JP2011232426A - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
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る。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。 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 pressurizes a recording sheet on which a toner image is transferred while nipping and conveying the recording sheet at a nip portion formed by the above. Since such a fixing device separates the functions of heat supply (heating roller) and pressure (fixing roller), a thick rubber layer can be used for the fixing roller to achieve both a wide nip and durability.
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、その先端部をファンにより送風された空気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 a good releasability on the recording paper discharge side with respect to the nip portion, and its tip is brought into contact with the outer surface of the air blown by a fan. Is separated from the fixing roller or the like.
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、ファンの回転により送風された空気をエアノズルを介して定着装置のニップ部出口側に吹き付けて記録紙を分離する定着装置が知られている(例えば、特許文献1,2参照)。 As an example of this, there is known a fixing device that blows air blown by the rotation of a fan to the nip exit side of the fixing device through an air nozzle to separate the recording paper (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
また、定着装置において、小幅サイズの記録紙を連続通紙すると、加熱ローラの端部に位置する非通紙域は熱が奪われないので温度上昇する。この後に大幅サイズの記録紙を通紙すると、トナーフィリミングや記録紙のローラ巻き付きが発生する。そこで、ファンにより送風して非通紙域を冷却するように構成した画像形成装置が知られている(特許文献3参照)。 In the fixing device, when a small-width recording sheet is continuously passed, the non-sheet passing area located at the end of the heating roller is not deprived of heat, and the temperature rises. Thereafter, when a large-sized recording sheet is passed, toner filming or rolling of the recording sheet occurs. Therefore, an image forming apparatus configured to cool a non-sheet passing area by blowing air from a fan is known (see Patent Document 3).
上述の如くファンにより送風された空気により記録紙を分離する場合には、ファンによる電力消耗が生じるので、プリントを行わないとき、即ち定着を行わないときにはファンの回転を停止することが望ましい。 When the recording paper is separated by the air blown by the fan as described above, the fan consumes power. Therefore, it is desirable to stop the rotation of the fan when printing is not performed, that is, when fixing is not performed.
一方、ファンの回転により送風された空気をエアノズルを介して上方からニップ部に対して吹き付けるのが一般的である。また、定着ローラや定着ベルトは定着のために加熱されており、ニップ部出口では120℃以上になっている。このため、ファンの回転を停止して送風を行わないときには、定着ローラや定着ベルトにより加熱されて水蒸気を有する空気がエアノズルの流路を逆に通って上昇し、ファンに達する。ファンはモータに接続されており、モータに電力供給したりモータを制御したりする複数の電子部品が実装されているプリント回路板等から構成されるファン制御部が設けられている。なお、ファン、モータ及びファン制御部が一体的にユニット化されているものをファンモータと称す。水蒸気を有する空気が上昇し、ファンモータの複数の電子部品の間に到達して結露すると、電子部品がショートして破損し、モータが作動しなくなることがある。 On the other hand, the air blown by the rotation of the fan is generally blown against the nip portion from above via an air nozzle. Further, the fixing roller and the fixing belt are heated for fixing, and are 120 ° C. or more at the nip portion outlet. For this reason, when the rotation of the fan is stopped and the air is not blown, the air heated by the fixing roller and the fixing belt and having water vapor rises in the reverse direction through the flow path of the air nozzle and reaches the fan. The fan is connected to a motor, and a fan control unit including a printed circuit board on which a plurality of electronic components for supplying power to the motor and controlling the motor is mounted. A fan, a motor, and a fan control unit that are integrated into a unit are referred to as a fan motor. When air containing water vapor rises and reaches between a plurality of electronic components of the fan motor and dew condensation occurs, the electronic components may be short-circuited and damaged, and the motor may not operate.
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、ファンモータによって送風された空気をエアノズルを介してニップ部の出口部近傍に吹き付けて記録材を定着部材から分離する定着装置であって、非定着時に定着部材にて加熱された空気がファンモータに到達することを阻止するように構成した定着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 that blows air blown by a fan motor to the vicinity of an outlet portion of a nip portion through an air nozzle to separate a recording material from a fixing member. It is an object of the present invention to propose a fixing device configured to prevent air heated by a fixing member during fixing from reaching the fan motor.
