JP2010152399A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ、FAX等の電子写真方式を用いる熱定着装置を有する画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus having a thermal fixing device using an electrophotographic system such as a copying machine, a printer, and a FAX.
近年、電子写真方式の画像形成装置では、定着装置のオイルレス化が進み、ワックス含有トナーを使用するものが増えている。しかしながら、転写材が、熱定着部を通過した後、ワックスが冷えて行く過程で、何か物に接触して、トナー像の表面に存在するワックスの冷却状態や表面状態が変化した場合に、光沢むらとなって現れる問題が生じる。 In recent years, in electrophotographic image forming apparatuses, the use of oil-containing fixing devices has progressed, and the number of wax-containing toners has increased. However, when the transfer material passes through the heat fixing portion and then the wax cools down, it comes into contact with something and the cooling state or surface state of the wax existing on the surface of the toner image changes. A problem that appears as uneven luster occurs.
この問題を防止するために、1)搬送(排紙)部材と転写材との接触状態を微妙に管理して、ワックスが冷えないうちにローラや案内板を極力接触させないようにする技術が考えられてきた(例えば、特許文献1参照)。 In order to prevent this problem, 1) a technique for delicately managing the contact state between the conveyance (paper discharge) member and the transfer material so as to prevent the roller and the guide plate from contacting as much as possible before the wax cools down. (See, for example, Patent Document 1).
また、2)定着ベルトから転写材を分離する位置での温度を下げる技術も提案されている(例えば、特許文献2、特許文献3参照)。 Also, 2) a technique for lowering the temperature at a position where the transfer material is separated from the fixing belt has been proposed (see, for example, Patent Document 2 and Patent Document 3).
しかしながら、上記1特許文献1の技術は、転写材の搬送性能の悪化を引き起こす欠点がある。また、特許文献2の構造では、ベルトと転写材の密着性の面で安定性に欠け、光沢ムラが発生しやすく、特許文献3の構造でも、ベルト同士が接触しつつ圧力の弱い領域(ベルト内側からの押圧部材のない部分)にて画像ずれが発生しやすい問題がある。 However, the technique disclosed in Patent Document 1 has a drawback in that the transfer material conveyance performance deteriorates. Further, the structure of Patent Document 2 lacks stability in terms of adhesion between the belt and the transfer material, and gloss unevenness is liable to occur. Even in the structure of Patent Document 3, the belt is in contact with each other and has a weak pressure region (belt There is a problem that image misalignment is likely to occur at a portion where no pressing member is provided from the inside.
本発明は、トナー像に光沢変化が現れるようなことのない過熱条件に設定し、均一な冷却状態でベルトから分離させ、光沢ムラを回避でき、かつ、画像ずれの発生しにくい構造の定着装置を有する画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention provides a fixing device having a structure that is set to an overheating condition that does not cause a gloss change in a toner image, separated from a belt in a uniform cooling state, can avoid uneven gloss, and is less likely to cause image misalignment. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus having
本発明の課題は、以下の手段により解決される。 The problems of the present invention are solved by the following means.
1.未定着のトナー像を担持する転写材を加熱して定着する第1の定着部と、
前記第1の定着部の下流側に、前記第1の定着部とは別体として配置された前記転写材の搬送手段とを有し、
前記搬送手段は、
前記転写材を搬送する第1搬送ベルトと、
前記転写材を前記第1搬送ベルトと挟持して搬送する第2搬送ベルトと、
前記第1搬送ベルト又は前記第2搬送ベルトを介して、前記転写材を冷却する冷却手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
1. A first fixing unit that heats and fixes a transfer material carrying an unfixed toner image;
The transfer material conveying means disposed separately from the first fixing unit on the downstream side of the first fixing unit;
The conveying means is
A first conveyor belt for conveying the transfer material;
A second conveying belt for nipping and conveying the transfer material with the first conveying belt;
An image forming apparatus comprising: a cooling unit that cools the transfer material via the first conveyance belt or the second conveyance belt.
2.前記冷却手段は、冷却フィンであることを特徴とする前記1に記載の画像形成装置。 2. 2. The image forming apparatus according to 1, wherein the cooling unit is a cooling fin.
3.前記第1の定着部は加熱部を有し、
当該加熱部と、前記冷却手段によって前記転写材を冷却する前記第1搬送ベルト又は前記第2搬送ベルトとが共に前記転写材に担持された未定着のトナー像がある側に配置されることを特徴とする前記1又は2に記載の画像形成装置。
3. The first fixing unit includes a heating unit;
The heating unit and the first conveying belt or the second conveying belt that cools the transfer material by the cooling unit are both disposed on the side where the unfixed toner image carried on the transfer material is present. 3. The image forming apparatus as described in 1 or 2 above.
