JP3076930B2 - 定着装置のオイル塗布機構 - Google Patents

定着装置のオイル塗布機構

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JP3076930B2 JP03261681A JP26168191A JP3076930B2 JP 3076930 B2 JP3076930 B2 JP 3076930B2 JP 03261681 A JP03261681 A JP 03261681A JP 26168191 A JP26168191 A JP 26168191A JP 3076930 B2 JP3076930 B2 JP 3076930B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、記録媒体としてカラー
トナーを用いる電子写真記録装置に使用されるトナー定
着装置のオイル塗布機構に関するものである。
【0002】
【従来の技術】周知のように、電子写真記録装置の画像
プロセスには、静電潜像形成,静電潜像現像,転写,及
び定着の各プロセスが含まれる。静電潜像形成プロセス
では、感光体ドラムまたは感光体ベルト上に画像を光学
的に投影することによって、あるいは誘電体ドラム上に
電荷を付与することによって、静電潜像が形成される。
静電潜像現像プロセスでは、上記のように形成された静
電潜像に記録媒体としてトナーを静電的に付着すること
によって、静電潜像が現像されてトナー画像となる。該
トナー画像は、転写プロセスで記録紙に転写され、次い
で定着プロセスで記録紙に定着される。
【0003】転写トナーの定着方式としては、圧力定
着,フラッシュ定着,熱定着の各方式が知られており、
いずれの定着方式を採用するかによってトナー定着機構
は異なってくる。
【0004】プリンタや複写機等のOA機器では、省電
力化,小型化,ウォームアップ時間の短縮化が要求さ
れ、これに加えてカラー出力ではトナーの定着性の向上
と出力画像の色再現域の拡大及び安定化が要求される
が、圧力定着方式及びフラッシュ定着方式を採用するト
ナー定着機構の場合にはかかる要望に答えることができ
ない。その詳細は次の通りである。
【0005】すなわち、圧力定着方式を採用する場合
は、消費電力が非常に小さく、かつウォームアップ時間
が不要で、さらに構造が簡単で小型化し易いという利点
がある反面、定着性の悪さが指摘されている。粉体トナ
ーの定着性の悪さを改善するために、圧力ローラ間の線
圧を20〜40kg/cmまで高める一方、記録紙とし
てコート紙を用いて、粉体トナーをそのコート剤に押し
込める方式が提案されている。しかしながら、そのよう
な方法においては、高い定着圧力のために記録紙にしわ
が発生したり、記録紙の繊維がつぶれて光沢が生じたり
する点で、かつカラー出力で最も大きな欠点となる、下
層トナーの色が表面に達しないということで、採用はで
きない。
【0006】また、フラッシュ定着方式を採用する場合
は、ウォームアップ時間は不要であるが、消費電力がき
わめて大きく、しかも脱煙,脱臭設備を要するために大
型化が避けられず、さらにカラートナーを記録媒体とし
て用いたときは、フラッシュランプの光源から発せられ
た光の波長を吸収せずにほとんど透過してしまうような
例えばイエロー等は定着しなくなる。
【0007】一方、熱定着方式を採用する場合には、ヒ
ータを内蔵したヒートローラが用いられ、そのヒータの
暖まる時間すなわちウォームアップ時間が必要とされ
る。しかもこの方式は、該ヒータの消費電力が大きいと
いう欠点を有し、またカラー表現のためのカラートナー
の多層時さらに高速出力においては従来の黒トナーの場
合よりもさらに電力が必要で、ヒートローラ表面温度の
制御が重要となる。
【0008】しかし、この方式は、カラー出力では記録
部分のトナーの表面が平滑となり明度,彩度の向上によ
る色再現域の拡大が得られ易いことから、カラー画像出
力において注目されている。ところが、カラートナー画
像の定着では、定着ローラへのトナーの付着(オフセッ
ト)を防止するために、トナー画像側の熱ローラ表面に
シリコーンオイルを塗布している。
【0009】図3は熱定着方式を採用した従来の定着装
置の構造概要を示す側面図で、図中、1は熱を伝えるソ
フトローラ(熱ローラ)、3はバックアップローラ、4
a,4bはローラに付着したトナー及び塵を取り除くた
めのローラクリーナ、5はサーミスタまたは熱電対、6
はヒートローラ表面に常に均一なオイルを塗布するため
のオイル塗布装置、7はローラから紙を剥がす紙づめ、
8はローラ間に紙を誘導するペーパーガイド、9は定着
した紙を外部に誘導するペーパーガイド、10はローラ
加熱用のヒータ、11は定着装置の側板である。ソフト
ローラ1は、アルミニウムの素管2aの表面をシリコー
ンゴム2bでライニングして構成されている。
【0010】このような構成の定着装置の作用は次の通
りである。図3において、右方から、トナー像12を形
