JP2011048214A - Heat fixing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、グラファイトヒータなどの炭素系抵抗発熱体を用いた加熱定着装置に関する。 The present invention relates to a heat fixing device using a carbon-based resistance heating element such as a graphite heater.
加熱定着装置として、従来より内部にヒータを備えた熱ローラを用いる定着ローラ方式のものが広く用いられている。しかしこの定着ローラ方式の加熱定着装置は、熱容量の大きな定着ローラを加熱する必要があるため、省エネルギーの観点で問題があり、また立ち上がりに時間がかかるという問題があった。
以上のような観点から、装置のクイックスタートを実現するため、熱源にハロゲンヒータを用いた加熱定着装置が提案され実用化されているが、ハロゲンヒータは、冷却状態では低抵抗の為、装置の起動時の突入電流が大きく、装置の電源設計が複雑化する等の問題があった。
上記のような状況を踏まえ、複写機、プリンタなどの画像形成装置において、トナーを加熱により紙などの記録材に定着させる加熱定着装置の熱源として、従来より暖房装置の熱源として用いられている、グラファイトヒータ又はカーボンヒータなどの炭素系抵抗発熱体を用いる試みがなされている。
Conventionally, as a heat fixing device, a fixing roller type using a heat roller provided with a heater inside has been widely used. However, this fixing roller type heat fixing device has a problem in terms of energy saving because it is necessary to heat a fixing roller having a large heat capacity, and has a problem that it takes time to start up.
From the above viewpoint, in order to realize a quick start of the apparatus, a heat fixing apparatus using a halogen heater as a heat source has been proposed and put into practical use. There were problems such as a large inrush current at start-up and complicated power supply design of the device.
Based on the above situation, in image forming apparatuses such as copiers and printers, as a heat source of a heat fixing device for fixing toner onto a recording material such as paper by heating, it has been conventionally used as a heat source of a heating device. Attempts have been made to use carbon-based resistance heating elements such as graphite heaters or carbon heaters.
炭素系抵抗発熱体は一般的に発熱体の長手方向に直行する断面が長方形で、2方向への放射指向性を有している。そのため、放射強度のピーク方向をトナーの定着が行われるニップ部に合わせることにより、放射指向性を有しないものと比べて優れた加熱効率を得ることができる。特に特許文献1に開示された画像定着装置は、放射指向性を有する板状の炭素系抵抗発熱体と、炭素系抵抗発熱体からの赤外線放射を反射させる反射部とを組み合わせて用い、紙と接触してこれを加熱する回転体の狭い範囲に赤外線放射を集中させることによって、回転体を介した紙の加熱効率を向上させている。 In general, the carbon-based resistance heating element has a rectangular cross section perpendicular to the longitudinal direction of the heating element and has radiation directivity in two directions. Therefore, by adjusting the peak direction of the radiation intensity to the nip portion where the toner is fixed, it is possible to obtain a heating efficiency superior to that having no radiation directivity. In particular, the image fixing device disclosed in Patent Document 1 uses a combination of a sheet-like carbon-based resistance heating element having radiation directivity and a reflecting portion that reflects infrared radiation from the carbon-based resistance heating element, By concentrating infrared radiation in a narrow range of the rotating body that contacts and heats it, the heating efficiency of the paper through the rotating body is improved.
しかしながら、特許文献1の技術では、発熱体の一方の面から放射された赤外線をダイレクトにトナーの定着が行われるニップ部に向かうようにするとともに、発熱体の他方の面から放射された赤外線を上記のニップ部に局所限定して反射させる反射部が設けられている。そのため、反射部によって反射される赤外線の一部が発熱体自身に照射されることになり、放射される赤外線を効率よく利用できない。 However, in the technique of Patent Document 1, the infrared radiation emitted from one surface of the heating element is directed directly to the nip portion where the toner is fixed, and the infrared radiation emitted from the other surface of the heating element is used. A reflection part is provided that reflects only locally at the nip part. Therefore, a part of infrared rays reflected by the reflecting portion is irradiated to the heating element itself, and the emitted infrared rays cannot be used efficiently.
本発明の目的は、記録材上に形成された未定着像を効率よく加熱定着することが可能な、放射指向性を有する板状の炭素系抵抗発熱体を用いた加熱定着装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a heat fixing device using a plate-like carbon-based resistance heating element having radiation directivity, which can efficiently heat and fix an unfixed image formed on a recording material. It is.
