JPH07129012A - 熱定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電力を浪費することなく加熱ローラ上の残留
トナーを除去できる熱定着装置を提供する。 【構成】 ソレノイド８７をオンしてクリーニングパッ
ド８１を加熱ローラ３０に圧着させる（ステップ１２）
と共に、加熱ローラ３０を１回転させて該加熱ローラ３
０の全周に渡って残留トナーを除去する（ステップ１
３、判断ステップ１４がＹｅｓ）。そして、ソレノイド
８７をオフしてクリーニングパッド８１を加熱ローラ３
０から離し（ステップ１５）、加熱ローラ３０にクリー
ニングパッド８１が圧着して該加熱ローラ３０の電極層
３３と抵抗層３５とが接触し電力を浪費することがない
ようにしてから、該加熱ローラ３０に通電し（ステップ
１６）、用紙の定着を開始する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式のプリン
タやコピー等で用いられるトナーを用紙に熱定着するた
めの熱定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トナーを用紙に定着するための熱
定着装置においては、ハロゲンヒータを用いたヒートロ
ーラが主として採用されている。ヒートローラは、アル
ミニウム又はステンレス鋼等の熱伝導の良い材料で形成
した中空円筒状ローラからなっており、このヒートロー
ラは、その中空部内で固定したハロゲンヒータの外周に
沿い回転するように構成されて、用紙とトナーの定着に
必要な熱と密着力を得るようになっている。さらに、耐
熱性シリコンゴム等で構成してなるプレッシャローラが
採用され、ヒートローラとの間において、トナー像を転
写した用紙等を挟んで適当な圧接力と密着性を得るに必
要なニップ領域を形成するようになっている。

【０００３】また、このような熱定着装置においては、
温度センサが、ヒートローラに接するように設けられ、
その検出結果に応じハロゲンヒータに印加する電力を調
整することによりハロゲンヒータからの供給熱量を制御
して、ヒートローラの表面温度を一定に保つようになっ
ている。さらに、温度ヒューズが、ヒートローラ近傍に
設けられ、熱定着装置の何らかのトラブルの発生により
ハロゲンヒータから出る熱量の制御が困難になったとき
ハロゲンヒータに印加される電力を遮断して火災等を防
止するようになっている。更に、この種の熱定着装置で
は、ヒートローラの表面に定着時に若干付着するトナー
の残りを除去するためにクリーニング装置が設けられて
いる。このクリーニング装置は、シリコンオイルを含浸
したフェルト等からなるクリーニングパッドをヒートロ
ーラの表面上に押し当た状態にしておくことにより、該
ヒートローラ上に付着してトナー残留を除去していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成された熱定着装置では、定着時及びその前後に
おいて、ハロゲンヒータの加熱によって、紙やトナーと
接する部分以外のヒートローラの部分やヒートローラの
軸受、更には、ハロゲンヒータの回りの空気まで加熱さ
れて高温状態にさらされてしまう。このため、次のよう
な種々の問題があった。第１に、上述したヒートロー
ラ、プレッシャローラ、温度センサや温度ヒューズを支
持する軸受等の部材を、耐熱性の高い樹脂や金属等で構
成しなければならないという不具合があった。特に、ヒ
ートローラの回転部の軸受等には高い耐熱性が要求され
るという不具合があった。また、上述のような加熱によ
り、熱定着装置のほぼ全体が高温状態に保たれるので、
定着時に用紙ジャム等が生じたとき使用者が熱定着装置
付近の用紙を排除しようとしたり使用者が誤って熱定着
装置に触れたりした場合に、火傷等の怪我をしないよう
に、断熱性保護部材からなるカバーによって、熱定着装
置の外周をすっかり覆い隠す必要があった。さもなけれ
ば、使用者の手が触れることができないような場所に熱
定着装置を設置しなければならず、熱定着装置の構造が
複雑になったり装置自体が大型化してしまうという欠点
があった。

【０００５】第２に、熱定着装置の外周に位置する各構
成部材が同熱定着装置からの熱による影響を受けないよ
うにするため、当該各構成部材を熱定着装置から離して
設置したり、或いは他の装置（感光体、現像器、スキャ
ナ、トナー等）との間に断熱部材或いは排気用のファン
等を設ける必要があった。このため、プリンタやコピー
機の構造が複雑になり大型化してしまうという欠点があ
った。第３に、初期状態からの電源の投入後ヒートロー
ラの表面温度が実際の定着温度に達するまでには、ハロ
ゲンヒータの点灯後ハロゲンヒータの熱がヒートローラ
の内周面に伝わってヒートローラ全体の温度を上昇させ
る必要があった。このため、電源の投入後定着の開始ま
での間に、ある程度の立ち上がり時間が必要となり、使
用者にとって不便であった。第４に、上述のようにヒー
トローラの全体から外部に放出される発熱は、本来の目
的以外の不要な発熱も含むため、これに伴い消費される
電力が非常に大きいという欠点があった。

