JP3740345B2 - 定着装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに圧接回転する定着体及び加圧体の少なくとも一方の表面に離型剤を塗布する離型剤塗布装置、定着装置及びこの定着装置を備える画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、かかる画像形成装置の一例として、図６に示すような定着装置１０５を備える画像形成装置が知られており、実用に供されている。
【０００３】
定着装置１０５は、図６に詳細に示すように、回転自在に配設された定着体たる定着ローラ１５１と、定着ローラ１５１に圧接しながら回転する加圧体たる加圧ローラ１５２と、離型剤塗布装置１５３と、ローラクリーニング装置１５４，１５５を有した構成となっている。定着ローラ１５１及び加圧ローラ１５２の内部には、ハロゲンランプ等の加熱手段たるヒータ１５６，１５７がそれぞれ配設されている。又、定着ローラ１５１及び加圧ローラ１５２にはそれぞれサーミスタ１５８，１５９が接触するように配設されており、温度調節回路を介してヒータ１５６，ヒータ１５７への電圧を制御することにより定着ローラ１５１及び加圧ローラ１５２の表面の温度調節を行っている。
【０００４】
又、定着ローラ１５１にはクリーニング装置１５４及び離型剤塗布装置１５３が取り付けられ、このクリーニング装置１５４により定着ローラ１５１上にオフセットしたトナー等のクリーニングがなされていると共に、離型剤塗布装置１５３により、離型剤であるシリコーンオイル等が定着ローラ１５１に塗布され、該定着ローラ１５１からの記録媒体たる転写紙Ｐの分離の容易化及びトナーのオフセットの防止が図られている。
【０００５】
クリーニング装置１５４は、帯状の耐熱不繊布からなるクリーニングウェブ１５４ａと、該クリーニングウェブ１５４ａを定着ローラ１５１に押圧する押圧ローラ１５４ｂと、新しいクリーニングウェブ１５４ａを巻き出す巻出しローラ１５４ｃと、トナー等が付着しクリーニング能力の低下したクリーニングウェブ１５４ａを徐々に巻き取っていく巻取りローラ１５４ｄ等とから構成されるもので、特にサーミスタ１５８にオフセットトナーが付着してこのサーミスタ１５８に検知不良を生じさせないよう、このクリーニング装置１５４はサーミスタ１５８に対して定着ローラ１５１の回転方向上流側に設けられている。
【０００６】
クリーニングウェブ１５４ａの巻き取り方法としては、カウンターから所定枚数コピーしたと判断した時に、ソレノイド（図示せず）がＯＮしワンウェイクラッチが動作することにより、ローラー回転と逆方向に所定量巻き取っている。逆方向に巻き取ることによりクリーニングウェブ１５４ａはローラ回転方向に巻き込まれないようになっている。
【０００７】
離型剤塗布装置１５３は、シリコーンオイル等の離型剤を収容する離型剤溜り部である離型剤容器たるオイルタンク１５３ａと、該オイルタンク１５３ａから汲み上げローラ１５３ｂ，１５３ｃによって汲み上げられた離型剤であるオイルを担持し定着ローラ１５１表面に供給する離型剤供給手段たる塗布ローラ１５３ｄ等から構成されてるもので、特に定着ローラ１５１への均一なオイルの塗布を図るべく、塗布ローラ１５３ｄは表面のオイル量を一定量に規制するため弾性体からなる規制ブレード１５３ｅが当接され、この離型剤塗布装置１５３はサーミスタ１５８に対して定着ローラ１５１の回転方向下流側に配設されている。
【０００８】
又、加圧ローラ１５２にも、定着ローラ１５１のクリーニング装置１５４と同様なクリーニングウェブ１５５ａ、押圧ローラ１５５ｂ、巻出しローラ１５５ｃ、巻取りローラ５５ｄ等とからなるクリーニング装置１５５が取り付けられ、定着ローラ１５１を介して加圧ローラ１５２に付着したトナーのクリーニングがなされている。
【０００９】
又、加圧ローラ１５２には、加圧ローラ１５２上に残った余剰離型剤を除去する離型剤除去用弾性体たるオイル除去ブレード１６０が当接している。このオイル除去ブレード１６０がない場合は、余剰離型剤が定着ローラ１５１と加圧ローラ１５２とのニップに溜り、記録材上にシミとなったり、ＯＨＰ用の透明ラミメートフィルムがスリップしてニップヘの進入不良が発生する。オイル除去ブレード１６０の材質としては、Ｓｉゴム、フッ素ゴム等が用いられ、これらのブレードが加圧ローラ１５２の回転方向に対して順方向又は逆方向へ適当な進入量をもって当接している。
【００１０】
