JP2008040011A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】離型剤が記録媒体に付着することが確実に防止することのできる定着装置及び画像形成装置を提供することにある。
【解決手段】トナー像を担持した記録媒体Ｐを、定着ベルト２１を介した定着ローラと加圧ローラ２４の間に通過させ、その通過時にトナー像のトナーに熱と圧力を加えて該トナー像を記録媒体Ｐに定着する定着装置２であり、定着ベルト２１と加圧ローラ２４の少なくとも一方の表面には微量のオイルを塗布する微量塗布ローラ３５と記録媒体Ｐ分離用の分離爪４０とが設けられている定着装置において、爪部材４０Ａ，４０Ｂによってオイル吸収体４４を挟持する。
【選択図】図３

Description

本発明は、トナー像を担持した記録媒体を、回転する第１及び第２の定着部材の間に通過させ、その通過時に、前記トナー像のトナーに熱と圧力を加えて該トナー像を記録媒体に定着する定着装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ或いはこれらの少なくとも２つの機能を備えた複合機などとして構成される画像形成装置に上記形式の定着装置を採用することは従来より周知である。定着装置としては、第１の定着部材としての内部に熱源を有し回転駆動される加熱ローラと、第２の定着部材としての該加熱ローラに圧接され加熱ローラに従動回転する加圧ローラとを有し、両ローラによって形成されるニップ部に、両ローラの回転によってシート状媒体を通過させ、加熱加圧してトナー像を定着する熱ローラ対タイプのものが知られている。さらに、第１の定着部材として加熱ローラ及び定着ローラに巻き掛けられ、トナーを定着されるシート状媒体を搬送するための無端の定着ベルト、第２の定着部材として該定着ベルトを介して定着ローラに対向して配置される加圧ローラ等を構成要素とするタイプのいわゆるベルト定着装置が知られている。

また、この種の定着装置においては、加熱ローラ、加圧ローラ、定着ベルト等の離型性を高めるために離型剤としてのシリコーンオイルを塗布する塗布ローラや定着後にシート状の記録媒体が加圧ローラ、加熱ローラ、定着ベルト等か巻き付くことを防止するための剥離手段としての分離爪を配設することが通常である。

ところで、塗布ローラや分離爪を有する形式の定着装置においては分離爪によって掻き取られた離型剤であるシリコーンオイルが記録媒体に付着する。これによって記録媒体にはオイル跡が発生するという問題があった。

実願平２−４８７０９号（実開平４−９０７１号）のマイクロフィルム

特許文献１には、微細な溝を分離爪に形成し、毛細管現象を利用してオイルの水滴を作らないようにした定着装置が開示されている。しかし、この装置では水滴のような大きなオイル溜りを解消することができるものの、分離爪にオイルが残っているので記録媒体に付着することが確実に防止することができなかった。

本発明の目的は、上記従来の欠点を除去することのできる定着装置及び画像形成装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、トナー像を担持した記録媒体を、回転する第１及び第２の定着部材の間に通過させ、その通過時に、前記トナー像のトナーに熱と圧力を加えて該トナー像を記録媒体に定着する定着装置であって、該第１及び第２の定着部材の少なくとも一方の表面には微量のオイルを塗布するオイル塗布部材が設けられ、さらに前記第１及び第２の定着部材の少なくとも一方の表面には記録媒体分離用の剥離手段とが設けられている定着装置において、前記剥離手段は、爪部材によってオイル吸収体を挟持することを特徴とする定着装置を提案する。

なお、本発明は、前記オイル吸収体が前記爪部材に形成されたスリットに挿入されて狭持されていると、効果的である。
さらに、本発明は、前記オイル吸収体が互いに独立した爪部材によって挟持されていると、効果的である。

さらにまた、本発明は、前記オイル吸収体には少なくとも２つ以上の支持用孔が形成され、該支持用孔を介して前記爪部材を支持されていると、効果的である。
さらにまた、本発明は、前記オイル吸収体が繊維で構成されているとともに、繊維の脱落等を防止するための処理が施されていると、効果的である。

さらにまた、本発明は、前記オイル吸収体がアラミド繊維により構成されたフェルトであると、効果的である。
さらにまた、本発明は、前記オイル吸収体は形状が前記爪部材と略同一形状を有し、定着部材から０．５ｍｍないし５ｍｍ離れた距離に配置されていると、効果的である。

また、本発明は、上記目的を達成するため、請求項１ないし７の何れかに記載の定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置を提案する。