【０００６】第５に、熱定着装置の立ち上がり時間を少
しでも短くするためには、電源の投入後実際の定着開始
前の時間の間にヒートローラの温度をある一定の温度に
保つための予熱処理が必要とされる。その結果、熱定着
装置による実際の定着がなされていないにもかかわら
ず、多量の電力が消費されてしまうという重大な欠点が
あった。第６に、このような定着装置では、効率を上げ
たり立ち上がり時間を短くするために各構成部の熱容量
を小さくする設計が取られている。この場合には、ヒー
トローラの用紙が通っていない部分（非通紙部）の温度
が過剰に上昇する、所謂非通紙部昇温が起こり易くなる
傾向がある。これは、熱容量を小さくするためにヒート
ローラの断面積を小さくすると長手方向の見かけ上の熱
伝導が悪化するため、部分的に滞留した熱が長手方向に
逃げにくくなるために発生するものと考えられる。そこ
で、本発明は、以上のようなことに対処すべく、消費電
力が少なく、発熱の立ち上がりの応答がよく、かつ熱定
着部近傍の構成部や各種構成部材に熱的な悪影響を与え
ることなく、熱定着を適正に行えるような簡単な構成の
加熱ローラを採用した。この採用された加熱ローラは、
プレッシャローラが押し当てられた部分で発熱するよう
構成されているため、この構成では、定着を行うプレッ
シャローラが押し当てられた上記部分のみでなく、加熱
ローラのクリーニングを行うクリーニングパッドが押し
当てられた部分においても発熱して無駄な電力を消費す
るという問題が予測された。

【０００７】本発明は、上述した課題を解決するために
なされたものであり、電力を浪費することなく加熱ロー
ラ上の残留トナーを除去できる熱定着装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題の解決にあた
り、本発明においては、静止部材に回転可能に軸支され
ると共に、その回転軸に略同心的に設けられて複数の貫
通穴を形成してなる円筒状絶縁弾性層と、この絶縁弾性
層に略同心的に嵌装されて前記各貫通穴内にそれぞれ挿
入した各電極部を有する円筒状電極層と、前記絶縁弾性
層を介し前記電極層に対向するように前記絶縁弾性層に
略同心的に嵌装された円筒状抵抗層から成る加熱ローラ
と、この加熱ローラとの当接のもとに用紙を挟持するた
めのニップ部を形成するように前記静止部材に回転可能
に軸支されたプレッシャローラと、前記加熱ローラの前
記電極層と前記抵抗層との間に電力を供給する電力供給
手段とを有し、前記加熱ローラと前記プレッシャローラ
との当接により生じる前記ニップ部に対応する部分の弾
性変形に伴い、前記ニップ部に対応する前記電極層及び
抵抗層の各部分をこれに対応する各電極部にて相互に電
気的に接続することにより、前記ニップ部にて定着に必
要な熱を発生させる熱定着装置において更に以下の手段
を備えることにその特徴がある。即ち、本発明の第１態
様では、前記加熱ローラの外周に圧着され該外周上の汚
れを除去する除去手段と、前記除去手段を、該加熱ロー
ラに圧着及び離間させる着離手段と、前記電力供給手段
による加熱ローラへの給電中に、前記着離手段により除
去手段を前記加熱ローラから離間させる制御手段とを備
えることを特徴とする。また、本発明の第２態様では、
前記加熱ローラの外周に圧着され該外周上の汚れを除去
する除去手段と、前記除去手段を、該加熱ローラに圧着
及び離間させる着離手段と、前記加熱ローラを回転させ
るための加熱ローラ駆動手段と、前記加熱ローラへ用紙
を搬送するための用紙搬送手段と、前記着離手段を制御
して前記除去手段を該加熱ローラに圧着させた状態で、
前記加熱ローラ駆動手段を制御して加熱ローラを回転さ
せ該加熱ローラ上の汚れを除去せしめると共に、前記電
力供給手段による加熱ローラへの給電中には、該着離手
段を制御して除去手段を前記加熱ローラから離間させる
制御手段であって、１の用紙の定着に引き続き次の用紙
を定着する際には前記除去手段を圧着させた状態で少な
くとも前記加熱ローラを１回転させた以後、前記加熱ロ
ーラへ用紙が到達するように用紙搬送手段を制御する制
御手段とを備えることを特徴とする。

