(57)【要約】【課題】レーザー光を用いた定着装置において、透明部材などの定着部材端部からの潤滑剤の漏れ出しを防ぐこと。【解決手段】保持部材表面に周方向に沿った、または幅方向端部から中央部に向かって透明部材回転方向に傾斜する溝部を複数設ける。【選択図】図３
2020071341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
該光源から照射された光を透過する回転可能な無端状の透明部材と、
該透明部材との間にニップ部を形成し、記録材を搬送する対向部材と、
前記透明部材の内周面と接触し、前記光源から照射された光をニップ部に集光させる集光部材と、
前記透明部材内部で前記集光部材を支持する保持部材と、
前記透明部材内面に液体を塗布する液体塗布部と、
を有する定着装置において、
前記保持部材表面に周方向に沿った溝部を複数設けることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
光源と、
該光源から照射された光を透過する回転可能な無端状の透明部材と、
該透明部材との間にニップ部を形成し、記録材を搬送する対向部材と、
前記透明部材の内周面と接触し、前記光源から照射された光をニップ部に集光させる集光部材と、
前記透明部材内部で前記集光部材を支持する保持部材と、
前記透明部材内面に液体を塗布する液体塗布部と、
を有する定着装置において、
前記保持部材表面に幅方向端部から中央部に向かって透明部材の回転方向に傾斜する溝部を複数設けることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
前記透明部材内面の非通紙部領域にあたる両端部に周方向に沿った、または幅方向中央部から端部に向かって透明部材の回転方向に傾斜する溝部を複数設けることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
前記液体の２５℃における動粘度が１５０ｃｓ以下である請求項１乃至３の何れか一項に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合機、複写機、プリンタ、ファックス等の記録材上に画像形成可能な電子写真方式の加熱定着装置、および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ等の画像形成装置において、トナー像にレーザー光を照射すると同時に加圧を行い、記録媒体上にトナー像を定着させる方式が知られている。
【０００３】
レーザー光が回転可能な透明部材と対向部材とが接触する定着ニップ部に照射され、透明部材内部の集光部材によってレーザー光は定着ニップ部において集光する。定着ニップ部を通過する記録媒体上のトナー像を集光したレーザー光と圧力によって定着される。
【０００４】
このとき、特許文献１では界面空気層におけるレーザー光の反射防止と透明部材内部の接触抵抗低減を目的として透明部材の内側に潤滑剤などを塗布する液体塗布部を設ける構成が示されている。
【０００５】
レーザー光を用いて定着させる方式では、メディアや定着部材などに無駄な熱を与えることなく定着させることが出来る。そのため、塗布された潤滑剤は常温に近い温度でも、回転トルクを上昇させることなく機能する必要があり、低粘度である必要がある。
【０００６】
しかし、常温に近い温度においても粘度の低い潤滑剤を使用した場合、透明部材などの定着部材内部に保持されていた潤滑剤が耐久時に定着ニップ部の圧力の影響も受け、端部から漏れ出す可能性がある。
【０００７】
特許文献２では、定着用ベルトを用いた定着装置において、定着用ベルトの内面に周方向に沿った溝部を複数設ける、または、幅方向中央部から端部に向かい定着用ベルトの移動方向に傾斜する溝部を複数設けることで潤滑剤を保持し、端部からの漏れ出しを防止する構成が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１５−７２３５１号公報
