JP2018136393A - Fixing device - Google Patents

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航太 青木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device which can efficiently collect fine particles originated from a release agent contained in toner.SOLUTION: A fixing device comprises: a first rotating body 105 which comes into contact with and heats an unfixed toner image S formed on a sheet P by using toner containing a release agent; a second rotating body 102 which is disposed below the first rotating body and forms a nip part 101b between itself and the first rotating body for holding and conveying the sheet; a housing 107 which accommodates the first rotating body and the second rotating body; a cover member 114 which is disposed above the housing and covers the upper surface side 107U of the housing; a filter 51 which is disposed between the cover member and the housing and collects particles D of a predetermined particle diameter originated from the release agent; a suction part 61 for sucking air F3A between the cover member and the upper surface side of the hosing via the filter; and a duct 52 disposed between the filter, the suction part and the cover member.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、シート(記録材)上にトナー像を定着する定着装置に関する。この定着装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの機能を複数備えた複合機等の画像形成装置に搭載され得る。   The present invention relates to a fixing device that fixes a toner image on a sheet (recording material). The fixing device can be mounted on an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a multi-function machine having a plurality of these functions.

電子写真式の画像形成装置は、離型剤(ワックス)を含有するトナーを用いて画像を形成し、そのトナー像を担持したシートを定着装置によりを加熱・加圧して像定着させている。   An electrophotographic image forming apparatus forms an image using toner containing a release agent (wax), and heats and presses a sheet carrying the toner image with a fixing device to fix the image.

特許文献1に記載の画像形成装置は、定着ローラと加圧ローラの間にニップを形成し、このニップにシートを通過させることでトナー像を定着させる。そして、離型剤を含有するトナーが加熱されて生じる臭気性のガスを回収するための構成を備えている。詳細に述べると、定着装置近傍の空気を画像形成装置本体外へ排気するダクトと、活性炭等の吸着材を担持したフィルタと、ダクト内の空気を吸引するファンを備える。フィルタにガスが吸着することで、画像形成装置本体外にガスが放散することを抑制することができる。   The image forming apparatus described in Patent Document 1 forms a nip between a fixing roller and a pressure roller, and fixes a toner image by passing a sheet through the nip. And the structure for collect | recovering the odorous gas produced when the toner containing a mold release agent is heated is provided. More specifically, a duct for exhausting air in the vicinity of the fixing device to the outside of the image forming apparatus main body, a filter carrying an adsorbent such as activated carbon, and a fan for sucking air in the duct are provided. By adsorbing the gas to the filter, it is possible to suppress the gas from being diffused outside the image forming apparatus main body.

特開2005−338539公報JP 2005-338539 A

特許文献1の画像形成装置は、活性炭等の吸着材を担持したフィルタを用いることでガスを除去している。離型剤を含有するトナーが加熱される際、ガスだけではなく微粒子も発生することとなる。微粒子は、ガスと比較して、フィルタに対する吸着の仕方が違うため、同じフィルタを用いて効率よく回収することは難しい。   The image forming apparatus disclosed in Patent Document 1 uses a filter carrying an adsorbent such as activated carbon to remove gas. When the toner containing the release agent is heated, not only gas but also fine particles are generated. Fine particles are difficult to efficiently collect using the same filter because the method of adsorption to the filter is different from that of gas.

本発明の目的は、トナーに含有する離型剤に起因の微粒子を効率よく回収できる定着装置構成を提供することである。   An object of the present invention is to provide a fixing device configuration capable of efficiently collecting fine particles caused by a release agent contained in a toner.

上記の目的を達成するための本発明に係る定着装置の代表的な構成は、離型剤を含有するトナーを用いてシートに形成されたトナー像と接して加熱する第1回転体と、前記第1回転体の下方に位置し、前記第1回転体との間にニップ部を形成して前記シートを挟持搬送する第2回転体と、前記第1回転体と前記第2回転体を収容する筐体と、前記筐体の上方に位置し、前記筐体の上面側を覆うカバー部材と、前記カバー部材と前記筐体の間に位置し、前記離型剤に起因する所定の粒径の粒子を回収するためのフィルタと、前記カバー部材と前記筐体の上面側と間のエアを、前記フィルタを介して吸引する吸気部と、前記フィルタと前記吸気部と前記カバー部材との間に配置されたダクトと、を有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a typical configuration of the fixing device according to the present invention includes a first rotating body for heating in contact with a toner image formed on a sheet using a toner containing a release agent, A second rotating body that is positioned below the first rotating body and forms a nip portion with the first rotating body to sandwich and convey the sheet, and accommodates the first rotating body and the second rotating body And a cover member that is located above the housing and covers the upper surface side of the housing; a predetermined particle diameter that is located between the cover member and the housing and is caused by the release agent A filter for collecting particles, an air intake section for sucking air between the cover member and the upper surface side of the housing through the filter, and between the filter, the air intake section, and the cover member And a duct disposed on the wall.

本発明によれば、トナーが含有する離型剤に起因する微粒子を効率よく回収できる。   According to the present invention, fine particles resulting from a release agent contained in a toner can be efficiently collected.

実施例における定着装置の概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a fixing device in an embodiment. 実施例1におけるカバー部材周辺の斜視図である。3 is a perspective view of the periphery of a cover member in Embodiment 1. FIG. 実施例1におけるカバー部材周辺の分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view around the cover member in the first embodiment. 実施例2におけるカバー部材の斜視図である。6 is a perspective view of a cover member in Embodiment 2. FIG. 実施例2におけるカバー部材周辺の分解斜視図である。FIG. 6 is an exploded perspective view around a cover member in Embodiment 2. 定着装置の周辺におけるシートの通過位置を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a sheet passing position in the periphery of the fixing device. 画像形成装置の構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus. 定着ベルトユニットを分解した様子を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which a fixing belt unit is disassembled. (a)は図1におけるニップ部近傍の拡大図、(b)はベルトの層構成を示す図、(c)は加圧ローラの層構成を示す図である。(A) is an enlarged view of the vicinity of the nip portion in FIG. 1, (b) is a diagram showing a layer configuration of a belt, and (c) is a diagram showing a layer configuration of a pressure roller. 定着装置の部分的な正面模式図である。2 is a partial schematic front view of a fixing device. FIG. 制御系統のブロック図である。It is a block diagram of a control system. (a)はダストDの合体現象を説明するための図、(b)はダストDの付着現象を説明する模式図である。(A) is a figure for demonstrating the coalescence phenomenon of the dust D, (b) is a schematic diagram explaining the adhesion phenomenon of the dust D. FIG. 定着処理の進行に伴い拡大する定着ベルト上のワックス付着領域の様子を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a state of a wax adhesion region on a fixing belt that expands as the fixing process proceeds. ワックスの付着領域とダストDの発生領域の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the adhesion area | region of a wax, and the generation | occurrence | production area | region of the dust D. FIG. 定着ベルトの周辺の気流の流れを説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating the flow of airflow around the fixing belt. 熱気流解析により、カバー部材下部の気流の流れを説明する図である。It is a figure explaining the flow of the airflow of a cover member lower part by a thermal airflow analysis. カバー部材と筺体の間の距離dと、エアフローF3に対する同F3Aの流量比cの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the distance d between a cover member and a housing, and the flow rate ratio c of the same F3A with respect to the airflow F3. フィルタの圧力損失Pと、ダストDの濾過率αの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the pressure loss P of a filter, and the filtration rate (alpha) of the dust D. FIG. 熱気流解析により、実施例2におけるカバー部材下部の気流の流れを説明する図である。It is a figure explaining the flow of the airflow of the cover member lower part in Example 2 by a thermal airflow analysis.

以下、本発明に関して実施例を用いて詳細に説明する。なお、特段の断りがない限り、本発明の思想の範囲内において、実施例に記載された各種構成を他の公知の構成に置き換えてもよい。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. Unless otherwise specified, the various configurations described in the embodiments may be replaced with other known configurations within the scope of the idea of the present invention.

《実施例1》
(1)画像形成装置
図7を参照して、本発明に係る定着装置103を搭載する画像形成装置1の一例を説明する。この画像形成装置1は電子写真プロセスを用いた4色フルカラープリンタ(以下、プリンタと記す)である。このプリンタ1は、パーソナルコンピュータ等の外部情報端末やイメージリーダ等の入力装置71から制御回路部70に入力された画像信号に基づき装置内の各種構成を統括的に制御してシートP上にトナー画像(以降、トナー像と記す)を形成する。シートPは、その表面に画像が形成される記録材(用紙)である。シートPの例としては普通紙・厚紙・OHPシート・コート紙・ラベル紙等が挙げられる。
Example 1
(1) Image Forming Apparatus With reference to FIG. 7, an example of the image forming apparatus 1 equipped with the fixing device 103 according to the present invention will be described. The image forming apparatus 1 is a four-color full-color printer (hereinafter referred to as a printer) using an electrophotographic process. The printer 1 controls the various components in the apparatus based on an image signal input from an external information terminal such as a personal computer or an input device 71 such as an image reader to the control circuit unit 70 and controls toner on the sheet P. An image (hereinafter referred to as a toner image) is formed. The sheet P is a recording material (paper) on which an image is formed. Examples of the sheet P include plain paper, cardboard, OHP sheet, coated paper, label paper, and the like.

制御回路部70は、CPU等の演算部やROM等の記憶部を備えた電気回路であり、ROM等に記憶されたプログラムをCPUが読みだすことで各種制御を行う。制御回路部70は入力装置71、及び操作パネル72等の各種構成と電気的に接続されており、信号情報のやり取りが可能である。   The control circuit unit 70 is an electric circuit including a calculation unit such as a CPU and a storage unit such as a ROM, and performs various controls when the CPU reads a program stored in the ROM or the like. The control circuit unit 70 is electrically connected to various components such as the input device 71 and the operation panel 72, and can exchange signal information.

シートPにトナー像を形成する画像形成部2は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー像を形成する4つの電子写真画像形成ステーション(以下、ステーションと記す)SY・SM・SC・SKを有する。これらのステーションは図において左側から右側にかけて並べて設けられており、用いるトナー(現像剤)の色が上記のように異なる以外はほぼ同様の電子写真プロセス構成である。   The image forming unit 2 that forms a toner image on the sheet P includes four electrophotographic image forming stations (hereinafter referred to as “yellow” (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) toner images). SY, SM, SC, and SK. These stations are provided side by side from the left side to the right side in the figure, and have substantially the same electrophotographic process configuration except that the color of the toner (developer) used is different as described above.

