JP2006133317A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばレーザープリンタやレーザーファックス、デジタル複写機等の電子写真方式の画像形成装置に内蔵される定着装置、およびその定着装置が備えられた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device built in an electrophotographic image forming apparatus such as a laser printer, a laser fax machine, or a digital copying machine, and an image forming apparatus provided with the fixing device.
電子写真方式の画像形成装置では、感光体ドラム上をほぼ一様に帯電させた後、当該感光体ドラムをレーザースキャニングユニット等により露光して画像信号に応じた静電潜像を形成し、その後、現像器により帯電されたトナーを前記感光体ドラム上に供給して顕像化し、そのトナー像を転写紙などの記録体に転写する。記録体に転写されたトナー像は、記録体上に担持されているだけであって固定されていないため、画像形成装置に備えられた定着器によりトナー像を加熱加圧し、トナー像を熱溶融定着させて記録体上に固定された画像を形成する。 In an electrophotographic image forming apparatus, the surface of a photosensitive drum is charged almost uniformly, and then the photosensitive drum is exposed by a laser scanning unit or the like to form an electrostatic latent image corresponding to an image signal. Then, the toner charged by the developing device is supplied onto the photosensitive drum to be visualized, and the toner image is transferred to a recording material such as transfer paper. Since the toner image transferred to the recording medium is only carried on the recording medium and is not fixed, the toner image is heated and pressurized by a fixing device provided in the image forming apparatus, and the toner image is melted by heat. An image fixed on the recording medium is formed by fixing.
従来の定着器の基本構成として、筐体の内部に、ハロゲンランプが内蔵されたヒートローラーと、ヒートローラーに圧接されたプレスローラーと、ヒートローラーの温度を検知するサーミスタとがそれぞれ設けられた構成からなっている。この定着器によれば、ヒートローラーとプレスローラーとが圧接されて形成されたニップ部を通過するトナー像は、ハロゲンランプの輻射熱によって加熱されたヒートローラーの熱によって加熱されるとともに、ヒートローラーとプレスローラーとの圧接によって加圧され、記録体に定着される。筐体には、記録体が搬入される搬入口及び記録体が搬出される搬出口がそれぞれ形成されており、搬入口からトナー像を担持する記録体が筐体内に搬入され、搬出口から定着済みの記録体が筐体外に搬出される(例えば、特許文献1参照。)。 As a basic structure of a conventional fixing device, a structure in which a heat roller with a built-in halogen lamp, a press roller pressed against the heat roller, and a thermistor for detecting the temperature of the heat roller are provided inside the housing. It is made up of. According to this fixing device, the toner image passing through the nip portion formed by press-contacting the heat roller and the press roller is heated by the heat of the heat roller heated by the radiant heat of the halogen lamp, Pressure is applied by pressing with a press roller, and the toner is fixed on the recording medium. The housing is formed with a carry-in port through which the recording body is carried in and a carry-out port through which the recording body is carried out, and the recording body carrying the toner image is carried into the housing from the carry-in port and fixed from the carry-out port. The already-recorded body is carried out of the housing (see, for example, Patent Document 1).
ところで、電子写真方式の画像形成装置において用いられる、トナー像を形成するトナー(熱可塑性樹脂粉末)の保存温度は50℃〜70℃程度以下であり、トナーケース等が前記保存温度より高温になると、流動性が劣化して搬送特性が悪くなることや固着が発生し、装置の故障の要因となる。また、レーザースキャニングユニットには、樹脂レンズやレーザーダイオード等が備えられているが、樹脂レンズは、温度上昇により形状や屈折率が変化することがあり、レーザーダイオードは高温下で発振不良を起こすことがあるため、レーザースキャニングユニットが高温に晒されると光特性が劣化する場合がある。さらに、画像形成装置の内部のその他の部品についても高温に晒されると、部品特性を劣化する場合がある。 By the way, the storage temperature of toner (thermoplastic resin powder) used to form a toner image used in an electrophotographic image forming apparatus is about 50 ° C. to 70 ° C. or less, and the toner case or the like becomes higher than the storage temperature. In addition, the fluidity is deteriorated, the conveyance characteristics are deteriorated, and the sticking occurs, which causes a failure of the apparatus. In addition, the laser scanning unit is equipped with a resin lens, a laser diode, etc., but the shape and refractive index of the resin lens may change due to temperature rise, and the laser diode may cause oscillation failure at high temperatures. Therefore, when the laser scanning unit is exposed to a high temperature, the optical characteristics may deteriorate. Furthermore, when other components inside the image forming apparatus are also exposed to high temperatures, the component characteristics may be deteriorated.
一方、トナー像が熱溶融される温度は約150℃〜200℃程度であり、トナー像を定着させる際、ニップ部の温度を上記温度(定着温度)まで加熱する必要があるが、ニップ部の温度を定着温度まで加熱させると、定着器からの放射や伝熱、対流等によって、画像形成装置の内部が加熱されて高温状態になり得る。したがって、従来、画像形成装置にはファン等が内蔵されており、このファン等によって特に定着器の周りに強制対流を発生させて画像形成装置の内部を冷却することが行われている。 On the other hand, the temperature at which the toner image is thermally melted is about 150 ° C. to 200 ° C. When the toner image is fixed, it is necessary to heat the nip portion to the above temperature (fixing temperature). When the temperature is heated to the fixing temperature, the inside of the image forming apparatus may be heated to a high temperature state by radiation, heat transfer, convection, or the like from the fixing device. Therefore, conventionally, an image forming apparatus has a built-in fan or the like, and the inside of the image forming apparatus is cooled by generating forced convection particularly around the fixing device by the fan or the like.
近年、待機時に、定着器の温度を低い温度で制御したり、常温まで温度を下げることで省エネルギーを図ることができる画像形成装置が提供されている。しかし、大型機の場合、定着器も大型化し、その熱容量も大きくなるため、待機温度や常温から定着温度まで加熱するのに要する時間(ウォームアップ時間)が長くなり、使用開始までの待ち時間が長くなる。そのため、定着器のヒートローラーを薄肉化する等の低熱容量化を行うことで加熱時間を短くする方法が提案されている。
しかしながら、上記した従来の画像形成装置に備えられた定着器では、筐体に記録体が搬出入される搬入口及び搬出口がそれぞれ形成されているため、ファン等によって筐体の周囲に発生させられた強制対流が搬入口や搬出口付近を通過し、筐体内部と強制対流との伝熱が行われ、筐体内の熱が強制対流に奪われることになる。つまり、定着器を定着温度まで加熱させる際には、筐体内部が、ハロゲンランプによる加熱と強制対流による冷却とが併行して行われることになり、エネルギー効率が悪く、ウォームアップ時間が長くなるという問題が存在する。また、待機中、筐体内部の熱が強制対流によって積極的に奪われるため、待機中の温度を定着温度よりも若干低い温度で保つ際には、ハロゲンランプによる加熱と強制対流による冷却とが併行して行われることになり、エネルギー効率が悪くなる。また、定着器のヒートローラーを薄肉化する等の低熱容量化を行う方法では限界があり、近年の大型化された画像形成装置では大きな熱容量が必要となり、ウォームアップ時間が長いという問題が存在する。 However, in the fixing device provided in the above-described conventional image forming apparatus, since the carry-in port and the carry-out port through which the recording body is carried in and out are formed in the case, it is generated around the case by a fan or the like. The forced convection that has passed passes through the vicinity of the carry-in inlet and the carry-out port, heat transfer is performed between the inside of the housing and the forced convection, and the heat in the housing is taken away by the forced convection. In other words, when the fixing device is heated to the fixing temperature, the inside of the housing is simultaneously performed by the heating by the halogen lamp and the cooling by the forced convection, resulting in poor energy efficiency and a long warm-up time. There is a problem. In addition, during standby, the heat inside the housing is actively taken away by forced convection, so when maintaining the standby temperature at a temperature slightly lower than the fixing temperature, heating by a halogen lamp and cooling by forced convection are required. It will be performed in parallel, and the energy efficiency will deteriorate. In addition, there is a limit in the method of reducing the heat capacity such as thinning the heat roller of the fixing device, and there is a problem that a large heat capacity is required in a recent large-sized image forming apparatus and the warm-up time is long. .
