JPS6336341Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、例えば電子写真複写機等の定着装置
に関し、特に加熱ローラと圧着ローラとの転接運
動により転写紙に加熱圧着を行なう加熱ローラ定
着装置に関する。

一般に、電子写真複写機等の加熱ローラ定着装
置にあつては、複写開始前に加熱ローラ周面を定
着温度まで上昇させるための暖機運転が行なわれ
ている。しかしながら、寒冷時の使用や厚手の紙
を使用するときにおいては、たとえ複写開始前に
加熱ローラの周面全体が均一かつ定着温度に加熱
されたとしても、圧着ローラや紙がある熱容量が
あるため、低温の圧着ローラや厚手の紙に加熱ロ
ーラ周面の熱が奪われ、加熱ローラ周面の温度が
定着許容温度以下になり、複写時の最初のコピー
数枚に定着不良がまま起こる問題があつた。

このため、従来では、例えば特開昭53−129656
号公報に示されたように、圧着ローラの周面に照
射野を向けた赤外線ランプを定着装置に付設して
圧着ローラを予熱することが提案されているが、
この対策は圧着ローラが加熱ローラに常時転接さ
れている形式の定着装置には有効であるけれで
も、定着時にのみ圧着ローラが加熱ローラに転接
される形式の定着装置の場合には、定着開始直前
まで圧着ローラは停止しているので、圧着ローラ
の周面は局部的にしか加熱されず、良好な定着結
果を得られない。

前記定着不良を解決するために、本出願人は、
圧着ローラのほぼ半周を取囲んだ状態で圧着ロー
ラの周面に熱を照射させる熱輻射板を備え、この
熱輻射板に、例えばニクロム線等の電気抵抗体か
らなる発熱源を付設して、圧着ローラを予熱する
ことを、特願昭54−105748号出願によつて提案し
た。しかし、この提案にあつては、発熱源の熱が
熱輻射板から圧着ローラ周面全体に照射するの
で、圧着ローラが定着開始直前まで停止している
形式の定着装置でも、圧着ローラの周面全体を均
一に加熱できたが、圧着ローラ周面を短時間で加
熱するためには、発熱源の単位面積あたりの熱量
を大きくしなければならず、発熱源にかなりの時
間にわたつて通電を行なう必要があり、電気抵抗
体の早期断線をまねき、高温の電気抵抗体の温度
により圧着ローラの表面が変質し、価格的にも満
足のゆくものではなかつた。

本考案の目的は、前記のような実情に鑑み、圧
着ローラが加熱ローラに常時転接している形式に
あつても勿論のこと、圧着ローラが加熱ローラに
定着時のみ転接される形式にあつても、圧着ロー
ラの周面全体を短時間で均一に加熱し得、圧着ロ
ーラの変質をまねくおそれがなく、安価で耐久性
のある加熱ローラ定着装置を提案するものであ
る。

以下、第１図〜第３図について本考案の一実施
例を説明する。図示実施例は、定着時にのみ圧着
ローラが加熱ローラに圧接されるものを例示する
けれども、常時圧着ローラが加熱ローラに圧接状
態におかれたものにも適用できる。

第１図は加熱ローラ定着装置の側面図であつ
て、この加熱ローラ定着装置は、相対向する一対
のフレーム１を備え、これらのフレーム１間には
軸心方向両端を軸受２で支持された加熱ローラ３
が架設されている。加熱ローラ３は、第２図、第
３図示のように、例えばアルミニウム等の熱良導
体から作られる中空のローラ本体３ａと、このロ
ーラ本体３ａの外周面に積層されたテフロン（商
標）樹脂等の耐熱層３ｂを備え、ローラ本体３ａ
の中心には電熱ヒータ３ｃが貫通される。また、
前記各フレーム１の外側には基部を支点軸４で枢
支されたアーム５が設けられ、これらのアーム５
間には各フレーム１の開口６を貫通された圧着ロ
ーラ７が回転自在に支持される。この圧着ローラ
７は、第２図、第３図示のように、中空円筒形に
作られた金属製のローラ本体７ａと、このローラ
本体７ａの外周面に積層された弾性材層７ｂとか
らなる。そして、この圧着ローラ７は加熱ローラ
３の回転運動に同期して圧着される。即ち、前記
加熱ローラ３の軸端に固定された駆動スプロケツ
ト８と、フレーム１に架設された同期軸９の従動
スプロケツト１０との間にはチエーン１１が掛渡
され、前記同期軸９にはアーム５の中間部に支持
された従動ローラ１２を摺動させる周面カム１３
がはめこまれる。この周面カム１３の回転にてア
ーム５がその先端部とフレーム１間に掛渡された
引張ばね１４の反時計方向への回転習性に抗しな
がら支点軸４を中心として時計方向に揺動し、こ
のアーム５の揺動にて圧着ローラ７が加熱ローラ
３に圧着される。

