JPH07129019A - 熱定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】用紙の種類とはかかわりなく、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
ラを採用して、用紙に異常があるとき同熱定着をタイミ
ングよく停止するようにした熱定着装置をコンパクトな
構成にて提供する。 【構成】加熱ローラ３０は、中心軸３１に、基体部３
２、各電極部３３ａを有する電極層３３、各電極３３ａ
を挿入した各貫通穴３４ａを有する弾性層３４、抵抗層
３５、共通電極層３６及び融着防止層３７を順次円筒状
に嵌装してなる。加熱ローラ３０とプレッシャーローラ
との間のニップ部に異常圧力が加わると、マイクロコン
ピュータは圧力センサ８０ａの圧力検出信号に基づき加
熱ローラ３０の駆動及び直流電源の直流電圧の印加を停
止する。

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ーローラ
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される電力を
調節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
きに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。

【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、プレッシャーローラ、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、通常のコピー紙や上質紙といわれる用
紙の他に、封筒やボンド紙等と呼ばれる表面の性状の粗
い用紙や厚紙等は依然としてその定着品質に問題があっ
た。即ち、これらの表面の性状の粗い用紙や厚紙等は余
分な空気層を多く含みこれらが結果的に断熱層として作
用するために、十分な定着品質を得ようとした場合、通
常のコピー紙や上質紙といわれる用紙に要する定着エネ
ルギーに比較して、さらに大きなエネルギーで定着しな
ければならなかった。従って、これらの表面の性状の粗
い用紙や厚紙等に十分に定着できるように熱定着装置の
定着エネルギーを大きく設定した場合、通常の用紙に定
着するとき、ヒートローラの表面温度が過熱されてしま
い定着品質等に不具合を招くおそれがあった。第７に、
用紙に対する定着の過程において、用紙に突起や大きな
付着物や必要以上に大きな折れ曲がりがあったりジャム
が生じたりすると、ヒートローラの局部的異常過熱やこ
れによる熱定着装置の破損を招くおそれがあった。そこ
で、本発明は、以上のようなことに対処すべく、用紙の
種類とはかかわりなく、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て、
用紙に異常があるとき同熱定着をタイミングよく停止す
るようにした熱定着装置をコンパクトな構成にて提供し
ようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題の解決にあた
り、本発明の構成は、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なる加熱ローラ
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ーローラと、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ーロ
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、前記ニッ
プ部に生ずる圧力を検出する圧力検出手段と、前記検出
圧力が異常になったとき前記電力供給手段からの電力の
供給及び前記加熱ローラに対する前記駆動手段の駆動を
停止するように制御する制御手段とを具備してなる。

【０００８】

【作用】このように本発明を構成したことにより、前記
加熱ローラが前記駆動手段により駆動されて前記プレッ
シャーローラと共に前記ニップ部を形成しつつ回転し、
また、前記電源が前記加熱ローラの電極層及び抵抗層に
前記ニップ部に相当する領域にて電気的接続を確保する
ように電力を供給する。これにより、前記用紙が前記加
熱ローラ及び前記プレッシャーローラの各回転に応じ前
記ニップ部に挟支された状態にて搬送され、また、前記
抵抗層が前記ニップ部に相当する領域にてその抵抗値に
応じて発熱する。そして、この発熱による熱エネルギー
は、前記抵抗層の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、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。従って、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
着がなされる。また、前記用紙が、規定の厚さを越える
用紙であった場合、前記ニップ部にて紙詰まりが生じた
場合或いは前記用紙に異物等が付着していた場合には、
前記ニップ部に異常な圧力が発生するため、この異常圧
力が前記圧力検出手段により検出され、前記制御手段
が、前記電源からの電力の供給及び前記加熱ローラに対
する前記駆動手段の駆動を停止するように制御する。

【０００９】

【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２は、本発明が適用された熱定着装置
の一例を示している。この熱定着装置は、断面略コ字状
の上下両カバー１０、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
レッシャーローラ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。

