(57)【要約】【課題】定着装置及びこれを用いた画像形成装置において、分離爪によるベルトの傷を目立たなくさせ、スジのない良質な画像を提供する。【解決手段】少なくとも１つの加熱ローラを含む複数のローラ２６ａ，２６ｂに懸架された無端状定着ベルト２６と、該無端状定着ベルト２６に圧接して転写紙Ｐ上のトナーを定着するニップ部Ｎを形成する加圧ローラ２７と、前記無端状定着ベルト２６の表面に接触し該無端状定着ベルト２６への転写紙Ｐの巻き付きを防止する分離手段２６１と、前記無端状定着ベルト２６の表面を研磨する研磨手段２６３とを具備する。【選択図】図１
2006317881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの加熱ローラを含む複数のローラに懸架された無端状定着ベルトと、該無端状定着ベルトに圧接して転写紙上のトナーを定着するニップ部を形成する加圧ローラと、前記無端状定着ベルトの表面に接触し該無端状定着ベルトへの転写紙の巻き付きを防止する分離手段とを具備する定着装置において、
前記無端状定着ベルトの表面を研磨する研磨手段を具備することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記無端状定着ベルト表面の残留トナーを除去するクリーニング手段を具備し、該クリーニング手段の下流に前記研磨手段を配置することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記研磨手段は、前記無端状定着ベルトの回転方向とは異なった方向へ揺動することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置を備え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、電子写真方式、静電記録方式等を利用したＦＡＸ、プリンタ、複写機などの画像形成装置に用いられる定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やファクシミリあるいはプリンタさらには印刷機などの画像形成装置においては、例えば記録用紙などのシート上に転写されて担持されている未定着画像を加熱定着することにより複写物や記録物を得ることができる。定着に際しては、未定着画像を担持しているシートを挟持搬送しながら未定着画像を加熱することにより未定着画像中に含まれる現像剤、特にトナーの溶融軟化及びシートへの浸透を行わせることによりシートにトナーを定着することが行われる。
【０００３】
この種の画像形成装置には、像担持体から転写定着部材を介さずに転写部材直接の転写定着同時方式の他、中間転写体に加圧部材を圧接してニップを形成し、トナーをニップ手前で加熱し、加熱されたトナーをニップで記録媒体に定着する二次転写定着方式のものがある（例えば特許文献１、特許文献２参照。）。この方式では、中間転写体から記録媒体への２次転写は静電気力ではなく定着の熱によって行われる。また、トナーの加熱時間を長く設定することができる。
【０００４】
また、高速の画像形成装置では、連続通紙時の定着装置の温度低下による定着不良の防止や、耐久性向上のためにニップを形成するローラ対は大口径ローラにより構成されるのが普通である。昨今、定着ローラの曲率分離を利用して非接触とした分離方式の画像形成装置もあるが、これは口径の比較的小さいローラにおいては有効な手段であるが、上記大口径ローラを採用した画像形成装置では、薄紙や先端余白の少ない画像においては曲率分離しきれずローラへの巻き付きが発生するため接触式の分離方式が採用されている（例えば特許文献３参照。）。
【０００５】
また、昨今の熱ローラ定着方式は、上記特許文献３に見られるように、立ち上がり時間短縮を目的として無端状定着ベルトを採用しているが、無端状ベルトは樹脂製の基材にコーティングを施している構成のため従来の金属製定着ローラと比較してベルト表面の硬度が低いのが特徴である。従って、上記無端状ベルトと接触式分離爪を同時に採用した画像形成装置の場合、分離爪の接触により無端状ベルトに傷が発生し、スジ状の異常画像が発生するという問題があった。もちろん、ローラ形態の定着部材においても、その表面の硬度が低いものでは、全く同様の問題が生じる。
【０００６】
ところで、画像形成装置においては、要部部品表面の汚染物質を除去することも重要であり、特許文献４では、広幅機械においても均一に像担持体表面の研磨を行って汚染物質を除去することができ、像担持体寿命間に渡り高品質な画像を形成する画像形成装置を提供することを目的として、クリーニングユニット（１２）内において、感光体（１）回転方向の上流側に第１ブレード（２）、下流側に第２ブレード（３）を配置し、第１ブレード（２）と第２ブレード（３）との間には研磨剤（４）を担持させた構成を提案している。第１ブレード（２）と第２ブレード（３）は、長手方向に揺動するようにした構成も開示されている。研磨剤（４）は粒径分布が１０〜２００μｍの範囲にあるものが好ましいとされる。
【０００７】
特許文献５では、オフセットを防止する目的で、メチル系またはメチルビニル系のシリコーンゴムよりなる単層の定着ローラを用いて、この定着ローラの表面を研磨するローラ研磨手段を備えた構成が開示されている。ローラ研磨手段は、シリコーンオイル中に含有される研磨材をローラ、ブレードまたはウェブを用いたクリーニング部にて定着ローラ表面を研磨するものである。
【０００８】
