(57)【要約】【課題】効率良く冷却を行え、搬送ベルトの寿命を延ばしつつ安定した搬送性を確保でき、光沢画像の品質を保つことが可能な光沢付与装置を提供する。【解決手段】画像の定着後の用紙Ｐを加圧し、光沢付与ベルト３０で熱を加え、再溶融したトナーを光沢付与ベルト３０に密着させる。光沢付与ベルト３０は冷却ジャケット４２に接触しながら移動して冷却され、溶融状態のトナー像が固化し、光沢付与ベルト３０側の定着画像部分の表面が光沢付与ベルト３０の表面にならって平滑化され、光沢度が付与される。冷却ジャケット４２の光沢付与ベルト３０との接触面は、光沢付与ベルト３０の搬送方向に対して円弧形状をなし、用紙が自然に分離しないような曲率とする。加熱ローラ３６と分離ローラ３７で張架した場合の仮想面よりも接触面が外側に出るように設け、光沢付与ベルト３０との密着性、熱伝導性を向上させる。【選択図】図２
2013003517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着装置下流側に設けられる光沢付与装置であって、
前記定着装置が、
第１の加圧手段と、
記録媒体の搬送方向で前記第１の加圧手段の下流に設けられた分離手段と、
前記第１の加圧手段と前記分離手段に張架された無端状の搬送手段と、
前記搬送手段を介して、前記第１の加圧手段に押圧してニップを形成する第２の加圧手段と、
を有し、
前記光沢付与装置が、
前記第１の加圧手段と前記分離手段の間にあり、前記張架された搬送手段の内側から接触するように前記搬送手段の内側に設けられ、前記搬送手段との接触部位に曲率を有する冷却手段を有し、
前記ニップにおいて記録媒体上のトナー像を加熱、加圧し、前記ニップを通過する記録媒体を前記搬送手段に密着したまま搬送し、前記分離手段によって前記搬送手段から分離させるものであり、
前記冷却手段は、搬送手段と接触する面が搬送方向に曲率を有する凸状の曲面で形成され、
前記搬送手段は、前記冷却手段より記録媒体の搬送方向で上流側に設けられ、かつ前記搬送手段に接触する搬送ガイド手段によりガイドされて前記冷却手段の前記曲面で前記冷却手段と当接するように設けてある、
ことを特徴とする光沢付与装置。
【請求項２】
前記搬送ガイド手段は、前記冷却部材の曲率の法線よりも外側で前記搬送手段と接することを特徴とする請求項１に記載の光沢付与装置。
【請求項３】
前記搬送ガイドを、前記冷却部材部に設けたことを特徴とすることを請求項２に記載の光沢付与装置。
【請求項４】
前記搬送ガイドを、回転体で構成したことを特徴とする請求項２または３に記載の光沢付与装置。
【請求項５】
第１の加圧手段と、
記録媒体の搬送方向で前記第１の加圧手段の下流に設けられた分離手段と、
前記第１の加圧手段と前記分離手段に張架された無端状の搬送手段と、
前記搬送手段を介して、前記第１の加圧手段に押圧してニップを形成する第２の加圧手段と、
前記第１の加圧手段と前記分離手段の間にあり、前記搬送手段内部に設けられた搬送方向接触部に曲率をもつ冷却手段と、
を有し、
前記ニップにおいて記録媒体上のトナー像を加熱、加圧し、前記ニップを通過する記録媒体を前記搬送手段に密着したまま搬送し、前記分離手段によって前記搬送手段から分離させる定着装置において、
前記冷却手段より記録媒体の搬送方向で上流側に設けられ、かつ前記搬送手段に接触する搬送ガイド手段を設けた、
ことを特徴とする定着装置。
【請求項６】
画像形成装置本体に、請求項１から４のいずれかに記載の光沢付与装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
画像形成装置本体に、請求項５の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体（以下、用紙又はシートともいう）に粉体粒子状の像形成物質（以下、トナーともいう）で形成された未定着画像を定着した後に、画像の光沢度をさらに上昇させるための光沢付与装置、定着装置、該光沢付与装置及び定着装置を有する複写機、プリンタ、ファクシミリ、印刷機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やファクシミリあるいはプリンタさらには印刷機などの画像形成装置においては、記録用紙などのシート上に転写されて担持されている未定着画像を加熱定着することにより複写物や記録物を得ることができる。また、記録用紙の種類も多岐にわたる。特に、写真やコンピュータグラフィックスなどのフルカラー画像においては、面内が均一な画像光沢度を有し、高画質がより強く求められる。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示されている装置などのように、一度仮定着を行った画像を、再び下流側に設けた画像光沢調整手段により平面状態にある外周面にそのトナーのある被用紙側を圧接させて所定の距離だけ搬送してから剥離することで、そのトナーを前記無端状ベルトの外周面の状態にならわせるように流動させて画像の光沢を調整して出力を行う。
