米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 写真;映画 -> 株式会社リコー

発明の名称 定着装置および画像形成装置
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2007−11083(P2007−11083A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2005−193038(P2005−193038)
出願日 平成17年6月30日(2005.6.30)
代理人 【識別番号】100090103
【弁理士】
【氏名又は名称】本多 章悟
発明者 進士 晃 / 瀬尾 洋
要約 課題
定着対象である記録媒体へのトナーや紙粉の付着による汚損、画像の乱れを防止することができる構成を備えた定着装置を提供する。

解決手段
互いに対向する位置で同じ方向に移動する定着体61と加圧体63とを備え、該定着体61が加熱されることにより、対向位置を通過する記録媒体Sを挟持搬送しながら該記録媒体に対して熱と圧力を作用させることにより該記録媒体Sに担持されている現像剤を定着可能な定着装置であって、上記定着体61および加圧体63のうちで、少なくとも上記現像剤に接触する側に位置する部材61がベルトで構成されるとともに、該ベルト61の展張面には該展張面の一部が周面に沿って周回している張力付加用のテンションローラ65が配置され、該テンションローラには清掃手段90が当接若しくは圧接させて配置されていることを特徴とする。
特許請求の範囲
【請求項1】
互いに対向する位置で同じ方向に移動する定着体と加圧体とを備え、該定着体が加熱されることにより、対向位置を通過する記録媒体を挟持搬送しながら該記録媒体に対して熱と圧力を作用させることにより該記録媒体に担持されている現像剤を定着可能な定着装置であって、
上記定着体および加圧体のうちで、少なくとも上記現像剤に接触する側に位置する部材がベルトで構成されるとともに、該ベルトの展張面には該展張面の一部が周面に沿って周回している張力付加用のテンションローラが配置され、該テンションローラには清掃手段が当接若しくは圧接させて配置されていることを特徴とする定着装置。
【請求項2】
請求項1記載の定着装置において、
上記テンションローラは、表層が離型性のよい材料で構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項3】
請求項1または2記載の定着装置において、
上記テンションローラは、上記定着体若しくは加圧体と同等若しくはそれよりも低い離型性を設定されていることを特徴とする定着装置。
【請求項4】
請求項1乃至3のうちの一つに記載の定着装置において、
上記テンションローラは、これにより張力を付加されるベルトよりも熱伝導率が低くされていることを特徴とする定着装置。
【請求項5】
請求項1乃至4のうちの一つに記載の定着装置において、
上記テンションローラは、表層が多孔質であることを特徴とする定着装置。
【請求項6】
請求項1乃至5のうちの一つに記載の定着装置において、
上記テンションローラに当接若しくは圧接する清掃手段は、該テンションローラの回転に連動可能であり、該テンションローラに対して弾性力により圧接させてあることを特徴とする定着装置。
【請求項7】
請求項1乃至6のうちの一つに記載の定着装置において、
上記テンションローラの清掃手段は、表層が多孔質で構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項8】
請求項1乃至6のうちの一つに記載の定着装置において、
上記テンションローラの清掃手段は、表層が繊維質で構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項9】
請求項8記載の定着装置において、
上記清掃手段は、表層にフェルトが捲装されたローラで構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項10】
請求項9記載の定着装置において、
上記フェルトは、清掃手段の軸方向に沿って捲装されていることを特徴とする定着装置。
【請求項11】
請求項10記載の定着装置において、
上記フェルトは、清掃手段の軸方向に沿ってスパイラル状に捲装されていることを特徴とする定着装置。
【請求項12】
請求項1乃至11のうちの一つに記載された定着装置において、
上記清掃手段が設けられているテンションローラが展張面の一部に配置されているベルトには、その表層にサーミスタが当接させてあり、該サーミスタは、上記ベルトの移動方向において上記記録媒体の挟持搬送位置よりも上流側でかつテンションローラの下流側に配置されていることを特徴とする定着装置。
