JPH0922208A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電力を有効に活用することができ、かつ、ト
ナー定着後の転写紙の転写仕上がりを良くすることがで
きる簡単な構造の定着装置を提供することである。 【解決手段】 回動自在な定着ローラ３に回動自在な加
圧ローラ４を押し付けてニップ部２０を形成し、定着ロ
ーラ３の外周上で複数の発熱体９を互いに絶縁して軸心
方向に沿って設け、加圧ローラ４の外周の両端に電極部
１９を形成して、電極部１９を介してニップ部２０に位
置する発熱体９にのみ電力を供給し、ニップ部２０に位
置する発熱体９のみを発熱させて、ニップ部２０におい
てトナー２を加熱溶融して転写紙１に定着させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱定着ローラを
用いた熱ローラ方式の定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱ローラ方式の定着装置は、全面が加熱
された定着ローラに加圧ローラが押し付けられている。
そして、定着ローラによりトナーを加熱溶融するととも
に、加圧ローラによりトナーを転写紙に押し付けること
により、転写紙にトナー画像を定着する。このような定
着装置では、定着ローラと加圧ローラとの当接する部分
に形成されたニップ部のみにおいてトナーが加熱溶融さ
れるため、ニップ部以外の定着ローラを加熱する熱量が
無駄に放熱されてしまい熱効率が悪い。また、定着ロー
ラを加熱する際、発熱部に大電流が安定して供給されな
い。

【０００３】それに対して、熱効率を良くすることがで
きる定着装置が考えられ提案されている。そのような定
着装置が特開昭６１−１００７７６号公報、特開昭６１
−２６２７７４号公報、特開平６−８３２２３号公報及
び特開平５−６１１４号公報に記載されている。

【０００４】特開昭６１−１００７７６号公報に記載さ
れている定着装置は、定着ローラの外周に軸心方向に沿
って長い複数本の発熱体が所定の間隔を開けて配設さ
れ、それらのうちニップ部の手前からニップ部にかけて
所定の本数の発熱体に接する接点機構が設けられてい
る。そして、接点機構を介して所定の本数の発熱体に電
力を供給し、それら所定の本数の発熱体を発熱させて、
トナーを加熱溶融するとともに、加圧ローラによりトナ
ーを転写紙に押し付けることにより、転写紙にトナー画
像を定着させる機構を有する。

【０００５】特開昭６１−２６２７７４号公報に記載さ
れている定着装置は、定着ローラの外周部を回転方向に
沿って区分して、独立に駆動される複数の発熱領域が形
成されて、これらのうちニップ部に位置する発熱領域に
接する接続端子が設けられている。そして、接続端子を
介してそれらの発熱領域に電力を供給し、それらの発熱
領域を発熱させて、トナーを加熱溶融するとともに、加
圧ローラによりトナーを転写紙に押し付けることによ
り、転写紙にトナー画像を定着する機構を有する。

【０００６】特開平６−８３２２３号公報に記載されて
いる定着装置は、定着ローラの外周に発熱層が形成され
て、この発熱層上の転写紙と接触する通紙範囲外の定着
ローラの一端に一部分が接触する第一の電極が設けら
れ、発熱層上の通紙範囲外の定着ローラの他端に一部分
が接触する第二の電極が設けられている。そして、第一
の電極と第二の電極とを介して電力を供給し、第一の電
極と第二の電極との間の直線状の発熱層の一部分を発熱
させて、トナーを加熱溶融するとともに、加圧ローラに
よりトナーを転写紙に押し付けることにより、転写紙に
トナー画像を定着する機構を有する。

【０００７】特開平５−６１１４号公報に記載されてい
る定着装置は、サーマルヘッドが用いられている。そし
て、転写紙に転写されたトナーのみを加熱溶融し、か
つ、加圧ローラによりトナーを転写紙に押し付けること
により、転写紙にトナー画像を定着する機構である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述の特開
昭６１−１００７７６号公報に記載された定着装置で
は、ニップ部に位置する発熱体だけでなく、その手前に
位置する発熱体をも発熱させるため、ニップ部以外に位
置する発熱体により発せられる熱量が無駄に放熱されて
しまうという問題がある。また、発熱体に電力を供給す
る接点機構を用いるため、構造を簡単にすることができ
ないという問題がある。

【０００９】前述の特開昭６１−２６２７７４号公報に
記載された定着装置では、発熱領域に電力を供給する接
続端子を用いるため、構造を簡単にすることができない
という問題がある。

【００１０】前述の特開平６−８３２２３号公報に記載
された定着装置では、発熱層が層状であるため、第一の
電極と第二の電極との間の直線状の一部分だけでなく、
その直線の周囲も発熱されるため、その直線の周囲から
発せられる熱量が無駄に放熱されてしまうという問題が
ある。