本発明によれば、剥離手段はオイル吸収体を挟持しているので、記録媒体のオイル汚れを確実に防止することができる。さらに、オイル吸収体の脱落や防止し、オイル吸収体に繊維を用いてもその繊維の脱落なども防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って詳細に説明する。
図１は本発明に係る画像形成装置としてタンデム式カラーレーザプリンタを示す概略構成図である。ここに示した画像形成装置 は、その本体１内に配置された複数の像担持体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫと、これらの像担持体に対向して配置された無端ベルトより成る転写ベルト４を有している。各像担持体３Ｙ乃至３ＢＫはドラム状の感光体により構成され、その各像担持体の表面には、イエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成される。転写ベルト４は、複数の支持ローラ１５，１６，１７，１８に掛け渡されて矢印Ａ方向に走行駆動される。

各像担持体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫ上にトナー像を形成する構成と、その作用は実質的に同一であるため、像担持体３Ｙにトナー像を形成する構成だけを説明する。この像担持体３Ｙは図１における時計方向に回転駆動され、このとき帯電装置７によって像担持体３Ｙの表面が所定の極性に均一に帯電される。次いでその帯電面に、レーザ書き込みユニット８から出射する光変調されたレーザビームＬが照射される。これによって像担持体３Ｙに静電潜像が形成され、その静電潜像が現像装置９によってイエロートナー像として可視像化される。

一方、画像形成装置本体１内の下部には、給紙装置５が配置され、この給紙装置５は、記録媒体Ｐを収容する給紙カセット１４と、その最上位の記録媒体に圧接しながら回転して、最上位の記録媒体を矢印Ｂ方向に送り出す給紙ローラ１２とを有している。かかる給紙装置５から送り出された記録媒体Ｐは、レジストローラ対１３によって所定のタイミングをとられて、像担持体３Ｙと転写ベルト４の間に給送され、その転写ベルト４に担持されて搬送される。転写ベルト４を挟んで、像担持体３Ｙにほぼ対向する位置には、転写装置１０が配置され、その転写装置１０の作用によって像担持体３Ｙ上のイエロートナー像が記録媒体Ｐ上に転写される。記録媒体Ｐに転写されず、像担持体３Ｙ上に残された転写残トナーは、クリーニング装置１１によって除去される。

全く同様にして、図１に示した像担持体３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫ上にマゼンタトナー像、シアントナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成され、これらのトナー像が、イエロートナー像の転写された記録媒体Ｐ上に順次重ねて転写される。

このようにして４色の重ねトナー像を担持した記録媒体Ｐは、定着装置２を通過し、このとき、その重ねトナー像が熱と圧力の作用によって記録媒体Ｐ上に定着される。定着装置２を通過した記録媒体は、矢印Ｃで示すように排紙部６上に排出される。なお、本プリンタでは、一般にコピー等に用いられる普通紙と、ＯＨＰシートや、カード、ハガキといった９０Ｋ紙、坪量約１００ｇ／ｍ^２相当以上の厚紙や、封筒等の、用紙よりも熱容量が大きないわゆる特殊シート（以下単に特殊シートという）との何れも記録媒体として用いることが可能である。

図２は定着装置２を示す断面図であり、定着装置２は加熱ローラ２２及び定着ローラ２３に巻き掛けられた定着ベルト２１として構成された第１の定着部材と、該定着ベルト２１を介して定着ローラ２３に圧接する加圧ローラ２４として構成された第２の定着部材とを有し、定着ベルト２１はバネなどの図示しない弾性体で付勢されたテンションローラ２５をよって緊張された状態に保持されている。そして、加熱ローラ２２と加圧ローラ２４の内部にはヒータ２６，２７が設けられ、定着ベルト２１及び加圧ローラ２４を加熱する。

定着ローラ２２は、芯金２９と、この芯金２９を被覆する耐熱多孔質層の弾性体層３０とを有し、バネなどの図示しない弾性体により加圧ローラ２５に圧接する方向に付勢されている。加熱ローラ２２及び定着ローラ２３は何れか一方が図示していない駆動モータの回転駆動され、これによって定着ベルト２１が図における時計方向に走行駆動される。加圧ローラ２４は定着ローラ２２の回転に定着ベルト２１を介して従動して連れ回りするか、またはこの加圧ローラ２４も、図示していない駆動装置によって反時計方向に回転駆動される。また、定着ベルト２１の周面に対向して、例えばサーミスタより成る温度検知素子３３が設けられており、同様に加圧ローラ２４にもその周面に対向して、例えばサーミスタより成る温度検知素子３４が設けられている。この温度検知素子３３，３４により定着ベルト２１と加圧ローラ２４の表面の温度が検知され、その検知結果に基づいてヒータ２６，２７への通電が制御され、定着ベルト２１及び加圧ローラ２４がトナー像の定着に適した温度に保たれる。

