JP2004085882A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、FAX等の画像形成に用いられる定着装置を備える画像形成装置に関し、特にベルト部材を用いる定着装置を備える画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、複写機、プリンタ、FAX等の電子写真方式の画像形成装置に用いられている定着装置として、弾性層を有して所定の温度に維持された定着ゴムローラと、定着ゴムローラに圧接し、弾性層を有する加圧ゴムローラとによって、未定着のトナー画像が形成された転写材を挟持搬送しつつ加熱する熱ローラ定着方式が多用されている。
【0003】
しかしながら、この種の装置では、定着ゴムローラの熱抵抗や熱容量が大きいため、ウォーミングアップ時間が長くなると共に、弾性層内側の温度が高くなり、定着ゴムローラの寿命を短くしていた。
【0004】
また、カラー画像ではベタ面積が大きい画像が多く、そのベタ画像も黒以外のものが多く光沢むらなどがあると目立つ。上記の定着ゴムローラの代わりにハードローラを用いる場合は、転写材(記録紙)やトナー層の凹凸に応じた光沢むらが生じるため、画像品位が低下するという問題点があった。
【0005】
これらの問題点を解決するために、定着部材として無端状のベルト部材(定着ベルト)を用い、複数のローラ部材により定着ベルトを支持張架するもので、定着ベルト内部の定着ローラ(支持加圧ローラ)と、定着ベルトを挟んで支持加圧ローラと対向する加圧ローラ(外部加圧ローラ)と、内部に定着ベルトを加熱する発熱体を有る加熱部材(支持加熱ローラ)とを設け、定着ベルトの回転方向で、支持加圧ローラの上流側に設けられる補助ニップ部と、支持加圧ローラと外部加圧ローラ(加圧ローラ)との間に設けられる定着ニップ部とにて記録紙上のトナー像を定着する定着装置が、特開平10−307496号公報等により開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記熱ローラ定着装置や上記特開平10−307496号公報等にて開示される如き、定着部材(定着ベルト)を用いた定着装置における光沢度を制御する方法の一つとして、定着ローラや定着ベルトの温度を変更する方法がある。しかしながら、温度を上げる場合は定着ローラや定着ベルトの低熱容量化や熱源容量(発熱体のワット(W)数)を上げることで、切り替え時間の短縮が可能なものの、温度を下げるときの時間を短縮するのは困難なため、実用性に乏しかった。また、ファンによる冷却も可能だが、ファンが必要となり、風路を確保するために大型化、断熱効率の低下などの問題があった。
【0007】
本発明は上記の問題点を解決し、定着装置での光沢度制御における定着部材の温度変更の際にも、待ち時間が無く、また熱効率を低下させることなく、実用的で、任意の光沢度を持った画像が得られる定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、未定着のトナー像を転写材上に転写した後、前記未定着のトナー像を定着部材を有する定着装置により加圧加熱し、前記転写材上に固着させて定着を行う画像形成装置において、前記定着部材に接離可能な冷却ローラを設け、高光沢度モード或いは低光沢度モードを有し、高光沢度モードから低光沢度モードへの切替時に、前記冷却ローラを前記定着部材に接触させ、前記定着部材が所定の温度に達したときに、前記冷却ローラを前記定着部材から離間させることを特徴とする画像形成装置(第1の発明)によって達成される。
【0009】
また、上記目的は、未定着のトナー像を転写材上に転写した後、前記未定着のトナー像を定着部材を有する定着装置により加圧加熱し、前記転写材上に固着させて定着を行う画像形成装置において、前記定着部材に接離可能な冷却ローラを設け、前記定着部材から前記冷却ローラが離間しているときは、前記冷却ローラは前記定着装置を実質的に覆う筐体の一部となることを特徴とする画像形成装置(第2の発明)によって達成される。
【0010】
本発明は上記の如き構成をとることにより、待ち時間が無く、また熱効率を低下させることなく、実用的で、任意の光沢度を持った画像が得られる定着装置を備える画像形成装置の提供を可能とするものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【0012】
