JP2016186628A - 光沢付与装置及び画像形成装置 - Google Patents

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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側を冷却することで、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上の記録剤に当接した状態で記録媒体Pを搬送して記録剤に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を巻き掛けられた加熱部材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、加圧部材34を巻き掛けられた冷却ローラ91と、冷却ローラ91を液体Lを用いて冷却する加圧冷却部13と、無端状ベルト24と加熱部材21と加圧部材34と冷却ローラ91と、を取り囲むように配置された第1筐体部310と、を有し、加圧冷却部13は、第1筐体部310の外に位置し液体Lを冷却する冷却装置74と、冷却ローラ91を冷却するローラ冷却部131と、ローラ冷却部131と冷却装置74とを結ぶ液体Lの流路とを有する光沢付与装置300。【選択図】図3

Description

本発明は、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(例えば特許文献1〜6参照)。
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。
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側を冷却することで、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、前記加圧部材を巻き掛けられた冷却ローラと、前記冷却ローラを液体を用いて冷却する加圧冷却部と、前記無端状ベルトと前記加熱部材と前記加圧部材と前記冷却ローラと、を取り囲むように配置された第1筐体部と、を有し、前記加圧冷却部は、前記第1筐体部の外に位置し前記液体を冷却するための冷却装置と、前記冷却ローラと当接して前記冷却ローラを冷却するローラ冷却部と、前記ローラ冷却部と前記冷却装置とを結ぶ前記液体の流路と、を有している。
本発明によれば、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側を冷却することで、両面印刷時の光沢画像の高品質化を図る。
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。 本発明の第1の実施形態にかかる光沢付与装置の制御部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加圧冷却部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2の実施形態における加圧冷却部の構成の一例を示す図である。 本発明の第3の実施形態における加圧冷却部の構成の一例を示す図である。 本発明の第4の実施形態における加圧冷却部の構成の一例を示す図である。 本発明の第5の実施形態における加圧冷却部の構成の一例を示す図である。 図11に示した冷却ローラの他の一例を示す断面図である。 本発明の第6の実施形態における加圧冷却部の構成の一例を示す図である。 図13に示した加圧冷却部の他の構成の一例を示す図である。 図13に示した仕切り板の変形例を示す図である。 図13に示した仕切り板の他の変形例を示す図である。 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の実施形態の光沢付与装置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332と、給紙カセット332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331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333と、手差給紙装置333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334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、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、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、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、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、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331が選択されこの回転によって対応する給紙カセット332