JP7658113B2 - Image forming device - Google Patents
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Description
本発明は、加熱部材と加圧部材の間に定着用のニップ部を形成する定着装置を備えた画像形成装置に係り、特に、ニップ部に小サイズのシート部材(用紙)を通すときの加熱部材又は加圧部材の長手方向両端部の過昇温を、簡易な構成で適切に冷却するようにした画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus equipped with a fixing device that forms a nip portion for fixing between a heating member and a pressure member, and in particular to an image forming apparatus that uses a simple configuration to appropriately cool both ends of the heating member or pressure member in the longitudinal direction to prevent excessive heating when a small-sized sheet member (paper) is passed through the nip portion.
電子写真方式による画像形成装置の定着装置では、加熱部材(定着部材)と加圧部材の間のニップ部に、トナー像を担持した用紙を通すことで加熱定着を行う。このような定着装置で小サイズ紙を連続印刷すると、加熱部材や加圧部材の長手方向端部(非通紙部)が過度に温度上昇する場合がある(端部過昇温)。端部過昇温が生じると、加熱部材や加圧部材の耐久性が低下したり、加熱部材への用紙巻き付きによるジャムが発生したり、また高温オフセットなどの不具合が発生する。 In the fixing device of an electrophotographic image forming apparatus, the toner image is heated and fixed by passing paper carrying the toner image through the nip between the heating member (fixing member) and pressure member. When small-sized paper is continuously printed using such a fixing device, the temperature of the longitudinal ends (non-paper passing areas) of the heating member and pressure member may rise excessively (end overheating). When end overheating occurs, the durability of the heating member and pressure member may decrease, paper may wrap around the heating member, causing jams, and problems such as high-temperature offset may occur.
そこで従来から、端部過昇温を抑制するため加熱部材や加圧部材の長手方向端部の非通紙部に、冷却用エアを吹き付けることが行われている。例えば特許文献1の定着装置では、送風ダクトに配置された揺動可能な仕切板を用紙サイズに対応して展開することで、上流側の送風ファンの風量を加熱部材や加圧部材の長手方向に適切配分するようにしている。また、特許文献2の定着装置では、送風ダクトの吹出口(ノズル)を加熱部材や加圧部材の長手方向に移動可能に配設している。
Consequently, in order to prevent the end portions from overheating, cooling air has been blown onto non-paper passing portions at the longitudinal ends of the heating and pressure members. For example, in the fixing device of
しかしながら、用紙サイズは小サイズ紙から大サイズ紙まで10種類近くもある。このため、特許文献1、2の定着装置でも、各用紙サイズに対応して加熱部材や加圧部材の長手方向の必要範囲だけを適切に冷却するのは容易ではない。
However, there are nearly 10 different paper sizes, ranging from small to large. For this reason, even with the fixing devices of
すなわち、特許文献1でこのような適切冷却を行うためには、仕切板の数を増やしたり仕切板を大型化したりする必要がある。また、特許文献2の装置で前記適切冷却を行うためには、吹出口(ノズル)の数をさらに増やす必要がある。しかし、そうすると定着装置の大型化や複雑化が避けられず、コストアップになる。
In other words, to achieve this type of appropriate cooling in
そこで本発明は、加熱部材や加圧部材の長手方向端部の非通紙部を、簡易な構成で適切に冷却することを目的とする。 The present invention aims to appropriately cool the non-paper passing areas at the longitudinal ends of the heating element and pressure element using a simple configuration.
前記課題を解決するため、本発明の画像成形装置は、長手方向を有する加熱部材と加圧部材が圧接してニップ部を形成し、当該ニップ部を通るシート部材に前記加熱部材から熱伝達し、当該シート部材に担持されたトナー像を加熱定着する定着装置を備えた画像形成装置において、前記加熱部材又は前記加圧部材の長手方向両端部に対してエアを吹き出すダクトを、前記長手方向を横切る方向で移動可能に配設したことを特徴とする。 In order to solve the above problem, the image forming apparatus of the present invention is an image forming apparatus equipped with a fixing device in which a heating member and a pressure member having a longitudinal direction are pressed together to form a nip portion, heat is transferred from the heating member to a sheet member passing through the nip portion, and a toner image carried on the sheet member is heated and fixed, and is characterized in that a duct for blowing air to both longitudinal ends of the heating member or the pressure member is arranged so as to be movable in a direction transverse to the longitudinal direction.
本発明によれば、加熱部材や加圧部材の長手方向端部の非通紙部を、簡易な構成で適切に冷却することができる。 According to the present invention, the non-paper passing portions at the longitudinal ends of the heating member and pressure member can be appropriately cooled with a simple configuration.
以下、本発明に係る画像形成装置(レーザプリンタ)の実施形態について、図面を参照して説明する。レーザプリンタは画像形成装置の一例であり、当該画像形成装置はレーザプリンタに限定されないことは勿論である。すなわち、画像形成装置は複写機、ファクシミリ、プリンタ、印刷機、及びインクジェット記録装置のいずれか一つ、またはこれらの少なくとも2つ以上を組み合わせた複合機として構成することも可能である。 Below, an embodiment of an image forming apparatus (laser printer) according to the present invention will be described with reference to the drawings. A laser printer is one example of an image forming apparatus, and the image forming apparatus is of course not limited to a laser printer. In other words, the image forming apparatus can be configured as any one of a copier, facsimile, printer, printing machine, and inkjet recording device, or as a multifunction machine that combines at least two or more of these.
なお、各図中の同一または相当する部分には同一の符号を付し、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。また各構成部品の説明にある寸法、材質、形状、その相対配置などは例示であって、特に特定的な記載がない限りこの発明の範囲をそれらに限定する趣旨ではない。 In addition, the same or corresponding parts in each figure are given the same reference numerals, and their repeated explanations are appropriately simplified or omitted. Furthermore, the dimensions, materials, shapes, and relative positions of each component part are merely examples, and are not intended to limit the scope of this invention unless otherwise specified.
以下の実施形態ではシート部材(記録媒体)を「用紙」として説明するが、「記録媒体」は紙(用紙)に限定されない。「記録媒体」は紙(用紙)だけでなくOHPシートや布帛、金属シート、プラスチックフィルム、或いは炭素繊維にあらかじめ樹脂を含浸させたプリプレグシートなども含む。 In the following embodiments, the sheet member (recording medium) will be described as "paper", but the "recording medium" is not limited to paper. The "recording medium" includes not only paper, but also overhead projector sheets, fabric, metal sheets, plastic films, and prepreg sheets made of carbon fibers pre-impregnated with resin.
現像剤やインクを付着させることができる媒体、記録紙、記録シートと称されるものも、すべて「記録媒体」に含まれる。また「用紙」には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙(コート紙やアート紙等)、トレーシングペーパ等も含まれる。また、以下の説明で使用する「画像形成」とは、文字や図形等の画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の模様を媒体に付与することも意味する。 "Recording media" includes all media onto which developer or ink can be attached, recording paper, and recording sheets. In addition to plain paper, "paper" also includes cardboard, postcards, envelopes, thin paper, coated paper (coated paper, art paper, etc.), tracing paper, etc. In the following explanation, "image formation" refers not only to applying images such as letters and figures to a medium, but also to applying patterns and other designs to a medium.
