JP2006234864A - 加熱ロールユニットおよびそれを用いた定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小サイズ記録紙連続通紙時、反射部材の温度上昇を抑え、反射部材を保持・移動させるための部材の耐熱性をさほど必要とせずに、かつ、定着装置外への熱の放出を抑えつつ、加熱ロール両端部の過昇温防止を実現できる加熱ロールユニットを提供し、さらには、その加熱ロールユニットを用いた定着装置を提供する。
【解決手段】棒状のヒータ４と、ヒータ４を内包した加熱ロール１と、内面の放射率が０．７以下の反射面で、ヒータ４を内包した円筒状のものであり、加熱ロール１の内面に接触しながら加熱ロール１の回転に伴って連れ回りする様に配置された反射部材５と、反射部材５を加熱ロール１の軸方向に移動させる反射部材移動手段６とを備え、反射部材５の移動によって、ヒータ４による加熱ロール１の加熱分布を可変とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、発熱分布を可変とすることが可能な加熱ロールユニット、および、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真プロセスを利用した電子写真機器に使用する定着装置に関する。

定着装置において、幅の異なる記録紙を使用したときの記録紙幅外の過昇温を防止する方法として、従来、例えば特許文献１のような方法が提案されている。図８は、前記特許文献１に記載された、従来の定着装置の概略構成を示すものである。

図８において、加熱ロール１０１は、アルミニウム、鉄、ステンレス等からなる金属パイプにシリコーンゴム層、テフロン（登録商標）層を形成したものである。加圧ロール１０８は、アルミニウム、鉄等からなる金属芯金１０８ａにシリコーンゴムスポンジ層１０８ｂを形成したものであり、図示なき手段により加熱ロール１０１に押圧され、加熱ロール１０１と連れ回り可能に支持されている。ハロゲンランプ１０４は、加熱ロール１０１の内側に配置され、加熱ロール１０１の内側から輻射熱を照射する。そして、図示なき温度検知手段の検知温度に従い、加熱ロール１０１が所望の温度となるよう加熱、保温する。遮光部材１０５は、円筒状のものであり、ハロゲンランプ１０４の外側に配置されており、図示なき手段により、矢印の方向に移動停止自在に保持されている。遮光部材１０５の内側は、ハロゲンランプ１０４の輻射熱を効率よく吸収可能なように反射防止加工がなされており、また、吸収した熱を速やかに逃がせるように熱伝導率の高い、銅などの金属にて形成されている。加圧ロール１０８の長さとハロゲンランプ１０４の発光長とは、どちらも大サイズ記録紙幅Ｗ１よりも長くしており、また、加熱ロール１０１の長さは、ハロゲンランプ１０４の発光長よりも長くなるようにしている。

ここで、この構成にて、仮に遮光部材１０５を備えなかった場合、小サイズ記録紙を連続して通紙すると、加熱ロール１０１の小サイズ記録紙に接触した部分は、記録紙に熱を奪われ、温度が低下する。温度が低下すると、温度検知手段の検知する温度により、ハロゲンランプ１０４がオンとなり、所望の温度に戻される。しかしながら、加熱ロール１０１の記録紙に接触しない部分は、記録紙に熱を奪われることなくハロゲンランプ１０４の輻射熱が照射されるので、所望の温度より高くなる。この動作を繰り返していくと、加熱ロール１０１の記録紙に接触しない部分はどんどん昇温していき、加熱ロール１０１のゴム層や、加圧ロール１０８のゴム層１０８ｂが熱劣化してしまう。また、小サイズ記録紙を連続して通紙した後、大サイズ記録紙を通紙したとき、加熱ロール１０１の両側の温度が異常に高温となっているので、高温オフセット現象が生じてしまう。

しかし、前記特許文献１は、遮光部材１０５を備える場合、小サイズ記録紙を通紙するときには、遮光部材１０５を矢印の向きに移動して、小サイズ記録紙に接触しない部分へハロゲンランプ１０４の輻射熱が照射されないようにする。これにより、小サイズ記録紙を連続通紙したときでも、定着ロール１０１の小サイズ記録紙に接触しない部分の温度上昇を抑えることができ、各種部材の劣化や、小サイズ記録紙の連続通紙直後に大サイズ記録紙を通紙したときの高温オフセット現象の発生を防止することができるとしている。

