JP2007178732A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造、特に定着装置の構造が異なる画像形成装置の場合でも、或いは、画像形成装置の作動モードが変わる場合でも、定着装置の加熱部材における記録材の分離が常に適正に行われる画像形成装置を提供する。
【解決手段】気体噴射量設定手段を用いて、記録材搬送幅方向の気体噴射量の分布を適正に設定する。
【選択図】図６

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に、画像形成装置の定着装置における記録材の分離技術に関する。

電子写真画像形成装置は、一般に、加熱部材と加圧部材とで、記録材上のトナー像に対して熱と圧力とを加えて定着を行う定着装置を備えている。

かかる定着装置では、加熱され溶融したトナーの粘性により記録材が加熱部材に粘着する傾向があるために、定着後の記録材を加熱部材から分離する分離手段が用いられる。該分離手段としては、記録材の先端を機械的に加熱部材から剥離する分離爪が広く用いられているが、分離爪は、加熱部材表面を傷つける、記録材を変形させる、分離爪自身もその先端が変形して分離性能が低下する等の問題があるために、これらの問題を解決する為の開発が行われている。

特許文献１、２では、記録材の先端に圧搾気体を吹き付ける気体分離手段が提案されている。
特開昭６０−２４７６７２号公報 特開２００５−１５７１７９号公報

特許文献１、２等で提案されている気体分離手段は、分離爪における問題を解決する分離手段として有効なものであるが、従来の気体分離手段は次の点でなお十分ではない。

記録材の搬送幅方向に関して、気体分離手段から噴射される気体の噴射量分布が適正でないために、分離不良や記録材のバタツキが生ずるという問題がある。

定着装置の構造の違いや、画像形成装置の作動モード、特に、異なるサイズの記録材に対して画像形成を行う場合に、適正な記録材搬送幅方向の気体噴射量分布が異なったものとなるが、従来技術では、このような気体噴射量分布に関して考慮されていなかった。

例えば、特許文献１では、記録材搬送幅方向に並んで配列された複数のノズルに１本の導管の端から気体を供給しているが、このよう構成では、気体噴射量分布が一方の端部において高くなる偏ったものとなって、分離不良を起こしやすいという問題がある。

本発明は、気体分離手段を用いることにより、爪分離における問題を解決するとともに、従来の気体分離手段における問題を解決し、定着装置の構造が違う場合や、画像形成装置の作動モードが変わる場合にも良好な分離性能と記録材搬送性能を維持することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的は下記の発明により達成される。
１．
記録材を加熱する加熱部材、該加熱部材に圧接する加圧部材及び前記加熱部材から記録材を分離する分離手段を有し、前記分離手段が圧搾気体を記録材先端と前記加熱部材との間に吹き付ける気体分離手段を有する定着装置を備えた画像形成装置において、
前記気体分離手段は、記録材の搬送幅方向に配列された複数のノズルを有するとともに、前記ノズルから噴射される気体の量の記録材搬送幅方向の分布を均一化させる気体量分布設定手段を有することを特徴とする画像形成装置。
２．
前記気体分離手段は、前記ノズルに気体を供給する導管及び該導管に気体を供給する気体供給手段を有し、前記気体量分布設定手段は、前記導管の両端から気体を供給する複数の前記気体供給手段を有することを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
３．
記録材を加熱する加熱部材、該加熱部材に圧接する加圧部材及び前記加熱部材から記録材を分離する分離手段を有し、前記分離手段が圧搾気体を記録材先端と前記加熱部材との間に吹き付ける気体分離手段を有する定着装置を備えた画像形成装置において、
記録材をセンター基準で搬送する搬送手段を備えるとともに、
前記気体分離手段は、記録材の搬送幅方向に配列された複数のノズルを有し、且つ、
前記ノズルから噴射される気体の量の記録材搬送幅方向の分布を、該記録材搬送幅方向の中央部が高い山型にする気体量分布設定手段を有することを特徴とする画像形成装置。
４．
前記気体分離手段は、前記ノズルに気体を供給する導管及び該導管に気体を供給する気体供給手段を有し、前記気体量分布設定手段は、前記導管のほぼ中央部から気体を供給する前記気体供給手段を有することを特徴とする前記３に記載の画像形成装置。
５．
記録材を加熱する加熱部材、該加熱部材に圧接する加圧部材及び前記加熱部材から記録材を分離する分離手段を有し、前記分離手段が圧搾気体を記録材先端と前記加熱部材との間に吹き付ける気体分離手段を有する定着装置を備えた画像形成装置において、
記録材を片側基準で搬送する搬送手段を備えるとともに、
前記気体分離手段は、記録材の搬送幅方向に配列された複数のノズルを有し、且つ、 前記ノズルから噴射される気体の量の記録材搬送幅方向の分布を、該記録材搬送幅方向の一方の端部が高い帆型にする気体量分布設定手段を有することを特徴とする画像形成装置。
６．
前記気体分離手段は、前記ノズルに気体を供給する導管及び該導管に気体を供給する気体供給手段を有し、前記気体量分布設定手段は、前記導管の一方の端部から気体を供給する前記気体供給手段を有することを特徴とする前記５に記載の画像形成装置。
７．
前記気体量分布設定手段は、ノズル径の異なる前記ノズルを有することを特徴とする前記１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
８．
前記気体量分布設定手段は、前記ノズルの複数の群にに対して、群毎に気体を供給する複数の前記気体供給手段を有することを特徴とする前記１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
９．
前記気体量分布設定手段は前記分布を変更することができることを特徴とする前記１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。

