(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
循環移動する無端ベルト、
前記無端ベルトを加熱する加熱源、
前記無端ベルトの内面に宛がわれる宛て部材、および、
前記無端ベルトの内面に接触し該無端ベルトの循環移動に伴って該内面を摺擦することにより該内面を清掃する清掃部材を備えた加熱組立体と、
前記無端ベルト外面を前記宛て部材に向けて押圧し定着前のトナー像を保持した媒体を該無端ベルトとの間に受け入れ、前記加熱組立体と共同して該トナー像を該媒体に定着させる押圧部材とを有し、
前記清掃部材が、前記無端ベルトに該清掃部材が接触している接触領域内における、該無端ベルトの移動方向最上流部よりも該移動方向下流側に寄った部分における該無端ベルトへの接触圧力が最高となるように接触圧力分布をもって該無端ベルトに接触したものであり、
前記清掃部材が、
前記無端ベルト内面に接触する接触部材と、
前記接触部材を保持して前記無端ベルト内面に押し当てる保持部材とを備え、
前記接触部材が前記移動方向に厚み分布を有し、前記無端ベルト内面に押し当てられたときに前記接触領域に亘って該内面に接触するように弾性変形し、厚みの大きい場所では小さい場所よりも大きな接触圧力を生じて前記接触圧力分布を形成するものであることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
静電潜像を形成しトナーで現像してトナー像を形成し該トナー像を媒体に引き渡す像形
成部と、
前記媒体に引き渡された未定着のトナー像を該媒体上に定着させる定着部とを有し、
前記定着部が、
循環移動する無端ベルト、
前記無端ベルトを加熱する加熱源、
前記無端ベルトの内面に宛がわれる宛て部材、および、
前記無端ベルトの内面に接触し該無端ベルトの循環移動に伴って該内面を摺擦することにより該内面を清掃する清掃部材を備えた加熱組立体と、
前記無端ベルト外面を前記宛て部材に向けて押圧し定着前のトナー像を保持した媒体を該無端ベルトとの間に受け入れ、前記加熱組立体と共同して該トナー像を該媒体に定着させる押圧部材とを有し、
前記清掃部材が、前記無端ベルトに該清掃部材が接触している接触領域内における、該無端ベルトの移動方向最上流部よりも該移動方向下流側に寄った部分における該無端ベルトへの接触圧力が最高となるように接触圧力分布をもって該無端ベルトに接触したものであり、
前記清掃部材が、
前記無端ベルト内面に接触する接触部材と、
前記接触部材を保持して前記無端ベルト内面に押し当てる保持部材とを備え、
前記接触部材が前記移動方向に厚み分布を有し、前記無端ベルト内面に押し当てられたときに前記接触領域に亘って該内面に接触するように弾性変形し、厚みの大きい場所では小さい場所よりも大きな接触圧力を生じて前記接触圧力分布を形成するものであ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する。
【背景技術】
【０００２】
従来、定着装置として、熱源を内蔵した上ロールと、この上ロールを押圧してニップ領域を形成する下ロールとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１の定着装置は、上ロールに離型剤を塗布する離型剤塗布装置を有している。離型剤塗布装置は、各々離型剤を含浸させた２つの多孔質部材を、上ロールの回転方向に並べて、その上ロールに接触させたものである。そして、この回転方向後方側の多孔質部材と上ロールとの接触面積が、回転方向前方側の多孔質部材と上ロールとの接触面積よりも小さくなっている。
【０００３】
また、定着装置として、熱源を内蔵した定着ロールと、この定着ロールに圧力パッドによって押圧されてニップ領域を形成するエンドレスベルトとを備えたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２の定着装置は、エンドレスベルトの内面が粗面加工されているとともに、潤滑剤塗布部によってその内面に潤滑剤が塗布される。
【０００４】
また、定着装置として、熱源を内蔵した定着ロールに掛け回された定着ベルトと、この定着ベルトを押圧してニップ領域を形成する押圧ロールとを備えたものが知られている（例えば、特許文献３参照）。この特許文献３の定着装置は、定着ベルトの内面に一端が押し当てられて清掃するとともに、その内面に他端が押し当てられて潤滑剤を塗布する板状の清掃・潤滑剤供給装置を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−１５５０７３号公報
【特許文献２】特開２００６−０９１１８２号公報
【特許文献３】特開２００７−１１４６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、無端ベルトの内面について、摩耗が抑えられつつ小粒径の摩耗粉についても除去される定着装置および画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
循環移動する無端ベルト、
上記無端ベルトを加熱する加熱源、
上記無端ベルトの内面に宛がわれる宛て部材、および、
上記無端ベルトの内面に接触し無端ベルトの循環移動に伴って内面を摺擦することにより内面を清掃する清掃部材を備えた加熱組立体と、
