JP2023129927A - Heating device, fixing device, and image forming apparatus - Google Patents
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Images
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Abstract
Description
本発明は、加熱装置、定着装置及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.
電子写真方式の画像形成装置における定着装置では、定着ベルト等の定着部材を加熱することが知られている。 2. Description of the Related Art In a fixing device in an electrophotographic image forming apparatus, it is known that a fixing member such as a fixing belt is heated.
定着部材を加熱する熱源として、例えば特許文献1のように2本のハロゲンヒータが用いられている。一般に、定着を行うことにより記録媒体の通紙部と非通紙部とでニップ部の温度が相違してしまう。そこで、特許文献1では、熱源による定着部材の加熱領域を可変する加熱領域可変部材を熱源と定着部材の間に設け、ニップ形成部材が定着部材の熱を受けて軸方向に拡散させる均熱部材を用いることが開示されている。特許文献1によれば、記録媒体サイズに合わせた定着部材の加熱領域の変更、端部温度上昇の抑制及び軸方向の温度の平均化を実現できるとしている。 As a heat source for heating the fixing member, two halogen heaters are used, for example, as disclosed in Patent Document 1. Generally, when fixing is performed, the temperature of the nip portion differs between the paper passing section and the non-paper passing section of the recording medium. Therefore, in Patent Document 1, a heating area variable member that changes the heating area of the fixing member by the heat source is provided between the heat source and the fixing member, and a nip forming member is a heat equalizing member that receives the heat of the fixing member and diffuses it in the axial direction. It has been disclosed to use According to Patent Document 1, it is possible to change the heating area of the fixing member according to the size of the recording medium, suppress an increase in temperature at the end portion, and average the temperature in the axial direction.
例えば特許文献1のように2本のハロゲンヒータを用いる場合、軸方向の中央部加熱用と端部加熱用とに分けたデュアルヒータを用いるのが一般的である。しかし、この場合、各々のヒータの加熱位置に温度制御センサや安全装置等の検知手段が必要となり、部品点数の観点から環境負荷の大きい装置構成になっていた。また、単位時間当たりの印刷枚数が少ない低速機の場合、ヒータ点灯の頻度が少なく、設定温度が低いことから軸方向の温度偏差が生じにくく、この点からも温度制御センサ等の温度検知手段が複数必要となっていた。また定着装置における加熱として、省エネルギー等を目的として加熱効率を向上させることが求められているが、特許文献1においても更なる向上が求められている。 For example, when two halogen heaters are used as in Patent Document 1, it is common to use dual heaters that are divided into one for heating the center portion in the axial direction and one for heating the end portions. However, in this case, a detection means such as a temperature control sensor or a safety device is required at the heating position of each heater, resulting in a device configuration that has a large environmental load from the viewpoint of the number of parts. In addition, in the case of a low-speed machine that prints a small number of sheets per unit time, the heater is turned on less frequently and the set temperature is low, making it difficult for axial temperature deviation to occur.From this point of view, temperature detection means such as temperature control sensors are also recommended. More than one was needed. Further, there is a need to improve heating efficiency in heating in a fixing device for the purpose of energy saving, etc., and further improvement is also required in Patent Document 1.
そこで本発明は、熱源に用いる温度検知手段等の部品数が増えることを防止し、加熱効率を向上させた加熱装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a heating device that prevents an increase in the number of components such as temperature detection means used in a heat source and improves heating efficiency.
上記課題を解決するために、本発明の加熱装置は、回転可能な無端状のベルト部材を内部から輻射加熱する熱源を備えた加熱装置であって、前記ベルト部材は、当該ベルト部材と対向する加圧部材によりニップ部を形成し、前記熱源は、第一ガラス筒体及び第二ガラス筒体を有し、前記第一ガラス筒体及び前記第二ガラス筒体はともに、その内部に、記録媒体の最大通紙幅にわたってコイル部材を有し、前記第一ガラス筒体は、記録媒体の幅方向にわたって発熱強度が一定になっているとともに、前記第二ガラス筒体よりも出力が高く、前記第二ガラス筒体よりも点灯の頻度が高く、前記第二ガラス筒体よりもガラス筒の熱容量が小さく、前記第二ガラス筒体は、記録媒体の幅方向の一部で発熱強度が他の箇所に比べて大きくなっている箇所を有し、前記ベルト部材の回転方向において、前記第一ガラス筒体の方が前記第二ガラス筒体よりも前記ニップ部の入口の近くに配置されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a heating device of the present invention is a heating device including a heat source that radiantly heats a rotatable endless belt member from inside, the belt member facing the belt member. A nip portion is formed by a pressure member, the heat source has a first glass cylinder and a second glass cylinder, and both the first glass cylinder and the second glass cylinder have a recording medium inside. The first glass cylinder has a coil member over the maximum paper passing width of the medium, and the first glass cylinder has a constant heat generation intensity across the width of the recording medium, and has a higher output than the second glass cylinder. The frequency of lighting is higher than that of the second glass cylinder, the heat capacity of the glass cylinder is smaller than that of the second glass cylinder, and the heat generation intensity of the second glass cylinder is higher in a part of the width direction of the recording medium than in other parts. , and the first glass cylinder is disposed closer to the entrance of the nip than the second glass cylinder in the rotational direction of the belt member. It is characterized by
本発明によれば、熱源に用いる温度検知手段等の部品数が増えることを防止し、加熱効率を向上させた加熱装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent an increase in the number of components such as a temperature detection means used in a heat source, and to provide a heating device with improved heating efficiency.
以下、本発明に係る加熱装置、定着装置及び画像形成装置について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。 Hereinafter, a heating device, a fixing device, and an image forming device according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments shown below, and may be modified within the scope of those skilled in the art, such as other embodiments, additions, modifications, deletions, etc. These are also included within the scope of the present invention as long as they exhibit the functions and effects of the present invention.
本発明の加熱装置は、回転可能な無端状のベルト部材を内部から輻射加熱する熱源を備えた加熱装置であって、前記ベルト部材は、当該ベルト部材と対向する加圧部材によりニップ部を形成し、前記熱源は、第一ガラス筒体及び第二ガラス筒体を有し、前記第一ガラス筒体及び前記第二ガラス筒体はともに、その内部に、記録媒体の最大通紙幅にわたってコイル部材を有し、前記第一ガラス筒体は、記録媒体の幅方向にわたって発熱強度が一定になっているとともに、前記第二ガラス筒体よりも出力が高く、前記第二ガラス筒体よりも点灯の頻度が高く、前記第二ガラス筒体よりもガラス筒の熱容量が小さく、前記第二ガラス筒体は、記録媒体の幅方向の一部で発熱強度が他の箇所に比べて大きくなっている箇所を有し、前記ベルト部材の回転方向において、前記第一ガラス筒体の方が前記第二ガラス筒体よりも前記ニップ部の入口の近くに配置されていることを特徴とする。 The heating device of the present invention is a heating device equipped with a heat source that radiantly heats a rotatable endless belt member from inside, wherein the belt member forms a nip portion with a pressure member facing the belt member. The heat source includes a first glass cylinder and a second glass cylinder, and both the first glass cylinder and the second glass cylinder have a coil member disposed therein over the maximum width of the recording medium. The first glass cylinder has a constant heat generation intensity across the width of the recording medium, has a higher output than the second glass cylinder, and has a higher lighting capacity than the second glass cylinder. The frequency is high, the heat capacity of the glass cylinder is smaller than the second glass cylinder, and the second glass cylinder has a part in the width direction of the recording medium where the heat generation intensity is higher than other parts. In the rotating direction of the belt member, the first glass cylinder is disposed closer to the entrance of the nip than the second glass cylinder.