転写材上のワックスが一旦溶融されて均一な状態になった後、均一に冷却された状態でベルトから分離されるので、その後の転写材の搬送経路で搬送部材に接触してもワックスの局部的な変化による光沢むらがなくなり、確実に転写材の搬送と光沢むらの改善が両立して達成される。第2定着部では、転写材の入口から出口まで転写材の両面ともベルトにて支持されているので、ベルトと転写材との密着性が確保できるため転写材とベルトの密着不良による光沢むらが防止できる。また、トナー像の確実な定着は第1定着器で行い、第2定着器ではトナー像をあまり溶かさずにワックスを溶かす温度までしか転写材表面温度を上昇させないために、第2定着部でベルト同士が接触しつつ圧力の弱い領域(ベルト内からの押圧部材のない部分)があっての画像ずれは発生しない。 After the wax on the transfer material is once melted and made uniform, it is separated from the belt in a uniformly cooled state, so even if it contacts the transport member in the subsequent transfer material transport path, The uneven gloss due to the change is eliminated, and the conveyance of the transfer material and the improvement of the uneven gloss are reliably achieved. In the second fixing unit, since both surfaces of the transfer material are supported by the belt from the entrance to the exit of the transfer material, the adhesion between the belt and the transfer material can be secured, so uneven gloss due to poor adhesion between the transfer material and the belt. Can be prevented. In addition, the toner image is surely fixed by the first fixing device, and the second fixing device does not dissolve the toner image so much and raises the surface temperature of the transfer material only to the temperature at which the wax is dissolved. Image displacement does not occur when there is an area where the pressure is weak while there is a pressure (a portion without a pressing member from within the belt).
はじめに、本発明に係わる定着装置を装着する画像形成装置について説明する。 First, an image forming apparatus equipped with the fixing device according to the present invention will be described.
本発明の実施の形態における説明では、本明細書に用いる用語により本発明の技術範囲が限定されることはない。 In the description of the embodiment of the present invention, the technical scope of the present invention is not limited by the terms used in this specification.
図1は画像形成装置の全体構成の一例を示す模式図である。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of the overall configuration of the image forming apparatus.
図1において、10は感光体、11は帯電手段であるスコロトロン帯電器、12は画像書き込み手段である書き込み装置、13は現像手段である現像装置、14は感光体10の表面を清掃するためのクリーニング装置、15はクリーニングブレード、16は現像スリーブ、20は中間転写ベルトを示す。画像形成手段1は感光体10、スコロトロン帯電器11、現像装置13、およびクリーニング装置14等からなっており、各色毎の画像形成手段1の機械的な構成は同じであるので、図1ではY(イエロー)系列のみの構成について参照符号を付けており、M(マゼンタ)、C(シアン)およびK(黒)の構成要素については参照符号を省略した。
In FIG. 1, 10 is a photoconductor, 11 is a scorotron charger as charging means, 12 is a writing device as image writing means, 13 is a developing device as developing means, and 14 is for cleaning the surface of the
各色毎の画像形成手段1の配置は中間転写ベルト20の走行方向に対して、Y、M、C、Kの順になっており、各感光体10は中間転写ベルト20の張設面に接触し、接触点で中間転写ベルト20の走行方向と同方向、かつ、同線速度で回転する。
The arrangement of the image forming means 1 for each color is in the order of Y, M, C, K with respect to the running direction of the
中間転写ベルト20は駆動ローラ21、アースローラ22、テンションローラ23、除電ローラ27、従動ローラ24に張架され、これらのローラと中間転写ベルト20、転写器25、クリーニング装置28等でベルトユニット3を構成する。
The
中間転写ベルト20の走行は不図示の駆動モータによる駆動ローラ21の回転によって行われる。
The
感光体10は、例えばアルミ材によって形成される円筒状の金属基体の外周に導電層、a−Si層あるいは有機感光体(OPC)等の感光層を形成したものであり、導電層を接地した状態で図1の矢印で示す反時計方向に回転する。
The
読み取り装置80からの画像データに対応する電気信号は画像形成レーザで光信号に変換され、書き込み装置12によって感光体10上に投光される。
An electrical signal corresponding to the image data from the
現像装置13は、感光体10の周面に対し所定の間隔を保ち、感光体10の回転方向と最接近位置において逆方向に回転する円筒状の非磁性ステンレスあるいはアルミ材で形成された現像スリーブ16を有している。
The developing
中間転写ベルト20は、体積抵抗率106〜1012Ω・cmの無端ベルトであり、例えば変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した、厚さ0.04〜0.10mmの半導電性シームレスベルトである。
The
25は転写器で、トナーと反対極性の直流が印加され、感光体10上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト20上に転写させる機能を有する。転写器25としてはコロナ放電器の他に転写ローラを用いることもできる。
A
26はアースローラ22から当接および当接解除可能な転写ローラで、中間転写ベルト20上に形成されたトナー画像を転写材Pに再転写する。
28はクリーニング装置で、中間転写ベルト20を挟んで従動ローラ24に対向して設けられている。トナー画像を転写材Pに転写後、中間転写ベルト20は、トナーと同極性または逆極性の直流電圧を重畳した交流電圧が印加された除電ローラ27で残留トナーの電荷が弱められ、クリーニングブレード29によって周面上に残ったトナーが清掃される。4は定着装置で、第1の定着部F1と第2の定着部F2とで構成されている。なお詳細は後述する。
A cleaning device 28 is provided to face the driven roller 24 with the
7は搬送路で、70は紙送り出しローラ、71はタイミングローラ、72は紙カセット、73は搬送ローラである。 7 is a transport path, 70 is a paper feed roller, 71 is a timing roller, 72 is a paper cassette, and 73 is a transport roller.
