JP2011064714A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。さらに詳述すると、定着画像に光沢を付与する手段を有する定着装置および画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus. More specifically, the present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus having means for imparting gloss to a fixed image.
電子写真方式による複写機、プリンタ、またはそれらの複合機などの画像形成装置は、加熱溶融性の樹脂などからなるトナーを用いてトナー画像を得るに際し、記録材(以下、記録媒体、用紙ともいう)に転写された未定着像を定着させるための加熱および加圧を行うための定着装置を備えている。 An image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a printer, or a composite machine thereof uses a recording material (hereinafter, also referred to as a recording medium or a sheet) when a toner image is obtained using a toner made of a heat-meltable resin. And a fixing device for performing heating and pressurization for fixing the unfixed image transferred to the head.
図18は、従来の一般的な2ローラ方式による定着装置の概略構成図であって、内部に熱源902が配された加熱ローラ901と加圧ローラ903によりニップ部を形成している。加熱ローラ901は図中の矢印方向に回転駆動され、加圧ローラ903は加熱ローラ901に連れて図中の矢印方向に回転する。ここで、加熱ローラ901の表面は熱源902の熱により加熱されて、トナーが軟化する温度以上に保持されている。
FIG. 18 is a schematic configuration diagram of a conventional general two-roller type fixing device, in which a nip portion is formed by a
未定着トナー像T1が表面に転写された記録材Sは、加熱ローラ901と加圧ローラ903間のニップ部に送られ、該ニップ部にて加熱ローラ901と加圧ローラ903とから熱と圧力が加えられ、未定着トナー像T1のトナーが軟化ないし溶融した状態となり、ニップから出た後、冷却されることにより、記録材表面に固着して定着することになる。
The recording material S on which the unfixed toner image T1 is transferred is sent to a nip portion between the
しかしながら、図18に示したような構成の定着装置により得られるトナー像T2では、画像の光沢度が十分でないという課題があった。これは自然冷却によってトナーが冷却固化されることになり、加熱ローラ101との接触によりトナー像T2の表面に小さなうねりが出来てしまい、十分な光沢度が得られないことによる。 However, the toner image T2 obtained by the fixing device configured as shown in FIG. 18 has a problem that the glossiness of the image is not sufficient. This is because the toner is cooled and solidified by natural cooling, and the surface of the toner image T2 is swelled by contact with the heating roller 101, so that sufficient glossiness cannot be obtained.
一方、近年、定着装置にて、コート紙等の地肌光沢が高い用紙に対して画像光沢も地肌光沢に近い光沢を付与することが行なわれてきている。この光沢度を高くする方法としては、用紙の搬送速度として通常線速の半分以下の線速にして、定着熱量を増すことにより、トナー画像をよりゲル化させ、トナー粒子形状を無くして、光沢を付与することが一般的である。 On the other hand, in recent years, it has been practiced that a fixing device imparts a gloss close to a background gloss to a paper having a high background gloss such as a coated paper. As a method of increasing the glossiness, the paper conveyance speed is set to a linear speed that is less than half of the normal linear speed, and the fixing heat amount is increased, thereby making the toner image more gelled, eliminating the toner particle shape, and glossing. Is generally given.
また、定着装置の用紙に熱量と圧を加えるニップ部において、その圧が高い構成が画像表面をレベリングするため光沢を高くすることが知られている。そのため、高い光沢を付与できるようにするためには、高いニップ圧を形成する構成が必要であるため、その構成にて高生産性を上げる場合には大きな定着装置となった。また、このような構成の定着装置であっても、光沢付与時には線速ダウンにより熱量アップを図るため、生産性を大幅に落とす必要があった。 Further, it is known that in the nip portion where the heat amount and pressure are applied to the sheet of the fixing device, the high pressure configuration leveles the image surface to increase the gloss. For this reason, in order to provide high gloss, a configuration for forming a high nip pressure is required. Therefore, in the case of increasing the productivity with the configuration, a large fixing device is obtained. Further, even in the fixing device having such a configuration, it is necessary to greatly reduce the productivity in order to increase the amount of heat by decreasing the linear speed when applying gloss.
また、光沢制御を目的とした技術として、従来から、特許文献1のように定着装置を複数設け、通過する定着装置個数により光沢制御を行うものが知られている。この場合、複数の定着装置を設けているために、光沢を付与しない時(例えば、普通紙を通紙する時)と光沢付与の時とで、使用する定着装置数を選択可能にするための2つの搬送路(用紙パスライン)を設ける必要があった。
Further, as a technique for gloss control, there is conventionally known a technique in which a plurality of fixing devices are provided and gloss control is performed by the number of passing fixing devices as in
そこで、特許文献2では、第1定着工程と第2定着工程にて、必要に応じてそれぞれの工程においてローラ間を離間させて、光沢付与する/しないを切り分ける方法が提示されている。しかしながら、第1定着工程と第2定着工程の間ではトナーが完全には定着していない状態の用紙を搬送することがあることから、画像傷付き防止の観点から該2つの定着工程の間をつなぐ共有ガイド板によって用紙の搬送状態を完全に修正することが難しいため、ジャムが発生する問題があった。
Therefore,
また、特許文献3では、第2定着工程の簡素化を目的として、第2定着工程を進入用紙温度より低く温めたローラとすることが提示されているが、第1定着−第2定着工程間をガイド板等で通紙すると、ガイド板に用紙やトナー表層温度が熱を奪われ、本来の目的である光沢付与が出来なかった。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-228561 proposes that the second fixing step is a roller warmed lower than the entering sheet temperature for the purpose of simplifying the second fixing step, but between the first fixing step and the second fixing step. When the sheet is passed through a guide plate or the like, the paper or toner surface temperature is deprived of heat to the guide plate, and the glossiness that is the original purpose cannot be imparted.
また、特許文献4では、使用頻度が上流側の定着器よりも低い下流側の定着器のスタンバイ時の電力消費を低減を目的として、待機状態の時に、各定着器の制御を変更可能な切換手段を有する画像形成装置が提示されている。しかしながら、熱量制御のみによっては、光沢性能の向上はその効果が限定され、十分な光沢性能を得ることができなかった。 In Japanese Patent Laid-Open No. 2004-260260, switching that can change the control of each fixing device in a standby state is intended to reduce power consumption during standby of a downstream fixing device that is used less frequently than the upstream fixing device. An image forming apparatus having means is presented. However, only by controlling the amount of heat, the effect of improving the gloss performance is limited, and sufficient gloss performance cannot be obtained.
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、用紙上の画像に光沢を付与するモードと光沢を付与しないモードのいずれかを選択可能な構成において、光沢を付与するモードでは適切に光沢を付与することができ、かつ光沢を付与しないモードから光沢を付与するモードへの切り替え時の待ち時間を減らしてスムーズな通紙を可能とする定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems in the prior art, and in a configuration in which either a mode for imparting gloss to an image on paper or a mode for not imparting gloss can be selected, a mode for imparting gloss. The present invention provides a fixing device and an image forming apparatus that can provide gloss appropriately and reduce a waiting time when switching from a mode that does not give gloss to a mode that gives gloss to enable smooth paper passing. For the purpose.
かかる目的を達成するため、請求項1に記載の定着装置は、未定着トナー像が形成された記録材に熱を与え、未定着トナー像のトナーを軟化ないし溶融させて外力により変形しえる状態とする第1の定着手段と、第1の定着手段によって外力により変形しえる状態となったトナーの状態が維持されているうちにトナーに接し、光沢を付与するニップ部を形成する第2の定着手段とを備え、第2の定着手段で光沢を付与しない第1のモードと、第2の定着手段で光沢を付与する第2のモードとを有し、第1のモードにおけるニップ部が形成するニップ幅を第2のモードにおけるニップ幅より小さくし、かつ、第1のモードと第2のモードとにおいて、第2の定着手段の温度をそれぞれ異なる温度に加熱制御するものである。
To achieve this object, the fixing device according to
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の定着装置において、第1のモードにおける第2の定着手段の温度を、第2のモードにおける第2の定着手段の温度よりも低く加熱制御するものである。 According to a second aspect of the present invention, in the fixing device according to the first aspect, the temperature of the second fixing unit in the first mode is lower than the temperature of the second fixing unit in the second mode. Heating is controlled.
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または2のいずれかに記載の定着装置において、第1のモードと第2のモードとを設定された用紙種類情報に基づいて切り替えるものである。 According to a third aspect of the present invention, in the fixing device according to the first or second aspect, the first mode and the second mode are switched based on the set paper type information. .
また、請求項4に記載の発明は、請求項1から3までのいずれかに記載の定着装置において、第2の定着手段は、それぞれ内部に加熱源を有するローラ対で構成され、第1のモードではローラ対の両方のローラを、第2のモードではローラ対の一方のローラを加熱制御するものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to third aspects, the second fixing unit is configured by a pair of rollers each having a heating source therein. In the mode, both rollers of the roller pair are heated and in the second mode, one roller of the roller pair is heated.
また、請求項5に記載の発明は、請求項1から4までのいずれかに記載の定着装置において、第2の定着手段の温度を、第1の定着手段の温度よりも低く加熱制御するものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to fourth aspects, the temperature of the second fixing unit is controlled to be lower than the temperature of the first fixing unit. It is.
また、請求項6に記載の発明は、請求項1から5までのいずれかに記載の定着装置において、第2の定着手段の温度を、第2の定着手段への記録材の進入時の記録材温度以上、第1の定着手段からの記録材排出直後の記録材温度以下に加熱制御するものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to fifth aspects, the temperature of the second fixing means is recorded when the recording material enters the second fixing means. Heating control is performed above the material temperature and below the recording material temperature immediately after the recording material is discharged from the first fixing means.
また、請求項7に記載の発明は、請求項1から6までのいずれかに記載の定着装置において、第2の定着手段の温度を、トナーのフローテスターによる軟化温度以上、1/2流出開始温度以下に加熱制御するものである。 According to a seventh aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to sixth aspects, the temperature of the second fixing means is equal to or higher than the softening temperature of the toner flow tester, and 1/2 outflow is started. Heating is controlled below the temperature.
また、請求項8に記載の画像形成装置は、請求項1から7までのいずれかに記載の定着装置を有するものである。 An image forming apparatus according to an eighth aspect includes the fixing device according to any one of the first to seventh aspects.
本発明によれば、光沢を付与するモードにおいて目標光沢を安定して得ることができ、また光沢を付与するモード、光沢を付与しないモードそれぞれにおける目標光沢の信頼性を向上させることができ、また、光沢を付与しないモードから光沢を付与するモードへの切り替え時の待ち時間を減らしてスムーズな通紙が可能となる。 According to the present invention, the target gloss can be stably obtained in the mode for imparting gloss, and the reliability of the target gloss in each of the mode for imparting gloss and the mode for not imparting gloss can be improved. Further, it is possible to reduce the waiting time at the time of switching from the non-glossy mode to the glossy mode, thereby enabling smooth paper passing.
