JP2007057900A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着消費電力の少ない液体トナーを用いる画像形成装置に搭載される定着装置を提供することを目的とする。
【解決手段】液体トナーを用いる画像形成装置に搭載される定着装置において、加熱手段を備えた加熱部材と、前記加熱部材に押圧する加圧手段を備えた加圧部材とで１つ又は複数のニップ部を形成する定着手段を備え、記録材搬入方向の上流側に位置するニップ部の定着温度を下流側に位置するニップ部の定着温度より低くし、且つ、上流側に位置するニップ部の定着圧力を下流側に位置するニップ部の定着圧力より高くすることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子写真、静電複写機、プリンタ、ファクシミリ等の液体トナーを用いる画像形成装置に搭載される定着装置に関する。

従来、特開２００５−１２８３３８号公報には、図１に示されるような定着装置が開示されている。従来の定着装置は、未定着トナー５１０を担持した記録材５００の搬送方向の上流側に加熱源１１０を内蔵した第１加熱ローラ１００と、第１加熱ローラに押圧され定着ニップを形成する第１加圧ローラ２００からなる第１の定着手段を備え、下流側に加熱源１１１を内蔵した第２加熱ローラ１０１と、第２加熱ローラ１０１に押圧され定着ニップを形成する第２加圧ローラ２０１からなる第２の定着手段とを備え、第１、第２の定着手段を通過することにより、未定着トナーを定着する。その際、第２の定着手段の定着温度を第１の定着手段の定着温度より高くし、定着性を向上させている。
特開２００５−１２８３３８号公報

この定着装置を、図２に示すような液体キャリア６１０に固形トナー６２０を分散した液体トナー６００による画像形成装置に適用した場合、ニップ入り口部で多くの熱が液体トナーの液体キャリアに奪われるため、定着温度を一定に保つための定着消費電力が高くなるという問題を有する。

本発明は、上記従来技術の課題を解決する、定着消費電力の少ない液体トナーを用いる画像形成装置に搭載される定着装置を提供することを目的とする。

本第１発明は、液体トナーを用いる画像形成装置に搭載される定着装置において、加熱手段を備えた加熱部材と、前記加熱部材に押圧する加圧手段を備えた加圧部材とで１つ又は複数のニップ部を形成する定着手段を備え、記録材搬入方向の上流側に位置するニップ部の定着温度を下流側に位置するニップ部の定着温度より低くし、且つ、上流側に位置するニップ部の定着圧力を下流側に位置するニップ部の定着圧力より高くすることを特徴とする。

本第２発明は、本第１発明の液体トナーを用いる画像形成装置に搭載される定着装置において、前記ニップ部を形成する定着手段を加熱ローラと加圧ローラで構成し、前記定着手段を複数備えることを特徴とする。

本第３発明は、本第２発明の液体トナーを用いる画像形成装置に搭載される画像形成装置において、前記上流側に位置する定着手段の加熱ローラは、液体トナーの液体キャリアを吸収可能な吸収層と、その表面に液体トナーの固形トナーを粘着せず、液体キャリアが通過可能な多孔質剥離層を設けることを特徴とする。

本第４発明は、本第２または第３発明の液体トナーを用いる画像形成装置に搭載される定着装置において、前記上流側の定着手段の加熱ローラと、前記下流側に位置する定着手段の加熱ローラとの外周に薄いエンドレスフィルムを捲着することを特徴とする。

本第５発明は、本第１発明の液体トナーを用いる画像形成装置に搭載される定着装置において、記加圧部材をシャフトに弾性層、剥離表層を積層した加圧ローラとし、加熱部材はニップ入り口加熱源とニップ出口加熱源を別個に備え、前記加熱部材の外周にエンドレスフイルムを捲着した構成とし、前記加熱部材がエンドレスフィルムを介して前記加圧ローラに押圧されてニップ部を形成し、記録材搬入方向の上流側に位置するニップ部の定着温度を下流側に位置するニップ部の定着温度より低くし、且つ、上流側に位置するニップ部の定着圧力を下流側に位置するニップ部の定着圧力より高くすることを特徴とする。

