JP2012098462A - Image forming apparatus - Google Patents
Image forming apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012098462A JP2012098462A JP2010245388A JP2010245388A JP2012098462A JP 2012098462 A JP2012098462 A JP 2012098462A JP 2010245388 A JP2010245388 A JP 2010245388A JP 2010245388 A JP2010245388 A JP 2010245388A JP 2012098462 A JP2012098462 A JP 2012098462A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sheet
- belt
- cooling
- cooling roller
- image forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Fixing For Electrophotography (AREA)
Abstract
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).
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
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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/m2)、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
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
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
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
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
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
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
Claims (8)
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010245388A JP2012098462A (en) | 2010-11-01 | 2010-11-01 | Image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010245388A JP2012098462A (en) | 2010-11-01 | 2010-11-01 | Image forming apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012098462A true JP2012098462A (en) | 2012-05-24 |
Family
ID=46390440
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010245388A Pending JP2012098462A (en) | 2010-11-01 | 2010-11-01 | Image forming apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012098462A (en) |
-
2010
- 2010-11-01 JP JP2010245388A patent/JP2012098462A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7949280B2 (en) | Image heating apparatus | |
JP5762218B2 (en) | Image heating device | |
JP5253208B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP4586867B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP7114389B2 (en) | Fixing device | |
JP6272134B2 (en) | Fixing device | |
US8688021B2 (en) | Glossing device, fixing device, and image forming apparatus incorporating same | |
JP5359764B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
EP2562605A2 (en) | Image heating apparatus | |
JP2010266705A (en) | Fixing and image forming apparatus | |
JP2014157347A (en) | Image heating device | |
JP2005316046A (en) | Image heating apparatus | |
JP5454002B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP2010204510A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP2015084026A (en) | Image forming apparatus | |
JP2012098462A (en) | Image forming apparatus | |
JP5838670B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP5879411B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP2013205669A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP2019028278A (en) | Fixing device | |
JP4468273B2 (en) | Sheet conveying apparatus and image forming apparatus | |
JP2024024242A (en) | Image forming apparatus | |
JP5533613B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2018063387A (en) | Fixing device, image forming apparatus, and method for controlling image forming apparatus | |
JP2012103479A (en) | Image heating device |