WO2020166112A1 - 画像形成装置 - Google Patents

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WO2020166112A1
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sheet member
unit
toner image
heating unit
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善樹 下平
孝幸 山下
真登 山下
篤哉 坂本
山田 光介
小寺 哲郎
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富士ゼロックス株式会社
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    • G03G15/657Feeding path after the transfer point and up to the fixing point, e.g. guides and feeding means for handling copy material carrying an unfused toner image
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    • G03G21/20Humidity or temperature control also ozone evacuation; Internal apparatus environment control
    • G03G21/206Conducting air through the machine, e.g. for cooling, filtering, removing gases like ozone

Definitions

  • the present invention relates to an image forming apparatus.
  • the electrophotographic system described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-242242 is a printing speed used when printing is performed by substantially connecting a plurality of electrophotographic apparatuses, and a plurality of electrophotographic apparatuses are independently provided so that each electrophotographic apparatus can be operated independently.
  • a printing speed switching unit that sets the printing speed used when printing and switches the printing speed is provided.
  • the preheating section heats the recording medium having the toner image transferred on the first side in a non-contact state, and the main heating section contacts the recording medium. Then, the image is fixed on the first surface of the recording medium heated by the preheating unit. Next, the toner image is transferred to the second surface of the recording medium, and the preheating unit heats the recording medium having the toner image transferred to the second surface in a non-contact state. Further, the main heating unit contacts the recording medium and fixes the toner image on the second surface of the recording medium heated by the preliminary heating unit.
  • the preheating unit heats the recording medium having the toner image transferred onto the second surface
  • the temperature of the first surface of the recording medium becomes equal to or higher than the softening point of the toner, and the toner image on the first surface is formed.
  • the toner becomes soft. Therefore, if the image forming area on the first surface of the recording medium comes into contact with a member other than the recording medium between the preheating unit and the main heating unit, the toner image on the first surface is damaged.
  • An object of the present invention is to provide a preheating unit in which the temperature of the first surface of the recording medium is equal to or higher than the softening point of the toner when the preheating unit heats the recording medium having the toner image transferred to the second surface.
  • the toner image formed on the first surface is prevented from being damaged as compared with the case where the image forming area on the first surface of the recording medium comes into contact with a member other than the recording medium between That is.
  • An image forming apparatus includes a transfer unit that transfers a toner image onto a conveyed recording medium, and a recording medium that is arranged downstream of the transfer unit in the conveying direction of the recording medium.
  • the main heating unit that contacts and heats the recording medium to fix the toner image on the recording medium, and the front and back of the recording medium on which the toner image is fixed on the first surface of the recording medium by the main heating unit is reversed.
  • a preheating unit that is arranged between the transfer unit and the main heating unit in the conveyance direction of the recording medium and the reversing unit that sends the recording medium to the transfer unit, and heats the recording medium in a non-contact state.
  • the recording is performed before the recording medium is heated by the main heating unit.
  • the preliminary heating unit that heats the recording medium so that the temperature of the first surface of the medium becomes higher than the softening point of the toner
  • the second surface is The toner image forming area on the first surface of the recording medium to which the toner image is transferred and the non-contact means for bringing the members other than the recording medium into a non-contact state are provided.
  • the pre-heating unit when heating the recording medium having the toner image transferred to the second surface, removes the recording medium from the second surface side of the recording medium. You may heat.
  • the image forming apparatus may include a conveying unit that conveys the recording medium, and the conveying unit holds the leading end portion of the recording medium and conveys the recording medium in the horizontal direction.
  • the preheating unit may be disposed above the recording medium being conveyed, and air may be blown to the recording medium on the opposite side of the preheating unit with the recording medium sandwiched therebetween.
  • a spraying part may be provided as the non-contact means.
  • the image forming apparatus is configured to be able to form the toner image on a recording medium of a plurality of sizes, and when the recording medium of the maximum size in the conveyance direction is used among the recording media of the plurality of sizes,
  • the heating unit may heat the other part of the recording medium that is partially heated by the preliminary heating unit.
  • the main heating unit is partially heated by the preliminary heating unit. You may heat the other part of the said recording medium of a state.
  • the preheating unit heats the recording medium having the toner image transferred to the second surface, the temperature of the first surface of the recording medium becomes equal to or higher than the softening point of the toner.
  • the toner image formed on the first surface is damaged. Can be suppressed.
  • the preheating unit when the preheating unit heats the recording medium having the toner image transferred to the second surface, the preheating unit heats the recording medium from the first surface side, The glossiness of the toner image formed on the second surface can be increased.
  • the area where the members can be arranged can be increased in the apparatus main body.
  • the image forming apparatus of [4] when forming the toner images on both sides of the recording medium, when the main heating unit starts heating the recording medium of the maximum size, the heating of the recording medium by the preliminary heating unit ends.
  • the output of the preheating unit can be weakened as compared with the case where the heating is performed.
  • the image forming apparatus of [5] when forming the toner images on both sides of the recording medium, when the main heating unit starts heating the recording medium of the minimum size, the heating of the recording medium by the preliminary heating unit ends.
  • the output of the preheating unit can be weakened as compared with the case where the heating is performed.
  • FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a fixing device included in an image forming apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a main fixing unit of the fixing device included in the image forming apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a chain gripper of an image forming apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view showing a fan included in the image forming apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a main fixing portion of the fixing device included in the image forming apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a fixing device included in an image forming apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a main fixing unit of the fixing device included in the image forming apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is
  • FIG. 6 is a sectional view showing a main fixing portion of the fixing device included in the image forming apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a table showing evaluation results of examples and comparative examples of the image forming apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a cooling unit included in the image forming apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a configuration diagram illustrating a toner image forming unit included in the image forming apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a configuration diagram showing an image forming apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIGS. 1 to 10 An example of an image forming apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10.
  • An arrow H shown in the drawing indicates the vertical direction of the apparatus (vertical direction)
  • an arrow W indicates the width direction of the apparatus (horizontal direction)
  • an arrow D indicates the depth direction of the apparatus (horizontal direction).
  • the image forming apparatus 10 is an electrophotographic image forming apparatus that forms a toner image on the sheet member P.
  • the image forming apparatus 10 includes a control unit 160, a storage unit 50, a discharge unit 52, an image forming unit 12, a transport mechanism 60, a reversing mechanism 80, a fixing device 100, and And a cooling unit 90.
  • the control unit 160 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and an HDD (Hard Disk Drive) (none of which is shown).
  • a processing program is executed in the CPU.
  • Various programs, various tables, parameters and the like are stored in the ROM.
  • the RAM is used as a work area or the like when the CPU executes various programs.
  • the accommodating portion 50 has a function of accommodating the sheet member P as a recording medium.
  • the image forming apparatus 10 is provided with a plurality (for example, two) of accommodating portions 50.
  • the accommodating portion 50 is configured such that the sheet members P are selectively delivered from the plurality of accommodating portions 50.
  • the discharge portion 52 is a portion where the sheet member P on which the toner image is formed is discharged. Specifically, after the toner image is fixed by the fixing device 100, the sheet member P cooled by the cooling unit 90 is discharged to the discharge unit 52.
  • the image forming unit 12 has a function of forming a toner image on the sheet member P by an electrophotographic method. Specifically, the image forming unit 12 includes a toner image forming unit 20 that forms a toner image, and a transfer device 30 that transfers the toner image formed by the toner image forming unit 20 onto the sheet member P. ..
  • the image forming apparatus 10 is provided with a plurality of toner image forming units 20 so as to form a toner image for each color.
  • the image forming apparatus 10 is provided with a toner image forming unit 20 of four colors in total including yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K).
  • Y), (M), (C), and (K) shown in FIG. 10 indicate components corresponding to the respective colors.
  • the toner image forming section 20 for each color is basically configured in the same manner except for the toner used.
  • the toner image forming unit 20 of each color includes a photoconductor drum 21 (that is, a photoconductor) that rotates in the direction of arrow A in the figure, and a charger that charges the photoconductor drum 21. 22 and 22.
  • the toner image forming unit 20 for each color exposes the photoconductor drum 21 charged by the charger 22 to form an electrostatic latent image on the photoconductor drum 21, and the photoconductor drum 23 by the exposure device 23.
  • the developing device 24 is configured to develop the electrostatic latent image formed on 21 with toner to form a toner image.
  • the transfer device 30 has a function of primary-transferring the toner images of the photoconductor drums 21 of the respective colors onto the intermediate transfer member in a superimposed manner, and secondary-transferring the superimposed toner images to the sheet member P.
  • the transfer device 30 includes a transfer belt 31 as an intermediate transfer member, a primary transfer roll 33, and a transfer section 35.
  • the primary transfer roll 33 has a function of transferring the toner image formed on the photosensitive drum 21 to the transfer belt 31 at the primary transfer position T (see FIG. 9) between the photosensitive drum 21 and the primary transfer roll 33. doing.
  • the transfer belt 31 is an endless belt.
  • the transfer belt 31 is wound around a plurality of rolls 32, and the posture of the transfer belt 31 is determined.
  • the transfer belt 31 circulates in the direction of arrow B, and the toner image that has been primarily transferred is conveyed to the secondary transfer position NT.
  • the transfer unit 35 has a function of transferring the toner image transferred onto the transfer belt 31 onto the sheet member P.
  • the transfer section 35 includes a secondary transfer section 34 and a counter roll 36.
  • the opposing roll 36 is arranged below the transfer belt 31 so as to face the transfer belt 31.
  • the secondary transfer portion 34 is arranged inside the transfer belt 31 so that the transfer belt 31 is arranged between the secondary transfer portion 34 and the opposing roll 36.
  • the secondary transfer portion 34 is specifically configured by a corotron.
  • the toner image transferred to the transfer belt 31 is transferred to the sheet member P passing through the secondary transfer position NT by the electrostatic force generated by the discharge of the secondary transfer section 34.
  • the transport mechanism 60 has a function of transporting the sheet member P stored in the storage section 50 to the secondary transfer position NT. Further, the transport mechanism 60 has a function of transporting from the secondary transfer position NT to the main heating unit 120 described later. Details of the transport mechanism 60 will be described later.
  • the reversing mechanism 80 has a function of reversing the front and back of the sheet member P. Details of the reversing mechanism 80 will be described later.
  • the fixing device 100 has a function of fixing the toner image transferred onto the sheet member P by the transfer device 30 onto the sheet member P.
  • the fixing device 100 will be described in detail later.
  • the cooling unit 90 has a function of cooling the sheet member P heated by the fixing device 100. As shown in FIG. 10, the cooling unit 90 is arranged on the downstream side of the main heating unit 120 of the fixing device 100 in the conveyance direction of the sheet member P. Further, the cooling unit 90 includes two cooling rolls 92 arranged in the device width direction. Since the two cooling rolls 92 have the same structure, one cooling roll 92 will be described.
  • the cooling roll 92 includes a roll 92a arranged above the conveyance path of the sheet member P and a roll 92b arranged below the conveyance path of the sheet member P. ing.
  • the rolls 92a and 92b are cylindrical and extend in the depth direction of the apparatus, and have cylindrical base materials 94a and 94b.
  • the base materials 94a and 94b are aluminum tubes, and the flow of air generated by a blower mechanism (not shown) is generated inside the base materials 94a and 94b. Due to this air flow, the temperature of the surfaces of the rolls 92a and 92b decreases as compared with the temperature when the air flow does not occur.
  • the roll 92b is rotated by the rotational force transmitted from a drive member (not shown). Furthermore, the roll 92a rotates following the roll 92b. The rolls 92a and 92b sandwich and convey the sheet member P to cool the sheet member P.
