JP2007217187A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シート材Pに画像形成剤を熱定着させる定着装置6、この定着装置6に備え付けられた分離板26と前記定着装置6の下流側に前記シート材Pのカールを除去する排紙ローラ27、27’対を有するカール除去装置を備える画像形成装置において、前記分離板26の角度が75°〜95°かつ前記排紙ローラ27、27’対の食い込み量が0〜3mmである。
【選択図】図3
Description
そこで、熱定着後のシート材のカール除去方法として排紙に関係するローラへの紙の巻付き角度を大きくし、記録紙に逆方向のカールを強制的に与える方法が採られている。
また、従来の定着装置においては、定着部により作られるカールを排紙部までの間にカール修正を行なえる機能を備えた定着装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、詳しくは説明しないが、排紙ローラ及び排紙コロの外径や硬度差を変え、逆ニップ化させることによりカールを修正させることも従来技術として知られている。
さらに、前記従来の定着装置では、記録紙のカール除去手段を構成するために排紙ローラに圧接される2つの補助用コロを必要とし、さらに、各補助用コロを排紙ローラに圧接するためのばね等の付属部品を別に必要とする。この結果、定着装置のコストがアップしてしまい、画像形成装置全体のコストアップを招来してしまう問題がある。
請求項2に記載の発明は、前記排紙ローラ対の食い込み量を0〜3mmにするために排紙ローラの見掛け硬度が排紙コロの方より大きく、見掛け硬度差が30°以上であり(排紙ローラ見掛け硬度>排紙コロ見掛け硬度)、前記排紙ローラと前記排紙コロの外径差が0〜3mm(排紙ローラ外径<排紙コロ外径)である請求項1に記載の画像形成装置を特徴とする。
請求項4に記載の発明は、前記分離板から前記排紙ローラ対までの距離d2が60〜290mmである請求項1乃至3のいずれか1項記載の画像形成装置を特徴とする。
請求項5に記載の発明は、前記分離板の表面にテフロン(登録商標)コートまたはエナメルコートを施している請求項1乃至4のいずれか1項記載の画像形成装置を特徴とする。
請求項6に記載の発明は、前記分離板の表面摩擦係数が0.10〜0.30である請求項1乃至5のいずれか1項記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項8に記載の発明は、前記排紙ローラの表面がPFAで構成されている請求項1乃至7のいずれか1項記載の画像形成装置を特徴とする。
請求項9に記載の発明は、前記定着ローラ径がφ20〜φ45である請求項1乃至8のいずれか1項記載の画像形成装置を特徴とする。
請求項10に記載の発明は、前記定着装置のニップ部形状がローラ及びパッドでも使える請求項1乃至9のいずれか1項記載の画像形成装置を特徴とする。
また、画像形成装置10には、感光体1上の静電潜像をトナー(画像形成剤)で現像して感光体1上にトナー像を形成する現像装置4、感光体1上のトナー像を記録紙Pに転写する転写装置5、記録紙Pに転写されたトナー像を定着する定着装置6、記録紙Pを収納する用紙トレイ7、感光体1の表面をクリーニングするクリーナ8、感光体1表面の残留電荷を除去する除電装置9が備えられている。
こうして得られた入力画像信号がROS(レーザ出力部)3に入力され、レーザ光線Rを変調する。入力画像信号によって変調されたレーザ光線Rは、スコロトロン帯電装置2により一様に帯電された感光体1の表面にラスタ照射される。感光体1表面にレーザ光線Rがラスタ照射されると、感光体1上には入力画像信号に対応した静電潜像が形成される。
一方、用紙トレイ7に収納されていた記録紙Pが感光体1と転写装置5との間のニップ部(対向部)に向かって供給され、転写装置5により感光体1上のトナー像が記録紙P上に転写される。記録紙P上に転写されたトナー像は、定着装置6によって搬送されて定着され所望の画像が得られる。
トナー像の記録紙P上への転写が終了した感光体1の表面に付着した残留トナーなどの付着物はクリーナ8により除去され、さらに、感光体1の表面の残留電荷が除電装置9により除去されて、1回の画像形成動作が終了する。
記録媒体(記録紙)Pの表面には未定着トナー16が付着している。記録紙Pは、図2の矢印方向に搬送される。記録紙Pを挟んで反対側の位置には加圧手段17が設けられている。この加圧手段17は、加圧部材18と、この加圧部材18を支持する支持部材19と、加圧部材18と支持部材19を記録紙P側に加圧する加圧スプリング20と、周方向に従動して移動する無端状部材21と、この無端状部材21と加圧部材18との間の摩擦を低減するための低摩擦部材22と、無端状部材21の搬送経路を規定するガイド23を備えている。
加熱定着ローラ11の表面被覆層12は、未定着トナー16が付着しにくいようにPFA層などが用いられる。また、弾性層13としては、一般的にシリコンゴムやフッ素ゴムなどが用いられている。シリコンゴムを用いた場合、耐膨潤性を向上させるためにフッ素層などがコートされることもある。
無端状部材21はPFAとポリイミドより形成されているシート状のベルトである。加圧部材18としては加圧方向の面がフラットな加圧パッドが用いられており、シリコンゴム又はフッ素ゴムからなるゴム層を有している。ここで記録紙Pとしては、カット紙などのシート材があげられる。