上記無端ベルト外面を上記宛て部材に向けて押圧し定着前のトナー像を保持した媒体を無端ベルトとの間に受け入れ、上記加熱組立体と共同してトナー像を媒体に定着させる押圧部材とを有し、
上記清掃部材が、上記無端ベルトに清掃部材が接触している接触領域内における、無端ベルトの移動方向最上流部よりも移動方向下流側に寄った部分における無端ベルトへの接触圧力が最高となるように接触圧力分布をもって無端ベルトに接触したものであり、
上記清掃部材が、
上記無端ベルト内面に接触する接触部材と、
上記接触部材を保持して上記無端ベルト内面に押し当てる保持部材とを備え、
上記接触部材が上記移動方向に厚み分布を有し、上記無端ベルト内面に押し当てられたときに上記接触領域に亘ってその内面に接触するように弾性変形し、厚みの大きい場所では小さい場所よりも大きな接触圧力を生じて上記接触圧力分布を形成するものであることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の画像形成装置は、
静電潜像を形成しトナーで現像してトナー像を形成しトナー像を媒体に引き渡す像形成部と、
上記媒体に引き渡された未定着のトナー像を媒体上に定着させる定着部とを有し、
上記定着部が、
循環移動する無端ベルト、
上記無端ベルトを加熱する加熱源、
上記無端ベルトの内面に宛がわれる宛て部材、および、
上記無端ベルトの内面に接触し無端ベルトの循環移動に伴って内面を摺擦することにより内面を清掃する清掃部材を備えた加熱組立体と、
上記無端ベルト外面を上記宛て部材に向けて押圧し定着前のトナー像を保持した媒体を無端ベルトとの間に受け入れ、上記加熱組立体と共同してトナー像を媒体に定着させる押圧部材とを有し、
上記清掃部材が、上記無端ベルトに清掃部材が接触している接触領域内における、無端ベルトの移動方向最上流部よりも移動方向下流側に寄った部分における無端ベルトへの接触圧力が最高となるように接触圧力分布をもって無端ベルトに接触したものであり、
上記清掃部材が、
上記無端ベルト内面に接触する接触部材と、
上記接触部材を保持して上記無端ベルト内面に押し当てる保持部材とを備え、
上記接触部材が上記移動方向に厚み分布を有し、上記無端ベルト内面に押し当てられたときに上記接触領域に亘ってその内面に接触するように弾性変形し、厚みの大きい場所では小さい場所よりも大きな接触圧力を生じて上記接触圧力分布を形成するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の定着装置および請求項２の画像形成装置によれば、本構成を有しない場合と比べて、無端ベルトの内面について、摩耗が抑えられつつ小粒径の摩耗粉についても除去される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の画像形成装置の第１実施形態を示す構成図である。
【図２】定着装置の内部構造の概略を模式的に示す図である。
【図３】図２に示す内面清掃部材を示す模式的な分解図である。
【図４】無端ベルトの内面に接触部材が押し当てられた状態の内面清掃部材を示す図である。
【図５】第２実施形態の内面清掃部材を示す模式的な分解図である。
【図６】無端ベルトの内面に接触部材が押し当てられた状態の内面清掃部材を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１６】
まず、第１実施形態について説明する。
【００１７】
図１は、本発明の画像形成装置の第１実施形態を示す構成図である。
【００１８】
図１に示す画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（Ｋ）の各色毎に像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋを並列的に配置してなるタンデム型のカラープリンタである。この画像形成装置１では、単色の画像のプリントが実行されるほか、４色のトナー像からなるフルカラーの画像のプリントも実行される。トナーカートリッジ１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋには、ＹＭＣＫ各色のトナーが収容されている。トナーは、例えば平均粒径が２μｍ以上７μｍ以下であり、円相当径が０．９５以上１．０以下である。また、トナーカートリッジ１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋには、トナーの外添剤として潤滑剤も含まれている。
【００１９】
４つの像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、ほぼ同様の構成を有しているため、これらを代表してイエローに対応する像形成部１０Ｙを取り上げて説明する。像形成部１０Ｙは、感光体１１Ｙ、帯電器１２Ｙ、露光器１３Ｙ、現像器１４Ｙ、および一次転写器１５Ｙを備えている。また、像形成部１０Ｙには、感光体１１Ｙを清掃する感光体クリーナ１６Ｙが設けられている。
【００２０】
感光体１１Ｙは円筒状の基体表面に感光体層が設けられたドラムであり、表面に形成される像を保持して円筒の軸周りである矢印Ａ方向に回転する。帯電器１２Ｙ、露光器１３Ｙ、現像器１４Ｙ、一次転写器１５Ｙ、および感光体クリーナ１６Ｙは、感光体１１Ｙの周囲に矢印Ａ方向の順に配置されている。