  • a toner image is formed as follows.
  • the charger 22 (see FIG. 9) of each color to which a voltage is applied uniformly negatively charges the surface of the photosensitive drum 21 of each color at a predetermined potential. Then, based on the image data input from the outside, the exposure device 23 irradiates the surface of the charged photoconductor drum 21 of each color with exposure light to form an electrostatic latent image.
  • an electrostatic latent image corresponding to the image data is formed on the surface of each photoconductor drum 21. Further, the developing device 40 for each color develops this electrostatic latent image and visualizes it as a toner image. Further, the transfer device 30 transfers the toner image formed on the surface of the photosensitive drum 21 of each color to the transfer belt 31.
  • the sheet member P is sent out from the accommodating section 50 shown in FIG. 10 to the conveying path of the sheet member P by the conveying mechanism 60, and the conveyed sheet member P is sent to the secondary transfer position NT where the transfer belt 31 and the counter roll 36 are in contact with each other. Be done.
  • the fixing device 100 fixes the toner image transferred on the first surface of the sheet member P to the sheet member P, and the sheet member P is conveyed to the cooling unit 90.
  • the cooling unit 90 cools the sheet member P on which the toner image is fixed and discharges it to the discharge unit 52.
  • the sheet member P that has passed through the fixing device 100 by being conveyed by the conveying mechanism 60 is conveyed to the reversing mechanism 80,
  • the reversing mechanism 80 reverses the front and back.
  • the reversing mechanism 80 conveys the sheet member P whose front and back are reversed to the conveying mechanism 60.
  • the transport mechanism 60 transports the sheet member P. Then, in order to form the toner image on the second surface of the sheet member P, the above-described steps are performed again.
  • the transport mechanism 60 includes a delivery roll 62, a plurality of transport rolls 64, and a chain gripper 66.
  • the chain gripper 66 is an example of a transport unit.
  • the delivery roll 62 is a roll that delivers the sheet member P stored in the storage unit 50.
  • the plurality of transport rolls 64 are rolls that transport the sheet member P delivered by the delivery roll 62 to the chain gripper 66, or rolls that transport the sheet member P transported by the chain gripper 66 to the cooling unit 90.
  • the chain gripper 66 has a function of holding the leading end of the sheet member P and conveying the sheet member P.
  • the pair of chains 72 are formed in an annular shape.
  • the pair of chains 72 are arranged at intervals in the depth direction of the apparatus.
  • the pair of chains 72 includes a pair of sprockets (not shown) arranged on one end side and the other end side in the axial direction with respect to the opposing roll 36 (see FIG. 10 ), and one end in the axial direction with respect to the pressure roll 140 described later. It is wound around a pair of sprockets 71 (see FIG. 2) arranged on the side and the other end side. Further, the pair of chains 72 are wound around the pair of sprockets 74 (see FIG. 10). The rotation of either of the pair of sprockets causes the chain 72 to rotate in the direction of arrow C.
  • a plurality of attachment members 75 to which a plurality of grippers 76 are attached, are respectively stretched over the pair of chains 72 along the depth direction of the device.
  • the plurality of mounting members 75 are fixed to the pair of chains 72 at predetermined intervals along the circumferential direction (circling direction) of the chains 72.
  • the plurality of grippers 76 are attached to the attachment member 75 at predetermined intervals along the device depth direction.
  • the gripper 76 has a function of holding the leading end of the sheet member P.
  • the gripper 76 has a claw 76a.
  • the attachment member 75 is formed with a contact portion 75a (see FIG. 6) with which the claw 76a comes into contact.
  • the gripper 76 holds the sheet member P by sandwiching the tip of the sheet member P between the claw 76a and the contact portion 75a.
  • the claw 76a is pressed against the contact part 75a by a spring or the like, and the claw 76a is brought into contact with or separated from the contact part 75a by the action of a cam or the like.
  • the sheet member P is conveyed by the chain 72 rotating in the direction of the arrow C while the gripper 76 holds the front end portion of the sheet member P.
  • the chain gripper 66 conveys the sheet member P conveyed by the plurality of conveying rolls 64 to the secondary transfer position NT, further passes the sheet member P through a pre-heating unit 102 described later, and then a main heating unit described later. Transport to 120. It should be noted that a part of the transport path along which the sheet member P is transported in the transport mechanism 60 is indicated by a chain line in FIG. 10.
  • the chain gripper 66 conveys the sheet member P along the horizontal direction at least from the secondary transfer position NT to the main heating unit 120. That is, the chain gripper 66 conveys the sheet member P so that the unfixed toner image surface faces upward at least between the secondary transfer position NT and the main heating unit 120.
  • the reversing mechanism 80 includes a plurality of transport rolls 82, a reversing device 84, and a plurality of transport rolls 86.
  • the reversing mechanism 80 is an example of a reversing unit.
  • the plurality of transport rolls 82 are rolls that transport the sheet member P sent from the fixing device 100 to the reversing device 84.
  • the reversing device 84 twists the sheet member P like a Mobius strip by feeding the sheet member P while folding it back a plurality of times so that the sheet member P transport direction changes by 90 degrees, for example. This is a device that reverses the front and back of the sheet member P.
  • the plurality of transport rolls 86 are rolls that transport the sheet member P whose front and back are reversed by the reversing device 84 to the chain gripper 66.
  • the reversing mechanism 80 when the toner image is formed on the first surface (that is, the front surface) and the second surface (that is, the back surface) of the sheet member P (hereinafter, referred to as “the case of double-sided printing”), the reversing mechanism 80 The front and back of the sheet member P having the toner image fixed on one surface (that is, the front surface) are reversed. Then, the reversing mechanism 80 sends the sheet member P to the secondary transfer position NT through the chain gripper 66.
  • the fixing device 100 includes a pre-heating unit 102 that heats the sheet member P in a non-contact state with the conveyed sheet member P, and a sheet member P that contacts and heats the sheet member P.
  • the main heating unit 120 for pressing and the spraying unit 170 are provided.
  • the preheating unit 102 conveys the sheet member P in the conveying direction on the downstream side with respect to the secondary transfer position NT (see FIG. 10) where the toner image is transferred to the sheet member P. Is disposed above the sheet member P to be processed. In other words, the preheating unit 102 is arranged on the side of the unfixed toner image transferred to the sheet member P.
  • the preheating unit 102 includes a reflection plate 104, a plurality of infrared heaters 106 (hereinafter referred to as “heaters 106”), and a wire net 112.
  • the reflection plate 104 is formed of an aluminum plate, and has a shallow box-like shape with an open side of the sheet member P to be conveyed. In the present exemplary embodiment, the reflection plate 104 covers the conveyed sheet member P in the apparatus depth direction when viewed from above.
  • the heaters 106 are infrared heaters having a cylindrical outer shape, are accommodated in the reflector 104, and are arranged so as to extend in the depth direction of the apparatus. In the present exemplary embodiment, when viewed from above, the heater 106 covers the conveyed sheet member P in the apparatus depth direction. Further, the heater 106 is vertically separated from the conveyed sheet member P by 30 [mm].
  • a plurality of heaters 106 are arranged in the device width direction.
  • the region where the plurality of heaters 106 are arranged covers the conveyed sheet member P in the device width direction when viewed from above.
  • the plurality of heaters 106 heats the entire sheet member P conveyed at once.
  • the heater 106 radiates infrared rays having the maximum spectral radiance at a wavelength of 3 [ ⁇ m] or more and 5 [ ⁇ m] or less, and the surface temperature of the heater 106 is 300 [° C.] or more and 1175 [° C.] or more. ] The following predetermined temperature is reached.
  • the metal net 112 is fixed to the edge of the reflection plate 104 by a fixing member (not shown), and separates the inside of the reflection plate 104 from the outside of the reflection plate 104. As a result, the wire net 112 prevents the conveyed sheet member P from coming into contact with the heater 106.
  • the preheating unit 102 heats the sheet member P from the unfixed toner image side in a non-contact state. That is, the preheating unit 102 functions as a softening unit that softens the unfixed toner.
  • the preheating unit 102 moves from the first surface side facing upward.
  • the sheet member P is heated in a non-contact state.
  • the preheating unit 102 heats the sheet member P so that the temperature of the first surface of the sheet member P becomes higher than the softening point of the toner before the sheet member P is heated by the main heating unit 120. ..
  • the preheating unit 102 maintains the temperature of the first surface of the sheet member P higher than the softening point of the toner before the sheet member P is heated by the main heating unit 120.
  • the preheating unit 102 touches the sheet member P from the second surface side facing upward in a non-contact state. To heat. Specifically, the preheating unit 102 heats the sheet member P so that the temperature of the second surface of the sheet member P becomes higher than the softening point of the toner before the sheet member P is heated by the main heating unit 120. .. Further, the preheating unit 102 heats the sheet member P so that the temperature of the first surface of the sheet member P becomes higher than the softening point of the toner before the sheet member P is heated by the main heating unit 120.
  • the preheating unit 102 maintains the temperature of the first surface of the sheet member P higher than the softening point of the toner before the sheet member P is heated by the main heating unit 120. To heat.
  • an output condition of the preheating unit 102 in which the temperature of the first surface of the sheet member P is higher than the softening point of the toner is obtained in advance by a test for each paper type or paper size.
  • the output table of the preheating unit 102 is stored in the control unit 160. Then, the control unit 160 adjusts the output of the preheating unit 102 based on the paper type or size information of the sheet member P input by the user.
  • the preheating unit 102 heats the sheet member P so that the temperature of the first surface of the sheet member P becomes higher than the softening point of the toner.
  • the temperature of the first surface is measured by the temperature sensor, and the control unit 160 adjusts the output of the preheating unit 102 based on the measurement result, so that the temperature of the first surface of the sheet member P is the softening point of the toner. You may heat the sheet member P so that it may become less than.
  • the preheating unit 102 heats the sheet member P so that the temperature of the first surface of the sheet member P becomes higher than the softening point of the toner before the sheet member P is heated by the main heating unit 120.
  • the temperature of the second surface on which the unfixed toner image is formed surely becomes higher than the softening point of the toner.
  • the preheating unit 102 functions as another softening unit that softens the toner that forms the toner image on the first surface that has already been fixed on the sheet member P.
  • the temperature of the first surface or the second surface of the sheet member P before the sheet member P is heated by the main heating unit 120 means the conveyance direction of the nip portion N of the main heating unit 120 shown in FIG. It is the temperature of the first surface or the second surface of the sheet member P at the position S01 which is 100 mm (L01 shown in FIG. 5) away from the upstream end toward the upstream side in the transport direction.
  • the preheating unit 102 heats the toner image transferred to the second surface while facing the second surface, the temperature of the first surface at the position S01 is the softening point of the toner.
  • the sheet member P is heated so as to be higher.
  • the output of the preheating unit 102 is adjusted so that the temperature of the first surface at the position S01 is higher than the softening point of the toner, regardless of the image density and color of the toner image transferred to the second surface. Has been done.
  • the output of the preheating unit 102 is adjusted based on the paper type, size, image distribution, etc. of the sheet member P input by the user. Accordingly, in the case of double-sided printing, the preheating unit 102 heats the sheet member P so that the temperature of the first surface of the sheet member P becomes higher than the softening point of the toner.
  • the 1 ⁇ 2 descent rate is a temperature corresponding to 1 ⁇ 2 of the height from the outflow start point to the end point when the toner sample is melted and outflowed.
  • toner having a softening point of 75[° C.] is used as an example.
  • the spraying unit 170 is arranged so as to face the preheating unit 102 in the up-down direction, and the sheet member P to be conveyed is composed of the spraying unit 170 and the preheating unit 102. It is designed to pass through.
