JPS623272A - 加熱ロ−ル装置 - Google Patents

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〕 この発明は、電子写真複写機等の定着等に用いる加熱ロ
ール装置に関するものである。

〔従来の技術〕

電子写真複写装置は光導電体表面層付の感光ドラムを備
え、この感光ドラムの外周面を一様に帯電させ、ついで
被複写体の被複写像を介してその外周面を露光すること
により上記外周面上に静電潜像を形成し、この静電潜像
にトナーを付着させてトナー像を形成し、これを複写紙
等に転写したのち定着することにより複写を行うように
なって　　　　　　［３，１いる。上記トナーの定着は
、通常、トナー像が転　　　　　　　１・１ 写された複写紙を加熱ロールと定着ロールとの間　　　
　　　］・）、１ を通して加熱定着することにより行われている。　　　
　　　　；［−″ この種、従来の加熱ロールを第７図に示す。図に　　　
　　　、１、“・二 おいて、１は密封円筒状の芯金であり、左右両端　　　
　　　９．１面に中空の回転軸２が設けられている。こ
の中空の回転軸２内に同軸的にニクロム線３を内蔵した
　　　　　　、；・、′２、 加熱管体４が挿通されている。そして、上記円筒　　　
　　　：１゜゛・、・： 状の芯金１の外周面には弾性体５が円周方向に設　　　
　　　。

けられている。このような構造の加熱ロール６は加熱管
体４内のニクロム線３に通電して発熱させ、この発熱を
芯金１を通して弾性体５に伝達し、その熱により複写紙
に転写されたトナー像を定着するようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、この加熱ロール６は加熱管体４内のニク
ロム線３で芯金１の全体を加熱するようになっているた
め、消費電力が多く、また予備加熱時間（ウオームアツ
プ時間）が長くなるという欠点を有している。さらにこ
のような構造の加熱ロール６では芯金１の中央部分のみ
が効率よ（加熱され、左右両端に対しては加熱が行き届
かないため、芯金１全体の均一加熱がなされない傾向が
みられ、これを改善するため芯金１の肉厚を厚くするこ
とがなされている。しかしながら、このようにすると、
上記ウオームアツプ時間が一層長くなるばかりでなく、
加熱ロール６の重量が重くなるという難点がある。しか
も、上記定着に際しては、溶は落ちたトナー像が弾性体
５の表面に付着するが、加熱ロール６全体が均一加熱さ
れており、かなりの高温になっているため、この溶融ト
ナーの剥離が容易でなく、そのため剥離用の爪を要する
とともに、離型用のシリコンを用いる必要があり、剥離
用の爪により加熱ロール６の表面が損傷したり、また離
型用シリコンオイルによってシステム全体が汚染される
というような難点がある。

この発明は、このような事情に鑑みなされたちので、熱
効率がよくて消費電力が少なくてすみ、しかも加熱ロー
ルが軽量であり、またトナー等の現像剤の剥離が容易で
システムの汚染が生じない加熱ロール装置の提供をその
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、この発明の加熱ロール装置
は、外周面部が円周方向に複数の領域に分割されており
回転円周上の所定の位置で被加圧体を加圧する円筒状ロ
ール本体と、この円筒状ロール本体の外周面部の上記複
数の領域にそれぞれ円周に沿うように配設された複数の
面状発熱素子と、上記円筒状ロール本体の回転により加
圧位置　　　　　　・の手前の位置に到来した面状発熱
素子に通電し加圧位置ないしその位置の通過直後に通電
遮断する通電手段を備えているという構成をとる。

つぎに、この発明の詳細な説明する。

第１図はこの発明の原理を示している。図において、７
は加熱ロールであり、８は圧着ロールである。加熱ロー
ル７および圧着ロール８はそれぞれ矢印のように回転し
、トナー像が転写された複写紙（図示せず）が上記加熱
ロール７および圧着ロール８の間を通過してトナー像を
定着するようになっている。上記加熱ロール７はその外
周面が円周方向に複数の領域に分割されており、それぞ
れの領域に面状発熱素子が独立的に配設されている。こ
れらの分割領域において圧着ロール８と接触している領
域をＮとし、その部分より反時計方向をＮ−１，Ｎ−２
，Ｎ−３とし、また上記Ｎを中心に時計方向をＮ＋１．
Ｎ＋２とすると、上記領域に配設された面状発熱素子に
ついては、加熱ロール７と圧着ロール８との接点Ｎより
も手前のＮ−２からＮ−１さらにＮの素子に対して電圧
■。が印加されて面状発熱素子が発熱し、上記接点Ｎを
通過した直後のＮ＋１の位置で電圧■。の印加が遮断さ
れるようになっている。このような各分割領域における
面状発熱素子の、発熱による加熱ロール７の外周面の温
度分布を第２図に示す。　　　　　　　、。

