JPH0764426A - 画像出力装置の定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱ロール方式の定着装置において、ヒートロ
ールの端部から熱が漏れ出すことを防止して、クォルツ
ランプの熱をヒートロールの加熱に有効に利用させると
ともに、定着装置の幅を小さくできるようにする。 【構成】 定着装置を構成するヒートロール１の内部に
クォルツランプ１０を配置して、フィラメントから出力
される赤外光をヒートロールの内面に照射して加熱作用
を行う。前記クォルツランプ１０において、ヒートロー
ル１の用紙定着領域Ｈの外側で、端部１１のランプ箔１
３を保持する部分の周囲には、赤外光を反射できるよう
な処理を行った金属製等のスリーブ部材２０を装着し、
ヒートロールの端部の開口から漏れ出す光をスリーブ部
材により反射して、熱の有効な利用を行い得るようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、定着装置のヒートロー
ルの内部に配置するクォルツランプに関し、特に、ヒー
トロールの端部から，熱が漏れ出すことを防止できるよ
うに、クォルツランプの端部に赤外光を反射する手段を
備え、ランプ端部の部分からの光をヒートロールの内部
に向けて反射することができるようにする画像出力装置
の定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機やプリンタ等のように、
電子写真方式を用いてコピーを作成する画像出力装置に
おいては、感光体ドラム等の画像担持体に作成したトナ
ー画像を用紙に転写し、そのトナー画像を担持する用紙
を定着装置を通して定着し、コピーを作成する方式が用
いられている。前記定着装置としては、熱ロール方式の
装置が多く用いられているもので、前記熱ロール方式の
定着装置では、内部に発熱源を内蔵したヒートロール
と、前記ヒートロールに対して所定の圧力で押圧される
加圧ロールとを配置している。そして、用紙のトナー画
像を転写した面をヒートロールに対応させる状態で、用
紙を通すことにより、ヒートロールの熱でトナーを溶融
させて用紙に押圧し、コピーを作成することができる。

【０００３】前述したような熱ロール方式の定着装置で
は、例えば、図５に示されるように、鉄やアルミ等で構
成したパイプ状のヒートロール１の内部にクォルツラン
プ１０を収容しており、前記クォルツランプ１０の内部
には発熱体としてのフィラメント１２を配置している。
また、前記フィラメント１２の両端部にランプ端部１１
に設けたランプ箔１３を接続し、前記ランプ箔１３の外
側の部分に対しては、外部から入力端子１５が接して給
電する方式を構成し、前記ランプ１０は固定位置に保持
される。さらに、前記ヒートロール１の端部は、複写機
等のフレームに対して軸受２を介して回転可能に支持
し、図示を省略した駆動機構により、一定の速度で回転
させるようにしている。そして、前記ヒートロールを用
いた定着装置では、画像出力装置のメインスイッチがオ
ンにされると、クォルツランプに通電しながらヒートロ
ールを回転させ、ロールの表面を一定の温度（例えば１
９０℃）に上昇させた後で、画像出力装置を作動可能な
状態に設定し、用紙が通過してロールの表面温度が低下
した場合でも、ロールの表面温度を一定に維持させるよ
うな通電の制御を行い、定着温度を許容範囲内に維持で
きるようにする。

【０００４】前記図５に示されるようなヒートロール１
においては、用紙定着領域の外側の部分に近接した位置
で、軸受による支持部が形成されており、クォルツラン
プの端部の熱がヒートロールの端部を加熱するために、
ロール端部が余分に加熱されたり、ランプ端部の部分に
配置するランプ箔の部分が熱の影響を受けて耐久性が低
下する等の問題がある。そこで、従来のヒートロールで
は、例えば、前記図５に示される例において、仮想線で
示される位置にまでランプ端部を突出させて配置する
と、ヒートロールの内部の熱が反射光Ｒに示されるよう
にヒートロールの端部にまで伝達されたとしても、ラン
プ箔を余分に加熱したりすることがなく、クォルツラン
プの寿命に大きな影響を与えたりすることが防止され
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記図５に
おいて、仮想線で示されるように、ランプ端部をヒート
ロールの外側に向けて大きく突出させたりすると、画像
出力装置のヒートロールを支持するフレームの側部に、
クォルツランプに対応させる余裕部分を大きく設定する
ことが必要となる。したがって、比較的小型の電子写真
複写機等においては、装置の幅を必要以上に大きく構成
することになり、小型化に支障が生じるとともに、装置
のコストアップの原因ともなっている。また、前述した
ような従来の定着装置において、ヒートロールの端部か
ら外部に放出される熱が比較的多いために、ヒートロー
ルの用紙定着領域の両側端部での温度低下が問題となる
ことがある。