【００２１】
帯電器１２Ｙは、感光体１１Ｙの表面を帯電させる。帯電器１２Ｙは、感光体１１Ｙの表面に接触する帯電ロールである。帯電器１２Ｙには、現像器１４Ｙにおけるトナーと同極性の電圧が印加されており、接触する感光体１１Ｙの表面を帯電させる。露光器１３Ｙは、感光体１１Ｙに露光光を照射することで、感光体１１Ｙの表面を露光する。露光器１３Ｙは、画像形成装置１外部から供給される画像信号に応じたレーザ光を発光し、レーザ光で感光体１１Ｙの表面を走査する。
【００２２】
現像器１４Ｙは、現像剤を用いて感光体１１Ｙの表面を現像する。現像器１４Ｙにはトナーカートリッジ１８Ｙからトナーが供給される。現像器１４Ｙは、磁性キャリアとトナーが混合された現像剤を撹拌することでトナーおよび磁性キャリアを帯電し、帯電したトナーで感光体１１Ｙ表面を現像する。一次転写器１５Ｙは、中間転写ベルト３０を挟んで感光体１１Ｙに対向したロールである。一次転写器１５Ｙは、感光体１１Ｙに対する電圧が印加されることで、感光体１１Ｙ上のトナー像を中間転写ベルト３０に転写する。
【００２３】
感光体クリーナ１６Ｙは、感光体１１Ｙの表面のうち、一次転写器１５Ｙで転写が行われた部分に残ったトナー（残留トナー）を除去することによって、感光体１１Ｙの表面を清掃する。
【００２４】
画像形成装置１には、中間転写ベルト３０、定着装置１００、用紙搬送部８０、および制御部１Ａも備えられている。中間転写ベルト３０は、ベルト支持ロール３１〜３４に架け渡された無端のベルトである。中間転写ベルト３０は、像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、および二次転写器５０を経由する矢印Ｂの方向に循環移動する。中間転写ベルト３０には、像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋから各色のトナー像が転写される。中間転写ベルト３０は、これら各色のトナー像を保持しながら移動する。
【００２５】
二次転写器５０は、ベルト支持ロール３１〜３４の一つであるバックアップロール３４との間に中間転写ベルト３０および用紙Ｐを挟んで回転するロールである。二次転写器５０は、トナーの帯電極性とは逆極性の電圧が印加されることで、中間転写ベルト３０上のトナー像を用紙Ｐに転写する。
【００２６】
像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、中間転写ベルト３０、および二次転写器５０を合わせたものが、本発明にいう像形成部の一例に相当する。
【００２７】
定着装置１００は、トナー像を用紙Ｐ上に定着させる装置である。定着装置１００が、本発明にいう定着装置の一実施形態に相当する。また、この定着装置１００は、本発明にいう画像形成装置が有する定着部の一例にも相当している。この定着装置１００については、後で詳細に説明する。
【００２８】
用紙搬送部８０は、用紙収容器Ｔに収容された用紙Ｐを取り出す取出ロール８１、取り出された用紙Ｐを捌く捌きロール８２、用紙Ｐを搬送する搬送ロール８３を備えている。用紙搬送部８０は、さらに、用紙Ｐを二次転写器５０に搬送するレジストレーションロール８４、および、用紙Ｐを外部に排出する排出ロール８６も備えている。用紙搬送部８０は、用紙Ｐを、二次転写器５０および定着装置１００を経由する用紙搬送路Ｒに沿って搬送する。
【００２９】
図１に示す画像形成装置１の基本動作を説明すると、イエローに対応する像形成部１０Ｙでは、感光体１１Ｙが矢印Ａ方向に回転し、感光体１１Ｙの表面が帯電器１２Ｙによって帯電する。露光器１３Ｙは、外部から供給される画像信号のうちのイエローに対応する画像信号に基づく露光光を感光体１１Ｙの表面に照射することで、感光体１１Ｙの表面に静電潜像を形成する。現像器１４Ｙは、トナーカートリッジ１８Ｙからイエローのトナーの供給を受け、感光体１１Ｙの静電潜像をトナーで現像することで、トナー像を形成する。感光体１１Ｙは、表面に形成されたイエローのトナー像を保持して回転する。感光体１１Ｙの表面に形成されたトナー像は、一次転写器１５Ｙによって中間転写ベルト３０に転写される。転写後、感光体１１Ｙに残留した残留トナーは、感光体クリーナ１６Ｙによって除去される。
【００３０】
中間転写ベルト３０は、矢印Ｂ方向に巡回移動している。イエロー以外の色に対応する像形成部１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、像形成部１０Ｙと同様、それぞれの色に対応するトナー像を形成する。そして、中間転写ベルト３０に、像形成部１０Ｙで転写されたトナー像に重ねられて、それぞれの色のトナー像が転写されていく。
【００３１】
用紙収容器Ｔからは、用紙Ｐが取出ロール８１によって取り出される。用紙Ｐは、搬送ロール８３およびレジストレーションロール８４によって、用紙搬送路Ｒを二次転写器５０に向かう矢印Ｃ方向に搬送される。レジストレーションロール８４は、用紙Ｐを、中間転写ベルト３０上にトナー像が転写されるタイミングに基づいて二次転写器５０に送り込む。二次転写器５０は、中間転写ベルト３０のトナー像を用紙Ｐに転写する。トナー像が転写された用紙Ｐは定着装置１００に搬送され、定着装置１００によって用紙Ｐ上に転写されたトナー像が定着される。このようにして、用紙Ｐに画像が形成される。画像が形成された用紙Ｐは排出ロール８６によって画像形成装置１の外部に排出される。
