JP4357899B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。

従来から、複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式で画像形成を行う画像形成装置には、トナー像が転写された記録媒体に熱と圧力とを加えることによりトナー像を記録媒体に定着させる定着装置が設けられている。

このような定着装置の基本的な構成としては、内部に発熱体を有する加圧ローラと内部に発熱体を有する定着ローラとの外周面を当接させた構成のものや、内部に発熱体を有する加圧ローラと、内部に発熱体を有する加熱ローラと定着ローラとの間に掛け渡された定着ベルトとを当接させた構成のものが知られている。

ここで、定着時において高温で溶融したトナーが定着ローラや定着ベルトに貼付くことを防止するため、これらの定着ローラや定着ベルト等に対して離型用オイルを供給するようにした定着装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。さらに、この特許文献１の発明では、供給した離型用オイルの塗布状態を均一化し、及び、余剰オイルを掻き取るための定着ブレードが設けられている。定着ブレードは、定着装置における搬送される記録媒体の幅方向の全体に渡って位置している。

特許文献１に開示された定着装置では、搬送される記録媒体の幅方向の全体の領域で定着ブレードによる離型用オイルの掻き取りが行われるため、この掻き取り時に記録媒体の離型のために必要な離型用オイルも掻き取られることになり、その掻き取られた離型用オイルを補うために常時多量の離型用オイルを供給する必要がある。このため、定着ブレードで掻き取った離型用オイルを循環させて再供給するオイル循環機構が設けられている。

特開２００１−１２５４１７公報

したがって、特許文献１に開示された定着装置では、オイル循環機構を設ける必要があり、このようなオイル循環機構を設けることにより装置が複雑化し、コスト高となる。

本発明の目的は、離型用オイルの供給に関する機構を簡易な構造として小型化を達成した定着装置及びそのような定着装置を備えた画像形成装置を提供することである。

請求項１記載の発明の定着装置は、外周面を当接させたニップ部を有し、このニップ部を搬送される記録媒体に対して熱と圧力とを加える一対の回転体と、少なくとも一方の前記回転体の表面に離型用オイルを供給するオイル供給装置と、前記ニップ部を搬送される最大サイズの記録媒体の通紙範囲の外側に位置付けられて前記回転体の表面に接触したオイル回収部材と、を具備し、前記オイル回収部材の下方に回収した離型用オイルを貯留する回収用タンクが配置され、この回収用タンクの一部に記録媒体を前記ニップ部に案内するガイド部が形成されている。

したがって、回転体の外周面に供給された離型用オイルは、一対の回転体のニップ部で押圧されて広がり、記録媒体がニップ部を通過するときに少量ずつ記録媒体に付着して持ち運ばれる。小サイズの記録媒体への画像形成を連続して行い、記録媒体に付着しない余剰の離型用オイルが発生した場合には、その余剰の離型用オイルが、回転体におけるオイル回収部材が当接している位置まで移動したとき、オイル回収部材により回収される。このため、オイル回収部材により回収される離型用オイルの量が少なくなるとともに回転体に対して従来例で説明したように常時多量の離型用オイルを供給する必要がなくなり、回収した余剰の離型用オイルを再使用するために循環させる機構を設けることが不要となる。これにより、この定着装置は、離型用オイルを循環させる機構が不要となり、簡略化、小型化された安価な構造となる。

また、オイル回収部材が回転体に接触して余剰の離型用オイルを回収する場合に、回転体の表面におけるオイル回収部材との接触部分には離型用オイルの筋が生じるが、このオイル回収部材が接触している部分は記録媒体の通紙範囲の外側であるため、筋状となった離型用オイルが記録媒体や画像に対して悪影響を与えるということが生じない。
また、オイル回収部材で回収した離型用オイルが回収用タンクに貯留される。さらに、ニップ部に向けて搬送される記録媒体が回収用タンクに形成されたガイド部でガイドされるので、専用のガイド部を設けることが不要となり、部品点数が少なくなる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の定着装置において、一方の前記回転体の回転中心方向の長さが他方の前記回転体の回転中心方向の長さより長く形成され、一方の前記回転体における他方の前記回転体より回転中心方向の長さが長く形成された部分に前記オイル回収部材が接触している。

