JP2008181022A - 画像形成装置、および記録材の冷却方法 - Google Patents

Abstract

【課題】記録材におけるカールの度合いを小さくすることが可能な画像形成装置等を提供する。
【解決手段】定着装置６０は、加熱ロール６２と、加圧ロール６４とを備えている。また、冷却部７０は、第１のファン７１と、第２のファン７２と、冷却ロール７３とを備えている。第１のファン７１は、用紙における加熱ロール６２により加熱された面とは反対側の面に対して送風を行い、用紙を冷却する。また、第１のファン７１は、第２のファン７２および冷却ロール７３よりも用紙搬送方向上流側、且つ、定着装置６０よりも用紙搬送方向下流側に配設されている。第２のファン７２は、第１のロール状部材７３ａ側から送風を行い、冷却ロール７３を冷却する。また、第２のファン７２は、第１のファン７１よりも用紙搬送方向下流側に配設されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、プリンタなどの画像形成装置等に関する。

排紙ローラによる記録材上の現像剤（トナー画像）のはぎ取りを防止するため、未定着現像剤を担持した記録材を１対のローラ対に通過せしめることにより未定着現像剤を記録材上に熱定着する定着装置と、定着装置を通過した記録材を装置外に排出する少なくとも１対の排紙ローラと、排紙ローラを冷却する排紙ローラ冷却手段とを有する画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−１８１７６７号公報

ところで、定着装置の記録材搬送方向下流側に一対の排紙ローラを設けるとともに、この排紙ローラを冷却する冷却手段を設けた場合、定着装置による加熱作用を受け記録材にカールが発生するとともに、排紙ローラによる冷却作用を受けカールの度合いが大きくなる場合がある。この結果、記録材が搬送される過程においてジャムが発生しやすくなったり、記録材の収容性が悪化したりするなどの不具合が生じるおそれがある。

そこで本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、記録材におけるカールの度合いを小さくすることが可能な画像形成装置等を提供することにある。

かかる目的のもと、本発明が適用される画像形成装置は、記録材上に形成された画像を加熱により記録材に定着させる定着手段と、定着手段により画像が定着された記録材を冷却する第１の冷却手段と、第１の冷却手段による冷却がなされる前に定着手段にて定着が行われた記録材を反画像面側から冷却する第２の冷却手段と、を含む。

ここで、第１の冷却手段は、記録材を画像面側から冷却することを特徴とすることができる。また、第２の冷却手段は、記録材と接触することで記録材から熱を奪う接触部材により構成されたことを特徴とすることができる。さらに、記録材上に形成される画像の画像濃度を把握する把握手段と、把握手段にて把握された画像濃度に基づき第１の冷却手段または／および第２の冷却手段を制御する制御手段と、を更に含むことを特徴とすることができる。また、制御手段は、把握手段にて把握された画像濃度が所定の閾値以上である場合、画像濃度が所定の閾値よりも小さい場合に比べ第２の冷却手段による記録材の冷却を弱めることを特徴とすることができる。

他の観点から捉えると、本発明が適用される画像形成装置は、画像を保持した記録材を加熱する加熱手段と、加熱手段により加熱された記録材の被加熱面の冷却効果に比べ、被加熱面とは反対側の面の冷却効果を高めて冷却する上流側冷却手段と、上流側冷却手段による冷却箇所よりも記録材搬送方向下流側にて記録材を冷却する下流側冷却手段と、を含む。
ここで、下流側冷却手段は、反対側の面に比べて被加熱面を多く冷却することを特徴とすることができる。

さらに、本発明を記録材の冷却方法と捉えた場合、本発明が適用される記録材の冷却方法は、加熱により画像の定着が行われた記録材の冷却方法であって、画像の定着が行われた定着面とは反対側の面から記録材を冷却した後、定着面側から記録材の冷却を行う。

