JP6606746B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、熱定着によりシートにトナーを定着させる定着装置、およびこれを備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device that fixes toner on a sheet by thermal fixing, and an image forming apparatus including the fixing device.
上記定着装置には、例えば、加熱用の第一回転体と、加圧用の第二回転体とが備わる。第一回転体には、熱源として、例えばハロゲンヒータが内蔵される。また、第二回転体は、弾性体ローラであって、大略的には、鋼管の周面を被覆する弾性体層を備える。このような第二回転体は、第一回転体に押し付けられて弾性変形し、これによって、両回転体の当接部分にニップが形成される。 The fixing device includes, for example, a first rotating body for heating and a second rotating body for pressurization. For example, a halogen heater is incorporated in the first rotating body as a heat source. The second rotating body is an elastic roller, and generally includes an elastic layer that covers the peripheral surface of the steel pipe. Such a second rotating body is pressed against the first rotating body and elastically deforms, whereby a nip is formed at a contact portion between both rotating bodies.
弾性体層は、典型的にはシリコンゴムからなる。シリコンゴムは、熱定着の最中、熱源により加熱されるので、超微粒子(UFP:Ultrafine Particle)である低分子シロキサンを発生する。また、シート上のトナーからも、UFPが発生する可能性もある。このようなUFPを捕集すべく、様々な手法が従来から提案されている(例えば、特許文献1を参照)。 The elastic layer is typically made of silicon rubber. Silicone rubber is heated by a heat source during heat fixing, and thus generates low-molecular siloxane that is ultrafine particles (UFP). Also, UFP may occur from the toner on the sheet. In order to collect such UFP, various methods have been conventionally proposed (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載の手法以外にも、熱定着の最中に、定着装置内のエアーを上方からファンで吸引し、フィルタを用いて、吸引されたエアーからUFPを分離し捕集する画像形成装置もある。しかしながら、この構成によれば、定着装置内を上方からエアーを吸引するため、UFPを効率的に捕集出来るが、熱定着温度(即ち、第一回転体の温度)が低下する。
In addition to the method described in
また、上記画像形成装置には、第一回転体の温度を非接触で検出するサーミスタが備わることがある。熱定着の最中にファンが吸気を行うと、サーミスタの周辺温度が低下するため、サーミスタの検出温度が、実際の熱定着温度を正確に表さないことがある。よって、エアー吸引の影響を受けない場所にサーミスタを配置する必要があった。さもなければ、定着装置上方に上昇してきたエアーを側方(即ち、各回転体の軸方向)からファンで吸引しフィルタで捕集する必要があった。この手法によれば、定着装置内のエアーを吸引しないため、定着温度の低下を抑制できるが、ダクトの配設スペースを確保することや、UFPの捕集効率の面で難がある。 The image forming apparatus may include a thermistor that detects the temperature of the first rotating body in a non-contact manner. If the fan sucks air during heat fixing, the ambient temperature of the thermistor decreases, so the detected temperature of the thermistor may not accurately represent the actual heat fixing temperature. Therefore, it is necessary to arrange the thermistor in a place not affected by air suction. Otherwise, it has been necessary to suck the air rising above the fixing device from the side (that is, the axial direction of each rotating body) with a fan and collect it with a filter. According to this method, since the air in the fixing device is not sucked, a reduction in fixing temperature can be suppressed. However, there is a difficulty in securing a space for arranging ducts and UFP collection efficiency.
それゆえに、本発明の目的は、熱定着温度の低下を抑制可能な定着装置、およびそれを用いた画像形成装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a fixing device capable of suppressing a decrease in thermal fixing temperature and an image forming apparatus using the same.
本発明の一局面は、定着装置であって、熱定着によりシートにトナーを定着させる複数の回転体と、各前記回転体を覆うと共に、各前記回転体の上方および下方に第一開口部および第二開口部を有する外装体であって、前記熱定着中に超微粒子を前記複数の回転体に面する空間の内部に滞留させる外装体と、前記熱定着の終了後、前記第一開口部の上方から前記第一開口部の周辺領域の吸気を行う第一送風手段と、前記第一送風手段の吸気から超微粒子を分離して捕集する第一捕集手段と、前記熱定着の最中、前記第二開口部の下方から前記第二開口部の周辺領域の吸気を行って、前記外装体内に超微粒子を滞留させる第二送風手段と、を備え、前記熱定着の最中には、前記第二送風手段は前記第一送風手段よりも強く吸気を行うが、前記熱定着の終了後には、前記第一送風手段は前記第二送風手段よりも強く吸気を行う。 One aspect of the present invention is a fixing device, which includes a plurality of rotating bodies that fix toner on a sheet by heat fixing, covers each of the rotating bodies, and has a first opening above and below each of the rotating bodies. An exterior body having a second opening, wherein the exterior body retains ultrafine particles in the space facing the plurality of rotating bodies during the thermal fixing, and the first opening after completion of the thermal fixing. top of the first blowing means for performing suction of the peripheral region of said first opening from above, a first collecting means for collecting separated ultrafine particles from the intake of the first blowing means, of the thermal fixing A second air blowing means for sucking in the peripheral area of the second opening from below the second opening and retaining ultrafine particles in the exterior body, and during the heat fixing The second air blowing means sucks air stronger than the first air blowing means, but the heat After the wearing completion of the first blowing means performs suction stronger than the second blowing means.