本発明の加熱定着装置は、記録材に形成された未定着像を定着するための少なくとも2方向に高い放射強度を有する第1及び第2の放射面をもつ炭素系抵抗発熱体を備えた加熱体と、前記加熱体とニップ部を形成して前記未定着像を記録材に押圧する加圧体と、前記加熱体に内包され、前記炭素系抵抗発熱体からの赤外線放射の少なくとも一部を前記加熱体の内面に向けて反射する反射部とを備えており、前記加熱体の前記ニップ部を形成する領域を含む第1領域が、前記炭素系抵抗発熱体の第1の放射面からの赤外線放射によって加熱され、前記加熱体の前記炭素系抵抗発熱体の第1の放射面からの赤外線放射によって加熱される部分以外の所定の第2領域が、前記炭素系抵抗発熱体の第2の放射面から放射され、前記反射部で反射された赤外線によって加熱されるように、なされている。また、本発明の加熱定着装置は、第1回転体と、前記第1回転体とは逆方向に回転可能で、前記第1回転体との間に記録材のニップ部を形成する第2回転体と、少なくとも2方向に高い放射強度を有する第1及び第2の放射面をもつ炭素系抵抗発熱体、及び、前記炭素系抵抗発熱体を内包する被覆体を含み、前記第1回転体の回転軸方向に延在した直線形状を有すると共に、前記第1回転体に内包された発熱ユニットと、前記第1回転体に内包され、前記炭素系抵抗発熱体からの赤外線放射の少なくとも一部を前記第1回転体の内面に向けて反射する反射部とを備えており、前記第1回転体のニップ部を形成する領域を含む第1領域が、前記炭素系抵抗発熱体の第1の放射面からの赤外線放射によって加熱され、前記第1回転体の前記炭素系抵抗発熱体の第1の放射面からの赤外線放射によって加熱される第1領域以外の所定の第2領域が、前記炭素系抵抗発熱体の第2の放射面からの赤外線放射によって加熱されるように、前記発熱ユニット及び前記反射部が設けられている。 The heating and fixing apparatus of the present invention includes a heating system including a carbon-based resistance heating element having first and second radiation surfaces having high radiation intensity in at least two directions for fixing an unfixed image formed on a recording material. A body, a pressure body for forming a nip portion with the heating body and pressing the unfixed image against the recording material, and at least a part of infrared radiation contained in the heating body and contained in the heating body A reflective portion that reflects toward the inner surface of the heating body, and a first region that includes a region that forms the nip portion of the heating body is from a first radiation surface of the carbon-based resistance heating element. A predetermined second region other than a portion heated by infrared radiation and heated by infrared radiation from the first radiation surface of the carbon-based resistance heating element of the heating body is a second region of the carbon-based resistance heating element. Radiated from the radiation surface and reflected by the reflector To be heated by external, it has been made. The heat fixing device of the present invention can rotate in a direction opposite to the first rotating body and the first rotating body, and forms a nip portion of a recording material between the first rotating body and the second rotating body. And a carbon-based resistance heating element having first and second radiation surfaces having high radiation intensity in at least two directions, and a covering body containing the carbon-based resistance heating element, A linear shape extending in the direction of the rotation axis, and a heat generating unit included in the first rotating body, and at least part of infrared radiation from the carbon-based resistance heating element included in the first rotating body A first portion including a region forming a nip portion of the first rotating body, wherein the first region of the carbon-based resistance heating element is a first radiation. Heated by infrared radiation from the surface, the carbon system of the first rotating body A predetermined second region other than the first region heated by infrared radiation from the first radiation surface of the anti-heating element is heated by infrared radiation from the second radiation surface of the carbon-based resistance heating element. In addition, the heat generating unit and the reflecting portion are provided.
本発明によると、ニップ部を形成する領域を含む第1領域が炭素系抵抗発熱体の第1面からの赤外線放射によって加熱され、ニップ部を形成する領域を含む第1領域以外の第2領域が炭素系抵抗発熱体の第2面からの赤外線放射によって加熱される。そして、第2面からの赤外線放射を反射部により反射させて効率よく第2領域の温度上昇を促進することができ、記録材がニップ部を通過する際にはニップ部の温度を十分に上昇させることができて、効率よく記録材を加熱することが可能となる。その結果、加熱定着装置の省電力駆動が可能となる。 According to the present invention, the first region including the region that forms the nip portion is heated by infrared radiation from the first surface of the carbon-based resistance heating element, and the second region other than the first region including the region that forms the nip portion. Is heated by infrared radiation from the second surface of the carbon-based resistance heating element. Then, the infrared radiation from the second surface is reflected by the reflecting portion to efficiently promote the temperature rise in the second region, and the temperature of the nip portion is sufficiently raised when the recording material passes through the nip portion. Therefore, the recording material can be efficiently heated. As a result, it is possible to drive the heat fixing device with power saving.
なお、第1領域及び第2領域は加熱体あるいは第1回転体及び加圧体あるいは第2回転体の外に固定された固定座標系において加熱体あるいは第1回転体と共に回転するのではなく、固定座標系において加熱体あるいは第1回転体上の固定された位置にある領域を意味している。 The first region and the second region do not rotate with the heating body or the first rotating body in a fixed coordinate system fixed outside the heating body or the first rotating body and the pressure body or the second rotating body, It means an area at a fixed position on the heating body or the first rotating body in the fixed coordinate system.