また本発明の定着装置は、記ベルト部材と、前記ベルト部材と対向して配置され、前記ベルト部材を加圧する前記加圧部材と、前記ベルト部材の内部に配置され、前記加圧部材からの加圧を受けてニップ部を形成するニップ形成部材と、前記ベルト部材の内部に配置され、前記ニップ形成部材を支持する支持部材と、本発明の加熱装置と、を備えることを特徴とする。 Further, the fixing device of the present invention includes: a belt member; a pressure member disposed facing the belt member and pressurizing the belt member; It is characterized by comprising: a nip forming member that forms a nip portion under pressure; a support member that is disposed inside the belt member and supports the nip forming member; and a heating device of the present invention.
また本発明の画像形成装置は、本発明の定着装置を備えることを特徴とする。
本発明によれば、例えば複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に使用される加熱装置、定着装置及びこれを備えた画像形成装置が提供される。
Further, the image forming apparatus of the present invention is characterized by including the fixing device of the present invention.
According to the present invention, there is provided a heating device and a fixing device used in image forming apparatuses such as copying machines, printers, and facsimile machines, and an image forming apparatus equipped with the same.
図1は、本実施形態の画像形成装置の全体構成の一例を示す概略図である。
図1に示す画像形成装置1は、カラーレーザープリンタであり、その装置本体の中央には、4つの作像部4Y,4M,4C,4Kが設けられている。各作像部4Y,4M,4C,4Kは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。具体的に、各作像部4Y,4M,4C,4Kは、潜像担持体としてのドラム状の感光体5と、感光体5の表面を帯電させる帯電装置6と、感光体5の表面にトナーを供給する現像装置7と、感光体5の表面をクリーニングするクリーニング装置8などを備える。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the overall configuration of an image forming apparatus according to the present embodiment.
The image forming apparatus 1 shown in FIG. 1 is a color laser printer, and four image forming sections 4Y, 4M, 4C, and 4K are provided in the center of the apparatus main body. Each of the image forming units 4Y, 4M, 4C, and 4K accommodates developers of different colors, yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K), corresponding to the color separation components of a color image. The configuration is the same except for the Specifically, each of the image forming units 4Y, 4M, 4C, and 4K includes a drum-shaped photoreceptor 5 as a latent image carrier, a charging device 6 that charges the surface of the photoreceptor 5, and a charging device 6 that charges the surface of the photoreceptor 5. It includes a developing
なお、図1では、ブラックの作像部4Kが備える感光体5、帯電装置6、現像装置7、クリーニング装置8のみに符号を付しており、その他の作像部4Y,4M,4Cにおいては符号を省略している。
In FIG. 1, only the photoreceptor 5, charging device 6, developing
各作像部4Y,4M,4C,4Kの下方には、感光体5の表面を露光する露光装置9が配設されている。露光装置9は、光源、ポリゴンミラー、f-θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体5の表面へレーザー光を照射するようになっている。 An exposure device 9 for exposing the surface of the photoreceptor 5 is provided below each of the image forming units 4Y, 4M, 4C, and 4K. The exposure device 9 includes a light source, a polygon mirror, an f-θ lens, a reflection mirror, etc., and is configured to irradiate the surface of each photoreceptor 5 with laser light based on image data.
また、各作像部4Y,4M,4C,4Kの上方には、転写装置3が配設されている。転写装置3は、中間転写体としての中間転写ベルト30と、一次転写手段としての4つの一次転写ローラ31と、二次転写手段としての二次転写ローラ36と、二次転写バックアップローラ32と、クリーニングバックアップローラ33と、テンションローラ34、ベルトクリーニング装置35を備える。 Furthermore, a transfer device 3 is disposed above each image forming section 4Y, 4M, 4C, and 4K. The transfer device 3 includes an intermediate transfer belt 30 as an intermediate transfer body, four primary transfer rollers 31 as primary transfer means, a secondary transfer roller 36 as secondary transfer means, and a secondary transfer backup roller 32. A cleaning backup roller 33, a tension roller 34, and a belt cleaning device 35 are provided.
中間転写ベルト30は、無端状のベルトであり、二次転写バックアップローラ32、クリーニングバックアップローラ33及びテンションローラ34によって張架されている。ここでは、二次転写バックアップローラ32が回転駆動することによって、中間転写ベルト30は図の矢印で示す方向に周回走行(回転)するようになっている。 The intermediate transfer belt 30 is an endless belt, and is stretched by a secondary transfer backup roller 32, a cleaning backup roller 33, and a tension roller 34. Here, by rotationally driving the secondary transfer backup roller 32, the intermediate transfer belt 30 is configured to travel around (rotate) in the direction shown by the arrow in the figure.
4つの一次転写ローラ31は、それぞれ、各感光体5との間で中間転写ベルト30を挟み込んで一次転写ニップを形成している。また、各一次転写ローラ31には、図示しない電源が接続されており、所定の直流電圧(DC)及び/又は交流電圧(AC)が各一次転写ローラ31に印加されるようになっている。 The four primary transfer rollers 31 each sandwich the intermediate transfer belt 30 with each photoreceptor 5 to form a primary transfer nip. Further, a power source (not shown) is connected to each primary transfer roller 31, and a predetermined direct current voltage (DC) and/or alternating current voltage (AC) is applied to each primary transfer roller 31.
二次転写ローラ36は、二次転写バックアップローラ32との間で中間転写ベルト30を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、上記一次転写ローラ31と同様に、二次転写ローラ36にも図示しない電源が接続されており、所定の直流電圧(DC)及び/又は交流電圧(AC)が二次転写ローラ36に印加されるようになっている。 The secondary transfer roller 36 and the secondary transfer backup roller 32 sandwich the intermediate transfer belt 30 to form a secondary transfer nip. Further, similar to the primary transfer roller 31 described above, a power source (not shown) is also connected to the secondary transfer roller 36, and a predetermined direct current voltage (DC) and/or alternating current voltage (AC) is applied to the secondary transfer roller 36. It is now possible to do so.