【００３２】
次に、定着装置１００について説明する。
【００３３】
図２は、定着装置の内部構造の概略を模式的に示す図である。
【００３４】
定着装置１００は、基台１０１、フレーム１０２、無端ベルト１０３、張架ロール１０４、３つの位置決めロール１０５、外部加熱ロール１０６、固定パッド１０７、および摺擦シート１０８を備えている。
【００３５】
定着装置１００は、図１の画像形成装置１に着脱自在に装着される。画像形成装置１には、この定着装置１００を受け入れて支持する不図示のガイドフレームが設けられている。定着装置１００の基台１０１は、そのガイドフレームに沿って着脱自在に支持される台であり、この基台１０１上に、定着装置１００のフレーム１０２が構築されている。
【００３６】
張架ロール１０４、３つの位置決めロール１０５、および外部加熱ロール１０６は、フレーム１０２に回転自在に支持されている。一方、固定パッド１０７は、そのフレーム１０２に固定されている。
【００３７】
無端ベルト１０３は、張架ロール１０４、３つの位置決めロール１０５に掛け回されており、さらに、内面に固定パッド１０７が宛がわれている。また、３つの位置決めロール１０５のうち、図中右上側の位置決めロール１０５との間に無端ベルト１０３を挟んで、外部加熱ロール１０６がフレーム１０２に回転自在に支持されている。
【００３８】
この無端ベルト１０３は、ポリイミドで形成された厚さが７０〜１００μｍの基材の上に、厚さが３００〜６００μｍのシリコーンゴム層と、厚さが２０〜５０μｍの離型層とが設けられたものである。離形層は、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）等の離型性の高いフッ素系の樹脂材料で形成されている。また、この無端ベルト１０３の内面は、張架ロール１０４、位置決めロール１０５、および摺擦シート１０８との接触面積を小さくしてこれらの部材に対する摩擦抵抗を低減するために粗面加工されている。
【００３９】
固定パッド１０７は、紙面に直交する方向に延びる概略直方体形状を有しており、無端ベルト１０３の内面に宛がわれている。
【００４０】
また、固定パッド１０７と無端ベルト１０３に挟まれた状態で、摺擦シート１０８が固定パッド１０７に固定されている。
【００４１】
摺擦シート１０８は、無端ベルト１０３に対する摩擦抵抗を低減するために、低摩擦材料であるＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素系の樹脂材料で形成されている。また、摺擦シート１０８は、せん断力とクリープ量を低減するために、厚さが２００〜５００μｍのシートとなっている。
【００４２】
また、張架ロール１０４の内部、外部加熱ロール１０６の内部、および固定パッド１０７の内部のそれぞれには、無端ベルト１０３を加熱するヒータ１０９が設けられている。無端ベルト１０３が本発明にいう無端ベルトの一例に相当し、固定パッド１０７が本発明にいう宛て部材の一例に相当し、ヒータ１０９が本発明にいう加熱源の一例に相当する。
【００４３】
また、定着装置１００では、無端ベルト１０３の外面を固定パッド１０７に向けて押圧するように、押圧ロール１１０がフレーム１０２に回転自在に支持されている。押圧ロール１１０の押圧により、この押圧ロール１１０と、固定パッド１０７が内面に宛がわれた無端ベルト１０３との間に、用紙Ｐを挟むニップ領域が形成される。
【００４４】
また、押圧ロール１１０は、図２では図示が省略されている駆動機構によって、ニップ領域が形成された状態で矢印Ｄ方向に回転駆動される。押圧ロール１１０が、本発明にいう押圧部材の一例に相当する。
【００４５】
押圧ロール１１０が回転すると、無端ベルト１０３が、この押圧ロール１１０の回転に従動して矢印Ｅ方向に循環移動する。また、この循環移動時には、上記の摺擦シート１０８が、無端ベルト１０３の内面を摺擦する。摺擦シート１０８が、本発明にいう摺擦シートの一例に相当する。また、上記の無端ベルト１０３、固定パッド１０７、ヒータ１０９、および摺擦シート１０８を合わせたものが、本発明にいう加熱組立体の一例に相当する。
【００４６】
定着装置１００は、図１にも示す矢印Ｃ方向に搬送されてきた、未定着のトナー像を保持した用紙Ｐを、ニップ領域の入口側へとさらに搬送する入口側搬送ベルト１１１を備えている。この入口側搬送ベルト１１１とニップ領域の入口との間には、用紙Ｐをニップ領域の入口へと案内する入口側案内部１１２が配置されている。用紙Ｐは、入口側搬送ベルト１１１と入口側案内部１１２によってニップ領域に送り込まれる。
【００４７】
ニップ領域に送り込まれた用紙Ｐは、上記のヒータ１０９によって加熱された無端ベルト１０３によって加熱され押圧ロール１１０によって加圧されるとともに、ニップ領域の出口へと搬送される。用紙Ｐに保持されたトナー像は、このニップ領域を通過中に、無端ベルト１０３と押圧ロール１１０から加えられる熱と押圧力によってその用紙Ｐに定着される。
【００４８】
ニップ領域の出口には、用紙Ｐを、図１に示す排出ロール８６側へと搬送する出口側搬送ベルト１１３と、用紙Ｐを、ニップ領域の出口から出口側搬送ベルト１１３へと案内する出口側案内部１１４とが配置されている。トナー像定着済みの用紙Ｐは、これらの部材によって排出ロール８６へと搬送される。