以下、本発明に係る構成を図1から図17に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, a configuration according to the present invention will be described in detail based on the embodiment shown in FIGS.
(画像形成装置の構成)
図1は、本発明に係る画像形成装置の一態様であるデジタルカラー複写機装置本体の全体構成を示す断面概略図である。カラー複写機100は、装置本体上部に位置する画像読取部100Aと、装置本体中央部に位置する画像形成部100Bと、装置本体下部に位置する給紙部100Cと、を有する。
(Configuration of image forming apparatus)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the entire configuration of a digital color copying machine main body which is an aspect of an image forming apparatus according to the present invention. The
画像読取部100Aには、原稿の画像情報を光学読み取りするスキャナ部1と、原稿を連続してスキャナ部1に搬送するADF(自動原稿送り装置)10と、を備える。
The
画像形成部100Bには、水平方向に延びる転写面を有するベルト状の中間転写体30が配置されており、該中間転写体30の上面には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。すなわち、補色関係にある色のトナー(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)による像を担持可能な像担持体としての4つの感光体31が中間転写体30の転写面に沿って並置されている。
A belt-like
感光体31の上方には、スキャナ画像情報、外部画像情報に基いた露光光を各感光体31の周面に照射する書込み部2が配置されている。また、各感光体31はそれぞれ同じ方向(反時計回り方向)に回転可能なドラムで構成されており、その周りには、回転過程において画像形成処理を実行する帯電装置、現像装置、1次転写装置からなる現像部3と、転写後の感光体31の残留トナーを回収するクリーニング部36と、が配置されている。また、各現像装置には、それぞれのカラートナーが収容されている。
A
中間転写体30は、駆動ローラと従動ローラに掛け回されて各感光体31との対峙位置において同方向に移動可能な構成を有している。また、従動ローラの1つに対向する位置に転写ローラである2次転写部34が設けられている。また、2次転写部34の位置からの用紙搬送のパスライン上に、搬送ベルト35、加熱定着装置5(第1の定着手段)、光沢付与装置6(第2の定着手段)、搬送ローラ対7がこの順番で配置されている。
The
給紙部100Cは、記録媒体としての用紙を積載収容する給紙トレイ41(各給紙トレイとして41a,41b,41c,41dがある)と、該給紙トレイ41内の用紙を最上のものから順に1枚ずつ分離して、2次転写部の位置まで搬送する搬送路37、画像形成とのタイミングやスキュー補正を行うレジスト部38を含む搬送機構を有している。
The
本発明の画像形成装置100における画像形成に当たっては、感光体31の表面が現像部3の帯電装置により一様に帯電され、画像読取部100Aからのスキャナ画像情報、あるいは外部画像情報に基づいて書込み部2により各感光体31上にその色に応じた静電潜像が形成される。該静電潜像は対応する色のトナーを収容した現像装置によりトナー像として可視像化され、該トナー像は所定のバイアスが印加される1次転写装置により中間転写体30上に1次転写される。これにより、それぞれの色のトナー像が中間転写体30上に静電気力で順に転写されて重ね合わせられることになる。
In forming an image in the
つぎに、中間転写体30上に1次転写されたトナー像は、2次転写部34で搬送されてきた用紙に転写される。トナー像が転写された用紙は、さらに加熱定着装置5まで搬送され、定着部材と加圧部材との定着ニップ部にて定着が行なわれる。つぎに、用紙上の定着トナーは必要に応じて光沢付与装置6にて光沢が付与され、搬送ローラ対7で搬送され、排紙部8から排出経路に沿って送出された後に、出力画像として装置本体から排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
Next, the toner image primarily transferred onto the
(定着装置の構成)
図2は、本発明に係る定着装置の全体構成を示す断面概略図である。本実施形態に係る定着装置は、未定着トナー像が形成された記録材に熱を与え、未定着トナー像のトナーを軟化ないし溶融させて外力により変形しえる状態とする加熱定着装置5と、加熱定着装置5によって外力により変形しえる状態となったトナーの状態が維持されているうちにトナーに接し、光沢を付与するニップ部(N2)を形成する光沢付与装置6とを備え、光沢付与装置6で光沢を付与しない第1のモードと、光沢付与装置6で光沢を付与する第2のモードとを有し、第1のモードにおけるニップ部が形成するニップ幅を第2のモードにおけるニップ幅より小さくし、かつ、第1のモードと第2のモードとにおいて、加熱ローラ80(および加圧ローラ90)の温度をそれぞれ異なる温度に加熱制御するものである。
(Configuration of fixing device)
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of the fixing device according to the present invention. The fixing device according to the present embodiment includes a
<加熱定着装置(第1の定着手段)>
[加熱定着装置の第1の実施形態]
第1の定着手段としての加熱定着装置5は、押圧部材である定着パット51、分離ローラ56、テンションローラ58及び加熱ローラ60に一定のテンションで架け渡された定着ベルト50と、該定着ベルト50に対して回転自在に圧接しニップ部N1を形成する加圧ローラ70と、ニップ部N1の用紙排出側であって先端が加圧ローラ70に近接して配置され該加圧ローラ70への用紙の巻き付きを防止する分離部材43と、を備える。
<Heating Fixing Device (First Fixing Unit)>
[First Embodiment of Heat Fixing Device]
The
定着ベルト50は、無端ベルトであり、断面構造としては、例えばニッケル、ステンレス、ポリイミドなどの基材にシリコーンゴム層などの弾性層を形成した2層構造となっている。また、分離ローラ56、テンションローラ58は、金属の芯金にシリコーンゴムを有したものである。なお、テンションローラ58は、定着ベルト50の走行のためと定着パット51と分離ローラ56の間で定着ベルト50を加圧ローラ70に圧接させるためのベルト張力を与えている。
The fixing
定着パット51は、弾性体からなり、押し付け部材53(弾性体でなくてもよい)により定着ベルト50の内側から定着ベルト50に向かって所定の圧力で押し付けられ、分離ローラ56とともに、定着ベルト50を介して加圧ローラ70に圧接して、用紙に熱と圧力を加える所定のニップ幅のニップ部N1を形成している。
The fixing
また、加熱ローラ60は、アルミ又は鉄の中空ローラで内部に定着ベルト50を加熱するためのハロゲンヒータなどのヒータ65からなる熱源を有していて、定着ベルト50の内周側の加圧ローラ70とは圧接しない位置に、すなわちニップ部N1に加熱源を有しないように配置されている。熱源は誘導加熱機構(IH)でもよい。また、定着ベルト50が加熱ローラ60に接触している領域の温度を検知する温度検知センサ62を備えている。
The
加圧ローラ70は、通常はアルミ又は鉄等の芯金の上にシリコーンゴム等の弾性層が設けられた円筒形状のローラである。また、加圧ローラ70は、内部にヒータ75を有し、温度検知センサ72により検知される加圧ローラ70の温度に基づいてヒータ75の点灯制御が行われて、ニップ部N1を用紙が通過する時に該用紙から加圧ローラ70が熱を奪うことを防止している。
The
また、加圧ローラ70には、加圧レバー76、スプリング77、加圧部材76a、カム78からなる加圧手段が設けられている。この加圧手段により加圧ローラ70を加圧状態とする動作としては、まず、外部からの駆動力によりカム78が図中矢印方向に一定の回転角だけ回転されると、該カム78が加圧部材76aを押し上げる(図中矢印方向)。加圧部材76aが押されると、該加圧部材76aに固定されているスプリング77が一定の圧力で加圧レバー76の端部を押し上げる。つぎに、加圧レバー76のスプリング77側の端部が押し上げられると、該加圧レバー76は支持軸76bを中心軸として回転する(図2では反時計回り方向)。ついで、加圧レバー76のスプリング77側の端部と支持軸76bの中間にある加圧部76cが加圧ローラ70の軸に当接し、定着パット51方向に押すように作用する。最後に、加圧ローラ70が定着ベルト50を介して定着パット51に当接し、押し付け部材53の弾性力に基づいた一定の圧力で加圧する状態となり定着用のニップ部N1を形成する。なお、加圧手段として、スプリング77は省略可能であり、その場合にはカム78が直接加圧レバー76の端部を押し上げるように作用する。
The
加熱定着装置5の駆動の際には、例えばテンションローラ58の図中時計回り方向の回転駆動により定着ベルト50が該テンションローラ58の押圧により適切なテンションが付与された状態で用紙を排出する方向(図2では時計回り方向)に回動し、加圧ローラ70がつれ回りする。駆動されるローラはテンションローラ58に限らず加圧ローラ70や加熱ローラ60であってもよい。また、定着の際には、定着ベルト50は、加熱ローラ60内部に配置されたヒータ65の発熱により温度検知センサ62で検出される温度が所定の温度(例えばトナー定着に適する温度)まで加熱される。
When driving the
加熱定着装置5では、定着ベルト50、加圧ローラ70が回転駆動された状態で、定着ベルト50の表面は所定の温度まで加熱されており、ニップ部N1に未定着トナーTが形成された用紙が通され(図中、右側から左側方向への通紙)、ニップ部N1における加圧及び加熱により未定着トナーを用紙上に熱融着させて定着が行なわれる。ついで、トナー定着された用紙はニップ部N1から排出されるが、分離部材43により用紙が加圧ローラ70から分離されて排出される。
In the
なお、ニップ部N1は、線速に対する総ニップ時間を60msec以上有しており、ニップ幅全体の50%以上の領域においてニップ圧が15〜30N/cm2となっている。これにより、厚紙(秤量300g/m2程度の用紙)を含めて加熱定着装置5で十分な定着を行うことができる。
The nip portion N1 has a total nip time with respect to the linear velocity of 60 msec or more, and the nip pressure is 15 to 30 N / cm 2 in a region of 50% or more of the entire nip width. Thereby, sufficient fixing can be performed by the
ところで、画像形成プロセス全体における用紙上の画像への光沢付与を考えると、最終的な光沢度は加熱定着装置5における光沢付与の程度に影響を受ける。図3に、加熱定着装置5におけるニップ圧(定着ニップ圧)と画像の光沢度との関係を示す。ここでは、用紙として光沢度30%のコート紙を用いて画像形成を行い、定着工程のみで光沢付与装置6を使わなかった場合(定着工程のみ、実線)と定着工程後に光沢付与装置6において一定条件で光沢付与を行った場合(定着工程+光沢付与工程、点線)の画像の光沢度の変化を示している。これによると、光沢付与装置6による画像の光沢度の向上は一定であって、最終的な光沢度は加熱定着装置5における光沢付与の程度、すなわち定着ニップ圧に影響を受けていることが分かる。なお、ここでいう光沢度とは、60°光沢度計で測定した値(%)としている(以降で示す光沢度も同じである)。
