JP2012098462A - Image forming apparatus - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus that provides glossiness of deliverables required by a user with a simple configuration.SOLUTION: A cooling device holds and conveys a sheet P after fixing with a cooling roller 201 and a belt 202, and thereby cools the sheet P. The entering amount of the cooling roller 201 relative to the belt 202 is made variable so that glossiness of the sheet P is controlled.

Description

本発明は、トナー画像が加熱定着されたシートを冷却する冷却装置を備えた画像形成装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus including a cooling device that cools a sheet on which a toner image is heated and fixed.

一般に、熱定着によってトナーをシートに定着する画像形成装置によって形成されたトナー画像、特にカラー画像には、例えば写真画像における高品質画像の条件として高い光沢度（以下、グロス）が要求されている。その一方、グロスが低いほうが見やすい場合があり、例えばビジネスユースのカラーグラフや文字画像、あるいはＣＡＤ図面などをプリントする場合には、グロスの低い画像が好まれる。このように、出力される画像のグロスに対するユーザの要求は多岐にわたり、画像形成の都度、その要求を満足させなければならない。   In general, a toner image formed by an image forming apparatus that fixes toner on a sheet by heat fixing, particularly a color image, is required to have high gloss (hereinafter referred to as gloss) as a condition for a high-quality image in a photographic image, for example. . On the other hand, a lower gloss may be easier to see. For example, when printing a color graph or a character image for business use or a CAD drawing, an image with a lower gloss is preferred. In this way, the user's requirements for the gloss of the output image are diverse, and the request must be satisfied every time an image is formed.

上述した画像形成方式による成果物のグロスは、定着後のシートの冷却条件によって変化することがわかっている。例えば、表面性の優れたローラやベルトを用いて定着後のシートをトナーのガラス転移点温度まで冷却すると、グロスが高い画像を出力することが可能となる。   It has been found that the gloss of the product obtained by the above-described image forming method changes depending on the cooling condition of the sheet after fixing. For example, when a sheet after fixing is cooled to the glass transition temperature of the toner using a roller or belt having excellent surface properties, an image with high gloss can be output.

従来、このようなメカニズムに基づいて、定着ベルト内側に冷却ローラを備え、定着ベルトに対して冷却ローラの接離を行うことによって、グロスコントロールを行う構成が考案されている（特許文献１）。   Conventionally, based on such a mechanism, a configuration has been devised in which a cooling roller is provided inside the fixing belt, and the gloss control is performed by bringing the cooling roller into and out of contact with the fixing belt (Patent Document 1).

特開２００４−８５６３４号公報JP 2004-85634 A

しかしながら、特許文献１に記載のものは、二つの定着ベルトを対向して設けた、いわゆるツインベルト式定着器を用いており、加熱された定着ベルトを冷却する必要があるため、十分な冷却効果を得ることが難しい。また、通常の定着のために一旦冷却した定着ベルトを再加熱する際に時間がかかるため、生産性が低下するとともに、電力消費量も増大する。   However, the one described in Patent Document 1 uses a so-called twin belt type fixing device in which two fixing belts are provided facing each other, and it is necessary to cool the heated fixing belt. Difficult to get. Further, since it takes time to reheat the fixing belt once cooled for normal fixing, productivity is reduced and power consumption is also increased.

そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、生産性を低下させることなく、ユーザの要求に応じたシートの光沢度を実現することのできる冷却装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とするものである。   Therefore, the present invention has been made in view of such a current situation, and image formation including a cooling device that can realize the glossiness of a sheet according to a user's request without reducing productivity. The object is to provide an apparatus.

上記課題を解決するために本発明は、シート上に形成されたトナー像を加熱定着させる定着器と、前記定着器を通過したシートを冷却する冷却装置と、を備え、前記冷却装置は、前記定着器を通過したシートを、ベルトと挟持して搬送することによりシートを冷却する冷却ローラと、前記冷却ローラと前記ベルトがシートを挟持する領域の搬送方向の長さが変更する変更手段を有することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention includes a fixing device that heat-fixes a toner image formed on a sheet, and a cooling device that cools the sheet that has passed through the fixing device, and the cooling device includes: A cooling roller that cools the sheet by nipping and conveying the sheet that has passed through the fixing device; and a changing unit that changes a length of the cooling roller and a region in which the belt nipping the sheet changes in the conveying direction. It is characterized by that.

冷却ローラとベルトの接触状態において、冷却ローラのベルトに対する位置を可変とすることで、冷却ローラとベルトのニップ量の調整が可能となり、シートのグロスを任意に調整することができる。   By changing the position of the cooling roller relative to the belt in the contact state between the cooling roller and the belt, the nip amount between the cooling roller and the belt can be adjusted, and the gloss of the sheet can be arbitrarily adjusted.

