JP2003215964A - Fixation device, heater, and image forming apparatus - Google Patents

Fixation device, heater, and image forming apparatus

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JP2003215964A
JP2003215964A JP2002014802A JP2002014802A JP2003215964A JP 2003215964 A JP2003215964 A JP 2003215964A JP 2002014802 A JP2002014802 A JP 2002014802A JP 2002014802 A JP2002014802 A JP 2002014802A JP 2003215964 A JP2003215964 A JP 2003215964A
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heating
carbon
lamp
fixing
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龍一郎 前山
Ryuichi Inamiya
竜一 稲宮
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  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a rush current at an initial energization, as for a heater used for a fixation device for an image forming apparatus. <P>SOLUTION: As to the fixation device 6 for performing thermal fixation with reference to paper Po with an unfixed image by a fixing roll 20 and an endless belt 21, a halogen lamp 25 and a carbon lamp 26 for heating the fixing roll 20 and the halogen lamp 25 and also having the radiant quantity of far infrared radiation larger than that of the halogen lamp 25 are arranged inside the core 20a of the fixing roll 20, and the carbon lamp 26 is arranged mechanically parallel to and near the halogen lamp 25, besides, the carbon lamp 26 is electrically connected to the halogen lamp in series or parallel. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機、
レーザビームプリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成
装置、およびこの画像形成装置に用いられる定着装置、
加熱ヒータ等に係り、より詳しくは、加熱定着を行う画
像形成装置、加熱定着を行う定着装置等に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrophotographic copying machine,
An image forming apparatus such as a laser beam printer or a facsimile machine, and a fixing device used in the image forming apparatus,
The present invention relates to a heater and the like, and more specifically, to an image forming apparatus that performs heat fixing, a fixing device that performs heat fixing, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子写真複写機、レーザビームプリン
タ、ファクシミリ等の画像形成装置では、例えば感光体
ベルトなどの潜像担持体に画像情報に応じた電位分布に
よって静電潜像を形成し、その静電潜像をトナーで現像
して未定着トナー像を転写材に形成し、この転写材に形
成されたトナー像を定着装置にて加熱溶融して、転写材
に定着させている。このような定着装置では、例えば加
熱ヒータを内蔵する定着ロールを備え、例えば内蔵する
CPUによってこの加熱ヒータへの通電制御が行われ、
定着ロールの温度を所定温度に維持するように構成され
ている。
2. Description of the Related Art In an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a laser beam printer, a facsimile, etc., an electrostatic latent image is formed on a latent image carrier such as a photoconductor belt by a potential distribution according to image information. The electrostatic latent image is developed with toner to form an unfixed toner image on a transfer material, and the toner image formed on the transfer material is heated and melted by a fixing device to be fixed on the transfer material. In such a fixing device, for example, a fixing roll having a built-in heater is provided, and energization control to the heater is performed by a built-in CPU, for example.
It is configured to maintain the temperature of the fixing roll at a predetermined temperature.

【0003】一方、定着ロールには、加熱ヒータとして
ハロゲンヒータが広く用いられている。このハロゲンヒ
ータは、例えばタングステンの抵抗体からなり、例え
ば、電源オフの状態から通電を開始する朝一番の状態で
は、このタングステンが冷えた状態にあって抵抗値が非
常に低い。そのために、例えば100Vを印加すると、
インラッシュ電流(突入電流)として80〜90A程度が
一気に流れてしまう。その結果、電圧降下が発生し、蛍
光灯のちらつき、所謂フリッカが生じる。
On the other hand, halogen heaters are widely used as heating heaters for fixing rolls. The halogen heater is made of, for example, a tungsten resistor. For example, in the first state of the morning when power supply is started from a power-off state, the tungsten is in a cold state and has a very low resistance value. Therefore, if, for example, 100 V is applied,
An inrush current (rush current) of about 80 to 90 A flows at once. As a result, a voltage drop occurs, and the fluorescent lamp flickers, so-called flicker occurs.

【0004】このフリッカ対策として、例えば、ハロゲ
ンヒータをそのまま用い、このハロゲンヒータに対して
パワーサーミスタを直列に接続する方式が提案されてい
る。このパワーサーミスタは、負の温度―抵抗特性、即
ち、温度が上昇すると抵抗値が下がるという性質を備え
ており、ヒータへの通電初期時にはパワーサーミスタの
温度も低く、抵抗値が大きい。この大きな抵抗値によっ
て、ヒータに対して発生する突入電流を防止することが
可能である。また、位相制御回路を設け、ヒータに対す
る通電回路の開閉を行うトライアックの切り替えを位相
制御する方式が提案されている。この方式では、例え
ば、通電初期から徐々にゲート信号の位相角を大きく
し、電流を徐々に増加させることで、突入電流を防止す
るように制御される。更に、例えば特開平5−3241
01号公報には、ヒータ内に2本の抵抗R1,R2を配
置し、定着ロールの温度が低い通電初期時には抵抗R1
のみに電流を流して突入電流を低く押さえ、定着ロール
の温度が上昇した際には抵抗R1,R2の双方に電流を
流して合成抵抗を小さくする技術について開示されてい
る。
As a countermeasure against this flicker, for example, a method has been proposed in which a halogen heater is used as it is and a power thermistor is connected in series to the halogen heater. This power thermistor has a negative temperature-resistance characteristic, that is, the resistance value decreases as the temperature rises, and the temperature of the power thermistor is low and the resistance value is large when the heater is initially energized. With this large resistance value, it is possible to prevent the inrush current generated in the heater. Further, a method has been proposed in which a phase control circuit is provided and phase control is performed for switching a triac that opens and closes an energization circuit for a heater. In this method, for example, the phase angle of the gate signal is gradually increased from the beginning of energization, and the current is gradually increased to control inrush current. Furthermore, for example, JP-A-5-3241
In the publication No. 01, two resistors R1 and R2 are arranged in the heater, and the resistor R1 is provided at the beginning of energization when the temperature of the fixing roll is low.
There is disclosed a technique in which a current is passed through only to suppress the inrush current, and when the temperature of the fixing roll rises, a current is passed through both the resistors R1 and R2 to reduce the combined resistance.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たパワーサーミスタを直列に接続させる方式では、パワ
ーサーミスタ自身が低温であるときはフリッカ対策とし
て有効に機能するものの、温まってくると抵抗値が下が
ってしまうことから、パワーサーミスタ自身の温度上昇
時、例えば通常のコピーシーケンス時(連続通紙中)にお
ける定着ロールの温度制御に利用することができない。
また、位相制御回路を使用する方法では、位相角の制御
の必要性から高周波の制御信号が出力され、この信号が
ノイズとなり、他の回路や機器に悪影響を及ぼしてしま
う。更に、例えば上述した特開平5−324101号公
報の技術では、ヒータ構成が複雑であり、製造が非常に
困難である。
However, in the method of connecting the above-mentioned power thermistors in series, when the power thermistor itself is at a low temperature, it works effectively as a measure against flicker, but when it gets warm, the resistance value decreases. Therefore, it cannot be used for temperature control of the fixing roll when the temperature of the power thermistor itself rises, for example, during a normal copy sequence (during continuous sheet feeding).
Further, in the method using the phase control circuit, a high frequency control signal is output due to the necessity of controlling the phase angle, and this signal becomes noise, which adversely affects other circuits and devices. Further, for example, in the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-324101, the heater structure is complicated and the manufacturing is very difficult.

【0006】本発明は、以上のような技術的課題を解決
するためになされたものであって、その目的とするとこ
ろは、定着装置等に用いられる加熱ヒータにおいて、通
電初期時の突入電流を抑制することにある。また他の目
的は、画像形成装置における連続通紙中であっても突入
電流を抑制することにある。更に他の目的は、複雑な温
度制御を必要とせずに、安定した加熱温度を維持するこ
とにある。また更に他の目的は、定着装置の定着ロール
等を加熱するに際して、熱量分布を容易に得ることにあ
る。
The present invention has been made in order to solve the above technical problems, and its object is to prevent a rush current at the initial stage of energization in a heater used in a fixing device or the like. To suppress. Another object is to suppress the inrush current even during continuous sheet feeding in the image forming apparatus. Still another object is to maintain a stable heating temperature without requiring complicated temperature control. Still another object is to easily obtain a heat quantity distribution when heating a fixing roll or the like of a fixing device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】かかる目的のもと、本発
明は、例えば画像形成装置に用いられる定着装置の加熱
部材に対して、発熱素子として例えばハロゲンランプと
共にカーボンランプを配置することで、擬似抵抗のスイ
ッチング、トランスでの電圧調整、パワーサーミスタの
介在、等の対策を施さずに突入電流を抑制することを特
徴としている。即ち、本発明は、未定着像を有するシー
ト材に対し、例えば加熱ロール等の加熱部材や加圧ロー
ル、加圧ベルト等の所定部材を用いて加熱定着を施す定
着装置であって、この所定部材を加熱する第1の発熱素
子と、この第1の発熱素子の近傍に設けられ所定部材を
加熱すると共に、この第1の発熱素子に比べて遠赤外線
の放射量が大きい第2の発熱素子とを備えることを特徴
としている。
Based on the above object, the present invention provides a heating member of a fixing device used in an image forming apparatus, for example, by disposing a carbon lamp together with a halogen lamp as a heating element, It is characterized by suppressing inrush current without taking measures such as switching of pseudo resistance, voltage adjustment in transformer, and intervention of power thermistor. That is, the present invention relates to a fixing device that heat-fixes a sheet material having an unfixed image by using a heating member such as a heating roll, a pressure roller, and a predetermined member such as a pressure belt. A first heating element that heats a member and a second heating element that is provided in the vicinity of the first heating element and that heats a predetermined member and that emits far infrared rays in a larger amount than the first heating element. It is characterized by having and.

