JPH11174884A - ヒートローラ - Google Patents
ヒートローラInfo
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- JPH11174884A JPH11174884A JP9343288A JP34328897A JPH11174884A JP H11174884 A JPH11174884 A JP H11174884A JP 9343288 A JP9343288 A JP 9343288A JP 34328897 A JP34328897 A JP 34328897A JP H11174884 A JPH11174884 A JP H11174884A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power supply
- heat
- resistance heating
- heat roller
- heating element
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- Resistance Heating (AREA)
- Fixing For Electrophotography (AREA)
- Control Of Resistance Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ヒートローラの構成を複雑なものとすること
なく、トナー支持体のサイズに対応して発熱領域を容易
に変更することができるコンパクトなヒートローラを提
供すること。 【解決手段】 複数の発熱領域が形成された円筒状の抵
抗発熱体と、その抵抗発熱体の内部に設けられ、周囲温
度に基づいて電源から抵抗発熱体への通電路を切り換
え、複数のうちの1部の発熱領域に抵抗発熱を生じさせ
ようとする感熱給電切換部を設ける。
なく、トナー支持体のサイズに対応して発熱領域を容易
に変更することができるコンパクトなヒートローラを提
供すること。 【解決手段】 複数の発熱領域が形成された円筒状の抵
抗発熱体と、その抵抗発熱体の内部に設けられ、周囲温
度に基づいて電源から抵抗発熱体への通電路を切り換
え、複数のうちの1部の発熱領域に抵抗発熱を生じさせ
ようとする感熱給電切換部を設ける。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ及びプリンタなどに用いられ、トナー支持体上のト
ナーを加熱し溶融して、トナーを定着するヒートローラ
に関する。
ミリ及びプリンタなどに用いられ、トナー支持体上のト
ナーを加熱し溶融して、トナーを定着するヒートローラ
に関する。
【0002】
【従来の技術】複写機、ファクシミリ、プリンタ、又は
類似装置では、トナー支持体、例えば用紙上に支持した
トナーを加熱および加圧して、その用紙上にトナーを定
着している。具体的には、このような装置では、トナー
を加熱し溶融するためのヒートローラと圧力を加えるた
めの圧力ローラとを備えた定着器を用い、形成する画像
に応じてトナーを担持した用紙をヒートローラと圧力ロ
ーラとの間に通すことにより、トナーを定着し所望の画
像を用紙上に形成している。上記ヒートローラは、電流
を通電しジュール熱を発生するための抵抗発熱層と、当
該抵抗発熱層を外側、または内側のいずれかに保持する
ための円筒状の基体と、用紙と直接的に接触し、トナー
がヒートローラに付着するオフセット現象を防止するオ
フセット防止層とを一般的に備えている。近年、複写
機、ファクシミリ、及びプリンタなどでは、省エネルギ
ー化やコンパクト化とともに、多種多様な用途に応じ
て、サイズの異なる用紙に画像を形成することが要求さ
れている。このため、従来のヒートローラでは、抵抗発
熱層での発熱効率を向上することにより、抵抗発熱層で
の発熱(加熱)時間を短縮して省エネルギー化を図って
いた。さらに、従来のヒートローラでは、トナー定着時
に用紙と接触しない部分(以下、”非通紙部”という)
での温度上昇及びこの温度上昇によるホットオフセット
の発生を防止するために、トナーを定着する用紙のサイ
ズに合わせて、抵抗発熱層での発熱領域を変更してい
た。
類似装置では、トナー支持体、例えば用紙上に支持した
トナーを加熱および加圧して、その用紙上にトナーを定
着している。具体的には、このような装置では、トナー
を加熱し溶融するためのヒートローラと圧力を加えるた
めの圧力ローラとを備えた定着器を用い、形成する画像
に応じてトナーを担持した用紙をヒートローラと圧力ロ
ーラとの間に通すことにより、トナーを定着し所望の画
像を用紙上に形成している。上記ヒートローラは、電流
を通電しジュール熱を発生するための抵抗発熱層と、当
該抵抗発熱層を外側、または内側のいずれかに保持する
ための円筒状の基体と、用紙と直接的に接触し、トナー
がヒートローラに付着するオフセット現象を防止するオ
フセット防止層とを一般的に備えている。近年、複写
機、ファクシミリ、及びプリンタなどでは、省エネルギ
ー化やコンパクト化とともに、多種多様な用途に応じ
て、サイズの異なる用紙に画像を形成することが要求さ
れている。このため、従来のヒートローラでは、抵抗発
熱層での発熱効率を向上することにより、抵抗発熱層で
の発熱(加熱)時間を短縮して省エネルギー化を図って
いた。さらに、従来のヒートローラでは、トナー定着時
に用紙と接触しない部分(以下、”非通紙部”という)
での温度上昇及びこの温度上昇によるホットオフセット
の発生を防止するために、トナーを定着する用紙のサイ
ズに合わせて、抵抗発熱層での発熱領域を変更してい
た。
【0003】ここで、従来のヒートローラとして、例え
ば特開昭58−221875号に開示された加熱定着装
置のヒートローラについて図7を参照して具体的に説明
する。図7は、従来のヒートローラの構成を示す断面図
である。図7において、従来のヒートローラ51は、金
属からなる回転軸52、前記回転軸52にジャーナル部
材53a,53bを介して保持され、電気的絶縁性を有
する円筒状の基体54、前記基体54の外周面上に設け
られた抵抗層55、前記抵抗層55の外周面上に設けら
れたオフセット防止層56、及びヒートローラ51の軸
方向で各ジャーナル部材53a,53bの外側に設けら
れた導電性輪部材57a,57bを有する。さらに、従
来のヒートローラ51は、抵抗層55に電力を供給する
ための電源回路58、ジャーナル部材53a,53bお
よび導電性輪部材57a,57bの外周面とそれぞれ接
触する給電ブラシ59a,59b,59c,59d、及
び前記電源回路58と各給電ブラシ59a,59b,5
9c,59dとを接続する接続線60a,60b,60
c,60dを備えている。
ば特開昭58−221875号に開示された加熱定着装
置のヒートローラについて図7を参照して具体的に説明
する。図7は、従来のヒートローラの構成を示す断面図
である。図7において、従来のヒートローラ51は、金
属からなる回転軸52、前記回転軸52にジャーナル部
材53a,53bを介して保持され、電気的絶縁性を有
する円筒状の基体54、前記基体54の外周面上に設け
られた抵抗層55、前記抵抗層55の外周面上に設けら
れたオフセット防止層56、及びヒートローラ51の軸
方向で各ジャーナル部材53a,53bの外側に設けら
れた導電性輪部材57a,57bを有する。さらに、従
来のヒートローラ51は、抵抗層55に電力を供給する
ための電源回路58、ジャーナル部材53a,53bお
よび導電性輪部材57a,57bの外周面とそれぞれ接
触する給電ブラシ59a,59b,59c,59d、及
び前記電源回路58と各給電ブラシ59a,59b,5
9c,59dとを接続する接続線60a,60b,60
c,60dを備えている。
【0004】回転軸52は、定着器の外容器(図示せ
ず)に回転自在に装着される。また、回転軸52の周り
には、絶縁被膜52a,52bが設けられ、回転軸52
と導電性輪部材57a,57bおよび導電部材61a,
61bとを電気的に絶縁している。尚、導電部材61
a,61bは、トナーを定着する用紙のサイズに合わせ
て抵抗層55での発熱領域を変更(小さく)するための
通電部材を構成するものであり、導電性輪部材57a,
57bと抵抗層55の内周面に設けられた複数の電極層
62a,62bとをそれぞれ接続している。ジャーナル
部材53a,53bは、金属により構成され、基体54
を回転自在に保持する保持(軸頚)部材だけでなく、電
源回路58からの電力を抵抗層55の両端部間に供給す
るための通電部材としても機能する。各ジャーナル部材
53a,53bは、絶縁被膜63a,63bにより、導
電性輪部材57a,57b及び導電部材61a,61b
から電気的に絶縁されている。
ず)に回転自在に装着される。また、回転軸52の周り
には、絶縁被膜52a,52bが設けられ、回転軸52
と導電性輪部材57a,57bおよび導電部材61a,
61bとを電気的に絶縁している。尚、導電部材61
a,61bは、トナーを定着する用紙のサイズに合わせ
て抵抗層55での発熱領域を変更(小さく)するための
通電部材を構成するものであり、導電性輪部材57a,
57bと抵抗層55の内周面に設けられた複数の電極層
62a,62bとをそれぞれ接続している。ジャーナル
部材53a,53bは、金属により構成され、基体54
を回転自在に保持する保持(軸頚)部材だけでなく、電
源回路58からの電力を抵抗層55の両端部間に供給す
るための通電部材としても機能する。各ジャーナル部材
53a,53bは、絶縁被膜63a,63bにより、導
電性輪部材57a,57b及び導電部材61a,61b
から電気的に絶縁されている。
【0005】基体54は、電気絶縁性、及び耐熱性を有
するセラミックにより形成され、熱伝導率及び熱容量が
小さくなるよう構成されている。基体54の両端部に
は、複数の孔(図示せず)が基体54の円周面に沿って
形成されている。これらの複数の孔には、ジャーナル部
材53a,53bの各最外周部に設けられた複数の突片
53a1,53b1が嵌合され、基体54はジャーナル部
材53a,53bに連結されている。さらに、複数の各
突片53a1,53b1と抵抗層55の内周面との間に
は、複数の電極層64a,64bが配置され、抵抗層5
5とジャーナル部材53a,53bとを電気的に接続し
ている。これらの電極層64a,64bは、各ジャーナ
ル部材53a,53bの外周面の形状、及び抵抗層55
の内周面の形状に合わせて、例えば帯状の銅板を円弧状
に形成したものであり、上記複数の孔内に配置されてい
る。抵抗層55は、ニクロムまたはタングステンなどの
金属により構成されている。抵抗層55の内周面には、
複数の電極層62a,62bが設けられている。各電極
層62a,62bは、例えば帯状の銅板を抵抗層55の
内周面の形状に合わせて円弧状に形成したものであり、
所定の間隔をおいて上記内周面に固着されている。ヒー
トローラ51の軸方向において、抵抗層55の長さ寸法
は、大きい幅を有する用紙(トナー支持体)の幅寸法と
ほぼ等しく設定されている。また、上記軸方向において
電極層62aと電極層62bとの間隔は、小さい幅を有
する用紙の幅寸法とほぼ等しく設定されている。このこ
とにより、抵抗層55は、幅寸法が異なる2種類の用紙
に対応し大小2つの発熱領域を構成して、用紙上のトナ
ーを加熱、溶融することができる。オフセット防止層5
6は、抵抗層55の外周面上にテフロンまたはシリコー