したがって、余剰の離型用オイルはオイル回収部材が当接されている側の回転体の外周面側に集まるので、オイル回収部材による回収を効率よく行える。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の定着装置において、前記一対の回転体は、内部に発熱体を有する加圧ローラと、内部に発熱体を有する定着ローラとである。

したがって、加圧ローラと定着ローラとを当接させてニップ部を形成した定着装置において、請求項１又は２記載の発明と同様の作用を奏する。

請求項４記載の発明は、請求項１又は２記載の定着装置において、前記一対の回転体は、内部に発熱体を有する加圧ローラと、内部に発熱体を有する加熱ローラと定着ローラとの間に掛け渡された定着ベルトである。

したがって、加熱ローラと定着ローラとの間に掛け渡された定着ベルトと加圧ローラとを当接させてニップ部を形成した定着装置において、請求項１又は２記載の発明と同様の作用を奏する。

請求項５記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか一記載の定着装置において、前記回収用タンクから溢れた離型用オイルを導くオイル経路と、このオイル経路を導かれた離型用オイルを貯留する定着下カバーとが設けられている。

したがって、回収用タンク内に貯留された離型用オイルが回収用タンクの容量を超えた場合には、回収用タンクから溢れた離型用オイルはオイル経路を通って定着下カバーに貯められるので、回収用タンクのメンテナンス期間の余裕度を持たせることができ、また、回収用タンクから溢れた離型用オイルによって周囲が汚れるというが防止される。

請求項６記載の発明の画像形成装置は、電子写真方式でトナー像を形成し、形成したトナー像を記録媒体上に転写する画像形成部と、記録媒体上に転写されたトナー像を定着する請求項１ないし５のいずれか一記載の定着装置と、を具備する。

したがって、この画像形成装置では、請求項１ないし５のいずれか一記載の発明と同様の作用を奏する。

請求項１記載の発明の定着装置によれば、オイル回収部材により回収される離型用オイルの量が少なくなるため、回収した余剰の離型用オイルを再使用するために循環させる機構を設けることが不要となり、装置の簡略化、小型化を図ることができる。
また、オイル回収部材で回収した離型用オイルを回収用タンクに貯留することができ、さらに、ニップ部に向けて搬送される記録媒体をガイドする専用のガイド部を設けることが不要となり、部品点数を少なくすることができる。

請求項２記載の発明によれば、余剰の離型用オイルはオイル回収部材が当接されている側の回転体の外周面側に集まるので、オイル回収部材による回収を効率よく行うことができる。

請求項３記載の発明によれば、加圧ローラと定着ローラとを当接させてニップ部を形成した定着装置において、請求項１又は２記載の発明と同様の効果を奏する。

請求項４記載の発明によれば、加熱ローラと定着ローラとの間に掛け渡された定着ベルトと加圧ローラとを当接させてニップ部を形成した定着装置において、請求項１又は２記載の発明と同様の効果を奏する。

請求項５記載の発明によれば、回収用タンク内に貯留された離型用オイルが回収用タンクの容量を超えた場合には、回収用タンクから溢れた離型用オイルをオイル経路を通って定着下カバーに貯めることができ、回収用タンクのメンテナンス期間の余裕度を持たせることができ、また、回収用タンクから溢れた離型用オイルによって周囲が汚れるというを防止できる。

請求項６記載の発明の画像形成装置によれば、請求項１ないし５のいずれか一記載の発明と同様の効果を奏する。

本発明の第１の実施の形態を図１ないし図３に基づいて説明する。図１は、画像形成装置であるレーザプリンタの内部構造を示す縦断側面図である。このレーザプリンタ１の装置本体２内には、画像形成部３、光書込装置４、定着装置５、給紙カセット６等が配置されている。

画像形成部３は、像担持体であるドラム状の感光体７、感光体７の周囲に画像形成プロセス順に配置された帯電器８、現像器９、転写器１０、クリーニング器１１等により構成されている。この画像形成部３では、感光体７の外周面が帯電器８により一様に帯電され、帯電された感光体７の外周面上を光書込装置４からの走査線で走査することにより感光体７の外周面上に静電潜像が形成され、この静電潜像が現像器９から供給されたトナーにより現像されてトナー像となる。このトナー像は、給紙カセット６から給紙搬送された記録媒体Ｓ上に転写器１０により転写される。

