JP2003156959A - Fixing roll, fixing device and image forming apparatus - Google Patents
Fixing roll, fixing device and image forming apparatusInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ハロゲンヒータ、
ハロゲンヒータを熱源として画像の定着を行う定着装
置、このような定着装置を有する複写機、プリンタ、フ
ァクシミリ等の画像形成装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a halogen heater,
The present invention relates to a fixing device that fixes an image using a halogen heater as a heat source, and an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile having the fixing device.
【０００２】例えば、複写機では、像担持体としての感
光体に原稿を読み取った画像情報に基づいて静電潜像を
形成し、この静電潜像を現像手段でトナー像として可視
像化し、トナー像を転写紙に転写した後、熱ローラ方式
の定着装置で定着することが行われている。定着装置の
熱源としては、一般にハロゲンヒータが使用されてい
る。ハロゲンヒータを用いた定着装置は、低コストであ
ること、安全性が高いこと、長寿命であることなどか
ら、複写機等の画像形成装置で広く使用されている。For example, in a copying machine, an electrostatic latent image is formed on a photoconductor serving as an image carrier based on image information obtained by reading an original, and the electrostatic latent image is visualized as a toner image by developing means. After the toner image is transferred onto a transfer sheet, it is fixed by a heat roller type fixing device. A halogen heater is generally used as a heat source of the fixing device. A fixing device using a halogen heater is widely used in an image forming apparatus such as a copying machine because of its low cost, high safety, and long life.
【０００３】定着装置は、定着ローラとこれに圧接する
加圧ローラを有しており、両ローラ間のニップ部でトナ
ー像を担持した転写紙を挟持・搬送して熱と圧力により
定着を行うようになっている。定着ローラの内部にハロ
ゲンヒータが設けられており、ハロゲンヒータの輻射熱
で定着ローラを加熱するもので、いわゆる間接加熱方式
と呼ばれている。この方式は、定着ローラの内面もしく
は外面に発熱層を設けて定着ローラ表面を発熱させるい
わゆる直接加熱方式に比べ、定着ローラが所定の設定温
度に昇温するまでの立ち上がり時間が遅い。近年におい
ては、定着ローラが肉厚０．８５ｍｍ程度のアルミニウ
ム製もしくは鉄製の薄肉パイプを基体として構成された
省エネタイプの定着装置も開発されているが、それでも
直接加熱方式に比べて定着ローラが所定の温度に昇温す
るまでの立ち上がり時間は遅い。The fixing device has a fixing roller and a pressure roller that is in pressure contact with the fixing roller. The transfer paper carrying the toner image is nipped and conveyed at the nip portion between the two rollers to perform fixing by heat and pressure. It is like this. A halogen heater is provided inside the fixing roller, and the fixing roller is heated by the radiant heat of the halogen heater, which is called an indirect heating method. This method has a slower rising time until the temperature of the fixing roller rises to a predetermined set temperature, as compared with a so-called direct heating method in which a heating layer is provided on the inner surface or the outer surface of the fixing roller to heat the surface of the fixing roller. In recent years, an energy-saving type fixing device has been developed in which the fixing roller is composed of a thin pipe made of aluminum or iron with a wall thickness of about 0.85 mm as a base. However, the fixing roller has a predetermined size compared to the direct heating method. The rise time until the temperature rises to is slow.
【０００４】ハロゲンヒータは、タングステンフィラメ
ントをガラス管で覆う構成を有し、ガラス管内には窒素
やアルゴン、クリプトンなどの不活性ガスと、ヨウ素、
臭素、塩素などの微量のハロゲン物質が封入されてい
る。通常、タングステンは融点以下で蒸発が始まり、徐
々に細くなって切れてしまうが、ハロゲンヒータの場
合、ガラス管内にハロゲンガスが封入されているため、
フィラメントから蒸発したタングステンがハロゲンガス
との反応と分解を繰り返すハロゲンサイクルにより長寿
命を得ている。ガラス管はハロゲンサイクルを維持する
に必要な高温に耐えるため、石英ガラスが使用されてい
る。石英ガラスには、水晶を原料とした透明石英管と、
珪石を原料とした半透明石英管がある。The halogen heater has a structure in which a tungsten filament is covered with a glass tube, and an inert gas such as nitrogen, argon, or krypton, iodine, and the like are contained in the glass tube.
A small amount of halogen substances such as bromine and chlorine are enclosed. Normally, tungsten begins to evaporate below the melting point and gradually becomes thin and breaks, but in the case of a halogen heater, the halogen gas is enclosed in the glass tube,
Long life is obtained by the halogen cycle in which tungsten evaporated from the filament repeats reaction with halogen gas and decomposition. Quartz glass is used because glass tubes withstand the high temperatures required to sustain the halogen cycle. For the quartz glass, a transparent quartz tube made from crystal,
There is a semi-transparent quartz tube made from silica stone.
【０００５】半透明石英管は透明度が低下するが、コス
トが安くて他の物理特性は差がないため、厳密な光学特
性が必要とされない定着用ハロゲンヒータには半透明石
英管が一般的に使用されている。３００〜３０００ｎｍ
の波長の光に対する半透明石英管の透過率は、約８０％
である。従来用いられている半透明石英管の外径は６ｍ
ｍ〜１０ｍｍ、肉厚はｔ＝１．０〜１．２ｍｍが一般的
となっている。Although the transparency of the semi-transparent quartz tube is low, the cost is low and there is no difference in other physical characteristics. Therefore, the semi-transparent quartz tube is generally used for the fixing halogen heater which does not require strict optical characteristics. It is used. 300-3000nm
The transmissivity of the semitransparent quartz tube for the light of the wavelength is about 80%.
Is. The outer diameter of the conventional semi-transparent quartz tube is 6 m
In general, the thickness is m to 10 mm and the wall thickness is t = 1.0 to 1.2 mm.
【０００６】このような仕様のハロゲンヒータの熱放射
と損失の割合は、従来より、定常状態すなわち定着温度
状態での実験値として常識的に把握されている。その割
合を具体的に説明すると、図１０に示すように、定着ロ
ーラ内面に輻射される赤外放射が約８６％、可視放射が
約７％、端子損失が約２％、ガラス管での損失が約５％
となっている。The ratio of the heat radiation and the loss of the halogen heater having such specifications has been conventionally understood as an experimental value in a steady state, that is, a fixing temperature state. More specifically, as shown in FIG. 10, the infrared radiation radiated to the inner surface of the fixing roller is about 86%, the visible radiation is about 7%, the terminal loss is about 2%, and the loss in the glass tube is as shown in FIG. Is about 5%
Has become.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ハロゲンヒータを熱源
とする間接加熱方式の定着装置は、上述のように低コス
トであり、安全性が高く、しかも長寿命であるなどの利
点を有するが、直接加熱方式に比べて定着ローラが所定
の設定温度に昇温するまでの立ち上がり時間が遅く、２
０ｓｅｃ以上の立ち上がり時間を要しているのが現状で
ある。ハロゲンヒータを備えた定着装置の立ち上がり時
間を速くすることができれば、上記利点を活かしなが
ら、定着装置又はこれを用いた画像形成装置の使用性の
向上を図れるとともに、省エネルギー化を達成すること
ができる。The indirect heating type fixing device using a halogen heater as a heat source has advantages such as low cost, high safety, and long life as described above. Compared to the heating method, the rise time of the fixing roller until it rises to a predetermined set temperature is slower.
The present situation is that a rising time of 0 sec or more is required. If the rise time of the fixing device provided with the halogen heater can be shortened, the usability of the fixing device or the image forming apparatus using the fixing device can be improved and energy saving can be achieved while taking advantage of the above advantages. .
【０００８】ハロゲンヒータを備えた定着装置の立ち上
がり時間が遅いことについて本発明者等が分析を行った
結果、以下の原因が判った。
ハロゲンヒータ自体の立ち上がり時間、すなわち、放
射が安定するフィラメント温度２５００Ｋまで達する時
間を要すること。１００Ｖ、１２００Ｗのハロゲンヒー
タでは立ち上がり時間は１ｓｅｃ以上である。
フィラメントから放射された光がガラス管を透過する
際に、その一部がガラス管に吸収され、ガラス管自体の
温度上昇に費やされる。実験結果から、立ち上がり時に
おいては、フィラメントからの放射のうち約１／４がガ
ラス管及びガラス管内のガスに吸収されて損失となり、
定着ローラ内面に輻射されるのは残りの３／４のみであ
ることが判った。As a result of analysis by the inventors of the present invention regarding the slow rise time of the fixing device provided with the halogen heater, the following causes were found. The rise time of the halogen heater itself, that is, the time required to reach the filament temperature of 2500K at which radiation is stabilized, is required. With a halogen heater of 100 V and 1200 W, the rise time is 1 sec or longer. When the light emitted from the filament passes through the glass tube, a part of the light is absorbed by the glass tube and is used for increasing the temperature of the glass tube itself. From the experimental results, at the start-up, about 1/4 of the radiation from the filament is absorbed by the glass tube and the gas inside the glass tube, resulting in loss.
It was found that only the remaining 3/4 was radiated to the inner surface of the fixing roller.
【０００９】図１１に、薄肉定着ローラを用いた省エネ
タイプの定着装置の定着ローラ芯金とハロゲンヒータの
ガラス管の温度上昇及びハロゲンヒータへの入力電力量
を示す。電源オンから約１ｓｅｃの間、温度上昇の遅れ
が見られる。これはフィラメントのタングステンが２５
００Ｋ近くまで昇温するまでの時間である。電力がその
間上昇しているのは、タングステンの抵抗の温度依存
（ＰＴＣ特性）によるものである。また、定着ローラ芯
金が定着温度の１８０℃に達するまでの約１０ｓｅｃで
ハロゲンヒータのガラス管壁は約２３０℃にまで達して
いる。この温度上昇速度とガラスの熱容量から、ガラス
管内で吸収されたエネルギー量は、以下の式から約２７
０Ｗであると推測される。
熱容量（Ｊ／Ｋ）×温度上昇速度（Ｋ／ｓｅｃ）＝発熱
量（Ｗ）
電力は１２００Ｗであるため、タングステンから放射さ
れるエネルギーのうちの約１／４がガラス管に吸収され
ることによるロスということになる。FIG. 11 shows the temperature rise of the fixing roller core metal and the glass tube of the halogen heater of the energy-saving type fixing device using the thin fixing roller, and the amount of electric power input to the halogen heater. There is a delay in the temperature rise for about 1 second after the power is turned on. This is because the filament tungsten is 25
This is the time until the temperature rises to near 00K. The increase in the electric power during that time is due to the temperature dependence of the resistance of tungsten (PTC characteristic). In addition, the glass tube wall of the halogen heater reaches about 230 ° C. in about 10 seconds until the fixing roller core metal reaches the fixing temperature of 180 ° C. From this rate of temperature rise and the heat capacity of the glass, the amount of energy absorbed in the glass tube is approximately 27
It is estimated to be 0W. Heat capacity (J / K) x temperature rise rate (K / sec) = calorific value (W) Since the electric power is 1200 W, about 1/4 of the energy emitted from tungsten is absorbed by the glass tube. It's a loss.
【００１０】図１２は、ガラス管と定着ローラ間の温度
差と輻射による熱伝達量の関係を示すグラフである。ガ
ラス管と定着ローラの温度差が２００℃を越えた辺りか
ら熱伝達量が急激に増すことが判る。ガラス管から定着
ローラへの熱伝達については、輻射による熱伝達は温度
の４乗の差に比例するので、温度差が大きくなれば輻射
の影響が大きくなるが、ガラス管と定着ローラとの温度
差が小さい立ち上がりの時間内においては、ガラス管か
ら定着ローラへの輻射による熱伝達は無視してよく、ガ
ラス管自体を温めることは全くのロスと考えてよい。但
し、ガラス管の温度は、図１３に示すように、そのまま
制御を行わなければ２分間で６００℃前後まで上昇を続
けるため、このような温度になればガラス管から定着ロ
ーラへの輻射も十分大きいものと思われる。FIG. 12 is a graph showing the relationship between the temperature difference between the glass tube and the fixing roller and the amount of heat transfer by radiation. It can be seen that the amount of heat transfer sharply increases when the temperature difference between the glass tube and the fixing roller exceeds 200 ° C. Regarding the heat transfer from the glass tube to the fixing roller, the heat transfer due to radiation is proportional to the difference of the fourth power of the temperature. Therefore, if the temperature difference increases, the effect of radiation increases, but the temperature between the glass tube and the fixing roller increases. Within the rise time when the difference is small, heat transfer due to radiation from the glass tube to the fixing roller can be ignored, and it can be considered that heating the glass tube itself is a complete loss. However, as shown in FIG. 13, the temperature of the glass tube continues to rise up to around 600 ° C. in 2 minutes unless the control is performed as it is, so at such a temperature, radiation from the glass tube to the fixing roller is sufficient. Seems large.
