JP2004069856A

JP2004069856A - 定着装置

Info

Publication number: JP2004069856A
Application number: JP2002226567A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Sagawa; 佐川　泰博
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-08-02
Filing date: 2002-08-02
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2022-08-02
Also published as: JP4036700B2

Abstract

【課題】オイル塗布、オイル均し、クリーニングの各ローラを定着ベルト回転方向に対し成す角をもって配置するに当たり、簡便な機構で上記機能を実現する定着装置を提供する。
【解決手段】定着ベルト１４の回転方向に対し、角度を成して配置されるオイル塗布ローラを支持する側板、もしくはブラケット５ａ，５ｂは、定着ベルト１４の回転方向に対し直交面を保ち、オイル塗布ローラ１のみが定着ベルト１４の回転方向との成す角を醸成し、オイル塗布ローラ１の軸受７のフランジ部に円弧を有する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像形成装置において転写材上に転写した未定着トナーを定着するための定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機などの電子写真技術を利用する画像形成装置においては、記録シート上の転写された未定着のトナー像を加熱したローラで熱圧着して記録シートに定着させる圧力加熱定着方式の定着装置が多く用いられている。この定着装置は、ヒータなどの加熱源で加熱される定着ローラとこれに圧接して回転する加圧ローラとの間の圧接部（ニップ部）に記録シートを通紙させて、熱と圧力とでトナーを記録シートに溶融定着させるものである。
【０００３】
こうした定着装置では、定着ローラが記録シート上のトナーに直接接触し、しかも高温高圧であるため、トナー像の一部が記録シートから定着ローラに転移してしまうおそれがある。定着ローラにトナーが付着すると、以降の定着処理において、付着したトナーが定着ローラから記録シートに再び転移して記録シートを汚してしまう、いわゆるオフセット現象が発生する。
【０００４】
このオフセットを防止するために、定着ローラ表面に離型材（例えば、シリコンオイル、以下、単に「オイル」という）を均等に塗布して、記録シート上のトナーがローラに付着しにくい状態（離型性）を維持する方法が採られる。この場合、オイルは通紙時にその一部が記録シートに転移するので、ローラ１回転ごとにオイルを定着ローラに補給する必要がある。
【０００５】
だが、補給するオイル量が多過ぎたり、オイル分布にむらがあって特定の位置にオイルが偏って分布したり、あるいは、通紙なしに定着ローラを回転したりすると、やがてローラ表面のオイルが飽和状態になり、あふれた余剰オイルがニップ部に溜まる。溜まった余剰オイルは通紙時に、オイル汚れあるいはオイルすじとなって記録シートを汚してしまう。
【０００６】
このような余剰オイルへの対策として、定着ローラ表面のオイルを制御する技術が考案されている。従来のオイル制御技術の一つとして、特開平４−１６１１５号公報あるいは特開平５−２６５３４５号公報に記載の装置がある。これらは、定着ローラにブレードを当接し、これによって定着ローラ表面から余剰オイルを回収するとともに、ローラ表面オイル量が均一となるようにブレードでオイルを規制する（ならす）、というものである。
【０００７】
図５は従来技術のオイル制御方法を用いた定着装置の一例である。オイル塗布ローラ６０３が定着ローラ６０１の外周面にオイルを塗布し、ブレード６０２が、定着ローラ６０１表面の余剰オイルを除去するとともに、オイルむらができないよう定着ローラ６０１表面をならしている。ブレード６０２は、定着ローラ６０１の軸方向長さとほぼ同じ長さを有しており、均一な接触圧で定着ローラ６０１表面に接触している。
