JPH08262912A - 加熱ローラ及びそれを使用する画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 他の抵抗発熱体と干渉することなく、加熱範
囲を狭くしたり、加熱の立ち上げ時間を短縮しても、端
部での温度降下を防止して、全体を一様に加熱する加熱
ローラ、及び、その加熱ローラを使用して、定着不良の
発生を防止して、高品質の熱定着が行われるコンパクト
な画像形成装置を提供することを目的にしている。 【構成】 電圧を印加することにより発熱する抵抗発熱
体４を備えた加熱ローラにおいて、回転自在に支持され
たローラ本体１と、上記ローラ本体の表面を絶縁材料で
被覆した絶縁層２と、該絶縁層上にパターン形成された
複数の独立した抵抗発熱体からなる抵抗発熱体層４と、
該抵抗発熱体層の外面を覆う絶縁体３の表面を覆う耐熱
離型層５と、各抵抗発熱体の軸方向端部から軸方向外側
に導出されると共にローラ表面に露出された給電用の電
極６と、を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、プリンタ、スキャナー、或はこれらの機能を併有し
た複合機等の画像形成装置に用いられる定着装置の改良
に関し、特に表層の発熱パターンに電圧を印加すること
により発熱する加熱ローラにおける発熱温度のバラツキ
を防止して定着不良の発生を防止した画像形成装置の定
着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複写機、ファクシミリ、プリンタ、スキ
ャナー、或はこれらの機能を併有した複合機等の電子写
真式の画像形成装置は、感光体上に形成された静電潜像
を現像装置からのトナーにより可視像化することによっ
て得たトナー像を記録紙上に転写した後で、定着装置に
より加熱、加圧して定着することにより画像形成を行っ
ている。この定着装置は、内部或は表面に発熱体を有し
た加熱ローラと、該加熱ローラに圧接して両ローラのニ
ップ部を通過する記録紙上の未定着トナーを加圧する加
圧ローラとを有する。この加熱ローラとしては、例えば
金属材料で構成されて表面を絶縁材料で被覆されたロー
ラ本体の表面に、抵抗発熱体のパターンから成る複数の
抵抗発熱層を絶縁体を介して順次積層すると共に、その
最表層部には耐熱離型層を配置した構成を有したものが
あり、各抵抗発熱体に電圧を印加することにより抵抗発
熱層を発熱させている。一つの抵抗発熱層を構成する各
抵抗発熱体のピッチ間に、抵抗発熱体が位置するように
他の抵抗発熱層の抵抗発熱体を配置する従来例もある
が、この場合には、他の抵抗発熱体との間で干渉を起こ
して、温度むらが生じ、これを熱定着装置の定着加熱ロ
ーラとして使用すると定着むらとなり、定着不良により
形成画像の画像品質が低下すると言う不具合が生じてい
た。

【０００３】また、加熱ローラと加圧ローラとの圧接部
と、圧接部の上流側近傍に位置する発熱抵抗体のみに電
圧を印加して発熱させることにより、使用する電力を節
約するようにした技術は公知である（特開昭６２ー３２
７２号、特開昭６２ー２４２８８号、特開平５ー３５１
３７号等の各公報を参照）。このような加熱ローラを画
像形成装置の熱定着装置に使用すると、加熱ローラの円
周方向の一部しか加熱しないから、加熱する範囲が少な
くなるために、例えば、大サイズ記録紙の連続通紙時の
ように大量の熱が奪われる場合においては、ローラの軸
方向端部では放熱量が多くなる為に、端部の温度が落下
し、定着不良が発生すると言う不具合が生じていた。ま
た、加熱ローラの本体をセラミック、ガラス等の断熱係
数の高い材料で形成して、その表面に発熱体パターンを
設けることにより、本体材料の熱伝導率が低いことを利
用して、加熱する際の立ち上げ時間の短縮を図るように
した技術も公知である（特開昭６１ー２６２７７４号、
特開昭６２ー３２７２号、特開昭６２ー２４２８８号、
特開平６ー１１０３４８号等の各公報を参照）。

