JP3619152B2 - 定着装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写装置、静電記録装置等の画像形成装置の定着装置に係り、例えば、転写紙、静電記録紙、エレクトロファックス紙等の記録材に形成された未定着トナー像を永久像として定着させるための定着ローラを有し、その定着ローラへのトナーのオフセットを防止するために該ローラにシリコンオイル等の離型剤を塗布する定着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、定着ローラにシリコンオイル等の離型剤(以下、オイルという)を塗布する定着装置としては、フェルトによって定着ローラにオイル塗布するもの、或はフェルトによってオイルを汲み上げ、塗布ローラを介して定着ローラに塗布するもの、若しくは汲み上げローラを用いてシリコンオイルの汲み上げを行う装置等が提案されている。添付図面の図6に、汲み上げローラを用いてシリコンオイルの汲み上げを行う定着装置を示す。
【0003】
図6の装置において、PはシリコンオイルOの離型剤貯留手段であるオイルパンPで、該オイルパンP内のオイルOに離型剤汲み上げ手段たる第1汲み上げローラ43の一部が浸漬されており、もう一方の離型剤汲み上げ手段たる第2汲み上げローラ42は上記第1汲み上げローラ43に接触しながら、もしくはギャップをもって回転している。上記第1及び第2汲み上げローラ42,43は駆動源(図示せず)によって回転駆動を受けている。さらに、該第2汲み上げローラ42には駆動源(図示せず)により回転駆動を受ける離型剤塗布手段たる塗布ローラ41が接触回転し、該塗布ローラ41が定着ローラ4aに接離自在、または常時接触して汲み上げられたオイルOを定着ローラ4aの表面に塗布するようになっている。
【0004】
なお、4bは定着ローラ4aに圧接回転する加圧ローラで、各々の中心部に配置されたハロゲンヒータ45a,45bによって加熱された両ローラ4a,4bのニップ部にて記録材を加圧搬送して定着を行う。また、上記塗布ローラ41には、塗布ローラ41に対して常に一定の圧が保たれるようにバネ49によって付勢されたフッ素ゴム等の弾性体からなる離型剤規制手段たるメタリングブレード44が接触していて、塗布ローラ41上のオイルの量を所定値に規定している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記離型剤は定着ローラより温度が低いため、定着ローラに塗布されたとき定着ローラの表面から熱を奪ってしまう。
【0006】
その結果、定着性を低下させてしまい、特に装置の立ち上げ直後は離型剤の温度が常温に近いので、最も定着性が悪く定着不良が生じることがある。
【0007】
また、定着ローラの表層にはローラに記録材を挟持したときある程度のニップを確保するためシリコンゴムやフッ素ゴムを芯金の表層にコーティングしている。
【0008】
又は離型性のためテフロンコートしたものが用いられており、基本的に熱伝導が低いものである。
【0009】
これらに対して表層の熱が奪われた場合、下層からの熱伝導に時間がかかるので、定着不良までいかずとも、連続的に記録材を定着する際、アウトプットされた記録材の光沢(グロス)が変化したり、ムラとして見えてしまい、記録材の品位を下げてしまうことがあった。
【0010】
本出願に係る発明の目的は、このような従来の問題を解決し、離型剤塗布系を有する定着の熱効率を上げ、朝に最初に使用した際の朝一定着性や連続通紙時のグロスの変化を防止し、定着画像の品位を落とすことのない定着装置を提供しようとするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、記録材に形成された未定着画像を定着する定着手段と、前記定着手段へ離型剤を塗布する離型剤塗布手段と、を有する定着装置において、断熱構造とされた内槽と、前記内槽と連通し離型剤を供給する外槽と、前記内槽内の離型剤を前記離型剤塗布手段へ受け渡す受け渡し手段と、前記内槽内の離型剤を加熱する加熱手段と、を有することを特徴とする。
【0014】
第4の発明は、上記第1の発明で、前記加熱手段は前記内槽内の離型剤の上面よりも上方位置に前記内槽から延出された伝熱部に設けた発熱体を有することを特徴とする。
【0019】
よって本発明では離型剤の熱容量を少なくし、離型剤を暖めるための熱量を小さくすることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を電子写真方式の複写機に用いた例に基づいて説明する。