請求項１に係る発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、記録材におけるカールの度合いを小さくすることが可能な画像形成装置を提供することができる。
請求項２に係る発明によれば、画像のキズや、画像の一部が他の部材へ転移するオフセットなどの発生を抑制することができる。
請求項３に係る発明によれば、記録材からの奪熱を効率よく行うことができる。
請求項４に係る発明によれば、画像濃度に関わらずカールの度合いを小さくすることができる。
請求項５に係る発明によれば、カールの度合いを小さくすることができる。

請求項６に係る発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、記録材におけるカールの度合いを小さくすることが可能な画像形成装置を提供することができる。
請求項７に係る発明によれば、被加熱面側に画像が形成されている場合に、画像のキズや、画像の一部が他の部材へ転移するオフセットなどの発生を抑制することができる。
請求項８に係る発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、記録材におけるカールの度合いを小さくすることが可能な記録材の冷却方法を提供することができる。

―第１の実施形態―
以下、添付図面を参照して、本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明が適用される画像形成装置を示した概略構成図である。図１に示す画像形成装置は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置である。この画像形成装置には、電子写真方式により各色成分のトナー画像が形成される複数の画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋが備えられている。また、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋにより形成された各色成分トナー画像を中間転写ベルト１５に順次転写（一次転写）させる一次転写部１０が備えられている。

さらに、中間転写ベルト１５上に転写された重畳トナー画像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写部２０が備えられている。また、中間転写ベルト１５の内側には、中間転写ベルト１５を内側から張架するとともに定速性に優れたモータ（図示せず）などにより回転駆動される駆動ロール３１などの各種ロールが設けられている。さらに、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着手段の一例としての定着装置６０と、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０とが設けられている。また、定着装置６０の用紙搬送方向下流側には、定着がなされた用紙を機外に排出する搬送ロール（不図示）や、用紙の搬送方向を規定するガイド部材（不図示）などの搬送用部材が配設されている。

ところで、定着装置６０にて定着処理がなされた際、用紙上のトナー画像が完全に硬化せず未だ軟化状態となっている場合がある。そして、このような状態のまま搬送されていくと、上記搬送用部材と接触し、トナー画像にキズが発生したり、トナー画像の一部が搬送用部材に転移する所謂オフセットが発生したり、トナー画像にグロス変化が起きたりするなどの不具合が発生する場合がある。

また、近年のトナーは、定着装置に設けられたロール状部材（例えば、後述する加熱ロール６２（図２参照））からの用紙の剥離を容易にするため、結晶化樹脂により形成されたワックスを含んでいる場合がある。そして、このようなワックスを含む場合において、用紙上のトナー画像が上記と同様に搬送用部材に接触すると、接触した部分において結晶化が促進される。この結果、トナー画像上に結晶化度が異なる部分が生じ、トナー画像に筋状のムラが生じるおそれがある。
そこで、本実施形態における画像形成装置においては、用紙が上記搬送用部材に搬送される前に用紙を冷却する、即ち、上記搬送用部材の用紙搬送方向上流側において用紙を冷却する冷却部７０が配設されている。

本実施の形態において、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋには、次のような電子写真用デバイスが順次配設されている。まず、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１の周囲に、これらの感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２が配設されている。また、感光体ドラム１１上に静電潜像を書込むレーザ露光器１３（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す）が配設されている。さらに、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器１４が設けられている。また、感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー画像を一次転写部１０にて中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６が設けられている。また、感光体ドラム１１上の残留トナーを除去するドラムクリーナ１７が設けられている。

一次転写部１０は、中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に対向して配置される一次転写ロール１６を含んで構成されている。
二次転写部２０は、中間転写ベルト１５のトナー画像保持面側に配置される二次転写ロール２２と、バックアップロール２５とを含んで構成される。二次転写ロール２２は、中間転写ベルト１５を挟んでバックアップロール２５に圧接配置されている。
制御部４０は、各装置（各部）の動作を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）、プログラムが記録されるＲＯＭ（Read Only Memory）、各種データを一時的に記憶しておくＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えている。