【００１０】プレッシャーローラ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
ーローラ４０は、カバー２０の底壁上に、中心軸４１の
両端部にて両軸受４３、４３（図１（Ｂ）では一方の軸
受４３のみを示す）、断面略Ｈ形状の両ホルダー４４、
４４（図１（Ｂ）では一方のホルダー４４のみを示す）
及び両コイルスプリング４５、４５（図１（Ｂ）では一
方のコイルスプリング４５のみを示す）を介し回転自在
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。かかる場合、各ホルダ
ー４４は、その下側凹所４４ａにて各コイルスプリング
４５を介し上下動可能にカバー２０の各突起２１（図１
（Ｂ）では一方の突起２１のみを示す）に受承されてお
り、これら各ホルダー４４の上側凹所４４ｂ内には、各
軸受４３がその外周下部にて回転不能に受承されてい
る。また、各コイルスプリング４５が各軸受４３を介し
弾性ローラ部４２の外周面を加熱ローラ３０の外周面に
押し付ける役割を果たすため、プレッシャーローラ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４参照）が形成されている。

【００１１】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及びプレッシャーローラ４０が図２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、プレッシャーローラ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２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７
０ａ、７０ｂ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。

【００１２】次に、加熱ローラ３０の構成について図１
乃至図６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、
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３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。

【００１３】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１（Ａ）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３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３
３ａがほぼ同心的に挿入されている。かかる場合、各貫
通穴３４ａ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３
３ａの外径よりも大きい。

【００１４】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１
（Ａ）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５
１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３３
ｂ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。

【００１５】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、プレッシャーローラ４０
の外周部との当接部分にて、同プレッシャーローラ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
レッシャーローラ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とプレッシャーローラ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４にて示すごとく形成される。

【００１６】かかる場合、加熱ローラ３０とプレッシャ
ーローラ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３
３ａと抵抗層３５は、相互に非接触状態に維持される
（図６（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とプレッシャーローラ４
０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３３
ａと抵抗層３５は、相互に接触状態に維持される（図６
（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３２、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。

【００１７】次に、本発明装置の電気回路構成について
図１、図７及び図８を参照して説明する。圧力センサ８
０ａは、図１（Ｂ）にて示すごとく、一方のホルダー４
４の上側凹所４４ｂの底壁と、軸受４３の下部との間に
挟持されており、この圧力センサ８０ａは、コイルスプ
リング４５の弾力作用のもとに、プレッシャーローラ４
０から軸受４３を介し付与される圧力を検出し圧力検出
信号を発生する。温度センサ８０ｂは、図２にて示すご
とく、カバー１０の下端開口部に板ばね１１を介し加熱
ローラ３０の外周面に微細な力で接するように支持され
ており、この温度センサ８０ｂは、加熱ローラ３０の外
周面の温度を検出し温度検出信号を発生する。

【００１８】増幅回路９０ａは、圧力センサ８０ａから
の圧力検出信号を増幅し圧力増幅信号を発生する。増幅
回路９０ｂは、温度センサ８０ｂからの温度検出信号を
増幅し温度増幅信号を発生する。電流検出回路１００
は、直流電源１１０から正側電極３８ａを介し加熱ロー
ラ３０の電極層３３の露出端部３３ｂに流入する直流電
流を検出し電流検出信号を発生する。直流電源１１０
は、その正側端子にて、電流検出回路１００を介し正側
電極３８ａに接続され、その負側端子にて、負側電極３
８ｂに接続されている。しかして、この直流電源１１０
は、マイクロコンピュータ１２０による制御のもとに、
電流検出回路１００及び両電極３０ａ、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間に直流電圧を選択的に印加
する。

【００１９】マイクロコンピュータ１２０は、図８にて
示すフローチャートに従い、両増幅回路９０ａ、９０ｂ
及び電流検出回路１００との協働により、コンピュータ
プログラムを実行し、この実行中において、直流電源１
１０及び加熱ローラ駆動回路１３０の駆動制御に要する
演算処理を行う。なお、上述のコンピュータプログラム
は、マイクロコンピュータ１２０のＲＯＭに予め記憶さ
れている。

