JP6977511B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、画像形成装置に関する。
下記特許文献1には、連続紙(連帳紙)上のトナー像の定着後に、連続紙のトナー像形成面に接触するアイドルロールと、その後に連続紙のトナー像形成面と反対の面に接触する搬送ガイドと、を備える画像形成装置が開示されている。
特開2007−079516号公報
例えば、連続紙上のトナー像の定着後の冷却条件が、トナー像のグロス(すなわち、光沢感)に影響を与える場合がある。
本発明は、定着部の後に連続記録媒体のトナー像形成面を冷却してから連続記録媒体のトナー像形成面と反対の面を冷却する場合と比較して、画像のグロスのムラを抑制する画像形成装置を得ることが目的である。
第1態様に記載の画像形成装置は、連続記録媒体に形成されたトナー像を定着する定着部と、前記連続記録媒体の搬送方向における前記定着部の下流側で最初に前記連続記録媒体のトナー像形成面と反対の面に接触して冷却する第1の冷却部と、前記連続記録媒体の搬送方向における前記第1の冷却部の下流側で最初に前記連続記録媒体のトナー像形成面に接触して冷却する第2の冷却部であって、前記連続記録媒体の搬送方向における前記連続記録媒体との接触幅が前記第1の冷却部による前記連続記録媒体との接触幅より小さい前記第2の冷却部と、を有する。
第2態様に記載の画像形成装置は、第1態様に記載の画像形成装置において、前記第1の冷却部と前記第2の冷却部との間にある前記連続記録媒体の長さは、前記第1の冷却部と前記連続記録媒体との接触幅より短い。
第3態様に記載の画像形成装置は、第2態様に記載の画像形成装置において、前記第1の冷却部と前記第2の冷却部との間にある前記連続記録媒体の長さは、前記第2の冷却部と前記連続記録媒体との接触幅より短い。
第4態様に記載の画像形成装置は、第1態様から第3態様までのいずれか1つの態様に記載の画像形成装置において、少なくとも前記第1の冷却部は、ニップを形成するニップ形成部を持たない構成とされている。
第5態様に記載の画像形成装置は、第4態様に記載の画像形成装置において、前記第2の冷却部は、ニップを形成するニップ形成部を持たない構成とされている。
第6態様に記載の画像形成装置は、第1態様から第5態様までのいずれか1つの態様に記載の画像形成装置において、前記第1の冷却部と前記第2の冷却部はロールからなり、前記第2の冷却部の外径が前記第1の冷却部の外径より小さい。
第7態様に記載の画像形成装置は、第1態様から第5態様までのいずれか1つの態様に記載の画像形成装置において、前記第1の冷却部と前記第2の冷却部はロールからなり、前記連続記録媒体の前記第2の冷却部への巻き付け角度が前記連続記録媒体の前記第1の冷却部への巻き付け角度より小さい。
第8態様に記載の画像形成装置は、第1態様から第7態様までのいずれか1つの態様に記載の画像形成装置において、前記定着部の出口には、剥離部材がない。
第9態様に記載の画像形成装置は、第1態様から第8態様までのいずれか1つの態様に記載の画像形成装置において、前記定着部は、前記連続記録媒体のトナー像形成面と反対の面から加熱してトナー像を定着させる構成とされている。
第1態様に記載の画像形成装置によれば、定着部の後に連続記録媒体のトナー像形成面を冷却してから連続記録媒体のトナー像形成面と反対の面を冷却する場合と比較して、画像のグロスのムラが抑制される。
第2態様に記載の画像形成装置によれば、第1の冷却部と第2の冷却部との間にある連続記録媒体の長さが第1の冷却部と連続記録媒体との接触幅以上である構成と比較して、短い間隔で連続記録媒体を冷却できる。
第3態様に記載の画像形成装置によれば、第1の冷却部と第2の冷却部との間にある連続記録媒体の長さが第2の冷却部と連続記録媒体との接触幅以上である構成と比較して、短い間隔で連続記録媒体を冷却できる。
第4態様に記載の画像形成装置によれば、第1の冷却部がニップ形成部を持つ構成と比較して、ニップによって画像のグロスが変化することが抑制される。
第5態様に記載の画像形成装置によれば、第2の冷却部がニップ形成部を持つ構成と比較して、ニップによって画像のグロスが変化することが抑制される。
第6態様に記載の画像形成装置によれば、第2の冷却部の外径が第1の冷却部の外径以上である構成と比較して、簡単な構成で第2の冷却部と連続記録媒体との接触幅を第1の冷却部と連続記録媒体との接触幅より小さくできる。
第7態様に記載の画像形成装置によれば、連続記録媒体の第2の冷却部への巻き付け角度が連続記録媒体の第1の冷却部への巻き付け角度以上である構成と比較して、ロール形状によらずに第2の冷却部と連続記録媒体との接触幅を第1の冷却部と連続記録媒体との接触幅より小さくできる。
第8態様に記載の画像形成装置によれば、定着部の出口に剥離部材がある構成と比較して、画像のグロスが不安定になることが抑制される。
第9態様に記載の画像形成装置によれば、定着部がトナー像形成面と反対の面から連続記録媒体を加熱する構成において、定着部の後に連続記録媒体のトナー像形成面を冷却してから連続記録媒体のトナー像形成面と反対の面を冷却する場合と比較して、画像のグロスのムラが抑制される。
一実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。 一実施形態に係る画像形成装置に用いられるトナー像形成部を示す概略構成図である。 一実施形態に係る画像形成装置に用いられる定着装置及び冷却装置を示す正面図である。 一実施形態に係る画像形成装置に用いられる冷却装置の第1冷却ロールの一例を示す模式的な斜視図である。