各ステーションは、それぞれ、像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体ドラム(以下、ドラムと記す)3、帯電器4、レーザスキャナ5、現像ユニット6、一次転写帯電器7、ドラムクリーナ8を有する。なお、図の煩雑を避けるためステーションSY以外のステーションSM・SC・SKにおけるこれらの機器に対する符号の記入は省略した。また、各ステーションにおける電子写真プロセスや作像動作は公知であるからその説明は割愛する。   Each station includes a rotating drum type electrophotographic photosensitive drum (hereinafter referred to as drum) 3 as an image carrier, a charger 4, a laser scanner 5, a developing unit 6, a primary transfer charger 7, and a drum cleaner 8. Have In addition, in order to avoid the complexity of the figure, the entry of symbols for these devices in the stations SM, SC, and SK other than the station SY is omitted. In addition, since the electrophotographic process and the image forming operation at each station are known, the description thereof is omitted.

各ステーションのドラム3から回動する中間転写ベルト9に対して各色のトナー像が所定に重畳されて一次転写される。これにより、ベルト9上にY色+M色+C色+K色の4色重畳のフルカラーの未定着トナー像が形成される。一方、カセット10からシートPが一枚宛給送されて搬送路11を通って所定の制御タイミングでベルト9と二次転写ローラ12との圧接部である二次転写ニップ部に導入される。これにより、シートPに対してベルト9上の4色重畳のトナー像が一括して順次に二次転写される。そのシートPが定着装置103に導入されてトナー像の定着処理を受ける。   A toner image of each color is preliminarily superimposed on the intermediate transfer belt 9 rotating from the drum 3 of each station and is primarily transferred. As a result, a full-color unfixed toner image in which four colors of Y color + M color + C color + K color are superimposed is formed on the belt 9. On the other hand, one sheet P is fed from the cassette 10, passes through the conveyance path 11, and is introduced into a secondary transfer nip portion that is a pressure contact portion between the belt 9 and the secondary transfer roller 12 at a predetermined control timing. As a result, the four-color superimposed toner images on the belt 9 are secondarily transferred to the sheet P in sequence. The sheet P is introduced into the fixing device 103 and undergoes toner image fixing processing.

定着装置103を出たシートPはガイド部材13と排出ローラ対14を経て排出トレイ15に排出される。シートPに対するトナー像の二次転写後のベルト9に残留した転写残トナーはベルトクリーニング装置16によりベルト表面から除去される。   The sheet P exiting the fixing device 103 is discharged to the discharge tray 15 through the guide member 13 and the discharge roller pair 14. Transfer residual toner remaining on the belt 9 after the secondary transfer of the toner image to the sheet P is removed from the belt surface by the belt cleaning device 16.

(2)定着装置
図1は図7のプリンタ1における定着装置103部分の拡大図であり、この定着装置103は電磁誘導加熱によるベルト加熱方式の横パスの装置である。定着装置は、定着ベルト(第1の回転体)105を有する定着ユニット101、ユニット101の下方に位置し、定着ベルト105とニップ部101bを形成する加圧ローラ(第2の回転体)102、定着ベルト105を加熱する誘導加熱装置300を有する。
(2) Fixing Device FIG. 1 is an enlarged view of a fixing device 103 portion in the printer 1 of FIG. 7, and this fixing device 103 is a belt heating type lateral path device using electromagnetic induction heating. The fixing device includes a fixing unit 101 having a fixing belt (first rotating body) 105, a pressure roller (second rotating body) 102 which is positioned below the unit 101 and forms a nip portion 101b with the fixing belt 105, An induction heating device 300 for heating the fixing belt 105 is included.

また、定着装置103は、上記の定着ユニット101、加圧ローラ102、誘導加熱装置300を収容する筐体107、筐体107の上方に位置し、筺体107の上面側を覆うカバー部材114を有する。   The fixing device 103 includes a housing 107 that houses the fixing unit 101, the pressure roller 102, and the induction heating device 300, and a cover member 114 that is located above the housing 107 and covers the upper surface side of the housing 107. .

ここで、定着装置103又はこれを構成している部材について長手方向(幅方向)とはシート搬送路面内においてシート搬送方向Xに直交する方向に平行な方向である。また短手方向とはシート搬送方向Xに平行な方向である。また、定着装置103に関して正面(前面)とは装置をシート入口側から見た面である。背面(後面)とはその反対側の面(シート出口側)である。左右とは装置を正面から見て左(一端側)と右(他端側)である。上下とは重力方向(鉛直方向)において上と下である。   Here, the longitudinal direction (width direction) of the fixing device 103 or a member constituting the fixing device 103 is a direction parallel to a direction orthogonal to the sheet conveyance direction X in the sheet conveyance path surface. The short direction is a direction parallel to the sheet conveying direction X. Further, the front surface (front surface) of the fixing device 103 is a surface when the device is viewed from the sheet entrance side. The back surface (rear surface) is the opposite surface (sheet exit side). Left and right are left (one end side) and right (other end side) when the apparatus is viewed from the front. Up and down are upper and lower in the direction of gravity (vertical direction).

定着装置103は左右方向に長い横長の装置である。ジャム処理等で定着装置近辺のシートPを取り出す際に、動作後の例えば70℃以上の高温状態の定着装置103に操作者が触れないように、定着装置103の上方には筺体107の上面側を覆うように機械的エンクロージャとしてカバー部材114が設置される。   The fixing device 103 is a horizontally long device that is long in the left-right direction. When the sheet P in the vicinity of the fixing device is taken out by jamming or the like, the upper surface side of the casing 107 is located above the fixing device 103 so that the operator does not touch the fixing device 103 at a high temperature of, for example, 70 ° C. or higher after the operation. A cover member 114 is installed as a mechanical enclosure so as to cover the cover.

(2−1)定着ユニット
図8は定着ユニット101の分解斜視図である。なお、加圧ローラ102も描かれている。定着ユニット101は、圧力付与部材104、加圧ステー104a、定着ベルト(以下、ベルトと記す)105、一端側と他端側に位置するフランジ部材106L・106Rなどによる組立体である。
(2-1) Fixing Unit FIG. 8 is an exploded perspective view of the fixing unit 101. A pressure roller 102 is also drawn. The fixing unit 101 is an assembly including a pressure applying member 104, a pressure stay 104a, a fixing belt (hereinafter referred to as a belt) 105, flange members 106L and 106R positioned on one end side and the other end side.

ベルト105は、全体的に可撓性を有する薄肉の低熱容量の円筒状(エンドレスベルト状)の部材である。図9の(b)はベルト105の層構成模式図である。ベルト105は、内側から外側に順に、エンドレス(円筒状)の基層105aと、プライマ層105bと、弾性層105cと、離型層105dと、を積層した複合層部材である。   The belt 105 is a thin, low-heat-capacity cylindrical (endless belt-shaped) member that is flexible as a whole. FIG. 9B is a schematic diagram of the layer structure of the belt 105. The belt 105 is a composite layer member in which an endless (cylindrical) base layer 105a, a primer layer 105b, an elastic layer 105c, and a release layer 105d are stacked in order from the inside to the outside.

基層105aは内径が30mmで電気鋳造法によって製造した厚み40μmのニッケルからなる。弾性層105cは耐熱性シリコンゴムであり、プライマ層105bを介して基層105aに接着されている。弾性層105cは、トナー像を圧接する際に変形することによって、離型層105dをトナー像に密着させる役目を果たす。   The base layer 105a is made of nickel having an inner diameter of 30 mm and a thickness of 40 μm manufactured by electroforming. The elastic layer 105c is a heat-resistant silicon rubber and is bonded to the base layer 105a through the primer layer 105b. The elastic layer 105c serves to bring the release layer 105d into close contact with the toner image by being deformed when the toner image is pressed.

弾性層105cの厚さは100〜1000μmの範囲内で設定するのが好ましい。本実施例では、ベルト105の熱容量を小さくしてウォーミングアップタイムを短縮し、かつカラー画像を定着するときに好適な定着画像を得ることを考慮して、弾性層105cの厚みを300μmとしている。シリコンゴムは、JIS−A20度の硬度を持ち、熱伝導率は0.8W/mKである。   The thickness of the elastic layer 105c is preferably set within a range of 100 to 1000 μm. In this embodiment, the thickness of the elastic layer 105c is set to 300 μm in consideration of reducing the heat capacity of the belt 105 to shorten the warm-up time and obtaining a suitable fixed image when fixing a color image. Silicone rubber has a hardness of JIS-A 20 degrees and a thermal conductivity of 0.8 W / mK.

更に、弾性層105cの外周には、離型層105dとしてフッ素樹脂層(例えばPFAやPTFE)が30μmの厚みで設けられている。離型層105dはトナーや紙粉の付着を防止するため、離型性と耐熱性に優れたフッ素樹脂を用いている。   Further, on the outer periphery of the elastic layer 105c, a fluororesin layer (for example, PFA or PTFE) is provided as a release layer 105d with a thickness of 30 μm. The release layer 105d uses a fluororesin having excellent release properties and heat resistance in order to prevent adhesion of toner and paper powder.

このベルト105の内側に圧力付与部材104および加圧ステー104aが内部アセンブリとして配設されている。圧力付与部材104は横断面がほぼ半円弧状樋型の横長の部材であり、液晶ポリマー等の耐熱樹脂により形成されている。加圧ステー104aは横断面U字型で横長の剛性部材であり、鉄等の金属で形成されており、圧力付与部材104の内側に配設されている。   Inside the belt 105, a pressure applying member 104 and a pressure stay 104a are disposed as an internal assembly. The pressure applying member 104 is a horizontally long member having a substantially semicircular arc shape in cross section, and is formed of a heat resistant resin such as a liquid crystal polymer. The pressure stay 104 a is a horizontally long rigid member having a U-shaped cross section, is formed of a metal such as iron, and is disposed inside the pressure applying member 104.

圧力付与部材104と加圧ステー104aはベルト105の幅(長さ)よりも長い部材であり、一端側(左側)と他端側(右側)がそれぞれベルト105の左右両端部から外方に突出している。図8において、104cは圧力付与部材104の外方突出部、104dは加圧ステー104aの外方突出部である。そして、加圧ステー104aの一端側と他端側の外方突出部104dに対してそれぞれ一端側と他端側のフランジ部材106L・106Rが嵌着されている。ベルト105はこのフランジ部材106L・106R間において圧力付与部材104と加圧ステー104aの組立体に対してルーズに外嵌されている。   The pressure applying member 104 and the pressure stay 104a are members longer than the width (length) of the belt 105, and one end side (left side) and the other end side (right side) protrude outward from the left and right end portions of the belt 105, respectively. ing. In FIG. 8, 104c is an outward projecting portion of the pressure applying member 104, and 104d is an outward projecting portion of the pressure stay 104a. Then, flange members 106L and 106R on one end side and the other end side are fitted to the outward projecting portions 104d on one end side and the other end side of the pressure stay 104a, respectively. The belt 105 is loosely fitted to the assembly of the pressure applying member 104 and the pressure stay 104a between the flange members 106L and 106R.

