JP2009271245A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加圧部材に対して十分な量のオイルが安定的に塗布されるとともに、シートへのオイル付着のない定着装置及び該定着装置を用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】回転可能に設けられる定着部材と、前記定着部材の下に回動可能に設けられ該定着部材に当接しての加圧状態及び離間しての脱圧状態の切替が可能な加圧ローラと、オイルを収容し、前記加圧ローラの下方に設けられ該加圧ローラの一部を該オイルに浸漬するオイル槽と、該オイル槽よりも加圧ローラの回動下流で当接し該加圧ローラのオイル付着量を規制するオイル規制部材と、を有するオイル塗布装置と、を備える定着装置において、前記加圧ローラが脱圧状態から加圧状態へ移行するとき、まず加圧ローラを回動させ（（ａ）点）、ついで該加圧ローラを定着部材に当接させて加圧状態とする（（ｂ）点）。
【選択図】図７

Description

本発明は、定着装置及び該定着装置を備える画像形成装置に関し、詳しくは搬送するシート上のトナーを加熱して定着する定着装置及び電子写真方式を用いて形成するトナー画像をシート上に転写した後に定着して画像を形成する複写機、プリンタ、ファクシミリ装置あるいはこれらの複合機等の前記定着装置を備える画像形成装置に関するものである。

複写機、プリンタ等による電子写真方式の画像形成装置における定着装置では、定着部材等に対してオイルを用いてトナーとの離型性をよくしつつ定着性能を維持している。特に、フルカラー電子写真装置では定着装置にオイルが多く用いられている。

また、昨今ではウォームアップ時間の短縮から定着装置の定着部材に無端状の定着ベルトを用いたものが多く採用されている。例えば、図１に示すように、定着ローラ８４及び加熱ローラ８３に一定のテンションで架け渡された定着ベルト９２と、該定着ベルト９２に対して回転自在に圧接し定着ニップ部Ａを形成する加圧ローラ８５と、を備える構成の定着装置がある（例えば、特許文献１参照。）。

ここでは、定着ベルト９２に対してオイルを塗布するオイル塗布装置としてオイル塗布ローラＲ１が設けられており、不図示のオイル供給部から供給を受けたオイルは回転するオイル塗布ローラＲ１により定着ベルト９２の当接点９５で塗布されるようになっている。そして、定着ベルト９２のオイルが塗布された部分は定着ベルト９２の回動により定着ニップ部Ａへ移動し、トナー画像が転写された記録媒体（転写紙）との離型性に寄与する。ついで、定着ニップ部Ａでは定着ベルト９２のオイルの一部が加圧ローラ８５表面に移っており、加圧ローラ８５の離型性も改善されている。また、加圧ローラ８５における余剰のオイルは加圧ローラ８５の下側にあるオイルパン９６に流れ込み回収されるようになっている。

ここで、従来の定着装置では加圧部材（加圧ローラ）側へのオイル付着量が少なくなることがあり、加圧部材などにおける定着処理済みの記録媒体の離型性が悪化することがあった。
そこで、加圧部材におけるオイル不足を解消すべく、加圧部材側にもオイル塗布装置を設けた定着装置が提案されている。

特開２００３−３０２８５７号公報

しかしながら、加圧部材側のオイル塗布装置の導入に伴って、通紙開始直後のシートにオイルが付着する不具合が発生した。

本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、加圧部材に対して十分な量のオイルが安定的に塗布されるとともに、シートへのオイル付着のない定着装置及び該定着装置を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。
〔１〕 回転可能に設けられる定着部材と、前記定着部材の下に回動可能に設けられ該定着部材に当接しての加圧状態及び離間しての脱圧状態の切替が可能な加圧部材と、オイルを収容し、前記加圧部材の下方に設けられ該加圧部材の一部を該オイルに浸漬するオイル槽と、該オイル槽よりも加圧部材の回動下流で当接し該加圧部材のオイル付着量を規制するオイル規制部材と、を有するオイル塗布装置と、を備え、前記加圧部材が脱圧状態から加圧状態へ移行するとき、前記加圧部材を回動させ、ついで該加圧部材を定着部材に当接させて加圧状態とする定着装置。
〔２〕 前記加圧部材が脱圧状態から加圧状態へ移行するとき、前記加圧部材を少なくとも半回転分回動させた後に該加圧部材を定着部材に当接させて加圧状態とする前記〔１〕に記載の定着装置。
〔３〕 前記加圧部材が定着部材に当接し加圧状態となるときに、該加圧部材に当接する分離爪を備え、前記分離爪は、前記加圧部材に当接する爪部分に排紙経路側の面から反対面側にオイルを通過させるオイル抜き穴を有する前記〔１〕に記載の定着装置。
〔４〕 前記〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の定着装置を備える画像形成装置。