なお、大サイズ記録紙を通紙するときには、遮光部材１０５を図の位置に停止させ、ハロゲンランプ１０４に通電して定着ロールを加熱保温する。このようにして、大サイズ記録紙の通紙領域全てを均一に加熱することができ、大サイズ記録紙に形成された未定着トナー像を良好に定着することができるとしている。
特開平６−１３８７８９号公報

しかしながら、前記従来の構成では、遮光部材１０５がハロゲンランプ１０４の輻射熱を吸収し、条件によっては、８００℃程度の高温になってしまう。それゆえ、遮光部材１０５だけでなく、遮光部材１０５を保持する部材、さらには遮光部材１０５を移動させる手段にもかなりの耐熱性が必要とされ、装置の大型化や高コスト化となってしまう。

また、遮光部材１０５は、吸収した熱を速やかに逃がせるように熱伝導率の高い、銅などの金属にて形成され、熱を装置外に放熱するようにされているが、これはすなわち無駄になった熱であって、省エネルギーの観点から好ましくなく、さらには、定着装置外の温度を上昇させるという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、小サイズ記録紙を連続通紙したときの遮光部材の温度上昇を抑えることで、遮光部材を保持・移動させるための部材の耐熱性をさほど必要とせずに、かつ、定着装置外への熱の放出を抑えつつ、加熱ロールの両端部の過昇温防止を実現できる加熱ロールユニットを提供し、さらには、その加熱ロールユニットを用いた定着装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、加熱ロールユニットにおいて、棒状のヒータと、ヒータを内包した加熱ロールと、内面の放射率が０．７以下の反射面で、ヒータを内包した円筒状のものであり、加熱ロールの内面に接触しながら加熱ロールの回転に伴って連れ回りする様に配置された反射部材と、反射部材を加熱ロールの軸方向に移動させる反射部材移動手段とを備え、反射部材の移動によって、ヒータによる加熱ロールの加熱分布を可変とするものである。

本構成によって、記録紙の幅に対してヒータからの不要な輻射熱を反射部材によって反射し遮光できると共に、反射部材の内面を反射面として、ヒータの輻射熱を吸収しにくくして反射部材の温度上昇を抑え、さらに、その輻射熱の一部分を加熱ロールの内側へ反射させてエネルギーの有効利用を図ることができる。また、反射部材を加熱ロールの内面に接触させながら回転させ、反射部材がヒータの輻射熱により温度上昇しても加熱ロールに熱を伝え熱吸収されて、反射部材の過度な温度上昇を抑え、さらに、反射部材は加熱ロールに支持されて、特別なその支持のための保持手段を不要にすることができる。

このように、小サイズ記録紙を連続通紙したときの反射部材の温度上昇を抑え、かつ、定着装置外への熱の放出を抑えつつ、加熱ロール両端部（両方の端部）の過昇温防止を実現できる加熱ロールユニットを提供することができる。

また、加熱ロールユニットは、反射部材の肉厚を、加熱ロールの肉厚よりも薄くした構成にしてもよい。

本構成によって、反射部材の熱容量を加熱ロールの熱容量よりも小さくできる。加熱ロールの熱容量に比べ反射部材の熱容量が大きいと、大サイズ記録紙を通紙するよう加熱ロールを加熱したとき、加熱ロールの熱が反射部材に伝熱し、加熱ロールの大サイズ記録紙の両端部に対応する部分の温度が低下するという問題が生じる。しかしながら、本構成によって、反射部材の熱容量を小さくし、加熱ロールの温度低下への影響を少なくして、加熱ロールの軸方向の温度を均一にすることができる。

また、加熱ロールユニットは、加熱ロールの内面において、記録紙の通紙範囲内に対応する部分には輻射熱吸収処理がなされ、かつ、記録紙の通紙範囲外に対応する部分の少なくとも両端部の一部分には輻射熱吸収処理がなされていない構成にしてもよい。

本構成によって、小サイズ記録紙通紙時、反射部材を加熱ロール内部に移動させたときに、加熱ロールの両端部内面にヒータの輻射熱が照射されても、そこでの輻射熱吸収が控えられて、加熱ロール両端部での過昇温が防止できる。

また、加熱ロールユニットは、反射部材はカップ状のものであり、かつ、ヒータが通過可能な孔があり、かつ、カップの底部分の放射率が０．７以下の反射面とした構成にしてもよい。