本発明の第１の実施の形態に係る冷却装置を備えた画像形成装置の断面図。1 is a cross-sectional view of an image forming apparatus provided with a cooling device according to a first embodiment of the present invention. 上記冷却装置の断面図。Sectional drawing of the said cooling device. 上記冷却装置に設けられた冷却ローラを移動させるカム機構を説明する断面図。Sectional drawing explaining the cam mechanism which moves the cooling roller provided in the said cooling device. 高グロスモード設定時における上記冷却ローラとベルトの関係を説明する断面図。Sectional drawing explaining the relationship between the said cooling roller and belt at the time of high gloss mode setting. 上記冷却ローラのベルトに対する進入量とニップ量の関係を説明する図。The figure explaining the relationship between the approach amount with respect to the belt of the cooling roller and the nip amount. 上記画像形成装置におけるグロスモードと各種パラメータの設定例を示す表。6 is a table showing an example of setting gloss modes and various parameters in the image forming apparatus. 上記冷却装置の動作を説明するフローチャート図。The flowchart figure explaining operation | movement of the said cooling device. 上記画像形成装置の制御ブロック図。FIG. 2 is a control block diagram of the image forming apparatus. 冷却用ファンユニットを設けた上記冷却装置の概略図。Schematic of the cooling device provided with a cooling fan unit. 吹き付けファンを用いた本発明の第２の実施の形態に係る冷却装置の断面図。Sectional drawing of the cooling device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention using a blowing fan.

以下、本発明を実施するための形態を、図面を用いて詳細に説明する。図１は、回転体を用いた冷却装置１９９を組み込んだ画像形成装置であるプリンタの一例を示す断面図である。図１において、１はプリンタ本体であり、プリンタ本体１の上部に備えられた画像形成部２、下部に備えられたシート搬送部４とから構成される。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a printer which is an image forming apparatus incorporating a cooling device 199 using a rotating body. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a printer main body, which includes an image forming unit 2 provided at the upper part of the printer main body 1 and a sheet conveying unit 4 provided at the lower part.

画像形成部２は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ各色ごとの画像形成ステーションを備える。それぞれのステーションには像担持体としての感光体ドラム２０、感光体ドラム表面を一様に帯電する帯電器２１、帯電された感光体ドラム２０に静電潜像を形成するための露光ユニット２２を備える。さらに、感光体ドラム２０上の静電潜像をトナー像に現像する現像器２３、感光体ドラム２０上のトナー像を中間転写ベルト２４に転写する１次転写ローラ２５、感光体ドラム２０上の残留トナーを除去するクリーナ２６を配設する。中間転写ベルト２４は、駆動ローラ２７、２次転写内ローラ２８、テンションローラ２９によって張架されている。   The image forming unit 2 includes image forming stations for each color of Y, M, C, and Bk. Each station includes a photosensitive drum 20 as an image carrier, a charger 21 for uniformly charging the surface of the photosensitive drum, and an exposure unit 22 for forming an electrostatic latent image on the charged photosensitive drum 20. Prepare. Further, a developing unit 23 that develops the electrostatic latent image on the photosensitive drum 20 into a toner image, a primary transfer roller 25 that transfers the toner image on the photosensitive drum 20 to the intermediate transfer belt 24, A cleaner 26 for removing residual toner is provided. The intermediate transfer belt 24 is stretched around a drive roller 27, a secondary transfer inner roller 28, and a tension roller 29.

次に、シート搬送部４の構成について説明する。用紙カセット４０に収納されたシートＰは、給紙ローラ４１及び分離ローラ対４２によって１枚ずつ分離され、複数の搬送ローラ４３によってレジストローラ対４４へと搬送される。レジストローラ対４４のニップにシート搬送方向下流端を突き当てて停止したシートは、中間転写ベルト２４上のトナー像の位置とタイミングを合わせて搬送される。   Next, the configuration of the sheet conveying unit 4 will be described. The sheets P stored in the paper cassette 40 are separated one by one by a paper feed roller 41 and a separation roller pair 42, and are conveyed to a registration roller pair 44 by a plurality of conveyance rollers 43. The sheet stopped by abutting the downstream end in the sheet conveyance direction against the nip of the registration roller pair 44 is conveyed in accordance with the position and timing of the toner image on the intermediate transfer belt 24.

中間転写ベルト２４上のトナー像は、２次転写内ローラ２８と２次転写外ローラ４５が対向する転写位置においてレジストローラ対４４から搬送されたシートＰ上に転写される。さらにシート搬送方向下流には、搬送ベルト４６、シートＰ上のトナー像を定着する定着器１２、定着器１２を通過したシートＰを冷却する冷却装置１９９、シートＰを装置外へ排出して排紙トレイ４９に積載する排紙ローラ４８が配設される。   The toner image on the intermediate transfer belt 24 is transferred onto the sheet P conveyed from the registration roller pair 44 at a transfer position where the secondary transfer inner roller 28 and the secondary transfer outer roller 45 face each other. Further downstream in the sheet conveying direction, the conveying belt 46, the fixing device 12 that fixes the toner image on the sheet P, the cooling device 199 that cools the sheet P that has passed through the fixing device 12, the sheet P is discharged out of the apparatus and discharged. A paper discharge roller 48 loaded on the paper tray 49 is provided.