81は搬送(排紙)ローラで、82は排紙皿である。85は操作パネルである。
9はADU機構部である。 Reference numeral 9 denotes an ADU mechanism.
B1は、各駆動部、画像形成プロセス、定着温度等の制御手段であるコントロール部である。 B1 is a control unit that is a control unit for each drive unit, image forming process, fixing temperature, and the like.
以下、画像形成プロセス(画像形成工程)について図1を基に説明する。 Hereinafter, the image forming process (image forming process) will be described with reference to FIG.
画像記録のスタートにより不図示の感光体ドラムの駆動モータの始動によりイエロー(Y)の画像形成手段1の感光体10が矢印で示す方向に回転され、同時に帯電ローラ11の帯電作用により感光体10に電位の付与が開始される。
When the image recording is started, the
感光体10は電位を付与されたあと、露光光学系12によって第1の色信号すなわちYの画像データに対応する電気信号による画像書込が開始され、感光体10の表面に原稿画像のYの画像に対応する静電潜像が形成される。
After the
前記の潜像は現像装置13により非接触の状態で反転現像され、感光体10の回転に応じイエロー(Y)のトナー像が形成される。
The latent image is reversed and developed in a non-contact state by the developing
上記画像形成プロセスによって画像形成体である感光体10上に形成されたYのトナー像が、転写器25によって、中間転写ベルト20上に転写される。
The Y toner image formed on the
次いで中間転写ベルト20は、Yのトナー像と同期が取られ、マゼンタ(M)の画像形成手段1により、スコロトロン帯電器11の帯電作用により電位が付与され、書き込み装置12によってMの色信号すなわちMの画像データに対応する電気信号による画像書込が行われ、現像装置13による非接触の反転現像によって感光体10上に形成されたMのトナー像が、Mの転写器25によって、前記のYのトナー像の上から重ね合わせて形成される。
Next, the
同様のプロセスにより、Y、Mの重ね合わせトナー像と同期が取られ、シアン(C)の画像形成手段1により、感光体10上に形成された、Cの色信号によるCの画像データに対応するCのトナー像が、Cの転写器25によって、前記のY、M、のトナー像上から重ね合わせて形成され、更にY、M、Cの重ね合わせトナー像と同期が取られ、黒色(K)の画像形成手段1により、感光体10上に形成された、Kの色信号によるKの画像データに対応するKのトナー像が、Kの転写器によって、前記のY、M、C、のトナー像の上からKのトナー像が重ね合わせて形成され、中間転写ベルト20上それぞれにY、M、C、およびKの重ね合わせカラートナー画像が形成される。
A similar process is used to synchronize with the superimposed toner images of Y and M, and corresponding to the C image data based on the C color signal formed on the
また、一次転写後の各色の感光体10上の面に残ったトナーは、クリーニングユニット14により残留トナーが除去され、不図示の帯電前の一様露光器により先の画像形成における感光体10、履歴が解消されて、次の画像形成サイクルにはいる。
Further, the toner remaining on the surface of the
前記重ね合わせトナー画像を担持している中間転写ベルト20は矢印Fの方向に送られ、転写材Pが、転写材収納手段である給紙カセット72より、送り出しローラ70によって送り出され、搬送ローラ73を経てタイミングローラ71へ搬送され、中間転写ベルト20上のトナー画像と同期がとられて、タイミングローラ71の駆動によって、転写ローラ26の転写領域Sに給送される。
The
中間転写ベルト20に重畳した転写材Pは、転写領域Sでアースローラ22と転写ローラ26に挟持転写される。定着装置4の第1の定着部F1で、加熱ローラ40と加圧ローラ40bとで挟持、加圧され定着される。片面プリントントの場合は、転写材Pは、一点鎖線状態にある搬送切替弁92で第2の定着部F2へ送られ、熱および冷却処理され排紙ローラ81から排紙皿に排紙される。また、両面プリントの場合は、転写材Pは、定着部F1の後、実線で示す状態にある搬送切替弁92で用紙反転経路90へ搬送され、ADU機構部で反転され、搬送路90bを経て、タイミングローラ71へ搬送され、中間転写ベルト20上のトナー画像と同期がとられて、タイミングローラ71の駆動によって、転写ローラ26の転写領域Sに給送され、以下、片面プリントの場合と同じ工程で排紙される。
The transfer material P superimposed on the
ここで、本発明に係る定着装置について説明する。 Here, the fixing device according to the present invention will be described.
