JP2019012177A - Fixing device - Google Patents

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JP2019012177A
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航太 青木
Kota Aoki
航太 青木
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Abstract

To prevent wax vaporized from a fixing belt during fixing processing from diffusing from the fixing belt.SOLUTION: A fixing device comprises: a first rotating body 105 that heats a toner image containing a mold release agent while in contact therewith; a second rotating body 102 that forms a nip part 101b; and a housing 100 that includes a sheet introduction port 101c and a sheet ejection port 101d. The fixing device includes airflow generation means 127 that is located downstream in a sheet conveyance direction X of the housing 100 and in the vicinity of the housing 100, and blows air F from the second rotating body 102 in a first rotating body direction 105 to cool the periphery of a guide member 128 for a sheet P, and includes an exhaust part 124 between a sheet introduction port 400 and a sheet ejection port 500 toward the first rotating body 105 in the housing 100. Part of the air F is exhausted from the exhaust part 124 through the sheet ejection port 500 to prevent the air F from flowing into the vicinity of the sheet introduction port 400. An escape route is secured to prevent air generated by a dew condensation prevention fan from entering the vicinity of the nip part.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、シート上の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. 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.

従来、電子写真式の画像形成装置においては、離型剤(ワックス)が含有されたトナーを用いて用紙(シート)にトナー像を形成し、これを定着装置において加熱加圧することにより定着処理を行っている。   2. Description of the Related Art Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus, a toner image is formed on a sheet (sheet) using toner containing a release agent (wax), and this is heated and pressed in a fixing device to perform a fixing process. Is going.

その定着処理の際に、トナーに含有されていたワックスが気化し、その直後、凝縮することが知られている。本発明者等の知見によれば、定着装置の定着部材付近に、凝縮後のワックス(数nm〜数百nm程度の微粒子、以下、ダストとも呼ぶ)の多くが存在、浮遊していることが分かっている。このような凝縮直後のワックスに対し何ら対処を行わないと、定着装置外にその多くが拡散し、画像に良くない影響を与えてしまう恐れがある。そこで、凝縮直後のワックスを大粒径化させて、定着装置外に拡散しないようにすることが求められている。   It is known that during the fixing process, the wax contained in the toner is vaporized and condensed immediately thereafter. According to the knowledge of the present inventors, a lot of wax after condensation (fine particles of about several nm to several hundred nm, hereinafter also referred to as dust) exists and floats in the vicinity of the fixing member of the fixing device. I know. If no countermeasure is taken against the wax immediately after condensation, many of the wax diffuses out of the fixing device and may adversely affect the image. Therefore, it is required to increase the particle size of the wax immediately after condensation so as not to diffuse out of the fixing device.

一方、特許文献1に記載の定着装置では、定着部材の回転方向左右両側に対向して、定着ケースに通気開口を設けている。通気開口を通して通気を行って定着回転体の回転方向左右両側を冷却する。   On the other hand, in the fixing device described in Patent Document 1, a ventilation opening is provided in the fixing case so as to face both the left and right sides in the rotation direction of the fixing member. Ventilation is performed through the ventilation opening to cool both right and left sides of the fixing rotating body in the rotation direction.

特開2008−298831号公報JP 2008-298831 A

しかしながら、特許文献1記載の定着装置では、定着部材にエアを吹き込むために、定着部材付近に多く存在するダストを積極的に定着装置外へ排出してしまう。   However, in the fixing device described in Patent Document 1, since air is blown into the fixing member, a large amount of dust near the fixing member is positively discharged out of the fixing device.

本発明の目的は、離型剤に起因する所定の粒径の粒子がそのまま定着装置外に拡散してしまうのを抑制することができる定着装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a fixing device capable of suppressing particles having a predetermined particle diameter caused by a release agent from diffusing out of the fixing device as they are.

本発明の他の目的は、離型剤に起因する所定の粒径の粒子の大粒径化を促進することができる定着装置を提供することである。   Another object of the present invention is to provide a fixing device capable of promoting an increase in the particle size of particles having a predetermined particle size caused by a release agent.

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未定着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、
シート導入口およびシート排出口を有し、前記第1回転体および前記第2回転体を収容する筐体と、
前記筐体の前記シート搬送方向下流側かつ、前記筐体近傍に位置し、前記第2回転体から前記第1回転体方向へエアを送風し、
前記シートのガイド部材周辺を冷却するエアフロー発生手段を有し、
前記筐体において、前記第1回転体側の前記シート導入口から前記シート排出口の間に、排出部を有し、
前記エアの一部が、前記シート排出口を通って前記排出部から排出され、前記シート導入口近傍へ前記エアの流入を抑制することを特徴としている。
In order to achieve the above object, a typical configuration of the fixing device according to the present invention is as follows.
A first rotating body that is heated in contact with an unfixed toner image formed on a sheet using a toner containing a release agent;
A second rotating body that forms a nip portion between the first rotating body and sandwiches and conveys the sheet;
A housing having a sheet introduction port and a sheet discharge port, and housing the first rotating body and the second rotating body;
Located downstream of the casing in the sheet conveying direction and in the vicinity of the casing, air is blown from the second rotating body toward the first rotating body,
Airflow generating means for cooling the periphery of the sheet guide member;
In the housing, a discharge portion is provided between the sheet introduction port on the first rotating body side and the sheet discharge port,
A part of the air is discharged from the discharge portion through the sheet discharge port, and the inflow of the air to the vicinity of the sheet introduction port is suppressed.

本発明によれば、離型剤に起因する所定の粒径の粒子がそのまま定着装置外に拡散してしまうのを抑制することができる。離型剤に起因する所定の粒径の粒子の大粒径化を促進することができる。   According to the present invention, it is possible to prevent the particles having a predetermined particle diameter caused by the release agent from diffusing out of the fixing device. It is possible to promote an increase in the particle size of particles having a predetermined particle size caused by the release agent.

(a)は実施例における定着装置の概略断面図、(b)は定着装置の分解斜視図である。(A) is a schematic sectional view of the fixing device in the embodiment, and (b) is an exploded perspective view of the fixing device. 加熱ユニットの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a heating unit. 実施例における画像形成装置の概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of an image forming apparatus in an embodiment. (a)は定着ニップ部の部分の拡大図、(b)は定着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 a fixing nip portion, (b) is a diagram showing a layer configuration of a fixing belt, and (c) is a diagram showing a layer configuration of a pressure roller. (a)はダストの合体現象を説明する図、(b)はダストの付着現象を説明する図である。(A) is a figure explaining the coalescence phenomenon of dust, (b) is a figure explaining the adhesion phenomenon of dust. ダストの発生箇所を説明するための定着装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the fixing device for demonstrating the dust generation | occurrence | production location. 定着装置の概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a fixing device. (a)ニップ部入口近傍の気流を示すベクトル図である。(b)定着装置内の気流を示す概略図である。(A) It is a vector diagram which shows the airflow of nip part vicinity. (B) It is the schematic which shows the airflow in a fixing device. 隙間と周速との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a clearance gap and a circumferential speed. トナー像の通過領域と遮蔽部材の位置関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a positional relationship between a toner image passage region and a shielding member. 定着ベルトの高温領域を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a high temperature region of the fixing belt. 定着ベルト上のワックス付着領域と、ダスト発生領域を示す図である。It is a figure which shows the wax adhesion area | region and dust generation | occurrence | production area | region on a fixing belt. ダスト滞留領域を示す定着装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the fixing device which shows a dust retention area | region. 実施例2における、ダスト滞留領域を示す定着装置の概略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a fixing device showing a dust retention area in Embodiment 2. 実施例3における、ダスト滞留領域を示す定着装置の概略断面図である。6 is a schematic cross-sectional view of a fixing device showing a dust staying area in Embodiment 3. FIG.

以下、本発明に係る定着装置の例につ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、各種機器の構成を他の公知の構成に置き換えることは可能である。   Hereinafter, an example of the fixing device according to the present invention will be described in detail. Unless otherwise specified, the configurations of various devices can be replaced with other known configurations within the scope of the idea of the present invention.

[実施例1]
(1)画像形成装置の全体構成
図3は本実施例における画像形成装置1の概略構成を示す断面模式図である。この画像形成装置1は4色フルカラーの電子写真レーザービームプリンタであり、パーソナルコンピュータやイメージリーダ等の外部ホスト装置Bから制御回路部Aに入力される電気的画像信号に基づいてシートPにトナー画像形成を行う。シートPはトナー像を形成することができるシート状の記録媒体(記録材)であり、普通紙、OHPシート・コート紙、ラベル紙等である。以下、用紙と記す。
[Example 1]
(1) Overall Configuration of Image Forming Apparatus FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of the image forming apparatus 1 in this embodiment. The image forming apparatus 1 is a four-color full-color electrophotographic laser beam printer, and a toner image is formed on a sheet P based on an electrical image signal input from an external host device B such as a personal computer or an image reader to a control circuit unit A. Form. The sheet P is a sheet-like recording medium (recording material) on which a toner image can be formed, and is plain paper, OHP sheet / coated paper, label paper, or the like. Hereinafter referred to as paper.

制御回路部Aは外部ホスト装置Bや操作部Cとの間で各種の電気的情報の授受を行うと共に、画像形成装置1の画像形成動作を所定の制御プログラムや参照テーブルに従って統括的に制御する。   The control circuit unit A exchanges various kinds of electrical information with the external host device B and the operation unit C, and comprehensively controls the image forming operation of the image forming apparatus 1 according to a predetermined control program and a reference table. .

この画像形成装置1は装置本体1A内のほぼ中央部に図3において左側から右側にかけてほぼ水平方向に順次に平行に配列されている第1から第4の4つの画像形成部5(Y、M、C、K)を備えている。各画像形成部5は互いに同様の電子写真プロセス機構であり、矢印の時計方向に所定の周速度で回転されるドラム型の電子写真感光体(以下、ドラムと記す)6を有する。また、このドラム6に作用する電子写真プロセス手段としての帯電ローラ7、現像ユニット9、クリーニング部材41を有する。   The image forming apparatus 1 includes four first to fourth image forming sections 5 (Y, M) which are arranged substantially in parallel in the horizontal direction from the left side to the right side in FIG. , C, K). Each image forming unit 5 has the same electrophotographic process mechanism, and includes a drum-type electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a drum) 6 that is rotated in a clockwise direction indicated by an arrow at a predetermined peripheral speed. Further, it has a charging roller 7, a developing unit 9, and a cleaning member 41 as electrophotographic process means acting on the drum 6.

各画像形成部5の下側には、ドラム6に対する画像情報露光手段としてのレーザースキャナユニット8が配置されている。各画像形成部5の上側には、駆動ローラ10aと、テンションローラ10bと、この両ローラ間に懸回張設された中間転写ベルト(以下、ベルトと記す)10cと、を有する中間転写ベルトユニット10が配置されている。ベルト10cは矢印Rの反時計方向に所定の周速度で回転移動される。   A laser scanner unit 8 as an image information exposure unit for the drum 6 is disposed below each image forming unit 5. Above each image forming unit 5, an intermediate transfer belt unit having a driving roller 10a, a tension roller 10b, and an intermediate transfer belt (hereinafter referred to as a belt) 10c suspended between the two rollers. 10 is arranged. The belt 10c is rotated in the counterclockwise direction indicated by the arrow R at a predetermined peripheral speed.

