JP2014032262A - Sheet cooling device and image forming device - Google Patents
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Description
本発明は、シートを冷却するためのシート冷却装置及び前記シート冷却装置を有する画像形成装置に関する。 The present invention relates to a sheet cooling apparatus for cooling a sheet and an image forming apparatus having the sheet cooling apparatus.
従来の電子写真方式を用いた画像形成装置においては、まず像担持体としての感光体上に形成された潜像を現像して可視画像化し、この可視画像(トナー像)をシートに静電気力を用いて転写させる。次いで転写画像を加熱、加圧して定着させることにより画像をシート上に形成している。 In a conventional image forming apparatus using an electrophotographic system, first, a latent image formed on a photoconductor as an image carrier is developed to form a visible image, and the visible image (toner image) is electrostatically applied to a sheet. Use to transfer. Next, the transferred image is heated and pressed to fix it, thereby forming an image on the sheet.
従来、このような定着動作を行う定着装置として、ローラ定着方式が採用されている。ローラ定着方式の定着装置では、ハロゲンヒータ等の内蔵熱源により加熱されて所定の温度に維持させた定着ローラと、これに圧接させた弾性を有する加圧ローラとで圧接ニップ部(定着ニップ部)を形成する。圧接ニップ部にシートを導入して挟持搬送することによってシート表面の未定着トナー像を熱定着させる。 Conventionally, a roller fixing method has been adopted as a fixing device that performs such a fixing operation. In a roller fixing type fixing device, a pressure nip portion (fixing nip portion) is composed of a fixing roller heated by a built-in heat source such as a halogen heater and maintained at a predetermined temperature, and a pressure roller having elasticity pressed against the fixing roller. Form. An unfixed toner image on the surface of the sheet is thermally fixed by introducing the sheet into the pressure nip and nipping and conveying the sheet.
加熱・加圧による定着工程では、熱をトナー及びシートに付加するため、シートの内部の水分が圧接ニップ部および圧接ニップ後に蒸発する。 In the fixing step by heating and pressing, heat is applied to the toner and the sheet, so that moisture inside the sheet evaporates after the pressure nip and the pressure nip.
ここでシートとして最も一般的に用いられるシート状の紙を繊維レベルで見てみる。紙は短い繊維どうしが絡み合って構成されており、かつ繊維内部または繊維どうしの間には水分が含まれ、繊維と水は水素結合を生じている。 Here, a sheet-like paper that is most commonly used as a sheet is viewed at the fiber level. Paper is composed of short fibers entangled with each other, and moisture is contained inside or between the fibers, and the fibers and water form hydrogen bonds.
しかし、前述したようにシートの内部の水分が蒸発すると、繊維と水の水素結合がとかれ、繊維どうしで水素結合するため、シートの内部で変形が生じる。一方、シートを放置していると周囲の環境から吸湿するため、繊維どうしの水素結合が再び切り離される。しかし、一部の繊維間には水分が入っていかず、それにより変形が維持されてしまう。この変形のパターンはシートの表裏の伸縮差で変形するものとシートの中央部と端部での伸縮差で起きるものがある。 However, as described above, when moisture inside the sheet evaporates, the hydrogen bond between the fiber and water is removed, and the hydrogen bond occurs between the fibers, so that deformation occurs inside the sheet. On the other hand, if the sheet is left unattended, it absorbs moisture from the surrounding environment, so that the hydrogen bonds between the fibers are separated again. However, there is no moisture between some of the fibers, which keeps the deformation. There are two types of deformation patterns, one that deforms due to the difference in expansion / contraction between the front and back of the sheet, and the other that occurs due to the difference in expansion / contraction between the center and the edge of the sheet.
前述したように起こるシートの内部の水分量変化とシートにかかるストレスとにより、シートが湾曲する「カール」と呼ばれる現象や、シートがうねるような形状となる「波打ち」と呼ばれる現象が発生する。 As described above, a phenomenon called “curl” in which the sheet is bent and a phenomenon called “waving” in which the sheet is wavy occur due to the change in the moisture content inside the sheet and the stress applied to the sheet.