【００４９】
また、定着装置１００は、３つの位置決めロール１０５のうち図中左側の位置決めロール１０５との間に無端ベルト１０３を挟む位置に清掃ロール１１５を備えている。トナー像定着後の無端ベルト１０３の外面に付着している異物が、この清掃ロール１１５によって除去される。
【００５０】
さらに、図中左側の位置決めロール１０５と固定パッド１０７との間には、無端ベルト１０３の内面に接触して、この内面に付着している摩耗粉等の異物を除去する内面清掃部材１１６が配置されている。内面清掃部材１１６は、フレーム１０２に取外し可能に固定されている。この内面清掃部材１１６については後述するように寿命が予め定められており、寿命に達した内面清掃部材１１６は、メンテナンス要員によって新品と交換される。内面清掃部材１１６が、本発明にいう清掃部材の一例に相当する。
【００５１】
この内面清掃部材１１６には、無端ベルト１０３の内面と摺擦シート１０８等との間の摩擦抵抗を低減させるための潤滑オイルが含浸されている。内面清掃部材１１６は、無端ベルト１０３の内面にこの潤滑オイルを塗布する役割も担っている。また、上述したように無端ベルト１０３の粗面加工された内面は、その塗布された潤滑オイルを粗面に保持して、潤滑性を維持する役割も担っている。
【００５２】
図３は、図２に示す内面清掃部材を示す模式的な分解図である。
【００５３】
内面清掃部材１１６は、無端ベルト１０３の内面に接触する接触部材１１６ａと、この接触部材１１６ａを保持して無端ベルト１０３の内面に押し当てる保持部材１１６ｂとを有している。図３には、接触部材１１６ａおよび保持部材１１６ｂが、図２にも示す無端ベルト１０３の移動方向（矢印Ｅ方向）に沿った断面で示されている。接触部材１１６ａが本発明にいう接触部材の一例に相当し、保持部材１１６ｂが本発明にいう保持部材の一例に相当する。
【００５４】
接触部材１１６ａは、発泡体で形成されていて潤滑オイルが含浸されている。この接触部材１１６ａは、矢印Ｅ方向の幅が３０ｍｍとなっている。また、紙面に直交する方向の幅は、無端ベルト１０３の幅と同じ幅となっている。さらに、接触部材１１６ａは、矢印Ｅ方向について、両端部の厚さが１０ｍｍで中央部にかけて保持部材１１６ｂ側に漸増し、中央部の厚さが１５ｍｍとなる厚み分布を有している。
【００５５】
保持部材１１６ｂは、接触部材１１６ａを収容する凹部１１６ｂ＿１を有し、その凹部１１６ｂ＿１の底面が、無端ベルト１０３の内面に対して凡そ並行となる姿勢で、図２に示すフレーム１０２に固定されている。接触部材１１６ａは、そのように固定された保持部材１１６ｂの凹部１１６ｂ＿１に嵌め込まれており、この保持部材１１６ｂによって無端ベルト１０３の内面に押し当てられている。
【００５６】
図４は、無端ベルトの内面に接触部材が押し当てられた状態の内面清掃部材を示す図である。
【００５７】
図４のパート（Ａ）には、内面清掃部材１１６が示されている。また、図４のパート（Ｂ）には、無端ベルト１０３の内面に接触部材１１６ａが接触している接触領域Ａ−Ｂ内における接触圧力分布を示すグラフＧ１が示されている。グラフＧ１では、横軸に無端ベルト１０３の移動方向（矢印Ｅ方向）についての位置がとられており、縦軸に各位置における接触圧力がとられている。そして、このグラフＧ１には、接触領域Ａ−Ｂ内における接触圧力分布を示す実線Ｌ１が記載されている。
【００５８】
上述したように、接触部材１１６ａは発泡体で形成されている。このため、接触部材１１６ａは、無端ベルト１０３の内面に対して凡そ並行な底面を有する凹部１１６ｂ＿１に嵌め込まれて無端ベルト１０３の内面に押し当てられると弾性変形する。接触部材１１６ａは、矢印Ｅ方向について図３に示す厚み分布を有しており、上記の弾性変形における変形量は中央部に向かう程大きい。その結果、接触領域Ａ−Ｂ内における接触圧力分布は、グラフＧ１の実線Ｌ１が示すように、接触圧力が中央部に向かって漸増して中央部で最大となる分布となる。
【００５９】
ここで、無端ベルト１０３の内面は、上述した粗面加工や、内面清掃部材１１６によって塗布される潤滑オイルによって、摺擦シート１０８等との間の摩擦抵抗が低減されている。ここで、長期に亘って定着装置１００が使用される間には、無端ベルト１０３の内面が摺擦シート１０８等との接触によって僅かずつではあるが摩耗されて摩耗粉が発生する。
【００６０】
仮に、定着装置１００が、図４等に示す内面清掃部材１１６を備えておらず摩耗粉が無端ベルト１０３の内面に付着したままである場合、摩耗粉が増えていくに従って摺擦シート１０８等との間の摩擦抵抗が増加する。また、本来は摩擦抵抗を低減させる役割を果たす無端ベルト１０３の内面の潤滑オイルが摩耗粉と混合されると、高粘度化して摺擦シート１０８等との間の摩擦抵抗を却って増加させる事態を招く恐れがある。さらに、摺擦シート１０８等に対する接触面積を低減するために粗面加工された無端ベルト１０３の内面は、摩耗粉発生の観点から見ると、摩耗粉の発生を助長する働きをすることがある。
【００６１】
