(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材に形成された未定着像を圧接部にて熱定着する定着回転体及び加圧回転体と、前記定着回転体に塗布するための離型剤を収納した離型剤容器と、前記離型剤容器から前記定着回転体へ離型剤を搬送する離型剤搬送管と、を有する定着装置において、
前記離型剤搬送管による離型剤搬送路が前記加圧回転体の下方を迂回してから前記定着回転体の上方へ至るように構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
上記請求項１に記載の定着装置により画像が定着される記録材に、該画像を形成する画像形成手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やレーザービームプリンタなどの画像形成装置における、記録材上の未定着画像を定着させる定着装置、及びこのような定着装置を具備する、複写機やレーザビームプリンタ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、種々の画像形成装置が開発されており、例えば、カラー画像を形成する従来の電子写真方式の画像形成装置として、図３に示すようなものがある。図３に、従来の、カラー電子写真装置としての画像形成装置の構造図を示す。
【０００３】
図３に示されるカラー電子写真装置は、装置本体１の右側から装置本体１の略中央部に亘って設けられている記録材搬送系Ｉと、装置本体１の略中央部に、上記記録材搬送系Ｉを構成している転写ドラム１５に近接して設けられている潜像形成部ＩＩと、潜像形成部ＩＩと近接して配置されている現像手段、すなわち回転式現像装置ＩＩＩとに大別される。
【０００４】
上記記録材搬送系Ｉは、以下のような構成となっている。先ず、上記装置本体１の右壁に開口部が形成されており、この開口部に着脱自在な記録材供給用トレイ２，３が一部機外に突出して配設されている。
【０００５】
この記録材供給用トレイ２，３の略直上部には給紙用ローラ４，５が配設され、これら給紙用ローラ４，５と、その左方に配置された矢印Ａ方向に回転自在な転写手段たる転写ドラム１５とを連絡するように、給紙用ローラ６及び給紙ガイド７，８が設けられている。
【０００６】
これら転写ドラム１５の外周面近傍には回転方向上流側から下流側に向って当接用ローラ９、グリッパ１０、記録材分離用帯電器１１、分離爪１２が順次配設されている。
【０００７】
また、上記転写ドラム１５の内周側には転写帯電器１３、記録材分離用帯電器１４が配設されている。上記転写ドラム１５の右側上部には上記分離爪１２と近接して搬送ベルト手段１６が、そしてこの搬送ベルト手段１６の記録材搬送方向（右）端には定着装置３００が配設されている。この定着装置３００は、定着ローラ３１、加圧ローラ３２、ヒータ３１ａ、及び３２ａ、及び排出ローラ４２を備えている。
【０００８】
この定着装置３００よりもさらに搬送方向後流には装置本体１外へと延在し、装置本体１に対して着脱自在な排出用トレイ１７が配設され、画像が形成された記録材は、排紙ローラ４２によってこの排紙用トレイ１７に排紙される。
【０００９】
次に、上記潜像形成部ＩＩの構成を説明する。先ず、図３矢印Ｂ方向に回転自在な潜像担持体たる感光ドラム１９が、外周面を上記転写ドラム１５の外周面と当接して配設されている。
【００１０】
上記感光ドラム１９の上方でその外周面近傍には、この感光ドラム１９の回転方向上流側から下流側に向って除電用帯電器２０、クリーニング手段２１、及び一次帯電器２３が順次配設され、さらに上記感光ドラム１９の外周面上に静電潜像を形成するためのレーザビームスキャナのごとき像露光手段２４、及び像露光反射手段２５が配設されている。
【００１１】
最後に上記回転式現像装置ＩＩＩの構成は以下のごとくである。上記感光ドラム１９の外周面と対向する位置に、回転自在な筐体（以下「回転体」という）２６が配設され、この回転体２６中には四種類の現像装置が周方向の四位置に搭載され、上記感光ドラム１９の外周面上に形成された静電潜像を可視化（すなわち現像化）するようになっている。
【００１２】
上記四種類の現像装置は、それぞれイエロー現像装置２７Ｙ、マゼンタ現像装置２７Ｍ、シアン現像装置２７Ｃ、及びブラック現像装置２７ＢＫとなっている。
【００１３】
上述したごとき構成の画像形成装置全体のシーケンスについて、先ず、フルカラーモードの場合を例として簡単に説明する。上述した感光ドラム１９が図３矢印Ｂ方向に回転すると、この感光ドラム１９上の感光体は一次帯電器２３によって均等に帯電される。
【００１４】