本発明の液体トナーを用いる画像形成装置に搭載される定着装置において、加熱手段を備えた加熱部材と、前記加熱部材に押圧する加圧手段を備えた加圧部材とで１つ又は複数のニップ部を形成する定着手段を備え、記録材搬入方向の上流側に位置するニップ部の定着温度を下流側に位置するニップ部の定着温度より低くし、且つ、上流側に位置するニップ部の定着圧力を下流側に位置するニップ部の定着圧力より高くする構成により、上流側に位置するニップ部の定着圧力が高いため、液体トナーの液体キャリアが記録材または液体キャリア吸水性のある加熱部材に染み込み、上流側に位置するニップ部の定着温度が低いために、上流側に位置するニップ部での熱損失を少なくすることができ、低消費電力の定着装置とすることができる。
ニップ部を形成する定着手段を加熱ローラと加圧ローラで構成し、前記定着手段を複数備える構成により、上流側及び下流側のニップ部の定着温度及び定着圧力の制御が容易となる。
上流側に位置する定着手段の加熱ローラは、液体トナーの液体キャリアを吸収可能な吸収層と、その表面に液体トナーの固形トナーを粘着せず、液体キャリアが通過可能な多孔質剥離層を設ける構成により、液体キャリアを吸水しない記録材の場合、液体トナー中の液体キャリアが加熱ローラに染み込み、上流側のニップ部での熱損出を低減し、定着消費電力を低減することができる。
上流側の定着手段の加熱ローラと、前記下流側に位置する定着手段の加熱ローラとの外周に薄いエンドレスフィルムを捲着する構成により、上流側に位置するニップ部で記録材に染み込んだ液体キャリアの逆流を防止し、熱損出を低減し、定着消費電力を一段と低減することができる。
加圧部材をシャフトに弾性層、剥離表層を積層した加圧ローラとし、加熱部材はニップ入り口加熱源とニップ出口加熱源を別個に備え、前記加熱部材の外周にエンドレスフイルムを捲着した構成とし、前記加熱部材がエンドレスフィルムを介して前記加圧ローラに押圧されてニップ部を形成し、記録材搬入方向の上流側に位置するニップ部の定着温度を下流側に位置するニップ部の定着温度より低くし、且つ、上流側に位置するニップ部の定着圧力を下流側に位置するニップ部の定着圧力より高くする構成により、ひとつの部材にまとめることができ、定着装置をコンパクト化でき、かつ、定着装置全体の熱容量を下げることができ、立ち上がりの消費電力を小さくでき、立ち上げ時間も短縮できる。

本発明の実施の形態を図により説明する。本発明の液体トナーを用いる画像形成装置に搭載される定着装置の第１実施形態を図１により説明する。記録材５００上の未定着トナー５１０を定着する定着装置は、記録材５００の搬送方向Ｅの上流側に位置する、加熱源１１０を内蔵し、矢印Ａ方向に回転する第１加熱ローラ１００と、第１加熱ローラ１００に押接して定着ニップを形成する矢印Ｂ方向に回転する第１加圧ローラ２００とから構成される第１の定着手段を備える。また、下流側には、加熱源１１１を内蔵し、矢印Ｃ方向に回転する第２加熱ローラ１０１と、第２加熱ローラ１０１に押接して定着ニップを形成する矢印Ｄ方向に回転する第２加圧ローラ２０１から構成される第２の定着手段を備える。そして、第１定着手段の定着温度＜第２定着手段の定着温度、第１定着手段の定着圧力＞第２定着手段の定着圧力とする。

本発明の第１実施形態の作用・効果を検証するための実験装置について説明する。図３に示すように、第１定着手段に第1ニップ入り口温度センサ７００を配置し、第２定着手段に第2ニップ入り口温度センサ７１０を配置し、第1定着手段、第2定着手段の温度を計測する。

図４は、温度センサ７００（または７１０）の構成を示すもので、温度センサ７００（または７１０）は、板バネ７１０上にスポンジ７０２を取り付け、さらにその上に熱電対 ７０３を配置する。温度上昇に伴い増加する熱電対の起電力は、配線７０４を通じて電圧測定器に接続され、計測される。熱電対７０３、及び、スポンジ７０２を覆うようにフッ素フィルム７０５を被覆する。板バネ７１０とスポンジ７０２の役割は、第１、第２加熱ローラ１００、１０１が回転運動することに対し、熱電対７０３を常時接触させるためである。フッ素フィルム７０５の役割は第１、第２加熱ローラ１００、１０１との摩擦力を小さくし、接触を安定化させるためである。

熱電対７０３の代わりにサーミスタ素子を取り付けた第1加熱ローラ温度センサ７２０、第2加熱ローラ温度センサ７２１を図3に示す位置に取り付ける。第１加熱ローラ温度センサ７２０（第２加熱ローラ温度センサ７２１）の抵抗値を元に加熱源１１０（加熱源１１１）の供給電力を制御し、第１加熱ローラ１００（第２加熱ローラ１０１）を第１定着温度（第２定着温度）に維持した。なお、第１加熱ローラ１００と第１加圧ローラ２００が形成するニップをＮＡ、第２加熱ローラ１０１と第２加圧ローラ２０１が形成するニップをＮＢと呼称する。