この状態において、転写紙Ｐが搬送されてくると、定着ローラ１５１と加圧ローラ１５２は回転し、定着ローラ１５１の表面に離型剤としてシリコーンオイルが塗布され、転写紙Ｐが定着ローラ１５１と加圧ローラ１５２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、加熱され紙表面上の未定着トナー像は溶融して定着され、転写紙Ｐ上にフルカラー画像が形成される。画像が定着された転写紙Ｐは下分離爪１６８によって加圧ローラ１５２から分離され、機外へ排出される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の画像形成装置においては、以下に示すような問題が生じていた。
【００１２】
先ず、一般に複写機における熱定着装置では、電源投入後定着ローラが所定の温度に到達するまで所定時間待機して、所定温度に到達した後コピー可能状態となる。しかしここで、コピー可能状態になった直後（以下、朝一状態という）と、コピー可能状態でスタンバイ放置して所定時間経過した状態（以下、放置状態という）とでは、定着性が異なっていた。これは定着ローラの表面温度だけではなく、定着装置全体の温度や特に定着ローラの表面に塗布する離型剤の温度が朝一状態と放置状態とで異なることによるものである。
【００１３】
即ち、放置状態においては、定着ローラの熱が塗布ローラ、汲み上げローラを介して、離型剤に伝わり離型剤の温度は高温となる。この状態では、定着ローラに離型材を塗布しても定着ローラの温度低下は少なく、且つ定着ローラとトナーとの間にある離型剤も高温の為、定着性は良くなっていた。一方、朝一状態では離型剤の温度が低く、これを定着ローラの表面に塗布すると定着ローラの温度が急激に低下し、且つ定着ローラとトナー面との間に低温の離型剤が存在するため、定着性が悪くなってしまう。これは低温の環境になると、より顕著になる。
【００１４】
これを解消するために、従来の定着装置にあっては、一例として、図７に示すように、オイルタンク１５３ａ内の離型剤の温度を検知する離型剤温度検知手段１８５と、発熱体であるヒータ１８２、金属等の熱伝導部材１８１等からなりオイルタンク１５３ａ内の離型剤を加熱する離型剤加熱体１８０とを備える定着装置が提案されている。
【００１５】
かかる定着装置にあっては、離型剤温度検知手段１８５で離型剤の温度を検知し、その検知温度が所望の温度より低い場合、離型剤加熱体１８０のヒータ１８２に電力が供給され、ヒータ１８２の温度が上昇する。このヒータ１８２の熱は熱伝導部材１８１を伝わり、離型剤の温度が上昇する。そして、離型剤の温度が所望の温度に達すると、ヒータ１８２への電力の供給が遮断され、離型剤温度は上昇しなくなる。
【００１６】
しかし、このような従来の方法では、離型剤温度検知手段が検知する場所によって検知される離型剤の温度差が大きく、オイルタンクの内部で離型剤加熱体に近い箇所では離型剤温度が検知温度より高くなってしまうことがあり、安全面で問題があった。
【００１７】
そこで、本発明は、離型剤加熱体の過昇温を防止し装置の安全性の向上を図りつつ、離型剤容器内の離型剤の温度低下を防止することができる離型剤塗布装置、定着装置及びこの定着装置を備える画像形成装置の提供を目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、互いに圧接回転する定着体及び加圧体と、定着体及び加圧体の少なくとも一方を加熱する加熱手段と、離型剤を収容する離型剤容器と、定着体及び加圧体の少なくとも一方の表面に離型剤容器内の離型剤を塗布する離型剤塗布手段と、離型剤容器内の離型剤を熱伝導により加熱する加熱体と、を有する定着装置において、
離型剤容器内の離型剤の温度を検知する離型剤温度検知手段と、加熱体の温度を検知する加熱体温度検知手段と、加熱体への通電を制御する制御手段と、を有し、この制御手段は、
離型剤の検知温度が所定の温度よりも高い場合、加熱体への通電をオフし、
離型剤の検知温度が所定の温度よりも低い場合、加熱体の検知温度が所望の温度よりも低いときは加熱体への通電をオンし、加熱体の検知温度が所望の温度よりも高いときは加熱体への通電をオフすることを特徴とするものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２５】
本発明の実施形態にかかる画像形成装置の一例として、図１及び図２に示すような複数の光走査手段を有する４ドラムレーザビームプリンタ（以下、プリンタという）について説明する。
