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発明の名称 ベルト定着装置及び画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−3985(P2007−3985A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2005−186194(P2005−186194)
出願日 平成17年6月27日(2005.6.27)
代理人 【識別番号】100080115
【弁理士】
【氏名又は名称】五十嵐 和壽
発明者 吉川 隆博
要約 課題
トナー付着によるベルト表面の傷つけ防止や用紙サイズ外に堆積する紙粉を除去することができて、光沢スジの発生を防止することができるベルト定着装置及び画像形成装置を提供すること。

解決手段
表面が耐熱性離型層で被覆されている無端状の定着ベルト2と、この定着ベルトを回転可能に支持する複数のベルト搬送ローラ3,4と、前記定着ベルトを加熱する熱源と、用紙を前記定着ベルトに押し付ける加圧ローラ5とを具えたベルト定着装置において、表面全体が耐熱性離型層で被覆され、かつスパイラル状の突起15が用紙サイズ幅を超える長さにわたり表面に設けられているクリーニングローラ13が、定着ベルト2の表層に当接して回転可能に配設されている。
特許請求の範囲
【請求項1】
表面が耐熱性離型層で被覆されている無端状の定着ベルトと、この定着ベルトを回転可能に支持する複数のベルト搬送ローラと、前記定着ベルトを加熱する熱源と、用紙を前記定着ベルトに押し付ける加圧ローラとを具えたベルト定着装置において、表面全体が耐熱性離型層で被覆され、かつスパイラル状の突起が用紙サイズ幅を超える長さにわたり表面に設けられているクリーニングローラが、前記定着ベルトの表層に当接して回転可能に配設されていることを特徴とするベルト定着装置。
【請求項2】
スパイラル状の突起は、クリーニングローラの軸方向中央部から両端部へ対称の向きに設けられている請求項1記載のベルト定着装置。
【請求項3】
クリーニングローラは、定着ベルトの回転速度に対して線速差をもって設けられている請求項1又は2記載のベルト定着装置。
【請求項4】
クリーニングローラは、スパイラル状の突起が柔軟性のある材質で形成され、この柔軟性突起部分と該突起以外の部分のどちらも定着ベルトの表層に当接して設けられている請求項1ないし3のいずれかに記載のベルト定着装置。
【請求項5】
スパイラル状の突起は、接着剤からなる突条がクリーニングローラの表面に接着される耐熱性離型層に被覆されることによって形成されている請求項1ないし3のいずれかに記載のベルト定着装置。
【請求項6】
クリーニングローラをクリーニングするための第2のクリーニングローラが当接して配設されている請求項1ないし5のいずれかに記載のベルト定着装置。
【請求項7】
請求項1ないし6のいずれかに記載のベルト定着装置を装備し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】
この発明は、ベルト定着装置の通紙サイズ横から出る紙粉クリーニングに好適なベルト定着装置及び該装置を装備した画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来のベルト定着装置においては、定着ベルトの幅よりも小さいサイズの用紙が通紙された範囲と非通紙範囲とにおける膜厚の境界部では段差が生じ、小さいサイズから大きいサイズの用紙に代えられて通紙された場合には、境界部が用紙に転写されてオイル痕が生じてしまい、画像品質を損ねる虞があった。そこで、このようなサイズ違いによる画像品質の悪化を招くことがないようにすることを目的として、規定サイズ以下のサイズ通紙後に継続回転させて均しローラで均すようにした定着装置を本出願人から提案している(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
すなわち、前記の定着装置においては、未定着画像に接触する側に位置する定着部材に、離型剤塗布ローラと、定着後に付着している紙粉やトナーを除去するクリーニングローラとが設けられ、これら両ローラの間には塗布された離型剤を均すための耐熱性発泡材料を定着部材の表面に当接可能な均しローラが設けられて構成されており、定着ベルトは、定着ニップ部を通過した後、クリーニングローラによって紙粉やトナーを除去された後、均しローラによって表面が均される。
【0004】
【特許文献1】特開2003−21980号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、前記の定着装置は、表面がフッソ系樹脂、高離型シリコーンゴムなど耐熱性離型層で被覆された定着ベルトを使用するベルト定着装置であるが、定着ローラと加熱ローラに掛け渡された状態で回転使用する場合は、ベルトの形が回転時に屈曲する。そのため、表層の耐熱性離型層は屈曲に追従しきれずに割れやすいので硬度がアップする添加剤等は使用できない。また、幅の狭い用紙の連続通紙を続けるとサイズ幅の辺から出る紙粉がサイズ幅の外位置に出るが、通紙サイズの外のため、次の用紙が紙粉を除去する等の現象が無いので定着ベルト上の耐熱性離型層に埋め込まれ堆積する。堆積した紙粉部分は定着ベルト表面の他部分と表面状態が変わるので、ベタ画像等にて光沢スジを発生させる可能性がある。また、通常の従動回転するクリーニングローラ等では、トナー付着によるベルト表面の傷つけも起こり易く、かつ定着ベルトと一緒に回転をしてしまうので、紙粉のみ除去は難しい。
