JP5347322B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、定着装置を備える画像形成装置に関し、詳しくは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該シート上のトナーを加熱して定着する定着装置を備える複写機、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画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus including a fixing device, and more specifically, a copying machine including a fixing device that transfers a toner image formed using an electrophotographic method onto a sheet and then heats and fixes the toner on the sheet. The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, or a complex machine of these.
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。 In a fixing device in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer, fixing performance is maintained while oil is used for a fixing member or the like to improve releasability from toner. In particular, in a full-color electrophotographic apparatus, a lot of oil is used in the fixing device.
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。)。
In recent years, the use of an endless fixing belt as a fixing member of a fixing device is often employed because of shortening of the warm-up time. For example, as shown in FIG. 1, a
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。
Here, an oil application roller R1 is provided as an oil application device for applying oil to the
しかしながら、従来の定着装置ではオイル塗布装置からのオイル塗布量が少なくなることがあり、定着部材(第1ニップ形成部材)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。また、加圧部材(第2ニップ形成部材)側へのオイル付着量が少なくなることがあり、加圧部材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。 However, in the conventional fixing device, the amount of oil applied from the oil applying device may be reduced, and the releasability of the recording medium that has been subjected to the fixing process in the fixing member (first nip forming member) may deteriorate. Further, the amount of oil adhering to the pressure member (second nip forming member) side may be reduced, and the releasability of the recording medium that has been subjected to the fixing process on the pressure member may be deteriorated.
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、第1,第2ニップ形成部材に対して十分な量のオイルが安定的に塗布される定着装置及びオイル循環機構を備える画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems in the prior art, and includes a fixing device and an oil circulation mechanism in which a sufficient amount of oil is stably applied to the first and second nip forming members. An object is to provide an image forming apparatus.
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〕 回動可能に設けられる第1ニップ形成部材と、前記第1ニップ形成部材の下に回動可能に設けられる第2ニップ形成部材と、が当接して定着ニップ部を形成可能に配置され、前記第1ニップ形成部材にオイルを塗布する第1オイル塗布装置と、前記第2ニップ形成部材にオイルを塗布する第2オイル塗布装置と、前記第1オイル塗布装置における余剰オイルを集めるオイル受けと、前記オイル受けから前記第2オイル塗布装置にオイルを供給する供給経路と、前記第2オイル塗布装置からオイルを回収するオイル回収部と、前記オイル回収部に回収されたオイルを前記第1オイル塗布装置へ供給するオイル供給装置と、を備え、
前記第1オイル塗布装置へのオイル供給量をA、前記オイル回収部による回収オイル量をJ、転写紙の前記第1ニップ形成部材側の面へのオイル塗布量をE、転写紙の前記第2ニップ形成部材側の面へのオイル塗布量をH1、前記オイル受けが集める前記余剰オイルの量をKとしたときに、次式(1)〜(4)
A=J+(E+H1) ・・・ (1)
A>J ・・・(2)
A>E+H1 ・・・ (3)
K>J ・・・ (4)
を満たす画像形成装置。
〔2〕 前記第1オイル塗布装置は、前記第1ニップ形成部材にオイルを塗布するオイル塗布部、および該オイル塗布部にオイルを供給するオイル供給部と、を備え、
前記オイル供給部は、オイルを投入するためのオイル投入口、前記オイル投入口から投入されるオイルを溜めておくオイル溜り部、前記オイル溜り部の下方側に隣接して配置され、前記オイル溜り部にオイルが投入されて該オイル溜り部上部から溢れ出たオイルが供給される供給フェルト、および前記オイル溜り部の幅方向において前記オイル投入口以外の領域に前記オイル溜り部のくぼみ内部から前記供給フェルトにつながるくみ出しフェルト、を少なくとも有する前記〔1〕に記載の画像形成装置。
〔3〕 前記第2オイル塗布装置は、オイルを保持して前記第2ニップ形成部材の下方に設けられ該第2ニップ形成部材の一部が浸漬される浸漬槽と、該浸漬槽よりも第2ニップ形成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第2ニップ形成部材のオイル付着量を規制するオイル規制部材と、前記浸漬槽よりも第2ニップ形成部材の回動下流であって前記オイル規制部材よりも第2ニップ形成部材の回動上流で当接し、前記第2ニップ形成部材の表面をクリーニングするクリーニング部材と、を有する前記〔1〕に記載の画像形成装置。
〔4〕 前記第2オイル塗布装置は、オイルを保持して前記第2ニップ形成部材の下方に設けられ該第2ニップ形成部材の一部が浸漬される浸漬槽と、該浸漬槽全体が収納され、オイル回収部へのオイル排出口が設けられたオイル受けと、前記浸漬槽とオイル受けの間に配置され浸漬槽から溢れ出たオイルをろ過するオイルフィルタと、を有する前記〔1〕に記載の画像形成装置。
The present invention provided to solve the above problems is as follows.
[1] A first nip forming member provided rotatably and a second nip forming member provided rotatably below the first nip forming member are in contact with each other to form a fixing nip portion. A first oil application device that applies oil to the first nip forming member; a second oil application device that applies oil to the second nip forming member; and an oil that collects excess oil in the first oil application device A receiver, a supply path for supplying oil from the oil receiver to the second oil application device, an oil recovery unit for recovering oil from the second oil application device, and the oil recovered by the oil recovery unit in the first 1 with an oil supply device that supplies oil to the oil application device ,
The amount of oil supplied to the first oil application device is A, the amount of oil recovered by the oil recovery unit is J, the amount of oil applied to the surface of the transfer paper on the first nip forming member side is E, and the first amount of transfer paper is the first. When the amount of oil applied to the surface on the 2-nip forming member side is H1, and the amount of excess oil collected by the oil receiver is K, the following equations (1) to (4)
A = J + (E + H1) (1)
A> J (2)
A> E + H1 (3)
K> J (4)
An image forming apparatus satisfying the requirements .
