JP2020134717A - Heating device, fixing device, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はハロゲンヒータなどの加熱源を使用した加熱装置、定着装置および画像形成装置に関する。 The present invention relates to a heating device, a fixing device and an image forming device using a heating source such as a halogen heater.
電子写真方式の画像形成装置で使用される定着装置は種々の型式が知られている。その1つに、低熱容量の薄肉定着ベルトをハロゲンヒータで加熱する型式がある(例えば特許文献1参照)。この型式の定着装置では、無端状の定着ベルトを間に挟んで内側にニップ形成部材、外側に加圧ローラが配設される。 Various types of fixing devices used in electrophotographic image forming devices are known. One of them is a model in which a thin-walled fixing belt having a low heat capacity is heated by a halogen heater (see, for example, Patent Document 1). In this type of fixing device, a nip forming member is arranged inside and a pressure roller is arranged outside with an endless fixing belt sandwiched between them.
定着ベルト内のハロゲンヒータでニップ形成部材が加熱され、ニップ形成部材で定着ベルトが加熱される。ニップ形成部材は断面チャンネル形状の金属製ステーによって支持される。ステーの過熱を防止して熱効率を高めるため、ステーの内側に反射部材が配設される。 The halogen heater in the fixing belt heats the nip forming member, and the nip forming member heats the fixing belt. The nip forming member is supported by a metal stay having a channel-shaped cross section. A reflective member is provided inside the stay in order to prevent overheating of the stay and increase thermal efficiency.
特許文献1の定着装置では、ハロゲンヒータからの輻射熱が360°全方向に広がるので、ステーなど本来加熱したくない周辺部材を輻射熱から保護し熱効率を高めるために反射部材が欠かせない。しかし、反射部材を設けると定着装置の重量増やサイズアップとなり、また反射部材の組付工程も必要なためコストアップになる。さらにハロゲンヒータから反射部材まで一定の距離があるので、熱効率や省エネ性でも課題があった。 In the fixing device of Patent Document 1, since the radiant heat from the halogen heater spreads in all directions by 360 °, a reflective member is indispensable for protecting peripheral members such as stays that are originally not desired to be heated from radiant heat and improving thermal efficiency. However, if the reflective member is provided, the weight and size of the fixing device are increased, and the cost is increased because the process of assembling the reflective member is also required. Furthermore, since there is a certain distance from the halogen heater to the reflective member, there are problems in terms of thermal efficiency and energy saving.
本発明はこのような状況に鑑みてなされたもので、定着装置の熱効率と省エネ性を向上すると共に定着装置の軽量小型化とコストダウンを図ることを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to improve the thermal efficiency and energy saving of the fixing device, and to reduce the weight and size of the fixing device and reduce the cost.
前記課題を解決するため、本発明の加熱装置は、無端状の回転部材と、前記回転部材の内部に配置され輻射熱を発する加熱源と、前記回転部材の内周側に配置され前記加熱源から発する輻射熱で加熱されるニップ形成部材と、前記回転部材の外周側に対向して配置され、前記ニップ形成部材との間で前記回転部材を挟むことで、被加熱シートが通過するニップ部を形成する対向部材とを備えた加熱装置であって、前記加熱源から前記ニップ形成部材に直接向かう輻射熱以外の輻射熱を、前記ニップ形成部材の方向に反射する反射面が、前記加熱源の表面に配設されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the heating device of the present invention comprises an endless rotating member, a heating source arranged inside the rotating member to generate radiant heat, and a heating source arranged on the inner peripheral side of the rotating member. A nip portion through which the heated sheet passes is formed by sandwiching the rotating member between the nip forming member heated by the radiant heat generated and the rotating member arranged opposite to the outer peripheral side of the rotating member. A heating device including an opposing member, and a reflective surface that reflects radiant heat other than radiant heat directly directed from the heating source to the nip forming member in the direction of the nip forming member is arranged on the surface of the heating source. It is characterized by being installed.
