JP2003156969A - 定着装置及びこの定着装置を備える画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定着体が長期間使用された後であっても初期
と同様の画像光沢を得ることができる定着装置及びこの
定着装置を備える画像形成装置を提供する。 【解決手段】 少なくとも定着ローラ５１及び加圧ロー
ラ５２の一方の表面光沢度を検知する光沢度検知手段８
０によって検知された表面光沢度に対応して定着時の定
着ローラ５１の温度、定着ローラ５１及び加圧ローラ５
２の間の圧接力等の定着画像の光沢度に関する所定の定
着条件を設定するよう制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、未定着像を担持す
る記録材を、互いに圧接する定着体及び加圧体によって
挟持搬送しながら加熱及び加圧することにより上記未定
着像を上記記録材に定着させ定着画像とする定着装置及
びこの定着装置を備える画像形成装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、かかる定着装置にあっては、例え
ば、図７に示すような定着装置が知られている。

【０００３】かかる定着装置は、図７に示すように、回
転自在に配設された定着体たる定着ローラ１５１と、定
着ローラ１５１に圧接しながら回転する加圧体たる加圧
ローラ１５２と、離型剤供給塗布手段たる離型剤塗布装
置１５３と、ローラ方式のクリーニング装置１５４，１
５５とを有した構成となっている。

【０００４】定着ローラ１５１及び加圧ローラ１５２の
内部には、ハロゲンランプ等の加熱手段たるヒータ１５
６，１５７がそれぞれ配設されている。又、定着ローラ
１５１及び加圧ローラ１５２にはそれぞれサーミスタ１
５８，１５９が接触するように配設されており、温度調
節回路（図示せず）がヒータ１５６、ヒータ１５７への
電圧を制御することにより定着ローラ１５１及び加圧ロ
ーラ１５２の表面の温度調節を行っている。

【０００５】又、定着ローラ１５１の周囲にはクリーニ
ング装置１５４及び離型剤塗布装置１５３が設けられ、
このクリーニング装置１５４により、定着ローラ１５１
上にオフセットしたトナー等のクリーニングがなされて
いると共に、離型剤塗布装置１５３により、離型剤であ
るシリコーンオイル等が定着ローラ１５１に塗布され、
該定着ローラ１５１からの記録材たる紙Ｐの分離の容易
化及びトナーのオフセットの防止が図られている。

【０００６】クリーニング装置１５４は、帯状の耐熱不
繊布からなるクリーニングウェブ１５４ａと、該クリー
ニングウェブ１５４ａを定着ローラ１５１に押圧する押
圧ローラ１５４ｂと、新しいクリーニングウェブ１５４
ａを巻き出す巻出しローラ１５４ｃと、トナー等が付着
しクリーニング能力の低下したクリーニングウェブ１５
４ａを徐々に巻き取っていく巻取りローラ１５４ｄとを
有して構成される。又、クリーニング装置１５４は、特
にサーミスタ１５８にオフセットトナーが付着してこの
サーミスタ１５８に検知不良を生じさせないよう、サー
ミスタ１５８に対して定着ローラ１５１の回転方向上流
側に設けられている。

【０００７】クリーニングウェブ１５４ａの巻き取り方
法としては、カウンターから所定枚数コピーしたと判断
した時に、ソレノイド（図示せず）がＯＮしワンウェイ
クラッチが動作することにより、定着ローラ１５１の回
転方向と逆方向に所定量巻き取っている。クリーニング
ウェブ１５４ａは逆方向に巻き取られることにより定着
ローラ１５１の回転方向に巻き込まれないようになって
いる。