本発明に係わる定着装置を用いる画像形成装置の一実施形態の画像形成プロセスおよび各機構について、図1ないし図4を用いて説明する。図1は、本発明に係わる定着装置を用いる画像形成装置の一実施形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図であり、図2は、本発明に係わる冷却ローラを用いる定着装置の一例の概要断面構成図であり、図3は、定着装置の制御ブロック図であり、図4は、筐体に対する冷却ローラの移動状態を示す図である。
【0013】
図1において、画像形成装置GSは、画像形成装置本体GHと画像読取装置YSとから構成される。
【0014】
画像形成装置本体GHの上部には、自動原稿送り装置201と原稿画像走査露光装置202から成る画像読取装置YSが設置されている。自動原稿送り装置201の原稿台上に載置された原稿Dは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置202の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサCCDに読み込まれる。この際、原稿台上から搬送される原稿Dは、光沢レベル選択手段として用いられる光沢度レベル検出センサPKaにより、原稿画像の光沢度、および原稿画像のモノクロ、カラーの判別や両面画像の判別が行われる。
【0015】
ラインイメージセンサCCDにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、A/D変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、画像書き込み部(露光手段)3Y、3M、3C、3Kに信号を送る。
【0016】
自動原稿送り装置201は自動両面原稿搬送手段を備えている。この自動原稿送り装置201は原稿載置台上から搬送される多数枚の原稿Dの内容を、連続して一挙に読み取り、記憶手段に蓄積する事が可能であるから(電子RDH機能)、複写機能により多数枚の原稿内容を複写する場合、或いはファクシミリ機能により多数枚の原稿Dを送信する場合等に便利に使用される。
【0017】
画像形成装置本体GHは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部10Y、10M、10C、10Kと、ベルト状の中間転写体としての中間転写ベルト6と、再給紙機構(ADU機構)を含む給紙搬送手段と、定着手段としての定着装置17とからなる。
【0018】
イエロー(Y)色の画像を形成する画像形成部10Yは、像形成体としての感光体ドラム1Yと、感光体ドラム1Yの周囲に配置されたYのトナー像形成手段としての帯電手段2Y、露光手段3Y、現像装置4Y及び像形成体クリーニング手段8Yを有する。マゼンタ(M)色の画像を形成する画像形成部10Mは、像形成体としての感光体ドラム1Mと、Mのトナー像形成手段としての帯電手段2M、露光手段3M、現像装置4M及び像形成体クリーニング手段8Mを有する。シアン(C)色の画像を形成する画像形成部10Cは、像形成体としての感光体ドラム1Cと、Cのトナー像形成手段としての帯電手段2C、露光手段3C、現像装置4C及び像形成体クリーニング手段8Cを有する。黒(K)色の画像を形成する画像形成部10Kは、像形成体としての感光体ドラム1Kと、Kのトナー像形成手段としての帯電手段2K、露光手段3K、現像装置4K及び像形成体クリーニング手段8Kを有する。帯電手段2Yと露光手段3Y、帯電手段2Mと露光手段3M、帯電手段2Cと露光手段3C及び帯電手段2Kと露光手段3Kとは、潜像形成手段を構成する。現像装置4Y、4M、4C、4Kによる現像は、使用するトナー極性と同極性(本実施形態においては負極性)の直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される反転現像にて行われる。
【0019】
中間転写ベルト6は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。
【0020】
画像形成プロセスの概要について以下に説明する。
画像形成部10Y、10M、10C及び10Kより形成された各色の画像は、使用するトナーと反対極性(本実施形態においては正極性)の不図示の電源により1次転写転写バイアスが印加される1次転写手段としての1次転写ローラ7Y、7M、7C及び7Kにより、回動する中間転写ベルト6上に逐次転写されて(1次転写)、合成されたカラー画像(カラートナー像)が形成される。給紙カセット20A、20B、20C内に収容された記録紙Pは、給紙カセット20A、20B、20Cにそれぞれ設けられる送り出しローラ21および給紙ローラ22Aにより給紙され、搬送ローラ22B、22C、22D、レジストローラ23等を経て、2次転写手段としての2次転写ローラ7Aに搬送され、記録紙P上の一方の面(表面)にカラー画像が一括して転写される(2次転写)。
