JPH0722687Y2 - 定着装置におけるヒートローラー - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、複写機、ファクシミ
リ、プリンタ等の静電記録方式の装置において、記録紙
上に転写したトナー像を定着させる為に設けられた定着
装置に用いるヒートローラーに関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、ファクシミリ、プリンタ等の静
電記録方式の装置においては、現像装置の感光ドラムか
ら記録紙上に転写されたトナー像を、トナー粒子を記録
紙の繊維にからますことによって記録紙に熱定着させる
必要がある。定着装置は図９に示す如く、熱源を有する
ヒートローラーＡと、表面に耐熱性樹脂を被覆した押さ
えローラーＢを対接して構成され、ヒートローラーＡと
押さえローラーＢ間にトナー像を転写した記録紙Ｃを通
過させることによってトナーの定着を行う。

【０００３】ヒートローラーには、赤外線ランプやハロ
ゲンランプ等の熱源を熱伝導良好な金属製スリーブの軸
心位置に内装した間接加熱タイプが最も一般的である
が、この間接加熱タイプのものでは高価な細管状ランプ
が必要となるうえに金属製スリーブとしても厚肉で且つ
表面を高精度に平滑加工したものが必要となることから
極めて高価となり、又、間接加熱である為に昇温に時間
を要する問題がある。このような問題点を解決するもの
として、最近では間接加熱タイプに代わって直接加熱タ
イプのものが普及し出している。

【０００４】直接加熱タイプのものとしては円筒状の絶
縁体表面に導電性材料よりなる発熱層を塗布して発熱体
を構成し、この発熱体両端部の外周面に帯片状の摺動片
を接触させて、回転する発熱体に対し摺動片を通じて給
電するものと、図10に示す如く、全体が導電性セラミッ
クスから形成された円筒状の発熱体ａの両端部外周にベ
アリング等の軸受Ｐを外嵌し、該軸受Ｐにより発熱体ａ
を回転自在に支持するとともに、軸受Ｐを介して発熱体
両端部に給電を行うものとがある。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、摺動片
を用いて給電するものでは、摺動片によって発熱体表面
が削られるうえに接触部において火花が飛ぶ問題があ
り、又、外嵌した軸受を介して給電するものでは、電気
は外輪と内輪間に介装された玉を経ることになるがこの
玉と外輪並びに内輪との接触は必ずしも完全なものでは
ない為、接触不良による導通不良を起こす問題がある。
又、発熱体表面は非常に高温であり、発熱体に接触する
軸受も当然高温に晒されることとなり、このような条件
下においては軸受の損耗が著しいばかりか、軸受の熱膨
張もあり、導通不良の発生頻度は極めて高いのが実情で
ある。

【０００６】本考案はかかる現況に鑑みてなされたもの
であり、給電手段である導通端子との良好な接触が保証
できて発熱部への給電を確実に行うことができるととも
に、軸受部に対する熱負荷も少なくでき、軸受部の耐久
性の向上や、軸部素材の選択幅の拡大が可能となる定着
装置におけるヒートローラーを提供せんとするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決した本
考案は、発熱部と軸部を同一素材で一体成形するととも
に当該成形体の少なくとも両端部は中空となし、且つ両
端中空部の内面の一部又は全部に柔らかい導電性金属を
蒸着、メッキ又はコーティング等の手段により被覆した
ことを特徴としている。

【０００８】又、導電性金属を被覆する前の成形体の軸
方向両端間抵抗を５Ω〜100 Ωに設定することが好まし
く、又、両端軸部の少なくとも一方の端部形状が断面形
状において、その一部又は全部に直線又は円弧でない曲
線部分を含んでいることが望まれる。

【０００９】

【作用】このような構成のヒートローラーは両端軸部外
周に軸受を外嵌して回転自在に支持したうえ、両軸端中
空部に給電手段としての導通端子を外嵌し、この導通端
子を介して発熱部に給電を行うものである。発熱部と軸
部は同一素材により一体成形され、且つ給電は成形体の
両端部から行われることから当然軸部にも電流は流れる
が軸端内面の一部又は全部には柔らかい導電性金属が蒸
着、メッキ又はコーティング等の手段により被覆される
ことによって低抵抗部が形成されている為に、成形体端
部を通過する電流の大部分はこの低抵抗部を通過する結
果、軸部中を通過する電流は極めて小さなものとなり、
軸部外周及び内周からの発熱量は大幅に低下する。