本構成によって、反射部材とヒータとの隙間から加熱ロールの外側へ漏れていくヒータの輻射熱を、反射部材の底部により反射させ加熱ロールの内側へ戻すことが可能となる。これにより、加熱ロール端部の温度上昇を防止でき、さらには、加熱ロール外の各種部材の温度上昇も防止することができる。

また、加熱ロールユニットは、中央部と開口部とが略同一径のものであり、かつ、内径が加熱ロールの外径よりも大で、加熱ロールの端部と当接する部分があり、加熱ロールの回転を支持する加熱ロール保持部材を備え、加熱ロール保持部材のヒータの輻射熱が照射される部分の少なくとも一部分は、放射率が０．７以下の反射面とした構成にしてもよい。

本構成によって、ヒータの輻射熱が加熱ロールの外へ漏れ加熱ロール保持部材に照射されても、加熱ロール保持部材のヒータの輻射熱が照射される一部分は、その輻射熱を反射して、加熱ロール保持部材の温度上昇が低減でき、加熱ロールユニットの安全性の高めることができる。

また、加熱ロールユニットは、中央部と開口部とが略同一径のものであり、かつ、内径が加熱ロールの外径よりも大で、加熱ロールの回転を支持する加熱ロール保持部材と、ヒータの外側に加熱ロールから漏れてきたヒータの輻射熱を反射する漏れ輻射熱反射部材とを備えた構成にしてもよい。

本構成によって、加熱ロールユニットの外側へ漏れるヒータの輻射熱を漏れ輻射熱反射部材により加熱ローラの内側へ戻すことができる。これにより、ヒータの輻射熱を効率よく加熱ロールに照射することが可能となり、加熱ロールユニットの熱効率を良くすることができる。

また、加熱ロールユニットは、反射部材移動手段が、加熱ロールの外側に備えた磁石とその磁石を加熱ロールの軸方向に移動させる磁石移動部材とから構成されるものであり、かつ、反射部材は磁性材料からなり、かつ、加熱ロールの透磁率は反射部材の透磁率よりも低いものからなる構成にしてもよい。

本構成によって、加熱ロールの外側から非接触にて反射部材の移動が実現できるので、加熱ロールの熱の反射部材移動手段への伝熱を少なくすることができ、加熱ロールユニットの熱効率を良くすることができる。また、加熱ロール内部に何等特別な反射部材移動手段を備えないので、加熱ロールの径を大きくする必要がなく、加熱ロールユニットを小型とすることができる。

また、加熱ロールユニットにおいて、反射面は、放射率が０．０２以上としてもよい。これによって、反射面の形成を容易にすることができる。

また、定着装置において、上記いずれかの加熱ロールユニットを少なくとも１つは備える構成としてもよい。

本構成によって、小サイズ記録紙連続通紙時、ヒータの加熱効率が良く、装置全体の温度上昇が少ない状態にて、加熱ロール両端部の過昇温防止が可能な定着装置が提供できる。

本発明は、記録紙の幅に対してヒータからの不要な輻射熱を反射部材によって反射し遮光するものであり、反射部材の内面を反射面として、ヒータの輻射熱を吸収しにくくすることで反射部材の温度上昇を抑えることができ、さらに、その輻射熱の一部分を加熱ロールの内側へ反射させることも可能なのでエネルギーの有効利用を図ることができる。また、反射部材を加熱ロールの内面に接触させながら回転させることで、反射部材がヒータの輻射熱により温度上昇しても加熱ロールに熱を伝えて熱吸収されるので、反射部材の過度な温度上昇を抑えることができ、さらに、反射部材は加熱ロールに支持されることになるので、特別なその支持のための保持手段を不要とすることができる。

このように、小サイズ記録紙を連続通紙したときの反射部材の温度上昇を抑え、かつ、定着装置外への熱の放出を抑えつつ、加熱ロール両端部の過昇温防止を実現できる加熱ロールユニット、およびその加熱ロールユニットを用いた定着装置を提供することができるという効果を奏する。

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における加熱ロールユニットとそれを用いた定着装置の横断面図である。

