JP2009300704A - 定着装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】薄い用紙から厚い用紙までの幅広い範囲の雑多な用紙においても、用紙ジャムが少なく信頼度の高い定着装置を提供する。
【解決手段】加熱ローラと、前記加熱ローラに対し圧接可能に設けられた加圧ローラを備え、未定着トナー像を保持した用紙を前記加熱ローラと前記加圧ローラとで挟持搬送し、前記未定着トナー像を前記用紙に定着させる定着装置において、前記加熱ローラと前記加圧ローラが前記用紙を挟持する部位の用紙搬送方向下流側に前記用紙の表面に向けて圧縮空気の噴出を行う圧縮空気噴出手段を設け、用紙厚さの事前情報によって前記噴出時間及び噴出回数を可変としたことを特徴とする。
【選択図】 図2
【解決手段】加熱ローラと、前記加熱ローラに対し圧接可能に設けられた加圧ローラを備え、未定着トナー像を保持した用紙を前記加熱ローラと前記加圧ローラとで挟持搬送し、前記未定着トナー像を前記用紙に定着させる定着装置において、前記加熱ローラと前記加圧ローラが前記用紙を挟持する部位の用紙搬送方向下流側に前記用紙の表面に向けて圧縮空気の噴出を行う圧縮空気噴出手段を設け、用紙厚さの事前情報によって前記噴出時間及び噴出回数を可変としたことを特徴とする。
【選択図】 図2
Description
本発明は、電子写真装置の定着装置に関するものである。
電子写真式印刷装置の概略構成を図1を用いて説明する。図1において、感光ドラム1側からタイミングを見計らって送り出される用紙6は感光ドラム1と接触して、感光ドラム1上のトナー像5を転写器2で用紙6に転写する。転写された用紙6は剥離器3により感光ドラム1より剥離され、搬送ベルト4を経て定着装置10に搬送される。一般的には用紙6を搬送ベルト4で吸引しながら定着装置10に送り出す。吸引の方法は、電気的なものまたは空圧的なものなどがある。定着装置10に送られた用紙6表面のトナー像5は、加熱ローラ11と加圧ローラ12に挟持される部位9(以下、定着ニップ部と称す)にて、熱と圧力により定着される。
定着ニップ部9を通過した用紙6は、溶着したトナーにより加熱ローラ11に巻付いてしまい搬送されない不具合が生じる。そこで、剥離爪8などを加熱ローラ11に当接して用紙6を引き剥がす方法が広く知られている。しかし、剥離爪8が接触する加熱ローラ11の表面部分が摩滅して加熱ローラ11の寿命が短くなる不具合を生じたり、剥離爪8にトナーなどの汚れが蓄積して用紙6を汚す不具合を生じることが知られている。
そこで図2に示すように、圧縮空気を用紙6の先端に吹き付けて、用紙6を加熱ローラ11から剥離する技術が提案されている。コンプレッサ17で作った圧縮空気を、配管14で繋いだ空気タンク16に貯蔵する。空気タンク16と定着装置10内部のノズル13は配管14で繋がれ、その中間部に電磁弁15が配設される。電磁弁15は常時閉じており、空気タンク16内の圧縮空気を保持している。定着ニップ部9を通過し、溶着したトナーにより加熱ローラ11に巻付きながら搬送された用紙6がある位置に達すると電磁弁15が開放され、ノズル13から放出される圧縮空気によって、用紙6は加熱ローラ11から剥がされる。先端部を剥離させられた用紙6は、上用紙ガイド22又は下用紙ガイド21に沿って更に搬送される。
前述の剥離に必要な空気の噴出し時間は、用紙6の搬送速度、空気タンク16の容積、圧縮空気の圧力、ノズル13の噴出口の開口面積、噴出口の数などで左右されるが、0.03〜0.2secが好ましく、用紙6の先端部を狙っての1回の噴出が知られている。
近年の電子写真装置需要の多様性から、印刷する用紙6の厚さ(坪量)は35〜199g/m2と多岐に渡っており、その厚さが違えば、高い信頼度で剥離できる空気の噴出し時間又は圧力は違ったものとなる。
例えば、用紙6の搬送速度700mm/sec、空気タンク16の容量1300cc、圧縮空気の圧力0.1MPa、ノズル13の噴出口の開口面積3mm2、噴出口が1個の条件で、最も需要の多い坪量75g/m2の用紙6を信頼度高く剥離できる空気の噴出し時間は、その実績より0.11secとなっている。
