CN113454012A - 图像形成装置 - Google Patents
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Abstract
根据本公开的图像形成装置,当指示开始图像形成作业时,控制部使风扇61开始操作,然后使风扇63开始操作。风扇61开始操作的时刻处于从第一片材P的前端到达定影夹持部101b的时刻之前的预定时刻到第一片材P的后端通过定影夹持部101b的时刻为止的期间。以这样的方式,由于在致动风扇61之后才致动风扇63,因此细颗粒状灰尘难以排出到装置以外,并且能够抑制在装置中产生结露。
Description
技术领域
本发明涉及使用电子照相技术的图像形成装置,例如打印机、复印机、传真机或多功能装置。
背景技术
图像形成装置在装置主组件中具有定影装置,该定影装置通过向其上形成了未定影调色剂图像的记录介质加热和加压而将调色剂图像定影在记录介质上。定影装置具有定影带和用于与定影带接触地施加压力的加压辊,以及形成在定影带和加压辊之间的定影夹持部。通过夹持和进给记录介质且同时对记录介质加压和加热而将调色剂图像定影至记录介质。
另外,由于附着至定影带的大量调色剂可能会导致图像缺陷,因此使用含有蜡(离型剂)的调色剂来避免这种情况。在此情况下,当调色剂被加热时,蜡熔化并覆盖定影带的表面,并且蜡的离型效果使得调色剂此后难以附着至定影带。然而,当定影带的表面温度变得高于一定温度时,附着至定影带的蜡开始气化(气体化)。当气化的蜡被周围的空气冷却时,它会形成在装置主组件中漂浮的从几纳米到几百纳米的颗粒状灰尘。这样的颗粒状灰尘是粘性的,并且当环境温度变得更高时,颗粒状灰尘中的一些可能会聚集在一起以形成更大的灰尘块,这些灰尘块可能会附着至装置主组件中的不同部位。过去,已经提出了配备有过滤机构以收集这些灰尘的图像形成装置(专利文献1)。所述过滤机构具有用于抽吸装置主组件内的空气的抽吸风扇和用于过滤吸入空气中所包含的灰尘的过滤器。
此外,图像形成装置具有排气机构,该排气机构具有将空气从装置主组件排出到外部的排气扇。换句话说,由于记录介质在定影装置定影调色剂图像期间被加热,因此在某些情况下记录介质中所包含的水分可能会气化。当气化的水分冷却时,在装置主组件中会发生结露。为了防止这样的结露,使用排气机构将空气从装置主组件排出到外部。
发明内容
[本发明要解决的问题]
然而,日本专利申请特开第2017-120284号中所述的图像形成装置的方法在适当地移除灰尘和水蒸气这两方面都有改进的空间。鉴于上述问题而完成了本发明,并且本发明旨在提供能够适当地移除灰尘和水蒸气这两者的图像形成装置。
[解决问题的手段]
根据本发明的一方面,提供了一种图像形成装置,包括:图像形成部,所述图像形成部用于通过使用包含离型剂的调色剂在记录材料上形成调色剂图像;转印部,所述转印部用于在转印夹持部处将由所述图像形成部形成的调色剂图像转印至片材;定影部,所述定影部用于在定影夹持部处将由所述转印部转印的调色剂图像热定影在片材上;管道,所述管道设置有与所述转印夹持部和所述定影夹持部之间的片材进给通道相对的抽吸口;设置在所述管道上的过滤器;第一风扇,所述第一风扇用于将从所述抽吸口吸入所述管道的空气排出到外部;第二风扇,所述第二风扇用于排出所述定影部的片材出口附近的空气;控制部,所述控制部用于控制所述第一风扇和所述第二风扇的操作,其中所述控制部能够执行操作以使得在输入用于在片材上形成图像的信号的情况下,根据所述定影部的加热操作开始所述第一风扇的操作,并且在所述第一风扇的操作开始之后,直到第一片材通过所述定影夹持部才开始所述第二风扇的操作。
[本发明的效果]
根据本发明,能够适当地移除灰尘和水蒸气这两者。
附图说明
图1是本实施例的图像形成装置的示意图。
在图2中,部分(a)是示出定影装置的截面图,部分(b)是示出带单元的分解图。
在图3中,部分(a)是示出定影夹持部附近区域的截面图,部分(b)是示出定影带的层结构的局部截面图,部分(c)是示出加压辊的层结构的截面图。
图4是说明定影辊和加压辊之间的加压的示意图。
图5是说明控制部的控制框图。
在图6中,部分(a)是说明灰尘形成过程的视图,部分(b)是说明灰尘附着现象的视图,部分(c)是说明通过调色剂加热温度和周围空间温度之间的关系来确定灰尘的存在与否和颗粒尺寸的曲线图。
在图7中,部分(a)是用于测量灰尘产生温度的实验装置的示意图,部分(b)是示出加热器温度和灰尘浓度之间关系的曲线图。
在图8中,部分(a)是定影带上的蜡附着区域的视图,该蜡附着区域随着定影过程的进行而扩展,部分(b)是蜡附着区域和灰尘产生区域之间的关系的视图。
图9是说明定影带周围的气流的视图。
在图10中,部分(a)是示出灰尘释放量的测量装置的示意图,部分(b)是示出灰尘释放量的测量结果的曲线图。
图11A是示出灰尘的瞬时释放速率和过冷却度的时间推移的曲线图。
图11B是说明灰尘释放结束的时间和过冷却度之间的关系的曲线图。
图12是说明调节操作和灰尘释放之间的关系的曲线图。
图13是说明过滤器单元和排气机构的示意图。
在图14中,部分(a)是排气机构的分解图,部分(b)是过滤器单元的视图,部分(c)是记录介质通过的位置的视图。
在图15中,部分(a)是过滤器单元的分解图,部分(b)是说明过滤器单元的操作的视图。
图16是示出第一实施例的风扇控制过程的流程图。
在关于第一实施例的图17中,部分(a)是示出定影带的表面温度的时间推移的视图,部分(b)是示出第二风扇的操作顺序的视图,部分(c)是示出第一风扇的操作顺序的视图。
图18是示出在应用调节操作时的风扇操作顺序的视图。
图19是示出第二实施例的风扇控制过程的流程图。
在图20中,部分(a)是示出定影带的表面温度的时间推移的视图,部分(b)是示出过冷却度的时间推移的视图,部分(c)是示出空间温度的时间推移的视图。
在关于第二实施例的图21中,部分(a)是示出定影带的表面温度的时间推移的视图,部分(b)是示出第二风扇的操作顺序的视图,部分(c)是示出第一风扇的操作顺序的视图。
图22是示出第三实施例的风扇控制过程的流程图。
具体实施方式
[第一实施例]
<图像形成装置>
以下是对本实施例的说明。首先,使用图1说明本实施例的图像形成装置。图1所示的图像形成装置100是中间转印串联方法的彩色图像形成装置,并且是将四种颜色(黄色、青色、品红色、黑色)的图像形成部PY、PM、PC、PK布置成面对装置主组件100a中的中间转印带8的中间转印串联系统。可以在图像形成装置100中使用的记录介质P包括各种类型的片材,例如普通纸、厚纸、粗糙纸、凹凸纸、涂布纸、OHP片材、塑料薄膜、布等。图像形成装置由控制部500控制,这将在下文描述。在本实施例的情况下,图像形成部PY~PK、初次转印辊5Y~5K、中间转印带8、二次转印内辊76和二次转印外辊77构成图像形成单元200,用以在记录介质P上形成调色剂图像。此外,盒72、片材进给辊73、进给路径74和阻挡辊75构成片材进给部800。
以下描述在图像形成装置100中进给记录介质的过程。记录介质P以堆叠的形式储存在盒72中,并且根据图像形成定时由片材进给辊73每次将一张片材进给至进给路径74。堆叠在手动进给托盘或堆叠装置(未示出)中的记录介质P也能够以每次一张片材的方式进给到进给路径74中。当记录介质P被进给到位于进给路径74中间的阻挡辊75时,阻挡辊75校正记录介质P的歪斜和定时,然后记录介质P被进给到二次转印部T2。二次转印部T2是由相对的二次转印内辊76和二次转印外辊77形成的转印夹持部。作为转印辊的二次转印内辊76从内侧按压中间转印带8,以形成抵靠记录介质P的调色剂图像转印部。在二次转印部T2中,二次转印电压通过电源70施加到二次转印外辊77,并且调色剂图像通过在二次转印外辊77和二次转印内辊76之间流动的电流从中间转印带8转印到记录介质P。
与将记录介质P进给到二次转印部T2的上述过程相对比,以下说明在相同的定时形成被进给到二次转印部T2的图像的过程。首先,描述图像形成部PY至PK。然而,图像形成部PY至PK的配置几乎相同,区别仅在于显影装置4Y、4M、4C和4K中使用的调色剂颜色为不同的黄色、品红色、青色和黑色。因此,在下文中,将以黄色图像形成部PY为例进行说明,并且将省略其他图像形成部PM、PC和PK的说明。为了便于图示,在下文的描述中仅标注了用于显影容器41Y和显影辊42Y的图像形成部PY。
图像形成部PY主要由感光鼓1Y、充电装置2Y、显影装置4Y和感光鼓清洁器6Y组成。被旋转驱动的感光鼓1Y的表面由充电器2Y预先均匀充电,然后由基于图像信息信号被驱动的曝光装置3形成静电潜像。接下来,通过显影单元4Y的调色剂显影将形成在感光鼓1Y上的静电潜像转换成可视图像。显影装置4Y具有包含显影剂的显影容器41Y、显影辊42Y(也称为显影套筒),旋转的显影辊42Y承载显影剂并且通过向显影辊42Y施加显影电压将静电潜像显影成调色剂图像。此后,图像形成部PY以及与中间转印带8相对放置的初次转印辊5Y施加预定压力和初次转印电压,并且形成在感光鼓1Y上的调色剂图像被初次转印到中间转印带8。形成在感光鼓1Y上的调色剂图像被转印到中间转印带8上。初次转印后剩余在感光鼓1Y上的少量残留调色剂由感光鼓清洁器6Y移除以便为下一次成像过程做好准备。
中间转印带8由张力辊10、二次转印内辊76、以及作为张紧辊的惰辊7a和7b拉伸,并且被驱动以沿图中箭头R2的方向移动。在本实施例的情况下,二次转印内辊76还用作驱动中间转印带8的驱动辊。由上述图像形成部PY至PK处理的每种颜色的图像形成过程是在已经被初次转印到中间转印带8上的沿移动方向的上游颜色的调色剂图像上进行顺序叠加的定时执行。结果,全色调色剂图像最终形成在中间转印带8上,并且被转印到二次转印部T2。通过二次转印部T的转印后剩余调色剂2由转印清洁装置11从中间转印带8移除。
通过上述的进给过程和成像过程,记录介质P和全色调色剂图像的定时在二次转印部T2中匹配,并且调色剂图像从中间转印带8转印到记录介质P。此后,记录介质P被进给到定影装置103,并且调色剂图像通过被定影装置103加压和加热而熔化并附着到记录介质P。因此,调色剂图像已经定影于其上的记录介质P被排出辊78排出到排出托盘601上。
