JP2009020344A - Image forming apparatus and image forming method - Google Patents
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Images
Landscapes
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Abstract
Description
本発明は、例えば電子写真法などにより記録媒体上にトナー像を形成し、トナーを定着して画像を形成する画像形成装置、および画像形成方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus and an image forming method for forming a toner image on a recording medium by, for example, electrophotography and fixing the toner to form an image.
電子写真法による画像形成装置では、例えば感光体に形成されたトナー像を中間転写体に転写した後、該中間転写体と転写ローラとの間に通される用紙(記録媒体)に転写し、さらに、トナーを加熱溶融させることで転写されたトナー像を記録媒体上に加熱定着させている。
トナー像を記録媒体上に加熱定着する方法には、大別して接触方式と非接触方式があり、接触方式としては加熱ローラ定着、ベルト定着、フィルム定着などが知られている。一方、非接触方式としてはフラッシュ定着、オーブン定着などが知られている。これらの中で加熱ローラ定着を用いた接触方式は、トナー像と加熱ローラが直接接触するため熱効率が高く、装置も小型化できるため最も一般化している。
In an image forming apparatus based on electrophotography, for example, a toner image formed on a photosensitive member is transferred to an intermediate transfer member, and then transferred to a sheet (recording medium) passed between the intermediate transfer member and a transfer roller. Further, the toner image transferred by heating and melting the toner is heated and fixed on the recording medium.
Methods for heat-fixing a toner image on a recording medium are roughly classified into a contact method and a non-contact method. Heating roller fixing, belt fixing, film fixing and the like are known as contact methods. On the other hand, flash fixing and oven fixing are known as non-contact methods. Among them, the contact method using heating roller fixing is most generalized because the toner image and the heating roller are in direct contact with each other so that the thermal efficiency is high and the apparatus can be miniaturized.
しかし、加熱ローラ定着を用いた接触方式では、記録媒体が加熱ローラを通過した際に、溶融したトナーが加熱ローラに残るといったオフセット現象が発生しやすかった。
そこで、オフセット現象を抑制する方法として、加熱ローラ表面に離型性が高いシリコーンオイルなどの離型剤を塗布する方法や、トナー内部にワックスを練り込み(分散させ)、加熱時にワックスが溶けてトナー表面を覆うことによって離型性を確保する方法などが提案されている。特に装置の小型化、メンテナンス削減が可能であり、また近年、重合法によるトナー製造においてワックスの分散技術が飛躍的に向上したため、トナーにワックスを分散させたオイルレス定着方式が主流になっている。
However, in the contact method using heating roller fixing, an offset phenomenon is likely to occur in which molten toner remains on the heating roller when the recording medium passes through the heating roller.
Therefore, as a method of suppressing the offset phenomenon, a method of applying a release agent such as silicone oil having high releasability to the surface of the heating roller, or a method of kneading (dispersing) wax inside the toner and melting the wax during heating. A method for ensuring releasability by covering the toner surface has been proposed. In particular, it is possible to reduce the size of the device and reduce maintenance, and in recent years, the wax dispersion technology has been greatly improved in the production of toner by the polymerization method, so the oilless fixing method in which the wax is dispersed in the toner has become the mainstream. .
ところで、カラー画像の普及により、画像形成装置に対する画質への要求も多様化しており、例えばポスターや高級雑誌を作成する場合では、従来の電子写真法の画像では困難であった高品質の画質(例えば、高光沢な画像など)が求められている。
しかし、加熱されたトナー(溶融トナー)が室温程度にまで冷却されると、冷却の過程でトナーに含まれる樹脂が収縮し、収縮痕が画像の表面に形成されることがあった。収縮痕が形成されると画像表面の平滑性が低下するので、光沢の低い画像が得られることとなる。
By the way, with the widespread use of color images, the demands on image quality for image forming apparatuses are diversified. For example, when creating posters and high-quality magazines, high-quality image quality (which has been difficult with conventional electrophotographic images ( For example, a highly glossy image is required.
However, when the heated toner (molten toner) is cooled to about room temperature, the resin contained in the toner contracts during the cooling process, and shrinkage marks may be formed on the surface of the image. When shrinkage marks are formed, the smoothness of the image surface is lowered, so that an image with low gloss can be obtained.
近年、高光沢な画像が得られることから、表面の凹凸を低減させた用紙や、熱伝導性が高く、表面の凹凸を埋めて平滑にする材料を塗布したコート紙の需要が高まっている。
また、高光沢な画像を得る方法として、例えば特許文献1には、加熱ベルト定着方式において、定着温度で定着させる非光沢モードと、該非光沢モードよりさらに高い温度で定着させる光沢モードとを選択制御可能な画像形成装置が開示されている。
さらに、特許文献2には、トナー像に含まれるワックスの融点近傍でトナー像を急速に冷却するワックス融点近傍冷却手段を含む画像形成装置が開示されている。該画像形成装置では、例えば、ワックス融点80〜85℃を基準として、トナー像の表面温度が88℃の時点で冷却ローラ(金属ローラ)にトナー像を接触させ、88℃から76℃まで急激に冷却させることにより、ワックスの結晶化を抑制し、画像表面を被覆したワックス層の白濁化を抑えて、光沢を向上させている。
また、特許文献3には、ヒートパイプと従動ローラと断熱材とから構成される冷却装置を用いて、トナー像を急冷する画像形成方法が開示されている。該画像形成方法によれば、トナー像の定着後の体積変化や面積変化を抑制して、画像のざらつき(粒状感)を改善している。
さらに、特許文献4には、定着装置と搬送ローラとの間に複数のエア吹付孔を有するトナー像冷却用送風装置を備えた画像形成装置が開示されている。該画像形成装置によれば、エアを吹き付けてトナー像および記録媒体を冷却し、低光沢部分が発生するのを防止している。
As a method for obtaining a highly glossy image, for example, in Patent Document 1, in the heating belt fixing method, a non-gloss mode for fixing at a fixing temperature and a gloss mode for fixing at a higher temperature than the non-gloss mode are selected and controlled. A possible image forming apparatus is disclosed.
Further, Patent Document 2 discloses an image forming apparatus including a wax melting point vicinity cooling unit that rapidly cools a toner image in the vicinity of the melting point of the wax included in the toner image. In the image forming apparatus, for example, the toner image is brought into contact with a cooling roller (metal roller) when the surface temperature of the toner image is 88 ° C. with a wax melting point of 80 to 85 ° C. as a reference, and the temperature is rapidly increased from 88 ° C. to 76 ° C. By cooling, the crystallization of the wax is suppressed, the white turbidity of the wax layer covering the image surface is suppressed, and the gloss is improved.
Further, Patent Document 4 discloses an image forming apparatus including a toner image cooling blower having a plurality of air blowing holes between a fixing device and a conveyance roller. According to the image forming apparatus, air is blown to cool the toner image and the recording medium, thereby preventing the occurrence of a low gloss portion.