なお、特許文献1〜3には、定着ローラや定着ベルトにより加熱された空気がエアノズルを介して上昇する問題は記載されておらず、ましてそれを解決する手段は記載されていない。 Note that Patent Documents 1 to 3 do not describe the problem that the air heated by the fixing roller or the fixing belt rises through the air nozzle, and does not describe means for solving the problem.
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のトナー像を定着する定着装置において、
ファン、該ファンを回転させるモータ及び該モータを制御するファン制御部を有するファンモータと、
前記ファンモータによって送風された空気を前記ニップ部の出口部近傍に吹き付けるエアノズルと、
前記エアノズルから吐出する空気の風速を、記録材の非定着時には定着時より低下させるべく制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする定着装置。
1. In a fixing device that fixes a toner image of a recording material at a nip formed by a heated fixing member and a pressure member that pressurizes the fixing member.
A fan motor having a fan, a motor for rotating the fan, and a fan control unit for controlling the motor;
An air nozzle that blows air blown by the fan motor to the vicinity of the outlet portion of the nip portion;
Control means for controlling the wind speed of air discharged from the air nozzle to be lower than that at the time of fixing when the recording material is not fixed;
A fixing device comprising:
2.前記制御手段は記録材の非定着時に前記ファンモータへ定格電圧より低い電圧を印加すべく制御することを特徴とする前記1に記載の定着装置。 2. 2. The fixing device according to claim 1, wherein the control unit performs control so that a voltage lower than a rated voltage is applied to the fan motor when the recording material is not fixed.
3.前記制御手段は記録材の非定着時に前記ファンモータへオン・オフの電圧を繰り返して印加すべく制御することを特徴とする前記1に記載の定着装置。 3. 2. The fixing device according to claim 1, wherein the control means controls to repeatedly apply an on / off voltage to the fan motor when the recording material is not fixed.
4.前記ファンモータ若しくはその近傍に温度センサを配置し、前記制御手段は記録材の非定着時に前記温度センサが検知した温度に対応する風速で送風すべく制御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。 4). The temperature sensor is arranged at or near the fan motor, and the control means controls to blow at a wind speed corresponding to the temperature detected by the temperature sensor when the recording material is not fixed. The fixing device according to claim 1.
5.前記定着装置を備えた画像形成装置の内部に温度センサを配置し、前記制御手段は記録材の非定着時に前記温度センサが検知した温度に対応する風速で送風すべく制御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。 5. A temperature sensor is disposed inside an image forming apparatus provided with the fixing device, and the control means controls to blow at a wind speed corresponding to the temperature detected by the temperature sensor when the recording material is not fixed. The fixing device according to any one of 1 to 3 above.
6.前記制御手段は記録材の非定着時にプリントモード情報に基づいた風速で送風すべく制御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。 6). The fixing device according to any one of claims 1 to 3, wherein the control means controls to blow at a wind speed based on print mode information when the recording material is not fixed.
7.前記制御手段は記録材の非定着時にプリントジョブ情報に基づいた風速で送風すべく制御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。 7). The fixing device according to any one of claims 1 to 3, wherein the control means controls to blow at a wind speed based on print job information when the recording material is not fixed.
8.前記1〜7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。 8). An image forming apparatus comprising the fixing device according to any one of 1 to 7 above.
本発明の定着装置及び該定着装置を備えた画像形成装置によれば、ファンモータによって送風された空気をエアノズルを介してニップ部の出口部近傍に吹き付けて記録材を定着部材から分離する定着装置であって、記録材の非定着時にはエアノズルから吐出する空気の風速を定着時より低下させるので、定着部材により加熱されて水蒸気を有する空気がエアノズルを通ってファンモータに到達することを阻止できる。従って、ファンモータの故障を防止することができる。 According to the fixing device and the image forming apparatus provided with the fixing device of the present invention, the recording material is separated from the fixing member by blowing the air blown by the fan motor to the vicinity of the outlet portion of the nip portion through the air nozzle. In addition, when the recording material is not fixed, the air speed of the air discharged from the air nozzle is decreased as compared with the time of fixing, so that air having water vapor heated by the fixing member can be prevented from reaching the fan motor through the air nozzle. Therefore, failure of the fan motor can be prevented.