特許文献６では、ローラ研磨量は、研磨材の粒径、粒形、シリコーンオイルへの含有量、ローラ研磨手段としてのクリーニングウェブの定着ローラへの当接圧、当接面積、ウェブの繊維密度およびローラゴムの材質等のファクターにより適正条件が異なり、これら多くのファクターから相互の適正値を求め、それを維持するのは容易ではないとの見地から、ローラの表面を傷つけることなく、定着ローラ上に付着したトナーを除去することで、長期間安定してオフセットを防止し、定着ローラの耐久性を向上させる定着ローラのクリーニング装置及びクリーニング方法並びに離型剤を提供することを目的として挙げ、真球度が８０〜１００％である粒子１１を添加した離型剤１０を、記録材Ｐ上に転写されたトナーＴを定着する定着ローラ１の表面にウェブ３によって塗布し、定着ローラ１によって記録材Ｐに定着されずに定着ローラ１の表面に付着したトナーＴと定着ローラ１との間に離型剤１０に添加した粒子１１を滑り込ませてトナーＴを分離し、定着ローラ１から分離したトナーＴをウェブ３によって拭き取るようにしている。これにより、定着ローラ１表面を研磨することなく、定着されずに定着ローラ１上に付着したトナーＴを除去でき、オフセットを防止することができるとされている。
【０００９】
特許文献７では、記録材を担持搬送する記録材担持体と、この記録材担持体に担持された記録材に像を形成する像形成手段と、前記記録材担持体をその移動方向と直交する方向に揺動させる揺動手段と、前記記録材担持体の記録材を担持する側の面を研磨する研磨部材と、を備える画像形成装置において、前記記録材担持体の揺動に係わらず、前記研磨部材が前記記録材担持体を研磨する領域は、前記記録材担持体が存在する領域に含まれるように、研磨ローラ３０のスラスト方向の幅が搬送ベルト１３０が常に存在する幅以下となるように、研磨ローラ３０の幅及びベルト揺動幅を設定して、以て、搬送ベルト１３０がスラスト方向に揺動することにより、研磨ローラ３０が記録材搬送ベルト１３０以外の装置構成部材を削ってしまうことを防止するようにしている。
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−６３１２１号公報
【特許文献２】特開２００４−１４５２６０号公報
【特許文献３】特開２００３−２８０２６７号公報
【特許文献４】特開２００４−０９３７００号公報
【特許文献５】特開平０４−３１９９８０号公報
【特許文献６】特開２０００−１４７９３５号公報
【特許文献７】特開平０９−０２２２００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上述事情に鑑みてなされたものであって、研磨手段を追加して無端状ベルトの表面を均一に研磨することにより、分離爪によるベルトの傷を目立たなくさせ、スジのない良質な画像を恒常的に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】
【００１２】
本発明は、少なくとも１つの加熱ローラを含む複数のローラに懸架された無端状定着ベルトと、該無端状定着ベルトに圧接して転写紙上のトナーを定着するニップ部を形成する加圧ローラと、前記無端状定着ベルトの表面に接触し該無端状定着ベルトへの転写紙の巻き付きを防止する分離手段とを具備する定着装置において、前記無端状定着ベルトの表面を研磨する研磨手段を具備することを特徴とする。
【００１３】
ここで、前記無端状定着ベルト表面の残留トナーを除去するクリーニング手段を具備し、該クリーニング手段の下流に前記研磨手段を配置することが好ましい。また、研磨手段は無端状定着ベルトの回転方向とは異なった方向へ揺動する構成とすると好適である。
【００１４】
また本発明は、上述の定着装置を用いて画像形成装置を構成する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る定着装置・画像形成装置によれば、ベルトの研磨手段を設けたことで、分離爪により傷付いたベルト表面を研磨してスジ画像を解消することが可能となる。研磨手段をクリーニング手段の下流に位置することで、研磨手段に残留トナーが付着することにより研磨手段が劣化することを防止できる。研磨手段が揺動するようにしたものは、よりベルトの傷によるスジ画像を目立たなくさせることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。なお、以下に示すのはこの発明の最良の形態を示す例であって、特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１７】
本発明に係る定着装置の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の定着装置の構成を示す断面概略図である。
本発明の定着装置２５は、ハロゲンヒータＨを内蔵した複数のローラ（定着ローラ２６ａ，加熱ローラ２６ｂ）に無端状定着ベルト２６が懸架され、定着ローラ２６ａと対向する位置にハロゲンヒータＨを内蔵した加圧ローラ２７が配置されており、該加圧ローラ２７が適正な加圧力で無端状定着ベルト２６を介して定着ローラ２６ａに圧接して転写紙Ｐ上のトナーを定着するニップ部Ｎを形成する構成となっている。
【００１８】
また、本発明の定着装置２５は、ニップ部Ｎの下流側には、前記無端状定着ベルト２６の表面に接触し該無端状定着ベルト２６への転写紙Ｐの巻き付きを防止する分離手段の一態様である分離爪２６１と、オイル塗布ローラ２６２とクリーニングローラ２６３で構成されるクリーニング手段とを備え、このクリーニング手段の下流に前記無端状定着ベルト２６の表面を研磨する研磨手段２６４が設けられている。