【0008】ここで、この第2の発熱素子は、炭素系発
熱体、カーボンランプであることを特徴とすることがで
きる。また、この第2の発熱素子は、平角状の炭素材を
鉛直方向に立てた状態に配置されることを特徴とすれ
ば、炭素材のたわみによる悪影響を軽減することができ
る点で好ましい。
The second heating element may be a carbon-based heating element or a carbon lamp. Further, if the second heating element is characterized in that the rectangular carbon material is arranged in a state of standing in the vertical direction, it is preferable in that the adverse effect due to the bending of the carbon material can be reduced.

【0009】更に、この所定部材は、シート材に接触し
て回転する加熱ロールを含み、第1の発熱素子および第
2の発熱素子は、この加熱ロールの内部に機械的に並列
に設けられることを特徴とすることができる。また更
に、この加熱ロールは、ロールを形成するコアの内面に
おける所定箇所(例えば両端面)に有機物(例えばポリイ
ミド)を塗布する等、熱量受領部が少なくとも有機物で
構成される領域を設けることで、炭素系発熱体である第
2の発熱素子に対する配光分布に相当する熱量分布を得
ることができる。
Further, the predetermined member includes a heating roll that rotates in contact with the sheet material, and the first heating element and the second heating element are mechanically provided in parallel inside the heating roll. Can be characterized. Furthermore, this heating roll, by applying an organic substance (e.g., polyimide) to a predetermined location on the inner surface of the core forming the roll (e.g., both end faces), by providing a region where the heat receiving portion is made of at least an organic substance, It is possible to obtain a heat quantity distribution corresponding to the light distribution with respect to the second heating element which is a carbon-based heating element.

【0010】また、本発明が適用される定着装置は、未
定着像を有するシート材に対して加熱定着を施す定着装
置であって、ピーク波長が遠赤外領域にある発熱素子
と、この発熱素子によって加熱されると共に一部に有機
物を有する加熱部材とを備えることを特徴としている。
ここで、この加熱部材としては、この発熱素子に対向す
る一部に対して有機物がコーティングされた金属ロール
であることを特徴とすることができる。また、金属ロー
ルの代わりに、有機物がコーティングされたベルト部材
とすることもできる。
Further, the fixing device to which the present invention is applied is a fixing device for heating and fixing a sheet material having an unfixed image, and a heating element having a peak wavelength in the far infrared region, and this heating element. It is characterized in that it is provided with a heating member which is heated by the element and partially contains an organic substance.
Here, the heating member can be characterized in that it is a metal roll in which a part facing the heating element is coated with an organic substance. Further, a belt member coated with an organic substance may be used instead of the metal roll.

【0011】一方、本発明が適用される加熱ヒータは、
常温における抵抗値が高温時の抵抗値よりも低い第1の
発熱素子と、この第1の発熱素子と電気的に直列または
並列に設けられ、第1の発熱素子に流れる突入電流を抑
制するために第1の発熱素子に比べて遠赤外線の放射量
が大きい第2の発熱素子とを備えることを特徴としてい
る。ここで「加熱ヒータ」とは、ヒータ管(ランプ)単体
である場合の他、複数のランプを内蔵したロール等の形
態がある。以下、同様である。また、この第2の発熱素
子は、広い平面部を備える平角状の炭素材からなり、第
1の発熱素子に対してこの平面部を対向させて配置され
ることを特徴とすれば、第2の発熱素子の有する指向性
を活用し、他方の発熱素子である第1の発熱素子を積極
的に加熱することができる点で優れている。
On the other hand, the heater to which the present invention is applied is
A first heating element having a resistance value at room temperature lower than that at a high temperature and electrically provided in series or in parallel with the first heating element to suppress an inrush current flowing through the first heating element. In addition, the second heating element, which emits far infrared rays in a larger amount than the first heating element, is provided. Here, the “heater heater” may be in the form of a heater tube (lamp) alone or in the form of a roll having a plurality of lamps incorporated therein. The same applies hereinafter. Further, the second heating element is made of a rectangular carbon material having a wide flat surface portion, and the second heating element is arranged so that the flat surface portion faces the first heating element. It is excellent in that the directivity of the heat generating element can be utilized to positively heat the other heat generating element, which is the first heat generating element.

【0012】更に他の観点から把えると、本発明が適用
される加熱ヒータは、ガラス管と、このガラス管の内部
に設けられ、所定の波長の光を出力するためのフィラメ
ントと、ガラス管の内部に、フィラメントに対して機械
的に並列または直列に設けられる炭素材とを備えること
を特徴としている。
From another point of view, the heater to which the present invention is applied includes a glass tube, a filament provided inside the glass tube for outputting light of a predetermined wavelength, and the glass tube. It is characterized in that a carbon material mechanically provided in parallel or in series with the filament is provided inside.

【0013】一方、本発明が適用される画像形成装置
は、シートを搬送するシート搬送手段と、このシート搬
送手段により搬送されたシートに対して画像形成を施す
画像形成手段と、この画像形成手段により画像形成がな
されたシートに対して加熱定着を施す定着手段とを備
え、この定着手段は、発光波長の異なる複数の発熱素子
(例えば、炭素系発熱体であるカーボンランプ、および
ハロゲンランプ)により加熱されることを特徴としてい
る。
On the other hand, an image forming apparatus to which the present invention is applied includes sheet conveying means for conveying a sheet, image forming means for forming an image on the sheet conveyed by the sheet conveying means, and this image forming means. A sheet on which an image is formed by means of heat fixing, and the fixing means comprises a plurality of heating elements having different emission wavelengths.
(For example, a carbon lamp, which is a carbon-based heating element, and a halogen lamp) are used for heating.

【0014】更に本発明が適用される画像形成装置は、
炭素系発熱体であるカーボンランプにより加熱され、画
像形成手段により画像形成がなされたシートに対して加
熱定着を施す定着手段とを備え、この定着手段に対する
電源投入時にカーボンランプに通電し、定着手段への突
入電流を抑制することを特徴としている。
Further, an image forming apparatus to which the present invention is applied is
A fixing unit that heats and fixes a sheet on which an image is formed by the image forming unit and is heated by a carbon lamp that is a carbon-based heating element, and the carbon lamp is energized when the power to the fixing unit is turned on; It is characterized by suppressing the inrush current to the.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいて本発明を詳細に説明する。図1は、本実施の
形態が適用される画像形成装置の全体構成を示した図で
ある。図1に示す画像形成装置は、電子写真方式により
画像形成を行う本体側と共に後処理装置13が示されて
いる。この本体側では、光が照射することにより導電性
が変化する潜像担持体である感光体ベルト1、感光体ベ
ルト1を帯電する帯電ロール2、感光体ベルト1に原稿
Psによる反射光を照射させる露光系部材3、感光体ベ
ルト1に帯電トナーを供給する現像装置4、転写位置に
おいて感光体ベルト1に転写電圧を印加する転写ロール
5、画像形成がなされた用紙(シート材)Poに対し、即
ち、用紙Poに転写された未定着トナー像を加熱加圧し
て定着させる定着装置6、転写後の感光体ベルト1をク
リーニングするクリーニング装置7、清掃後の感光体ベ
ルト1を除電するための除電ランプ8を備えている。こ
の露光系部材3は、原稿Psが載置されるプラテンガラ
ス3a、この原稿Psに光を照射させながら移動する露
光ランプ3b、原稿Psからの反射光を感光体ベルト1
上における所定の位置に結像させる光学素子3cを備え
ている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below in detail based on the embodiments shown in the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an image forming apparatus to which this exemplary embodiment is applied. In the image forming apparatus shown in FIG. 1, a post-processing apparatus 13 is shown together with a main body side that forms an image by an electrophotographic method. On the main body side, the photoconductor belt 1, which is a latent image carrier whose conductivity changes by irradiation with light, the charging roll 2 that charges the photoconductor belt 1, and the photoconductor belt 1 are irradiated with light reflected by the original Ps. For the exposure system member 3, the developing device 4 for supplying the charged toner to the photosensitive belt 1, the transfer roll 5 for applying the transfer voltage to the photosensitive belt 1 at the transfer position, and the sheet (sheet material) Po on which the image is formed. That is, for fixing the unfixed toner image transferred on the paper Po by fixing it by heating and pressurizing it, the cleaning device 7 for cleaning the photoconductor belt 1 after the transfer, and the charge removal for the photoconductor belt 1 after the cleaning. A static elimination lamp 8 is provided. The exposure system member 3 includes a platen glass 3a on which an original Ps is placed, an exposure lamp 3b which moves while irradiating the original Ps with light, and light reflected from the original Ps on the photosensitive belt 1.
An optical element 3c for forming an image at a predetermined position above is provided.