図１において、加熱ロール１は、ステンレス（ＳＵＳ３０４）からなる薄肉パイプ基材の上に、シリコーンゴム層とテフロン（登録商標）層とが形成されている。薄肉パイプ基材の外径はφ３４ｍｍ、肉厚は０．２ｍｍ、長さ２７０ｍｍのものを用いている。シリコーンゴム層の厚さは０．２ｍｍであり、また、その上に厚さ０．０３ｍｍのテフロン（登録商標）チューブをかぶせたものである。加熱ロール１の軸方向の中央部内面（Ａ部）には、輻射熱の吸収が良好な様に、輻射熱吸収処理がなされており、具体的には、耐熱性樹脂での黒色処理がなされている。また、加熱ロール１の両端部（両方の端部）の内面（Ｂ部）には、その端部から１０ｍｍの範囲には、輻射熱を反射し易いよう、輻射熱吸収処理は施されていない。

加熱ロール保持部材２は、その内径がφ４０ｍｍであり、２つ用いて、加熱ロール１を両方の端部から挟んでその回転を保持し、また、一部分には加熱ロール１の端部に当接する部分を有しており、その部分で、加熱ロール１の蛇行を規制している。そして、加熱ロール保持部材２は軸受け３により回転自在に保持されている。加熱ロール保持部材２の材質は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）にて形成している。

ヒータとしてのハロゲンランプ４は、加熱ロール１の内側に配置され、加熱ロール１の内側から輻射熱を照射する。ハロゲンランプ４の発光長は２３０ｍｍであり、通紙する記録紙の中で最も幅の広いもの（大サイズ記録紙幅Ｗ１。本実施の形態では、Ａ４縦送りであり、２１０ｍｍ）よりも多少長くなるようにしている。そして、図示なき温度検知手段の検知温度に従い、ハロゲンランプのオン・オフを行って、加熱ロール１を所望の温度（本実施の形態では１７０℃）に加熱、保温する。

反射部材５は、ステンレス（ＳＵＳ３０４）からなり、外径φ２２ｍｍ、肉厚０．１ｍｍ、長さ３５ｍｍの円筒状のものであり、ハロゲンランプ４の外側に配置されている。その内面は、ハロゲンランプ４の輻射熱の反射が良好なよう、表面粗さが中心線平均粗さＲａ１．６以下に仕上げられ、このとき、放射率を０．２以下とすることができる。放射率は、低ければ低い方が好ましいが、内面に輻射熱吸収処理がなされている加熱ロールにおける輻射熱の反射という観点から、０．７以下であれば十分な効果がある。

そして、このような反射部材５によって、記録紙の幅に対してヒータからの不要な輻射熱を反射し遮光できると共に、内面を反射面として、ヒータの輻射熱を吸収しにくくして反射部材の温度上昇を抑え、さらに、その輻射熱の一部分を加熱ロールの内側へ反射させてエネルギーの有効利用を図ることができる。

また、反射部材５は、図示なき移動手段により加熱ロール１の軸方向に移動可能に構成されたピン６（反射部材移動手段の一例）の移動制御によって、加熱ロール１の軸方向に移動可能に支持されている。反射部材５は、大サイズ記録紙通紙時には、加熱ロール１の両端に備えられた反射部材５の内側の間隔がハロゲンランプ４の発光長より少し長い２４０ｍｍの位置に移動させ、また、小サイズ記録紙（小サイズ記録紙幅Ｗ２。本実施の形態では、Ａ５縦送りであり、１４８．５ｍｍ）の通紙時には、反射部材５の間隔が１６０ｍｍとなる位置に移動させる。

これら、加熱ロール１、加熱ロール保持部材２、軸受け３、ハロゲンランプ４、反射部材５、ピン６とにより、加熱ロールユニット７が構成されている。

加圧ロール８は、外径φ２０ｍｍのアルミニウムからなる芯金８ａ上に肉厚５ｍｍ、長さ２３０ｍｍのシリコーンゴム層８ｂが形成されたものである。この加圧ロール８は、図示なき手段により、加熱ロール１に２０ｋｇｆの荷重で押圧され、加熱ロール１と連れ回り自在に支持されている。