図2は、図1における定着装置の主要部を拡大した断面図である。 FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the fixing device in FIG.
4は定着装置で、図2に示すように、ハロゲンヒータ40aで加熱される定着ローラ40と、不図示の加圧機構で加圧および加圧解除できる加圧ローラ40bとで、ワックスを含有したトナーで形成されたトナー像を挟持・押圧して転写材に定着する第1の定着部F1と、加熱ローラ42、分離ローラ43、テンションローラ44にベルト41を張架したベルトユニット4aと、加熱ローラ46、分離ローラ47、テンションローラ48にベルト45を張架したベルトユニット4bの2組のベルトユニットの加熱ローラ42と加熱ローラ46同士、分離ローラ43と分離ローラ47同士をベルトを介して互いに押圧し、ベルトとベルトの間に前記転写材を挟持・搬送して熱処理する後熱処理をする第2の定着部F2とから構成されている。
Reference numeral 4 denotes a fixing device. As shown in FIG. 2, a fixing
図2において、前記第1定着部の定着ローラ40は、アルミから形成された円筒状の芯金401に弾性体である耐熱シリコーンゴム層402がライニングされ、当該耐熱シリコーンゴム層402の外周に離型層であるPFA樹脂薄層403が被覆された構成で作られ、当該定着ローラ40の空洞部に不図示の支持接片を介して配設された、熱源であるハロゲンヒータ40aによって所定の温度まで加熱され、画像形成および定着処理の稼働中は不図示の駆動部からの動力を得て矢印Wの方向に回転する。また、その温度は、前記定着ローラ40の表面から所定量離して設置された非接触の温度センサ404により検出され、コントロール部B1に伝達され、当該コントロール部B1はハロゲンヒータ40aをON、OFFすることによって、定着ローラ40の表面温度が規定の温度となるように制御している。
In FIG. 2, the fixing
加圧ローラ40bは、アルミから形成された円筒状の剛性を有する芯金に耐熱層のシリコーンゴムがライニングされ、表層に離型層のPFA樹脂薄層が被覆された構成で作られ、不図示の圧着手段によって前記定着ローラ40に当接し、ニップ部Tを形成し、定着ローラ40に押圧されて回転する。なお、定着ローラ40と加圧ローラ40bとで画像形成を行わないときは、圧着が自動的に解除されるようになっている。
The
第1定着部F1の構成は、これに限定されるものではなく、所謂ベルトを有する定着構成でも、ベルトが相手に接触しつつ圧力の弱い領域(ベルト内側からの押圧部材のない部分)が存在しないような構成で、かつ転写材へのトナーの定着が十分になされるものであれば、他の形態でも構わない。 The configuration of the first fixing unit F1 is not limited to this. Even in a fixing configuration having a so-called belt, there is a region where the belt is in contact with the other party and the pressure is weak (the portion without the pressing member from the inside of the belt). Any other configuration may be used as long as the toner is fixed and the toner is sufficiently fixed to the transfer material.
