JP2007233405A - Heat roller and fixing apparatus using the same - Google Patents
Heat roller and fixing apparatus using the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007233405A JP2007233405A JP2007112214A JP2007112214A JP2007233405A JP 2007233405 A JP2007233405 A JP 2007233405A JP 2007112214 A JP2007112214 A JP 2007112214A JP 2007112214 A JP2007112214 A JP 2007112214A JP 2007233405 A JP2007233405 A JP 2007233405A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat roller
- heating element
- heat
- roller
- planar heating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Fixing For Electrophotography (AREA)
- Control Of Resistance Heating (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
Description
本発明はヒートローラ及びこれを使用した定着装置に関する。特には、本発明は例えば電子写真装置で使用される定着装置で使用されるのに適したヒートローラ及びこのヒートローラを具備した定着装置に関する。 The present invention relates to a heat roller and a fixing device using the heat roller. In particular, the present invention relates to a heat roller suitable for use in, for example, a fixing device used in an electrophotographic apparatus, and a fixing device including the heat roller.
電子写真装置（複写機、ファクシミリ、及びプリンタ等）は、画像形成装置と、画像形成装置で形成され且つ用紙に転写された画像を定着させるための定着装置とを備えている。定着装置はヒートローラを含む。 An electrophotographic apparatus (such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer) includes an image forming apparatus and a fixing device for fixing an image formed by the image forming apparatus and transferred onto a sheet. The fixing device includes a heat roller.
ヒートローラは、金属の輪体と、金属の輪体を被覆するゴムと、金属の輪体の内側に配置されたハロゲンランプとからなる。しかし、ハロゲンランプは熱効率が低く、金属の輪体を被覆するゴムはさらに熱効率を低下させる。また、所定の温度に達するまでに数10秒〜数分かかり、待機中に予備加熱が必要である。 The heat roller is composed of a metal ring, rubber covering the metal ring, and a halogen lamp arranged inside the metal ring. However, the halogen lamp has low thermal efficiency, and the rubber covering the metal ring further reduces the thermal efficiency. In addition, it takes several tens of seconds to several minutes to reach a predetermined temperature, and preheating is necessary during standby.
最近、抵抗部材が絶縁部材に埋設されている面状発熱体を含む直熱式ヒートローラが開発されている。このヒートローラでは、抵抗部材に電流を流すと抵抗部材が発熱し、熱が伝導するので、熱効率が高い。面状発熱体は最初平坦な発熱体シートとして形成され、発熱体シートが円筒形状にまるめられて円筒状の面状発熱体とされる。面状発熱体は、そのままでは円筒形状を維持することができないので、金属製の円筒管の内面に貼りつけて使用される。しかし、面状発熱体を円筒管の内面に貼りつけることは難しい作業である。 Recently, a direct heating type heat roller including a planar heating element in which a resistance member is embedded in an insulating member has been developed. In this heat roller, when a current is passed through the resistance member, the resistance member generates heat and conducts heat, so that the heat efficiency is high. The planar heating element is initially formed as a flat heating element sheet, and the heating element sheet is rounded into a cylindrical shape to form a cylindrical planar heating element. Since the sheet heating element cannot maintain the cylindrical shape as it is, it is used by being attached to the inner surface of a metal cylindrical tube. However, it is difficult to attach the planar heating element to the inner surface of the cylindrical tube.
そこで、円筒状の面状発熱体を内管と外管とからなる二重管の間にサンドイッチするヒートローラの製造方法が提案された。まず、円筒状の面状発熱体の内面側に内管を配置し、この発熱体の外面側に外管を配置する。それから、内管に加圧流体を供給して内管及び面状発熱体を外管に向かって膨張させると、面状発熱体は内管及び外管に密着するようになる。この製造方法では、最初に面状発熱体と内管及び面状発熱体と外管とは密着していなくてもよいので、組立作業は簡単である。 Therefore, a method of manufacturing a heat roller has been proposed in which a cylindrical sheet heating element is sandwiched between double tubes composed of an inner tube and an outer tube. First, an inner tube is disposed on the inner surface side of a cylindrical sheet heating element, and an outer tube is disposed on the outer surface side of the heating element. Then, when a pressurized fluid is supplied to the inner tube and the inner tube and the planar heating element are expanded toward the outer tube, the planar heating element comes into close contact with the inner and outer tubes. In this manufacturing method, the planar heating element and the inner tube and the planar heating element and the outer tube do not have to be in close contact with each other at first, so that the assembling work is simple.
このような面状発熱体を含むヒートローラをさらに改善して、熱効率を向上させることが求められていた。 It has been demanded to further improve the heat roller including such a planar heating element to improve the thermal efficiency.
