(57)【要約】【課題】所望の方向に照射可能な加熱ユニットを、加熱効率の低下が少なく、かつ安価に提供すること。【解決手段】少なくとも発熱部と、発熱部を内包したガラス管とからなる棒状ヒータ４と、棒状ヒータ４から照射される輻射熱を反射する箔状の反射部材５と、反射部材５を、棒状ヒータ４の外周面に固定する固定部材６とを備え、固定部材６は金属線を用いており、反射部材５を、棒状ヒータの長手方向４に対し、この金属線により複数箇所にてくくりつけた加熱ユニット。【選択図】図２
2007026792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも発熱部と、前記発熱部を内包したガラス管とからなる棒状ヒータと、
前記棒状ヒータから照射される輻射熱を反射する箔状の反射部材と、
前記反射部材を、前記棒状ヒータの外周面にその長手方向に対し複数箇所にて固定する固定部材とを備えたものであり、
前記固定部材は金属線であり、前記金属線により、前記反射部材を、前記棒状ヒータに、くくりつけたことを特徴とする加熱ユニット。
【請求項２】
少なくとも発熱部と、前記発熱部を内包したガラス管とからなる棒状ヒータと、
前記棒状ヒータから照射される輻射熱を反射する箔状の反射部材と、
前記反射部材を、前記棒状ヒータの外周面にその長手方向に対し複数箇所にて固定する固定部材とを備えたものであり、
前記固定部材は、前記反射部材を介して前記棒状ヒータに巻着される略Ｃ字状のリングであり、かつ、巻着前の前記固定部材の内径は、前記棒状ヒータの外形よりも小径であり、かつ、略Ｃ字状の開口部の幅は前記反射部材の幅よりも大きいことを特徴とする加熱ユニット。
【請求項３】
反射部材は金属箔からなり、その膜厚が３μｍ以上３０μｍであることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の加熱ユニット
【請求項４】
棒状ヒータはハロゲンランプであり、前記ハロゲンランプに用いるフィラメントは、コイル状に密に巻かれた部分と、疎に巻かれた部分もしくはコイル状に巻かれていない部分とからなるものであり、固定部材による固定場所は、コイル状に疎に巻かれた部分もしくはコイル状に巻かれていない部分であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の加熱ユニット。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の加熱ユニットを備えた定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種物体を昇温させる加熱ユニット、及び、複写機、ＦＡＸ、プリンタ等の電子写真プロセスを利用した電子写真機器に使用する定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、棒状ヒータから全方位に照射される輻射熱を集光し、所望の方向に効率良く照射するために、半円筒状の反射板が用いられていた。この反射板は、棒状ヒータを覆うよう一定距離離れた位置に配置していた。棒状ヒ−タから全方位に照射された輻射熱を反射板で反射することにより、所望の方向に効率良く照射することが可能となる。しかしながら、反射板を所望の位置に保持する為には、反射板自身にある程度の剛性が必要であり、その場合、反射板自身の熱容量が大きく、棒状ヒータによる加熱効率の低下が生じていた。
【０００３】
この課題を解決するために、例えば、特許文献１のような方法が提案されている。特許文献１では、棒状ヒータの１層目のガラス管の外周面に、２層目のガラス管を備え、１層目のガラス管と２層目のガラス管との間に反射板を備えたものである。反射板には、ばね性のコイル部材の一端が溶接によって取り付けられている。コイル部材の他端は、フリー状態になっており、１層目のガラス管から２層目のガラス管に向かって広がろうとする力を有しており、コイル部材の一端側近傍の一部が２層目のガラス管の内面に押圧した状態で接している。これにより、反射板を１層目のガラス管と２層目のガラス管との間で回転せず固定することができる。これにより、剛性の低い反射板を用いても、コイル部材というものを用い、部分的に支持するだけで良いため、それらの部材の熱容量が少なく、棒状ヒータの加熱効率の低下を抑えることができる。しかしながら、本構成では、２層目のガラス管がどうしても必要となってしまい、加熱ユニットの高コスト化と大型化が生じてしまう。
【０００４】
それを解決する方法として、特許文献２が提案されている。特許文献２には、特許文献１とは異なる固定方法が提案されている。特許文献２では、フラッシュランプにトリガワイヤを固定するものであり、反射板を固定するものではないが、固定方法については、反射板を固定する場合にも同様に使用することができる。これは、環状のトリガリングにより、トリガワイヤをフラッシュランプに固定する方法である。このトリガリングを使用し、反射板を棒状ヒータに固定する方法を用いれば、剛性の低い薄い反射板を安定して固定することが可能となる。