前記後熱処理部(第2定着部F2)における前記加熱ローラ42、46同士、前記分離ローラ43、47同士は、前記ベルト41、45を介して互いに押圧できるようにラジアル方向にスライドする軸受けを介して不図示の定着装置枠体に支持されている。ベルト41、45は、厚さ50〜100μmのPI(ポリイミド)のベルト基板の外面に厚さ0.1〜0.5μmの厚さにシリコーンゴムをライニングして、さらにその上にトナーの離型性の良いPFA樹脂を15〜50μmに塗布焼成したものである。加熱ローラ42、46はアルミ円筒の表面にフッ素樹脂を塗布したもので、ベルト表面温度を検知する温度センサ42b、46bをニップ部H近傍に設けて、その情報により制御部B1は加熱手段であるハロゲンヒータ42a,46aをON、OFFしている。分離ローラ43、47は曲率が大きくなるように小径にしてあり、外形は10〜25mmの範囲にある。また、分離ローラ43は不図示の駆動源から動力を得て矢印方向に回転することによってベルトを介して押圧している分離ローラ47も摩擦回転するのでベルト41、45は互いに同速度で走行する。なお、前記加熱ローラ42、46はハロゲンヒータ42a、46aによって加熱される。分離ローラ43、47は、ステンレス製の円筒状の物からなる。
The
転写材Pは、前記加熱ローラ42、46によって押圧され、第1の定着部で定着されたトナー像を覆うワックス層は再度加熱され溶融し、溶融したワックスは漏れやすいため、ワックス層は溶融されかつトナー像表面に均一な状態になる。光沢変化のない均一な状態になり、さらに、冷却フィン41a、45aによって内側から冷却されるベルト41、45の間で挟持・搬送される過程で、転写材の表面温度がワックスの結晶化温度以下になるように冷却され、分離ローラ43,47の所でワックスがほぼ固化した状態で曲率により転写材の分離がなされる。51、55はベルト41、45上の余分なワックスを加熱しながら清掃するクリーニングローラで、アルミ円筒上にアルマイト処理し、内部空間にハロゲンヒータ51a,55aを有する。
The transfer material P is pressed by the
本発明の実施の形態の定着装置は、以上のような構成からなっている。 The fixing device according to the embodiment of the present invention is configured as described above.
また、本発明に用いられるトナーについて以下の述べる。 The toner used in the present invention will be described below.
本発明に用いられるトナーはワックスを含有していれば、従来公知のトナーを用いることができる。前記ワックスには、例えば、パラフィン系ワックス、ポリオレフィン系ワックス、これらの変性物(例えば、酸化物やグラフと処理物)、高級脂肪酸、およびその金属塩、アミドワックス、エステル系ワックス等の従来公知のワックスを用いることができるが、例えば高級脂肪酸エステルワックスを用いるのが好ましい。本発明に係るトナーのワックスの含有率は7〜20質量%であることが好ましい。7%以上にすることにより、第1定着部において、定着ローラからの転写材の分離性能を確保することができ、20%以下にすることにより、トナーとして保存性能を確保することが出来る。ワックスの含有量を調整することが容易であるトナーとして重合トナーが挙げられる。本発明に係るトナーは重合トナーを用いることでワックスの含有量を容易に調整することができるので好ましい。 As long as the toner used in the present invention contains a wax, a conventionally known toner can be used. Examples of the wax include conventionally known paraffin waxes, polyolefin waxes, modified products thereof (for example, oxides and graphs and processed products), higher fatty acids, and metal salts thereof, amide waxes, ester waxes, and the like. Waxes can be used, but for example, higher fatty acid ester waxes are preferably used. The wax content of the toner according to the present invention is preferably 7 to 20% by mass. By setting it to 7% or more, the separation performance of the transfer material from the fixing roller can be secured in the first fixing unit, and by setting it to 20% or less, the storage performance as toner can be secured. Polymerized toner is an example of a toner whose wax content can be easily adjusted. The toner according to the present invention is preferably a polymerized toner because the wax content can be easily adjusted.