【0016】また、この画像形成装置は、原稿トレイ9
aに載置された複数の原稿Psをプラテンガラス3a上
に供給する自動原稿送り装置9、転写材(シート材)であ
る用紙Poを積載して収容する用紙トレイ10を備え、
この用紙トレイ10は、異なった種類やサイズの用紙P
oを積載できるように複数段、配置されている。また、
用紙トレイ10とは別のサイズや種類の用紙Poを積載
する場合等に用いられる手差しトレイ11、用紙トレイ
10や手差しトレイ11から供給された用紙Poを搬送
する用紙搬送路12を備えている。この用紙搬送路12
は、定着装置6から排出された用紙Poを反転させて搬
送させ、両面印刷を可能とする反転搬送経路を提供して
いる。また、本体側にて印刷された用紙Poに対して後
処理を施す後処理装置13では、後処理を施さずに定着
後の用紙Poを出力するためのトップトレイ13a、帳
合やソートを実行するに際して20ビンのソータを形成
するビントレイ13b、用紙Poをホチキス止めするス
テープラ13cを備えている。また、所定の大きさから
なるタッチパネルとしての液晶ディスプレイを備え、例
えばこの液晶ディスプレイに触れることで画像形成装置
の設定等を行うユーザインタフェース装置14を備えて
いる。
The image forming apparatus also includes a document tray 9
An automatic document feeder 9 for supplying a plurality of documents Ps placed on a to the platen glass 3a, and a sheet tray 10 for stacking and accommodating sheets Po as transfer materials (sheet materials),
The paper tray 10 has different types and sizes of paper P.
Multiple stages are arranged so that o can be loaded. Also,
The paper tray 10 is provided with a manual feed tray 11 used for stacking paper Po of a size and type different from the paper tray 10, a paper feed path 12 for carrying the paper Po fed from the paper tray 10, and the manual feed tray 11. This paper transport path 12
Provides a reversing conveyance path that reverses and conveys the paper Po discharged from the fixing device 6 and enables double-sided printing. Further, in the post-processing device 13 that performs post-processing on the printed paper Po on the main body side, the top tray 13a for outputting the paper Po after fixing without performing post-processing, and performing the accumulation and sorting. At that time, a bin tray 13b that forms a sorter of 20 bins and a stapler 13c that staples the paper Po are provided. In addition, a liquid crystal display as a touch panel having a predetermined size is provided, and a user interface device 14 for setting the image forming apparatus by touching the liquid crystal display is provided.

【0017】図2は、本実施の形態が適用される定着装
置6の構成を説明するための図である。この定着装置6
では、その主要部として、まず、加熱されて用いられる
定着ロール20、この定着ロール20に対向して用紙P
oを加圧するエンドレスベルト21、エンドレスベルト
21を介して定着ロール20に押圧される状態で配置さ
れる圧力パッド22を備えている。また、本実施の形態
では、定着ロール20の加熱部材(発熱体)として、タン
グステンからなるハロゲンランプ25、平角状(板状)の
炭素(カーボン)素材により遠赤外領域の光を発光する炭
素系発熱体であるカーボンランプ26、ハロゲンランプ
25をカーボンランプ26によって積極的に温めるため
の反射部材27を備えている。図2では、このハロゲン
ランプ25とカーボンランプ26とは機械的に並列に配
置され、電気的には直列または並列に接続されている。
更に、エンドレスベルト21がスムーズに摺動回転する
ように用いられるベルト走行ガイド23、定着ロール2
0の表面の温度を計測する温度センサ24、定着後の用
紙Poを定着ロール20から剥離するための剥離部材2
8を備えている。尚、図示しないが、ハロゲンランプ2
5とカーボンランプ26とを電気的に直列に接続する方
法としては、例えば、ハロゲンランプ25とカーボンラ
ンプ26との両者における一方の端子を接続し、各々の
他方の端子から導通を取る方法が考えられる。また、電
気的に並列に接続する方法としては、ハロゲンランプ2
5とカーボンランプ26との両者における両方の端子を
接続し、何れかのランプにおける両方の端子側から導通
を取れば良い。
FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of the fixing device 6 to which this embodiment is applied. This fixing device 6
As its main part, first, the fixing roll 20 which is heated and used, and the paper P facing the fixing roll 20.
An endless belt 21 for pressurizing o and a pressure pad 22 arranged in a state of being pressed by the fixing roll 20 via the endless belt 21 are provided. Further, in the present embodiment, as the heating member (heating element) of the fixing roll 20, a halogen lamp 25 made of tungsten and a carbon (carbon) material having a rectangular shape (plate shape) that emits light in the far infrared region are used. The carbon lamp 26 and the halogen lamp 25, which are system heating elements, are provided with a reflecting member 27 for actively warming the carbon lamp 26. In FIG. 2, the halogen lamp 25 and the carbon lamp 26 are mechanically arranged in parallel, and are electrically connected in series or in parallel.
Further, the belt running guide 23 and the fixing roll 2 which are used so that the endless belt 21 smoothly slides and rotates.
A temperature sensor 24 for measuring the surface temperature of 0, and a peeling member 2 for peeling the fixed paper Po from the fixing roll 20.
Eight. Although not shown, the halogen lamp 2
5 and the carbon lamp 26 may be electrically connected in series, for example, by connecting one terminal of both the halogen lamp 25 and the carbon lamp 26 and establishing conduction from the other terminal of each. To be Further, as a method of electrically connecting in parallel, a halogen lamp 2
5 and the carbon lamp 26, both terminals may be connected, and conduction may be established from both terminal sides of either lamp.

【0018】ハロゲンランプ25は、ガラス管内に窒素
やアルゴンなどの不活性ガスと共に微量のハロゲン化物
(ヨウ素、臭素、塩素、フッ素)を封入した白熱電球であ
り、ピーク波長として例えば1.7μm程度と、近赤外
線領域にて高い放射強度特性を有する。このハロゲンラ
ンプ25と機械的に並列して設けられるカーボンランプ
26では、ピーク波長が遠赤外領域(特に2.5〜8μ
m)にあり、遠赤外線の放射量がハロゲンランプ25に
比べて例えば約30%以上アップしている。また、この
カーボンランプ26は、スイッチオンの数秒後に最高温
度に達する速熱性を備えている。尚、赤外線とは、可視
光線の長波長端の0.76〜0.83μmを下限とし、上
限を1mmくらいまでの電磁波であり、例えば波長2.
5μm以下を近赤外線、2.5μm以上を遠赤外線と分
類することができる。人体を含む有機物は、この遠赤外
線波長領域にて熱を吸収し易い特性を備えている。
The halogen lamp 25 is a glass tube containing an inert gas such as nitrogen or argon together with a trace amount of a halide.
It is an incandescent light bulb in which (iodine, bromine, chlorine, fluorine) is enclosed, and has a high radiation intensity characteristic in the near infrared region with a peak wavelength of, for example, about 1.7 μm. In the carbon lamp 26 provided mechanically in parallel with the halogen lamp 25, the peak wavelength is in the far infrared region (especially 2.5 to 8 μm).
m), the radiation amount of far infrared rays is increased by, for example, about 30% or more as compared with the halogen lamp 25. Further, the carbon lamp 26 has a rapid heating property that reaches the maximum temperature several seconds after the switch is turned on. The infrared rays are electromagnetic waves having a lower limit of 0.76 to 0.83 μm at the long wavelength end of visible light and an upper limit of about 1 mm, for example, a wavelength of 2.
It is possible to classify 5 μm or less as near infrared rays and 2.5 μm or more as far infrared rays. Organic substances including the human body have a property of easily absorbing heat in the far infrared wavelength region.