【特許文献２】特開２００６−３３０５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、レーザー光を用いて定着させる方式において、定着用ベルトのようにニップ部を溝部のような凹凸が通過するとレーザー光の照射に影響を与えてしまい定着性にばらつきが生じるなどの課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明に係る定着装置は、
光源と、光源から照射された光を透過する無端状の透明部材と、透明部材と透明部材との間にニップ部を形成する対向部材と、ニップ部に光を集光させる透明部材内部に位置する部材と集光部材を支持する保持部材と、透明部材内面に液体を塗布する液体塗布部と、を有する定着装置において、保持部材表面に周方向に沿った、または幅方向端部から中央部に向かって透明部材の回転方向に傾斜する溝部を複数設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る定着装置によれば、光の照射によりトナーを溶融させて記録媒体に定着させる定着装置において、常温でも低粘度な潤滑剤を塗布した場合でも保持部材表面の溝部に潤滑剤が保持され、透明部材の端部から潤滑剤が漏れ出すことを防ぐことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施例における画像形成装置の模式図
【図２】本実施例１における定着装置の透明部材内部の模式図
【図３】本実施例１における定着装置の模式図
【図４】本実施例２における定着装置の模式図
【図５】本発明の効果を示す潤滑剤漏れ出し量比較図
【図６】本実施例において得られる効果についての説明図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例（実施例）を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００１４】
＜画像形成装置＞
図１は、本実施形態の画像形成装置の一例であるカラー電子写真プリンタの断面図であり、記録媒体Ｐの搬送方向に沿った断面図である。本実施形態では、カラー電子写真プリンタを単に「プリンタ」という。
【００１５】
図１に示すプリンタは、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の各色の画像形成部１０を備えている。感光ドラム１１は、帯電器１２によってあらかじめ帯電される。その後、感光ドラム１１は、レーザスキャナ１３によって、潜像を形成されている。潜像は、現像器１４によってトナー像になる。感光ドラム１１のトナー像は、一次転写ブレード１６によって、像担持体である例えば中間転写ベルト１７に順次転写される。転写後、感光ドラム１１に残ったトナーは、クリーナ１５によって除去される。この結果、感光ドラム１１の表面は、清浄になり、次の画像形成に備える。
【００１６】
一方、記録媒体Ｐは、給紙カセット１８、又はマルチ給紙トレイ１９から、１枚ずつ送り出されてレジストローラ対２０に送り込まれる。レジストローラ対２０は、シートＰを一旦受け止めて、記録媒体が斜行している場合、真っ直ぐに直す。そして、レジストローラ対２０は、中間転写ベルト１７上のトナー像と同期を取って、記録媒体Ｐを中間転写ベルト１７と二次転写ローラ２１との間に送り込む。中間転写ベルト上のカラーのトナー像は、転写体である例えば二次転写ローラ２１によって記録媒体Ｐに転写される。その後、記録媒体のトナー像は、定着器４０において、レーザー光による照射、対向部材により加圧されることで記録媒体に定着される。
【００１７】
＜定着装置＞
次に、本実施例で用いた定着装置について図２を用いて説明する。
【００１８】
図２は本実施の形態に係る定着装置の概略構成を示すものである。定着装置は透明部材の一例としての透明チューブと、レンズパッドと、保持部材と、対向部材の一例としての対向ロールと、レーザー光照射部と、液体塗布部と、を備えている。
【００１９】
透明チューブ４１は、レーザー光を透過するものであればよく、効率の観点から言えば透過率が高ければ高いほどよい。
【００２０】
透明チューブ４１は強度を確保する基材層と、記録媒体やトナーの凹凸を吸収し、基材層の上に積層される弾性層と、トナーが離型しやすい材料で構成され、弾性層の上に積層された離型層と、を有する（図示省略）。
【００２１】