【０００４】
昨今、カラートナーの他に、カラートナーが載っていない部分にクリアトナーを付着させ、全面に高い光沢を付与するような画像が求められ、用紙の両面に高い光沢がある両面高光沢画像についても要求が高まってきている。
【０００５】
例えば、特許文献２に開示の装置の場合、複数のロールに張架されたベルト内部に加熱部材とそれに対向する加圧ローラにて加熱後冷却して剥離し、トナー像の光沢度を高めている。静電ローラで用紙及びベルトを帯電させ、用紙の剥離を防止している。しかし、冷却には非接触のファンを用いているため、冷却効率が悪く、高速化に対応できていない。また、構成としては、静電ローラでベルトをガイドする形態を採用しているが、この構成ではベルトの冷却にファンを用いているものの、接触型の冷却部材をガイドするものとはなっていない。
【０００６】
さらに、特許文献３や特許文献４の装置の場合では、ベルト内部に設けたヒートシンクをベルトに接触させて、加熱後に冷却を行っている。加熱ローラと分離ローラで張架されるベルト面に対して、ヒートシンクの面がほぼ水平に設置されているため、ベルトとヒートシンクの接触圧が低くベルトからの熱をヒートシンクに効率的に移動させるには十分ではない。
【０００７】
特許文献５の装置では、冷却部材をベルト外部から押圧することで、冷却効率を向上させているが、この装置の構成では、ベルトと冷却部材の搬送方向でのエッジ部での圧力が大きくなるため、ベルトの耐久性などに問題を生じ易い。また、ベルト表面を冷却部材で摺擦させるため、ベルト表面にキズが付き易く、さらには、用紙裏面に画像がある場合などでは、押圧部材と画像が摺擦することで、どちらも画質を著しく劣化させるおそれがある。
【０００８】
さらに特許文献６の装置では、用紙裏面側からもベルトで押圧、搬送させることで、冷却効率と搬送性の両方を向上させている。しかし、この方式の場合、加圧側の搬送ベルトと加熱、冷却面側の搬送ベルトとの搬送速度を精度良く合わせないと、画像ズレなどの問題が生じ易い。
【０００９】
またさらに特許文献７では、冷却手段上流に回転体はあるが、ベルトが張られた高さを見た場合、回転体がベルトと接触している高さと、冷却手段のベルト接触面は平面状で、それらは同じ高さになっており、ベルトと冷却手段とは、食い込んで圧が掛かるような接触はしておらず、ベルトの熱を冷却するための効率が非常に低い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで本発明においては、効率良く冷却を行え、搬送ベルトの寿命を延ばしつつ安定した搬送性を確保でき、光沢画像の品質を保つことが可能な光沢付与装置と、これを備えた定着装置、画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の光沢付与装置は、記録媒体の搬送方向で定着装置の下流側に設ける光沢付与装置であって、前記定着装置が、第１の加圧手段と、前記録媒体の搬送方向で該第１の加圧手段の下流に設けられた分離手段と、前記第１の加圧手段と前記分離手段に張架された無端状の搬送手段と、前記搬送手段を介して前記第１の加圧手段に押圧してニップを形成する第２の加圧手段と、前記第１の加圧手段と前記分離手段との間にあり、前記張架された搬送手段の内側から接触する冷却手段と、を有し、前記ニップにおいて記録媒体上のトナー像を加熱、加圧し、前記ニップを通過する記録媒体を前記搬送手段に密着させたまま搬送し、前記分離手段によって前記搬送手段から分離させる光沢付与装置であり、前記冷却手段は、前記搬送手段と接触する面が搬送方向に曲率を有する凸状の曲面で形成され、前記搬送手段は、前記冷却手段の搬送方向の少なくとも上流側端部に設けられ、前記搬送手段に接触する搬送ガイド手段によりガイドされ、前記冷却手段の前記曲面で前記冷却手段と当接することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、搬送手段が冷却手段の端部とは接触せずに曲面の部分で接することで磨耗が抑制され、長寿命化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】画像形成装置の一例における内部機構の要部概略構成図
【図２】図１に示す画像形成装置本体に備える定着装置と、本発明に係る光沢付与装置の一実施例を側面から見て示す概略構成図
