絶縁層３４、抵抗発熱層３５、離型層３２は、芯ロ
ーラ３３と一体的に回転する。

【００２２】同図右側のフランジ３７は、フランジ本体
３７１とこの軸穴に接触片保持部材３７２を挿嵌して構
成される。フランジ本体３７１は、ステンレス鋼などの
剛性の高い素材で形成される。また、フランジ本体３７
１の小径部３７１１は、軸受５８を介して、定着器３の
ハウジングＨに保持される。また、小径部３７１１の外
周面には、リングギヤ３９が嵌着されており、このリン
グギヤ３９は図示しないモータに連結されたギヤに歯合
している。

【００２３】接触片保持部材３７２は、耐熱性及び電気
的に絶縁性の高い樹脂、例えばＰＰＳ（ポリフェニレン
サルファイド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）などの素
材から形成された円筒状の部材である。フランジ３７の
軸穴３７３には、通電部材３８が嵌挿されており、この
通電部材３８は、受電部材３８１と発熱体接触片３８２
とから構成される。

【００２４】受電部材３８１は、真鍮等の導電性材料か
らなる円柱状の部材である。発熱体接触片３８２は、リ
ン青銅などの導電性材料から形成された細長の板ばね状
のものであり、その一端部は導電性接着剤や溶接により
受電部材３８１に固定されている。他端部は、芯ローラ
３３の内方に延出されて、自身の弾性復元力により抵抗
発熱層３５の軸方向端部の位置でその表面に押圧されて
接触している。これにより、抵抗発熱層３５と受電部材
３８１間に電路が形成されることになる。

【００２５】図３は、フランジ３７と通電部材３８の分
解斜視図である。同図に示すように、接触片保持部材３
７２の円筒部外周面には、キー３７２１が設けられてお
り、このキー３７２１がフランジ本体３７１の小径部３
７１１の内周面に設けられたキー溝３７１２に填め込ま
れることによって、接触片保持部材３７２がフランジ本
体３７１と一体的に回転する。

【００２６】接触片保持部材３７２のボス部３７２３及
び受電部材３８１の外周面には、平行ピン３８１２の径
とほぼ同じ大きさの孔３７２２、３８１１が、それぞれ
径方向に貫通させて設けられている。通電部材３８の受
電部材３８１は、フランジ３７の軸穴３７３に内側か
ら、孔３８１１と３７２２とが対向する位置まで填め込
まれる。そして、平行ピン３８１２が孔３７２２、３８
１１に嵌入されて、通電部材３８がフランジ３７に固定
され、これらは一体となって回転するようになる。

【００２７】フランジ本体３７１の大径部３７１３の外
径は、芯ローラ３３の内径とほぼ同じであって、当該大
径部３７１３の外周面には突起３７１４が設けられてい
る。突起３７１４は、芯ローラ３３の端部に設けられた
切欠き３１２に填め込まれ、この切欠き３１２の奥の位
置３１４に当接するまで押し込まれる。そして、芯ロー
ラ３３の周囲に設けられた溝３１１にＣリング３１３が
填め込まれることによって、突起３７１４が当該位置３
１４で保持されて、フランジ３７が芯ローラ３３に固定
される。

【００２８】なお、図２及び図３では、図面が複雑にな
るのを避けるために発熱体接触片３８２を２つしか示し
ていないが、実際には６個の発熱体接触片３８２が周方
向に６０°ずつの角度で放射状に受電部材３８１に固定
されるようになっている。図２に戻って、左側のフラン
ジ４０は、フランジ本体４０１と接触片保持部材４０２
とから構成され、フランジ４０の小径部４０１１は、軸
受５９を介して、定着器３のハウジングＨに軸支され
る。フランジ４０の軸穴４０３には、通電部材４１が配
されている。

【００２９】フランジ４０はフランジ本体４０１と接触
片保持部材４０２から、通電部材４１は受電部材４１１
と発熱体接触片４１２から構成され、各部材の材質及び
取着方法については、上記フランジ３７、通電部材３８
の各部材の材質及び取着方法と同様であるので、ここで
の説明は省略する。異なる点は、小径部４０１１に駆動
用のギヤが嵌着されていないために、各部材の軸方向の
長さがその分短くなっているところである。