定着工程の熱と圧によるシートの変形を低減する方法として、定着工程の後にシートの冷却を実施する構成が提案されている(特許文献1参照)。この特許文献1では、片側ベルト内部にヒートシンクを有するベルト対によるシートの冷却構成が提案されている。 As a method for reducing deformation of the sheet due to heat and pressure in the fixing process, a configuration in which the sheet is cooled after the fixing process has been proposed (see Patent Document 1). In this patent document 1, a sheet cooling configuration using a belt pair having a heat sink inside a belt on one side is proposed.
しかしながら、従来の定着工程の後にシートの冷却を実施する冷却機構は、冷却によりシートに発生する変形を低減することができるが、その冷却方法によりシートの面内に温度ムラが生じてしまうという問題があった。 However, the cooling mechanism that cools the sheet after the conventional fixing process can reduce deformation generated in the sheet due to cooling, but the cooling method causes temperature unevenness in the surface of the sheet. was there.
例えば、特許文献の冷却構成では、ベルト内部の熱交換部にヒートシンクを設け、その片側からファンによってエアを一方向に流し、ヒートシンクを冷却している。エアを送り込む側は、エアの温度が低いためヒートシンクに対する冷却効果が高く、逆にエアを排出する側はエアの温度が高くなるためにヒートシンクに対する冷却効果が低くなってしまう。その結果として、ヒートシンクによって冷却されるベルトのシートに対する冷却効果の差が生じる。従って、冷却効果の差によって、シートの表面温度にムラが生じてしまう(図6−1参照)。 For example, in the cooling configuration of Patent Document, a heat sink is provided in the heat exchange part inside the belt, and air is flowed in one direction by a fan from one side to cool the heat sink. The air feeding side has a high cooling effect on the heat sink because the temperature of the air is low, and conversely, the cooling effect on the heat sink is low on the side from which the air is discharged because the temperature of the air is high. As a result, a difference in the cooling effect on the belt sheet cooled by the heat sink occurs. Therefore, unevenness occurs in the surface temperature of the sheet due to the difference in cooling effect (see FIG. 6A).
シートの表面に温度ムラが生じると、シートから蒸発する水分量にシートの面内でムラが生じる。水分量のムラが発生することで、シートの面内で伸縮率に差が生じてしまい、シートのカールや波打ちなどの要因となっていた。また、トナーを定着したシートを大量に積載した場合、空気に触れているシートの端部は空気中の水分を吸収し、蒸発した水分をすぐに回復することができる。一方、空気に触れていないシートの中央部の水分は回復するのに時間がかかるために、通紙後のシートの面内において水分量のムラが生じてしまう問題がある。 When temperature unevenness occurs on the surface of the sheet, the amount of water evaporated from the sheet becomes uneven within the surface of the sheet. The occurrence of unevenness in the amount of water causes a difference in the expansion / contraction rate within the surface of the sheet, which is a factor such as curling and undulation of the sheet. Further, when a large amount of sheets on which toner is fixed is stacked, the edge of the sheet that is in contact with the air absorbs moisture in the air, and the evaporated moisture can be immediately recovered. On the other hand, since it takes time to recover the moisture at the center of the sheet that is not in contact with air, there is a problem in that the amount of moisture is uneven in the surface of the sheet after passing.
図3に定着装置から排出されたシートを20枚積載し、一番上のシートの端部と一番上のシートの中央部の水分量の差及び、一番上のシートの端部と上から10枚目のシートの中央部の水分量の差を測定した結果を示す。定着装置から排出されて10分後の、シートの一番上のシートの中央部の水分量及び上から10枚目のシートの中央部の水分量がともに、一番上のシートの端部の水分量より少ないことがわかる。これはシートの端部が一般的に中央部より冷えやすいことを示しており、これにより、シートの端部より中央部の方がより多く水分量が減少しているといえる。 FIG. 3 shows a stack of 20 sheets discharged from the fixing device. The difference in water content between the edge of the top sheet and the center of the top sheet and the edge and top of the top sheet. The result of having measured the difference of the moisture content of the center part of the 10th sheet | seat from 1st is shown. 10 minutes after being discharged from the fixing device, the water content at the center of the top sheet and the water content at the center of the 10th sheet from the top are both at the end of the top sheet. It can be seen that it is less than the amount of water. This indicates that the end portion of the sheet is generally easier to cool than the center portion, and it can be said that the amount of water is reduced more in the center portion than in the end portion of the sheet.