【0021】
図1は本実施の形態の複写機の概略構成を示す断面図、まず図1を参照して複写機の概略構成について説明する。複写機は走査光学系を有するリーダー部1で読み取った画像情報を光電変換して画像形成部2に転送し給紙部3によって給送されたシートSに画像形成部2において画像形成が行われる。画像形成後のシートSは定着装置4に搬送され熱および圧力を印加されて転写画像が定着される。一連の電子写真プロセス工程については公知であるので詳細説明は省略する。
【0022】
(リーダー部)
原稿台ガラス1aに載置された原稿Dは、光源及び反射ミラー群を有する走査光学系1bにより光照射され、その反射光は縮小レンズ1cを介してCCD1dに結像され光電変換がなされ、A/D変換された後この画像情報はメモリーへ転送される。最大原稿サイズはLTR、またはA3としている。
【0023】
(給送部)
複写機の下部にはシートSを積載収納した給紙カセット3aが着脱可能に装着されている。
【0024】
ピックアップローラ3cに連結されたソレノイド(不図示)が待機時にはONしてピックアップローラ3cはシート面上から離間している。
【0025】
次にシートを給送する時には、ソレノイドがOFFしピックアップローラ3cはシート面上に接する。そして、回転駆動を受けているピックアップローラ3cによって一枚目のシートの給送を行なう。ピックアップローラ3cの駆動は搬送ローラ3eよりタイミングベルト3tを介して伝達される。
【0026】
ピックアップされたシートは搬送ローラ3e及びリタードローラ3fによって挟持搬送される。搬送ローラ3eはシート搬送方向に回転駆動を受けており、リタードローラ3fはトルクリミッタ(不図示)を介して搬送方向とは逆方向に回転駆動されている。よって、一枚目の先端側は両ローラ間に一枚しかないので、シートとローラの摩擦力にトルクリミッタが負けてリタードローラ3fは搬送方向に回転する。次に、シートが重なった場合両ローラの挟持部に達すると、1枚目と2枚目のシートの摩擦力はトルクリミッタに負けてリタードローラ3fは搬送方向に対して逆転するため、最上側の1枚のみが先行して分離給送される。仮に複数枚のシートSをピックアップしてしまった場合でも同様な動作で最上側の1枚のみが先行して分離給送される。
【0027】
以上のような給紙動作により、積載されたシートを一枚ずつ給送することを可能としている。
【0028】
(搬送部)
給紙部3により給送されたシートはレジストローラ22で先端を一旦止められ、画像形成部2によって形成された画像に合わせて再び給送されて転写部にて画像の転写が行われる。レジストローラ22の回転駆動は不図示のクラッチの連結により行われ、その制御は本体のコントローラにより制御されている。
【0029】
(画像形成部)
上記リーダー部1によって読み取られた画像情報を、レーザードライバによりレーザー発光部2aはレーザー光を発光する。そして、ポリゴンミラー2bの回転によって感光ドラム2cの母線方向に走査させて、予め帯電器2dによって帯電させてあるドラム面に潜像を形成する。この潜像は感光ドラム2cの周囲に設けた現像器2eによって現像され、転写前ローラ対2fによって搬送されたシートSに転写帯電器2gによってトナー像が転写される。画像転写後にドラム面に残留するトナーはクリーニング器2hによって除去される。
【0030】
(定着部)
画像形成部2においてトナー像を転写されたシートSは、搬送ベルト8によって定着装置4に導かれ、定着ローラ4a、加圧ローラ4bを通過する際に熱および圧力が印加されてトナー像をシートSに融着させる。
【0031】
(第1の実施の形態)
以下に詳細を図2及び図3に基づいて説明する。なお、図6に示した従来装置と共通部分には同一符号を付している。
【0032】
図2は本発明の第1の実施の形態を示す定着装置の要部の構成図である。
【0033】
図において、定着ローラ4a、加圧ローラ4bはアルミ製の芯金の表層にシリコンゴムを固着しており、各々の芯金の内側には加熱源であるハロゲンヒータ45a,45bが配置され、シリコンゴムの表層に接触している各々のサーミスタ46,47より表層の温度を検知する。
【0034】
本体のコントローラ部Cは各サーミスタの温度と予め設定されている温度を比較し、設定温度より低ければ各ハロゲンヒータ45a,45bをACドライバDを介してそれぞれ点燈し、高ければ点燈しないように制御しているので、定着ローラ4a、加圧ローラ4bの温度は一定に保たれている。
【0035】