By the way, considering the glossiness to the image on the paper in the entire image forming process, the final glossiness is influenced by the degree of glossiness in the
ここで、加熱定着装置5における光沢度の影響を考慮すると、定着パット51をシリコーンスポンジからなるものとすることが好ましい。従来、ニップ圧が15N/cm2以上となる構成ではシリコーンスポンジが劣化するため、使用することができず、定着パット51としてソリッドゴムからなるものを使用していたが、待機時で圧軽減する工夫や単泡高硬度(硬度アスカーC25度以上)のシリコーンスポンジを用いることにより耐久的な劣化が抑制され、シリコーンスポンジからなる定着パット51を用いることが可能となった。
Here, considering the influence of the glossiness in the
このような定着パット51をシリコーンスポンジからなるものとした加熱定着装置5において、ニップ圧15N/cm2以下とすると、光沢度30%には到達せず、光沢を付与しない状態に抑えることができる。すなわち、画像光沢を付与するモード(以下、光沢付与モード、第2のモードともいう)において用紙の厚さによって光沢が異なることがあったり、画像光沢を付与しないモード(以下、光沢非付与モード、第1のモードともいう)において薄い用紙では光沢が増加することがあったりするが、この定着パット51を用いて、加圧手段のカム78を調整することにより、ニップ部N1のニップ幅全体におけるニップ圧が15〜30N/cm2となる領域の割合を調整して光沢度を調整することが可能となる。
In the
例えば、厚紙(秤量124〜300g/m2の用紙)の用紙を用いる場合には、用紙へのニップ圧及びニップ時間を増大させる必要があり、カム78を調整して、ニップ幅全体におけるニップ圧が15〜30N/cm2となる領域の割合を50%以上とする。また、普通紙以下の秤量の用紙を用いる場合には、そのままではニップ部N1から該用紙に定着に必要な熱量以上の熱量を供給することになり、画像の光沢度が予定以上に上昇するため、これを抑制する必要があり、カム78を調整して、ニップ幅全体におけるニップ圧が15〜30N/cm2となる領域の割合を50%未満とする。すなわち、15N/cm2以下の領域の割合を増やすようにする。このように、普通紙などの薄い用紙を用いるような供給熱量が増える場合にはニップ圧を低くして、光沢を抑えることが可能となる。これにより、光沢を付与しないモードにおいて、用紙として熱量過多となる傾向のある普通紙以下の秤量の用紙を使っても、ニップ圧の調整により、厚紙の場合と同等の画像光沢を維持することができる。
For example, when using paper of thick paper (paper weighing 124 to 300 g / m 2 ), it is necessary to increase the nip pressure and nip time on the paper, and the
また、光沢を付与するモードにおいても、用紙の厚さを考慮してカム78を調整し加熱定着装置5におけるニップ部N1のニップ時間が30〜100msecであって、ニップ幅全体におけるニップ圧が15〜30N/cm2となる領域の割合を50%以上とし、定着後の画像(定着トナー)の光沢度を10〜30%、より好ましくは20〜30%、さらに好ましくは25%以上、例えば25〜30%とする。これにより、最終的な画像の光沢度を用紙の光沢度に合わせて一定にすることが可能となる。そのため、光沢を付与するモード、光沢を付与しないモードそれぞれでの希望光沢の信頼性を向上させることができる。
Also in the mode for imparting gloss, the
なお、加熱定着装置5として、図2に示す装置構成のものを示したが、これに限定されるものではない。例えば、図4に示すように、押圧部材として定着パット51に代えて、中空円筒形状の定着ローラ51Rとしてもよい。これにより、加圧ローラ70が定着ベルト50を介して定着ローラ51R及び分離ローラ56の2箇所で圧接するダブルニップの構成となる。なお、図4では、加圧手段においてカム78が回転することにより、ニップ圧が最大となっている状態と最小となっている状態の2つの状態を示している。
In addition, although the thing of the apparatus structure shown in FIG. 2 was shown as the
この場合のニップ部N1’におけるニップ圧の分布は、用紙搬送方向の入口領域(加圧ローラ70と定着ローラ51Rの当接部分)と出口領域(加圧ローラ70と分離ローラ56の当接部分)で15〜30/cm2、前記入口領域と出口領域の間である中間領域で5〜15N/cm2となる。
In this case, the distribution of the nip pressure at the nip portion N1 ′ is as follows. The entrance region (the contact portion between the
このとき、ニップ部N1’においては、入口領域にて用紙上のトナーをほぼ定着させることになる。ついで該トナーは十分に溶けた状態となって強い粘性をもつことになるので、定着ベルト50に用紙が貼り付いて中間領域を進むが、用紙を固定した状態で搬送するためにはこの時のニップ圧として5N/cm2以上が必要である。また、図3の関係よりニップ圧15N/cm2以下では光沢ありの状態までは上がらない。そのため、中間領域のニップ圧を5〜15N/cm2としている。そして、小径ローラである分離ローラ56の曲率分離の強い分離力によって、用紙は定着ベルト50から分離されて排出される。
At this time, in the nip portion N1 ′, the toner on the sheet is almost fixed in the entrance region. Next, the toner is sufficiently melted and has a strong viscosity, so that the paper adheres to the fixing
図4の構成では、定着ベルト50内の定着ローラ51Rと加圧ローラ70の当接状態を変化させることにより、前記中間領域のニップ幅の増減の調整が可能である。そこで、図2の装置構成の場合と同様の考え方により、普通紙以下の秤量の用紙を用いる場合には、定着ローラ51Rと加圧ローラ70の当接状態を調整して、5〜15N/cm2の中間領域のニップ幅を増やすようにする。このように、普通紙などの薄い用紙を用いるような供給熱量が増える場合にはニップ圧を低くして、光沢を抑えることが可能となる。これにより、光沢を付与しないモードにおいて、用紙として熱量過多となる傾向のある普通紙以下の秤量の用紙を使っても、ニップ圧の調整により、厚紙の場合と同等の画像光沢を維持することができる。また、光沢を付与するモードにおいても、用紙の厚さを考慮して中間領域のニップ幅を調整し加熱定着装置5におけるニップ圧を調整することにより、最終的な画像の光沢度を一定にすることが可能である。そのため、光沢を付与するモード、光沢を付与しないモードそれぞれでの希望光沢の信頼性を向上させることができる。
In the configuration of FIG. 4, the increase / decrease of the nip width of the intermediate region can be adjusted by changing the contact state between the fixing
また、図5に示すように、図4の構成から分離ローラ56を省略した構成としてもよい。これにより、加圧ローラ70は、定着ベルト50を介して定着ローラ51Rに圧接してニップ部を形成する。なお、定着ベルト50の用紙排出側に分離部材44を設けるとよい。なお、図5では、加圧手段においてカム78が回転することにより、ニップ圧が最大となっている状態と最小となっている状態の2つの状態を示している。あるいは、図5の構成から定着ベルト50、テンションローラ58、加熱ローラ60を省略した構成としてもよい。この場合、加圧ローラ70は、定着ローラ51Rに直接圧接してニップ部を形成する。また、定着ローラ51Rに加熱手段を設ける。
Moreover, as shown in FIG. 5, it is good also as a structure which abbreviate | omitted the
あるいは、加圧ベルトを用いた方式の加熱定着装置を用いてもよい。図6は、加熱定着装置のその他の構成例(3)を示す断面図である。この加熱定着装置5では、上側に回転自在に配置された定着ローラ12Rと、定着ローラ12Rの下にローラ13R,14R,15Rに回動自在に一定のテンションで架け渡された加圧ベルト14aと、が当接して加圧ベルト14aの裏面にある加圧パッドであるバックアップ部材14bにより定着ニップ部N1’’を形成可能に配置されている。また、定着ローラ12Rはヒータ12hにより加熱され、加圧ベルト14aはヒータ14hにより加熱されるようになっている。
Alternatively, a heat fixing device using a pressure belt may be used. FIG. 6 is a cross-sectional view showing another configuration example (3) of the heat fixing device. In the heating and fixing
また、少なくともバックアップ部材14bには、前述したものと同様の加圧制御が行われる加圧手段を備えており、ニップ部N1''のニップ幅が用紙の種類(紙種)やモード(光沢を付与するモード、光沢を付与しないモード)によって複数の状態に可変可能な構成になっている。
Further, at least the
図7は、加熱定着装置のその他の構成例(4)を示す断面図である。この加熱定着装置5では、上側に回転自在に配置された定着ローラ12Rと、定着ローラ12Rの下に支持部材14sでテンションフリーの状態で支持された加圧ベルト14aと、が当接して加圧ベルト14aの裏面にある加圧部材であるバックアップ部材14dにより定着ニップ部N1'''を形成可能に配置されている。また、定着ローラ12Rはヒータ12hにより加熱されるようになっている。
FIG. 7 is a sectional view showing another configuration example (4) of the heat fixing device. In the
また、少なくともバックアップ部材14dには、前述したものと同様の加圧制御が行われる加圧手段を備えており、ニップ部N1'''のニップ幅が用紙の種類(紙種)やモード(光沢を付与するモード、光沢を付与しないモード)によって複数の状態に可変可能な構成になっている。
Further, at least the
[加熱定着装置の第2の実施形態]
図8は、本発明に係る定着装置の他の構成例を示す断面図である。この定着装置は、二段ローラ構成の定着装置であって、定着装置は、主として定着工程を担う加熱定着装置(第1の定着手段)5と、光沢付与工程を担う光沢付与装置(第2の定着手段)6とからなる。
[Second Embodiment of Heat Fixing Device]
FIG. 8 is a cross-sectional view showing another configuration example of the fixing device according to the present invention. This fixing device is a fixing device having a two-stage roller configuration, and the fixing device mainly includes a heating fixing device (first fixing means) 5 that is responsible for a fixing process, and a gloss applying device that is responsible for a gloss providing process (second fixing device). Fixing means) 6.