しかしながら、特許文献1に記載の画像形成装置は、トナーを完全に溶融させるか、粒子形状を残すかによって光沢を切り替えるものであり、完全にトナーを溶融させた上で更に光沢を高めることは困難であった。
また、ワックスは溶融トナーの表面を極薄くコーティングすることで鏡面化し、光沢を高める作用がある。光沢は表面の反射率に依存するため、特許文献2に記載のようにワックス層の白濁化を抑制したとしても、必ずしも光沢を向上させることは十分ではなかった。
However, the image forming apparatus described in Patent Document 1 switches the gloss depending on whether the toner is completely melted or leaves the particle shape, and it is difficult to further increase the gloss after completely melting the toner. Met.
Also, the wax has a function of making the surface of the molten toner a mirror surface by coating it with a very thin surface, thereby improving the gloss. Since the gloss depends on the reflectance of the surface, even if the whitening of the wax layer is suppressed as described in Patent Document 2, it is not always sufficient to improve the gloss.
特許文献3に記載の画像形成方法は、トナー温度が高い状態で搬送ローラなどに挟持される際に起こる、ドット画像やライン画像が潰れるのを防ぐ方法であり、ベタ画像部の光沢に対しては十分な効果が得られにくかった。またトナー像の定着後の体積変化率を30%、面積変化率を20%に規定しているが、これらの値は加熱条件、定着圧力、トナー載せ量などで変化するものであり、トナーの特性によるものではない。従って、体積変化率や面性変化率を規定しても、画像の光沢や艶といったトナーの表面性を向上させることは困難であった。
特許文献4に記載の画像形成装置では、トナー像冷却用送風装置に隣接する定着装置もエアによって冷却されやすくなり、消費エネルギが増加したり、定着装置に備わる加熱ローラの軸方向の温度にバラツキが生じたりすることがあった。また、定着装置周辺の暖気を画像形成装置内に撒き散らす可能性があり、感光体の感度変化や現像剤の帯電量変化による画像劣化を引き起こすこともあった。
The image forming method described in
In the image forming apparatus described in Patent Document 4, the fixing device adjacent to the air blower for cooling the toner image is also easily cooled by the air, so that energy consumption increases or the temperature in the axial direction of the heating roller provided in the fixing device varies. Sometimes occurred. Further, there is a possibility that warm air around the fixing device is scattered in the image forming apparatus, which may cause image deterioration due to a change in the sensitivity of the photosensitive member or a change in the charge amount of the developer.
また、トナー像を冷却すると、画像表面に亀裂が発生することがあった。特に、記録媒体上のトナー量が増えると、亀裂の発生は顕著であった。 Further, when the toner image is cooled, cracks may occur on the image surface. In particular, when the amount of toner on the recording medium increases, the occurrence of cracks is significant.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、画像表面に発生する亀裂を抑制し、かつ高光沢な画像が得られる画像形成装置、および画像形成方法の実現を目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to realize an image forming apparatus and an image forming method capable of suppressing cracks generated on the image surface and obtaining a high-gloss image.
本発明の画像形成装置は、記録媒体上に画像形成されたトナー像を加熱して定着させる定着手段と、定着されたトナー像を急速に冷却する冷却手段とを有する画像形成装置であって、前記冷却手段は、トナー像と接触する第1の冷却ローラと、記録媒体を介して前記第1の冷却ローラに対向する第2の冷却ローラとを具備し、かつ、前記第1の冷却ローラの表面温度が、前記第2の冷却ローラの表面温度より高温になるように制御されていることを特徴とする画像形成装置。
また、前記第1の冷却ローラと、前記第2の冷却ローラは圧接および離間状態に制御され、前記記録媒体の通過に合わせて、第1の冷却ローラと第2の冷却ローラは圧接状態となり、記録媒体を挟持することが好ましい。
An image forming apparatus of the present invention is an image forming apparatus having a fixing unit that heats and fixes a toner image formed on a recording medium, and a cooling unit that rapidly cools the fixed toner image. The cooling means includes a first cooling roller that comes into contact with the toner image, and a second cooling roller that faces the first cooling roller via a recording medium, and the first cooling roller An image forming apparatus, wherein a surface temperature is controlled to be higher than a surface temperature of the second cooling roller.
In addition, the first cooling roller and the second cooling roller are controlled to be in a pressure contact and separation state, and the first cooling roller and the second cooling roller are in a pressure contact state in accordance with the passage of the recording medium, It is preferable to sandwich the recording medium.
また、本発明の画像形成方法は、記録媒体上に画像形成されたトナー像を加熱して定着させた後、定着されたトナー像を急速に冷却する画像形成方法であって、前記トナー像は、該トナー像と接触する第1の冷却ローラと、記録媒体を介して前記第1の冷却ローラに対向する第2の冷却ローラとの間を通過して冷却され、前記第1の冷却ローラの表面温度が、前記第2の冷却ローラの表面温度より高温になるように制御することを特徴とする。
さらに、前記第1の冷却ローラと、前記第2の冷却ローラを圧接および離間状態に制御し、前記記録媒体の通過に合わせて、第1の冷却ローラと第2の冷却ローラを圧接状態とし、記録媒体を挟持させることが好ましい。
The image forming method of the present invention is an image forming method in which a toner image formed on a recording medium is heated and fixed, and then the fixed toner image is rapidly cooled. The first cooling roller that is in contact with the toner image and the second cooling roller that opposes the first cooling roller through the recording medium are cooled, and the first cooling roller The surface temperature is controlled to be higher than the surface temperature of the second cooling roller.
Further, the first cooling roller and the second cooling roller are controlled to be in a pressure contact and separation state, and the first cooling roller and the second cooling roller are brought into a pressure contact state in accordance with the passage of the recording medium, It is preferable to sandwich the recording medium.
本発明の画像形成装置、および画像形成方法によれば、画像表面に発生する亀裂を抑制し、かつ、光沢を高めた高品質な画像が得られる。
また、本発明によれば、深みのある色材本来の鮮やかな色合いが得られるので、特にカラー画像を形成する場合に好適である。
さらに、トナー像を急冷する際に、記録媒体も冷却されるので、排出紙の温度を低下できる。
According to the image forming apparatus and the image forming method of the present invention, it is possible to obtain a high-quality image in which cracks generated on the image surface are suppressed and gloss is increased.
In addition, according to the present invention, a deep color material original vivid hue can be obtained, which is particularly suitable for forming a color image.
Further, when the toner image is rapidly cooled, the recording medium is also cooled, so that the temperature of the discharged paper can be lowered.
