JP2004012822A - 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

【課題】電力的効率の向上を図りつつ定着能力を向上させることができる定着装置及びこの定着装置を提供する。
【解決手段】互いに圧接回転する定着ローラ３１及び加圧ローラ３２と、定着ローラ３１に離型剤を塗布する離型剤塗布装置３３とを備え、未定着像を担持する記録材を定着ローラ３１及び加圧ローラ３２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る定着装置３０において、定着装置３０の雰囲気温度を検知する温度検知センサ３９と、温度検知センサ３９によって検知された温度に対応する設定温度に離型剤塗布装置３３のシリコーンオイルの温度を維持する離型剤温度調整装置３８とを備える。
【選択図】　図２

Description

【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】
従来における電子写真方式を採用する複写機やレーザービームプリンタ等の画像形成装置に備えられる定着装置にあっては、例えば、回転自在に配設された定着体たる定着ローラが、金属製芯金の表面にシリコーンゴムとフッ素ゴムを所定の厚さに被覆した構造になっており、ハロゲンランプ等のヒータを内包して矢印方向に回転自在に軸支されている。
【０００３】
上記定着ローラの下方には、加圧体たる加圧ローラが圧接するように配設されており、該定着ローラに従動回転するように軸支されている。該加圧ローラは、金属製芯金の表面にシリコーンゴムとフッ素ゴムを所定の厚さに被覆した構造になっており、内部には定着ローラと同様にハロゲンランプ等のヒータが配設されている。
【０００４】
又、定着ローラ及び加圧ローラにはサーミスタが当接するように配設されており、温度調節回路を介して各ヒータへの電圧を制御することにより定着ローラ及び加圧ローラの表面の温度調節を行っている。
【０００５】
又、上記定着ローラに接離自在に配設された離型剤塗布手段たる離型剤塗布装置は、離型剤としてシリコーンオイルを収納した離型剤容器たる該離型剤槽と、該離型剤槽から離型剤を汲み上げる汲み上げローラと、離型剤を定着ローラに塗布する塗布用回転体たる塗布ローラと、離型剤の塗布量を制御するための規制部材たるブレードとを有して構成されている。回転自在に軸支された塗布ローラはスポンジゴムの表面にシリコーンゴムを被覆してあり、定着ローラに着脱自在に配設されて離型剤を塗布している。ブレードは塗布ローラに対して一定の角度で板金に固定され、塗布ローラに一定の圧力で押し当てられている。したがって、汲み上げローラにより汲み上げられてきた離型剤の塗布量は、該ブレードにより一定に調整され記録材Ｐの先端から後端まで塗布される。
【０００６】
更に、上記定着ローラ及び上記加圧ローラにはクリーニング装置が当接されており、定着ローラ側にはニッケルウェブ、加圧ローラ側にはノーメックスフェルトが圧接してローラのクリーニングを行っている。
【０００７】
上述の定着装置に記録材が搬送されてくると、定着ローラと加圧ローラは一定速度で回転し、記録材は定着ローラと加圧ローラとの間を通過する際に表裏両面からほば一定の圧力、温度で加圧、加熱され表面に担持した未定着トナーが溶融され良好な定着が行なわれる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来の定着装置は、複写機の記録材の搬送方向の最下流に位置し、記録材上のトナーを熱及び圧力によって該記録材上に定着させなければならないため、定着ローラ、加圧ローラはある高い温度に設定されており、又、ローラ間には圧力がかかっている。定着能力を向上させるためには、ローラをより高温に設定し、圧力をより高くかけることができれば可能である。しかし、ローラを高温に設定することは、ローラ寿命の短縮に繋がり、ローラ間の圧力を強くかけると紙しわ等の画像異常が発生しやすくなってしまう。
【０００９】
したがって、上記２つ以外の方法で定着能力を向上させることが必要となる。
【００１０】
又、離型剤として用いられる定着オイルは、定着ローラと加圧ローラとの間のニップ部に溜まるが、熱伝導率が低いために、定着ローラの熱を紙とトナーに伝えるための妨げとなっている。従って、定着オイルの温度は、定着性を向上させるための重要なげラメーターとなり、オイルの温度を上げれば、定着能力は向上する。
【００１１】