【００３０】加圧ローラ３６は、その両端部に設けられ
た軸３６１が、支持部材３６２により回転可能に支持さ
れており、該支持部材３６２は、圧着ばね３６３により
定着ローラ３１に向けて押圧される。これにより、加圧
ローラ３６が定着ローラ３１に圧接されて、ニップ部が
形成される。また、各受電部材３８１、４１１の外側端
面には、定着ローラ３１の軸方向の外側から銅系カーボ
ンなどの導電性材料からなる給電部材５０の面５０１が
それぞれ接触している。

【００３１】給電部材５０は、ハウジングＨに固定され
た樹脂性のホルダ５７の凹所５６に圧着ばね５１と共に
嵌入されており、当該圧着ばね５１によって定着ローラ
３１側に付勢されることにより、その面５０１が受電部
材３８１、４１１の外側端面に適圧下で接触するように
なっている。なお、給電部材５０は、受電部材３８１、
４１１に従動して回転することがないように、図示しな
い規制部材により回転規制される。

【００３２】両ホルダ５７の外側端面には、端子板５２
が取着され、各給電部材５０は、リード線５３、端子板
５２を介して電源６０（図５参照）に接続された電線５
４に接続され、電源の供給を受ける。図４は、本発明に
係る定着ローラ３１の右側のフランジ３７に軸受５８と
リングギヤ３９を装着した場合の斜視図である。図１１
で示した従来技術の定着ローラ１００に軸受１０５とリ
ングギヤ１０６を装着した場合と比べて、本発明に係る
定着ローラ３１の軸受５８の径が従来の軸受１０５の径
よりも明らかに小さくなってコンパクトに形成されてい
ることがわかる。

【００３３】以上説明してきたように、本実施の形態に
おける定着ローラ３１は、小径部３７１１、４０１１を
有するフランジ３７、４０が芯ローラ３３の両端部に取
着されて構成され、この小径部３７１１、４０１１に軸
受５８、５９を挿嵌させて、当該軸受５８、５９をハウ
ジングＨで保持するようにしたので、従来技術のように
抵抗発熱層１０４に通電するための通電部材１０７を芯
ローラ１０２に内挿した構成にしたことにより、芯ロー
ラ１０２の端部に軸部が設けられないといった問題をな
くすことができると共に、小径部３７１１、４０１１の
径を芯ローラ３３の径よりも小さくすることにより、従
来よりも径の小さな軸受５８、５９を用いることがで
き、これらを保持するハウジングＨを径方向において小
さくすることができる。また、フランジ３７、４０の軸
穴３７３、４０３に通電部材３８、４１を配して、抵抗
発熱層３５への給電経路を形成するようにしている。こ
の給電経路は、板ばね状の発熱体接触片３８２、４１２
が抵抗発熱層３５の表面に圧接触することにより形成さ
れるので、従来のように抵抗発熱層１０４に受電部材１
０７を接着固定しなくても済むようになり、フランジ３
７、４０を芯ローラ３３から簡単に着脱することができ
る。また、メンテナンスなどで芯ローラ３３を交換する
際に、フランジ３７、４０を取り外して、これらを新た
な芯ローラに取着して継続的に使用することもできるよ
うになり、コスト低減も図れる。

【００３４】なお、図５は、抵抗発熱層３５への通電回
路を示す概略図であって、本図では通電部材３８、４
１、給電部材５０、リード線５３などについては図示を
省略してある。この回路は、電源６０と抵抗発熱層３５
とＳＳＲ（ソリッドステートリレー）６１とが直列に接
続されて構成され、ＳＳＲ６１が制御部１からの制御信
号６３に応じてオン（導通）することにより抵抗発熱層
３５に電力が供給されるようになっている。定着ローラ
３１の外周面に当接され、当該外周面の温度を検出する
温度検出素子であるサーミスタ６２（図１参照）からの
信号に基づいて、制御部１は制御信号６３を出力し、定
着ローラ３１の表面温度制御を行なう。具体的には、制
御部１は、サーミスタ６２からの信号によって、定着ロ
ーラ３１の表面温度が定着温度以下と判断した場合に
は、ＳＳＲ６１をオンさせる制御信号６３を出力する。
これにより、抵抗発熱層３５が発熱し定着ローラ３１の
表面温度は上昇する。一方、定着温度を越えると判断し
た場合には、ＳＳＲ６１をオフにして、抵抗発熱層３５
への電力供給を停止させる。