以下、図を参照して、本発明を詳細に説明する。
図1は、本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。この例の画像形成装置100は、ほぼ中央に画像形成部10が設けられている。画像形成部10は、感光体ドラム1を備えるとともに、感光体ドラム1の周囲に配設されている帯電手段2、露光手段3、現像手段4、転写手段5、クリーニングブレード6、およびローラ7を備えている。また、感光体ドラム1の記録媒体(用紙)搬送方向下流側には定着手段8と、該定着手段の下流にトナー像を冷却する冷却手段9が配設されている。画像形成装置100の下部には給紙部20が設けられており、給紙部20の給紙方向の下流側には給紙ローラ21が配設されている。さらに、画像形成後の記録媒体22を排出する排紙部30が配設されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an image forming apparatus of the present invention. In the
感光体ドラム1は、表面に静電潜像が形成されるものである。感光体ドラム1としては、アモルファスシリコン感光体を用いるのが好ましく、その構成は導電性基体上にSi:H:B:Oなどからなるキャリア注入阻止層、Si:Hなどからなるキャリア励起・輸送層(光導電層)、SiC:Hなどからなる表面保護層が順次積層されている。
帯電手段2は、感光体ドラム1の上方に設置されており、感光体ドラム1を一様に帯電させるものである。
露光手段3は画像データ入力部(図示略)から読み取った原稿画像に基づいて、感光体ドラム1上に静電潜像を形成させるものである。
The photosensitive drum 1 has an electrostatic latent image formed on the surface. As the photosensitive drum 1, it is preferable to use an amorphous silicon photosensitive member, and the constitution thereof is a carrier injection blocking layer made of Si: H: B: O or the like on a conductive substrate, and carrier excitation / transport made of Si: H or the like. A layer (photoconductive layer) and a surface protective layer made of SiC: H or the like are sequentially stacked.
The charging unit 2 is installed above the photosensitive drum 1 and uniformly charges the photosensitive drum 1.
The
現像手段4は、静電潜像が形成された感光体ドラム1表面にトナーを供給してトナー像を形成させるものである。ここで、現像手段4は、ロータリラック40と、複数の現像器4Y,4M,4C,4Kとを備えている。ロータリラック40は、回転手段(図示略)により回転軸41を中心に回転しながら複数の現像器4Y,4M,4C,4Kを感光体ドラムに対向する現像位置に順に移動させて現像を行わせるものである。複数の現像器のうち、イエロー現像器4Y、マゼンタ現像器4M、シアン現像器4C、ブラック現像器4Kは、4Y,4M,4C,4Kの順にロータリラック40の円周方向に並べて保持され、隣接する現像器は円周方向に約90度の間隔で配置される。
The developing means 4 supplies toner to the surface of the photosensitive drum 1 on which the electrostatic latent image is formed to form a toner image. Here, the developing means 4 includes a
転写手段5は、感光体ドラム1のトナー像を記録媒体に転写するものであり、中間転写ベルト51、一次転写ローラ52および53、駆動ローラ55、二次転写対向ローラ54、二次転写ローラ56を備えている。中間転写ベルト51は、一次転写ローラ52および53、駆動ローラ55、二次転写対向ローラ54にエンドレス状に巻きかけられ、駆動ローラ55によって駆動されており、感光体ドラム1に形成されたトナー像が転写され一時的に保持される転写体の役割を果たしている。二次転写ローラ56は、中間転写ベルト51の外周面において二次転写対向ローラ54に対向する位置に配置され、記録媒体にトナー像を二次転写する役割を果たしている。
The
クリーニングブレード6は、感光体ドラム1に残留した残留現像剤などの付着物をクリーニングするものであり、例えば硬度77°のウレタンゴムを感光体ドラムに圧接している。
ローラ7は、感光体ドラム1の表面に当接して、トナーを回収したり吐き出したりするバッファの機能を有している。ローラ7は、金属シャフトの周りを発泡ゴムで覆った構成となっており、バネ(図示略)により感光体ドラム1に9.8N(片側4.9N)で付勢されている。また、ローラ7は感光体ドラム1に対して、接触部における表面速度がドラムの表面速度より速く、1.2倍で回転している。
The cleaning blade 6 is for cleaning deposits such as residual developer remaining on the photosensitive drum 1, and for example, urethane rubber having a hardness of 77 ° is pressed against the photosensitive drum.
The roller 7 is in contact with the surface of the photosensitive drum 1 and has a buffer function for collecting and discharging toner. The roller 7 has a configuration in which a metal shaft is covered with foamed rubber, and is biased to the photosensitive drum 1 by a spring (not shown) at 9.8 N (one side: 4.9 N). Further, the roller 7 rotates with respect to the photosensitive drum 1 at a surface speed at the contact portion that is 1.2 times faster than the surface speed of the drum.
定着手段8は、図2に示すように、回転自在に配設された定着体たる定着ローラ(加熱ローラ)81と、定着ローラ81に圧接しながら回転する加圧体たる加圧ローラ82から構成されている。定着ローラ81の内部には、ハロゲンランプ等のヒータ83が配設されている。又、定着ローラ81にはサーミスタ84が接触するように配設されており、温度調節回路を介してヒータ83への電圧を制御することにより定着ローラ81の表面の温度調節を行っている。この状態において、記録媒体22が搬送されてくると、定着ローラ81と加圧ローラ82は一定速度で回転し、記録媒体22が定着ローラ81と加圧ローラ82との間を通過する際に表裏両面から一定の圧力、温度で加圧、加熱され記録媒体表面上の未定着トナー像は溶融して定着され、記録媒体22上にフルカラー画像が形成される。画像が定着された記録媒体22は分離爪(図示略)によって定着ローラから81分離され、機外へ排出される。
As shown in FIG. 2, the fixing
上述のような定着手段8に使用される定着ローラ81としては、例えばアルミ管などの金属の管の表面に、フッ素系樹脂等の離型性が良く、耐熱性、耐摩耗性に優れた材料が被覆してその外層を形成しているものが好ましい。画像形成装置が電子写真方式を用いたカラー複写機のように、特に画質を重視するものである場合は、定着ローラ81にはシリコーンゴムをローラの外層としたものを用いるのが好ましい。ただし、シリコーンゴムはフッ素樹脂に比べて離型性がやや劣るので、離型剤としてシリコーンオイルをシリコーンゴムの表面に塗布するのが望ましい。なお、シリコーンゴムにフッ素樹脂シートを巻きつけたものも用いてもよい。
一方、加圧ローラ82としては、特に制限されないが、例えば、中実鉄棒などを芯にもつ、シリコーンゴムローラを用いるのが好ましい。
As the fixing
On the other hand, the
冷却手段9は、図2に示すように、回転自在に配設された第1の冷却ローラ91と、第1の冷却ローラ91に対向して配設された第2の冷却ローラ92を具備しており、定着手段8にて加熱されたトナー像を急速に冷却する。
第1の冷却ローラ91と第2の冷却ローラ92は対になっており、第1の冷却ローラ91は、記録媒体22上のトナー像に直接接触してトナー像の表層側からトナー像を冷却する。一方、第2の冷却ローラ92は、記録媒体22を介して第1の冷却ローラ91に対向しており、トナー像の下層側からトナー像を冷却する。
ここで、第1の冷却ローラ91の表面温度が第2の冷却ローラ92の表面温度よりも高くなるように制御されている。
以下、第1の冷却ローラ91と第2の冷却ローラ92を合わせて「ローラ対」と略する場合がある。
As shown in FIG. 2, the cooling means 9 includes a
The
Here, the surface temperature of the
Hereinafter, the
加熱されたトナー像が冷却されると、冷却の過程でトナーに含まれる樹脂が収縮し、収縮痕が画像の表面に形成されやすくなる。特に、トナー像を徐々に冷却すると(徐冷すると)樹脂の収縮が起こりやすくなる。収縮痕が形成されると画像表面の平滑性が低下するので、高光沢の画像が得られにくくなる。
さらに、トナー像は表層側と、記録媒体を介して下層側の両側から冷却されるが、通常、記録媒体(紙)の熱伝導率がトナーよりも小さいため、トナー像の下層側が冷却されるには時間を要する。そのため、トナー像の表層側と下層側とで冷却速度に差が生じ、直接冷却される表層側の冷却速度が、記録媒体を介して冷却される下層側の冷却速度に比べて速くなる。その結果、トナー像の表層側と下層側とで温度差が生じて(すなわち、直接冷却される表層側が下層側よりも低温になり)、画像表面に亀裂が発生しやすくなる。亀裂の発生を抑制するにはトナー像の冷却速度を低下させればよいが、上述したようにトナー像を徐冷すると樹脂の収縮が起こりやすくなり、高光沢の画像が得られにくくなる。
When the heated toner image is cooled, the resin contained in the toner shrinks during the cooling process, and shrinkage marks are easily formed on the surface of the image. In particular, when the toner image is gradually cooled (slowly cooled), the resin tends to shrink. When the shrinkage marks are formed, the smoothness of the image surface is lowered, so that it is difficult to obtain a high gloss image.
