特開 2025-5762 定着装置および加熱装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025005762

(43)【公開日】2025-01-17

(54)【発明の名称】定着装置および加熱装置

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/01 20060101AFI20250109BHJP

   G03G 15/20 20060101ALI20250109BHJP

   B65H 5/02 20060101ALI20250109BHJP

   B65H 5/00 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

B41J2/01 125

G03G15/20 525

G03G15/20 515

B65H5/02 Z

B65H5/00 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023106100

(22)【出願日】2023-06-28

(71)【出願人】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100125254

【弁理士】

【氏名又は名称】別役 重尚

(72)【発明者】

【氏名】秋山 直紀

(72)【発明者】

【氏名】田中 正信

(72)【発明者】

【氏名】高橋 伸輔

(72)【発明者】

【氏名】玉木 政行

【テーマコード（参考）】

2C056

2H033

3F049

3F101

【Ｆターム（参考）】

2C056EA16

2C056EA21

2C056HA45

2C056HA46

2C056HA60

2C056JB18

2H033AA14

2H033BA11

2H033BA12

2H033BA49

2H033BA51

2H033BA55

2H033BA56

2H033BA57

2H033BB12

2H033BB30

2H033BB37

2H033BB38

2H033BE00

2H033BE03

2H033CA26

3F049AA03

3F049BB04

3F049DA02

3F049LA01

3F049LB03

3F101AB01

3F101AB08

3F101LA01

3F101LB03

(57)【要約】

【課題】 上下ベルトで一方がスリップなどにより、上下ベルトで速度差が発生したとすると、定着ニップ部で記録材にストレスがかかり、紙シワやインク擦れなどの不良が発生するという不都合を解消する。
【解決手段】 ベルトを駆動する駆動ローラを清掃部材で清掃する。ベルトを駆動させる搬送ローラを、ウェブを使って清掃し、耐久後のスリップを防止する。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上ベルトと、前記上ベルトを張架する少なくとも２本のローラとで構成される上ベルトユニットと、下ベルトと、前記下ベルトを張架する少なくとも２本のローラとで構成される下ベルトユニットと、で構成される定着装置において、
少なくとも前記上ベルトユニット、前記下ベルトユニットのどちらか一方の内部に、清掃ユニットが配置され、前記ベルトを搬送する部材を清掃することを特徴とする定着装置。

【請求項2】

前記清掃ユニットは、前記ベルトの駆動部材に配置されてい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】

前記清掃ユニットは、汚れ回収部材としてウェブ部材で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。

【請求項4】

前記上ベルトを駆動する上駆動ローラに従動回転される上回収ローラと、前記下ベルトを駆動する下駆動ローラに従動回転される下回収ローラと、の少なくとも一方を持ち、
前記上回収ローラもしく下回収ローラ又はその両方にそれぞれウェブ部材を介してそれぞれ接触するウェブローラを持つ構成において、
少なくとも前記上回収ローラもしく下回収ローラ又はその両方と、少なくとも一方の前記ウェブローラもしくはその両方は、周速度が前記ウェブローラの方が遅いことを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の定着装置。

【請求項5】

前記上ベルトを張架する上張架ローラと、前記下ベルトを張架する下張架ローラと、の少なくとも一方を持ち、前記上張架ローラもしくは下張架ローラ又はその両方にウェブ部材をそれぞれ介してそれぞれ接触するウェブローラを持つ構成において、
少なくとも一方の前記上張架ローラもしくは下張架ローラ又はその両方と、少なくとも一方の前記ウェブローラ又はその両方は、周速度が前記一方のウェブローラ又はその両方の方が遅いことを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の定着装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、記録材上に画像を定着させる定着装置およびそれを搭載した画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