加熱定着装置5は、従来より用いられている2ローラ方式による定着装置(図18)におけるものと同様の構成であり、相互に圧接して定着ニップ部を形成しつつ回転する加熱ローラ60および加圧ローラ70からなる。なお、加圧ローラ70の加圧手段等の第1の実施形態(図2)と同様の点についての図示および説明は省略する。加熱ローラ60は図中の矢印方向に回転し、この加熱ローラ60に加圧ローラ70が圧接して両ローラ60,70間に定着ニップ部を形成しつつ、加圧ローラ70は矢印方向に従動回転する。加熱ローラ60は、例えば中空筒体形状の芯金外周にシリコーンゴムなどの耐熱性の弾性体層が形成されてなり、芯金の中空部分にはヒータ65が内蔵され定着に必要な熱供給がなされる。加圧ローラ70も加熱ローラ60と同様に中空筒体形状の芯金の外周にシリコーンゴム層が形成されてなり、芯金の中空部分に熱源としてのヒータ75が内蔵されている。
The
両ローラ60、70表面の温度制御は、加熱ローラ60に温度検知センサとしてのサーミスタ62を、また加圧ローラ70に温度検知素子としてのサーミスタ72をそれぞれ接触配置して、サーミスタ62,72により各ローラ60,70の表面温度を検知し、各ローラ60,70の表面温度が所定値となるように、図示しない制御装置によってヒータ65,75のオンオフを制御している。なお、図8に示す光沢付与装置6の説明は後述する。
The temperature control of the surfaces of both
以上が加熱定着装置5の構成の説明である。ここで、加熱定着装置5から排出された用紙は、つぎに光沢付与装置6に送られるが、加熱定着装置5と光沢付与装置6との間に、例えば2枚の板状部材がパスラインPLの上下に配置され、搬送される用紙を通す隙間を加熱定着装置5から光沢付与装置6に向かって狭くしたガイド板45を設けるとよい。分離ローラ56の曲率により分離された用紙はカールする傾向があるが、ガイド板45が用紙のカール等を補正して用紙先端が搬送方向に向くようになるため、光沢付与装置6でのシワやジャムを防止することができ、搬送品質を安定化させることができる。なお、本発明では加熱定着装置5により用紙上のトナーは十分に定着されているので、ガイド板45に接触しても画像品質が損なわれることはない。
The above is the description of the configuration of the
<光沢付与装置(第2の定着手段)>
[光沢付与装置の第1の実施形態]
第2の定着手段としての光沢付与装置6は、図2に示すように、加熱手段(加熱部材85)を内部に有する中空円筒形状の加熱ローラ80と、用紙上の画像(定着トナー)に光沢を付与するニップ部N2を形成可能に該加熱ローラ80に圧接する加圧ローラ90と、を有する。
<Glossiness imparting device (second fixing means)>
[First Embodiment of Gloss Applying Apparatus]
As shown in FIG. 2, the
また、加熱ローラ80のニップ部N2入側に近い表面温度を検知する温度検知センサ82を備えており、該温度検知センサ82で検知される温度に基づいて加熱手段85であるハロゲンヒータなどのヒータの点灯制御が行われ、加熱ローラ80の表面温度が一定に保たれている。
In addition, a
この加熱ローラ80の表面温度は、画像に光沢を付与するモードのときに、定着トナーに適切に光沢を付与するためにコントロールされる温度である。ここで、加熱定着装置5の定着部材と光沢付与装置6の加熱ローラ80との温度制御については、例えば、用紙上の定着トナーに接触する加熱ローラ80の表面温度は、加熱定着装置5の定着部材(定着ベルト50)の表面温度より低い。あるいは、加熱ローラ80の表面温度は、光沢付与装置6への用紙進入時の用紙温度以上、加熱定着装置5からの該用紙排出直後の用紙温度以下であることが好ましい。なお、光沢を付与するモードと光沢を付与しないモードにおける光沢付与装置6の温度制御については、後述する。
The surface temperature of the
また、加熱ローラ80の表面温度は、使用されるトナーのフローテスターによる軟化温度以上、1/2流出開始温度以下であることが好ましく、軟化温度以上、流出開始温度以下であることがより好ましい。ここで、これらのトナー物性温度は、例えばフローテスター(CFT−500D(島津製作所製))を使って、荷重5kg/cm2、昇温速度3.0℃/min、ダイ口径1.00mm、ダイ長さ10.0mmの条件で測定し、温度に対するピストンストロークの関係から求めるとよい。なお、1/2流出開始温度とは、流出開始温度と流出終了温度の中点となる温度である。
The surface temperature of the
具体的な加熱ローラ80の表面温度は、例えば60℃(使用トナーの物性温度における軟化温度)〜137℃(使用トナーの物性温度における1/2流出開始温度)が好ましく、60〜120℃(使用トナーの物性温度における流出開始温度)が好ましく、さらに好ましくは80〜100℃である。なお、トナーに関する温度(トナー物性温度)は、トナーロットや色によりばらつきがあり、ここで示す温度はその平均値である。
The specific surface temperature of the
図9に、用紙上のトナー状態を示す模式図を示す。図9(a)が加熱定着装置5通過時(定着工程)のトナー断面状態、図9(b)が光沢付与装置6通過時(光沢付与工程)のトナー断面状態である。図9(a)に示す定着工程では、左側の未定着状態のトナーは、ニップ部N1(N1’,N1'',N1''')で熱と圧力を受けて、トナー表面から用紙上までトナー層全体が溶融されており、これにより定着が完了する(図9(a)右側)。また、トナーはある程度のレベリングとともに用紙に密着するようになり、トナー表面にも強い粘着力が発生している。 FIG. 9 is a schematic diagram showing the toner state on the paper. FIG. 9A shows a toner cross-sectional state when passing through the heat fixing device 5 (fixing step), and FIG. 9B shows a toner cross-sectional state when passing through the gloss applying device 6 (gloss applying step). In the fixing process shown in FIG. 9A, the unfixed toner on the left side receives heat and pressure at the nip portion N1 (N1 ′, N1 ″, N1 ′ ″) and travels from the toner surface to the sheet. The entire toner layer is melted, thereby completing the fixing (right side of FIG. 9A). Further, the toner comes into close contact with the paper with a certain leveling, and a strong adhesive force is generated on the toner surface.
これに対して、光沢付与工程では、すでに定着が完了しているので、トナー表面をレベリングするだけの熱量を付与する。すなわち、図9(b)の左側のトナーがニップ部N2で熱と圧力を受けるが、加熱ローラ80の表面温度が光沢付与装置6への用紙進入時の用紙温度以上、加熱定着装置5からの該用紙排出直後の用紙温度以下(あるいは、使用されるトナーのフローテスターによる軟化温度以上、1/2流出開始温度以下。またあるいは、60〜120℃)であるため、トナー層の全体を溶かすのではなく表層を軟化させるのみとなり、トナーとしての色はそのまま保持されつつ、表層のみが平滑な加熱ローラ80の表面によりレベリングされ光沢が向上する。このときのトナー表面は定着工程のときほどの粘着力はないため、加熱ローラ80の直径を30mm以上、40mm以下としても、用紙の分離性が良好である。すなわち、光沢付与装置6の用紙排出側に設けた分離部材83を省略することができ、装置構成の簡素化によるコストダウンが可能となる。また、定着工程のようにトナー層全体を溶かすことによるオフセットが発生しないため、加圧ローラ90の表面のトナー汚れを除去するためのクリーニング部材93を省略することができ、装置構成の簡素化によるコストダウンが可能となる。
On the other hand, in the gloss application step, since the fixing has already been completed, an amount of heat for leveling the toner surface is applied. That is, although the toner on the left side in FIG. 9B receives heat and pressure at the nip portion N2, the surface temperature of the
なお、本発明の画像形成装置100において、用紙の種類や紙厚、搬送速度によっては、加熱定着装置5通過時に定着が完了していなくてよく、例えば加熱定着装置5を1段目の定着装置とし、光沢付与装置6を2段目の定着装置として2段の定着装置により定着を完了させるようにする。これは、秤量124g/m2の以上の厚紙を高速で搬送する場合などに有効である。
In the
加圧ローラ90は、通常はアルミ又は鉄等の芯金の上にシリコーンゴム等の弾性層が設けられた円筒形状のローラである。また、加圧ローラ90には、加圧レバー96、スプリング97、加圧部材96a、カム98からなる加圧調整手段が設けられており、画像に光沢を付与するモードのときには、この加圧調整手段により加圧ローラ90を加圧状態とする。
The
その動作としては、まず、外部からの駆動力によりカム98が図中矢印方向に一定の回転角だけ回転されると、該カム98が加圧部材96aを押し上げる(図中矢印方向)。加圧部材96aが押されると、該加圧部材96aに固定されているスプリング97が一定の圧力で加圧レバー96の端部を押し上げる。つぎに、加圧レバー96のスプリング97側の端部が押し上げられると、該加圧レバー96は支持軸96bを中心軸として回転する(図2では時計回り方向)。ついで、加圧レバー96のスプリング97側の端部と支持軸96bの中間にある加圧部96cが加圧ローラ90の軸に当接し、加熱ローラ80方向に押すように作用する。最後に、加圧ローラ90が加熱ローラ80に当接し、所定の圧力で加圧する状態となり光沢付与用のニップ部N2を形成する。なお、加圧調整手段として、スプリング97は省略可能であり、その場合にはカム98が直接加圧レバー96の端部を押し上げるように作用する。
As the operation, first, when the
加圧調整手段による圧力の調整はカム98の回転角の調整で行われ、カム98の所定の回転位置で加熱ローラ80と加圧ローラ90とを離間させ、ニップ部N2を開放することが可能である。
The pressure adjustment by the pressure adjusting means is performed by adjusting the rotation angle of the
図10に、光沢付与装置6におけるニップ圧(光沢付与ニップ圧)と画像の光沢度との関係を示す。ここでは、用紙として光沢度30%のコート紙を用いて画像形成を行い、光沢を付与するモードにおける所定条件で行った定着工程直後の光沢度(定着工程のみ、実線)と、定着工程後に光沢付与装置6において加熱ローラ80の表面温度を前記条件としニップ圧を変化させて光沢付与を行った場合(定着工程+光沢付与工程、点線)の画像の光沢度の変化を示している。これによると、定着工程のみの光沢度25%を基準として、光沢付与ニップ圧が5N/cm2以下では光沢度が上昇しないことがわかる。また、5N/cm2を超えると徐々に光沢度が上昇し、15N/cm2以上で光沢度が約35%で一定となる。
FIG. 10 shows the relationship between the nip pressure (gloss applying nip pressure) and the glossiness of the image in the
したがって、用紙上の画像に光沢を付与するモード(第2のモード)のとき、前記加圧調整手段により、ニップ部N2におけるニップ圧は15〜30N/cm2に調整されることが好ましい。これにより、加熱定着装置5から搬送されてきた用紙が光沢付与装置6を通過するときには、ニップ部N2にて定着トナーに熱を加えるとともに所定の圧力が加えられることにより、該定着トナー表層のレベリングが行われて光沢が付与されることになる。
Therefore, it is preferable that the nip pressure in the nip portion N2 is adjusted to 15 to 30 N / cm 2 by the pressure adjusting means in the mode for imparting gloss to the image on the paper (second mode). Thus, when the sheet conveyed from the
また、光沢を付与しないモード(第1のモード)のとき、前記加圧調整手段により、ニップ部N2におけるニップ圧は光沢を付与するモードのときのニップ部N2におけるニップ圧よりも低く調整される。例えば、15N/cm2未満に調整されることが好ましく、5N/cm2以下に調整されることがより好ましい。このときのニップ圧とは、ニップ幅全体の平均値である。これにより、用紙は加熱ローラ80、加圧ローラ90でニップされるが、ニップ圧が弱いため、画像の光沢を上昇させることなく、用紙を搬送するだけの装置として機能する。
Further, in the mode not giving gloss (first mode), the pressure adjusting means adjusts the nip pressure in the nip portion N2 to be lower than the nip pressure in the nip portion N2 in the mode giving gloss. . For example, it is preferable to be adjusted to less than 15N / cm 2, it is more preferably adjusted to 5N / cm 2 or less. The nip pressure at this time is an average value of the entire nip width. As a result, the sheet is nipped by the
さらに、本実施形態に係る定着装置における光沢付与装置6の加熱ローラ80は、用紙上の画像に光沢を付与するモード(第2のモード)と光沢を付与しないモード(第1のモード)とで、それぞれ異なる設定温度に加熱制御される。なお、上述のように、加熱制御は、温度検知センサ82で検知される温度に基づいて加熱手段85が所定値となるように、図示しない制御装置によってオンオフ制御を行うことによる。
Further, the
この際、光沢を付与しないモードでは、光沢付与装置6は用紙を搬送するだけの装置として機能するものであって、加熱ローラ80の設定温度を低くしておくことができる。よって、光沢を付与しないモードにおける加熱ローラ80の設定温度は、光沢を付与するモードにおける加熱ローラ80の設定温度よりも低く設定することが好ましい。一方、加熱ローラ80を機能させないからといって完全にオフとすると、光沢を付与しないモードから光沢を付与するモードへの切り替え時に加熱ローラ80温度が設定温度になるまで時間がかかってしまう。
At this time, in the mode in which no gloss is imparted, the
そのため光沢を付与しないモードでは、光沢を付与するモードよりも低い所定の設定温度となるように加熱ローラ80を加熱制御しておくことにより、光沢を付与しないモードから光沢を付与するモードへの切り替え時の待ち時間を減らしてスムーズな通紙が可能となる。また、光沢を付与しないモードにおいて、省電力化を図ることができる。
Therefore, in the non-glossy mode, the
なお、光沢を付与するモードと光沢を付与しないモードとの切り替えは、ユーザにより設定された用紙種類情報を基準に行うことが好ましい。例えば、用紙光沢度の低い用紙の場合は光沢を付与しないモードとし、用紙光沢度の高い用紙の場合は光沢を付与するモードとすることが好ましい。これにより、ユーザの使用する用紙の光沢度に応じた最適な光沢度画像を得ることができる。 It should be noted that switching between the mode for imparting gloss and the mode for not imparting gloss is preferably performed based on the paper type information set by the user. For example, it is preferable to use a mode in which no gloss is given in the case of a paper having a low paper glossiness and a mode in which a gloss is given in the case of a paper having a high paper glossiness. Thereby, the optimal glossiness image according to the glossiness of the paper used by the user can be obtained.