【0021】
カラー画像が転写された記録紙Pは、定着装置17により定着処理され、排紙ローラ24に挟持されて機外の排紙トレイ25上に載置される。
【0022】
転写後の感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの周面上に残った転写残トナーは、像形成体クリーニング手段8Y、8M、8C、8Kによりクリーニングされ次の画像形成サイクルに入る。
【0023】
一方、2次転写ローラ7Aにより記録紙Pにカラー画像を転写した後、記録紙Pを曲率分離した中間転写ベルト6は、中間転写体クリーニング手段8Aにより残留トナーが除去される。
【0024】
なお、上記画像形成プロセスにおいてはカラー画像形成にて説明したが、カラー画像形成のみならずモノクロ画像の形成や両面画像形成も行われることは勿論である。
【0025】
本発明に係わる定着装置17は、図2に示す構成となっていて、定着部材として無端状のベルト部材からなる定着ベルト27と、定着ベルト27の内周面の一方において定着ベルト27を支持張架する支持加圧ローラ17aと、内部に発熱体としてのハロゲンヒータHLaを有し定着ベルト27の内周面の他方において定着ベルト27を支持張架するベルト部材の加熱部材としての支持加熱ローラ17cと、定着ベルト27を挟んで支持加圧ローラ17aと当接し、支持加圧ローラ17aを押圧(加圧)する外部加圧ローラ17bとを備えて定着ベルト27を張架するものである。
【0026】
支持加熱ローラ17cによって加熱される定着ベルト27を挟んで支持加圧ローラ17aと外部加圧ローラ17bとの間に定着ニップ部Nbを形成すると共に、定着ニップ部Nbの上流で(定着ニップ部Nbに先行して)、定着ベルト27と外部加圧ローラ17bとが対向して、定着ベルト27と外部加圧ローラ17bとの間に外部加圧ローラ17bに巻きかける補助ニップ部Naを形成して、該補助ニップ部Naと定着ニップ部Nbとを通して熱と圧力とを加えることにより記録紙P上のトナー像(或いはカラートナー像)を定着するものである。
【0027】
定着ベルト27としては、基体として内径60〜150mm程度で、厚さが20〜80μm程度のニッケル電鋳ベルト、或いは厚さが50〜200μm程度のポリイミド等の耐熱性樹脂ベルトを基体として用い、該基体の外側(外周面)に、厚さ100〜500μm程度のシリコンゴムを被覆したものに、離型層として表面に厚さ30〜50μm程度のPFA(パーフルオロアルコキシ)やPTFEコーティング加工を施し、或いはPFAチューブを被覆したものを用いる。
【0028】
支持加圧ローラ17aは、例えばSTKM(機械構造用炭素鋼管)等のスチール材を用いた、肉厚2〜5mm程度の円筒状の金属パイプ171aと、該金属パイプ171aの外周面に厚さ0.5〜5mmのシリコンゴム層172aを設け、さらに該シリコンゴム層172aの外側に厚さ30〜70μm程度のPFA(パーフルオロアルコキシ)チューブ173aとからなる、外径25〜70mm程度のソフトローラとして構成される。
【0029】
外部加圧ローラ17bは、例えばSTKM(機械構造用炭素鋼管)等のスチール材やアルミ材を用いた、肉厚2〜5mm程度の円筒状の金属パイプ171bと、該金属パイプ171bの外周面に厚さ1〜3mmのシリコンゴム層172bを設け、さらに該シリコンゴム層172bの外側に厚さ20〜50μm程度のPFA(パーフルオロアルコキシ)チューブを用いた離型層173bとからなる、外径40〜80mm程度のソフトローラとして構成される。また外部加圧ローラ17bの内部に、図に点線で示すように、発熱体としてのハロゲンヒータHLaを設けてもよい。
【0030】
内部に定着ベルト27を加熱する発熱体としてのハロゲンヒータHLaが設けられる支持加熱ローラ17cは、基体として例えばアルミ材を用いた、肉厚1〜2mm程度の円筒状の金属パイプ171cと、該金属パイプ171cの外周面に厚さ10〜30μm程度のPFA(パーフルオロアルコキシ)コーティング172cとを形成した、外径30〜70mm程度のローラ部材として構成される。また図に太線矢印で示すように、支持加圧ローラ17aから離れる方向に支持加熱ローラ17cが付勢され、定着ベルト27が張架される。
【0031】
不図示の駆動モータにより支持加圧ローラ17aを回転駆動し、支持加圧ローラ17aの回転により定着ベルト27を支持搬送させて従動回転させる。外部加圧ローラ17bを回転駆動し、外部加圧ローラ17bにより定着ベルト27を搬送し、定着ベルト27を従動回転させるようにしてもよい。
【0032】
