JPH0683223A - 発熱ローラ装置 - Google Patents

発熱ローラ装置

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JPH0683223A
JPH0683223A JP23461992A JP23461992A JPH0683223A JP H0683223 A JPH0683223 A JP H0683223A JP 23461992 A JP23461992 A JP 23461992A JP 23461992 A JP23461992 A JP 23461992A JP H0683223 A JPH0683223 A JP H0683223A
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JP
Japan
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roller
heat
electrode
contact
layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP23461992A
Other languages
English (en)
Inventor
Takahito Kabai
隆人 樺井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH0683223A publication Critical patent/JPH0683223A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】少ない消費電力で所望の発熱を行うことができ
る経済性に優れた発熱ローラ装置を提供する。 【構成】発熱ローラ1の表層に、発熱抵抗体により形成
された発熱層12を形成する。発熱層12の周方向につ
いての接触部分が一部のみとなるように発熱層12の所
定位置に接して電極3を配置する。またこの電極3に対
して発熱ローラ1の軸方向に記録紙の幅よりも大きい所
定の距離を隔てた位置の近傍で、発熱層12の周方向に
ついての接触部分が一部のみとなるように発熱層12に
接して第2電極を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば電子写真記録装
置の現像装置における熱定着装置などに適用される発熱
ローラ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真記録装置においては、記録紙に
静電的に付着した現像剤を加熱溶融することにより定着
させる。図6はこのような定着を行う熱定着装置の従来
の構成を一部破断して示す図である。この熱定着装置
は、中空ローラ51と、中空ローラ51の内部空間に配
置されたハロゲンランプ52と、中空ローラ51に当接
配置され、記録紙Pを挟持するプレッシャーローラ53
とからなり、ハロゲンランプ52の発熱を利用するもの
となっている。
【0003】ここで定着を行うのに必要な温度を得るた
めには、ハロゲンランプ52に例えば500 〜1000Wの電
力を供給する必要がある。そして一般的には、装置の電
源がON状態であれば記録動作を行っているか否かに拘
らずに、ハロゲンランプ52に上記電力を供給し続けて
いる。従って、常時500 〜1000Wもの電力を消費してい
る。この電力消費量は、電子写真記録装置全体での電力
消費量の大半(例えば90%以上)に相当する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来は、
ハロゲンランプ等の発熱体の発熱を利用してローラを加
熱するものとなっているため、発熱体の駆動に非常に大
きな電力を必要とし、不経済であるという不具合があっ
た。
【0005】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、その目的とするところは、少ない消費電
力で所望の発熱を行うことができる経済性に優れた発熱
ローラ装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、発熱抵抗体に
より形成された発熱層を少なくとも有する例えば発熱ロ
ーラ等のローラと、前記発熱層の周方向についての接触
部分が一部のみとなるように前記発熱層の所定位置に接
して配置された第1電極と、この第1電極に対して前記
ローラの軸方向に例えば記録紙の幅よりも大きい所定の
距離を隔てた位置の近傍で、前記発熱層の周方向につい
ての接触部分が一部のみとなるように前記発熱層に接し
て配置された第2電極とを具備した。
【0007】
【作用】このような手段を講じたことにより、第1電極
と第2電極との間に電圧を印加すると、ローラの発熱層
のうちの第1電極と第2電極とを結ぶ直線上の位置近傍
に集中的に電流が生じる。第1電極および第2電極は、
前記発熱層の周方向についての接触部分が一部のみであ
るので、上述のように電流が生じるのは、ローラの発熱
層のうちの周方向について一部のみとなる。従って、発
熱層のうちの一部のみが集中的に発熱する。
【0008】
【実施例】
(第1実施例)以下、図面を参照して本発明の第1実施
例につき説明する。図1は本実施例に係る発熱ローラ装
置を適用して構成された熱定着装置の構成を示す図であ
り、図1(a)は正面図、図1(b)は図1(a)中の
A−A矢視断面図である。図中、1は発熱ローラであ
る。この発熱ローラ1は、樹脂などの絶縁材料を円筒状
に形成してなるベースローラ11の外周表面に発熱層1
2を形成してなる。発熱層12は、ベースローラ11の
外周表面に、外周面が円筒形をなすように発熱抵抗体を
固着して形成されている。なおベースローラ11の軸心
には、回転軸13が挿嵌されている。
【0009】2はプレッシャローラであり、発熱ローラ