また、光沢を付与しないモードで、搬送方向の長さが基準長さ以上の用紙を搬送する場合、光沢付与装置6では、前記加圧調整手段により、加熱ローラ80と加圧ローラ90の間(ニップ部N2)を開放し、搬送ローラ対7が前記用紙の搬送を行うとよい。また、光沢を付与しないモードで、搬送方向の長さが基準長さ未満の用紙を搬送する場合、光沢付与装置6では、前記加圧調整手段により、前述のようにニップ部N2におけるニップ圧を光沢を付与するモードのときのニップ部N2におけるニップ圧よりも低く調整し、前記用紙の搬送を行うとよい。
Further, in the mode in which the gloss is not applied, when transporting a sheet whose length in the transport direction is equal to or greater than the reference length, the
ここでいう、「基準長さ」とは、画像形成装置100における装置レイアウト(距離L1、L2)から適宜設定される長さであることが好ましい。例えば、装置レイアウトの決まった画像形成装置100において、光沢付与装置6の加熱ローラ80、加圧ローラ90間を開放した状態で、加熱定着装置5のニップ部N1(N1’,N1'',N1''')を出た用紙の先端が該用紙の後端がニップ部N1(N1’,N1'',N1''')を出る前に搬送ローラ対7に到達して適切に搬送することが可能な用紙の長さの最大値、あるいはその長さの範囲に装置特性を加味して導き出した値である。
Here, the “reference length” is preferably a length that is appropriately set from the apparatus layout (distances L1 and L2) in the
ここで例えば、基準長さがB5版用紙の長手方向の長さやB4版用紙の短手方向の長さ(257mm)の場合、光沢を付与しないモードであって、用紙の長さが257mm未満のとき(例えば、A4版用紙の短手方向を搬送方向とするとき)、前記加圧調整手段により、前述のようにニップ部N2におけるニップ圧を光沢を付与するモードのときのニップ部N2におけるニップ圧よりも低く調整し、用紙の長さが257mm以上のとき、前記加圧調整手段により、加熱ローラ80と加圧ローラ90の間(ニップ部N2)を開放する。
Here, for example, when the reference length is the length in the longitudinal direction of B5 plate paper or the length in the short direction of B4 plate paper (257 mm), it is a mode in which no gloss is applied, and the length of the paper is less than 257 mm. (For example, when the short side direction of A4 size paper is the transport direction), the nip in the nip portion N2 in the mode in which the nip pressure in the nip portion N2 is given gloss as described above by the pressure adjusting means. When the pressure is adjusted to be lower than the pressure and the sheet length is 257 mm or more, the pressure adjusting means opens the space between the
あるいは、例えば、基準長さがA4版用紙の短手方向の長さ(210mm)の場合、光沢を付与しないモードであって、用紙の長さが210mm未満のとき、前記加圧調整手段により、前述のようにニップ部N2におけるニップ圧を光沢を付与するモードのときのニップ部N2におけるニップ圧よりも低く調整し、用紙の長さが210mm以上のとき、前記加圧調整手段により、加熱ローラ80と加圧ローラ90の間(ニップ部N2)を開放する。 Or, for example, when the reference length is the length (210 mm) in the short direction of A4 size paper, it is a mode that does not give gloss, and when the length of the paper is less than 210 mm, the pressure adjusting means As described above, the nip pressure at the nip portion N2 is adjusted to be lower than the nip pressure at the nip portion N2 in the glossing mode, and when the length of the sheet is 210 mm or more, the pressure adjusting means controls the heating roller. 80 and the pressure roller 90 (nip portion N2) are opened.
なお、ここまで用紙サイズの値を基準長さとした例を示したが、基準長さは必ずしも用紙サイズと一致するものではない。例えば、基準長さが200mmである場合もありうる。この場合、光沢を付与しないモードであって、用紙の長さが200mm未満のとき、前記加圧調整手段により、前述のようにニップ部N2におけるニップ圧を光沢を付与するモードのときのニップ部N2におけるニップ圧よりも低く調整し、用紙の長さが200mm以上のとき、前記加圧調整手段により、加熱ローラ80と加圧ローラ90の間(ニップ部N2)を開放する。
Although an example in which the value of the paper size is the reference length has been described so far, the reference length does not necessarily match the paper size. For example, the reference length may also be a 200 mm. In this case, when the mode is a mode in which no gloss is applied and the length of the sheet is less than 200 mm, the nip portion in the mode in which the nip pressure in the nip portion N2 is given gloss by the pressure adjusting means as described above. When the nip pressure is adjusted to be lower than the nip pressure at N2, and the length of the sheet is 200 mm or more, the pressure adjusting means opens the space between the
あるいは、基準長さが装置レイアウトから導き出されるある値の範囲から適宜設定される場合もある。例えば、距離L1=210mm、距離L2≦182mmのとき、その値の範囲を182mmより大、210mm以下とし、その範囲から基準長さを200mmと設定する。この場合、光沢を付与しないモードであって、B5版用紙をその短手方向(長さ182mm)を搬送方向として搬送するとき、前記加圧調整手段により、前述のようにニップ部N2におけるニップ圧を光沢を付与するモードのときのニップ部N2におけるニップ圧よりも低く調整し、A4版用紙をその短手方向(長さ210mm)を搬送方向として搬送するとき、前記加圧調整手段により、加熱ローラ80と加圧ローラ90の間(ニップ部N2)を開放することになる。
Alternatively, the reference length may be appropriately set from a certain value range derived from the device layout. For example, when the distance L1 = 210 mm and the distance L2 ≦ 182 mm, the value range is set to be greater than 182 mm and 210 mm or less, and the reference length is set to 200 mm from the range. In this case, when the B5 plate paper is transported with the short side direction (length 182 mm) as the transport direction in the mode in which no gloss is imparted, the nip pressure at the nip portion N2 as described above by the pressure adjusting means. Is adjusted to be lower than the nip pressure at the nip portion N2 in the glossing mode, and the A4 printing paper is heated by the pressure adjusting means when transporting the short direction (210 mm in length) in the transport direction. The gap between the
また「基準長さ」を、光沢を付与しないモードで、加熱定着装置5と光沢付与装置6との間の用紙線速差に起因する撓みや引張り合いにより用紙に微小シワ等が発生しうる最小用紙長さとしてもよい。
Further, the “reference length” is the minimum in which fine wrinkles or the like may occur on the paper due to bending or tension due to the difference in the linear velocity of the paper between the
光沢を付与しないモードでは、薄紙長手用紙として秤量80g/m2以下のA3版等の用紙を使用することがあるが、この用紙の場合には、加熱定着装置5と光沢付与装置6との間のわずかな用紙線速差によっても撓みや引張り合いにより用紙に微小シワ等が発生する。そのため、光沢付与装置6の加熱ローラ80と加圧ローラ90とを離間させて、この問題を解決するものである。このとき、用紙は光沢付与装置6を通過するだけであるが、用紙の長さが基準長さ(例えば、210mm)以上であるため、加熱定着装置5のニップ部N1(N1’,N1'',N1''')から出てきた用紙先端は搬送ローラ対7まで到達し、搬送ローラ対7が用紙をニップして搬送することになる。これにより、形成された画像にローラが接触する機会を減らして画像品質を確保するとともに、確実に搬送することができる。この場合、画像形成装置100における距離L1はこの基準長さ以下とされる。
In the mode that does not give gloss, a sheet such as an A3 plate having a weight of 80 g / m 2 or less may be used as a thin paper longitudinal paper. In the case of this paper, between the
また、この開放するときの加熱ローラ80と加圧ローラ90の間(ローラ間ギャップ)は2mm以下にするとよい。ローラ間ギャップを2mmより大きくすると、用紙がパスラインPLから外れてジャムが発生しやすくなるためである。
Further, the distance between the
なお、加熱ローラ80、加圧ローラ90のそれぞれの表層にフッ素樹脂で被覆することが好ましい。図11に、加熱ローラ80の断面構成を示す。ここでは、円筒形状の芯金80cの円周上にシリコーンゴム等の弾性層80bが設けられ、さらにその上にフッ素樹脂層80aが設けられている。加圧ローラ90も同様の構成とする。なお、加熱ローラ80については、フッ素樹脂のチューブ(例えば、PFAチューブ)を芯金80cの弾性層80b上に被せることにより、表面が滑らかなフッ素樹脂層80aとなり、画像の光沢向上に寄与するので好ましい。
The surface layers of the
これによれば、光沢を付与しないモードで前記のようにローラ間ギャップを2mm以下として加熱ローラ80と加圧ローラ90を離間させて、この間を用紙を通過させる際に、画像面が加熱ローラ80に部分的に接触することがあるが、表面のフッ素樹脂層80aが離型性を有しているために、画像が部分的に接触したとしても画像削れ等の発生を防止することができる。
According to this, when the gap between the rollers is set to 2 mm or less and the
また、画像に光沢を付与するモードのときには、光沢付与装置6のニップ部N2を通過する時間(ニップ時間)を15msec以上とすることにより、定着工程後の画像に光沢を付与することができるが、ニップ時間15msecに相当するニップ幅は狭いのでローラ軸方向の偏差による影響を受けてニップ時間が変動する可能性がある。そこで、図11に示すように、シリコーンゴム等の弾性層80bをフッ素樹脂層80aの下に配置することが好ましい。また、加圧ローラ90側の弾性層90b(不図示)を加熱ローラ80よりも軟らかめにするとよい。これにより、硬めの弾性層80b、軟らかめの弾性層90bの関係によりニップ部N2において加圧ローラ90側に少しくぼむようになって、加熱ローラ80と加圧ローラ90とが面で接触しニップ幅が安定化するとともに、ニップ圧の幅方向の均一化も図ることができる。