【０００８】
ただし、こうした従来技術の方式では、ブレード６０２との接触によって定着ローラ６０１表面が摩耗して平滑性が損なわれ、オイルを塗布しても記録シート上のトナーが定着ローラ６０１に付着しやすくなる（離型性が低下する）。離型性の低下は上述した通り、オフセット現象の原因となる。また、定着ローラ６０１表面に付着した紙粉やトナーなどの異物がブレード６０２に付着すると、ブレード６０２と定着ローラ６０１との当接部分にこの異物が挟まって隙間が空き、ここをオイルがすり抜けて、定着ローラ６０１表面にオイル量が偏って多い部分ができる。これがやがてニップ部分に溜まりオイル汚れやオイルすじとなって記録シートを汚す。
【０００９】
上述不具合に対する対応として、ブレードによる不具合と構成の複雑さを解消するためブレードの代わりにローラによるオイルの均しを用いる方法があるが、ローラの当接だけではオイルを堰き止める効果が得られないため、定着ローラもしくは定着ベルトが１回転しただけではオイルを完全にならす事が不可能であった。このためオイルの均し性能だけで比較するとブレードによる方式より劣るのが実状であった。
【００１０】
また小サイズ紙通紙後など部分的にオイルの消費が行われ、オイルの塗布状態が著しく不均一になった状態では、定着ローラまたは定着ベルトを一定時間アイドリング回転させ、オイルを均すのに時間を要していた。
【００１１】
ローラを用いたオイル塗布方式、クリーニング方式についても同様な問題点が上げられる。すなわち、ローラを用いたオイル塗布方式では、やはりオイルを堰き止める効果が得られないため、オイル塗布ローラ上のオイル分布に僅かでも不均一があると定着ローラまたは定着ベルトへのオイル塗布に際し塗布ムラが発生し易くなる。このためローラを用いたオイル塗布方式では、供給ローラを介してオイル塗布ローラにオイルを供給するような手段がとられ、構成を複雑にしていた。
【００１２】
ローラを用いたクリーニング方式については、クリーニングローラを定着ローラまたは定着ベルトに当接連れ回りをさせる事により、離型性の差からオフセット残留したトナーを定着ローラまたは定着ベルト表面からクリーニングローラ側に移行させ清掃を行なうものであるが、掻き取り効果を得られないことから粘着性の少ない紙粉などの残留物の清掃を行うには不十分であった。
【００１３】
上述不具合に鑑み、簡便な構成が可能なローラによるオイル塗布、オイル均し、クリーニングの各ローラを定着ベルト方向に対し斜行方向に配置し転がり方向の差異によるスリップによりブレード効果並びに掻き取り効果をＵＰすることが提案されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、オイル塗布、オイル均し、クリーニングの各ローラを定着ベルト回転方向に対し成す角をもって配置するに当たり、簡便な機構で上記機能を実現することを目的とする定着装置に関する。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、定着ローラと加熱ローラ間にベルト主体の表面に離型層を有する無端状の定着ベルトを張設し、前記定着ベルトを介して対向方向から前記定着ローラを押圧する加圧ローラを設けて前記定着ベルトと加圧ローラ間にニップ部を構成し、定着ベルトに対して当接するオイル塗布ローラと、オイル塗布ローラにオイルを供給する手段を有し、オイル塗布ローラは定着ローラと加熱ローラ間の定着ベルトが直線状に張設された間でかつ、定着ベルト回転方向に対し角度を成して配置されている定着装置において、定着ベルト回転方向に対し、角度を成して配置されるオイル塗布ローラを支持する側板、もしくはブラケットは、定着ベルト回転方向に対し直交面を保ち、オイル塗布ローラのみが定着ベルト回転方向との成す角を醸成し、オイル塗布ローラの軸受フランジ部に円弧を有する定着装置を最も主要な特徴とする。
【００１６】
