JP2018072492A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式等を利用した画像形成装置において、記録材上に転写したトナー像を定着する定着装置及び画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus for fixing a toner image transferred onto a recording material in an image forming apparatus using an electrophotographic system or the like.
従来から複写機・プリンタ・ファクシミリ等の画像形成装置では、加熱定着性のトナーを用いて記録材の表面に形成され担持された未定着トナー像を記録材に熱定着させるための加熱装置として、熱ローラ方式の加熱装置が多用されている。 Conventionally, in image forming apparatuses such as copying machines, printers, facsimiles, etc., as a heating device for thermally fixing an unfixed toner image formed and carried on the surface of a recording material using a heat-fixable toner to the recording material, Heat roller type heating devices are often used.
熱ローラ方式の加熱装置では、ハロゲンヒータ等の熱源により加熱して所定の温度を維持させた加熱ローラと、これに圧接させた弾性を有する加圧ローラとの圧接ニップ部に記録材を導入して挟持搬送させる。これにより、定着ローラの熱で記録材表面の未定着トナー像を熱定着させるものである。 In a heat roller type heating device, a recording material is introduced into a pressure nip portion between a heat roller heated by a heat source such as a halogen heater and maintained at a predetermined temperature and an elastic pressure roller pressed against the heat roller. Nipped and conveyed. As a result, the unfixed toner image on the surface of the recording material is thermally fixed by the heat of the fixing roller.
さらに、フィルム加熱方式の定着装置が提案されており、耐熱性フィルムである定着フィルムを介して加圧ローラを加熱体に密着させて回転させて、定着フィルムを回転させる。なお、記録材は、加圧ローラ及び定着フィルムの回転に伴って生じる、加圧ローラと記録材と間の摩擦力、及び記録材と定着フィルムと間の摩擦力により搬送される。そして、定着フィルムを介して付与される熱と、ニップ部の加圧力とにより現像剤像が記録材に永久画像として定着される。 Furthermore, a film heating type fixing device has been proposed, and a fixing roller is brought into close contact with a heating body via a fixing film which is a heat resistant film, and is rotated to rotate the fixing film. The recording material is conveyed by the frictional force between the pressure roller and the recording material and the frictional force between the recording material and the fixing film, which are generated as the pressure roller and the fixing film rotate. Then, the developer image is fixed on the recording material as a permanent image by the heat applied through the fixing film and the pressure applied to the nip portion.
このような定着装置において、特許文献1に開示されているように、加圧ローラの芯金が中空になっている構成がある。加圧ローラの芯金が中空の構成では、熱容量が小さくなり、加圧部材の表面温度は芯金が中実の加圧ローラよりも上がりやすくなる。また、芯金を中空にすることで空気層が断熱層となるため、加圧ローラの温度はさがりにくくなる。 In such a fixing device, as disclosed in Patent Document 1, there is a configuration in which the core of the pressure roller is hollow. When the core of the pressure roller is hollow, the heat capacity is reduced, and the surface temperature of the pressure member is more likely to rise than that of a solid pressure roller. Moreover, since the air layer becomes a heat insulating layer by making the core metal hollow, the temperature of the pressure roller is difficult to decrease.
このような中空の加圧ローラを用いることで加圧ローラの温度の立ち上がりが早くなり、温度が早く高くなることで消費電力を削減することができる。 By using such a hollow pressure roller, the rise of the temperature of the pressure roller is accelerated, and power consumption can be reduced by increasing the temperature quickly.
また、特許文献1に開示されているように、定着装置の立ち上がり時間の短縮化及び省電力化のために加圧ローラの芯金を薄肉パイプ状とすることが行われている。加圧ローラの芯金を薄肉とすると、加圧ローラの熱容量が小さくなる。これにより加圧ローラが、定着装置の立ち上げ時に定着ローラから奪う熱量を少なく抑えることができ、定着装置の立ち上がり時間が短縮される。 Further, as disclosed in Patent Document 1, the core of the pressure roller is formed into a thin pipe shape in order to shorten the rise time of the fixing device and save power. If the core of the pressure roller is thin, the heat capacity of the pressure roller is reduced. As a result, the amount of heat that the pressure roller takes from the fixing roller when the fixing device is started up can be reduced, and the rise time of the fixing device is shortened.
また、加圧ローラを回転させて記録材を搬送させるため、加圧ローラを回転させるための軸と、パイプ状の芯金と軸を固定する軸受け部が必要となる。本体の大型化を避けるために、加圧ローラの長手幅を小さくする必要があり、最大通紙域よりも内側に軸受け部が設けられる場合がある。 Further, since the recording material is conveyed by rotating the pressure roller, a shaft for rotating the pressure roller, a pipe-shaped cored bar, and a bearing portion for fixing the shaft are required. In order to avoid an increase in the size of the main body, it is necessary to reduce the longitudinal width of the pressure roller, and a bearing portion may be provided inside the maximum sheet passing area.