ベルト10cの内側には各画像形成部5のドラム6に対向する一次転写ローラ11が配設されている。各画像形成部5のドラム6は上面部分が各一次転写ローラ11の位置においてベルト10cの下面に接している。その接触部が一次転写部である。駆動ローラ10aのベルト屈曲部の外側には二次転写ローラ12が配設されている。ベルト10cと二次転写ローラ12との接触部が二次転写部である。テンションローラ10bのベルト屈曲部の外側にはベルトクリーニング装置10dが配設されている。   A primary transfer roller 11 facing the drum 6 of each image forming unit 5 is disposed inside the belt 10c. The drum 6 of each image forming unit 5 is in contact with the lower surface of the belt 10 c at the position of each primary transfer roller 11 at the upper surface portion. The contact portion is a primary transfer portion. A secondary transfer roller 12 is disposed outside the belt bending portion of the driving roller 10a. A contact portion between the belt 10c and the secondary transfer roller 12 is a secondary transfer portion. A belt cleaning device 10d is disposed outside the belt bent portion of the tension roller 10b.

第1の画像形成部5Yのドラム6には電子写真プロセスによりフルカラー画像のY(イエロー)色成分に対応するY色トナー像が形成される。そのトナー像がこの画像形成部5Yの一次転写部においてベルト10c上に一次転写される。第2の画像形成部5Mのドラム6には同じくフルカラー画像のM(マゼンタ)色成分に対応するM色トナー像が形成される。そのトナー像がこの画像形成部5Mの一次転写部において、ベルト10c上にすでに転写されているY色のトナー像に重畳されて一次転写される。   A Y-color toner image corresponding to the Y (yellow) color component of the full-color image is formed on the drum 6 of the first image forming unit 5Y by an electrophotographic process. The toner image is primarily transferred onto the belt 10c at the primary transfer portion of the image forming portion 5Y. Similarly, an M color toner image corresponding to the M (magenta) color component of the full color image is formed on the drum 6 of the second image forming unit 5M. In the primary transfer portion of the image forming portion 5M, the toner image is primary-transferred superimposed on the Y-color toner image already transferred onto the belt 10c.

第3の画像形成部5Cのドラム6には同じくフルカラー画像のC(シアン)色成分に対応するC色トナー像が形成される。そのトナー像がこの画像形成部5Cの一次転写部において、ベルト10c上にすでに転写されているY色+M色のトナー像に重畳されて一次転写される。第4の画像形成部5Kのドラム6には同じくフルカラー画像のK(ブラック)色成分に対応するK色トナー像が形成される。そのトナー像がこの画像形成部5Kの一次転写部において、ベルト10c上にすでに転写されているY色+M色+C色のトナー像に重畳されて一次転写される。   Similarly, a C toner image corresponding to the C (cyan) color component of the full color image is formed on the drum 6 of the third image forming unit 5C. In the primary transfer portion of the image forming portion 5C, the toner image is primarily transferred while being superimposed on the Y color + M color toner image already transferred onto the belt 10c. Similarly, a K-color toner image corresponding to the K (black) color component of the full-color image is formed on the drum 6 of the fourth image forming unit 5K. In the primary transfer portion of the image forming portion 5K, the toner image is primary-transferred superimposed on the Y color + M color + C color toner image already transferred onto the belt 10c.

一方、カセット2内の用紙Pが所定の制御タイミングで給送ローラ2aとリタードローラ2bによって1枚分給送され、用紙搬送路(縦パス)Dにあるレジストローラ対4へ搬送される。手差し給送モードである場合は、手差しトレイ3上の用紙Pが給送ローラ3aで繰り出され、搬送ローラ対3bで搬送路Dに入りレジストローラ対4へ搬送される。手差しトレイ3は不使用時には装置本体1Aに対して2点鎖線示のように縦起こして畳み込んだ閉状態(格納状態)にしておくことが出来る。使用時は実線示のように倒し開き状態にする。   On the other hand, the sheet P in the cassette 2 is fed by one sheet by the feeding roller 2a and the retard roller 2b at a predetermined control timing, and is conveyed to the registration roller pair 4 in the sheet conveying path (vertical path) D. In the manual feed mode, the paper P on the manual feed tray 3 is fed by the feed roller 3a, enters the transport path D by the transport roller pair 3b, and is transported to the registration roller pair 4. When the manual feed tray 3 is not in use, it can be kept in a closed state (stored state) in which the manual feed tray 3 is vertically folded and folded as shown by a two-dot chain line. When in use, push it down as shown by the solid line.

本実施例の画像形成装置1において用紙Pの装置内搬送は中央基準搬送でなされる。この用紙搬送は、装置に使用可能(通紙可能)な大小どのような幅の用紙であっても、用紙の幅方向の中心線を用紙搬送路の幅方向中央に合わせて通紙する形態のことである。   In the image forming apparatus 1 of the present embodiment, the paper P is transported in the apparatus by central reference transport. This paper transport is a form in which the center line in the width direction of the paper is aligned with the center in the width direction of the paper transport path regardless of the width of the paper that can be used (passable) in the apparatus. That is.

駆動ローラ10aのベルト屈曲部の外側には二次転写ローラ12が配設され、ベルト10cと二次転写ローラ12との接触部が二次転写部である。用紙Pは、レジストローラ対4によって所定の制御タイミングで二次転写部へ搬送され、二次転写部で挟持搬送される過程において、ベルト10c上の4色重畳のトナー像が用紙Pの面に一括して二次転写される。二次転写部を出た用紙Pはベルト10cから分離され、定着装置103へ搬送されてトナー像が用紙P上に熱定着される。片面印字モードの場合は、定着装置103を出た用紙Pは実線示の第1の姿勢aに保持されている両面フラッパ15aの下側を通り、排出ローラ14によって排出トレイ16に排出される。   A secondary transfer roller 12 is disposed outside the belt bending portion of the driving roller 10a, and a contact portion between the belt 10c and the secondary transfer roller 12 is a secondary transfer portion. The sheet P is conveyed to the secondary transfer unit by the registration roller pair 4 at a predetermined control timing, and the four-color superimposed toner image on the belt 10c is formed on the surface of the sheet P in the process of being nipped and conveyed by the secondary transfer unit. Secondary transfer is performed at once. The paper P that has exited the secondary transfer portion is separated from the belt 10c, conveyed to the fixing device 103, and the toner image is thermally fixed on the paper P. In the single-sided printing mode, the paper P exiting the fixing device 103 passes through the lower side of the double-sided flapper 15a held in the first posture a indicated by the solid line, and is discharged to the discharge tray 16 by the discharge roller 14.

両面印字モードの場合は、定着装置103を出た片面側画像形成済みの用紙Pが破線示の第2の姿勢bに切り換えられた両面フラッパ15aの上面側を通り、スイッチバックローラ15により排紙トレイ16の側に搬送される。そして、用紙Pの搬送方向下流側の端部が両面フラッパ15aの上に到達すると、両面フラッパ15aが第1の姿勢aに戻されると共に、スイッチバックローラ15が逆転駆動される。これにより、用紙Pは再循環搬送経路15b内を下向きに反転搬送され、搬送ローラ対15c、3bを経由して再びレジストローラ対4へ搬送される。以後は、片面側画像形成モードの場合と同様に、二次転写部、定着装置103、排出ローラ対14の経路を搬送されて、両面印字済みの用紙Pが排紙トレイ16に排出される。   In the double-sided printing mode, the sheet P on which the image on one side exits from the fixing device 103 passes through the upper surface side of the double-sided flapper 15a switched to the second posture b shown by the broken line and is discharged by the switchback roller 15. It is conveyed to the tray 16 side. When the downstream end of the sheet P in the transport direction reaches the double-sided flapper 15a, the double-sided flapper 15a is returned to the first posture a and the switchback roller 15 is driven in reverse. As a result, the paper P is reversely conveyed downward in the recirculation conveyance path 15b, and is conveyed again to the registration roller pair 4 via the conveyance roller pairs 15c and 3b. Thereafter, as in the case of the single-side image forming mode, the paper P is transported through the path of the secondary transfer unit, the fixing device 103, and the discharge roller pair 14, and the double-side printed paper P is discharged to the paper discharge tray 16.

なお、本実施例では、画像形成装置1として、ドラム6を複数備えたフルカラーレーザービームプリンタを取り上げたが、ドラム6を一つ備えたモノクロの複写機やプリンタに搭載する定着装置にも本発明を適用することができる。したがって、本発明の定着装置を搭載する画像形成装置は、フルカラーレーザービームプリンタに限定されるものではない。   In this embodiment, a full-color laser beam printer provided with a plurality of drums 6 is taken up as the image forming apparatus 1. However, the present invention is also applied to a monochrome copying machine equipped with one drum 6 or a fixing device mounted on a printer. Can be applied. Therefore, the image forming apparatus equipped with the fixing device of the present invention is not limited to a full color laser beam printer.

(2)定着装置の構成
次に定着装置103について説明する。図1(a)は定着装置103の概略断面図、(b)は定着装置103の分解斜視図である。本実施例における定着装置103は、定着処理時に、用紙Pを挟持搬送しながら加熱・加圧するためのニップ部101bをその間で形成する一対の回転体(第1及び第2の回転体)105・102を有する構成となっている。例えば、加熱源としてセラミックヒータ等の面状(細板状)ヒータ101aを内部に配置したベルト(フィルム)加熱方式の定着装置である。
(2) Configuration of Fixing Device Next, the fixing device 103 will be described. 1A is a schematic sectional view of the fixing device 103, and FIG. 1B is an exploded perspective view of the fixing device 103. FIG. The fixing device 103 according to the present exemplary embodiment includes a pair of rotating bodies (first and second rotating bodies) 105 that form a nip portion 101b between the sheet P during heating and pressurization while nipping and conveying the paper P. 102. For example, it is a belt (film) heating type fixing device in which a planar (thin plate-like) heater 101a such as a ceramic heater is disposed as a heating source.

このタイプの加熱装置は例えば特開平4−44075号公報等で知られている。また、図7は別例の定着装置の概略断面図である。図7に示すように、ハロゲンヒータ101a―2と反射板104−2を内部に配置したベルト(フィルム)加熱方式の定着装置である。このタイプの加熱装置は例えば特開2013−195683号公報等で知られている。   This type of heating apparatus is known, for example, from Japanese Patent Laid-Open No. 4-44075. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of another fixing device. As shown in FIG. 7, this is a belt (film) heating type fixing device in which a halogen heater 101a-2 and a reflector 104-2 are arranged. This type of heating device is known, for example, from Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-195683.