【特許文献１】特開２００２−４３０３７号公報
【特許文献２】特開２００４−１９１５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２の方法では、環状の固定部材を使用する場合、固定するための剛性が必要となり、環状の線径が太いものが必要となる。線径が太くなると棒状ヒータからの光を遮る部分が多くなり、加熱効率の低下が生じてしまう。また、環状の固定部材にて、薄い反射部材を固定使用とした場合、環状の固定部材の大きさ、形状に考慮しないと、環状の固定部材にて反射部材を取り付ける時に、反射部材を破壊し易いという課題もある。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、所望の方向に輻射熱を照射できる加熱ユニットを、加熱効率の低下が少なく、かつ、安価に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、請求項１の発明の加熱ユニットは、少なくとも発熱部と、前記発熱部を内包したガラス管とからなる棒状ヒータと、前記棒状ヒータから照射される輻射熱を反射する箔状の反射部材と、前記反射部材を、前記棒状ヒータの外周面にその長手方向に対し複数箇所にて固定する固定部材とを備え、前記固定部材は金属線であり、前記金属線により、前記反射部材を、前記棒状ヒータに、くくりつけたものである。
【０００８】
本構成によって、箔状の反射部材を用いることにより、熱容量を非常に小さくすることができる。また、金属線を用いて反射部材を棒状ヒータへ複数箇所くくりつけるものであるため、金属線の線径は細いものが使用可能であり、棒状ヒータからの輻射熱を遮る部分が少なく、それにより、加熱効率の低下の少ない加熱ユニットを提供することができる。
【０００９】
また、請求項２の発明の加熱ユニットは、少なくとも発熱部と、前記発熱部を内包したガラス管とからなる棒状ヒータと、前記棒状ヒータから照射される輻射熱を反射する箔状の反射部材と、前記反射部材を、前記棒状ヒータの外周面にその長手方向に対し複数箇所にて固定する固定部材とを備え、前記固定部材は、前記反射部材を介して前記棒状ヒータに巻着される略Ｃ字状のリングであり、かつ、巻着前の前記固定部材の内径は、前記棒状ヒータの外形よりも小径であり、かつ、略Ｃ字状の開口部の幅は前記反射部材の幅よりも大きいものである。
【００１０】
本構成によっても、熱容量の少ない反射部材を使用することができ、それにより、加熱効率の低下の少ない加熱ユニットを提供することができる。さらに、略Ｃ字状のリングからなる固定部材を反射部材を挟んで棒状ヒータに巻着する場合、略Ｃ字状の開口部の幅が反射部材の幅よりも大きくしている。このため、反射部材が薄く強度が弱い場合でも、略Ｃ字状の端部が反射部材に接触することがなく、反射部材を痛めずに固定することが可能となる。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項１または２のいずれかの発明の加熱ユニットにおいて、
反射部材は金属箔からなり、その膜厚が３μｍ以上３０μｍとしたものである。
【００１２】
本構成によって、反射部材は金属膜からなり、その膜厚は、３μｍ以上としているため、棒状ヒータにくくりつけた状態においては、十分保持できる剛性を備えている。また、その膜厚は３０μｍ以下としているため、反射部材の熱容量が小さく、加熱効率の低下の少ない加熱ユニットを提供することができる。
【００１３】
また、請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明の加熱ユニットにおいて、棒状ヒータはハロゲンランプであり、前記ハロゲンランプに用いるフィラメントは、コイル状に密に巻かれた部分と、疎に巻かれた部分もしくはコイル状に巻かれていない部分とからなるものであり、固定部材による固定場所は、コイル状に疎に巻かれた部分もしくはコイル状に巻かれていない部分としたものである。
【００１４】
本構成によって、棒状ヒータからの輻射熱の少ない部分に固定部材を備えることが出来るため、加熱効率の低下の少ない加熱ユニットを提供することができる。
【００１５】
また、請求項５の発明の定着装置は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の加熱ユニットを備えたものである。
【００１６】
本構成によって、安価に、かつ熱効率よく、棒状ヒータからの輻射熱を所望の方向に照射できる加熱ユニットを備えたものであるため、ウォーミングアップ時間の短縮や、自在な加熱分布の付与などを行える安価な定着装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、棒状ヒータからの輻射熱を所望の方向に照射できる加熱ユニットを、加熱効率の低下が少なく、かつ、安価に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における定着装置の概略構成図である。