[2] The first oil application device includes an oil application unit that applies oil to the first nip forming member , and an oil supply unit that supplies oil to the oil application unit,
The oil supply unit is disposed adjacent to an oil input port for supplying oil, an oil storage unit for storing oil supplied from the oil input port, and a lower side of the oil storage unit. A supply felt in which oil is supplied to the part and oil overflowing from the upper part of the oil reservoir part is supplied, and in the width direction of the oil reservoir part, from the inside of the recess of the oil reservoir part to an area other than the oil inlet The image forming apparatus according to [1], wherein the image forming apparatus includes at least a hollow felt connected to a supply felt .
[3] The second oil application device includes an immersion tank that holds oil and is provided below the second nip forming member, and a part of the second nip forming member is immersed therein. An oil regulating member that regulates the amount of oil adhering to the second nip forming member provided downstream of the two nip forming member and in front of the fixing nip portion; and a downstream of the second nip forming member from the immersion tank. The image forming apparatus according to [1], further including a cleaning member that contacts the upstream side of the rotation of the second nip forming member relative to the oil regulating member and cleans the surface of the second nip forming member .
[4] The second oil application device includes an immersion tank that holds oil and is provided below the second nip forming member and in which a part of the second nip forming member is immersed, and the entire immersion tank is accommodated. And [1] having an oil receiver provided with an oil discharge port to the oil recovery section, and an oil filter disposed between the immersion tank and the oil receiver for filtering oil overflowing from the immersion tank. The image forming apparatus described.
本発明によれば、オイル循環機構により安定的に十分な量のオイルが第1,第2オイル塗布装置に供給されるので、第1,第2ニップ形成部材いずれにも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。 According to the present invention, since a sufficient amount of oil is stably supplied to the first and second oil application devices by the oil circulation mechanism, a sufficient amount of oil is supplied to both the first and second nip forming members. It becomes possible to apply stably. Therefore, it is possible to maintain good releasability of the recording medium.
以下に、本発明に係る画像形成装置について説明する。
まず、本発明に用いる定着装置の一実施の形態における構成について説明する。
図2に示すように、本発明に用いる定着装置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第1ニップ形成部材である定着部材(定着ベルト12)と、該定着部材(定着ベルト12)に対して下側で回転自在に圧接し定着ニップ部Nを形成する第2ニップ形成部材である加圧部材(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表面にフッ素コーティングが施された分離爪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表面にフッ素コーティングが施された分離爪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。
The image forming apparatus according to the present invention will be described below.
First, the configuration of an embodiment of a fixing device used in the present invention will be described.
As shown in FIG. 2, the
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。
Here, the
定着装置100の駆動の際には、例えば定着ローラ11の図中時計回り方向の回転駆動により定着ベルト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2では時計回り方向)に回動し、加圧ローラ13がつれ回りする。駆動されるローラは定着ローラ11に限らず加圧ローラ13や加熱ローラ14であってもよい。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2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。
When the
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。また、図示していない加圧脱圧手段により加圧ローラ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が可能であり、定着装置100が駆動するときには該加圧脱圧手段により加圧ローラ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。また、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。なお、本発明では、加圧部材として、図2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。
The
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。
In the
ついで、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第1オイル塗布装置であるオイル塗布装置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第2オイル塗布装置であるオイル塗布装置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。
Next, the toner-fixed sheet P is discharged from the fixing nip portion N. At this time, the sheet P may come out while being wound around the fixing
Up to this point, the basic configuration of the fixing
ここで、図3に従来のオイル塗布装置として、定着ベルト12にオイルを塗布するオイル塗布装置の例を示す。
オイル塗布装置71は、定着装置外からオイル受け71bにオイルを投入するオイル投入口71a,断面がU字型に板金加工されてなり、底部側にオイル透過穴71cを有する樋形状のオイル受け71b,オイル受け71bのオイル透過穴71cを含む側面側が下に向くように傾倒して配置されたオイル受け71bの該側面に接して設けられオイル透過穴71cからオイルを受ける供給フェルト71d,供給フェルト71dからオイルを受ける供給ローラ21e,供給ローラ21eのオイル付着量(保持量)を調整するメータリングブレード21fからなるオイル供給部と、オイル供給部からのオイルを定着ベルト12に塗布する塗布ローラ23であるオイル塗布部と、を備える。
Here, FIG. 3 shows an example of an oil application device that applies oil to the fixing
The
オイル供給部では、オイル投入口71aから投入されたオイルがオイル受け71bで溜められており、オイル液面がオイル透過穴71cよりも上にあると該オイル透過穴71cを通ってオイルOがオイル受け71bから供給フェルト71dに供給される。ついで、供給フェルト71dでは毛細管現象によりオイルOがオイル透過穴71cの位置(下方)から上方の供給ローラ21eに送られており、供給ローラ21eと当接している部分で供給ローラ21eにオイルが付着する。供給ローラ21eは外部から入力される駆動力により回転駆動(図中時計回り方向)しており、供給フェルト71dによりオイルが付着した部分が塗布ローラ23に向かって回転するが、その途中でメータリングブレード21fにより付着量が調整された上で塗布ローラ23にオイルを供給した。そして、供給ローラ21eに接する位置で塗布ローラ23にオイルが供給された後、塗布ローラ23のオイル付着部分が定着ベルト12に接して該定着ベルト12にオイルが塗布される構成となっている。
In the oil supply section, the oil supplied from the
以上の機構により、オイル塗布装置71から定着ベルト12にオイルが塗布されるが、オイル中には微細な固形の不純物(例えば、ほこりや記録媒体に由来する炭酸カルシウムなど)が含まれていることから、経時的に供給フェルト71dにその不純物が堆積してしまう問題が発生した。すなわち、供給フェルト71dに不純物が堆積するとオイルの毛細管現象による移動を阻害するようになり、供給ローラ21eへのオイル供給量が減少し、定着ベルト12へのオイル塗布量が減少してしまい、その結果定着ベルト12における記録媒体の離型性が劣化する問題となった。また、記録媒体の搬送速度が高線速(例えば、300mm/s以上)となったときや記録媒体にコート紙を用いるときなどでは、とくに定着ベルト12に十分な量のオイルが安定して塗布される必要があったが、供給フェルト71dにおけるオイルの毛細管現象によるオイル供給ではオイルの供給が不足気味となり、やはり離型性が問題となった。
発明者らは、これらの問題を解決すべく、供給フェルト71dの毛細管現象がネックになっていることに着目して鋭意検討を行い、第1オイル塗布装置を発明するに至った。以下、本発明に用いる第1オイル塗布装置について説明する。
With the above mechanism, oil is applied from the
In order to solve these problems, the inventors have intensively studied paying attention to the fact that the capillary phenomenon of the supply felt 71d is a bottleneck, and have invented the first oil application device. Hereinafter, the 1st oil application device used for the present invention is explained.