次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。本実施形態においては、図示しないパーソナルコンピュータや図示しない画像読取装置等から画像データが出力される。そして、この画像データは図示しない画像処理装置により所定の画像処理が施され、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）の４色の色材階調データに変換され、レーザ露光器１３に出力される。
レーザ露光器１３は、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋの各々の感光体ドラム１１に照射する。各感光体ドラム１１では、帯電器１２によって表面が帯電された後、このレーザ露光器１３によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。

形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋの現像器１４によって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー画像として現像される。
一方、中間転写ベルト１５は、駆動ロール３１などの各種ロールによって図１に示す矢印Ｂ方向に所定の速度で循環駆動されている。感光体ドラム１１上に形成されたトナー画像は、各感光体ドラム１１と中間転写ベルト１５とが当接する一次転写部１０において、中間転写ベルト１５上に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上に重畳されたトナー画像が形成される。重畳されたトナー画像が中間転写ベルト１５の表面に形成された後、中間転写ベルト１５は移動し、トナー画像は二次転写部２０に搬送される。二次転写部２０では、二次転写ロール２２が中間転写ベルト１５を介してバックアップロール２５に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送ロール５２等により搬送された用紙Ｐは、二次転写部２０において、中間転写ベルト１５と二次転写ロール２２との間に挟み込まれる。

二次転写部２０においては、二次転写ロール２２とバックアップロール２５との間に二次転写バイアスが印加され、両部材間には二次転写電界が形成されている。そして、中間転写ベルト１５上に保持された定着トナー画像は、この二次転写部２０において、用紙Ｐ上に一括して静電転写される。その後、トナー画像が静電転写された用紙Ｐは、二次転写ロール２２によりこの二次転写ロール２２の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト５５へと搬送される。搬送ベルト５５では、用紙Ｐを最適な搬送速度で定着装置６０まで搬送する。定着装置６０においては、トナー画像が転写された用紙Ｐに対し、加熱および加圧が行われ、用紙Ｐ上にトナー画像の定着がなされる。そして、定着が終了した用紙Ｐは、冷却部７０により冷却がなされた後、画像形成装置の外部に排出される。

次に、定着装置６０および冷却部７０について説明する。
図２は、定着装置６０および冷却部７０を説明するための図である。
同図に示すように、本実施形態における定着装置６０は、支持筐体６１と、加熱ロール６２と、ヒータ６３と、加圧ロール６４と、加熱ロール６２を回転駆動させる駆動源（不図示）とを備えている。また、冷却部７０は、第１のファン７１と、第２のファン７２と、冷却ロール７３とを備えている。なお、本実施形態においては、第２のファン７２および冷却ロール７３により第１の冷却手段、下流側冷却手段が構成される。

支持筐体６１は、画像形成装置の所定位置に配設され、加熱ロール６２、加圧ロール６４などの各種部材を支持する役割を果たす。
加熱手段の一例としての加熱ロール６２は、支持筐体６１に回転可能な状態で配設されている。また、加熱ロール６２は、円筒状部材として構成され、弾性層が被覆されておらず、アルミニウムなどの芯金（コアロール）の表面に耐熱性樹脂（フッ素樹脂）を被覆して構成されたハードロールである。なお、この耐熱性樹脂としては、例えばテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）が挙げられる。

ヒータ６３は、加熱ロール６２の内部に配設され、加熱ロール６２を内部から加熱する。このヒータ６３は、例えば、ハロゲンヒータにより構成することができる。
加圧ロール６４は、支持筐体６１に回転可能な状態で配設されるとともに、加熱ロール６２に押圧された状態で配設されている。この結果、加圧ロール６４は、加熱ロール６２の回転に従動して回転する状態となっている。さらに、加圧ロール６４は、円柱状ロール（不図示）を基体としている。そして、基体側から、弾性層（不図示）と、離型層（不図示）とが順に積層されてソフトロールを構成している。