一方、紙、トナー、定着装置周辺等の温度が大きく変わるため、定着性は室内環境に大きく依存する。例えば、２０℃環境と１５℃環境を比べた場合、紙、トナー、定着装置周辺の温度差がそれぞれ５℃あるために、定着させるために必要な定着ローラの温度は単純に考えても１５℃違うことになる。従って、低温環境では定着性を確保するために、よりオイル温度を高温にする必要があるが、通常環境では、それ程必要とせず、低温環境と同様のオイル温度に設定することは電力的に無駄になってしまう。
【００１２】
そこで、本発明は、電力的効率の向上を図りつつ定着能力を向上させることができる定着装置及びこの定着装置の提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本出願によれば、上記目的は、互いに圧接回転する定着体及び加圧体と、該定着体及び該加圧体の少なくとも一方の表面に離型剤を塗布する離型剤塗布手段とを備え、未定着像を担持する記録材を上記定着体及び上記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る定着装置において、離型材塗布手段の離型剤の温度を所定温度に維持する離型剤温度調整手段を備え、該離型剤温度調整手段は、定着装置の設置環境に対応する設定温度に離型剤塗布手段の離型剤の温度を維持するよう設定されているという第一の発明によって達成される。
【００１４】
又、本出願によれば、上記目的は、第一の発明において、定着装置の雰囲気温度を検知する雰囲気温度検知手段を備え、離型剤温度調整手段は、該雰囲気温度検知手段によって検知された温度に対応する設定温度に離型剤塗布手段の離型剤の温度を維持するよう設定されているという第二の発明によっても達成される。
【００１５】
更に、本出願によれば、上記目的は、一連の画像形成プロセスによって形成された画像を記録材に記録する画像形成装置であって、第一の発明又は第二の発明の定着装置を備えるという第三の発明によっても達成される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に関して、添付図面に基づき説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態にかかる画像形成装置の一例たる、電子写真方式を採用するカラー画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【００１８】
かかるカラー画像形成装置は、図１に示すように、装置本体１の右側から装置本体の略中央部に亘って設けられている記録材搬送系Ｉと、上記記録材搬送系Ｉを構成している転写ドラム１５に近接して装置本体１の略中央部に設けられている潜像形成部ＩＩと、上記潜像形成部ＩＩに近接して配設されている現像手段である回転式現像装置ＩＩＩとに大別される。
【００１９】
上記記録材搬送系Ｉは、次のような構成となっている。先ず、上記装置本体１の右壁に開口部が形成されており、該開口部に着脱自在な記録材供給用のトレイ２，３が一部機外に突出して配設されている。該トレイ２，３の略直上部には給紙用ローラ４，５が配設され、これら給紙用ローラ４，５と左方にされた矢印Ａ方向に回転自在な転写手段たる転写ドラム１５とを連絡するように、給紙ローラ６及び給紙ガイド７，８が設けられている。上記転写ドラム１５の外周面近傍には回転方向上流側から下流側に向って当接用ローラ９、グリッパ１０、記録材分離用帯電器１１、分離爪１２が順次配設されている。又、上記転写ドラム１５の内周側には転写帯電器１３、記録材分離用帯電器１４が配設されている。上記転写ドラム１５の右側上部には上記分離爪１２に近接して搬送ベルト手段１６が、そして該搬送ベルト手段１６の記録材搬送方向終（右）端には定着装置３０が配設されている。該定着装置３０よりも更に搬送方向後流には装置本体１外へと延在し、装置本体１に対して着脱自在な排出用トレイ１７が配設されている。
【００２０】
次に、上記潜像形成部ＩＩの構成を説明する。先ず、図１矢印Ｂ方向に回転自在な潜像担持体たる感光ドラム１９が、外周面を上記転写ドラム１５の外周面と当接して配設されている。上記感光ドラム１９の上方でその外周面近傍には、該感光ドラム１９の回転方向上流側から下流側に向って除電用帯電器２０、クリーニング手段２１及び一次帯電器２３が順次配設され、更に上記感光ドラム１９の外周面上に静電溶像を形成するためのレーザビームスキャナのごとき像露光手段２４、及び像露光反射手段２５が配設されている。
【００２１】
最後に上記回転式現像装置ＩＩＩの構成は以下のごとくである。上記感光ドラム１９の外周面と対向する位置に、回転自在な筐体（以下「回転体」という）２６が配設され、該回転体２６中には四種類の現像装置が周方向の四位置に搭載され、上記感光ドラム１９の外周面上に形成された静電潜像を可視化（すなわち現像化）するようになっている。上記四種類の現像装置は、それぞれイエロー現像装置２７Ｙ、マゼンタ現像装置２７Ｍ、シアン現像装置２７Ｃ及びブラック現像装置２７ＢＫとなっている。