一次帯電器２３による感光ドラム１９上に対する均等な帯電が行われると、原稿２８のイエロー画像信号にて変調されたレーザ光Ｅにより画像露光が行われ、感光ドラム１９上に静電潜像が形成され、回転体２６の回転によりあらかじめ現像位置に定置されたイエロー現像装置２７Ｙによって上記静電潜像の現像が行われる。
【００１５】
一方、給紙ガイド７、給紙ローラ６、給紙ガイド８を経由して搬送されてきた記録材は、所定のタイミングにてグリッパ１０により保持され、当接用ローラ９とこの当接用ローラ９と対向している電極とによって静電的に転写ドラム１５に巻き付けられる。
【００１６】
転写ドラム１５は、感光ドラム１９と同期して図３矢印Ａ方向に回転しており、イエロー現像装置２７Ｙで現像された顕画像は、上記感光ドラム１９の外周面と上記転写ドラム１５の外周面とが当接している部位にて転写帯電器１３によって転写される。転写ドラム１５はそのまま、回転を継続し、次の色（図３においてはマゼンタ）の転写に備える。
【００１７】
一方、感光ドラム１９は上記除電用帯電器２０により除電され、従来公知のブレード法によるクリーニング手段２１によってクリーニングされた後、再び一次帯電器２３によって帯電され、次のマゼンタ画像信号により上記のような像露光を受ける。
【００１８】
上記回転式現像装置は、感光ドラム１９上に上記像露光によってマゼンタ画像信号による静電潜像が形成される間に回転して、マゼンタ現像装置２７Ｍを上述した所定の現像位置に定着せしめ所定のマゼンタ現像を行う。
【００１９】
引き続いて、上述したごときプロセスをそれぞれシアン色及びブラック色に対しても実施し、四色分の転写が終了すると、記録材上に形成された四色顕画像は各帯電器１４、２０により除電され、上記グリッパ１０による記録材の把持が解除されると共に、この記録材は、分離爪１２によって転写ドラム１５より分離され、搬送ベルト１６で定着装置３００に送られ、この定着装置３００において、熱と圧力により定着され一連のフルカラープリントシーケンスが終了し、所要のフルカラープリント画像が形成されることとなる。
【００２０】
次に、以上のような従来の画像形成装置における定着装置３００について、図４を用いて詳しく説明する。図４に、図３に示される定着装置３００の構造図を示す。
【００２１】
図４において３１は回転自在に配設された定着ローラであり、この定着ローラ３１は金属製芯金の表面にシリコーンゴムとフッ素ゴムとを所定の厚さに被覆した構造になっており、ハロゲンランプ等のヒータ３１ａを内包して矢印方向に回転自在に軸支されている。
【００２２】
上記定着ローラ３１の下方には加圧ローラ３２が圧接するように配設されており、上記定着ローラ３１に従動回転するように軸支されている。
【００２３】
この加圧ローラ３２は、金属製芯金の表面にシリコーンゴムとフッ素ゴムとを所定の厚さに被覆した構造になっており、内部には定着ローラ３１と同様にハロゲンランプ等のヒータ３２ａが配設されている。
【００２４】
また、上記定着ローラ３１に接離自在に配設された離型剤塗布装置３３は、離型剤としてシリコーンオイルを収納した離型剤容器たるオイルパン３３ａと、このオイルパン３３ａから離型剤を汲み上げる汲み上げローラ３３ｂと、離型剤を定着ローラ３１に塗布する塗布用回転体たる塗布ローラ３３ｃと、離型剤の塗布量を制御するための規制部材たるブレード３３ｄとから構成されている。
【００２５】
そして、回転自在に軸支された塗布ローラ３３ｃはスポンジゴムの表面にシリコーンゴムを被覆してあり、定着ローラ３１に着脱自在に配設されて離型剤を塗布している。
【００２６】
ブレード３３ｄは塗布ローラ３３ｃに対して一定の角度で板金に固定され、塗布ローラ３３ｃに一定の圧力で押し当てられている。したがって、汲み上げローラ３３ｂにより汲み上げられてきた離型剤（シリコーンオイル）の塗布量は、このブレード３３ｄにより一定に調整され記録材Ｓの先端から後端まで塗布される。
【００２７】
さらに、上記定着ローラ３１、及び加圧ローラ３２にはクリーニング装置３４、３５が当接されており、定着ローラ３１側にはニッケルウェブ３４ａ、加圧ローラ３２側にはノーメックスフェルト３５ａが圧接してローラのクリーニングを行っている。また、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３５ｂ、３５ｃ、及び３５ｄはクリーニングローラである。
【００２８】
以上のような定着装置に記録材Ｓが搬送されてくると、定着ローラ３１と加圧ローラ３２は一定速度で回転し、記録材Ｓは定着ローラ３１と加圧ローラ３２の間を通過する際に表裏両面からほぼ一定の圧力、温度で加圧、加熱され表面に担持した未定着トナーが溶融され、定着が行われている。
【００２９】
ここで、定着ローラ３１や加圧ローラ３２の表面温度は、それぞれのローラに接触したサーミスタ３６の信号から読み取ることができ、それぞれのローラ内部に入ったヒータの点滅によってローラ表面の温度を制御している。