(●レーザプリンタの構成)
図1は、定着装置300を備えた画像形成装置100の一実施形態としてのカラーレーザプリンタの構成を概略的に示す構成図である。画像形成装置100は、画像形成手段としての4つのプロセスユニット1K、1Y、1M、1Cを備える。これらプロセスユニットは、カラー画像の色分解成分に対応するブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色の現像剤によって画像を形成する。なお、前記画像形成手段は、後述の中間転写ベルト16を使用する間接転写方式の他、中間転写ベルト16を使用しないでプロセスユニット1K、1Y、1M、1Cで形成したトナー像を用紙に直接転写する直接転写方式であってもよい。
(● Laser printer configuration)
1 is a schematic diagram showing the configuration of a color laser printer as an embodiment of an
各プロセスユニット1K、1Y、1M、1Cは、互いに異なる色の未使用トナーを収容したトナーボトル6K、6Y、6M、6Cを有する以外は、同様の構成となっている。このため、1つのプロセスユニット1Kの構成を以下に説明し、他のプロセスユニット1Y、1M、1Cの説明を省略する。
Each
プロセスユニット1Kは、像担持体2K(例えば感光体ドラム)と、ドラムクリーニング装置3Kと、除電装置を有している。プロセスユニット1Kはさらに、像担持体の表面を一様帯電する帯電手段としての帯電装置4Kと、像担持体上に形成された静電潜像の可視像処理を行う現像手段としての現像装置5K等を有している。そして、プロセスユニット1Kは、画像形成装置100の本体に対して着脱自在に装着され、消耗部品を同時に交換可能となっている。
The
露光器7は、この画像形成装置100に設置された各プロセスユニット1K、1Y、1M、1Cの上方に配設されている。そして、この露光器7は、画像情報に応じた書き込み走査、すなわち、画像データに基づいてレーザダイオードからレーザ光Lをミラー7aで反射して像担持体2Kに照射するように構成されている。
The
転写装置15は、この実施形態では各プロセスユニット1K、1Y、1M、1Cの下方に配設されている。一次転写ローラ19K、19Y、19M、19Cは、各像担持体2K、2Y、2M、2Cに対向して中間転写ベルト16に当接して配置されている。
In this embodiment, the
中間転写ベルト16は、各一次転写ローラ19K、19Y、19M、19C、駆動ローラ18、従動ローラ17に掛け渡された状態で循環走行するようになっている。二次転写ローラ20は、駆動ローラ18に対向し中間転写ベルト16に当接して配置されている。なお、像担持体2K、2Y、2M、2Cが各色の第1の像担持体とすれば、中間転写ベルト16はそれらの像を合成した第2の像担持体である。
The
ベルトクリーニング装置21は、中間転写ベルト16の走行方向において、二次転写ローラ20より下流側に設置されている。また、クリーニングバックアップローラが中間転写ベルト16に対してベルトクリーニング装置21と反対側に設置されている。
The
用紙Pを積載するトレイを有する用紙給送装置200は、画像形成装置100の下方に設置されている。この用紙給送装置200は記録媒体供給部を構成するもので、記録媒体としての多数枚の用紙Pを束状で収容可能であり、用紙Pの搬送手段としての給紙ローラ60やローラ対210と共にユニット化されている。
A
用紙給送装置200は用紙の補給等のために、画像形成装置100の本体に対して挿脱可能とされている。給紙ローラ60とローラ対210は用紙給送装置200の上方に配置され、用紙給送装置200の最上位の用紙Pを給紙路32に向けて搬送するようになっている。
The
分離搬送手段としてのレジストローラ対250は、二次転写ローラ20の搬送方向直近上流側に配置され、用紙給送装置200から給紙された用紙Pを一旦停止させることができる。この一旦停止により用紙Pの先端側に弛みが形成されて用紙Pの斜行(スキュー)が修正される。
The pair of
レジストローラ対250の搬送方向直近上流側にはレジストセンサ31が配設され、このレジストセンサ31によって用紙先端部分の通過が検知されるようになっている。レジストセンサ31が用紙先端部分の通過を検知した後、所定時間が経過すると、当該用紙はレジストローラ対250に突き当てられて一旦停止する。
A
用紙給送装置200の下流端には、ローラ対210から右側に搬送された用紙を上方に向けて搬送するための搬送ローラ240が配設されている。図1に示すように、搬送ローラ240は用紙を上方のレジストローラ対250へ向けて搬送する。
At the downstream end of the
ローラ対210は上下一対のローラで構成されている。当該ローラ対210はFRR分離方式またはFR分離方式とすることができる。
The
FRR分離方式は、駆動軸によりトルクリミッタを介して反給紙方向に一定量のトルクを印加された分離ローラ(戻しローラ)を給送ローラに圧接させてローラ間のニップで用紙を分離する。FR分離方式は、トルクリミッタを介して固定軸に支持された分離ローラ(摩擦ローラ)を給送ローラに圧接させてローラ間のニップで用紙を分離する。 The FRR separation method presses a separation roller (return roller) to which a constant torque is applied in the counter-feed direction by a drive shaft via a torque limiter against the feed roller, separating the paper at the nip between the rollers. The FR separation method presses a separation roller (friction roller) supported on a fixed shaft against the feed roller via a torque limiter, separating the paper at the nip between the rollers.
この実施形態ではローラ対210をFRR分離方式で構成している。すなわち、ローラ対210は、用紙をマシン内部に搬送する上側の給送ローラ220と、この給送ローラ220と逆方向にトルクリミッタを介して駆動軸により駆動力を与えられる下側の分離ローラ230で構成されている。
In this embodiment, the
分離ローラ230は給送ローラ220に向けてバネ等の付勢手段で付勢されている。なお、前記給紙ローラ60は、給送ローラ220の駆動力をクラッチ手段を介して伝達することで図1で左回転するようになっている。
The
レジストローラ対250に突き当てられて先端部に弛みが形成された用紙Pは、中間転写ベルト16上に形成されたトナー像が好適に転写されるタイミングに合わせ、二次転写ローラ20と駆動ローラ18との二次転写ニップに送り出される。そして、送り出された用紙Pは、二次転写ニップにおいて印加されたバイアスによって、中間転写ベルト16上に形成されたトナー像が所望の転写位置に高精度に静電的に転写されるようになっている。
The paper P, which has been struck by the pair of
転写後搬送路33は、二次転写ローラ20と駆動ローラ18の二次転写ニップの上方に配設されている。定着装置300は、転写後搬送路33の上端近傍に設置されている。定着装置300は、ハロゲンランプなどの発熱部材を内包する加熱部材としての定着ローラ310と、この定着ローラ310に対して所定の圧力で当接しながら回転する加圧部材としての加圧ローラ320を備えている。
The
定着ローラ310と加圧ローラ320は、互いに平行な長手方向を有する。定着ローラ310と加圧ローラ320の圧接部分に、トナー像を担持した用紙Pを通紙して当該トナー像を用紙に定着するニップ部が形成される。
The fixing
定着後搬送路35は、定着装置300の上方に配設され、定着後搬送路35の上端で、排紙路36と反転搬送路41に分岐している。この分岐部に切り替え部材42が配置され、切り替え部材42はその揺動軸42aを軸として揺動するようになっている。また排紙路36の開口端近傍には排紙ローラ対37が配設されている。
The
反転搬送路41は、分岐部と反対側の他端で給紙路32に合流している。そして、反転搬送路41の途中には、反転搬送ローラ対43が配設されている。排紙トレイ44は、画像形成装置100の上部に、画像形成装置100の内側方向に凹形状を形成して、設置されている。
The
粉体収容器10(例えばトナー収容器)は、転写装置15と用紙給送装置200の間に配置されている。そして、粉体収容器10は、画像形成装置100の本体に対して着脱自在に装着されている。
The powder container 10 (e.g., a toner container) is disposed between the
本実施形態の画像形成装置100は、転写紙搬送の関係により、給紙ローラ60から二次転写ローラ20までの所定の距離が必要である。そして、この距離に生じたデッドスペースに粉体収容器10を設置し、レーザプリンタ全体の小型化を図っている。
The
転写カバー8は、用紙給送装置200の上部で、用紙給送装置200の引出方向正面に設置されている。そして、この転写カバー8を開くことで、画像形成装置100の内部を点検可能にしている。転写カバー8には、手差し給紙用の手差し給紙ローラ45、及び手差し給紙用の手差しトレイ46が設置されている。
The transfer cover 8 is installed on top of the
(●レーザプリンタの作動)
次に、本実施形態に係るレーザプリンタの基本的動作について図1を参照して以下に説明する。最初に、片面印刷を行う場合について説明する。
(● Laser printer operation)
Next, the basic operation of the laser printer according to this embodiment will be described below with reference to Fig. 1. First, single-sided printing will be described.