以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づいて説明する。なお、各図に示す矢印Hは鉛直方向であって装置上下方向を示し、矢印Wは、水平方向であって装置幅方向を示す。
<画像形成装置10の全体構成>
まず、画像形成装置10の構成について説明する。図1には、画像形成装置10を正面側から見た構成が示されている。
画像形成装置10は、予め搬送経路に配置された連帳紙Pを予め定められた搬送方向(図1中の矢印B方向)へ搬送し、当該連帳紙Pに画像を形成する装置である。すなわち、画像形成装置10の画像形成対象である連帳紙Pは、予め搬送経路に配置された状態から搬送される連続記録媒体の一例である。この連帳紙Pは、搬送方向に沿って長さを有している。
また、連帳紙Pは、例えば、表面が、画像が形成される画像面とされ、裏面が、画像が形成されない非画像面とされている。連帳紙Pとしては、例えば、普通紙、樹脂フィルム、金属箔(例えばアルミ箔など)、及び、樹脂フィルムと金属箔とが積層された記録媒体などが用いられる。樹脂フィルムと金属箔とが積層された記録媒体としては、例えば、画像面及び非画像面の一方の面に金属箔を有し、他方の面に樹脂フィルムを有する記録媒体がある。
画像形成装置10は、具体的には、図1に示されるように、搬送部50と、画像形成部12と、定着装置60と、冷却装置80と、制御部100と、を有している。
(搬送部50)
搬送部50は、予め搬送経路に配置された連帳紙Pを搬送する機能を有する部分である。具体的には、搬送部50は、図1に示されるように、巻出ロール51(供給部の一例)と、巻取ロール53と、駆動部55と、巻掛ロール52、54、56(巻掛部材の一例)と、を有している。
巻出ロール51は、連帳紙Pを巻き出すロールであり、後述の転写部35(二次転写位置NT)へ向けて連帳紙Pを供給する供給部の一例として機能する。この巻出ロール51には、連帳紙Pの後端側部分(搬送方向の上流側部分)が巻き掛けられている。巻取ロール53は、連帳紙Pを巻き取るロールであり、後述の転写部35(二次転写位置NT)から搬送される連帳紙Pを回収する回収部として機能する。この巻取ロール53には、連帳紙Pの先端側部分(搬送方向の下流側部分)が巻き掛けられている。
駆動部55は、巻取ロール53が連帳紙Pを巻き取る方向(図1における反時計周り方向)に巻取ロール53を回転駆動する。そして、駆動部55の回転駆動によって巻取ロール53が連帳紙Pを巻き取ることで、連帳紙Pが引っ張られて、巻出ロール51が連帳紙Pを巻き出す。このように、駆動部55の回転駆動によって、巻取ロール53が連帳紙Pを巻き取ると共に、巻出ロール51が連帳紙Pを巻き出すことで、連帳紙Pが搬送方向に搬送される。
巻掛ロール52、54、56は、巻出ロール51と後述の転写部35(二次転写位置NT)との間の搬送経路上であって、且つ、巻掛ロール52、54、56の順で搬送方向に沿って配置されている。したがって、巻掛ロール52は、巻掛ロール52、54、56うち、巻出ロール51に最も近い位置に配置されている。また、巻掛ロール54は、巻掛ロール52、56の上側に配置されている。巻掛ロール52、56は、外周面が連帳紙Pの画像面に接触するように、連帳紙Pが巻き掛けられている。巻掛ロール54は、外周面が連帳紙Pの非画像面(図3中のトナー像形成面2Aと反対側の面2B)に接触するように、連帳紙Pが巻き掛けられている。例えば、巻掛ロール54は、巻掛ロール52、56に対して相対的に位置が変化する構成とされており、連帳紙Pの搬送経路を補正するようになっている。
(画像形成部12)
画像形成部12は、電子写真方式により連帳紙Pに画像を形成する機能を有する部分である。具体的には、画像形成部12は、トナー像を形成するトナー像形成部20と、トナー像形成部20で形成されたトナー像を連帳紙Pに転写する転写装置30と、を有している。
トナー像形成部20は、色ごとにトナー像を形成するように複数備えられている。この実施形態では、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の計4色のトナー像形成部20が設けられている。図1に示す(Y)、(M)、(C)、(K)は、上記各色に対応する構成部分を示している。なお、画像形成装置10では、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)を区別する必要がある場合は、各部材の符号の後にY、M、C、Kを付し、各色を区別する必要がない場合は、Y、M、C、Kを省略する場合がある。
〔トナー像形成部20〕
各色のトナー像形成部20は、用いるトナーを除き基本的に同様に構成されている。具体的には、各色のトナー像形成部20は、図2に示されるように、図2における時計周り方向に回転する感光体ドラム21(感光体)と、感光体ドラム21を帯電させる帯電器22と、帯電器22によって帯電された感光体ドラム21を露光して感光体ドラム21に静電潜像を形成する露光装置23と、を有している。さらに、各色のトナー像形成部20は、露光装置23によって感光体ドラム21に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置24と、後述の転写ベルト31へのトナー像の転写後に感光体ドラム21の表面に残留したトナーを除去する除去体としてのブレード25と、を有している。
