JPS6087376A

JPS6087376A - 定着装置

Info

Publication number: JPS6087376A
Application number: JP58195660A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kigoshi; 康司木越; Sankichi Shinoda; 信田　三吉; Shoji Goto; 後藤　庄司
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1983-10-19
Filing date: 1983-10-19
Publication date: 1985-05-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、複写紙上に形成されたトナー像を加熱によっ
て安定な像に定着させる複写機の定着装置に関するもの
である。

従来例の構成とその問題点従来、複写機の定着装置には、赤外線で定着させるラジ
アント方式、発熱体によるオーブン方式、ヒータ内蔵の
熱ロール方式等の熱を利用して定着させる方式き、圧力
のみで定着させる圧力方式等が用いられている。第１図
に示したのは、熱を利用して定着さぜる熱ロール方式を
用いた定着装置の断面図である。第１図において、■は
加熱ロール、２は加圧ロールである。加熱ロールｌはア
ルミニウム等の熱伝導性の良い金属の中空ロール３の表
面に耐熱性及び離型性のあるポリ四弗化エチレン樹脂等
の被覆（トナーオフセット防止層）４が成され、中空ロ
ール３の内部にハロゲンランプ等のヒーター５が配置さ
れて構成されている。一方、加圧ロール２は芯金ロール
６にシリコーンゴム等の耐熱性のある厚い弾性層７が被
覆されて構成されている。この弾性層７の弾性変形によ
ってロール１，２の圧接部にロールの回転方向に関して
幅を持たせている。前記熱ロール方式による定着方法は
、ヒーター５からの輻射熱によって中空ロール３の内周
面が加熱され、さらに中空ロール３の外周面の被覆層４
を中空ロール３からの熱伝導によって加熱し、この加熱
ロールｌに対向して圧接配置された加圧ロール２の間に
トナー像Ｔの形成された複写紙Ｐを通過させることによ
って、複写紙上に形成されたトナー像を定着させるもの
である。しかし、前記のような定着方式においては、ヒ
ーター５の輻射熱が空気のような熱の不良導体を介して
加熱ロール１に伝えられるために熱応答が悪く、熱効率
があまり良くなく、加熱ロールがトナー像を加熱溶融定
着できる所定の作動温度になるまでの時間（以下、ウオ
ーミングアップ時間さする）が非常に長くなってしまう
。また、前記のような定着方式においてヒーターには十
分な定着を行うために、ＩＫＷ程度のハロゲンランプ等
が必要であり、その結果、複写機全体としての使用電力
が大きくなる傾向にある。

また、他のオーブン方式等の熱を利用する方式も、熱の
不良導体である空気を介して、決方紙上のトナーを定着
させるため、前述のような問題点を有している。前記の
ような熱ロール方式の問題点を除去する方法左して第２
図に示すような加熱ロールを用いた定着装置が提案され
ている。加熱ロール８は、第２図に示すように、アルミ
ニウム等の金属の中空ロール３の外周面にポリ四弗化エ
チレン樹脂等のごく薄い絶縁層９を被覆し、さらにその
局面に、蒸着や印刷等によって適当なパターンを有する
帯状の薄層発熱抵抗体１０を形成し、さらにその周面に
耐熱性及び離型性のあるポリ四弗化エチレン樹脂等のご
く薄い被覆４が施されて構成されている。前記ロールを
定着装置の加熱ロール七して用いた場合、発熱体が加熱
ロールの表面に極く近い部分に設！３られているため、
確かにウオーミングアツプ時間はかなり短縮されるが、
逆に熱の均一化させるための媒体がないため、加熱ロー
ルの表面温度のばらつきが大きくなり、定着後にその痕
跡が残り定着むらとなるという新たな問題がみられるよ
ってある。一方、圧力のみによる圧力定着方式は、熱を
必要としないため、ウオーミングアツプ時間は不要であ
るが高圧ノＪが必要で装置が大型化し、定着されたトナ
ー像が光沢を持つようになって画像が見にくくなり、熱
を利用する定着に比へて画質、定着性が落ちる七いう問
題点を有している。

発明の目的本発明は、熱を利用する定着方式を用いた定着装置のこ
のような従来の問題点を除去するもので定着むらがなく
、熱効率が良く、ウオーミングアツプ時間を短くでき、
複写機の低電力化を図ることができる定着装置を提供す
るものである。

発明の構成本発明の定着装置は、中空ロールの内周面に発熱体とし
て薄層電気抵抗体を有する構造のロールを加熱ロールと
したものであり、これにより中空ロールの内周面を直接
加熱できるため、熱効率がよく、ウオーミングアツプ時
間も短くでき、複写機の低電力化を図ることができ、ま
た、中空ロールが熱を均一化させるための媒体となるた
め加熱ロールの表面温度のばらつきがなくなり、温度む
らによる定着むらを防止するこ七ができる。