給紙ローラ60は、図1に示すように、画像形成装置100の制御部からの給紙信号によって回転する。そして、給紙ローラ60は、用紙給送装置200に積載された束状用紙Pの最上位の用紙のみを分離し、給紙路32へ送り出す。
As shown in FIG. 1, the
給紙ローラ60およびローラ対210によって送り出された用紙Pは、その先端がレジストローラ対250のニップに到達すると、弛みを形成し、その状態で待機する。そして、中間転写ベルト16上に形成されたトナー画像をこの用紙Pに転写する最適なタイミング(同期)を図ると共に、用紙Pの先端スキューを補正する。
When the leading edge of the paper P sent out by the
手差しによる給紙の場合は、手差しトレイ46に積載された束状用紙が、最上位の用紙から一枚ずつ手差し給紙ローラ45によって反転搬送路41の一部を通り、レジストローラ対250のニップまで搬送される。以後の動作は用紙給送装置200からの給紙と同一である。
When feeding paper manually, a stack of paper sheets stacked on the
ここで、作像動作については、1つのプロセスユニット1Kを説明し、他のプロセスユニット1Y、1M、1Cについてのその説明を省略する。まず、帯電装置4Kは、像担持体2Kの表面を高電位に均一に帯電する。そして、露光器7は、画像データに基づいたレーザ光Lを像担持体2Kの表面に照射する。
Here, the image forming operation will be explained for one process unit, 1K, and explanations for the other process units, 1Y, 1M, and 1C, will be omitted. First, the
レーザ光Lが照射された像担持体2Kの表面は、照射された部分の電位が低下して、静電潜像を形成する。現像装置5Kは、トナーを含む現像剤を担持する現像剤担持体を有し、トナーボトル6Kから供給された未使用のブラックトナーを、現像剤担持体を介して、静電潜像が形成された像担持体2Kの表面部分に転移させる。
When the surface of the
トナーが転移した像担持体2Kは、その表面にブラックトナー画像を形成(現像)する。そして、像担持体2K上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト16に転写する。
The
ドラムクリーニング装置3Kは、中間転写行程を経た後の像担持体2Kの表面に付着している残留トナーを除去する。除去された残留トナーは、廃トナー搬送手段によって、プロセスユニット1K内にある廃トナー収容部へ送られ回収される。また、除電装置は、クリーニング装置3Kによって残留トナーが除去された像担持体2Kの残留電荷を除電する。
The
各色のプロセスユニット1Y、1M、1Cにおいても、同様にして像担持体2Y、2M、2C上にトナー画像を形成し、各色トナー画像が重なり合うように中間転写ベルト16に転写する。
In the
各色トナー画像が重なり合うように転写された中間転写ベルト16は、二次転写ローラ20と駆動ローラ18の二次転写ニップまで走行する。一方、レジストローラ対250は、それに突き当てられた用紙を所定のタイミングで挟み込んで回転し、中間転写ベルト16上に重畳転写して形成されたトナー像が好適に転写されるタイミングに合わせて、二次転写ローラ20の二次転写ニップまで搬送する。このようにして、中間転写ベルト16上のトナー画像をレジストローラ対250によって送り出された用紙Pに転写する。
The
トナー画像が転写された用紙Pは、転写後搬送路33を通って定着装置300へと搬送される。そして、定着装置300に搬送された用紙Pは、定着ローラ310と加圧ローラ320によって挟まれ、加熱・加圧することで未定着トナー画像が用紙Pに定着される。トナー画像が定着された用紙Pは、定着装置300から定着後搬送路35へ送り出される。
The paper P with the toner image transferred thereto is transported to the
切り替え部材42は、定着装置300から用紙Pが送り出されたタイミングでは、図1の実線で示すように定着後搬送路35の上端近傍を開放している位置にある。そして、定着装置300から送り出された用紙Pは、定着後搬送路35を経由して排紙路36へ送り出される。排紙ローラ対37は、排紙路36へ送り出された用紙Pを挟み込み、回転駆動することで排紙トレイ44に排出することで片面印刷を終了する。
When the paper P is sent out from the fixing
次に、両面印刷を行う場合について説明する。片面印刷の場合と同様に、定着装置300は用紙Pを排紙路36へ送り出す。そして、両面印刷を行う場合、排紙ローラ対37は、回転駆動によって用紙Pの一部を画像形成装置100外に搬送する。
Next, the case of double-sided printing will be described. As in the case of single-sided printing, the fixing
そして、用紙Pの後端が、排紙路36を通過すると、切り替え部材42は、図1の点線で示すように揺動軸42aを軸として揺動し、定着後搬送路35の上端を閉鎖する。この定着後搬送路35の上端の閉鎖とほぼ同時に、排紙ローラ対37は、用紙Pを画像形成装置100外へ搬送する方向と逆の方向に回転し、反転搬送路41へ用紙Pを送り出す。
Then, when the rear end of the paper P passes through the
反転搬送路41へ送り出された用紙Pは、反転搬送ローラ対43を経て、レジストローラ対250に至る。そして、レジストローラ対250は、中間転写ベルト16上に形成されたトナー画像を用紙Pのトナー画像未転写面に転写する最適なタイミング(同期)を図り、用紙Pを二次転写ニップへ送り出す。
The paper P sent to the
そして、二次転写ローラ20と駆動ローラ18は、用紙Pが二次転写ニップを通過する際に用紙Pのトナー画像未転写面(裏面)にトナー画像を転写する。そして、トナー画像が転写された用紙Pは、転写後搬送路33を通って定着装置300へと搬送される。
Then, the
定着装置300は、定着ローラ310と加圧ローラ320によって、搬送された用紙Pを挟み、加熱・加圧することで未定着トナー画像を用紙Pの裏面に定着する。このようにして、表裏両面にトナー画像が定着された用紙Pは、定着装置300から定着後搬送路35へ送り出される。
The fixing
切り替え部材42は、定着装置300から用紙Pが送り出されたタイミングでは、図1の実線で示すように定着後搬送路35の上端近傍を開放している位置にある。そして、定着装置300から送り出された用紙Pは、定着搬送路を経由して排紙路36へ送り出される。排紙ローラ対37は、排紙路36へ送り出された用紙Pを挟み、回転駆動し排紙トレイ44に排出することで両面印刷を終了する。
When the paper P is sent out from the fixing
中間転写ベルト16上のトナー画像を用紙Pに転写した後、中間転写ベルト16上には残留トナーが付着している。ベルトクリーニング装置21は、この残留トナーを中間転写ベルト16から除去する。また、中間転写ベルト16から除去されたトナーは、廃トナー搬送手段によって、粉体収容器10へと搬送され、粉体収容器10内に回収される。
After the toner image on the
(●第1実施形態)
次に、本発明の第1実施形態に係る画像形成装置100に使用する定着装置300を図2A、図2Bに基づいて説明する。定着装置300は、ハロゲンランプHLを内蔵した加熱部材としての定着ローラ310と、当該定着ローラ310に圧接した加圧部材としての加圧ローラ320で構成されている。そして定着ローラ310と加圧ローラ320の間に、トナー像を担持した用紙を通紙する定着ニップSNが形成される。
(First embodiment)
2A and 2B, a fixing
定着装置300はローラ定着方式の他、ベルト定着方式などでもよい。いずれの定着方式でも、小サイズ用紙Pに形成されたトナー像を加熱定着する場合、用紙Pが通過する領域ではヒーターの熱が用紙Pに奪われるが、用紙Pが通過しない領域ではヒーターの熱が用紙Pに奪われないため過昇温することがある。本実施形態はこのような過昇温を簡易な構成で適切に抑制する。
The fixing
定着ローラ310の表面に、表面温度を検出する温度検知部材としてのサーミスタTH1~TH3が近接配置されている。これらサーミスタTH1、TH2、TH3によって定着ローラ310の表面温度を検出可能にしている。
Thermistors TH1 to TH3 are arranged close to the surface of the fixing
中央のサーミスタTH1は定着ローラ310の長手方向中央部に配置されている。両端のサーミスタTH2、TH3は、大サイズ用紙の幅方向外側の非通紙部に配置されている。サーミスタTH1~TH3からの温度情報に基づいて、ハロゲンランプHLに供給される電力が制御され、定着ローラ310の非通紙部の温度上昇を抑制するようにしている。
The central thermistor TH1 is located in the longitudinal center of the fixing
サーミスタTH1~TH3は、加圧ローラ320の外周面に対向配置したサーミスタで代替することも可能である。定着装置300は各種の型式が可能であって、前述した図2A、図2Bの定着装置300はその一例に過ぎない。
Thermistors TH1 to TH3 can be replaced with thermistors arranged opposite the outer circumferential surface of