帯電器22は、例えば、感光体ドラム21の表面(感光層)を負極性に帯電させる。負極性に帯電した感光体ドラム21の表面は、露光装置23によって露光光Lが照射された部分が正極性を呈し、感光体ドラム21の表面に静電潜像が形成される。そして、現像装置24内で負極性に摩擦帯電されたトナーが、正極性を呈する静電潜像に付着して静電潜像が現像される。このように、感光体ドラム21の表面(外周面)にトナー像が形成される。ブレード25は、感光体ドラム21の表面に接触して、感光体ドラム21の表面に残留したトナーを掻き取る。
〔転写装置30〕
転写装置30は、各色の感光体ドラム21のトナー像を、中間転写体としての転写ベルト31に重畳して一次転写し、該重畳されたトナー像を二次転写位置NT(ニップ部)で連帳紙Pに二次転写する。具体的には、転写装置30は、図1に示されるように、転写ベルト31と、一次転写ロール33と、二次転写ロール34と、を備えている。
[転写ベルト31]
転写ベルト31は、図1に示されるように、無端状を成し、複数のロール32に巻き掛けられて姿勢が決められている。この実施形態では、転写ベルト31は、正面視で装置幅方向に長い逆鈍角三角形状の姿勢とされている。複数のロール32のうち、図1に示すロール32Dは、図示しないモータの動力により転写ベルト31を矢印A方向に回転させる駆動ロールとして機能する。転写ベルト31は、矢印A方向に回転することで、一次転写された画像を二次転写位置NTへ搬送する。
また、複数のロール32のうち、図1に示すロール32Tは、転写ベルト31に張力を付与する張力付与ロールとして機能する。複数のロール32のうち、図1に示すロール32Bは、二次転写ロール34の対向ロール32Bとして機能する。対向ロール32Bには、前述の通り逆鈍角三角形状の姿勢とされた転写ベルト31の鈍角を成す下端側の頂部が巻き掛けられている。この転写ベルト31は、前述した姿勢で装置幅方向に延びる上辺部において、各色の感光体ドラム21に下方から接触している。
[一次転写ロール33]
一次転写ロール33は、各感光体ドラム21のトナー像を転写ベルト31に転写させるロールであり、図1に示されるように、転写ベルト31の内側に配置されている。各一次転写ロール33は、転写ベルト31を挟んで対応する色の感光体ドラム21に対して対向配置されている。また、一次転写ロール33と感光体ドラム21との間には、給電部37(図2参照)によって、一次転写電圧が印加される。これにより、感光体ドラム21に形成されたトナー像が、感光体ドラム21と一次転写ロール33との間の一次転写位置T(図2参照)で転写ベルト31に転写される。
[二次転写ロール34]
二次転写ロール34は、転写ベルト31に重畳されたトナー像を連帳紙Pに転写するロールである。二次転写ロール34は、図1に示されるように、対向ロール32Bとの間に転写ベルト31を挟むように配置されており、二次転写ロール34と転写ベルト31とは予め定められた荷重にて接触している。このように接触している二次転写ロール34と転写ベルト31の間が二次転写位置NT(ニップ部)とされる。この二次転写位置NTには、巻出ロール51から連帳紙Pが供給されるようになっている。二次転写ロール34は、図1における時計周り方向へ回転駆動される。
また、二次転写ロール34と対向ロール32Bとの間には、印加部39によって、二次転写電圧が印加される。これにより、転写ベルト31に転写されたトナー像と、二次転写位置NTに搬送された連帳紙Pとの間に電位差が生じる。すなわち、二次転写位置NTにおいて、連帳紙Pとトナー像との間に連帳紙Pの厚み方向に沿って電圧が印加される。これにより、転写ベルト31のトナー像に対して静電力が作用し、二次転写位置NTを通過する連帳紙Pに、転写ベルト31からトナー像が転写される。このように、本実施形態では、二次転写ロール34及び対向ロール32Bによって、連帳紙Pとトナー像との間に連帳紙Pの厚み方向に沿って電圧を印加してトナー像を連帳紙Pへ転写する転写部35が構成されている。
(定着装置60の概要)
定着装置60は、図1に示されるように、連帳紙Pの搬送方向における二次転写位置NTの下流側に配置されている。なお、二次転写位置NTと定着装置60との間には、連帳紙Pを定められた搬送経路に支持する支持ロール58、59が配置されている。支持ロール58、59は、連帳紙Pの移動に従動して回転するようになっている。支持ロール59は、図示しない移動機構により連帳紙Pの紙面と交差する方向(矢印H方向)に移動することで、連帳紙Pに張力を付与するようになっている。
定着装置60は、図3に示されるように、連帳紙Pのトナー像形成面2Aと反対の面2Bに接触する第1加熱ロール62と、連帳紙Pが第1加熱ロール62と接触する領域の下流側で連帳紙Pのトナー像形成面2Aと接触する第2加熱ロール64と、を備えている。ここで、定着装置60は、定着部の一例である。なお、定着装置60については、後に詳述する。定着装置60では、連帳紙Pのトナー像形成面2Aと反対の面2Bから第1加熱ロール62を接触させることで、連帳紙P及びトナー像G(図3参照)を加熱する。さらに、第1加熱ロール62の搬送方向下流側で、連帳紙Pのトナー像形成面2Aに第2加熱ロール64を接触させることで、連帳紙P及びトナー像Gを加熱する。これにより、連帳紙Pに形成されたトナー像Gを、加熱及び加圧して連帳紙Pに定着させる。なお、図3では、連帳紙Pに形成されたトナー像Gの一部のみを図示している。
(冷却装置80の概要)