定着装置103はニップ部101bにおける用紙搬送路面内において用紙Pの搬送方向Xに直交する方向に平行な方向を長手方向(幅方向)とする装置である。定着装置103は、大別して、定着ベルト105を備えた加熱ユニット101と加圧ローラ(加圧部材)102を備えた定着ユニットと、それらを収容した筐体100を有する。   The fixing device 103 is a device in which a direction parallel to a direction orthogonal to the conveyance direction X of the paper P in the paper conveyance path surface in the nip portion 101b is a longitudinal direction (width direction). The fixing device 103 is roughly divided into a heating unit 101 including a fixing belt 105, a fixing unit including a pressure roller (pressure member) 102, and a housing 100 that accommodates them.

定着ベルト105が用紙Pの未定着トナー像Sが形成される面と接触し得る第1回転体である。加圧ローラ102が用紙Pの未定着トナー像Sが形成される面とは反対側の面と接触し得る第2回転体である。   The fixing belt 105 is a first rotating body that can come into contact with the surface of the paper P on which the unfixed toner image S is formed. The pressure roller 102 is a second rotating body that can come into contact with the surface of the paper P opposite to the surface on which the unfixed toner image S is formed.

(2−1)筐体の構成
この筐体100には、図1(a)に示すように、用紙Pが導入される部位に導入口(シート導入口)400が形成されており、用紙Pが排出される部位に排出口(シート排出口)500が形成されている。また、導入口400が排出口500よりも重力方向下方に位置するように、定着ベルト105と加圧ローラ102が配置されており、本実施例の装置は縦パスプリンタと呼ばれ、用紙を重力方向下方から上方に向けて搬送する構成とされている。
(2-1) Configuration of Case As shown in FIG. 1A, the case 100 has an introduction port (sheet introduction port) 400 formed at a site where the paper P is introduced. A discharge port (sheet discharge port) 500 is formed at a portion where the toner is discharged. In addition, the fixing belt 105 and the pressure roller 102 are arranged so that the introduction port 400 is located below the discharge port 500 in the direction of gravity. It is set as the structure conveyed toward the upper direction from the direction lower direction.

(2−2)加熱ユニットの構成
図2は加熱ユニット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。加熱ユニット101は、ヒータホルダ104、面状のヒータ101a、加圧ステー104a、回転する加熱回転体(エンドレスベルト)である定着ベルト105、定着ベルトの幅方向一端側と他端側に位置するフランジ106L・106Rなどによる組立体である。
(2-2) Configuration of Heating Unit FIG. 2 is an exploded perspective view of the heating unit 101. A pressure roller 102 is also drawn. The heating unit 101 includes a heater holder 104, a planar heater 101a, a pressure stay 104a, a fixing belt 105 as a rotating heating rotating body (endless belt), and flanges 106L positioned on one end side and the other end side in the width direction of the fixing belt. -An assembly using 106R or the like.

ヒータホルダ104は横断面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。ヒータ101aは通電により急峻に昇温するセラミックヒータ等の低熱容量の横長の板状発熱体であり、ヒータホルダ104に沿って配設されて保持されている。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、ヒータホルダ104の内側に配設されている。定着ベルト105は、ヒータホルダ104、ヒータ101a、加圧ステー104aの組立体に対してルーズに外嵌(外挿)されている。   The heater holder 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 heater 101 a is a horizontally long plate-like heating element with a low heat capacity such as a ceramic heater that rapidly rises in temperature when energized, and is arranged and held along the heater holder 104. The pressure stay 104 a is a horizontally long rigid member having a U-shaped cross section, is formed of metal such as iron, and is disposed inside the heater holder 104. The fixing belt 105 is loosely fitted (extrapolated) to the assembly of the heater holder 104, the heater 101a, and the pressure stay 104a.

フランジ106L・106Rはそれぞれ耐熱樹脂による対称形状の成形品であり、ヒータホルダ104の長手方向一端側と他端側とに対称形状に装着されている。フランジ106L・106Rは定着ベルト105を保持しその回転をガイドする円弧状の保持部材1に相当する。定着ベルト105の幅方向両端部は、フランジ106L・106Rにより、幅方向への移動が規制される。   The flanges 106 </ b> L and 106 </ b> R are symmetrical shaped products made of heat-resistant resin, and are mounted symmetrically on one end side and the other end side in the longitudinal direction of the heater holder 104. The flanges 106L and 106R correspond to the arc-shaped holding member 1 that holds the fixing belt 105 and guides its rotation. The movement in the width direction of both ends of the fixing belt 105 in the width direction is restricted by the flanges 106L and 106R.

フランジ106L・106Rは、図2に示すように、それぞれ、フランジ部106aと棚部106bと被押圧部106cとを有する。フランジ部106aは定着ベルト105の端面を受け止めて定着ベルト105のスラスト方向への移動を規制する部材であり、定着ベルト105の外形形状より大きい外形形状をしている。棚部106bはフランジ部106aの内面側に円弧状に設けられており、定着ベルト端部内面を保持して定着ベルト105の円筒形状を保形する。被押圧部106cはフランジ部106aの外面側に設けられており、付勢手段(不図示)による押圧力T(図1(b))を受ける。   As shown in FIG. 2, each of the flanges 106L and 106R includes a flange portion 106a, a shelf portion 106b, and a pressed portion 106c. The flange portion 106 a is a member that receives the end face of the fixing belt 105 and restricts the movement of the fixing belt 105 in the thrust direction, and has an outer shape larger than the outer shape of the fixing belt 105. The shelf portion 106b is provided in an arc shape on the inner surface side of the flange portion 106a, and retains the inner surface of the end portion of the fixing belt to retain the cylindrical shape of the fixing belt 105. The pressed portion 106c is provided on the outer surface side of the flange portion 106a and receives a pressing force T (FIG. 1B) by an urging means (not shown).

(2−3)定着ベルトの構成
図4(a)は図1(a)におけるニップ部101b部分の拡大図である。図4(b)は本実施例における定着ベルト105の層構成を示す図である。定着ベルト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。定着ベルト105は、全体的に可撓性を有する薄肉の低熱容量の部材である。自由状態においては自身の弾発性によりほぼ円筒形状(図2)を呈する。
(2-3) Configuration of Fixing Belt FIG. 4A is an enlarged view of the nip portion 101b portion in FIG. FIG. 4B is a diagram illustrating a layer configuration of the fixing belt 105 in this embodiment. The fixing 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. The fixing belt 105 is a thin, low-heat capacity member having flexibility as a whole. In the free state, it exhibits a substantially cylindrical shape (FIG. 2) due to its elasticity.

基層105aはSUS(ステンレス)等の金属製のベース層であり、熱ストレスと機械的ストレスに耐えるために、30μm程度の厚みを有している。プライマ層105bは、基層105aの上に、プライマを5μm程度の厚みで塗布することによって形成されている。   The base layer 105a is a base layer made of metal such as SUS (stainless steel), and has a thickness of about 30 μm in order to withstand thermal stress and mechanical stress. The primer layer 105b is formed by applying a primer with a thickness of about 5 μm on the base layer 105a.

弾性層105cは、トナー画像を圧接する際に変形することによって、離型層105dをトナー画像に密着させる役目を果たす。離型層105dはトナーや紙粉の付着防止性能を確保するために、離型性と耐熱性に優れたPFA樹脂を用いている。厚さは伝熱性を確保する観点から20μm程度である。   The elastic layer 105c plays a role of bringing the release layer 105d into close contact with the toner image by being deformed when the toner image is pressed. The release layer 105d uses a PFA resin excellent in release properties and heat resistance in order to ensure adhesion prevention performance of toner and paper powder. The thickness is about 20 μm from the viewpoint of ensuring heat conductivity.


(2−4)加圧ローラの構成
図4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、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を有する弾性ローラである。離型層102cはPFA等のフッ素系樹脂で、チューブを被覆させたものである。

(2-4) Configuration of Pressure Roller FIG. 4C is a diagram showing a layer configuration of the pressure roller 102. The pressure roller 102 is an elastic roller having a metal (aluminum or iron) cored bar 102a, an elastic layer 102b formed of silicon rubber or the like, and a release layer 102c covering the elastic layer 102b. The release layer 102c is made of a fluororesin such as PFA and covered with a tube.

筐体100は、図1のように、ベース板109、ステー108、一端側板107L、他端側板107R、とで構成された横長の板金製内枠体を有する。また筐体100は、その内枠体の外側に装着された、カバー110、第1上カバー111、前カバー112、第2上カバー113、一端側カバー117L、他端側カバー117R、とで構成された横長の耐熱樹脂製に外枠体を有する。なお、図1(b)においては、図の煩雑を避けるため、第2上カバー113等の一部部品は省略されている。   As shown in FIG. 1, the housing 100 has a horizontally long sheet metal inner frame composed of a base plate 109, a stay 108, one end side plate 107 </ b> L, and the other end side plate 107 </ b> R. The casing 100 includes a cover 110, a first upper cover 111, a front cover 112, a second upper cover 113, one end side cover 117L, and the other end side cover 117R, which are attached to the outside of the inner frame. The outer frame body is made of a horizontally long heat-resistant resin. In FIG. 1B, some parts such as the second upper cover 113 are omitted in order to avoid complication of the drawing.

加圧ローラ102は上記内枠体の一端側板107Lと他端側板107Rの間において、芯金102aの一端側と他端側がそれぞれ保持部材2である軸受(不図示)を介して回転可能に支持されて配設されている。加熱ユニット101は上記内枠体の一端側板107Lと他端側板107Rとの間において加圧ローラ102に対してヒータ101aの側を対向させて加圧ローラ102に平行に配列されている。   The pressure roller 102 is rotatably supported between the one end side plate 107L and the other end side plate 107R of the inner frame through bearings (not shown) each of which is the holding member 2 at one end side and the other end side of the cored bar 102a. Arranged. The heating unit 101 is arranged in parallel to the pressure roller 102 with the heater 101a facing the pressure roller 102 between the one end side plate 107L and the other end side plate 107R of the inner frame.

ここで、加熱ユニット101の一端側と他端側のフランジ106Lと106Rはそれぞれ内枠体の一端側板と他端側の側板107Lと107Rに形成された加圧ローラ102に向かう方向のガイド穴(不図示)に対してスライド移動可能に嵌着されている。そして、その一端側と他端側のフランジ106Lと106Rはそれぞれ付勢手段(不図示)により加圧ローラ102に向かう方向に所定の押圧力T(図1(b))をもって押圧されている。   Here, the flanges 106L and 106R on one end side and the other end side of the heating unit 101 are guide holes in the direction toward the pressure roller 102 formed on the one end side plate and the other end side plates 107L and 107R of the inner frame body, respectively. (Not shown) is slidably fitted. The flanges 106L and 106R on the one end side and the other end side are pressed with a predetermined pressing force T (FIG. 1B) in a direction toward the pressure roller 102 by urging means (not shown).