【0019】定着ロール20は、円筒状の芯金である金
属製のコア20a、このコア20aの周囲に設けられる
耐熱性断熱体層20b、およびこの耐熱性断熱体層20
bの周囲に設けられる離型層(耐熱性樹脂層)20cを備
えている。コア20a、耐熱性断熱体層20bおよび離
型層20cは、定着回転体として、図示しないモータに
よって矢印B方向に回転される。コア20aはこの定着
回転体の基材として機能し、例えば肉厚が約3mmのア
ルミニウムで構成されている。アルミニウムの他には、
鉄やステンレス等、熱伝導率の高い金属性の円筒体を使
用することができ、鉄製の場合には、例えば外径20〜
35mm程度、肉厚0.3〜0.5mm程度のものを使用
することができる。もちろん、使用する材質により強度
や熱伝導率が異なることから、最適な寸法は適宜、決定
することができる。尚、後述するように、このコア20
aの内面には、カーボンランプ26を用いた際の所定の
発熱分布を確保すべく、ポリイミド等の有機物を塗付
(コーティング)することができる。また、この定着ロー
ル20の表面温度は、温度センサ24によって計測さ
れ、図示しない温度コントローラによって定着ロール2
0の表面温度が一定となるように、ハロゲンランプ25
およびカーボンランプ26がフィードバック制御され
る。
The fixing roll 20 includes a metal core 20a which is a cylindrical core metal, a heat-resistant heat insulating layer 20b provided around the core 20a, and the heat-resistant heat insulating layer 20.
A release layer (heat resistant resin layer) 20c provided around b is provided. The core 20a, the heat resistant heat insulating layer 20b and the release layer 20c are rotated in the direction of arrow B by a motor (not shown) as a fixing rotating body. The core 20a functions as a base material of the fixing rotating body, and is made of, for example, aluminum having a thickness of about 3 mm. Besides aluminum,
A metallic cylindrical body having high thermal conductivity such as iron or stainless steel can be used. In the case of iron, for example, an outer diameter of 20 to
It is possible to use one having a thickness of about 35 mm and a wall thickness of about 0.3 to 0.5 mm. Of course, since the strength and the thermal conductivity differ depending on the material used, the optimum size can be appropriately determined. As will be described later, this core 20
The inner surface of a is coated with an organic substance such as polyimide in order to ensure a predetermined heat generation distribution when the carbon lamp 26 is used.
Can be (coated). The surface temperature of the fixing roll 20 is measured by a temperature sensor 24, and the fixing controller 2 is operated by a temperature controller (not shown).
Halogen lamp 25 so that the surface temperature of 0 is constant
The carbon lamp 26 is feedback-controlled.

【0020】コア20aの表面に形成される耐熱性断熱
体層20bとしては、耐熱性の高い弾性体、例えば、ゴ
ム強度25〜40°(JIS−A)程度のゴム、エラスト
マー等の弾性体、具体的にはシリコーンゴム、フッ素ゴ
ム等を用いることができる。また、耐熱性断熱体層20
bの上に形成される離型層20cとしては、離型性や磨
耗性を考慮して、フッ素樹脂やシリコーン樹脂が用いら
れる。シワの発生を抑制し、その一方で光沢ムラ等の画
質欠陥の発生を抑制する観点から、離型層20cとして
は、5〜30μm、より好ましくは10〜20μmの厚
さで形成することができる。
As the heat-resistant heat insulating layer 20b formed on the surface of the core 20a, an elastic body having high heat resistance, for example, an elastic body such as rubber or elastomer having a rubber strength of about 25 to 40 ° (JIS-A), Specifically, silicone rubber, fluororubber, or the like can be used. In addition, the heat resistant heat insulating layer 20
As the release layer 20c formed on b, a fluororesin or a silicone resin is used in consideration of releasability and abrasion resistance. From the viewpoint of suppressing the occurrence of wrinkles and the occurrence of image quality defects such as uneven gloss, the release layer 20c can be formed to a thickness of 5 to 30 μm, more preferably 10 to 20 μm. .

【0021】エンドレスベルト21は、定着ロール20
に対して所定の角度、巻き付けられるように接触してニ
ップ部を形成している。このエンドレスベルト21は、
例えばベース層とその表面(定着ロール20と接する面
または両面)に被覆された離型層とから構成される。ベ
ース層は、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド
等から選定され、例えば50〜125μm程度の厚さで
ある。また離型層は、フッ素樹脂、例えばPFA(テト
ラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニールエー
テル共重合樹脂)等が5〜20μmの厚さでコーティン
グされる。
The endless belt 21 is the fixing roll 20.
The nip portion is formed by making contact with each other so as to be wound at a predetermined angle. This endless belt 21
For example, it is composed of a base layer and a release layer coated on the surface thereof (the surface in contact with the fixing roll 20 or both surfaces). The base layer is selected from polyimide, polyamide, polyamideimide and the like, and has a thickness of, for example, about 50 to 125 μm. The release layer is coated with a fluororesin such as PFA (tetrafluoroethylene perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin) in a thickness of 5 to 20 μm.

【0022】このエンドレスベルト21の内側に配置さ
れる圧力パッド22は、幅の広いニップ部を確保するた
めの弾性部材22a、この弾性部材22aにおけるエン
ドレスベルト21と接触する面に設けられる低摩擦層2
2b、定着ロール20に歪みを与えるためにニップ部の
出口側に配置される剥離ニップ部材22dを備え、例え
ば金属製のホルダ22cによって保持されている。この
弾性部材22aは、ほぼ定着ロール20の外周面に倣う
凹型に構成され、定着ロール20に一定の歪みを生じさ
せている。エンドレスベルト21は、定着ロール20の
回転により従動回転する。
The pressure pad 22 disposed inside the endless belt 21 is an elastic member 22a for ensuring a wide nip portion, and a low friction layer provided on the surface of the elastic member 22a that contacts the endless belt 21. Two
2b, a peeling nip member 22d arranged on the exit side of the nip portion for giving a distortion to the fixing roll 20, and is held by, for example, a metal holder 22c. The elastic member 22 a is formed in a concave shape that substantially follows the outer peripheral surface of the fixing roll 20, and causes the fixing roll 20 to have a certain distortion. The endless belt 21 is driven to rotate by the rotation of the fixing roll 20.

【0023】図1に示す転写ロール5を経て搬送された
用紙Poには未定着トナー像Tが転写されており、この
用紙Poは、図2に示す矢印A方向にニップ部に向けて
搬送される。ニップ部に挿入され搬送された用紙Po
は、ニップ部に作用する圧力と、ハロゲンランプ25お
よびカーボンランプ26により定着ロール20を通じて
与えられる熱とによって、定着される。そのとき、圧力
パッド22とエンドレスベルト21によって安定した定
着性能が確保され、また、剥離ニップ部材22dにより
定着ロール20の歪みが局所的に大きくなることによっ
て、小さい歪み量で高い離型性能を得ることができ、薄
膜の離型層20cを設けた場合にもシワの発生を抑制す
ることができる。
The unfixed toner image T is transferred onto the paper Po conveyed through the transfer roll 5 shown in FIG. 1, and the paper Po is conveyed toward the nip portion in the direction of arrow A shown in FIG. It Paper Po inserted into the nip and conveyed
Is fixed by the pressure acting on the nip portion and the heat given through the fixing roll 20 by the halogen lamp 25 and the carbon lamp 26. At that time, stable fixing performance is secured by the pressure pad 22 and the endless belt 21, and the distortion of the fixing roll 20 is locally increased by the peeling nip member 22d, so that a high releasing performance is obtained with a small amount of distortion. It is possible to suppress the generation of wrinkles even when the thin film release layer 20c is provided.

