JP2011090139A - 光沢付与装置、画像形成装置及び後処理装置並びに画像形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】ブリスタの影響を受けずに高品位な、高光沢画像が得られる光沢付与装置、画像形成装置及び後処理装置並びに画像形成システムを提供する。
【解決手段】加熱部材を有する第１ローラと、該第１ローラに対して記録材の搬送方向下流側に位置する第２ローラと、前記第１及び第２ローラに張架されたベルト部材と、該ベルト部材を介して前記第１ローラに対して加圧する第３ローラと、前記記録材を前記ベルト部材及び前記第３ローラの間で、加熱及び加圧後に前記記録材の画像形成面が前記ベルト部材に密着するように搬送する搬送手段と、を有する光沢付与装置において、前記ベルト部材には、前記記録材の前記画像形成面に対向する領域に複数の貫通穴を設けた、ことを特徴とする光沢付与装置とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、光沢付与装置及び該光沢付与装置を有する後処理装置又は画像形成装置、並びに画像形成システムに関するものである。

従来より、光沢を付与する装置として、例えば、特許文献１に記載のように、使用する普通記録紙の両面にトナー受像層等の透気性の低い樹脂層を形成した受像記録紙（一般には光沢記録紙とも言う）を用い、この光沢記録紙を加熱及び加圧することで軟化した受像層にトナー画像を埋め込み、光沢記録紙表面の段差を低減させ、表面に光沢を与えるものが知られている。光沢記録紙を加熱すると、光沢記録紙に含まれる水分や気体が膨張し、加熱されて軟化した樹脂層の表面を突き破ったり膨らませたりしてしまう、いわゆるブリスタ（ペーパーブリスタ）という現象が発生する。このペーパーブリスタを抑制するため、記録紙の樹脂層に穴または溝を形成する手段が、特許文献１では提案されている。

特開２００７−５２２４８号公報

しかしながら、上記特許文献１のように、ブリスタを抑制するために、記録紙に穴または溝を形成するのでは、光沢画像品位が損なわれてしまう問題が有る。

本発明は、上記問題に鑑み、光沢記録紙だけでなく、普通記録紙（以降、光沢記録紙と普通記録紙を合わせて記録材とする）でもブリスタの影響を受けずに高品位な、高光沢画像の得られる光沢付与装置、画像形成装置及び後処理装置並びに画像形成システムを提供することを目的とするものである。

上記の課題は、下記の構成により達成される。

１．加熱部材を有する第１ローラと、
第１ローラに対して記録材の搬送方向下流側に位置する第２ローラと、
前記第１及び第２ローラに張架されたベルト部材と、
前記ベルト部材を介して前記第１ローラに対して加圧する第３ローラと、
前記記録材を、前記ベルト部材及び前記第３ローラの間で加熱及び加圧後に、前記記録材の画像形成面が前記ベルト部材に密着するように搬送する搬送手段と、
を有する光沢付与装置において、
前記ベルト部材には、前記記録材の前記画像形成面に対向する領域に複数の貫通穴を設けた、ことを特徴とする光沢付与装置。

２．前記第１ローラの下流側に、冷却部材を有することを特徴とする前記１に記載の光沢付与装置。

３．前記ベルト部材は、金属、樹脂、又は気体のみを通す多孔質素材のいずれかで形成されていることを特徴とする前記１又は２に記載の光沢付与装置。

４．前記ベルト部材は、無端状ベルトであることを特徴とする前記１から３までのいずれか一項に記載の光沢付与装置。

５．前記ベルト部材は、元巻きローラに長尺で巻かれ、巻き取りローラに巻き取られる連続シートであることを特徴とする前記１から３までのいずれか一項に記載の光沢付与装置。

６．記録材に画像を形成するトナー像形成部と前記１から５までのいずれか一項に記載の光沢付与装置を有することを特徴とする画像形成装置。

７．有色のトナーによるトナー像を形成する有色トナー像形成部と、透明のトナーによるトナー像を形成する透明トナー像形成部と、を有することを特徴とする前記６に記載の画像形成装置。

８．記録材に画像を形成する画像形成装置への接続部を有し、前記１から５までのいずれか一項に記載の光沢付与装置を有することを特徴とする後処理装置。

９．透明のトナーによるトナー像を形成するトナー像形成部を有することを特徴とする前記８に記載の後処理装置。

１０．記録材に画像を形成する画像形成装置と前記８又は９に記載の後処理装置を有することを特徴とする画像形成システム。

本発明によれば、ブリスタの影響を受けずに高品位な、高光沢画像の得られる光沢付与装置、画像形成装置及び後処理装置並びに画像形成システムを提供することが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る光沢付与装置を示す図である。 透気度の低いベルトでのブリスタ発生モデルを示す図である。 本発明の小孔ベルト部材でのブリスタ抑制モデルを示す図である。 本発明の第２実施形態に係る光沢付与装置を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る画像形成装置システムを示す図である。