【0006】
そこでこの発明は、前記従来のものの問題点を解決し、トナー付着によるベルト表面の傷つけ防止や用紙サイズ外に堆積する紙粉を除去することができて、光沢スジの発生を防止することができるベルト定着装置及び画像形成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】
【0007】
前記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、表面が耐熱性離型層で被覆されている無端状の定着ベルトと、この定着ベルトを回転可能に支持する複数のベルト搬送ローラと、前記定着ベルトを加熱する熱源と、用紙を前記定着ベルトに押し付ける加圧ローラとを具えたベルト定着装置において、表面全体が耐熱性離型層で被覆され、かつスパイラル状の突起が用紙サイズ幅を超える長さにわたり表面に設けられているクリーニングローラが、前記定着ベルトの表層に当接して回転可能に配設されていることを特徴とする。
【0008】
請求項2に記載の発明は、請求項1において、スパイラル状の突起は、クリーニングローラの軸方向中央部から両端部へ対称の向きに設けられていることを特徴とする。請求項3に記載の発明は、請求項1又は2において、クリーニングローラは、定着ベルトの回転速度に対して線速差をもって設けられていることを特徴とする。
【0009】
請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかにおいて、クリーニングローラは、スパイラル状の突起が柔軟性のある材質で形成され、この柔軟性突起部分と該突起以外の部分のどちらも定着ベルトの表層に当接して設けられていることを特徴とする。請求項5に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかにおいて、スパイラル状の突起は、接着剤からなる突条がクリーニングローラの表面に接着される耐熱性離型層に被覆されることによって形成されていることを特徴とする。
【0010】
請求項6に記載の発明は、請求項1ないし5のいずれかにおいて、クリーニングローラをクリーニングするための第2のクリーニングローラが当接して配設されていることを特徴とする。請求項7に記載の発明は、請求項1ないし6のいずれかに記載のベルト定着装置を装備したことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【0011】
この発明は、前記のようであって、表面全体が耐熱性離型層で被覆され、かつスパイラル状の突起が用紙サイズ幅を超える長さにわたり表面に設けられているクリーニングローラが、前記定着ベルトの表層に当接して回転可能に配設されているので、その表面の耐熱性離型層によりトナーが付着し難く、ベルト表面の傷つけ防止を有効に図ることができるとともに、スパイラル状の突起によって頻繁に使用する用紙サイズの外の紙粉を定着ベルトから掻き落とすことができる。これにより前記トナー付着によるベルト表面の傷つけ防止や紙紛堆積による定着ベルトの表面状態の差の変化も鈍り、光沢スジの発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
この発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。
【0013】
図1は、ベルト定着装置の側面図、図2は、同装置に用いられるクリーニングローラの軸方向の一部を省略した斜視図である。1はベルト定着装置で、無端状の定着ベルト2と、この定着ベルトを回転可能に支持する1対のベルト搬送ローラとしての定着ローラ3及び加熱ローラ4と、定着ローラ3の下部において定着ベルト2とニップを形成し、該ベルトに未定着用紙を押し付ける加圧ローラ5とを具えている。
【0014】
定着ベルト2は、金属フィルム(例えば、Ni、SUS等)や樹脂フィルム(例えばPI、PAI)基材上にシリコーンゴムが有り、表面がフッソ樹脂など耐熱性離型層で被覆されたものとなっている。定着ローラ3はその内部に熱源としてのヒータ6を有し、表面がフッソ樹脂又はゴムを設けたゴム部(図示せず)で被覆されており、加熱ローラ4はその内部に熱源としてのヒータ8,9を有する金属パイプである。そして、定着ローラ3により定着ベルト2は矢示方向に駆動回転されている。加圧ローラ5は定着ローラ3と同様に、その内部に熱源としてのヒータ11を有し、表面がフッソ樹脂を設けたゴム部(図示せず)で被覆されている。加熱ローラ4のヒータ8,9は、そのいずれか1個でもよい。また、定着ローラ3のヒータ6や加圧ローラ5のヒータ11の設置は任意であり、定着ベルト2を加熱できる熱源が別途あれば、これらローラに設けなくともよいが、少なくとも加熱ローラ4には設置するのが好ましい。