本発明によれば、加熱源からニップ形成部材に直接向かう輻射熱以外の輻射熱をニップ形成部材の方向に反射する反射面が加熱源の表面に配設されているので、加熱源の周りに反射部材を設ける必要がなく、加熱装置の軽量小型化とコストダウンを図ることができ、また輻射熱の輻射領域をニップ形成部材だけに限定できるので、熱効率と省エネ性を向上することができる。 According to the present invention, since a reflective surface for reflecting radiant heat other than the radiant heat directly directed from the heating source to the nip forming member in the direction of the nip forming member is arranged on the surface of the heating source, the reflecting member is surrounded by the heating source. It is not necessary to provide a heating device, the weight and size of the heating device can be reduced, and the cost can be reduced. Further, since the radiant region of radiant heat can be limited to the nip forming member, the thermal efficiency and energy saving can be improved.
以下、本発明の実施形態に係る定着装置及び画像形成装置(レーザプリンタ)について図面を参照して説明する。レーザプリンタは画像形成装置の一例であり、当該画像形成装置はレーザプリンタに限定されないことは勿論である。 Hereinafter, the fixing device and the image forming device (laser printer) according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The laser printer is an example of an image forming apparatus, and it goes without saying that the image forming apparatus is not limited to the laser printer.
すなわち、画像形成装置は複写機、ファクシミリ、プリンタ、印刷機、及びインクジェット記録装置のいずれか一つ、またはこれらの少なくとも2つ以上を組み合わせた複合機として構成することも可能である。 That is, the image forming apparatus can be configured as any one of a copying machine, a facsimile, a printer, a printing machine, and an inkjet recording apparatus, or a compound machine in which at least two or more of these are combined.
なお、各図中の同一または相当する部分には同一の符号を付し、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。また各構成部品の説明にある寸法、材質、形状、その相対配置などは例示であって、特に特定的な記載がない限りこの発明の範囲をそれらに限定する趣旨ではない。 The same or corresponding parts in each drawing are designated by the same reference numerals, and the duplicated description thereof will be appropriately simplified or omitted. Further, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements thereof, etc. in the description of each component are examples, and the scope of the present invention is not intended to be limited thereto unless otherwise specified.
以下の実施形態では「記録媒体」を「用紙」として説明するが、「記録媒体」は紙(用紙)に限定されない。「記録媒体」は紙(用紙)だけでなくOHPシートや布帛、金属シート、プラスチックフィルム、或いは炭素繊維にあらかじめ樹脂を含浸させたプリプレグシートなども含む。 In the following embodiments, the "recording medium" is described as "paper", but the "recording medium" is not limited to paper (paper). The "recording medium" includes not only paper but also transparencies, fabrics, metal sheets, plastic films, and prepreg sheets in which carbon fibers are pre-impregnated with resin.
現像剤やインクを付着させることができる媒体、記録紙、記録シートと称されるものも、すべて「記録媒体」に含まれる。また「用紙」には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙(コート紙やアート紙等)、トレーシングペーパ等も含まれる。 A medium to which a developing agent or ink can be attached, a recording paper, and a recording sheet are all included in the "recording medium". In addition to plain paper, "paper" also includes thick paper, postcards, envelopes, thin paper, coated paper (coated paper, art paper, etc.), tracing paper, and the like.
また、以下の説明で使用する「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与することも意味する。 Further, "image formation" used in the following description means not only giving an image having meaning such as characters and figures to the medium, but also giving an image having no meaning such as a pattern to the medium. Also means.