本発明の他の局面は、上記定着装置を備えた画像形成装置に向けられる。 Another aspect of the present invention is directed to an image forming apparatus including the fixing device.
上記各局面によれば、第一送風手段による吸気は第一開口部の上方から行われるが、熱定着終了後に行われる。その結果、熱定着の最中に、第一送風手段は必ずしも、吸気を行わなくても良くなる。よって、熱定着温度の低下を抑制可能な定着装置、および、それを備えた画像形成装置を提供することが可能となる。 According to each of the above aspects, the intake by the first air blowing means is performed from above the first opening, but is performed after the end of thermal fixing. As a result, it is not always necessary for the first air blowing means to perform intake during the heat fixing. Therefore, it is possible to provide a fixing device capable of suppressing a decrease in the thermal fixing temperature and an image forming apparatus including the fixing device.
《実施形態》
以下、図面を参照して、一実施形態に係る画像形成装置およびそれに備わる定着装置について詳説する。
<Embodiment>
Hereinafter, an image forming apparatus according to an embodiment and a fixing device included in the image forming apparatus will be described in detail with reference to the drawings.
《第一欄:定義》
いくつかの図面には、x軸、y軸およびz軸が示される。x軸は、画像形成装置1および定着装置5の左右方向を示す。y軸は、画像形成装置1および定着装置5の前後方向を示す。z軸は、画像形成装置1および定着装置5の上下方向を示す。
<< First column: Definition >>
In some drawings, an x-axis, a y-axis, and a z-axis are shown. The x axis indicates the horizontal direction of the
《第二欄:画像形成装置の構成・動作》
まず、図1を参照する。画像形成装置1は、例えば、複写機、プリンタまたはファクシミリ、もしくは、これらの機能を備えた複合機であって、例えばタンデム方式により、フルカラー画像をシートS(例えば、用紙またはOHP用フィルム)に印刷する。このような画像形成装置1には、大略的に、供給部2と、タイミングローラ対3と、画像形成部4と、定着装置5と、排出トレイ6と、制御回路7と、が備わる。
<< Second column: Configuration and operation of image forming apparatus >>
First, refer to FIG. The
供給部2は、シートSを一枚ずつ、破線の矢印αで示す搬送経路(以下、搬送経路αという)に送り出す。シートSは、搬送経路α上を搬送され、停止しているタイミングローラ対3に突き当たる。その後、タイミングローラ対3は、所定タイミングで回転を開始して、シートSを後述の二次転写領域43に送り出す。
The
画像形成部4において、Y(イエロー),M(マゼンタ),C(シアン),K(ブラック)用の感光体ドラム41の周面には、周知の電子写真方式により、対応色のトナー像が形成される。各トナー像は、矢印β方向に回転する中間転写ベルト42の同一エリアに順次転写され(一次転写)、これによって、フルカラーの合成トナー像が中間転写ベルト42上に形成される。この合成トナー像は、中間転写ベルト42に担持されつつ二次転写領域43に向けて搬送される。
In the image forming unit 4, a toner image of a corresponding color is formed on the peripheral surface of the
二次転写領域43では、タイミングローラ対3から導入されたシートSに、中間転写ベルト42上の合成トナー画像が転写され(二次転写)、その後、合成トナー像が未定着のシートSとして搬送経路αの下流に(即ち、定着装置5に向けて)送り出される。
In the
定着装置5は、第一回転体51および第二回転体52を含む。これら回転体51,52は、互いに当接してニップ53を形成すると共に、図示しないモータからの駆動力により回転させられる。本実施形態では、回転体52に駆動力が供給され、回転体51は回転体52の回転に従動して回転するとする。
The
ニップ53には未定着シートSが導入される。ニップ53を通過する未定着シートSは、両回転体51,52で加圧されると共に、回転体51に内蔵された熱源54により加熱される(以下、定着プロセスという)。これにより、未定着シートS上の合成トナー像が定着させられる。定着済みシートSは、ニップ53から搬送経路αの下流に送り出され、最終的に排出トレイ6に排出される。
An unfixed sheet S is introduced into the
制御回路7は、CPU、ROMおよびRAMを含み、画像形成装置1の構成各部を制御する。
The control circuit 7 includes a CPU, a ROM, and a RAM, and controls each part of the
《第三欄:定着装置の詳細な構成》
定着装置5は、回転体51,52および熱源54に加え、図2に例示するように、温度検出手段55と、外装体56と、第一送風手段57と、第一捕集手段58と、第二送風手段59と、第二捕集手段510と、を備える。
<< Third column: Detailed configuration of fixing device >>
In addition to the
回転体51は、例えば、外径が約30mmのローラ(より具体的には、厚さが約0.6mmのアルミ管を、厚さが約20μmのコート層で被覆したローラ)である。