ベルトクリーニング装置35は、中間転写ベルト30に当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードを有する。このベルトクリーニング装置35から伸びた図示しない廃トナー移送ホースは、図示しない廃トナー収容器の入り口部に接続されている。 The belt cleaning device 35 includes a cleaning brush and a cleaning blade that are arranged to come into contact with the intermediate transfer belt 30. A waste toner transfer hose (not shown) extending from the belt cleaning device 35 is connected to an entrance of a waste toner container (not shown).
プリンタ本体の上部には、ボトル収容部2が設けられており、ボトル収容部2には、補給用のトナーを収容する4つのトナーボトル2Y,2M,2C,2Kが着脱可能に装着されている。各トナーボトル2Y,2M,2C,2Kと上記各現像装置7との間には、図示しない補給路が設けてあり、この補給路を介して各トナーボトル2Y,2M,2C,2Kから各現像装置7へトナーが補給されるようになっている。
A bottle accommodating section 2 is provided at the top of the printer body, and four toner bottles 2Y, 2M, 2C, and 2K for accommodating replenishment toner are removably attached to the bottle accommodating section 2. . A supply path (not shown) is provided between each toner bottle 2Y, 2M, 2C, 2K and each developing
一方、プリンタ本体の下部には、記録媒体としての用紙Pを収容した給紙トレイ10や、給紙トレイ10から用紙Pを搬出する給紙ローラ11等が設けてある。なお、記録媒体には、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、OHPシート等が含まれる。また、図示しないが、手差し給紙機構が設けてあってもよい。 On the other hand, at the bottom of the printer body, there are provided a paper feed tray 10 that accommodates paper P as a recording medium, a paper feed roller 11 that carries out paper P from the paper feed tray 10, and the like. In addition to plain paper, recording media include cardboard, postcards, envelopes, thin paper, coated paper (coated paper, art paper, etc.), tracing paper, OHP sheets, and the like. Further, although not shown, a manual paper feeding mechanism may be provided.
プリンタ本体内には、用紙Pを給紙トレイ10から二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路Rが配設されている。搬送路Rにおいて、二次転写ローラ36の位置よりも用紙搬送方向上流側には、搬送タイミングを計って用紙Pを二次転写ニップへ搬送するタイミングローラとしての一対のレジストローラ12が配設されている。 A conveyance path R is disposed within the printer body for discharging the paper P from the paper feed tray 10 through the secondary transfer nip and out of the apparatus. In the conveyance path R, a pair of registration rollers 12 are disposed upstream of the position of the secondary transfer roller 36 in the paper conveyance direction as timing rollers that measure the conveyance timing and convey the paper P to the secondary transfer nip. ing.
また、二次転写ローラ36の位置よりも用紙搬送方向下流側には、用紙Pに転写された未定着画像を定着するための定着装置20が配設されている。さらに、定着装置20よりも搬送路Rの用紙搬送方向下流側には、用紙を装置外へ排出するための一対の排紙ローラ13が設けられている。また、プリンタ本体の上面部には、装置外に排出された用紙をストックするための排紙トレイ14が設けてある。
Furthermore, a fixing
続いて、図1を参照して、本実施形態に係るプリンタの基本的動作について説明する。作像動作が開始されると、各作像部4Y,4M,4C,4Kにおける各感光体5が図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、各感光体5の表面が帯電装置6によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体5の表面には、露光装置9からレーザー光がそれぞれ照射されて、各感光体5の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体5に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように各感光体5上に形成された静電潜像に、各現像装置7によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化(可視像化)される。
Next, the basic operation of the printer according to this embodiment will be explained with reference to FIG. When the image forming operation is started, each photoreceptor 5 in each of the image forming units 4Y, 4M, 4C, and 4K is rotated clockwise in the figure by a drive device (not shown), and the surface of each photoreceptor 5 is charged by a charging device 6. is uniformly charged to a predetermined polarity. The charged surface of each photoreceptor 5 is irradiated with laser light from the exposure device 9, and an electrostatic latent image is formed on the surface of each photoreceptor 5. At this time, the image information exposed to each photoreceptor 5 is monochrome image information obtained by separating a desired full-color image into yellow, magenta, cyan, and black color information. By supplying toner from each developing
また、作像動作が開始されると、二次転写バックアップローラ32が図の反時計回りに回転駆動し、中間転写ベルト30を図の矢印で示す方向に周回走行させる。また、各一次転写ローラ31に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加されることによって、各一次転写ローラ31と各感光体5との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。 Further, when the image forming operation is started, the secondary transfer backup roller 32 is driven to rotate counterclockwise in the figure, causing the intermediate transfer belt 30 to travel around in the direction indicated by the arrow in the figure. Further, by applying a constant voltage or constant current controlled voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the toner to each primary transfer roller 31, a primary transfer nip between each primary transfer roller 31 and each photoconductor 5 is formed. A transfer electric field is formed at.
その後、各感光体5の回転に伴い、感光体5上の各色のトナー画像が一次転写ニップに達したときに、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、各感光体5上のトナー画像が中間転写ベルト30上に順次重ね合わせて転写される。かくして、中間転写ベルト30の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。また、中間転写ベルト30に転写しきれなかった各感光体5上のトナーは、クリーニング装置8によって除去される。そして、各感光体5の表面が図示しない除電装置によって除電され、表面電位が初期化される。 Thereafter, as each photoreceptor 5 rotates, when the toner image of each color on the photoreceptor 5 reaches the primary transfer nip, the toner image on each photoreceptor 5 is generated by the transfer electric field formed in the primary transfer nip. are transferred onto the intermediate transfer belt 30 in a superimposed manner. In this way, a full-color toner image is carried on the surface of the intermediate transfer belt 30. Furthermore, the toner on each photoreceptor 5 that has not been completely transferred to the intermediate transfer belt 30 is removed by the cleaning device 8 . Then, the surface of each photoreceptor 5 is neutralized by a static eliminating device (not shown), and the surface potential is initialized.
プリンタの下部では、給紙ローラ11が回転駆動を開始し、給紙トレイ10から用紙Pが搬送路Rに送り出される。搬送路Rに送り出された用紙Pは、レジストローラ12によって搬送が一旦停止される。 At the bottom of the printer, the paper feed roller 11 starts rotating, and the paper P is sent out from the paper feed tray 10 to the conveyance path R. The conveyance of the paper P sent out to the conveyance path R is temporarily stopped by the registration rollers 12.
その後、所定のタイミングでレジストローラ12の回転駆動を開始し、中間転写ベルト30上のトナー画像が二次転写ニップに達するタイミングに合わせて、用紙Pを二次転写ニップへ搬送する。このとき、二次転写ローラ36には、中間転写ベルト30上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。そして、この転写電界によって、中間転写ベルト30上のトナー画像が用紙P上に一括して転写される。 Thereafter, rotation of the registration rollers 12 is started at a predetermined timing, and the paper P is conveyed to the secondary transfer nip at the timing when the toner image on the intermediate transfer belt 30 reaches the secondary transfer nip. At this time, a transfer voltage having a polarity opposite to the toner charge polarity of the toner image on the intermediate transfer belt 30 is applied to the secondary transfer roller 36, thereby forming a transfer electric field in the secondary transfer nip. . Then, the toner images on the intermediate transfer belt 30 are transferred onto the paper P all at once by this transfer electric field.