【００１１】以上の考察から、ガラス管から定着ローラ
への輻射がほとんど無い立ち上がり時間の短い定着装置
においては、ガラス管の影響が特に大きいということが
できる。従来は、ハロゲンヒータのガラス管での損失は
放射全体の５％程度と考えられてきており、その割合の
低さから技術的に避けられないものとして容認されてき
た。しかしながら、それは上述のようにハロゲンヒータ
の温度が安定する定常状態での損失であり、高速で定着
ローラを立ち上げる省エネタイプの定着装置における立
ち上がり時のガラス管の損失は、図１４に示すように、
２５％程度であり、定常状態の５倍程度であることが今
回の実験で判った。この立ち上がり時におけるガラス管
での損失の割合は、ハロゲンヒータを用いた定着装置の
立ち上がり時間を短くすることに関し、技術的に十分に
改良の余地が存在することを意味するものである。From the above consideration, it can be said that the influence of the glass tube is particularly large in the fixing device having a short rise time in which there is almost no radiation from the glass tube to the fixing roller. Conventionally, the loss in the glass tube of the halogen heater has been considered to be about 5% of the total radiation, and it has been accepted as technically unavoidable because of the low ratio. However, it is the loss in the steady state where the temperature of the halogen heater is stable as described above, and the loss of the glass tube at the time of startup in the energy saving type fixing device that starts the fixing roller at high speed is as shown in FIG. ,
It was found in this experiment that it is about 25%, which is about 5 times the steady state. The ratio of the loss in the glass tube at the time of rising means that there is technically sufficient room for improvement in shortening the rising time of the fixing device using the halogen heater.
【００１２】そこで、本発明は、立ち上がり時間が速く
省エネルギー化を達成できるハロゲンヒータ、そのハロ
ゲンヒータを用いた定着装置及びその定着装置を用いた
画像形成装置の提供を、その目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a halogen heater capable of achieving a quick rise time and energy saving, a fixing device using the halogen heater, and an image forming apparatus using the fixing device.
【００１３】[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記載の発明では、ガラス管内に不活性ガス
とハロゲン物質が封入されているハロゲンヒータにおい
て、上記ガラス管の３００〜３０００ｎｍの波長の光に
対する平均透過率が９４％以上である、という構成を採
っている。In order to achieve the above object, according to the invention of claim 1, in a halogen heater in which an inert gas and a halogen substance are enclosed in a glass tube, the glass tube is 300 to 3000 nm. The average transmittance for the light of the wavelength is 94% or more.
【００１４】請求項２記載の発明では、ガラス管内に不
活性ガスとハロゲン物質が封入されているハロゲンヒー
タにおいて、上記ガラス管の肉厚が０．８ｍｍ以下であ
る、という構成を採っている。According to the second aspect of the invention, in the halogen heater in which the inert gas and the halogen substance are enclosed in the glass tube, the glass tube has a wall thickness of 0.8 mm or less.
【００１５】請求項３記載の発明では、ガラス管内に不
活性ガスとハロゲン物質が封入されているハロゲンヒー
タにおいて、上記ガラス管は水晶を原料とした透明石英
により形成されている、という構成を採っている。According to the third aspect of the invention, in the halogen heater in which the inert gas and the halogen substance are enclosed in the glass tube, the glass tube is formed of transparent quartz made of quartz. ing.
【００１６】請求項４記載の発明では、ガラス管内に不
活性ガスとハロゲン物質が封入されているハロゲンヒー
タにおいて、上記不活性ガスは、クリプトン又はキセノ
ンが主成分である、という構成を採っている。In a fourth aspect of the invention, in a halogen heater in which an inert gas and a halogen substance are enclosed in a glass tube, the inert gas is mainly composed of krypton or xenon. .
【００１７】請求項５記載の発明では、ガラス管内に不
活性ガスとハロゲン物質が封入されているハロゲンヒー
タにおいて、上記ガラス管は水晶を原料とした透明石英
により形成されており、その肉厚は０．８ｍｍ以下であ
る、という構成を採っている。In a fifth aspect of the present invention, in a halogen heater in which an inert gas and a halogen substance are enclosed in a glass tube, the glass tube is made of transparent quartz made of quartz, and its thickness is The structure is 0.8 mm or less.
【００１８】請求項６記載の発明では、ガラス管内に不
活性ガスとハロゲン物質が封入されているハロゲンヒー
タを内部に備えた定着ローラと、この定着ローラに圧接
する加圧ローラを有する定着装置において、上記ハロゲ
ンヒータのガラス管の３００〜３０００ｎｍの波長の光
に対する平均透過率が９４％以上である、という構成を
採っている。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a fixing device including a fixing roller having a halogen heater in which an inert gas and a halogen substance are enclosed in a glass tube, and a pressure roller in pressure contact with the fixing roller. The average transmittance of the glass tube of the halogen heater for light having a wavelength of 300 to 3000 nm is 94% or more.
【００１９】請求項７記載の発明では、ガラス管内に不
活性ガスとハロゲン物質が封入されているハロゲンヒー
タを内部に備えた定着ローラと、この定着ローラに圧接
する加圧ローラを有する定着装置において、上記ハロゲ
ンヒータのガラス管の肉厚が０．８ｍｍ以下である、と
いう構成を採っている。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a fixing device including a fixing roller having a halogen heater in which an inert gas and a halogen substance are enclosed in a glass tube, and a pressure roller which is in pressure contact with the fixing roller. The thickness of the glass tube of the halogen heater is 0.8 mm or less.
【００２０】請求項８記載の発明では、ガラス管内に不
活性ガスとハロゲン物質が封入されているハロゲンヒー
タを内部に備えた定着ローラと、この定着ローラに圧接
する加圧ローラを有する定着装置において、上記ハロゲ
ンヒータのガラス管は水晶を原料とした透明石英により
形成されている、という構成を採っている。According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a fixing device including a fixing roller having a halogen heater in which an inert gas and a halogen substance are enclosed in a glass tube, and a pressure roller in pressure contact with the fixing roller. The halogen heater glass tube is made of transparent quartz made of quartz.
【００２１】請求項９記載の発明では、ガラス管内に不
活性ガスとハロゲン物質が封入されているハロゲンヒー
タを内部に備えた定着ローラと、この定着ローラに圧接
する加圧ローラを有する定着装置において、上記ハロゲ
ンヒータのガラス管は水晶を原料とした透明石英により
形成されており、その肉厚は０．８ｍｍ以下である、と
いう構成を採っている。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a fixing device having a fixing roller having a halogen heater in which an inert gas and a halogen substance are enclosed in a glass tube, and a pressure roller which is in pressure contact with the fixing roller. The glass tube of the halogen heater is made of transparent quartz made of quartz and has a wall thickness of 0.8 mm or less.
【００２２】請求項１０記載の発明では、請求項６，
７，８又は９記載の構成において、上記定着ローラが
０．８ｍｍ以下の厚みの金属製パイプを基体として構成
されている、という構成を採っている。According to the tenth aspect of the invention, the sixth and sixth aspects are provided.
In the constitution described in 7, 8 or 9, the fixing roller is constituted by a metal pipe having a thickness of 0.8 mm or less as a base.
【００２３】請求項１１記載の発明では、請求項６，
７，８，９又は１０記載の構成において、上記加圧ロー
ラが発泡性材料で形成されている、という構成を採って
いる。According to the eleventh aspect of the invention, the sixth and sixth aspects are provided.
In the configuration described in 7, 8, 9 or 10, the pressure roller is made of a foamable material.
【００２４】請求項１２記載の発明では、請求項６，
７，８，９，１０又は１１記載の構成において、上記ハ
ロゲンヒータが、振動及び衝撃を吸収する耐熱性の緩衝
材を介して支持されている、という構成を採っている。According to the twelfth aspect of the invention, the sixth and sixth aspects are provided.
In the configuration described in 7, 8, 9, 10 or 11, the halogen heater is supported via a heat-resistant cushioning material that absorbs vibrations and shocks.
【００２５】請求項１３記載の発明では、ガラス管内に
不活性ガスとハロゲン物質が封入されているハロゲンヒ
ータを内部に備えた定着ローラと、この定着ローラに圧
接する加圧ローラを有する定着装置を備えた画像形成装
置において、上記ハロゲンヒータのガラス管の３００〜
３０００ｎｍの波長の光に対する平均透過率が９４％以
上である、という構成を採っている。According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a fixing device having a fixing roller having a halogen heater in which an inert gas and a halogen substance are enclosed in a glass tube, and a pressure roller in pressure contact with the fixing roller. In an image forming apparatus provided with the halogen heater glass tube 300-
The configuration is such that the average transmittance for light with a wavelength of 3000 nm is 94% or more.
【００２６】請求項１４記載の発明では、ガラス管内に
不活性ガスとハロゲン物質が封入されているハロゲンヒ
ータを内部に備えた定着ローラと、この定着ローラに圧
接する加圧ローラを有する定着装置を備えた画像形成装
置において、上記ハロゲンヒータのガラス管の肉厚が
０．８ｍｍ以下である、という構成を採っている。According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a fixing device including a fixing roller having a halogen heater in which an inert gas and a halogen substance are enclosed in a glass tube, and a pressure roller which is in pressure contact with the fixing roller. In the provided image forming apparatus, the glass tube of the halogen heater has a thickness of 0.8 mm or less.
【００２７】請求項１５記載の発明では、ガラス管内に
不活性ガスとハロゲン物質が封入されているハロゲンヒ
ータを内部に備えた定着ローラと、この定着ローラに圧
接する加圧ローラを有する定着装置を備えた画像形成装
置において、上記ハロゲンヒータのガラス管は水晶を原
料とした透明石英により形成されている、という構成を
採っている。According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided a fixing device having a fixing roller having a halogen heater in which an inert gas and a halogen substance are enclosed in a glass tube, and a pressure roller in pressure contact with the fixing roller. In the provided image forming apparatus, the glass tube of the halogen heater is formed of transparent quartz made of quartz.
【００２８】請求項１６記載の発明では、ガラス管内に
不活性ガスとハロゲン物質が封入されているハロゲンヒ
ータを内部に備えた定着ローラと、この定着ローラに圧
接する加圧ローラを有する定着装置を備えた画像形成装
置において、上記ハロゲンヒータのガラス管は水晶を原
料とした透明石英により形成されており、その肉厚は
０．８ｍｍ以下である、という構成を採っている。In a sixteenth aspect of the present invention, there is provided a fixing device having a fixing roller having a halogen heater in which an inert gas and a halogen substance are enclosed in a glass tube, and a pressure roller which is in pressure contact with the fixing roller. In the provided image forming apparatus, the glass tube of the halogen heater is made of transparent quartz made of quartz, and the thickness thereof is 0.8 mm or less.
【００２９】請求項１７記載の発明では、請求項１３，
１４，１５又は１６記載の構成において、上記定着ロー
ラが０．８ｍｍ以下の厚みの金属製パイプを基体として
構成されている、という構成を採っている。According to a seventeenth aspect of the present invention,
In the structure described in 14, 15, or 16, the fixing roller is structured by using a metal pipe having a thickness of 0.8 mm or less as a base.
【００３０】請求項１８記載の発明では、請求項１３，
１４，１５，１６又は１７記載の構成において、上記加
圧ローラが発泡性材料で形成されている、という構成を
採っている。According to the invention of claim 18,
In the structure described in 14, 15, 16 or 17, the pressure roller is made of a foamable material.
【００３１】請求項１９記載の発明では、請求項１３，
１４，１５，１６，１７又は１８記載の構成において、
上記ハロゲンヒータが、振動及び衝撃を吸収する耐熱性
の緩衝材を介して支持されている、という構成を採って
いる。In the invention described in claim 19,
In the structure described in 14, 15, 16, 17 or 18,
The halogen heater is supported by a heat-resistant cushioning material that absorbs vibrations and shocks.
【００３２】請求項２０記載の発明では、請求項１３，
１４，１５，１６，１７，１８又は１９記載の構成にお
いて、上記ハロゲンヒータが待機時にはオフされる、と
いう構成を採っている。According to the invention defined in claim 20,
In the structure described in 14, 15, 16, 17, 18, or 19, the halogen heater is turned off during standby.
【００３３】請求項２１記載の発明では、請求項１３，
１４，１５，１６，１７，１８又は１９記載の構成にお
いて、上記定着装置の待機時の設定温度を所定の温度に
するか、上記ハロゲンヒータをオフするかを任意に選択
できる待機時モード設定手段を有する、という構成を採
っている。According to the invention of claim 21, claim 13
14, 15, 16, 17, 18 or 19, a standby mode setting means capable of arbitrarily selecting whether the preset temperature of the fixing device is set to a predetermined temperature or the halogen heater is turned off. Is adopted.
【００３４】[0034]
【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に基づい
て説明する。まず、図１に基づいて、画像形成装置とし
ての複写機の全体構成の概略を説明する。矢印方向に回
転する感光体１の周りには、帯電手段２、クリーニング
手段３、レーザ光学系によるレーザビームＬ、トナーを
供給して感光体１上の潜像を顕像化する現像スリーブ５
を含む現像部７、及び転写手段６が配置されている。装
置下部には矢印ａ方向に着脱可能な給紙カセット１０が
設けられている。給紙カセット１０内に収容された用紙
Ｐは、中板１１で支えられ、図示しないスプリングの力
によってアーム１２を介して給紙ローラ１３に押し付け
られている。後述する制御手段３７から指令が発せられ
て給紙ローラ１３が回転することによって給紙カセット
１０内の最上紙は、分離パッド１４で重送を防止されな
がら下流側のレジストローラ対１５まで搬送される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the overall configuration of a copying machine as an image forming apparatus will be outlined with reference to FIG. A developing sleeve 5 that supplies a charging unit 2, a cleaning unit 3, a laser beam L by a laser optical system, and toner around the photoconductor 1 rotating in the direction of the arrow to visualize the latent image on the photoconductor 1.