実施例の説明以下、本発明の構成と作用を実施例に基いて、説明する
。

第３図は、本発明の一実施例に用いた定着装置をロール
軸と直角に見た断面図で、第４図はロール軸上平行に見
た断面図で、１１は加熱ロール、２は加圧ロールである
。加圧ロール２は芯金ロール６にシリコーンゴムの厚い
弾性層７を被覆して構成されており、この層の弾性変形
によってロール１１，２の圧接部にロールの回転方向に
幅を持たゼでいる。第３図に示すように加熱ロール１１
はアルミニウムの中空ロール３の外周面に耐熱性及び離
型性のあるポリ四弗化エチレン樹脂の薄い層４を８０ｕ
被覆してあり、さらに中空ロール３の内周面に６０μの
厚みのポリ四弗化エチレン樹脂の絶縁層Ｉ２が被覆され
ている薄層電気抵抗体１３を設けて構成されている。

前記薄層電気抵抗体Ｉ３には、加熱ロールの発熱体とし
て用いるということで十分な耐熱性及び耐酸化性等を有
する２０重量％ニッケルー８０重量％銅合金抵抗体の厚
み８０ｕのシートを第５図に示すようなパターンに幅２
ｎ＋＋ｎでエツチングしたものを用いた。さらに、エツ
チングによって得られた薄層電気抵抗体１３を溶液状態
のポリ四弗化エチレン樹脂の中に浸して絶縁層１２の被
覆を形成し、通電部分を中空ロール３の外部へ出して中
空ロール３の内周面にはりつけて固着した。

第６図及び第７図は、加熱ロール１１の回転軸部１４．
１５を示したものである。第６図に示すように、一方の
回転軸部１４は、回転軸部基体１６の外周面にポリ四弗
化エチレン樹脂等の絶縁層１７を被覆し、その上に耐摩
耗性の良好な導電材料の銅−鉄合金の導電リング１８．
１９を固定し、さらに薄層電気抵抗体１３の端部を前記
導電リング１８．１９に直接接続して構成されている。

第４図に示すように、前記回転軸部１４．１５は加熱ロ
ール１１に、はめ合わせて、ビン２０によって固定しで
いる。また、前記回転軸部１４の軸の中心に、加熱ロー
ル１１内の空気を逃すための径１　ｍｍの孔２１を設け
た。さらに、導電リング１８．１９には各々黒鉛の導電
ブラシ２２．２３が摺接されており、これによって薄層
電気抵抗体１３に定着に必要な電力が供給され、発熱す
る。以上のように構成された本実施例の定着装置につい
て以下その動作を簡単に説明する。第３図に示すように
、第４図に示した導電ブラシ２２．２３、導電リング１
８．１９を介して薄層電気抵抗体１３に電力を供給して
発熱させて、加熱ロール１１の表面をトナーを複写紙に
定着させるのに必要な温度（通常１５０〜２００℃）に
なるようにし、この加熱ロールＩＩに対向して圧接配置
される加圧ロール２の間に１ヘナー像Ｔの形成された複
写紙Ｐを通過させて、トナーを複写紙に定着させている
。次にデータ例を示す。加圧ロールに、径２５ｎ＋ｍの
ステンレス鋼に４ｎｗｎ厚のシリコーンゴムを被覆した
ものを用い、また加熱ロールの中空ロールに外径３０ｍ
ｍ、肉厚１．５ｍｍ１長さ３００ｍｍのアルミニウム管
を用いて、ウオーミングアツプ時間、定着性の実験を行
った。その結果、定着装置への複写紙の送り速度を１４
０　ｍｍ／ｓｅｃ　ｊ行った場合、加熱ロールの表面温
度を室温の２５℃から定着温度の１８０℃まで立ち上げ
るのに平均４５秒を要した。この七きの薄層電気抵抗体
への供給電力は０　、７　ＫＷで実験を行った。ウオー
ミングアツプ完了後も薄層電気抵抗体に０　、７　ＫＷ
の電力を断続的に供給し続けると、ロール表面温度を１
８０℃に保持でき、かつ良好な定着性が得られた。これ
を従来の内１７Ｈにハロゲンランプをもった形式でウオ
ーミングアツプ時間の測定の実験を行う七、ハロゲンラ
ンプに１．ＯＫＷのものを用い、前記と同様の中空ロー
ルなどを用いて、加熱ロールの表面温度を２５℃から１８０℃まで立ち上げるのに平均２分３０秒を要した。