本発明に係る画像形成装置は、記録材搬送幅方向の気体噴射量分布を所望の形態に設定する気体量分布設定手段を有するので、画像形成装置の構造、特に定着装置の構造に応じた気体噴射量分布を設定したり、画像形成装置の作動モードに応じた気体噴射量分布を設定することが可能となり、常に良好な分離性能及び搬送性能を維持することが出来る。

以下図示の実施の形態に基づいて、本発明を説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。

図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体を示す図である。

図１において、１は電子写真感光体である感光体ドラムであって、感光体ドラム１は矢示の方向に所定の周速度で回転駆動され、その表面が帯電器２によってマイナスの所定の電位ＶＨに一様帯電される。

３は露光装置で、不図示の画像読取装置やコンピュータ等から入力される画像情報の時系列デジタル画素信号に対応して変調されたレーザビームを出力する。一様帯電された感光体ドラム１の表面は、このレーザビームによって走査露光される。これにより、感光体ドラム１の露光部分は電位絶対値が低下して電位ＶＬとなり感光体ドラム１の表面に静電潜像が形成される。

現像器４は回転駆動される現像ローラ４ａを備えている。現像ローラ４ａは感光体ドラム１と対向して配置されており、その外周面にマイナスに帯電したトナーの薄層が形成される。現像ローラ４ａには、その絶対値が感光体ドラム１の電位ＶＨよりも小さく、電位ＶＬよりも大きい現像バイアス電圧が印加されており、これにより現像ローラ４ａ上のトナーが感光体ドラム１の電位ＶＬ部分にのみ付着して反転現像が行われ、トナー像が形成される。

記録材収納部１０に収納されている記録材Ｐは、搬送手段１１により搬出され、レジストローラ６１を経て、感光体ドラム１の回転と同期した適切なタイミングで感光体ドラム１と帯電転写極５とで形成される転写領域へ送られる。そして、感光体ドラム１上のトナー像は転写バイアスが印加された帯電転写極５により記録材Ｐに転写される。

６２は定着用ガイドであって、トナー像が転写された記録材Ｐは定着装置７へ搬送され、記録材Ｐ上に転写されたトナー像の定着がなされる。定着装置７を通過してトナー像の定着を終えた記録材Ｐは不図示の排紙トレイ上に排出される。

一方、記録材Ｐが分離された後の感光体ドラム１は、その表面に付着した転写残トナー等の残留物がクリーニング装置８によって除去され、クリーニングされた感光体ドラム１は繰り返し次の画像形成に供される。

なお、上述の画像形成装置はモノクロ画像を形成する装置であるが、本発明はカラー画像を形成する装置に対しても適用される。

次に、定着装置７を図２の断面図に基づいて詳細に説明する。

図２において、定着装置７は、ハロゲンヒータＨ（加熱手段）により加熱され、記録材上のトナー像を加熱する加熱部材としての加熱ローラ７１、加熱ローラ７１に下方より圧接する加圧部材としての加圧ローラ７２等から構成されている。