冷却装置１９９に到達したシートＰの温度は約９０℃で、冷却装置１９９を通過したシートＰの温度は約５５℃である。このように、冷却装置１９９を通過することによって、定着後のシートＰをトナーのガラス転移点８０℃よりも低い温度にすることができる。仮にシートＰが冷却装置１９９を通過しない場合、シートＰはトナーのガラス転移点よりも高い温度で、ガイドや搬送ローラに接触することになる。この場合、シートＰの接触部分のみガイドや搬送ローラの表面性が画像に転写され、光沢ムラが発生する。よって、高品位な画像を得るためには、定着後のシートＰ及びトナーを冷却する冷却装置１９９が必要である。   The temperature of the sheet P that has reached the cooling device 199 is about 90 ° C., and the temperature of the sheet P that has passed through the cooling device 199 is about 55 ° C. Thus, by passing through the cooling device 199, the sheet P after fixing can be set to a temperature lower than 80 ° C. of the glass transition point of the toner. If the sheet P does not pass through the cooling device 199, the sheet P comes into contact with the guide and the conveyance roller at a temperature higher than the glass transition point of the toner. In this case, the surface properties of the guide and the conveying roller are transferred to the image only at the contact portion of the sheet P, and gloss unevenness occurs. Therefore, in order to obtain a high-quality image, a cooling device 199 that cools the sheet P and toner after fixing is necessary.

次に、冷却装置１９９とその周辺の構成について説明する。図２は、冷却装置１９９の断面図である。冷却装置１９９は、定着器１２を通過したシートを挟持して搬送する冷却ローラ２０１、ベルト２０２から構成される。定着後のシートＰは、冷却ローラ２０１とベルト２０２の挟持により形成されるニップ部２００を通過することで冷却される。ニップ部２００とは、ベルト２０２が冷却ローラ２０１に巻きつくように接触することにより形成される領域を指す。   Next, the cooling device 199 and the surrounding configuration will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view of the cooling device 199. The cooling device 199 includes a cooling roller 201 and a belt 202 that sandwich and convey the sheet that has passed through the fixing device 12. The sheet P after fixing is cooled by passing through a nip portion 200 formed by clamping the cooling roller 201 and the belt 202. The nip portion 200 refers to a region formed by contacting the belt 202 so as to be wound around the cooling roller 201.

冷却ローラ２０１は、ＳＵＳ製のローラ材に厚さ０．５ｍｍのＰＦＡチューブを巻いたものであり、冷却ローラ２０１の表面性は高い。ＰＦＡチューブが巻かれた部分の外径は６０ｍｍである。冷却ローラ２０１は、モータから供給される駆動力によって回転駆動され、後述するカム機構２３０によりベルト２０２に対して近づく、あるいは遠ざかる方向に移動可能な構成となっている。   The cooling roller 201 is obtained by winding a 0.5 mm thick PFA tube around a roller material made of SUS, and the surface property of the cooling roller 201 is high. The outer diameter of the portion around which the PFA tube is wound is 60 mm. The cooling roller 201 is rotationally driven by a driving force supplied from a motor, and is configured to be movable in a direction toward or away from the belt 202 by a cam mechanism 230 described later.

ベルト２０２はＣＲゴムの表層にウレタン材を接着した弾性ベルトで、厚みは６００μｍである。ベルト２０２の表面には搬送方向及び搬送方向と直交する幅方向にそれぞれ、１５ｍｍピッチ、７．８ｍｍピッチでφ４ｍｍの孔が設けられている。ベルト２０２は、駆動ローラ２０４ａにより回転駆動され、張架ローラ２０４ｂ、２０４ｃにより張架される。張架ローラ２０４ｂは、後述するカム機構によって位置を変更してベルト２０２にかかる張力を可変できる構成となっている。   The belt 202 is an elastic belt in which a urethane material is bonded to the surface layer of CR rubber, and has a thickness of 600 μm. On the surface of the belt 202, holes of φ4 mm are provided at a pitch of 15 mm and a pitch of 7.8 mm, respectively, in the transport direction and the width direction orthogonal to the transport direction. The belt 202 is rotationally driven by a driving roller 204a and is stretched by stretching rollers 204b and 204c. The tension roller 204b is configured to be able to vary the tension applied to the belt 202 by changing the position by a cam mechanism described later.

