JP2002182512A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

定着装置および画像形成装置

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JP2002182512A JP2000384002A JP2000384002A JP2002182512A JP 2002182512 A JP2002182512 A JP 2002182512A JP 2000384002 A JP2000384002 A JP 2000384002A JP 2000384002 A JP2000384002 A JP 2000384002A JP 2002182512 A JP2002182512 A JP 2002182512A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 離型剤塗布系をもつ定着の熱効率を上げ、朝
一定着性や連続通紙時のグロスの変化を防止する定着装
置を提供する。 【解決手段】離型剤貯留手段を内槽48の外側に外槽Pを
設けると共に、前記内外槽で離型剤を連通させる構成と
し、内槽48内に第1汲み上げローラ43を浸漬させ、定着
ローラ4aの熱を塗布ローラ41、第2汲み上げローラ42
を介して第1汲み上げローラ43に伝達して内槽48内の離
型剤を加熱する。その際、内槽48内の離型剤の熱容量を
少なくすることができるので、離型剤に定着ローラ4a
から奪われる熱量が少なくて済む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写装
置、静電記録装置等の画像形成装置の定着装置に係り、
例えば、転写紙、静電記録紙、エレクトロファックス紙
等の記録材に形成された未定着トナー像を永久像として
定着させるための定着ローラを有し、その定着ローラへ
のトナーのオフセットを防止するために該ローラにシリ
コンオイル等の離型剤を塗布する定着装置および画像形
成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、定着ローラにシリコンオイル等の
離型剤(以下、オイルという)を塗布する定着装置とし
ては、フェルトによって定着ローラにオイル塗布するも
の、或はフェルトによってオイルを汲み上げ、塗布ロー
ラを介して定着ローラに塗布するもの、若しくは汲み上
げローラを用いてシリコンオイルの汲み上げを行う装置
等が提案されている。添付図面の図6に、汲み上げロー
ラを用いてシリコンオイルの汲み上げを行う定着装置を
示す。
【0003】図6の装置において、Pはシリコンオイル
Oの離型剤貯留手段であるオイルパンPで、該オイルパ
ンP内のオイルOに離型剤汲み上げ手段たる第1汲み上
げローラ43の一部が浸漬されており、もう一方の離型
剤汲み上げ手段たる第2汲み上げローラ42は上記第1
汲み上げローラ43に接触しながら、もしくはギャップ
をもって回転している。上記第1及び第2汲み上げロー
ラ42,43は駆動源(図示せず)によって回転駆動を
受けている。さらに、該第2汲み上げローラ42には駆
動源(図示せず)により回転駆動を受ける離型剤塗布手
段たる塗布ローラ41が接触回転し、該塗布ローラ41
が定着ローラ4aに接離自在、または常時接触して汲み
上げられたオイルOを定着ローラ4aの表面に塗布する
ようになっている。
【0004】なお、4bは定着ローラ4aに圧接回転す
る加圧ローラで、各々の中心部に配置されたハロゲンヒ
ータ45a,45bによって加熱された両ローラ4a,
4bのニップ部にて記録材を加圧搬送して定着を行う。
また、上記塗布ローラ41には、塗布ローラ41に対し
て常に一定の圧が保たれるようにバネ49によって付勢
されたフッ素ゴム等の弾性体からなる離型剤規制手段た
るメタリングブレード44が接触していて、塗布ローラ
41上のオイルの量を所定値に規定している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記離
型剤は定着ローラより温度が低いため、定着ローラに塗
布されたとき定着ローラの表面から熱を奪ってしまう。
【0006】その結果、定着性を低下させてしまい、特
に装置の立ち上げ直後は離型剤の温度が常温に近いの
で、最も定着性が悪く定着不良が生じることがある。
【0007】また、定着ローラの表層にはローラに記録
材を挟持したときある程度のニップを確保するためシリ
コンゴムやフッ素ゴムを芯金の表層にコーティングして
いる。
【0008】又は離型性のためテフロン(登録商標)コ
ートしたものが用いられており、基本的に熱伝導が低い
ものである。
【0009】これらに対して表層の熱が奪われた場合、
