JP2022067935A - Fixing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、記録材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、例えば、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手段において用いられ得る。 The present invention relates to a fixing device for fixing a toner image on a recording material. This fixing device can be used, for example, in an image forming means such as a copying machine, a printer, a facsimile, and a multifunction device having a plurality of these functions.
上記のような画像形成装置は、作像手段によりシート状の記録材(用紙)上に未定着トナー像を形成した後、定着手段により、該トナー像を固着像として定着させている。
定着手段には様々な方式が提案されているが、トナー像を加熱・加圧して定着させる熱圧定着方式の定着装置が一般に用いられている。この定着装置は、加熱手段で加熱される加熱回転体(定着ローラ、定着フィルムなど)と、これと圧接して定着ニップ部を形成する加圧回転体(加圧ローラ、加圧ベルトなど)を有している。
In the image forming apparatus as described above, an unfixed toner image is formed on a sheet-shaped recording material (paper) by an image forming means, and then the toner image is fixed as a fixed image by the fixing means.
Although various methods have been proposed for the fixing means, a thermal pressure fixing method fixing device for heating and pressurizing the toner image to fix the toner image is generally used. This fixing device combines a heating rotating body (fixing roller, fixing film, etc.) heated by a heating means and a pressure rotating body (pressurizing roller, pressure belt, etc.) that presses against the heating rotating body to form a fixing nip portion. Have.
そして、この両回転体を回転させ、定着ニップ部に未定着トナー像を担持させた記録材を導入して挟持搬送させることで、トナー像を加熱回転体の熱とニップ圧で記録材面に熱圧定着させるものである。 Then, by rotating both rotating bodies and introducing a recording material having an unfixed toner image supported on the fixing nip portion and sandwiching and transporting the toner image, the toner image is transferred to the recording material surface by the heat and nip pressure of the heating rotating body. It is used for thermal pressure fixing.
このような定着装置においては、装置に通紙可能な最大幅を有する最大サイズ記録材よりも幅が小さい小サイズ記録材を連続的に通紙して定着を実行させた場合に、加熱回転体の非通紙域(記録材搬送領域外)の表面の温度が過度に上昇する。これは、小サイズ記録材を連続的に通紙すると、定着ニップ部の記録材の通過しない非通紙域では記録材によって奪われる熱が無い分だけ、部分的に蓄熱されるためである。 In such a fixing device, when a small-sized recording material having a width smaller than the maximum size recording material having a maximum width that can be passed through the device is continuously passed through and fixed, the heated rotating body is used. The temperature of the surface of the non-paper area (outside the recording material transport area) rises excessively. This is because when the small-sized recording material is continuously passed through the paper, heat is partially stored in the non-paper-passing area where the recording material of the fixing nip portion does not pass because the heat is not taken away by the recording material.
この現象は、定着装置の端部昇温あるいは非通紙部昇温と称され、この端部昇温が過剰になると、定着不良の発生や装置構成部品の熱劣化につながる。 This phenomenon is referred to as a temperature rise at the end of the fixing device or a temperature rise at the non-passing portion, and if the temperature rise at the end is excessive, it leads to the occurrence of fixing failure and thermal deterioration of the device components.
小サイズ記録材の連続通紙時の端部昇温を抑えるために定着装置の非通紙域を冷却風によって冷却する構成が、例えば特許文献1や2に提案されている。
特許文献1に記載の技術は、定着装置に配置した冷却ファンから前記非通紙域側に、冷却風を選択的に送風している。
In the technique described in
特許文献2に記載の技術は、定着装置の非通紙部に送風して冷却するためのファンを有し、その冷却ファンの送風領域を、シャッターを移動させることで記録材の幅に応じて調整可能な画像形成装置が開示されている。冷却ファンは、定着フィルムもしくはヒータの非通紙部のうち送風可能な領域に設けられた温度検知部材の検知温度に応じて制御される。
The technique described in
図1は、軸流ファンを用いて定着フィルムを冷却する冷却構成を示す図である。定着フィルムの両端部を冷却する開口部があり、この開口部に軸流ファンにより送風することで定着フィルムの両端部を冷却する構成となっている。ここで、図2(a)、(b)に、図1で示す測定位置における定着フィルム両端部に送風される風量を示す。軸流ファンからの風はダクトを介して開口部に送風しているが、整流されて風ではないため、開口部での風量が長手で異なってしまう。それにより、前側の開口部においては定着フィルム中央側の風量が多く冷えやすく、奥側の開口部においては定着フィルム奥側の風量が多く冷えやすくなる。そのため、図3に示すように、A4Rを100枚通紙した際の長手温度分布をみると、前奥で非通紙部領域での冷却ムラが発生し、通紙域の手前側が温度低いことによる低温オフセット、通紙域の奥側で温度が高いことによるホットオフセットが発生する。 FIG. 1 is a diagram showing a cooling configuration for cooling a fixing film using an axial fan. There is an opening for cooling both ends of the fixing film, and both ends of the fixing film are cooled by blowing air through this opening with an axial flow fan. Here, FIGS. 2 (a) and 2 (b) show the amount of air blown to both ends of the fixing film at the measurement position shown in FIG. The air from the axial fan is sent to the opening through the duct, but since it is rectified and not the wind, the air volume at the opening differs in length. As a result, the air volume on the center side of the fixing film is large and easy to cool in the opening on the front side, and the air volume on the back side of the fixing film is large and easy to cool in the opening on the back side. Therefore, as shown in FIG. 3, when looking at the longitudinal temperature distribution when 100 sheets of A4R are passed, cooling unevenness occurs in the non-passing area at the front and back, and the temperature is low on the front side of the passing area. Low temperature offset due to, hot offset due to high temperature in the back side of the paper passing area occurs.
