JP5304614B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファックス、複合機等の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a fax machine, and a multifunction machine.
複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置は、内部に現像器、定着器などの発熱を伴う複数のユニットが設置されている。特に、加熱・加圧動作で記録紙(用紙)上にトナー像を定着させる定着器においては、ヒータ等を内蔵した加熱ローラと加圧ローラ間のニップ部にトナー像が転写された記録紙が搬入されると、加熱ローラからの接触伝熱によりトナーが軟化し、表面に弾性部材(弾性層)が設けられた加圧ローラによりトナーが記録紙に圧接されることで、記録紙上にトナー像が定着される。 2. Description of the Related Art An electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer has a plurality of units that generate heat such as a developing device and a fixing device. In particular, in a fixing device that fixes a toner image on a recording paper (paper) by a heating / pressing operation, the recording paper on which the toner image is transferred to a nip portion between a heating roller and a pressure roller with a built-in heater or the like is used. When carried in, the toner is softened by contact heat transfer from the heating roller, and the toner is pressed against the recording paper by a pressure roller having an elastic member (elastic layer) provided on the surface, so that a toner image is formed on the recording paper. Is established.
このように、定着器による加熱・加圧動作でトナー像が定着された記録紙は高温状態になるため、近年の画像形成装置の高速化に伴って、連続的にトナー像が記録紙に定着されて排出されると、高温状態のトナーが重なり合った記録紙に溶融して密着するなどの不具合が発生する。このため、定着後の高温状態になっている記録紙を冷却するための冷却手段を備えた画像形成装置が従来より提案されている(例えば、特許文献1参照)。 As described above, since the recording paper on which the toner image is fixed by the heating / pressurizing operation by the fixing device becomes a high temperature state, the toner image is continuously fixed on the recording paper as the speed of the image forming apparatus in recent years increases. If the toner is discharged, problems such as high temperature toner melting and adhering to the overlapping recording papers occur. For this reason, an image forming apparatus provided with a cooling unit for cooling a recording sheet in a high temperature state after fixing has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
前記特許文献1の画像形成装置は、定着後の高温状態になっている記録紙(記録材)にヒートパイプを接触させて記録紙の熱を熱伝導により冷却する構成である。更に、定着後の記録紙からの排熱を利用するために、ヒートパイプから熱伝導手段を介して、定着器の上流側に設けた定着前搬送ベルトを支持する支持部材に熱伝導を行なうことによって、定着前の記録紙を予熱するようにしている。
The image forming apparatus of
ところで、前記特許文献1の画像形成装置では、定着後の記録紙からヒートパイプへの伝熱においては、ヒートパイプ表面を記録紙が移動している接触伝熱状態なので、記録紙とヒートパイプとの接触界面に空気層及びヒートパイプ容器金属の熱抵抗があって伝熱ロスが生じ、定着後の記録紙からの排熱を効率良く利用できていなかった。このため、定着後の高温状態になっている記録紙の効果的な冷却と、定着後の記録紙からの排熱を効率良く利用することができるようした画像形成装置が望まれていた。
By the way, in the image forming apparatus of
そこで、本発明は、定着後の高温状態になっている記録紙の効果的な冷却と、定着後の記録紙からの排熱を効率良く利用することができるようした画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides an image forming apparatus capable of efficiently using the effective cooling of the recording paper in a high temperature state after fixing and the exhaust heat from the recording paper after fixing. With the goal.
前記目的を達成するために請求項1に記載の発明は、画像形成手段で形成された記録材上の未定着画像に対して、該未定着画像を加熱して記録材上に定着させる定着手段を有する画像形成装置において、前記定着手段の記録材搬送方向下流側にて、前記定着手段で未定着画像が加熱定着されて温度上昇している記録材に対して水分を付与する水分付与手段と、前記水分付与手段で水分付与後に前記記録材から蒸発する水蒸気を含む高温気体、及び前記定着手段を含む該定着手段周囲の高温度の雰囲気を収集して、前記画像形成装置内の調湿又は調温を行なう所定箇所へ輸送する熱輸送路と、前記熱輸送路の出口に配置された熱交換器とを備えたことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the invention according to
請求項2に記載の発明は、前記所定箇所は、少なくとも、前記記録材が複数積層状態で収納される給紙部近傍、前記画像形成手段のうちの現像手段近傍、前記定着手段の記録材搬送方向上流側の搬送路近傍のいずれかであることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, the predetermined portion is at least in the vicinity of a paper feed unit in which a plurality of recording materials are stored in a stacked state, in the vicinity of a developing unit in the image forming unit, and in the recording unit conveyance of the fixing unit. It is one in the vicinity of the conveyance path on the upstream side in the direction.
請求項3に記載の発明は、前記定着手段の記録材搬送方向下流側近傍と前記定着手段の記録材搬送方向上流側に少なくとも配置した、前記記録材及び前記画像形成装置内の雰囲気の温度と水蒸気密度を検出するためのセンサと、前記熱交換器の下流側に配置した排気手段と、前記水分付与手段に備えた、前記記録材へ付与する水分付与量を調整するための水分付与量調整手段と、前記排気手段の排気流量と水分付与量調整手段による水分付与量を制御する制御手段を有し、前記制御手段は、前記センサで検出したセンサ情報に基づいて、前記水蒸気密度が飽和水蒸気密度を超えないようにして該水蒸気密度が最大量となるように、前記排気手段と前記水分付与量調整手段を制御することを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, the temperature of the recording material and the atmosphere in the image forming apparatus disposed at least near the downstream of the fixing unit in the recording material conveyance direction and upstream of the fixing unit in the recording material conveyance direction, Moisture application amount adjustment for adjusting the water application amount provided to the recording material, provided in the water supply device, and a sensor for detecting the water vapor density, an exhaust means disposed on the downstream side of the heat exchanger And a control means for controlling the moisture flow rate by the exhaust gas flow rate of the exhaust means and the moisture content adjustment means, and the control means has a water vapor density of saturated steam based on sensor information detected by the sensor. The exhaust means and the moisture application amount adjusting means are controlled so that the water vapor density becomes the maximum amount without exceeding the density.
請求項4に記載の発明は、前記制御手段による前記制御を一回行った後、前記制御手段は、前記センサで検出したセンサ情報に基づいて、再度前記制御を行うことを特徴としている。
The invention according to
請求項5に記載の発明は、前記水分付与手段は、前記定着手段の記録材搬送方向下流側近傍に配置した、定着後の前記記録材の少なくとも一方側の面に対して水滴を吐出させるための複数の吐出口を有する水吐出ヘッドを有し、前記複数の吐出口から吐出された水滴が前記記録材の面に付与された後に、隣接する各水滴の該記録材内に浸透して広がる範囲が重ならないように、少なくとも、前記複数の吐出口の配置間隔、前記吐出口の数、前記吐出口からの吐出量のいずれかを最適に設定することを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, the moisture applying unit discharges water droplets to at least one surface of the recording material after fixing, which is disposed in the vicinity of the fixing unit on the downstream side in the recording material conveyance direction. A water discharge head having a plurality of discharge ports, and after water droplets discharged from the plurality of discharge ports are applied to the surface of the recording material, each of the adjacent water droplets penetrates into the recording material and spreads. It is characterized in that at least one of the arrangement interval of the plurality of discharge ports, the number of the discharge ports, and the discharge amount from the discharge ports is optimally set so that the ranges do not overlap.