下層からの熱伝導に時間がかかるので、定着不良までい
かずとも、連続的に記録材を定着する際、アウトプット
された記録材の光沢(グロス)が変化したり、ムラとし
て見えてしまい、記録材の品位を下げてしまうことがあ
った。
【0010】本出願に係る発明の目的は、このような従
来の問題を解決し、離型剤塗布系を有する定着の熱効率
を上げ、朝に最初に使用した際の朝一定着性や連続通紙
時のグロスの変化を防止し、定着画像の品位を落とすこ
とのない定着装置および画像形成装置を提供しようとす
るものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、記録材に
形成された未定着画像を該記録材上に定着させる定着手
段と、前記定着手段へ離型剤を塗布する離型剤塗布手段
と、前記離型剤を貯留するための離型剤貯留手段と、前
記離型剤貯留手段内の離型剤を前記離型剤塗布手段に受
け渡す受け渡し手段を有する定着装置において、前記離
型剤貯留手段は、内槽の外側に外槽が設けられ、前記内
外槽で離型剤が連通し、前記内槽に前記受け渡し手段が
配置されることを特徴とする。
【0012】第2の発明は、上記第1の発明で、前記定
着手段は、記録材に形成された未定着画像を一対の定着
部材で形成される定着ニップを通過させることにより、
該記録材上に定着させる加熱源を少なくとも一方の定着
部材に有し、前記加熱源の熱を前記定着部材、前記離型
剤塗布手段を介して前記受け渡し手段に伝達し、前記内
槽内の離型剤を加熱することを特徴とする。
【0013】第3の発明は、第1または第2の発明で、
前記内槽を加熱する加熱手段を有することを特徴とす
る。
【0014】第4の発明は、上記第3の発明で、前記加
熱手段は、前記内槽に貯留される離型剤の上面よりも上
方位置に前記内槽から延出される伝熱部に設けた発熱体
であることを特徴とする。
【0015】第5の発明は、上記第3または第4の発明
で、前記内槽または外槽のうち、少なくとも前記外槽内
に、貯留した離型剤の温度を検知し、前記発熱体への通
電を制御して温度調節を行うための温度センサが配置さ
れていることを特徴とする。
【0016】第6の発明は、上記いずれかの発明で、前
記内槽は断熱構造に形成されていることを特徴とする。
【0017】第7の発明は、上記第6の発明で、前記内
槽本体を金属部材で形成し、前記金属部材の外周側に断
熱部材を設けたことを特徴とする。
【0018】第8の発明は、上記したいずれかに記載の
定着装置を有することを特徴とする画像形成装置にあ
る。
【0019】よって本発明では離型剤の熱容量を少なく
し、離型剤を暖めるための熱量を小さくすることができ
る。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明を電子写真方式の複
写機に用いた例に基づいて説明する。
【0021】図1は本実施の形態の複写機の概略構成を
示す断面図、まず図1を参照して複写機の概略構成につ
いて説明する。複写機は走査光学系を有するリーダー部
1で読み取った画像情報を光電変換して画像形成部2に
転送し給紙部3によって給送されたシートSに画像形成
部2において画像形成が行われる。画像形成後のシート
Sは定着装置4に搬送され熱および圧力を印加されて転
写画像が定着される。一連の電子写真プロセス工程につ
いては公知であるので詳細説明は省略する。
【0022】(リーダー部)原稿台ガラス1aに載置さ
れた原稿Dは、光源及び反射ミラー群を有する走査光学
系1bにより光照射され、その反射光は縮小レンズ1c
を介してCCD1dに結像され光電変換がなされ、A/
D変換された後この画像情報はメモリーへ転送される。
最大原稿サイズはLTR、またはA3としている。
【0023】(給送部)複写機の下部にはシートSを積
載収納した給紙カセット3aが着脱可能に装着されてい
る。
【0024】ピックアップローラ3cに連結されたソレ
ノイド(不図示)が待機時にはONしてピックアップロ
ーラ3cはシート面上から離間している。
【0025】次にシートを給送する時には、ソレノイド
がOFFしピックアップローラ3cはシート面上に接す
る。そして、回転駆動を受けているピックアップローラ
3cによって一枚目のシートの給送を行なう。ピックア
ップローラ3cの駆動は搬送ローラ3eよりタイミング
ベルト3tを介して伝達される。
【0026】ピックアップされたシートは搬送ローラ3
e及びリタードローラ3fによって挟持搬送される。搬
送ローラ3eはシート搬送方向に回転駆動を受けてお
り、リタードローラ3fはトルクリミッタ(不図示)を
介して搬送方向とは逆方向に回転駆動されている。よっ
て、一枚目の先端側は両ローラ間に一枚しかないので、