【０００４】しかし、このような加熱ローラを画像形成
装置の熱定着装置に使用すると、ローラの軸方向端部か
らの放熱により端部の温度が中央部に比較して低くな
り、特に、加熱ローラ本体がセラミック、ガラス等の断
熱係数の高い材料で形成されている場合には、軸方向へ
の熱伝導率が悪い為に、端部における定着不良発生の原
因となると言う不具合が生じていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の加熱ロ
ーラ及びそれを使用する画像形成装置装置においては、
一つの抵抗発熱層を構成する抵抗発熱体のピッチ間に、
別の抵抗発熱層の抵抗発熱体を位置させたり、断熱係数
の高い材料で発熱体パターンを設けることにより熱伝導
率が低いことを利用して加熱の立ち上げ時間を短縮した
り、定着加熱ローラと加圧ローラの圧接部及びその上流
側近傍の発熱抵抗体のみに電圧を印加して発熱させて加
熱範囲を狭くすることにより使用する電力を節約してい
るが、他の抵抗発熱体との干渉による温度むらの発生、
端部での温度の低下、軸方向への熱伝導率の悪化が発生
するので、これを画像形成装置の定着加熱ローラとして
使用すると定着むらや端部の定着不良による画像不良が
発生すると言う問題があった。

【０００６】

【発明の目的】そこで本発明は、このような問題点を解
決しようとするものである。即ち、加熱ローラの表面付
近に埋設された抵抗発熱体に電圧を印加して発熱させて
も他の抵抗発熱体と干渉したり、加熱範囲を狭くするこ
ともなく、またローラ本体の熱伝導率が低いことを利用
して加熱の立ち上げ時間を短縮させるように構成して
も、端部での温度降下を防止することができ、全体を一
様に加熱することができる。その結果、定着むらや端部
の定着不良の発生を防止して、高品質の熱定着が行われ
るコンパクトな画像形成装置を提供することを目的にし
ている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、電圧を印加することにより発熱
する抵抗発熱体を備えた加熱ローラにおいて、回転自在
に支持されたローラ本体と、上記ローラ本体の表面を絶
縁材料で被覆した絶縁層と、該絶縁層上にパターン形成
された複数の独立した抵抗発熱体からなる抵抗発熱体層
と、該抵抗発熱体層の外面を覆う絶縁体の表面を覆う耐
熱離型層と、各抵抗発熱体の軸方向端部から軸方向外側
に導出されると共にローラ表面に露出された給電用の電
極と、を備え、上記各電極の周方向幅は、該各電極が接
続する各抵抗発熱体の周方向幅よりも狭いことを特徴と
する。請求項２記載の発明は、上記抵抗発熱体層が、複
数の層から成り、各層の径方向位置を異ならせて積層し
たことを特徴とする。請求項３記載の発明は、上記抵抗
発熱体層が、外径側抵抗発熱体層と内径側抵抗発熱体層
とから成り、各抵抗発熱体層を構成する各発熱抵抗体
は、個別に分離して温度制御ができる構成としたことを
特徴とする。請求項４記載の発明は、上記ローラ本体
が、低熱伝導性体であることを特徴とする。請求項５記
載の発明は、未定着トナーを転写材に加熱定着して画像
を形成する画像形成装置において、転写材を挟持して加
圧しながら加熱する一対のローラのうちの少なくとも一
方の定着加熱ローラが、請求項１、２、３、又は４記載
の加熱ローラであることを特徴とする。請求項６記載の
発明は、上記定着加熱ローラが全周に渡って有する抵抗
発熱体のうち、上記一対のローラの圧接位置及び回転方
向上流側近傍に夫々配置された抵抗発熱体だけを選択的
に発熱させることを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記のように構成された加熱ローラ及びそれを
使用する画像形成装置は、請求項１においては、ローラ
本体の軸方向端部の表面上に露出形成されて抵抗発熱体
に給電する電極の幅を抵抗発熱体の幅より狭くしたの
で、抵抗発熱体に電圧を印加して発熱させても他の抵抗
発熱体と干渉することなく全体を一様に加熱する加熱ロ
ーラを提供できる。請求項２においては、ローラ本体の
端部の表面上に積層された複数層の抵抗発熱体に給電す
る電極の幅を抵抗発熱体の幅より狭くしたので、狭いピ
ッチ間隔の抵抗発熱体に電圧を印加して発熱させても他
の抵抗発熱体と干渉することなく全体を一様に加熱する
加熱ローラを提供できる。

【０００９】請求項３においては、外径側抵抗発熱体と
内径側抵抗発熱体を分離して温度制御するので、抵抗発
熱体に電圧を印加して発熱させても他の抵抗発熱体と干
渉することなく加熱範囲を狭くしたり熱伝導率が低いこ
とを利用して加熱の立ち上げ時間を短縮しても端部での
温度降下を防止して全体を一様に加熱することができ
る。請求項４においては、低熱伝導性体からなるローラ
本体の端部の表面上に形成されて外径側抵抗発熱体と内
径側抵抗発熱体に分離して温度制御ができる抵抗発熱体
に給電する電極の幅を抵抗発熱体の幅より狭くしたの
で、抵抗発熱体に電圧を印加して発熱させても他の抵抗
発熱体と干渉することがなく、熱伝導率が低いことを利
用して加熱の立ち上げ時間を短縮しても端部での温度降
下を防止して全体を一様に加熱することができる。