(レーザプリンタの構成)
図1は、本発明の定着装置300を備えた画像形成装置100の一実施形態としてのレーザプリンタの原理図である。画像形成装置100は像担持体2(例えば感光体ドラム)と、ドラムクリーニング装置3を有している。
(Laser printer configuration)
FIG. 1 is a principle diagram of a laser printer as an embodiment of an
また像担持体の表面を一様帯電する帯電手段としての帯電装置4と、像担持体上に形成された静電潜像の可視像処理を行う現像手段としての現像装置5と、像担持体2の下方に配設された転写手段TMと、除電装置等を有する。
Further, a
露光器7は像担持体2の上方に配設されている。この露光器7は、画像情報に応じた書き込み走査、すなわち、画像データに基づいてレーザダイオードからのレーザ光Lbをミラー7aで反射して像担持体2に照射する。
The exposure device 7 is arranged above the
用紙給送装置50は、用紙Pを積載するトレイを有し、画像形成装置100の下方に設置されている。この用紙給送装置50は記録媒体としての多数枚の用紙Pを束状で収容可能であり、用紙Pの搬送手段としての給紙ローラ60と共にユニット化される。
The
給紙ローラ60の下流側に、分離搬送手段としてのレジストローラ対250が配設されている。用紙給送装置50から給紙された用紙Pをレジストローラ対250で一旦停止させる。この一旦停止により用紙Pの先端側に弛みが形成されて用紙Pの斜行(スキュー)が修正される。
A
レジストローラ対250に突き当てられて先端部に弛みが形成された用紙Pは、像担持体2上のトナー像が好適に転写されるタイミングに合わせて転写手段TMの転写ニップNに送り出される。そして、送り出された用紙Pは、転写ニップNにおいて印加されたバイアスによって像担持体2上のトナー像が所望の転写位置に静電的に転写されるようになっている。
The paper P, which is abutted against the
転写ニップNの下流側に定着装置300が配設されている。定着装置300は、後述する輻射熱を発する加熱源としてのハロゲンヒータ361を内包する、回転部材としての定着ベルト310と、この定着ベルト310に対して所定の圧力で当接しながら回転する対向部材としての加圧ローラ320を備えている。
The
(レーザプリンタの作動)
次に、本実施形態に係るレーザプリンタの基本的動作を説明する。画像形成装置100の制御部からの給紙信号に対応して給紙ローラ60が回転する。この給紙ローラ60の回転により用紙給送装置50に積載された束状用紙Pの最上位の用紙が分離されて給紙路に送り出される。
(Laser printer operation)
Next, the basic operation of the laser printer according to this embodiment will be described. The
送り出された用紙Pは、その先端がレジストローラ対250のニップに到達すると、弛みを形成し、その状態で待機する。そして、像担持体2上のトナー画像をこの用紙Pに転写する最適なタイミング(同期)を図ると共に、用紙Pの先端スキューを補正する。
When the tip of the fed paper P reaches the nip of the
帯電装置4は、像担持体2の表面を高電位に均一に帯電する。そして、露光器7は、画像データに基づいたレーザ光Lbをミラー7aで反射して像担持体2の表面に照射する。
The
レーザ光Lbが照射された像担持体2の表面は、照射された部分の電位が低下して、静電潜像を形成する。現像装置5は、トナーを含む現像剤を担持する現像剤担持体を有し、トナーボトルから供給された未使用のブラックトナーを、現像剤担持体5aを介して、静電潜像が形成された像担持体2の表面部分に転移させる。
On the surface of the
トナーが転移した像担持体2は、その表面にトナー画像を形成(現像)する。そして、像担持体2上に形成されたトナー画像を転写手段TMで用紙Pに転写する。
The
ドラムクリーニング装置3は、転写行程を経た後の像担持体2の表面に付着している残留トナーをクリーニングブレード3aで除去する。除去された残留トナーは廃トナー収容部に回収される。
The
トナー画像が転写された被加熱シートとしての用紙Pは定着装置300へと搬送される。定着装置300に搬送された用紙Pは、定着ベルト310と加圧ローラ320によって挟まれ、加熱・加圧することで未定着トナー画像が用紙Pに定着される。トナー画像が定着された用紙Pは定着装置300から送り出される。
The paper P as a sheet to be heated to which the toner image is transferred is conveyed to the
(定着装置)
次に、本発明の実施形態に係る定着装置300についてさらに説明する。第1実施形態に係る定着装置300は、図2、図3に示すように、低熱容量の薄肉の定着ベルト310と加圧ローラ320で構成されている。
(Fixing device)
Next, the fixing
定着ベルト310は、低熱容量化の観点から、全体として厚さ1mm以下、直径20〜40mmに設定されている。さらなる低熱容量化のためには、望ましくは定着ベルト21全体の厚さを0.2mm以下、更に望ましくは0.16mm以下の厚さとし、直径は30mm以下とするのがよい。
The fixing
定着ベルト310は、内周側の基体(厚さ20〜50μm)、外周側の離型層(厚さ10〜50μm)、中間の弾性層(厚さ100〜300μm)で構成することができる。内周側の基体は、低熱容量化のためニッケルやSUSなどの金属材料や、ポリイミドなどの樹脂材料で形成することができる。定着ベルト310の内周面に摺動層としてポリイミドやPTFEなどをコートしてもよい。
The fixing
外周側の離型層は、耐久性を高め離型性を確保するためのもので、PFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)やPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)などのフッ素系樹脂で形成することができる。 The release layer on the outer peripheral side is for enhancing durability and ensuring releasability, and is a fluororesin such as PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer) or PTFE (polytetrafluoroethylene). Can be formed with.