【００３０】
通常、それぞれのローラの表面温度は１５０℃に設定されており、ローラの表面温度が１５０℃以上になると、ヒータは消え、１５０℃以下になるとヒータがつくように設定されている。以下、定着ローラは上ローラと呼び、加圧ローラは下ローラと呼ぶ。
【００３１】
しかし、ローラは、アルミの芯金とゴムで形成されているため、ヒータがついてから、表面に熱が伝わるまでに時間がかかる。そのため上記のように制御されたローラ表面温度は、１５０±２℃で振動する。
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の定着装置、及びこのような定着装置を具備した従来の画像形成装置においては、記録材への現像剤の定着力が低くなるおそれを有している。これは、定着用ローラの温度が低下することに起因する。
【００３３】
すなわち、ローラに紙を通紙した場合、ローラは紙に熱を奪われローラの表面温度は減少する。従来の画像形成装置における、この温度変化について図５を参照して説明する。
【００３４】
図５に、従来の画像形成装置における、Ａ３紙を１分間に５０枚の速さで通紙したときの、ローラ表面温度の変化の実験結果の１例のグラフを示す。ここで、図５において、横軸は時間［秒］、縦軸は温度［℃］を示す。
【００３５】
図５のグラフからも明らかなように、上ローラは下ローラよりもゴムが厚いために、ヒータからの熱が伝わりにくく、温度ダウンが多く、１６９℃の状態から、１枚目の通紙で１５１℃まで下がる。一方、下ローラは１６８℃の状態から、１枚目の通紙で１５４℃まで下がる。
【００３６】
紙がローラを通った後、温度は回復するが次の紙が侵入するとまた下がり始め、紙が出るとまた回復し、このようにして、温度の振動は繰り返される。それぞれのローラのヒータは、１枚目の温度ダウンですぐに点灯するが、熱が表面に伝わるまでに、時間がかかるために、１２枚目までは、温度は振動しながら減少し、ゆっくり回復を始める。
【００３７】
このローラの最下点の温度は、定着性に重要な影響を与える。すなわち、画像形成装置に用いられる定着装置は、加熱と加圧とによる定着装置であるため、温度が低いと定着力が落ちてしまうからである。
【００３８】
ここで、温度に対するのり量の関係について図６を参照して説明する。図６に、従来の画像形成装置における、温度に対する最大定着可能のり量の実験結果の１例のグラフを示す。ここで、のり量とは紙にのっているトナーの重さである。
【００３９】
図６において、系列１は片面にトナーが載っているときの最大定着可能のり量であり、系列２は両面時の最大定着可能のり量である。また、横軸はローラの温度［℃］、縦軸は最大のり量［ｇ／Ａ４］を示す。図６から、温度が低くなる程、定着力が落ちていることが分かる。
【００４０】
したがって、定着性を考えるとローラ表面温度の初期設定は高い程良いということになる。しかし、温度を高くした場合、ローラの耐摩耗性が悪くなったり、定着画像の光沢度が上がってしまい、画像の見た目が悪くなってしまうという問題点がある。
【００４１】
したがって、ローラ表面温度の初期設定は低く、通紙による温度ダウンは小さいという状態が理想である。
【００４２】
一方、先に述べたように、フルカラーの画像形成における定着装置では、上ローラへ、離型剤としてオイル、一般的にはシリコーンオイルを塗布する。
【００４３】
すなわち、もしこのオイルがなければ、コピー用紙などの記録材にトナーを固着させる際に定着ローラにトナーが付着する。そして、このトナー付着することにより、コピー用紙も定着ローラに巻きつき、ジャムが発生することとなる。
【００４４】
このオイル塗布はローラ回転時にのみ行われ、オイルの温度は約３０℃くらいであるために、オイル塗布の効果によって当然、上ローラ、下ローラの通紙による温度ダウンは、大きくなってしまう。
【００４５】
通紙による温度ダウンを小さくしようとした場合、定着ローラのゴムの厚さを薄くするという手があるが、これを薄くした場合、ローラが硬くなってしまうことから、上下ローラ間の圧接部のニップが取れなくなってしまい、逆に定着力は落ちてしまう。このため、通紙による温度ダウンを小さくするための効果的な従来技術はなく、初期設定の温度を上げて、ローラの寿命が短くなってしまうのを妥協しているのが現状である。
【００４６】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、画質の低下、及び装置の短寿命化を防止しつつ、定着力の向上を図ることが可能な定着装置、及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【００４７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、記録材に形成された未定着像を圧接部にて熱定着する定着回転体及び加圧回転体と、前記定着回転体に塗布するための離型剤を収納した離型剤容器と、前記離型剤容器から前記定着回転体へ離型剤を搬送する離型剤搬送管と、を有する定着装置において、