フランジ部材106L・106Rはそれぞれ耐熱樹脂による左右対称形状の成形品である。ベルト105は両端部がフランジ部材106L・106Rにより規制されて幅方向への移動が抑制される。また、フランジ部材106L・106Rはベルト端部の内側を保持して圧力付与部材104と共にベルト105の回転をガイドする。   Each of the flange members 106L and 106R is a left-right symmetrical molded product made of heat-resistant resin. Both ends of the belt 105 are restricted by the flange members 106L and 106R, and the movement in the width direction is suppressed. The flange members 106L and 106R guide the rotation of the belt 105 together with the pressure applying member 104 while holding the inside of the belt end.

フランジ部材106L・106Rは、図8に示すように、それぞれ、フランジ部(鍔座部)106aと棚部106bと被押圧部106cとを有する。フランジ部106aはベルト105の端面を受け止めてベルト105のスラスト方向への移動を規制する部分であり、ベルト105の外形形状より大きい外形形状をしている。   As shown in FIG. 8, the flange members 106 </ b> L and 106 </ b> R each have a flange portion (seat portion) 106 a, a shelf portion 106 b, and a pressed portion 106 c. The flange portion 106 a is a portion that receives the end face of the belt 105 and restricts the movement of the belt 105 in the thrust direction, and has an outer shape larger than the outer shape of the belt 105.

棚部106bはフランジ部106aに円弧状に設けられており、ベルト105の端部内面を保持してベルト105の円筒形状を保持する。被押圧部106cはフランジ部106aの外面側に設けられており、図10に示す加圧バネ108L・108Rによって押圧力を受け、加圧ステー104aと圧力付与部材104を介してベルト105を加圧ローラ102に対して圧接させる役目を果たす。   The shelf portion 106 b is provided in an arc shape on the flange portion 106 a and holds the inner surface of the end portion of the belt 105 to hold the cylindrical shape of the belt 105. The pressed portion 106c is provided on the outer surface side of the flange portion 106a, receives a pressing force by the pressing springs 108L and 108R shown in FIG. 10, and pressurizes the belt 105 through the pressing stay 104a and the pressure applying member 104. It plays the role of pressing against the roller 102.

(2−2)加圧ローラ
図9の(c)は加圧ローラ102の層構成を示す図である。加圧ローラ102は、ベルト105の外周面に当接してベルト105との間にニップ部101bを形成するニップ形成部材である。本実施例の加圧ローラ102は、複数の層によって構成されたローラ部材である。詳細に述べると、加圧ローラ102は、金属(アルミや鉄)の芯金102aと、シリコンゴム等で形成された弾性層102b、弾性層102bを被覆する離型層102cを有している。離型層102cはPFA等のフッ素系樹脂を材料するチューブであり弾性層102b上に接着されている。
(2-2) Pressure Roller FIG. 9C is a diagram showing a layer structure of the pressure roller 102. The pressure roller 102 is a nip forming member that abuts on the outer peripheral surface of the belt 105 and forms a nip portion 101 b with the belt 105. The pressure roller 102 of this embodiment is a roller member composed of a plurality of layers. More specifically, the pressure roller 102 includes a metal (aluminum or iron) cored bar 102a, an elastic layer 102b formed of silicon rubber or the like, and a release layer 102c that covers the elastic layer 102b. The release layer 102c is a tube made of a fluorine-based resin such as PFA and is bonded onto the elastic layer 102b.

図10に示すように、加圧ローラ102は芯金102aの一端側と他端側がそれぞれ軸受113を介して筐体107の一端側と他端側の側板107L・107Rに回転可能に軸受されて支持されている。このとき、加圧ローラ102のうち、弾性層102bと離型層102cを有する部分は、側板107Lと側板107Rの間に位置する。   As shown in FIG. 10, the pressure roller 102 is rotatably supported at one end side and the other end side of the cored bar 102a on the side plates 107L and 107R on the one end side and the other end side of the housing 107 via bearings 113, respectively. It is supported. At this time, a portion of the pressure roller 102 having the elastic layer 102b and the release layer 102c is located between the side plate 107L and the side plate 107R.

芯金102aの他端側にはギアGが同心一体に配設されている。このギアGに対して制御回路部70で制御される駆動モータM(図11)の駆動力が駆動伝達機構(不図示)を介して伝達される。これにより加圧ローラ102が駆動回転体として図1において矢印R102の反時計方向に所定の周速度で回転駆動される。   A gear G is disposed concentrically and integrally on the other end side of the cored bar 102a. The driving force of the drive motor M (FIG. 11) controlled by the control circuit unit 70 is transmitted to the gear G through a drive transmission mechanism (not shown). As a result, the pressure roller 102 is driven to rotate at a predetermined peripheral speed in the counterclockwise direction indicated by arrow R102 in FIG.

(2−3)加圧機構
図10は定着装置103の部分的な正面模式図であり、誘導加熱装置300とカバー部材114の部分は省略している。図1と図10を参照して、定着ユニット101は圧力付与部材104の側を下向きにして加圧ローラ102の上側において加圧ローラ102に実質平行に配列して筐体107の側板107L・107R間に配設されている。定着ユニット101の一端側と他端側のフランジ部材106Lと107Rは側板107Lと側板107Rの上下方向のガイド溝(不図示)に対して嵌め合わさるように係合している。
(2-3) Pressure Mechanism FIG. 10 is a partial schematic front view of the fixing device 103, and the induction heating device 300 and the cover member 114 are omitted. Referring to FIGS. 1 and 10, the fixing unit 101 is arranged substantially parallel to the pressure roller 102 on the upper side of the pressure roller 102 with the pressure applying member 104 facing downward, and the side plates 107L and 107R of the casing 107 are arranged. It is arranged in between. The flange members 106L and 107R on one end side and the other end side of the fixing unit 101 are engaged with each other so as to be fitted to the vertical guide grooves (not shown) of the side plate 107L and the side plate 107R.

この係合状態において、フランジ部材106Lのフランジ部106aは側板107Lの内側に位置し、被押圧部106cは側板107Lの外側に位置する。フランジ部材106Rのフランジ部106aは側板107Rの内側に位置し、被押圧部106cは側板107Rの外側に位置する。   In this engaged state, the flange portion 106a of the flange member 106L is located inside the side plate 107L, and the pressed portion 106c is located outside the side plate 107L. The flange portion 106a of the flange member 106R is located inside the side plate 107R, and the pressed portion 106c is located outside the side plate 107R.

これによりフランジ部材106L・106Rは、それぞれ、側板107L・107Rに対して上下方向にスライド移動可能に保持されている。即ち、定着ユニット101は全体に側板107L・107R間において加圧ローラ102に対して近づく方向と遠のく方向とに移動可能な自由度を有する。   Thus, the flange members 106L and 106R are held so as to be slidable in the vertical direction with respect to the side plates 107L and 107R, respectively. That is, the fixing unit 101 as a whole has a degree of freedom of movement between the side plates 107L and 107R in a direction closer to the pressure roller 102 and a direction away from the pressure roller 102.

フランジ部材106L・106Rの被押圧部106cはそれぞれ加圧バネ108L・108Rを有する加圧機構により押圧されて所定の加圧力を受ける。加圧バネ108L・108Rはそれぞれ被押圧部106cとバネ受け座109L・109Rとの間に縮設されている。フランジ部材106L・106Rは、それぞれ、加圧ステー104aの一端側と他端側の外方突出部104dに嵌着されているから、加圧ステー104aもフランジ部材106L・106Rを介してそれぞれ下方への所定の同等の加圧力が作用している。   The pressed portions 106c of the flange members 106L and 106R are pressed by pressure mechanisms having pressure springs 108L and 108R, respectively, and receive a predetermined pressure. The pressure springs 108L and 108R are respectively contracted between the pressed portion 106c and the spring receiving seats 109L and 109R. Since the flange members 106L and 106R are respectively fitted to the outward projecting portions 104d on one end side and the other end side of the pressure stay 104a, the pressure stay 104a is also moved downward via the flange members 106L and 106R, respectively. A predetermined equivalent pressure is applied.

これにより、圧力付与部材104と加圧ローラ102とが加圧ローラ102の弾性層102bの弾性に抗してベルト105を挟んで所定の加圧力をもって圧接する。本例の定着装置103においては、圧力付与部材104の下面がベルト105の内面に接触する摺動部材として機能している。そのため、ベルト105と加圧ローラ102との間にシート搬送方向Xに関して所定幅のニップ部(横パス)101bが形成される。図9の(a)は図1におけるニップ部101b部分の拡大模式図である。   As a result, the pressure applying member 104 and the pressure roller 102 are pressed against each other with a predetermined pressure while sandwiching the belt 105 against the elasticity of the elastic layer 102b of the pressure roller 102. In the fixing device 103 of this example, the lower surface of the pressure applying member 104 functions as a sliding member that contacts the inner surface of the belt 105. Therefore, a nip portion (lateral path) 101 b having a predetermined width in the sheet conveyance direction X is formed between the belt 105 and the pressure roller 102. FIG. 9A is an enlarged schematic view of the nip portion 101b portion in FIG.

(2−3)誘導加熱装置
誘導加熱装置300は、本実施例においては、筐体107の一端側と他端側の側版107L・107R間において、定着ユニット101の上側にベルト105の外面に対向して配置され、ベルト105を外側から非接触で電磁誘導加熱する加熱機構である。
(2-3) Induction Heating Device In this embodiment, the induction heating device 300 is disposed on the outer surface of the belt 105 on the upper side of the fixing unit 101 between the one side of the casing 107 and the side plates 107L and 107R on the other end. It is a heating mechanism that is arranged to face each other and electromagnetically heats the belt 105 from outside without contact.

誘導加熱装置300はベルト105の金属基層105aを誘導加熱する装置である。図1を参照して、誘導加熱装置300の内部に設けた励磁コイル(以下、コイルと記す)110は、リッツ線を横長・船底状にして巻き回してベルト105の周面の一部に対向するように配置されている。コイル110によって発生した磁界は、コイル110を覆う外側磁性体コア111とベルト105の基層105aを通過するので、外側に漏れることはない。   The induction heating device 300 is a device for induction heating the metal base layer 105 a of the belt 105. Referring to FIG. 1, an exciting coil (hereinafter referred to as a coil) 110 provided inside induction heating device 300 is wound with a litz wire in a horizontally long / bottom shape and faces a part of the circumferential surface of belt 105. Are arranged to be. Since the magnetic field generated by the coil 110 passes through the outer magnetic core 111 covering the coil 110 and the base layer 105a of the belt 105, it does not leak to the outside.

