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

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

【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。