第２の冷却手段、上流側冷却手段の一例としての第１のファン７１は、用紙における加熱ロール６２により加熱された面とは反対側の面に対して送風を行い、用紙を冷却する。この第１のファン７１は、第２のファン７２および冷却ロール７３よりも用紙搬送方向上流側、且つ、定着装置６０よりも用紙搬送方向下流側に配設されている。また、第１のファン７１は、用紙が搬送されていく用紙搬送経路よりも加圧ロール６４側、換言すると、用紙の裏面側に配設されている。
第２のファン７２は、後述する第１のロール状部材７３ａ側から送風を行い、冷却ロール７３を冷却する。また、第２のファン７２は、第１のファン７１よりも用紙搬送方向下流側に配設されている。さらに、第２のファン７２は、用紙搬送経路よりも加熱ロール６２側、換言すると、用紙の表面側に配設されている。

冷却ロール７３は、互いに押圧した状態で配設された一対のロール状部材（第１のロール状部材７３ａ，第２のロール状部材７３ｂ）により構成され、トナー画像面側を含む用紙の両面を冷却し、用紙が上記搬送用部材に搬送される前にトナー画像を硬化させる。
第１のロール状部材７３ａは、用紙搬送経路よりも加熱ロール６２側に回転可能な状態で配設され、加熱ロール６２側から用紙を冷却する。なお、定着装置６０から用紙が搬送されてくる際、第１のロール状部材７３ａは、不図示の駆動源からの駆動力を受けることで図中矢印Ｃに示す方向に回転駆動を行う。

第２のロール状部材７３ｂは、用紙搬送経路よりも加圧ロール６４側に回転可能な状態で配設されている。なお、定着装置６０から用紙が搬送されてくる際、この第２のロール状部材７３ｂは、第１のロール状部材７３ａの回転に従動して回転を行う。
なお、本実施形態において、上記第２のファン７２は、上記第１のロール状部材７３ａ側に配置されており、第２のファン７２からの風は、第１のロール状部材７３ａ側に多く当たる。このため、第１のロール状部材７３ａの方が、第２のロール状部材７３ｂよりも温度が低い状態となっている。

本図に示した構成において、搬送ベルト５５（図１参照）により搬送されてきた用紙は、定着装置６０において加熱、加圧作用を受ける。この結果、トナー画像が、用紙上に定着される。なお、本実施形態においては、トナー画像は、用紙上において加熱ロール６２側に形成されている。定着処理が施された用紙は、下流方向に搬送される過程において、まず、第１のファン７１により冷却される。次いで、冷却ロール７３により冷却される。用紙上のトナー画像は、冷却ロール７３により冷却される結果、硬化が促進され、上述したトナー画像のキズや、オフセットの発生が抑制される。その後、用紙は、更に下流方向に搬送され、最終的に機外に排出される。

ところで、本発明者によれば、用紙は、加熱された際、脱湿するとともに、最後（後から）に脱湿する側の反対側に突出するようにカールするという知見が得られている。
この結果、定着装置６０にて、主として文字等により形成され画像濃度の低いトナー画像が形成された用紙に対し定着処理が行われた際、用紙には、上側、即ち加熱ロール６２に向かって凸となるカールが発生する（用紙Ｐ１参照）。

詳細に説明すると、定着装置６０にて定着処理が行われた際、加熱ロール６２の方が加圧ロール６４よりも温度が高いために、用紙は加熱ロール６２側が先に脱湿する。このため、用紙中に水分勾配が発生し、加圧ロール６４側の水分が加熱ロール側６２に移動する。この結果、加圧ロール６４側が最後に脱湿する状態となる。このため、用紙には、最後に脱湿する加圧ロール６４側の反対側、即ち加熱ロール６２側に向かって凸となるカールが発生する（用紙Ｐ１参照）。

また、本発明者によれば、用紙の冷却が行われた場合、用紙は、冷却の度合いが大きい側に凸となるように変形するとの知見が得られている。
この結果、用紙が第１のファン７１により冷却されると、用紙は、冷却の度合いが大きい第１のファン７１側、即ち、加圧ロール６４側に向かって凸となるように変形し、用紙におけるカールの度合いが、第１のファン７１により冷却される前に比べ小さい状態となる（用紙Ｐ２参照）。