図4に、本発明に用いる定着装置における第1オイル塗布装置に関する要部概略図を示す。すなわち、本発明に用いる定着装置100は、回動可能に設けられる定着部材(定着ベルト12)と、前記定着部材に当接し定着ニップ部(定着ニップ部N)を形成する加圧部材(加圧ローラ13)と、前記定着部材または加圧部材の所定幅にオイルを塗布するオイル塗布部(塗布ローラ23)と該オイル塗布部にオイルを供給するオイル供給部(オイル投入口21a,オイル溜り部21b,支持板21c,供給フェルト21d,供給ローラ21e,メータリングブレード21f)とを有する第1オイル塗布装置(オイル供給装置21)と、を備え、前記オイル供給部は、オイル供給装置(後述)から供給されてオイル投入口から投入されるオイルを溜めておく樋形状のくぼみであって長手方向が前記オイル塗布部の幅方向に対して平行に配置されるオイル溜り部(オイル溜り部21b)を隣接するオイル供給部材(供給フェルト21d)の上方に有し、前記オイル溜り部にオイルが投入されることにより該オイル溜り部上部からオイルが溢れ出て前記隣接するオイル供給部材に供給されるように構成したものである。
FIG. 4 shows a schematic diagram of the main part of the first oil application device in the fixing device used in the present invention. That is, the fixing
図5に、オイル供給部の要部であるオイル溜り部21b,支持板21c,供給フェルト21dの構成を斜視図で示す。
オイル溜り部21bは、断面がV字型の樋部21b2と、樋部21b2の長手方向の両端で樋の溝をせき止める態様で設けられる側板21b3と、からなる樋形状のくぼみである。このとき、支持板21cで供給ローラ21eの上方であって、樋部21b2の長手方向が供給ローラ21eの幅方向(すなわち塗布ローラ23の幅方向かつ定着ベルト12の幅方向)と平行になるように支持されている。なお、図5では、オイル溜り部21bは、支持板21cの端部折り返し部分と該折り返し部分に端部が固定された帯板により樋部21b2が形成され、さらに樋部21b2の長手両端に側板21b3が固定された構成を示したが、これに限定されず、樋部21b2が板金可能で成形されさらに側板21b3を取り付けたもの、あるいは樋部21b2,側板21b3が一体に成形されたものでも良い。また、オイル溜り部21bには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。
FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the
The
また、オイル溜り部21b上部の開口端部のうち隣接するオイル供給部材(供給フェルト21d)に面する端部がそれ以外の端部(樋部21b2の他方の端部、側板21b3の端部)よりも高さ位置が低い口切部(口切部21b1)となっている。定着装置100の駆動時には、オイル溜り部21bの幅方向中央にオイル投入口21aからオイルがオイル溜り部21bから溢れ出るまで投入される(図中矢印位置から投入される)が、該口切部21b1からオイルが優先的に溢れ出るようになり隣接するオイル供給部材(供給フェルト21d),供給ローラ21eを経由してオイル塗布部(塗布ローラ23)に供給される。このとき、口切部21bの全幅からオイルが溢れ出るので、供給フェルト21dを経由して供給ローラ21e及び塗布ローラ23の所定幅(例えば全幅)にオイルが供給され、ついで定着ベルト12の所定幅(例えば全幅)にオイルが塗布されるようになる。
In addition, the end facing the adjacent oil supply member (supply felt 21d) is the other end (the other end of the flange 21b2 and the end of the side plate 21b3) of the open end of the
支持板21cは、断面がU字型の樋形状であってオイル溜り部21b及び供給フェルト21dを支持するものである。このとき、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、供給フェルト21dを供給ローラ21eに一定の押圧力で当接することができる。
The
供給フェルト21dは、オイル溜り部21bに隣接して配置され、オイル溜り部21b上部からオイル塗布部(塗布ロール23)側にオイルを供給するものである。詳しくは、供給フェルト21dは、オイル溜り部21bと供給ローラ21eの間であって、オイル溜り部21bの口切部21b1の端部と同じ高さまたは該端部よりも上にせり出した状態でオイル溜り部21bに接して配置されている。また、供給フェルト21d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、内部でオイルを保持しつつ繊維間を通過させてオイルを透過するものである。そのため、供給フェルト21dの繊維の目付け(メッシュ)は、不純物を濾過する目的のものよりも粗くてもよい。これにより、供給フェルト21dは、口切部21b1から溢れ出たオイルを受け、供給フェルト21dに沿ってオイルを流すことが可能である。ここでは、オイル溜り部21b上部から供給ローラ21eへと重力の作用(自由落下)によりオイルが流され、供給フェルト21dは供給ローラ21eとの接触部で該供給ローラ21eにオイルを供給する。
The supply felt 21d is disposed adjacent to the
なお、オイル供給部は、これら以外に供給フェルト21dからオイルを受ける供給ローラ21e,供給ローラ21eのオイル付着量(保持量)を調整するメータリングブレード21fを有する。このうち、供給ローラ21eは、表面が使用するオイルに対応した材料からなり、例えばシリコンゴムで形成されている。また、メータリングブレード21fは、供給ローラ21eにおけるオイル付着量を規制しつつ供給ローラ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することが好ましい。
In addition, the oil supply unit includes a
以上の構成により、オイル供給部からオイル塗布部へのオイル供給に際して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、定着ベルト12の回動とともに、供給ローラ21eの回転駆動が始まり、定着ベルト12,供給ローラ21eに接する塗布ローラ23の回転も開始する。
(S12) これと同時に、オイル投入口21aからオイルがオイル溜り部21bに投入が開始され、オイル溜り部21bにオイルが溜められる。
(S13) オイルの投入は継続して行われ、オイル溜り部21bからオイルが溢れ出る。このとき、口切部21b1の全幅からオイルが溢れ出て、供給フェルト21d(全幅)にオイルが供給される。
(S14) 供給フェルト21dでは内部をオイル溜り部21b上部側(上方)から下方に向けてオイルが透過していき、供給ローラ21eの接触部で該供給ローラ21eの所定幅にオイルを供給する。
(S15) 供給ローラ21eのオイルが供給された部分は該供給ローラ21eの回転により移動し、ついでメータリングブレード21fの当接により供給ローラ21eにおけるオイル付着量が規制される。
(S16) 供給ローラ21eのオイルが塗布ローラ23との当接部分で該塗布ローラ23の所定幅に供給される。最後に塗布ローラ23に付着したオイルが定着ベルト12の所定幅に塗布される。
With the above configuration, oil is supplied from the oil supply unit to the oil application unit as follows.