  • the blowing unit 170 includes a plurality of fans 172 arranged in the device width direction and the device depth direction.
  • the fan 172 is an example of a blowing unit.
  • the plurality of fans 172 blow air toward the sheet member P passing between the preheating unit 102 and the preheating unit 102, so that the conveyance posture of the sheet member P, which is conveyed while the front end is held, is stabilized.
  • the plurality of fans 172 blow air toward the sheet member P, so that the conveyance posture of the sheet member P is stabilized between the preheating unit 102 and the main heating unit 120.
  • the fan 172 functions as a posture stabilizing unit that stabilizes the conveyance posture of the sheet member P.
  • the conveyance posture of the sheet member P is stable means that the preheating unit 102 is moved from the rear end portion of the sheet member which is bent by gravity as compared with the case where the posture stabilizing unit is not provided. Means that the distance to becomes smaller. That is, “the conveyance posture of the sheet member P is stable” means that the distance in the vertical direction from the sheet surface of the sheet member P to the preheating unit 102 is smaller than that in the case where the sheet member P is bent by gravity. Means that. Further, the distance from the sheet surface of the sheet member P to the preheating unit 102 is longer than the distance from the preheating unit 102 to the gripper 76, and the longest distance from the sheet surface of the sheet member P to the preheating unit 102.
  • the output of the fan 172 may be adjusted.
  • the output condition of the fan 172 is obtained for each paper type or paper size, and the control unit 160 stores the output table of the fan 172. Then, the control unit 160 adjusts the output of the fan 172 based on the information on the paper type or size of the sheet member P input by the user. For example, when the paper thickness input by the user is larger than the predetermined value or when the paper size input by the user is larger than the predetermined value, the control unit 160 increases the output of the fan.
  • the distance from the sheet surface of the sheet member P to the preheating unit 102 may be measured by an optical sensor, and the control unit 160 may adjust the output of the fan 172 based on the measurement result.
  • the fan 172 functions as a position restricting unit that restricts the position of the rear end of the sheet member P.
  • the fan 172 regulates the position of the rear end of the sheet member P, so that the image forming region of the surface of the sheet member P facing downward and the sheet member P between the preheating unit 102 and the main heating unit 120.
  • the other members are in a non-contact state.
  • the fan 172 functions as a non-contact unit that brings the image forming area of the surface of the sheet member P facing downward and the members other than the sheet member P into a non-contact state.
  • the “image forming area” refers to a portion other than a portion where an image is not formed, such as an outer peripheral portion of the sheet member P, and is an area where an image is formed when a full solid image is formed on the sheet member P. ..
  • all parts of the sheet member P other than the tip end portion gripped by the gripper 76 are in non-contact with members other than the sheet member P.
  • the main heating unit 120 is arranged on the downstream side of the preheating unit 102 in the conveyance direction of the sheet member P.
  • the main heating unit 120 contacts the conveyed sheet member P and heats the sheet member P, a pressure roll 140 that presses the sheet member P toward the heating roll 130, and a rotating heating roll 130.
  • the driven roll 150 is driven and rotated.
  • Heating roll 130 As shown in FIG. 1, the heating roll 130 is arranged so as to contact the upward-facing surface of the conveyed sheet member P and extend in the device depth direction with the axial direction as the device depth direction.
  • the heating roll 130 includes a cylindrical base material 132, a rubber layer 134 formed so as to cover the entire circumference of the base material 132, and a release layer 136 formed so as to cover the entire circumference of the rubber layer 134. It has a heater 138 housed inside the base material 132.
  • the outer diameter of the outer peripheral surface of the release layer 136 in the heating roll 130 is 80 [mm], for example.
  • the base material 132 is an aluminum tube, and has a thickness of 20 mm as an example.
  • the rubber layer 134 is made of silicone rubber and has a thickness of 6 mm as an example.
  • the release layer 136 is formed of a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoroethylene (PFA resin), and has a thickness of 50 ⁇ m as an example.
  • shaft portions 139a extending in the device depth direction are formed at both ends of the heating roll 130 in the device depth direction, and support members 139b that support the shaft parts 139a are provided.
  • the heating roll 130 is rotatably supported by the support members 139b at both ends of the heating roll 130.
  • the driven roll 150 is arranged on the opposite side of the sheet member P conveyed with the heating roll 130 sandwiched therebetween so as to extend in the device depth direction with the axial direction as the device depth direction. ing.
  • the driven roll 150 also has a cylindrical base material 152 and a heater 154 housed inside the base material 152.
  • the outer diameter of the outer peripheral surface of the base material 152 of the driven roll 150 is, for example, 50 mm.
  • the base material 152 is an aluminum tube, and has a thickness of 10 mm as an example.
  • the driven roll 150 is rotatably supported by support members (not shown) at both ends of the driven roll 150.
  • the driven roll 150 rotates following the heating roll 130. Then, the driven roll 150 heats the heating roll 130. As described above, since the heating roll 130 is heated by the driven roll 150 and the heating roll 130 itself has the heater 138, the surface temperature of the heating roll 130 is 180 [° C.] or more and 200 [° C.] or more. The following predetermined temperatures are obtained.
  • the pressure roller 140 contacts the downward surface of the conveyed sheet member P on the opposite side of the heating roller 130 across the conveyed sheet member P, It is arranged so that the axial direction is the device depth direction and extends in the device depth direction.
  • the pressure roll 140 includes a cylindrical base material 142, a rubber layer 144 formed so as to cover the base material 142, a release layer 146 formed so as to cover the rubber layer 144, and a device depth direction. And a pair of shaft portions 148 (see FIG. 2) formed at both ends of the.
  • the outer diameter of the outer peripheral surface of the release layer 146 in the pressure roll 140 is 225 [mm], for example. In this way, the outer diameter of the pressure roll 140 is larger than the outer diameter of the heating roll.
  • the base material 142 is an aluminum tube, and has a thickness of 20 mm as an example.
  • the rubber layer 144 is made of silicone rubber and has a thickness of 1 mm as an example.
  • the release layer 146 is formed of a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoroethylene (PFA resin), and has a thickness of 50 [ ⁇ m] as an example.
  • a recess 140a extending in the depth direction of the apparatus is formed on the outer peripheral surface of the pressure roll 140.
  • the distance from the pre-heating unit 102 to the main heating unit 120 (L02 in FIG. 1) is such that when the minimum size sheet member P is used in the sheet member P conveyance direction, the main heating unit 120 causes the leading end of the sheet member P to move. It is determined that the rear end of the sheet member P is heated by the preheating unit 102 while heating the sheet. In other words, the rear end of the sheet member P vertically faces the preheating unit 102 in a state where the leading end of the sheet member P is sandwiched by the nip portion N of the main heating unit 120.
  • the minimum size is described in the instruction manual for the image forming apparatus 10.
  • the front end of the sheet member P is an example of a part of the sheet member P
  • the rear end of the sheet member P is an example of another portion of the sheet member P.
  • the pair of shaft portions 148 are formed at both ends of the pressure roll 140 in the device depth direction.
  • the pair of shaft portions 148 have a smaller diameter than the outer peripheral surface of the release layer 146 of the pressure roll 140, and extend in the axial direction.
  • the pressure roll 140 rotates by receiving a rotational force from a drive member (not shown).
  • the heating roll 130 rotates following the rotating pressure roll 140
  • the driven roll 150 rotates following the rotating heating roll 130. Further, the heating roller 130 and the pressure roller 140 sandwich and convey the sheet member P on which the toner image is transferred, so that the toner image is fixed on the sheet member P.
  • the main heating unit 120 includes a pair of support members 156 that support the pressure roll 140 and a pair of attachment members that urge the pressure roll 140 toward the heating roll 130 via the support member 156. And a biasing member 158.
  • the pair of support members 156 are arranged so as to rotatably support the pair of shaft portions 148 of the pressure roll 140 from below.
  • the pair of biasing members 158 are compression springs, and are arranged on the opposite side of the shaft portion 148 with the support member 156 in between.
  • the pair of biasing members 158 biases the pressure roll 140 toward the heating roll 130, so that the pressure roll 140 presses the sheet member P toward the heating roll 130. Then, as shown in FIG. 2, the heating roll 130 in the portion urged by the pressure roll 140 is deformed to form a nip portion N which is a region where the heating roll 130 and the pressure roll 140 are in contact with each other. ..
  • the main heating unit 120 functions as a glossiness improving unit that increases the glossiness of the toner image.
  • the delivery roll 62 delivers the sheet member P accommodated in the accommodating section 50 to the sheet member P conveyance path. Further, the plurality of transport rolls 64 transport the sheet member P fed by the feed roll 62 to the chain gripper 66.
  • the chain gripper 66 holds the leading end of the sheet member P to convey the sheet member P, and conveys the sheet member P to the secondary transfer position NT.
  • the transfer belt 31 and the opposing roll 36 sandwich and convey the sheet member P.
  • the toner image on the surface of the transfer belt 31 is transferred to the first surface (that is, the surface) of the sheet member P that faces upward.
  • the chain gripper 66 conveys the sheet member P along the horizontal direction.
  • the preheating unit 102 shown in FIG. 1 heats the sheet member P in a non-contact state from the first surface side (that is, the unfixed toner image side) of the sheet member P conveyed by the chain gripper 66.
  • the fan 172 blows air toward the second surface (that is, the back surface) of the sheet member P.
  • the conveyance posture of the sheet member P in a state where it is heated by the preheating unit 102 is stabilized.
  • the main heating unit 120 fixes the toner image on the first surface of the sheet member P by sandwiching the sheet member P by the heating roll 130 and the pressure roll 140 and conveying the sheet member P.
  • the cooling unit 90 receives the sheet member P from the main heating unit 120, cools the sheet member P having the toner image fixed on the first side, and discharges it to the discharge unit 52.
  • the reversing mechanism 80 shown in FIG. 10 receives the sheet member P having the toner image fixed on the first surface from the main heating unit 120 and reverses the front and back of the sheet member P. Further, the chain gripper 66 receives the sheet member P whose front and back are reversed from the reversing mechanism 80 and conveys it.
  • the chain gripper 66 holds and conveys the leading end of the sheet member P with the second surface thereof facing upward, and conveys the sheet member P to the secondary transfer position NT again.
  • the transfer belt 31 and the opposing roll 36 sandwich and convey the sheet member P.
  • the chain gripper 66 conveys the sheet member P with the second surface on which the toner image is transferred facing upward and the first surface on which the toner image is fixed facing downward. Further, the preheating unit 102 shown in FIG. 1 heats the sheet member P in a non-contact state from the second surface side of the sheet member P conveyed by the chain gripper 66. When the preheating unit 102 heats the sheet member P, the fan 172 of the blowing unit 170 blows air toward the first surface (that is, the surface facing downward) of the sheet member P. The posture of the sheet member P in a state of being heated by the preheating unit 102 is stabilized.
  • the sheet member P is conveyed between the preheating unit 102 and the main heating unit 120 in a non-contact state with the image forming area on the first surface of the sheet member P and members other than the sheet member P.
  • the sheet member P is adjusted so that the temperature of the first surface at the position S01 (see FIG. 5) becomes higher than the softening point of the toner. To heat.
  • the main heating unit 120 fixes the toner image on the second surface of the sheet member P by nipping and conveying the sheet member P by the heating roll 130 and the pressure roll 140.
  • the rear end of the sheet member P is heated by the preheating unit 102 while the front end of the sheet member P is sandwiched between the heating roll 130 and the pressure roll 140.
  • the main heating unit 120 starts heating the sheet member P before the heating of the sheet member by the preheating unit 102 is completed.