しかしながら、先に述べたような構成の定着装置において、幅の小さい記録材を通紙した場合、非通紙領域の加圧ローラの表面温度は上昇(非通紙部昇温)する。特に軸受け部より幅の小さい記録材を通紙した場合、非通紙領域でかつ中空部は、温度が著しく上昇する。これは、加圧ローラの中空部分の熱容量が加圧ローラの中実部の熱容量より比べて小さいために温度が上がりやすくなるからである。すなわち、中実部分と中空部分で温度差が生じることになる。中実部分と中空部分で温度差が生じている状態で幅の広い紙を通紙された場合には光沢ムラが発生する。 However, in the fixing device having the above-described configuration, when a recording material having a small width is passed, the surface temperature of the pressure roller in the non-sheet passing area rises (non-sheet passing portion temperature rise). In particular, when a recording material having a width smaller than that of the bearing portion is passed, the temperature rises remarkably in the non-sheet passing region and the hollow portion. This is because the heat capacity of the hollow portion of the pressure roller is smaller than the heat capacity of the solid portion of the pressure roller, so that the temperature is likely to rise. That is, a temperature difference occurs between the solid part and the hollow part. When a wide paper is passed with a temperature difference between the solid part and the hollow part, gloss unevenness occurs.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、熱容量の異なる部分を有する加圧ローラに生じる温度差を低減することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object thereof is to reduce a temperature difference generated in a pressure roller having portions having different heat capacities.
この目的を達成するために、本発明の定着装置は、記録材に形成されたトナー像に熱を加えるための加熱体と、前記加熱体との間で前記記録材を挟持し、前記記録材に圧力を加える加圧体と、前記加圧体の前記記録材を挟持する各部分に対応する熱容量に応じた異なる冷却力で前記加圧体を冷却する冷却手段と、を有することを特徴とする。 In order to achieve this object, the fixing device of the present invention sandwiches the recording material between a heating body for applying heat to a toner image formed on the recording material and the heating body, and the recording material A pressure body that applies pressure to the pressure body, and a cooling means that cools the pressure body with a different cooling force corresponding to a heat capacity corresponding to each portion of the pressure body sandwiching the recording material. To do.
本発明によれば、熱容量の異なる部分を有する加圧ローラに生じる温度差を低減出来る定着装置の提供が可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a fixing device capable of reducing a temperature difference generated in a pressure roller having portions having different heat capacities.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<第1実施形態>
(画像形成装置の全体構成)
本発明の第1実施形態に係る画像形成装置の全体構成について詳細に説明する。
<First Embodiment>
(Overall configuration of image forming apparatus)
The overall configuration of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described in detail.
図1は、本実施形態に係る画像形成装置Aの全体の構成を示す図である。 FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of an image forming apparatus A according to the present embodiment.
同図に示されているように、画像形成装置Aは、スキャナ部Bと、画像形成部Cと、シートデッキDとを有する。 As shown in the figure, the image forming apparatus A includes a scanner unit B, an image forming unit C, and a sheet deck D.
スキャナ部Bは、原稿等の画像情報を読み取り、読み取った画像情報を電気信号に変換して画像形成部Cに伝送する。 The scanner unit B reads image information such as a document, converts the read image information into an electric signal, and transmits the electric signal to the image forming unit C.
画像形成部Cは、スキャナ部Bから伝送された画像情報を、シートデッキDから搬送されたシート等の記録材に現像剤像として転写し、転写した現像剤像を記録材に定着させて排出する。なお、画像形成部Cの構成の詳細については後述する。 The image forming unit C transfers the image information transmitted from the scanner unit B to a recording material such as a sheet conveyed from the sheet deck D as a developer image, and fixes the transferred developer image on the recording material and discharges it. To do. Details of the configuration of the image forming unit C will be described later.
シートデッキDは、一対のシートカセット1aと、シートカセット1bとから構成される給送ユニットU1及び給送ユニットU2を有している。シートデッキDは、各々のシートカセット1a、1bの内部に収容されたシート状の記録材を、一枚ずつ分離して画像形成部Cまで搬送する。
The sheet deck D includes a feeding unit U1 and a feeding unit U2 each including a pair of
ここで、画像形成装置Aは、スキャナ部Bの画像処理部の処理信号を画像形成部Cに入力すれば複写機として機能し、コンピュータ等の外部装置の出力信号を画像形成部Cに入力すればプリンタとして機能する。さらに、画像形成装置Aは、外部のファクシミリ装置からの信号を受信すると共に、スキャナ部Bの画像処理部の処理信号を外部のファクシミリ装置に送信することにより、ファクシミリ装置としても機能する。 Here, the image forming apparatus A functions as a copying machine if the processing signal of the image processing unit of the scanner unit B is input to the image forming unit C, and the output signal of an external device such as a computer is input to the image forming unit C. Function as a printer. Further, the image forming apparatus A functions as a facsimile apparatus by receiving a signal from an external facsimile apparatus and transmitting a processing signal of the image processing section of the scanner section B to the external facsimile apparatus.
(画像形成部の構成)
次に、本実施形態の画像形成部Cの構成について説明する。
(Configuration of image forming unit)
Next, the configuration of the image forming unit C of the present embodiment will be described.