【００１０】請求項５においては、未定着トナーを転写
材に加熱定着して画像を形成する画像形成装置において
転写材を挟持して加熱し加圧する一対のローラの少なく
とも一方の発熱する定着加熱ローラに上記加熱ローラを
使用するようにしたので、定着むらやその他の定着不良
の発生を防止して高品質の熱定着を行い得るコンパクト
な画像形成装置を提供することができる。請求項６にお
いては、未定着トナーを転写材に加熱定着して画像を形
成する画像形成装置の転写材を挟持して加圧しながら加
熱する一対のローラの少なくとも一方の定着加熱ローラ
に積層して形成された複数の抵抗発熱体を選択的に発熱
する加熱ローラを使用するようにしたため、加熱範囲を
狭くして使用電力を節約することができ、また熱伝導率
が低いことを利用して加熱の立ち上げ時間を短縮して
も、定着加熱ローラの端部での温度降下を防止できるか
ら、定着むらや端部の定着不良の発生を防止して高品質
の熱定着を行うことができる。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の一実施例の加熱ローラの外
観斜視図、図２はその縦断面図である。なお、図１は、
表層の絶縁体３、離型層５を除去して内部構造を理解し
易い様に作図されている。軸方向両端部を図示しない軸
受により回転自在に支持される加熱ローラ本体１（中空
の円筒状芯金）は、Ａｌ、Ｎｉ、或はＦｅ等を主材料と
しており、上記ローラ本体１の表面１ａは絶縁材料から
成る絶縁層２により被覆されている。上記絶縁層２の外
周面上には、抵抗発熱体４としての内径側抵抗発熱体４
ｃ１の層がパターン形成され、内径側抵抗発熱体４ｃ１
の層の上には絶縁体３を介して更に外径側抵抗発熱体４
ｂ１がパターン形成され、更に外径側抵抗発熱体４ｂ１
の層上には絶縁体３が被覆されている。各絶縁体３は、
各抵抗発熱体４ｃ１，４ｂ１同志を電気的に隔絶すると
共に、各抵抗発熱層間も絶縁している。上記内径側抵抗
発熱体４ｃ１のピッチ間に相当する位置に、各外径側抵
抗発熱体４ｂ１が配置されるように構成されている。各
外径側抵抗発熱体４ｂ１の表面４ａ上を覆う最外部の絶
縁体３の表面は、フッ素樹脂等からなる耐熱離型層５に
よって覆われている。尚、芯金としてのローラ本体１は
中空の円筒形状に限定されるものでなく、密実な円柱形
状であっても差支えない。

【００１２】この実施例では、絶縁層の軸方向両端部は
所定長さに渡って露出している。外径側抵抗発熱体４ｂ
１の軸方向両端部からは外径側抵抗発熱体電極６ａが、
内径側抵抗発熱体４ｃ１の軸方向両端部からは内径側抵
抗発熱体電極６ｂが夫々軸方向に導出されており、各抵
抗発熱体電極６ａ，６ｂは、ローラ本体１の表面１ａ上
の絶縁層２上に露出（固定）した状態となっている。つ
まり、内径側抵抗発熱体電極６ｂは軸方向にそのまま導
出されることにより、絶縁層２の軸方向端部（露出面）
に露出され、外径側抵抗発熱体電極６ａは一旦内径方向
へ方向変換することにより絶縁層２上に露出された状態
となる。また、各電極６ａ，６ｂは周方向位置関係が交
互になるように配置されている。

【００１３】ローラ本体１の軸方向両端部に対応する位
置に設けられた給電ブラシ９が、交互に配置された外径
側抵抗発熱体電極６ａと内径側抵抗発熱体電極６ｂに夫
々摺接し、接触した時にだけ各抵抗発熱体４ｂ１，４ｃ
１に夫々給電するように構成されている。外径側抵抗発
熱体電極６ａと内径側抵抗発熱体電極６ｂに電圧を印加
することにより、電圧の印加を受けた外径側抵抗発熱体
４ｂ１と内径側抵抗発熱体４ｃ１は同時に発熱する。