本発明の目的は、面状発熱体を含み、熱効率を向上させることのできるヒートローラ及びこのヒートローラを使用した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 roller that includes a sheet heating element and can improve thermal efficiency, and a fixing device using the heat roller.
本発明によるヒートローラは、抵抗部材が絶縁部材に埋設されている円筒状の面状発熱体と、該面状発熱体の内面に密着する内管と、該面状発熱体の外面に密着する外管とを備え、該抵抗部材は、該面状発熱体の発熱密度がヒートローラの軸線方向について変化するように形成されることを特徴とする。 The heat roller according to the present invention is in close contact with a cylindrical planar heating element in which a resistance member is embedded in an insulating member, an inner tube that is in close contact with the inner surface of the planar heating element, and an outer surface of the planar heating element. The resistance member is formed such that the heat generation density of the planar heating element changes in the axial direction of the heat roller.
この構成において、面状発熱体の発生する熱は外管を介して媒体に伝達される。面状発熱体の抵抗部材は例えば蛇行状のパターンで形成されており、抵抗部材のパターンは外管の温度に直に影響し、外管の温度ムラの原因となる。特に、外管の端部の温度と外管の中央部の温度との差が大きくなるので、面状発熱体の発熱密度がヒートローラの軸線方向に対して変化するように形成されることにより、外管の温度ムラを低減することができる。 In this configuration, the heat generated by the planar heating element is transmitted to the medium via the outer tube. The resistance member of the planar heating element is formed in, for example, a meandering pattern, and the resistance member pattern directly affects the temperature of the outer tube and causes temperature unevenness of the outer tube. In particular, since the difference between the temperature at the end of the outer tube and the temperature at the center of the outer tube is increased, the heat generation density of the planar heating element is changed so as to change with respect to the axial direction of the heat roller. The temperature unevenness of the outer tube can be reduced.
抵抗部材は、その一部にヒューズが形成されている。また、抵抗部材と同じ層内に温度センサが設けられている。 A fuse is formed in a part of the resistance member. A temperature sensor is provided in the same layer as the resistance member.
面状発熱体は、並列に接続された複数の抵抗部材を具備する。 The planar heating element includes a plurality of resistance members connected in parallel.
また、本発明のヒートローラは、第１の抵抗部材が絶縁部材に埋設されている第１の円筒状の面状発熱体と、該第１の面状発熱体の内面に密着する第１の管と、該第１の面状発熱体の外面に密着する第２の管と、該第２の管の外面に密着し、第２の抵抗部材が絶縁体に埋設されている第２の円筒状の面状発熱体と、該第２の面状発熱体の外面に密着する第３の管とを備え、該第１及び第２の抵抗部材の少なくとも一方は、面状発熱体の発熱密度がヒートローラの軸線方向について変化するように形成されることを特徴とする。 The heat roller of the present invention includes a first cylindrical planar heating element in which a first resistance member is embedded in an insulating member, and a first closely contacting the inner surface of the first planar heating element. A tube, a second tube that is in close contact with the outer surface of the first planar heating element, and a second cylinder that is in close contact with the outer surface of the second tube and in which the second resistance member is embedded in an insulator A sheet-like planar heating element and a third tube in close contact with the outer surface of the second planar heating element, and at least one of the first and second resistance members is a heat generation density of the planar heating element Is formed so as to change in the axial direction of the heat roller.
本発明の定着装置は、上記の構成を具備したヒートローラと、該ヒートローラに圧接される加圧ローラとを備え、該ヒートローラと加圧ローラとの間の圧接部分で定着を行うことを特徴とする。 The fixing device of the present invention includes a heat roller having the above-described configuration and a pressure roller pressed against the heat roller, and performs fixing at a pressure contact portion between the heat roller and the pressure roller. Features.
また、本発明の定着装置は、上記の構成を具備したヒートローラと、定着ローラと、該ヒートローラと該定着ローラとの間に掛け渡されたベルトと、該ベルトを介して該定着ローラに圧接された加圧ローラと、からなり、該ベルトと該加圧ローラとの間の圧接部分で定着を行うことを特徴とする。 Further, the fixing device of the present invention includes a heat roller having the above-described configuration, a fixing roller, a belt stretched between the heat roller and the fixing roller, and the fixing roller via the belt. A pressure roller in pressure contact, and fixing is performed at a pressure contact portion between the belt and the pressure roller.
また、本発明の定着装置は、上記の構成を具備した第１のヒートローラと、定着ローラと、該第１のヒートローラと該定着ローラと間に掛け渡されたベルトと、該ベルトを介して該定着ローラに圧接された第２のヒートローラと、からなり、該ベルトと該第２のヒートローラとの間の圧接部分で定着を行うことを特徴とする。 The fixing device according to the present invention includes a first heat roller having the above-described configuration, a fixing roller, a belt stretched between the first heat roller and the fixing roller, and the belt. And a second heat roller pressed against the fixing roller, and fixing is performed at a pressure contact portion between the belt and the second heat roller.