【００２６】
図１は、かかるプリンタの概略構成を示す模式的断面図であり、図２は、図１の画像形成装置の画像形成部の拡大断面図である。
【００２７】
かかるプリンタは、図１に示すように、潜像担持体たる電子写真感光体（以下、「感光ドラム」とする）の周囲に、現像装置等を有して構成される画像形成手段たる画像形成ステイションが４個設けられ、該各画像形成ステイションにて形成された感光ドラム上の画像が、該感光ドラムに隣接して移動通過する搬送手段上の紙等の記録材（以下、単に紙とする）へ転写される構成となっている。
【００２８】
又、図２に示すように、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色の画像を形成する各画像形成ステイションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄには、それぞれ感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが配置されており、各感光ドラムは矢印方向に回転自在となっている。
【００２９】
更に、各感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの周囲には、帯電器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ及び現像装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、そして、クリーナ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが上記感光ドラムの回転方向に沿って順次配設されており、各感光ドラムの下方には、転写部３が配設されている。該転写部３は、各画像形成ステイションに共通の記録材搬送手段たる転写ベルト３１及び転写用帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを有している。
【００３０】
以上のようなプリンタにおいて、図１に示す記録材供給手段たる給紙カセット６１から供給された記録媒体たる転写紙Ｐは、転写ベルト３１上に支持されて各画像形成ステイションヘ搬送され、上記各感光ドラム上に形成された各色のトナー像を順次転写される。この転写工程が終了すると、転写紙Ｐは転写ベルト３１から分離されて定着装置５へ記録材案内手段たる搬送ベルト６２により搬送される。
【００３１】
定着装置５は、図３に詳細に示すように、回転自在に配設された定着体たる定着ローラ５１と、定着ローラ５１に圧接しながら回転する加圧体たる加圧ローラ５２と、離型剤供給塗布手段たる離型剤塗布装置５３と、ローラクリーニング装置５４，５５を有した構成となっている。定着ローラ５１及び加圧ローラ５２の内部には、ハロゲンランプ等の加熱手段たるヒータ５６，５７がそれぞれ配設されている。又、定着ローラ５１及び加圧ローラ５２にはそれぞれサーミスタ５８，５９が接触するように配設されており、温度調節回路（図示せず）を介してヒータ５６、ヒータ５７への電圧を制御することにより定着ローラ５１及び加圧ローラ５２の表面の温度調節が行なわれるようになっている。
【００３２】
尚、図３は、定着装置５の概略構成を示す模式的断面図である。
【００３３】
又、定着ローラ５１にはクリーニング装置５４及び離型剤塗布装置５３が取り付けられ、このクリーニング装置５４により定着ローラ５１上にオフセットしたトナー等のクリーニングがなされていると共に、離型剤塗布装置５３により、離型剤であるシリコーンオイル等が定着ローラ５１に塗布され、該定着ローラ５１からの転写紙Ｐの分離の容易化及びトナーのオフセットの防止が図られている。
【００３４】
クリーニング装置５４は帯状の耐熱不繊布からなるクリーニングウェブ５４ａと、該クリーニングウェブ５４ａを定着ローラ５１に押圧する押圧ローラ５４ｂと、新しいクリーニングウェブ５４ａを巻き出す巻出しローラ５４ｃと、トナー等が付着しクリーニング能力の低下したクリーニングウェブ５４ａを徐々に巻き取っていく巻取りローラ５４ｄ等とから構成されるもので、特にサーミスタ５８にオフセットトナーが付着してこのサーミスタ５８に検知不良を生じさせないよう、このクリーニング装置５４はサーミスタ５８に対して定着ローラ５１の回転方向上流側に設けられている。
【００３５】
