JP2009300704A

JP2009300704A - 定着装置

Info

Publication number: JP2009300704A
Application number: JP2008154762A
Authority: JP
Inventors: Masami Takeshita; 雅美竹下; Tomoshige Kurohane; 基滋黒羽根; Yasushi Hashimoto; 靖司橋本
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2008-06-13
Filing date: 2008-06-13
Publication date: 2009-12-24

Abstract

【課題】薄い用紙から厚い用紙までの幅広い範囲の雑多な用紙においても、用紙ジャムが少なく信頼度の高い定着装置を提供する。
【解決手段】加熱ローラと、前記加熱ローラに対し圧接可能に設けられた加圧ローラを備え、未定着トナー像を保持した用紙を前記加熱ローラと前記加圧ローラとで挟持搬送し、前記未定着トナー像を前記用紙に定着させる定着装置において、前記加熱ローラと前記加圧ローラが前記用紙を挟持する部位の用紙搬送方向下流側に前記用紙の表面に向けて圧縮空気の噴出を行う圧縮空気噴出手段を設け、用紙厚さの事前情報によって前記噴出時間及び噴出回数を可変としたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真装置の定着装置に関するものである。

電子写真式印刷装置の概略構成を図１を用いて説明する。図１において、感光ドラム１側からタイミングを見計らって送り出される用紙６は感光ドラム１と接触して、感光ドラム１上のトナー像５を転写器２で用紙６に転写する。転写された用紙６は剥離器３により感光ドラム１より剥離され、搬送ベルト４を経て定着装置１０に搬送される。一般的には用紙６を搬送ベルト４で吸引しながら定着装置１０に送り出す。吸引の方法は、電気的なものまたは空圧的なものなどがある。定着装置１０に送られた用紙６表面のトナー像５は、加熱ローラ１１と加圧ローラ１２に挟持される部位９（以下、定着ニップ部と称す）にて、熱と圧力により定着される。

定着ニップ部９を通過した用紙６は、溶着したトナーにより加熱ローラ１１に巻付いてしまい搬送されない不具合が生じる。そこで、剥離爪８などを加熱ローラ１１に当接して用紙６を引き剥がす方法が広く知られている。しかし、剥離爪８が接触する加熱ローラ１１の表面部分が摩滅して加熱ローラ１１の寿命が短くなる不具合を生じたり、剥離爪８にトナーなどの汚れが蓄積して用紙６を汚す不具合を生じることが知られている。

そこで図２に示すように、圧縮空気を用紙６の先端に吹き付けて、用紙６を加熱ローラ１１から剥離する技術が提案されている。コンプレッサ１７で作った圧縮空気を、配管１４で繋いだ空気タンク１６に貯蔵する。空気タンク１６と定着装置１０内部のノズル１３は配管１４で繋がれ、その中間部に電磁弁１５が配設される。電磁弁１５は常時閉じており、空気タンク１６内の圧縮空気を保持している。定着ニップ部９を通過し、溶着したトナーにより加熱ローラ１１に巻付きながら搬送された用紙６がある位置に達すると電磁弁１５が開放され、ノズル１３から放出される圧縮空気によって、用紙６は加熱ローラ１１から剥がされる。先端部を剥離させられた用紙６は、上用紙ガイド２２又は下用紙ガイド２１に沿って更に搬送される。

前述の剥離に必要な空気の噴出し時間は、用紙６の搬送速度、空気タンク１６の容積、圧縮空気の圧力、ノズル１３の噴出口の開口面積、噴出口の数などで左右されるが、０．０３〜０．２ｓｅｃが好ましく、用紙６の先端部を狙っての１回の噴出が知られている。

近年の電子写真装置需要の多様性から、印刷する用紙６の厚さ（坪量）は３５〜１９９ｇ／ｍ^２と多岐に渡っており、その厚さが違えば、高い信頼度で剥離できる空気の噴出し時間又は圧力は違ったものとなる。

例えば、用紙６の搬送速度７００ｍｍ／ｓｅｃ、空気タンク１６の容量１３００ｃｃ、圧縮空気の圧力０．１ＭＰａ、ノズル１３の噴出口の開口面積３ｍｍ^２、噴出口が１個の条件で、最も需要の多い坪量７５ｇ／ｍ^２の用紙６を信頼度高く剥離できる空気の噴出し時間は、その実績より０．１１ｓｅｃとなっている。

需要は少ないが、用紙６の坪量が１５７ｇ／ｍ^２を超えると、用紙自身の高い剛性により加熱ローラ１１の法線方向に搬送されるので、空気の噴出しがなくとも、加熱ローラ１１に巻き付くことはない。

