(57)【要約】【課題】印刷品質を向上し、かつオペレータ清掃の負担を低減できる印刷装置を提供する。【解決手段】定着部２の予熱機構に予熱用無端ベルト３０を用い、ウェブ搬送方向に予熱用無端ベルト３０を駆動可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェブを搬送するウェブ搬送手段と、搬送されるウェブ上にトナー像を転写する転写部と、その転写部のウェブ搬送方向下流側に設けられてウェブ上のトナー像を定着する定着部を備え、
前記定着部は、ヒートロールならびに加圧ロールと、これらヒートロールならびに加圧ロールのウェブ搬送方向上流に位置してウェブを予熱するウェブ予熱機構を有する印刷装置において、
前記予熱機構は前記ウェブと接触する予熱用無端ベルトを有し、その予熱用無端ベルトはベルト駆動手段によりウェブ搬送方向に駆動可能であることを特徴とする印刷装置。
【請求項２】
前記予熱用無端ベルトの搬送速度がウェブ搬送速度と略一致することを特徴とする請求項１記載の印刷装置。
【請求項３】
前記予熱用無端ベルト外周上のウェブと接触する部分以外の箇所に予熱用無端ベルト表面清掃用部材を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の印刷装置。
【請求項４】
前記予熱用無端ベルトが２本以上の回転体に張架され、そのうち少なくとも１本の回転体内に熱源を有し、その熱源により予熱用無端ベルトが昇温可能であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載の印刷装置。
【請求項５】
前記予熱用無端ベルトのウェブ接触部の内周にプレート状のベルトガイドを接触させ、該ベルトガイドが予熱用無端ベルト駆動方向に曲率を形成して、ウェブと予熱用無端ベルトを密着したことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項記載の印刷装置。
【請求項６】
前記予熱用無端ベルト内周のベルトガイドが発熱体であり、そのベルトガイドにより予熱用無端ベルトが昇温可能であることを特徴とする請求項５記載の印刷装置。
【請求項７】
前記予熱用無端ベルトの温度検知手段と温度制御手段を有し、印刷条件に従って前記予熱用無端ベルトの制御温度が可変であることを特徴とする請求項４または６記載の印刷装置。
【請求項８】
前記予熱用無端ベルト内周のベルトガイドに吸引用の溝を有し、ベルト駆動時に該吸引用溝と一致する箇所に予熱用無端ベルト上に吸引用穴を有し、ウェブを吸引することでウェブと予熱用無端ベルトを密着させることを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１項記載の印刷装置。
【請求項９】
前記予熱用無端ベルトは無端状の基材と外周面に被服された離型層とを備えていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項記載の印刷装置。
【請求項１０】
前記予熱用無端ベルトの基材は金属製であることを特徴とする請求項９記載の印刷装置。
【請求項１１】
前記予熱用無端ベルトの金属製の基材は厚さ５０〜２５０μｍであることを特徴とする請求項１０記載の印刷装置。
【請求項１２】
前記予熱用無端ベルトの外周上のウェブ接触部分以外の箇所に該予熱用無端ベルト冷却用のファンを設け、印刷停止後に該冷却ファンを用いて予熱用無端ベルトを冷却して該予熱用無端ベルトを駆動することで、印刷停止時に予熱用無端ベルトの冷却した面をウェブと接触させることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項記載の印刷装置。
【請求項１３】
前記予熱用無端ベルトを印刷開始時のウェブ搬送前に先行して駆動することを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項記載の印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続的にウェブを搬送して印刷する印刷装置の定着部に関するものである。より詳しくは、ウェブ上のトナー像を加熱，加圧して定着する前に、ウェブを予め昇温しておくことで定着強度を確保する、高速・高連量用紙対応の印刷装置の定着部に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５に従来技術の印刷装置の概略構成図を示す。図中の１は転写部、２は定着部、３はウェブ、４はトラクタ、５は可動バッファ、６はねじりコイルバネ、７はヒートロール、８は加圧ロール、２０は予熱板、２１は温度検知手段、２２は温度制御手段、２３はシーズヒータである。
【０００３】
連続ウェブ上に画像を形成する印刷装置においては、顧客ニーズに応え高速化および高連量用紙対応が進み、しかるにヒートロール７と加圧ロール８のニップ部のみではトナーをウェブ３に定着する十分な熱量を付与することができないため、ニップ部の前段でウェブ３を予め昇温しておく予熱機構を用いている。