A developing unit 7 including a transfer unit 6 and a transfer unit 6 are arranged. At the lower part of the apparatus, a paper feed cassette 10 which is attachable / detachable in the direction of arrow a is provided. The paper P stored in the paper feed cassette 10 is supported by the intermediate plate 11 and is pressed against the paper feed roller 13 via the arm 12 by the force of a spring (not shown). When a command is issued from the control means 37 described later and the paper feed roller 13 rotates, the uppermost paper in the paper feed cassette 10 is conveyed to the registration roller pair 15 on the downstream side while the separation pad 14 prevents the double feed. It
【００３５】用紙Ｐはレジストローラ対１５により感光
体１上の画像と同期するようにタイミングをとられて転
写手段６に向けて送り出される。転写手段６によって感
光体１から画像を転写された用紙Ｐは、さらに定着装置
１６に搬送され、定着ローラ１８とこれに圧接対向する
加圧ローラ１９とで形成されたニップ部を通され、熱と
圧力により画像を定着される。定着済みの用紙Ｐは、排
紙ローラ対２０によって画像面を下にして排紙口２１よ
り排紙トレイ２２上に排出されてスタックされる。排出
される用紙のサイズに対応するため、排紙ストッパ２３
は矢印ｂ方向にスライド可能となっている。The sheet P is sent toward the transfer means 6 by the registration roller pair 15 at a timing synchronized with the image on the photoconductor 1. The sheet P on which the image has been transferred from the photoconductor 1 by the transfer unit 6 is further conveyed to the fixing device 16 and passed through a nip portion formed by the fixing roller 18 and the pressure roller 19 which is in pressure contact with and is opposed to the fixing roller 18 to generate heat. And the pressure fixes the image. The fixed paper P is ejected from the paper ejection port 21 onto the paper ejection tray 22 by the paper ejection roller pair 20 with the image surface facing downward, and is stacked. To accommodate the size of the paper to be ejected, the paper ejection stopper 23
Is slidable in the direction of arrow b.
【００３６】装置右側に操作面が配置されており、操作
パネル３０が外装部３１の上部前面（図１の装置上右
側）で突き出ている。また、給紙トレイ３２がピン３３
により回動可能に取り付けられている。図中左側に配置
されたケース３４内には、電源３５やプリント板３６
（エンジンドライバーボード）等の電送、制御部が収納
される。また、制御手段３７（コントローラボード）も
収納されている。排紙トレイ２２を構成しているカバー
３８は、回動支点３９を中心に開放可能となっている。The operation surface is arranged on the right side of the apparatus, and the operation panel 30 projects from the upper front surface of the exterior portion 31 (right side of the apparatus in FIG. 1). In addition, the paper feed tray 32 has pins 33.
It is rotatably attached by. In the case 34 arranged on the left side in the figure, a power source 35 and a printed board 36 are provided.
The transmission and control parts such as (engine driver board) are stored. Further, the control means 37 (controller board) is also stored. The cover 38 forming the paper discharge tray 22 can be opened around a rotation fulcrum 39.
【００３７】定着装置１６は、図２に示すように、定着
ローラ１８と、これに図示しないスプリングの付勢力で
押し当てられた加圧ローラ１９を有している。定着ロー
ラ１８は、断熱ブッシュ５１，５１、軸受５２，５２を
介して定着側板５０，５０に取り付けられており、図示
しない駆動源に係合した歯車５３により回転駆動され
る。定着ローラ１８の内部にはハロゲンヒータ２３が設
けら、ハロゲンヒータ２３の端部はヒータ保持部材２４
により保持されている。定着ローラ１８の表面には温度
センサ６０が当接され、温度センサ６０により検出され
た信号は入力回路６１を経てＣＰＵ６３に取り込まれ、
ＣＰＵ６３は検出した定着ローラ１８の温度を基にドラ
イバ６２を介してハロゲンヒータ２３への通電を制御す
るように構成されている。通常は画像形成装置の電源が
投入されると、ドライバ６２を介してハロゲンヒータ２
３へ電流が流れ、定着ローラ１８の温度は１８０℃前後
の設定温度まで急激に上昇する。As shown in FIG. 2, the fixing device 16 has a fixing roller 18 and a pressure roller 19 pressed against the fixing roller 18 by the urging force of a spring (not shown). The fixing roller 18 is attached to the fixing side plates 50, 50 via heat insulating bushes 51, 51 and bearings 52, 52, and is rotationally driven by a gear 53 engaged with a drive source (not shown). A halogen heater 23 is provided inside the fixing roller 18, and an end portion of the halogen heater 23 has a heater holding member 24.
Is held by. A temperature sensor 60 is brought into contact with the surface of the fixing roller 18, and a signal detected by the temperature sensor 60 is taken into a CPU 63 via an input circuit 61,
The CPU 63 is configured to control energization to the halogen heater 23 via the driver 62 based on the detected temperature of the fixing roller 18. Normally, when the image forming apparatus is powered on, the halogen heater 2 is passed through the driver 62.
A current flows to the fixing roller 3, and the temperature of the fixing roller 18 rapidly rises to a set temperature of about 180 ° C.
【００３８】図３に示すように、定着ローラ１８は、ア
ルミニウム製もしくは鉄製の薄肉パイプ２７を基体とし
ており、その厚みは０．８ｍｍ以下（例えば０．４ｍ
ｍ）に設定されている。定着ローラ１８の外面には、定
着後の用紙Ｐの分離性を向上させるためにフッ素系の表
面離型層２６が形成されている。ハロゲンヒータ２３
は、タングステンフィラメント２９をガラス管２８で覆
う構成を有し、ガラス管２８内にはクリプトン又はキセ
ノンを主成分とする不活性ガスが封入されているととも
に（請求項４）、ヨウ素、臭素、塩素などの微量のハロ
ゲン物質が封入されている。加圧ローラ１９は、芯金４
０と、発泡性材料としての発泡シリコンゴム層４２を有
している。As shown in FIG. 3, the fixing roller 18 has a thin pipe 27 made of aluminum or iron as its base, and its thickness is 0.8 mm or less (for example, 0.4 m).
m) is set. A fluorine-based surface release layer 26 is formed on the outer surface of the fixing roller 18 in order to improve the separability of the sheet P after fixing. Halogen heater 23
Has a configuration in which the tungsten filament 29 is covered with a glass tube 28, and an inert gas containing krypton or xenon as a main component is enclosed in the glass tube 28 (claim 4), and iodine, bromine, chlorine A small amount of halogen substance such as is enclosed. The pressure roller 19 has a core metal 4
0, and a foamed silicone rubber layer 42 as a foamable material.
【００３９】次に、図４に基づいてハロゲンヒータ２３
の端部支持構造について詳細に説明する。ヒータ保持部
材２４は、Ｖ字状のベース部材２４ａと、カバー２４ｂ
とから構成されており、これらベース部材２４ａとカバ
ー２４ｂの内面にはこれらの形状に沿うように、振動及
び衝撃を吸収する耐熱性の緩衝材としてのセラミックフ
ェルト２５ａ、２５ｂが固定されている。Ｖ字状のセラ
ミックフェルト２５ａでハロゲンヒータ２３の端子部２
３ａを支持し、カバー２４ｂに固定されたセラミックフ
ェルト２５ｂで押さえる構造となっている（請求項１
２，１９）。かかる構成は、後述する本発明の一つの特
徴である、ガラス管２８の厚みを薄くして透過率を上げ
る場合の製造過程、流通過程、使用時（通紙時）におけ
る衝撃や振動に因るハロゲンヒータ２３の破損を防止す
ることを目的としている。Next, based on FIG. 4, the halogen heater 23
The end support structure of will be described in detail. The heater holding member 24 includes a V-shaped base member 24a and a cover 24b.
The base members 24a and the cover 24b are fixed to the inner surfaces of the base members 24a and the cover 24b with ceramic felts 25a and 25b as heat-resistant cushioning materials that absorb vibrations and shocks. The terminal portion 2 of the halogen heater 23 is formed by the V-shaped ceramic felt 25a.
3a is supported and is pressed by a ceramic felt 25b fixed to a cover 24b.
2, 19). Such a structure is due to shock and vibration during the manufacturing process, the distribution process, and the use (paper passing) when the glass tube 28 is thinned to increase the transmittance, which is one of the features of the present invention described later. The purpose is to prevent the halogen heater 23 from being damaged.
【００４０】[0040]
【実施例】ハロゲンヒータ２３のガラス管２８での熱損
失を低減して定着装置１６の立ち上がり時間を速くする
ためには、ガラス管２８の透過率を上げることが考えら
れる。ガラス管２８の透過率を上げるためには、ガラス
管２８の厚みを薄くしたり、透明度を上げるなどの対策
が考えられる。EXAMPLE In order to reduce the heat loss in the glass tube 28 of the halogen heater 23 and accelerate the rising time of the fixing device 16, it is conceivable to increase the transmittance of the glass tube 28. In order to increase the transmittance of the glass tube 28, measures such as reducing the thickness of the glass tube 28 and increasing transparency can be considered.
【００４１】ガラス管の３００〜３０００ｎｍの波長の
光に対する平均透過率を９４％以上とする（請求項１，
６，１３）。従来の透過率８０％から９４％以上とする
ことにより、立ち上がり時におけるハロゲンヒータ２３
の効率を向上させ、タングステンフィラメント２９から
の放射がガラス管２８によって吸収されることによる熱
ロスを５％以下に抑えることが可能となる。具体的に
は、ガラス管２８の肉厚を薄くすることと、ガラス管２
８の透明度を上げること、及びこれらの組み合わせによ
り透過率を上げることができる。The average transmittance of the glass tube for light having a wavelength of 300 to 3000 nm is 94% or more (claim 1,
6, 13). By setting the conventional transmittance from 80% to 94% or more, the halogen heater 23 at the time of rising
It is possible to improve the efficiency of the above, and to suppress the heat loss due to the radiation from the tungsten filament 29 being absorbed by the glass tube 28 to 5% or less. Specifically, the thickness of the glass tube 28 is reduced, and the glass tube 2
The transmittance can be increased by increasing the transparency of No. 8 and a combination thereof.
【００４２】図５は、ガラス管２８の肉厚と透過率との
関係を示す実験データによるグラフである。図５におい
て、は１ｍｍでの透過率が８０％の材質（従来品に相
当）、は１ｍｍでの透過率が８５％の材質、は１ｍ
ｍでの透過率が９０％の材質、は１ｍｍでの透過率が
９２％の材質の場合である。，，は水晶を原料と
した透明石英で形成されており（請求項３，５，９，
８，１５，１６）、透過率の違いはその含有量の違いで
ある。例えば、で示す９２％の透過率のガラス管２８
を使用した場合、従来の厚み（１ｍｍ）であっても透過
率が大きいためガラス管２８での熱ロスを低減すること
ができる。この場合、さらに厚みを０．７ｍｍとすれ
ば、透過率は９４％以上となる。また、図５から明らか
なように、従来の透過率（８０％）の材質でも、ガラス
管２８の厚みを０．８ｍｍ以下にすれば透過率を上げる
ことが可能となる（請求項２，７，１４）。なお、図５
における強度ＮＧは、上記ハロゲンヒータ２３のヒータ
保持部材２４による保持構成によって実際的に破損等が
懸念される範囲を示している。FIG. 5 is a graph based on experimental data showing the relationship between the wall thickness of the glass tube 28 and the transmittance. In FIG. 5, is a material having a transmittance of 80% at 1 mm (corresponding to a conventional product), is a material having a transmittance of 85% at 1 mm, and is 1 m.
The material having a transmittance of 90% at m is a material having a transmittance of 1% at 92 mm. ,,, are formed of transparent quartz made of quartz (claims 3, 5, 9,
8, 15, 16), the difference in the transmittance is the difference in the content. For example, a glass tube 28 having a transmittance of 92% shown by
When using, the heat loss in the glass tube 28 can be reduced because the transmittance is large even with the conventional thickness (1 mm). In this case, if the thickness is further set to 0.7 mm, the transmittance becomes 94% or more. Further, as is apparent from FIG. 5, even if the material having the conventional transmittance (80%) is used, the transmittance can be increased by setting the thickness of the glass tube 28 to 0.8 mm or less (claims 2 and 7). , 14). Note that FIG.
The strength NG indicates the range in which the halogen heater 23 is actually damaged by the holding structure of the heater holding member 24.
【００４３】図６は、ハロゲンヒータ２３の種類（ガラ
ス管２８の種類）と定着ローラ１８の昇温の差（立ち上
がり時間の差）を示す実験データによるグラフである。
図６において太い実線はガラス管２８の肉厚が１ｍｍ
で、１ｍｍ時の透過率が８０％の場合（従来品に相
当）、破線はガラス管２８の肉厚が０．８ｍｍで１ｍｍ
時の透過率が８０％の場合、細い実線はガラス管２８の
肉厚が０．８ｍｍで１ｍｍ時の透過率が９２％の場合で
ある。従来品相当の場合（太い実線）、立ち上がり時間
は１０ｓｅｃを超えるが、肉厚が０．８ｍｍで１ｍｍ時
の透過率が９２％の場合（細い実線）には、約８．３ｓ
ｅｃとなり、１０ｓｅｃを切ることができる。これによ
り電源をオンにしてからの立ち上がり時間が速くなるた
め、使用者の不快感を軽減でき、定着装置１６、又はこ
れを使用した画像形成装置の使用性を向上させることが
できる。FIG. 6 is a graph based on experimental data showing the difference in the type of halogen heater 23 (type of glass tube 28) and the temperature rise of the fixing roller 18 (difference in rise time).