【０００９】

【作用】このように本発明を構成したことにより、第１
の態様において、制御手段が、電力供給手段を制御し加
熱ローラへ電力を供給して該加熱ローラによって用紙の
熱定着を行っている間は、着離手段を制御し除去手段を
前記加熱ローラから離間させる。従って、電力の供給を
受けている加熱ローラへ該除去手段が圧着されることに
より、該圧着部分で加熱ローラの電極層と抵抗層とが接
触し、該電極層及び抵抗層間で電流が流れて電力を浪費
することを防ぐことができる。また、このように本発明
を構成したことにより、第２の態様において制御手段
が、着離手段を制御して前記除去手段を該加熱ローラに
圧着させた状態で、前記加熱ローラ駆動手段を制御して
加熱ローラを回転させ該加熱ローラ上の汚れを除去せし
める。一方、電力供給手段を制御し加熱ローラへ電力を
供給して該加熱ローラによって用紙の熱定着を行ってい
る間は、着離手段を制御して除去手段を加熱ローラから
離間させておく。そして、連続して用紙を定着する際に
は、１の用紙の定着が完了した以後に、該除去手段を圧
着させた状態で少なくとも加熱ローラを１回転させて該
加熱ローラ上の汚れを除去せしめた後に、加熱ローラへ
用紙が到達し該次の用紙の定着を開始するように用紙搬
送手段を制御する。従って、電力の供給を受けている加
熱ローラへ該除去手段が圧着していることにより該加熱
ローラの電極層と抵抗層とが接触し、電力が浪費される
ことを防ぐことができる。また、連続して定着を行う際
にも、少なくとも加熱ローラを１回転分、即ち、加熱ロ
ーラの全周囲にわたって汚れを除去した後に次の用紙の
定着を開始するため、残留トナーによる定着品質の劣化
が生じない。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例につき図面を参照し
て説明すると、図１は本発明が適用された熱定着装置の
一例の断面を、図２は該熱定着装置の外観を示してい
る。この熱定着装置は、断面略コ字状の上下両カバー１
０、２０を備えており、これら各カバー１０、２０は、
その各開口部を互いに対向させて配設されている。ま
た、熱定着装置は、カバー１０内に組み付けた加熱ロー
ラ３０及びカバー２０内に組み付けたプレッシャローラ
４０を備えており、加熱ローラ３０は、カバー１０の内
壁に、中心軸３１にて両軸受（図示しない）を介し同軸
的に回転自在に軸支されている。

【００１１】プレッシャローラ４０は、中心軸４１の外
周にシリコンゴム等の耐熱性弾性材料からなる弾性ロー
ラ部４２を形成して構成したもので、このプレッシャロ
ーラ４０は、カバー２０に回転自在に軸支されて、弾性
ローラ部４２の外周面にて加熱ローラ３０の外周面に当
接している。また、弾性ローラ部４２の外周面は加熱ロ
ーラ３０の外周面に押し当てるよう配置されているた
め、プレッシャローラ４０と加熱ローラ３０との両当接
部には、後述のようにニップ部Ａ（図６参照）が形成さ
れている。

【００１２】しかして、この熱定着装置においては、用
紙５０上に置かれたトナー５１が、後述のごとく加熱ロ
ーラ３０の発熱によって融解されることにより、用紙５
０に熱定着される。また、この熱定着にあたっては、加
熱ローラ３０及びプレッシャローラ４０が図１にて図示
矢印方向に互いに回転されることによって用紙５０を図
示矢印方向に順次搬送する。従って、本実施例において
説明される熱定着装置は一般に用紙５０を搬送する機能
と、熱によってトナー５１を融解し用紙５０に定着する
という２種類の機能を有するものである。かかる場合、
プレッシャローラ４０は、その中心軸４１にて、図示し
ないギアを介し加熱ローラ３０の中心軸３１に連動して
回転可能に連結されている。なお、図１において、各符
号６０ａ、６０ｂは、それぞれ、用紙５０を所定の位置
に案内する用紙ガイドを示し、また、各符号７０ａ、７
０ｂは、それぞれ、用紙５０を装置外部に排出する用紙
排出ローラを示す。そして、符号１２０は、用紙の定着
が完了して排出されたのを検出する排紙検出センサを示
している。

【００１３】一方、図１に示すように、加熱ローラ３０
上方にはクリーニング装置８０が配置されている。該ク
リーニング装置８０は、フェルト等にシリコンオイルを
含浸させてなるクリーニングパッド８１と、該クリーニ
ングパッド８１を保持するためのホルダ８２と、該ホル
ダ８２を押さえるためのアーム８３とから構成されてお
り、該クリーニングパッド８１は加熱ローラ３０に押し
当てられて該加熱ローラ３０上に残留したトナーを除去
する。そして、該アーム８３は、上側のカバー１０に取
り付けられている支持部材８４のピン８５によって回動
可能に支持されている。該アーム８３の略中央部には、
翼部８３ａが形成されており、この翼部８３ａの下方に
は圧縮バネ８６が配設されて、該アーム８３をピン８５
を中心に反時計方向に回転させる力、即ち、図１におい
て上記クリーニングパッド８１を加熱ローラ３０から離
す方向に力を加えている。他方、該アーム８３の先端部
８３ｂは、バネ８８を介してプッシュプルのソレノイド
８７と連結されており、該ソレノイド８７の下端部は上
側のカバー１０に固定されている。このバネ８８は、ア
ーム８３をピン８５を中心に時計方向に回転させる力、
即ち、上記クリーニングパッド８１を加熱ローラ３０側
へ押し当てる方向に力を加えている。図２に示すよう
に、アーム８３は、熱定着装置上に１対設けられ、加熱
ローラ３０の長手方向長と略等しい長さを有するクリー
ニングパッド８１を位置決めするように構成されてい
る。該クリーニングパッド８１は、上記長さを有するこ
とによって加熱ローラ３０の定着領域を全てクリーニン
グする。ソレノイド８７は、後述する制御部からの信号
によってオンされると、図示しないプランジャを引き入
れ、上述した圧縮バネ８６の圧縮力に対抗してアーム８
３を時計方向に回動させることによりクリーニングパッ
ド８１を加熱ローラ３０側へ押し当てる動作を行う。反
対に、ソレノイド８７はオフされると、該プランジャを
押し出し、アーム８３を反時計方向に回動させることに
よりクリーニングパッド８１を加熱ローラ３０から離す
ように動作する。この際に該圧縮バネ８６はソレノイド
８７の動作と協動するように調整されている。