請求項6に記載の発明は、前記熱交換器近傍に、熱を電力に変換可能な熱電交換器を設けたことを特徴としている。
The invention described in
請求項7に記載の発明は、前記水分付与手段は、前記記録材に対して水以外にも、少なくとも、透明剤、光沢剤のいずれか一方を含有する水を付与するようにしたことを特徴としている。 The invention described in claim 7 is characterized in that the moisture applying means applies water containing at least one of a transparent agent and a brightener to the recording material in addition to water. It is said.
請求項8に記載の発明は、前記定着手段の記録材搬送方向下流側近傍に、高電圧の印加によりイオンを発生するイオン発生電極を設けたことを特徴としている。
The invention described in
本発明によれば、加熱定着後の記録紙に水分を付与して記録紙を効果的に冷却することができるので、記録紙にカール等が生じることを防止して排出することができる。更に、加熱定着後の記録紙に水分を付与した際に、蒸発した水蒸気、及び定着手段を含む定着手段周囲の高温度の雰囲気の排熱を効率良く収集して、画像形成装置内の所定箇所の調湿又は調温に利用することができるので、排熱利用効率をより高めることが可能となる。 According to the present invention, moisture can be applied to the recording paper after heat-fixing to effectively cool the recording paper, so that the recording paper can be prevented from being curled and discharged. Further, when moisture is applied to the recording paper after heat-fixing, the evaporated water vapor and the exhaust heat of the high-temperature atmosphere around the fixing unit including the fixing unit are efficiently collected, and a predetermined location in the image forming apparatus is collected. Therefore, the exhaust heat utilization efficiency can be further increased.
以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。
〈実施形態1〉
図1は、本発明の実施形態1に係る画像形成装置の構成を示す概略図、図2は、図1の画像形成装置の定着器近傍を示す概略図である。本実施形態の画像形成装置は、加熱・加圧動作で記録紙上にトナー像を定着させる定着器を有する電子写真方式のカラープリンタに適用した例である。
Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments.
<
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to
図1に示すように、本実施形態に係る画像形成装置(カラープリンタ)1は、一定の間隔で並設された4つの画像形成部2a,2b,2c,2d、中間転写ベルト3、定着器4、露光装置(不図示)、給紙カセット5a,5b、及び定着後の記録紙(記録材)に水分を付与する水分付与装置6等を備えている(水分付与装置6の詳細については後述する)。
As shown in FIG. 1, an image forming apparatus (color printer) 1 according to the present embodiment includes four
各画像形成部2a,2b,2c,2dは、感光体ドラム7、現像器8、帯電器(不図示)、クリーニング装置(不図示)等をそれぞれ有しており、画像形成部2a,2b,2c,2dの各現像器8には、現像剤としてのY(イエロー)、C(シアン)、M(マゼンタ)、K(ブラック)の各トナーがそれぞれ収納されている。中間転写ベルト3は、駆動ローラ9a及び複数の従動ローラ9b,9c,9dによって張架されている。定着器4は、ヒータ10を内蔵した加熱ローラ4aと加圧ローラ4bが回転可能に圧接している。
Each of the
前記画像形成装置1の画像形成動作時においては、各画像形成部2a,2b,2c,2dの各感光体ドラム7の表面を帯電器(不図示)でそれぞれ帯電させ、入力される画像情報に応じて露光装置(不図示)により露光を行って静電潜像を形成した後、現像器8でそれぞれ現像を行うことにより、各色(イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック)のトナー像が各感光体ドラム7上に形成される。そして、各感光体ドラム7上のトナー像は、矢印a方向に回動する中間転写ベルト3上に各色のトナー像が順次重ね合わされるようにして転写(1次転写)される。
During the image forming operation of the
そして、給紙カセット5a,5bの選択した一方の給紙カセットから所定のタイミングで転写部位に搬送される用紙などの記録紙Pに、2次転写ローラ11により中間転写ベルト3上に担持されているフルカラーのトナー像が一括して転写(2次転写)される。トナー像が転写された記録紙Pは定着器4に搬送されて、定着器4の加熱ローラ4aと加圧ローラ4b間のニップ部にて加熱・加圧されることにより、記録紙P上にトナー像が加熱定着される。定着器4にてトナー像が加熱定着された記録紙Pは、排紙トレイ12(又は排紙トレイ13)に排出される。
Then, a recording sheet P such as a sheet transported to a transfer portion at a predetermined timing from one selected
なお、記録紙の両面に画像形成を行なう場合は、記録紙の一面側にトナー像を定着した後、一旦反転搬送経路部(不図示)に搬送した後に再度この記録紙を転写部位に搬送して、他面側に画像を転写、定着した後に排出する。 When forming images on both sides of the recording paper, after fixing the toner image on one side of the recording paper, the toner image is once transported to the reverse transport path (not shown) and then transported again to the transfer site. Then, the image is transferred and fixed on the other side and then discharged.