【００２２】
上述したごとき構成の画像形成装置全体のシーケンスについて、先ず、フルカラーモードの場合を例として簡単に説明する。上述した感光ドラム１９が図１矢印Ｂ方向に回転すると、該感光ドラム１９上の感光体は一次帯電器２３によって均等に帯電される。一次帯電器２３による感光体に対する均等な帯電が行われると、原稿２８のイエロー画像信号にて変調されたレーザ光Ｅにより画像露光が行われ、感光ドラム１９上に静電冶像が形成され、回転体２６の回転によりあらかじめ現像位置に定置されたイエロー現像装置２７Ｙによって上記静電潜像の現像が行われる。
【００２３】
一方、給紙ガイド７、給紙ローラ６、給紙ガイド８を経由して搬送されてきた記録材は、所定のタイミングにてグリッパ１０により保持され、当接用ローラ９と該当接用ローラ９と対向している電極とによって静電的に転写ドラム１５に巻き付けられる。転写ドラム１５は、感光ドラム１９と同期して図１矢印Ａ方向に回転しており、イエロー現像装置２７Ｙで現像された顕画像は、上記感光ドラム１９の外周面と上記転写ドラム１５の外周面とが当接している部位にて転写帯電器１３によって転写される。転写ドラム１５はそのまま、回転を縦続し、次の色（図１においてはマゼンタ）の転写に備える。
【００２４】
一方、感光ドラム１９は上記除電用帯電器２０により除電され、従来公知のブレード法によるクリーニング手段２１によってクリーニングされた後、再び一次帯電器２３によって帯電され、次のマゼンタ画像信号により上記のような像露光を受ける。上記回転式現像装置は、感光ドラム１９上に上記像露光によってマゼンタ画像信号による静電潜像が形成される間に回転して、マゼンタ現像装置２７Ｍを上述した所定の現像位置に定置せしめ所定のマゼンタ現像を行う。引き続いて、上述したごときプロセスをそれぞれシアン色及びブラック色に対しても実施し、四色分の転写が終了すると、記録材上に形成された四色距画像は各帯電器２０，１４により除電され、上記グリッパ１０による記録材の把持が解除されると共に、該記録材は、分離爪１２によって転写ドラム１５より分離され、搬送ベルト手段１６で定着装置３０に送られ、熱と圧力により定着され一連のフルカラープリントシーケンスが終了し、所要のフルカラープリント画像が形成されることとなる。
【００２５】
次に、上述のようなフルカラーの画像形成における定着装置３０について、図２を用いて詳しく説明する。
【００２６】
定着装置３０にあっては、図２に示すように、回転自在に配設された定着ローラ３１が、金属製芯金の表面にシリコーンゴムとフッ素ゴムを所定の厚さに被覆した構造になっており、ハロゲンランプ等のヒータ３１ａを内包して矢印方向に回転自在に軸支されている。
【００２７】
上記定着ローラ３１の下方には、加圧ローラ３２が圧接するように配設されており、該定着ローラ３１に従動回転するように軸支されている。該加圧ローラ３２は、金属製芯金の表面にシリコーンゴムとフッ素ゴムを所定の厚さに被覆した構造になっており、内部には定着ローラ３１と同様にハロゲンランプ等のヒータ３２ａが配設されている。
【００２８】
又、定着ローラ３１及び加圧ローラ３２にはサーミスタ３６が当接するように配設されており、温度調節回路を介してヒータ３１ａ，ヒータ３２ａへの電圧を制御することにより定着ローラ３１及び加圧ローラ３２の表面の温度調節を行っている。
【００２９】
又、上記定着ローラ３１に接離自在に配設された離型剤塗布装置３３は、離型剤としてシリコーンオイルを収納した離型剤容器たる該離型剤槽３３ａと、該離型剤槽３３ａから離型剤を汲み上げる汲み上げローラ３３ｂと、離型剤を定着ローラ３１に塗布する塗布用回転体たる塗布ローラ３３ｃと、離型剤の塗布量を制御するための規制部材たるブレード３３ｄとから構成されている。回転自在に軸支された塗布ローラ３３ｃはスポンジゴムの表面にシリコーンゴムを被覆してあり、定着ローラ３１に着脱自任に配設されて離型剤を塗布している。ブレード３３ｄは塗布ローラ３３ｃに対して一定の角度で板金に固定され、塗布ローラ３３ｃに一定の圧力で押し当てられている。したがって、汲み上げローラ３３ｂにより汲み上げられてきた離型剤の塗布量は、該ブレード３３ｄにより一定に調整され記録材Ｐの先端から後端まで塗布される。
【００３０】
本実施形態に定着装置３０は、離型材塗布装置３３の離型剤の温度を所定温度に維持する離型剤温度調整装置３８と、定着装置３０の雰囲気温度を検知する雰囲気温度検知手段たる温度検知センサ３９とを備え、離型剤温度調整装置３８は、該温度検知センサ３９によって検知された温度に対応する設定温度に離型剤塗布装置３３の離型剤の温度を維持するよう設定されている。