本発明のヒートローラでは、高速回転時においても常に安定し、且つ温度ムラの少ない熱供給が可能である。ヒートローラの外管の外径の大きさの自由度が高く、ハロゲンランプを用いたヒートローラよりも小さくすることができる。異常加熱時に備えたヒューズ機能をもち、異常時に即座に電源入力断絶が可能となる。新たに温度測定用部品を配置することなく、面状発熱体に内蔵した温度センサで温度計測が可能となる。発熱領域内の温度分布が均一で温度ムラを最小限に抑えることが可能となる。 In the heat roller of the present invention, it is possible to supply heat that is always stable and has little temperature unevenness even during high-speed rotation. The degree of freedom of the outer diameter of the outer tube of the heat roller is high and can be made smaller than a heat roller using a halogen lamp. It has a fuse function in case of abnormal heating, and power supply input can be cut off immediately when abnormal. The temperature can be measured with a temperature sensor built in the sheet heating element without newly arranging a temperature measurement component. The temperature distribution in the heat generation region is uniform, and the temperature unevenness can be minimized.
以下添付の図面に示される実施形態を参照して本発明を説明する。 The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the accompanying drawings.
図１は本発明のヒートローラを含む定着装置の一実施例を示す側面図である。定着装置10は、ヒートローラ12と、ヒートローラ12に圧接されたゴム被覆の加圧ローラ14とからなる。用紙16はヒートローラ12と加圧ローラ14との間を搬送され、用紙16に担持されるトナーがヒートローラ12の発生する熱によって溶融され、且つヒートローラ12と加圧ローラ14との間で加圧されて、定着される。
FIG. 1 is a side view showing an embodiment of a fixing device including a heat roller of the present invention. The
図２は図１のヒートローラ12を示す断面図である。ヒートローラ12は、円筒状の面状発熱体26と、面状発熱体26の内面に密着する内管28と、面状発熱体26の外面に密着する外管30とからなる。
FIG. 2 is a sectional view showing the
図３は図４の線III −III に沿ってとったヒートローラ12を示す断面図である。面状発熱体26は抵抗部材32が絶縁部材34，36に埋設されている発熱体シート26ａからなる。抵抗部材32は絶縁部材34の上に形成され、絶縁部材36によって覆われている。例えば、絶縁部材34，36はポリイミド系の耐熱樹脂で作られ、抵抗部材32はステンレス鋼で作られる。発熱体シート26ａは平坦なシートとして作られ、丸められ且つシートの両端が接合されて円筒状の面状発熱体26となる。内管28は変形しやすいように比較的に軟らかいアルミ系の材料で作られ、外管30はヒートローラ12が円筒形を維持するように比較的に硬いアルミ系の材料で作られる。例えば、内管28は純アルミ（JIS 呼称1050、線膨張係数23.6）で作られ、外管30はAl−Mg−Si（JIS 呼称6063、線膨張係数24.4）で作られる。外管30は内管28に比べて強度が強い材料で形成する。
FIG. 3 is a sectional view showing the
図４は発熱体シート26ａの絶縁部材34上の抵抗部材32のパターンを示す平面図である。抵抗部材32は絶縁部材34の上に蛇行するように形成される。この抵抗部材32が形成された絶縁部材34の上に絶縁部材36が積層される。抵抗部材32の両端に電流を流すことにより、抵抗部材32が発熱し、発生した熱が外管30を介して用紙16に伝達される。
FIG. 4 is a plan view showing a pattern of the
面状発熱体26と、内管28と、外管30とからなるヒートローラ12は、拡管用外形型及び流体圧力を利用した拡管法により製造される。最初に、円筒状の面状発熱体26の内側に内管28を配置し、面状発熱体26の外側に外管30を配置し、ヒートローラアセンブリを形成する。このとき、面状発熱体26と内管28との間には隙間があってよく、面状発熱体26と外管30との間には隙間があってもよいので、ヒートローラアセンブリの組立を容易に行うことができる。次にヒートローラアセンブリを拡管用外形型に挿入し、かつ、加圧流体（例えば水）を60kg／cm2 の圧力で内管28の内部に供給する。すると、内管28が膨張し、内管28は面状発熱体26に密着して面状発熱体26を膨張させ、面状発熱体26は外管30に密着して外管30を膨張させる。外管30の膨張は拡管用外形型によって制限される。このようにして、内管28が面状発熱体26に密着し、面状発熱体26が外管30に密着する。
The
図５はヒートローラ12の一例を示す部分断面正面図である。図５においては、ヒートローラ12では、外管30の長さが内管28の長さより小さい。