本発明によれば、加圧部材をオイル槽に浸漬してオイルを付着させるので、定着ニップ部よりも下にある加圧部材に対して十分な量のオイルを安定的に塗布することが可能になる。したがって、良好な記録媒体の離型性を維持することができる。また、装置停止時に加圧部材が定着部材から離間して脱圧状態となったときに、加圧部材のオイル規制部材が当接する部分にオイル溜りができるが、起動時の適切な制御を行うことにより、オイル溜りを解消でき、シートへのオイル付着を防止することができる。

ところで、図１に示す従来の定着装置においては、上側にある定着ベルト９２に塗布されたオイルが定着ニップ部で下側の加圧ローラ８５に転写され、加圧ローラ８５の離型性を確保していた。しかしながら、連続通紙でシートに画像を形成する場合には、シートとシートの間（紙間）でしか加圧ローラ８５にオイルが転写されないためにオイルが不足してしまい、加圧ローラ８５における離型性が劣化する問題があった。

また、シートの搬送速度が３００ｍｍ／ｓ以上、例えば４００ｍｍ／ｓの高線速で画像形成処理を行う場合、定着装置ではシートを水平方向に搬送する横パス方式が採用されるが、その場合、重力の影響、さらには定着ベルト９２と加圧ローラ８５のニップ状態の影響が加わることにより、定着ニップ部の出側ではシートが加圧ローラ８５側に巻き付きやすくなる傾向にあり、より加圧ローラ８５におけるシートの離型性が要求されるようになってきていた。

そこで、図２に示すように、加圧ローラ８５に接触してオイルを塗布するオイル塗布機能部品Ｒ３を設けた定着装置が検討されていたが、この方法では外部からのオイルの供給がないかあったとしても少量であったために微量のオイルしか塗布できず、加圧ローラ８５における離型性は十分なものではなかった。とくに、高線速の画像形成の場合や高画質を得るために表面に薬剤が塗られたコート紙などのオイルを吸収しやすいシートを使用する場合には、加圧ローラ１３側にも十分な量のオイルが必要となるが、図２の方式では対応が困難であった。

また、加圧ローラ８５の幅方向のオイル付着量分布の均一性もよくなかったため、オイルの塗布ムラによる画像品質（光沢）への影響も問題であった。このとき、ブレードなどを当接させてオイル付着量分布の均一化を図ることが考えられるが、もともとのオイル付着量が少ないために、ブレードと加圧ローラ８５との摩擦が非常に大きくなり、加圧ローラ８５がスムーズに回転せずに少し回転しては止まることを繰り返す脈動の問題が発生した（スリップスティックと称する。）。

さらに、オイル供給及び塗布の方式についても、加圧ローラ８５側には制約があった。すなわち、シートのパスに対して上側に配置される定着ベルト９２に対しては該定着ベルト９２上方からオイルを流し落とすようにして大量のオイルを定着ベルト９２に供給することを容易に行うことができるが、加圧ローラ８５はシートのパスに対して下側に配置され、加圧ローラ８５の上方にオイル塗布装置を配置するスペースを確保することは困難であった。
そこで、発明者らは、加圧ローラの下側に比較的スペースを確保しやすいことに着目し、鋭意検討を行い、定着装置に改良を施した。

以下に、本発明に係る定着装置及び画像形成装置について説明する。
図３に示すように、本発明に係る定着装置１００は、定着カバー１００ｃの内部に、定着ローラ１１及び加熱ローラ１４に一定のテンションで架け渡された定着部材（定着ベルト１２）と、該定着部材（定着ベルト１２）に対して下側で回動可能に圧接し定着ニップ部Ｎを形成する加圧部材（加圧ローラ１３）と、前記定着ニップ部Ｎのシート排出側であって先端が定着部材（定着ベルト１２）に近接して配置され該定着部材（定着ベルト１２）へのシートＰの巻き付きを防止する分離爪１６ａと、前記定着ニップ部Ｎのシート排出側であって先端が加圧部材（加圧ローラ１３）に当接して配置され該加圧部材（加圧ローラ１３）へのシートＰの巻き付きを防止する分離爪１６ｂと、クリーニングウェブを押し付けて定着ベルト１２のクリーニングを行うクリーニング機構１７と、を備える。

