JPH1145019A

JPH1145019A - 加熱定着装置及び同用加熱ローラ

Info

Publication number: JPH1145019A
Application number: JP26712697A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Machida; 秀則町田; Takashi Fujita; 貴史藤田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 1999-02-16

Abstract

(57)【要約】【課題】安全性を向上し、電力供給部の信頼性を高め
た加熱定着装置を提供する。【解決手段】給電部材１５を介して発熱層１４へ電力
が供給される円筒状の加熱ローラ１０に回転自在な加圧
ローラを所定圧力で圧接し、これら２つのローラを回転
させながら印刷用紙を挿通させてトナーを印刷用紙に融
着する加熱定着装置に関する。給電部材１５の外側に耐
熱性と絶縁性とを備えたキャップ１６が配置されている
ので、導電性の異物の接触による芯金１１へのショート
や外部への電流リークなどの問題がなく安全性が確保さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機、
ファクシミリ、プリンタなどの電子写真プロセスを利用
した機器に使用される加熱定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】トナー画像の定着方法としては、熱導電
により加熱定着する加熱定着方法、トナーに高圧力を加
えることにより粘度を低下させ用紙の繊維中に入り込ま
せて定着する圧力定着方法、溶剤蒸気でトナーの樹脂を
溶かし定着する溶剤定着方法が知られている。加熱定着
方法は、トナーを熱によって溶解させ、用紙に圧力をか
けて固定させる方法で、広く採用されている。

【０００３】一般に、電子写真式装置、複写機、ファク
シミリ等には、加熱ローラに加圧ローラを圧接した加熱
定着装置が設けられている。この加熱定着装置では、図
９に示すように、加熱した加熱ローラ１７１を回転させ
ながらトナー１７３を転写した用紙１７４を加熱ローラ
１７１と加圧ローラ１７２とによって圧接して用紙１７
４にトナー１７３を加熱して融着し印字している。この
印字品位を保つには、定着温度内で加熱ローラの表面温
度を一定に維持することが必要である。加熱定着方法で
も、最も一般的なのが金属ローラの内面から、ハロゲン
ランプで加熱する方式のものである。

【０００４】ところが、この方式のものは、輻射熱を利
用するので、エネルギーの変換効率が悪く、消費電力が
嵩み、またウォームアップ時間が長いという欠点があ
る。また、近年では、加熱ローラの不要時には加熱ロー
ラへの電源を遮断して必要な時のみ電源を投入すること
によって消費電力を低減するようになされている。ま
た、電源投入時には加熱ローラ表面が即座に設定温度に
達する必要がある。

【０００５】そこで、このような欠点を解決する手段の
一つとして、基体表面に発熱層を配置した、直接加熱方
式の加熱ローラが提案されている。この直接加熱方式の
加熱ローラとして、例えば、特開平６−３３２３３３号
公報では、円筒状基体の表面に抵抗発熱物質を設け電流
を流すことにより加熱している。

【０００６】このような直接加熱方式の加熱ローラは、
前記ハロゲンランプによる間接加熱方式と比較して、ウ
ォームアップ時間が短く、消費電力が少ない等の利点が
ある。

【０００７】しかしながら、上述した従来の加熱定着装
置に用いられる加熱ローラは、発熱層が基体外面にある
ため、万一異常昇温し、発火した場合、発熱層と印刷用
紙とが直接接しているため、従来のハロゲンランプで加
熱するタイプの加熱ローラと比較して引火炎上する虞が
高い。また異常昇温しなくても、長期使用により離型層
が磨耗・剥離し、発熱層が露出して接触不良による花火
が発生し、紙及び周囲の部品に飛散する可能性が高い。
またローラ表面の良好な面粗さを得るのが困難であると
共に、発熱層の上にフッ素樹脂等の離型層を設ける必要
があり、発熱層とフッ素樹脂の密着性が悪いため、長期
の耐久性を保つことが困難であるという問題点があっ
た。

【０００８】さらに、電力を供給する導電性電極部材が
加熱ローラ表面の通紙部の近傍に存在するため、トナ
ー、紙粉等の異物付着による摺動部の磨耗・接触不良に
よる安全性の問題点もあった。

【０００９】これを解決する手段として図８に示す加熱
定着装置が考えられる。図８はこの解決手段の構成図で
ある従来の加熱ローラの概略図である。この加熱ローラ
１００は、中空円筒状基体である芯金１１１と、芯金１
１１の外面に形成された離型層１１２と、芯金１１１の
内面に形成された絶縁層１１３と、絶縁層１１３の内面
に形成された発熱層１１４と、発熱層１１４の端部に接
続された給電部材１１５とから構成されている。そし
て、給電部材１１５に外部導電部材１１７のブラシ電極
１１８を圧接することにより発熱層１１４に電力が供給
される。この従来の加熱ローラでは、芯金内面または電
極外面に凸部・凹部を形成し、電極が移動しないように
している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の加熱ローラの構成では、使用時に電気が流れるロー
ラ端部近傍の発熱層１１４や給電部材１１５が露出して
おり、導電性の異物の接触による芯金へのショートや外
部への電流リークなどの問題が考えられる。また、上記
従来の加熱ローラでは、給電部材を固定する場合、ロー
ラ内面に凸部を設けるため位置決め精度に問題があっ
た。