中間の弾性層はベルト表面の微小な凹凸を吸収するためのもので、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、あるいはフッ素ゴムなどのゴム材料で形成することができる。弾性層の厚さを100μm程度にすれば、未定着トナーを押し潰して定着させるときに、弾性層の弾性変形によってベルト表面の微小な凹凸を吸収し、光沢ムラの発生を回避できる。 The elastic layer in the middle is for absorbing minute irregularities on the surface of the belt, and can be formed of a rubber material such as silicone rubber, foamable silicone rubber, or fluororubber. When the thickness of the elastic layer is set to about 100 μm, when the unfixed toner is crushed and fixed, the elastic deformation of the elastic layer absorbs minute irregularities on the belt surface, and the occurrence of uneven gloss can be avoided.
加圧ローラ320は例えば外径が25mmであり、中実の鉄製芯金321と、この芯金321の表面に形成された弾性層322と、弾性層322の外側に形成された離型層323とで構成されている。
The
弾性層322はシリコーンゴム、ソリッドゴムまたはスポンジゴム等で形成することができ、弾性層322の厚みは例えば3.5mmである。弾性層322にスポンジゴムを使用すると断熱性が高まるので、定着ベルト310の熱が奪われにくくなる。
The
弾性層322の表面は離型性を高めるために、厚みが例えば40μm程度のフッ素樹脂層による離型層323を形成するのが望ましい。加圧ローラ320は定着ベルト310に対して付勢手段により圧接している。
It is desirable that the surface of the
図2、図3では加圧ローラ320を中実のローラとして図示するが、加圧ローラ320は中空のローラであってもよい。その場合、加圧ローラ320の内部にハロゲンヒータなどの熱源を配設してもよい。
Although the
(定着ベルトの内部構造)
定着ベルト310の内側に、支持部材としてのステー330とニップ形成部材380が軸線方向に配設されている。ステー330は、断面U字状の金属製のチャンネル材で構成され、その長手方向両端部分が定着装置300の両側板に支持されている。
(Internal structure of fixing belt)
Inside the fixing
ステー330の材料としては、SUSやSECCなどの高剛性の鉄系材料が適する。このような鉄系材料を使用することで、ニップ形成部材380に作用する加圧ローラ320の押圧力をステー330で確実に受けとめて、ニップ部SNを安定的に形成する。
As the material of the
ニップ形成部材380は軸線方向(幅方向)に熱を移動させることで、定着ベルト310の温度を幅方向に均一化する。ニップ形成部材380は幅方向の熱移動を円滑にするために熱伝導率の高い銅(398W/mk)やアルミニウム(236W/mk)、銀等の部材を薄板状にしたものが用いられる。また、コストや加工面等を考慮すると銅を薄板状にしたものを用いることが望ましい。
The
ニップ形成部材380のニップ形成面には、耐摩耗性や摺動性を向上させるために、アルマイト処理やフッ素樹脂系材料の塗布等を施してもよい。また経時時的な摺動性の確保を目的として、フッ素グリス等の潤滑剤を塗布、維持する構成としてもよい。
The nip-forming surface of the nip-forming
図2、図3のニップ形成部材380はニップ形成面を平坦状に図示するが、ニップ形成面は凹形状やその他の形状であってもよい。例えば凹形状のニップ形成面にすると、用紙先端の排出方向が加圧ローラ320寄りになり、分離性が向上してジャムの発生が抑制される。
The
また、定着装置300の用紙搬送方向下流側に、定着ベルト310から用紙Pを分離するための分離部材を設けてもよい。さらに、加圧ローラ320を定着ベルト310へ加圧する解除可能な加圧手段を設けてもよい。
Further, a separating member for separating the paper P from the fixing
ステー330は、詳しくは図2、図3に示すように、上流側側壁330a、天井壁330bおよび下流側側壁330cを有し、天井壁330bによって上流側側壁330aと下流側側壁330cの上端部が連結されている。そしてステー330の下向き開口端、すなわち上流側側壁330aと下流側側壁330cの下端部に、ニップ形成部材380の短手方向両端が固定・支持されている。
As shown in FIG. 2 and FIG. 3 in detail, the
したがって、ステー330の内側に上下左右の四方が閉じた空間が形成される。ニップ形成部材380を、ステー330の上流側側壁330aと下流側側壁330cの下端部2箇所で支えることで、ニップ形成部材380の熱容量を増やさず、伝熱効率を向上可能な構成となり、消費電力の低減を図ることができる。
Therefore, a space is formed inside the