(S11) When the driving of the fixing
(S12) At the same time, oil starts to be supplied from the
(S13) The oil is continuously supplied, and the oil overflows from the
(S14) In the supply felt 21d, the oil passes through the inside from the upper side (upper side) of the
(S15) The portion of the
(S16) The oil of the
以上のように、オイル塗布装置21では、オイル供給部からオイル塗布部へのオイル供給の過程で、フェルトの毛細管現象を用いた供給は含まれておらず、とくにオイル溜り部21bから供給ローラ21eへは重力の作用を利用して上方から下方でオイルを流れ落とす態様としていることから、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。
As described above, in the
ところで、定着装置100で使用するオイルにはある程度の粘性があり、オイル供給部ではオイル投入口21aからオイルがオイル溜り部21bに投入されても、直ちにオイル溜り部21bの幅方向にオイルが拡がるわけではない。すなわち、オイル溜り部21bの幅方向のうち、オイル投入口21aの位置でオイルがもっとも溜まって盛り上がっていて、そこから端に行くほどオイル高さが低くなる傾向がある。このため、口切部21cを超えて供給ローラ21eに流れ込むオイルの幅方向の量の分布が不均一となりやすい。
By the way, the oil used in the
そこで、この対策として、例えばオイル溜り部21bにおけるオイル投入口21a以外の幅方向の領域に該オイル溜り部21bのくぼみ内部から供給フェルト21dにつながるくみ出しフェルトを設けて、オイル投入口21a以外の幅方向の領域からオイルが供給されやすいようにするとよい。この場合、くみ出しフェルトから供給フェルト21dへはオイルの毛細管現象によりオイル供給を行うが、オイル供給の幅方向の分布を整えるために補助的に利用するものであり、かつくみ出しフェルトから供給フェルト21dへの距離も短いため、実用上問題とならない。
Therefore, as a countermeasure, for example, a drainage felt connected to the supply felt 21d from the inside of the recess of the
あるいは、オイル溜り部21bへのオイル投入口21aを該オイル溜り部21bの幅方向に複数備え、これによりオイル溜り部21bの幅方向におけるオイル高さを均一にするとよい。
Alternatively, a plurality of
また、口切部21b1について、オイル溜り部21bへのオイル投入口21aに対応する位置の端部高さをそれ以外の位置の端部高さよりも高くして、これにより口切部21bから溢れ出るオイルの幅方向の量を調整してもよい。
Moreover, about the mouth-cut part 21b1, the edge part height of the position corresponding to the
なお、ここまでは、図4に示すような構成のオイル塗布装置について説明したが、この構成に限定されるものではなく、以下に示す構成例(1),(2)でも同様の作用効果が得られる。
図6に、本発明の一態様である第1オイル塗布装置のその他の構成例(1)を示す。
ここでは、図4に示した構成のうち、供給フェルト21dを省略して、オイル溜り部21bと供給ローラ21eが隣接し、それ以外は同じ構成としたものである。すなわち、本発明に用いる定着装置100は、回動可能に設けられる定着部材(定着ベルト12)と、前記定着部材に当接し定着ニップ部(定着ニップ部N)を形成する加圧部材(加圧ローラ13)と、前記定着部材または加圧部材の所定幅にオイルを塗布するオイル塗布部(塗布ローラ23)と該オイル塗布部にオイルを供給するオイル供給部(オイル投入口21a,オイル溜り部21b,支持板21c,供給ローラ21e,メータリングブレード21f)とを有する第1オイル塗布装置(オイル供給装置21A)と、を備え、前記オイル供給部は、オイル投入口から投入されるオイルを溜めておく樋形状のくぼみであって長手方向が前記オイル塗布部の幅方向に対して平行に配置されるオイル溜り部(オイル溜り部21b)を隣接するオイル供給部材(供給ローラ21e)の上方に有し、前記オイル溜り部にオイルが投入されることにより該オイル溜り部上部からオイルが溢れ出て前記隣接するオイル供給部材に供給されるように構成したものである。
Up to this point, the oil application apparatus having the configuration shown in FIG. 4 has been described. However, the present invention is not limited to this configuration, and the same operational effects can be obtained in the configuration examples (1) and (2) shown below. can get.
In FIG. 6, the other structural example (1) of the 1st oil application | coating apparatus which is 1 aspect of this invention is shown.