冷却装置80は、図3に示されるように、連帳紙Pの搬送方向における第2加熱ロール64の下流側で連帳紙Pのトナー像形成面2Aと反対の面2Bに接触する第1冷却ロール82を備えている。さらに、冷却装置80は、連帳紙Pの搬送方向における第1冷却ロール82の下流側で連帳紙Pのトナー像形成面2Aと接触する第2冷却ロール84を備えている。ここで、第1冷却ロール82は、第1の冷却部の一例であり、第2冷却ロール84は、第2の冷却部の一例である。なお、冷却装置80については、後に詳述する。冷却装置80では、連帳紙Pのトナー像形成面2Aと反対の面2Bから第1冷却ロール82を接触させることで、トナー像形成面2Aと反対側から連帳紙P及びトナー像Gを冷却する。さらに、第1冷却ロール82の搬送方向下流側で連帳紙Pのトナー像形成面2Aに第2冷却ロール84を接触させることで、トナー像形成面2Aの側から連帳紙P及びトナー像Gを冷却する。
(制御部100)
制御部100は、画像形成装置10の各部の動作を制御する機能を有する部分である。制御部100には、印加部39及び駆動部55を含む画像形成装置10の各部が接続されている。
<画像形成動作>
次に、画像形成装置10による連帳紙Pへの画像形成工程の概要を説明する。
本実施形態では、まず、例えば、画像形成装置10の使用者の手作業により、連帳紙Pが画像形成装置10の搬送経路に予め配置される。連帳紙Pは、例えば、巻出ロール51より巻き出されて、巻出ロール51から搬送経路に沿って巻取ロール53まで配置される。
図1に示す画像形成装置10では、画像形成指令を受けた制御部100は、各トナー像形成部20などを作動させる。図2等に示されるように、各色の感光体ドラム21は、回転されながら帯電器22によって帯電される。また、制御部100は、画像信号処理部で画像処理が施された画像データを、各露光装置23に送る。各露光装置23は、画像データに応じて各露光光Lを出射して、帯電した各感光体ドラム21に露光する。これにより、各感光体ドラム21の外周面に静電潜像が形成される。各感光体ドラム21に形成された静電潜像は、現像装置24によって現像され、各色の感光体ドラム21には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)のトナー像が形成される。
各色の感光体ドラム21に形成された各色のトナー像は、各一次転写位置Tにおいて各色の一次転写ロール33によって、周回する転写ベルト31に順次一次転写される。これにより、転写ベルト31には、4色分のトナー像が重畳されたトナー像が形成される。この重畳されたトナー像は、転写ベルト31の周回によって二次転写位置NTに搬送される。二次転写位置NTにおいて、転写ベルト31から重畳されたトナー像G(図3参照)が連帳紙Pに転写される。
トナー像Gが二次転写された連帳紙Pは、定着装置60に向けて搬送される。定着装置60では、連帳紙Pのトナー像形成面2Aと反対の面2Bから第1加熱ロール62により加熱される。さらに、第1加熱ロール62の搬送方向下流側で、連帳紙Pのトナー像形成面2Aに第2加熱ロール64が接触されることで、トナー像Gが加熱及び加圧されて連帳紙Pに定着される。
さらに、定着装置60の下流側で連帳紙Pは、冷却装置80に向けて搬送される。冷却装置80では、連帳紙Pのトナー像形成面2Aと反対の面2Bから第1冷却ロール82により冷却される。さらに、第1冷却ロール82の搬送方向下流側で、連帳紙Pのトナー像形成面2Aに第2冷却ロール84が接触されることで、トナー像Gが冷却される。そして、冷却装置80の搬送方向下流側で、連帳紙Pは巻取ロール53に巻き取られる。
<要部構成>
次に、本実施形態の要部構成について説明する。
(定着装置60)
図3に示されるように、定着装置60は、前述のように第1加熱ロール62と、第2加熱ロール64と、を備えている。第1加熱ロール62には、連帳紙Pのトナー像形成面2Aと反対の面2Bが定められた範囲で巻き付けられている(巻き掛けられている)。本実施形態では、第1加熱ロール62には、例えば、連帳紙Pが第1加熱ロール62の外周面の1/3以上1/2以下の範囲に巻き付けられている。例えば、第1加熱ロール62への連帳紙Pの巻き付け角度は、90°以上180°以下が好ましく、110°以上170°以下がより好ましく、112°以上160°以下がさらに好ましい。
第1加熱ロール62は、一例として、金属により形成された円筒状のロール62Aと、ロール62Aの内部に配置された加熱源62Bと、を備えている。加熱源62Bは、例えば、単一又は複数のハロゲンランプで構成されている。第1加熱ロール62の外周面と対向する位置(連帳紙Pが通過しない対向部)には、温度センサ66が配置されている。制御部100は、温度センサ66で検出された温度に基づき、第1加熱ロール62を定められた温度に制御している。例えば、温度センサ66で検出される第1加熱ロール62の温度は、120℃以上200℃以下に制御されている。第1加熱ロール62は、連帳紙Pの移動に従動して回転する構成とされている。
第2加熱ロール64は、連帳紙Pのトナー像形成面2Aと反対の面2Bに第1加熱ロール62が接触する範囲の下流側の位置で、連帳紙Pのトナー像形成面2Aと接触している。本実施形態では、第2加熱ロール64は、連帳紙Pのトナー像形成面2Aと反対の面2Bに第1加熱ロール62が接触する範囲の最下流の位置で、連帳紙Pのトナー像形成面2Aと接触している。第2加熱ロール64は、一例として、表面側が弾性を有する材料で形成された円筒状のロール64Aと、ロール64Aの内部に配置された加熱源64Bと、を備えている。ロール64Aは、例えば、表面がシリコーンゴム等で形成されたソフトロールとされている。加熱源64Bは、例えば、単一又は複数のハロゲンランプで構成されている。第2加熱ロール64の外周面と対向する位置には、温度センサ68が配置されている。制御部100は、温度センサ68で検出された温度に基づき、第1加熱ロール62を定められた温度に制御している。第1加熱ロール62は、連帳紙Pの移動に従動して回転する構成とされている。