【００３５】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れないのは言うまでもなく、以下のような変形例を考え
ることができる。（１）上記実施の形態では、抵抗発熱層３５が芯ローラ
３３の内周面に設けられた場合の例について説明した
が、図６に示すように、抵抗発熱層３５が内周面と外周
面の両方に形成された場合についても、本発明は適用で
きる。

【００３６】同図より、芯ローラ３３の内周面および外
周面には、それぞれ絶縁層３４、抵抗発熱層３５がこの
順に形成されており、抵抗発熱層３５の軸方向端部の位
置には、内周面に絶縁層３３２が形成された貫通孔３３
１が穿設されている。外周面側と内周面側の抵抗発熱層
３５は、貫通孔３３１に差し込まれ、両端部がかしめら
れた導電性の素材からなるリベット９５を介して電気的
に接続される。

【００３７】芯ローラ３３の端部には、上記のフランジ
４０と通電部材４１が取着されており、発熱体接触片４
１２の端部が、リベット９５の頭部９５１に接触するこ
とにより受電部材４１１と両抵抗発熱層３５間に電路が
形成される。このような構成にすることにより、抵抗発
熱層３５が内周面と外周面に設けられた場合であって
も、上記と同様に定着器３を小型化できるという効果を
得ることができる。なお、この構成であれば、抵抗発熱
層３５を外周面にのみ形成することもできる。また、発
熱体接触片４１２と抵抗発熱層３５との間にリベット９
５などの接続部材が配される構成であれば、貫通孔３３
１を芯ローラ３３とフランジ４０のいずれの部材に設け
るようにしてもよい。

【００３８】（２）上記実施の形態では、発熱体接触片
３８２、４１２は、リン青銅などの電気抵抗の非常に小
さな導電性材料で形成されていたが、これに限定される
ことはなく、図７に示すように、電気抵抗の小さな導電
性部材７１と電気抵抗の大きな抵抗発熱体７２とを溶接
等により直列に接続した構成にすることもできる。同図
に示す発熱体接触片７０は、フランジ４０の軸穴４０３
内に抵抗発熱体７２が、軸穴４０３を出たところから抵
抗発熱層３５までの部分に導電性部材７１がそれぞれ位
置するように構成されている。

【００３９】このような構成において、発熱体接触片７
０に電流が流れると、抵抗発熱体７２が発熱して、その
熱は導電性部材７１を介して、抵抗発熱層３５に伝導さ
れることになる。すなわち、定着ローラ３１の端部は、
抵抗発熱層３５と抵抗発熱体７２により加熱されること
になる。これにより、定着ローラ３１端部の熱がフラン
ジ３７、４０に吸収されて周囲に放熱されることになっ
ても、その分の熱が抵抗発熱体７２から補充されるの
で、定着ローラ３１の軸方向における温度分布を均一化
することができるのである。

【００４０】なお、定着ローラ３１端部における熱容量
の不足分を補充できればよいので、発熱体接触片７０の
一部分にだけ抵抗発熱体７２を設けるようにしてもよい
し、全部が抵抗発熱体７２であってもよい。（３）また、発熱体接触片３８２、４１２を温度に応じ
て変形する部材、例えばバイメタルや形状記憶合金など
で形成することもできる。

【００４１】図８は、形状記憶合金で形成された発熱体
接触片８０が変形した様子を示した図である。ここでの
発熱体接触片８０は、定着温度以下であれば実線に示す
ように抵抗発熱層３５に接触しているが、何らかの異常
が発生して、サーミスタ６２による温度制御が正常に行
われなくなり、定着ローラ３１の内部温度が定着温度を
越えて上昇した場合に、徐々に変形して破線の形状８１
のようになり抵抗発熱層３５から離れるようになってい
る。これにより抵抗発熱層３５への通電が停止されるの
で、定着ローラ３１の温度が、定着温度を越えて上昇し
続けるといったことがなくなり、定着ローラ３１周辺部
材の高熱による損傷や発煙などを確実に防止できる。