(●ベルト方式の定着装置)
前記第1実施形態では加熱部材として定着ローラ310を使用したが、定着ローラ310の代わりに図2Cのように定着ベルト311を使用することも可能である。図2Cのベルト定着方式の定着装置300は、低熱容量の薄肉の定着ベルト311と加圧ローラ320で構成されている。定着ベルト311は、例えば外径が25mmで厚みが40~120μmのポリイミド(PI)製の筒状基体を有している。
(Belt-type fixing device)
In the first embodiment, the fixing
図2A、図2Bのローラ定着方式や図2Cのベルト定着方式のいずれでも、小サイズ用紙Pに形成されたトナー像を加熱定着する場合、小サイズ用紙Pが通過する領域ではヒーターの熱が小サイズ用紙Pに奪われるが、小サイズ用紙Pが通過しない領域ではヒーターの熱が小サイズ用紙Pに奪われないため過昇温することがある。 When a toner image formed on small-size paper P is heated and fixed using either the roller fixing method of Figures 2A and 2B or the belt fixing method of Figure 2C, the small-size paper P absorbs the heat of the heater in areas where the small-size paper P passes, but in areas where the small-size paper P does not pass, the small-size paper P does not absorb the heat of the heater, which can result in overheating.
加圧ローラ320は、例えば外径が25mmであり、中実の鉄製芯金321と、この芯金321の表面に形成された弾性層322と、弾性層322の外側に形成された離型層323とで構成されている。弾性層322はシリコーンゴムで形成されており、厚みは例えば3.5mmである。
The
弾性層322の表面は離型性を高めるために、厚みが例えば40μm程度のフッ素樹脂層による離型層323を形成するのが望ましい。定着ベルト311に対して加圧ローラ320が付勢手段により圧接している。
To improve releasability, it is desirable to form a
定着ベルト311の内側に、ステー350及びヒーターホルダ340が軸線方向に配設されている。ステー350は金属製のチャンネル材で構成され、その両端部分が定着装置300の両側板に支持されている。ステー350は加圧ローラ320の押圧力を確実に受けとめて定着ニップSNを安定的に形成する。
A
ヒーターホルダ340は定着装置300のヒーター330の基材341を保持するためのもので、ステー350によって支持されている。ヒーターホルダ340は好ましくはLCPなどの低熱伝導性の耐熱性樹脂で形成することができ、これによりヒーターホルダ340への熱伝達が減って効率的に定着ベルト311を加熱することができる。
The
ヒーターホルダ340の形状は、基材341の高温部との接触を回避するために、基材341の短手方向両端部付近の各2箇所のみを支持する形状にしている。これにより、ヒーターホルダ340へ流れる熱量をさらに低減して効率的に定着ベルト311を加熱することができる。
The
基材341の裏面に、後述するヒーター330の発熱体372~376の温度を検知する中央温度検知部材としてのサーミスタTH1が配設されている。サーミスタTH1はバネ387によって基材341の裏面に押圧され、これによって発熱体372~376の正確な温度を検知可能にしている。
A thermistor TH1 is disposed on the back surface of the
また、定着ニップSNの下流側の定着ベルト311の内面の温度が、中央温度検知部材としてのサーミスタTH2と、端部温度検知部材としてのサーミスタTH3によって、それぞれ検知されるように構成されている。一方のサーミスタTH2は、サーミスタTH1と同様にヒーター330の長手方向中央部に配設されている。他方のサーミスタTH3は、ヒーター330の長手方向端部(非通紙部)に配設されている。
The temperature of the inner surface of the fixing
サーミスタTH1、TH2は小サイズ用紙の幅方向中央部に配置される。またサーミスタTH3は、大サイズ用紙の幅方向外側の非通紙部に配置される。サーミスタTH1~TH3からの温度情報に基づいて、ヒーター330に供給される電力が制御され、定着ベルト311の非通紙部の温度上昇を抑制するようにしている。
Thermistors TH1 and TH2 are positioned in the center of the width of small-size paper. Thermistor TH3 is positioned in the non-paper-passing outer portion of the width of large-size paper. Based on the temperature information from thermistors TH1 to TH3, the power supplied to
サーミスタTH1~TH3は、加圧ローラ320の外周面に対向配置したサーミスタで代替することも可能である。加圧ローラ320側のサーミスタを定着ベルト311の外側に配設することで、当該サーミスタのメンテナンスが容易になる。定着装置300は各種の型式が可能であって、前述した図2A~2Cの定着装置はその一例に過ぎない。
Thermistors TH1 to TH3 can be replaced with thermistors arranged opposite the outer circumferential surface of
(●ヒーター)
図2Dは前述したヒーター330の一例を示すもので、当該ヒーター330は、基材341の両端に配設された3つの電極370h、370i、370jと、基材341の長手方向で電極間に配設された7つの発熱体371~377を有する。そして、電極370h、370i、370jに対するAC電源の接続方法によって以下の3つの発熱パターンを選択可能にしてある。
・発熱パターン1:中央発熱体372~376のみ発熱(例えば小サイズA4紙加熱時)
・発熱パターン2:全発熱体371~377が発熱(例えば大サイズA3紙加熱時)
・発熱パターン3:端部発熱体371、377のみ発熱(例えばA3紙加熱時の端部温度低下防止時)
(● Heater)
2D shows an example of the
Heating pattern 1: Only the
Heating pattern 2: All
Heating pattern 3: Heat is generated only by the
ここで、中央の発熱体372~376を中央ヒーターH1とし、両端の発熱体371、377を端部ヒーターH2とする。中央ヒーターH1と端部ヒーターH2は、ヒーター330の長手方向と直交する短手方向から見て、互いに重ならないように配置される。
Here, the
ヒーター330の長手方向中央の5つの発熱体372~376が、当該発熱体よりも低抵抗の導体370e、370fを介して、第1の電極370hと第2の電極370iに並列接続されている。また長手方向両端の2つの抵抗発熱体371、377が、当該発熱体371、377よりも低抵抗の導体370f、370gを介して、第2の電極370iと第3の電極370jに並列接続されている。
Five heating elements 372-376 in the center of the
右側の第2の電極370iが常時AC電源に接続され、左側の第1の電極370hと第3の電極370jがスイッチの切換えにより選択的にAC電源に接続される。これにより、前述した3つの発熱パターン1~3を選択できる。
The
このように3つの発熱パターンを選択可能なヒーター330において、例えばヒーター330の長手方向中央部の連続する5つの発熱体372~376の長手方向長さをA4幅、両端を含む全7つの発熱体371~377の長手方向長さをA3サイズと同等にする。そして発熱体371~377の加熱状態を適切に制御することで、A4サイズ、A3サイズの用紙を均一に加熱することができる。
In this
発熱体371~377の加熱制御には、所定の制御時間内の発熱体の点灯時間(点灯デューティ)を可変とすることで適正な発熱量を得る制御方法が一般的に用いられる。点灯デューティは、AC電源を制御手段としてのトライアックで位相制御することで調整する。デューティ比0%で電流がゼロになり、デューティ比100%で電流が最大になる。 The heating of the heating elements 371-377 is generally controlled by varying the lighting time (lighting duty) of the heating elements within a specified control time to obtain the appropriate amount of heat. The lighting duty is adjusted by phase-controlling the AC power supply with a triac as the control means. The current is zero at a duty ratio of 0% and maximum at a duty ratio of 100%.