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YS1と原稿画像走査露光装置YS2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YS1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YS2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 automatic document feeder YS1 and a document image scanning exposure device YS2 is installed on the upper portion of the image forming apparatus main body GH. The document d placed on the document table of the automatic document feeder YS1 is transported by a transport means, and an image on one or both sides of the document is scanned and exposed by the optical system of the document image scanning exposure device YS2, and is read into the line image sensor CCD. It is.
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 device 8 heats and pressurizes the toner image on the recording paper (recording material) P at a nip portion formed between the
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、定着装置8について、図2の断面図に基づいて説明する。 Next, the fixing device 8 will be described based on the cross-sectional view of FIG.
定着ベルト81は、無端状に形成され、例えば、導電性のPI(ポリイミド)から成る厚さ70μmの基体の外周面を、耐熱性のシリコンゴム(硬度JIS−A30°)から成る厚さ220μmの弾性層で被覆し、更に、耐熱性樹脂であるPFA(パーフルオロアルコキシ)から成る厚さ30μmのチューブで被覆している。なお、内径寸法は例えば80mmである。
The fixing
加熱ローラ82は、定着ベルト81を加熱するハロゲンランプ82Aを内蔵し、例えば、アルミニウム等から形成された肉厚3mmの円筒状の芯金82Bの外周面を、厚さ30μmのPFAでコーティングした樹脂層82Cで被覆している。なお、外径寸法は例えば52mmである。
The
また、ハロゲンヒータ82Aとしては、異なった紙幅に対応するため例えば930Wと600Wの部分を設けて軸方向に異なる発熱分布にしてある。
Further, as the
定着ローラ83は、鉄等の金属から形成された中実の芯金83Aを、耐熱性のソリッドゴムであるシリコンゴム(硬度JIS−A10°)から成る厚さ7.5mmの弾性層83Bで被覆している。なお、外径寸法は例えば40mmである。また、シリコーンゴムに代えてフッ素ゴムを用いてもよい。
The fixing
加圧ローラ84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のハロゲンランプ84Aを内蔵し、アルミニウム等から形成された肉厚3mmの円筒状の芯金84Bの外周面を、耐熱性のシリコンゴム(硬度JIS−A20°)から成る厚さ2mmの弾性層94C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。なお、外径寸法は例えば50mmである。
The
また、ハロゲンヒータ84Aは例えば700Wである。
The
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を定着ローラ83に圧接させている。
The
なお、樹脂層82C,84DをPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)のチューブの被覆やコーティング加工によって形成してもよい。 The resin layers 82C and 84D may be formed by covering or coating PTFE (polytetrafluoroethylene) tubes.
また、定着ベルト81を加熱する加熱手段として、どのような加熱手段を用いてもよく、例えば励磁コイルを用いた誘導加熱発熱体を用いてもよい。また、加熱手段は、必ずしも加熱ローラ82等の中に配置されていなくてもよく、どこに配置されていてもよい。
Further, any heating means may be used as the heating means for heating the fixing
また、定着ベルトを押圧するテンションローラを設けた定着装置であってもよい。 Further, a fixing device provided with a tension roller for pressing the fixing belt may be used.