本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、発生させた熱を蓄えることで、エネルギー効率を良くし、ウォームアップ時間の短縮を図ることができる定着装置および画像形成装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in consideration of the above-described conventional problems, and provides a fixing device and an image forming apparatus capable of improving energy efficiency and shortening warm-up time by storing generated heat. The purpose is to do.
請求項1記載の発明は、熱源と、該熱源によって加熱される伝熱部材と、該伝熱部材に圧接される加圧部材と、少なくとも前記熱源および前記伝熱部材がそれぞれ収納された筐体とが備えられ、前記記録体を挟持搬送しながら、前記伝熱部材と前記加圧部材との圧接により形成されるニップ部で加熱加圧により前記トナー像を前記記録体に定着させる定着装置において、前記筐体は、該筐体の内部が外部と遮断されて、前記筐体内部と前記筐体外部に発生した強制対流との伝熱が阻害される密閉状態と、前記筐体の少なくとも一部が開かれて前記筐体内部と前記強制対流との伝熱が行われる開放状態とに切り替え可能に形成され、前記トナー像が前記記録体に定着可能な温度になっている前記ニップ部に前記記録体を通過させて、加熱加圧による前記トナー像の定着を行う実行モードのとき、前記筐体は、前記開放状態になることを特徴としている。
The invention described in
請求項2記載の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、前記ニップ部の温度を、前記定着温度と同等程度まで上昇、又は前記定着温度と同程度の温度で維持する準備モードのとき、前記筐体は、前記密閉状態になることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, when the temperature of the nip portion is increased to a level equivalent to the fixing temperature or maintained at a temperature similar to the fixing temperature. The housing is in the sealed state.
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の画像形成装置において、前記ニップ部の温度を、所定の待機温度まで上昇若しくは下降、又は前記待機温度で維持する待機モードが、前記定着温度よりも低く且つ室温よりも高い温度の範囲内で段階的に複数あり、該複数の待機モードは、前記筐体を開放状態にする第一の待機モードと、前記筐体を密閉状態にする第二の待機モードとに大別されることを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, a standby mode in which the temperature of the nip portion is increased or decreased to a predetermined standby temperature or maintained at the standby temperature is the fixing temperature. The plurality of standby modes include a first standby mode for opening the housing and a first standby mode for closing the housing. It is characterized by being roughly divided into two standby modes.
請求項4記載の発明は、請求項1から3のいずれか記載の画像形成装置において、前記ニップ部の温度を、室温程度まで冷却、又は前記室温程度で維持するスリープモードのとき、前記筐体は、前記開放状態になることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to third aspects, the casing is in a sleep mode in which the temperature of the nip portion is cooled to or maintained at about room temperature. Is characterized by being in the open state.
請求項5記載の発明は、記録体にトナー像を静電気的に転写させる画像形成手段と、少なくとも前記筐体の周囲に強制対流を発生させる強制対流発生手段とが備えられている画像形成装置において、請求項1から4記載の定着装置が備えられていることを特徴としている。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising: an image forming unit that electrostatically transfers a toner image to a recording body; and a forced convection generation unit that generates forced convection around at least the casing. A fixing device according to
本発明に係る請求項1に記載された定着装置によれば、筐体が、筐体内部が外部と遮断されて筐体内部と強制対流との伝熱が阻害される密閉状態と、筐体の少なくとも一部が開かれて筐体内部と強制対流との伝熱が行われる開放状態とに切り替え可能に形成されているため、筐体が密閉状態のとき、筐体内部と強制対流との伝熱が阻害され、筐体内部の熱が強制対流に奪われることがなく、筐体内部に発生させられた熱を蓄えることができる。これによって、加熱を効果的に行うことができるとともに熱源を切ったときの温度低下を抑止することができ、エネルギー効率を向上さ、ウォームアップの時間の短縮することができる。また、少なくとも、実行モードのとき、筐体が開放状態になるため、トナー像が担持された記録体を筐体内に取り込むことができるとともに、トナー像が定着された記録体を筐体外に送り出すことができる。 According to the fixing device of the first aspect of the present invention, the housing includes a sealed state in which the inside of the housing is blocked from the outside and heat transfer between the inside of the housing and forced convection is inhibited, and the housing Since at least a part of the housing is open and can be switched to an open state in which heat transfer between the inside of the housing and forced convection is performed, when the housing is in a sealed state, Heat transfer is obstructed, and heat generated inside the housing can be stored without being deprived of forced heat by the forced convection. As a result, heating can be performed effectively, temperature drop when the heat source is turned off can be suppressed, energy efficiency can be improved, and warm-up time can be shortened. Further, at least in the execution mode, the casing is opened, so that the recording medium carrying the toner image can be taken into the casing and the recording medium on which the toner image is fixed is sent out of the casing. Can do.
また、本発明に係る請求項2に記載された定着装置によれば、準備モードのとき、筐体が密閉状態になるため、筐体内部と強制対流との伝熱が阻害され、筐体内部の熱が強制対流に奪われることがなく、定着温度に達するまで効率的に加熱することができ、ウォームアップ時間の短縮することができる。また、実行モード後に準備モードに切り替えられたとき、筐体内部の熱が効率的に蓄えられるため、再び実行モードに切り替えるときに短時間で定着温度まで加熱することができる。 According to the fixing device described in claim 2 of the present invention, since the casing is in a sealed state in the preparation mode, heat transfer between the casing and the forced convection is hindered, The heat is not deprived by forced convection and can be heated efficiently until the fixing temperature is reached, and the warm-up time can be shortened. In addition, when the operation mode is switched to the preparation mode after the execution mode, the heat inside the housing is efficiently stored, so that when the operation mode is switched again to the execution mode, it can be heated to the fixing temperature in a short time.
また、本発明に係る請求項3に記載された定着装置によれば、定着温度よりも低く且つ室温よりも高い温度の範囲内で待機モードが段階的に複数あり、複数の待機モードは、筐体を開放状態にする第一の待機モードと筐体を密閉状態にする第二の待機モードとに大別されるため、第二の待機モードのときは、筐体内に熱が蓄えられ、効率的に温度維持が可能であり、第一の待機モードのときは、筐体内の熱が強制対流との伝熱によって奪われ、効率的に筐体内を冷却することができる。 According to the fixing device described in claim 3 of the present invention, there are a plurality of standby modes stepwise within a temperature range lower than the fixing temperature and higher than the room temperature. Since it is roughly divided into a first standby mode that opens the body and a second standby mode that closes the housing, heat is stored in the housing in the second standby mode, and the efficiency In the first standby mode, the heat in the housing is taken away by heat transfer with forced convection, and the inside of the housing can be efficiently cooled.
また、本発明に係る請求項4に記載された定着装置によれば、スリープモードのとき、筐体が開放状態になるため、筐体内の熱が強制対流との伝熱によって奪われ、効率的に筐体内を冷却することができ、温度上昇を抑制することができる。 According to the fixing device described in claim 4 of the present invention, since the casing is in an open state in the sleep mode, the heat in the casing is taken away by heat transfer with forced convection, which is efficient. Thus, the inside of the housing can be cooled and temperature rise can be suppressed.