クリーニングウェブ５４ａの巻き取り方法としては、カウンターから所定枚数コピーしたと判断した時に、ソレノイド（図示せず）がＯＮしワンウェイクラッチが動作することにより、ローラー回転と逆方向に所定量巻き取っている。逆方向に巻き取ることによりクリーニングウェブ５４ａはローラ回転方向に巻き込まれないようになっている。
【００３６】
離型剤塗布装置５３は、シリコーンオイル等の離型剤を収容する離型剤溜り部である離型剤容器たるオイルタンク５３ａと、該オイルタンク５３ａから汲み上げローラ５３ｂ，５３ｃによって汲み上げられた離型剤であるオイルを担持し定着ローラ５１表面に塗布する離型剤塗布手段たる塗布ローラ５３ｄ、オイルタンク５３ａ内の離型剤を加熱する離型剤加熱体８０等から構成されているもので、特に定着ローラ５１への均一なオイルの塗布を図るべく、塗布ローラ５３ｄは表面のオイル量を一定量に規制するため弾性体からなる規制ブレード５３ｅが当接され、この離型剤塗布装置５３はサーミスタ５８に対して定着ローラ５１の回転方向下流側に配設されている。
【００３７】
又、加圧ローラ５２にも、定着ローラ５１のクリーニング装置５４と同様なクリーニングウェブ５５ａ、押圧ローラ５５ｂ、巻出しローラ５５ｃ、巻取りローラ５５ｄ等とかならるクリーニング装置５５が取り付けられ、定着ローラ５１を介して加圧ローラ５２に付着したトナーのクリーニングがなされている。
【００３８】
又、加圧ローラ５２には、加圧ローラ５２上に残った余剰離型剤を除去する離型剤除去用弾性体たるオイル除去ブレード６０が当接している。このオイル除去ブレード６０がない場合は、余剰離型剤が定着ローラ５１と加圧ローラ５２とのニップに溜り、記録材上にシミとなったり、ＯＨＰ用の透明ラミメートフィルムがスリップしてニップヘの進入不良が発生する。オイル除去ブレード６０の材質としては、Ｓｉゴム、フッ素ゴム等が用いられ、これらのブレードが加圧ローラ５２の樹転方向に対して順方向又は逆方向へ適当な進入量をもって当接している。
【００３９】
この状態において、転写紙Ｐが搬送されてくると、定着ローラ５１と加圧ローラ５２は回転し、定着ローラ５１の表面に離型剤としてシリコーンオイルが塗布され、転写紙Ｐが定着ローラ５１と加圧ローラ５２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、加熱され紙表面上の未定着トナー像は溶融して定着され、転写紙Ｐ上にフルカラー画像が形成される。画像が定着された転写紙Ｐは下分離爪６８によって加圧ローラ５２から分離され、機外へ排出される。
【００４０】
次に、本実施形態にかかる離型剤塗布装置について図４又は図５に基づいて詳細に説明する。
【００４１】
図４は、離型剤塗布装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【００４２】
離型剤塗布装置５３に備えられオイルタンク５３ａ内の離型剤を加熱する離型剤加熱体８０は、例えば抵抗発熱体をＳｉゴム等の絶縁体で覆った面状の発熱体で電力の供給によって発熱するヒータ８２と、ヒータ８２に接触して取り付けてられ一部がオイルタンク５３ａ内の離型剤に浸っている高熱伝導性の金属板金である熱伝導部材８１とを有している。熱伝導部材８１の材質としてはＡｌ、Ｃｕが好ましい。
【００４３】
又、離型剤塗布装置５３は、加熱体温度検知手段８３と、離型剤加熱体８０のヒータ８２表面に当接しヒータ８２の過昇温防止するサーモスイッチ８４と、離型剤温度検知手段８５と、離型剤温度制御手段（図示せず）及び加熱体温度制御手段（図示せず）とを備えている。
【００４４】
ヒータ８２は、加熱体温度検知手段８３及び離型剤温度検知手段の検知温度に基づきヒータ８２の温度を設定加熱体温度以下に維持しながらオイルタンク５３ａ内のオイル温度を設定離型剤温度となるよう離型剤温度制御手段及び加熱体温度制御手段によって後述の如く駆動制御される。
【００４５】
次に、このような離型剤加熱体８０を用いて、オイルタンク５３ａ内の離型剤を加熱する様子を図５を用いて説明する。
【００４６】
先ず、離型剤温度検知手段８５によって検知離型剤温度ｔｌが検知される。そして、この検知離型剤温度ｔｌが所望の温度である設定離型剤温度Ｔｌより大きい場合は、離型剤温度制御手段が離型剤温度が高温であると判断し、ヒータ８２への電力の供給を遮断する。
【００４７】
一方、検知離型剤温度ｔｌが設定離型剤温度Ｔｌより小さい場合、加熱体温度制御手段が、加熱体温度検知手段８３の検知加熱体温度ｔ２が設定加熱体温度Ｔ２より高いか否かによってヒータ８２に電力を供給するか否かを決定する。