以上のように本実施例によれば、加熱ロールの内周面に
発熱体として薄層の電気抵抗体をはりつけることによっ
て直接アルミニウムの中空ロールを加熱できるので、発
熱体の熱を効率良く利用でき、ウオーミングアツプ時間
を非常に短時間に行うこ七ができ、また薄層電気抵抗体
への印加電力を従来よりも小さくできるので複写機全体
の低電ノ１仕が図れる。また、中空ロールの内周面に発
熱体が設けられているので、中空ロールが熱を均一化さ
せるための媒体となるため加熱ロールの表面温度のばら
つきがなくなり、温度むらによる定着むらを防止できる
。また、加熱ロールの一端は、回転軸部で密閉状態にあ
り、従って空気の流通がないために中空ロール内の熱が
逃げにくくなり、熱を効率良く利用するこ七ができる。

なお、実施例では加熱ロールの中空ロールセしてアルミ
ニウム管を用いたが、これはアルミニウム管に限定され
るものではなく、ある程度の熱伝導率を持つ金属であれ
ば実施例と同様の効果が得られる。また、実施例では加
熱ロールの外周面の被覆層にポリ四弗化エチレン樹脂を
用いたが、これはシリコーンワニスでも実施例と同様の
効果が得られる。また、実施例では薄層電気抵抗体の絶
縁被覆層にポリ四弗化エチレン樹脂を用いたが、これは
シリコーンワニス等の耐熱性樹脂でも実施例と同様の効
果が得られる。また、実施例では、加熱ロールの薄層電
気抵抗体として第５図に示すようなノくターンで二・ン
ケルー銅合金抵抗体のシートをエツチングしたものを用
しまた力よ、これはニッケル・銅合金に限定されるもの
ではなく、十分な耐熱性、面１酸仕性等を有するもので
あれば実施例と同様の効果が得られ、抵抗体のパターン
も第５図に示すようなパターンに限定されるものではな
い。

発明の効果以上の説明から明らかなように゛、本発明は中空ロール
の内周面に発熱体として薄層電気抵抗体を有する構造の
ロールを定着装置の加熱ロールとして用いるので、中空
ロールを抵抗体のジュール熱で直接加熱できるため、熱
を効率よく利用することができ、従来よりもウオーミン
グアツプ時間を大幅に短縮でき、また抵抗体への印加電
力を従来よりも小さくでき複写機全体の低電力化が図れ
、また、中空ロールの内周面に発熱体に設けられている
ので、中空ロールが熱を均一化させるための媒体となる
ため、加熱ロールの表面温度のばらつきがなくなり、温
度むらによる定着むらを防止するなど従来の問題点を除
去し、さらに−日中メインスイッチをＯＮにしていなく
ても、複写作業が終了する度ＯＦＦにして電力の節約を
計った場合でも、作業ｆ！に良く複写作業ができるなど
の利点かある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の定着装置の断面図、第２図は従来の問題
点を除去するために提案されている定着装置の加熱ロー
ルの断面図、第３図は本実施例のロール軸と直角に見た
定着装置の断面図、第４図は本発明の一実施例のロール
軸と平行に見た定着装置の断面図、第５図は本発明の−
＊ｔｉｘ例の抵抗体のエツチングパターン図、第６図及
び第７図は本発明の一実施例の加熱ロールの回転軸部の
断面図である。１・・・・・・加熱ロール、２・・・・・・加圧ロール
、３・・・・・・中空ロール、４・・・・・・トナーオ
フセット防止層、５・・・・・七−ター、６・・・・・
・芯金ロール、７・・・・・・耐熱弾性層、８・・・・
・・加熱ロール、９・・・・・・絶縁層、１０・・・・
・・薄層発熱抵抗体、１１・・・・・・本発明の一実施
例の加熱ロール、１２・・・・・・絶縁層、１３・・・
・・・薄層電気抵抗体、１４・１５・・・・・・回転軸
部、１６・・・・・・回転軸部基体、１７・・・・・・
絶縁層、１８・】９・・・・・・通電リング、２０・・
・・・・ピン、２１・・・・・・通気孔、２２・２３・
・・・・・導電ブラシである。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名！＠
５図第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　中空のロールの内周面に発熱体として薄層電気
抵抗体を有する構造のロールを加熱ロールとする定着装
置。
（２）　薄層電気抵抗体が薄板抵抗体をエツチングして
なる特許請求の範囲第（１）項記載の定着装置。
（３）　中空ロールの少なくとも一端が密閉されている
特許請求の範囲第（１）項記載の定着装置。