【０００８】離型剤塗布装置１５３は、シリコーンオイ
ル等の離型剤を有する離型剤溜り部であるオイルタンク
１５３ａと、該オイルタンク１５３ａから離型剤である
オイルを汲み上げ定着ローラ１５１の表面近傍まで導き
離型剤を定着ローラ１５１表面に滴下するように表面に
穴の形成された中空パイプ１５３ｂと、中空パイプ１５
３ｂから滴下された離型剤を定着ローラ１５１上に均一
にならす耐熱フェルト１５３ｃと、離型剤量を定着ロー
ラ１５１上で一定量に規制するためにフッ素ゴム等の弾
性体から成る規制ブレード１５３ｄとを有して構成され
ている。又、この離型剤塗布装置１５３は、特に定着ロ
ーラ１５１への均一なオイルの塗布を図るべく、サーミ
スタ１５８に対して定着ローラ１５１の回転方向下流側
に配設されている。

【０００９】又、加圧ローラ１５２の周囲にも、定着ロ
ーラ１５１のクリーニング装置１５４と同様なクリーニ
ングウェブ１５５ａ、押圧ローラ１５５ｂ、巻出しロー
ラ１５５ｃ、巻取りローラ１５５ｄ等とかならるクリー
ニング装置１５５が設けられ、定着ローラ１５１を介し
て加圧ローラ１５２に付着したトナーのクリーニングが
なされている。

【００１０】又、加圧ローラ１５２には、加圧ローラ１
５２上に残った余剰離型剤を除去する離型剤除去用弾性
体たるオイル除去ブレード１６０が当接している。この
オイル除去ブレード１６０がない場合は、余剰離型剤が
定着ローラ１５１と加圧ローラ１５２とのニップに溜
り、記録剤上にシミとなったり、ＯＨＰ用の透明ラミメ
ートフィルムがスリップしてニップヘの進入不良が発生
したりする。オイル除去ブレード１６０の材質として
は、Ｓｉゴム、フッ素ゴム等が用いられ、これらのブレ
ードが加圧ローラ１５２の回転方向に対して順方向又は
逆方向へ適当な進入量をもって当接している。

【００１１】この状態において、紙Ｐが搬送されてくる
と、定着ローラ１５１及び加圧ローラ１５２は回転し、
定着ローラ１５１の表面に離型剤としてシリコーンオイ
ルが塗布され、紙Ｐが定着ローラ１５１と加圧ローラ１
５２との間を通過する際に表裏両面からほぼ一定の圧
力、温度で加圧、加熱され紙表面上の未定着トナー像は
溶融して定着され、紙Ｐ上にフルカラー画像が形成され
る。画像が定着された紙Ｐは下分離爪１６８によって加
圧ローラ１５２から分離され、機外へ排出される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の定着装置においては、次のような問題が生
じていた。

【００１３】先ず、一般に複写機等の画像形成装置に備
えられた定着装置では、定着ローラと加圧ローラとの圧
接により形成されるニップで紙上の未定着トナー像に熱
と圧力を加え定着を行なう。この時、定着条件によって
定着性が異なり、定着後の画像表面の状態が異なってく
る。即ち、定着性が良くない状態では、トナーが充分に
溶けきっていないため画像表面が凸凹になり、一方、定
着性が良好な場合は、トナーが充分に溶けて平滑な画像
表面になる。ここで、画像表面が凸凹な場合は表面で乱
反射するため画像光沢は低くなり、一方、画像表面が平
滑な場合は画像光沢は高くなる。即ち、画像光沢は、画
像表面性に大きく影響される。

【００１４】ここで、定着ローラが使い込まれてくる
と、定着ローラ表面が劣化してくるため、その定着ロー
ラの表面には細かいキズが生じ凸凹になってくる。この
状態で定着が行われると、定着後の画像表面も凸凹にな
ってくる。つまり、長期間使用され定着ローラ表面が劣
化してくると、画像光沢は低下してくることになる。従
来はこのことによって、定着ローラが長期間使用される
と初期との画像光沢差が大きくなってきていた。

【００１５】そこで、本発明は、定着体が長期間使用さ
れた後であっても初期と同様の画像光沢を得ることがで
きる定着装置及びこの定着装置を備える画像形成装置の
提供を目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。

【００１８】（第一の実施形態）先ず、本発明の第一の
実施形態について図３乃至図５に基づいて説明する。

【００１９】図１は、本実施形態にかかる画像形成装置
の一例として、複数の光走査手段を有する４ドラムレー
ザビームプリンタ（以下、プリンタという）の概略構成
を示す模式的断面図であり、図２は、その要部の拡大図
である。