ンゴムを塗布することにより、形成されている。
するセラミックにより形成され、熱伝導率及び熱容量が
小さくなるよう構成されている。基体54の両端部に
は、複数の孔(図示せず)が基体54の円周面に沿って
形成されている。これらの複数の孔には、ジャーナル部
材53a,53bの各最外周部に設けられた複数の突片
53a1,53b1が嵌合され、基体54はジャーナル部
材53a,53bに連結されている。さらに、複数の各
突片53a1,53b1と抵抗層55の内周面との間に
は、複数の電極層64a,64bが配置され、抵抗層5
5とジャーナル部材53a,53bとを電気的に接続し
ている。これらの電極層64a,64bは、各ジャーナ
ル部材53a,53bの外周面の形状、及び抵抗層55
の内周面の形状に合わせて、例えば帯状の銅板を円弧状
に形成したものであり、上記複数の孔内に配置されてい
る。抵抗層55は、ニクロムまたはタングステンなどの
金属により構成されている。抵抗層55の内周面には、
複数の電極層62a,62bが設けられている。各電極
層62a,62bは、例えば帯状の銅板を抵抗層55の
内周面の形状に合わせて円弧状に形成したものであり、
所定の間隔をおいて上記内周面に固着されている。ヒー
トローラ51の軸方向において、抵抗層55の長さ寸法
は、大きい幅を有する用紙(トナー支持体)の幅寸法と
ほぼ等しく設定されている。また、上記軸方向において
電極層62aと電極層62bとの間隔は、小さい幅を有
する用紙の幅寸法とほぼ等しく設定されている。このこ
とにより、抵抗層55は、幅寸法が異なる2種類の用紙
に対応し大小2つの発熱領域を構成して、用紙上のトナ
ーを加熱、溶融することができる。オフセット防止層5
6は、抵抗層55の外周面上にテフロンまたはシリコー
ンゴムを塗布することにより、形成されている。
【0006】電源回路58は、トナーを定着する用紙の
幅寸法に対応して、電力を供給する給電ブラシを変更す
る。詳細に言えば、大きい幅寸法の用紙にトナーを定着
する場合、電源回路58は接続線60a,60bによっ
て給電ブラシ59a,59bに電力を供給する。このこ
とにより、抵抗層55の両端間には、所定の電圧がジャ
ーナル部材57a,57b及び電極層64a,64bを
介して印加され、抵抗層55の全体がジュール熱を発生
しトナーが用紙に定着される。また、小さい幅寸法の用
紙にトナーを定着する場合、電源回路58は接続線60
c,60dによって給電ブラシ59c,59dに電力を
供給する。このことにより、電極層62a,62bの間
にのみ、所定の電圧が導電性輪部材57a,57b及び
導電部材61a,61bを介して印加され、電極層62
a,62bの間の抵抗層55の部分がジュール熱を発生
しトナーが用紙に定着される。また、この場合、ヒート
ローラ51の非通紙部、すなわち電極層62a,62b
の外側の抵抗層55の部分には、電源回路58からの電
力が供給されない。このため、非通紙部は発熱せず、温
度上昇及びホットオフセットの発生を防止できる。この
ように、従来のヒートローラ51では、電源回路58か
らの電力を給電ブラシ59a,59b、または給電ブラ
シ59c,59dに供給することによって、トナーを定
着する用紙のサイズに対応して抵抗層55での発熱領域
を変更していた。
幅寸法に対応して、電力を供給する給電ブラシを変更す
る。詳細に言えば、大きい幅寸法の用紙にトナーを定着
する場合、電源回路58は接続線60a,60bによっ
て給電ブラシ59a,59bに電力を供給する。このこ
とにより、抵抗層55の両端間には、所定の電圧がジャ
ーナル部材57a,57b及び電極層64a,64bを
介して印加され、抵抗層55の全体がジュール熱を発生
しトナーが用紙に定着される。また、小さい幅寸法の用
紙にトナーを定着する場合、電源回路58は接続線60
c,60dによって給電ブラシ59c,59dに電力を
供給する。このことにより、電極層62a,62bの間
にのみ、所定の電圧が導電性輪部材57a,57b及び
導電部材61a,61bを介して印加され、電極層62
a,62bの間の抵抗層55の部分がジュール熱を発生
しトナーが用紙に定着される。また、この場合、ヒート
ローラ51の非通紙部、すなわち電極層62a,62b
の外側の抵抗層55の部分には、電源回路58からの電
力が供給されない。このため、非通紙部は発熱せず、温
度上昇及びホットオフセットの発生を防止できる。この
ように、従来のヒートローラ51では、電源回路58か
らの電力を給電ブラシ59a,59b、または給電ブラ
シ59c,59dに供給することによって、トナーを定
着する用紙のサイズに対応して抵抗層55での発熱領域
を変更していた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のヒ
ートローラでは、抵抗層での発熱領域をトナー支持体の
サイズに応じて小さく変更するために、当該サイズにほ
ぼ等しい間隔をおいて一対の電極層を抵抗(発熱)層に
設け、さらに電源回路からの電力を供給するための専用
の通電部材を上述の電極層に接続する必要があった。具
体的には、従来のヒートローラでは、接続線、給電ブラ
シ、導電性輪部材、及び導電部材を各電極層と電源回路
との間に配設する必要があった。このため、トナー支持
体のサイズに対応した発熱領域の数を増加した場合、従
来のヒートローラではその部品点数が増え、大型、かつ
複雑な構造となるという問題点を生じた。さらに、導電
性輪部材、及び導電部材は絶縁被膜を介して回転軸に取
り付けていたので、従来のヒートローラでは、その部品
点数が増えるだけでなく、コンパクトに構成するのが困
難であった。また、従来のヒートローラでは、トナー支
持体のサイズに応じて給電ブラシ等を選択して電力を供
給する必要があるので、電源回路は複雑、かつ大規模な
構成となり、その制御もまた複雑なものとなった。
ートローラでは、抵抗層での発熱領域をトナー支持体の
サイズに応じて小さく変更するために、当該サイズにほ
ぼ等しい間隔をおいて一対の電極層を抵抗(発熱)層に
設け、さらに電源回路からの電力を供給するための専用
の通電部材を上述の電極層に接続する必要があった。具
体的には、従来のヒートローラでは、接続線、給電ブラ
シ、導電性輪部材、及び導電部材を各電極層と電源回路
との間に配設する必要があった。このため、トナー支持
体のサイズに対応した発熱領域の数を増加した場合、従
来のヒートローラではその部品点数が増え、大型、かつ
複雑な構造となるという問題点を生じた。さらに、導電
性輪部材、及び導電部材は絶縁被膜を介して回転軸に取
り付けていたので、従来のヒートローラでは、その部品
点数が増えるだけでなく、コンパクトに構成するのが困
難であった。また、従来のヒートローラでは、トナー支
持体のサイズに応じて給電ブラシ等を選択して電力を供
給する必要があるので、電源回路は複雑、かつ大規模な
構成となり、その制御もまた複雑なものとなった。
【0008】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたものであり、ヒートローラの構成を複
雑なものとすることなく、トナー支持体のサイズに対応
して発熱領域を容易に変更することができるコンパクト
なヒートローラを提供することを目的とする。
るためになされたものであり、ヒートローラの構成を複
雑なものとすることなく、トナー支持体のサイズに対応
して発熱領域を容易に変更することができるコンパクト
なヒートローラを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のヒートローラ
は、円筒状の基体と、前記基体の表面に設けられ、複数
の発熱領域が形成された円筒状の抵抗発熱体と、前記抵
抗発熱体に電力を供給する電源と、前記抵抗発熱体の内
部に設けられ、周囲温度に基づいて電源から抵抗発熱体
への通電路を切り換え、複数のうちの1部の発熱領域に
抵抗発熱を生じさせようとする感熱給電切換部を備えて
いる。このように構成することにより、抵抗発熱体での
発熱領域の数を増加した場合でも、非通紙部の温度上昇
によるホットオフセットの発生を防止し、かつコンパク
トな構造のヒートローラを構成することができる。尚、
上記非通紙部とは、ヒートローラのトナー定着時にトナ
ー支持体と接触しない部分をいう。
は、円筒状の基体と、前記基体の表面に設けられ、複数
の発熱領域が形成された円筒状の抵抗発熱体と、前記抵
抗発熱体に電力を供給する電源と、前記抵抗発熱体の内
部に設けられ、周囲温度に基づいて電源から抵抗発熱体
への通電路を切り換え、複数のうちの1部の発熱領域に
抵抗発熱を生じさせようとする感熱給電切換部を備えて
いる。このように構成することにより、抵抗発熱体での
発熱領域の数を増加した場合でも、非通紙部の温度上昇
によるホットオフセットの発生を防止し、かつコンパク
トな構造のヒートローラを構成することができる。尚、
上記非通紙部とは、ヒートローラのトナー定着時にトナ
ー支持体と接触しない部分をいう。
【0010】別の観点による発明のヒートローラは、高
熱伝導性を有する円筒状の基体と、前記基体の内部に設
けられた抵抗発熱体と、前記抵抗発熱体の内部に設けら
れ、抵抗発熱体の発熱領域を基体の軸方向に分割する複
数の電極部材と、小径円筒部、及び空気孔を備えた大径
円筒部を有し、前記抵抗発熱体の両端部に設けられ、抵
抗発熱体の最大の発熱領域に電力を供給する第1の給電
手段と、前記空気孔に近接して設けられ、抵抗発熱体の
内部へのトナーの侵入を防止するトナー侵入防止手段
と、前記第1の給電手段に接続され、第1の給電手段か
ら複数の各電極部材に電力を供給する第2の給電手段
と、前記電極部材に一端部分が固着され、周囲温度が所
定の温度を越えたとき他端部分が基体の軸方向に変位し
第2の給電手段と接触して、複数の電極部材の間の抵抗
発熱体に第2の給電手段から電極部材を介して電力を供
給する感熱給電部材を備えている。このように構成する
ことにより、抵抗発熱体での発熱領域の数を増加した場
合でも、非通紙部の温度上昇によるホットオフセットの
発生を防止し、かつコンパクトな構造のヒートローラを
構成することができる。
熱伝導性を有する円筒状の基体と、前記基体の内部に設
けられた抵抗発熱体と、前記抵抗発熱体の内部に設けら
れ、抵抗発熱体の発熱領域を基体の軸方向に分割する複
数の電極部材と、小径円筒部、及び空気孔を備えた大径
円筒部を有し、前記抵抗発熱体の両端部に設けられ、抵
抗発熱体の最大の発熱領域に電力を供給する第1の給電
手段と、前記空気孔に近接して設けられ、抵抗発熱体の
内部へのトナーの侵入を防止するトナー侵入防止手段
と、前記第1の給電手段に接続され、第1の給電手段か
ら複数の各電極部材に電力を供給する第2の給電手段
と、前記電極部材に一端部分が固着され、周囲温度が所
定の温度を越えたとき他端部分が基体の軸方向に変位し
第2の給電手段と接触して、複数の電極部材の間の抵抗
発熱体に第2の給電手段から電極部材を介して電力を供
給する感熱給電部材を備えている。このように構成する
ことにより、抵抗発熱体での発熱領域の数を増加した場
合でも、非通紙部の温度上昇によるホットオフセットの
発生を防止し、かつコンパクトな構造のヒートローラを
構成することができる。
【0011】別の観点による発明のヒートローラは、前
記抵抗発熱体の両端部に大径円筒部を挿入し、小径円筒
部内に第2の給電手段を接続して、第2の給電手段、感
熱給電部材、及び電極部材の抵抗値の合計値を大径円筒