【００１１】また、従来の加熱ローラは給電部材を使用
し、給電部材と抵抗発熱体を固定するために接着剤を使
用していた。ここで使用する接着剤には導電性と耐熱性
が必要であるが、両者を兼ね備えた接着剤は非常に高価
である。また、導電性接着剤を用いるため、接着剤の浸
み出しにより電流がリークしたり、接着剤の塗装されて
いない箇所があった場合、抵抗発熱体と給電部材の導電
不良が発生するという問題があった。

【００１２】そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたものであって、安全性を向上し、電力供給部の信頼
性を高めた加熱定着装置及び同用加熱ローラを提供する
ことを目的とする。

【００１３】

【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の加熱定着装置は、給電部材を介して発熱層
へ電力が供給される円筒状の加熱ローラに回転自在な加
圧ローラを所定圧力で圧接し、これら２つのローラを回
転させながら印刷用紙を挿通させてトナーを印刷用紙に
融着する加熱定着装置において、前記給電部材の外側に
耐熱性と絶縁性とを備えた蓋部材が配置されていること
を特徴としている。この構成では、給電部材の外側に耐
熱性と絶縁性とを備えた蓋部材が配置されているので、
導電性の異物の接触による芯金へのショートや外部への
電流リークなどの問題がなく安全性が確保される。

【００１４】また、請求項２の加熱定着装置は、給電部
材を介して発熱層へ電力が供給される円筒状の加熱ロー
ラに回転自在な加圧ローラを所定圧力で圧接し、これら
２つのローラを回転させながら印刷用紙を挿通させてト
ナーを印刷用紙に融着する加熱定着装置であって、前記
加熱ローラは、外面に形成された離型層、該離型層の内
面に形成された電気絶縁層及び該電気絶縁層の内面に配
置された抵抗発熱体からなる発熱層を積層した構成の中
空円筒状基体とからなり、さらに前記発熱層の両端部に
備える給電部材に外部から電力を供給するための導電部
材が接触する加熱定着装置において、前記給電部材の外
側に耐熱性と絶縁性とを備えた蓋部材を配置しているこ
とを特徴としている。この構成では、給電部材の外側に
耐熱性と絶縁性とを備えた蓋部材が配置されているの
で、導電性の異物の接触による芯金へのショートや外部
への電流リークなどの問題がなく安全性が確保される。

【００１５】また、請求項３の加熱定着装置は、請求項
１又は２に記載の加熱定着装置において、前記蓋部材
は、その外周部に芯金内径より大径の鍔部が形成され、
前記給電部材に固定された状態で芯金に挿入されている
ことを特徴としている。この構成では、蓋部材は、その
外周部に中空円筒状基体の内径より大径の鍔部が形成さ
れ、給電部材に固定された状態で中空円筒状基体に挿入
されているので、中空円筒状基体芯金の内面に蓋部材を
挿入すると中空円筒状基体芯金の端部で蓋部材の鍔部が
付き当てられ、その結果給電部材の位置が精度良く決ま
る。また、給電部材がブラシ電極で押し付けられても、
鍔部があるため給電部材の位置ずれは起こらない。

【００１６】また、請求項４の加熱定着装置は、請求項
２に記載の加熱定着装置において、前記蓋部材は前記発
熱層の内径より大径の給電部材に固定され、該給電部材
は発熱層に圧入固定されていることを特徴としている。
この構成では、蓋部材は発熱層の内径より大径の給電部
材に固定され、給電部材は発熱層に圧入固定されている
ので、組み付けたときに給電部材と発熱層との接触状態
が良くなり、安定した給電を行うことができる。

【００１７】また、請求項５の加熱定着装置は、請求項
２〜４の何れかに記載の加熱定着装置において、前記中
空円筒状基体と給電部材とはほぼ同一の線膨張率を有す
る材料からなることを特徴としている。この構成では、
中空円筒状基体と給電部材とはほぼ同一の線膨張率を有
する材料からなるので、加熱時に中空円筒状基体の内径
と給電部材の外径との差は変わらず、電力供給の信頼性
は向上する。

【００１８】また、請求項６の加熱定着装置は、請求項
２〜５の何れかに記載の加熱定着装置において、前記給
電部材の外周部に微小の凹凸が形成されていることを特
徴としている。この構成では、給電部材の外周部に微小
の凹凸が形成されているので、部品点数を増やすことな
く発熱層に良好に給電することができる。

【００１９】また、請求項７の加熱定着装置は、請求項
２〜６の何れかに記載の加熱定着装置において、前記発
熱体が繊維状物質であり、給電部材の外周部が前記繊維
状物質の繊維に沿った螺旋の溝を有することを特徴とし
ている。この構成では、発熱体が繊維状物質であり、給
電部材の外周部が繊維状物質の繊維に沿った螺旋の溝を
有するので、部品点数を増やすことなく炭素繊維に良好
に給電することができる。

【００２０】また、請求項８の加熱定着装置は、請求項
１〜７の何れかに記載の加熱定着装置において、前記蓋
部材に凸部を設け、該凸部を給電部材の穴部に通し、凸
部を溶着して蓋部材と給電部材とを固定していることを
特徴としている。この構成では、蓋部材に凸部を設け、
該凸部を給電部材の穴部に通し、凸部を溶着して蓋部材
と給電部材とを固定しているので、長時間高熱に曝され
た場合の信頼性が高く、部品点数を増やすことなく、位
置精度の高い組立を容易に行うことができる。