図2は、本実施形態の画像形成部Cの構成を示す図である。 FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the image forming unit C of the present embodiment.
図1、図2に示すように、画像形成部Cは、レジストローラ対106と、レーザースキャナ111と、感光体ドラム112と、画像書き込み光学系113と、現像装置114と、転写ローラ115と、搬送部117と、定着装置118と、排出ローラ119と、トレイ120とを有している。また、画像形成部Cは、動作の統括的な制御を行うコントローラ100と、各部を駆動する駆動用モータM1、M2と、これら駆動用モータM1、M2の制御をそれぞれ行う駆動制御部22、101を有している。さらに、画像形成部Cは、センサ受光部23と、サーミスタ24と、センサ発光部25と、環境測定部102と、入力部103と、カウンタ104とを有している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the image forming unit C includes a
駆動制御部22は、コントローラ100の制御に従って駆動用モータM1の駆動を制御する。
The
センサ受光部23は、センサ発光部25から出射された光を受光して受光した光の検出信号をコントローラ100に出力する。
The sensor
センサ発光部25は、センサ受光部23に向けて発光する。センサ発光部25とセンサ受光部23とは、記録材が搬送されてきたか否かを検出する紙検出センサを構成している。
The sensor
コントローラ100(制御部)は、CPU100aと、情報記録部100bと、温度制御部100dとを備えている。コントローラ100は、駆動制御部22及び駆動制御部101の駆動を制御すると共に、環境測定部102における測定結果又は入力部103から入力される属性情報に基づいて定着装置118における定着処理の際の条件を変更する。
The controller 100 (control unit) includes a
温度制御部100dは、CPU100aの制御に従って、ヒータ13の温度制御を行う。温度制御部100dは、サーミスタ24で測定された温度に応じてヒータ13の温度制御を行う。
The
入力部103は、記録材の単位面積当たりの重量を示す属性情報の外部からの入力を受け付けてCPU100aに出力する。
The
駆動制御部101は、コントローラ100の制御に従って、駆動用モータM2の駆動を制御して、定着装置118における記録材の搬送速度を制御する。
The
レジストローラ対106は、第1のローラ106a及び第2のローラ106bを有している。第2のローラ106bは、第1のローラ106aの回転に従動して回転する。レジストローラ対106は、駆動用モータM1の駆動により感光体ドラム112の回転に同期して第1のローラ106aが回転することにより、記録材を感光体ドラム112と転写ローラ115との間に形成された転写部Rに搬送する。駆動用モータM1の第1のローラ106aの駆動が停止すると、転写ローラ115への記録材の搬送動作は停止される。駆動用モータM1が駆動を再開した際に第1のローラ106aが再び回転することにより、転写部Rへの記録材の搬送動作が再開される。
The
環境測定部102は、画像形成装置Aの環境下の温度及び湿度を測定して、測定結果をコントローラ100のCPU100aに出力する。
The
入力部103は、外部から属性情報を入力可能であり、入力された属性情報をコントローラ100に出力する。
The
レーザースキャナ111は、スキャナ部Bから伝送された電気信号に基づいて、スキャナ部Bで読み取った画像情報を射出する。
The
像担持体である感光体ドラム112は、図示しない帯電ローラにより一様に帯電される。感光体ドラム112には、画像書き込み光学系113により走査されることにより静電潜像が形成される。
The
画像書き込み光学系113は、レーザースキャナ111から射出された画像情報に対応するレーザー光で感光体ドラム112上を走査して、感光体ドラム112の表面に静電潜像を形成する。
The image writing
現像装置114は、感光体ドラム112に形成された静電潜像を現像して、感光体ドラム112上に現像剤像を形成する。
The developing
転写ローラ115は、感光体ドラム112の回転に同期して給送ユニットU1または給送ユニットU2から供給された記録材へ感光体ドラム112上に形成された現像剤像を転写する。
The
搬送部117は、現像剤像を転写された記録材を転写ローラ115から定着装置118に搬送する。
The
定着装置118は、搬送部117から搬送されてきた記録材を、加熱加圧すると共に排出ローラ119に向けて搬送することにより、記録材に転写された現像剤像を記録材に定着させる定着処理を行う。定着装置118には、記録材に転写された現像剤像を記録材に定着させるニップ部Nが形成されている。なお、定着装置118の構成の詳細については後述する。
The fixing
排出ローラ119は、定着装置118により現像剤像が定着された記録材をトレイ120へ排出する。
The
トレイ120は、画像形成装置Aの外部に配置され、排出ローラ119により排出された記録材を順次積載する。
The
カウンタ104(カウント手段)は画像形成装置Aが通紙した枚数をカウントする。 The counter 104 (counting unit) counts the number of sheets that the image forming apparatus A has passed.