請求項２の発明は、オイル塗布ローラの軸受フランジ円弧部の半径Ｒは、オイル塗布ローラを支持する側板対、もしくはブラケット対のスパンＬに対し、Ｒ＜Ｌとなるよう設定されている定着装置を主要な特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。図１〜図４は本発明の実施の形態の一例であり、図１は定着装置の一部を断面で示す側面図、図２は図１の定着装置をオイル塗布ローラの斜め前側から見た斜視図、図３はオイル塗布ローラの支持構造の詳細図、図４は図３のＩＶ部拡大図である。
【００１８】
図１において、定着ローラ１１は表層を発泡シリコンゴムで覆われている。加熱ローラ１２は中心付近を貫通するようにヒータ１３が内蔵されている。ヒータ１３は図示しない温度調節手段によりトナーの溶融温度である１８０℃近辺に加熱ローラ１２を調温加熱している。定着ベルト１４はポリアミドを基材とし、表層をシリコンゴムとした２層構造となっており定着ローラ１１と加熱ローラ１２に張設されている。加圧ローラ１５は表層をシリコンゴムでコーティングされ加熱ローラ１２と同じく中心付近を貫通するようにヒータ１６を内蔵し、定着ベルト１４を介して定着ローラ１１に対向加圧される。定着ベルト１４は反時計方向に回転し、転写紙５０は非画像面側を入口ガイド板６０にガイドされながら矢印Ｔ方向に搬送されようになっている。
【００１９】
表層をソリッドのシリコンゴムで覆われるオイル塗布ローラ１は、定着ベルト１４に当接して連れ回るように配置される。オイル塗布パッド５の塗布面Ｂは定着ベルト１４のローラ間平面部と略平行に配置されながらオイル塗布ローラ１と当接する。オイル供給フエルト２０は浸透圧によりオイルタンク２１からオイルを吸い上げオイル塗布パッド５に一定量のシリコンオイル２２を供給する。
【００２０】
表層を発泡シリコンゴムで覆われたオイル均しローラ２もまた、定着ベルト１４に当接して連れ回るように配置される。オイル均しローラ２は転写紙５０にオイル塗布した後の定着ベルト１４表面上の不均一な残オイルを均し、下流でオイル塗布ローラ１によりオイル塗布される際に塗布ムラを生じないようにする。
【００２１】
図２に示すように、塗布ローラ１は定着ベルト１４の回転軸に対しθ°の角度をもって配置されている。配置は張設される定着ベルト１４の平面部であるため角度をもって配置しても、当接面は均一を保たれる。
【００２２】
オイル塗布ローラ１について述べると、塗布ローラ１は定着ベルトの回転軸に対しθ°の角度を有して当接連れ回りしているため、定着ベルト表面の線速Ｖ０に対しローラ表面の線速Ｖ１は、Ｖ１＝Ｖ０×ｓｉｎθとなり、オイル塗布ローラ１が定着ベルト１４に対し微少にスリップを生じながら連れ回る状態となる。
【００２３】
オイル塗布ローラ１は表層をシリコンゴムで覆われているためシリコンオイルとの親和性が良好になっており、オイル塗布パット５より供給塗布されたシリコンオイルはオイル塗布ローラ１の表面に均一に付着保持され、定着ベルト１４表面に均一に塗布されるところであるが、実際にはオイル塗布パッド５には塗布ローラ１を介して定着ベルト１４表面上の紙粉、オフセットトナーなどが転移付着し塗布ムラを生じ易く、オイル塗布ローラ１表面のシリコンオイルにも不均一を生じる。
【００２４】
このような状態でオイル塗布ローラ１が定着ベルト１４と同線速で連れ回りした場合は塗布ローラ１に不均一に保持されたシリコンオイルがそのまま定着ベルト１４表面にも転移され、結果的に光沢ムラなどの不具合を生じる。
【００２５】
本図示例ではオイル塗布ローラ１は定着ベルト１４に対し微少なスリップを生じながら当接回転しているため、当接ニップに置いてシリコンオイルを堰き止め塗布する効果を生じ、上記オイル塗布ローラ上の付着オイルに不均一を生じても定着ベルト１４上では均一にオイル塗布することができる。
【００２６】
この様にオイル塗布ローラを定着ベルト１４の回転方向と角度をもって配置することによるメリットは大きいが、実際の構成ではオイル塗布ローラ１を支持するブラケットを斜めに設置する等のため構成が複雑化しコスト的にも不利になる可能性があった。
【００２７】
本図示例によれば、塗布ローラ１の支持部材である側板もしくはブラケット５ａ、５ｂ等は従来と同じく定着ベルト１４と直交して配置し、塗布ローラ１のみを斜めに配置することができる。
【００２８】
具体的な構成としては、塗布ローラ１の支持部材であるブラケット５ａ、５ｂにはピン６が一体にカシメられておりピン６を回転中心としてブラケット５及び塗布ローラ１が揺動自在となっており定着ベルト１４に塗布ローラ１が当接されている。