FIG. 5 is a partial cross-sectional front view showing an example of the
図６は図５のヒートローラ12に電極を取りつけところを示す正面図である。ヒートローラ12の外管30は支持部材38によって支持される。ヒートローラ12の面状発熱体26の抵抗部材32から延びる端子部は、給電部材40に接続される。40ａはリード線である。
FIG. 6 is a front view showing an electrode attached to the
図７は本発明によるヒートローラ12の面状発熱体26の領域を示し、図８及び図９はヒートローラ12の面状発熱体26の抵抗部材32のパターンを示す図である。図８は図９に示す面状発熱体26の部分拡大断面図である。
FIG. 7 shows the area of the
図７において、面状発熱体26は、両端部に位置する領域Ａ、領域Ａの内側に位置する領域Ｂ、及び中央に位置する領域Ｃに区画されている。図８及び図９において、面状発熱体26の抵抗部材32のパターンは、領域Ａの発熱密度が最も高く、領域Ｂの発熱密度が次に高く、領域Ｃの発熱密度が低いように設定されている。
In FIG. 7, the
例えば、領域Ａの発熱密度は 7.2Ｗ／cm2 であり、領域Ｂの発熱密度は 5.4Ｗ／cm2 であり、領域Ｃの発熱密度は4.54Ｗ／cm2 である。領域Ａの抵抗部材32の線の幅が1.46mmで形成され、領域Ｂの抵抗部材32の線の幅が1.46mmで形成され、領域Ｃの抵抗部材32の線の幅が2.03mmで形成されている。抵抗部材32はステンレス鋼で作られる。
For example, the heat generation density in region A is 7.2 W / cm 2 , the heat generation density in region B is 5.4 W / cm 2 , and the heat generation density in region C is 4.54 W / cm 2 . The line width of the
図10は面状発熱体の抵抗部材のパターンの発熱密度が均一である比較例のサンプル１の温度分布を示す図である。この例では、330mm×61mm のパターンエリアの全体発熱量を1076Ｗ（発熱密度 5.4Ｗ／cm2 ）に設定した。図10に示されるように、外管30の中央部の温度と比べて、外管30の端部の温度が極端に低下する。
FIG. 10 is a view showing the temperature distribution of
図11は面状発熱体26の抵抗部材32のパターンの発熱密度が変化するサンプル２の温度分布を示す図である。この面状発熱体26の抵抗部材32の発熱密度は図７から図９を参照して説明したのと同じである。パターンエリアの全体発熱量は図10を参照して説明したものと同じである。図11から分かるように、外管30の端部の温度がピークとなり、外管30の中央部の温度がピーク値より若干低下するようになった。外管30の温度分布は全体としてはかなり平均化された。
FIG. 11 is a diagram showing the temperature distribution of Sample 2 in which the heat generation density of the pattern of the
ヒートローラ12のサンプル１、サンプル２ともに、外管30の長さは 380mm、内管28の長さは 340mmであり、内管28及び外管30の厚さは全て 0.5mmである。これらのサンプルに通電し、ヒートローラ12のある位置が 160℃になったときのヒートローラ12の長さ方向の距離に対する温度分布を測定した。図10及び図11はこの結果を示す。
In both
外管30の最高温度と、最低温度とは次のようになった。（単位は℃）
最高温度 最低温度 昇温時間（ｓ）
サンプル１ 159.5℃ 101.6℃ 14.3
サンプル２ 161.6℃ 144.8℃ 14.7
この結果から、比較例のサンプル１においては57.9℃の温度ムラが生じるが、本発明のサンプル２においては16.8℃の温度ムラに低下できた。
The maximum temperature and the minimum temperature of the
Maximum temperature Minimum temperature Rise time (s)
Sample 2 161.6 ℃ 144.8 ℃ 14.7
From this result, although the temperature unevenness of 57.9 ° C. occurred in the
このように、本発明によれば、面状発熱体26の抵抗部材32のパターンの発熱密度を変化させることで、昇温時間を犠牲にすることなく、外管30の表面の温度ムラを低下することができた。
As described above, according to the present invention, by changing the heat generation density of the pattern of the
図12はヒートローラ12の面状発熱体26の抵抗部材32のパターンの他の例を示す図である。図８及び図９に示す例においては、抵抗部材32は図９の上側及び下側に分割された２つのパターン32Ｘ，32Ｙからなる。図12に示す例においては、抵抗部材32は分割されていない。図12において、面状発熱体26は、両端部に位置する領域Ａ、領域Ａの内側に位置する領域Ｂ、及び中央に位置する領域Ｃに区画されている。図８及び図９において、面状発熱体26の抵抗部材32のパターンは、領域Ａの発熱密度が最も高く、領域Ｂの発熱密度が次に高く、領域Ｃの発熱密度が低いように設定されている。
FIG. 12 is a view showing another example of the pattern of the
図13はヒートローラ12の外管30の外面に外層42を設けた例を示す図である。外層42はフッ素樹脂コーティングにより形成される。