部、及び一端部から電極部材が設けられている部分まで
の抵抗発熱体の抵抗値の合計値よりも小さくしている。
このように構成することにより、感熱給電部材が作動し
たとき、抵抗発熱体に供給される電力の通電路を容易に
切り換えることができる。
記抵抗発熱体の両端部に大径円筒部を挿入し、小径円筒
部内に第2の給電手段を接続して、第2の給電手段、感
熱給電部材、及び電極部材の抵抗値の合計値を大径円筒
部、及び一端部から電極部材が設けられている部分まで
の抵抗発熱体の抵抗値の合計値よりも小さくしている。
このように構成することにより、感熱給電部材が作動し
たとき、抵抗発熱体に供給される電力の通電路を容易に
切り換えることができる。
【0012】別の観点による発明のヒートローラは、前
記トナー侵入防止手段が、トナーの粒子径より小さい開
口を備え、良通気性の耐熱フィルターにより構成されて
いる。このように構成することにより、浮遊しているト
ナーが抵抗発熱体の内部に侵入するのを防止することが
できる。
記トナー侵入防止手段が、トナーの粒子径より小さい開
口を備え、良通気性の耐熱フィルターにより構成されて
いる。このように構成することにより、浮遊しているト
ナーが抵抗発熱体の内部に侵入するのを防止することが
できる。
【0013】別の観点による発明のヒートローラは、前
記空気孔を塞ぐようにトナー侵入防止手段を設置してい
る。このように構成することにより、浮遊しているトナ
ーが抵抗発熱体の内部に侵入するのを防止することがで
きる。さらに、トナー侵入防止手段の設置面積を小さく
できる。
記空気孔を塞ぐようにトナー侵入防止手段を設置してい
る。このように構成することにより、浮遊しているトナ
ーが抵抗発熱体の内部に侵入するのを防止することがで
きる。さらに、トナー侵入防止手段の設置面積を小さく
できる。
【0014】別の観点による発明のヒートローラは、前
記トナー侵入防止手段を大径円筒部の内部に設置してい
る。このように構成することにより、浮遊しているトナ
ーが抵抗発熱体の内部に侵入するのを防止することがで
きる。さらに、トナー侵入防止手段の抵抗発熱体の内部
での位置決め作業を省略することができる。
記トナー侵入防止手段を大径円筒部の内部に設置してい
る。このように構成することにより、浮遊しているトナ
ーが抵抗発熱体の内部に侵入するのを防止することがで
きる。さらに、トナー侵入防止手段の抵抗発熱体の内部
での位置決め作業を省略することができる。
【0015】別の観点による発明のヒートローラは、前
記トナー侵入防止手段が、耐熱性のゴム弾性体により構
成されている。このように構成することにより、トナー
侵入防止手段は、抵抗発熱体の内部での空気の膨張及び
収縮に応じて変形することができる。
記トナー侵入防止手段が、耐熱性のゴム弾性体により構
成されている。このように構成することにより、トナー
侵入防止手段は、抵抗発熱体の内部での空気の膨張及び
収縮に応じて変形することができる。
【0016】別の観点による発明のヒートローラは、前
記第2の給電手段を支持する支持部材と、前記支持部材
を抵抗発熱体の内周面に固定する絶縁体とを設けてい
る。このように構成することにより、第2の給電手段を
抵抗発熱体の内部で安定して保持することができる。
記第2の給電手段を支持する支持部材と、前記支持部材
を抵抗発熱体の内周面に固定する絶縁体とを設けてい
る。このように構成することにより、第2の給電手段を
抵抗発熱体の内部で安定して保持することができる。
【0017】別の観点による発明のヒートローラは、前
記感熱給電部材の他端部分が、抵抗発熱体の中央部分側
に突出するように、電極部材に固定している。このよう
に構成することにより、感熱給電部材を破損することな
く、感熱給電部材及び電極部材を抵抗発熱体の内部に挿
入できる。
記感熱給電部材の他端部分が、抵抗発熱体の中央部分側
に突出するように、電極部材に固定している。このよう
に構成することにより、感熱給電部材を破損することな
く、感熱給電部材及び電極部材を抵抗発熱体の内部に挿
入できる。
【0018】別の観点による発明のヒートローラは、前
記周囲温度が所定の温度を越えたとき、感熱給電部材の
他端部分が、ヒートローラの半径方向に変位して第2の
給電手段と接触する。このように構成することにより、
抵抗発熱体の内部での感熱給電部材の設置スペースを小
さくすることができる。
記周囲温度が所定の温度を越えたとき、感熱給電部材の
他端部分が、ヒートローラの半径方向に変位して第2の
給電手段と接触する。このように構成することにより、
抵抗発熱体の内部での感熱給電部材の設置スペースを小
さくすることができる。
【0019】別の観点による発明のヒートローラは、前
記感熱給電部材の幅寸法を電極部材のものより小さく
し、感熱給電部材が電極部材の表面から突出しないよう
に電極部材上に設けた。このように構成することによ
り、感熱給電部材を破損することなく、感熱給電部材及
び電極部材を抵抗発熱体の内部に挿入できる。
記感熱給電部材の幅寸法を電極部材のものより小さく
し、感熱給電部材が電極部材の表面から突出しないよう
に電極部材上に設けた。このように構成することによ
り、感熱給電部材を破損することなく、感熱給電部材及
び電極部材を抵抗発熱体の内部に挿入できる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明のヒートローラを示
す好ましい実施例について図面を参照しながら説明す
る。
す好ましい実施例について図面を参照しながら説明す
る。
【0021】《第1の実施例》図1は本発明の第1の実
施例であるヒートローラの構成を示す断面図であり、図
2は図1に示した感熱給電切換部の構成を示す斜視図で
ある。尚、以下の説明では、説明の簡略化のために、ト
ナーを定着するトナー支持体、例えば用紙のサイズに応
じて、抵抗発熱層での発熱領域を大小2つのいずれかに
変更できるヒートローラについて説明する。
施例であるヒートローラの構成を示す断面図であり、図
2は図1に示した感熱給電切換部の構成を示す斜視図で
ある。尚、以下の説明では、説明の簡略化のために、ト
ナーを定着するトナー支持体、例えば用紙のサイズに応
じて、抵抗発熱層での発熱領域を大小2つのいずれかに
変更できるヒートローラについて説明する。
【0022】《構造》図1、及び図2において、本実施
例のヒートローラ1は、円筒状の抵抗発熱層2、前記抵
抗発熱層2の外周面上に設けられた電気絶縁層3、前記
電気絶縁層3の外周面上に設けられた基体4、及び前記
基体4の外周面上に設けられたオフセット防止層5を備
えている。さらに、ヒートローラ1は、大小異なる直径
の2つの円筒部(以下、”大径円筒部6a1,6b1”、
及び”小径円筒部6a2,6b2”という)を有し、大径
円筒部6a1,6b1が上記抵抗発熱層2の両端部に嵌合
挿入された第1の給電部6a,6b、一端が小径円筒部
6a2,6b2内に挿入され、他端が抵抗発熱層2の内部
に保持された第2の給電部7a,7b、及び抵抗発熱層
2の内部に設けられ、抵抗発熱層2の発熱領域を変更す
るための感熱給電切換部18a,18bを有する。ま
た、用紙上のトナーを加熱、溶融するためのジュール熱
を抵抗発熱層2で発生するために、ヒートローラ1に
は、抵抗発熱層2に所定の電力を供給する電源回路1
5、上記小径円筒部6a2,6b2の外周面にそれぞれ摺
動接触する摺動接点16a,16b、及び電源回路15
と各摺動接点16a,16bとを接続する接続線17
a,17bが設けられている。
例のヒートローラ1は、円筒状の抵抗発熱層2、前記抵
抗発熱層2の外周面上に設けられた電気絶縁層3、前記
電気絶縁層3の外周面上に設けられた基体4、及び前記
基体4の外周面上に設けられたオフセット防止層5を備
えている。さらに、ヒートローラ1は、大小異なる直径
の2つの円筒部(以下、”大径円筒部6a1,6b1”、
及び”小径円筒部6a2,6b2”という)を有し、大径
円筒部6a1,6b1が上記抵抗発熱層2の両端部に嵌合
挿入された第1の給電部6a,6b、一端が小径円筒部
6a2,6b2内に挿入され、他端が抵抗発熱層2の内部
に保持された第2の給電部7a,7b、及び抵抗発熱層
2の内部に設けられ、抵抗発熱層2の発熱領域を変更す
るための感熱給電切換部18a,18bを有する。ま
た、用紙上のトナーを加熱、溶融するためのジュール熱
を抵抗発熱層2で発生するために、ヒートローラ1に
は、抵抗発熱層2に所定の電力を供給する電源回路1
5、上記小径円筒部6a2,6b2の外周面にそれぞれ摺
動接触する摺動接点16a,16b、及び電源回路15
と各摺動接点16a,16bとを接続する接続線17
a,17bが設けられている。
【0023】ヒートローラ1は、最外周部分のオフセッ
ト防止層5の外周面がベアリング、または滑り軸受けに
より構成された軸受け部1aに支持され、定着器の外容
器(図示せず)に回転自在に保持、装着される。ヒート
ローラ1の近傍には、加圧ローラ20がオフセット防止
層5と接触するよう配置されている。用紙は、図示しな
い給紙機構によってオフセット防止層5と加圧ローラ2
0との間に搬送され、このことにより、用紙上のトナー
はヒートローラ1によって加熱、溶融され、さらに加圧
ローラ20によって加圧されて用紙に定着される。ま
た、オフセット防止層5と加圧ローラ20との接触面の
長さ寸法は、定着器のニップ幅を構成するものであり、
トナーを定着することができる最大寸法である。尚、加
圧ローラ20は、鉄などの金属からなる中心軸20a
と、当該中心軸20aの周囲に設けられた耐熱性を有す
る円筒状の弾性体20bとにより構成されている。弾性
体20bは、シリコーンやフッ素等からなる耐熱性のゴ
ムにより構成されている。さらに耐磨耗性を向上するた
めに、弾性体20bを構成するゴム上にテトラフルオロ
エチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共
重合体(PFA;Perfluoroalkoxy)などの耐熱性樹脂
を被覆する構成としてもよい。また、弾性体20b上に
は、用紙の剥離性を向上するために、シリコーンオイ
ル、フッ素オイル等を塗布してもよい。
ト防止層5の外周面がベアリング、または滑り軸受けに
より構成された軸受け部1aに支持され、定着器の外容
器(図示せず)に回転自在に保持、装着される。ヒート
ローラ1の近傍には、加圧ローラ20がオフセット防止
層5と接触するよう配置されている。用紙は、図示しな
い給紙機構によってオフセット防止層5と加圧ローラ2
0との間に搬送され、このことにより、用紙上のトナー
はヒートローラ1によって加熱、溶融され、さらに加圧
ローラ20によって加圧されて用紙に定着される。ま
た、オフセット防止層5と加圧ローラ20との接触面の
長さ寸法は、定着器のニップ幅を構成するものであり、
トナーを定着することができる最大寸法である。尚、加
圧ローラ20は、鉄などの金属からなる中心軸20a
と、当該中心軸20aの周囲に設けられた耐熱性を有す
る円筒状の弾性体20bとにより構成されている。弾性
体20bは、シリコーンやフッ素等からなる耐熱性のゴ
ムにより構成されている。さらに耐磨耗性を向上するた
めに、弾性体20bを構成するゴム上にテトラフルオロ
エチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共
重合体(PFA;Perfluoroalkoxy)などの耐熱性樹脂