  • the sheet member P is adjusted so that the temperature of the first surface at the position S01 becomes higher than the softening point of the toner. To heat. That is, the temperature of the first surface is higher than the softening point of the toner before the sheet member P is sandwiched by the heating roll 130 and the pressure roll 140 of the main heating unit 120.
  • the smoothness of the toner image on the first surface is increased by being sandwiched between the heating roll 130 and the pressure roll 140.
  • the glossiness of the toner image on the first surface is increased by being sandwiched between the heating roll 130 and the pressure roll 140.
  • the cooling unit 90 receives the sheet member P having the toner images fixed on both sides from the main heating unit 120, cools the sheet member P, and discharges it to the discharge unit 52.
  • FIG. 7 shows the evaluation result.
  • the glossiness of Example 1 in which the temperature of the first surface at the position S01 is higher than the softening point of the toner was 57, and the glossiness of Example 2 was 65. That is, the glossinesses of Examples 1 and 2 were higher than those of Comparative Examples 1 and 2.
  • the glossiness was evaluated using a gloss measuring machine (AG-4430 manufactured by BYK-Gardner). Specifically, this gloss measuring device was used to measure the specular glossiness at an incident angle of 60 degrees in the method of measuring the specular glossiness (JIS Z 8741:1997), and this measurement value was defined as the glossiness.
  • the temperature at the position S01 on the first surface where the toner image is fixed on the sheet member P is higher than the softening point of the toner. That is, the toner forming the toner image on the first surface becomes soft, and when it comes into contact with a member other than the sheet member P, the toner image is damaged.
  • the fan 172 blows air toward the sheet member P from below the sheet member P, the image forming area on the first surface of the sheet member P and the sheet are provided between the preheating unit 102 and the main heating unit 120.
  • the sheet member P is conveyed in a non-contact state with members other than the member P.
  • the temperature from the preheating unit 102 to the main heating unit 120 is increased.
  • damage to the toner image formed on the first surface is suppressed.
  • the preheating unit 102 heats the sheet member P having the toner image transferred to the second surface
  • the preheating unit 102 heats the sheet member P from the second surface side.
  • the temperature of the second surface to which the unfixed toner image is transferred becomes higher than the temperature of the first surface. That is, the temperature of the second surface on which the unfixed toner image is transferred becomes higher than the softening point of the toner. Therefore, compared with the case where the preheating unit heats the sheet member P from the first surface side, the toner forming the toner image transferred to the second surface becomes softer, and the toner image formed on the second surface is softened. Has a higher gloss level.
  • the fan 172 blows air toward the sheet member P from below the sheet member P, so that the conveyance posture of the sheet member P, which is conveyed while the front end thereof is held, is stabilized. Specifically, as compared with a case where the fan 172 blows air onto the sheet member P, the sheet member P is conveyed in a state of being bent by gravity, so that the rear end of the sheet member P is vertically moved from the conveyance path. It is suppressed to separate to the lower side at.
  • the rear end of the sheet member P is prevented from separating from the conveyance path, so that the apparatus main body 10a of the image forming apparatus 10 is compared with a case where the sheet member P is conveyed in a state of being bent by gravity.
  • the area within which the member can be placed increases.
  • the rear end of the sheet member P is vertically opposed to the preliminary heating unit 102 in a state where the leading end of the smallest-sized sheet member P is sandwiched by the nip portion N of the main heating unit 120. That is, when the main heating unit 120 starts heating the sheet member P, the sheet member P is heated by the preheating unit 102. Therefore, when the main heating unit 120 starts heating the sheet member P, the output of the preheating unit 102 becomes weaker than when the preheating unit 102 has finished heating the sheet member P.
  • the conveyance posture of the sheet member P is stabilized by using the fan 172, so that the image forming area of the first surface and the sheet member are provided between the preheating unit 102 and the main heating unit 120. Members other than P were brought into non-contact state.
  • the image forming area of the first surface of the sheet member P and the sheet member P are determined.
  • Other members may be brought into non-contact state.
  • the non-contact means for bringing the image forming area on the first surface and the members other than the sheet member P into the non-contact state is such that no member other than the sheet member P is arranged in the region through which the sheet member P passes.
  • the device main body has a space.
  • the fan 172 is used to stabilize the conveyance posture of the sheet member P, so that the image formation on the first surface of the sheet member P is performed between the preheating unit 102 and the main heating unit 120.
  • the area and the members other than the sheet member P were brought into a non-contact state.
  • the image forming area on the first surface and the members other than the sheet member P may be in a non-contact state between the preheating unit 102 and the main heating unit 120. ..
  • the non-contact means for bringing the image forming area of the first surface and the members other than the sheet member P into the non-contact state is a holding portion for holding the rear end of the sheet member P.
  • the fan 172 is used to stabilize the conveyance posture of the sheet member P, so that the image formation on the first surface of the sheet member P is performed between the preheating unit 102 and the main heating unit 120.
  • the area and the members other than the sheet member P were in a non-contact state.
  • the non-contact means for bringing the image forming area of the first surface and the members other than the sheet member P into non-contact state are holding members for holding both ends of the sheet member P in the width direction.