次に、動作について図１〜図３を用いて説明する。

図２は、本発明の実施の形態１における加熱ロールユニットとそれを用いた定着装置の軸方向に垂直な断面図である。

図２において、まず、図示なき回転駆動手段により加熱ロール保持部材２を矢印の向きへ回転させる。その回転に連れ、加熱ロール１は矢印の向きへ回転する。そして、この加熱ロール１の回転に連れて、加圧ロール８は矢印の向きへ回転する。加熱ロール１は、肉厚０．２ｍｍのステンレスで形成されており、加圧ロール８に押圧されると、その押圧力により変形し、そして、この変形により、加圧ロール８からの荷重を受ける。

また、反射部材５は、加熱ロール１に内接し、その摩擦力により矢印の向きへ連れ回りする。ハロゲンランプ４は、図示なき温度検出手段の検知温度に従ってオン・オフして、加熱ロール１の温度を１７０℃に加熱・保温する。この状態にて、未定着トナー画像が形成された記録紙は、加熱ロール１と加圧ロール８とで形成されたニップ部を通過させることにより、未定着トナー画像を記録紙に定着させることができる。

次に、図１を用いて、まず、大サイズ記録紙を通紙する場合の動作について説明する。この場合、反射部材５はピン６によって実線の位置に保持し、ハロゲンランプ４をオン・オフして、加熱ロール１を１７０℃に加熱・保温する。この状態にて記録紙を連続通紙させたときも、記録紙の通紙領域は、ハロゲンランプ４のオン・オフを行うことにより常に１７０℃になるように制御されており、常に良好な定着性が得られることになる。これは、反射部材５を備えない従来の装置と何等変わりはない。

次に、小サイズ記録紙を通紙する場合の動作について説明する。この場合、反射部材５をピン６によって波線の位置に保持し、ハロゲンランプ４をオン・オフして、通紙領域の温度が１７０℃になるように加熱ロール１を加熱・保温する。この時の加熱ロール１の温度分布を図３のＡに示す。横軸は加熱ロール１の軸方向の位置であり、縦軸はその位置での温度である。小サイズ記録紙幅の少し外側までは、ほぼ１７０℃となっている。

この状態に対し、小サイズ記録紙を連続して通紙する。加熱ロール１の周速度（プロセス速度）１００ｍｍ／ｓで実験したとき、１００枚通紙直後の加熱ロール１の温度分布はＢの様になった。小サイズ記録紙通紙域の外側が最高１８５℃までの温度上昇となった。１８５℃は高温オフセット現象が生じない温度であり、このように、小サイズ記録紙連続通紙後、大サイズ記録紙をすぐに通紙しても、良好な定着性が得られた。また、１８５℃では、加熱ロール１、加圧ロール８の破壊などの心配もない範囲である。

これに対し、反射部材５を実線の位置に保持し、小サイズ記録紙を２０枚連続通紙した直後は、Ｃとなった。小サイズ記録紙通紙域の外側が最高２２０℃まで上昇してしまった。このことから、反射部材５を備え、記録紙の幅に応じてその位置を変えることにより、小サイズ記録紙連続通紙時に加熱ロール１の記録紙通紙域の外側の過昇温を防止することができていることが分かる。

また、ハロゲンランプ４のオン・オフを行って、加熱ロール１の温度を１７０℃に制御したとき、反射部材５の温度は１８０℃となり、加熱ロール１の温度に対し、１０℃という非常に少ない温度上昇であった。

本実施の形態にかかる構成によれば、反射部材５は、その内面が反射面とされているので、ハロゲンランプの輻射熱を吸収しにくく、反射部材５の温度上昇を抑えることができ、さらに、その輻射熱の一部分を加熱ロール１の内側へ反射させることも可能なので、エネルギーの有効利用が可能となる。また、反射部材５は、加熱ロール１の内面に接触しながら回転するので、輻射熱により温度上昇しても加熱ロール１に熱を伝えて熱吸収され、過度な温度上昇を抑えることができ、さらには、反射部材５は、加熱ロール１に支持されることになるので、何等特別な保持手段が不要となる。

また、かかる構成によれば、反射部材５の肉厚を、加熱ロール１の肉厚よりも薄くすることにより、反射部材５の熱容量を加熱ロール１の熱容量に比較して小さくすることができ、加熱ロール１を加熱・保温したとき、反射部材５による、加熱ロール１の温度低下への影響が少なく、軸方向の温度が均一な加熱ロールユニットおよびそれを用いた定着装置を提供することができる。