【0024】次に、定着ロール20の加熱について説明
する。前述したように、定着ロール20の内部には、ハ
ロゲンランプ25、およびカーボンランプ26等の放射
強度特性として対応波長領域の異なる複数種類のランプ
ヒータが配置されている。従来から画像形成装置の加熱
素材として広く用いられているハロゲンランプ25が単
体の場合には、タングステン線における電源入力時の突
入電流に対する特別な対策が必要であった。本実施の形
態では、カーボンランプ26をハロゲンランプ25と共
に定着ロール20の内部に配置し、このカーボンランプ
26とハロゲンランプ25とを電気的に直列または並列
に接続するように構成することで、突入電流に対する特
別な対策を不要としている。ここで突入電流とは、例え
ばハロゲンランプ25に電源を投入したときに、定格電
流値の数倍〜数十倍の値で流れる電流であり、例えばハ
ロゲンランプ25の発熱体であるタングステン線が常温
にて抵抗値が小さいこと等に起因して発生する。
Next, the heating of the fixing roll 20 will be described. As described above, inside the fixing roll 20, a plurality of types of lamp heaters, such as the halogen lamp 25 and the carbon lamp 26, having different corresponding wavelength regions as radiation intensity characteristics are arranged. In the case where the halogen lamp 25, which has been widely used as a heating material for an image forming apparatus in the past, is a single body, it is necessary to take special measures against a rush current at the time of power input to the tungsten wire. In the present embodiment, the carbon lamp 26 and the halogen lamp 25 are arranged inside the fixing roll 20, and the carbon lamp 26 and the halogen lamp 25 are electrically connected in series or in parallel, so that the rush No special measures against electric current are required. Here, the inrush current is, for example, a current that flows at a value several times to several tens of times the rated current value when the halogen lamp 25 is powered on. For example, the tungsten wire that is the heating element of the halogen lamp 25 is at room temperature. Occurs due to the small resistance value.

【0025】図3(a),(b)は、本実施の形態にて用い
られるカーボンランプ26の構成を示した図であり、図
3(a)はカーボンランプ26の斜視図、図3(b)は定着
ロール20の内部にカーボンランプ26を取り付けた状
態を示す断面図である。カーボンランプ26は、透明石
英管31の中に、両端をタングステンコイル32により
支持された平角状の炭素材からなる発熱体33が設けら
れている。黒体である炭素(炭)は、遠赤外線の放射率が
高いことが知られており、このカーボンランプ26で
は、発熱体33に炭素系材料を使用し、遠赤外線放射量
を多くしている。また、このカーボンランプ26では、
前述のようにピーク波長が遠赤外領域(特に2.5〜8μ
m)にあり、有機物の吸収波長域で遠赤外線の放射強度
量が高い特性を備えている。更に、電源投入後、数秒後
に最高温度に達する速熱性がある。
3 (a) and 3 (b) are views showing the structure of the carbon lamp 26 used in the present embodiment. FIG. 3 (a) is a perspective view of the carbon lamp 26, and FIG. FIG. 2B is a sectional view showing a state in which the carbon lamp 26 is attached inside the fixing roll 20. In the carbon lamp 26, a transparent quartz tube 31 is provided with a heating element 33 made of a rectangular carbon material having both ends supported by tungsten coils 32. It is known that carbon (charcoal) which is a black body has a high emissivity for far infrared rays. In this carbon lamp 26, a carbon material is used for the heating element 33 to increase the far infrared radiation amount. . Also, with this carbon lamp 26,
As mentioned above, the peak wavelength is in the far infrared region (especially 2.5-8μ).
m), and has the characteristic that the radiation intensity of far infrared rays is high in the absorption wavelength range of organic substances. Furthermore, it has a rapid heating property that reaches the maximum temperature several seconds after the power is turned on.

【0026】本実施の形態では、このカーボンランプ2
6をハロゲンランプ25に対向して配置し、直列または
並列に接続することで、電源投入直後は、パワーサーミ
スタと同様な機能により、カーボンランプ26の抵抗に
よってハロゲンランプ25に発生する突入電流を抑制す
ることができる。その結果として、電源投入時に蛍光灯
がちらつくフリッカを抑制することができる。また、カ
ーボンランプ26が温まった状態では、ハロゲンランプ
25の発熱体であるタングステンが温まっていることか
ら、抵抗値が下がらない。即ち、通常の動作時(連続通
紙中、コピーシーケンス)において、カーボンランプ2
6が温度上昇しても、対向する他の加熱源を加温するこ
とから、他の加熱源の突入電流を防ぎ、フリッカ防止機
能を高めることができる。尚、本実施の形態では、図2
に示す反射部材27を設けている。この反射部材27
は、カーボンランプ26の指向性を高めるために用いら
れ、ハロゲンランプ25を積極的に温めることで、ハロ
ゲンランプ25内のタングステンフィラメントにおける
加温を促進し、抵抗値を上げることで、突入電流の防止
を更に強化している。
In the present embodiment, this carbon lamp 2
By arranging 6 to face the halogen lamp 25 and connecting them in series or in parallel, the rush current generated in the halogen lamp 25 due to the resistance of the carbon lamp 26 is suppressed by the same function as the power thermistor immediately after the power is turned on. can do. As a result, it is possible to suppress flickering of the fluorescent lamp that occurs when the power is turned on. Further, when the carbon lamp 26 is warm, the resistance value does not decrease because the heating element of the halogen lamp 25, tungsten, is warm. That is, during normal operation (during continuous paper feeding, copy sequence), the carbon lamp 2
Even if the temperature of 6 rises, the other heating source that opposes is heated, so that the rush current of the other heating source can be prevented and the flicker prevention function can be enhanced. In addition, in the present embodiment, FIG.
The reflecting member 27 shown in FIG. This reflecting member 27
Is used to increase the directivity of the carbon lamp 26. By positively warming the halogen lamp 25, the tungsten filament in the halogen lamp 25 is accelerated in heating, and the resistance value is increased to increase the inrush current. Further strengthening prevention.

【0027】ここで、図3(b)に示すように、カーボン
ランプ26は、定着ロール20に取り付けられた際に平
角状の発熱体33が縦置きにされ、即ち、発熱体33の
断面長手を鉛直方向と略同方向となるように配置されて
いる。発熱体33の断面長手が鉛直方向と直交する方
向、即ち横置きに配置すると、炭素の板状部材である発
熱体33がその自重によりたわみ(へたり)、発熱体33
における管長手方向の中央部が、透明石英管31の内壁
に接触する場合がある。図3(b)に示すような位置に発
熱体33を配置することで、発熱体33のたわみ(へた
り)による透明石英管31の内壁との接触を防止するこ
とができる。これによって、ランプ形状を小さくするこ
とも可能となる。更には、この発熱体33が平角状であ
ることから指向性を備えており、即ち、広い平面を有す
る平角状の部材である発熱体33の平面をハロゲンラン
プ25側に向けることで、他方の発熱素子であるハロゲ
ンランプ25を積極的に加熱することが可能となり、例
えば連続通紙中においてもフリッカ防止機能を高めるこ
とができる。図2に示すように、ハロゲンランプ25の
横にカーボンランプ26を並行して配置した場合には、
図3(b)に示すように平角状の部材を立てることで、か
かる指向性を確保することが可能となる。
Here, as shown in FIG. 3B, when the carbon lamp 26 is attached to the fixing roll 20, the rectangular heating element 33 is placed vertically, that is, the cross-sectional longitudinal direction of the heating element 33. Are arranged so as to be substantially in the same direction as the vertical direction. When the longitudinal cross section of the heating element 33 is arranged in a direction orthogonal to the vertical direction, that is, when the heating element 33 is placed horizontally, the heating element 33, which is a carbon plate member, bends due to its own weight, and the heating element 33
In some cases, the central portion in the tube longitudinal direction may contact the inner wall of the transparent quartz tube 31. By disposing the heating element 33 at the position shown in FIG. 3B, it is possible to prevent the bending of the heating element 33 from coming into contact with the inner wall of the transparent quartz tube 31. This also makes it possible to reduce the lamp shape. Further, since the heating element 33 has a rectangular shape, it has directivity, that is, by directing the flat surface of the heating element 33, which is a rectangular member having a wide flat surface, to the halogen lamp 25 side, It is possible to positively heat the halogen lamp 25, which is a heating element, and to enhance the flicker prevention function even during continuous sheet feeding, for example. As shown in FIG. 2, when the carbon lamp 26 is arranged in parallel beside the halogen lamp 25,
By raising a rectangular member as shown in FIG. 3B, it becomes possible to secure such directivity.

【0028】また、図2では、ハロゲンランプ25に対
してカーボンランプ26を1本備えて定着ロール20に
配置するように構成したが、カーボンランプ26を更に
増やし、複数本(例えば2〜3本)のカーボンランプ26
によってハロゲンランプ25を囲むように配置すること
も可能である。また、その配置としては、各ランプを並
べて配置する場合の他、例えばピラミッド型等に積み重
ねて配置することもできる。即ち、対応発光波長の異な
る複数のランプを自由に組み合わせて、加熱部材として
用いることが可能である。
In FIG. 2, one carbon lamp 26 is provided for the halogen lamp 25 and the carbon lamp 26 is arranged on the fixing roll 20. However, the number of carbon lamps 26 is increased to a plurality (for example, 2 to 3). ) Carbon lamp 26
It is also possible to arrange the halogen lamp 25 so as to surround it. As for the arrangement, in addition to the case where the lamps are arranged side by side, the lamps may be arranged in a pyramid shape or the like. That is, a plurality of lamps having different emission wavelengths can be freely combined and used as a heating member.