Here, in the configuration shown in FIG. 4, the supply felt 21 d is omitted, the
また、図7に、本発明の一態様である第1オイル塗布装置のその他の構成例(2)を示す。
ここでは、図4に示した構成のうち、供給フェルト21d,供給ローラ21e,メータリングブレード21fを省略し、塗布ローラ23の代わりに塗布フェルト23´として、オイル溜り部21bと塗布フェルト23´が隣接する構成としたものである。すなわち、本発明に用いる定着装置100は、回動可能に設けられる定着部材(定着ベルト12)と、前記定着部材に当接し定着ニップ部(定着ニップ部N)を形成する加圧部材(加圧ローラ13)と、前記定着部材または加圧部材の所定幅にオイルを塗布するオイル塗布部(塗布フェルト23´)と該オイル塗布部にオイルを供給するオイル供給部(オイル投入口21a,オイル溜り部21b)とを有する第1オイル塗布装置(オイル供給装置21B)と、を備え、前記オイル供給部は、オイル投入口から投入されるオイルを溜めておく樋形状のくぼみであって長手方向が前記オイル塗布部の幅方向に対して平行に配置されるオイル溜り部(オイル溜り部21b)を隣接するオイル塗布部(塗布フェルト23´)の上方に有し、前記オイル溜り部にオイルが投入されることにより該オイル溜り部上部からオイルが溢れ出て前記隣接するオイル塗布部に供給されるように構成したものである。このときの塗布フェルト23´は供給フェルト23と同じものでよい。
Moreover, the other structural example (2) of the 1st oil application apparatus which is 1 aspect of this invention is shown in FIG.
Here, in the configuration shown in FIG. 4, the supply felt 21 d, the
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。
Incidentally, in the conventional fixing device shown in FIG. 1, the oil applied to the upper fixing
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。
In addition, when the image forming process is performed at a high linear velocity of 300 mm / s or more, for example, 400 mm / s, the fixing device adopts a horizontal path method in which the sheet is conveyed in the horizontal direction. Due to the influence of gravity and further the influence of the nip state between the fixing
そこで、図8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8の方式では対応が困難であった。
Therefore, as shown in FIG. 8, a fixing device provided with an oil application functional component R3 that contacts the
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(スティックスリップと称する。)。
In addition, the uniformity of the oil adhesion amount distribution in the width direction of the
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、第2オイル塗布装置を発明するに至った。
Furthermore, there are restrictions on the
Accordingly, the inventors have paid attention to the fact that it is relatively easy to secure a space below the pressure roller, and have intensively studied to come up with the second oil application device.
図9に、本発明で用いる定着装置100における第2オイル塗布装置に関する要部概略図を示す。
すなわち、本発明に係る定着装置100は、回動可能に設けられる第1ニップ形成部材(定着部材(定着ベルト12))と、前記第1ニップ形成部材の下に回動可能に設けられる第2ニップ形成部材(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)を保持して前記第2ニップ形成部材の下方に設けられ該第2ニップ形成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、該オイル槽よりも第2ニップ形成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第2ニップ形成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、を有する第2オイル塗布装置(オイル塗布装置22)を備える。
FIG. 9 shows a schematic diagram of a main part related to the second oil application device in the
That is, the fixing
ここで、オイル槽22aは、オイルOを保持し加圧ローラ13の一部が浸漬され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(オイル塗布装置21の余剰オイルを集めたオイル受け)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。
Here, the
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。なお、シートPが定着ニップ部Nを通過するまでにオイルOが塗布されればいいので、加圧ローラ13は常にサブオイルパン22a1に浸漬されている必要はなく、例えば加圧ローラ13が回転を開始すると、該加圧ローラ13がサブオイルパン22a1に浸漬されるようにしてもよい。
Further, the
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)へのオイル排出口を有する。 The main oil pan 22a2 is an oil receiver that receives the oil O overflowing from the sub oil pan 22a1. Further, an oil discharge port to an oil tank (described later) for collecting the oil O is provided at the lower part of the main oil pan 22a2.
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。 Note that it is preferable to use a metal material, plastic, or the like that does not react to the oil used and is heat resistant for both the sub oil pan 22a1 and the main oil pan 22a2.
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。
The
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。
Here, the
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。
Further, the
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。
The cleaning felt 22c is supported by an appropriate support member so as to come into contact with the
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。
(S21) まず定着装置100の駆動が開始されると、定着ベルト12の回転駆動が始まり、ついで加圧ローラ13が加圧脱圧手段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。これと同時に加圧ローラ13は定着ベルト12に回動によりつれ回りを開始する。なお、加圧ローラ13が駆動回転する構造であってもよい
(S22) 加圧ローラ13が回転を開始すると、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。
(S23) 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。
(S24) 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。
With the above configuration, oil application from the
(S21) First, when the driving of the fixing
(S23) Next, the oil O adhering to the surface of the
(S24) Next, the adhesion of the oil O on the surface of the
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。
As described above, in the present invention, the oil application is performed by the dipping method using the space below the
図10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10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。
FIG. 10 shows a view of the
FIG. 10 shows a state in which the oil level of the
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。 The oil scattering prevention member 22d is preferably a compressed sheet (felt) made of, for example, fibers that do not react with heat-resistant oil (for example, meta-aramid fibers). This may be floated on the liquid surface or may be arranged away from the liquid surface. Alternatively, the oil scattering prevention member 22d may be a plurality of spherical members floated so as to cover the oil liquid level.