図3乃至図5には、加熱定着ローラ11と加圧手段17のニップ部下流近傍に適宜に配置された分離板26の角度θを変えることでシート材である記録紙Pのカールを修正することを示している。
先ず、図3は分離板の角度θ=90°の場合である。この時、厚紙はフェイスカール(印字面側にカール)しているが、分離板26に厚紙先端が当たることによりカールを修正している。
また、図5は分離板26のθ=110°の場合であり、薄紙を搬送させるとバックカール(印字面と反対側につくカール)のついた薄紙が分離板26に当たらないためカールが修正されておらず、このまま排紙ローラ27、27’対に搬送されるために搬送不良が起こり易い。
図7のようなローラ/ローラ(加熱定着ローラ11/加圧ローラ28)方式や図8のようなベルト/ローラ(加熱定着ベルト29/加圧ローラ28)方式においてもローラ径をφ20〜φ45と制限することでカールを修正する画像形成装置を提供することができる。図7及び図8には、分離板26、記録紙(シート材)Pが示してある。
また、分離板角度が95°より大きいと薄紙のバックカールが分離板26先端に当たらないためカール修正ができない。また、排紙ローラ27、27’対(図8)の食い込み量が3mmより大きいとシート材である記録紙P(図8)にコロ跡が付き、紙シワが出る。このため、分離板角度は75°〜95°、排紙ローラ27、27’対の食い込み量0〜3mmの範囲で設定する必要がある。
そして、この分離板26の角度が75〜95°かつ排紙ローラ27、27’対の食い込み量が0〜3mmである構成になっている。ここで、分離板26の角度が75°よりも小さくなると、厚紙定着時に厚紙先端部が分離板26に当たらずカール補正できず、また、分離できず定着ローラ6に巻き付くおそれがある。
また、排紙ローラ27及び排紙コロ27’からなる排紙ローラ27、27’対の食い込み量が3mmよりも大きくなると、排紙コロ27’によるコロ跡がシート材Pに付き、画像品質状の問題がある。このため、分離板26の角度と排紙ローラ対の食い込み量を調節することであらゆるシート材Pにおいても定着後のカールを修正することができる。
また、画像形成装置は、排紙ローラ27の排紙コロ27’への食い込み量を0〜3mmにするために排紙ローラ27の見掛け硬度が排紙コロ27’の見かけ硬度より大きく(排紙ローラ見掛け硬度>排紙コロ見掛け硬度)、見掛け硬度差が30°以上であり、排紙ローラ27と排紙コロ27’の外径差が0〜3mm(排紙ローラ外径<排紙コロ外径)になっている。これにより、逆ニップ化を作ることにより、分離板26によりカールが修正されなくても排紙ローラ27、27’対でカールを修正することができる。
また、d1が8mmより大きいとシート材Pの先端が分離板26に当たることなく定着ローラ6に巻き付くため、カール修正もできずまた分離の機能を果たせない。
本発明の画像形成装置によれば、分離板26から排紙ローラ27、27’対の距離d2(図6)は60〜290mmである。d2が290mmより大きいとA4縦紙が定着ニップ部に残らない。
分離板26の表面にテフロン(登録商標)コートまたはエナメルコートを施している。これにより、シート材Pの先端が分離板に当たった後シート材Pが分離板26の表面に沿って搬送する際、滑りがよくなる。分離板26の表面摩擦係数が0.10〜0.30である。表面摩擦係数が0.30よりも大き過ぎると、シート材Pが分離板26の表面に沿って搬送する際に滑りが悪くなる。
また、本発明によれば、定着ローラ径はφ20〜φ45になっている。この範囲内での定着ローラ径においては上記の分離板26、排紙ローラ27及び排紙コロ27’対を用いることでカールを修正することができる。さらに、定着装置のニップ形状がローラ及びパッドなどさまざまな形状で使える。
ここで、カールの評価は排紙ローラ対からでてきたシート材の四隅を金尺で測定し、フェイスカールの場合は+○mmと規定し、バックカールの場合は−△mmとしたものでシート材四隅のカール量を平均した値に対して分離板角度と排紙ローラ対の食い込み量を変えて効果が見られたかを「あり」と「なし」で判定している。また、排紙ローラ対の食い込み量は排紙コロが歪んだ部分のMax量を測定している。
<Lot.1>
分離板26(図8)の角度が110°の例で排紙ローラ対がない構成での画像形成装置である。この場合、厚紙(157g/m2)に関してはカールを修正する効果があるが、薄紙(64g/m2)についてはバックカールするため分離板26に当たらず、カール修正されない。
即ち、ここでは、シート排出方向と直交する方向に対する分離板26の角度は110°に設定されており、排出ローラは設けられていない。
この場合、「カール修正効果」は、薄紙のバックカールに対しては「なし」である。その理由は、薄紙は排出時に分離板26の先端部(ガイド面)に接触しないからである。
一方、厚紙のフェイスカールに対する「カール修正効果」は「あり」である。その理由は、フェイスカールした厚紙は分離板26のガイド面に当接しつつ排出方向へ移動するからである。
分離板26がない構成の画像形成装置である。排紙ローラ対の食い込み量は5mmであっても薄紙を通紙した際、逆ニップされているためバックカールがさらに強制される。また、コロ跡が付かつき紙シワが出る。