また、本実施形態の画像形成装置1は、定着後の記録紙に水分を付与する水分付与装置6と、この水分付与装置6で定着後の記録紙に水分を付与したときに該記録紙から発生(蒸発)する水蒸気(熱)を輸送するための複数の水蒸気輸送管20a,20b,20cと、各水蒸気輸送管20a,20b,20cの排出口側にそれぞれ接続された凝縮器(熱交換器)21a,21b,21c,21dを備えている。
Also, the
図1、図2に示すように、水分付与装置6は、定着器4の記録紙搬送方向下流側に配置した一対の水付与ローラ22a,22bと、水Wを貯蔵した水タンク23と、水タンク23から水付与ローラ22a,22bに水を供給するための給水管24と、水の供給量を調整するためのポンプ25とバルブ(不図示)を有している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
水付与ローラ22a,22bの少なくとも表面側は含水し易いスポンジ材料で形成されており、水付与ローラ22a,22bの長手方向側の両側に接続される給水管24から水付与ローラ22a,22b内に水が供給される。水付与ローラ22a,22bは、定着器4の記録紙搬送方向下流側で略接するように配置されている。一対の水付与ローラ22a,22bと、定着器4の加熱ローラ4aと加圧ローラ4bには、両者の各ローラが同期して回転するように、回転駆動機構(不図示)が接続されている。
At least the surface side of the
水蒸気輸送管20a,20b,20cの水蒸気給入口側は、水付与ローラ22a,22bの記録紙搬送方向下流側に設けられている。また、水蒸気輸送管20a,20b,20cの水蒸気給入口側付近の記録紙排出側には、これらの水蒸気給入口から水蒸気が漏れないように、水蒸気漏れ防止用の一対の遮断ローラ26a,26bが配置されている。
The water vapor inlet side of the water
水蒸気輸送管20aは給紙カセット5a,5b付近に設けた凝縮器21a,21bに接続され、水蒸気輸送管20bは定着器4と2次転写ローラ11間の搬送路付近に設けた凝縮器21cに接続され、水蒸気輸送管20cは各画像形成部2a,2b,2c,2d付近に設けた凝縮器21dに接続されている。また、水蒸気輸送管20a,20b,20cと定着器4の周囲は、断熱材(不図示)で覆われている。これは、所定箇所へ熱輸送する前の箇所で、輸送される高温度の雰囲気の熱や、水蒸気の潜熱が失われないように、即ち、発生した水蒸気を含む雰囲気が露点以下になって水に相変化し潜熱が顕熱になることのないよう、雰囲気が高温度の状態で、高い露点で維持されるようにするためである。
The water
凝縮器21a,21b,21c,21dには、排水を回収するための排水管27が排出口側で一体となるようにして配置されており、排水管27は排水タンク28に接続されている。排水タンク28の上部には、排水管27に対して吸引排気するための排気ファン29が画像形成装置1の下部側面に位置するようにして配置されている。
In the
画像形成装置1内の定着器4と水付与ローラ22a,22bとの間、及び2次転写ローラ11の記録紙搬送方向上流側付近には、第1、第2の温度・水分センサ30,31がそれぞれ配置されており、定着器4の加熱ローラ4a付近には、定着温度センサ32が配置されている。また、画像形成装置1内の駆動ローラ9a付近には、環境温度・湿度センサ33が配置されている。
The first and second temperature /
第1の温度・水分センサ30は、定着器4から排出された直後の水付与ローラ22a,22b間のニップ部に入る前の記録紙の表面側と裏面側の温度と水分密度(水蒸気密度)、及び記録紙近傍の雰囲気温度と雰囲気水蒸気密度を検出するセンサである。なお、定着器4から排出された直後の記録紙は、温度状態が急激に変化し、一方側の加熱ローラ4aで加熱されることによって温度勾配も大きいので、図1、図2のように、上下に対向配置された2つのセンサで記録紙の表面側と裏面側の温度と水分密度(水蒸気密度)を検出することが好ましい。また、上記した水分密度と水蒸気密度は、液体(水)か気体(水蒸気)かの状態の違いを意味しており、水分密度は液体(水)の状態に対応し、水蒸気密度は気体(水蒸気)の状態に対応している。
The first temperature /
第2の温度・水分センサ31は、搬送される記録紙にトナー(トナー像)が転写される前の記録紙の一方の面側の温度と水分密度(水蒸気密度)、及び記録紙近傍の雰囲気温度と雰囲気水蒸気密度を検出するセンサである。なお、トナー(トナー像)が転写される前の記録紙は、その表面側と裏面側での温度と水分密度(水蒸気密度)の差異は小さいので、一方の面側(トナー像が転写される面側)の温度と水蒸気密度を検出するだけよい。
The second temperature /
定着温度センサ32は、定着器4の加熱ローラ4aの温度を検出する周知のセンサである。環境温度・湿度センサ33は、画像形成装置1内の環境温度・湿度を検出する周知のセンサである。
The fixing
第1、第2の温度・水分センサ30,31としては、例えば、特開2007−086054号公報の段落[0074]〜[0076]、図14、図15に記載されている計測手段を用いることができる。この計測手段は、温度湿度センサとフローセンサを整流管と一体に形成したセンサである。
As the first and second temperature /
また、画像形成装置1内には、水付与ローラ22a,22bによる記録紙への水付与量と排気ファン29による排水量を制御するための制御部34を有している。この制御部34は、記録紙の含水率(水分量)を定着器4で加熱定着する前後で略同じになるように、第1、第2の温度・水分センサ30,31でそれぞれ検出したセンサ情報に基づいて、ポンプ25の駆動電力と排気ファン29の駆動電力を制御する。
Further, the
記録紙の含水率を定着器4で加熱定着する前後で略同じになるようにするのは、定着器4での加熱定着により記録紙の含水率が減少することによって記録紙にカールが発生するのを防止するためのである。記録紙にカールが発生するとジャム等の搬送不良が発生し易くなる。
The reason why the moisture content of the recording paper is made substantially the same before and after the heat fixing with the fixing
また、制御部34の記憶部(不図示)には、第1、第2の温度・水分センサ30,31でそれぞれ検出したセンサ情報に基づいて、例えば、図3(a)に示すような、加熱定着後に記録紙に水を付与しなかった場合の加熱定着前後における、記録紙の表面温度a、雰囲気温度b、雰囲気水蒸気密度c、記録紙の水分密度(水蒸気密度)dの特性(以下、「比較参照特性」という)が記憶されている。
Further, in the storage unit (not shown) of the
この比較参照特性は、給紙カセット5a,5bから搬送される記録紙に対して、画像形成動作を行なって実測した値に基づいた特性である。なお、図3(a)と、以下に述べる図3(b)と図9において、左側の縦軸は、温度(℃)、右側の縦軸は、水分密度(水蒸気密度)(g/m3)であって、左側縦軸の温度目盛に対する、1気圧における飽和水蒸気密度(g/m3)の目盛である。横軸は、搬送される記録紙の位置であり、右端が転写直前の位置、Aが定着器4での加熱定着時の位置、Bが定着器4の後方の遮断ローラ26a,26b付近の位置で、このAとBの間が加熱定着後から遮断ローラ26a,26bまでの位置である。即ち、これらの図の横軸は、図の右側から左側に向けて記録紙が搬送されることを示しており、図1の第2の温度・水分センサ31付近(2次転写ローラ11の記録紙搬送方向上流側)から定着器4の後方の遮断ローラ26a,26b付近までの記録紙の搬送区間に対応している。
This comparative reference characteristic is a characteristic based on a value measured by performing an image forming operation on the recording paper conveyed from the
図3(a)に示す比較参照特性のように、記録紙の表面温度aは定着器4での加熱定着時に120℃程度に達した後に、遮断ローラ26a,26b付近で55℃程度まで下がるが、転写前の25℃程度までは下がらない。
As shown in the comparative reference characteristic shown in FIG. 3A, the surface temperature a of the recording paper reaches about 120 ° C. at the time of heat fixing in the
また、定着器4での加熱定着により記録紙の含水分が水蒸気となって雰囲気に蒸発して記録紙の水分密度(水蒸気密度)dが減少するが、雰囲気に蒸発した水分により雰囲気水蒸気密度cは増大する。更に、同時に記録紙の熱も雰囲気へ放出されて、雰囲気温度bが上昇する。なお、定着器4での加熱定着直前でも、ヒータ10の発熱等よって雰囲気温度bが上昇している。
In addition, the moisture content of the recording paper is evaporated into the atmosphere by heat fixing in the