図５に本発明の第１実施形態、従来技術における通紙時の第１ニップ入り口温度センサ７００、第２ニップ入り口温度センサ７１０の計測値を示す。
（１）第１加熱ローラ１００、第２加熱ローラ１０１が矢印Ａ、矢印Ｃ方向に回転し、第１加圧ローラ２００、第２加圧ローラ２０１は、矢印Ｂ、矢印Ｄ方向に従動回転する。
（２）加熱源１１０、加熱源１１１に電力供給を開始する。
（３）第１加熱ローラ１００が第１定着温度、かつ、第２加熱ローラ１０１が第２定着温度に達したら立ち上げ終了。
（４）立ち上げ終了後は、第１加熱ローラ１００は第１定着温度、第２加熱ローラ１０１は第２定着温度に維持される。
（５）記録材５００が矢印Ｅ方向に搬送され、記録材５００の先頭が第１定着手段を通過直後、第１ニップ入り口温度センサ７００の計測温度は低下する、定着熱が記録材５００、未定着トナー５１０に奪われるからである。
（６）遅れて、記録材５００の先頭が第２定着手段を通過直後、第２ニップ入り口温度センサ７１０の計測温度は低下する。定着熱が記録材５００、未定着トナー５１０に奪われるからである。
（７）（第１定着温度）＜（第２定着温度）であるため、記録材５００、未定着トナー５１０に奪われる熱量は、（ニップＮＡ）＜（ニップＮＢ）、したがって、温度低下は（ニップＮＡ）＜（ニップＮＢ）となる。
（８）第１加熱ローラ１００（第２加熱ローラ１０１）の温度低下は第１加熱ローラ温度センサ７２０（第２加熱ローラ温度センサ７２１）に検知され、加熱源１１０（加熱源１１１）に電力が供給される。
（９）第１加熱ローラ１００（第２加熱ローラ１０１）の温度が上昇し、第１定着温度（第２定着温度）に回復する。
（１０）次の記録材５００の通過に対しては、（４）〜（９）を繰り返すだけである。

図６は、本発明の第１実施形態の未定着画像（記録材５００上の液体トナー６００）が、図３のニップＮＡに突入直後の模式図である。図５で示すように第１ニップ入り口温度センサ７００の計測温度が低いため、ニップＮＡは低温である。したがって、矢印ＥＤで示す液体トナー６００への熱流入量は小さい。

図７は、本発明の第１実施形態の未定着画像（記録材５００上の液体トナー６００）が図３のニップＮＡ出口付近に到達した模式図である。液体トナー６００の液体キャリア６１０が高いニップ圧力により、符号６１１に示されるように記録材５００に染み込み、第１加熱ローラ１００の表面は固形トナー６２０に接触する。ニップＮＡ通過中に、第１加熱ローラ１００から液体トナー６００へ流入した合計熱量は小さい。

図８は、本発明の第１実施形態の未定着画像（記録材５００上の液体トナー６００）が図３のニップＮＢ通過中の模式図である。図５で示すように第２ニップ入り口温度センサ７１０の計測温度が高いため、ニップＮＢは高温である。したがって、第２加熱ローラ１０１から固形トナー６２０に矢印ＥＥ方向に大きな熱流入がある。そして、符号６１２に示される記録材５００に染み込んだ液体キャリア６１０はさらに広がる。ここで、固形トナー６２０を通過し、染み込んだ液体キャリア６１２への熱流入はほとんどない。また、ニップＮＢ圧力が低いために、液体トナー６００の存在していない個所において、第２加熱ローラ１０１の表面が記録材５００表面に接触する割合は少ない。その結果、記録材５００への熱流入も少ない。

図９は従来技術の未定着画像（記録材５００上の液体トナー６００）が図３のニップＮＡ出口付近に到達した模式図である。ニップＮＡの圧力が低いために液体トナー６００の液体キャリア６１０は、符号６１３で示されるように記録材５００に少量しか染み込んでいない。

図１０は、従来技術の未定着画像（記録材５００上の液体トナー６００）が図３のニップＮＢ突入直後の模式図である。図５で示すように第２ニップ入り口温度センサ７１０0の計測温度が高いため、ニップＮＢは高温である。したがって、第２加熱ローラ１０１から固形トナー６２０だけでなく液体キャリア６１０にも大きな熱流入がある（矢印ＥＧ）。そして、図８と同じ状態に達するまでに、液体キャリア６１０へ流入する熱量は大きい。

