JP3111799B2 - 加熱定着装置 - Google Patents
加熱定着装置Info
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- JP3111799B2 JP3111799B2 JP06082768A JP8276894A JP3111799B2 JP 3111799 B2 JP3111799 B2 JP 3111799B2 JP 06082768 A JP06082768 A JP 06082768A JP 8276894 A JP8276894 A JP 8276894A JP 3111799 B2 JP3111799 B2 JP 3111799B2
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- Control Of Resistance Heating (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば電子写真複写
機、レーザプリンタ、ファクシミリ等においてトナー像
の定着に用いるヒートローラ方式の定着装置に関する。
機、レーザプリンタ、ファクシミリ等においてトナー像
の定着に用いるヒートローラ方式の定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子写真複写機等において、記録材上に
形成されたトナー像を加熱定着するための方式として
は、従来より、ローラ内にヒータランプを挿入配置して
構成した加熱ローラと、これに対接配置された加圧ロー
ラとの間に、未定着トナーよりなるトナー像が形成され
た記録材を通過させることにより、前記未定着トナーを
加圧下に加熱してトナー像を記録材に定着させるヒート
ローラ方式が広く知られている。
形成されたトナー像を加熱定着するための方式として
は、従来より、ローラ内にヒータランプを挿入配置して
構成した加熱ローラと、これに対接配置された加圧ロー
ラとの間に、未定着トナーよりなるトナー像が形成され
た記録材を通過させることにより、前記未定着トナーを
加圧下に加熱してトナー像を記録材に定着させるヒート
ローラ方式が広く知られている。
【０００３】図７は、従来のヒートローラ方式による加
熱定着装置の定着動作を模式的に示す説明図である。図
７において、１は加熱ローラであり、加熱ローラ１は、
例えばアルミニウム等の金属製パイプ材の外表面にフッ
素樹脂等のコーティング層（離型層）が設けられて構成
されている。加熱ローラ１の両端は、図示しない保持部
材によって回転自在に保持されている。
熱定着装置の定着動作を模式的に示す説明図である。図
７において、１は加熱ローラであり、加熱ローラ１は、
例えばアルミニウム等の金属製パイプ材の外表面にフッ
素樹脂等のコーティング層（離型層）が設けられて構成
されている。加熱ローラ１の両端は、図示しない保持部
材によって回転自在に保持されている。
【０００４】２は、加熱ローラ１の外表面を昇温させる
ための管状のヒータランプであり、ヒータランプ２は、
加熱ローラ１内に設けられ、ヒータランプ２の両端は、
図示しない口金に固定されて保持されている。
ための管状のヒータランプであり、ヒータランプ２は、
加熱ローラ１内に設けられ、ヒータランプ２の両端は、
図示しない口金に固定されて保持されている。
【０００５】３は加圧ローラであり、加圧ローラ３は、
金属製ロッド４と、その周囲に形成された耐熱弾性被覆
層５とにより構成されている。加圧ローラ３の両端は、
図示しない保持部材によって回転自在に保持されてい
る。
金属製ロッド４と、その周囲に形成された耐熱弾性被覆
層５とにより構成されている。加圧ローラ３の両端は、
図示しない保持部材によって回転自在に保持されてい
る。
【０００６】６は記録材であり、記録材６上には、トナ
ー７よりなるトナー像が形成されている。
ー７よりなるトナー像が形成されている。
【０００７】ヒータランプ２からの光（熱線）による放
射熱およびローラ内の空気層における熱伝導によって、
加熱ローラ１が加熱され、その外表面が定着可能温度
（例えば１５０〜１８０℃）まで昇温する。加熱ローラ
１の外表面が定着可能温度に達した後において、加熱ロ
ーラ１と加圧ローラ３との間に、記録材６を通過させる
ことにより、トナー７が加圧下に加熱されてトナー像が
記録材６に定着される。
射熱およびローラ内の空気層における熱伝導によって、
加熱ローラ１が加熱され、その外表面が定着可能温度
（例えば１５０〜１８０℃）まで昇温する。加熱ローラ
１の外表面が定着可能温度に達した後において、加熱ロ
ーラ１と加圧ローラ３との間に、記録材６を通過させる
ことにより、トナー７が加圧下に加熱されてトナー像が