【００２１】また、請求項９の加熱ローラは、給電部材
を介して電力が供給され、回転自在な加圧ローラととも
に、印刷用紙に圧接されてトナーを印刷用紙に融着する
円筒状の加熱ローラにおいて、前記給電部材の外側に耐
熱性と絶縁性とを備えた蓋部材が配置されていることを
特徴としている。この構成では、給電部材の外側に耐熱
性と絶縁性とを備えた蓋部材が配置されているので、導
電性の異物の接触による芯金へのショートや外部への電
流リークなどの問題がなく安全性が確保される。

【００２２】また、請求項１０の加熱ローラは、給電部
材を介して電力が供給され、回転自在な加圧ローラとと
もに、印刷用紙に圧接されてトナーを印刷用紙に融着す
る円筒状の加熱ローラであって、前記加熱ローラは、外
面に形成された離型層、該離型層の内面に形成された電
気絶縁層及び該電気絶縁層の内面に配置された抵抗発熱
体からなる発熱層を積層した構成の中空円筒状基体とか
らなり、さらに前記発熱層の両端部に備える給電部材に
外部から電力を供給するための導電部材が接触する加熱
ローラにおいて、前記給電部材の外側に耐熱性と絶縁性
とを備えた蓋部材を配置していることを特徴としてい
る。この構成では、給電部材の外側に耐熱性と絶縁性と
を備えた蓋部材が配置されているので、導電性の異物の
接触による芯金へのショートや外部への電流リークなど
の問題がなく安全性が確保される。

【００２３】また、請求項１１の加熱ローラは、請求項
１０に記載の加熱ローラにおいて、前記蓋部材は、その
外周部に芯金内径より大径の鍔部が形成され、前記給電
部材に固定された状態で芯金に挿入されていることを特
徴としている。この構成では、給電部材の外側に耐熱性
と絶縁性とを備えた蓋部材が配置されているので、導電
性の異物の接触による芯金へのショートや外部への電流
リークなどの問題がなく安全性が確保される。

【００２４】また、請求項１２の加熱ローラは、請求項
１０に記載の加熱ローラにおいて、前記蓋部材は前記発
熱層の内径より大径の給電部材に固定され、該給電部材
は発熱層に圧入固定されていることを特徴としている。
この構成では、蓋部材は、その外周部に中空円筒状基体
の内径より大径の鍔部が形成され、給電部材に固定され
た状態で中空円筒状基体に挿入されているので、中空円
筒状基体芯金の内面に蓋部材を挿入すると中空円筒状基
体芯金の端部で蓋部材の鍔部が付き当てられ、その結果
給電部材の位置が精度良く決まる。また、給電部材がブ
ラシ電極で押し付けられても、鍔部があるため給電部材
の位置ずれは起こらない。

【００２５】また、請求項１３の加熱ローラは、請求項
１０〜１２の何れかに記載の加熱ローラにおいて、前記
中空円筒状基体と給電部材とはほぼ同一の線膨張率を有
する材料からなることを特徴としている。この構成で
は、中空円筒状基体と給電部材とはほぼ同一の線膨張率
を有する材料からなるので、加熱時に中空円筒状基体の
内径と給電部材の外径との差は変わらず、電力供給の信
頼性は向上する。

【００２６】また、請求項１４の加熱ローラは、請求項
１０〜１３の何れかに記載の加熱ローラにおいて、前記
給電部材の外周部に微小の凹凸が形成されていることを
特徴としている。この構成では、給電部材の外周部に微
小の凹凸が形成されているので、部品点数を増やすこと
なく発熱層に良好に給電することができる。

【００２７】また、請求項１５の加熱ローラは、請求項
１０〜１４の何れかに記載の加熱ローラにおいて、前記
発熱体が繊維状物質であり、前記給電部材の外周部が前
記繊維状物資の繊維に沿った螺旋の溝を有することを特
徴としている。この構成では、発熱体が繊維状物質であ
り、給電部材の外周部が繊維状物質の繊維に沿った螺旋
の溝を有するので、部品点数を増やすことなく炭素繊維
に良好に給電することができる。

【００２８】また、請求項１６の加熱ローラは、請求項
１０〜１５の何れかに記載の加熱ローラにおいて、前記
蓋部材に凸部を設け、該凸部を給電部材の穴部に通し、
凸部を溶着して蓋部材と給電部材とを固定することを特
徴としている。この構成では、蓋部材に凸部を設け、該
凸部を給電部材の穴部に通し、凸部を溶着して蓋部材と
給電部材とを固定しているので、長時間高熱に曝された
場合の信頼性が高く、部品点数を増やすことなく、位置
精度の高い組立を容易に行うことができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係わ
る加熱定着装置の概略図である。図１に示すように、本
発明の加熱定着装置の加熱ローラ１０は、中空円筒状基
体である芯金１１と、芯金１１の外面に形成された離型
層１２と、芯金１１の内面に形成された絶縁層１３と、
絶縁層１３の内面に形成された発熱層１４と、発熱層１
４の端部に接続された略円筒状の給電部材１５と、加熱
ローラ１０の端部近傍の発熱層１４および給電部材１５
を覆う蓋部材であるキャップ１６とから構成されてい
る。そして、給電部材１５に外部導電部材１７のブラシ
電極１８を圧接することにより発熱層１４に電力が供給
される。このブラシ電極１８は外部導電部材１７側に固
定されていてもよく、また、給電部材１５側に固定され
ていてもよい。

