(57)【要約】【課題】離型剤の供給不足のない最適な供給量を維持する定着装置を提供する。【解決手段】この熱定着装置１００は、定着ベルト４にオイル（離型剤）１０２を塗布するオイル塗布手段（離型剤塗布手段）１１５と、オイルを貯留するオイルタンク１０１と、オイルタンク１０１内のオイル１０２をオイル塗布手段１１５に供給すると共に、オイル塗布手段１１５からの余剰オイルを回収するオイル管（循環経路）１１４と、オイルタンク１０１内のオイル１０２の温度を検知する温度検知手段１１０と、を備え、温度検知手段１１０により検知したオイル１０２の温度に基づいて、オイル塗布手段１１５に供給するオイルの量を変更するように構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段を内蔵した加熱ローラと、記録紙上に転写されたトナー像を定着する定着ローラと、前記加熱ローラと前記定着ローラ間に張架された定着ベルトと、前記定着ベルトを介して前記定着ローラを加圧することにより所定のニップを形成する加圧ローラと、を備えた定着装置において、
前記定着ベルトに離型剤を塗布する離型剤塗布手段と、前記離型剤を貯留するタンクと、該タンク内の離型剤を前記離型剤塗布手段に供給すると共に、該離型剤塗布手段からの余剰離型剤を回収する循環経路と、前記タンク内の離型剤の温度を検知する温度検知手段と、前記タンク内の離型剤を前記循環経路に循環させるポンプと、を備え、
前記温度検知手段により検知した離型剤の温度に基づいて、前記離型剤塗布手段に供給する離型剤の量を変更するように構成したことを特徴とする熱定着装置。
【請求項２】
前記循環経路を複数備え、各循環経路に前記ポンプを夫々備えたことを特徴とする請求項１に記載の熱定着装置。
【請求項３】
前記温度検知手段により検知した前記離型剤の温度に基づいて、稼働させる前記ポンプの数を調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の熱定着装置。
【請求項４】
前記熱定着装置が立ち上がり時には稼働させる前記ポンプの数を最大数とし、それ以後は、前記温度検知手段により検知した前記離型剤の温度に基づいて稼働させる前記ポンプの数を調整することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の熱定着装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載の熱定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱定着装置及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、定着ベルトに離型剤を塗布するための構成を備えた熱定着装置において、離型剤の供給量の適正化を図る技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フルカラー電子写真においては、トナーが低軟化タイプ（いわゆるシャープメルト）なのでオフセットを起こしやすく、高画質・高光沢の画像を得るためには定着部材に離型性の良い材質が要求される。具体例として、ＬＴＶ、ＲＴＶなどの高離型タイプのシリコーンゴムが挙げられる。これらの定着部材には離型剤を積極的に塗布させるオイル塗布機構が備わっている。
従来の定着装置としては、特許文献１に開示されているように、ジメチルシリコーンオイルの離型材を定着ベルトに塗布し、定着ベルトに当接または近接した分離手段によって定着ニップ直後の転写紙を分離させている。シリコーンオイルはピエゾポンプなどのオイルポンプにより塗布装置にオイルを供給するが、オイルの粘度によってポンプからの吐出量が変わる。つまり、オイル粘度が高いと吐出量が少なく、粘度が低いと吐出量が多いため、電源投入時の立ち上がり直後の状態においては、安定稼動状態に比べてオイル吐出量が少なくなっており、そのため立ち上がり直後のオイル塗布性能（オイルの定着ベルトに対する追従性）が劣り、画像上にオイル塗布性能が不均一による光沢スジが発生する場合がある。
また、特許文献２には、オイル吐出後の塗布装置内のオイルを加熱させる手段が開示されているが、加熱手段がオイルポンプの下流にあるため、オイルポンプから吐出させるオイルの粘度に影響を与えないため、オイル吐出量を改善する有効な手段とはならない。
