JP2015187688A - 光沢付与装置及び光沢付与装置を有する画像形成装置 - Google Patents

光沢付与装置及び光沢付与装置を有する画像形成装置 Download PDF

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晃康 網田
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Abstract

【課題】記録媒体の両面に光沢を付与する場合にも、既に光沢が付与された面の光沢度の低下を抑えて、両面印刷時の光沢画像の高品質化を図る光沢付与装置の提供。【解決手段】記録媒体Pを搬送して光沢を付与するための無端状ベルト24と、無端状ベルト24を加熱する加熱部材21と、加熱部材21との間で無端状ベルト24を加圧する加圧部材34と、無端状ベルト24を冷却するために無端状ベルト24に当接した第1冷却部材61と、加圧部材34を冷却するための第2冷却部材71と、第1冷却部材61を冷却する冷却手段60と、を有し、冷却手段60は、流体を循環させる流路65と、流路65中に設けられ流体を冷却する冷却部62と、を有し、第2冷却部材71は、流路65における流体の移動方向Eにおいて第1冷却部材61より下流側で冷却部62の上流側に連結されて冷却手段60によって冷却される光沢付与装置300。【選択図】図3

Description

本発明は、記録媒体に形成された画像に光沢を付与する光沢付与装置および当該光沢付与装置を有する画像形成装置に関する。
複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置(例えば特許文献1〜12参照)等で形成された画像に光沢を付与するため、画像形成装置内あるいは画像形成装置と別体で設けられる光沢付与装置が知られている。
こうした光沢付与装置において、記録媒体を搬送するベルトと、ベルトを加熱する加熱部と、加熱部によって加熱されたベルトを冷却する冷却部とを有し、記録媒体上のトナーを加熱したあとベルトに密着させて冷却し、ベルトの表面状態をトナーに転写して記録媒体上の画像に光沢を付与する技術が提案されている(例えば特許文献1、2、4、5、10〜12参照)。
このようなベルトや、ベルトに当接した記録媒体の冷却方法として、冷却ファンを設置して送風によって冷却する方法や、ベルトに当接した冷却部材を水やその他冷媒を用いて冷却する方法が開示されている(例えば特許文献1〜12)。
近年では、上述のような光沢付与装置を用いて、記録媒体の両面に高光沢を付与する両面光沢画像についての要求が高まっている。またさらに、カラートナーのほかに、カラートナーが乗っていない部分にもクリアトナーを付着させることで、画像全面に高い光沢を付与するような画像への要求も高まっている。
記録媒体の両面に光沢を付与する場合には、片面(表面)について光沢を付与した後に、記録媒体を反転させてもう一方の面(裏面)に光沢付与を行う必要がある。しかしながら、裏面に光沢を付与する際、表面の温度が上昇することで表面のトナーが溶融し、表面の光沢度が低下するというおそれがあった。
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、記録媒体の両面に光沢を付与する場合にも、既に光沢が付与された面の光沢度の低下を抑えて、両面印刷時の光沢画像の高品質化を図る光沢付与装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するため、本発明における光沢付与装置は、記録媒体上の記録剤に当接した状態で前記記録媒体を搬送して前記記録剤に光沢を付与するための無端状ベルトと、前記無端状ベルトを加熱するための、前記無端状ベルトを巻き掛けられた加熱部材と、前記加熱部材との間で前記無端状ベルトを加圧する加圧部材と、前記無端状ベルトを冷却するために前記無端状ベルトの移動方向に沿って前記無端状ベルトに当接した第1冷却部材と、前記加圧部材を冷却するための第2冷却部材と、前記第1冷却部材を冷却する冷却手段と、を有し、前記冷却手段は、前記第1冷却部材を冷却するための流体を循環させる流路と、前記流路の中に設けられ前記流体を冷却する冷却部と、を有し、前記第2冷却部材は、前記流路における前記流体の移動方向において前記第1冷却部材より下流側で前記冷却部の上流側に連結されて前記冷却手段によって冷却される。
本発明によれば、無端状ベルトを冷却するために無端状ベルトの移動方向に沿って無端状ベルトに当接した第1冷却部材と、加圧部材を冷却するための第2冷却部材と、第1冷却部材を冷却する冷却手段とを有し、冷却手段は、第1冷却部材を冷却するための流体を循環させる流路と、流路中に設けられ流体を冷却する冷却部と、を有し、第2冷却部材は、流路における流体の移動方向において第1冷却部材より下流側で冷却部の上流側に連結されて冷却手段によって冷却されるから、新たな冷却手段を設けることなく、記録媒体の両面に光沢を付与する場合にも、既に光沢が付与された面の光沢度の低下を抑えて、両面印刷時の光沢画像の高品質化を図ることができる。
本発明の第1の実施形態にかかる画像形成装置と光沢付与装置の全体構成の一例を示す図である。 本発明の第1の実施形態にかかる画像形成装置の構成の一例を示す図である。 本発明の第1の実施形態にかかる光沢付与装置の構成の一例を示す図である。 図3に示した光沢付与装置の制御部の構成の一例を示す図である。 図3に示した光沢付与装置の制御部の機能構成の一例を示す図である。 本発明の第1の実施形態にかかる光沢付与装置の加圧部材の表面温度と光沢度との関係を表す図である。 本発明の第1の実施形態にかかる光沢付与装置の冷却手段における流体の温度の関係を表す図である。 本発明の第1の実施形態にかかる光沢付与装置の無端状ベルトの表面温度の一例を示す図である。 本発明の第1の実施形態にかかる無端状ベルトを加熱前温度から加熱後温度まで加熱するために要する電力の一例を示す図である。 本発明の第2の実施形態にかかる光沢付与装置の構成の一例を示す図である。 図10に示す接離手段の当接モードでの動作の一例を示す図である。 図10に示す接離手段の離間モードでの動作の一例を示す図である。 図10に示す光沢付与装置の動作の一例を示す図である。 図10に示す光沢付与装置の制御部の機能構成の一例を示す図である。 光沢付与装置の構成の従来技術の一例を示す図である。
本発明の第1の実施形態において、光沢付与装置300は、図1に示されるように、画像形成装置100に接続されて用いられる。また、光沢付与装置300は画像形成装置100と情報を互いに送受信するように構成されている。
画像形成装置100は、図2に示すように、記録媒体としての用紙Pに画像を形成する、4つのプロセスユニット4Y、4C、4M、4BKを有する画像形成部4と、画像形成部4に用紙Pを供給する給紙装置3とを備えている。
画像形成装置100はまた、原稿画像を読み取るスキャナとしての読取装置2と、読取装置2に原稿を自動給紙する原稿自動搬送装置121とを備えている。
画像形成装置100はまた、筐体101内に、転写体たる無端状の中間転写ベルト147を備えた転写手段たる転写ユニット126と、画像形成部4の上方に位置する露光手段としての光書込みユニットたる光走査装置155とを有している。
画像形成装置100はまた、用紙Pを搬送し、中間転写ベルト147に担持されているトナー像を、中間転写ベルト147とのニップ部である2次転写位置Nでその用紙Pに転写する2次転写手段である転写搬送手段5を有している。
画像形成装置100はまた、2次転写後の中間転写ベルト147を清掃する中間転写ベルトクリーニング装置84を有している。
画像形成装置100はまた、給紙装置3から供給された用紙Pを所定のタイミングで2次転写位置Nに送り出すレジストローラ対145を有している。