【００４２】なお、定着ローラ３１の内部温度が所定温
度を越えた際に、抵抗発熱層３５との接触状態が解除さ
れればよいので、発熱体接触片８０全体が形状記憶合金
で形成されていなくても、受電部材４１１との固着部分
よりも、軸方向に内側の一部分が温度に応じて変形する
素材から形成されてさえいれば、同様の効果を得ること
ができる。

【００４３】また、定着ローラ３１の内部温度が定着温
度以下であれば抵抗発熱層３５に接触し、定着温度を越
えると抵抗発熱層３５から離れるような温度特性を有す
る部材を用いれば、サーミスタ６２による温度制御を行
なわなくても、定着ローラ３１の内部温度をほぼ定着温
度で維持することも可能となる。さらに、温度に応じて
変形する部材に限らず、所定温度を越えると溶融する素
材、例えば温度ヒューズなどの素材である可融合金で発
熱体接触片を形成するようにしても、同様の効果を得る
ことができる。なお、所定温度を越えたときに抵抗発熱
層３５への通電が停止されればよいので、発熱体接触片
全体が可融合金であってもよいし、一部分だけを可融合
金で形成するようにしてもよい。

【００４４】（４）上記実施の形態では、溶液状の抵抗
発熱体を芯ローラ３３の内周面に塗布、焼成して抵抗発
熱層３５を形成したが、シート状や線状の抵抗発熱体を
芯ローラ３３の内周面に貼着して抵抗発熱層を形成する
ようにしてもよい。図９（ａ）〜（ｃ）は、芯ローラの
内周面に軸方向に貼着された、複数の細長シート状の抵
抗発熱体の端部に発熱体接触片が接触している様子を示
す図であって、図の左右方向が軸方向となる。なお、図
示していない他端部も同様の構成になっている。

【００４５】図９（ａ）では、１つの抵抗発熱体９０に
当該抵抗発熱体９０とほぼ同じ幅の発熱体接触片９１を
接触させて、給電するようにしている。また、図９
（ｂ）では、発熱体接触片９１よりも幅を小さくした２
つの発熱体接触片９２を間隔を空けて抵抗発熱体９０に
接触させている。また、図９（ｃ）は、幅が極めて狭い
抵抗発熱体９３を用いたときの例であって、隣り合う２
つの抵抗発熱体９３に１つの発熱体接触片９４を接触さ
せるようにしている。このようにすれば、図９（ａ）の
ように１つの抵抗発熱体９０に対して１つの発熱体接触
片９１を設けなくてもよくなり、少ない数の発熱体接触
片９４により抵抗発熱体９３への給電がより確実に行わ
れるようになる。。なお、発熱体接触片９４の幅を広く
とれば、隣り合う２つの抵抗発熱体９３に限らず、例え
ば並設された３以上の抵抗発熱体９３に１つの発熱体接
触片を接触させるようにすることもできる。この接続方
法は、線状の抵抗発熱体を使用する場合にも適用でき
る。

【００４６】なお、発熱体接触片の抵抗発熱体９３との
接触面を当該抵抗発熱体９３の内周面と同じ曲率になる
ように加工しておけば、より確実に接触できるようにな
ることは言うまでもない。（５）上記実施の形態では、本発明の定着装置をモノカ
ラープリンタに用いた場合の例について説明したが、本
発明はこれに限らず、内周面もしくは外周面に抵抗発熱
体が設けられた定着ローラによって記録シート上のトナ
ー画像を定着させる方式のフルカラープリンタやデジタ
ル複写機などを含む電子写真式の画像形成装置一般に適
用可能である。