Further, the toner image is cooled from both the surface layer side and the lower layer side through the recording medium. Usually, the thermal conductivity of the recording medium (paper) is smaller than that of the toner, so the lower layer side of the toner image is cooled. Takes time. Therefore, a difference occurs in the cooling rate between the surface layer side and the lower layer side of the toner image, and the cooling rate on the surface layer side that is directly cooled becomes faster than the cooling rate on the lower layer side that is cooled via the recording medium. As a result, a temperature difference occurs between the surface layer side and the lower layer side of the toner image (that is, the surface layer side that is directly cooled becomes lower in temperature than the lower layer side), and cracks are likely to occur on the image surface. In order to suppress the occurrence of cracks, the cooling rate of the toner image may be reduced. However, as described above, if the toner image is gradually cooled, the resin tends to shrink, and it becomes difficult to obtain a high-gloss image.
しかし、本発明では、冷却手段にて加熱されたトナー像を急速に冷却することで、トナーに含まれる樹脂の収縮を抑制できる。そのため、画像表面の平滑性が向上し、高光沢の画像が得られる。
また、トナー像に直接接触する第1の冷却ローラ91の表面温度が、記録媒体22を介してトナー像に接触する第2の冷却ローラ92の表面温度よりも高くなるように制御されているため、記録媒体22を介して第2の冷却ローラ92に冷却されるトナー像の下層側と、第1の冷却ローラ91に冷却される表層側での冷却速度がほぼ同じになる。その結果、トナー像の表層側と下層側の両側からトナー像を冷却しても、表層側と下層側での温度差が発生しにくくなり、亀裂の発生を抑制できる。従って、トナー像の冷却速度を必要以上に低下させなくても、画像表面の亀裂の発生を抑制できるので、亀裂の発生の抑制と高光沢の画像を得ることの両立が可能となる。
However, in the present invention, the shrinkage of the resin contained in the toner can be suppressed by rapidly cooling the toner image heated by the cooling means. Therefore, the smoothness of the image surface is improved, and a high gloss image can be obtained.
Further, the surface temperature of the
ここで、第1の冷却ローラ91および第2の冷却ローラ92について説明する。
図3に示すように、第1の冷却ローラ91および第2の冷却ローラ92は、各々の端部が通紙領域外まで伸ばされており、第1の冷却ローラ91の一方の端部と、該端部とは反対側の第2の冷却ローラ92の端部が各々放熱フィン93(放熱フィン93a、93b)に接続されている。各放熱フィン93の直下にはファン94(ファン94a、94b)が設けられている。特に、第2の冷却ローラ92は、常時、ファン94bが稼動しているので、放熱フィン93bを介して一定温度に冷却されている。従って、連続通紙をした場合でも第2の冷却ローラ92表面の温度を、雰囲気温度+3℃程度に維持することができる。
Here, the
As shown in FIG. 3, each of the
一方、第1の冷却ローラ91の内部には発熱導線で構成されるヒータ95が内蔵され、さらに、第1の冷却ローラ91の表面温度を計測するサーミスタ96が配置されている。サーミスタ96により検出された表面温度に従って端部の放熱フィン93aに送風するファン94aのON/OFFが制御できるようになっている。例えば、サーミスタ96で検出した第1の冷却ローラ91の表面温度が、第2の冷却ローラ92の表面温度より高くなるように設定した所定温度より低い場合は、ヒータ95に通電し第1の冷却ローラ91を所定温度になるまで昇温させる。この時、第1の冷却ローラ91端部に接続された放熱フィン93aには風を当てないようにする。なお、ヒータ94に通電するかどうかの判断には、第2の冷却ローラ92にサーミスタを取り付けて、該第2の冷却ローラ92の表面温度を基準にしてもよい。
一方、第1の冷却ローラ91の表面温度が所定温度以上の場合はヒータ95に通電せず、ファン94aを駆動させ放熱フィン93aに風を当てて所定温度まで冷却する。
On the other hand, the
On the other hand, when the surface temperature of the
このような構成によって第1の冷却ローラ91の温度は所定の温度に調節することができ、常時、第1の冷却ローラ91の表面温度が、第2の冷却ローラ92の表面温度より高温になるように制御される。
With such a configuration, the temperature of the
第1の冷却ローラ91の表面温度は、第2の冷却ローラ92の表面温度より5〜35℃高くなるように制御されるのが好ましく、より好ましくは14〜22℃である。第1の冷却ローラ91と第2の冷却ローラ92の表面温度差が5℃未満であると、トナー像の表層側と下層側の温度に差が生じて、画像表面に亀裂が発生する場合がある。一方、第1の冷却ローラ91と第2の冷却ローラ92の表面温度差が35℃を超えると、亀裂の発生は抑制できるものの、冷却ローラ91aによるトナー像の冷却速度が遅くなるので、光沢度が低下する傾向にある。
The surface temperature of the
このような第1の冷却ローラ91および第2の冷却ローラ92としては、例えばヒートパイプ(銅製)を用いるのが好ましい。ヒートパイプは、熱伝達に優れるため、トナー像に直接触れることでトナーを急冷することができる。しかしトナーとの密着性が低下するため、冷却速度にバラツキが生じてムラ画像になりやすい。そこで、溶融トナーとの離型性を確保する目的で、ヒートパイプの表面に、PFA(四フッ化エチレンとパーフロロアルコキシエチレン共重合体)シートを、プライマーを介して接着したものを用いてもよい。PFAシートの厚さは、ヒートパイプの外形φが20mmの場合、30μm程度が好ましい。さらに、PFAシートの代わりにシリコーンゴムを接着したものを用いてもよい。
As such
上述した第1の冷却ローラ91と第2の冷却ローラ92は、記録媒体22が通紙されない時は離間状態となっており、記録媒体22の通過に合わせて、前記転写手段5に設けられた通紙スイッチ(図示略)から計算されるタイミングで、記録媒体22の先端がローラ対に到達する直前に圧接状態となるように制御されている。圧接状態の際の押圧力は、通常、29.4N(片側)である。
The
図3、4に示すように、第2の冷却ローラ92は、連結棒97aにて互いに連結した押し上げ棒97bとアーム97cを介してソレノイド97dに接続されることで、上下動可能となっており、圧接または離間状態が選択できるようになっている。そして、記録媒体22の通過に合わせてソレノイド97dが下降すると、支点97eを中心にアーム97cの連結棒97aが設置された側の端部が上昇し、連動して第2の冷却ローラ92も上昇し、記録媒体22を介して第1の冷却ローラ91に圧接される。記録媒体22がローラ対から送り出されると、ソレノイド97dが上昇し、支点97eを中心にアーム97cの連結棒97aが設置された側の端部が下降し、連動して第2の冷却ローラ92も下降し、第1の冷却ローラ91から離間される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
通常、トナー像を冷却する間は、第1の冷却ローラ91と第2の冷却ローラ92との間には記録媒体22が介在しているので、両者間での熱の移動は起こりにくく、各ローラの表面温度は一定に保持されやすい。一方、トナー像を冷却しない間は記録媒体22が介在しないので、第1の冷却ローラ91と第2の冷却ローラ92とで熱の移動が起こりやすくなる。熱の移動が起こると、両者の表面温度差が小さくなるので、表面温度差を維持するために第2の冷却ローラ92よりも第1の冷却ローラ91の表面温度が高くなるように各ローラの表面温度を一定に保持するために、必要以上にエネルギを消費することとなる。