コイル110とコイル110を覆う外側磁性体コア111は、電気絶縁性の樹脂からなるケース(内側ケース)112に収容されている。ケース112の底板部はベルト105の上面部の外周面に倣う形状にされて、ベルト105の上面部の外周面に対して所定のギャップ(隙間)を介して対向している。本実施例においては、筐体107の上面板107Uが誘導加熱装置300のケース112の蓋板(外側ケース)として兼用されている。   The outer magnetic core 111 that covers the coil 110 and the coil 110 is housed in a case (inner case) 112 made of an electrically insulating resin. The bottom plate portion of the case 112 is shaped to follow the outer peripheral surface of the upper surface portion of the belt 105 and faces the outer peripheral surface of the upper surface portion of the belt 105 with a predetermined gap (gap) therebetween. In the present embodiment, the upper surface plate 107U of the housing 107 is also used as a cover plate (outer case) of the case 112 of the induction heating apparatus 300.

ベルト105の回転状態において、コイル110には制御回路部70で制御される電源装置(励磁回路)73(図11)から20〜50kHzの高周波電流を印加される。コイル110から発生した磁界はベルト105の基層105aを誘導発熱させる。   In the rotating state of the belt 105, a high frequency current of 20 to 50 kHz is applied to the coil 110 from a power supply device (excitation circuit) 73 (FIG. 11) controlled by the control circuit unit 70. The magnetic field generated from the coil 110 causes the base layer 105a of the belt 105 to generate heat.

(2−4)定着動作
定着装置103の定着シーケンス(定着処理)の動作は次のとおりである。制御回路部70は、所定の制御タイミングで駆動モータMを起動させて加圧ローラ102を図1における矢印R102の方向に所定の速度で回転駆動させる。加圧ローラ102が回転駆動されることで、ニップ部102bにおいてベルト105に加圧ローラ102との摩擦力で回転トルクが作用する。
(2-4) Fixing Operation The operation of the fixing sequence (fixing process) of the fixing device 103 is as follows. The control circuit unit 70 activates the drive motor M at a predetermined control timing to drive the pressure roller 102 to rotate at a predetermined speed in the direction of arrow R102 in FIG. When the pressure roller 102 is driven to rotate, a rotational torque acts on the belt 105 at the nip portion 102b by a frictional force with the pressure roller 102.

これにより、ベルト105はその内面を圧力付与部材104に密着させて摺動しながら、圧力付与部材104と加圧ステー104aの外回りを加圧ローラ102の速度とほぼ対応した速度で矢印のR105の方向に従動回転する。つまり、本実施例では、加圧ローラ102は、ベルト105を回転駆動する駆動ローラとしての機能を担っている。ベルト105の内周面と圧力付与部材104が摺動するため、ベルト105の内面にグリスを塗布して摺動抵抗を低減することが望ましい。   As a result, the belt 105 slides with its inner surface in close contact with the pressure applying member 104, and the outer circumference of the pressure applying member 104 and the pressure stay 104 a moves at a speed substantially corresponding to the speed of the pressure roller 102. Rotate following direction. That is, in this embodiment, the pressure roller 102 functions as a drive roller that rotationally drives the belt 105. Since the inner peripheral surface of the belt 105 and the pressure applying member 104 slide, it is preferable to apply grease to the inner surface of the belt 105 to reduce sliding resistance.

また、制御回路部70は電源装置73からコイル110に対する通電を開始する。この通電によりコイル110はベルト105の一部領域に磁界を発生させて加熱する。この領域がベルト105の加熱領域である。加熱によるベルト105の昇温は、加圧ステー104aに設けられた温度検知手段としてのサーミスタTH(図8、図11)によって検知される。制御回路部70はサーミスタTHで検知されるベルト105の裏面の温度に基づいて、それが目標設定温度に昇温して温調されるようにコイル110に対する供給電力を制御する。本実施例における目標設定温度は約170℃である。   In addition, the control circuit unit 70 starts energization of the coil 110 from the power supply device 73. By this energization, the coil 110 generates a magnetic field in a partial region of the belt 105 and heats it. This area is a heating area of the belt 105. The temperature rise of the belt 105 due to heating is detected by a thermistor TH (FIGS. 8 and 11) as temperature detecting means provided in the pressure stay 104a. Based on the temperature of the back surface of the belt 105 detected by the thermistor TH, the control circuit unit 70 controls the power supplied to the coil 110 so that the temperature is adjusted to the target set temperature. The target set temperature in this embodiment is about 170 ° C.

上記の定着装置状態において、画像形成部2(図7)の二次転写部側から未定着トナー像Sを担持したシートPが定着装置103側に搬送される。そしてシートPがニップ部101cの入口101cに導入され、ニップ部101bで挟持搬送される。   In the above fixing device state, the sheet P carrying the unfixed toner image S is conveyed from the secondary transfer unit side of the image forming unit 2 (FIG. 7) to the fixing device 103 side. Then, the sheet P is introduced into the inlet 101c of the nip portion 101c, and is nipped and conveyed by the nip portion 101b.

シートPはニップ部101bを挟持搬送される過程で、加熱されたベルト105により加熱される。未定着トナー画像Sはベルト105の熱によって溶融され、またニップ部101bにかかっている圧力によってシートPに定着される。ニップ部101bを通過したシートPはガイド部材13、排紙ローラ対14によって排出トレイ15上に排出される。本実施例では上述した工程を定着処理と呼ぶ。   The sheet P is heated by the heated belt 105 in the process of nipping and conveying the nip portion 101b. The unfixed toner image S is melted by the heat of the belt 105 and is fixed to the sheet P by the pressure applied to the nip portion 101b. The sheet P that has passed through the nip portion 101 b is discharged onto the discharge tray 15 by the guide member 13 and the discharge roller pair 14. In the present embodiment, the above-described process is called a fixing process.

(3)ダストDの発生
次に、トナーSに含有された離型剤(以下、ワックスと称する)に起因する微粒子(以下、ダストDと称する)の発生と、ダストDの性質について説明する。
(3) Generation of Dust D Next, generation of fine particles (hereinafter referred to as dust D) caused by a release agent (hereinafter referred to as wax) contained in the toner S and properties of the dust D will be described.

(3−1)トナーに含有されるワックス
上述したように定着装置103は、シートPに高温のベルト105を接触させることでシートPにトナー画像を定着させている。このような構成を用いて定着処理を行う場合、定着処理時に一部のトナーSがベルト105に転移(付着)してしまうことがある。これをオフセット現象と呼ぶ。オフセット現象は画像不良の原因となるためこれを解決することが望ましい。
(3-1) Wax Contained in Toner As described above, the fixing device 103 fixes the toner image on the sheet P by bringing the high-temperature belt 105 into contact with the sheet P. When the fixing process is performed using such a configuration, a part of the toner S may be transferred (attached) to the belt 105 during the fixing process. This is called an offset phenomenon. Since the offset phenomenon causes image defects, it is desirable to solve this.

そこで本実施例では、トナー画像の形成に用いるトナーSにワックス(離型剤)を内包させている。このトナーSは、加熱されると内部のワックスが溶解して染み出す構成となっている。そのため、このトナーSによって形成された画像に定着処理を施すと、溶解したワックスによってベルト105の表面が覆われる。表面がワックスによって覆われたベルト105は、ワックスの離型作用により、トナーSが付着し難くなる。   In this embodiment, therefore, wax (release agent) is included in the toner S used for forming the toner image. The toner S is configured so that the internal wax dissolves and exudes when heated. Therefore, when a fixing process is performed on the image formed with the toner S, the surface of the belt 105 is covered with the dissolved wax. The belt 105 whose surface is covered with wax makes it difficult for the toner S to adhere due to the releasing action of the wax.

なお、本実施例では純粋なワックスの他に、ワックスの分子構造を含んだ化合物をワックスと呼んでいる。例えば、トナーの樹脂分子と炭化水素鎖等のワックス分子構造が反応した化合物もワックスと称する。また、離型剤としては、ワックスの他にシリコンオイル等の離型作用を有する物質を用いてもよい。   In this embodiment, in addition to pure wax, a compound containing the molecular structure of wax is called wax. For example, a compound in which a resin molecule of a toner reacts with a wax molecular structure such as a hydrocarbon chain is also referred to as a wax. Moreover, as a mold release agent, you may use the substance which has mold release effects, such as silicone oil, besides wax.

ワックスは、ベルト105が目標温度Tpに維持されている場合、ニップ部101bにおいて瞬時に溶解してトナーSから染み出すものを用いることができる。本実施例では、目標温度Tpが170℃であるのに対して、融点Tmが75℃であるパラフィンワックスを用いた。   As the wax, when the belt 105 is maintained at the target temperature Tp, a wax that melts instantaneously at the nip portion 101b and exudes from the toner S can be used. In this example, paraffin wax having a melting point Tm of 75 ° C. was used while the target temperature Tp was 170 ° C.

なお、ワックスが溶融する際、一部のワックスは気化(揮発)してしまう。これは、ワックスが含有する分子成分の大きさにバラつきがあるためであると考えられる。つまり、ワックスには、鎖が短く沸点の低い低分子成分と、鎖が長く沸点の高い高分子成分が含まれており、沸点の低い低分子成分が先に気化すると考えられる。   When the wax melts, some of the wax is vaporized (volatilized). This is considered to be because the size of molecular components contained in the wax varies. That is, the wax contains a low molecular component having a short chain and a low boiling point, and a high molecular component having a long chain and a high boiling point, and it is considered that the low molecular component having a low boiling point is vaporized first.

気化(ガス化)したワックス成分が空気中で冷やされると、数nm〜数百nm程度の微粒子(ダストD)が発生する。但し、発生する微粒子の多くは数nm〜数十nmの粒径であると推察される。これはダストを測定することによって確認することができる。   When the vaporized (gasified) wax component is cooled in the air, fine particles (dust D) of about several nm to several hundred nm are generated. However, it is assumed that many of the generated fine particles have a particle size of several nm to several tens of nm. This can be confirmed by measuring dust.

なお、ダスト測定は米TSI社製の高速応答型パーティクルサイザー(FMPS)を用いて行った。このFMPSは、粒径分布と個数濃度(個/cm3)、重量濃度(μg/m3)を測定することができる。本発明では、FMPSで測定可能な粒径5.6nm以上560nm以下の微粒子を離型剤に起因する所定の粒径の粒子(ダスト)Dとしている。 The dust measurement was performed using a high-speed response type particle sizer (FMPS) manufactured by TSI. This FMPS can measure the particle size distribution, the number concentration (pieces / cm 3 ), and the weight concentration (μg / m 3 ). In the present invention, fine particles having a particle size of 5.6 nm or more and 560 nm or less that can be measured by FMPS are used as particles (dust) D having a predetermined particle size caused by the release agent.