本発明の目的は、定着フィルムへ流れる風量が均一になり冷却ムラによる画像不良が防止できる定着装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a fixing device in which the amount of air flowing through the fixing film becomes uniform and image defects due to uneven cooling can be prevented.
上記目的を達成するために、本発明は、定着部材と、加圧部材と、前記定着部材33の所定の領域を冷却するための開口部と、前記開口部に向けて送風する送風冷却手段と、前記開口部を開閉するシャッターと、を有する定着装置において、前記開口部の形状が長手で異なることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention comprises a fixing member, a pressure member, an opening for cooling a predetermined region of the
冷却FANの風量が多い箇所の開口量を小さく、風量の少ない箇所の開口量を大きくすることで、定着フィルムへ流れる風量が均一になり冷却ムラによる画像不良が防止できる。 By reducing the opening amount of the cooling FAN where the air volume is large and increasing the opening amount of the cooling FAN where the air volume is small, the air volume flowing to the fixing film becomes uniform and image defects due to cooling unevenness can be prevented.
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳しく説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(1)画像形成部
図4は本発明に従う画像加熱装置を定着装置として搭載した画像形成装置の一例である電子写真フルカラープリンタの概略構成を示す縦断面模式図である。まず、画像形成部の概略を説明する。
(1) Image Forming Unit FIG. 4 is a schematic vertical cross-sectional view showing a schematic configuration of an electrophotographic full-color printer which is an example of an image forming apparatus equipped with an image heating device according to the present invention as a fixing device. First, the outline of the image forming unit will be described.
このプリンタは、制御回路部(制御手段:CPU)100と通信可能に接続した外部ホスト装置200からの入力画像情報に応じて作像動作して、記録材上にフルカラー画像を形成して出力することができる。
This printer operates in image formation according to the input image information from the
外部ホスト装置200は、コンピュータ、イメージリーダー等である。制御回路部100は、外部ホスト装置200と信号の授受をする。また各種作像機器と信号の授受をし、作像シーケンス制御を司る。
The
8は無端状でフレキシブルな中間転写ベルト(以下、ベルトと略記する)であり、二次転写対向ローラ9とテンションロ-ラ10との間に張架されていて、ローラ9が駆動されることにより矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。11は二次転写ローラであり、上記の二次転写対向ローラ9に対してベルト8を介して圧接させてある。ベルト8と二次転写ローラ11との当接部が二次転写部である。
Reference numeral 8 is an endless and flexible intermediate transfer belt (hereinafter abbreviated as a belt), which is stretched between the secondary
1Y・1M・1C・1Bkは第1~第4の4つの画像形成部であり、ベルト8の下側においてベルト移動方向に沿って所定の間隔をおいて一列に配置されている。各画像形成部はレーザ露光方式の電子写真プロセス機構であり、それぞれ、矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動される像担持体としてのドラム型の電子写真感光体(以下、ドラムと略記する)2を有する。各ドラム2の周囲には、一次帯電器3、現像装置4、転写手段としての転写ローラ5、ドラムクリーナ装置6が配置されている。各転写ローラ5はベルト8の内側に配置してあり、ベルト8の下行き側ベルト部分を介して対応するドラム2に対して圧接させてある。各ドラム2とベルト8との当接部が一次転写部である。7は各画像形成部のドラム2に対するレーザ露光装置であり、与えられる画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応した発光を行うレーザ発光手段、ポリゴンミラー、反射ミラー等で構成されている。
1Y, 1M, 1C, and 1Bk are the first to fourth image forming portions, and are arranged in a row under the belt 8 at predetermined intervals along the belt moving direction. Each image forming unit is a laser exposure type electrophotographic process mechanism, and each is a drum-type electrophotographic photosensitive member (hereinafter, abbreviated as drum) as an image carrier that is rotationally driven at a predetermined speed in the clockwise direction of the arrow. ) Has 2. A