を被覆する構成としてもよい。また、弾性体20b上に
は、用紙の剥離性を向上するために、シリコーンオイ
ル、フッ素オイル等を塗布してもよい。
【0024】抵抗発熱層2は、ニクロム、タングステ
ン、モリブデン、パラジウム銀、あるいはパラジウム銀
と鉛ガラスの混合材料、又はこれらの材料を組み合わせ
た材料により構成され、電源回路15からの電力によっ
て上記ジュール熱を発生する。抵抗発熱層2の厚み寸法
は、5μm〜200μm程度である。抵抗発熱層2の長
さ寸法は、大きいサイズの用紙、例えばB4縦、A3縦
サイズの用紙にトナーを定着できるよう若干の余裕をみ
て300mm(=297mm+3mm)に設定されてい
る。電気絶縁層3は、抵抗発熱層2と基体4とを電気的
に絶縁するためのものであり、ポリイミドやポリフェニ
レンスルフィド等の200℃以上の耐熱性樹脂またはガ
ラス、セラミックス等の無機物により構成されている。
電気絶縁層3は、上述の熱伝導率の高い材料が好まし
く、かつ厚みの薄い方がよい。電気絶縁層3の具体的な
厚み寸法は、10μm〜200μm程度、好ましくは2
0μm〜100μm程度である。また、電気絶縁層3の
材料としては、特にポリイミド樹脂が望ましい。
ン、モリブデン、パラジウム銀、あるいはパラジウム銀
と鉛ガラスの混合材料、又はこれらの材料を組み合わせ
た材料により構成され、電源回路15からの電力によっ
て上記ジュール熱を発生する。抵抗発熱層2の厚み寸法
は、5μm〜200μm程度である。抵抗発熱層2の長
さ寸法は、大きいサイズの用紙、例えばB4縦、A3縦
サイズの用紙にトナーを定着できるよう若干の余裕をみ
て300mm(=297mm+3mm)に設定されてい
る。電気絶縁層3は、抵抗発熱層2と基体4とを電気的
に絶縁するためのものであり、ポリイミドやポリフェニ
レンスルフィド等の200℃以上の耐熱性樹脂またはガ
ラス、セラミックス等の無機物により構成されている。
電気絶縁層3は、上述の熱伝導率の高い材料が好まし
く、かつ厚みの薄い方がよい。電気絶縁層3の具体的な
厚み寸法は、10μm〜200μm程度、好ましくは2
0μm〜100μm程度である。また、電気絶縁層3の
材料としては、特にポリイミド樹脂が望ましい。
【0025】基体4は、抵抗発熱層2で発生したジュー
ル熱をオフセット防止層5に伝導する機能を有する部材
であり、高い熱伝導性及び剛性を有する材料、具体的に
は熱伝導率が30W/(m*K)以上の鉄、ニッケル、
アルミ、銅、あるいは銀、又はこれらを組み合わせた材
料により構成されている。特に、アルミを用いて基体4
を構成することが望ましい。高い熱伝導性を有する材料
を用いて基体4を構成することにより、発熱量が抵抗発
熱層2の一部分で少ない場合でも、基体4は上記一部分
の周りの部分で発生したジュール熱をオフセット防止層
5に伝導することができる。その結果、オフセット防止
層5において、発熱量の少ない抵抗発熱層2上にある部
分での温度低下を防ぐことができ、この温度低下による
コールドオフセットの発生を防止することができる。基
体4の外径寸法の具体的な数値は、8mm〜60mm程
度であり、厚み寸法は0.3mm〜2.5mm程度であ
る。また、オフセット防止層5での温度の立ち上がり時
間を短くするためには、基体4の厚み寸法を1.5mm
未満とするのが望ましい。さらに具体的には、最大A3
縦サイズの用紙にトナーを定着することができるヒート
ローラ1において、基体4をアルミを用いて構成した場
合、電力1kWで上記立ち上がり時間を20秒以下とす
るには、基体4の外径寸法、及び厚み寸法は、それぞれ
35mm以下、及び1.3mm以下とするのが望まし
い。
ル熱をオフセット防止層5に伝導する機能を有する部材
であり、高い熱伝導性及び剛性を有する材料、具体的に
は熱伝導率が30W/(m*K)以上の鉄、ニッケル、
アルミ、銅、あるいは銀、又はこれらを組み合わせた材
料により構成されている。特に、アルミを用いて基体4
を構成することが望ましい。高い熱伝導性を有する材料
を用いて基体4を構成することにより、発熱量が抵抗発
熱層2の一部分で少ない場合でも、基体4は上記一部分
の周りの部分で発生したジュール熱をオフセット防止層
5に伝導することができる。その結果、オフセット防止
層5において、発熱量の少ない抵抗発熱層2上にある部
分での温度低下を防ぐことができ、この温度低下による
コールドオフセットの発生を防止することができる。基
体4の外径寸法の具体的な数値は、8mm〜60mm程
度であり、厚み寸法は0.3mm〜2.5mm程度であ
る。また、オフセット防止層5での温度の立ち上がり時
間を短くするためには、基体4の厚み寸法を1.5mm
未満とするのが望ましい。さらに具体的には、最大A3
縦サイズの用紙にトナーを定着することができるヒート
ローラ1において、基体4をアルミを用いて構成した場
合、電力1kWで上記立ち上がり時間を20秒以下とす
るには、基体4の外径寸法、及び厚み寸法は、それぞれ
35mm以下、及び1.3mm以下とするのが望まし
い。
【0026】オフセット防止層5は、形成する画像に基
づいてトナーを担持した用紙と直接的に接触し、電気絶
縁層3及び基体4を介して伝導された抵抗発熱層2から
のジュール熱を用いて、上記トナーを加熱、溶融し用紙
に定着する。オフセット防止層5は、耐熱性及びトナー
との離型性を有し、かつ熱伝導率が高い材料、具体的に
は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE;Polytetr
afluoroethylene)、PFA、フッ素ゴムなどのフッ素
系樹脂、あるいはシリコーンゴムを含むシリコーン系樹
脂など、又はこれらの材料にカーボンを混合したものに
より構成されている。オフセット防止層5の具体的な厚
み寸法は、10μm〜500μm程度である。オフセッ
ト防止層5の材料としては、特にPTFEが好ましく、
厚み寸法は5μm〜50μmとするのが望ましい。尚、
オフセット防止層5の中央部分には図示しない温度検知
部が配置され、当該オフセット防止層5の表面温度が所
定の温度、例えば180℃となるように、電源回路15
は抵抗発熱層2に電力を供給する。
づいてトナーを担持した用紙と直接的に接触し、電気絶
縁層3及び基体4を介して伝導された抵抗発熱層2から
のジュール熱を用いて、上記トナーを加熱、溶融し用紙
に定着する。オフセット防止層5は、耐熱性及びトナー
との離型性を有し、かつ熱伝導率が高い材料、具体的に
は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE;Polytetr
afluoroethylene)、PFA、フッ素ゴムなどのフッ素
系樹脂、あるいはシリコーンゴムを含むシリコーン系樹
脂など、又はこれらの材料にカーボンを混合したものに
より構成されている。オフセット防止層5の具体的な厚
み寸法は、10μm〜500μm程度である。オフセッ
ト防止層5の材料としては、特にPTFEが好ましく、
厚み寸法は5μm〜50μmとするのが望ましい。尚、
オフセット防止層5の中央部分には図示しない温度検知
部が配置され、当該オフセット防止層5の表面温度が所
定の温度、例えば180℃となるように、電源回路15
は抵抗発熱層2に電力を供給する。
【0027】第1の給電部6a,6bは、電源回路15
からの電力を抵抗発熱層2の両端間に供給して、抵抗発
熱層2での最大の発熱領域を発熱するための通電部材で
あり、高い導電性を有する銅、黄銅、真鍮、銅合金、銀
合金などの金属材料により構成されている。第1の給電
部6a,6bを抵抗発熱層2の内周面に安定に固定し、
かつ抵抗発熱層2(ヒートローラ1)の中心軸と第1の
給電部6a,6bの中心軸を容易に合わせるためには、
抵抗発熱層2の内周面と第1の給電部6a,6bとの接
触幅(寸法)を広くする方が好ましい。すなわち、各大
径円筒部6a1,6b1の長さ寸法を長くすることが望ま
しく、具体的には2〜20mm程度とするのがよい。ま
た、抵抗発熱層2と第1の給電部6a,6bとは、抵抗
発熱層2の内周面と大径円筒部6a1,6b1との間に導
電性接着剤を注入して固定、あるいはネジを用いて固定
されている。
からの電力を抵抗発熱層2の両端間に供給して、抵抗発
熱層2での最大の発熱領域を発熱するための通電部材で
あり、高い導電性を有する銅、黄銅、真鍮、銅合金、銀
合金などの金属材料により構成されている。第1の給電
部6a,6bを抵抗発熱層2の内周面に安定に固定し、
かつ抵抗発熱層2(ヒートローラ1)の中心軸と第1の
給電部6a,6bの中心軸を容易に合わせるためには、
抵抗発熱層2の内周面と第1の給電部6a,6bとの接
触幅(寸法)を広くする方が好ましい。すなわち、各大
径円筒部6a1,6b1の長さ寸法を長くすることが望ま
しく、具体的には2〜20mm程度とするのがよい。ま
た、抵抗発熱層2と第1の給電部6a,6bとは、抵抗
発熱層2の内周面と大径円筒部6a1,6b1との間に導
電性接着剤を注入して固定、あるいはネジを用いて固定
されている。
【0028】第2の給電部7a,7bは、電源回路15
からの電力を感熱給電切換部18a,18bをそれぞれ
介して抵抗発熱層2に供給するための通電部材であり、
高い導電性を有する銅、黄銅、真鍮、銅合金、銀合金な
どの棒状の金属材料から構成されている。各第2の給電
部7a,7bは、上述したように、一端が小径円筒部6
a2,6b2内に挿入され、他端が抵抗発熱層2の内部に
保持されている。第2の給電部7a,7bの一端部分
は、小径円筒部6a2,6b2に設けらたれたネジ孔に金
属ネジからなる固定部材12a,12bをそれぞれ挿入
して、固定部材12a,12bを締め付けることによっ
て第1の給電部6a,6bに固定されている。また、第
2の給電部7a,7bの他端部分には、抵抗発熱層2の
内部に保持するための支持部材8a,8bがそれぞれ設
けられている。支持部材8a,8bは、第2の給電部7
a,7bをヒートローラ1の中心軸に沿って抵抗発熱層
2の内部に安定にそれぞれ保持するためのものであり、
銅やりん青銅などからなる板バネ状の弾性体により構成
されている。各支持部材8a,8bは、抵抗発熱層2の
内周面上に複数個、例えば3個設けられている。これら
の支持部材8a,8bは、例えばポリイミドからなるリ
ング状の絶縁体9a,9bをそれぞれ介して抵抗発熱層
2の内周面に固定されている。
からの電力を感熱給電切換部18a,18bをそれぞれ
介して抵抗発熱層2に供給するための通電部材であり、
高い導電性を有する銅、黄銅、真鍮、銅合金、銀合金な
どの棒状の金属材料から構成されている。各第2の給電
部7a,7bは、上述したように、一端が小径円筒部6
a2,6b2内に挿入され、他端が抵抗発熱層2の内部に
保持されている。第2の給電部7a,7bの一端部分
は、小径円筒部6a2,6b2に設けらたれたネジ孔に金
属ネジからなる固定部材12a,12bをそれぞれ挿入
して、固定部材12a,12bを締め付けることによっ
て第1の給電部6a,6bに固定されている。また、第
2の給電部7a,7bの他端部分には、抵抗発熱層2の
内部に保持するための支持部材8a,8bがそれぞれ設
けられている。支持部材8a,8bは、第2の給電部7
a,7bをヒートローラ1の中心軸に沿って抵抗発熱層
2の内部に安定にそれぞれ保持するためのものであり、
銅やりん青銅などからなる板バネ状の弾性体により構成
されている。各支持部材8a,8bは、抵抗発熱層2の
内周面上に複数個、例えば3個設けられている。これら
