JP4532990B2 - 電子写真装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばプリンタ、複写機、ファクシミリ装置等の電子写真装置に係り、特に電子写真装置の定着装置における記録媒体剥離手段に関する。

電子写真装置では、感光体に静電潜像を形成し、これをトナーによって現像し、この現像したトナー像を用紙などの記録媒体に転写し、熱により記録媒体に定着させる構成になっている。このうちの定着過程においては、発熱体を備えた加熱部材を未定着のトナー像が形成された記録媒体の未定着画像面と接触するような位置に設置し、また記録媒体の他方の面からは、加圧部材によって記録媒体を加熱部材に押付け、これによりトナー像を加熱溶融しながら圧着し、記録媒体へ定着させている。この定着過程で高い画質を得るためには、トナー像の加熱温度、加圧力ならびにトナー像が熱および圧力を受ける定着時間が重要な因子となる。

また、電子写真装置の高速化や高画質化、省電力化が進むにつれ、低い加熱量を安定してトナー像へ供給し、発熱体からトナー像への伝熱効率を向上させた上で、定着時間を確保する必要性が増している。特許文献１や特許文献２には、加熱部材や加圧部材をベルト状部材として、定着装置全体の熱容量を下げ、発熱体からトナー像への伝熱効率を向上すると共に、記録媒体と加熱部材、加圧部材との密着距離を増やすことが記載されている。

特開平１０−１６１４６４号公報((００１４)段落から(００１７)段落の記載） 特開２００１−１１７３９７号公報((００１３)段落から(００１５)段落の記載）

しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載の構成の定着装置では、溶融圧縮されたトナー像が加熱部材と記録媒体との間でホットメルト型の接着剤となるため、加熱部材側に密着し、記録媒体詰まり（ジャム）の原因となる問題がある。特許文献１に記載されているように、加熱部材をローラとして加圧部材であるベルトの一部を巻き掛ける方式では、記録媒体が加熱部材側へカールするため、より密着しやすく、定着装置内のジャム発生率が高くなる。

そこで、加熱部材上に剥離爪や薄板状のガイド板を設け、強制的に記録媒体を加熱部材より剥離させる方式が用いられているが、剥離爪を使用した場合には、記録媒体の剥離時に、剥離爪が画像に接触して擦れるため、画質を劣化する。また、薄板状のガイド板を使用した場合には、記録媒体とガイド板との接触面積が大きくなるため、記録媒体の搬送抵抗が大きくなり、記録媒体の変形や記録媒体詰りの原因になるばかりでなく、溶融トナーがガイド板に付着、堆積し、その付着溶融トナーが記録媒体と接触して着いて、記録媒体詰まりの原因となるなどの問題がある。

また、ガイド板にリブを付与して、記録媒体との接触面積を減らし、記録媒体の搬送抵抗を減らし、溶融トナーのガイド板への付着を最小限に留める手法が公知であるが、リブのみが記録媒体上のトナー像と接触するため、加熱され高温化したガイド板上を記録媒体が通過する時に、トナー像と接触するリブがトナー像を再加熱しながら擦れて、画像面に光沢状の縦筋を発生させたり、トナー像を削って、画像に筋上の縦傷を発生するなど、画像品質を低下させる問題がある。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、簡単な構成で高画質、高信頼性を保つことのできる定着器、ならびにそれを用いたフルカラー電子写真装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明のフルカラー電子写真装置は、加熱圧着でトナー像を定着した記録媒体を回転する加熱部材から強制剥離する記録媒体剥離手段を備え、該記録媒体剥離手段は前記記録媒体の搬送方向に対して記録媒体幅方向に傾けて設置されたリブを有する。

本発明のフルカラー電子写真装置は、前記記録媒体剥離手段は薄い鋼板製であり、前記記録媒体の剛性を確保するために適当な強度を持つ支持部材に固定して形成したものである。

本発明のフルカラー電子写真装置は、前記支持部材に記録媒体の搬送方向に対して記録媒体方向に傾けて設置されたリブを有し、前記記録媒体剥離手段の相当する位置に穴を設け、前記リブを前記穴より突出させた。