回転体52は、例えば、外径が約30mmで硬度が約45°のローラ(より具体的には、外径が約16mmの鉄製の芯金を、厚さが約7.0mmのシリコンスポンジ製の弾性体と、厚さが約30μmのPFAチューブとで被覆したローラ)である。
The rotating
The rotating
回転体52は、所定荷重で回転体51に押圧されて弾性変形して、両回転体51,52の接触部分には、シートSの通過領域をなすニップ53が形成される。ニップ53の詳細な諸元の一例は下記の通りである。
・ニップ荷重:約120N
・ニップ幅(シートSの搬送方向長さ):約4.0mm
・ニップ長さ(前後方向長さ):約320mm
The rotating
・ Nip load: about 120N
-Nip width (the length in the conveying direction of the sheet S): about 4.0 mm
・ Nip length (length in the front-rear direction): about 320 mm
熱源54は、回転体51に内蔵され、例えば、サイドヒータ54aと、センタヒータ54bとを有する。これらはいずれもハロゲンヒータであって、その詳細な諸元の一例は下記の通りである。
・サイドヒータ54aの消費電力:約520W
・サイドヒータ54aの発光長:両端から90mm〜145mm
・センタヒータ54bの消費電力:約780W
・センタヒータ54bの発光長:前後方向中心から前後に約90mm
The
・ Power consumption of side heater 54a: about 520W
-Light emission length of side heater 54a: 90 mm to 145 mm from both ends
-Power consumption of the
-Light emission length of the
サイドヒータ54aは、シートSの通過領域の前端および後端から約90mm〜145mmの部分(即ち、ニップ53の前側および後側)を主に加熱する。それに対し、センタヒータ54bは、シートSの通過領域の中心から前後それぞれに約90mmの部分(即ち、ニップ53の中央部分)を主に加熱する。
The side heater 54 a mainly heats portions of about 90 mm to 145 mm from the front end and the rear end of the sheet S passing region (that is, the front side and the rear side of the nip 53). On the other hand, the
温度検出手段55は回転体51の温度を検出する。本実施形態では例示的に、温度検出手段55は、サイドサーミスタ55aと、センタサーミスタ55bとを有する。サイドサーミスタ55aは、回転体51の前後方向中心を基準として前方または後方に約125mmの部分(即ち、回転体51の前端側または後端側)の温度を非接触で検出する。センタサーミスタ55bは、回転体51の前後方向中心から前方または後方に約30mmの部分の温度を非接触で検出する。制御回路7は、温度検出手段55により検出された温度情報に基づき、回転体51の温度(即ち、熱定着温度)を、例えば180℃に制御する。
The temperature detection means 55 detects the temperature of the
外装体56は、回転体51,52および温度検出手段55を収容する箱体である。この外装体56の上面および底面(即ち、ニップ53の上方および下方)において、シートSの排出口および搬入口となる第一開口部56aおよび第二開口部56bが形成される。シートSは、開口部56bからニップ53に導かれ、ニップ53を通過後、開口部56aから排出される。また、開口部56a,56bはさらに、後述の送風手段57,59によるエアーの吸引にも使用される。
The
外装体56内には、搬送経路αを定義するいくつかのガイド部材を備える。特に、ガイド部材56cは、搬送経路αにおいてニップ53から開口部56aまでの区間を定義すると共に、制御回路7の制御下で、開口部56aの開口面積を変更可能に構成される。具体的には、その下端近傍に設けられ前後方向に平行な中心としてzx面内で回転可能に、ガイド部材56cは構成される。
In the
また、外装体56の内部空間には、収容手段56dが設けられる。収容手段56dは、例えば、回転体51とほぼ同じ前後方向長さを有し、その直ぐ横に回転体51に沿って配置される。また、収容手段56dには、回転体51に臨む位置P1に開口部56eが形成される。この開口部56eから、熱定着中に生じたUFPが、収容手段56dの内部空間に取り込まれる。
In addition, an accommodation unit 56 d is provided in the internal space of the
両送風手段57,59は、例えばファンであって、制御回路7の制御下で吸気を行う。送風手段57は、搬送経路αにおいて外装体56の下流側であって開口部56aの周辺領域P2を上方から臨むよう設けられ、この周辺領域P2のエアーを、制御回路7により設定された第一吸気量で吸引する。それに対し、送風手段59は、搬送経路αにおいて外装体56の直ぐ上流側であって開口部56bの周辺領域P3に設けられ、制御回路7により設定された第二吸気量で周辺領域P3のエアーを吸引する。
Both the air blowing means 57 and 59 are fans, for example, and perform intake under the control of the control circuit 7. The blower means 57 is provided on the downstream side of the
捕集手段58,510は、例えばエアフィルタであって、送風手段57,59の排気口に取り付けられて、送風手段57,59の排出エアーからUFPを分離し捕集する。 The collecting means 58 and 510 are, for example, air filters, and are attached to the exhaust ports of the air blowing means 57 and 59 to separate and collect UFP from the exhaust air of the air blowing means 57 and 59.