以上の構成において、不図示の駆動手段によって定着ローラ83を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も時計方向に回転し、加圧ローラ84は反時計方向に回転する。なお、加圧ローラ84を駆動してもよい。加熱ローラ82はハロゲンヒータ82Aにより加熱され、加熱ローラ82に当接する定着ベルト81も加熱される。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との間のニップ部Nで、給紙された記録紙Pが加熱・加圧されて、記録紙P上のトナー像が定着される。
In the above configuration, when 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 fixing device 8 as described above, if the fixed recording material P is ejected from the nip portion N and then attached to the fixing
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の出口側近傍にエアノズル101を設けている。エアノズル101は、略鉛直方向に送風するように配置されたファンモータ102により送風された空気を吐出するものである。エアノズル101は先端に行くに従って断面積が小さく形成されている。そして、エアノズル101の先端は定着ローラ83に張架された定着ベルト81の接線方向に向いている。このようにして、ニップ部Nを抜け出した記録紙Pに空気を連続して吹き付けて、定着ベルト81に付着しないようにしている。また、エアノズル101は耐熱樹脂等から形成されている。
Therefore, in the present fixing device 8, an
ファンモータ102は、ファン102A、ファン102Aを回転駆動するモータ102B、及びモータ102Bに導通して外部電源から不図示のスイッチを経由して入力した電力をモータ102Bに送電すると共に、モータ102Bを制御する電子部品が実装されたファン制御部としてのプリント回路板102C等から構成される。
The
なお、モータ102Bは直流モータである。ファン102Aは、軸流ファン、シロッコファン、クロスフローファン、若しくはブロア等でもよい。そして、例えば定格電圧24V、静圧125Paのファンモータ102を用いるが、要は定着ベルト81から記録紙Pを分離可能な風圧や風量を有していればよい。
The
ここで、記録紙Pにプリントを行わないとき、即ち非定着時には分離のための送風を行う必要がないので、電力消耗を防ぐためにファンモータ102の回転を停止することが考えられる。しかし、定着ベルト81により加熱されて水蒸気を有する空気が上昇するので、一部の空気はエアノズル101の流路を逆に通ってファンモータ102に達する。ファンモータ102のプリント回路板102Cに水蒸気を有する空気が当たり結露すると、電子部品がショートして破損し、ファンモータ102が作動しなくなることがある。
Here, when printing is not performed on the recording paper P, that is, when no fixing is performed, it is not necessary to perform blowing for separation. Therefore, it is conceivable to stop the rotation of the
そこで、非定着時にもファンモータ102を回転してエアノズル101から送風を行うが、非定着時の風速を定着時の風速より低下させる。低速であってもエアノズル101から送風を行えば、定着ベルト81により加熱されて自然上昇する空気はエアノズル101の流路の中に入ることがなく、前述の如きファンモータ102の問題は生じない。また、低速で送風するのには例えば印加電圧を下げればよいので、常に送風する場合と比較して電力消耗が大幅に少なくなる。
Therefore, the
具体例としては、A3の記録紙を定着できるようにした場合、定格24VDC、静圧125Paのファンモータ102を記録紙の幅方向の中央部及び両端部の3ヶ所に配置する。定着時にはファンモータ102に24Vの定格電圧を印加し、非定着時には定格電圧の1/3に相当する約8Vの電圧を印加する。エアノズル101の吐出口101Aからの風速は、吐出口101Aのサイズが一定ならば印加電圧に比例する。従って、エアノズルの吐出口101Aを縦3mm、横300mmとすれば、吐出口からの風速が定着時に約18m/sとなるのに対し、非定着時には約6m/sとなる。
As a specific example, when the A3 recording paper can be fixed, the
このようなファンモータ102の制御を図3のブロック図を参照して説明する。
Such control of the
図1に示す如く、レジストローラ23の上流側にフォトセンサ等から成る位置センサ702を配置する。記録紙Pが給紙されたことを位置センサ702が検知すると定着が行われるので、CPU等から成る制御手段701は電圧制御回路703を制御してファンモータ102に24Vの定格電圧を印加する。記録紙Pが給紙されたことを位置センサ702が検知した後、タイマ704により計測した所定時間が経過しても位置センサ702が記録紙Pを検知しなければ、記録紙Pの給紙が行われていないので定着も行われない。そこで、制御手段701は電圧制御回路703を制御してファンモータ102に例えば8Vの定格電圧を印加する。
As shown in FIG. 1, a
なお、ファンモータ102の作動に関しては、モータ102Bは通電してから最大回転数になるまでタイムラグがあるので、記録紙Pが給紙手段21により給紙されたことを検知した直後にモータ102Bを回転開始させることが望ましい。
Regarding the operation of the
また、ファンモータ102への印加電圧を変更するのではなく、印加時間を変更するようにしてもよい。即ち、定着時には連続して印加し、非定着時には不連続に印加すれば、非定着時の風速を定着時の風速より低下させることができる。
Further, instead of changing the voltage applied to the
具体例としては、非定着時に、1sの時間で24Vの電圧を印加し、続く2sの時間で電圧を印加しないオン・オフ状態を繰り返す。これにより、非定着時の風速は定着時の風速の1/3となる。 As a specific example, during non-fixing, a voltage of 24 V is applied for a time of 1 s, and an on / off state in which no voltage is applied for the subsequent time of 2 s is repeated. Thereby, the wind speed at the time of non-fixing becomes 1/3 of the wind speed at the time of fixing.