【請求項13】
請求項1乃至12のうちの一つに記載の定着装置を用いる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】
本発明は定着装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、記録紙などの汚れ防止機構に関する。
【背景技術】
【0002】
周知のように、電子写真方式や静電方式を用いた画像形成装置においては、一様帯電された潜像担持体である感光体に対して画像情報に応じた静電潜像が形成されると、現像装置から供給されるトナーによって静電潜像が可視像処理される。
【0003】
感光体上に担持されているトナー像は、記録媒体の一つである記録紙に転写された後、定着装置により熱・圧力を受けることで融解・浸透作用により記録紙に定着される。
【0004】
定着装置には、加熱ローラとこれに対峙して記録紙を挟持搬送可能な加圧ローラとを備えた熱ローラ方式(例えば、特許文献1)、そして熱容量の小さいベルトを用いたベルト定着方式(例えば、特許文献2)がある。
ベルト定着方式に用いられる構成には、熱源を内蔵した加熱ローラと加圧ローラに対向する定着ローラとに掛け回された定着ベルトを備えた構成(例えば、特許文献2)、あるいは加圧ローラに対向する定着ローラ内にも熱源を内蔵した構成(例えば、特許文献3)がある。
【0005】
ところで、定着装置においては、記録シート上に担持されている未定着トナーと接触する側に位置する定着ローラや定着ベルトに対して未定着トナーの一部が転移して、いわゆる、オフセットを生じることがある。オフセットの原因としては、温度要因や静電的な要因があり、完全に定着されない状態のトナーが定着ローラや定着ベルトに転移して付着する。
【0006】
そこで、従来では、熱ローラ方式における定着ローラ、あるいはベルト定着方式における定着ベルトに対してクリーニング部材を設ける構成が提案されている(例えば、特許文献1,3)。
【0007】
【特許文献1】特許第3243143号
【特許文献2】特開2003−131505号公報
【特許文献3】特開2002−123111号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
定着ローラや定着ベルトに対してオフセットしたトナーを取り除くためのクリーニング部材を設けた構成においては、定着ローラや定着ベルトに対向して配置されている加圧ローラに対して定着ローラや定着ベルトに転移付着しているトナーが再転移することがある。
つまり、定着ローラや定着ベルトは記録紙上のトナーと直接接触する構成であることからトナーの付着を抑制するために表面の離型性を高められているが、これら定着ローラや定着ベルトに対向している加圧ローラは、記録紙上のトナーと直接接触しないことから離型性は定着ローラや定着ベルトと違ってさほど高くないことが多い。
この結果として、定着ローラや定着ベルトに付着したトナーが表面特性の違いにより加圧ローラに再転移しやすくなる。また、記録紙側から定着ローラや定着ベルトに付着する物質としては、トナーだけでなく微小な紙粉などもあり、定着が繰り返されるに従って、これら物質が加圧ローラ側に再転移した場合の堆積量が増加する。
【0009】
加圧ローラ側に再転移したトナーや紙粉などの物質は、加圧ローラにおいて堆積量が増加していくと、それら物質間での付着力が温度環境などによって変化すると堆積した物質の一部あるいは全てが記録紙側に吐き出されてしまうことがある。
【0010】
特に、定着ベルトを用いた場合には、これの張力付加のためにテンションローラが設けられていると、定着ベルトの移動方向で加圧ローラと対向を開始する位置に物質が堰き止められて堆積しやすくなり、結果として堆積した物質が定着ベルトに吐き出されると定着ベルトに対向するトナー画像が乱されてしまうことにもなる。
【0011】
このような不具合を防止するために、特許文献1に開示されているように、加圧ローラに金属製のクリーニングローラを当接させて加圧ローラから堆積した物質を除去したり、定着ローラに離型剤の塗布ローラを当接させ、この塗布ローラをクリーニングすることで加圧ローラ側に再転移する物質を除去することが考えられる。
【0012】
しかし、これらの方法では、いずれも表面の離型性に依存していることから、経時により離型性が変化した場合には、加圧ローラへのトナーや紙粉の再転移が発生して、記録紙への汚損や画像の乱れを防止できなくなる。特に、金属製のクリーニングローラを用いた場合には、経時でローラ周面がトナーや紙粉で覆われてしまうと当初のクリーニング効果が得られなくなり、また、離型剤を塗布する場合には、離型剤の枯渇によって表面の離型性が急速に劣化し、当初のクリーニング効果を得ることができなくなる。