駆動用モータM1は、駆動制御部22の制御に従って駆動して、レジストローラ対106を回転させる。駆動用モータM2は、駆動制御部101の制御に従って駆動して、加圧ローラ18(加圧体)を回転させる。
The drive motor M <b> 1 is driven according to the control of the
(定着装置の構成)
次に定着装置118の構成について説明する。
(Configuration of fixing device)
Next, the configuration of the fixing
図1、図2に示す定着装置118フィルム加熱方式を採用し、ステー11と、定着フィルム12(加熱体)と、ヒータ13と、加圧ローラ18と、サーミスタ24とを有している。
The fixing
ステー11は、耐熱性樹脂により形成され、定着フィルム12の内側に配置されて定着フィルム12の回転のガイド部材になっている。
The
ヒータ13は、ステー11に固定されている。ヒータ13は、定着フィルム12を介して加圧ローラ18と圧接することにより、定着フィルム12を介して記録材に熱を供給する。ヒータ13は、ステー11に保持され、定着フィルム12と摺動する位置に設けられる。ヒータ13としては、低熱容量のプレート状のものが用いられる。本実施形態では、アルミナや窒化アルミ等の絶縁性セラミック基板の表面に、基板の長手方向に沿って、Ag/Pd(銀パラジウム)、RuO2、Ta2N等の通電発熱抵抗層がスクリーン印刷されたものが用いられる。なお、定着フィルム12の内周面との摺動面に、熱効率を損なわない範囲で通電発熱抵抗層を保護するガラス層などの保護層を設ける構成であってもよい。
The
ステー11は、ヒータ13を保持するものであって、液晶ポリマー、フェノール樹脂、PPS、PEEK等の耐熱性樹脂によって形成される。また、ステー11は、ヒータ13を保持する以外に定着フィルム12の回転をガイドする機能も備えている。
The
本実施の形態における定着フィルム12には、クイックスタートを可能にするために、層厚200μm以下の耐熱性フィルムが用いられる。また、耐久性を確保するために、層厚を20μm以上とすることが望ましい。すなわち、本実施形態では、層厚が20μm以上、200μm以下の定着フィルムが用いられる。
As the fixing
また、本実施形態における定着フィルム12は、基層と接着層と表層より形成される複層構造を有する。基層としては、ポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK等の耐熱性樹脂、あるいは、耐熱性、高熱伝導性を有するSUS、Al、Ni、Cu、Zn等の純金属、合金等が用いられる。
Further, the fixing
表層としては、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)、FEP(テトラフルオロエチレンヘキサフルオロプロピレン共重合体)等の樹脂が用いられる。また、表層として、ETFE(エチレンテトラフルオロエチレン共重合体)、CTFE(ポリクロロトリフルオロエチレン)、PVDF(ポリビニリデンフルオライド)等の樹脂を用いてもよい。定着フィルム12の表層をこのように構成することで、定着フィルム12の離型性が向上する。
As the surface layer, resins such as PTFE (polytetrafluoroethylene), PFA (tetrafluoroethylene perfluoroalkyl vinyl ether copolymer), and FEP (tetrafluoroethylene hexafluoropropylene copolymer) are used. Further, as the surface layer, a resin such as ETFE (ethylene tetrafluoroethylene copolymer), CTFE (polychlorotrifluoroethylene), PVDF (polyvinylidene fluoride), or the like may be used. By configuring the surface layer of the fixing
定着回転体である定着フィルム12は、無端状(エンドレス状)且つ円筒状であり、ステー11の外周長よりも例えば3mm長い内周長を有し、ステー11に対して遊嵌している。定着フィルム12は、加圧ローラ18の回転により、内面がヒータ13の面に密着しながら図2において時計方向に回転可能である。定着フィルム12は、ヒータ13からの熱により記録材を加熱する。
The fixing
加圧回転体である加圧ローラ18は、ローラ状で、定着フィルム12を回転させると共に、記録材を定着フィルム12に押圧する。加圧ローラ18は、駆動用モータM2により駆動されることで、図2において反時計方向に回転可能である。
A
サーミスタ24は、ヒータ13の非発熱面側の温度を測定する。
The
次に、加圧ローラ18について説明する。
Next, the
図3は、加圧ローラ18の構成を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the
同図に示すように、加圧ローラ18は、SUS、SUM、Al等の金属製のパイプ状の芯金18b、軸部18c、軸受け部18d、芯金18bの外側に形成される弾性層18aによって構成される。
As shown in the figure, the
軸受け部18dと芯金18bとで囲まれる中心部分は、中空部18e(中空部分)が形成される。すなわち、
弾性層18aとしては、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴムで形成した弾性ソリッドゴム層、あるいはより断熱効果を持たせるためにシリコーンゴムを発泡して形成した弾性スポンジゴム層が用いられる。また、弾性層18aとして、シリコーンゴム層内に中空のフィラー(マイクロバルーン等)を分散させ、硬化物内に気体部分を持たせて断熱効果を高めた弾性気泡ゴム層を用いる構成であってもよい。
A
As the
さらに、弾性層18aの表面には、パーフルオロアルコキシ樹脂(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)等の離型性層を形成する。なお、弾性層18a、芯金18bの長手幅は306mm、軸受け部18dの長手幅は20mmである。
Further, a release layer such as perfluoroalkoxy resin (PFA) or polytetrafluoroethylene resin (PTFE) is formed on the surface of the
長手方向の紙幅が210mmのA4Rサイズ紙を通紙した場合、非通紙領域、かつ芯金中空部の領域は28mmとなる。 When A4R size paper having a paper width of 210 mm in the longitudinal direction is passed, the non-paper passing area and the core metal hollow area are 28 mm.