画像形成装置100はまた、2次転写位置Nを通過してトナー像を担持し、転写搬送手段5によって搬送されてきた用紙Pにそのトナー像を定着する定着ユニット6を有している。
画像形成装置100はまた、定着ユニット6を通過してトナー像を定着された用紙Pを外部に排出する排紙部7を有している。
画像形成装置100はまた、CPU並びに不揮発性メモリおよび揮発性メモリを搭載した、上記各部の動作を制御する制御手段としての画像形成制御部93を有している。
読取装置2は、原稿自動搬送装置121によって搬送されて、コンタクトガラス122に乗せられた原稿を光学的に読み取ることによりRGB画像情報を生成する。具体的には、読取装置2は原稿に光を当ててその反射光をCCD(Charge Coupled Device)、またはCIS(Contact Image Sensor)などの読取センサで受光することによってRGB画像情報を読み取る。なお、RGB画像情報とは、用紙Pに形成される画像を表す情報であり、赤(R)、緑(G)、青(B)の各色の明度を含むものである。
給紙装置3は、筐体101内で用紙Pを収納する複数の給紙カセット132と、給紙カセット132に収納されている用紙Pをレジストローラ対145に向けて搬送するための複数の給送ローラ131と、を有している。給紙装置3はまた、用紙Pを筐体101外から供給する手差し給紙手段としての手差給紙装置133と、手差給紙装置133から用紙Pをレジストローラ対145に向けて搬送する手差し給紙ローラ134とを有している。
プロセスユニット4Y、4C、4M、4BKはそれぞれ、図中反時計方向であるB方向に回転する回転体としての像担持体たるドラム状の感光体40Y、40C、40M、40BKを有している。各感光体40Y、40C、40M、40BKはいずれも、その表面に光走査装置155が射出する走査光の被走査面である感光層が形成されている。
プロセスユニット4Y、4C、4M、4BKはまたそれぞれ、感光体40Y、40C、40M、40BKの周囲にB方向上流に設けられた、帯電装置43Y、43C、43M、43BKを有している。
プロセスユニット4Y、4C、4M、4BKはまたそれぞれ、現像手段としての現像装置42Y、42C、42M、42BKと、転写ユニット126に備えられた1次転写手段としての1次転写ローラ475Y、475C、475M、475BKとを有している。
プロセスユニット4Y、4C、4M、4BKはまたそれぞれ、感光体40Y、40C、40M、40BKの表面電位を検出する表面電位検知手段としての表面電位センサである図示しない電位センサを有している。
プロセスユニット4Y、4C、4M、4BKは、光走査装置155によって感光体40Y、40C、40M、40BKに潜像を形成することで、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、黒の各色のトナー像を形成する。
中間転写ベルト147は、伸びの少ないポリイミド樹脂に、電気抵抗を調整するためのカーボン粉末を分散させたものを用いている。中間転写ベルト147は、図示しない駆動源によって図1中A方向に回転するように駆動される駆動ローラ471と、駆動ローラ471と同一方向に回転する従動ローラ472及び2次転写ローラ473とに巻きかけられている。
転写搬送手段5は、2次転写ローラ473に対向して設けられた2次転写対向ローラ474と、2次転写対向ローラ474に巻きかけられた2次転写ベルト150とを有している。
転写搬送手段5は、2次転写位置Nにおいて、2次転写ベルト150が中間転写ベルト147に当接して、ニップ部を形成している。
転写搬送手段5は、2次転写位置Nにおいて、2次転写ベルト150と2次転写ローラ473との間に中間転写ベルト147を用紙Pとともに挟みこみ、2次転写バイアスをかけて中間転写ベルト147表面のトナー像を用紙Pに転写する。
このとき2次転写バイアスとしては、中間転写ベルト147の表面に帯電されている静電荷とは逆の電荷を付与する。
2次転写ベルト150は、2次転写位置Nにおいて2次転写を行った後の用紙Pを定着ユニット6まで搬送する。
定着ユニット6は、熱源を内部に有する加熱ローラ161と、加熱ローラ161に巻き掛けられた定着ベルト164と、加熱ローラ161とともに定着ベルト164を巻き掛けた定着ローラ162とを有している。定着ユニット6はまた、定着ローラ162との間で定着ベルト164に圧接し圧接部である定着部としての定着ニップを形成する加圧ローラ163を有している。加熱ローラ161と、定着ベルト164と、定着ローラ162とは、定着ベルト164が無端移動するベルトユニットを構成している。定着ユニット6は、トナー像を担持した用紙Pを定着ニップに通すことで、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を転写紙の表面に定着するようになっている。
加熱ローラ161は、アルミニウム製の円筒ローラと、円筒外周に形成されたシリコーンゴム層と、円筒内部に配設された発熱器としてのハロゲンヒータとを有している。
排紙部7は、対向して配設された1対の排紙ローラ171と、用紙Pの両面に画像を形成するために用紙Pの表裏を反転してレジストローラ対145まで搬送する両面ユニット173とを有している。
画像形成制御部93は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、メインメモリ(MEM−P)、ノースブリッジ(NB)、サウスブリッジ(SB)を有している。
画像形成制御部93はまた、図示しないAGP(Accelerated Graphics Port)バス、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、ローカルメモリ(MEM−C)を有している。
画像形成制御部93はまた、図示しないHD(Hard Disk)、HDD(Hard Disk Drive)、PCIバス、ネットワークI/Fを有している。
CPUは、メインメモリに記憶されたプログラムに従って、データを加工・演算したり、上述した各部の動作を制御したりするものである。メインメモリは画像形成制御部93の記憶領域としてはたらき、画像形成制御部93の各機能を実現させるプログラムやデータを記憶する。あるいはこのプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD−ROM、FD、CD−R、DVD等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
ローカルメモリ(MEM−C)は、コピー用画像バッファ及び符号バッファとして用いる。HDは、画像データの蓄積、印刷時に用いるフォントデータの蓄積、フォームの蓄積を行うためのストレージである。HDDは、CPUの制御にしたがってHDに対するデータの読み出し又は書き込みを制御する。ネットワークI/Fは、通信ネットワークを介して情報処理装置等の外部機器と情報を送受信する。
画像形成制御部93は、通信ネットワークなどを介した上位装置(例えばパソコン)との双方向の通信を制御するための通信制御手段として動作する。
画像形成制御部93はまた、上位装置からの画像データを光走査装置155に送る画像データ処理手段としても動作する。
このような構成の画像形成装置100において、複写を行うときには、原稿自動搬送装置121に原稿をセットし、操作パネルのスタートボタンを押下する。あるいは、原稿自動搬送装置121を上方に回動してコンタクトガラス122上に原稿を載置したうえで原稿自動搬送装置121を下方に回動して閉じ原稿を押さえた状態とし、操作パネルのスタートボタンを押下する。なお、原稿自動搬送装置121にセットされる原稿は、たとえば束状のシート原稿であり、コンタクトガラス122上にセットされる原稿は、たとえば本状に綴じられている片綴じ原稿である。画像形成装置100をプリンタとして使用する場合には、画像形成装置100に接続したPC等の外部入力装置において画像形成を行う画像データを選択、入力等したうえで画像形成開始の操作を行う。
