JP5418343B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、定着部材と加圧部材とにより形成されたニップ部で記録材上のトナー像を定着する定着装置に関する。 The present invention relates to a fixing device that fixes a toner image on a recording material at a nip formed by a fixing member and a pressure member.
複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの諸機能を備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置においては、原稿に対応した潜像を感光体に形成し、この潜像にトナーを付与することによって顕像化し、この顕像化されたトナー像を記録紙上に転写し、この後、記録紙上に転写されたトナー像を定着して排紙している。 In an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a multifunction machine having these functions, a latent image corresponding to an original is formed on a photosensitive member, and toner is applied to the latent image. Then, the visualized toner image is transferred onto the recording paper, and then the toner image transferred onto the recording paper is fixed and discharged.
このようにトナー像を定着する定着装置として、ハロゲンヒータ等を内蔵した定着ローラと、定着ローラを加圧する加圧ローラとによって形成されたニップ部で、トナー像が転写された記録紙を挟持・搬送しながら加熱・加圧する熱ローラ定着方式の定着装置があり、このような定着装置は構成が簡便であるため、広く利用されている。 As a fixing device for fixing a toner image in this manner, a recording sheet onto which a toner image is transferred is sandwiched between a fixing roller having a built-in halogen heater and a pressure roller that presses the fixing roller. There is a fixing device of a heat roller fixing system that heats and pressurizes while transporting, and such a fixing device is widely used because of its simple configuration.
また、無端状の定着ベルトをハロゲンヒータ等を内蔵した加熱ローラと定着ローラとに張架すると共に、定着ベルトを介して定着ローラを加圧する加圧ローラを有し、定着ベルトと加圧ローラとによって形成されたニップ部で、トナー像が転写された記録紙を挟持・搬送しながら加熱・加圧するベルト定着方式の定着装置があり、このような定着装置は熱供給(加熱ローラ)と加圧(定着ローラ)という機能を分離しているため、定着ローラに厚いゴム層を用いて、幅広いニップと耐久性能を両立させることができる。熱ローラ定着方式では、高画質を得るために定着ローラにゴム層を設ける必要があるが、内部に熱源を持つため芯金とゴムとの界面温度が高くなり、耐久性能と広いニップ幅を両立させるのが困難である。 In addition, an endless fixing belt is stretched between a heating roller having a halogen heater and the like and a fixing roller, and has a pressure roller that presses the fixing roller through the fixing belt. There is a belt-fixing type fixing device that heats and presses the recording paper onto which the toner image has been transferred at the nip formed by the belt, and such a fixing device has a heat supply (heating roller) and pressurization. Since the function of (fixing roller) is separated, a wide rubber nip and durability can be achieved by using a thick rubber layer for the fixing roller. In the heat roller fixing method, it is necessary to provide a rubber layer on the fixing roller in order to obtain high image quality. However, since there is a heat source inside, the interface temperature between the cored bar and rubber is increased, and both durability and a wide nip width are achieved. Difficult to do.
ここで、記録紙上のトナー像のトナーはニップ部を通過する際に加熱されるので、トナーが粘着力を有し、ニップ部を通過した記録紙が定着ローラや定着ベルトの表面に付着して巻き付いて分離せず、ジャムを発生させる虞がある。特に記録紙として、斤量の小さい紙(薄紙)、しかも斤量の小さい印刷用コート紙を用いたときは、分離性能がより低下する。 Here, since the toner of the toner image on the recording paper is heated when passing through the nip portion, the toner has adhesive force, and the recording paper passing through the nip portion adheres to the surface of the fixing roller or the fixing belt. There is a risk of jamming due to wrapping and separation. In particular, when a small amount of paper (thin paper) and a small amount of coated paper for printing are used as the recording paper, the separation performance is further deteriorated.
一方、画像形成装置は高速化が進み、充分な長さのニップ幅を確保するために定着ローラを大きくすると、これによっても定着ニップ出口でのローラ曲率が小さくなるため、分離性能が低下する。 On the other hand, the speed of the image forming apparatus has been increased, and if the fixing roller is enlarged in order to ensure a sufficiently long nip width, the roller curvature at the fixing nip outlet also becomes small, and the separation performance deteriorates.
定着部材から記録紙を分離し易くするため、定着部材の表層に離型性の高い耐熱樹脂を用いたり、シリコンオイルなどの離型剤を塗布したり、トナー中に加熱によって溶融し離型剤として機能するワックスを含有させたり、様々な対策が取られている。しかし、前述したコート紙への画像形成や、カラー画像を形成する複数色のトナーを重ねるためトナー量が増えることによるトナー接着力の増大など、分離性能を低下させる要因が増えており、記録紙を分離する分離手段が必須となっている。 In order to make it easier to separate the recording paper from the fixing member, a heat-resistant resin having high releasability is used on the surface of the fixing member, a release agent such as silicone oil is applied, or the toner is melted by heating in the toner. Various measures have been taken, such as containing wax that functions as a material. However, there are an increasing number of factors that decrease the separation performance, such as the image formation on the coated paper described above and the increase in the toner adhesive force due to the increase in the toner amount due to the addition of the toners of a plurality of colors forming the color image. Separation means for separating is essential.
分離手段としては、ニップ部に対する記録紙の排紙側に離型性の良いフッ素樹脂をコーティングした分離爪を設け、その先端部を定着ローラ若しくは定着ベルトの外表面に当接させ、記録紙を定着ローラ等より分離させる方法がある。 Separation means is provided with a separation claw coated with fluororesin having good releasability on the paper discharge side of the recording paper with respect to the nip portion, and its tip is brought into contact with the outer surface of the fixing roller or fixing belt, and the recording paper is There is a method of separating from a fixing roller.
ところが、分離爪の先端部が定着ローラ等の表面に当接しているので、定着ローラ等の表面を被覆するフッ素樹脂等から形成された表層に擦り疵が付き、画像にも疵が転写されてしまうという問題がある。特に、カラー画像の場合には光沢画像が要求されるために顕著に顕れる傾向がある。 However, since the tip of the separation claw is in contact with the surface of the fixing roller or the like, the surface layer formed of a fluororesin or the like covering the surface of the fixing roller or the like is rubbed and the wrinkle is also transferred to the image. There is a problem of end. In particular, in the case of a color image, since a glossy image is required, it tends to be noticeable.
このような問題に対処するために、ニップ部の出口側に空気を吹き付けて記録紙を定着ローラ等より分離させる技術が開発されている。 In order to cope with such a problem, a technique has been developed in which air is blown to the outlet side of the nip portion to separate the recording paper from a fixing roller or the like.
この一例として、コンプレッサにより生成された圧縮空気を二つのエアーボックスに貯溜し、エアーボックスに接続された二つの電磁弁を交互に開閉して圧縮空気を噴射することにより、高速複写機に対応させた用紙分離装置が知られている(特許文献1参照)。 As an example of this, the compressed air generated by the compressor is stored in two air boxes, and the two solenoid valves connected to the air box are alternately opened and closed to inject compressed air, making it compatible with high-speed copying machines. A sheet separating apparatus is known (see Patent Document 1).
また、分離爪を設けると共に、ファンにより送風された空気をニップ部に吹き付ける定着装置が知られている(特許文献2参照)。 In addition, a fixing device is known in which a separation claw is provided and air blown by a fan is blown onto a nip portion (see Patent Document 2).
また、ニップ部に近接して分離補助板を配置し、定着ローラと分離補助板との間からパルス状の圧縮空気を吐出する分離装置が知られている(特許文献3参照)。 There is also known a separation device in which a separation auxiliary plate is disposed in the vicinity of the nip portion and discharges pulsed compressed air from between the fixing roller and the separation auxiliary plate (see Patent Document 3).
その他に、コンプレッサから生成された圧縮空気を二つの電磁弁で吐出させ、記録紙の先端部がニップ部を通過したときは高圧の圧縮空気を噴射し、その後は低圧の圧縮空気を噴射する定着装置が知られている(特許文献4参照)。 In addition, the compressed air generated from the compressor is discharged by two solenoid valves, and when the leading edge of the recording paper passes through the nip, high pressure compressed air is injected, and then low pressure compressed air is injected. An apparatus is known (see Patent Document 4).
空気を吹き付けて記録紙を定着ローラ等より分離させる際に、記録紙の先端付近にトナー画像がなく、接着力が生じない領域が広い場合は、紙自身の“こし”や自重によって、記録紙の先端が剥離し、剥離した領域で空気を受けるため、大きな剥離力を与えることができる。しかし、記録紙の先端付近まで画像があると、記録紙は定着ローラ等の外周接線方向に沿って搬送されるため、記録紙の先端と定着ローラ等の外周との間に生じる隙間はごく小さい。例えば、外径90mm、記録紙の先端余白3mmの場合、その隙間は約0.1mmにすぎない。この隙間に空気を吹き込み、紙先端を浮かせるには、高速の空気流、換言すれば高圧の空気をニップ部に吹き付ける必要があり、このためにはコンプレッサ等で高圧に生成した圧縮空気が望ましい。 When air is blown to separate the recording paper from the fixing roller, etc., if there is no toner image near the leading edge of the recording paper and there is a wide area where no adhesive force is generated, the recording paper may be damaged by its own “strain” or its own weight. Since the tip of the film peels off and receives air in the peeled area, a large peeling force can be applied. However, if there is an image near the leading edge of the recording paper, the recording paper is transported along the outer peripheral tangent direction of the fixing roller or the like, so the gap generated between the leading edge of the recording paper and the outer periphery of the fixing roller or the like is very small. . For example, when the outer diameter is 90 mm and the leading edge of the recording paper is 3 mm, the gap is only about 0.1 mm. In order to blow air into the gap and lift the leading edge of the paper, it is necessary to blow a high-speed air flow, in other words, high-pressure air, to the nip portion. For this purpose, compressed air generated at a high pressure by a compressor or the like is desirable.
また、ニップ部を通過した記録紙が分離せずに定着ローラや定着ベルトの表面に付着して巻き付く現象は記録紙の先端部だけに生ずるのではなく、先端部以降でも生ずる。更に、記録紙の先端部を排紙ローラで引き出しても、巻き付いた部分に剥離ムラが生ずる。従って、ニップ部の出口側に空気を吹き付けて記録紙を定着ローラ等より剥離させる構成にする場合は、連続して空気を吹き付ける必要がある。 Further, the phenomenon that the recording paper that has passed through the nip portion does not separate and adheres to the surface of the fixing roller or the fixing belt does not occur only at the leading end portion of the recording paper but also after the leading end portion. Further, even if the leading end of the recording paper is pulled out by the paper discharge roller, uneven peeling occurs in the wound portion. Therefore, when air is blown to the outlet side of the nip portion to separate the recording paper from the fixing roller or the like, it is necessary to blow air continuously.
このように圧縮空気を連続して吹き付けるようにすると、0.01m3/s近い圧縮空気が必要になる。圧縮空気を生成するには大きなエネルギーが必要なため、この風量の圧縮空気を生成するには、5〜10Kwといった大電力のコンプレッサが必要になり、コンプレッサやエアタンク等からなる装置の大きさは1m3程度の大型なものになる虞がある。 When compressed air is continuously blown in this way, compressed air close to 0.01 m 3 / s is required. Since a large amount of energy is required to generate compressed air, a high-power compressor of 5 to 10 Kw is required to generate compressed air of this air volume, and the size of the apparatus including the compressor and the air tank is 1 m. There is a risk that it will be as large as three .