【００２０】かかるプリンタは、図１に示すように、潜
像担持体たる電子写真感光体（以下、感光ドラムとい
う）の周囲に、現像装置等を有して構成される画像形成
手段たる画像形成ステイションが４個設けられ、該各画
像形成ステイションにて形成された感光ドラム上の画像
が、該感光ドラムに隣接して移動通過する搬送手段上の
紙等の記録材（以下、単に紙とする）へ転写される構成
となっている。

【００２１】又、図２に示すように、マゼンタ、シア
ン、イエロー、ブラックの各色の画像を形成する各画像
形成ステイションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄには、それぞ
れ感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが配置されてお
り、各感光ドラムは矢印方向に回転自在となっている。

【００２２】更に、各感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１
ｄの周囲には、帯電器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ
及び現像装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、そして、クリー
ナ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが上記感光ドラムの回転方向
に沿って順次配設されており、各感光ドラムの下方に
は、転写部３が配設されている。該転写部３は、各画像
形成ステイションに共通の記録材搬送手段たる転写ベル
ト３１及び転写用帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを有し
ている。

【００２３】上述のようなプリンタにおいて、図１に示
す記録材供給手段たる給紙カセット６１から供給された
紙Ｐは、転写ベルト３１上に支持されて各画像形成ステ
イションヘ搬送され、上記各感光ドラム上に形成された
各色のトナー像を順次転写される。この転写工程が終了
すると、上記紙Ｐは転写ベルト３１から分離されて定着
装置５へ記録材案内手段たる搬送ベルト６２により搬送
される。

【００２４】ここで、定着装置５について詳細に説明す
る。

【００２５】図３は、定着装置５の概略構成を示す模式
的断面図である。

【００２６】定着装置５は、図３に示すように、回転自
在に配設された定着体たる定着ローラ５１と、定着ロー
ラ５１に圧接しながら回転する加圧体たる加圧ローラ５
２と、離型剤供給塗布手段たる離型剤塗布装置５３と、
ローラ方式のクリーニング装置５４，５５とを有した構
成となっている。

【００２７】定着ローラ５１及び加圧ローラ５２の内部
には、ハロゲンランプ等の加熱手段たるヒータ５６，５
７がそれぞれ配設されている。又、定着ローラ５１及び
加圧ローラ５２にはそれぞれサーミスタ５８，５９が接
触するように配設されており、温度調節回路（図示せ
ず）がヒータ５６、ヒータ５７への電圧を制御すること
により定着ローラ５１及び加圧ローラ５２の表面の温度
調節を行っている。

【００２８】又、定着ローラ５１の周囲にはクリーニン
グ装置５４及び離型剤塗布装置５３が設けられ、このク
リーニング装置５４により、定着ローラ５１上にオフセ
ットしたトナー等のクリーニングがなされていると共
に、離型剤塗布装置５３により、離型剤であるシリコー
ンオイル等が定着ローラ５１に塗布され、該定着ローラ
５１からの記録材たる紙Ｐの分離の容易化及びトナーの
オフセットの防止が図られている。

【００２９】クリーニング装置５４は、帯状の耐熱不繊
布からなるクリーニングウェブ５４ａと、該クリーニン
グウェブ５４ａを定着ローラ５１に押圧する押圧ローラ
５４ｂと、新しいクリーニングウェブ５４ａを巻き出す
巻出しローラ５４ｃと、トナー等が付着しクリーニング
能力の低下したクリーニングウェブ５４ａを徐々に巻き
取っていく巻取りローラ５４ｄとを有して構成される。
又、クリーニング装置５４は、特にサーミスタ５８にオ
フセットトナーが付着してこのサーミスタ５８に検知不
良を生じさせないよう、サーミスタ５８に対して定着ロ
ーラ５１の回転方向上流側に設けられている。