FIG. 13 is a view showing an example in which an
図14はヒートローラ12の外管30の外面に外層42を設けた他の例を示す図である。外層42はシリコーンゴムにより形成される。図13及び図14に示されるように、外管30の外面に外層42を設けることにより、定着器におけるヒートローラ12のレイアウト、ニップ幅、および使用されるトナー等の種々の組み合わせに対応することができる。また、シリコーンゴムの厚さを最適化することで、二重管ヒートローラ12の外管30を薄くしたときに外管30の表面に出る抵抗部材32のパターンの凹凸も問題なく、かつ温度ムラも発生しずらく、印字品質を確保しつつ、昇温時間の短縮が可能となる。
FIG. 14 is a view showing another example in which an
図15及び図16は円筒管と面状発熱体26との間に耐熱性の充填剤層を形成した例を示す図である。図15においては、密着を補助する耐熱性の充填剤層44が外管30と面状発熱体26との間に設けられ、密着を補助する耐熱性の充填剤層46が面状発熱体26と内管28との間に設けられる。充填剤層44，46は、密着の不良があった場合の加熱による異常温度上昇を防止し、かつ均一に安定した熱伝達が可能になる。
15 and 16 are views showing an example in which a heat-resistant filler layer is formed between the cylindrical tube and the
図16においては、密着を補助する耐熱性の充填剤層44が外管30と面状発熱体26との間にのみ設けられている。また、図15及び図16の構成において、内管28に適当な大きさと間隔で空気抜き穴をあけておくこともできる。これは、気泡の発生を抑え、より密着をよくするための工夫である。
In FIG. 16, a heat-
図３においては、面状発熱体26の絶縁部材34，36の耐熱性樹脂フィルムの厚さを変化させた例を示す。絶縁材料として耐熱性樹脂フィルムを使用するため、膜厚の選択が可能となる。熱を積極的に伝達したい外管30側の絶縁部材36は薄く、二重管製造時に負荷のかかる内管28側の絶縁部材34は厚くすることで製品の安定性が高く、熱伝達効率が上がるため、昇温時間を短縮できる。複雑な機構や制御を用いずに耐熱性樹脂フィルムの厚さをコントロールすることで、より最適な熱設計が可能となる。
In FIG. 3, the example which changed the thickness of the heat resistant resin film of the insulating
図17は面状発熱体26にヒューズ48及び温度センサ50を設けた例を示す図である。ヒューズ48は抵抗部材32の線の一部の体積を局部的に減少させて形成し、過度の電流が流れたときにヒューズ48が断線するようにする。ヒューズ48は抵抗部材32の線の高さを減少させることなしに、線の幅を減少させることにより形成し、ヒートローラ12の形成後の抵抗部材32のパターンが密着不良になるのを防いでいる。また、線の幅を減少させるため、抵抗部材32のパターン作成時に高さ方向の二次加工を必要とせず、低コストになる。従来は、ヒューズ機能はヒートローラ12の外部に設けられていたが、本発明では、ヒューズ48は抵抗部材32のパターンの一部として形成するため、異常加熱に対して即座に抵抗部材32への通電を遮断することが可能になり、安全性も大幅に向上する。
FIG. 17 is a diagram showing an example in which a
図19は温度センサ50の配置を示す図である。図17及び図19において、温度センサ50は例えばサーミスタからなり、絶縁部材34，36の間で抵抗部材32と同じ層内に設けられる。温度センサ50を抵抗部材32のパターンと同一層内に形成することで、二重管成形後は、温度センサ内蔵のヒートローラ12となり、新たに外部に温度センサを用いる必要がなく、装置の設計自由度が大幅に向上する。外部温度センサ使用時のヒートローラ外周面との摺動摩擦によるコーティング劣化の問題も防止できる。
FIG. 19 is a diagram showing the arrangement of the
また、温度センサ50を発熱源である抵抗部材32に近づけることで、効率のよい温度制御が可能になる。一般的に使用されている外部温度センサは、センサ部を弾性体に取りつけ、外周を保護層でコートしている。本発明では、弾性体は不要であり、センサ保護層も抵抗部材32を挟んでいる絶縁部材34，36を兼用できるため、組立性を含め、コスト的に有利になる。
Further, by bringing the
図18は面状発熱体26が並列接続されて複数の抵抗部材32Ａ，32Ｂからなる例を示す図である。例えば、この構成は、電源投入及び印刷命令時の急激な昇温が必要なとき、ヒータパターンＡ，Ｂともに通電を行う。所定温度に到達後はヒータパターンＡのみの通電で定着温度を確保できる設計であれば、消費電力を低下させることが可能となる。
FIG. 18 is a diagram showing an example in which the
図20は三重管ヒートローラ12の例を示す図である。三重管ヒートローラ12は、抵抗部材32が絶縁部材34，36に埋設されている第１の円筒状の面状発熱体26Ｘと、該第１の面状発熱体26Ｘの内面に密着する第１の管（内管）28Ｘと、第１の面状発熱体26Ｘの外面に密着する第２の管29（中管）と、第２の管29の外面に密着する第２の円筒状の面状発熱体26Ｙと、第２の面状発熱体26Ｙの外面に密着する第３の管（外管）30Ｘとからなる。第１の面状発熱体26Ｘ及び第２の面状発熱体26Ｙの各々は、上記した面状発熱体26と同様の構造である。
FIG. 20 is a diagram showing an example of the triple