加圧ローラ２４には、離型剤としてのシリコーンオイルを塗布する微量塗布ローラ３５がバネなどの図示しない弾性体によって当接されている。この微量塗布ローラ３５によって定着ベルト２１には微量のオイルが間接的に塗布され、これによって定着ベルト２１のトナーに対する離型性が向上する。また、微量塗布ローラ３５表面のトナー固着防止を目的として表面にクリーニングローラ３６が当接されている。

この定着装置２は、未定着のトナー像を担持し矢印Ａ方向へ搬送される記録媒体Ｐがガイド部材３２に案内されつつ定着ベルト２１と加圧ローラ２４のニップに挟持されると、トナー像が熱と圧力の作用によって記録媒体Ｐ上に定着される。トナー像が定着された記録媒体Ｐは、定着ベルト２１によってさらに矢印Ａ方向へ搬送されるが、このとき記録媒体Ｐが定着ベルト２１に巻き付く恐れがあるため、定着ベルト２１が定着ローラ２３に巻かれている範囲で分離爪４０として構成された剥離手段が設けられている。

この分離爪４０は、装置の幅方向において適当な間隔をもって複数もうけられ、それぞれの分離爪４０が図示していないバネ等からなる弾性体によって爪部４１が定着ベルト２１に圧接されている。

このように構成された定着装置２は、定着ベルト２１にシリコーンオイルが塗布されているので、そのオイルの一部が分離爪４０の爪部４１に掻き取られて当該分離爪４０の爪部４１に付着する。そして、分離爪４０に付着したオイルが記録媒体Ｐに移り、記録媒体Ｐにオイル跡を発生させる問題があることは先に説明した。なお、本実施形態では離型剤としてジメチルシリコーンオイルを使用している。

そこで、本発明ではかかる問題を解消するため、次のように措置を講じており、その説明をする。
図３（ａ），（ｂ）において、本実施形態の分離爪４０が２枚の爪部材４０Ａ，４０Ｂを備え、この２枚の爪部材４０Ａ，４０Ｂでオイル吸収体４４を挟み込むように支持している。２枚の爪部材４０Ａ，４０Ｂはホルダ４２Ａ、４２Ｂに支持された軸４５Ａ，４５Ｂに回転自在に支持され、引張りスプリング４３によって爪部４１Ａ，４１Ｂが定着ベルト２１に圧接する方向の回動力が付勢されている。

このようにオイル吸収体４４を２枚の爪部材４０Ａ，４０Ｂで挟み込むように支持することで、オイル吸収体４４の脱落を防止でき、分離爪４０に付着したオイルを安全に吸収することができる。なお、このオイル吸収体４４としてはオイルを吸収できるものならば、スポンジやセラミック等の多孔質物質等であってもよいが、本実施形態では繊維、特にオイルの吸収性、経時品質、加工性、コスト等の点から最も好適なアラミド繊維により構成されたフェルトを用いている。また、爪部材４０Ａ，４０Ｂは同一回転支点となる用に工夫されており、これは爪部４１Ａ，４１Ｂの定着ベルト２１への当接位置精度が良好にするためである。

図４（ａ），（ｂ）は、本発明の他の実施形態を示す説明図で、本例の軸４５に支持された分離爪４０は爪部４１が接合された２枚の爪部材４０Ａ、４０Ｂの間にスリットが形成され、そのスリットにオイル吸収体４４が挿入されるようにして設けられている。

ところで、図３と図４に示す分離爪４０は、爪部４１がフェルトを挟み込んでいる分、幅広になっているため、分離爪４０を均一に当接させることが難しくなる。分離爪４０は均一に当接しないと、定着ベルト２１を傷つけたり、巻き付いた記録媒体Ｐを分離できなかったするのでその調整を精度良く行う必要がある。

図５（ａ），（ｂ）は、本発明のさらに他の実施形態を示す説明図である。
図５において、分離爪４０が独立した２枚の爪部材４０Ａ，４０Ｂで構成され、この２枚の爪部材４０Ａ，４０Ｂでオイル吸収体４４を挟み込むように支持している。２枚の爪部材４０Ａ，４０Ｂはホルダ４２Ａ、４２Ｂに支持された軸４５に回転自在に支持され、別々の引張りスプリング４３Ａ，４３Ｂ（図３では１つしか示していない。）によって爪部４１Ａ，４１Ｂが定着ベルト２１に圧接する方向の回動力が付勢されている。このように爪部材４０Ａ，４０Ｂが独立して当接することで、定着ベルト２１に均一に当接し、不均一当接に起因する傷や巻き付き等の不具合を防止することができる。