また、かかる構成によれば、小サイズ記録紙通紙時、反射部材５を加熱ロール１内部（図中の波線で示した位置）に移動させたときに、加熱ロール１の両端部内面にハロゲンランプ４の輻射熱が照射されても、加熱ロール１の両端部内側には、輻射熱吸収処理がなされていないので、加熱ロール両端部での過昇温が防止できる加熱ロールユニットおよびそれを用いた定着装置を提供することができる。

また、反射部材５の反射面は、放射率を０．０２以上としてもよく、これで反射面の形成が容易にできる。

なお、本実施の形態において、反射部材５は加熱ロール１の両端部に備えたが、例えば、幅の異なる記録紙を通紙するときに、その記録紙の一端部を定着装置のどちらか一方に揃えて通紙する場合は、反射部材５を、その揃える側とは反対の側に備えるものでもよい。

また、本実施の形態では、反射部材５の内面には、放射率を高めるために、例えばアルミ蒸着を施したものでもよい。

また、本実施の形態では、ヒータとしてハロゲンランプ４を備えたが、これは、輻射熱を発するものであれば、石英管ヒータや、カーボンランプヒータなども用いることができる。

また、本実施の形態では、加熱ロール１を薄肉のパイプで形成し、加圧ローラからの加圧力を加熱ロール１の弾性力で受けたが、これは、肉厚の厚い加熱ロール１を用い、加熱ロール１の両端部を直接軸受けにて支持する構成でも構わない。

また、本実施の形態において、加熱ロール１を内包するベルトを用い、ベルトを介して加圧ロール８を加熱ロール１に押圧する構成も好ましく用いられる。この場合、加熱ロール１に備えた、シリコーンゴム層とテフロン（登録商標）層は不要であり、ベルト側に、それらシリコーンゴム層とテフロン（登録商標）層があることが好ましことは言うまでもない。さらには、加圧部と加熱部を分離した、いわゆるＭＥＬＴ定着方式の加熱部にも、本実施の形態の加熱ロールユニット７は好ましく用いることができる。

（実施の形態２）
次に、図４および図５を用いて、本発明の実施の形態２の構成を説明する。図４は、実施の形態２における加熱ロールユニット７の横断面図である。図５は、同加熱ロールユニット７における加熱ロール保持部材２の横断面図である。

図４において、図１と同じ構成要素については、同じ符号を用い、説明を省略する。また、図を分かり易くするため、反射部材移動手段６の図示は省略している。

反射部材５は、カップ状に形成されており、その底部も反射面とされたものである。底部には、ハロゲンランプ４を通す孔を開けている。その底面は、ハロゲンランプ４の輻射熱の反射が良好なよう、表面粗さが中心線平均粗さＲａ１．６以下に仕上げられ、このとき、放射率を０．２以下とすることができる。放射率は、低ければ低い方が好ましいが、内面に輻射熱吸収処理がなされている加熱ロールにおける輻射熱の反射という観点から、０．７以下であれば十分な効果がある。

漏れ輻射熱反射部材９は、アルミニウムから形成されており、加熱ロール１側は、ハロゲンランプ４の輻射熱を効率よく反射できるよう、その表面粗さが中心線平均粗さＲａ１．６以下に仕上げられ、このとき、放射率を０．１５以下とすることができる。放射率は、低ければ低い方が好ましいが、内面に輻射熱吸収処理がなされている加熱ロールに対する輻射熱の反射という観点から、０．７以下であれば十分な効果がある。この漏れ輻射熱反射部材９は、ハロゲンランプ４に固定されている。

また、図５に示すように、加熱ロール保持部材２は、基材がＰＰＳ樹脂で形成されており、そして、ハロゲンランプ４の輻射熱が照射される部分にはアルミ蒸着処理１０がなされて反射面が形成されている。ここでも、反射面の放射率は、低ければ低い方が好ましいが、内面に輻射熱吸収処理がなされている加熱ロールに対する輻射熱の反射という観点から、０．７以下であれば十分な効果がある。

本実施の形態にかかる構成によって、反射部材５をカップ形状とし、その底部も反射面としたことにより、反射部材５とハロゲンランプ４との空間から加熱ロール１の軸方向外側へ漏れていくハロゲンランプ４の輻射熱を、反射部材５の底部により反射させて加熱ロール１の内側へ戻すことが可能となる。これにより、加熱ロール１端部の温度上昇を防止でき、さらには、加熱ユニット６の外側の各種部材の温度上昇も低減することができる加熱ロールユニット７を提供することができる。