【００１４】次に、加熱ローラ３０の構成について図３
乃至図７を参照して詳細に説明する。この加熱ローラ３
０は、用紙５０を搬送する機能とニップ部Ａにおいて発
熱しこの熱によりトナー５１を融解して用紙５０に定着
するという２種類の機能を有する。加熱ローラ３０は、
図３に示すように金属材料からなる中心軸３１の外周に
同心的に軸支した円筒状基体部３２を備えており、この
基体部３２は、ゴム或いは樹脂等の若干弾性のある絶縁
材料により形成されている。また、加熱ローラ３０は、
円筒状電極層３３を備えており、この電極層３３は、主
にアルミニウム等の金属導電材料からなり、基体部３２
の外周に同心的に嵌装されている。電極層３３の外周面
には、図４にて示すように、複数の円柱状電極部３３ａ
が所定の配列で離散的に設けられている。かかる場合、
電極層３３と各電極部３３ａとは相互に通電可能となっ
ている。本実施例では、各電極部３３ａは、その先端部
が高温かつ高圧力条件下にさらされるため、耐熱性さら
には耐摩耗性の良いタングステン等の耐熱金属材料で形
成されている。なお、各電極部３３ａは、円柱状に限る
ことなく、立方柱状或いは半球状等の色々な形状で形成
してもよく、また、各電極部３３ａは電極層３３と同じ
材料で形成してもよく或いは電極層３３と一体に形成し
てもよい。

【００１５】弾性層３４は、絶縁性弾性材料により円筒
状に形成されており、この弾性層３４は、図３にて示す
ごとく、電極層３３の外周面に同心的に嵌装されてい
る。この弾性層３４には、各円筒状貫通穴３４ａが、図
４にて示すごとく、各電極部３３ａに対向して形成され
ており、これら各貫通穴３４ａには、各電極部３３ａが
ほぼ同心的に挿入されている。かかる場合、各貫通穴３
４ａの深さは各電極部３３ａの高さより深くなってお
り、弾性層３４と電極層３３とが接着された状態では各
電極部３３ａの外端面と弾性層３４の外表面、即ち、各
貫通穴３４ａの外端開口面との間には隙間が形成されて
いる。また、各貫通穴３４ａの内径は各電極部３３ａの
外径よりも大きい。

【００１６】抵抗層３５は、ポリカーボネートフィルム
にカーボンを分散させた材料により、所定の体積抵抗値
を有するように、２０マイクロメータ程度の膜厚でもっ
て円筒状に形成されており、この抵抗層３５は、図３に
て示すごとく、同心的に弾性層３４の外周面に嵌装され
ている。共通電極層３６は、アルミニウム等の材料によ
り、１０００オングストローム乃至０．２ミリメートル
の厚さでもって円筒状に真空蒸着形成されており、この
共通電極層３６は、抵抗層３５の外周面に同心的に嵌装
されている。また、融着防止層３７は、四フッ化エチレ
ン等の材料により円筒状に形成されているもので、この
融着防止層３７は、共通電極層３６の外周面に同心的に
嵌装されて加熱ローラ３０の外周面を構成し、熱定着時
における加熱ローラ３０の外周面へのトナー５１の融着
を防止する。但し、融着防止層３７は、その図５にて図
示右端部３７ａにて、電極層３３の右端部３３ｂを露出
させるように、弾性層３４、抵抗層３５及び共通電極層
３６の各右端部と共に短くなっており、電極層３３の右
端部３３ｂ上には、正側電極３８ａがその先端部にて接
触している。また、融着防止層３７は、その図５にて図
示左端部３７ｂにて、共通電極層３６の左端部３６ａを
露出させるように短くなっており、共通電極層３６の左
端部３６ａ上には、負側電極３８ｂがその先端部にて接
触している。なお、両電極３８ａ、３８ｂは、その各基
部にて、適所にそれぞれ固定されている。