【０００４】
予熱機構はシーズヒータ２３により昇温した予熱板２０をウェブ３の非印刷面に接触させ、熱伝導によりウェブ３を昇温する。予熱板２０の温度を検知する温度検知手段２１と温度制御手段２２を有し、印刷条件（例えば用紙連量）に従って予熱板２０の制御温度を可変とし、定着強度を満足する予熱効果を得ている（例えば低連量用紙の場合は低温制御、高連量用紙の場合は高温制御）。前記制御温度は、用紙連量検知手段（図示しない）の検出信号に従って、予め規定された温度に設定しても良いし、印刷毎に制御温度入力手段（図示しない）から任意に入力できるようにしても良く、様々な方法を取り得る。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３２４９０８号公報
【特許文献２】特開平１０−３０１４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
印刷装置を２台並べ、１台目でウェブの片面にトナー像を定着させ、ウェブ反転装置でウェブを反転させた後、２台目で他方の面にトナー像を定着させる両面印刷システム（タンデム印刷システム）の場合、上記従来技術では、ウェブが２台目の予熱板を通過する際に１台目の印刷面を擦ってしまい印刷品質を低下させてしまったり、また予熱板にトナーが付着して汚れてしまい、清掃周期が短くなるなどオペレータの負担増にもつながっていた。
【０００７】
また印刷停止した際には予熱板の熱により１台目の印刷面のトナーが予熱板に融着し、次の印刷開始時にウェブの搬送ができないという課題があった。さらに印刷停止した際に１台目の予熱板の上で停止したウェブは予熱板の熱により収縮してしまい、次の印刷を開始して当該ウェブが２台目を通過する際に、ウェブ搬送の蛇行制御に用いる検出手段が蛇行を過剰に検出，制御してしまうことでウェブ搬送が不安定になりジャムが発生したり、また最終的に得られた両面印刷物を透かして見た場合に１台目と２台目の印刷領域に差が出てしまい、例えば辞書に用いる様な薄い紙に両面印刷を行った場合には、第１面と第２面とで文字間隔や行間が一致せず印刷品質が低下してしまうという課題もあった。前記課題は両面印刷に限らず、２台の装置でウェブの同一面に２色印刷する場合でも同様である。予熱板の温度が高いほど、ウェブの熱収縮やトナー融着の発生頻度は高くなる。
【０００８】
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、信頼性および印刷品質を向上した印刷装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため本発明の第１の手段は、ウェブを搬送するウェブ搬送手段と、搬送されるウェブ上にトナー像を転写する転写部と、その転写部のウェブ搬送方向下流側に設けられてウェブ上のトナー像を定着する定着部を備え、前記定着部は、ヒートロールならびに加圧ロールと、これらヒートロールならびに加圧ロールのウェブ搬送方向上流に位置してウェブを予熱するウェブ予熱機構を有する印刷装置において、前記予熱機構は前記ウェブと接触する予熱用無端ベルトを有し、その予熱用無端ベルトはベルト駆動手段によりウェブ搬送方向に駆動可能であることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記予熱用無端ベルトの搬送速度がウェブ搬送速度と略一致することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の第３の手段は前記第１または第２の手段において、前記予熱用無端ベルト外周上のウェブと接触する部分以外の箇所に予熱用無端ベルト表面清掃用部材を設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第４の手段は前記第１ないし第３の手段において、前記予熱用無端ベルトが２本以上の回転体に張架され、そのうち少なくとも１本の回転体内に熱源を有し、その熱源により予熱用無端ベルトが昇温可能であることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の第５の手段は前記第１ないし第４の手段において、前記予熱用無端ベルトのウェブ接触部の内周にプレート状のベルトガイドを接触させ、該ベルトガイドが予熱用無端ベルト駆動方向に曲率を形成して、ウェブと予熱用無端ベルトを密着したことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の第６の手段は前記第５の手段において、前記予熱用無端ベルト内周のベルトガイドが発熱体であり、そのベルトガイドにより予熱用無端ベルトが昇温可能であることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の第７の手段は前記第４または第６の手段において、前記予熱用無端ベルトの温度検知手段と温度制御