【図３】本発明の実施例２に係る光沢付与装置を側面から見て示す概略構成図
【図４】本発明の実施例３に係る光沢付与装置を側面から見て示す概略構成図
【図５】本発明の実施例３における搬送ガイドリブの幅と光沢付与ベルトの幅を示す図
【図６】実施例３に係る光沢付与装置の冷却ジャケット上流側の拡大図
【図７】実施例３に係る光沢付与装置の冷却ジャケット上流側の他の拡大図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。
【実施例】
【００１５】
以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。
まず図１に、本発明の実施対象となる、複写機、プリンタ、ファクシミリまたはそれらの複合機などの画像形成装置の一例における内部機構の全体概略構成を示す。図中符号１００は画像形成装置本体、２００はその画像形成装置本体１００上に取り付ける画像読取装置である。
【００１６】
画像形成装置本体１００内には、クリア（ｃｌ）、シアン（ｃ）、マゼンタ（ｍ）、イエロー（ｙ）、ブラック（ｂ）の５つの作像ステーション１０ｃｌ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙ、１０ｂをタンデム式に並べて設けてある。各作像ステーションでは、それぞれドラム状の感光体１１ｃｌ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ、１１ｂを備え、その図中時計まわりの回転にともない、まず各帯電装置１２ｃｌ、１２ｃ、１２ｍ、１２ｙ、１２ｂでバイアス電圧を印加して表面を一様に帯電する。
【００１７】
次いで、複写機にあっては画像読取装置２００による読取信号や、プリンタにあってはホストからの画像信号や、ファクシミリにあっては電話回線を介して送られてくる送信信号に基づき、共通の書込み装置１３から、それぞれレーザ光Ｌｃｌ、Ｌｃ、Ｌｍ、Ｌｙ、Ｌｂを照射することにより書込みを行い、感光体１１ｃｌ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ、１１ｂ上に静電潜像を形成する。その後、各現像装置１４ｃｌ、１４ｃ、１４ｍ、１４ｙ、１４ｂで感光体１１ｃｌ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ、１１ｂ上にトナーを付着させ、感光体１１ｃｌ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ、１１ｂ上の静電潜像を可視像化し、感光体１１ｃｌ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ、１１ｂ上におのおの各色単色画像を形成する。
【００１８】
そして、感光体１１ｃｌ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ、１１ｂに接触して無端ベルト状の中間転写体１５を図中反時計まわりに走行させ、各一次転写装置１６ｃｌ、１６ｃ、１６ｍ、１６ｙ、１６ｂにより感光体１１ｃｌ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ、１１ｂ上の各色単色画像をシアンから順に中間転写体１５上に一次転写し、転写画像を重ね合わせて中間転写体１５上にフルカラー画像を形成する。
【００１９】
一方、適宜タイミングで給送ローラ２０の１つを選択的に回転させ、画像形成装置本体１００内の給紙カセット２１の１つから用紙Ｐを繰り出し、用紙搬送路２３を通して搬送して一対のレジストローラ２４間に突き当てて止める。そして、中間転写体１５上のフルカラー画像にタイミングを合わせて一対のレジストローラ２４を回転させ、二次転写装置２５によりそのフルカラー画像を用紙Ｐに二次転写する。
【００２０】
その後、フルカラー画像転写後の用紙Ｐを用紙搬送路２３を通してそのまま図中で上方へと搬送し、定着装置３００の定着ニップを通過するとき未定着転写トナーを用紙Ｐに定着させ、さらにユーザーが光沢度を向上させるためのモードを選択した場合や、用紙の種類によっては、光沢付与装置３０１のニップを通過させ、光沢を付与し、画像形成装置本体１００上の排紙スタック装置２７上にスタックする。光沢を付与しない場合には、光沢付与装置３０１のニップが形成されないように、光沢付与ベルト３０と加圧ローラ４０を離間させた状態で排紙する。
【００２１】