前記発熱体371~377は、例えばPTC素子で構成することができる。PTC素子は、正の温度抵抗係数を有する材料で構成され、温度Tが上昇すると抵抗値が上昇する特徴がある(電流Iが低下してヒーター出力が低下)。温度抵抗係数(TCR=Temperature Coefficient of Resistance)は、例えば1500PPM(parts per million)とすることができる。
The
発熱体371~377は、細長の金属製薄板部材を絶縁材料で被覆した基材341の上に形成される。基材341の材料としては低コストなアルミやステンレスなどが好ましい。基材341は金属製に限定されたものではなく、アルミナや窒化アルミなどのセラミックや、ガラス、マイカなどの耐熱性と絶縁性に優れた非金属材料で構成することも可能である。
The
(●ダクトの構成)
図2A、図2Bに示すように、加圧ローラ320の定着ローラ310とは反対側にダクト510が配設されている。このダクト510を通じて加圧ローラ320の長手方向両端部に対して冷却用エアを吹き出す。
(● Duct configuration)
2A and 2B, a
ダクト510は左右対称構造であり、加圧ローラ320の長手方向中央に位置する一つの吸入口510aと、加圧ローラ320の長手方向両端に位置する左右一対の吹出口510bを有する。吸入口510aの下流側が二股状に分かれて左右一対の吹出口510bに続いている。吸入口510aには送風ファン530が配設され、この送風ファン530で外気をダクト510内に導入し、左右一対の吹出口510bから加圧ローラ320の長手方向両端部に向けてエアを吹き出す。
The
左右一対の吹出口510bには、必要に応じて吹出口部材550a、550bを配設することができる。この吹出口部材550a、550bは吹出口510bの開口面積を増減調節するもので、増減調節の型式は、後述する図3A、図3B、図3A’、図3B’、図4A、図4Bおよび図5A、図5Bのように複数型式が可能である。
Blow-
ダクト510は、加圧ローラ320の長手方向を横切る方向(図2A、図2Bで上下方向、図2Cで左右方向)に移動可能に配設されている。ダクト510の移動量は、用紙のサイズ情報に対応して変更することができる。
The
本実施形態ではダクト510が加圧ローラ320の長手方向と直角な方向に移動可能に配設されているが、ダクト510の移動方向は長手方向と直角な方向に限定されない。ダクト510が、加圧ローラ320の長手方向と直角な方向と所定角度(例えば0°~10°の間の所定角度)を成す傾斜方向で移動するようにしてもよい。
In this embodiment, the
図2Aはダクト510が加圧ローラ320に最も接近した状態であり、図2Bはダクト510が加圧ローラ320から最も離間した状態である。ダクト510が加圧ローラ320に最も接近した図2Aでは、吹出口510bから出た気流Wa、Wbの拡散範囲L1が長手方向に狭い。したがって、送風ファン530の風量が長手方向に狭い拡散範囲L1に集中的に供給される。
Figure 2A shows the state in which the
大サイズの用紙を定着ニップに通紙する場合は、非通紙部の長手方向範囲が狭まるので、端部過昇温の長手方向範囲も狭くなる。したがって、このような印刷条件では図2Aのようにダクト510を加圧ローラ320に最接近して狭い拡散範囲L1に集中的にエアを吹き出す。図2Aでは単位面積当たりの風量が増加することで、加圧ローラ320の長手方向両端部の限定された領域を集中的に冷却することができる。
When large-sized paper is passed through the fixing nip, the longitudinal range of the non-paper passing portion is narrowed, and the longitudinal range of the end overheating is also narrowed. Therefore, under such printing conditions, as shown in FIG. 2A, the
これに対して、ダクト510が加圧ローラ320から最も離間した図2Bでは、吹出口510bから出た気流Wa、Wbの拡散範囲L2が長手方向に広くなる。したがって、送風ファン530の風量が長手方向に広い拡散範囲L2に分散して供給される。
In contrast, in FIG. 2B, where the
小サイズの用紙を定着ニップに通紙する場合は、非通紙部の長手方向範囲が広くなるので、端部過昇温の長手方向範囲も広くなる。したがって、このような印刷条件では図2Bのようにダクト510を加圧ローラ320から最も離間し、広い拡散範囲L2にエアを吹き出す。このように、図2Bでは、加圧ローラ320の長手方向両端部のより広い領域を冷却することができる。
When small-sized paper is passed through the fixing nip, the longitudinal range of the non-paper passing portion becomes wider, and the longitudinal range of the end overheating also becomes wider. Therefore, under such printing conditions, as shown in FIG. 2B, the
図2A、図2Bのように、ダクト510を加圧ローラ320の長手方向を横切る方向に移動可能に配設することで、加圧ローラ320の冷却面積を切り替えることができる。したがって、加圧ローラ320の端部過昇温に対して、簡易的な構成によって用紙サイズに応じて冷却が必要なエリアを効果的に冷やすことができる。
As shown in Figures 2A and 2B, the
すなわち、端部過昇温に対し簡易的な構成によって用紙サイズに応じて冷却が必要なエリアを効果的に冷やすことができる。また、ダクト510を用紙のサイズ情報に基づいて移動させることで、サーミスタなどの複数の温度検知手段や、ダクトを長手方向に移動するための複雑な構成を不要化することも可能となり、端部過昇温に対し簡易的な構成によって用紙サイズに応じた冷却を行うことができる。
In other words, a simple configuration can be used to effectively cool areas that require cooling according to the paper size in response to excessive temperature rise at the ends. Also, by moving the
(●第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る定着装置300の冷却構造を図3A、図3Bに基づいて説明する。この冷却構造は、吹出口部材550(550a、550b)によって、吹出口510bの長手方向幅は変えずに上下方向幅を増減調節する。その他は図2A、図2Bで前述した第1実施形態と同様である。
(Second embodiment)
Next, the cooling structure of the fixing
吹出口部材550は断面L字状の長手部材で構成され、吹出口510bの上下に一対で配設されている。上下の吹出口部材550はそれぞれ位置固定の支点ピン551を中心として回動可能とされている。そして吹出口部材550をモータなどの駆動手段で回動することで、吹出口510bの上下方向幅を増減調節することができる。
The
図3Aはダクト510が加圧ローラ320に最も接近した状態である。このとき吹出口510bから出た気流は、図2Aに示す気流Wa、Wbのように長手方向に狭い拡散範囲L1に吹き出す。但し、吹出口510bの上下方向幅W1は最大となっている(開口面積最大)。
Figure 3A shows the state in which the
このため、気流Wa、Wbが加圧ローラ320の周面の広い角度範囲を冷却する。大サイズ用紙を定着ニップに通紙する場合、端部過昇温が生じる長手方向範囲が狭いので、図3Aのようにダクト510を加圧ローラ320に最も接近させて冷却する。