【００３０】前記芯金１１の外面に形成する離型層１２
は５〜３０μｍの厚さを有するＰＦＡ（パーフルオロア
ルコキシ樹脂）から構成されている。また芯金１１の内
面の絶縁層１３に積層された発熱層１４は、抵抗発熱体
としての炭素繊維から構成されている。さらに給電部材
１５およびキャップ１６は発熱層１４の内側かつ表面に
圧入されている。

【００３１】前記絶縁層１３はアルマイト又はアラミド
樹脂、アルミナ、シリカ、マイカ、ポリイミド樹脂、フ
ェノール樹脂等の耐熱性絶縁材料から構成されている。
前記発熱層１４としては炭素繊維にポリイミド樹脂、ビ
スマレイミド樹脂、フェノール樹脂等の耐熱性樹脂を所
定の割合で含浸させたプリプレグシート部材を用い、こ
のプリプレグシート部材を加熱成形したものである。こ
のプリプレグシート部材の厚みは０．１〜０．５ｍｍで
ある。発熱層１４に用いる炭素繊維は図４に示すよう
に、平行四辺形に切断された炭素繊維プリプレグシート
を絶縁性強化層である絶縁層１３の上に螺旋状に巻き付
けてあり、このプリプレグシートの幅と長さを変化させ
ることにより電気抵抗を変え、加熱ローラ１０の発熱量
を増減することができる。図５は発熱層１４を構成する
炭素繊維プリプレグシート（図４参照）が螺旋状に巻き
付けてある様子を示している。また、発熱層１４として
はニクロムやステンレスのような比較的電気抵抗が高い
材料を使用することもできる。

【００３２】図３はキャップを示す斜視図であり、
（Ａ）は給電部材に取り付ける穴を設けた例であり、
（Ｂ）は給電部材に取り付ける凸部を設けた例である。
キャップ１６には、図３（Ｂ）に示すように、絶縁層１
３の内径に圧接して発熱層１４の端部に突き当てられる
第１鍔部１６ｂと、給電部材１５に挿入される筒部１６
ｃとを有し、筒部１６ｃには軸方向に一対の凸部１６ｅ
が設けられている。キャップ１６は熱容量が小さく、耐
熱性および絶縁性の高い部材であることが望ましい。

【００３３】図２は給電部材を示す図である。給電部材
１５はアルミニウム等の導電材料から構成されている。
給電部材１５とブラシ電極１８間、或いは給電部材１５
と炭素繊維を有する発熱層１４との間の電気抵抗を減ら
すために給電部材１５の表面にニッケルなどのメッキを
行っても良い。給電部材１５の外径は炭素繊維で作られ
る発熱層１４の内径（＝基体内径−（絶縁層厚＋発熱層
厚）×２）よりも大きく、給電部材１５は圧入或いは焼
きばめなどにより固定されている。さらに、給電部材１
５の外周面には、図２（Ａ）に示すように、微小凹凸部
１５ｂが設けられ、炭素繊維との密着性を高めている。
或いは、図２（Ｂ）に示すように、給電部材１５の外周
面に炭素繊維の繊維方向に沿った螺旋状微小溝部１５ｃ
を設けることで、給電部材１５と炭素繊維の接触面積を
増やすことができ、接触抵抗を下げ、電気供給の信頼性
向上を図ることができる。

【００３４】また、図１に示す矢印と逆方向に力が加わ
った場合でも、給電部材１５の外径は炭素繊維で作られ
る発熱層１４の内径より大きいため、給電部材１５がず
れたり、はずれたりしない。更に、微小凹凸部１５ｂや
炭素繊維の繊維方向に沿った螺旋状微小溝部１５ｃがあ
るとアンカー効果により給電部材１５はさらに大きな力
が加わってもずれることがない。

【００３５】給電部材１５と芯金１１とは同材質を用い
ている。このため、線膨張率が同一なので、熱が加わっ
ても同様に径が膨張し、安定した接触状態を保ち、電気
供給の信頼性の向上が図れる。また、給電部材１５と芯
金１１とは異なる材質を用いた場合であっても、線膨張
率がほぼ等しい材質を選択することにより同様の効果を
得ることができる。なお、給電はブラシ電極１８が給電
部材１５と接触、摺動して行われる。

【００３６】キャップ１６と給電部材１５とは結合され
ている。結合の方法は接着、ネジ止め等でも構わない
が、図３（Ｂ）に示すように、キャップ１６に凸部１６
ｂを設け、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、給電部材
１５に、キャップ１６の凸部１６ｂに対応する穴部１５
ａを設け、穴部１５ａに凸部１６ｂを挿入した後、溶着
させることが望ましい。接着は高熱に曝された場合の信
頼性が低く、またネジ止めは加工状手間がかかる。しか
し、溶着は部品点数を増やすことなく、組立の自動化が
容易であるため、安価にしかも高温使用でも強固に固定
することができる。

【００３７】また、キャップ１６は外周部に発熱層１４
の内径より大きな第１鍔部１６ｂが設けられているの
で、ブラシ電極１８により給電部材１５が矢印で示した
方向に押圧されても、給電部材１５はキャップ１６と共
に絶縁層１４の端部に当接し、加熱ローラ１０の内側に
移動することがないため、給電部材１５とブラシ電極１
８との接触は常に良好に保たれ、電極部の信頼性が向上
する。なお、図３（Ａ）に示すように、キャップ２６に
穴部１６ｄを設けるとともに、この穴部穴部１６ｄに対
応する凸部を給電部材１５に設けて結合するようにして
もよい。