複写を行う場合であって、原稿を原稿自動搬送装置121にセットした場合には、セットした原稿がコンタクトガラス122上に送り出されてから読取装置2による原稿の読み取りが行われる。また、原稿をコンタクトガラス122上に載置したときにはスタートボタンの押下によって読取装置2による原稿の読み取りが行われる。読取装置2による原稿の読取では、画像データ処理手段として機能する画像形成制御部93によってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像に対応したRGB画像情報が生成される。
生成されたRGB画像情報又は入力されたRGB画像情報に基づいて、画像データ処理手段として機能する画像形成制御部93によって、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像を表現するためのトナーパターンが生成される。
これらのトナーパターンを用いて、画像形成部4においてイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成が行われる。上述の構成のプロセスユニット4Y、4M、4C、4BKが作動して、中間転写ベルト147上においてイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像が形成される。
このとき、まず、プロセスユニット4Y、4C、4M、4BKにおいて、感光体40Y、40C、40M、40BKが帯電装置43Y、43C、43M、43BKによって一様に帯電される。その後、光走査装置155により、RGB画像情報に基づいて感光体40Y、40C、40M、40BKの表面が走査・露光されて、被走査面上に潜像が形成される。
感光体40Y、40C、40M、40BK上の潜像は、現像装置42Y、42C、42M、42BKの現像ローラ上に担持された各色のトナーによって現像されてトナー像として可視像化される。感光体40Y、40C、40M、40BK上のトナー像は、各1次転写ローラ475Y、475C、475M、475BKの作用によって反時計回りに回転駆動する中間転写ベルト147上に順次重ねて転写される。このときの各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト147上の同じ位置に重ねて転写されるように、中間転写ベルト147の移動方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。一次転写終了後の感光体40Y、40C、40M、40BKは、図示しないクリーニング装置によってその表面がクリーニングされ、次の画像形成に備えられる。現像装置42Y、42C、42M、42BK内のトナータンクに充填されているトナーは、必要性に応じて図示しない搬送経路によって各プロセスユニット4Y、4C、4M、4BKの現像装置42Y、42C、42M、42BKに所定量補給される。
中間転写ベルト147上に重ね合わされた、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナー像は、中間転写ベルト147のA方向の回転に伴い、2次転写ローラ473との対向位置である2次転写ニップNまで移動する。2次転写ニップNにおいて、2次転写ローラ473と2次転写対向ローラ474によって用紙Pに2次転写され、用紙Pにフルカラー画像が担持される。このとき2次転写対向ローラ474は、トナーの正規の帯電極性である負極性とは逆の正極性の電圧が印加されるようになっており、負極性に帯電したトナーを引き付けることで、用紙P上にトナー像を転写する。
中間転写ベルト147と2次転写対向ローラ474との間に搬送されてきた用紙Pは、スタートボタンの押下により、給紙装置3の有する1つの給送ローラ131が選択されこの回転によって対応する給紙カセット132から繰り出されてフィードされたものである。ここでは給紙装置3を用いることとしたが、手差給紙装置133から手差し給紙ローラ134の回転によって繰り出されてフィードされたものであっても構わない。用紙Pはレジストローラ対145によって、センサによる検出信号に基づき、中間転写ベルト147上のトナー像の先端部が2次転写対向ローラ474に対向するタイミングで送り出されたものである。かかるフィード動作は、上述の原稿読取動作と略同時に開始される。
用紙Pは、すべての色のトナー像を転写され、担持すると、定着ユニット6に進入し、定着ベルト164と加圧ローラ163との間の定着ニップを通過する際、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を定着され、用紙P上に良好なカラー画像が形成される。定着ユニット6を通過した定着済みの用紙Pは、図示しない切換爪の態位に応じて、排紙ローラ171を経て画像形成装置100の外へ排出されるか、または両面ユニット173に進入して両面画像形成に備える。
画像形成された用紙Pは排紙ローラ171から画像形成装置100の外へ排出される。画像形成装置100の排紙ローラ171から排出された用紙Pは光沢付与装置300に挿入される。
一方、1次転写を終えた感光体40Y、40C、40M、40BKは、図示しないクリーニング装置によってこれに残留する転写残トナー等を除去されてクリーニングされ、次の画像形成に備える。また、2次転写を終えた中間転写ベルト147は、中間転写ベルトクリーニング装置84によってこれに残留する残留トナー等を除去されてクリーニングされ、次の画像形成に備える。
図3に示された光沢付与装置300は、用紙Pに付着した記録剤の表面を平滑にすることによって画像に光沢を発生させる。ここでの用紙Pは、画像形成装置100が記録剤としてのトナーを付着して画像を形成したものである。
光沢付与装置300は、用紙P上のトナーに当接した状態で用紙Pを搬送して光沢を付与するためのベルトである無端状ベルト24と、無端状ベルト24を加熱するための、無端状ベルト24を巻き掛けられた加熱部材たる光沢付与加熱ロール21とを有している。
光沢付与装置300はまた、無端状ベルト24を図3のD方向に駆動するための駆動ロール26と、用紙Pを無端状ベルト24から剥離するための剥離ロール27と、光沢付与加熱ロール21に対向配置された光沢付与加圧ロール22とを有している。
光沢付与装置300はまた、無端状ベルト24の張力を一定に保つためのテンションロール28と、無端状ベルト24へ用紙Pを受け渡すためのガイド部材30と、無端状ベルト24から剥離された用紙Pを搬送するための搬送部材31とを有している。
光沢付与装置300はまた、光沢付与加熱ロール21によって加熱された無端状ベルト24を冷却するために無端状ベルト24の移動方向であるD方向に沿って無端状ベルト24に当接した第1冷却部材41、51、61を有している。
光沢付与装置300はまた、第1冷却部材41、51、61をそれぞれ冷却するための冷却システムたる冷却手段40、50、60を有している。
光沢付与装置300はまた、光沢付与加圧ロール22に巻き掛けられた無端状ベルトたる加圧部材34と、加圧部材34を巻き掛けられた加圧支持ロール91と、加圧部材34に当接して加圧部材34を冷却するための第2冷却部材71とを有している。
光沢付与装置300はまた、画像形成装置100の排紙ローラ171の近傍に設けられた挿入口33と、光沢付与装置300の筐体における挿入口33の反対側に設けられ用紙Pを排出する排紙口32と、を有している。
光沢付与装置300はまた、剥離ロール27の近傍で用紙Pの無端状ベルト24からの剥離を補助する剥離補助ローラ208と、無端状ベルト24表面の温度を検知する温度検出装置たる温度センサ25と、を有している。