また、このとき用紙Pに転写しきれなかった中間転写ベルト30上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置35によって除去され、除去されたトナーは図示しない廃トナー収容器へと搬送され回収される。
その後、用紙Pは定着装置20へと搬送され、定着装置20によって用紙P上のトナー画像が当該用紙Pに定着される。そして、用紙Pは、排紙ローラ13によって装置外へ排出され、排紙トレイ14上にストックされる。
At this time, residual toner on the intermediate transfer belt 30 that has not been completely transferred to the paper P is removed by a belt cleaning device 35, and the removed toner is conveyed to a waste toner container (not shown) and collected.
After that, the paper P is conveyed to the fixing
以上の説明は、用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、4つの作像部4Y,4M,4C,4Kのいずれか1つを使用して単色画像を形成したり、2つ又は3つの作像部を使用して、2色又は3色の画像を形成したりすることも可能である。 The above explanation is about the image forming operation when forming a full-color image on paper. It is also possible to use two or three image forming sections to form a two-color or three-color image.
図2は、本実施形態に係る加熱装置を備えた定着装置の断面概略図である。
図2に示す本実施形態の加熱装置は、回転可能な無端状のベルト部材(定着ベルト21)を内部から加熱する熱源(ハロゲンヒータ23)を備えており、熱源は、前記ベルト部材を内部から輻射加熱する第一ガラス筒体(メインヒータ23a)及び第二ガラス筒体(サブヒータ23b)を有している。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a fixing device including a heating device according to this embodiment.
The heating device of this embodiment shown in FIG. 2 includes a heat source (halogen heater 23) that heats a rotatable endless belt member (fixing belt 21) from the inside. It has a first glass cylinder (
また図2に示す本実施形態の定着装置20は、例えば、定着ベルト21、加圧ローラ22、ハロゲンヒータ23、ニップ形成部材24、支持部材25、反射部材26、温度センサ28等を備える。符号のNはニップ部を表し、符号のNeはニップ部の入口を表す。
Further, the fixing
定着ベルト21は、定着部材の一例である。定着ベルト21は、回転可能な無端状のベルト部材(フィルムも含む)であり、薄肉で可撓性を有する。
定着ベルト21は、例えば、ニッケルもしくはSUS等の金属材料又はポリイミド(PI)などの樹脂材料で形成された内周側の基材と、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(PFA)又はポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などで形成された外周側の離型層によって構成されている。
The fixing
The fixing
また、基材と離型層との間に、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等のゴム材料で形成された弾性層を介在させてもよい。また、弾性層が無い場合は、熱容量が小さくなり定着性が向上するが、未定着トナーを押しつぶして定着させるときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部に光沢ムラが生じる可能性がある。これを防止するには、厚さ100μm以上の弾性層を設けることが望ましい。例えば厚さ100μm以上の弾性層を設けることで、弾性層の弾性変形により微小な凹凸を吸収することができるので、光沢ムラの発生を回避することができるようになる。 Furthermore, an elastic layer made of a rubber material such as silicone rubber, foamable silicone rubber, or fluororubber may be interposed between the base material and the release layer. In addition, when there is no elastic layer, the heat capacity is small and the fixing performance is improved, but when unfixed toner is crushed and fixed, minute irregularities on the belt surface are transferred to the image, causing uneven gloss in the solid areas of the image. may occur. To prevent this, it is desirable to provide an elastic layer with a thickness of 100 μm or more. For example, by providing an elastic layer with a thickness of 100 μm or more, minute irregularities can be absorbed by elastic deformation of the elastic layer, thereby making it possible to avoid occurrence of uneven gloss.
本実施形態では、定着ベルト21の低熱容量化を図るために、定着ベルト21を薄くかつ小径化している。具体的には、定着ベルト21を構成する基材、弾性層、離型層のそれぞれの厚さを、20~50μm、100~300μm、10~50μmの範囲に設定し、全体としての厚さを1mm以下に設定している。また、定着ベルト21の直径は、20~40mmに設定している。さらに低熱容量化を図るためには、望ましくは、定着ベルト21全体の厚さを0.2mm以下にするのがよく、さらに望ましくは、0.16mm以下の厚さとするのがよい。また、定着ベルト21の直径は、30mm以下とするのが望ましい。
In this embodiment, in order to reduce the heat capacity of the fixing
加圧ローラ22は、加圧部材の一例であり、定着ベルト21と対向して配置され、定着ベルト21を加圧する。加圧ローラ22は、定着ベルト21の外周面に当接しており、対向部材などと称されてもよい。
加圧ローラ22は、例えば芯金22aと、弾性層22bと、離型層22cとによって構成される。弾性層22bは、例えば芯金22aの表面に設けられた発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等から成る。離型層22cは、例えば弾性層22bの表面に設けられたPFA又はPTFE等から成る。
The
加圧ローラ22は、図示しない加圧手段によって定着ベルト21側へ加圧され、定着ベルト21を介してニップ形成部材24に当接している。この加圧ローラ22と定着ベルト21とが圧接する箇所では、加圧ローラ22の弾性層22bが押しつぶされることで、所定の幅のニップ部Nが形成されている。なお、定着部材と対向部材は、互いに圧接する場合に限らず、加圧を行わず単に接触させるだけの構成とすることも可能である。
The
また、加圧ローラ22は、プリンタ本体に設けられた図示しないモータ等の駆動源によって回転駆動するように構成されている。加圧ローラ22が回転駆動すると、その駆動力がニップ部Nで定着ベルト21に伝達され、定着ベルト21が従動回転するようになっている。
Further, the
本実施形態では、加圧ローラ22を中実のローラとしているが、中空のローラであってもよい。その場合、加圧ローラ22の内部にハロゲンヒータ等の加熱源を配設してもよい。また、弾性層22bはソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ22の内部に加熱源が無い場合は、スポンジゴムを用いてもよい。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルト21の熱が奪われにくくなるのでより望ましい。