【００２０】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、マイクロコンピ
ュータ１２０が、図８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ステップ２００にて開始す
る。このとき、加熱ローラ３０においては、図２にて示
すごとく、用紙５１が、トナー５２を付着した状態で、
加熱ローラ３０とプレッシャーローラ４０とにより形成
されるニップ部Ａに挟支されているものとする。かかる
場合、ニップ部Ａでは、図４（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。また、現段階では、加熱ローラ３０の外周
面の温度、プレッシャーローラ４０から各ホルダー４４
に加わる圧力は共に正常であり、また、加熱ローラ３０
への直流電圧の印加はないものとする。

【００２１】しかして、ステップ２００におけるコンピ
ュータプログラムの実行開始後、マイクロコンピュータ
１２０が、ステップ２１０にて、温度センサ８０ｂから
の温度検出信号に基づき「ＹＥＳ」と判別し、ステップ
２２０にて、圧力センサ８０ａからの圧力検出信号に基
づき「ＹＥＳ」と判別し、かつステップ２３０にて電流
検出回路１００からの電流検出信号に基づき「ＹＥＳ」
と判別する。かかる場合、これらの「ＹＥＳ」との各判
別は、温度センサ８０ｂからの温度検出信号の値Ｔが所
定温度Ｔｏ未満であり、圧力センサ８０ａからの圧力検
出信号の値Ｐが所定圧力Ｐｏ未満であり、かつ電流検出
回路１００からの電流検出信号の値Ｉが所定電流Ｉｏ未
満であることを前提になされる。但し、所定温度Ｔｏ
は、加熱ローラ３０の一部の発熱異常温度の下限を表
し、所定圧力Ｐｏはプレッシャーローラ４０から圧力セ
ンサ８０ａへの異常圧力の下限を表し、また、所定電流
Ｉｏは、加熱ローラ３０を流れる異常電流の下限を表
す。なお、これらの所定温度Ｔｏ、所定圧力Ｐｏ及び所
定電流Ｉｏは、共に、マイクロコンピュータ１２０のＲ
ＯＭに予め記憶されている。

【００２２】上述のようにステップ２３０にて「ＹＥ
Ｓ」との判別がなされると、マイクロコンピュータ１２
０が、次のステップ２４０にて、加熱ローラ３０の駆動
に要する駆動指令信号を加熱ローラ駆動回路１３０に出
力するとともに、直流電源１１０による直流電圧の印加
に要する印加指令信号を直流電源１１０に出力する。こ
のため、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ーローラ４０と共に回転し、
また、直流電源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。これにより、用紙５
０が加熱ローラ３０及びプレッシャーローラ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、ま
た、直流電源１１０、電流検出回路１００、正側電極３
８ａ、加熱ローラ３０の電極層３３及びその各電極部３
３ａ（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。そして、この
発熱による熱エネルギーは、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可能な状態となる。従って、
用紙５０の上述のような搬送に伴い、同用紙５０に対す
るトナー５１の熱定着が、高品質のもとに、円滑になさ
れる。

【００２３】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。

【００２４】ところで、上述のような熱定着過程におい
て、用紙５０がニップ部Ａにて詰まる等の搬送上のトラ
ブルを生じたり、或いは用紙５０が、規定の厚さを越え
る用紙であった場合には、加熱ローラ３０とプレッシャ
ーローラ４０との間には、非常に大きな圧力がニップ部
Ａに加えられる。このため、ニップ部Ａにおける電極層
３３と抵抗層３５との接触面積、即ち各電極部３３ａの
抵抗層３５との接触数が異常に増大し、上述の直流電流
の量を異常に増大させる。この直流電流の異常増大は電
流検出回路１００により電流検出信号として検出され
る。