ここで、定着ベルト１２は、無端ベルトであり、断面構造としては、例えばニッケル、ステンレス、ポリイミドなどの基材にシリコンゴム層などの弾性層を形成した２層構造となっている。また、定着ローラ１１は、金属の芯金にシリコンゴムを有したものである。ウォームアップ時間短縮のため、定着ベルト１２の熱を吸収しにくいように、発泡のシリコンゴムを用いることもある。また、加熱ローラ１４は、アルミ又は鉄の中空ローラで内部にハロゲンヒータなどのヒータ１４ｈからなる熱源を有している。熱源は誘導加熱機構（ＩＨ）でもよい。また、加熱ローラ１４の中空ローラの肉厚部分には複数の中空のパイプがその長手方向が加熱ローラ１４の幅方向とされ、加熱ローラ１４の円周方向に均等に埋め込まれたヒートパイプ１４ａを有する。ヒートパイプ１４ａにより、ヒータ１４ｈからローラ表面への熱伝達が改善され、定着ベルト１２が速く均一に加熱されるようになる。

定着装置１００の駆動の際には、例えば加圧ローラ１３が外部から入力される駆動力によって駆動されて図中反時計回り方向に回転する。これに伴って、定着ローラ１１が図中時計回り方向につれ回りされる結果、定着ベルト１２がテンションローラ１５の押圧により適切なテンションが付与された状態でシートＰを排出する方向（図３では時計回り方向）に回転する。また、定着の際には、定着ベルト１２は、加熱ローラ１４内部に配置されたヒータ１４ｈの発熱によりサーミスタ（不図示）で検出される温度が所定の温度（例えばトナー定着に適する温度）まで加熱される。なお、本発明では、定着部材として、図３に示す定着ベルト１２（無端ベルト）の形態を示したが、これに限定されるものではなく、中空円筒形状のローラ（定着ローラ）としてもよい。

加圧ローラ１３は、通常はアルミ又は鉄等の芯金の上にシリコンゴム等の弾性層が設けられた円筒形状のローラである。定着の際など必要なときに、加圧ローラ１３は、内部に配置されたヒータ１３ｈの発熱により所定の温度まで加熱される。

また、加圧ローラ１３は、加圧脱圧手段３０により、定着ベルト１２に当接しての加圧状態及び離間しての脱圧状態の切替が可能となっている。

図４に、加圧ローラ１３の加圧脱圧手段の構成を示す。
加圧脱圧手段３０は、外部から入力される駆動力により回転する加圧カム３１、第１加圧アーム３２、第２加圧アーム３３（図中斜線部分）、第１加圧アーム３２及び第２加圧アーム３３のそれぞれの端部に固定された弾性部材３４、定着装置１００のフレームに固定された第１加圧アーム３２及び第２加圧アーム３３の共通の支持軸３５を有する。

ここで、加圧脱圧手段３０により、加圧ローラ１３を定着ベルト１２側へ移動させて加圧すること、及び定着ベルト１２から引き離す方向に移動させて脱圧することは、以下のようにして行われる。

（加圧動作）
まず、外部からの駆動力により加圧カム３１が図中矢印方向に一定の回転角だけ回転されると、該加圧カム３１が第１加圧アーム３２のコマ部分を押し上げる（図４の（１）部分の矢印方向）。
第１加圧アーム３２のコマ部分が押されると、第１加圧アーム３２は支持軸３５を中心軸として回転する（図４では反時計回り方向）。すると、第１加圧アーム３２の支持軸３５とは反対側の端部に固定されている弾性部材３４もともに回転し、該弾性部材３４が一定の圧力で第２加圧アーム３３の端部を押し上げる（図４の（２）部分の矢印方向）。
つぎに、第２加圧アーム３３の弾性部材３４側の端部が押し上げられると、該第２加圧アーム３３は支持軸３５を中心軸として回転する（図４では反時計回り方向）。
ついで、第２加圧アームの弾性部材３４側の端部と支持軸３５の中間にある加圧部３３ａが加圧ローラ１３の軸１３ｊに当接し、定着ローラ１１方向に押すように作用する（図４の（３）部分の矢印方向）。
最後に、加圧ローラ１３が定着ベルト１２を介して定着ローラ１１に当接し、弾性部材３４の弾性力に基づいた一定の圧力で加圧する状態となり定着ニップ部Ｎを形成する（図４の（４）部分の矢印方向）。
このように、定着装置１００が駆動するときには加圧脱圧手段３０により加圧ローラ１３の定着ベルト１２への押し当てが一定の圧力で定着ベルト１２の方向へ押されることにより行われる。