【0015】
定着ローラ3の斜上部にはクリーニングローラ13が定着ベルト2の表面に当接して回転可能に設けられている。クリーニングローラ13は、表面全体がフッソ樹脂など耐熱性離型層14で被覆され、かつスパイラル状の突起15がその表面の一端部から他端部に向けて用紙サイズ幅を超える長さにわたり設けられている。図1で19はクリーニングローラ13をクリーニングするための第2のクリーニングローラであって、クリーニングローラ13の突起15に当接して従動回転可能に設けられ、該突起あるいはその周囲にあるトナーを除去する。
【0016】
ローラ3,4上にある定着ベルト2の温度を検知するセンサ16、加圧ローラ5の温度を検知するセンサ17、クリーニングローラ13の温度を検知するセンサ18、がそれぞれベルトやローラと近接又は接触して設けられている。これらのセンサ16,17,18は図示しない制御手段と接続されており、該制御手段からヒータ6,8,9,11の点灯を制御している。温度センサ18は複数個あり、クリーニングローラ13の軸方向中央部と端部の温度を検知している。
【0017】
図3,4に示すように、クリーニングローラ13はギア31と歯合した定着ローラ3のギア32から駆動伝達され、定着ベルト2の線速に対して線速差を設けて回転している。そのため、クリーニングローラ13上の突起15はより線速差が出来て、定着ベルト2上の紙粉の掻き取り効果が上がるようになっている。これによりトナーの傷つけや紙紛堆積による定着ベルト2の表面状態の差の変化も鈍り、光沢スジの発生を防止できる。尚、前記線速差はクリーニングローラ13が定着ローラ3より速くとも、遅くとも、そのいずれでもよい。
【0018】
前記の構成において、画像形成されたトナーを付着させた未定着用紙Pは、定着ローラ3と加圧ローラ5のゴム部の変形によって圧接するニップで定着ローラ3や加熱ローラ4により暖められた定着ベルト2により熱と圧力を得て、トナーを用紙Pに定着させる。そして、定着ベルト2上に残ったトナーは、定着ベルト2上に当接したクリーニングローラ13と、クリーニングローラ13のクリーニングとしての離型性が劣る金属等のクリーニングローラ19によりクリーニングされる。
【0019】
また、従来技術の課題として段落0005に説明したように、従来のものにあっては、幅の狭い用紙の連続通紙を続けるとサイズ幅の辺から出る紙粉がサイズ幅の外位置に出て、定着ベルト2上のフッソ樹脂に埋め込まれ堆積する、堆積した紙粉部分は定着ベルト2表面の他部分と表面状態が変わり、ベタ画像等にて光沢スジを発生させる可能性がある、通常のクリーニングローラ等では定着ベルトと一緒の回転をしてしまい、紙粉のみ除去は難しい、という問題があったが、前記の構成では、クリーニングローラ13の表面の一端部から他端部に向けて用紙サイズ幅を超える長さにわたり突起15を設けたので、頻繁に使用する用紙サイズの外の紙粉は、図4に示すように該突起により定着ベルト2から飛ばされるようにして掻き落とされる。この際には突起先端と裾で線速差を生むので、より効果的な掻き落としが可能である。また、クリーニングローラ13の表面全体を耐熱性離型層14で被覆したので、経時で付着してくるトナーは付着し難く、しかも該層の離型性差を利用して離型性の劣るクリーニングローラ19によりクリーニングされ、その表面に蓄積される。これによりトナーの傷つけや紙紛堆積による定着ベルト2の表面状態の差の変化も鈍り、光沢スジの発生を防止できる。
【0020】
図5は、クリーニングローラの変形例を示すものである。すなわち、このクリーニングローラ23は、その表面に設けられるスパイラル状の突起25a,25bが軸方向中央部から両端部方向へ対称向きに設けられている。この突起25a,25bの向きはクリーニングローラ23が回転したときに定着ベルト2の用紙サイズ外の紙紛を内側に掻き落とす向きとなっている。したがって、定着ベルト2上の用紙サイズ外に出た紙紛も通紙領域内に搬送され、次に来た用紙が紙粉を運ぶため、定着ベルト2上に紙粉は残らない。これによりトナーの傷つけや紙紛堆積による定着ベルト2の表面状態の差の変化も鈍り、光沢スジの発生を防止できる。このクリーニングローラ23もその表面全体がフッソ樹脂など耐熱性離型層24で被覆されている。
【0021】
図6は、さらにクリーニングローラの変形例を示すものである。すなわち、このクリーニングローラ33のスパイラル状の突起35は、シリコーンやウレタン等のスポンジのように柔らかい材質で形成されている。このような柔らかい材質で突起35を形成すると、定着ベルト2の表層には突起35部分と突起35以外の部分の両方の面が当接し、突起35の当接時の変形効果により定着ベルト2上の紙粉は、図示のように掻き落される。これによりトナーの傷つけや紙紛堆積による定着ベルト2の表面状態の差の変化も鈍り、光沢スジの発生を防止できる。
【0022】