In FIG. 6, the thick solid line indicates the thickness of the glass tube 28 is 1 mm.
When the transmittance at 1 mm is 80% (corresponding to the conventional product), the broken line is 1 mm when the wall thickness of the glass tube 28 is 0.8 mm.
When the transmittance at 80% is 80%, the thin solid line is when the wall thickness of the glass tube 28 is 0.8 mm and the transmittance at 1 mm is 92%. In the case of a conventional product (thick solid line), the rise time exceeds 10 sec, but when the wall thickness is 0.8 mm and the transmittance at 1 mm is 92% (thin solid line), it is about 8.3 s.
It becomes ec and can be cut within 10 seconds. This makes it possible to reduce the discomfort of the user because the rise time after turning on the power is shortened, and the usability of the fixing device 16 or the image forming apparatus using the fixing device 16 can be improved.
【００４４】定着ローラ１８の基体の厚みを０．８ｍｍ
以下（例えば０．４ｍｍ）に設定する（請求項１０，１
７）。図７は、定着ローラ１８の基体の肉厚と、ハロゲ
ンヒータ２３のガラス管２８の透過率との組み合わせに
おける待機時の設定温度との関係を示すグラフである。
表１に各条件と実験結果を示す。定着ローラ１８の基体
は鉄製の薄肉パイプであり、その外径は３０ｍｍである
（共通条件）。は基体の肉厚が０．８５ｍｍでガラス
管２８の透過率が８０％の場合（従来品相当）、は基
体の肉厚が０．８５ｍｍでガラス管２８の透過率が９４
％の場合、は基体の肉厚が０．４ｍｍでガラス管２８
の透過率が８０％の場合、は基体の肉厚が０．４ｍｍ
でガラス管２８の透過率が９４％の場合である。定着の
ための設定温度は１８０℃であり、待機時から設定温度
への復帰時間を５ｓｅｃとした場合である。The thickness of the base body of the fixing roller 18 is 0.8 mm.
The following (for example, 0.4 mm) is set.
7). FIG. 7 is a graph showing the relationship between the thickness of the base of the fixing roller 18 and the set temperature during standby in the combination of the transmittance of the glass tube 28 of the halogen heater 23.
Table 1 shows each condition and the experimental result. The base of the fixing roller 18 is a thin pipe made of iron and has an outer diameter of 30 mm (common condition). When the thickness of the substrate is 0.85 mm and the transmittance of the glass tube 28 is 80% (equivalent to the conventional product), is the thickness of the substrate is 0.85 mm and the transmittance of the glass tube 28 is 94%.
%, The thickness of the substrate is 0.4 mm and the glass tube 28
When the transmittance is 80%, the thickness of the substrate is 0.4 mm
In this case, the transmittance of the glass tube 28 is 94%. The set temperature for fixing is 180 ° C., and the recovery time from the standby state to the set temperature is 5 seconds.
【００４５】[0045]
【表１】 [Table 1]
【００４６】（従来品相当）の場合、待機時の設定温
度は１５３℃である。これに対し、本発明を実施したも
の（，，）では、待機時の設定温度を下げること
ができ、特に、定着ローラ１８の基体を薄くしてガラス
管２８の透過率を上げたものでは、設定温度を６０℃
以上も下げることが可能となる。従来の画像形成装置に
おいては、即座に立ち上げるために待機時の設定温度を
上記のように１５０℃程度に設定しているが、本発明を
実施したものによれば待機時の設定温度を低く設定して
も従来と同様の待機時からの立ち上がりを得ることがで
きる。このため、消費電力を低減することができる。図
８は、待機時の設定温度と消費電力との関係を示すグラ
フである。ととの比較から、肉厚を薄くして立ち上
がり時間を速くした省エネタイプの定着装置において、
ハロゲンヒータ２３の透過率の効果がより大きいことが
判る。すなわち、定着ローラ１８の薄肉性とハロゲンヒ
ータ２３の透過率との組合わせにより、立ち上がりにお
ける相乗的効果を得ることができる。In the case of (conventional product), the set temperature during standby is 153 ° C. On the other hand, in the case of implementing the present invention (,,), the set temperature during standby can be lowered, and in particular, in the case where the base body of the fixing roller 18 is made thin and the transmittance of the glass tube 28 is increased, Set temperature to 60 ℃
It is possible to lower the above. In the conventional image forming apparatus, the preset temperature during standby is set to about 150 ° C. as described above in order to immediately start up. However, according to the embodiment of the present invention, the preset temperature during standby is low. Even if it is set, it is possible to obtain the same rise from the standby state as in the conventional case. Therefore, power consumption can be reduced. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the set temperature during standby and the power consumption. From the comparison with and, in the energy-saving type fixing device whose wall thickness is thin and the rising time is fast,
It can be seen that the effect of the transmittance of the halogen heater 23 is greater. That is, by combining the thinness of the fixing roller 18 and the transmittance of the halogen heater 23, a synergistic effect in rising can be obtained.
【００４７】また、表１から、ハロゲンヒータ２３のガ
ラス管２８の透過率を上げることなく定着ローラ１８の
基体の肉厚を薄くするだけでも立ち上がり性を向上させ
ることができることが判る。Further, it can be seen from Table 1 that the rising property can be improved only by reducing the thickness of the base body of the fixing roller 18 without increasing the transmittance of the glass tube 28 of the halogen heater 23.
【００４８】加圧ローラ１９を発泡性材料としての発泡
シリコンゴム層４２で構成する（請求項１１，１８）。
発泡シリコンゴムは硬度が低く、薄肉の定着ローラ１８
に対して大きな荷重を掛けなくても定着に必要なニップ
幅を得ることができる。大きな加圧ローラの場合、薄肉
の定着ローラ１８は熱容量が小さいため、定着ローラ１
８が所定の温度に達した後に回転を行うと、加圧ローラ
が定着ローラ１８の熱を奪い定着ローラの１８表面温度
が再び下がり、最終的な立ち上がり時間が長くなってし
まうことがある。発泡シリコンゴムは熱容量が小さい上
に断熱性に優れているため、回転時の定着ローラ１８の
温度低下が小さい。従って、本発明の実施に係る立ち上
がり時間の短い定着装置１６では、加圧ローラ１９の上
記構成は極めて重要である。The pressure roller 19 is composed of a foamed silicone rubber layer 42 as a foamable material (claims 11 and 18).
The silicone rubber foam has a low hardness and a thin fixing roller 18
However, the nip width required for fixing can be obtained without applying a large load. In the case of a large pressure roller, since the thin fixing roller 18 has a small heat capacity, the fixing roller 1
When 8 is rotated after reaching a predetermined temperature, the pressure roller may take heat of the fixing roller 18 to lower the surface temperature of the fixing roller 18 again, and the final rising time may be long. Since the foamed silicone rubber has a small heat capacity and is excellent in heat insulation, the temperature drop of the fixing roller 18 during rotation is small. Therefore, in the fixing device 16 having a short rise time according to the embodiment of the present invention, the above-described configuration of the pressure roller 19 is extremely important.
【００４９】上述のように本発明の実施による定着装置
１６では立ち上がり時間を短くすることができるので、
画像形成装置を使用時のみハロゲンヒータ２３をオン
し、待機時にはオフする制御とすることができる（請求
項２０）。このようにすれば、待機時の定着装置１６に
係る消費電力はゼロとなるので、省エネを大幅に向上さ
せることができる。As described above, since the fixing device 16 according to the present invention can shorten the rise time,
The halogen heater 23 may be turned on only when the image forming apparatus is used and turned off during standby (claim 20). In this way, the power consumption of the fixing device 16 in the standby state becomes zero, so that the energy saving can be greatly improved.
【００５０】もっとも、このような制御とした場合に
は、待機時から立ち上げる場合には従来の立ち上がり速
度に比べて速いものの、その都度室温からの立ち上がり
動作が必要となるので、消費電力の低減を優先するか、
使用性を優先させるかユーザーが選択することができる
ようにすればよい（請求項２１）。図９はそのような実
施例に係る制御ブロック図である。操作パネル３０に
は、定着装置１６の待機時の設定温度を所定の温度（例
えば表１のの９０℃）にするか、ハロゲンヒータ２３
をオフするかを任意に選択できる待機時モード設定手段
６５が設けられており、ユーザーは作業の形態に応じて
選択する。待機時モード設定手段６５により、ハロゲン
ヒータ２３をオフするモードが設定された場合、制御手
段３７は、１つのジョブが終了して所定の時間が経過す
ると待機状態と判断してハロゲンヒータ２３をオフす
る。また、待機時モード設定手段６５により、定着装置
１６の待機時の設定温度を所定の温度にするモードが設
定された場合、制御手段３７は１つのジョブが終了して
所定の時間が経過すると待機状態と判断して、例えば定
着装置１６の温度を９０℃に設定すべくハロゲンヒータ
２３を制御する。However, in the case of such control, although the rising speed is faster than the conventional rising speed in the case of starting from the standby time, the rising operation from room temperature is required each time, so the power consumption is reduced. Or give priority to
The usability may be prioritized or the user can select (claim 21). FIG. 9 is a control block diagram according to such an embodiment. On the operation panel 30, the preset temperature of the fixing device 16 during standby is set to a predetermined temperature (for example, 90 ° C. in Table 1), or the halogen heater 23 is used.
There is provided a standby mode setting means 65 capable of arbitrarily selecting whether to turn off or not, and the user selects it according to the form of work. When the mode for turning off the halogen heater 23 is set by the standby mode setting means 65, the control means 37 turns off the halogen heater 23 by determining that it is in the standby state when a predetermined time elapses after one job is completed. To do. Further, when the standby mode setting means 65 sets the mode in which the preset temperature of the fixing device 16 is set to the predetermined temperature, the control means 37 waits when one job is completed and a predetermined time elapses. When the state is determined, the halogen heater 23 is controlled to set the temperature of the fixing device 16 to 90 ° C., for example.
【００５１】[0051]
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ハロゲン
ヒータにおけるガラス管での熱ロスを低減することがで
きる。According to the invention described in claim 1, it is possible to reduce the heat loss in the glass tube in the halogen heater.
【００５２】請求項２記載の発明によれば、ハロゲンヒ
ータにおけるガラス管の透過率を上げることができ、ガ
ラス管での熱ロスを低減することができる。According to the second aspect of the present invention, the transmittance of the glass tube in the halogen heater can be increased and the heat loss in the glass tube can be reduced.
【００５３】請求項３記載の発明によれば、ハロゲンヒ
ータにおけるガラス管の透過率を上げることができ、ガ
ラス管での熱ロスを低減することができる。According to the third aspect of the present invention, the transmittance of the glass tube in the halogen heater can be increased, and the heat loss in the glass tube can be reduced.
【００５４】請求項４記載の発明によれば、ハロゲンヒ
ータにおけるガスによる熱ロスを低減でき、ガラス管で
の熱ロスを低減することができる。According to the fourth aspect of the invention, the heat loss due to the gas in the halogen heater can be reduced, and the heat loss in the glass tube can be reduced.
【００５５】請求項５記載の発明によれば、ハロゲンヒ
ータにおけるガラス管の透過率をさらに上げることがで
き、ガラス管での熱ロスを一層低減することができる。According to the invention described in claim 5, the transmittance of the glass tube in the halogen heater can be further increased, and the heat loss in the glass tube can be further reduced.
【００５６】請求項６記載の発明によれば、ハロゲンヒ
ータのガラス管の透過率の向上によって定着装置におけ
る立ち上がり時間を速くすることができる。According to the sixth aspect of the invention, the rise time in the fixing device can be shortened by improving the transmittance of the glass tube of the halogen heater.
【００５７】請求項７記載の発明によれば、ハロゲンヒ
ータのガラス管の透過率の向上によって定着装置におけ
る立ち上がり時間を速くすることができる。According to the seventh aspect of the invention, the rise time in the fixing device can be shortened by improving the transmittance of the glass tube of the halogen heater.
【００５８】請求項８記載の発明によれば、ハロゲンヒ
ータのガラス管の透過率の向上によって定着装置におけ
る立ち上がり時間を速くすることができる。According to the invention described in claim 8, the rise time in the fixing device can be shortened by improving the transmittance of the glass tube of the halogen heater.
【００５９】請求項９記載の発明によれば、ハロゲンヒ
ータのガラス管の透過率の一層の向上によって定着装置
における立ち上がり時間を一層速くすることができる。According to the invention of claim 9, the rise time in the fixing device can be further shortened by further improving the transmittance of the glass tube of the halogen heater.
【００６０】請求項１０記載の発明によれば、薄肉の定
着ローラとハロゲンヒータのガラス管の透過率の向上と
の組み合わせにより、定着装置における立ち上がり時間
をより一層速くすることができる。According to the tenth aspect of the present invention, the rise time in the fixing device can be further shortened by the combination of the thin fixing roller and the improvement of the transmittance of the glass tube of the halogen heater.