なお、図3(a)の比較参照特性において、雰囲気温度bの特性は左縦軸の値を示すものであるが、雰囲気温度bの特性を右縦軸の値に示す水蒸気密度に当てはめると、雰囲気温度bの特性はその温度に対応する雰囲気の飽和水蒸気密度の特性であるので、雰囲気水蒸気密度cは雰囲気温度bに対応する雰囲気の飽和水蒸気密度に達していないことが判る。しかし、雰囲気温度bが低下する定着器4から離れた搬送経路において、低温部位へこの水蒸気が触れると、飽和水蒸気密度を超える。このため、定着器4での加熱定着により記録紙の含水分が水蒸気となって雰囲気に蒸発したものが搬送経路などの低温部位へ結露を引き起こし、記録紙の搬送不良が発生するおそれがある。
In addition, in the comparative reference characteristic of FIG. 3A, the characteristic of the atmospheric temperature b shows the value on the left vertical axis, but when the characteristic of the atmospheric temperature b is applied to the water vapor density shown on the right vertical axis, Since the characteristic of the atmospheric temperature b is the characteristic of the saturated water vapor density of the atmosphere corresponding to that temperature, it can be seen that the atmospheric water vapor density c does not reach the saturated water vapor density of the atmosphere corresponding to the atmospheric temperature b. However, when this water vapor touches a low temperature part in the conveyance path away from the fixing
このため、画像形成動作時に定着器4を含む定着器4周辺でのこれらの高温度の雰囲気や水蒸気の廃熱を再生エネルギーとして利用し、同時に加熱定着後の記録紙への水分付与による冷却と記録紙の含水率(水分量)を回復させることが望ましい。即ち、例えば、図3(b)に示すように、定着器4にてトナー像が記録紙に加熱定着された後に、遮断ローラ26a,26b付近での記録紙の表面温度a、雰囲気温度b、雰囲気水蒸気密度c、記録紙の水分密度(水蒸気密度)dが、転写直前と略同じになるような特性(以下、「第1制御特性」という)を得るための、加熱定着後の記録紙への水分付与制御(即ち、ポンプ25の駆動電力制御)と、排気ファン29の回転制御(即ち、排気ファン29の駆動電力制御)を行う必要がある。なお、図3(b)において、横軸の位置Cは記録紙に水分が付与される位置である。
For this reason, during the image forming operation, the high temperature atmosphere around the fixing
よって、制御部34の記憶部(不図示)には、図3(a)の比較参照特性と共に、実験等で得られた図3(b)の第1制御特性、及びこの第1制御特性を得るためのポンプ25への駆動電力値、排気ファン29への駆動電力値も記憶されており、制御部34は、加熱定着後の記録紙への水分付与制御と、排気ファン29の回転制御を行って、図3(b)の第1制御特性が得られるようにする。
Therefore, in the storage unit (not shown) of the
次に、図3(b)の第1制御特性を得るための処理を、図4に示したフローチャートを参照して説明する。 Next, a process for obtaining the first control characteristic of FIG. 3B will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
画像形成装置1の前記した画像形成動作時の定着動作開始前において、定着器4の加熱ローラ4a内のヒータ10に通電して、加熱ローラ4aの温度を所定温度まで上昇させる(ステップS1)。そして、定着器4周辺の熱平衡バランスを保つために、排気ファン29のモータ(不図示)を回転駆動して、排気ファン29を所定の回転数で回転させる(ステップS2)。そして、トナー像が転写された記録紙が定着器4に搬送され、加熱ローラ4aと加圧ローラ4b間のニップ部にてトナー像が記録紙に加熱定着される。
Before starting the fixing operation at the time of the image forming operation of the
そして、第2の温度・水分センサ31で、トナー像が転写される前の記録紙の表面温度、雰囲気温度、雰囲気水蒸気密度、記録紙の水分密度(水蒸気密度)を検出した後、第1の温度・水分センサ30で、トナー像が加熱定着された後の記録紙の表面温度、雰囲気温度、雰囲気水蒸気密度、記録紙の水分密度(水蒸気密度)を検出する(ステップS3、S4)。
The second temperature /
ステップS3、S4で検出された転写前及び加熱定着後の記録紙と雰囲気の温度、水蒸気密度のセンサ情報は制御部34に入力される。制御部34は入力されるこれらのセンサ情報と、記憶している第1制御特性に基づいて、含水分が蒸発した記録紙への水分付与量を算出し、更に、記録紙への水分付与量に応じた排気ファン29の回転による適切な排気流量を算出する(ステップS5)。
The sensor information of the recording paper, the temperature of the recording paper, the atmosphere temperature, and the water vapor density detected in steps S3 and S4 is input to the
そして、制御部34は、算出した水分付与量が記録紙に付与されるように、ポンプ25の駆動電力を制御して、水タンク23からバルブ(不図示)、給水管24を通して水付与ローラ22a,22bへ所定量の水を供給する(ステップS6)。そして、位置Cにおいて、水付与ローラ22a,22b間のニップ部を通過する記録紙に水分が付与される。更に、制御部34は、算出した排気流量が得られるように、排気ファン29の駆動電力を制御して、排気ファン29を所定の回転数(ステップS2のときよりも速い回転数)で回転させる(ステップS7)。
Then, the
そして、水分が付与されて冷却された記録紙は、当接している回転自在な一対の遮断ローラ26a,26b間を通して外部へ排出される。
Then, the recording paper that has been given water and cooled is discharged to the outside through a pair of
図3(b)に示す第1制御特性のように、記録紙の表面温度aは定着器4での加熱定着時に120℃程度に達した後に、記録紙に水分が付与されて、遮断ローラ26a,26b付近で転写前の25℃程度までが下がっている。
As in the first control characteristic shown in FIG. 3B, after the surface temperature a of the recording paper reaches about 120 ° C. at the time of heat fixing in the
また、定着器4での加熱定着により記録紙の含水分が水蒸気となって雰囲気に蒸発して記録紙の含水分が減少するが、記録紙に水分が付与されて、遮断ローラ26a,26b付近で転写前の含水量に略回復する。また、記録紙の熱も雰囲気へ放出されて、雰囲気温度が上昇するが、記録紙に水分が付与されて、遮断ローラ26a,26b付近で転写前の雰囲気温度に略回復する。なお、定着器4での加熱定着直前でも、ヒータ10の発熱等よって雰囲気温度bが上昇しているが、排気ファン29の回転による適切な排気によって、図3(a)の比較参照特性の場合よりも低下している。
Further, the moisture content of the recording paper is evaporated into the atmosphere by heat fixing in the
また、記録紙の含水分が放出され、更に、記録紙に水分が付与されることで雰囲気水蒸気密度cは、図3(a)の比較参照特性の場合よりも増大する。 Further, the moisture content of the recording paper is released, and further, moisture is added to the recording paper, so that the atmospheric water vapor density c increases as compared with the comparative reference characteristic of FIG.