【００１４】外径側抵抗発熱体４ｂ１と、内径側抵抗発
熱体４ｃ１は、いずれも同じ形状のパターンで構成され
ている。但し、上述の様に両抵抗発熱体の周方向位置関
係は互いにずれるように設定されている。即ち、外径側
抵抗発熱体４ｂ１は内径側抵抗発熱体４ｃのピッチ間に
位置するように配置されて、外径側抵抗発熱体４ｂ１の
層と内径側抵抗発熱体４ｃ１の層の間には絶縁体３で隔
離されで絶縁されて、お互いに電気的には独立してい
る。外径側抵抗発熱体４ｂ１と内径側抵抗発熱体４ｃ１
の発熱部の幅４ｆよりも、上記電極６の外径側抵抗発熱
体６ａと内径側抵抗発熱体６ｂの幅６ｃが狭くなってお
り、周方向位置が互い違いになっているため、お互いに
電気的に独立して個々に制御が可能になっている。

【００１５】次に、積層された抵抗発熱体４の外径側抵
抗発熱体４ｂ１のパターンと内径側抵抗発熱体４ｃ１の
パターンが夫々異なる場合の他の実施例を説明する。即
ち、図３は本発明の他の実施例の積層状態を示す断面
図、図４は外径側抵抗発熱体の構成例を示す図、図５は
内径側抵抗発熱体の構成例を示す図である。回転自在な
ローラ本体（中空の芯金）１は、Ａｌ、Ｎｉ、或はＦｅ
等を主材料としており、ローラ本体１の表面１ａの軸方
向両端部を除いた部分には絶縁材料からなる絶縁層２が
被覆され、絶縁層２の外周面上には、複数の内径側抵抗
発熱体４ｃ２の層、絶縁体３の層、外径側抵抗発熱体４
ｂ２の層、絶縁体３の層が順次積層されている。各抵抗
発熱体４ｃ２同志，４ｂ２同志は勿論、各抵抗発熱体層
間も絶縁体３により隔離されている。

【００１６】外径側抵抗発熱体４ｂ２を覆う絶縁体３上
は、フッ素樹脂等からなる耐熱離型層５によって覆われ
ている。ローラ本体１の材料としては、各抵抗発熱体を
加熱する時の立上り時間を早くするためにガラス、ほう
ろう、セラミック等の熱伝導性の低い材料を使用しても
よい。外径側抵抗発熱体４ｂ２と、内径側抵抗発熱体４
ｃ２の周方向位置関係は、図示の様にずれており、両発
熱体が周方向にオーバーラップしないように構成しても
よいし、オーバーラップするように構成してもよい。

【００１７】図４において、外径側抵抗発熱体４ｂ２か
ら成る抵抗発熱層は、周方向に所定の間隔で配置された
複数の外径側抵抗発熱体４ｂ２から構成され、各外径側
抵抗発熱体４ｂ２は、ローラ本体１の軸方向両端部で露
出する表面１ａ上に形成した各外径側抵抗発熱体電極６
ａと接続されている。外径側抵抗発熱体４ｂ２の発熱部
の幅４ｆより、外径側抵抗発熱体電極６ａの上記幅６ｃ
が狭くなっていて、お互いに電気的に独立して個々に制
御が可能になっている。

【００１８】図５において、短尺の内径側抵抗発熱体４
ｃ２から成る抵抗発熱体層は、周方向に所定の間隔をお
いて平行に配置された複数の内径側抵抗発熱体４ｃ２か
ら構成され、各内径側抵抗発熱体４ｃ２は、ローラ本体
１の軸方向両端部に露出した表面１ａ上に形成された電
極６ｂと夫々接続されている。また軸方向両端部に互い
に対向した関係で位置する各抵抗発熱体４ｃ２は、細い
導電体４ｇにより接続されている。その為に、両端近傍
で露出した内径側抵抗発熱体電極６ｂから電圧が印加さ
れて電流が流された時には、ローラ本体１の表面１ａ上
の両端に分割されて配置された、各内径側抵抗発熱体４
ｃ２のみが発熱する。

【００１９】抵抗発熱体４の内径側抵抗発熱体４ｃ２の
発熱部の上記幅４ｆよりも、電極６の内径側抵抗発熱体
電極６ｂの幅６ｃが狭くなっていいるため、お互いに電
気的に独立して個々に制御が可能になっている。この実
施例でも、外径側抵抗発熱体４ｂ２と、内径側抵抗発熱
体４ｃ２の周方向位置関係は、図３に示す様にずれてお
り、図示の様に両発熱体が周方向にオーバーラップしな
いように構成してもよいし、オーバーラップするように
構成してもよい。