本発明のフルカラー電子写真装置は、前記記録媒体剥離手段が薄板形状であり、記録媒体の搬送方向に対して記録媒体幅方向に傾けて形成された複数のリブを有し、各々の隣合わせる前記リブの終端が結合されている。

本発明のフルカラー電子写真装置は、前記リブが前記記録媒体の搬送方向に対して、記録媒体幅方向に１０°〜５０°の傾きを持つものである。

本発明のフルカラー電子写真装置は、前記定着器が、前記記録媒体上に形成されたトナー像に接触する加熱部材と、前記記録媒体のトナー像面と反対側の面に接触し、前記記録媒体が前記加熱部材との間に挟み込まれるニップを形成する加圧部材を有し、前記記録媒体剥離手段は薄板形状であり、前記記録媒体剥離手段の先端は前記ニップの前記記録媒体排出部より４〜１０mmの距離を保持するものである。

本発明のフルカラー電子写真装置は、前記定着器が、前記記録媒体上に形成されたトナー像に接触する加熱部材と、前記記録媒体のトナー像面と反対側の面に接触し、前記記録媒体が前記加熱部材との間に挟み込まれるニップを形成する加圧部材を有し、前記記録媒体剥離手段は薄板形状であり、前記記録媒体剥離手段は、前記記録媒体の前記ニップからの排出方向に対して５°〜３０°前記加熱部材より遠ざける方向に傾けて設置させる。

本発明のフルカラー電子写真装置は、前記記録媒体剥離手段の表面および裏面にフッ素樹脂をコーティングしたものである。

本発明によれば、加熱圧着でトナー像を定着した記録媒体を回転する加熱部材から強制剥離する記録媒体剥離手段を備え、記録媒体剥離手段は記録媒体の搬送方向に対して記録媒体幅方向に望ましくは１０°〜５０°傾けて設置されたリブを有することにより、トナー像と接触する位置を分散させることができ、画像面に光沢状の縦筋を発生させたり、画像に筋上の縦傷を発生させるなどの画像品質低下を排除しながら、記録媒体の変形や記録媒体詰りを防ぐことができる。

また、前記記録媒体剥離手段を、その剛性を確保するのに適当な強度を持つ支持部材に固定して形成することにより、記録媒体剥離手段を変形させることなく、信頼性を上げることができる。さらには、前記支持部材に前記リブを設け、記録媒体剥離手段の相当する位置に穴を設け、前記リブを突出させれば、精度の良い記録媒体剥離手段を提供することが容易となる。

また、前記リブ各々の隣合わせる終端を結合させる、または記録媒体剥離手段の表面および裏面にフッ素樹脂をコーティング、あるいはフッ素系の耐熱テープを貼りつけると、記録媒体と記録媒体剥離ガイドの接着をより防ぐことができ、トナー像との擦れによる画像欠陥や記録媒体の詰りを、より確実に防ぐことができる。

以下、本発明の詳細を図面を用いながら説明する。

図１は本実施例の定着器の記録媒体剥離手段周辺の斜視図、図２はその定着装置を備えたフルカラー電子写真装置の概略構成図、図３は本実施例の定着器の概略構成図である。

まず、図２を用いてフルカラー電子写真装置の概略構成とその動作について説明する。フルカラー電子写真装置のほぼ中央部にドラム状またはベルト状（本実施例ではドラム状）の中間転写装置１１が配設され、その周辺に、感光装置１２、転写装置１３、分離装置１４、中間転写装置清掃手段１５が配設されている。

また、ベルト状またはドラム状（本実施例ではベルト状）の感光装置１２の周辺には、帯電器１６、感光体清掃手段１７、残像除去手段１８などが配設されている。４色の異なる色の微小着色粉体であるトナーを封入した現像器１９Ｋ（黒）、１９Ｙ（イエロー）、１９Ｍ（マゼンタ）、１９Ｃ（シアン）が重ねて配設され、その下方に露光手段２０、さらにその下方に用紙やＯＨＰなどのシート状の記録媒体８を積載した記録媒体保持手段２１と記録媒体供給装置２２が配置されている。電子写真装置の上部に定着装置１０と、記録媒体排出装置２３が配置されている。