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333から手差し給紙ローラ334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、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、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、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、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、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、光沢付与加圧ロール22に巻き掛けられた第2無端状ベルトたる加圧部材34と、加圧部材34が巻きかけられて加圧部材34を冷却するための第2冷却部材たる冷却ローラ91と、を有している。
光沢付与装置300は、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、冷却ローラ91を液体の冷媒たる冷却液Lを用いて冷却する加圧冷却部13を有している。
光沢付与装置300は、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、無端状ベルト24表面の温度を検知する温度センサ25と、第1冷却部材61の温度を検知する冷却温度センサ66とを有している。
光沢付与装置300は、用紙Pの加圧部材34と当接する面の光沢の有無を判別する光沢判別手段86を有している。
光沢付与装置300は、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10〜300μm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粗さ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。
冷却温度センサ66は、第1冷却部材61の表面であって、無端状ベルト24に非接触の部分に取り付けられ、第1冷却部材61の温度を検出する温度検知手段としての機能を有する。
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、本実施形態では接触式のサーミスタを用いるが、非接触式のサーモパイル等でも良い。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、特にアルミニウム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D方向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の内周面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0〜11m/分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/分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、再び無端状ベルト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。
加圧部材34は、光沢付与加圧ロール22と、冷却ローラ91とに巻き掛けられたベルトである。加圧部材34の材質や厚み等のその他の構成は、無端状ベルト24と同様の構成であるので、説明は適宜省略する。
加圧冷却部13は、図5に示すように、冷却ローラ91を冷却液Lを用いて冷却するための冷却システムである。
加圧冷却部13は、冷却ローラ91内部に冷却ローラ91と当接して設けられたローラ冷却部たる空洞部131と、空洞部131に冷却液Lを供給する供給経路たる供給パイプ132と、空洞部131から冷却液Lを排出する排出パイプ136と、を有している。
加圧冷却部13はまた、冷却ローラ91を回転可能に支持するロータリージョイント133を有している。
加圧冷却部13は、供給パイプ132のF方向上流であって、排出パイプ136の下流に、冷却液Lを冷却するための冷却装置70を有している。
空洞部131は、冷却ローラ91内部に設けられた空洞であり、冷却液Lが満たされることで冷却ローラ91を冷却する。空洞部131には、供給パイプ132と排出パイプ136とが接続されている。
供給パイプ132は、一部が冷却ローラ91の一方の端部を刺し貫いて、すなわち挿通した中空のパイプであり、挿通された部分に形成された複数の供給孔134から、冷却液Lを空洞部131へと供給する。
このとき、供給パイプ132の挿通された部分は、挿通部132aとしての機能を有している。
ロータリージョイント133は、冷却ローラ91に固定された回転軸である接続部136aを回転可能に支持するためのベアリング137と、ロータリージョイント133内部または排出パイプ136内部を通過する冷却液Lを密閉するための密閉部材たるOリング138とを有している。