【００２０】図６は本発明の他の実施例の構成を示す斜
視図であり、この実施例では、絶縁層２が軸方向両端部
で露出しており、この絶縁層２の露出面上で各抵抗体電
極６ａ，６ｂが軸方向位置を異ならせた状態で露出する
ようにした構成が上記実施例と異なっている。なお、上
記実施例と同様に表面１ａを軸方向両端部で露出せし
め、この露出した表面１ａ上に各抵抗体電極６ａ，６ｂ
を軸方向位置を異ならせた状態で露出させてもよい。

【００２１】図６において、内径側に位置する内径側抵
抗発熱体４ｃ２の層は、例えば図５に示した如き構成を
有した複数の内径側抵抗発熱体４ｃ２から構成され、絶
縁層２或はローラ本体１の表面１ａの軸方向両端部に配
置されている。電導体４ｇでお互いに結合されている各
内径側抵抗発熱体４ｃ２と、複数の外径側抵抗発熱体４
ｂ２のパターンは、相互の間にそれぞれが配置されるよ
うに周方向位置をずらしてある。

【００２２】外径側抵抗発熱体４ｂ２と内径側抵抗発熱
体４ｃ２の発熱部の幅４ｆより、外径側抵抗発熱体電極
６ａと内径側抵抗発熱体電極６ｂの幅６ｃが狭くなって
いる。その為に、抵抗発熱体４の各層は外径側抵抗発熱
体４ｂ２と内径側抵抗発熱体４ｃ２のパターンが重なっ
ても、お互いの層は電気的に独立して発熱させて個々に
制御が可能になっているから、相互間のピッチを狭くす
ることができる。外径側抵抗発熱体４ｂ２の表面４ａ上
は、フッ素樹脂等からなる表面に露出する耐熱離型層５
によって覆われている。

【００２３】ローラ本体１の表面１ａ上の両端近傍で露
出した外径側抵抗発熱体電極６ａと内径側抵抗発熱体電
極６ｂに対応して、上記給電ブラシ９の給電ブラシ９
ａ、給電ブラシ９ｂ、給電ブラシ９ｃが配置されてい
る。ローラ本体１の表面１ａ上の円周方向に形成された
複数の外径側抵抗発熱体４ｂ２と内径側抵抗発熱体４ｃ
２の任意の領域が、選択的に発熱するように上記給電ブ
ラシ９の上記給電ブラシ９ａ、上記給電ブラシ９ｂ、上
記給電ブラシ９ｃが摺接するようになっている。この状
態で、例えば、転写紙等の転写材７を通紙する場合に
は、小サイズの転写材７を連続通紙させると、ローラ本
体１の表面１ａ上の両端部（転写紙が接しない部分）の
温度が上昇する。

【００２４】このローラ本体１の軸方向中央部と端部に
は夫々サーミスター１２（１２ａ，１２ｂ）を配置し、
端部のサーミスター１２ｂによりこの上昇した温度を計
測して、ローラ本体１の両端に配置された内径側抵抗発
熱体４ｃ２（図５参照）に対する印加電圧を調整して、
両端部の温度の上昇を防止するようになっている。又、
加熱の立ち上げ時には、放熱に起因して、ローラ本体１
の表面１ａ上の両端部は、中央部に較べて、温度が低く
なっている。

【００２５】この時には、ローラ本体１の端部に設けら
れたサーミスター１２ｂにより、この温度を計測して、
ローラ本体１の両端に配置された内径側抵抗発熱体４ｃ
２に対する印加電圧を調整して両端部の温度を上昇させ
て加熱の立ち上げ時間を短縮しつつ、両端部での温度降
下を防止して全体を一様に加熱することができる。この
ような加熱ローラを使用すれば、定着むらや両端部の定
着不良の発生を防止して、高品質の熱定着が行われる画
像形成装置を提供することが可能である。

【００２６】図７は本発明の加熱ローラにおける給電方
法を示す図であり、未定着トナー像１１が転写されたＡ
方向に搬送される転写材７は、一対のローラ８（加熱ロ
ーラ８ａ、加圧ローラ８ｂ）によって加圧されながら加
熱定着されて画像の形成がおこなわれる。加熱ローラ８
ａの表面に形成された複数層の抵抗発熱体４（４ｂ２，
４ｃ２）は、加熱ローラ８ａと加圧ローラ８ｂとの圧接
位置に位置する抵抗発熱体４ｄ及び回転方向上流側近傍
に位置する抵抗発熱体４ｅ（矢印Ｂの領域＝例えば、加
熱ローラ８ａの円周方向約１／４程度の領域）が選択的
に発熱する様に、図示しない各電極部６の外径側抵抗発
熱体電極６ａと内径側抵抗発熱体電極６ｂに対応して、
給電ブラシ９の給電ブラシ９ａ、給電ブラシ９ｂ、給電
ブラシ９ｃが摺接するようになっている。つまり、この
ような部分的な発熱を実現し得る様に各給電ブラシの周
方向長を予め設定しておく。