すなわち、加熱ロール７は、圧着ロール８と接触する上
記Ｎよりも手前のＮ−２の所から上記Ｎまで電圧■。の
印加により加熱昇温しでおり、Ｎを　　　　　　　。

通過した直後のＮ＋１の領域では温度降下が起こってお
り、同様にＮ＋２でも温度降下が生じている。

すなわち、この発明によれば定着直前の加熱ロール７の
外周面部分が定着に必要な温度に加熱され、定着直後に
通電が遮断されて冷却するようになっており、消費電力
を大幅に節減しうるようになるのである。しかも、面状
発熱素子は、ロールの外周面に配設されているため、ロ
ールの中心部に発熱素子が配設されている従来例に比べ
て極めて熱効率がよく、しかも加熱郡全体の均一加熱の
　　　　　　、目的を達成しうるようになる。そのうえ
、溶は落　　　　　　□′ちたトナー等の現像剤の剥離
は冷却された位置において行うことができ、それによっ
て容易に剥離することができるようになるのである。

つぎに、この発明を実施例にもとづいて詳しく説明する
。

〔実施例〕

第３図はこの発明の一実施例の縦断面図、第４図は第３
図の右側面図を示している。これらの図において、９は
左右両端部が中空の回転軸１ｏに形成されている中空円
柱状の芯金であり、その外周面が円周方向に４つの領域
に分割されていて、その分割領域にそれぞれ第１の絶縁
層１１を介して面状発熱素子１２が円周に沿うように形
成されている。そして、このようにして形成された４個
の面状発熱素子１２の全体を被覆するように円周面の全
体に第２の絶縁層１３が形成されている。

上記芯金９の左右両端面および左右の回転軸１０の表面
は絶縁被覆層１４で覆われており、回転軸１０を被覆す
る絶縁被覆層１４には、４個の導電素子片１５が円周方
向に適宜の間隔で配設されている。この導電素子片１５
にはそれぞれ対応する面状発熱素子１２からリード線１
６が延びており、面状発熱素子１２と導通状態になって
いる。この場合、上記リード線１６は第５図に示すよう
に面状発熱素子１２の左右両端部に突設された結線部１
７から導電素子片１５に延びるようになっている。そし
て、上記左右の回転軸１０にそれぞれ設けられた４個の
導電素子片１５にブラシ（図示せず）が当接し、上記加
熱ロール７が回転して加圧位置に到来する直前の面状発
熱素子１２に通電して、これを加熱状態にし、ついで加
圧位置を通過直後にその通電を遮断して冷却するように
なっている。これを第６図を参照して説明する。第６図
（ａ）は各面状発熱素子１２の回転状態を示し、階１．
Ｎ［Ｌ２．隘３１階４はそれぞれ第１ないし第４の面状
発熱素子１２が貼着されている領域を示している。Ｎ１
１ｌのＭｌが圧着ロール８との接点　　　　　　：、“
とする。また矢印Ａは、加熱ロール７の回転方向　　　
　　　′を示している。この場合ブラシロールはＮ［Ｌ
ｌに対　　　　　　［、：応する導電素子片１５に接触
してその面状発熱素　　　　　　゛子１２を加熱する。

この接触開始点をＮ８で示す。そして、接触解除点をＮ
２で示すと上記ＭｌないしＮ８における加熱ロール７の
外周面の表面温度の分布状態は第６図（ｂ）に示すよう
になる。

すなわち、加熱ロール７が圧着ロール８と接触する直前
からその表面部分が設定温度に昇温させられ、定着を終
えた直後に通電が解除されて冷却温度に下がっていくよ
うになる。この場合、圧着ロール８の回転数は６０回／
分に設定している。

この実施例では上記のように構成しているため加熱ロー
ル７の外周面の温度を圧着ロール８の接触直前から直後
の段階だけ昇温させることができ、それによって消費電
力を大幅に節約しうるようになるのである。また、加熱
ロール７の中心部ではなく外周面に面状発熱素子１２を
配置しているため、その熱を有効に利用することができ
、熱効率の向上効果も実現しうるようになる。特に、加
熱ロール７の外周面に溶融トナーが付着した場合、従来
のものであれば加熱ロール７の全周が常に加熱状態にな
っているため、その除去が容易ではないが、この実施例
品によれば加熱ロール７は部　　　　　　］゛１：・ 公的にのみ加熱され、それ以外の部分は冷却状態　　　
　　　・・ｂ＝　′２．？、：　ｈ・８８°、：）−）
−ａｔ”ｔｈ、＝ｈｈ＜−’ｅｓ　　　　、、：、る。