需要は少ないが、用紙6の坪量が157g/m2を超えると、用紙自身の高い剛性により加熱ローラ11の法線方向に搬送されるので、空気の噴出しがなくとも、加熱ローラ11に巻き付くことはない。
しかし、坪量35〜64g/m2の薄い用紙6では、噴出する圧縮空気に負け、用紙6がノズル13と定着ニップ部9の間で座屈する場合があった。その結果用紙ジャムとなり、電子写真装置が停止する問題があった。厚さが薄いことによる用紙6の剛性不足が主因であるが、湿度による用紙剛性の更なる低下、用紙のカールの向きや量、なども少なからず影響を及ぼしている。
加えて、用紙が薄いことによる剛性不足から、一旦先端を剥離された用紙がその後の用紙搬送による定着ニップ9部通過で、再び加熱ローラ11に巻きつく用紙中折れジャムが発生する問題もあった。
本発明の目的は、上記問題に鑑み、薄い厚さの用紙においても、用紙ジャムが少ない信頼度の高い電子写真装置用の定着装置を提供することにある。
前記目的を達成するため本発明は、加熱ローラと、前記加熱ローラに対し圧接可能に設けられた加圧ローラを備え、未定着トナー像を保持した用紙を前記加熱ローラと前記加圧ローラとで挟持搬送し、前記未定着トナー像を前記用紙に定着させる定着装置において、前記加熱ローラと前記加圧ローラが前記用紙を挟持する部位の用紙搬送方向下流側に前記用紙の表面に向けて圧縮空気の噴出を行う圧縮空気噴出手段を設け、用紙厚さの事前情報によって前記噴出時間及び噴出回数を可変としたことを特徴とする。
本発明によれば、用紙厚さの事前情報によって、坪量が35〜64g/m2の薄い用紙が印刷される場合の圧縮空気噴出時間を短くすることにより、用紙の座屈を防止することができる。そして用紙剛性の低さに由来する、用紙先端剥離後の加熱ローラへの再巻付きを防止する目的で、2回に分けて圧縮空気を噴出すれば、より信頼度の高い安定した剥離を行うことができる。
また、需要の多い坪量65g/m2を超える厚さの用紙を印刷する場合は、用紙厚さの事前情報によって、標準的な長さの噴出時間を1回のみ噴出することによって安定した用紙剥離を行うことができる。
さらには、坪量157g/m2を超える厚さの用紙を印刷する場合、圧縮空気噴出を止めても、安定した信頼度の高い用紙搬送が可能であり、コンプレッサや電磁弁の寿命を延ばすことが可能となる。
本発明は前述のような構成になっており、圧縮空気を噴出する目的を、最小の部品点数で、定着装置の大きさを損なわずに実現した。以下、図面を用いて説明する。
図1は電子写真装置の概略構成図、図2は実施例に係る定着装置の概略構成図である。図2において図1と同一部分は同一符号で示してある。
感光ドラム1側からタイミングを見計らって送り出される用紙6は感光ドラム1と接触し、感光ドラム1上のトナー像5を転写器2で用紙6へ転写する。トナー像5が転写された用紙6は剥離器3により感光ドラム1から剥離され、搬送ベルト4により定着装置10へ搬送される。
コンプレッサ17で作られた圧縮空気は、配管14で繋がれた空気タンク16に貯蔵される。空気タンク16と定着装置10内部に配設したノズル13は配管14で繋がれ、その中間部に電磁弁15が配設される。電磁弁15は常時閉じており、空気タンク16内の圧縮空気を保持している。用紙6の搬送が進み、定着ニップ部9を通過した時に、制御部18より信号が送られて、一定時間だけ電磁弁15を開放する。空気タンク16内の圧縮空気は配管14を通って、ノズル13から用紙6に向って噴出する。この圧縮空気の流れが、加熱ローラ11に巻きついた用紙6を剥離する。
圧縮空気方式による用紙剥離を採用している電子写真装置は、比較的高速な電子写真装置である。高速な電子写真装置では、加熱ローラ11の温度設定、電子写真の各種条件、用紙走行の各種条件などを最適にする目的で、事前にオペレーターへ用紙厚さの情報入力を要求することが一般的である。