このダストDは粘着性を有するワックス成分であり、プリンタ1(図7)の内部構成の各所に付着しやすい。例えば、定着装置103の熱に起因する上昇気流によってダストDがガイド部材13や排出ローラ対14の周辺まで運ばれた場合、ガイド部材13や排出ローラ対14にワックスが付着・体積し、固着してしまう虞がある。ガイド部材13や排出ローラ対14がワックスで汚れていると、シートPにワックスが付着して画像不良の発生原因となる。また、定着装置103周辺の雰囲気を排気する排気(排熱)機構に設置されたガスフィルタ600に付着して目詰まりを起こす恐れがある。   This dust D is a wax component having adhesiveness and easily adheres to various parts of the internal configuration of the printer 1 (FIG. 7). For example, when the dust D is carried to the periphery of the guide member 13 and the discharge roller pair 14 due to the rising air flow caused by the heat of the fixing device 103, the wax adheres to the guide member 13 and the discharge roller pair 14 and the volume is fixed. There is a risk that. If the guide member 13 and the discharge roller pair 14 are soiled with wax, the wax adheres to the sheet P and causes image defects. Further, there is a risk of clogging by adhering to the gas filter 600 installed in an exhaust (exhaust heat) mechanism that exhausts the atmosphere around the fixing device 103.

(3−2)定着処理に伴いワックスから発生する粒子(ダスト)
本発明者等の検討によれば、上述したダストDの多くは定着装置103のニップ部101bのシート入口部101cの近傍に存在することが分かった。また、ダストDは、気温が高い状況では大粒径化して近傍部材に付着しやすくなることが分かった。以下、詳細に説明する。
(3-2) Particles (dust) generated from wax during fixing processing
According to the study by the present inventors, it has been found that most of the dust D described above exists in the vicinity of the sheet inlet portion 101 c of the nip portion 101 b of the fixing device 103. Further, it was found that the dust D has a large particle size and easily adheres to neighboring members when the temperature is high. Details will be described below.

(3−2−1)ダストの性質
ワックスに起因するダストの性質として、高温下で大粒径化する性質と、大粒径化したダストDが周辺の固形物に付着する性質が挙げられる。図12の(a)はダストの合体現象を説明するための図、(b)はダストの付着現象を説明する模式図である。
(3-2-1) Properties of Dust Properties of dust caused by wax include properties that increase the particle size at high temperatures and properties that dust D that has increased in size adheres to surrounding solids. (A) of FIG. 12 is a figure for demonstrating the coalescence phenomenon of dust, (b) is a schematic diagram explaining the adhesion phenomenon of dust.

図12の(a)に示すように、加熱源20aの上に沸点が150〜200℃の高沸点物質20を置き、200℃前後に加熱すると、高沸点物質20から揮発物21aが発生する。揮発物21aは常温空気に触れると直ちに沸点温度以下となって空気中で凝縮し、数nm〜数十nm程度の粒径の微小微粒子21bに変化する。この現象は、水蒸気が露点温度を下回ると、微小水滴になって霧を発生させる現象と同じものである。   As shown to (a) of FIG. 12, when the high boiling point substance 20 whose boiling point is 150-200 degreeC is set | placed on the heating source 20a and it heats around 200 degreeC, the volatile matter 21a will generate | occur | produce from the high boiling point substance 20. FIG. When the volatile material 21a comes into contact with room temperature air, the volatile material 21a immediately becomes a boiling point temperature or less, condenses in the air, and changes to fine particles 21b having a particle diameter of about several nm to several tens of nm. This phenomenon is the same as the phenomenon in which when water vapor falls below the dew point temperature, it becomes minute water droplets and generates mist.

この時、気中におけるガスの凝集/粒子化は、気中温度が高いほど阻害され易い。これは気中温度が高いほどガスの蒸気圧が上がり、ガス分子は気体状態を維持し易いからである。そのため、気中温度が高くなるにつれて微小微粒子21bの生成個数は少なくなっていく。   At this time, the aggregation / particulation of gas in the air is more likely to be inhibited as the air temperature is higher. This is because the higher the air temperature, the higher the gas vapor pressure, and the easier it is for gas molecules to maintain a gaseous state. Therefore, the number of fine particles 21b generated decreases as the air temperature increases.

また、気中に存在するガスは既に生成された微小微粒子21bの周りに集まって凝集し易い。これは、ガス分子が凝集して新たに微小微粒子21bを生成するのに必要なエネルギーに比べて、ガス分子が微小微粒子21bの周囲に凝集するのに必要なエネルギーの方が、より低いためである。   Further, the gas present in the air tends to gather around the already generated fine particles 21b and aggregate. This is because the energy required for the gas molecules to agglomerate around the microparticles 21b is lower than the energy required for the gas molecules to aggregate and newly generate the microparticles 21b. is there.

また、微小微粒子21bは、ブラウン運動により空気中を移動しているため、互いに衝突して合体し、より大きな粒径の微粒子21cに成長することが知られている。この成長は、微小微粒子21bが活発に移動すればするほど、言い換えると気中温度が高温状態(ブラウン運動が強くなる)にあればあるほど、促進される。結果として、ベルト105から発生する微粒子は、ベルト105近辺の空間温度が高いほどの粒径が大きくなり且つ個数が減少する。   Further, since the fine particles 21b move in the air by Brownian motion, it is known that they collide with each other and coalesce to grow into particles 21c having a larger particle size. This growth is promoted as the fine particles 21b move more actively, in other words, as the air temperature is in a higher temperature state (Brownian motion becomes stronger). As a result, the fine particles generated from the belt 105 increase in particle size and decrease in number as the space temperature near the belt 105 increases.

なお微粒子の大型化は、微粒子が一定サイズ以上になると次第に鈍化して止まる。これは、合体によって微粒子が大型化するとブラウン運動が不活発になり、粒子同士の衝突頻度が減るためだと推定される。   The increase in the size of the fine particles gradually slows down and stops when the fine particles become a certain size or more. This is presumably because Brownian motion becomes inactive when the size of the particles increases due to coalescence, and the collision frequency between particles decreases.

次に、図12の(b)を用いて、微粒子の付着について説明する。微小微粒子21bとこれより大きな微粒子21cを含んだ空気αが、気流22に沿って壁23に向かった場合、微小微粒子21bよりも大きな微粒子21cの方が壁23に付着しやすい。これは、微粒子21cの方が、慣性力が大きく、壁23に勢いよく衝突するためであると推定される。   Next, the adhesion of fine particles will be described with reference to FIG. When the air α including the fine particles 21b and the fine particles 21c larger than the fine particles 21b travels toward the wall 23 along the air flow 22, the fine particles 21c larger than the fine particles 21b are more likely to adhere to the wall 23. This is presumably because the fine particles 21c have a larger inertial force and collide with the wall 23 more vigorously.

従って、ベルト105の近傍の雰囲気を高温に保ってダストDの大粒径化を促進すればするほど、ダストDは定着装置103内の構成(大半はベルト105)に付着しやすくなる。そのため、ダストDの大粒径化を促進されているほど結果的にダストDは定着装置103外に拡散され難くなる。   Accordingly, as the atmosphere in the vicinity of the belt 105 is maintained at a high temperature to increase the particle size of the dust D, the dust D is more likely to adhere to the configuration in the fixing device 103 (mostly the belt 105). For this reason, the dust D is more difficult to diffuse out of the fixing device 103 as the increase in the particle size of the dust D is promoted.

このように、ダストDは高温下で合体が促進されて大粒径化する性質と、大粒径化によって周辺物体に付着し易くなるという二つの性質を持っている。なおダストDの合体のし易さは、ダストDの成分と温度、濃度に依存する。例えば、ダストDの濃度が高いほどダストD同士の衝突確率が上がり、ダストDの粘度が低いほどダストD同士は合体し易くなる。   As described above, the dust D has two properties, that is, coalescence is promoted at a high temperature and the particle size is increased, and that the particle size is easily adhered to a peripheral object. Note that the ease of coalescence of the dust D depends on the component, temperature, and concentration of the dust D. For example, the higher the concentration of the dust D, the higher the collision probability between the dusts D, and the lower the viscosity of the dust D, the easier it is for the dusts D to merge.

(3−2−2)ダストDの発生箇所
次に、ダストDの発生箇所について、図13〜図15に基づいて説明する。図13は定着処理の進行に伴い拡大するベルト105上のワックス付着領域の様子を示す図である。図14は、ワックスの付着領域とダストDの発生領域の関係を示す図である。図15はベルト105の周辺の気流の流れを説明する図である。
(3-2-2) Dust D Generation Location Next, the dust D generation location will be described with reference to FIGS. FIG. 13 is a diagram showing a state of the wax adhesion area on the belt 105 that expands as the fixing process proceeds. FIG. 14 is a diagram illustrating a relationship between a wax adhesion region and a dust D generation region. FIG. 15 is a diagram for explaining the flow of airflow around the belt 105.

本発明者等が検証したところ、定着装置103から発生するダストDは、ニップ部101bのシート搬送方向下流側よりもニップ部101bのシート搬送方向上流側において発生量が多いことが分かった。以下そのメカニズムについて説明する。   As a result of verification by the inventors, it has been found that the amount of dust D generated from the fixing device 103 is larger on the upstream side in the sheet conveyance direction of the nip portion 101b than on the downstream side in the sheet conveyance direction of the nip portion 101b. The mechanism will be described below.

ニップ部101bを通過した直後のベルト105の表面(離型層105d)はシートPによって熱を奪われているため、その温度は100℃程度まで低下している。一方で、ベルト105の内面・裏面(基層105a)の温度は誘導発熱により高温に保たれている。そのためベルト105がニップ部101bを通過した後、高温に保たれた基層105aの熱が、プライマ層105bと弾性層105cを経由して離型層105dに伝わっていく。   Since the surface (release layer 105d) of the belt 105 immediately after passing through the nip portion 101b is deprived of heat by the sheet P, its temperature is lowered to about 100 ° C. On the other hand, the temperature of the inner surface / back surface (base layer 105a) of the belt 105 is kept high by induction heat generation. Therefore, after the belt 105 passes through the nip portion 101b, the heat of the base layer 105a maintained at a high temperature is transmitted to the release layer 105d via the primer layer 105b and the elastic layer 105c.

その為、ベルト105の表面(離型層105d)の温度は、ベルト105がR105方向に回転する過程で、ニップ部101bを通過した後に上昇してゆき、ニップ部101bのシート入口側付近で最も高い温度に達する。   Therefore, the temperature of the surface of the belt 105 (the release layer 105d) rises after passing through the nip portion 101b in the process of the belt 105 rotating in the R105 direction, and is the highest near the sheet entrance side of the nip portion 101b. A high temperature is reached.

一方、シートP上のトナーSから染み出したワックスは、定着処理が行われるときにベルト105とトナー像の界面に介在する。その後、ワックスの一部はベルト105に付着する。図13に示すようにシートPの先端側の一部がニップ部101bを通過した段階では、トナーSからベルト105に移行したワックスは領域135aに存在している。この領域ではベルト105の温度が低くワックスが揮発し難いためダストDはほとんど発生しない。   On the other hand, the wax that exudes from the toner S on the sheet P is present at the interface between the belt 105 and the toner image when the fixing process is performed. Thereafter, a part of the wax adheres to the belt 105. As shown in FIG. 13, at the stage where a part of the leading end side of the sheet P passes through the nip portion 101b, the wax transferred from the toner S to the belt 105 exists in the region 135a. In this region, since the temperature of the belt 105 is low and the wax is difficult to volatilize, dust D is hardly generated.