【００１７】このように構成した加熱ローラ３０におい
ては、この加熱ローラ３０が、プレッシャローラ４０の
外周部との当接部分にて、同プレッシャローラ４０によ
り加圧されるため、弾性層３４が同加圧力を受けて前記
当接部にて弾性変形し押しつぶされる。同様に、プレッ
シャローラ４０の弾性ローラ部４２が、加熱ローラ３０
の加圧を受けて弾性変形し、同加熱ローラ３０との当接
部にて押しつぶされる。これにより、加熱ローラ３０と
プレッシャローラ４０との間の当接部には、熱定着に要
する面積と圧力を確保するように、ニップ部Ａが図６に
て示すごとく形成される。

【００１８】かかる場合、加熱ローラ３０とプレッシャ
ローラ４０との非当接部分では、上述した弾性層３４の
弾性変形が発生しないため、電極層３３の各電極部３３
ａと抵抗層３５は、相互に非接触状態に維持される（図
７（Ａ）参照）。従って、電極層３３と抵抗層３５との
間に直流電流が流れることはない。一方、ニップ部Ａに
おいては、加熱ローラ３０とプレッシャローラ４０との
当接部分で、上述した弾性層３４がその弾性変形により
押しつぶされるため、電極層３３の各電極部３３ａと抵
抗層３５は、相互に接触状態に維持される（図７（Ｂ）
参照）。従って、電極層３３の各電極部３３ａと抵抗層
３５は、ニップ部Ａに相当する領域にて相互に通電可能
な状態となる。なお、上述した中心軸３１、基体部３
２、電極層３３、弾性層３４、抵抗層３５、共通電極層
３６及び融着防止層３７の間の各対向面は、適切な接着
剤或いは蒸着力等により一様に接着されている。

【００１９】次に、本発明装置の電気回路の構成につい
て図８を参照して説明する。ソレノイド駆動回路１５０
は、マイクロコンピュータから成る制御部１００からの
制御信号に応じてソレノイド８７をオン及びオフする動
作を行う。排紙検出センサは、図１に示すように熱定着
装置の用紙排出ローラ７０ａ、７０ｂの近傍に置かれて
おり、定着の完了した用紙が排出されたのを検出して検
出信号を制御部１００へ出力するように構成されてい
る。加熱ローラ駆動回路１３０は、図１に示す加熱ロー
ラ３０を該制御部１００からの制御信号を基に駆動する
信号を発生する。また、給紙ローラ駆動回路１６０は、
定着の前段階においてトナーが付着された用紙、即ち、
図示しない転写装置においてトナー像の転写が完了した
用紙を、図１に示す熱定着装置側へ該トナーの定着のた
めに搬送する給紙ローラ（図示せず）を駆動する信号
を、該制御部１００からの制御信号を基に発生する。

【００２０】タイマ１４０は、制御部１００において、
後述するように加熱ローラ駆動回路１３０に指示を与
え、加熱ローラ３０の回転を開始させてから１回転する
までの時間を計測するために設けられている。電源回路
１１０は、その正側端子にて正側電極３８ａに接続さ
れ、その負側端子にて負側電極３８ｂに接続されてい
る。この電源回路１１０は、制御部１００による制御の
もとに、両電極３８ａ、３８ｂを介し加熱ローラ３０の
電極層３３の露出端部３３ｂ及び共通電極層３６の露出
端部３６ａ間の電流を制御する。

【００２１】制御部１００は、図９にて示すフローチャ
ートに従い、コンピュータプログラムを実行し、電源回
路１１０及びソレノイド駆動回路１５０の制御に要する
演算処理を行う。なお、上述のコンピュータプログラム
は、制御部１００の図示しないＲＯＭに予め記憶されて
いる。