【００３０】クリーニングウェブ５４ａの巻き取り方法
としては、カウンターから所定枚数コピーしたと判断し
た時に、ソレノイド（図示せず）がＯＮしワンウェイク
ラッチが動作することにより、定着ローラ５１の回転方
向と逆方向に所定量巻き取っている。クリーニングウェ
ブ５４ａは逆方向に巻き取られることにより定着ローラ
５１の回転方向に巻き込まれないようになっている。

【００３１】離型剤塗布装置５３は、シリコーンオイル
等の離型剤を有する離型剤溜り部であるオイルタンク５
３ａと、該オイルタンク５３ａから離型剤であるオイル
を汲み上げ定着ローラ５１の表面近傍まで導き離型剤を
定着ローラ５１表面に滴下するように表面に穴の形成さ
れた中空パイプ５３ｂと、中空パイプ５３ｂから滴下さ
れた離型剤を定着ローラ５１上に均一にならす耐熱フェ
ルト５３ｃと、離型剤量を定着ローラ５１上で一定量に
規制するためにフッ素ゴム等の弾性体から成る規制ブレ
ード５３ｄとを有して構成されている。又、この離型剤
塗布装置５３は、特に定着ローラ５１への均一なオイル
の塗布を図るべく、サーミスタ５８に対して定着ローラ
５１の回転方向下流側に配設されている。

【００３２】又、加圧ローラ５２の周囲にも、定着ロー
ラ５１のクリーニング装置５４と同様なクリーニングウ
ェブ５５ａ、押圧ローラ５５ｂ、巻出しローラ５５ｃ、
巻取りローラ５５ｄ等とかならるクリーニング装置５５
が設けられ、定着ローラ５１を介して加圧ローラ５２に
付着したトナーのクリーニングがなされている。

【００３３】又、加圧ローラ５２には、加圧ローラ５２
上に残った余剰離型剤を除去する離型剤除去用弾性体た
るオイル除去ブレード６０が当接している。このオイル
除去ブレード６０がない場合は、余剰離型剤が定着ロー
ラ５１と加圧ローラ５２とのニップに溜り、記録剤上に
シミとなったり、ＯＨＰ用の透明ラミメートフィルムが
スリップしてニップヘの進入不良が発生したりする。オ
イル除去ブレード６０の材質としては、Ｓｉゴム、フッ
素ゴム等が用いられ、これらのブレードが加圧ローラ５
２の回転方向に対して順方向又は逆方向へ適当な進入量
をもって当接している。

【００３４】この状態において、紙Ｐが搬送されてくる
と、定着ローラ５１及び加圧ローラ５２は回転し、定着
ローラ５１の表面に離型剤としてシリコーンオイルが塗
布され、紙Ｐが定着ローラ５１と加圧ローラ５２との間
を通過する際に表裏両面からほぼ一定の圧力、温度で加
圧、加熱され紙表面上の未定着トナー像は溶融して定着
され、紙Ｐ上にフルカラー画像が形成される。画像が定
着された紙Ｐは下分離爪６８によって加圧ローラ５２か
ら分離され、機外へ排出される。

【００３５】ここで、本実施形態の特徴について詳細に
説明する。

【００３６】図４は、定着装置５に備えられた光沢度検
知手段を説明するための図であり、図５は、定着装置５
の動作を説明するためのフローチャートである。

【００３７】本実施形態では、図３に示すように、光沢
度検知手段８０が定着ローラ５１の表面の光沢を検知
し、定着装置５に備えられた制御手段（図示せず）が、
光沢度検知手段８０によって検知された表面光沢度に応
じて定着ローラ５１の表面状態を判断して、定着条件を
変更させるように制御するものである。

【００３８】本実施形態においては、図４に示すよう
に、光沢度検知手段８０によって定着ローラ５１の表面
光沢度が検出されるようになっている。

【００３９】光沢度検知手段８０は、定着ローラ５１の
表面に規定された入射角で規定の開き角の光束を入射
し、鏡面反射方向に反射する規定の開き角の光束を受光
器で測ることにより定着ローラ５１の表面光沢度を検知
するものである。