ロータリージョイント133は、接続部136aの一端をベアリング137で支持しながらOリング138で密閉することで、冷却ローラ91の回転によって生じる冷却液Lの液漏れを防ぐ。
ロータリージョイント133はかかる構成により安定して冷却ローラ91を回転可能に支持する回転継手である。
排出パイプ136は、ロータリージョイント133と、接続部136aとを介して空洞部131と接続された中空のパイプである。排出パイプ136と、ロータリージョイント133と、接続部136aとは、空洞部131と冷却装置70とを接続し、冷却液Lを空洞部131から排出するための排出経路である。
供給パイプ132と、排出パイプ136と、ロータリージョイント133とは、空洞部131と、冷却装置70とを接続して冷却液Lを循環させるための流路を形成している。
冷却ローラ91は、加圧部材34の内周面側に当接することで、加圧部材34を冷却する。
冷却装置70は、冷却液Lを冷却するためのラジエータ72と、冷却液Lを循環させるためのポンプ74とを有している。
冷却装置70は、第1筐体部310の外側に配置されて、冷却液Lを冷却するとともに、排出パイプ136と供給パイプ132とが接続されており、ポンプ74の作用によって冷却液LがF方向に沿って循環する。
光沢判別手段86は、用紙Pの一方の面、ここでは加圧部材34と当接する面である裏面に光を照射し、その反射光から光沢の有無を判別する光沢判別センサである。
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。
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、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を収容する排紙トレイが設けられていてもよい。
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は、無端状ベルト24の曲率が、剥離ロール27のある位置で大きくなる。
従って、無端状ベルト24によって搬送された用紙Pは、剥離ロール27の位置近傍で、無端状ベルト24から剥離して搬送部材31によって搬送される。
制御部220は、図6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D方向へ移動させる。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、冷却部42、52、62およびポンプ44、54、64等を制御して、冷却量を調整することで用紙Pを所望の温度に冷却する。
冷却制御部224は、加圧冷却部13と冷却装置70とを制御して、冷却液Lの流量を制御することで加圧部材34を冷却するための冷却制御手段である。
冷却制御部224は、用紙Pの片面のみに光沢が付与される場合には、冷却液Lの流量を0とするOFF状態になるよう制御し、それ以外の場合には冷却液Lの流量を予め設定された所定量とするON状態になるように制御する。
あるいは、冷却制御部224は、光沢判別手段86が検知した、用紙Pの加圧部材34と当接する面に光沢が付与されているか否かに従って、前述のON状態とOFF状態とを切り替える。
冷却制御部224はまた、例えば無端状ベルト24の搬送速度が速い場合には、冷却液Lの流量を増加させて、無端状ベルト24の搬送速度が遅い場合には冷却液Lの流量を減少させることで、加圧部材34の表面温度を制御する。あるいは、冷却制御部224は、ラジエータ72のファンの回転数を制御して、冷却液Lの温度を増加または減少させることで加圧部材34の表面温度を制御する。
このような構成を有する光沢付与装置300の光沢付与動作を説明する。
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が形成する光沢付与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。
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)Psのみである。以降の説明では、先に光沢を付与される面を表面Ps、後に光沢を付与される面を裏面Pr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Pr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Prに転写される。
このとき、表面Ps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。加圧部材34は図17に示すような従来の構成では光沢付与加熱ロール21によって加熱されやすく、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7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、従来技術の一例として記載した図17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る。
さらに、冷却ファンなどによって光沢付与加圧ロール22側を冷却しようとする場合には、光沢付与装置内に空気の流れが生じ、用紙Pの搬送の妨げとなりうるので、光沢付与加圧ロール22の冷却は、擾乱の原因とならない手段によって行うことが望ましい。