一方、従来の特許文献においては、このような装置の大型化を抑制しながら関連する諸性能を満足する構成を見出すことはできない。 On the other hand, in the conventional patent documents, it is impossible to find a configuration that satisfies various performances while suppressing the increase in size of such an apparatus.
即ち、特許文献1においては、上述の如く大電力のコンプレッサを擁して大型の装置になる虞がある。 That is, in patent document 1, there exists a possibility of having a high-power compressor as mentioned above and becoming a large sized apparatus.
特許文献2においては、ファンにより送風された空気を用いているが、この場合では高圧の空気を得ることができず、分離爪との併用にならざるを得ない。従って、分離爪により定着ローラの表層に擦り疵が付くという問題が解決されない。 In Patent Document 2, air blown by a fan is used, but in this case, high-pressure air cannot be obtained and must be used in combination with a separation claw. Therefore, the problem that the surface of the fixing roller is rubbed by the separation claw cannot be solved.
特許文献3においては、圧縮空気により記録紙の先端部を剥離した後は、鋭利な剥離補助板によって記録紙を分離する構成であるので、記録紙の画像に疵が付く虞がある。 In Patent Document 3, since the recording paper is separated by a sharp peeling auxiliary plate after the leading end of the recording paper is peeled off with compressed air, there is a possibility that the image on the recording paper may be wrinkled.
特許文献4においては、圧縮空気により記録紙の先端部を剥離した後は、圧縮空気を低圧にしているが、高画質の画像を多様な記録紙に高速で形成し、分離性能を維持するためには充分な風量が必要であり、この風量を得るためには上述の如く大電力のコンプレッサを擁して大型の装置になる虞がある。 In Patent Document 4, the compressed air is kept at a low pressure after the leading edge of the recording paper is peeled off with compressed air. However, in order to form high-quality images on various recording papers at high speed and maintain separation performance. In order to obtain this air volume, there is a possibility that a large apparatus will be provided with a high-power compressor as described above.
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、圧縮空気により記録材の先端部を剥離する構成の定着装置であって、しかも大電力のコンプレッサが不要で装置が大型化することがなく、加えて圧縮空気を定着部材に対して効率良く吹き付けて、記録材を定着部材より確実に剥離することができる定着装置、及び該定着装置を備えた画像形成装置を提案することを発明の目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and is a fixing device having a configuration in which the leading end portion of a recording material is peeled off by compressed air, and does not require a high-power compressor and the size of the device is not increased. In addition, it is an object of the present invention to propose a fixing device capable of efficiently blowing compressed air to a fixing member to reliably peel the recording material from the fixing member, and an image forming apparatus including the fixing device. To do.
上記目的は下記に記載した発明により達成される。 The above object is achieved by the invention described below.
1.加熱された定着部材と該定着部材に対して加圧する加圧部材とにより形成されたニップ部で記録材上のトナー像を定着する定着装置において、
空気を吐出して前記記録材に対して吹き付け、該記録材を前記定着部材から分離させる第1の吹付手段と第2の吹付手段とを前記ニップ部の出口部近傍に設け、前記第1の吹付手段の上流側に開閉作動して空気の吐出を制御する第1の弁を設けると共に、前記第2の吹付手段の内部に開閉作動して空気の吐出を制御する第2の弁を設け、
前記第1の吹付手段から吐出する空気の圧力は前記第2の吹付手段から吐出する空気の圧力より大きく、前記第1の吹付手段から吐出する空気の風量は前記第2の吹付手段から吐出する空気の風量より少なく、
且つ、前記第1の弁の開閉作動によって第1の弁を介して供給する空気流を制御し、制御された前記空気流による力で、前記第2の弁の開閉作動を行うことを特徴とする定着装置。
1. In a fixing device that fixes a toner image on a recording material at a nip formed by a heated fixing member and a pressure member that pressurizes the fixing member.
A first spraying means and a second spraying means for discharging air and spraying the recording material to separate the recording material from the fixing member are provided in the vicinity of the outlet portion of the nip portion. A first valve for controlling the discharge of air by opening / closing the upstream side of the spraying means, and a second valve for controlling the discharge of air by opening / closing the inside of the second spraying means;
The pressure of the air discharged from the first blowing means is greater than the pressure of the air discharged from the second blowing means, and the air volume discharged from the first blowing means is discharged from the second blowing means. Less than the air volume,
The air flow supplied via the first valve is controlled by opening and closing the first valve, and the opening and closing operation of the second valve is performed by the controlled force of the air flow. Fixing device to do.
2.前記第1の吹付手段に供給される空気の圧力が所定の値以上になったとき前記第2の弁が閉じ、前記第1の吹付手段に供給される空気の圧力が所定の値以下になったとき前記第2の弁が開くように構成したことを特徴とする前記1に記載の定着装置。 2. When the pressure of the air supplied to the first blowing means becomes a predetermined value or more, the second valve is closed, and the pressure of the air supplied to the first blowing means becomes a predetermined value or less. 2. The fixing device according to 1 above, wherein the second valve is configured to open when the second valve is opened.
3.前記第1の吹付手段から吐出する空気はコンプレッサにより圧縮された空気であり、前記第2の吹付手段から吐出する空気はファンにより送風された空気であることを特徴とする前記1又は前記2に記載の定着装置。 3. The air discharged from the first blowing means is air compressed by a compressor, and the air discharged from the second blowing means is air blown by a fan. The fixing device described.
4.一端に設けた開口部が前記第1の弁の下流側と連通するシリンダと、
前記シリンダに内包されると共に前記第2の弁の開閉作動と連動して摺動し、前記第1の弁から流れ前記開口部を通過した空気により押圧されるピストンと、
前記ピストンを前記開口部の方向に付勢する付勢部材と、を有する駆動機構を備え、
前記ピストンを押圧する空気圧が所定の値以上になったときは、前記付勢部材の付勢力に抗して前記ピストンを押圧し前記第2の弁を閉鎖させ、前記ピストンを押圧する空気圧が所定の値以下になったときは、前記付勢部材の付勢力により前記ピストンを押圧し前記第2の弁を開放させることを特徴とする前記1〜3の何れか1項に記載の定着装置。
4). A cylinder in which an opening provided at one end communicates with the downstream side of the first valve;
A piston which is contained in the cylinder and slides in conjunction with the opening and closing operation of the second valve, and which is pressed by the air flowing from the first valve and passing through the opening;
A biasing member that biases the piston in the direction of the opening,
When the air pressure that presses the piston exceeds a predetermined value, the piston is pressed against the urging force of the urging member to close the second valve, and the air pressure that presses the piston is predetermined. 4. The fixing device according to claim 1, wherein when the pressure is equal to or less than the value, the piston is pressed by an urging force of the urging member to open the second valve.
5.一端に設けた開口部が前記第1の弁の下流側と連通するシリンダと、
前記シリンダに内包されると共に前記第2の弁の開閉作動と連動して摺動し、前記第1の弁から流れ前記開口部を通過した空気により押圧されるピストンと、
重力により前記ピストンを前記開口部の方向に押圧する錘部材と、を有する駆動機構を備え、
前記ピストンを押圧する空気圧が所定の値以上になったときは、前記錘部材に掛かる重力に抗して前記第2の弁を閉鎖させ、前記ピストンを押圧する空気圧が所定の値以下になったときは、前記錘部材に掛かる重力により前記第2の弁を開放させることを特徴とする前記1〜3の何れか1項に記載の定着装置。
5. A cylinder in which an opening provided at one end communicates with the downstream side of the first valve;
A piston which is contained in the cylinder and slides in conjunction with the opening and closing operation of the second valve, and which is pressed by the air flowing from the first valve and passing through the opening;
A weight member that presses the piston in the direction of the opening by gravity, and a drive mechanism,
When the air pressure that presses the piston becomes a predetermined value or more, the second valve is closed against the gravity applied to the weight member, and the air pressure that presses the piston becomes a predetermined value or less. The fixing device according to any one of 1 to 3, wherein the second valve is opened by gravity applied to the weight member.
6.一端に設けた第1開口部が前記第1の弁の下流側と連通する第1シリンダと、
前記第1シリンダに内包されると共に前記第2の弁の開閉作動と連動して摺動し、前記第1の弁から流れ前記第1開口部を通過した空気により押圧される第1ピストンと、
一端に設けた第2開口部が前記第1の弁の上流側と連通する第2シリンダと、
前記第2シリンダに内包されると共に前記第1ピストンのヘッドより面積の小さいヘッドを有して前記第2の弁の開閉作動と連動して摺動し、前記第1の弁から流れ前記第2開口部を通過した空気により押圧される第2ピストンと、を有し、
前記第1ピストンのロッドと前記第2ピストンのロッドは対向して配置されて互いに接続され、且つ、該二つのロッドは前記第2の弁の開閉作動と連動して摺動する駆動機構を備え、
前記第1ピストンを押圧する空気圧が所定の値以上になったときは、前記第1ピストンが前記第2ピストンを押圧して前記第2の弁を閉鎖させ、前記第1ピストンを押圧する空気圧が所定の値以下になったときは、前記第2ピストンが前記第1ピストンを押圧して前記第2の弁を開放させることを特徴とする前記1〜3の何れか1項に記載の定着装置。
6). A first cylinder in which a first opening provided at one end communicates with a downstream side of the first valve;
A first piston contained in the first cylinder and sliding in conjunction with the opening and closing operation of the second valve, and flowing from the first valve and pressed by the air passing through the first opening;
A second cylinder in which a second opening provided at one end communicates with an upstream side of the first valve;
The second cylinder has a head smaller in area than the head of the first piston and slides in conjunction with the opening / closing operation of the second valve, and flows from the first valve. A second piston pressed by the air that has passed through the opening,
The rod of the first piston and the rod of the second piston are arranged to face each other and connected to each other, and the two rods have a drive mechanism that slides in conjunction with the opening / closing operation of the second valve. ,
When the air pressure that presses the first piston exceeds a predetermined value, the air pressure that presses the first piston presses the second piston to close the second valve and presses the first piston. 4. The fixing device according to claim 1, wherein the second piston presses the first piston to open the second valve when a predetermined value or less is reached. 5. .
7.前記第2の弁はファンからの風力により開放し、
一端に設けた開口部が前記第1の弁の下流側と連通するシリンダと、
前記シリンダに内包されると共に前記第2の弁の開閉作動と連動して摺動し、前記第1の弁から流れ前記開口部を通過した空気により押圧されるピストンと、を有する駆動機構を備え、
前記ピストンを押圧する空気圧が所定の値以上になったときは、ファンからの風力によって前記第2の弁が開放する力に抗して前記ピストンを押圧し前記第2の弁を閉鎖させ、前記ピストンを押圧する空気圧が所定の値以下になったときは、ファンからの風力により前記第2の弁と前記ピストンとを押圧し前記第2の弁を開放させることを特徴とする前記1〜3の何れか1項に記載の定着装置。
7). The second valve is opened by wind from the fan;
A cylinder in which an opening provided at one end communicates with the downstream side of the first valve;
And a piston that is included in the cylinder and slides in conjunction with the opening and closing operation of the second valve, and is pressed by the air that flows from the first valve and passes through the opening. ,
When the air pressure that presses the piston becomes a predetermined value or more, the piston is pressed against the force that the second valve opens by wind force from the fan, and the second valve is closed. When the air pressure that presses the piston becomes a predetermined value or less, the second valve and the piston are pressed by the wind force from the fan to open the second valve. The fixing device according to any one of the above.