詳細に説明すると、定着処理によりカールが発生した用紙は、用紙搬送経路上を搬送されていくが、その過程において、第１のファン７１により冷却される。第１のファン７１は、上述のとおり、用紙搬送経路よりも加圧ロール６４側に配設されている。このため、用紙における加圧ロール６４側の面、即ち加熱ロール６２により加熱された面とは反対側の面の方が、加熱ロール６２により加熱された面側よりも多く冷却される。即ち、上記反対側の面の方が、加熱ロール６２により加熱された面側よりも冷却効果を高めた状態で冷却される。この結果、上述のとおり、用紙は、冷却の度合いが大きい第１のファン７１側、即ち、加圧ロール６４側に向かって凸となるように変形し、用紙におけるカールの度合いが、第１のファン７１により冷却される前に比べ小さい状態となる。

その後、用紙は冷却ロール７３により冷却される。本実施形態においては、上述のとおり、第１のロール状部材７３ａの方が第２のロール状部材７３ｂよりも温度が低い状態となっている。このため、用紙は、冷却ロール７３を通過した際、冷却の度合いが大きい第１のロール状部材７３ａ側（加熱ロール６２側）に凸となるように変形する。この結果、用紙におけるカールの度合いが冷却ロール７３通過前に比べ若干大きい状態となる（用紙Ｐ３参照）。

ところで、従来の画像形成装置においては、本実施形態における第１のファン７１に相当する部材を設けず、本実施形態の第２のファン７２および冷却ロール７３に相当する部材により用紙を冷却する構成が提案されている。しかしながら、このような構成の場合、定着処理によりカールが発生するとともに、冷却により更にカールが増してしまうという問題がある。この結果、冷却が施された後の用紙には大きなカールが発生した状態となり、用紙が機外に排出される過程において、ジャムが発生しやすくなったり、排出された用紙を収容する収容部（不図示）における収容性が悪化したりするなどの不具合が生じやすい状況にあった。

そこで、本実施形態においては、上述のとおり、定着装置６０よりも用紙搬送方向下流側、且つ、冷却ロール７３よりも用紙搬送方向上流側において、加圧ロール６４側から用紙を冷却する第１のファン７１を設ける構成としている。このような構成とした場合、上述のとおり、定着装置６０を通過することによって発生したカールの度合いを小さいものとすることができる。この結果、冷却ロール７３を通過後の用紙におけるカールの度合いも従来に比べ小さいものとすることが可能となる。この結果、ジャムの発生を抑制可能となり、また、収容部における収容性を良好なものとすることができる。

なお、本実施形態においては、第１のファン７１による用紙の冷却後、第２のファン７２および冷却ロール７３により用紙の冷却を行っているが、例えば、冷却ロール７３を省略し、第２のファン７２のみにより冷却を行うことができる。
また、本実施形態においては、第１のファン７１および第２のファン７２の２つのファンを設ける構成となっているが、ファンを１つとするとともに適宜送風路を形成することで、２つのファンを設けたのと同様の機能を付与することができる。

上記においては、主として文字等により形成され画像濃度の低いトナー画像が形成された用紙におけるカールの発生状況について説明した。ところで、用紙に画像濃度が高いトナー画像が形成された場合、カールの発生する向き、大きさなどが異なってくる。
図３は、画像濃度が高いトナー画像が形成された場合のカールの発生状況について示した説明図である。