【００１９】
ここで、本発明の定着装置２５はつぎのように動作する。
未定着画像であるトナー像の乗った転写紙Ｐは図中矢印方向に搬送され、無端状定着ベルト２６と加圧ローラ２７からなるニップ部Ｎで熱と圧力とによりトナー像が定着される。ついで、画像が定着された転写紙Ｐは、ニップ部Ｎ出側の分離爪２６１により無端状定着ベルト２６の表面から剥離され、排紙手段（図示せず）などの後工程に搬送される。このとき、分離爪２６１により無端状定着ベルト２６の表面には傷が発生することがある。
【００２０】
転写紙Ｐが分離された後の無端状定着ベルト２６表面には種々の残留物が付着している。すなわち、本来転写紙Ｐ上の未定着画像のトナーはすべて転写紙Ｐに定着されるのが理想であるが、ハーフトーン等のトナー同士の密着性の低い画像の場合にはトナーの一部は転写紙に定着されずに無端状定着ベルト２６に残留している。また、転写紙Ｐの紙粉なども無端状定着ベルト２６に残留している。
【００２１】
クリーニングローラ２６３は、これらの残留物を除去回収するために設けられたものである。図１では、クリーニングローラ２６３は無端状定着ベルト２６との間に転写紙Ｐの離型性を向上させるオイルを塗布するオイル塗布ローラ２６２を挟む構成となっており、残留トナー等の残留物はオイル塗布ローラ２６２で除去されクリーニングローラ２６３にて回収されるようになっている。これ以外にウェブ方式でもよい。
【００２２】
ついで、クリーニングされた無端状定着ベルト２６は、無端状定着ベルト２６の通紙領域全域にわたって配置された研磨手段２６４により、表面を適正な表面粗さとなるように研磨される。ここで前記分離爪２６１の接触によりついた無端状定着ベルト２６の表面の傷も研磨により修正され、傷が目立たなくなりスジ等の異常画像の発生を抑制することができる。
【００２３】
ここで、研磨手段２６４は、図１では断面が円形状のロール形状のものとしてあるが、研磨可能であればこれに限定されるものではなく、ブラシでもよい。また、研磨手段２６４を無端状定着ベルト２６の回転方向とは異なった方向へ揺動するように構成するとよい。例えば研磨手段２６４は無端状定着ベルト２６の回転方向と垂直となる方向に揺動自在に支持する。揺動手段については従来から公知のいずれの方式によってもよく、揺動することによって研磨目が無端状定着ベルト２６に複雑につくことにより、スジ画像がより目立たなくなるようにすることができる。また、研磨手段２６４は、クリーニング手段の下流に配置されることにより、残留トナーが付着することによる研磨手段６４の劣化が防止される。
【００２４】
なお、本発明は、無端状定着ベルトに代えてローラ形態の定着部材にも適用できる。また、転写紙に直接の転写定着を同時に行う方式の転写定着装置にも本発明を適用することができる。
【００２５】
以下に、本発明の定着装置を備える画像形成装置の基本的構成について説明する。
図２に、本発明の画像形成装置の例としてタンデム型間接転写方式の電子写真装置を示す。図中符号１００は複写装置本体、２００はそれを載せる給紙テーブル、３００は複写装置本体１００上に取り付けるスキャナ、４００はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）である。
【００２６】
複写装置本体１００には、中央に、無端ベルト状の中間転写体１０を設ける。中間転写体１０は、例えば伸びの少ないフッ素系樹脂や伸びの大きなゴム材料に帆布など伸びにくい材料で構成されたベース層をつくり、その上にフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムなどからなる弾性層を設け、その弾性層の表面を、例えばフッ素系樹脂をコーティングして平滑性のよいコート層で被ってなるものである。
【００２７】
そして、図２に示すとおり、図示例では３つの支持ローラ１４・１５・１６に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。
この図示例では、３つのなかで第２の支持ローラ１５の左に、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１７を設ける。
また、３つのなかで第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５間に張り渡した中間転写体１０上には、その搬送方向に沿って、イエロー，シアン，マゼンタ，ブラックの４つの画像形成手段１８を横に並べて配置してタンデム画像形成装置２０を構成する。
【００２８】
そのタンデム画像形成装置２０の上には、図２に示すように、さらに露光装置２１を設ける。
一方、中間転写体１０を挟んでタンデム画像形成装置２０と反対の側には、２次転写装置２２を備える。２次転写装置２２は、図示例では、２つのローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡して構成し、中間転写体１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写体１０上の画像をシートに転写する。
【００２９】
２次転写装置２２の横には、シート上の未定着の転写画像（トナー像）を定着する本発明の定着装置２５を設ける。なお図中、分離爪２６１、オイル塗布ローラ２６２、クリーニングローラ２６３、研磨手段２６４は省略してある。