しかし、このように第1の冷却ローラ91と第2の冷却ローラ92を圧接および離間状態に制御することにより(すなわち、トナー像を冷却しない間は離間状態とすることにより)、トナー像を冷却しない間でも、第1の冷却ローラ91と第2の冷却ローラ92とでの熱の移動を低減できる。そのため、エネルギの消費を抑制できる。
Usually, during the cooling of the toner image, the
However, the toner image is cooled by controlling the
なお、ローラ対は、定着ニップ部の出口から冷却ニップ部の入口までの距離dが10〜50mmになるように配置するのが好ましい。
ここで、定着ニップ部とは、図2に示すように、記録媒体22の搬送方向の、定着ローラ81と加圧ローラ82間の接触部分のことであり、定着ニップ部の出口とは、定着ニップ部の冷却手段9側の端部85のことである。一方、冷却ニップ部とは、図2に示すように、記録媒体22の搬送方向の、第1の冷却ローラ91と第2の冷却ローラ92間の接触部分のことであり、冷却ニップ部の入口とは、冷却ニップ部の定着手段8側の端部98のことである。
The roller pair is preferably arranged so that the distance d from the exit of the fixing nip portion to the entrance of the cooling nip portion is 10 to 50 mm.
Here, as shown in FIG. 2, the fixing nip portion is a contact portion between the fixing
また、冷却手段9には、図2に示すように、第1の冷却ローラ91および第2の冷却ローラ92間を通過する前後において、記録媒体22上のトナー像の表面温度を測定できるように、第1の冷却ローラ91の前後に温度センサー99を設けてもよい。
温度センサー99としては、例えば非接触型の温度計を用いることができる。
Also, the cooling means 9 can measure the surface temperature of the toner image on the
As the
本発明では、上述したような冷却ローラ対を用いることで、エアなどを用いずにトナー像を冷却できるので、隣接する定着手段8は冷却されにくくなる。従って、消費エネルギが増加したり、定着手段8に備わる定着ローラ81の軸方向の温度にバラツキを低減したりできる。また、定着手段8周辺の暖気を画像形成装置内に撒き散らすことも少ないので、感光体ドラム1の感度変化や現像剤の帯電量変化による画像劣化が起こりにくくなる。
In the present invention, since the toner image can be cooled without using air or the like by using the cooling roller pair as described above, the
次に、図1の画像形成装置100を用いて、本発明の画像形成方法について説明する。
まず、帯電手段2によって感光体ドラム1に帯電が行われた後、ロータリラック40がその中心部に設けられている回転軸41を中心に回転する。そして、ロータリラック40は、最初色であるブラックに対応した現像器4Kが感光体ドラム1に対向する位置である現像位置に停止する。この状態で、ブラックに対応した露光が露光手段3によって行われ、ブラックに対応した静電潜像が感光体ドラム1の表面に形成される。この静電潜像は、現像器4Kでトナー像化され、感光体ドラム1表面に形成されたこのトナー像は一次転写ローラ52および53に印加された転写バイアスによって転写ベルト51上に転写される。
このようしてブラックのトナー像の転写ベルト51上への形成が完了すると、ロータリラック40がその中心部に設けられている回転軸41を中心に回転し、シアンに対応した現像器4Cが現像位置に位置づけられる。このような動作が他の色、シアン、マゼンタ、イエローに関しても行われて、転写ベルト51上にフルカラーのトナー像が形成される。
Next, the image forming method of the present invention will be described using the
First, after the photosensitive drum 1 is charged by the charging unit 2, the
When the formation of the black toner image on the
上記のように、トナー像が中間転写ベルト51に一次転写する過程では、二次転写ローラ56は転写ベルト51から離間される。一方、フルカラーのトナー像が転写ベルト51に形成されると、二次転写ローラ56は転写ベルト51に当接される。その際、タイミングを合わせて給紙部20から給紙ローラ21等によって転写位置まで搬送された記録媒体22に、二次転写ローラ56に印加された二次転写バイアスにより転写ベルト51に形成されたフルカラーのトナー像が転写される。
As described above, the
次いで、記録媒体に転写されたフルカラーのトナー像は、図2に示すように定着手段8による加熱・加圧によって記録媒体22に定着される。トナーの加熱温度は、トナーの軟化点より高温であればよいが、トナーの軟化点より25〜40℃高温であることが好ましい。
Next, the full-color toner image transferred to the recording medium is fixed to the
定着手段8により加熱されたトナー像は、冷却手段9によって急速に冷却される。トナー像を急速に冷却するに際しては、トナーの軟化点より高温側から軟化点より低温側に(すなわち、トナーの軟化点近傍にて)急速に冷却するのが好ましい。具体的には、150〜250℃/秒の冷却速度でトナー像を冷却するのが好ましい。
第1の冷却ローラ91の表面温度は、第2の冷却ローラ92の表面温度より高温に制御されればよいが、30〜60℃に制御されるのが好ましい。一方、第2の冷却ローラ92は20〜30℃に保持されるのが好ましい。
The toner image heated by the fixing
The surface temperature of the
なお、記録媒体22がローラ対を通過しない間は、第2の冷却ローラ92が下降して第1の冷却ローラ91から離間される(離間状態となる)。そして、記録媒体22が冷却手段9に搬送されると、該記録媒体22の通過に合わせて第2の冷却ローラ92が上昇して、第1の冷却ローラ91に圧接される(圧接状態となる)。
Note that while the
冷却手段9にてトナー像が冷却された記録媒体22は、図1に示す排紙部30に排出される。
一方、感光体ドラム1に残留した残留現像剤は、クリーニングブレード6によりクリーニングされて、廃トナーコンテナ(図示略)に廃棄される。また、転写ベルト51に残留したトナーは、転写ベルト51の清掃装置(図示略)を二次転写後に転写ベルト51に当接させることによってクリーニングされ、廃トナーコンテナ(図示略)に廃棄される。転写ベルト51の清掃装置は転写ベルト51の一周分をクリーニングした後、転写ベルト51から離間される。
The
On the other hand, the residual developer remaining on the photosensitive drum 1 is cleaned by the cleaning blade 6 and discarded in a waste toner container (not shown). The toner remaining on the
以上、説明したように、本発明によれば、トナー像を急速に冷却することで、トナーに含まれる樹脂の収縮を抑制し、画像表面の平滑性を向上させることができ、高光沢の画像が得られる。
また、トナー像に直接接触する第1の冷却ローラ91の表面温度が、記録媒体22を介してトナー像に接触する第2の冷却ローラ92の表面温度よりも高くなるように制御されているため、記録媒体22を介して第2の冷却ローラ92に冷却されるトナー像の下層側と、第1の冷却ローラ91に冷却される表層側での冷却速度がほぼ同じになる。その結果、トナー像の表層側と下層側の両側からトナー像を冷却しても、表層側と下層側での温度差が発生しにくくなり、冷却斑の発生を抑制できる。従って、トナー像の冷却速度を必要以上に低下させなくても、画像表面の亀裂の発生を抑制できるので、亀裂の発生の抑制と高光沢の画像を得ることの両立が可能となる。
As described above, according to the present invention, by rapidly cooling the toner image, the shrinkage of the resin contained in the toner can be suppressed, and the smoothness of the image surface can be improved. Is obtained.
Further, the surface temperature of the
さらに、本発明によれば、深みのある色材本来の鮮やかな色合いが得られるので、特にカラー画像を形成する場合に好適である。