記録材６に定着される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかして、上記のよう
なヒートローラ方式による従来の加熱定着装置において
は、ヒータランプへの通電を開始してから加熱ローラの
外表面が定着可能温度に達するまでの時間（以下「ウォ
ームアップ時間」ともいう）として、通常３０秒間〜３
分間程度の時間が必要とされ、定着動作を直ちに行うこ
とはできない。このため、従来の加熱定着装置にあって
は、加熱ローラの外表面が定着可能温度となるまでの時
間を短縮するために、定着動作を行わないとき（以下
「待機状態」ともいう）においても、ヒータランプを断
続的に点灯させて加熱ローラの外表面を予熱することが
行われていた。
なヒートローラ方式による従来の加熱定着装置において
は、ヒータランプへの通電を開始してから加熱ローラの
外表面が定着可能温度に達するまでの時間（以下「ウォ
ームアップ時間」ともいう）として、通常３０秒間〜３
分間程度の時間が必要とされ、定着動作を直ちに行うこ
とはできない。このため、従来の加熱定着装置にあって
は、加熱ローラの外表面が定着可能温度となるまでの時
間を短縮するために、定着動作を行わないとき（以下
「待機状態」ともいう）においても、ヒータランプを断
続的に点灯させて加熱ローラの外表面を予熱することが
行われていた。
【０００９】しかしながら、加熱ローラの外表面を予熱
するために一定の電力が消費されることは、装置の省電
力化の観点から好ましいものではなく、予熱するための
電力は、前記ウォームアップ時間が短ければ本来必要な
いものである。従って、加熱ローラの外表面の予熱を行
わずに装置の省電力化を図るためには、ウォームアップ
時間の短縮化を図ることが必要である。
するために一定の電力が消費されることは、装置の省電
力化の観点から好ましいものではなく、予熱するための
電力は、前記ウォームアップ時間が短ければ本来必要な
いものである。従って、加熱ローラの外表面の予熱を行
わずに装置の省電力化を図るためには、ウォームアップ
時間の短縮化を図ることが必要である。
【００１０】ウォームアップ時間の短縮化を図るために
は、加熱ローラの熱容量を小さいものとする必要があ
る。このための手段として、加熱ローラのローラ径を小
さくすることにより、ヒータランプとローラとの間の距
離を短くすると共にローラ内容積（ローラ内における空
気の量）を少なくすることが考えられる。また、ローラ
を構成するパイプ材の肉厚を小さくすることも考えられ
る。
は、加熱ローラの熱容量を小さいものとする必要があ
る。このための手段として、加熱ローラのローラ径を小
さくすることにより、ヒータランプとローラとの間の距
離を短くすると共にローラ内容積（ローラ内における空
気の量）を少なくすることが考えられる。また、ローラ
を構成するパイプ材の肉厚を小さくすることも考えられ
る。
【００１１】しかしながら、ヒータランプをローラ内に
挿入するためのスペースを確保する必要があるために
「ローラの小径化」には限界があり、また、ローラの機
械的強度の観点から「パイプ材の薄肉化」にも限界があ
る。
挿入するためのスペースを確保する必要があるために
「ローラの小径化」には限界があり、また、ローラの機
械的強度の観点から「パイプ材の薄肉化」にも限界があ
る。
【００１２】そして、発熱体であるヒータランプのフィ
ラメントからローラに至るまでには「ヒータランプ内の
不活性ガス層」と「ローラ内の空気層」との２つのガス
層が存在するために、大きな熱伝導速度が得られず、特
に、ローラ内の空気層は外気と遮断されていないので、
熱損失を招いてエネルギー効率を低下させることにな
る。
ラメントからローラに至るまでには「ヒータランプ内の
不活性ガス層」と「ローラ内の空気層」との２つのガス
層が存在するために、大きな熱伝導速度が得られず、特
に、ローラ内の空気層は外気と遮断されていないので、
熱損失を招いてエネルギー効率を低下させることにな
る。
【００１３】以上のように、従来のヒートローラ方式の
加熱定着装置においては、ウォームアップ時間を短縮化
することは困難であって、定着動作を直ちに行うために
は、待機状態において加熱ローラの外表面の予熱が不可
欠となり、従って、装置の省電力化を図ることができな
い。
加熱定着装置においては、ウォームアップ時間を短縮化
することは困難であって、定着動作を直ちに行うために
は、待機状態において加熱ローラの外表面の予熱が不可
欠となり、従って、装置の省電力化を図ることができな
い。
【００１４】また、ヒータランプをローラ内に挿入する
構成の従来の加熱定着装置においては、上記のように、
加熱ローラのローラ径を小さくすることに限界があるた
めに、装置の小型化を十分に図ることができない。
構成の従来の加熱定着装置においては、上記のように、