上記の押圧力Tにより、フランジ106L・106R、加圧ステー104a、ヒータホルダ104の全体が加圧ローラ102の方向に移動する。そのため、ヒータ101aが定着ベルト105を介して加圧ローラ102に対して所定の押圧力Tで押圧され、定着ベルト105と加圧ローラ102との間に用紙搬送方向Xに所定幅のニップ部101b(図1(a)、図4(a))が形成される。   Due to the pressing force T, the flanges 106L and 106R, the pressure stay 104a, and the heater holder 104 move in the direction of the pressure roller 102. Therefore, the heater 101a is pressed against the pressure roller 102 through the fixing belt 105 with a predetermined pressing force T, and a nip portion 101b having a predetermined width in the sheet conveying direction X between the fixing belt 105 and the pressure roller 102. (FIG. 1A and FIG. 4A) are formed.

(2−5)定着シーケンス
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A(図3)は、所定の制御タイミングで加圧ローラ102を図1(a)において回転方向R102に所定の速度で回転駆動させる。加圧ローラ102の回転駆動は加圧ローラ102と一体の駆動ギアG(図2)に駆動源(不図示)の駆動力が伝達されることでなされる。
(2-5) Fixing Sequence The operation of the fixing sequence (fixing process) of the fixing device 103 is as follows. The control circuit unit A (FIG. 3) drives the pressure roller 102 to rotate at a predetermined speed in the rotation direction R102 in FIG. 1A at a predetermined control timing. The pressure roller 102 is rotationally driven by transmitting a driving force of a driving source (not shown) to a driving gear G (FIG. 2) integrated with the pressure roller 102.

加圧ローラ102が回転駆動されることで、ニップ部102bにおいて定着ベルト105に加圧ローラ102との摩擦力で回転トルクが作用する。これにより、定着ベルト105が、その内面をヒータ101aに密着させて摺動しながら、ヒータホルダ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回転方向R105に従動回転する。つまり、本実施例では、加圧ローラ102は、定着ベルト105を回転駆動する駆動ローラ(駆動回転体)としての機能も担っている。   When the pressure roller 102 is driven to rotate, a rotational torque acts on the fixing belt 105 by a frictional force with the pressure roller 102 in the nip portion 102b. As a result, the fixing belt 105 slides with its inner surface in close contact with the heater 101a, and the outer circumference of the heater holder 104 and the pressure stay 104a is driven to rotate in a rotational direction R105 at a speed substantially corresponding to the speed of the pressure roller 102. To do. That is, in this embodiment, the pressure roller 102 also functions as a drive roller (drive rotary member) that rotationally drives the fixing belt 105.

また、制御回路部Aは電源部(不図示)からヒータ101aに対する通電を開始する。ヒータ101aに対する通電はヒータ101aの一端側と他端側に装着した通電コネクタ101dL・101dR(図2)を介してなされる。この通電によりヒータ101aは有効全長域に渡って急速に昇温する。その昇温がヒータ101aの裏面側(ニップ部101bと反対側の面)に設けられた温度検知手段としてのサーミスタTHによって検知される。   In addition, the control circuit unit A starts energizing the heater 101a from a power supply unit (not shown). The heater 101a is energized via energization connectors 101dL and 101dR (FIG. 2) attached to one end and the other end of the heater 101a. This energization causes the heater 101a to rapidly rise in temperature over the entire effective length range. The temperature rise is detected by a thermistor TH as temperature detecting means provided on the back side of the heater 101a (surface opposite to the nip portion 101b).

制御回路部AはサーミスタTHで検知されるヒータ温度に基づいてヒータ温度が所定の目標設定温度に昇温して温調されるようにヒータ101a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。   Based on the heater temperature detected by the thermistor TH, the control circuit unit A controls the power supplied to the heater 101a so that the heater temperature is raised to a predetermined target set temperature and regulated. The target set temperature in this embodiment is about 170 ° C.

上記の定着装置状態において、画像形成部の二次転写部側から未定着トナー画像Sを担持した用紙Pが定着装置103側に搬送される。そして、用紙Pは導入口400のガイド部材110a(図1(a))にガイドされてニップ部入口101c(図1(a))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 paper P carrying the unfixed toner image S is conveyed from the secondary transfer unit side of the image forming unit to the fixing device 103 side. Then, the sheet P is guided by the guide member 110a (FIG. 1A) of the introduction port 400, introduced into the nip portion inlet 101c (FIG. 1A), and is nipped and conveyed by the nip portion 101b.

用紙Pはニップ部101bを挟持搬送される過程でヒータ101aの熱が定着ベルト105を介して付与される。未定着トナー画像Sはヒータ101aの熱によって溶融され、ニップ部101bにかかっている圧力によって用紙Pに定着される。ニップ部101bを出た用紙Pは定着排紙ローラ対118(図1(a))に中継ぎされて排出口500から定着装置103外へ送出される。   The heat of the heater 101a is applied through the fixing belt 105 in the process in which the paper P is nipped and conveyed through the nip portion 101b. The unfixed toner image S is melted by the heat of the heater 101a and fixed on the paper P by the pressure applied to the nip portion 101b. The paper P that has exited the nip portion 101b is relayed to the pair of fixing paper discharge rollers 118 (FIG. 1A) and sent out of the fixing device 103 from the discharge port 500.

(3)トナーに内包される離型剤
次に、トナーSに内包(含有)される離型剤、本実施例ではワックスについて説明する。定着処理時にトナーSが定着ベルト105に転移してしまうオフセットと呼ばれる現象を生じる恐れがあり、このようなオフセット現象は画像不良など問題を引き起こす要因となってしまう。
(3) Release Agent Encapsulated in Toner Next, a release agent encapsulated (containing) in toner S, in this embodiment, wax will be described. There is a risk of causing a phenomenon called offset, in which the toner S is transferred to the fixing belt 105 during the fixing process, and such an offset phenomenon causes a problem such as an image defect.

そこで、本実施例では、ワックスをトナーSに内包させている。つまり、定着処理時にトナーSからワックスが染み出るようにしている。その結果、加熱により溶融したワックスが定着ベルト105と用紙P上のトナー像の界面に介在することになり、オフセット現象を防止する(離型作用)ことが可能となる。   Therefore, in this embodiment, the wax is included in the toner S. That is, the wax exudes from the toner S during the fixing process. As a result, the wax melted by heating is present at the interface between the fixing belt 105 and the toner image on the paper P, and the offset phenomenon can be prevented (mold release action).

なお、ワックスの分子構造を含んだ化合物も、ここではワックスと呼ぶことにする。例えば、トナーの樹脂分子に炭化水素鎖等のワックス分子構造を反応させたものである。また、離型剤として、ワックスの他に、シリコンオイル等の離型作用を有する他の物質を用いることも可能である。本実施例ではパラフィンワックスを用いており、ワックスの融点Tmは約75℃前後である。ニップ部101bを目標設定温度170℃に保った場合、トナーS中のワックスが瞬時に溶融してトナー像と定着ベルト105の界面に染み出るように融点Tmは設定されている。   A compound including the molecular structure of wax is also referred to as wax here. For example, the resin molecule of the toner is reacted with a wax molecular structure such as a hydrocarbon chain. In addition to the wax, other substances having a releasing action such as silicon oil can be used as the releasing agent. In this embodiment, paraffin wax is used, and the melting point Tm of the wax is about 75 ° C. When the nip portion 101b is kept at a target set temperature of 170 ° C., the melting point Tm is set so that the wax in the toner S instantaneously melts and oozes out to the interface between the toner image and the fixing belt 105.

用紙P上のトナー像から染み出したワックスは定着ベルト105とトナー像の界面に介在するわけであるが、ワックスの一部は定着ベルト105に移行した後に定着ベルト105上で加熱される。これは、ニップ部101bにて用紙Pに熱を奪われて温度を低下させた定着ベルト105の表面が、ヒータ101aによって再び加熱される為である。   The wax that exudes from the toner image on the paper P is present at the interface between the fixing belt 105 and the toner image, but a part of the wax is heated on the fixing belt 105 after moving to the fixing belt 105. This is because the surface of the fixing belt 105 whose temperature has been lowered due to the heat deprived of the paper P at the nip portion 101b is heated again by the heater 101a.

このとき、熱は定着ベルト105内面がヒータ101aにより加熱された後、熱が定着ベルト105表面まで移行するまで時間差が存在する。そのため、ニップ部出口101d側より、ニップ部入口101c側のほうが定着ベルト105表面温度は高くなる。ニップ部出口101dより、ニップ部入口101cのほうが定着ベルト105表面の温度が高くなる現象は、用紙Pを通紙するすべての定着装置103について同様のことが言える。それは、定着ベルト105は回転しており、通紙された直後は必ず定着ベルト105表面の温度は低下するためである。さらに、定着装置103に搬送された用紙P上のトナー像を、用紙Pに定着するのに必要な温度以上に上昇させるため、ニップ部入口101cの温度は高くなる。   At this time, there is a time difference until the heat is transferred to the surface of the fixing belt 105 after the inner surface of the fixing belt 105 is heated by the heater 101a. Therefore, the surface temperature of the fixing belt 105 is higher on the nip portion inlet 101c side than on the nip portion outlet 101d side. The phenomenon that the temperature of the surface of the fixing belt 105 is higher at the nip inlet 101c than at the nip outlet 101d is the same for all the fixing devices 103 that pass the paper P. This is because the fixing belt 105 is rotating and the temperature of the surface of the fixing belt 105 always decreases immediately after the sheet is passed. Further, since the toner image on the paper P conveyed to the fixing device 103 is raised to a temperature higher than that necessary for fixing on the paper P, the temperature of the nip portion entrance 101c becomes high.

ワックス中の低分子量成分等、ワックスの一部は図11に示す領域115、117で気化(揮発)する。領域115、117はニップ部入口101cから定着ベルト回転方向上流の定着ベルトほぼ半周面領域に対応する領域である。ワックスは長鎖分子成分から構成されているが、その長さは均一でなく一定の分布があり、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を含んでいる。領域115、117でワックスが気化する際は、ワックスの一部である低分子成分が気化するものと考えられる。   A part of the wax such as low molecular weight components in the wax is vaporized (volatilized) in the regions 115 and 117 shown in FIG. Regions 115 and 117 are regions corresponding to substantially the half circumferential surface region of the fixing belt upstream of the nip portion entrance 101c in the fixing belt rotation direction. Wax is composed of long-chain molecular components, but the length is not uniform and has a uniform distribution, and includes low-molecular components with short chains and low boiling points, and high-molecular components with long chains and high boiling points. . When the wax is vaporized in the regions 115 and 117, it is considered that a low molecular component that is a part of the wax is vaporized.

気化したワックス成分は、空気中で冷やされて凝縮し、その直後では粒径が数nm〜数百nm程度の微粒子(ダスト)が存在し得る。但し、多くは、数nm〜数十nmの粒径の微粒子となっている。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。   The vaporized wax component is cooled and condensed in the air, and immediately after that, fine particles (dust) having a particle size of about several nanometers to several hundred nanometers may exist. However, many are fine particles having a particle diameter of several nm to several tens of nm. This can be confirmed by measuring dust.