また、本発明に係る請求項5に記載された画像形成装置によれば、エネルギー効率の良く、ウォームアップ時間が短縮された画像形成装置を提供することができる。
According to the image forming apparatus described in
以下、本発明に係る定着装置および画像形成装置の第一,第二,第三の実施の形態について、図面に基いてそれぞれ説明する。 The first, second, and third embodiments of the fixing device and the image forming apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[第一の実施の形態]
図1は、画像形成装置1の主要部の概略構成を示す模式図である。
図1に示すように、本実施形態による画像形成装置1には、搬送ユニット2と、搬送ユニット2上に配設されて紙等のシート(記録体)Xにトナー像を静電気的に転写させる複数の画像形成ユニット(画像形成手段)3M、3Y、3C、3BKと、シートXを挟持搬送しつつ、シートX上に担持されたトナー像をシートXに溶融加圧固定(定着)させる定着器(定着装置)4と、画像形成装置1の内部に強制対流Cを発生させて画像形成装置1内の温度上昇を抑えるファン(強制対流発生手段)5とが備えられている。
[First embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a main part of the
As shown in FIG. 1, in the
ここで予め、画像形成ユニット3M、3Y、3C、3BKについて説明する。
画像形成ユニット3M、3Y、3C、3BKは、感光体ドラム(像担持体)6を帯電させ、帯電された感光体ドラム6表面上にレーザー光11を走査させて露光を行い、露光によって形成された潜像の現像を行い、現像によって形成された顕像(トナー像)を後述する転写ベルト10によって搬送されたシートXに転写するものである。複数ある画像形成ユニット3M、3Y、3C、3BKは、ここでは、後述する転写ベルト10に沿ってその移送方向に順に配置されるものであり、転写ベルト10の移送方向を基準に、最上流側からそれぞれマゼンタ、イエロー、シアン、ブラック各色のトナー像を形成するものである。画像形成ユニット3M、3Y、3C、3BKには、感光体ドラム6、露光装置(露光手段)7、現像器(現像手段)8、帯電ローラー9およびクリーニング手段19がそれぞれ備えられている。
Here, the
The
感光体ドラム6は像担持体の一例であり、図1に示す矢印方向に軸回転するものであり、露光装置7からのレーザー光11が照射されて表面に潜像を形成するものである。
露光装置7は、微小スポットに結像されたレーザー光11を、感光体ドラム6上の露光位置において、感光体ドラム6の回転軸に平行な直線上を一定方向に走査させるものである。
The
The exposure device 7 scans the
現像器8は、潜像を現像してトナー像を形成するものであって、所定の色を有する粉体のトナーを摩擦帯電させて、負電荷を帯びさせ、露光により非露光部分に対して相対的に正電位とされた感光体ドラム6の露光部分にトナーを供給して、トナーを感光体ドラム6の表面に付着させるものである。現像器8内には、トナーと、トナーを攪拌して帯電させる攪拌器12dと、帯電したトナーを現像ローラー12a側に搬送する供給ローラー12cと、供給ローラー12cで供給されたトナーをその帯電電化によるクーロン力で表面に付着させ、感光体ドラム6近傍に搬送する現像ローラー12aと、現像ローラー12a上でトナーの層厚を一定厚さに規制するための現像ブレード12bとが設けられている。
The developing device 8 develops the latent image to form a toner image, and triboelectrically charges the toner of a powder having a predetermined color so as to be negatively charged. Toner is supplied to the exposed portion of the
クリーニング手段19は、感光体ドラム6に当接して感光体ドラム6表面のトナーを除去する感光体ドラムクリーニングローラー19aと、クリーニングローラ19aの近傍に配置され該クリーニングローラ19aによって除去されたトナーを収集する図示せぬ箱体とから構成される。
The cleaning unit 19 contacts the
帯電ローラー9は、画像形成時に感光体ドラム6の表面電位を所定電位とするためのもので、金属軸に導電性を付与した弾性体によりローラー部が構成され、感光体ドラムクリーニングローラー19の下流側の帯電位置で感光体ドラム6と当接する。そして、図示しない軸受けをバネなどの付勢手段により押圧することにより、帯電ローラー9が感光体ドラム6に対して所定圧力で押し当てられるものである。その結果、ローラー部が変形して感光体ドラム6に対して周方向に所定幅で当接するニップ部が形成され、帯電ローラー9に直流電圧が印加されたとき、感光体ドラム6表面を所定電位に帯電できるようになっている。また、帯電ローラー9には、帯電ローラークリーニングローラー21が当接しており、帯電ローラー9表面の汚れを除去するようになっている。
The charging roller 9 is for setting the surface potential of the
次に、搬送ユニット2について説明する。搬送ユニット2には、内周部に配設された従動ローラー13a、13b、13cおよびテンションローラー14により一方向に循環移動される無端状の転写ベルト10と、転写ベルト10の外周側にあって転写ベルト10を介して従動ローラー13a側に押圧される駆動ローラー15と、転写ベルト10を感光体ドラム6に転写位置で当接させるように保持される転写ローラー16aと、転写ベルト10にクリーニングブレードを当接して転写ベルト10表面の付着物をかき落とし、かき落された付着物を回収するスペースを備えるベルトクリーニングユニット17とが備えられている。
Next, the transport unit 2 will be described. The transport unit 2 includes an
駆動ローラー15は、バネなどの付勢手段により、従動ローラー13a側に押圧されている。駆動ローラー15が図示しない駆動手段により回転駆動すると、駆動ローラー15と従動ローラー13aに挟持された転写ベルト10を、図示した矢印の方向に循環移動させる。
転写ベルト10の材質は、シートXを挟んで感光体ドラム6と対向したとき、裏面に当接する転写ローラー16aに印加された転写電圧により感光体ドラム6上のトナーを吸引できるようにした例えば誘電体シートが用いられる。また、転写ベルト10は光を反射させる光反射特性を有するものである。
The driving
The material of the
転写ローラー16aは、例えば、金属製の回転軸に導電性または半導電性の合成ゴムなどでローラー部が形成されており、その回転軸には転写用高圧電源(図示省略)が接続され、ローラー部の表面電位が制御されるようになっている。
ここで、転写ローラー16aと、そのローラー部の表面電位を制御する制御部16とによって、画像形成ユニット3M、3Y、3C、3BKによって形成される顕像を、転写ベルト10によって搬送されるシートXに静電的に転写する転写ユニット18が構成される。
The
Here, the
次に、定着器4について説明する。定着器4は、搬送ユニット2の先方に配置されており、画像形成装置1内に形成された固定台22の上に設置されている。
Next, the fixing device 4 will be described. The fixing device 4 is disposed at the front of the transport unit 2 and is installed on a fixed
図2(a)及び図2(b)は共に定着器4の構成を表す概略図であり、図3は定着器4の端部の斜視図である。図2(a),図2(b),図3に示すように、定着器4には、棒状の熱源23と、熱源23によって加熱される丸管状の伝熱部材24と、伝熱部材24に圧接される円柱形状の加圧部材25と、伝熱部材24の温度を制御する温度制御装置(温度制御手段)26と、後述する筐体28内部の温度を感知して所定温度で熱源23を強制的にオフにする安全装置(温度上昇抑止手段)27と、熱源27,伝熱部材24,加圧部材25,温度制御装置26及び安全装置27がそれぞれ収納され、且つシートXが搬出入される搬入口28および搬出口29がそれぞれ形成された箱状の筐体30と、搬入口28および搬出口29をそれぞれ塞ぐ閉塞部材31と、2つの閉塞部材31をそれぞれ開閉させる開閉機構32と、加圧部材25をシートXの搬送方向に軸回転させる駆動機構33とが備えられている。