ベルト２０２の冷却ローラ２０１と反対側にはシートＰをベルト２０２の表面に密着させるための吸引ファン２０３があり、ファンダクト２０８に接続されている。吸引ファン２０３の吸引力は、ユーザが設定、入力するグロスモード（冷却されるシートの光沢度に関する情報）、シート情報（坪量）に応じて、自動的に適切な吸引力に調節される。冷却装置１９９のシート搬送方向上流には上流ガイド２０５がある。上流ガイド２０５のシート搬送方向下流端には入口ガイドシート２０７が配置され、シートＰをニップ部２００にガイドする。冷却装置１９９のシート搬送方向下流には下流ガイド２０６が配置される。   A suction fan 203 for bringing the sheet P into close contact with the surface of the belt 202 is connected to a fan duct 208 on the side opposite to the cooling roller 201 of the belt 202. The suction force of the suction fan 203 is automatically adjusted to an appropriate suction force according to the gloss mode (information regarding the glossiness of the sheet to be cooled) and sheet information (basis weight) set and input by the user. An upstream guide 205 is located upstream of the cooling device 199 in the sheet conveyance direction. An inlet guide sheet 207 is disposed at the downstream end of the upstream guide 205 in the sheet conveyance direction, and guides the sheet P to the nip portion 200. A downstream guide 206 is disposed downstream of the cooling device 199 in the sheet conveyance direction.

次に、ニップ部２００における冷却ローラ２０１とベルト２０２のニップ量を変更するための移動手段としてのカム機構２３０について詳細に説明する。ここで、冷却ローラ２０１とベルト２０２のニップ量とは、冷却ローラ２０１とベルト２０２がシートを挟持する領域の冷却ローラ２０１の円周に沿った長さを言い、冷却ローラ２０１のベルト２０２に対する進入量によって変化する。   Next, the cam mechanism 230 as a moving unit for changing the nip amount between the cooling roller 201 and the belt 202 in the nip portion 200 will be described in detail. Here, the nip amount between the cooling roller 201 and the belt 202 is a length along the circumference of the cooling roller 201 in an area where the cooling roller 201 and the belt 202 sandwich the sheet, and the cooling roller 201 enters the belt 202. Varies with quantity.

図３に冷却ローラ２０１を移動させるカム機構２３０の断面図を示す。冷却ローラ軸２２０はベアリング２２１によって支持されている。ベアリング２２１は、側板２２２に設けられた長孔部に嵌合し、長孔に沿って移動できる構成となっている。冷却ローラ軸２２０には位置規制ベアリング２２８が取り付けられている。位置規制ベアリング２２８に対してカム軸２２９に固定されたカム２２３が当接している。カム２２３は異なる半径を有する複数の当接部を備えている。カム軸２２９は減速ギア２２４、２２５、２２６、モータギア（非図示）を介して、位置決めモータ２２７からの駆動を受けて、回転可能となっている。この回転に伴い、カム２２３の位相が変わることにより冷却ローラ２０１が移動し、ベルト２０２に対する相対位置が変化することで、冷却ローラ２０１とベルト２０２が接触する度合いが変化する。これにより、ニップ部２００における冷却ローラ２０１とベルト２０２のニップ量を調節することができる。   FIG. 3 shows a cross-sectional view of the cam mechanism 230 that moves the cooling roller 201. The cooling roller shaft 220 is supported by a bearing 221. The bearing 221 is configured to fit in a long hole provided in the side plate 222 and move along the long hole. A position regulating bearing 228 is attached to the cooling roller shaft 220. A cam 223 fixed to the cam shaft 229 is in contact with the position regulating bearing 228. The cam 223 includes a plurality of contact portions having different radii. The cam shaft 229 is rotatable by receiving driving from the positioning motor 227 via reduction gears 224, 225, 226 and a motor gear (not shown). Along with this rotation, the cooling roller 201 moves by changing the phase of the cam 223, and the relative position with respect to the belt 202 changes, whereby the degree of contact between the cooling roller 201 and the belt 202 changes. Thereby, the nip amount of the cooling roller 201 and the belt 202 in the nip portion 200 can be adjusted.

次に、冷却装置１９９によってシートＰが冷却される手順を説明する。図４に高グロスモード設定時の冷却装置の動作を示す断面図を示す。まず、ユーザが成果物をプリントする際にシートＰのシート情報（種類、坪量）の入力、及びグロスモード（光沢度の高低）を設定する。ユーザは操作部１０１、又は画像形成装置に接続されたホストＰＣからシート情報の入力、及びグロスモード設定を行う。ユーザによって設定、入力された情報は画像形成装置のコントロール部（ＣＰＵ１５０（図８））に送られる。設定したグロスモードと、入力されたシートＰの情報に基づいてＣＰＵ１５０が冷却ローラ２０１とベルト２０２のニップ量、吸引ファン２０３の吸引力等を制御する。   Next, a procedure for cooling the sheet P by the cooling device 199 will be described. FIG. 4 is a sectional view showing the operation of the cooling device when the high gloss mode is set. First, when a user prints a product, input of sheet information (type and basis weight) of the sheet P and a gloss mode (gloss level) are set. The user inputs sheet information and sets the gloss mode from the operation unit 101 or the host PC connected to the image forming apparatus. Information set and input by the user is sent to the control unit (CPU 150 (FIG. 8)) of the image forming apparatus. Based on the set gloss mode and the input sheet P information, the CPU 150 controls the nip amount between the cooling roller 201 and the belt 202, the suction force of the suction fan 203, and the like.