【００６１】請求項１１記載の発明によれば、薄肉の定
着ローラの温度低下を防止することができる。According to the eleventh aspect of the invention, it is possible to prevent the temperature of the thin fixing roller from decreasing.
【００６２】請求項１２記載の発明によれば、ハロゲン
ヒータの輸送時等における破損を防止することができ
る。According to the twelfth aspect of the present invention, it is possible to prevent the halogen heater from being damaged during transportation.
【００６３】請求項１３記載の発明によれば、ハロゲン
ヒータのガラス管の透過率の向上によって定着装置にお
ける立ち上がり時間を速くすることができる。According to the thirteenth aspect of the present invention, the rise time in the fixing device can be shortened by improving the transmittance of the glass tube of the halogen heater.
【００６４】請求項１４記載の発明によれば、ハロゲン
ヒータのガラス管の透過率の向上によって定着装置にお
ける立ち上がり時間を速くすることができる。According to the fourteenth aspect of the present invention, the rise time in the fixing device can be shortened by improving the transmittance of the glass tube of the halogen heater.
【００６５】請求項１５記載の発明によれば、ハロゲン
ヒータのガラス管の透過率の向上によって定着装置にお
ける立ち上がり時間を速くすることができる。According to the fifteenth aspect of the present invention, the rise time in the fixing device can be shortened by improving the transmittance of the glass tube of the halogen heater.
【００６６】請求項１６記載の発明によれば、ハロゲン
ヒータのガラス管の透過率の一層の向上によって定着装
置における立ち上がり時間を一層速くすることができ
る。According to the sixteenth aspect of the present invention, the rise time in the fixing device can be further shortened by further improving the transmittance of the glass tube of the halogen heater.
【００６７】請求項１７記載の発明によれば、薄肉の定
着ローラとハロゲンヒータのガラス管の透過率の向上と
の組み合わせにより、定着装置における立ち上がり時間
をより一層速くすることができる。According to the seventeenth aspect of the present invention, the rise time in the fixing device can be further shortened by the combination of the thin fixing roller and the improvement in the transmittance of the glass tube of the halogen heater.
【００６８】請求項１８記載の発明によれば、薄肉の定
着ローラの温度低下を防止することができる。According to the eighteenth aspect of the present invention, it is possible to prevent the temperature of the thin fixing roller from decreasing.
【００６９】請求項１９記載の発明によれば、ハロゲン
ヒータの輸送時等における破損を防止することができ
る。According to the nineteenth aspect of the present invention, it is possible to prevent the halogen heater from being damaged during transportation.
【００７０】請求項２０記載の発明によれば、待機時の
省エネを大幅に向上させることができる。According to the twentieth aspect of the invention, it is possible to greatly improve energy saving during standby.
【００７１】請求項２１記載の発明によれば、ユーザー
が待機時のモードを任意に選択できるので、ユーザーの
作業の種類に合わせることができ、使用性の向上を図る
ことができる。According to the twenty-first aspect of the invention, since the user can arbitrarily select the standby mode, it is possible to match the type of work of the user and improve the usability.
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置として
の複写機の全体概要側面図である。FIG. 1 is an overall schematic side view of a copying machine as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】定着装置の概要断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view of a fixing device.
【図３】定着ローラと加圧ローラの位置関係を示す概要
断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view showing a positional relationship between a fixing roller and a pressure roller.
【図４】ハロゲンヒータの支持部を示す図で、（ａ）は
概要正面図、（ｂ）は概要側面図である。4A and 4B are diagrams showing a support portion of a halogen heater, in which FIG. 4A is a schematic front view and FIG. 4B is a schematic side view.
【図５】ガラス管の肉厚と透過率との関係を示すグラフ
である。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the wall thickness of a glass tube and the transmittance.
【図６】ハロゲンヒータのガラス管の種類と定着ローラ
の昇温の差を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the difference between the type of glass tube of the halogen heater and the temperature rise of the fixing roller.
【図７】定着ローラの肉厚とハロゲンヒータのガラス管
の透過率との組み合わせにおける待機時の設定温度との
関係を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing a relationship between a thickness of a fixing roller and a transmittance of a glass tube of a halogen heater and a preset temperature during standby.
【図８】待機時の設定温度と消費電力との関係を示すグ
ラフである。FIG. 8 is a graph showing a relationship between a set temperature during standby and power consumption.
【図９】制御ブロック図である。FIG. 9 is a control block diagram.
【図１０】定常状態におけるハロゲンヒータの熱放射と
損失の割合を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing a ratio of heat radiation and loss of a halogen heater in a steady state.
【図１１】従来における薄肉定着ローラを用いた省エネ
タイプの定着装置の定着ローラとハロゲンヒータのガラ
ス管の温度上昇及びハロゲンヒータへの入力電力量を示
すグラフである。FIG. 11 is a graph showing a temperature rise of a fixing roller of an energy saving type fixing device using a thin fixing roller and a glass tube of a halogen heater and an input electric power amount to the halogen heater.
【図１２】ガラス管と定着ローラ間の温度差と輻射によ
る熱伝達量の関係を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing a relationship between a temperature difference between a glass tube and a fixing roller and a heat transfer amount due to radiation.
【図１３】ガラス管の温度上昇を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing a temperature rise of a glass tube.
【図１４】立ち上がり時におけるハロゲンヒータの熱放
射と損失の割合を示すグラフである。FIG. 14 is a graph showing the ratio of heat radiation and loss of the halogen heater at the time of rising.
１６ 定着装置 １８ 定着ローラ １９ 加圧ローラ ２３ ハロゲンヒータ ２５ 緩衝材としてのセラミックフェルト ６５ 待機時モード設定手段 16 Fixing device 18 Fixing roller 19 Pressure roller 23 Halogen heater 25 Ceramic felt as cushioning material 65 Standby mode setting means
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１４年１１月６日（２００２．１１．
６）[Submission Date] November 6, 2002 (2002.11.
6)
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【書類名】 明細書[Document name] Statement
【発明の名称】 定着ローラ・定着装置・画像形成装
置Title: Fixing roller, fixing device, image forming apparatus
【特許請求の範囲】[Claims]
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ハロゲンヒータを
熱源とする定着ローラ、該定着ローラを有する定着装
置、このような定着装置を有する複写機、プリンタ、フ
ァクシミリ等の画像形成装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fixing roller having a halogen heater as a heat source, a fixing device having the fixing roller, and an image forming apparatus such as a copying machine, a printer or a facsimile having the fixing device.
【０００２】例えば、複写機では、像担持体としての感
光体に原稿を読み取った画像情報に基づいて静電潜像を
形成し、この静電潜像を現像手段でトナー像として可視
像化し、トナー像を転写紙に転写した後、熱ローラ方式
の定着装置で定着することが行われている。定着装置の
熱源としては、一般にハロゲンヒータが使用されてい
る。ハロゲンヒータを用いた定着装置は、低コストであ
ること、安全性が高いこと、長寿命であることなどか
ら、複写機等の画像形成装置で広く使用されている。For example, in a copying machine, an electrostatic latent image is formed on a photoconductor serving as an image carrier based on image information obtained by reading an original, and the electrostatic latent image is visualized as a toner image by developing means. After the toner image is transferred onto a transfer sheet, it is fixed by a heat roller type fixing device. A halogen heater is generally used as a heat source of the fixing device. A fixing device using a halogen heater is widely used in an image forming apparatus such as a copying machine because of its low cost, high safety, and long life.
【０００３】定着装置は、定着ローラとこれに圧接する
加圧ローラを有しており、両ローラ間のニップ部でトナ
ー像を担持した転写紙を挟持・搬送して熱と圧力により
定着を行うようになっている。定着ローラの内部にハロ
ゲンヒータが設けられており、ハロゲンヒータの輻射熱
で定着ローラを加熱するもので、いわゆる間接加熱方式
と呼ばれている。この方式は、定着ローラの内面もしく
は外面に発熱層を設けて定着ローラ表面を発熱させるい
わゆる直接加熱方式に比べ、定着ローラが所定の設定温
度に昇温するまでの立ち上がり時間が遅い。近年におい
ては、定着ローラが肉厚０．８５ｍｍ程度のアルミニウ
ム製もしくは鉄製の薄肉パイプを基体として構成された
省エネタイプの定着装置も開発されているが、それでも
直接加熱方式に比べて定着ローラが所定の温度に昇温す
るまでの立ち上がり時間は遅い。The fixing device has a fixing roller and a pressure roller that is in pressure contact with the fixing roller. The transfer paper carrying the toner image is nipped and conveyed at the nip portion between the two rollers to perform fixing by heat and pressure. It is like this. A halogen heater is provided inside the fixing roller, and the fixing roller is heated by the radiant heat of the halogen heater, which is called an indirect heating method. This method has a slower rising time until the temperature of the fixing roller rises to a predetermined set temperature, as compared with a so-called direct heating method in which a heating layer is provided on the inner surface or the outer surface of the fixing roller to heat the surface of the fixing roller. In recent years, an energy-saving type fixing device has been developed in which the fixing roller is composed of a thin pipe made of aluminum or iron with a wall thickness of about 0.85 mm as a base. However, the fixing roller has a predetermined size compared to the direct heating method. The rise time until the temperature rises to is slow.
【０００４】ハロゲンヒータは、タングステンフィラメ
ントをガラス管で覆う構成を有し、ガラス管内には窒素
やアルゴン、クリプトンなどの不活性ガスと、ヨウ素、
臭素、塩素などの微量のハロゲン物質が封入されてい
る。通常、タングステンは融点以下で蒸発が始まり、徐
々に細くなって切れてしまうが、ハロゲンヒータの場
合、ガラス管内にハロゲンガスが封入されているため、
フィラメントから蒸発したタングステンがハロゲンガス
との反応と分解を繰り返すハロゲンサイクルにより長寿
命を得ている。ガラス管はハロゲンサイクルを維持する
に必要な高温に耐えるため、石英ガラスが使用されてい
る。石英ガラスには、水晶を原料とした透明石英管と、
珪石を原料とした半透明石英管がある。The halogen heater has a structure in which a tungsten filament is covered with a glass tube, and an inert gas such as nitrogen, argon, or krypton, iodine, and the like are contained in the glass tube.
A small amount of halogen substances such as bromine and chlorine are enclosed. Normally, tungsten begins to evaporate below the melting point and gradually becomes thin and breaks, but in the case of a halogen heater, the halogen gas is enclosed in the glass tube,
Long life is obtained by the halogen cycle in which tungsten evaporated from the filament repeats reaction with halogen gas and decomposition. Quartz glass is used because glass tubes withstand the high temperatures required to sustain the halogen cycle. For the quartz glass, a transparent quartz tube made from crystal,
There is a semi-transparent quartz tube made from silica stone.
【０００５】半透明石英管は透明度が低下するが、コス
トが安くて他の物理特性は差がないため、厳密な光学特
性が必要とされない定着用ハロゲンヒータには半透明石
英管が一般的に使用されている。３００〜３０００ｎｍ
の波長の光に対する半透明石英管の透過率は、約８０％
である。従来用いられている半透明石英管の外径は６ｍ
ｍ〜１０ｍｍ、肉厚はｔ＝１．０〜１．２ｍｍが一般的
となっている。Although the transparency of the semi-transparent quartz tube is low, the cost is low and there is no difference in other physical characteristics. Therefore, the semi-transparent quartz tube is generally used for the fixing halogen heater which does not require strict optical characteristics. It is used. 300-3000nm
The transmissivity of the semitransparent quartz tube for the light of the wavelength is about 80%.
Is. The outer diameter of the conventional semi-transparent quartz tube is 6 m
In general, the thickness is m to 10 mm and the wall thickness is t = 1.0 to 1.2 mm.
【０００６】このような仕様のハロゲンヒータの熱放射
と損失の割合は、従来より、定常状態すなわち定着温度
状態での実験値として常識的に把握されている。その割
合を具体的に説明すると、図１０に示すように、定着ロ
ーラ内面に輻射される赤外放射が約８６％、可視放射が
約７％、端子損失が約２％、ガラス管での損失が約５％
となっている。The ratio of the heat radiation and the loss of the halogen heater having such specifications has been conventionally understood as an experimental value in a steady state, that is, a fixing temperature state. More specifically, as shown in FIG. 10, the infrared radiation radiated to the inner surface of the fixing roller is about 86%, the visible radiation is about 7%, the terminal loss is about 2%, and the loss in the glass tube is as shown in FIG. Is about 5%
Has become.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ハロゲンヒータを熱源
とする間接加熱方式の定着装置は、上述のように低コス
トであり、安全性が高く、しかも長寿命であるなどの利
点を有するが、直接加熱方式に比べて定着ローラが所定
の設定温度に昇温するまでの立ち上がり時間が遅く、２
０ｓｅｃ以上の立ち上がり時間を要しているのが現状で
ある。ハロゲンヒータを備えた定着装置の立ち上がり時
間を速くすることができれば、上記利点を活かしなが
ら、定着装置又はこれを用いた画像形成装置の使用性の
向上を図れるとともに、省エネルギー化を達成すること
ができる。The indirect heating type fixing device using a halogen heater as a heat source has advantages such as low cost, high safety, and long life as described above. Compared to the heating method, the rise time of the fixing roller until it rises to a predetermined set temperature is slower.