なお、ここでは定着装置の上側に第1ニップ形成部材として定着部材(定着ベルト12)、下側に第2ニップ形成部材として加圧部材(加圧ローラ13)を配置した構成例を示したが、これに限定されるものではなく、上側に第1ニップ形成部材としてローラタイプの定着部材を配置し、その下に第2ニップ形成部材としてベルトタイプの加圧部材を配置した構成としてもよい。図11に、その構成例を示す。ここでは、上側に回転自在に配置された第1ニップ形成部材である定着ローラ12aと、ローラ12aの下にローラR11,R14,R15に回動自在に架け渡された第2ニップ形成部材である加圧ベルト13aと、が当接して加圧ベルト13aの裏面にある加圧パッドであるバックアップ部材13bにより定着ニップ部Nを形成可能に配置されている。この場合は、本発明のオイル塗布装置21により上側の定着部材(定着ローラ12a)にオイルが塗布され、オイル塗布装置22により下側の加圧部材(加圧ベルト13a)にオイルが塗布されるようになる。
Here, a configuration example is shown in which a fixing member (fixing belt 12) is disposed as the first nip forming member on the upper side of the fixing device, and a pressure member (pressure roller 13) is disposed as the second nip forming member on the lower side. However, the present invention is not limited to this, and a roller type fixing member may be disposed as the first nip forming member on the upper side, and a belt type pressing member may be disposed below the second nip forming member. FIG. 11 shows an example of the configuration. Here, the fixing
次に、本発明に係る画像形成装置について説明する。
図12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。
Next, the image forming apparatus according to the present invention will be described.
FIG. 12 shows the configuration of a tandem type color copying machine which is an image forming apparatus according to the present invention.
The
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。
The
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。
Each of the photoconductors 205Y, 205M, 205C, and 205K is configured by a drum that can rotate in the same direction (counterclockwise direction), and around the
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。
The
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。
The
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。
In image formation in the
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。
Next, the toner image T primarily transferred from the
Next, the sheet P discharged from the fixing nip N is sent out to the
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。
As described above, in the present invention, the image forming apparatus having the fixing
なお、画像形成装置200では、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。
In the
図13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。これにより、第1ニップ形成部材(定着ベルト12)にオイルOを塗布する第1オイル塗布装置(オイル塗布装置21)と、第2ニップ形成部材(加圧ローラ13)にオイルOを塗布する第2オイル塗布装置(オイル塗布装置22)を前提として、オイル塗布装置21における余剰オイルOを集めるオイル受け(オイル受け254)と、前記オイル受けからオイル塗布装置22にオイルOを供給する供給経路(チューブ255)と、オイル塗布装置22からオイルOを回収するオイル回収部(搬送経路256,オイルタンク251)と、前記オイル回収部に回収されたオイルOをオイル塗布装置21へ供給するオイル供給装置(オイルポンプ252,搬送経路253)と、からなるオイル循環機構250が構成される。
FIG. 13 shows a schematic configuration of an oil circulation mechanism provided in the
The
画像形成装置200では、オイル循環機構250により、以上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。
In the
図14に、このときのオイル循環機構250におけるオイル量収支を示す。
画像形成処理が開始されると、画像形成装置200のメンテナンスサイクルの間にオイルが不足することのない程度のオイル量、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まで搬送し、オイル投入口21aからオイル溜り部21bにオイル供給量Aでオイルを供給する(例えば、3g/min程度の供給速度である)。
オイル塗布装置21では、供給フェルト21dから供給ローラ21eに量B1のオイルが供給され、残りのB2が供給フェルト21dからオーバーフローする。ついで、供給ローラ21eではメータリングブレード21fの規制により量C2だけのオイルがかき落とされ、残りのC1が塗布ローラ23に渡り、ついで塗布ローラ23から量Dのオイルが定着ベルト12に塗布される。そして、シート(転写紙)Pが定着ニップ部Nを通過するときにシートPのおもて面に量Eのオイルが付着する。
つぎに、供給フェルト21dのオーバーフロー分(B2)とメータリングブレード21fでかき落とされた分(C2)のオイルはオイル塗布装置21における余剰オイルとしてオイル受け254で集められ、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に供給される。
オイル塗布装置22では、サブオイルパン22a1に加圧ローラ13が浸漬されてオイルが塗布されるが、このときクリーニングフェルト22cにおける持ち出し分(F)と戻し分(I)のオイルのやり取りがあり、結果として量Gのオイルが加圧ローラ13に塗布される。加圧ローラ13ではブレード22bの規制により量H2だけのオイルがかき落とされ、量H1が加圧ローラ13に残る。そして、シート(転写紙)Pが定着ニップ部Nを通過するときにシートPの裏面に量H1のオイルが付着する。
ついで、サブオイルパン22a1からメインオイルパン22a2に移った量Jのオイルが回収オイル(リサイクルオイル)として、搬送経路256を経由させてオイルタンク251に回収される。
FIG. 14 shows an oil amount balance in the
When the image forming process is started, the
In the
Next, the oil in the overflow (B2) of the supply felt 21d and the oil (C2) scraped off by the
In the
Next, the amount J of oil transferred from the sub oil pan 22a1 to the main oil pan 22a2 is recovered in the
以上のオイル循環機構250において、オイル循環が成立するための条件(オイル量の関係式)はつぎのようになる。
まず、オイル循環機構250全体におけるオイル量収支の関係式は、つぎの式(1)のようになる。
A=J+(E+H1) ・・・ (1)
In the
First, the relational expression of the oil amount balance in the entire
A = J + (E + H1) (1)
また、オイル循環機構250の系としてオイルが枯渇しないための条件式は、つぎの式(2)である。
A>J ・・・(2)
Further, the conditional expression for preventing the oil from depleting as the system of the
A> J (2)
また、シートPの離型性を確保するために必要なオイル量の条件式は、つぎの式(3)である。
A>E+H1 ・・・ (3)
The conditional expression for the amount of oil necessary to ensure the releasability of the sheet P is the following expression (3).
