(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自由に配設され、内部に管形のヒータランプが配置された加熱ローラと、この加熱ローラに密着して回転する加圧ローラとの間に、未定着のトナー像が形成された記録材を通過させてトナー像を定着させる定着装置において、
前記加熱ローラは、近赤外線を透過して遠赤外線を吸収する透光性部材からなり、該ヒータランプの外表面のうち、該加圧ローラと対向しない外表面に、ヒータランプの光を遠赤外線に変化させる波長変換反射膜が形成されたことを特徴とする定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＰＰＣやレーザプリンタなどの電子写真複写機などの定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真複写機などの定着装置は、記録材、例えばコピー用紙上の未定着のトナー像を加熱して定着するための加熱ローラと、記録材を加熱ローラに圧接する加圧ローラを有する。この加熱ローラは、熱伝導性の良いアルミパイプの表面にテフロンなどをコーティングしたものが多く使用されている。かかる加熱ローラの内部には、その軸線に沿って管形のヒータランプが配置されており、このヒータランプの熱で加熱ローラを１８０℃程度の温度まで加熱する。そして、加熱ローラと加圧ローラの間に記録材を供給すると、加熱ローラの熱が記録材上の未定着のトナー像に伝達されて定着される。
【０００３】
従って、複写を開始するに当たっては、加熱ローラをこの温度に上昇させることが必要であり、ウォーミングアップ時間が必要となる。また、複写作業を一時中断するときは、作業再開時に直ちに複写できるように、加熱ローラを１６０℃程度の温度に予熱しており、待機電力が必要となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このため、本出願人は、実開昭６４−３２５６７号公報において、ウォーミングアップ時間や待機加熱をほとんど必要としない定着装置を提案した。図４は、その定着装置の要部の断面図を示すが、透光性部材で成形された加熱ローラ２が回転自由に配設されており、加圧ローラ３が加熱ローラ２に密着して回転する。そして、未定着のトナー像が形成された記録材Ｐが加熱ローラ２に密着した状態で加熱ローラ２と加圧ローラ３の間を通過する。加熱ローラ２の内部には管形のヒータランプ４が配置され、ヒータランプ４の背後には、たとえはアルミ板からなる反射板５が配置されている。そして、ヒータランプ４から放射される赤外線を含む光は、直接または反射板５で反射して、加熱ローラ２を透過し、記録材Ｐに照射される。つまり、記録材Ｐ上の未定着のトナーは、ヒータランプ４から放射される赤外線を含む光によって定着されるので、複写開始と同時にヒータランプ４を点灯しても複写が可能になり、ウォーミングアップ時間や待機加熱をほとんど必要としない。
【０００５】
かかる定着装置においては、反射板５の背面に位置する領域の加熱ローラ２は、反射板５の輻射熱によって加熱されるだけであるので、複写作業を継続して行っても加熱ローラ２はあまり昇温せず、トナー像は、大部分は赤外線を含む光によって定着される。しかし、光の吸収度はトナーの濃淡によって異なるので、トナー像が淡い原稿の場合は、光が十分に吸収されずに定着が不十分になることが判明した。
また、加熱ローラ２内に反射板５を配置するので、加熱ローラ２を小型化することができず、装置の小型化に対応できない不具合もあった。
【０００６】
そこで本発明は、ウォーミングアップ時間や待機加熱をほとんど必要とせず、確実にトナー像を定着でき、小型化にも対応できる定着装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は、回転自由に配設され、内部に管形のヒータランプが配置された加熱ローラと、この加熱ローラに密着して回転する加圧ローラとの間に、未定着のトナー像が形成された記録材を通過させてトナー像を定着させる定着装置において、加熱ローラを近赤外線を透過して遠赤外線を吸収する透光性部材で成形し、ヒータランプの外表面のうち、加圧ローラと対向しない外表面に、ヒータランプの光を遠赤外線に変化させる波長変換反射膜を形成する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、図面に基づいて本発明の実施の形態を具体的に説明する。図１は、電子写真複写機に組み込まれた定着装置の一例を示すが、基板１には一対の支持部材１１，１１が立設されている。加熱ローラ２および加圧ローラ３の両端の小径部２１，３１にはベアリング１２が嵌着され、これらのベアリング１２によって、加熱ローラ２および加圧ローラ３が相互に接触した状態で回転自由に支持部材１１に取り付けられている。そして、加熱ローラ２および加圧ローラ３の小径部２１，３１には、相互に噛合した歯車１３，１３もそれぞれ嵌着されており、駆動装置（図示せず）により加圧ローラ３が回転すると加熱ローラ３が反対方向に回転する。従って、回転している加熱ローラ２と加圧ローラ３の間に記録材Ｐを搬送すると、記録材Ｐは両ローラ２，３に挟圧されて進行し、両ローラ２，３から送り出される。
【０００９】