《第四欄:定着装置の要部について》
本画像形成装置1は、本質的に、熱定着の最中に外装体56内(より具体的には、収容手段56d内)にエアー(UFPを含む)を滞留させて、熱定着の終了後に、外装体56内に滞留していたエアーを送風手段57により吸引し、送風手段57の排出エアーからUFPを捕集手段58により分離し捕集する。それ故、熱定着の最中には、外装体56内の滞留エアーは、極力、外装体56外に逃げないようにすることが望ましい。
《Column 4: About the main part of the fixing device》
The
本件発明者は、エアーを外装体56内に滞留させるため、いくつかの工夫を行った。熱定着中、外装体56内のエアーは温められて上昇し、開口部56aから外部に逃げようとする。本件発明者は、まず、熱定着の最中には、開口部56aの面積を開口部56bよりも小さくするようにした。ここで、開口部56a,56bの前後方向長さを変更出来ないので、本実施形態では、開口部56aの幅w(図3上段を参照)が、例えば2.5mm〜3.5mm程度と小さくされる。
The inventor of the present invention has made several contrivances in order to retain air in the
また、本件発明者は、熱定着の最中に、外装体56の内部に、温められたエアーの上方への流れとは逆方向の対流が発生するようにした。本実施形態では、送風手段59が、外装体56の下方で周辺領域P3のエアーを吸引し、これによって、外装体56の内部にエアーが滞留する程度の対流を発生させた。以下、この対流についてより詳細に説明する。
Further, the inventor of the present invention has caused convection in the direction opposite to the upward flow of the warmed air to occur inside the
本件発明者は、本画像形成装置1の実施を検討するにあたり、外装体56の内部にエアーを滞留させるには、どのような対流を外装体56に発生させると良いのかを測定した。具体的には、下記のような送風手段57,59を準備した。即ち、送風手段57,59を独立的に動作させた時、位置P1で測定される風速をv1,v2とする(図3上段を参照)。本検討では、送風手段57のみを最大出力で動作させた時、位置P1で風速v1maxが上方に約0.36m/s(即ち、+0.36m/s)が得られ、送風手段59のみを独立的に動作させた時、位置P1で風速v2maxが下方に約0.24m/s(即ち、−0.24m/s)が得られるような送風手段57,59が準備された。また、風速v1,v2は、送風手段57,59には、制御回路7の制御下で、様々なデューティ比を有するPWM信号が供給される。各入力PWM信号のデューティ比を調整することで、風速v1,v2を変更可能である。本実施形態では、デューティ比は0/3,1/3,2/3,3/3のいずれかに設定可能とする。このような条件下では、本件発明者は、熱定着中に、送風手段57,59のデューティ比を1/3,3/3に設定して、位置P1での合成風速vを−0.1m/s〜−0.2m/sの範囲に設定し、これによって、外装体56内に対流が発生しエアーが滞留することを確認した。
In examining the implementation of the
また、図2や図3に示すように、外装体56の内部空間(より具体的には、収容手段56dの内部空間)を曲面で構成して、エアーが外装体56の内部で滞留しやすくした。
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the internal space of the exterior body 56 (more specifically, the internal space of the accommodating means 56 d) is configured by a curved surface, and air is likely to stay inside the
《第五欄:定着装置の動作について》
次に、主に図4を参照して、定着装置5の動作について説明する。
まず、画像形成装置1でWU(ウォームアップ)が開始されると、制御回路7は、温度検出手段55からの温度情報に基づき、回転体51の温度を目標温度の一例である180℃に設定する(S01)。その後、画像形成装置1は、待機モードに入り、印刷ジョブの到着を待機する(S02)。WUおよび待機モードにおいて、制御回路7は、送風手段57,59にデューティ比が0/3のPWM信号を供給して、それぞれを動作させない。
<Column 5: Operation of the fixing device>
Next, the operation of the fixing
First, when WU (warm-up) is started in the
印刷ジョブが到着すると、制御回路7は、印刷動作の準備を行う(S03)。以下、図5を参照してS03の処理を詳説する。S03では、熱定着温度と、シートSの搬送速度(回転体52の回転速度等)とが印刷ジョブの条件に従って設定される(S11,S12)。また、送風手段57,59に、デューティ比が1/3,3/3のPWM信号が供給される。即ち、第二吸気量が大きくされる(S13)。さらに、開口部56aの面積(図3上段を参照)が相対的に小さくされる(S14)。
When the print job arrives, the control circuit 7 prepares for a printing operation (S03). Hereinafter, the process of S03 will be described in detail with reference to FIG. In S03, the heat fixing temperature and the conveyance speed of the sheet S (the rotation speed of the
