JP5146191B2 - Transfer fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents

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本発明は、電子写真式およびインクジェット式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写定着させる転写定着装置およびこれを用いた画像形成装置に関する。   BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus such as an electrophotographic or ink jet copying machine, a printer, or a facsimile, and a transfer fixing apparatus that transfers and fixes a toner image formed on an image carrier onto a recording medium, and an image using the same. The present invention relates to a forming apparatus.

従来の電子写真式複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置においては、像担持体から記録媒体に転写された未定着トナー画像を加熱定着することにより複写物や記録物を得ることができる。定着に際しては、未定着トナー画像を担持している記録媒体を狭持加圧しながら未定着画像を加熱することにより未定着画像中に含まれる現像剤、特にトナーの溶融軟化及び記録媒体への浸透を行わせることにより記録媒体にトナーを定着することが行われる。そこで、像担持体上に形成した未定着画像を記録媒体に転写及び定着を一体で行う転写定着装置が提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
このうち、特許文献1に開示のものは、中間転写体から転写材に2次転写定着を行うタイプのもので、特許文献2に開示のものは、中間転写体から転写定着体に2次転写定着した後、転写定着体から転写材に3次転写定着するタイプのものである。なお、これらの技術において、画像を構成する部材としては、トナーと呼ばれる樹脂を主体とした帯電性の粉体を利用するのが一般的である。
これらのトナーは、省エネルギ−化、複写機等の装置の小型化が検討される中で、よりホットオフセット発生温度が高く(耐ホットオフセット性が良好で)、かつ定着温度が低い(低温定着性が良好な)トナーが求められている。特に、転写定着は定着温度(ベルト温度)が上昇すると、転写定着ベルトに接触しているドラム、更には現像部にも熱が伝わり、ベルト変形による画像不具合、及びトナーの固化等の不具合がより一層発生しやすくなるため、より低温定着性のトナーが必要である。
In a conventional image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a printer, or a facsimile, a copy or a recorded product can be obtained by heat-fixing an unfixed toner image transferred from an image carrier to a recording medium. During fixing, the unfixed image is heated while nipping and pressing the recording medium carrying the unfixed toner image, whereby the developer contained in the unfixed image, in particular, the toner is melted and softened and penetrated into the recording medium. By fixing the toner, the toner is fixed on the recording medium. In view of this, there has been proposed a transfer fixing device that integrally transfers and fixes an unfixed image formed on an image carrier onto a recording medium (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
Among them, the one disclosed in Patent Document 1 is a type that performs secondary transfer fixing from the intermediate transfer member to the transfer material, and the one disclosed in Patent Document 2 is the secondary transfer from the intermediate transfer member to the transfer fixing member. After fixing, the transfer fixing member is of a type that is third-transfer-fixed to a transfer material. In these techniques, as a member constituting an image, a chargeable powder mainly composed of a resin called toner is generally used.
These toners have higher hot offset generation temperatures (good hot offset resistance) and lower fixing temperatures (low temperature fixing) as energy savings and miniaturization of devices such as copiers are being studied. There is a need for toners with good properties. In particular, when the fixing temperature (belt temperature) rises in transfer fixing, heat is transferred to the drum in contact with the transfer fixing belt and further to the developing unit, and image defects due to belt deformation and problems such as toner solidification are more likely to occur. Since it is more likely to occur, a toner having a lower temperature fixability is required.

また、従来より、トナー中には離型性を付与するためにワックスが添加されている。一般にワックスなどの離型剤は、低融点のものが多く、染み出しによる現像部材の汚損を招いたり、溶融時に樹脂との間に界面を形成するために濁りが生じて色再現性を損なうことがある。また、樹脂との相溶性に問題があり、添加量が増すに従い現像性が悪化し、キャリアとのスペントも起こるので帯電量不足、帯電不安定が発生するため使用しないか、もしくは使用量を低減できることが好ましい。
従来の電子写真方式による画像形成装置において、画像品質を低下させやすいのは転写材への転写工程である。転写材には、主に紙が用いられるが、紙といっても普通紙から厚紙までさまざまな厚みのものがあり、表面性状も上質なものから粗いものまでさまざまである。特に、表面性の粗い紙においては、中間転写体が紙の表面性状に追従できずに微小ギャップを形成してしまうため、微小ギャップ部分で異常放電が発生し、画像が正常に転写されずに、全体としてボソボソの画像になりやすいという不具合がある。
Conventionally, wax has been added to the toner in order to impart releasability. In general, many release agents such as wax have a low melting point, which causes stains on the developing member due to seepage, and causes turbidity due to the formation of an interface with the resin when melted, thereby impairing color reproducibility. There is. In addition, there is a problem in compatibility with the resin, developability deteriorates as the addition amount increases, and spent with the carrier also occurs, so the charge amount is insufficient and charging instability occurs, so it is not used or the use amount is reduced Preferably it can be done.
In a conventional electrophotographic image forming apparatus, it is a transfer process to a transfer material that easily deteriorates the image quality. As the transfer material, paper is mainly used. However, even if the paper is used, there are various thicknesses ranging from plain paper to cardboard, and the surface properties vary from high quality to rough. In particular, on paper with rough surface properties, the intermediate transfer member cannot follow the surface properties of the paper and forms a minute gap, so abnormal discharge occurs in the minute gap part and the image is not transferred normally. As a whole, there is a problem that the image is likely to be a rough image.

この点に関し、前掲の特許文献1あるいは特許文献2に記載されている如き、転写定着工程を有する画像形成装置では、転写と定着を同時に行っているため、転写工程と定着工程を別々に行う画像形成装置(以下、通常装置と言う)に比べて、一般に表面性の粗い紙を使用しても画像品質の低下が起こり難いという利点を備えている。これは、転写と同時に熱を加えるため、熱によりトナーが軟化・溶融して粘弾性を帯びたブロック状の塊になるため、紙の微小ギャップ部分の画像も塊として転写されやすいためである。このような利点から、転写定着手段を有する画像形成装置は、高画質達成に適した方式といえる。
さらに、転写定着方式の利点を挙げると、通常の電子写真方式と異なり、転写材には粉体が乗っていないため転写定着部直前まで、通紙方向を小曲率に規定可能な搬送ガイドが設置可能であり、薄紙から厚紙まで紙種によらず安定した搬送が可能となる。ちなみに、通常の電子写真では定着前で転写材には粉体が乗っているため、搬送ガイドは粉体をこすることが無い様に隙間を空けてしか通紙方向を案内できない。
この隙間の中で紙が不安定になることで通紙詰まりが発生する場合が多い。転写定着方式では通紙方向の自由度が高い結果、紙種対応性が広くまた通紙詰まりの発生率が極端に少ない画像形成装置が実現可能となる。
In this regard, as described in the above-mentioned Patent Document 1 or Patent Document 2, an image forming apparatus having a transfer and fixing process performs transfer and fixing at the same time, so that an image in which the transfer process and the fixing process are performed separately is performed. Compared to a forming apparatus (hereinafter, referred to as a normal apparatus), the image quality is hardly deteriorated even when paper having a rough surface is used. This is because heat is applied at the same time as the transfer, and the toner is softened and melted by the heat to form block-like lumps with viscoelasticity, so that the image at the minute gap portion of the paper is easily transferred as lumps. From such advantages, it can be said that an image forming apparatus having a transfer fixing unit is a system suitable for achieving high image quality.
Furthermore, the advantages of the transfer-fixing method are different from the usual electrophotographic method, because there is no powder on the transfer material, a conveyance guide that can define the paper passing direction with a small curvature is installed just before the transfer-fixing part. It is possible, and stable conveyance from thin paper to thick paper is possible regardless of the paper type. Incidentally, in normal electrophotography, since powder is placed on the transfer material before fixing, the conveyance guide can guide the paper passing direction only with a gap so as not to rub the powder.
In many cases, paper jam occurs due to the paper becoming unstable in the gap. As a result of the high degree of freedom in the sheet passing direction in the transfer fixing method, it is possible to realize an image forming apparatus having a wide compatibility with paper types and an extremely low occurrence rate of sheet passing.

ところで、上述の転写定着方式において、転写定着の熱効率を最大とするための観点では、紙とトナーを融着する面つまり紙とトナーとの界面の温度を高めることが必要である。このために、トナーを十分に加熱し軟化した状態で紙に圧接させる方式が既に提案されている。このような装置は、例えば、特許文献3、特許文献4、特許文献5などに開示がある。
しかしながら、この既知方法では、トナーを加熱するだけではなく、転写定着部材を加熱する必要があるため、転写定着部材が例えば300μmと厚い場合、4連タンデムによる作像方式など転写定着部材の周長が長い場合では必ずしも熱効率がよくない。なお、上記従来の転写定着装置は、転写定着部材の加熱工程に加えて、作像部の熱的損傷を低減するために転写・定着工程後の転写定着部材を冷却する冷却工程がおこなわれている場合が多い。
特に冷却が必要となることで、同一部材を一方で加熱し、一方で冷却することはエネルギ−の観点から非常に非効率である。さらに、加熱と冷却のサイクルを繰り返すことでエネルギ−的に無駄があるだけでなく、常態として繰り返されるヒ−トサイクルによる転写定着部材の耐久性と言う点でも不利である。
By the way, in the above-described transfer fixing method, from the viewpoint of maximizing the thermal efficiency of transfer fixing, it is necessary to increase the temperature of the surface where the paper and the toner are fused, that is, the interface between the paper and the toner. For this reason, a method in which the toner is pressed against the paper in a sufficiently heated and softened state has already been proposed. Such devices are disclosed in, for example, Patent Literature 3, Patent Literature 4, Patent Literature 5, and the like.
However, in this known method, it is necessary not only to heat the toner but also to heat the transfer fixing member. Therefore, when the transfer fixing member is as thick as, for example, 300 μm, the peripheral length of the transfer fixing member such as a four-tandem image forming method. If the length is long, the thermal efficiency is not always good. In addition to the transfer fixing member heating process, the conventional transfer fixing apparatus has a cooling process for cooling the transfer fixing member after the transfer / fixing process in order to reduce thermal damage of the image forming unit. There are many cases.
In particular, because cooling is required, heating the same member on the one hand and cooling on the other hand is very inefficient from an energy standpoint. Further, the heating and cooling cycle is not only wasteful in terms of energy, but also disadvantageous in terms of durability of the transfer fixing member due to a repeated heat cycle.