内面清掃部材１１６は、このような摩耗粉を無端ベルト１０３の内面から除去する。除去された摩耗粉は、発泡体で形成された接触部材１１６ａの内部に蓄積される。この内面清掃部材１１６については、摩耗粉の蓄積量が許容量に達するまでの期間が寿命として予め定められている。潤滑オイルは、この寿命に達するまでの間、無端ベルト１０３の内面に塗布し続けるに足る量が接触部材１１６ａに含浸されている。上述したように、寿命に達した内面清掃部材１１６は、メンテナンス要員によって新品と交換される。
【００６２】
摩耗粉の多くは、粒径が３〜４μｍの小粒径の摩耗粉と粒径が４〜１５μｍの大粒径の摩耗粉とが混在したものである。そして、除去対象の面に接触した部材で摩耗粉を除去しようとする場合、小粒径の摩耗粉の除去には大粒径の摩耗粉の除去と比較して大きな接触圧力を要することが多い。
【００６３】
内面清掃部材１１６では、保持部材１１６ｂと無端ベルト１０３の内面との間隔が、図４に示す接触領域Ａ−Ｂの両端部の接触圧力が、大粒径の摩耗粉の除去に十分な接触圧力となる間隔となっている。また、接触部材１１６ａの図３に示す中央部の寸法は、接触領域Ａ−Ｂの中央部の接触圧力が、小粒径の摩耗粉の除去に十分な接触圧力となる寸法となっている。
【００６４】
この内面清掃部材１１６では、図４に示す接触領域Ａ−Ｂにおける、無端ベルト１０３の移動方向（矢印Ｅ方向）上流側の端部周辺で主に大粒径の摩耗粉が接触部材１１６ａによって除去される。このとき、小粒径の摩耗粉の多くは、接触圧力不足でこの上流側の端部周辺をすり抜ける。そして、そのすり抜けた小粒径の摩耗粉が、接触領域Ａ−Ｂの中央部で接触部材１１６ａによって除去される。
【００６５】
また、上述したように、内面清掃部材１１６では、小粒径の摩耗粉の除去に十分な相対的に大きな接触圧力は、図４に示す接触領域Ａ−Ｂにおける中央部に限定されている。仮に接触領域Ａ−Ｂの全域に渡って接触圧力をこのような大きな接触圧力とした場合、内面清掃部材１１６と無端ベルト１０３の内面との間に摩耗が生じてしまう恐れがある。内面清掃部材１１６では、大きな接触圧力の箇所が限定されており、このような摩耗の発生が抑えられる。
【００６６】
さらに、内面清掃部材１１６では、接触領域Ａ−Ｂにおける無端ベルト１０３の移動方向（矢印Ｅ方向）上流側の端部の接触圧力が、大粒径の摩耗粉の除去に十分な程度の相対的に低い接触圧力に抑えられている。仮に、この上流側の端部の接触圧力が、小粒径の摩耗粉の除去に十分な相対的に大きな接触圧力となっていた場合、この上流側の端部周辺で除去される摩耗粉の量が多くなり過ぎる恐れがある。すると、接触部材１１６ａのこの上流側の端部周辺に短い期間の間に摩耗粉が許容以上に蓄積することとなり、延いては内面清掃部材１１６の寿命が短くなる恐れがある。
【００６７】
これに対し、内面清掃部材１１６では、接触部材１１６ａの上流側の端部周辺での摩耗粉の除去が主として大粒径の摩耗粉に留められ、小粒径の摩耗粉については、接触部材１１６ａの中央部に任されている。このように、内面清掃部材１１６では、接触部材１１６ａ内における摩耗粉の蓄積箇所が分散され摩耗粉蓄積量の局所的な増大が抑えられている。
【００６８】
また、内面清掃部材１１６では、上記の接触圧力分布が、接触部材１１６ａにおける無端ベルト１０３の移動方向（矢印Ｅ方向）の厚み分布という単純な構造によって実現されている。
【００６９】
尚、以上に説明した第１実施形態では、本発明にいう厚み分布の一例として、無端ベルトの移動方向について、両端から中央部にかけて厚みが漸増する厚み分布が例示されている。しかしながら、本発明にいう厚み分布はこれに限るものではなく、例えば、無端ベルトの移動方向最上流部から最下流部にかけて厚みが漸増する厚み分布であっても良い。あるいは、無端ベルトの移動方向最上流部よりも下流側に寄ったいずれかの箇所の厚みが局所的に他の箇所よりも厚くなっている階段状の厚み分布であっても良い。
【００７０】
また、第１実施形態では、本発明にいう厚み分布の一例として、無端ベルトの移動方向最上流部よりも下流側に寄った部分の厚みが、保持部材に向かって厚くなっている厚み分布が例示されている。しかしながら、本発明にいう厚み分布はこれに限るものではなく、例えば、無端ベルトの移動方向最上流部よりも下流側に寄った部分の厚みが、無端ベルト側に向かって厚くなっている厚み分布であっても良い。
【００７１】
次に、第２実施形態について説明する。
【００７２】
この第２実施形態は、内面清掃部材を除いて、画像形成装置や定着装置の構成は、上述の第１実施形態と同様である。そこで、以下では、この第２実施形態について、画像形成装置や定着装置の構成についての図示や説明は割愛し、第１実施形態との相違点である内面清掃部材に注目して説明を行う。
【００７３】
尚、以下の説明では、第１実施形態の画像形成装置１や定着装置１００を示す図１や図２を適宜に参照する。
【００７４】
図５は、第２実施形態の内面清掃部材を示す模式的な分解図である。
【００７５】
図５に示す内面清掃部材２０１は、無端ベルト１０３の内面に接触する接触部材２０１ａと、この接触部材２０１ａを保持して無端ベルト１０３の内面に押し当てる保持部材２０１ｂとを有している。図５には、接触部材２０１ａおよび保持部材２０１ｂが、図２にも示す無端ベルト１０３の移動方向（矢印Ｅ方向）に沿った断面で示されている。接触部材２０１ａも本発明にいう接触部材の一例に相当し、保持部材２０１ｂも本発明にいう保持部材の一例に相当する。
【００７６】