ステー330の内側の閉じた空間に、加熱源としてのハロゲンヒータ361が軸線方向に配設されている。ハロゲンヒータ361の両端部は定着装置300の両側板に支持されている。ハロゲンヒータ361から発する輻射熱によって、ニップ形成部材380が加熱され、ニップ形成部材380によって定着ベルト310が加熱される。
A
ハロゲンヒータ361の出力制御は、例えば定着ベルト310のベルト回転方向上流側外周に設けられた温度センサでベルト表面の温度を検知することで行われる。このようなヒータの出力制御によって、定着ベルト310の温度(定着温度)を所望の温度に設定する。
The output control of the
(ハロゲンヒータの反射面)
ハロゲンヒータ361の表面上半分に、図3のように反射面362が形成されている。この反射面362は、ハロゲンヒータ361のバルブ361aの表面に設けられている。バルブ361aは、ハロゲンヒータ361のフィラメント361bを覆う円筒状の石英管で構成される。
(Reflective surface of halogen heater)
A
本実施形態では、ハロゲンヒータ361に反射面362が一体化されているので、従来のように別部材としての反射部材の組み付けが不要となり、装置の小型・低コスト化を図ることができる。また、定着装置300の小型化によってその熱容量が少なくて済むため、ニップ部SNの温度立ち上げ時間を短縮することができる。
In the present embodiment, since the reflecting
前記反射面362は、耐熱性の反射材をバルブ361aの表面上半分に固定することで形成する。反射材の固定方法は、蒸着、接着、塗布等の各種の方法を採用可能である。反射材としてはセラミックスや金属(金、銀、銅、アルミニウム)など耐熱性を有する各種反射材を単品または組み合わせ(混合し)て使用することができる。例えばモリブデン合金箔やアルミ箔などをバルブ361aの表面上半分に固定することができる。
The
反射面362付きのハロゲンヒータ361を使用することにより、反射面362と反対側の図2、図3で下向き開口部側の輻射強度を高くすることができ、また円周方向の熱量分布を限定することが可能になる。
By using the
従来、ハロゲンヒータ361の周囲には別部材として反射部材を配設していたが、装置を小型化する場合は当該反射部材をハロゲンヒータ361に近接配置しなければならない。そうすると反射部材が高熱で変色して反射率が低下するという問題があった。
Conventionally, a reflective member has been arranged as a separate member around the
本実施形態は、ハロゲンヒータ361のバルブ361a自体に耐熱性の反射面を形成するので、当該反射面が高熱でも変色することがなく、また反射部材を配置する必要がないから、省エネルギー性の低下を招くことなく装置の小型化が可能となる。
In the present embodiment, since the heat-resistant reflective surface is formed on the
また、ハロゲンヒータ361の輻射熱の輻射領域を反射面362によってニップ形成部材380に限定することができるから、ステー330など周囲部材の温度上昇を抑制することができる。
Further, since the radiant region of the radiant heat of the
反射面362の形成範囲は、ハロゲンヒータ361の表面上半分180°の範囲である。すなわち、ハロゲンヒータ361のフィラメント361bの中心を通る水平線から上半分のバルブ361aの外周面に反射面362を形成する。これにより、ハロゲンヒータ361の下向き180°の開口角の内側に、ハロゲンヒータ361からニップ形成部材380に向かう扇状の輻射領域R1を絞り込むことができる。前述した反射面362の形成範囲(上半分180°)は、ニップ形成部材380からハロゲンヒータ361までの距離(高さ)、ニップ形成部材380の短手幅、ニップ部SNの幅などに対応して変更してもよい。
The forming range of the reflecting
輻射領域R1は、ニップ形成部材380の短手方向の幅内であって、その上流端R1aと下流端R1bは、ステー330の上流側側壁330aと下流側側壁330cの内側に位置する。輻射領域R1の上流端R1aと下流端R1bの位置は、ハロゲンヒータ361とニップ形成部材380の距離を最適化することで実現できる。
The radiation region R1 is within the width of the
定着装置300は以上のように構成され、図2において、ニップ部SNに向けて矢印方向からトナー像を担持した用紙Pを通紙すると、定着ベルト310と加圧ローラ320との間のニップ部SNで用紙Pが加熱されてトナー像が用紙Pに定着される。
The fixing
この際、定着ベルト310はニップ形成部材380を介してハロゲンヒータ361からの輻射熱で加熱される。この際、ハロゲンヒータ361のバルブ361a自体に反射面362を形成しているので、ハロゲンヒータ361の輻射熱をすべてニップ形成部材380に集中させることができ、ニップ形成部材380を効率よく加熱することができる。
At this time, the fixing
(定着装置の第2実施形態)
図4は第2実施形態に係る定着装置300であって、この実施形態ではハロゲンヒータ361からニップ形成部材380に向かう扇状の輻射領域R2が形成される。輻射領域R2の用紙搬送方向上流側(ニップ部SN入口側)の端部R2aは、ステー330の上流側側壁330aの内側面とニップ形成部材380の上面が交わる角部(交点)である。