また、オイル追従性の観点では特許文献３にあるように、定着分離状態に応じて離型性の劣化を検出してオイル塗布量を制御する方法がとられている。この方式はウェブ塗布方式における巻取り制御であるため、オイル塗布量としては離型剤の必要絶対量が少なくて済む微量塗布タイプのトナーには有効であるが、オイル塗布量が５〜１０ｍｇ／Ａ４程度必要とする定着装置においては成立性が難しい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、離型剤の温度によって離型剤塗布手段への供給量を変化させることにより、離型剤の供給不足のない最適な供給量を維持する定着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、加熱手段を内蔵した加熱ローラと、記録紙上に転写されたトナー像を定着する定着ローラと、前記加熱ローラと前記定着ローラ間に張架された定着ベルトと、前記定着ベルトを介して前記定着ローラを加圧することにより所定のニップを形成する加圧ローラと、を備えた定着装置において、前記定着ベルトに離型剤を塗布する離型剤塗布手段と、前記離型剤を貯留するタンクと、該タンク内の離型剤を前記離型剤塗布手段に供給すると共に、該離型剤塗布手段からの余剰離型剤を回収する循環経路と、前記タンク内の離型剤の温度を検知する温度検知手段と、前記タンク内の離型剤を前記循環経路に循環させるポンプと、を備え、前記温度検知手段により検知した離型剤の温度に基づいて、前記離型剤塗布手段に供給する離型剤の量を変更するように構成したことを特徴とする。
【０００５】
請求項２は、前記循環経路を複数備え、各循環経路に前記ポンプを夫々備えたことを特徴とする。
請求項３は、前記温度検知手段により検知した前記離型剤の温度に基づいて、稼働させる前記ポンプの数を調整することを特徴とする。
請求項４は、前記熱定着装置が立ち上がり時には稼働させる前記ポンプの数を最大数とし、それ以後は、前記温度検知手段により検知した前記離型剤の温度に基づいて稼働させる前記ポンプの数を調整することを特徴とする。
請求項５は、画像形成装置が請求項１乃至４の何れか一項に記載の熱定着装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、離型剤を循環させながら塗布する手段を有し、熱源を有した加熱ローラと定着ローラとからなるローラ対に定着ベルトを張架した定着装置において、定着ベルトに対して離型剤を塗布する際に、離型剤の温度によって供給量を変化させることで常に一定量以上の離型剤をフェルトに含浸させて離型剤塗布過不足のない良好な定着画像を得る事ができる。
また、離型剤の温度は、タンク内に設置された温度検知手段にて実施することで、離型剤の粘度によって適量な吐出量を調整することができ、離型剤過不足のない良好な定着画像を得る事ができる。
また、離型剤塗布は複数個備えたポンプの独立した入力電源によって稼動個数を容易に切り替えることができるため、離型剤の適量な吐出量を確保することができる。
また、ポンプは、離型剤の温度がある一定温度以下の時に最大個数で稼動し、一定温度以上で稼動個数を減らすことで離型剤の適量な吐出量を維持することができる。
また、ポンプは、立ち上がり時には無条件で最大個数稼動することでフェルトへの離型剤供給を早期に潤沢な状態とさせて、立上げ直後でも安定した定着画像を得る事ができる。
また、立ち上がり後に、タンクの温度検出にて稼動個数が制御されることで常に適量の離型剤を吐出させることができる。
また、本発明の熱定着装置を設けた画像形成装置を提供する事で、離型剤付着や光沢スジなどの異常画像の無い、安定した装置を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係る熱定着装置の全体概略図である。
【図２】本発明に係る熱定着装置を更に詳細に示す図である。
【図３】本発明に係る熱定着装置を備えた画像形成装置であるタンデム型のカラー複写機の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明に係る熱定着装置の全体概略図である。この熱定着装置１００は、ヒータ（加熱手段）５を内蔵した加熱ローラ１と、記録紙Ｐ上に転写されたトナー像を定着する定着ローラ２と、加熱ローラ１と定着ローラ２間に張架された定着ベルト４と、定着ベルト４が張架された定着ローラ２に所定のニップを形成するように圧力を加える加圧ローラ３と、を備えた定着装置において、定着ベルト４にオイル（離型剤）１０２を塗布するオイル塗布手段（離型剤塗布手段）１１５と、オイルを貯留するオイルタンク１０１と、オイルタンク１０１内のオイル１０２をオイル塗布手段１１５に供給すると共に、オイル塗布手段１１５からの余剰オイルを回収するオイル管（循環経路）１１４と、オイルタンク１０１内のオイル１０２の温度を検知する温度検知手段１１０と、を備え、温度検知手段１１０により検知したオイル１０２の温度に基づいて、オイル塗布手段１１５に供給するオイルの量を変更するように構成した。また、オイル管１１４を複数備え、各オイル管１１４にオイル１０２を循環させるポンプ１１１〜１１３を夫々備えた。