如图1所示,本实施例的图像形成装置100具有过滤器单元50、冷却机构300和排气机构350。过滤器单元50、冷却机构300和排气机构350将在下文描述(参见图13至图15的部分(b))。此外,本实施例的图像形成装置100具有用于检测装置主组件100a内部(装置主组件内)的温度的内部温度传感器65、以及用于检测装置主组件100a外部的温度的外部温度传感器66。在本文中,当简单地提及上游或下游而没有特别说明时,它指的是相对于定影装置103中的记录介质P的进给方向的上游或下游。
<定影装置>
接下来,将使用图2的部分(a)至图4来说明本实施例的定影装置103。本实施例的定影装置103是低热容量定影装置,其可以通过使用形成为圆筒的环形定影带105(以下简称为“带”)将调色剂图像定影在记录介质P上。带105可以是辊形定影辊。
如图2的部分(a)所示,定影装置103配备有带单元101、作为加压旋转构件的加压辊102、作为加热构件的板形加热器101a、以及壳体110。壳体110设置有开放的片材入口400和开放的片材出口600。片材入口400和片材出口600允许记录介质P通过形成在带单元101以及与其协作的加压辊102之间的定影夹持部101b。在本实施例中,片材入口400定位成在重力方向上比片材出口600更低,因此记录介质P沿着重力方向从下向上进给(所谓的竖直路径进给)。在片材出口600的下游侧设有引导件15,该引导件15引导已经通过定影夹持部101b的记录介质P的进给。
带单元101是接触加压辊102以在带105和加压辊102之间形成定影夹持部101b、并且在定影夹持部101b中将调色剂图像定影到记录介质P的单元。如图2的部分(a)和(b)所示,带单元101是由多个构件组成的组件。带单元101具有表面形状的加热器101a、保持加热器101a的加热器保持件104、以及支撑加热器保持件104的压力撑条104a。带单元101还具有环形带105以及凸缘106L和106R,所述凸缘106L和106R分别保持带105在宽度方向(旋转轴线方向)上的一端侧和另一端侧。
加热器101a是接触带105的内表面并加热带105的加热构件。在本实施例中,将通电时产生热量的陶瓷加热器用作加热器101a。图中未示出的陶瓷加热器是低热容量加热器,其配备有长而薄的陶瓷基板和基板表面上的电阻层,并且当电阻层通电时,整个加热器快速加热。保持加热器101a的加热器保持件104在横截面区域中具有半圆弧形状并且在圆周方向上管控带105的形状。理想的是使用耐热树脂作为加热器保持件104的材料。
压力撑条104a是将加热器101a和加热器保持件104沿着纵向方向均匀地压抵在带105上的构件。压力撑条104a应该由即使在施加高压时也不容易弯曲的材料制成。在本实施例中,不锈钢SUS304被用作压力撑条104a的材料。热敏电阻TH安装在压力撑条104a上。热敏电阻TH根据带105的温度向控制部500输出信号。
带105是接触记录介质P并向记录介质P施加热量的旋转构件。带105是圆筒形(圆柱形)带(膜),并且具有整体柔性。带105设置成从外侧覆盖加热器101a、加热器保持件104和压力撑条104a。
凸缘106L和106R是以可旋转方式保持带105的横向端部的一对构件。如图2的部分(b)所示,凸缘106L和106R分别具有凸缘部106a、支撑部106b和被加压部106c。凸缘部106a是接收带105的端面并管控带105在旋转轴线方向上的运动的部分,并且形成为大于带105的直径的轮廓。支撑部106b是保持带105的端部的内表面以维持带105的圆筒形的部分。被加压部106c设置在凸缘部106a的外表面上并且接收来自下述的加压弹簧108L和108R(参见图4)的压力。
接下来,将使用图3的部分(a)和图4来说明作为第一旋转构件的带105、作为第二旋转构件的加压辊102、以及定影夹持部101b的构造。带105由多层组成。如图3的部分(b)所示,带105从内到外依次具有基层105a、底漆层105b、弹性层105c和离型层105d。基层105a是用以确保带105的强度的层。基层105a是由诸如SUS(不锈钢)的金属制成的基层,并且形成为例如30μm的厚度以承受热应力和机械应力。底漆层105b是用于结合基层105a和弹性层105c的层。底漆层通过将底漆以约5μm的厚度施加到基层105a而形成。当定影夹持部101b压抵调色剂图像时,弹性层105c变形,并且用于将离型层105d附着到调色剂图像。耐热橡胶可以用作弹性层105c。离型层105d是防止调色剂和纸屑附着到带105的层。具有优异的离型性和耐热性的诸如PFA的氟化树脂可以用作离型层105d。例如,考虑到传热性质而将离型层105d形成为20μm的厚度。
如图3的部分(a)所示,加压辊102是夹持部形成构件,其接触带的外周表面以与带一起形成定影夹持部101b。加压辊102是由多层构成的辊构件。如图3的部分(c)所示,加压辊102具有金属(铝或铁)芯102a、由硅橡胶等制成的弹性层102b、以及覆盖弹性层102b的离型层102c。离型层102c是由诸如PFA的氟化树脂制成的管并且附着到弹性层102b。加压辊102可以是带状加压带。
如图4所示,芯金属102a的一端经由轴承113以可旋转的方式支撑在壳体110的一端的侧板107L上。芯金属102a的另一端侧由壳体110的另一端侧的侧板107R经由轴承113以可旋转的方式支撑。加压辊102的具有弹性层102b和离型层102c的部分位于侧板107L和侧板107R之间。芯金属102a的另一端侧连接到齿轮G。当齿轮G接收来自驱动马达(未示出)的驱动时,加压辊102沿箭头R102的方向被驱动(参见图3的部分(a))。
带单元101由侧板107L和107R支撑,以使其能够在靠近和远离加压辊102的方向上滑动。具体地,凸缘106L和106R设置成使得它们装配到侧板107L和107R的引导槽(未示出)中。凸缘106L和106R的被加压部106c由被弹簧支撑部109L和109R支撑的加压弹簧108L和108R在朝向加压辊102的方向上以预定的按压力按压。
上述的按压力在加压辊102的方向上推动整个凸缘106L、106R、压力撑条104a和加热器保持件104。这里,带单元101的具有加热器101a的一侧面向加压辊102。因此,加热器101a将带105朝向加压辊102按压。这种构造使带105和加压辊102变形,并且定影夹持部101b(参见图3的部分(a))形成于带105和加压辊102之间。
当加压辊102在带单元101和加压辊102紧密接触的状态下旋转时,在定影夹持部101b处的带105和加压辊102之间的摩擦力向带105上施加旋转扭矩。带105跟随加压辊102旋转。此时带的转速大致对应于加压辊102的转速。换句话说,在本实施例的情况下,加压辊102用作旋转并驱动带105的驱动辊。由于带105的内周表面和加热器101a相对于彼此滑动,因此理想的是将油脂施加到带105的内表面以减小滑动阻力。
<控制部>
如图1所示,图像形成装置100配备有控制部500,在图5中描述了控制部500。除了图中所示的内容之外,控制部500还连接到各种装置,例如马达、电源和上述的图像形成部PY至PK,以操作图像形成装置100。然而,因为这些装置不是本发明的主要目的,所以省略了它们的图示和说明。
作为控制装置的控制部500执行图像形成装置100的各种控制,例如图像形成操作,并且具有例如CPU 501(中央处理单元)和存储器502。存储器502由ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)等组成。CPU 501能够执行存储在存储器502中的各种程序,并且能够通过执行各种程序来操作图像形成装置100。在本实施例的情况下,CPU 501能够执行存储在存储器502中的“图像形成作业处理(程序)”(未示出)和“风扇控制处理(程序)”(参见下面的图16)。存储器502还可以临时存储与各种程序的执行相关联的计算处理结果等。
图像形成作业是基于用以在记录介质P中形成图像的打印信号从图像形成开始到完成图像形成操作的一系列操作。换句话说,它是从图像形成所需的预备操作(所谓的前旋转)开始,经过图像形成过程,到完成图像形成所需的预备操作(所谓的后旋转)为止的一系列操作。具体地,它是指从接收到打印信号之后的前旋转(图像形成之前的准备操作)到后旋转(图像形成之后的操作)的时段,包括图像形成时段和纸张间隔。
输入装置310经由输入/输出接口连接到控制部500。输入装置310例如是操作面板、诸如个人计算机的外部终端等,其使得用户能够给出用于开始各种程序(例如图像形成作业)、各种数据的输入等的指令。当从输入装置310给出开始图像形成作业的指令时,CPU501执行存储在存储器502中的“图像形成作业处理”。CPU 501基于“图像形成作业处理”的执行来控制图像形成装置100的操作。
控制部500经由输入/输出接口连接到上述的热敏电阻TH、内部温度传感器65、外部温度传感器66和加热器101a。控制部500能够基于热敏电阻TH的检测结果来调节加热器101a的温度。此外,下文描述的片材进给部800、第一风扇63、第二风扇61、第三风扇62和第四风扇64(参见图14的部分(a))经由输入/输出接口连接到控制部500。在本实施例的情况下,控制部500通过执行以下描述的“风扇控制处理”(参见图16、图17和图18),基于内部温度传感器65和外部温度传感器66的检测结果来控制片材进给部800、第一风扇63、第二风扇61、第三风扇62和第四风扇64。
<定影处理>
这里,将参考图2的部分(a)说明控制部500在图像形成作业期间对定影装置103的控制(称为定影处理)和定影操作。当控制部500从输入装置310接收到开始图像形成作业的指令时,它使片材进给部800将记录介质P朝向上述的二次转印部T2进给,并且使记录介质P以记录介质P的末端抵靠二次转印部T2的状态待机。另一方面,控制部500使用驱动马达(未示出)以预定速度在(箭头R102的)旋转方向上旋转并驱动加压辊102,并且带105相应地旋转。此外,控制部500开始经由电源电路(未示出)给加热器101a通电。加热器101a通过该通电产生热量,并且加热在定影夹持部101b中旋转的带105,同时使其内表面与加热器101a紧密接触地滑动。被加热的带105从初始温度Ts上升(参见下面图20的部分(a))并且逐渐变得更热。由于热敏电阻TH位于压力撑条104a的顶部并与旋转的带105的内表面弹性接触,因此热敏电阻TH检测旋转的带105的温度并将检测结果传送到控制部500。控制部500基于热敏电阻TH输出的信号控制加热器101a的通电,使得带105的表面温度Tb成为目标温度Tp(参见图20的部分(a))。在本实施例的情况下,目标温度Tp约为170℃。