図２は定着装置５を示す縦断側面図である。定着装置５は、回転体である加圧ローラ１２と、回転体である定着ローラ１３と、オイル供給装置１４と、オイル回収部材１５とを主要な構成部材として有している。

加圧ローラ１２と定着ローラ１３とは平行な軸心をもって回転自在に支持され、外周面が当接されてニップ部１６が形成されている。加圧ローラ１２は、鉄製中空の芯金表層に３層のゴム層を備えており、内側のベース層は導電性シリコンゴム層であり、中間層はオイル膨潤を防ぐためのフッ素ゴム層であり、表層は高離型シリコンゴム層である。定着ローラ１３も同様な３層のゴム層を有している。加圧ローラ１２の内部には発熱体であるヒーター１７が設けられ、定着ローラ１３の内部にも同様に発熱体であるヒーター１８が設けられている。

加圧ローラ１２と定着ローラ１３とは回転中心方向の長さ寸法が異なり、加圧ローラ１２が定着ローラ１３より長く形成され、加圧ローラ１２は回転中心方向の両端が定着ローラ１３よりも外方へ突出するように配置されている。なお、定着ローラ１３の回転中心方向の長さ寸法がこのレーザプリンタ１で使用可能な最大サイズの記録媒体Ｓの通紙範囲より僅かに大きく設定されている。したがって、加圧ローラ１２における定着ローラ１３よりも外方へ突出した部分は、このレーザプリンタ１で使用可能な最大サイズの記録媒体Ｓの通紙範囲の外側に位置している。

オイル供給装置１４は、定着ローラ１３に対してシリコンオイル等の離型用オイルを供給する装置であり、供給用タンク１９、塗布フェルト２０、軸心回りに回転可能なオイル供給ローラ２１、軸心回りに回転可能なオイル塗布ローラ２２等により構成されている。供給用タンク１９内には離型用オイルが貯留され、塗布フェルト２０は下端部が供給用タンク１９内の離型用オイルに浸漬され、上端部が供給用タンク１９外に延出している。オイル供給ローラ２１は外周面の一部が塗布フェルト２０の上端部とオイル塗布ローラ２２の外周面とに接触し、オイル塗布ローラ２２は外周面の一部が定着ローラ１３の外周面に接触している。これにより、供給用タンク１９内の離型用オイルが塗布フェルト２０を伝って上昇し、上昇した離型用オイルがオイル供給ローラ２１とオイル塗布ローラ２２とを介して定着ローラ１３の外周面に塗布される。

オイル回収部材１５は、オイル供給装置１４から供給された離型用オイルのうちの余剰の離型用オイルを回収する部材であり、フェルトで形成されている。このオイル回収部材１５は、加圧ローラ１２の外周面であって定着ローラ１３よりも外方へ突出した部分、つまり、このレーザプリンタ１で使用可能な最大サイズの記録媒体Ｓの通紙幅の外側の部分に接触している。

オイル回収部材１５の下側には回収用タンク２３が設けられ、オイル回収部材１５により回収された離型用オイルが回収用タンク２３内に貯留される。

回収用タンク２３の一部には、トナー像が転写された記録媒体Ｓをニップ部１６に向けて案内するガイド部２４が形成されている。

このような構成において、画像形成部３においてトナー像の形成、及び、形成したトナー像の記録媒体Ｓへの転写が行われ、トナー像が転写された記録媒体Ｓは定着装置５において定着処理される。

定着装置５での定着処理において、トナー像が定着ローラ１３に付着することを防止して離型性を高めるため、オイル供給装置１４により定着ローラ１３の外周面へ離型用オイルの供給が行われる。供給された離型用オイルは、記録媒体Ｓがニップ部１６を通過するときに少量ずつ記録媒体Ｓに付着して持ち運ばれる。このため、供給する離型用オイルの量としては、離型性を維持できる最少量を供給すればよいことになる。

通紙幅の広い大きいサイズの記録媒体Ｓへ画像形成を行う場合には、供給した離型用オイルはそのほとんど全部が記録媒体Ｓに付着して持ち運ばれるため、離型用オイルを回収する必要が生じない。