シートとローラの摩擦力にトルクリミッタが負けてリタ
ードローラ3fは搬送方向に回転する。次に、シートが
重なった場合両ローラの挟持部に達すると、1枚目と2
枚目のシートの摩擦力はトルクリミッタに負けてリター
ドローラ3fは搬送方向に対して逆転するため、最上側
の1枚のみが先行して分離給送される。仮に複数枚のシ
ートSをピックアップしてしまった場合でも同様な動作
で最上側の1枚のみが先行して分離給送される。
【0027】以上のような給紙動作により、積載された
シートを一枚ずつ給送することを可能としている。
【0028】(搬送部)給紙部3により給送されたシー
トはレジストローラ22で先端を一旦止められ、画像形
成部2によって形成された画像に合わせて再び給送され
て転写部にて画像の転写が行われる。レジストローラ2
2の回転駆動は不図示のクラッチの連結により行われ、
その制御は本体のコントローラにより制御されている。
【0029】(画像形成部)上記リーダー部1によって
読み取られた画像情報を、レーザードライバによりレー
ザー発光部2aはレーザー光を発光する。そして、ポリ
ゴンミラー2bの回転によって感光ドラム2cの母線方
向に走査させて、予め帯電器2dによって帯電させてあ
るドラム面に潜像を形成する。この潜像は感光ドラム2
cの周囲に設けた現像器2eによって現像され、転写前
ローラ対2fによって搬送されたシートSに転写帯電器
2gによってトナー像が転写される。画像転写後にドラ
ム面に残留するトナーはクリーニング器2hによって除
去される。
【0030】(定着部)画像形成部2においてトナー像
を転写されたシートSは、搬送ベルト8によって定着装
置4に導かれ、定着ローラ4a、加圧ローラ4bを通過
する際に熱および圧力が印加されてトナー像をシートS
に融着させる。
【0031】(第1の実施の形態)以下に詳細を図2及
び図3に基づいて説明する。なお、図6に示した従来装
置と共通部分には同一符号を付している。
【0032】図2は本発明の第1の実施の形態を示す定
着装置の要部の構成図である。
【0033】図において、定着ローラ4a、加圧ローラ
4bはアルミ製の芯金の表層にシリコンゴムを固着して
おり、各々の芯金の内側には加熱源であるハロゲンヒー
タ45a,45bが配置され、シリコンゴムの表層に接
触している各々のサーミスタ46,47より表層の温度
を検知する。
【0034】本体のコントローラ部Cは各サーミスタの
温度と予め設定されている温度を比較し、設定温度より
低ければ各ハロゲンヒータ45a,45bをACドライ
バDを介してそれぞれ点燈し、高ければ点燈しないよう
に制御しているので、定着ローラ4a、加圧ローラ4b
の温度は一定に保たれている。
【0035】Oは離型剤としてのシリコンオイル、Pは
該シリコンオイルOを貯留する離型剤貯留手段であるオ
イルパン、43は第1汲み上げローラ、42は第2汲み
上げローラ、41は塗布ローラで、それらの構成は上述
の図6の従来装置と同様である。
【0036】図3において、不図示の駆動入力手段によ
りギア41gが回転駆動を受け、順次ギア42g,43
gへと駆動を伝えて各ローラ41〜43を各々矢印方向
へ回転させる。
【0037】各ローラ41〜43は、同一の支持板56
a,56bに回転可能に支持されており、本実施の形態
では軸受け等は省略しているが、もちろんすべり軸受け
やベアリングを介して軸支持してもよい。
【0038】本実施の形態の定着装置においては、第1
汲み上げローラ43によって汲み上げられたオイルO
は、第2汲み上げローラ42とのギャップ部によってオ
イルの通過量がある程度まで規制される。通常、これら
第1,第2の汲み上げローラ43,42間は、所定のギ
ャップ(0.1mm〜0.3mm程度)を有しており、このギャッ
プによってオイルの通過量が決定され、ここを通過した
シリコンオイルOが塗布ローラ41と第2汲み上げロー
ラ42とのニップ部へと汲み上げられる。
【0039】そして、塗布ローラ41とのニップ部を通
過したオイルOは、塗布ローラ41の周上を離型剤塗布
手段たるメタリングブレード44へと運ばれる。
【0040】メタリングブレード44は、回転中心軸4
4cを中心に回動可能であり、ブレード付勢バネ49に
よって一定圧にて塗布ローラ41に対して付勢されてい
る。
【0041】従って、塗布ローラ41上のオイルは、メ
タリングブレード44との接触部分を通過することによ
り、その通過量が所望の一定量に規制され、最適量のオ
イル膜厚とし、ここを通過後、定着ローラ4aとのニッ
プ部を介して定着ローラ4a上に塗布される。
【0042】オイルパンPは断熱性の良い樹脂で作られ
ており、オイルパンPからの放熱を防止している。
【0043】図3はオイルパンP部を側面から見たとこ