まず、図３（ａ）から説明する。
定着装置６０にて定着処理が行われると、図２における用紙Ｐ１と同様に、用紙には加熱ロール６２側に向かって凸となるカールが発生する（用紙Ｐ４参照）。次いで、この用紙Ｐ４は、第１のファン７１による冷却作用を受け、図２における用紙Ｐ２と同様に、カールの度合いが小さくなる（用紙Ｐ５参照）。
なお、冷却が行われる場合、通常、トナー画像の収縮率の方が、用紙の収縮率よりも大きくなる。このため、冷却が行われた際、画像濃度が小さいトナー画像が形成された用紙に比べ、画像濃度が大きいトナー画像が形成された用紙の方が、トナー画像が形成された面側の収縮率が大きくなる。この結果、第１のファン７１による冷却作用を受けた用紙Ｐ５は、図２における用紙Ｐ２よりもカール度合いが小さい状態となる。

次いで、用紙Ｐ５は、冷却ロール７３により冷却される。この際、用紙Ｐ５は、上記図２における用紙Ｐ３と同様に、加熱ロール６２側に向かってさらにカールしようとする。ところが、画像濃度が大きい状態にあると、上述のとおりトナー画像の収縮率の方が大きいために、トナー画像が形成された面側の方が大きく収縮する。この結果、用紙には、下側、即ち加圧ロール６４側に向かって凸となるカールが発生する（用紙Ｐ６参照）。この結果、上記と同様に、ジャムが発生しやすくなったり、収容部（不図示）における収容性が悪化したりするなどの不具合が生じてしまう。

そこで、このような不具合の発生を抑制するため、用紙に形成されるトナー画像の画像濃度を把握し、把握した画像濃度に応じて第１のファン７１を制御する構成とすることが好ましい。詳細には、用紙に形成されるトナー画像の画像濃度が小さい場合には第１のファン７１からの風量を多くし、画像濃度が大きい場合には第１のファン７１からの風量を少なくする又は第１のファン７１を停止する構成とすることが好ましい。更に詳細には、用紙に形成されるトナー画像の画像濃度を把握するとともに、把握した画像濃度が所定の閾値以上である場合、画像濃度が所定の閾値よりも小さい場合に比べ、第１のファン７１からの風量を少なくする構成としたり、把握した画像濃度が所定の閾値以上である場合、第１のファン７１を停止する構成としたりすることが好ましい。

なお、上記画像濃度の把握は、例えば、把握手段としての制御部４０により行われる。制御部４０は、図示しないパーソナルコンピュータや図示しない画像読取装置等から出力された画像データに基づき、用紙に形成されるトナー画像の画像濃度を把握する。そして、制御部４０は、この把握した画像濃度に基づき第１のファン７１を制御する。

図３（ｂ）は、第１のファン７１からの風量を小さくした場合におけるカールの発生状況を示したものである。
第１のファン７１からの風量が小さくなると、この第１のファン７１による冷却作用が小さくなるため、用紙のカールはそれほど小さくならず、ある程度の大きさのカールを保持した状態となる（用紙Ｐ８参照）。その後、用紙Ｐ８が冷却ロール７３を通過すると、トナー画像側が大きく収縮する。ところが、冷却ロール７３を通過前における用紙Ｐ８には、上記のとおり、上側に凸となるカールが形成されているため、用紙は、図３（ａ）における用紙Ｐ６よりもカールが小さい状態となる（用紙Ｐ９参照）。
なお、本実施形態においては、第１のファン７１からの風量を小さく又は第１のファン７１を停止する例を説明したが、第２のファン７２からの風量を小さくしトナー画像側の面の冷却度合いを減らす構成、即ち第２のファン７２を制御する構成とすることもできる。

ここで、従来の画像形成装置において発生する用紙のカールと、上記第１の実施形態における画像形成装置において発生する用紙のカールとを、カールの大きさを具体的に示しながら再度説明する。
図４は、従来の画像形成装置、および第１の実施形態における画像形成装置において用紙に発生するカールの大きさを示したものである。なお、本図においては、定着装置６０の図示を省略している。また、以下の説明においては、一方側への用紙の突出量をカールの大きさとしている。