なお、本発明の発明過程において、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以下の微粒子をダストとしている。 In the process of the present invention, dust measurement was performed using a fast 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 to 560 nm that can be measured by FMPS are used as dust.

(4)定着処理に伴い離型剤に起因する発生粒子(ダスト)について
(4−1)ダストの発生箇所
図12は定着ベルト105に付着したワックスが気化する過程を示す。図12はセラミックヒータを用いた加熱方式を示しているが、例えばハロゲンヒータを用いた加熱方式のように定着ベルト105内部に加熱源を持つ定着装置103(図7)であれば同様である。
(4) Generated Particles (Dust) Due to Release Agent in Fixing Process (4-1) Dust Generation Location FIG. 12 shows a process in which wax adhering to the fixing belt 105 is vaporized. FIG. 12 shows a heating method using a ceramic heater, but the same applies to the fixing device 103 (FIG. 7) having a heating source inside the fixing belt 105, such as a heating method using a halogen heater.

図12(a)の状態では、トナー像の先端部分だけがニップ部101bを通過しているため、定着ベルト105上のワックス付着領域は図中に示す135a(ニップ部出口から出た用紙部分のトナー像長さ領域に対応する定着ベルト周長領域)となる。この段階ではワックスは気化しない。図12(b)の状態では、用紙搬送の進行でワックス付着領域が図中に示す135bの範囲まで拡大している。定着ベルト105がワックスの気化温度に達した部分136ではワックスが気化し始めると同時にダストを生成する。   In the state of FIG. 12 (a), only the leading end portion of the toner image passes through the nip portion 101b. A fixing belt circumferential length region corresponding to a toner image length region). At this stage, the wax does not vaporize. In the state of FIG. 12B, the wax adhesion region is expanded to the range of 135b shown in the drawing as the paper is conveyed. In the portion 136 where the fixing belt 105 has reached the wax vaporization temperature, the wax begins to vaporize and at the same time dust is generated.

図12の(c)の状態では、用紙搬送の更なる進行でワックス付着領域が図中に示す135cの範囲まで拡大し、より広い範囲138でワックスが気化してダストを生成する。このダストはワックス成分であるため粘着性を有しており、画像形成装置1の内部の各所に付着して問題を起こす恐れがある。例えば、ダストが定着排紙ローラ対118や排出ローラ対14(図3)に固着、堆積して汚れを生じさせると、その汚れが用紙Pに移行して画像に影響してしまう恐れがある。また、定着装置周辺の雰囲気を排気する排気(排熱)機構に設置されたフィルタ600(図3)に付着して目詰まりを起こす恐れがある。   In the state of FIG. 12C, the wax adhesion area is expanded to a range of 135c shown in the drawing as the paper is further conveyed, and the wax is vaporized in a wider range 138 to generate dust. Since this dust is a wax component, it has adhesiveness and may adhere to various places inside the image forming apparatus 1 and cause a problem. For example, if dust adheres to and accumulates on the fixing paper discharge roller pair 118 or the discharge roller pair 14 (FIG. 3) to cause dirt, the dirt may move to the paper P and affect the image. Further, there is a risk of clogging by adhering to the filter 600 (FIG. 3) installed in an exhaust (exhaust heat) mechanism that exhausts the atmosphere around the fixing device.

(4−2)ダストの性質について
本発明者等の研究によれば、定着ベルト105から発生するダストの粒径は、定着ベルト105近辺の空間温度に依存することがわかっている。
(4-2) Properties of Dust According to the study by the present inventors, it is known that the particle size of dust generated from the fixing belt 105 depends on the space temperature in the vicinity of the fixing belt 105.

図5(a)に示すように、加熱源20aの上に沸点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の揮発物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になるので、空気中で凝集し、数nm〜数十nm程度の粒径の微粒子(ダスト)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 in FIG. 5A, when a high-boiling substance 20 having a boiling point of 150 to 200 ° C. is placed on the heating source 20a and heated to around 200 ° C., a volatile substance 21a of the high-boiling substance 20 is generated. When the volatile material 21a comes into contact with normal temperature air, it immediately falls below the boiling point temperature. Therefore, the volatile material 21a aggregates in the air and changes to fine particles (dust) 21b having a particle size of 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る。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為である。その結果、気中温度が高くなるにつれてダストの生成個数は少なくなっていく。さらに気中に存在する余剰ガスは生成したダストの周りに集まってダスト上に凝集する。これは、ガス分子が凝集して新たにダストを生成するのに必要なエネルギーに比べて、ガス分子がダスト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。   At this time, the aggregation / particulation of gas in the air is inhibited as the air temperature increases. This is because the higher the temperature in the air, the higher the vapor pressure of the gas and the easier it is for the gas molecules to maintain a gaseous state. As a result, the number of dust generated decreases as the air temperature increases. Further, surplus gas present in the air collects around the generated dust and aggregates on the dust. This is because the energy required for the gas molecules to aggregate around the dust is lower than the energy required for the gas molecules to aggregate and generate new dust.

上記のような過程で生成したダスト21bは、ブラウン運動により空気中を移動しているので、互いに衝突して合体し、より大きな粒径のダスト21cに成長することが知られている。この成長は、ダスト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にあればあるほど、促進される。   It is known that the dust 21b generated in the above process moves in the air due to Brownian motion, so that it collides with each other and coalesces and grows into dust 21c having a larger particle size. This growth is accelerated as the dust moves more actively, in other words, the higher the air temperature is.

結果として、定着ベルト105から発生するダストは、定着ベルト105近辺の空間温度が高い程、蒸気圧上昇により、ダスト成分がガスのまま存在する割合が増える。ガスのままであれば、定着装置103外に排出されても、排出時のダスト成分の濃度が極端に少なくなるので、ダスト化することがない。加え、ダスト化した粒子は、空間温度が高いため、衝突・合体する割合が増え、粒径が増大する。   As a result, the dust generated from the fixing belt 105 increases as the space temperature near the fixing belt 105 is higher, due to the increase in vapor pressure. If the gas remains as it is, the dust component concentration at the time of discharge is extremely reduced even if it is discharged to the outside of the fixing device 103, so that it does not become dust. In addition, since the dust particles have a high space temperature, the ratio of collision and coalescence increases and the particle size increases.

また、粒径の成長は、ダストが一定サイズ以上になると次第に鈍化し、止まる。これは、合体によってダストが大型化するとブラウン運動による空気中の移動が不活発になるためと推定される。   Further, the growth of the particle diameter gradually slows and stops when the dust becomes a certain size or more. This is presumably because the movement in the air due to Brownian motion becomes inactive when the size of the dust increases due to coalescence.

さらに離型剤(ワックス)に起因するダストの性質として、周囲の固形物に付着する性質が知られている。図5(b)において、微小ダスト21bとより大きなダスト21cを含んだ空気αが、気流22に沿って壁23に向かう場合を考える。この時、微小ダスト21bよりも大きなダスト21cの方が壁23に付着しやすく、拡散され難い。   Further, as a property of dust caused by a release agent (wax), a property of adhering to surrounding solids is known. In FIG. 5B, a case is considered where air α including minute dust 21 b and larger dust 21 c travels along wall 22 toward wall 23. At this time, the dust 21c larger than the minute dust 21b is more likely to adhere to the wall 23 and is not easily diffused.

これは、ダスト21cは慣性力が大きく、壁23に勢いよく衝突するためと推定される。この現象は、気流の速度が風速計の計測限界を下回る0.2m/s以下の場合、つまり気流が非常に遅い場合であっても同様である。従って、ダスト21cを大粒径化すればするほど、特に、数百nm程度の微粒子は定着装置103内に留まり易く(多くは定着ベルト105に付着)、定着装置103外への拡散を抑制し得ることが分かる。   This is presumably because the dust 21c has a large inertial force and collides with the wall 23 vigorously. This phenomenon is the same even when the velocity of the airflow is 0.2 m / s or less, which is lower than the measurement limit of the anemometer, that is, when the airflow is very slow. Therefore, as the particle diameter of the dust 21c is increased, fine particles of about several hundred nm are likely to stay in the fixing device 103 (mostly adhere to the fixing belt 105), and the diffusion outside the fixing device 103 is suppressed. I know you get.

このように、ダストは気中温度の上昇とともに大型化(大粒径化)する性質と、大型化(大粒径化)につれて周辺の物体に付着し易くなるという二つの性質を持っている。従って、気中温度を上げてダストを大粒径化すれば、ダストが微粒子(凝縮直後の粒径)のまま定着装置外に拡散されてしまうのを抑制できることが分かる。なおダストの合体のし易さは、ダストの成分と温度、濃度に依存する。例えば、粘着しやすい成分が高温になって柔らかくなり、さらに高濃度下でダスト同士の衝突確率が上がると、合体し易くなる。   As described above, dust has two properties: an increase in size (increase in particle size) with an increase in air temperature, and an increase in size (increase in particle size) facilitates adhesion to surrounding objects. Therefore, it can be seen that if the dust is increased in particle size by increasing the air temperature, the dust can be prevented from diffusing out of the fixing device in the form of fine particles (particle size immediately after condensation). The ease of coalescence of dust depends on the dust component, temperature and concentration. For example, components that tend to adhere become hot and soft, and when the probability of collision between dusts increases at high concentrations, they become easier to merge.

(5)ダストの拡散抑制機構
以上で述べたダストの性質に基づいて画像形成装置1の内部におけるダストの拡散抑制策を検討すると、図12(c)に波線で示すダスト発生箇所138の近傍の気中温度を上げると良いことがわかる。
(5) Dust Diffusion Suppression Mechanism When a dust diffusion suppression measure inside the image forming apparatus 1 is examined based on the dust properties described above, the dust near the dust generation point 138 shown by the wavy line in FIG. It turns out that raising the temperature in the air is good.

ダスト発生箇所を図11に基づいて説明すると、ダスト発生箇所は、定着ベルト105上の領域115に、領域115から定着ベルト105の回転方向R105方向に向かってニップ部入口101cまでの領域を加えた領域になる。   The dust generation location will be described with reference to FIG. 11. In the dust generation location, an area from the area 115 to the nip portion entrance 101c in the rotation direction R105 of the fixing belt 105 is added to the area 115 on the fixing belt 105. Become an area.

拡散抑制機構は定着ベルト105の上記のダスト発生箇所138の近傍の気中温度を上げることでダストの拡散を抑制する機構である。図1(b)に示すように、拡散抑制機構は、抑制部として機能する遮蔽部材120を備えている。遮蔽部材120は筐体100と定着ベルト105の間に位置し、定着ベルト105との間に所定の間隔Tが開いている。遮蔽部材120は加熱ユニットにより加熱された空気、及びダストが上昇気流により定着装置103上部へ拡散することを抑制する。   The diffusion suppression mechanism is a mechanism that suppresses the diffusion of dust by raising the air temperature in the vicinity of the dust generation point 138 of the fixing belt 105. As shown in FIG. 1B, the diffusion suppression mechanism includes a shielding member 120 that functions as a suppression unit. The shielding member 120 is located between the housing 100 and the fixing belt 105, and a predetermined interval T is opened between the shielding member 120 and the fixing belt 105. The shielding member 120 prevents the air and dust heated by the heating unit from diffusing to the upper portion of the fixing device 103 due to the rising airflow.