FIGS. 2A and 2B are both schematic views showing the configuration of the fixing device 4, and FIG. 3 is a perspective view of the end portion of the fixing device 4. As shown in FIGS. 2A, 2B, and 3, the fixing device 4 includes a rod-shaped
熱源23は、例えばハロゲンランプ等からなり、熱を発する本体部23aが、管状の伝熱部材24の一端側からその内部の略中心に挿入されている。また、熱源23のベース部(基端部)23bは、筐体30の一端面を貫通して設けられており、筐体30の外に突出したベース部23bの端部には、図示せぬ電源回路に接続されたリード線23cが接続されている。
The
伝熱部材24は、例えばアルミやステンレス,鉄等の熱伝導性に優れた材料からなり、熱源23からの輻射熱によって加熱される。伝熱部材24の表面は、トナーの付着を防ぐため、耐熱性に優れたフッ素樹脂やフッ素樹脂の変成体(ポリテトラフルオロエチレン等)によってコーティングされている。また、伝熱部材24は、軸回転可能に保持されている。
The
加圧部材25は、伝熱部材24の軸線方向と平行に配置されているとともに、伝熱部材24に圧接された状態で伝熱部材24と対向して配置されている。加圧部材25は、金属製の芯材25aにシリコンゴム等の耐熱弾性層25bを巻き付けた構成からなり、加圧部材25の表面は、付着防止のため、耐熱性に優れたフッ素樹脂やフッ素樹脂の変成体(例えばポリテトラフルオロエチレン)等によってコーティングされている。この加圧部材25は、機械的に伝熱部材24に加圧しており、伝熱部材24と加圧部材25との圧接によりニップ部34が形成される。
The
上記した伝熱部材24および加圧部材25によってシートXが挟持搬送される。シートXに担持されたトナー像は、ニップ部34を通過する際、伝熱部材24の熱で加熱溶融されるとともに、加圧部材25の圧力によって加圧され、シートXに定着される。
The sheet X is nipped and conveyed by the
温度制御装置26には、伝熱部材24の表面上に配置されて伝熱部材24の現状温度を検知するサーミスタ(温度センサ)35と、サーミスタ35によって検出された現状温度の情報に基づいて熱源23を制御する制御部36とから構成されている。サーミスタ35は、ニップ部34の上流側にある検温点Aに配置されており、サーミスタ35によって検温点Aの温度が測定される。上流側とは、軸回転する伝熱部材24の回転方向の後側を意味し、検温点Aは、図2(a),図2(b)において伝熱部材24の右側半分の範囲内にある。温度制御装置26における温度制御方式としては、サーミスタ35によって検出された現状温度が、設定されたターゲット温度よりも低い場合に熱源23をオンにし、一方サーミスタ35によって検出された現状温度が、設定されたターゲット温度よりも高い場合に熱源23をオフにするオン/オフ方式が採用されている。ターゲット温度は、検温点Aの温度と後述するニップ部34の温度との誤差を加味して設定され、例えば、定着作業を行う際は、トナー像を溶融させる温度(定着温度E6)を基準に、検温点Aの温度と後述するニップ部34の温度との誤差を加味して設定される。
The
安全装置27は、2本のリード線27aの端子27b間が可溶体27cを介して接続された構成からなり、熱源23の図示せぬ電源回路中に介装され、筐体30内の温度が異常上昇したときに、内包された可溶体27cが溶断され、熱源23の電源回路が遮断されるものである。可溶体27cが溶断される温度は適宜変更可能であり、例えば、定着温度E6が180℃の場合に、安全装置27の設定温度を240℃に設定する。この場合、筐体30内の温度が240℃まで異常上昇したときに、可溶体27cが溶断され、熱源23の電源がオフになる。
The
筐体30は、箱状に形成された構造体37と、構造体37の内側面に設けられた断熱材38とから構成されている。断熱材38は、気体泡を含有したシリコン発泡体からなり、構造体37の内側面に隙間無く敷き詰められており、筐体30内部に収納された熱源23、伝熱部材24、加圧部材25、温度制御装置26および安全装置27の周囲に配置されている。なお、断熱材38として、略真空泡を含有したシリコン発泡体を使用してもよい。
The
また、筐体30に形成された搬入口28および搬出口29は、筐体30の長手方向の対向する側面にそれぞれ形成されており、ニップ部34の後側に搬入口28が形成され、ニップ部34の前側に搬出口29が形成されている。搬入口28および搬出口29は、伝熱部材23及び加圧部材24の軸線方向と平行する方向にそれぞれ延在されている。搬入口28及び搬出口29の上下端には、搬送されるシートXを案内する薄板状のガイド39がそれぞれ付設されている。搬入口28及び搬出口29の上端にそれぞれ設けられたガイド39は、搬入口28及び搬出口29の上端から斜め下方に向けて設置されており、搬入口28及び搬出口29の下端にそれぞれ設けられたガイド39は、搬入口28及び搬出口29の下端から斜め上方に向けて設置されている。
The carry-in
閉塞部材31は、上記した筐体30と同様に、板状の構造体40と、搬入口28や搬出口29と対向する構造体40の内側面に設けられた気体泡を含有したシリコン発泡体からなる断熱材41とから構成されている。また、閉塞部材31は、搬入口28や搬出口29よりも大きく形成されており、筐体30の側面に密着された状態で上下方向にスライド移動可能に保持されている。なお、断熱材41として、略真空泡を含有したシリコン発泡体を使用してもよい。
As with the
閉塞部材31を開閉させる開閉機構32は、閉塞部材31を上下に移動させて開け閉めする機構である。開閉機構32としては、例えばラックとピニオンを利用する機構やカム機構等、閉塞部材31を適宜止めることが可能であって閉塞部材31の開き具合(開度)を調整できる機構が好ましいが、例えばバネを利用した機構やソレノイド機構等、閉塞部材31を開けることと閉めることを択一的に選択する機構であってもよい。開閉機構32は、閉塞部材31を挟持するように、閉塞部材31の両側にそれぞれ設けられており、両側の開閉機構32は同期して駆動する構成からなっている。
The opening /
上記した閉塞部材31が開閉機構32によって開閉されることによって、筐体30は、図2(a)に示すように、筐体30の内部が外部と遮断されて筐体30内部と強制対流Cとの伝熱が阻害される密閉状態と、図2(b)に示すように、筐体30の両側面が開かれて筐体30内部と強制対流Cとの伝熱が行われる開放状態とに切り替えられる。つまり、閉塞部材31が閉じられているとき、筐体30の内部は密閉状態となり、一方、閉塞部材31が開けられているとき、筐体30の内部は開放状態となる。
When the closing
図3に示すように、駆動機構33は、伝熱部材24の端部に設けられた第一のギア42と、加圧部材25の端部に設けられて第一のギア42に噛合された第二のギア43と、画像形成装置1内に内蔵された動力源44の動力を加圧部材25に伝達する伝達部45とから構成されている。動力源44は、画像形成装置1内に配置されたギア46やベルト47等によって回転するギアである。伝達部45は、筐体30内に配置されて第二のギア43に噛合された第三のギア48と、筐体30外に配置されて動力源44に噛合された第四のギア49と、筐体30の一端面に軸回転可能に貫設されて第三のギア48と第四のギア49を繋ぐ軸材50とから構成されている。軸材50は、第三のギア48の中心部と第四のギア49の中心部との間に介装されており、第四のギア49の動力が軸材50を介して第三のギア48に伝達される。
As shown in FIG. 3, the
次に、画像形成装置1内を冷却するファン5について説明する。
図1に示すように、ファン5は、定着器4の周囲に設置されており、特に筐体30の周囲に強制対流Cを発生させるものである。この強制対流Cに筐体30が晒されることによって、筐体27の熱は、強制対流Cとの伝熱で熱が奪われて冷却される。また、図2(a),図2(b)に示すように、閉塞部材31が開けられて筐体30が開放状態のとき、筐体30の内部と強制対流Cとの伝熱によって、筐体30の内部の熱が奪われて筐体30の内部は冷却される。
Next, the
As shown in FIG. 1, the
次に、上述した定着器4の動作について説明する。図4は定着器4の動作を表すフローチャート図であり、図5は定着器4の温度変化を示す表であり、定着器4の動作の一例を示す表である。 Next, the operation of the above-described fixing device 4 will be described. FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the fixing device 4, and FIG. 5 is a table showing the temperature change of the fixing device 4, and is a table showing an example of the operation of the fixing device 4.