【００４０】即ち、図４において、光源１０８で照射さ
れた光束は、レンズ１１０を通り、定着ローラ５１に角
度∂で入射する。そして、鏡面反射方向に反射した光束
がレンズ１１０を通して受光器１０９によって検出され
る。このようにして定着ローラ５１の表面光沢度が検出
される。尚、以下に説明する本発明のすべての実施形態
は、入射角∂を６０°とし表面光沢の検出を行なっつた
ものである。

【００４１】本実施形態にあっては、先ず、光沢度検知
手段８０が、図５に示すように、初期の定着ローラ５１
の表面光沢を検出する（Ｓ１０２）。次に、複数の所定
枚数の連続コピー（Ｓ１０３）後、定着ローラ５１の表
面光沢度が測定される（Ｓ１０４）。そして、この表面
光沢度の減少量が所定の値を超えたか否かが判断される
（Ｓ１０５）。この表面光沢度の減少量が所定の値を超
えた場合には、その減少量に応じて、定着ローラ５１の
表面温調温度を上昇させていく（Ｓ１０８）。例えば、
初期の定着ローラ５１の表面光沢度が３０％である場
合、５００枚毎に順次検出された表面光沢度が５％減少
するごとに定着ローラ５１の表面温度を３℃上昇させ
る。このようにすることで、定着ローラ５１の表面が凸
凹になっても、トナーを更に溶融させることによって、
定着後の画像の表面は初期の定着ローラで定着した画像
表面と同様の表面性を得ることができ、定着ローラが長
期間使用された後においても画像の光沢度変化を抑える
ことができる。

【００４２】尚、本実施形態では光沢度検知手段が定着
ローラ５１の表面光沢度を検出したが、加圧ローラの表
面光沢度を検出しても同様の効果が得られる。

【００４３】又、本実施形態で説明した定着ローラの温
度や表面光沢度は定着ローラや定着装置の構成によって
異なるので必ずしもこの値に限るものではない。

【００４４】（第二の実施形態）次に、本発明の第二の
実施形態について図６に基づいて説明する。尚、上述の
第一の実施携帯と同様の構成に関しては、同一符号を付
し、その説明を省略する。

【００４５】図６は、本実施形態の制御フローである。

【００４６】本実施形態では、定着装置に備えられた制
御手段（図示せず）が、光沢度検知手段８０によって検
知された表面光沢度の変化に応じて、定着ローラ５１と
加圧ローラ５２との間の圧接力を可変とする圧接力可変
手段（図示せず）を駆動させ該圧接力を変更するもので
ある。

【００４７】本実施形態では、上述の第一の実施形態と
同様に、先ず、光沢度検知手段８０が初期の定着ローラ
５１の表面光沢度を検出する（Ｓ２０２）。次に、複数
の所定枚数の連続コピー（Ｓ２０３）後、定着ローラ５
１の表面光沢度が測定される（Ｓ２０４）。そして、こ
の表面光沢度の減少量が所定の値を超えたか否かが判断
される（Ｓ２０５）。この表面光沢度の減少量が所定の
値を超えた場合には、その減少量に応じて、上記圧接力
可変手段が定着ローラ５１と加圧ローラ５２との間の圧
接力を上昇させていく（Ｓ２０８）。例えば、初期の定
着ローラ５１の表面光沢度が３０％である場合、５００
枚毎に順次検知された表面光沢度が５％減少するごとに
上記圧接力を総圧３ｋ上昇させる。このようにすること
で、定着ローラ５１の表面が凸凹になっても、トナーを
更に溶融させることによって、定着後の画像の表面は初
期の定着ローラで定着した画像表面と同様の表面性を得
ることができ、定着ローラが長期間使用された後におい
ても画像の光沢度変化を抑えることができる。