さらに、トナー像を急冷する際に、記録媒体(用紙)も冷却されるので、排出紙の温度を低下できる。
また、画像表面の平滑性が向上するので、排出紙のスタッキング性も向上する。
Furthermore, according to the present invention, since a deep and vivid color tone inherent to a color material can be obtained, it is particularly suitable for forming a color image.
Furthermore, since the recording medium (paper) is also cooled when the toner image is rapidly cooled, the temperature of the discharged paper can be lowered.
Further, since the smoothness of the image surface is improved, the stacking property of the discharged paper is also improved.
なお、本発明においては、冷却手段にエアを用いていなので、冷却手段に隣接する定着手段は冷却されにくい。従って、消費エネルギが増加したり、定着手段に備わる定着ローラの軸方向の温度にバラツキが生じたりすることが少ない。また、定着手段周辺の暖気を画像形成装置内に撒き散らすことも少ないので、感光体ドラムの感度変化や現像剤の帯電量変化による画像劣化が起こりにくい。 In the present invention, since air is used for the cooling means, the fixing means adjacent to the cooling means is not easily cooled. Therefore, energy consumption is less likely to occur and variations in the axial temperature of the fixing roller provided in the fixing unit are less likely to occur. Further, since the warm air around the fixing unit is hardly scattered in the image forming apparatus, image deterioration due to a change in the sensitivity of the photosensitive drum and a change in the charge amount of the developer hardly occurs.
また、記録媒体上のトナー量を増やせば、一般的に光沢度が高くなる傾向にはあるものの、トナー層が厚くなるためトナー像の表層側と下層側との温度差が大きくなり、亀裂が生じやすくなる傾向にある。しかし、本発明によれば、トナー像の表層側と下層側とで冷却斑が発生しにくいので、トナー量が多くなっても亀裂が生じにくい。従って、亀裂の抑制と高光沢な画像を得ることの両立ができる。 In addition, if the amount of toner on the recording medium is increased, the glossiness generally tends to increase, but the toner layer becomes thicker, so the temperature difference between the surface layer side and the lower layer side of the toner image increases, and cracks occur. It tends to occur. However, according to the present invention, since cooling spots are hardly generated on the surface layer side and the lower layer side of the toner image, cracks are hardly generated even when the toner amount is increased. Therefore, it is possible to achieve both suppression of cracks and obtaining a high gloss image.
以下、本発明について実施例を挙げて具体的に説明する。
[トナーの製造]
スチレン80質量部、2-エチルヘキシルメタクリレート20質量部、着色剤としてシアン顔料(C.I.ピグメントブルー15:3)5質量部、低分子量ポリプロピレン3質量部、電荷制御剤として4級アンモニウム塩化合物(オリエント化学工業社製、「P−51」)2質量部、架橋剤としてジビニルベンゼン1質量部の混合溶液に重合開始剤2,2-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)2質量部加え、これらを精製水400質量部に加え、さらに懸濁安定剤として第三リン酸カルシウム5質量部とドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.1質量部を添加し、TKホモミキサー(特殊機化工業社製)を用いて、回転数7000rpmで20分間攪拌し、さらに窒素雰囲気下、70℃、100rpmで10時間重合反応させ、体積平均粒径6.3μmの粉体を得た。この粉体に疎水性シリカ粉末を1.5質量部加え、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)にて混合することにより体積平均粒径6.3μmのシアントナーを得た。なお、体積平均粒径は、マルチマイザーIII(コールスターカウンター社製)にて測定した。
得られたシアントナーの帯電量を吸引式帯電量測定装置(トレック社)にて測定したところ、33μC/gであった。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
[Production of toner]
80 parts by mass of styrene, 20 parts by mass of 2-ethylhexyl methacrylate, 5 parts by mass of a cyan pigment (CI Pigment Blue 15: 3) as a colorant, 3 parts by mass of low molecular weight polypropylene, and a quaternary ammonium salt compound ( 2 parts by mass of “P-51” manufactured by Orient Chemical Industries Co., Ltd. and 2 parts by mass of a polymerization initiator 2,2-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) are added to a mixed solution of 1 part by mass of divinylbenzene as a crosslinking agent. These are added to 400 parts by mass of purified water, and 5 parts by mass of tribasic calcium phosphate and 0.1 part by mass of sodium dodecylbenzenesulfonate are added as suspension stabilizers, and a TK homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) is used. And stirred for 20 minutes at a rotational speed of 7000 rpm, and further subjected to a polymerization reaction in a nitrogen atmosphere at 70 ° C. and 100 rpm for 10 hours. To obtain a powder having an average particle diameter of 6.3 [mu] m. To this powder, 1.5 parts by mass of hydrophobic silica powder was added and mixed with a Henschel mixer (manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.) to obtain a cyan toner having a volume average particle size of 6.3 μm. The volume average particle size was measured with Multimizer III (Colestar Counter).