当带105被加热到目标温度Tp并且定影装置103准备好进行定影、并且控制部500确定图像形成部PY~PK准备好开始进行图像形成时,控制部500激活图像形成部PY~PK。此外,控制部500激活图像形成部PY~PK并将在二次转印部T2等待的记录介质P朝向定影装置103进给。此时,控制部500发出表示图像形成开始的信号(在本发明中称为ITOP),并且在产生ITOP信号之后开始记录介质P的进给。从产生信号ITOP直到第一记录介质的末端到达定影夹持部101b的时间总是恒定的(例如,小于一秒)。该信号ITOP用于控制风扇的操作,如下所述。调色剂图像已经在二次转印部T2转印到其上的记录介质P被朝向定影装置103进给,并且被定影夹持部101b夹持和进给。在被定影夹持部101b夹持和进给的过程中,记录介质P经由带105承受加热器101a的加热。记录介质P上的未定影调色剂图像被加热器101a的热量熔化,并且通过施加到定影夹持部101b的压力被定影至记录介质P。已经通过定影夹持部101b的记录介质P由引导件15引导至排出辊78,并由排出辊78排出到排出托盘601上(参见图1)。通常,图像形成装置的控制部500在接收到图像形成开始作业之后自动确定形成最佳图像所需的条件是否到位,并且根据需要执行图像浓度调节操作。通过在中间转印带8上形成测试图像、利用浓度传感器(未示出)检查其浓度、并且调节与显影相关的设定值来执行该操作。另一种方法是检测记录介质P的位置并且自动调节进给机构的操作。调节操作耗时多于十秒,并且可以在带105已经被加热到目标温度Tp之后执行。本实施例中的调节操作应当是操作时间大于预定时间的操作。换句话说,当在连续图像形成的中间执行调节操作时,图像形成操作的中断要达到预定的时间段,例如超过十秒。即使达到目标温度Tp,也并不意味着记录介质P总是在一定的时间后到达定影夹持部101b。记录介质P到达定影夹持部101b的时间由调节操作完成并且产生信号ITOP的时间决定。调节操作可以在连续图像形成正在进行时开始。例如,在控制部500接收到要形成100个连续图像的图像形成开始作业并开始图像形成之后,控制部500可以确定在已经形成20个图像时需要进行调节操作。在此情况下,控制部500暂时停止(中断)图像形成。此外,如果控制部500在调节操作完成后确定图像形成部PY至PK已准备好开始图像形成,则控制部500发出上述的图像形成开始信号ITOP以恢复图像形成。此后,控制部500继续进行图像形成,直到完成100张的图像形成作业。
<关于灰尘>
在定影装置103中,通过使高温带105与记录介质P接触,调色剂图像被定影到记录介质P上。在此情况下,在上述的定影过程期间,当记录介质P通过定影夹持部101b时,一些调色剂S可能会附着到带105上(称为反印现象等)。附着在带105上的调色剂S会导致图像缺陷。因此,本实施例使用例如由石蜡制成的含有蜡(离型剂)的调色剂来防止调色剂附着到带105上。当调色剂S被加热时,蜡溶解并从表面渗出。当调色剂S在定影过程期间被加热并且蜡溶解时,带105的表面被溶解的蜡覆盖。当表面被蜡覆盖时,蜡的离型效果使得调色剂S难以附着到带105上。
在本实施例中,所使用的术语“蜡”不仅包括纯蜡,而且还包括含有蜡分子结构的化合物。例如,调色剂的树脂分子与诸如烃链的蜡分子结构反应所得的化合物。作为离型剂,除了蜡之外,也可以使用诸如硅油这样的具有离型作用的物质。
然而,当带105的表面温度上升到预定温度以上时,附着在带105上的一部分蜡将气化(气体化)。当气化的蜡组分在空气中冷却时,它们固化以形成粒径为几纳米至几百纳米的超细颗粒(UFP)。该现象被称为成核,当受热气化的蜡暴露在较低温度的环境中并且过冷却时,就会发生这种现象。过冷却的程度可以用过冷却度ΔT来表示,所述过冷却度是灰尘产生温度Tws(参见图7的部分(b),其是逐渐加热挥发物时开始形成灰尘的温度)与发生成核的周围空间中的空间温度Ta之间的差值(公式1)。
过冷却温度ΔT(℃)=灰尘产生温度Tws(℃)-空间温度Ta(℃)
…(公式1)
过冷却温度ΔT越大,气化的蜡就冷却得越快,也就越有可能成核。这意味着会在给定体积的空间内的更多位置处发生成核。换句话说,过冷却温度ΔT越大,产生的灰尘(UFP)就越多。随着过冷却温度ΔT的降低,成核部位的数量减少。随着过冷却温度ΔT的降低,成核部位的数量减少,微小的灰尘颗粒聚集成核,成为较大的灰尘块。换句话说,当过冷却温度ΔT较大时,产生大量的小粒径灰尘(UFP);当过冷却温度ΔT较小时,产生少量的大粒径灰尘。
由于灰尘是粘性蜡,因此它倾向于附着到装置主组件100a中的各个部位。例如,如果灰尘被定影装置103的热量引起的上升气流带到引导件15和排出辊78附近,则灰尘将附着至引导件15和排出辊78并粘附到引导件15和排出辊78上。为了将灰尘移除,需要增加清洁间隔的频率,这就增加了维护工作量。
<灰尘的性质>
图6的部分(a)至部分(c)示出了上述的灰尘的性质。图6的部分(a)示出了灰尘形成的过程,图6的部分(b)示出了灰尘附着的现象,图6的部分(c)示出了调色剂的加热温度和周围空间的温度之间的关系,其决定了灰尘的存在与否以及颗粒的尺寸。
如图6的部分(a)所示,当沸点在150℃和200℃之间的高沸点材料20被放置在加热源20a上并且被加热到大约200℃时,挥发性材料21a(气体)从高沸点材料20产生。当挥发性材料21a与周围空气接触时,它被过冷却并在空气中凝结,转变成粒径约为几纳米的微尘21b(UFP)。然后,挥发性材料21a聚集在微尘21b周围并凝聚,并且微尘21b也相互碰撞,使得微尘21b成长为更大块的灰尘21c。如图6的部分(c)所示,当加热温度较低且空间温度较高时,也就是在图中的右下方的方向(过冷却温度降低的方向),空气中的挥发性材料21a的凝聚/灰尘化被抑制。这意味着,当加热温度较低(过冷却温度→小)时,作为灰尘形成的种子的挥发性材料21a的挥发量减少;当空间温度较高(过冷却温度→小)时,挥发性材料21a的饱和蒸气压增加,并且挥发性材料21a(气体分子)能够容易地保持其气体状态。换句话说,过冷却温度ΔT越小,对灰尘(UFP)形成的抑制就越大。图6的部分(c)中的线L1和L2示意性地表示灰尘形成现象变化的区域。当加热温度和空间温度进入图6的部分(c)所示的线L1右侧下方的区域时,灰尘(UFP)的产生就变得困难。
相反地,当加热温度较高且空间温度较低时,也就是当过冷却温度在图中向线L1的左上方移动时(过冷却温度→大),空气中的灰尘形成加速。这是因为,加热温度越高,作为灰尘形成的种子的气体的挥发量就越高,并且空间温度越低,挥发物21a的饱和蒸气压就越低,这会促进挥发物21a(气体分子)的粒子化。换句话说,过冷却温度ΔT越大,就越容易产生灰尘,并且会产生更多的灰尘。此外,随着过冷却温度ΔT增加并且进入线L2的左上方的区域,灰尘的尺寸变小并且灰尘颗粒的数量增加。这是因为,随着过冷却温度ΔT的增加,成核部位的数量也随之增加。
接下来,在图6的部分(b)中,考虑包含微尘21b(UFP)和较大灰尘21c的空气α跟随气流22到达壁23的情况。此时,较大灰尘21c比较小灰尘21b更容易附着到壁23上,并且难以扩散,原因在于灰尘21c具有大的惯性力并且与壁23剧烈碰撞。因此,环境温度越高、灰尘的颗粒尺寸越大,灰尘就越有可能附着到定影装置(主要是定影带),因此就越不可能扩散到定影装置外部。
因此,微小的灰尘颗粒(UFP)具有两种性质:它们在高温下聚结并且尺寸变得更大,并且它们由于其较大的尺寸而更容易附着到周围的物体上。灰尘聚结的容易程度取决于灰尘的成分、温度和浓度。例如,如果倾向于附着的成分由于高温而变软,并且如果灰尘由于高浓度而彼此碰撞的概率增加,则更容易聚结。
<灰尘产生温度>
灰尘产生温度Tws,即挥发性材料逐渐加热时开始产生颗粒状灰尘(UFP)的温度,是用于计算过冷却温度ΔT的调色剂特有的物理性质。使用图7的部分(a)和(b)来说明灰尘产生温度Tws。图7的部分(a)示出了用于测量灰尘产生温度的实验装置的示意图,图7的部分(b)示出了表示加热器温度和灰尘浓度之间关系的曲线图。
使用具有0.5m3内容积的腔室来测量调色剂固有的灰尘产生温度Tws。作为测量条件,腔室被设定在23±2℃的温度、50±5%的湿度和4次/小时的换气速率。安装在腔室内的加热器101a在室温(23±2℃)下启动,并且温度以3℃/分钟的速率升高。包含蜡的调色剂放置在加热器101a上。由连接到腔室的纳米颗粒粒径分析仪“FMPS Model 3091(由TSI制造)”测量因调色剂中包含的蜡气化而产生的灰尘。
根据加热器温度和作为纳米颗粒粒径分析仪的测量结果而获得的灰尘浓度之间的关系(参见图7的部分(b)),计算未产生灰尘的区域(在此情况下,低于170℃)中的灰尘浓度的平均值和标准偏差。然后,测量系统的灰尘浓度变化被计算为“平均值+3×标准偏差”。首次检测到灰尘浓度超过“平均值+3×标准差”(即测量系统的变化)时的温度被定义为灰尘产生温度。在此情况下,179℃是灰尘产生温度(℃)。灰尘产生温度取决于室内空间的温度,如以上的图6的部分(c)所示。空间温度越低,产生灰尘时的加热温度就越低。在上述条件下测得的灰尘产生温度由图6的部分(c)中的线L1上的D1点表示。
然而,在图像形成装置100中,例如,实际的灰尘产生温度Tws比使用图7的部分(a)中所示的灰尘产生温度测量装置测得的温度低大约20℃。这是因为,在图像形成装置100中,灰尘从附着至带105的蜡产生,并且在图像形成装置100中产生灰尘的带105附近的空间中的温度往往低于加热器101a上方的空间中的温度。换句话说,被加热的带105的表面附近的空间的温度往往低于远离带105的空间的温度,原因在于通过带105的旋转产生的气流从外部吸入了冷空气。另一方面,在图7的部分(a)所示的装置中,加热器101a上方的空间温度被热对流产生的气流(该气流比通过带105的旋转产生的气流更弱)冷却,因此该温度比带105的温度下降得慢。结果,即使图像形成装置100被放置在与室内温度相同的23℃的环境中,带105的表面附近的空间温度也低于加热器101a上方的空间温度。