制御回路部100は外部ホスト装置200から入力されたカラー色分解画像信号に基づいて、各画像形成部を作像動作させる。これにより、第1~第4の画像形成部1Y・1M・1C・1Bkにおいて、それぞれ回転するドラム2の面に対して所定の制御タイミングで、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色トナー像が形成される。なお、ドラム2にトナー像を形成する電子写真作像原理・プロセスは公知に属するからその説明は省略する。
The
各画像形成部のドラム2の面に形成される上記のトナー像はそれぞれ一次転写部にて、各ドラム2の回転方向と順方向に、かつ各ドラム2の回転速度に対応した速度で回転駆動されているベルト8の外面に対して順次に重畳転写される。これにより、ベルト8の面に上記の4つのトナー像の重ね合わせによる未定着のフルカラートナー像が合成形成される。
The above toner images formed on the surface of the
一方、所定の給紙タイミングにて、それぞれ大小各種幅サイズの記録材Pを積載収容させた上下多段のカセット給紙部13A・13B・13Cのうちの選択された段位の給紙カセットの給紙ローラ14が駆動される。これにより、その段位の給紙カセットに積載収納されている記録材Pが1枚分離給紙されて縦搬送パス15を通ってレジストローラ16に搬送される。手差し給紙が選択されているときには、給紙ローラ18が駆動される。これにより、手差しトレイ(マルチ・パーパス・トレイ)17上に積載セットされている記録材が1枚分離給紙されて縦搬送パス15を通ってレジストローラ16に搬送される。
On the other hand, at a predetermined paper feed timing, paper feed of a paper feed cassette of a selected stage among the upper and lower multi-stage cassette
レジストローラ16は、回転するベルト8上の上記のフルカラートナー像の先端が二次転写部に到達するタイミングに合わせて記録材Pの先端部が二次転写部に到達するように記録材Pをタイミング搬送する。これにより、二次転写部において、ベルト8上のフルカラーのトナー像が一括して記録材Pの面に順次に二次転写されていく。二次転写部を出た記録材は、ベルト8の面から分離され、縦ガイド19に案内されて、定着装置20に導入される。この定着装置20により、上記の複数色のトナー像が溶融混色されて記録材表面に固着像として定着される。定着装置20を出た記録材はフルカラー画像形成物として搬送パス21を通って排紙ローラ22により排紙トレイ23上に送り出される。
The resist
二次転写部にて記録材分離後のベルト8の面はベルトクリーニング装置12により二次転写残トナー等の残留付着物の除去を受けて清掃され、繰り返して作像に供される。 The surface of the belt 8 after the recording material is separated by the secondary transfer unit is cleaned by removing residual deposits such as the secondary transfer residual toner by the belt cleaning device 12, and is repeatedly subjected to image drawing.
モノ黒プリントモードの場合には、ブラックトナー像を形成する第4の画像形成部Bkのみが作像動作制御される。両面プリントモードが選択されている場合には、第1面プリント済みの記録材が排紙ローラ22により排紙トレイ23上に送り出されていき、後端部が排紙ローラ22を通過する直前時点で排紙ローラ22の回転が逆転に変換される。これにより、記録材はスイッチバックされて再搬送パス24に導入される。そして、表裏反転状態になって再びレジストローラ16に搬送される。以後は、第1面プリント時と同様に、二次転写部、定着装置20に搬送されて、両面プリント画像形成物として排紙トレイ23上に送り出される。
In the mono-black print mode, only the fourth image forming unit Bk that forms the black toner image is controlled to form an image. When the double-sided printing mode is selected, the recording material printed on the first side is sent out onto the
(2)定着装置20
以下の説明において、定着装置またはこれを構成している部材について長手方向とは記録材搬送路面内において記録材搬送方向に直交する方向に並行な方向である。定着装置に関して、正面とは記録材導入側の面、左右とは装置を正面から見て左または右である。記録材の幅とは記録材面において記録材搬送方向に直交する方向の記録材寸法である。
(2) Fixing
In the following description, the longitudinal direction of the fixing device or the members constituting the fixing device is a direction parallel to the direction orthogonal to the recording material transporting direction in the recording material transporting road surface. Regarding the fixing device, the front is the surface on the recording material introduction side, and the left and right are the left or right when the device is viewed from the front. The width of the recording material is the dimension of the recording material in the direction orthogonal to the recording material transport direction on the recording material surface.