第１の面状発熱体26Ｘの抵抗部材32のパターンは第２の面状発熱体26Ｙの抵抗部材32のパターンとは変えてある。例えば、第２の面状発熱体26Ｙの抵抗部材32のパターンＣは図７から図９及び図12を参照して説明したように端部の発熱密度が高くなるように形成されており、第１の面状発熱体26Ｘの抵抗部材32のパターンＤは均一な発熱密度に形成してある。パターンＣは通常の印刷に適したものであり、パターンＤは連続印刷時の予備加熱として使用される。そこで、１枚の用紙の印刷ではパターンＣのみを使用し、複数の用紙の連続印刷ではパターンＣ，Ｄともに使用する。連続印刷時の熱損失を最小限に抑え、且つ用紙の投入後にすぐに印刷が可能になる。
The pattern of the
また、従来のハロゲンランプを使用したヒートローラでは速度や仕様の変更があると、ハロゲンランプの配光の変更時を含む定着器の熱設計及び試作期間に時間を費やすものであった。本発明の三重管ヒートローラ12では、予め数種類の発熱パターンをもった面状発熱体を用意しておけば、組み合わせにより、新たに熱源の試作を行う必要がなく、試作期間及び費用の低減につながる。
In addition, when the speed and specifications of a conventional heat roller using a halogen lamp are changed, it takes time for the thermal design and trial production period of the fixing device including the change of the light distribution of the halogen lamp. In the triple-
図21は面状発熱体26を有するヒートローラ12を含む定着器の例を示す図である。定着器10はヒートローラ12と加圧ローラ14とからなる。図１においては、ヒートローラ12が加圧ローラ14の上側に配置されているのに対して、図21においては、ヒートローラ12が加圧ローラ14の下側に配置されている。
FIG. 21 is a view showing an example of a fixing device including the
図22は面状発熱体26を有するヒートローラ12を含む定着器の例を示す図である。定着器10はヒートローラ12とヒートローラ18とからなる。ヒートローラ18はヒートローラ12とほぼ同じ構成とすることができる。
FIG. 22 is a view showing an example of a fixing device including the
図１及び図21の定着器10は、モノクロプリンタ等で使用され、用紙16の印刷面又は裏面を加熱することで、待機時間がない定着器を提供することができる。また。図22の定着器10は、定着熱量を必要とするカラープリンタ及び高速プリンタ等で使用され、用紙16の印刷面及び裏面を同時に加熱することで、効果的な定着を行うことができる。
The fixing
図23及び図24はヒートローラ12をベルト式定着器10に使用した例を示す図である。図23においては、ベルト式定着器10は、ヒートローラ12と、定着ローラ20と、ヒートローラ12と定着ローラ20に掛け渡されたベルト22と、ベルト22を介して定着ローラ20に圧接された加圧ローラ24とを備える。この場合には、ヒートローラ12の発生する熱がベルト22を介して用紙16に伝達され、用紙16に担持されるトナーがヒートローラ12の発生する熱によって溶融され、且つ加圧されて、定着される。
23 and 24 are diagrams showing an example in which the
図24においては、図23の加圧ローラ24の代わりにヒートローラ25が使用される。ヒートローラ25はヒートローラ12と同様に構成されることができる。
In FIG. 24, a
ベルト式定着器10は加熱対象を熱低容量である定着用エンドレスベルト22として昇温時間を短縮することができ、さらに昇温時間を短縮することが可能になる。
The belt-
図25は面状発熱体26を有するヒートローラ12を含む他の装置70を示す図である。装置70は例えば大型電子写真プリンタであり、ヒートローラ12は定着器以外の箇所で使用される。図27においては、感光体ドラム72及び定着用フラッシュランプ74がある。ヒートローラ12は、感光体ドラム72の上流側に配置された用紙湿気除去用ローラ76として使用される。また、ヒートローラ12は、感光体ドラム72の内部に配置されたドラム結露防止ローラ78として使用される。また、ヒートローラ12は、感光体ドラム72と定着用フラッシュランプ74との間に配置されたプレヒートローラ80として使用される。また、ヒートローラ12は、定着用フラッシュランプ74の下流側に配置された用紙しわ伸ばしローラ82として使用される。
FIG. 25 is a view showing another
このように、ヒートローラ12は、（ａ）転写前の用紙の湿気を除去する、（ｂ）感光体ドラムの結露を防止する、（ｃ）フラッシュ定着前のプレヒートを行う、（ｄ）定着後に媒体のしわ伸ばしを行うために使用することができる。ヒートローラ12は上記した例の全てに使用される必要はない。また、ヒートローラ12の応用は図27に示した例に限定されるものではない。面状発熱体26は自由且つ簡単に抵抗値の設定ができるため、定着器以外での汎用性が高くなる。
As described above, the heat roller 12 (a) removes moisture from the paper before transfer, (b) prevents condensation on the photosensitive drum, (c) performs preheating before flash fixing, (d) after fixing. Can be used to wrinkle media. The