再度、図4を参照する。S03の次に、第二欄で説明したような印刷動作が実施される(S04)。印刷動作中、定着装置5は熱定着を実施する。熱定着の最中、回転体51の発熱により、図6に示すように、外装体56内で上昇気流が発生する(矢印γを参照)。また、外装体56内のエアーや回転体52も加熱されるため、回転体52からはUFPが発生する。また、熱定着の対象となるシートSに形成されたトナー像からもUFPは発生する。このようなUFPは、上昇気流に乗って、外装体56の上面の開口部56aに向かうが、熱定着の最中は開口部56aの面積は相対的に小さくなっているため、エアー(UFPを含む)は外装体56の外部に逃げにくい。それゆえ、多くのエアーは、外装体56の上部内壁に沿って左右方向に流れる(矢印δを参照)。
Reference is again made to FIG. Subsequent to S03, the printing operation as described in the second column is performed (S04). During the printing operation, the fixing
また、外装体56の内部空間の隅は曲面で構成されるため、エアフローの向きは、外装体56の隅で下向きに変わる(矢印εを参照)。さらに、回転体51,52の層流により、下向きのエアフローが促進される。このようにして、外装体56の内部空間には、上昇気流に対する下向きの対流も生じる。本実施形態ではさらに、熱定着の最中、S03のデューティ比の設定により、送風手段59は、送風手段57よりも強く吸気を行う。これによっても、下向きの対流が生じる。なお、この時、開口部56bからUFPが外部に逃げる可能性もあるが、かかるUFPは、送風手段59を通過した後、捕集手段510により捕集される。
Further, since the corners of the internal space of the
UFPの比重は小さいため、UFPは、上記エアフローに乗り外装体56内で滞留し、その過程で、収容手段56dに収容される(矢印ζを参照)。
Since the specific gravity of the UFP is small, the UFP rides on the airflow and stays in the
再度、図4を参照する。S04の印刷動作(熱定着)が終了すると、制御回路7は、印刷動作を立ち下げる(S05)。以下、図7を参照してS05の処理を詳説する。S05では、回転体51の加熱と、シートSの搬送とが停止させられる(S21,S22)。また、送風手段57,59に、デューティ比が3/3,0/3のPWM信号が供給される。即ち、第一吸気量が大きくされる(S23)。さらに、開口部56aの面積(図3下段を参照)が相対的に大きくされる(S24)。
Reference is again made to FIG. When the printing operation (thermal fixing) in S04 is completed, the control circuit 7 causes the printing operation to fall (S05). Hereinafter, the process of S05 will be described in detail with reference to FIG. In S05, the heating of the
改めて図4を参照する。S05の次に、画像形成装置1では、後処理(即ち、UFPの捕集)が行われる(S06)。具体的には、S05の結果、回転体51,52の回転による層流が無くなる。よって、外装体56内のUFPは、上昇気流により上方に向かう。さらに、S05でのデューティ比の設定により、送風手段57は、送風手段59よりも強く吸気を行うと共に、シートSが搬送経路α上を通過しないため、送風手段57は、外装体56内、さらには収容手段56d内のエアーを開口部56aを介して吸引することが可能となる。捕集手段58は、送風手段57の排出エアーを取り込み、UFPを分離し捕集する。
Reference is again made to FIG. Subsequent to S05, the
S06の開始後、制御回路7は、後処理開始からの経過時間が予め定められた所定時間(例えば、60秒)を経過するまで後処理を実施する(S07)。その後、制御回路7は、両送風手段57,59へのPWM信号の供給を停止して両者を停止させると共に(S08)、スリープモードに移行するか否かを判断し(S09)、Yesと判断すると、スリープモードに移行する。それに対し、S09でNoと判断すると、制御回路7は、待機モード(S02)に移行する。 After the start of S06, the control circuit 7 performs the post-processing until the elapsed time from the start of the post-processing passes a predetermined time (for example, 60 seconds) (S07). Thereafter, the control circuit 7 stops supplying the PWM signals to both the air blowing means 57 and 59 to stop them (S08), determines whether or not to enter the sleep mode (S09), and determines Yes. Then, it shifts to the sleep mode. On the other hand, if it is determined No in S09, the control circuit 7 shifts to the standby mode (S02).