また、雰囲気水蒸気密度が大きいほど排熱として多く収集できるが、一方、雰囲気の飽和水蒸気密度以上の水蒸気量は凝集し潜熱が顕熱になるため、熱を収集するには適さなくなる。従って、第1の温度・水分センサ30で検出した雰囲気温度により、雰囲気の飽和水蒸気量が決定されるので、雰囲気温度が示す飽和水蒸気密度を上限として、その飽和水蒸気密度より少なくなるようにする。よって、図3(b)の第1制御特性の斜線で示した領域D1で発生した水蒸気の潜熱や雰囲気の顕熱が収集され、排熱利用に用いられる。
In addition, the larger the atmospheric water vapor density, the greater the amount of exhaust heat that can be collected. On the other hand, the amount of water vapor that exceeds the saturated water vapor density of the atmosphere aggregates and the latent heat becomes sensible heat, making it unsuitable for collecting heat. Accordingly, since the saturated water vapor amount of the atmosphere is determined by the atmospheric temperature detected by the first temperature /
そして、上記した記録紙への水分付与によって蒸発した水蒸気、及び定着器4を含む定着器4周辺の高温度の雰囲気の排熱は、排気ファン29の回転による排気によって、水蒸気輸送管20a,20b,20cを通して各凝縮器21a,21b,21c,21dへそれぞれ送られる。各凝縮器21a,21b,21c,21dは、輸送された水蒸気の潜熱を顕熱に変え、更に、高温度の雰囲気の排熱も加えて、その周囲に放熱させる。
Then, the water vapor evaporated by applying moisture to the recording paper and the exhaust heat of the high-temperature atmosphere around the fixing
凝縮器21a,21bからの放熱によって、給紙カセット5a,5bに収納される記録紙の調湿、及び凝縮器21cからの放熱によって、記録紙の予備加熱による加熱ローラ4a内のヒータ10への電力量低減、更には凝縮器21dからの放熱によって、各現像器8内のトナーの調湿を行なうことができる。各凝縮器21a,21b,21c,21dから排出される排水は、排水管27を通して排水タンク28に溜められる。
Due to the heat radiation from the
このように、本実施形態の画像形成装置1は、加熱定着後の記録紙に水分を付与して記録紙を効果的に冷却することができるので、記録紙にカール等が生じることを防止して良好に排出することができる。更に、加熱定着後の記録紙に水分を付与した際に、蒸発した水蒸気、及び定着器4を含む定着器4周辺の高温度の雰囲気の排熱を効率良く収集して、記録紙の調湿、記録紙の定着前の予備加熱、トナーの調湿などに利用することができるので、排熱利用効率をより高めることが可能となる。
As described above, the
また、従来では、加熱定着によって記録紙表面から吸着水分が放出され、装置内に結露を引き起こす場合があったが、記録紙表面から放出される吸着水分も同時に各凝縮器21a,21b,21c,21dへ送られるので、結露への対応が不要となる。
Conventionally, the adsorbed moisture is released from the surface of the recording paper by heat fixing and may cause condensation in the apparatus. However, the adsorbed moisture released from the surface of the recording paper is also simultaneously supplied to the
なお、前記画像形成装置1において、第2の温度・水分センサ31の代わりに、画像形成装置1内の環境温度・湿度を検出する環境温度・湿度センサ33からのセンサ出力を用いることも可能である。更に、第1の温度・水分センサ30は加熱定着後の記録紙の温度を検出するので、この記録紙の温度は加熱ローラ4aの表面温度と相関がある。よって、第1の温度・水分センサ30の代わりに、定着温度センサ32からのセンサ出力を用いることも可能である。
In the
〈実施形態2〉
図5は、本発明の実施形態2に係る画像形成装置の定着器近傍を示す概略図である。実施形態1では、定着器4の記録紙搬送方向下流側に一対の水付与ローラ22a,22bを配置した構成であったが、本実施形態では、上下に対向配置された水吐出ヘッド40,41を配置した構成である。なお、水吐出ヘッド40,41は上下が逆になるだけで同様の構成であり、本実施形態では、一方の水吐出ヘッド40で説明する。他の構成は、実施形態1の画像形成装置と同様であり、同一機能を有する部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
<
FIG. 5 is a schematic view showing the vicinity of the fixing device of the image forming apparatus according to
水吐出ヘッド40は、図6(a),(b)に示すように、ヘッド本体42内に形成された水流路43の両側に液室43a,43bが設けられている。水流路43の水流入口43aには、水タンク23と接続された給水管24の他端側が接続されている。図5では、他方の水吐出ヘッド41側に接続される給水管は不図示である。図6(a),(b)において、矢印aは記録紙搬送方向である。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the
ヘッド本体42の一方の面(記録紙が搬送される側の面)には、液室43a,43bと連通するようして複数の水付与ノズル44が形成されている。また、ヘッド本体42の他方の面には、液室43a,43bに供給された水を各水付与ノズル44から水滴として吐出させるための圧電板45a,45bが配置されている。ヘッド本体42の一方の面(記録紙が搬送される側の面)には、第3、第4の温度・水分センサ46、47が配置されている。
A plurality of
第3、第4の温度・水分センサ46、47は、実施形態1の第1の温度・水分センサ30と同様に構成されている。また、第3、第4の温度・水分センサ46、47として、例えば、特許第3331070号公報の段落[0029]、図9に記載されている雰囲気検出装置をヘッド本体42の記録紙が搬送される側の面に配置して、段落[0015]〜[0027]に記載されている駆動方法で駆動することで、同様にトナー像が加熱定着された後の記録紙の表面温度、雰囲気温度、雰囲気水蒸気密度、記録紙の水分密度(水蒸気密度)を検出することができる。
The third and fourth temperature /
図6(b)に示すように、第3の温度・水分センサ46は、記録紙搬送方向aに対して、液室43aの上流側に配置されており、第4の温度・水分センサ47は、記録紙搬送方向aに対して、液室43bの上流側に配置されている。第3、第4の温度・水分センサ46、47は、記録紙幅方向(図6(b)の上下方向)に沿って複数されている。なお、図6(b)では、ヘッド本体42の一方の面(記録紙が搬送される側の面)の記録紙搬送方向aに沿った中央部分は図示を省略している。
As shown in FIG. 6B, the third temperature /
液室43aの各水付与ノズル44、及び液室43bの各水付与ノズル44は、記録紙幅方向(図6(b)の上下方向)に所定間隔で配置し、かつ記録紙搬送方向aに対して2列となるように配置されている。各列の各水付与ノズル44は互いに位置がずれるように配置されており、各列の隣接する各水付与ノズル44は正三角形の頂点位置に配置されている。
The
上記のように各水付与ノズル44が配置されているので、例えば、図6(a)のように、上側の水吐出ヘッド40の圧電板45a,45bに電圧を印加して各液室43a,43bを加圧することによって、各水付与ノズル44から水滴Wdが吐出される。このとき、加熱定着された記録紙が水吐出ヘッド40の下面側を通過するように搬送されると、図7(a),(b),(c)の順の搬送経過に示すように、記録紙P上に所定間隔で水滴(水分)Wdが付与され、記録紙P内に浸透していく。なお、図7(a),(b),(c)において、矢印aは記録紙搬送方向である。また、Eは記録紙P内に浸透した水分浸透領域であり、記録紙Pの搬送につれてその水分浸透領域Eから水蒸気が放出される。
Since the respective
図7(a),(b)は、液室43aの各水付与ノズル44から水滴Wdが記録紙P上に付与された状態であり、図7(c)は、液室43aの各水付与ノズル44と液室43bの各水付与ノズル44から水滴Wdが記録紙P上に付与された状態である。なお、図7(c)の記録紙P上の左側の水滴Wdが、液室43bの各水付与ノズル44から吐出された水滴である。水滴Wdが記録紙P上に付与されると、記録紙P内に水が浸透しながら広がり、その後、水蒸気を発生しながら蒸発する。
7A and 7B show a state in which water droplets Wd are applied onto the recording paper P from the respective
図8は、図7(c)の水滴Wdが付与された記録紙Pをその表面側から見た状態を示した図である。なお、矢印aは記録紙搬送方向である。 FIG. 8 is a view showing a state in which the recording paper P to which the water droplet Wd of FIG. 7C is applied is viewed from the front side. The arrow a is the recording paper conveyance direction.