前記トナーに含有されるワックスの融点は60〜90℃であることが好ましい。融点が60℃以上であることにより、トナーとしての保存性能を確保し、融点が90℃以下であることにより、第1定着部F1において、定着ローラからの転写材の分離性能を確保することが出来て、かつ第2定着部F2におけるトナーの溶融を容易にする。また、ワックスの融点Twと結晶化温度TKとの差(Tw−TK)の値が25℃以下であることが好ましく、10℃以下であることがより好ましい。(Tw−TK)の値が小さいことにより、後述する第2の定着部F2での冷却手段を大きくしなくても済み、よりコンパクトに出来る。ここに、ワックスの融点とは、示差走査熱量測定法(DSC)に於ける昇温時のDSCカーブにおいて、最大の吸熱を示すピークの頂点の温度をいい、ワックスの結晶化温度とは、示差走査熱量測定法(DSC)に於ける降温時のDSCカーブにおいて、最大の発熱を示すピークの頂点の温度をいう。また、高化式フローテスターを用いて測定された温度トナーの軟化点Tmは95〜115℃であることが好ましく、TmとTwの差(Tm−Tw)は20℃以上であることが好ましく、(Tm−Tw)は30℃以上であることがより好ましい。軟化点が95℃以上であることにより、トナーとしての保存性能を確保し、軟化点が115℃以下であることにより、第1定着部F1において、定着をコンパクトに設計することが出来る。また、(Tm−Tw)は20℃以上であることにより、第2定着部F2においてワックスだけを溶融することをより容易にする。 The melting point of the wax contained in the toner is preferably 60 to 90 ° C. When the melting point is 60 ° C. or more, the storage performance as a toner is secured, and when the melting point is 90 ° C. or less, the separation performance of the transfer material from the fixing roller can be secured in the first fixing unit F1. The toner can be easily melted in the second fixing portion F2. Further, the value of the difference (Tw−TK) between the melting point Tw of the wax and the crystallization temperature TK is preferably 25 ° C. or less, and more preferably 10 ° C. or less. Since the value of (Tw−TK) is small, it is not necessary to increase the cooling means in the second fixing unit F2, which will be described later, and it can be made more compact. Here, the melting point of the wax refers to the temperature at the peak of the peak showing the maximum endotherm in the DSC curve at the time of temperature rise in the differential scanning calorimetry (DSC), and the crystallization temperature of the wax is the difference. In the DSC curve at the time of temperature drop in scanning calorimetry (DSC), it means the temperature at the peak of the peak showing the maximum heat generation. Further, the softening point Tm of the temperature toner measured using a Koka flow tester is preferably 95 to 115 ° C., and the difference between Tm and Tw (Tm−Tw) is preferably 20 ° C. or more. (Tm−Tw) is more preferably 30 ° C. or higher. When the softening point is 95 ° C. or higher, the storage performance as a toner is secured, and when the softening point is 115 ° C. or lower, fixing can be designed compactly in the first fixing portion F1. Further, (Tm−Tw) is 20 ° C. or higher, so that it is easier to melt only the wax in the second fixing unit F2.
前述したように、一般的な定着装置においては、転写材が、第1定着部F1で定着されてから、後熱処理部に搬送され、ワックスが冷えて行く過程で、トナー像が何か物に接触して、ワックスの冷却状態やトナー像の接触表面が変化した場合に、光沢むらとなって現れる問題が生じるが、本発明においては、転写材がベルトに接触開始する部分のベルト表面温度Tbおよび転写材が分離を開始した部分の転写材表面温度Tsとし、トナーに含有されるワックスの融点をTw、ワックスの結晶化温度をTK、トナーの軟化点をTmとしたときに、Tw≦Tb≦Tw+(Tm−Tw)/2およびTs<TKなる条件に管理することで上記問題は回避できる。 As described above, in a general fixing device, the transfer material is fixed at the first fixing unit F1, and then transferred to the post heat treatment unit, and the toner image becomes something in the process of cooling the wax. When the contact state of the wax and the contact surface of the toner image change due to contact, there arises a problem of uneven glossiness. However, in the present invention, the belt surface temperature Tb of the portion where the transfer material starts to contact the belt occurs. And Tw ≦ Tb, where Tw is the surface temperature Ts of the transfer material where the transfer material has started to be separated, Tw is the melting point of the wax contained in the toner, TK is the crystallization temperature of the wax, and Tm is the softening point of the toner. The above problem can be avoided by managing the conditions ≦ Tw + (Tm−Tw) / 2 and Ts <TK.
すなわち、第1の定着部F1での定着処理後、第2の定着部F2である後熱処理部において、トナーに光沢変化が現れることがない加熱条件にし、画像表面のワックスだけが溶かされ、ワックスが層が均一な状態になった後、均一な光沢になった後、2つのベルトで挟まれて冷却されながら搬送され、分離ローラの所でワックスの結晶化温度以下になったところで、ベルトから転写材が離れ、さらに下流側に搬送されていく。言い換えれると、後熱処理部でワックスは一旦溶解されて均一な状態になった後、均一化な状態のままでベルトに密着しながら冷却されるため第2の定着部F2を出てきた転写材上のトナー像の光沢は均一になっている。また、第2定着部F2を出て来た転写材の表面温度はワックスの結晶化温度以下になるように冷却手段などの条件を設定しているため、その後に転写を案内したり搬送する部材に接触しても光沢むらが生じ難くなる。後熱処理部においては、ワックス以外のトナー構成物質の溶解はほとんど起こらないので、ベルトを内側からバックアップする部材がない領域があっても画像ずれは生じない。 That is, after the fixing process in the first fixing unit F1, in the post-heat treatment unit that is the second fixing unit F2, the heating condition is set so that no gloss change appears in the toner, and only the wax on the image surface is melted. After the layer became uniform, it became a uniform gloss, and was transported while being cooled by being sandwiched between two belts. When the temperature became below the crystallization temperature of the wax at the separation roller, The transfer material leaves and is further conveyed downstream. In other words, after the wax is once melted in the post-heat treatment portion to be in a uniform state, it is cooled while being in close contact with the belt while being in a uniform state, and thus the transfer material that has come out of the second fixing portion F2. The gloss of the upper toner image is uniform. In addition, since the conditions of the cooling means and the like are set so that the surface temperature of the transfer material coming out of the second fixing portion F2 is equal to or lower than the crystallization temperature of the wax, a member for guiding or conveying the transfer thereafter Even when touched, uneven glossiness is less likely to occur. In the post-heat treatment portion, the toner constituents other than wax hardly dissolve, so that there is no image shift even if there is an area where there is no member for backing up the belt from the inside.