《第六欄:定着装置の作用・効果》
本定着装置5では、第四欄で説明した工夫により、熱定着で生じたUFPは、熱定着の最中、外装体56内に滞留させられる。また、熱定着の最中には、送風手段57の第一吸気量は、送風手段59の第二吸気量よりも小さい。本実施形態では、第一吸気量は熱定着の最中にはゼロである。よって、エアーは外装体56の外部に逃げないため、熱定着温度の低下を抑制できる。
<Sixth column: Action and effect of fixing device>
In the
本件発明者は、本画像形成装置1の効果を確認すべく、以下のような三種類の画像形成装置、即ち、比較例、評価機Aおよび評価機Bを準備した。
比較例:本画像形成装置1から全ての要部(第四欄を参照)および後処理(第五欄を参照)を取り除いたもの
評価機A:本画像形成装置1から後処理を取り除いたもの(但し、第四欄の要部は備える)
評価機B:本画像形成装置1そのもの
In order to confirm the effect of the
Comparative example: all main parts (see the fourth column) and post-processing (see the fifth column) are removed from the
Evaluation machine B: the
本件発明者は、上記比較例、評価機A,Bで同一条件の印刷ジョブを実施させて、周辺領域P2(図2を参照)での単位体積あたりのUFP数(即ち、UFP濃度)の時間変化を測定した。比較例では、図8上段に示すように、印刷動作の開始から印刷終了までの間、時間経過と共にUFP濃度が上昇し、スリープモードに遷移した後に低下する。 The present inventor causes the above-mentioned comparative example and the evaluation machines A and B to execute print jobs under the same conditions, and the time of the number of UFPs per unit volume (that is, UFP concentration) in the peripheral region P2 (see FIG. 2) Changes were measured. In the comparative example, as shown in the upper part of FIG. 8, the UFP density increases with the passage of time from the start of the printing operation to the end of printing, and decreases after the transition to the sleep mode.
それに対し、評価機Aでは、図8中段に示すように、印刷動作中、時間経過によらずUFP濃度は概ね一定である。図8中段の測定結果によれば、評価機Aでは、外装体56の内部空間にUFPが滞留していることが理解できる。しかし、評価機Aでは、印刷動作終了後、外装体56の内部空間は上昇気流のみになるため、多くのUFPが外装体56の外部に流出する。よって、図8中段のように、印刷終了直後に、UFP濃度は、急激に増加した後、徐々に減少する。
On the other hand, in the evaluation machine A, as shown in the middle part of FIG. 8, the UFP concentration is substantially constant during the printing operation regardless of the passage of time. From the measurement result in the middle of FIG. 8, it can be understood that the evaluation machine A has UFP staying in the internal space of the
また、評価機Bでは、図8下段に示すように、評価機Aと同様、時間経過によらずUFP濃度は概ね一定であるが、後処理を例えば一分間実施することで、UFPは素早く効率的に捕集される。よって、図8下段のように、印刷終了直後にUFP濃度の大きなピークが発生する事が無い。 Further, in the evaluation machine B, as shown in the lower part of FIG. 8, the UFP concentration is substantially constant regardless of the passage of time, as in the evaluation machine A. Collected. Therefore, as shown in the lower part of FIG. 8, a large peak of UFP concentration does not occur immediately after the end of printing.