The present situation is that a rising time of 0 sec or more is required. If the rise time of the fixing device provided with the halogen heater can be shortened, the usability of the fixing device or the image forming apparatus using the fixing device can be improved and energy saving can be achieved while taking advantage of the above advantages. .
【０００８】ハロゲンヒータを備えた定着装置の立ち上
がり時間が遅いことについて本発明者等が分析を行った
結果、以下の原因が判った。ハロゲンヒータ自体の立
ち上がり時間、すなわち、放射が安定するフィラメント
温度２５００Ｋまで達する時間を要すること。１００
Ｖ、１２００Ｗのハロゲンヒータでは立ち上がり時間は
１ｓｅｃ以上である。フィラメントから放射された光
がガラス管を透過する際に、その一部がガラス管に吸収
され、ガラス管自体の温度上昇に費やされる。実験結果
から、立ち上がり時においては、フィラメントからの放
射のうち約１／４がガラス管及びガラス管内のガスに吸
収されて損失となり、定着ローラ内面に輻射されるのは
残りの３／４のみであることが判った。As a result of analysis by the inventors of the present invention regarding the slow rise time of the fixing device provided with the halogen heater, the following causes were found. The rise time of the halogen heater itself, that is, the time required to reach the filament temperature of 2500K at which radiation is stabilized, is required. 100
With a halogen heater of V and 1200 W, the rise time is 1 sec or longer. When the light emitted from the filament passes through the glass tube, a part of the light is absorbed by the glass tube and is used for increasing the temperature of the glass tube itself. From the experimental results, at the time of rising, about 1/4 of the radiation from the filament is absorbed by the glass tube and the gas in the glass tube and becomes a loss, and only the remaining 3/4 is radiated to the inner surface of the fixing roller. I knew it was.
【０００９】図１１に、薄肉定着ローラを用いた省エネ
タイプの定着装置の定着ローラ芯金とハロゲンヒータの
ガラス管の温度上昇及びハロゲンヒータへの入力電力量
を示す。電源オンから約１ｓｅｃの間、温度上昇の遅れ
が見られる。これはフィラメントのタングステンが２５
００Ｋ近くまで昇温するまでの時間である。電力がその
間上昇しているのは、タングステンの抵抗の温度依存
（ＰＴＣ特性）によるものである。また、定着ローラ芯
金が定着温度の１８０℃に達するまでの約１０ｓｅｃで
ハロゲンヒータのガラス管壁は約２３０℃にまで達して
いる。この温度上昇速度とガラスの熱容量から、ガラス
管内で吸収されたエネルギー量は、以下の式から約２７
０Ｗであると推測される。
熱容量（Ｊ／Ｋ）×度上昇速度（Ｋ／ｓｅｃ）＝発熱量
（Ｗ）
電力は１２００Ｗであるため、タングステンから放射さ
れるエネルギーのうちの約１／４がガラス管に吸収され
ることによるロスということになる。FIG. 11 shows the temperature rise of the fixing roller core metal and the glass tube of the halogen heater of the energy-saving type fixing device using the thin fixing roller, and the amount of electric power input to the halogen heater. There is a delay in the temperature rise for about 1 second after the power is turned on. This is because the filament tungsten is 25
This is the time until the temperature rises to near 00K. The increase in the electric power during that time is due to the temperature dependence of the resistance of tungsten (PTC characteristic). In addition, the glass tube wall of the halogen heater reaches about 230 ° C. in about 10 seconds until the fixing roller core metal reaches the fixing temperature of 180 ° C. From this rate of temperature rise and the heat capacity of the glass, the amount of energy absorbed in the glass tube is approximately 27
It is estimated to be 0W. Heat capacity (J / K) x degree increase rate (K / sec) = calorific value (W) Since the electric power is 1200 W, about 1/4 of the energy emitted from tungsten is absorbed by the glass tube. It's a loss.
【００１０】図１２は、ガラス管と定着ローラ間の温度
差と輻射による熱伝達量の関係を示すグラフである。ガ
ラス管と定着ローラの温度差が２００℃を越えた辺りか
ら熱伝達量が急激に増すことが判る。ガラス管から定着
ローラへの熱伝達については、輻射による熱伝達は温度
の４乗の差に比例するので、温度差が大きくなれば輻射
の影響が大きくなるが、ガラス管と定着ローラとの温度
差が小さい立ち上がりの時間内においては、ガラス管か
ら定着ローラへの輻射による熱伝達は無視してよく、ガ
ラス管自体を温めることは全くのロスと考えてよい。但
し、ガラス管の温度は、図１３に示すように、そのまま
制御を行わなければ２分間で６００℃前後まで上昇を続
けるため、このような温度になればガラス管から定着ロ
ーラへの輻射も十分大きいものと思われる。FIG. 12 is a graph showing the relationship between the temperature difference between the glass tube and the fixing roller and the amount of heat transfer by radiation. It can be seen that the amount of heat transfer sharply increases when the temperature difference between the glass tube and the fixing roller exceeds 200 ° C. Regarding the heat transfer from the glass tube to the fixing roller, the heat transfer due to radiation is proportional to the difference of the fourth power of the temperature. Therefore, if the temperature difference increases, the effect of radiation increases, but the temperature between the glass tube and the fixing roller increases. Within the rise time when the difference is small, heat transfer due to radiation from the glass tube to the fixing roller can be ignored, and it can be considered that heating the glass tube itself is a complete loss. However, as shown in FIG. 13, the temperature of the glass tube continues to rise up to around 600 ° C. in 2 minutes unless the control is performed as it is, so at such a temperature, radiation from the glass tube to the fixing roller is sufficient. Seems large.
【００１１】以上の考察から、ガラス管から定着ローラ
への輻射がほとんど無い立ち上がり時間の短い定着装置
においては、ガラス管の影響が特に大きいということが
できる。従来は、ハロゲンヒータのガラス管での損失は
放射全体の５％程度と考えられてきており、その割合の
低さから技術的に避けられないものとして容認されてき
た。しかしながら、それは上述のようにハロゲンヒータ
の温度が安定する定常状態での損失であり、高速で定着
ローラを立ち上げる省エネタイプの定着装置における立
ち上がり時のガラス管の損失は、図１４に示すように、
２５％程度であり、定常状態の５倍程度であることが今
回の実験で判った。この立ち上がり時におけるガラス管
での損失の割合は、ハロゲンヒータを用いた定着装置の
立ち上がり時間を短くすることに関し、技術的に十分に
改良の余地が存在することを意味するものである。From the above consideration, it can be said that the influence of the glass tube is particularly large in the fixing device having a short rise time in which there is almost no radiation from the glass tube to the fixing roller. Conventionally, the loss in the glass tube of the halogen heater has been considered to be about 5% of the total radiation, and it has been accepted as technically unavoidable because of the low ratio. However, it is the loss in the steady state where the temperature of the halogen heater is stable as described above, and the loss of the glass tube at the time of startup in the energy saving type fixing device that starts the fixing roller at high speed is as shown in FIG. ,
It was found in this experiment that it is about 25%, which is about 5 times the steady state. The ratio of the loss in the glass tube at the time of rising means that there is technically sufficient room for improvement in shortening the rising time of the fixing device using the halogen heater.
【００１２】そこで、本発明は、立ち上がり時間が速く
省エネルギー化を達成できる定着ローラ、該定着ローラ
を有する定着装置及びその定着装置を用いた画像形成装
置の提供を、その目的とする。Therefore, it is an object of the present invention to provide a fixing roller which can achieve a quick rise time and energy saving, a fixing device having the fixing roller, and an image forming apparatus using the fixing device.
【００１３】[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記載の発明では、ガラス管内にフィラメン
トを有し、キセノン又はクリプトンを主成分とする不活
性ガスとハロゲン物質が封入されているハロゲンヒータ
を内蔵する０．８ｍｍ以下の厚みの金属製パイプを基体
として構成されていることを特徴とする。In order to achieve the above object, in the invention described in claim 1, a glass tube has a filament, and an inert gas containing xenon or krypton as a main component and a halogen substance are enclosed. The metal pipe having a thickness of 0.8 mm or less, which incorporates the halogen heater, is used as a base body.
【００１４】請求項２記載の発明では、請求項1記載の
定着ローラと、該定着ローラに圧接する加圧ローラを備
えたことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided the fixing roller according to the first aspect, and a pressure roller that comes into pressure contact with the fixing roller.
【００１５】請求項３記載の発明では、請求項２記載の
定着装置において、上記加圧ローラは発泡性材料で形成
されていることを特徴とする。According to a third aspect of the invention, in the fixing device according to the second aspect, the pressure roller is formed of a foamable material.
【００１６】請求項４記載の発明では、請求項２又は３
記載の定着装置を備えたことを特徴とする。According to the invention of claim 4, claim 2 or 3
The fixing device described above is provided.
【００１７】請求項５記載の発明では、請求項４記載の
画像形成装置において、上記ハロゲンヒータが待機時に
はオフされることを特徴とする。According to a fifth aspect of the invention, in the image forming apparatus according to the fourth aspect, the halogen heater is turned off during standby.
【００１８】請求項６記載の発明では、請求項５記載の
画像形成装置において、上記定着装置の待機時の設定温
度を所定の温度にするか、上記ハロゲンヒータをオフす
るかを任意に選択できる待機時モード設定手段を有する
ことを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fifth aspect, it is possible to arbitrarily select whether the preset temperature of the fixing device during standby is set to a predetermined temperature or the halogen heater is turned off. It is characterized by having a standby mode setting means.
【００１９】[0019]
【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に基づい
て説明する。まず、図１に基づいて、画像形成装置とし
ての複写機の全体構成の概略を説明する。矢印方向に回
転する感光体１の周りには、帯電手段２、クリーニング
手段３、レーザ光学系によるレーザビームＬ、トナーを
供給して感光体１上の潜像を顕像化する現像スリーブ５
を含む現像部７、及び転写手段６が配置されている。装
置下部には矢印ａ方向に着脱可能な給紙カセット１０が
設けられている。給紙カセット１０内に収容された用紙
Ｐは、中板１１で支えられ、図示しないスプリングの力
によってアーム１２を介して給紙ローラ１３に押し付け
られている。後述する制御手段３７から指令が発せられ
て給紙ローラ１３が回転することによって給紙カセット
１０内の最上紙は、分離パッド１４で重送を防止されな
がら下流側のレジストローラ対１５まで搬送される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the overall configuration of a copying machine as an image forming apparatus will be outlined with reference to FIG. A developing sleeve 5 that supplies a charging unit 2, a cleaning unit 3, a laser beam L by a laser optical system, and toner around the photoconductor 1 rotating in the direction of the arrow to visualize the latent image on the photoconductor 1.
A developing unit 7 including a transfer unit 6 and a transfer unit 6 are arranged. At the lower part of the apparatus, a paper feed cassette 10 which is attachable / detachable in the direction of arrow a is provided. The paper P stored in the paper feed cassette 10 is supported by the intermediate plate 11 and is pressed against the paper feed roller 13 via the arm 12 by the force of a spring (not shown). When a command is issued from the control means 37 described later and the paper feed roller 13 rotates, the uppermost paper in the paper feed cassette 10 is conveyed to the registration roller pair 15 on the downstream side while the separation pad 14 prevents the double feed. It
【００２０】用紙Ｐはレジストローラ対１５により感光
体１上の画像と同期するようにタイミングをとられて転
写手段６に向けて送り出される。転写手段６によって感
光体１から画像を転写された用紙Ｐは、さらに定着装置
１６に搬送され、定着ローラ１８とこれに圧接対向する
加圧ローラ１９とで形成されたニップ部を通され、熱と
圧力により画像を定着される。定着済みの用紙Ｐは、排
紙ローラ対２０によって画像面を下にして排紙口２１よ
り排紙トレイ２２上に排出されてスタックされる。排出
される用紙のサイズに対応するため、排紙ストッパ２３
は矢印ｂ方向にスライド可能となっている。The paper P is sent toward the transfer means 6 by the registration roller pair 15 at a timing synchronized with the image on the photoconductor 1. The sheet P on which the image has been transferred from the photoconductor 1 by the transfer unit 6 is further conveyed to the fixing device 16 and passed through a nip portion formed by the fixing roller 18 and the pressure roller 19 which is in pressure contact with and is opposed to the fixing roller 18 to generate heat. And the pressure fixes the image. The fixed paper P is ejected from the paper ejection port 21 onto the paper ejection tray 22 by the paper ejection roller pair 20 with the image surface facing downward, and is stacked. To accommodate the size of the paper to be ejected, the paper ejection stopper 23
Is slidable in the direction of arrow b.
【００２１】装置右側に操作面が配置されており、操作
パネル３０が外装部３１の上部前面（図１の装置上右
側）で突き出ている。また、給紙トレイ３２がピン３３
により回動可能に取り付けられている。図中左側に配置
されたケース３４内には、電源３５やプリント板３６
（エンジンドライバーボード）等の電送、制御部が収納
される。また、制御手段３７（コントローラボード）も
収納されている。排紙トレイ２２を構成しているカバー
３８は、回動支点３９を中心に開放可能となっている。The operation surface is arranged on the right side of the apparatus, and the operation panel 30 projects from the upper front surface of the exterior portion 31 (on the right side of the apparatus in FIG. 1). In addition, the paper feed tray 32 has pins 33.
