JPS60182464A - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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紙
等の記録部材（以下、シートと略称する）上に定着させ
る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定着装置とし
ては、加熱手段を内部に有したチャンバー内にシートを
通過させてシート上のトナー像を加熱融着させる加熱定
着装置、シートに圧力を加えてシート上のトナー像を固
化させる圧力定着装置、加熱ローラと加圧ローラとの間
にシートを通してシート上のトナー像を加熱融着させる
加熱定着装置等がある。しかし、いずれの定着装置であ
っても、定着装置を通過したシートは熱または機械的圧
力を受けて変形しカールする問題がある。この現象は加
熱定着装置において顕著である。

特に、上記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
分が蒋発し、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１・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ケくなるこ
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５１−１１３８３７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、後側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１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、両者がオーバーラツプする領域は狭く、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、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。また本発明はカールを水蒸気
によって防止すかがその水蒸気の有効利用も目的とする
。特に本発明は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性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、トナー像を記
録部材上に定着する定着装置と、水蒸気を前記記録部材
に与えるように前記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、前記水蒸気付与手段の有効作用幅
を前記記録部材の幅に応じて可変する作用幅可変手段と
、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ｌ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」二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１
５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で清掃されて縁返し使用
される。

定着器１６から排出された定着器のシートは、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）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、複写装置のように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。

１、記定着ローラ１６２はＳｕｓ争Ａｕ・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。

Ｊ−記加圧ローラ１６３はＳｕｓ・鉄等の芯金表面にＨ
ＴＶ　−ＬＴＶ　−ＦＬＣ等の非粘着性耐熱弾性体を被
覆した構成である。

本実施例では加熱定着装置を用いているが、その温度は
定着ローラの方が加圧ローラよりも高いためカールが定
着ローラの周に沿った形で発生しやすい。このカール発
生は圧力定着の加圧の方法によっても生じるが、詳細は
後述する。

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
ウェブ１６１によってクリーニングされる。オイル塗Ｉ
β部材およびクリーニング部相と−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ェブ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
ばねで伺勢されたシート９の右利は防止爪、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伺
勢されたシート９の巻付は防止爪、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波路である。この水蒸気
流路１６７は、本例では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−Ｆ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−に記の熱供給に
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。

定着器１６内の水蒸気は温たかい空気の流れと一緒にＩ
；方へ流れるが、定着器の上部は例えばモルトブレーン
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により矢示すの方向へ導かれる。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
ほぼ上面状になり、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からの分離性がと
もに良好な状態になる。

上記水草気流路１６７にはプランジャ１７０でワイヤ１
７５を介し、閉じ用ばね１７２の弾性に抗して開かれる
ルーパー１７１が設けられている。これ等は第３図に示
すように、上記水蒸気流路１６７を幅方向に数多の仕切
板１７４−１〜１７４−５　（１７４−１は不図示）で
複数に分割し、各分割された流路１６７−１〜ｌ　６７
−４に夫々別個独立にルーパー１７１−１〜１７１−４
を設け、この各ルーパーをワイヤ１７５−１−１７５−
４　（１７５−１は不図示）を介してプランジャ１７０
−１−１７０−４　（１７０−１は不図示）で開閉する
ように構成し、画像記録装置に装填されたシート収納カ
セットからのシートサイズ信号で上記プランジャ１７０
−１〜１７０−４を制御し、シート幅に対応する幅だけ
流路を開く。

図示例はルーパー１７１−１〜１７１−３が開かれ、ル
ー／＜−１７１−４が閉じられた状態である。このため
、シート９の幅外に位置する流路１６７−４からの水蒸
気の無駄な放出がなく、また、後記のような不都合も生
じないものである。

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１７３としては、水蒸気が通るように網目状の穴１
７３ａを有する板、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４．５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、巻付は防止爪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４
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４図すに示すように、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５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−Ｌ方向に向いていることによ
り、シートＦ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５図（ｂ
）の示すように伸びるという現象を利用して、ゝ前記の
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。

ただし、水蒸気流路１６７の幅よりシート幅が小さいと
きには、定着装置１６からの水蒸気はシートのない部分
に集中し易くなるとともに該シートのない部分では、シ
ート案内部材１７３を通過した水蒸気を」二方へ流れる
だけでなくシート上面に向って回り込む。この結果、シ
ートにｑ−えられる水蒸気に部分的な不均衡が生じ、シ
ートは端部と中央部とで変形量に差が生してカールの原
因となる。

そこで、前記第３図に示すように、シートサイズに応じ
て該シートのない部分の水蒸気流路を閉じることにより
、適確にシートのカール矯正を行うとともに水蒸気の無
駄な消費を防ぐことができるものである。

第６図は本発明画像記録装置に適用する加熱定着装置１
６の変形例を示す一部の正面図である。

本例は定着装置１６から排出した直後のシート下面に該
定着装置内の水蒸気を吹付けるクロスフローファン１８
０を、第７図に示すように、複数個の長さの短いクロス
フローファン１８０−１〜１８０−３を１例に配設し、
各クロスフローファンをシートサイズ検出信号を人力と
するドライバ１８１−１〜１８１−３で該シートサイズ
に応じて選択的に作動させる構成である。

この構成により、水蒸気を有効にシート９に吹付けるこ
とができ、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。

定着装置は図示例の熱ロール定着装置だけではなく、チ
ャンバー定着装置、誘導加熱定着装置、フランシュ定着
装置、熱板等の各種の熱印加型の定着装置、圧力によっ
て定着を行う圧力定着装置が適用可能である。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。

シートに与える水蒸気として、図示例は加熱定着装置内
に生じた水蒸気を利用するものであるが、定着装置近傍
に水蒸気発生手段を設けてもよい。

また、水蒸気流路を変える手段としては、第８図に示す
ようにスリット開「１２７を有した２枚のスリット板２
８を重ね合せて形成した可変幅スリフトを流路に設け、
シート幅に応じて少なくとも一方のスリット板２８を矢
示方向に移動させることで、シート幅に応じてスリアト
の長さを変える。

以」−１詳述したように、本発明によれば、定着装置の
シート排出側近傍に設けた水蒸気流路の有効作用幅をシ
ート幅（サイズ）に応じて可変するようにしたから、次
のような種々の効果が得られる。

（１）定着装置排出後のシート全面のカールを、水蒸気
を無駄に使用することなく、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）シートに水蒸気つまり湿度を与えるから、１回目
の定着を受けた後でもシートの極度な表面抵抗の」二昇
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図は第２図■−■線
に沿う断面図、第４．５図はシートのカール矯正の説明
図、第６図は定着装置の変形例を示す一部の横断面図、
第７図はその定着装置に適用されたクロスフローファン
の平面図、第８図はシート幅に応じて水蒸気流路を変え
る手段の１例を示す斜視図である。 ９は記録部材（シート）、１６は加熱定着装置、１６７
　（１６７−１〜１６７−ｎ）は水蒸気流路、１８０　
（１８０−１〜１８０−ｎ）はクロスフローファン・ 第３図 第７図 第６図 第８図 ７

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）トナー像を記録部材上に定着する定着装置と、水
   蒸気を前記記録部材に与えるように前記定着装置の記録
   部材排出側近傍に設けた水蒸気付与手段、前記水蒸気付
   与手段の有効作用幅を前記記録部材の幅に応じて可変す
   る作用幅可変手段と、を備えたことを特徴とする画像記
   録装置。