The charge amount of the obtained cyan toner was measured with a suction-type charge amount measuring device (Trek), and it was 33 μC / g.
[実施例1〜5]
<画像形成装置の構成>
画像形成装置として、図1〜4に示す構成のものを用い、先に得られたトナーを現像容器に収容した。なお、定着手段8および冷却手段9の構成は以下示す通りである。
(定着手段)
定着ローラ81として、外径φ30mm、肉厚1.0mmのアルミ管の表面に、硬度5度(JIS−A)、厚み200μmのシリコーンゴムを被覆し、さらにその表面に厚み30μmのPFA(四フッ化エチレンとパーフロロアルコキシエチレン共重合体)チューブを、プライマーを介して接着させたものを用いた。定着ローラ81の内部にハロゲンヒータランプ83を配置し、定着ローラ81の表面に接触させたサーミスタ84により定着ローラ表面温度が常に170℃になるようにランプの点灯制御を行なった。
加圧ローラ82として、外径30mm、硬度5度(JIS−A)、厚み6mmのシリコーンゴムの芯に、外形φ18mmの芯金を有する中実鉄棒を用いた。
[Examples 1 to 5]
<Configuration of image forming apparatus>
The image forming apparatus having the configuration shown in FIGS. 1 to 4 was used, and the toner obtained previously was accommodated in a developing container. The configurations of the fixing
(Fixing means)
As the fixing
As the
(冷却手段)
第1の冷却ローラ91と、第2の冷却ローラ92は、定着ニップ部の出口から冷却ニップ部の入口までの距離dが30mm(すなわち、記録媒体の搬送速度が150mm/秒なので時間的には0.2秒下流)になるように配置した。
第1の冷却ローラ91および第2の冷却ローラ92としては、外形φが20mm、内径φが10mmの円筒ヒートパイプ(銅製)の表面に、厚み30μmのPFAシートを、プライマーを介して接着させたものを用いた。
(Cooling means)
The
As the
(第1の冷却ローラの温度制御方法)
第1の冷却ローラ91の表面温度をサーミスタ96で検出し、第2の冷却ローラ92の表面温度より高くなるように設定した所定温度より低い場合は、ヒータ95に通電し第1の冷却ローラ91を所定温度になるまで昇温させた。一方、第1の冷却ローラ91の表面温度が所定温度以上の場合は、ヒータ95通電せず、ファン94aを駆動させて放熱フィン93aに風を当てて所定温度まで冷却させた。通紙中および待機中も同様に、第1の冷却ローラ91の表面温度を観察しながら、常に一定の温度を維持するようにヒータ95とファン94aの通電、駆動制御を行なった。
なお、第2の冷却ローラ92の表面温度は、該第2の冷却ローラ92に取り付けたサーミスタ(図示略)を用いて検出し、放熱フィン93bおよびファン94bにて28℃に保持した。
一方、第1の冷却ローラ91の表面温度は、表1に示す値を保持できるように、上述のようにして放熱フィン93a、ファン94a、ヒータ95にて制御した。
(First cooling roller temperature control method)
When the surface temperature of the
The surface temperature of the
On the other hand, the surface temperature of the
<評価>
前記画像形成装置を用い、上述した温度制御方法にて、以下に示すようにして評価を行った。
各実施例において、第1の冷却ローラ91の表面温度を表1に示す値になるように制御し、記録媒体上のトナー量を表1に示す値になるように設定し、ローラ対通過前後(測定間隔は38mm=0.25秒後)のトナー像の表面温度を記録しながら画像サンプルを採取した。なお、記録媒体として、mondi社製の「Color Copy紙、坪量90g/m2」を用いた。また、ローラ対通過前のトナー像の表面温度は140℃、トナー像が形成されていない部分の記録媒体の表面温度は93℃であった。
印字枚数200枚目における、画像サンプルの画像表面の光沢度、および亀裂の有無を表1に示す。ただし、光沢度および亀裂の有無は以下のようにして求めた。
<Evaluation>
Using the image forming apparatus, the temperature control method described above was evaluated as follows.
In each embodiment, the surface temperature of the
Table 1 shows the glossiness of the image surface of the image sample and the presence or absence of cracks when the number of printed sheets is 200. However, the glossiness and the presence or absence of cracks were determined as follows.
(光沢度)
画像サンプルの画像表面の光沢度を、光沢計(堀場製作所社製、「ハンディグロスチェッカIG−331」、入射角:60°)にて測定した。
(亀裂の有無)
画像表面の亀裂の有無について目視にて観察し、以下の評価基準にて評価した。なお、○、△を合格とする。
○:亀裂が発生していない。
△:亀裂が僅かに発生した。
×:亀裂が発生した。
(Glossiness)
The glossiness of the image surface of the image sample was measured with a gloss meter (manufactured by Horiba, Ltd., “Handy Gloss Checker IG-331”, incident angle: 60 °).
(With or without cracks)
The presence or absence of cracks on the image surface was visually observed and evaluated according to the following evaluation criteria. In addition, ○ and Δ are acceptable.
○: No crack occurred.
Δ: Slight cracking occurred.
X: Crack occurred.
(総合評価)
光沢度および亀裂の有無の評価結果より、以下に示す評価基準にて、総合評価を行った。なお、◎、○を合格とする。
◎:「亀裂の有無の評価結果が○」、「トナー量0.5mg/cm2の光沢度が25以上」、「トナー量1.5mg/cm2の光沢度が35以上」の全てに該当する。
○:「亀裂の有無の評価結果が△」、「トナー量0.5mg/cm2の光沢度が20以上、25未満」、「トナー量1.5mg/cm2の光沢度が30以上、35未満」のいずれかに該当する。
×:「亀裂の有無の評価結果が×」、「トナー量0.5mg/cm2の光沢度が20未満」、「トナー量1.5mg/cm2の光沢度が30未満」のいずれかに該当する。
(Comprehensive evaluation)
Based on the evaluation results of glossiness and presence / absence of cracks, comprehensive evaluation was performed according to the following evaluation criteria. ◎ and ○ are acceptable.