の支持部材8a,8bは、例えばポリイミドからなるリ
ング状の絶縁体9a,9bをそれぞれ介して抵抗発熱層
2の内周面に固定されている。
【0029】感熱給電切換部18a,18bは、トナー
を定着する用紙のサイズに対応して抵抗発熱層2の発熱
領域を変更するために、周囲の熱(周囲温度)を検知し
て、電源回路15から抵抗発熱層2への通電路を自動的
に切り換える。具体的には、感熱給電切換部18a,1
8bは、抵抗発熱層2の内周面に固定された略リング状
の電極部材10a,10bと、電極部材10a,10b
に固定され、周囲温度に基づいてヒートローラ1の中心
軸の方向に変位、作動する感熱給電部材11a,11b
とにより構成されている。また、上記第2の給電部7a
の抵抗値と感熱給電切換部18aの抵抗値とを合計した
値は、大径円筒部6a1の抵抗値と当該大径円筒部6a1
が接続された一端部から感熱給電切換部18aが固着さ
れた部分までの抵抗発熱層2の抵抗値とを合計したもの
より、はるかに小さい値となるよう設定されている。同
様に、第2の給電部7bの抵抗値と感熱給電切換部18
bの抵抗値とを合計した値は、大径円筒部6b1の抵抗
値と当該大径円筒部6b1が接続された一端部から感熱
給電切換部18bが固着された部分までの抵抗発熱層2
の抵抗値とを合計したものより、はるかに小さい値とな
るよう設定されている。このことにより、当該感熱給電
切換部18a,18bが作動したとき、電源回路15か
ら抵抗発熱層2への通電路を容易に切り換えることがで
きる。
を定着する用紙のサイズに対応して抵抗発熱層2の発熱
領域を変更するために、周囲の熱(周囲温度)を検知し
て、電源回路15から抵抗発熱層2への通電路を自動的
に切り換える。具体的には、感熱給電切換部18a,1
8bは、抵抗発熱層2の内周面に固定された略リング状
の電極部材10a,10bと、電極部材10a,10b
に固定され、周囲温度に基づいてヒートローラ1の中心
軸の方向に変位、作動する感熱給電部材11a,11b
とにより構成されている。また、上記第2の給電部7a
の抵抗値と感熱給電切換部18aの抵抗値とを合計した
値は、大径円筒部6a1の抵抗値と当該大径円筒部6a1
が接続された一端部から感熱給電切換部18aが固着さ
れた部分までの抵抗発熱層2の抵抗値とを合計したもの
より、はるかに小さい値となるよう設定されている。同
様に、第2の給電部7bの抵抗値と感熱給電切換部18
bの抵抗値とを合計した値は、大径円筒部6b1の抵抗
値と当該大径円筒部6b1が接続された一端部から感熱
給電切換部18bが固着された部分までの抵抗発熱層2
の抵抗値とを合計したものより、はるかに小さい値とな
るよう設定されている。このことにより、当該感熱給電
切換部18a,18bが作動したとき、電源回路15か
ら抵抗発熱層2への通電路を容易に切り換えることがで
きる。
【0030】ここで、図3を参照して、感熱給電切換部
18a,18bの機能について具体的に説明する。図3
は、図1に示した抵抗発熱層2、電源回路15、及び感
熱給電切換部18a,18bの等価的な電気回路の構成
を示すブロック図である。図3において、抵抗発熱層2
は、順次直列に接続された抵抗体2a,2b,2cによ
って表されている。スイッチング部材である感熱給電切
換部18a,18bの一端は電源回路15に接続され、
他端は抵抗体2aと抵抗体2bとの接続点B、及び抵抗
体2bと抵抗体2cとの接続点Cに接続されている。ま
た、抵抗発熱層2の両端部を示す点A,Dは、電源回路
15に接続されている。感熱給電切換部18a,18b
が作動していない状態(オフ状態)では、電源回路15
からの電力は点A,D間に印可され、直列に接続された
抵抗体2a,2b,2cに給電される。このことによ
り、抵抗発熱層2の全体が発熱領域として発熱し、大き
いサイズの用紙にトナーを定着することができる。感熱
給電切換部18a,18bが作動した状態(オン状態)
では、電源回路15からの電力は感熱給電切換部18
a,18bを介して接続点B,C間に印可され、抵抗体
2bに給電される。このとき、電源回路15からの電力
は、上述したように、当該抵抗体2a,2c及び大径円
筒部6a1,6b1(図1)の抵抗値の作用によって抵抗
体2a,2cには給電されない。このことにより、抵抗
発熱層2の抵抗体2bの部分だけが発熱領域として発熱
し、小さいサイズの用紙にトナーを定着することができ
る。
18a,18bの機能について具体的に説明する。図3
は、図1に示した抵抗発熱層2、電源回路15、及び感
熱給電切換部18a,18bの等価的な電気回路の構成
を示すブロック図である。図3において、抵抗発熱層2
は、順次直列に接続された抵抗体2a,2b,2cによ
って表されている。スイッチング部材である感熱給電切
換部18a,18bの一端は電源回路15に接続され、
他端は抵抗体2aと抵抗体2bとの接続点B、及び抵抗
体2bと抵抗体2cとの接続点Cに接続されている。ま
た、抵抗発熱層2の両端部を示す点A,Dは、電源回路
15に接続されている。感熱給電切換部18a,18b
が作動していない状態(オフ状態)では、電源回路15
からの電力は点A,D間に印可され、直列に接続された
抵抗体2a,2b,2cに給電される。このことによ
り、抵抗発熱層2の全体が発熱領域として発熱し、大き
いサイズの用紙にトナーを定着することができる。感熱
給電切換部18a,18bが作動した状態(オン状態)
では、電源回路15からの電力は感熱給電切換部18
a,18bを介して接続点B,C間に印可され、抵抗体
2bに給電される。このとき、電源回路15からの電力
は、上述したように、当該抵抗体2a,2c及び大径円
筒部6a1,6b1(図1)の抵抗値の作用によって抵抗
体2a,2cには給電されない。このことにより、抵抗
発熱層2の抵抗体2bの部分だけが発熱領域として発熱
し、小さいサイズの用紙にトナーを定着することができ
る。
【0031】図1に戻って、電極部材10a,10b
は、高い導電性をもつ銅、真鍮などの金属、あるいはそ
れらの金属に銀、ニッケルなどの他の金属を混ぜた合金
材料により構成され、電源回路15からの電力を抵抗発
熱層2に供給することにより、抵抗発熱層2での発熱領
域を基体4の軸方向に分割する。電極部材10a,10
bの間隔は、小さいサイズの用紙、例えばA4サイズの
用紙の幅寸法に若干の余裕をみて220mm(=210
mm+10mm)に設定されている。また、電極部材1
0a,10bの厚み寸法、及び幅寸法は、それぞれ5〜
300μm、及び0.1〜10mm程度である。電極部
材10a,10bの材料としては、特に銅系の金属が好
ましい。これらの各電極部材10a,10bは、導電性
接着剤によって大径円筒部6a1,6b1と支持部材8
a,8bとの間で抵抗発熱層2の内周面に固着されてい
る。
は、高い導電性をもつ銅、真鍮などの金属、あるいはそ
れらの金属に銀、ニッケルなどの他の金属を混ぜた合金
材料により構成され、電源回路15からの電力を抵抗発
熱層2に供給することにより、抵抗発熱層2での発熱領
域を基体4の軸方向に分割する。電極部材10a,10
bの間隔は、小さいサイズの用紙、例えばA4サイズの
用紙の幅寸法に若干の余裕をみて220mm(=210
mm+10mm)に設定されている。また、電極部材1
0a,10bの厚み寸法、及び幅寸法は、それぞれ5〜
300μm、及び0.1〜10mm程度である。電極部
材10a,10bの材料としては、特に銅系の金属が好
ましい。これらの各電極部材10a,10bは、導電性
接着剤によって大径円筒部6a1,6b1と支持部材8
a,8bとの間で抵抗発熱層2の内周面に固着されてい
る。
【0032】感熱給電部材11a,11bは、熱膨張率
の異なる2種類の金属、例えば銅合金とアンバー(ニッ
ケル−鉄合金)とを張り合わせた板状のバイメタルによ
って構成されている。各感熱給電部材11a,11b
は、熱膨張率の大きい銅合金の面がアンバーの面より抵
抗発熱層2の内周面に近くなるように、一端部分が電極
部材10a,10bの内周面に固着されている。また、
感熱給電切換部18a,18bが抵抗発熱層2の内周面
に固定されたとき、他端部分は第2の給電部7a,7b
と所定の距離をおいて配置され、周囲温度が設定温度を
超えたとき、図2の矢印”P”で示すように、第2の給
電部7a,7bに接触するよう変位する。感熱給電部材
11a,11bの他端部分と第2の給電部7a,7bと
の最短距離は、具体的には1μm〜10mmである。ま
た、感熱給電部材10a,10bの厚み寸法は10μm
〜5mmであり、幅寸法は10μm〜20mmである。
各感熱給電部材11a,11bは、その他端部分が電極
部材10a,10bに対して抵抗発熱層2の中央部分側
に突出するように、電極部材10a,10bに固定され
ている。
の異なる2種類の金属、例えば銅合金とアンバー(ニッ
ケル−鉄合金)とを張り合わせた板状のバイメタルによ
って構成されている。各感熱給電部材11a,11b
は、熱膨張率の大きい銅合金の面がアンバーの面より抵
抗発熱層2の内周面に近くなるように、一端部分が電極
部材10a,10bの内周面に固着されている。また、
感熱給電切換部18a,18bが抵抗発熱層2の内周面
に固定されたとき、他端部分は第2の給電部7a,7b
と所定の距離をおいて配置され、周囲温度が設定温度を
超えたとき、図2の矢印”P”で示すように、第2の給
電部7a,7bに接触するよう変位する。感熱給電部材
11a,11bの他端部分と第2の給電部7a,7bと
の最短距離は、具体的には1μm〜10mmである。ま
た、感熱給電部材10a,10bの厚み寸法は10μm
〜5mmであり、幅寸法は10μm〜20mmである。
各感熱給電部材11a,11bは、その他端部分が電極
部材10a,10bに対して抵抗発熱層2の中央部分側
に突出するように、電極部材10a,10bに固定され
ている。
【0033】上述の周囲温度は、例えば小さいサイズの
用紙に連続してトナーを定着したときに上昇するもので
あり、トナー定着時に用紙と接触しない部分、つまりヒ
ートローラ1の非通紙部での温度上昇に基づいて上昇す
る。各感熱給電部材11a,11bは、その周囲温度が
所定の設定温度(例えば、200℃)を超えてホットオ
フセットを発生する温度(例えば、240℃)に達する
前に、上記他端部分がヒートローラ1の中心軸の方向に
変位、作動して第2の給電部7a,7bに接触する。こ
のことにより、電源回路15から抵抗発熱層2への通電
路は、第1の給電部6a,6bの小径円筒部6a2,6
b2、及び大径円筒部6a1,6b1を介して抵抗発熱層
2への通電路から小径円筒部6a2,6b2、及び第2の
給電部7a,7bを経て当該感熱給電切換部18a,1
8bを介して抵抗発熱層2への通電路に切り換わる。そ
の結果、電極部材10a,10bとの間の抵抗発熱層2
の部分のみが発熱して、抵抗発熱層2での発熱領域は大
きいサイズの用紙に対応したものから小さいサイズの用
紙に対応したものに変更される。また、電源回路15か
らの電流は、大径円筒部6a1と電極部材10a、及び
大径円筒部6b1と電極部材10bとの間の抵抗発熱層
2に流れず、これらの部分では、抵抗発熱層2はジュー
ル熱を発生しない。このことにより、上記非通紙部での
温度がさらに上昇するのを防止できる。その結果、例え
ば小さいサイズの用紙にトナーを連続して定着した後、
大きいサイズの用紙にトナーを定着する場合に生じるホ
ットオフセットを完全に防ぐことができる。感熱給電切