インクジェット記録装置で記録された直後のインクは、十分乾いていない状態で触れられると、画像が乱れたり、手にインクが付着したりすることがある。記録速度が速いインクジェット記録装置では、１枚目の記録材のインクが乾く前に２枚目の記録材が重なって１枚目の記録材の裏面が汚れてしまうこともある。このため、インクジェット記録装置の中でも特に高速記録の機種ではインクを乾燥させて記録材に定着させる手段が必要となる。

【0003】

高速記録のインクジェット記録装置では、インクを乾燥、定着させるための手段として、記録直後の記録材が急激に高温となるように加熱する熱定着方式が用いられている。特許文献１で公開されている画像形成装置は、インクが印字された記録材をベルト対で挟み、熱圧をかけることによりインクを記録材に定着させる方式となっている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－１５２９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

加熱されたベルト対で記録材を挟むことでインクを記録材に定着する方式の定着装置において、ベルトを加熱する方法としてハロゲンヒーター等の放射光でベルトを非接触に加熱する方式がある（図１）。

【0006】

高速で且つ長寿命な定着装置を提供するためには、上下ベルトを長期間安定的に駆動させる必要がある。もし、上下ベルトで一方がスリップなどにより、上下ベルトで速度差が発生したとすると、定着ニップ部で記録材にストレスがかかり、紙シワやインク擦れなどの不良が発生するという課題がある。

【0007】

本発明は、上記課題を鑑みて検討・提案されたものであり、本発明の目的は、ベルトをヒーターで加熱する構成において、長期間使用してもベルトを安定的に駆動させることができる定着装置を提案することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、ベルト（２１、３１）と、ベルト（２１、３１）を張架する少なくとも２本のローラ（２２、２４、３２、３４）と、前記ベルト（２１、３１）は、少なくとも１本の前記ローラ（２２～２４、３２～３４）で駆動させる駆動ローラを担う記録材のインクを乾燥・定着させる定着装置において、前記駆動ローラに清掃ユニット（６０、７０）が配置されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、ベルトを駆動させる駆動ローラを清掃することにより、ベルトを長期間安定的に駆動させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】ベルト加熱方法を説明する定着装置の断面図である。

【図2】本実施例１の清掃ユニットを説明する定着装置の断面図である。

【図3】本実施例２の清掃ユニットを説明する定着装置の断面図である。

【図4】比較例を説明する定着装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態について図面に基づいて説明をする。なお、以下では、本発明をインクジェット方式のフルカラーの画像形成装置に適用する例を説明するが、本発明は、これに限らず、各種方式の画像形成装置、単色の画像形成装置などにも適用できる。

【実施例0012】

図１は定着装置の全体構成図である。インクジェット記録装置は、インクジェット方式で印字された記録材上のインクを乾燥させ定着させる。

【0013】

＜定着装置＞
定着装置１００は上ベルトユニット２０と下ベルトユニット３０から構成され、上下のベルトが圧接されることでニップＮが形成される。

【0014】

上ベルト２１は上駆動ローラ２２、上張架ローラ２３、上ステアリングローラ２４の３本のローラにより張架されている。同じく下ベルト３１は下駆動ローラ３２、下張架ローラ３３、下ステアリングローラ３４の３本のローラにより張架されている。

【0015】

３本のローラは上下ユニットで共通であり、張架ローラとステアリングローラは外径５０ｍｍ、肉厚１０ｍｍの金属ローラである。材質として鉄やアルミなどを用いることができる。本実施例ではアルミの金属ローラを用いる。

【0016】

上下の駆動ローラ２２、３２は金属のローラの外側にゴム層が設けられており、ベルト内面との摩擦係数が他のローラより高くなっている。本実施例では、外径４０ｍｍのアルミローラの外周に厚さ５ｍｍのゴム層が設けられている。ゴムの種類としてはウレタンゴムやシリコーンゴムなどを用いることができる。本実施例ではウレタンゴムを用いている。