如图6的部分(c)所示,被加热的带105的表面附近的空间温度变成在空间温度低于线L1上的点D1的方向上的温度、也就是在线L1上向左下方移位的温度。结果,产生灰尘的温度也随之降低。根据发明人的实验,在本实施例中,该温度降低约20℃。如果将上述的温度降低范围设定为预定的调节温度值Z(℃),则图像形成装置100的灰尘产生温度Tws(℃)可以用作为通式的公式(2)来表示。
图像形成装置的灰尘产生温度Tws(℃)=实验装置的灰尘产生温度(℃)-Z(℃)
…(公式2)
<灰尘产生部位>
接下来,将参照图3的部分(b)并使用图8的部分(a)至图9来说明灰尘产生的位置。图8的部分(a)示出了带105上的蜡附着区域,该蜡附着区域随着定影过程的进行而扩展。图8的部分(b)示出了蜡附着区域和灰尘产生区域之间的关系。图9示出了带105周围的气流。
本发明的发明人和其他人已经证实,由附着到带105上的蜡产生的颗粒状灰尘D(UFP)的量在定影夹持部101b的上游比在定影夹持部101b的下游更多。下文对其机理进行说明。
带105的表面(离型层105d)在刚通过定影夹持部101b之后被记录介质P带走热量,因此其温度降低到约100℃。另一方面,带105的内表面(基层105a)的温度通过与加热器101a接触而保持在高温。因此,在带105通过定影夹持部101b之后,保持在高温下的基层105a的热量经由底漆层105b和弹性层105c传递到离型层105d。因此,在带105旋转的过程中,带105的表面(离型层105d)的温度在通过定影夹持部101b之后升高,并且在定影夹持部101b的入口侧附近达到最高温度。
另一方面,在进行定影处理时,从记录介质P上的调色剂S渗出的蜡介入带105和调色剂图像之间的界面。随后,蜡的一部分附着到带105上。如图8的部分(a)所示,当记录介质P的边缘的一部分通过定影夹持部101b时,从调色剂S转移到带105的蜡存在于区域135a中。带105在区域135a中的表面温度较低,原因在于带105的表面上的热量在定影夹持部101b中流失至记录介质P。由于表面温度低且蜡难以挥发,因此在区域135a中几乎不产生灰尘D。当记录介质P行进通过定影夹持部101b时,带105的几乎整个周边(135b)都存在蜡。在区域135c中,带105的表面温度较高。这是因为,在夹持部101b中来自于由加热器101a加热的带105的背面的热量通过热传导传递到带105的表面。与区域135a中的带105相比,区域135c中的带105在通过夹持部101之后具有更长的经过时间。经过时间越长,由于热传导,表面温度就变得越高。由此使得区域135c中的表面温度高,并且蜡容易挥发。当从区域135c挥发的蜡冷凝时,产生颗粒状灰尘D。因此,大量的灰尘D存在于区域135c附近,也就是存在于定影夹持部101b的入口(上游侧)附近。
定影夹持部101b的入口附近的灰尘D通过图9所示的气流沿箭头W的方向扩散。也就是说,如图9所示,当带105沿R105方向旋转时,在带105的表面附近产生沿R105方向的气流F1。此外,当记录介质P沿X方向进给时,产生沿记录介质P的X方向的气流F2。此外,当气流F1和气流F2在定影夹持部101b附近碰撞时,沿着远离定影夹持部101b的方向(W方向)产生气流F3。将在下文描述的过滤器单元50(参见图13)位于W方向,该W方向即为气流F3携带灰尘D的方向。
要注意的是,在定影夹持部101b的入口附近产生灰尘D并沿图9中的W方向(即图1中的过滤器单元50所处的方向)携带灰尘D的现象是在进给记录介质P时发生的现象。在控制部500接收到打印开始命令信号之后,并且在第一记录介质P被进给之前,带105被加热以使定影操作可以立即开始。此时,在带105上存在当定影夹持部101b在前一次打印期间对记录介质P进行定影时从记录介质P上的调色剂图像转移而来的残留蜡。相应地,从残留蜡中产生灰尘D。在此情况下,由于带105的热量没有流失至记录介质P,因此带105的外周表面在定影夹持部101b的下游附近,也就是在图9的区域135a中的温度变高,并由此产生灰尘D。该灰尘D没有被导向过滤器51所在的方向(参见图1),而是被第一风扇63吸入并排出到图像形成装置100之外。当执行上述的调节操作时,也会发生在区域135a中产生灰尘D的现象。这是因为,当调节操作开始时,记录介质P停止进给,并且带105的热量不会流失至记录介质P。在调节操作即将开始之前已经从调色剂图像转移到带105的蜡在区域135a中挥发并且产生灰尘D。
<灰尘释放量>
接下来,使用图10的部分(a)和(b)说明由定影装置103产生的灰尘释放量。图10的部分(a)是灰尘释放测量装置的示意图,图10的部分(b)是示出灰尘释放的测量结果的曲线图。使用符合德国环境标签“蓝天使标记(Blue Angel Mark)”的测试装置(腔室体积:6m3,换气速率:2m3/小时)以及符合“RAL-UZ205”的纳米颗粒粒径分析仪(FMPS Model 3091(由TSI制造))来测量灰尘释放。简言之,图像形成装置(以下称为打印机)安装在腔室内,并且在测量背景5分钟之后,执行约10分钟的图像形成,并且从测量开始起对腔室内的灰尘浓度进行70分钟的测量。
分析也遵循“RAL-UZ205”。首先,计算由于腔室换气等引起的颗粒损失系数β(1/s)。对于颗粒损失系数β,如图10的部分(b)所示,打印后颗粒减少的区域中的一时间点被设定为时刻ta,“ta+25分钟”被设定为时刻tb。假设此时的灰尘浓度分别为c1和c2,则可以通过公式(3)获得颗粒损失系数β。
利用灰尘浓度Cp(t)、测量时间t、两个连续数据点之间的时间差ΔT、颗粒损失系数β和腔室容积Vk,根据公式(4)获得瞬时释放速率(瞬时ER:PER(t)(1/s))。
由于在计算中包括消失的颗粒,因此在公式(4)中描述的瞬时ER(PER(t))表示在时间t的每单位时间从打印机排出的灰尘量。通过在整个打印时间内对公式(4)进行积分,就可以获得在打印期间排出的灰尘量。
<瞬时释放速率和过冷却度之间的关系>
图11A示出了当图像形成装置100已经连续操作大约11分钟时瞬时ER和过冷却度ΔT的时间推移的示例。此时带105的表面温度是温度B。在此情况下,将打印开始前60秒设定成作为基准的0秒。
如图11A所示,瞬时ER从打印开始(60秒处)开始增加,在大约120秒处达到峰值后逐渐减小,最后几乎变为零。尽管打印正在进行,但是灰尘却在减少,这是由于过冷却度ΔT的减小。如上所述,灰尘释放量通过瞬时ER(参见公式4)的时间积分获得。从打印开始就对瞬时ER进行积分,以获得当灰尘释放达到80%、90%和100%时的经过时间以及过冷却度ΔT。结果如下所述。
当灰尘释放量为80%时,经过时间为207秒(打印开始后147秒),过冷却度ΔT为120.9℃。当灰尘释放量为90%时,经过时间为256秒(打印开始后196秒),过冷却度ΔT为116.4℃。当灰尘释放量为100%时,经过时间为395秒(打印开始后335秒),过冷却度ΔT为109.6℃。在温度为A的情况下,当灰尘释放达到80%、90%和100%时,能够以相同的方式获得经过时间和过冷却度ΔT。
图11B示出了在带105的表面温度Tb从温度A变为温度B时获得的图像形成作业开始后的经过时间(不包括打印开始前的60秒)与过冷却度ΔT之间的关系。应当注意的是,温度A低于温度B。比较当灰尘释放量为80%、90%和100%时的经过时间和过冷却度ΔT,在带105的表面温度Tb从温度A变为温度B的情况下,尽管灰尘释放所需的时间增加,但过冷却度ΔT几乎保持恒定。这就意味着可以通过测量过冷却度ΔT来精确预测灰尘产生的结束时间点。将灰尘释放为80%至100%时的过冷却度定义为第一温度(ΔT_stop)。
如果灰尘释放量为80%,则第一温度为120.9℃。如果灰尘释放量为90%,则第一温度为116.4℃。如果灰尘释放量为100%,则第一温度为109.6℃。只要蜡的物理性质(例如调色剂中的蜡的沸点和蜡挥发物的易凝聚性)没有显著变化,那么这些值几乎是恒定的。
蜡的物理性质应保持在一定范围内。在此情况下,即使改变图像形成装置的配置或者调色剂,第一温度(ΔT_stop)的值也不会显著改变。因此,如果根据如上所述的测量方法和测量条件来确定过冷却度ΔT,则即使在使用不同调色剂的情况下或者在使用具有不同配置的图像形成装置的情况下,也可以基于第一温度(ΔT_stop)的值来预测灰尘释放的结束时间点。
如图1所示,在该实施例中,过滤器单元50设置在定影装置103的上游侧(进给方向的上游侧)以如上所述地收集灰尘,通过加热包含离型剂(蜡)的调色剂而产生所述灰尘。此外,冷却机构300邻近过滤器单元50设置,以冷却定影装置103的上游侧。另一方面,排气机构350设置在定影装置103的下游侧(进给方向的下游侧),以将主组件100a内部的空气排出到外部,从而防止由于定影期间的加热使包含在记录材料P中的水分气化而导致的结露。将参照图13至图15的部分(b)描述过滤器单元50、冷却机构300和排气机构350。
<过滤器单元>
将描述过滤器单元50。如图13所示,过滤器单元50沿记录材料P的进给方向布置在带单元101和二次转印外辊77之间。替代地,它沿记录材料P的进给方向布置在定影装置103的定影夹持部101b和二次转印部T2之间。
作为过滤机构的过滤器单元50通过吸入包含灰尘D的空气来收集灰尘D。如图14的部分(a)所示,过滤器单元50包括用于收集灰尘D的过滤器51、用于吸入空气的第二风扇61和管道52。管道52引导空气以使得定影装置103的片材入口400(参见图13)附近的空气通过过滤器51。
第二风扇61是用于将片材入口400附近的空气抽吸到装置外部的吸气部。如图15的部分(a)所示,第二风扇61包括风扇吸气口61a和排气口61b,以产生从风扇吸气口61a到排气口61b的气流。风扇吸气口61a连接到管道52的排气口52e,并且是用于在管道52中吸入空气的开口。排气口61b朝向主组件100a(参见图1)的外部设置,并且是用于将从风扇吸气口61a吸入的空气朝向装置外部排出的开口。在该实施例中,将鼓风机用作第二风扇61。鼓风机具有高静压性质,并且即使存在诸如过滤器51的通气阻挡件,也能够确保恒定的空气流速(吸气量)。