加熱ローラのローラ径を小さくすることに限界があるた
めに、装置の小型化を十分に図ることができない。
【００１５】更に、ヒータランプをローラ内に挿入する
構成の従来の加熱定着装置は、ヒータランプをローラ内
において保持する手段が必要となる等、構成要素・構成
部材の数が増えて装置の構成が複雑であり、製造コスト
を含めてコストの高いものである。
構成の従来の加熱定着装置は、ヒータランプをローラ内
において保持する手段が必要となる等、構成要素・構成
部材の数が増えて装置の構成が複雑であり、製造コスト
を含めてコストの高いものである。
【００１６】本発明は以上のような事情に基いてなされ
たものである。本発明の第１の目的は、ヒータランプへ
の通電を開始してから加熱ローラの外表面が定着可能温
度に到達するまでのウォームアップ時間が短く、加熱ロ
ーラの外表面を予熱することなく定着動作を直ちに行う
ことができ、省電力化を図ることができる加熱定着装置
を提供することにある。本発明の第２の目的は、ローラ
径の小さな加熱ローラを備えた、従来の装置に比べて小
型でコンパクトな加熱定着装置を提供することにある。
本発明の第３の目的は、構成要素・構成部材の数が少な
く、構成が簡単で製造が容易な加熱定着装置を提供する
ことにある。
たものである。本発明の第１の目的は、ヒータランプへ
の通電を開始してから加熱ローラの外表面が定着可能温
度に到達するまでのウォームアップ時間が短く、加熱ロ
ーラの外表面を予熱することなく定着動作を直ちに行う
ことができ、省電力化を図ることができる加熱定着装置
を提供することにある。本発明の第２の目的は、ローラ
径の小さな加熱ローラを備えた、従来の装置に比べて小
型でコンパクトな加熱定着装置を提供することにある。
本発明の第３の目的は、構成要素・構成部材の数が少な
く、構成が簡単で製造が容易な加熱定着装置を提供する
ことにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の加熱定着装置
は、加熱ローラと、この加熱ローラに対向して圧接する
よう配置された加圧ローラとの間に、未定着トナーより
なるトナー像が形成された記録材を通過させることによ
り、前記未定着トナーを加圧下に加熱してトナー像を記
録材に定着させるよう構成された加熱定着装置におい
て、前記加熱ローラは、両端が封止されたガラス製管状
バルブと、このガラス製管状バルブ内においてその軸線
に沿って配置されたフィラメントとを有する管状ヒータ
ランプから構成され、 この管状ヒータランプの一端側封
止部に内包されるよう配設されたモリブデン箔を介し
て、前記フィラメントの一端部と電極棒とが電気的に接
続されており、 前記管状ヒータランプの他端側封止部に
内包されるよう配設されたモリブデン箔を介して、前記
フィラメントの他端部と電極棒とが電気的に接続されて
おり、 前記管状ヒータランプの一端側封止部が、駆動ギ
アの回転中心部に形成された角柱状の穴に挿入嵌合され
ることにより、当該管状ヒータランプの一端側封止部に
当該駆動ギアが取り付けられ、 当該駆動ギアを介して、
当該管状ヒータランプが回転することを特徴とする。
は、加熱ローラと、この加熱ローラに対向して圧接する
よう配置された加圧ローラとの間に、未定着トナーより
なるトナー像が形成された記録材を通過させることによ
り、前記未定着トナーを加圧下に加熱してトナー像を記
録材に定着させるよう構成された加熱定着装置におい
て、前記加熱ローラは、両端が封止されたガラス製管状
バルブと、このガラス製管状バルブ内においてその軸線
に沿って配置されたフィラメントとを有する管状ヒータ
ランプから構成され、 この管状ヒータランプの一端側封
止部に内包されるよう配設されたモリブデン箔を介し
て、前記フィラメントの一端部と電極棒とが電気的に接
続されており、 前記管状ヒータランプの他端側封止部に
内包されるよう配設されたモリブデン箔を介して、前記
フィラメントの他端部と電極棒とが電気的に接続されて
おり、 前記管状ヒータランプの一端側封止部が、駆動ギ
アの回転中心部に形成された角柱状の穴に挿入嵌合され
ることにより、当該管状ヒータランプの一端側封止部に
当該駆動ギアが取り付けられ、 当該駆動ギアを介して、
当該管状ヒータランプが回転することを特徴とする。
【００１８】本発明の加熱定着装置においては、ガラス
製管状バルブの外表面に離型層が形成されていることが
好ましい。
製管状バルブの外表面に離型層が形成されていることが
好ましい。
【００１９】本発明の加熱定着装置においては、ガラス
製管状バルブの外表面および／または内表面に赤外線吸
収層が形成されていることが好ましい。
製管状バルブの外表面および／または内表面に赤外線吸
収層が形成されていることが好ましい。
【００２０】
【００２１】
（１）加熱ローラとして、発熱源である管状ヒータラン
