JPH10161452A - 画像定着装置および電子写真式画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】通常のハロゲンランプ加熱型のヒートローラを
用い、電源投入から定着可能になるまでのウォームアッ
プ時間が短縮された画像定着装置を提供する。 【解決手段】ハロゲンランプ２を内挿した中空円筒状の
ヒートローラ１と、これと対向する位置に設けられ記録
媒体６を加圧するためのプレッシャローラ５と、ヒート
ローラ１のプレッシャローラ５と接触しない円筒表面部
分を僅かな空隙を介して覆うように配置された断熱材３
と、断熱材３のヒートローラ１と対向する表面に設けら
れたシート状発熱体４とを備えている。シート状発熱体
４は、電源投入後、ヒートローラ１の表面温度が動作可
能な温度に達するまでの間だけ通電され、ハロゲンラン
プ２による加熱を外部から加速しウォームアップ時間を
短縮する。断熱材３によりヒートローラ１からの放熱が
低減されるため、ヒートローラ１の表面温度を使用中に
一定に保持するための消費電力も低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像定着装置および
電子写真式画像形成装置に関し、特に電子写真プロセス
において転写されたトナー像を記録媒体に定着させるた
めに用いられる画像定着装置、及びプリンタ，ファクシ
ミリ又はコピー機などの電子写真式画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ，ファクシミリ，コピー機など
の電子写真式画像形成装置では、感光体ドラム上に形成
された電子潜像にトナーを付着させて現像し、トナー像
を記録媒体上に転写した後、これを加熱，溶融して定着
させるために画像定着装置が用いられている。図３は、
従来の一般的な画像定着装置の基本構成を示す断面図で
ある。図３に示すように、最も一般的に使用されている
従来の画像定着装置は、高温（外側表面温度が約１８０
°Ｃ）に加熱して使用されるヒートローラ１と、ヒート
ローラ１に対向して設けられたプレッシャローラ５とで
構成されており、ヒートローラ１とプレッシャローラ５
との間を記録媒体６が通過する際、これを加熱，加圧す
ることによって転写されたトナーを溶融，定着させてい
る。ヒートローラ１は、表面を精密に加工した熱伝導度
の良い金属製の円筒で構成され、これを加熱する発熱体
としてハロゲンランプ２が使用され、内側から均等に加
熱するために円筒中心軸上に配置されている。金属製の
円筒部の厚さは、機械的な強度と使用中に一定温度を保
持するための熱容量との観点から決定されるため、薄く
するには限度がある。更に、ハロゲンランプ２に投入で
きる電力にも限度があり、電源を投入してからヒートロ
ーラ１の表面温度が使用可能な温度に達するまでに一定
の時間（１分程度）が必要である。プレッシャローラ５
には、シリコンゴム等の耐熱弾性体を中心軸上に巻き付
けたものが用いられる。なお、図３には示してないが、
ヒートローラ１の表面には、オフセット防止のために四
弗化エチレン樹脂などの離型材がコーティングされ、使
用中の表面温度を一定に保持する温度制御のためハロゲ
ンランプ２への投入電力の制御が行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、プリンタ，ファ
クシミリ，コピー機などの普及に伴い、使用しない時に
は省エネルギー化のために電源を切っておき、必要な時
に電源を投入すると短時間で使用可能となる即応性が求
められている。電子写真式画像形成装置においては、こ
の即応性を制約しているのが画像定着装置であり、ヒー
トローラの表面温度が動作可能な温度に達するまでのウ
ォームアップ時間の短縮が課題となっている。

【０００４】これに対し、特開平５―２８９５６８号公
報には、ヒートローラの内面に密着させて正の抵抗温度
係数を持つ特殊な面発熱体を形成し、ウォームアップ時
間の短縮と共に温度制御を不要とした定着装置が提案さ
れている。この提案は、上述した従来の画像定着装置と
は全く異なるヒートローラを使用するもので、実績のあ
るハロゲンランプを使用したヒートローラには適用でき
ないものである。

【０００５】本発明の目的は、従来のハロゲンランプ加
熱型のヒートローラを用い、ウォームアップ時間の短縮
を可能とした画像定着装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の画像定着装置
は、中空の金属製円筒で構成され内側からハロゲンラン
プにより加熱されるヒートローラと、このヒートローラ
に対向して設けられたプレッシャローラとを備え、両者
の間を通過するトナー像が転写された記録媒体を加熱，
加圧してトナー像を溶融し定着させる画像定着装置にお
いて、前記ヒートローラの前記プレッシャローラと接触
しない円筒表面部分を僅かな空隙を介して覆うように断
熱材を配置して構成されている。

【０００７】請求項２の画像定着装置は、請求項１記載
の画像定着装置において、前記断熱材の前記ヒートロー
ラと対向する表面に前記ヒートローラを外周部から加熱
するシート状発熱体を設けたことを特徴としている。

【０００８】請求項３の画像定着装置は、請求項２記載
の画像定着装置において、前記シート状発熱体に電源投
入時から前記ヒートローラの表面温度が一定値に達する
までの間だけ通電することを特徴としている。

【０００９】請求項４の画像定着装置は、請求項２又は
請求項３記載の画像定着装置において、前記シート状発
熱体としてガラス繊維布にカーボンとテフロンとを含浸
して焼成した面発熱体を使用したことを特徴としてい
る。

【００１０】請求項５の電子写真式画像形成装置は、請
求項１，請求項２，請求項３又は請求項４記載の画像定
着装置を用いたことを特徴としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１２】図１は、本発明の画像定着装置の第１の実
施形態の要部の構成を示す断面図である。

