JPH10319761A

JPH10319761A - 定着装置

Info

Publication number: JPH10319761A
Application number: JP12712297A
Authority: JP
Inventors: Keigo Tange; 啓吾丹下
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1997-05-16
Filing date: 1997-05-16
Publication date: 1998-12-04

Abstract

(57)【要約】【課題】ローラ加熱の際の熱エネルギーのロスを低減
して定着ローラの昇温速度を高め、ウォームアップタイ
ムを短縮し得ると共にエネルギー消費が少ない定着装置
を提供する。【解決手段】定着装置は、ガラス製基体１１０の表面
に抵抗発熱体層１２０が設けられた定着ローラ１００を
有する。この定着ローラ１００は、ガラス製基体１１０
の内表面および外表面のうち、抵抗発熱体層１２０が設
けられていない側に、熱を反射する金属層からなる赤外
線反射層１４０を設けてある。赤外線反射層１４０の輻
射率は、ガラス製基体１１０の輻射率よりも小さい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子写真式
の複写機、プリンタおよびファクシミリなどに用いられ
る定着装置に関し、さらに詳しくは、ガラス製基体上に
抵抗発熱体層を設けた定着ローラを備える定着装置の改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真式の複写機などには、記録媒体
である記録紙ないし転写材などのシート上に転写された
トナー像をシートに定着させる定着装置が設けられてい
る。定着装置には種々の方式があるが、一般的な熱ロー
ラ方式の定着装置は、シート上のトナーを熱溶融させる
ヒートローラとも呼ばれる定着ローラと、当該定着ロー
ラに圧接してシートを挟持する加圧ローラとを有してい
る。定着ローラは中空状に形成され、この定着ローラの
中心軸上には、発熱体が保持手段により保持されている
（実開昭６４−３２５６７号公報、特開平４−３３７７
８２号公報などを参照）。

【０００３】従来の熱ローラ定着装置における一般的な
定着ローラは、アルミニウムや鉄などからなる金属基体
の表面を、ＰＴＦＥ（ポリ４フッ化エチレン）などから
なる離型材で被覆して構成されている。また、発熱体
は、例えば、ハロゲンランプなどの管状発熱ヒータより
構成され、所定の電圧が印加されることにより発熱する
ものである。このハロゲンランプは定着ローラの中心軸
に位置しているため、ハロゲンランプから発せられた熱
は定着ローラ内壁に均一に輻射され、定着ローラの外壁
の温度分布は円周方向において均一となる。定着ローラ
の外壁は、その温度が定着に適した温度（例えば、１５
０〜２００℃）になるまで加熱される。

【０００４】この状態で定着ローラと加圧ローラは圧接
しながら互いに逆方向へ回転し、トナーが付着したシー
トを挟持する。定着ローラと加圧ローラとの圧接部（以
下、ニップ部という）において、シート上のトナーは定
着ローラの熱により溶解し、両ローラから作用する圧力
によりシートに定着される。トナーが定着した後、定着
ローラおよび加圧ローラの回転に伴い、シートは、排紙
ローラによって搬送され、排紙トレイ上に排出される。

【０００５】かかる定着装置においては、定着ローラへ
の伝熱手段はその内部に配置されたハロゲンランプから
定着ローラ内面への熱輻射により行われるので、定着ロ
ーラに熱を効率良く伝えるために、例えばその内面に熱
輻射率の高い黒色の樹脂系塗料を塗布し、定着ローラ内
面の熱輻射率を例えば０．９以上に高くしている。この
ようにすれば、定着ローラが効率良く加熱される。

【０００６】ところが、ハロゲンランプなどから構成さ
れる発熱体を備えた定着装置にあっては、基本的に輻射
熱を利用して加熱するものであるため、定着ローラ内面
の熱輻射率を高くしたとしても、電源を投入した後、定
着ローラの温度が定着に適した所定温度に達するまでの
時間（以下、「ウォームアップタイム」という）に比較
的長時間を要する。一方で、複写機などの商品の価値を
高めるためには、装置のコンパクト化と共に、定着装置
の省エネルギ化（低消費電力化）と、ユーザの操作性向
上（クイックプリント）との両立を図ることが注目され
重視されてきている。