プを直接用いるために、従来の装置のように、ヒータラ
ンプの挿入スペースを考慮する必要がない。従って、ロ
ーラ径（ガラス製管状バルブの径）を小さくすることが
でき、加熱ローラの熱容量を小さくすることができる。
また、従来の装置のようにヒータランプとローラとの間
に空気層が存在しないため、より大きな熱伝導速度が得
られる。従って、ウォームアップ時間が短く、加熱ロー
ラの外表面を予熱することなく定着動作を直ちに行うこ
とができる。 （２）ヒータランプの挿入スペースを考慮する必要がな
いため、加熱ローラのローラ径を小さくすることがで
き、これにより、装置の小型化・コンパクト化を図るこ
とができる。 （３）管状ヒータランプを直接加熱ローラとして用いる
ので、装置の構成要素・構成部材の数を少なくすること
ができ、構成が簡単で製造が容易な装置となる。
プを直接用いるために、従来の装置のように、ヒータラ
ンプの挿入スペースを考慮する必要がない。従って、ロ
ーラ径（ガラス製管状バルブの径）を小さくすることが
でき、加熱ローラの熱容量を小さくすることができる。
また、従来の装置のようにヒータランプとローラとの間
に空気層が存在しないため、より大きな熱伝導速度が得
られる。従って、ウォームアップ時間が短く、加熱ロー
ラの外表面を予熱することなく定着動作を直ちに行うこ
とができる。 （２）ヒータランプの挿入スペースを考慮する必要がな
いため、加熱ローラのローラ径を小さくすることがで
き、これにより、装置の小型化・コンパクト化を図るこ
とができる。 （３）管状ヒータランプを直接加熱ローラとして用いる
ので、装置の構成要素・構成部材の数を少なくすること
ができ、構成が簡単で製造が容易な装置となる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。図１は、本発明の加熱定着装置の要部の一例を示す
説明用正面図であり、図２は、この加熱定着装置による
定着動作を模式的に示す説明用断面図（Ａ−Ａ矢視断面
図）である。
る。図１は、本発明の加熱定着装置の要部の一例を示す
説明用正面図であり、図２は、この加熱定着装置による
定着動作を模式的に示す説明用断面図（Ａ−Ａ矢視断面
図）である。
【００２３】図１および図２において、１０は、管状ヒ
ータランプであるハロゲンランプから構成される加熱ロ
ーラであり、加熱ローラ１０は、軸受２１，２２を介し
て図示しないケーシングの側板に回転自在に保持されて
いる。
ータランプであるハロゲンランプから構成される加熱ロ
ーラであり、加熱ローラ１０は、軸受２１，２２を介し
て図示しないケーシングの側板に回転自在に保持されて
いる。
【００２４】３０は、加熱ローラ１０に取り付けられた
駆動ギアである。駆動ギア３０の回転中心部には角柱状
の穴が形成されており、この穴に、加熱ローラ１０の一
端側封止部が挿入嵌合されている。駆動ギア３０は、図
示しない歯車列を介して駆動モータ（図示省略）に接続
されており、駆動ギア３０を介して加熱ローラ１０が回
転することになる。
駆動ギアである。駆動ギア３０の回転中心部には角柱状
の穴が形成されており、この穴に、加熱ローラ１０の一
端側封止部が挿入嵌合されている。駆動ギア３０は、図
示しない歯車列を介して駆動モータ（図示省略）に接続
されており、駆動ギア３０を介して加熱ローラ１０が回
転することになる。
【００２５】４１および４２は、加熱ローラ１０に給電
するための給電接点であり、それぞれ図示しない電源と
電気的に接続されている。５０は加圧ローラであり、加
圧ローラ５０は、金属製ロッド５１と、その周囲に形成
された耐熱弾性被覆層５２とにより構成されている。加
圧ローラ５０は、軸受２３，２４を介してケーシングの
側板（図示省略）に回転自在に保持されている。駆動ギ
ア３０を介して加熱ローラ１０が回転すると、これに伴
って加圧ローラ５０も回転する。Ｐは記録材であり、記
録材Ｐ上には、トナーＴよりなるトナー像が形成されて
いる。
するための給電接点であり、それぞれ図示しない電源と
電気的に接続されている。５０は加圧ローラであり、加
圧ローラ５０は、金属製ロッド５１と、その周囲に形成
された耐熱弾性被覆層５２とにより構成されている。加
圧ローラ５０は、軸受２３，２４を介してケーシングの
側板（図示省略）に回転自在に保持されている。駆動ギ
ア３０を介して加熱ローラ１０が回転すると、これに伴
って加圧ローラ５０も回転する。Ｐは記録材であり、記
録材Ｐ上には、トナーＴよりなるトナー像が形成されて
いる。
【００２６】加熱ローラ１０の外表面が定着可能温度に
達した後において、図２に示すように、それぞれ回転し
ている加熱ローラ１０と加圧ローラ５０との間に、記録
材Ｐを通過させることにより、トナーＴが加圧下に加熱
されてトナー像が記録材Ｐに定着される。