A: Applicable to all of “Evaluation result of presence / absence of crack”, “Glossiness of toner amount 0.5 mg / cm 2 is 25 or more”, “Glossiness of toner amount 1.5 mg / cm 2 is 35 or more” To do.
○: “Evaluation result of presence or absence of crack is Δ”, “Glossiness of toner amount 0.5 mg / cm 2 is 20 or more and less than 25”, “Glossiness of toner amount 1.5 mg / cm 2 is 30 or more, 35 Falls under “less than”.
×: “Evaluation result of presence / absence of crack is ×”, “Glossiness of toner amount 0.5 mg / cm 2 is less than 20”, “Glossiness of toner amount 1.5 mg / cm 2 is less than 30” Applicable.
[比較例1、2]
第1の冷却ローラ91の表面温度を表1に示す値になるように制御し、記録媒体上のトナー量を表1に示す値になるように設定した以外は、実施例1〜5と同様に行い、評価した。結果を表1に示す。
[Comparative Examples 1 and 2]
Except that the surface temperature of the
表1から明らかなように、各実施例で得られた画像は、比較例のものに比べて光沢度が高く、亀裂が発生しにくかった。特に、第1の冷却ローラと第2の冷却ローラの温度差が大きい実施例3〜5では、トナー量を増やしても亀裂が発生しにくかった。
各実施例では、トナー像の表層側と下層側の温度差に対応して第1の冷却ローラと第2の冷却ローラの表面温度に差をつけたことにより、トナー像全体の冷却速度が一定に近づいたため、画像表面の亀裂の発生を抑制することができた。なお、トナー像の下層側の温度を直接測定することは困難であるが、トナー像の表面温度、およびトナー像が形成されていない部分の記録媒体の表面温度から、凡その下層側の温度を推定することができる。
As is clear from Table 1, the images obtained in each example had higher glossiness than those of the comparative examples, and cracks did not easily occur. In particular, in Examples 3 to 5 in which the temperature difference between the first cooling roller and the second cooling roller was large, cracks did not easily occur even when the toner amount was increased.
In each embodiment, the surface temperature of the first cooling roller and the second cooling roller is made to correspond to the temperature difference between the surface layer side and the lower layer side of the toner image, so that the cooling rate of the entire toner image is constant. As a result, the occurrence of cracks on the image surface could be suppressed. Although it is difficult to directly measure the temperature of the lower layer side of the toner image, the temperature of the lower layer side is roughly determined from the surface temperature of the toner image and the surface temperature of the recording medium where the toner image is not formed. Can be estimated.
一方、比較例1は、第1の冷却ローラと第2の冷却ローラの表面温度差が0℃であったため、トナー像の表層側が下層側よりも早く冷却され、画像表面に亀裂が生じた。しかし、トナー像の急冷効果は得られたので、目視においては高光沢な画像を得ることができた。ただし、実施例に比べると、光沢度は劣っていた。
比較例2は、第1および第2の冷却ローラを設置しなかったため、トナー像の表層側だけが急冷されることはなかったので、画像表面には亀裂が発生しなかった。しかし、トナー像は徐々に冷却されたので、トナーに含まれる樹脂が収縮し、その収縮痕が画像の表面に形成された。その結果、画像表面の平滑性が失われ、光沢度が低下した。
On the other hand, in Comparative Example 1, since the surface temperature difference between the first cooling roller and the second cooling roller was 0 ° C., the surface layer side of the toner image was cooled earlier than the lower layer side, and cracks occurred on the image surface. However, since a rapid cooling effect of the toner image was obtained, a high gloss image could be obtained by visual observation. However, the glossiness was inferior compared to the examples.
In Comparative Example 2, since the first and second cooling rollers were not installed, only the surface layer side of the toner image was not rapidly cooled, so that no crack was generated on the image surface. However, since the toner image was gradually cooled, the resin contained in the toner contracted, and the shrinkage marks were formed on the surface of the image. As a result, the smoothness of the image surface was lost and the glossiness was lowered.
なお、各実施例、比較例で得られた画像サンプルの画像表面をデジタルマイクロスコープ(株式会社キーエンス製、「VHX−600」、1000〜2000倍)にて観察した結果、各実施例では、僅かに凹んだ斑点が確認され、光沢度が高くなるに連れて斑点の大きさが小さく、間隔が狭く、深さが浅くなっていた。
一方、各比較例では、実施例に比べて、大きく、間隔が広く、凹みの大きい斑点が確認された。
In addition, as a result of observing the image surface of the image sample obtained by each Example and the comparative example with the digital microscope (the Keyence Corporation make, "VHX-600", 1000-2000 times), in each Example, it is slightly As the glossiness increased, the size of the spots became smaller, the interval was narrower, and the depth became shallower.
On the other hand, in each comparative example, spots larger than those of the example, wide in intervals, and large indentations were confirmed.
2:帯電手段、3:露光手段、4:現像手段、5:転写手段、8:定着手段、81:定着ローラ、82:加圧ローラ、9:冷却手段、91:第1の冷却ローラ、92:第2の冷却ローラ、100:画像形成装置 2: charging means, 3: exposure means, 4: developing means, 5: transfer means, 8: fixing means, 81: fixing roller, 82: pressure roller, 9: cooling means, 91: first cooling roller, 92 : Second cooling roller, 100: image forming apparatus
Claims (4)
前記冷却手段は、トナー像と接触する第1の冷却ローラと、記録媒体を介して前記第1の冷却ローラに対向する第2の冷却ローラとを具備し、かつ、前記第1の冷却ローラの表面温度が、前記第2の冷却ローラの表面温度より高温になるように制御されていることを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising: a fixing unit that heats and fixes a toner image formed on a recording medium; and a cooling unit that rapidly cools the fixed toner image.
The cooling means includes a first cooling roller that comes into contact with the toner image, and a second cooling roller that faces the first cooling roller via a recording medium, and the first cooling roller An image forming apparatus, wherein a surface temperature is controlled to be higher than a surface temperature of the second cooling roller.
前記トナー像は、該トナー像と接触する第1の冷却ローラと、記録媒体を介して前記第1の冷却ローラに対向する第2の冷却ローラとの間を通過して冷却され、
前記第1の冷却ローラの表面温度が、前記第2の冷却ローラの表面温度より高温になるように制御することを特徴とする画像形成方法。 An image forming method in which a toner image formed on a recording medium is heated and fixed, and then the fixed toner image is rapidly cooled.
The toner image is cooled by passing between a first cooling roller in contact with the toner image and a second cooling roller facing the first cooling roller via a recording medium;
An image forming method comprising controlling the surface temperature of the first cooling roller to be higher than the surface temperature of the second cooling roller.
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