8.前記駆動機構は、前記第2の吹付手段における記録紙の幅方向両側近傍に各々配置されていることを特徴とする前記4〜7の何れか1項に記載の定着装置。 8). The fixing device according to any one of 4 to 7, wherein the driving mechanism is disposed in the vicinity of both sides in the width direction of the recording paper in the second spraying unit.
9.前記第2の吹付手段の流路を構成する壁の一部に開口部を設け、前記開口部と前記第1の吹き付け手段に空気流を供給する供給路を連通し、
前記第2の弁を弾性を有する弾性部材にて形成して前記開口部を被覆し、
前記第1の吹付手段に供給される空気の圧力が所定の値以上になったときは、該空気の圧力によって前記第2の弁を押圧して前記第2の吹付手段の吐出口を閉鎖し、前記第1の吹付手段に供給される空気の圧力が所定の値以下になったときは、前記第2の吹付手段の吐出口を開放することを特徴とする前記1〜3の何れか1項に記載の定着装置。
9. An opening is provided in a part of the wall constituting the flow path of the second spraying means, and the supply path for supplying an air flow to the opening and the first spraying means is communicated.
Forming the second valve with an elastic member having elasticity to cover the opening;
When the pressure of the air supplied to the first spraying means exceeds a predetermined value, the second valve is pressed by the pressure of the air to close the discharge port of the second spraying means. Any one of the above 1-3, wherein when the pressure of the air supplied to the first spraying unit becomes a predetermined value or less, the discharge port of the second spraying unit is opened. The fixing device according to Item.
10.前記第1の弁の閉鎖を開始してから閉鎖が完了するまで、前記第1の吹付手段から吐出する空気の風量と前記第2の吹付手段から吐出する空気の風量の和は前記記録材の前記定着部材からの分離を継続できる所定の風量以上であることを特徴とする前記1〜9の何れか1項に記載の定着装置。 10. From the start of closing the first valve to the completion of closing, the sum of the air volume of air discharged from the first spraying means and the air volume of air discharged from the second spraying means is the sum of the recording material . The fixing device according to any one of the above items 1 to 9, wherein the fixing device is at least a predetermined air volume capable of continuing separation from the fixing member.
11.前記第1の吹付手段の前記第1の弁は電磁弁であることを特徴とする前記1〜10の何れか1項に記載の定着装置。 11. 11. The fixing device according to any one of 1 to 10, wherein the first valve of the first spraying unit is an electromagnetic valve.
12.前記1〜11の何れか1項に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。 12 An image forming apparatus comprising the fixing device according to any one of 1 to 11 above.
本発明の定着装置及び画像形成装置によれば、圧縮空気により記録材を定着部材より剥離する構成であるにも拘わらず、大電力のコンプレッサが不要で装置が大型化することがない。加えて、第1の吹付手段から空気を吐出する際に第2の吹付手段から吐出する空気が抵抗にならないようにしたので、記録材を定着部材より確実に剥離することができる。 According to the fixing device and the image forming apparatus of the present invention, although the recording material is peeled off from the fixing member by compressed air, a high-power compressor is not required and the apparatus is not enlarged. In addition, since the air discharged from the second spraying unit does not become a resistance when the air is discharged from the first spraying unit, the recording material can be reliably peeled off from the fixing member.
以下に本発明に関する実施の形態を、図を参照して説明する。 Embodiments relating to the present invention will be described below with reference to the drawings.
先ず、本発明を用いる画像形成装置の一例を図1の構成図に基づいて説明する。 First, an example of an image forming apparatus using the present invention will be described with reference to the block diagram of FIG.
本画像形成装置は画像形成装置本体GHと画像読取装置YSとから構成される。 The image forming apparatus includes an image forming apparatus main body GH and an image reading apparatus YS.
画像形成装置本体GHは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部10Y,10M,10C,10K、ベルト状の中間転写ベルト5、給紙搬送手段及び定着装置8等からなる。
The image forming apparatus main body GH is called a tandem type color image forming apparatus. A plurality of sets of
画像形成装置本体GHの上部には、自動原稿送り装置201と原稿画像走査露光装置202から成る画像読取装置YSが設置されている。自動原稿送り装置201の原稿台に載置された原稿dは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置202の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサCCDに読み込まれる。
An image reading device YS including an
ラインイメージセンサCCDにより光電変換されて形成された信号は、画像処理部において、アナログ処理、A/D変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等が行われた後、露光手段3Y,3M,3C,3Kに送られる。 A signal formed by photoelectric conversion by the line image sensor CCD is subjected to analog processing, A / D conversion, shading correction, image compression processing, and the like in an image processing unit, and then exposure means 3Y, 3M, 3C, 3K. Sent to.
イエロー(Y)色の画像を形成する画像形成部10Yは、感光体ドラム1Yの周囲に帯電手段2Y、露光手段3Y、現像手段4Y及びクリーニング手段7Yを配置している。マゼンタ(M)色の画像を形成する画像形成部10Mは、感光体ドラム1Mの周囲に帯電手段2M、露光手段3M、現像手段4M及びクリーニング手段7Mを配置している。シアン(C)色の画像を形成する画像形成部10Cは、感光体ドラム1Cの周囲に帯電手段2C、露光手段3C、現像手段4C及びクリーニング手段7Cを配置している。黒(K)色の画像を形成する画像形成部10Kは、感光体ドラム1Kの周囲に帯電手段2K、露光手段3K、現像手段4K及びクリーニング手段7Kを配置している。そして、帯電手段2Yと露光手段3Y、帯電手段2Mと露光手段3M、帯電手段2Cと露光装置3C、及び帯電手段2Kと露光装置3Kは、潜像形成手段を構成する。
In the
なお、現像手段4Y,4M,4C,4Kは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及び黒(K)の小粒径のトナーとキャリアからなる2成分現像剤を内包する。トナーは発色剤となる顔料若しくは染料と、定着後に定着部材からのトナーの剥離を助けるワックスと、これらを保持するバインダー樹脂とからなる。
The developing
中間転写ベルト5は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。
The
定着装置8は、加熱された定着ベルト81と加圧ローラ83との間に形成されたニップ部で記録紙(記録材)Pのトナー像を加熱・加圧して定着する。
The fixing
かくして、画像形成部10Y,10M,10C,10Kより形成された各色の画像は、回動する中間転写ベルト5に転写手段6Y,6M,6C,6Kにより逐次転写されて(1次転写)、カラー画像合成されたトナー像が形成される。給紙カセット20内に収容された記録紙Pは、給紙手段21により給紙され、給紙ローラ22A,22B,22C,22D,レジストローラ23等を経て、転写手段6Aに搬送され、記録紙Pにカラー画像が転写される(2次転写)。カラー画像が転写された記録紙Pは定着装置8において加熱・加圧され、記録紙Pのカラートナー像が定着される。その後、排紙ローラ24に挟持されて機外の排紙トレイ25に載置される。
Thus, each color image formed by the
一方、転写手段6Aにより記録紙Pにカラー画像を転写した後、記録紙Pを曲率分離した中間転写ベルト5は、クリーニング手段7Aにより残留トナーが除去される。
On the other hand, after the color image is transferred to the recording paper P by the
なお、以上はカラー画像を形成する画像形成装置であったが、モノクロ画像を形成する画像形成装置であってもよいし、中間転写ベルトを用いても用いなくてもよい。 The image forming apparatus for forming a color image has been described above. However, an image forming apparatus for forming a monochrome image may be used, or an intermediate transfer belt may or may not be used.
次に、本発明に係わる定着装置8について、図2及び図3のベルト定着装置の断面図に基づいて説明する。なお、図2は第2の弁が開放した図、図3は第2の弁が閉鎖した図であって、第2の弁以外は同一の図である。
Next, the fixing
定着ベルト81(定着部材)は、無端状に形成され、例えば、基体として厚さ70μmのPI(ポリイミド)を用い、基体の外周面を弾性層として厚さ200μmの耐熱性のシリコンゴム(硬度JIS−A15°)で被覆し、更に、厚さ30μmの耐熱性樹脂であるPFA(パーフルオロアルコキシ)のチューブで被覆している。外径寸法は例えば168mmである。他の構成として、基体にニッケル電鋳など金属基体を用いたり、弾性層にフッ素ゴムを用いたり、表面離型層にPFAやPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)などのフッ素樹脂コーティング層を用いたりしてもよい。 The fixing belt 81 (fixing member) is formed in an endless shape. For example, PI (polyimide) having a thickness of 70 μm is used as a base, and a heat-resistant silicon rubber (hardness JIS) having a thickness of 200 μm is used with an outer peripheral surface of the base as an elastic layer. -A15 °) and further covered with a tube of PFA (perfluoroalkoxy), which is a heat-resistant resin having a thickness of 30 μm. The outer diameter is, for example, 168 mm. Other configurations include using a metal substrate such as nickel electroforming as the substrate, using fluorine rubber as the elastic layer, and using a fluorine resin coating layer such as PFA or PTFE (polytetrafluoroethylene) as the surface release layer. May be.
加熱ローラ82は、定着ベルト81を加熱する加熱手段としてのハロゲンヒータ82Aを内蔵し、例えば、アルミニウム等から形成された肉厚4mmの円筒状の芯金82Bの外周面を、厚さ30μmのPTFEでコーティングした樹脂層82Cで被覆している。外径寸法は例えば90mmである。なお、ハロゲンヒータ82Aは異なった紙幅に対応するために例えば1200Wのもの2本、750Wのもの2本より構成され、記録紙の異なる紙幅に対応させて軸方向に異なる発熱分布になるように配置してある。これに加えて、待機時の温度維持用に均一な配光を持たせた500Wのもの1本を配置してある。
The
定着ローラ83は、鉄等の金属から形成された芯金83Aを、弾性層83Bとして厚さ17mmの耐熱性のシリコンゴム(硬度JIS−A10°)で被覆し、更に、厚さ30μmの低摩擦で耐熱性樹脂であるPTFEでコーティングした樹脂層83Cで被覆している。外径寸法は例えば90mmである。
The fixing
加圧ローラ84(加圧部材)は、画像出力装置への電源投入直後の昇温時間を短縮するためハロゲンヒータ84Aを内蔵し、アルミニウム等から形成された肉厚4mmの円筒状の芯金84Bの外周面を、弾性層84Cとして厚さ2mmの耐熱性のシリコンゴム(硬度JIS−A10°)で被覆し、更に、厚さ30μmのPFAチューブの樹脂層84Dで被覆している。外径寸法は90mmである。なお、ハロゲンヒータ84Aは例えば700Wである。
The pressure roller 84 (pressure member) incorporates a
そして、不図示の付勢手段により、加圧ローラ84が定着ベルト81を介して定着ローラ83を押圧している。
Then, the pressing
以上の構成において、不図示の駆動手段によって加圧ローラ84を反時計方向に回転させると、定着ベルト81及び加熱ローラ82は時計方向に回転し、定着ローラ83も時計方向に回転する。なお、定着ローラ83を駆動してもよい。また、定着ベルト81は当接する加熱ローラ82を介してハロゲンヒータ82Aにより加熱され、加圧ローラ84もハロゲンヒータ84Aによって加熱される。そして、不図示の付勢手段によって加圧ローラ84が定着ローラ83の方向に付勢されているので、定着ローラ83に巻回された定着ベルト81と加圧ローラ84との間に形成されたニップ部Nで、給紙された記録材Pが加熱・加圧され、記録材P上のトナー像が定着される。
In the above configuration, when the
なお、定着条件は例えば下記の通りである。 The fixing conditions are, for example, as follows.