光沢付与装置300はまた、図4に示すように、各部材の動作及び機能を制御するための制御部220を有している。
無端状ベルト24は、図3に示すように、光沢付与加熱ロール21と、駆動ロール26と、剥離ロール27と、テンションロール28とに巻き掛けられて、光沢付与装置300の挿入口33の近傍から排紙口32の近傍にかけて水平になるよう設けられている。
無端状ベルト24は、巻き掛けられた内周面側に形成されている基材と、外周面側に形成されている表面層とを有する2層構造のベルトである。
基材は、厚さ80μmの耐熱性の高いポリイミドによって形成されている。
なお、基材にはその他、ポリエステル、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルケトン、ポリサルフォン、ポリアミドイミド、ポリアミドなどを使用しても良い。また、ここでは基材の厚さを80μmとしたが、厚さ1〜300μmであってもよい。
表面層は、厚さ1〜100μmのシリコーン系樹脂によって形成されており、用紙Pと当接する面の平滑性が高い。表面層は、加熱された部分ではトナーとの密着性が高く安定して用紙Pの搬送を行いながらも、冷却後にはトナーとの離型性が高く容易に剥離する。
表面層の用紙Pと接する側の面の表面粗さは算術平均荒さRaが0.3μm以下とするのが好ましく、0.1μm以下であればより好ましい。
なお、表面層はフッ素樹脂等の表面層形成用材料を用いても良い。
無端状ベルト24は、駆動ロール26の駆動力によって、速さ50〜700mm/secで、用紙Pの搬送方向すなわち図3のD方向へ回転するように構成されている。
光沢付与加圧ロール22は、用紙Pの搬送方向に従って、図3のC方向へ回転するよう構成されている。
光沢付与加熱ロール21と光沢付与加圧ロール22とは、ガイド部材30の近傍に、無端状ベルト24と、加圧部材34とを挟んで互いに対向して設けられ、光沢付与ニップ部を形成している。光沢付与ニップ部の幅は10〜40mm程度に設定されている。
光沢付与加熱ロール21は、アルミニウム製の直径50〜120mmの円筒状金属ロールと、その外周に形成された厚さ5〜30mmのシリコーンゴム層と、内部に配設された発熱器としてのハロゲンヒータ23とを有している。シリコーンゴム層のさらに表層面には、厚さ30〜200μmのフッ素樹脂チューブを有していてもよい。
光沢付与加圧ロール22は、円筒状の金属ロールと、その外周に形成された厚さ5〜30mmのシリコーンゴム層と、シリコーンゴム層のさらに表層面に形成された厚さ30〜200μmのフッ素樹脂のチューブとで構成されている。
温度センサ25は、光沢付与加熱ロール21に巻き掛けられた部分の無端状ベルト24表面の温度を検知する温度検知手段として働く。
制御部220は、温度センサ25によって検知された温度に基づいてハロゲンヒータ23をオン・オフ制御している。温度センサ25は、本実施形態では非接触式のサーモパイルを用いるが、接触式のサーミスタ等でも構わない。このような構成により無端状ベルト24の光沢付与加熱ロール21上での表面温度はトナーの融点より高い温度、例えば100℃〜180℃に制御されている。光沢付与加熱ロール21は用紙Pを加熱すると同時に光沢付与加圧ロール22との間で、用紙Pのトナー表面と無端状ベルト24の平滑面とが接するようにして用紙Pを加圧する。これによって、用紙Pに付着しているトナーは溶融する。なお、ここでは光沢付与加熱ロール21の金属ロール部分の材質をアルミニウムとしたが、特に限定されるものではない。ただし、加熱効率の観点からは熱伝導率の良い金属が好ましい。
制御部220は、図4に示されるように光沢付与装置300全体の動作を制御するCPU211、制御部220の各機能を実現させるプログラムやデータを記憶したROM212、CPU211のワークエリアとして使用されるRAM213を有している。また、制御部220は、各種データを記憶するHD(Hard Disk)214、CPU211の制御にしたがってHD214に対する各種データの読み出し又は書き込みを制御するHDD(Hard Disk Drive)215を有している。また、制御部220は、通信ネットワークを利用してデータ伝送をするためのネットワークI/F(Interface)216、および上記各構成要素を電気的に接続するためのアドレスバスやデータバス等のバスライン217を備えている。ROM212には、光沢付与装置300を制御するための光沢発生処理制御プログラムが記憶されている。
第1冷却部材41、51、61は、無端状ベルト24の光沢付与加熱ロール21との接点よりも下流側かつ剥離ロール27の上流側に、光沢付与加熱ロール21によって加熱された後の無端状ベルト24および用紙Pを冷却するため設けられている。
第1冷却部材41、51、61は、無端状ベルト24の回転方向、言い換えると用紙Pの移動方向であるD方向に沿って上流側からこの順で設置されている。
第1冷却部材41、51、61は、無端状ベルト24に当接して無端状ベルト24を冷却することで、無端状ベルト24に密着して搬送される用紙P上のトナー像を冷却する。
第1冷却部材41、51、61は、アルミニウム製で、内部に流体、具体的には冷媒たる冷却液が循環するための孔が第1冷却部材41、51、61の内部を往復するように形成され、冷却手段40、50、60と連結されている。
なお、第1冷却部材41、51、61には、アルミニウム、銅等の熱伝導性の良い金属を用いることが望ましいが、これに限定されるものではない。
本実施形態では、冷却手段40、50、60は、D方向における無端状ベルト24の複数ヶ所を冷却するために複数備えられており、第1冷却部材41、51、61をそれぞれ冷却するために設けられている。
ここで、冷却手段40、50、60は、その基本的な構成を共通としているので、冷却手段40を例として説明する。
冷却手段40は、第1冷却部材41を冷却するための冷却液を循環させる流路45と、流路45中に設けられ冷却液を冷却するための冷却部42と、冷却液を溜めるためのタンク43と、冷却液を循環させるためのポンプ44とを有している。
流路45は、冷却液が内部を通過するような中空のチューブであり、冷却部42と、タンク43と、ポンプ44と、第1冷却部材41とを連結している。ここで、流路45は、冷却液の温度を効率よく第1冷却部材41に伝えるため、熱伝導率の良い金属パイプ等を用いても良い。
冷却部42は、冷却液を冷却するためのファンを有するラジエータであり、ファンの風量を変更することで冷却量を調整可能である。用紙P上のトナーを効率的に冷却するためには、例えばファンの風量を0〜11m3/minに設定可能であることが望ましい。
ポンプ44は、冷却手段40を流れる冷却液の流量を調整可能であり、例えば0〜15リットル/minに調整可能であれば望ましい。
このような構成により、冷却部42によって冷却された冷却液は、タンク43、ポンプ44によって流路45を循環しながら第1冷却部材41を冷却する。無端状ベルト24からの排熱によって昇温した冷却液は、冷却部42へ還流して冷却部42によって冷却され、再度、無端状ベルト24の冷却に供される。
この循環する冷却液によって、第1冷却部材41の温度は低く保たれて、当接する無端状ベルト24を冷却している。
また、第1冷却部材41、51、61の中でD方向における最も下流側にある第1冷却部材61および第1冷却部材61と連結された冷却手段60は、後述するように第2冷却部材71と直列に連結される。
冷却部62は、冷却液を冷却するための排熱用ファン62aを有するラジエータであり、排熱用ファン62aの風量を変更することで冷却量を調整可能である。用紙P上のトナーを効率的に冷却するためには、例えば排熱用ファン62aの風量を0〜11m3/minに設定可能であることが望ましい。