遮蔽部材120の長手方向(幅方向)の幅W1は、図10の定着装置103の要部斜視図に示すように、用紙P上のトナー像121の通過領域の幅W2よりも幅が広くなるように設定されている。なお、幅W2は、画像形成装置で使用可能な最大幅の用紙Pを使用したとき、その最大幅の用紙に対して画像形成可能な領域の幅(最大画像幅)に相当する。その結果、遮蔽部材120は、定着ベルト105がトナー像121と接触し得る領域よりも幅方向両外側に延在する位置関係となる。ダストは定着ベルト105のトナー像通過領域で発生するためである。このように、遮蔽部材120の幅は、装置に使用可能な最大幅のシートの画像形成可能領域の幅よりも大きい。   The width W1 in the longitudinal direction (width direction) of the shielding member 120 is wider than the width W2 of the passage region of the toner image 121 on the paper P, as shown in a perspective view of a main part of the fixing device 103 in FIG. Is set to Note that the width W2 corresponds to the width (maximum image width) of an area in which an image can be formed on the maximum width sheet P when the maximum width sheet P usable in the image forming apparatus is used. As a result, the shielding member 120 has a positional relationship in which the fixing belt 105 extends to both outer sides in the width direction than a region where the fixing belt 105 can contact the toner image 121. This is because dust is generated in the toner image passage area of the fixing belt 105. As described above, the width of the shielding member 120 is larger than the width of the image-formable area of the maximum width sheet that can be used in the apparatus.

係る構成において、遮蔽部材120は図12(c)のダスト発生箇所138の大部分(図11に示す領域115)の上部を覆い、定着ベルト105近傍の気温を上げ、気中ダスト濃度を上昇させる役目を果たす。   In such a configuration, the shielding member 120 covers the upper part of most of the dust generation sites 138 in FIG. 12C (region 115 shown in FIG. 11), raises the temperature in the vicinity of the fixing belt 105, and raises the dust concentration in the air. Play a role.

遮蔽部材120は気温上昇と濃度上昇によってダストの粒径を大径化させ、画像形成装置1の内部へのダスト拡散を抑制する。大径化したダストは、定着ベルト105の周辺に発生する上昇気流(熱対流)によって上昇し、定着ベルト105と筐体100内側に付着する。定着ベルト105に付着したダストは用紙Pに転写するが、ダストサイズが小さいので画像に影響を与えることはない。   The shielding member 120 increases the particle size of the dust by increasing the temperature and increasing the concentration, and suppresses the diffusion of dust into the image forming apparatus 1. The increased diameter dust rises due to the rising airflow (thermal convection) generated around the fixing belt 105 and adheres to the fixing belt 105 and the inside of the housing 100. Dust adhering to the fixing belt 105 is transferred to the paper P. However, since the dust size is small, the image is not affected.

(5−1)遮蔽部材120の配置(定着ベルト105との間隔T)について
(5−1−1)定着ベルト105の周辺気流
配置について述べる前に、導入口400(ニップ部入口101c)の近傍で発生したダストが、機内に拡散してゆく経路を、図8(a、b)に示す熱気流シミュレーションによる検証結果に基づいて説明する。図8(a)はニップ部入口101c近傍における熱気流シミュレーション結果を示すベクトル図である。
(5-1) Arrangement of shielding member 120 (interval T with fixing belt 105) (5-1-1) Airflow around fixing belt 105 Before describing the arrangement, the vicinity of the inlet 400 (nip portion inlet 101c) The path through which the dust generated in step 1 diffuses in the machine will be described based on the verification result by the thermal air flow simulation shown in FIGS. FIG. 8A is a vector diagram showing a simulation result of the hot air current in the vicinity of the nip portion entrance 101c.

図中矢印が大きいほど、矢印位置での気流速度が速く、矢印の方向で、気流方向を示している。図8(b)は定着ベルト105周辺の熱気流シミュレーション結果を示す概略図である。この熱と気流についての検証は、表面温度170℃の定着ベルト105が速度Vで反時計回りR105に回転し、加圧ローラ102が同じく速度Vで時計回りR102に回転し、用紙Pが速度Vで図中の上方に移動すると仮定している。   The larger the arrow in the figure, the faster the airflow velocity at the arrow position, and the direction of the airflow is indicated by the direction of the arrow. FIG. 8B is a schematic diagram showing a simulation result of a hot air current around the fixing belt 105. The heat and air flow are verified by checking that the fixing belt 105 having a surface temperature of 170 ° C. rotates counterclockwise R105 at the speed V, the pressure roller 102 rotates clockwise R102 at the same speed V, and the sheet P rotates at the speed V. It is assumed that it moves upward in the figure.

そのため、この検証においては、
・定着ベルト105の周辺に発生する自然対流による上昇気流(CD1)
・定着ベルト105の表面移動に伴い発生するベルト表面の気流(RD1)
・用紙Pの移動に伴って用紙Pに沿って発生する気流26a
が考慮されている。
Therefore, in this verification,
-Ascending airflow (CD1) due to natural convection around the fixing belt 105
・ Airflow on the belt surface (RD1) generated by the movement of the surface of the fixing belt 105
-Airflow 26a generated along the paper P as the paper P moves
Has been taken into account.

図8(a)、(b)に示すように、ニップ部入口101cにおいて行き場を失いニップ部入口101cから噴き出してくるように見える気流26cの存在が確認された。この気流26cは、用紙表面の移動に伴ってその表面に発生する気流26aと気流RD1がニップ部入口101cで衝突した結果、行き場を失ったエアが噴き出したものと考えられる。   As shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b), it was confirmed that there was an air flow 26c that seemed to be lost at the nip inlet 101c and to be ejected from the nip inlet 101c. This airflow 26c is considered to be the result of air that has lost its destination as a result of the airflow 26a and the airflow RD1 generated on the surface of the paper colliding at the nip portion entrance 101c as the paper surface moves.

そして、気流26cは、気流RD1に合流して、気流RD1に隣接してそれとは逆方向に流れる気流CD1、つまり、定着ベルト105表面に沿って上昇する気流となる。なお、気流26cは、図8に示すように、定着ベルト105表面に沿うように発生していたが、これは定着ベルト105表面付近を上昇する自然対流に引き込まれた結果と推定される。   The airflow 26c merges with the airflow RD1 and becomes an airflow CD1 that flows adjacent to the airflow RD1 in the opposite direction, that is, an airflow rising along the surface of the fixing belt 105. As shown in FIG. 8, the air flow 26c is generated along the surface of the fixing belt 105. This is presumed to be a result of being drawn into natural convection rising near the surface of the fixing belt 105.

(5−1−2)遮蔽部材120の作用と間隔T
前述したように、遮蔽部材120はダスト発生箇所138(図12(c))の周辺の気中温度を上昇させる作用を有する。この温度上昇作用を確保するには、加熱ユニット101によって暖められた空気が、上昇気流CD1によって定着装置103外への流出を防がなければならない。そのため、遮蔽部材120と定着ベルト105の間に所定の間隔Tが設けられる。
(5-1-2) Action of shielding member 120 and interval T
As described above, the shielding member 120 has an action of increasing the air temperature around the dust generation site 138 (FIG. 12C). In order to ensure this temperature increasing action, the air heated by the heating unit 101 must be prevented from flowing out of the fixing device 103 by the rising air flow CD1. Therefore, a predetermined interval T is provided between the shielding member 120 and the fixing belt 105.

この間隔T(mm)は、0.5mm以上3.5mm以内(0.5≦T≦3.5)にすることで、気流CD1を定着ベルト105から離間させる作用を確保することができる。間隔Tを3.5mm以下とすることで、後述するように定着装置近傍のポイントB(図6)でのダスト濃度を70%未満に下げることができる。なお、下限値を0.5mmとした理由は、これ以上、定着ベルト105の表面に遮蔽部材120を接近させると、定着ベルト105に接触してしまう恐れがあるためである。   By setting the interval T (mm) to 0.5 mm or more and 3.5 mm or less (0.5 ≦ T ≦ 3.5), it is possible to ensure the action of separating the airflow CD1 from the fixing belt 105. By setting the interval T to 3.5 mm or less, the dust concentration at the point B (FIG. 6) in the vicinity of the fixing device can be lowered to less than 70% as will be described later. The reason why the lower limit value is set to 0.5 mm is that if the shielding member 120 is brought closer to the surface of the fixing belt 105, there is a possibility that the lower limit value may come into contact with the fixing belt 105.

遮蔽部材120が配置される箇所、特に定着ベルト105表面に近づくにつれ、温度が高くなる。そのため、熱膨張により遮蔽部材120が変形し、遮蔽部材120のすべての領域で間隔Tを管理することが困難となる。したがって、本実施例では、間隔Tを1mmとしている。   As the shielding member 120 is disposed, particularly as the surface of the fixing belt 105 is approached, the temperature increases. Therefore, the shielding member 120 is deformed due to thermal expansion, and it becomes difficult to manage the interval T in all regions of the shielding member 120. Therefore, in this embodiment, the interval T is set to 1 mm.

(5−1−3)遮蔽部材120の効果
遮蔽部材120を上記のように配置することにより、図6に示すポイントBで測定されるダスト濃度は、遮蔽部材120がない場合に比べて70%未満のダスト濃度に抑えることができる。測定誤差が30%あるため、効果有と判定できる目安を70%未満にした。ポイントBは定着ベルト105から発生するダストが熱対流による上昇気流によって排出される経路上に、定着ベルト105から20mm程度離間した位置に設定されている。ポイントBでのダスト濃度が70%未満になれば、定着装置103の外側の機内ワックス汚れを低減することができる。
(5-1-3) Effect of Shielding Member 120 By arranging the shielding member 120 as described above, the dust concentration measured at the point B shown in FIG. 6 is 70% compared to the case where the shielding member 120 is not provided. It can be suppressed to a dust concentration of less than. Since there is a measurement error of 30%, the standard that can be determined to be effective is set to less than 70%. Point B is set at a position about 20 mm away from the fixing belt 105 on a path through which dust generated from the fixing belt 105 is discharged by the rising airflow due to thermal convection. If the dust concentration at point B is less than 70%, the in-machine wax stains outside the fixing device 103 can be reduced.