図7は、さらにクリーニングローラの変形例と、その形成例を示すものである。すなわち、このクリーニングローラ43のスパイラル状の突起45は、接着剤からなる突条がクリーニングローラ43の表面に接着される1枚ものの耐熱性離型層44により矢示のように巻き付けられ、被覆されることによって貼り付け形成されている。この形成方法によれば、突起45の表面は突起45以外の部分と一緒に耐熱性離型層44で被覆されることになり、ローラ表面全体の一体化が強まるとともに、突起45の形成がより容易で形状的にも簡素化できる。
【0023】
前記したベルト定着装置1は、複写機、プリンタなど各種の画像形成装置に装備して実施することができる。図8は、その一例を示し、その主要構成部材を説明すると、画像形成装置50は、色分解毎の画像を同一の中間転写体に順次転写し、中間転写体上に重畳された画像を転写紙に一括転写する方式が用いられ、次に挙げる各装置を備えている。原稿画像に応じた各色毎の画像を形成する作像装置51C、51Y、51M、51BKと、各作像装置51C〜51BKに対向して配置された転写装置52と、各作像装置51C〜51BKと転写装置52とが対向する転写領域に各種転写紙を供給する手差しトレイ53、給紙カセット54と、手差しトレイ53又は給紙カセット54から搬送されてきた転写紙を作像装置51C〜51BKによる作像のタイミングに合わせて供給するレジストローラ60と、転写領域において転写後の転写紙の定着を行うベルト定着装置1とが備えられている。
【0024】
各作像装置51C〜51BKは、それぞれシアン、イエロー、マゼンタ、ブラックの各色の現像を行うものであり、用いるトナーの色が異なるが、その構成が同様であるから、作像装置51Cの構成を各作像像装置51C〜51BKの代表として説明する。作像装置51Cは、静電潜像担持体としての感光体ドラム55C、感光体ドラム55Cの周りに順に配置されている帯電装置57C、現像装置56C、クリーニング装置58Cを有し、帯電装置57Cと現像装置56Cとの間で書き込み装置59からの露光光を受ける周知の構成が用いられる。
【0025】
尚、実施の形態で示したベルト定着装置1はあくまでも好ましい一例であり、クリーニングローラの表面に設けるスパイラル状の突起の具体的形状、耐熱性離型層の具体的な材質、など細部の設計は実施に際して任意に変更、修正することが可能である。
【0026】
次に、特許請求の範囲の請求項2以下に記載した発明の特有な効果について説明する。請求項2に記載の発明によれば、定着ベルト上の用紙サイズ外に出た紙紛も通紙領域内に搬送され、その紙粉を次に来た用紙が運ぶため、定着ベルト上に紙粉が残らず、これによりトナーの傷つけや紙紛堆積による定着ベルトの表面状態の差の変化も鈍り、光沢スジの発生を防止できる。
【0027】
請求項3に記載の発明によれば、クリーニングローラ上の突起はより線速差が出来て、定着ベルト上の紙粉の掻き取り効果が上がる。これによりトナーの傷つけや紙紛堆積による定着ベルトの表面状態の差の変化も鈍り、光沢スジの発生を防止できる。
【0028】
請求項4に記載の発明によれば、クリーニングローラ上の突起は柔軟性をもち、当接時に該突起の変形効果により定着ベルト上の紙粉は掻き落される。これによりトナーの傷つけや紙紛堆積による定着ベルトの表面状態の差の変化も鈍り、光沢スジの発生を防止できる。
【0029】
請求項5に記載の発明によれば、突起を耐熱性離型層により形成することが可能となり、紙粉除去部材の簡素化を図ることができる。請求項6に記載の発明によれば、第2のクリーニングローラによりクリーニングローラのトナーをクリーニングして蓄積することができる。請求項7に記載の発明によれば、前記のような表面全体が耐熱性離型層で被覆され、かつスパイラル状の突起を有するクリーニングローラを具えたベルト定着装置を装備した画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】この発明の一実施の形態に係るベルト定着装置を示す概略側面図である。
【図2】同上に用いられるクリーニングローラの軸方向の一部を省略した斜視図である。
【図3】同上の概略正断面図である。
【図4】同上におけるクリーニングローラの作用を説明する要部側面図である。
【図5】クリーニングローラの変形例を示す正面図である。
【図6】クリーニングローラの変形例と、その作用を説明する要部側面図である。
【図7】クリーニングローラの変形例と、その形成例を示す要部側面図である。
【図8】同上のベルト定着装置を装備した画像形成装置の概略側面図である。
【符号の説明】
【0031】
1 ベルト定着装置
2 定着ベルト
3 定着ローラ
4 加熱ローラ
5 加圧ローラ
6,8,9,11 ヒータ(熱源)
13,23,33,43 クリーニングローラ
14,24,44 耐熱性離型層
15,25a,25b,35,45 突起
19 第2のクリーニングローラ
31,32 ギア
50 画像形成装置




 

 


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