【００２７】次に、このような加熱ローラを使用する画
像形成装置を、図８の実施例に基づいて更に詳しく説明
する。図８において、原稿台２０に載置された原稿２１
の原稿画像は、露光部２２により、画像読取部２３に結
像される。画像読取部２３によって、投影された原稿画
像の光の強弱は、電気信号に変換されて、デジタル信号
として出力される。このデジタル信号は、画像処理部２
４によって画像処理を施されて、書き込み部２５によ
り、感光体ドラム２６上に静電潜像を形成する。この静
電潜像は、現像部２７によって図示しない現像剤のトナ
ーを付着されることにより図示しないトナー像の可視像
が形成される。

【００２８】他方、給紙トレイ２８から給紙搬送された
転写紙としての転写材７は、レジストローラ２９でスキ
ューの補正を行受け、感光体ドラム２６上に形成された
図示しないトナー像の先端位置のタイミングに合わせ
て、転写・分離器３０に搬送されて、図示しない未定着
トナー像１１の転写がおこなわれる。

【００２９】未定着トナー像１１を載置した上記転写材
７は、定着装置３１に搬送され、一対のローラ８（加熱
ローラ８ａと加圧ローラ８ｂ）により、転写材７の表面
が加圧されながら未定着トナー像１１が融着されて画像
形成が行われてから排紙ローラ３２に搬送されて、上記
排紙ローラ３２によって機外に設けたトレイ等の上に排
紙されて収容されるようになっている。

【００３０】次に、加熱ローラ８ａと加圧ローラ８ｂか
ら構成される定着装置３１について詳しく説明する。図
９において、未定着トナー像１１が載置されて、図示の
矢印Ａ方向に搬送される転写材７は、上記一対のローラ
８の塗布フエルト１０で離型剤が塗布される加熱ローラ
８ａと加圧ローラ８ｂによって加圧されながら加熱定着
されて画像の形成が行われてから、上記排紙ローラ３２
の位置に搬送され、上記排紙ローラ３２から排紙されて
収容されるようになっている。加圧ローラ８ｂは、加圧
カム３１ａによって加熱ローラ８ａに圧接されている。
加熱ローラ８ａの軸方向中央部に配置された中央部サー
ミスター１２ａは、加熱ローラ８ａに軽圧で接触して、
加熱ローラ８ａの中央部温度を計測している。又、加熱
ローラ８ａの端部に配置された端部サーミスター１２ｂ
も、加熱ローラ８ａに軽圧で接触していて、加熱ローラ
８ａの端部温度を計測している。

【００３１】加熱ローラ８ａに積層されて形成された複
数の抵抗発熱体４は、図１乃至図６の各実施例に示した
ように、外径側抵抗発熱体４ｂと内径側抵抗発熱体４ｃ
の発熱部の上記幅４ｆより、電極６の外径側抵抗発熱体
電極６ａと内径側抵抗発熱体電極６ｂの上記幅６ｃが狭
くなっている。その為に、抵抗発熱体４の各層は図示し
ない外径側抵抗発熱体４ｂと図示しない内径側抵抗発熱
体４ｃのパターン相互間のピッチを狭くして一部がオー
バーラップしたとしても、お互いの層は干渉すること無
く、電気的にも独立して発熱させて個々に制御が可能に
なっている。

【００３２】従って、積層された複数の抵抗発熱体は、
お互いに干渉すること無く、電気的にも独立して発熱さ
せて個々に制御が可能であるから、定着むらや干渉等の
他の定着不良の発生を防止して高品質の熱定着が行われ
るコンパクトな画像形成装置を提供することができる。

【００３３】加熱ローラ８ａに形成された複数の抵抗発
熱体４に関しては、加熱ローラ８ａと加圧ローラ８ｂと
の圧接位置及び回転方向上流側近傍に配置された、圧接
位置の抵抗発熱体４ｄ及び回転方向上流側近傍位置の抵
抗発熱体４ｅ（図示の矢印Ｂの領域＝加熱ローラ８ａの
円周方向約１／４程度の領域）が選択的に発熱する様
に、上記各電極部６の図示しない外径側抵抗発熱体電極
６ａと図示しない内径側抵抗発熱体電極６ｂに対応し
て、給電ブラシ９の給電ブラシ９ａ、給電ブラシ９ｂ、
給電ブラシ９ｃが摺接するようになっている。