シートPがニップ部101bを進行すると、ワックスはベルト105の略全周(領域135b)に存在した状態となる。このうち、領域135cではベルト105が高温になっているため、ワックスが揮発し易い。そして、領域135cから揮発したワックスが凝縮するとダストDが発生する。そのため、領域135cの近傍、すなわちニップ部101bのシート入口付近(上流側)には多くのダストDが存在する。   As the sheet P advances through the nip portion 101b, the wax is in a state of being present on substantially the entire circumference (region 135b) of the belt 105. Among these, in the region 135c, since the belt 105 is at a high temperature, the wax tends to volatilize. Then, dust D is generated when the volatilized wax from the region 135c condenses. Therefore, a large amount of dust D exists in the vicinity of the region 135c, that is, in the vicinity of the sheet entrance (upstream side) of the nip portion 101b.

また、ニップ部101bのシート入口付近のダストDは、図15に示すエアフローによって矢印W方向に拡散していく。詳細に説明すると次の通りである。図15に示すように、ベルト105がR105方向に回転していると、ベルト105の表面付近にはR105方向に沿ったエアフローF1が発生する。また、シートPがX方向に沿って搬送されるとシートPの搬送方向Xに沿ったエアフローF2が発生する。ニップ部101bのシート入口付近においてエアフローF1とエアフローF2が衝突すると、ニップ部101bから離れていく方向(W方向)に沿ってエアフローF3が発生する。   Further, the dust D in the vicinity of the sheet entrance of the nip portion 101b is diffused in the arrow W direction by the air flow shown in FIG. This will be described in detail as follows. As shown in FIG. 15, when the belt 105 rotates in the R105 direction, an air flow F1 along the R105 direction is generated near the surface of the belt 105. Further, when the sheet P is transported along the X direction, an air flow F2 along the transport direction X of the sheet P is generated. When the airflow F1 and the airflow F2 collide in the vicinity of the sheet entrance of the nip portion 101b, an airflow F3 is generated along a direction away from the nip portion 101b (W direction).

図16は定着装置103周辺の熱気流解析の結果を示す。図16は、エアフローF3が向かう先を示している。エアフローF3は、ニップ部101bのシート入口近傍から離れた後、カバー部材114と筐体112の上面板112U(筐体112の上面側)の間を流れるエアフローF3Aと、定着装置103外に流れるエアフローF3Bに分かれる。   FIG. 16 shows the result of thermal air flow analysis around the fixing device 103. FIG. 16 shows the destination of the airflow F3. The airflow F3 is separated from the vicinity of the sheet entrance of the nip portion 101b, and then flows between the cover member 114 and the upper surface plate 112U (the upper surface side of the housing 112) of the housing 112, and the airflow that flows outside the fixing device 103. Divided into F3B.

エアフローF3に対するエアフローF3Aと同F3Bの流量比は、カバー部材114と筐体112の上面板112Uと間の距離d[mm]の最小値によって決まる。図17に熱気流解析結果から得られた、距離dと、エアフローF3に対するエアフローF3Aの流量比c(ニップ部101bからのエアフローF3がカバー部材114の過部に向う割合)を示す。   The flow ratio of the air flows F3A and F3B to the air flow F3 is determined by the minimum value of the distance d [mm] between the cover member 114 and the upper surface plate 112U of the housing 112. FIG. 17 shows the distance d and the flow ratio c of the airflow F3A to the airflow F3 (the ratio of the airflow F3 from the nip portion 101b toward the excessive portion of the cover member 114) obtained from the thermal airflow analysis result.

流量比cが1のとき、エアフローF3が100%エアフローF3Aに向かうことを意味する。距離dが大きくなるほど流量比cが増加する。つまり、距離dが大きくなるほど、エアフローF3からの流れが、エアフローF3A方向に流れやすくなる。例えば、距離dが3mmのとき、流量比cは0.5となり、距離dが5.8mmのとき流量比cは0.9となる。図17に示す曲線は以下の式1となる。   When the flow rate ratio c is 1, it means that the air flow F3 goes to the 100% air flow F3A. As the distance d increases, the flow rate ratio c increases. That is, the greater the distance d, the easier the flow from the airflow F3 flows in the direction of the airflow F3A. For example, when the distance d is 3 mm, the flow rate ratio c is 0.5, and when the distance d is 5.8 mm, the flow rate ratio c is 0.9. The curve shown in FIG.

(4)ダストDの回収構成
以上で述べたダストDの性質を踏まえて、ダストDの回収構成を説明する。本実施例においてはダストDの回収構成は、カバー部材114と筐体112の間に位置し、離型剤に起因する所定の粒径の粒子を回収するためのフィルタ51を有する。また、カバー部材114と筐体112の上面側と間のエアを、上記のフィルタ51を介して吸引する吸気部61を有する。また、上記のフィルタ51と吸気部61とカバー部材114との間に配置されたダクト52を有する。
(4) Dust D Recovery Configuration Based on the properties of dust D described above, the dust D recovery configuration will be described. In the present embodiment, the dust D collecting configuration includes a filter 51 that is located between the cover member 114 and the housing 112 and that collects particles having a predetermined particle diameter caused by the release agent. In addition, an air intake portion 61 that sucks air between the cover member 114 and the upper surface side of the housing 112 through the filter 51 is provided. Further, a duct 52 is provided between the filter 51, the intake section 61, and the cover member 114.

即ち、横パスの定着装置は定着装置からの熱気流により、上方向に気流が発生する。そのためダストDも熱気流に沿って上方へ移動する。定着装置上方にはエンクロージャのためのカバー部材114が存在し、カバー部材下方に気流が滞留する。そこで、カバー部材下部に対流するダストDを含んだエアを長尺の不織布フィルタ51を介して回収することでダスト低減対策となる。   That is, the lateral path fixing device generates an upward airflow due to the hot airflow from the fixing device. Therefore, the dust D also moves upward along the hot air flow. A cover member 114 for the enclosure exists above the fixing device, and an air current stays below the cover member. Then, it becomes a dust reduction measure by collect | recovering the air containing the dust D which convects to a cover member lower part via the elongate nonwoven fabric filter 51. FIG.

(4−1)フィルタの構成
図2は図1におけるフィルタ51とカバー部材114の配置関係を説明する図である。図3はカバー部材114周辺部の分解斜視図である。
(4-1) Configuration of Filter FIG. 2 is a diagram illustrating the positional relationship between the filter 51 and the cover member 114 in FIG. FIG. 3 is an exploded perspective view of the periphery of the cover member 114.

ダストDはエアフローF3Aにより、筐体112とカバー部材114の間に移動する。カバー部材114の下部に到達したダストDを回収するために、カバー部材114の下部にフィルタ51を備えている。フィルタ51は長尺状の面フィルタであり、吸気部としてのファン61により吸気されることで、カバー部材114の下部のエアを濾過することができる。フィルタ51とファン61の間には、ダクト52とカバー部材114により密閉することで、隙間からエアが濾過されずに排気されることを防止する。   The dust D moves between the housing 112 and the cover member 114 by the airflow F3A. In order to collect the dust D that has reached the bottom of the cover member 114, a filter 51 is provided at the bottom of the cover member 114. The filter 51 is a long surface filter, and the air under the cover member 114 can be filtered by being sucked by a fan 61 as an air intake. Sealing between the filter 51 and the fan 61 by the duct 52 and the cover member 114 prevents air from being exhausted without being filtered from the gap.

また、図6にフィルタの幅方向に関する要部斜視図を示す。フィルタ51の長手方向長さ(ベルト105の回転軸方向と同じ方向の)である長さ範囲Aの少なくとも一部が、同方向における画像形成領域の長さである長さ範囲Bと重複する。ダストDはシートP上に形成されたトナー画像からベルト105に移行したワックスから発生するため、ダストを確実に吸引できる範囲である長さ範囲Aの少なくとも一部が、長さ範囲Bと重複している必要がある。   FIG. 6 is a perspective view of a main part in the width direction of the filter. At least a part of the length range A which is the length in the longitudinal direction of the filter 51 (in the same direction as the rotation axis direction of the belt 105) overlaps with the length range B which is the length of the image forming region in the same direction. Since the dust D is generated from the wax transferred from the toner image formed on the sheet P to the belt 105, at least a part of the length range A that is a range where dust can be reliably sucked overlaps the length range B. Need to be.

本実施例では、長さ範囲Aを350mmとしている。しかし、長さ範囲Aが使用頻度の高いA4サイズシートの標準的な最大画像幅である200mm(A4サイズシートの長手方向を搬送方向に一致させた時)を超えていれば、実際の使用条件において効果的にダスト低減を図ることができる。   In this embodiment, the length range A is 350 mm. However, if the length range A exceeds 200 mm (when the longitudinal direction of the A4 size sheet coincides with the conveying direction), which is a standard maximum image width of an A4 size sheet that is frequently used, actual use conditions It is possible to effectively reduce dust.

一方で長さ範囲Aをさらに長くすれば、より大きな幅サイズのシートに対応できるだけでなく、ダストが周辺のエアフロー等によって画像形成領域の外側に拡散した場合でも、ダストをフィルタ51によって確実に回収することができる。しかし長さ範囲Aを長くすぎると、フィルタ51はダスト発生領域の外側にあるクリーンなエアを吸引してしまい、フィルタ51のダスト吸引効率を低下させてしまう。   On the other hand, if the length range A is further increased, not only can a sheet of a larger width be accommodated, but even if dust is diffused outside the image forming area due to surrounding airflow or the like, the dust is reliably collected by the filter 51. can do. However, if the length range A is too long, the filter 51 sucks clean air outside the dust generation area, and reduces the dust suction efficiency of the filter 51.

以上の考察より、長さ範囲Aの上限は、一般的な電子写真式画像形成装置において使用可能な最大サイズシートの最大画像幅に、その外側にダストが拡散する可能性がある領域の長さを足した値にすれば良いとわかる。   Based on the above consideration, the upper limit of the length range A is the maximum image width of the maximum size sheet that can be used in a general electrophotographic image forming apparatus, and the length of the area where dust may diffuse outside. It can be understood that the value obtained by adding

例えばA3サイズシートの短手方向幅297mmから端部の空白領域(非画像領域)約5mmを除いた287mmを最大画像幅とした場合を考える。この場合は、その外側に約100mm離れた位置までダストが拡散すると仮定すれば、長さ範囲Aの上限は、287mmに200mm(=100mm×2)を足した値である487mmに若干の余裕を持たせた500mmとするのが適切である。   For example, let us consider a case where the maximum image width is 287 mm, which is obtained by excluding a blank area (non-image area) of about 5 mm from the lateral width 297 mm of an A3 size sheet. In this case, assuming that dust diffuses to a position about 100 mm away from the outside, the upper limit of the length range A has a slight margin of 487 mm, which is a value obtained by adding 200 mm (= 100 mm × 2) to 287 mm. It is appropriate to make it 500 mm.