図４（ａ）は、従来の画像形成装置において用紙に発生するカールの大きさを示したものである。同図に示すように、従来の画像形成装置において、画像濃度の低いトナー画像が形成された用紙に対し定着処理が行われた場合、定着処理が行われた用紙Ｐｘには、大きさａのカールが発生した状態となる。次いで、この用紙は、冷却ロール７３により冷却されることでカールの度合いが増し、冷却ロール７３を通過後の用紙Ｐｙのカールの大きさは、上記大きさａよりも大きいｃ１となる。

図４（ｂ）は、図２で示した構成において用紙に発生するカールの大きさを示したものである。図２で示した構成において、画像濃度の低いトナー画像が形成された用紙に対し定着処理が行われた場合、定着処理が行われた用紙Ｐ１には、上記従来の画像形成装置と同様に、大きさａのカールが発生した状態となる。次いで、用紙は第１のファン７１により冷却されることでカールの度合いが小さくなり、第１のファン７１により冷却された後の用紙には、上記大きさａよりも小さい大きさｂのカールが発生した状態となる。

その後、用紙は、冷却ロール７３により冷却されることでカールの度合いが増し、冷却ロール７３を通過後の用紙Ｐ３のカールの大きさは、上記大きさｂよりも大きいｃ２となる。ところで、本構成においては、上述のとおり第１のファン７１により用紙を冷却し、カールの度合いを減ずる構成となっている。このため、冷却ロール７３を通過後の用紙におけるカールの大きさｃ２は、従来の画像形成装置における用紙Ｐｙのカールの大きさｃ１よりも小さい状態となる。この結果、ジャムの発生を抑制したり、収容部における収容性を良好なものとしたりすることができる。

図４（ｃ）は、図３（ａ）で示した構成において用紙に発生するカールの大きさを示したものである。画像濃度が高いトナー画像が形成された用紙に対して定着処理を行うと、用紙には、加熱ロール６２（図３参照）側に向かって凸となる大きさｄのカールが発生する（用紙Ｐ４参照）。次いで、用紙は、第１のファン７１による冷却作用を受け、カールの度合いが減少し、カールの大きさは、上記大きさｄよりも小さいｅ１となる（用紙Ｐ５参照）。その後、用紙は、冷却ロール７３による冷却作用を受けることでカールの形成方向が逆転し、加圧ロール６４（図３参照）側に向かって凸となる大きさｇ１のカールが発生する。

図４（ｄ）は、図３（ｂ）で示した構成において用紙に発生するカールの大きさを示したものである。図３（ｂ）で示した構成においては、上述のとおり第１のファン７１における風量を減らす制御を行っている。このため、第１のファン７１通過後の用紙Ｐ８には、上記大きさｅ１よりも大きい、大きさｅ２のカールが発生する状態となる。その後、用紙は、冷却ロール７３により冷却されトナー画像面側が大きく収縮するため、冷却ロール７３通過後の用紙Ｐ９には、大きさｇ２のカールが発生した状態となる。ところで、本構成においては、上述のとおり、第１のファン７１による風量を減ずる構成としているため、最終的に発生するカールの大きさｇ２は、上記大きさｇ１よりも小さい状態となる。この結果、この場合も、ジャムの発生を抑制したり、収容部における収容性を良好なものとしたりすることができる。

―第２の実施形態―
次に第２の実施形態について説明する。
図５は、第２の実施形態における定着装置６０および冷却部７０を示した概略構成図である。第１の実施形態においては、用紙の加圧ロール６４側における面を冷却するための部材として第１のファン７１を設ける構成としていたが、本実施形態においてはこの第１のファン７１に換えて用紙搬送経路に沿って設けられ搬送されてきた用紙と接触する接触部材７５を設ける構成としている。なお、第１の実施形態と同様の機能については、同様の符号を用いここではその説明を省略する。

本実施形態において、接触部材７５は、用紙搬送経路よりも加圧ロール６４側に設けられ搬送されてくる用紙と接触するアルミニウム等の金属製のプレート７５ａと、このプレート７５ａを挟んで用紙搬送経路の反対側に設けられプレート７５ａから放熱を行うヒートシンク７５ｂとから構成されている。なお、本実施形態においては、ヒートシンク７５ｂは自然放熱を行う構成となっているが、ヒートシンク７５ｂを冷却するファンを更に設ける構成とすることも可能である。このような構成により冷却効率を高めることが可能となる。