【0029】このように、本実施の形態が適用される技
術は、通電時に発熱する複数の発熱素子(ハロゲンラン
プ25とカーボンランプ26)を内蔵し、これらの発熱
素子の全てに通電可能な状態と、一部だけに通電可能な
状態とで切替可能に設けられる発熱体を用いた加熱制御
方法として実現することができる。このとき、一部に炭
素系発熱体であるカーボンランプ26を用いた状態に
て、加熱開始時には全ての発熱素子に通電することで、
パワーサーミスタを導入したときと同様に突入電流を軽
減することができる。また、連続通紙中には、カーボン
ランプ26が温度上昇しても、ヒータとして他の加熱源
を加温することから、他の加熱源の突入電流を防ぐこと
が可能となる。
As described above, the technique to which the present embodiment is applied incorporates a plurality of heating elements (halogen lamp 25 and carbon lamp 26) that generate heat when energized, and energizes all of these heating elements. And a heating control method using a heating element that is switchably provided such that only a part of the heating element can be energized. At this time, in a state where the carbon lamp 26, which is a carbon-based heating element, is partially used, by energizing all the heating elements at the start of heating,
The inrush current can be reduced in the same manner as when the power thermistor is introduced. Further, during continuous sheet feeding, even if the temperature of the carbon lamp 26 rises, since another heating source is heated as a heater, it is possible to prevent an inrush current of the other heating source.

【0030】図4(a),(b)は、本実施の形態における
応用例を示した図であり、図2に示すハロゲンランプ2
5およびカーボンランプ26の代わりに、定着ロール2
0の内部に、これらの機能を兼ね備えた1本の管が加熱
ヒータとして設けられる。図4(a)は平面図であり、図
4(b)は図4(a)の断面H−Hを示している。ここで
は、1本の楕円形状からなるガラス管40の中に、カー
ボンヒータである炭素材41とハロゲンヒータであるタ
ングステンフィラメント42とが平行(機械的に並列)な
状態にて配置され、このガラス管40の内部には、2気
圧の窒素と、ハロゲン化物として数PPMの臭素ガスと
が封入されている。炭素材41は、図3に示すカーボン
ランプ26の発熱体33と同様の構成からなり、また、
タングステンフィラメント42は、ハロゲンランプ25
の内部に存在する発光体と同様の構成からなっている。
例えば100V,300Wの炭素材41と100V,35
0Wタングステンフィラメント42とを電気的に直列に
接続して100V,750Wの加熱ヒータを構成するこ
とができる。勿論、電気的に並列に接続することも可能
である。尚、電気的に直列に接続する方法としては、図
4(a)に示す加熱ヒータの一端にある2つの端子を接続
し、他の一端にある2つの端子から電力を供給すれば良
い。また、電気的に並列に接続する方法としては、両端
の各々にある2つの端子を各々接続し、加熱ヒータの両
端の任意の端子から電力を供給すれば良い。
FIGS. 4 (a) and 4 (b) are views showing an application example of the present embodiment, and the halogen lamp 2 shown in FIG.
5 and carbon lamp 26, instead of fuser roll 2
Inside the 0, a single tube having these functions is provided as a heater. FIG. 4A is a plan view, and FIG. 4B shows a cross section H-H of FIG. 4A. Here, a carbon material 41, which is a carbon heater, and a tungsten filament 42, which is a halogen heater, are arranged in parallel (mechanically in parallel) in a glass tube 40 having an elliptical shape. Inside the tube 40, nitrogen of 2 atm and bromine gas of several PPM as a halide are enclosed. The carbon material 41 has the same structure as the heating element 33 of the carbon lamp 26 shown in FIG.
The tungsten filament 42 is used for the halogen lamp 25.
It has a structure similar to that of the light-emitting body existing inside.
For example, 100V, 300W carbon material 41 and 100V, 35
A 100 V, 750 W heater can be constructed by electrically connecting the 0 W tungsten filament 42 in series. Of course, it is also possible to electrically connect them in parallel. As a method of electrically connecting in series, two terminals at one end of the heater shown in FIG. 4A may be connected and power may be supplied from the two terminals at the other end. Further, as a method of electrically connecting in parallel, two terminals at both ends may be connected to each other, and electric power may be supplied from arbitrary terminals at both ends of the heater.

【0031】画像形成装置の電源投入時には、炭素材4
1が急速に加熱され、タングステンフィラメント42を
温める。炭素材41は、パワーサーミスタと同様に機能
して、タングステンフィラメント42に対する突入電流
の発生を防止し、フリッカを抑制することができる。ま
た、連続通紙中に温度上昇しても、タングステンフィラ
メント42を加温することにより、突入電流を抑制する
ことが可能となる。尚、図4(b)に示すように、炭素材
41は、広い平面部を有する平角状の部材であり、この
平面部がタングステンフィラメント42に向くように配
置されることで、炭素材41の有する指向性を有効に活
用し、タングステンフィラメント42を積極的に加温す
ることができる。
When the power of the image forming apparatus is turned on, the carbon material 4
1 is rapidly heated, warming the tungsten filament 42. The carbon material 41 functions similarly to a power thermistor, can prevent generation of an inrush current to the tungsten filament 42, and can suppress flicker. Further, even if the temperature rises during continuous paper feeding, it is possible to suppress the inrush current by heating the tungsten filament 42. As shown in FIG. 4 (b), the carbon material 41 is a rectangular member having a wide flat portion, and the flat surface portion is arranged so as to face the tungsten filament 42. By effectively utilizing the directivity of the tungsten filament 42, the tungsten filament 42 can be actively heated.

【0032】図5(a),(b)は、本実施の形態における
他の応用例を示した図である。図5(a),(b)では、加
熱ヒータとしてガラス管50の内部に炭素材51とタン
グステンフィラメント52とを機械的に直列に配置し、
これらを電気的にも直列に接続している。また、図5
(a)では、ガラス管50の両端に炭素材51を設けて中
央部にタングステンフィラメント52を設け、図5(b)
では、ガラス管50の両端にタングステンフィラメント
52を設けて中央部に炭素材51を設けている。この図
5(a),(b)に示すように炭素材51とタングステンフ
ィラメント52とを直列的(機械的に直列)に配置した場
合であっても、図4(a),(b)に示すような並列的(機械
的に並列)に配置した場合と同様に、熱的なロスを少な
くした状態にてフリッカを抑制することが可能となる。
尚、炭素材51およびタングステンフィラメント52の
長さ(割合)は、その用い方によって任意に決定すること
ができる。
5 (a) and 5 (b) are diagrams showing another application example of the present embodiment. In FIGS. 5A and 5B, a carbon material 51 and a tungsten filament 52 are mechanically arranged in series inside a glass tube 50 as a heater.
These are also electrically connected in series. Also, FIG.
In (a), carbon material 51 is provided at both ends of the glass tube 50, and a tungsten filament 52 is provided in the central portion.
Then, the tungsten filaments 52 are provided at both ends of the glass tube 50, and the carbon material 51 is provided at the central portion. Even when the carbon material 51 and the tungsten filament 52 are arranged in series (mechanically in series) as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), As in the case of arranging in parallel (mechanically in parallel) as shown, it is possible to suppress flicker while reducing thermal loss.
The lengths (ratio) of the carbon material 51 and the tungsten filament 52 can be arbitrarily determined depending on how they are used.