前記離型剤搬送管による離型剤搬送路が前記加圧回転体の下方を迂回してから前記定着回転体の上方へ至るように構成されていることを特徴とする。
【００５１】
さらに、本発明に係る画像形成装置は、上記定着装置により画像が定着される記録材に、該画像を形成する画像形成手段を備えることを特徴とする。
【００５２】
したがって、本発明に係る定着装置、及び画像形成装置によれば、互いに圧接しながら回転自在に配設された一対の定着用回転体が形成する圧接部で未定着画像を有する記録材を挟圧搬送し、この記録材上の未定着画像の加熱定着を行うと共に、一対の定着用回転体と記録材とを分離するための離型剤を用いる定着装置において、離型剤の温度を自由に制御できることによって、通紙時には離型剤の温度を高くすることによって、ローラの表面温度のダウンを抑えることができ、定着性を向上することができる。
【００５５】
また、離型剤を暖めるために、離型剤搬送手段を定着用回転体の近傍を経由させていることにより、暖められた離型剤によって定着用回転体の表面温度の低下を抑えることができ、定着性を向上させることができる。
【００５６】
ここで、本発明に係る定着装置、及び画像形成装置に利用される離型剤としては、一般的なシリコーンオイルその他のオイルを用いることができるが、本発明はこのような離型剤に限定されるものではなく、その他の任意の離型剤を用いることができる。
【００５７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る定着装置、及び画像形成装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００５８】
（第１の実施形態）
まず、図１に、本発明に係る定着装置の第１の実施形態の構造図を示す。ただし、図１に示される部材のうち、従来の定着装置を示す図４に示される部材と同様の部材については同じ番号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００５９】
図１において、３８はオイルパン３３ａの下に置かれた加熱装置である。また、オイルパン３３ａにはサーミスタ３６がついており、その信号を受け、オイルパン３３ａの温度が８０℃以上になると加熱装置３８が休止し、８０℃以下になると起動する。
【００６０】
このようにしてオイルパン３３ａの温度は８０±５℃に維持され、このとき、オイルパン３３ａ中のシリコーンオイル（以下、単にオイルともいう。）の温度は５０±５℃に維持される。
【００６１】
オイルは通常、加熱装置３８のない状態では、約３０℃の状態でローラに塗布されるため、この加熱装置３８によって約２０℃分オイルの温度を上昇させることができる。
【００６２】
そして、温度の高いオイルを定着ローラに塗布することにより、定着ローラ３１、及び加圧ローラ３２の通紙時の温度ダウンを抑えることができる。
【００６３】
上記第１の実施形態の、実験結果の１例としては、この加熱装置３８に加熱され温度の上昇したオイルをローラに塗布すると、上ローラのほうが下ローラよりも供給されるオイル量が多いため、上ローラの表面温度のダウンを約１０℃抑えることができ、下ローラは約５℃抑えることができた。
【００６４】
その結果、定着性は０．４ｇ／Ａ４分向上することができた。また、本発明におけるオイルの加熱は、必ずしも上記のような温度に限定する必要はなく、この加熱装置の出力調整によって、オイルパンの温度は自由に設定でき、従ってオイルの温度も調整できる。
【００６５】
（第２の実施形態）
次に、本発明に係る定着装置の第２の実施形態について図２を参照して説明する。図２に、本発明に係る定着装置の第２の実施形態の構造図を示し、図２の（ａ）に、その正面構造図、図２の（ｂ）に、その側面構造図を示す。ただし、図２に示される部材において、図１に示される部材と同様な部材には同じ番号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００６６】
まず、図２に示される３９はオイル管であり、このオイル管３９を通って、シリコーンオイルは定着ローラ３１に供給される。オイルは定着ローラ３１上を、定着ローラ３１に当接されたフェルト４０まで伝わり、そこに含浸される。
【００６７】
フェルト４０に溜まったオイルのうちの少量のオイルが、定着ローラ３１上へすり抜け、ブレード４１によって、均一に規制される。
【００６８】