このダスト濃度は上述した高速応答型パーティクルサイザー(FMPS)で測定することができる。測定は、以下の条件下で行っている。具体的には、印字率が5%の標準原稿を基に、A4サイズの普通紙を横送りする条件で、定着処理を11分間に亘り連続して行う。そして、その定着処理の終了前1分間に亘り(10分〜11分の間の1分間)、ダスト濃度の測定を行う。測定値は、1分間のダスト濃度を平均処理することにより求めた。なお、測定位置は、図3に示す排紙ローラ対118、又はフィルタ600等のワックス汚れが発生する箇所としても良い。測定箇所によってダスト濃度は異なるが、ダスト濃度の低減率によって、ワックス汚れの防止効果を見積もることができるためである。   This dust concentration can be measured by the above-mentioned fast response type particle sizer (FMPS). The measurement is performed under the following conditions. Specifically, the fixing process is continuously performed for 11 minutes under the condition that the A4 size plain paper is laterally fed based on a standard document with a printing rate of 5%. Then, the dust concentration is measured for 1 minute before the end of the fixing process (1 minute between 10 minutes and 11 minutes). The measured value was obtained by averaging the dust concentration for 1 minute. Note that the measurement position may be a location where wax contamination occurs on the discharge roller pair 118 or the filter 600 shown in FIG. This is because although the dust concentration varies depending on the measurement location, the effect of preventing wax contamination can be estimated by the reduction rate of the dust concentration.

また、本実施例では、ダスト濃度とは、粒径が所定範囲の微粒子、つまり、粒径が5.6nm以上560nm以下の微粒子(所定の粒径の粒子)の個数濃度(個/cm3)のことを指す。つまり、ポイントBにおいて測定された個数濃度(個/cm3)が、本実施例のような抑制部である遮蔽部材120を設けていない構成の場合に比べて70%未満となるようにするのが好ましい。なお、ダスト濃度として、個数濃度(個/cm3)の代わりに、重量濃度(μg/m3)としても構わない。 In the present embodiment, the dust concentration is the number concentration (particles / cm 3 ) of fine particles having a predetermined particle size, that is, fine particles having a particle size of 5.6 nm to 560 nm (particles having a predetermined particle size). Refers to that. That is, the number concentration (pieces / cm 3 ) measured at the point B is set to be less than 70% as compared with the configuration in which the shielding member 120 that is the suppressing portion is not provided as in this embodiment. Is preferred. The dust concentration may be a weight concentration (μg / m 3 ) instead of the number concentration (pieces / cm 3 ).

なお、本実施例では、遮蔽部材120と定着ベルト105表面との間隔T(図1(a))について、4.0mm、3.5mm、2.5mm、2.0mm、1.5mmと段階的に狭くしていった。この時、狭くなるにつれてポイントBでのダスト濃度が低下することを検証した。その結果、間隔Tが3.5mm以下のとき、上記の条件(ポイントBのダスト濃度70%以下)を満足することを確認している。   In this embodiment, the interval T (FIG. 1A) between the shielding member 120 and the surface of the fixing belt 105 is 4.0 mm, 3.5 mm, 2.5 mm, 2.0 mm, and 1.5 mm in stages. It narrowed down. At this time, it was verified that the dust concentration at the point B decreases as it becomes narrower. As a result, it has been confirmed that when the interval T is 3.5 mm or less, the above condition (the dust concentration at point B is 70% or less) is satisfied.

(5−1−4)間隔Tを決定する他の方法
間隔Tは、定着ベルト105の周速V(mm/s)によって決定されても良い。図8示すtは、気流RD1の幅である。すなわちtは、気流RD1とCD1の境界から定着ベルト105までの距離を示している。このtについて検証(シミュレーション)を行った。図9はその検証結果を示すものである。
(5-1-4) Other Methods for Determining the Interval T The interval T may be determined by the peripheral speed V (mm / s) of the fixing belt 105. T shown in FIG. 8 is the width of the air flow RD1. That is, t indicates the distance from the boundary between the airflows RD1 and CD1 to the fixing belt 105. This t was verified (simulated). FIG. 9 shows the verification result.

図9に示すように、定着ベルト105の表面周速Vが115mm/sである時はt=1.4mm、Vが200mm/sである時はt=1.9mmとなる。定着ベルト105に沿う気流RD1の流量は、定着ベルト105の表面速度(すなわち周速V)が大きくなるほど増える。周速Vが上がって気流RD1の流量が増えた結果、tの値も大きくなったと指定される。図9に示す二点を線形補完すると、以下のようになる。   As shown in FIG. 9, when the surface peripheral speed V of the fixing belt 105 is 115 mm / s, t = 1.4 mm, and when V is 200 mm / s, t = 1.9 mm. The flow rate of the air flow RD1 along the fixing belt 105 increases as the surface speed (that is, the peripheral speed V) of the fixing belt 105 increases. As a result of the increase in the peripheral velocity V and the increase in the flow rate of the air flow RD1, it is designated that the value of t has also increased. When the two points shown in FIG. 9 are linearly complemented, the result is as follows.

t=0.0059×V+0.72
間隔Tが上記tを下回るように設定すると、遮蔽部材120は、気流CD1を確実に止めることができる。その結果、定着ベルト105の周辺の気温の低下を防ぎ、ダストを低下させることができる。なお、tの下限値は、前述したように0.5mmである。上記式とこの下限値を組み合わせると、Tの範囲は以下式で表現されることができる。
t = 0.0059 × V + 0.72
When the interval T is set to be less than the above t, the shielding member 120 can reliably stop the airflow CD1. As a result, the temperature around the fixing belt 105 can be prevented from decreasing and dust can be reduced. The lower limit value of t is 0.5 mm as described above. Combining the above equation with this lower limit, the range of T can be expressed by the following equation.

0.5≦T≦0.0059×V+0.72
以上式は、定着ベルト105の周速Vが、115mm/s≦V≦200mm/s、の範囲にあるとき特に有効である。しかし、周速Vとtの関係は線形に近いと推定されるので、速度Vが上記範囲にない場合でも有効である。
0.5 ≦ T ≦ 0.0059 × V + 0.72
The above formula is particularly effective when the peripheral speed V of the fixing belt 105 is in the range of 115 mm / s ≦ V ≦ 200 mm / s. However, since the relationship between the circumferential speed V and t is estimated to be close to linear, it is effective even when the speed V is not in the above range.

(5−2)ダスト滞留領域
図13に示すように、ダストの合体を促進させるには、遮蔽部材120と筐体100と定着ベルト105の間に形成される領域Rに、高濃度のダストを滞留させることが肝要である。この領域Rにおけるダストの挙動は、定着ベルト105表面のニップ部入口101c側におけるダスト発生個所Aから、上昇気流によって定着ベルト105の外周を沿って遮蔽部材120と定着ベルト105との間にできる隙間B方向へ流れる(経路AB)。これは、遮蔽部材120と定着ベルト105の間を封止することはできないため、わずかな隙間が存在し、そこからダストは定着装置103外へ流出する。つまり、ダストは、圧力の低い方向かつ、熱対流により、重力方向上側へダストは流れようとするため、領域R内のわずかな隙間からでも流出しようとする。
(5-2) Dust Retention Area As shown in FIG. 13, in order to promote the coalescence of dust, high concentration dust is applied to the area R formed between the shielding member 120, the casing 100, and the fixing belt 105. It is important to make it stay. The behavior of the dust in this region R is the gap formed between the shielding member 120 and the fixing belt 105 along the outer periphery of the fixing belt 105 from the dust generation location A on the nip portion inlet 101c side of the surface of the fixing belt 105 along the outer periphery of the fixing belt 105. Flows in direction B (path AB). This is because the gap between the shielding member 120 and the fixing belt 105 cannot be sealed, so that there is a slight gap from which dust flows out of the fixing device 103. That is, the dust tends to flow out from a slight gap in the region R because the dust tends to flow upward in the direction of gravity due to the low pressure and thermal convection.

上述したように、領域Rにおいて、ダストを封止することができないため、ダストの高濃度空間における滞留時間を延ばす、つまり、ダストを高濃度空間における移動距離を延ばすことで、ダストの合体を促進させることができる。本実施例において、ダストの移動距離を延ばすために、筺体100に開口Cを設ける。開口Cは、隙間Bの開口面積より開口Cの開口面積が大きく、かつ、ダスト発生個所Aから開口Cまでの最短経路(経路AC)が、経路ABよりも遠い位置に配置される。隙間Bより開口Cの開口面積が大きいことで、開口C部における圧力が隙間Bに比べると小さくなり、ダストは開口Cへ流出しやすくなる。また、経路ABより経路ACが長いことで、ダストを高濃度空間における移動経路を延ばし、ダストの合体を促進させることができる。   As described above, since the dust cannot be sealed in the region R, the coalescence of the dust is promoted by extending the residence time of the dust in the high concentration space, that is, extending the moving distance of the dust in the high concentration space. Can be made. In the present embodiment, an opening C is provided in the housing 100 in order to extend the moving distance of dust. In the opening C, the opening area of the opening C is larger than the opening area of the gap B, and the shortest path (path AC) from the dust generation point A to the opening C is disposed at a position farther than the path AB. Since the opening area of the opening C is larger than the gap B, the pressure in the opening C is smaller than that of the gap B, and the dust easily flows out to the opening C. In addition, since the path AC is longer than the path AB, it is possible to extend the movement path of the dust in the high concentration space and promote the coalescence of the dust.

(6)結露対策
本実施例において、片面側画像形成時、用紙Pが定着装置103により熱定着される際、用紙Pが含む水分を蒸発され、蒸発した水分は用紙搬送方向に沿って上昇する。この水蒸気は、用紙P搬送経路においては、加熱された用紙Pによる影響で周囲温度が高いため水滴にはならないが、再循環搬送経路15b(図1(a))周辺は温度が低いため、再循環搬送経路15b周辺の再循環ガイド部材128に水分が水滴となって付着する。片面側のみ画像形成をしたのち、両面画像形成する際、再循環ガイド部材128に付着している水滴が用紙Pに転移し、画像を劣化させることがある。
(6) Condensation countermeasure In this embodiment, when the sheet P is heat-fixed by the fixing device 103 at the time of one-side image formation, moisture contained in the sheet P is evaporated, and the evaporated moisture rises along the sheet conveyance direction. . The water vapor does not form water droplets in the paper P conveyance path due to the influence of the heated paper P, and thus does not form water droplets. However, the temperature around the recirculation conveyance path 15b (FIG. 1A) is low, so Water adheres as water droplets to the recirculation guide member 128 around the circulation conveyance path 15b. After forming an image on only one side, when forming a double-sided image, water droplets adhering to the recirculation guide member 128 may transfer to the paper P and deteriorate the image.

この水滴による画像劣化を抑制するために、定着装置103近傍かつ排出口500側に、再循環搬送経路15bにエアFを吹き付ける結露対策用ファン127が設置される。また、効率的に再循環搬送経路15bにエアFを吹き付けるために、排紙トレイ16(図3)と対向する位置にファン127は設置される。例えば、排紙トレイ側にファン127を設置すると、通紙時、用紙Pが壁となり、再循環搬送経路15bまでエアFが届かない場合がある。   In order to suppress the image deterioration due to the water droplets, a dew condensation countermeasure fan 127 that blows air F to the recirculation conveyance path 15b is installed in the vicinity of the fixing device 103 and on the outlet 500 side. Further, in order to efficiently blow the air F to the recirculation conveyance path 15b, the fan 127 is installed at a position facing the paper discharge tray 16 (FIG. 3). For example, when the fan 127 is installed on the paper discharge tray side, the paper P may become a wall when the paper is passed, and the air F may not reach the recirculation conveyance path 15b.