また、第2加熱ロール64の第1加熱ロール62と反対側の位置には、第2加熱ロール64に接触する外部加熱ロール70が配置されている。外部加熱ロール70は、一例として、金属により形成された円筒状のロール70Aと、ロール70Aの内部に配置されたハロゲンランプ等の加熱源70Bと、を備えている。外部加熱ロール70の外周面と対向する位置には、温度センサ72が配置されている。制御部100は、温度センサ72で検出された温度に基づき、外部加熱ロール70を定められた温度に制御している。外部加熱ロール70は、第2加熱ロール64の回転に従動して回転する構成とされている。
また、第2加熱ロール64の外周面と接触する位置には、第2加熱ロール64の表面の付着物を除去するクリーニングロール74が設けられている。クリーニングロール74の第2加熱ロール64と反対側には、クリーニングウェブ76を介してロール78が接触している。図示を省略するが、クリーニングウェブ76は、クリーニングロール74の周方向に沿って新しい面が供給されるように移動する構成とされている。
定着装置60の出口、すなわち、連帳紙Pを介して接触する第1加熱ロール62と第2加熱ロール64とのニップ部の出口には、剥離部材が設けられていない。言い換えると、定着装置60の出口には、連帳紙Pに接触する剥離部材(例えば、爪やバッフルなど)は設けられていない。
(冷却装置80)
図3に示されるように、冷却装置80は、前述のように第1冷却ロール82と、第2冷却ロール84と、を備えている。第1冷却ロール82は、連帳紙Pの搬送方向(矢印B方向)における定着装置60の下流側で最初に連帳紙Pのトナー像形成面2Aと反対の面2Bに接触して冷却する構成とされている。ここで、「最初に」とは、定着装置60の下流側で、連帳紙Pのトナー像形成面2Aと反対の面2Bに第1冷却ロール82が最も早く接触して連帳紙P及びトナー像Gから熱を奪うこと、すなわち、連帳紙P及びトナー像Gを積極的に冷却することをいう。すなわち、第1冷却ロール82は、冷却機能を有することで、連帳紙P及びトナー像Gを積極的に冷却するものであり、冷却機能を持たずに連帳紙Pに単に接触するものは「第1の冷却部」に含まれない。第1冷却ロール82には、連帳紙Pのトナー像形成面2Aと反対の面2Bが定められた範囲で巻き付けられている(巻き掛けられている)。本実施形態では、第1冷却ロール82には、例えば、連帳紙Pが第1冷却ロール82の外周面の1/3以上1/2以下の範囲に巻き付けられている。例えば、第1冷却ロール82への連帳紙Pの巻き付け角度は、90°以上180°以下が好ましく、110°以上170°以下がより好ましく、112°以上160°以下がさらに好ましい。
図4に示されるように、第1冷却ロール82は、一例として、金属等により形成された円筒状のロール82Aを備えており、ロール82Aの内部には、ダクト82Bが設けられている。第1冷却ロール82の軸方向の一端部には、ダクト82Bに接続される導入部86を介してファン88が設けられている。第1冷却ロール82は、ファン88の回転により導入部86を介してダクト82Bの内部に風を流すことで、第1冷却ロール82に接触する連帳紙Pをトナー像形成面2Aと反対の面2Bから冷却するようになっている。なお、図4では、第1冷却ロール82の構成を分かりやすくするため、第1冷却ロール82の軸方向の一部を切断した状態で模式的に示している。また、図示を省略するが、第1冷却ロール82は、軸方向両側に延在される軸部を備えており、連帳紙Pの移動に従動して回転する構成とされている。なお、第1冷却ロール82は、上記の構成に限定されるものではなく、例えば、内部に水を通して連帳紙Pをトナー像形成面2Aと反対の面2Bから冷却する構成でもよい。その他、第1冷却ロール82の内部にダクト及びファンが設けられていなくとも、第1冷却ロール82の周囲にあるファン94の回転により、第1冷却ロール82の温度を下げることで第1冷却ロール82が連帳紙P及びトナー像Gを冷却する構成でもよい。
図3に示されるように、第2冷却ロール84は、連帳紙Pの搬送方向(矢印B方向)における第1冷却ロール82の下流側で最初に連帳紙Pのトナー像形成面2Aに接触して冷却する構成とされている。ここで、「最初に」とは、第1冷却ロール82の下流側で、連帳紙Pのトナー像形成面2Aに第2冷却ロール84が最も早く接触して連帳紙P及びトナー像Gから熱を奪うこと、すなわち、連帳紙P及びトナー像Gを積極的に冷却することをいう。すなわち、第2冷却ロール84は、冷却機能を有することで、連帳紙P及びトナー像Gを積極的に冷却するものであり、冷却機能を持たずに連帳紙Pに単に接触するものは「第2の冷却部」に含まれない。第2冷却ロール84には、連帳紙Pのトナー像形成面2Aが定められた範囲で巻き付けられている(巻き掛けられている)。連帳紙Pの搬送方向(矢印B方向)における第2冷却ロール84と連帳紙Pとの接触幅L2は、第1冷却ロール82と連帳紙Pとの接触幅L1より小さい。
第2冷却ロール84の外径は、第1冷却ロール82の外径より小さい。本実施形態では、第2冷却ロール84の外径は、第1冷却ロール82の外径の1/2以下とされている。第2冷却ロール84には、例えば、連帳紙Pが第2冷却ロール84の外周面の1/2の範囲に巻き付けられている。また、連帳紙Pの第2冷却ロール84への巻き付け量(図3中のL2参照)が連帳紙Pの第1冷却ロール82への巻き付け量(図3中のL1参照)より小さい。例えば、第2冷却ロール84への連帳紙Pの巻き付け角度は、110°以上200°以下が好ましく、120°以上190°以下がより好ましく、130°以上180°以下がさらに好ましい。本実施形態では、連帳紙Pの第2冷却ロール84への巻き付け角度が、連帳紙Pの第1冷却ロール82への巻き付け角度より大きい。