（脱圧動作）
まず、外部からの駆動力により加圧カム３１が前記加圧状態のときの角度位置からさらに一定の回転角だけ回転されると、該加圧カム３１が第１加圧アーム３２のコマ部分を押し上げることが解除される（図４の（１）部分の矢印とは反対方向）。
第１加圧アーム３２の押し上げが解除されると、定着ニップ部Ｎ−加圧部３３ａ−弾性部材３４を経由した反発力を伴って第１加圧アーム３２は支持軸３５を中心軸として加圧の場合とは反対方向に回転する（図４では時計回り方向）。ついで、第１加圧アーム３２の支持軸３５とは反対側の端部に固定されている弾性部材３４とともに第２加圧アーム３３の端部も加圧の場合とは反対方向に引張られる（図４の（２）部分の矢印とは反対方向）。
つぎに、第２加圧アーム３３の弾性部材３４側の端部が引き下げられる方向に引張られると、該第２加圧アーム３３は支持軸３５を中心軸として加圧の場合とは反対方向に回転する（図４では時計回り方向）。
ついで、第２加圧アームの弾性部材３４側の端部と支持軸３５の中間にある加圧部３３ａが加圧の場合とは反対方向に回転するので加圧ローラ１３の軸１３ｊから離れる方向に移動する（図４の（３）部分の矢印とは反対方向）。
これにより、加圧ローラ１３が押圧されることが解除されるので、加圧ローラ１３は定着ローラ１１から離間する方向に移動し、定着ニップ部Ｎの形成は解消されて脱圧状態となる（図４の（４）部分の矢印とは逆方向）。
このように、定着装置１００の駆動が停止するときには加圧脱圧手段３０により加圧ローラ１３の定着ベルト１２への押し当てが解除されて、定着ベルト１２から離間する（脱圧状態）。

なお、分離爪１６ｂは、加圧ローラ１３が定着ベルト１２に当接して加圧状態となるときには、加圧ローラ１３に当接し、加圧ローラ１３が定着ベルト１２から離間して脱圧状態となるときには、加圧ローラ１３から離間するようになっている。

また、本発明では、加圧部材として、図３に示す加圧ローラ１３（ローラタイプ）の形態を示したが、これに限定されるものではなく、２つのローラに架け渡された無端ベルト状の加圧部材（ベルトタイプ）としてもよい。

また、定着装置１００では、定着ベルト１２、加圧ローラ１３が回転駆動された状態で、定着ベルト１２の表面は所定の温度まで加熱されており、定着ニップ部Ｎに未定着トナーＴが形成されたシートＰが通され（図中、右側から左側方向への通紙）、定着ニップ部Ｎにおける加圧及び加熱により未定着トナーをシートＰ上に熱融着させて定着を行う。

図３において、トナー定着されたシートＰは定着ニップ部Ｎから排出されるが、このときシートＰが定着ベルト１２あるいは加圧ローラ１３に巻き付いたまま出てくることがある。その対策として、定着ベルト１２にオイルを塗布して離型性を改善するオイル塗布装置２１と、加圧ローラ１３にオイルを塗布して離型性を改善するオイル塗布装置２２を備える。なお、ここで使用されるオイルは、耐熱性かつ不揮発性のオイルが好ましく、例えばシリコーンオイルが挙げられる。また、分離爪１６ａ，１６ｂの先端がシートＰの先頭端部に当接することにより、該シートＰを定着ベルト１２あるいは加圧ローラ１３から分離させるようになっている。定着ニップ部Ｎから排出されたシートＰは、所定の排出経路を通過して定着装置１００から送り出される。
ここまでが定着装置１００の基本構成であり、従来の定着装置の構成と同様である。

図５に、本発明に係る定着装置の要部概略図を示す。
すなわち、本発明に係る定着装置１００は、回転可能に設けられる定着部材（定着ベルト１２）と、前記定着部材の下に回動可能に設けられる加圧部材（加圧ローラ１３）と、が当接して定着ニップ部（定着ニップ部Ｎ）を形成可能に配置されており、オイル（オイルＯ）を保持して前記加圧部材の下方に設けられ該加圧部材の一部が浸漬されるオイル槽（オイル槽２２ａ（サブオイルパン２２ａ１））と、該オイル槽よりも加圧部材の回動下流側でかつ定着ニップ部の手前に設けられ加圧部材のオイル付着量を規制するオイル規制部材（ブレード２２ｂ）と、を有するオイル塗布装置（オイル塗布装置２２）を備える。

ここで、オイル槽２２ａは、オイルＯを収容し、加圧ローラ１３の一部を該オイルに浸漬する浸漬槽であるサブオイルパン２２ａ１と、サブオイルパン２２ａ１全体が収納されるオイル受けであるメインオイルパン２２ａ２とからなる２槽構造であって定着装置１００のカバー１００ｃ内に固定配置されている。このとき、加圧ローラ１３に塗布するオイルＯがオイル塗布装置２２外からサブオイルパン２２ａ１に供給され、該オイルＯがサブオイルパン２２ａ１内に溜められる構造になっている。なお、サブオイルパン２２ａ１は矩形のオイルパンであるが、その長手方向の長さは少なくとも加圧ローラ１３のローラ部分の幅以上とされている。