【００４８】
加熱体温度検知手段８３の検知加熱体温度ｔ２が設定加熱体温度Ｔ２より小さい場合は、ヒータ８２に電力が供給される。ヒータ８２に電力が供給されると抵抗発熱体が発熱し、ヒータ８２は設定加熱体温度Ｔ２に向かって昇温を始め、熱伝導部材８１を介して離型剤の加熱が行われる。
【００４９】
加熱体温度検知手段８３の検知加熱体温度ｔ２が設定加熱体温度Ｔ２より大きい場合は、検知離型剤温度ｔｌが低い場合でも、加熱体温度制御手段は、ヒータ８２への電力の供給を遮断し、離型剤の加熱は行われない。上述の制御を所定の時間毎に繰り返す。
【００５０】
即ち、検知離型剤温度ｔｌが設定離型剤温度Ｔｌより低い場合でも、ヒータ８２の温度を示す検知加熱体温度ｔ２が設定加熱体温度Ｔ２より大きい場合はヒータ８２に電力の供給がされない。
【００５１】
上述したように、本実施形態では、離型剤温度検知手段の検知温度に基づく離型剤温度制御手段による離型剤加熱体の駆動制御より、加熱体温度検知手段の検知結果に基づく加熱体温度制御手段による加熱体の駆動制御を優先することで、離型剤加熱体の設定加熱体温度を安全な温度に設定しておけば、離型剤の温度が所望の温度より高くなることはなく、安全に離型剤加熱を行なうことができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、離型剤容器内の離型剤を熱伝導により加熱する加熱体への通電を制御する制御手段が、離型剤の検知温度が所定の温度よりも高い場合、加熱体への通電をオフし、離型剤の検知温度が所定の温度よりも低い場合、加熱体の検知温度が所望の温度よりも低いときは加熱体への通電をオンし、加熱体の検知温度が所望の温度よりも高いときは加熱体への通電をオフするので、定着体及び加圧体の少なくとも一方の表面が離型剤により温度低下を生じ定着性が悪化してしまうのを防止しつつ加熱体の過昇温を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる画像形成装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図２】図１に示す画像形成装置の画像形成部の拡大断面図である。
【図３】図１の画像形成装置に備えられた定着装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図４】図３の定着装置に備えられた離型剤塗布装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図５】図４の離型剤塗布装置における離型剤温度制御手段及び加熱体温度制御手段による離型剤加熱体の駆動制御を説明するためのフローチャートである。
【図６】従来の定着装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図７】他の従来の定着装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
５ 定着装置
５１ 定着ローラ（定着体）
５２ 加圧ローラ（加圧体）
５３ 離型剤塗布装置
５３ａ オイルタンク（離型剤容器）
５３ｂ，５３ｃ 汲み上げローラ
５３ｄ 規制ブレード
５３ｅ 塗布ローラ（離型剤供給手段）
８０ 離型剤加熱体
８１ 熱伝導部材
８２ ヒータ
８３ 加熱体温度検知手段
８４ サーモスイッチ
８５ 離型剤温度検知手段
Ｐ 転写紙（記録媒体）

Claims (1)

1. 互いに圧接回転する定着体及び加圧体と、定着体及び加圧体の少なくとも一方を加熱する加熱手段と、離型剤を収容する離型剤容器と、定着体及び加圧体の少なくとも一方の表面に離型剤容器内の離型剤を塗布する離型剤塗布手段と、離型剤容器内の離型剤を熱伝導により加熱する加熱体と、を有する定着装置において、
   離型剤容器内の離型剤の温度を検知する離型剤温度検知手段と、加熱体の温度を検知する加熱体温度検知手段と、加熱体への通電を制御する制御手段と、を有し、この制御手段は、
   離型剤の検知温度が所定の温度よりも高い場合、加熱体への通電をオフし、
   離型剤の検知温度が所定の温度よりも低い場合、加熱体の検知温度が所望の温度よりも低いときは加熱体への通電をオンし、加熱体の検知温度が所望の温度よりも高いときは加熱体への通電をオフすることを特徴とする定着装置。

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