A> E + H1 (3)
また、加圧ローラ13側のオイルが枯渇しないための条件式は、つぎの式(4)である。
B2+C2>J ・・・ (4)
The conditional expression for preventing the oil on the
B2 + C2> J (4)
なお、画像形成装置200において、定着装置100が画像形成装置200の外に引き出された後、再度画像形成装置200内に装着されたときには、オイル投入装置(オイルタンク251,オイルポンプ252,搬送経路253)が定着装置100のオイル溜り部21bにオイルを投入して補給した後に画像形成を行うようにするとよい。これにより、オイル溜り部21bではオイルの液面位置が口切部21b1の位置となっていることから、画像形成開始直後でも定着ベルト12に十分な量のオイルを塗布することが可能となる。
In the
ここで、オイル循環機構250では、オイルO中に不可避的にほこりやシートPに由来する炭酸カルシウムなどの固形の不純物が混入してくる。このような固形の不純物が混入したままオイルOを循環させると、オイル循環経路における他機能部に該不純物が付着して機能不良や画像不良が発生してしまう。そこで、従来のオイル循環機構では、図15に示すように、オイルポンプ251のポンプ吸入口にオイルフィルタ252aを設けて、オイルタンク251のオイルOをオイルフィルタ252aでろ過して固形の不純物を除去して汲み上げて、オイル供給経路にこのような不純物が混入しないようにしている。
Here, in the
しかしながら、この方式によるポンプ汲み上げを継続して行っていると、固形の不純物の付着によりオイルフィルタ252aは目詰まりを起こし、ポンプ汲み上げ量が減少し、結果としてオイル供給不足による画像品質の劣化の問題が発生した。
発明者らは、この問題を検討する中でオイルポンプ252の小さなポンプ吸入口でろ過しているために、目詰まりしやすいことを把握し、鋭意検討を行い、オイル循環機構250に改良を施した。以下、その構成について説明する。
However, if pumping by this method is continued, the oil filter 252a is clogged due to adhesion of solid impurities, the pumping amount is reduced, and as a result, the image quality is deteriorated due to insufficient oil supply. There has occurred.
The inventors have grasped that clogging is likely because the oil is being filtered through the small pump inlet of the
図16に、本発明に係る画像形成装置の要部構成例を示す。
本発明に係る画像形成装置200は、
(1)回動可能に設けられる第1ニップ形成部材(定着部材(定着ベルト12))と、前記第1ニップ形成部材の下に回動可能に設けられる第2ニップ形成部材(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、オイル(オイルO)を保持して前記第2ニップ形成部材の下方に設けられ該第2ニップ形成部材の一部が浸漬される浸漬槽(サブオイルパン22a1)と、該浸漬槽が収納されるオイル受け(メインオイルパン22a2)と、前記浸漬槽とオイル受けの間に配置され(詳しくはメインオイルパン22a2内であってサブオイルパン22a1よりも下に配置され)浸漬槽から溢れ出たオイルをろ過するオイルフィルタ(オイルフィルタ22f)と、を有するオイル塗布装置(オイル塗布装置22)を備える定着装置(定着装置100)と、
(2)前記オイルフィルタでろ過されたオイルを再度オイル塗布装置(オイル塗布装置21,22)に供給するオイル循環機構(オイル循環機構250)と、を備える。なお、定着装置100,オイル循環機構250ともに一部構成を省略しているが、定着装置100は、オイルフィルタ22f以外は、図2,図4,図9にしめすものと同じであり、オイル循環機構250は、図13に示すものと同じである。
FIG. 16 shows a configuration example of a main part of an image forming apparatus according to the present invention.
An
(1) A first nip forming member (fixing member (fixing belt 12)) provided rotatably, and a second nip forming member (pressure member (rotating member) provided rotatably below the first nip forming member). The pressure roller 13)) is in contact with the pressure roller 13)) so as to form a fixing nip portion (fixing nip portion N) and holds oil (oil O) and is provided below the second nip forming member. 2 An immersion tank (sub oil pan 22a1) in which a part of the nip forming member is immersed, an oil receiver (main oil pan 22a2) in which the immersion tank is accommodated, and the immersion tank and the oil receiver are disposed ( More specifically, an oil application device (an
(2) An oil circulation mechanism (oil circulation mechanism 250) that supplies oil filtered by the oil filter to the oil application devices (
ここで、オイルフィルタ22fは、オイルフィルタは、第2ニップ形成部材(加圧部材(加圧ローラ13))の幅以上の幅をもつシート状のものである。また、オイルフィルタ22fは、例えば耐熱性であって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、オイル槽22においてオイルOを透過させつつオイル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。なおオイルフィルタ22fの材質は、シート状のオイル飛散防止部材22dなど他の部位で使用されているフェルトと同じでもよいが、オイルフィルタ22fはオイルOをろ過する機能を付与するために、それらよりもメッシュを所定の範囲で小さく(目の粗さを細かく)する必要がある。
Here, the
以上の構成により、オイルOは以下の経路で使用されることになる(図13,図16参照)。
まず、オイル塗布装置22において使用されたオイルO、すなわちサブオイルパン22a1からメインオイルパン22a2に溢れ出たオイルOは、オイルフィルタ22fによりろ過され、固形の不純物が除去された後に、メインオイルパン22a2のオイル排出口より搬送経路256を経由してオイルタンク251に注ぎ込まれる。ついで、オイルタンク251に溜められたオイルOは、オイルポンプ252により汲み出され、搬送経路253を経由してオイル塗布装置21のオイル溜り部21bに供給され、定着ベルト12へのオイル塗布に使用される。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、オイルOはチューブ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に供給されて、加圧ローラ13へのオイル塗布に使用される。そして、オイル塗布装置22で使用されたオイルOは再度オイルフィルタ22fでろ過され、以降オイルOはこの循環を繰り返して使用される。
With the above configuration, the oil O is used in the following route (see FIGS. 13 and 16).