【0013】
本発明の目的は、上記従来の定着装置およびこれを用いる画像形成装置における問題に鑑み、定着対象である記録媒体へのトナーや紙粉の付着による汚損、画像の乱れを防止することができる構成を備えた定着装置および画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0014】
請求項1記載の発明は、互いに対向する位置で同じ方向に移動する定着体と加圧体とを備え、該定着体が加熱されることにより、対向位置を通過する記録媒体を挟持搬送しながら該記録媒体に対して熱と圧力を作用させることにより該記録媒体に担持されている現像剤を定着可能な定着装置であって、上記定着体および加圧体のうちで、少なくとも上記現像剤に接触する側に位置する部材がベルトで構成されるとともに、該ベルトの展張面には該展張面の一部が周面に沿って周回している張力付加用のテンションローラが配置され、該テンションローラには清掃手段が当接若しくは圧接させて配置されていることを特徴としている。
【0015】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の定着装置において、上記テンションローラは、表層が離型性のよい材料で構成されていることを特徴としている。
【0016】
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の定着装置において、上記テンションローラは、上記定着体若しくは加圧体と同等若しくはそれよりも低い離型性を設定されていることを特徴としている。
【0017】
請求項4記載の発明は、請求項1乃至3のうちの一つに記載の定着装置において、上記テンションローラは、これにより張力を付加されるベルトよりも熱伝導率が低くされていることを特徴としている。
【0018】
請求項5記載の発明は、請求項1乃至4のうちの一つに記載の定着装置において、上記テンションローラは、表層が多孔質であることを特徴としている。
【0019】
請求項6記載の発明は、請求項1乃至5のうちの一つに記載の定着装置において、上記テンションローラに当接若しくは圧接する清掃手段は、該テンションローラの回転に連動可能であり、該テンションローラに対して弾性力により圧接させてあることを特徴としている。
【0020】
請求項7記載の発明は、請求項1乃至6のうちの一つに記載の定着装置において、上記テンションローラの清掃手段は、表層が多孔質で構成されていることを特徴としている。
【0021】
請求項8記載の発明は、請求項1乃至6のうちの一つに記載の定着装置において、上記テンションローラの清掃手段は、表層が繊維質で構成されていることを特徴としている。
【0022】
請求項9記載の発明は、請求項8記載の定着装置において、上記清掃手段は、表層にフェルトが捲装されたローラで構成されていることを特徴としている。
【0023】
請求項10記載の発明は、請求項9記載の定着装置において、上記フェルトは、清掃手段の軸方向に沿って捲装されていることを特徴としている。
【0024】
請求項11記載の発明は、請求項10記載の定着装置において、上記フェルトは、清掃手段の軸方向に沿ってスパイラル状に捲装されていることを特徴としている。
【0025】
請求項12記載の発明は、請求項1乃至11のうちの一つに記載された定着装置において、上記清掃手段が設けられているテンションローラが展張面の一部に配置されているベルトには、その表層にサーミスタが当接させてあり、該サーミスタは、上記ベルトの移動方向において上記記録媒体の挟持搬送位置よりも上流側でかつテンションローラの下流側に配置されていることを特徴としている。
【0026】
請求項13記載の発明は、請求項1乃至12のうちの一つに記載の定着装置を画像形成装置に用いることを特徴としている。
【発明の効果】
【0027】
請求項1記載の発明によれば、ベルトのテンションローラに清掃手段を設けているので、テンションローラに転移した現像剤を取り除いてテンションローラに堆積させないようにして現像剤がベルトに再転移するのを防止することができる。特に、テンションローラを対象とした場合には、曲率中心が相反する関係にあるローラ同士を接触させた場合と違って、曲率中心が同じ側とされることで同じ移動量とした場合にベルトとテンションローラとの接触する期間を長くすることができるので、ベルトからの現像剤の転移量を多くすることができ、ベルト上で現像剤が残存するようなことをなくすことができる。
【0028】
請求項2記載の発明によれば、テンションローラの離型性を高めることによりテンションローラに清掃手段に転移したトナーの再転移を抑えることが可能となる。