前記第2領域は、前記回転方向に関して前記第1領域よりも上流に位置していることが好ましい。これによって、下流側の第1領域を効率的に加熱することが可能となって、より効率よく記録材を加熱することが可能となる。 It is preferable that the second region is located upstream of the first region with respect to the rotation direction. As a result, the downstream first region can be efficiently heated, and the recording material can be more efficiently heated.
前記第2領域が前記第1領域と連続していることが好ましい。これによって、より効率よく記録材を加熱することが可能となる。 It is preferable that the second region is continuous with the first region. This makes it possible to heat the recording material more efficiently.
前記炭素系抵抗発熱体の前記第1面からの赤外線放射が前記反射鏡に向けて出射され前記反射鏡で反射して前記ニップ部を形成する領域を含む第1領域に向かい、前記第2面からの赤外線放射が前記反射鏡に向けて出射され前記反射鏡で反射して前記ニップ部を形成する領域を含む第1領域以外の第2領域に向かってもよい。 Infrared radiation from the first surface of the carbon-based resistance heating element is emitted toward the reflecting mirror and reflected by the reflecting mirror toward the first region including the region forming the nip portion, and the second surface The infrared radiation may be emitted toward the reflecting mirror and reflected by the reflecting mirror toward the second region other than the first region including the region where the nip portion is formed.
前記第1回転体に内包され且つ少なくとも前記第1領域に接触又は近接しており、前記炭素系抵抗発熱体からの赤外線放射が照射される、前記第1回転体よりも熱容量が大きい定着補助部材をさらに備えていることが好ましい。これによって、より効率よく記録材を加熱することが可能となる。 A fixing auxiliary member that is included in the first rotating body and is in contact with or close to at least the first region and is irradiated with infrared radiation from the carbon-based resistance heating element and has a larger heat capacity than the first rotating body. Is preferably further provided. This makes it possible to heat the recording material more efficiently.
本発明によると、少なくとも2方向に高い放射強度を有する第1及び第2の放射面をもつ炭素系抵抗発熱体の第1の放射面からの赤外線放射によって加熱体のニップ部を形成する領域を含む第1領域を加熱するとともに、第2の放射面からの赤外線放射によって上記の第1領域より上流側の第2領域を加熱することにより、記録材がニップ部を通過する際にはニップ部の温度を十分に上昇させることができて、効率よく記録材を加熱することが可能となる。その結果、加熱定着装置の省電力駆動が可能となる。また本発明の加熱定着装置は、例えばオンデマンド高速カラープリンタなどに搭載可能である。 According to the present invention, the region where the nip portion of the heating body is formed by infrared radiation from the first radiation surface of the carbon-based resistance heating element having the first and second radiation surfaces having high radiation intensity in at least two directions. When the recording material passes through the nip portion, the first region including the first region is heated and the second region upstream of the first region is heated by infrared radiation from the second radiation surface. The temperature of the recording material can be sufficiently increased, and the recording material can be efficiently heated. As a result, it is possible to drive the heat fixing device with power saving. The heat fixing apparatus of the present invention can be mounted on, for example, an on-demand high-speed color printer.
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<第1の実施の形態>
本発明の第1の実施の形態に係る加熱定着装置は、記録材としての用紙Pに未定着像を形成する画像形成装置に含まれている。図1及び図2に示すように、本実施の形態に係る加熱定着装置1は、加熱体あるいは第1回転体としての可撓性を有する円筒形の加熱ベルト10と、加熱ベルト10の下方に配置された加圧体あるいは第2回転体としての加圧ローラ20と、加熱ベルト10に内包された発熱体ユニット30とを含んでいる。また、後述するように、加熱ベルト10には、発熱体ユニット30のほかに、凹面を有する反射部40と、定着補助部材(吸熱部材)としての弧状片50とが内包されている。加熱定着装置1内の部材は、どれも用紙Pの幅よりも長く形成されている。なお、図1において、加熱ベルト10内にあって実際には見えない発熱体ユニット30を実線で示している。
<First Embodiment>
The heat fixing apparatus according to the first embodiment of the present invention is included in an image forming apparatus that forms an unfixed image on a sheet P as a recording material. As shown in FIGS. 1 and 2, the heating and fixing apparatus 1 according to the present embodiment includes a flexible
加熱ベルト10は、樹脂薄層または金属薄層あるいはその積層体層からなる。加圧ローラ20の表面は、耐熱性ゴムからなる。加圧ローラ20は、モータ及びギア類を含む図示しない駆動機構によって、シャフト21の周りを図2において反時計回りに回転駆動させられる。加熱ベルト10の最下点が加圧ローラ20の最上点と接触することによって、画像が形成される用紙Pの定着領域(ニップ部、中心点X)(図2の紙面に直交する方向)が形成されている。加圧ローラ20は、ニップ部において用紙Pに適切な圧力が加えられるように、弾性部材を含む図示しない付勢機構によって上方に付勢されている。そのため、加圧ローラ20からの回転力を受けた加熱ベルト10は時計回りに従動回転する。本実施の形態に係る加熱定着装置1は、加熱ベルト10と加圧ローラ20との接触圧、及び、発熱体ユニット30からの熱によって、用紙Pにトナーを定着させるものである。
The
用紙Pは、図示しない搬送機構によって、図1中、左方へと搬送される。ニップ部に到達する前において、用紙Pの上面には、図示しない感光体ドラムから転写されたトナーの画像パターンが未定着の状態で付着している。 The paper P is transported to the left in FIG. 1 by a transport mechanism (not shown). Before reaching the nip portion, the toner image pattern transferred from the photosensitive drum (not shown) is adhered to the upper surface of the paper P in an unfixed state.