図26は面状発熱体26を有するヒートローラ12を含む定着器10の消費電力とヒートローラ12の温度の変化の例を示す図である。曲線Ｐは消費電力を示し、曲線Ｑはヒートローラ12の温度を示す。印刷命令が入ると、ヒートローラを定着温度まで上昇させるための最大電力を投入し（時点Ｄ）、定着温度に到達した時点で投入電力を抑え（時点Ｅ）、印刷終了後は電力供給を停止する（時点Ｆ）。Ｇは印刷期間を示し、Ｈは待機期間を示す。そして、再度印刷命令が入ると、ヒートローラの加熱を始める（時点Ｉ）。
FIG. 26 is a diagram showing an example of power consumption of the fixing
図27はハロゲンランプを用いたときの消費電力とローラ表面温度の変化を示す図である。曲線Ｐは消費電力を示し、曲線Ｑはハロゲンランプを有するヒートローラの温度を示す。印刷命令が入ると、ヒートローラを定着温度まで上昇させるための最大電力を投入し（時点Ｄ）、定着温度に到達した時点で投入電力を抑え（時点Ｅ）、印刷終了後は電力供給を小さい値で維持する（時点Ｆ）。Ｇは印刷期間を示し、Ｈは待機期間を示す。そして、再度印刷命令が入ると、ヒートローラの加熱を始める（時点Ｉ）。 FIG. 27 is a graph showing changes in power consumption and roller surface temperature when a halogen lamp is used. A curve P indicates power consumption, and a curve Q indicates the temperature of a heat roller having a halogen lamp. When a printing command is received, the maximum power for raising the heat roller to the fixing temperature is input (time point D), the input power is suppressed when the fixing temperature is reached (time point E), and the power supply is small after printing is completed. Maintain at value (time point F). G indicates a printing period, and H indicates a standby period. When a printing command is input again, heating of the heat roller is started (time point I).
ハロゲンランプを有するヒートローラは直接加熱式ヒートローラ12に比べ熱効率が低く、印刷終了後においても昇温性能を満足させるために予備加熱が必要となる。直接加熱式ヒートローラ12は昇温時間に優れている利点を生かし、消費電力を低下させるための制御が可能となる。
The heat roller having a halogen lamp has lower thermal efficiency than the direct heating
上記した複数の実施例の特徴は適宜組合わせて実施することができる。 The features of the plurality of embodiments described above can be implemented in appropriate combination.
以上説明したように、本発明によれば、面状発熱体を含み、熱効率の優れたヒートローラを提供することができる。本発明のヒートローラでは、高速回転時においても常に安定し、且つ温度ムラの少ない熱供給が可能である。ヒートローラの外管の外径の大きさの自由度が高く、ハロゲンランプを用いたヒートローラよりも小さくすることができる。異常加熱時に備えたヒューズ機能をもち、異常時に即座に電源入力断絶が可能となる。新たに温度測定用部品を配置することなく、面状発熱体に内蔵した温度センサで温度計測が可能となる。発熱領域内の温度分布が均一で温度ムラを最小限に抑えることが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a heat roller including a planar heating element and having excellent thermal efficiency. In the heat roller of the present invention, it is possible to supply heat that is always stable and has little temperature unevenness even during high-speed rotation. The degree of freedom of the outer diameter of the outer tube of the heat roller is high and can be made smaller than a heat roller using a halogen lamp. It has a fuse function in case of abnormal heating, and power supply input can be cut off immediately when abnormal. The temperature can be measured with a temperature sensor built in the sheet heating element without newly arranging a temperature measurement component. The temperature distribution in the heat generation region is uniform, and the temperature unevenness can be minimized.