定着ベルト27と外部加圧ローラ17bとの間に形成される補助ニップ部Naと、支持加圧ローラ17aと外部加圧ローラ17bとの間に形成させる定着ニップ部Nbとにより、進入ガイド板17sを通して定着領域へ進入される記録紙P上のトナー像(或いはカラートナー像)を加圧加熱し、記録紙P上に固着定着させる。
【0033】
また、支持加熱ローラ17cに接触する温度検知手段としての温度センサTS1を設け、支持加熱ローラ17cの温度制御を行う。また、定着ベルト27にも温度検知手段としての温度センサTS2を設けて、定着ベルト27の温度制御を行うようにしてもよい。勿論、温度検知手段は一方のみならず双方に設けることも可能である。
【0034】
本発明は、上記図2にて述べた定着装置17において、定着部材として用いる定着ベルト27に接離可能な冷却ローラ17r、例えばアルミ材を用いた外径15〜30mmの熱伝導性の良好なローラ部材を配設し、該冷却ローラ17rを定着ベルト27に対して接離することによって、定着時の定着ベルト27の温度変更を行い、定着画像の光沢度を制御するものである。実線は接触状態を示し、点線は離間状態を示すものである。離間状態においては不図示のバネ等の弾性部材により支持加熱ローラ17cが点線で示す位置に移動され、これに付随して温度センサTS1、TS2もそれぞれ移動される。
【0035】
具体的には、後述するように、高光沢度モード或いは低光沢度モードにて画像形成を行うもので、高光沢度モードから低光沢度モードへの切替時(高光沢度モードの画像形成指令の直後に、低光沢度モードでの画像形成指令が入力された時。また、光沢度モードの指令には、画像形成装置や画像形成指令出力装置の操作部からの入力の他、光沢度レベル検出センサPKaに基づいて制御部が各光沢度モードを選択する場合。)に冷却ローラ17rを定着ベルト27に接触させ、定着ベルト27が所定の温度に達したときに、冷却ローラ17rを定着ベルト27から離間させるものである。即ち、高光沢度モード画像形成指令の直後に、低光沢度モードでの画像指令が入力された場合には、ハロゲンヒータHLaを消灯し、自然放熱によって支持加熱ローラ17cや定着ベルト27が低光沢度用温度まで低下するのを待つが、この際には数十秒ないし数分を要することとなるので、冷却ローラ17rを移動し、定着ベルト27に接触させるものである。
【0036】
また図3に示すように、通常画像形成は、発熱体としてのハロゲンヒータをon(点灯)として支持加熱ローラ17cが、例えば180〜200℃程度に加熱され、温度センサTS1、TS2により定着ベルト27の温度が160〜180℃程度に保持されている状態で、例えば操作部よりスタートボタンが押される(画像形成指令が入力される)と記憶部のROM内に格納されている画像形成プログラムP1が制御部を通して実行されて、モノクロ画像やカラー画像の画像形成が行われる。通常画像形成は低光沢度モードにて行われる。
【0037】
画像形成装置の待機状態においては、本実施形態の場合は、支持加熱ローラ17cの温度は、通常画像形成時と同じとされる低光沢度モード用温度、例えば180〜200℃程度に設定されているが、例えば操作部のスタートボタンにより画像形成指令が入力(スタートボタンがonと)されると、その画像形成指令が低光沢度モードが選択されている場合の画像形成であれば、画像形成プログラムP1の実行によりにそのまま未定着画像の進入を待つが、画像形成指令が操作部でのモード選択が高光沢度モード選択による画像形成である場合は、ハロゲンヒータHLaをonとして支持加熱ローラ17cの温度を所定の高光沢度用温度、例えば200〜220℃まで上昇させるよう、温度センサTS1、TS2によりハロゲンヒータHLa制御を変更する。支持加熱ローラ17cの肉厚は小さく、低熱容量に設計されているため、数秒のうちに所定の高光沢度用温度にまで到達し、未定着画像が形成され、定着ニップ部Nbの上流側の補助ニップ部Naに進入するまでに、高光沢度モードに定着装置のモード変更を完了する。
【0038】
操作部での選択により高光沢度モードの画像形成指令の直後に、低光沢度モードでの画像指令が入力された場合には、記憶部ROM内の高光沢画像形成プログラムP2を実行する。ハロゲンヒータHLaを消灯(off)すると共に、本発明においては冷却ローラ17rを移動し、定着ベルト27に接触させて定着ベルト27を、例えば160〜180℃程度に冷却させ、待ち時間を設けることなく低光沢度モードでの画像形成を行う。勿論、冷却状態の判断に支持加熱ローラ17cの温度を用いることも可能である。
【0039】