【0029】
請求項3記載の発明によれば、テンションローラの離型性を定着体若しくは加圧体と同等若しくはそれよりも低い離型性としているので、定着体や加圧体よりもテンションローラでのトナーの転移性を高めて定着体や加圧体へのトナーの再転移を防止することが可能となる。
【0030】
請求項4記載の発明によれば、テンションローラがベルトよりも熱伝導率を低く設定されているので、定着体から熱を奪うことが少なく、これにより定着体での所定温度までの立ち上がり特性を損ねないようにすることが可能となる。
【0031】
請求項5記載の発明によれば、テンションローラが表層を多孔質で構成されているので、これが接触する定着体や加圧体表面に付着しているトナーを表層の孔によって掻き取りやすくすることが可能となる。
【0032】
請求項6記載の発明によれば、清掃手段がテンションローラに対して連動かつ弾性力により当接する条件とされているので、テンションローラとの間の距離がトナーの堆積によって変化した場合でも清掃手段とテンションローラとの当接条件を変化させないようにして清掃効率が悪化するのを防止することが可能となる。
【0033】
請求項7記載の発明によれば、テンションローラの清掃手段が表層を多孔質で構成されているので、孔によるトナーの掻き取り作用とともに表面積が大きくできることでトナーの回収量を増加させてトナーの清掃効率を高めることが可能となる。
【0034】
請求項8,9記載の発明によれば、清掃手段の表層が繊維質特に請求項9記載の発明においてはフェルトを用いることにより繊維によるトナーの掻き取り作用を高めるとともに、表面積の増加によるトナーの回収量を増加させて清掃効率を高めることが可能となる。
【0035】
請求項10,11記載の発明によれば、フェルトが軸方向に沿って捲装され、特に請求項11記載の発明においては、スパイラル状に捲装されることにより、軸方向の一部に合わせ目ができないようにしてその部分にトナーの溜まりができるのを防止することができ、トナーが溜まった場合に発生するトナーの吐き出しによる画像汚染を確実に防止することが可能となる。
【0036】
請求項12記載の発明によれば、ベルトの温度検知を行うサーミスタは、上記ベルトの移動方向において上記記録媒体の挟持搬送位置よりも上流側でかつテンションローラの下流側に配置されているので、ベルトが移動する際にテンションローラによるトナーの回収が行われた後にベルトと接触することができるので、ベルト状のトナーが堆積するようなことがなく、これにより温度検知誤差の発生を防止することが可能となる。
【0037】
請求項13記載の発明によれば、定着体若しくは加圧体に付着したトナーの回収効率を向上させて画像への汚損を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0038】
以下、図示実施例により本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例】
【0039】
図1は、本発明実施例による定着装置が用いられる画像形成装置の一つであるカラープリンタを示している。なお、本発明は、画像形成装置としてプリンタに限らず、複写機やファクシミリ装置あるいは印刷機さらにはこれら各機能を複合させた装置を含むものである。
【0040】
図1において、画像形成装置100は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な像担持体としての感光体ドラム20Y、20C、20M、20BKを並設したタンデム構造が採用されている。
図1に示す構成の画像形成装置100は、各感光体ドラム20Y、20C、20M、20BKに形成された可視像が、各感光体ドラム20Y、20C、20M、20BKに対峙しながら矢印A1方向に移動可能な無端ベルトが用いられる中間転写体(以下、転写ベルトという)11に対して1次転写行程を実行してそれぞれの画像が重畳転写され、その後、記録シートなどが用いられる転写紙Sに対して2次転写行程を実行することで一括転写されるようになっている。
【0041】
各感光体ドラムの周囲には、感光体ドラムの回転に従い画像形成処理するための装置が配置されており、いま、ブラック画像形成を行う感光体ドラム20BKを対象として説明すると、感光体ドラム20BKの回転方向に沿って画像形成処理を行う帯電装置30BK,現像装置40BK、1次転写ローラ12BKおよびクリーニング装置50BKが配置されている。帯電後に行われる書き込みは、後述するように、光走査装置8が用いられる。
【0042】