一方、本考案によれば、第２図、第３図に示す
ように、前記フレーム１間には圧着ローラ７の周
面に熱を照射させる樋状の熱輻射板１５が圧着ロ
ーラ７周面のほぼ半周を取囲んだ状態で架設され
る。この熱輻射板１５はその両端部に取付片１５
ａ〜１５ｃを備えたものとして金属板を樋状に加
工したものであり、これらの取付片１５ａ〜１５
ｃは各フレーム１の内側面に取付ねじ１６ａ〜１
６ｃで固定される。前記熱輻射板１５の内面は、
例えばニツケルメツキ、クロームメツキ等による
熱的反射面、または黒色塗装による熱的放射面と
される。

また、前記熱輻射板１５の底部内面１５ｄは、
熱輻射板１５の長さ方向両端をソケツト１７で支
持された棒状の発熱源１８を底部内面１５ｄに沿
つて備える。この発熱源１８は熱輻射板１５の長
さ方向に整列された多数個のヒユーズ球１９で作
られる。これらのヒユーズ球１９は中空円筒形の
軟質ガラス製の支持管２０内に接続端子２１ａで
継がれた直列状態で収容される。これらのヒユー
ズ球１９のうち両端に位置したヒユーズ球１９の
各端部電極１９ａは、前記支持管２０の両端には
めこまれた口金２２に接続端子２１ｂを介して電
気的に接続され、これらの口金２２が前記ソケツ
ト１７にはめこまれる。そして各ソケツト１７は
底部内面１５ｄに絶縁スペーサ２３を介してリベ
ツト２４で一体的に取付けられ、これらのソケツ
ト１７には、図示を省略したけれども、電源線が
結線され、前記多数個のヒユーズ球１９が電気的
に発熱される。前記ヒユーズ球１９は、発熱源１
８の外径を細くかつ一個の発熱領域を熱輻射板１
５の長さ方向に比較的広くとるために用いられた
が、例えば、ハウス球形のミニチユア球等の白熱
電球であつてもよい。図示を省略するけれども、
発熱源１８は、圧着ローラ７の周面温度を感知す
る感知素子を備える制御器を、前記電源線間に介
在させ、発熱源１８の通電状態を制御することも
できる。また、前記発熱源１８の交換を容易にさ
せるため、発熱源１８を熱輻射板１５に直かに支
持したが、圧着ローラ７と熱輻射板１５間に位置
するフレーム１で支持してもよい。

本考案は、以上のような構造であるから、暖機
運転時、加熱ローラ３を加熱させると共に、発熱
源１８に通電させると、加熱ローラ３と未だ接触
されてない圧着ローラ７の周面は、発熱源１８か
らの熱輻射によつて加熱される。このとき、圧着
ローラ７は熱輻射板１５でほぼ半周が取囲まれて
いるので、発熱源１８の輻射熱が熱輻射板１５に
て圧着ローラ７の周面全体を取囲むように、圧着
ローラ７の周面に向けて照射され、圧着ローラ７
の周面全体が均一に加熱され、圧着ローラ７の周
面温度を急速に上昇できる。しかも発熱源１８は
多数個のヒユーズ球１９から構成されているの
で、耐久性と安全性を有する発熱源１８を安価に
作れる。換言すれば、ヒユーズ球１９は、4.5秒
点灯、3.0秒消灯の繰返しによる10万回以上の点
滅寿命を有するランプが安価に市販されているう
え、その管面温度は200℃前後で平衡状態となり、
紙の発火点以下と低く、安全である。