加熱ローラ７１は、中央に設けたハロゲンヒータＨと、アルミニュウムや鉄等により円筒状に形成された芯金７１ａと、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）若しくはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂から形成され、芯金７１ａを塗布若しくはチューブにて被覆する離型層７１ｂとから構成されている。

加圧ローラ７２は、ステンレス等により円筒状に形成された芯金７２ａと、シリコンゴムの発泡体からなり芯金７２ａの外周面に位置する弾性層７２ｂと、ＰＦＡチューブ等から形成されて弾性層７２ｂの外周面を被覆する離型層７２ｃとから構成されている。そして、加圧ローラ７２は不図示の付勢部材によって付勢されて、加熱ローラ７１に下方より圧接している。

上記構成により、不図示のモータによって駆動されて加熱ローラ７１が時計方向に回転すると、加圧ローラ７２が反時計方向に回転する。従って、例えば図１に示した画像形成装置によってトナー画像が形成された記録材Ｐは、加熱ローラ７１と加圧ローラ７２とにより形成されたニップ部Ｎで挟持・搬送され、加熱・加圧されることにより記録材Ｐ上のトナー像が定着される。

なお、場合によっては加熱ローラ７１の加熱手段を誘導加熱方式にしてもよい。また、加熱部材、加圧部材としては、ローラに代えてベルトを用いることができる。

ここで、記録材Ｐ上のトナー像が加熱ローラ７１の表面に圧着し、軟化したトナーの粘着性により記録材Ｐが加熱ローラ７１に巻き付いてしまうことを防止するため、加熱ローラ７１に対して圧搾気体を吹きつけ、加熱ローラ７１に巻き付いた記録材Ｐの先端部を気体の風圧によって剥離させる気体分離手段９が、ニップ部Ｎに対する記録材Ｐの排紙側に設けられている。気体分離手段９からは、記録材Ｐの先端がニップＮを通過する際に、パルス状の圧搾気体が噴射されて、記録材Ｐを加熱ローラ７１から分離する。

７３、７４は定着装置７への記録材Ｐの進入をガイドするガイド板、７５、７６は定着装置７からの排紙をガイドするガイド板である。

この気体分離手段９について、図３及び図４に基づいて説明する。図３は気体分離手段９の斜視図、図４は気体分離手段９の断面図である。

両図に示した気体分離手段９は、記録材Ｐの先端部に圧搾気体を噴射す複数のノズル９１、記録材Ｐの搬送幅方向に複数配列されたノズル９１を支持するとともに、ノズル９１に気体を送る導管材９２で構成される。導管９２には圧搾気体が供給され、ノズル９１からは、記録材Ｐを加熱ローラ７１から剥離することができる圧力の気体が噴射される。

本発明の実施の形態の説明に先立って、気体分離手段を用いる場合の問題点について、説明する。

図５は複数のノズルＮＺを１本の導管ＡＰに連結し、導管ＡＰの一方の端にエアポンプからなる気体供給手段ＰＰを設けた気体分離手段を示す。

各ノズルＮＺの噴射口を始めとするノズル形状については、各ノズルにおいて等しくした場合にも、各ノズルＮＺからの気体の噴射量は均等にはならず、左右で不均等になる。即ち、気体噴射量の分布を示す点線Ｌ１のように気体供給手段ＰＰに近い方のノズルＮＺからの噴射量がより大となる。

その結果、気体分離手段の分離性能が記録材の搬送幅方向に不均一になって、分離不良や記録材のバタツキが起きやすくなる。

また、ノズルＮＺからの気体噴射量が記録材搬送幅方向に均一になることが最も望ましいというのではなく、中央部の噴射量を大きくした方がよい場合や、一方の端のにおいてより大きくした方が良い場合など、装置によって或いは装置の作動モード等の種々の要因に対応して適正な気体噴射量分布の形態が異なったものとなる。

本発明は、気体分離手段を有する定着装置を備えた画像形成装置において、気体分離手段を画像形成装置の構造や作動モードに適合させることにより、定着装置における記録材の分離・搬送を円滑に行い、定着装置における記録材のジャムの発生を抑制し、また、定着装置において、発生しやすい記録材の皺や波打ちを防止したもので、以下に問題解決の具体的な手段について説明する。
（１）実施の形態１
図６は本発明の実施の形態１の要部を示す。