【００２５】また、用紙５０に幅の狭い異物等が付着し
ていた場合、上述の直流電流の量は正常であるにもかか
わらず、ニップ部Ａの一部分のみにて電流量が局所的に
異常増大し加熱ローラ３０の部分的な異常加熱を引き起
こす。このような異常加熱は、温度センサ８０ｂにより
温度検出信号として検出される。また、上述のように用
紙５０が、規定の厚さを越える用紙であった場合には、
ニップ部Ａからプレッシャーローラ４０に異常な圧力が
加わり軸受４３を介して圧力センサ８０ａに伝達され
る。また、上述のように用紙５０に幅の狭い異物等が付
着していた場合、この付着異物が温度センサ８０ｂによ
っては検出できない位置にあっても、この付着異物によ
りプレッシャーローラ４０及び軸受４３を介し圧力セン
サ８０ａに異常な圧力が加わる。これらのような異常圧
力は、圧力センサ８０ａにより圧力検出信号として検出
される。

【００２６】しかして、上述のように異常加熱が温度検
出信号として検出された場合には、マイクロコンピュー
タ１２０が、ステップ２１０にて、同温度検出信号の値
Ｔが所定温度Ｔｏ以上であることに基づき、「ＮＯ」を
判別する。また、上述のように異常圧力が圧力検出信号
として検出された場合には、マイクロコンピュータ１２
０が、ステップ２２０にて、同圧力検出信号の値Ｐが所
定温度Ｐｏ以上であることに基づき、「ＮＯ」を判別す
る。また、上述のように異常電流が電流検出信号として
検出された場合には、マイクロコンピュータ１２０が、
ステップ２３０にて、同電流検出信号の値Ｉが所定温度
Ｉｏ以上であることに基づき、「ＮＯ」と判別する。

【００２７】このように各ステップ２１０、２２０及び
２３０のいずれかにて「ＮＯ」との判別がなされると、
マイクロコンピュータ１２０が、ステップ２５０にて、
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、直流電
源１１０による直流電圧印加停止に要する印加停止指令
信号を直流電源１１０に出力する。このため、加熱ロー
ラ３０がプレッシャーローラ４０と共に回転を停止し、
また、直流電源１１０が加熱ローラ３０への直流電圧の
印加を停止する。これにより、熱定着装置内の熱異常や
圧力異常に伴う構成部材の破損や破壊等の発生をタイミ
ングよく未然に防止できる。なお、本発明の実施にあた
っては、加熱ローラ３０の中心軸３１と基体部３２とは
一体的形成してもよく、また、基体部３２を中空状に形
成しその中空部内に中心軸３１を同軸的に嵌着するよう
にしてもよい。また、本発明の実施にあたっては、加熱
ローラ３０において、電極層３３と抵抗層３５とを相互
に入れ換えて構成してもよく、また、電極層３３の各電
極部３３ａを抵抗層３５に設けるようにしてもよい。

【００２８】

【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、前記加熱ローラ及びプレッシャ
ーローラの回転停止並びに前記電源からの電力の供給停
止により、熱定着装置内の熱異常や圧力異常に伴う構成
部材の破損や破壊等の発生をタイミングよく未然に防止
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２の加熱ローラの拡大断面図及びプレッシャ
ーローラの軸受構成部分の拡大断面図である。

【図２】本発明の一実施例を示す概略断面図である。

【図３】図１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４】図２の加熱ローラとプレッシャーローラとによ
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５】加熱ローラの外観を示す斜視図である。

【図６】図４にて６Ａー６Ａ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４にて６Ｂー６Ｂ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７】加熱ローラの駆動及び直流電圧印加のための電
気回路図である。

【図８】図７のマイクロコンピュータの作用を示すフロ
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、３３ａ・・・電極部、３４・・・弾性層、３４
ａ・・・貫通穴、３５・・・抵抗層、４０・・・プレッ
シャーローラ、５０・・・用紙、５１・・・トナー、８
０ａ・・・圧力センサ、１１０・・・直流電源、１２０
・・・マイクロコンピュータ、１３０・・・加熱ローラ
駆動回路、Ａ・・・ニップ部。

Claims (1)

【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なる加熱ローラと、 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ーローラと、 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ー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、 前記ニップ部に生ずる圧力を検出する圧力検出手段と、 前記検出圧力が異常になったとき前記電力供給手段から
   の電力の供給及び前記加熱ローラに対する前記駆動手段
   の駆動を停止するように制御する制御手段とを具備して
   なる熱定着装置。