JPS60182470A - 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Ｆ、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−ｈ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
あってもご淀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、シートそのものか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」二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、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
に行うことを特徴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ｂ に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、前記定着装置から排出
直後の前記記録部材に該記録部材の幅方向にわたって不
均一に水蒸気を付与する水蒸気付与手段と、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はカセント給送コロ１２
によりカセッｉ・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？＋Ｆ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ｌｌ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
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２゜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。

上記定着ローラ１６２はＳｕｓ争Ａ又−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＝（
コ東工業製）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自鉄等の芯金表面にＨＴ
Ｖ　−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。

」二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
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
付勢されたシート９の巻付は防止爪、１６７は定着器１
６の底部よりシート排出側近傍好まり、　＜は排出コロ
２２の外側に向って形成された木ｋ（気流路である。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かもトナー像が転写されたシート９は加熱
定着装Ｎ１６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」−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。

定着器１６内の水蒸気は温たかい空気の流れと一緒にＬ
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ｏ１７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、ψ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からの分離性がと
もに良好な状態になる。また、排出コロ１７の排出側近
傍に配設したシート案内部材１７９に、第３図に示すよ
うに中央部より両側部に面積の大きな穴１７９ａをあけ
、このシート案内部材１７９上を通過するシート９の両
側部に中央部よ肪多くの水蒸気を当てるようにすること
により、シート９のカールを該シートの進行方向前後部
だけでなく両側部も矯正することができる。

次にシート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１
６２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、￥Ｍｔ
：Ｉ　−ｙ　ｌ　６２　ト加圧ａ−ラ１６３　ニ挾マれ
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５図（ｂ
）の示すように伸びるという現象を利用ｊ７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。

この場合、シート９の伸びは与えられる水蒸気の量が多
いほど大きくなる。通常、シート９のカールは第５図ａ
に示した該シートの送り方向だけではなく両側部にも生
ずる。この両側部に生ずるカールの状態は前記第４図ａ
に示したのと同じように両側部とも下方へ屈曲する。こ
のように屈曲することは、定着ローラ１６２と加圧ロー
ラ１６３とによるシート９に対する押圧力が該ローラ中
央部よりも両側部の方が大きいこと、および、この押圧
力の差によってシート９からの熱の移動が該シートの中
央部より両側部が大きいためと思われる。そこで、前記
第３図に示す構成としてシート９の両側部に中央部より
多くの水Ｘ気を与えることにより該両側部のカールを矯
正することかできるものである。

第６図は本発明画像記録装置に適用する定着装置１６の
変形例を示す１部の正面図である。未実施例１土定着器
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から排出直後のシート９の下面に上記水蒸
気を吹付けるようにしたもので、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。この場合、第７図に示すように、モータ１７１で駆
動するクロスフローファン１７０の径を、中央部１７０
ａより両端ｆＡ　１７０　ｂを大きく構成しておくこと
により、シート９の両側部に多くの水蒸気を与えて該両
側部のカールも同時に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、フラッシュ定着
装置、熱板等の各種の熱印加型の定着装置、および水蒸
気発生装置を備えた圧力定着装置等を適用可能である。

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、定着装置から
排出直後のシートに両側部が中央部より次のような種々
の効果が得られる。

（１）定着装置排出後のシートの送り方向前後部および
両側部のカールを、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上■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１１）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
定着装置の拡大横断面図、第３図はシーＩ−案内部材の
平面図、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
はクロスフローファンの平面図である。 ９は記録部材（シート）、１６は定着装置。 特許出願人　キャノン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）トナー像を記録部材」二に定着する定着装置と、
   前記定着装置から排出直後の前記記録部材に該記録部材
   の幅方向にわたって不均一に水蒸気を伺与する水蒸気付
   与手段と、を備えたことを特徴とする画像記録装置。