Tw=80℃、TK=60℃の高級脂肪酸エステルワックスを13質量%含有した、重合法により作製したスチレンアクリルトナー(軟化点Tm=110℃)を使用し、用紙の第1面全面にMトナー、Cトナーを積層し第1の定着部F1にて定着し、その後、用紙反転経路を通過後に第2面全面にMトナー、Cトナーを積層し第1の定着部F1にて定着した、両面プリント画像を第2の定着部を通過させた。温度センサ42b、46bの検知温度が、90〜95℃になるようにハロゲンランプ42a、46aのON/OFF制御を設定し、第2の定着部の43aの位置で輻射検知型の温度センサを設置した時に、用紙の表面検知温度Tsが50〜55℃になるように、冷却フィン41a、45aの条件を定めたところ、43aの位置での輻射検知型の温度センサ下流の位置に搬送ローラ対を設けて用紙を搬送させても、光沢むらは発生しなかった。また、第1定着部F1にて定着した両面プリント画像を、画像を傷めないように取り出した場合と比較して、光沢度の上昇は5以下であった。
A styrene acrylic toner (softening point Tm = 110 ° C.) prepared by a polymerization method containing 13% by mass of a higher fatty acid ester wax having Tw = 80 ° C. and TK = 60 ° C. is used. , C toners are stacked and fixed at the first fixing unit F1, and then, after passing through the paper reversing path, M toner and C toner are stacked on the entire second surface and fixed at the first fixing unit F1. The printed image was passed through the second fixing unit. ON / OFF control of the
比較例1
Tw=80℃、TK=60℃の高級脂肪酸エステルワックスを13質量%含有した、重合法により作製したスチレンアクリルトナー(軟化点Tm=110℃)を使用し、用紙の第1面全面にMトナー、Cトナーを積層し第1の定着部にて定着し、その後、用紙反転経路を通過後に第2面全面にMトナー、Cトナーを積層し第1の定着部F1にて定着した、両面プリント画像を第2の定着部F2を通過させた。温度センサ42b、46bの検知温度が、110〜115℃になるようにハロゲンランプ42a、46aのON/OFF制御を設定し、第2の定着部F2の43aの位置で輻射検知型の温度センサを設置した時に、用紙の表面検知温度Tsが70〜75℃になるように、冷却フィン41a、45aの条件を定めたところ、43aの位置での輻射検知型の温度センサ下流の直後に搬送ローラ対を設けて用紙を搬送させると、搬送ローラ当接部に光沢むらが、発生してしまった。
Comparative Example 1
A styrene acrylic toner (softening point Tm = 110 ° C.) prepared by a polymerization method containing 13% by mass of a higher fatty acid ester wax having Tw = 80 ° C. and TK = 60 ° C. is used. , C toners are stacked and fixed by the first fixing unit, and then, after passing through the paper reversing path, M toner and C toner are stacked on the entire second surface and fixed by the first fixing unit F1. The image was passed through the second fixing unit F2. The ON / OFF control of the
比較例2
Tw=80℃、TK=60℃の高級脂肪酸エステルワックスを13質量%含有した、重合法により作製したスチレンアクリルトナー(軟化点Tm=110℃)を使用し、用紙の第1面全面にMトナー、Cトナーを積層し第1の定着部F1にて定着し、その後、用紙反転経路を通過後に第2面全面にMトナー、Cトナーを積層し第1の定着部F1にて定着した、両面プリント画像を第2の定着部F2を通過させた。温度センサ42b、46bの検知温度が、90〜95℃になるようにハロゲンランプ42a、46aのON/OFF制御を設定し、第2の定着部F2の43aの位置で輻射検知型の温度センサを設置した時に、用紙の表面検知温度が70〜75℃になるように、冷却フィン41a、45aの条件を定めたところ、43aの位置で輻射検知型の温度センサ下流の直後に搬送ローラ対を設けて用紙を搬送させると、搬送ローラ当接部に光沢むらが、発生してしまった。
Comparative Example 2
A styrene acrylic toner (softening point Tm = 110 ° C.) prepared by a polymerization method containing 13% by mass of a higher fatty acid ester wax having Tw = 80 ° C. and TK = 60 ° C. is used. , C toners are stacked and fixed at the first fixing unit F1, and then, after passing through the paper reversing path, M toner and C toner are stacked on the entire second surface and fixed at the first fixing unit F1. The print image was passed through the second fixing unit F2. ON / OFF control of the
比較例3