また、かかる構成によって、加熱ロール保持部材２のハロゲンランプ４の輻射熱が照射される部分には、アルミ蒸着を施し、反射面を形成したことにより、ハロゲンランプ４の輻射熱が加熱ロール１の外へ漏れ、加熱ロール保持部材２に照射されてしまう場合にも、加熱ロール保持部材２の温度上昇が低減でき、安全性の高い加熱ロールユニット７を提供することができる。

また、かかる構成によって、加熱ロールユニット７の外側に、漏れ輻射熱反射部材９を備えたことにより、加熱ロールユニット７の外側へ漏れるハロゲンランプ４の輻射熱を漏れ輻射熱反射部材９により加熱ローラ１の軸方向内側へ戻すことができる。これにより、ハロゲンランプ４の輻射熱を効率よく加熱ロール１に照射することが可能となり、熱効率の良い加熱ロールユニット７を提供することができる。

また、反射部材５、漏れ輻射熱反射部材９および加熱ロール保持部材２の反射面は、放射率を０．０２以上としてもよく、これで反射面の形成が容易にできる。

なお、本実施の形態において、漏れ輻射熱反射部材９はアルミニウムで形成したが、これは例えば、ＰＰＳ樹脂にアルミ蒸着処理を施したものでもよい。

また、本実施の形態において、漏れ輻射熱反射部材９は、ハロゲンランプ４に固定したが、これは、別途固定部材を備え、その固定部材にて固定するものでもよい。

また、本実施の形態では、カップ状の反射部材５と漏れ輻射熱反射部材９との両方を備えたが、これは、パイプ状の反射部材５と漏れ輻射熱反射部材とを備えたものでも、また、カップ状の反射部材５だけを備えたものでも、効果は劣るが、どちらの構成も用いることができる。

また、本実施の形態では、加熱ロール保持部材２は、基材がＰＰＳ樹脂であり、その基材にアルミ蒸着したものを用いたが、これは、基材自身がアルミニウム等の放射率の高い材質で形成されたものでもよい。

（実施の形態３）
次に、図６および図７を用いて、本発明の実施の形態３の構成を説明する。図６は、実施の形態３における加熱ロールユニット７の横断面図である。図７は、同加熱ロールユニット７の軸方向に垂直な断面図である。

図６および図７において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。実施の形態１と異なるのは、反射部材移動手段６として、磁石６ａとその磁石６ａを移動させる磁石移動部材としての磁石ガイド６ｂとを用いることである。磁石６ａには、フェライト磁石を用いたが、これは、希土類磁石、コバルト磁石等も好ましく用いることができる。この磁石６ａは、磁石ガイド６ｂにより、矢印の方向に移動可能に支持されている。また、加熱ロール１は磁性の極めて弱い材料であるＳＵＳ３０４で形成され、また、反射部材５は、磁性の強いＳＵＳ４３０で形成している。また、磁石６ａと磁石ガイド６ｂとは、記録紙の通紙の邪魔にならないよう、かつ、反射部材５の重力の影響が少ないよう、図７に示す位置に配置している。

次に、図６を用いて動作を説明する。大サイズ記録紙通紙時には、磁石６ａをＡの位置に移動し、磁石６ａの磁力により、反射部材５を実線の位置に保持する。この状態にてハロゲンランプ４をオン・オフし、加熱ロール１を１７０℃に加熱・保温する。この状態にて記録紙を通紙することにより良好な定着画像を得ることができる。また、小サイズ記録紙通紙時には、磁石６ａをＢの位置に移動させ、磁石６ａの磁力により、反射部材５を移動保持する。この状態にてハロゲンランプ４をオン・オフし、加熱ロール１を１７０℃に加熱・保温する。この状態にて記録紙を通紙することにより良好な定着画像を得ることができる。

本実施の形態にかかる構成によって、磁石６ａと磁石ガイド６ｂとからなる反射部材移動手段６を、加熱ロール１の外側に備え、加熱ロール１の外側から非接触にて反射部材５の移動が実現できるので、加熱ロール１の熱の反射部材移動手段６への伝熱を少なくすることができ、熱効率の良い加熱ロールユニット７を提供することができる。また、加熱ロール１内部に何等特別な反射部材移動手段６を備えることがないので、加熱ロール１の径を大きくする必要がなく、小型の加熱ロールユニット７を提供することができる。