また、加圧ローラ１３は、ローラ全幅であってローラ径方向の一部がサブオイルパン２２ａ１内に常に装置として支障なく浸漬されるようになっている。すなわち、サブオイルパン２ａ１のオイルの液面は加圧状態の加圧ローラ１３のローラ下端よりも十分高い位置にあり、加圧ローラ１３が脱圧された状態で加圧ローラ１３のローラ下端がサブオイルパン２２ａ１の底面は接触しないようになっている。

メインオイルパン２２ａ２は、サブオイルパン２２ａ１から溢れたオイルＯを受け止めるオイル受けである。また、メインオイルパン２２ａ２の下部にはオイルＯを回収するオイルタンク（後述）への排出口を有する。

なお、サブオイルパン２２ａ１，メインオイルパン２２ａ２にはともに使用オイルに反応せず、耐熱性がある金属材料またはプラスチックなどを用いるとよい。

また、ブレード２２ｂは、少なくとも加圧ローラ１３の幅と同等以上の幅をもつヘラ状の弾性部材であって、その長手方向が加圧ローラ１３の幅方向表面に常に当接していて加圧ローラ１３におけるオイル付着量を幅方向に均一にしつつ所定量となるように規制する。また、ブレード２２ｂは供給ローラ２１ｅ表面を傷つけないような材料からなるブレードであって、例えばフッ素ゴムで形成されてなる。

ここで、加圧ローラ１３は、表面が使用するオイルＯに対応した材料からなり、例えばコイルＯがシリコーンオイルである場合にはシリコンゴムで形成されている。したがって、オイル槽２２ａのオイルＯ中に加圧ローラ１３が浸漬されると、シリコンゴムが膨潤しつつオイルＯを保持するようになるが、ブレード２２ｂはこの状態の加圧ローラ１３表面に加圧ローラ１３の下側の位置で当接して加圧ローラ１３からオイルＯをこそぎ落とすように作用する。具体的には、ブレード２２ｂは、その先端と加圧ローラ１３の接線とのなす角θが９０度未満の鋭角であって、先端が加圧ローラ１３の回転方向に対向するように配置されており、加圧ローラ１３表面のオイルＯの余剰分をオイル槽２２ａに向けてこそぎ落とすように機能する。これにより、加圧ローラ１３の表面は離型性を確保するのに十分な量のオイルが幅方向に均一となった状態となる。また、加圧ローラ１３における余剰のオイルはオイル槽２２ａに回収されて、再度加圧ローラ１３へのオイル塗布に使用される循環系が構成される。

また、オイル塗布装置２２は、オイル槽２２ａとブレード２２ｂの間に、加圧ローラ１３に接触して加圧ローラ１３の表面をクリーニングするクリーニング部材であるクリーニングフェルト２２ｃを有することが好ましい。また、クリーニングフェルト２２ｃは、例えば耐熱性のオイルとは反応しない繊維（例えば、メタ系アラミド繊維など）からなる圧縮シートであり、微細な固形の不純物を内部に捕獲しつつ、オイルを透過するものである。これにより、加圧ローラ１３の表面においてオイルＯを残しつつオイルＯ中の微細な固形の不純物（例えば、ほこりやシートＰに由来する炭酸カルシウムなど）を除去することが可能である。

また、クリーニングフェルト２２ｃは適当な支持部材で加圧ローラ１３に当接するように支持されているが、該支持部材を、金属材料を板金加工したものとするなど適度にばね特性を付与しておけば、クリーニングフェルト２２ｃを加圧ローラ１３に一定の押圧力で当接し、オイル付着量の調整をすることができる。

以上の構成により、オイル塗布部２２から加圧ローラ１３へのオイル塗布はつぎのように行われる。
（Ｓ１１） まず定着装置１００の駆動が開始されると、加圧ローラ１３が加圧脱圧手段３０によって定着ベルト１２に一定の圧力で当接して定着ニップ部Ｎを形成するとともに、加圧ローラ１３の回転駆動が始まる。ついで、これと同時に定着ベルト１２は加圧ローラ１３の回動によりつれ回りを開始する。あるいは、定着ローラ１１が加圧ローラ１３と連動して回動するようにしてもよい。
（Ｓ１２） 加圧ローラ１３が回動を開始すると、オイル槽２２ａ（サブオイルパン２２ａ１）に浸漬されている加圧ローラ１３のローラ表面が、オイルＯが付着した状態で定着ニップ部Ｎ方向に引き上げられる。
（Ｓ１３） ついで、加圧ローラ１３の表面に付着したオイルＯがクリーニングフェルト２２ｃを通過して固形の不純物が取り除かれる。
（Ｓ１４） つぎに、加圧ローラ１３表面のオイルＯの付着がブレード２２ｂにより幅方向に均一になるように規制され、その状態で定着ニップ部Ｎに移動する。