  • the sheet member P is conveyed between the preheating unit 102 and the main heating unit 120 by the fan 172 with the sheet surface facing in the up-down direction.
  • the sheet member P may be conveyed from the lower side to the upper side in a state where the sheet surface faces the apparatus width direction. In this case, the conveyance posture of the sheet member P is stabilized without using the fan 172.
  • the rear end of the sheet member P is the pre-heating unit 102 with the leading end of the sheet member P having the smallest size in the conveyance direction of the sheet member P being sandwiched by the nip portion N of the main heating unit 120. They were facing each other in the vertical direction. However, the rear end of the sheet member P vertically faces the preheating unit 102 in a state where the leading end of the sheet member P having the maximum size in the conveyance direction of the sheet member P is sandwiched by the nip portion N of the main heating unit 120. May be.
  • the rear end of the sheet member P is vertically opposed to the preheating unit 102 in a state where the leading end of the smallest-sized sheet member P is sandwiched by the nip portion N of the main heating unit 120. It has no effect.
  • the “temperature of the first surface of the sheet member P” is described. However, when the toner image is formed on the first surface, the “temperature of the first surface of the sheet member P” is , And “the temperature of the toner image formed on the first surface of the sheet member P”. Similarly, in the above-described exemplary embodiment, the "temperature of the second surface of the sheet member P" is described. However, when the toner image is formed on the second surface, “the temperature of the second surface of the sheet member P” is described. The “temperature” has the same meaning as the “temperature of the toner image formed on the second surface of the sheet member P”.
  • the chain gripper 66 conveys the sheet member P in a substantially horizontal direction from the secondary transfer position NT to the main heating unit 120.
  • the chain gripper 66 conveys the sheet member P at least along the horizontal direction from the secondary transfer position NT to the main heating unit 120, and the unfixed toner image surface faces upward.
  • the chain gripper 66 may convey the sheet member P while being inclined with respect to the horizontal direction between the secondary transfer position NT and the main heating unit 120. In this case, the rear end of the sheet member P in the vertical direction is conveyed by inclining the sheet member P so that the front end of the sheet member P is above the rear end in the vertical direction and above the rear end. It is possible to prevent the posture of the sheet member P from changing due to drooping downward.

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Abstract

画像形成装置は、記録媒体の搬送方向において転写部と本加熱部との間に配置され、第二面にトナー画像が転写された前記記録媒体を加熱するときに、前記本加熱部で前記記録媒体が加熱される前に前記記録媒体の前記第一面の温度がトナーの軟化点より高くなるように前記記録媒体を非接触状態で加熱する予備加熱部と、前記予備加熱部から前記本加熱部までの間で、前記第二面に前記トナー画像が転写された前記記録媒体の前記第一面のトナー画像形成領域と、前記記録媒体以外の部材とを非接触状態とする非接触手段と、を備える。

Description

画像形成装置
 本発明は、画像形成装置に関する。
 特許文献1に記載の電子写真システムは、複数台の電子写真装置を実質上連結して印刷を行う場合に用いられる印刷速度と、複数台の電子写真装置を独立させて個々の電子写真装置で印刷を行う場合に用いられる印刷速度とを設定するとともに、印刷速度を切り替える印刷速度切替え手段を備えている。
日本国特開平8-50429号公報
 従来、記録媒体の両面に画像を形成するときは、先ず、予備加熱部が、第一面にトナー画像が転写された記録媒体を非接触状態で加熱し、本加熱部が、記録媒体と接触して、予備加熱部によって加熱された記録媒体の第一面に画像を定着する。次に、記録媒体の第二面にトナー画像が転写され、予備加熱部が、第二面にトナー画像が転写された記録媒体を非接触状態で加熱する。さらに、本加熱部が、記録媒体と接触して、予備加熱部によって加熱された記録媒体の第二面にトナー画像を定着する。
 ここで、予備加熱部が、第二面にトナー画像が転写された記録媒体を加熱するときに、記録媒体の第一面の温度がトナーの軟化点以上となり、第一面のトナー画像を構成するトナーが軟らかくなってしまう。そこで、予備加熱部から本加熱部までの間で、記録媒体の第一面の画像形成領域が、記録媒体以外の部材と接触してしまうと、第一面のトナー画像が損傷してしまう。
 本発明の課題は、予備加熱部が第二面にトナー画像が転写された記録媒体を加熱するときに、記録媒体の第一面の温度がトナーの軟化点以上となる構成において、予備加熱部から本加熱部までの間で、記録媒体の第一面の画像形成領域が記録媒体以外の部材と接触する場合と比して、第一面に形成されたトナー画像が損傷するのを抑制することである。
 [1]本発明の一態様に係る画像形成装置は、搬送される記録媒体にトナー画像を転写する転写部と、前記記録媒体の搬送方向において前記転写部の下流側に配置され、記録媒体と接触して記録媒体を加熱し、前記トナー画像を前記記録媒体に定着する本加熱部と、前記本加熱部によって前記記録媒体の第一面にトナー画像が定着された記録媒体の表裏を反転させて、前記記録媒体を前記転写部へ送る反転部と、前記記録媒体の前記搬送方向において前記転写部と前記本加熱部との間に配置され、前記記録媒体を非接触状態で加熱する予備加熱部であって、前記反転部によって前記転写部へ送られて第二面にトナー画像が転写された前記記録媒体を加熱するときに、前記本加熱部で記録媒体が加熱される前に前記記録媒体の前記第一面の温度がトナーの軟化点より高くなるように前記記録媒体を加熱する前記予備加熱部と、前記予備加熱部から前記本加熱部までの間で、前記第二面に前記トナー画像が転写された前記記録媒体の前記第一面のトナー画像形成領域と、前記記録媒体以外の部材とを非接触状態とする非接触手段と、を備える。
 [2]前記画像形成装置において、前記予備加熱部は、前記第二面に前記トナー画像が転写された前記記録媒体を加熱するときに、前記記録媒体の前記第二面側から前記記録媒体を加熱してもよい。
 [3]前記画像形成装置において、前記記録媒体を搬送する搬送部を備えていてもよく、前記搬送部は、前記記録媒体の先端部を保持して、前記記録媒体を水平方向に沿って搬送してもよく、前記予備加熱部は、搬送される前記記録媒体の上方に配置されていてもよく、前記記録媒体を挟んで前記予備加熱部の反対側には、前記記録媒体に空気を吹き付ける吹付け部が、前記非接触手段として備えられていてもよい。
 [4]前記画像形成装置は、複数サイズの記録媒体に前記トナー画像を形成可能に構成され、前記複数サイズの記録媒体のうち、前記搬送方向において最大サイズの記録媒体を用いるときに、前記本加熱部は、前記予備加熱部によって一部が加熱されている状態の前記記録媒体の他部を加熱してもよい。
 [5]前記画像形成装置において、前記複数サイズの記録媒体のうち、前記搬送方向において最小サイズの記録媒体を用いるときに、前記本加熱部は、前記予備加熱部によって一部が加熱されている状態の前記記録媒体の他部を加熱してもよい。
 [1]の画像形成装置によれば、予備加熱部が第二面にトナー画像が転写された記録媒体を加熱するときに、記録媒体の第一面の温度がトナーの軟化点以上となる構成において、予備加熱部から本加熱部までの間で、記録媒体の第一面の画像形成領域が記録媒体以外の部材と接触する場合と比して、第一面に形成されたトナー画像が損傷するのを抑制することができる。
 [2]の画像形成装置によれば、予備加熱部が、第二面にトナー画像が転写された記録媒体を加熱するときに、第一面側から記録媒体を加熱する場合と比して、第二面に形成されたトナー画像の光沢度を高くすることができる。
 [3]の画像形成装置によれば、記録媒体が重力によって撓んだ状態で搬送される場合と比して、装置本体内で部材を配置することができる領域を増やすことができる。
 [4]の画像形成装置によれば、記録媒体の両面にトナー画像を形成するときに、本加熱部が最大サイズの記録媒体を加熱し始めるときに、予備加熱部による記録媒体の加熱が終了している場合と比して、予備加熱部の出力を弱くすることができる。
 [5]の画像形成装置によれば、記録媒体の両面にトナー画像を形成するときに、本加熱部が最小サイズの記録媒体を加熱し始めるときに、予備加熱部による記録媒体の加熱が終了している場合と比して、予備加熱部の出力を弱くすることができる。
図1は、本発明の例示的実施形態に係る画像形成装置に備えられた定着装置を示した構成図である。 図2は、本発明の例示的実施形態に係る画像形成装置に備えられた定着装置の本定着部を示した斜視図である。 図3は、本発明の例示的実施形態に係る画像形成装置のチェーングリッパを示した斜視図である。 図4は、本発明の例示的実施形態に係る画像形成装置に備えられたファンを示した平面図である。 図5は、本発明の例示的実施形態に係る画像形成装置に備えられた定着装置の本定着部を示した断面図である。 図6は、本発明の例示的実施形態に係る画像形成装置に備えられた定着装置の本定着部を示した断面図である。 図7は、本発明の例示的実施形態に係る画像形成装置の実施例、比較例に対する評価結果を表で示した図面である。 図8は、本発明の例示的実施形態に係る画像形成装置に備えられた冷却部を示した断面図である。 図9は、本発明の例示的実施形態に係る画像形成装置に備えられたトナー画像形成部を示した構成図である。 図10は、本発明の例示的実施形態に係る画像形成装置を示した構成図である。
 本発明の例示的実施形態に係る画像形成装置の一例について図1~図10に従って説明する。なお、図中に示す矢印Hは装置上下方向(鉛直方向)を示し、矢印Wは装置幅方向(水平方向)を示し、矢印Dは装置奥行方向(水平方向)を示す。
 (画像形成装置10)
 本例示的実施形態に係る画像形成装置10は、シート部材Pにトナー画像を形成する電子写真式の画像形成装置である。画像形成装置10は、図10に示されるように、制御部160と、収容部50と、排出部52と、画像形成部12と、搬送機構60と、反転機構80と、定着装置100と、冷却部90とを備えている。
 〔制御部160〕
 制御部160は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、およびHDD(Hard Disk Drive)(何れも不図示)により構成されている。CPUでは、処理プログラムが実行される。ROMには、各種プログラム、各種テーブル、パラメータ等が記憶されている。RAMは、CPUによる各種プログラムの実行時におけるワークエリア等として用いられる。
 〔収容部50〕
 収容部50は、記録媒体としてのシート部材Pを収容する機能を有している。画像形成装置10には、複数(例えば2つ)の収容部50が備えられている。収容部50は、複数の収容部50から選択的にシート部材Pが送り出されるように構成されている。