【０００９】
次に図１を参照して本発明の実施例について説明する。ヒータ５を内臓した加熱ローラ１と、表層にシリコーンゴムを被覆した定着ローラ２と、それらには定着ベルト４が張架されている。加熱ローラ１は芯金がアルミニウムで芯金長手方向には温度を均一に保つためのヒートパイプが内臓されている。一方、定着ベルト４は基材が耐熱性樹脂の表面にＬＴＶなどの高離型タイプのシリコーンゴムをコーティングしており、テンションローラ６によってテンションがかけられている。また、テンションローラ６よりも上流でニップより下流には、クリーニングウェブ９が配置されている。このクリーニングウェブ９は、定着ベルト４に直接当接しているクリーニングローラ７を介して定着ベルト４表面をクリーニングする。トナーを担持した転写紙Ｐは矢印の方向に搬送され、定着ローラ２、ヒータ１８を内臓した加圧ローラ３で形成されたニップ部を通過して熱定着される。ニップ出口には、加圧ローラ３に当接された加圧分離爪１０、および定着ベルト表面より０．５ｍｍ以下の隙間を維持している分離板３０が配置されている。
【００１０】
次にオイル塗布部について説明する。定着ベルト４にはオイル塗布ローラ１４が当接されてオイル塗布が行われている。オイル塗布ローラ１４には供給ローラ１５が当接され、このローラにはフェルト１６が当接されてオイル補給が行われ、その下流位置に配置されたブレード３１にてオイルを規制している。一方、オイル補給はオイルチューブから滴下されているオイル吐出口１２０より行われる。このオイル１０２の吐出量はオイル１０２の温度によって変えられるようになっている。また、オイル１０２の温度を検知する方法としてはオイルタンク１０１内に配置された温度検知手段１１０にて実施されている。
一方、オイル供給の方法としてはオイルタンク１０１内に複数個のオイルポンプ１１１、１１２、１１３にてオイルの汲み上げが行われる。これらオイルポンプはピエゾポンプであり、それぞれ独立に入力ＡＣ１００Ｖ負荷電圧がかかって駆動される。複数個のオイルポンプの排出口には複数本のオイルチューブ１１４ａ〜１１４ｃが接続されており、オイル吐出口１２０に向かう途中で一箇所に連結されている。
オイル１０２は３００ＣＳの粘性を持ったジメチルシリコーンオイルを使用している。オイル１０２の粘度は温度依存性があり、オイルポンプ１１１、１１２、１１３からの吐出量に影響を与える。例えば、常温立ち上がり時はポンプ１ヶあたりの吐出量が２ｇ／ｍｉｎであっても、稼動時はオイル粘度が下がってオイルポンプ内の流量が増加して、４〜５ｇ／ｍｉｎまで増加する。これに対し、低温時はオイル粘度が高くなってポンプ内の流量が減って、吐出量が１ｇ／ｍｉｎ程度まで低下するという特性がある。本発明ではオイルの温度がある一定温度以下（例えば１９℃以下）となった場合に、オイルポンプを最大個数（例えば３ヶ）稼動させ、オイルの温度が２０〜５０℃で２ヶ、５１℃以上で１ヶ稼動させている。
また、立ちあがり時は待機状態でオイルが枯渇したフェルトに対し、オイルをある程度含浸させる必要があり、できるだけオイル吐出量を増やす必要がある。よって本実施形態では立ち上がり時はオイルの温度とは無条件にオイルポンプを最大個数稼動させている。
【００１１】
図２は本発明に係る熱定着装置を更に詳細に示す図である。同じ構成要素には図１と同じ参照番号を付し説明を省略する。加圧ローラ３には、加圧アーム１９と、加圧Ｏ／Ｃカム２０及び加圧Ｏ／Ｃセンサ２１が備えられ、加圧Ｏ／Ｃカム２０の回転角により加圧ローラ３の圧力を加圧Ｏ／Ｃセンサ２１により検出して、加圧アーム１９により最適なニップ圧を発生させるように構成されている。
【００１２】
図３は本発明に係る熱定着装置を備えた画像形成装置であるタンデム型のカラー複写機の構成を示す図である。カラー複写機２００は、装置本体中央部に位置する画像形成部２００Ａと、該画像形成部２００Ａの下方に位置する給紙部２００Ｂと、画像形成部２００Ａの上方に位置する図示しない画像読取部を有する高速機であり、画像形成部２００Ａに前述した定着装置１００を組み込んでいる。