また、PWM(パルス幅変調)制御に対応したファンモータであれば、更に細かい周期でオン・オフ制御が可能になる。 Further, if the fan motor is compatible with PWM (pulse width modulation) control, on / off control can be performed with a finer period.
具体例としては、非定着時に1msの時間で電圧を印加した後に、2msの時間で電圧を印加しないオン・オフ状態を繰り返す。 As a specific example, after a voltage is applied for 1 ms during non-fixing, an on / off state in which no voltage is applied for 2 ms is repeated.
前述の1sのオンと2sのオフを繰り返す場合は、電圧印加からファンモータの回転が安定するまでの立ち上がり時間が約1s必要であるので、ファンモータの回転数、即ち風速が周期的に変動するが、PWM制御では高周波で制御できるので、ファンモータの回転数、即ち風速が安定するといった利点がある。 When the above-described 1s on and 2s off are repeated, the rise time from the voltage application to the stabilization of the fan motor needs to be about 1 s. Therefore, the rotation speed of the fan motor, that is, the wind speed fluctuates periodically. However, since PWM control can be performed at a high frequency, there is an advantage that the rotation speed of the fan motor, that is, the wind speed is stabilized.
この場合は図3のブロック図において、非定着時に制御手段701はタイマ704の情報に基づいて電圧制御回路703を制御し、ファンモータ102をオン・オフさせる。
In this case, in the block diagram of FIG. 3, the
また、温度センサをファンモータ102若しくはその近傍に配置し、非定着時には温度センサが検知した温度に対応する風速で送風してもよい。温度センサとしては、熱電対やサーミスタを用いることができる。また、温度センサを配置する場所はファンモータ102のプリント回路板102Cの近傍が望ましいが、エアノズル101内の空気温度やエアノズル101の温度を検知するようにしてもよい。
Further, a temperature sensor may be arranged in the
具体例としては、非定着時に温度センサで温度を検知し、その温度に応じてファンモータ101への印加電圧を変更する。例えば、検知温度が40℃以下のときは、電圧を印加しない。検知温度が40℃を越え50℃以下のときは、定格電圧の30%の電圧(24Vの場合は約8V)を印加する。検知温度が50℃を越えたときは、定格電圧の50%の電圧(24Vの場合は12V)を印加する。
As a specific example, the temperature is detected by a temperature sensor during non-fixing, and the voltage applied to the
なお、印加電圧を変更するのではなく、前述の如く印加時間のオン・オフ時間を変更するようにしてもよい。 Instead of changing the applied voltage, the on / off time of the application time may be changed as described above.
この場合は図3のブロック図において、非定着時に制御手段701は温度センサ705が検出した温度に基づいて電圧制御回路703を制御し、ファンモータ102に定格電圧より低い電圧を印加する。
In this case, in the block diagram of FIG. 3, the
また、定着装置を備えた画像形成装置内に温度センサを配置し、非定着時には温度センサが検知した温度に対応する風速で送風してもよい。即ち、環境温度が高いと、ファンモータ102への影響がより大きくなるので、風速を高速に設定する。なお、温度センサが検知する温度を記録紙の温度に対応させるのであって、高温の定着装置より離れている場所に温度センサを配置することが望ましい。
In addition, a temperature sensor may be arranged in an image forming apparatus provided with a fixing device, and air may be blown at a wind speed corresponding to the temperature detected by the temperature sensor during non-fixing. That is, when the environmental temperature is high, the influence on the
具体例としては、非定着時にファンモータへ102の印加電圧を、20℃環境下では定格電圧の30%(風速も30%に低下)に設定し、30℃環境下では定格電圧の40%(風速も40%に低下)に設定する。また、低温下ではファンモータ102のプリント回路板102Cへ結露し易いので、印加電圧を大きくして風速を高速に設定することが望ましい。そこで、10℃環境下では定格電圧の40%(風速も40%に低下)に設定する。
As a specific example, the voltage applied to the
この場合は図3のブロック図において、非定着時に制御手段701は温度センサ706が検出した温度に基づいて電圧制御回路703を制御し、ファンモータ102に定格電圧より低い電圧を印加する。
In this case, in the block diagram of FIG. 3, the