また図3のグラフより、大気に触れている一番上のシートの中央部は、水分が短時間で回復するのに対して、上から10枚目のシートの中央部の水分量は水分量を回復するのに長時間を有することがわかる。さらに、定着装置から排出されたシートを1000枚積載した場合では、端部の水分量は回復することができるが、中央部の水分量は回復しない。 From the graph of FIG. 3, the center portion of the uppermost sheet in contact with the atmosphere recovers moisture in a short time, whereas the center portion of the tenth sheet from the top indicates the amount of water. It can be seen that it takes a long time to recover. Further, when 1000 sheets discharged from the fixing device are stacked, the water content at the end can be recovered, but the water content at the center is not recovered.
このように、定着装置から排出されたシートは従来の冷却方法では、シートの変形に端部と中央部の水分量の変化が大きく影響するために、シートの面内の伸縮率に差が生じることでシートのカールや波打ちなどを完全に解決することができなかった。 As described above, in the conventional cooling method, since the sheet discharged from the fixing device has a large influence on the deformation of the sheet due to the change in the moisture content at the end and the center, there is a difference in the expansion / contraction ratio in the sheet surface. As a result, curling and undulation of the sheet could not be completely solved.
本発明の目的は、定着装置を通過した後のシートの表面温度のムラとシートを積載した際に生じるシートの中央部と端部の水分吸収量の差によって生じるシートのカールや波打ちを改善することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve sheet curling and undulation caused by unevenness in the surface temperature of a sheet after passing through a fixing device and a difference in moisture absorption between the central part and the edge part of the sheet when the sheets are stacked. That is.
上記目的を達成するため、本発明は、加熱されたシートのシート搬送方向と直交する幅方向長さよりも大きな幅方向長さを有し、搬送されるシートの少なくとも一方の面に接触して搬送するベルト状の搬送手段と、前記搬送手段に接触して熱交換を行う接触面を有する熱交換部と、前記熱交換部に接触し、内部に液体を流す水冷部材と、前記水冷部材の内部に液体を循環させる液体循環機構と、前記水冷部材の内部を循環させた液体を冷却する放熱部と、を有するシート冷却装置において、前記水冷部材の液体流路を、液体が前記熱交換部の幅方向中央部から端部に流れるように形成することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention has a width in the width direction that is greater than the length in the width direction orthogonal to the sheet conveyance direction of the heated sheet, and conveys the sheet in contact with at least one surface of the sheet to be conveyed. A belt-like conveying means, a heat exchanging part having a contact surface that contacts the conveying means for heat exchange, a water cooling member that contacts the heat exchanging part and allows a liquid to flow inside, and an interior of the water cooling member In the sheet cooling device having a liquid circulation mechanism that circulates the liquid and a heat radiating unit that cools the liquid circulated inside the water cooling member, the liquid flows through the liquid cooling channel of the water cooling member. It forms so that it may flow from a width direction center part to an edge part.
本発明によれば、定着装置を通過したシートに対する冷却効果をシートの端部より中央部を大きくすることができる。これにより、端部に比べて冷えにくいシートの中央部を積極的に冷却することができ、冷却後のシートの表面温度のムラを軽減できる。更に、積載時に水分量の回復に時間がかかるシートの中央部の水分量の減少を、容易に水分量の回復可能なシートの端部の水分量の減少より小さくできる。これにより、定着装置を通過した後のシートの表面温度のムラとシートを積載した際に生じるシートの中央部と端部の水分吸収量の差によって生じるシートのカールや波打ちを改善することができる。 According to the present invention, the cooling effect on the sheet that has passed through the fixing device can be made larger at the center than at the end of the sheet. Thereby, the center part of the sheet | seat which is hard to cool compared with an edge part can be positively cooled, and the nonuniformity of the surface temperature of the sheet | seat after cooling can be reduced. Furthermore, the reduction in the amount of moisture at the center of the sheet, which takes time to recover the amount of moisture when stacked, can be made smaller than the reduction in the amount of moisture at the end of the sheet where the amount of moisture can be easily recovered. As a result, it is possible to improve sheet curling and undulation caused by unevenness in the surface temperature of the sheet after passing through the fixing device and the difference in moisture absorption between the central portion and the end portion of the sheet when the sheets are stacked. .
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of the components described in the following embodiments should be appropriately changed according to the configuration of the apparatus to which the present invention is applied and various conditions. Therefore, unless specifically stated otherwise, the scope of the present invention is not intended to be limited thereto.