 〔排出部52〕
 排出部52は、トナー画像が形成されたシート部材Pが排出される部分である。具体的には、定着装置100でトナー画像が定着された後に、冷却部90で冷却されたシート部材Pが排出部52へ排出される構成とされている。
 〔画像形成部12〕
 画像形成部12は、電子写真方式によりシート部材Pにトナー画像を形成する機能を有している。具体的には、画像形成部12は、トナー画像を形成するトナー画像形成部20と、トナー画像形成部20で形成されたトナー画像をシート部材Pに転写する転写装置30と、を備えている。
 画像形成装置10には、色ごとにトナー画像を形成するように複数のトナー画像形成部20が備えられている。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)の計4色のトナー画像形成部20が備えられている。図10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。
 (トナー画像形成部20)
 各色のトナー画像形成部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、各色のトナー画像形成部20は、図9に示されるように、図中矢印A方向に回転する感光体ドラム21(すなわち感光体)と、感光体ドラム21を帯電させる帯電器22とを備えている。さらに、各色のトナー画像形成部20は、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、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、トナーを用いて現像してトナー画像を形成する現像装置24とを備えている。
 (転写装置30)
 転写装置30は、各色の感光体ドラム21のトナー画像を、中間転写体に重畳して一次転写し、該重畳されたトナー画像をシート部材Pに二次転写する機能を有している。具体的には、転写装置30は、図10に示されるように、中間転写体としての転写ベルト31と、一次転写ロール33と、転写部35とを備えている。
 一次転写ロール33は、感光体ドラム21に形成されたトナー画像を、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9参照)で転写ベルト31に転写する機能を有している。
 転写ベルト31は、無端状ベルトである。転写ベルト31が複数のロール32に巻き掛けられて、転写ベルト31の姿勢が決められている。複数のロール32の少なくとも1つが回転駆動されることで、転写ベルト31が矢印B方向へ周回し、一次転写されたトナー画像を二次転写位置NTへ搬送する。
 転写部35は、転写ベルト31に転写されたトナー画像をシート部材Pに転写する機能を有している。具体的には、転写部35は、二次転写部34と、対向ロール36とを備えている。
 対向ロール36は、転写ベルト31に対向するように、転写ベルト31の下側に配置されている。二次転写部34は、対向ロール36との間に転写ベルト31が配置されるように、転写ベルト31の内側に配置されている。二次転写部34は、具体的には、コロトロンで構成されている。転写部35では、転写ベルト31に転写されたトナー画像が、二次転写部34の放電により発生された静電力により、二次転写位置NTを通過するシート部材Pに転写される。
 〔搬送機構60〕
 搬送機構60は、収容部50に収容されたシート部材Pを二次転写位置NTへ搬送する機能を有している。さらに、搬送機構60は、二次転写位置NTから後述の本加熱部120へ搬送する機能を有している。搬送機構60については、詳細を後述する。
 〔反転機構80〕
 反転機構80は、シート部材Pの表裏を反転させる機能を有している。反転機構80については詳細を後述する。
 〔定着装置100〕
 定着装置100は、転写装置30によってシート部材Pに転写されたトナー画像をシート部材Pに定着する機能を有している。なお、定着装置100については、詳細を後述する。
 〔冷却部90〕
 冷却部90は、定着装置100で加熱されたシート部材Pを冷却する機能を有している。冷却部90は、図10に示されるように、シート部材Pの搬送方向において、定着装置100の本加熱部120の下流側に配置されている。また、冷却部90は、装置幅方向に並んでいる2個の冷却ロール92を備えている。2個の冷却ロール92は、同様の構成とされているため、一方の冷却ロール92について説明する。
 冷却ロール92は、図8に示されるように、シート部材Pの搬送経路を挟んで上方に配置されたロール92aと、シート部材Pの搬送経路を挟んで下方に配置されたロール92bとを備えている。
 ロール92a、92bは、装置奥行方向に延びている円柱状とされており、円筒状の基材94a、94bを有している。基材94a、94bは、アルミニウム管であって、図示せぬ送風機構によって生じた空気の流れが、基材94a、94bの内部に生じるようになっている。この空気の流れによって、ロール92a、92bの表面の温度は、この空気の流れが生じない場合の温度と比して低下する。
 この構成において、ロール92bは、図示せぬ駆動部材から回転力が伝達されて、回転する。さらに、ロール92bに従動してロール92aが回転する。ロール92a、92bは、シート部材Pを挟み込んで搬送し、シート部材Pを冷却する。
 (画像形成装置の作用)
 図10に示す画像形成装置10では、次のようにしてトナー画像が形成される。
 先ず、電圧が印加された各色の帯電器22(図9参照)は、各色の感光体ドラム21の表面を予定の電位で一様にマイナス帯電する。続いて、外部から入力された画像データに基づいて露光装置23は、帯電した各色の感光体ドラム21の表面に露光光を照射して静電潜像を形成する。
 これにより、画像データに対応した静電潜像が夫々の感光体ドラム21の表面に形成される。さらに、各色の現像装置40は、この静電潜像を現像し、トナー画像として可視化する。また、転写装置30は、各色の感光体ドラム21の表面に形成されたトナー画像を、転写ベルト31に転写する。
 そこで、図10に示す収容部50から搬送機構60によってシート部材Pの搬送経路へ送り出され、搬送されるシート部材Pは、転写ベルト31と対向ロール36とが接触する二次転写位置NTへ送り出される。二次転写位置NTでは、シート部材Pが転写ベルト31と対向ロール36とに挟み込んで搬送されることで、転写ベルト31の表面のトナー画像は、シート部材Pの第一面(=表面)に転写される。
 さらに、定着装置100は、シート部材Pの第一面に転写されたトナー画像をシート部材Pに定着し、シート部材Pは、冷却部90へ搬送される。冷却部90は、トナー画像が定着されたシート部材Pを冷却して排出部52へ排出する。
 一方、シート部材Pの第二面(=裏面)にトナー画像を形成する場合には、搬送機構60によって搬送されることで定着装置100を通過したシート部材Pが、反転機構80へ搬送され、反転機構80によって表裏が反転される。さらに、反転機構80は、表裏が反転したシート部材Pを搬送機構60へ搬送する。搬送機構60は、シート部材Pを搬送する。そして、シート部材Pの第二面にトナー画像を形成するために、前述した工程が再度行われる。
 (要部構成)
 次に、搬送機構60、反転機構80、及び定着装置100について説明する。
 〔搬送機構60〕
 搬送機構60は、図10に示されるように、送出ロール62と、複数の搬送ロール64と、チェーングリッパ66とを備えている。チェーングリッパ66は、搬送部の一例である。
 送出ロール62は、収容部50に収容されたシート部材Pを送り出すロールである。複数の搬送ロール64は、送出ロール62が送り出したシート部材Pをチェーングリッパ66へ搬送するロール、又はチェーングリッパ66が搬送したシート部材Pを冷却部90へ搬送するロールである。チェーングリッパ66は、シート部材Pの先端部を保持してシート部材Pを搬送する機能を有している。
 チェーングリッパ66は、図3に示されるように、一対のチェーン72と、保持部(=把持部)としてのグリッパ76とを有している。一対のチェーン72は、環状に形成されている。この一対のチェーン72は、装置奥行方向に間隔をおいて配置されている。そして、一対のチェーン72は、対向ロール36(図10参照)に対する軸方向の一端側及び他端側に配置された一対のスプロケット(図示省略)と、後述の加圧ロール140に対する軸方向の一端側及び他端側に配置された一対のスプロケット71(図2参照)とに巻き掛けられている。さらに、一対のチェーン72は、一対のスプロケット74(図10参照)に巻き掛けられている。これらの一対のスプロケットのいずれかが回転することで、チェーン72が矢印C方向へ周回する。
 また、一対のチェーン72には、それぞれ複数のグリッパ76が取り付けられた複数の取付部材75が装置奥行方向に沿って掛け渡されている。複数の取付部材75は、チェーン72の周方向(周回方向)に沿って予め定められた間隔で一対のチェーン72に固定されている。
 複数のグリッパ76は、装置奥行方向に沿って予め定められた間隔で取付部材75に取り付けられている。グリッパ76は、シート部材Pの先端部を保持する機能を有している。具体的には、グリッパ76は、爪76aを有している。また、取付部材75には、爪76aが接触する接触部75a(図6参照)が形成されている。
 グリッパ76は、爪76aと接触部75aとの間にシート部材Pの先端部を挟むことでシート部材Pを保持するようになっている。なお、グリッパ76では、例えば、爪76aが接触部75aに対してバネ等により押し付けられると共に、カム等の作用により爪76aが接触部75aに対して接離される。
 そして、チェーングリッパ66では、グリッパ76がシート部材Pの先端部を保持した状態で、チェーン72が矢印C方向へ周回することで、シート部材Pが搬送される。チェーングリッパ66は、複数の搬送ロール64で搬送されたシート部材Pを二次転写位置NTへ搬送し、さらに、シート部材Pを後述の予備加熱部102を通過させた後、後述の本加熱部120へ搬送する。なお、搬送機構60においてシート部材Pが搬送される搬送経路の一部が、図10において一点鎖線で示されている。
 この構成において、チェーングリッパ66は、少なくとも、二次転写位置NTから本加熱部120までの間は、水平方向に沿ってシート部材Pを搬送する。つまり、チェーングリッパ66は、少なくとも、二次転写位置NTから本加熱部120までの間は、未定着のトナー画像面が上方を向くようにシート部材Pを搬送する。
 〔反転機構80〕
 反転機構80は、図10に示されるように、複数の搬送ロール82と、反転装置84と、複数の搬送ロール86とを備えている。反転機構80は、反転部の一例である。
 複数の搬送ロール82は、定着装置100から送られたシート部材Pを反転装置84へ搬送するロールである。反転装置84は、一例として、シート部材Pの搬送方向が例えば90度ずつ変化するように、シート部材Pを複数回折り返しながら搬送することで、メビウスの帯のようにシート部材Pを捻って、シート部材Pの表裏を反転させる装置である。複数の搬送ロール86は、反転装置84で表裏が反転されたシート部材Pをチェーングリッパ66へ搬送するロールである。
 この構成において、シート部材Pの第一面(すなわち表面)及び第二面(すなわち裏面)にトナー画像を形成する場合(以下「両面印刷の場合」と記載する)に、反転機構80は、第一面(すなわち表面)にトナー画像が定着したシート部材Pの表裏を反転させる。そして、反転機構80は、チェーングリッパ66を通してシート部材Pを二次転写位置NTへ送る。
 〔定着装置100〕
 定着装置100は、図1に示されるように、搬送されるシート部材Pと非接触状態でシート部材Pを加熱する予備加熱部102と、シート部材Pと接触してシート部材Pを加熱、加圧する本加熱部120と、吹付けユニット170とを備えている。
 [予備加熱部102]
 予備加熱部102は、図1に示されるように、シート部材Pの搬送方向において、トナー画像がシート部材Pに転写される二次転写位置NT(図10参照)に対して下流側で、搬送されるシート部材Pの上方に配置されている。換言すれば、予備加熱部102は、シート部材Pに転写された未定着トナー画像側に配置されている。この予備加熱部102は、反射板104と、複数の赤外線ヒータ106(以下「ヒータ106」と記載する)と、金網112とを備えている。
 (反射板104)
 反射板104は、アルミニウム板を用いて形成されており、搬送されるシート部材P側が開放された底浅の箱状に構成されている。本例示的実施形態では、上方から見て、反射板104は、搬送されるシート部材Pを装置奥行方向で覆うようになっている。
 (ヒータ106)
 ヒータ106は、外形が円柱状の赤外線ヒータであって、反射板104の内部に複数収容され、装置奥行方向に延びるように配置されている。本例示的実施形態では、上方から見て、ヒータ106は、搬送されるシート部材Pを装置奥行方向で覆うようになっている。また、ヒータ106は、搬送されるシート部材Pから上下方向で30〔mm〕離れている。
 複数のヒータ106は、装置幅方向に並べられている。本例示的実施形態では、上方から見て、複数のヒータ106が配置されている領域は、搬送されるシート部材Pを装置幅方向で覆うようになっている。換言すれば、複数のヒータ106によって、搬送されるシート部材Pの全体が、一度に加熱されるようになっている。
 以上の構成において、ヒータ106からは、3〔μm〕以上5〔μm〕以下の波長で分光放射輝度が最大となる赤外線が放射され、ヒータ106の表面温度は、300〔℃〕以上1175〔℃〕以下の予め定められた温度となる。
 (金網112)
 金網112は、反射板104の縁部に図示せぬ固定部材で固定されており、反射板104の内部と、反射板104の外部とを仕切っている。これにより、金網112は、搬送されるシート部材Pと、ヒータ106とが接触するのを防止している。
 この構成において、予備加熱部102は、未定着のトナー画像側から、非接触状態でシート部材Pを加熱する。つまり、予備加熱部102は、未定着のトナーを軟らかくする軟化手段として機能している。
 そして、第一面(すなわち表面)だけにトナー画像を形成される場合(以下「片面印刷の場合」と記載することがある)に、予備加熱部102は、上方を向いた第一面側から非接触状態でシート部材Pを加熱する。具体的には、予備加熱部102は、本加熱部120でシート部材Pが加熱される前にシート部材Pの第一面の温度がトナーの軟化点より高くなるようにシート部材Pを加熱する。換言すれば、予備加熱部102は、本加熱部120でシート部材Pが加熱される前にシート部材Pの第一面の温度がトナーの軟化点より高い状態が維持されるようにシート部材Pを加熱する。