加圧部材34は、光沢付与加圧ロール22と、加圧支持ロール91とに巻き掛けられたベルトである。加圧部材34のその他の構成は、無端状ベルト24と同様の構成であるので、説明は省略する。
第2冷却部材71は、加圧部材34の内周面側に当接して、加圧部材34を冷却する。
第2冷却部材71は、流路65における冷却液の移動方向たるE方向において、第1冷却部材61より下流側で、冷却部62より上流側に、流路65によって第1冷却部材61および冷却部62に連結されている。すなわち、第2冷却部材71は、加圧部材34の冷却システムを無端状ベルト24側の冷却システムの一部と連結し、共有して使用している。
以上のような構成によれば、無端状ベルト24に密着した状態で用紙Pに付着しているトナーが冷却され、硬化することで、無端状ベルト24の表面状態がトナーに転写され、剥離ロール27で剥離される。
本実施形態では、第1冷却部材41と、冷却手段40とを組み合わせた冷却ユニットを3つ組み合わせて無端状ベルト24に接触させることで、より効率よく冷却を行っている。図3では特に3つを並べて設けた場合の構成を示しているが、冷却を十分に行うという目的に沿う範囲であれば、必ずしも3つである必要はない。
例えば、第1冷却部材41、51、61を分割せず、1つの大きな第1冷却部材41として、冷却手段40によって冷却しても良い。この場合には、第2冷却部材71は、E方向において第1冷却部材41の下流側で冷却部42の上流側に連結されて冷却手段40によって冷却される。
剥離ロール27は、排紙口32の近傍に設けられており、第1冷却部材41、51、61によって冷却され、トナーが硬化した後の用紙Pを曲率によって無端状ベルト24から剥離する。
駆動ロール26は、無端状ベルト24を架け渡すように、挿入口33の近傍に設けられており、水平に設けられている部分の無端状ベルト24が挿入口33から排紙口32の方へ移動するように、不図示の駆動源によって回転する。排紙口32の外側には排出された用紙Pを収容する図示しない排紙トレイが設けられている。
剥離補助ローラ208は無端状ベルト24の進行方向に垂直な方向を軸として、剥離ロール27の近傍に設けられている。剥離補助ローラ208は、無端状ベルト24が形成する閉曲面の内側に無端状ベルト24を押し付けるように設置されている。
このため無端状ベルト24によって搬送されている用紙Pが剥離ロール27に沿って移動するときに無端状ベルト24の曲率が、剥離補助ローラ208が設けられないときの曲率より大きくなる。なお、剥離補助ローラ208は剥離ロール27に接するように設けられているが、剥離ロール27と離れて設けられてもよい。また、剥離補助ローラ208は無端状ベルト24との接点において、その表面が無端状ベルト24と同じ方向に移動するように回転する。
制御部220は、図5に示されるように搬送制御部221と、加熱制御部222と、加圧制御部223と、冷却制御部224とを有している。これら各部は、図4に示されているROM212に記憶されているプログラムに従ったCPU211からの命令によって動作することで実現される機能又は手段である。
搬送制御部221は、駆動ロール26を制御して回転させて無端状ベルト24を移動させる。加熱制御部222は、ハロゲンヒータ23を発熱させて光沢付与加熱ロール21が所定の温度になるよう制御する。加圧制御部223は、光沢付与加圧ロール22および光沢付与加熱ロール21の回転速度を制御して、用紙Pの加圧時間を制御する。
冷却制御部224は、加圧部材34の冷却量を変更するとともに、冷却部42、52、62およびポンプ44、54、64等を制御して、所望の温度に用紙Pを冷却する用紙冷却手段でもある。
冷却制御部224は、流路65の内部を通過する冷却液を冷却する冷却量を変更することで加圧部材34の冷却量を変更するための冷却制御手段としての機能を有している。具体的には、冷却部62の排熱用ファン62aの風量を変更することで冷却量を調整している。
冷却制御部224は、冷却部62を動作させない、言い換えると排熱用ファン62aの風量を0m/minとして冷却液を冷却しないモードである冷媒無冷却モードと、冷却部62を動作させ、冷却液を冷却するモードである冷媒冷却モードと、を有している。
このような構成を有する光沢付与装置300の動作を説明する。
用紙Pが挿入されると、光沢付与装置300は用紙Pに形成された画像に光沢を発生させる処理を行う。この処理の詳細について図3を用いて説明する。光沢付与装置300は、前述のように画像形成装置100の排紙ローラ171から排出された用紙Pを光沢付与装置300の挿入口33から受け付ける。これによって、トナーが付着している用紙Pの記録面が無端状ベルト24の平滑面に接するように載せられる。
用紙Pが受け付けられ、トナーが付着している用紙Pの記録面が無端状ベルト24の平滑面に接するように載せられると、搬送制御部221の制御に従って無端状ベルト24が用紙Pを搬送する。無端状ベルト24は、駆動ロール26の駆動力によって挿入口33から排紙口32へ50〜700mm/secの速度で移動することで、D方向へ用紙Pを搬送する。用紙Pの先端が加圧部材34および光沢付与加熱ロール21が形成するニップ部の位置に到達すると、加圧部材34および光沢付与加熱ロール21が用紙Pを挟みこんで加圧する。このとき、加熱制御部222の制御で発熱器であるハロゲンヒータ23が発熱し、温度センサ25が測定している部分における無端状ベルト24の表面温度を150℃に制御維持する。用紙Pは光沢付与ニップ部を通過することで100℃〜120℃に加熱され、表面のトナーが軟化、溶融する。
用紙Pに形成された画像を形成するトナーが軟化、溶融した状態で無端状ベルト24の表面層に接することにより、トナーの表面(以降、トナー表面という)は平滑になる。上記加熱及び加圧によって、トナー表面は無端状ベルト24の表面層の平滑性が転写されて平滑になる。
加圧部材34および光沢付与加熱ロール21によって用紙Pが加熱および加圧された後、冷却制御部224によって制御された第1冷却部材41、51、61が無端状ベルト24を介して用紙Pを40℃以下に冷却する。冷却されることで用紙Pの表面に定着しているトナーは無端状ベルト24の平滑面の表面状態を転写された状態で硬化し、表面が平滑になった状態で安定して保持される。
最後に、用紙Pは剥離ロール27の位置で無端状ベルト24から分離され、トナー表面に光沢が付与される。
このとき、無端状ベルト24の曲率は、剥離補助ローラ208が設けられないときの曲率より大きいため、剥離補助ローラ208が設けられない場合に比べて用紙Pは無端状ベルト24から分離しやすくなる。
このように剥離補助ローラ208を設けることにより、用紙P及び無端状ベルト24の厚みが薄い場合にも用紙Pの画像形成面を傷つけることなく、安定して剥離を行う。
用紙Pが無端状ベルト24から分離されると搬送部材31に載置される。そして用紙Pが載置された搬送部材31は、排紙口32の方向に移動し、用紙Pを搬送する。用紙Pが排紙口32に到達すると光沢付与装置300の外へ排出される。そして、排出された用紙Pは図示しない排紙トレイに収容される。
このようにして得られた画像の光沢度は20°光沢度の値で65〜80の値であった。
以上説明した光沢付与装置300により光沢が付与されるのは、用紙Pが無端状ベルト24に接触した表側の面(表面)のみである。以降の説明では、先に光沢を付与された面を表面、後に光沢を付与される面を裏面とする。
両面に画像形成された用紙Pの両面に光沢付与を行うためには、搬送先変更手段たる切り替え爪35を用いて搬送部材31から記録材反転手段36に搬送し、用紙Pを反転して裏面を無端状ベルト24に当接させた状態で再度光沢付与ニップ部を通過させる。
用紙Pの反転を行った上で、再度光沢付与ニップ部を通過することで、裏面側に形成されたトナー像についても光沢付与ニップ部においてトナーが軟化、溶融して無端状ベルト24の表面状態が裏面に転写される。