1に平行な状態で、かつ発熱ローラ1に当接して配置さ
れている。プレッシャローラ2は、樹脂などの絶縁材料
を円筒状に形成してなる絶縁ローラ21の軸心に回転軸
22を挿嵌して形成されている。このプレッシャローラ
2は、発熱ローラ1の長さよりも短く、また熱定着を行
うべく発熱ローラ1とプレッシャローラ2との間に挿通
される記録紙(図示せず)の幅よりも長く設定されてい
る。
【0010】3,4は、導電部材により形成された板バ
ネ状の電極であり、一端に突起が形成されている。この
電極3,4はそれぞれ、発熱ローラ1とプレッシャロー
ラ2との当接部分の延長線上に配置されており、突起が
発熱ローラ1の両端部にて発熱ローラ1の表面(発熱層
12)に接触している。電極3の発熱ローラ1との接触
点と電極4の発熱ローラ1との接触点との距離は、記録
紙の幅よりも大きく設定される。なお、電極3,4の突
起が設けられていない側の端部は図示しない固定部材に
固定されており、自らの弾性により突起を発熱ローラ1
の表面に押圧している。5は電源であり、電極3と電極
4との間に所定の電圧を印加する。
【0011】かくして以上のように構成された熱定着装
置では、次のようにして発熱が行われ、定着動作が行わ
れる。すなわち、発熱ローラ1には、電極3の接触点と
電極4の接触点の間に電源5により電圧が印加される。
【0012】さて、物体に電圧を印加した場合に物体中
に生じる電流は、物体のうちの電気抵抗が最も低い位置
に集中する。前述の発熱ローラ1では発熱層12の体積
抵抗率が均一であるので、電流の経路が最も短くなる位
置が電気抵抗が低く、電流が集中する位置となる。従っ
て、図2に示すように電極3と電極4とを結ぶ直線上に
電流が集中し、他の領域にはほとんど電流が生じない。
【0013】発熱層12をなす発熱抵抗体は、通電する
ことにより熱を発するものであるので、上述のように電
流が集中的に生じている領域で発熱が生じる。ここで電
極3,4は、発熱ローラ1とプレッシャローラ2との当
接部分の延長線上に配置されているので、電極3と電極
4とを結ぶ直線上には発熱ローラ1とプレッシャローラ
2との当接部分が存在する。かくして発熱ローラ1のう
ち、プレッシャローラ2と当接した部分が集中的に発熱
することになる。この熱により、発熱ローラ1とプレッ
シャローラ2と間を挿通される記録紙に付着したトナー
が溶融され、記録紙に定着される。
【0014】ここで、発熱ローラ1のうちプレッシャロ
ーラ2が当接した部分にのみ電流が集中するものと仮定
したとき、発熱ローラ1とプレッシャローラ2との当接
部分の幅を0.2cm 、記録紙の幅を20cm、記録紙のある点
が発熱ローラ1とプレッシャローラ2との当接部分を通
過するのに要する時間を67msec、そしてトナーを定着す
るのに必要なエネルギーを 5J/cm2 とすると全体として
の消費エネルギーは、 0.2[cm] ×20[cm]×5[J/cm2 ] /0.067[sec]=300[W] となる。
【0015】この状態を得るための発熱層12の全抵抗
Rは、電源5が電極3と電極4との間に印加する電圧を
100Vとすると、 R=100[V]×100[V]/300[W]= 33.3[Ω] となる。従って、発熱抵抗層12の体積抵抗率ρ1 は、
発熱抵抗層12の厚みを0.5cm とすると、 R=20[cm]×ρ1 [ Ωcm] /0.5 ×0.2[cm2 ] = 33.3
[Ω] ρ1 =0.1665[ Ωcm] となり、発熱層12を形成する発熱抵抗体には例えばこ
の体積抵抗率を有する材質を使用する。
【0016】このように本実施例によれば、発熱ローラ
1のうちのプレッシャーローラ2に当接する領域、すな
わち記録紙Pに接触する領域に集中的に電流が生じ、当
該領域で集中的に発熱が行われる。従って、発熱させる
面積がごく小さな領域となり、トナーを定着させるのに
必要な発熱量を得るために必要とする消費電力が減少さ
れる。
【0017】(第2実施例)以下、図面を参照して本発
明の第1実施例につき説明する。図3は本実施例に係る
発熱ローラ装置を適用して構成された熱定着装置の構成
を示す図であり、図3(a)は正面図、図3(b)は図
3(a)中のB−B矢視断面図である。なお、図1と同
一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略す
る。
【0018】図中、6,7は電極であり、前記第1実施
例における電極3,4と同様な構成をなす。この電極
6,7は、発熱ローラ1とプレッシャローラ2との当接
部分から発熱ローラ1の回転方向上流側に若干ずれた位
置にて発熱ローラ1の表面に接触している。
【0019】この構成によると、発熱ローラ1の発熱は
前記第1実施例と同様に行われる。ただし、発熱ローラ
1に生じる電流が、実際には2つの電極間を結ぶ直線上
のみではなく、ある程度の幅を有する。従って、発熱ロ
ーラ1の発熱領域はある幅をもった帯状の領域となる。
電極6,7は、発熱ローラ1のうちのプレッシャローラ
2との当接部分が上述のような発熱領域となる位置に設
けられる。従って、発熱ローラ1の上記発熱領域での発
熱により、記録紙に付着したトナーの溶融定着がなされ
るが、発熱ローラ1の表面はプレッシャローラ2との当
接位置に到達する前に発熱が開始するので、プレッシャ
ローラ2との当接位置に到達する時点には十分に加熱し
ている。この結果、トナーに効果的に熱を加えることが
でき、無駄な発熱が低減される。
【0020】なお本発明は上記各実施例に限定されるも
のではなく、次のような各種の変形実施が可能である。 (1) 上記各実施例では、電極3,4,6,7を発熱ロー
ラ1の外周表面に接触されているが、電極を発熱ローラ
1との接触状態は他の状態であっても良い。例えば図4
(a)に示すように電極8aを発熱ローラ1の内周面に
接触させても良いし、図4(b)に示すように電極8b