達した後において、図２に示すように、それぞれ回転し
ている加熱ローラ１０と加圧ローラ５０との間に、記録
材Ｐを通過させることにより、トナーＴが加圧下に加熱
されてトナー像が記録材Ｐに定着される。
【００２７】図３は、ハロゲンランプからなる加熱ロー
ラ１０を示す部分破断正面図であり、図４は、図３に示
した加熱定着装置の説明用断面図（Ｂ−Ｂ矢視断面図）
であり、図５は、図３に示した加熱定着装置の部分拡大
図（Ｃ部の拡大図）である。
ラ１０を示す部分破断正面図であり、図４は、図３に示
した加熱定着装置の説明用断面図（Ｂ−Ｂ矢視断面図）
であり、図５は、図３に示した加熱定着装置の部分拡大
図（Ｃ部の拡大図）である。
【００２８】図３および図４において、１１は管状バル
ブ、１１ａは一端側封止部、１１ｂは他端側封止部、１
２は、管状バルブ１１内に配置されたフィラメント、１
３はサポータ、１４および１５はモリブデン箔、１６お
よび１７は電極棒である。
ブ、１１ａは一端側封止部、１１ｂは他端側封止部、１
２は、管状バルブ１１内に配置されたフィラメント、１
３はサポータ、１４および１５はモリブデン箔、１６お
よび１７は電極棒である。
【００２９】管状バルブ１１は、両端が封止された、外
径１０ｍｍ、肉厚約１ｍｍの石英ガラス管よりなり、こ
の管状バルブ１１の内部には不活性ガスが封入されてい
る。この管状バルブ１１の封止部を除く外表面には、図
５に示すように、厚さ約３０μｍの赤外線吸収層１８が
形成されている。赤外線吸収層１８はシリカ（Ｓｉ
Ｏ2 ）を主成分とし、赤外線の吸収率を向上させるため
に黒色顔料が含有されている。赤外線吸収層１８が形成
されていることにより、赤熱したフィラメント１２から
放射される光（熱線）を効率よく吸収することができ
る。また、管状バルブ１１の外表面には、少なくとも記
録材Ｐが通過する領域において、更に厚さ約４０μｍの
フッ素樹脂がコーティングされた離型層１９が積層形成
されている。離型層１９が形成されていることにより、
トナーＴが加熱ローラ１０に転写されてしまう現象（い
わゆるオフセット現象）を防ぐことができる。
径１０ｍｍ、肉厚約１ｍｍの石英ガラス管よりなり、こ
の管状バルブ１１の内部には不活性ガスが封入されてい
る。この管状バルブ１１の封止部を除く外表面には、図
５に示すように、厚さ約３０μｍの赤外線吸収層１８が
形成されている。赤外線吸収層１８はシリカ（Ｓｉ
Ｏ2 ）を主成分とし、赤外線の吸収率を向上させるため
に黒色顔料が含有されている。赤外線吸収層１８が形成
されていることにより、赤熱したフィラメント１２から
放射される光（熱線）を効率よく吸収することができ
る。また、管状バルブ１１の外表面には、少なくとも記
録材Ｐが通過する領域において、更に厚さ約４０μｍの
フッ素樹脂がコーティングされた離型層１９が積層形成
されている。離型層１９が形成されていることにより、
トナーＴが加熱ローラ１０に転写されてしまう現象（い
わゆるオフセット現象）を防ぐことができる。
【００３０】管状バルブ１１の軸線に沿って配置されて
いるフィラメント１２は、タングステン線を螺旋状に加
工することにより作製される。電極棒１６および電極棒
１７は、直径０．８ｍｍのモリブデン棒よりなる。フィ
ラメント１２の両端部の各々と、電極棒１６（１７）と
は、封止部１１ａ（１１ｂ）に内包されるよう配設され
た厚さ約２５μｍのモリブデン箔１４（１５）を介して
電気的に接続されており、電極棒１６と電極棒１７との
間に電圧を印加することによって、フィラメント１２に
通電が可能となる。
いるフィラメント１２は、タングステン線を螺旋状に加
工することにより作製される。電極棒１６および電極棒
１７は、直径０．８ｍｍのモリブデン棒よりなる。フィ
ラメント１２の両端部の各々と、電極棒１６（１７）と
は、封止部１１ａ（１１ｂ）に内包されるよう配設され
た厚さ約２５μｍのモリブデン箔１４（１５）を介して
電気的に接続されており、電極棒１６と電極棒１７との
間に電圧を印加することによって、フィラメント１２に
通電が可能となる。
【００３１】上記のような構成の加熱定着装置によって
定着動作を行うためには、加熱ローラ１０の表面を定着
可能温度まで昇温させる必要がある。このため、先ず、
給電接点４１，４２を介して電極棒１６と電極棒１７と
の間に電圧を印加することによりフィラメント１２に電
流を流し、これにより発生するジュール熱によってフィ
ラメント１２を温度約２０００Ｋまで赤熱させて熱線を
放射させる。ここに、電極棒１６と電極棒１７との間に
電圧を印加してから１〜２秒程度の短い時間で、フィラ
メント１２からは安定した熱線が放射される。フィラメ
ント１２からの熱線の一部は管状バルブ１１に吸収され
るが、大部分の熱線は赤外線吸収層１８に吸収されて熱
に変換され、これにより加熱ローラ１０の外表面が昇温