定着荷重:2000N
定着ベルト張力:250N
定着ベルト制御温度:160〜200℃
加圧ローラ制御温度:80〜120℃
記録紙搬送速度:500mm/s
また、定着ベルト81を加熱する加熱手段として、発熱効率が高いハロゲンヒータが好適だが、例えば励磁コイルを用いた電磁誘導加熱を用いてもよい。また、加熱手段を設ける位置は、必ずしも加熱ローラ82の中に限定するものではない。
Fixing load: 2000N
Fixing belt tension: 250N
Fixing belt control temperature: 160-200 ° C
Pressure roller control temperature: 80-120 ° C
Recording paper transport speed: 500 mm / s
Further, although a halogen heater with high heat generation efficiency is suitable as a heating means for heating the fixing
また、定着ベルト81に張力を付与するテンションローラを設けたり、ベルトの蛇行を制御する寄り制御ローラを設けたりしてもよい。
Further, a tension roller that applies tension to the fixing
以上の如き定着装置8において、定着された記録材Pがニップ部Nから排紙された後に定着ベルト81に付着して巻き付くとジャムが発生する虞があるので、記録材Pを定着ベルト81から確実に分離させる必要がある。
In the
そこで、本定着装置8においては、この分離手段として、ニップ部Nの出口側近傍に第1エアノズル111(第1の吹付手段)と第2エアノズル121(第2の吹付手段)を設けている。第1エアノズル111はコンプレッサで圧縮されて生成された圧縮空気を吐出するものであって、ニップ部Nを通過した直後の記録紙Pの先端部近傍に対して短時間吹き付け、記録紙Pの先端部を定着ベルト81から分離させる。一方、第2エアノズル121はファン123により送風されダクト125を通過した空気を吐出するものであって、先端部が分離された記録紙Pに連続して吹き付けて定着ベルト81に付着しないようにする。
Therefore, in the
なお、一例として第1エアノズル111の先端はニップ部Nの出口部から25mmの距離に位置し、且つ、第1エアノズル111からの空気はニップ部Nの出口部から10mmに位置する定着ベルト81の外周面に向かって吐出するように設定される。
As an example, the front end of the
また、ダクト125の先端内部にはファン123により送風された空気を第2エアノズル121から吐出させたり停止させたりするために開閉作動する第2の弁122が設けられている。
In addition, a
そして、第1エアノズル111からの吐出する空気を、記録紙Pの先端部と定着ベルト81の極く狭い隙間に吹き込んで、即ち極く小さい受風面に吹き付けて記録紙Pを剥がすため、風速は大きい必要があるが、短時間の吐出で済むので風量は少量でよい。一方、第2エアノズル121からの吐出する空気は、記録紙Pの先端部が分離された後なので、風速は第1エアノズル111より小さくてよいが、記録紙Pの全体がニップ部Nを通過するまで連続して吐出するので、1プリント当たりの風量は第1エアノズル111より多量に必要とする。ファンは、コンプレッサのような高圧力を得るのは難しいが、低電力・小サイズで大風量を得るのは比較的容易であり、先端部が分離して紙の受風面積が大きくなった以降の空気供給源として適切である。なお、第1エアノズル111からは高速、即ち、高圧の風を吐出しなければならないが、吐出部の開口断面積が小さいので、単位時間当たりの風量は第2エアノズル121からの風量の約1/10でよい。このように第1エアノズル111と第2エアノズル121とにより互いを補う構成であるので、第2エアノズル121を設けずに第1エアノズル111から圧縮空気のみを吐出する構成と比較して、空気圧縮機の寸法や電力が約1/10になり、小型化し省電力になる。
Then, the air discharged from the
このようにして、定着ベルト81から分離された記録紙Pは排紙ガイド板85に案内されて搬送される。なお、耐熱樹脂から成る分離爪86が加圧ローラ84に圧接しているので、第1エアノズル111や第2エアノズル121からの空気によって記録紙Pが下方に押圧されても記録紙Pが加圧ローラ84に巻き付くことはない。また、分離爪86は例えば10mm程度の先端部がフッ素樹脂でコーティングされて潤滑性が良い上に、5〜10mN程度の弱い圧力で加圧ローラ84に圧接しているので、加圧ローラ84に疵が付くことがない。加えて、両面コピーの際にトナー像が加圧ローラ84の側に位置しても、加圧ローラ84の温度は低いので、トナー像が溶融することはなく、分離爪86によって画像不良が発生することがない。なお、分離爪86は従来の定着装置に用いられていたものを適用できる。
In this way, the recording paper P separated from the fixing
以上の如き第1エアノズル111と第2エアノズル121とを有する定着装置8を備えた画像形成装置において、ニップ部Nの出口部を越えた記録紙Pの先端部に対して第1エアノズル111から吐出した空気を吹き付け、記録紙Pを定着ベルト81から分離させる。この際に、第2エアノズル121からも空気を同時に記録紙Pの先端部に対して吹き付けると、第2エアノズル121から吐出する空気が第1エアノズル111から吐出する空気への抵抗となって、記録紙Pの先端部に対する分離性能が悪化する虞があることが実験により判明した。
In the image forming apparatus including the
この実験結果を表1に示す。 The experimental results are shown in Table 1.
この実験において、第1エアノズル111の数値は吐出圧であり、第2エアノズル121の「あり」は空気を23m/sの風速で吐出した状態で、「なし」は空気を全く吐出しない状態である。
In this experiment, the numerical value of the
分離性能の符号は、◎が分離性能非常に良好、○が分離性能良好、△が分離するが光沢ムラ発生、×が分離せずジャム発生である。具体的には、△や×で起きた条件では、第1エアノズル111からの空気で、記録紙Pの先端が剥がされた後に、周囲を流れる第2エアノズル121からの風で記録紙Pの先端が部分的に定着ベルト81側へ煽られたり、逆に加圧ローラ84側に煽られるなどし、更に記録紙Pの先端がノズルにぶつかったり、搬送ガイドに深い角度でぶつかったりして、記録紙が折れ曲がって変形したり、紙詰まりを起こしたりする。
As for the sign of the separation performance, が indicates very good separation performance, ◯ indicates good separation performance, Δ indicates separation but gloss unevenness occurs, and × does not separate and jam occurs. Specifically, under the conditions that occur at Δ and ×, the front end of the recording paper P is blown by the air from the
以上の如く記録紙Pの分離性能の悪化を防止するには、第1エアノズル111から空気を吐出する際には、できるだけ第2エアノズル121から空気を吐出しないことが望ましい。しかしながら、第1エアノズル111からの吐出を停止してから第2エアノズル121の吐出を行うとき、言い換えると第1エアノズル111から第2エアノズル121のへの引き継ぎ時にも、記録紙Pの分離を継続するのに必要な風量を維持する必要がある。
As described above, in order to prevent deterioration of the separation performance of the recording paper P, it is desirable that air is not discharged from the
即ち、記録紙Pの先端が剥離するときには、第2エアノズル121からの風量は所定量以下でなければならず、且つ記録紙Pの先端が剥離した後、第1のエアノズル111への圧縮空気供給を停止する過程で、記録紙Pの分離が継続できなくなる前に、第2のエアノズル121からの風量と第1のエアノズル111からの風量の和が記録紙Pの分離を継続できる風量に達する必要がある。
That is, when the leading edge of the recording paper P is peeled off, the air volume from the
このとき、第2の弁122をモータ等を使って制御しても良いが、高い制御性・応答性を得るには大出力のステッピングモータとそれを駆動する回路が必要になる。また、時間によってそれぞれの弁の動作時間を制御しなければならないため、第1の弁の応答時間ばらつきなどを吸収することができない。本発明においては、第2エアノズル121からの空気の吐出、即ち第2の弁122の開閉作動を第1エアノズル111からの空気圧力の変化によって制御している。即ち、第2のエアノズル121の空気吐出は、第1のエアノズル111の吐出条件(風圧ないし風量)に従って制御されるため、応答ばらつきの影響を受け難く、安定した分離補助送風の引き継ぎが可能になる。
At this time, the
以下に、このような構成に関する各種の実施の形態を説明する。 Hereinafter, various embodiments relating to such a configuration will be described.
[第1の実施の形態]
第1の実施の形態を図4〜9に基づいて説明する。図4は第2エアノズルの斜視図、図5は第1エアノズル等の斜視図、図6は第2エアノズルにおける第2の弁を駆動する駆動機構の断面図、図7は第1エアノズル、第2エアノズル及びその関連部材に関するブロック図、図8は第1エアノズルと第2エアノズルによる空気の吐出のタイミングチャート、図9は第1エアノズルと第2エアノズルからの風量を示す図である。
[First Embodiment]
A first embodiment will be described with reference to FIGS. 4 is a perspective view of the second air nozzle, FIG. 5 is a perspective view of the first air nozzle and the like, FIG. 6 is a sectional view of a driving mechanism for driving the second valve in the second air nozzle, and FIG. FIG. 8 is a timing chart of air discharge by the first air nozzle and the second air nozzle, and FIG. 9 is a view showing the air volume from the first air nozzle and the second air nozzle.