転写ベルト11に対する重畳転写は、転写ベルト11がA1方向に移動する過程において、各感光体ドラム20Y、20C、20M、20BKに形成された可視像が、転写ベルト11の同じ位置に重ねて転写されるよう、転写ベルト11を挟んで各感光体ドラム20Y、20C、20M、20BKに対向して配設された1次転写ローラ12Y、12C、12M、12BKによる電圧印加によって、A1方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。
【0043】
各感光体ドラム感光体ドラム20Y、20C、20M、20BKは、A1方向の上流側からこの順で並んでいる。各感光体ドラム感光体ドラム20Y、20C、20M、20BKは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの画像をそれぞれ形成するための画像ステーションに備えられている。
【0044】
画像形成装置100は、各色毎の画像形成処理を行う4つの画像ステーションと、各感光体ドラム20Y、20C、20M、20BKの上方に対向して配設され、転写ベルト11及び1次転写ローラ12Y、12C、12M、12BKを備えた転写ベルトユニット10と、転写ベルト11に対向して配設され転写ベルト11に従動し、連れ回りする転写部材としての転写ローラである2次転写ローラ5と、転写ベルト11に対向して配設され転写ベルト11上をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置13と、これら4つの画像ステーションの下方に対向して配設された光書き込み装置としての光走査装置8とを有している。
本実施例における光走査装置8は、光源としての半導体レーザ、カップリングレンズ、fθレンズ、トロイダルレンズ、ミラーおよび回転多面鏡などを装備しており、各感光体ドラム20Y,20C,20M,20BKに対して色毎に対応した書き込み光Lb(図1では、便宜上、ブラック画像の画像ステーションのみを対象として符号が付けてあるが、その他の画像ステーションも同様である)を出射して感光体ドラム20Y,20C,20M,20BKに静電潜像を形成する構成とされている。
【0045】
画像形成装置100には、感光体ドラム20Y、20C、20M、20BKと転写ベルト11との間に向けて搬送される転写紙Sを積載した給紙カセットとしてのシート給送装置61と、シート給送装置61から搬送されてきた記録紙Sを、画像ステーションによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、各感光体ドラム20Y、20C、20M、20BKと転写ベルト11との間の転写部に向けて繰り出すレジストローラ対4と、転写紙Sの先端がレジストローラ対4に到達したことを検知する図示しないセンサとが設けられている。
【0046】
画像形成装置100には、トナー像が転写された転写紙Sにトナー像を定着させるためのローラ定着方式の定着ユニットとしての定着装置6と、定着済みの転写紙Sを画像形成装置100の本体外部に排出する排紙ローラ7と、画像形成装置100の本体上部に配設され排出ローラ7により画像形成装置100の本体外部に排出された転写紙Sを積載する排紙トレイ17と、排紙トレイ17の下側に位置し、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを充填されたトナーボトル9Y、9C、9M、9BKとが備えられている。
【0047】
転写ベルトユニット10は、転写ベルト11、1次転写ローラ12Y、12C、12M、12BKの他に、転写ベルト11が掛け回されている駆動ローラ72及び従動ローラ73を有している。
【0048】
従動ローラ73は、転写ベルト11に対する張力付勢手段としての機能も備えており、このため、従動ローラ73には、バネなどを用いた付勢手段が設けられている。このような転写ベルトユニット10と、1次転写ローラ12Y、12C、12M、12BKと、2次転写ローラ5と、クリーニング装置13とで転写装置71が構成されている。
【0049】
シート給送装置80は、画像形成装置100の本体下部に配設されており、最上位の転写紙Sの上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ3を有しており、給送ローラ3が反時計回り方向に回転駆動されることにより、最上位の転写紙Sをレジストローラ対4に向けて給送するようになっている。
【0050】
定着装置6は、ベルト定着方式が用いられており、このための構成として、定着ベルト61とこのベルト61が掛け回されて熱源を有した加熱ローラ62と加圧ローラ63と加圧ローラ63と対向して定着ベルト61が掛け回されている定着ローラ64とが備えられている。この定着装置6に関しては、後で詳細を説明する。