ろであるが、オイルパンP内のオイルOにはフロート5
0が浮いている。
【0044】フロート50は軸51中心に回動可能なレ
バーに支持され、オイルOの液面高さに応じて上下し、
フロー50の対向面に配置されたフラッグ52も同時に
回動する。
【0045】よって、オイルOが消費され量が少なくな
ると、センサ53がフラッグ52を検知できなくなり、
その信号を本体のコントローラCによって検知し、オイ
ル汲み上げポンプ54を動作させる。
【0046】オイル汲み上げポンプ54は下部に配置し
たオイルタンク55よりオイルをオイルパンPへと汲み
上げる。
【0047】センサ53がフラッグ52を検知すると、
オイル汲み上げポンプの動作を止めて、オイルパンP内
のオイルOの液面を一定に保っている。
【0048】また、外オイルパンとしてのオイルパンP
の内側には第1汲み上げローラ43を囲うように内オイ
ルパンとしての囲い部材48hが設けられ、オイルパン
P内のオイルを内側と外側に仕切っているが、中央の開
口部48hによって内外のオイルが連通している。とは
いえ、開口部48hの面積は小さいため自由に内外のオ
イルOが行き来するというより、第一汲み上げローラ4
3によって汲み上げられた量のオイルOを補うよう、内
外のオイル液面を一定にするために外側から内側へと侵
入してくるものである。
【0049】内オイルパンとしての囲い部材48は、断
熱性の良い樹脂で形成されており、外側のオイルO1と
の断熱をしている。よって、装置の立ち上げ時には外オ
イルパンP内及び内オイルパンである囲い部材48内の
すべてのオイルOを暖める必要がなく、内オイルパンで
ある囲い部材48の内側のオイルO2のみが暖まればよ
いので、立ち上げ時間の短縮が達成される。
【0050】ここで、オイルOを加熱する加熱源は定着
ローラ4aであり、熱は定着ローラ4aから塗布ローラ
41へ伝わり、第2汲み上げローラ42、第1汲み上げ
ローラ43へと移動し、オイルパンP内のオイルOへと
移動していく。
【0051】汲み上がったオイルが全て定着ローラ4a
に塗布されるわけではないので、塗布ローラ41や第2
汲み上げローラ42から直接熱をもらうオイルもある
が、いずれにしろ、暖める量が少ないほど必要な熱量は
少なくてすむので、立ち上げ時間も短くても定着性の確
保ができる。
【0052】また、上記のオイルタンク55からのオイ
ル汲み上げ部は囲い部材48より外側端部にあり、内オ
イルパンとしての囲い部材48の開口部は中央部にある
ため、新たに汲み上げられた温度の低いオイルが直接汲
み上がることなく、ある程度の余熱を受けてから囲い部
材48の内側に入ってくる。
【0053】よって、連続的な画像形成時にも、囲い部
材48の中のオイルの温度分布を平均化することが可能
なため、光沢ムラや光沢変化を防止できる。
【0054】なお、図4に示すように、囲い部材48o
として、囲い部材48o中のオイルの温度分布を平均化
するために、囲い部材48oの内側をアルミや銅などの
熱伝導率の良い金属48iで形成し、外側に断熱性の樹
脂を固着したものを使用しても良い。
【0055】(第2の実施の形態)図5は第2の実施の
形態を示す。
【0056】第1の実施の形態と同一符号のものは同一
機能をもつので説明を省略する。
【0057】本実施の形態は、オイルOを専用に加熱す
る加熱源をもち、更に定着性を向上させた例である。
【0058】本実施の形態において、内オイルパンであ
る囲い部材48の長手方向の一側面には開口端より上方
に伝熱部61が設けられており、伝熱部61は囲い部材
48と共にアルミや銅など熱伝導のよい金属板で形成さ
れている。そして、伝熱部61の外面に面状ヒータHを
固着しており、面状ヒータHで発生した熱を伝熱部61
を介して囲い部材全体に伝えてオイルを加熱している。
【0059】また、外オイルパンP内にはオイルの温度
を検知するためのサーミスタ62が配置され、コントロ
ーラCによってオイル温度を検知し、設定温度に対して
一定になるように面状ヒータHをACドライバDを介し
て通電のON/OFF制御している。
【0060】第1の実施の形態と同様に、伝熱板61は
第1汲み上げローラ43を囲うように設置されており、
オイルパンP内のオイルを内側と外側に仕切っている
が、中央にやはり開口部を持つことによって内外のオイ
ルが連通している。
【0061】なお、オイルの補給方法及び構成は第1実
施の形態と同様のため省略する。
【0062】本実施の形態においても、オイルOに熱を
伝える伝熱部61を有する囲い部材48が第1汲み上げ
ローラ43の近傍を囲っているので、加熱するのに必要
なオイルの量が少ないため、立ち上げ時間の短縮が可能
である。
【0063】また上述したようにオイルOの温調を行な