【００１１】前述の特開平５−６１１４号公報に記載さ
れた定着装置では、サーマルヘッドでトナーのみを加熱
するため、サーマルヘッドで加熱するトナーの位置を特
定する必要があり、構造が複雑であるという問題があ
る。また、トナー画像を転写紙に定着させる際にトナー
が転写された部分のみを加熱するため、転写紙の加熱さ
れた部分と加熱されなかった部分とが不均一に伸縮す
る。その結果、転写紙に凹凸が生じて定着後の仕上がり
が良くないという問題がある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
回動自在に設けられた定着ローラと、この定着ローラの
外周上で互いに絶縁され、軸心方向に沿って設けられ
て、転写紙に転写されたトナーを加熱溶融する複数の発
熱体と、回動自在に設けられて、前記転写紙をニップす
るニップ部を形成するように前記定着ローラに押し付け
られた加圧ローラと、この加圧ローラの外周の一部で前
記発熱体の両端にそれぞれ接触する一対の電極部に電力
を供給し、前記電極部を介して前記ニップ部に位置する
前記発熱体にのみ電力を供給する給電部とを備えたの
で、給電部によりニップ部に位置する発熱体にのみ電力
を供給し、ニップ部に位置する発熱体のみを発熱させ、
かつ、ニップ部において転写紙をニップすることによ
り、このニップ部において転写紙が順次加熱され、転写
紙に転写されたトナーが加熱溶融されて、転写紙にトナ
ーが定着される。

【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の定
着装置における発熱体の内周に断熱層を形成したので、
発熱体より発せられた熱が定着ローラの内周部へ逃げる
のが断熱層により防止される。

【００１４】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の定着装置における電極部が、導電性のある弾性体で
あるので、加圧ローラを定着ローラに押し付けて、定着
ローラと加圧ローラとの間にニップ部を形成する際に、
電極部が弾性変形される。

【００１５】請求項４記載の発明は、請求項１，２又は
３記載の定着装置において、発熱体の外周の少なくとも
転写紙と接触する通紙範囲に離型層を形成したので、加
熱溶融されたトナーが定着ローラの外周に付着し、転写
紙が定着ローラに接着するのが防止される。

【００１６】請求項５記載の発明は、請求項１，２，３
又は４記載の定着装置において、給電部に加圧ローラの
軸受部を介して電力を供給する接続部を備えたので、軸
受部に焼結金属を用いることにより、特殊な電力供給用
のブラシを設ける必要がなくなり、安定して大電流が供
給される。

【００１７】請求項６記載の発明は、回動自在に設けら
れた定着ローラと、この定着ローラの外周上で一定間隔
毎に軸心方向に沿って設けられて転写紙に転写されたト
ナーを加熱溶融する発熱体と、前記定着ローラとの間に
形成されたニップ部において前記転写紙をニップする加
圧ローラと、この加圧ローラの外周の一部で前記発熱体
の両端にそれぞれ接触する一対の電極部とを備え、これ
らの電極部を介して前記ニップ部に位置する前記発熱体
にのみ電力を供給することにより、ニップ部に位置する
発熱体のみが発熱し、かつ、ニップ部において転写紙が
ニップされるので、ニップ部において転写紙が順次加熱
され、転写紙に転写されたトナーが加熱溶融されて、転
写紙にトナーが定着される。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図１ない
し図３に基づいて説明する。定着装置には、転写紙１に
転写されたトナー２を加熱溶融する定着ローラ３が回動
自在に設けられ、かつ、前記転写紙１を前記定着ローラ
３に押し付ける加圧ローラ４が前記定着ローラ１の下端
に押し付けられて回動自在に設けられている。

【００１９】前記定着ローラ３は、回動自在に設けられ
た支持体５の外周に断熱層６、発熱層７及び離型層８が
順に積層されて形成されている。前記支持体５は、厚さ
５ｍｍのアルミニウムにより中空円筒形状に形成されて
いる。前記断熱層６は、熱伝導性の悪い厚さ０．５ｍｍ
のシリコンゴムにより形成されている。前記発熱層７
は、前記トナー２を加熱溶融するために発熱する。前記
離型層８は、少なくとも前記転写紙１が接する通紙範囲
にフッ素樹脂加工を施すことにより形成された離型性の
あるフッ素樹脂層１２であり、前記発熱層７で加熱溶融
された前記トナー２により前記転写紙１が前記定着ロー
ラ３に巻き付くのを防止する。

【００２０】前記発熱層７は、通紙範囲よりも長い複数
の発熱体９とこれらの発熱体９の間に形成された絶縁体
１０とにより形成されている。前記発熱体９は、前記定
着ローラ３の軸心方向に沿って取り付けられている。そ
の発熱体９には、通紙範囲外の前記離型層８に覆われて
いない部分に電極１１が形成されている。