高グロスモード設定時には冷却ローラ２０１はカム機構２３０によって、ニップ部２００における冷却ローラ２０１とベルト２０２のニップ量を増大させる方向に移動する。そして、画像形成動作が始まると、冷却ローラ２０１とベルト２０２は回転を始める。また、シートＰのシート搬送方向下流端がベルト２０２に到達するタイミングで吸引ファン２０３は吸引を始める。この際の吸引力は、入力、設定されたシートＰの種類、坪量、及びグロスモードによって決まっており、坪量が大きく、剛度の高い材質であるほど、シートＰをベルト２０２の表面に密着させるための吸引力は強く設定されている。シートＰは、定着器１２においてトナーが定着された後、上流ガイド２０５を通過する。そして、入口ガイドシート２０７によってガイドされながら、ニップ部２００に進入する。この際の冷却装置１９９へ搬入直前のシートＰの温度は約９０℃程度である。ニップ部２００ではシートＰは吸引ファン２０３に吸引され、ベルト２０２の表面に保持されながら搬送される。シートＰの画像面は冷却ローラ２０１に圧接されながら冷却され、ニップ量を最大にするとニップ部２００の直後のシートＰの温度は約５５℃まで低下する。トナーのガラス転移点温度Ｔｇは６０℃程度であるため、画像面のトナーは冷却ローラ２０１の高い表面性が転写されて表面性の高い状態で固まる。この結果、高グロスの成果物となる。そして、ニップ部２００を通過したシートＰは吸引ファン２０３によってベルト２０２の表面に吸着され、保持された状態で冷却ローラ２０１から分離し、搬送され、下流ガイド２０６に安定して受け渡される。シートＰのシート搬送方向下流端がベルト２０２から離れると吸引ファン２０３は停止する。そして最終的に排紙トレイに排出される。   When the high gloss mode is set, the cooling roller 201 is moved by the cam mechanism 230 in a direction to increase the nip amount between the cooling roller 201 and the belt 202 in the nip portion 200. When the image forming operation starts, the cooling roller 201 and the belt 202 start to rotate. Further, the suction fan 203 starts sucking at the timing when the downstream end of the sheet P in the sheet conveyance direction reaches the belt 202. The suction force at this time is determined by the input, the type of the set sheet P, the basis weight, and the gloss mode. The higher the basis weight and the higher the rigidity, the closer the sheet P is to the surface of the belt 202. The suction force for making it strong is set. The sheet P passes through the upstream guide 205 after the toner is fixed in the fixing device 12. Then, it enters the nip portion 200 while being guided by the entrance guide sheet 207. At this time, the temperature of the sheet P immediately before being carried into the cooling device 199 is about 90 ° C. In the nip portion 200, the sheet P is sucked by the suction fan 203 and conveyed while being held on the surface of the belt 202. The image surface of the sheet P is cooled while being pressed against the cooling roller 201, and when the nip amount is maximized, the temperature of the sheet P immediately after the nip portion 200 is reduced to about 55 ° C. Since the glass transition temperature Tg of the toner is about 60 ° C., the high surface property of the cooling roller 201 is transferred to the toner on the image surface, and the toner is hardened in a state with high surface property. This results in a high gloss product. Then, the sheet P that has passed through the nip portion 200 is attracted to the surface of the belt 202 by the suction fan 203, separated from the cooling roller 201 while being held, conveyed, and stably delivered to the downstream guide 206. When the downstream end of the sheet P in the sheet conveyance direction is separated from the belt 202, the suction fan 203 stops. Finally, the paper is discharged to a paper discharge tray.

