JPS60182462A - 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（以下、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上のトナー像を固
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、定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１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、シートそのものが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上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εとから、定着装置のシーＩ
・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。

」二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５３−１４３３３８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、定着性を少し悲＜シてカール量を減ら
すという考え方は実用」−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
に行うことを目的とする。また本発明はカールを水蒸気
によって防止するがその水蒸気の有効利用も目的とする
。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。

上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、水蒸気を前記記録部材
に与えるように前記定着装置の記録部材排出側近傍に設
けた水蒸気Ｈ４手段と、前記記録部材が前記定着装置を
通過する回数に応じて前記水蒸気量を変化させる手段を
有する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ｌ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はカセット給送コロ１２
によりカセ−／　）　１３から送出された後、１／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、転写コロナ帯電器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１ｏにより感光体５から分離され、搬送ベ
ル）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１１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）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２０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。この加熱定着袋装置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５ｕｓａＡ文−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（商品名二日
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―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。

上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しくは排出コロ２２
の外側に向って形成された水蒸気旋路である、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から１回目のトナー像が転写されたシート
９は加熱定着装置１６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ローラ１６
２から熱を供給され、シート９」二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上
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。

また、シート９の１回目通過時は、水蒸気流路１６７内
に配設されたルーパー１７１がプランジャ１７０の吸引
力で図示の状態に開かれている。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は排出コロ１７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、中間トレイ２０に送り込まれるときには
ほぼ平面状になり、φ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。

なお、排出コロ１７の排出側近傍に配設したシート案内
部材１７９としては、水蒸気が通るように網目状の穴明
き板、櫛目状のガイド棒とするを可とする。

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３．４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１６
２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３
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３図すに示すように、定着ロ
ーラ１６２と加圧ローラｌ　６３．、）−挾まれている
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４図ａのような下向
きカールを生ずる。

Ｌ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４１渇（
ｂ）の示すように伸びるという現象を利用して、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。

一方、シート９の表裏両面にプリントする場合、シート
９は１回目の定着を終えて中間トレイ２０へ搬送されて
表裏反転された後、再び転写位置へ搬送されて１回目と
は異なる面にトナー像が転写され、定着装置１６を通っ
て２回１Ｊのトナー像もシート９上に固着される。

ところが、この両面プリントの場合、シート９は定着装
置１６を２回通過することによって、含まれる水分量が
少ない状態となる。このため、シート９は腰の強い状態
となり、１回１］の定着装置通過時と比べて、カールの
発生が少ないか全く無い状態で排出されるから、若し、
この排出シートに下方から水蒸気を与えると該シートは
下方へ凸状態にカールして排出されて好ましくない状態
となる。

そこで、本発明はシート９が定着装置１６を１回目」に
通過するときには水蒸気を与え、２回目に通過するとき
にはプランジャ１７０への通電を停止し、ルーパー１７
１をばね１７２の付勢力によって閉じ、シート９に水蒸
気を与えないようにしたもので、シート搬送特性を損な
うことなく表裏両面に良好な画像を形成できる。

なお、上記ルーパー１７１の開閉制御は、例えば中間ト
レイ２０に至るシート搬送路に設けた両面検知センサ２
７の検知信号、または、シート搬送路やシート搬送手段
の作動を検知するシート通過回数検知手段２８の検知信
号を利用して行う。

第５図は本発明画像記録装置に適用する定着器ｆｉ１６
の変形例を示す一部の正面図である０本実施例は定着装
置１１６の底部と水蒸気流路１６７との境界に、周面に
貫通穴１８０ａを有する丸棒状の流路開閉部材１８０を
回転自在に設けたもので、この流路開閉部材１８０は第
６図に示すように、ばね１８１で矢示Ｃの時計方向への
回動付勢力が付与され、貫通穴１８０ａが図示の状Ｓ（
第５図では鎖線示）となって流路を閉じている。そして
、プリント開始信号によってプランジャ１８２が通電さ
れて矢示ｄ方向に移動すると、波路開閉部材１８０は矢
示Ｃと反対の反時計方向に回動し、貫通穴１８０ａが第
５図実線示の状態となって流路を開くものである。

そこで、シート９が定着装置１６を通過する回数が１回
目であるか２回目であるかを、例えば前記両面検知セン
サ２７で判断し、この判断結果によってプランジャ１８
２の通電を制御し、１回目のときは流路１６７を開いて
シート９に水蒸気を吹付け、２回目のときは流路１６７
を閉じるようにするものである。

第７図は本発明画像記録装置に適用する加熱定着装置１
６の他の変形例を示す一部の正面図である９本実施例は
、定着器内の水蒸気をクロスフローファン１９０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。

従って、シート９力５定着装置１６を１回目通過すると
きには、定着装置１６内の水蒸気をより積極的に集めて
シート９に吹伺けることにより、前記したカール矯正効
果がより顕著となる。また、２回目通過のときには、ク
ロスフローファン１９０を停止させることにより、流路
１６７は実質的に閉じられた状態となってシート９に水
蒸気を与えない。上記クロスフローファン１９０を可変
速なモータで駆動すると、シート９の１回目通過と２回
目通過とで水蒸気流量を変え該２回目において少量の水
蒸気を付与することができる。

以上の各実施例においては、定着装置の排出近傍に該定
着装置内の水蒸気をシートに与える流路な設けたもので
あるが、排出近傍に水蒸気発生源を設け、この発生した
水蒸気をシートに与えるように構成することもできる。

上記水蒸気発生源として、例えばピエゾ素子等の振動素
子によって水を振動させて水蒸気を発生させるものが適
当である。

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、圧力によっ
て定着を行う圧力定着装置が適用可能である。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。

なお、シートを複数回定着装置を通過させる装置として
は、図示例の両面プリンタの他、同一面に異なる画像を
重ねる所謂オーバーレイ記録装置であってもよい。

以上、詳述したように、本発明によれば、定着装置から
排出した直後シートに与える水蒸気量を該シートの定着
装置通過回数に応じて変化させるようにしたから、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昇が
防げられるために、転写性、分離性が良くなり、２回目
も良好な画像盗録が得られる。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３．４図はシートのカール
矯正の説明図、第５図は定着装置の変形例を示す一部の
横断面図、第６図は流路開閉部材の端面図、第７図は定
着装置の他の変形例を示す一部の横断面図である。 ９は記録部材（シート）、１６は定着装置、】６７は水
蒸気流路。 特許出願人　キャノン株式会社 − 代　理　人　福　１）　勧 ゛−・６１ 第７図 第５図 第６図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）トナー像を記録部材上に定着する定着装置と、水
   蒸気を前記記録部材に与えるように前記定着装置の記録
   部材排出側近傍に設けた水蒸気付与手段と、前記記録部
   材が前記定着装置を通過する回数に応じて前記水蒸気量
   を変化させる手段を有することを特徴とする画像記録装
   置。
2. （２）定着装置として加熱定着装置を用いる特許請求の
   範囲第（１）項記載の画像記録装置。
3. （３）記録部材に与える水蒸気として、加熱定着装置内
   の水蒸気を用いる特許請求の範囲第（２）項記載の画像
   記録装置。