この他、特許文献6、特許文献7では、転写定着部材と転写材および、加圧部材をそれぞれ加熱することで転写定着する方法が開示されている。この方法では転写定着部材の温度をトナー溶融温度以下に加熱し、転写材をトナー溶融温度以上に加熱することで、転写定着部材側にあまり熱を持たせない構成を採っている。
しかしながら、この方法では転写材を表面裏面とも加熱しており、紙を非画像面である裏側まで予熱することは、従来転写定着においても行われているが、これは明らかに定着に寄与しない紙裏まで暖めることでエネルギ−を無駄使いしている。また、両面印刷時の第1面目画像不良を引き起こしてしまう慮もある。エネルギ−的に非効率だけでなく、特に、両面印刷の第2面目印刷時に第1面目の画像(紙裏面)が再溶融し、画像劣化につながる。また転写定着後も高温の転写材が転写定着部材とともに搬送され、高温の転写材が長時間転写定着部材と接触し、ヒ−トサイクルによる転写定着部材の耐久性の面でも不利である。
In addition, Patent Document 6 and Patent Document 7 disclose a method of performing transfer fixing by heating a transfer fixing member, a transfer material, and a pressure member, respectively. In this method, the temperature of the transfer fixing member is heated to a temperature equal to or lower than the toner melting temperature, and the transfer material is heated to a temperature equal to or higher than the toner melting temperature, so that the transfer fixing member is not heated so much.
However, in this method, the transfer material is heated on both the front and back surfaces, and preheating the paper to the back side, which is a non-image surface, is also performed in the conventional transfer fixing, but this clearly does not contribute to fixing. Energy is wasted by warming up to the back. In addition, there is a possibility of causing a first-surface image defect during double-sided printing. In addition to energy inefficiency, the image on the first side (the back side of the paper) is remelted particularly during the second side printing in double-sided printing, leading to image degradation. Further, even after the transfer and fixing, the high-temperature transfer material is conveyed together with the transfer and fixing member, and the high-temperature transfer material is in contact with the transfer and fixing member for a long time, which is disadvantageous in terms of durability of the transfer and fixing member by heat cycle.

以上の点を考慮して、より熱効率が良い転写定着方式として、トナー接触直前の紙表面(転写面)のみを選択的に加熱し、紙裏に熱が伝わる前に転写定着するようにした紙加熱転写定着方式が既に提案されている。この片面(紙表面)のみを加熱する紙加熱転写定着に関しては、本出願人により特許文献8として紙を転写定着直前に選択的に加熱する方式が提案されている。転写定着の場合にはそれ以前の電子写真方式とは違って転写材にトナーが乗っていないので、上記紙加熱転写定着方式では転写材を加熱搬送する部材を狭く限定可能な場所に設置できる。このため、転写材表面を加熱する加熱部材を転写定着ニップ直前に設置し、転写材表面の温度低下が起こる前に転写定着ニップに送り込むことが可能である。これにより、特に厚紙などは無駄に紙裏面を加熱することなく定着することが可能になる。   Considering the above points, as a transfer and fixing method with better thermal efficiency, paper that selectively heats the paper surface (transfer surface) just before contact with the toner and transfers and fixes it before the heat is transferred to the back of the paper. A heat transfer fixing method has already been proposed. With regard to paper heating transfer fixing in which only one side (the paper surface) is heated, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-260260 proposes a method of selectively heating paper immediately before transfer fixing. In the case of transfer fixing, unlike the previous electrophotographic method, no toner is placed on the transfer material. Therefore, in the above-mentioned paper heating transfer fixing method, the member for heating and conveying the transfer material can be installed in a narrow and limited place. For this reason, a heating member for heating the surface of the transfer material can be installed immediately before the transfer fixing nip, and sent to the transfer fixing nip before the temperature of the transfer material surface decreases. As a result, particularly thick paper can be fixed without wastefully heating the back side of the paper.

一般的に、紙を加熱する転写定着方式では転写定着部材を加熱する転写定着方式に比べて冷却に大きなエネルギーを必要としない。しかしながら、特許文献8のように紙を選択的に加熱するようにした転写定着方式においても、加熱された記録媒体が転写定着ベルトと接触し転写定着するため、転写定着ベルトは紙と接触した部分の温度が上昇してしまう。また、紙を選択的に加熱する転写定着方式においては、転写定着ベルトの紙と接触した部分のみが熱せられるから、紙幅に応じて転写定着ベルトが熱せられる幅も変わってくる。特に連続通紙を行った場合等には転写定着部材の加熱された記録媒体が接する部分と非通紙部分の温度差が顕著になってくる。
この転写定着部材の幅方向(記録媒体の搬送方向に直交する方向)の温度ムラは、次の作像プロセスに悪影響を与えて、画像品質を落としてしまう。具体的にはこのような温度ムラが残ったままであると、転写定着部材と接している感光体にも温度ムラが生じ、ひいては現像プロセス部品にも熱が伝わり、画像不具合、及びトナーの固化等の不具合が発生しやすくなってしまう。従来の転写定着装置は、上述した転写定着部材の加熱工程に加えて、作像部の熱的損傷を低減するために転写・定着工程後の転写定着部材を冷却する冷却工程がおこなわれている場合が多いが、転写定着部材を均等に冷却しているため、冷却過程を経ても温度ムラの解消には繋がらなかった。
特開平10−63121号公報 特開2004−145260公報 特開2003−91201公報 特開平11−65330号公報 特開2005−140994公報 特公平3−63756号公報 特公平3−63757号公報 特開2005−37879公報
In general, a transfer fixing method for heating paper does not require large energy for cooling compared to a transfer fixing method for heating a transfer fixing member. However, even in the transfer fixing method in which paper is selectively heated as in Patent Document 8, since the heated recording medium comes into contact with the transfer fixing belt and is transferred and fixed, the transfer fixing belt is in contact with the paper. The temperature will rise. Further, in the transfer and fixing method in which the paper is selectively heated, only the portion of the transfer and fixing belt that is in contact with the paper is heated, so the width of the transfer and fixing belt that is heated varies depending on the paper width. In particular, when continuous paper feeding is performed, the temperature difference between the portion of the transfer fixing member that contacts the heated recording medium and the non-paper feeding portion becomes significant.
This temperature unevenness in the width direction of the transfer / fixing member (direction perpendicular to the recording medium conveyance direction) adversely affects the next image forming process and degrades the image quality. Specifically, if such temperature unevenness remains, temperature unevenness also occurs on the photoconductor in contact with the transfer fixing member, and as a result, heat is transmitted to the development process parts, image defects, toner solidification, etc. It becomes easy to generate the trouble. In the conventional transfer fixing apparatus, in addition to the above-described heating process of the transfer fixing member, a cooling process for cooling the transfer fixing member after the transfer / fixing process is performed in order to reduce thermal damage of the image forming unit. In many cases, since the transfer and fixing member is cooled uniformly, the temperature unevenness has not been solved even after the cooling process.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-63121 JP 2004-145260 A JP 2003-91201 A JP-A-11-65330 JP 2005-140994 A Japanese Examined Patent Publication No. 3-63756 Japanese Patent Publication No. 3-63757 JP 2005-37879 A

本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、その目的は高画質達成に最適な画像形成手段である転写定着方式を採用し、転写定着部材上のトナー像および記録媒体の表面を転写定着の前に予め加熱するようにした転写定着装置において、転写定着部材の冷却を温度ムラが無くなるように効率的に行い、温度ムラ残留による不具合を解消して、良好な画像を常に得られる転写定着装置、画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to employ a transfer fixing method is an optimal image forming means image quality achieved, the toner image and Symbol recording medium on the transfuse member In the transfer fixing device in which the surface of the sheet is heated in advance before the transfer fixing, the transfer fixing member is efficiently cooled so as to eliminate the temperature unevenness, and the problem due to the remaining temperature unevenness is eliminated, and a good image is obtained. It is an object of the present invention to provide a transfer fixing device and an image forming apparatus that are always obtained.

上記課題を解決するために、請求項1の発明は、記録媒体の転写定着面にトナー像を転写するとともに定着する転写定着装置であって、表面に未定着トナー画像が形成される転写定着部材と、前記転写定着部材上の未定着トナー画像を加熱する加熱手段と、未定着トナー画像の記録媒体への転写定着前に、記録媒体の表面を予め加熱する記録媒体加熱手段と、前記転写定着部材との間で記録媒体を加圧するニップ部を形成する加圧部材と、を具備した転写定着装置において、前記ニップ部で未定着トナー画像を記録媒体に転写定着した後の前記転写定着部材を冷却するための、冷却幅を調節可能に構成された冷却手段と、記録媒体の紙幅、または印字画像データにより決まる印字画像幅のいずれかに基づいて前記転写定着部材の冷却幅を制御する冷却制御部と、を備えたことを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載の転写定着装置において、記録媒体の幅を検知して用紙幅信号を出力する紙幅検知部を更に備え、前記冷却制御部は、前記紙幅検知部からの用紙幅信号または、印字画像データにより求めた印字画像幅信号のいずれかの信号に基づいて前記転写定着部材の冷却幅を制御することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is a transfer and fixing device for transferring and fixing a toner image onto a transfer and fixing surface of a recording medium, wherein the transfer and fixing member has an unfixed toner image formed on the surface. Heating means for heating the unfixed toner image on the transfer fixing member, recording medium heating means for preheating the surface of the recording medium before transferring and fixing the unfixed toner image to the recording medium, and the transfer fixing A pressure fixing member that forms a nip portion that pressurizes the recording medium with the member, and the transfer fixing member after the unfixed toner image is transferred and fixed to the recording medium at the nip portion. Control the cooling width of the transfer and fixing member based on either the cooling means configured to adjust the cooling width for cooling and the paper width of the recording medium or the print image width determined by the print image data A cooling control unit that, characterized by comprising a.
According to a second aspect of the present invention, in the transfer / fixing apparatus according to the first aspect, the image forming apparatus further includes a paper width detecting unit that detects a width of the recording medium and outputs a paper width signal. The cooling width of the transfer and fixing member is controlled based on either the sheet width signal or the print image width signal obtained from the print image data.

また、請求項3の発明は、請求項1または2に記載の転写定着装置において、前記冷却手段は、コロナ放電によって発生したイオン風を利用して冷却するイオン風冷却装置であることを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1または2に記載の転写定着装置において、前記冷却手段は、送風装置によって発生させた気体流を冷却に用いることを特徴とする。
また、請求項5の発明は、請求項3または4に記載の転写定着装置において、気体を冷却する熱交換器を備え、前記熱交換器によって冷却された気体流またはイオン風を前記転写定着部材の冷却に用いることを特徴とする。
請求項6の発明は、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の転写定着装置において、前記転写定着装置組み込み装置本体の外側へ空気を吐き出すための排気手段を更に備えたことを特徴とする。
そして、請求項7の発明は、電子写真方式による画像形成装置であって、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の転写定着装置を備えたことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the transfer fixing device according to the first or second aspect, the cooling means is an ion wind cooling device that cools using an ion wind generated by corona discharge. To do.
According to a fourth aspect of the present invention, in the transfer fixing device according to the first or second aspect, the cooling means uses a gas flow generated by a blower for cooling.
According to a fifth aspect of the present invention, in the transfer / fixing device according to the third or fourth aspect, a heat exchanger for cooling a gas is provided, and the gas flow or the ionic wind cooled by the heat exchanger is supplied to the transfer / fixing member. It is used for cooling.
According to a sixth aspect of the present invention, in the transfer fixing device according to any one of the first to fifth aspects, the image forming apparatus further includes an exhaust unit for discharging air to the outside of the main body of the transfer fixing device incorporating apparatus. To do.
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an electrophotographic image forming apparatus comprising the transfer fixing apparatus according to any one of the first to fifth aspects.