【０００７】この要請に応えるべく、抵抗発熱体層を用
いた通電加熱方式の定着装置が提案されており、この場
合には定着ローラが自己発熱する。この種の定着装置に
よれば、電気−熱変換効率がきわめて向上するためウォ
ームアップ時の昇温スピードが早く、ウォームアップタ
イムの短縮化が可能となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】抵抗発熱体層を有する
定着ローラは、基体の上に抵抗発熱体層を積層し、さら
に抵抗発熱体層の上に離型層を積層した構成を有してい
る。基体の材質としては、アルミニウムなどの金属が一
般的であるが、近年、商品名「パイレックス」（米国コ
ーニング・ガラス社）として知られている耐熱ガラスを
使うことが提案されている。耐熱ガラスは電気的な絶縁
対策を考慮しなくてよいことから、この点で、金属から
なる基体に比べて優れている。

【０００９】しかしながら、ガラス製基体上に抵抗発熱
体層を設けたタイプの定着ローラは、ガラス内面が特に
加工されておらず、空気層に接している。このため、抵
抗発熱体層からガラスを透過してガラス製基体の内面表
層に達した赤外線がそのまま空気中に放出され、ガラス
内面表層からの熱輻射による熱の逃げが発生し、エネル
ギーロスが生じていた。

【００１０】なお、抵抗発熱体層により定着ローラ自身
を発熱する方式のように、ヒートローラ内面への輻射熱
による加熱方式を採らないタイプのものでは、定着ロー
ラ内面の熱輻射率が高いと、吸熱し易い性質が利用され
ずに放熱し易い性質のみが支配的となり、加熱の必要が
ない定着ローラ内部を加熱して無駄なエネルギーを消費
することになるばかりか、ハロゲンランプ方式とは逆に
定着ローラ自体の昇温速度を妨げることにつながるとい
う問題がある。

【００１１】本発明者は、ガラス製基体上に抵抗発熱体
層を設けたタイプの定着ローラでは、基体がガラス製ゆ
え赤外線透過がエネルギーロスになることから、かかる
エネルギーロスを最小限にすることによって、定着ロー
ラを高効率で加熱することが可能になるという知見に基
づいて本発明を完成させるに至った。

【００１２】そこで本発明の目的は、ガラス製基体上に
抵抗発熱体層を設けたタイプの定着ローラを備える定着
装置であって、ローラ加熱の際の熱エネルギーのロスを
低減して定着ローラの昇温速度を高め、ウォームアップ
タイムを短縮し得ると共にエネルギー消費が少ない定着
装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する請求
項１に記載の発明は、ガラス製基体の表面に抵抗発熱体
層が設けられた定着ローラを有する定着装置において、
前記定着ローラの前記ガラス製基体の内表面および外表
面のうち、前記抵抗発熱体層が設けられていない側に、
熱を反射する赤外線反射層を設けたことを特徴とする定
着装置である。

【００１４】かかる構成によれば、ガラス製基体の表層
に達した赤外線が赤外線反射層により抵抗発熱体層に向
けて反射されることから、赤外線の透過が減ってエネル
ギーロスが可及的に減少する。その結果、抵抗発熱体層
で発生する熱エネルギーを有効に利用して定着ローラを
高効率で加熱することができ、ウォームアップタイムを
短縮し得ると共にエネルギー消費が少ない定着装置とな
る。

【００１５】また、請求項２に記載の発明は、前記赤外
線反射層は、金属層であることを特徴とする。

【００１６】かかる構成によれば、請求項１の発明に加
えて、ガラスと比較して金属は熱伝導率が高いので、定
着ローラの長手方向の熱伝導が良好となり、ローラ長手
方向の温度ムラが減少する結果、ローラ長手方向に沿っ
た定着強度のムラなどが緩和される。

【００１７】また、請求項３に記載の発明は、前記赤外
線反射層の輻射率は、前記ガラス製基体の輻射率よりも
小さいことを特徴とする。

【００１８】かかる構成によれば、請求項１の発明に加
えて、抵抗発熱体層からガラスへ伝導した熱がガラス製
基体の表層より輻射される際の輻射強度が小さく、ガラ
ス製基体の表層から熱輻射による熱の逃げが少なくな
り、この点からもエネルギーロスが可及的に減少し、定
着ローラをより一層高効率で加熱することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２０】《実施の形態１》図１は、本発明に係る定
着装置を組み込んだ画像形成装置としての複写機を示す
概略構成図である。