(Second Embodiment of Fixing Device)
FIG. 4 shows the fixing
また、輻射領域R2の用紙搬送方向下流側(ニップ部SN出口側)の端部R2bは、ステー330の下流側側壁330cの内側面とニップ形成部材380の上面が交わる角部(交点)である。輻射領域R2をこのように設定することで、ステー330の無用な加熱を防止すると共に、ニップ形成部材380の上面最大面積を被輻射領域にして効率的に加熱することができる。
Further, the end portion R2b of the radiation region R2 on the downstream side in the paper transport direction (nip portion SN outlet side) is a corner portion (intersection point) where the inner side surface of the
(定着装置の第3実施形態)
図5は第3実施形態に係る定着装置300であって、この実施形態ではハロゲンヒータ361からニップ形成部材380に向かう扇状の輻射領域R3が形成される。輻射領域R3の用紙搬送方向上流側(ニップ部SN入口側)の端部R3aは、ニップ部SNの入口端に一致し、また輻射領域R2の用紙搬送方向下流側(ニップ部SN出口側)の端部R3bは、ニップ部SNの出口端に一致している。
(Third Embodiment of fixing device)
FIG. 5 shows the fixing
すなわち、輻射領域R3の幅はニップ部SNの幅と同一であり、輻射熱がステー330に照射されることがない。輻射領域R3を図5のように設定することで、ステー330の無用な加熱を防止すると共に、ニップ部SNを効率的に加熱することができる。
That is, the width of the radiant region R3 is the same as the width of the nip portion SN, and the radiant heat is not applied to the
定着装置300において最も加熱したい部分はニップ部SNであり、反射面付ハロゲンヒータ361の輻射領域R3で限定された輻射熱が、すべてニップ部SNに照射されることがより望ましい。このような構成にしても、ニップ形成部材380は金属板等の熱伝導性がよい材質で構成されているので、定着性に影響することはない。
The portion of the fixing
図5の構成とすることにより、ニップ部SNをより効率よく加熱できるため、定着装置300の省エネルギー性をさらに高めることができる。この場合も、反射面付ハロゲンヒータ361とニップ形成部材380の距離を最適化することで前述した輻射領域R3を実現可能である。
With the configuration shown in FIG. 5, the nip portion SN can be heated more efficiently, so that the energy saving of the fixing
(定着装置の第4実施形態)
図6は第4実施形態に係る定着装置300であって、この実施形態では、ハロゲンヒータ361からニップ形成部材380に向かう扇状の輻射領域R4が、定着性に関してより優位に形成される。
(Fourth Embodiment of fixing device)
FIG. 6 shows the fixing
輻射領域R4の用紙搬送方向上流側(ニップ部SN入口側)の端部R4aは、図4と同じように、ステー330の上流側側壁330aの内側面とニップ形成部材380の上面が交わる角部(交点)である。また、輻射領域R2の用紙搬送方向下流側(ニップ部SN出口側)の端部R4bは、図5と同じように、ニップ部SNの出口端に一致している。すなわち、ハロゲンヒータ361の開口部の向きが図6でややニップ部SN入口側に傾いている。
The end portion R4a of the radiation region R4 on the upstream side in the paper transport direction (nip portion SN inlet side) is a corner portion where the inner side surface of the upstream
ニップ形成部材380から定着ベルト310への熱伝導にはタイムラグがあるため、ニップ上流側は、下流側比べてより積極的に(早めに)暖める必要がある。このため、図6ではニップ部SN入口側の端部R4aを、上流限界の上流側側壁330aの内側面にした。
Since there is a time lag in heat conduction from the
他方、ニップ部SN出口側の端部R4bは、ニップ部SN出口端の位置に合わせた。端部R4bをこれより下流側にしてもニップ部SNの加熱に寄与しないだけでなく、加熱範囲が不必要に拡大して熱効率が低下するからである。 On the other hand, the end portion R4b on the nip portion SN outlet side was aligned with the position of the nip portion SN outlet end. This is because even if the end portion R4b is located downstream of this, not only does it not contribute to the heating of the nip portion SN, but also the heating range is unnecessarily expanded and the thermal efficiency is lowered.