画像形成部２００Ａには、水平方向に延びる転写面を有する転写ベルト２１０が配置されており、該転写ベルト２１０の上面には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。すなわち、補色関係にある色のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）による像を担持可能な像担持体としての感光体２０５Ｙ、２０５Ｍ、２０５Ｃ、２０５Ｋが転写ベルト２１０の転写面に沿って並置されている。各感光体２０５Ｙ、２０５Ｍ、２０５Ｃ、２０５Ｋはそれぞれ同じ方向（反時計回り方向）に回転可能なドラムで構成されており、その周りには、回転過程において画像形成処理を実行する光書き込み装置２０１、帯電装置２０２Ｙ、２０２Ｍ、２０２Ｃ、２０２Ｋ、現像装置２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃ、２０３Ｋ、１次転写装置２０４Ｙ、２０４Ｍ、２０４Ｃ、２０４Ｋ及びクリーニング装置が配置されている。また、各現像装置２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃ、２０３Ｋには、それぞれのカラートナーが収容されている。
【００１３】
転写ベルト２１０は、駆動ローラと従動ローラに掛け回されて感光体２０５Ｙ、２０５Ｍ、２０５Ｃ、２０５Ｋとの対峙位置において同方向に移動可能な構成を有している。また、従動ローラの１つであるローラ２１１に対向する位置に転写ローラ２１２が設けられている。また、転写ローラ２１２から定着装置１００までのシートＰの搬送経路は横パスとなっている。
給紙部２００Ｂは、記録媒体としてのシートＰを積載収容する給紙トレイ２２０と、該給紙トレイ２２０内のシートＰを最上のものから順に１枚ずつ分離して、転写ローラ２１２の位置まで搬送する搬送機構を有している。
【００１４】
本発明の画像形成装置２００における画像形成に当たっては、感光体２０５Ｙの表面が帯電装置２０２Ｙにより一様に帯電され、画像読取部からの画像情報に基づいて感光体２０５Ｙ上に静電潜像が形成される。該静電潜像はイエローのトナーを収容した現像装置２０３Ｙによりトナー像として可視像化され、該トナー像は所定のバイアスが印加される１次転写装置２０４Ｙにより転写ベルト２１０上に１次転写される。他の感光体２０５Ｍ、２０５Ｃ、２０５Ｋでもトナーの色が異なるだけで同様の画像形成がなされ、それぞれの色のトナー像が転写ベルト２１０上に静電気力で順に転写されて重ね合わせられる。
つぎに、感光体２０５Ｙ、２０５Ｍ、２０５Ｃ、２０５Ｋから転写ベルト２１０上に１次転写されたトナー像Ｔは、ローラ２１１、転写ローラ２１２により搬送されてきたシートＰに転写される。トナー像Ｔが転写されたシートＰは、さらに定着装置１００まで搬送され、定着ベルト４と加圧ローラ３との定着ニップ部Ｎにて定着が行なわれる。定着ベルト４、加圧ローラ３にはオイル塗布手段１１５によりそれぞれ適当量のオイルが塗布されており、また必要に応じて定着ニップ部Ｎの出側に配置された分離爪１０が機能することから、シートＰは定着ベルト４、加圧ローラ３に巻き付くことなく定着ニップ部Ｎの出側に排出される。ついで、定着ニップ部Ｎから排出されたシートＰは排出経路に沿ってスタッカ２１５へ送り出される。
【００１５】
以上のように、本発明では定着装置１００を有する画像形成装置により、より高度な定着分離機能が得られ、さまざまな紙種（薄紙から厚紙まで）・画像（画像先端余白をより少なくすることが可能）への対応が可能となる。
なお、定着装置１００に付帯して、定着装置１００で使用されたシートＰの離型性改善のためのオイルを回収するオイルタンク１０１、オイルタンク１０１内のオイルを再度定着装置１００に供給するオイルポンプ１１１〜１１３などのオイル循環機構を備えている。
【符号の説明】
【００１６】
１  加熱ローラ、２  定着ローラ、３  加圧ローラ、４  定着ベルト、５  ヒータ、６  テンションローラ、７  クリーニングローラ、８  ウェブ押圧ローラ、９  クリーニングウェブ、１０  加圧分離爪、１１  サーモパイル、１２  定着サーミスタ、１３  サーミスタ、１４  オイル塗布ローラ、１５  オイル供給ローラ、１６  フェルト、１７  入口ガイド板、１８  加圧ヒータ、１９  加圧アーム、２０  加圧Ｏ／Ｃカム、２１  加圧Ｏ／Ｃセンサ、３０  分離板、１００  熱定着装置、１０１  オイルタンク、１０２  オイル、１１０  温度検知手段、１１１、１１２、１１３  オイルポンプ、１１４  オイル管、１１５  オイル塗布手段、１２０  オイル吐出口
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００７−１２１８２３公報
【特許文献２】特開２００１−０４２６８２公報
【特許文献３】特開２００４−２３３６４９公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
2010217294.tif 000005