【００２９】
図３においては、塗布ローラ１の取付位置はブラケット５ａ側が５ｂ側に対し揺動回転中心に近い位置で取り付くことでブラケット５の回転軸Ａに対し塗布ローラ１がθ°の角度をもって取り付くようになっている。更に塗布ローラ１は軸受７により回転自在に組み付けられており、定着ベルト１４に当接連れ回りするようになっている。塗布ローラ１のスラスト方向規制はスラスト止め輪８により行われる。
【００３０】
図４に示すように、軸受７のフランジ部にはＲが設けられており、Ｒの半径をブラケット５ａ、５ｂのスパンＬに対し、Ｒ≦Ｌとなるよう設定しているため、塗布ローラが斜めに取り付いた状態でも、軸受８のフランジがブラケット５と片当たりすることがないようになっている。
【００３１】
オイル塗布ローラをオイル均しローラ２に置き換えた場合も同様で、微少にスリップを生じながら連れ回る状態となる結果、定着ベルト１４表面上の残オイルをニップ部で堰き止めながら均すことになり、同速で連れ回る状態よりも効果的に残オイルを均すことができる。
【００３２】
オイル塗布ローラ１をクリーニングローラに置き換えた場合も同様に定着ベルト１４に対し微少なスリップを生じながら回転するため、定着ベルト１４上の紙粉、オフセットトナーを掻き取る効果を期待できる。
【００３３】
なお、本発明は上述の図示例のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明では、定着ベルト回転軸とオイル塗布ローラの回転軸方向に角度を設けて配置されているため、接線におけるベクトル方向に差を生じることからスリップを発生し、当接ニップ部においてオイルを堰き止めるため、当接するブレードなどと同様の塗布オイルの伸ばし効果を生じる。この事により従来の塗布ローラで問題となっていた塗布ローラ回転方向上のオイル筋などのオイル塗布ムラによる不具合の無い画像形成装置の定着装置を簡便な構成と安価なコストで提供できるようになる。
【００３５】
請求項２の発明では、オイル塗布ローラの軸受フランジ部にＲを設けるとともに、このＲの半径をオイル塗布ローラを支持するブラケットのスパンより小さくすることにより、オイル塗布ローラの傾きを構成部品の大掛かりな変更なしに自由に設定でき、自由度の大きい画像形成装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例で、定着装置の一部を断面で示す側面図である。
【図２】図１の定着装置をオイル塗布ローラの斜め前側から見た斜視図である。
【図３】オイル塗布ローラの支持構造の詳細図である。
【図４】図３のＩＶ部拡大図である。
【図５】従来の定着装置の一例で、一部を断面で示す側面図である。
【符号の説明】
１　オイル塗布ローラ
５　オイル塗布パッド（オイルを供給する手段）
１１　定着ローラ
１２　加熱ローラ
１４　定着ベルト
１５　加圧ローラ
２０　オイル供給フェルト（オイルを供給する手段）
２１　オイルタンク（オイルを供給する手段）

Claims

定着ローラと加熱ローラ間にベルト主体の表面に離型層を有する無端状の定着ベルトを張設し、前記定着ベルトを介して対向方向から前記定着ローラを押圧する加圧ローラを設けて前記定着ベルトと加圧ローラ間にニップ部を構成し、定着ベルトに対して当接するオイル塗布ローラと、オイル塗布ローラにオイルを供給する手段を有し、オイル塗布ローラは定着ローラと加熱ローラ間の定着ベルトが直線状に張設された間でかつ、定着ベルト回転方向に対し角度を成して配置されている定着装置において、
定着ベルト回転方向に対し、角度を成して配置されるオイル塗布ローラを支持する側板、もしくはブラケットは、定着ベルト回転方向に対し直交面を保ち、オイル塗布ローラのみが定着ベルト回転方向との成す角を醸成し、オイル塗布ローラの軸受フランジ部に円弧を有することを特徴とする定着装置。
請求項１の定着装置において、オイル塗布ローラの軸受フランジ円弧部の半径Ｒは、オイル塗布ローラを支持する側板対、もしくはブラケット対のスパンＬに対し、Ｒ＜Ｌとなるよう設定されていることを特徴とする定着装置。