図示を省略するが、第2冷却ロール84は、一例として、金属等により形成された円筒状のロールを備えており、ロールの内部にダクトが設けられている。第2冷却ロール84の軸方向の端部には、導入部を介してファンが設けられている。第1冷却ロール82は、ファンの回転によりダクトの内部に風を流すことで、第2冷却ロール84に接触する連帳紙Pのトナー像形成面2Aを冷却するようになっている。なお、第2冷却ロール84は、上記の構成に限定されるものではなく、例えば、内部に水を通して連帳紙Pをトナー像形成面2Aと反対の面2Bから冷却する構成でもよい。図示を省略するが、第2冷却ロール84は、軸方向両側に延在される軸部を備えており、連帳紙Pの移動に従動して回転する構成とされている。その他、第2冷却ロール84の内部にダクト及びファンが設けられていなくとも、第2冷却ロール84の周囲にあるファン94の回転により、第2冷却ロール84の温度を下げることで第2冷却ロール84が連帳紙P及びトナー像Gを冷却する構成でもよい。
第1冷却ロール82と第2冷却ロール84との間にある連帳紙Pの長さL3(連帳紙Pの搬送方向の長さ)は、第1冷却ロール82と連帳紙Pとの接触幅L1より短い。また、第1冷却ロール82と第2冷却ロール84との間にある連帳紙Pの長さL3(連帳紙Pの搬送方向の長さ)は、第2冷却ロール84と連帳紙Pとの接触幅L2より短い。すなわち、第2冷却ロール84による連帳紙Pのトナー像形成面2Aの冷却時間は、第1冷却ロール82による連帳紙Pのトナー像形成面2Aと反対の面2Bの冷却時間よりも短い。また、第1冷却ロール82と第2冷却ロール84との間を連帳紙Pが通過する時間は、第1冷却ロール82による連帳紙Pのトナー像形成面2Aと反対の面2Bの冷却時間よりも短い。さらに、また、第1冷却ロール82と第2冷却ロール84との間を連帳紙Pが通過する時間は、第2冷却ロール84による連帳紙Pのトナー像形成面2Aの冷却時間よりも短い。
第1冷却ロール82は、連帳紙Pと接触してニップを形成するニップ形成部を持たない構成とされている。すなわち、定着後に連帳紙Pのトナー像形成面2Aに最初に接触するのは、第2冷却ロール84である。また、第2冷却ロール84は、連帳紙Pと接触してニップを形成するニップ形成部を持たない構成とされている。
第1冷却ロール82の連帳紙Pと接触しない領域と対向する位置には、図示しない冷却装置80の筐体に複数(本実施形態では2つ)のファン94が設けられている。また、第2冷却ロール84の連帳紙Pと接触しない領域と対向する位置には、図示しない冷却装置80の筐体にファン94が設けられている。複数のファン94の回転により、第1冷却ロール82及び第2冷却ロール84の周囲の温度を下げるようになっている。
また、連帳紙Pの搬送方向における第2冷却ロール84の下流側には、連帳紙Pを交差する方向に方向転換させるための複数(本実施形態では3つ)の支持ロール102が配置されている。支持ロール102は、連帳紙Pの移動に従動して回転する構成とされている。本実施形態では、第2冷却ロール84の下流側の3つの支持ロール102により、連帳紙Pの搬送経路が冷却装置80の下部及び定着装置60の一方の側部を囲むように配置される構成とされている。
<作用及び効果>
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
画像形成装置10では、二次転写位置NTでトナー像Gが転写された連帳紙Pは、支持ロール58、59に支持された状態で定着装置60に搬送される。定着装置60では、連帳紙Pのトナー像形成面2Aと反対の面2Bから第1加熱ロール62を接触させることで、第1加熱ロール62により連帳紙P及びトナー像が加熱される。これにより、連帳紙Pの未定着のトナー像G内の空気がトナー像Gの表面側から抜けやすくなる。さらに、第1加熱ロール62が接触する範囲の最下流側の位置で、連帳紙Pのトナー像形成面2Aに第2加熱ロール64を接触させることで、連帳紙P及びトナー像G(図3参照)が加熱される。これにより、トナー像G内の空気が抜けた状態で、トナー像Gが加熱及び加圧により連帳紙Pに定着される。
さらに、定着装置60による定着後に、連帳紙Pは冷却装置80に搬送される。冷却装置80には、連帳紙Pの搬送方向(矢印B方向)における定着装置60の下流側で最初に連帳紙Pのトナー像形成面2Aと反対の面2Bに接触する第1冷却ロール82が設けられている。すなわち、連帳紙Pのトナー像形成面2Aと反対の面2Bから第1冷却ロール82を接触させることで、トナー像形成面2Aと反対の面2Bから連帳紙P及びトナー像Gが冷却される。
また、冷却装置80には、連帳紙Pの搬送方向(矢印B方向)における第1冷却ロール82の下流側で、最初に連帳紙Pのトナー像形成面2Aに接触する第2冷却ロール84が設けられている。すなわち、第1冷却ロール82の搬送方向下流側で連帳紙Pのトナー像形成面2Aに第2冷却ロール84を接触させることで、トナー像形成面2Aの側から連帳紙P及びトナー像Gが冷却される。このとき、連帳紙Pの搬送方向(矢印B方向)における第2冷却ロール84と連帳紙Pとの接触幅L2は、第1冷却ロール82と連帳紙Pとの接触幅L1より小さい(図3参照)。本実施形態では、連帳紙Pのトナー像形成面2Aと反対の面2Bからの冷却は、連帳紙Pのトナー像形成面2Aからの冷却に比べると、画像のグロスに与える影響が少ない。これにより、画像のグロスのムラの影響の少ない第1冷却ロール82によるトナー像形成面2Aと反対の面2Bからの冷却量よりも、画像のグロスのムラの影響の大きい第2冷却ロール84によるトナー像形成面2Aからの冷却量が小さくなる。