手段を有し、印刷条件に従って前記予熱用無端ベルトの制御温度が可変であることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の第８の手段は前記第５ないし第７の手段において、前記予熱用無端ベルト内周のベルトガイドに吸引用の溝を有し、ベルト駆動時に該吸引用溝と一致する箇所に予熱用無端ベルト上に吸引用穴を有し、ウェブを吸引することでウェブと予熱用無端ベルトを密着させることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の第９の手段は前記第１ないし第８の手段において、前記予熱用無端ベルトは無端状の基材と外周面に被服された離型層とを備えていることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の第１０の手段は前記第９の手段において、前記予熱用無端ベルトの基材は金属製であることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の第１１の手段は前記第１０の手段において、前記予熱用無端ベルトの金属製の基材は厚さ５０〜２５０μｍであることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の第１２の手段は前記第１ないし第１１の手段において、前記予熱用無端ベルトの外周上のウェブ接触部分以外の箇所に該予熱用無端ベルト冷却用のファンを設け、印刷停止後に該冷却ファンを用いて予熱用無端ベルトを冷却して該予熱用無端ベルトを駆動することで、印刷停止時に予熱用無端ベルトの冷却した面をウェブと接触させることを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の第１３の手段は前記第１ないし第１２の手段において、前記予熱用無端ベルトを印刷開始時のウェブ搬送前に先行して駆動することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、タンデム印刷時にウェブが２台目の予熱機構を通過する際に発生する１台目印刷面の擦りを低減することが可能で、さらに予熱機構上に停止したウェブの熱収縮を低減することが可能であり、その結果印刷品質を向上した印刷装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
予熱機構に無端ベルト状の予熱用ベルト（予熱用無端ベルト）を用い、連続印刷中はウェブ搬送と該一致する速度で予熱用無端ベルトを駆動することにより、ウェブが２台目の予熱機構を通過する際に発生する１台目印刷面の擦りを低減することが可能となり、印刷品質を向上出来る。
【００２４】
本発明における印刷装置の定着部の一実施例を図を用いて説明する。装置全体の構成は従来技術と同様な部分が大半であるため説明を省略し、変更部分のみ詳細に説明することとする。
【００２５】
図１において、ニップ前段の予熱機構には無端ベルト状の予熱用無端ベルト３０を用いる。予熱用無端ベルト３０はベルト駆動ローラ３１と従動ローラ３２に張架され、テンションローラ３３とバネ３４により適正な張力が付与されている。適正な張力とは、予熱用無端ベルト３０と駆動ローラ３１間の摩擦力により予熱用無端ベルト３０がスリップすることなく搬送でき、かつ材料強度を考慮して過大な応力が加わらずに目標の部品寿命を確保できる値であり、各部品の摩擦係数や強度に従い実験などから決定する。
【００２６】
駆動ローラ３１にはベルト駆動手段３５が連結されており、ベルト駆動制御手段（図示しない）を介して駆動する。また駆動ローラ３１の内部にはヒータランプ４０を配し、張架した予熱用無端ベルト３０を駆動ローラ３１への巻付き部分で昇温する。温度検知手段４１の検出信号と温度制御手段４２により、印刷条件（例えば用紙連量）に従って制御温度を可変できる。本実施例ではベルト駆動ローラ内にヒータランプを配し駆動用とベルト加熱用のローラ兼用としたが、従動ローラ側をベルト加熱用ローラにしたり、またはさらに加熱用にローラを増やしても同様である。加熱用のローラ（本実施例では駆動ローラ兼用）部分で設定温度まで昇温した予熱用無端ベルト３０は、ウェブ３との接触部分でウェブ３に熱量を付与しウェブ３を昇温する。
【００２７】
予熱されたウェブ３は、ヒートロール７と加圧ロール８のニップ部に送りこまれ、トナー像を定着する。ニップ部前段でウェブ３と離れた予熱用無端ベルト３０は、ウェブ３に熱量を付与したことにより設定温度よりも温度が低下しているが、ウェブ予熱面の背面を戻り加熱用ローラへの巻付き部分で再度設定温度まで昇温され、これを繰り返す。
【００２８】
このような構成において、印刷時は予熱用無端ベルト３０をウェブ３の搬送方向と同方向に同速度で駆動することにより、タンデム両面印刷システムにおいて２台目の予熱機構を通過するウェブ３の、１台目の印刷面のトナーが擦れることなく、従って印刷品質の低下を防止できる。ウェブ搬送速度と予熱用無端ベルトの速度が一致した場合に最もその効果があることは言うまでもないが、搬送速度を完全に一致させるのは困難であり、搬送方向が同方向であれば相対的に擦れる距離は短くなり、従って印刷品質の低下を抑制できる。