オイル管３９は、加圧ローラ３２側を経由してから定着ローラ３１側へ行き、オイルを供給するが、オイルはオイル管３９を通って加圧ローラ３２側を通過するときに、加圧ローラ３２の熱をもらうために、オイルパン３３ａから直接定着ローラ３１側へ行ってオイルを供給した場合よりも、オイルの温度は上昇する。
【００６９】
一例として、加圧ローラ３２を経由した場合のオイルの温度は約５０℃であり、加圧ローラ３２を経由しなかった場合は、約３０℃である。もちろん、これら２つの温度の組み合わせは、使用する部材や環境などにより任意に変更することができるものである。
【００７０】
このためオイル管３９が加圧ローラ３２の底部側を経由した系では、約２０℃分オイルの温度を上昇させることができる。温度の高いオイルを供給することにより、通紙時の温度ダウンを抑えることができる。
【００７１】
上記第２の実施形態の、実験結果の１例としては、この加熱装置に加熱され温度の上昇したオイルをローラに塗布すると、上ローラのほうが下ローラよりも供給されるオイル量が多いため、上ローラの表面温度のダウンを約１０℃抑えることができ、下ローラは約５℃抑えることができる。その結果、定着性は０．４ｇ／Ａ４分向上することができた。
【００７２】
ただし、本発明に係る定着装置の第２の実施形態は、図２に示されるようなオイル管３９の形状に限定されるものではなく、このオイル管を通ったオイルが、十分に加熱されるような形状であれば良い。例えば、オイル管が蛇行、湾曲、ねじれなどを伴っていても良く、このようなオイル管が定着ローラ３１や、加圧ローラ３２等の近辺に配置されることにより、十分に加熱されることになる。
【００７３】
また、上記実施形態の説明においては、定着装置のみを説明したが、このような定着装置を具備した画像形成装置であっても、上記と同様な効果があることは明白である。
【００７４】
例えば、本発明に係る画像形成装置の一実施形態としては、上記本発明に係る定着装置の第１の実施形態、及び第２の実施形態が、図３に示される従来の定着装置３００にとって代わった実施形態を挙げることができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、離型剤の温度を適切に制御することによって、定着用回転体の表面温度のダウンを抑えることができ、定着性を向上することが可能な定着装置、及び画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る定着装置の第１の実施形態の構造図である。
【図２】本発明に係る定着装置の第２の実施形態の構造図である。
【図３】従来の画像形成装置の構造図である。
【図４】図３に示される画像形成装置が具備する定着装置の構造図である。
【図５】図３に示される画像形成装置における、通紙したときの、ローラ表面温度の変化を示すグラフである。
【図６】図３に示される画像形成装置における、温度に対する最大定着可能のり量のグラフである。
【符号の説明】
１  装置本体
２，３  記録剤供給用トレイ
４，５  給紙用ローラ
６  給紙用ローラ
７，８  給紙ガイド
９  当接用ローラ
１０  グリッパ
１１  記録剤分離用帯電器
１２  分離爪
１３  転写帯電器
１４  記録剤分離用帯電器
１５  転写ドラム
１６  搬送ベルト手段
１７  排出用トレイ
１９  感光ドラム
２０  除電用帯電器
２１  クリーニング手段
２３  一次帯電器
２４  像露光手段
２５  像露光反射手段
２６  回転体
２７Ｙ  イエロー現像装置
２７Ｍ  マゼンダ現像装置
２７Ｃ  シアン現像装置
２７ＢＫ  ブラック現像装置
２８  原稿
３１  定着ローラ
３１ａ  ヒータ
３２  加圧ローラ
３２ａ  ヒータ
３３  離型剤塗布装置
３３ａ  オイルパン
３３ｂ  汲み上げローラ
３３ｃ  塗布ローラ
３３ｄ  ブレード
３４  クリーニング装置
３４ａ  ニッケルウェブ
３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ  クリーニングローラ
３５  クリーニング装置
３５ａ  ノーメックスフェルト
３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ  クリーニングローラ
３６  サーミスタ
３８  加熱装置
３９  オイル管
４０  フェルト
４１  ブレード
４２  排紙ローラ
３００  定着装置
Ｅ  レーザ光
Ｓ  記録材
【図１】
0003619052.tif 000002
【図２】
0003619052.tif 000003
【図３】
0003619052.tif 000004
【図４】
0003619052.tif 000005
【図５】
0003619052.tif 000006
【図６】
0003619052.tif 000007