本発明によれば、転写定着部材の冷却を温度ムラが無くなるように効率的に行い、温度ムラ残留による不具合を解消して、常に良好な画像を常に得られる転写定着装置、画像形成装置を提供することができる。   According to the present invention, there is provided a transfer fixing device and an image forming apparatus that can efficiently cool a transfer fixing member so as to eliminate temperature unevenness, eliminate problems caused by residual temperature unevenness, and always obtain a good image. can do.

[第1実施形態]
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。以下では、本発明の一例として画像形成装置であるタンデム型の電子写真式カラ−複写機に適応した実施形態を挙げ、図面に従って説明する。
図1は、本発明の実施形態である画像形成装置としての4連タンデム方式の電子写真式カラ−複写機の内部要部を示す側面図である。この装置では、高画質達成に最適な画像形成手段である転写定着方式を採用し、なおかつ、エネルギ−の効率の観点から紙とトナー像双方をそれぞれ加熱するようにしている。この種のカラー複写機は周知であるため、全体構成については詳細説明は省略する。
図1に基づいて本実施形態の4連タンデム方式カラ−複写機の構成及び動作の概要について説明する。カラ−複写機は、装置本体中央部に位置する画像形成部1Aと、該画像形成部1Aの下方に位置する給紙部1Bと、画像形成部1Aの上方に位置する図示しない画像読取部を有している。
本装置では線速300mm/sで作像が可能である。画像形成部1Aには、周回可能に張設されて水平方向に延びる転写面を提供する転写定着部材としての転写定着ベルト2が配置されており、転写定着ベルト2の上面には、色分解色と補色関係にある色の画像それぞれ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−、マゼンタ、シアン、ブラック)によるトナー像を担持可能な像担持体としての感光体3Y、3M、3C、3Kが転写定着ベルト2の転写面部に沿って順に並置されている。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Hereinafter, as an example of the present invention, an embodiment adapted to a tandem type electrophotographic color copying machine as an image forming apparatus will be described and described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side view showing an essential part of a four-tandem electrophotographic color copier as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. This apparatus employs a transfer and fixing system, which is an image forming means that is optimal for achieving high image quality, and heats both paper and toner images from the viewpoint of energy efficiency. Since this type of color copying machine is well known, detailed description of the overall configuration is omitted.
An outline of the configuration and operation of the four-tandem color copying machine of this embodiment will be described with reference to FIG. The color copying machine includes an image forming unit 1A positioned at the center of the apparatus main body, a paper feeding unit 1B positioned below the image forming unit 1A, and an image reading unit (not shown) positioned above the image forming unit 1A. Have.
With this apparatus, image formation is possible at a linear velocity of 300 mm / s. In the image forming unit 1A, a transfer fixing belt 2 is disposed as a transfer fixing member that is provided so as to be able to circulate and provide a transfer surface extending in the horizontal direction. And a configuration for forming images of colors that are complementary to each other. That is, the photoreceptors 3Y, 3M, 3C, and 3K as image carriers capable of carrying toner images of complementary color toners (yellow, magenta, cyan, and black) are along the transfer surface portion of the transfer fixing belt 2. Are juxtaposed in order.

各符号で数字に付記しているアルファベットは、トナーの色別に対応している。転写定着ベルト2の構成は基材となるポリイミド樹脂80μm、シリコーンゴム160μm、フッ素ゴム7μmによる積層構造が代表的なものである。ゴム層は記録媒体の凹凸に追従するために必要で、表面のフッ素樹脂はゴムのトナーや紙粉に対する離型性が優れていれば不要である。
各感光体3Y、3M、3C、3Kはそれぞれ同じ方向に回転駆動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4、光書き込み手段としての書き込み装置5、現像装置6、1次転写装置7、及びクリ−ニング装置8が順に配置されている。各符号数字に付記しているアルファベットは、感光体3と同様、トナーの色別に対応している。
各現像装置6には、それぞれのカラ−トナーが収容されている。転写定着ベルト2は、駆動ローラ11と、従動ローラ9、10に掛け回されて感光体3Y、3M、3C、3K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。駆動ローラ11と対向する位置には、転写定着ベルト2の表面をクリ−ニングするクリ−ニング装置12が設けられている。
感光体3Yの表面が帯電装置4により一様に帯電され、画像読取部からの光学的な画像情報に基づいて感光体3Y上に静電潜像が形成される。該静電潜像はイエロ−のトナーを収容した現像装置6Y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7Yにより転写定着ベルト2上に1次転写される。他の感光体3M、3C、3Kでもトナーの色が異なるだけで同様の画像形成がなされ、それぞれの色のトナー像が転写定着ベルト2上に順に転写されて重ね合わせられる。転写後感光体3上に残留したトナーはクリ−ニング装置8により除去され、また、転写後図示しない除電ランプにより感光体3の電位が初期化され、次の作像工程に備えられる。
The alphabets attached to the numbers with the respective symbols correspond to the toner colors. A typical structure of the transfer and fixing belt 2 is a laminated structure of polyimide resin 80 μm, silicone rubber 160 μm, and fluorine rubber 7 μm as a base material. The rubber layer is necessary to follow the irregularities of the recording medium, and the fluororesin on the surface is unnecessary if the release property of the rubber to toner and paper powder is excellent.
Each of the photoconductors 3Y, 3M, 3C, and 3K is composed of a drum that can be driven to rotate in the same direction. Around the drum, a charging device 4 that performs image forming processing in the rotation process, and writing as optical writing means A device 5, a developing device 6, a primary transfer device 7, and a cleaning device 8 are arranged in this order. The alphabets attached to the reference numerals correspond to the colors of the toners as in the photoconductor 3.
Each developing device 6 accommodates a respective color toner. The transfer fixing belt 2 is configured to be wound around the driving roller 11 and the driven rollers 9 and 10 so as to be movable in the same direction at a position facing the photoconductors 3Y, 3M, 3C, and 3K. A cleaning device 12 that cleans the surface of the transfer and fixing belt 2 is provided at a position facing the drive roller 11.
The surface of the photoreceptor 3Y is uniformly charged by the charging device 4, and an electrostatic latent image is formed on the photoreceptor 3Y based on optical image information from the image reading unit. The electrostatic latent image is visualized as a toner image by a developing device 6Y containing yellow toner, and the toner image is transferred onto the fixing belt 2 by a primary transfer device 7Y to which a predetermined bias is applied. Next transferred. The other photoconductors 3M, 3C, and 3K also form similar images only with different toner colors, and the toner images of the respective colors are sequentially transferred and superimposed on the transfer and fixing belt 2. The toner remaining on the photoreceptor 3 after the transfer is removed by the cleaning device 8, and after the transfer, the electric potential of the photoreceptor 3 is initialized by a charge-removing lamp (not shown) to prepare for the next image forming process.

本実施形態における転写定着装置は、転写定着ベルト2、加圧ローラ24、加熱体13、冷却手段20、排出ファン26、そして、紙幅検知部と冷却制御部を含み構成されている。
すなわち、転写定着装置は、表面にトナー画像を担持する中間像担持体でもある転写定着部材としての転写定着ベルト2と、従動ローラ9の配設位置において、転写定着ベルト2の像担持面に圧接されて、記録媒体を挟持し加圧する転写定着部となるニップNを形成している加圧部材(対向部材)としての加圧ローラ24と、ニップNのベルト周回方向上流側で転写定着ベルト内周面に対峙させ配置されたトナー像を加熱する加熱手段としての加熱体13(面状発熱体やハロゲンヒ−タ)、記録媒体をニップ部(N)で転写定着した後で、転写定着ベルト2を冷却するための気体流を発生させる送風装置(起風装置)を用いた冷却手段20を備えている。
また、冷却手段20から送られて転写定着ベルト2を冷却した気体流を装置筐体の外部に吐き出すための排気手段としての排出ファン26が冷却手段20の下流側に設けてある。その他に、記録媒体としての転写紙の紙幅を検知して用紙幅信号を出力する紙幅検知部と、冷却手段20の冷却幅を調節するための冷却制御部(図では明示なし)を有している。
紙幅検知部は、従来より画像形成プロセスを適正化する目的等で設けられているものを転用可能で、用紙トレイの選択切替に伴う信号等がそのまま利用可能である。冷却制御部は、装置全体を制御する装置制御部のCPUが実行する一機能として実現され、後で詳述するように紙幅検知部から、記録媒体の用紙幅に対応して出力される用紙幅信号に応じて冷却手段20のベルト幅方向の実効的な冷却幅(実施形態では冷却領域はベルト移送方向に線対象、広義には同時にその位置)を制御する。
The transfer fixing device according to the present embodiment includes the transfer fixing belt 2, the pressure roller 24, the heating body 13, the cooling means 20, the discharge fan 26, a paper width detection unit, and a cooling control unit.
That is, the transfer and fixing device is in pressure contact with the image carrying surface of the transfer and fixing belt 2 at the position where the transfer and fixing belt 2 as a transfer and fixing member that is also an intermediate image carrier that carries a toner image on the surface and the driven roller 9 are disposed. Then, a pressure roller 24 as a pressure member (opposing member) forming a nip N serving as a transfer and fixing unit that sandwiches and presses the recording medium, and the inside of the transfer fixing belt on the upstream side of the nip N in the belt circumferential direction. After the toner 13 (planar heating element or halogen heater) as a heating means for heating the toner image arranged to face the peripheral surface and the recording medium are transferred and fixed at the nip (N), the transfer fixing belt 2 is transferred. The cooling means 20 using the air blower (winding device) which generates the gas flow for cooling is provided.
Further, a discharge fan 26 is provided on the downstream side of the cooling unit 20 as an exhaust unit for discharging the gas flow sent from the cooling unit 20 and cooling the transfer fixing belt 2 to the outside of the apparatus housing. In addition, a paper width detection unit that detects the paper width of the transfer paper as a recording medium and outputs a paper width signal, and a cooling control unit (not shown in the figure) for adjusting the cooling width of the cooling unit 20 are provided. Yes.
As the paper width detection unit, a conventional one provided for the purpose of optimizing the image forming process or the like can be diverted, and a signal associated with selection switching of the paper tray can be used as it is. The cooling control unit is realized as one function executed by the CPU of the device control unit that controls the entire device, and the paper width output from the paper width detection unit corresponding to the paper width of the recording medium, as will be described in detail later. The effective cooling width in the belt width direction of the cooling means 20 is controlled according to the signal (in the embodiment, the cooling region is a line object in the belt transfer direction, and at the same time the position in the broad sense).