即ち、Lot2は、分離板26が設けられていない場合である。
この場合、「カール修正効果」は、薄紙のバックカールについては「なし」である。その理由は、薄紙は排紙ローラ27と排紙コロ27’との間に弾性的に挟まれて、バックカールが助長されるからである。仮に排紙ローラ27と排紙コロ27’との食い込み量を5mm以上にしても同様の結果をもたらす。加えて、この場合、シートにはコロ跡がつき、紙シワが出る。
分離板角度が70°かつ排紙ローラ対食い込み量が0mmの時、薄紙ではバックカールが強制されない。
即ち、Lot3では、シート排出方向と直交する方向に対する分離板26の角度は70°に設定されており、排出ローラ対の食い込み量は0mmである。
この場合、「カール修正効果」は、薄紙のバックカールについては「あり」である。なぜなら、薄紙は分離板26の先端部に接触するからである。
また、厚紙のフェイスカールに対する「カール修正効果」は「なし」である。なぜならフェイスカールした厚紙はカールを正しく修正するほどには分離板26のガイド面に対して充分な強さで当接しないからである。
分離板角度が75°〜95°の範囲内で排紙ローラ対の食い込み量薄紙から厚紙までの紙種でカール修正に効果があった。
<Lot7>
定着ローラ対と分離板先端との距離d1=9mmの時の画像形成装置である。薄紙のときはバックカールが分離板に当たらないためカールが修正されない。また、厚紙の場合フェイスカールが分離板に当たりにくい。
分離板先端と排紙ローラ対との距離がd2=350mmである時の画像形成装置である。d2の距離が大き過ぎるため、排紙後排紙ローラ対に到達するまでにシート材の温度が下がり、シート材のカールを固定した後で排紙ローラ対にシート材が送り込まれるため、カール修正の効果が小さい。
即ち、薄紙のみならず、厚紙のフェイスカールに対する「カール修正効果」も「なし」である。フェイスカールした厚紙の温度は排出ローラ対に達したときには冷えてしまっており、フェイスカールが固定されているのでカールが充分に正しく修正されないからである。
分離板の表面摩擦係数が0.57である画像形成装置である。シート材の先端が分離板に当たった後シート材が分離板の表面に沿って搬送する際、滑りが悪いので搬送不良が起こる。
<Lot11>
排紙ローラの見かけ硬度差が18であり、定着ローラ対と分離板先端との距離d1=15mmでの画像形成装置である。薄紙に関してバックカールを修正できない。
6 定着装置
10 画像形成装置
11 定着ローラ
17 加圧手段(加圧ローラ)
18 加圧手段(加圧部材、加圧パッド)
26 カール除去装置(分離板)
27 排紙ローラ対(排紙ローラ)
27’ 排紙ローラ対(排紙コロ)
Claims (10)
- シート材に画像形成剤を熱定着させる定着装置と、該定着装置から排出されてきたシート材に接してその排出方向を規制する分離板と、該定着装置を通過してきた前記シート材に形成されたカールを除去する排紙ローラ対と、を有する画像形成装置において、前記分離板の角度が75°〜95°であり、かつ前記排紙ローラ対の食い込み量が0〜3mmであることを特徴とする画像形成装置。
- 前記排紙ローラ対の食い込み量を0〜3mmにするために排紙ローラの見掛け硬度が排紙コロの方より大きく、見掛け硬度差が30°以上であり(排紙ローラ見掛け硬度>排紙コロ見掛け硬度)、前記排紙ローラと前記排紙コロの外径差が0〜3mm(排紙ローラ外径<排紙コロ外径)であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記分離板先端から前記定着装置のニップ部までの距離d1が3〜8mmであることを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。
- 前記分離板から前記排紙ローラ対までの距離d2が60〜290mmであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の画像形成装置。
- 前記分離板の表面にテフロン(登録商標)コートまたはエナメルコートを施していることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の画像形成装置。
- 前記分離板の表面摩擦係数が0.10〜0.30であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載の画像形成装置。
- 50g〜210g/m2までの紙重量に対応していることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載の画像形成装置。
- 前記排紙ローラの表面はPFAで構成されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項記載の画像形成装置。
- 前記定着ローラ径はφ20〜φ45であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項記載の画像形成装置。
- 前記定着装置のニップ部形状はローラ及びパッドでも使えることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項記載の画像形成装置。
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