 さらに、両面印刷の場合に、第二面(すなわち裏面)に形成されたトナー画像を加熱するときに、予備加熱部102は、上方を向いた第二面側から非接触状態でシート部材Pを加熱する。具体的には、予備加熱部102は、本加熱部120でシート部材Pが加熱される前にシート部材Pの第二面の温度がトナーの軟化点より高くなるようにシート部材Pを加熱する。さらに、予備加熱部102は、本加熱部120でシート部材Pが加熱される前にシート部材Pの第一面の温度がトナーの軟化点より高くなるようにシート部材Pを加熱する。換言すれば、予備加熱部102は、本加熱部120でシート部材Pが加熱される前にシート部材Pの第一面の温度がトナーの軟化点より高い状態が維持されるようにシート部材Pを加熱する。本例示的実施形態では、一例として、予め試験によって、シート部材Pの第一面の温度がトナーの軟化点より高くなる予備加熱部102の出力条件を紙種又は紙のサイズごとに求めておき、制御部160に予備加熱部102の出力テーブルを記憶させておく。そして、ユーザが入力したシート部材Pの紙種又はサイズの情報に基づき、制御部160が、予備加熱部102の出力を調整する。これにより、予備加熱部102が、シート部材Pの第一面の温度がトナーの軟化点より高くなるようにシート部材Pを加熱する。なお、第一面の温度を温度センサで測定し、測定結果をもとに制御部160が予備加熱部102の出力を調整することで、シート部材Pの第一面の温度がトナーの軟化点未満となるようにシート部材Pを加熱してもよい。
 つまり、予備加熱部102が、本加熱部120でシート部材Pが加熱される前にシート部材Pの第一面の温度がトナーの軟化点より高くなるようにシート部材Pを加熱することで、未定着トナー画像が形成された第二面の温度がトナーの軟化点より確実に高くなる。
 このように、予備加熱部102は、既にシート部材Pに定着した第一面のトナー画像を構成するトナーを軟らかくする他の軟化手段として機能している。
 ここで、「本加熱部120でシート部材Pが加熱される前のシート部材Pの第一面又は第二面の温度」とは、図5に示す本加熱部120のニップ部Nの搬送方向上流端から搬送方向の上流側へ100〔mm〕(図5に示すL01)離れた位置S01でのシート部材Pの第一面又は第二面の温度である。
 つまり、両面印刷の場合に、予備加熱部102が、第二面に対向して第二面に転写されたトナー画像を加熱するときに、位置S01での第一面の温度がトナーの軟化点より高くなるようにシート部材Pを加熱する。具体的には、第二面に転写されたトナー画像の画像密度、色に係わらず、位置S01における第一面の温度がトナーの軟化点より高くなるように、予備加熱部102の出力が調整されている。
 本例示的実施形態では、一例として、ユーザが入力したシート部材Pの紙種、サイズ、及び画像分布等から、予備加熱部102の出力が調整される。これにより、両面印刷の場合に、予備加熱部102は、シート部材Pの第一面の温度がトナーの軟化点より高くなるようにシート部材Pを加熱するようになっている。
 ここで、「トナーの軟化点(=トナーのガラス転移温度)」とは、フローテスター(島津製作所社製、CFT500)を用い、ダイス細孔径0.5〔mm〕、加圧加重0.98〔MPa〕、昇温速度1〔℃/min〕の条件で測定した1/2降下速度である。なお、1/2降下速度は、トナーサンプルを溶融流出させた時の流出開始点から終了点の高さの1/2に相当する温度である。なお、本例示的実施形態では、一例として、軟化点が75〔℃〕のトナーが用いられている。
 [吹付けユニット170]
 吹付けユニット170は、図1に示されるように、上下方向で予備加熱部102と対向するように配置されており、搬送されるシート部材Pは、吹付けユニット170と予備加熱部102との間を通過するようになっている。そして、吹付けユニット170は、図4に示されるように、装置幅方向、及び装置奥行方向に並べられている複数のファン172を備えている。ファン172は、吹付け部の一例である。
 この構成において、複数のファン172が予備加熱部102との間を通過するシート部材Pに向けて空気を吹き付けることで、先端部が保持されて搬送されるシート部材Pの搬送姿勢が安定する。具体的には、複数のファン172がシート部材Pに向けて空気を吹き付けることで、予備加熱部102から本加熱部120までの間で、シート部材Pの搬送姿勢が安定する。このように、ファン172は、シート部材Pの搬送姿勢を安定させる姿勢安定手段として機能している。
 ここで、「シート部材Pの搬送姿勢が安定する」とは、姿勢安定手段が備えられていないときと比べ、重力によって撓んだ状態となっているシート部材の後端部から予備加熱部102までの距離が小さくなることを意味する。つまり、「シート部材Pの搬送姿勢が安定する」とは、シート部材Pが重力により撓む場合と比して、シート部材Pのシート面から予備加熱部102までの上下方向の距離が小さくなることを意味する。更に、シート部材Pのシート面から予備加熱部102までの距離が、予備加熱部102からグリッパ76までの距離に対して長く、かつ、シート部材Pのシート面から予備加熱部102までの最も長い距離と、最も短い距離との差を小さくさせることが好ましい。ここで、ファン172の出力を調整してもよい。本例示的実施形態では、一例として、ファン172の出力条件を紙種又は紙のサイズごとに求めておき、制御部160にファン172の出力テーブルを記憶させておく。そして、ユーザが入力したシート部材Pの紙種又はサイズの情報に基づき、制御部160がファン172の出力を調整する。例えば、ユーザが入力した紙厚が所定値よりも大きい場合や、ユーザが入力した紙のサイズが所定値よりも大きい場合には、制御部160がファンの出力を高める。なお、シート部材Pのシート面から予備加熱部102までの距離を光学センサで測定し、測定結果に基づいて、制御部160がファン172の出力を調整してもよい。
 また、ファン172がシート部材Pに空気を吹き付けることで、シート部材Pに空気を吹き付けない場合と比して、シート部材Pの後端が搬送経路から離れるのが抑制される。このように、ファン172は、シート部材Pの後端の位置を規制する位置規制手段として機能している。
 また、ファン172がシート部材Pの後端の位置を規制することで、予備加熱部102から本加熱部120までの間で、シート部材Pにおいて下方を向いた面の画像形成領域とシート部材P以外の部材とが非接触状態となる。このように、ファン172は、シート部材Pにおいて下方を向いた面の画像形成領域とシート部材P以外の部材とを非接触状態とする非接触手段として機能している。
 ここで、「予備加熱部102から本加熱部120までの間」とは、トナーが軟らかくなった状態のトナー画像が、シート部材P以外の部材との接触による損傷を抑制する観点から、シート部材Pの搬送方向おいて予備加熱部102の中央部から、後述する本加熱部120のニップ部Nまで間(=図1のH01)であればよい。「予備加熱部102から本加熱部120までの間」が、シート部材Pの搬送方向おいて予備加熱部102の上流端から、後述する本加熱部120のニップ部Nまでの間(すなわち、図1の範囲H02)であればさらに好ましい。
 また、「画像形成領域とシート部材P以外の部材とを非接触状態とする」とは、シート部材Pの画像形成領域が如何なる部材とも接触しない状態である。
 また、「画像形成領域」とは、シート部材Pの外周部等の画像が形成されない部分以外の部分を指し、全面ベタ画像をシート部材Pに形成したときに、画像が形成される領域である。なお、本例示的実施形態では、シート部材Pにおいて、グリッパ76によって把持されている先端部以外の部分が全て、シート部材P以外の部材と非接触状態となっている。
 [本加熱部120]
 本加熱部120は、図1に示されるように、シート部材Pの搬送方向において、予備加熱部102の下流側に配置されている。本加熱部120は、搬送されるシート部材Pと接触してシート部材Pを加熱する加熱ロール130と、加熱ロール130に向けてシート部材Pを加圧する加圧ロール140と、回転する加熱ロール130に従動して回転する従動ロール150とを備えている。
 (加熱ロール130)
 加熱ロール130は、図1に示されるように、搬送されるシート部材Pの上方を向いた面に接触し、軸方向を装置奥行方向として装置奥行方向に延びるように配置されている。加熱ロール130は、円筒状の基材132と、基材132の全周を覆うように形成されたゴム層134と、ゴム層134の全周を覆うように形成された離型層136と、基材132の内部に収容されたヒータ138とを有している。加熱ロール130における離型層136の外周面の外径は、一例として80〔mm〕である。
 基材132は、アルミニウム管であって、一例として厚さ20〔mm〕を有する。ゴム層134は、シリコーンゴムによって形成されており、一例として厚さ6〔mm〕を有する。離型層136は、テトラフルオロエチレンとパーフルオロエチレンの共重合体(PFA樹脂)によって形成されており、一例として厚さ50〔μm〕を有する。
 また、図2に示されるように、装置奥行方向において加熱ロール130の両端部には、装置奥行方向に延びる軸部139aが夫々形成されており、軸部139aを夫々支持する支持部材139bが設けられている。これにより、加熱ロール130は、加熱ロール130の両端部で支持部材139bによって回転可能に支持されている。
 (従動ロール150)
 従動ロール150は、図1、図2に示されるように、加熱ロール130を挟んで搬送されるシート部材Pの反対側で、軸方向を装置奥行方向として、装置奥行方向に延びるように配置されている。また、従動ロール150は、円筒状の基材152と、基材152の内部に収容されたヒータ154とを有している。従動ロール150の基材152の外周面の外径は、一例として50〔mm〕である。
 基材152は、アルミニウム管であって、一例として厚さ10〔mm〕を有している。そして、従動ロール150は、従動ロール150の両端部で図示せぬ支持部材によって回転可能に支持されている。
 この構成において、従動ロール150は、加熱ロール130に従動して回転する。そして、従動ロール150は、加熱ロール130を加熱する。このように、加熱ロール130が従動ロール150によって加熱されること、及び加熱ロール130自身がヒータ138を有していることで、加熱ロール130の表面温度は、180〔℃〕以上200〔℃〕以下の予め定められた温度となる。
 (加圧ロール140)
 加圧ロール140は、図1、図2に示されるように、搬送されるシート部材Pを挟んで加熱ロール130の反対側で、搬送されるシート部材Pの下方を向いた面に接触し、軸方向を装置奥行方向として装置奥行方向に延びるように配置されている。また、加圧ロール140は、円筒状の基材142と、基材142を覆うように形成されたゴム層144と、ゴム層144を覆うように形成された離型層146と、装置奥行方向の両端部に形成された一対の軸部148(図2参照)とを有している。加圧ロール140における離型層146の外周面の外径は、一例として225〔mm〕である。このように、加圧ロール140の外径は、加熱ロールの外径と比して大きくされている。
 基材142は、アルミニウム管であって、一例として厚さ20〔mm〕を有している。ゴム層144は、シリコーンゴムによって形成されており、一例として厚さ1〔mm〕を有している。離型層146は、テトラフルオロエチレンとパーフルオロエチレンの共重合体(PFA樹脂)によって形成されており、一例として厚さ50〔μm〕を有している。
 また、加圧ロール140の外周面には、装置奥行方向に延びる凹部140aが形成されている。加圧ロール140と加熱ロール130との間をシート部材Pが通過する場合に、シート部材Pの先端部を把持するグリッパ76が、図6に示されるように、この凹部140aに収容されるようになっている。
 そして、予備加熱部102から本加熱部120までの距離(図1のL02)は、シート部材Pの搬送方向において最小サイズのシート部材Pを用いるときに、本加熱部120がシート部材Pの先端を加熱している状態で、シート部材Pの後端が予備加熱部102によって加熱されるように決められている。換言すれば、シート部材Pの先端が本加熱部120のニップ部Nで挟まれた状態で、シート部材Pの後端が予備加熱部102と上下方向で対向するようになっている。なお、最小サイズについては、画像形成装置10の取扱い説明書に記載されている。シート部材Pの先端は、シート部材Pの一部の一例であって、シート部材Pの後端は、シート部材Pの他部の一例である。
 一対の軸部148は、図2に示されるように、加圧ロール140の装置奥行方向の両端部に形成されている。一対の軸部148は、加圧ロール140における離型層146の外周面と比して小径化され、軸方向に延びている。
 この構成において、加圧ロール140は、図示せぬ駆動部材から回転力が伝達されて回転する。回転する加圧ロール140に従動して加熱ロール130が回転し、回転する加熱ロール130に従動して従動ロール150が回転する。さらに、加熱ロール130と加圧ロール140とが、トナー画像が転写されたシート部材Pを挟み込んで搬送することで、トナー画像がシート部材Pに定着される。
 (その他)
 本加熱部120は、図2に示されるように、加圧ロール140を支持する一対の支持部材156と、支持部材156を介して加圧ロール140を加熱ロール130側に付勢する一対の付勢部材158とを備えている。
 一対の支持部材156は、加圧ロール140の一対の軸部148を下方から回転可能に支持するように夫々配置されている。
 一対の付勢部材158は、圧縮スプリングであって、支持部材156を挟んで軸部148の反対側に配置されている。
 この構成において、一対の付勢部材158が、加圧ロール140を加熱ロール130側に付勢することで、加圧ロール140が、シート部材Pを加熱ロール130に向けて加圧する。そして、図2に示されるように、加圧ロール140によって付勢された部分の加熱ロール130が変形し、加熱ロール130と加圧ロール140とが接触した領域であるニップ部Nが形成される。
 そして、加熱ロール130と加圧ロール140とのニップ部Nで、シート部材Pが挟み込まれることで、軟らかくされたトナーで形成されているトナー画像の表面の平滑度が高うなり、トナー画像の光沢度が高くなる。このように、本加熱部120は、トナー画像の光沢度を高くする光沢度向上手段として機能している。
 (要部構成の作用)
 次に、画像形成装置10の作用について説明する。
 図10に示す画像形成装置10では、送出ロール62が、収容部50に収容されたシート部材Pをシート部材Pの搬送経路へ送り出す。さらに、複数の搬送ロール64が、送出ロール62によって送り出されたシート部材Pをチェーングリッパ66へ搬送する。
 さらに、チェーングリッパ66が、図3に示されるように、シート部材Pの先端部を保持してシート部材Pを搬送し、シート部材Pを二次転写位置NTへ搬送する。図10に示す二次転写位置NTでは、転写ベルト31及び対向ロール36が、シート部材Pを挟み込んで搬送する。これにより、転写ベルト31の表面のトナー画像が、シート部材Pにおいて上方を向いた第一面(すなわち表面)に転写される。