図5は図4における定着装置20部分の拡大横断面模式図である。この定着装置20は、大別して、ベルト加熱方式の定着機構部20Aと、送風冷却機構部20Bとからなる。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional schematic view of the fixing
(2-1)定着機構部20A
まず、主として図5~図8を参照して、定着機構部20Aの概略を説明する。図6は定着機構部20Aと送風冷却機構部20Bとの分解斜視図、図7は定着機構部20Aの定着フィルムアセンブリと加圧ローラの正面模式図、図8は定着装置の制御系統のブロック図である。
(2-1)
First, the outline of the
定着機構部20Aは、基本的には特開平4-44075~44083、4-204980~204984号公報等に開示のフィルム加熱方式・加圧回転体駆動方式(テンションレスタイプ)のオンデマンド定着装置である。
The
31は定着フィルムアセンブリ、32は加圧回転体としての弾性加圧ローラである。この定着フィルムアセンブリ31と加圧ローラ32の両者の圧接により定着ニップ部Nを形成させている。
31 is a fixing film assembly, and 32 is an elastic pressure roller as a pressure rotating body. The fixing nip portion N is formed by pressure welding of both the fixing
定着フィルムアセンブリ31において、33は加熱回転体としての円筒状(エンドレスベルト状、スリーブ状)で、可撓性を有する定着フィルムである。34は横断面略半円弧状樋型の耐熱性・剛性を有するベルトガイド部材(以下、ガイド部材と略記する)である。35は加熱源(加熱体)としてのセラミックヒータ(以下、ヒータと略記する)であり、ガイド部材34の外面に、該部材の長手に沿って設けた凹溝部に嵌め入れて固定して配設してある。定着フィルム33はヒータ35を取り付けたガイド部材34に対してルーズに外嵌させてある。36は横断面コ字型の剛性加圧ステイ(以下、ステイと略記する)であり、ガイド部材34の内側に配設してある。37はステイ36の左右両端部の外方突出腕部36aにそれぞれ嵌着した端部ホルダ、37aはこの端部ホルダ37と一体のフランジ部である。
In the fixing
定着フィルム33は、通常、耐熱性樹脂フィルムや金属フォルムをベース層にして、これに、弾性層、離型層等を付加した複合層構造体であり、肉薄で、可撓性を有し、全体的に高熱伝導率・低熱容量の部材である。
The fixing
セラミックヒータ35は、定着フィルム33・記録材Pの移動方向に直交する方向を長手とする低熱容量の横長・肉薄の線状加熱体である。チッ化アルミニウム・アルミナ等のセラミック材のヒータ基板と、この基板面に形成した銀-パラジウム等の通電発熱層と、を基本構成としている。セラミックヒータは各種公知であるからその詳細説明は省略する。
The
加圧ローラ32は、芯金32aに、シリコーンゴム等の弾性層32bを設けて硬度を下げたものである。表面性を向上させるために、さらに外周に、四フッ化エチレン樹脂(PTFE)、四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂(PFA)、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合樹脂(FEP)等のフッ素樹脂層32cを設けてもよい。加圧ローラ32は、芯金32aの左右両端部を装置フレーム38の左右の側板38L・38R間に軸受部材39を介して回転自由に軸受保持させて配設してある。
The
上記の加圧ローラ32に対して、定着フィルムアセンブリ31を、ヒータ35側を対向させて並行に配列する。そして、左右の端部ホルダ37を、それぞれ、不図示の加圧機構により所定の力Fで加圧ローラ32の軸線方向に附勢する。これにより、ヒータ35の面を定着フィルム33を介して加圧ローラ32に対して弾性層32bの弾性に抗して圧接させて、加熱定着に必要な、記録材搬送方向に関して所定幅の定着ニップ部Nを形成させてある。加圧機構は、圧解除機構を有し、ジャム処理時等に加圧を解除して、定着ニップ部Nに挟み込まれている記録材Pの除去が容易な構成となっている。
The fixing
40と41は装置フレーム38に組付けた入り口ガイドと定着排紙ローラである。入り口ガイド40は、二次転写ニップ部を通り、縦ガイド19に案内されて定着装置20に進入した記録材Pが、定着ニップ部Nに正確にガイドされるよう、記録材Pを導く役割を果たす。
Gは加圧ローラ32の芯金32aの一端部に固着したドライブギアである。このギアGに定着モータM1の回転力が不図示の動力伝達機構を介して伝達されることで、加圧ローラ32が図5において矢印の時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ32の回転駆動により、加圧ローラ32と定着フィルム33の外面との定着ニップ部Nにおける摩擦力で定着フィルム33に回転力が作用する。これにより、定着フィルム33が、その内面が定着ニップ部Nにおいてヒータ35に密着して摺動しながら矢印の反時計方向にガイド部材34の外回りを回転する(加圧ローラ駆動方式)。定着フィルム33は加圧ローラ32の回転周速度にほぼ対応した周速度をもって回転する。左右のフランジ部37aは、回転する定着フィルム33がガイド部材34の長手に沿って左方または右方に寄り移動したとき寄り側のベルト端部を受け止めて移動を規制する役目をする。定着フィルム33の内面にはグリス(潤滑剤)を塗布して、ヒータ35・ガイド部材34に対する定着フィルム33の摺動性を確保している。
G is a drive gear fixed to one end of the
定着ニップ部Nに導入された記録材Pは、加圧ローラ32と定着フィルム33の回転により挟持搬送される。本実施例では、記録材Pの搬送は記録材中心の、いわゆる中央基準搬送で行われる。すなわち、装置に通紙使用可能な大小いかなる幅の記録材も、記録材幅方向中央部が定着フィルム33の長手方向中央部を通過することになる。Sはその記録材中央通紙基準線(仮想線)である。