《第七欄:付記》
上記実施形態では、定着装置5の諸元やPWM信号のデューティ比に関し、具体例を挙げて説明した。しかし、上記に限らず、定着装置5の諸元やPWM信号のデューティ比は適宜適切な値に調整される。また、上記実施形態では、定着装置5には熱ローラ方式が採用されていたが、これに限らず、熱ベルト方式が採用されても構わない。
<Seventh column: Appendix>
In the above embodiment, the specifications of the fixing
また、第一送風手段57は、上記以外にも、定着装置5から排出されたシートSを冷却する役目を、第二送風手段59は、上記以外にも、画像形成装置1の機内冷却の役目を担っていても良い。
In addition to the above, the
また、上記実施形態では、第一開口部56aの開口面積は可変であるとして説明した。しかし、これに限らず、開口部56aの開口面積は、開口部56bよりも小さければ、必ずしも可変である必要はない。
Moreover, in the said embodiment, the opening area of the 1st opening part 56a was demonstrated as variable. However, the present invention is not limited to this, and the opening area of the opening 56a is not necessarily variable as long as it is smaller than the
また、開口部56aの開口面積が可変で無い場合には、図9に示すように、収容手段56dの上部に、制御回路7の制御下で開閉自在なシャッタ部材56fが設けられても構わない。シャッタ部材56fは、図9上段に示すように、熱定着の最中には閉じられる。シャッタ部材56fは、図9下段に示すように、熱定着の終了後(後処理の最中)には開けられて、収容手段56dの内部空間と周辺領域P2とが連通する。この開口もまた開口部56aの一部をなす。送風手段57は、シャッタ部材56fが開けられた時、開口部56aを介して外装体56の内部のUFPを吸引する。
When the opening area of the opening 56a is not variable, as shown in FIG. 9, a shutter member 56f that can be opened and closed under the control of the control circuit 7 may be provided on the upper part of the accommodating means 56d. . As shown in the upper part of FIG. 9, the shutter member 56f is closed during thermal fixing. As shown in the lower part of FIG. 9, the shutter member 56f is opened after the end of thermal fixing (during the post-processing), and the internal space of the housing 56d communicates with the peripheral region P2. This opening also forms part of the opening 56a. When the shutter member 56f is opened, the
なお、シャッタ部材56fで開閉される開口部56aは、強度上の問題が無ければ、図10上段に示すように、前後方向に延在する一つの開口で構成しても良い。それに対し、強度上の問題が有れば、この開口部56aは、図10下段に示すように、前後方向に配列された複数の開口で構成されても良い。 Note that the opening 56a opened and closed by the shutter member 56f may be configured with one opening extending in the front-rear direction as shown in the upper part of FIG. 10 if there is no problem in strength. On the other hand, if there is a problem in strength, the opening 56a may be composed of a plurality of openings arranged in the front-rear direction as shown in the lower part of FIG.
《第八欄:各種変形例》
周知のように、シートSの搬送速度は、印刷条件により変更される場合がある。典型的には、厚紙のように坪量が大きい場合には、普通紙のように坪量が小さい場合と比較して、搬送速度は相対的に小さくされる。開口部56aの面積は、熱定着の最中、搬送速度が所定基準値よりも小さい場合(即ち、シートSの坪量が所定基準値よりも大きい場合)には大きく、そうでない場合には小さくされても良い。これにより、坪量が大きなシートSが開口部56aでシャムを起こす可能性を低減することができる。
<< Eighth column: Various modifications >>
As is well known, the conveyance speed of the sheet S may be changed depending on the printing conditions. Typically, when the basis weight is large, such as cardboard, the conveyance speed is relatively small as compared to the case where the basis weight is small, such as plain paper. The area of the opening 56a is large when the conveyance speed is smaller than a predetermined reference value (that is, when the basis weight of the sheet S is larger than the predetermined reference value) during thermal fixing, and is small otherwise. May be. Thereby, possibility that the sheet | seat S with a large basic weight will cause a sham in the opening part 56a can be reduced.
また、多くのシートSに連続的に印刷を行う場合、UFPの発生量は多くなる。よって、開口部56aは、熱定着の対象となるシートSの数が所定数以上になれば、そうでない場合と比較して小さくされても良い。これにより、熱定着の最中に、UFPが外装体56の外部に逃げることを抑制できる。
Further, when printing is continuously performed on many sheets S, the amount of UFP generated increases. Therefore, the opening 56a may be made smaller as compared with a case where the number of sheets S to be heat-fixed is equal to or larger than a predetermined number. Thereby, it is possible to suppress the UFP from escaping to the outside of the
また、熱定着温度が高い程、UFPの発生量は多くなる。よって、開口部56aは、熱定着温度が所定値以上の場合には、そうでない場合と比較して小さくされても良い。これにより、熱定着の最中に、UFPが外装体56の外部に逃げることを抑制できる。
Also, the higher the heat fixing temperature, the greater the amount of UFP generated. Therefore, the opening 56a may be made smaller when the thermal fixing temperature is equal to or higher than a predetermined value as compared to when it is not. Thereby, it is possible to suppress the UFP from escaping to the outside of the
また、フルカラー印刷時等、シートS上のトナー濃度が大きい程、UFPの発生量は多くなる。よって、開口部56aは、トナー濃度が所定値以上の場合には、そうでない場合と比較して小さくされても良い。これにより、熱定着の最中に、UFPが外装体56の外部に逃げることを抑制できる。
Also, the amount of UFP generated increases as the toner density on the sheet S increases, such as during full-color printing. Therefore, the opening 56a may be made smaller when the toner density is equal to or higher than a predetermined value as compared with the case where the toner density is not higher. Thereby, it is possible to suppress the UFP from escaping to the outside of the
また、相対湿度が高い場合、定着装置5の内部で結露が生じやすくなる。よって、開口部56aは、相対湿度が所定値以上であれば、そうでない場合と比較して大きくされても良い。これにより、開口部56aに付着した水分がシートSに付着する可能性を低減できる。
Further, when the relative humidity is high, condensation tends to occur inside the fixing
また、上記の通り、連続印刷時、UFPの発生量は多くなる。換言すると、熱定着の実行時間が長い程、UFPの発生量は多くなる。そこで、熱定着の終了後、送風手段57の吸気時間は、熱定着の実行時間に応じて変更されても良い。即ち、熱定着の実行時間が長い程、吸気時間が長くなるように、制御回路7が制御しても構わない。
Further, as described above, the amount of UFP generated during continuous printing increases. In other words, the longer the heat fixing execution time, the greater the amount of UFP generated. Therefore, after the heat fixing is completed, the intake time of the blowing
本発明に係る定着装置および画像形成装置は、熱定着温度の低下を抑制可能であり、複写機、プリンタ、ファクシミリおよびこれら機能を備えた複合機に好適である。 The fixing device and the image forming apparatus according to the present invention can suppress a decrease in the thermal fixing temperature, and are suitable for a copying machine, a printer, a facsimile machine, and a multifunction machine having these functions.