このとき、表面は、光沢付与ニップ部を形成する加圧部材34によって熱と圧力を再度印加されることになるが、加圧部材34の表面温度が一定以上であると、トナーが再度軟化して光沢度が低下する恐れがある。
このようなトナーの再溶融を防ぐためには、加圧部材34を冷却して、加圧部材34の表面温度を所定の温度以下に維持することが重要である。
図6に示すように、トナーの再溶融による画像の光沢度の低下を防ぐためには、加圧部材34の表面温度は、80℃以下に維持されることが望ましい。
しかしながら図13に示すように、単に光沢付与加圧ロール22と光沢付与加熱ロール21とのみを用いて光沢付与ニップ部を形成するような場合には、光沢付与加圧ロール22は光沢付与ニップ部と同じ温度まで上昇してしまう。
また、光沢付与加圧ロール22は、一般には円筒状の金属部材の上にゴムなどの弾性体を配設した構成であり、熱容量が大きいため、冷却ファン等を設けて80℃以下の表面温度を維持することは困難であった。
そこで、光沢付与装置300は、加圧部材34の内面に当接して冷却する第2冷却部材71を有し、第2冷却部材71を流路65における流体の移動方向であるE方向において、第1冷却部材61よりも下流側で冷却部62の上流側に連結して設置している。
このような構成により、新たな冷却手段を設けることなく、記録媒体の両面に光沢を付与する場合にも、既に光沢が付与された面の光沢度の低下を抑えて、両面印刷時にも高品質な画像を得られる。
また、第2冷却部材71は、複数の第1冷却部材41、51、61のうち、D方向における最下流に配置された第1冷却部材61と、冷却手段60とに接続されており、冷却手段60によって冷却されている。
ここで、複数の第1冷却部材41、51、61それぞれを通過した直後の地点であるa、b、c各点における冷却液の温度を図7に示す。
第1冷却部材41が無端状ベルト24に当接する位置、言い換えるとD方向上流側では、光沢付与加熱ロール21との距離が近く、無端状ベルト24の温度が高い。
冷却手段40、50、60が冷却液の温度を一定に保つとすれば、D方向上流側では温度差が大きくなるため、排熱も大きくなる。従って第1冷却部材41、51、61はD方向上流側から順に冷却量が大きい。
図8から明らかなように、冷却液の温度もD方向上流側から順に高くなっており、D方向において最も下流側に設置された第1冷却部材61を通過した直後の冷却液の温度は40℃に抑えられている。
D方向最下流部に配置された第1冷却部材61を通過した冷却液がそのまま第2冷却部材71を冷却する構成により、冷却液の温度の上昇を最小限に抑えて第2冷却部材71を冷却するから、より効率よく冷却して両面印刷時にも高品質な光沢画像を得られる。
冷却手段40、50、60が用いる冷却液を液体であるとすれば、気体を用いる場合に比べて熱容量を大きくすることでより効率よく冷却して両面印刷時にも高品質な光沢画像を得られる。
加圧部材34が無端ベルト状であるので、光沢付与加圧ロール22のみを用いる場合と比べて加圧部材34の熱容量を小さくすることでより効率よく冷却して両面印刷時にも高品質な光沢画像を得られる。
ここで、光沢付与装置300において、電源が切れた状態から記録媒体Pを通紙可能な状態になるまでの動作を立上げ動作とし、記録媒体Pを通紙可能になってから後の光沢付与動作を通紙動作とする。
図8に環境温度10℃の低温環境において、冷却部62を動作させながら立上げ動作を行った場合、すなわち立上げ動作時に冷却制御部224を冷媒冷却モードで動作させた場合の、X点における無端状ベルト24の温度を冷却時加熱前温度T1と示す。
また、冷却部62を動作させずに立上げ動作を行った場合、すなわち立上げ動作時に冷却制御部224を冷媒無冷却モードで動作させた場合のX点における無端状ベルト24の温度を非冷却時加熱前温度T2と示す。
なお、かかる無端状ベルト24の温度は、光沢付与加熱ロール21のD方向上流のX点で、図示しない温度検知手段によって測定し、Y点における光沢付与加熱ロール21の表面温度は温度センサ25によって測定した。
また、図8に示す例においては、通紙動作中の光沢付与加熱ロール21の表面温度は170℃を維持するように設定されている。したがって、Y点における無端状ベルト24の温度である加熱後温度T3も170℃であると考えられる。
かかる条件において、立上げ動作を行った後、冷却制御部224を冷媒冷却モードとして、冷却部62を動作させながら、通紙動作時に350mm/sec、80枚/minの速度で連続1000枚の通紙を行って、無端状ベルト24の温度を測定した。
図8に示すように、冷却部62を動作させながら立上げ動作を行った場合には、通紙動作終了時の無端状ベルト24の温度は27℃であった。一方、冷却部62を停止したまま立上げ動作を行った場合には、通紙動作終了時の無端状ベルト24の温度は40℃であった。
かかる構成の光沢付与装置300において、光沢付与する際の第1冷却部材61の温度は40℃以下が望ましいが、40℃程度であればトナー像が固化しており、それ以下の温度までの過剰な冷却は光沢度に影響を与えることはない。
また、第1冷却部材61の温度が高ければ、無端状ベルト24がD方向に周回運動する際に光沢付与加熱ロール21との温度差を小さく抑えられて、光沢付与動作時に必要な電力を低減する。
この点についてさらに詳しく述べる。図9は、無端状ベルト24を、横軸に示した加熱前ベルト温度から、加熱後温度T3まで加熱するために必要な加熱電力を示している。
図8、図9から、非冷却時加熱前温度T2から加熱後温度T3まで加熱するのに必要な電力は2500Wであるのに対し、冷却時加熱前温度T1から加熱後温度T3まで加熱するのに必要な電力は2940Wである。
したがって、立上げ動作時に冷却制御部224を冷媒無冷却モードで動作させることで、過剰な冷却を防止して、光沢付与装置300の動作電力を抑えることができる。
光沢付与装置300は、加圧部材34の冷却量を変更するための冷却制御手段たる冷却制御部224を有している。
かかる構成により、記録媒体Pの処理枚数が少ない場合など、加圧部材34の冷却が必要ない場合には、加圧部材34の冷却量を減少させて、光沢度を維持しながらも光沢付与装置300の消費電力を低減する。
冷却制御部224は、流路65を通過する流体の冷却量を制御して、加圧部材34の冷却量を変更する。
かかる構成により、加圧部材34の冷却量を減少させて、光沢度を維持しながらも光沢付与装置300の消費電力を低減する。
冷却制御部224は、冷却部62を動作させず、冷却液を冷却しない冷媒無冷却モードを有している。
かかる構成により、加圧部材34の冷却量を減少させて、光沢度を維持しながらも光沢付与装置300の消費電力を低減する。
冷却制御部224は、光沢付与装置300の立上げ動作時と、通紙動作時とで冷却量を変更する。
かかる構成により、立上げ動作時の冷却にかかる電力を低減し、光沢度を維持しながらも光沢付与装置300の消費電力を低減する。
冷却制御部224は、光沢付与装置300の立上げ動作時には、冷媒無冷却モードで動作する。
かかる構成により、立上げ動作時の冷却にかかる過剰な冷却を防止して、光沢付与装置300の動作電力を抑えながらも、光沢度を維持する。
本発明の第2の実施形態を図10に示す。
なお、以降の図面においては、他の実施形態の図と同様の構成ついては、図示を適宜省略し、あるいは、同一の符号を付する等して、説明を適宜省略する。
第2の実施形態における光沢付与装置300は、第2冷却部材71を加圧部材34に接離させる接離手段72を有している。
また、第2の実施形態における制御部220は、図14に示されるように第1の実施形態で説明した搬送制御部221と、加熱制御部222と、加圧制御部223と、冷却制御部224とに加えて、接離制御部225を有している。