あるいは、加圧部材34に当接する冷却部材を別途とりつける構成も考えられるが、かかる方法では、部品点数の増加が懸念され、また当接部分が広いほど冷却効果が高いために、加圧部材34の長さが増加してしまう懸念がある。
そこで、既に述べたように光沢付与装置300は、冷却ローラ91と、冷却ローラ91内部を冷却液Lを用いて冷却する加圧冷却部13と、を有している。
かかる構成により、加圧部材34の表面温度を80℃以下に維持して、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Psの光沢を損なうことなく裏面Prに光沢を付与する。
また、加圧部材34の冷却を、冷却ローラ91と加圧部材34との当接面で行うために、冷却効果を確保しながらも冷却ローラ91と光沢付与加圧ロール22との間隔を狭められるから、加圧部材34の長さを短くすることができる。
さらにまた、冷却装置70は、第1筐体部310の外側に位置しているため、用紙Pの搬送時の擾乱を抑制する。
また、加圧冷却部13は、ロータリージョイント133を有している。
かかる構成により、加圧冷却部13は、冷却ローラ91の回転によって生じる冷却液Lの液漏れを防ぐから、より効率よく加圧部材34の表面温度を80℃以下に維持する。また、かかる構成により、光沢付与装置300は、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Psの光沢を損なうことなく裏面Prに光沢を付与する。
また、光沢付与装置300は、空洞部131の冷却液Lの流量を制御する冷却制御部224を有している。
かかる構成により、冷却制御部224が冷却量を調整するから、より効率よく加圧部材34の表面温度を80℃以下に維持する。例えば、冷却制御部224は、無端状ベルト24の周回する速さが大きい場合には冷却液Lの冷却量を増加させて、加圧部材34の表面温度の上昇を抑える。
また、冷却制御部224は、冷却液Lの流量を所定量に設定するON状態と、冷却液Lの流量を0とするOFF状態とを切り替える。
かかる構成により、用紙Pの両面に印刷を行うときには、ON状態として冷却制御部224が冷却量を調整するから、より効率よく加圧部材34の表面温度を80℃以下に維持し、片面のみに印刷するときには、OFF状態として冷却に要する電力を抑制する。
また、加圧部材34の冷却が不要なときには、加圧部材34の冷却を行わないため、光沢付与加熱ロール21の加熱効率を高めることができる。
また、光沢付与装置300は、用紙Pの加圧部材34と当接する面の光沢の有無を判別する光沢判別手段86を有している。
かかる構成により、用紙Pの両面に光沢が付与される場合にも、表面Psの光沢の有無を判別して、冷却制御部224によって冷却液Lの流量を変化させるから、表面Psの光沢を損なうことなく裏面Prに光沢を付与して高品質な光沢画像が得られる。
なお、本実施形態においては、冷却ローラ91を冷却する冷却装置70を、冷却手段40、50、60とは独立に設けたが、冷却ローラ91とともに第1冷却部材61を冷却するとしても良い。
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Psの光沢を損なうことなく裏面Prに光沢を付与して高品質な光沢画像を得られるとともに冷却装置のコストを節約することができる。
また、空洞部131を、冷却手段40、50、60の何れか1つに接続して、空洞部131とともに第1冷却部材41、51、61の何れか1つを冷却する構成としても良い。かかる構成により、光沢付与装置300は、新たに冷却装置を設けることなく、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Psの光沢を損なうことなく裏面Prに光沢を付与して高品質な光沢画像を得られる。
次に本発明の他の実施形態として、供給パイプ132に形成された供給孔134の構成について述べる。なお、以下では第1の実施形態と共通する構成については、第1の実施形態と同一の符号をつけて説明を省略する。
本発明の第2の実施形態において、供給パイプ132は、図8に示すように、冷却ローラ91に挿通された挿通部132bを有している。
挿通部132bは、供給パイプ132における冷却液Lの循環方向であるF方向の最も下流側の端部、言い換えるとロータリージョイント133の反対側の端部に設けられた供給孔134aを有している。
さらに言い換えると、供給孔134aは、空洞部131内における冷却液Lの循環方向たるF方向に沿った最上流側に位置している。
供給孔134aは、空洞部131に冷却液Lを供給することで、冷却液LをF方向に循環させている。
空洞部131は、ローラ冷却部としての機能を有し、挿通部132bの外部であって冷却ローラ91の内部である空間を示している。
かかる構成により、光沢付与装置300は、加圧部材34の表面温度を80℃以下に維持して、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Psの光沢を損なうことなく裏面Prに光沢を付与する。
また、本発明の第3の実施形態において、図9に示すように、供給パイプ132は、冷却ローラに挿通された挿通部132cを有している。