図10は、本実施形態に係るシート冷却装置を備えた画像形成装置の一例であるカラー電子写真プリンタ500のシートの搬送方向に沿った断面図である。本実施形態では、カラー電子写真プリンタを単に「プリンタ」という。シートとしては、トナー像が形成される紙シート、プラスチックシート、布などがある。シートの具体例として、普通紙、普通紙の代用品である樹脂製のシート状のもの、厚紙、オーバーヘッドプロジェクター用などがある。
FIG. 10 is a cross-sectional view of the color
図10に示すプリンタ500は、Y(イエロ)、M(マゼンタ)、C(シアン)、Bk(ブラック)の各色の画像形成部510を備えている。各画像形成部では、シートに形成するための各色ごとのトナー像を形成する。各画像形成部では、像担持体としての感光ドラム511が、帯電ローラ512によって予め帯電される。その後、感光ドラム511は、レーザスキャナ513によって潜像を形成される。潜像は、現像器514によってトナー像になる。感光ドラム511のトナー像は、中間転写体としての中間転写ベルト531に順次重ねて転写される。
The
一方、記録材としてのシートPは、給送カセット520から1枚ずつ送り出されてレジストローラ対523に送り込まれる。レジストローラ対523は、シートPを一旦受け止めて、シートが斜行している場合、その斜行を補正して真っ直ぐに直す。そして、レジストローラ対523は、中間転写ベルト531上のトナー像と同期を取って、シートPを中間転写ベルト531と二次転写ローラ535との間に送り込む。中間転写ベルト531上のカラーのトナー像は、転写手段としての二次転写ローラ535によってシートPに一括して転写される。
On the other hand, sheets P as recording materials are sent one by one from the feeding
その後、シートPのトナー像Tは、定着装置100によって加熱加圧されることでシートPに定着される。定着装置100を通過した後、シートPは、シート冷却装置としての冷却装置101内にて冷却され、フェイスアップ(トナー像が上側)で排出トレイ565に排出される。
Thereafter, the toner image T of the sheet P is fixed to the sheet P by being heated and pressed by the fixing
次に図1、図2を用いてシート冷却装置としての冷却装置101について説明する。
Next, a
冷却装置101は、定着装置を通過したシートPを案内する受入ガイド部201,202を備えている。受入ガイド部201,202によってシートPは、シートPの表面及び裏面にそれぞれ対向した冷却ベルト203,204の間に送り込まれる。
The
冷却ベルト203,204は、それぞれ搬送されるシートPのシート搬送方向と直交する幅方向長さよりも大きな幅方向長さを有し、シートPの表面、裏面に面接触して搬送するベルト状の搬送手段である。冷却ベルト203,204の幅方向の中心は、シートPの幅方向の搬送中心と一致する。ここでは、ベルト状の搬送手段として、シートPの両面に面接触する構成を例示しているが、これに限定されるものではなく、シートの少なくとも一方の面に接触して搬送する構成でも良い。
Each of the cooling
なお、冷却ベルト203,204は熱伝導性に優れた材質ならば良く、ポリイミドフィルム、ニッケル電鋳フィルム、ポリエチレンフィルム、等の薄板を形成できるものであれば良い。
The cooling
また、冷却装置101は無端状の冷却ベルト203,204を駆動、周回させる駆動ローラ206と、ベルトを張架するためのテンションローラ207と、冷却ベルト203の内側空間に配置された熱交換部であるヒートシンク205とを備えている。ここでは、シートの一方の面側の冷却ベルト203が駆動回転するベルトであり、駆動ローラ206とテンションローラ207とヒートシンク205とを備えた構成となっている。一方、シートの他方の面側の冷却ベルト204は冷却ベルト203に従動して回転するベルトであり、テンションローラ207と後述するバックアップローラ410を備えた構成となっている。
The
シートPが冷却装置101に搬送されると、シートPは冷却ベルト203,204の間に挟持搬送される。これにより、定着装置にて加熱されたシートPが持つ熱が冷却ベルト203に伝わり、ヒートシンク205を介して放熱される。
When the sheet P is conveyed to the
冷却ベルト204の内部には、冷却ベルト203と冷却ベルト204の密着を維持するための複数のバックアップローラ410が配置されている。ヒートシンク205は、冷却ベルト203の幅方向長さと略等しい幅方向長さを有する接触面で冷却ベルト203の内面に接触して熱交換を行う熱交換部である。ヒートシンク205は、放熱効果の高いアルミで形成される。ヒートシンク205の内部には、水冷パイプ401が埋設されている。水冷パイプ401は、ヒートシンク205に接触し、ヒートシンク205の幅方向中央部から端部に液体を流す水冷部材である。水冷パイプ401の内部には、液体としての冷却水Wが循環しており、ヒートシンク205から回収した熱を冷却装置101の外部にある放熱部402で排熱することにより冷却装置101外への放熱を行う。