管道52是用于将片材入口400附近的空气朝向装置外部引导的引导部。管道52设置有靠近片材入口400的吸气口52a和远离片材入口400的排气口52e。吸气口52a是布置在定影夹持部101b和二次转印部T2之间的开口,并且设置成面向定影夹持部101b侧。利用这种构造,吸气口52a接收由气流F3(参见图9)携带的灰尘D,如图1所示。排气口52e设置在管道52的多个侧面中的与吸气口52a相对的相对侧,也就是吸气口52a的纵向方向的外侧。如上所述,排气口52e连接到风扇吸气口61a。
<过滤器>
如图15的部分(b)所示,可以附接过滤器51以覆盖吸气口52a。更具体地说,如图15的部分(a)所示,管道52包括吸气口52a的边缘部52c和带有弯曲部52d的肋52b。如果过滤器51被固定到管道52以使它被边缘部52c和肋52b支撑,则吸气口52a被过滤器51覆盖。该实施例中的过滤器51通过耐热粘合剂而无任何间隙地附接到边缘部52c和肋52b。因此,通过吸气口52a的空气总是通过该过滤器51。
此外,过滤器51沿着边缘部52c的弯曲部52d附接。因此,过滤器51在弯曲的同时由管道52支撑。在该实施例中,过滤器51在短方向上的中央部朝向管道52的内部突出。也就是说,过滤器51在短方向上的中央部沿远离定影夹持部101b的方向弯曲。优选地,过滤器51在弯曲的同时被支撑,原因在于这样增加了过滤器51在有限空间中的表面积,从而提高了过滤器51的灰尘收集效率。
如上所述的过滤器51是从通过吸气口52a的空气中过滤(收集和移除)灰尘的过滤构件。在收集由附着至带105的蜡产生的灰尘的情况下,理想的过滤器51是静电无纺布过滤器。静电无纺布过滤器是由保持静电的纤维制成的无纺布,并且可以高效地过滤灰尘。然而,纤维密度越高,静电无纺布过滤器的过滤性能就越高,但另一方面,压力损失也趋于增加。这种关系也适用于静电无纺布的厚度增加的情况。如果纤维的带电强度(静电强度)增加,则可以在保持压力损失恒定的同时改善过滤性能。理想的是根据过滤器所需的过滤性能来适当地设定静电无纺布的厚度和纤维密度以及纤维的带电强度。
在本实施例中用于过滤器51的静电无纺布的纤维密度、厚度和带电强度已经被设定为使得在“10厘米/秒”的通风速度下,空气流通阻力约为40Pa且收集率约为95%。在过滤排出空气中的调色剂的情况下,所使用的静电无纺布在10厘米/秒的通风速度下具有10Pa或更小的空气流通阻力。因此,在该实施例中,使用由具有相对较大的空气流通阻力的静电无纺布制成的过滤器51。
理想的是,在预期使用的通风速度(在本实施例的情况下,大于或等于5厘米/秒且小于或等于70厘米/秒)下,用于过滤器51的静电无纺布的空气流通阻力大于或等于30帕且小于或等于150帕。如果静电无纺布的空气流通阻力大于150帕,则难以通过能够安装在打印机1中的排气风扇获得必要的风速。如果静电无纺布的空气流通阻力小于30Pa,则在通过过滤器51的空气的风速方面容易引起纵向方向上的不均匀。
空气通过过滤器51的风速越快,每单位时间通过过滤器51的空气量就越大。然而,通过过滤器51的空气的风速越快,就越容易降低片材入口400附近的空气温度。因此,在提高灰尘收集效率的情况下,希望通过过滤器51的空气的风速为适当的速度。具体而言,希望通过过滤器51期间的风速大于或等于5厘米/秒且小于或等于70厘米/秒。在该实施例中,过滤器51的灰尘收集率在5厘米/秒的风速下几乎为100%,在70厘米/秒的风速下约为70%。因此,可以在处于该范围内的风速下高效地收集灰尘。第二风扇61可以将通过过滤器51期间的风速调节在5厘米/秒至70厘米/秒的范围内。
过滤器51是以垂直于记录材料P的进给方向的方向(沿着定影夹持部101b的纵向方向)作为其纵向方向的细长形状。由于这样的形状,可以在纵向方向上的大范围内收集在定影夹持部101b附近产生的灰尘。
图14的部分(c)中的记录材料P上的阴影区域示出了区域Wp-max,如果使用具有预定宽度尺寸的记录材料P,则在该区域Wp-max可以形成图像。事实上,图像形成在图14的部分(c)中所描述的记录材料P的背面。如图14的部分(c)所示,区域Wp-max的宽度小于记录材料P的宽度。由于调色剂图像在该区域中形成于记录材料P上,因此蜡在该区域中附着至带105,并且灰尘从该区域中的蜡产生。
由于本实施例中的定影单元103采用基于带105相对于宽度方向的中心进给记录材料P的中心(线)基准进给,因此无论记录材料P的宽度尺寸如何,都有可能在能够被引入定影装置的最小宽度尺寸的记录材料P上的区域Wp-max中产生灰尘。因此,为了高效地收集灰尘,理想的是至少在该区域内能够可靠地收集灰尘。因此,过滤器51的尺寸Wf可以理想地长于具有最小宽度尺寸的记录材料P中的区域Wp-max。或者,过滤器51的尺寸Wf可以理想地长于具有最小宽度尺寸的记录材料。
此外,灰尘可以在能被引入定影装置的最大宽度尺寸的记录材料P上的区域Wp-max中产生。因此,为了可靠地收集灰尘,理想的是在该区域的整个区域中收集灰尘。因此,过滤器51的尺寸Wf可以理想地长于最大宽度尺寸的记录材料P中的区域Wp-max。或者,过滤器51的尺寸Wf可以理想地长于最大宽度尺寸的记录材料P。在可以使用具有多种宽度尺寸的记录材料P的情况下以及在已知使用频率最高的宽度尺寸的记录材料P的情况下,在记录材料P的区域Wp-max中,理想的是满足Wf>Wp-max。
顺便提及,在该实施例中,可用记录材料P的最大尺寸是A3尺寸,可用记录材料P的最小尺寸是明信片尺寸。对于A3尺寸,垂直于进给方向的记录材料P的宽度为297毫米;对于明信片尺寸,垂直于进给方向的记录材料P的宽度为100毫米。上述的Wp-max是相对于宽度方向从记录材料P的整个区域中去除每个端部处的3毫米的空白区域(非图像区域)之后的区域。因此,A3尺寸的记录材料P上的宽度Wp-max为291毫米(=297-3-3),明信片尺寸的片材P的宽度Wp-max为94毫米(=100-3-3)。
过滤器51设置在带105的附近,如图13所示。此外,过滤器51所处的位置关系使得过滤器51与进入定影装置103的记录材料P相对。在考虑灰尘D的收集效率的情况下,过滤器51可以理想地尽可能靠近夹持部101b。然而,如果过滤器51和带105彼此过度靠近,则存在过滤器51因来自带105的辐射而热劣化并且过滤性能降低的可能性。为此,过滤器51可以理想地相对于夹持部101b设置在适当的距离处。具体地,过滤器51和带105之间的间隔(最短距离)可以理想地为5毫米或更大。另一方面,为了可靠地收集灰尘D,过滤器51可以理想地以夹持部101b为基准设置在100毫米内。
如上所述,当过滤器51安装在管道52的吸气口52a上时,不需要采用将空气导向过滤器51的构造。为此,过滤器单元50可以缩小尺寸。此外,如上所述,当沿纵向方向延伸的过滤器51设置在带105附近时,管道的吸气口52a中的空气的通风速度相对于纵向方向变得均匀。换句话说,通过将作为通气阻挡件的过滤器51设置在吸气口52a上,过滤器51的后表面区域的整个区域可以保持一定的负压。也就是说,图15的部分(b)中所示的点53a、53b、53c处的负压是基本相同的值。这是因为,过滤器51的空气流通阻力明显大于管道52中的空气流通阻力。当点53a、53b和53c处的负压处于相同水平时,由过滤器51吸入的空气F4的风速在过滤器51的整个表面上均匀化。由于风速的均匀化,过滤器单元50能够高效地(以最小的空气流速)收集从带105产生的灰尘D。
当过滤器单元50的吸气量小时,流入带105附近的空气量也变小。因此,可以使带105附近的温度下降较小。结果,可以抑制灰尘的产生,从而也提高了灰尘的收集效率。此外,带105的温度下降受到抑制,因此对于节能也是有利的。
<冷却机构>
冷却机构将描述如下。如图13和图14的部分(a)所示,冷却机构包括冷却管道42和第四风扇64。冷却管道42包括带有开口的冷却吸气口42a和排气口42b,并且设置有第四风扇64,该第四风扇64是中间的冷却吸气部分。如图13所示,相对于记录材料P的进给方向,冷却吸气口42a设置在过滤器单元50和定影装置103之间。此外,冷却吸气口42a位于带105的纵向中央部附近,如图14的部分(a)所示。为了从该位置吸入整个纵向区域中的热空气,并且由于冷却管道42没有设置诸如过滤器51的通气阻挡件,因此将具有高空气流速的轴流风扇用于第四风扇64。冷却管道42具有通过排出存在于定影装置103和二次转印部T2之间的热空气来防止转印部T2的温度升高的功能。
<排气机构>
以下将对排气机构350进行说明。当包含水分的片材P被定影装置103加热时,水蒸气从记录材料P产生。通过该水蒸气,使主组件100a中的定影装置103下游侧的空间C处于湿度高的状态(参见图1)。当湿度高时,容易发生结露,因此水滴容易沉积在引导件15上。当引导件15上的水滴沉积在进给的记录材料P上时,会导致图像缺陷的出现。因此,为了防止由产生于记录材料P的水蒸气增加空间C的湿度,最好是排出空间C中的空气。因此,在该实施例中,包括第一风扇63和第三风扇62的排气机构350设在定影单元103的下游侧。
接下来,将描述主组件100a中的气流。为了有效地收集灰尘,理想的是可以适当地控制主组件100a中的气流,特别是在定影装置103的周边部分的气流。在下文中,将具体描述与定影装置103的周边部分的气流相关的构造。
<第二风扇>
在上述的过滤器单元50中,如果第二风扇61的空气流速变大,则空气能够被大量吸入,同时在片材入口400附近的空气的温度易于降低。空气温度的下降将增加过冷却度ΔT并且促进灰尘产生。为此,需要适当地设定第二风扇61的空气流速。从20升/分钟(L/min)到100升/分钟的空气流速是一个合适的范围,在该实施例中,空气流速被设定为50升/分钟。
另外,过滤器51劣化的原因在于不仅吸入灰尘,而且还吸入由记录材料P产生的纸粉末以及从记录材料P上的未定影图像飞散的非常少量的飞散调色剂。这是因为,沉积到过滤器51上的灰尘、纸粉末和飞散调色剂降低了作为过滤器51的材料的静电无纺布的带电强度。因此,在不产生灰尘的情况下,第二风扇61可以理想地处于停止状态。