(端部冷却部の構成)
また、画像形成装置Aの最大通紙幅は297mm(A4横)であるため、紙幅210mm(A4縦)などの幅の小さい記録材(以後、小サイズ紙と表記)を連続通紙した場合、非通紙領域で昇温(非通紙部昇温)を起こしてしまう。このため、非通紙部昇温を防止する端部冷却部を設けている。
(Configuration of end cooling unit)
Further, since the maximum sheet passing width of the image forming apparatus A is 297 mm (A4 width), when a recording material having a small width such as a sheet width of 210 mm (A4 length) (hereinafter referred to as a small size sheet) is continuously passed, The temperature rises in the paper passing area (non-paper passing part temperature rise). For this reason, the edge part cooling part which prevents a non-sheet passing part temperature rising is provided.
図4は、加圧ローラ18と、加圧ローラ18の端部を冷却する従来の端部冷却部21の構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of the
同図に図示しているように、端部冷却部21は、加圧ローラ18の端部を冷却する2つの冷却ファン21aと、シャッター21cとから構成されている。冷却ファン21aはDC軸流ファンであり、大きさは縦60mm、横60mmであり、動作電流は0.1A、定格電圧は24Vであり、定格回転速度は4400rpmである。
As shown in the figure, the
端部冷却部21の具体的な動作としては、A4縦やB4などの幅の小サイズ紙を通紙する場合はシャッター21cを紙コバ付近まで開き、冷却ファン21aを回転させる。冷却ファン21aが回転することで発生する風によって加圧ローラ18の非通紙領域のみ冷却される。
As a specific operation of the
一方、A3縦やA4横など大サイズを通紙する場合は非通紙部昇温が起こらず、冷却する必要がないため、シャッター21cを閉めるか、もしくは冷却ファン21aを動作させない。
On the other hand, when passing a large size such as A3 portrait or A4 landscape, the temperature of the non-sheet passing portion does not rise, and there is no need to cool, so the
このように端部冷却部21を制御することにより非通紙部昇温を防いでいる。
Thus, the non-sheet passing portion temperature rise is prevented by controlling the
しかし、図4の加圧ローラ18を有する定着装置でA4縦を連続通紙した場合、非通紙領域の中でも中実部(領域C、G)と中空部(領域D、F)とで熱容量が異なるために、加圧ローラ18の表面において温度ムラが発生する。
However, when the A4 portrait is continuously passed by the fixing device having the
図5は図4に示す中空の加圧ローラ18でA4R紙を500枚連続通紙したときの加圧ローラ18の表面温度の推移を表したグラブである。横軸は加圧ローラ18の長手方向で左から領域C、D、E、F、Gを表しており、縦軸は加圧ローラ18の表面温度を表している。
FIG. 5 is a graph showing the transition of the surface temperature of the
同図に示すように、領域C、Gは加圧ローラ18の表面温度が186℃だったのに対し、領域D、Fは加圧ローラ18の熱容量が小さいために212℃まで上昇し、温度差は28℃であった。
As shown in the figure, the surface temperature of the
加圧ローラ18の表面で温度ムラが生じている状態でA3のような大サイズ紙でベタ黒などの高印字画像を通紙すると、光沢ムラが発生する。
If a high-printed image such as solid black is passed through a large size paper such as A3 in a state where temperature unevenness occurs on the surface of the
そこで、本実施形態では中空の加圧ローラ18で小サイズ紙を通紙する場合において、非通紙かつ中空領域の冷却強度を強くし、非通紙かつ中実領域の冷却強度を弱くすることで加圧ローラ18の表面の温度ムラの発生を防ぐようにしている。
Therefore, in the present embodiment, when passing small-size paper with the
図6は、本実施形態の端部冷却部210(冷却手段)の構成を示す図である。 FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the end cooling unit 210 (cooling unit) of the present embodiment.