The recording material P introduced into the fixing nip portion N is sandwiched and conveyed by the rotation of the
TH1とTH2は第1と第2の温度検知手段としてのメインとサブの2つのサーミスタである。メインサーミスタTH1は、大小いかなる幅の記録材も通紙部となるヒータ部分の温度を検出するように、ヒータ35の長手方向のほぼ中央部位置においてヒータ裏面に対して接触させて配設してある。サブサーミスタTH2は、装置に通紙使用可能な最大幅の記録材よりも小さい幅の記録材を通紙したときの非通紙部に対応する定着フィルム部分の温度を検出するように、定着フィルム33の内面に弾性的に接触させて配設してある。具体的には、このサブサーミスタTH2は、ガイド部材34に基部を固定した板ばね形状の弾性支持部材42の自由端部に支持されている。そして、このサブサーミスタTH2を弾性支持部材42の弾性により定着フィルム33の内面に弾性的に接触させて配設してある。
TH1 and TH2 are two thermistors, a main and a sub, as first and second temperature detecting means. The main thermistor TH1 is arranged in contact with the back surface of the heater at a position substantially at the center of the
ヒータ35は、電力供給部としてのヒータ駆動回路92(図8)から、ヒータ基板面に具備させた通電発熱層に対して通電がなされることで、通電発熱層が発熱して、ヒータ35がヒータ長手方向の有効発熱幅全域において急速に昇温する。そのヒータ温度がメインサーミスタTH1により検出され、ヒータ温度に関する電気的情報がA/Dコンバータ81を介して制御回路部100に入力する。また、サブサーミスタTH2により定着フィルム33の温度が検出され、定着フィルム温度に関する電気的情報がA/Dコンバータ82を介して制御回路部100に入力する。制御回路部100は、メインサーミスタTH1、サブサーミスタTH2の出力をもとに、定着ヒータ35の温調制御内容を決定し、ヒータ駆動回路92から定着ヒータ35への通電を制御する。すなわち、メインサーミスタTH1で検出されるヒータ温度が所定の定着温度に維持されるように定着ヒータ35を温調制御する。
The
そして、制御回路部100は、外部ホスト装置200からのプリント信号あるいは他の制御信号に基づいて、定着モータ駆動回路91を制御して、加圧ローラ32の回転駆動を開始させる。また、ヒータ駆動回路92を制御して、ヒータ35のヒートアップを開始させる。定着フィルム33の回転速度が定常化し、ヒータ35の温度が所定に立ち上がった状態において、画像形成部側から定着ニップ部Nに未定着トナー像tを担持した記録材Pが入り口ガイド40に沿って案内されて導入される。記録材Pのトナー画像担持面側が定着フィルム33に対面する。記録材Pは定着ニップ部Nにおいて定着フィルム33を介してヒータ35に密着して定着ニップ部Nをベルト33と一緒に移動通過していく。その移動通過過程においてヒータ35で加熱される定着フィルム33により記録材Pに熱が付与されてトナー画像tが記録材P面に加熱定着される。定着ニップ部Nを通過した記録材Pは定着フィルム33の面から分離されて排出搬送される。
Then, the
(2-2)送風冷却機構部20B
次に、主として図9~図11を参照して、送風冷却機構部20Bを説明する。送風冷却機構部20Bは、装置に通紙使用可能な最大幅の記録材よりも小さい幅の記録材を連続通紙した際に生じる、定着機構部20Aの非通紙部昇温を送風により冷却する冷却手段である。図9はこの送風冷却機構部20Bの分解斜視図である。開口部Lbは、中央から端部にむかって開口面積が狭くなる形状で、開口部Rbは、中央から端部に向かって開口面積が広くなる形状である。
(2-2) Blower cooling mechanism unit 20B
Next, the blast cooling mechanism unit 20B will be described mainly with reference to FIGS. 9 to 11. The blower cooling mechanism section 20B cools the temperature rise of the non-passage section of the
図10はシャッター板の動作説明図である。送風冷却機構部20Bは、定着フィルム33の長手方向左側の部分に対向して送風口Laが形成された左側ダクト51Lと、このダクト51Lに冷却風を送風する左側冷却ファン52Lを有する。また、定着フィルム33の長手方向右側の部分に対向して送風口Raが形成された右側ダクト51Rと、このダクト51Rに冷却風を送風する右側冷却ファン52Rを有する。また、左側ダクト51Lの送風口Laと右側ダクト51Rの送風口Raの開口幅を調節する開口幅調節機構としてのシャッター機構53を有する。
FIG. 10 is an operation explanatory diagram of the shutter plate. The blower cooling mechanism portion 20B has a
冷却ファン51L・52Rは、シロッコファンやクロスフローファンと比べても低コストである軸流ファンを採用している。
The cooling
シャッター機構53は、シャッターフレーム54、このフレームの長手方向左側部と右側部とにそれぞれ具備させた開口部Lb・Rb、左右一対の可動シャッター板55L・55R、シャッターモータM2、シャッター板位置検知手段55a・55b・PH等を有する。左右の開口部Lb・Rbの形状・大きさは、それぞれ、左右のダクト51L・51Rの送風口La・Raの形状・大きさに対応させてある。そして、左右のダクト51L・51Rは、それぞれ、送風口La・Raを基板54の左右の開口部Lb・Rbに対応合致させて、基板54に固定して配設してある。
The