【０００６】そこで、前述したような放熱の問題を解決
するために、例えば、特開平１−３１９７７４号公報等
に示されるように、クォルツランプをヒートロールの端
部からさらに外側に向けて突出させ、小径のパイプ状の
部材の内部に配置することが提案されている。しかしな
がら、前記従来例では、ヒートロールの側部にクォルツ
ランプが大きく突出する状態となり、装置の幅が大きく
なるという問題が残る。また、特開昭６４−７７９２号
公報等では、クォルツランプの端部に耐熱性塗料を塗布
しておき、クォルツランプの端部の温度が低下すること
を防止する手段を講じているが、そのような手段を用い
た場合には、ランプ箔の部分の温度上昇により、ランプ
の耐久性に大きな影響が生じることが懸念される。さら
に、特開平２−１６３７８４号公報に示される例では、
ヒートロールの端部に熱を遮蔽する突出部材を配置し
て、ヒートロールの内部の熱が端部から外に逃げ出さな
いようにすることが示されている。しかし、ヒートロー
ルの端部に遮熱板を配置することは、ロール自体の構成
が複雑になることの他に、比較的大きな押圧力が付与さ
れるロール部材に対して、遮熱板の取り付け孔等を設け
ることは、その強度にも大きな影響を与えることにもな
り、あまり好ましいものではない。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、前述したような従来の定着装
置の問題を解消するもので、クォルツランプの端部がヒ
ートロールの外側に突出させないように構成した場合で
も、ランプの端部を過加熱することがなく、ヒートロー
ルの端部から熱を逃がしたりすることがないような装置
を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、ヒートロール
と加圧ロールの間に所定のニップ圧力を持たせる状態
で、両ロールを対向させて配置し、前記両ロールの間に
トナー画像を担持する用紙を通過させて定着作用を行う
定着装置に関する。本発明においては、前記ヒートロー
ルの内部にクォルツランプを配置し、前記クォルツラン
プの端部を光を反射する反射部材により被覆し、前記ク
ォルツランプから出力される光を、ヒートロールの端部
から外部への放出を防止する手段を構成している。ま
た、本発明においては、前記ランプ端部に配置する反射
部材を、金属等の耐熱性を有するスリーブ部材により構
成し、前記スリーブ部材をランプ端部の外形に一致させ
て構成すること、または、前記スリーブ部材の小径部を
ランプ端部に一致させ、ヒートロールの内径よりも小さ
な径のつば部材を一体に設け、ヒートロールの内部の熱
を外部に放出することを防止する手段を構成することが
できる。さらに、本発明においては、前記ランプ端部に
配置する反射部材を、白色または銀色の塗装またはメッ
キにより形成することも可能である。

【０００９】

【作用】前述したように、本発明の画像出力装置の定着
装置では、ランプ端部に対して熱を反射する部材を配置
するのみであるから、ヒートロールの構成が複雑になる
ことはなく、ランプ端部の部分に配置するランプ箔が余
分な加熱作用を受けたりすることがなく、加熱ランプの
寿命に影響を与えたりすることが防止される。また、本
発明においては、ヒートロールの内部に配置するクォル
ツランプに対して、そのランプ端部で熱を内部に向けて
反射する手段を設けたことにより、ヒートロールの端部
から外部に熱が放散されることが防止され、ヒートロー
ルの用紙定着領域での温度分布を良好な状態で維持する
ことができる。