【００２２】以上のように構成した本実施例において、
本発明装置により実際に熱定着及び熱定着装置のクリー
ニングを行う場合について説明する。本発明装置を作動
状態におけば、制御部１００が、図９のフローチャート
に従いコンピュータプログラムの実行を開始する。先
ず、ステップ１１で、制御部１００は、給紙ローラ駆動
回路１６０に制御信号を送り、熱定着装置側への用紙の
搬送を開始させる。次に、ステップ１２で、ソレノイド
駆動回路１５０へ信号を送りソレノイド８７をオンさせ
る。これにより、図１に示すごとく、ソレノイド８７
は、上述した圧縮バネ８６の圧縮力に対抗してアーム８
３を時計方向に回動させることによりクリーニングパッ
ド８１を加熱ローラ３０側へ押し当てる。この状態に
て、ステップ１３で、加熱ローラ駆動回路１３０に信号
を出力して加熱ローラ３０を回動させ、加熱ローラ３０
上の残留トナーの除去を開始する。これと同時にタイマ
１４０をリセットして、加熱ローラ３０の回転開始から
の時間を計測する。そして、判断ステップ１４で、加熱
ローラ３０が１回転したか否かを、該タイマ１４０を参
照して回転開始から１回転分の時間が経過したかにより
判断し、１回転した場合（該判断ステップ１４がＹｅ
ｓ）にはステップ１５へ進む。この加熱ローラ３０が１
回転することにより、加熱ローラ３０の表面が全周に渡
ってクリーニングされる。ステップ１５で、制御部１０
０は、ソレノイド駆動回路１５０へ信号を送りソレノイ
ド８７をオフさせる。これにより、図１に示すソレノイ
ド８７は、アーム８３を反時計方向に回動させてクリー
ニングパッド８１を加熱ローラ３０から離間させる。以
上の処理により加熱ローラ３０のクリーニングが完了
し、引き続きステップ１６から定着のための処理を開始
する。なお、本実施例では、ステップ１１で用紙の搬送
を開始してから該用紙の熱定着装置への到達までの時間
が、加熱ローラ３０の１回転分の時間より長くなるよう
に該給紙ローラと熱定着装置間の搬送路が設定されてい
るために、後述するステップ１６での加熱ローラ３０の
通電開始、即ち、熱定着の準備完了以降に用紙が熱定着
装置に到達する。

【００２３】先ず、ステップ１６において、制御部１０
０は、直流電圧の印加に要する印加指令信号を電源回路
１１０に出力する。このとき、上述したステップ１３に
おいて、加熱ローラ３０が加熱ローラ駆動回路１３０に
より駆動されてプレッシャローラ４０と共に回転し、該
加熱ローラ３０においては、加熱ローラ３０とプレッシ
ャローラ４０とによりニップ部Ａが形成されている。か
かる場合、ニップ部Ａでは、図７（Ｂ）にて示すごと
く、電極層３３の各電極部３３ａが、弾性変形した弾性
層３４の各貫通穴３４ａを介して抵抗層３５の各対応部
分と接触している。従って、上述したステップ１６にて
電源回路１１０が両電極３８ａ、３８ｂを介し加熱ロー
ラ３０の電極層３３の右側露出端部３３ｂ及び共通電極
層３６の左側露出端部３６ａにニップ部Ａに相当する領
域にて直流電圧を印加すると、電源回路１１０、正側電
極３８ａ、加熱ローラ３０の電極層３３及びその各電極
部３３ａ（ニップ部Ａに相当する電極部）、抵抗層３５
並びに負側電極３８ｂからなる閉回路を通り直流電流が
流れる。かかる場合、ニップ部Ａに相当する領域におい
て、上述のような直流電流の抵抗層３５への流入により
同抵抗層３５がその抵抗値に応じて発熱する。

【００２４】その後、給紙ローラにより搬送された用紙
５０が熱定着装置に到達し、該用紙５０が加熱ローラ３
０及びプレッシャローラ４０の各回転に応じニップ部Ａ
に挟支された状態にて搬送されると共に、上述した加熱
ローラ３０で発生した熱エネルギーは、抵抗層３５から
共通電極層３６及び融着防止層３７のニップ部Ａに相当
する領域を通じ用紙５０に伝達される。従って、この伝
達熱エネルギーがニップ部Ａにおいて用紙５０上のトナ
ー５１の融解に供せられその熱定着が行われる。

【００２５】かかる場合、共通電極層３６及び融着防止
層３７は共に極めて薄い層で形成されているため、共通
電極層３６及び融着防止層３７の熱抵抗は極めて小さ
い。従って、抵抗層３５で発生した熱エネルギーが、非
常に効率よく加熱ローラ３０の外表面に伝達され得る。
これにより、上述の熱定着可能状態が逸早く達成される
ので、熱定着の開始のための待ち時間を最小限に短縮で
きる。また、加熱ローラ３０の発熱及びその伝達は、ニ
ップ部Ａに限定されるので、熱定着装置の他の構成部材
に与える熱的な悪影響を極めて小さくすることができる
のは勿論のこと、電力消費量も極めて少なくできるとと
もにこの種熱定着装置をコンパクトに構成できる。