図１１は、従来技術の未定着画像（記録材５００上の液体トナー６００）が図３のニップＮＢ通過中の模式図である。本発明の第１実施形態と違う点は、ニップＮＢ圧力が高いために、液体トナー６００の存在していない個所において、第２加熱ローラ１０１の表面が記録材５００表面に接触する割合が大きい。その結果、記録材５００への大きな熱流入がある（矢印ＥＩ）。

本発明の第１実施形態の定着装置の仕様は次の通りである。
第１加熱ローラ１００（第２加熱ローラ１０１）：３８ｍｍφ、肉厚０．５ｍｍの鉄製芯金、その上にシリコーンゴム０．５ｍｍ厚コート、表層に３０umＰＦＡ
第１加圧ローラ２００（第２加圧ローラ２０１）：２３ｍｍφ鉄シャフト上にシリコーンゴム７．５ｍｍ厚形成、表層に３０um厚ＰＦＡ
加熱源１１０：ウシオ電機株式会社製の１０００Ｗハロゲンランプ
加熱源１１１：ウシオ電機株式会社製の１０００Ｗハロゲンランプ
第１定着手段の定着温度設定は１２０℃
第２定着手段の定着温度設定は１８０℃
第１加熱ローラ１００、第１加圧ローラ２００、第２加熱ローラ１０１、第２加圧ローラ２０１、加熱源１１０、加熱源１１１の有効長は３４０ｍｍ
第１加熱ローラ１００、または、第１加圧ローラ２００、第２加熱ローラ１０１、または、第２加圧ローラ２０１の回転速度は２１０ｍｍ／ｓｅｃ
通紙速度は４０ｐｐｍ
通紙画像は黒ベタ／普通紙Ａ４横

図２に示される液体トナー６００は、固形トナー６２０として直径２umのエポキシ樹脂にカーボンブラックを分散した黒色トナー、液体キャリア６１０として粘度１．３ｍＰａ・ｓの流動パラフィン、分散剤を添加し、固形トナー６２０を液体キャリア６１０中に均一分散させている。固形トナー６２０の濃度は３０重量％である。

図１２に定着消費電力測定回路の概略図を示す。第１加熱ローラ温度センサ７２０（第2加熱ローラ温度センサ７２１）から第１加熱ローラ１００（第２加熱ローラ１０１）の温度に応じた抵抗値の信号が温度制御回路に送られる。温度制御回路では、温度に応じたＯＮ／ＯＦＦ信号を半導体リレーと記録装置に送る。ＯＮ信号時、半導体リレーは、ＡＣ１００Ｖを加熱源１１０（加熱源１１１）に印加する。ＯＦＦ信号時、半導体リレーは、ＡＣ１００Ｖを加熱源１１０（加熱源１１１）に印加しない。したがって、（ＯＮ信号の時間）×（加熱源１１０（加熱源１１１）の電力）が定着消費電力であり、ＯＮ／ＯＦＦ信号の記録から計算できる。第１定着手段、第２定着手段の消費電力を、各々、算出し合計する。

図１３は、本発明にかかる画像形成装置の一実施形態である。プリンタの内部構成を示す図である。また、図１４は同プリンタの電気的構成を示すブロック図である。このプリンタは、ブラック（Ｋ）の液体現像剤を用いて単色画像を形成する湿式現像方式の画像形成装置である。このプリンタでは、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号を含む印字指令信号が主制御部１０００に与えられると、この主制御部１０００からの制御信号に応じてエンジン制御部１１１０が、エンジン部１の各部を制御して、装置本体２の下部に配設された給紙カセット３から搬送した転写紙、複写紙および用紙（以下「記録媒体」という）４に上記画像信号に対応する画像を印字出力する。

上記エンジン部１は、感光体ユニット１０、露光ユニット２０、現像ユニット３０、転写ユニット４０、定着ユニット６０などを備えている。これらのユニットのうち感光体ユニット１０では、感光体１１が図２０の矢印方向１５（図中、時計回り方向）に回転自在に設けられている。そして、この感光体１１の周りには、その回転方向１５に沿って、帯電部１２、現像ローラ３１、転写ユニット４０、除電部１３およびクリーニング部１４が配設されている。この帯電部１２は、本実施形態では帯電ローラからなり、帯電バイアス発生部１１１１から帯電バイアスが印加されて、感光体１１の外周面を所定の表面電位Ｖｄ（例えばＶｄ＝ＤＣ＋６００Ｖ）に均一に帯電するもので、帯電手段としての機能を有する。