図4に示す如く、第2エアノズル121は定着する記録紙の幅方向に長く形成されている。
As shown in FIG. 4, the
一例として、第2エアノズル121の吐出口121Aの寸法は記録紙Pの幅方向が325mmで記録紙Pの厚み方向が3mmに形成されている。そして、第2エアノズル121は図2及び図3に示す如きダクト125によって複数のファン123に接続されている。
As an example, the dimensions of the
第1エアノズル111は、図5に示す如く、記録紙の幅方向に5個配置されており、各第1エアノズル111には口径1mmのノズル孔111Aが5mmピッチで13個設けられている。従って、ノズル孔111Aの総数は5個の第1エアノズル111で65個になる。5個の第1エアノズル111はそれぞれ5本のパイプ116で2個の配管部117に接続され、2個の配管部117は電磁弁である2個の第1の弁112にそれぞれ連通している。
As shown in FIG. 5, five
また、2個の配管部117は第2の弁122を駆動する二つの第2の弁駆動機構150にも接続されている。第2の弁駆動機構150については後述するが、第2エアノズル121における記録紙の幅方向両端近傍に配置されている。
The two
次に、第2の弁駆動機構150について図6を参照して説明する。
Next, the second
図6においては、第2エアノズル121は拡大して描かれており、第2エアノズル121の内部には第2の弁122が配置され、第2の弁122は紙面垂直方向、即ち記録紙の幅方向に長い支軸126を中心に支軸126共に回動自在である。図6(a)は第2の弁122を開放した状態の図、図6(b)は第2の弁122を閉鎖した状態の図である。
In FIG. 6, the
第2エアノズル121の外側端近傍、即ち記録紙Pの幅方向における両外側端近傍には、シリンダ151が1個ずつ配置され、各々のシリンダ151の内部にはピストン152が嵌合して摺動自在に配置されている。ピストン152のロッド152Aの端部はシリンダ151の外部に突出し、該端部には駆動軸153が植設されている。また、前述の支軸126と同軸であって支軸126を中心に回動する駆動レバー154が第2エアノズル121の外側端近傍に各々配置され、各駆動レバー154の一端に設けた長孔154Aに駆動軸153が挿入されている。従って、駆動レバー154の回動に連動して第2の弁122は回動し開閉作動する。
One
ピストン152のピストンヘッド152Bと、シリンダ151の底部151Aとの間には圧縮コイルばね155が配置されていて、ピストン152はシリンダ151の開口部151Bの方向に付勢されている。但し、ピストン152の摺動は第2の弁122の回動と連動していて、図6(a)の如く第2の弁122が開放状態になったときは、第2の弁122は第2エアノズル121の内壁と当接するので、ピストン152は圧縮コイルばね255により付勢されても図6(a)に示す位置以上に開口部151Bの方向に摺動することはない。また、シリンダ151の内部の空気が漏出しないようにピストン152のロッド152AにはOリング156が圧着している。
A
本実施の形態において、シリンダ151から多少の圧縮空気の漏出があっても問題はないので、Oリング156によりピストン152の動作が妨げられることがないように、Oリング156のロッド152Aに対する嵌め合いは通常密閉用として用いられるよりは、緩い設定としている。
In this embodiment, there is no problem even if some compressed air leaks from the
シリンダ151の開口部151Bの外周面にはパイプ157の一端が接続され、パイプ157の他端は後述する第1の弁112の下流側と接続されている。
One end of a
一例として、第2の弁122の寸法は記録紙Pの幅方向が323mm、空気が流れる方向が4.5mm、厚みが0.8mmで、耐熱性樹脂から形成されている。
As an example, the dimensions of the
シリンダ151の内径は10mm、圧縮コイルばね255のバネ圧は0.5N/mm、圧縮コイルばね255の図6(a)から図6(b)への縮み量は10mmである。なお、本実施の形態においては、圧縮コイルばね255をシリンダ151の中に設置し、圧縮空気供給時に圧縮されるように構成したが、例えば、ロッド152Aに設けたストッパと底部151Aの外側の間にロッド152Aと同軸にバネを設置し、圧縮空気供給時にバネが伸張されるように構成してもよい。
The internal diameter of the
次に、第1エアノズル111及び第2エアノズル121の関連部材について、図7に基づいて説明する。
Next, related members of the
コンプレッサ115により圧縮された圧縮空気は、エアタンク114に予め貯溜され、レギュレータ113で所定の圧力に調整された後、電磁弁である第1の弁112が開口されると、第1エアノズル111から吐出する。
The compressed air compressed by the
一例として、各部材は下記の機能、性能を有する。 As an example, each member has the following functions and performance.
コンプレッサ115はレシプロ・オイルフリー型であって、その出力は0.75KW、静圧は0.8MPa、風量は0.00125m3/sである。
The
エアタンク114の容量は0.05m3である。
The capacity of the
レギュレータ113は圧縮空気を約0.15MPaに減圧する。
The
第1の弁112は、直動型電磁弁であって、容量は0.08m3/s(100kPa)で、応答速度は20msである。
The
第1エアノズル111からの吐出圧は0.1〜0.2MPaであり、吐出風速は100〜160m/s、吐出風量は0.005〜0.008m3/sである。
The discharge pressure from the
一方、ファン用スイッチ124がオンになると、ファン123が回転し、第2の弁122までの経路がファン123によって予圧される。第2の弁駆動手段150により第2の弁122が駆動されて開放すると、第2エアノズル121から空気が送風される。
On the other hand, when the
一例として、ファン123は5個あり、70mmの軸流ファンである。電力は12W、静圧は500Paである。但し、ファン123は軸流ファンに限定されるものではなく、シロッコファンやクロスフローファン、或いはブロア等でもよく、要は定着ベルト81から先端部が分離された記録紙Pを連続して分離可能な風量等を有する要件を備えていればよい。そして、ファン123の形式によってダクト125の形状が設定される。
As an example, there are five
第2エアノズル121からの吐出圧は500Paであり、吐出風速は20〜30m/s、吐出風量は0.02〜0.03m3/sである。但し、この風速や風量は本実施の形態における紙搬送速度500mm/s、紙斤量80g/m2及びローラ構成などの条件に合わせたものであり、これに限定されるものではない。
The discharge pressure from the
第2の弁駆動手段150は、図6に示す如き構成である。第1の弁112は図6におけるパイプ157によりシリンダ151に連通している。このため、第1の弁112が閉鎖されているときは、圧縮空気がシリンダ151に流れず、ピストン152は圧縮コイルばね155に付勢されて図6(a)に示す状態になっている。従って、第2の弁122は第2エアノズル121を開放している。一方、第1の弁112が開放すると、圧縮空気が開口部151Bよりシリンダ151に流れ、圧縮空気は圧縮コイルばね155の付勢力に抗してピストン152を押圧して図6(b)に示す状態になる。従って、第2の弁122は第2エアノズル121を閉鎖する。
The second valve driving means 150 is configured as shown in FIG. The
制御手段101、給紙センサ102及びタイマ103については後述する。
The control means 101,
次に、第1エアノズル111及び第2エアノズル121から各々空気が吐出する過程を図8に基づいて説明する。なお、この場合はA4の記録紙Pを100ppmで給送するものとする。
Next, the process of discharging air from the
以上の各構成を有する図1に示す如き画像形成装置において、給紙カセット20内に収容された記録紙Pが給紙手段21により給紙されたことを給紙センサ102が検知すると、CPU等から成る制御手段101はファン用スイッチ124に通電する。給紙動作そのものも制御手段101によって制御されているので、給紙センサ102を用いず、制御手段101がタイマ103を参照し、両動作の時間間隔を管理してファン用スイッチ124への通電を制御してもよい。これにより、各ファン123は回転を開始する。このとき第1の弁112は閉鎖され第2の弁122は図6(a)に示す如く開放した状態になっているので、第2エアノズル121から空気を例えば20m/sで吐出する。
When the
なお、記録紙Pが定着装置8に達する以前にファン用スイッチ124に通電するのは、ファン123が回転開始してから最大の回転数になるまでタイムラグがあるからである。また、記録紙Pの搬送速度が遅く、記録紙Pを分離させようとする位置に達する前に、ファン123が後述する分離を継続するのに充分な風速に達することができるのであれば、記録紙Pが定着装置8に達してから通電してもよい。逆に、より高速の画像形成装置に本発明を適用する場合で、高出力だが立ち上がりに時間がかかるブロアなどをファン123として用いるときは、画像形成装置の給紙開始や、更には画像形成動作開始に先だって、ブロアを起動するなど、ファンスイッチ124の通電タイミングを適宜選択することになる。
The reason why the
更に、給紙後にファン123から送風させるのではなく、給紙動作に先立ちファン123を動作させて、定着ベルト81を冷却し、加熱部から定着部までの温度勾配を作り、通紙開始直後の温度低下を軽減すれば、温度変化による画像光沢の変動を抑えることができる。また、温度低下を小さくするのに必要な電力が小さくできるため、定着電源容量を抑制することができる。例えば、通紙前の送風なしでは300g/m2の紙を通したとき、通紙開始後30sほどで、定着ベルト81の温度が15℃程度低下したが、通紙開始60s前からファン123を動作させたところ、温度低下は5℃以下になった。
Further, instead of blowing air from the
一方、給紙センサ102の検知時より、搬送された記録紙Pの先端部がニップ部Nの出口部に達する迄の時間は一定で予め分かっているので、CPU等から成る制御手段101はタイマ103によってその時間に達するより例えば15ms前に電磁弁である第1の弁112に開信号を送信する。エアタンク114にはコンプレッサ115により圧縮された0.8MPa程度の圧縮空気が予め貯溜されているので、レギュレータ113によって減圧され、第1の弁112の開放に伴って第1エアノズル111より圧縮空気が吐出し、ニップ部Nを通過した直後の記録紙Pの先端部に対して吹き付け、記録紙Pを定着ベルト81から分離する。
On the other hand, since the time from when the
また、第1の弁112は開信号が入力されてから約20msで全開状態になるので、記録紙Pがニップ部から約10mm搬送された時点で最大の圧力、例えば0.15MPaに達し、風量は最大になる。第1エアノズル111からの圧縮空気の圧力は記録紙Pの分離に必要な圧力の2〜3倍であるので、記録紙Pは圧縮空気の圧力が最大に達する前に、即ち、ニップ部Nからの搬送量が10mmに達する前に分離し始める。その後、第1の弁112に開信号が入力されてから約50ms後に閉信号を送信する。第1の弁112に閉信号が入力されると、第1エアノズル111からの吐出される圧縮空気の圧力は徐々に減少し、風量も減少しながら、記録紙Pの先端部がニップ部Nから25〜30mmに達するまで吐出し続ける。このときの圧力は最大付着量のトナー像があっても記録紙Pを分離できる圧力である。
Further, since the
ここで、第1の弁112が開放を始め、圧縮空気の圧力が0.05MPa以上に上昇すると、圧縮コイルばね155の付勢力より圧縮空気の圧力が勝り、ピストン152を押圧し始める。即ち、第2エアノズル121の第2の弁122は閉鎖し始め、第2エアノズル121から吐出する空気の流量が減少し始める。やがて、圧縮空気の圧力が0.15MPaに達すると第2の弁122は完全に閉鎖する。従って、第1の弁112に信号が入力されて全開状態になる20msに達したときには、第2エアノズル121から空気が全く吐出しなくなる。従って、記録紙Pの先端には第1エアノズル111からの圧縮空気のみが記録紙Pに吹き付けられて記録紙Pの先端近傍を定着ベルト81より分離する。
Here, when the
なお、圧縮空気の圧力が0.05MPaになったとき、ピストン152に掛かる力は8〜10Nである。
In addition, when the pressure of compressed air becomes 0.05 MPa, the force applied to the
また、実験によれば、記録紙Pの先端が定着ベルト81から5〜10mm突出すれば、20m/s程度のファンによる送風で、最大付着量のベタ画像が載った厚さ80g/m2程度の薄い印刷用コート紙でも連続的に分離可能なことを確認している。
Further, according to an experiment, if the leading edge of the recording paper P protrudes 5 to 10 mm from the fixing
一方、第1の弁112に開信号が入力されてから約50ms経つと、記録紙Pの先端は定着ベルト81より10mm以上分離している。従って、この時点で第1の弁112に閉信号を送信する。これにより、第1の弁112は閉鎖を始め、圧縮空気の圧力が低下してゆき、風量も減少する。圧縮空気の圧力が0.15MPa以下に下降すると、圧縮コイルばね255の付勢力により、ピストン152は開口部151Bの方向に摺動し始める。即ち、第2エアノズル121の第2の弁122は開放し始める。従って、第1エアノズル111からの圧縮空気の風量は減少し、第2エアノズル121からの空気の風量は増大する。そして、圧縮空気の圧力が0.05MPaに降下すると、ピストン152は図6(a)の状態になり、第2の弁122は完全に開放する。更に、第1の弁112が完全に閉鎖すると、第1エアノズル111から圧縮空気は吐出しないので空気圧はゼロになり、第2の弁122の開放が維持される。この後は、第2エアノズル121から吐出する空気のみで記録紙Pを分離する。
On the other hand, about 50 ms after the opening signal is input to the
以上において、第1エアノズル111からの圧縮空気の風量が減少し、第2エアノズル121からの空気の風量が増大する過程があるが、この場合に双方の合計風量が分離に必要な所定の風量(Vc)以上になるように設定する必要がある。これを図9(a)に示す。図9(a)、(b)において、A1は第1エアノズル111からの風量、A2は第2エアノズル121からの風量、A1+A2は第1エアノズル111からの風量と第2エアノズル121からの風量の合計を示す。
In the above, there is a process in which the air volume of the compressed air from the
一方、図9(b)に示す如く、双方の合計風量が所定の風量(Vc)以下であると、充分な分離ができず、分離不良により紙詰まりや剥離ムラが生ずる。 On the other hand, as shown in FIG. 9B, when the total air volume of both is equal to or less than the predetermined air volume (Vc), sufficient separation cannot be performed, and paper jams and peeling unevenness occur due to poor separation.