加熱ベルト10に内包された発熱体ユニット30は、シート状の両面に高い放射強度を有する第1及び第2の放射面を持つ炭素系抵抗発熱体であるグラファイトヒータ31、及び、グラファイトヒータ31を内包する被覆体である筒状で透明のガラス管32を含んでいる。発熱体ユニット30は、加熱ベルト10の回転軸方向、すなわち図1紙面における上下方向(図2紙面に直交する方向)に延在した直線形状を有する。ガラス管32の中心軸は、加熱ベルト10の中心つまり回転軸よりもやや下方にある。
The
グラファイトヒータ31は、通電時に赤外線を放射する。グラファイトヒータ31は、その中心がガラス管32の中心軸を通過するように水平に延在している。したがって、グラファイトヒータ31の両方の放射面31a、31bが水平面であり、一方の放射面(第2の放射面)31aが上方を向いており、他方の放射面(第1の放射面)31bが下方を向いている。このように、発熱体ユニット30は、加熱ベルト10の中心を通過する鉛直面に対して線対称に配置されている。
The
グラファイトヒータ31の放射面31aから放射される赤外線は、指向性を有している。具体的には、放射される赤外線の強度は、グラファイトヒータ31の中心から真上に向かう方向で最も強く、そこから左右に離れるに連れて弱くなっており、グラファイトヒータ31から水平方向に放射される赤外線強度は非常に弱くなっている。グラファイトヒータ31の放射面31bから放射される赤外線についても、これと同様の指向性を有している。グラファイトヒータ31は、放射面31a及び放射面31bから互いに同じ量の赤外線を放射する。
The infrared rays emitted from the
本実施の形態において、ニップ部の中心点Xを含む加熱ベルト10の第1領域A1が、グラファイトヒータ31の放射面(第1の放射面)31bから放射される赤外線によってニップ部を形成する領域を含む第1領域A1に対応して設けられた定着補助部材(吸熱部材)である弧状片50を介して加熱される。
In the present embodiment, the first region A1 of the
弧状片50は、加熱ベルト10の内面に沿うように、ニップ部を形成する領域を含む第1領域A1と略同じ領域範囲に形成されている。そして、弧状片50の外周面は、加熱ベルト10の回転を妨げることが無い程度の当接圧で第1領域A1に接触(又は加熱ベルト10と熱的に結合されるように近接)している。したがって、弧状片50には放射面(第1の放射面)31bから放射される赤外線が照射され、それによって弧状片50が蓄熱される。弧状片50は、加熱ベルト10よりも熱容量が大きい材料からなる。そのため、弧状片50を設けることにより、ニップ部を形成する領域を含む第1領域A1における蓄熱量を比較的大きくしやすい。
The arc-shaped
本実施の形態において、放射面31bから放射される赤外線の大部分が実質的にニップ部を形成する領域を含む第1領域A1に設けられた弧状片50に照射される。
In the present embodiment, most of infrared rays radiated from the radiation surface 31b are applied to the arc-shaped
反射部40は、グラファイトヒータ31の一方の放射面(第2の放射面)31aからの赤外線放射の大部分を実質的に加熱ベルト10の内面一側方に向けて反射することができるような形状を有している。反射部40で反射した赤外線は、予備加熱領域(第2領域)B1に照射される。予備加熱領域(第2領域)B1は、加熱ベルト10の回転方向に関してニップ部を形成する領域を含む第1領域A1よりも上流にあって第1領域A1と連続している。
The
本実施の形態において、予備加熱領域(第2領域)B1の上流端は、加熱ベルト10の回転方向に関して、加熱ベルト10においてニップ部の中心点Xに対向する対向点Yよりも下流で且つ加熱ベルト10の中心を基準として回転方向に関して対向点Yから90°の位置にある中間点Zよりも上流にある。
In the present embodiment, the upstream end of the preheating region (second region) B1 is downstream of the opposing point Y facing the center point X of the nip portion in the
なお、第1領域A1の上流側と、予備加熱領域(第2領域)B1の下流側とが重なるように成してもよい。 In addition, you may comprise so that the upstream of 1st area | region A1 and the downstream of preheating area | region (2nd area | region) B1 may overlap.