加熱ローラ２は、透光性部材、例えば石英ガラスや鉛ガラスなどの耐熱ガラスからなる。これらのガラスは、近赤外線はよく透過するが、遠赤外線をよく吸収する特性を有する。加熱ローラ２は、例えば外径がφ４０ｍｍ、長さが２３６ｍｍの円筒体である。そして、加熱ローラ２内には、その軸線に沿って管形ハロゲンランプであるヒータランプ４が配置されている。ヒータランプ４の定格消費電力は、例えば３００Ｗである。そして、ヒータランプ４の外表面のうち、加圧ローラ３と対向しない外表面に、便宜上点線で示すように、波長変換反射膜６がコーティングされている。
【００１０】
波長変換反射膜６は、粒子状遠赤外線放射材料か結合材中に分散されてなるものである。
粒子状遠赤外線放射材料は、石英を含有するが、石英の他に、種々の無機系酸化物、炭化物、窒化物を用いることができる。石英以外の粒子状遠赤外線放射材料の具体例としては、石英以外の酸化アルミニウム、酸化銅、酸化コバルト、二酸化マンガン、二酸化チタン、酸化ニッケル、酸化亜鉛などの金属酸化物、炭化珪素、炭化チタンなどの炭化物、ジルコンなどの珪酸塩、銅−マンガン系ブラック、ニッケル−マンガン−鉄−コバルト系ブラック、チタン−バリウム−ニッケル系イエロー、鉄−ニッケル−アルミニウム系ブラウン、コバルト−シリカ系バイオレットなどの複合酸化物系顔料などが挙げられる。これらの石英以外の粒子状遠赤外線放射材料は、遠赤外線放射効率などを考慮して選択され、１種または２種以上を組み合わせて石英と共に併用することができる。
結合材は、チタン、アルミニウムおよびジルコニウムから選ばれた少なくとも１種の金属のアルコキシドと、珪素を含有するアルコキシドとよりなる複合アルコキシドの部分加水分解ゾルを加熱硬化してなるものである。
【００１１】
前記の部分加水分解ゾル中に前記の粒子状遠赤外線放射材料が分散した組成物をスプレーコート法などによりヒータランプ４の所定の外表面に例えば５０〜４００μｍ程度の膜厚に塗布し、予備乾燥後に焼結すれば波長変換反射膜６を形成することができる。
【００１２】
波長変換反射膜６は、例えば図３に示す波長変換特性を有する。つまり、点線曲線で示す分光波長の光が波長変換反射膜６に入射すると、０．５μｍ程度長波長側に変換された実線曲線で示す分光波長の光となって波長変換反射膜６から放射される。
【００１３】
しかして、電子写真複写機のスタートボタンをＯＮすると、記録材Ｐが露光され、原画に対応するトナー像が記録材Ｐに形成され、図２に示すように、加熱ローラ２と加圧ローラ３の間に搬送される。スタートボタンのＯＮと同時にヒータランプ４は点灯しており、ヒータランプ４からの直接光、および、波長変換反射膜６で反射した近赤外線を多く含む光は、加熱ローラ２を透過して記録材Ｐに照射される。そして、トナー像はこの光を吸収して定着される。
一方、波長変換反射膜６を透過した近赤外線は、遠赤外線に変換されて、加熱ローラ２の加圧ローラ３と反対側に位置する部位に照射されるが、加熱ローラ２は遠赤外線をよく吸収するので効率良く昇温する。そして、高温になった加熱ローラ２が回転して記録材Ｐに圧着するので、加熱ローラ２の熱が記録材Ｐに伝達されて、この熱によってもトナー像は定着される。
【００１４】
このように、透光性部材からなる加熱ローラ２を透過した光によりトナー像を定着するので、複写開始と同時にヒータランプ４を点灯しても定着することが可能になり、ウォーミングアップ時間や待機加熱をほとんど必要としない。従って、複写作業の効率が向上するとともに、省エネルギー効果も極めて大きい。そして、波長変換反射膜６によって変換された遠赤外線を吸収して高温になった加熱ローラ２の熱によってもトナー像が定着されるので、トナー像が光を吸収しにくい淡い色であっても確実に定着することができる。
また、従来例のように、加熱ローラ２内に反射板を配置しないので、加熱ローラ２を小型化することができ、装置の小型化に寄与できる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、回転自由に配設され、内部に管形のヒータランプが配置された加熱ローラと、この加熱ローラに密着して回転する加圧ローラとの間に、未定着のトナー像が形成された記録材を通過させてトナー像を定着させる定着装置において、加熱ローラを近赤外線を透過して遠赤外線を吸収する透光性部材で成形し、ヒータランプの外表面のうち、加圧ローラと対向しない外表面に、ヒータランプの光を遠赤外線に変化させる波長変換反射膜を形成したので、ウォーミングアップ時間や待機加熱をほとんど必要とせず、確実にトナー像を定着でき、小型化にも対応できる定着装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例の一部断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】波長変換反射膜の特性曲線図である。
【図４】従来例の説明図である。
【符号の説明】
１    基板
１１    支持部材
１２    ベアリング
１３    歯車
２    加熱ローラ
２１    加熱ローラの小径部
３    加圧ローラ
３１    加圧ローラの小径部
４    ヒータランプ
５    反射板
６    波長変換反射膜
Ｐ    記録材
【図１】
0003582421.tif 000002
【図２】
0003582421.tif 000003
【図３】
0003582421.tif 000004
【図４】
0003582421.tif 000005