また、低グロスモード設定時においては図２に示すように、ニップ部２００のニップ量を小さくすることで、冷却ローラの冷却能力を低減させる。このことにより、シートＰの温度は高い状態に保たれるため溶融トナーのシートＰへの沈み込みが発生し、シートＰの表面性は低下し、低グロスの成果物となる。このようにして、表面性の高い高グロスの成果物を出力したい場合はニップ部２００のニップ量を大きくし、表面性の低い低グロスの成果物を出力したい場合はニップ部２００のニップ量を小さくして光沢を調整することができる。そして、ニップ部２００のニップ量を変更した場合にも、ベルト２０２にシートＰに吸着させて搬送するために、シートＰを下流ガイド２０６に安定して受け渡すことが可能となる。   Further, when the low gloss mode is set, the cooling capacity of the cooling roller is reduced by reducing the nip amount of the nip portion 200 as shown in FIG. As a result, the temperature of the sheet P is kept high, so that the molten toner sinks into the sheet P, the surface property of the sheet P is lowered, and a low gloss product is obtained. In this way, the nip amount of the nip portion 200 is increased when outputting a high-gloss product having high surface properties, and the nip amount of the nip portion 200 is output when outputting a low-gloss product having low surface properties. The gloss can be adjusted by decreasing the size. Even when the nip amount of the nip portion 200 is changed, the sheet P can be stably delivered to the downstream guide 206 in order to be conveyed by being attracted to the belt 202 by the belt P.

ここで、ニップ部２００のニップ量と冷却効果について説明する。以下に本発明に基づいて行った実験結果を示す。プロセス速度１００ｍｍ／ｓ、紙間距離を１４０ｍｍ、普通紙（６４ｇ／ｍ^２）、定着後シート温度９０℃、ファンによる風速５ｍ／ｓという条件でシート冷却実験を行った。その結果、ニップ量を３ｍｍから２４ｍｍに８倍とした時には、シート温度低下幅が５℃増加するということが分かった。この時、冷却ローラ２０１のベルト２０２に対する進入量は２．５ｍｍから１１ｍｍに増加させている。このように、冷却ローラ２０１の進入量をコントロールすることで、冷却低下幅を変化させてグロスコントロールが実現できる。図５に冷却ローラの進入量とニップ量の関係を表すグラフを示す。 Here, the nip amount of the nip portion 200 and the cooling effect will be described. The results of experiments conducted based on the present invention are shown below. Sheet cooling experiments were performed under the conditions of a process speed of 100 mm / s, a distance between papers of 140 mm, plain paper (64 g / m ² ), a post-fixing sheet temperature of 90 ° C., and a fan wind speed of 5 m / s. As a result, it was found that when the nip amount was increased from 3 mm to 24 mm by 8 times, the sheet temperature decrease width increased by 5 ° C. At this time, the amount of the cooling roller 201 entering the belt 202 is increased from 2.5 mm to 11 mm. In this way, by controlling the amount of entry of the cooling roller 201, it is possible to change the cooling decrease width and realize gloss control. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the cooling roller approach amount and the nip amount.

ここで、グロスモードと冷却ローラのベルトに対する進入量、ニップ量等の各種冷却パラメータの設定例について図６に示す。低グロスモード設定時にはシート温度低下幅は小さい方が良いため、ニップ量を縮小させる。一方、高グロスモード設定時には、大きなシート温度低下幅を必要とするためにニップ量を増大させる必要がある。また、厚紙で高グロスモード時には、坪量が大きく、剛度の高いシートＰをベルト２０２に吸着させるために通常よりも大きなファン吸引力が必要になる。このようにファン吸引力を大きくすることにより、剛度の高いシートＰでも湾曲したベルトに沿って搬送されるため、冷却装置１９９のシート搬送方向下流の下流ガイド２０６までシートＰを確実に案内することができる。   Here, FIG. 6 shows setting examples of various cooling parameters such as the gloss mode and the amount of the cooling roller entering the belt and the nip amount. When the low gloss mode is set, the sheet temperature drop width should be small, so the nip amount is reduced. On the other hand, when the high gloss mode is set, it is necessary to increase the nip amount because a large sheet temperature decrease width is required. Further, when the thick paper is in the high gloss mode, a fan suction force larger than usual is required to attract the sheet P having a large basis weight and a high rigidity to the belt 202. By increasing the fan suction force in this way, even the highly rigid sheet P is conveyed along the curved belt, so that the sheet P is reliably guided to the downstream guide 206 downstream of the cooling device 199 in the sheet conveying direction. Can do.