接離制御部225もまた、その他の制御部220の機能と同様に図4に示されているROM212に記憶されているプログラムに従ったCPU211からの命令によって動作することで実現される機能又は手段である。
接離制御部225は、画像形成装置100からの画像情報等に基づいて、接離手段72を動作させて、第2冷却部材71に加圧部材34を接離させる。
接離手段72は、図11、図12に示すように、図示しない駆動源に接続された回転軸720と、回転軸720に固定されたカム721と、弾性部材722と、を有している。
カム721は、回転中心が偏心した円盤状の板であり、カム721の回転中心は回転軸720に固定されている。
弾性部材722は、一方の端部を第2冷却部材71に連結され、他方の端部を光沢付与装置300の筐体に固定された弾性体たるバネである。
弾性部材722は、第2冷却部材71をカム721側へ押し付けるように付勢することで、反発手段としての機能を有する。
光沢付与装置300は、図10、図13に示すように、接離手段72によって第2冷却部材71を加圧部材34に接離させる。
かかる構成により、用紙Pの両面に画像が形成されているときであっても表面の光沢を損なうことなく裏面に光沢を付与するとともに、加圧部材34の接触摺動による劣化を抑止ないし防止する。
接離手段72の動作について説明する。
接離手段72は、図11に示すように、第2冷却部材71が加圧部材34に当接している当接モードと、図6に示すように、第2冷却部材71が加圧部材34から離間している離間モードとを有している。
接離手段72は、図示しない駆動源により、回転軸720が回転することで、当接モードと離間モードとを切り替えている。
なお、ここでは接離手段72は、所謂カム構造を用いて第2冷却部材71を加圧部材34に接離させる構成としているが、ソレノイドアクチュエーター等を用いる構造としても良い。
接離手段72は、制御部220あるいは画像形成装置100から送られた情報に基づいて、用紙Pの加圧部材34と当接する面に画像が非形成であることを条件として、第2冷却部材71を加圧部材34から離間させた状態とする。
つまり、用紙Pの裏面が加圧部材34と当接する際に、裏面に画像が形成されていない場合には、加圧部材34の冷却が不要であるため、接離手段72は、第2冷却部材71と加圧部材34とを離間させた状態として、加圧部材34の摩耗を防いでいる。
かかる構成により、片面にのみ画像が形成された用紙Pと、両面に画像が形成された用紙Pとが混在している場合にも、表面の光沢を損なうことなく裏面に光沢を付与するとともに、加圧部材34の接触摺動による劣化を抑止ないし防止する。
また、接離手段72は、用紙Pの加圧部材34と当接する面に光沢が非付与の状態であることを条件として、第2冷却部材71を加圧部材34から離間させた状態とする。
つまり、用紙Pの裏面に光沢を付与する際に用紙Pの加圧部材34と当接する面である表面に光沢が非付与の場合には、加圧部材34の冷却が不要であるため、接離手段72は、離間モードになる。具体的には、第2冷却部材71と加圧部材34とを離間させた状態として、加圧部材34の摩耗を防いでいる。
かかる構成により、片面にのみ光沢を付与する用紙Pと、両面に光沢を付与する用紙Pとが混在している場合にも、光沢が付与された面である表面の光沢を損なうことなく裏面に光沢を付与し、加圧部材34の接触摺動による劣化を抑止ないし防止する。
当接モードにおいては、第2冷却部材71の内部を流れる冷却液は、加圧部材34の熱を吸収して温度が上昇する。
本実施形態においては、第2冷却部材71は第1冷却部材61よりもE方向下流において連結されており、冷却液は循環しているため、第2冷却部材71の表面温度の上昇が、第1冷却部材61の表面温度の上昇を引き起こす懸念がある。
通常の使用では、加圧部材34の熱容量は小さく、また、加圧部材34は直接的な熱源を有しておらず、第2冷却部材71のE方向下流に冷却手段60があるため、第2冷却部材71の表面温度の上昇による冷却液の温度上昇は問題にはされてこなかった。
しかしながら、特に高速に光沢を付与することを要求される光沢付与装置300においては、第2冷却部材71を加圧部材34に当接させ続けることで、第2冷却部材71の表面温度が上昇してしまう場合がある。
このような場合、第2冷却部材71の表面温度に合わせて冷却液の温度が上昇してしまい、冷却手段60では所定の温度、例えば50度以下の温度まで冷却しきれなくなる懸念がある。このとき、冷却液によって逆に第1冷却部材61が加熱されて、無端状ベルト24の冷却が十分に行われなくなると、用紙Pに所望の光沢度が得られなくなるという懸念がある。
このような問題を防止するために、光沢付与装置300は、第1冷却部材61の温度を検出する冷却温度センサ66を有し、接離手段72は、第1冷却部材61の温度に基づいて第2冷却部材71を加圧部材34に接離させる。
具体的には、冷却温度センサ66によって検知された第1冷却部材61の温度が、所定の温度である50℃を超えた場合には、接離手段72は、第2冷却部材71を加圧部材34から離間させた状態として、離間モードで冷却液を循環させる。
かかる動作によって、冷却手段60が冷却液を十分に冷却するから、第1冷却部材61は50℃以下となる。
なお、光沢付与装置300は、第1冷却部材61の温度が50℃以下に下がるまで、光沢付与動作を停止した状態である。つまり、第2冷却部材71の冷却を行う必要がなく、第1冷却部材61の冷却が優先されるから、冷却手段60が冷却液をより効率よく冷却する。
第1冷却部材61の温度が50℃以下に下がると、接離手段72は、第2冷却部材71を加圧部材34に当接させた状態とする。このとき光沢付与装置300は光沢付与動作を再開する。
なお、ここでは第1冷却部材61の温度が50℃を超えた場合に、接離手段72は、第2冷却部材71を加圧部材34から離間させた状態とするとしたが、50℃に限らず、所定の温度をあらかじめ設定しておけば良い。
かかる構成により、高速に光沢付与する場合であっても第1冷却部材61の温度上昇を抑えて、安定した光沢度を維持しながらも、表面の光沢を損なうことなく裏面に光沢を付与して高品質な光沢画像を得られる。
第2の実施形態における第2冷却部材71は、ここでは冷却手段60に接続され、第1冷却部材61とともに冷却されている。なお、第2冷却部材71を、冷却手段40、50、60の何れか1つに接続し、第1冷却部材41、51、61の何れか1つとともに冷却されることとしても良い。
かかる構成により、光沢付与装置300は、新たに冷却手段を設けることなく、用紙Pの両面に画像が形成されているときであっても表面の光沢を損なうことなく裏面に光沢を付与して高品質な光沢画像を得られる。
なお、本実施例においては、冷却手段60は、第2冷却部材71とともに第1冷却部材61を冷却するとしたが、第2冷却部材71を冷却する冷却手段を、冷却手段40、50、60とは独立に設けても良い。
かかる構成により、第2冷却部材71を安定して冷却することができて、用紙Pの両面に画像が形成されているときであっても表面の光沢を損なうことなく裏面に光沢を付与して高品質な光沢画像を得られる。
また、第2の実施形態においても、冷却制御部224は、第2冷却部材71に接続された冷却部62を制御することで、加圧部材34の冷却量を減少させることで、光沢度を維持しながらも光沢付与装置300の消費電力を低減する。
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば、第1の実施形態において、図1に示すように画像形成装置100と光沢付与装置300は近接して設けられてもよい。あるいは、画像形成装置100の排紙ローラ171と光沢付与装置300の挿入口33の間に用紙Pを搬送する搬送ベルト等を設けて画像形成装置100と光沢付与装置300を互いに離れた位置に置いてもよい。また、第1の実施形態では画像形成装置100と光沢付与装置300を別の装置として記載しているが、これらの装置が備える機能を単体の装置が含むようにしてもよい。
