JPH0638177B2 - 画像記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真、静電記録等の画像記録装置、特に樹
脂、カーボン、顔料、染料等からなる所謂トナー像を表
面に形成された紙等の記録部材（以下、シートと略称す
る）に熱を加えて、上記トナー像をシート上に定着させ
る加熱定着装置を備えた画像記録装置に関する。

従来のこの種の画像記録装置に用いられる加熱定着装置
はシートおよびトナーに多くの熱量を加えている。この
ため、シートに含まれている水分が蒸発し、シートは表
裏面の水分蒸発量に不均衡を生じてカールする。また、
シートの表裏面ともに十分な熱量が加えられた場合に
は、シートの水分の蒸発とともにシートの腰がなくなる
ため、カールの形状は加熱定着装置を出たシートの排出
直後の状態により決まる。

上記カールの発生は、通常の画像記録モードでは大きな
問題にならないが、例えば画像記録装置にソータを連結
して自動的にシート揃えを行う場合に不都合が生ずるこ
と、シートの表裏面にトナー像を転写する自動両面プリ
ントを行う場合にシートの搬送性、中間トレイへの積載
性に不都合が生ずること、像形成体からトナー像をシー
トに転写した後、そのシートを像形成体から静電的に分
離を行う場合にシートの２面目に対する転写後における
分離に不都合が生ずること等に問題がある。

従来、上記の問題を解決するために、例えばシートその
ものを改良してカール量を減らす工夫、具体例としては
特開昭57-81270号公報に開示されるように、シートの含
水率を 5.5〜 6.5％にして、そのときのシートの腰の強
さを適当に保つ試みがなされている。しかし、この試み
は、使用されるシートが限定されてしまうこと、シート
そのものが環境変動の影響を受け易く、高湿環境下で吸
湿することによりシートの腰がなくなること、水分の蒸
発量が多くなるためカール量を増すこと、等の現象に対
しては上記の改良では不充分であった。

シートは加熱定着装置から排出された直後の状態でカー
ル形状が決められるということから、定着装置のシート
排出部に工夫がされている。具体例としては米国特許第
4,375,327号明細書に開示されるように、加熱定着ロー
ラと加圧ローラからなる熱ローラ定着の場合に、加圧ロ
ーラに接する分離爪とニップ部の距離を短くすること、
特開昭51−113637号公報に開示されるように、シートの
定着ローラ排出後の搬送手段のシート搬送速度を該定着
ローラのシート搬送速度よりも大きくすることに等の試
みがなされている。

しかし、これ等の試みは、シートの一部分のカール状態
を規制することができない。特に、両面プリントの場合
では１面目プリントのシートの後端が２面目プリントの
ときの先端にくることになるので、１面目のシート後端
のカール状態を規制する必要があるが、上記の試みでは
不充分である。すなわち、前例は波状のカールの規制に
対してのみ有効であり、後例はシートが定着ローラとそ
の排出後の搬送手段の間にあるときだけカール量の規制
ができるもので、シートの先端および後端のカール量の
規制ができないとう問題がある。

上記例の他にも定着ローラの排出部でのカール量規制の
工夫がなされているが、いずれもシートの先端から後端
に至る全ての部分のカール量を規制するという意味では
不充分であった。

また、シートのカールが両面プリント時に最も問題にな
るということから、例えば特開昭53−143339号公報に開
示されるように、１面目のプリント像は仮定着を行い２
面目のプリント像は本定着を行うというような提案もな
されている。しかし、仮定着した１面目は定着ローラか
らあまり熱量を供給されないため、シートのカールは少
なくなるが定着性が悪いため、２面目のシートの搬送時
に搬送ローラ等によってトナー像が擦り落されるという
欠点を生ずる。つまり、実用上問題のない定着性が得ら
れる条件とカール量が少ない定着条件とは相反し、両者
がオーバーラップする領域は狭く、環境変動等を考慮す
ると、定着性を少し悪くしてカール量を減らすという考
え方は実用上非常に困難である。