<第一风扇,第三风扇>
排气机构350的第三风扇62是用于防止在引导件15上发生结露的风扇。第三风扇62从打印机1的外部吸入空气,并将空气吹向引导件15,从而降低空间C的湿度(参见图1)。具体地,通过从第三风扇62吹送空气,引导件15附近的水蒸气向空间C的周边部分扩散,因此抑制了引导件15附近的局部温度升高。即使在仅使用第三风扇62的情况下,也可以抑制引导件15上的结露。然而,在此情况下,水蒸气排出的目的地仅仅是排出辊78附近的间隙,这使得空间C中的湿度逐渐增加。因此,在该实施例中,通过第一风扇63,引导件15附近的湿气被排出到主组件100a的外部。在此情况下,通过同时控制第一风扇63和第三风扇62,在主组件100a内部形成气流以防止结露。也就是说,通过从第三风扇62吹送空气而从空间C排出的水蒸气不仅朝向排出托盘601排出到主组件100a的外部,而且通过第一风扇63排出到主组件100a的外部。由第一风扇63和第三风扇62形成的气流还具有排出从定影装置103产生的热量的功能。
<第四风扇>
如图1所示,冷却机构300的第四风扇64具有相对于记录材料P的进给方向排出定影装置103和二次转印部T2之间的空间中的空气以便防止转印部T2附近的温度升高的作用。当二次转印部T2中的转印带8和二次转印外辊77的温度过度升高时,调色剂变软并对转印过程有影响,因此,第四风扇64排出周边空气以便冷却这些构件。第四风扇64的空气流速被设定为约500升/分钟(这大于第二风扇61的50升/分钟)。然而,当第四风扇64降低带105的周边空间中的温度时,上述的过冷却度ΔT增加。过冷却度ΔT的增加导致灰尘的增加,因此,第四风扇64应该仅在过冷却度ΔT变得足够小时进行操作。顺便提及,当过冷却度ΔT大时,根据上述的公式(1)可以理解,带105的周边部分的温度变低。因此,当过冷却度ΔT大时,即使第四风扇64停止也没有问题。
<风扇控制过程>
在该实施例中,通过控制第一风扇63和第二风扇61的操作开始定时,可以通过过滤器51有效地移除灰尘,并且可以防止定影装置103的周边部分的结露。也就是说,在第一风扇63之前操作第二风扇61以通过过滤器51收集颗粒状灰尘,使得由附着到带105的蜡产生的颗粒状灰尘不会通过第一风扇63排出到主组件的外部。此后,操作第一风扇63并且排出空气。然而,如果第一风扇63的操作开始得太晚,则很可能在主组件100a中发生结露。因此,在该实施例中,调节第一风扇63和第二风扇61的操作开始定时,以便实现抑制颗粒状灰尘的排出和防止结露。特别地,在该实施例中,在定影装置103从冷态启动(例如,在与通电相关联的启动时)并且执行图像形成作业的情况下,这是有效的。
下面将参考图1、图5、图13和图14等,使用图16至图17的部分(c)来描述第一实施例的风扇控制过程。图16所示的风扇控制过程在图像形成装置100通电时由控制部500(具体地,由CPU 501)启动。
如图16所示,控制部500判定是否有来自输入装置310的图像形成作业的开始指示(S1)。当没有图像形成作业的开始指示时(S1的结果为“否”),控制部500等待该风扇控制过程的进行。另一方面,当存在图像形成作业的开始指示时(S1的结果为“是”),控制部500开始第二风扇61的操作(S2)。如上所述,即使在第一张记录材料P到达定影夹持部101b之前,也会从带105上的残留蜡产生灰尘D。因此,与第一张记录材料的进给开始时间无关地,控制部500在带105的温度上升之前就启动第二风扇61。此时的时刻由“t1”(开始指示)表示(参见图17的部分(a))。此时,控制部500旋转带105和加压辊102,同时开始给加热器101a通电。然后,控制部500判定从输入装置310接收到图像形成作业的开始指示起是否经过了预定的等待时间(例如,1秒钟)(S3)。
当从接收到图像形成作业的开始指示起尚未经过预定的等待时间时(S3的结果为“否”),控制部500等待该风扇控制过程的进行,直到经过预定的等待时间。当从接收到图像形成作业的开始指示起经过了预定的等待时间时(S3的结果为“是”),控制部500开始图像形成作业(S4)。在该实施例中,图像形成作业在接收到图像形成作业的开始指示(时刻t1)之后大约10秒钟开始。此时的时刻被描述为打印开始时刻(即如上所述的发送信号ITOP的时刻)“t2”(参见图17的部分(a))。然后,控制部500开始第一风扇63的操作(S5)。
在该实施例中,开始第一风扇63的操作的时刻处于从第一张记录材料P的前端到达定影夹持部101b的时刻之前的预定时刻到第一张记录材料P的后端通过定影夹持部101b为止的期间。在第一记录材料P的前端到达定影夹持部101b的时刻之前的预定时刻被描述为“t3”,并且第一记录材料P的后端通过定影夹持部101b的时刻被描述为“t5”(参见图17的部分(a)和部分(b))。开始第一风扇63的操作的时刻被描述为“t4”,该时刻t4介于t3和t5之间(参见图17的部分(c))。这里,时刻“t3”是第一风扇63能够进行操作的最早时刻,并且它与时刻“t2”(发送信号ITOP的时刻)相同或晚于时刻“t2”。第一风扇63需要在记录材料P完成通过定影夹持部101b之前操作,但是在时刻t2之前,第一记录材料P还没有到达定影夹持部101b,因此没有必要操作第一风扇63。另一方面,如果第一风扇63在时刻t2之前运行,则在运行之后执行上述的调节操作时,第一风扇63将继续运行而不进给记录材料P。在不进给记录材料P的状态下,在上述的区域135a中产生灰尘,大部分灰尘被第一风扇63吸入并排出到图像形成装置100的外部。因此,必须将时刻t3设定在可靠地完成了调节操作的时刻t2之后。基于打印开始时刻“t2”,相对于记录材料P的处理速度和进给方向,通过从二次转印部T2的最下游端到定影夹持部101b的最上游端的间隔来确定第一张记录材料P的前端到达定影夹持部101b的时刻。顺便提及,记录材料检测传感器(未示出)可以设置在定影夹持部101b的上游端,并且记录材料检测传感器检测到记录材料P的前端的时刻可以被定义为第一记录材料P的前端到达定影夹持部101b的时刻。以这种方式,第一风扇63开始运行的时刻可以被配置为图像形成操作开始的时刻或者从记录材料容纳部(盒)开始进给记录材料的时刻。顺便提及,上述的“预定时间”可以根据图像形成作业期间的处理速度而改变。也就是说,如果处理速度快,则“预定时间”可以较长;如果处理速度慢,则“预定时间”可以较短。也就是说,只要能够确保直至形成有效气流以防止结露的时间即可。在该实施例中,相对于记录材料P的进给方向,从二次转印部T2的下游端到定影夹持部101b的上游端的距离约为10厘米,并且处理速度为320毫米/秒。在此情况下,记录材料P的前端在通过二次转印部T2之后到达定影夹持部101b所花费的时间约为0.3秒,因此上述的“预定时间”可以是0.1秒。此外,从控制灰尘释放的角度看,希望时刻t5尽可能晚;而从防止结露的角度看,希望时刻t5尽可能早。在该实施例中,第一张记录材料P的后端通过定影夹持部101b的时刻被定义为“t5”。如上所述,第一风扇63的操作时刻t4可以是时刻t3和t5之间的任意时刻,但是在该实施例中,它被设定为时刻t3之后的0.1秒。
在第一风扇63在时刻t4开始操作之后,控制部500继续判断是否执行调节操作(S6)。如果不执行调节操作(S6的结果为“否”),则控制部500判定是否终止图像形成作业(S11)。如果要终止图像形成作业(S11的结果为“是”),则停止第一风扇63和第二风扇61(S12)。接下来,将使用图16的S7至S10和图18来描述在控制部500判定要在图像形成开始之后执行调节操作的情况下(S6的结果为“是”)的风扇操作。在控制部500判定为要在连续图像形成期间暂时停止图像形成的时刻tcs(S6的结果为“是”),控制部500停止第一风扇63(S7)。顺便提及,此时,第二风扇61继续操作以进行除尘。在完成调节操作之后,控制部500发送信号ITOP并恢复图像形成(S8的结果为“是”)。此外,在时刻tr(参考S9的结果为“是”和图18的部分(c)),此时第一张记录材料P的后端在恢复图像形成之后通过定影夹持部101b,控制部500恢复第一风扇63的操作(S10)。在调节操作期间停止第一风扇63的原因是为了防止在记录材料P的进给被停止时在区域135a中产生的灰尘D被第一风扇63排出到图像形成装置100以外。图12的部分(b)示出了当第一风扇63在调节操作期间没有停止时灰尘的瞬时ER的转变。在图12的部分(b)中,当第一次调节操作开始时,ER增加。另外,在第二次调节操作中灰尘没有增加。这是因为,随着图像形成的进行,由于上述过冷却度ΔT的降低,因此灰尘的产生被消除。图12的部分(a)示出了当第一风扇63在调节操作期间停止时(也就是当执行图16中的S6至S10的控制时)的ER。与图12的部分(b)不同,在第一次调节操作中,ER不增加。在该实施例中,操作在时刻tcs停止并且在时刻tr恢复以防止结露,但是操作可以在tcs和tr之间的范围内晚于tcs停止且早于tr恢复。如果由于图像形成装置的结构而可能发生结露,则缩短第一风扇63的停止时间在防止结露方面是有效的。或者,代替完全停止第一风扇63,可以通过将第一风扇设定为半速等来减弱风扇功率。此外,在图18的部分(c)中,当第一风扇63在时刻tr进行操作时,它以与时刻tcs之前相同的占空比操作,但是它能够以更高的占空比或更低的占空比操作。此外,如果图像形成装置的结构使得不容易发生结露,也就是从记录材料P产生的水蒸气容易排出,则第一风扇63可以在时刻tr之后再次运行。例如,在图像形成恢复后当第三张记录材料P的后端通过定影夹持部101b时,第一风扇63可以再次运行。
如上所述,在该实施例中,第二风扇61的操作在第一风扇63的操作开始之前开始。然后,在第二风扇61的操作开始之后,第一风扇63的操作在第一记录材料的前缘到达定影夹持部的预定时刻和第一记录材料的后端通过定影夹持部的时刻之间的时刻开始。以这种方式,通过在开始第一风扇63的操作之前开始第二风扇61的操作,由于颗粒状灰尘被收集在过滤器51中,所以即使第一风扇63操作,颗粒状灰尘也不太可能被排出到主组件的外部。此外,由于第一风扇63的操作在既不太早也不太晚的定时开始,因此即使第一风扇63的操作在第二风扇61的操作开始之后开始,也不太可能在主组件100a内部产生结露。以这种方式,通过调节第一风扇63和第二风扇61的操作开始定时,可以实现抑制排出微粒状灰尘和防止结露这两者。此外,当在图像形成开始之后执行调节操作时,通过在操作第二风扇61时停止第一风扇63,增强了抑制排出灰尘和防止结露的效果。
