JP5822061B2 - 光沢付与装置、画像形成装置、カラー画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体（以下、用紙又はシートともいう）に粉体粒子状の像形成物質（以下、トナーともいう）で形成された未定着画像を定着した後に、画像の光沢度をさらに上昇させるための光沢付与装置、該光沢付与装置を有する複写機、プリンタ、ファクシミリ、印刷機等の画像形成装置、カラー画像形成装置に関する。

複写機やファクシミリあるいはプリンタさらには印刷機などの画像形成装置においては、記録用紙などのシート上に転写されて担持されている未定着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。また、記録用紙の種類も多岐にわたる。特に、写真やコンピュータグラフィックスなどのフルカラー画像においては、面内が均一な画像光沢度を有し、高画質がより強く求められる。

例えば、特許文献１などに記載の様に、一度仮定着を行った画像を、再び下流側に設けた画像光沢調整手段により、平面状態にある用紙の外周面（トナーのある面）側を圧接させ、所定の距離だけ搬送してから剥離することで、そのトナーを前記無端状ベルトの外周面の状態にならわせるように流動させて画像の光沢を調整して出力を行うものがある。

また昨今、カラートナーの他に、カラートナーが載っていない部分にクリアトナーを付着させ、全面に高い光沢を付与するような画像が求められ、用紙の両面に高い光沢がある両面高光沢画像についても要求が高まってきている。

例えば、特許文献２に記載された装置では、複数のロールに張架された定着ベルトに巻き付けぐせが付くのを防止することや、加熱・冷却に伴う熱収縮でおきるベルトのシワを抑え、画像の光沢ムラを防止するために、第一の駆動ロールと、さらにその下流側にある第二の駆動ロールとの周速度を、第一の駆動ロールの周速度に比べて速くなるように設定して、第一の駆動ロールから定着ベルトの回転方向下流側に隣接する冷却部材部分での張力を大きくしている。

この構成では、定着ベルトと冷却部材を定着ベルトのテンションを回転方向側に大きくすることで密着性を上げているが、ベルトを搬送するための必要なトルクが増大したり、幅方向で均一なテンションを張るために部品や取り付けの精度を非常に高くする必要がある。

さらには、強いテンションで、定着ベルトと冷却部材が摺擦されるため、定着ベルト内側や、冷却部材の摺擦部の磨耗が問題となる。

本発明は、このような従来の問題点にかんがみ、冷却部材に接触して移動する搬送手段に発生するシワ等を防止し、記録媒体の搬送手段への密着性を向上させることで、効率良い冷却や、搬送手段の温度ムラに起因する光沢ムラの発生等を防止し得るとともに、光沢画像の品質を保ち得る光沢付与装置と、これを備えた画像形成装置の提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の光沢付与装置は、定着装置に設ける光沢付与装置であって、前記定着装置が、第１の加圧手段と、記録媒体の搬送方向で該第１の加圧手段の下流に設けられた分離手段と、前記第１の加圧手段と前記分離手段に張架された無端状の搬送手段と、前記搬送手段を介して前記第１の加圧手段に押圧してニップを形成する第２の加圧手段と、を有し、前記光沢付与装置が、前記第１の加圧手段と前記分離手段の間で前記搬送手段内側に設けられた分割された冷却手段を有し、前記ニップにおいて記録媒体上のトナー像を加熱、加圧し、前記ニップを通過する記録媒体を前記搬送手段に密着したまま搬送し、前記分離手段によって前記搬送手段から分離させるものであり、前記搬送手段を吸引する吸引手段を、前記分割された冷却手段間備えたことを特徴とする。

本発明によれば、冷却手段に接触して移動する搬送手段を吸引手段で吸引し、搬送手段のシワ等の発生を防ぎ、搬送手段への記録媒体の密着性を向上させ、効率良い冷却を実現し、搬送手段の温度ムラに起因して記録媒体に形成される画像に生じることがある光沢ムラの発生防止も図れ、記録媒体上の光沢画像の品質を所要のものに保ち得るようになる。

画像形成装置の一例における内部機構の要部概略構成図 図１に示す画像形成装置本体に備える定着装置と、側面から見た光沢付与装置の概略構成図 本発明の実施例１に係る光沢付与装置の上面から見た概略構成図 本発明の実施例２に係る光沢付与装置の上面から見た概略構成図 本発明の実施例３に係る光沢付与装置の上面から見た概略構成図 実施例４の上面から見た光沢付与装置の概略構成図である。