【0051】
転写装置71に装備されているクリーニング装置13は、詳細な図示を省略するが、転写ベルト11に対向、当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードとを有しており、転写ベルト11上の残留トナー等の異物をクリーニングブラシとクリーニングブレードとにより掻き取り、除去して、転写ベルト11をクリーニングするようになっている。クリーニング装置13はまた転写ベルト11から除去した残留トナーを搬出し廃棄するための図示しない排出手段を有している。なお、図1に示す構成の画像形成装置100では、転写ベルト11に対して各感光体ドラムで形成された画像を順次転写することで色画像が重畳されたものを2次転写ローラ5により転写紙Sに一括転写する方式であるが、これに代えて、転写ベルト11に転写紙Sを担持し、この転写紙Sを各感光体ドラムに対峙させて各色の画像を直接転写紙S上で重畳する方式とすることも可能である。
【0052】
図2は、本実施例による定着装置6の構成を示す図である。
同図において、定着装置6は、加圧体としての加圧ローラ63と定着体としての定着ベルト61と定着ベルト61が掛け回されている加熱ローラ62と加圧ローラと対向して定着ベルト61が掛け回されている定着ローラ64と定着ベルト61に張力を付与するテンションローラ65と定着ベルト61の表面温度を検知するためのサーミスタ66とから構成されている。
【0053】
加圧ローラ63は、アルミ又は鉄等の芯金の上にシリコンゴムなどの弾性層を設けてあり、表層にはPFAやPTFEの離型層が備えたれている。
定着ベルト61は、ニッケル、ポリイミドなどの基材にPFAやPTFEなどの離型層を有するもの、または、その中間にシリコンゴムなどの弾性層を設けたもので構成されている。定着ベルト61は定着ローラ64と加熱ローラ62とに掛け回されており、外部からテンションローラ65で適切な張力に保たれている。
定着ローラ64は、金属の芯金にシリコンゴムを有したものである。
加熱ローラ62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熱源Hを有している。
このような部材を備えて構成された定着装置6は、定着ローラと加圧ローラにより形成されるニップNに向かって下方から記録紙Sが進入すると、ニップ部Nにおいて所定の熱と圧力を与えて記録紙S上の画像を定着させ、分離爪67によりガイドされて上方に搬送される。なお、分離爪67は、分離板であってもよい。
【0054】
ところで、従来、このような構成の定着装置6においては、テンションローラ65にオフセットトナーが堆積し、初期的には定着ベルト61のクリーニングが行われるものの、経時では蓄積されたトナーは定着ベルト61に逆転移するため、転写紙上に黒ポチとよばれるトナーオフセットが発生し、画像品質上の問題が発生することがあった。
【0055】
これを避けるためにテンションローラ65をPFAなどの離型性の高いローラにするとテンションローラ65はオフセットトナーを回収しないので、定着ベルト61や加圧ローラ63にオフセットトナーが溜まり、黒ポチ状の異常画像を発生することがあった。また、PFAなどの離型性の高いテンションローラ65は、一般に摩擦力も低く定着体である定着ベルト61に対して従動(連れ回り)とした場合に定着ベルト61とテンションローラ65との間でスベリが発生し、テンションローラ65は回転せず、オフセットトナーを塞き止めて堆積し、後に堆積したトナーがすり抜けて黒ポチを発生させるという問題もある。
【0056】
このような問題に対して本実施例では、テンションローラ65に清掃手段90を設けている。
図3は、この構成を説明するための図であり、同図において、テンションローラ65には、清掃手段90が当接または圧接させて設けられており、清掃手段90としては、布状のクリーニング部材であるウエブ方式、またはクリーニングローラ方式が用いられる。
【0057】
ところで、図4に示すように、ローラ形状の定着体や加圧体(図4(B)参照)に比べると、ベルト方式の定着装置(図4(A)参照)にテンションローラ65を当接させた場合は、一般的にベルトに対して当接させる圧力がテンションローラ65の方が高く、テンションローラ65とトナーの密着度が高い。さらに、接触面積が大きいために定着ベルト61とテンションローラ65の界面で適度にトナーが暖められるのでトナーの粘度が高くなり、テンションローラ65にトナーが接着しやすいという効果がある。
一方、定着ローラ(便宜上、図4(B)において符号64’で示す)に当接するクリーニングローラ100の場合は逆に当接力が小さく、トナーとの密着しにくいこと、両ローラで形成されるニップが小さいので与える熱量が少ないのでトナーは粘性が低いことがあり、クリーニングローラ100から剥れやすいという不具合の発生が顕著となる。