顺便提及,当在第一记录材料P的图像形成开始之前执行诸如图像浓度调节操作的调节操作时,本实施例中的排出灰尘D的抑制效果特别有效。如上所述,即使在第一张记录材料P的图像形成开始之前,如果带105的温度升高,则灰尘D从带105上的残留蜡产生。此时,如上所述,灰尘D的一部分不朝着设置过滤器51的方向(图9中的W方向)移动,而是朝着定影夹持部101b的下游侧移动。此时,如果第一风扇63正在操作,则灰尘D通过第一风扇63排出到图像形成装置100的外部。然而,根据该实施例,基于第一记录材料P的前端到达定影夹持部101b的时刻来确定第一风扇63开始操作的时刻。也就是说,当调节操作在带105达到目标温度Tp之后执行时,第一风扇63不立即运行,而是在调节操作已经完成之后才运行。因此,在调节操作期间朝向定影夹持部101b的下游侧移动的灰尘D不会被第一风扇63抽吸。灰尘D被已经在执行操作的第二风扇61的抽吸力朝向过滤器51的方向拉回并且被移除。
[第二实施例]
接下来,将描述第二实施例中的风扇控制过程。在该实施例中,根据过冷却度ΔT来控制第二风扇61。也就是说,在该实施例中,通过过冷却度ΔT来预测灰尘的产生,并且如果预测到灰尘的产生,则操作第二风扇61。下面,将参照图1、图5、图13和图14,通过使用图18至图21的部分(c)来描述第二实施例的风扇控制过程。图18所示的风扇控制过程在图像形成装置100通电时由控制部500(具体地,由CPU 501)启动。
<风扇控制过程>
如图19所示,控制部500立即开始第一风扇63的操作(S11)。此时的时刻被定义为“t10”(参见图21的(c)部分)。然后,控制部500判定是否有来自输入装置310的图像形成作业的开始指示(S12)。如果没有图像形成作业的开始指示(S12的结果为“否”),则控制部500等待该风扇控制过程的进行。另一方面,如果存在图像形成作业的开始指示(S12的结果为“是”),则控制部500停止第一风扇63(S13)。此时的时刻被定义“t11”(开始指示)(参见图21的(c)部分)。用这样的方式,随着图像形成作业的开始,第一风扇63在带105旋转和被加热之前进行操作,然后第一风扇63在带105旋转和被加热时停止。由此,通过在图像形成作业开始之前操作第一风扇63,能够将先前的图像形成作业时残留在主组件100a中的包含水蒸气的空气排出。
顺便提及,当内部温度传感器65的检测值(Tin)低于外部温度传感器66的检测值(Tout)时,可以在图像形成作业开始之前执行第一风扇63的操作。也就是说,在此情况下,温暖的外部空气可以流入低温的主组件100a并增加主组件100a内部的湿度。如果在这样的状态下开始图像形成作业,则由记录材料P的加热产生的水蒸气可以进一步增加主组件100a中的湿度,并且在主组件100a内部发生结露。为了防止这种情况,在该实施例中,第一风扇63在图像形成作业开始之前进行操作,并且主组件100a内部的空气被外部空气加热,使得在图像形成作业期间不太可能发生结露。另外,通过在加热带105的同时停止第一风扇63,可以加速升高带105的周边温度。通过加速温度上升,过冷却度ΔT可以降低,因此可以防止由附着至带105的蜡引起的灰尘产生。
接下来,随着图像形成作业的开始,控制部500判断是否满足以下的公式(5)和(6)这两者(S14)。
(带105的表面温度Tb(℃))≥(灰尘产生温度Tws(℃))
…(公式5)
(灰尘产生温度Tws(℃))–(测量点To的空间温度Ta(℃))>第一温度(℃)…(公式6)
上述的公式(5)是用于判断带105的表面温度Tb是否达到能够产生灰尘的温度的公式。在图20的部分(a)中,当带105的表面温度Tb落在箭头A的范围内时,满足公式(5)。顺便提及,公式(5)中的灰尘产生温度Tws是通过例如从通过实验测量的灰尘产生温度减去20℃而获得的。这可以是缘于考虑了图7的部分(a)的实验装置中的灰尘产生温度和定影装置103中的灰尘产生温度之间的差异。也就是说,随着带105的旋转,通过吸入周边气流,带105的周边温度降低。并且过冷却度ΔT通过温度降低而增加,因此,在该实施例中,灰尘在比图7的部分(a)的实验装置中的温度低20℃的温度下产生。在公式(5)中,将带105的表面温度Tb与灰尘产生温度Tws进行比较,该灰尘产生温度Tws是通过从经由实验测量的灰尘产生温度减去20℃(调节温度值)而获得的。
另一方面,上述公式(6)是用于判断由公式(1)定义的过冷度ΔT(=Tws-Ta)是否满足颗粒状灰尘的释放结束条件的公式。当不满足该公式(6)时,进行灰尘释放结束或没有灰尘释放的判断。在图20的部分(b)中,当过冷度ΔT落在箭头B的范围内时,满足公式(6)。如上所述,在该实施例中,当灰尘释放量为80%时的过冷度ΔT为120.9℃,当灰尘释放量为90%时的ΔT为116.4℃,当灰尘释放量为100%时的ΔT为109.5℃。为了在灰尘释放100%完成时切换第二风扇61的操作,公式(6)的第一温度可以设定为109℃。然而,在许多情况下,当灰尘排出80%或更多时,就可以充分缓解诸如引导件15的零部件的灰尘污染。为此,作为阈值温度的公式(6)中的第一温度可能仅需要在测量点To位于从带105朝向二次转印部T2方向6mm的位置处的情况下适当地设定在109℃以上和121℃以下的范围内(参见图13中的“h”)。
在满足上述公式(5)和公式(6)的情况下,满足灰尘产生条件。当满足公式(5)和公式(6)时(S14的结果为“是”),控制部500开始第二风扇61的操作(S15)。此时的时刻被定义为“t12”(参见图21的部分(b))。用这样的方式,在本实施例中,第二风扇61在图像形成作业开始之前运行。这是因为要移除由带105上的残留蜡产生的灰尘。顺便提及,此时,第四风扇64不工作。这是因为要防止通过第四风扇64的操作而不经由过滤器51排出灰尘。顺便提及,如果不满足上述公式(5)和公式(6)中的至少一个(S14的结果为“否”),则控制部500开始第一风扇63的操作(S18)并跳到步骤S19的处理。
<测量点>
这里,将使用上述的图13描述测量点To,以便测量用于计算公式(6)中的过冷却度ΔT(Tws-Ta)的空间温度Ta。空间温度Ta是在带105的周边部分发生成核的空间的温度。
很难精确测量成核发生的空间范围,但是作为本发明人测量带105的周边部分的灰尘浓度的结果,成核发生在从带105朝向二次转印部T2的方向的20毫米或更小的范围内。此外,在测量点To的位置过于靠近带105的情况下,测量点To受到带105的热量的强烈影响,从而存在空间温度To不能被正确测量的可能性。因此,可以认为需要将测量点To与带105间隔开至少1毫米。因此,测量点To的位置可以穿过带105的横截面中心和带105的相对于带105宽度方向的中央部,并且可以落在沿着平行于记录材料P的进给方向的直线从带105的表面朝向二次转印部T2的1mm以上和20mm以下的范围内。在该实施例中,如上所述,从带105到测量点To的距离是6mm。
作为获取测量点To的空间温度Ta的温度的方式,将考虑通过温度检测器(未示出)测量空间温度Ta的方法或者根据外部温度传感器66的温度信息和每个风扇的操作信息预测空间温度Ta的方法。在该实施例中,使用后一种方法,并且控制部500预测空间温度Ta。在下文中,将描述控制部500对空间温度Ta的预测方法的示例。
<空间温度的预测>
由图像形成装置的内部温度传感器65测量的图像形成装置的内部温度是Tin,由图像形成装置的外部温度传感器66测量的外部温度是Tout,基于热敏电阻TH的温度的带105的表面温度是Tb。第一风扇63在操作期间的占空比是“FAN 3_duty”,第二风扇61在操作期间的占空比是“FAN 1_duty”,第三风扇62在操作期间的占空比是“FAN 2_duty”,第四风扇64在操作期间的占空比是“FAN 4_duty”。在此情况下,控制部500根据公式(7)预测空间温度Ta。占空比是以最大转数为100%的旋转比(%)。
空间温度Ta(预测值)=Tin+(A×Tb)–(B×Tout×FAN 1_duty)–(C×Tout×FAN2_duty)–(D×Tout×FAN 3_duty)–(E×Tout×FAN4_duty)
…(公式7)
在上述的公式(7)中,右边的第一项表示基于图像形成装置的内部温度来预测空间温度Ta。第二项表示测量点To的空间温度Ta因带105的表面温度Tb的热量而升高。因此,第二项的符号是加号。此外,第三项至第六项表示空间温度Ta受到具有将外部空气(外部温度tout)抽吸至测量点To的功能的风扇的操作的影响。外部温度Tout低于图像形成装置的内部温度Tin和表面温度Tb,因此,空间温度Ta通过风扇的操作沿着下降方向偏移。为此,第三项至第六项的符号是减号。顺便提及,在公式(7)中,“A、B、C、D和E”是常数并且被确定为使得通过实验实际测量在测量点To处的温度而获得的空间温度与由公式(7)预测的空间温度的预测值彼此一致。
顺便提及,带105的表面温度Tb可以是通过从热敏电阻TH的检测结果减去10℃而获得的值。这是因为,在该实施例中,具有热传导阻力的带105的表面温度Tb比热敏电阻TH的检测结果低大约10℃。此外,作为用于预测空间温度Ta的参数,除了上述参数之外,还可以包括记录材料P的尺寸、进给速度和进给张数、操作期间风扇的占空比、以及每个风扇的操作频率等。
返回图19的描述,控制部500判断从输入装置310接收到图像形成作业的开始指示起是否经过了预定的等待时间(S16)。如果从接收到图像形成作业的开始指示起没有经过预定的等待时间(S16的结果为“否”),则控制部500等待该风扇控制处理的进行,直到经过预定的等待时间。当从接收到图像形成作业的开始指示起经过了预定的等待时间时(S16的结果为“是”),控制部500开始图像形成作业(S17)并且开始第一风扇63的操作(S19)。图像形成作业开始的时刻被定义为“t13”(打印开始)(参见图21的部分(a)),并且第一风扇63开始操作的时刻被定义为“t15”(参见图21的(c)部分)。