Tw=80℃、TK=60℃の高級脂肪酸エステルワックスを13質量%含有した、重合法により作製したスチレンアクリルトナー(軟化点Tm=110℃)を使用し、用紙の第1面全面にMトナー、Cトナーを積層し第1の定着部F1にて定着し、その後、用紙反転経路を通過後に第2面全面にMトナー、Cトナーを積層し第1の定着部にて定着した、両面プリント画像を第2の定着部F2を通過させた。温度センサ42b、46bの検知温度が、110〜115℃になるようにハロゲンランプ42a、46aのON/OFF制御を設定し、第2の定着部の43aの位置で輻射検知型の温度センサを設置した時に、用紙の表面検知温度が50〜55℃になるように、冷却フィン41a、45aの条件を定めたところ、43aの位置で輻射検知型の温度センサ下流の直後に搬送ローラ対を設けて用紙を搬送させても、光沢むらは発生しなかった。しかし、第1定着部F1にて定着した両面プリント画像を、画像を傷めないように取り出した場合と比較して、光沢度の上昇は10以上であり、また冷却フィン当接長さを大きくしないと用紙の表面温度をTK以下に出来ないため、第2定着部を大型化しなければならなかった。
Comparative Example 3
A styrene acrylic toner (softening point Tm = 110 ° C.) prepared by a polymerization method containing 13% by mass of a higher fatty acid ester wax having Tw = 80 ° C. and TK = 60 ° C. is used. , C toners are stacked and fixed at the first fixing unit F1, and then, after passing through the paper reversing path, M toner and C toners are stacked on the entire second surface and fixed at the first fixing unit. The image was passed through the second fixing unit F2. ON / OFF control of the
したがって、実施例に示すように、Tw≦Tb≦Tw+(Tm−Tw)/2なる条件を維持することにより光沢むらの発生を回避できる。 Therefore, as shown in the embodiment, the occurrence of uneven gloss can be avoided by maintaining the condition of Tw ≦ Tb ≦ Tw + (Tm−Tw) / 2.
1 画像形成手段
4 定着装置
4a、4b ベルトユニット
40 定着ローラ
40a、42a,46a,51a ハロゲンヒータ
41、45 ベルト
42、46 加熱ローラ
42b、46b、43a 温度センサ
43、47 分離ローラ
44、48 テンションローラ
41a、45a 冷却フィン
51、55 クリーニングローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming means 4
Claims (3)
前記第1の定着部の下流側に、前記第1の定着部とは別体として配置された前記転写材の搬送手段とを有し、
前記搬送手段は、
前記転写材を搬送する第1搬送ベルトと、
前記転写材を前記第1搬送ベルトと挟持して搬送する第2搬送ベルトと、
前記第1搬送ベルト又は前記第2搬送ベルトを介して、前記転写材を冷却する冷却手段とを有することを特徴とする画像形成装置。 A first fixing unit that heats and fixes a transfer material carrying an unfixed toner image;
The transfer material conveying means disposed separately from the first fixing unit on the downstream side of the first fixing unit;
The conveying means is
A first conveyor belt for conveying the transfer material;
A second conveying belt for nipping and conveying the transfer material with the first conveying belt;
An image forming apparatus comprising: a cooling unit that cools the transfer material via the first conveyance belt or the second conveyance belt.
当該加熱部と、前記冷却手段によって前記転写材を冷却する前記第1搬送ベルト又は前記第2搬送ベルトとが共に前記転写材に担持された未定着のトナー像がある側に配置される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。 The first fixing unit includes a heating unit;
The heating unit and the first conveying belt or the second conveying belt that cools the transfer material by the cooling unit are both disposed on the side where the unfixed toner image carried on the transfer material is present. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus.
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2010
- 2010-03-27 JP JP2010073922A patent/JP2010152399A/en active Pending
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