It is rotatably attached by. In the case 34 arranged on the left side in the figure, a power source 35 and a printed board 36 are provided.
The transmission and control parts such as (engine driver board) are stored. Further, the control means 37 (controller board) is also stored. The cover 38 forming the paper discharge tray 22 can be opened around a rotation fulcrum 39.
【００２２】定着装置１６は、図２に示すように、定着
ローラ１８と、これに図示しないスプリングの付勢力で
押し当てられた加圧ローラ１９を有している。定着ロー
ラ１８は、断熱ブッシュ５１，５１、軸受５２，５２を
介して定着側板５０，５０に取り付けられており、図示
しない駆動源に係合した歯車５３により回転駆動され
る。定着ローラ１８の内部にはハロゲンヒータ２３が設
けら、ハロゲンヒータ２３の端部はヒータ保持部材２４
により保持されている。定着ローラ１８の表面には温度
センサ６０が当接され、温度センサ６０により検出され
た信号は入力回路６１を経てＣＰＵ６３に取り込まれ、
ＣＰＵ６３は検出した定着ローラ１８の温度を基にドラ
イバ６２を介してハロゲンヒータ２３への通電を制御す
るように構成されている。通常は画像形成装置の電源が
投入されると、ドライバ６２を介してハロゲンヒータ２
３へ電流が流れ、定着ローラ１８の温度は１８０℃前後
の設定温度まで急激に上昇する。As shown in FIG. 2, the fixing device 16 has a fixing roller 18 and a pressure roller 19 pressed against the fixing roller 18 by the urging force of a spring (not shown). The fixing roller 18 is attached to the fixing side plates 50, 50 via heat insulating bushes 51, 51 and bearings 52, 52, and is rotationally driven by a gear 53 engaged with a drive source (not shown). A halogen heater 23 is provided inside the fixing roller 18, and an end portion of the halogen heater 23 has a heater holding member 24.
Is held by. A temperature sensor 60 is brought into contact with the surface of the fixing roller 18, and a signal detected by the temperature sensor 60 is taken into a CPU 63 via an input circuit 61,
The CPU 63 is configured to control energization to the halogen heater 23 via the driver 62 based on the detected temperature of the fixing roller 18. Normally, when the image forming apparatus is powered on, the halogen heater 2 is passed through the driver 62.
A current flows to the fixing roller 3, and the temperature of the fixing roller 18 rapidly rises to a set temperature of about 180 ° C.
【００２３】図３に示すように、定着ローラ１８は、ア
ルミニウム製もしくは鉄製の薄肉パイプ２７を基体とし
ており、その厚みは０．８ｍｍ以下（例えば０．４ｍ
ｍ）に設定されている。定着ローラ１８の外面には、定
着後の用紙Ｐの分離性を向上させるためにフッ素系の表
面離型層２６が形成されている。ハロゲンヒータ２３
は、タングステンフィラメント２９をガラス管２８で覆
う構成を有し、ガラス管２８内にはクリプトン又はキセ
ノンを主成分とする不活性ガスが封入されているととも
に、ヨウ素、臭素、塩素などの微量のハロゲン物質が封
入されている。加圧ローラ１９は、芯金４０と、発泡性
材料としての発泡シリコンゴム層４２を有している。As shown in FIG. 3, the fixing roller 18 has a thin pipe 27 made of aluminum or iron as a base, and the thickness thereof is 0.8 mm or less (for example, 0.4 m).
m) is set. A fluorine-based surface release layer 26 is formed on the outer surface of the fixing roller 18 in order to improve the separability of the sheet P after fixing. Halogen heater 23
Has a structure in which the tungsten filament 29 is covered with a glass tube 28, an inert gas containing krypton or xenon as a main component is sealed in the glass tube 28, and a trace amount of halogen such as iodine, bromine, or chlorine is included. The substance is encapsulated. The pressure roller 19 has a cored bar 40 and a foamed silicone rubber layer 42 as a foamable material.
【００２４】次に、図４に基づいてハロゲンヒータ２３
の端部支持構造について詳細に説明する。ヒータ保持部
材２４は、Ｖ字状のベース部材２４ａと、カバー２４ｂ
とから構成されており、これらベース部材２４ａとカバ
ー２４ｂの内面にはこれらの形状に沿うように、振動及
び衝撃を吸収する耐熱性の緩衝材としてのセラミックフ
ェルト２５ａ、２５ｂが固定されている。Ｖ字状のセラ
ミックフェルト２５ａでハロゲンヒータ２３の端子部２
３ａを支持し、カバー２４ｂに固定されたセラミックフ
ェルト２５ｂで押さえる構造となっている。かかる構成
は、後述する本発明の一つの特徴である、ガラス管２８
の厚みを薄くして透過率を上げる場合の製造過程、流通
過程、使用時（通紙時）における衝撃や振動に因るハロ
ゲンヒータ２３の破損を防止することを目的としてい
る。Next, the halogen heater 23 will be described with reference to FIG.
The end support structure of will be described in detail. The heater holding member 24 includes a V-shaped base member 24a and a cover 24b.
The base members 24a and the cover 24b are fixed to the inner surfaces of the base members 24a and the cover 24b with ceramic felts 25a and 25b as heat-resistant cushioning materials that absorb vibrations and shocks. The terminal portion 2 of the halogen heater 23 is formed by the V-shaped ceramic felt 25a.
3a is supported and pressed by a ceramic felt 25b fixed to a cover 24b. Such a configuration is one of the features of the present invention described later, that is, the glass tube 28.
The purpose is to prevent the halogen heater 23 from being damaged due to shock or vibration during the manufacturing process, the distribution process, and the use (paper passing) when the thickness is reduced to increase the transmittance.
【００２５】[0025]
【実施例】ハロゲンヒータ２３のガラス管２８での熱損
失を低減して定着装置１６の立ち上がり時間を速くする
ためには、ガラス管２８の透過率を上げることが考えら
れる。ガラス管２８の透過率を上げるためには、ガラス
管２８の厚みを薄くしたり、透明度を上げるなどの対策
が考えられる。EXAMPLE In order to reduce the heat loss in the glass tube 28 of the halogen heater 23 and accelerate the rising time of the fixing device 16, it is conceivable to increase the transmittance of the glass tube 28. In order to increase the transmittance of the glass tube 28, measures such as reducing the thickness of the glass tube 28 and increasing transparency can be considered.
【００２６】ガラス管の３００〜３０００ｎｍの波長の
光に対する平均透過率を９４％以上とする。従来の透過
率８０％から９４％以上とすることにより、立ち上がり
時におけるハロゲンヒータ２３の効率を向上させ、タン
グステンフィラメント２９からの放射がガラス管２８に
よって吸収されることによる熱ロスを５％以下に抑える
ことが可能となる。具体的には、ガラス管２８の肉厚を
薄くすることと、ガラス管２８の透明度を上げること、
及びこれらの組み合わせにより透過率を上げることがで
きる。The average transmittance of the glass tube for light having a wavelength of 300 to 3000 nm is 94% or more. By setting the conventional transmittance of 80% to 94% or more, the efficiency of the halogen heater 23 at the time of rising is improved, and the heat loss due to the radiation from the tungsten filament 29 being absorbed by the glass tube 28 is reduced to 5% or less. It becomes possible to suppress. Specifically, reducing the thickness of the glass tube 28 and increasing the transparency of the glass tube 28,
And the combination thereof can increase the transmittance.
【００２７】図５は、ガラス管２８の肉厚と透過率との
関係を示す実験データによるグラフである。図５におい
て、は１ｍｍでの透過率が８０％の材質（従来品に相
当）、は１ｍｍでの透過率が８５％の材質、は１ｍ
ｍでの透過率が９０％の材質、は１ｍｍでの透過率が
９２％の材質の場合である。，，は水晶を原料と
した透明石英で形成されており、透過率の違いはその含
有量の違いである。例えば、で示す９２％の透過率の
ガラス管２８を使用した場合、従来の厚み（１ｍｍ）で
あっても透過率が大きいためガラス管２８での熱ロスを
低減することができる。この場合、さらに厚みを０．７
ｍｍとすれば、透過率は９４％以上となる。また、図５
から明らかなように、従来の透過率（８０％）の材質で
も、ガラス管２８の厚みを０．８ｍｍ以下にすれば透過
率を上げることが可能となる。なお、図５における強度
ＮＧは、上記ハロゲンヒータ２３のヒータ保持部材２４
による保持構成によって実際的に破損等が懸念される範
囲を示している。FIG. 5 is a graph based on experimental data showing the relationship between the wall thickness of the glass tube 28 and the transmittance. In FIG. 5, is a material having a transmittance of 80% at 1 mm (corresponding to a conventional product), is a material having a transmittance of 85% at 1 mm, and is 1 m
The material having a transmittance of 90% at m is a material having a transmittance of 1% at 92 mm. ,, are made of transparent quartz made of quartz, and the difference in the transmittance is the difference in the content. For example, when the glass tube 28 having a transmittance of 92% indicated by is used, the heat loss in the glass tube 28 can be reduced because the transmittance is large even with the conventional thickness (1 mm). In this case, further increase the thickness to 0.7
In mm, the transmittance is 94% or more. Also, FIG.
As is apparent from the above, even if the material having the conventional transmittance (80%) is used, the transmittance can be increased by setting the thickness of the glass tube 28 to 0.8 mm or less. It should be noted that the strength NG in FIG. 5 corresponds to the heater holding member 24 of the halogen heater 23.
This shows the range in which there is a possibility of actual damage such as damage due to the holding structure.
【００２８】図６は、ハロゲンヒータ２３の種類（ガラ
ス管２８の種類）と定着ローラ１８の昇温の差（立ち上
がり時間の差）を示す実験データによるグラフである。
図６において太い実線はガラス管２８の肉厚が１ｍｍ
で、１ｍｍ時の透過率が８０％の場合（従来品に相
当）、破線はガラス管２８の肉厚が０．８ｍｍで１ｍｍ
時の透過率が８０％の場合、細い実線はガラス管２８の
肉厚が０．８ｍｍで１ｍｍ時の透過率が９２％の場合で
ある。従来品相当の場合（太い実線）、立ち上がり時間
は１０ｓｅｃを超えるが、肉厚が０．８ｍｍで１ｍｍ時
の透過率が９２％の場合（細い実線）には、約８．３ｓ
ｅｃとなり、１０ｓｅｃを切ることができる。これによ
り電源をオンにしてからの立ち上がり時間が速くなるた
め、使用者の不快感を軽減でき、定着装置１６、又はこ
れを使用した画像形成装置の使用性を向上させることが
できる。FIG. 6 is a graph based on experimental data showing the difference between the type of the halogen heater 23 (type of the glass tube 28) and the temperature rise of the fixing roller 18 (difference in rising time).
In FIG. 6, the thick solid line indicates the thickness of the glass tube 28 is 1 mm.
When the transmittance at 1 mm is 80% (corresponding to the conventional product), the broken line is 1 mm when the wall thickness of the glass tube 28 is 0.8 mm.
When the transmittance at 80% is 80%, the thin solid line is when the wall thickness of the glass tube 28 is 0.8 mm and the transmittance at 1 mm is 92%. In the case of a conventional product (thick solid line), the rise time exceeds 10 sec, but when the wall thickness is 0.8 mm and the transmittance at 1 mm is 92% (thin solid line), it is about 8.3 s.
It becomes ec and can be cut within 10 seconds. This makes it possible to reduce the discomfort of the user because the rise time after turning on the power is shortened, and the usability of the fixing device 16 or the image forming apparatus using the fixing device 16 can be improved.
【００２９】定着ローラ１８の基体の厚みを０．８ｍｍ
以下（例えば０．４ｍｍ）に設定する。図７は、定着ロ
ーラ１８の基体の肉厚と、ハロゲンヒータ２３のガラス
管２８の透過率との組み合わせにおける待機時の設定温
度との関係を示すグラフである。表１に各条件と実験結
果を示す。定着ローラ１８の基体は鉄製の薄肉パイプで
あり、その外径は３０ｍｍである（共通条件）。は基
体の肉厚が０．８５ｍｍでガラス管２８の透過率が８０
％の場合（従来品相当）、は基体の肉厚が０．８５ｍ
ｍでガラス管２８の透過率が９４％の場合、は基体の
肉厚が０．４ｍｍでガラス管２８の透過率が８０％の場
合、は基体の肉厚が０．４ｍｍでガラス管２８の透過
率が９４％の場合である。定着のための設定温度は１８
０℃であり、待機時から設定温度への復帰時間を５ｓｅ
ｃとした場合である。The thickness of the base body of the fixing roller 18 is 0.8 mm.
The following (for example, 0.4 mm) is set. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the thickness of the base of the fixing roller 18 and the set temperature during standby in the combination of the transmittance of the glass tube 28 of the halogen heater 23. Table 1 shows each condition and the experimental result. The base of the fixing roller 18 is a thin pipe made of iron and has an outer diameter of 30 mm (common condition). Has a wall thickness of 0.85 mm and a glass tube 28 having a transmittance of 80.
% (Corresponding to conventional product), the thickness of the substrate is 0.85 m
When the transmittance of the glass tube 28 is 94%, the thickness of the substrate is 0.4 mm, and the transmittance of the glass tube 28 is 80%. This is the case where the transmittance is 94%. The set temperature for fixing is 18
It is 0 ° C, and the recovery time from standby to the set temperature is 5se
This is the case where c is set.