在该实施例中,第一风扇63开始操作的时刻处于从第一张记录材料P的前端到达定影夹持部101b的时刻之前的预定时间(例如,0.1秒)直到多张记录材料P(例如,3张)通过定影夹持部101b的时刻为止的期间。第一风扇63在时刻“t15”再次运转的原因(参见图21的部分(c))是为了排出当多个记录材料P被定影装置103加热时产生的水蒸气,并且防止在主组件100a内部结露。
然后,在图像形成作业开始之后,控制部500判断是否满足以下的公式(8)(S20)。
空间温度Ta(预测值)≥第二温度 ...公式(8)
第二温度设定在例如90℃,如图20的部分(c)所示。当空间温度Ta(预测值)达到该温度时,即,在空间温度Ta进入图17的部分(c)中的箭头C的区域并且满足上述公式(8)的情况下,二次转印部T2被认为温度已经升高到温升对图像形成具有不利影响的程度。
当满足上述的公式(8)时(S20的结果为“是”),控制部500操作第二风扇61(S21)。尽管与第一风扇63相比,第二风扇61的空气流速小,但是第二风扇61可以在带105的整个宽度方向区域中抽吸热空气,因此冷却效率高。通过第二风扇61的操作,过滤器51的劣化有可能加剧,但是在该实施例中,优先考虑的是图像质量维护,并且因此操作第二风扇61。
在不满足公式(8)的情况下(S20的结果为“否”),控制部500判断公式(5)和公式(6)是否都满足(S22)。在公式(5)和公式(6)都满足的情况下(S22的结果为“是”),控制部500认为产生了灰尘并操作第二风扇61(S23)。另一方面,在不满足公式(5)和公式(6)中的至少一个的情况下(S22的结果为“否”),控制部500停止第二风扇61(S24),并且二次转印部T2的周边部分的空气被排出。如上所述,在图像形成作业期间不再满足公式(5)和公式(6)中的至少一个的情况下,例如,在达到图20的部分(b)中所示的207秒的经过时间的情况下,控制部500停止第二风扇61。以这种方式,在图像形成作业期间预测灰尘的产生,并且通过仅在灰尘产生期间操作第二风扇61并由过滤器51收集灰尘,可以实现过滤器51的寿命延长。顺便提及,在公式(5)和公式(6)中的至少一个不满足的情况下,代替如上所述的停止第二风扇61,第二风扇61能够以较低的操作占空比(例如,50%)进行操作。
然后,控制部500判断图像形成作业是否应该结束(S25)。在图像形成作业没有结束的情况下(S25的结果为“否”),控制部500返回到步骤S20,并重复上述处理S20至S25。另一方面,在图像形成作业结束的情况下(S25的结果为“是”),控制部500停止第一风扇63和第二风扇61,并且结束该风扇控制处理。
如上所述,在该实施例中,第二风扇61在第一风扇63开始操作之前开始进行操作,并且即使第一风扇63运行,颗粒状灰尘也不容易排出到主组件的外部。此外,即使第一风扇63在第二风扇61启动后启动,在主组件100a内部也几乎不会产生结露。因此,获得了实现抑制对颗粒状灰尘释放的抑制和防止结露这两方面的效果。
[第三实施例]
将根据图22所示的流程图描述第三实施例。与图16所示的第一实施例的区别在于,在第一实施例的(S1)和(S2)之间以及(S5)和(S6)之间增加了第二实施例的公式(5)和公式(6)的判断。也就是说,图16中的(S1)和图22中的(S30)是通用的。图16中的(S2)至(S5)和图22中的(S35)至(S38)是通用的。图16中的(S6)至(S10)和图22中的(S43)至(S47)是通用的。在该实施例中,在(S31)和(S39)中,判断是否满足公式(5)和公式(6),如果满足,则执行与图16中相同的控制。在(S31)中不满足公式(5)和公式(6)的情况下,操作第一风扇63(S32),并且当图像形成作业结束时(S33的结果为“是”)停止第一风扇63(S34)。在(S39)中不满足公式(5)和公式(6)的情况下,当图像形成作业结束时(S41的结果为“是”),停止第二风扇61(S40),并且停止第一风扇61(S42)。
如第二实施例所述,在满足公式(5)和公式(6)的情况下因为几乎不产生灰尘,所以不需要操作第二风扇61。此外,无论是否进行调节操作,即使第一风扇63持续操作也对灰尘没有影响。通过持续操作第一风扇63,获得了可靠地抑制图像形成部PY至PK的周边部分的温度升高的效果。通过抑制第二风扇61的操作,可以抑制过滤器51的消耗和磨损。
[其他实施例]
顺便提及,在上述的每个实施例中,以作为图像形成装置100的中间转印串联方法的彩色图像形成装置为例进行了说明,但是不限于此。上述实施例中的每一个也可以应用于直接转印方法的图像形成装置,其中调色剂图像从感光鼓1Y至1K直接转印到由进给带承载和进给的记录材料上。此外,它们也可以应用于形成单色调色剂图像的图像形成装置(例如,单色机等)。
[工业实用性]
根据本发明,提供了一种适当地移除灰尘和水蒸气这两者的图像形成装置。
本发明不限于上述的实施例,而是能够在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种修改和变型。因此,所附的权利要求公开了本发明的范围。
本申请基于2019年2月20日提交的申请号为2019-028862的日本专利申请要求优先权,该申请通过全文引用而并入本文。
Claims (14)
1.一种图像形成装置,包括:
图像形成部,所述图像形成部用于通过使用包含离型剂的调色剂在记录材料上形成调色剂图像;
转印部,所述转印部用于在转印夹持部处将由所述图像形成部形成的调色剂图像转印至片材;
定影部,所述定影部用于在定影夹持部处将由所述转印部转印的调色剂图像热定影在片材上;
管道,所述管道设置有与所述转印夹持部和所述定影夹持部之间的片材进给通道相对的抽吸口;
设置在所述管道上的过滤器;
第一风扇,所述第一风扇用于将从所述抽吸口吸入所述管道的空气排出到外部;
第二风扇,所述第二风扇用于排出所述定影部的片材出口附近的空气;
控制部,所述控制部用于控制所述第一风扇和所述第二风扇的操作,
其中所述控制部能够执行操作以使得在输入用于在片材上形成图像的信号的情况下,根据所述定影部的加热操作开始所述第一风扇的操作,并且在所述第一风扇的操作开始之后,直到第一片材通过所述定影夹持部才开始所述第二风扇的操作。
2.根据权利要求1所述的图像形成装置,其中所述定影部包括用于在定影夹持部处夹持和进给片材的一对可旋转构件以及用于加热所述可旋转构件的加热部,并且
其中当开始所述定影部的启动处理时,所述控制部在致动所述第一风扇之后致动所述加热部,然后根据所述加热部的致动来停止所述第一风扇。
3.根据权利要求1或2所述的图像形成装置,其中所述定影部设置成使得所述定影夹持部位于所述转印夹持部上方。
4.根据权利要求3所述的图像形成装置,包括:片材进给机构,所述片材进给机构设置在所述定影部上方以用于进给片材。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的图像形成装置,其中所述定影部包括用于在定影夹持部处夹持和进给片材的一对可旋转构件以及用于加热所述可旋转构件的加热部,并且
其中所述控制部在以下的公式1和2都满足的情况下致动所述第一风扇:
Tb(℃)≥Tws(℃)(公式1),
Tws-Ta(℃)>预定温度(℃)(公式2),
其中,Ta(℃)是所述定影部的环境温度,Tb(℃)是所述可旋转构件的表面温度,并且Tws(℃)是离型剂的气化温度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的图像形成装置,其中,所述第二风扇在第一片材的图像形成操作开始时或者在图像形成开始之后开始操作。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的图像形成装置,包括用于容纳片材的片材容纳部,
其中所述第二风扇在开始从所述片材容纳部向所述图像形成部进给第一片材时或者在进给开始之后开始操作。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的图像形成装置,其中在所述图像形成部在连续图像形成期间暂时中断图像形成、形成用于调节的图像并且执行调节所述图像形成装置的操作的情况下,所述控制部使所述第一风扇减少输出或停止并且根据图像形成的重新开始来增加输出。
9.根据权利要求8所述的图像形成装置,其中在所述图像形成部在连续图像形成期间暂时中断图像形成、形成用于调节的图像并且执行调节所述图像形成装置的操作的情况下,所述控制部使所述第二风扇保持输出。
10.根据权利要求8或9所述的图像形成装置,其中当图像形成操作重新开始时,所述控制部使所述第一风扇增加输出,直到在重新开始之后完成使第一片材通过所述定影夹持部的操作。
11.根据权利要求1至5中任一项所述的图像形成装置,其中,在满足下列两个公式的情况下,并且在连续图像形成期间图像形成暂时中断的情况下,所述控制部使所述第一风扇减小输出或停止:
Tb(℃)≥Tws(℃),
Tws-Ta(℃)>预定温度(℃),
其中,Ta(℃)是所述定影部的环境温度,Tb(℃)是所述第一可旋转构件的表面温度,并且Tws(℃)是离型剂的气化温度。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的图像形成装置,其中所述定影部包括圆筒形膜、设置在所述膜内部的加热器、以及用于与所述膜形成所述夹持部的可旋转构件,
其中,通过经由所述膜加热所述加热器而将调色剂图像定影在片材上。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的图像形成装置,其中,相对于所述转印夹持部和所述定影夹持部之间的所述片材进给通道,所述管道设置在所述膜的一侧。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的图像形成装置,其中所述第二风扇相对于片材进给方向设置在所述定影夹持部的下游侧。
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