【００３８】以上の実施形態では、加熱ローラ１０の端
部近傍の発熱層１４及び給電部材１５をキャップ１６で
覆っているので、導電性の異物の接触による芯金１１へ
のショートや外部への電流リークなどの問題がなく安全
性が確保される。

【００３９】また、キャップ１６は発熱層１４の内径よ
り大きな外周を有する鍔部１６ｂを備え、キャップ１６
に給電部材１５が固定されているので、芯金１１の内面
にキャップ２６を挿入すると発熱層１４の端部でキャッ
プ１６の鍔部１６ｂが付き当てられ、その結果給電部材
１５の位置が精度良く決まる。また、給電部材１５がブ
ラシ電極１８で押し付けられても、鍔１６ｂがあるため
給電部材１５の位置ずれは起こらない。

【００４０】また、給電部材１５の径が給電部材１５を
固定する前の発熱層１４の径より大きいので、組み付け
たときに給電部材１５と発熱層１４との接触状態が良く
なり、安定した給電を行うことができる。

【００４１】また、芯金１１と給電部材１５とがほぼ同
一の線膨張率を有する材料であるので、加熱時に芯金１
１の内径と給電部材１５の外径との差は変わらず、電力
供給の信頼性は向上する。

【００４２】また、給電部材１５に微小凹凸部１５ｂが
形成されているので、部品点数を増やすことなく発熱層
１４の炭素繊維に良好に給電することができる。

【００４３】また、キャップ１６に凸部１６ｅを設ける
とともに、給電部材１５に凸部１６ｅに対応する穴部１
５ａを設け、穴部１５ａに凸部１６ｅを挿入した後に溶
着されているので、長時間高熱に曝された場合の信頼性
が高く、部品点数を増やすことなく、位置精度の高い組
立を容易に行うことができる。

【００４４】図６は本発明の他の実施形態に係わる加熱
定着装置の概略図である。図６に示すように、本発明の
他の実施形態に係わる加熱定着装置の加熱ローラ２０
は、中空円筒状基体である芯金１１と、芯金１１の外面
に形成された離型層１２と、芯金１１の内面に形成され
た絶縁層１３と、絶縁層１３の内面に形成された発熱層
１４と、発熱層１４の端部に接続された給電部材１５
と、加熱ローラ２０の端部近傍の発熱層１４および給電
部材１５を覆う蓋部材であるキャップ４６とから構成さ
れている。

【００４５】前記芯金１１の外面に形成する離型層１２
は５〜３０μｍの厚さを有するＰＦＡ（パーフルオロア
ルコキシ樹脂）から構成されている。また芯金１１の内
面の絶縁層１３に積層された発熱層１４は、抵抗発熱体
としての炭素繊維から構成されている。さらに給電部材
１５およびキャップ４６は発熱層１４の内側かつ表面に
圧入されている。

【００４６】前記絶縁層１３はアルマイト又はアラミド
樹脂、アルミナ、シリカ、マイカ、ポリイミド樹脂、フ
ェノール樹脂等の耐熱性絶縁材料から構成されている。
前記発熱層１４としては炭素繊維にポリイミド樹脂、ビ
スマレイミド樹脂、フェノール樹脂等の耐熱性樹脂を所
定の割合で含浸させたプリプレグシート部材を用い、こ
のプリプレグシート部材を加熱成形したものである。こ
のプリプレグシート部材の厚みは０．１〜０．５ｍｍで
ある。発熱層１４に用いる炭素繊維は図４および図５を
参照して上述したように構成されている。

【００４７】図７はキャップを示す斜視図であり、
（Ａ）は給電部材に取り付ける穴部を設けた例であり、
（Ｂ）は給電部材に取り付ける凸部を設けた例である。
キャップ４６には、図７（Ｂ）に示すように、絶縁層１
３の内径に圧接して発熱層１４および芯金１４の端部に
突き当てられる第２鍔部１６ａと、絶縁層１３の内径に
圧接して発熱層１４の端部に突き当てられる第１鍔部１
６ｂと、給電部材１５に挿入される筒部１６ｃとを有
し、筒部１６ｃには軸方向に一対の凸部１６ｅが設けら
れている。キャップ４６は熱容量が小さく、耐熱性およ
び絶縁性の高い部材であることが望ましい。なお、給電
部材は図２に示したものと同様のものが用いられてい
る。

【００４８】このような給電部材１５とキャップ４６と
は結合されている。結合の方法は接着、ネジ止め等でも
構わないが、図７（Ｂ）に示すように、キャップ４６に
凸部１６ｂを設け、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、
給電部材１５に、キャップ１６の凸部１６ｂに対応する
穴部１５ａを設け、穴部１５ａに凸部１６ｂを挿入した
後、溶着させることが望ましい。接着は高熱に曝された
場合の信頼性が低く、またネジ止めは加工状手間がかか
る。しかし、溶着は部品点数を増やすことなく、組立の
自動化が容易であるため、安価にしかも高温使用でも強
固に固定することができる。

【００４９】また、キャップ４６は外周部に芯金１１の
内径より大きな第２鍔部１６ａが設けられているので、
ブラシ電極１８により給電部材１５が矢印で示した方向
に押圧されても、給電部材１５はキャップ４６と共に芯
金１１の端部に当接し、加熱ローラ２０の内側に移動す
ることがないため、給電部材１５とブラシ電極１８との
接触は常に良好に保たれ、電極部の信頼性が向上する。