【００２１】複写機１０は、図示するように、原稿を読
み取るイメージスキャナ部１１と、信号処理を行う信号
処理部１２と、イメージスキャナ部１１で読み取られた
原稿画像に対応した画像を記録媒体としてのシート２０
にプリント出力するプリンタ部１３と、これら各部を配
置ないし収納するケーシング１４とを有する。

【００２２】イメージスキャナ部１１において、プラテ
ンガラス１５上に載置された原稿は、プラテンカバー１
６で押さえられるが、図示しない自動原稿送り装置を装
着するときには、プラテンカバー１６に代えて自動原稿
送り装置が取り付けられる。プラテンガラス１５上の原
稿はランプ１７で照射され、原稿で反射した光は、ミラ
ー１８ａ、１８ｂ、１８ｃおよび集光レンズ１９を経て
ラインセンサ（ＣＣＤ）２１上に像を結び、イメージ情
報に変換されて信号処理部１２に送られる。なお、スキ
ャナモータ２２を駆動することにより、第１スライダ２
３は速度Ｖで、第２スライダ２４はＶ／２でラインセン
サの電気的走査方向（主走査方向）に対して垂直方向
（副走査方向）に機械的に動き、原稿全面を走査する。

【００２３】信号処理部１２は、ラインセンサ２１で読
み取った信号を電気的に処理し、プリンタ部１３に送
る。

【００２４】プリンタ部１３は、レーザ発生器２５と、
像担持体としての感光体ドラム２６と、を備え、回転す
る感光体ドラム２６の周辺には、帯電装置としての帯電
ローラ２７と、現像装置２８と、転写装置としての転写
ローラ２９と、シート２０の除電および分離装置である
除電針３０と、感光体ドラム２６上の残留トナーを除去
するクリーニング装置３１と、が配置されている。レー
ザ発生器２５は、信号処理部１２から送られてくる画像
信号のレベルに応じて半導体レーザを駆動変調する。レ
ーザ光は、図示しないポリゴンミラー、ｆ−θレンズお
よび折り返しミラーなどを経由し、帯電ローラ２７と現
像装置２８との間の位置で、感光体ドラム２６に照射さ
れる。感光体ドラム２６上に形成された静電潜像は、現
像装置２８においてトナーで現像される。

【００２５】一方、ケーシング１４に着脱自在に取り付
けられる給紙カセット３５には、複数枚のシート２０が
積層した状態で収納されている。給紙カセット３５内の
シート２０は、給紙ローラ３６により１枚ずつ捌かれて
給紙され、タイミングローラ３７により所定のタイミン
グで、感光体ドラム２６と転写ローラ２９との間の転写
位置に向けて送り込まれる。感光体ドラム２６上に現像
された像は、転写ローラ２９によってシート２０に転写
される。転写後のシート２０は、感光体ドラム２６から
分離され、定着装置３８に向けて搬送ベルト３９により
搬送される。シート２０上に転写された未定着のトナー
が定着装置３８において固定され、トナーが定着された
シート２０は、排紙トレー４０に排紙される。なお、本
実施の形態の定着装置３８はガラス製基体上に抵抗発熱
体層を設けたタイプの定着ローラ１００を備えるが、構
成については後述する。

【００２６】転写ローラ２９によってシート２０への転
写が終了すると、感光体ドラム２６上は、図示しないク
リーナ前チャージャーでマイナス極性に帯電され、クリ
ーニング装置３１にて残留トナーが除去され、イレーサ
によって残留電荷が除電される。その後、帯電ローラ２
７によって再度帯電され、レーザ光による潜像形成を受
け、現像器２８によって現像され、図示しない転写前イ
レーサによって非現像領域の電荷が除電される。

【００２７】図２は、図１に示される定着装置の概略断
面図、図３は、定着ローラの軸直交断面図である。

【００２８】定着装置は、定着ローラ１００と、該定着
ローラ１００に圧接するバックアップ部材である加圧ロ
ーラ２００と、を有する。定着ローラ１００は、軸受部
１５０を介して、側板部材３００から突出した支持軸３
１０に回転可能に支持されている。また、加圧ローラ２
００は、図示しない支持手段により回転可能に支持され
つつ、図示しない押圧手段により押圧されて定着ローラ
１００に対して圧接している。定着ローラ１００および
加圧ローラ２００は、図示しない駆動手段によりシート
送り方向に回転駆動される。