冷却ローラ17rは、例えば180〜200℃程度に加熱されている定着ベルト27との接触頻度によっても異なるが、WUT(ウォーミングアップ時間)の直後であれば80〜100℃程度、頻繁な切り替え(接離)が行われた場合は120〜140℃程度の低温で保持されており、熱容量も大きいため、定着ベルト27と、定着ベルト27を介して支持加熱ローラ17cとから熱を奪って、未定着画像が補助ニップ部Naに進入するまでに、定着ベルト27と支持加熱ローラ17cを低光沢度モード用温度まで低下させる。定着ベルト27と支持加熱ローラ17cが所定の低光沢度モード用温度まで低下した後、冷却ローラ17rを定着ベルト27より離間させ、放熱により冷却ローラ17rの温度を下げ、次の高光沢度モードから低光沢度モードへの切り替え動作に備える。
【0040】
なお冷却ローラ17rは、高光沢度モードから低光沢度モードへの切替時にのみ動作するため、通常の使用状態であれば、放熱が間に合わないようなことはない。
【0041】
また、冷却ローラ17rを接離する部材としては、外部加圧ローラ17bであってもよい。
【0042】
本実施形態では、高光沢度モードと低光沢度モードの2水準の場合について説明したが、さらに多段階の光沢度モードを持っても有効なことはいうまでもない。
【0043】
また本実施形態では、ベルト部材からなる定着部材(定着ベルト)を用いたベルト定着装置に適用した場合について説明したが、これはベルト部材が低熱容量であるため、加熱速度が速く、即ち高光沢度モードから低光沢度モードへの切り替えが迅速であり、本発明との組み合わせが特に好適であるためである。定着部材が定着ローラであっても本発明が有効であることに変わりはない。
【0044】
本発明は上記の如く、温度による光沢度制御を行うため、冷却時に、冷却のための冷却ローラをベルト部材やローラ部材に当接(接触)させるものである。
【0045】
また図3にて述べた制御を行い、定着装置17自体の断熱性能を維持しながら、冷却ローラ17rの放熱効率を上げるため、図4に示すように、定着装置17の筐体として、冷却ローラ17rが嵌め合わされる長方形の隙間Haを有する定着ケーシングTKaを設け、定着部材としての定着ベルト27から冷却ローラ17rを離間した状態で、定着ケーシングTKaに冷却ローラ17rが嵌め込まれて冷却ローラ17rが筐体の一部とされ、冷却ローラ17rの定着装置17外部への放熱をしやすくするとともに、隙間Haから高温の空気が定着装置17外部へ流出することによる熱損失を抑止するような構成とすることも可能である。冷却ローラ17rが無い状態であると隙間Haから熱が逃げてしまうが、冷却ローラ17rにより隙間Haが閉ざされた状態では、冷却ローラ17rが実質的に筐体としての定着ケーシングTKaの一部となって隙間Haを埋めて定着装置17からの熱を逃がさないようにする。これにより、定着装置17は熱の逃げる場所が無く保温され、一方、隙間Haから定着装置17の外部にその一部が露出される冷却ローラ17rは冷却される。
【0046】
上記の如く、定着ベルト27から冷却ローラ17rが離間しているときは、冷却ローラ17rは定着装置17を実質的に覆う筐体の一部となる。
【0047】
また上記各構成の定着装置17において、多様な使用状況(例えば頻繁な光沢度切り替え)に対応するため、冷却ローラ17rからの放熱効率を上げる放熱フィン(不図示)を冷却ローラ17r端部に接続したり、冷却ファンにて冷却しても良い。
【0048】
また、冷却ローラ17rを定着ベルト27に当接するには、定着ベルト27等の温度を下げるため。即ち、定着装置17の熱を排出したい状況であるため、冷却ローラ17rの定着ベルト27への当接によって生じる隙間Haは熱排出経路となり、定着ベルト27等の冷却に寄与することとなる。
【0049】
前述したように、定着ベルト27は支持加圧ローラ17aもしくは外部加圧ローラ17bによって駆動されており、進入ガイド板17sなどにより定着領域に搬送させてきたトナー画像(トナー像)を保持した記録紙Pが、入口部に設けた補助ニップ部Naによって、適度の押圧力で押圧されて予備定着され、定着ベルト27が巻回した支持加圧ローラ17aに、記録紙Pを挟んで外部加圧ローラ17bが加圧する定着ニップ部Nbにおいて、定着ベルト27の持つ熱と外部加圧ローラ17bによる圧力とによって、トナー画像(トナー像)が記録紙Pに定着される。この際、記録紙P上のトナー層(トナー像)には、ゴムもしくは薄い離型層を介して定着ベルト27のゴムが当接されるため、ゴムが変形して、記録紙Pやトナー層の凹凸に追従して、均一に接触し、光沢むらなどのない均一な定着が行われるので、トナー画像(トナー像)は適度な光沢が保たれ、また定着後、記録紙Pは安定して定着ベルト27から分離される。
【0050】
本発明は上記の如き構成をとることにより、待ち時間無く、また熱効率を低下させることなく、実用的で、任意の光沢度を持った画像が得られる。