【００５０】また、キャップ４６は外周部に発熱層１４
の内径より大きな第１鍔部１６ｂが設けられているの
で、ブラシ電極１８により給電部材１５が矢印で示した
方向に押圧されても、給電部材１５はキャップ４６と共
に絶縁層１４の端部に当接し、加熱ローラ１０の内側に
移動することがないため、給電部材１５とブラシ電極１
８との接触は常に良好に保たれ、電極部の信頼性が向上
する。なお、図７（Ａ）に示すようにキャップ３６に穴
部１６ｄを設けるとともに、この穴部１６ｄに対応する
凸部を給電部材１５に設けて結合するようにしてもよ
い。

【００５１】以上の実施形態では、加熱ローラ２０の端
部近傍の発熱層１４及び給電部材１５をキャップ４６で
覆っているので、導電性の異物の接触による芯金１１へ
のショートや外部への電流リークなどの問題がなく安全
性が確保される。また、キャップ４６は芯金１１の内径
より大きな外周を有する鍔部１６ａを備え、キャップ４
６に給電部材１５が固定されているので、芯金１１の内
面にキャップ４６を挿入すると芯金１１の端部でキャッ
プ４６の鍔部１６ａが付き当てられ、その結果給電部材
１５の位置が精度良く決まる。また、給電部材１５がブ
ラシ電極１８で押し付けられても、鍔１６ａがあるため
給電部材１５の位置ずれは起こらない。

【００５２】また、第１の実施形態と同様に、給電部材
１５の径が給電部材１５を固定する前の発熱層１４の径
より大きいので、組み付けたときに給電部材１５と発熱
層１４との接触状態が良くなり、安定した給電を行うこ
とができる。

【００５３】また、第１の実施形態と同様に、芯金１１
と給電部材１５とがほぼ同一の線膨張率を有する材料で
あるので、加熱時に芯金１１の内径と給電部材１５の外
径との差は変わらず、電力供給の信頼性は向上する。

【００５４】また、第１の実施形態と同様に、給電部材
１５に微小凹凸部１５ｂが形成されているので、部品点
数を増やすことなく発熱層１４の炭素繊維に良好に給電
することができる。

【００５５】また、キャップ４６に凸部１６ｅを設ける
とともに、給電部材１５に凸部１６ｅに対応する穴部１
５ａを設け、穴部１５ａに凸部１６ｅを挿入した後に溶
着されているので、長時間高熱に曝された場合の信頼性
が高く、部品点数を増やすことなく、位置精度の高い組
立を容易に行うことができる。

【００５６】

【発明の効果】以上の説明から明らかな如く請求項１の
加熱定着装置は、給電部材を介して発熱層へ電力が供給
される円筒状の加熱ローラに回転自在な加圧ローラを所
定圧力で圧接し、これら２つのローラを回転させながら
印刷用紙を挿通させてトナーを印刷用紙に融着する加熱
定着装置において、前記給電部材の外側に耐熱性と絶縁
性とを備えた蓋部材が配置されているので、導電性の異
物の接触による芯金へのショートや外部への電流リーク
などの問題がなく安全性が確保される。

【００５７】また、請求項２の加熱定着装置は、給電部
材を介して発熱層へ電力が供給される円筒状の加熱ロー
ラに回転自在な加圧ローラを所定圧力で圧接し、これら
２つのローラを回転させながら印刷用紙を挿通させてト
ナーを印刷用紙に融着する加熱定着装置であって、前記
加熱ローラは、外面に形成された離型層、該離型層の内
面に形成された電気絶縁層及び該電気絶縁層の内面に配
置された抵抗発熱体からなる発熱層を積層した構成の中
空円筒状基体とからなり、さらに前記発熱層の両端部に
備える給電部材に外部から電力を供給するための導電部
材が接触する加熱定着装置において、前記給電部材の外
側に耐熱性と絶縁性とを備えた蓋部材を配置しているの
で、導電性の異物の接触による芯金へのショートや外部
への電流リークなどの問題がなく安全性が確保される。

【００５８】また、請求項３の加熱定着装置は、請求項
１又は２に記載の加熱定着装置において、前記蓋部材
は、その外周部に芯金内径より大径の鍔部が形成され、
前記給電部材に固定された状態で芯金に挿入されている
ので、中空円筒状基体芯金の内面に蓋部材を挿入すると
中空円筒状基体芯金の端部で蓋部材の鍔部が付き当てら
れ、その結果給電部材の位置が精度良く決まる。また、
給電部材がブラシ電極で押し付けられても、鍔部がある
ため給電部材の位置ずれは起こらない。

【００５９】また、請求項４の加熱定着装置は、請求項
２に記載の加熱定着装置において、前記蓋部材は前記発
熱層の内径より大径の給電部材に固定され、該給電部材
は発熱層に圧入固定されている組み付けたときに給電部
材と発熱層との接触状態が良くなり、安定した給電を行
うことができる。

【００６０】また、請求項５の加熱定着装置は、請求項
２〜４の何れかに記載の加熱定着装置において、前記中
空円筒状基体と給電部材とはほぼ同一の線膨張率を有す
る材料からなるので、加熱時に中空円筒状基体の内径と
給電部材の外径との差は変わらず、電力供給の信頼性は
向上する。