換部18a,18bを抵抗発熱層2の内周面に容易に取
り付けるために、例えば図2に示すように、切り欠き1
0a1が電極部材10aに設けられている。
用紙に連続してトナーを定着したときに上昇するもので
あり、トナー定着時に用紙と接触しない部分、つまりヒ
ートローラ1の非通紙部での温度上昇に基づいて上昇す
る。各感熱給電部材11a,11bは、その周囲温度が
所定の設定温度(例えば、200℃)を超えてホットオ
フセットを発生する温度(例えば、240℃)に達する
前に、上記他端部分がヒートローラ1の中心軸の方向に
変位、作動して第2の給電部7a,7bに接触する。こ
のことにより、電源回路15から抵抗発熱層2への通電
路は、第1の給電部6a,6bの小径円筒部6a2,6
b2、及び大径円筒部6a1,6b1を介して抵抗発熱層
2への通電路から小径円筒部6a2,6b2、及び第2の
給電部7a,7bを経て当該感熱給電切換部18a,1
8bを介して抵抗発熱層2への通電路に切り換わる。そ
の結果、電極部材10a,10bとの間の抵抗発熱層2
の部分のみが発熱して、抵抗発熱層2での発熱領域は大
きいサイズの用紙に対応したものから小さいサイズの用
紙に対応したものに変更される。また、電源回路15か
らの電流は、大径円筒部6a1と電極部材10a、及び
大径円筒部6b1と電極部材10bとの間の抵抗発熱層
2に流れず、これらの部分では、抵抗発熱層2はジュー
ル熱を発生しない。このことにより、上記非通紙部での
温度がさらに上昇するのを防止できる。その結果、例え
ば小さいサイズの用紙にトナーを連続して定着した後、
大きいサイズの用紙にトナーを定着する場合に生じるホ
ットオフセットを完全に防ぐことができる。感熱給電切
換部18a,18bを抵抗発熱層2の内周面に容易に取
り付けるために、例えば図2に示すように、切り欠き1
0a1が電極部材10aに設けられている。
【0034】ここで、図4を参照して、感熱給電切換部
18a,18bのヒートローラ1への取付方法について
具体的に説明する。図4は、図1に示した感熱給電切換
部の取付方法を示す説明図である。図4に示すように、
感熱給電切換部18bのヒートローラ1への取付方法
は、まず抵抗発熱層2の内径寸法より小さい円筒状の取
り付け部材30内に感熱給電切換部18bを収容、配置
する。続いて、押出し部材31を図の矢印”Q”の方向
に動作して、感熱給電切換部18bを抵抗発熱層2の内
部に挿入し当該抵抗発熱層2の内周面に装着する。電極
部材10bには図2に例示した切り欠きが設けられてい
るので、電極部材10bは取り付け部材30の内周面に
一致して弾性変形し、感熱給電切換部18bを容易に取
り付け部材30内に挿入できる。また、感熱給電部材1
1bの突出している他端部分が押出し部材31の反対側
となるように、感熱給電切換部18bを取り付け部材3
0内に配置することにより、押出し部材31によって感
熱給電部材11bを破損することなく、感熱給電切換部
18bを抵抗発熱層2の内部に挿入することができる。
感熱給電切換部18aもまた同様な方法により、抵抗発
熱層2の内周面に装着しヒートローラ1に取り付けられ
る。
18a,18bのヒートローラ1への取付方法について
具体的に説明する。図4は、図1に示した感熱給電切換
部の取付方法を示す説明図である。図4に示すように、
感熱給電切換部18bのヒートローラ1への取付方法
は、まず抵抗発熱層2の内径寸法より小さい円筒状の取
り付け部材30内に感熱給電切換部18bを収容、配置
する。続いて、押出し部材31を図の矢印”Q”の方向
に動作して、感熱給電切換部18bを抵抗発熱層2の内
部に挿入し当該抵抗発熱層2の内周面に装着する。電極
部材10bには図2に例示した切り欠きが設けられてい
るので、電極部材10bは取り付け部材30の内周面に
一致して弾性変形し、感熱給電切換部18bを容易に取
り付け部材30内に挿入できる。また、感熱給電部材1
1bの突出している他端部分が押出し部材31の反対側
となるように、感熱給電切換部18bを取り付け部材3
0内に配置することにより、押出し部材31によって感
熱給電部材11bを破損することなく、感熱給電切換部
18bを抵抗発熱層2の内部に挿入することができる。
感熱給電切換部18aもまた同様な方法により、抵抗発
熱層2の内周面に装着しヒートローラ1に取り付けられ
る。
【0035】図1に戻って、円筒状の抵抗発熱層2は、
その両端開口部分が第1の給電部6a,6bにより密閉
されている。このため、本実施例のヒートローラ1で
は、各大径円筒部6b1,6b2のフランジ面に空気孔1
3a,13bを設けて、抵抗発熱層2内の空気の流出、
流入が可能となるよう構成している。このことにより、
本実施例のヒートローラ1では、ヒートローラ1の加熱
及び冷却によってそれそれ生じる抵抗発熱層2内の空気
の熱膨張及び熱収縮による影響を受けることがなく、ヒ
ートローラ1に歪みなどの変形を生じるのを防止するこ
とができる。さらに、各空気孔13a,13bの抵抗発
熱層2の内部側には、トナー侵入防止部材14a,14
bが設けられている。これらのトナー侵入防止部材14
a,14bは、通気性の良い耐熱フィルターであって、
フッ素ゴム、もしくはシリコーンゴム等の耐熱性を有す
るゴム弾性体、あるいは金属メッシュ、またはシリコー
ンスポンジにより構成され、トナーの粒子径より小さい
開口(例えば3μm以下)を備えている。トナー侵入防
止部材14a,14bを設けたことにより、本実施例の
ヒートローラ1では、抵抗発熱層2内の空気が熱収縮し
たとき、ヒートローラ1の近傍で浮遊しているトナーが
抵抗発熱層2内に流入し、さらに第2の給電部7a,7
bに付着して、第2の給電部7a,7bと感熱給電部材
11a,11bとの導通を妨げるのを防止することがで
きる。
その両端開口部分が第1の給電部6a,6bにより密閉
されている。このため、本実施例のヒートローラ1で
は、各大径円筒部6b1,6b2のフランジ面に空気孔1
3a,13bを設けて、抵抗発熱層2内の空気の流出、
流入が可能となるよう構成している。このことにより、
本実施例のヒートローラ1では、ヒートローラ1の加熱
及び冷却によってそれそれ生じる抵抗発熱層2内の空気
の熱膨張及び熱収縮による影響を受けることがなく、ヒ
ートローラ1に歪みなどの変形を生じるのを防止するこ
とができる。さらに、各空気孔13a,13bの抵抗発
熱層2の内部側には、トナー侵入防止部材14a,14
bが設けられている。これらのトナー侵入防止部材14
a,14bは、通気性の良い耐熱フィルターであって、
フッ素ゴム、もしくはシリコーンゴム等の耐熱性を有す
るゴム弾性体、あるいは金属メッシュ、またはシリコー
ンスポンジにより構成され、トナーの粒子径より小さい
開口(例えば3μm以下)を備えている。トナー侵入防
止部材14a,14bを設けたことにより、本実施例の
ヒートローラ1では、抵抗発熱層2内の空気が熱収縮し
たとき、ヒートローラ1の近傍で浮遊しているトナーが
抵抗発熱層2内に流入し、さらに第2の給電部7a,7
bに付着して、第2の給電部7a,7bと感熱給電部材
11a,11bとの導通を妨げるのを防止することがで
きる。
【0036】尚、これらの各トナー侵入防止部材14
a,14bは、例えば硬化性接着剤により大径円筒部6
a1,6b1の内部に接着し、空気孔13a,13bを塞
ぐように設置することが好ましい。このようにすること
により、トナー侵入防止部材14a,14bの設置面積
を小さくできる。さらに、大径円筒部6a1,6b1の内
側にトナー侵入防止部材14a,14bを予め接着する
ことにより、トナー侵入防止部材14a,14bの抵抗
発熱層2内での位置決め作業を省略することができ、ヒ
ートローラ1の製造工数を減らすことができる。また、
トナー侵入防止部材14a,14bと第1の給電部6
a,6bとの接着面を抵抗発熱層2の内側に設けること
により、加圧ローラ20に塗布されたシリコーンオイル
等の汚染物による影響を低減でき、それらの汚染物によ
るトナー侵入防止部材14a,14bの剥離を防止する
ことができる。また、トナー侵入防止部材14a,14
bをフッ素ゴムやシリコーンゴム等の耐熱性のゴム弾性
体により構成することが望ましい。その理由は、それら
のゴム弾性体を用いることにより、トナー及びシリコー
ンオイルの抵抗発熱層2の内部への侵入を完全に防止で
き、さらにヒートローラ1の加熱及び冷却による上述の
内部空気の膨張及び収縮に応じて弾性変形することがで
きるので、トナー侵入防止部材14a,14b自体の破
壊を防ぐことができる。
a,14bは、例えば硬化性接着剤により大径円筒部6
a1,6b1の内部に接着し、空気孔13a,13bを塞
ぐように設置することが好ましい。このようにすること
により、トナー侵入防止部材14a,14bの設置面積
を小さくできる。さらに、大径円筒部6a1,6b1の内
側にトナー侵入防止部材14a,14bを予め接着する
ことにより、トナー侵入防止部材14a,14bの抵抗
発熱層2内での位置決め作業を省略することができ、ヒ
ートローラ1の製造工数を減らすことができる。また、
トナー侵入防止部材14a,14bと第1の給電部6
a,6bとの接着面を抵抗発熱層2の内側に設けること
により、加圧ローラ20に塗布されたシリコーンオイル
等の汚染物による影響を低減でき、それらの汚染物によ
るトナー侵入防止部材14a,14bの剥離を防止する
ことができる。また、トナー侵入防止部材14a,14
bをフッ素ゴムやシリコーンゴム等の耐熱性のゴム弾性
体により構成することが望ましい。その理由は、それら
のゴム弾性体を用いることにより、トナー及びシリコー
ンオイルの抵抗発熱層2の内部への侵入を完全に防止で
き、さらにヒートローラ1の加熱及び冷却による上述の
内部空気の膨張及び収縮に応じて弾性変形することがで
きるので、トナー侵入防止部材14a,14b自体の破
壊を防ぐことができる。
【0037】電源回路15は、直流電源とその制御を行
う制御部とを備え、上述の温度検知部により検知したオ
フセット防止層5の表面温度に基づいて、抵抗発熱層2
に電力を供給する。摺動接点16a,16bは、第1の
給電部6a,6bとの耐摩耗性がよく、高い導電性を有
するタフピッチ銅、リン青銅、黄銅、カーボン、銀合金
などの材料により構成されている。接続線17a,17
bは、絶縁被膜を施した金属導線により構成されてい
る。本実施例のヒートローラ1では、感熱給電切換部1
8a,18bが周囲温度に基づいて作動し、抵抗発熱層
2での発熱領域をトナーを定着する用紙のサイズに応じ
て自動的に変更するので、電源回路15,摺動接点16
a,16b、及び接続線17a,17bの構成を変更す
ることなく、抵抗発熱層2での発熱領域の数を増加する
ことができる。
う制御部とを備え、上述の温度検知部により検知したオ
フセット防止層5の表面温度に基づいて、抵抗発熱層2
に電力を供給する。摺動接点16a,16bは、第1の
給電部6a,6bとの耐摩耗性がよく、高い導電性を有
するタフピッチ銅、リン青銅、黄銅、カーボン、銀合金
などの材料により構成されている。接続線17a,17
bは、絶縁被膜を施した金属導線により構成されてい
る。本実施例のヒートローラ1では、感熱給電切換部1
8a,18bが周囲温度に基づいて作動し、抵抗発熱層
2での発熱領域をトナーを定着する用紙のサイズに応じ
て自動的に変更するので、電源回路15,摺動接点16
a,16b、及び接続線17a,17bの構成を変更す
ることなく、抵抗発熱層2での発熱領域の数を増加する