本発明は上記に鑑み提案されたもので、加熱定着装置を
通過することで生ずるシートのカールの低減を効率よく
確実に行うことを目的とする。特にシートの両面に画像
を形成する両面プリントにおいて、本発明はシートの搬
送性を良くしてジャム発生を低減するとともに２面目プ
リント後における像形成体からのシートの分離特製を良
好にするものであって、この種の用途としては特に好ま
しい。

上記の目的を達成するために、本発明は、熱を与えてト
ナー像を記録部材上に定着する加熱定着装置と、その加
熱定着装置内の水蒸気を局所的に集める水蒸気補集手段
と、その集めた水蒸気を前記記録部材に与えるように該
加熱定着装置の記録部材排出側近傍に設けた水蒸気付与
手段と、を備えたことを特徴とする画像記録装置であ
る。

第１図は本発明画像記録装置としての両面レーザビーム
プリント装置の全体概略を示す図である。外部からに信
号または内部で発生する信号によって変調されたレーザ
光１は、スキャナ２によって走査されるとともに結像レ
ンズ３を通り、折り返しミラー４によって光路を曲げら
れ、像形成体としての感光ドラム５上に結像される。感
光ドラム５は帯電器６により均一なコロナ帯電を受けた
後、レーザ光１の照射により信号に従った静電化パター
ンつまり静電潜像を作る。この静電潜像は現像器７の位
置を通過することによりトナー像化される。

一方、転写紙としてのシート９はカセット給送コロ１２
によりカセット１３から送出された後、レジストローラ
１４により感光ドラム５上の画像と同期をとって給送さ
れる。そして、転写コロナ帯電器８の位置通過時に感光
ドラム５上からトナー像を転写された後、分離コロナ帯
電器１０により感光体５から分離され、搬送ベルト１５
により定着器１６に搬送される。感光体５はその表面が
シート分離後にクリーナ１１で清掃されて繰返し使用さ
れる。

定着器１６から排出された定着済のシートは、片面プリ
ントの場合は排出コロ２２によりトレイ２３上に送出さ
れる。また、両面プリントの場合は分岐爪１８により搬
送路を曲げられて搬送され、引続いて搬送ベルト１９で
搬送されて中間トレイ２０にトナー像形成面を上向きに
送り込まれる。

次に中間給送ローラ２１により中間トレイ２０から給送
され、レジストローラ１４により画像と同期をとり、転
写コロナ帯電器８へ向ってトナー像形成面を下向きに給
送される。そして、転写コロナ帯電器８により１回目の
トナー像形成面とは反対側面に２回目のトナー像が転写
され、以後、片面プリントの場合と同様に分離、搬送、
定着された後、排出ローラ２２により機外のトレイ２３
上に送出される。

なお、第１図例では光像露光は変調されたレーザ光であ
るが、光が照射された原稿からの光像露光であってもよ
い。

第２図は本発明画像記録装置に適用する加熱定着装置の
１例を示す横断面図である。この加熱定着装置１６は定
着ローラ１６２とこれに圧接する加圧ローラ１６３との
１対のローラからなる。上記定着ローラ１６２はＳｕｓ
・Ａｌ・鉄等の芯金表面に四弗化エチレン等の非粘着性
耐熱樹脂、ＨＴＶ・ＲＴＶ等のシリコンゴムあるいはシ
リコンゴムの表面にフッ素ラテックスをコーティングし
たＦＬＣ（商品名：日東工業製）等の非粘着性耐熱弾性
体層を被覆し、ハロゲンヒータ１６９等の加熱源を内部
に有する構成である。上記加圧ローラ１６３はＳｕｓ・
鉄等の芯金表面にＨＴＶ・ＬＴＶ・ＦＬＣ等の非粘着性
耐熱弾性体を被覆した構成である。本例では加熱手段が
定着ローラ中に設けられており、加圧ローラには設けら
れない。従って、表面温度は定着ローラ側の方が加圧ロ
ーラより大である。

定着ローラ１６２の表面温度はサーミスタ１６４等の温
度センサによって検知され、既知の制御回路（不図示）
により一定温度に制御される。この定着ローラ上にオフ
セットしたトナーは、シリコンオイル含浸クリーニング
ウエブ１６１によってクリーニングされる。オイル塗布
部材およびクリーニング部材としては他のものを使用し
ても何ら差し支えない。