この構成において、帯電器１６は感光装置１２の表面を一様に帯電する。次にパソコンやイメージスキャナ等からの画像、文字などの印刷情報に基づいて露光手段２０によりドット単位で露光が行われ、感光装置１２の表面に静電潜像を形成する。

その後、静電潜像は、現像器１９Ｋ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃの何れかによりトナーが供給されて、現像されることによりトナー像として可視化され、感光装置１２と中間転写装置１１が接触する第一転写位置Ｔ１へ搬送される。第一転写位置Ｔ１では、図示しない電源から供給される感光装置１２と中間転写装置１１との電位差によりトナー像が中間転写装置１１の表面へ転写される。

第一転写位置Ｔ１を通過した後、感光装置１２の表面は残像除去手段１８による光照射で電位を一定以下に落とされ静電潜像が消去され、また感光体清掃手段１７により第一転写位置Ｔ１にて転写されずに残留した表面の残トナーが清掃され、次のトナー像の形成に備えられる。

上記工程を色毎に必要回数繰返すことにより、中間転写装置１１の表面に画像、文字の情報に見合う各色のトナー像が重ねて形成される。その後、トナー像は第二転写位置Ｔ２で転写装置１３によって、記録媒体供給装置２２で記録媒体保持手段２１から供給された記録媒体８に一括して転写される。トナー像を転写された記録媒体８は、分離装置１４により中間転写装置１１より剥離され、定着装置１０に運ばれトナー像を記録媒体９に定着し、記録媒体排出装置２３にて排出される。

定着装置１０は、図３に示すように、加熱ローラ１、加圧ベルト２、ニップ加圧部材３、加熱源４、記録媒体剥離ガイド５、温度検出手段としてのサーミスタ６で構成されている。加熱ローラ１は、中空のアルミニウム等の芯金上に四フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニールエーテル共重合体（ＰＦＡ）やフッ素樹脂等の離型層を設けるか、または芯金と離型層の間にシリコーンゴム等の耐熱弾性層を設けるか、あるいは芯金上に耐熱弾性層のみを設け、その内部にヒータランプ等の加熱源４が設置され、加熱源４の熱は加熱ローラ１を通してトナー像７および記録媒体８に伝えられる。

加圧ベルト２は、例えば厚さ３０〜５０μｍの電鋳による無端状のニッケルベルトや、厚さ４０〜１００μｍのポリイミド樹脂の無端状ベルトが用いられる。また、それらの無端ベルトの外周面に厚さ２０〜３００μｍのシリコーンゴム層を設けるか、ＰＦＡやフッ素樹脂によって外周面を離型化処理したものが使用される。

加圧ベルト２は、ニップ加圧部材３の周りに無張力または張架状態で掛け渡され、加熱ローラ１が加圧ベルト２を挟んでニップ加圧部材３に圧着されている。ニップ加圧部材３は、アルミニウム等の金属製パッド、もしくは金属またはＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等耐熱樹脂の表面にシリコーンゴム等の耐熱弾性層を設けて構成されている。また、ニップ加圧部材３は、アルミニウム等の金属製または金属の表面にシリコーンゴム等の耐熱弾性層を設けた回転自由のローラ形状としても良い。加熱ローラ１は、図示しない駆動源によってＰ方向に回転駆動され、この加熱ローラ１の回転によって、加圧ベルト２がＱ方向へ従動走行する。これらの回転により、未定着のトナー像７が載った記録媒体８は、トナー像面が加熱ローラ１に接する向きで、加熱ローラ１に加圧ベルト２が圧着している距離で加圧ベルト２と共に通過する構成となっている。サーミスタ６が加熱ローラ１の外周面に設置され、加熱源４への通電量を調整することで、加熱ローラ１表面の温度が制御される。

記録媒体剥離ガイド５は、定着出口部Ｏから出る記録媒体８を加熱ローラ１から強制剥離する位置に配置され、そのガイド先端は、定着出口部Ｏ近傍にあって、加熱ローラ１の外周面に近接している。