透明チューブ４１の材料として基材層にはポリイミド（ＰＩ）、弾性層にはＬＳＲ（液状シリコーンゴム）、離型層には四フッ化エチレン重合体（ＰＴＦＥ）を用いるがこれに限定されるものではない。
【００２２】
レンズパッド４２は、透明チューブ４１内に配置され、記録媒体上のトナーに対して、照射されたレーザー光を定着ニップ部において集光させる。材料としてはポリエチレングリコールビスアリルカーボネート（ＰＡＤＣ）を一例とするがこれに限らず、レンズに用いられるものの中で耐熱性を持つものであればよい。
【００２３】
レンズパッド４２は、光入射面と光出射面とを持ち、入射面は定着ニップ部と反対の方向に凸の円弧状、出射面は定着ニップ部方向に凸の円弧状を透明チューブ４１の曲率半径と同じになるように形成されており、接触抵抗を低減させている。
【００２４】
レンズパッド４２において、入射面から出射面までの距離はレーザー光の焦点深度を考慮して設計すればよい。
【００２５】
また、光入射面と出射面とで透明チューブ４１の内周面と接触し、定着ニップ部において記録媒体上のトナー像を加圧する機能を有する。この時、加圧力はレーザー光による加熱エネルギーとの関係を考慮し、十分な定着性が得られる加圧力にしておくことが好ましい。
【００２６】
レーザー光による照射と加圧を同時に加えて定着させることで、非接触でのレーザー定着に比べてレーザー光に必要な照射エネルギーが低減する。また、加圧をすることでトナーＴの表面が平滑化され、光沢度の高いトナー像が形成される。
【００２７】
保持部材４３は、透明チューブ４１の内部に配置され、透明チューブ４１の曲率半径に対応した湾曲面と、レンズパッド４２を両側から支持する位置決め面と、を有する。材料としては一例としてステンレス鋼を用いる。
【００２８】
対向ロール４４は、一例としてステンレス鋼によって構成されており、透明チューブ４１との間に所定の加圧力が働くように設計され、透明チューブ４１との間で記録媒体を挟持して搬送する。
【００２９】
対向ロール４４は、一例として図示しないギア及びモータによって回転駆動をしており、透明チューブ４１は対向ロール４４に追従移動する構成とするが、それぞれ別々の駆動を設けてもよい。
【００３０】
レーザー光照射部４５は、透明チューブ４１の外側、装置奥行き方向に沿って複数配列されている。レーザー光照射部４５は、レーザー光源（図示省略）が装置奥行き方向に沿って複数個配列されているレーザーアレイ４６と、各レーザー光源から照射された光を平行光として、集光を容易にするコリメートレンズ４７と、を有する。コリメートレンズ４７はレーザー光照射部４５の筐体内に配置されている。レーザー光源としてはガスレーザーなどのレーザー素子を備え、レーザー光を照射する。
【００３１】
レーザー光照射部４５は、搬送される記録媒体Ｐが定着ニップ部に到達するタイミングに合わせてレーザー光の出力をＯＮにする。一例として、記録媒体Ｐが給紙カセット１８から給紙された時間から移動時間を計測すればよい。また、印字動作を終了し、次の印刷動作の命令がなくなった時点で印刷終了と判断してレーザー光出力をＯＦＦにする。
【００３２】
液体塗布部４８は、定着ニップ部の透明部材回転方向下流側の保持部材に設けられる。透明チューブ４１とレンズパッド４２との界面に潤滑剤を塗布することで、界面に空気層が出来、レーザー光の反射が起こることを防ぐ。また、透明チューブ４１の内側の接触抵抗を低減する。
【００３３】
液体塗布部４８は、一例として、フェルト材で構成されており、透明液体の一例としてシリコーンオイルが含有されている。透明チューブ４１の回転に伴い、シリコーンオイルが透明チューブ４１の内周面に塗布されるようになっている。
【実施例１】
【００３４】
本実施例の特徴である溝部について図３、図４用いて説明する。
【００３５】
図３は、長手方向における透明チューブ４１の内部を示した図、図４は図３に透明チューブ４１を配置した図である。
【００３６】
上記液体塗布部４８で透明チューブ４１とレンズパッド４２との界面に塗布された潤滑剤は、低粘度である必要がある。
【００３７】