一方、小サイズの記録媒体Ｓへの画像形成を行う場合には、記録媒体Ｓに付着しない余剰の離型用オイルが発生する。この余剰の離型用オイルは、加圧ローラ１２の外周面上をオイル回収部材１５が当接している位置まで移動したとき、オイル回収部材１５により回収され、回収用タンク２３内に貯留される。しかし、もともと供給される離型用オイルが少量であるため、回収される離型用オイルも少量であり、回収した離型用オイルを再使用するために循環させる必要はなく、循環機構を設けることは不要である。このため、この定着装置５は、離型用オイルを循環させる機構が不要となり、簡略化、小型化された安価な構造となる。

また、オイル回収部材１５が加圧ローラ１２に接触して余剰の離型用オイルを回収する場合に、加圧ローラ１２の表面におけるオイル回収部材１５との接触部分には離型用オイルの筋が生じるが、このオイル回収部材１５が接触している部分はこのレーザプリンタ１で使用する最大サイズの記録媒体Ｓの通紙範囲の外側であるため、筋状となった離型用オイルが記録媒体Ｓや画像に対して悪影響を与えるということが生じない。

本発明の第２の実施の形態を図４及び図５に基づいて説明する。なお、図１ないし図３において説明した部分と同じ部分は同じ符号で示し、説明も省略する（以下の実施の形態でも同じ）。

本実施の形態のレーザプリンタにおける定着装置５ａは、回転体である加圧ローラ１２と、定着ローラ１３ａと、加熱ローラ２５と、加熱ローラ２５と定着ローラ１３ａとの間に掛け渡された回転体である定着ベルト２６と、オイル供給装置１４と、オイル回収部材１５とを主要な構成部材として有している。加熱ローラ２５の内部には発熱体であるヒーター２７が設けられている。

加圧ローラ１２と定着ローラ１３ａとは平行な軸心をもって回転自在に支持され、定着ローラ１３ａと加熱ローラ２５との間に掛け渡された定着ベルト２６の外周面と加圧ローラ１２の外周面が当接されてニップ部１６が形成されている。

定着ローラ１３ａは、シリコン発泡ゴムで形成されている。加熱ローラ２５は、アルミ製で中空状に形成され、内部に発熱体であるヒーター２７が設けられている。定着ベルト２６は、ポリイミド等の耐熱性樹脂基板の表層に高離型シリコンゴムを被覆して形成されている。

加圧ローラ１２と定着ベルト２６とは回転中心方向の長さ寸法が異なり、加圧ローラ１２が定着ベルト２６より長く形成され、加圧ローラ１２は回転中心方向の両端が定着ベルト２６よりも外方へ突出するように配置されている。なお、定着ベルト２６の回転中心方向の長さ寸法がこのレーザプリンタ１で使用可能な最大サイズの記録媒体Ｓの通紙範囲より僅かに大きく設定されている。したがって、加圧ローラ１２における定着ベルト２６よりも外方へ突出した部分は、このレーザプリンタ１で使用可能な最大サイズの記録媒体Ｓの通紙範囲の外側に位置している。

オイル供給装置１４は第１の実施の形態と略同じであるが、オイル塗布ローラ２２が定着ベルト２６の外周面に接触している点が異なる。これにより、供給用タンク１９内の離型用オイルが塗布フェルト２０を伝って上昇し、上昇した離型用オイルがオイル供給ローラ２１とオイル塗布ローラ２２とを介して定着ベルト２６の外周面に塗布される。

このような構成において、画像形成部３においてトナー像の形成、及び、形成したトナー像の記録媒体Ｓへの転写が行われ、トナー像が転写された記録媒体Ｓは定着装置５ａにおいて定着処理される。

定着装置５ａでの定着処理において、トナー像が定着ベルト２６に付着することを防止して離型性を高めるため、オイル供給装置１４により定着ベルト２６の外周面へ離型用オイルの供給が行われる。供給された離型用オイルは、記録媒体Ｓがニップ部１６を通過するときに少量ずつ記録媒体Ｓに付着して持ち運ばれる。このため、供給する離型用オイルの量としては、離型性を維持できる最少量を供給すればよいことになる。