【００４８】尚、本実施形態では光沢度検知手段が定着
ローラ５１の表面光沢度を検出したが、加圧ローラの表
面光沢度を検出しても同様の効果が得られる。

【００４９】又、本実施形態で説明した定着ローラの温
度や表面光沢度は定着ローラや定着装置の構成によって
異なるので必ずしもこの値に限るものではない。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本出願にかかる第
一の発明によれば、光沢度検知手段が、少なくとも定着
体及び加圧体の一方の表面光沢度を検知し、制御手段
が、上記光沢度検知手段によって検知された表面光沢度
に対応して定着画像の光沢度に関する所定の定着条件を
設定するよう制御するようになっているので、定着体が
長期間使用された後であっても初期と同様の画像光沢を
得ることができる。

【００５１】又、本出願にかかる第二の発明によれば、
光沢度検知手段が、少なくとも定着体及び加圧体の一方
の表面光沢度を検知し、制御手段が、上記光沢度検知手
段によって検知された表面光沢度に対応して定着処理時
の設定温度を設定するよう制御するようになっているの
で、定着体が長期間使用された後であっても初期と同様
の画像光沢を得ることができる。

【００５２】更に、本出願にかかる第三の発明によれ
ば、光沢度検知手段が、少なくとも定着体及び加圧体の
一方の表面光沢度を検知し、制御手段が、上記光沢度検
知手段によって検知された表面光沢度に対応して定着体
と加圧体との間の圧接力を設定するよう制御するように
なっているので、定着体が長期間使用された後であって
も初期と同様の画像光沢を得ることができる。

【００５３】又、本出願にかかる第四の発明によれば、
光沢度検知手段が、少なくとも定着体及び加圧体の一方
の表面光沢度を検知し、制御手段が、上記光沢度検知手
段によって検知された表面光沢度に対応して定着画像の
光沢度に関する所定の定着条件を設定するよう制御する
ようになっているので、定着体が長期間使用された後で
あっても初期と同様の画像光沢を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態にかかる画像形成装置
の概略構成を示す模式的断面図である。

【図２】図１の画像形成装置の要部の拡大図である。

【図３】図１の画像形成装置に備えられた定着装置の概
略構成を示す模式的断面図である。

【図４】図３の定着装置に備えられた光沢度検知手段を
説明するための図である。

【図５】本発明の第一の実施形態における定着装置の動
作を説明するためのフローチャートである。

【図６】本発明の第二の実施形態における定着装置の動
作を説明するためのフローチャートである。

【図７】従来の定着装置の概略構成を示す模式的断面図
である。

【符号の説明】

５ 定着装置 ５１ 定着ローラ（定着体） ５２ 加圧ローラ（加圧体） ５６，５７ ヒータ（加熱手段） ８０ 光沢度検知手段 Ｐ 紙（記録材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 板垣 智久 東京都大田区下丸子三丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H027 DA12 DA44 DA45 DE02 DE09 EA12 EC09 EC15 ED25 2H033 AA10 AA23 BB34 CA01 CA07 CA12 CA30 CA39

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに圧接回転する定着体及び加圧体
   と、該定着体を加熱する加熱手段とを備え、未定着像を
   担持する記録材を該定着体及び該加圧体によって挟持搬
   送しながら加熱及び加圧することにより上記未定着像を
   上記記録材に定着させ定着画像とする定着装置におい
   て、少なくとも定着体及び加圧体の一方の表面光沢度を
   検知する光沢度検知手段と、該光沢度検知手段によって
   検知された表面光沢度に対応して定着画像の光沢度に関
   する所定の定着条件を設定するよう制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 加熱手段は、定着処理時における記録材
   上の未定着像を該記録材上に定着可能な所定の設定温度
   が可変となっており、制御手段は定着条件として上記設
   定温度を制御可能であることとする請求項１に記載の定
   着装置。
3. 【請求項３】 定着体及び加圧体は、互いの間の圧接力
   が可変となっており、制御手段は定着条件として上記圧
   接力を制御可能であることとする請求項１又は請求項２
   に記載の定着装置。
4. 【請求項４】 一連の画像形成プロセスによって画像を
   記録材に記録する画像形成装置であって、請求項１乃至
   請求項３のいずれか一項に記載の定着装置を備えること
   を特徴とする画像形成装置。