同図に示すように、スリット板31(風力低減手段)を領域C、領域Gに加圧ローラ18の中実領域と冷却ファン21a(送風ファン)との間に設置して、加圧ローラ18の中実領域に対する冷却強度が弱くなるようにしている。なお、加圧ローラ18の軸方向の両端部に位置する領域C、Gは、加圧ローラ18の第1の部分を構成し、加圧ローラ18の軸方向の両端部の間に位置する領域D、E、Fは、加圧ローラ18の第2の部分を構成する。また、領域Dは、加圧ローラ18の中空の部分で、かつ、記録材が通過しない領域であり、領域Eは、加圧ローラ18の記録材の通過する領域(通過領域)である。
As shown in the figure, the slit plate 31 (wind power reducing means) is installed in the region C and region G between the solid region of the
スリット板31は長手幅が20mm、冷却ファン21aの風が通るスリットの幅は1mm、10個のスリットを1mm間隔で設けた。また、シャッター211には、冷却ファン21aの風が通紙領域に流れ込まないようなガイド211a(送風ガイド)を設けている。シャッター211は、通紙する紙幅に応じて移動するようになっている。したがって、ガイド211aは、複数の紙幅の用紙を通紙する場合に、紙幅に応じて移動し、冷却ファン21aからの風が通紙領域の加圧ローラ18に流れるのを抑制している。
The
図7は、A4R紙を通紙した時の本実施形態の定着装置の端部を拡大した図である。同図において、矢印P、Qの大きさは、冷却ファン21aからの風の強さを表している。これら矢印P、Qで示すように、領域C(非通紙領域かつ中実部)は冷却ファン21aと加圧ローラ18の間にスリット板31があるため、風力が低減され、領域D(非通紙領域かつ中空部)より冷却ファン21aの風が弱く冷却力が弱くなる。
FIG. 7 is an enlarged view of an end portion of the fixing device of the present embodiment when A4R paper is passed. In the figure, the size of arrows P and Q represents the strength of the wind from the cooling
(動作)
次に、本実施形態の画像形成装置の動作について説明する。
(Operation)
Next, the operation of the image forming apparatus of this embodiment will be described.
図8は、本実施形態の画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the image forming apparatus of this embodiment.
同図に示すように、ユーザーがJOBを入力し印字動作を開始させると、画像形成装置Aは画像形成要求を検出する(ステップS101)。画像形成装置Aは、ユーザーが入力したJOBの情報から通紙される記録材の幅が297mm以上か判断する(ステップS102)。記録材の幅が297mm以上だった場合は、非通紙部昇温は発生しないと判断し、端部冷却動作を実行せずに、印字動作を実行し(ステップS103)、記録材がトレイ120に排出されて印字動作終了する(ステップS104)。
As shown in the figure, when the user inputs JOB and starts the printing operation, the image forming apparatus A detects an image formation request (step S101). The image forming apparatus A determines whether the width of the recording material to be passed is 297 mm or more from the JOB information input by the user (step S102). When the width of the recording material is 297 mm or more, it is determined that the non-sheet-passing portion temperature rise does not occur, the printing operation is executed without executing the edge cooling operation (step S103), and the recording material is placed in the
ステップS102で、通紙される記録材の幅が297mm未満だった場合は、通紙される枚数が20枚以上か否かを判断する(ステップS105)。通紙される枚数が20枚未満だった場合は、異常画像が発生するほど非通紙部温度は上がらず端部冷却制御を行う必要がないため、端部冷却動作を実行しない。そして、印字動作を実行し(ステップS103)、記録材がトレイ120に排出されて印字動作終了する(ステップS104)。
If the width of the recording material to be passed is less than 297 mm in step S102, it is determined whether or not the number of passed sheets is 20 or more (step S105). When the number of sheets to be passed is less than 20, the non-sheet passing portion temperature does not rise so that an abnormal image is generated, and it is not necessary to perform the edge cooling control, so the edge cooling operation is not executed. Then, the printing operation is executed (step S103), the recording material is discharged to the
通紙される記録材の幅が297mm未満、かつ、通紙される枚数が20枚以上だった場合は(ステップS102、S105)、異常画像が発生する温度まで非通紙部昇温してしまう恐れがある。このため、通紙する紙幅までシャッター211を開け(ステップS106)、冷却ファン21aを4400rpmに回転させて加圧ローラ表面温度を下げる(ステップS107)。
When the width of the recording material to be passed is less than 297 mm and the number of passed sheets is 20 or more (steps S102 and S105), the temperature of the non-sheet passing portion is raised to a temperature at which an abnormal image occurs. There is a fear. For this reason, the
ユーザーが入力した枚数に達したときは印字動作を終了し(ステップS108)、印字動作終了してから30秒後に冷却ファン21aの回転をストップし(ステップS109)、シャッター211を閉じる(ステップS110)。
When the number of sheets input by the user is reached, the printing operation is terminated (step S108), and 30 seconds after the printing operation is terminated, the rotation of the cooling
図9は、本実施形態の画像形成装置を用いた時の加圧ローラ18でA4R紙を500枚連続通紙したときの加圧ローラ18の表面温度の推移を表したグラブである。同図において、横軸は加圧ローラ18の長手方向で左から領域C、D、E、F、Gを表しており、縦軸は加圧ローラ18の表面温度を表している。
FIG. 9 is a graph showing the transition of the surface temperature of the
同図に示すように、本実施形態では、領域D、Fの加圧ローラ18の表面温度は194℃になり、領域C、Gの加圧ローラ18表面温度との温度差8℃に縮めることが出来た。