図2(a),図2(b),図4,図5に示すように、定着器4の動作状態には、定着器4を稼動させるために準備する準備モードRと、短時間で稼動できる状態に待機する待機モードW1,W2,W3,W4と、画像形成装置1の機能が停止しているスリープモードSと、定着器4を稼動させてシートX上のトナー像を定着させる実行モードPとがある。
As shown in FIGS. 2A, 2B, 4 and 5, the operation state of the fixing device 4 includes a preparation mode R prepared for operating the fixing device 4 and a short operation time. Standby modes W1, W2, W3, and W4 for waiting in a ready state, a sleep mode S in which the function of the
ここで、まず、各モードについて説明する。
準備モードRは、ニップ部34の温度を定着温度E6と同等程度の温度(準備温度)E5まで上昇、又は準備温度E5で維持する状態である。準備温度E5は、直ぐに(1〜2秒程度で)定着温度E6に調節することが可能な温度範囲であり、例えば(定着温度E6−70℃)から(定着温度E6−30℃)の範囲である。準備モードRのとき、双方の閉塞部材31はそれぞれ閉じられて、筐体30の内部は密閉状態となる。また、準備モードRのとき、温度制御装置26のターゲット温度は、定着温度E6を基準に、検温点Aの温度とニップ部34の温度の誤差を加味して設定される。
Here, first, each mode will be described.
The preparation mode R is a state in which the temperature of the
待機モードW1,W2,W3,W4は、ニップ部34の温度を、所定の待機温度E1,E2,E3,E4まで上昇若しくは下降、又は待機温度E1,E2,E3,E4で維持する状態である。待機モードW1,W2,W3,W4には、待機温度E1,E2,E3,E4が段階的に変えられて複数設定されており、複数の待機モードW1,W2,W3,W4の待機温度E1,E2,E3,E4は、定着温度E6よりも低く且つ室温E0よりも高い温度の範囲内でそれぞれ設定されている。待機モードW1,W2,W3,W4のとき、温度制御装置26のターゲット温度は、各々設定された待機温度E1,E2,E3,E4を基準に、検温点Aの温度とニップ部34の温度の誤差を加味して設定される。
The standby modes W1, W2, W3, and W4 are states in which the temperature of the
また、複数の待機モードW1,W2,W3,W4は、双方の閉塞部材31をそれぞれ開けて筐体30の内部を開放状態にする第一の待機モードW1,W2と、双方の閉塞部材31をそれぞれ閉じて筐体30の内部を密閉状態にする第二の待機モードW3,W4とに大別される。第一の待機モードW1,W2の待機温度E1,E2は、第二の待機モードW3,W4の待機温度E3,E4よりも低い。つまり、待機温度E3,E4が一定の温度よりも高い待機モードW3,W4の場合は、双方の閉塞部材31はそれぞれ閉じられて筐体30の内部が密閉状態となり、待機温度E1,E2が一定の温度よりも低い待機モードW1,W2の場合は、双方の閉塞部材31はそれぞれ開けられて筐体30の内部が開放状態となる。なお、このとき、双方の閉塞部材31のうち片方だけを開けて筐体30を開放状態にしてもよく、双方の閉塞部材31のうち少なくとも一方を開ければよい。
Further, the plurality of standby modes W1, W2, W3, and W4 include the first standby modes W1 and W2 that open both the
スリープモードSは、ニップ部34の温度を、室温E0程度まで冷却、又は室温E0程度で維持する状態である。スリープモードSのとき、双方の閉塞部材31はそれぞれ開けられて、筐体30の内部は開放状態となる。また、スリープモードSのとき、熱源23の電源が切られて熱源23はオフの状態となっており、また、温度制御装置26も機能停止されて作動していない状態になる。なお、このとき、双方の閉塞部材31のうち片方だけを開けて筐体30を開放状態にしてもよく、双方の閉塞部材31のうち少なくとも一方を開ければよい。
The sleep mode S is a state in which the temperature of the
実行モードPは、定着温度E6まで加熱されたニップ部34にシートXを通過させて、伝熱部材24の熱による加熱、および伝熱部材24と加圧部材との圧接による加圧によって、トナー像の定着を行う状態である。実行モードPのとき、双方の閉塞部材31はそれぞれ開けられて、筐体30の内部は開放状態となる。なお、閉塞部材31は、シートXが搬入口28や搬出口29を通過するときに開けられていればよく、例えば、実行モードPの始めの時点では、搬出口29側の閉塞部材31を閉じておき、定着後のシートXが搬出口29から搬出される時点で搬出口29側の閉塞部材31を開け、シートXが搬入口28を通過した時点で、搬入口28側の閉塞部材31を閉じてもよい。
In the execution mode P, the sheet X is passed through the
また、画像形成装置1の主電源が切れた状態のとき、定着器4は、その機能が停止状態となり、ニップ部34の温度を、室温E0程度まで冷却、又は室温E0程度で維持する状態となる。このとき、双方の閉塞部材31はそれぞれ開けられて、筐体30の内部は開放状態となる。また、熱源23の電源が切られて熱源23はオフの状態となっており、さらに、温度制御装置26も機能停止されて作動していない状態になる。なお、このとき、双方の閉塞部材31のうち片方だけを開けて筐体30を開放状態にしてもよく、双方の閉塞部材31のうち少なくとも一方を開ければよい。
Further, when the main power supply of the
次に、定着器4の動作について具体的に説明する。
まず、画像形成装置1の主電源が入れられると、定着器4は待機モードW4の状態になり、室温E0程度の温度であるニップ部34を熱源23からの加熱によって最も高い待機温度E4まで加熱し、且つ待機温度E4で維持されるように温度調整を行う。温度調整は、温度制御装置26を用いて行い、必要に応じて熱源23をオンオフ切り換えする。また、このとき、双方の閉塞部材31をそれぞれ閉じて筐体30の内部を密閉状態にする。
Next, the operation of the fixing device 4 will be specifically described.