以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る光沢付与装置４０を備えた画像形成装置１００の構成を示した図である。この画像形成装置１００の構成は少なくとも、給紙部１と、トナー像形成部２と、光沢付与装置４０とを有する。

給紙部１は複数のトレイ１１と、複数の送り出しローラ１２と、複数の搬送ローラ１３と、レジストローラ１４とを備える。トレイ１１は決められたサイズの記録材をそれぞれ収容しており、制御部８０からの指示に応じて定められたトレイの送り出しローラ１２を作動させ、記録材を供給する。なお、普通記録紙だけでなく、光沢記録紙を供給する場合もトレイ１１を利用する。搬送ローラ１３はトレイ１１より送り出しローラ１２により送り出された記録材をレジストローラ１４まで搬送する。レジストローラ１４は記録材がトナー像形成部２に供給されるタイミングを調整する。

トナー像形成部２は、中間転写体を用いた、タンデム方式のカラー画像形成装置を示している。中間転写体である転写ベルト２０の周縁部には、有色であるイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、黒Ｋの有色トナー像形成部、および透明であるクリアトナーＴの透明トナー像形成部から成る５組のプロセスユニット２１Ｙ〜プロセスユニット２１Ｔが設けられている。各プロセスユニット２１Ｙ〜プロセスユニット２１Ｔでは、それぞれＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ、およびＴのトナー像が形成され、転写ベルト２０の上に重ね合わせて転写される。転写されたトナー像は、レジストローラ１４によりタイミングが調整された記録材上に一括転写される。クリアトナーＴは、特に高光沢を必要とする画像へ光沢を持たせるために選択され、各色のトナーＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋにて形成されたトナー像を含む記録材全面、またはトナー像のない非画像部に選択的に形成し、本発明の光沢付与装置４０を通過することで高光沢の画像を得ることができる。なお、本願においては、各色のトナーＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ及びクリアトナーＴの少なくとも１つが記録材に載せられた状態をトナー像と称している。

５組のプロセスユニット２１Ｙ〜プロセスユニット２１Ｔは何れも共通した構造となっているので、その任意の１組に関して説明する。像形成体である感光体ドラム２１１は、表面に光導電層の形成された像担持体であり、図示せぬ駆動装置により図中矢印Ａ方向に回転される。帯電器２１２は感光体ドラム２１１表面に均一に電荷を与え、一様に帯電させる。露光器２１３はレーザーダイオード等のビーム発光源を備え、帯電された感光体ドラム２１１表面にビーム光を照射することで照射部分の電荷を消失させ、各色の画像データに応じた静電潜像を形成する。

現像部２１４はＹのトナーを収容しＹ画像データに応じたトナーを感光体ドラム２１１に供給して感光体ドラム２１１表面の静電潜像からＹのトナー像を作像する。Ｍ、Ｃ、Ｋの各色トナーについても同様である。ここで、クリアトナーＴを収容したプロセスユニット２１Ｔは、制御部８０により、光沢画像を得る場合には非画像部にのみクリアトナーＴの静電潜像を作成し、光沢画像を得る必要がない場合にはクリアトナーＴの静電潜像を作成しないように制御される。また、光沢画像を得る場合には記録材全面にクリアトナーＴの静電潜像を作成することによっても同様の効果を得ることができる。一次転写ローラ２１５は転写ベルト２０を介して感光体ドラム２１１と対向し、感光体ドラム２１１上のトナー像を転写ベルト２０に転写する。

転写ベルト２０は無端のベルトであり、駆動ローラ２０１と、複数のテンションローラ２０２とにより張架されている。転写ベルト２０は、図示せぬ駆動装置により図中矢印Ｂ方向に回転され、転写されたトナー像を二次転写ローラ２０３により、給紙部１から供給された記録材に転写する。トナー像が転写された記録材は、光沢付与装置４０へ搬送される。

ここで、光沢付与装置４０について図２を参照しながら説明する。光沢付与装置４０は、第１ローラ４１と、第３ローラ４２と、前記第１ローラ４１の記録材搬送方向下流側に位置する第２ローラ４５と、前記第１ローラ４１と前記第２ローラ４５に張架されたベルト部材４３と、複数の冷却部材４４と、ステアリングローラ４６と、クリーニングローラ４７とを備える。