なお、第1エアノズル111からの風量と第2エアノズル121からの風量の合計風量が分離に必要な所定の風量(Vc)以上になるように設定するためには、圧縮空気の風圧に対して図6に示す各部材の寸法を適切に設定する必要がある。前述した各部材の寸法は、本実施の形態の構成の圧縮空気圧力において、2つのエアノズルからの風量合計が所定の風量を上回るように、シリンダ径(圧力と断面積によりロッドを押す力が決まる)とバネ構成を決めたものである。本実施例においては、Vcは約0.003m3/sであり、これを上回るよう構成した。
In order to set the total air volume of the air volume from the
また、実験によれば記録紙Pの先端部が10mm以上巻き付いてから記録紙Pを剥がすと、巻き付け量が増えるにつれて剥離状態の変化に起因すると考えられる画像ムラが発生し、画像品位を低下させることが分かっている。上述の如く、この巻き付き量に達する前に分離を開始すれば、画像ムラの発生は抑えられる。 Further, according to an experiment, when the recording paper P is peeled after the leading end of the recording paper P is wound by 10 mm or more, image unevenness caused by a change in the peeling state occurs as the winding amount increases, and the image quality is lowered. I know that. As described above, if separation is started before the amount of wrapping is reached, the occurrence of image unevenness can be suppressed.
本実施の形態の構成によって、小型・小電力のコンプレッサでありながら、ファンとの併用で薄紙の分離性能と高生産性を両立させることができる。加えて、記録紙Pの先端部が定着ベルトから剥がれるときに、該先端部がファンからの風を横切って生じる該先端部の不規則な挙動に起因する紙詰まりなどを回避し、且つコンプレッサから供給される圧縮空気によってファンとの切り替えを行うことにより、分離継続に必要な風量を維持して確実に分離を継続することができる。 With the configuration of the present embodiment, a thin paper separation performance and a high productivity can be achieved in combination with a fan while being a small-sized and low-power compressor. In addition, when the leading end portion of the recording paper P is peeled off from the fixing belt, the leading end portion avoids a paper jam caused by the irregular behavior of the leading end portion that occurs across the wind from the fan, and from the compressor. By switching to the fan by the supplied compressed air, it is possible to maintain the air volume necessary for continuing the separation and reliably continue the separation.
ところで、図6において圧縮コイルばね155に代えて、支軸126を反時計方向に付勢、即ち第2の弁122が開放する方向に付勢するねじりコイルばねを設けてもよい。
Incidentally, instead of the
[第2の実施の形態]
第2の実施の形態を図10に基づいて説明する。図10は第2エアノズルにおける第2の弁を駆動する駆動機構の断面図である。
[Second Embodiment]
A second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view of a drive mechanism that drives the second valve in the second air nozzle.
図10において、図6と同様に第2エアノズル121の内部には第2の弁222が配置され、第2の弁222は紙面垂直方向、即ち記録紙の幅方向に長い支軸226を中心に支軸226共に回動自在である。但し、図6においては支軸226は第2エアノズル121の内壁上部近傍に配置されているが、図10においては支軸226は第2エアノズル121の内壁下部近傍に配置されている。図10(a)は第2の弁222を開放した状態の図、図10(b)は第2の弁222を閉鎖した状態の図である。
10, a
第2エアノズル121の外側端近傍には、シリンダ251が1個ずつ配置され、各々のシリンダ251の内部にはピストン252が嵌合して摺動自在に配置されている。ピストン252のロッド252Aの端部はシリンダ251の上方に突出し、該端部には駆動軸253が植設されている。また、支軸226と同軸であって支軸226を中心に回動する駆動レバー254が第2エアノズル121の外側端近傍に配置され、各々の駆動レバー254の一端に設けた長孔254Aに駆動軸253が挿入されている。従って、駆動レバー254の回動に連動して第2の弁222は回動し開閉作動する。
One
ピストン252のピストンヘッド252Bの上には重い錘部材255が固着されていて、ピストン252は錘部材255による重力によってシリンダ251の開口部251Bの方向に付勢されている。なお、ピストン252の摺動は第2の弁222の回動と連動していて、図10(a)の如く第2の弁222が開放状態になったときは、第2の弁222は第2エアノズル121の内壁と当接するので、ピストン252に錘部材255による重力が掛かっても図10(a)に示す位置以上に開口部251Bの方向に摺動することはない。また、シリンダ251の内部の空気が漏出しないようにピストン252のロッド252AにはOリング256が圧着している。第1の実施形態と同様、シリンダ251から多少の圧縮空気の漏出があっても問題はないので、Oリング256によりピストン252の動作が妨げられないように、Oリング256のロッド252Aに対する嵌め合いは通常密閉用として用いられるよりは緩い設定としている。
A
シリンダ251の開口部251Bの外周面にはパイプ257の一端が接続され、パイプ257の他端は前述の第1の弁112の下流側と接続されている。
One end of a
一例として、第2の弁222の寸法は記録紙Pの幅方向が323mm、空気が流れる方向が4.5mm、厚みが1mmで、亜鉛メッキ鋼板から形成されている。シリンダ251の内径は4mmである。錘部材255は直径3mm、長さ21mmで、STKM(機械構造用炭素鋼鋼管)より形成されていて、質量は0.12kgである。
As an example, the dimensions of the
この駆動機構の作動は図6の駆動機構と同様であり、要所だけ簡単に説明する。 The operation of this drive mechanism is the same as that of the drive mechanism in FIG.
第1の弁112が閉鎖しているときは、図10(a)の状態であり、ピストン252は押圧力が掛からないので錘部材255の重力によって下方に留まっており、駆動レバー254を介して第2の弁222は開放している。
When the
第1の弁112が開放を始め、圧縮空気の圧力が例えば0.05MPa以上に上昇すると、錘部材255の重力より圧縮空気の圧力が勝り、ピストン252を押圧し始める。即ち、第2の弁222は閉鎖し始め、第2エアノズル121から吐出する空気の流量が減少し始める。やがて、図10(b)に示す如く、圧縮空気の圧力が0.10MPaに達すると、第2の弁222は完全に閉鎖して、第2エアノズル121から空気が全く吐出しなくなる。従って、第1エアノズル111からの圧縮空気のみが記録紙Pに吹き付けられて記録紙Pを定着ベルト81より分離する。
When the
第1の弁112に閉信号が送信されると、第1の弁112は閉鎖を始め、圧縮空気の圧力が低下してゆき、風量も減少する。圧縮空気の圧力が0.10MPa以下に下降すると、錘部材255の重力により、ピストン252は開口部251Bの方向に摺動し始める。即ち、第2エアノズル121の第2の弁222は開放し始める。従って、第1エアノズル111からの圧縮空気の風量は減少し、第2エアノズル121からの空気の風量は増大する。そして、第1の弁112が完全に閉鎖すると、第1エアノズル111から圧縮空気は吐出せず、圧縮空気の圧力はゼロになる。すると、ピストン252は図10(a)の状態になり、第2の弁222は完全に開放する。従って、この後は第2エアノズル121から吐出する空気のみで記録紙Pを分離する。
When the closing signal is transmitted to the
なお、以上は圧縮空気をシリンダ251の下方から吹き付けてピストン252を錘部材255の重力に抗して上方に移動させる構成であるが、圧縮空気をシリンダの上方から吹き付けてピストンを錘部材の重力に抗して下方に移動させる構成にすることもできる。このような構成を図11に基づいて説明する。
The above is a configuration in which compressed air is blown from the lower side of the
図11は図6と類似しているので、要部のみを説明する。駆動レバー264はピストン262のロッド262Aと連動して支軸266を中心に回動する。駆動レバー264の端部には錘部材265が固定されている。従って、図11(a)の如く、シリンダ261内に圧縮空気が吹き込まれないときは、駆動レバー264は錘部材265の重力によって反時計方向に回動するので、第2の弁222を開放させると共に、ロッド262Aを介してピストン262を上方に移動させる。一方、前述の如く圧縮空気の圧力が所定の圧力以上になると、図11(b)に示す如く、圧縮空気はピストン262を押圧し、錘部材265の重力に抗して駆動レバー264を時計方向に回動させ、第2の弁222を閉鎖させる。
Since FIG. 11 is similar to FIG. 6, only the main part will be described. The
[第3の実施の形態]
第3の実施の形態を図12及び図13に基づいて説明する。図12は第2エアノズルにおける第2の弁を開放した駆動機構の断面図、図13は第2エアノズルにおける第2の弁を閉鎖した駆動機構の断面図である。
[Third Embodiment]
A third embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is a sectional view of the driving mechanism in which the second valve in the second air nozzle is opened, and FIG. 13 is a sectional view of the driving mechanism in which the second valve in the second air nozzle is closed.