また、第1の実施形態では、画像形成装置100がC色、M色、Y色、K色のトナーを用いて画像を形成するとしているが、C色、M色、Y色、K色のトナーの他にクリアトナー、白色トナー等の特殊トナーを用いてもよい。
また、第1の実施形態では、画像形成装置100が記録剤としてC色、M色、Y色、K色のトナーを用いて画像を形成するとしているが、溶融によって光沢度が向上するのであれば、トナーに限らずインク等を記録剤として用いても良い。
また、第1の実施形態及び第2の実施形態においては、加圧部材34を無端ベルト状としたが、光沢付与加圧ロール22を加圧部材34として、直接冷却しても良い。
また、第1の実施形態においては、画像形成装置100はRGB画像情報に基づいて画像を形成する処理が記載されているが、モノクロの画像を表す画像情報に基づいて画像を形成してもよい。
また、冷却手段40、50、60を構成する冷却装置は、第1の実施形態及び第2の実施形態においては冷却水とラジエータを用いる水冷式としたが、その他の冷媒を用いるものであっても良い。
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
21 加熱部材(光沢付与加熱ロール)
24 無端状ベルト
25 温度検出装置
34 加圧部材
40 冷却手段
41 第1冷却部材
42 冷却部
43 タンク
44 ポンプ
45 流路
50 冷却手段
51 第1冷却部材
52 冷却部
53 タンク
54 ポンプ
55 流路
60 冷却手段
61 第1冷却部材
62 冷却部
63 タンク
64 ポンプ
65 流路
66 温度検知手段(冷却温度センサ)
71 第2冷却部材
72 接離手段
100 画像形成装置
220 制御部
224 冷却制御部
225 接離制御部
300 光沢付与装置
720 回転軸
721 カム
722 弾性部材
D 無端状ベルトの移動方向
E 流体の移動方向
P 記録媒体
特開2013−007807号公報 特開2013−122524号公報 特開2013−114094号公報 特許第5241155号公報 特開2004−325934号公報 特開2012−003068号公報 特開2012−022024号公報 特開2011−253113号公報 特許第5104197号公報 特開2013−140214号公報 特開2013−007801号公報 特開2009−014876号公報

Claims (17)

  1. 記録媒体上の記録剤に当接した状態で前記記録媒体を搬送して前記記録剤に光沢を付与するための無端状ベルトと、
    前記無端状ベルトを加熱するための、前記無端状ベルトを巻き掛けられた加熱部材と、
    前記加熱部材との間で前記無端状ベルトを加圧する加圧部材と、
    前記無端状ベルトを冷却するために前記無端状ベルトの移動方向に沿って前記無端状ベルトに当接した第1冷却部材と、
    前記加圧部材を冷却するための第2冷却部材と、
    前記第1冷却部材を冷却する冷却手段と、を有し、
    前記冷却手段は、前記第1冷却部材を冷却するための流体を循環させる流路と、前記流路の中に設けられ前記流体を冷却する冷却部と、を有し、
    前記第2冷却部材は、前記流路における前記流体の移動方向において前記第1冷却部材より下流側で前記冷却部の上流側に連結されて前記冷却手段によって冷却される光沢付与装置。
  2. 請求項1に記載の光沢付与装置において、
    前記冷却手段は、前記移動方向における前記無端状ベルトの複数ヶ所を冷却するために複数備えられており、
    前記第2冷却部材は、前記複数の冷却手段のうち前記移動方向における最下流で前記第1冷却部材を冷却する冷却手段によって冷却されることを特徴とする光沢付与装置。
  3. 請求項1又は2に記載の光沢付与装置において、
    前記流体は液体であることを特徴とする光沢付与装置。
  4. 請求項1乃至3の何れか1つに記載の光沢付与装置において、
    前記加圧部材は無端ベルト状であることを特徴とする光沢付与装置。
  5. 請求項1乃至4の何れか1つに記載の光沢付与装置において、
    前記第2冷却部材を前記加圧部材に接離させる接離手段と、を有することを特徴とする光沢付与装置。
  6. 記録媒体上の記録剤に当接した状態で前記記録媒体を搬送して前記記録剤に光沢を付与するための無端状ベルトと、
    前記無端状ベルトを加熱するための、前記無端状ベルトを巻き掛けられた加熱部材と、
    前記加熱部材との間で前記無端状ベルトを加圧する加圧部材と、
    前記無端状ベルトを冷却するために前記無端状ベルトの移動方向に沿って前記無端状ベルトに当接した第1冷却部材と、
    前記加圧部材を冷却するための第2冷却部材と、
    前記第2冷却部材を冷却する冷却手段と、
    前記第2冷却部材を前記加圧部材に接離させる接離手段と、を有する光沢付与装置。
  7. 請求項5又は6に記載の光沢付与装置において、
    前記接離手段は、前記記録媒体の前記加圧部材と当接する面に画像が形成されていないことを条件として前記第2冷却部材を前記加圧部材から離間させた状態とすることを特徴とする光沢付与装置。
  8. 請求項5又は6に記載の光沢付与装置において、
    前記接離手段は、前記記録媒体の前記加圧部材と当接する面に光沢が付与されていないことを条件として前記第2冷却部材を前記加圧部材から離間させた状態とすることを特徴とする光沢付与装置。
  9. 請求項5乃至8の何れか1つに記載の光沢付与装置において、
    前記冷却手段は、前記第2冷却部材とともに前記第1冷却部材を冷却することを特徴とする光沢付与装置。
  10. 請求項5乃至8の何れか1つに記載の光沢付与装置において、
    前記第1冷却部材の温度を検出する温度検知手段を有し、
    前記接離手段は、前記温度検知手段によって検知された前記第1冷却部材の温度に基づいて前記第2冷却部材を前記加圧部材に接離させることを特徴とする光沢付与装置。
  11. 請求項10に記載の光沢付与装置において、
    前記接離手段は、前記第1冷却部材の温度が設定された温度以上であるときに、前記第2冷却部材を前記加圧部材から離間させた状態とすることを特徴とする光沢付与装置。
  12. 請求項1乃至11の何れか1つに記載の光沢付与装置において、
    前記冷却手段は、前記加圧部材の冷却量を変更するための冷却制御手段を有することを特徴とする光沢付与装置。
  13. 請求項12に記載の光沢付与装置において、
    前記冷却制御手段は、前記流路を通過する前記流体の冷却量を制御して、前記加圧部材の冷却量を変更することを特徴とする光沢付与装置。
  14. 請求項12又は13に記載の光沢付与装置において、
    前記冷却制御手段は、前記流体の冷却を行わない冷媒無冷却モードを有することを特徴とする光沢付与装置。
  15. 請求項12乃至14の何れか1つに記載の光沢付与装置において、
    前記冷却制御手段は、前記光沢付与装置の立上げ動作時と、通紙動作時とで冷却量を変更することを特徴とする光沢付与装置。
  16. 請求項12乃至15の何れか1つに記載の光沢付与装置において、
    前記冷却制御手段は、前記立上げ動作時には前記冷媒無冷却モードで動作することを特徴とする光沢付与装置。
  17. 請求項1乃至16の何れか1つに記載の光沢付与装置を有する画像形成装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016186628A (ja) * 2015-01-13 2016-10-27 株式会社リコー 光沢付与装置及び画像形成装置

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