Oは離型剤としてのシリコンオイル、Pは該シリコンオイルOを貯留する離型剤貯留手段であるオイルパン、43は第1汲み上げローラ、42は第2汲み上げローラ、41は塗布ローラで、それらの構成は上述の図6の従来装置と同様である。
【0036】
図3において、不図示の駆動入力手段によりギア41gが回転駆動を受け、順次ギア42g,43gへと駆動を伝えて各ローラ41〜43を各々矢印方向へ回転させる。
【0037】
各ローラ41〜43は、同一の支持板56a,56bに回転可能に支持されており、本実施の形態では軸受け等は省略しているが、もちろんすべり軸受けやベアリングを介して軸支持してもよい。
【0038】
本実施の形態の定着装置においては、第1汲み上げローラ43によって汲み上げられたオイルOは、第2汲み上げローラ42とのギャップ部によってオイルの通過量がある程度まで規制される。通常、これら第1,第2の汲み上げローラ43,42間は、所定のギャップ(0.1mm〜0.3mm程度)を有しており、このギャップによってオイルの通過量が決定され、ここを通過したシリコンオイルOが塗布ローラ41と第2汲み上げローラ42とのニップ部へと汲み上げられる。
【0039】
そして、塗布ローラ41とのニップ部を通過したオイルOは、塗布ローラ41の周上を離型剤塗布手段たるメタリングブレード44へと運ばれる。
【0040】
メタリングブレード44は、回転中心軸44cを中心に回動可能であり、ブレード付勢バネ49によって一定圧にて塗布ローラ41に対して付勢されている。
【0041】
従って、塗布ローラ41上のオイルは、メタリングブレード44との接触部分を通過することにより、その通過量が所望の一定量に規制され、最適量のオイル膜厚とし、ここを通過後、定着ローラ4aとのニップ部を介して定着ローラ4a上に塗布される。
【0042】
オイルパンPは断熱性の良い樹脂で作られており、オイルパンPからの放熱を防止している。
【0043】
図3はオイルパンP部を側面から見たところであるが、オイルパンP内のオイルOにはフロート50が浮いている。
【0044】
フロート50は軸51中心に回動可能なレバーに支持され、オイルOの液面高さに応じて上下し、フロー50の対向面に配置されたフラッグ52も同時に回動する。
【0045】
よって、オイルOが消費され量が少なくなると、センサ53がフラッグ52を検知できなくなり、その信号を本体のコントローラCによって検知し、オイル汲み上げポンプ54を動作させる。
【0046】
オイル汲み上げポンプ54は下部に配置したオイルタンク55よりオイルをオイルパンPへと汲み上げる。
【0047】
センサ53がフラッグ52を検知すると、オイル汲み上げポンプの動作を止めて、オイルパンP内のオイルOの液面を一定に保っている。
【0048】
また、外オイルパンとしてのオイルパンPの内側には第1汲み上げローラ43を囲うように内オイルパンとしての囲い部材48が設けられ、オイルパンP内のオイルを内側と外側に仕切っているが、中央の開口部48hによって内外のオイルが連通している。とはいえ、開口部48hの面積は小さいため自由に内外のオイルOが行き来するというより、第一汲み上げローラ43によって汲み上げられた量のオイルOを補うよう、内外のオイル液面を一定にするために外側から内側へと侵入してくるものである。
【0049】
内オイルパンとしての囲い部材48は、断熱性の良い樹脂で形成されており、外側のオイルO1との断熱をしている。よって、装置の立ち上げ時には外オイルパンP内及び内オイルパンである囲い部材48内のすべてのオイルOを暖める必要がなく、内オイルパンである囲い部材48の内側のオイルO2のみが暖まればよいので、立ち上げ時間の短縮が達成される。
【0050】
ここで、オイルOを加熱する加熱源は定着ローラ4aであり、熱は定着ローラ4aから塗布ローラ41へ伝わり、第2汲み上げローラ42、第1汲み上げローラ43へと移動し、オイルパンP内のオイルOへと移動していく。
【0051】
汲み上がったオイルが全て定着ローラ4aに塗布されるわけではないので、塗布ローラ41や第2汲み上げローラ42から直接熱をもらうオイルもあるが、いずれにしろ、暖める量が少ないほど必要な熱量は少なくてすむので、立ち上げ時間も短くても定着性の確保ができる。
【0052】
また、上記のオイルタンク55からのオイル汲み上げ部は囲い部材48より外側端部にあり、内オイルパンとしての囲い部材48の開口部は中央部にあるため、新たに汲み上げられた温度の低いオイルが直接汲み上がることなく、ある程度の余熱を受けてから囲い部材48の内側に入ってくる。
【0053】