【００２９】前記定着ローラ１００は、図３にも示すよ
うに、芯ローラとして機能するパイプ形状の基体１１０
を有し、この基体１１０の外周面には抵抗発熱体層１２
０が、さらに、抵抗発熱体層１２０の外周面である最外
層には離型層１３０が順に形成されている。基体１１０
は、パイレックス（商品名、米国コーニング・ガラス
社）などの耐熱ガラスや、石英ガラスなどからなる。抵
抗発熱体層１２０は、金属や、導電性樹脂（例えば、樹
脂中にカーボンなどの導電性物質を分散させたもの）
や、正の温度係数を有するチタン酸バリウム系セラミッ
クなどからなる。また、離型層１３０は、耐熱性樹脂で
あるＰＴＦＥ（ポリ４フッ化エチレン）や、ＰＦＡ（ペ
ルフルオロアルコキシフッ素樹脂）などからなる。基体
１１０はガラス製であるので、抵抗発熱体層１２０との
間に絶縁層を介在させる必要はない。

【００３０】ガラス製基体１１０内の両端部には、リン
グ形状をなし玉軸受を含む軸受部１５０が嵌め込まれ、
軸受部１５０の内周面が前記支持軸３１０に嵌め込まれ
ている。これにより、ガラス製基体１１０したがって定
着ローラ１００は、支持軸３１０を中心にして、軸受部
１５０の玉軸受により支持されて滑らかに回転する。抵
抗発熱体層１２０および離型層１３０は、ガラス製基体
１１０と一体的に回転する。

【００３１】離型層１３０の幅（ガラス製基体１１０の
長手方向に沿う長さ）は、定着ローラ１００と加圧ロー
ラ２００との間を通過するシートの最大幅以上の寸法に
設定されている。一方、抵抗発熱体層１２０の幅は、離
型層１３０の幅よりもさらに広く形成され、抵抗発熱体
層１２０は、離型層１３０よりも図２中左右両外方には
み出ている。離型層１３０からはみ出た抵抗発熱体層１
２０の両端外周部分は、定着ローラ１００の非通紙部分
となっている。この非通紙部分に設けた左右一対の通電
部１６０ａ、１６０ｂが、抵抗発熱体層１２０の両端表
面上にそれぞれ接触している。

【００３２】通電部１６０ａは、抵抗発熱体層１２０に
接続された給電リング１６１ａと、電源４００に接続さ
れると共に前記給電リング１６１ａに摺接する給電ブラ
シ１６２ａと、給電リング１６１ａに向けて給電ブラシ
１６２ａを押圧する方向の弾発力を当該給電ブラシ１６
２ａに付与するバネ１６３ａと、から構成されている。
他方の通電部１６０ｂも同様に、給電リング１６１ｂ、
給電ブラシ１６２ｂおよびバネ１６３ｂから構成されて
いる。

【００３３】一対の給電リング１６１ａ、１６１ｂは、
導電性の銅合金などからなり、リング形状を有してい
る。給電リング１６１ａ、１６１ｂは、離型層１３０か
ら外方にはみ出た抵抗発熱体層１２０の両端外周部分に
おいて、ガラス製基体１１０の筒壁を挟んで軸受部１５
０と互いに対向する位置に嵌め込まれ、抵抗発熱体層１
２０上に固定されている。したがって、給電リング１６
１ａ、１６１ｂと抵抗発熱体層１２０とは電気的に接続
されている。給電リング１６１ａ、１６１ｂは、抵抗発
熱体層１２０および離型層１３０と同様にガラス製基体
１１０と一体的に回転する。バネ１６３ａ、１６３ｂに
より給電ブラシ１６２ａ、１６２ｂが給電リング１６１
ａ、１６１ｂに向けて押圧されているので、ガラス製基
体１１０と一体的に回転する給電リング１６１ａ（１６
１ｂ）に給電ブラシ１６２ａ（１６２ｂ）が摺接して、
両者の接触面における電気的な接続が保たれている。