As shown in the figure, in this embodiment, the surface temperature of the
図10は本実施形態と従来の画像形成装置での加圧ローラ18の表面温度の差と光沢ムラ発生の有無を表した表である。従来の画像形成装置では加圧ローラ18の表面の温度差は28℃あり、光沢ムラが発生していたが、本実施形態では加圧ローラ18の表面の温度差は8℃であり、光沢ムラの発生は無かった。
FIG. 10 is a table showing the difference in surface temperature of the
<第2実施形態>
本実施形態においては、画像形成装置の全体構成及び定着装置の基本的構成は第1実施形態と同一であるので、その説明を省略する。
Second Embodiment
In the present embodiment, the overall configuration of the image forming apparatus and the basic configuration of the fixing device are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
図11は、本実施形態の定着装置118の構成を示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of the fixing
同図に示すように、本実施形態では、中空の加圧ローラ18の中空領域と中実領域のそれぞれに冷却ファン21a(第1の送風ファン)、21b(第2の送風ファン)を設け、A4R紙のような幅の狭い記録材を通紙する時にそれぞれの風量を変えることで加圧ローラ18の表面温度のムラの発生を防ぐ。また、ガイド板32(送風ガイド)を設けることにより冷却ファン21a、21bからの風の混同を防ぎ、それぞれに適した冷却するようにしている。一方、A3縦やA4横など大サイズを通紙する場合は非通紙部昇温が起こらず、冷却する必要がないため、シャッター21cを閉めるか、もしくは冷却ファン21a、21bを動作させないようにする。
As shown in the figure, in the present embodiment, cooling
図12は本実施形態において、A4R紙を通紙した場合の定着装置を示す図である。同図に示す矢印R,Sの大きさは冷却ファン21a、21bからの風の強さを表している。
FIG. 12 is a diagram showing a fixing device when A4R paper is passed in the present embodiment. The size of arrows R and S shown in the figure represents the strength of the wind from the cooling
領域D、F(非通紙領域かつ中空部)は熱容量が小さく、温度が上がりやすいため冷却ファン21bの回転数を冷却ファン21aよりも上げることで送風力、すなわち冷却力を領域C、Gよりも高くしている。 Regions D and F (non-sheet passing regions and hollow portions) have a small heat capacity and are likely to rise in temperature. Is also high.
なお、図12では、図6、図7に示す第1実施形態のシャッター211を用いている。
In FIG. 12, the
(動作)
次に、本実施形態における画像形成装置Aの動作について説明する。
(Operation)
Next, the operation of the image forming apparatus A in the present embodiment will be described.
図13は、本実施形態における画像形成装置Aの動作を示すフローチャートである。 FIG. 13 is a flowchart showing the operation of the image forming apparatus A in the present embodiment.
同図に示すように、ユーザーがJOBを入力し印字動作を開始させると、画像形成装置Aは、画像形成要求を検出する(ステップS201)。画像形成装置Aは、ユーザーが入力したJOBの情報から通紙される記録材の幅が297mm以上か判断する(ステップS202)。記録材の幅が297mm以上だった場合は、非通紙部昇温は発生しないと判断し、端部冷却動作を実行せずに、印字動作を実行し(ステップS203)、記録材がトレイ120に排出されて印字終了となる(ステップS204)。
As shown in the figure, when the user inputs JOB and starts the printing operation, the image forming apparatus A detects an image formation request (step S201). The image forming apparatus A determines whether the width of the recording material to be passed is 297 mm or more from the JOB information input by the user (step S202). When the width of the recording material is 297 mm or more, it is determined that the non-sheet-passing portion temperature rise does not occur, the printing operation is executed without executing the edge cooling operation (step S203), and the recording material is placed in the
ステップS202において、通紙される記録材の幅が297mm未満だった場合は、通紙される枚数が20枚以上か否かを判断する(ステップS205)。通紙される枚数が20枚未満だった場合は、異常画像が発生するほど非通紙部温度は上がらず端部冷却制御を行う必要がないため、端部冷却動作を実行しない。そして、印字動作を実行し(ステップS203)、記録材がトレイ120に排出されて終了となる(ステップS204)。
In step S202, if the width of the recording material to be passed is less than 297 mm, it is determined whether or not the number of passed sheets is 20 or more (step S205). When the number of sheets to be passed is less than 20, the non-sheet passing portion temperature does not rise so that an abnormal image is generated, and it is not necessary to perform the edge cooling control, so the edge cooling operation is not executed. Then, a printing operation is executed (step S203), and the recording material is discharged to the
通紙される記録材の幅が297mm未満、かつ、通紙される枚数が20枚以上だった場合には(ステップS202、S205)、異常画像が発生する温度まで非通紙部が昇温してしまう恐れがあるため、通紙する紙幅までシャッターを開ける(ステップS206)。 When the width of the recording material to be passed is less than 297 mm and the number of passed sheets is 20 or more (steps S202 and S205), the non-sheet passing portion is heated to a temperature at which an abnormal image occurs. Therefore, the shutter is opened to the width of the paper to be passed (step S206).