また、帯電部１２と現像ローラ３１との間の表面領域が露光ユニット２０からの光ビーム２１の照射領域となっており、この照射領域に静電潜像が形成される。すなわち、露光ユニット２０は、露光制御部１１１２から与えられる制御指令に応じて光ビーム２１により感光体１１を露光して、感光体１１上に画像信号に対応する静電潜像を形成する。例えば、ホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１０２を介して主制御部１０００のＣＰＵ１１０１に画像信号を含む印字指令信号が与えられると、主制御部１０００のＣＰＵ１１０１からの指令に応じてＣＰＵ１１１３が露光制御部１１１２に対し所定のタイミングで画像信号に対応した制御信号を出力する。そして、この露光制御部１１１２からの制御指令に応じて露光ユニット２０から光ビーム２１が感光体１１に照射されて、画像信号に対応する静電潜像が感光体１１上に形成される。また、必要に応じてパッチ画像を形成する場合には、予め設定された所定パターン（例えば、べた画像、細線画像、白抜き細線画像）のパッチ画像信号に対応した制御信号がＣＰＵ１１１３から露光制御部１１１２に与えられ、該パターンに対応する静電潜像が感光体１１上に形成される。

こうして形成された静電潜像は現像ユニット３０の現像ローラ３１から供給されるトナーによって顕像化される。この現像ユニット３０は、現像ローラ３１に加えて、液体現像剤３２を貯留するタンク３３と、該タンク３３に貯留された液体現像剤３２を汲み上げて現像ローラ３１に塗布する塗布ローラ３４と、該塗布ローラ３４上の現像液層の厚さを均一に規制する規制ブレード３５と、感光体１１へのトナー供給後に現像ローラ３１上に残留した現像液を除去するクリーニングブレード３６とを備えている。現像ローラ３１は感光体１１に従動する方向（図１３中、反時計回り）に感光体１１と等しい周速で回転する。一方、塗布ローラ３４は現像ローラ３１と同一方向（同図中、反時計回り）に約２倍の周速で回転する。

液体現像剤３２は、本実施形態では、着色顔料、この着色顔料を接着する樹脂、トナーに所定の電荷を与える荷電制御剤、着色顔料を均一に分散させる分散剤等からなるトナーと、液体キャリアとで構成されており、トナーが液体キャリア中に分散されている。ここで、本実施形態では、液体キャリアとして不揮発性キャリア、例えばポリジメチルシロキサンオイルなどのシリコーンオイルを用いており、トナー濃度を５〜４０重量％として、湿式現像方式で多く用いられる低濃度現像液（トナー濃度が１〜２重量％）に比べて高濃度にしている。なお、液体キャリアの種類はシリコーンオイルに限定されるものではなく、また、液体現像剤３２の粘度は、使用する液体キャリアやトナーを構成する各材料、トナー濃度などによって決まるが、本実施形態では、例えば粘度を５０〜６０００Ｐａ・ｓとし、低濃度現像液に比べて高粘度にしている。

このような構成の現像ユニット３０において、タンク３３に貯留された液体現像剤３２が塗布ローラ３４により汲み上げられ、規制ブレード３５により塗布ローラ３４上の現像液層の厚さが均一に規制される。そして、この均一な液体現像剤３２が現像ローラ３１の表面に付着し、現像ローラ３１の回転に伴って感光体１１に対向する現像位置１６に搬送される。荷電制御剤などの作用によってトナーは例えば正に帯電しており、現像位置１６
では現像バイアス発生部１１１４から現像ローラ３１に印加される現像バイアスＶｂによってトナーが現像ローラ３１から感光体１１に移動して、静電潜像が顕像化される。現像バイアスＶｂは、パッチ画像を用いた最適化処理によって決められるもので、例えばＶｂ＝ＤＣ＋４００Ｖ程度が用いられる。

上記のようにして感光体１１上に形成されたトナー像は、感光体１１の回転に伴って中間転写ベルト４１に対向する１次転写位置４２に搬送される。中間転写ベルト４１は複数のローラ４３〜４６に掛け渡されており、図示を省略する駆動モータにより感光体１１に従動する方向（図１３中、反時計回り）４７に感光体１１と等しい周速で周回走行する。そして、転写バイアス発生部１１１５から１次転写バイアス（例えばＤＣ−４００Ｖ）が印加されると、感光体１１上のトナー像が中間転写ベルト４１に１次転写される。このように、本発明の「像担持体」に相当する中間転写ベルト４１上にトナー像が形成されており、感光体ユニット１０、露光ユニット２０、現像ユニット３０が本発明の「画像形成手段」として機能している。なお、１次転写後における感光体１１上の残留電荷はＬＥＤなどからなる除電部１３により除去され、残留現像液はクリーニング部１４により除去される。