第１ローラ４１は、熱伝導性の高い金属製の芯金に厚さ３０μｍ程度のフッ素樹脂チューブ等からなる離型層を形成したローラであり、芯金の内部にハロゲンランプ等の加熱部材である熱源４１１を備える。第１ローラ４１は図示せぬ駆動装置によって図中Ｃ方向に回転されるとともに、その表面が所定の温度となるように熱源４１１により加熱され、温度検知センサー４１２により制御される。

第３ローラ４２は、熱伝導性の高い金属芯金の周囲にゴム硬度（ＪＩＳＡ）３２°程度のシリコーンゴム等からなる弾性体層を被覆したローラ部材であり、その表面には第１ローラ４１の離型層と同様の離型層が形成されている。第３ローラ４２は図示せぬ駆動装置によって図中Ｄ方向に回転される。

ベルト部材４３は、表面に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）やポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素樹脂をコートし、表面粗さ（Ｒａ）が０．２μｍ程度の平滑度を持たせた、例えば熱硬化型ポリイミド（ＰＩ）製の多数の小孔を開けた多孔質素材の無端状ベルト部材である。ベルト部材４３は、第１ローラ４１、第３ローラ４２、第２ローラ４５及びステアリングローラ４６に張架されて第１ローラ４１に従動して回転移動する。なお、ベルト部材４３の素材としては、金属又は耐熱性樹脂であるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）材をベースに、穴径５〜２０μｍで密度１〜５個／ｍｍ^２の小孔（貫通穴）を、例えば、レーザー加工等で処理したＰＥＴシートであってもよい。ベルト部材４３の定着距離、すなわち第１ローラ４１から第２ローラ４５に至るまでの、記録材の画像形成面がベルト部材４３と密着状態にある距離は、一例として５００ｍｍ程度である。

ここでベルト部材４３に、金属又は耐熱性樹脂に多数の小孔を開けた素材、又は多孔質素材で形成されたベルトを用いてブリスタが低減出来る効果を図３及び図４で説明する。ベルト部材４３に透気性が低いベルトを用いた場合、図３（ａ）に示すように、記録材Ｓに作成されたトナー像Ｕは、画像形成面がベルト部材４３に密着して加熱される。この時、図３（ｂ）に示すように記録材Ｓ内より発生する水蒸気等の気体Ｇは、ベルト部材４３の透気性が低いと、記録材Ｓ上にとどまり、発生した水蒸気等の気体Ｇがベルト部材４３を押し上げる。その際に、トナー像面とベルト部材４３面が剥がれ、図３（ｃ）に示すように、ベルト部材４３とトナー像Ｕの間が剥がれたままとなり、画像荒れの原因となる。一方、ベルト部材４３に、金属又はＰＥＴ材に多数の小孔を開けた素材、又は多孔質素材で形成されたベルトを利用した場合は、多数の小孔Ｈにより、記録材Ｓに作成されたトナー像Ｕは、画像形成面がベルト部材４３に密着されて加熱された場合でも、図４（ａ）に示すように、記録材Ｓより発生する水蒸気等の気体Ｇがベルト部材４３に開けられた多数の小孔Ｈを通じ排出される。記録材Ｓとベルト部材４３の間に水蒸気等の気体Ｇがとどまらないため、図４（ｂ）に示すように、記録材Ｓとベルト部材４３は密着状態を保ち、高品位な光沢画像が得られる。

冷却部材４４は、第１ローラ４１の下流側で第２ローラ４５との間で、ベルト部材４３の内周面及び記録材下側に設置され、密着状態にあるベルト部材４３及び記録材の熱を放熱し、冷却する。第２ローラ４５までの間、ベルト部材４３とトナー像の定着された記録材は冷却部材４４により冷却され、記録材上のトナー像はベルト部材４３の表面に倣って固化した状態で排紙できるので、平滑なトナー表面を得る事が出来る。冷却部材４４は例えば、第２ローラ４５の直前でベルト温度が約５０℃となるのに必要な容量を配置する。

第２ローラ４５は、ベルト部材４３の移動に従動して回転する。第２ローラ４５がベルト部材４３を張架することで、記録材は記録材自体の剛性と、ベルト部材４３に与えられた曲率によって、ベルト部材４３から剥離される。第２ローラ４５は、直径が２０ｍｍ程度のアルミ材金属ローラを利用することが好ましい。第２ローラ４５の表面には、第１ローラ４１および、第３ローラ４２の離型層と同様な離型層が形成されている事が好ましい。