記録材の搬送幅方向、即ち、搬送方向Ｙに直交する方向Ｘに複数配列されたノズル９１は共通の導管９２に連結され、導管９２の一方の端には、エアポンプ９４ａ及び電磁弁９３ａから圧搾気体が送られる。

また、導管９２の他方の端には、エアポンプ９４ｂ及び電磁弁９３ｂは配置される。導管９２の両端から気体が供給されるので、点線Ｌ２で示すように記録材の搬送幅方向Ｘに均一な噴射量分布の気体がノズル９１から噴射される。

記録材搬送幅方向に均一な噴射量分布を持って気体を加熱ローラ７１にふき付けることにより、分離搬送性が安定し、記録材のサイズの違いや、環境の変動に対して、満足できる分離性能が得られる。従って、本実施の形態は、種々の環境や作動条件に対して、安定して作動する画像形成装置を提供する。
（２）実施の形態２
図７は本発明の実施の形態２の要部を示す。

本実施の形態においては、導管９２の記録材搬送幅方向中央部にエアポンプ９４及び電磁弁９３を連結している。

このような構成により、点線Ｌ３で示すように、中央部において、気体の噴射量が大きい山型の分布を持った気体の吹きつけが行われる。

本実施の形態においては、Ａ３サイズやＡ４縦（搬送幅方向を長辺とする記録材搬送）のような大サイズの記録材を用いた画像形成において、記録材の先端がその搬送幅方向に関して中央部から分離が始まり、次第に端部の分離へと移行する分離が行われることにより、気体分離手段９による分離位置において、発生することがある記録材のバタツキを良好に抑制することができる。

図７に示す気体分離手段は、図８に示すように、各種サイズの記録材Ｐ１〜Ｐ４をセンターラインＣＬを基準にしてＹ方向に搬送するセンター基準搬送の搬送手段を持った画像形成装置において特に、良好な分離性能が得られて有効である。

このようなセンター基準の搬送は、図１において、記録材収納部１０から記録材Ｐを搬出する搬送手段１１により行われる。
（３）実施の形態３
図９は本発明の実施の形態３の要部を示す。

本実施の形態においては、図示のように、導管９２の一方の端部に近い位置において、エアポンプ９４及び電磁弁９３から気体を供給している。このような構成によって、点線Ｌ４で示すように、一方の端部近傍において、気体の噴射量が大きい帆型分布が形成される。

本実施の形態は、図１０に示すように、各種サイズの記録材Ｐ１〜Ｐ４を搬送幅方向の一方の端縁を基準線ＳＬに合わせてＹ方向に搬送する搬送手段を有する画像形成装置に用いられる。

このような片側基準の搬送は、図１において、記録材収納部１０から記録材Ｐを搬出する搬送手段１１により行われる。
（４）実施の形態４
図１１は本発明の実施の形態４の要部を示す。

図１１に示すノズル９１のノズル径、即ち、気体噴射口も径Ｄが種々異なるノズルを用いることにより、所望の気体噴射量分布が形成される。

例えば、図７に示す点線Ｌ３で示す山型の分布は、中央部のノズルのノズル径を端部のノズルのノズル径よりも大きくすることにより形成される。また、図５に示すように、導管ＡＰの一方の端から気体を供給する構成においても、ノズル径を左右で異ならせることにより、図６の点線Ｌ２で示すような一様な分布が得られる。
（５）実施の形態５
図１２は実施の形態５の要部を示す。

図１２に示すように、ノズル９１１〜９１ｎを複数の群に纏め、各群に導管９２１、９２２、９２３を介してエアポンプ９４１、９４２、９４２及び電磁弁９３１、９３２、９３３をそれぞれ連結している。

このような構成において、エアポンプ９４１、９４２、９４３の出力を制御することにより、図６における点線Ｌ２、図７における点線Ｌ３或いは図９における点線Ｌ４のような気体噴射量分布を設定することができる。

以上説明したように各種の手段を用いて所望の気体の噴射量分布を形成することができる。

このような各種手段を画像形成装置に適用する方法としては次の２方法に大別される。

第１の方法は画像形成装置の最適な気体噴射量分布を求め、最適の気体分離手段を設置する方法である。この方法では、気体分離手段は、画像形成装置に設置された後に、その気体噴射特性に関して変更されることは基本的にはない。