左右一対の可動シャッター板55L・55Rは、基板54のダクト51L・51Rを固定して配設した側とは反対側の面に配設してある。左側のシャッター板55Lは左側の開口部Lb、すなわち、左側ダクト51Lの送風口Laの開口幅を調節するように移動する。右側のシャッター板55Rは右側の開口部Rb、すなわち、右側ダクト51Rの送風口Raの開口幅を調節するように移動する。左右のシャッター板55L・55Rは、不図示のラック-ピニオン機構により連結されている。そして、シャッターモータ(パルスモータ)M2によりピニオンが正逆回転駆動されることにより、連動して左右ダクト51L・51Rの送風口La・Raの開口幅を同じように調節するように移動する。
The pair of left and right
図10においては、煩雑を避けるために、送風冷却機構部20Bは、左右側の各ダクト51L・51R、冷却ファン52L・52R、シャッター板55L・55Rだけを示した。
In FIG. 10, in order to avoid complication, the ventilation cooling mechanism unit 20B shows only the
ここで、記録材について、定着装置に通紙使用可能な最大幅の記録材を大サイズ用紙、最小幅の記録材を小サイズ用紙、大サイズ用紙と小サイズ用紙の間の幅の記録材を中サイズ用紙とする。 Here, regarding the recording material, the maximum width recording material that can be passed through the fixing device is large size paper, the minimum width recording material is small size paper, and the width recording material between the large size paper and the small size paper is used. Use medium size paper.
図10(a)は、小サイズ用紙の通紙時の状態を示したもので、Qは小サイズ用紙の通紙域、Rは通紙域Qの左右両側に生じる非通紙域である。左右のダクト51L・51Rの送風口Laは、それぞれ、左右の非通紙域R・Rに対向している。また、左右のダクト51L・51Rの送風口La、Raの幅は、それぞれ、左右の非通紙域R・Rの幅に対応させてある。そして、左右のシャッター板55L・55Rは、それぞれ、左右のダクト51L・51Rの送風口La・Raを全開状態にした位置に移動されている。従って、小サイズ用紙の通紙時に生じる定着フィルム33の左右の非通紙域R・Rが、それぞれ、左右のダクト51L・51Rの全開状態の送風口La・Raから吹き出る冷却風によって冷却されて、小サイズ用紙連続通紙時の非通紙部昇温が防止される。
FIG. 10A shows a state in which small-sized paper is passed through, where Q is a paper-passing area for small-sized paper and R is a non-passing area generated on both the left and right sides of the paper-passing area Q. The air outlets La of the left and
図10(b)は、中サイズ用紙の通紙時の状態を示もので、Qは中サイズ用紙の通紙域、Rは通紙域Qの左右両側に生じる非通紙域である。左右のシャッター板55L・55Rは、それぞれ、左右のダクト51L・51Rの送風口La・Raの開口幅を中サイズ用紙の幅に応じて狭めた位置に移動される。したがって、中サイズ用紙の通紙時に生じる定着フィルム33の左右の非通紙域R・Rが、それぞれ、左右のダクト51L・51Rの開口幅が調節された送風口La・Raから吹き出る冷却風によって冷却されて、中サイズ用紙の連続通紙時の非通紙部昇温が防止される。
FIG. 10B shows a state in which medium-sized paper is passed, where Q is a paper-passing area for medium-sized paper and R is a non-paper area generated on both the left and right sides of the paper-passing area Q. The left and
図10(c)は大サイズ用紙の通紙時の状態を示もので、この場合は、定着フィルム33に非通紙部昇温は生じないので、左右のシャッター板55L・55Rは、それぞれ、左右のダクト51L・51Rの送風口La・Raを全閉状態にした位置に移動される。従って、定着フィルム33は冷却風による冷却を受けない。この大サイズ用紙通紙の場合は、冷却ファン52L・52Rを停止状態に保持させる制御でもよい。また、この場合は、左右のシャッター板55L・55Rを、それぞれ、左右のダクト51L・51Rの送風口La・Raに対して全閉の位置に移動させる制御をなしにしてもよい。
FIG. 10C shows a state when a large-sized paper is passed through. In this case, the temperature rise of the non-passing portion does not occur in the fixing
左右のシャッター板55L・55Rは、通紙使用される記録材の幅に対応した位置に移動するように制御される。これにより、左右のダクト51L・51Rの送風口La・Raが、通紙される記録材幅に最適な開口幅に調整されて、最適な非通紙幅での送風冷却がなされる。具体的に、左右のシャッター板55L・55Rの一方のシャッター板55Rの折り曲げ縁部55a(図5・図9)には、各種幅サイズの記録材に対応して決められた複数のエッジ部55bを設けてある。
The left and
また、そのエッジ部55bを検出するフォトセンサPHをシャッターフレーム54に固定して設けてある。そのフォトセンサPHのエッジ部検知情報がA/Dコンバータ83を介して制御回路部100に入力する。制御回路部100は外部ホスト装置200等から入力した、使用する記録材の幅サイズ情報に対応したエッジ部55bがフォトセンサPHで検出されるようにシャッターモータM2を正回転または逆回転制御して、左右のシャッター板55L・55Rを移動させる。そして、フォトセンサPHにより、通紙使用される記録材の幅サイズ情報に対応したエッジ部55bが検出された時点でシャッターモータM2の駆動を停止させる。これにより、左右のシャッター板55L・55Rは、通紙使用される記録材の幅に対応した位置に移動される。