図12及び図13において、図6と同様に第2エアノズル121の内部には第2の弁322が配置され、第2の弁322は紙面垂直方向、即ち記録紙の幅方向に長い支軸326を中心に支軸326共に回動自在である。
12 and 13, a
第2エアノズル121の外側端近傍には、第1シリンダ351が1個ずつ配置され、各々の第1シリンダ351の内部には第1ピストン352が嵌合して摺動自在に配置されている。第1ピストン352のロッド352Aの端部は第1シリンダ351の下方に突出している。
One
また、第1シリンダ351の内部の空気が漏出しないように第1ピストン352のロッド352AにはOリング356が圧着している。
Further, an O-
第1シリンダ351の第1開口部351Bの外周面にはパイプ357の一端が接続され、パイプ357の他端は前述の第1の弁112の下流側と接続されている。
One end of a
二つの第1シリンダ351の下部にも第2シリンダ361が1個ずつ配置され、各々の第2シリンダ361の内部には第2ピストン362が嵌合して摺動自在に配置されている。第2ピストン362のロッド362Aの端部は第2シリンダ361の上方に突出している。
One
なお、第2シリンダ361の内部の断面積は第1シリンダ351の内部の断面積の2/3に設定されている。即ち、第2ピストン362のピストンヘッド362Aの断面積は第1ピストン352のピストンヘッド352Aの断面積の2/3に設定されている。一例として、第2シリンダ361の内径は8mmである。
The cross-sectional area inside the
また、第2シリンダ361の内部の空気が漏れないように第2ピストン362のロッド362AにはOリング366が圧着している。
Further, an O-
第2シリンダ361の第2開口部361Bの外周面にはパイプ367の一端が接続され、パイプ367の他端は前述の第1の弁112の上流側に接続されている。
One end of a
第1ピストン352のロッド352Aの端部と第2ピストン362のロッド362Aの端部は接合されていて、この接合部には駆動軸353が植設されている。そして、支軸326と同軸であって支軸326を中心に回動する駆動レバー354が第2エアノズル121の外側端近傍に配置され、各々の駆動レバー354の一端に設けた長孔354Aに駆動軸353が挿入されている。従って、駆動レバー354の回動に連動して第2の弁322は回動し開閉作動する。
The end of the
この駆動機構の作動は図6の駆動機構と同様であり、要所だけ簡単に説明する。 The operation of this drive mechanism is the same as that of the drive mechanism in FIG.
第1の弁112が閉鎖しているときは、図12の状態であり、第1ピストン352には押圧力が掛からないが、第2ピストン362には圧縮空気による押圧力が掛かっている。
When the
第1の弁112が開放を始めると、第1ピストン352と第2ピストン362の双方に圧縮空気による押圧力が掛かる。第1の弁112の開放に伴って、圧縮空気の圧力が例えば0.1MPa以上に上昇すると、断面積の大きい第1ピストン352の押圧力の方が、0.15MPaの圧力がかかっているものの断面積が2/3しかない第2ピストン362の押圧力より勝る。従って、第1ピストン352は第2ピストン362を押圧して、駆動軸353が第2シリンダ361の方に移動する。従って、駆動レバー354が回動して、第2の弁322は閉鎖し始め、第2エアノズル121から吐出する空気の流量が減少し始める。やがて、図13に示す如く、圧縮空気の圧力が0.15MPaに達すると第2の弁322は完全に閉鎖して、第2エアノズル121から空気が全く吐出しなくなる。従って、第1エアノズル111からの圧縮空気のみが記録紙Pに吹き付けられて記録紙Pを定着ベルト81より分離する。
When the
第1の弁112に閉信号が送信されると、第1の弁112は閉鎖を始め、圧縮空気の圧力が低下してゆき、風量も減少する。圧縮空気の圧力が0.1MPa以下に下降すると、第2ピストン362は第1ピストン352を押圧して、駆動軸353が第1シリンダ351の方に移動する。従って、駆動レバー354が回動して第2エアノズル121の第2の弁322は開放し始める。従って、第1エアノズル111からの圧縮空気の風量は減少し、第2エアノズル121からの空気の風量は増大する。そして、第1の弁112が完全に閉鎖すると、第1エアノズル111から圧縮空気は吐出せず、圧縮空気の圧力はゼロになる。すると、図12の状態になり、第2の弁322は完全に開放する。従って、この後は第2エアノズル121から吐出する空気のみで記録紙Pを分離する。
When the closing signal is transmitted to the
なお、本実施の形態を示すブロック図は図7と同様であるが、圧縮空気は第1の弁112の上流側と下流側の二つの流路から第2の弁駆動手段150に流入する点が異なるので、これを明確にしたブロック図を図14に示す。
The block diagram showing the present embodiment is the same as in FIG. 7 except that the compressed air flows into the second valve driving means 150 from the two upstream and downstream flow paths of the
[第4の実施の形態]
第4の実施の形態を図15に基づいて説明する。図15は第2エアノズルにおける第2の弁を駆動する駆動機構の断面図である。
[Fourth Embodiment]
A fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a cross-sectional view of a drive mechanism for driving the second valve in the second air nozzle.
図15において、図6と同様に第2エアノズル121の内部には第2の弁422が配置され、第2の弁422は紙面垂直方向、即ち記録紙の幅方向に長い支軸426を中心に支軸426共に回動自在である。また、図10と同様に、支軸426は第2エアノズル121の内壁下部近傍に配置されている。図15(a)は第2の弁422を開放した状態の図、図15(b)は第2の弁422を閉鎖した状態の図である。
15, a
第2エアノズル121の外側端近傍には、シリンダ451が1個ずつ配置され、各々のシリンダ451の内部にはピストン452が嵌合して摺動自在に配置されている。ピストン452のロッド452Aの端部はシリンダ451の上方に突出し、該端部には駆動軸453が植設されている。また、支軸426と同軸であって支軸426を中心に回動する駆動レバー454が第2エアノズル121の外側端近傍に配置され、各々の駆動レバー454の一端に設けた長孔454Aに駆動軸453が挿入されている。従って、駆動レバー454の回動に連動して第2の弁422は回動し開閉作動する。
One
また、シリンダ451の内部の空気が漏出しないようにピストン452のロッド452AにはOリング456が圧着している。
Further, an O-
シリンダ451の開口部451Bの外周面にはパイプ457の一端が接続され、パイプ457の他端は前述の第1の弁112の下流側と接続されている。
One end of a
一例として、第2の弁422の寸法は記録紙Pの幅方向が323mm、空気が流れる方向が12mm、厚みが0.8mmで、耐熱性樹脂から形成されている。本実施形態においては、第2の弁422をファン123からの送風圧力によって開放動作させるため、第1の実施形態の第2の弁122に比べ、空気が流れる方向の長さを大きくして受風面積を確保している。
As an example, the dimensions of the
シリンダ451の内径は10mmである。
The inner diameter of the
本実施の形態においては、第2の弁422の開閉作動をファン123からの風圧と、第1の弁112からの圧縮空気の風圧とのバランスにより行っている。
In the present embodiment, the opening / closing operation of the
即ち、第1の弁112が閉鎖しているときは、図15(a)の状態であり、ピストン452には押圧力が掛からない状態でファン123から送風されるので、第2の弁422は風圧によって押圧され、開放している。
That is, when the
一方、第1の弁112が開放すると、ピストン452には圧縮空気による押圧力が掛かり、第2の弁422を閉鎖する力がファン123による風力より勝り、図15(b)の如く第2の弁422は閉鎖する。
On the other hand, when the
そして、第1の弁112に閉信号が入力され、ピストン452への圧縮空気の圧力が例えば0.12MPaまで低下すると、第2の弁422はファン123からの風圧によって開放し始め、0.1MPaで全開になる。風圧が約0.05MPaで記録紙の分離が継続されるため、分離が不安定になることなく第1エアノズル111から第2エアノズル121への引き継ぎが行われ、安定した分離が可能になる。
Then, when a close signal is input to the
以上の第1〜4の実施の形態において、第2の弁122〜422を支軸を中心にして開閉作動する方式にしたが、必要に応じて引き戸形式にしてもよい。
In the above first to fourth embodiments, the
[第5の実施の形態]
第5の実施の形態を図16に基づいて説明する。図16は第2エアノズルにおける第2の弁等の断面図である。
[Fifth Embodiment]
A fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a sectional view of the second valve and the like in the second air nozzle.
本実施の形態における第2の弁は前述の実施の形態における支軸を中心に回動する弁と異なり、弾性を有する弾性部材で形成されている。図16(a)は第2の弁を開放した状態の図、図16(b)は第2の弁を閉鎖した状態の図である。 The second valve in the present embodiment is formed of an elastic member having elasticity, unlike the valve that rotates around the support shaft in the above-described embodiment. FIG. 16A is a diagram showing a state in which the second valve is opened, and FIG. 16B is a diagram showing a state in which the second valve is closed.
本実施の形態においては、第1エアノズル111と第2エアノズル121が隣接して配置されている。そして、第1エアノズル111の側壁の一部と第2エアノズル121の側壁の一部が開口し、互いの流路111Aと流路121Aとが連通する状態になっているが、その側壁の開口部を弾性のあるゴム等の弾性部材で形成された第2の弁522が被覆している。
In the present embodiment, the
そして、第2の弁522の開閉作動を第1の弁112からの圧縮空気の風圧とファン123からの風圧とのバランスにより行っている。
The opening / closing operation of the
即ち、第1の弁112が閉鎖しているときは、図16(a)の如く、ファン123から吐出孔121Aに送風されるのみで、吐出孔111Aには送風されない。従って、第2の弁522には圧縮空気の押圧力が掛からず、開放状態になっている。
That is, when the
一方、第1の弁112が開放すると、第2の弁522には圧縮空気による押圧力が掛かる。従って、図16(b)に示す如く、第2の弁522は伸長して吐出孔121Aの内壁121Bに当接し、第2エアノズル121の吐出孔121Aを閉鎖する。
On the other hand, when the
なお、圧縮空気の圧力は約0.5MPaで分離に必要な吐出圧となり、0.08MPaで第2の弁522は約8%伸ばされ、吐出孔121Aの内壁に概ね等しい位置まで膨らむ。更に、圧縮空気の圧力が高まると、第2の弁522は吐出孔121Aの内部に膨らんでゆき、吐出孔121Aの内壁121Bに当接して吐出孔121Aを閉鎖する。最大圧力の1.5MPaになると、図16(b)の如く内壁121Bと第2の弁522は、所定の範囲で押し付けられる。
The pressure of the compressed air is about 0.5 MPa, which is a discharge pressure necessary for separation. At 0.08 MPa, the
逆に、圧縮空気の圧力が低下すると、これに伴って第2の弁522は収縮し、吐出孔121Aを開口する。
Conversely, when the pressure of the compressed air decreases, the
一例として、第2の弁522はシリコーンゴムから形成され、弾性率は40MPa、厚みは1.2mmである。
As an example, the
吐出孔111Aの開口部は、323mm×20mmである。このとき、第2の弁522が内壁121Bと接触する長さは3〜5mmである。
The opening of the
本実施の形態においても、約0.05MPaで記録紙の分離が継続されるため、分離が不安定になることなく第1エアノズル111から第2エアノズル121への引き継ぎが行われ、安定した分離が可能である。
Also in this embodiment, since the separation of the recording paper is continued at about 0.05 MPa, the separation from the
なお、大半のゴムは100%程度の伸びでも充分に機能するが、劣化が早まる。そこで耐久性を考慮して、第2の弁522は圧縮空気によって最大で50%程度伸びるように設定することが最も望ましい。本実施の形態においては、最大で15%程度伸びるように設定することにより十分な耐久性能を確保することができる。
Most rubbers function well even with an elongation of about 100%, but deterioration is accelerated. Therefore, in consideration of durability, it is most desirable that the
また、第2の弁522は高温の定着ベルトの近傍に配置されるため、耐熱性のあるシリコーンゴムを用いることが望ましいが、第1エアノズル111と第2エアノズル121の冷却状態が良好であれば、耐熱性に劣るゴムを用いてもよい。
Further, since the
なお、以上の第2〜第5の実施形態においても、第1の実施形態と同様に、第1エアノズル111と第2エアノズル121から吐出される風量の関係は図9(a)を満たしている。
In the second to fifth embodiments described above, as in the first embodiment, the relationship between the air volumes discharged from the
以上において、第1エアノズル111の数を5個として説明したが、これらの数は限定されるものではない。また、紙幅に応じてサイズの異なるノズルを組み合わせたり、一体でノズルを形成して内部で流路を分割してもよい。
In the above description, the number of the
また、第1エアノズル111及び第2エアノズル121を用いる定着装置としては上述の如きベルト定着装置に限定されるものではなく、どのような定着装置であってもよい。例えば、ハロゲンヒータ等の加熱手段を内蔵した定着ローラ(定着部材)と、該定着ローラを加圧する加圧ローラ(加圧部材)とによって形成されたニップ部で、トナー像が転写された記録材を挟持・搬送しながら、加熱・加圧する熱ローラ定着方式の定着装置あってもよい。
Further, the fixing device using the
ところで、図1に示す如き画像形成装置の前後にはルーバーが設けられ、ルーバーの開放から吸気された外気は定着装置の上部に配置された導気ダクトを経由して定着装置出口側に位置するファンに導かれる。この導気ダクトは外気によって低温に維持され、定着装置からの熱拡散によるトナー貯溜部等の温度上昇を抑制する。 By the way, louvers are provided in the front and rear of the image forming apparatus as shown in FIG. 1, and the outside air sucked from the opening of the louvers is located on the outlet side of the fixing device via an air duct arranged at the upper portion of the fixing device. Guided by fans. The air duct is maintained at a low temperature by the outside air, and suppresses a temperature rise in the toner storage portion or the like due to thermal diffusion from the fixing device.