以上をまとめると、長さ範囲Aは、使用するシートの幅サイズとエアフローによるダストの拡散程度を考慮して、200mm以上500mm以下の範囲から適宜選択されれば良いとわかる。ただし、A4サイズシートより小さいハガキサイズ等の小サイズシートを主に用いる場合、長さ範囲Aは200mmより短い値に設定されるべきである。   In summary, it can be understood that the length range A may be appropriately selected from a range of 200 mm to 500 mm in consideration of the width size of the sheet to be used and the degree of dust diffusion due to airflow. However, when mainly using a small size sheet such as a postcard size smaller than the A4 size sheet, the length range A should be set to a value shorter than 200 mm.

以上で述べたように、フィルタ51はベルト105の長手方向に延伸する形状を有しているが、このような形状とすることにより、フィルタ51を通過するエアの通過風速を長手方向で均一にすることができる。換言すると、通気抵抗体であるフィルタ51を配置することで、フィルタ51の背面領域の全域を一定の負圧に保つことができる。すなわち図3に示すポイント53aと53bと53cの負圧は、略同じ値になっている。これは、フィルタ51の通気抵抗が、ダクト52内の通気抵抗よりも格段に大きいためである。   As described above, the filter 51 has a shape extending in the longitudinal direction of the belt 105. By adopting such a shape, the passing air velocity of the air passing through the filter 51 is made uniform in the longitudinal direction. can do. In other words, by disposing the filter 51 that is a ventilation resistor, the entire back region of the filter 51 can be maintained at a constant negative pressure. That is, the negative pressures at the points 53a, 53b, and 53c shown in FIG. 3 are substantially the same value. This is because the ventilation resistance of the filter 51 is much larger than the ventilation resistance in the duct 52.

ポイント53aと53bと53cの負圧が同レベルであれば、フィルタ51に吸引されるエアの風速は、フィルタ51の全面にわたって均一化される。風速が均一化された結果、フィルタ51は、ベルト105から発生するダストDを効率良く(最小限の風量で)回収することができる。   If the negative pressures at the points 53a, 53b, and 53c are at the same level, the wind speed of the air sucked into the filter 51 is made uniform over the entire surface of the filter 51. As a result of the uniform wind speed, the filter 51 can efficiently collect the dust D generated from the belt 105 (with a minimum air volume).

(4−1−1)フィルタの性質
フィルタ51は、通過するエアからダストDを濾過(回収、除去)するための濾過部材である。ワックスに起因するダストDを回収する場合、フィルタ51は、静電不織布フィルタであることが望ましい。静電不織布フィルタとは静電気を保持した繊維を不織布状に形成したもので、ダストDを高効率で濾過することができる。
(4-1-1) Properties of the filter The filter 51 is a filtering member for filtering (collecting and removing) the dust D from the passing air. When collecting the dust D caused by the wax, the filter 51 is preferably an electrostatic nonwoven fabric filter. The electrostatic nonwoven fabric filter is a non-woven fabric formed of fibers that retain static electricity, and can filter dust D with high efficiency.

静電不織布フィルタは、繊維が高密度であるほど濾過性能が高いが、半面、圧力損失が大きくなりやすい。この関係は静電不織布の厚さを厚くした場合も同様である。また繊維の帯電強度(静電気の強さ)を高くすれば、圧力損失を一定にしたまま濾過性能を向上させることができる。静電不織布の厚さと繊維密度、及び繊維の帯電強度は、フィルタに求められる濾過性能に応じて適宜設定することが望ましい。   The electrostatic nonwoven fabric filter has higher filtration performance as the fiber density is higher, but on the other hand, pressure loss tends to increase. This relationship is the same when the thickness of the electrostatic nonwoven fabric is increased. Moreover, if the charging strength (static strength) of the fiber is increased, the filtration performance can be improved while keeping the pressure loss constant. It is desirable that the thickness and fiber density of the electrostatic nonwoven fabric and the charging strength of the fibers are appropriately set according to the filtration performance required for the filter.

ただし、帯電強度は技術的に上限があり、静電不織布の性能を調整するときは繊維密度と厚さを変えることによって行う。たとえば繊維密度と厚さを上げる等すればダストの濾過率をさらに高めることができる。   However, there is a technical upper limit on the charging strength, and when adjusting the performance of the electrostatic nonwoven fabric, it is performed by changing the fiber density and thickness. For example, the dust filtration rate can be further increased by increasing the fiber density and thickness.

図18に、本実施例における静電不織布フィルタの性能を示す。図18は、本実施例における静電不織布フィルタの圧力損失P[Pa]とダストDの濾過率αの関係を示す。濾過率αが1のときダストを100%濾過できることを意味する。圧力損失Pが大きくなるほど、濾過率αが増加する。例えば、圧力損失Pが43Paのとき、濾過率αは0.5となり、圧力損失Pが143Paのとき、濾過率αは0.9となる。図18に示す曲線は以下の式2となる。   In FIG. 18, the performance of the electrostatic nonwoven fabric filter in a present Example is shown. FIG. 18 shows the relationship between the pressure loss P [Pa] of the electrostatic nonwoven fabric filter and the filtration rate α of dust D in this example. When the filtration rate α is 1, it means that dust can be filtered 100%. As the pressure loss P increases, the filtration rate α increases. For example, when the pressure loss P is 43 Pa, the filtration rate α is 0.5, and when the pressure loss P is 143 Pa, the filtration rate α is 0.9. The curve shown in FIG.

なお、排気エア中のトナーを濾過しようとした場合、静電不織布はトナー濾過率0.9以上のとき、圧力損失が10Pa以下で用いられる。したがって、本実施例のフィルタ51は圧力損失が比較的大きな静電不織布を用いていると言える。   When attempting to filter the toner in the exhaust air, the electrostatic nonwoven fabric is used at a pressure loss of 10 Pa or less when the toner filtration rate is 0.9 or more. Therefore, it can be said that the filter 51 of this embodiment uses an electrostatic nonwoven fabric having a relatively large pressure loss.

以上述べたフィルタ51の圧力損失は、マルチノズルファン風量測定装置F−401(ツクバリカセイキ)により測定した。フィルタ51のダスト濾過率はフィルタ51の上流と下流のダスト濃度をTSI社Fast Mobility Particle Sizer(FMPS)を用いて測定することにより求めた。上流と下流の濃度差を上流の濃度で割って、百分率で表現した数値がダストの濾過率である。   The pressure loss of the filter 51 described above was measured by a multi-nozzle fan air flow measuring device F-401 (Tsukubarika Seiki). The dust filtration rate of the filter 51 was determined by measuring the dust concentration upstream and downstream of the filter 51 using Fast Mobility Particle Sizer (FMPS) manufactured by TSI. The difference between the upstream and downstream concentration is divided by the upstream concentration, and the numerical value expressed as a percentage is the dust filtration rate.

ほぼ平面状の不織布フィルタを使うメリットをまとめると次のとおりである。不織布フィルタの通気抵抗によって、不織布フィルタを通過するエアフローを均一化する。エアフロー均一化によって、ダストDの吸引効率を上げ、エアフロー量を減少化できる(エアフローが多いとベルト近傍を冷やす為、ダスト発生量が増大してしまう)。ダクト52の一部がフィルタ支持部となることで、フィルタ設置スペースを減少化できる。   The advantages of using a substantially flat nonwoven fabric filter are summarized as follows. The airflow passing through the nonwoven fabric filter is made uniform by the ventilation resistance of the nonwoven fabric filter. By making the air flow uniform, the suction efficiency of the dust D can be increased and the amount of air flow can be reduced (if there is too much air flow, the vicinity of the belt is cooled, so the amount of dust generated increases). Since a part of the duct 52 serves as a filter support portion, a filter installation space can be reduced.

また、不織布フィルタの幅は前記のようにシートPの画像形成領域をカバーする長さに設定されている。不織布フィルタはトナー像からベルトに移行したワックスから発生するダストを、確実に吸引/濾過することができる。   The width of the nonwoven fabric filter is set to a length that covers the image forming area of the sheet P as described above. The nonwoven fabric filter can reliably suck / filter dust generated from the wax transferred from the toner image to the belt.

(5)フィルタ構成
上述したように、本実施例において、ダストDを含んだエアF3がカバー部材114の下部に到達する割合と、設置されたフィルタ51がダストDを濾過する割合によって必要な構成が決まる。そうすると、距離dと圧力損失Pは式1,2から以下の範囲となる。
(5) Filter configuration As described above, in the present embodiment, the configuration required depending on the rate at which the air F3 containing dust D reaches the lower portion of the cover member 114 and the rate at which the installed filter 51 filters the dust D. Is decided. Then, the distance d and the pressure loss P are in the following ranges from Equations 1 and 2.

1.77(1−log(1−c))<d[mm] ・・・式3
−62.12log(1−α)<P[Pa] ・・・式4
即ち、フィルタ51の圧力損失P[Pa]およびダストDの濾過率α、ニップ部101bからのエアフローF3がカバー部材114の下部に向かう割合c、カバー部材114と筐体上面側107Uとの間の最小距離d[mm]の関係が式3、式4を満足する。
1.77 (1-log (1-c)) <d [mm] Formula 3
−62.12log (1-α) <P [Pa] Equation 4
That is, the pressure loss P [Pa] of the filter 51 and the filtration rate α of the dust D, the ratio c of the air flow F3 from the nip portion 101b toward the lower portion of the cover member 114, and the space between the cover member 114 and the housing upper surface side 107U. The relationship of the minimum distance d [mm] satisfies Expressions 3 and 4.

加え、多くの電子写真式プリンタは、ダストDを50%程度低減すれば、装置内部のダスト汚れに起因する画像不良等の問題を効果的に防ぐことができる為、本実施例では50%削減できることを目標とする。そのため、流量比cと濾過率αは少なくとも0.5だと仮定すると以下の範囲となる。   In addition, in many electrophotographic printers, if the dust D is reduced by about 50%, problems such as image defects caused by dust contamination inside the apparatus can be effectively prevented. The goal is to be able to do it. Therefore, assuming that the flow rate ratio c and the filtration rate α are at least 0.5, the following range is obtained.

≦d[mm] ・・・式5
43≦P[Pa]・・・式6
また、距離dはあまり大きすぎると、装置の大型化を招くため、一般的には10mm程度以下にすることが一般的であり、圧力損失Pについては、電子写真式プリンタで一般的に用いるファンの最大静圧は760Paなのでそれ以上で用いることは少ない。
≦ d [mm] Formula 5
43 ≦ P [Pa] Equation 6
In addition, if the distance d is too large, the size of the apparatus is increased. Therefore, the distance d is generally set to about 10 mm or less, and the pressure loss P is generally used in an electrophotographic printer. Since the maximum static pressure of 760 Pa is 760 Pa, it is rarely used beyond that.