図8において、水滴Wdは例えば直径80μm程度であり、その周囲に二点鎖線で示した同心円は、直径300μm程度の浸透広がり範囲である。なお、図8において、Eは記録紙P内に浸透した水分浸透領域である。本実施形態では、各水付与ノズル44から記録紙P上に付与された水滴Wdの浸透広がり範囲が重ならないように、各水付与ノズル44の配置間隔が設定されており、更に、水滴Wdの各水付与ノズル44からの吐出タイミングと記録紙Pの搬送速度とが同期するように制御される。
In FIG. 8, the water droplet Wd has a diameter of about 80 μm, for example, and a concentric circle indicated by a two-dot chain line around the water drop Wd has a permeation spread range of about 300 μm in diameter. In FIG. 8, E is a moisture permeation region that has penetrated into the recording paper P. In this embodiment, the arrangement intervals of the
このように、各水付与ノズル44から記録紙P上に付与された水滴Wdの浸透広がり範囲が重ならないようにすることにより、記録紙P内部の水蒸気が外部に放出される際に、各水滴Wの浸透広がり範囲の隙間からも水蒸気が放出されるので、効率良く水蒸気を放出することができる。また、水滴Wdの浸透広がり範囲が、記録紙Pの強度を維持する繊維長よりも大きいと、記録紙サイズの膨縮が発生するので、例えば、厚みが0.1mm程度であれば、これ以上の水分付与を一度に行なわないように、液室43aのノズル44で水分付与した後、水滴Wdの乾燥程度を第4の温度・水分センサ47で検出し、液室43bのノズル44から水滴Wdが記録紙P上に付与されることで、浸透広がり範囲を適切に調整することができる。
In this way, by preventing the permeation spread ranges of the water droplets Wd applied on the recording paper P from the
また、本実施形態では、制御部34の記憶部(不図示)には、図3(a)の比較参照特性と共に、実験等で得られた図9の第2制御特性、及びこの第2制御特性を得るためのポンプ25への駆動電力値、排気ファン29への駆動電力値も記憶されており、制御部34は、加熱定着後の記録紙への水分付与制御(即ち、ポンプ25の駆動電力制御)と、排気ファン29の回転制御(即ち、排気ファン29の駆動電力制御)を行って、図9の第2制御特性が得られるようにする。
Further, in the present embodiment, the storage unit (not shown) of the
図9の第2制御特性は、定着器4にてトナー像が記録紙に加熱定着された後に、遮断ローラ26a,26b付近での記録紙の表面温度a、雰囲気温度b、雰囲気水蒸気密度c、記録紙の水分密度(水蒸気密度)dが、転写直前と略同じになるような特性である。なお、図9において、横軸は、搬送される記録紙の位置であり、右端が転写直前の位置、Aが定着器4での加熱定着時の位置、Bが定着器4の後方の遮断ローラ26a,26b付近の位置、位置C1は圧電板45aへの電圧印加により最初に記録紙に水分が付与される位置、位置C2は圧電板45bへの電圧印加により記録紙に水分が付与される位置である。
The second control characteristic of FIG. 9 is that after the toner image is heated and fixed on the recording paper by the fixing
次に、図9の第2制御特性を得るための処理を、図10に示したフローチャートを参照して説明する。 Next, processing for obtaining the second control characteristic of FIG. 9 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
画像形成装置1の前記した画像形成動作時の定着動作開始前において、定着器4の加熱ローラ4a内のヒータ10に通電して、加熱ローラ4aの温度を所定温度まで上昇させる(ステップS11)。そして、定着器4周辺の熱平衡バランスを保つために、排気ファン29(図1参照)のモータ(不図示)を回転駆動して、排気ファン29を所定の回転数で回転させる(ステップS12)。そして、トナー像が転写された記録紙が定着器4に搬送され、加熱ローラ4aと加圧ローラ4b間のニップ部にてトナー像が記録紙に加熱定着される。
Before starting the fixing operation during the image forming operation of the
そして、第2の温度・水分センサ31で、トナー像が転写される前の記録紙の表面温度、雰囲気温度、雰囲気水蒸気密度、記録紙の水分密度(水蒸気密度)を検出した後、位置C1において、第3の温度・水分センサ46で、トナー像が加熱定着された後の記録紙の表面温度、雰囲気温度、雰囲気水蒸気密度、記録紙の水分密度(水蒸気密度)を検出する(ステップS13、S14)。
The second temperature /
ステップS13、S14で検出された転写前及び加熱定着後の記録紙と雰囲気の温度、水蒸気密度のセンサ情報は制御部34に入力される。制御部34は入力されるこれらのセンサ情報と、記憶している第2制御特性に基づいて、含水分が蒸発した記録紙への水分付与量を算出し、更に、記録紙への水分付与量に応じた排気ファン29の回転による適切な排気流量を算出する(ステップS15)。
The sensor information of the recording paper, the ambient temperature, and the water vapor density before and after the transfer and detected at steps S13 and S14 is input to the
そして、制御部34は、算出した水分付与量が記録紙に付与されるように、ポンプ25の駆動電力を制御して、水タンク23からバルブ(不図示)、給水管24を通して水吐出ヘッド40,41の水流路43へ所定量の水を供給する(ステップS16)。そして、一方の圧電板45aに電圧を印加して液室43aを加圧することによって液室43a側のみの各水付与ノズル44から水滴が吐出されて、位置C1において、水吐出ヘッド40,41の間を通過する記録紙に水分が付与される(ステップS16)。更に、制御部34は、算出した排気流量が得られるように、排気ファン29の駆動電力を制御して、排気ファン29を所定の回転数(ステップS12のときよりも速い回転数)で回転させる(ステップS17)。
Then, the
ところで、記録紙が熱容量の大きい厚紙や樹脂シートなどの場合、ステップS16での水分付与だけでは記録紙の温度低下が小さかったり、一度に水分を多く付与することができないことがある。 By the way, when the recording paper is a thick paper or a resin sheet having a large heat capacity, the temperature drop of the recording paper may be small only by applying moisture at step S16, or a lot of moisture may not be applied at one time.