また、記録媒体剥離ガイド５は薄い鋼板または耐熱樹脂成形品によって形成され、図１に示すように、記録媒体８の通過面には、記録媒体の搬送方向に対して傾けて配置されたリブ９を備えている。

次に、本定着装置１０の動作を、図１と図３とを用いて説明する。電子写真の各プロセスにより形成された未定着のトナー像７が転写された記録媒体８は、トナー像７面が加熱ローラ１に接する向きで、加熱ローラ１と加圧ベルト２のニップ部に挟まれ搬送される。その後記録媒体８は、加熱ローラ１に密着したまま加熱ローラ１の回転と共に加熱、加圧されながら移動し、加熱ローラ１を通過する間にトナー像７は記録媒体８に溶融、圧着され定着過程が終了する。

この記録媒体８は、記録媒体出口Ｏより出される際、溶融圧着されたトナー像が加熱ローラ１と記録媒体８との間で接着剤となるため、記録媒体８が加熱ローラ１から剥離されない場合が発生する。加熱ローラ１に密着した記録媒体８は、記録媒体剥離ガイド５により強制的に剥離される。強制的に剥離された記録媒体８は記録媒体剥離ガイド５に接触しながら排出されることになるが、記録媒体剥離ガイド５の記録媒体８の通過面にリブを設けているため、トナー像７面との接触面積を減らすことができ、それによって記録媒体８の搬送抵抗を減らし、搬送抵抗による記録媒体８の変形や記録媒体詰り、あるいは溶融トナーが記録媒体剥離ガイド５に付着堆積し、その付着溶融トナーが記録媒体８と接触して着くことにより発生する記録媒体詰りを防ぐことができる。

さらには、リブ９を記録媒体８の搬送方向に対して傾けて配置することによって、記録媒体８の幅方向特定の点でのリブ９との接触を避けることができるため、加熱され高温化した記録媒体剥離ガイド５上を記録媒体が通過する時に、トナー像と接触するリブがトナー像を再加熱しながら擦れることによる、画像面に光沢状の縦筋や、筋上の縦傷を防ぐことができる。

また、記録媒体８を強制剥離させるためには、記録媒体剥離ガイド５の先端を加熱ローラ１へ極力近づけることが望ましく、精度や記録媒体剥離ガイド５先端の真直度を考慮すると、記録媒体剥離ガイド５は、薄い鋼板製が有利である。その場合のリブ９は、鋼板の所定位置を絞り押出すことにより形成すると、容易に所望の効果を得ることができる記録媒体剥離ガイドを形成することができる。

あるいは、図４に示すように、薄い鋼板製の記録媒体剥離ガイド５の記録媒体８と接触させない記録媒体８通過面を絞り９ｂにより記録媒体８から遠ざけ、残った部分にて記録媒体８と接触させるようにすれば、同様な効果が得られると共に、記録媒体８通過面の平面精度、および記録媒体剥離ガイド５の先端精度を確保しやすくなる。

さらに、図１、図４に示すように、記録媒体剥離ガイド５を、例えば板厚ｔ０.８mm 以上の鋼板など、適当な剛性を持つ支持部材５ｂに固定することにより、用紙詰り時などに発生する記録媒体８からの力を支持部材５ｂが受けることができるため、薄い鋼板製の記録媒体剥離ガイド５が突発的な強い荷重によって変形することを防ぐことができる。

また、図５に示すように、支持部材５ｂにリブ９を記録媒体８の搬送方向に対して傾けて配置し、支持部材５ｂのリブ９の位置に相当する記録媒体剥離ガイド５の位置に穴９ｃを設け、リブ９を記録媒体剥離ガイド５より突出させれば、用紙剥離ガイド５の製造時に絞り工程等の大きな変形工程を除くことができるため、用紙剥離ガイド５の先端精度を確保しやすくなる。