【００４７】さらに、本発明は画像形成装置への利用に
限定されず、記録シート上の未定着画像を定着する定着
装置であって、当該定着装置の小型化が要求される分野
においても適用できる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、定着ローラは、円筒状のローラ本体の両端部に、軸
径が前記ローラ本体の外径よりも小さな軸部を有するフ
ランジが取着された構成になっているので、前記軸部を
支持するための軸受の外径をローラ本体の外径よりも小
さくすることができ、その結果として当該軸受を保持す
る定着装置のフレームを従来に比べて径方向に小さくす
ることができる。これにより、定着装置の小型化を図れ
るようになる。そして、ローラ本体の内周面に沿って設
けられた抵抗発熱体への給電経路として、定着ローラに
は、フランジの軸芯部で保持され、一端部が内側に向け
て延出されて、抵抗発熱体と接続すると共に、他端部が
前記軸部から外部に露出されている導電性部材が備えら
れており、電源に接続された接触部材が前記導電性部材
の露出部に摺接して、該摺接部を通じて前記抵抗発熱体
へ給電するようにしている。

【００４９】また、前記導電性部材の内側に向けて延出
される部分が、周方向に広がる当該抵抗発熱部の数以上
の接触片からなり、当該抵抗発熱部１つについて少なく
とも１つの接触片を接触させるようにしたこと、もしく
は前記導電性部材の内側に向けて延出される部分が、周
方向に広がる当該抵抗発熱部の数よりも少ない数の接触
片からなり、１つの接触片を複数の抵抗発熱部に共通に
接触させて、各抵抗発熱部にいずれかの端部が接触して
いるようにしたことにより、シート状もしくは線状の抵
抗発熱部を前記ローラ本体に周方向に複数枚貼着する場
合であっても、各抵抗発熱部への給電経路を形成できる
ようになった。

【００５０】また、ローラ本体の外周面に沿って設けら
れた抵抗発熱体への給電経路として、定着ローラには、
前記フランジと、前記導電性部材と、前記ローラ本体内
側において前記導電性部材の一端部と接続すると共に、
前記ローラ本体もしくは前記フランジの外周面に設けら
れた貫通孔を介して前記抵抗発熱体に接続する接続部材
とが備えられており、電源に接続された接触部材が前記
導電性部材の露出部に摺接して、該摺接部を通じて当該
抵抗発熱体へ給電するようにしている。

【００５１】また、前記導電性部材の少なくとも前記軸
芯部に保持されている部分を抵抗発熱部材で形成するよ
うにしたので、当該抵抗発熱部材が発する熱が定着ロー
ラの両端部に伝導されて当該両端部が加熱されるように
なる。これにより、定着ローラの両端部の熱がフランジ
により吸収されることがあっても、その分の熱容量が当
該抵抗発熱部材からの熱により補充されることになり、
結果として定着ローラの軸方向における温度分布を均一
にすることができる。

【００５２】また、前記導電性部材は、少なくとも前記
軸芯部で保持されている部分より内側の一部が、温度に
応じて形状が変化する素材から形成され、所定温度を越
えた場合には、前記抵抗発熱体との接触状態が解除され
る方向に変形して通電を停止するようにしたので、たと
え何らかの異常が生じても、抵抗発熱体の温度が上昇し
続けるといったことがなくなる。これにより、定着ロー
ラの周辺部材の高熱による損傷や発煙などを確実に防止
できる。

【００５３】また、前記導電性部材は、その通電経路の
少なくとも１部において、所定温度を越えると溶融する
素材から形成され、前記所定温度を越えた場合には、前
記抵抗発熱体への通電を停止するようにしたので、たと
え何らかの異常が生じても、抵抗発熱体の温度が上昇し
続けるといったことがなくなる。これにより、定着ロー
ラの周辺部材の高熱による損傷や発煙などを確実に防止
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る定着装置をモノクロ
プリンタの定着器に用いた場合の当該プリンタの全体の
構成を示す図である。