挿通部132cは、供給パイプ132におけるF方向上流側であって、空洞部131におけるF方向下流側すなわち排出パイプ136側に形成された供給孔たる複数の下流側供給孔134bを有している。
挿通部132cはまた、供給パイプ132におけるF方向下流側であって、空洞部131におけるF方向上流側すなわち排出パイプ136と反対側に形成された複数の上流側供給孔134cを有している。
ここで下流側供給孔134bの数は、上流側供給孔134cの数よりも少なくなるように構成されている。すなわち空洞部131におけるF方向に沿った挿通部132cの単位長さ辺りの開口率は、F方向下流側の方がF方向上流側に比べて低い。
従って、下流側供給孔134bを通過する冷却液Lの流量は、上流側供給孔134cを通過する冷却液Lの流量より少なくなる。
かかる構成により、冷却液Lが空洞部131において排出側よりも供給側に多く流れるから、冷却液Lから冷却ローラ91への熱交換が効率よく行われる。
また、本発明の第4の実施形態において、図10に示すように、供給パイプ132は、冷却ローラに挿通された挿通部132dを有している。
挿通部132dは、F方向に沿って等間隔に形成されて、それぞれ直径の大きさの異なる複数の供給孔134dを有している。
ここで空洞部131におけるF方向に沿った挿通部132dの単位長さ辺りの開口率は、F方向上流側の方がF方向下流側に比べて大きくなるように、供給孔134dの直径が調整されている。
すなわち、挿通部132dにおけるF方向上流部側に形成された供給孔134dの直径rは、挿通部132dにおけるF方向下流部に形成された供給孔134dの直径rよりも小さくなるように形成される。
かかる構成により、冷却液Lが空洞部131において排出側よりも供給側に多く流れるから、冷却液Lから冷却ローラ91への熱交換が効率よく行われる。
また、本発明の第5の実施形態において、図11(a)、(b)に示すように、供給パイプ132は、冷却ローラに挿通された挿通部132eを有している。
なお、図11(a)において一点鎖線で示した部分の断面図を、冷却ローラ91の軸方向から見た図が図11(b)である。
ここで、挿通部132e上に形成される仮想的な点として、加圧部材34が冷却ローラ91に巻きかけられた領域Gの中心に対向する第1基準点135aと、挿通部132eの中心を挟んで第1基準点135aと対向する第2基準点135bと、を考える。
挿通部132eは、第1基準点135aよりも加圧部材34の回転方向であるE方向の上流側であって、第2基準点135bよりもE方向の下流側に配置された供給孔134eを有している。
かかる供給孔134eの位置は、挿通部132eの周方向において、第1基準点135aと第2基準点135bとの間に配置されればよいが、E方向において加圧部材34と冷却ローラ91とが当接する最もE方向上流側の点に向けて配置されることが望ましい。
言い換えると、供給孔134eは、挿通部132eの周方向において、第1基準点135aと第2基準点135bとの中間地点に配置されることが望ましい。
なお、供給孔134eは、挿通部132eの軸方向においては等間隔に複数並べられているが、かかる構成に限定されるものではなく、例えば第3、第4の実施形態で示したように穴径の異なる孔を複数配置しても良い。
供給孔134eは、空洞部131内における冷却液Lの循環方向たるF方向に沿った最上流側に位置しており、空洞部131に冷却液Lを供給するから、供給孔134eの出口に当たる点が最も冷却液Lの冷却効果が高い。
また一方、加圧部材34は、光沢付与ニップ部において、用紙Pを介して光沢付与加熱ロール21によって加熱された状態で領域Gに移動してくるから、E方向における領域Gの最も上流側で加圧部材34の冷却を行うのが最も効率が良い。
本実施形態では、かかる供給孔134eが挿通部132eの周方向において、第1基準点135aと第2基準点135bとの中間地点に配置されるから、空洞部131の最も温度が低い部分が、加圧部材34に当接することになって効率よく冷却する。
また、ここでは円周方向における供給孔134eは1つとしたが、図12に示すように、供給孔134eを円周方向に複数配置しても良い。
かかる構成により、冷却液Lの供給量を増加させたときにも安定して効率よく冷却を行う。
また、本発明の第6の実施形態において、図13に示すように、供給パイプ132は、冷却ローラ91に挿通された挿通部132fを有している。
挿通部132fは、複数の供給孔134fと、それぞれの供給孔134fの間に、挿通部132fに対して垂直に形成された、供給孔134fから流出する冷却液Lの流出方向たるH方向を規制するための液流制御部としての仕切り板139と、を有している。
仕切り板139は、冷却ローラ91の周方向たるE方向の全周にわたって形成された半径rの円板状の部材であり、中心部を挿通部132fに貫かれる態様で挿通部132fに固定されている。
仕切り板139は、供給孔134fからの冷却液Lの流出方向を挿通部132fに直交する方向に規制することで、冷却液Lを空洞部131の内壁に効率よく当てる。
かかる構成により、十分に冷却された冷却液Lがすぐに排出パイプ136から排出されることを抑制して、空洞部131内を循環して熱交換を行った後で排出されるから、より冷却効果が向上する。