In this embodiment, the
温度センサ28は、定着ベルト21の温度を検知する温度検知手段の一例である。
ハロゲンヒータ23は、ベルト部材(定着ベルト21)を内部から輻射加熱する熱源(加熱源などとも称する)の一例であり、第一ガラス筒体(メインヒータ23a)及び第二ガラス筒体(サブヒータ23b)を有する。
The
ハロゲンヒータ23は、定着ベルト21の内周側で、かつ、ニップ部Nの用紙搬送方向の上流側に配設されている。ハロゲンヒータ23は、プリンタ本体に設けられた電源部により出力制御されて発熱するように構成されており、その出力制御は、例えば温度センサ28による定着ベルト21の表面温度の検知結果に基づいて行われる。このような出力制御によって、定着ベルト21の温度(定着温度)を所望の温度に設定できる。
The
なお、定着ベルト21の温度を検知する温度センサ28の代わりに、加圧ローラ22の温度を検知する温度センサ(図示省略)を設け、その温度センサで検知した温度により、定着ベルト21の温度を予測するようにしてもよい。このように予測した温度に基づいて上記の出力制御を行うようにしてもよい。
Note that instead of the
本実施形態において、ハロゲンヒータ23として、メインヒータ23aとサブヒータ23bの2本が設けられている。詳細例は後述する。
In this embodiment, two
ニップ形成部材24は、定着ベルト21の内部に配置され、加圧ローラ22からの加圧を受けてニップ部Nを形成する。ニップ形成部材24は、支持部材25に支えられて定着ベルト21の内面と直接摺動するようになっており、定着ベルト21の内周側から加圧ローラ22に当接してニップ部Nを形成する。ニップ形成部材24が加圧ローラ22の加圧力を受けることで、ニップ部Nの形状が決まる。本実施形態では、ニップ部Nの形状が平坦状であるが、凹形状やその他の形状としてもよい。
The
支持部材25は、ニップ形成部材24を支持する。また、支持部材25は、定着ベルト21の内部を区画する役割も有する。支持部材25の形状や材質等は、適宜選択することができる。
反射部材26は、ハロゲンヒータ23と対向するように支持部材25に固定支持されており、ハロゲンヒータ23からの熱を定着ベルト21へ反射する。反射部材26によって、ハロゲンヒータ23から放射された熱(又は光)を定着ベルト21へ反射することで、熱が支持部材25等に伝達されることを抑制できる。また、反射部材26を用いることにより、定着ベルト21を効率良く加熱すると共に省エネルギー化を図ることができる。
The reflecting
反射部材26の材料としては、例えばアルミニウムやステンレス等が用いられる。特に、アルミニウム製の基材に輻射率の低い(反射率の高い)銀を蒸着したものを用いた場合、定着ベルト21の加熱効率を向上させることが可能である。
As the material of the
トナー画像が転写された記録媒体が定着装置20に搬送され、記録媒体がニップ部Nを通過することで、記録媒体上のトナー画像が記録媒体に定着される。
The recording medium onto which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing
次に、本実施形態の加熱装置、特にハロゲンヒータ23の詳細例について説明する。
本実施形態において、ハロゲンヒータ23は、定着ベルト21を内部から輻射加熱する熱源の一例であり、第一ガラス筒体(メインヒータ23a)及び第二ガラス筒体(サブヒータ23b)を有する。
Next, a detailed example of the heating device of this embodiment, particularly the
In this embodiment, the
メインヒータ23aとサブヒータ23bは、ガラスの筒体と、その内部にコイル部材とを有し、それぞれ第一ガラス筒体と第二ガラス筒体の一例である。コイル部材は、記録媒体の最大通紙幅(対応用紙最大幅などと称してもよい)にわたって設けられている。メインヒータ23aとサブヒータ23bの長さは、ともに記録媒体の最大通紙幅以上である。本実施形態におけるコイル部材としては、例えばフィラメントコイル(フィラメントとも称することがある)を用いる。
The
なお、記録媒体の幅方向は、記録媒体の搬送方向と直交する方向であり、定着ベルト21の回転軸方向に沿った方向である。図2において、定着ベルト21の回転方向を矢印で示している。また、記録媒体の幅方向を、軸方向、長手方向などと称することがある。
Note that the width direction of the recording medium is a direction perpendicular to the conveyance direction of the recording medium, and is a direction along the rotation axis direction of the fixing
上記のように、メインヒータ23aとサブヒータ23bのフィラメントコイルを記録媒体の最大通紙幅にわたって設けることで、熱源に用いる温度検知手段等の部品数が増えることを防止できる。これについて図3を用いて模式的に説明する。
図3(A)は、本実施形態におけるメインヒータ23aとサブヒータ23bを説明する図であり、図3(A)は、本発明に含まれない中央加熱用ヒータ44aと端部加熱用ヒータ44bを説明する図である。本実施形態におけるメインヒータ23aとサブヒータ23bは、記録媒体の最大通紙幅にわたってフィラメントコイルを設けているため、安全装置としてのNCセンサ41とサーモスタット42、温度制御を行うサーモパイル43がそれぞれ1つでよい。一方、中央加熱用ヒータ44aと端部加熱用ヒータ44bを設ける構成では、中央と端部とで、NCセンサ41、サーモスタット42及びサーモパイル43を設ける必要がある。従って本実施形態では、温度制御センサや安全装置等の検知手段の部品数が増えることを防止できる。
As described above, by providing the filament coils of the
FIG. 3(A) is a diagram for explaining the
また、本実施形態のように、ハロゲンヒータ23をメインヒータ23aとサブヒータ23bの2本にすることで、高出力化に伴う突入電流の軽減や同一電源下の危機に対するフリッカーを回避することができる。
Furthermore, by using two
メインヒータ23aは、記録媒体の幅方向にわたって発熱強度が一定になっている。一方、サブヒータ23bは、記録媒体の幅方向の一部で発熱強度が他の箇所に比べて大きくなっている箇所を有している。例えば、サブヒータ23bの発熱強度は、両端部側が中央部側に対して高くなっている。サブヒータ23bにおいて、両端部側の発熱強度が中央部側の発熱強度に対して高くなっていることにより、例えば通紙領域と非通紙領域との温度偏差を低減することができる。このように、幅方向の一部で発熱強度を変えるには、例えば、幅方向でコイルの巻き方を変化させる。
The
特に制限されるものではないが、本実施形態では例えば以下のように、ヒータの発熱強度や点灯を行うことが好ましい。例えば、小サイズ通紙時では、メインヒータ23aの発熱強度を、小サイズの非通紙部の最低限まで下げ、メインヒータ23aのみを点灯させる。本実施形態では、メインヒータ23aとサブヒータ23bの加熱領域を記録媒体の最大通紙幅にしているため、小サイズ通紙時に非通紙部の領域が大きくなる。このため、記録媒体が小サイズであると、端部温度の上昇が大きくなってしまうが、上記のように、小サイズ通紙時では、メインヒータ23aの発熱強度を、小サイズの非通紙部の最低限まで下げ、メインヒータ23aのみを点灯させることで、端部の温度上昇を抑制することができる。
Although not particularly limited, in this embodiment, it is preferable to adjust the heat generation intensity of the heater and turn on the heater as follows, for example. For example, when passing small-sized paper, the heat generation intensity of the
また、サブヒータ23bについて、中央の発熱強度よりも端部の発熱強度を高くするとともに、大サイズ通紙時はメインヒータ23aとサブヒータ23bの両方を点灯させるようにしてもよい。この場合、用紙端部の温度ダレを防止し、大サイズの端部定着性を確保することができる。
Further, regarding the sub-heater 23b, the heat generation intensity at the end portions may be made higher than the heat generation intensity at the center, and both the
