JPH077229B2

JPH077229B2 - 画像記録装置

Info

Publication number: JPH077229B2
Application number: JP59038346A
Authority: JP
Inventors: 康志佐藤; 正弘後藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1984-02-29
Filing date: 1984-02-29
Publication date: 1995-01-30
Anticipated expiration: 2010-01-30
Also published as: JPS60182463A

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、時に樹
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
制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
制ができないという問題がある。

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に、２面目のシート搬送時
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性を良好
なものにし、外部への放熱を防止した非常に断熱効果の
良好なものであって、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、前記加
熱定着装置内の水蒸気を該加熱定着装置からの排出直後
の前記記録部材に与える手段と、前記加熱定着装置の水
蒸気圧を高める手段と、を備えたことを特徴とする画像
記録装置である。また、上記の構成に、加熱定着装置か
ら外部への放熱を遮断するための断熱手段を施したこと
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。外部からの信
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・R
TV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165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、定着器の底至の排出側部の
側壁を排出側に傾斜して作られている。

感光ドラム５からトナー像から転写されたシート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1
63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、定着ローラ162および加圧ローラ163から
の熱を受けて、定着器16の内面に設けられ、水ボトル17
5から通路176を経て水が供給される含水物173（例えば
ウレタン発泡体に水を含ませたもの、親水基を有する多
孔質体等）から水蒸気が発生して、定着器内の水蒸気圧
を高める。

一方、シート９は定着器通過時に受けた熱により含有水
分が発生する。そして、この蒸発水分と前記含水物173
からの蒸発水分によって生じた水蒸気は、定着器16内の
温たかい空気の流れと一緒に上方へ流れるが、定着器の
上部は例えばモルトプレーン等の弾性体168などで空気
の流れが塞がれているため該定着器内で対流をおこす。
この結果、定着器16内の温風および水蒸気は水蒸気流路
167を通って矢示ａのように流れる。

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167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面目を転写後に
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、網目状の穴明き板、櫛目状のガイド棒
とするを可とする。また、定着器16の内面には含物173
が設けられているため、定着器16の天板、底板および側
板SUSあるいはNiメッキ等を施した金属が耐熱性の樹脂
を使用するのが望ましい。

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162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
（ｂ）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
するようにしたものである。

第５図は本発明画像記録装置に適用する加熱定着装置16
の変形例を示す一部の正面図である。本実式例は定着器
内の水蒸気圧を高める手段として、メラミン、スチロー
ル樹脂等の耐熱易成形樹脂によるモールド製容器171に
水を封入し、この容器171の開口172に４弗化エチレンの
多孔質樹脂膜のように、水蒸気を通過させる樹脂材173
を張り付けたものを定着器の内面に設けたものである。
そして、定着器内の水蒸気をクロスフローファン170に
よって吸込み、定着器16から排出後のシート９の下面に
上記水蒸気を吹付けるようにしたものである。このた
め、定着器内部には、定着器が熱くなり、多孔質樹脂17
3が十分温まったときのみ、水蒸気が発生するので、水
は有効に使われて長持し、他の部分を酸化させることも
少なくなる。また、定着器内部の水蒸気を積極的に集め
てシート９に吹き付けることにより、前記シート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。

以上、詳述したように、本発明によれば、加熱定着装置
内の水蒸気圧を高めるようにしたから、加熱定着装置内
を通過するシートから奪われる水分量が少ない。加熱定
着装置内の水蒸気が豊富なため、定着装置排出直後のシ
ートに多くの水蒸気を与えることができる。という二重
の効果により、シートのカールを激減することができ
る。また、定着装置内面に水蒸気発生手段（断熱手段）
を施してあるから、その水蒸気発生手段からの水蒸気の
蒸発により気化熱を奪い、定着装置外部への放熱が非常
に少なくなり、定着装置近傍部の昇温を効果的に防ぐこ
とができる。さらに、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。

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妨げら
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。

シートに水蒸気つまり湿度を与えるから、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妨
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もので、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。

【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。

───────────────────────────────────────────────────── 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

【特許請求の範囲】

【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、前記加熱定着装置内の水蒸気を該加
熱定着装置からの排出直後の前記記録部材に与える手段
と、前記加熱定着装置の水蒸気圧を高める手段と、を備
えたことを特徴とする画像記録装置。
【請求項２】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、前記加熱定着装置内の水蒸気を該加
熱定着装置からの排出直後の前記記録部材に与える手段
と、前記加熱定着装置の水蒸気圧を高める手段と、外部
への放熱を遮断するために加熱定着装置に施した断熱手
段と、を備えたことを特徴とする画像記録装置。