する。
定着動作を行うためには、加熱ローラ１０の表面を定着
可能温度まで昇温させる必要がある。このため、先ず、
給電接点４１，４２を介して電極棒１６と電極棒１７と
の間に電圧を印加することによりフィラメント１２に電
流を流し、これにより発生するジュール熱によってフィ
ラメント１２を温度約２０００Ｋまで赤熱させて熱線を
放射させる。ここに、電極棒１６と電極棒１７との間に
電圧を印加してから１〜２秒程度の短い時間で、フィラ
メント１２からは安定した熱線が放射される。フィラメ
ント１２からの熱線の一部は管状バルブ１１に吸収され
るが、大部分の熱線は赤外線吸収層１８に吸収されて熱
に変換され、これにより加熱ローラ１０の外表面が昇温
する。
【００３２】なお、フィラメント１２からの熱線は、管
状バルブ１１内の不活性ガスを昇温することによっても
消費されるが、管状バルブ１１は、その両端が封止され
て密閉構造となっているので、不活性ガスに付与された
熱が、加熱ローラ１０の外部に逃げることはない。この
ため加熱ローラ１０（ハロゲンランプ）に投入された電
気エネルギーの大部分が、加熱ローラ１０の外表面を昇
温させるための熱エネルギーに変換されることになる。
従って、ヒートローラ方式による従来の装置に比べてエ
ネルギー効率が高いものである。
状バルブ１１内の不活性ガスを昇温することによっても
消費されるが、管状バルブ１１は、その両端が封止され
て密閉構造となっているので、不活性ガスに付与された
熱が、加熱ローラ１０の外部に逃げることはない。この
ため加熱ローラ１０（ハロゲンランプ）に投入された電
気エネルギーの大部分が、加熱ローラ１０の外表面を昇
温させるための熱エネルギーに変換されることになる。
従って、ヒートローラ方式による従来の装置に比べてエ
ネルギー効率が高いものである。
【００３３】更に、本実施例の装置においては、発熱源
であるハロゲンランプを、直接加熱ローラ１０として用
いるので、ローラ径（管状バルブ１１の径）を小さくす
ることができ、加熱ローラ１０の熱容量を小さくするこ
とができる。また、従来の装置のように、ヒータランプ
とローラとの間に空気層が存在しないため、より大きな
熱伝導速度が得られる。
であるハロゲンランプを、直接加熱ローラ１０として用
いるので、ローラ径（管状バルブ１１の径）を小さくす
ることができ、加熱ローラ１０の熱容量を小さくするこ
とができる。また、従来の装置のように、ヒータランプ
とローラとの間に空気層が存在しないため、より大きな
熱伝導速度が得られる。
【００３４】図６は、本実施例の装置と、ヒートローラ
方式による従来の装置（アルミニウムローラ内にヒータ
ランプを挿入配置して構成した加熱ローラを搭載した装
置）のそれぞれについて、加熱ローラの外表面における
通電開始後の経時的温度変化（Ｋ熱電対による温度変
化）を示すグラフである。なお、加熱ローラの外径、肉
厚、有効長および赤外線吸収層の形成位置、並びに入力
電力は下記表１のとおりである。同図に示すように、本
実施例の装置によれば、同一消費電力の従来装置におい
て必要とされるウォームアップ時間の約１／３の時間
で、加熱ローラの外表面を定着可能温度に到達させるこ
とができる。
方式による従来の装置（アルミニウムローラ内にヒータ
ランプを挿入配置して構成した加熱ローラを搭載した装
置）のそれぞれについて、加熱ローラの外表面における
通電開始後の経時的温度変化（Ｋ熱電対による温度変
化）を示すグラフである。なお、加熱ローラの外径、肉
厚、有効長および赤外線吸収層の形成位置、並びに入力
電力は下記表１のとおりである。同図に示すように、本
実施例の装置によれば、同一消費電力の従来装置におい
て必要とされるウォームアップ時間の約１／３の時間
で、加熱ローラの外表面を定着可能温度に到達させるこ
とができる。
【００３５】
【表１】
【００３６】以上のように、本実施例の加熱定着装置
は、フィラメント１２への通電を開始してから加熱ロー
ラ１０の外表面が定着可能温度に到達するまでのウォー
ムアップ時間が極めて短い。従って、加熱ローラの外表
面を予熱することなく定着動作を直ちに行うことがで
き、従来の装置に比べて大幅な省電力化を達成すること
ができる。
は、フィラメント１２への通電を開始してから加熱ロー
ラ１０の外表面が定着可能温度に到達するまでのウォー
ムアップ時間が極めて短い。従って、加熱ローラの外表
面を予熱することなく定着動作を直ちに行うことがで
き、従来の装置に比べて大幅な省電力化を達成すること
ができる。
【００３７】また、発熱源であるハロゲンランプを直接
加熱ローラ１０として用いるので、加熱ローラのローラ
径を小さくすることができ、これによって、装置の小型
化・コンパクト化を図ることができる。
加熱ローラ１０として用いるので、加熱ローラのローラ