なお、前記実施例において、ヒユーズ球１９
は、多数個の支持を簡素化するために、一本の支
持管２０で総括して支持されたが、底部内面１５
ｄに多数個のヒユーズ球ソケツトを直かに整列さ
せて固定し、このソケツトにてヒユーズ球１９を
支持させる場合もある。

次に、第４図、第５図について本考案における
圧着ローラ周面温度の立上り特性並びに定着評価
結果を説明する。

第４図は、気温20℃のときの圧着ローラ周面温
度立上り特性対比図であり、符号Ａはヒユーズ球
７個による本考案の100W発熱源の特性を、符号
Ｂは100Wニクロム線を用いる前述の先行出願の
特性をそれぞれ示している。同図から理解される
ように、圧着ローラ周面が60℃に上昇するまでの
時間は、特性Ｂが49秒要するのに対して、本考案
が25秒であるから、本考案によれば圧着ローラ周
面全体を短時間で均一に加熱できる。この場合、
一定時の通電後、圧着ローラの周面を検査したと
ころ、ニクロム線を用いた場合には周面温度が約
250℃にも達し、一部に圧着ローラの変質が観察
されたけれども、本考案による場合には、周面温
度は約200℃で安定しており、変質は観察されな
かつた。

第５図は、本考案の加熱ローラ定着装置におい
て、気温10℃のとき転写紙30枚を連続して定着し
たときの評価結果を示し、同図における符号L₁
は発熱源１８を用いたときの加熱ローラの周面温
度変化を、符号L₂は発熱源１８を用いないとき
の同ローラの周面温度変化であつて、第５図の縦
軸は加熱ローラの周面温度（単位℃）を、横軸は
時間（単位秒）を表わす。同図における符号S₀は
許容最低温度、S₁は設定温度をそれぞれ示してい
る。第５図から理解されるように、気温10℃にお
けるテストでは、発熱源１８を用いる場合、加熱
ローラの周面温度は許容最低温度S₀以下に下がる
ことなく、したがつて、定着不良は全く起らな
い。これに対し、発熱源１８を用いぬ場合には、
時間T₂、即ち約50秒まで、加熱ローラの周面温
度が許容最低温度以下に下がり、最初の数枚のコ
ピーに定着不良が起こる可能性があつた。

結局、本考案においては、比較的低い温度で安
定する多数個の白熱電球を発熱源として用いるた
め、圧着ローラの変質等の問題を生ぜずに、迅速
に圧着ローラの周面を均一に加熱できる。また、
本考案で用いる白熱電球は安価に入手でき、寿命
も長いので、耐久性のある経済性に富んだ定着装
置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を施した加熱ローラ定着装置の
側面図、第２図は第１図の−線に沿う断面
図、第３図は第２図の−線に沿う断面図、第
４図は圧着ローラ周面の温度変化特性図、第５図
は連続定着時の定着評価グラフである。 １…フレーム、２…加熱ローラ、７…圧着ロー
ラ、１５…熱輻射板、１８…発熱源、１９…ヒユ
ーズ球。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 相対向する一対のフレーム間に軸心方向両端を
   回転可能に支持されかつ加熱ヒータを内蔵した加
   熱ローラと、少なくとも定着時にこの加熱ローラ
   に転接される圧着ローラとを備える加熱ローラ定
   着装置において、前記圧着ローラのほぼ半周を取
   り囲んだ状態で前記フレーム間に固定支持されか
   つ熱を圧着ローラの周面に照射させる樋状の熱輻
   射板と、該熱輻射板の底部内面に沿つてその長さ
   方向に整列された多数個の白熱電球からなる発熱
   源とを備えた加熱ローラ定着装置。