以上のように、本発明では、定着ニップ部Ｎよりも下側にある加圧ローラ１３に対して加圧ローラ１３の下側のスペースを利用して浸漬方式によりオイル塗布を行っており、十分な量のオイルを安定して供給することが可能である。

図６に、オイル塗布装置２２を上からみた図を示す。なお、ブレード２２ｂを省略している。
図６では、オイル槽２２ａのオイル液面をオイル飛散防止部材２２ｄで覆っている状態を示している。詳しくは、オイル槽２２ａのサブオイルパン２２ａ１及びメインオイルパン２２ａ２の液面上であって、加圧ローラ１３の浸漬部分を除く領域をオイル飛散防止部材２２ｄで覆っている。また、クリーニングフェルト２２ｃの下にあたるオイル液面を覆うことは省略してもよい。これにより、加圧ローラ１３の回転やその他の振動などによってオイル槽２２ａのオイル液面からオイルＯが飛散し、周辺装置やシートＰに付着して汚染することを防止することができる。

なおオイル飛散防止部材２２ｄは、例えば例えば耐熱性のオイルとは反応しない繊維（例えば、メタ系アラミド繊維など）からなる圧縮シート（フェルト）が好適である。これを液面に浮かべてもよいし、液面から離して配置してもよい。あるいは、オイル飛散防止部材２２ｄは、オイル液面を覆うように浮かべた複数の球状の部材であってもよい。

ところで、定着装置１００が立ち上げられた後に一旦駆動が停止されたとき、加圧ローラ１３は加圧脱圧手段３０により定着ベルト１２から離間され脱圧状態となるとともに加圧ローラ１３の回動は停止された状態となる。ここで、つぎに定着装置１００が立上げ復帰され画像形成のジョブが開始されると、定着装置１００を通過するシートＰにオイルが付着して汚れる不具合が発生した。

発明者らは、この不具合の発生原因を調査したところ、定着装置１００の立上げ復帰時に分離爪１６ｂにオイルが付着し、ついで分離爪１６ｂからシートＰに付着していることが分かった。詳しくは、定着装置１００が立ち上げられると加圧ローラ１３にはオイル塗布装置２２によってオイルが塗布されるが、装置が一旦停止され脱圧状態となったときに加圧ローラ１３の定着ニップ部Ｎ付近のオイルがローラ表面を伝ってたれ落ちてブレード２２ｂが当接している部分にオイル溜りを形成していた。ここで、定着装置１００が立上げ復帰されると、加圧ローラ１３は再度加圧状態となるとともに分離爪１６ｂが当接されるようになり、ついで加圧ローラ１３の回動に伴って前記オイル溜りが移動して分離爪１６ｂの当接部分で該分離爪１６ｂに付着していた。そして、画像形成時にこの分離爪１６ｂが定着ニップ部Ｎを通過したシートＰに接触した際に分離爪１６ｂに付着したオイルがシートＰに付着したのである。

発明者らは、この問題を解決するべく、定着装置１００の立上げ復帰時及び画像形成時の加圧ローラ１３の駆動及び加圧脱圧手段３０の制御手順に着目して鋭意検討を行い、本発明を成すに至った。以下、本発明の根幹を成す定着装置１００の立上げ復帰時の制御内容について説明する。

すなわち、図３に示す定着装置１００において、加圧部材（加圧ローラ１３）が脱圧状態から加圧状態へ移行するとき、まず加圧ローラ１３を定着ベルト１２に対して離間状態のまま回動させ、ついで該加圧ローラ１３を定着ベルト１２に当接させて加圧状態とするように制御するものである。