【0033】図6(a),(b)は、更に他の応用例を示し
た図である。ここでは、図2に示した定着ロール20の
コア20aにおける両端面の内面に対して、有機物であ
るポリイミド60を塗布した例を示している。この例で
は、コア20aの両端面から所定の長さ(例えば約5c
m)の範囲で、約30μmの厚さでポリイミド60がコ
ーティングされている。ハロゲンランプ25は内部に設
けるフィラメントの形状に細工を加えることで希望とす
る配光分布を確保することが可能であるが、カーボンラ
ンプ26は、鉛筆の芯と同様な炭素の焼結体であり、簡
単に形状を変形させて加工することができず、配光分布
を持たせることは難しい。その一方で、カーボンランプ
26は、波長が遠赤外線側にシフトしていることから、
金属よりも有機物にて吸収が高まる。そこで、この応用
例では、得ようとする発熱分布に適合させて有機物であ
るポリイミド60を塗付し、金属よりもポリイミド60
側が加温されるので、ランプ側に配向分布を作らない場
合であっても、簡単に定着ロール20の発熱分布を作る
ことができる。即ち、図6(a)に示すように、コア20
aの両端にポリイミド60を塗付することで、図6(b)
に示すように、コア20aの両端が高温となる発熱分布
を生成することが可能となり、定着ロール20を装置本
体に取り付けた際、例えばコア20aの両端側から機構
部等を介して熱が逃げた場合であっても、定着ロール2
0全体として均一な温度を確保することが可能となる。
FIGS. 6A and 6B are views showing still another application example. Here, an example is shown in which the polyimide 60, which is an organic substance, is applied to the inner surfaces of both end surfaces of the core 20a of the fixing roll 20 shown in FIG. In this example, the core 20a has a predetermined length (for example, about 5c) from both end surfaces.
m), the polyimide 60 is coated to a thickness of about 30 μm. The halogen lamp 25 can secure a desired light distribution by modifying the shape of the filament provided inside, but the carbon lamp 26 is a carbon sintered body similar to the pencil lead. However, the shape cannot be easily deformed and processed, and it is difficult to provide a light distribution. On the other hand, since the wavelength of the carbon lamp 26 is shifted to the far infrared side,
Absorption is higher with organic substances than with metals. Therefore, in this application example, the polyimide 60, which is an organic substance, is applied in conformity with the heat generation distribution to be obtained, and the polyimide 60 is better than the metal.
Since the side is heated, the heat generation distribution of the fixing roll 20 can be easily created even when the orientation distribution is not created on the lamp side. That is, as shown in FIG.
By applying polyimide 60 to both ends of "a", as shown in FIG.
As shown in FIG. 5, it is possible to generate a heat generation distribution in which both ends of the core 20a become high temperature, and when the fixing roll 20 is attached to the main body of the apparatus, for example, heat escapes from both end sides of the core 20a via a mechanism part or the like. Fuser roll 2
It is possible to secure a uniform temperature as a whole.

【0034】以上説明したように、本実施の形態では、
ハロゲンランプ25とカーボンランプ26、ガラス管4
0,50に設けられる炭素材41,51とタングステンフ
ィラメント42,52等、発光波長領域の異なる複数の
発熱素子を、例えば定着ロール20に内蔵し、加熱開始
時には全ての発熱素子に通電するように構成した。遠赤
外線の放射率が高い炭素系発熱体であるカーボンランプ
26や炭素材41,51は、加熱開始時において、パワ
ーサーミスタをハロゲンランプ25およびタングステン
フィラメント42,52に接続させるものと同様な効果
を得ることができる。例えば、ハロゲンランプ25(タ
ングステンフィラメント42,52)だけでは、加熱開始
時にて、通常80Aの突入電流が発生するのに対して、
カーボンランプ26(炭素材41,51)を設けること
で、ほとんど突入電流が発生しなくなり、加熱開始時に
おけるフリッカの発生を抑制することができる。また、
通常の使用時(コピーシーケンス時)には、ハロゲンラン
プ25(タングステンフィラメント42,52)がカーボ
ンランプ26(炭素材41,51)によって加熱され、加
温できることから、ハロゲンランプ25(タングステン
フィラメント42,52)の抵抗値を下げることが可能と
なり、突入電流の発生を防止することが可能となる。更
に、例えば、カーボンランプ26の発熱体33を鉛直方
向にし、ハロゲンランプ25を水平方向に機械的に並列
に配置することで、発熱体33の指向性により加温効果
を強化することが可能となる。また、反射部材27を設
け、カーボンランプ26によってハロゲンランプ25を
有効に加温することで、この加温効果をより強化するこ
とができる。
As described above, in the present embodiment,
Halogen lamp 25, carbon lamp 26, glass tube 4
A plurality of heating elements having different emission wavelength regions, such as carbon materials 41 and 51 and tungsten filaments 42 and 52, which are provided at 0 and 50, are built in, for example, the fixing roll 20, and all heating elements are energized at the start of heating. Configured. The carbon lamp 26, which is a carbon-based heating element having a high emissivity of far infrared rays, and the carbon materials 41 and 51 have the same effect as that of connecting the power thermistor to the halogen lamp 25 and the tungsten filaments 42 and 52 at the start of heating. Obtainable. For example, with the halogen lamp 25 (tungsten filaments 42, 52) alone, a rush current of 80 A is usually generated at the start of heating,
By providing the carbon lamps 26 (carbon materials 41, 51), almost no inrush current is generated, and the occurrence of flicker at the start of heating can be suppressed. Also,
During normal use (during the copy sequence), the halogen lamp 25 (tungsten filament 42, 52) is heated by the carbon lamp 26 (carbon material 41, 51) and can be heated. It is possible to reduce the resistance value of 52) and prevent the generation of inrush current. Furthermore, for example, by arranging the heating element 33 of the carbon lamp 26 in the vertical direction and mechanically arranging the halogen lamps 25 in the horizontal direction, it is possible to enhance the heating effect by the directivity of the heating element 33. Become. Further, by providing the reflecting member 27 and effectively heating the halogen lamp 25 by the carbon lamp 26, this heating effect can be further enhanced.

【0035】また、発光波長領域の異なる複数の発熱素
子のうち、例えば、炭素系材料等の遠赤外線の放射率が
高いカーボンランプ26等の発熱素子を用いた場合に
は、遠赤外線に対する熱吸収特性が高い「有機物」の性
質を有効に用い、熱量受領部が少なくとも有機物で構成
される領域を設け、例えばカーボンランプ26を内蔵す
る定着ロール20におけるコア20aの内面に例えばポ
リイミド60等の有機物を塗付することで、必要とする
発熱分布を簡単に得ることができる。かかる場合には、
例えばハロゲンランプ25のように、ランプ側に配向分
布を持たせる必要がない。
When a heating element such as a carbon lamp 26 having a high emissivity of far infrared rays such as a carbon material is used among a plurality of heating elements having different emission wavelength regions, heat absorption for far infrared rays is performed. By effectively using the property of “organic matter” having high characteristics, the heat quantity receiving portion is provided with a region composed of at least organic matter, and for example, an organic matter such as polyimide 60 is formed on the inner surface of the core 20a in the fixing roll 20 including the carbon lamp 26. By applying, it is possible to easily obtain the required heat generation distribution. In such cases,
For example, unlike the halogen lamp 25, it is not necessary to have the orientation distribution on the lamp side.

【0036】尚、本実施の形態では、炭素系発熱体を含
む複数の発熱素子を定着ロール20側に設けるように構
成したが、エンドレスベルト21等の加圧側に設けるこ
とも可能である。また、定着装置6としては、本実施の
形態に示した構造に限られず、エンドレスベルト21の
代わりに、加圧ロールを用いても良く、かかる加圧ロー
ルに対して本実施の形態に示すような発熱素子を内蔵す
るように構成することもできる。更に、電源投入時等の
フリッカを抑制したい定着装置6以外の箇所に対して、
本実施の形態に示した技術を適用することも可能であ
る。
In this embodiment, a plurality of heating elements including a carbon-based heating element are provided on the fixing roll 20 side, but they may be provided on the pressure side of the endless belt 21 or the like. Further, the fixing device 6 is not limited to the structure shown in the present embodiment, and a pressure roll may be used instead of the endless belt 21, and such a pressure roll as shown in this embodiment. It can also be configured to include a different heating element. Furthermore, for parts other than the fixing device 6 where it is desired to suppress flicker when the power is turned on,
It is also possible to apply the technique described in this embodiment.

【0037】[0037]

【発明の効果】このように、本発明によれば、定着装置
等に用いられる加熱ヒータにおいて、通電初期時の突入
電流を抑制することができる。
As described above, according to the present invention, in the heater used for the fixing device or the like, it is possible to suppress the inrush current at the initial stage of energization.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本実施の形態が適用される画像形成装置の全
体構成を示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an image forming apparatus to which this exemplary embodiment is applied.

【図2】 本実施の形態が適用される定着装置の構成を
説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration of a fixing device to which the exemplary embodiment is applied.

【図3】 (a),(b)は、本実施の形態にて用いられる
カーボンランプの構成を示した図である。
3 (a) and 3 (b) are diagrams showing a configuration of a carbon lamp used in the present embodiment.

【図4】 (a),(b)は、本実施の形態における応用例
を示した図である。
4A and 4B are diagrams showing an application example of the present embodiment.

【図5】 (a),(b)は、本実施の形態における他の応
用例を示した図である。
5A and 5B are diagrams showing another application example of the present embodiment.