【００１０】

【実施例】図示される例にしたがって、本発明の画像出
力装置の定着装置を説明する。図１に示される例は、熱
ロール方式の定着装置におけるヒートロールの端部の構
造を示すもので、従来のヒートロールの場合と同様に、
ヒートロール１の内部にクォルツランプ１０を配置し
て、ヒートロール１を加熱する機構を構成している。前
記ヒートロール１の端部は、画像出力装置のフレームと
の間に配置する軸受２を介して回転可能に構成してお
り、図示を省略した加圧ロールとの間に用紙をニップす
る状態で、用紙に対する定着作用を行う。前記ヒートロ
ール１の内部に配置するクォルツランプ１０は、従来よ
り一般に用いられているクォルツランプと同様に、ガラ
ス管の内部にフィラメント１２を設け、前記フィラメン
ト１２の端部をランプ端部１１に設けたランプ箔１３に
接続している。そして、前記ランプ箔１３の外側に露出
した部分に対して、入力端子１５を接続して給電を行う
とともに、ヒートロールの表面の所定の位置に配置した
温度センサ（図示を省略）により、クォルツランプに対
する通電の制御を行い、ヒートロールの表面温度を一定
の範囲に設定できるようにしている。

【００１１】前記クォルツランプ１０においては、ラン
プ端部１１の部分に図２に示されるようなスリーブ部材
２０を配置しており、前記スリーブ部材２０によりクォ
ルツランプのフィラメント１２の端部から出力される赤
外光を、内部に向けて反射させて戻す機構を構成してい
る。前記スリーブ部材２０は、赤外光を反射するよう
に、白色または銀色の金属または耐熱性を有する非金属
部材（例えばセラミックス）等により筒状に構成される
もので、小径部２１の端部に拡開部２２を設け、その長
さ方向にスリット２３を設けているが、前記スリット
は、任意の幅に形成することができ、ランプ端部に装着
した際に、大きな隙間が形成されないように形成する。
そして、前記スリーブ部材２０を若干拡開する状態で、
ランプ端部１１の部分に装着することにより、ランプ端
部１１に設けたスリーブ部材２０が、ランプ箔１３の近
傍から出力される赤外光をクォルツランプ１０の内側に
向けて反射する。さらに、クォルツランプ１０からヒー
トロール１の内面に向けて出力される赤外光も、矢印Ｒ
の方向に反射されて、その一部がスリーブ部材２０の表
面に伝達されるが、その反射光Ｒは、スリーブ部材２０
の表面で反射されるので、クォルツランプのランプ箔１
３を余分に加熱することがなくなる。したがって前記図
１に示されるようなスリーブ部材を配置することによ
り、ヒートロール１の用紙定着領域Ｈの外側の部分で、
定着温度が極端に低下することを防止でき、ヒートロー
ルの表面温度分布を均一化することが可能になる。

【００１２】前記図１、２に示される実施例とは別に、
本発明においては、図３、４に示されるように、つば部
材２７を設けたスリーブ部材２５をランプ端部に対して
装着することができる。前記図４に示されるスリーブ部
材２５は、図２に示されるスリーブ部材と同様に、熱を
反射する機能を発揮できるような金属等の材料で構成
し、ランプ端部１１の径に対応する小径部２６と、その
小径部２６の端部に大径のつば部材２７を組み合わせて
一体に構成し、前記スリーブ部材の長さ方向にスリット
２８を設けている。また、前記スリーブ部材２５に設け
るつば部材２７は、ヒートロールの内径よりも若干小径
に構成され、スリーブ部材の外側に向けて反射される光
を反射できるようにする。なお、前記図２、４にそれぞ
れ示されるスリーブ部材は、小径部の部分を拡開する状
態でランプ端部に装着し、そのスリーブ部材の弾性によ
りランプ端部の外周部を軽く締付ける状態で保持させる
ことができる。したがって、本発明のスリーブ部材は、
クォルツランプの温度が上昇した場合でも、そのクォル
ツランプの端部に対する装着状態を良好に維持すること
ができ、ランプ端部の部分からヒートロールの外部に向
けて熱が漏れ出すことを阻止する機能を発揮することが
可能になる。