【００３４】中央部サーミスター１２ａと端部サーミス
ター１２ｂにより、軸方向中央部と端部の下降又は上昇
した温度を計測して、加熱ローラ８ａの両端部に配置さ
れた内径側抵抗発熱体４ｃ２、又は、内径側抵抗発熱体
４ｃ１、又は、外径側抵抗発熱体４ｂ１、又は、外径側
抵抗発熱体４ｂ２に対する印加電圧を調整して、中央
部、又は、両端部の温度を独立して制御するようになっ
ている。

【００３５】又、加熱ローラ８ａの加熱の立ち上げ時に
は、加熱ローラ８ａの両端部は、放熱により軸方向中央
部に較べて、温度が低くなっている。この時にも、加熱
ローラ８ａの端部に設けられた上記サーミスター１２の
端部サーミスター１２ｂにより、この温度を計測して、
加熱ローラ８ａの両端に配置された内径側抵抗発熱体４
ｃ２に対する印加電圧を調整して、両端部の温度を上昇
させるようになっているから、加熱ローラ８ａの加熱の
立ち上げ時間を短縮しても、両端部での温度降下を防止
して全体を一様に加熱される。

【００３６】従って、加熱範囲を狭くしたり、熱伝導率
が低いことを利用して加熱の立ち上げ時間を短縮したと
しても、加熱ローラ８ａの軸方向端部での温度降下を防
止できるから、定着むらや端部の定着不良の発生を防止
して高品質の熱定着が行われる画像形成装置を提供する
ことができる。なお、上記実施例の抵抗発熱体は主とし
て２層構造のものを示したが、これは一例に過ぎず、一
層でもよいし、３層以上であってもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、ローラ本体の端部の表面上に形成されて抵抗発熱
体に給電する電極の幅をローラ本体の表面の円周方向の
抵抗発熱体の幅より狭くしたので、抵抗発熱体に電圧を
印加して発熱させても他の抵抗発熱体と干渉することな
く全体を一様に加熱することができる。請求項２の発明
によれば、ローラ本体の端部の表面上に積層された抵抗
発熱体に給電する電極の幅を、該電極が接続されている
抵抗発熱体の幅より狭くしたので、狭いピッチ間隔の抵
抗発熱体に電圧を印加して発熱させても隣接する他の抵
抗発熱体と干渉することなく全体を一様に加熱すること
ができる。

【００３８】請求項３の発明によれば、ローラ本体の端
部の表面上に形成されて外径側抵抗発熱体と内径側抵抗
発熱体に分離して温度制御ができる抵抗発熱体に給電す
る電極の幅を抵抗発熱体の幅より狭くしたので、抵抗発
熱体に電圧を印加して発熱させても隣接する他の抵抗発
熱体と干渉することなく加熱範囲を狭くしたり熱伝導率
が低いことを利用して加熱の立ち上げ時間を短縮しても
端部での温度降下を防止して全体を一様に加熱する加熱
ローラを提供できるようになった。

【００３９】請求項４の発明によれば、低熱伝導性体か
らなるローラ本体の端部の表面上に形成されて外径側抵
抗発熱体と内径側抵抗発熱体に分離して温度制御ができ
る抵抗発熱体に給電する電極の幅を、抵抗発熱体の幅よ
り狭くしたので、抵抗発熱体に電圧を印加して発熱させ
ても他の抵抗発熱体と干渉することなく熱伝導率が低い
ことを利用して加熱の立ち上げ時間を短縮しても端部で
の温度降下を防止して全体を一様に加熱することができ
る。

【００４０】請求項５の発明によれば、未定着トナーを
転写材に加熱定着して画像を形成する画像形成装置の転
写材を挟持して加圧しながら加熱する一対のローラの少
なくとも一方の発熱する加熱ローラに加熱ローラを使用
するようにしたので、定着むらやその他の定着不良の発
生を防止して高品質の熱定着が行われるコンパクトな画
像形成装置を提供することができるようになった。

【００４１】請求項６の発明によれば、未定着トナーを
転写材に加熱定着して画像を形成する画像形成装置の転
写材を挟持して加熱し加圧する一対のローラの少なくと
も一方の加熱ローラに積層して形成された複数の抵抗発
熱体を選択的に発熱する加熱ローラを使用するようにし
たので、加熱範囲を狭くして使用電力を節約しても、熱
伝導率が低いことを利用して加熱の立ち上げ時間を短縮
しても、加熱ローラの端部での温度降下を防止できるか
ら、定着むらや端部の定着不良の発生を防止して高品質
の熱定着が行われる画像形成装置を提供することができ
るようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す加熱ローラを説明する斜
視図。