A plurality of
冷却水Wとしては、エチレングリコロールを20%含む水(H2O)を用いている。放熱部402は蛇行した水冷パイプ401にファン403で送風することで冷却している。尚、放熱部402は水冷パイプ401の内部を循環させた冷却水Wを冷却可能な構成であれば良く、本実施形態で例示している構成に限定されるものではない。
As the cooling water W, water (H 2 O) containing 20% of ethylene glycol is used. The
水冷パイプ401の端部には、水冷パイプ401の内部の冷却水Wを循環させる液体循環機構としての冷却水循環装置404が配置されている。冷却水循環装置404において、冷却水Wの供給経路405と環流経路406とが、ウォータポンプ407が設けられたタンク408に接続されている。冷却水Wはウォータポンプ407により供給経路405を通じて冷却装置101に供給され、更に放熱部402で冷却された液体が環流経路406を通じてタンク408に環流されることで、水冷パイプ401の内部に冷却水Wを循環させる。ここで、タンク408は冷却水循環装置404の本体に対して着脱可能であって、その上部に開口する給水口408aから水(液体)を補給することができる。
A cooling
供給経路405より冷却装置101の内部に供給される冷却水Wは、冷却ベルト203の内面に接触するヒートシンク205の水冷パイプ401内を図中矢印の方向に循環する。水冷パイプ401は、冷却水Wがヒートシンク205の幅方向中央から端部に流れるように、幅方向一方側の第1の水冷ユニット401Aと、幅方向他方側の第2の水冷ユニット401Bを形成してユニット化されている。水冷パイプ401により形成された2つの水冷ユニット401A,401Bは、ヒートシンク205の幅方向に並べて設けられている。2つの水冷ユニット401A,401Bをなす水冷パイプ401は、ヒートシンク205のシート搬送方向と直交する幅方向の中央部からヒートシンク205の内部に埋設される。そして、埋設された各水冷ユニット401A,401Bの水冷パイプ401は、シート幅方向の中央部から端部に向けて各々流路を形成した後、ヒートシンク205の端部からヒートシンク205の外部に出るように配置されている。この時、冷却ベルト203の内面に接触するヒートシンク205の内部で冷却水Wとの間で熱交換が行われる。
The cooling water W supplied from the
このように、ヒートシンク205で水冷パイプ401の液体流路を、ヒートシンク205のシート搬送方向と直交する幅方向において、液体が中央部から端部に流れるように形成している。従って、ヒートシンク205の中央部の水冷パイプ内部401aの温度Taは、ヒートシンク205の端部の水冷パイプ内部401bの温度Tbよりも低くなる。従って、ヒートシンク205の温度も中央部の方が端部よりも温度が低くなる。このため、冷却ベルト203を介して冷却されるシートPも中央部が端部よりも冷却される。
In this way, the liquid flow path of the
すなわち、定着装置100を通過したシートPに対する冷却効果をシートPの端部より中央部を大きくすることができる。これにより、端部に比べて冷えにくいシートPの中央部を積極的に冷却することができ、冷却後のシートPの表面温度のムラを軽減できる。
That is, the cooling effect on the sheet P that has passed through the fixing
また、ヒートシンク205の端部から出た水冷パイプ401は、冷却ベルト203の内部で螺旋状に配置され、シート搬送方向の下流で再度ヒートシンク205の内部に埋設される。このヒートシンク205に対する水冷パイプ401の螺旋状の配置構成は、シート搬送方向の上流側から下流側に繰り返し埋設される。すなわち、ヒートシンク205で水冷パイプ401の液体流路を、ヒートシンク205のシート搬送方向において、液体が上流部から下流部に流れるように形成している。
Further, the water-cooled
これにより、水冷パイプ内部401cには、水冷パイプ内部401aから水冷パイプ内部401bでヒートシンク205と熱交換した冷却水Wが供給される。このため、水冷パイプ内部401cの温度Tcは、シート搬送方向上流の水冷パイプ内部401aの温度Taよりも高くなる。従って、シート搬送方向上流から下流に向かって螺旋状に配置した水冷パイプ401をヒートシンク205に埋設することで、シート搬送方向下流に比べて上流でより温度の低い冷却水Wを供給することが可能になる。
Thereby, the cooling water W heat-exchanged with the