As a result, the air flows Wa and Wb cool a wide angular range of the peripheral surface of the
これに対して図3Bは、ダクト510が加圧ローラ320から最も離間した状態である。このとき吹出口510bから出た気流は、図2Bに示す気流Wa、Wbのように長手方向に広い拡散範囲L2に吹き出す。但し、吹出口510bの上下方向幅W2は最小となっている(開口面積最小)。
In contrast, FIG. 3B shows the state in which the
このため、気流Wa、Wbが加圧ローラ320の周面の狭い角度範囲を集中冷却する。小サイズ用紙を定着ニップに通紙する場合、端部過昇温が生じる長手方向範囲が広いので、図3Bのようにダクト510を加圧ローラ320から最も離間して冷却する。ダクト510が加圧ローラ320から最も離れても、吹出口510bの上下方向幅W2が最小となっているので、吹出口510bの風速を大きくすることができ、これにより冷却効果を増大することができる。
As a result, the air flows Wa and Wb concentrate on cooling a narrow angle range of the peripheral surface of the
前記上下方向幅W2の大きさは、用紙サイズに応じて変更することができ、それによって端部過昇温をより効果的に抑制することができる。上下方向幅W2は、シャター部材550を駆動するモータの駆動量を制御することで変更可能である。
The size of the vertical width W2 can be changed according to the paper size, thereby more effectively suppressing excessive temperature rise at the ends. The vertical width W2 can be changed by controlling the drive amount of the motor that drives the
吹出口510bの上下方向幅は、ダクト510が加圧ローラ320から離間するにつれて徐々に狭まる。したがって、用紙サイズによって、ダクト510を図3Aと図3Bの所定の中間位置に止めた状態で、吹出口510bからエアを吹き出すことができる。
The vertical width of the
(●第2実施形態の変形例)
次に、本発明の第2実施形態の変形例を図3A’ 図3B’に基づいて説明する。この変形例は、前述した図3A、図3Bの吹出口部材550をダクト510の先端部に回動可能に配設したものである。
(Modification of the second embodiment)
Next, a modified example of the second embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 3A' and 3B'. In this modified example, the
すなわち、断面L字状の吹出口部材550の角部が、ダクト510の先端部に設けた支軸556によって回動可能に支持されている。そして支軸556に巻装された捩りバネで吹出口部材550が開く方向に付勢されている。
That is, the corners of the
一方、吹出口部材550の一端部は位置固定の固定ピン557に引張バネSP4で連結されている。吹出口部材550は、当該引張バネSP4によって閉じる方向に付勢されている。
On the other hand, one end of the
したがって、図3A’のようにダクト510が加圧ローラ320に最も接近した状態では、引張バネSP4が縮んだままなので吹出口部材550は支軸556に巻装された捩りバネの付勢力で大きく開いている(開口面積最大)。これに対して図3B’のようにダクト510が加圧ローラ320から最も離間すると、引張バネSP4が引き伸ばされ、この引張バネSP4による閉じる方向の付勢力が優勢となって吹出口部材550の上下方向幅W2が最小となる(開口面積最小)。
Therefore, when the
このため、図3B’のようにダクト510が加圧ローラ320から離間しても、気流Wa、Wbが上下方向幅W2で絞られるから、加圧ローラ320の周面の狭い角度範囲を集中冷却することができる。小サイズ用紙を定着ニップに通紙する場合、端部過昇温が生じる長手方向範囲が広いので、図3B’のようにダクト510を加圧ローラ320から最も離間して冷却する。
As a result, even if the
ダクト510が加圧ローラ320から最も離れても、吹出口510bの上下方向幅W2が最小となっているので、吹出口510bの風速を大きくすることができ、これにより冷却効果を増大することができる。前記上下方向幅W2の大きさは、用紙サイズに応じて変更することができ、それによって端部過昇温をより効果的に抑制することができる。
Even when the
吹出口510bの上下方向幅は、ダクト510が加圧ローラ320から離間するにつれて、引張バネSP4が引き伸ばされるため、徐々に狭まる。したがって、用紙サイズによって、ダクト510を図3Aと図3Bの所定の中間位置に止めた状態で、吹出口510bからエアを吹き出すことができる。
The vertical width of the
(●第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係る定着装置300の冷却構造を図4A、図4Bに基づいて説明する。この冷却構造は、吹出口510bの上下方向幅は変えずに長手方向幅を増減調節する型式である。その他は図2A、図2Bで前述した第1実施形態と同様である。
(Third embodiment)
Next, a cooling structure of a
スライダー部材570a、570bはU字状ないし二股櫛歯状の部材で構成され、スライダー部材570a、570bの基部(連結部)を長手方向中央側にして吹出口510bの内部に配設されている。スライダー部材570a、570bをモータなどの駆動手段で、用紙サイズに対応して長手方向にスライド移動することで、吹出口510bの長手方向幅を増減調節することができる。
The
図4Aはダクト510が加圧ローラ320に最も接近した状態であって、スライダー部材570a、570bが長手方向両端側に移動した状態である。このとき吹出口510bの長手方向幅は最小である(開口面積S1、長手方向開口幅L1)。
Figure 4A shows the state in which the
図4Bはダクト510が加圧ローラ320から最も離間した状態であって、スライダー部材570a、570bが矢印B、Cで示すように長手方向中央側に移動した状態である。このとき吹出口510bの長手方向幅は最大である(開口面積S2、長手方向開口幅L2)。
Figure 4B shows the state in which the
開口面積S1、S2、長手方向開口幅L1、L2は、用紙サイズに応じて変更することができ、それによって端部過昇温をより効果的に抑制することができる。すなわち、小サイズ用紙では開口面積S1と長手方向開口幅L1とし、大サイズ用紙では開口面積S2と長手方向開口幅L2とすることで、端部過昇温をより効果的に抑制することができる。 The opening areas S1, S2 and the longitudinal opening widths L1, L2 can be changed according to the paper size, thereby more effectively suppressing excessive heating at the ends. In other words, by setting the opening area S1 and the longitudinal opening width L1 for small size paper, and the opening area S2 and the longitudinal opening width L2 for large size paper, excessive heating at the ends can be more effectively suppressed.