図6の輻射領域R4は、ハロゲンヒータ361とニップ形成部材380の距離を最適化すると共に、ハロゲンヒータ361の開口部の向き(角度)を最適化して、開口部をニップ部SN上流側に回転させることにより具現化できる。輻射領域R4をこのように設定することで、ステー330の無用な加熱を防止すると共に、ニップ部を効率的に加熱することができる。
In the radiation region R4 of FIG. 6, the distance between the
なお、ハロゲンヒータ361の開口部の向き(角度)は、ハロゲンヒータ361の長手方向で異ならせることも可能である。例えば、ハロゲンヒータ361の長手方向両端部で図6のように開口部をニップ部SN入口側に傾けると共に、長手方向中央部で図4又は図5のように開口部を真下に向けてもよい。これにより、定着ベルト310の端部温度だれを抑制・緩和することができる。
The orientation (angle) of the opening of the
(定着装置の第5実施形態)
図7は第5実施形態に係る定着装置300であって、この実施形態ではステー330を省略している。ニップ形成部材380の短手方向両端において、ニップ部SNと反対側に直角に折り曲げた曲げ部381、382によって、ニップ形成部材380の長手方向の曲げ剛性を確保する。
(Fifth Embodiment of fixing device)
FIG. 7 shows the fixing
そしてニップ形成部材380の長手方向両端を、装置の両側に配設したフランジ部で支持する。ステー330を省略することで装置のさらなる小型・軽量化を図ることができる。
Then, both ends of the
図7において、ハロゲンヒータ361からニップ形成部材380に向かう扇状の輻射領域R5は、曲げ部381、382の内側のニップ形成部材380の上面全面(幅X)を含む。したがってニップ部SNを効率的に加熱することができる。
In FIG. 7, the fan-shaped radiation region R5 from the
(輻射熱の強度分布)
図8は、反射面付ハロゲンヒータ361の反射面362と、開口角、輻射強度分布の関係についての一例を示す。図8(b)は反射面付ハロゲンヒータ361の断面図であり、円周方向上側(90°〜270°)に反射面362が備えられ、円周方向下側(270°〜0°〜90°)が開口部となっている。
(Intensity distribution of radiant heat)
FIG. 8 shows an example of the relationship between the reflecting
このハロゲンヒータ361の輻射強度分布は、図8(a)に示されるように円周方向下側(300°〜0°〜60°)の範囲であり、図8(b)の開口角より狭い範囲となっている。開口角よりも輻射領域(強度分布を有する範囲)が狭いことを利用して、反射面付ハロゲンヒータ361とニップ形成部材380との位置関係を決めることが望ましい。例えば、図8の輻射熱の強度が高い幅Xを、図7のニップ形成部材380の上面全面(幅X)に合わせることができる。
The radiant intensity distribution of the
以上のように、本発明の実施形態ではハロゲンヒータ361の輻射領域を反射面362で自在に限定することが可能となるので、従来のようにハロゲンヒータ361の周りに反射部材を設ける必要がなくなり、定着装置300を小型・低コスト化できる。
As described above, in the embodiment of the present invention, the radiation region of the
このような定着装置300を画像形成装置100に備えることで、省エネルギー性に優れた小型の画像形成装置を提供することができる。また、反射面362を形成することで熱効率が向上し、ウォームアップ時間短縮や省エネルギー化が可能となる。
By equipping the
以上、本発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば前記実施形態はハロゲンヒータ361を1本使用したが、ハロゲンヒータは2本又は3本以上使用してもよいことは勿論である。
Although the present invention has been specifically described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments and can be variously modified within the scope of the technical idea described in the claims. Needless to say. For example, in the above embodiment, one