First, when the main power of the
次に、画像形成装置1が操作されて使用開始の準備がされると、待機モードW4の状態にある定着器4が準備モードRに切り替わる。このとき、ニップ部34を熱源23からの加熱によって準備温度E5まで加熱し、且つ温度制御装置26によって準備温度E5を維持する。このとき、双方の閉塞部材31をそれぞれ閉じられたままの状態であり、筐体30の内部は密閉状態になっている。
Next, when the
次に、画像形成装置1が操作されて印刷が開始されると、定着器4が実行モードPに切り替わる。このとき、ニップ部34を熱源23からの加熱によって定着温度E6まで加熱し、且つ温度制御装置26によって定着温度E6を維持する。このとき、双方の閉塞部材31をそれぞれ開けて、トナー像を担持したシートXを搬入口28から筐体30内に搬送させるとともに、ニップ部34を通過した定着後のシートXを搬出口29から筐体30外に搬送させる。
Next, when the
印刷が完了すると、定着器4が準備モードRに切り替わる。準備モードRに切り替わると、熱源23がオフになってニップ部34の温度が準備温度E5まで下降する。そして、温度制御装置26によって準備温度E5を維持する。その後、続けて印刷を行う操作が行われた場合は、定着器4が上記した実行モードPに再び切り替わり、双方の閉塞部材31をそれぞれ開けて定着作業を行う。一方、準備温度E5に切り替わった後、印刷を続けて行わず、画像形成装置1が操作されないまま所定のモード切替時間T1が経過すると、定着器4は待機モードW4に切り替わる。待機モードW4に切り替わると、熱源23がオフになってニップ部34の温度が待機温度E4まで徐々に下降する。そして、温度制御装置26によって待機温度E4を維持する。
When printing is completed, the fixing device 4 switches to the preparation mode R. When the mode is switched to the preparation mode R, the
待機モードW4に切り替わった後、画像形成装置1が操作されないまま所定のモード切替時間T2が経過すると、定着器4は、待機温度が一段下の待機モードW3に切り替わる。待機モードW3に切り替わると、熱源23がオフになってニップ部34の温度が待機温度E3まで徐々に下降する。そして、温度制御装置26によって待機温度E3を維持する。このとき、双方の閉塞部材31をそれぞれ閉じられたままの状態であり、筐体30の内部は密閉状態になっている。
After the switching to the standby mode W4, when the predetermined mode switching time T2 has elapsed without the
待機モードW3に切り替わった後、更に画像形成装置1が操作されないまま所定のモード切替時間T3が経過すると、定着器4は、待機温度が更に一段下の待機モードW2に切り替わる。待機モードW2に切り替わると、熱源23がオフになるとともに、双方の閉塞部材31をそれぞれ開けられ、筐体30の内部が開放状態にとなり、ニップ部34の温度が待機温度E2まで下降する。そして、温度制御装置26によって待機温度E2を維持する。
After the switching to the standby mode W3, when the predetermined mode switching time T3 elapses without further operation of the
待機モードW2に切り替わった後、更に画像形成装置1が操作されないまま所定のモード切替時間T4が経過すると、定着器4は、待機温度が更に一段下の待機モードW1に切り替わる。待機モードW1に切り替わると、熱源23がオフになり、ニップ部34の温度が待機温度E1まで下降する。そして、温度制御装置26によって待機温度E1を維持する。このとき、双方の閉塞部材31をそれぞれ開けられたままの状態であり、筐体30の内部は開放状態になっている。
After the switching to the standby mode W2, when the predetermined mode switching time T4 elapses without further operation of the
待機モードW1に切り替わった後、更に画像形成装置1が操作されないまま所定のモード切替時間T5が経過すると、定着器4は、スリープモードSに切り替わる。スリープモードSに切り替わると、熱源23がオフになり、ニップ部34の温度が室温E0まで下降する。このとき、双方の閉塞部材31をそれぞれ開けられたままの状態であり、筐体30の内部は開放状態になっている。
After the switching to the standby mode W1, the fixing device 4 switches to the sleep mode S when a predetermined mode switching time T5 elapses without further operation of the
また、図4に示すように、各待機モードW1,W2,W3,W4やスリープモードSのときに、画像形成装置1が操作されて使用開始の準備がされると、待機モードW4の状態にある定着器4が準備モードRに切り替わり、図2に示す双方の閉塞部材31をそれぞれ閉じられるとともに、ニップ部34を準備温度E5まで加熱し、且つ準備温度E5で維持する。
In addition, as shown in FIG. 4, when the
図6は定着器4の温度変化を示す表であり、異常時の定着器4の動作の一例を示す表である。
図6に示すように、定着器4内部の温度が異常上昇する場合がある。かかる場合、定着器4内部の温度が安全装置27の設定温度(ヒューズ温度E7)に達すると、安全装置27が作動する。安全装置27が作動すると、熱源23の電源が強制的にオフになり、定着器4内部の温度は徐々に下降する。このとき、双方の閉塞部材31をそれぞれ開けると効果的に冷却される。
FIG. 6 is a table showing a temperature change of the fixing device 4, and is a table showing an example of the operation of the fixing device 4 at the time of abnormality.
As shown in FIG. 6, the temperature inside the fixing device 4 may rise abnormally. In such a case, when the temperature inside the fixing device 4 reaches the set temperature (fuse temperature E7) of the
上記した構成からなる定着器4および画像形成装置1によれば、筐体30が密閉状態と開放状態とに切り替え可能に形成されているため、筐体30が密閉状態のとき、筐体30内部と強制対流Cとの伝熱が阻害され、筐体30内部の熱が強制対流Cに奪われることがなく、筐体30内部に発生させられた熱を蓄えることができる。これによって、加熱を効果的に行うことができるとともに熱源23を切ったときの温度低下を抑止することができ、エネルギー効率を向上さ、ウォームアップの時間の短縮することができる。また、少なくとも、実行モードPのとき、筐体30が開放状態になるため、トナー像が担持されたシートXを筐体30内に取り込むことができるとともに、トナー像が定着されたシートXを筐体30外に送り出すことができる。
According to the fixing device 4 and the
また、準備モードRのとき、筐体30が密閉状態になるため、筐体30内部と強制対流Cとの伝熱が阻害され、筐体30内部の熱が強制対流に奪われることがなく、定着温度E6に達するまで効率的に加熱することができ、ウォームアップ時間の短縮することができる。また、実行モードP後に準備モードRに切り替えられたとき、筐体30内部の熱が効率的に蓄えられるため、再び実行モードPに切り替えるときに短時間で定着温度E6まで加熱することができる。
Moreover, since the housing | casing 30 will be in a sealing state at the time of the preparation mode R, the heat transfer between the housing | casing 30 and forced convection C is inhibited, and the heat | fever inside a housing | casing 30 is not taken by forced convection, Heating can be efficiently performed until the fixing temperature E6 is reached, and the warm-up time can be shortened. Further, when the mode is switched to the preparation mode R after the execution mode P, the heat inside the
また、定着器4の動作状態には、定着温度E6よりも低く且つ室温E0よりも高い温度の範囲内で待機モードW1,W2,W3,W4が段階的に複数あり、複数の待機モードW1,W2,W3,W4は、筐体30を開放状態にする第一の待機モードW1,W2と筐体30を密閉状態にする第二の待機モードW3,W4とに大別されるため、第二の待機モードW3,W4のときは、筐体30内に熱が蓄えられ、効率的に温度維持が可能であり、第一の待機モードW1,W2のときは、筐体30内の熱が強制対流Cとの伝熱によって奪われ、効率的に筐体30内を冷却することができる。
Further, the operation state of the fixing device 4 includes a plurality of standby modes W1, W2, W3, W4 stepwise within a temperature range lower than the fixing temperature E6 and higher than the room temperature E0. Since W2, W3, and W4 are broadly divided into first standby modes W1 and W2 that make the
また、スリープモードSおよび画像形成装置1の主電源が切れた状態のとき、筐体30が開放状態になるため、筐体30内の熱が強制対流Cとの伝熱によって奪われ、効率的に筐体30内を冷却することができ、画像形成装置1内部の温度上昇を抑制することができる。
In addition, when the sleep mode S and the main power supply of the
また、定着器4には、熱源23、伝熱部材24および加圧部材25がそれぞれ収納され、且つシートXを搬出入する搬入口28および搬出口29がそれぞれ形成された筐体30と、搬入口28および搬出口29をそれぞれ塞ぐ閉塞部材31と、閉塞部材31を開閉させる開閉機構32とがそれぞれ備えられているため、閉塞部材31が閉められると、筐体30内部と強制対流Cとの伝熱が阻害され、筐体30内部の熱が強制対流Cに奪われることがなく、筐体30内部に発生させられた熱を蓄えることができる。これによって、エネルギー効率を向上させることができ、ウォームアップ時間の短縮することができる。また、実行モードPのとき、搬入口28に付設された閉塞部材31が開けられると、搬入口28からシートXを筐体30内に取り込むことができ、搬出口29に付設された閉塞部材31が開けられると、搬出口29からシートXを筐体30外に送り出すことができる。
Further, the fixing device 4 accommodates a
また、熱源23および伝熱体24の周囲には断熱材38が設置されているため、断熱材38の断熱性能によって、筐体30内の熱が筐体30を通過して外部に放熱されることが低減され、エネルギー効率を更に向上させることができる。
Moreover, since the
また、断熱材38として、気体泡又は略真空泡を含有したシリコン発泡体が用いられるため、筐体30自体の耐熱性が確保されるとともに、筐体30の断熱性能が高まり、筐体30内の熱が筐体30を通過して外部に放熱されることを低減することができ、エネルギー効率を向上させることができる。
Further, since the silicon foam containing gas bubbles or substantially vacuum bubbles is used as the
また、断熱材38は構造体39の内側に設けられているため、構造体39に伝熱される熱量は低減され、構造体39の熱による劣化を抑止することができる。
Moreover, since the
[第二の実施の形態]
次に、第二の実施の形態について説明する。なお、第二の実施の形態において、第一の実施の形態と同様の構成からなる部分については、その説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described. Note that in the second embodiment, description of portions having the same configuration as in the first embodiment is omitted.