接触部材２０１ａは、発泡体で形成されていて潤滑オイルが含浸されている。この接触部材２０１ａは、矢印Ｅ方向の幅が３０ｍｍとなっている。また、紙面に直交する方向の幅は、無端ベルト１０３の幅と同じ幅となっている。さらに、接触部材２０１ａは、１５ｍｍの一定の厚さを有している。
【００７７】
保持部材２０１ｂは、無端ベルト１０３の内面側とは反対側の上面が、無端ベルト１０３の内面に対して凡そ並行となる姿勢で、図２に示すフレーム１０２に固定されている。この保持部材２０１ｂは、接触部材２０１ａを収容する凹部２０１ｂ＿１を有している。この凹部２０１ｂ＿１は、無端ベルト１０３の移動方向（矢印Ｅ方向）の上流側から下流側にかけて徐々に浅くなっている。
【００７８】
接触部材２０１ａは、フレーム１０２に上記のように固定された保持部材２０１ｂの凹部２０１ｂ＿１に嵌め込まれており、この保持部材２０１ｂによって無端ベルト１０３の内面に押し当てられている。
【００７９】
図６は、無端ベルトの内面に接触部材が押し当てられた状態の内面清掃部材を示す図である。
【００８０】
図６のパート（Ａ）には、内面清掃部材２０１が示されている。また、図６のパート（Ｂ）には、無端ベルト１０３の内面に接触部材２０１ａが接触している接触領域Ａ−Ｂ内における接触圧力分布を示すグラフＧ２が示されている。グラフＧ２では、横軸に無端ベルト１０３の移動方向（矢印Ｅ方向）についての位置がとられており、縦軸に各位置における接触圧力がとられている。そして、このグラフＧ２には、接触領域Ａ−Ｂ内における接触圧力分布を示す実線Ｌ２が記載されている。
【００８１】
上述したように、保持部材２０１ｂが有する凹部２０１ｂ＿１は、無端ベルト１０３の移動方向（矢印Ｅ方向）の上流側から下流側にかけて徐々に浅くなっている。このため、保持部材２０１ｂは、この凹部２０１ｂ＿１に嵌め込まれた接触部材２０１ａを、次のような押当て圧力分布をもって無端ベルト１０３の内面に押し当てることとなる。即ち、この押当て圧力分布は、無端ベルト１０３の移動方向（矢印Ｅ方向）の上流側から下流側にかけて押当て圧力が漸増する分布となる。
【００８２】
ここで、上述したように、接触部材２０１ａは発泡体で形成されている。このため、接触部材２０１ａは、保持部材２０１ｂによって無端ベルト１０３の内面に押し当てられると弾性変形する。そして、上記の押当て圧力分布により、その弾性変形における変形量は無端ベルト１０３の移動方向（矢印Ｅ方向）の下流側の端部に向かう程大きくなる。
【００８３】
その結果、接触領域Ａ−Ｂ内における接触圧力分布は、グラフＧ２の実線Ｌ２が示すように、接触圧力が無端ベルト１０３の移動方向（矢印Ｅ方向）の上流側から下流側にかけて漸増して下流側の端部で最大となる分布となる。
【００８４】
内面清掃部材２０１では、保持部材２０１ｂと無端ベルト１０３の内面との間隔が、図６に示す接触領域Ａ−Ｂの無端ベルト１０３の移動方向（矢印Ｅ方向）の最上流部の接触圧力が、大粒径の摩耗粉の除去に十分な接触圧力となる間隔となっている。
【００８５】
また、保持部材２０１ｂの凹部２０１ｂ＿１の底面の傾斜は、接触領域Ａ−Ｂの無端ベルト１０３の移動方向（矢印Ｅ方向）の最下流部の接触圧力が、小粒径の摩耗粉の除去に十分な接触圧力となる傾斜となっている。
【００８６】
この内面清掃部材２０１では、図６に示す接触領域Ａ−Ｂにおける、無端ベルト１０３の移動方向（矢印Ｅ方向）上流側の端部周辺で主に大粒径の摩耗粉が接触部材２０１ａによって除去される。このとき、小粒径の摩耗粉の多くは、接触圧力不足でこの上流側の端部周辺をすり抜ける。そして、そのすり抜けた小粒径の摩耗粉が、接触領域Ａ−Ｂにおける、無端ベルト１０３の移動方向（矢印Ｅ方向）下流側の端部周辺で接触部材２０１ａによって除去される。
【００８７】
また、上述したように、内面清掃部材２０１では、小粒径の摩耗粉の除去に十分な相対的に大きな接触圧力は、図６に示す接触領域Ａ−Ｂにおける、無端ベルト１０３の移動方向（矢印Ｅ方向）下流側の端部に限定されている。仮に接触領域Ａ−Ｂの全域に渡って接触圧力をこのような大きな接触圧力とした場合、内面清掃部材２０１と無端ベルト１０３の内面との間に摩耗が生じてしまう恐れがある。内面清掃部材２０１では、大きな接触圧力の箇所が限定されており、このような摩耗の発生が抑えられる。
【００８８】
さらに、内面清掃部材２０１では、接触領域Ａ−Ｂにおける無端ベルト１０３の移動方向（矢印Ｅ方向）上流側の端部の接触圧力が、大粒径の摩耗粉の除去に十分な程度の相対的に低い接触圧力に抑えられている。仮に、この上流側の端部の接触圧力が、小粒径の摩耗粉の除去に十分な相対的に大きな接触圧力となっていた場合、この上流側の端部周辺で除去される摩耗粉の量が多くなり過ぎる恐れがある。すると、接触部材２０１ａのこの上流側の端部周辺に短い期間の間に摩耗粉が許容以上に蓄積することとなり、延いては内面清掃部材２０１の寿命が短くなる恐れがある。
【００８９】
これに対し、内面清掃部材２０１では、接触部材２０１ａの上流側の端部周辺での摩耗粉の除去が主として大粒径の摩耗粉に留められ、小粒径の摩耗粉については、接触部材２０１ａの下流側の端部周辺に任されている。このように、内面清掃部材２０１では、接触部材２０１ａ内における摩耗粉の蓄積箇所が分散され摩耗粉蓄積量の局所的な増大が抑えられている。
【００９０】