しかし、坪量３５〜６４ｇ／ｍ^２の薄い用紙６では、噴出する圧縮空気に負け、用紙６がノズル１３と定着ニップ部９の間で座屈する場合があった。その結果用紙ジャムとなり、電子写真装置が停止する問題があった。厚さが薄いことによる用紙６の剛性不足が主因であるが、湿度による用紙剛性の更なる低下、用紙のカールの向きや量、なども少なからず影響を及ぼしている。

加えて、用紙が薄いことによる剛性不足から、一旦先端を剥離された用紙がその後の用紙搬送による定着ニップ９部通過で、再び加熱ローラ１１に巻きつく用紙中折れジャムが発生する問題もあった。

特開２００７−２３３２２８号公報

本発明の目的は、上記問題に鑑み、薄い厚さの用紙においても、用紙ジャムが少ない信頼度の高い電子写真装置用の定着装置を提供することにある。

前記目的を達成するため本発明は、加熱ローラと、前記加熱ローラに対し圧接可能に設けられた加圧ローラを備え、未定着トナー像を保持した用紙を前記加熱ローラと前記加圧ローラとで挟持搬送し、前記未定着トナー像を前記用紙に定着させる定着装置において、前記加熱ローラと前記加圧ローラが前記用紙を挟持する部位の用紙搬送方向下流側に前記用紙の表面に向けて圧縮空気の噴出を行う圧縮空気噴出手段を設け、用紙厚さの事前情報によって前記噴出時間及び噴出回数を可変としたことを特徴とする。

本発明によれば、用紙厚さの事前情報によって、坪量が３５〜６４ｇ／ｍ^２の薄い用紙が印刷される場合の圧縮空気噴出時間を短くすることにより、用紙の座屈を防止することができる。そして用紙剛性の低さに由来する、用紙先端剥離後の加熱ローラへの再巻付きを防止する目的で、２回に分けて圧縮空気を噴出すれば、より信頼度の高い安定した剥離を行うことができる。

また、需要の多い坪量６５ｇ／ｍ^２を超える厚さの用紙を印刷する場合は、用紙厚さの事前情報によって、標準的な長さの噴出時間を１回のみ噴出することによって安定した用紙剥離を行うことができる。

さらには、坪量１５７ｇ／ｍ^２を超える厚さの用紙を印刷する場合、圧縮空気噴出を止めても、安定した信頼度の高い用紙搬送が可能であり、コンプレッサや電磁弁の寿命を延ばすことが可能となる。

本発明は前述のような構成になっており、圧縮空気を噴出する目的を、最小の部品点数で、定着装置の大きさを損なわずに実現した。以下、図面を用いて説明する。

図１は電子写真装置の概略構成図、図２は実施例に係る定着装置の概略構成図である。図２において図１と同一部分は同一符号で示してある。

感光ドラム１側からタイミングを見計らって送り出される用紙６は感光ドラム１と接触し、感光ドラム１上のトナー像５を転写器２で用紙６へ転写する。トナー像５が転写された用紙６は剥離器３により感光ドラム１から剥離され、搬送ベルト４により定着装置１０へ搬送される。

コンプレッサ１７で作られた圧縮空気は、配管１４で繋がれた空気タンク１６に貯蔵される。空気タンク１６と定着装置１０内部に配設したノズル１３は配管１４で繋がれ、その中間部に電磁弁１５が配設される。電磁弁１５は常時閉じており、空気タンク１６内の圧縮空気を保持している。用紙６の搬送が進み、定着ニップ部９を通過した時に、制御部１８より信号が送られて、一定時間だけ電磁弁１５を開放する。空気タンク１６内の圧縮空気は配管１４を通って、ノズル１３から用紙６に向って噴出する。この圧縮空気の流れが、加熱ローラ１１に巻きついた用紙６を剥離する。

圧縮空気方式による用紙剥離を採用している電子写真装置は、比較的高速な電子写真装置である。高速な電子写真装置では、加熱ローラ１１の温度設定、電子写真の各種条件、用紙走行の各種条件などを最適にする目的で、事前にオペレーターへ用紙厚さの情報入力を要求することが一般的である。

本発明による電子写真装置では、オペレーターが使用する用紙の厚さの情報を入力パネル２３から入力する。入力した厚さの情報は、制御部１８に伝送されて保存される。一般的な電子写真装置は、積み重ねた用紙から１枚のみを分離して供給する給紙部を複数配設している。この場合は、各々の給紙部毎に異なる厚さの用紙をセットする。