以下、本発明の実施の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。

以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。
まず図１に、本発明の実施対象となる、複写機、プリンタ、ファクシミリまたはそれらの複合機などの画像形成装置の一例における内部機構の全体概略構成を示す。図中符号１００は画像形成装置本体、２００はその画像形成装置本体１００上に取り付ける画像読取装置である。

画像形成装置本体１００内には、クリア（ｃｌ）、シアン（ｃ）、マゼンタ（ｍ）、イエロー（ｙ）、ブラック（ｂ）の５つの作像ステーション１０ｃｌ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙ、１０ｂをタンデム式に並べて設けてある。各作像ステーションでは、それぞれドラム状の感光体１１ｃｌ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ、１１ｂを備え、その図中時計まわりの回転に伴い、まず各帯電装置１２ｃｌ、１２ｃ、１２ｍ、１２ｙ、１２ｂでバイアス電圧を印加して表面を一様に帯電する。

次いで、複写機にあっては画像読取装置２００による読取信号や、プリンタにあってはホストからの画像信号や、ファクシミリにあっては電話回線を介して送られてくる送信信号に基づき、共通の書込み装置１３から、それぞれレーザ光Ｌｃｌ、Ｌｃ、Ｌｍ、Ｌｙ、Ｌｂを照射することにより書込みを行い、感光体１１ｃｌ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ、１１ｂ上に静電潜像を形成する。その後、各現像装置１４ｃｌ、１４ｃ、１４ｍ、１４ｙ、１４ｂで感光体１１ｃｌ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ、１１ｂ上にトナーを付着させ、感光体１１ｃｌ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ、１１ｂ上の静電潜像を可視像化し、感光体１１ｃｌ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ、１１ｂ上におのおの各色単色画像を形成する。

そして、感光体１１ｃｌ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ、１１ｂに接触して無端ベルト状の中間転写体１５を図中反時計まわりに走行させ、各一次転写装置１６ｃｌ、１６ｃ、１６ｍ、１６ｙ、１６ｂにより感光体１１ｃｌ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ、１１ｂ上の各色単色画像をシアンから順に中間転写体１５上に一次転写し、転写画像を重ね合わせて中間転写体１５上にフルカラー画像を形成する。

一方、適宜タイミングで給送ローラ２０のひとつを選択的に回転させ、画像形成装置本体１００内の給紙カセット２１のひとつから用紙Ｐを繰り出し、用紙搬送路２３を通して搬送して一対のレジストローラ２４間に突き当てて止める。そして、中間転写体１５上のフルカラー画像にタイミングを合わせて一対のレジストローラ２４を回転させ、二次転写装置２５によりそのフルカラー画像を用紙Ｐに二次転写する。

その後、フルカラー画像転写後の用紙Ｐを用紙搬送路２３を通してそのまま図中で上方へと搬送し、定着装置３００の定着ニップを通過するとき未定着転写トナーを用紙Ｐに定着させ、さらにユーザーが光沢度を向上させるためのモードを選択した場合や、用紙の種類によっては、光沢付与装置３０１のニップを通過させ、光沢を付与し、画像形成装置本体１００上の排紙スタック装置２７上にスタックする。光沢を付与しない場合には、光沢付与装置３０１のニップが形成されないように、光沢付与ベルト３０と加圧ローラ４０を離間させた状態で排紙する。

一次転写終了後の各感光体１１ｃｌ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ、１１ｂは、一次クリーニング装置１７ｃｌ、１７ｃ、１７ｍ、１７ｙ、１７ｂでクリーニングして転写残トナーを除去して初期化する。また、二次転写終了後の中間転写体１５は、二次クリーニング装置１８でクリーニングして転写残トナーを除去して初期化する。なお図中の符号２８ｃｌ、２８ｃ、２８ｍ、２８ｙ、２８ｂは、それぞれ各色現像装置１４ｃｌ、１４ｃ、１４ｍ、１４ｙ、１４ｂにトナーを補給する各色トナーボトルである。

またなお、以上の説明では、用紙Ｐにカラー画像を記録する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、選択された単色モードまたは複数色モードにしたがい、適宜作像ステーション１０ｃｌ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙ、１０ｂのいくつかを選択使用し、モノクロ画像またはカラー画像を任意に形成することができる画像形成装置でも実施できることはもちろんである。