っているので、光沢ムラや光沢変化を防止できる。
【0064】更に熱効率を上げるために、第1実施の形
態同様に、伝熱部61を有する囲い部材の外側に断熱性
の良い樹脂を固着して、オイルの汲み上げに寄与してい
ない外側部O1へ熱が逃げることを防止してもよい。
【0065】また、温度検知用のサーミスタはスペース
に余裕があれば、内側部O2内に配置してもよい。
【0066】なお、本実施の形態ではヒータ部として面
状発熱体を例にとって説明したが、その他の発熱源、例
えばハロゲンヒータや誘導加熱方式などの発熱体でも同
様に使用可能である。
【0067】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
離型剤の熱容量を少なくし、離型剤を暖めるための熱量
を小さくできるので、機械立ち上げ時の定着性確保や光
沢ムラや変化の少ない良好な定着が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の画像形成装置全体を表す
概略断面図
【図2】本発明の第1実施の形態の定着装置の概略図
【図3】図2の定着装置における離型剤塗布機構の概略
【図4】本発明の第1実施の形態の変形例を示す図
【図5】本発明の第2の実施の形態の定着装置の概略図
【図6】従来例の定着装置の概略図
【符号の説明】
1 リーダー部 2 画像形成部 3 給紙部 4 定着装置 4a 定着ローラ 4b 加圧ローラ 41 塗布ローラ 42 第2汲み上げローラ 43 第1汲み上げローラ 44 メタリングブレード 45a,45b ハロゲンヒータ 48 囲い部材 50 フロート 54 オイル汲み上げポンプ 61 伝熱部 Oシリコンオイル H面状ヒータ P オイルパン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 圭介 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 島田 昇造 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2H033 AA09 AA30 AA32 BA26 BA30 BA43 BA44 BB01 CA02 CA27 CA30

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 記録材に形成された未定着画像を該記録
    材上に定着させる定着手段と、前記定着手段へ離型剤を
    塗布する離型剤塗布手段と、前記離型剤を貯留するため
    の離型剤貯留手段と、前記離型剤貯留手段内の離型剤を
    前記離型剤塗布手段に受け渡す受け渡し手段を有する定
    着装置において、 前記離型剤貯留手段は、内槽の外側に外槽が設けられ、
    前記内外槽で離型剤が連通し、前記内槽に前記受け渡し
    手段が配置されることを特徴とする定着装置。
  2. 【請求項2】 前記定着手段は、記録材に形成された未
    定着画像を一対の定着部材で形成される定着ニップを通
    過させることにより、該記録材上に定着させる加熱源を
    少なくとも一方の定着部材に有し、前記加熱源の熱を前
    記定着部材、前記離型剤塗布手段を介して前記受け渡し
    手段に伝達し、前記内槽内の離型剤を加熱することを特
    徴とする請求項1に記載の定着装置。
  3. 【請求項3】 前記内槽を加熱する加熱手段を有するこ
    とを特徴とする請求項1または2に記載の定着装置。
  4. 【請求項4】 前記加熱手段は、前記内槽に貯留される
    離型剤の上面よりも上方位置に前記内槽から延出される
    伝熱部に設けた発熱体であることを特徴とする請求項3
    に記載の定着装置。
  5. 【請求項5】 前記内槽または外槽のうち、少なくとも
    前記外槽内に、貯留した離型剤の温度を検知し、前記発
    熱体への通電を制御して温度調節を行うための温度セン
    サが配置されていることを特徴とする請求項3または4
    に記載の定着装置。
  6. 【請求項6】 前記内槽は断熱構造に形成されているこ
    とを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の定
    着装置。
  7. 【請求項7】 前記内槽本体を金属部材で形成し、前記
    金属部材の外周側に断熱部材を設けたことを特徴とする
    請求項6に記載の定着装置。
  8. 【請求項8】 請求項1ないし7のいずれかに記載の定
    着装置を有することを特徴とする画像形成装置。
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