図7(a)及び図7(b)は共に定着器100の構成を表す概略図である。図7(a),図7(b)に示すように、定着器100に備えられた搬入口101や搬出口102を塞ぐ閉塞部材103は、図示せぬ開閉機構によって、閉塞部材103の下端部に形成された回転軸104を中心に鉛直方向に回転可能に保持され、筐体104の側面に密着された状態からシートXの搬送方向と平行になる角度(図では筐体104の側面に対して略直角)まで開閉可能に保持されている。この閉塞部材103は、図7(b)に示すように、実行モードPのとき、シートXの搬送方向と平行になる角度まで開かれて、閉塞部材103の内側面103aがシートXの搬送方向に沿って配置される。そして、搬送されるシートXは、閉塞部材103の内側面103a上に摺動されて一定の方向にガイドされる。
FIGS. 7A and 7B are schematic views showing the configuration of the fixing
上記した構成からなる定着器100によれば、実行モードPのとき、開けられた閉塞部材103の内側面は、シートXの搬送方向に沿って配置され、搬送されるシートXは閉塞部材103によってガイドされるため、シートXを所定の搬送方向に確実に搬送することができ、シートXの詰まり等を防止することができる。
According to the
[第三の実施の形態]
次に、第三の実施の形態について説明する。なお、第三の実施の形態において、第一,第二の実施の形態と同様の構成からなる部分については、その説明を省略する。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment will be described. In the third embodiment, the description of the parts having the same configurations as those of the first and second embodiments is omitted.
図8(a)及び図8(b)は共に定着器200の構成を表す概略図である。図7(a),図8(b)に示すように、定着器200には、熱源201,伝熱部材202,温度制御装置203及び安全装置204がそれぞれ収納され、且つ外部に配置された加圧部材205を移動させて内部に収納された伝熱部材202に圧接させる開口206が形成された筐体207と、開口206を塞ぐ閉塞部材208とが備えられている。
FIG. 8A and FIG. 8B are schematic views showing the configuration of the fixing
筐体207は、加圧部材205以外の熱源201,伝熱部材202,温度制御装置203及び安全装置204を囲うように形成されている。加圧部材205は、筐体207の外部に設けられており、筐体207の開口206に対向する位置に配置されている。加圧部材205は昇降可能に設けられており、定着器200には加圧部材205を移動させる移動機構209が備えられている。移動機構209は、例えばラックとピニオンを利用する機構やカム機構、バネを利用した機構、ソレノイド機構等から構成されており、実行モードPのときに、加圧部材205を筐体207内の伝熱部材202の方向に向けて移動させることができ、また、閉塞部材208が閉じるときに、加圧部材205を筐体207外部に移動させることができる機構である。
The
閉塞部材208は、図示せぬ開閉機構によって観音開き状に開く2つの扉部材208a、208bから構成されている。この閉塞部材208は、図7(b)に示すように、実行モードPのとき、シートXの搬送方向と平行になる角度までそれぞれ開かれて、閉塞部材208の内側面がシートXの搬送方向に沿って配置される。搬送されるシートXは、開かれた閉塞部材208の内側面によって一定の方向にガイドされる。
The closing
また、筐体207の内部を開放状態にする第一の待機モードW1,W2のとき、およびスリープモードSのとき、閉塞部材208は開かれる。このとき、2つの扉部材208a、208bをそれぞれ開いてもよく、2つの扉部材208a、208bのうち何れか一方のみを開いてもよい。
Further, in the first standby modes W1 and W2 for opening the inside of the
上記した構成からなる定着器200によれば、加圧部材205を除く熱源201や伝熱部材202等が収納され、且つ開口206が形成された筐体207と、開口206を塞ぐ閉塞部材208とが備えられているため、閉塞部材208が閉められると、筐体207内部と強制対流Cとの伝熱が阻害され、筐体207内部の熱が強制対流Cに奪われることがなく、筐体207内部に発生させられた熱を蓄えることができる。これによって、エネルギー効率を向上させることができ、ウォームアップ時間の短縮することができる。また、実行モードPのとき、閉塞部材208が開けられ、伝熱部材202と加圧部材205とが互いに圧接させられ、シートX上に担持されたトナー像を定着させることができる。また、加圧部材205が筐体207の外に配置されているため、筐体207自体の小型化を図ることができ、効率良く伝熱部材202を加熱することができるとともに、熱による加圧部材205の劣化を防止することができる。
According to the
以上、本発明に係る定着装置および画像形成装置の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記した第一,第二,第三の実施の形態では、筐体30,104,207には、搬入口28,101および搬出口29,102や、開口206が形成されており、定着器4,100,200には、これらを塞ぐ閉塞部材31,103,208が備えられているが、本発明は、図9(a),図9(b)に示すように、2つの筐体部材302a,302bに分割された筐体301と、少なくとも一方の筐体部材302a,302bを移動させる図示せぬ開閉機構とが備えられた定着器300であってもよい。2つの筐体部材302a,302bは、断面形状コ字状に形成されており、2つの筐体部材302a,302bが嵌合されることで密閉状態になり、一方の筐体部材302aが図示せぬ開閉機構によって離間されることで開放状態になる。なお、第三の実施の形態のように、加圧部材が筐体の外に配置されている場合であっても、2つの筐体部材に分割された筐体を用いることで、開口や閉塞部材を省略することができる。
Although the embodiments of the fixing device and the image forming apparatus according to the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. For example, in the first, second, and third embodiments described above, the
また、上記した第一,第二,第三の実施の形態では、筐体30,104,207は、箱状に形成された構造体37と、構造体37の内側面に設けられた断熱材38とから構成されているが、本発明は、図10に示すように、定着器400に、箱状に形成された断熱材401と、断熱材401の形状を保持する保持体402とから構成される筐体403が備えられていてもよい。保持体402は、断熱材401の外周に格子状に形成されるものであり、保持体402の内側に断熱材401が設けられる。
In the first, second, and third embodiments described above, the
また、上記した第一,第二,第三の実施の形態では、断熱材38として、気体泡又は略真空泡を含有したシリコン発泡体が用いられているが、本発明は、断熱材としてセラミックスを用いてもよい。これによって、筐体自体の耐熱性が確保されるとともに、筐体の断熱性能が高まり、筐体内の熱が筐体を通過して外部に放熱されることを低減してエネルギー効率を向上させることができる。
In the first, second, and third embodiments described above, a silicon foam containing gas bubbles or substantially vacuum bubbles is used as the
また、本発明は、断熱材としてグラスウールを用いてもよい。これによって、筐体自体の耐熱性が確保されるとともに、筐体の断熱性能が高まり、筐体内の熱が筐体を通過して外部に放熱されることを低減してエネルギー効率を向上させることができる。 In the present invention, glass wool may be used as a heat insulating material. As a result, the heat resistance of the housing itself is ensured, the heat insulation performance of the housing is enhanced, and the heat in the housing is reduced from being radiated to the outside through the housing, thereby improving the energy efficiency. Can do.