また、内面清掃部材２０１では、上記の接触圧力分布が、保持部材２０１ｂの、接触部材２０１ａが嵌め込まれる凹部２０１ｂ＿１の形状という単純な構造によって実現されている。さらに、発泡材を加工して図３に示す形状を有する第１実施形態の接触部材１１６ａを得ることに比べると、樹脂や金属を加工して図５に示す形状を有する保持部材２０１ｂを得る方が安価で済む。
【００９１】
尚、以上に説明した第２実施形態では、本発明にいう押当て圧力分布の一例として、接触部材における無端ベルトの移動方向上流側の端部から下流側の端部にかけて押当て圧力が漸増する分布が例示されている。しかしながら、本発明にいう押当て圧力分布はこれに限るものではなく、例えば、接触部材における、無端ベルトの移動方向についての両端から中央部にかけて押当て圧力が漸増し中央部で最大となる分布であっても良い。このような押当て圧力分布は、例えば、接触部材が嵌め込まれる凹部が無端ベルトの移動方向についての両端から中央部にかけて徐々に浅くなっている保持部材等によって実現される。また、本発明にいう押当て圧力分布は、無端ベルトの移動方向最上流部よりも下流側に寄ったいずれかの箇所で押当て圧力が局所的に他の箇所よりも大きくなっている階段状の分布であっても良い。このような階段状の押当て圧力分布は、例えば、接触部材が嵌め込まれる凹部が無端ベルトの移動方向最上流部よりも下流側に寄ったいずれかの箇所で局所的に浅くなった階段構造を有している保持部材等によって実現される。
【００９２】
また、上述の第１実施形態および第２実施形態では、本発明にいう接触圧力分布を得るために、接触部材と保持部材との一方の形状のみを工夫した形態が例示されている。しかしながら、本発明にいう接触圧力分布を得るための形態は、例えば、接触部材と保持部材との両方の形状を工夫した形態であっても良い。
【００９３】
また、第１実施形態および第２実施形態では、張架ロール、固定パッド、外部加熱ロール、および定着ロールそれぞれの内部にヒータを設ける構成が例示されている。しかしながら、定着装置は、例えば、張架ロールや固定パッドや外部加熱ロールや定着ロールのいずれか１つに設けられたヒータで無端ベルトを加熱するもの等であっても良い。
【００９４】
また、第１実施形態および第２実施形態では、本発明の画像形成装置の一例としてタンデム型のカラープリンタが例示されている。しかしながら、本発明の画像形成装置は、複数の現像器が回転軸の回りに配置されたいわゆるロータリー型のカラープリンタであっても良く、あるいはモノクロのプリンタであっても良い。また、本発明の画像形成装置は、プリンタに限るものではなく、複写機やファクシミリ等であっても良い。
【符号の説明】
【００９５】
１    画像形成装置
１Ａ    制御部
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ    像形成部
１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ    感光体
１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ    帯電器
１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ    露光器
１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ    現像器
１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ    一次転写器
１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋ    感光体クリーナ
１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋ    トナーカートリッジ
３０    中間転写ベルト
３１，３２，３３    ベルト支持ロール
３４    バックアップロール
５０    二次転写器
８０    用紙搬送部
８１    取出ロール
８２    捌きロール
８３    搬送ロール
８４    レジストレーションロール
８６    排出ロール
１００    定着装置
１０１    基台
１０２    フレーム
１０３    無端ベルト
１０４    張架ロール
１０５    位置決めロール
１０６    外部加熱ロール
１０７    固定パッド
１０８    摺擦シート
１０９    ヒータ
１１０    押圧ロール
１１１    入口側搬送ベルト
１１２    入口側案内部
１１３    出口側搬送ベルト
１１４    出口側案内部
１１５    清掃ロール
１１６，２０１    内面清掃部材
１１６ａ，２０１ａ    接触部材
１１６ｂ，２０１ｂ    保持部材
１１６ｂ＿１，２０１ｂ＿１    凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
0005945918.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005945918.tif 000006
【図６】
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