上述したように、グラファイトヒータ31に通電が行われることで加熱ベルト10のニップ部を形成する領域を含む第1領域A1が放射面31bからの赤外線放射によって加熱されると共に第1領域A1の上流側の予備加熱領域(第2領域)B1が放射面31aからの赤外線放射によって加熱される。このとき、放射面31aから放射され反射部によって反射される赤外線の全てが第1領域A1の上流側の予備加熱領域(第2領域)B1に照射されることになり、放射面31aから放射される赤外線を効率よく利用することができる。したがって、放射面31aからの赤外線放射を集中させて予備加熱領域(第2領域)B1の温度上昇を促進することができる。さらに、加熱ベルト10の或る部位に着目した場合、その部位は予備加熱領域(第2領域)B1となってから加熱ベルト10の回転に伴って次にニップ部を形成する領域を含む第1領域A1となるので、用紙Pがニップ部を通過する際にはニップ部の温度を十分に上昇させることができる。このように、放射面31bからの赤外線放射と放射面31aからの赤外線放射とでニップ部を形成する領域を含む第1領域A1及び予備加熱領域(第2領域)B1をそれぞれ個別に加熱することによって、用紙Pがニップ部を形成する領域に進入したときに効率よく用紙Pを加熱してトナーを用紙Pに定着させることが可能となる。その結果、加熱定着装置1の省電力駆動が可能となる。
As described above, when the
また、本実施の形態では、予備加熱領域(第2領域)B1の上流端が対向点Yよりも下流にあってしかも対向点Yよりも中間点Zよりも上流に達しているので、予備加熱領域(第2領域)が中間点Zの上流に達していない場合と比較して予備加熱領域(第2領域)B1を十分に加熱することが可能となって、効率よく用紙Pを加熱することが可能となっている。尚、加熱ベルト10の熱吸収・放伝達特性により、予備加熱領域(第2領域)B1の上流端が中間点Zよりも下流側に位置するように成して、狭い領域とした予備加熱領域(第2領域)B1を放射面31aからの赤外線放射で集中的に加熱するようにしてもよい。
In the present embodiment, since the upstream end of the preheating region (second region) B1 is downstream of the opposing point Y and further upstream of the intermediate point Z than the opposing point Y, the preheating is performed. Compared to the case where the region (second region) does not reach the upstream of the intermediate point Z, the preheating region (second region) B1 can be sufficiently heated, and the paper P is efficiently heated. Is possible. In addition, the preheating area | region which made it so that the upstream end of preheating area | region (2nd area | region) B1 may be located in the downstream rather than the intermediate point Z by the heat absorption / release transmission characteristic of the
また、グラファイトヒータ31は、2つの放射面31a、31bから互いに同じ量の赤外線を放射するので、発熱体ユニット30の取り付け作業時に作業員は2つの放射面31a、31bの違いを意識せずに済む。したがって、発熱体ユニット30の取り付け作業を容易にすることができる。
In addition, since the
さらに、予備加熱領域(第2領域)B1がニップ部を含む第1領域A1と連続しているので、グラファイトヒータ31によって一旦昇温した加熱ベルト10の個所が加熱されない期間が設けられなくなって、より効率よく用紙Pを加熱することが可能となっている。
Furthermore, since the preheating region (second region) B1 is continuous with the first region A1 including the nip portion, there is no period during which the portion of the
加えて、加熱定着装置1がニップ部を形成する領域を含む第1領域A1に接触し且つ加熱ベルト10よりも熱容量が大きい弧状片50を含んでいるために、稼動開始からある程度の時間が経過した後には用紙Pへの熱供給が安定して行われるようになる。その結果、より効率よく用紙Pを加熱することが可能となる。
In addition, since the heat fixing device 1 includes the arc-shaped
<第2の実施の形態>
次に、本発明の第2の実施の形態に係る加熱定着装置101を、主に第1の実施の形態との相違点について図3を参照して説明する。本実施の形態において、第1の実施の形態と同じ部材には同じ符号を付けてその説明を省略する。
<Second Embodiment>
Next, a
図3に描かれているように、本実施の形態の加熱定着装置101において、加熱ベルト10に内包された発熱体ユニット130は、そのガラス管132の中心軸が加熱ベルト10の中心の右斜め下に位置するように配置されている。そして、第1の実施の形態におけるグラファイトヒータ31と同じ形状を有するグラファイトヒータ131は、その中心がガラス管132の中心軸を通過するように且つ上端が下端よりも内側に位置するように斜めに延在している。したがって、グラファイトヒータ131の両方の放射面131a、131bが傾斜面であり、一方の放射面131aが外向きに斜め上方を向いており、他方の放射面131bが内向きに斜め下方を向いており、一方の放射面131aの赤外線放射方向が対向点Yよりも下流側となり、他方の放射面131bの赤外線放射方向がニップ部の中心点Xより下流側となるように構成している。