【００３０】
上述した２次転写装置２２には、画像転写後のシートをこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、２次転写装置２２として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
【００３１】
なお、図示例では、このような２次転写装置２２および定着装置２５の下に、上述したタンデム画像形成装置２０と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置２８を備える。
【００３２】
さて、いまこのカラー電子写真装置を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
【００３３】
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動して後、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
【００３４】
また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ１４・１５・１６の１つを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転し、中間転写体１０を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段１８でその感光体４０を回転して各感光体４０上にそれぞれ、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体１０の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体１０上に合成カラー画像を形成する。
【００３５】
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。
または、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上のシートを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
【００３６】
そして、中間転写体１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写体１０と２次転写装置２２との間にシートを送り込み、２次転写装置２２で転写してシート上にカラー画像を記録する。
【００３７】
画像転写後のシートは、２次転写装置２２で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着した後、分離爪２６１によりシートは無端状定着ベルト２６から分離される。ついでシートは切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。
【００３８】
一方、画像転写後の中間転写体１０は、中間転写体クリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置２０による再度の画像形成に備える。
【００３９】
ここで、レジストローラ４９は一般的には接地されて使用されることが多いが，シートの紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。
【００４０】
なお、上述したタンデム画像形成装置２０において、個々の画像形成手段１８は、詳しくは、ドラム状の感光体４０のまわりに、帯電装置、現像装置、１次転写装置６２、感光体クリーニング装置、除電装置などを備えてなる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る定着装置の概略構成図である。
【図２】本発明の画像形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０    中間転写体
１４〜１６    支持ローラ
１８    画像形成手段
２０    タンデム画像形成装置
２１    露光装置
２２    二次転写装置
２３    ローラ
２４    二次転写ベルト
２５    定着装置
２６    無端状定着ベルト
２６ａ    定着ローラ
２６ｂ    加熱ローラ
２６１    分離爪
２６２    オイル塗布ローラ
２６３    クリーニングローラ
２６４    研磨手段
２７    加圧ローラ
２８    シート反転装置
３０    原稿台
３２    コンタクトガラス
３３，３４    走行体
３５    結像レンズ
３６    読取りセンサ
４０    感光体
４２，５０    給紙ローラ
４３    ペーパーバンク
４４    給紙カセット
４５，５２    分離ローラ
４６，４８，５３    給紙路
４７    搬送ローラ
４９    レジストローラ
５１    手差しトレイ
５５    切換爪
５６    排出ローラ
５７    排紙トレイ
６２    一次転写装置
１００    複写装置本体
２００    給紙テーブル
３００    スキャナ
４００    原稿自動搬送装置
Ｈ    ハロゲンヒータ
Ｎ    ニップ部
Ｐ    転写紙（用紙）
【図１】
2006317881.tif 000003
【図２】
2006317881.tif 000004