【００２１】また、前記加圧ローラ４には、焼結金属製
の軸受１３により回動自在に支持された芯金１４が設け
られている。この芯金１４には、中央部に絶縁性の樹脂
パイプ１５が取り付けられ、この樹脂パイプ１５の両端
を押さえる金属部１６が形成されている。前記芯金１４
には、外周に弾性体１７が形成されている。この弾性体
１７は、前記樹脂パイプ１５の外周に形成された絶縁性
の弾性体１８と、前記金属部１６の外周に導電性の弾性
体により形成されて前記電極１１に接触している電極部
１９とにより形成されている。前述の軸受１３、芯金１
４及び金属部１６により接続部が形成されている。

【００２２】前記樹脂パイプ１５は、ＰＩ（ポリイミ
ド），ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド），ＰＥＥ
Ｋ（ポリエーテルケトン），ＰＥＳ（ポリエーテルサル
ホン）等を主成分とした材料により形成されている。

【００２３】前記絶縁性の弾性体１８は、シリコンゴム
やフッ素ゴムにより形成されている。

【００２４】前記弾性体１７は、定着性能を損なわない
ように前記絶縁性の弾性体１８及び前記電極部１９の硬
度がほぼ等しく形成されている。そして、その弾性体１
７が前記定着ローラ３に押し付けられ、前記絶縁性の弾
性体１８と前記電極部１９とが同様に弾性変形すること
で、前記加圧ローラ４と前記定着ローラ３との間に必要
なニップ幅のニップ部２０が形成されている。

【００２５】さらに、前記軸受１３には、電源２１が接
続されている。前述の電源２１、軸受１３、金属部１６
及び電極部１９により給電部が形成されている。

【００２６】このような構成において、図３に示すよう
に、電源２１から供給された電力が軸受１３、金属部１
６、電極部１９を介してニップ部２０の電極１１へ供給
されて、この電極１１に接続されているニップ部２０の
発熱体９が発熱する。そして、トナー２の転写された転
写紙１が定着装置へ搬送されると、ニップ部２０におい
て転写紙１が順次加熱されて、トナー２が加熱溶融され
るとともに、トナー２が転写紙１に押し付けられて、転
写紙１にトナー画像が定着される。

【００２７】このように、加圧ローラ４に形成された電
極部１９を介して、ニップ部２０の発熱体９にのみ電力
が供給され、かつ、その発熱体９が軸心方向に沿って形
成されていることから、ニップ部２０の発熱体９のみが
発熱する。このことにより、トナー２を加熱溶融する熱
量を発生させることができ、かつ、発熱体９より発生し
た熱が転写紙１及びトナー２を加熱することなく放熱さ
れるのを防止することができる。そのため、構造が簡単
になり、かつ、電力が有効に活用される。さらに、転写
紙１全体を均一に加熱することができる。そのため、ト
ナー定着後の転写紙の定着仕上がりが良くなる。

【００２８】また、発熱層７の内周に断熱層６を形成し
たことにより、発熱体９より発生した熱が支持体５に逃
げることなく、発熱体９が転写紙１及びトナー２を加熱
する。そのため、熱効率の向上が図られる。

【００２９】さらに、電極部１９を導電性の弾性体によ
り形成したことにより、加圧ローラ４を定着ローラ３に
押し付けてニップ部２０を形成する際に、定着性能を損
なわないように電極部１９を弾性変形させて必要なニッ
プ幅を確保することができ、トナーを加熱溶融するため
に必要な熱量を得ることができる。そのため、トナー２
が転写紙１に確実に、かつ、きれいに定着される。

【００３０】また、定着ローラ３外周面の通紙範囲に離
型層８を形成したことにより、定着時に加熱溶融された
トナー２が定着ローラ３に付着するのを防止することが
でき、トナー２により転写紙１が定着ローラ３に接着さ
れるのを防止することができる。そのため、トナー２が
転写紙１に良好に定着される。

【００３１】さらに、焼結金属の軸受１３を用いて加圧
ローラへ電源２１の電力を供給することにより、特殊な
電力供給用のブラシを設ける必要がなくなる。そのた
め、安定した大電流が供給される。

【００３２】なお、前述の実施の形態においては、離型
層８として定着ローラ３の外周面の通紙範囲にフッ素樹
脂層１２が形成されているが、離型層８は加熱溶融され
たトナー２が付着するのを防止することができるもので
あれば良く、シリコン系の離型層を用いてもよい。