転写定着部の構成を詳細に説明する。従動ローラ9の近傍には、転写定着ベルト2とニップN(以下、ニップ又は転写ニップともいう)を形成する加圧部材又は対向部材としての加圧ローラ24が設けられている。加圧ローラ24はアルミニウム等の金属によりパイプ状に形成されており、表面には離型層がコ−ティングされている。
既知方法で潜像が形成された後、現像過程で顕像化された各色トナー像、即ちそれぞれ、感光体3Y、3M、3C、3Bから中間転写体となる転写定着ベルト2に転写されたトナー像Tは、定着ニップ部Nで用紙Pに定着されるまで加熱手段13よって加熱されて、加熱手段120よって予め加熱された用紙PにニップNにおいて定着される。このとき、転写されたトナー像Tは図1においてはベルトの内側から加熱体(面状発熱体やハロゲンヒ−タ)によって加熱しているが、ベルトの外側から非接触加熱(ハロゲンヒ−タなどの輻射熱)してもよい。
The configuration of the transfer fixing unit will be described in detail. In the vicinity of the driven roller 9, a pressure roller 24 is provided as a pressure member or an opposing member that forms a nip N (hereinafter also referred to as a nip or a transfer nip) with the transfer fixing belt 2. The pressure roller 24 is formed in a pipe shape from a metal such as aluminum, and a release layer is coated on the surface.
After the latent image is formed by a known method, each color toner image developed in the development process, that is, the toner transferred from the photoreceptors 3Y, 3M, 3C, 3B to the transfer fixing belt 2 serving as an intermediate transfer body, respectively. The image T is heated by the heating unit 13 until it is fixed on the paper P at the fixing nip portion N, and is fixed on the paper P preheated by the heating unit 120 at the nip N. At this time, the transferred toner image T is heated from the inside of the belt by a heating element (planar heating element or halogen heater) in FIG. 1, but non-contact heating (halogen heater or the like) is applied from the outside of the belt. (Radiant heat).

図1における給紙部1Bは、記録媒体としての用紙Pを積載収容する給紙トレイ14と、該給紙トレイ14内の用紙Pを最上のものから順に1枚ずつ分離して給紙する給紙コロ16と、給紙された用紙Pを搬送する搬送ローラ対17と、給紙された用紙Pが一旦停止され、斜めずれを修正された後転写定着ベルト2上の画像の先端と搬送方向の所定位置とが一致するタイミングでニップNに向けて送り出されるレジストローラ対18を有している。
なお、実施形態装置では転写紙搬送路の転写定着部直前には紙表面を加熱する紙加熱手段としての加熱ローラ120が設けられている。この加熱ローラ120を140〜200℃といった範囲で制御し、紙表面を加熱する。この際、紙裏面に熱電対を固定し実験すると、加熱ローラ120の接触後0〜60msでは紙裏の温度は15℃以内の変化しかないことが確認されている(計測はリコーコピー用紙6200を用いた)。ここでは紙加熱を加熱ローラ120によって行っているが、他の方式であっても構わない。
A paper feeding unit 1B in FIG. 1 feeds paper by feeding the paper P as a recording medium in a stacked manner and the paper P in the paper feeding tray 14 one by one in order from the top. The paper roller 16, the transport roller pair 17 that transports the fed paper P, and the fed paper P are temporarily stopped and the skew is corrected, and then the leading edge of the image on the transfer fixing belt 2 and the transport direction The registration roller pair 18 is fed toward the nip N at a timing that coincides with the predetermined position.
In the embodiment, a heating roller 120 as a paper heating unit for heating the paper surface is provided immediately before the transfer fixing unit in the transfer paper conveyance path. The heating roller 120 is controlled in a range of 140 to 200 ° C. to heat the paper surface. At this time, when an experiment was performed with a thermocouple fixed to the back side of the paper, it was confirmed that the temperature of the back side of the paper had only changed within 15 ° C. after 0 to 60 ms after contact with the heating roller 120 (measurement was made on the Ricoh copy paper 6200). Using). Here, the paper heating is performed by the heating roller 120, but other methods may be used.

紙加熱手段の別な構成例を図8乃至図11に示した。図8の紙加熱手段は加熱源となる高温のローラ130とは別に用紙に接触する小径ローラ131を用紙との間に設けている。この構成では用紙に接触する小径ローラ131を小径化できるので紙加熱位置から転写ニップNへの距離が短くなり、図1の場合より、紙裏面まで熱が伝わる前に転写定着が可能となる。高温のローラ130はアルミ薄肉ローラでハロゲンヒータなどの熱源を内包し、小径ローラ131は熱伝導が高いシリコンゴムローラである。
図9の紙加熱手段は高温の金属ローラ130と小径ローラ131との間に無端状の金属のSUSベルト132を張架している。この構成では転写ニップN近傍まで加熱でき、図8の構成よりも用紙との接触時間を長くできるので、用紙搬送速度がアップしても加熱時間が確保できる特徴がある。用紙とSUSベルト132との接触を確実にするため、用紙裏面からローラや板バネなどの押し当て部材を設けても良い。
図10の紙加熱手段は加熱源として自己温度制御可能なPTC特性を有する発熱体134と発熱体から伸びるSUS製板バネ133からなり、板バネ133と用紙表面が接触し加熱される。発熱体134は所定のキューリー点となると抵抗が急激に上昇しる抵抗発熱体である。このため、その自己温度制御機能によって用紙が異常昇温してしまうような事故を防止できて安全である。紙の凹凸面に対しても追従して過熱できるようにSUS板バネのかわりに金属繊維を束ねた金属ブラシにしてもよい。
Another configuration example of the paper heating means is shown in FIGS. The paper heating means in FIG. 8 is provided with a small-diameter roller 131 in contact with the paper separately from the high-temperature roller 130 serving as a heating source. In this configuration, the diameter of the small-diameter roller 131 that contacts the paper can be reduced, so that the distance from the paper heating position to the transfer nip N is shortened, and transfer and fixing can be performed before heat is transmitted to the back side of the paper as compared with the case of FIG. The high-temperature roller 130 is an aluminum thin roller and contains a heat source such as a halogen heater, and the small-diameter roller 131 is a silicon rubber roller having high heat conduction.
In the paper heating means of FIG. 9, an endless metal SUS belt 132 is stretched between a high-temperature metal roller 130 and a small-diameter roller 131. In this configuration, heating can be performed up to the vicinity of the transfer nip N, and the contact time with the paper can be made longer than in the configuration of FIG. In order to ensure contact between the paper and the SUS belt 132, a pressing member such as a roller or a leaf spring may be provided from the back of the paper.
The paper heating means shown in FIG. 10 includes a heating element 134 having PTC characteristics capable of self-temperature control as a heating source and a SUS leaf spring 133 extending from the heating element. The leaf spring 133 and the paper surface are in contact with each other and heated. The heating element 134 is a resistance heating element whose resistance rapidly increases when a predetermined Curie point is reached. For this reason, the self-temperature control function can safely prevent an accident in which the temperature of the paper is abnormally increased. Instead of the SUS leaf spring, a metal brush in which metal fibers are bundled may be used so as to follow the uneven surface of the paper and overheat.

図11の紙加熱手段は加熱源としてPTC特性を有する発熱体134を用紙の上面に接触させると共に、繊維を植毛した押し当て部材122を用紙下面に圧接させることによって、用紙表面を加熱する。図10と比べて用紙加熱時間を長くできるので、用紙速度がアップしても加熱時間が確保できる。押し当て部材122の繊維はポリイミド繊維を用いている。また、繊維の巻き込み防止のため繊維進入防止部材123を設けている。
また、紙加熱手段から転写ニップNに突入するまでの受け渡し区間で補助加熱手段(輻射過熱)によって、紙表面温度の低下を抑えることができ、より安定して加熱することができる。その際、安全性のため異常時には輻射をさえぎるシャッターを設けることが好ましい。
図1に戻り、紙加熱手段(記録媒体用加熱手段)としての加熱ローラ120を通過した用紙Pは、従動ローラ9に支承され転写定着ベルト2と加圧ローラ24により形成されたニップN(転写定着部)に突入し挟持され加圧および加熱されながらニップを通過することによって転写定着ベルト2の像担持面上のトナー像Tが用紙P表面に転写定着される。
上述の転写定着工程の後、転写定着ベルト2に対する転写部と、最も上流側の感光体3Kに対する転写部との間にある冷却手段20によって、転写定着ベルト2は冷却される。これによって、転写定着ベルト2の温度上昇を抑えることができ、感光体への熱影響がなくなる。冷却手段20では、特に温度が高い領域を集中して選択的に強く冷却するように制御しており、転写定着ベルト2に温度ムラが残るのを効率的に防止している。
なお、図1に示すように冷却手段20と併用して冷却手段20の下流位置に、均しローラ210を設けて補助的に温度分布を均すようにしてあり、併行して温度ムラ解消を一層確実に行えるようにしている。この均しローラ210については別途後述する。
The paper heating means shown in FIG. 11 heats the paper surface by bringing a heating element 134 having a PTC characteristic into contact with the upper surface of the paper as a heating source and pressing the pressing member 122 having fibers implanted into the lower surface of the paper. Since the paper heating time can be made longer than in FIG. 10, the heating time can be secured even if the paper speed is increased. The fibers of the pressing member 122 are polyimide fibers. Further, a fiber intrusion preventing member 123 is provided to prevent the fiber from being caught.
Further, in the transfer section from the paper heating means to the transfer nip N, the auxiliary heating means (radiation overheating) can suppress the decrease in the paper surface temperature, and the paper can be heated more stably. At this time, for safety, it is preferable to provide a shutter that blocks radiation when abnormal.
Returning to FIG. 1, the paper P that has passed through the heating roller 120 as a paper heating unit (recording medium heating unit) is supported by the driven roller 9 and is formed by the transfer fixing belt 2 and the pressure roller 24. The toner image T on the image carrying surface of the transfer and fixing belt 2 is transferred and fixed onto the surface of the paper P by passing through the nip while being pressed and heated by being entered into the fixing unit).
After the above-described transfer fixing step, the transfer fixing belt 2 is cooled by the cooling means 20 between the transfer portion for the transfer fixing belt 2 and the transfer portion for the most upstream photoconductor 3K. As a result, the temperature rise of the transfer fixing belt 2 can be suppressed, and the thermal effect on the photoreceptor is eliminated. The cooling means 20 is controlled so as to selectively and strongly cool a region where the temperature is particularly high, thereby effectively preventing temperature unevenness from remaining on the transfer fixing belt 2.
In addition, as shown in FIG. 1, in combination with the cooling means 20, a leveling roller 210 is provided at a downstream position of the cooling means 20 so as to level the temperature distribution as an auxiliary. We are trying to do it more reliably. The leveling roller 210 will be described later separately.