通紙幅の広い大きいサイズの記録媒体Ｓへ画像形成を行う場合には、供給した離型用オイルはそのほとんど全部が記録媒体Ｓに付着して持ち運ばれるため、離型用オイルを回収する必要が生じない。一方、小サイズの記録媒体Ｓへの画像形成を行う場合には、記録媒体Ｓに付着しない余剰の離型用オイルが発生し、この余剰の離型用オイルは、加圧ローラ１２の外周面上をオイル回収部材１５が当接している位置まで移動したとき、オイル回収部材１５により回収され、回収用タンク２３内に貯留される。

しかし、第１の実施の形態の場合と同じように、もともと供給される離型用オイルが少量であるため、回収される離型用オイルも少量であり、回収した離型用オイルを再使用するために循環させる必要はなく、循環機構を設けることは不要である。このため、この定着装置５ａは、離型用オイルを循環させる機構が不要となり、簡略化、小型化された安価な構造となる。

本発明の第３の実施の形態を図６に基づいて説明する。本実施の形態の定着装置５ｂでは、その基本的構成は第２の実施の形態の定着装置５ａと同じであり、回収用タンク２３から溢れた離型用オイルを導くオイル経路２８と、このオイル経路２８を導かれた離型用オイルを貯留する定着下カバー２９とが設けられている点が異なる。

このような構成において、オイル回収部材１５により回収されて回収用タンク２３内に貯留された離型用オイルが回収用タンク２３の容量を超えた場合には、回収用タンクから溢れた離型用オイルはオイル経路２８を通って定着下カバー２９に貯められる。これにより、回収用タンク２３内に貯留された離型用オイルを廃棄処分するメンテナンス期間に余裕度を持たせることができ、また、回収用タンク２３から溢れた離型用オイルによって周囲が汚れるというが防止される。

本発明の第１の実施の形態のレーザプリンタの概略構造を示す縦断側面図である。 そのレーザプリンタの定着装置を示す縦断側面図である正面図である。 その正面図である。 本発明の第２の実施の形態の定着装置を示す縦断側面図である。 その正面図である。 本発明の第３の実施の形態の定着装置を示す縦断側面図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
３ 画像形成部
５ 定着装置
５ａ 定着装置
５ｂ 定着装置
１２ 加圧ローラ、回転体
１３ 定着ローラ、回転体
１３ａ 定着ローラ
１４ オイル供給装置
１５ オイル回収部材
１６ ニップ部
１７ 発熱体
１８ 発熱体
２３ 回収用タンク
２４ ガイド部
２５ 加熱ローラ
２６ 定着ベルト、回転体
２７ 発熱体
２８ オイル経路
２９ 定着下カバー
Ｓ 記録媒体

Claims (6)

1. 外周面を当接させたニップ部を有し、このニップ部を搬送される記録媒体に対して熱と圧力とを加える一対の回転体と、少なくとも一方の前記回転体の表面に離型用オイルを供給するオイル供給装置と、前記ニップ部を搬送される最大サイズの記録媒体の通紙範囲の外側に位置付けられて前記回転体の表面に接触したオイル回収部材と、を具備し、
   前記オイル回収部材の下方に回収した離型用オイルを貯留する回収用タンクが配置され、この回収用タンクの一部に記録媒体を前記ニップ部に案内するガイド部が形成されている定着装置。
2. 一方の前記回転体の回転中心方向の長さが他方の前記回転体の回転中心方向の長さより長く形成され、一方の前記回転体における他方の前記回転体より回転中心方向の長さが長く形成された部分に前記オイル回収部材が接触している請求項１記載の定着装置。
3. 前記一対の回転体は、内部に発熱体を有する加圧ローラと、内部に発熱体を有する定着ローラとである請求項１又は２記載の定着装置。
4. 前記一対の回転体は、内部に発熱体を有する加圧ローラと、内部に発熱体を有する加熱ローラと定着ローラとの間に掛け渡された定着ベルトである請求項１又は２記載の定着装置。
5. 前記回収用タンクから溢れた離型用オイルを導くオイル経路と、このオイル経路を導かれた離型用オイルを貯留する定着下カバーとが設けられている請求項１ないし４のいずれか一記載の定着装置。
6. 電子写真方式でトナー像を形成し、形成したトナー像を記録媒体上に転写する画像形成部と、記録媒体上に転写されたトナー像を定着する請求項１ないし５のいずれか一記載の定着装置と、を具備する画像形成装置。

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