センター基準の記録材搬送を行う画像形成装置においては、図７の点線Ｌ３で示すような気体噴射量分布が設定され、片側基準の記録材搬送を行う画像形成装置では、図９の点線Ｌ４で示すような気体噴射量分布が設定される。

第２の方法は、気体分離手段が画像形成装置に設置された後に、その気体噴射特性を調節する方法である。

例えば、画像が形成される記録材のサイズに応じて、気体分離手段の気体噴射分布を変えることが行われる。例えば、大サイズの記録材を用いた場合には、図７の点線Ｌ３のような気体量分布を設定し、小サイズにおいては、図６の点線Ｌ２のような気体量分布を設定することにより、記録材端部に生じやすいバタツキを防止することができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体を示す図である。 定着装置の断面図である。 気体分離手段の斜視図である。 気体分離手段の断面図である。 気体分離手段の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１の要部を示す図である。 本発明の実施の形態２の要部を示す図である。 記録材の搬送形態を示す図である。 本発明の実施の形態３の要部を示す図である。 記録材の搬送形態を示す図である。 本発明の実施の形態４の要部を示す図である。 本発明の実施の形態５の要部を示す図である。

符号の説明

７ 定着装置
７１ 加熱ローラ
７２ 加圧ローラ
９１、ＮＺ ノズル
９２、ＡＰ 導管
９３、９３ａ、９３ｂ、９３１、９３２、９３３ 電磁弁
９４、９４ａ、９４ｂ、９４１、９４２、９４３、ＰＰ エアポンプ
Ｐ 記録材

Claims (9)

1. 記録材を加熱する加熱部材、該加熱部材に圧接する加圧部材及び前記加熱部材から記録材を分離する分離手段を有し、前記分離手段が圧搾気体を記録材先端と前記加熱部材との間に吹き付ける気体分離手段を有する定着装置を備えた画像形成装置において、
   前記気体分離手段は、記録材の搬送幅方向に配列された複数のノズルを有するとともに、前記ノズルから噴射される気体の量の記録材搬送幅方向の分布を均一化させる気体量分布設定手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記気体分離手段は、前記ノズルに気体を供給する導管及び該導管に気体を供給する気体供給手段を有し、前記気体量分布設定手段は、前記導管の両端から気体を供給する複数の前記気体供給手段を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 記録材を加熱する加熱部材、該加熱部材に圧接する加圧部材及び前記加熱部材から記録材を分離する分離手段を有し、前記分離手段が圧搾気体を記録材先端と前記加熱部材との間に吹き付ける気体分離手段を有する定着装置を備えた画像形成装置において、
   記録材をセンター基準で搬送する搬送手段を備えるとともに、
   前記気体分離手段は、記録材の搬送幅方向に配列された複数のノズルを有し、且つ、
   前記ノズルから噴射される気体の量の記録材搬送幅方向の分布を、該記録材搬送幅方向の中央部が高い山型にする気体量分布設定手段を有することを特徴とする画像形成装置。
4. 前記気体分離手段は、前記ノズルに気体を供給する導管及び該導管に気体を供給する気体供給手段を有し、前記気体量分布設定手段は、前記導管のほぼ中央部から気体を供給する前記気体供給手段を有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 記録材を加熱する加熱部材、該加熱部材に圧接する加圧部材及び前記加熱部材から記録材を分離する分離手段を有し、前記分離手段が圧搾気体を記録材先端と前記加熱部材との間に吹き付ける気体分離手段を有する定着装置を備えた画像形成装置において、
   記録材を片側基準で搬送する搬送手段を備えるとともに、
   前記気体分離手段は、記録材の搬送幅方向に配列された複数のノズルを有し、且つ、 前記ノズルから噴射される気体の量の記録材搬送幅方向の分布を、該記録材搬送幅方向の一方の端部が高い帆型にする気体量分布設定手段を有することを特徴とする画像形成装置。
6. 前記気体分離手段は、前記ノズルに気体を供給する導管及び該導管に気体を供給する気体供給手段を有し、前記気体量分布設定手段は、前記導管の一方の端部から気体を供給する前記気体供給手段を有することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記気体量分布設定手段は、ノズル径の異なる前記ノズルを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記気体量分布設定手段は、前記ノズルの複数の群にに対して、群毎に気体を供給する複数の前記気体供給手段を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記気体量分布設定手段は前記分布を変更することができることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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