図７に画像形成動作時のフローチャート、図８にブロック図を示す。以下、図７に示されるフローチャートに従って説明する。まず、ユーザは操作部１０１（図８）から実行されるＪＯＢに関する設定値を入力する（Ｓ１）。入力されるパラメータは、シートＰの種類・坪量の設定と希望する成果物のグロスであり、ＣＰＵ１５０（図８）は、各設定値によって冷却ローラ２０１のベルト２０２に対する進入量と吸引ファン２０３の出力を決定する。設定されたグロスモードが「低グロスモード」である場合（Ｓ２のＮＯ）は、冷却ローラ２０１のベルト２０２に対する進入量を「通常」とし（Ｓ３）、吸引ファン２０３の吸引力を「通常」とする（Ｓ４）。Ｓ２で設定されたグロスモードが「高グロスモード」である場合（ＹＥＳ）は、位置決めモータ２２７（図８）を駆動して冷却ローラ２０１のベルト２０２に対する進入量を増加させて「大」とする（Ｓ５）。さらに、設定された坪量が所定値以下である場合（Ｓ６のＮＯ）は、吸引ファン２０３の吸引力を「通常」とする（Ｓ７）。そして、設定された坪量が所定値以上の「厚紙」である場合（Ｓ６のＹＥＳ）は、吸引ファン２０３の吸引力を増加させ、吸引力「大」とする（Ｓ８）。ＣＰＵ１５０により冷却ローラ２０１のベルト２０２に対する進入量、及び吸引ファン２０３の出力が決定されると、画像形成動作のＪＯＢが開始する（Ｓ９）。   FIG. 7 is a flowchart at the time of image forming operation, and FIG. 8 is a block diagram. Hereinafter, a description will be given according to the flowchart shown in FIG. First, the user inputs a setting value related to JOB executed from the operation unit 101 (FIG. 8) (S1). The input parameters are the setting of the type / basis weight of the sheet P and the gloss of the desired product. The CPU 150 (FIG. 8) determines the amount of the cooling roller 201 that enters the belt 202 and the suction fan 203 according to the set values. Determine the output. When the set gloss mode is the “low gloss mode” (NO in S2), the amount of the cooling roller 201 entering the belt 202 is “normal” (S3), and the suction force of the suction fan 203 is “normal”. (S4). When the gloss mode set in S <b> 2 is the “high gloss mode” (YES), the positioning motor 227 (FIG. 8) is driven to increase the amount of the cooling roller 201 entering the belt 202 to “large”. (S5). Further, when the set basis weight is equal to or smaller than the predetermined value (NO in S6), the suction force of the suction fan 203 is set to “normal” (S7). If the set basis weight is “thick paper” of a predetermined value or more (YES in S6), the suction force of the suction fan 203 is increased to make the suction force “large” (S8). When the CPU 150 determines the amount of the cooling roller 201 entering the belt 202 and the output of the suction fan 203, JOB of the image forming operation starts (S9).

次に、画像形成装置のプロセススピードが速い場合について説明する。プロセススピードが速い場合には、シートを短時間で冷却させる必要があるため、より大きな冷却能力が必要になる。その対策として、冷却ローラ２０１の冷却に追加のファンなどを用いて、さらに冷却能力を向上させる方法がある。図９に冷却用ファンユニットを設けた構成の概略図を示す。図９に示す構成おいて、冷却ローラ２０１に近接させてダクトユニット２１１とダクトユニット２１１に冷却風を吹き込む冷却ファン２１０を配置している。冷却ファン２１０から発生する冷却風を冷却ローラ２０１の表面に吹きつけ、冷却ローラ２０１の表面の熱を奪うことで、冷却ローラ２０１の表面温度を低下させる。この結果、冷却ローラによるシートＰに対する冷却能力を増大させることができる。   Next, a case where the process speed of the image forming apparatus is fast will be described. When the process speed is high, it is necessary to cool the sheet in a short time, so that a larger cooling capacity is required. As a countermeasure, there is a method of further improving the cooling capacity by using an additional fan or the like for cooling the cooling roller 201. FIG. 9 shows a schematic diagram of a configuration in which a cooling fan unit is provided. In the configuration shown in FIG. 9, a cooling fan 210 that blows cooling air into the duct unit 211 and the duct unit 211 is disposed in the vicinity of the cooling roller 201. Cooling air generated from the cooling fan 210 is blown onto the surface of the cooling roller 201 to remove heat from the surface of the cooling roller 201, thereby reducing the surface temperature of the cooling roller 201. As a result, the cooling capacity for the sheet P by the cooling roller can be increased.

なお、上述した実施形態においては、シートの通過時のみ吸引ファン２０３を作動させる構成について説明した。これに限らず、シートＰの通過後、後続シートが到達するまでの間も作動させ、吸引ファン２０３が発生させるエアによって、冷却ローラ２０１を冷却するようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the configuration in which the suction fan 203 is operated only when the sheet passes is described. Not limited to this, the cooling roller 201 may be cooled by the air generated by the suction fan 203 after the sheet P passes and until the subsequent sheet arrives.