用紙端部の温度ダレは通紙初期に発生するものであるため、上記のように、大サイズ通紙時にメインヒータ23aとサブヒータ23bの両方を点灯させて通紙させることを繰り返していくと、用紙端部の温度ダレが解消されていくことが考えられる。このため、大サイズ通紙時にメインヒータ23aとサブヒータ23bの両方を点灯し続けていると、端部を必要以上に加熱して高温となり、定着不良が生じることがある。そこで、用紙端部の温度ダレが解消された時点で、発熱強度が軸方向で一定であるメインヒータ23aのみを点灯させることで、用紙端部の高温化による定着不良を防止することができる。
Temperature sag at the edge of the paper occurs at the beginning of paper feeding, so if you repeat turning on both the
上記の例を模式的に図4に示す。図4(a)は小サイズ通紙時を示しており、図4(b)は大サイズ通紙時を示している。図示するように、小サイズ通紙時は、メインヒータ23aを点灯し、サブヒータ23bは点灯しない。一方、大サイズ通紙時は、メインヒータ23aとサブヒータ23bを点灯する。このようにすることで上記のような利点が得られる。また、発熱強度はヒータが点灯した際の発熱量を表しており、その発熱強度のヒータをどのくらいの割合で点灯(ON/OFF)するかを制御(Duty制御)することでベルト部材の温度を調整することができる。
The above example is schematically shown in FIG. FIG. 4(a) shows when small size paper is passed, and FIG. 4(b) shows when large size paper is passed. As shown in the figure, when passing small size paper, the
上述したように、特許文献1では、加熱効率の向上の他、温度検知手段等の部品数が増えるという問題がある。そこで我々は、このような問題を解決すべく、記録媒体の最大通紙幅内で幅方向均一な発熱強度を有するヒータと、幅方向の両側の発熱強度が中央部の発熱強度よりも高くなるヒータとを有する装置の検討を行い、特許出願を行った。このような装置によれば、温度検知手段等の部品数が増えるという問題に対して有効であると考えられる。しかしこの場合、どのような紙サイズ条件においても熱源が全幅発光することになるため、可能な限り加熱効率を上げておくことが好ましい。そこで本発明者は更に検討を行い、本実施形態のように、用いるヒータや部材の配置等を工夫することで本発明に至った。 As mentioned above, in Patent Document 1, there is a problem that in addition to improving heating efficiency, the number of components such as temperature detection means increases. Therefore, in order to solve these problems, we developed a heater that has a uniform heat generation intensity in the width direction within the maximum paper passing width of the recording medium, and a heater that has a heat generation intensity on both sides in the width direction that is higher than the heat generation intensity in the center. We investigated a device with this and filed a patent application. Such a device is considered to be effective in solving the problem of increasing the number of components such as temperature sensing means. However, in this case, the heat source emits light across the entire width under any paper size conditions, so it is preferable to increase the heating efficiency as much as possible. Therefore, the inventor conducted further studies and arrived at the present invention by devising the arrangement of the heater and members used, as in this embodiment.
本実施形態におけるメインヒータ23aは、記録媒体の幅方向にわたって発熱強度が一定になっているとともに、サブヒータ23bよりも出力が高く、サブヒータ23bよりも点灯の頻度が高くなっている。また、定着ベルト21の回転方向において、メインヒータ23aの方がサブヒータ23bよりもニップ部入口Neの近くに配置されている。
The
メインヒータ23aは、サブヒータ23bよりも出力が高く、点灯の頻度も高いため、よく点灯させるメインヒータ23aのガラス筒の熱容量をサブヒータ23bのガラス筒の熱容量よりも小さくすることで定着ベルト21への加熱効率を向上させることができる。またこれにより省エネルギーな加熱装置にすることができる。なお、上記のメインヒータ23aとサブヒータ23bの出力とあるのは、軸方向の全幅にわたる出力の総量であり、特に制限されるものではないが、例えば、本例におけるメインヒータの出力(発光強度)は約1000Wとすることができ、サブヒータの出力(発光強度)は約350Wとすることができる。
The
メインヒータ23aのガラス筒(ガラス管とも称する)の熱容量を小さくできる理由としては、発光分布が軸方向の全幅でフラットであるため、通電によるフィラメント昇温中にガラス管も幅方向でフラットに温度上昇し、均一に膨張するためである。一方、サブヒータ23bは、軸方向の中央部と端部で発光偏差を有するため、昇温中は軸方向でガラス管の温度偏差が発生し、膨張差も生じる。この場合、ガラス管の強度が不十分であると、この膨張差でガラス管壁面にマイクロクラックが発生することがある。また、ハロゲンサイクル不良を引き起こすことがあり、寿命が短くなる等の不具合が発生する可能性がある。そのため、メインヒータ23aは、熱容量を小さくすること対象として適しており、ガラス管の外径を小さくしたり、ガラス管の厚みを小さくしたりすることに適している。
The reason why the heat capacity of the glass cylinder (also referred to as glass tube) of the
効率の観点からすると、メインヒータ23aのガラス筒の熱容量とともにサブヒータ23bのガラス筒の熱容量も小さくすることが特に好ましい。一方で、上述したようにサブヒータ23bでは温度偏差や膨張差が生じるため、小径化や薄肉化などを行いにくく、熱容量を下げにくい。そのため、メインヒータ23aのガラス筒の熱容量とともにサブヒータ23bのガラス筒の熱容量も小さくする場合の目安として、メインヒータ23aのガラス筒の熱容量がサブヒータ23bのガラス筒の熱容量よりも小さいという規定を行うことが好ましい。このような場合、加熱効率を向上させることができ、高効率な装置を得ることができる。
From the viewpoint of efficiency, it is particularly preferable to reduce the heat capacity of the glass tube of the sub-heater 23b as well as the heat capacity of the glass tube of the
メインヒータ23aのガラス管の熱容量を小さくする方法としては、例えば、ガラス管の外径を小さくする方法が挙げられ、またメインヒータ23aのガラス管の厚さを維持したままガラス管の外径を小さくする方法が挙げられる。これらは、メインヒータの小径化などとも称される。
メインヒータ23aのガラス管の熱容量を小さくする方法としては、この他にも例えば、ガラス管の厚さを小さくする(内径を大きくする)方法が挙げられ、またガラス管の外径を維持したままガラス管の厚さを小さくする方法が挙げられる。これらは、メインヒータの薄肉化などとも称される。
この他にも例えば、メインヒータの薄肉化と小径化を両方行ってもよい。
Examples of methods for reducing the heat capacity of the glass tube of the
Other methods for reducing the heat capacity of the glass tube of the
In addition to this, for example, the main heater may be made both thinner and smaller in diameter.