【００１０】又、導電性金属を被覆する前の成形体の両
端間抵抗を５Ω〜100 Ωに設定したときは100 Ｖの電圧
を印加したときには２ＫＷ〜100 Ｗの発熱量が確保さ
れ、定着装置におけるヒートローラーとしての充分な機
能を発揮する。又、両端軸部の少なくとも一方の端部形
状を断面形状においてその一部又は全部に直線又は円弧
でない曲線部分を含んでいるものとした場合は、当該軸
部への回転用駆動軸の連結が容易且つ確実となる。

【００１１】

【実施例】次に本考案の詳細を図示した実施例に基づき
説明する。図１は本考案の１実施例の軸方向断面図であ
る。図中１は円筒状の発熱部であり、図中２は前記発熱
部１の両端から突設した管状軸部である。図例の発熱部
１は中空であるが中実とすることも可能である。発熱部
１及び管状軸部２は導電性セラミックスを用いて一体成
形されている。発熱部１及び管状軸部２の素材としては
導電性セラミックス以外のもの、例えば金属を用いるこ
とも可能であるが、その電気抵抗の範囲は両軸端間にお
いて５Ω〜100 Ωに設定することが望まれる。これは５
Ω以下であると発熱量が大きすぎて周辺部材の耐熱性に
問題が生じるうえに導電性セラミックス自体の熱劣化が
懸念される為であり、又、100 Ω以上であると発熱量が
小さすぎてトナーの熱定着ができない為である。

【００１２】図中３として示すものは軸端中空部内面に
蒸着、メッキ又はコーティング等の手段により形成され
た導電性金属による低抵抗部である。該低抵抗部の厚み
は極めて薄くその素材はアルミニウムや銅等の柔らかい
金属が用いられる。低抵抗部３を設ける手段として蒸
着、メッキ又はコーティング等を採用したのは、これら
手段によれば成形体表面の起伏形状を埋めるようにして
導電性金属を被覆でき、したがって成形体への通電を極
めて良好なものとすることができる為である。低抵抗部
３の長さＬは図例のものでは軸部２長さにほぼ一致して
いるが、この長さは適宜設定される。低抵抗部３の長さ
は最大でも軸部長さ程度確保できれば充分であるから、
蒸着等による導電性金属の被覆作業も極めて容易であ
る。又、低抵抗部３は中空部内周面において全周にわた
って形成することも可能であるが、一部に設けてもよ
い。

【００１３】図２はこのような構成のヒートローラーを
軸受Ｐで回転自在に支持し、且つ給電手段としての導通
端子Ｓを装着した状態を示している。軸受Ｐとしてはベ
アリングは勿論のこと無機質摺動材を分散させた金属や
ポリイミド、ポリアミドイミド等の耐熱性樹脂を用いる
ことも可能である。いずれを用いるかはヒートローラの
温度や寿命等を考慮して適宜選択される。導通端子Ｓは
軸部内面の中空部に密嵌しうる外径に設定されている。
中空部内周面に被覆された導電性金属には柔らかい素材
が用いられていることから、導通端子Ｓは導電性金属を
押し潰すようにして導電性金属に密着し、中空部内面と
の良好な接触状態が得られる。そして、このようなヒー
トローラーに対して両端の導通端子Ｓ，Ｓを介して電圧
が印加される。図３は軸端部において電流が通過する様
子を模擬的に表したものであり、図４はこの様子を等価
回路的に表現したものである。導通端子との接触部から
流入した電流の大部分は軸端部内周面に被覆された低抵
抗部３を通過する為、軸部２本体内を通過する電流は極
めて小さく、軸部内周面及び外周面における発熱量は著
しく小さくすることができる。従って、軸受Ｐへの熱負
荷は僅かとなり、耐熱性の低い軸受でも使用することが
可能となるので、従来使用することができなかったよう
な安価な軸受が使用できる。