次に本実施形態の特徴点である冷却手段20について図2を用いて詳細に説明する。図2は本実施形態のファンを複数個並べて構成した冷却装置である。冷却装置としてベルト幅方向(移動方向と直交方向)に沿って整列して配設された複数のファン(軸流ファン、クロスフローファンなど)を用いている。
そして、図示しない制御部が、既存の紙幅検知部(図示なし)からの用紙幅信号に基づいて、各ファンを個別に風量制御あるいはON/OFF制御することによって、高温の紙と接触した転写定着ベルトを幅方向に選択的に冷却する(転写定着部材の冷却幅を制御する)。すなわち、紙と接触し温度上昇した部分を選択的に冷却する。上記紙幅検知部からの信号によって、紙幅に対応するファンのみをONする。例えばA4縦であれば、紙が通過した210mm幅に対応する部分(帯状領域)の転写定着ベルトを選択的に集中して冷却し、効率的に転写定着ベルトを冷却することができる。
上記のように冷却に気体を用いる強制空冷の場合は換気風量が重要である。本実施形態では先に示した冷却手段20を補助し冷却効率を高めるための構成として機外へ冷却に用いたエアーを放出するための排気手段(送風手段)としてファンを配設してある。この排気用のファンは、一つ以上設けても良い。冷却に気体を用いる強制空冷の場合、一般的に以下のような式が適用できる。
q=ΔT・(ρ・Cp・Q/60)
ここで、q:装置発熱量(W)=紙から受け取る熱量
ΔT:内部温度上昇(K)=転写定着ベルト温度上昇
ρ:空気密度(kg/m3)=常温にて約1.2kg/m3
Cp:空気の定圧比熱(J/(kg・K))=約1007J/(kg・K)
Q:必要換気量(m3/min)、である。
Next, the cooling means 20 which is a characteristic point of this embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 shows a cooling device in which a plurality of fans according to this embodiment are arranged. As the cooling device, a plurality of fans (axial fans, cross flow fans, etc.) arranged in alignment along the belt width direction (direction orthogonal to the moving direction) are used.
Then, a control unit (not shown) performs individual air volume control or ON / OFF control of each fan based on a paper width signal from an existing paper width detection unit (not shown), thereby transferring and fixing the fan in contact with high-temperature paper. The belt is selectively cooled in the width direction (the cooling width of the transfer fixing member is controlled). That is, the portion where the temperature has increased due to contact with the paper is selectively cooled. Only the fan corresponding to the paper width is turned on by a signal from the paper width detection unit. For example, in the case of A4 length, the transfer and fixing belt in the portion (band-like region) corresponding to the 210 mm width through which the paper has passed can be selectively concentrated and cooled to efficiently cool the transfer and fixing belt.
In the case of forced air cooling using gas for cooling as described above, the ventilation air volume is important. In the present embodiment, a fan is disposed as an exhaust means (air blowing means) for discharging the air used for cooling outside the apparatus as a configuration for assisting the cooling means 20 described above and enhancing the cooling efficiency. One or more exhaust fans may be provided. In the case of forced air cooling using a gas for cooling, the following formula is generally applicable.
q = ΔT · (ρ · Cp · Q / 60)
Here, q: apparatus heat generation amount (W) = heat amount received from paper ΔT: internal temperature increase (K) = transfer fixing belt temperature increase ρ: air density (kg / m3) = about 1.2 kg / m3 at room temperature
Cp: constant pressure specific heat of air (J / (kg · K)) = about 1007 J / (kg · K)
Q: Necessary ventilation (m3 / min).

図1により冷却風の流れを具体的な例を示して説明する。冷却装置20からの冷却エアーを被冷却対象物である転写定着ベルト(紙幅検知部からの用紙幅信号に基づいた幅)へ送風する。このとき、エアーフローをスムースにするため、転写定着ベルト搬送方向へやや傾けたほうが良い。転写定着ベルトを冷却したエアーは転写定着ベルトの搬送方向へ沿って流れ、転写定着ベルト下流側に設置された排気手段(送風手段)として機能する排出ファン26によって、機外へ放出される。
例えば、排出ファン26として、軸流ファンを装置筐体の適切な位置に配設する。排出ファン26の気体吸入側および/または気体送出側に適宜のダクトを設けるようにしても良い。このように、常にフレッシュなエアーを冷却風として用い、スムースなエアーフローで換気風量を上げることでより効果的な冷却が可能となる。なお、別な実施形態として後述するように、冷却装置(冷却手段)としてイオン風を用いている場合(図5、図6参照)には、オゾンが発生するので、排出ファン26には、オゾンフィルターをつけることが望ましい。
冷却手段20の下流位置に配設されて転写定着ベルト2に接触させてある均しローラ210も、補助的に温度ムラをより減少させている。ヒートパイプや熱伝導率の高いグラファイトなどの材料で形成されており、転写定着ベルト2に接触して回転する。なお、均しローラ210を別途設けずにローラ11をヒートパイプローラとすることで均しローラと兼用することも可能である。そして、冷却された転写定着ベルト上の残留物(残トナーなどの付着物)はベルトクリーニング装置12によって回収され、一連の転写定着プロセスは完了する。
The flow of cooling air will be described with reference to FIG. Cooling air from the cooling device 20 is blown to a transfer fixing belt (width based on a paper width signal from a paper width detection unit) that is an object to be cooled. At this time, in order to make the air flow smooth, it is better to slightly tilt in the transfer fixing belt conveyance direction. The air that has cooled the transfer fixing belt flows in the transfer fixing belt conveyance direction, and is discharged outside the apparatus by a discharge fan 26 that functions as an exhaust unit (blow unit) installed on the downstream side of the transfer fixing belt.
For example, as the discharge fan 26, an axial fan is disposed at an appropriate position of the apparatus housing. An appropriate duct may be provided on the gas suction side and / or the gas delivery side of the exhaust fan 26. Thus, more effective cooling is possible by always using fresh air as cooling air and increasing the ventilation air volume with a smooth air flow. As will be described later as another embodiment, ozone is generated when ion wind is used as a cooling device (cooling means) (see FIGS. 5 and 6). It is desirable to attach a filter.
The leveling roller 210 disposed downstream of the cooling unit 20 and in contact with the transfer and fixing belt 2 also assists in reducing temperature unevenness. It is made of a material such as a heat pipe or graphite having high thermal conductivity, and rotates in contact with the transfer fixing belt 2. In addition, it is also possible to use the roller 11 as a heat pipe roller without providing the leveling roller 210 separately, and to also serve as the leveling roller. Then, the residue (attached matter such as residual toner) on the cooled transfer and fixing belt is collected by the belt cleaning device 12, and a series of transfer and fixing processes is completed.

冷却手段20としては、上述例とは異なる構成を採用することも可能であり、上述した構成と同等の作用効果が得られる。空気流を利用した冷却手段20の異なる実施例を挙げる。
図3は、変形例の冷却手段20Aを示す模式的構成図である。この冷却手段20Aは、単一の冷却装置(長尺シロッコファン)のファン吹き出し口に延在する方向を適宜の駆動機構で可変に構成したルーバーが装着されている。この構成の場合には冷却制御部が、紙幅検知部からの信号によってルーバーを駆動して姿勢を制御し、紙幅に対応する転写定着ベルト領域へ集中的にエアーが送風されるようにする。トナー画像は転写定着ベルト2の幅方向対称に中央部に形成されるのでルーバー群は、転写定着ベルト2の側端部寄りのものを幅方向対称に可動させれば足りる。
図4は別な構成例を示しており、コンプレッサまたはファンから供給したエアーをベルト幅方向に分布した多数の開口群(エアー噴出し穴)を有したエアノズルから噴出させ、転写定着ベルトを冷却する。これも、紙幅検知部からの信号によってエアー噴出し穴を開閉制御し紙幅に対応する位置のノズルのみを開状態にすることで、転写定着ベルトの温度上昇した部分を選択的に冷却することができる。
As the cooling means 20, it is possible to adopt a configuration different from the above-described example, and the same effects as the above-described configuration can be obtained. Different embodiments of the cooling means 20 using air flow are given.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a cooling unit 20A according to a modification. The cooling means 20A is equipped with a louver that is configured to be variable in a direction extending to a fan outlet of a single cooling device (long sirocco fan) by an appropriate drive mechanism. In the case of this configuration, the cooling control unit drives the louver by a signal from the paper width detection unit to control the posture so that air is intensively blown to the transfer fixing belt region corresponding to the paper width. Since the toner image is formed at the center of the transfer and fixing belt 2 symmetrically in the width direction, it is only necessary to move the louver group near the side end of the transfer and fixing belt 2 in the width direction.
FIG. 4 shows another configuration example, in which air supplied from a compressor or a fan is ejected from an air nozzle having a large number of aperture groups (air ejection holes) distributed in the belt width direction to cool the transfer fixing belt. . This is also possible by selectively opening and closing the nozzles at positions corresponding to the paper width by opening and closing the air ejection holes in accordance with a signal from the paper width detection unit, thereby selectively cooling the portion of the transfer fixing belt where the temperature has increased. it can.

以上説明したように、第1の実施形態によれば、紙幅検知部からの用紙幅信号に基づいて、紙と接触した転写定着ベルト幅を選択的に冷却することで転写定着後の転写定着ベルトの温度ムラ、特に連続通紙中による転写定着ベルトの紙幅温度上昇を抑えることができ、常に良好な画像を提供することができる。
なお、本実施形態は、未定着トナー像を保持した用紙を単に加熱・加圧する従来の定着装置に対し、紙加熱転写定着方式を採っているので、既知効果としての省エネルギー特質も備えている。この点について簡略に説明すると、従来のカラ−画像形成装置では十分な光沢を得るために用紙による温度低下を考慮して白黒画像形成装置に比べて1.5倍ほどの熱量を与えていた。このため、用紙が必要以上に加熱されるとともに、トナーと用紙の密着性も必要以上に高められていた。
これに対し本実施形態では、十分な光沢を得るための温度として、転写定着ベルト温度と紙温度とそれぞれ独立に設定できるようにしてあるので、転写定着ベルト2の温度(定着設定温度)を低くできる。また、用紙Pは直前に加熱されるので過剰に加熱されず、トナーTと用紙の密着性も必要以上に高められることはない。
このように本実施形態においては、中間転写体への熱移動を抑制できるので耐久性を向上させることができている。また、既述した冷却手段を備えているから中間転写体の温度を低減でき、中間転写体側の熱劣化を一段と抑制できる。なお、低速機の場合など装置の仕様や定格によっては、前述した定着直後の選択的な冷却手段20のみとしても良く、実用上充分な冷却性能を確保できる。
As described above, according to the first embodiment, the transfer fixing belt after transfer fixing is performed by selectively cooling the width of the transfer fixing belt in contact with the paper based on the paper width signal from the paper width detecting unit. Temperature unevenness, in particular, an increase in the paper width temperature of the transfer and fixing belt during continuous paper feeding can be suppressed, and a good image can always be provided.
Note that the present embodiment employs a paper heating transfer fixing method with respect to a conventional fixing device that simply heats and presses a sheet holding an unfixed toner image, and thus has an energy saving characteristic as a known effect. Briefly describing this point, in the conventional color image forming apparatus, in order to obtain a sufficient gloss, the heat amount about 1.5 times that of the black and white image forming apparatus is given in consideration of the temperature drop due to the paper. For this reason, the paper is heated more than necessary, and the adhesion between the toner and the paper is increased more than necessary.
In contrast, in the present embodiment, the temperature for transferring and fixing belt 2 and the paper temperature can be set independently as temperatures for obtaining sufficient gloss, so the temperature of fixing and fixing belt 2 (fixing set temperature) is lowered. it can. Further, since the paper P is heated immediately before, it is not excessively heated and the adhesion between the toner T and the paper is not increased more than necessary.
Thus, in this embodiment, since heat transfer to the intermediate transfer member can be suppressed, durability can be improved. Further, since the cooling means described above is provided, the temperature of the intermediate transfer member can be reduced, and thermal deterioration on the intermediate transfer member side can be further suppressed. Depending on the specifications and ratings of the apparatus, such as in the case of a low speed machine, only the selective cooling means 20 immediately after the fixing described above may be used, and a practically sufficient cooling performance can be secured.