また、上記した第三の実施の形態では、実行モードPのとき、筐体207外部に配置された加圧部材205が開口206から筐体207内に移動し、筐体207内の伝熱部材202に圧接させているが、本発明は、実行モードのとき、筐体内部に配置された伝熱部材が開口から筐体外に移動し、筐体の外部に配置された加圧部材に圧接させてもよく、或いは、伝熱部材および加圧部材をそれぞれ移動させて圧接させてもよい。
Further, in the third embodiment described above, in the execution mode P, the
また、上記した第一,第二,第三の実施の形態では、定着器4,100,200は、ロール状の伝熱部材24とロール状の加熱部材25とを圧接させ、これら伝熱部材24と加熱部材25との間にシートXを通過させることで定着を行っているが、本発明は、柔軟なベルト状の伝熱部材とロール状の加圧部材を圧接させた構成からなる定着器でもよく、ロール状の伝熱部材の近傍に軟らかい材質からなる筒材を配置し、筒材内に設けられた押圧部材によって筒材を内方からで伝熱部材に押し当てる構成からなる定着器でもよく、その他の構成からなる定着器であってもよい。
In the first, second, and third embodiments described above, the fixing
また、上記した第一,第二,第三の実施の形態では、伝熱部材24内にハロゲンヒーター等からなる熱源23が設けられ、熱源23は伝熱部材24の内周面と間隔をあけて配置されており、伝熱部材24は熱源23からの輻射熱によって加熱されているが、本発明は、磁場発生手段を熱源とし、導電層を有する伝熱部材の内部に磁場発生手段を設け、磁束により電流を誘導させて発熱させる電磁誘導加熱方式の定着器であってもよい。また、本発明は、伝熱部材内周面のニップ部の箇所に熱源を接触させて直接的に伝熱部材を加熱する構成からなる定着器でもよく、或いは、熱源を伝熱部材の外に配置し、ニップ部より上流側の伝熱部材の外周面に熱源を接触させた構成からなる定着器でもよい。
In the first, second, and third embodiments described above, a
また、上記した第一,第二,第三の実施の形態では、筐体30,104,207の中に安全装置27,204が設けられているが、本発明は、安全装置27,204が設けられていない場合であってもよい。
また、上記した第一,第二,第三の実施の形態では、搬入口28,101および搬出口29,102や、開口206にガイド39がそれぞれ設けられているが、本発明は、ガイド39が設けられていなくてもよい。
In the first, second, and third embodiments described above, the
In the first, second, and third embodiments described above, the
また、上記した実施の形態では、複数の画像形成ユニット3M、3Y、3C、3BKを備えるカラー印刷対応の画像形成装置1について説明しているが、本発明に係る画像形成装置は、画像形成ユニットが1つだけ備えられたモノクロ印刷用のものでもよい。なお、本発明は、定着ニップ部が広く加熱溶融時間を長くとることができるため、溶融し難いカラーのトナー像を定着させるカラー印刷対応機種に、特に有効である。
また、記録体はシートXに限らず、板状の記録体であってもよく、記録体の形状および材質は適宜変更可能である。
In the above-described embodiment, the
The recording body is not limited to the sheet X, and may be a plate-like recording body, and the shape and material of the recording body can be changed as appropriate.
1 画像形成装置
3M、3Y、3C、3BK 画像形成ユニット(画像形成手段)
4,100,200,300,400 定着器(定着装置)
5 ファン(強制対流発生手段)
23,201 熱源
24,202 伝熱部材
25,205 加圧部材
30,104,207,301,403 筐体
34 ニップ部
X シート(記録体)
C 強制対流
E0 室温
E1,E2,E3,E4 待機温度
E5 準備温度
E6 定着温度
P 実行モード
R 準備モード
W1,W2 第一の待機モード(待機モード)
W3,W4 第二の待機モード(待機モード)
S スリープモード
1
4,100,200,300,400 Fixing device (fixing device)
5 Fan (Forced convection generating means)
23, 201
C Forced convection E0 Room temperature E1, E2, E3, E4 Standby temperature E5 Preparation temperature E6 Fixing temperature P Execution mode R Preparation mode W1, W2 First standby mode (standby mode)
W3, W4 Second standby mode (standby mode)
S Sleep mode
Claims (5)
前記記録体を挟持搬送しながら、前記伝熱部材と前記加圧部材との圧接により形成されるニップ部で加熱加圧により前記トナー像を前記記録体に定着させる定着装置において、
前記筐体は、該筐体の内部が外部と遮断されて、前記筐体内部と前記筐体外部に発生した強制対流との伝熱が阻害される密閉状態と、前記筐体の少なくとも一部が開かれて前記筐体内部と前記筐体外部に発生する強制対流との伝熱が行われる開放状態とに切り替え可能に形成され、
前記トナー像が前記記録体に定着可能な温度になっている前記ニップ部に前記記録体を通過させて、加熱加圧による前記トナー像の定着を行う実行モードのとき、前記筐体は、前記開放状態になることを特徴とする定着装置。 A heat source, a heat transfer member heated by the heat source, a pressure member pressed against the heat transfer member, and a housing in which at least the heat source and the heat transfer member are respectively housed,
A fixing device that fixes the toner image to the recording medium by heating and pressing at a nip portion formed by pressure contact between the heat transfer member and the pressure member while sandwiching and conveying the recording body;
The casing is sealed with the inside of the casing being blocked from the outside, and the heat transfer between the inside of the casing and the forced convection generated outside the casing is inhibited, and at least a part of the casing Is opened and can be switched to an open state in which heat is transferred between the inside of the housing and forced convection generated outside the housing,
In the execution mode in which the toner image is fixed to the recording medium by heating and pressing the recording medium through the nip portion at a temperature at which the toner image can be fixed to the recording medium. A fixing device which is in an open state.
前記ニップ部の温度を、前記定着温度と同等程度まで上昇、又は前記定着温度と同程度の温度で維持する準備モードのとき、前記筐体は、前記密閉状態になることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1.
The fixing device is characterized in that the casing is in the sealed state in a preparation mode in which the temperature of the nip portion is raised to the same level as the fixing temperature or maintained at the same level as the fixing temperature. .
前記ニップ部の温度を、所定の待機温度まで上昇若しくは下降、又は前記待機温度で維持する待機モードが、前記定着温度よりも低く且つ室温よりも高い温度の範囲内で段階的に複数あり、
該複数の待機モードは、前記筐体を開放状態にする第一の待機モードと、前記筐体を密閉状態にする第二の待機モードとに大別されることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1 or 2,
There are a plurality of standby modes in which the temperature of the nip is increased or decreased to a predetermined standby temperature, or maintained at the standby temperature, stepwise within a temperature range lower than the fixing temperature and higher than room temperature,
The plurality of standby modes are roughly classified into a first standby mode in which the casing is opened and a second standby mode in which the casing is sealed.
前記ニップ部の温度を、室温程度まで冷却、又は前記室温程度で維持するスリープモードのとき、前記筐体は、前記開放状態になることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to any one of claims 1 to 3,
The fixing device is characterized in that the housing is in the open state in a sleep mode in which the temperature of the nip portion is cooled to or maintained at about room temperature.
請求項1から4記載の定着装置が備えられていることを特徴とする画像形成装置。
In an image forming apparatus provided with image forming means for electrostatically transferring a toner image to a recording medium and forced convection generating means for generating forced convection at least around the casing,
An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.
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CN102193441A (en) * | 2010-03-05 | 2011-09-21 | 柯尼卡美能达商用科技株式会社 | Fixing device and image forming apparatus |
CN102200741A (en) * | 2010-03-23 | 2011-09-28 | 柯尼卡美能达商用科技株式会社 | Fixing device and image forming apparatus |
US11835892B2 (en) | 2019-07-02 | 2023-12-05 | Fujifilm Business Innovation Corp. | Image forming apparatus including heater with movable shield |
-
2004
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