【図２】上記定着器の要部の断面図である。

【図３】フランジと通電部材の分解斜視図である。

【図４】本発明に係る定着ローラの右側のフランジに軸
受とリングギヤを装着した場合の斜視図である。

【図５】定着ローラの内周面に設けられた抵抗発熱層へ
の通電回路を示す概略図である。

【図６】抵抗発熱層が芯ローラの内周面及び外周面に設
けられた場合の定着ローラの構成例を示す図である。

【図７】発熱体接触片の変形例を示す図である。

【図８】形状記憶合金で形成された発熱体接触片が変形
した様子を示した図である。

【図９】（ａ）〜（ｃ）は、芯ローラの内周面に貼着さ
れた、複数の細長シート状の抵抗発熱体の端部に発熱体
接触片が接触している様子を示す図である。

【図１０】従来の定着装置の要部の断面図である。

【図１１】図１０の定着装置の定着ローラの軸受部を示
す斜視図である。

【符号の説明】

３定着器３１定着ローラ３２離型層３３芯ローラ３４絶縁層３５抵抗発熱層３６加圧ローラ３７、４０フランジ３８、４１通電部材３９リングギヤ５８、５９軸受７０、８０、９１、９２、９４、３８２、４１２発
熱体接触片７１導電性部材７２、９０、９３抵抗発熱体９５リベット３７１、４０１フランジ本体３７２、４０２接触片保持部材３７３、４０３軸穴３８１、４１１受電部材３７１１、４０１１小径部

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】未定着画像を保持した記録シートを定着
ローラで加熱して該未定着画像を定着させる定着装置で
あって、前記定着ローラは、円筒状のローラ本体と、前記ローラ本体の内周面に沿って設けられた抵抗発熱体
と、前記ローラ本体の両端部に取着され、軸径が前記ローラ
本体の外径よりも小さな軸部を有するフランジ部材と、前記軸部を回転自在に軸承する軸承部材と、前記軸部の軸芯部で保持され、一端部が内側に向けて延
出されて前記抵抗発熱体に接続すると共に、他端部が前
記軸部から外部に露出されている導電性部材とを備え、電源に接続された接触部材が前記導電性部材の露出部に
摺接して、該摺接部を通じて前記抵抗発熱体に給電する
ようにしたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】前記抵抗発熱体は、前記ローラ本体の周
方向において複数の抵抗発熱部に分割されており、前記導電性部材の内側に向けて延出される部分は、周方
向に広がる当該抵抗発熱部の数以上の接触片からなり、
当該抵抗発熱部１つについて少なくとも１つの接触片を
接触させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載
の定着装置。
【請求項３】前記抵抗発熱体は、前記ローラ本体の周
方向において複数の抵抗発熱部に分割されており、前記導電性部材の内側に向けて延出される部分は、周方
向に広がる当該抵抗発熱部よりも少ない数の接触片から
なり、１つの接触片を複数の抵抗発熱部に共通に接触さ
せることによって、各抵抗発熱部にいずれかの接触片が
接触しているようにしたことを特徴とする請求項１に記
載の定着装置。
【請求項４】未定着画像を保持した記録シートを定着
ローラで加熱して該未定着画像を定着させる定着装置で
あって、前記定着ローラは、円筒状のローラ本体と、前記ローラ本体の外周面に沿って設けられた抵抗発熱体
と、前記ローラ本体の両端部に取着され、軸径が前記ローラ
本体の外径よりも小さな軸部を有するフランジ部材と、前記軸部を回転自在に軸承する軸承部材と、前記軸部の軸芯部で保持され、一端部が内側に向けて延
出されると共に、他端部が前記軸部から外部に露出され
ている導電性部材と、前記ローラ本体内側において前記導電性部材の一端部と
接続すると共に、前記ローラ本体もしくは前記フランジ
部材の外周面に設けられた貫通孔を介して前記抵抗発熱
体に接続する接続部材とを備え、電源に接続された接触部材が前記導電性部材の露出部に
摺接して、該摺接部を通じて前記抵抗発熱体に給電する
ようにしたことを特徴とする定着装置。
【請求項５】前記導電性部材は、少なくとも前記軸芯
部に保持されている部分が、抵抗発熱部材で形成されて
いることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記
載の定着装置。
【請求項６】前記導電性部材は、少なくとも前記軸芯
部で保持されている部分より内側の一部が、温度に応じ
て形状が変化する素材から形成され、所定温度を越えた
場合には、前記抵抗発熱体との接触状態が解除される方
向に変形して通電を停止するようにしたことを特徴とす
る請求項１ないし５のいずれかに記載の定着装置。
【請求項７】前記導電性部材は、その通電経路の少な
くとも１部において、所定温度を越えると溶融する素材
から形成され、前記所定温度を越えた場合には、前記抵
抗発熱体への通電を停止するようにしたことを特徴とす
る請求項１ないし５のいずれかに記載の定着装置。