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態ではシートＰをベルトに吸着させるために吸引ファン２０３を用いたが、冷却ローラ２０１のシート搬送方向下流に備えられた吹き付けファンを用いる方法もある。図１０に吹き付けファンを用いた冷却装置の断面図を示す。ニップ部２００のシート搬送方向下流に冷却ファン２１０を配置し、ニップ部２００を通過したシートＰに対して、上方からベルト２０２に向かって、エアを吹き付けることでシートＰはベルト２０２に沿った状態で搬送される。このため、第１の実施の形態において吸引ファン２０３をベルト２０２の冷却ローラ２０１とは反対側に配置した時と同等の効果が得られる。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the suction fan 203 is used to adsorb the sheet P to the belt, but there is also a method using a blowing fan provided downstream of the cooling roller 201 in the sheet conveyance direction. FIG. 10 shows a cross-sectional view of a cooling device using a blowing fan. The cooling fan 210 is disposed downstream of the nip portion 200 in the sheet conveyance direction, and the sheet P passes along the belt 202 by blowing air toward the belt 202 from above the sheet P that has passed through the nip portion 200. It is conveyed by. For this reason, an effect equivalent to that when the suction fan 203 is arranged on the opposite side of the belt 202 from the cooling roller 201 in the first embodiment can be obtained.

１ プリンタ本体
２ 画像形成部
４ シート搬送部
１２ 定着器
１０１ 操作部
１９９ 冷却装置
２００ ニップ部
２０１ 冷却ローラ
２０２ ベルト
２０３ 吸引ファン
２０４ａ 駆動ローラ
２０４ｂ テンションローラ
２０４ｃ 張架ローラ
２０５ 上流ガイド
２０６ 下流ガイド
２０７ 入口ガイドシート
２０８ ファンダクト
２１０ 冷却ファン
２１１ ダクトユニット
２２０ 冷却ローラ軸
２２１ ベアリング
２２２ 冷却ローラ側板
２２３ カム
２２４、２２５、２２６ 減速ギア
２２７ 位置決めモータ
２２８ 位置規制ベアリング
２２９ カム軸
２３０ カム機構 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Printer main body 2 Image formation part 4 Sheet conveyance part 12 Fixing device 101 Operation part 199 Cooling device 200 Nip part 201 Cooling roller 202 Belt 203 Suction fan 204a Drive roller 204b Tension roller 204c Tension roller 205 Upstream guide 206 Downstream guide 207 Entrance guide Seat 208 Fan duct 210 Cooling fan 211 Duct unit 220 Cooling roller shaft 221 Bearing 222 Cooling roller side plate 223 Cam 224, 225, 226 Reduction gear 227 Positioning motor 228 Position regulating bearing 229 Cam shaft 230 Cam mechanism

Claims (8)

シート上に形成されたトナー像を加熱定着させる定着器と、
前記定着器を通過したシートを冷却する冷却装置と、を備え、
前記冷却装置は、
前記定着器を通過したシートを、ベルトと挟持して搬送することによりシートを冷却する冷却ローラと、
前記冷却ローラと前記ベルトがシートを挟持する領域の搬送方向の長さが変更する変更手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。 A fixing device that heat-fixes the toner image formed on the sheet;
A cooling device for cooling the sheet that has passed through the fixing device,
The cooling device is
A cooling roller that cools the sheet by sandwiching and conveying the sheet that has passed through the fixing device;
An image forming apparatus comprising: a changing unit that changes a length in a conveyance direction of an area where the cooling roller and the belt sandwich a sheet. 前記変更手段は、前記冷却ローラが前記ベルトに接触した状態における前記冷却ローラの前記ベルトに対する位置を変更することにより前記冷却ローラと前記ベルトがシートを挟持する領域の搬送方向の長さを変更とすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。   The changing means changes a length in a conveyance direction of a region where the cooling roller and the belt sandwich a sheet by changing a position of the cooling roller with respect to the belt in a state where the cooling roller is in contact with the belt. The image forming apparatus according to claim 1. 前記冷却ローラと前記ベルトがシートを挟持する領域の搬送方向の長さが長いほど、冷却されるシートの光沢度が高いことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。 3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the glossiness of the sheet to be cooled increases as the length in the conveyance direction of the region where the cooling roller and the belt sandwich the sheet is longer. 前記ベルトは表面に複数の孔が設けられ、
前記ベルトの、前記冷却ローラとは反対側に吸引ファンを備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。 The belt has a plurality of holes on the surface,
The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a suction fan on a side of the belt opposite to the cooling roller. 前記吸引ファンの吸引力は、冷却されるシートの坪量が大きいほど強いことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 3, wherein the suction force of the suction fan increases as the basis weight of the sheet to be cooled increases. 前記吸引ファンは、冷却されるシートが前記ベルト上を通過している時に作動されることを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 4, wherein the suction fan is operated when a sheet to be cooled is passing over the belt. 前記冷却ローラにエアを吹き付けて前記冷却ローラを冷却する冷却ファンを有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a cooling fan that blows air to the cooling roller to cool the cooling roller. 前記冷却ローラのシート搬送方向下流に設けられ、前記ベルトの上方から前記ベルトに向かってエアを吹きつけるファンを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a fan that is provided downstream of the cooling roller in a sheet conveying direction and blows air toward the belt from above the belt. .

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