As shown in FIG. 3, in the heating and fixing
反射部140は、グラファイトヒータ131の放射面131aからの赤外線放射の一部を加熱ベルト10の内面に向けて反射することができるような形状の凹部140aと、放射面131bからの赤外線放射の一部を加熱ベルト10の内面に向けて反射することができるような形状の凹部140bとを有している。2つの凹部140a、140b同士は、互いに接続されている。凹部140aで反射した赤外線は予備加熱領域(第2領域)B2に照射され、凹部140bで反射した赤外線はニップ部を形成する領域を含む第1領域A2に位置する弧状片50に照射される。
The
本実施の形態において、ニップ部の中心点Xを含む加熱ベルト10の第1領域A2が、グラファイトヒータ131の放射面131bから放射される赤外線によって弧状片50を介して加熱される。ニップ部を形成する領域を含む領域A2は、第1の実施の形態におけるニップ部を形成する領域を含む領域A1と同様の範囲に相当する。本実施の形態において、放射面131bから放射される赤外線の大部分がダイレクトに又放射面131bから放射される赤外線の残りの分が凹部140bで反射して共に弧状片50に照射される。
In the present embodiment, the first region A2 of the
予備加熱領域(第2領域)B2は、加熱ベルト10の回転方向に関してニップ部を含む第1領域A2よりも上流にあって第1領域A2と連続している。本実施の形態において、放射面131aから放射される赤外線の大部分がダイレクトに又放射面131aから放射される赤外線の残りの分が凹部140aで反射して共に予備加熱領域(第2領域)B2に照射される。予備加熱領域(第2領域)B2の上流端は、加熱ベルト10の回転方向に関して、対向点Yよりも下流で且つ中間点Zよりも上流にある。
The preheating region (second region) B2 is upstream of the first region A2 including the nip portion in the rotation direction of the
上述したように、グラファイトヒータ131に通電が行われることで加熱ベルト10のニップ部を形成する領域を含む第1領域A2が放射面131bからの赤外線放射によって加熱されると共に予備加熱領域(第2領域)B2が放射面131aからの赤外線放射によって加熱される。このとき、放射面131aから放射される赤外線の全てが第1領域A2の上流側の予備加熱領域(第2領域)B2に照射されることになり、放射面131bから放射される赤外線を効率よく利用することができる。したがって、放射面131aからの赤外線放射を集中させて予備加熱領域(第2領域)B2の温度上昇を促進することができる。さらに、加熱ベルト10の或る部位に着目した場合、その部位は予備加熱領域(第2領域)B2となってから加熱ベルト10の回転に伴って次にニップ部を形成する領域を含む第1領域A2となるので、用紙Pがニップ部を通過する際にはニップ部の温度を十分に上昇させることができる。このように、加熱ベルト10に予備加熱領域(第2領域)B2を設けると共に放射面131bからの赤外線放射と放射面131aからの赤外線放射とでニップ部を含む第1領域A2及び予備加熱領域(第2領域)B2をそれぞれ個別に加熱することによって、用紙Pがニップ部に進入したときに効率よく用紙Pを加熱してトナーを用紙Pに定着させることが可能となる。その結果、加熱定着装置101の省電力駆動が可能となる。更に、一方の放射面131aの赤外線放射方向が対向点Yより下流側となり、他方の放射面131bの赤外線放射方向がニップ部の中心点Xよりも下流側となるように構成しているため、第1の実施の形態に比して、予備加熱領域(第2領域)B2をより効果良く加熱することが出来る。その他、本実施の形態によると、第1の実施の形態と同様の技術的効果を得ることができる。その他、本実施の形態によると、第1の実施の形態と同様の技術的効果を得ることができる。
As described above, when the
<第3の実施の形態>
次に、本発明の第3の実施の形態に係る加熱定着装置201を、主に第1の実施の形態との相違点について図4を参照して説明する。本実施の形態において、第1の実施の形態と同じ部材には同じ符号を付けてその説明を省略する。
<Third Embodiment>
Next, a
図4に描かれているように、本実施の形態の加熱定着装置201において、加熱ベルト10に内包された発熱体ユニット230は、第2の実施の形態と同様にそのガラス管232の中心軸が加熱ベルト10の中心の右斜め下に位置するように配置されている。そして、第1の実施の形態におけるグラファイトヒータ131と同じ形状を有するグラファイトヒータ231は、その中心がガラス管232の中心軸を通過するように且つ上端が下端よりも内側に位置するように斜めに延在している。したがって、グラファイトヒータ231の両方の放射面231a、231bが傾斜面であり、一方の放射面231aが外向きに斜め上方を向いており、他方の放射面231bが内向きに斜め下方を向いており、一方の放射面231aの赤外線放射方向が対向点Yより下流側となり、他方の放射面231bの赤外線放射方向がニップ部の中心点Xよりも下流側となるように構成している。
As shown in FIG. 4, in the
反射鏡240は、グラファイトヒータ231の放射面231aからの赤外線放射の一部を加熱ベルト10の内面に向けて反射することができるような形状の凹部140aと、放射面231bからの赤外線放射の一部を加熱ベルト10の内面に向けて反射することができるような形状の凹部240bとを有している。2つの凹部240a、240b同士は、分離して別体となっている。凹部240aで反射した赤外線及び凹部240bで反射した赤外線は、共に弧状片250に照射される。本実施の形態において、弧状片250は、後述するニップ部を形成する領域を含む第1領域A3と予備加熱領域(第2領域)B3とを合わせたのと同じ範囲に、加熱ベルト10の内面に沿って配置されている。