ステアリングローラ４６は、ベルト部材４３を張架するとともに、ベルト部材４３を連続的に循環移動させたときに生じる偏り（ベルト部材４３がステアリングローラ４６のいずれかの端部へ移動する現象）を修正する。

クリーニングローラ４７は、ベルト部材４３に付着するトナーや記録材から出る紙粉等除去のため、ベルト部材４３を挟んでステアリングローラ４６に対向して設けられている。このクリーニングローラ４７は、クリーニングシート４７１をベルト部材４３間に挟み込み、ベルト部材４３の移動に伴ってクリーニングシート４７１を移動させ、ベルト部材４３をクリーニングする。

以上の構成のもと、画像形成装置１００は入力された画像データに応じたトナー像を形成する。具体的には、画像形成装置１００は、給紙部１から供給された記録材に、トナー像形成部２によって作成されたトナー像を転写する。

続いて、トナー像が転写された記録材は光沢付与装置４０へ搬送される。光沢付与装置４０においては、第１ローラ４１と第３ローラ４２が記録材を加熱しながら記録材上のトナー像を溶融させ、ベルト部材４３に押圧することにより、記録材表面の溶融したトナー像がベルト部材４３の表面に倣い、表面が平滑化される。このとき、記録材はベルト部材４３に密着されたまま搬送手段により搬送され、第２ローラ４５までの間に冷却部材４４によって冷却、固化されるので、トナー画像は表面が高平滑な状態で排出される。

なお、光沢が不要な場合は、図示せぬ操作部での無光沢選択にもとづき、搬送切り替え部３１により定着ユニット３０（図１参照）への搬送路に切り替え、光沢付与装置４０を通過すること無く記録材を定着し排出する。

以上のような画像形成動作を行うことによって、本実施形態の画像形成装置１００においては、光沢付与装置４０によって記録材が加熱されるときに、光沢付与装置４０内の、ベルト部材４３に開けられた多数の小孔より、ブリスタの原因となる水蒸気等の気体が発散される経路を形成している。この多数の小孔から、記録材からの水蒸気等の気体が良好に発散されることによって、記録材が高熱になってもブリスタが発生しにくくなる。ゆえに、本実施形態の画像形成装置１００によれば、ブリスタの発生を危惧すること無く記録材を加熱し、高光沢の画像を得る事が可能となる。

［第２実施形態］
続いて、本発明の光沢付与装置４０の第２実施形態を説明する。第２実施形態の係る光沢付与装置４０を有する画像形成装置は、上述した第１実施形態の画像形成装置１００とほぼ同等の構成であり、その相違点は、光沢付与装置４０での構成のみである。そこで本実施形態では、この相違点についてのみ説明する。

図５は第２実施形態に係る光沢付与装置４０の構成を示したものである。図５に示す光沢付与装置４０は、図２に示すベルト部材４３に代え、元巻きローラ４８に長尺で巻かれ、巻き取りローラ４９に巻き取られる連続シートを用いたものである。図５に示すように、多数の小孔を開けたＰＥＴシート４３１の元巻きローラ４８と、記録材に密着して使用されたＰＥＴシート４３１の巻き取りローラ４９で構成されている。元巻きローラ４８に巻かれたＰＥＴシート４３１は、第１ローラ４１と第２ローラ４５に張架され第１ローラ４１に従動して移動し、巻き取りローラ４９に巻き取られる。前述の多数の小孔を開けたＰＥＴシート４３１を用いる場合、ブリスタ防止の効果に加え、クリーニング機構が不要となり、信頼性向上や、スペース効率向上、コスト削減効果が得られる。さらに、無端状ベルトである、ベルト部材４３に比してＰＥＴシート４３１の耐久性の配慮を要さないことで、無端状ベルトである、ベルト部材４３より薄いＰＥＴシート４３１が利用可能となり、記録材の定着に必要な熱が効率よく伝えられ、高品位の高光沢画像が可能となる。

［第３実施形態］
本発明の光沢付与装置４０の第３実施形態を説明する。図６は、記録材上に転写されたトナー像を加熱された定着ローラ３２と加圧ローラ３３で定着する定着部を有する画像形成装置２００に、クリアトナーＴ付与装置４００と光沢付与装置４０を有する後処理装置３００を接続部で接続した画像形成システム５００を示す図である。画像形成装置２００の構成は少なくとも、給紙部１と、トナー像形成部２と、定着部を有する。給紙部は第１実施形態での給紙部１とその役割や機能は全く同一である。トナー像形成部２は第１実施形態で説明したプロセスユニット２１Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＫによりＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各トナー像が形成され、転写ベルト２０の上で重ね合わせて転写される。転写されたトナー像は給紙部１よりタイミングを調整された記録材上に一括転写される。トナー像が転写された記録材は、定着部で、記録材上のトナー像を定着させる。