径を小さくすることができ、これによって、装置の小型
化・コンパクト化を図ることができる。
【００３８】更に、ハロゲンランプを直接加熱ローラ１
０として用いるので、従来の装置におけるヒータランプ
の保持手段等、装置の構成要素・構成部材の数を少なく
することができて構成が簡単となり、また、加熱ローラ
内にヒータランプを挿入する工程が不要となる等、製造
が容易なものとなる。従って、製造コストを含めてコス
トの低減を図ることができ、更に装置の信頼性の向上も
図ることができる。
０として用いるので、従来の装置におけるヒータランプ
の保持手段等、装置の構成要素・構成部材の数を少なく
することができて構成が簡単となり、また、加熱ローラ
内にヒータランプを挿入する工程が不要となる等、製造
が容易なものとなる。従って、製造コストを含めてコス
トの低減を図ることができ、更に装置の信頼性の向上も
図ることができる。
【００３９】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明がこれらによって限定されるものではなく、種々の変
更が可能である。例えば、加熱ローラを構成する管状バ
ルブは、石英ガラス管に限定されるものではなくホウケ
イ酸ガラス等であってもよい。また、赤外線吸収層は管
状バルブの内表面に形成されていてもよく、更に、赤外
線吸収層を設けることなく、光の吸収率の高い黒色系の
材料からなる離型層を設けて赤外線吸収層に代替しても
よい。
明がこれらによって限定されるものではなく、種々の変
更が可能である。例えば、加熱ローラを構成する管状バ
ルブは、石英ガラス管に限定されるものではなくホウケ
イ酸ガラス等であってもよい。また、赤外線吸収層は管
状バルブの内表面に形成されていてもよく、更に、赤外
線吸収層を設けることなく、光の吸収率の高い黒色系の
材料からなる離型層を設けて赤外線吸収層に代替しても
よい。
【００４０】
【発明の効果】本発明の加熱定着装置によれば、ヒータ
ランプへの通電を開始してから加熱ローラの外表面が定
着可能温度に到達するまでのウォームアップ時間が短
く、加熱ローラの外表面を予熱することなく定着動作を
直ちに行うことができ、装置の省電力化を図ることがで
きる。また、本発明の加熱定着装置によれば、加熱ロー
ラのローラ径を小さくすることができ、これにより、装
置の小型化・コンパクト化を図ることができる。更に、
本発明の加熱定着装置によれば、装置の構成要素・構成
部材の数を少なくすることができ、構成が簡単で製造が
容易である。
ランプへの通電を開始してから加熱ローラの外表面が定
着可能温度に到達するまでのウォームアップ時間が短
く、加熱ローラの外表面を予熱することなく定着動作を
直ちに行うことができ、装置の省電力化を図ることがで
きる。また、本発明の加熱定着装置によれば、加熱ロー
ラのローラ径を小さくすることができ、これにより、装
置の小型化・コンパクト化を図ることができる。更に、
本発明の加熱定着装置によれば、装置の構成要素・構成
部材の数を少なくすることができ、構成が簡単で製造が
容易である。
【図１】本発明の加熱定着装置の要部の一例を示す説明
用正面図である。
用正面図である。
【図２】図１に示す加熱定着装置による定着動作を模式
的に示す説明用断面図である。
的に示す説明用断面図である。
【図３】ハロゲンランプからなる加熱ローラを示す部分
破断正面図である。
破断正面図である。
【図４】図３に示す加熱定着装置の説明用断面図であ
る。
る。
【図５】図３に示す加熱定着装置の部分拡大図である。
【図６】本実施例の装置と、従来の装置のそれぞれにつ
いて、加熱ローラ外表面における通電開始後の経時的温
度変化を示すグラフである。
いて、加熱ローラ外表面における通電開始後の経時的温
度変化を示すグラフである。
【図７】従来のヒートローラ方式による加熱定着装置の
定着動作を模式的に示す説明図である。
定着動作を模式的に示す説明図である。
１ 加熱ローラ ２ ヒータラン
プ ３ 加圧ローラ ４ 金属製ロッ
ド ５ 耐熱弾性被覆層 ６ 記録材 ７ トナー １０ 加熱ローラ １１ 管状バルブ １２ フィラメント １３ サポータ １４〜１５ モリブデン箔 １６〜１７ 電極棒 １８ 赤外線吸収層 １９ 離型層 ２１〜２４ 軸受 ３０ 駆動ギア ４１ 給電接点 ４２ 給電接点 ５０ 加圧ローラ ５１ 金属製ロッ
ド ５２ 耐熱弾性被覆層 Ｐ 記録材 Ｔ トナー
プ ３ 加圧ローラ ４ 金属製ロッ
ド ５ 耐熱弾性被覆層 ６ 記録材 ７ トナー １０ 加熱ローラ １１ 管状バルブ １２ フィラメント １３ サポータ １４〜１５ モリブデン箔 １６〜１７ 電極棒 １８ 赤外線吸収層 １９ 離型層 ２１〜２４ 軸受 ３０ 駆動ギア ４１ 給電接点 ４２ 給電接点 ５０ 加圧ローラ ５１ 金属製ロッ