図７に、定着装置１００において加圧ローラ１３が脱圧状態から加圧状態へ移行するときの制御手順に関するタイムチャートを示す。加圧ローラ１３が脱圧状態から加圧状態へ移行するときとは、定着装置１００の立上げ復帰時及び画像形成時である。
（Ｓ２１） 定着装置１００が立ち上げられた後に一旦駆動が停止されている状態で、定着装置１００の立上げ復帰するとき、まず加圧ローラ１３を駆動するモータを稼動させる（図７（ａ）点）。このとき、加圧ローラ１３を少なくとも半回転分、より好ましくは１回転分回動させる。駆動時間として１ｓ以上である。
（Ｓ２２） つぎに、加圧脱圧手段３０を駆動させて、加圧ローラ１３を定着ベルト１２に当接させて加圧状態とする（図７（ｂ）点）。
（Ｓ２３） ついで、加圧状態で定着ベルト１２，加圧ローラ１３の回転が安定すると、リロードを許可して、加熱ローラ１４のヒータ１４ｈによる定着ベルト１２の加熱を開始する（図７（ｃ）点）。
（Ｓ２４） 定着ベルト１２が所定の温度（リロード温度）に到達すると、立上げ復帰動作を終了する。すなわち、加圧ローラ１３の駆動モータの稼動を停止し、加圧脱圧手段３０により加圧ローラ１３を脱圧状態とする（図７（ｄ））。
（Ｓ２５） つぎに、画像形成のジョブを開始するとき、再び加圧ローラ１３を駆動するモータを稼動させる（図７（ｅ）点）。このときも、加圧ローラ１３を少なくとも半回転分、より好ましくは１回転分回動させる。
（Ｓ２６） つぎに、加圧脱圧手段３０を駆動させて、加圧ローラ１３を定着ベルト１２に当接させて加圧状態とする（図７（ｆ）点）。
（Ｓ２７） 画像形成に伴ってシートＰを定着ニップ部Ｎを通過させ、定着処理を行い、画像形成のジョブが終了すると、Ｒｅａｄｙ待機状態として加圧ローラ１３の駆動モータの稼動を停止し、加圧脱圧手段３０により加圧ローラ１３を脱圧状態とする（図７（ｇ））。

以上の制御により、ブレード２２ｂの当接部分のオイル溜りは、分離爪１６ｂが加圧ローラ１３に当接する前に該分離爪１６ｂの当接部分を通過しており、かつ分離爪１６ｂの当接部分にブレード２２ｂでオイル付着量が調整されたローラ表面が来ていることになる。よって分離爪１６ｂに過剰な量のオイルが付着することがなくなり、シートＰへのオイル付着を防ぐことができる。

図８に、分離爪１６ｂの構成を示す。図８（ａ）は分離爪１６ｂの上面図、図８（ｂ）は分離爪の断面図である
図８に示すように、分離爪１６ｂは、加圧ローラ１３に当接する爪部１６ｂ１にシートＰの搬送経路側（排紙経路側）の面から反対面側（加圧ローラ１３への当接面側）にオイルを通過させるオイル抜き穴１６ｂ２を有することが望ましい。そして、この分離爪１６ｂを複数用意して加圧ローラ１３の幅方向に適度に分散して配置する。これにより、加圧ローラ１３に過剰なオイルが付着していて分離爪１６ｂに付着してきたとしても、オイル抜き穴１６ｂ２を通してシートＰが通過する側の面からオイルを排出させてシートＰへの付着を防止することができる。

次に、本発明に係る画像形成装置について説明する。
図９に、本発明に係る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。
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。

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。

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１２と加圧ローラ１３との定着ニップ部Ｎにて定着が行なわれる。定着ベルト１２，加圧ローラ１３にはオイル塗布装置２１，２２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１６ａ，１６ｂが機能することから、シートＰは定着ベルト１２，加圧ローラ１３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。

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。また、定着装置１００の立上げ復帰時や画像形成開始時などでシートＰへのオイルの付着を防止することができる。

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２５１、オイルタンク２５１内のオイルを再度定着装置１００に供給するオイルポンプ２５２などのオイル循環機構を備えている。

図１０に、画像形成装置２００に備えられたオイル循環機構の概略構成を示す。
オイル循環機構２５０は、使用するオイルを保持するオイルタンク２５１と、圧電素子を用いたオイルポンプ２５２と、オイルポンプ２５２から定着装置１００のオイル塗布装置２１までをつなぐ搬送経路２５３と、オイル塗布装置２１における余剰オイルを受けるオイル受け２５４と、オイル受け２５４のオイルをオイル塗布装置２２まで搬送するチューブ２５５と、オイル塗布装置２２からオイルタンク２５１までをつなぐ搬送経路２５６と、を備える。なお、オイルタンク２５１，オイルポンプ２５２，搬送経路２５３，２５６は定着装置１００の外部にあり、オイル受け２５４，チューブ２５５は定着装置１００の内部にある。また、オイルタンク２５１は、内部のオイル残量を検知するオイルニアエンドセンサ２５１ａを有する。