定着装置100を通過して冷却装置101に送られたシートPは、冷却装置101により冷却されて温度低下するため、冷却ベルト203との熱交換の効率が徐々に低下する。しかし、上述したように冷却水の流路(水冷パイプ401)を螺旋状に形成することで、ヒートシンク205のシート搬送方向上流側の温度を下流側より低くすることができる。これにより、シートPと冷却ベルト203の温度差が一番ある状態、つまり熱交換の効率が高い状態でシートPの冷却が可能になる。
Since the sheet P that has passed through the fixing
尚、本実施形態では冷却水Wをパイプ状の部材である水冷パイプで循環させる構成について説明したが、これに限定されるものではなく、中央部から端部に向かって冷却水Wを供給できる構成であれば良い。例えば図4に示すような流路を形成する構成であっても良い。水冷部材は端部が接合された2枚の板部材をヒートシンク205の幅方向に並べて設け、それぞれ幅方向一方側の第1の水冷ユニット409A、幅方向他方側の第2の水冷ユニット409Bとしてユニット化されている。2つの水冷ユニット409A,409Bを構成する各板部材は、ヒートシンク205内に埋設されており、幅方向の中央部から端部に向けて各々流路が形成されており、その中を各々供給経路405と環流経路406により冷却水Wを循環させる。例えば、供給経路405にて幅方向中央部に供給された冷却水Wは、板部材の中央部にて多数に分岐された流路から端部に向けて流され、環流経路406を通して循環されるようにする。なお、各板部材への接合は、供給経路405を各板部材のシート搬送方向上流側に接合し、環流経路406を各板部材のシート搬送方向下流側へ接合している。水冷部材はヒートシンク205と接触することで熱交換する部材である。さらに、冷却水Wの流路を、環流経路を2つ合わせた8の字形状に形成し、2つの環流経路が各々ヒートシンク205の中央部から端部に冷却水Wが流れるようにヒートシンク205に接触させて循環させるようにしても良い。
In addition, although this embodiment demonstrated the structure which circulates the cooling water W with the water cooling pipe which is a pipe-shaped member, it is not limited to this, The cooling water W can be supplied toward an edge part from a center part. Any configuration is acceptable. For example, the structure which forms a flow path as shown in FIG. 4 may be sufficient. The water-cooling member is provided by arranging two plate members whose ends are joined to each other in the width direction of the
次に、本実施形態の効果を図5、図6、図7を用いて説明する。図5は従来の冷却装置の横断面図、図6は従来の冷却機構を用いて冷却した場合の冷却機構通過直後と機外排出から30秒後のシートの表面温度の測定結果を示す図である。図7は本実施形態の冷却機構を用いて冷却した場合の冷却機構通過直後と機外排出から30秒後のシートの表面温度の測定結果を示す図である。 Next, the effect of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional cooling device, and FIG. 6 is a diagram showing the measurement results of the surface temperature of the sheet immediately after passing through the cooling mechanism and 30 seconds after being discharged outside the apparatus when the conventional cooling mechanism is used. is there. FIG. 7 is a diagram showing measurement results of the sheet surface temperature immediately after passing through the cooling mechanism and 30 seconds after being discharged outside the apparatus when cooled using the cooling mechanism of the present embodiment.