【００２０】
図１において、１は、定着ロールであり、外形φ２０ｍｍのステンレスからなる軸１ａとその外周に形成された厚さ５ｍｍの断熱層１ｂから構成されている。断熱層１ｂは、断熱性と耐熱性と弾性の観点から、その材質としてはシリコーンスポンジ、発泡ポリイミド等が好ましく用いられ、本実施の形態ではシリコーンスポンジを使用している。２は、無端状の周長１５０ｍｍの定着ベルトであり、定着ロール１と支持軸３によって張架されている。定着ベルト２は、厚さ１８８μｍのポリイミドからなる基材上に厚さ５０μｍポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）からなる離型層が形成されたものである。また、基材の内面には、光吸収処理が施されている。
【００２１】
支持軸３は、外形φ１６ｍｍ、肉厚０．５ｍｍのステンレスからなり、それ自身の熱容量低減のため中空状にしたものである。４は棒状ヒータとしてのハロゲンランプであり、定着ベルト２の内側から光を照射する。５は反射部材であり、固定部材６によりハロゲンランプ４に巻着されており、定着ロール１の方向に照射された光を、反射し、定着ベルト２を効率良く加熱するためのものである。このハロゲンランプ４と反射部材５と固定部材６とにより加熱ユニット７を構成している。８はサーミスタからなる温度検知手段であり、定着ベルト２の温度を検知する。定着ベルト２の定着時の設定温度は１７０℃としている。９は加圧ロールであり、外形φ３０ｍｍ、肉厚３mmのアルミニウム製パイプからなる基材９ａ上に、０．０５mm厚のポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）からなる離型層９ｂが形成されたものである。定着ロール１と支持軸３と加圧ロール９はそれぞれ、その両端部分にて図示なき手段にて回転可能に支持されている。定着ロール１と加圧ロール９とは図示なき手段にて定着ベルト２を介して所望の力で加圧されている。１０は記録紙であり、定着ベルト２に接する側には、図示なき手段にて、トナー像１１が形成されている。この記録紙１０を定着ベルト２と加圧ロール９とで形成されるニップを通過させることにより、トナー像１１を記録紙１０に定着する。
【００２２】
次に、加熱ユニット７の詳細について、図２を用いて説明する。ハロゲンランプ４は、
発熱部としてのフィラメント４ａとガラス管４ｂを備えたものであり、そのフィラメント４ｂが長手方向にコイル状に均一に巻かれたものを用いている。また、ハロゲンランプ４のガラス管４ｂの外径はφ８ｍｍのものを用いている。反射部材５には、厚さ１２μｍのアルミニウム箔を用い、このアルミニウム箔をφ３０μｍのタングステン線にてハロゲンランプ４に８カ所、くくり付けている。これにより、ハロゲンランプ４から照射される輻射熱を反射部材５にて反射することにより、所望の方向に効率良く照射することができる。反射部材５には１２μｍの厚さのアルミニウム箔を用いたが、厚さの下限は剛性の観点からであり、上限は熱容量の観点からである。具体的には、３μｍ以上３０μｍの範囲であれば好ましく用いる事が出来る。また、材質は、耐熱性と放射率の観点からアルミニウム箔だけでなく金属箔であれば良好に用いることができる。また、固定部材６は、耐熱性の観点からタングステン線を用いたが、これは、ステンレス線、ニッケル線等の他の金属線も好ましく用いることができる。
【００２３】
次に動作について説明する。まず、図示なき手段にて定着ロール１を矢印の方向へ回転させ、それと同時にハロゲンランプ４に図示なき通電制御手段により通電する。そして、温度検知手段８での検知温度をもとに、図示なき通電制御手段によりハロゲンランプ４の通電を制御し、定着ベルト２を１７０℃に加熱保温する。この状態にて、図示なき手段にて、記録紙１０を定着ベルト２と加圧ロール９とで形成されるニップまで搬送し、ニップを通過させることにより、トナー像１１を記録紙１０に定着する。
【００２４】
かかる構成によれば、箔状の反射部材５を用いることにより、熱容量を非常に小さくすることができる。また、金属線からなる固定部材６を用いて反射部材５をハロゲンランプ４へ複数箇所くくりつけるものであるため、固定部材６の線径は細いものが使用可能であり、ハロゲンランプ４からの輻射熱を遮る部分が少なく、それにより、加熱効率の低下の少ない加熱ユニット７を提供することができる。
【００２５】
また、かかる構成によれば、反射部材５は金属箔からなり、その膜厚は、３μｍ以上としているため、ハロゲンランプ４にくくりつけた状態においては、十分保持できる剛性を備えている。また、その膜厚は３０μｍ以下としているため、反射部材５の熱容量が小さく、加熱効率の低下の少ない加熱ユニット７を提供することができる。
【００２６】
また、かかる構成によれば、上記加熱ユニット７を用いることにより、ハロゲンランプ４から照射される輻射熱を定着ベルト２を加熱するのに効率良く用いることができるため、ウォーミングアップ時間の短縮を安価に行える定着装置を提供することができる。