Further, a photo sensor PH for detecting the
次に、本実施例の定着装置における左右の冷却ファン52L・52Rの動作について説明する。画像形成時に、上述の大サイズ用紙よりも幅の小さい中・小サイズ用紙を連続定着した場合、非通紙域R(図10)の温度が上昇する。このとき、第2の温度検知手段としてのサブサーミスタTH2は、非通紙域Rに対応する定着フィルム部分の内面温度を検知する。制御回路部(実行手段)100はサブサーミスタTH2が予め定めた或る温度を検知したら、シャッターモータ駆動回路93を制御して、シャッターモータM2により左右のシャッター板55L・55Rを記録材の幅に対応した位置に移動させる。また、冷却ファン駆動回路94(図8)を制御して、左右の冷却ファン52L・52Rの動作を開始さる。これにより、非通紙域の温度上昇が押えられる。そして、冷却ファンの冷却風により冷却されることで、サブサーミスタTH2の検知温度が予め定めた或る温度まで下降したら、冷却ファン52L・52Rの動作を停止させる。
Next, the operation of the left and
この冷却ファン52L・52RのサブサーミスタのTH2の検知温度によるON-OFF制御の温度レンジは、冷却ファンの動作状況により、変更するように制御されている。
The temperature range of ON-OFF control based on the detection temperature of TH2 of the sub-thermistors of the cooling
本実施例での冷却ファン52L・52RのON-OFF制御の温度レンジは、例えば、B4サイズ用紙(中サイズ用紙)を100枚連続通紙した場合には次のように制御している。すなわち、通紙枚数が0~30枚の時は、冷却ファン52L・52Rの動作開始温度をサブサーミスタTH2の検知温度が200℃になった時に、冷却ファンの停止温度をサブサーミスタの検知温度が190℃になった時に行う。そして、31~60枚の時は、同じく冷却ファンの動作温度を開始205℃、停止195℃にて行う。以後30枚ごとに、冷却ファンの動作の開始温度と、停止温度を5℃ずつ上げている。
The ON-OFF control temperature range of the cooling
ここで、図11に本実施例でのA4Rを100枚通紙した際の長手温度分布を示す。実線が本実施例の長手温度分布、破線が比較例の開口部の形状が長手で同一の場合の長手温度分布である。比較例は、定着フィルム33に流れる風量が開口部Lb・Rbで不均一なため、通紙域における非通紙部領域に近い位置で長手温度分布は温度ムラが発生しているのに対して、本実施例では、開口部Lb・Rbの形状を長手で開口高さを変化させることで、通紙域内の温度ムラの発生が抑制された。
Here, FIG. 11 shows the longitudinal temperature distribution when 100 sheets of A4R in this embodiment are passed. The solid line is the longitudinal temperature distribution of this example, and the broken line is the longitudinal temperature distribution when the shape of the opening of the comparative example is the same in the longitudinal direction. In the comparative example, since the air volume flowing through the fixing
この理由を、図12(a)(b)に用いて説明する。図12(a)は、図1の位置における前側開口部Rbから定着フィルム33に流れる風量分布、図12(b)は、図1の位置における奥側開口部Lbから定着フィルム33に流れる風量分布である。比較例においては、開口部Lb・Rbにおいて、長手で風量ムラがあるのに対して、本実施例では、開口部Lb・Rbの形状を長手で開口高さを変化させているため、長手の風量が均一になっている。冷却ファンの風量が強い位置での開口部Lb・Rbの開口高さを低くし、冷却ファンの風量が弱い位置での開く部Lb・Rbの開口高さを高くしてある。のそのため、定着フィルム33を均一に冷却することが可能になり、通紙域の温度ムラを改善することができた。
The reason for this will be described with reference to FIGS. 12 (a) and 12 (b). 12 (a) shows the air volume distribution flowing from the front opening Rb at the position of FIG. 1 to the fixing
図13は、本実施例での送風冷却機構部20Bの分解斜視図である。図14(a)、(b)、(c)、は小サイズ、中サイズ、大サイズを通紙した際のシャッター板の動作説明図である。本実施例では、左右の開口部Lb・Rbの形状が、実施例1では、開口部Lb・Rbが長手で開口高さが違うのに対して、本実施例では、開口部Lb・Rbの開口密度が長手で異なる以外は、実施例1と同一に構成される。したがって、実施例1と共通する構成には重複する説明を省略する。 FIG. 13 is an exploded perspective view of the blower cooling mechanism unit 20B in this embodiment. 