従来の冷却機構では、図5に示すようにヒートシンク205をファン214により冷却する。ファン214の吹き込み側はエアが冷たいためにヒートシンク205への冷却効果が大きいが、ヒートシンク205の細幅溝を通過する際に、エアが徐々に温まるために、エアの吹き出し側ではヒートシンク205への冷却効果が吹き込み側に比べると弱くなる。すなわち、シート幅方向の一方側では冷却効果は大きいが、他方側では前述の一方側に比べて冷却効果が弱くなる。そのため、ヒートシンク205に接して冷却される冷却ベルトも同様な温度分布が反映され、さらには、シートの表面温度にも同様に反映される。その結果、図6に示すように冷却機構通過直後のシートの表面温度はファンの吹き込み側から、ファンの吹き出し側にかけて上昇することとなる。
In the conventional cooling mechanism, the
更に、シートが機外に排出されて時間が経過した場合においては、前述したようにシートの端部に比べて中央部は冷却されにくいため、図6に示すように、表面温度がシート面内で大きくばらつくことになってしまう。そのため、シートの水分蒸発量も面内でばらつくため、シートの波打ち等の変形が生じてしまう。 Further, when the sheet has been discharged out of the machine and the time has passed, the central portion is less likely to be cooled than the end portion of the sheet as described above. Will result in large variations. For this reason, the moisture evaporation amount of the sheet also varies in the plane, and thus deformation such as corrugation of the sheet occurs.
これに対して、本実施形態ではヒートシンク205を中央部より端部に向けて冷却する構成であるため、冷却ベルトによって冷却された直後のシートの表面温度が端部より、中央部の方が低くなる。このように、排出直後のシート表面の中央部の温度を端部に比べて積極的に下げることで、シート中央部の温度が端部より冷却されにくいことによるシート面内の温度のばらつきを抑制することができる。これにより、図7に示すように排出から30秒後のシートの表面温度を従来の冷却装置を用いた場合より、均一にすることが可能になる。またこれによって、シート表面が中央部と端部で同じように伸縮するために、シートのカールや波打ちなどをより軽減することが可能になる。
In contrast, in the present embodiment, the
次に、図8に示すフローチャートと図9に示す装置ブロックを用いて電子写真プリンタ500の定着後のシートの冷却動作について説明する。
Next, the sheet cooling operation after fixing of the
スタンバイ動作が開始すると、モータドライバ421を介してCPU(制御手段)420からの指令により(S1)、メインモータMが通常の1/2程度の速度(半速)で回転を開始して(S2)、冷却ベルト203の搬送、周回が開始する。この時、冷却ベルト204は冷却ベルト203およびヒートシンク205との摺動摩擦により従動回転を開始する。
When the standby operation starts, the main motor M starts rotating at a speed about half the normal speed (half speed) in response to a command from the CPU (control means) 420 via the motor driver 421 (S2) (S2). ), Conveyance and circulation of the cooling
定着装置100の加熱ローラ110、加圧ローラ111をそれぞれ加熱するための加熱ヒータ110a、加圧ヒータ111aには、CPU420からの指令によりヒータドライバ422を介して通電され、各ローラの温度調整が開始される(S3)。電子写真プリンタ500の画像形成ジョブが開始すると(S4)、メインモータMが全速回転して冷却ベルト203,204を所定の速度(例えば600mm/s)で搬送、周回させる(S5)。
The
シートPが平面的に接触している冷却ベルト203,204の間に挟まれ、シートPの表面及び裏面ともに冷却ベルト203,204と面接触して搬送される。この面接触によりシートPが持つ熱が冷却ベルト203に伝わり、冷却ベルト203とヒートシンク205の接触部においてヒートシンク205に伝熱する。ヒートシンク205にはポンプドライバ423により駆動されるウォータポンプ407により液体(冷却水W)が循環される。ヒートシンク205は水冷パイプ401と熱交換することで、最終的に放熱部402より排熱を行う。定着装置100を通過して温度が上がったシートPは、冷却装置101を通過後、シート幅方向の端部に比べて中央部の方が冷やされた状態で排出される(中央部35℃程度)。
The sheet P is sandwiched between the cooling
画像形成ジョブが終了すると(S6)、メインモータMの回転を停止した後(S7)、電子写真プリンタ500の画像形成ジョブを全て停止する。
When the image forming job ends (S6), the rotation of the main motor M is stopped (S7), and then all the image forming jobs of the
上述したように、本実施形態によれば、定着装置を通過したシートに対する冷却効果をシートの端部より中央部を大きくすることができる。これにより、端部に比べて冷えにくいシートの中央部を積極的に冷却することで、冷却後のシートの表面温度のムラを軽減できる。更に、積載時に水分量の回復に時間がかかるシートの中央部の水分量の減少を、容易に水分量の回復可能なシートの端部の水分量の減少より小さくできる。これにより、定着装置を通過した後のシートの表面温度のムラとシートを積載した際に生じるシートの中央部と端部の水分吸収量の差によって生じるシートのカールや波打ちを改善することができる。 As described above, according to the present embodiment, the cooling effect on the sheet that has passed through the fixing device can be made larger at the center than at the end of the sheet. Thereby, the unevenness of the surface temperature of the sheet after cooling can be reduced by positively cooling the central part of the sheet that is harder to cool than the end part. Furthermore, the reduction in the amount of moisture at the center of the sheet, which takes time to recover the amount of moisture when stacked, can be made smaller than the reduction in the amount of moisture at the end of the sheet where the amount of moisture can be easily recovered. As a result, it is possible to improve sheet curling and undulation caused by unevenness in the surface temperature of the sheet after passing through the fixing device and the difference in moisture absorption between the central portion and the end portion of the sheet when the sheets are stacked. .