次にシャッターの開口幅が20mm未満か否かを判断する(ステップS207)。シャッターの開口幅が20mm未満だった場合は、非通紙かつ中空領域は存在せず冷却ファン21bを回転させる必要がないため、冷却ファン21aを2200rpmで回転させる(ステップS208)。そして、ユーザーが入力した枚数に達したときは印字動作を終了し(ステップS209)、印字動作終了してから30秒後に冷却ファン21aの回転をストップし(ステップS210)、シャッターと閉じ(ステップS211)、終了となる。
Next, it is determined whether or not the opening width of the shutter is less than 20 mm (step S207). If the opening width of the shutter is less than 20 mm, the cooling
一方、ステップS207において、シャッターの開口幅が20mm以上だった場合は、冷却ファン21aを2200rpm、冷却ファン21bを4400rpmで回転させる(ステップS212)。そしてユーザーが入力した枚数に達したときは印字動作を終了し(ステップS213)、シャッターと閉じ(ステップS214)、終了となる。
On the other hand, if the shutter opening width is 20 mm or more in step S207, the cooling
図14は本実施形態と従来の画像形成装置での加圧ローラ18の表面温度の差と光沢ムラ発生の有無を表した表である。従来の画像形成装置では加圧ローラ18の表面の温度差は28℃あり、光沢ムラが発生していたが、本実施形態では加圧ローラ18の表面の温度差は5℃であり、光沢ムラの発生は無かった。
FIG. 14 is a table showing the difference in the surface temperature of the
なお、上述の実施形態では冷却ファンとしてDC軸流ファンを用いたが、例えば、ヒートパイプや放熱ローラのような接触式の冷却手段を用いることも可能である。 In the above-described embodiment, the DC axial flow fan is used as the cooling fan. However, for example, contact-type cooling means such as a heat pipe or a heat radiation roller can be used.
このように、各部で熱容量分布が違う加圧ローラ18を用いた定着装置118において、加圧ローラの熱容量分布に応じて、定着装置の冷却手段を制御することで、加圧ローラ18の表面の温度差を低減し、光沢ムラの発生を防ぐことが出来る。
In this manner, in the
本発明は、部材の種類、配置、個数等について本実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 The present invention is not limited to the present embodiment with respect to the type, arrangement, number, and the like of the members, and is appropriately replaced within the scope not departing from the gist of the invention, such as appropriately replacing the constituent elements with those having the same effects. It can be changed.
13…定着フィルム
18…加圧ローラ
18e…中空部
21…端部冷却部
21a…冷却ファン
21b…冷却ファン
31…スリット板
32…ガイド板
104…カウンタ
118…定着装置
210…端部冷却部
211a…ガイド
A…画像形成装置
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記加熱体との間で前記記録材を挟持し、前記記録材に圧力を加える加圧体と、
前記加圧体の前記記録材を挟持する各部分に対応する熱容量に応じた異なる冷却力で前記加圧体を冷却する冷却手段と、
を有することを特徴とする定着装置。 A heating body for applying heat to the toner image formed on the recording material;
A pressure body that sandwiches the recording material with the heating body and applies pressure to the recording material;
Cooling means for cooling the pressurizing body with different cooling powers corresponding to heat capacities corresponding to the portions of the pressurizing body that sandwich the recording material;
A fixing device.
前記冷却手段は、前記第2の領域のうち前記記録材を挟持しない部分を、前記第1の領域よりも大きい冷却力で冷却することを特徴とする請求項2に記載の定着装置。 The pressure body is in the form of a roller, and is located between the first region located at both ends in the axial direction of the pressure body and the both ends of the pressure body, and from the first portion And a second region having a small heat capacity,
The fixing device according to claim 2, wherein the cooling unit cools a portion of the second area where the recording material is not sandwiched with a cooling power larger than that of the first area.
前記定着装置は、前記送風ファンと前記第1の領域との間に前記送風ファンによる風力を低減する風力低減手段を有することを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の定着装置。 The cooling means has a blower fan that cools the first region and the second region,
5. The fixing device according to claim 3, wherein the fixing device includes a wind force reducing unit that reduces wind force generated by the blower fan between the blower fan and the first region.
前記第2の送風ファンの送風力は、前記第1の送風ファンの送風力よりも大きいことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の定着装置。 The cooling means includes a first blower fan that cools the first region, and a second blower fan that cools a portion of the second region that does not sandwich the recording material,
5. The fixing device according to claim 3, wherein a blowing force of the second blowing fan is larger than a blowing force of the first blowing fan.
前記カウント手段によってカウントされた数に応じて前記冷却手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする請求項1乃至請求項8の何れか一項に記載の定着装置。 Counting means for counting the number of recording materials subjected to fixing processing by the fixing device;
Control means for controlling the cooling means according to the number counted by the counting means;
The fixing device according to claim 1, further comprising:
請求項1乃至請求項9の何れか一項に記載の定着装置と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 Image forming means for forming the toner image on the recording material;
A fixing device according to any one of claims 1 to 9,
An image forming apparatus comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016210219A JP2018072492A (en) | 2016-10-27 | 2016-10-27 | Fixing device and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016210219A JP2018072492A (en) | 2016-10-27 | 2016-10-27 | Fixing device and image forming apparatus |
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Publication Number | Publication Date |
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JP (1) | JP2018072492A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2021179498A (en) * | 2020-05-12 | 2021-11-18 | 株式会社リコー | Image forming apparatus |
-
2016
- 2016-10-27 JP JP2016210219A patent/JP2018072492A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2021179498A (en) * | 2020-05-12 | 2021-11-18 | 株式会社リコー | Image forming apparatus |
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