【００３０】[0030]
【表１】 [Table 1]
【００３１】（従来品相当）の場合、待機時の設定温
度は１５３℃である。これに対し、本発明を実施したも
の（，，）では、待機時の設定温度を下げること
ができ、特に、定着ローラ１８の基体を薄くしてガラス
管２８の透過率を上げたものでは、設定温度を６０℃
以上も下げることが可能となる。従来の画像形成装置に
おいては、即座に立ち上げるために待機時の設定温度を
上記のように１５０℃程度に設定しているが、本発明を
実施したものによれば待機時の設定温度を低く設定して
も従来と同様の待機時からの立ち上がりを得ることがで
きる。このため、消費電力を低減することができる。図
８は、待機時の設定温度と消費電力との関係を示すグラ
フである。ととの比較から、肉厚を薄くして立ち上
がり時間を速くした省エネタイプの定着装置において、
ハロゲンヒータ２３の透過率の効果がより大きいことが
判る。すなわち、定着ローラ１８の薄肉性とハロゲンヒ
ータ２３の透過率との組合わせにより、立ち上がりにお
ける相乗的効果を得ることができる。In the case of (conventional product), the set temperature during standby is 153 ° C. On the other hand, in the case of implementing the present invention (,,), the set temperature during standby can be lowered, and in particular, in the case where the base body of the fixing roller 18 is made thin and the transmittance of the glass tube 28 is increased, Set temperature to 60 ℃
It is possible to lower the above. In the conventional image forming apparatus, the preset temperature during standby is set to about 150 ° C. as described above in order to immediately start up. However, according to the embodiment of the present invention, the preset temperature during standby is low. Even if it is set, it is possible to obtain the same rise from the standby state as in the conventional case. Therefore, power consumption can be reduced. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the set temperature during standby and the power consumption. From the comparison with and, in the energy-saving type fixing device whose wall thickness is thin and the rising time is fast,
It can be seen that the effect of the transmittance of the halogen heater 23 is greater. That is, by combining the thinness of the fixing roller 18 and the transmittance of the halogen heater 23, a synergistic effect in rising can be obtained.
【００３２】また、表１から、ハロゲンヒータ２３のガ
ラス管２８の透過率を上げることなく定着ローラ１８の
基体の肉厚を薄くするだけでも立ち上がり性を向上させ
ることができることが判る。Further, it can be seen from Table 1 that the rising property can be improved by simply reducing the thickness of the base body of the fixing roller 18 without increasing the transmittance of the glass tube 28 of the halogen heater 23.
【００３３】加圧ローラ１９を発泡性材料としての発泡
シリコンゴム層４２で構成する。発泡シリコンゴムは硬
度が低く、薄肉の定着ローラ１８に対して大きな荷重を
掛けなくても定着に必要なニップ幅を得ることができ
る。大きな加圧ローラの場合、薄肉の定着ローラ１８は
熱容量が小さいため、定着ローラ１８が所定の温度に達
した後に回転を行うと、加圧ローラが定着ローラ１８の
熱を奪い定着ローラの１８表面温度が再び下がり、最終
的な立ち上がり時間が長くなってしまうことがある。発
泡シリコンゴムは熱容量が小さい上に断熱性に優れてい
るため、回転時の定着ローラ１８の温度低下が小さい。
従って、本発明の実施に係る立ち上がり時間の短い定着
装置１６では、加圧ローラ１９の上記構成は極めて重要
である。The pressure roller 19 is composed of a foamed silicone rubber layer 42 as a foamable material. The silicone rubber foam has a low hardness, and the nip width required for fixing can be obtained without applying a large load to the thin fixing roller 18. In the case of a large pressure roller, the thin fixing roller 18 has a small heat capacity. Therefore, when the fixing roller 18 rotates after reaching a predetermined temperature, the pressure roller absorbs heat from the fixing roller 18 and the surface of the fixing roller 18 is removed. The temperature may drop again and the final rise time may increase. Since the foamed silicone rubber has a small heat capacity and is excellent in heat insulation, the temperature drop of the fixing roller 18 during rotation is small.
Therefore, in the fixing device 16 having a short rise time according to the embodiment of the present invention, the above-described configuration of the pressure roller 19 is extremely important.
【００３４】上述のように本発明の実施による定着装置
１６では立ち上がり時間を短くすることができるので、
画像形成装置を使用時のみハロゲンヒータ２３をオン
し、待機時にはオフする制御とすることができる。この
ようにすれば、待機時の定着装置１６に係る消費電力は
ゼロとなるので、省エネを大幅に向上させることができ
る。As described above, since the fixing device 16 according to the present invention can shorten the rise time,
The halogen heater 23 can be turned on only when the image forming apparatus is used and turned off during standby. In this way, the power consumption of the fixing device 16 in the standby state becomes zero, so that the energy saving can be greatly improved.
【００３５】もっとも、このような制御とした場合に
は、待機時から立ち上げる場合には従来の立ち上がり速
度に比べて速いものの、その都度室温からの立ち上がり
動作が必要となるので、消費電力の低減を優先するか、
使用性を優先させるかユーザーが選択することができる
ようにすればよい。図９はそのような実施例に係る制御
ブロック図である。操作パネル３０には、定着装置１６
の待機時の設定温度を所定の温度（例えば表１のの９
０℃）にするか、ハロゲンヒータ２３をオフするかを任
意に選択できる待機時モード設定手段６５が設けられて
おり、ユーザーは作業の形態に応じて選択する。待機時
モード設定手段６５により、ハロゲンヒータ２３をオフ
するモードが設定された場合、制御手段３７は、１つの
ジョブが終了して所定の時間が経過すると待機状態と判
断してハロゲンヒータ２３をオフする。また、待機時モ
ード設定手段６５により、定着装置１６の待機時の設定
温度を所定の温度にするモードが設定された場合、制御
手段３７は１つのジョブが終了して所定の時間が経過す
ると待機状態と判断して、例えば定着装置１６の温度を
９０℃に設定すべくハロゲンヒータ２３を制御する。However, in the case of such control, although the rising speed is faster than the conventional rising speed in the case of starting from the standby time, the rising operation from room temperature is required each time, so that the power consumption is reduced. Or give priority to
The usability may be prioritized or the user can select. FIG. 9 is a control block diagram according to such an embodiment. The operation panel 30 includes a fixing device 16
Set the standby temperature to a specified temperature (for example, 9 in Table 1).
There is provided a standby mode setting means 65 capable of arbitrarily selecting 0 ° C.) or turning off the halogen heater 23, and the user selects it according to the mode of work. When the mode for turning off the halogen heater 23 is set by the standby mode setting means 65, the control means 37 turns off the halogen heater 23 by determining that it is in the standby state when a predetermined time elapses after one job is completed. To do. Further, when the standby mode setting means 65 sets the mode in which the preset temperature of the fixing device 16 is set to the predetermined temperature, the control means 37 waits when one job is completed and a predetermined time elapses. When the state is determined, the halogen heater 23 is controlled to set the temperature of the fixing device 16 to 90 ° C., for example.
【００３６】[0036]
【発明の効果】請求項１、２又は４記載の発明によれ
ば、ハロゲンヒータにおけるガスによる熱ロスを低減で
き、ガラス管での熱ロスを低減することができ、薄肉の
定着ローラとの組み合わせにより、定着装置における立
ち上がり時間をより一層速くすることができる。According to the present invention, the heat loss due to the gas in the halogen heater can be reduced, the heat loss in the glass tube can be reduced, and the combination with a thin fixing roller can be achieved. As a result, the rise time in the fixing device can be further shortened.
【００３７】請求項３又は４記載の発明によれば、薄肉
の定着ローラの温度低下を防止することができる。According to the third or fourth aspect of the invention, it is possible to prevent the temperature of the thin fixing roller from decreasing.
【００３８】請求項５記載の発明によれば、待機時の省
エネを大幅に向上させることができる。According to the invention described in claim 5, energy saving during standby can be greatly improved.
【００３９】請求項６記載の発明によれば、ユーザーが
待機時のモードを任意に選択できるので、ユーザーの作
業の種類に合わせることができ、使用性の向上を図るこ
とができる。According to the sixth aspect of the invention, since the user can arbitrarily select the standby mode, it is possible to match the type of work of the user and improve the usability.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置として
の複写機の全体概要側面図である。FIG. 1 is an overall schematic side view of a copying machine as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】定着装置の概要断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view of a fixing device.
【図３】定着ローラと加圧ローラの位置関係を示す概要
断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view showing a positional relationship between a fixing roller and a pressure roller.
【図４】ハロゲンヒータの支持部を示す図で、（ａ）は
概要正面図、（ｂ）は概要側面図である。4A and 4B are diagrams showing a support portion of a halogen heater, in which FIG. 4A is a schematic front view and FIG. 4B is a schematic side view.
【図５】ガラス管の肉厚と透過率との関係を示すグラフ
である。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the wall thickness of a glass tube and the transmittance.
【図６】ハロゲンヒータのガラス管の種類と定着ローラ
の昇温の差を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the difference between the type of glass tube of the halogen heater and the temperature rise of the fixing roller.
【図７】定着ローラの肉厚とハロゲンヒータのガラス管
の透過率との組み合わせにおける待機時の設定温度との
関係を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing a relationship between a thickness of a fixing roller and a transmittance of a glass tube of a halogen heater and a preset temperature during standby.
【図８】待機時の設定温度と消費電力との関係を示すグ
ラフである。FIG. 8 is a graph showing a relationship between a set temperature during standby and power consumption.
【図９】制御ブロック図である。FIG. 9 is a control block diagram.
【図１０】定常状態におけるハロゲンヒータの熱放射と
損失の割合を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing a ratio of heat radiation and loss of a halogen heater in a steady state.
【図１１】従来における薄肉定着ローラを用いた省エネ
タイプの定着装置の定着ローラとハロゲンヒータのガラ
ス管の温度上昇及びハロゲンヒータへの入力電力量を示
すグラフである。FIG. 11 is a graph showing a temperature rise of a fixing roller of an energy saving type fixing device using a thin fixing roller and a glass tube of a halogen heater and an input electric power amount to the halogen heater.
【図１２】ガラス管と定着ローラ間の温度差と輻射によ
る熱伝達量の関係を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing a relationship between a temperature difference between a glass tube and a fixing roller and a heat transfer amount due to radiation.
【図１３】ガラス管の温度上昇を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing a temperature rise of a glass tube.
【図１４】立ち上がり時におけるハロゲンヒータの熱放
射と損失の割合を示すグラフである。FIG. 14 is a graph showing the ratio of heat radiation and loss of the halogen heater at the time of rising.
【符号の説明】 １６ 定着装置 １８ 定着ローラ １９ 加圧ローラ ２３ ハロゲンヒータ ２５ 緩衝材としてのセラミックフェルト ２９ フィラメントとしてのタングステンフィラメント ６５ 待機時モード設定手段[Explanation of symbols] 16 Fixing device 18 Fixing roller 19 Pressure roller 23 Halogen heater 25 Ceramic felt as cushioning material 29 Tungsten filament as filament 65 Standby mode setting means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池上 廣和 東京都大田区中馬込１丁目３番６号・株式 会社リコー内 (72)発明者 中藤 淳 東京都大田区中馬込１丁目３番６号・株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 2H033 AA20 AA30 BA25 BA30 BB03 BB05 BB13 BB18 BB29 CA03 CA04 CA05 CA07 CA28 CA30 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Hirokazu Ikegami 1-3-3 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo, stock Company Ricoh (72) Inventor Jun Nakato 1-3-3 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo, stock Company Ricoh F term (reference) 2H033 AA20 AA30 BA25 BA30 BB03 BB05 BB13 BB18 BB29 CA03 CA04 CA05 CA07 CA28 CA30
Claims (6)
ン又はクリプトンを主成分とする不活性ガスとハロゲン
物質が封入されているハロゲンヒータを内臓する０．８
ｍｍ以下の厚みの金属製パイプを基体として構成されて
いる定着ローラ。1. A halogen heater having a filament inside a glass tube and containing a halogen substance and an inert gas containing xenon or krypton as a main component.
A fixing roller composed of a metal pipe having a thickness of not more than mm as a base.
ラに圧接する加圧ローラを備えた定着装置。2. A fixing device comprising the fixing roller according to claim 1 and a pressure roller which is in pressure contact with the fixing roller.
徴とする定着装置。3. The fixing device according to claim 2, wherein the pressure roller is formed of a foaming material.
像形成装置。4. An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 2.
とする画像形成装置。5. The image forming apparatus according to claim 4, wherein the halogen heater is turned off during standby.
か、上記ハロゲンヒータをオフするかを任意に選択でき
る待機時モード設定手段を有することを特徴とする画像
形成装置。6. The image forming apparatus according to claim 5, further comprising a standby mode setting means capable of arbitrarily selecting whether to set a preset temperature of the fixing device during standby to a predetermined temperature or to turn off the halogen heater. An image forming apparatus having.
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| JP (1) | JP2003156959A (en) |
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| JP7508871B2 (en) | 2020-06-05 | 2024-07-02 | コニカミノルタ株式会社 | Fixing device and image forming apparatus |
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2002
- 2002-10-07 JP JP2002294059A patent/JP2003156959A/en active Pending
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