中間転写ベルト４１に掛け渡されたローラ４３〜４６のうち最下部のローラ４５にローラ４８が対向配置されており、中間転写ベルト４１に１次転写された１次転写トナー像は中間転写ベルト４１の回転に伴ってローラ４５、４８で挟まれた２次転写位置４９に搬送される。一方、給紙カセット３に収容されている記録媒体４は、１次転写トナー像の搬送に同期して搬送駆動部（図示省略）により２次転写位置４９に搬送される。そして、ローラ４８は中間転写ベルト４１に従動する方向（図１３中、時計回り）に中間転写ベルト４１と等しい周速で回転しており、転写バイアス発生部１１１５から２次転写バイアス（例えば定電流制御で−１００μＡ）が印加されると、中間転写ベルト４１上の１次転写トナー像が記録媒体４に２次転写される。このように、この実施形態では、転写ユニット４が本発明の「転写手段」として機能しており、本発明の「像担持体」に相当する中間転写ベルト４１にトナー像を一時的に担持した後に記録媒体４に転写しているが、感光体１１上に形成されたトナー像を記録媒体４に直接転写するようにしてもよいことは言うまでもなく、この場合、感光体１１が本発明の「像担持体」に相当する。

こうしてトナー像が２次転写された記録媒体４は、所定の搬送経路５（図２０中、一点鎖線）に沿って搬送され、本発明の「定着手段」や「定着装置」に相当する定着ユニット６０によってトナー像が記録媒体４に定着され、装置本体２の上部に設けられた排出トレイに排出される。この定着ユニット６０の構成および動作については、後で詳述する。

また、図１３中の符号５１は、２次転写後における中間転写ベルト４１上の残留現像液を除去するクリーニング部であり、また符号５２は反射型光センサからなるパッチセンサであり、感光体１１上に形成されたパッチ画像の濃度を検出する。また、図２において、主制御部１０００は、インターフェース１１０２を介して外部装置から与えられた画像信号を記憶するための画像メモリ１１０３を備えている。また、ＣＰＵ１１０１は外部装置から画像信号を含む印字指令信号をインターフェース１１０２を介して受信すると、エンジン部１の動作指示に適した形式のジョブデータに変換し、エンジン制御部１１１０に送出する。エンジン制御部１１１０のメモリ１１１７は、予め設定された固定データを含むＣＰＵ１１１３の制御プログラムを記憶するＲＯＭや、エンジン部１の制御データやＣＰＵ１１１３による演算結果などを一時的に記憶するＲＡＭなどからなる。

表１に本発明の第１実施形態の定着装置（実施例１）、従来技術の定着装置（比較例１）の定着消費電力を示す。

表１に示されるように、本発明の第１実施形態により定着消費電力を低減することが出来た。

図１５は、本発明の第２実施形態の作用を示す概略図である。図１５に示されるように、記録材５００には液体キャリア６１０を吸収しない表面コート層５０１がある。そのため、本発明の第２実施形態では、第1加熱ローラ１００の表層には、固形トナー６２０は粘着しないが、液体キャリア６１０は通過する多孔質剥離表層１２０を設ける。その裏には、液体キャリア６１０を吸収可能な、吸収層１３０を設ける。したがって、ニップＮＡ出口付近では、高いニップ圧力によって液体キャリア６１０が多孔質剥離表層１２０を通過し、吸収層１３０に染み込む（６１５）。ニップＮＡは低温なので、染み込んだ液体キャリア ６１５、液体キャリア６１０への吸収熱量は小さい。液体キャリア６１０の染み込まないコート紙やＯＨＰなどの特殊紙の定着消費電力も低減することが出来る。

図１６は、本発明の第２実施形態の定着装置を示すものである。第１実施形態の定着装置と異なる点のみを示し、その他の点は、第１実施形態の定着装置と同じである。
第1加熱ローラ１００：３８ｍｍφ、肉厚０．５ｍｍの鉄製芯金、その上にシリコーンゴム０．５ｍｍ厚コート、表層に５０ｕｍ厚の多孔質ＰＴＦＥ
多孔質ＰＴＦＥは、ジャパンゴアテックス株式会社製で、２軸延伸成型法によりサブミクロン大きさ程度の孔が開いている。これは固形トナー６２０の直径２ｕｍよりも小さい。また、シリコーンゴムは液体キャリア６１０の流動パラフィンが浸透する材料である。
さらに、第１加熱ローラ１００表面、かつ、ニップＮＡ下流に液体キャリア回収ブレード１４０を当接し、液体キャリア回収容器１５０にニップＮＡで染み込んだ液体キャリア６１０を回収するようになっている。
液体キャリア回収ブレード１４０は、2ｍｍ厚ＳＵＳ板に１００ｕｍフッ素樹脂コートしたものである。圧接荷重は２ｋｇ。
第１定着手段の荷重は１４ｋｇ、第２定着手段の荷重は７ｋｇ。
比較例2は実施例1と同一条件の定着装置である。
前記.で説明した画像形成装置に搭載。
前記で説明した方法で定着消費電力を測定、算出した。
表２に実施例２、比較例２の定着消費電力を示す。