First, the oil O used in the
本発明では、オイルポンプ252のポンプ吸入口部分に直接にはオイルフィルタを設けていないので、長期間使用してもオイルポンプ252の汲み上げ量が減少することはない。また、オイル槽22aにおいて、第2ニップ形成部材(加圧ローラ13)の幅以上の幅をもった十分大きなシート状のオイルフィルタ22fによりサブオイルパン22a1から溢れ出たオイルOをその都度ろ過するので、長期間使用しても目詰まりすることがなく、オイル供給経路への不純物混入を防止しつつ十分な量のオイルをオイル塗布装置21,22へ供給することが可能である。よって、定着ベルト12、加圧ローラ13へ不純物のない十分な量のオイルを塗布することができるので、シートPの良好な離型性及び画像品質を維持することができる。
In the present invention, since the oil filter is not provided directly at the pump suction port portion of the
なお、オイルフィルタ22fを配置することを前提として、オイル循環機構250の搬送経路256のオイルタンク251側の端部に補助的にオイルOをろ過して不純物を除去するオイルフィルタ256aを設けてもよい。これにより、循環されるオイルOをより不純物が少ない状態で使用することができる。
Note that an
また、オイルタンク251において、タンク内を沈殿槽251bと供給槽251cの2つに仕切る仕切り251dを設け、搬送経路256から回収されるオイルOをまず沈殿槽251bに入れて固形の不純物を沈殿させた後、仕切り251dを上から越えてくる上澄みのオイルOを供給槽251cに溜めておき、該供給槽251cからオイルポンプ252によりオイルOを汲み上げるようにするとよい。これにより、沈殿槽251bでさらに不純物が除かれるので好適である。
In addition, the
また、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。 Although the present invention has been described with the embodiments shown in the drawings, the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings, and other embodiments, additions, changes, deletions, etc. Can be changed within the range that can be conceived, and any embodiment is included in the scope of the present invention as long as the effects and advantages of the present invention are exhibited.
11,12a,84 定着ローラ
12,92 定着ベルト
13,85 加圧ローラ
13a 加圧ベルト
13b バックアップ部材
13h,14h,86,87 ヒータ
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
17 クリーニング機構
21,21A,21B,22,71 オイル塗布装置
21a,71a オイル投入口
21b オイル溜り部
21b1 口切部
21b2 樋部
21b3 側板
21c 支持板
21d,71d 供給フェルト
21e 供給ローラ
21f メータリングブレード
22a オイル槽
22a1 サブオイルパン(浸漬槽)
22a2 メインオイルパン(オイル受け)
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
22f,252a,256a オイルフィルタ
23,23´,R1 塗布ローラ
71b オイル受け
71c オイル透過穴
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
251b 沈殿槽
251c 供給槽
251d 仕切り
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
R11,R14,R15 ローラ
T トナー
11, 12a, 84 Fixing
22a2 Main oil pan (oil receiver)
R1 Application roller R3 Oil application functional parts R11, R14, R15 Roller T Toner
Claims (4)
前記第1ニップ形成部材の下に回動可能に設けられる第2ニップ形成部材と、が当接して定着ニップ部を形成可能に配置され、
前記第1ニップ形成部材にオイルを塗布する第1オイル塗布装置と、
前記第2ニップ形成部材にオイルを塗布する第2オイル塗布装置と、
前記第1オイル塗布装置における余剰オイルを集めるオイル受けと、
前記オイル受けから前記第2オイル塗布装置にオイルを供給する供給経路と、
前記第2オイル塗布装置からオイルを回収するオイル回収部と、
前記オイル回収部に回収されたオイルを前記第1オイル塗布装置へ供給するオイル供給装置と、を備え、
前記第1オイル塗布装置へのオイル供給量をA、前記オイル回収部による回収オイル量をJ、転写紙の前記第1ニップ形成部材側の面へのオイル塗布量をE、転写紙の前記第2ニップ形成部材側の面へのオイル塗布量をH1、前記オイル受けが集める前記余剰オイルの量をKとしたときに、次式(1)〜(4)
A=J+(E+H1) ・・・ (1)
A>J ・・・(2)
A>E+H1 ・・・ (3)
K>J ・・・ (4)
を満たす画像形成装置。 A first nip forming member provided rotatably,
A second nip forming member rotatably provided below the first nip forming member is disposed so as to contact the second nip forming member so as to form a fixing nip portion;
A first oil application device for applying oil to the first nip forming member;
A second oil application device for applying oil to the second nip forming member;
An oil receiver for collecting excess oil in the first oil application device;
A supply path for supplying oil from the oil receiver to the second oil application device;
An oil recovery section for recovering oil from the second oil application device;
An oil supply device for supplying the oil recovered in the oil recovery unit to the first oil application device ,
The amount of oil supplied to the first oil application device is A, the amount of oil recovered by the oil recovery unit is J, the amount of oil applied to the surface of the transfer paper on the first nip forming member side is E, and the first amount of transfer paper is the first. When the amount of oil applied to the surface on the 2-nip forming member side is H1, and the amount of excess oil collected by the oil receiver is K, the following equations (1) to (4)
A = J + (E + H1) (1)
A> J (2)
A> E + H1 (3)
K> J (4)
An image forming apparatus satisfying the requirements .
前記オイル供給部は、オイルを投入するためのオイル投入口、前記オイル投入口から投入されるオイルを溜めておくオイル溜り部、前記オイル溜り部の下方側に隣接して配置され、前記オイル溜り部にオイルが投入されて該オイル溜り部上部から溢れ出たオイルが供給される供給フェルト、および前記オイル溜り部の幅方向において前記オイル投入口以外の領域に前記オイル溜り部のくぼみ内部から前記供給フェルトにつながるくみ出しフェルト、を少なくとも有する請求項1に記載の画像形成装置。 The first oil application device includes an oil application unit that applies oil to the first nip forming member , and an oil supply unit that supplies oil to the oil application unit,
The oil supply unit is disposed adjacent to an oil input port for supplying oil, an oil storage unit for storing oil supplied from the oil input port, and a lower side of the oil storage unit. A supply felt in which oil is supplied to the part and oil overflowing from the upper part of the oil reservoir part is supplied, and in the width direction of the oil reservoir part, from the inside of the recess of the oil reservoir part to an area other than the oil inlet The image forming apparatus according to claim 1 , further comprising: a hollow felt connected to the supply felt .
The second oil coating apparatus, an immersion tank part is immersed in the second nip forming member is to hold the oil provided below the second nip forming member, the entire the immersion tank is housed, oil The image forming apparatus according to claim 1, further comprising: an oil receiver provided with an oil discharge port to the collection unit; and an oil filter that is disposed between the immersion tank and the oil receiver and filters oil overflowing from the immersion tank. apparatus.
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