また、プリントモードに基づいて定着部材の設定温度を変更し、定着性を向上させる場合がある。このような場合に、非定着時にはプリントモードに基づいた風速で送風してもよい。即ち、非定着時にはファンモータ102への印加電圧を変え、エアノズル101からの風速を変更する。下記に具体例を示す。なお、エアノズル101の吐出口を縦3mm、横300mmとする。
Further, the fixing temperature may be improved by changing the set temperature of the fixing member based on the print mode. In such a case, the air may be blown at a wind speed based on the print mode at the time of non-fixing. That is, at the time of non-fixing, the voltage applied to the
カラーモードの場合にモノクロモードの場合より定着部材の設定温度を10℃高くしたときは、ファンモータ102への印加電圧を10%高くし、風速を約2m/s速く設定する。
In the color mode, when the set temperature of the fixing member is increased by 10 ° C. than in the monochrome mode, the voltage applied to the
両面モードの場合に定着部材の設定温度を1面目より2面目の方を10℃低くしたときは、ファンモータ102への印加電圧を10%低くし、風速を約2m/s遅く設定する。
In the case of the double-sided mode, when the set temperature of the fixing member is lowered by 10 ° C. on the second side than the first side, the voltage applied to the
高光沢モードの場合に通常モードの場合より定着部材の設定温度を10℃高くしたときは、ファンモータ102への印加電圧を10%高くし、風速を約2m/s速く設定する。
In the high gloss mode, when the set temperature of the fixing member is increased by 10 ° C. compared to the normal mode, the voltage applied to the
なお、高光沢モードとは通常モードに較べて高品位画像を形成するモードであって、例えば高画質画像や写真画像を形成するモードである。 The high gloss mode is a mode for forming a high-quality image as compared to the normal mode, and is a mode for forming a high-quality image or a photographic image, for example.
厚紙モードやコート紙モードの場合に普通紙モードの場合より定着部材の設定温度を10℃高くしたときは、ファンモータ102への印加電圧を10%高くし、風速を約2m/s速く設定する。
In the thick paper mode and the coated paper mode, when the set temperature of the fixing member is increased by 10 ° C. compared to the plain paper mode, the voltage applied to the
この場合は図3のブロック図において、非定着時に制御手段701は設定されたプリントモード情報707に基づいて電圧制御回路703を制御しファンモータ101に電圧印加する。
In this case, in the block diagram of FIG. 3, the
更に、非定着時にはプリントジョブ情報に基づいた風速で送風してもよい。即ち、非定着時にはファンモータ102への印加電圧を変え、エアノズル101からの風速を変更してもよい。
Further, at the time of non-fixing, the air may be blown at a wind speed based on the print job information. That is, at the time of non-fixing, the voltage applied to the
例えば、連続通紙の後には定着ベルト81の温度上昇が生じ易いので、ファンモータ102への風速を速く設定する。具体例としては、30枚未満の記録紙を連続通紙して定着した後における非定着時には、定格電圧の30%の電圧(24Vの場合は約8V)を印加し、30枚以上の記録紙を連続通紙して定着した後における非定着時には、定格電圧の40%〜50%の電圧(24Vの場合は約10V〜12V)を印加する。
For example, since the temperature of the fixing
また、画像濃度、即ち記録紙上のトナー付着量が多い場合には定着部材の設定温度を高くすることがあるので、この場合にはファンモータ102への風速を速く設定する。例えば、トナー付着量が5〜8g/m2から10〜15g/m2になった場合に定着部材の設定温度を10℃高く設定したときは、ファンモータ102への印加電圧を10%高くし、風速を約2m/s速く設定する。
Further, when the image density, that is, the toner adhesion amount on the recording paper is large, the set temperature of the fixing member may be increased. In this case, the wind speed to the
この場合は図3のブロック図において、非定着時に制御手段701は設定されたジョブモード情報708に基づいて電圧制御回路703を制御しファンモータ101に電圧印加する。
In this case, in the block diagram of FIG. 3, the