【００１３】前述したように構成している本発明のスリ
ーブ部材２５は、図３に示されるように、ヒートロール
１の内部に配置されるもので、前記クォルツランプ１０
の両端部に配置するランプ箔１３に対して、入力端子１
５を接続して給電を行うようにする。前記クォルツラン
プ１０においては、スリーブ部材２５のつば部材２７を
ヒートロールの用紙定着領域Ｈの外側に位置するように
設けて、ヒートロール１の内部でクォルツランプから出
力される赤外光の反射光Ｒは、ヒートロールの内面に照
射されて、内部から加熱する作用を行う。また、クォル
ツランプ１０の端部で、ロールの外側に放射されるよう
な赤外光の反射光Ｒは、スリーブ部材２５の内面に反射
して、外部に漏れ出すことがなくなる。さらに、図３に
示されるように、ヒートロールの内面に反射される光Ｒ
は、つば部材２７によりヒートロールの内面に向けて反
射される状態となり、ヒートロール１の内部の熱が端部
から外部に向けて放出することが防止され、フィラメン
トから出力される熱を有効に利用することができる。

【００１４】前述したように、クォルツランプの両端部
に光を反射する手段を設ける場合に、前記各実施例に示
されたように、ランプ端部に対してスリーブ部材を装着
することに代えて、石英ガラス管の表面に金属のメッキ
を施すこともできる。前記金属のメッキは、銀色や白色
の反斜面を形成できるものであれば、任意の金属材料を
用いることができ、そのメッキ層の厚さ等も任意に形成
することができる。さらに、本発明のクォルツランプで
は、ランプ端部の部分に耐熱性を有する塗料を用いて光
を反射する層を形成することも可能であり、その塗装の
材料としては、ランプの表面温度が約４００℃になるこ
とから、その高熱に耐え得る塗料を選択すると良好な結
果を得ることができる。

【００１５】

【発明の効果】本発明の画像出力装置の定着装置は、前
述したような熱の反射手段をランプ端部に配置するもの
であるから、ランプ端部の部分をカバーするようにスリ
ーブ部材を配置したり、メッキ等の表面処理を行うこと
により、クォルツランプの熱がヒートロールの端部から
外部に向けて放出されることを防止できる。そして、定
着装置の小型化により、画像出力装置のサイズを小さく
することが可能になり、装置の製造コストにも良い影響
を与えることができる。したがって、クォルツランプの
端部をヒートロールの外部に突出させたりする必要がな
いために、定着装置の幅を余分に広く形成したりする必
要がなく、装置を小型に構成することができる。また、
本発明のヒートロールでは、クォルツランプから出力さ
れる熱を有効に利用できるために、用紙定着領域での温
度分布の状態を良好に設定することができ、用紙定着領
域の側部での温度低下等を防止することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のヒートロールの端部の構成を示す説
明図である。

【図２】 本発明のスリーブ部材の斜視図である。

【図３】 本発明のヒートロールの第２の実施例の説明
図である。

【図４】 図３に用いるスリーブ部材の斜視図である。

【図５】 従来のヒートロールの構成を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ ヒートロール、 １０ クォルツランプ、１１
ランプ端部、 １２ フィラメント、 １３
ランプ箔、２０・２５ スリーブ部材、 ２２ 拡
開部、 ２７ つば部材。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒートロールと加圧ロールの間に所定の
   ニップ圧力を持たせる状態で、両ロールを対向させて配
   置し、前記両ロールの間にトナー画像を担持する用紙を
   通過させて定着作用を行う定着装置において、 前記ヒートロールの内部にクォルツランプを配置し、前
   記クォルツランプの端部を光を反射する部材で被覆し、 前記クォルツランプから出力される光を、ヒートロール
   の端部から外部への放出を防止する手段を構成すること
   を特徴とする画像出力装置の定着装置。
2. 【請求項２】 前記ランプ端部に配置する反射部材を、
   金属等の耐熱性を有するスリーブ部材により構成し、 前記スリーブ部材をランプ端部の外形に一致させて構成
   することを特徴とする請求項１に記載の画像出力装置の
   定着装置。
3. 【請求項３】 前記ランプ端部に配置する反射部材を、
   金属等の耐熱性を有するスリーブ部材により構成し、 前記スリーブ部材の小径部をランプ端部に一致させ、ヒ
   ートロールの内径よりも小さな径のつば部材を一体に設
   け、ヒートロールの内部の熱を外部に放出することを防
   止する手段を構成することを特徴とする請求項１に記載
   の画像出力装置の定着装置。
4. 【請求項４】 前記ランプ端部に配置する反射部材を、
   白色または銀色のメッキまたは塗装により形成すること
   を特徴とする請求項１に記載の画像出力装置の定着装
   置。