【００６１】また、請求項６の加熱定着装置は、請求項
２〜５の何れかに記載の加熱定着装置において、前記給
電部材の外周部に微小の凹凸が形成されているので、部
品点数を増やすことなく発熱層に良好に給電することが
できる。

【００６２】また、請求項７の加熱定着装置は、請求項
２〜６の何れかに記載の加熱定着装置において、前記発
熱体が繊維状物質であり、給電部材の外周部が前記繊維
状物質の繊維に沿った螺旋の溝を有するので、部品点数
を増やすことなく炭素繊維に良好に給電することができ
る。

【００６３】また、請求項８の加熱定着装置は、請求項
１〜７の何れかに記載の加熱定着装置において、前記蓋
部材に凸部を設け、該凸部を給電部材の穴部に通し、凸
部を溶着して蓋部材と給電部材とを固定しているので、
長時間高熱に曝された場合の信頼性が高く、部品点数を
増やすことなく、位置精度の高い組立を容易に行うこと
ができる。

【００６４】また、請求項９の加熱ローラは、給電部材
を介して電力が供給され、回転自在な加圧ローラととも
に、印刷用紙に圧接されてトナーを印刷用紙に融着する
円筒状の加熱ローラにおいて、前記給電部材の外側に耐
熱性と絶縁性とを備えた蓋部材が配置されているので、
導電性の異物の接触による芯金へのショートや外部への
電流リークなどの問題がなく安全性が確保される。

【００６５】また、請求項１０の加熱ローラは、給電部
材を介して電力が供給され、回転自在な加圧ローラとと
もに、印刷用紙に圧接されてトナーを印刷用紙に融着す
る円筒状の加熱ローラであって、前記加熱ローラは、外
面に形成された離型層、該離型層の内面に形成された電
気絶縁層及び該電気絶縁層の内面に配置された抵抗発熱
体からなる発熱層を積層した構成の中空円筒状基体とか
らなり、さらに前記発熱層の両端部に備える給電部材に
外部から電力を供給するための導電部材が接触する加熱
ローラにおいて、前記給電部材の外側に耐熱性と絶縁性
とを備えた蓋部材を配置しているので、導電性の異物の
接触による芯金へのショートや外部への電流リークなど
の問題がなく安全性が確保される。

【００６６】また、請求項１１の加熱ローラは、請求項
１０に記載の加熱ローラにおいて、前記蓋部材は、その
外周部に芯金内径より大径の鍔部が形成され、前記給電
部材に固定された状態で芯金に挿入されているので、導
電性の異物の接触による芯金へのショートや外部への電
流リークなどの問題がなく安全性が確保される。

【００６７】また、請求項１２の加熱ローラは、請求項
１０に記載の加熱ローラにおいて、前記蓋部材は前記発
熱層の内径より大径の給電部材に固定され、該給電部材
は発熱層に圧入固定されているので、中空円筒状基体芯
金の内面に蓋部材を挿入すると中空円筒状基体芯金の端
部で蓋部材の鍔部が付き当てられ、その結果給電部材の
位置が精度良く決まる。また、給電部材がブラシ電極で
押し付けられても、鍔部があるため給電部材の位置ずれ
は起こらない。

【００６８】また、請求項１３の加熱ローラは、請求項
１０〜１２の何れかに記載の加熱ローラにおいて、前記
中空円筒状基体と給電部材とはほぼ同一の線膨張率を有
する材料からなるので、加熱時に中空円筒状基体の内径
と給電部材の外径との差は変わらず、電力供給の信頼性
は向上する。

【００６９】また、請求項１４の加熱ローラは、請求項
１０〜１３の何れかに記載の加熱ローラにおいて、前記
給電部材の外周部に微小の凹凸が形成されているので、
部品点数を増やすことなく発熱層に良好に給電すること
ができる。

【００７０】また、請求項１５の加熱ローラは、請求項
１０〜１４の何れかに記載の加熱ローラにおいて、前記
発熱体が繊維状物質であり、給電部材の外周部が前記繊
維状物資の繊維に沿った螺旋の溝を有するので、部品点
数を増やすことなく炭素繊維に良好に給電することがで
きる。

【００７１】また、請求項１６の加熱ローラは、請求項
１０〜１５の何れかに記載の加熱ローラにおいて、前記
蓋部材に凸部を設け、該凸部を給電部材の穴部に通し、
凸部を溶着して蓋部材と給電部材とを固定するので、長
時間高熱に曝された場合の信頼性が高く、部品点数を増
やすことなく、位置精度の高い組立を容易に行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加熱定着装置に用いる加熱ローラの概
略図である。