成した記録紙100が搬送されてくる。ローラ定着部で
は、ソフトローラ1をヒータ10により加熱してこれを
サーミスタまたは熱電対5で検知し、さらにコントロー
ラ(図示せず)を介すことにより、ソフトローラ1の表
面温度を一定に保つ。ローラ表面が所望の温度が所望値
になったのを検知した後に記録紙100をソフトローラ
1とバックアップローラ3の間に通すと、記録紙上のト
ナー像12は、ソフトローラ1からの熱とローラ間の圧
力により溶解して、ローラ通過後の温度低下により定
着,固化する。ソフトローラ1は上記のように熱ローラ
の素管にゴムをコートしたものであるため、ローラ通過
時にトナー像12の表面はより平滑になり明度,彩度の
良好な色再現域の広い画像が得られる。
【0011】また、オイル塗布装置6の役割は、ローラ
間をトナー画像を乗せた記録紙100が通過する際にト
ナーがソフトローラ1に付着しないようにするためであ
り、ソフトローラ1上にオイルを塗布しない場合にはソ
フトローラ1へのオフセットにより画像表面が荒れる
他、表面のトナーがソフトローラ1に取られるために記
録紙100上の画像の色も変化する。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】カラートナーを用いた
記録装置では、画像の光沢度を得るために上記のような
ソフトローラ定着を用いている。しかし、オフセット防
止用オイルの塗布法如何により、光沢度のむら,記録紙
の油じみ等の問題が発生する。光沢度のむらは、熱ロー
ラ上へのオイル塗布の不均一さや塗布量の調整不良によ
り発生し、記録紙の油じみは、オイル塗布量が多いため
に発生する。
【0013】本発明は、熱ローラ上へのオイルの塗布を
均一に行うことができ、しかも塗布量の調整も可能な定
着装置のオイル塗布機構を提供することを目的としてい
る。
【0014】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図である。図1において、21は定着装置のオイル塗布
機構で該オイル塗布機構21は、オイル溜め22と、オ
イルかき上げローラ23と、オイル塗布ローラ24と、
直流電源25と、接地手段26とを備えている。オイル
溜め22にはシリコーンオイル27が収納されている。
オイルかき上げローラ23は、オイル溜め22内のシリ
コーンオイル27を上方にかき上げるためのもので、導
電性材料で形成(例えばアルミニウム製のローラまたは
導電性シリコーンゴムローラ)されている。
【0015】オイル塗布ローラ24は、オイルかき上げ
ローラ23からオイルを受け取り熱ローラ(図示せず)
表面に供給するためのもので、導電性材料で形成され、
表面が絶縁体または誘電体の層で覆われている。直流電
源25は、オイルかき上げローラ23の軸に電圧を印加
し、接地手段26は、オイル塗布ローラ24の軸をアー
スに落とす。
【0016】
【作用】上記直流電源25と接地手段26により両ロー
ラ23,24間に電圧が印加されているため、両ローラ
23,24同士の電気的接触により該両ローラ23,2
4の接触部分のオイルの均一化が図られ、熱ローラへの
オイル付着量は均一化される。このことを更に詳しく説
明すると次の通りである。
【0017】オイルかき上げローラ23の矢印方向への
回転により上方に持ち上げられてオイル塗布ローラ24
との接触部に搬送されたシリコーンオイル27は、該接
触部の間を通過することにより層厚が規制される。しか
し、この状態では各ローラ23,24の変形等によりオ
イル塗布ローラ24上に付着するオイルは不均一にな
る。そこで、本発明では、オイルかき上げローラ23に
電圧を印加し、この表面電位とオイル塗布ローラの内部
に誘導される電荷との静電吸着力により両ローラ間にあ
る圧接力を発生させるようになっており、均一な塗布が
実現される。
【0018】さらに、オイルかき上げローラ23に印加
する電圧を、トナーの持つ電荷とは逆極性のものとすれ
ば、熱ローラ表面の除電も兼ねることができる。
【0019】
【実施例】以下、図2に関連して本発明の実施例を説明
する。
【0020】図2は本例の定着装置の構造概要を示す側
面図で、図中、31はソフトローラ(熱ローラ)、32
はバックアップローラと補助加熱を兼ねたソフトロー
ラ、33a,33bはローラクリーナ、34a,34b
は熱電対、35は紙づめ、36,37はペーパガイド、
38,39はローラ加熱用のヒータ、40は定着装置の
側板である。これらの各部材は従来の同名の部材と同様
のものである。ソフトローラ31,32は、アルミニウ
ムの素管の表面をシリコーンゴムでライニングしたもの
である。
【0021】また、21はオイル塗布機構で、図1に関
連して前述したように、シリコーンオイル27を収納し
たオイル溜め22と、オイルかき上げローラ23と、オ
イル塗布ローラ24と、直流電源25と、接地手段26
とを備えている。この直流電源25の電圧は、オイルか
き上げローラ23の金属性の軸に印加される。
【0022】オイルかき上げローラ23は、金属性の軸