これら複数のハロゲンヒータにより、用紙搬送方向に直交する加熱源の長手方向で用紙サイズに対応して複数の加熱域を形成する。これにより、加熱源よりも幅狭の用紙を定着する際に加熱源の幅方向両端域での過剰な温度上昇を防止し、当該両端域の熱的ダメージを抑えたり、無駄な加熱を回避して加熱効率を高めたりすることができる。 These plurality of halogen heaters form a plurality of heating regions corresponding to the paper size in the longitudinal direction of the heating source orthogonal to the paper transport direction. This prevents an excessive temperature rise in both ends of the heating source in the width direction when fixing paper narrower than the heating source, suppresses thermal damage in both ends, and avoids unnecessary heating. It is possible to increase the heating efficiency.
また、本発明の加熱装置は画層形成装置の定着装置だけでなく、インクジェットプリンタのインク乾燥用の加熱装置(乾燥装置)にも適用可能である。 Further, the heating device of the present invention can be applied not only to the fixing device of the layer forming device but also to the heating device (drying device) for drying ink of an inkjet printer.
2:像担持体 3:ドラムクリーニング装置
3a:クリーニングブレード 4:帯電装置
5:現像装置 5a:現像剤担持体
7:露光器 7a:ミラー
21:定着ベルト 50:用紙給送装置
60:給紙ローラ 100:画像形成装置
180:表面上半分 250:レジストローラ対
300:定着装置 310:定着ベルト(回転部材)
320:加圧ローラ(対向部材) 321:芯金
322:弾性層 323:離型層
330:ステー 330a:上流側側壁
330b:天井壁 330c:下流側側壁
361:ハロゲンヒータ(加熱源) 361a:バルブ
361b:フィラメント 362:反射面
380:ニップ形成部材 381、382:曲げ部
Lb:レーザ光 N:転写ニップ
P:束状用紙 P:用紙(被加熱シート)
R1〜R5:輻射領域 SN:ニップ部
TM:転写手段
2: Image carrier 3:
320: Pressurized roller (opposing member) 321: Core metal 322: Elastic layer 323: Demolding layer 330: Stay 330a:
R1 to R5: Radiation region SN: Nip part TM: Transfer means
Claims (7)
前記回転部材の内部に配置され輻射熱を発する加熱源と、
前記回転部材の内周側に配置され前記加熱源から発する輻射熱で加熱されるニップ形成部材と、
前記回転部材の外周側に対向して配置され、前記ニップ形成部材との間で前記回転部材を挟むことで、被加熱シートが通過するニップ部を形成する対向部材とを備えた加熱装置であって、
前記加熱源から前記ニップ形成部材に直接向かう輻射熱以外の輻射熱を、前記ニップ形成部材の方向に反射する反射面が、前記加熱源の表面に配設されていることを特徴とする加熱装置。 Endless rotating member and
A heating source that is placed inside the rotating member and emits radiant heat,
A nip forming member arranged on the inner peripheral side of the rotating member and heated by radiant heat generated from the heating source, and a nip forming member.
A heating device provided with an opposing member that is arranged to face the outer peripheral side of the rotating member and forms a nip portion through which the sheet to be heated passes by sandwiching the rotating member with the nip forming member. hand,
A heating device characterized in that a reflecting surface that reflects radiant heat other than radiant heat directly directed from the heating source to the nip forming member in the direction of the nip forming member is arranged on the surface of the heating source.
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