よって、連続的な画像形成時にも、囲い部材48の中のオイルの温度分布を平均化することが可能なため、光沢ムラや光沢変化を防止できる。
【0054】
なお、図4に示すように、囲い部材48oとして、囲い部材48o中のオイルの温度分布を平均化するために、囲い部材48oの内側をアルミや銅などの熱伝導率の良い金属48iで形成し、外側に断熱性の樹脂を固着したものを使用しても良い。
【0055】
(第2の実施の形態)
図5は第2の実施の形態を示す。
【0056】
第1の実施の形態と同一符号のものは同一機能をもつので説明を省略する。
【0057】
本実施の形態は、オイルOを専用に加熱する加熱源をもち、更に定着性を向上させた例である。
【0058】
本実施の形態において、内オイルパンである囲い部材48の長手方向の一側面には開口端より上方に伝熱部61が設けられており、伝熱部61は囲い部材48と共にアルミや銅など熱伝導のよい金属板で形成されている。そして、伝熱部61の外面に面状ヒータHを固着しており、面状ヒータHで発生した熱を伝熱部61を介して囲い部材全体に伝えてオイルを加熱している。
【0059】
また、外オイルパンP内にはオイルの温度を検知するためのサーミスタ62が配置され、コントローラCによってオイル温度を検知し、設定温度に対して一定になるように面状ヒータHをACドライバDを介して通電のON/OFF制御している。
【0060】
第1の実施の形態と同様に、伝熱板61は第1汲み上げローラ43を囲うように設置されており、オイルパンP内のオイルを内側と外側に仕切っているが、中央にやはり開口部を持つことによって内外のオイルが連通している。
【0061】
なお、オイルの補給方法及び構成は第1実施の形態と同様のため省略する。
【0062】
本実施の形態においても、オイルOに熱を伝える伝熱部61を有する囲い部材48が第1汲み上げローラ43の近傍を囲っているので、加熱するのに必要なオイルの量が少ないため、立ち上げ時間の短縮が可能である。
【0063】
また上述したようにオイルOの温調を行なっているので、光沢ムラや光沢変化を防止できる。
【0064】
更に熱効率を上げるために、第1実施の形態同様に、伝熱部61を有する囲い部材の外側に断熱性の良い樹脂を固着して、オイルの汲み上げに寄与していない外側部O1へ熱が逃げることを防止してもよい。
【0065】
また、温度検知用のサーミスタはスペースに余裕があれば、内側部O2内に配置してもよい。
【0066】
なお、本実施の形態ではヒータ部として面状発熱体を例にとって説明したが、その他の発熱源、例えばハロゲンヒータや誘導加熱方式などの発熱体でも同様に使用可能である。
【0067】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、離型剤の熱容量を少なくし、離型剤を暖めるための熱量を小さくできるので、機械立ち上げ時の定着性確保や光沢ムラや変化の少ない良好な定着が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の画像形成装置全体を表す概略断面図
【図2】本発明の第1実施の形態の定着装置の概略図
【図3】図2の定着装置における離型剤塗布機構の概略図
【図4】本発明の第1実施の形態の変形例を示す図
【図5】本発明の第2の実施の形態の定着装置の概略図
【図6】従来例の定着装置の概略図
【符号の説明】
1 リーダー部
2 画像形成部
3 給紙部
4 定着装置
4a 定着ローラ
4b 加圧ローラ
41 塗布ローラ
42 第2汲み上げローラ
43 第1汲み上げローラ
44 メタリングブレード
45a,45b ハロゲンヒータ
48 囲い部材
50 フロート
54 オイル汲み上げポンプ
61 伝熱部
Oシリコンオイル
H面状ヒータ
P オイルパン
Claims (2)
- 記録材に形成された未定着画像を定着する定着手段と、前記定着手段へ離型剤を塗布する離型剤塗布手段と、を有する定着装置において、断熱構造とされた内槽と、前記内槽と連通し離型剤を供給する外槽と、前記内槽内の離型剤を前記離型剤塗布手段へ受け渡す受け渡し手段と、前記内槽内の離型剤を加熱する加熱手段と、を有することを特徴とする定着装置。
- 前記加熱手段は前記内槽内の離型剤の上面よりも上方位置に前記内槽から延出された伝熱部に設けた発熱体を有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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