The reflecting
本実施の形態において、ニップ部の中心点Xを含む加熱ベルト10の第1領域A3が、グラファイトヒータ231の放射面231bから放射される赤外線によって弧状片250を介して加熱される。ニップ領域A3は、第1の実施の形態におけるニップ領域A1と同様の範囲に相当する。本実施の形態において、放射面231bから放射される赤外線の大部分がダイレクトに又放射面231bから放射される赤外線の残りの分が凹部240bで反射して共に弧状片250の下流領域に照射される。
In the present embodiment, the first region A3 of the
加熱ベルト10の回転方向に関してニップ部を形成する領域を含む第1領域A3よりも上流にあって第1領域A3と連続した予備加熱領域(第2領域)B3は、グラファイトヒータ231の放射面231aから放射される赤外線によって弧状片250を介して加熱される。本実施の形態において、放射面231aから放射される赤外線の大部分がダイレクトに又放射面231aから放射される赤外線の残りの分が凹部240aで反射して共に弧状片250の上流領域に照射される。予備加熱領域(第2領域)B3の上流端は、加熱ベルト10の回転方向に関して、対向点Yよりも下流で且つ中間点Zよりも上流にある。
The preheating region (second region) B3 that is upstream of the first region A3 including the region that forms the nip portion in the rotation direction of the
上述したように、グラファイトヒータ231に通電が行われることで加熱ベルト10のニップ部を形成する領域を含む第1領域A3が放射面231bからの赤外線放射によって加熱されると共に予備加熱領域(第2領域)B3が放射面231aからの赤外線放射によって加熱される。このとき、放射面231aから照射されると共に反射部240aによって反射される赤外線の全てがニップ部を含む第1領域A3の上流側の予備加熱領域(第2領域)B3に照射されることになり、放射面231aから出射される赤外線を効率よく利用することができる。したがって、放射面231aからの赤外線放射を集中させて予備加熱領域(第2領域)B3の温度上昇を促進することができる。さらに、加熱ベルト10の或る部位に着目した場合、その部位は予備加熱領域(第2領域)B3となってから加熱ベルト10の回転に伴って次にニップ部となるので、用紙Pがニップ部を通過する際にはニップ部の温度を十分に上昇させることができる。このように、加熱ベルト10に予備加熱領域(第2領域)B3を設けると共に放射面231bからの赤外線放射と放射面231aからの赤外線放射とでニップ部を含む第1領域A3及び予備加熱領域(第2領域)B3をそれぞれ個別に加熱することによって、用紙Pがニップ部の中心点Xに進入したときに効率よく用紙Pを加熱してトナーを用紙Pに定着させることが可能となる。その結果、加熱定着装置201の省電力駆動が可能となる。更に、一方の放射面231aの赤外線放射方向が対向点Yより下流側となり、他方の放射面231bの赤外線放射方向がニップ部の中心点Xよりも下流側となるように構成しているため、第1の実施の形態に比して、予備加熱領域(第2領域)B3をより効果良く加熱することが出来る。その他、本実施の形態によると、第1の実施の形態と同様の技術的効果を得ることができる。
As described above, when the
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更を上述の実施の形態に施すことが可能である。例えば、上述した実施の形態では炭素系抵抗発熱体としてグラファイトヒータを用いているが、カーボンヒータなどのそのほかの炭素系抵抗発熱体を用いることも可能である。また、上述した実施の形態では炭素系抵抗発熱体としてシート形状を有するものを用いているが、本発明において炭素系抵抗発熱体として少なくとも2方向に高い照射強度を有する第1及び第2の放射面をもつ任意の形状を有するものを用いてもよい。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made to the above-described embodiments as long as they are described in the claims. It is possible to apply. For example, in the above-described embodiment, a graphite heater is used as the carbon-based resistance heating element, but other carbon-based resistance heating elements such as a carbon heater can be used. In the above-described embodiment, the carbon-based resistance heating element having a sheet shape is used. In the present invention, the first and second radiations having high irradiation intensity in at least two directions are used as the carbon-based resistance heating element. You may use what has the arbitrary shape which has a surface.