本発明の第２実施形態の定着装置により、液体キャリア６１０の染み込まないコート紙やＯＨＰなどの特殊紙の定着消費電力も低減することが出来た。

図１７は、本発明の第３実施形態の定着装置を示す。第３実施形態の定着装置は、第１の定着手段の第１加熱ローラ１００と、第２の定着手段の第２加熱ローラ１０１との外周に薄いエンドレスフィルム１０３を捲着する。第1の定着手段と第2の定着手段に狭持搬送される薄いエンドレスフィルム１０３の表面が、記録材５００と密着し、定着を行う。

図１８は、本発明の第３実施形態の作用を説明するための概略図である。図１８にしめされるように、ニップＮＡ出口付近では、第１加熱ローラ１００の表面と記録材５００は徐々に乖離する（矢印ＭＡ方向）。このとき、表面張力により、記録材５００に染み込んだ液体キャリア６１１が若干、逆流する場合があった（矢印ＭＢ方向）。したがって、図１０で説明される状態でニップＮＢに突入し、液体キャリア６１０に流入する熱量が増加する場合があった。本発明の第３実施形態の定着装置では、エンドレスフィルム１０３の表面が、ニップＮＡ通過後も乖離することがないので、記録材５００に染み込んだ液体キャリア６１１が逆流することなく、ニップＮＢに突入することができ、液体キャリア６１０に流入する熱量をさらに削減することができる。

本発明の第３実施形態の定着装置のエンドレスフィルム１０３は、２３５ｍｍφ、厚み１００ｕｍのポリイミド、表層に３０ｕｍＰＦＡコート。
また、第１加熱ローラ１００、第２加熱ローラ１０１の表層ＰＦＡコートは無し。
実施例３は図１７に示される第３実施形態の定着装置、比較例３は実施例１と同じ図３で示される第１実施形態の定着装置である。
前記.で説明した画像形成装置に搭載。
前記で説明した方法で定着消費電力を測定、算出した。
結果を表３に示す。

表３に示すように、本発明の第３実施形態の定着装置により、さらに、定着消費電力を低減することができた。

図１９は、本発明の第４実施形態の定着装置を示すものである。第４実施形態の定着装置は、第１加熱ローラ１００と第２加熱ローラ１０１をひとつの加熱部材１０５にまとめる。第１加圧ローラ２００と第２加圧ローラ２０１をひとつの加圧部材２０２にまとめる。加熱部材１０５と加圧部材２０２がエンドレスフィルム１０３を介して形成するニップは、温度が（ニップ入り口）＜（ニップ出口）、圧力が（ニップ入り口）＞（ニップ出口）のような分布を持たせる。ひとつの部材にまとめることにより、定着装置全体の熱容量を下げることができ、立ち上がりの消費電力を小さく出来る、または、立ち上がり時間を短くすることが出来る。加熱部材１０５の裏には剛性加圧部材１０７があり、荷重、矢印ＦＨでエンドレスフィルム１０３を介し、加圧部材２０２に押し付けられている。加圧部材２０２は、シャフト２０３、弾性層２０４、剥離表層２０５から構成される。矢印ＣＡ方向に加圧部材２０２が回転駆動され、エンドレスフィルム１０３が矢印ＣＢ方向に従動回転し、記録材５００が矢印Ｅ方向に定着装置を通過して定着が行われる。

図２０により本発明の第４実施形態の定着装置の作用を説明する。加熱部材１０５は、ニップ入り口加熱源１１２、ニップ出口加熱源１１３で構成され、加熱源１１２、１１３は、アルミナ等のセラミック基板上に銀パラジウム等の通電発熱抵抗層を印刷したものである。加熱源１１２（加熱源１１３）裏面にはニップ入り口加熱源温度センサ７２２、ニップ出口加熱源温度センサ７２３を設ける。それらは、ホルダー１０６に支持される。
制御温度を（ニップ入り口加熱源１１２）＜（ニップ出口加熱源１１３）とすることにより、グラフのような温度分布が形成できる。