結果、エアFにより、再循環搬送経路15bに滞留する水分が吹き飛ばされることで、再循環ガイド部材128に水滴が付着することを防ぐことができる。   As a result, it is possible to prevent water droplets from adhering to the recirculation guide member 128 by blowing away the water remaining in the recirculation conveyance path 15b by the air F.

(6−1)結露対策によるダストへの影響と対策
本実施例のように縦パスの画像形成装置1において、用紙Pが定着装置103を通過する際、用紙Pの画像面は必ず画像形成装置1の中心側を向いている。その理由は、画像形成部5は本体中心部分にあり、用紙Pは画像形成部5の外側を搬送されるため、必然的に用紙Pの画像面は中心側を向くこととなる。併せて、定着装置103の定着ベルト105と加圧ローラ102の位置関係は、定着ベルト105によって画像を用紙Pに定着させるために、定着ベルト105が加圧ローラ102より画像形成装置1の中心側にある。
(6-1) Influence on dust and countermeasures against dew condensation countermeasures In the vertical pass image forming apparatus 1 as in this embodiment, when the paper P passes through the fixing device 103, the image surface of the paper P is always the image forming apparatus. It faces the center side of 1. The reason is that the image forming unit 5 is located in the central portion of the main body, and the paper P is conveyed outside the image forming unit 5, so that the image surface of the paper P necessarily faces the center side. At the same time, the positional relationship between the fixing belt 105 and the pressure roller 102 of the fixing device 103 is such that the fixing belt 105 is fixed to the center of the image forming apparatus 1 with respect to the pressure roller 102 in order to fix the image onto the paper P by the fixing belt 105. It is in.

以上のことから、ファン127によるエアFは加圧ローラ102から定着ベルト105方向に流れる。ファン127は定着装置103近傍に配置されるため、エアFの一部が排出口500から定着装置103内部に侵入することがある。エアFが定着装置103内部に侵入すると、定着ベルト105に沿って導入口400までエアFが到達する。エアFは定着ベルト105周辺の温度より低いため、ニップ部入口101c近傍に滞留しているダストを定着装置103外に拡散させてしまう。   From the above, the air F from the fan 127 flows from the pressure roller 102 toward the fixing belt 105. Since the fan 127 is disposed in the vicinity of the fixing device 103, a part of the air F may enter the fixing device 103 from the discharge port 500. When the air F enters the fixing device 103, the air F reaches the inlet 400 along the fixing belt 105. Since the air F is lower than the temperature around the fixing belt 105, the dust staying in the vicinity of the nip portion entrance 101 c is diffused outside the fixing device 103.

図1(a)に示すように、エアFが導入口400に侵入することを防ぐために、筐体100の定着ベルト105側かつ、導入口400から排出口500の間に排気口124を設けることで、エアFの逃げ道を作り、エアFが排気口124へ流れ、エアFが導入口400に侵入することを防ぐことができる。さらに、筐体100の排気口124と導入口400の間に遮蔽部材120を配置し、エアFが導入口400への侵入を阻害することで、エアFが排気口124を通って定着装置103外部へ排出することを促進することができる。   As shown in FIG. 1A, in order to prevent the air F from entering the introduction port 400, an exhaust port 124 is provided on the fixing belt 105 side of the housing 100 and between the introduction port 400 and the discharge port 500. Thus, the escape path of the air F can be created, and the air F can be prevented from flowing into the exhaust port 124 and entering the introduction port 400. Further, the shielding member 120 is disposed between the exhaust port 124 and the introduction port 400 of the housing 100, and the air F blocks the entry into the introduction port 400, so that the air F passes through the exhaust port 124 and the fixing device 103. Discharging outside can be promoted.

[実施例2]
図14は、第2の実施例を示した定着装置103の横断模式図である。実施例2は実施例1において、経路ACの最短距離を塞ぐ位置に障害部129を配置している。経路ACをより長くすることができ、ダストの滞留時間が延び、ダストの合体を促進することができる。
[Example 2]
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of the fixing device 103 according to the second embodiment. In the second embodiment, the obstacle portion 129 is arranged at a position that blocks the shortest distance of the path AC in the first embodiment. The path AC can be made longer, the dust residence time can be extended, and the coalescence of dust can be promoted.

[実施例3]
図15は、第3の実施例を示した定着装置103の横断模式図である。実施例3は実施例1において、領域Rが、遮蔽部材120と筐体100と定着ベルト105と画像形成装置1のフレーム17の間に形成さる。さらに、開口Cの位置が、フレーム17と筐体100によって形成される隙間に配置される。上記構成により、経路ACをより長くすることができ、ダストの滞留時間が延び、ダストの合体を促進することができる。
[Example 3]
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of the fixing device 103 according to the third embodiment. In the third embodiment, the region R is formed between the shielding member 120, the housing 100, the fixing belt 105, and the frame 17 of the image forming apparatus 1 in the first embodiment. Furthermore, the position of the opening C is arranged in a gap formed by the frame 17 and the housing 100. With the above configuration, the path AC can be made longer, the dust residence time can be extended, and the coalescence of dust can be promoted.

<その他の事項>
1)定着装置における第1回転体は実施例のベルト体に限られない。何らかの加熱手段で加熱されるローラ体であってもよい。第2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 heated by some heating means. The second rotating body is not limited to the roller body of the embodiment. It may be a belt body.

2)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、用紙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。   2) In addition to a device that fixes an unfixed toner image as a fixed image, the fixing device is an image quality that improves the glossiness by heating and pressurizing a toner image that has been assumed on the paper or once heated and fixed. A reformer (referred to as this fixing device) is also included.

3)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ける説行子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。   3) The fixing device according to the present invention is not limited to a built-in prescriptor that is fixed inside the image forming apparatus, but can be detachably replaced or connected to the main body of the image forming apparatus as a unit. It may be in the form of a different device. In addition, the image forming apparatus may be an apparatus that can be used alone, independent of the image forming apparatus.

4)画像形成装置において、用紙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、用紙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、用紙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。カラー画像形成部であってもよい。   4) In the image forming apparatus, the image forming unit (image forming mechanism unit) that forms the toner image on the paper P is not limited to the transfer type electrophotographic image forming unit of the embodiment. For example, an electrophotographic image forming unit that uses a photosensitive paper as a paper and forms a toner image directly on the photosensitive paper may be used. 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. Further, 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 the paper and a toner image is directly formed thereon. A color image forming unit may be used.

100 筐体 105 定着ベルト 400 導入口
500 排出口 124 排気口
100 Housing 105 Fixing Belt 400 Inlet 500 Outlet 124 Outlet

Claims (7)

離型剤を含有するトナーを用いてシート(P)に形成された未定着トナー像と接して加熱する第1回転体(105)と、
前記第1回転体(105)との間にニップ部(101b)を形成して前記シート(P)を挟持搬送する第2回転体(102)と、
シート導入口(101c)およびシート排出口(101d)を有し、前記第1回転体(105)および前記第2回転体(102)を収容する筐体(100)と、
前記筐体(100)の前記シート搬送方向(X)下流側かつ、前記筐体(100)近傍に位置し、前記第2回転体(102)から前記第1回転体方向(105)へエア(F)を送風し、
前記シート(P)のガイド部材(128)周辺を冷却するエアフロー発生手段(127)を有し、
前記筐体(100)において前記第1回転体(105)側の前記シート導入口(400)から前記シート排出口(500)の間に、排出部(124)を有し、
前記エア(F)の一部が、前記シート排出口(500)を通って前記排出部(124)から排出され、前記シート導入口(400)近傍へ前記エア(F)の流入を抑制することを特徴とする定着装置。
A first rotating body (105) for heating in contact with an unfixed toner image formed on the sheet (P) using a toner containing a release agent;
A second rotating body (102) that forms a nip portion (101b) between the first rotating body (105) and sandwiches and conveys the sheet (P);
A housing (100) having a sheet introduction port (101c) and a sheet discharge port (101d) and accommodating the first rotating body (105) and the second rotating body (102);
Air (from the second rotating body (102) to the first rotating body direction (105) is located downstream of the casing (100) in the sheet conveying direction (X) and in the vicinity of the casing (100). F)
An air flow generating means (127) for cooling the periphery of the guide member (128) of the sheet (P);
In the housing (100), a discharge unit (124) is provided between the sheet introduction port (400) on the first rotating body (105) side and the sheet discharge port (500).
Part of the air (F) is discharged from the discharge portion (124) through the sheet discharge port (500), and suppresses the inflow of the air (F) to the vicinity of the sheet introduction port (400). A fixing device characterized by the above.
前記エア(F)が前記シート導入口(400)に侵入することを防ぐように前記筺体(100)内に遮蔽部(120)が設置され、
前記遮蔽部(120)は前記排出部(124)より前記シート搬送方向(X)上流側に位置し、
前記筐体(100)と前記遮蔽部(120)により形成された経路により、前記エアフロー手段(127)の前記エア(F)の一部が前記排出部(124)から排出されることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
A shield (120) is installed in the housing (100) to prevent the air (F) from entering the sheet inlet (400),
The shielding part (120) is located upstream of the discharge part (124) in the sheet conveying direction (X),
A part of the air (F) of the airflow means (127) is discharged from the discharge part (124) by a path formed by the casing (100) and the shielding part (120). The fixing device according to claim 1.
前記遮蔽部(120)の幅は、装置に使用可能な最大幅のシートの画像形成可能領域の幅よりも大きい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 a width of the shielding portion is larger than a width of an image-formable area of a maximum width sheet usable in the apparatus. 前記遮蔽部(120)と前記第1の回転体(105)との間隔をT(mm)としたとき、0.5≦T≦3.5の関係を満足することを特徴とする請求項2または3に記載の定着装置。   The relationship of 0.5 ≦ T ≦ 3.5 is satisfied, where T (mm) is an interval between the shielding portion (120) and the first rotating body (105). Or the fixing device according to 3; 前記第1回転体(105)の周速をV(mm/s)としたとき、
0.5≦T≦0.0059×V+0.72
の関係を満足することを特徴とする請求項2乃至4の何れか一項に記載の定着装置。
When the peripheral speed of the first rotating body (105) is V (mm / s),
0.5 ≦ T ≦ 0.0059 × V + 0.72
The fixing device according to claim 2, wherein the relationship is satisfied.
115≦V≦200の関係を満足することを特徴とする請求項2乃至5の何れか一項に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 2, wherein a relationship of 115 ≦ V ≦ 200 is satisfied. 前記離型剤はワックスであり、それが気化して凝縮することで生成される所定の粒径の粒子の粒径は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の何れか一項に記載の定着装置。   7. The release agent according to claim 1, wherein the release agent is a wax, and the particle size of the particles having a predetermined particle size generated by vaporizing and condensing is 5.6 nm or more and 560 nm or less. The fixing device according to claim 1.
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