【００２６】次に、判断ステップ１７で、排紙検出セン
サ１２０からの出力を基に定着が完了したか否かを判断
する。ここで定着が完了して該排紙検出センサ１２０か
らの出力があると、該判断ステップ１７がＹｅｓとなり
ステップ１８へ進み、制御部１００は、加熱ローラ３０
の駆動停止に要する駆動停止指令信号を加熱ローラ駆動
回路１３０に出力するとともに、電源回路１１０による
直流電圧印加停止に要する印加停止指令信号を電源回路
１１０に出力する（ステップ１９）。このため、加熱ロ
ーラ３０がプレッシャローラ４０と共に回転を停止し、
また、電源回路１１０が加熱ローラ３０への直流電圧の
印加を停止する。そして、判断ステップ２０で、連続定
着であるか、即ち、更に次の用紙について定着を行うか
を判断する。ここで、次の用紙について定着を行うとき
は、該判断ステップ２０がＹｅｓとなりステップ１１へ
戻り、給紙ローラ駆動回路１６０に制御信号を送り、熱
定着装置側への次の被定着対象となる用紙の搬送を開始
させる。次に、ステップ１２で、ソレノイド駆動回路１
５０へ信号を送りソレノイド８７をオンさせ、クリーニ
ングパッド８１を加熱ローラ３０側へ押し当てる。この
状態にて、ステップ１３で、加熱ローラ３０を回動させ
加熱ローラ３０上の残留トナーの除去を開始させる。そ
して、判断ステップ１４において、加熱ローラ３０を１
回させたかを判断し、１回転させた場合には（該判断ス
テップ１４がＹｅｓ）ステップ１５へ進む。ステップ１
５で、ソレノイド８７をオフさせ、アーム８３を反時計
方向に回動させてクリーニングパッド８１を加熱ローラ
３０から離間させる。これにより加熱ローラ３０の全周
（１周）に渡るクリーニングを完了し、引き続きステッ
プ１６以降の定着動作へ移行する。このように、本実施
例では、連続して定着を行う際にも、少なくとも加熱ロ
ーラを１回転分、即ち、加熱ローラの全周囲にわたって
汚れを除去した後に次の用紙の定着を開始するため、残
留トナーによる定着品質の劣化が生じない。

【００２７】また、この実施例では、加熱ローラへ電力
が供給され該加熱ローラによって用紙の熱定着を行って
いる間は、クリーニングパッド８１が加熱ローラ３０か
ら離間される。従って、電力の供給を受けている加熱ロ
ーラ３０へクリーニングパッド８１が圧着されることに
より該圧着部分にて該加熱ローラ３０の電極層３３と抵
抗層３５とが接触し、該電極層３３と抵抗層３５との間
で電流が流れて電力が浪費されるのを防ぐことができ
る。また、上記加熱ローラ３０の加熱中はクリーニング
パッド８１を離間させることにより、該クリーニングパ
ッド８１の熱による劣化を避けることができる。

【００２８】以上説明した実施例においては、給紙ロー
ラが用紙の搬送を開始してから該用紙が熱定着装置に到
達するまでの時間が、加熱ローラ３０の１回転分の時間
より長くなるように該給紙ローラと熱定着装置との間の
搬送路が設定されているため、ステップ１１における用
紙の搬送開始後に、ステップ１３にて加熱ローラ３０を
駆動して加熱ローラ３０のクリーニングを開始した。し
かしながら、熱定着装置までの搬送に要する時間が、加
熱ローラ３０の１回転の時間よりも短い場合には、加熱
ローラ３０を駆動してクリーニングを開始した後に、用
紙の搬送を開始するように制御する必要が有る。また、
上述した実施例では、アーム８３及びソレノイド８７に
よりクリーニングパッド８１を加熱ローラ３０と接離さ
せたが、このクリーニングパッド８１を接離させるため
には種々機構が用い得ることは言うまでもない。

【００２９】

【発明の効果】上述のような本発明の構成及びその作用
により、前記抵抗層の前記ニップ部に対応する部分にて
生ずる熱エネルギーは、前記ニップ部に相当する領域を
通じ前記用紙に伝達される。従って、この伝達熱エネル
ギーが前記ニップ部において前記用紙上のトナーの融解
に供せられその熱定着が可能な状態となる。これによ
り、前記用紙の上述のような搬送に伴い、同用紙に対す
るトナーの熱定着が、高品質のもとに、円滑になされ
る。かかる場合、前記抵抗層で発生した熱エネルギー
が、前記ニップ部を通して前記用紙に伝達されるので、
非常に効率のよい熱伝達が可能となる。これにより、上
述の熱定着可能状態が逸早く達成されるので、熱定着の
開始のための待ち時間を最小限に短縮できる。また、上
述のように発熱及びその伝達は、前記ニップ部に限定さ
れるので、熱定着装置の他の構成部材に与える熱的な悪
影響を極めて小さくすることができるのは勿論のこと、
電力消費量も極めて少なくできるとともにこの種熱定着
装置をコンパクトな構成にて信頼性のある熱定着装置と
して提供できる。また、本発明では連続して定着を行う
際にも、少なくとも加熱ローラを１回転分、即ち、加熱
ローラの全周囲にわたって汚れを除去した後に次の用紙
の定着を開始するため、残留トナーによる定着品質の劣
化が生じない。更に、本発明では、加熱ローラへ電力を
供給し用紙の熱定着を行っている間は、クリーニングパ
ッドを加熱ローラから離間するように構成されているた
め、電力の供給を受けている加熱ローラへクリーニング
パッドが圧着されることにより該加熱ローラの電極層と
抵抗層とが接触し、該電極層及び抵抗層間で電流が流れ
て電力を浪費することを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略断面図である。