【００３４】給電ブラシ１６２ａ、１６２ｂは、スイッ
チＳＷを介して、複写機１０の電源４００の両端子に電
気的に接続され、抵抗発熱体層１２０が電源４００に電
気的に接続されている。スイッチＳＷをオンすると、抵
抗発熱体層１２０には、給電ブラシ１６２ａ（１６２
ｂ）および給電リング１６１ａ、１６１ｂを介して、電
源４００から電力が供給され、抵抗発熱体層１２０自身
がジュール損により発熱して定着ローラ１００が加熱さ
れる。定着ローラ１００は、例えばサーミスタを表層に
接触させて検出した温度に基づいて供給電力を制御する
ことにより、ほぼ一定温度（通常、１５０〜２００℃程
度）に保たれている。

【００３５】特に、本実施の形態１の定着ローラ１００
にあっては、ガラス製基体１１０の内表面および外表面
のうち、抵抗発熱体層１２０が設けられていない側すな
わちガラス製基体１１０の内面表層に、熱を反射する赤
外線反射層１４０を設けてある。かかる赤外線反射層１
４０は、アルミニウム、金、銀、ニッケルなどの金属材
料からなる金属薄層であり、メッキ、蒸着、溶射によ
り、あるいは、ペースト状にして塗布することにより形
成されている。

【００３６】さらに、赤外線反射層１４０の輻射率（＝
放射率）を、ガラス製基体１１０の輻射率よりも小さく
してある。すなわち、基体１１０を形成する例えばパイ
レックス（商品名、米国コーニング・ガラス社）の輻射
率は、温度範囲２６０℃〜５３７．８℃で０．９４〜
０．７５である。一方、金属薄層である赤外線反射層１
４０を形成する例えばアルミニウムの輻射率は、６００
℃で酸化した面においても温度範囲２００℃〜３７８℃
で０．１１〜０．１９である。

【００３７】図４（Ｂ）に矢印で示すように、ガラス製
基体１１０の内面表層に特に加工を施していない対比例
に係る定着ローラでは、抵抗発熱体層１２０からガラス
を透過してガラス製基体１１０の内面表層に達した赤外
線がそのまま空気中に放出されてしまい、エネルギーロ
スが生じていた。これに対して、同図（Ａ）に示すよう
に、ガラス製基体１１０の内面表層に赤外線反射層１４
０を設けた本実施の形態１に係る定着ローラ１００で
は、ガラス製基体１１０の内面表層に達した赤外線が赤
外線反射層１４０により抵抗発熱体層１２０に向けて反
射されることから、赤外線の透過が減ってエネルギーロ
スが可及的に減少する。

【００３８】さらに、本実施の形態１に係る定着ローラ
では、金属薄層からなる赤外線反射層１４０の輻射率が
ガラス製基体１１０の輻射率よりも小さいことから、抵
抗発熱体層１２０からガラス製基体１１０へ伝導した熱
が内面表層より輻射される際の輻射強度が小さく、ガラ
ス製基体１１０の内面表層から熱輻射による熱の逃げが
少なくなり、この点からもエネルギーロスが可及的に減
少する。

【００３９】このように本実施の形態１によれば、ガラ
ス製基体１１０の内面表層に設けた金属薄層である赤外
線反射層１４０が高熱反射率、かつ、低熱放射率である
ので、抵抗発熱体層１２０やガラス製基体１１０の内面
からローラ内部へ向けての無駄な熱放射が低減して、抵
抗発熱体層１２０で発生する熱エネルギーを有効に利用
でき、定着ローラ１００を高効率で加熱することができ
る。よって、定着装置３８は、ローラ加熱の際の熱エネ
ルギーのロスを低減して定着ローラ１００の昇温速度を
高め、ウォームアップタイムを短縮し得ると共にエネル
ギー消費が少ない定着装置となる。

【００４０】また、ガラスと比較して金属は熱伝導率が
高いので、定着ローラ１００の長手方向の温度ムラが減
少する結果、ローラ長手方向に沿った定着強度のムラな
どが緩和される。

【００４１】《実施の形態２》図５は、本発明の実施の
形態２に係る定着装置の概略断面図、図６は、定着ロー
ラの軸直交断面図であり、図２および図３に示す部材と
共通する部材には同一の符号を付してある。

【００４２】実施の形態２に係る定着装置は、抵抗発熱
体を用いた通電加熱方式である点で実施の形態１と同じ
であるが、抵抗発熱体層１２０をガラス製基体１１０の
内周面に形成した点で、抵抗発熱体層１２０をガラス製
基体１１０の外周面に形成した実施の形態１と相違して
いる。