【００１３】本実施形態の画像定着装置は、図１に示す
ように、発熱体としてハロゲンランプ２を内挿した中空
円筒状のヒートローラ１と、ヒートローラ１に対向する
位置に設けられ記録媒体６を加圧するためのプレッシャ
ローラ５と、ヒートローラ１のプレッシャローラ５と接
触しない円筒表面部分を僅かな空隙を介して覆うように
配置された断熱材３とを備えて構成されている。このよ
うに、僅かな空隙を介してヒートローラ１の表面の大部
分を断熱材３で覆うことにより、ヒートローラ１の表面
からの放熱が大幅に低減されるため、電源投入後、ヒー
トローラ１の表面温度が動作可能温度に達するまでのウ
ォームアップ時間が短縮されると共に、使用中にヒート
ローラ１の表面温度を一定に保持するためにハロゲンラ
ンプ２に加えられる消費電力も低減される。ヒートロー
ラ１と断熱材３との間の空隙は、できるだけ狭い方がよ
いが、１ｍｍ程度とすれば対流による放熱も十分に低減
することができ、製造上の精度の問題も発生しない。断
熱材３にはヒートローラ１の表面温度に耐える耐熱性が
必要である。なお、断熱材３のヒートローラ１と対向す
る表面に金属の薄層を設けると、ヒートローラ１からの
放射熱を有効に反射して断熱効果が一段と改善される。

【００１４】図２は、本発明の画像定着装置の第２の実
施形態の要部の構成を示す断面図である。

【００１５】図２に示す第２の実施形態と図１に示す第
１の実施形態との相違は、断熱材３のヒートローラ１と
対向する表面にシート状発熱体４が設けられていること
である。シート状発熱体４は、電源投入後、ヒートロー
ラ１の表面温度が動作可能な温度に達するまでの間だけ
通電され、ヒートローラ１の表面を外部から加熱するこ
とによりハロゲンランプ２による内部からの加熱を加速
し、ウォームアップ時間を更に短縮する。ヒートローラ
１の表面温度が動作可能な温度に達した後は、シート状
発熱体４への通電は停止され、使用中の表面温度を一定
に保持するための温度制御は、従来と同様にハロゲンラ
ンプ２のみにより行われる。シート状発熱体４には、ガ
ラス繊維布にカーボンとテフロンとを含浸して焼成した
面発熱体や、発熱線を絶縁シートで挟んだものなどを用
いることができる。なお、図２には示してないが、シー
ト状発熱体４と断熱材３との間に絶縁膜を介して金属の
薄層を設けると、シート状発熱体４からの放射熱をヒー
トローラ１に有効に反射できる。又、シート状発熱体４
への通電をヒートローラ１の表面温度が動作可能な温度
に達するまでの間だけでなく、使用中も一定電力で継続
するようにすることも可能である。

【００１６】上述した本発明の画像定着装置は、従来か
ら使用実績のあるハロゲンランプを熱源とするヒートロ
ーラを用い、ウォームアップ時間の短縮を可能としたも
のであり、複写機，プリンタ，ファクシミリ等の電子写
真プロセスを使用する各種の装置に容易に利用すること
ができ、必要時に電源を投入すると短時間で使用可能と
なり省電力性と即応性とを備えた電子写真式画像形成装
置を提供することが可能となる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像定着
装置によれば、従来の画像定着装置に使用されている実
績のあるハロゲンランプを熱源とするヒートローラを用
い、課題であった電源投入から記録媒体上のトナーを溶
融し定着可能な表面温度になるまでのウォームアップ時
間の短縮を達成することができる。従って、本発明の画
像定着装置を使用することにより、省電力性と即応性と
を備えた電子写真式画像形成装置を容易に提供すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像定着装置の第１の実施形態の要部
の構成を示す断面図である。

【図２】本発明の画像定着装置の第２の実施形態の要部
の構成を示す断面図である。

【図３】従来の一般的な画像定着装置の基本構成を示す
断面図である。

【符号の説明】

１ ヒートローラ ２ ハロゲンランプ ３ 断熱材 ４ シート状発熱体 ５ プレッシャローラ ６ 記録媒体

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空の金属製円筒で構成され内側からハ
   ロゲンランプにより加熱されるヒートローラと、このヒ
   ートローラに対向して設けられたプレッシャローラとを
   備え、両者の間を通過するトナー像が転写された記録媒
   体を加熱，加圧してトナー像を溶融し定着させる画像定
   着装置において、前記ヒートローラの前記プレッシャロ
   ーラと接触しない円筒表面部分を僅かな空隙を介して覆
   うように断熱材を配置したことを特徴とする画像定着装
   置。
2. 【請求項２】 前記断熱材の前記ヒートローラと対向す
   る表面に前記ヒートローラを外周部から加熱するシート
   状発熱体を設けたことを特徴とする請求項１記載の画像
   定着装置。
3. 【請求項３】 前記シート状発熱体に電源投入時から前
   記ヒートローラの表面温度が一定値に達するまでの間だ
   け通電することを特徴とする請求項２記載の画像定着装
   置。
4. 【請求項４】 前記シート状発熱体としてガラス繊維布
   にカーボンとテフロンとを含浸して焼成した面発熱体を
   使用したことを特徴とする請求項２又は請求項３記載の
   画像定着装置。
5. 【請求項５】 請求項１，請求項２，請求項３又は請求
   項４記載の画像定着装置を用いたことを特徴とする電子
   写真式画像形成装置。