なお、前述した実施形態では、カラー画像を形成するために色の異なる単色の画像形成部を4つ使用しているが、この使用個数は限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定すれば良い。 In the above-described embodiment, four single-color image forming units having different colors are used to form a color image. However, the number used is not limited, and may be set as necessary. It ’s fine.
また前述した実施形態では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。中間転写体を使用した画像形成装置に限定されるものでもなく、シート担持体を使用し、該シート担持体に担持されたシートに各色のトナー像を順次重ねて転写する画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。 In the above-described embodiment, the printer is exemplified as the image forming apparatus, but the present invention is not limited to this. For example, the image forming apparatus may be another image forming apparatus such as a copying machine or a facsimile machine, or another image forming apparatus such as a multi-function machine combining these functions. The image forming apparatus is not limited to an image forming apparatus using an intermediate transfer member, and uses a sheet carrier and sequentially transfers toner images of respective colors onto a sheet carried on the sheet carrier. Also good. The same effect can be obtained by applying the present invention to these image forming apparatuses.
P …シート
100 …定着装置
101 …冷却装置
110 …加熱ローラ
110a …加熱ヒータ
111 …加圧ローラ
111a …加圧ヒータ
203,204 …冷却ベルト
205 …ヒートシンク
206 …駆動ローラ
207 …テンションローラ
401 …水冷パイプ
401a,401b,401c …水冷パイプ内部
402 …放熱部
403 …ファン
404 …冷却水循環装置
405 …供給経路
406 …環流経路
407 …ウォータポンプ
408 …タンク
409A,409B …水冷ユニット
410 …バックアップローラ
420 …CPU
421 …モータドライバ
422 …ヒータドライバ
423 …ポンプドライバ
500 …電子写真プリンタ
510 …画像形成部
P ...
421 ...
Claims (5)
前記搬送手段に接触して熱交換を行う接触面を有する熱交換部と、
前記熱交換部に接触し、内部に液体を流す水冷部材と、
前記水冷部材の内部に液体を循環させる液体循環機構と、
前記水冷部材の内部を循環させた液体を冷却する放熱部と、
を有するシート冷却装置において、
前記水冷部材の液体流路を、液体が前記熱交換部の幅方向中央部から端部に流れるように形成することを特徴とするシート冷却装置。 A belt-like conveying means that has a width in the width direction that is greater than the length in the width direction orthogonal to the sheet conveying direction of the heated sheet, and conveys the sheet in contact with at least one surface of the conveyed sheet;
A heat exchanging part having a contact surface that contacts the conveying means and exchanges heat;
A water-cooling member that contacts the heat exchanging part and allows a liquid to flow inside;
A liquid circulation mechanism for circulating a liquid inside the water cooling member;
A heat dissipating part for cooling the liquid circulated through the water cooling member;
In a sheet cooling apparatus having
The sheet cooling apparatus according to claim 1, wherein the liquid flow path of the water cooling member is formed so that the liquid flows from a central portion in the width direction of the heat exchange portion to an end portion.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012171545A JP2014032262A (en) | 2012-08-02 | 2012-08-02 | Sheet cooling device and image forming device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017173774A (en) * | 2016-03-17 | 2017-09-28 | 株式会社リコー | Cooling device and image forming apparatus |
WO2019172553A1 (en) * | 2018-03-05 | 2019-09-12 | 동우화인켐 주식회사 | Cooling system |
-
2012
- 2012-08-02 JP JP2012171545A patent/JP2014032262A/en active Pending
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