以上のように、距離d、圧力損失Pを適切に設定することで、効果的かつ、効率的にダストDを回収できる。また、本実施例における距離dと圧力損失Pは、それぞれ、d=4mm、P=100Paと設定している。   As described above, by appropriately setting the distance d and the pressure loss P, the dust D can be collected effectively and efficiently. Further, the distance d and the pressure loss P in this embodiment are set as d = 4 mm and P = 100 Pa, respectively.

《実施例2》
次に、実施例2について説明する。図4は、実施例2におけるフィルタ51の配置関係を説明する図である。図5はカバー部材周辺部の分解斜視図である。
Example 2
Next, Example 2 will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating the arrangement relationship of the filters 51 in the second embodiment. FIG. 5 is an exploded perspective view of the periphery of the cover member.

カバー部材114には開口部54あり、開口部54にフィルタ51、ダクト52、ファン61は配置される。また、ダクト52とカバー部材114の間にはエアが通過可能な隙間55が空いている。ダクト52には接続部52aが設けられており、ダクト52とカバー部材114は接続部52aを介して、ビスや接着剤などで支持固定される。また、接続部材52aはダクト52の一部分のみ備え、ダクト52とカバー部材114の間に隙間55が無くなることはない。   The cover member 114 has an opening 54, and the filter 51, the duct 52, and the fan 61 are disposed in the opening 54. Further, a gap 55 through which air can pass is vacant between the duct 52 and the cover member 114. The duct 52 is provided with a connecting portion 52a, and the duct 52 and the cover member 114 are supported and fixed by a screw, an adhesive, or the like through the connecting portion 52a. Further, the connection member 52a includes only a part of the duct 52, and the gap 55 is not lost between the duct 52 and the cover member 114.

即ち、カバー部材114に開口部を設けることで、開口部方向にエアフローが集中し、開口部にフィルタを設置することで、効率良くダストを捕集することができる。図19に定着装置103周辺の熱気流解析結果を示す。(a)は実施例2におけるカバー部材114に隙間55がある定着装置103、(b)はカバー部材114に隙間55がない定着装置103を示している。(a)と(b)を比較すると、隙間55があると、隙間55にエアフローが集中していることが分かる。   That is, by providing an opening in the cover member 114, airflow concentrates in the direction of the opening, and by installing a filter in the opening, dust can be collected efficiently. FIG. 19 shows the result of thermal air flow analysis around the fixing device 103. (A) shows the fixing device 103 in which the cover member 114 has a gap 55 in the second embodiment, and (b) shows the fixing device 103 in which the cover member 114 has no gap 55. Comparing (a) and (b), it can be seen that if there is a gap 55, the air flow is concentrated in the gap 55.

また、カバー部材114と筺体112の間の流速が、隙間55がある場合の方が約20%速くなっている。このことは、距離dが同等であれば、カバー部材114と筺体112の間を流れる流量が多くなることを意味する。流量が多くなることで、流量比cが大きくなり、よりダストDの回収効率が向上する。また、距離dを大きくしなくてよくなることで、定着装置103の大型化を防ぐこともできる。   Further, the flow velocity between the cover member 114 and the housing 112 is about 20% faster when the gap 55 is present. This means that if the distances d are equal, the flow rate flowing between the cover member 114 and the housing 112 increases. By increasing the flow rate, the flow rate ratio c increases, and the recovery efficiency of the dust D is further improved. Further, since it is not necessary to increase the distance d, the fixing device 103 can be prevented from being enlarged.

《その他の事項》
1)定着装置における第1の回転体は実施例のベルト体に限られない。ローラ体であってもよい。第2の回転体は実施例のローラ体に限られない。ベルト体であってもよい。
《Other matters》
1) The first rotating body in the fixing device is not limited to the belt body of the embodiment. It may be a roller body. The second rotating body is not limited to the roller body of the embodiment. It may be a belt body.

2)第1の回転体を加熱する加熱機構は電磁誘導加熱装置300に限られない。ハロゲンランプ、セラミックヒータなどを用いた他の加熱機構であってもよい。また、第1の回転体を外部加熱する加熱機構に限られない。内部加熱する加熱機構であってもよい。   2) The heating mechanism for heating the first rotating body is not limited to the electromagnetic induction heating device 300. Other heating mechanisms using a halogen lamp, a ceramic heater, or the like may be used. Moreover, it is not restricted to the heating mechanism which heats a 1st rotary body externally. A heating mechanism for internal heating may be used.

3)定着装置には、未定着トナー画像を固着像として定着する装置以外にも、シートに仮定着されたトナー画像あるいは一度加熱定着されたトナー像を再度加熱加圧して光沢度を向上させる画質改質装置(この定着装置と呼ぶ)場合なども包含される。   3) In addition to a device that fixes an unfixed toner image as a fixed image, the fixing device is an image quality that improves glossiness by re-heating and pressurizing a toner image that has been presupposed to a sheet or a toner image that has been heat-fixed once. A reformer (referred to as this fixing device) is also included.

4)本発明に係る定着装置は、画像形成装置の内部に固設されている作り付けものに限られず、ユニット化されて画像形成装置の装置本体に着脱交換可能あるいは連結可能とされた装置形態ものであってもよい。また、画像形成装置とは独立して、定着装置単独で用いられる装置形態のものであってもよい。   4) The fixing device according to the present invention is not limited to a built-in fixing device fixed inside the image forming apparatus, but is a unit that is unitized and can be attached to, detached from, or connected to the apparatus main body of the image forming apparatus. It may be. In addition, the image forming apparatus may be an apparatus that can be used alone, independent of the image forming apparatus.

5)画像形成装置において、シートPにトナー像を形成する画像形成部(作像機構部)は実施例の転写方式の電子写真画像形成部に限られない。例えば、シートとして感光紙を用いてこれにトナー像を直接方式で形成する電子写真画像形成部であってもよい。また、像担持体として静電記録誘電体や磁気記録磁性体を用いる転写方式の静電記録画像形成部や磁気記録画像形成部であってもよい。また、シートとして静電記録紙や磁気記録紙を用いてこれにトナー像を直接方式で形成する静電記録画像形成部や磁気記録画像形成部であってもよい。モノカラー画像形成部であってもよい。   5) In the image forming apparatus, the image forming unit (image forming mechanism unit) that forms the toner image on the sheet P is not limited to the transfer type electrophotographic image forming unit of the embodiment. For example, an electrophotographic image forming unit may be used in which a photosensitive paper is used as a sheet and a toner image is directly formed thereon. Further, it may be a transfer type electrostatic recording image forming unit or a magnetic recording image forming unit using an electrostatic recording dielectric or a magnetic recording magnetic material as an image carrier. Alternatively, an electrostatic recording image forming unit or a magnetic recording image forming unit may be used in which electrostatic recording paper or magnetic recording paper is used as a sheet and a toner image is directly formed thereon. A mono-color image forming unit may be used.

103・・定着装置、105・・第1の回転体(定着ベルト)、102・・第2の回転体(加圧ローラ)、101b・・ニップ部、107・・筐体、114・・カバー部材、51・・フィルタ、52・・ダクト、61・・吸気部(ファン)、P・・シート、S・・トナー像   103..Fixing device, 105..First rotating body (fixing belt), 102..Second rotating body (pressure roller), 101b..Nip part, 107..Case, 114..Cover member , 51 .. Filter, 52 .. Duct, 61 .. Air intake part (fan), P. Sheet, S. Toner image

Claims (9)

離型剤を含有するトナーを用いてシートに形成されたトナー像と接して加熱する第1回転体と、
前記第1回転体の下方に位置し、前記第1回転体との間にニップ部を形成して前記シートを挟持搬送する第2回転体と、
前記第1回転体と前記第2回転体を収容する筐体と、
前記筐体の上方に位置し、前記筐体の上面側を覆うカバー部材と、
前記カバー部材と前記筐体の間に位置し、前記離型剤に起因する所定の粒径の粒子を回収するためのフィルタと、
前記カバー部材と前記筐体の上面側と間のエアを、前記フィルタを介して吸引する吸気部と、
前記フィルタと前記吸気部と前記カバー部材との間に配置されたダクトと、を有する
ことを特徴とする定着装置。
A first rotating body for heating in contact with a toner image formed on a sheet using a toner containing a release agent;
A second rotating body that is located below the first rotating body and forms a nip portion with the first rotating body to sandwich and convey the sheet;
A housing for housing the first rotating body and the second rotating body;
A cover member located above the housing and covering the upper surface side of the housing;
A filter that is located between the cover member and the housing and that collects particles having a predetermined particle diameter caused by the release agent;
An air intake section for sucking air between the cover member and the upper surface side of the housing through the filter;
A fixing device comprising: the filter, a duct disposed between the intake portion and the cover member.
前記フィルタにおける圧力損失P[Pa]と、前記フィルタにおける前記粒子の濾過率α、前記ニップ部からのエアフローが前記カバー部材の下部に向かう割合cと、前記カバー部材と前記筐体の上面側との間の最小距離d[mm]の関係が以下の式
1.77(1−log(1−c))<d[mm]
−62.12log(1−α)<P[Pa]
を満足することを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
The pressure loss P [Pa] in the filter, the filtration rate α of the particles in the filter, the ratio c of the air flow from the nip portion toward the lower part of the cover member, the upper surface side of the cover member and the housing, The relationship of the minimum distance d [mm] between the following formulas 1.77 (1-log (1-c)) <d [mm]
−62.12 log (1-α) <P [Pa]
The fixing device according to claim 1, wherein:
前記距離dが3≦d[mm]、前記圧力損失Pが43≦P[Pa]であることを特徴とする請求項2に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 2, wherein the distance d is 3 ≦ d [mm], and the pressure loss P is 43 ≦ P [Pa]. 前記フィルタの前記第1回転体の長手に沿う長さが、200mm以上500mm以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の定着装置。   4. The fixing device according to claim 1, wherein a length of the filter along a length of the first rotating body is 200 mm or more and 500 mm or less. 5. 前記カバー部材の一部が前記ダクトの一部となっていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein a part of the cover member is a part of the duct. 前記カバー部材と前記ダクトの間に隙間を有すことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein a gap is provided between the cover member and the duct. 前記離型剤はワックスであり、前記所定の粒径は5.6nm以上560nm以下であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the release agent is a wax, and the predetermined particle size is 5.6 nm or more and 560 nm or less. 前記第1回転体を外部加熱又は内部加熱する加熱機構を有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, further comprising a heating mechanism that externally heats or internally heats the first rotating body. 前記加熱機構が前記第1回転体を電磁誘導加熱するコイルであることを特徴とする請求項8に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 8, wherein the heating mechanism is a coil that electromagnetically heats the first rotating body.
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