1 画像形成装置
5 定着装置
51 第一回転体
52 第二回転体
54 熱源
56 外装体
56a 第一開口部
56b 第二開口部
57 第一送風手段
58 第一捕集手段
59 第二送風手段
510 第二捕集手段
DESCRIPTION OF
Claims (14)
各前記回転体を覆うと共に、各前記回転体の上方および下方に第一開口部および第二開口部を有する外装体であって、前記熱定着の最中に超微粒子を前記複数の回転体に面する空間の内部に滞留させる外装体と、
前記熱定着の終了後、前記第一開口部の上方から前記第一開口部の周辺領域の吸気を行う第一送風手段と、
前記第一送風手段の吸気から超微粒子を分離して捕集する第一捕集手段と、
前記熱定着の最中、前記第二開口部の下方から前記第二開口部の周辺領域の吸気を行って、前記外装体内に超微粒子を滞留させる第二送風手段と、を備え、
前記熱定着の最中には、前記第二送風手段は前記第一送風手段よりも強く吸気を行うが、前記熱定着の終了後には、前記第一送風手段は前記第二送風手段よりも強く吸気を行う、定着装置。 A plurality of rotating bodies that fix the toner to the sheet by thermal fixing;
An exterior body that covers each of the rotating bodies and has a first opening and a second opening above and below each of the rotating bodies, wherein ultrafine particles are applied to the plurality of rotating bodies during the heat fixing. An exterior body that stays in the facing space;
A first air blowing means for sucking air in a peripheral area of the first opening from above the first opening after the heat fixing;
First collecting means for separating and collecting ultrafine particles from the intake air of the first air blowing means;
During the heat fixing, the second air blowing means for sucking the peripheral area of the second opening from below the second opening and retaining ultrafine particles in the exterior body, and
During the heat fixing, the second air blowing means sucks air stronger than the first air blowing means, but after the heat fixing, the first air blowing means is stronger than the second air blowing means. Fixing device that performs intake .
前記複数の回転体の上方および下方に設けられた前記シートの排出口及び搬入口と、
前記排出口の開口面積を調整可能に可動するガイド部材と、を含み、
前記排出口および前記搬入口が前記第一開口部および前記第二開口部である、請求項1〜11のいずれかに記載の定着装置。 The exterior body is
The sheet outlet and carry-in port provided above and below the plurality of rotating bodies, and
A guide member movable so as to adjust an opening area of the discharge port,
The outlet and the inlet port is in the first opening and the second opening, the fixing device according to any one of claims 1 to 1 1.
前記複数の回転体の上方および下方に設けられた前記シートの排出口及び搬入口と、
前記排出口の近傍に設けられたシャッタ部材であって、前記熱定着の最中には閉じられるが前記熱定着の終了後には開けられるシャッタ部材と、を含み、
前記排出口が前記第一開口部の一部をなすと共に、前記シャッタ部材が開けられることで前記第一開口部の他の一部が形成され、
前記搬入口が前記第二開口部である、請求項1〜11のいずれかに記載の定着装置。 The exterior body is
The sheet outlet and carry-in port provided above and below the plurality of rotating bodies, and
A shutter member provided in the vicinity of the discharge port, the shutter member being closed during the thermal fixing but being opened after the thermal fixing is completed,
The discharge port forms a part of the first opening, and the shutter member is opened to form another part of the first opening.
The entrance is in the second opening, the fixing device according to any one of claims 1 to 1 1.
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