一次転写終了後の各感光体１１ｃｌ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ、１１ｂは、一次クリーニング装置１７ｃｌ、１７ｃ、１７ｍ、１７ｙ、１７ｂでクリーニングして転写残トナーを除去して初期化する。また、二次転写終了後の中間転写体１５は、二次クリーニング装置１８でクリーニングして転写残トナーを除去して初期化する。なお図中の符号２８ｃｌ、２８ｃ、２８ｍ、２８ｙ、２８ｂは、それぞれ各色現像装置１４ｃｌ、１４ｃ、１４ｍ、１４ｙ、１４ｂにトナーを補給する各色トナーボトルである。
【００２２】
またなお、以上の説明では、用紙Ｐにカラー画像を記録する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、選択された単色モードまたは複数色モードにしたがい、適宜作像ステーション１０ｃｌ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙ、１０ｂのいくつかを選択使用し、モノクロ画像またはカラー画像を任意に形成することができる画像形成装置でも実施できることはもちろんである。
【００２３】
＜実施例１＞
図２には、図１に示す画像形成装置本体１００に備える光沢付与装置３０１の概略を示す。
この光沢付与装置３０１は、定着装置３００の用紙搬送方向下流側に設けられ、光沢付与部材である光沢付与ベルト３０は加熱ローラ３６と分離ローラ３７に張架されている。第１の加圧手段となる加圧ローラ４０は、無端状の搬送手段である光沢付与ベルト３０、及び光沢付与ベルト３０を介して加圧ローラ４０と対向する第２の加圧手段である加熱ローラ３６とで構成される。また、加熱ローラ３６の内部には、熱源となるハロゲンヒータ３３が設けられ、非接触温度センサ５６により光沢付与ベルト３０表層の温度をモニタし、不図示のコントローラによって一定の温度に制御される。なお、光沢付与装置３０１は、本実施例では定着装置３００の下流側に近接してなくとも良く、例えば、画像形成装置の外部にあっても機能的には差は無い。
【００２４】
加熱ローラ３６は、例えば外径がφ３０〜９０ｍｍのもので、ＡｌやＳＵＳ、またはＦｅで構成できる。加圧ローラ４０とのニップを広く形成させるために、ローラ表面にシリコンゴム等の弾性層を０．５〜５ｍｍの厚みで設けても良い。
【００２５】
光沢付与ベルト３０は、厚みが１０〜２００μｍの耐熱性樹脂であるポリイミド等、もしくはニッケルやＳＵＳなどの金属で構成でき、外径は例えば８０〜３００ｍｍとなっている。表層には、搬送された画像面との密着性を向上させるために５〜５０μｍの厚さでシリコンゴムからなる弾性層を有しても良い。また、最表層には分離時の離形成を確保するためにシリコン系やフッ素系の樹脂でコーティングされた離型層を有しても良い。
【００２６】
分離ローラ３７はφ１０〜φ３０ｍｍの外径のもので、ＦｅやＡｌ、ＳＵＳで構成される。加圧ローラ４０は、φ３０〜９０ｍｍの外径のもので、ＦｅやＡｌ、ＳＵＳ等の芯金上に１〜５０ｍｍの厚さのフッ素ゴムやシリコンゴム等の弾性層を形成している。加圧ローラ４０は不図示のカムにより、光沢付与ベルト３０に対して接離するように動作可能で、加熱ローラ３６との軸間の距離を変えることで、加熱ローラ３６との間でなすニップ幅や荷重を可変可能に制御できる。また、不図示のモータに接続され、回転駆動されて、加熱ローラ３６及び光沢付与ベルト３０、分離ローラ３７が従動回転するようになっている。
【００２７】
さらには光沢付与ベルト３０の内部の加熱ローラ３６の下流側には、光沢付与ベルト３０に接触して冷却を行う冷却ジャケット４２が設けられている。冷却ジャケット４２は熱伝導率の高いＡｌやＣｕ、ＳＵＳなどの金属で構成され、不図示のフィン形状にして不図示のファンで空冷したり、もしくは不図示の配水路を設けて液冷する。本実施例では一例として、冷却ジャケット４２で構成する。光沢付与ベルト３０との接触面は、光沢付与ベルト３０の搬送方向に対して円弧形状をなしており、用紙が自然に分離しないような曲率になっている。また、加熱ローラ３６と分離ローラ３７で張架した場合の仮想面よりも接触面が外側に出る形で設けることで、所定の圧力が生じ、光沢付与ベルト３０との密着性が上って効率良く熱を伝導するように構成できる。
【００２８】
搬送ガイドリブ４１は、耐熱性の樹脂で摩擦係数の低いフッ素系の樹脂で構成され、図２に示すように光沢付与ベルト３０の進行方向で、冷却ジャケット４２の上流側に設けられている。また、搬送ガイドリブ４１の幅は、光沢付与ベルト３０の幅よりも大きくしてある。さらには、図５に示すように、冷却ジャケット３０端部の曲率部の法線Ａに対して外側に先端が位置するように設けてある。
【００２９】