In addition, in the mode for imparting gloss to the image, the time after passing through the nip portion N2 of the gloss imparting device 6 (nip time) can be set to 15 msec or longer so that the image after the fixing process can be given gloss. Since the nip width corresponding to the nip time of 15 msec is narrow, there is a possibility that the nip time varies due to the influence of the deviation in the roller axis direction. Therefore, as shown in FIG. 11, it is preferable to dispose an
以上のように光沢付与装置6を構成することにより、光沢を付与するモードにおいて目標光沢を安定して得ることができ、また光沢を付与するモード、光沢を付与しないモードそれぞれにおける目標光沢の信頼性を向上させている。また、光沢を付与しないモードから光沢を付与するモードへの切り替え時の待ち時間を減らしてスムーズな通紙が可能となる。また、光沢を付与しないモードにおいて、省電力化を図ることができる。また、ユーザの使用する用紙の光沢度に応じた最適な光沢度画像を得ることができる。
By configuring the
また、光沢付与装置6の配置位置として、加熱定着装置5のニップ部N1(N1’,N1'',N1''')の後端から該光沢付与装置6のニップ部N2の先端までの距離L2が60〜182mmとなるように、より好ましくは70〜150mmとなるように、さらに好ましくは80〜100mmとなるように、加熱ローラ80及び加圧ローラ90が配置されることが好ましい。
Further, as the arrangement position of the
距離L2が60mm未満となると、ガイド板45の2枚の板部材の入り側の間隔と出側の間隔は決まっていることから、該板部材の傾斜が急となりすぎて、ガイド板45でジャムが発生しやすくなり不適である。なお、距離L2の下限は、画像形成装置100の構成、例えば加熱定着装置5や光沢付与装置6それぞれのニップ部の構成により変わりうる。
When the distance L2 is less than 60 mm, since the distance between the entrance side and the exit side of the two plate members of the
また、距離L2の上限は最小用紙長さとするとよい。例えば、距離L2=182mmはB5版用紙の短手方向を搬送方向として搬送する場合に対応するための距離である。また、ハーフレターサイズの用紙の短手方向を搬送方向として搬送する場合には、距離L2の上限を150mmとする。また、官製はがきの用紙の短手方向を搬送方向として搬送する場合には、距離L2の上限を100mmとする。 The upper limit of the distance L2 is preferably the minimum sheet length. For example, the distance L2 = 182 mm is a distance corresponding to the case where the short direction of the B5 printing paper is transported as the transport direction. In addition, when the half-letter size paper is transported in the short direction, the upper limit of the distance L2 is 150 mm. In addition, when transporting the postcard paper in the short direction as the transport direction, the upper limit of the distance L2 is set to 100 mm.
なお、A4版用紙の短手方向が最小用紙長さとなる場合には、距離L2の上限を210mmとしてもよい。あるいは、B5版用紙の長手方向が最小用紙長さとなる場合には、距離L2の上限を257mmとしてもよい。これらの場合には、距離L1の上限も距離L2の上限の距離に対応して変更する必要がある。 When the short side direction of A4 size paper is the minimum paper length, the upper limit of the distance L2 may be 210 mm. Alternatively, when the longitudinal direction of the B5 plate paper is the minimum paper length, the upper limit of the distance L2 may be 257 mm. In these cases, it is necessary to change the upper limit of the distance L1 corresponding to the upper limit of the distance L2.
また、画像形成装置100では、用紙の両面に画像を形成して搬送されるときがあり、この場合に加熱ローラ80、加圧ローラ90いずれか一方のローラだけ回転駆動させると、回転駆動されないローラが定着トナーによりスリップする現象が起こり、用紙の表裏で搬送状態が異なることに起因するシワが発生してしまう。これを防止するために、加熱ローラ80と加圧ローラ90は、図12に示すように、ギヤ81,91の回転によりそれぞれ独立して回転駆動するようにすることも好ましい。また、光沢を付与しないモードで、加熱ローラ80、加圧ローラ90間を開放する時にも、該加熱ローラ80、加圧ローラ90それぞれが回転して、用紙搬送の負荷にならないようにするとよい。なお、図11は、加熱ローラ80及び加圧ローラ90を光沢付与装置6の入り側のパスライン上から見た図である。
Further, in the
また、図12に示すように、加熱ローラ80のローラ形状として中央のローラ径を小さくしそこから外側に向かってローラ径が大きくなるような鼓(ツヅミ)状(逆クラウンともいう)とすることも好ましい。これにより、光沢を付与するモードにおいて、加熱ローラ80に加圧ローラ90が強く圧接し、用紙がこのニップ部N2を通過する際に、該用紙は中央から両端方向に押し広げられながら搬送されることとなりシワ発生を防止することが可能である。また、このとき、加熱ローラ80のローラ硬度を加圧ローラ90よりも大きくすると、圧接した際の加熱ローラ80側のツヅミ形状を維持することができ、より好ましい。
Also, as shown in FIG. 12, the
[光沢付与装置の第2の実施形態]
また、図8に示した本発明に係る定着装置の他の構成例(二段ローラ構成)における光沢付与装置(第2の定着手段)6は、相互に圧接してニップ部を形成しつつ回転する加熱ローラ(光沢付与ローラ)80と、この加熱ローラ80に圧接し回転する加圧ローラ(加圧付与ローラ)90からなる。なお、加圧ローラ90の加圧調整手段等の第1の実施形態(図2)と同様の点についての図示および説明は省略する。
[Second Embodiment of Gloss imparting apparatus]
In addition, the gloss applying device (second fixing unit) 6 in another configuration example (two-stage roller configuration) of the fixing device according to the present invention shown in FIG. 8 rotates while forming a nip portion in pressure contact with each other. A heating roller (gloss applying roller) 80 and a pressure roller (pressure applying roller) 90 that presses and rotates against the
加熱ローラ80は芯金の外周面にシリコーンゴム層が形成され、さらにその表層には離型層としてのPFA層が形成されている。加圧ローラ90も同様の構成である。それぞれのローラにはそれぞれ加熱源としてのヒータ85、94が内蔵されており、ローラ表面の温度を検知するサーミスタ82,92が設けられ、図示しない制御装置によりヒータ85、94をオンオフ制御している。
In the
ここで、図13に図8に示す定着装置において、光沢付与手段6のニップ幅を少なくした状態の図を示す。光沢付与手段6は、図示しない加圧調整手段により、加圧ローラ90を移動させることでニップ幅の変更(L1,L2)が可能となっている。
FIG. 13 shows a state where the nip width of the
図8及び図13に示す定着装置では、未定着トナー像T1を保持した記録材Sは第1の定着手段である加熱定着装置5を通過することでトナー像が定着される(トナー像T2)。ここで、図18に示した従来の定着装置のように第2の定着手段としての光沢付与装置6がない場合において、ある紙種では、図14に示すように加熱定着装置5の加熱ローラ60の温度が180℃以上でホットオフセットが発生して光沢度が低下してくる。この場合の最大の光沢度は30%である。
In the fixing device shown in FIGS. 8 and 13, the recording material S holding the unfixed toner image T1 passes through the
一般的に、画像形成装置による画像として、ユーザが違和感なく感じる画像光沢度は用紙の光沢度とほぼ同じ光沢度である場合である。近年、用紙の種類も多くなり、画像形成装置でユーザが使用する紙種も多岐に及んでいる。中でもカタログ等の印刷を行う場合は、用紙光沢度の高い塗工紙を用いる場合が多い。通常塗工紙の用紙光沢度は45%前後である。この用紙を使用した場合、画像光沢度も45%前後にする必要がある。しかしながら、図14に示すように画像光沢度を高くしようと加熱定着装置5の加熱ローラ60の温度を高くしていってもホットオフセットが発生するため光沢度をそれ以上高くすることができない。
Generally, the image glossiness that the user feels uncomfortable as an image formed by the image forming apparatus is the same glossiness as the paper glossiness. In recent years, the number of types of paper has increased, and the types of paper used by users in image forming apparatuses have also increased. In particular, when printing a catalog or the like, coated paper having a high paper glossiness is often used. Usually, the glossiness of coated paper is around 45%. When this paper is used, the image gloss needs to be around 45%. However, as shown in FIG. 14, even if the temperature of the
そのため、光沢度を高くする手段として、加熱定着装置5の下流側に光沢度付与装置6を設けることにより図14に示すように加熱定着装置5で得られた光沢度を更に高くすることが可能となる。しかしながら、例えば、ユーザが用紙光沢度の低い普通紙を使用した場合(普通紙の用紙光沢度は5%〜10%)、光沢付与装置6を使用すると、画像光沢度が高くなりすぎて(画像光沢度20%〜25%)、かえって違和感のある画像となる場合も生じうる。
Therefore, as a means for increasing the glossiness, the
そこで本実施形態に係る定着装置では、用紙光沢度の低い用紙の場合は、光沢付与装置6のローラ対により形成されるニップ幅を加圧調整手段により調整してニップ幅を小さくして、光沢を付与しないモード(第1のモード)とし、用紙光沢度の高い用紙の場合は、光沢付与装置6のローラ対により形成されるニップ幅を加圧調整手段により調整してニップ幅を調整して光沢を付与しないモードより大きくしている(光沢を付与するモード:第2のモード)。なお、用紙光沢度についての判断は、例えば、ユーザにより設定された用紙種類情報を基準に行うことができる。
Therefore, in the fixing device according to the present embodiment, in the case of a sheet having a low sheet glossiness, the nip width formed by the roller pair of the
さらに、本実施形態に係る定着装置における光沢付与装置6の加熱ローラ80および加圧ローラ90は、用紙上の画像に光沢を付与するモードと光沢を付与しないモードとで、それぞれ異なる設定温度に加熱制御される。なお、上述のように、加熱制御は温度検知センサ82,92で検知される温度に基づいてヒータ85,94が所定値となるように、図示しない制御装置によってオンオフ制御を行うことによる。
Further, the
この際、光沢を付与しないモードでは、光沢付与装置6は用紙を搬送する装置として機能するものであって、加熱ローラ80および/または加圧ローラ90の設定温度を低くしておくことができる。よって、光沢を付与しないモードにおける加熱ローラ80および/または加圧ローラ90の設定温度は、光沢を付与するモードにおける加熱ローラ80および/または加圧ローラ90の設定温度よりも低く設定することが好ましい。一方、加熱ローラ80および加圧ローラ90を機能させないからといって完全にオフとすると、光沢を付与しないモードから光沢を付与するモードへの切り替え時に加熱ローラ80および加圧ローラ90の温度が設定温度になるまで時間がかかる。
At this time, in the mode in which no gloss is applied, the