このため、上記の画像形成装置10では、定着部の後に連帳紙のトナー像形成面を冷却してから連帳紙のトナー像形成面と反対の面を冷却する場合と比較して、画像のグロスのムラが抑制される。ここで、画像のグロスのムラには、同じ画像の中のグロスのムラと、連帳紙Pの搬送方向における異なる部位でのグロスのムラとの両方が含まれる。また、上記の画像形成装置10では、第1冷却ロール82で連帳紙Pのトナー像形成面2Aと反対の面2Bから冷却し、トナー像Gの温度がグロスに影響を与えない温度となった後に、連帳紙Pのトナー像形成面2Aを第2冷却ロール84で冷却する。これにより、グロスが変動しにくい状態のトナー像Gをより安定化することができる。また、上記の画像形成装置10では、第1冷却ロール82と第2冷却ロール84により連帳紙P及びトナー像Gを冷却するため、ニップ荷重をかけずにトナー像Gを冷却させることができる。このため、上記の画像形成装置10では、2つの冷却部材を連帳紙の両側から接触させてニップ部を設ける構成と比較して、トナー像Gの乱れが抑制される。
また、上記の画像形成装置10では、第1冷却ロール82と第2冷却ロール84との間にある連帳紙Pの長さL3(連帳紙Pの搬送方向の長さ)は、第1冷却ロール82と連帳紙Pとの接触幅L1より短い。このため、上記の画像形成装置10では、第1の冷却部と第2の冷却部との間にある連帳紙の長さが第1の冷却部と連帳紙との接触幅以上である構成と比較して、短い間隔で連帳紙Pを冷却できる。
また、上記の画像形成装置10では、第1冷却ロール82と第2冷却ロール84との間にある連帳紙Pの長さL3(連帳紙Pの搬送方向の長さ)は、第2冷却ロール84と連帳紙Pとの接触幅L2より短い。このため、上記の画像形成装置10では、第1の冷却部と第2の冷却部との間にある連帳紙の長さが第2の冷却部と連帳紙との接触幅以上である構成と比較して、短い間隔で連帳紙Pを冷却できる。
また、上記の画像形成装置10では、少なくとも第1冷却ロール82は、ニップを形成するニップ形成部を持たない構成とされている。これにより、第1冷却ロール82により、最初に連帳紙Pのトナー像形成面2Aと反対の面2Bのみが独立して冷却される。このため、上記の画像形成装置10では、第1の冷却部がニップ形成部を持つ構成と比較して、ニップによって画像のグロスが変化することが抑制される。
また、上記の画像形成装置10では、第2冷却ロール84は、ニップを形成するニップ形成部を持たない構成とされている。これにより、第2冷却ロール84により、第1冷却ロール82の次に連帳紙Pのトナー像形成面2Aのみが独立して冷却される。このため、上記の画像形成装置10では、第2の冷却部がニップ形成部を持つ構成と比較して、ニップによって画像のグロスが変化することが抑制される。
また、上記の画像形成装置10では、第1冷却ロール82と第2冷却ロール84はともにロールであり、第2冷却ロール84の外径が第1冷却ロール82の外径より小さい。このため、上記の画像形成装置10では、第2の冷却部の外径が第1の冷却部の外径以上である構成と比較して、簡単な構成で第2冷却ロール84と連帳紙Pとの接触幅を第1冷却ロール82と連帳紙Pとの接触幅より小さくできる。また、上記の画像形成装置10では、第1の冷却部と第2の冷却部が摺動部材である構成と比較して、連帳紙Pを傷つけにくい。
また、上記の画像形成装置10では、定着装置60の出口には、爪やバッフルなどの剥離部材がなく、連帳紙Pに剥離部材が接触することがない。このため、上記の画像形成装置10では、定着部の出口に剥離部材がある構成と比較して、画像のグロスが不安定になることが抑制される。
さらに、上記の画像形成装置10では、定着装置60の第1加熱ロール62は、連帳紙Pのトナー像形成面2Aと反対の面2Bから加熱してトナー像を定着させる構成とされている。このため、上記の画像形成装置10では、定着部がトナー像形成面と反対の面から連帳紙を加熱する構成において、定着部の後に連帳紙のトナー像形成面を冷却してから連帳紙のトナー像形成面と反対の面を冷却する場合と比較して、画像のグロスのムラが抑制される。
また、第1加熱ロール62は、連帳紙Pのトナー像形成面2Aと反対の面2Bから加熱してトナー像Gを定着させることで、トナー像Gの表面側からトナー像G内の空気が逃げやすくなる。このため、上記の画像形成装置10では、連帳紙Pの両側から定着部材を接触させてニップ部を設ける構成と比較して、画像の表面に複数の凹状部が形成される、いわゆるブリスターの発生が抑制される。
<補足説明>
上記の画像形成装置10では、第1冷却ロール82の外径が第2冷却ロール84の外径より大きいが、本発明は、この構成に限定するものではない。例えば、第1冷却ロールの外径が第2冷却ロールの外径以下であってもよい。第1冷却ロールの外径が第2冷却ロールの外径以下である場合は、連帳紙Pの第2冷却ロールへの巻き付け角度が連帳紙Pの第1冷却ロールの冷却部への巻き付け角度より小さい構成としてもよい。これにより、画像形成装置では、連帳紙の第2の冷却部への巻き付け角度が連帳紙の第1の冷却部への巻き付け角度以上である構成と比較して、ロール形状によらずに第2冷却ロールと連帳紙Pとの接触幅を第1冷却ロールと連帳紙Pとの接触幅より小さくできる。