 さらに、チェーングリッパ66は、シート部材Pを水平方向に沿って搬送する。そして、図1に示す予備加熱部102は、チェーングリッパ66によって搬送されるシート部材Pの第一面側(すなわち未定着のトナー画像側)から非接触状態でシート部材Pを加熱する。予備加熱部102がシート部材Pを加熱するときには、ファン172が、シート部材Pの第二面(すなわち裏面)に向かって空気を吹き付ける。これにより、予備加熱部102によって加熱されている状態のシート部材Pの搬送姿勢が安定する。
 さらに、本加熱部120が、加熱ロール130と加圧ロール140とによってシート部材Pを挟み込んで搬送することで、トナー画像をシート部材Pの第一面に定着させる。
 片面印刷の場合は、冷却部90が、本加熱部120からシート部材Pを受け取って、第一面にトナー画像が定着したシート部材Pを冷却して排出部52へ排出する。
 一方、両面印刷の場合は、図10に示す反転機構80は、本加熱部120から第一面にトナー画像が定着したシート部材Pを受け取って、シート部材Pの表裏を反転させる。さらに、チェーングリッパ66が、表裏が反転されたシート部材Pを反転機構80から受け取って搬送する。
 チェーングリッパ66が、第二面が上方を向いた状態のシート部材Pの先端部を保持して搬送し、シート部材Pを再度二次転写位置NTへ搬送する。二次転写位置NTでは、転写ベルト31及び対向ロール36が、シート部材Pを挟み込んで搬送する。これにより、転写ベルト31の表面のトナー画像が、シート部材Pの第二面(=裏面)に転写される。
 チェーングリッパ66は、トナー画像が転写された第二面が上方、トナー画像が定着した第一面が下方を向いた状態のシート部材Pを搬送する。また、図1に示す予備加熱部102は、チェーングリッパ66によって搬送されるシート部材Pの第二面側から非接触状態でシート部材Pを加熱する。予備加熱部102がシート部材Pを加熱するときには、吹付けユニット170のファン172が、シート部材Pの第一面(すなわち、下方を向いた面)に向かって空気を吹き付ける。予備加熱部102によって加熱されている状態のシート部材Pの姿勢が安定する。
 これにより、予備加熱部102から本加熱部120までの間で、シート部材Pの第一面の画像形成領域とシート部材P以外の部材とが非接触状態で、シート部材Pが搬送される。
 さらに、予備加熱部102が、第二面に転写されたトナー画像を加熱するときに、位置S01(図5参照)での第一面の温度がトナーの軟化点より高くなるようにシート部材Pを加熱する。
 そして、本加熱部120が、加熱ロール130と加圧ロール140とによって、シート部材Pを挟み込んで搬送することで、トナー画像をシート部材Pの第二面に定着させる。ここで、加熱ロール130と加圧ロール140とによってシート部材Pの先端が挟み込まれている状態で、シート部材Pの後端が予備加熱部102によって加熱されている。換言すれば、予備加熱部102によるシート部材の加熱が終了する前に、本加熱部120がシート部材Pを加熱し始める。
 また、前述したように、予備加熱部102が、第二面に転写されたトナー画像を加熱するときに、位置S01での第一面の温度がトナーの軟化点より高くなるようにシート部材Pを加熱する。つまり、本加熱部120の加熱ロール130と加圧ロール140とによって、シート部材Pが挟み込まれる前に、第一面の温度がトナーの軟化点より高くなっている。
 このため、第一面の温度がトナーの軟化点以下の場合と比して、加熱ロール130と加圧ロール140とによって挟み込まれることで、第一面のトナー画像の平滑度が高くなる。換言すれば、第一面の温度がトナーの軟化点以下の場合と比して、加熱ロール130と加圧ロール140とによって挟み込まれることで、第一面のトナー画像の光沢度が高くなる。
 また、冷却部90は、両面にトナー画像が定着したシート部材Pを本加熱部120から受け取り、シート部材Pを冷却して排出部52へ排出する。
 ここで、両面印刷の場合において、位置S01での第一面の温度と、トナー画像の光沢度との関係についての評価について説明する。この評価には、軟化点の温度が75〔℃〕のトナーを用い、黒ベタ画像をシート部材Pの第一面に形成させた。図7には、評価結果が示されている。位置S01での第一面の温度がトナーの軟化点より低い比較例1、2については、光沢度(=グロス)が、45であった。これに対して、位置S01での第一面の温度がトナーの軟化点より高い、実施例1については、光沢度が57、実施例2については、光沢度が65であった。つまり、実施例1、2の光沢度は、比較例1、2の光沢度と比して高くなった。
 このように、両面印刷の場合に、トナー画像がシート部材Pに定着した第一面の位置S01での温度をトナーの軟化点より高くすることで、第一面に形成されたトナー画像の光沢度が高くなる。
 なお、光沢度は、グロス測定機(BYK-Gardner社製のAG-4430)を用いて評価した。具体的には、このグロス測定機を用いて、鏡面光沢度の測定方法(JIS Z 8741:1997)における入射角60度で測定し、この測定値を光沢度とした。
 (まとめ)
 以上説明したように、両面印刷の場合に、トナー画像がシート部材Pに定着した第一面の位置S01での温度が、トナーの軟化点より高くなる。つまり、第一面のトナー画像を形成するトナーが軟らかくなり、シート部材P以外の部材と接触するとトナー画像が損傷してしまう。しかし、シート部材Pの下方からファン172がシート部材Pに向けて空気を吹き付けることで、予備加熱部102から本加熱部120までの間で、シート部材Pの第一面の画像形成領域とシート部材P以外の部材とが非接触状態で、シート部材Pが搬送される。
 このため、本加熱部120でシート部材Pが加熱される前にシート部材Pの第一面の温度がトナーの軟化点より高くなる構成において、予備加熱部102から本加熱部120までの間で、シート部材Pの第一面の画像形成領域がシート部材P以外の部材と接触する場合と比して、第一面に形成されたトナー画像の損傷が抑制される。
 また、画像形成装置10では、予備加熱部102が第二面にトナー画像が転写されたシート部材Pを加熱するときに、予備加熱部102は、第二面側からシート部材Pを加熱する。これにより、未定着トナー画像が転写された第二面の温度が、第一面の温度に対して高くなる。つまり、未定着トナー画像が転写された第二面の温度が、トナーの軟化点より高くなる。このため、予備加熱部が第一面側からシート部材Pを加熱する場合と比して、第二面に転写されたトナー画像を構成するトナーが軟らかくなり、第二面に形成されたトナー画像の光沢度が高くなる。
 画像形成装置10では、シート部材Pの下方からファン172がシート部材Pに向けて空気を吹き付けることで、先端部が保持されて搬送されるシート部材Pの搬送姿勢が安定する。具体的には、ファン172がシート部材Pに空気を吹き付けることで、シート部材Pが重力によって撓んだ状態で搬送される場合と比して、シート部材Pの後端が搬送経路から上下方向において下側に離れるのが抑制される。このように、シート部材Pの後端が搬送経路から離れるのが抑制されことで、シート部材Pが重力によって撓んだ状態で搬送される場合と比して、画像形成装置10の装置本体10a内において部材を配置することができる領域が増える。
 画像形成装置10では、最小サイズのシート部材Pの先端が本加熱部120のニップ部Nで挟まれた状態で、シート部材Pの後端が予備加熱部102と上下方向で対向している。つまり、本加熱部120がシート部材Pを加熱し始めるときに、シート部材Pは、予備加熱部102によって加熱されている。このため、本加熱部120がシート部材Pを加熱し始めるときに、予備加熱部102によるシート部材Pの加熱が終了している場合と比して、予備加熱部102の出力が弱くなる。
 なお、本発明を特定の例示的実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る例示的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をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記例示的実施形態では、ファン172を用いてシート部材Pの搬送姿勢を安定させることで、予備加熱部102から本加熱部120までの間で、第一面の画像形成領域とシート部材P以外の部材とを非接触状態とした。しかしながら、例えば、チェーングリッパ66によって搬送されるシート部材Pの搬送姿勢を考慮して、シート部材P以外の部材の配置を決めることで、シート部材Pの第一面の画像形成領域とシート部材P以外の部材とを非接触状態としてもよい。この場合には、第一面の画像形成領域とシート部材P以外の部材とを非接触状態とする非接触手段は、シート部材Pが通過する領域にシート部材P以外の部材が配置されていない空間を有する装置本体となる。
 また、上記例示的実施形態では、ファン172を用いてシート部材Pの搬送姿勢を安定させることで、予備加熱部102から本加熱部120までの間で、シート部材Pの第一面の画像形成領域とシート部材P以外の部材とを非接触状態とした。しかしながら、シート部材Pの後端を保持することで、予備加熱部102から本加熱部120までの間で、第一面の画像形成領域とシート部材P以外の部材とを非接触状態としてもよい。この場合には、第一面の画像形成領域とシート部材P以外の部材とを非接触状態とする非接触手段は、シート部材Pの後端を保持する保持部となる。
 また、上記例示的実施形態では、ファン172を用いてシート部材Pの搬送姿勢を安定させることで、予備加熱部102から本加熱部120までの間で、シート部材Pの第一面の画像形成領域とシート部材P以外の部材とを非接触状態とした。しかしながら、シート部材Pの幅方向両端を保持することで、予備加熱部102から本加熱部120までの間で、第一面の画像形成領域とシート部材P以外の部材とを非接触状態としてもよい。この場合には、第一面の画像形成領域とシート部材P以外の部材とを非接触状態とする非接触手段は、シート部材Pの幅方向両端を保持する保持部材となる。
 また、上記例示的実施形態では、予備加熱部102から本加熱部120までの間で、ファン172によって、シート面が上下方向を向いた状態でシート部材Pが搬送されていた。しかしながら、予備加熱部102から本加熱部120までの間で、シート面が装置幅方向を向いた状態でシート部材Pを下方から上方へ搬送してもよい。この場合には、ファン172を用いることなく、シート部材Pの搬送姿勢が安定する。
 上記例示的実施形態では、シート部材Pの搬送方向において最小サイズのシート部材Pの先端が本加熱部120のニップ部Nで挟まれた状態で、シート部材Pの後端が予備加熱部102と上下方向で対向していた。しかしながら、シート部材Pの搬送方向において最大サイズのシート部材Pの先端が本加熱部120のニップ部Nで挟まれた状態で、シート部材Pの後端が予備加熱部102と上下方向で対向していてもよい。しかし、この場合には、最小サイズのシート部材Pの先端が本加熱部120のニップ部Nで挟まれた状態で、シート部材Pの後端が予備加熱部102と上下方向で対向することで奏する作用は奏しない。
 上記例示的実施形態では、「シート部材Pの第一面の温度」と記載したが、第一面にトナー画像が形成されている場合には、「シート部材Pの第一面の温度」は、「シート部材Pの第一面に形成されているトナー画像の温度」と同義である。同様に、上記例示的実施形態では、「シート部材Pの第二面の温度」と記載したが、第二面にトナー画像が形成されている場合には、「シート部材Pの第二面の温度」は、「シート部材Pの第二面に形成されているトナー画像の温度」と同義である。
 上記例示的実施形態では、チェーングリッパ66は、二次転写位置NTから本加熱部120までの間は、略水平方向にシート部材Pを搬送していた。しかしながら、チェーングリッパ66は、二次転写位置NTから本加熱部120までの間は、少なくとも水平方向に沿ってシート部材Pを搬送し、未定着のトナー画像面が上方を向くようになっていればよい。例えば、チェーングリッパ66は、二次転写位置NTから本加熱部120までの間は、シート部材Pを水平方向に対して傾けて搬送していてもよい。この場合は、シート部材Pの先端が、後端よりも上下方向において下側となるよりも、上側となるよう傾けてシート部材Pを搬送した方が、シート部材Pの後端が上下方向において下側に垂れることによってシート部材Pの姿勢が変化するのを抑制することができる。
 以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
 なお、本出願は、2019年2月13日出願の日本特許出願(特願2019-023906)に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。
 

Claims (5)

  1.  搬送される記録媒体にトナー画像を転写する転写部と、
     前記記録媒体の搬送方向において前記転写部の下流側に配置され、前記記録媒体と接触して前記記録媒体を加熱し、前記トナー画像を前記記録媒体に定着する本加熱部と、
     前記本加熱部によって前記記録媒体の第一面に前記トナー画像が定着された前記記録媒体の表裏を反転させて、前記記録媒体を前記転写部へ送る反転部と、
     前記記録媒体の搬送方向において前記転写部と前記本加熱部との間に配置され、前記記録媒体を非接触状態で加熱する予備加熱部であって、前記反転部によって前記転写部へ送られて第二面に前記トナー画像が転写された前記記録媒体を加熱するときに、前記本加熱部で前記記録媒体が加熱される前に前記記録媒体の前記第一面の温度がトナーの軟化点より高くなるように前記記録媒体を加熱する前記予備加熱部と、
     前記予備加熱部から前記本加熱部までの間で、前記第二面に前記トナー画像が転写された前記記録媒体の前記第一面のトナー画像形成領域と、前記記録媒体以外の部材とを非接触状態とする非接触手段と、
     を備える画像形成装置。
  2.  前記予備加熱部は、前記第二面に前記トナー画像が転写された前記記録媒体を加熱するときに、前記記録媒体の前記第二面側から前記記録媒体を加熱する請求項1に記載の画像形成装置。
  3.  前記記録媒体を搬送する搬送部を備え、
     前記搬送部は、前記記録媒体の先端部を保持して、前記記録媒体を水平方向に沿って搬送し、
     前記予備加熱部は、搬送される前記記録媒体の上方に配置されており、
     前記記録媒体を挟んで前記予備加熱部の反対側には、前記記録媒体に空気を吹き付ける吹付け部が、前記非接触手段として備えられている請求項2に記載の画像形成装置。
  4.  複数サイズの記録媒体に前記トナー画像を形成可能に構成され、
     前記複数サイズの記録媒体のうち、前記搬送方向において最大サイズの記録媒体を用いるときに、前記本加熱部は、前記予備加熱部によって一部が加熱されている状態の前記記録媒体の他部を加熱する請求項1~3の何れか1項に記載の画像形成装置。
  5.  前記複数サイズの記録媒体のうち、前記搬送方向において最小サイズの記録媒体を用いるときに、前記本加熱部は、前記予備加熱部によって一部が加熱されている状態の前記記録媒体の他部を加熱する請求項4に記載の画像形成装置。
     
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