図３は、薄い紙と厚い紙の電磁弁１５の動きを示したものである。用紙坪量３５〜６４ｇ／ｍ^２の事前情報が入力されている場合、Ｔ１〜Ｔ２の０．０５ｓｅｃの間は電磁弁１５が開き、その後Ｔ２〜Ｔ３の０．０５ｓｅｃ間は電磁弁１５が閉じ、その後Ｔ３〜Ｔ４の０．０５ｓｅｃ間は電磁弁１５が再び開く。

用紙の剛性が低いので、１回の短い圧縮空気噴出のみで用紙剥離が可能である。しかし、用紙剛性が低い故に、一旦先端を剥離された用紙がその後の用紙搬送による定着ニップ９部通過で、再び加熱ローラ１１に巻きつく用紙中折れジャムが稀に発生する。その再巻き付きを防止する目的で２回目の圧縮空気噴出を行っている。

Ｔ１〜Ｔ２の圧縮空気噴出で、用紙６の先端は定着ニップ部９まで一気に剥離する。したがって、Ｔ２〜Ｔ３の電磁弁１５が閉じている時間は、定着ニップ部９から上用紙ガイドの先端２２ａの位置まで、用紙６が搬送される時間と同じに設定することが最適である。

用紙坪量６４ｇ／ｍ^２を超える事前情報が入力されている場合、Ｔ１〜Ｔ２で電磁弁１５は１回のみ０．１１ｓｅｃの間開く。

条件を同一にする試みとして、薄い紙の条件で坪量７５ｇ／ｍ^２の厚さの用紙を剥離しようとしても、用紙剛性が高いために充分に剥離できない場合があり、稀に用紙ジャムが発生してしまう。また、開放時間の最適化だけではなく、圧縮空気の圧力を用紙厚さによって最適化する方法も存在するが、圧力を変化させる機能を持つ部品の追加が必要であり、原価の上昇を招く結果となる。よって、紙の厚さの事前情報で電磁弁１５の開放条件を最適化することが、安価で、信頼度の高い電子写真装置を実現する手段となる。

図４は、コンプレッサ１７や電磁弁１５の寿命を延ばすことを目的とした場合の、電磁弁１５の動きを示したものである。用紙６の坪量が１５７ｇ／ｍ^２を超える場合、コンプレッサ１７を停止し、圧縮空気の噴出をやめる。

なお、ノズル１３の開口部は、ノズル１３の設置個数や圧縮空気の圧力によって影響されるが、１個のノズル１３の開口部は０．５〜８ｍｍ^２の範囲が適切である。また、コンプレッサ１７の吐出能力やノズル１３の開口面積によって影響されるが、電磁弁１５の開放時間は３０〜２５０ｍｓｅｃの範囲が適切である。更に、ノズル１３の設置個数は、可能印刷用紙の幅によって影響されるが、加熱ローラ１１軸方向に１〜１０個の範囲が適切である。

用紙厚さに左右されることなく、雑多な種類の用紙において、用紙ジャムが少なく信頼度の高い電子写真装置を提供することにある。

電子写真装置の概略構成図である。本発明の実施例に係る定着装置の概略構成図である。本発明の実施例に係る圧縮空気噴出のタイミングチャートである。本発明の実施例に係る別な圧縮空気噴出のタイミングチャートである。

符号の説明

１は感光ドラム、２は転写器、３は剥離器、４は搬送ベルト、５はトナー像、６は用紙、８は剥離爪、９は定着ニップ部、１０は定着装置、１１は加熱ローラ、１２は加圧ローラ、１３はノズル、１４は配管、１５は電磁弁、１６は空気タンク、１７はコンプレッサ、１８は制御部、１９は圧力制御弁、２１は下用紙ガイド、２２は上用紙ガイド、２３は入力パネルである。

Claims

加熱ローラと、前記加熱ローラに対し圧接可能に設けられた加圧ローラを備え、未定着トナー像を保持した用紙を前記加熱ローラと前記加圧ローラとで挟持搬送し、前記未定着トナー像を前記用紙に定着させる定着装置において、
前記加熱ローラと前記加圧ローラが前記用紙を挟持する部位の用紙搬送方向下流側に前記用紙の表面に向けて圧縮空気の噴出を行う圧縮空気噴出手段を設け、用紙厚さの事前情報によって前記噴出時間及び噴出回数を可変としたことを特徴とした定着装置。