なぜなら、フィルム加熱方式や熱ローラ方式などの接触加熱方式ではトナーを温めて定着させる際に、熱がメディアやフィルムにも伝わることで摺動時の潤滑剤が高温になり、粘度が下がるのでトルクが過度に上がることがない。一方で、レーザーを用いた加熱定着方式では照射されたレーザー光によってトナーのみを温めることが可能となり、摺動時でも潤滑剤が常温に近い温度で用いられるためである。
【００３８】
例えば、接触加熱方式では、２５℃における動粘度が２００ｃｓ以上の潤滑剤が用いられているのに対してそれより低粘度な１〜１５０ｃｓの潤滑剤を用いる。これにより、常温に近い温度においても透明チューブ４１とレンズパッド４２との界面で潤滑剤として機能することが出来る。
【００３９】
上記のように、レーザー光を用いた加熱定着方式では、非常に低粘度の潤滑剤が用いられるため、接触加熱方式より潤滑剤の自由度が高い。そのため、透明チューブ４１の端部より潤滑剤が漏れ出してしまう。
【００４０】
本実施例１では、図３に示すように、保持部材表面に周方向に沿った溝部４３ａを設ける。透明チューブ４１とレンズパッド４２との界面に塗布された潤滑剤は溝部４３ａに保持されることで、潤滑剤が透明チューブ４１の端部から漏れ出すことを防ぐことが出来る。
【００４１】
溝部は一例として深さ２５μｍ、幅６０μｍの長方形で、溝の面積率４５％とするがこれに限定されるものではなく、保持部材の耐久性に影響を与えない範囲で潤滑剤を保持出来る溝部であればよい。
【００４２】
ここで、レンズパッド４２にはレーザー光が照射されているため溝部を設けることが出来ない。しかし、レンズパッドは図２の断面方向において、光の照射分の幅があればよく、例えば５ｍｍ程度の非常に狭い幅に出来るため、ニップ部で漏れ出す可能性は低いと考えられる。
【００４３】
また、ニップ部における端部からの漏れ出しを防ぐために、図４に示すように透明チューブ４１内面の非通紙領域にあたる両端部に保持部材の溝と同様の周方向に沿った溝部４３ｂを設けると、より効果的に端部からの漏れ出しを防止することが出来る。
【実施例２】
【００４４】
実施例２では、保持部材表面に設ける溝部４３ｃを図５に示すように幅方向端部から中央部に向かって透明部材回転方向に傾斜する構成にしている。
【００４５】
このような溝部４３ｃを設けることで、透明チューブ４１の回転に伴い保持部材４３との界面で保持された潤滑剤が溝部４３ｃに沿う方向に押し出され、透明チューブ４１端部よりも中心に潤滑剤が密な状態となる。そのため、ニップ部において対向部材４４の圧力を受けて、透明チューブ４１の長手方向に押し広げられたとしても端部からの漏れ出しを防止することが出来る。
【００４６】
実施例１と同様に透明チューブ４１内面に溝部を設ける場合においても、このように傾斜した構成をとることが可能である。ただし、透明チューブ４１内面に溝部を設ける場合には、幅方向中央部から端部に向かって透明部材回転方向に傾斜する構成とすることで中央部に潤滑剤を集めることが出来る。
【００４７】
［本実施例における効果］
本実施例において得られる効果について図６を用いて説明する。
【００４８】
図６は液体塗布部に５００ｍｇの液体を含有させ、Ａ３サイズの記録材を５０ｋ枚通紙した場合に端部から漏れ出した潤滑剤の量を比較した図である。
【００４９】
溝なしの場合には４３ｍｇ漏れ出したのに対して、実施例１では７ｍｇ、実施例２では４ｍｇと漏れ出す量が大幅に改善したことがわかる。この結果から、溝部を設けて潤滑剤を保持することで、端部からの漏れ出しを低減させることが出来ることが示される。
【符号の説明】
【００５０】
１０  画像形成部、１１  感光ドラム、１２  帯電器、１３  レーザスキャナ、
１４  現像器、１５  クリーナ、１６  一次転写ブレード、１７  中間転写ベルト、
１８  給紙カセット、１９  マルチ給紙トレイ、２０  レジストローラ対、
２１  二次転写ローラ、４０  定着器、４１  透明部材、４２  レンズパッド、
４３  保持部材、４４  対向ロール、４５  レーザー光照射部、
４６  レーザーアレイ、４７  コリメートレンズ、４８  液体塗布部、
Ｐ  記録媒体、Ｔ  トナー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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