【００３３】また、加圧ローラ４には、絶縁性の弾性体
１８の外周にフッ素樹脂で作られたチューブやフッ素樹
脂をコーディングして離型層を形成してもよい。

【００３４】さらに、軸受１３として焼結金属製のもの
が用いられているが、軸受としては、樹脂に金属や導電
性のカーボンを分散させたものでもよい。

【００３５】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、複数の発熱体を
定着ローラの外周上で互いに絶縁して軸心方向に沿って
設け、給電部によりニップ部の発熱体のみに電力を供給
して、発熱させることにより、トナーを加熱溶融する際
に必要な熱量を発生させることができ、かつ、発熱体よ
り発生した熱が転写紙及びトナーを加熱することなく放
熱されるのを防止することができるため、電力を有効に
活用することができ、さらに、転写紙全体を均一に加熱
することができるため、トナー定着後の転写紙の転写仕
上がりを良くすることができ、また、構造を簡単にする
ことができる。

【００３６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明の効果に加えて、発熱体の内周に断熱層を形成するこ
とにより、発熱体より発生した熱が内周部へ逃げること
なく、発熱体が転写紙及びトナーを加熱することができ
るため、熱効率の向上を図ることができる。

【００３７】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明の効果に加えて、電極部が導電性のある弾性体
であることにより、加圧ローラを定着ローラに押し付け
てニップ部を形成する際に、定着性能を損なわないよう
に電極部を弾性変形させて必要なニップ幅を確保するこ
とができ、トナーを加熱溶融する際に必要な熱量を得る
ことができるため、トナーを転写紙に確実に、かつ、き
れいに定着することができる。

【００３８】請求項４記載の発明は、請求項１，２又は
３記載の発明の効果に加えて、発熱体の外周の少なくと
も転写紙と接触する通紙範囲に離型層を形成することに
より、加熱溶融されたトナーが定着ローラに付着するの
を防止することができて、トナーにより転写紙が定着ロ
ーラに巻き付くのを防止することができるため、トナー
を転写紙に良好に定着することができる。

【００３９】請求項５記載の発明は、請求項１，２，３
又は４記載の発明の効果に加えて、接続部により加圧ロ
ーラの軸受部を介して給電部に電力を供給することによ
り、特殊な電力供給用のブラシを設ける必要がなくな
る。そのため、発熱体に安定した大電流を供給すること
ができる。

【００４０】請求項６記載の発明は、発熱体を定着ロー
ラの外周上で一定間隔毎に軸心方向に沿って設け、給電
部によりニップ部の発熱体のみに電力を供給して、発熱
させることにより、トナーを加熱溶融する際に必要な熱
量を発生させることができ、かつ、発熱体より発生した
熱が転写紙及びトナーを加熱することなく逃げるのを防
止することができるため、電力を有効に活用することが
でき、さらに、転写紙全体を均一に加熱することができ
るため、トナー定着後の転写紙の転写仕上がりを良くす
ることができ、また、構造を簡単にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の定着装置を示す正面図
である。

【図２】その縦断側面図である。

【図３】定着ローラを示す底面図である。

【符号の説明】

１ 転写紙 ２ トナー ３ 定着ローラ ４ 加圧ローラ ６ 断熱層 ８ 離型層 ９ 発熱体 １４ 芯金 １９ 電極部 ２０ ニップ部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回動自在に設けられた定着ローラと、 この定着ローラの外周上で互いに絶縁され、軸心方向に
   沿って設けられて、転写紙に転写されたトナーを加熱溶
   融する複数の発熱体と、 回動自在に設けられて、前記転写紙をニップするニップ
   部を形成するように前記定着ローラに押し付けられた加
   圧ローラと、 この加圧ローラの外周の一部で前記発熱体の両端にそれ
   ぞれ接触する一対の電極部に電力を供給し、前記電極部
   を介して前記ニップ部に位置する前記発熱体にのみ電力
   を供給する給電部とを備えたことを特徴とする定着装
   置。
2. 【請求項２】 発熱体の内周に断熱層を形成したことを
   特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 【請求項３】 電極部は、導電性のある弾性体であるこ
   とを特徴とする請求項１又は２記載の定着装置。
4. 【請求項４】 定着ローラの外周の少なくとも転写紙と
   接触する通紙範囲に離型層を形成したことを特徴とする
   請求項１，２又は３記載の定着装置。
5. 【請求項５】 給電部に加圧ローラの軸受部を介して電
   力を供給する接続部を備えたことを特徴とする請求項
   １，２，３又は４記載の定着装置。
6. 【請求項６】 回動自在に設けられた定着ローラと、 この定着ローラの外周上で一定間隔毎に軸心方向に沿っ
   て設けられて転写紙に転写されたトナーを加熱溶融する
   発熱体と、 回動自在に設けられ、前記定着ローラに押し付けられ
   て、前記定着ローラとの間に形成されたニップ部におい
   て前記転写紙をニップする加圧ローラと、 この加圧ローラの外周の一部で前記発熱体の両端にそれ
   ぞれ接触する一対の電極部とを備え、 前記電極部を介して前記ニップ部に位置する前記発熱体
   にのみ電力を供給することを特徴とする定着装置。