以上説明したように、本発明によれば、面状発熱体を含み、熱効率の優れたヒートローラを提供することができる。また、このような熱効率の良好なヒートローラを用いた定着装置を提供することができ、電子写真装置等に幅広く利用することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a heat roller including a planar heating element and having excellent thermal efficiency. In addition, a fixing device using such a heat roller with good thermal efficiency can be provided, and can be widely used in electrophotographic devices and the like.
１０ 定着装置
１２、１８、２５ ヒートローラ
１４、２４ 加圧ローラ
１６ 用紙
２２ ベルト
２６ 面状発熱体
２８ 内管
３０ 外管
３２ 抵抗部材
３４、３６ 絶縁部材
４８ ヒューズ
５０ 温度センサ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007112214A JP2007233405A (en) | 2007-04-20 | 2007-04-20 | Heat roller and fixing apparatus using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007112214A JP2007233405A (en) | 2007-04-20 | 2007-04-20 | Heat roller and fixing apparatus using the same |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004509520A Division JPWO2003102699A1 (en) | 2002-06-03 | 2002-06-03 | Heat roller |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007233405A true JP2007233405A (en) | 2007-09-13 |
Family
ID=38553987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007112214A Pending JP2007233405A (en) | 2007-04-20 | 2007-04-20 | Heat roller and fixing apparatus using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2007233405A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010054846A (en) * | 2008-08-28 | 2010-03-11 | Sharp Corp | Resistance heating body, fixing unit and image forming apparatus provided with the same |
| US8644749B2 (en) | 2010-10-08 | 2014-02-04 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Surface heating type heating unit for fixing device, and fixing device and image forming apparatus including the same |
| KR20220022274A (en) * | 2020-08-18 | 2022-02-25 | 한국생산기술연구원 | Apparatus and method for continuously manufacturing a planar heating element |
| JP7415273B2 (en) | 2019-08-16 | 2024-01-17 | 株式会社リコー | Image forming equipment and thermocompression bonding equipment |
-
2007
- 2007-04-20 JP JP2007112214A patent/JP2007233405A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010054846A (en) * | 2008-08-28 | 2010-03-11 | Sharp Corp | Resistance heating body, fixing unit and image forming apparatus provided with the same |
| US8644749B2 (en) | 2010-10-08 | 2014-02-04 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Surface heating type heating unit for fixing device, and fixing device and image forming apparatus including the same |
| JP7415273B2 (en) | 2019-08-16 | 2024-01-17 | 株式会社リコー | Image forming equipment and thermocompression bonding equipment |
| KR20220022274A (en) * | 2020-08-18 | 2022-02-25 | 한국생산기술연구원 | Apparatus and method for continuously manufacturing a planar heating element |
| KR102506166B1 (en) * | 2020-08-18 | 2023-03-07 | 한국생산기술연구원 | Apparatus and method for continuously manufacturing a planar heating element |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPWO2003102699A1 (en) | Heat roller | |
| JP6439432B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
| CN105388738A (en) | Fixing device | |
| US20030147680A1 (en) | Fixing apparatus | |
| JP2010177142A (en) | Heating member, fixing device, and image forming apparatus with fixing device | |
| US9152105B2 (en) | Fixing device and image forming apparatus incorporating same | |
| JP2007233405A (en) | Heat roller and fixing apparatus using the same | |
| JP4750611B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
| JP6370228B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
| JP2007017772A (en) | Fixing device and image forming apparatus provided with same | |
| JP2005221712A (en) | Image fixing device | |
| JP2004361839A (en) | Fixing device | |
| JP2016029433A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
| JP2007233424A (en) | Fixing device | |
| JP6447158B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
| US7582344B2 (en) | Heat roller | |
| JP4176461B2 (en) | Belt fixing device | |
| JP3816189B2 (en) | Fixing device | |
| JPH10340023A (en) | Heating device | |
| JP2014174392A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
| JP2009139822A (en) | Heater, image heating device and image forming apparatus | |
| JP2007011224A (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus equipped with the same | |
| JP2008139665A (en) | Roller for heating, and heat fixing device with the roller for heating | |
| JP2007047420A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
| JP4897395B2 (en) | Fixing device and image forming apparatus having the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071113 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20080115 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080212 |