【００４３】この実施の形態２の定着ローラ１０１にあ
っては、ガラス製基体１１０の内表面および外表面のう
ち、抵抗発熱体層１２０が設けられていない側すなわち
ガラス製基体１１０の外表面に赤外線反射層１４０を設
け、さらに、赤外線反射層１４０の外周面である最外層
に離型層１３０を形成してある。赤外線反射層１４０
は、実施の形態１と同様に金属薄層から構成されてい
る。

【００４４】さらに、抵抗発熱体層１２０の内周面側に
は、抵抗発熱体層１２０の輻射率よりも小さい輻射率で
ある低熱輻射層１４１が形成されている。赤外線反射層
１４０は、抵抗発熱体層１２０の輻射率よりも小さい輻
射率を有する限りにおいて、低熱輻射層１４１に含まれ
る。例えば、正の温度係数を有するチタン酸バリウム系
セラミックからなる抵抗発熱体層１２０の場合には、低
熱輻射率処理として、抵抗発熱体層１２０の内面に絶縁
層を介してアルミ含有塗料などを塗布する処理がなされ
る。抵抗発熱体層１２０の素材であるセラミックの熱輻
射率は約０．９１と高いので、周知の方法により上記処
理を施すことで熱輻射率をかなり低く抑えることができ
る。

【００４５】なお、定着ローラ１０１の回転支持部であ
る軸受部１５１は、定着ローラ１０１の外周面に設け
ら、側板部材３００の通孔３２０に保持されている。

【００４６】ガラス製基体１１０の外面表層に赤外線反
射層１４０を設けた本実施の形態２に係る定着ローラ１
０１では、ガラス製基体１１０の外面表層に達した赤外
線が赤外線反射層１４０により抵抗発熱体層１２０に向
けて反射されることから、赤外線の透過が減ってエネル
ギーロスが可及的に減少する。

【００４７】さらに、抵抗発熱体層１２０からガラス製
基体１１０へ伝導した熱が外面表層より輻射される際の
輻射強度が小さく、ガラス製基体１１０の外面表層から
熱輻射による熱の逃げが少なくなり、この点からもエネ
ルギーロスが可及的に減少する。

【００４８】また、抵抗発熱体層１２０の内周面側に低
熱輻射層１４１を設けてあるので、ローラ内部へ向けて
の無駄な熱放射も低減される。

【００４９】このように本実施の形態２によれば、ガラ
ス製基体１１０の外面表層に設けた金属薄層である赤外
線反射層１４０が高熱反射率、かつ、低熱放射率である
ので、抵抗発熱体層１２０やガラス製基体１１０の外面
からローラ外部へ向けての無駄な熱放射が低減するとと
もに、低熱輻射層１４１により抵抗発熱体層１２０やガ
ラス製基体１１０の内面からローラ内部へ向けての無駄
な熱放射も低減して、抵抗発熱体層１２０で発生する熱
エネルギーを有効に利用でき、定着ローラ１０１を高効
率で加熱することができる。よって、定着装置３８は、
ローラ加熱の際の熱エネルギーのロスを低減して定着ロ
ーラ１０１の昇温速度を高め、ウォームアップタイムを
短縮し得ると共にエネルギー消費が少ない定着装置とな
る。また、定着ローラ１０１の長手方向に沿った定着強
度のムラなどが緩和される。しかも、抵抗発熱体層１２
０をガラス製基体１１０の内周面に形成することによ
り、経時的に抵抗発熱体層１２０が劣化することも防止
できる。

【００５０】なお、本発明は、上述した実施の形態のみ
に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において
種々改変することができるものである。すなわち、抵抗
発熱体を用いた通電加熱方式により自己発熱させるタイ
プについての実施の形態について説明したが、誘導加熱
方式により自己発熱させるタイプの定着ローラにも適用
することができる。

【００５１】

【実施例】次に、本発明に係る一実施例を説明する。実
施例に係る定着ローラは、肉厚ｔ＝１ｍｍ、長さ３２０
ｍｍ、外径３０ｍｍを有する耐熱ガラスからなるガラス
製基体の外周面に、鉄クロム合金からなる抵抗発熱体層
を形成し、さらに最外層に離型層としてＰＴＦＥ（ポリ
４フッ化エチレン）層を厚さ約２０μｍに焼成してあ
る。また、ガラス製基体の内面には、アルミ層からなる
赤外線反射層を溶射により厚さ約０．０５ｍｍに形成し
てある。