【００３１】
更に、上記定着ローラ３１及び加圧ローラ３２にはクリーニング装置３４，３５が当接されており、定着ローラ３１側にはニッケルウェブ３４ａ、加圧ローラ３２側にはノーメックスフェルト３５ａが圧接してローラのクリーニングを行っている。
【００３２】
上述の定着装置３０に記録材Ｐが搬送されてくると、定着ローラ３１及び加圧ローラ３２は一定速度で回転し、記録材Ｐは定着ローラ３１と加圧ローラ３２との間を通過する際に表裏両面からほば一定の圧力、温度で加圧、加熱され表面に担持した未定着トナーが溶融され良好な定着が行なわれる。
【００３３】
ここで、本実施形態におけるオイル温度制御について図３及び図４に基づき説明する。
【００３４】
図３に示すように、先ず、複写機に装備された温度検知センサ３９により、室内温度を読み取る（Ｓ１０１）。そして、離型剤温度調整装置３８は、室内温度が２０℃以上か否かを判断する（Ｓ１０２）。室内温度が２０℃以上の場合には、定着オイルの設定温度を１２０℃とし（Ｓ１０３）、室内温度が２０℃よりも低い場合には、定着オイルの設定温度を１４０℃とする（Ｓ１０４）。こうして室内温度が２０℃以上か否かによって離型材塗布装置３３のオイル温度の温調設定（設定温度）を変える。
【００３５】
図４は、実験結果の１例であり、定着に必要な定着オイル温度と室内温度との相関を示す図である。
【００３６】
定着に必要な定着オイル温度は、室内温度が１５℃の場合１４０℃必要であり、室内温度が２０℃の場合は１２０℃必要である。
【００３７】
本実施形態によれば、図３で示すようなオイル温度制御を行うことによって、定着性を確保し、かつ電力的効率を良くすることができる。
【００３８】
【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、定着装置の設置環境に対応する設定温度に離型剤塗布手段の離型剤の温度が離型剤温度調整手段によって維持されるようになっているので、電力的効率の向上を図りつつ定着能力を向上させることができる。
【００３９】
又、本出願にかかる第二の発明によれば、雰囲気温度検知手段によって検知された温度に対応する設定温度に離型剤塗布手段の離型剤の温度が離型剤温度調整手段によって維持されるようになっているので、電力的効率の向上を図りつつ定着能力を向上させることができる。
【００４０】
更に、本出願にかかる第三の発明によれば、定着装置の設置環境に対応する設定温度に離型剤塗布手段の離型剤の温度が離型剤温度調整手段によって維持されるようになっているので、電力的効率の向上を図りつつ定着能力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１の画像形成装置に備えられえた定着装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態における定着装置の雰囲気温度による離型剤の温度制御を説明するためのフローチャートである。
【図４】定着装置の雰囲気温度と定着に必要な離型剤の温度との相関を示す図である。
【符号の説明】
３０　定着装置
３１　定着ローラ（定着体）
３２　加圧ローラ（加圧体）
３３　離型剤塗布装置（離型剤塗布手段）
３８　離型剤温度調整装置（離型剤温度調整手段）
３９　温度検知センサ（雰囲気温度検知手段）
Ｐ　記録材

Claims (3)

1. 互いに圧接回転する定着体及び加圧体と、該定着体及び該加圧体の少なくとも一方の表面に離型剤を塗布する離型剤塗布手段とを備え、未定着像を担持する記録材を上記定着体及び上記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る定着装置において、離型材塗布手段の離型剤の温度を所定温度に維持する離型剤温度調整手段を備え、該離型剤温度調整手段は、定着装置の設置環境に対応する設定温度に離型剤塗布手段の離型剤の温度を維持するよう設定されていることを特徴とする定着装置。
2. 定着装置の雰囲気温度を検知する雰囲気温度検知手段を備え、離型剤温度調整手段は、該雰囲気温度検知手段によって検知された温度に対応する設定温度に離型剤塗布手段の離型剤の温度を維持するよう設定されていることとする請求項１に記載の定着装置。
3. 一連の画像形成プロセスによって形成された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又は請求項２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。

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