＜実施例１＞
図２には、図１に示す画像形成装置本体１００に備える光沢付与装置３０１の概略を示す。
この光沢付与装置３０１は、定着装置３００の用紙搬送方向下流側に設けられ、光沢付与部材である光沢付与ベルト３０は加熱ローラ３６と分離ローラ３７に張架されている。第１の加圧手段となる加圧ローラ４０は、無端状の搬送手段である光沢付与ベルト３０、および光沢付与ベルト３０を介して加圧ローラ４０と対向する第２の加圧手段である加熱ローラ３６とで構成される。また、加熱ローラ３６の内部には、熱源となるハロゲンヒータ３３が設けられ、非接触温度センサ５６により光沢付与ベルト３０表層の温度をモニターし、不図示のコントローラによって一定の温度に制御される。なお、光沢付与装置３０１は、本実施例では定着装置３００の下流側に近接してなくとも良く、例えば、画像形成装置の外部にあっても機能的には差は無い。

加熱ローラ３６は、例えば外径がφ３０〜９０ｍｍのもので、ＡｌやＳＵＳ、またはＦｅで構成できる。加圧ローラ４０とのニップを広く形成させるために、ローラ表面にシリコンゴム等の弾性層を０．５〜５ｍｍの厚みで設けても良い。

光沢付与ベルト３０は、厚みが１０〜２００μｍの耐熱性樹脂であるポリイミド等、もしくはニッケルやＳＵＳなどの金属で構成でき、外径は例えば８０〜３００ｍｍとなっている。表層には、搬送された画像面との密着性を向上させるために５〜５０μｍの厚さでシリコンゴムからなる弾性層を有しても良い。また、最表層には分離時の離形成を確保するためにシリコン系やフッ素系の樹脂でコーティングされた離型層を有しても良い。

分離ローラ３７はφ１０〜φ３０ｍｍの外径のもので、ＦｅやＡｌ、ＳＵＳで構成される。加圧ローラ４０は、φ３０〜９０ｍｍの外径のもので、ＦｅやＡｌ、ＳＵＳ等の芯金上に１〜５０ｍｍの厚さのフッ素ゴムやシリコンゴム等の弾性層を形成している。加圧ローラ４０は不図示のカムにより、光沢付与ベルト３０に対して接離するように動作可能で、加熱ローラ３６との軸間の距離を変えることで、加熱ローラ３６との間でなすニップ幅や荷重を可変可能に制御できる。また、不図示のモータに接続され、回転駆動されて、加熱ローラ３６および光沢付与ベルト３０、分離ローラ３７が従動回転するようになっている。

さらには光沢付与ベルト３０の内部の加熱ローラ３６の下流側には、光沢付与ベルト３０に接触して冷却を行う冷却ジャケット４２が設けられている。冷却ジャケット４２は熱伝導率の高いＡｌやＣｕ、ＳＵＳなどの金属で構成され、不図示のフィン形状にして不図示のファンで空冷したり、もしくは不図示の配水路を設けて液冷する。本実施例では一例として、２つに独立分離した液冷ジャケット４２、４３で構成してある。図示は省略するが、液冷ジャケット４２、４３の光沢付与ベルト３０との接触面は、光沢付与ベルト３０の搬送方向に対してわずかに凸となる円弧形状（用紙が自然に分離しないような曲率）とすることが好ましい。また、加熱ローラ３６と分離ローラ３７で張架した場合の仮想面よりも接触面が外側に出る形で設けることで、所定の圧力が生じ、光沢付与ベルト３０との密着性が上って効率良く熱を伝導するように構成できる。また、冷却ジャケット４２と４３の間は、５〜２０ｍｍほどの吸引路となる隙間が空いている。

吸引ファン４１は、ダクト４４の端部に設けられ、ダクト４４は冷却ジャケット４２および４３の上部に設けられ、吸引ファン４１によって、冷却ジャケット４２および４３の隙間に負圧を発生させる。

印刷動作としては、印刷信号が入力され、作像部にて作られた両面画像の定着後の用紙Ｐが、定着装置３００を通過し、トナーＴが用紙に定着した状態にて、光沢付与ベルト３０を介した加熱ローラ３６と加圧ローラ４０とでなすニップを通過する。ニップ部で圧力を加えるとともに、光沢付与ベルト３０で熱が加えられ、再溶融したトナーが光沢付与ベルト３０に密着し、用紙とともに光沢付与ベルト３０に密着した状態で搬送される。ニップから出た時点で光沢付与ベルト３０は、内部の冷却ジャケット４２に接触しながら移動することで冷却され、溶融状態のトナー像が固化し、光沢付与ベルト３０側の定着画像部分の表面が光沢付与ベルト３０の表面にならって平滑化され、光沢度が付与される。用紙およびトナー像は光沢付与ベルト３０に密着してさらに搬送され、分離ローラ３７で、曲率分離されて排紙される。