画像形成装置２００では、オイル循環機構２５０により、つぎの経路でオイルを循環使用し、オイル塗布装置２１，２２が定着ベルト１２、加圧ローラ１３にオイルを連続して塗布することを可能としている。
すなわち、画像形成処理が開始されると、例えば総量４Ｌほどのシリコーンオイルが貯蔵されたオイルタンク２５１からオイルポンプ２５２が該オイルをポンプアップして搬送経路２５３を経由させてオイル塗布装置２１に３ｇ／ｍｉｎ程度の供給速度で投入する。
つぎに、オイル受け２５４でオイル塗布装置２１における余剰オイルが集められ、チューブ２５５を経由して加圧ローラ１３側のオイル塗布装置２２のサブオイルパン２２ａ１に搬送する。
ついで、オイル塗布装置２２で使用されたオイルについてフィルターで不純物を取り除いた後、搬送経路２５６を経由させてオイルタンク２５１に回収する。

なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

従来の定着装置の構成を示す断面図である。 従来のオイル塗布装置の構成を示す断面図である。 本発明に係る定着装置の構成を示す断面図である。 本発明に係る定着装置における加圧脱圧手段の構成を示す概略図である。 本発明に係る定着装置におけるオイル塗布装置の構成を示す断面図である。 本発明に係る定着装置におけるオイル塗布装置の構成を示す上面図である。 本発明に係る定着装置において加圧ローラが脱圧状態から加圧状態へ移行するときの制御手順に関するタイムチャートである。 本発明に係る定着装置における加圧ローラ側の分離爪の構成を示す上面図，断面図である。 本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。 図９の画像形成装置におけるオイル循環機構の構成を示す概略図である。

符号の説明

１１，８４ 定着ローラ
１２，９２ 定着ベルト
１３，８５ 加圧ローラ
１３ｈ，１４ｈ，８６，８７ ヒータ
１３ｊ 加圧ローラ軸端部
１４，８３ 加熱ローラ
１４ａ ヒートパイプ
１５ テンションローラ
１６ａ，１６ｂ 分離爪
１６ｂ１ 爪部
１６ｂ２ オイル抜き穴
１７ クリーニング機構
２１，２２ オイル塗布装置
２２ａ オイル槽
２２ａ１ サブオイルパン
２２ａ２ メインオイルパン
２２ｂ ブレード
２２ｃ クリーニングフェルト
２２ｄ オイル飛散防止部材
３０ 加圧脱圧手段
３１ 加圧カム
３２ 第１加圧アーム
３３ 第２加圧アーム
３３ａ 加圧部
３４ 弾性部材
３５ 支持軸
９６ オイルパン
１００ 定着装置
１００ｃ 定着カバー
２００ 画像形成装置
２００Ａ 画像形成部
２００Ｂ 給紙部
２０１ 光書込み装置
２０２Ｙ，２０２Ｃ，２０２Ｍ，２０２Ｋ 帯電装置
２０３Ｙ，２０３Ｍ，２０３Ｃ，２０３Ｋ 現像装置
２０４Ｙ，２０４Ｍ，２０４Ｃ，２０４Ｋ １次転写装置
２０５Ｙ，２０５Ｃ，２０５Ｍ，２０５Ｋ 感光体
２１０ 転写ベルト
２１１ 従動ローラ
２１２ 転写ローラ
２１５ スタッカ
２２０ 給紙トレイ
２５０ オイル循環機構
２５１ オイルタンク
２５１ａ オイルニアエンドセンサ
２５２ オイルポンプ
２５３，２５６ 搬送経路
２５４ オイル受け
２５５ チューブ
Ｏ オイル
Ｐ シート（記録媒体）
Ｒ１ 塗布ローラ
Ｒ３ オイル塗布機能部品
Ｔ トナー

Claims (4)

1. 回転可能に設けられる定着部材と、
   前記定着部材の下に回動可能に設けられ該定着部材に当接しての加圧状態及び離間しての脱圧状態の切替が可能な加圧部材と、
   オイルを収容し、前記加圧部材の下方に設けられ該加圧部材の一部を該オイルに浸漬するオイル槽と、該オイル槽よりも加圧部材の回動下流で当接し該加圧部材のオイル付着量を規制するオイル規制部材と、を有するオイル塗布装置と、を備え、
   前記加圧部材が脱圧状態から加圧状態へ移行するとき、
   前記加圧部材を回動させ、ついで該加圧部材を定着部材に当接させて加圧状態とする定着装置。
2. 前記加圧部材が脱圧状態から加圧状態へ移行するとき、前記加圧部材を少なくとも半回転分回動させた後に該加圧部材を定着部材に当接させて加圧状態とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記加圧部材が定着部材に当接し加圧状態となるときに、該加圧部材に当接する分離爪を備え、
   前記分離爪は、前記加圧部材に当接する爪部分に排紙経路側の面から反対面側にオイルを通過させるオイル抜き穴を有する請求項１に記載の定着装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の定着装置を備える画像形成装置。

Images