(57)【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。【選択図】      図１
2007003985.tif 000002
【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
【図１】
2007003985.tif 000003
【図２】
2007003985.tif 000004
【図３】
2007003985.tif 000005
【図４】
2007003985.tif 000006
【図５】
2007003985.tif 000007
【図６】
2007003985.tif 000008
【図７】
2007003985.tif 000009
【図８】
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