一方、加熱部材１０５の加圧部材２０２と接触する側の水平面（Ｊ−Ｋ）のうち、Ｋを加圧部材２０２の軸中心Ｖと一致させることにより、ニップ圧力はグラフのようにニップ出口からＶに向かって緩やかに上昇する。それは弾性層２０４の圧縮量に比例する。そして、Ｋよりもニップ入り口側に向かって、加熱部材１０５表面が水平面Ｈに対して角度を持って立ち上がるようにしている。その結果、弾性層２０４の圧縮量が急激に減少することに比例して、ニップ圧力も急激に減少する。ニップ圧力分布が最大と成るＫ付近にニップ入り口加熱源１１２を配置、ニップ圧力分布が低くなるニップ出口付近にニップ出口加熱源１１３を配置する。そうすることにより、ひとつのニップで温度が（ニップ入り口）＜（ニップ出口）、圧力が（ニップ入り口）＞（ニップ出口）のような分布を持たせることができる。

第４実施形態の加圧部材２０２は、実施形態１の第１加圧ローラ２００（第２加圧ローラ２０１）と同一である。すなわち、シャフト２０３は、２３ｍｍφ鉄シャフト上にシリコーンゴム７．５ｍｍ厚形成、表層に３０um厚ＰＦＡ。
エンドレスフィルム１０３は、４０ｍｍφ、厚み１００ｕｍのポリイミド、表層に３０ｕｍＰＦＡコート。
ニップ入り口加熱源１１２の制御温度は１２０℃
ニップ出口加熱源１１３の制御温度は１８０℃
剛性加圧部材１０７にかける荷重は１４ｋｇ
一方、比較例4は実施形態３と同じ図１７と同じ条件、立ち上がり消費電力と時間を比較。前記で説明した画像形成装置に搭載。前記で説明した方法で消費電力を測定、算出した。
結果を表４に示す。

表４に示すように、本発明の第４実施形態の定着装置により、立ち上がりの消費電力を小さく出来、かつ、立ち上がり時間を短くすることが出来た。

本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。

符号の説明

１：エンジン部、２：装置本体、３：給紙セット、４：記録媒体、５：搬送経路、１０：感光体ユニット、１１：感光体、１２：帯電部、１３：除電部、１４：クリーニングブレード、２０：露光ユニット、２１：光ビーム、３０：現像ユニット、３１：現像ローラ、３２：液体現像剤、３３：タンク、３４：塗布ローラ、３５：規制ブレード、３６：クリーニングブレード、４０：転写ユニット、４１：中間転写ベルト、４２：一次転写位置、４３〜４６：ローラ、４８：転写ローラ、５１：クリーニング部、５２：パッチセンサ、６０：定着ユニット

Claims (5)

1. 液体トナーを用いる画像形成装置に搭載される定着装置において、加熱手段を備えた加熱部材と、前記加熱部材に押圧する加圧手段を備えた加圧部材とで１つ又は複数のニップ部を形成する定着手段を備え、記録材搬入方向の上流側に位置するニップ部の定着温度を下流側に位置するニップ部の定着温度より低くし、且つ、上流側に位置するニップ部の定着圧力を下流側に位置するニップ部の定着圧力より高くすることを特徴とする定着装置。
2. 前記ニップ部を形成する定着手段を加熱ローラと加圧ローラで構成し、前記定着手段を複数備えることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記上流側に位置する定着手段の加熱ローラは、液体トナーの液体キャリアを吸収可能な吸収層と、その表面に液体トナーの固形トナーを粘着せず、液体キャリアが通過可能な多孔質剥離層を設けることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記上流側の定着手段の加熱ローラと、前記下流側に位置する定着手段の加熱ローラとの外周に薄いエンドレスフィルムを捲着することを特徴とする請求項２または３に記載の定着装置。
5. 前記加圧部材をシャフトに弾性層、剥離表層を積層した加圧ローラとし、加熱部材はニップ入り口加熱源とニップ出口加熱源を別個に備え、前記加熱部材の外周にエンドレスフイルムを捲着した構成とし、前記加熱部材がエンドレスフィルムを介して前記加圧ローラに押圧されてニップ部を形成し、記録材搬入方向の上流側に位置するニップ部の定着温度を下流側に位置するニップ部の定着温度より低くし、且つ、上流側に位置するニップ部の定着圧力を下流側に位置するニップ部の定着圧力より高くすることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
   
   

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