また、本実施形態では、仕切り板139は挿通部132fに対して垂直に形成されている。かかる構成により、冷却液Lの流出方向が空洞部131の外周側の内壁へ向かう方向へ制限されるので、空洞部131の内壁に対する冷却効率が向上する。
また、例えば第3〜第5の実施形態において示したような構成にあわせて、F方向の上流側と下流側とで仕切り板139の大きさを異ならせても良い。
具体的には、図14に示すようにF方向の上流側に配置された上流側仕切り板139aは、上流側仕切り板139aよりも下流側に配置された下流側仕切り板139bよりもその面積が大きくなるように仕切り板139のサイズを変えても良い。言い換えると、F方向下流側に行くに従って仕切り板139の半径rが小さくなるように形成されても良い。
かかる構成により、空洞部131において供給された冷却液Lが冷却ローラ91の内壁に移動し易くなりながらも、排出パイプ136からの排出を妨げないから、より冷却効率が向上する。
あるいは、供給孔134fの供給する冷却液Lの量すなわち流入量に応じて、最も近くに配置された仕切り板139の大きさを変えるとしても良い。
かかる構成により、供給孔134fから流入する冷却液Lが冷却ローラ91の内壁に移動し易くなりながらも、排出パイプ136からの排出を妨げないから、より冷却効率が向上する。
なお、本実施形態では、仕切り板139は、周方向の全周にわたって、挿通部132fに直交して形成されるとしたが、かかる構成に限定されるものではなく、形状について特に限定されない。ただし、冷却効率を考えると、冷却ローラ91の内壁を全体的に冷却することが好ましく、挿通部132fについて軸対称であることが望ましい。
また、例えば第5の実施形態において示したように、複数の供給孔134eが周方向に並んで形成されるようなときには、挿通部132fの長手方向に沿って、言い換えるとF方向に沿って形成されても良い。
あるいは、図15に示すように、仕切り板139をF方向の上流側に行くにつれて、傾斜角が大きくなるように傾斜させても良いし、図16に示すように、螺旋状の仕切り板139であっても良い。
また、本実施形態では、仕切り板139は、板状の部材であるとしたが、供給孔134fからの冷却液Lの流出方向を任意の方向に制限するものであればよい。
具体的には、ダクトのような構成であってもよいし、流出方向を規制する方向についても限定されるものではない。
また、第6の実施形態においては、各仕切り板139の間に、供給孔139fが1つ配置される態様で記載したが、各仕切り板139の間に複数の供給孔139fが配置されていても良い。
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、上記実施形態において、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、上記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、上記実施形態では、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、上記実施形態では、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、冷却ローラ91と光沢付与加圧ロール22との間隔を広げすぎなければ、冷却ローラ91の外周面に当接するような冷却部材を、ローラ冷却部として用いても良い。
また、上記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、本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。
また、冷却装置70は、冷却手段40、50、60とは異なるように記載したが、例えば冷却手段40、50、60のうち何れか1つを冷却装置として用いてもよい。
また、第3の実施形態と第4の実施形態を組み合わせて、上流側供給孔の直径を小さくするとともに個数を減らして開口率が小さくなるようにしてもよい。
また、第4の実施形態において、各供給孔の大きさは、F方向上流側から下流側に向けて段階的に大きくしても良いし、供給孔を上流側と下流側とにわけて、上流側に配置されたものを小さく、下流側に配置されたものを大きくするように構成しても良い。
なお、上述した第1〜第5の実施形態においては、挿通部における冷却液が流れる方向と、空洞部が冷却液を排出する方向とが逆転する構成としたために、挿通部におけるF方向上流側は空洞部におけるF方向下流側となる。
しかしながら、挿通部における冷却液が流れる方向と、空洞部が冷却液Lを排出する方向とが同一の構成であっても良い。
その場合には、空洞部131が冷却液Lを排出する方向を基準として、上流、下流を定義して供給孔の大きさや数を設計することが望ましい。
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。
13 加圧冷却部
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)
70 冷却装置
86 光沢判別手段
91 冷却ローラ
100 画像形成装置
131 ローラ冷却部(空洞部)