ド ５２ 耐熱弾性被覆層 Ｐ 記録材 Ｔ トナー
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−310378（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−87178（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−40571（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−267281（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03G 13/20 G03G 15/20
Claims (3)
- 【請求項１】 加熱ローラと、この加熱ローラに対向し
て圧接するよう配置された加圧ローラとの間に、未定着
トナーよりなるトナー像が形成された記録材を通過させ
ることにより、前記未定着トナーを加圧下に加熱してト
ナー像を記録材に定着させるよう構成された加熱定着装
置において、 前記加熱ローラは、両端が封止されたガラス製管状バル
ブと、このガラス製管状バルブ内においてその軸線に沿
って配置されたフィラメントとを有する管状ヒータラン
プから構成され、 この管状ヒータランプの一端側封止部に内包されるよう
配設されたモリブデン箔を介して、前記フィラメントの
一端部と電極棒とが電気的に接続されており、 前記管状ヒータランプの他端側封止部に内包されるよう
配設されたモリブデン箔を介して、前記フィラメントの
他端部と電極棒とが電気的に接続されており、 前記管状ヒータランプの一端側封止部が、駆動ギアの回
転中心部に形成された角柱状の穴に挿入嵌合されること
により、当該管状ヒータランプの一端側封止部に当該駆
動ギアが取り付けられ、 当該駆動ギアを介して、当該管状ヒータランプが回転す
ることを特徴とする加熱定着装置。 - 【請求項２】 ガラス製管状バルブの外表面に離型層が
形成されていることを特徴とする請求項１に記載の加熱
定着装置。 - 【請求項３】 ガラス製管状バルブの外表面および／ま
たは内表面に赤外線吸収層が形成されていることを特徴
とする請求項１又は請求項２に記載の加熱定着装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06082768A JP3111799B2 (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | 加熱定着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06082768A JP3111799B2 (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | 加熱定着装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07271232A JPH07271232A (ja) | 1995-10-20 |
| JP3111799B2 true JP3111799B2 (ja) | 2000-11-27 |
Family
ID=13783621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06082768A Expired - Fee Related JP3111799B2 (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | 加熱定着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3111799B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100385997B1 (ko) * | 2001-09-06 | 2003-06-02 | 삼성전자주식회사 | 전자사진 화상형성장치의 정착 장치 |
| JP2006190499A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-20 | Brother Ind Ltd | 加熱ローラの温度分布シミュレーション方法、プログラム、記録媒体、及び画像形成装置 |
-
1994
- 1994-03-30 JP JP06082768A patent/JP3111799B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07271232A (ja) | 1995-10-20 |
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