【0051】
【発明の効果】
本発明によれば、待ち時間が無く、また熱効率を低下させることなく、実用的で、任意の光沢度を持った画像が得られる定着装置を備える画像形成装置の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる定着装置を用いる画像形成装置の一実施形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図である。
【図2】本発明に係わる冷却ローラを用いる定着装置の一例の概要断面構成図である。
【図3】定着装置の制御ブロック図である。
【図4】筐体に対する冷却ローラの移動状態を示す図である。
【符号の説明】
1Y,1M,1C,1K 感光体ドラム
2Y,2M,2C,2K 帯電手段
3Y,3M,3C,3K 露光手段
4Y,4M,4C,4K 現像装置
7A 2次転写ローラ
7Y,7M,7C,7K 1次転写ローラ
8A 中間転写体クリーニング手段
8Y,8M,8C,8K 像形成体クリーニング手段
10Y,10M,10C,10K 画像形成部
17 定着装置
17a 支持加圧ローラ
17b 外部加圧ローラ
17c 支持加熱ローラ
17r 冷却ローラ
17s 進入ガイド板
27 定着ベルト
HLa ハロゲンヒータ
Na 補助ニップ部
Nb 定着ニップ部
TKa 定着ケーシング
TS1,TS2 温度センサ
P 記録紙[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus including a fixing device used for image formation such as a copying machine, a printer, and a facsimile, and more particularly, to an image forming apparatus including a fixing device using a belt member.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a fixing device used in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile, a fixing rubber roller having an elastic layer and maintained at a predetermined temperature, and being pressed against a fixing rubber roller, 2. Description of the Related Art A heat roller fixing system in which a transfer material having an unfixed toner image formed thereon is heated while being nipped and conveyed by a pressure rubber roller having an elastic layer is often used.
[0003]
However, in this type of apparatus, the heat resistance and heat capacity of the fixing rubber roller are large, so that the warm-up time is long, the temperature inside the elastic layer is high, and the life of the fixing rubber roller is shortened.
[0004]
In addition, many color images have a large solid area, and many of the solid images are other than black. When a hard roller is used in place of the fixing rubber roller, there is a problem that image quality is deteriorated because uneven gloss is generated in accordance with unevenness of a transfer material (recording paper) or a toner layer.