(●第4実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係る定着装置300の冷却構造を図5A、図5Bに基づいて説明する。この冷却構造は、吹出口510bの上下方向幅と長手方向幅の両方を増減調節する型式である。吹出口部材550a、550bは図3A、図3Bで説明したものと同じである。また、スライダー部材570a、570bは図4A、図4Bで説明したものと同じである。
(Fourth embodiment)
Next, the cooling structure of the fixing
図5Aはダクト510が加圧ローラ320に最も接近した状態であって、吹出口部材550a、550bが最大に開いているので吹出口510bの上下方向幅W1は最大となっている。またスライダー部材570a、570bが長手方向両端側に移動しているので、吹出口510bの長手方向幅は最小である(開口面積S1)。
In FIG. 5A, the
図5Bはダクト510が加圧ローラ320から最も離間した状態であって、吹出口部材550a、550bが狭まっているので吹出口510bの上下方向幅W2は最小となっている。またスライダー部材570a、570bが矢印B、Cで示すように長手方向中央側に移動しているので、吹出口510bの長手方向幅は最大である(開口面積S2)。
In FIG. 5B, the
吹出口510bの開口面積S1、S2、長手方向開口幅L1、L2、上下方向幅W1、W2は、用紙サイズに応じて変更することができ、それによって端部過昇温をより効果的に抑制することができる。すなわち、小サイズ用紙では開口面積S1、長手方向開口幅L1、上下方向幅W1とし、大サイズ用紙では開口面積S2、長手方向開口幅L2、上下方向幅W2とすることで、端部過昇温をより効果的に抑制することができる。
The opening areas S1 and S2, longitudinal opening widths L1 and L2, and vertical widths W1 and W2 of the
(●送風ファンの回転数制御)
用紙サイズに対応したダクト510の移動位置、吹出口部材550(550a、550b)やスライダー部材570a、570bの調節と併せて、送風ファン530の回転数を増減調節してもよい。ダクト510の構成および送風ファン530の回転数の組み合わせによって、端部過昇温を抑制した効果的な定着装置を提供することができる。
(● Controlling the rotation speed of the blower fan)
The rotation speed of the
図6は、定着装置300の印刷動作(印刷又は待機)に対応して、送風ファン530の回転数を増減した時の定着ローラ310の温度変化を示す図である。定着ローラ310の温度はサーミスタTH1、TH2の検出温度で表している。定着ローラ310の端部過昇温を抑制するためには、サーミスタTH1、TH2の温度差ΔTをできるだけ小さくする。
Figure 6 shows the temperature change of the fixing
印刷が開始されると定着ローラの中央温度TH1は指定の温度で印刷される。小サイズ用紙を通紙した場合、端部温度TH2が中央温度TH1よりも高くなる。中央温度TH1と端部温度TH2の温度差がΔT1となったときに冷却ファンの回転数はLowからMiddleに切り替わり、更に温度差がΔT10となった場合は、端部温度TH2が下がって温度差ΔT2になるまで、冷却ファンの回転数がMiddleからHighに切り替わる。 When printing begins, the central temperature TH1 of the fixing roller is printed at the specified temperature. When small size paper is passed through, the end temperature TH2 becomes higher than the central temperature TH1. When the temperature difference between the central temperature TH1 and the end temperature TH2 becomes ΔT1, the rotation speed of the cooling fan switches from Low to Middle, and when the temperature difference becomes ΔT10, the rotation speed of the cooling fan switches from Middle to High until the end temperature TH2 decreases to the temperature difference ΔT2.
温度差ΔT2になると冷却ファンの回転数はHighからMiddleに切り替わる。印刷動作が終了して温度差がΔT1になると冷却ファンの回転数はMiddleからLowに切り替わり待機状態となる。 When the temperature difference becomes ΔT2, the cooling fan speed changes from High to Middle. When the printing operation ends and the temperature difference becomes ΔT1, the cooling fan speed changes from Middle to Low and goes into standby mode.
(●吹出口の変更の種類)
前述した第1~第4実施形態では、加圧ローラ320に対してダクト510を接近・離反させたり、吹出口510bの開口面積を増減させたりした。しかし、本発明はその他の実施形態も可能である。すなわち、図7(a)(b)に示すように、吹出口510bの開口面積を変化(開口面積CA1、CA2→開口面積CA3、CA4)させるほか、図7(c)に示すようにダクト510の吹出口の向きを変更したり、図7(d)に示すようにダクト510の吹出口の形状を変更したりしてもよい。
(Type of change of air outlet)
In the first to fourth embodiments described above, the
このように、吹出口の位置、形状、向き、開口面積のいずれか1つを用紙サイズに対応して変更可能にしたり、或いは、吹出口の位置、形状、向き、開口面積のいずれか2つ又は2つ以上を、用紙サイズに対応して変更可能にしたりすることができる。後者のように吹出口の位置、形状、向き、開口面積のいずれか2つ又は2つ以上を用紙サイズに対応して変更可能にすることで、いずれか1つを変更可能にする場合よりも、定着ローラ310又は加圧ローラ320の端部過昇温を効果的に抑制することができる。吹出口の位置、形状、向き、開口面積の変更は、公知のスライダー機構、カム機構又はリンク機構等を、単独で又は組み合わせて利用することで行うことができる。
In this way, any one of the position, shape, orientation, and opening area of the air outlet can be made changeable in response to paper size, or any two or more of the position, shape, orientation, and opening area of the air outlet can be made changeable in response to paper size. By making any two or more of the position, shape, orientation, and opening area of the air outlet changeable in response to paper size as in the latter case, excessive temperature rise at the end of the fixing
(●第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態に係る定着装置300の冷却構造を図8A~図8Cに基づいて説明する。この実施形態は、加圧ローラ320に対するダクト510の接近・離反動作に連動して、吹出口部材550の向きを上下方向に変更するようにしたものである。吹出口510bの上下方向幅は、図8Aと図8Bの吹出口部材550の向きで殆ど変わらない(W1≒W2)。
(Fifth embodiment)
Next, a cooling structure of a
吹出口510bの上下に配設された吹出口部材550は、図8Cのように、位置固定の支点ピン552を中心として上下方向に揺動可能とされている。また、吹出口部材550の先端部は、連結材554で互いに連結されている。下側の吹出口部材550は、圧縮バネSP1によって上方に付勢されている。
The
そして図8Aのようにダクト510が加圧ローラ320に接近しているときは、ダクト510の先端部が吹出口部材550の間に挿入され、吹出口部材550が水平方向を向いている。吹出口部材550には圧縮バネSP1の付勢力が作用しているが、ダクト510の先端部が吹出口部材550に干渉するため吹出口部材550は上方に傾斜できない。
When the
これに対して、図8Bのようにダクト510が加圧ローラ320から矢印A方向に離間すると、ダクト510の先端部が吹出口部材550の間から引き抜かれる。この結果、吹出口部材550が揺動フリーの状態になり、吹出口部材550が支点ピン552を中心として圧縮バネSP1の付勢力で上方に傾斜する。
In contrast, when the
したがって、ダクト510の先端から吹き出したエアが、吹出口部材550によって斜め上方にガイドされ、加圧ローラ320の外周面に対してほぼ接線方向で吹き付けられる。この結果、加圧ローラ320の外周面の周方向に広い角度範囲でエアが吹き付けられ、加圧ローラ320の両端非通紙部の冷却効果が高まる。
Therefore, the air blown out from the tip of the
(●第6実施形態)
次に、本発明の第6実施形態に係る定着装置300の冷却構造を図9A、図9Bに基づいて説明する。この実施形態は、加圧ローラ320に対するダクト510の接近・離反動作に連動して、吹出口部材550の向きを上下方向に変更するようにしたものである。すなわち、図9Aのようにダクト510が加圧ローラ320に接近しているときは吹出口部材550が水平方向を向いているが(上下方向幅W1)、図9Bのようにダクト510が加圧ローラ320から矢印A方向に離間すると、吹出口部材550が引張バネSP2の付勢力で上下方向に開く(上下方向幅W2)。
(Sixth embodiment)
Next, a cooling structure of the fixing
吹出口510bの上下に配設された吹出口部材550は、位置固定の支点ピン553を中心として上下方向に揺動可能とされている。吹出口部材550の先端部に引張バネSP2が連結されている。図9Aの状態では、吹出口部材550が引張バネSP2の付勢力により開こうとしても、ダクト510の先端部が吹出口部材550に干渉するため吹出口部材550が開かない。
The
これに対して図9Bのように、ダクト510が矢印Aで示すように加圧ローラ320から離間すると、吹出口部材550が揺動フリーの状態になり、引張バネSP2の付勢力で外側に開く。このため、ダクト510の先端部から吹き出したエアが、加圧ローラ320の外周面の広い角度範囲にわたって上下方向幅W2から吹き付けられ、加圧ローラ320の両端非通紙部の冷却効果が高まる。
In contrast, as shown in FIG. 9B, when the
(●第7実施形態)