[第2実施形態]
第2の実施形態は、上述した第1実施形態の構成に加えて更に既述した冷却手段20の気体吸入側に熱交換器を取り付けるようにしたものである。図示は省略するが、熱交換器を併用することで、冷却された気体を取り入れ、被冷却物である転写定着ベルトに冷却された気体を当てることで、より冷却効果を上げることが可能となる。
熱交換器は、隔壁を通じて2つの流体間で熱の授受を行わせて、加熱、蒸発、冷却、凝縮などの用途に使用されるものであり、一般的には、次のようなものがある。
イ)多管円筒形熱交換器
ロ)二重管式熱交換器
ハ)プレート式熱交換器
ニ)その他の熱交換器
これらのいずれかの熱交換器を用い、冷却されたエアーを冷却に利用することで常温のエアーよりも、効果的に転写定着ベルトを冷却することができる。
[Second Embodiment]
In the second embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment described above, a heat exchanger is attached to the gas suction side of the cooling means 20 described above. Although illustration is omitted, by using a heat exchanger in combination, it is possible to further increase the cooling effect by taking in the cooled gas and applying the cooled gas to the transfer fixing belt that is the object to be cooled. .
A heat exchanger is used for applications such as heating, evaporation, cooling, and condensation by transferring heat between two fluids through a partition wall. .
B) Multi-tubular cylindrical heat exchanger b) Double pipe heat exchanger c) Plate heat exchanger d) Other heat exchangers Use any of these heat exchangers to cool the cooled air By using it, the transfer fixing belt can be cooled more effectively than air at normal temperature.

[第3実施形態]
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。本実施形態では、先に図1に示した第1実施形態におけるファンに替えて冷却手段20としてイオン風冷却装置を用いており、コロナ放電により発生したイオン風を利用して気流を生じさせ、該気流によって被冷却部である転写定着ベルトを冷却するようにしたものである。
第3実施形態の画像形成装置(複写機)は、冷却手段としての冷却装置20が異なるのみで、その他の部分の構成は第1実施形態と全く同一(図1参照)で良いため、要部全体構成の図示と同等各部の説明は省略し、以下では冷却装置を主体に説明する。
第1実施形態で冷却手段に用いたファンはその作動時に騒音を発生し、しかも設置に大きなスペースを必要とする。また、ファンによるエアーは拡散する乱流となるためピンポイントで冷却するのは限界がある。このような諸々の点を鑑みて、本実施形態では冷却手段としてイオン風を発生させこれを利用し、転写定着ベルトを冷却する。ファン等の冷却装置に比べ、騒音を発生せず、小型化が可能となっている。
付言すれば、第3実施形態で用いたイオン風冷却装置は、冷却手段として機能するとともに転写定着ベルトや未転写のトナーの残留電荷を除電することができ、クリーニングや次の作像プロセスを良好に行うことができる副次的効果もある。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, an ion wind cooling device is used as the cooling means 20 instead of the fan in the first embodiment shown in FIG. 1, and an air current is generated using the ion wind generated by corona discharge. The transfer fixing belt, which is a cooled portion, is cooled by the air flow.
The image forming apparatus (copier) according to the third embodiment is different from the first embodiment only in the configuration of the other parts except that the cooling device 20 as a cooling unit is different. Description of each part equivalent to the illustration of the entire configuration is omitted, and the cooling device will be mainly described below.
The fan used as the cooling means in the first embodiment generates noise during its operation, and requires a large space for installation. In addition, since the air from the fan becomes a turbulent flow that diffuses, there is a limit to cooling at a pin point. In view of these various points, in this embodiment, an ion wind is generated as a cooling means and is used to cool the transfer fixing belt. Compared to a cooling device such as a fan, noise is not generated and the size can be reduced.
In other words, the ion wind cooling device used in the third embodiment functions as a cooling unit and can neutralize residual charges of the transfer fixing belt and untransferred toner, so that the cleaning and the next image forming process are excellent. There are also side effects that can be achieved.

イオン風を利用した冷却装置について図を用い詳細に説明する。図5に例示したイオン風冷却装置は、転写定着ベルト2の幅方向に伸びて延在させたタングステンワイヤ21(60μm程度)を放電電極とし、該タングステンワイヤ21から転写定着ベルト側に位置して複数の電極板22を設けることによって構成されている。これらの電極板22は金属等の板状の導電体からなり、面方向を転写定着ベルト2の表面に交差させて設置され、交差角度を調節できるように可動式になっている。タングステンワイヤ(以下、単にワイヤ)21には放電電源23によって、高電圧(5〜10kV程度)が印加されるようになっており、各電極板22はアースされている。
放電電源23によってワイヤ21に高電圧が印加されると、ワイヤ21と電極板22との間でコロナ放電が発生し、ワイヤ21から電極板22へ向けて電流が流れる。これによって窒素や酸素がイオン化される。これらのイオン化された分子は、放電電極2から放射状に発生する電界の方向に向かって周囲の中性分子に衝突しながら流れ、それに伴って、イオン化された分子が放出された後に、近くの空気が流れ込み、ワイヤ21と電極板22の近傍のエアーを転写定着ベルト2の方向へと押し出すように作用し、気流を発生させイオン風が生じる。その際、紙幅検知部からの信号に基づいて制御されて端部側の電極板がルーバーのように可動し(図5の矢印の方向)、紙幅に対応する部分の転写定着ベルトへイオン風が導かれるようになっている。
A cooling device using ion wind will be described in detail with reference to the drawings. The ion wind cooling device illustrated in FIG. 5 uses a tungsten wire 21 (about 60 μm) extended in the width direction of the transfer and fixing belt 2 as a discharge electrode, and is positioned on the transfer and fixing belt side from the tungsten wire 21. A plurality of electrode plates 22 are provided. These electrode plates 22 are made of a plate-like conductor such as metal, and are installed so that the surface direction intersects the surface of the transfer and fixing belt 2 and is movable so that the angle of intersection can be adjusted. A high voltage (about 5 to 10 kV) is applied to a tungsten wire (hereinafter simply referred to as a wire) 21 by a discharge power source 23, and each electrode plate 22 is grounded.
When a high voltage is applied to the wire 21 by the discharge power source 23, a corona discharge is generated between the wire 21 and the electrode plate 22, and a current flows from the wire 21 toward the electrode plate 22. As a result, nitrogen and oxygen are ionized. These ionized molecules flow while colliding with the surrounding neutral molecules in the direction of the electric field generated radially from the discharge electrode 2, and in association therewith, after the ionized molecules are released, the nearby air Flows in and acts to push out air in the vicinity of the wire 21 and the electrode plate 22 in the direction of the transfer and fixing belt 2, thereby generating an air flow and generating an ion wind. At that time, the electrode plate on the end side is moved like a louver (controlled by the signal from the paper width detecting unit) (in the direction of the arrow in FIG. 5), and ion wind is applied to the transfer fixing belt in the portion corresponding to the paper width. It has come to be guided.

この動作によって、転写定着ベルトの長手方向についての温度ムラがなく、効率的に転写定着ベルトを冷却することができる。このとき、コロナ放電によって生じるイオン風にはオゾンが含まれているため、オゾンフィルター等でオゾンを除去することが望ましい。なお、上記構成ではワイヤに正負の電圧どちらを印加させても良いが、正の電圧を印加したほうが、気流の発生効率を高めることができて有利である。
イオン風を用いることの利点は、気流の乱れが少なく、被冷却物に対して均一に流すことが可能となる点にある。また、ファンよりも設置場所をとらずに済むし、騒音を発生することもない。さらに、付近のエアー(空気層)の熱伝導度を向上させる効果があり、イオン化された気体が接触するため、転写定着ベルトの残留電荷や残トナーの除電も行え、これによっても冷却効果の促進を図ることができる。
By this operation, there is no temperature unevenness in the longitudinal direction of the transfer and fixing belt, and the transfer and fixing belt can be efficiently cooled. At this time, since the ion wind generated by corona discharge contains ozone, it is desirable to remove ozone with an ozone filter or the like. In the above configuration, either positive or negative voltage may be applied to the wire. However, it is advantageous to apply a positive voltage because the efficiency of airflow generation can be increased.
The advantage of using the ionic wind is that there is little turbulence of the air flow and it is possible to flow uniformly to the object to be cooled. In addition, it requires less installation space than a fan and does not generate noise. In addition, it has the effect of improving the thermal conductivity of the nearby air (air layer), and the ionized gas comes into contact with it, so that residual charge on the transfer fixing belt and residual toner can be removed, which also promotes the cooling effect. Can be achieved.