[0005]
In order to solve these problems, an endless belt member (fixing belt) is used as a fixing member, and the fixing belt is supported and stretched by a plurality of roller members. Roller), a pressure roller (external pressure roller) opposed to the support pressure roller across the fixing belt, and a heating member (supporting heat roller) having a heating element for heating the fixing belt inside. An auxiliary nip portion provided on the upstream side of the supporting pressure roller in the rotation direction of the belt, and a fixing nip portion provided between the supporting pressure roller and an external pressure roller (pressure roller) on the recording paper. A fixing device for fixing a toner image is disclosed in, for example, JP-A-10-307496.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As one of methods for controlling the glossiness in a fixing device using a fixing member (fixing belt) as disclosed in the above heat roller fixing device or the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-307496, a fixing roller and a fixing belt are used. There is a way to change the temperature. However, when the temperature is increased, the switching time can be reduced by lowering the heat capacity of the fixing roller or the fixing belt or by increasing the heat source capacity (the number of watts (W) of the heating element). Since it was difficult to shorten, it was not practical. Although cooling by a fan is possible, a fan is required, and there are problems such as an increase in size and a decrease in heat insulation efficiency in order to secure an air path.
[0007]
The present invention solves the above-mentioned problems, and has no waiting time and does not reduce the thermal efficiency, and is practical and has an arbitrary glossiness even when the temperature of the fixing member is changed in the glossiness control in the fixing device. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus provided with a fixing device capable of obtaining an image having the following.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The object is to form an image by transferring an unfixed toner image onto a transfer material, and then pressing and heating the unfixed toner image by a fixing device having a fixing member to fix the unfixed toner image on the transfer material. In the apparatus, a cooling roller that can be brought into contact with and separated from the fixing member is provided, and a high gloss mode or a low gloss mode is provided. When switching from the high gloss mode to the low gloss mode, the cooling roller is connected to the fixing member. , And when the fixing member reaches a predetermined temperature, the cooling roller is separated from the fixing member (first invention).
[0009]
Further, the above object is to fix the unfixed toner image by transferring the unfixed toner image onto a transfer material, and then pressing and heating the unfixed toner image with a fixing device having a fixing member to fix the unfixed toner image on the transfer material. In the image forming apparatus, a cooling roller that can be separated from the fixing member is provided, and when the cooling roller is separated from the fixing member, the cooling roller is a part of a housing that substantially covers the fixing device. This is achieved by an image forming apparatus (second invention).
[0010]
The present invention provides an image forming apparatus provided with a fixing device that can be used practically and has an arbitrary glossiness without any waiting time and without reducing the thermal efficiency by adopting the above configuration. It is possible.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. Note that the description in this column does not limit the technical scope of the claims and the meaning of terms. Also, the following assertive description in the embodiment of the present invention indicates the best mode, and does not limit the meaning of the terms of the present invention or the technical scope.
[0012]
An image forming process and each mechanism of an embodiment of an image forming apparatus using a fixing device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view of a color image forming apparatus showing an embodiment of an image forming apparatus using a fixing device according to the present invention, and FIG. 2 is an outline of an example of a fixing device using a cooling roller according to the present invention. FIG. 3 is a control block diagram of the fixing device, and FIG. 4 is a diagram illustrating a moving state of a cooling roller with respect to a housing.
[0013]
In FIG. 1, the image forming apparatus GS includes an image forming apparatus main body GH and an image reading apparatus YS.
[0014]
An image reading device YS including an
[0015]
The analog signal photoelectrically converted by the line image sensor CCD is subjected to analog processing, A / D conversion, shading correction, image compression processing, and the like in an image processing section, and then to an image writing section (exposure means) 3Y, 3M, 3C. Send a signal to 3K.
[0016]
The
[0017]
The image forming apparatus main body GH is called a tandem-type color image forming apparatus, and includes a plurality of sets of
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
The outline of the image forming process will be described below.
An image of each color formed by the
[0021]
The recording paper P to which the color image has been transferred is subjected to a fixing process by the fixing
[0022]
The untransferred toner remaining on the peripheral surfaces of the
[0023]
On the other hand, after the color image is transferred onto the recording paper P by the
[0024]
Although the above image forming process has been described with reference to color image formation, it goes without saying that not only color image formation but also monochrome image formation and double-sided image formation are performed.