そこで、本実施形態では、第4の温度・水分センサ47で、ステップS16にて水分が付与された後の記録紙の表面温度、雰囲気温度、雰囲気水蒸気密度、記録紙の水分密度(水蒸気密度)を検出する(ステップS18)。制御部34は入力されるこれらのセンサ情報と、記憶している第2制御特性に基づいて、記録紙に付与する追加の水分付与量を算出し、更に、この追加の水分付与量に応じた排気ファン29の回転による適切な排気流量を算出する(ステップS19)。なお、追加の水分付与量は、ステップS15で算出された水分付与量よりも少ない。
Therefore, in the present embodiment, the surface temperature, the atmospheric temperature, the atmospheric water vapor density, and the water density (water vapor density) of the recording paper after the moisture is applied in step S16 by the fourth temperature /
そして、制御部34は、算出した追加の水分付与量が記録紙に付与されるように、ポンプ25の駆動電力を制御して、水タンク23から給水管24を通して水吐出ヘッド40,41の水流路43へ所定量の水を供給する(ステップS20)。そして、他方の圧電板45bに電圧を印加して液室43bを加圧することによって液室43b側のみの各水付与ノズル44から水滴が吐出されて、位置C2において、水吐出ヘッド40,41の間を通過する記録紙に水分が付与される。
Then, the
更に、制御部34は、算出した排気流量が得られるように、排気ファン29への駆動電力を制御して、排気ファン29を所定の回転数(ステップS19のときよりも遅い回転数)で回転させる(ステップS21)。
Further, the
そして、水分が付与されて冷却された記録紙は、当接している回転自在な一対の遮断ローラ26a,26b間を通して外部へ排出される。
Then, the recording paper that has been given water and cooled is discharged to the outside through a pair of
また、上記した記録紙への2回に分けての水分付与によって蒸発した水蒸気、及び定着器4を含む定着器4周辺の高温度の雰囲気の排熱は、排気ファン29の回転による排気によって、実施形態1と同様に、水蒸気輸送管20a,20b,20cを通して各凝縮器21c,21d(凝縮器21a,21bは不図示)へそれぞれ送られる。各凝縮器21a,21b,21c,21dは、輸送された水蒸気の潜熱を顕熱に変え、更に、高温度の雰囲気の排熱も加えて、その周囲に放熱させる。
Further, the water vapor evaporated by applying the moisture to the recording paper in two steps and the exhaust heat of the high temperature atmosphere around the fixing
なお、雰囲気水蒸気密度が大きいほど排熱として多く収集できるが、一方、雰囲気の飽和水蒸気密度以上の水蒸気量は凝集し潜熱が顕熱になるため、熱を収集するには適さなくなる。従って、第3、第4の温度・水分センサ46、47で検出した雰囲気温度により、雰囲気の飽和水蒸気量が決定されるので、雰囲気温度が示す飽和水蒸気密度を上限として、その飽和水蒸気密度より少なくなるようにする。よって、図9の第2制御特性の斜線で示した領域D2で発生した水蒸気の潜熱や雰囲気の顕熱が収集され、排熱利用に用いられる。
Note that the larger the atmospheric water vapor density, the greater the amount of exhaust heat that can be collected. On the other hand, the amount of water vapor above the saturated water vapor density of the atmosphere aggregates and the latent heat becomes sensible heat, making it unsuitable for collecting heat. Therefore, since the saturated water vapor amount of the atmosphere is determined by the atmospheric temperature detected by the third and fourth temperature /
このように、本実施形態においても、加熱定着後の記録紙に水分を付与した際に、記録紙から蒸発した水蒸気、及び定着器4を含む定着器4周辺の高温度の雰囲気の排熱を効率良く収集して、記録紙の調湿、記録紙の定着前の予備加熱、トナーの調湿などに利用することができるので、排熱利用効率を高めることが可能となる。
As described above, also in this embodiment, when moisture is applied to the recording paper after heat fixing, the water vapor evaporated from the recording paper and the exhaust heat of the high-temperature atmosphere around the fixing
また、本実施形態では、第3、第4の温度・水分センサ46、47からのセンサ出力に基づいて記録紙へ2回水分付与を行なうことができるので、記録紙が熱容量の大きい厚紙や樹脂シートなどの場合、ステップS16での水分付与だけでは記録紙の温度低下が小さかったり、一度に水分を多く付与することができない場合でも、記録紙に適切な水分付与を行なうことができる。
Further, in the present embodiment, moisture can be applied to the recording paper twice based on sensor outputs from the third and fourth temperature /
〈実施形態3〉
図11は、本発明の実施形態3に係る画像形成装置の定着器近傍を示す概略図である。
<
FIG. 11 is a schematic view showing the vicinity of the fixing device of the image forming apparatus according to
図5に示した実施形態2では、定着器水4の下流側に設けた水吐出ヘッド40,41から熱定着された記録紙に水分を付与して、記録紙から蒸発した水蒸気、及び定着器4を含む定着器4周辺の高温度の雰囲気の排熱を、水蒸気輸送管を通して凝縮器に送る構成であったが、本実施形態では、図11に示すように、定着器水4の下流側に設けた水吐出ヘッド40,41から熱定着された記録紙Pに水分を付与して、記録紙Pから蒸発した水蒸気、及び定着器4を含む定着器4周辺の高温度の雰囲気の排熱を、水蒸気輸送管20を通してゼーベック効果などを用いた熱交換器48に供給し、水蒸気、排熱を電力に変換して再利用する構成である。他の基本的な構成は、図5に示した実施形態2と同様であり、重複する説明は省略する。
In the second embodiment shown in FIG. 5, moisture is applied to the recording paper thermally fixed from the water discharge heads 40 and 41 provided on the downstream side of the fixing
定着器4を含む定着器4周辺は断熱容器49で覆われており、記録紙Pから蒸発した水蒸気、及び定着器4を含む定着器4周辺の高温度の雰囲気の排熱が外部に逃げずに熱交換器48側へ効率よく送られるようにしている。熱交換器48で得られた電力を、例えば、この画像形成装置内の電源部(不図示)へ回生するようにすれば、画像形成装置の電力消費を低減することができる。熱交換器48は、断熱性の高い容器50内に設置されている。なお、容器50内の雰囲気は排気ファン51で外に排出される。
The periphery of the fixing
また、熱交換器48の内側に凝縮器52が配置されており、凝縮器52は、水蒸気輸送管20を通して輸送された水蒸気の潜熱を顕熱に変え、更に、高温度の雰囲気の排熱も加えて、その周囲に放熱させることで、記録紙の調湿、記録紙の定着前の予備加熱、トナーの調湿などに利用することができる。凝縮器52の下流側には、排水を溜める排水タンク53が配置されている。
Further, a
このように、本実施形態では、記録紙Pから蒸発した水蒸気、及び定着器4を含む定着器4周辺の高温度の雰囲気の排熱を、熱交換器48で電力に変換して、電力として再利用することができる。
As described above, in the present embodiment, the water vapor evaporated from the recording paper P and the exhaust heat of the high-temperature atmosphere around the fixing
〈実施形態4〉
図12は、本発明の実施形態4に係る画像形成装置の定着器近傍を示す概略図である。
<
FIG. 12 is a schematic view showing the vicinity of the fixing device of the image forming apparatus according to
実施形態2の画像形成装置では、水タンク23から給水管24を通して水を水吐出ヘッド40,41へ供給する構成であったが、本実施形態では、図12に示すように、水と、記録紙上のトナー像に光沢性や記録紙強度を付与するための光沢剤や透明剤等を含む混合水を、切換バルブ(不図示)により選択自在に水吐出ヘッド40,41へ供給するようした。他の構成は、実施形態3の画像形成装置と同様であり、重複する説明は省略する。
In the image forming apparatus according to the second embodiment, water is supplied from the
図12に示すように、水Wを貯蔵した水タンク23と、混合水Sを貯蔵した混合水タンク54を有しており、水と混合水は、各給水管24a,24bを通して水吐出ヘッド40,41へ供給される。各給水管24a,24bと水タンク23、混合水タンク54との間には、いずれか一方に選択して供給するための切換バルブ部(不図示)が設けられている。制御部34は、ポンプ25の駆動電力を制御して、切換バルブ(不図示)により水タンク23の水又は混合水タンク52の混合水の選択した一方を選択した側の給水管を通して水吐出ヘッド40,41へ供給する。
As shown in FIG. 12, it has the
なお、定着時の温度上昇によって、溶解、変質するような耐熱性の低い透明剤を用いる場合、例えば、両面画像形成動作時には、トナー像を記録紙表面に定着した後に記録紙表面に水分を付与し、その後、トナー像を記録紙裏面に定着した後に、記録紙の両面に水分付与と透明剤を含む混合水を順に付与する。 When using a transparent agent with low heat resistance that dissolves or changes quality due to temperature rise during fixing, for example, during double-sided image formation operation, moisture is applied to the recording paper surface after fixing the toner image on the recording paper surface. Then, after fixing the toner image on the back surface of the recording paper, water is applied to both surfaces of the recording paper and mixed water containing a transparent agent is sequentially applied.