ことができる。
【0038】《動作》次に、本実施例のヒートローラの
動作について説明する。まず、図1を参照して、B4
縦、A3縦サイズ等の大きいサイズの用紙にトナーを定
着する場合でのヒートローラ1の動作について説明す
る。電源回路15は、所定の電力を接続線17a,17
bを介して摺動接点16a,16bに供給する。このこ
とにより、摺動接点16a,16bから第1の給電部6
a,6bの小径円筒部6a2,6b2及び大径円筒部6a
1,6b1に電力が給電され、大径円筒部6a1,6b1に
よって抵抗発熱層2の両端間、すなわち抵抗発熱層2の
最大の発熱領域に電力が給電される。その結果、抵抗発
熱層2は、その全面でジュール熱を発生し、当該ジュー
ル熱は、電気絶縁層3、及び基体4を経てオフセット防
止層5の全面に伝導される。その後、電源回路15は、
オフセット防止層5の表面温度が所定の温度となるま
で、電力を抵抗発熱層2に供給する。続いて、大きいサ
イズの用紙がヒートローラ1と加圧ローラ20との間に
供給され、その用紙上に担持されたトナーが定着され
る。この場合、感熱給電切換部18a,18bの周囲温
度は感熱給電部材11a,11bが変位、作動する設定
温度を越えないので、電源回路15から抵抗発熱層2ま
での通電路は変更されない。
動作について説明する。まず、図1を参照して、B4
縦、A3縦サイズ等の大きいサイズの用紙にトナーを定
着する場合でのヒートローラ1の動作について説明す
る。電源回路15は、所定の電力を接続線17a,17
bを介して摺動接点16a,16bに供給する。このこ
とにより、摺動接点16a,16bから第1の給電部6
a,6bの小径円筒部6a2,6b2及び大径円筒部6a
1,6b1に電力が給電され、大径円筒部6a1,6b1に
よって抵抗発熱層2の両端間、すなわち抵抗発熱層2の
最大の発熱領域に電力が給電される。その結果、抵抗発
熱層2は、その全面でジュール熱を発生し、当該ジュー
ル熱は、電気絶縁層3、及び基体4を経てオフセット防
止層5の全面に伝導される。その後、電源回路15は、
オフセット防止層5の表面温度が所定の温度となるま
で、電力を抵抗発熱層2に供給する。続いて、大きいサ
イズの用紙がヒートローラ1と加圧ローラ20との間に
供給され、その用紙上に担持されたトナーが定着され
る。この場合、感熱給電切換部18a,18bの周囲温
度は感熱給電部材11a,11bが変位、作動する設定
温度を越えないので、電源回路15から抵抗発熱層2ま
での通電路は変更されない。
【0039】次に、図1、及び図5を参照して、A4縦
サイズ等の小さいサイズの用紙にトナーを定着する場合
でのヒートローラ1の動作について説明する。図5は、
図1に示した感熱給電切換部が作動した後の状態でのヒ
ートローラの動作を示す説明図である。電源回路15
は、上述の大きいサイズの用紙にトナーを定着する場合
と同様に、所定の電力を接続線17a,17bを介して
摺動接点16a,16bに供給する。このことにより、
摺動接点16a,16bから第1の給電部6a,6bの
小径円筒部6a2,6b2及び大径円筒部6a1,6b1に
電力が給電され、大径円筒部6a1,6b1によって抵抗
発熱層2の両端間、すなわち抵抗発熱層2の最大の発熱
領域に電力が給電される。その結果、抵抗発熱層2は、
その全面でジュール熱を発生し、当該ジュール熱は、電
気絶縁層3、及び基体4を経てオフセット防止層5の全
面に伝導される。その後、電源回路15は、オフセット
防止層5の表面温度が所定の温度となるまで、電力を抵
抗発熱層2に供給する。次に、小さいサイズの用紙がヒ
ートローラ1と加圧ローラ20との間に供給され、その
用紙上に担持されたトナーが定着される。
サイズ等の小さいサイズの用紙にトナーを定着する場合
でのヒートローラ1の動作について説明する。図5は、
図1に示した感熱給電切換部が作動した後の状態でのヒ
ートローラの動作を示す説明図である。電源回路15
は、上述の大きいサイズの用紙にトナーを定着する場合
と同様に、所定の電力を接続線17a,17bを介して
摺動接点16a,16bに供給する。このことにより、
摺動接点16a,16bから第1の給電部6a,6bの
小径円筒部6a2,6b2及び大径円筒部6a1,6b1に
電力が給電され、大径円筒部6a1,6b1によって抵抗
発熱層2の両端間、すなわち抵抗発熱層2の最大の発熱
領域に電力が給電される。その結果、抵抗発熱層2は、
その全面でジュール熱を発生し、当該ジュール熱は、電
気絶縁層3、及び基体4を経てオフセット防止層5の全
面に伝導される。その後、電源回路15は、オフセット
防止層5の表面温度が所定の温度となるまで、電力を抵
抗発熱層2に供給する。次に、小さいサイズの用紙がヒ
ートローラ1と加圧ローラ20との間に供給され、その
用紙上に担持されたトナーが定着される。
【0040】続いて、小さいサイズの用紙を連続して供
給すると、ヒートローラ1の非通紙部において温度が上
昇する。この非通紙部での温度上昇による熱は、オフセ
ット防止層5から基体4、及び電気絶縁層3を経て抵抗
発熱層2に伝わり、感熱給電切換部18a,18bの周
囲温度を上昇する。その結果、感熱給電切換部18a,
18bの感熱給電部材11a,11bが変位、作動し
て、感熱給電部材11a,11bは、図4に示すよう
に、第2の給電部7a,7bと接触する。このことによ
り、電源回路15から抵抗発熱層2への通電路が小さい
サイズの用紙に対応したものに切り換えられ、電源回路
15からの電流は、例えば図4の”I”で示すように、
接続線17a、摺動接点16a、小径円筒部6a2、第
2の給電部7a、感熱給電切換部18a、抵抗発熱層
2、感熱給電切換部18b、第2の給電部7b、小径円
筒部6b2、摺動接点16b、及び接続線17bの順番
に流れる。従って、抵抗発熱層2では、感熱給電切換部
18a,18bの電極部材10a,10bの間の部分の
みが上記電流によってジュール熱を発生する。このジュ
ール熱は、電気絶縁層3、及び基体4を経て、電極部材
10a,10bの間の部分上にあるオフセット防止層5
の部分(図5の”発熱領域”にて図示)に伝えられ、こ
の部分と接触する用紙上のトナーが定着される。
給すると、ヒートローラ1の非通紙部において温度が上
昇する。この非通紙部での温度上昇による熱は、オフセ
ット防止層5から基体4、及び電気絶縁層3を経て抵抗
発熱層2に伝わり、感熱給電切換部18a,18bの周
囲温度を上昇する。その結果、感熱給電切換部18a,
18bの感熱給電部材11a,11bが変位、作動し
て、感熱給電部材11a,11bは、図4に示すよう
に、第2の給電部7a,7bと接触する。このことによ
り、電源回路15から抵抗発熱層2への通電路が小さい
サイズの用紙に対応したものに切り換えられ、電源回路
15からの電流は、例えば図4の”I”で示すように、
接続線17a、摺動接点16a、小径円筒部6a2、第
2の給電部7a、感熱給電切換部18a、抵抗発熱層
2、感熱給電切換部18b、第2の給電部7b、小径円
筒部6b2、摺動接点16b、及び接続線17bの順番
に流れる。従って、抵抗発熱層2では、感熱給電切換部
18a,18bの電極部材10a,10bの間の部分の
みが上記電流によってジュール熱を発生する。このジュ
ール熱は、電気絶縁層3、及び基体4を経て、電極部材
10a,10bの間の部分上にあるオフセット防止層5
の部分(図5の”発熱領域”にて図示)に伝えられ、こ
の部分と接触する用紙上のトナーが定着される。
【0041】以上のように、本実施例のヒートローラ1
では、感熱給電切換部18a,18bが円筒状の抵抗発
熱層2の内部に設けられ、トナーを定着するトナー支持
体のサイズに対応して抵抗発熱層2での発熱領域を変更
している。このため、抵抗発熱層2での発熱領域の数を
増加した場合でも、非通紙部の温度上昇によるホットオ
フセットの発生を防止し、かつコンパクトな構造のヒー
トローラ1を構成することができる。
では、感熱給電切換部18a,18bが円筒状の抵抗発
熱層2の内部に設けられ、トナーを定着するトナー支持
体のサイズに対応して抵抗発熱層2での発熱領域を変更
している。このため、抵抗発熱層2での発熱領域の数を
増加した場合でも、非通紙部の温度上昇によるホットオ
フセットの発生を防止し、かつコンパクトな構造のヒー
トローラ1を構成することができる。
【0042】《第2の実施例》図6は、第2の実施例で
あるヒートローラでの感熱給電切換部の構成を示す斜視
図である。この実施例では、ヒートローラの構成におい
て、ヒートローラの半径方向に作動する感熱給電部材を
電極部材の内面に設けた。それ以外の各部は、第1の実
施例のものと同様であるのでそれらの重複した説明は省
略する。図6に示すように、感熱給電切換部18a’
は、切り欠き10a1を備えた略リング状の電極部材1
0aと、当該電極部材10aの内周面に固着され、周囲
温度に基づいてヒートローラ1(図1)の半径方向(図
の矢印”R”の方向)に変位、作動する感熱給電部材1
1a’とにより構成されている。感熱給電部材11a’
は、第1の実施例のものと同様に、熱膨張率が異なる2
種類の金属、例えば銅合金とアンバーとからなる板状の
バイメタルにより構成されている。但し、第1の実施例
のものとは異なり、熱膨張率の小さいアンバーの面が銅
合金の面より抵抗発熱層2の内周面に近くなるように、
アンバーの面が電極部材10aの内周面に固着されてい
る。ヒートローラ1の半径方向に作動する感熱給電部材
11a’を用いることにより、第1の実施例のものに比
べて、抵抗発熱層2(図1)の内部での感熱給電切換部
18a’の設置スペースを小さくすることができ、ヒー
トローラ1のサイズを大きくすることなく、抵抗発熱層
2での発熱領域の数を増加さすることができる。また、
感熱給電部材11a’の幅寸法を電極部材10aのもの
より小さくなるよう感熱給電部材11a’を構成し、こ
の感熱給電部材11a’を電極部材10aの内周面上か
ら突出しないよう電極部材10aに配置する。このよう
に構成することにより、抵抗発熱層2の内部に感熱給電
切換部18aを挿入するとき、感熱給電部材11a’を
破損することなく、ヒートローラ1の内部に設置するこ
とができる。
あるヒートローラでの感熱給電切換部の構成を示す斜視
図である。この実施例では、ヒートローラの構成におい
て、ヒートローラの半径方向に作動する感熱給電部材を
電極部材の内面に設けた。それ以外の各部は、第1の実
施例のものと同様であるのでそれらの重複した説明は省
略する。図6に示すように、感熱給電切換部18a’
は、切り欠き10a1を備えた略リング状の電極部材1
0aと、当該電極部材10aの内周面に固着され、周囲
温度に基づいてヒートローラ1(図1)の半径方向(図
の矢印”R”の方向)に変位、作動する感熱給電部材1
1a’とにより構成されている。感熱給電部材11a’
は、第1の実施例のものと同様に、熱膨張率が異なる2
種類の金属、例えば銅合金とアンバーとからなる板状の
バイメタルにより構成されている。但し、第1の実施例
のものとは異なり、熱膨張率の小さいアンバーの面が銅
合金の面より抵抗発熱層2の内周面に近くなるように、
アンバーの面が電極部材10aの内周面に固着されてい
る。ヒートローラ1の半径方向に作動する感熱給電部材
11a’を用いることにより、第1の実施例のものに比
べて、抵抗発熱層2(図1)の内部での感熱給電切換部
18a’の設置スペースを小さくすることができ、ヒー
トローラ1のサイズを大きくすることなく、抵抗発熱層