第1回転体としては、上述した実施の形態のような加熱ベルトに限らず、ローラ型のものを用いてもよい。上述した実施の形態では定着補助部材である弧状片を用いているが、これを用いなくてもよい。また、発熱体ユニットが複数の炭素系抵抗発熱体を有していてもよい。この場合、複数の炭素系抵抗発熱体の少なくとも1つの面がニップ部を含む第1領域を加熱し、他の少なくとも1つの面がその上流側の予備加熱領域(第2領域)を加熱すればよい。 The first rotating body is not limited to the heating belt as in the above-described embodiment, and a roller type may be used. In the embodiment described above, the arcuate piece which is a fixing auxiliary member is used, but this may not be used. Further, the heating element unit may have a plurality of carbon-based resistance heating elements. In this case, if at least one surface of the plurality of carbon-based resistance heating elements heats the first region including the nip portion and the other at least one surface heats the upstream preheating region (second region). Good.
1 加熱定着装置
10 加熱ベルト(加熱体、第1回転体)
20 加圧ローラ(加圧体、第2回転体)
21 シャフト
30 発熱体ユニット
31 グラファイトヒータ
31a、31b 放射面
32 ガラス管
40 反射鏡
50 弧状片(定着補助部材)
X ニップ部中心点
A1 ニップ部を含む第1領域
B1 予備加熱領域(第2領域)
P 用紙
1
20 Pressure roller (pressure body, second rotating body)
21
X Nip part center point A1 First area B1 including nip part Preheating area (second area)
P paper
Claims (6)
前記加熱体とニップ部を形成して前記未定着像を記録材に押圧する加圧体と、
前記加熱体に内包され、前記炭素系抵抗発熱体からの赤外線放射の少なくとも一部を前記加熱体の内面に向けて反射する反射部とを備えており、
前記加熱体の前記ニップ部を形成する領域を含む第1領域が、前記炭素系抵抗発熱体の第1の放射面からの赤外線放射によって加熱され、
前記加熱体の前記炭素系抵抗発熱体の第1の放射面からの赤外線放射によって加熱される部分以外の所定の第2領域が、前記炭素系抵抗発熱体の第2の放射面からの赤外線放射によって加熱されるように、前記反射部が設けられていることを特徴とする加熱定着装置。 A heating element including a carbon-based resistance heating element having first and second radiation surfaces having high radiation intensity in at least two directions for fixing an unfixed image formed on a recording material;
A pressure body that forms a nip portion with the heating body and presses the unfixed image against a recording material;
A reflective portion that is included in the heating body and reflects at least part of infrared radiation from the carbon-based resistance heating element toward the inner surface of the heating body;
A first region including a region forming the nip portion of the heating body is heated by infrared radiation from a first radiation surface of the carbon-based resistance heating element;
A predetermined second region of the heating body other than a portion heated by infrared radiation from the first radiation surface of the carbon-based resistance heating element is infrared radiation from the second radiation surface of the carbon-based resistance heating element. The heat fixing device is provided with the reflection portion so as to be heated by the heat.
前記第1回転体とは逆方向に回転可能で、前記第1回転体との間に記録材のニップ部を形成する第2回転体と、
少なくとも2方向に高い放射強度を有する第1及び第2の放射面をもつ炭素系抵抗発熱体、及び、前記炭素系抵抗発熱体を内包する被覆体を含み、前記第1回転体の回転軸方向に延在した直線形状を有すると共に、前記第1回転体に内包された発熱ユニットと、
前記第1回転体に内包され、前記炭素系抵抗発熱体からの赤外線放射の少なくとも一部を前記第1回転体の内面に向けて反射する反射部とを備えており、
前記第1回転体のニップ部を形成する領域を含む第1領域が、前記炭素系抵抗発熱体の第1の放射面からの赤外線放射によって加熱され、
前記第1回転体の前記炭素系抵抗発熱体の第1の放射面からの赤外線放射によって加熱される第1領域以外の所定の第2領域が、前記炭素系抵抗発熱体の第2の放射面からの赤外線放射によって加熱されるように、前記発熱ユニット及び前記反射部が設けられていることを特徴とする加熱定着装置。 A first rotating body;
A second rotator that is rotatable in the opposite direction to the first rotator and forms a nip portion of a recording material with the first rotator;
A carbon-based resistance heating element having first and second radiation surfaces having high radiation intensity in at least two directions, and a covering body containing the carbon-based resistance heating element, the rotational axis direction of the first rotating body And a heating unit enclosed in the first rotating body,
A reflection part included in the first rotating body and reflecting at least part of infrared radiation from the carbon-based resistance heating element toward the inner surface of the first rotating body;
A first region including a region forming a nip portion of the first rotating body is heated by infrared radiation from a first radiation surface of the carbon-based resistance heating element;
The predetermined second region other than the first region heated by infrared radiation from the first radiation surface of the carbon-based resistance heating element of the first rotating body is a second radiation surface of the carbon-based resistance heating element. The heat-fixing device is characterized in that the heat generating unit and the reflecting portion are provided so as to be heated by infrared radiation from.
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