本発明による電子写真装置では、オペレーターが使用する用紙の厚さの情報を入力パネル23から入力する。入力した厚さの情報は、制御部18に伝送されて保存される。一般的な電子写真装置は、積み重ねた用紙から1枚のみを分離して供給する給紙部を複数配設している。この場合は、各々の給紙部毎に異なる厚さの用紙をセットする。
図3は、薄い紙と厚い紙の電磁弁15の動きを示したものである。用紙坪量35〜64g/m2の事前情報が入力されている場合、T1〜T2の0.05secの間は電磁弁15が開き、その後T2〜T3の0.05sec間は電磁弁15が閉じ、その後T3〜T4の0.05sec間は電磁弁15が再び開く。
用紙の剛性が低いので、1回の短い圧縮空気噴出のみで用紙剥離が可能である。しかし、用紙剛性が低い故に、一旦先端を剥離された用紙がその後の用紙搬送による定着ニップ9部通過で、再び加熱ローラ11に巻きつく用紙中折れジャムが稀に発生する。その再巻き付きを防止する目的で2回目の圧縮空気噴出を行っている。
T1〜T2の圧縮空気噴出で、用紙6の先端は定着ニップ部9まで一気に剥離する。したがって、T2〜T3の電磁弁15が閉じている時間は、定着ニップ部9から上用紙ガイドの先端22aの位置まで、用紙6が搬送される時間と同じに設定することが最適である。
用紙坪量64g/m2を超える事前情報が入力されている場合、T1〜T2で電磁弁15は1回のみ0.11secの間開く。
条件を同一にする試みとして、薄い紙の条件で坪量75g/m2の厚さの用紙を剥離しようとしても、用紙剛性が高いために充分に剥離できない場合があり、稀に用紙ジャムが発生してしまう。また、開放時間の最適化だけではなく、圧縮空気の圧力を用紙厚さによって最適化する方法も存在するが、圧力を変化させる機能を持つ部品の追加が必要であり、原価の上昇を招く結果となる。よって、紙の厚さの事前情報で電磁弁15の開放条件を最適化することが、安価で、信頼度の高い電子写真装置を実現する手段となる。
図4は、コンプレッサ17や電磁弁15の寿命を延ばすことを目的とした場合の、電磁弁15の動きを示したものである。用紙6の坪量が157g/m2を超える場合、コンプレッサ17を停止し、圧縮空気の噴出をやめる。
なお、ノズル13の開口部は、ノズル13の設置個数や圧縮空気の圧力によって影響されるが、1個のノズル13の開口部は0.5〜8mm2の範囲が適切である。また、コンプレッサ17の吐出能力やノズル13の開口面積によって影響されるが、電磁弁15の開放時間は30〜250msecの範囲が適切である。更に、ノズル13の設置個数は、可能印刷用紙の幅によって影響されるが、加熱ローラ11軸方向に1〜10個の範囲が適切である。
用紙厚さに左右されることなく、雑多な種類の用紙において、用紙ジャムが少なく信頼度の高い電子写真装置を提供することにある。
1は感光ドラム、2は転写器、3は剥離器、4は搬送ベルト、5はトナー像、6は用紙、8は剥離爪、9は定着ニップ部、10は定着装置、11は加熱ローラ、12は加圧ローラ、13はノズル、14は配管、15は電磁弁、16は空気タンク、17はコンプレッサ、18は制御部、19は圧力制御弁、21は下用紙ガイド、22は上用紙ガイド、23は入力パネルである。
Claims (1)
- 加熱ローラと、前記加熱ローラに対し圧接可能に設けられた加圧ローラを備え、未定着トナー像を保持した用紙を前記加熱ローラと前記加圧ローラとで挟持搬送し、前記未定着トナー像を前記用紙に定着させる定着装置において、
前記加熱ローラと前記加圧ローラが前記用紙を挟持する部位の用紙搬送方向下流側に前記用紙の表面に向けて圧縮空気の噴出を行う圧縮空気噴出手段を設け、用紙厚さの事前情報によって前記噴出時間及び噴出回数を可変としたことを特徴とした定着装置。
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2008
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