次に、本発明の第7実施形態に係る定着装置300の冷却構造を図10A、図10Bに基づいて説明する。この実施形態は、加圧ローラ320に対するダクト510の接近・離反動作を、用紙サイズに対応して行うようにしたものである。すなわち、例えば大サイズ紙を通紙するときは、加圧ローラ320の長手方向両端部の比較的狭い範囲で端部過昇温が発生するので、図10Aのようにダクト510を加圧ローラ320に接近させてエアを吹き出す。これに対して小サイズ紙を通紙するときは、加圧ローラ320の長手方向両端部の広い範囲にわたって端部過昇温の範囲が拡大するので、図10Bのようにダクト510を加圧ローラ320から離間させてエアを吹き出す。
(Seventh embodiment)
Next, the cooling structure of the fixing
ダクト510からのエアを吹き出す左右の吹出口510b付近には、それぞれ左右一対の吹出口部材550が支軸555を中心として回動可能に配設されている。当該吹出口部材550は引張バネSP3によって外側に開く方向に付勢されている。
A pair of left and right
図10Aのようにダクト510が加圧ローラ320に接近しているときは、左右一対の吹出口部材550の外側面がダクト510の内面で閉じる方向に押されているため、左右の吹出口部材550がほぼ平行状態で対向する。したがって、大サイズ紙を通紙するときの加圧ローラ320の長手方向両端部の比較的狭い範囲で発生する端部過昇温に対して、適切な範囲でエアを吹き出すことができる。
When the
一方、図10Bのようにダクト510が加圧ローラ320から離間すると、左右一対の吹出口部材550が引張バネSP3によって外側に付勢されて先広がりに開く。したがって、小サイズ紙を通紙するときの加圧ローラ320の長手方向両端部の広い範囲で発生する端部過昇温に対して、適切な範囲でエアを吹き出すことができる。
On the other hand, when the
(●第7実施形態の変形例)
図10A、図10Bの吹出口部材550に加えて、図3A、図3Bの吹出口部材550を配置してもよい。すなわち、吹出口の上下左右に吹出口部材550を配置する構成にしてもよい。
(Modification of the seventh embodiment)
10A and 10B, the
これにより、図10Bのようにダクト510が加圧ローラ320から離間するにしたがって、吹出口部材550の開口を上下方向では狭めると共に長手方向では広げるようにすることができる。ここで「上下方向」とは、加圧ローラ320の長手方向とダクト510の移動方向の双方に直交する方向である。
As a result, as shown in FIG. 10B, the opening of the
こうすることで、ダクト510が加圧ローラ320から離間した状態で、加圧ローラ320の長手方向の広い範囲で強い気流Wa、Wbを加圧ローラ320の長手方向両端部に当てることができる。したがって、図10Bの場合よりも、定着ローラ310又は加圧ローラ320の端部過昇温を効果的に抑制することができる。
By doing this, when the
以上、本発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、ダクト510からのエアで加圧ローラ320を冷却する代わりに、定着ローラ310を直接冷却するようにしてもよい。また定着ローラ310を加熱するハロゲンランプHLは、PTC素子を使用したヒーターやセラミックヒータなど、他の発熱体に代替が可能である。
The present invention has been specifically described above based on the embodiments, but it goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiments and can be modified in various ways within the scope of the technical ideas described in the claims. For example, instead of cooling the
100:画像形成装置 300:定着装置
310:定着ローラ(加熱部材) 311:定着ベルト(加熱部材)
320:加圧ローラ(加圧部材) 330:ヒーター
340:ヒーターホルダ 350:ステー
510:ダクト 510a:吸入口
510b:吹出口 530:送風ファン
550、550a、550b:吹出口部材 551~553:支点ピン
554:連結材 555、556:支軸
557:固定ピン 570a、570b:スライダー部材
SN:定着ニップ(ニップ部) SP1:圧縮バネ
SP2~SP4:引張バネ TH1~TH3:サーミスタ
100: Image forming apparatus 300: Fixing device 310: Fixing roller (heating member) 311: Fixing belt (heating member)
320: Pressure roller (pressure member) 330: Heater 340: Heater holder 350: Stay 510:
550, 550a, 550b:
Claims (7)
前記加熱部材又は前記加圧部材の長手方向両端部に対してエアを吹き出すダクトを、前記長手方向を横切る方向で移動可能に配設したことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus including a fixing device in which a heating member having a longitudinal direction and a pressure member are in pressure contact with each other to form a nip portion, heat is transferred from the heating member to a sheet member passing through the nip portion, and a toner image carried on the sheet member is heated and fixed,
an image forming apparatus comprising: a duct for blowing air to both ends in a longitudinal direction of said heating member or said pressure member, said duct being disposed so as to be movable in a direction transverse to said longitudinal direction;
前記加熱部材又は前記加圧部材の長手方向両端部に対してエアを吹き出すダクトを、前記長手方向を横切る方向で移動可能に配設すると共に、前記ダクトが前記長手方向を横切る方向で前記加熱部材又は前記加圧部材から離間するにつれて、前記ダクトからのエアを吹き出す吹出口の開口が徐々に狭まるように変化することを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus including a fixing device in which a heating member having a longitudinal direction and a pressure member are in pressure contact with each other to form a nip portion, heat is transferred from the heating member to a sheet member passing through the nip portion, and a toner image carried on the sheet member is heated and fixed,
an image forming apparatus comprising: a duct for blowing air toward both longitudinal ends of the heating member or the pressure applying member, the duct being arranged so as to be movable in a direction transverse to the longitudinal direction; and an opening of an outlet for blowing air from the duct gradually narrowing as the duct moves away from the heating member or the pressure applying member in the direction transverse to the longitudinal direction.
前記加熱部材又は前記加圧部材の長手方向両端部に対してエアを吹き出すダクトを、前記長手方向を横切る方向で移動可能に配設すると共に、前記ダクトが前記長手方向を横切る方向で前記加熱部材又は前記加圧部材から離間するにつれて、前記ダクトからのエアを吹き出す吹出口の開口が前記長手方向および前記ダクトの移動方向と直交する方向で徐々に狭まり、前記長手方向では広がるように変化することを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus including a fixing device in which a heating member having a longitudinal direction and a pressure member are in pressure contact with each other to form a nip portion, heat is transferred from the heating member to a sheet member passing through the nip portion, and a toner image carried on the sheet member is heated and fixed,
an image forming apparatus comprising: a duct which blows air toward both longitudinal ends of the heating member or the pressure applying member, the duct being arranged so as to be movable in a direction transverse to the longitudinal direction ; and an opening of an outlet which blows air from the duct gradually narrows in the longitudinal direction and in a direction perpendicular to the direction of movement of the duct, and widens in the longitudinal direction as the duct moves away from the heating member or the pressure applying member in the direction transverse to the longitudinal direction.
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