【0058】
また、テンションローラ65は、定着ベルト61の展張面の一部が周回しているので、図6(B)に示すようなクリーニングローラ100を定着ローラ64’を対象として設けた場合と違って、図6(A)に示すように、定着ベルト61とテンションローラ65との曲率中心が相反することなく同じ側とされていることで、テンションローラ65に対する定着ベルト61の接触期間を長くすることができる。つまり、クリーニングローラ100と定着ローラ64’の定着体もしくは加圧体に比べて同じ角度α°の回転であっても、テンションローラ65とクリーニングローラ100とが同じ径であるとした場合に定着体に対する距離Hに関しては定着ベルト61の方が小さい(図6(A)参照)。
このとき、トナーTは、図5(A)に示すように、テンションローラ65の場合、ゆっくりと距離が離れるので両者間が剥離される際に分断されずに残さず回収できる。これに対して、図5(B)に示すように、定着ローラ64’に当接しているクリーニングローラ100は、曲率中心が相反する関係となっていることにより急激に距離が離れるのでトナーが途中で分断されて回収しきれなくなりやすい。さらに、テンションローラ65に清掃手段を当接させることで、テンションローラ65の回転にも負荷がかかっており、若干定着ベルト61の連れ回りに対して滑るようにすることができる(ただし、完全に滑ってしまい回転しないようなことがないようにテンションローラに圧接するクリーニングローラが押し付け力を調節するのが良い)。
このようにすると、定着ベルト61に対してテンションローラ65がやや遅れ気味に回転し、オフセットトナーをこそぎ取るような働きをすることになる(このときテンションローラに回転を与える駆動を別途設けて、ベルトに対して早く回転させることでも同様の効果が得られる)。
【0059】
以上のような作用により、本実施例では、離型性差(物性的なトナー回収)だけでなく、メカ的にトナーを掻き取るように構成し(メカ的なトナー回収)、回収されたトナーはテンションローラに当接するクリーニングローラに回収させることで経時にわたり良好なトナー回収機能が働く有効な方式を提案することができることになる。
【0060】
このとき、ベルトとテンションローラとのニップは1.5mm以上、当接圧は10N以上、が望ましい。
テンションローラ、クリーニングローラはローラ形状であれば金属ローラやゴムローラ、樹脂ローラなど、何でも良いが後述するような特性をもつものがより良い。
【0061】
次に請求項2記載の発明に係る実施例について説明する。
本実施例では、テンションローラ65の表層をPFAやPTFEのような離型性の良い材料を用いる。この結果、テンションローラ65の表面の離型性が高いことにより、クリーニングローラ90で回収されたトナーが逆転移しないという効果が得られる。このとき、通常のローラ定着に当接したクリーニングローラを本実施例のように離型性を良くしてしまうと、そもそもオフセットトナーを回収できなくなるため、問題を解決することが出来なくなる。これに対して、本実施例では、表層の離型が高くてもトナーの回収が可能となる。
次に請求項3記載の発明に係る実施例について説明する。
本実施例では、テンションローラ65によりトナー回収効率を向上させるために、定着体、加圧体よりはテンションローラ65の離型性を若干悪くしている。これは、先に述べた離型性による物性的なトナー回収を付加することで回収機能が向上する為である。実施例としては定着ベルトを非導電PFA、加圧ローラとテンションローラを導電PFAとすると良い。一般に導電PFAはPFAに添加物が混入しており、離型性が落ちているからである。さらに、このとき導電性の違いによりわずかに加圧ローラよりも離型性の悪いPFAをテンションローラの表層にすることで加圧ローラよりもテンションローラに回収されるトナーが増えるため、加圧ローラへのトナーオフセットを防止することが出来る。
【0062】
次に請求項4記載の発明に係る実施例について説明する。
テンションローラ65は定着ベルト61に当接しているため同時にベルトから熱を奪う作用がある。したがって、長時間放置後の状態で朝一番最初に始動する際のウォームアップ時には冷えたテンションローラ65が定着ベルト61の昇温を妨げることになる。そこで、本実施例では、極力熱を奪いにくくするために、離型層の内部を熱伝導性の低い材料とすることが望ましい。具体的には樹脂材料や発泡ゴムを用いている。
【0063】
次に請求項5記載の発明に係る実施例について説明する。