図2に示す例は、メインヒータ23aを小径化した場合の例であり、メインヒータ23aのガラス管の外径をメインヒータ23aのガラス管の外径よりも小さくした場合の例である。このようにすることでメインヒータ23aのガラス管の熱容量を小さくすることができ、メインヒータ23aのガラス筒の熱容量をサブヒータ23bのガラス筒の熱容量よりも小さくすることができる。
The example shown in FIG. 2 is an example in which the diameter of the
また、メインヒータ23aを小径化することで、ニップ入り口付近の狭くなっているスペースにメインヒータ23aを詰めて配置することができ、レイアウトの観点からも利点がある。そのため、メインヒータ23aを小径化することで、支持部材25と定着ベルト21とで区画され、ニップ部入口Neの近くの狭いスペースにメインヒータ23aを詰めて配置することができ、装置の小型化を図ることができる。また、メインヒータ23aを小径化させることで、照射角度を広く取ることができるといった利点や、メインヒータ23aのフィラメントコイルと定着ベルトとの距離を近くすることが可能になり、更に加熱効率を向上させることができるといった利点が得られる。
Further, by reducing the diameter of the
次に、本実施形態の他の例について説明する。
上記の例は、メインヒータ23aを小径化した場合の例であったが、本例は、メインヒータ23aを薄肉化した場合の例である。点灯頻度の高いメインヒータ23aのガラス筒の筒厚(厚み)を薄くすることで、ガラス管の熱容量を小さくすることができ、加熱効率を向上させることができる。
Next, another example of this embodiment will be described.
The above example was an example in which the
図5は、本例を説明するための断面概略図である。図示するように、本例におけるメインヒータ23aのガラス筒の厚みが薄くなっている。メインヒータ23aのガラス管の熱容量を小さくできる理由としては、発光分布が全幅フラットのため、通電によるフィラメントの昇温中にガラス管も幅方向でフラットに温度上昇し、サブヒータ23bに比べて均一に膨張するためである。メインヒータ23aはガラス管が均一に膨張するため、サブヒータ23bよりもガラス管の強度を下げることができ、例えば外表面側からガラス管の厚みを減らすことが可能となる。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining this example. As shown in the figure, the thickness of the glass cylinder of the
上述したように、サブヒータ23bは、軸方向の中央部側と端部側とで発光偏差を有しているため、昇温中は軸方向でガラス管の温度偏差が発生し、膨張差も生じる。この場合、サブヒータ23bのガラス管の強度が不十分である場合、この膨張差によりガラス管の壁面にマイクロクラックが発生する場合がある。また、ハロゲンサイクルの不良が生じる場合があり、寿命が短くなる場合があるため、サブヒータ23bはガラス管の熱容量を小さくしにくい。一方、メインヒータ23aは薄肉化してガラス管の熱容量を小さくことに適している。
As described above, since the sub-heater 23b has a light emission deviation between the central part side and the end part side in the axial direction, a temperature deviation of the glass tube occurs in the axial direction during heating, and a difference in expansion also occurs. . In this case, if the strength of the glass tube of the sub-heater 23b is insufficient, microcracks may occur on the wall surface of the glass tube due to this expansion difference. Further, a halogen cycle failure may occur, which may shorten the lifespan, so it is difficult for the sub-heater 23b to reduce the heat capacity of the glass tube. On the other hand, the
また本例では、メインヒータ23aのガラス筒の筒厚は、サブヒータ23bのガラス筒の筒厚よりも小さくなっている。この場合、よく点灯させるメインヒータ23aのガラス筒の熱容量を十分に小さくすることができ、加熱効率を向上させることができる。
Further, in this example, the thickness of the glass tube of the
次に、本実施形態の他の例について説明する。
本例におけるメインヒータ23aのフィラメントコイルは、二重巻きになっている。
図6は、本例を説明するための図であり、軸方向(記録媒体の幅方向)と垂直な方向から見た場合のメインヒータ23aとサブヒータ23bを模式的に示す図である。図示するように、メインヒータ23aのフィラメントコイル40aは、二重巻きになっている。メインヒータ23aのフィラメントコイル40aが二重巻きになっていることにより、ヒータの加熱効率を更に向上させることができる。本例では、メインヒータ23aのガラス管の熱容量を小さくするのにあわせて、ヒータのフィラメントコイルを二重巻きにすることで、更にヒータの加熱効率を向上させることができる。
Next, another example of this embodiment will be described.
The filament coil of the
FIG. 6 is a diagram for explaining this example, and is a diagram schematically showing the
なお、図中のAはメインヒータ23aのガラス筒の外径を表し、図中のBはサブヒータ23bのガラス筒の外径を表している。図では、AとBが同じであるように見えるが、本実施形態では、AをBよりも小さくする。また、図5に示す例のように、メインヒータ23aのガラス筒の厚みをサブヒータ23bのガラス筒の厚みよりも小さくすることが好ましい。図中、サブヒータ23bのガラス筒の厚みが大きいことを太線で表現している。
Note that A in the figure represents the outer diameter of the glass tube of the
また、本例では、メインヒータ23aのフィラメントコイルの線径は、サブヒータ23bのフィラメントコイルの線径よりも細いことが好ましい。メインヒータ23aにおいて、線径の細いフィラメントを使用して二重巻きのコイル構成とすることで、フィラメントの昇温を早くすることができ、表面積も大きくなるため、加熱効率を向上させることができる。図中、メインヒータ23aのフィラメントコイルの線径が細いことを細線で表現している。
Further, in this example, the wire diameter of the filament coil of the
また本例では、図6に示すように、サブヒータ23bのフィラメントコイルの巻き方を場所によって変えてもよい。例えばサブヒータ23bの両端部で発熱強度が高くなるようにすることが好ましい。 Further, in this example, as shown in FIG. 6, the way the filament coil of the sub-heater 23b is wound may be changed depending on the location. For example, it is preferable that the heat generation intensity is increased at both ends of the sub-heater 23b.
次に、本実施形態の他の例について説明する。
本実施形態の定着装置において、ニップ形成部材の構成は適宜変更することができる。本実施形態において、ニップ形成部材には熱伝導部材を用いることが好ましい。熱伝導部材を用いることで、均熱効果が得られ、軸方向における定着ベルト21の温度偏差を低減することができる。
Next, another example of this embodiment will be described.