【図２】本発明の実施例を示す加熱ローラを説明する断
面図。

【図３】本発明の他の実施例を示す加熱ローラを説明す
る断面図。

【図４】本発明の他の実施例を示す加熱ローラの要部を
説明する説明図。

【図５】本発明の他の実施例を示す加熱ローラの他の要
部を説明する説明図。

【図６】本発明の他の実施例を示す加熱ローラを説明す
る斜視図。

【図７】本発明の他の実施例を示す加熱ローラ及びそれ
を使用する画像形成装置の要部の概略を説明する説明
図。

【図８】本発明の他の実施例を示す加熱ローラ及びそれ
を使用する画像形成装置の概略を説明する説明図。

【図９】本発明の他の実施例を示す加熱ローラ及びそれ
を使用する画像形成装置の要部を説明する説明図。

【符号の説明】

１・・・ローラ本体、１ａ・・・表面、２・・・絶縁
層、３・・・絶縁体、４・・・抵抗発熱体、４ａ・・・
表面、４ｂ１〜２・・・外径側抵抗発熱体、４ｃ１〜２
・・・内径側抵抗発熱体、４ｄ・・・圧接位置部抵抗発
熱体、４ｅ・・・回転方向上流側近傍部抵抗発熱体、４
ｆ・・・発熱部の幅、４ｇ・・・電導体、５・・・耐熱
離型層、６・・・電極、６ａ・・・外径側抵抗発熱体電
極、６ｂ・・・内径側抵抗発熱体電極、６ｃ・・・幅、
７・・・転写材、８・・・一対のローラ、８ａ・・・加
熱ローラ、８ｂ・・・加圧ローラ、９・・・給電ブラ
シ、９ａ〜ｃ・・・給電ブラシ、１０・・・塗布フエル
ト、１１・・・未定着トナー像、１２・・・サーミス
タ、１２ａ・・・中央部サーミスタ、１２ｂ・・・端部
サーミスタ、２０・・・原稿台、２１・・・原稿、２２
・・・露光部、２３・・・画像読み取部、２４・・・画
像処理部、２５・・・書き込み部、２６・・・感光体ド
ラム、２７・・・現像部、２８・・・給紙トレイ、２９
・・・レジスト、３０・・・転写・分離器、３１・・・
定着装置、３１ａ・・・加圧カム、３２・・・排紙ロー
ラ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電圧を印加することにより発熱する抵抗
   発熱体を備えた加熱ローラにおいて、回転自在に支持さ
   れたローラ本体と、上記ローラ本体の表面を絶縁材料で
   被覆した絶縁層と、該絶縁層上にパターン形成された複
   数の独立した抵抗発熱体からなる抵抗発熱体層と、該抵
   抗発熱体層の外面を覆う絶縁体の表面を覆う耐熱離型層
   と、各抵抗発熱体の軸方向端部から軸方向外側に導出さ
   れると共にローラ表面に露出された給電用の電極と、を
   備え、 上記各電極の周方向幅は、該各電極が接続する各抵抗発
   熱体の周方向幅よりも狭いことを特徴とする加熱ロー
   ラ。
2. 【請求項２】 上記抵抗発熱体層が、複数の層から成
   り、各層の径方向位置を異ならせて積層したことを特徴
   とする請求項１記載の加熱ローラ。
3. 【請求項３】 上記抵抗発熱体層が、外径側抵抗発熱体
   層と内径側抵抗発熱体層とから成り、各抵抗発熱体層を
   構成する各発熱抵抗体は、個別に分離して温度制御がで
   きる構成としたことを特徴とする請求項１又は２記載の
   加熱ローラ。
4. 【請求項４】 上記ローラ本体が、低熱伝導性体である
   ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の加熱ロー
   ラ。
5. 【請求項５】 未定着トナーを転写材に加熱定着して画
   像を形成する画像形成装置において、転写材を挟持して
   加圧しながら加熱する一対のローラのうちの少なくとも
   一方の定着加熱ローラが、請求項１、２、３、又は４記
   載の加熱ローラであることを特徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】 上記定着加熱ローラが全周に渡って有す
   る抵抗発熱体のうち、上記一対のローラの圧接位置及び
   回転方向上流側近傍に夫々配置された抵抗発熱体だけを
   選択的に発熱させることを特徴とする請求項５記載の画
   像形成装置。