を発熱ローラ1の側面に接触させても良い。
【0021】(2) 上記各実施例では、電極3,4,6,
7を板バネ状としているが、電極は他の形状であっても
良い。例えば図5(a)に示すように、接触子9aをバ
ネ9bで発熱ローラ1に押圧する構成、図5(b)に示
すように、ローラ状の電極9cを発熱ローラ1に当接す
る構成、あるいは図5(c)に示すようにプレッシャロ
ーラ2の端部を導電性部材9dとし、この部分を電極と
して使用する構成などが考えられる。 (3) 本発明に係る発熱ローラ装置が適用されるのは、熱
定着装置には限定されない。
【0022】(4) 必要に応じて、発熱ローラ1には発熱
層12の表面に、トナーの離形性の高い材料よりなる層
を形成し、発熱層12へのトナー付着を防止するように
しても良い。
【0023】(5) 上記各実施例では、電源として直流電
源を用い、2つの電極間に直流電圧を印加しているが、
電源として交流電源を用い、2つの電極間に交流電圧を
印加しても良い。 (6) このほか、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の
変形実施が可能である。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、発熱抵抗体により形成
された発熱層を少なくとも有する例えば発熱ローラ等の
ローラと、前記発熱層の周方向についての接触部分が一
部のみとなるように前記発熱層の所定位置に接して配置
された第1電極と、この第1電極に対して前記ローラの
軸方向に例えば記録紙の幅よりも大きい所定の距離を隔
てた位置の近傍で、前記発熱層の周方向についての接触
部分が一部のみとなるように前記発熱層に接して配置さ
れた第2電極とを具備したので、少ない消費電力で所望
の発熱を行うことができる経済性に優れた発熱ローラ装
置となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係る発熱ローラ装置を適
用して構成された熱定着装置の構成を示す図であり、図
1(a)は正面図、図1(b)は図1(a)中のA−A
矢視断面図である。
【図2】 図1に示す発熱ローラ1中に生じる電流の状
態を示す図。
【図3】 本発明の一実施例に係る発熱ローラ装置を適
用して構成された熱定着装置の構成を示す図であり、図
3(a)は正面図、図3(b)は図3(a)中のB−B
矢視断面図である。
【図4】 発熱ローラへの電極の接触状態の変形例を示
す図。
【図5】 電極の構成の変形例を示す図。
【図6】 従来技術を説明する図。
【符号の説明】
1…発熱ローラ、11…ベースローラ、12…発熱層、
13…回転軸、3,4,6,7…電極、5…電源。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発熱抵抗体により形成された発熱層を少
    なくとも有するローラと、 前記発熱層の周方向についての接触部分が一部のみとな
    るように前記発熱層の所定位置に接して配置された第1
    電極と、 この第1電極に対して前記ローラの軸方向に所定の距離
    を隔てた位置の近傍で、前記発熱層の周方向についての
    接触部分が一部のみとなるように前記発熱層に接して配
    置された第2電極とを具備したことを特徴とする発熱ロ
    ーラ装置。
JP23461992A 1992-09-02 1992-09-02 発熱ローラ装置 Pending JPH0683223A (ja)

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JP23461992A JPH0683223A (ja) 1992-09-02 1992-09-02 発熱ローラ装置

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JP23461992A JPH0683223A (ja) 1992-09-02 1992-09-02 発熱ローラ装置

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JP23461992A Pending JPH0683223A (ja) 1992-09-02 1992-09-02 発熱ローラ装置

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JP (1) JPH0683223A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7275326B2 (en) 2004-01-26 2007-10-02 Hitachi Koki Co., Ltd. Portable electric cutting apparatus
KR20110019696A (ko) * 2009-08-20 2011-02-28 삼성전자주식회사 저항 발열층을 채용한 정착장치 및 이를 채용한 화상형성장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7275326B2 (en) 2004-01-26 2007-10-02 Hitachi Koki Co., Ltd. Portable electric cutting apparatus
US7861417B2 (en) 2004-01-26 2011-01-04 Hitachi Koki Co., Ltd. Portable electric cutting apparatus
KR20110019696A (ko) * 2009-08-20 2011-02-28 삼성전자주식회사 저항 발열층을 채용한 정착장치 및 이를 채용한 화상형성장치

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