上記実施例によるテンションローラ65によるトナー回収効率をさらに向上させるために、テンションローラ65の表層が多孔質体で構成されている。
これは、定着ベルト61上のオフセットトナーをテンションローラ65表面の孔で掻き取るように作用するためである。具体的には発泡ゴム(スポンジ状のシリコンゴム)を用いるのが良い。この方法もメカニカルなトナー回収であり、経時にわたってトナー回収力が低下しないことが特徴である。
【0064】
次に請求項6記載の発明に係る実施例について説明する。
テンションローラ65に付着したトナーを回収するクリーニングローラ90は、回収したトナーが表面に堆積することにより自身のローラ径が大きくなる。そのため、テンションローラ65と軸間を固定してしまうと、ローラ間のトルク負荷が増大し、回転が止まってしまうという問題が発生する。
本実施例では、クリーニングローラ90の径が太っても、ローラ間の距離が離れていくように、図3に示すように、クリーニングローラ90をスプリング91等の弾性体を用いてテンションローラ65にクリーニングローラ90を圧接させてクリーニングローラ90が多少なりとも変位できるようにしている。
【0065】
次に請求項7記載の発明に係る実施例について説明する。
テンションローラによるトナー回収効率を向上させる構成として、クリーニングローラ90の表層を多孔質体としている。
これはテンションローラ65上のオフセットトナーをクリーニングローラ90表面の穴で掻き取るように作用するためである。また、実質的にクリーニングローラの表面積が大きくなるので、クリーニングローラの最大回収量が増えるという利点がある。具体的には発泡ゴム(スポンジ状のシリコンゴム)を用いるのが良い。
【0066】
次に請求項8,9記載の発明に係る実施例について説明する。
テンションローラ65を用いたトナーの回収効率を向上させる構成として、クリーニングローラ90の表層が繊維質で構成されている。これは、テンションローラ上のオフセットトナーを繊維がブラシのように掻き取る作用をするためである。また、多孔質体よりもさらにクリーニングローラの表面積が大きくなるので、請求項6よりもさらにクリーニングローラの最大回収量が増えるという利点がある。具体的にはブラシ状のローラや表層にフェルトを巻いたローラを用いるのが良い。
【0067】
次に請求項10,11記載の発明に係る実施例について説明する。
クリーニングローラ90の表層を繊維質で構成した場合のトナー回収効率を向上させるために、フェルトをクリーニングローラ90の軸方向に沿って捲装し、特に、図7に示すように、フェルト92をクリーニングローラ90の軸方向に沿ってスパイラル状に捲装する。これはローラの加工上、フェルトを巻くとローラ状に合わせ目が出来てしまい、そこに集中的にトナーが溜まりやすく、もしも、周方向に合わせ目が存在すると、そこで固着したトナーが落下して画像に再付着するなどの不具合を生じるためである。スパイラル状に巻くことでトナーの固着は軸方向に分散され、そのような不具合の発生を防止することが出来る。
【0068】
次に請求項12記載の発明に係る実施例について説明する。
定着ベルト61のオフセットトナーを回収する際、サーミスタ66よりもニップNに対して上流側にテンションローラ65を配置している。つまり、サーミスタ66は、に婦部Nよりも上流側でかつ、テンションローラ65よりも下流側に位置していることになるので、サーミスタ66へのトナーの移送がテンションローラ65の位置でのトナー回収により阻止されることになり、サーミスタ66でのトナーの堆積を防止して検知不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0069】
【図1】本発明実施理恵による定着装置を適用する画像形成装置の構成を示す模式図である。
【図2】本実施例が対象とする定着装置の構成と従来構成の定着装置とを示す図である。
【図3】本実施例による定着装置の要部構成を示す図である。
【図4】本実施例が対象とする定着装置の構成と従来構成のものとの対比結果を説明するための図である。
【図5】本実施例による定着装置の作用と従来構成のものの作用との対比を説明するための図である。
【図6】本実施例が対象とする定着装置の構成と従来構成との作用上の比較結果を説明するための図である。
【図7】本実施例よる定着装置の要部構成の一つであるクリーニングローラの構成を示す図である。
【符号の説明】
【0070】
6 定着装置
61 定着ベルト
62 加熱ローラ
63 加圧ローラ
64 定着ローラ
65 テンションローラ
66 サーミスタ
90 クリーニングローラ
91 スプリング
92 フェルト




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013