第1エアノズル111及び第2エアノズル121から吐出された空気は、記録紙搬送ガイドの一部を壁とするダクトによって定着装置出口側の画像形成装置端部に設けられた開口に導かれて排出される。また、この開口に排気ファンを設ければ、効率的に排気でき、定着装置に吹き付けられて温度上昇した空気による装置内熱汚染を最小限に抑えられる。なお、画像読取装置に後処理装置等を接続する場合は、画像形成装置の上面や背面に開口を設けて排気する。
The air discharged from the
8 定着装置
81 定着ベルト
82 加熱ローラ
83 定着ローラ
84 加圧ローラ
101 制御手段
102 給紙センサ
103 タイマ
111 第1エアノズル
112 第1の弁
113 レギュレータ
114 エアタンク
115 コンプレッサ
121 第2エアノズル
122,222,322,422,522 第2の弁
123 ファン
124 ファン用スイッチ
125 ダクト
126,226,266,326,426 支軸
151,251,261,451 シリンダ
152,252,262,452 ピストン
154,254,264,354,454 駆動レバー
155 圧縮コイルばね
255,265 錘部材
351 第1シリンダ
352 第1ピストン
361 第2シリンダ
362 第2ピストン
N ニップ部
P 記録紙
DESCRIPTION OF
Claims (12)
空気を吐出して前記記録材に対して吹き付け、該記録材を前記定着部材から分離させる第1の吹付手段と第2の吹付手段とを前記ニップ部の出口部近傍に設け、前記第1の吹付手段の上流側に開閉作動して空気の吐出を制御する第1の弁を設けると共に、前記第2の吹付手段の内部に開閉作動して空気の吐出を制御する第2の弁を設け、
前記第1の吹付手段から吐出する空気の圧力は前記第2の吹付手段から吐出する空気の圧力より大きく、前記第1の吹付手段から吐出する空気の風量は前記第2の吹付手段から吐出する空気の風量より少なく、
且つ、前記第1の弁の開閉作動によって第1の弁を介して供給する空気流を制御し、制御された前記空気流による力で、前記第2の弁の開閉作動を行うことを特徴とする定着装置。 In a fixing device that fixes a toner image on a recording material at a nip formed by a heated fixing member and a pressure member that pressurizes the fixing member.
A first spraying means and a second spraying means for discharging air and spraying the recording material to separate the recording material from the fixing member are provided in the vicinity of the outlet portion of the nip portion. A first valve for controlling the discharge of air by opening / closing the upstream side of the spraying means, and a second valve for controlling the discharge of air by opening / closing the inside of the second spraying means;
The pressure of the air discharged from the first blowing means is greater than the pressure of the air discharged from the second blowing means, and the air volume discharged from the first blowing means is discharged from the second blowing means. Less than the air volume,
The air flow supplied via the first valve is controlled by opening and closing the first valve, and the opening and closing operation of the second valve is performed by the controlled force of the air flow. Fixing device to do.
前記シリンダに内包されると共に前記第2の弁の開閉作動と連動して摺動し、前記第1の弁から流れ前記開口部を通過した空気により押圧されるピストンと、
前記ピストンを前記開口部の方向に付勢する付勢部材と、を有する駆動機構を備え、
前記ピストンを押圧する空気圧が所定の値以上になったときは、前記付勢部材の付勢力に抗して前記ピストンを押圧し前記第2の弁を閉鎖させ、前記ピストンを押圧する空気圧が所定の値以下になったときは、前記付勢部材の付勢力により前記ピストンを押圧し前記第2の弁を開放させることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の定着装置。 A cylinder in which an opening provided at one end communicates with the downstream side of the first valve;
A piston which is contained in the cylinder and slides in conjunction with the opening and closing operation of the second valve, and which is pressed by the air flowing from the first valve and passing through the opening;
A biasing member that biases the piston in the direction of the opening,
When the air pressure that presses the piston exceeds a predetermined value, the piston is pressed against the urging force of the urging member to close the second valve, and the air pressure that presses the piston is predetermined. 4. The fixing device according to claim 1, wherein when the pressure is equal to or less than the value, the piston is pressed by an urging force of the urging member to open the second valve. 5. .
前記シリンダに内包されると共に前記第2の弁の開閉作動と連動して摺動し、前記第1の弁から流れ前記開口部を通過した空気により押圧されるピストンと、
重力により前記ピストンを前記開口部の方向に押圧する錘部材と、を有する駆動機構を備え、
前記ピストンを押圧する空気圧が所定の値以上になったときは、前記錘部材に掛かる重力に抗して前記第2の弁を閉鎖させ、前記ピストンを押圧する空気圧が所定の値以下になったときは、前記錘部材に掛かる重力により前記第2の弁を開放させることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の定着装置。 A cylinder in which an opening provided at one end communicates with the downstream side of the first valve;
A piston which is contained in the cylinder and slides in conjunction with the opening and closing operation of the second valve, and which is pressed by the air flowing from the first valve and passing through the opening;
A weight member that presses the piston in the direction of the opening by gravity, and a drive mechanism,
When the air pressure that presses the piston becomes a predetermined value or more, the second valve is closed against the gravity applied to the weight member, and the air pressure that presses the piston becomes a predetermined value or less. The fixing device according to claim 1, wherein the second valve is opened by gravity applied to the weight member.
前記第1シリンダに内包されると共に前記第2の弁の開閉作動と連動して摺動し、前記第1の弁から流れ前記第1開口部を通過した空気により押圧される第1ピストンと、
一端に設けた第2開口部が前記第1の弁の上流側と連通する第2シリンダと、
前記第2シリンダに内包されると共に前記第1ピストンのヘッドより面積の小さいヘッドを有して前記第2の弁の開閉作動と連動して摺動し、前記第1の弁から流れ前記第2開口部を通過した空気により押圧される第2ピストンと、を有し、
前記第1ピストンのロッドと前記第2ピストンのロッドは対向して配置されて互いに接続され、且つ、該二つのロッドは前記第2の弁の開閉作動と連動して摺動する駆動機構を備え、
前記第1ピストンを押圧する空気圧が所定の値以上になったときは、前記第1ピストンが前記第2ピストンを押圧して前記第2の弁を閉鎖させ、前記第1ピストンを押圧する空気圧が所定の値以下になったときは、前記第2ピストンが前記第1ピストンを押圧して前記第2の弁を開放させることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の定着装置。 A first cylinder in which a first opening provided at one end communicates with a downstream side of the first valve;
A first piston contained in the first cylinder and sliding in conjunction with the opening and closing operation of the second valve, and flowing from the first valve and pressed by the air passing through the first opening;
A second cylinder in which a second opening provided at one end communicates with an upstream side of the first valve;
The second cylinder has a head smaller in area than the head of the first piston and slides in conjunction with the opening / closing operation of the second valve, and flows from the first valve. A second piston pressed by the air that has passed through the opening,
The rod of the first piston and the rod of the second piston are arranged to face each other and connected to each other, and the two rods have a drive mechanism that slides in conjunction with the opening / closing operation of the second valve. ,
When the air pressure that presses the first piston exceeds a predetermined value, the air pressure that presses the first piston presses the second piston to close the second valve and presses the first piston. The fixing according to any one of claims 1 to 3, wherein when the pressure becomes equal to or less than a predetermined value, the second piston presses the first piston to open the second valve. apparatus.
一端に設けた開口部が前記第1の弁の下流側と連通するシリンダと、
前記シリンダに内包されると共に前記第2の弁の開閉作動と連動して摺動し、前記第1の弁から流れ前記開口部を通過した空気により押圧されるピストンと、を有する駆動機構を備え、
前記ピストンを押圧する空気圧が所定の値以上になったときは、ファンからの風力によって前記第2の弁が開放する力に抗して前記ピストンを押圧し前記第2の弁を閉鎖させ、前記ピストンを押圧する空気圧が所定の値以下になったときは、ファンからの風力により前記第2の弁と前記ピストンとを押圧し前記第2の弁を開放させることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の定着装置。 The second valve is opened by wind from the fan;
A cylinder in which an opening provided at one end communicates with the downstream side of the first valve;
And a piston that is included in the cylinder and slides in conjunction with the opening and closing operation of the second valve, and is pressed by the air that flows from the first valve and passes through the opening. ,
When the air pressure that presses the piston becomes a predetermined value or more, the piston is pressed against the force that the second valve opens by wind force from the fan, and the second valve is closed. 2. The second valve is opened by pressing the second valve and the piston by wind force from a fan when the air pressure that presses the piston becomes a predetermined value or less. 4. The fixing device according to any one of 3 above.
前記第2の弁を弾性を有する弾性部材にて形成して前記開口部を被覆し、
前記第1の吹付手段に供給される空気の圧力が所定の値以上になったときは、該空気の圧力によって前記第2の弁を押圧して前記第2の吹付手段の吐出口を閉鎖し、前記第1の吹付手段に供給される空気の圧力が所定の値以下になったときは、前記第2の吹付手段の吐出口を開放することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の定着装置。 An opening is provided in a part of the wall constituting the flow path of the second spraying means, and the supply path for supplying an air flow to the opening and the first spraying means is communicated.
Forming the second valve with an elastic member having elasticity to cover the opening;
When the pressure of the air supplied to the first spraying means exceeds a predetermined value, the second valve is pressed by the pressure of the air to close the discharge port of the second spraying means. The discharge port of the second spraying means is opened when the pressure of the air supplied to the first spraying means becomes a predetermined value or less. The fixing device according to Item 1.
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