印刷動作としては、印刷信号が入力され、作像部にて作られた両面画像の定着後の用紙Ｐが、定着装置３００を通過し、トナーＴが用紙に定着した状態にて、光沢付与ベルト３０を介した加熱ローラ３６と加圧ローラ４０とでなすニップを通過する。ニップ部で圧力を加えるとともに、光沢付与ベルト３０で熱が加えられ、再溶融したトナーが光沢付与ベルト３０に密着し、用紙とともに光沢付与ベルト３０に密着した状態で搬送される。ニップから出た時点で光沢付与ベルト３０は、内部の冷却ジャケット４２に接触しながら移動することで冷却され、溶融状態のトナー像が固化し、光沢付与ベルト３０側の定着画像部分の表面が光沢付与ベルト３０の表面にならって平滑化され、光沢度が付与される。用紙及びトナー像は光沢付与ベルト３０に密着してさらに搬送され、分離ローラ３７で、曲率分離されて排紙される。
【００３０】
この際、搬送ガイドリブ４１は冷却ジャケット４２上流部で光沢付与ベルト３０と接触し、冷却ジャケット４２の端部エッジ部に接触しないように光沢付与ベルト３０を浮かせる。搬送ガイドリブ４１によって、冷却ジャケット４２への光沢付与ベルト３０の入り角が常に一定になるため、例えば加熱ローラ３６と加圧ローラ４０とでなすニップ状態が変化しても光沢付与ベルト３０が冷却ジャケット４２の端部エッジ部に接触しないため、光沢付与ベルト３０と冷却ジャケット４２がなす最も圧力が高くなるエッジ部での摺擦を回避でき、光沢付与ベルト３０の磨耗を防止して寿命を伸ばすことができる。また、磨耗低減により発生する磨耗粉での搬送スリップなどを防止して搬送の安定性を確保できる。
【００３１】
なお図２では、冷却ジャケット４２の上流側に搬送ガイドリブ４１を設けているが、同様に下流側にも設けることで、下流側のエッジ部での磨耗も低減でき、本発明は図示の実施例の構成には限定されず、種々変形可能である。
【００３２】
＜実施例２＞
図３は実施例１とほぼ同様の構成で、搬送ガイドリブ４１を冷却ジャケット４２の端部に設けた構成の例である。図６は冷却ジャケット上流側の拡大図である。この例では、搬送ガイドリブ４１を冷却ジャケット４２と一体に設けることで、実施例１の場合に比べ、位置決めをより容易にかつより精度良く行える。
【００３３】
＜実施例３＞
図４は、実施例２とほぼ同様の構成で、搬送ガイドリブ４１を搬送ガイドローラ４３に置き換えた例である。図７は冷却ジャケット上流側の拡大図である。この例では、搬送ガイドローラ４３は表面がフッ素系樹脂で構成してあり、光沢付与ベルト３０の幅よりも大きくなっている。また、搬送ガイドローラ４３は幅方向に分割されていても良い。このような搬送ガイドローラ４３にすることで、実施例１や実施例２に比べて、光沢付与ベルト３０との摺擦がなくなるため、よりいっそう光沢付与ベルト３０との磨耗が低減され、また、搬送のトルクも低減でき、ベルトの長寿命化と搬送の安定性を確保できる。
【００３４】
なおいずれの実施例においても、搬送ガイドリブ４１を搬送ガイドローラ４３などのガイド手段を冷却ジャケット面よりも外側に接触させるように設けることで、光沢付与ベルト３０と冷却ジャケット４２でなす面圧が高くなる端部での両者の摺擦による磨耗粉での駆動のスリップ防止や、光沢付与ベルト３０の長寿命化を図れる。
【００３５】
またさらに、ガイド手段の設置位置を冷却ジャケットと一体もしくは接合して設けることで、位置精度を高くでき、光沢付与ベルト３０とガイド手段との幅方向の接触圧の偏りなどを防止して、安定して光沢付与ベルト３０を駆動でき、ベルトの寄りや、ベルトの偏磨耗を防止できる。
【符号の説明】
【００３６】
３０：光沢付与ベルト
３３：ハロゲンヒータ
３６：加熱ローラ
３７：分離ローラ
４０：加圧ローラ
４１：搬送ガイドリブ
４２：冷却ジャケット
４３：搬送ガイドローラ
５６：非接触温度センサ
３００：定着装置
３０１：光沢付与装置
Ｔ：トナー（あるいはトナー像）
Ｐ：用紙
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３７】
【特許文献１】特開２００４−３２５９３４号公報
【特許文献２】特開２００４−２５８５３５号公報
【特許文献３】特開２００６−２４３４６５号公報
【特許文献４】特開２００７−０７８７８７号公報
【特許文献５】特開２００６−３３７７１８号公報
【特許文献６】特開０５−０７２９２６号公報
【特許文献７】特開２００７−７８９１７号公報
【図１】
2013003517.tif 000003
【図２】
2013003517.tif 000004
【図３】
2013003517.tif 000005
【図４】
2013003517.tif 000006
【図５】
2013003517.tif 000007
【図６】
2013003517.tif 000008
【図７】
2013003517.tif 000009