上記の画像形成装置10では、冷却装置80は、第1冷却ロール82と第2冷却ロール84を備えているが、本発明は、この構成に限定するものではない。例えば、第1冷却ロール82と第2冷却ロール84の構成は変更可能である。また、画像形成装置は、ロール以外の部材(例えば、ベルトと冷却部材、又は平板状の冷却面を備えた部材など)を備えた第1の冷却部と、ロール以外の部材(例えば、ベルトと冷却部材、又は平板状の冷却面を備えた部材など)を備えた第2の冷却部と、を有する構成でもよい。
上記の画像形成装置10では、定着装置60は、第1加熱ロール62と第2加熱ロール64を備えているが、本発明は、この構成に限定するものではない。例えば、画像形成装置は、ロール以外の部材(例えば、ベルトと加熱部材)を備えた第1定着部と、ロール以外の部材(例えば、ベルトと加熱部材)を備えた第2定着部と、を有する構成でもよい。また、2つの定着部を設けずに、1つの定着部を設ける構成でもよい。例えば、連帳紙Pのトナー像形成面2Aと反対の面2Bから加熱してトナー像を定着させる定着部のみを備える構成でもよい。さらに、定着部は、連帳紙Pのトナー像Gと非接触で配置される構成でもよい。
また、上記の画像形成装置10では、冷却装置80の各部材の配置関係を変更してもよい。例えば、第1冷却ロール82と第2冷却ロール84との間にある連帳紙Pの長さL3が、第1冷却ロール82と連帳紙Pとの接触幅L1より長くてもよい。また、第1冷却ロール82と第2冷却ロール84との間にある連帳紙Pの長さL3が、第2冷却ロール84と連帳紙Pとの接触幅L2より長くてもよい。また、第1冷却ロール82と第2冷却ロール84との間にある連帳紙Pの長さL3が0となる構成でもよい。
また、上記の画像形成装置10では、定着装置60を構成する各部材についても変更が可能である。
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。
2A トナー像形成面
2B トナー像形成面と反対の面
10 画像形成装置
60 定着装置(定着部の一例)
62 第1加熱ロール(定着部の一例)
64 第2加熱ロール(定着部の一例)
82 第1冷却ロール(第1の冷却部の一例)
84 第2冷却ロール(第2の冷却部の一例)
G トナー像
L1 接触幅(第1の冷却部と連続記録媒体との接触幅の一例)
L2 接触幅(第2の冷却部と連続記録媒体との接触幅の一例)
P 連帳紙(連続記録媒体の一例)

Claims (7)

  1. 連続記録媒体に形成されたトナー像を定着する定着部と、
    前記連続記録媒体の搬送方向における前記定着部の下流側で最初に前記連続記録媒体のトナー像形成面と反対の面に接触して冷却する第1の冷却部と、
    前記連続記録媒体の搬送方向における前記第1の冷却部の下流側で最初に前記連続記録媒体のトナー像形成面に接触して冷却する第2の冷却部であって、前記連続記録媒体の搬送方向における前記連続記録媒体との接触幅が前記第1の冷却部による前記連続記録媒体との接触幅より小さい前記第2の冷却部と、
    を有し、
    前記第1の冷却部と前記第2の冷却部はロールからなり、前記第2の冷却部の外径が前記第1の冷却部の外径より小さく、
    前記定着部は、前記連続記録媒体のトナー像形成面と反対の面のみから加熱する第1加熱部と、前記第1加熱部で加熱する範囲の前記連続記録媒体の搬送方向の下流側の位置で前記連続記録媒体のトナー像形成面から加熱する第2加熱部と、を備える画像形成装置。
  2. 連続記録媒体に形成されたトナー像を定着する定着部と、
    前記連続記録媒体の搬送方向における前記定着部の下流側で最初に前記連続記録媒体のトナー像形成面と反対の面に接触して冷却する第1の冷却部と、
    前記連続記録媒体の搬送方向における前記第1の冷却部の下流側で最初に前記連続記録媒体のトナー像形成面に接触して冷却する第2の冷却部であって、前記連続記録媒体の搬送方向における前記連続記録媒体との接触幅が前記第1の冷却部による前記連続記録媒体との接触幅より小さい前記第2の冷却部と、
    を有し、
    前記第1の冷却部と前記第2の冷却部はロールからなり、前記連続記録媒体の前記第2の冷却部への巻き付け角度が前記連続記録媒体の前記第1の冷却部への巻き付け角度より小さく、
    前記定着部は、前記連続記録媒体のトナー像形成面と反対の面のみから加熱する第1加熱部と、前記第1加熱部で加熱する範囲の前記連続記録媒体の搬送方向の下流側の位置で前記連続記録媒体のトナー像形成面から加熱する第2加熱部と、を備える画像形成装置。
  3. 前記第1の冷却部と前記第2の冷却部との間にある前記連続記録媒体の長さは、前記第1の冷却部と前記連続記録媒体との接触幅より短い請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記第1の冷却部と前記第2の冷却部との間にある前記連続記録媒体の長さは、前記第2の冷却部と前記連続記録媒体との接触幅より短い請求項に記載の画像形成装置。
  5. 少なくとも前記第1の冷却部は、ニップを形成するニップ形成部を持たない構成とされている請求項1から請求項までのいずれか1項に記載の画像形成装置。
  6. 前記第2の冷却部は、ニップを形成するニップ形成部を持たない構成とされている請求項に記載の画像形成装置。
  7. 前記定着部の出口には、剥離部材がない請求項1から請求項までのいずれか1項に記載の画像形成装置。
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