【００２７】
なお、本実施の形態では、棒状ヒータとしてハロゲンランプ４を用いたが、これは、輻射熱を発するものであれば、石英管ヒータや、カーボンランプヒータ等も用いることができる。
【００２８】
また、本実施の形態では、加熱ユニット７を図１に示す定着装置に用いたが、これは、その他、種々構成の定着装置に用いることができることは言うまでない。
【００２９】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における加熱ユニットの概略構成図である。
【００３０】
図３の（ａ）は、加熱ユニットの正面図、図３の（ｂ）は、加熱ユニットの断面図である。図２の加熱ユニット７と異なるのは、固定部材６を変更したことだけである。
【００３１】
固定部材６は、線径φ０．５ｍｍ、内径φ７ｍｍのばね性のあるステンレス材からなるＣ字状のものである。この固定部材６を反射部材５を介してハロゲンランプ４に巻着させている。その巻き付け角度は、２３０度としている。固定部材６の内径はハロゲンランプ４のガラス管４ｂの外径よりも小径であるため、何等特別な工夫をすることなくハロゲンランプ４に巻着することが可能となる。また、巻き付けの角度は２３０度としたが、これは、１８０度を超えるものであれば、巻着可能ではあるが、安定性を考慮した為である。２３０度以上巻き付けても問題は無いが、輻射熱の遮断を極力少なくするためこの角度とした。
【００３２】
次に、固定部材６により反射部材５を取り付ける動作について図４を用いて説明する。
図４（ａ）の状態から図４（ｂ）の状態に固定部材６を移動させるが、その時、固定部材６の開口部の幅は、反射部材５の幅より大きくしているため、固定部材６の端部は反射部材５に接触する事なくハロゲンランプ４に接触させることができ、そのまま、図４（ｃ）の状態まで、移動させ、反射部材５を損傷させることなく反射部材５をハロゲンランプ４に固定することができる。
【００３３】
本構成によっても、反射部材５の熱容量を少なくでき、それにより、加熱効率の低下の少ない加熱ユニット７を提供することができる。さらに、Ｃ字状のリングからなる固定部材６を反射部材５を挟んでハロゲンランプ４に巻着する場合、Ｃ字状の開口部の幅が反射部材５の幅よりも大きくしている。このため、反射部材５が薄く強度が弱い場合でも、Ｃ字状の端部が反射部材５に接触することがなく、反射部材５を痛めずに固定することが可能となる。
【００３４】
なお、本実施の形態では、固定部材６として断面が円形状の線材を用いたが、これは、断面が楕円形状でも、また、例えばコの字状のような四角形でも好ましく用いることができる。
【００３５】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３における加熱ユニットの概略構成図である。
【００３６】
図２の加熱ユニット７と異なるのは、ハロゲンランプ４のフィラメント４ａが、コイル状に密に巻かれた部分と、コイル状に巻かれていない部分とからなるものであり、固定部材６による固定場所は、コイル状に巻かれていない部分としたことである。
【００３７】
本構成によって、棒状ヒータからの輻射熱の少ない部分に固定部材を備えることが出来ているため、加熱効率の低下の少ない加熱ユニットを提供することができる。
【００３８】
なお、本実施の形態では、ハロゲンランプ４のフィラメント４ａが、コイル状に密に巻かれた部分と、コイル状に巻かれていない部分とからなるものを用いたが、これは、コイル状に密に巻かれた部分と、コイル状に疎に巻かれた部分とからなるものを用い、コイル状に疎に巻かれた部分に固定部材６を備えたものでも発熱効率の低減を防止する効果を十分に発揮することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、各種物体を昇温させる加熱ユニット、及び、複写機、ＦＡＸ、プリンタ等の電子写真プロセスを利用した電子写真機器に使用する定着装置に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態１における定着装置の概略構成図
【図２】本発明の実施の形態１における加熱ユニットの概略構成図
【図３】本発明の実施の形態２における加熱ユニットの概略構成図
【図４】本発明の実施の形態２における固定部材により反射部材を取り付ける動作を示す図
【図５】本発明の実施の形態３における加熱ユニットの概略構成図
【符号の説明】
【００４１】
４ａ    フィラメント（発熱部）
４ｂ    ガラス管
４    ハロゲンランプ（棒状ヒータ））
５    反射部材
６    固定部材
７    加熱ユニット
【図１】
2007026792.tif 000003
【図２】
2007026792.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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