そのため光沢を付与しないモードでは、光沢を付与するモードよりも低い所定の設定温度となるように加熱ローラ80および/または加圧ローラを加熱制御しておくことにより、光沢を付与しないモードから光沢を付与するモードへの切り替え時の待ち時間を減らしてスムーズな通紙が可能となる。また、光沢を付与しないモードにおいて、省電力化を図ることができる。
For this reason, in the non-glossy mode, the
さらに図2に示す定着装置と異なり、図8及び図13に示す定着装置(二段ローラ構成)における光沢付与装置6は加熱ローラ80および加圧ローラ90の両ローラにヒータ85,94を備えている。そこで、光沢を付与しないモードにおいては、加熱ローラ80および加圧ローラ90の両ローラを設定温度に加熱制御し、光沢を付与するモードにおいては、一方のローラ(加熱ローラ80)のみ設定温度に加熱制御することが好ましい。
Further, unlike the fixing device shown in FIG. 2, the
すなわち、光沢を付与しないモードにおいてニップ幅を小さくしている時(L2,図13)は、加熱ローラ80および加圧ローラ90の両ローラをそれぞれヒータ85,94により加熱制御するようにする。これによりニップ幅を小さくしている場合でも両ローラを設定温度に制御し、加圧ローラ90も温度を上げた状態にすることで両ローラの表面温度の差を少なくして、光沢を付与しないモードから光沢を付与するモードに切り替えた場合に加熱ローラ80の温度が加圧ローラ90に熱を奪われて温度が落ち込むことを防止できる。
That is, when the nip width is reduced in the mode in which no gloss is applied (L2, FIG. 13), both the
一方で、光沢を付与するモードにおいてニップ幅を大きくしている時(L1,図8)は、両ローラは加圧されて接触しているため、加熱ローラ80のみの加熱制御することで、加圧ローラ90も熱移動により加熱することができるため、加熱ローラ80のみ加熱制御することが好ましい。これにより省電力化を図ることができる。
On the other hand, when the nip width is increased in the glossing mode (L1, FIG. 8), both rollers are pressed and in contact with each other. Since the
以上が光沢付与装置6の構成の説明である。光沢付与装置6から排出された、または通過した用紙は、図2に示すように、つぎに搬送ローラ対7に送られるが、光沢付与装置6と搬送ローラ対7との間に、例えば2枚の板状部材がパスラインPLの上下に配置され、搬送される用紙を通す隙間を光沢付与装置6から搬送ローラ対7に向かって狭くしたガイド板95を設けるとよい。ガイド板95が用紙のカール等を補正して用紙先端が搬送方向に向くようになるため、搬送ローラ対7でのシワやジャムを防止することができ、搬送品質を安定化させることができる。
The above is the description of the configuration of the
<搬送ローラ対>
搬送ローラ対7は、クロロプレンゴムやシリコーンゴムなどからなる円筒形状のローラ7aと樹脂からなる円筒形状のローラ7bとが当接した構成となっている。ローラ7a,7bのいずれか一方、あるいは両方が回転駆動しており、搬送されてきた用紙を挟み込んで排出経路に搬送する。ここで、搬送ローラ対7は、加熱定着装置5のニップ部N1(N1’,N1'',N1''')の後端から基準長さ(例えば、210mm)以内に配置されているので、画像に光沢を付与しないモードであって、用紙の搬送方向の長さが基準長さ(例えば、210mm(A4版用紙の短手方向の長さ))以上の場合、光沢付与装置6の加熱ローラ80、加圧ローラ90間が開放されているが、加熱定着装置5のニップ部N1(N1’,N1'',N1''')を出た用紙の先端は該用紙の後端がニップ部N1(N1’,N1'',N1''')を出る前に搬送ローラ対7に到達するために、適切に搬送することが可能である。
<Conveying roller pair>
The conveying
なお、上述のように光沢付与装置6では加熱ローラ80の表面温度が低め(光沢付与装置6への用紙進入時の用紙温度以上、加熱定着装置5からの該用紙排出直後の用紙温度以下、あるいは、使用されるトナーのフローテスターによる軟化温度以上、1/2流出開始温度以下。またあるいは、60〜120℃)とすることにより、光沢を付与するモードのときの搬送ローラ対7に到達したときの用紙の温度は加熱定着装置5からの該用紙排出直後の用紙温度と同等以下となっており、搬送ローラ対7へのトナーの固着等を防止することができる。また、同様の理由からガイド板95等へのトナー固着も防止できる。
As described above, in the
また、以上説明した構成による定着装置を備えた画像形成装置とすることにより、上述のように光沢を付与するモードにおいて目標光沢を安定して得ることができ、また光沢を付与するモード、光沢を付与しないモードそれぞれにおける目標光沢の信頼性を向上させ、また、光沢を付与しないモードから光沢を付与するモードへの切り替え時の待ち時間を減らしてスムーズな通紙を可能とし、また、光沢を付与しないモードにおいて、省電力化を図ることができる等の種々の効果を有する画像形成装置を構成することができる。 Further, by using the image forming apparatus including the fixing device having the above-described configuration, the target gloss can be stably obtained in the mode for imparting gloss as described above, and the mode for imparting gloss and the gloss can be obtained. Improves the reliability of target gloss in each mode that does not give, reduces the waiting time when switching from the mode that does not give gloss to the mode that gives gloss, enables smooth paper passing, and gives gloss In this mode, it is possible to configure an image forming apparatus having various effects such as power saving.
(光沢付与モード・光沢非付与モード)
本発明の画像形成装置100では、同じ連量(秤量)の用紙を用いて、該用紙上の画像に光沢を付与するモード(光沢付与モード、第2のモード)と、光沢を付与しないモード(光沢非付与モード、第1のモード)と、を選択可能に有している。例えば、画像形成装置100の表示モニタに、光沢付与モードと光沢非付与モードとをユーザが選択可能なように表示する。ここで、光沢付与モードとは、コート紙などの光沢度の高い(30〜50%)の用紙を用いて、画像(定着トナー画像)を形成し、画像に対して下地である用紙と同等の光沢を付与するモードであり、グラビア写真印刷用として好適である。また、光沢非付与モードとは、普通紙など光沢度のあまり高くない用紙を用いて、画像を形成し、該画像にとくに光沢を付与する処理を行わないモードである。
(Glossing mode / Glossless mode)
In the
<第1動作例>
光沢付与モードが選択された場合、用紙として光沢度30〜50%のコート紙などを用いて、以下のように処理が行われる。本動作例では、図2の装置構成で、距離L1=210mm、距離L2=60〜182mmとした場合を前提に説明する。(S11)未定着のトナーが載った用紙が搬送され、加熱定着装置5でトナーの定着が行われる。このとき、定着ベルト50は、加熱ローラ60内部に配置されたヒータ65の発熱によりトナー定着に適する温度まで加熱されている。また、ニップ部N1におけるニップ圧については、加圧手段のカム78を調整して、ニップ幅全体におけるニップ圧が15〜30N/cm2となる領域の割合を50%以上としている。これにより、加熱定着装置5を通過した用紙上のトナーは完全に定着されるとともに、画像(定着トナー)に25%以上の光沢が付与されるようになる。(S12)加熱定着装置5から排出された用紙はガイド板45によりカール等が補正され、用紙先端が光沢付与装置6に適切に送り込まれる。(S13)光沢付与装置6において、用紙上の画像に光沢がさらに付与される。このとき、加熱ローラ80の表面温度は80〜100℃であり、加圧調整手段によりニップ部N2のニップ圧が15〜30N/cm2に調整されている。これにより、用紙が光沢付与装置6を通過するときには、ニップ部N2にて定着トナーに熱及び所定の圧力が加えられ、該定着トナー表層のレベリングが行われて、用紙の光沢度に対して±15%以内、より好ましくは±10%以内となった光沢度が定着トナーに付与される。(S14)光沢付与装置6から排出された用紙はガイド板95、搬送ローラ対7を経由して、搬送経路を通って排紙される。
<First operation example>
When the gloss imparting mode is selected, the following processing is performed using coated paper having a glossiness of 30 to 50% as the paper. This operation example will be described on the assumption that the distance L1 = 210 mm and the distance L2 = 60 to 182 mm in the apparatus configuration of FIG. (S11) The sheet on which the unfixed toner is placed is conveyed, and the
光沢非付与モードが選択された場合、用紙のサイズが確認され、用紙の搬送方向の長さとして210mm未満、210mm以上で区分けされて、以下のように処理が行われる。まず、用紙の搬送方向の長さが210mm未満の場合を説明する。(S21)未定着のトナーが載った用紙が搬送され、加熱定着装置5でトナーの定着が行われる。このとき、定着ベルト50は、加熱ローラ60内部に配置されたヒータ65の発熱によりトナー定着に適する温度まで加熱されている。また、ニップ部N1におけるニップ圧については、加圧手段のカム78を調整して、ニップ幅全体におけるニップ圧が15〜30N/cm2となる領域の割合を50%未満としている。これにより、加熱定着装置5を通過した用紙上の画像(定着トナー)の光沢があまり上昇しない状態で、トナーは完全に定着されるようになる。あるいは、用紙の種類によっては、加熱定着装置5の条件は光沢付与モードと同じとしてもよい。(S22)加熱定着装置5から排出された用紙はガイド板45によりカール等が補正され、用紙先端が光沢付与装置6に適切に送り込まれる。(S23)光沢付与装置6において、ニップ部N2で用紙を挟み込んで該用紙の搬送を行う。このとき、加熱ローラ80の表面温度を光沢付与モードの設定温度である80〜100℃よりも低く設定し、加圧調整手段によりニップ部N2のニップ圧が、光沢付与モードのときのニップ部N2のニップ圧よりも低く、例えば5N/cm2以下に調整されている。このように軽圧下とすることにより、用紙が光沢付与装置6を通過するときには、ニップ部N2にて定着トナーにあまり熱及び圧力が加えられず、該定着トナーの光沢を上昇させることがない。(S24)光沢付与装置6から排出された用紙はガイド板95、搬送ローラ対7を経由して、搬送経路を通って排紙される。
When the glossy non-granting mode is selected, the size of the paper is confirmed, and the length in the transport direction of the paper is divided into less than 210 mm and more than 210 mm, and processing is performed as follows. First, a case where the length in the paper transport direction is less than 210 mm will be described. (S21) The sheet on which the unfixed toner is placed is conveyed, and the
つぎに、光沢非付与モードが選択され、用紙の搬送方向の長さが210mm以上の場合、以下のように処理が行われる。(S31)未定着のトナーが載った用紙が搬送され、加熱定着装置5でトナーの定着が行われる。このとき、定着ベルト50は、加熱ローラ60内部に配置されたヒータ65の発熱によりトナー定着に適する温度まで加熱されている。また、ニップ部N1におけるニップ圧については、加圧手段のカム78を調整して、ニップ幅全体におけるニップ圧が15〜30N/cm2となる領域の割合を50%未満としている。これにより、加熱定着装置5を通過した用紙上の画像(定着トナー)の光沢があまり上昇しない状態で、トナーは完全に定着されるようになる。(S32)加熱定着装置5から排出された用紙はガイド板45によりカール等が補正され、用紙先端が光沢付与装置6に適切に送り込まれる。(S33)光沢付与装置6では、ローラ間ギャップが2mm以下となるように加熱ローラ80と加圧ローラ90を離間させた状態となっており、用紙はこの加熱ローラ80と加圧ローラ90の間を通過していく。(S34)光沢付与装置6を通過した用紙はガイド板95を通り、搬送ローラ対7まで到達する。搬送ローラ対7は、加熱定着装置5のニップ部N1の後端から210mm以内に配置されているので、前記用紙の先端は該用紙の後端がニップ部N1を出る前に搬送ローラ対7に到達し、該搬送ローラ対7が用紙を挟み込んで適切に搬送を継続する。搬送ローラ対7を出た用紙は、搬送経路を通って排紙される。
Next, when the non-gloss giving mode is selected and the length in the paper transport direction is 210 mm or more, the following processing is performed. (S31) The sheet on which the unfixed toner is placed is conveyed, and the