なお、記録材の非定着時に検知温度、プリントモード情報及びプリントジョブ情報に基づいて制御手段701が制御する場合に、ファンモータ102への印加電圧を低下させるように制御するのではなく、前述の如くオン・オフの電圧を繰り返して印加するように制御してもよい。
When the
以上の構成において、定着ベルト81の温度上昇に伴ってファンモータ102が所定の温度以上に加熱される虞がある場合もある。このような虞がある場合には、図4に示す如くエアノズル101の流路を開閉する開閉弁を設けてもよい。
In the above configuration, the
図4に示す如く、開閉弁111は支軸112に支持され、支軸112を中心に回動自在に構成されている。支軸112には不図示のバネが係着していて、バネは開閉弁111を反時計方向に付勢している。即ち、開閉弁111はエアノズル101の流路を閉鎖する方向に付勢されている。
As shown in FIG. 4, the on-off
エアノズル101の外部にはソレノイド114が設けられ、ソレノイド114のプランジャ114Aがエアノズル101の側壁を貫通し、開閉弁111と係合している。そして、定着時には、ソレノイド114に通電すると、図4(a)の如くプランジャ114Aの後端がソレノイド114の中に後退するので、開閉弁111は引き込まれて時計方向に回動し、開放状態になる。従って、ファンモータ102に送風された空気がニップ部Nの出口側に吐出する。
A
一方、非定着時にソレノイド114に通電を行わなければ、図4(b)の如くプランジャ114Aはソレノイド114の内部に設けた不図示のバネにより突出するので、開閉弁111は不図示のバネによって反時計方向に回動し、先端がエアノズル101の内壁に当接してエアノズル101の流路を閉鎖する。この結果、定着ベルト81により加熱された空気がファンモータ102に到達することがないので、プリント回路板102Cに実装された電子部品が破損することがない。また、エアノズル101の側壁には排気口101Aが設けられているので、定着ベルト81により加熱されてエアノズル101に入った空気は排気口101Aを抜けて上昇することになる。
On the other hand, if the
また、定着時には、開閉弁111が排気口101Aを閉鎖するので、ファンモータ102から送風された空気の一部が逃げて無駄になることがない。
Further, at the time of fixing, the on-off
但し、図4(b)の構成ではファンモータ102と開閉弁111との間が密閉された空間になるので、この空間に排気口を設けてもよい。但し、この排気口を、定着時にファンモータ102から送風された空気が逃げ難い部所に設けることが望ましい。この排気口によりファンモータ102により送風される冷気が流通し易くなる。
However, in the configuration of FIG. 4B, since the space between the
その他に、ファンモータ102を記録紙の幅方向の中央部及び両端部の3ヶ所に配置した場合に、小幅サイズの記録紙を給紙して定着するときは中央部に配置したファンモータ102のみを駆動すればよい。また、小幅サイズの記録紙を連続して給紙した場合には、定着ベルト81の中央部は記録紙が接触することにより熱が吸収されて温度低下し、両端部は記録紙が接触しないので温度低下しない。この結果、軸方向に温度差が生ずるので、非定着時には中央部に配置したファンモータ102の風速より両端部に配置したファンモータ102の風速をより高速にすることが望ましい。
In addition, when the
また、以上の実施の形態に関してはベルト定着装置として説明したが、本発明は熱ローラ定着装置にも適用できる。 Further, although the above embodiment has been described as a belt fixing device, the present invention can also be applied to a heat roller fixing device.
8 定着装置
81 定着ベルト
101 エアノズル
102 ファンモータ
102A ファン
102B モータ
102C プリント回路板
111 開閉弁
114 ソレノイド
114A プランジャ
701 制御手段
702 位置センサ
703 電圧制御回路
704 タイマ
705,706 温度センサ
707 プリントモード情報
708 プリントジョブ情報
N ニップ部
P 記録紙
DESCRIPTION OF SYMBOLS 8
Claims (8)
ファン、該ファンを回転させるモータ及び該モータを制御するファン制御部を有するファンモータと、
前記ファンモータによって送風された空気を前記ニップ部の出口部近傍に吹き付けるエアノズルと、
前記エアノズルから吐出する空気の風速を、記録材の非定着時には定着時より低下させるべく制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする定着装置。 In a fixing device that fixes a toner image of a recording material at a nip formed by a heated fixing member and a pressure member that pressurizes the fixing member.
A fan motor having a fan, a motor for rotating the fan, and a fan control unit for controlling the motor;
An air nozzle that blows air blown by the fan motor to the vicinity of the outlet portion of the nip portion;
Control means for controlling the wind speed of air discharged from the air nozzle to be lower than that at the time of fixing when the recording material is not fixed;
A fixing device comprising:
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