14 (a), (b), and (c) are explanatory views of the operation of the shutter plate when passing small size, medium size, and large size paper. In this embodiment, the shapes of the left and right openings Lb / Rb are different. In Example 1, the openings Lb / Rb are longitudinal and the opening heights are different, whereas in this embodiment, the openings Lb / Rb are different. It is configured to be the same as that of the first embodiment except that the opening density is different in the longitudinal direction. Therefore, overlapping description will be omitted for the configuration common to the first embodiment.
ここで、図11に本実施例でのA4Rを100枚通紙した際の長手温度分布を示す。実線が本実施例の長手温度分布、破線が比較例の開口部の形状が長手で同一の場合の長手温度分布である。比較例は、定着フィルム33に流れる風量が開口部Lb・Rbで不均一なため、通紙域における非通紙部領域に近い位置で長手温度分布は温度ムラが発生しているのに対して、本実施例では、開口部Lb・Rbの形状を長手で開口密度を変化させることで、通紙域内の温度ムラの発生が抑制された。
Here, FIG. 11 shows the longitudinal temperature distribution when 100 sheets of A4R in this embodiment are passed. The solid line is the longitudinal temperature distribution of this example, and the broken line is the longitudinal temperature distribution when the shape of the opening of the comparative example is the same in the longitudinal direction. In the comparative example, since the air volume flowing through the fixing
この理由を、図12(a)(b)に用いて説明する。図12(a)は、図1の位置における前側開口部Rbから定着フィルム33に流れる風量分布、図12(b)は、図1の位置における奥側開口部Lbから定着フィルム33に流れる風量分布である。比較例においては、開口部Lb・Rbにおいて、長手で風量ムラがあるのに対して、本実施例では、開口部Lb・Rbの形状を長手で開口密度を変化させているため、長手の風量が均一になっている。冷却ファンの風量が強い位置での開口部Lb・Rbの開口密度を疎にし、冷却ファンの風量が弱い位置での開く部Lb・Rbの開口密度を密にしてある。そのため、定着フィルム33を均一に冷却することが可能になり、通紙域の温度ムラを改善することができた。
The reason for this will be described with reference to FIGS. 12 (a) and 12 (b). 12 (a) shows the air volume distribution flowing from the front opening Rb at the position of FIG. 1 to the fixing
1)定着機構部20Aは、上記実施例のベルト加熱方式・加圧回転体駆動方式に限られず、熱ローラ方式、その他の方式のものにすることができる。電磁誘導加熱方式の装置にすることもできる。
1) The
33 定着フィルム
32 加圧ローラ
Lb・Rb 開口部
52L・52R 送風冷却手段
53L・53R シャッター
100 定着装置
33
Claims (3)
The fixing device according to claim 1, wherein the opening has a low opening density in a region where the air volume of the blower cooling means is large, and a high opening density in a region where the air volume of the blower cooling means is low.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020176812A JP2022067935A (en) | 2020-10-21 | 2020-10-21 | Fixing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020176812A JP2022067935A (en) | 2020-10-21 | 2020-10-21 | Fixing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2022067935A true JP2022067935A (en) | 2022-05-09 |
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ID=81455905
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020176812A Pending JP2022067935A (en) | 2020-10-21 | 2020-10-21 | Fixing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022067935A (en) |
-
2020
- 2020-10-21 JP JP2020176812A patent/JP2022067935A/en active Pending
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