【図２】本発明の加熱定着装置に用いる加熱ローラの給
電部材説明図であり、（Ａ）は微小凹凸を設けた場合、
（Ｂ）は螺旋状微小溝を設けた場合である。

【図３】本発明の加熱定着装置に用いる加熱ローラのキ
ャップ説明図であり、（Ａ）は穴を設けた場合、（Ｂ）
は凸部を設けた場合である。

【図４】炭素繊維プリプレグシートを示す図である。

【図５】炭素繊維を巻き回した状態を示す図である。

【図６】本発明の加熱定着装置に用いる加熱ローラの概
略図である。

【図７】本発明の加熱定着装置に用いる加熱ローラのキ
ャップ説明図であり、（Ａ）は穴を設けた場合、（Ｂ）
は凸部を設けた場合である。

【図８】従来の加熱定着装置に用いる加熱ローラの概略
図である。

【図９】従来の加熱定着装置の略示側面図である。

【符号の説明】

１０加熱ローラ１１芯金（中空円筒状基体）１２離型層１３絶縁層１４発熱層（抵抗発熱体）１５給電部材１５ａ穴１５ｂ微小凹凸１５ｃ螺旋状微小溝１６キャップ１６ａ鍔１６ｂ凸部１７外部導電部材１８ブラシ電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】給電部材を介して発熱層へ電力が供給さ
れる円筒状の加熱ローラに回転自在な加圧ローラを所定
圧力で圧接し、これら２つのローラを回転させながら印
刷用紙を挿通させてトナーを印刷用紙に融着する加熱定
着装置において、前記給電部材の外側に耐熱性と絶縁性とを備えた蓋部材
が配置されていることを特徴とする加熱定着装置。
【請求項２】給電部材を介して発熱層へ電力が供給さ
れる円筒状の加熱ローラに回転自在な加圧ローラを所定
圧力で圧接し、これら２つのローラを回転させながら印
刷用紙を挿通させてトナーを印刷用紙に融着する加熱定
着装置であって、前記加熱ローラは、外面に形成された
離型層、該離型層の内面に形成された電気絶縁層及び該
電気絶縁層の内面に配置された抵抗発熱体からなる発熱
層を積層した構成の中空円筒状基体とからなり、さらに
前記発熱層の両端部に備える給電部材に外部から電力を
供給するための導電部材が接触する加熱定着装置におい
て、前記給電部材の外側に耐熱性と絶縁性とを備えた蓋部材
を配置していることを特徴とする加熱定着装置。
【請求項３】請求項１又は２に記載の加熱定着装置に
おいて、前記蓋部材は、その外周部に芯金内径より大径
の鍔部が形成され、前記給電部材に固定された状態で芯
金に挿入されていることを特徴とする加熱定着装置。
【請求項４】請求項２に記載の加熱定着装置におい
て、前記蓋部材は前記発熱層の内径より大径の給電部材
に固定され、該給電部材は発熱層に圧入固定されている
ことを特徴とする加熱定着装置。
【請求項５】請求項２〜４の何れかに記載の加熱定着
装置において、前記中空円筒状基体と給電部材とはほぼ
同一の線膨張率を有する材料からなることを特徴とする
加熱定着装置。
【請求項６】請求項２〜５の何れかに記載の加熱定着
装置において、前記給電部材の外周部に微小の凹凸が形
成されていることを特徴とする加熱定着装置。
【請求項７】請求項２〜６の何れかに記載の加熱定着
装置において、前記発熱体が繊維状物質であり、給電部
材の外周部が前記繊維状物資の繊維に沿った螺旋の溝を
有することを特徴とする加熱定着装置。
【請求項８】請求項１〜７の何れかに記載の加熱定着
装置において、前記蓋部材に凸部を設け、該凸部を給電
部材の穴部に通し、凸部を溶着して蓋部材と給電部材と
を固定していることを特徴とする加熱定着装置。
【請求項９】給電部材を介して電力が供給され、回転
自在な加圧ローラとともに、印刷用紙に圧接されてトナ
ーを印刷用紙に融着する円筒状の加熱ローラにおいて、前記給電部材の外側に耐熱性と絶縁性とを備えた蓋部材
が配置されていることを特徴とする加熱ローラ。
【請求項１０】給電部材を介して電力が供給され、回
転自在な加圧ローラとともに、印刷用紙に圧接されてト
ナーを印刷用紙に融着する円筒状の加熱ローラであっ
て、前記加熱ローラは、外面に形成された離型層、該離
型層の内面に形成された電気絶縁層及び該電気絶縁層の
内面に配置された抵抗発熱体からなる発熱層を積層した
構成の中空円筒状基体とからなり、さらに前記発熱層の
両端部に備える給電部材に外部から電力を供給するため
の導電部材が接触する加熱ローラにおいて、前記給電部材の外側に耐熱性と絶縁性とを備えた蓋部材
を配置していることを特徴とする加熱ローラ。
【請求項１１】請求項１０に記載の加熱ローラにおい
て、前記蓋部材は、その外周部に芯金内径より大径の鍔
部が形成され、前記給電部材に固定された状態で芯金に
挿入されていることを特徴とする加熱ローラ。
【請求項１２】請求項１０に記載の加熱ローラにおい
て、前記蓋部材は前記発熱層の内径より大径の給電部材
に固定され、該給電部材は発熱層に圧入固定されている
ことを特徴とする加熱ローラ。
【請求項１３】請求項１０〜１２の何れかに記載の加
熱ローラにおいて、前記中空円筒状基体と給電部材とは
ほぼ同一の線膨張率を有する材料からなることを特徴と
する加熱ローラ。
【請求項１４】請求項１０〜１３の何れかに記載の加
熱ローラにおいて、前記給電部材の外周部に微小の凹凸
が形成されていることを特徴とする加熱ローラ。
【請求項１５】請求項１０〜１４の何れかに記載の加
熱ローラにおいて、前記発熱体が繊維状物質であり、前
記給電部材の外周部が前記繊維状物資の繊維に沿った螺
旋の溝を有することを特徴とする加熱ローラ。
【請求項１６】請求項１０〜１５の何れかに記載の加
熱ローラにおいて、前記蓋部材に凸部を設け、該凸部を
給電部材の穴部に通し、凸部を溶着して蓋部材と給電部
材とを固定することを特徴とする加熱ローラ。