【００５２】比較例に係る定着ローラとして、ガラス製
基体の内面にアルミ層を形成していないものを使用し
た。

【００５３】実施例および比較例に係る定着ローラを定
着装置に組み込んで、通紙および定着のテストを行っ
た。通紙テストにおいては、抵抗発熱体層に通電を開始
してから定着可能温度（２００℃）に達するまでのウォ
ームアップ時間、待機時の平均消費電力、通常プリント
時（２０枚／分の連続プリント）の平均消費電力を測定
した。さらに、加熱幅に対して小さいサイズの紙を連続
５０枚通紙したときの、通紙部および非通紙部の温度を
測定した。定着ローラの抵抗発熱体層には、ローラ端部
の給電リングを介して、最大９００Ｗの電力を供給可能
に構成され、定着ローラの通紙部中央の温度を検出しな
がら通電を制御した。テストの結果を下記の表１に示
す。

【００５４】

【表１】

【００５５】表１から明らかなように、本実施例では、
比較例に比べて、ウォームアップ時間がより短縮され、
待機時およびプリント時のいずれにおいても消費電力が
低減した。しかも、ローラ加熱幅よりも小サイズ紙を連
続通紙した場合に、非通紙部の温度上昇が低く抑えられ
た。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
定着装置によれば、定着ローラのガラス製基体の内表面
および外表面のうち抵抗発熱体層が設けられていない側
に赤外線反射層を設けたので、ガラス製基体の表層に達
した赤外線が赤外線反射層により抵抗発熱体層に向けて
反射されることから、赤外線の透過が減ってエネルギー
ロスが可及的に減少する。その結果、抵抗発熱体層で発
生する熱エネルギーを有効に利用して定着ローラを高効
率で加熱することができ、ウォームアップタイムを短縮
し得ると共にエネルギー消費が少ない定着装置を提供で
きた。

【００５７】また、請求項２に記載の定着装置によれ
ば、赤外線反射層は金属層であるので、請求項１の発明
の効果に加えて、定着ローラの長手方向の熱伝導が良好
となり、ローラ長手方向に沿った定着強度のムラなどを
緩和することが可能となる。

【００５８】また、請求項３に記載の定着装置によれ
ば、赤外線反射層の輻射率はガラス製基体の輻射率より
も小さいので、請求項１の発明の効果に加えて、抵抗発
熱体層からガラスへ伝導した熱がガラス製基体の表層よ
り輻射される際の輻射強度が小さく、ガラス製基体の表
層から熱輻射による熱の逃げが少なくなり、この点から
もエネルギーロスが可及的に減少し、定着ローラをより
一層高効率で加熱することができるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る定着装置を組み込んだ画像形成
装置としての複写機を示す概略構成図である。

【図２】図１に示される定着装置の概略断面図であ
る。

【図３】図２に示される定着ローラの軸直交断面図で
ある。

【図４】図４（Ａ）は、ガラス製基体の内面表層に赤
外線反射層を設けた実施の形態１に係る定着ローラの作
用説明図、同図（Ｂ）は、ガラス製基体の内面表層に特
に加工を施していない対比例に係る定着ローラの作用説
明図である。

【図５】本発明の実施の形態２に係る定着装置の概略
断面図である。

【図６】図５に示される定着ローラの軸直交断面図で
ある。

【符号の説明】

３８…定着装置１００、１０１…定着ローラ１１０…ガラス製基体１２０…抵抗発熱体層１３０…離型層１４０…赤外線反射層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス製基体の表面に抵抗発熱体層が設
けられた定着ローラを有する定着装置において、前記定着ローラの前記ガラス製基体の内表面および外表
面のうち、前記抵抗発熱体層が設けられていない側に、
熱を反射する赤外線反射層を設けたことを特徴とする定
着装置。
【請求項２】前記赤外線反射層は、金属層であること
を特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】前記赤外線反射層の輻射率は、前記ガラ
ス製基体の輻射率よりも小さいことを特徴とする請求項
１に記載の定着装置。