In the fixing device of this embodiment, the configuration of the nip forming member can be changed as appropriate. In this embodiment, it is preferable to use a heat conductive member as the nip forming member. By using the heat conductive member, a uniform heat effect can be obtained, and the temperature deviation of the fixing
また、ヒータの加熱効率が大きくなることにあわせて、ニップ形成部材の均熱効果を調整することで、軸方向における定着ベルト21の温度偏差を更に低減することができ、本実施形態を適用可能なCPM(Copies Per Minute)の範囲を広げることができる。高CPM機の場合、軸方向における定着ベルト21の温度偏差が大きくなりがちであるため、熱伝導部材を用いることで、高CPM機にも本実施形態を適用することができる。
In addition, by adjusting the heating efficiency of the nip forming member as the heating efficiency of the heater increases, the temperature deviation of the fixing
本実施形態において、ニップ形成部材に熱伝導部材を用いる場合、ニップ形成部材は熱伝導部材のみからなるものとしてもよいし、ニップ形成部材は熱伝導部材を含む複数の部材からなるものとしてもよい。例えば、図2や図5に示すニップ形成部材24を熱伝導率の高い材料で構成し、図示するニップ形成部材24を熱伝導部材としてもよい。
In this embodiment, when a heat conductive member is used as the nip forming member, the nip forming member may be made of only the heat conducting member, or the nip forming member may be made of a plurality of members including the heat conducting member. . For example, the
図7に、本実施形態の他の例を示す。図7では、ニップ形成部材24aとは別に、熱伝導部材27を用いている。図示するように、熱伝導部材27でニップ形成部材24aを覆う構成としており、熱伝導部材27は定着ベルト21に当接している。本例では、ニップ形成部材24aと熱伝導部材27をニップ形成部材24としており、本例におけるニップ形成部材24は、熱伝導部材27を含む複数の部材で構成されている。ニップ形成部材24aとしては、特に制限されるものではなく、任意の材料とすることができる。
FIG. 7 shows another example of this embodiment. In FIG. 7, a heat
熱伝導部材の材料としては、適宜選択することができ、例えば、耐熱性で熱伝導率の高い下記のような材料(良熱伝導体)を用いることができる。 The material of the thermally conductive member can be selected as appropriate, and for example, the following materials (good thermal conductors) that are heat resistant and have high thermal conductivity can be used.
(材料) (熱伝導率)
カーボンナノチューブ:3000~5500W/mK
グラファイトシート :700~1750W/mK
銀 :420W/mK
銅 :398W/mK
アルミニウム :236W/mK
(Material) (Thermal conductivity)
Carbon nanotube: 3000-5500W/mK
Graphite sheet: 700-1750W/mK
Silver: 420W/mK
Copper: 398W/mK
Aluminum: 236W/mK
以上説明したように、本発明によれば、熱源に用いる温度検知手段等の部品数が増えることを防止し、加熱効率を向上させることができる。また、軸方向の全幅で発光するヒータを用いた場合でも、高効率で省エネルギーな加熱装置を提供することが可能になる。 As described above, according to the present invention, it is possible to prevent an increase in the number of components such as a temperature detection means used in a heat source and improve heating efficiency. Further, even when using a heater that emits light over the entire width in the axial direction, it is possible to provide a highly efficient and energy-saving heating device.
次に、本実施形態の他の例について説明する。上記と同様の事項については説明を省略する。
上記の図2や図5に示す例は、メインヒータ23aを小径化した場合の例、又は、メインヒータ23aを薄肉化した場合の例であったが、小径化と薄肉化の両方を行ってもよい。
Next, another example of this embodiment will be described. Explanation of the same matters as above will be omitted.
The examples shown in FIGS. 2 and 5 above are examples in which the
図8は、本例を説明するための断面概略図である。図示するように、本例におけるメインヒータ23aのガラス筒の外径が小さくなっているとともに厚みが薄くなっている。このように小径化と薄肉化の両方を行うことで、メインヒータ23aのガラス筒の熱容量を更に小さくすることができ、加熱効率をより向上させることができる。このため、より高効率で省エネルギーな加熱装置とすることができる。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view for explaining this example. As shown in the figure, the outer diameter of the glass tube of the
また本例では、メインヒータ23aのガラス筒の外径及び厚みがサブヒータ23bの外径及び厚みよりも小さくなっており、これにより効果的に加熱効率を向上させることができる。
Further, in this example, the outer diameter and thickness of the glass tube of the
また本例においても、メインヒータ23aを小径化することで、定着ベルト21の回転方向においてニップ部入口Neに近い位置に配置できるという利点が得られる。支持部材25と定着ベルト21とに区画され、ニップ部入口Neの近くの狭いスペースに詰めてメインヒータ23aを配置することが可能になる。更に、メインヒータ23aの照射角度を広く取ることができることに加え、フィラメントと定着ベルト21の距離を近づけることができ、加熱効率を向上させることができる。
Also in this example, by reducing the diameter of the
20 定着装置
21 定着ベルト
22 加圧ローラ
23 ハロゲンヒータ
23a メインヒータ
23b サブヒータ
24 ニップ形成部材
25 支持部材
26 反射部材
27 熱伝導部材
28 温度センサ
20
Claims (8)
前記ベルト部材は、当該ベルト部材と対向する加圧部材によりニップ部を形成し、
前記熱源は、第一ガラス筒体及び第二ガラス筒体を有し、
前記第一ガラス筒体及び前記第二ガラス筒体はともに、その内部に、記録媒体の最大通紙幅にわたってコイル部材を有し、
前記第一ガラス筒体は、記録媒体の幅方向にわたって発熱強度が一定になっているとともに、前記第二ガラス筒体よりも出力が高く、前記第二ガラス筒体よりも点灯の頻度が高く、前記第二ガラス筒体よりもガラス筒の熱容量が小さく、
前記第二ガラス筒体は、記録媒体の幅方向の一部で発熱強度が他の箇所に比べて大きくなっている箇所を有し、
前記ベルト部材の回転方向において、前記第一ガラス筒体の方が前記第二ガラス筒体よりも前記ニップ部の入口の近くに配置されていることを特徴とする加熱装置。 A heating device equipped with a heat source for radiant heating a rotatable endless belt member from inside,
The belt member forms a nip portion with a pressure member facing the belt member,
The heat source has a first glass cylinder and a second glass cylinder,
Both the first glass cylinder and the second glass cylinder have a coil member therein over a maximum paper passing width of the recording medium,
The first glass cylinder has a constant heat generation intensity across the width of the recording medium, has a higher output than the second glass cylinder, and is turned on more frequently than the second glass cylinder, The heat capacity of the glass cylinder is smaller than that of the second glass cylinder,
The second glass cylinder has a part in the width direction of the recording medium where the heat generation intensity is higher than other parts,
The heating device is characterized in that the first glass cylinder is disposed closer to the entrance of the nip than the second glass cylinder in the rotational direction of the belt member.
前記ベルト部材と対向して配置され、前記ベルト部材を加圧する前記加圧部材と、
前記ベルト部材の内部に配置され、前記加圧部材からの加圧を受けてニップ部を形成するニップ形成部材と、
前記ベルト部材の内部に配置され、前記ニップ形成部材を支持する支持部材と、
請求項1~5のいずれかに記載の加熱装置と、を備えることを特徴とする定着装置。 The belt member;
the pressure member disposed opposite to the belt member and pressurizing the belt member;
a nip forming member disposed inside the belt member and forming a nip portion by receiving pressure from the pressure member;
a support member disposed inside the belt member and supporting the nip forming member;
A fixing device comprising: the heating device according to claim 1;
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