【図２】図１に示す熱定着装置の斜視図である。

【図３】図１の加熱ローラの拡大断面図である。

【図４】図３の加熱ローラの電極層及び弾性層の構成を
示す要部拡大斜視図である。

【図５】加熱ローラの外観を示す斜視図である。

【図６】図１の加熱ローラとプレッシャローラとにより
形成されるニップ部を示すための要部拡大断面図であ
る。

【図７】図６にて８Ａー８Ａ線に沿う非ニップ部におけ
る電極層、弾性層及び抵抗層の状態を示す要部拡大断面
図及び図６にて８Ｂー８Ｂ線に沿うニップ部における電
極層、弾性層及び抵抗層の状態を示す要部拡大断面図で
ある。

【図８】加熱ローラのクリーニング及び熱定着のための
電気回路図である。

【図９】図８の制御部の作用を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

３０ 加熱ローラ ３１ 中心軸 ３３ 電極層 ３４ 弾性層 ３５ 抵抗層 ４０ プレッシャローラ ５０ 用紙 ５１ トナー ８１ クリーニングパッド ８７ ソレノイド １００ 制御部 １１０ 電源回路 １３０ 加熱ローラ駆動回路 Ａ ニップ部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静止部材に回転可能に軸支されると共
   に、その回転軸に略同心的に設けられて複数の貫通穴を
   形成してなる円筒状絶縁弾性層と、この絶縁弾性層に略
   同心的に嵌装されて前記各貫通穴内にそれぞれ挿入した
   各電極部を有する円筒状電極層と、前記絶縁弾性層を介
   し前記電極層に対向するように前記絶縁弾性層に略同心
   的に嵌装された円筒状抵抗層から成る加熱ローラと、 この加熱ローラとの当接のもとに用紙を挟持するための
   ニップ部を形成するように前記静止部材に回転可能に軸
   支されたプレッシャローラと、 前記加熱ローラの前記電極層と前記抵抗層との間に電力
   を供給する電力供給手段とを有し、 前記加熱ローラと前記プレッシャローラとの当接により
   生じる前記ニップ部に対応する部分の弾性変形に伴い、
   前記ニップ部に対応する前記電極層及び抵抗層の各部分
   をこれに対応する各電極部にて相互に電気的に接続する
   ことにより、前記ニップ部にて定着に必要な熱を発生さ
   せる熱定着装置であって、 前記加熱ローラの外周に圧着され該外周上の汚れを除去
   する除去手段と、 前記除去手段を、該加熱ローラに圧着及び離間させる着
   離手段と、 前記電力供給手段による前記加熱ローラへの給電中に、
   前記着離手段により前記除去手段を前記加熱ローラから
   離間させる制御手段と、 を備えたことを特徴とする熱定着装置。
2. 【請求項２】 静止部材に回転可能に軸支されると共
   に、その回転軸に略同心的に設けられて複数の貫通穴を
   形成してなる円筒状絶縁弾性層と、この絶縁弾性層に略
   同心的に嵌装されて前記各貫通穴内にそれぞれ挿入した
   各電極部を有する円筒状電極層と、前記絶縁弾性層を介
   し前記電極層に対向するように前記絶縁弾性層に略同心
   的に嵌装された円筒状抵抗層から成る加熱ローラと、 この加熱ローラとの当接のもとに用紙を挟持するための
   ニップ部を形成するように前記静止部材に回転可能に軸
   支されたプレッシャローラと、 前記加熱ローラの前記電極層と前記抵抗層との間に電力
   を供給する電力供給手段とを有し、 前記加熱ローラと前記プレッシャローラとの当接により
   生じる前記ニップ部に対応する部分の弾性変形に伴い、
   前記ニップ部に対応する前記電極層及び抵抗層の各部分
   をこれに対応する各電極部にて相互に電気的に接続する
   ことにより、前記ニップ部にて定着に必要な熱を発生さ
   せる熱定着装置であって、 前記加熱ローラの外周に圧着され該外周上の汚れを除去
   する除去手段と、 前記除去手段を、該加熱ローラに圧着及び離間させる着
   離手段と、 前記加熱ローラを回転させるための加熱ローラ駆動手段
   と、 前記加熱ローラへ用紙を搬送するための用紙搬送手段
   と、 前記着離手段を制御して前記除去手段を該加熱ローラに
   圧着させた状態で、前記加熱ローラ駆動手段を制御して
   前記加熱ローラを回転させ該加熱ローラ上の汚れを除去
   せしめると共に、前記電力供給手段による加熱ローラへ
   の給電中には、該着離手段を制御して該除去手段を該加
   熱ローラから離間させる制御手段であって、１の用紙の
   定着に引き続き次の用紙を定着する際には該除去手段を
   圧着させた状態で少なくとも該加熱ローラを１回転させ
   た以後、該加熱ローラへ用紙が到達するように前記用紙
   搬送手段を制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする熱定着装置。