[0025]
The fixing
[0026]
A fixing nip Nb is formed between the
[0027]
As the fixing
[0028]
The supporting
[0029]
The
[0030]
The supporting and
[0031]
The
[0032]
An auxiliary guide nip Na formed between the fixing
[0033]
Further, a temperature sensor TS1 is provided as a temperature detecting means that comes into contact with the
[0034]
According to the present invention, in the fixing
[0035]
More specifically, as will be described later, image formation is performed in the high gloss mode or the low gloss mode, and when the mode is switched from the high gloss mode to the low gloss mode (the image forming command in the high gloss mode). When the image forming command in the low gloss mode is input immediately after the operation, the gloss mode command includes the input from the operation unit of the image forming apparatus and the image forming command output apparatus, and the gloss level. When the control unit selects each glossiness mode based on the detection sensor PKa), the cooling
[0036]
As shown in FIG. 3, in the normal image formation, the
[0037]
In the standby state of the image forming apparatus, in the case of the present embodiment, the temperature of the supporting and
[0038]
When an image command in the low gloss mode is input immediately after an image formation command in the high gloss mode by selection on the operation unit, the high gloss image forming program P2 in the storage unit ROM is executed. The halogen heater HLa is turned off (off), and in the present invention, the cooling
[0039]
The cooling
[0040]
The cooling
[0041]
In addition, the member that contacts and separates the
[0042]
In the present embodiment, the case of two levels of the high gloss mode and the low gloss mode has been described, but it goes without saying that it is effective to have a multi-stage gloss mode.
[0043]
In this embodiment, the case where the present invention is applied to a belt fixing device using a fixing member (fixing belt) including a belt member has been described. However, since the belt member has a low heat capacity, the heating speed is high, that is, high gloss. This is because switching from the degree mode to the low gloss mode is quick, and the combination with the present invention is particularly suitable. Even if the fixing member is a fixing roller, the present invention is still effective.
[0044]
According to the present invention, as described above, in order to control glossiness by temperature, a cooling roller for cooling is brought into contact (contact) with a belt member or a roller member during cooling.
[0045]
Also, in order to increase the heat radiation efficiency of the
[0046]
As described above, when the
[0047]
Further, in the fixing
[0048]
Further, in order for the
[0049]
As described above, the fixing
[0050]
According to the present invention having the above-described configuration, a practical image having any glossiness can be obtained without waiting time and without reducing thermal efficiency.
[0051]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus including a fixing device that can be used practically and has an arbitrary glossiness without any waiting time and without lowering thermal efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of a color image forming apparatus showing an embodiment of an image forming apparatus using a fixing device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic sectional configuration diagram of an example of a fixing device using a cooling roller according to the present invention.
FIG. 3 is a control block diagram of the fixing device.
FIG. 4 is a diagram illustrating a moving state of a cooling roller with respect to a housing.
[Explanation of symbols]
1Y, 1M, 1C, 1K Photoconductor drums 2Y, 2M, 2C, 2K Charging means 3Y, 3M, 3C, 3K Exposure means 4Y, 4M, 4C,
Claims (4)
前記定着部材に接離可能な冷却ローラを設け、
高光沢度モード或いは低光沢度モードを有し、
高光沢度モードから低光沢度モードへの切替時に、前記冷却ローラを前記定着部材に接触させ、前記定着部材が所定の温度に達したときに、前記冷却ローラを前記定着部材から離間させることを特徴とする画像形成装置。After transferring the unfixed toner image onto the transfer material, the image forming apparatus presses and heats the unfixed toner image with a fixing device having a fixing member, and fixes the unfixed toner image on the transfer material.
Providing a cooling roller that can contact and separate from the fixing member,
Has high gloss mode or low gloss mode,
When switching from the high gloss mode to the low gloss mode, the cooling roller is brought into contact with the fixing member, and when the fixing member reaches a predetermined temperature, the cooling roller is separated from the fixing member. Characteristic image forming apparatus.
前記定着部材に接離可能な冷却ローラを設け、
前記定着部材から前記冷却ローラが離間しているときは、前記冷却ローラは前記定着装置を実質的に覆う筐体の一部となることを特徴とする画像形成装置。After transferring the unfixed toner image onto the transfer material, the image forming apparatus presses and heats the unfixed toner image with a fixing device having a fixing member, and fixes the unfixed toner image on the transfer material.
Providing a cooling roller that can contact and separate from the fixing member,
The image forming apparatus, wherein when the cooling roller is separated from the fixing member, the cooling roller becomes a part of a housing that substantially covers the fixing device.
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