このように、本実施形態では、熱定着後の記録紙に水分付与以外に光沢剤や透明剤等を含む混合水も付与することができるので、記録紙に定着されたトナー像を容易に光沢性にしたり、記録紙の強度を容易に高めることができる。更に、トナー像に光沢性を付与するにあたって、図8のように、透明剤を含む水滴が記録紙表面に付与されると、記録紙表面に隙間をもって微小なドット状に配列形成される。よって、記録紙表面に隙間なく膜状に塗布された場合には、透明剤の光沢がその表面の反射で画像(トナー像)が視認され難くなるが、上記した本実施形態では、ノングレアな透過性の高い品質の画像(トナー像)を得ることができる。 As described above, in the present embodiment, since the mixed water containing a brightening agent, a transparent agent, and the like can be applied to the recording paper after heat fixing in addition to the provision of moisture, the toner image fixed on the recording paper can be easily glossed. And the strength of the recording paper can be easily increased. Further, when the glossiness is imparted to the toner image, as shown in FIG. 8, when water droplets containing a transparent agent are imparted to the surface of the recording paper, they are arranged in a minute dot pattern with a gap on the surface of the recording paper. Therefore, when the recording paper surface is coated in a film shape without a gap, the gloss of the transparent agent becomes difficult to visually recognize the image (toner image) due to the reflection of the surface. However, in the above-described embodiment, non-glare transmission is possible. A high quality image (toner image) can be obtained.
また、図12に示すように、断熱容器49内の水蒸気輸送管20と対向する付近にイオン発生電極55を設置し、このイオン発生電極55に高電圧を印加して断熱容器49内にイオンを発生させることにより、定着器4の外側の雰囲気を断熱容器49の開口箇所から吸収した、画像形成装置内の現像器等で生成されるオゾンやNOxを分解させ、更に、定着器4で記録紙上のトナー像を熱定着するときに発生する記録紙の吸着臭気等を中和させることができる。
In addition, as shown in FIG. 12, an
1 画像形成装置
3 中間転写ベルト
7 感光体ドラム
4 定着器
4a 加熱ローラ
4b 加圧ローラ
6 水分付与装置
20a,20b,20c 水蒸気輸送管
21a,21b,21c,21d 凝縮器
22a,22b 水付与ローラ
30 第1の温度・水分センサ
31 第2の温度・水分センサ
34 制御部
40,41 水吐出ヘッド
44 水付与ノズル
45a,45b 圧電板
46 第3の温度・水分センサ
47 第4の温度・水分センサ
48 熱交換器
55 イオン発生電極
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記定着手段の記録材搬送方向下流側にて、前記定着手段で未定着画像が加熱定着されて温度上昇している記録材に対して水分を付与する水分付与手段と、
前記水分付与手段で水分付与後に前記記録材から蒸発する水蒸気を含む高温気体、及び前記定着手段を含む該定着手段周囲の高温度の雰囲気を収集して、前記画像形成装置内の調湿又は調温を行なう所定箇所へ輸送する熱輸送路と、
前記熱輸送路の出口に配置された熱交換器とを備えたことを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus having a fixing unit that heats and fixes an unfixed image on a recording material with respect to an unfixed image formed on the recording material by an image forming unit.
A moisture applying unit that applies moisture to a recording material that has been heated and fixed by an unfixed image on the downstream side of the fixing unit in the recording material conveyance direction, and whose temperature has risen;
A high-temperature gas containing water vapor evaporating from the recording material after moisture is applied by the moisture applying unit, and a high-temperature atmosphere around the fixing unit including the fixing unit are collected, and humidity control or adjustment in the image forming apparatus is performed. A heat transport path for transporting to a predetermined location for heating;
An image forming apparatus comprising: a heat exchanger disposed at an outlet of the heat transport path.
前記制御手段は、前記センサで検出したセンサ情報に基づいて、前記水蒸気密度が飽和水蒸気密度を超えないようにして該水蒸気密度が最大量となるように、前記排気手段と前記水分付与量調整手段を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 A sensor for detecting the temperature and water vapor density of the atmosphere in the recording material and the image forming apparatus, which is disposed at least near the downstream side in the recording material conveyance direction of the fixing unit and upstream in the recording material conveyance direction of the fixing unit; An exhaust means disposed on the downstream side of the heat exchanger, a moisture application amount adjusting means for adjusting the moisture application amount provided to the recording material, provided in the moisture application means, and an exhaust flow rate of the exhaust means And a control means for controlling the amount of moisture applied by the moisture content adjusting means,
The control means, based on the sensor information detected by the sensor, the exhaust means and the moisture application amount adjusting means so that the water vapor density does not exceed the saturated water vapor density and the water vapor density becomes the maximum amount. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is controlled.
前記複数の吐出口から吐出された水滴が前記記録材の面に付与された後に、隣接する各水滴の該記録材内に浸透して広がる範囲が重ならないように、少なくとも、前記複数の吐出口の配置間隔、前記吐出口の数、前記吐出口からの吐出量のいずれかを最適に設定することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The water applying unit has a plurality of discharge ports disposed near the downstream side of the fixing unit in the recording material conveyance direction, and has a plurality of discharge ports for discharging water droplets to at least one surface of the recording material after fixing. Have a head,
After the water droplets ejected from the plurality of ejection ports are applied to the surface of the recording material, at least the plurality of ejection ports so that the ranges of the adjacent water droplets that permeate and spread into the recording material do not overlap. 5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein any one of an arrangement interval, a number of the discharge ports, and a discharge amount from the discharge ports is optimally set.
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