2での発熱領域の数を増加さすることができる。また、
感熱給電部材11a’の幅寸法を電極部材10aのもの
より小さくなるよう感熱給電部材11a’を構成し、こ
の感熱給電部材11a’を電極部材10aの内周面上か
ら突出しないよう電極部材10aに配置する。このよう
に構成することにより、抵抗発熱層2の内部に感熱給電
切換部18aを挿入するとき、感熱給電部材11a’を
破損することなく、ヒートローラ1の内部に設置するこ
とができる。
【0043】上述の第1乃至第2の実施例では、1対の
感熱給電切換部を抵抗発熱層の内部に設け、抵抗発熱層
での発熱領域を大小2つの領域に変更できる構成につい
て説明したが、トナー支持体のサイズに対応した複数対
の感熱給電切換部を抵抗発熱層の内部に設け、抵抗発熱
層での発熱領域をさらに分割できる構成としてもよい。
また、ヒートローラの内面に全面に渡って設けられた抵
抗発熱層について説明したが、ヒートローラの円周方向
において、抵抗発熱層を部分的に除去し抵抗値を調整し
た抵抗発熱層を用いてもよい。また、1対の感熱給電切
換部の間の抵抗発熱層を1つの発熱領域として発熱する
構成について説明したが、1つの感熱給電切換部を抵抗
発熱層の内周面に固定し、この感熱給電切換部と抵抗発
熱層の一端部との間の抵抗発熱層の部分を1つの発熱領
域として発熱する構成としてもよい。また、基体の内周
側に抵抗発熱層を設けた構成について説明したが、抵抗
発熱層の内周側に基体を設ける構成としてよい。
感熱給電切換部を抵抗発熱層の内部に設け、抵抗発熱層
での発熱領域を大小2つの領域に変更できる構成につい
て説明したが、トナー支持体のサイズに対応した複数対
の感熱給電切換部を抵抗発熱層の内部に設け、抵抗発熱
層での発熱領域をさらに分割できる構成としてもよい。
また、ヒートローラの内面に全面に渡って設けられた抵
抗発熱層について説明したが、ヒートローラの円周方向
において、抵抗発熱層を部分的に除去し抵抗値を調整し
た抵抗発熱層を用いてもよい。また、1対の感熱給電切
換部の間の抵抗発熱層を1つの発熱領域として発熱する
構成について説明したが、1つの感熱給電切換部を抵抗
発熱層の内周面に固定し、この感熱給電切換部と抵抗発
熱層の一端部との間の抵抗発熱層の部分を1つの発熱領
域として発熱する構成としてもよい。また、基体の内周
側に抵抗発熱層を設けた構成について説明したが、抵抗
発熱層の内周側に基体を設ける構成としてよい。
【0044】
【発明の効果】以上のように、本発明のヒートローラで
は、感熱給電切換部が円筒状の抵抗発熱層の内部に設け
られ、トナーを定着するトナー支持体のサイズに対応し
て抵抗発熱層での発熱領域を変更している。このため、
抵抗発熱層での発熱領域の数を増加した場合でも、非通
紙部の温度上昇によるホットオフセットの発生を防止
し、かつコンパクトな構造のヒートローラを構成するこ
とができる。さらに、本発明のヒートローラでは、感熱
給電切換部が周囲温度に基づいて作動し、抵抗発熱層で
の発熱領域をトナーを定着する用紙のサイズに応じて自
動的に変更するので、抵抗発熱層に電力を供給する電源
回路等の構成を変更することなく、抵抗発熱層での発熱
領域の数を増加することができる。
は、感熱給電切換部が円筒状の抵抗発熱層の内部に設け
られ、トナーを定着するトナー支持体のサイズに対応し
て抵抗発熱層での発熱領域を変更している。このため、
抵抗発熱層での発熱領域の数を増加した場合でも、非通
紙部の温度上昇によるホットオフセットの発生を防止
し、かつコンパクトな構造のヒートローラを構成するこ
とができる。さらに、本発明のヒートローラでは、感熱
給電切換部が周囲温度に基づいて作動し、抵抗発熱層で
の発熱領域をトナーを定着する用紙のサイズに応じて自
動的に変更するので、抵抗発熱層に電力を供給する電源
回路等の構成を変更することなく、抵抗発熱層での発熱
領域の数を増加することができる。
【図1】本発明の第1の実施例であるヒートローラの構
成を示す断面図
成を示す断面図
【図2】図1に示した感熱給電切換部の構成を示す斜視
図
図
【図3】図1に示した抵抗発熱層、電源回路、及び感熱
給電切換部の等価的な電気回路の構成を示すブロック図
給電切換部の等価的な電気回路の構成を示すブロック図
【図4】図1に示した感熱給電切換部の取付方法を示す
説明図
説明図
【図5】図1に示した感熱給電切換部が作動した後の状
態でのヒートローラの動作を示す説明図
態でのヒートローラの動作を示す説明図
【図6】本発明の第2の実施例であるヒートローラでの
感熱給電切換部の構成を示す斜視図
感熱給電切換部の構成を示す斜視図
【図7】従来のヒートローラの構成を示す断面図
1 ヒートローラ 2 抵抗発熱層 4 基体 6a,6b 第1の給電部 6a1,6b1 大径円筒部 6a2,6b2 小径円筒部 7a,7b 第2の給電部 8a,8b 支持部材 9a,9b 絶縁体 10a,10b 電極部材 11a,11b,11a’ 感熱給電部材 13a,13b 空気孔 14a,14b トナー侵入防止部材 15 電源回路 18a,18b,18a’ 感熱給電切換部
Claims (11)
- 【請求項1】 円筒状の基体と、 前記基体の表面に設けられ、複数の発熱領域が形成され
た円筒状の抵抗発熱体と、 前記抵抗発熱体に電力を供給する電源と、 前記抵抗発熱体の内部に設けられ、周囲温度に基づいて
電源から抵抗発熱体への通電路を切り換え、複数のうち
の1部の発熱領域に抵抗発熱を生じさせようとする感熱
給電切換部を具備したことを特徴とするヒートローラ。 - 【請求項2】 高熱伝導性を有する円筒状の基体と、 前記基体の内部に設けられた抵抗発熱体と、 前記抵抗発熱体の内部に設けられ、抵抗発熱体の発熱領
域を基体の軸方向に分割する複数の電極部材と、 小径円筒部、及び空気孔を備えた大径円筒部を有し、前
記抵抗発熱体の両端部に設けられ、抵抗発熱体の最大の
発熱領域に電力を供給する第1の給電手段と、 前記空気孔に近接して設けられ、抵抗発熱体の内部への
トナーの侵入を防止するトナー侵入防止手段と、 前記第1の給電手段に接続され、第1の給電手段から複
数の各電極部材に電力を供給する第2の給電手段と、 前記電極部材に一端部分が固着され、周囲温度が所定の
温度を越えたとき他端部分が基体の軸方向に変位し第2
の給電手段と接触して、複数の電極部材の間の抵抗発熱
体に第2の給電手段から電極部材を介して電力を供給す
る感熱給電部材を具備したことを特徴とするヒートロー
ラ。 - 【請求項3】 前記抵抗発熱体の両端部に大径円筒部を
挿入し、小径円筒部内に第2の給電手段を接続して、第
2の給電手段、感熱給電部材、及び電極部材の抵抗値の
合計値を大径円筒部、及び一端部から電極部材が設けら
れている部分までの抵抗発熱体の抵抗値の合計値よりも
小さくしたことを特徴とする請求項2に記載のヒートロ
ーラ。 - 【請求項4】 前記トナー侵入防止手段が、トナーの粒
子径より小さい開口を備え、良通気性の耐熱フィルター
により構成されたことを特徴とする請求項2に記載のヒ
ートローラ。 - 【請求項5】 前記空気孔を塞ぐようにトナー侵入防止
手段を設置したことを特徴とする請求項2に記載のヒー
トローラ。 - 【請求項6】 前記トナー侵入防止手段を大径円筒部の
内部に設置したことを特徴とする請求項5に記載のヒー
トローラ。 - 【請求項7】 前記トナー侵入防止手段が、耐熱性のゴ
ム弾性体により構成されたことを特徴とする請求項2乃
至6のいずれかに記載のヒートローラ。 - 【請求項8】 前記第2の給電手段を支持する支持部材
と、前記支持部材を抵抗発熱体の内周面に固定する絶縁
体とを設けたことを特徴とする請求項2に記載のヒート
ローラ。 - 【請求項9】 前記感熱給電部材の他端部分が、抵抗発
熱体の中央部分側に突出するように、電極部材に固定し
たことを特徴とする請求項2に記載のヒートローラ。 - 【請求項10】 前記周囲温度が所定の温度を越えたと
き、感熱給電部材の他端部分が、ヒートローラの半径方
向に変位して第2の給電手段と接触することを特徴とす
る請求項2に記載のヒートローラ。 - 【請求項11】 前記感熱給電部材の幅寸法を電極部材
のものより小さくし、感熱給電部材が電極部材の表面か
ら突出しないように電極部材上に設けたことを特徴とす
る請求項10に記載のヒートローラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9343288A JPH11174884A (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | ヒートローラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9343288A JPH11174884A (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | ヒートローラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11174884A true JPH11174884A (ja) | 1999-07-02 |
Family
ID=18360365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9343288A Pending JPH11174884A (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | ヒートローラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11174884A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6909862B2 (en) | 2001-01-19 | 2005-06-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Printer apparatus having fixing unit with heat controller for controlling temperature of heat-up roller |
| KR101539223B1 (ko) * | 2008-12-30 | 2015-07-28 | 삼성전자 주식회사 | 정착기 및 이를 구비하는 화상형성장치 |
-
1997
- 1997-12-12 JP JP9343288A patent/JPH11174884A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6909862B2 (en) | 2001-01-19 | 2005-06-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Printer apparatus having fixing unit with heat controller for controlling temperature of heat-up roller |
| KR101539223B1 (ko) * | 2008-12-30 | 2015-07-28 | 삼성전자 주식회사 | 정착기 및 이를 구비하는 화상형성장치 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20040308 |