また、オイル吸収体４４はフェルトであって、オイル吸収体４４は図６に示すように丸孔４６と長孔４７が設けている。オイル吸収体４４の丸孔４６は軸４５と係合し、他方の長孔４７は分離爪４０Ａ，４０Ｂに設けられた突起４８Ａ，４８Ｂと係合する。分離爪４０は爪部材４０Ａ，４０Ｂが互いに独立して回動するので、その動きを阻害しないよう他方が長穴となっている。このようにしてオイル吸収体４４の２箇所の孔を設け、軸４５、突起４８で係合することによって、オイル吸収体４４のズレやはみ出しを防止している。

ところで、オイル吸収体４４はアラミド繊維により構成されたフェルトを用いいることが好ましいが、繊維であるため脱落や毛羽立ちなどで分離爪４０からはみ出すことがある。そして、オイル吸収体４４の一部がはみ出すと、当該部よりオイルが記録媒体に触りやすくなる。

そこで、オイル吸収体４４であるフェルトは火炎処理を施し、繊維のはみ出しや「ほつれ」を防止することが望ましい。また、オイル吸収体４４であるフェルト表面に樹脂コートなどのいわゆる目留め処理を施しても同様に効果がある。なお、オイル吸収体４４に用いるフェルトの密度は高いほうが吸収力、保持力が高く、本発明においては効果的である。

また、オイル吸収体４４に用いるフェルトは分離爪４０の爪部材と略同一形状を有しているが、前述のように、分離爪４０からはみ出ると、転写紙にオイルが付着しやすくなるため、分離爪４０より若干小さいサイズに形成することが好ましい。

さらにまた、分離爪４０の先端にオイルが付着するわけだが、オイルは爪先端の広い範囲に広がり付着しているので、図７に示すように、オイル吸収体４４であるフェルトと分離爪先端４１の幅をＬとすると、Ｌを０．５ｍｍないし５ｍｍに設定する。このようにフェルトと分離爪先端４１を０．５ｍｍないし５ｍ程度離しても、先端に付着したオイルを吸収できる。これはフェルトの毛細管現象によって、広がったオイルをフェルトが吸収することができるからである。

通常、分離爪先端近傍は比較的離型性の良い樹脂で構成されているため、オイルのフェルトへの移動もスムーズである。フェルトを分離爪先端に配置すると、オフセットトナーと一緒に回収してしまいフェルトが汚れてしまい、オイルの吸収が悪くなる。また、フェルトからトナーが脱落し、画像汚れの発生が懸念される。よって、フェルトを分離爪先端から５ｍｍ程度離すことが有効である。

本発明に係る定着装置を用いたプリンタを示す構成図である。 本発明に係る定着装置を示す拡大説明図である。 （ａ）、（ｂ）は本発明の一実施形態を示す分離爪の説明図である。 （ａ）、（ｂ）は本発明の他の実施形態を示す分離爪の説明図である。 本発明のさらに他の実施形態を示す分離爪の説明図である。 図５の分離爪が挟持するオイル吸収体の説明図である。 本発明のさらにまた他の実施形態を示す分離爪の説明図である。

符号の説明

２ 定着装置
２１ 定着ベルト
２２ 定着ローラ
２３ 加熱ローラ
２４ 加圧ローラ
３５ 微量塗布ローラ
４０ 分離爪
４０Ａ，４０Ｂ 爪部材
４１ 爪部
４４ オイル吸収体
Ｐ 記録媒体

Claims (8)

1. トナー像を担持した記録媒体を、回転する第１及び第２の定着部材の間に通過させ、その通過時に、前記トナー像のトナーに熱と圧力を加えて該トナー像を記録媒体に定着する定着装置であって、該第１及び第２の定着部材の少なくとも一方の表面には微量のオイルを塗布するオイル塗布部材が設けられ、さらに前記第１及び第２の定着部材の少なくとも一方の表面には記録媒体分離用の剥離手段とが設けられている定着装置において、
   前記剥離手段は、爪部材によってオイル吸収体を挟持することを特徴とする定着装置。
2. 前記オイル吸収体が前記爪部材に形成されたスリットに挿入されて狭持されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記オイル吸収体が互いに独立した爪部材によって挟持されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 前記オイル吸収体には少なくとも２つ以上の支持用孔が形成され、該支持用孔を介して前記爪部材を支持されていることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の定着装置。
5. 前記オイル吸収体が繊維で構成されているとともに、繊維の脱落等を防止するための処理が施されていることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の定着装置。
6. 前記オイル吸収体がアラミド繊維により構成されたフェルトであることを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の定着装置。
7. 前記オイル吸収体は形状が前記爪部材と略同一形状を有し、定着部材から０．５ｍｍないし５ｍｍ離れた距離に配置されていることを特徴とする請求項１ないし６の何れかに記載の定着装置。
8. 請求項１ないし７の何れかに記載の定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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