また、かかる構成によって、反射部材５は磁性材料からなり、かつ、加熱ロール１の透磁率は反射部材５の透磁率よりも低いもの（非磁性材料）からなるものであり、これにより、磁石６ａの磁力を反射部材５に効率よく伝えることができ、確実に反射部材５を移動させることができる。

本発明にかかる加熱ロールユニットおよびそれを用いた定着装置は、記録紙上に形成されたトナー像を定着するという効果を有し、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真プロセスを利用した電子写真機器に適用される。

本発明の実施の形態１における加熱ロールユニットとそれを用いた定着装置の横断面図 本発明の実施の形態１における加熱ロールユニットとそれを用いた定着装置の軸方向に垂直な断面図 本発明の実施の形態１における小サイズ記録紙通紙時の加熱ロールの温度分布を示す図 本発明の実施の形態２における加熱ロールユニットの横断面図 本発明の実施の形態２における加熱ロール保持部材の横断面図 本発明の実施の形態３における加熱ロールユニットの横断面図 本発明の実施の形態３における加熱ロールユニットの軸方向に垂直な断面図 従来の定着装置の概略構成図

符号の説明

１ 加熱ロール
２ 加熱ロール保持部材
４ ハロゲンランプ（ヒータ）
５ 反射部材
６ ピン（反射部材移動手段）
６ａ 磁石
６ｂ 磁石ガイド（磁石移動部材）
７ 加熱ロールユニット
９ 漏れ輻射熱反射部材

Claims (9)

1. 棒状のヒータと、
   前記ヒータを内包した加熱ロールと、
   内面の放射率が０．７以下の反射面で、前記ヒータを内包した円筒状のものであり、前記加熱ロールの内面に接触しながら前記加熱ロールの回転に伴って連れ回りする様に配置された反射部材と、
   前記反射部材を前記加熱ロールの軸方向に移動させる反射部材移動手段とを備え、
   前記反射部材の移動によって、前記ヒータによる前記加熱ロールの加熱分布を可変とすることを特徴とする加熱ロールユニット。
2. 反射部材の肉厚は、加熱ロールの肉厚よりも薄いことを特徴とする請求項１に記載の加熱ロールユニット。
3. 加熱ロールの内面は、記録紙の通紙範囲内に対応する部分は輻射熱吸収処理がなされており、かつ、記録紙の通紙範囲外に対応する部分の少なくとも両端部の一部分には輻射熱吸収処理がなされていないことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の加熱ロールユニット。
4. 反射部材は、カップ状のものであり、かつ、ヒータが通過可能な孔があり、カップの底部分の放射率が０．７以下の反射面とされていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の加熱ロールユニット。
5. 加熱ロールは中央部と開口部とが略同一径のものであり、かつ、内径が前記加熱ロールの外径よりも大で、前記加熱ロールの端部と当接する部分があり、前記加熱ロールの回転を支持する加熱ロール保持部材を備え、
   前記加熱ロール保持部材のヒータの輻射熱が照射される部分の少なくとも一部分は、放射率が０．７以下の反射面とされていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の加熱ロールユニット。
6. 加熱ロールは中央部と開口部とが略同一径のものであり、
   かつ、内径が前記加熱ロールの外径よりも大で、前記加熱ロールの回転を支持する加熱ロール保持部材と、
   ヒータの外側にあって、かつ、前記加熱ロールから漏れてきた前記ヒータの輻射熱を反射する漏れ輻射熱反射部材とを備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の加熱ロールユニット。
7. 反射部材移動手段は、加熱ロールの外側に備えた磁石と前記磁石を前記加熱ロールの軸方向に移動させる磁石移動部材とから構成されるものであり、かつ、反射部材は磁性材料からなり、かつ、前記加熱ロールの透磁率は前記反射部材の透磁率よりも低いものからなることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の加熱ロールユニット。
8. 反射面は、放射率が０．０２以上であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の加熱ロールユニット。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の加熱ロールユニットを少なくとも１つは備えたことを特徴とする定着装置。

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