図6は、イオン風冷却装置の異なった構成を示しており、放電電極として針電極31を用い、円環状の平板電極32との間に高電圧を印加して、コロナ放電を生じさせることで、針電極先端から平板電極32に向けて発生し中央の円形孔部分を通過して流れるイオン風を利用して転写定着ベルト2を冷却する構成である。
本構成では、図6(a)のように平板電極32に小孔を設け、そこからイオン風を噴射させる。図6(b)は実際のイオン風冷却装置の具体的な構成図であり、図に示すように、個々に通電制御可能な電極対(針電極31と平板電極32)を、転写定着ベルト2の幅方向に一列に複数組並べてイオン風冷却装置を構成する。稼動時には、紙幅検知部からの信号に応じて、紙幅に対応する位置の放電電極にのみバイアスを印加するように制御することで、転写定着ベルトの紙幅に対応する箇所を選択的にピンポイントで冷却することができる。
この構成により生じるイオン風は集約性(指向性)に優れており、局所的に送風することが可能となる。そのため、転写定着ベルトの紙幅に対応する箇所(領域)をピンポイントで冷却することが可能となになっている。図6(b)では中央寄りの4つの電極対に選択的に通電し、紙が接触した高温領域に集中的に冷却を行っている様子を図示してある。
なお、本実施例においても、先に示した実施例1の場合と全く同様に冷却手段に加えて機外へ冷却に用いたエアーを放出するための排気手段(送風手段)として一つ以上のファンを備えていて、より冷却効果を上げるようにしている。
FIG. 6 shows a different configuration of the ion wind cooling device, in which a needle electrode 31 is used as a discharge electrode and a high voltage is applied between the annular plate electrode 32 and a corona discharge is generated. The transfer fixing belt 2 is cooled by using ion wind generated from the tip of the needle electrode toward the flat plate electrode 32 and flowing through the central circular hole portion.
In this configuration, a small hole is provided in the flat plate electrode 32 as shown in FIG. FIG. 6B is a specific configuration diagram of an actual ion wind cooling device. As shown in the drawing, electrode pairs (needle electrode 31 and flat plate electrode 32) that can be individually controlled to energize are transferred to the transfer and fixing belt 2 as shown in FIG. The ion wind cooling device is configured by arranging a plurality of sets in a line in the width direction. During operation, the bias corresponding to the paper width of the transfer fixing belt is selectively pinpointed by controlling so that a bias is applied only to the discharge electrode at the position corresponding to the paper width in accordance with a signal from the paper width detector. Can be cooled.
The ionic wind generated by this configuration is excellent in intensive property (directivity) and can be blown locally. For this reason, it is possible to cool the portion (area) corresponding to the paper width of the transfer fixing belt pinpoint. FIG. 6B shows a state where power is selectively supplied to four electrode pairs near the center, and cooling is concentrated in a high-temperature region where the paper contacts.
In the present embodiment, one or more exhaust means (air blowing means) for releasing the air used for cooling to the outside of the apparatus in addition to the cooling means are the same as in the case of the first embodiment. It is equipped with a fan to increase the cooling effect.

以上説明した第3実施形態によれば、紙幅検知部からの用紙幅信号に基づいて、紙と接触した転写定着ベルトの幅適所を選択的に冷却することで転写定着後の転写定着ベルトの温度ムラ、特に連続通紙中による転写定着ベルトの紙幅温度上昇を抑えることができ、不具合なく良好な画像を提供することができる。
特に、イオン風冷却装置を採用しているため、ファン冷却に比べ冷却用の気流の乱れが少なく、被冷却物に対して均一に冷却用気体を流すことができる。また、ファンよりも設置場所をとらずに騒音を発生することもない。さらに、イオン化された気体のため、転写定着ベルトの残留電荷や残トナーの除電も行え、エアーの熱伝導度も向上させることも可能であり、これによっても冷却効果の促進を図ることができる。
なお、本実施例においても、先に示した実施例2の場合と全く同様に冷却手段の気体吸入側に熱交換器を取り付けることで、冷却された気体を取り入れ、被冷却物である転写定着ベルトに冷却された気体を当てることで、より冷却効果を上げるように構成することができる。これとは逆に、装置の定格や保証品質によってはイオン風冷却装置のみで実用上充分な冷却効果が得られる場合には、併用して設けた排気手段としてのファンについては省略しても良い。
According to the third embodiment described above, the temperature of the transfer fixing belt after the transfer fixing is performed by selectively cooling the appropriate width of the transfer fixing belt in contact with the paper based on the paper width signal from the paper width detecting unit. Unevenness, in particular, an increase in the paper width temperature of the transfer and fixing belt due to continuous paper feeding can be suppressed, and a good image can be provided without problems.
In particular, since the ion wind cooling device is employed, the cooling airflow is less disturbed than the fan cooling, and the cooling gas can be flowed uniformly to the object to be cooled. Moreover, noise is not generated because it takes less installation space than a fan. Further, since the gas is ionized, residual charges on the transfer and fixing belt and residual toner can be removed, and the thermal conductivity of air can be improved. This can also promote the cooling effect.
In this embodiment, the heat exchanger is attached to the gas suction side of the cooling means in the same manner as in the case of the second embodiment, so that the cooled gas is taken in and the transfer fixing that is the object to be cooled is performed. By applying the cooled gas to the belt, the cooling effect can be further enhanced. On the contrary, depending on the rating of the device and the guaranteed quality, if a sufficient cooling effect can be obtained with only the ion wind cooling device, the fan as an exhaust means provided in combination may be omitted. .

[第4実施形態]
本発明が適用される画像形成部の方式は、上述各実施形態のように4連タンデム方式のものに限らない。図1に示す以外にも、感光体上色重ね方式の画像形成装置に適用した場合においても既述したのと同様のメリットが得られる。図7に第4実施形態の感光体上色重ね方式の画像形成装置の内部要部を側面図で示す。画像形成装置としての全体構成は周知であり内部要部のみ示した。なお、図1と同等機能部分には、同一の符号を付してある。
この方式では、周動する単一の感光体の表面を帯電手段によって一様に帯電し、そこにレーザ書込手段により複数色の画像データをレーザ光によって順次書き込んで静電潜像を形成した後、複数の現像手段によってそれぞれ異なる色のトナーを付着させてトナー像を形成して可視化し、その各トナー像をトナー像担持体としての中間転写ベルト上に順次に一次転写して重ね合わせた後、転写定着装置によって記録媒体に一括して転写及び定着を行う。
[Fourth Embodiment]
The system of the image forming unit to which the present invention is applied is not limited to the quadruple tandem system as in the above embodiments. In addition to the case shown in FIG. 1, the same advantages as described above can be obtained when the present invention is applied to an image forming apparatus of the color superimposing type on the photoconductor. FIG. 7 is a side view showing the main part of the image forming apparatus of the color superimposing type on the photoreceptor according to the fourth embodiment. The overall configuration of the image forming apparatus is well known, and only the main internal parts are shown. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the functional part equivalent to FIG.
In this system, the surface of a single rotating photoreceptor is uniformly charged by a charging means, and image data of a plurality of colors is sequentially written by a laser writing means to form an electrostatic latent image. Thereafter, toners of different colors are attached by a plurality of developing means to form and visualize the toner images, and the respective toner images are sequentially primary-transferred and superposed on an intermediate transfer belt as a toner image carrier. Thereafter, the transfer and fixing are collectively performed on the recording medium by a transfer fixing device.

図7に示した感光体上色重ね方式の画像形成部自体は一般的なもので各部構成とその機能については、周知であるから説明は簡略化し、転写定着ベルト2の冷却装置についてのみ詳細に説明する。
図7のカラ−複写機も、装置本体中央部に位置する画像形成部1Aと、この画像形成部1Aの下方に位置する給紙部1B、上方に位置する図示しない画像読取部を有している。画像形成部1Aには、周回可能に張設されて水平方向に延びる転写面を提供する中間転写体としての転写定着ベルト2が配置されており、該転写定着ベルト2の上面には、色分解色と補色関係にある色の画像それぞれを形成するための構成が設けられている。
すなわち、単一の感光体3Aが転写定着ベルト2の転写面部に圧接させ配設されている。7Aは1次転写装置となる転写ローラである。転写ローラ7Aの周上には、補色関係にある色のトナー(イエロ−、マゼンタ、シアン、ブラック)によるトナー像を担持可能な像担持体としての現像装置6Y、6M、6C、6Kが転写面部に沿って順に並置されている。また、感光体3Aの周りには、回転過程において画像形成処理を実行するための図示を省略した帯電装置、及びクリ−ニング装置が配置されている。感光体3Aの上方には、光書き込み手段としての書き込み装置5Y、5M、5C、5Kが、配置されている。
The image forming unit of the color-superimposing method on the photoreceptor shown in FIG. 7 is a general one, and the configuration and function of each unit are well known, so the description is simplified, and only the cooling device for the transfer fixing belt 2 is described in detail. explain.
The color copier shown in FIG. 7 also has an image forming unit 1A located at the center of the apparatus main body, a sheet feeding unit 1B located below the image forming unit 1A, and an image reading unit not shown located above. Yes. The image forming unit 1A is provided with a transfer fixing belt 2 as an intermediate transfer member that is provided so as to be able to circulate and provide a transfer surface extending in the horizontal direction. A configuration is provided for forming each color image having a complementary color relationship with the color.
That is, a single photoconductor 3 </ b> A is disposed in pressure contact with the transfer surface portion of the transfer fixing belt 2. A transfer roller 7A is a primary transfer device. On the circumference of the transfer roller 7A, developing devices 6Y, 6M, 6C and 6K as image carriers capable of carrying toner images of complementary colors (yellow, magenta, cyan, black) are transferred surface portions. Are juxtaposed in order. Further, around the photoreceptor 3A, a charging device and a cleaning device (not shown) for performing image forming processing in the rotation process are arranged. Above the photoreceptor 3A, writing devices 5Y, 5M, 5C, and 5K as optical writing means are arranged.

感光体3Aの表面が図示しない帯電装置により一様に帯電され、続いて順次、各色毎に画像読取部からの画像情報に基づいて感光体3A上に静電潜像が形成され各色毎の現像装置6によりトナー像が重ねて形成される。こうして色重ねして形成されたカラー可視像(トナー像)が、所定のバイアスが印加される1次転写装置7Aにより転写定着ベルト2上に1次転写される。転写後感光体3A上に残留したトナーは図示しないクリ−ニング装置により除去され、また、転写後図示しない除電ランプにより感光体3Aの電位が初期化され、次の作像工程に備えられる。 1次転写された転写定着ベルト2上のカラートナー画像は、加熱手段13で加熱されながら転写定着部に向かい、ニップを通過する際に転写用紙Pに転写定着され排出経路へ搬送される。一方、転写定着後の転写定着ベルト2は、第1実施形態と全く同様に下流の冷却手段20によって転写用紙幅に対応する帯状の部分を集中的に冷却される。
本実施形態における転写定着装置は、第1実施形態と全く同等構成で(各部の寸法、厳密な配設位置寸法等は異なる)、転写定着ベルト2、ニップNを形成している加圧ローラ24、加熱手段(加熱体)13、冷却手段である送風ファン20(既述したイオン風冷却装置であっても無論良い)、排気ファン(排気手段)26、そして図示のない、紙幅検知手段としても機能している画像処理部および冷却制御部によって構成されている。
The surface of the photoreceptor 3A is uniformly charged by a charging device (not shown), and then an electrostatic latent image is sequentially formed on the photoreceptor 3A for each color based on image information from the image reading unit, and development for each color is performed. The toner image is formed by the apparatus 6 in an overlapping manner. The color visible image (toner image) formed in such a manner is superimposed on the transfer fixing belt 2 by the primary transfer device 7A to which a predetermined bias is applied. The toner remaining on the photoconductor 3A after the transfer is removed by a cleaning device (not shown), and the potential of the photoconductor 3A is initialized by a charge eliminating lamp (not shown) after the transfer to prepare for the next image forming process. The color toner image on the transfer fixing belt 2 that has been primarily transferred is directed to the transfer fixing portion while being heated by the heating unit 13, and is transferred and fixed to the transfer sheet P when passing through the nip, and is conveyed to the discharge path. On the other hand, after the transfer and fixing, the belt-like portion corresponding to the width of the transfer paper is intensively cooled by the downstream cooling means 20 in the same manner as in the first embodiment.
The transfer fixing device in the present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment (differences in the size of each part, strict arrangement position size, etc.), and the pressure fixing roller 24 forming the transfer fixing belt 2 and the nip N. , A heating means (heating body) 13, a blower fan 20 as a cooling means (which may of course be an ion wind cooling device as described above), an exhaust fan (exhaust means) 26, and a paper width detection means not shown The image processing unit and the cooling control unit are functioning.