【図6】 (a),(b)は、更に他の応用例を示した図で
ある。
6A and 6B are diagrams showing still another application example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…感光体ベルト、2…帯電ロール、3…露光系部材、
4…現像装置、5…転写ロール、6…定着装置、7…ク
リーニング装置、8…除電ランプ、10…用紙トレイ、
11…手差しトレイ、12…用紙搬送路、13…後処理
装置、20…定着ロール、21…エンドレスベルト、2
2…圧力パッド、23…ベルト走行ガイド、24…温度
センサ、25…ハロゲンランプ、26…カーボンラン
プ、27…反射部材、28…剥離部材、31…透明石英
管、32…タングステンコイル、33…発熱体、40…
ガラス管、41…炭素材、42…タングステンフィラメ
ント、50…ガラス管、51…炭素材、52…タングス
テンフィラメント
1 ... Photosensitive belt, 2 ... Charging roll, 3 ... Exposure system member,
4 ... Developing device, 5 ... Transfer roll, 6 ... Fixing device, 7 ... Cleaning device, 8 ... Discharge lamp, 10 ... Paper tray,
11 ... Manual feed tray, 12 ... Paper transport path, 13 ... Post-processing device, 20 ... Fixing roll, 21 ... Endless belt, 2
2 ... Pressure pad, 23 ... Belt running guide, 24 ... Temperature sensor, 25 ... Halogen lamp, 26 ... Carbon lamp, 27 ... Reflecting member, 28 ... Peeling member, 31 ... Transparent quartz tube, 32 ... Tungsten coil, 33 ... Heat generation Body, 40 ...
Glass tube, 41 ... Carbon material, 42 ... Tungsten filament, 50 ... Glass tube, 51 ... Carbon material, 52 ... Tungsten filament

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05B 3/14 H05B 3/14 F 3/44 3/44 Fターム(参考) 2H033 AA03 AA41 BA25 BA26 BB18 BB21 CA30 CA44 3K058 AA27 AA88 BA18 CB01 CE03 CE13 CE17 CE21 CE28 CE29 DA02 DA06 GA06 3K092 PP18 QA05 QB02 QB14 QB32 QB48 QB49 QB65 RA03 RD11 VV21 VV30 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H05B 3/14 H05B 3/14 F 3/44 3/44 F term (reference) 2H033 AA03 AA41 BA25 BA26 BB18 BB21 CA30 CA44 3K058 AA27 AA88 BA18 CB01 CE03 CE13 CE17 CE21 CE28 CE29 DA02 DA06 GA06 3K092 PP18 QA05 QB02 QB14 QB32 QB48 QB49 QB65 RA03 RD11 VV21 VV30

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 未定着像を有するシート材に対し、所定
部材を用いて加熱定着を施す定着装置であって、 前記所定部材を加熱する第1の発熱素子と、 前記第1の発熱素子の近傍に設けられ前記所定部材を加
熱すると共に、当該第1の発熱素子に比べて遠赤外線の
放射量が大きい第2の発熱素子とを備えることを特徴と
する定着装置。
1. A fixing device for heating and fixing a sheet material having an unfixed image using a predetermined member, comprising: a first heating element for heating the predetermined member; and a first heating element. A fixing device comprising: a second heating element which is provided in the vicinity and heats the predetermined member, and emits far infrared rays in a larger amount than the first heating element.
【請求項2】 前記第2の発熱素子は、炭素系発熱体で
あることを特徴とする請求項1記載の定着装置。
2. The fixing device according to claim 1, wherein the second heating element is a carbon-based heating element.
【請求項3】 前記第2の発熱素子は、平角状の炭素材
を鉛直方向に立てた状態に配置されることを特徴とする
請求項1記載の定着装置。
3. The fixing device according to claim 1, wherein the second heating element is arranged in a state where a rectangular carbon material is erected in a vertical direction.
【請求項4】 前記所定部材は、前記シート材に接触し
て回転する加熱ロールを含み、 前記第1の発熱素子および前記第2の発熱素子は、前記
加熱ロールの内部に機械的に並列に設けられることを特
徴とする請求項1記載の定着装置。
4. The predetermined member includes a heating roll that rotates in contact with the sheet material, and the first heating element and the second heating element are mechanically arranged in parallel inside the heating roll. The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is provided.
【請求項5】 前記加熱ロールは、ロールを形成するコ
アの内面における所定箇所に有機物を有することを特徴
とする請求項4記載の定着装置。
5. The fixing device according to claim 4, wherein the heating roll has an organic substance at a predetermined position on the inner surface of the core forming the roll.
【請求項6】 未定着像を有するシート材に対して加熱
定着を施す定着装置であって、 ピーク波長が遠赤外領域にある発熱素子と、 前記発熱素子によって加熱されると共に一部に有機物を
有する加熱部材とを備えることを特徴とする定着装置。
6. A fixing device for heating and fixing a sheet material having an unfixed image, the heating element having a peak wavelength in a far infrared region, and an organic substance partially heated by the heating element. And a heating member having a fixing member.
【請求項7】 前記加熱部材は、前記発熱素子に対向す
る一部に対して有機物がコーティングされた金属ロール
であることを特徴とする請求項6記載の定着装置。
7. The fixing device according to claim 6, wherein the heating member is a metal roll having a portion facing the heating element coated with an organic material.
【請求項8】 常温における抵抗値が高温時の抵抗値よ
りも低い第1の発熱素子と、 前記第1の発熱素子と電気的に直列または並列に設けら
れ、前記第1の発熱素子に流れる突入電流を抑制するた
めの第2の発熱素子とを備えることを特徴とする加熱ヒ
ータ。
8. A first heating element having a resistance value at room temperature lower than that at a high temperature, and a first heating element provided electrically in series or in parallel with the first heating element and flowing to the first heating element. A heater comprising: a second heating element for suppressing an inrush current.
【請求項9】 前記第2の発熱素子は、前記第1の発熱
素子に比べて遠赤外線の放射量が大きいことを特徴とす
る請求項8記載の加熱ヒータ。
9. The heater according to claim 8, wherein the second heating element emits far infrared rays in a larger amount than the first heating element.
【請求項10】 前記第2の発熱素子は広い平面部を備
える平角状の炭素材からなり、前記第1の発熱素子に対
して当該平面部を対向させて配置されることを特徴とす
る請求項8記載の加熱ヒータ。
10. The second heating element is made of a rectangular carbon material having a wide flat portion, and is arranged such that the flat portion faces the first heating element. Item 8. A heater according to item 8.
【請求項11】 ガラス管と、 前記ガラス管の内部に設けられ、所定の波長の光を出力
するためのフィラメントと、 前記ガラス管の内部に、前記フィラメントに対して機械
的に並列または直列に設けられる炭素材とを備えること
を特徴とする加熱ヒータ。
11. A glass tube, a filament provided inside the glass tube for outputting light of a predetermined wavelength, inside the glass tube, mechanically in parallel or in series with the filament. A heater comprising: a carbon material provided.
【請求項12】 シートを搬送するシート搬送手段と、 前記シート搬送手段により搬送されたシートに対して画
像形成を施す画像形成手段と、 前記画像形成手段により画像形成がなされたシートに対
して加熱定着を施す定着手段とを備え、 前記定着手段は、発光波長の異なる複数の発熱素子によ
り加熱されることを特徴とする画像形成装置。
12. A sheet conveying means for conveying a sheet, an image forming means for forming an image on the sheet conveyed by the sheet conveying means, and a heating for a sheet on which an image is formed by the image forming means. An image forming apparatus comprising: a fixing unit configured to perform fixing, wherein the fixing unit is heated by a plurality of heating elements having different emission wavelengths.
【請求項13】 前記定着手段は、炭素系発熱体である
カーボンランプと、ハロゲンランプとを有することを特
徴とする請求項12記載の画像形成装置。
13. The image forming apparatus according to claim 12, wherein the fixing unit includes a carbon lamp that is a carbon-based heating element and a halogen lamp.
【請求項14】 シートを搬送するシート搬送手段と、 前記シート搬送手段により搬送されたシートに対して画
像形成を施す画像形成手段と、 炭素系発熱体であるカーボンランプにより加熱され、前
記画像形成手段により画像形成がなされたシートに対し
て加熱定着を施す定着手段とを備え、 前記定着手段に対する電源投入時に前記カーボンランプ
に通電し、当該定着手段への突入電流を抑制することを
特徴とする画像形成装置。
14. A sheet conveying means for conveying a sheet, an image forming means for forming an image on the sheet conveyed by the sheet conveying means, and a carbon lamp which is a carbon-based heating element for heating to form the image. A fixing unit that heats and fixes a sheet on which an image is formed by means, and the carbon lamp is energized when a power supply to the fixing unit is turned on to suppress an inrush current to the fixing unit. Image forming apparatus.
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