上に、体積抵抗率が106 〜1012Ω・cmのシリコー
ンゴムをライニングしたものを用い、オイル塗布ローラ
24は、金属性の軸上に、体積抵抗率が106 Ω・cm
以下のシリコーンゴムをライニングし、この表面を絶縁
体または誘電体のチューブで被覆したもの(本実施例で
は50μm厚のテフロンチューブ)を用いた。また、オ
イル塗布ローラ24は、ソフトローラ31上にオイルの
均一塗布が可能なことと、ソフトローラ31の表面に傷
を付けないことを配慮して、ゴム硬度を40°以下とし
た。更に、オイル塗布ローラ24は、その金属性の軸を
介してアースに接地されている。尚、オイル塗布ローラ
24は、接地することなく、直流電源25の電圧よりも
低い電圧を印加しても良い。
【0023】このような構成のオイル塗布機構を用いて
定着を行ったところ、オイルかき上げローラ23に印加
する直流電圧が10〜200Vの範囲において、塗布さ
れるオイル量が変化した。また、このオイル塗布機構を
用いた定着装置を記録装置に組み込み、オイルかき上げ
ローラ23に印加する電圧を調整して印字を行った結果
は次の通りである。
【0024】普通紙の場合は、オイルかき上げローラ2
3に印加する電圧を低くし、ソフトローラ51上へのオ
イル塗布量を増加することで光沢度向上を実現し、OH
P出力では、定着後のOHP表面のべたつきを回避する
ために、オイルかき上げローラ23に印加する電圧を高
くし、オイルかき上げローラ23とオイル塗布ローラ2
4の接触圧を高くすることで、オイルを絞り、ソフトロ
ーラ31上へのオイル塗布量を少なくした。OHPは表
面が平滑なために、ソフトローラ31上のオイル量が少
なくても画質の光沢度は向上し、ソフトローラ31上の
オイルはトナーのオフセット防止のみに働くだけの量が
あれば良いことになる。
【0025】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の定着装置の
オイル塗布機構では、オイルかき上げローラに直流電圧
を印加し、この表面電位とオイル塗布ローラの内部に誘
導される電荷との吸着力を用いてオイル塗布ローラの受
け取るオイル量を調整し、ひいては熱ローラ上に塗布す
るオイル量を調整することによって、普通紙ではオイル
量を多くして画像の光沢度向に寄与し、OHP出力では
オイル塗布量を少なくすることでOHP表面のオイルべ
たつきを低減させ、さらにオイル塗布本来の目的である
オフセットを防止することができ、良好な画像提供が実
現される。
【0026】また、オイルかき上げローラ23に印加す
る電圧をトナーの持つ電荷と逆極性のものとすれば、熱
ローラ表面の除電も兼ねることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】本発明の実施例の定着装置の構造概要を示す側
面図である。
【図3】従来の熱定着式トナー定着装置の構造概要を示
す側面図である。
【符号の説明】
21 オイル塗布機構 22 オイル溜め 23 オイルかき上げローラ 24 オイル塗布ローラ 25 直流電源 26 接地手段 27 シリコーンオイル 31 ソフトローラ(熱ローラ)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−74768(JP,A) 特開 昭59−38775(JP,A) 特開 昭63−20174(JP,A) 特開 昭60−29773(JP,A) 特開 昭59−180571(JP,A) 特開 平2−298977(JP,A) 実開 平2−75670(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/20 104

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリコーンオイルを溜めるオイル溜め
    (22)と、該オイル溜め(22)よりオイルを上方に
    かき上げるオイルかき上げローラ(23)と、該オイル
    かき上げローラ(23)からオイルを受け取り熱ローラ
    表面に供給するオイル塗布ローラ(24)とを備え、記
    録媒体表面にトナー画像を形成する記録装置に用いられ
    る定着装置のオイル塗布機構において、 前記オイルかき上げローラ(23)及び前記オイル塗布
    ローラ(24)を導電性材料で形成し、かつ該オイル塗
    布ローラ(24)の表面に絶縁体または誘電体の層を形
    成するとともに、 前記オイルかき上げローラ(23)と前記オイル塗布ロ
    ーラ(24)との間に電圧を印加する手段(25,2
    6)を設けたことを特徴とする定着装置のオイル塗布機
    構。
  2. 【請求項2】 直流電源(25)によりオイルかき上げ
    ローラ(23)に印加する電圧が、トナーの持つ電荷と
    逆極性であることを特徴とする定着装置のオイル塗布機
    構。
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