本実施形態では、紙幅検知は、画像処理部において、入力画像信号(画像読取部からの画像情報、或は外部クライアント装置からの印刷ジョブ等)から、あるいはこれをラスター画像化した画像データから形成すべき画像の幅を検出して前述紙幅信号を生成し出力する。その他の上記各部の構成・機能は既述第1実施形態と同等であるから、説明は繰り返さない。冷却手段20(例えば軸流ファン、図2参照)によって転写定着ベルト2の転写用紙幅に対応する帯状の部分にのみ空気が集中的に吹き付けられ転写定着ベルト2を効率良く冷却する。転写定着ベルト2を冷却した空気は、大部分が排気ファン26によって装置外に排出される。
ちなみに、第4実施形態の感光体上色重ね方式は、単一の感光体上の作像動作として、1色のトナーに対する帯電、露光(書き込み)、現像までの一連の工程を、他色のトナーについても同様工程を同じ1つの感光体上で個別に行う方式である。一方、前述各実施形態での4連タンデム方式は、1色毎に1つの感光体上に作像工程を行い、中間転写体から転写定着体に2次転写定着した後、転写定着体から転写材に3次転写定着しており、各色分の感光体を複数必要とするものである。この方式と比較すると、本実施形態に示した感光体上色重ね方式は、高速対応性にも適しており、更に感光体が1つで構成されているため、省スペ−ス化が可能であり、マシンの低コストに繋がる利点がある。
In this embodiment, the paper width detection is formed in the image processing unit from an input image signal (image information from the image reading unit or a print job from an external client device) or from image data obtained by rasterizing the input image signal. The width of the image to be detected is detected and the paper width signal is generated and output. Other configurations and functions of the above-described units are the same as those of the first embodiment described above, and thus description thereof will not be repeated. The cooling means 20 (for example, an axial fan, see FIG. 2) concentrates air only on a belt-like portion corresponding to the transfer sheet width of the transfer fixing belt 2 to cool the transfer fixing belt 2 efficiently. Most of the air that has cooled the transfer fixing belt 2 is discharged out of the apparatus by the exhaust fan 26.
Incidentally, the color superimposing method on the photoconductor of the fourth embodiment is a series of processes from charging, exposure (writing), and development to one color toner as an image forming operation on a single photoconductor. For toner, the same process is performed individually on the same photoconductor. On the other hand, the quadruple tandem system in each of the above embodiments performs an image forming process on one photoconductor for each color, performs secondary transfer fixing from the intermediate transfer member to the transfer fixing member, and then transfers from the transfer fixing member. The material is tertiary-transfer-fixed on the material, and a plurality of photoreceptors for each color are required. Compared to this method, the on-photoreceptor color superposition method shown in this embodiment is also suitable for high-speed compatibility, and further, because it is composed of a single photoconductor, it is possible to save space. There is an advantage that leads to low cost of the machine.

以上複数の実施形態を挙げて本発明について説明したが、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。また、前記加熱手段と記録媒体加熱手段のうちいずれか一方のみを備えた転写定着装置であっても、転写定着部材の幅方向の温度ムラが生じる慮がある場合には、本発明を適用することで、次の作像プロセスに悪影響を与えるのを確実に防止できる。   The present invention has been described with reference to a plurality of embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and within the scope of the technical idea of the present invention, other than suggested in the above-described embodiments. However, it is obvious that the above embodiments can be modified as appropriate. In addition, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the above embodiments, and can be set to a number, position, shape, and the like that are suitable for carrying out the present invention. Further, the present invention is applied to a transfer fixing device including only one of the heating unit and the recording medium heating unit when temperature unevenness in the width direction of the transfer fixing member may occur. Thus, it is possible to reliably prevent adverse effects on the next image forming process.

第1実施形態の画像形成装置(カラ−複写機)の内部要部を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing an internal essential part of the image forming apparatus (color copying machine) according to the first embodiment. 第1実施形態に係る冷却手段を示す模式的構成図である。It is a typical block diagram which shows the cooling means which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る冷却手段の変形例を模式的に示す構成図である。It is a block diagram which shows typically the modification of the cooling means which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る冷却手段の別な変形例を模式的に示す構成図である。It is a block diagram which shows typically the another modification of the cooling means which concerns on 1st Embodiment. 第3実施形態におけるイオン風冷却装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the ion wind cooling device in 3rd Embodiment. (a)(b)は、イオン風冷却装置の異なった態様を示す構成図である。(A) (b) is a block diagram which shows the aspect from which an ion wind cooling device differs. 実施形態の感光体上色重ね方式の画像形成装置の内部要部を示す側面図である。FIG. 2 is a side view illustrating a main part of the image forming apparatus of the color superimposing type on the photoreceptor according to the exemplary embodiment. 実施形態に係る他の紙加熱手段に係る転写定着部分近傍の拡大図である。FIG. 6 is an enlarged view of the vicinity of a transfer fixing portion according to another paper heating unit according to the embodiment. 他の紙加熱手段を説明する拡大図である。It is an enlarged view explaining another paper heating means. 他の紙加熱手段を説明する拡大図である。It is an enlarged view explaining another paper heating means. 他の紙加熱手段を説明する拡大図である。It is an enlarged view explaining another paper heating means.

符号の説明Explanation of symbols

1A 画像形成部
1B 給紙部
2 転写定着ベルト(転写定着部材)
3Y、3M、3C、3K、(3A) 感光体
4(4Y、4M、4C、4K) 帯電装置
5(5Y、5M、5C、5K) 書き込み装置
6(6Y、6M、6C、6K) 現像装置
7、7A 1次転写装置(転写ローラ)
8 クリ−ニング装置
9、10 従動ローラ
11 駆動ローラ
12 クリ−ニング装置
13 加熱装置(加熱手段)
20 冷却手段(転写定着部材冷却手段)
21 タングステンワイヤ(放電電極)
22 電極板
23 放電電源
24 加圧ローラ(加圧部材)
26 排気手段(排出ファン)
31 針電極
32 平板電極、
120 加熱ローラ(紙加熱手段)
210 均しローラ(温度均し手段)
N ニップ
P 記録媒体
1A Image forming unit 1B Paper feeding unit 2 Transfer fixing belt (transfer fixing member)
3Y, 3M, 3C, 3K, (3A) Photoconductor 4 (4Y, 4M, 4C, 4K) Charging device 5 (5Y, 5M, 5C, 5K) Writing device 6 (6Y, 6M, 6C, 6K) Developing device 7 7A Primary transfer device (transfer roller)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 Cleaning apparatus 9, 10 Driven roller 11 Drive roller 12 Cleaning apparatus 13 Heating apparatus (heating means)
20 Cooling means (transfer fixing member cooling means)
21 Tungsten wire (discharge electrode)
22 Electrode plate 23 Discharge power supply 24 Pressure roller (pressure member)
26 Exhaust means (exhaust fan)
31 Needle electrode 32 Plate electrode,
120 Heating roller (paper heating means)
210 Leveling roller (Temperature leveling means)
N nip P recording medium

Claims (7)

記録媒体の転写定着面にトナー像を転写するとともに定着する転写定着装置であって、
表面に未定着トナー画像が形成される転写定着部材と、
前記転写定着部材上の未定着トナー画像を加熱する加熱手段と、
未定着トナー画像の記録媒体への転写定着前に、記録媒体の表面を予め加熱する記録媒体加熱手段と、
前記転写定着部材との間で記録媒体を加圧するニップ部を形成する加圧部材と、
を具備した転写定着装置において、
記ニップ部で未定着トナー画像を記録媒体に転写定着した後の前記転写定着部材を冷却するための、冷却幅を調節可能に構成された冷却手段と、
記録媒体の紙幅、または印字画像データにより決まる印字画像幅のいずれかに基づいて前記転写定着部材の冷却幅を制御する冷却制御部と、を備えたことを特徴とする転写定着
装置。
A transfer fixing device for transferring and fixing a toner image to a transfer fixing surface of a recording medium,
A transfer and fixing member on which an unfixed toner image is formed on the surface;
Heating means for heating an unfixed toner image on the transfer fixing member;
A recording medium heating means for preheating the surface of the recording medium before transferring and fixing the unfixed toner image to the recording medium ;
A pressure member that forms a nip portion that pressurizes the recording medium with the transfer fixing member;
In the transfer fixing device comprising:
For cooling said transfuse member after transferring fixed on the recording medium an unfixed toner image in the previous SL nip, and adjustably configured cooling means a cooling width,
And a cooling control unit that controls a cooling width of the transfer fixing member based on either a paper width of a recording medium or a print image width determined by print image data.
記録媒体の幅を検知して用紙幅信号を出力する紙幅検知部を更に備え、
前記冷却制御部は、前記紙幅検知部からの用紙幅信号または、印字画像データにより求めた印字画像幅信号のいずれかの信号に基づいて前記転写定着部材の冷却幅を制御することを特徴とする請求項1に記載の転写定着装置。
A paper width detector that detects the width of the recording medium and outputs a paper width signal;
The cooling control unit controls the cooling width of the transfer fixing member based on either a paper width signal from the paper width detection unit or a print image width signal obtained from print image data. The transfer fixing device according to claim 1.
前記冷却手段は、コロナ放電によって発生したイオン風を利用して冷却するイオン風冷却装置であることを特徴とする請求項1または2に記載の転写定着装置。   The transfer fixing device according to claim 1, wherein the cooling unit is an ion wind cooling device that cools using ion wind generated by corona discharge. 前記冷却手段は、送風装置によって発生させた気体流を冷却に用いることを特徴とする請求項1または2に記載の転写定着装置。   The transfer fixing device according to claim 1, wherein the cooling unit uses a gas flow generated by a blower for cooling. 気体を冷却する熱交換器を備え、前記熱交換器によって冷却された気体流またはイオン風を前記転写定着部材の冷却に用いることを特徴とする請求項3または4に記載の転写定着装置。   5. The transfer fixing device according to claim 3, further comprising a heat exchanger that cools a gas, wherein a gas flow or an ionic wind cooled by the heat exchanger is used for cooling the transfer fixing member. 前記転写定着装置組み込み装置本体の外側へ空気を吐き出すための排気手段を更に備えたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の転写定着装置。   6. The transfer fixing device according to claim 1, further comprising an exhaust unit for discharging air to the outside of the main body of the transfer fixing device built-in apparatus. 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の転写定着装置を備えたことを特徴とする電子写真方式による画像形成装置。   An electrophotographic image forming apparatus comprising the transfer fixing apparatus according to claim 1.
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