定着装置６０にて定着処理がなされた用紙は、この接触部材７５により加圧ロール６４側から冷却される。このため、第１の実施形態における用紙Ｐ２（図２参照）のように、カールの度合いを小さくすることができる。この結果、第１の実施形態における用紙Ｐ３（図２参照）のように、冷却ロール７３から排出される用紙のカールの度合いも小さいものとすることができる。

上記第１の実施形態においては、第１のファン７１と用紙搬送経路とを離間して配設するとともに第１のファン７１から送風される空気を利用して用紙を冷却する構成となっていた。ところで、冷却ロール７３の用紙搬送方向上流側にて、用紙の裏面（加圧ロール６４側の面）に対する冷却効率を上げることができれば、冷却ロール７３通過後における用紙のカールもより小さくすることができる。
そこで、本実施形態においては、空気よりも熱伝達率が大きい金属製のプレート７５ａを用紙と接触可能な状態で設ける構成とし、上記第１の実施形態よりも冷却ロール７３通過前の用紙に対する冷却効率を高めている。

また、第１の実施形態においては、第１のファン７１からの風に煽られ、用紙が、用紙搬送経路の上部に設けられたガイド部材（不図示）などと接触するおそれがある。そして、このような接触が起きると、上記と同様に、トナー画像にキズが発生したり、オフセットが発生したり、グロス変化などが生じるおそれがある。そこで、本実施形態においては、送風により冷却を行う形態ではなく、用紙と接触することで用紙から熱を奪う形態としている。

本発明が適用される画像形成装置を示した概略構成図である。 定着装置および冷却部を説明するための図である。 画像濃度が高いトナー画像が形成された場合のカールの発生状況について示した説明図である。 従来の画像形成装置、および本実施形態における画像形成装置において用紙に発生するカールの大きさを示したものである。 第２の実施形態における定着装置および冷却部を示した概略構成図である。

符号の説明

４０…制御部、６０…定着装置、６２…加熱ロール、７１…第１のファン、７２…第２のファン、７３…冷却ロール、７５…接触部材

Claims (8)

1. 記録材上に形成された画像を加熱により当該記録材に定着させる定着手段と、
   前記定着手段により画像が定着された記録材を冷却する第１の冷却手段と、
   前記第１の冷却手段による冷却がなされる前に前記定着手段にて定着が行われた記録材を反画像面側から冷却する第２の冷却手段と、
   を含む画像形成装置。
2. 前記第１の冷却手段は、記録材を画像面側から冷却することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記第２の冷却手段は、記録材と接触することで当該記録材から熱を奪う接触部材により構成されたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 記録材上に形成される画像の画像濃度を把握する把握手段と、当該把握手段にて把握された画像濃度に基づき前記第１の冷却手段または／および前記第２の冷却手段を制御する制御手段と、を更に含むことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記把握手段にて把握された画像濃度が所定の閾値以上である場合、画像濃度が当該所定の閾値よりも小さい場合に比べ前記第２の冷却手段による記録材の冷却を弱めることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 画像を保持した記録材を加熱する加熱手段と、
   前記加熱手段により加熱された記録材の被加熱面の冷却効果に比べ、当該被加熱面とは反対側の面の冷却効果を高めて冷却する上流側冷却手段と、
   前記上流側冷却手段による冷却箇所よりも記録材搬送方向下流側にて記録材を冷却する下流側冷却手段と、
   を含む画像形成装置。
7. 前記下流側冷却手段は、前記反対側の面に比べて前記被加熱面を多く冷却することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
8. 加熱により画像の定着が行われた記録材の冷却方法であって、
   画像の定着が行われた定着面とは反対側の面から記録材を冷却した後、当該定着面側から記録材の冷却を行う記録材の冷却方法。

Images