【００１４】図５〜図８として示したものは、上記構成
に加えて軸端部に工夫を凝らして回転用駆動手段との連
結を容易化したもので、両端軸部の少なくとも一方の端
部形状をその断面形状において、一部又は全部に直線又
は円弧でない曲線部分を含ませた構成としている。図５
は図中右側の軸端外周に直線状の切り欠き部４を設けた
場合であり、図６はその斜視図を示している。軸端部の
形状は該軸端部に回転用駆動手段から延設された駆動軸
（図示せず）を連結する際にネジ止め等の手段を使う必
要がなく、且つ結合後に空回り等がないものであれば適
宜採用され、例えば図７（ロ）（ニ）に示す如く軸端部
外周に直線状又は円弧でない曲線状の切り欠き部４を対
向配置したり、図７（ハ）に示す如く軸端部外周に波型
の切り欠き部４を設けること、図８（イ）に示す如く軸
端部外周に直線状の切り欠き部４を隣接して設けるこ
と、更に図８（ロ）に示す如く軸端部外周に直線状の切
り欠き部４を全周にわたって設けることなどが適宜採用
される。このような構造の軸端部であれば、ヒートロー
ラーを回転させる為の回転用駆動軸の連結をネジ止め等
の固定手段を用いることなく行うことができる為、組立
てが容易であり、しかも連結後の空回りも防止される。

【００１５】

【考案の効果】本考案のヒートローラーは、発熱部と軸
部を同一素材で一体成形するとともに当該成形体の少な
くとも両端部は中空となし、且つ両端中空部の内面の一
部又は全部に柔らかい導電性金属を蒸着、メッキ又はコ
ーティング等の手段により被覆した構成としたので、導
通端子を両端中空部内面に良好な接触状態で内嵌するこ
とが可能となる。しかも両端部の発熱は著しく抑制する
ことができるから耐熱性の比較的低い軸受部材でも使用
することが可能となり、従来使用困難であった軸受部
材、例えばポリアミドイミド等の合成樹脂製軸受の使用
も可能となる。

【００１６】又、導電性金属を被覆する前の成形体の両
端間抵抗を５Ω〜100 Ωに設定した場合は、ヒートロー
ラーとして用いるのに充分な発熱量を得ることができ、
更に、両端軸部の少なくとも一方の端部形状が断面形状
において、その一部又は全部に直線又は円弧でない曲線
部分を含ませた場合は回転用駆動手段との連結が容易且
つ確実となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のヒートローラーの１実施例を示す軸方
向断面図

【図２】同実施例のヒートローラーに軸受と導通端子を
装着した状態を示す軸方向断面図

【図３】軸端部における電流の流れを示す説明図

【図４】軸端部における電流の流れを示す等価回路

【図５】本考案のヒートローラーの他の実施例の軸方向
断面図

【図６】同実施例の要部を示す斜視図

【図７】（イ）〜（ニ）は軸端部の形状を示す径方向断
面図

【図８】（イ）（ロ）は軸端部の形状を示す径方向断面
図

【図９】定着装置の概要を示す説明図

【図10】従来のヒートローラーの１例を示す軸方向断面
図

【符号の説明】

Ａ ヒートローラー Ｂ 押えローラー Ｃ 記録紙 １ 発熱部 ２ 軸部 ３ 低抵抗部 ４ 切り欠き部

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】発熱部の両端に軸部を突設してなる定着装
   置におけるヒートローラーにおいて、発熱部と軸部を同
   一素材で一体成形するとともに当該成形体の少なくとも
   両端部は中空となし、且つ両端中空部の内面の一部又は
   全部に柔らかい導電性金属を蒸着、メッキ又はコーティ
   ング等の手段により被覆してなる定着装置におけるヒー
   トローラー。
2. 【請求項２】導電性金属を被覆する前の成形体の軸方向
   両端間抵抗を５Ω〜100 Ωの範囲に設定してなる請求項
   １記載の定着装置におけるヒートローラー。
3. 【請求項３】両端軸部の少なくとも一方の端部形状が断
   面形状において、その一部又は全部に直線又は円弧でな
   い曲線部分を含んでいる請求項１又は２記載の定着装置
   におけるヒートローラー。