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技術 定着装置および画像形成装置

出願人 富士ゼロックス株式会社
発明者 松本充博永井浩美
出願日 2012年3月12日 (8年3ヶ月経過) 出願番号 2012-054534
公開日 2013年9月26日 (6年9ヶ月経過) 公開番号 2013-190467
状態 特許登録済
技術分野 電子写真における定着 電子写真におけるクリーニング・その他
主要キーワード 加熱組立体 概略直方体形状 接触圧力分布 固定パッド 位置決めロール 巡回移動 接触領域内 メンテナンス要員
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2013年9月26日)のものです。
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図面 (7)

課題

無端ベルト内面について、摩耗が抑えられつつ小粒径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。

解決手段

定着装置(画像形成装置の定着部)が、無端ベルト、加熱源、宛て部材、および、無端ベルトの循環移動に伴って内面を清掃する清掃部材を備えた加熱組立体と、無端ベルト外面を押圧す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ている。

概要

背景

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。

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。

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。

概要

無端ベルトの内面について、摩耗が抑えられつつ小粒径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。定着装置(画像形成装置の定着部)が、無端ベルト、加熱源、宛て部材、および、無端ベルトの循環移動に伴って内面を清掃する清掃部材を備えた加熱組立体と、無端ベルト外面を押圧す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ている。

目的

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

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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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ていることを特徴とする定着装置

請求項2

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請求項1記載の定着装置。

請求項3

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、前記保持部材が、前記接触部材を前記無端ベルトの内面に押当て圧力分布をもって押し当てることにより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請求項1又は2記載の定着装置。

請求項4

静電潜像を形成しトナー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ていることを特徴とする画像形成装置

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

0005

特開昭63−155073号公報
特開2006−091182号公報
特開2007−114698号公報

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

請求項1の定着装置は、
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ていることを特徴とする。

0008

請求項2の定着装置は、請求項1記載の定着装置において、
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内面に接触するように弾性変形し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。

0009

請求項3の定着装置は、請求項1又は2記載の定着装置において、
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、
上記保持部材が、上記接触部材を上記無端ベルトの内面に押当て圧力分布をもって押し当てることにより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4の画像形成装置は、
静電潜像を形成しトナー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てい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4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。

0012

請求項2の定着装置によれば、例えば請求項1の定着装置において互いに接触圧力が異なる複数の部材で上記接触圧力分布を実現する場合と比べて、構造が簡単であり装置を小型化することができる。

0013

請求項3の定着装置によれば、例えば上記保持部材の形状の工夫によって上記押当て圧力分布を実現するといった運用が可能であり装置の製造コストを低減することができる。

図面の簡単な説明

0014

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。
定着装置の内部構造の概略を模式的に示す図である。
図2に示す内面清掃部材を示す模式的な分解図である。
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。
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。
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。

実施例

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、複写機ファクシミリ等であっても良い。

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

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