また、図６に示すように、以上述べてきたそれぞれの記録媒体搬送方向に対して傾けて配設したリブ９について、各々の隣合わせるリブの終端を結合させることにより、記録媒体８の全幅において、記録媒体８とリブ９の接触時間を等しくさせることができ、トナー像７との擦れによる画像欠陥を、より確実に防ぐことができる。

また、これまでに記述した記録媒体剥離ガイド５に設置するリブ９の傾きは、小さすぎると記録媒体８の特定の位置とリブ９が擦れ合い易くなり、トナー像７との擦れによる画像欠陥が発生し易くなり、傾きが大きすぎると、記録媒体８との接触面積が大きくなるため、記録媒体８の搬送抵抗が大きくなり、記録媒体８の変形や記録媒体８の詰りの原因となる。従って、リブ９の傾きθは１０°〜５０°に設定することが望ましい。

また、これまでに記述した記録媒体剥離ガイド５の表面および裏面にフッ素樹脂をコーティング、あるいはフッ素樹脂系の耐熱テープを貼りつけると、記録媒体８と記録媒体剥離ガイド５との摺擦抵抗を低減できる上、記録媒体剥離ガイド表面および裏面へのトナー付着を防ぐことができるため、記録媒体８と記録媒体剥離ガイド５の接着を防ぐことができ、トナー像７との擦れによる画像欠陥や記録媒体８の詰りを、より確実に防ぐことができる。

実施例の定着装置の用紙剥離機構周辺図である。 実施例の電子写真装置の全体図である。 実施例の定着装置の断面図である。 実施例の用紙剥離機構周辺図である。 実施例の用紙剥離機構周辺図である。 実施例の用紙剥離機構周辺図である。

符号の説明

１…加熱ローラ、２…加圧ベルト、３…ニップ加圧部材、４…加熱源、５…記録媒体剥離ガイド、５ｂ…支持部材、６…サーミスタ、７…トナー像、８…記録媒体、９…リブ、９ｂ…絞り、９ｃ…穴、１０…定着装置、１１…中間転写装置、１２…感光装置、１３…転写装置、１４…分離装置、１５…中間転写装置清掃手段、１６…帯電器、１７…感光体清掃手段、１８…残像除去手段、１９Ｋ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ…現像器、２０…露光手段、２１…記録媒体保持手段、２２…記録媒体供給装置、２３…記録媒体排出装置、Ｐ…加熱ローラ回転方向、Ｑ…加圧ベルト走行方向、Ｔ１…第一転写位置、Ｔ２…第二転写位置、θ…用紙剥離ガイドリブ傾け角。

Claims (3)

1. 感光装置と、該感光装置上に静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜像を黒、イエロー、マゼンダ、シアンの各色のトナーで顕在化する複数の現像器と、前記各色のトナーで顕在化したトナー像を重ね合わせてフルカラートナー像を記録媒体上に形成する転写装置と、前記記録媒体を前記転写装置に搬送する記録媒体供給装置と、前記フルカラートナー像を前記記録媒体に定着する定着器とを備えたフルカラー電子写真装置において、
   前記定着器が、加熱圧着でトナー像を定着した記録媒体を回転する加熱部材から強制剥離する鋼板製の記録媒体剥離手段と、支持部材を備え、
   該支持部材は、トナー像が形成された記録媒体側に、記録媒体の搬送方向に対して記録媒体幅方向に傾けて設置されたリブを有し、さらに記録媒体剥離手段の先端が該加熱部材に近接するように該支持部材に固定されて、該支持部材のリブの位置に相当する該記録媒体剥離手段の位置に穴を設け、該リブを該穴より突出させたことを特徴とするフルカラー電子写真装置。
2. 請求項１に記載のフルカラー電子写真装置において、前記リブは記録媒体の搬送方向に対して記録媒体幅方向に傾けて複数設置されており、各々の隣合せる該リブの終端が結合されていることを特徴とするフルカラー電子写真装置。
3. 請求項１に記載のフルカラー電子写真装置において、前記リブは前記記録媒体の搬送方向に対して、記録媒体幅方向に１０°〜５０°の傾きを持つことを特徴とするフルカラー電子写真装置。

Images