上記クリーニングウエブ１６１は供給リール２４から送
出され、押圧ローラ２５で定着ローラ１６２に押し付け
られた状態にて巻取りリール２６で巻取られる。図中１
６５は先端が定着ローラ表面に当接するように不図示の
ばねで付勢されたシート９の巻付け防止爪、１６６は先
端が加圧ローラ表面に当接するように不図示のばねで付
勢されたシート９の巻付け防止爪、１６７は定着器１６
の底部よりシート排出側近傍好ましくは排出コロ２２の
外側に向って形成された水蒸気流路である。この水蒸気
流路１６７は、水蒸気付与手段としてのものであり、定
着器の底板の排出側部の側壁を排出側に傾斜して作られ
ている。

感光ドラム５からトナー像が転写されたシート９は加熱
定着装置１６に搬送され、定着ローラ１６２と加圧ロー
ラ１６３との間を通過するとき定着装置１６２から熱を
供給され、シート９上のトナーは溶融し該シート上に固
着する。このとき、シート９からは上記の熱供給によっ
て含有水分の一部が蒸発し、定着器１６内は一般空気中
に比べて水蒸気を多く含んだ状態になる。

このとき、定着器１６内では分離爪１６５近傍が最も水
蒸気の豊富な状態となっている。この部分に存在してい
る水蒸気はクロスフローファン１８０によって定着器底
部に集められ、水蒸気流路１６７を通って矢印ａ方向に
流れる。

一方、定着ローラ１６２、加圧ローラ１６３間を通過し
たシート９は排出コロ１７により排出され、通路を切換
える分岐爪１８により矢示ｂの方向へ導かれる。このと
き、シート９は排出コロ１７を出た直後に水蒸気流路１
６７を通った水蒸気に下面が曝されることにより、カー
ルが矯正され、中間トレイ２０に送り込まれるときには
ほぼ平面状になり、中間トレイ２０上での積載性および
２面目の転写後における感光ドラム５からの分離がとも
に良好な状態になる。

なお、排出コロ１７の排出側近傍に配設したシート案内
部材１７９としては、水蒸気が通るように網目状の穴明
き板、櫛目状のガイド棒とするを可とする。

シート９が水蒸気に曝されることにより、カールが矯正
されることを、第３、４図に基づいて詳述する。定着ロ
ーラ１６２と加圧ローラ１６３との間に進入したシート
９の先端は、溶融したトナーの粘着力で定着ローラ１６
２に巻き付くが、巻付け防止爪１６５によって剥離され
る。このため、シート９の先端は上記の力を受けて第３
図ａのように下方にカールする。

一方、シート９の後端は第３図ｂに示すように、定着ロ
ーラ１６２と加圧ローラ１６３に挾まれている束縛力を
受けなくなったとき、排出コロ１７のみにより支えられ
るため、重力により下方に垂下して下向きにカールす
る。このように、シート９は定着器１６を出ると、第４
図ａのような下向きカールを生ずる。

上記の現象はシート９が吸湿した場合により顕著にな
る。これはシート９の腰が吸湿により弱くなること、シ
ート内の水分の移動が常に上方向に向いていることによ
り、シート下面の水分の移動がより多くなることにも起
因すると思われる。さらに、両面プリント時には第１、
２図に開示されるように、シート９は分岐爪１８により
カールと同じ方向に案内屈曲されて搬送される。この屈
曲作用はシート９が定着器１６を出た直後の暖かいとき
に生ずるので、シート９のカールに大きく影響して前記
の下向きカールはより大きいものとなる。

そこで、本発明はシートが水分を供給されて第４図 (6)
の示すように伸びるという現象を利用して、前記のよう
にカールにより縮んだシート面に水蒸気を当てるという
極めて簡単な手段により、シートのカールを矯正する。
そして、定着器１６内に存在している水蒸気をクロスフ
ローファン１８０などで捕集し、水蒸気通路１６７を通
じてシート９に吹き付けることにより、特別な水蒸気発
生手段を必要とすることなく、上記カール矯正効果をよ
り有効なものとしたものである。