この際、吸引ファン４１が駆動され、冷却ジャケット４２、４３間を負圧にすることで、光沢付与ベルト３０に内部から張力を与えるように作用させる。そうすることで、光沢付与ベルト３０に発生する波うちやシワの発生などを防ぎ、光沢付与ベルト３０と冷却ジャケット４２の密着性を担保できるようにする。このことで、冷却効率を落とさず、光沢付与ベルト３０の温度ムラを防ぎ、均一で高い光沢度の画像を用紙Ｐ上に得ることができる。

＜実施例２＞
図３は実施例１とほぼ同様の構成にて、吸引ファン４１とダクト４４を光沢付与ベルト３０の搬送方向に対して左右に分割して設けたものである。吸引ファン４１ａ、４１ｂおよび、ダクト４４ａ、４４ｂに分割し、分割されたそれぞれの吸引手段による吸引圧を調整可能にすることで、実施例１の場合に比べ、搬送を安定しつつ冷却ジャケットへの密着を高めることができる。

＜実施例３＞
図５は、実施例２とほぼ同様の構成で、光沢付与ベルト３０の端部位置を測定するために、不図示の端部移動量測定センサが設けられている。端部移動量測定センサで出力された値に基づいて、不図示のコントローラにより、分割されたファン４１ａおよび４２ｂの吸引力を変化させる。中央部の４１ｃは密着性を恒久的に維持するために一定の吸引圧で駆動しておく。例えば、光沢付与ベルトがファン４１ａ側に所定量移動した場合、ファン４１ａの吸引力を強めて光沢付与ベルト３０の４１ａ側の搬送負荷を増やし、移動した量分だけ元に戻すように制御する。こうすることで、冷却ジャケットへの密着を高めて冷却効率を上げつつ、光沢付与ベルト３０のベルト寄りを防止できる。

＜実施例４＞
図６は、実施例１とほぼ同様の構成で、ファン４１とダクト４４の間に粉塵フィルタ４５を設けたものである。こうすることで、冷却ジャケット４１、４２と摺擦することで光沢付与ベルト３０から発生する磨耗粉や、その他の埃などを吸引して光沢付与ベルト３０の搬送路から除去することができ、より光沢付与ベルト３０の搬送性を安定化させ、磨耗粉の蓄積等による光沢ムラなどを防止可能にできる。

３０：光沢付与ベルト
３３：ハロゲンヒータ
３６：加熱ローラ
３７：分離ローラ
４０：加圧ローラ
４１、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ：吸引ファン
４２、４３：冷却ジャケット
４４、４４ａ、４４ｂ、４４ｃ：ダクト
４５：防塵フィルタ
５６：非接触温度センサ
３００：定着装置
３０１：光沢付与装置
Ｔ：トナー、トナー像
Ｐ：用紙

特開２００４−３２５９３４号公報 特開２００３−２７０９８７号公報

Claims (7)

1. 定着装置に設ける光沢付与装置であって、
   前記定着装置が、
   第１の加圧手段と、
   記録媒体の搬送方向で該第１の加圧手段の下流に設けられた分離手段と、
   前記第１の加圧手段と前記分離手段に張架された無端状の搬送手段と、
   前記搬送手段を介して前記第１の加圧手段に押圧してニップを形成する第２の加圧手段と、
   を有し、
   前記光沢付与装置が、
   前記第１の加圧手段と前記分離手段の間で前記搬送手段内側に設けられた分割された冷却手段を有し、
   前記ニップにおいて記録媒体上のトナー像を加熱、加圧し、前記ニップを通過する記録媒体を前記搬送手段に密着したまま搬送し、前記分離手段によって前記搬送手段から分離させるものであり、
   前記搬送手段を吸引する吸引手段を、前記分割された冷却手段間に備えたことを特徴とする光沢付与装置。
2. 前記吸引手段は、少なくとも搬送される記録媒体の幅方向で、複数に分割されていることを特徴とする請求項１の光沢付与装置。
3. 前記吸引手段は、それぞれ選択的に吸引力を可変させ得るものであることを特徴とする請求項２の光沢付与装置。
4. 前記分割された吸引手段は、その吸引力を、前記搬送手段の前記記録媒体の幅方向の移動量に基づいて調整可能であることを特徴とする請求項３の光沢付与装置。
5. 前記吸引手段の吸引路にフィルタを設けたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光沢付与装置。
6. 画像を形成する手段と、請求項１から５のいずれかの光沢付与装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
7. カラー画像を形成する手段と、請求項１から５のいずれかの光沢付与装置を備えたことを特徴とするカラー画像形成装置。