定着部でトナー像が定着された記録材に、本発明で説明した多数の小孔を開けたベルト部材方式の光沢付与装置４０を、後処理装置３００として画像形成装置２００の排紙口に接続することで、従来からある画像形成装置に高品位な光沢付与機能を付加することが可能となる。更に、画像形成装置２００と光沢付与装置４０の間に、第１実施形態の中で説明した、クリアトナーＴを単独で記録材に付加可能なプロセスユニット２１Ｔと同様な、クリアトナーＴ付加装置４００を付加した後処理装置３００とすることで、高品位な光沢付加が可能になる。いずれの場合も、後処理装置３００の制御部８１と、画像形成装置２００の制御部８０との間でプログラム連携をとることにより、全面光沢付加、非画像部のみ光沢付加、光沢付加無しなどの機能の選択が可能になる。また、前述のプログラム連携により、記録材厚さによる最適光沢付与条件の設定などの対応も可能となる。

なお、上記の説明では、後処理装置３００に第１実施形態で説明した光沢付与装置４０を適用した例で説明したが、同様に第２実施形態で説明した光沢付与装置４０を適用できるのはもちろんである。

１ 給紙部
２ トナー像形成部
１１ トレイ
１２ 送り出しローラ
１３ 搬送ローラ
１４ レジストローラ
２０ 転写ベルト
２１ プロセスユニット
３０ 定着ユニット
３１ 搬送切り替え部
３２ 定着ローラ
３３ 加圧ローラ
４０ 光沢付与装置
４１ 第１ローラ
４２ 第３ローラ
４３ ベルト部材
４４ 冷却部材
４５ 第２ローラ
４６ ステアリングローラ
４７ クリーニングローラ
４８ 元巻きローラ
４９ 巻き取りローラ
８０ 制御部
８１ 制御部
１００ 画像形成装置
２００ 画像形成装置
２０１ 駆動ローラ
２０２ テンションローラ
２０３ 二次転写ローラ
２１１ 感光体ドラム
２１２ 帯電器
２１３ 露光器
２１４ 現像部
２１５ 一次転写ローラ
３００ 後処理装置
４００ クリアトナーＴ付加装置
４１１ 熱源
４１２ 温度検知センサー
４３１ ＰＥＴシート
４７１ クリーニングシート
５００ 画像形成システム

Claims (10)

1. 加熱部材を有する第１ローラと、
   第１ローラに対して記録材の搬送方向下流側に位置する第２ローラと、
   前記第１及び第２ローラに張架されたベルト部材と、
   前記ベルト部材を介して前記第１ローラに対して加圧する第３ローラと、
   前記記録材を、前記ベルト部材及び前記第３ローラの間で加熱及び加圧後に、前記記録材の画像形成面が前記ベルト部材に密着するように搬送する搬送手段と、
   を有する光沢付与装置において、
   前記ベルト部材には、前記記録材の前記画像形成面に対向する領域に複数の貫通穴を設けた、ことを特徴とする光沢付与装置。
2. 前記第１ローラの下流側に、冷却部材を有することを特徴とする請求項１に記載の光沢付与装置。
3. 前記ベルト部材は、金属、樹脂、又は気体のみを通す多孔質素材のいずれかで形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光沢付与装置。
4. 前記ベルト部材は、無端状ベルトであることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の光沢付与装置。
5. 前記ベルト部材は、元巻きローラに長尺で巻かれ、巻き取りローラに巻き取られる連続シートであることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の光沢付与装置。
6. 記録材に画像を形成するトナー像形成部と請求項１から５までのいずれか一項に記載の光沢付与装置を有することを特徴とする画像形成装置。
7. 有色のトナーによるトナー像を形成する有色トナー像形成部と、透明のトナーによるトナー像を形成する透明トナー像形成部と、を有することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 記録材に画像を形成する画像形成装置への接続部を有し、請求項１から５までのいずれか一項に記載の光沢付与装置を有することを特徴とする後処理装置。
9. 透明のトナーによるトナー像を形成するトナー像形成部を有することを特徴とする請求項８に記載の後処理装置。
10. 記録材に画像を形成する画像形成装置と請求項８又は９に記載の後処理装置を有することを特徴とする画像形成システム。

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