第５図は本発明画像記録装置に適用する定着装置１６の
変形例を示す一部の正面図である。本例は定着装置１６
から排出されたシートを挾むように上下にクロスフロー
ファン１７０、１７１を配置し、このクロスフローファ
ン１７０、１７１を矢示方向に回転させて矢示ａ方向の
空気流を作る。

この場合、クロスフローファン１７０は定着器底部に集
められた水蒸気を吸い込み、定着装置１６から排出直後
のシート９の下面に上記水蒸気を吹き付け、他方のクロ
スフローファン１７１は分離爪近傍の水蒸気を定着器底
部へ運ぶとともに定着器から排出された直後のシート９
から発生する水蒸気および非通紙時にクロスフローファ
ン１７０から吹き出される水蒸気を再び定着器内戻す役
割を果している。

上記のように定着器内の水蒸気をより積極的に集めてシ
ート９に吹き付けることにより、シート９のカール矯正
効果がより顕著となり、短時間のうちにカールを矯正す
ることができる。この結果、高速な画像記録装置の加熱
定着装置として有効である。

加熱定着装置は図示例の熱ロール定着装置だけではな
く、チャンバー定着、誘導加熱定着、フラッシュ定着、
熱板等の各種の熱印加型の定着装置を適用可能である。
また、トナー像をシートにプリントする方法としては、
図示例のように一旦別の像形成体にトナー像を形成した
後、シートに転写する方法の他、シートに直接静電像を
形成すると同時またはその直後に現像する方法であって
もよい。

なお、第２図中、１７２、１７３はクロスフローファン
の風の流れ方向を規制するための仕切板で、この仕切板
によって生じる空気抵抗により、吸いこみ側と排出側と
にファンの風を制御できる。第５図中、１７４、１７５
は定着ローラ１６２近傍暖まった空気流が効率よく下方
に向いクリーニングウエブ１６１側に無駄に消費されな
いように定着ローラ１６２の上部を覆う遮蔽板である。

以上、詳述したように、本発明によれば、加熱定着装置
内の水蒸気を局所的に集める水蒸気捕集手段を設け、そ
の集めた水蒸気をシートに与える流路を加熱定着装置の
シート排出側近傍に設けたから、次のような種々の効果
が得られる。

(1)加熱定着装置排出後のシートのカールを、簡単な構
成で確実に低減することができる。

(2)カールが低減されたことにより、両面プリント時に
おけるシートのカールに起因するジャム発生を低減で
き、安定した両面搬送特性を得ることができる。

(3)図示の実施例のように、感光ドラムからのシート分
離が静電分離の場合には、カールによる分離性低下が防
げられ、特に高湿環境下に放置されたシートの場合に有
効である。

(4)シートに水蒸気のつまり温度を与えるから、１回目
の加熱定着を受けた後でもシートの極度な表面抵抗の上
昇が防げられるために、転写性、分離性が良くなり、２
回目も良好な画像記録が得られる。つまり、本発明はカ
ール防止ばかりでなく、シートの調湿効果にも良い結果
が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明画像記録装置としてのレーザビームプリ
ンタ装置の全体概略図、第２図はその装置に適用された
加熱定着装置の拡大横断面図、第３、４図はシートのカ
ール矯正の説明図、第５図は加熱定着装置の変形例を示
す一部の横断面図である。 ９は記録部材（シート）、１６は加熱定着装置、１６７
は水蒸気流路、１７０、１７１はクロスフローファン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−74444（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−2544（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−24862（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−143531（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−147725（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−62738（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭42−8198（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱を与えてトナー像を記録部材上に定着す
   る加熱定着装置と、その加熱定着装置内の水蒸気を局所
   的に集める水蒸気補集手段と、その集めた水蒸気を前記
   記録部材に与えるように該加熱定着装置の記録部材排出
   側近傍に設けた水蒸気付与手段と、を備えたことを特徴
   とする画像記録装置。
2. 【請求項２】水蒸気付与手段は流路である特許請求の範
   囲第 (1)項記載の画像記録装置。
3. 【請求項３】水蒸気付与手段は流路である該流路内にフ
   ァンを有する特許請求の範囲第 (2)項記載の画像記録装
   置。