以上のように、光沢非付与モード(例えば、通常印字)で、用紙の搬送方向の長さが210mm未満、210mm以上のいずれの場合においても、加熱定着装置5及び光沢付与装置6でトナーの光沢を上昇させることがなく、かつ安定して搬送できるように工夫されているので、光沢付与モード、光沢非付与モードのいずれのモードであっても用紙搬送のパスラインを変更しないで所望の光沢の画像形成が可能となっており、画像形成装置として小型化が可能である。
As described above, in the non-gloss mode (for example, normal printing), the gloss of the toner is detected by the
また、光沢付与モードにおいて、加熱定着装置5におけるニップ時間として30msec以上、より好ましくは60msec以上とし、光沢付与装置6におけるニップ時間を15msec以上とすることが可能である。これにより、光沢付与モードにおいても光沢非付与モードの場合と同等の用紙生産性を有することになり、いずれのモードを選択しても高い生産性を維持することができる。
In the gloss imparting mode, the nip time in the
<第2動作例>
本動作例では、図8および図13の装置構成を例に説明する。まず、ユーザにより紙種(用紙種類情報)が選択、設定される。設定された用紙種類情報の紙種が塗工紙で用紙の光沢度が45%の場合(図14)、定着装置は光沢付与モード設定となり、光沢付与装置6のニップ幅は、所定のニップ幅となる(L1=8.5mm)。この場合、加熱ローラ80が設定温度100℃に加熱される。また、加圧ローラ90は加熱ローラ80に連れて回転することで加熱ローラ80からの熱移動により約90℃に加熱される。また、加熱定着装置5は加熱ローラ60が160℃に制御される。
<Second operation example>
In this operation example, the apparatus configuration shown in FIGS. 8 and 13 will be described as an example. First, the paper type (paper type information) is selected and set by the user. When the paper type of the set paper type information is coated paper and the glossiness of the paper is 45% (FIG. 14), the fixing device is set to the glossing mode, and the
加熱定着装置5の加熱ローラ60および光沢付与装置6の加熱ローラ80がそれぞれ設定温度に到達したら印刷可能となり印刷がされる。このとき加熱定着装置5で光沢度が23%、光沢付与装置6により光沢が付与され、光沢度が43%にまで上がる。これによりユーザが所望する用紙光沢度とほぼ同等の画像光沢度を提供することができる。
When the
また、設定された用紙種類情報の紙種が普通紙で用紙の光沢度が10%の場合(図15)、定着装置は光沢非付与モード設定となり、光沢付与装置6のニップ幅は、所定のニップ幅となる(L2=1.5mm)となる。この場合、加熱ローラ80および加圧ローラ90が設定温度80℃に加熱される。また、加熱定着装置5は加熱ローラ60が158℃に制御される。
If the paper type of the set paper type information is plain paper and the glossiness of the paper is 10% (FIG. 15), the fixing device is set to the non-glossing mode, and the nip width of the
加熱定着装置5の加熱ローラ60および光沢付与装置6の加熱ローラ80および加圧ローラ90がそれぞれ設定温度に到達したら印刷可能となり印刷がされる。このとき加熱定着装置5のみで光沢度が10%が得られ、光沢付与装置6のニップ幅は1.5mmと小さいため光沢は付与されず10%のままで、ユーザ所望の光沢度を提供することができる。このように光沢付与装置6で光沢を付与しないモード時においても、ニップ幅1.5mmを得ているため用紙を搬送することは可能である。
When the
この場合、光沢非付与モード設定後に光沢付与モードの印刷を行う場合は、光沢非付与モード時にすでに光沢付与装置6の両ローラは80℃に加熱されているため、光沢付与モードに移行しても加熱ローラ80を100℃まで上昇させるのには時間は掛からず、ユーザの待ち時間が発生することなく続いて印刷が可能となる。
In this case, when printing in the gloss imparting mode is performed after setting the gloss not imparting mode, both rollers of the
尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。 The above-described embodiment is a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
例えば、定着装置は、図16において、図中点線の枠で示すように、加熱定着装置5と、光沢付与装置6と、がそれぞれ別ユニットで構成されていてもよいし、図17において、図中点線の枠で示すように、加熱定着装置5と、光沢付与装置6と、が1つのユニットで構成されていてもよい。なお、図16および図17に示す例では、図4に示した加熱定着装置5を用いた場合を示しているが、これに限定されるものではなく、例えば、図2、図5〜図7、図8、図13等に示した加熱定着装置5を用いてもよいのは勿論である。
For example, in the fixing device, as shown by a dotted frame in FIG. 16, the
1 スキャナ部
2 書込み部
3 現像部
5 第1の定着手段(加熱定着装置)
6 第2の定着手段(光沢付与装置)
7 搬送ローラ対
7a,7b ローラ
8 排紙部
10 自動原稿送り装置(ADF)
12h,14h,65,75,85,94 ヒータ
12R,51R 定着ローラ
13R,14R,15R ローラ
14a 加圧ベルト
14b,14d バックアップ部材
14s 支持部材
30 中間転写体
31 感光体
34 2次転写部
35 搬送ベルト
37 搬送路
38 レジスト部
41,41a,41b,41c,41d 給紙トレイ
43,44,83 分離部材
45,95 ガイド板
50 定着ベルト
51 定着パット
53 押し付け部材
56 分離ローラ
58 テンションローラ
60,80 加熱ローラ
62,72,82,92 温度検知センサ(サーミスタ)
70,90 加圧ローラ
76,96 加圧レバー
76a,96a 加圧部材
76b,96b 支持軸
76c,96c 加圧部
77,97 スプリング
78,98 カム
80a フッ素樹脂層
80b 弾性層
80c 芯金
81,91 ギヤ
93 クリーニング部材
100 画像形成装置
100A 画像読取部
100B 画像形成部
100C 給紙部
101 加熱ローラ
102 ハロゲンヒータ
103 加圧ローラ
N1,N1’,N1'',N1''',N2,L1,L2 ニップ部
PL パスライン
S 記録材
T1 未定着トナー像
T2 定着トナー像(定着工程後)
T3 定着トナー像(光沢付与工程後)
DESCRIPTION OF
6 Second fixing means (gloss applying device)
7 Conveying
12h, 14h, 65, 75, 85, 94
70, 90 Pressing
T3 fixing toner image (after gloss application process)
Claims (8)
前記第2の定着手段で光沢を付与しない第1のモードと、前記第2の定着手段で光沢を付与する第2のモードとを有し、
前記第1のモードにおける前記ニップ部が形成するニップ幅を前記第2のモードにおけるニップ幅より小さくし、かつ、前記第1のモードと前記第2のモードとにおいて、前記第2の定着手段の温度をそれぞれ異なる温度に加熱制御することを特徴とする定着装置。 Heat is applied to the recording material on which the unfixed toner image is formed, and the toner of the unfixed toner image is softened or melted to be deformed by an external force, and the first fixing unit A second fixing unit that forms a nip portion that comes into contact with the toner and gives gloss while the state of the toner that can be deformed by an external force is maintained;
A first mode in which gloss is not imparted by the second fixing unit; and a second mode in which gloss is imparted by the second fixing unit;
The nip width formed by the nip portion in the first mode is made smaller than the nip width in the second mode, and in the first mode and the second mode, the second fixing means A fixing device that controls heating to different temperatures.
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Cited By (4)
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---|---|---|---|---|
JP2013167673A (en) * | 2012-02-14 | 2013-08-29 | Konica Minolta Inc | Image forming apparatus |
JP5908150B1 (en) * | 2015-07-27 | 2016-04-26 | 株式会社ヒットデバイス | Fixing apparatus and fixing method |
JP2018072536A (en) * | 2016-10-28 | 2018-05-10 | キヤノン株式会社 | Image forming apparatus |
JP2018092079A (en) * | 2016-12-06 | 2018-06-14 | キヤノン株式会社 | Image forming apparatus |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07311505A (en) * | 1994-05-18 | 1995-11-28 | Canon Inc | Fixing device |
JP2002365967A (en) * | 2001-06-12 | 2002-12-20 | Canon Inc | Imaging apparatus |
JP2003167459A (en) * | 2001-11-30 | 2003-06-13 | Konica Corp | Fixing device and image forming apparatus |
JP2008287000A (en) * | 2007-05-17 | 2008-11-27 | Canon Inc | Heating device |
-
2009
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07311505A (en) * | 1994-05-18 | 1995-11-28 | Canon Inc | Fixing device |
JP2002365967A (en) * | 2001-06-12 | 2002-12-20 | Canon Inc | Imaging apparatus |
JP2003167459A (en) * | 2001-11-30 | 2003-06-13 | Konica Corp | Fixing device and image forming apparatus |
JP2008287000A (en) * | 2007-05-17 | 2008-11-27 | Canon Inc | Heating device |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013167673A (en) * | 2012-02-14 | 2013-08-29 | Konica Minolta Inc | Image forming apparatus |
US9081343B2 (en) | 2012-02-14 | 2015-07-14 | Konica Minolta Business Technologies, Inc. | Image forming apparatus controlling for glossiness |
JP5908150B1 (en) * | 2015-07-27 | 2016-04-26 | 株式会社ヒットデバイス | Fixing apparatus and fixing method |
JP2018072536A (en) * | 2016-10-28 | 2018-05-10 | キヤノン株式会社 | Image forming apparatus |
JP2018092079A (en) * | 2016-12-06 | 2018-06-14 | キヤノン株式会社 | Image forming apparatus |
US10289052B2 (en) | 2016-12-06 | 2019-05-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus |
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