132 流路(供給パイプ)
136 流路(排出パイプ)
133 ロータリージョイント
134、134a、134d、134e 供給孔
134b 下流側に配置された供給孔(下流側供給孔)
134c 上流側に配置された供給孔(上流側供給孔)135a 第1基準点
135b 第2基準点
139 液流制御部(仕切り板)
139a 上流側仕切り板
139b 下流側仕切り板
300 光沢付与装置
310 第1筐体部
D 無端状ベルトの移動方向
E 液体の移動方向
F 液体の循環方向
G 加圧部材が冷却ローラに巻きかけられた領域
H 液体の流出方向
L 液体(冷却液)
P 記録媒体
Ps 記録媒体の表面
Pr 記録媒体の裏面
特開2013−007807号公報 特開2013−182184号公報 特許第5241155号公報 特開2004−325934号公報 特開2013−007801号公報 特開2014−209168号公報
特開2013−007807号公報 特開2014−182184号公報 特許第5241155号公報 特開2004−325934号公報 特開2013−007801号公報 特開2014−209168号公報

Claims (14)

  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、
    前記加圧部材を巻き掛けられた冷却ローラと、
    前記冷却ローラを液体を用いて冷却する加圧冷却部と、
    前記無端状ベルトと前記加熱部材と前記加圧部材と前記冷却ローラと、を取り囲むように配置された第1筐体部と、を有し、
    前記加圧冷却部は、前記第1筐体部の外に位置し前記液体を冷却するための冷却装置と、前記冷却ローラと当接して前記冷却ローラを冷却するローラ冷却部と、前記ローラ冷却部と前記冷却装置とを結ぶ前記液体の流路と、を有する光沢付与装置。
  2. 請求項1に記載の光沢付与装置において、
    前記加圧冷却部はロータリージョイントを有することを特徴とする光沢付与装置。
  3. 請求項1または2に記載の光沢付与装置において、
    前記ローラ冷却部の前記液体の流量を制御する冷却制御手段を有することを特徴とする光沢付与装置。
  4. 請求項3に記載の光沢付与装置において、
    前記冷却制御手段は、前記液体の流量を所定量に設定するON状態と、前記液体の流量を0とするOFF状態とを切り替えることを特徴とする光沢付与装置。
  5. 請求項3または4に記載の光沢付与装置において、
    前記記録媒体の前記加圧部材と当接する面の光沢の有無を判別する光沢判別手段を有し、
    前記冷却制御手段は、前記光沢判別手段の判別した光沢の有無に従って前記液体の流量を制御することを特徴とする光沢付与装置。
  6. 請求項1乃至5の何れか1つに記載の光沢付与装置において、
    前記流路は、前記冷却ローラに挿通されて、前記液体を前記ローラ冷却部へと供給するための挿通部を有し、
    前記ローラ冷却部は、前記挿通部の外部であって前記冷却ローラの内部であり、
    前記挿通部は、当該挿通部内部の前記液体を前記ローラ冷却部へと供給する供給孔を有することを特徴とする光沢付与装置。
  7. 請求項6に記載の光沢付与装置において、
    前記挿通部は、前記ローラ冷却部内における前記液体の循環方向の上流側端部に前記供給孔を有することを特徴とする光沢付与装置。
  8. 請求項6に記載の光沢付与装置において、
    前記供給孔を複数有し、前記供給孔のうち、前記ローラ冷却部内における前記液体の循環方向に沿った単位長さ当たりの当該複数の供給孔から前記ローラ冷却部への前記液体の流量は、当該循環方向における上流側の方が下流側の方よりも多いことを特徴とする光沢付与装置。
  9. 請求項8に記載の光沢付与装置において、
    前記複数の供給孔は、前記上流側に配置された数よりも前記下流側に配置された数の方が少ないことを特徴とする光沢付与装置。
  10. 請求項8または9に記載の光沢付与装置において、
    前記複数の供給孔は、前記上流側に配置された前記供給孔の径よりも前記下流側に配置された前記供給孔の径の方が小さいことを特徴とする光沢付与装置。
  11. 請求項6乃至10の何れか1つに記載の光沢付与装置において、
    前記供給孔は、前記挿通部における、前記加圧部材が前記冷却ローラに巻きかけられた領域の中心に対向する第1基準点よりも前記加圧部材の回転方向上流側であって、前記挿通部の中心を挟んで前記第1基準点と対向する第2基準点よりも前記回転方向下流側に配置されることを特徴とする光沢付与装置。
  12. 請求項11に記載の光沢付与装置において、
    前記供給孔を前記挿通部の周方向に複数有することを特徴とする光沢付与装置。
  13. 請求項8乃至10または12記載の光沢付与装置において、
    前記複数の供給孔の間に配置され、それぞれの前記供給孔から流出する前記液体の流出方向を規制するための液流制御部を有することを特徴とする光沢付与装置。
  14. 請求項1乃至13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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