したがって、従来のようなトナーの剥離のだ　　　　　
　５：・めの特別な剥離爪を設ける必要がなく、しかも
、　　　　　　゛剥離用のシリコンオイル等の使用も不
要となるた　　　　　　ｊ′□め、シリコンオイルの使
用による汚染等を防止することができるようになる。ま
た、従来例によれ両端側は、温度が低くなる傾向がみら
れ、これを　　　　　　ｉ二ば加熱ロール７の中央部分
のみがよく加熱されて改善するため加熱ロール７の芯金
９の肉厚を厚くしていたのであり、それによって芯金９
全体を昇温させるための立ち上がり時間（ウオームアツ
プ・） 時間）が長くなるという欠点があった。また重量　　　
　　　□９１、） が重くなるというような難点も有していたのであ　　　
　　　るが、実施例品によれば面状発熱素子１２全体が
、′（ 素早く昇温するため芯金９全体を厚くする必要が　　　
　　　１、なく、重量の軽減を実現をすることができ、
また　　　　　　゛）、′・ 、ウオームアツプ時間を著しく短縮しうるという　　　
　　　２、′効果も得られるようになるのである。　　
　　　　　　　　　゛；上記面状発熱素子１２の構成材
料は、公知の材料を使用することができる。例えば、カ
ーボンブラックグラフトポリマー、金属箔、金属蒸着膜
（樹脂基盤にコーティングしたもの）、セラミックス（
粉末を樹脂基盤にコーティングして面状構造にしたもの
）等を使用することができるのである。

なお、上記の実施例では電子写真複写装置の加熱ロール
装置について説明しているが、この発明はこれだけに限
定されるものではなく、印刷機。

ワードプロセッサーのプリンターその他のロールに応用
しうるのである。また、上記の加熱ロールの芯金の内部
は、中空のままでもよいし液体を注入してもよい。特に
、伝熱防止剤を注入しておくとこの発明の効果がよりよ
く達成しうるようになるのである。

〔発明の効果〕

この発明の加熱ロール装置は、以上のように構成されて
いるため熱効率が極めてよく、消費電力を大幅に低減し
うるようになる。しかも、従来のように加熱ゴール内の
芯金を肉厚に設定する必要かないため、芯金の加熱に要
するウオームアツプ時間が不要になり、立ち上がり速度
を大幅に速くできると同時に、装置全体の軽量化をも達
成しうるようになる。そのうえ、トナー等の現像剤が加
熱ロール表面に付着した時の離型を加熱ロールの　　　
　　　゛冷却領域で行うことができるため、従来のよう
な特別な剥離爪が不要になると同時に、剥離用のシリコ
ンオイルも不要となり、剥離爪の使用に基づく加熱ロー
ル表面の傷付やシリコンオイルの使用によるシステム全
体の汚染の防止も実現しうるという優れた効果を奏する
ようになるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の一実施例の原理を説明
する説明図、第３図はこの発明の一実施例の縦断面図、
第４図はその右側面図、第５図は第４図に使用する部品
の平面図、第６図は第３図の使用説明図である。 ８・・・加熱ロール　１２・・・面状発熱素子　１５・
・・導電素子片　１６・・・リード線　１７・・・結線
部　　　　　　　　。 一附・喫 手続補正置方式 昭和６０年１り月！７日 昭和６０泪償犠凍１４３２３５号 ２、発明の名称 加熱ロール装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　愛知県小牧市大字北外山字嵜津３６００名称　東
海ゴム工業株式会社 イ懺者　柴崎守正 ５、補正命令の日付 昭和６０年９月　４日（発送旧　昭和６０年９月２４日
）６、補正の対象 ７゜補正の内容 （１）　　明細書第１２頁第１７行目、「使用説明図で
ある。」とあるを「使用説明図、第７図は従来例の縦断
面図である。」と訂正する。 ′。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）外周面部が円周方向に複数の領域に分割されてお
   り回転円周上の所定の位置で被加圧体を加圧する円筒状
   ロール本体と、この円筒状ロール本体の外周面部の上記
   複数の領域にそれぞれ円周に沿うように配設された複数
   の面状発熱素子と、上記円筒状ロール本体の回転により
   加圧位置の手前の位置に到来した面状発熱素子に通電し
   加圧位置ないしその位置の通過直後に通電遮断する通電
   手段を備えていることを特徴とする加熱ロール装置。
2. （２）通電手段が、円筒状ロール本体の回転軸の外周に
   円周に沿つて適宜間隔で設けられそれぞれ対応する面状
   発熱素子と導電している複数の導電素子片と、この導電
   素子片と接触するブラシとからなる特許請求の範囲第１
   項記載の加熱ロール装置。