【００２９】
ここで、ウェブ搬送速度と予熱用無端ベルトの速度を完全に一致するのは困難であるため、大量印刷後には予熱用無端ベルト３０に従来技術同様にトナーが付着して汚れてしまうが、本発明ではウェブ３と接触していない部分にフェルト押し当てなどの清掃部材５０を設けてベルト表面を清掃するため、オペレータによる清掃が基本的に不要になり、オペレータの負担が軽減できる。清掃性を向上するため、予熱用無端ベルト３０の外周面は離型層を設けている。
【００３０】
さらに本発明は、タンデム両面印刷システムにおいて印刷停止時に、２台目の予熱機構で停止したウェブの１台目印刷面のトナーが融着し、次の印刷開始時にウェブが搬送できないという課題や、１台目の予熱機構で停止したウェブが２台目を通過する際の課題も抑制可能である。これらの課題は、予熱板上に停止したウェブが停止中にも予熱板から熱量を授受してしまうことが原因で発生するため、予熱用無端ベルト３０の熱容量を低減し、印刷停止時にヒータランプ４０を切断しベルト駆動を停止することで、予熱用無端ベルト３０の持っている熱量がウェブ３に移動して熱平衡になった時点でウェブ３の熱量の授受は終了する。熱容量を低減するためには予熱用無端ベルト３０の厚さは薄いほど良いが、熱容量が小さすぎると連続印刷中にウェブ３に付与するための熱量が不足し、ウェブ３に熱量を奪われて予熱用無端ベルト３０の温度低下が激しくなり、その結果ウェブ３の予熱効果も不足してしまう。従って、予熱用無端ベルトの熱容量（材質，厚さなど）は、予熱効果と停止時のウェブへの熱授受などを考慮して決定する必要がある。
【００３１】
ここで図２のように、ウェブ３と接触していない部分にベルト冷却ファン６０を設け、印刷停止時に冷却ファンを回転して予熱用無端ベルト３０を冷却し、予熱用無端ベルト３０を駆動して冷却面をウェブ３と接触するようにすることで、さらに停止時のウェブ３への熱授受を抑制できる。冷却面をウェブと接触させる場合の予熱用無端ベルトの駆動方向は、印刷中に対し正逆転どちらでも良いが、冷却面が加熱用ロールに接しない方向に駆動した方が、より効果がある。
【００３２】
また予熱用無端ベルト３０の設定温度を下げることでも、停止時の用紙への熱授受を抑制できる。連続印刷中のウェブ３の予熱効果は維持する必要があるため、予熱用無端ベルト３０とウェブ３の密着性を高めて熱授受の効率を向上する。例えば、予熱用無端ベルト３０のウェブ接触部分の内周にプレート状のベルトガイド３６を設け、曲率を形成することで密着性を向上できる。また図３のように、ベルトガイド３６上に吸引用の溝を形成して一端を吸引ブロア７０に接続して吸引し、予熱用無端ベルト３０上にも吸引用の穴を設けることで、ウェブ３を吸引して密着性を向上できる。
【００３３】
加熱用ローラを用いた場合、印刷開始時にはウェブ３と接触している部分の予熱用無端ベルト３０は設定温度に達していないため、ウェブ３を目標の温度まで予熱することができない。ウェブ搬送開始前にヒータランプ４０をオンし、予熱用無端ベルト３０をウェブ搬送よりも先行して駆動することで、当該部分のウェブを予熱する。また図４のようにベルトガイド３６にシーズヒータなどを設けることで発熱体とすることでも、当該部分のウェブの予熱が可能である。
【００３４】
以上のような構成にすることにより、タンデム印刷時にウェブが２台目の予熱機構を通過する際に発生する１台目印刷面の擦りを低減することが可能で、さらに予熱機構上に停止したウェブの熱収縮を低減することが可能であり、その結果印刷品質を向上した印刷装置を提供出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施例を示す印刷装置の定着部の模式図である。
【図２】本発明の一実施例を示す印刷装置の定着部の模式図である。
【図３】本発明の一実施例を示す印刷装置の定着部の模式図である。
【図４】本発明の一実施例を示す印刷装置の定着部の模式図である。
【図５】従来技術の一実施例を示す印刷装置の模式図である。
【符号の説明】
【００３６】
１は転写部、２は定着部、３はウェブ、４はトラクタ、５は可動バッファ、６はねじりコイルバネ、７はヒートロール、８は加圧ロール、２０は予熱板、２１は温度検知手段、２２は温度制御手段、２３はシーズヒータ、３０は予熱用無端ベルト、３１はベルト駆動ローラ、３２は従動ローラ、３３はテンションローラ、３４はバネ、３５はベルト駆動手段、３６はベルトガイド、４０はヒータランプ、４１は温度検知手段、４２は温度制御手段、５０は清掃部材、６０は冷却ファン、７０は吸引ブロアである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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