【0017】

不図示のモーターにより駆動ローラにトルクが与えられると上ベルト２１と下ベルト２２が回転する。未定着画像が載った記録材Ｓは矢印の方向に搬送される。上ベルトと下ベルトの両方でロングニップし加熱することで、記録材Ｓに塗布されたインクが用紙へ浸透し高い印刷品位を実現する。

【0018】

＜加熱源＞
ヒーター４０は上ユニット内に配置された熱源であり、ニップと反対側は反射板４１に覆われている。ヒーター４０は上ベルト２１のニップ部を直接加熱することにより、記録材Ｓの画像面に素早く熱を与えることができる。ヒーターの種類としては、ハロゲンヒーターやカーボンヒーターなどを用いることができる。本実施例ではハロゲンヒーターを採用している。ヒーター４０はベルトを直接加熱するため、熱応答性が良く、紙種の切り替え時などに出力を切り替えることで待ち時間なく定着動作を続けることができる。

【0019】

下ベルトユニット３０は３本のローラによって張架されている。ヒーター４２は下ステアリングローラ３４内に配置されたハロゲンヒーターである。ヒーター４２に温められた下ステアリングローラ３４により、下ベルト３１が加熱される。下ベルトユニット３０も上ベルトユニット２０と同様にハロゲンヒーターにより下ベルト３１を直接加熱することも可能であるが、下ベルトユニットは記録材Ｓの画像面を加熱するわけではないため、上ベルトユニットのような熱応答は必要ないため、加熱源としてステアリングローラ内のハロゲンヒーターを採用している。

【0020】

上ベルトと下ベルトはニップＮを形成し、インクおよび記録材Ｓを加熱する。記録材Ｓに塗布されたインクが記録材Ｓへ浸透し、画像が記録材Ｓに定着される。

【0021】

＜清掃ユニット＞
次に清掃ユニットについて述べる。

【0022】

図２は、実施例１の清掃ユニット６０と清掃ユニット７０を説明する図である。上ベルトユニット２０内部に清掃ユニット６０を、下ベルトユニット３０内部に清掃ユニット７０を配置している。

【0023】

清掃ユニット６０、７０は、駆動ローラ２２、３２表面に付着した汚れを除去する清掃機構である。駆動ローラはゴム層が設けられているため、ゴム層のゴム中に可塑剤、加硫剤、離型剤、低分子量成分等が含まれており、長時間使用することでこれらの成分がブリードしてローラ表面に付着し、上ベルト２１又は下ベルト３１との摩擦係数に影響を与える。その結果、上ベルト２１又は下ベルト３１がスリップを起こすことがある。

【0024】

このようなスリップを防止するために、清掃ユニット６０、７０が設けられている。清掃ユニット６０、７０は、回収ローラ６２、７２と、クリーニングウェブ６１、７１とを有している。

【0025】

回収ローラ６２、７２は、駆動ローラ２２、３２表面に接触して従動回転される。回収ローラ６２、７２表面は親油加工が施されており、駆動ローラ２２、３２表面よりも高い親油性を有するため、回収ローラ６２、７２にブリード成分が回収される。

【0026】

回収ローラ６２、７２に回収されたブリード成分はクリーニングウェブ６１、７１によって回収ローラ６２、７２から除去される。不織布等でできたクリーニングウェブ６１、７１を介してウェブローラ６３、７３が回収ローラ６２、７２に当接する。回収ローラ６２、７２は駆動ローラ２２、３２によって従動回転しているため、回収ローラ表面６２、７２に付着したブリード成分はクリーニングウェブ６１、７１によって回収ローラ６２、７２から除去される。

【0027】

また、清掃ユニット６０、７０は、ウェブローラ６３、７３が回収ローラ６２、７２に当接・離間可能となるような当接離間機構を備える。クリーニングウェブ６１、７１は消耗品である。一度ブリード成分回収に使用されたクリーニングウェブ６１、７１は、ウェブ巻き取りローラ６５、７５に巻き取られることで、ウェブ送り出しローラ６４、７４から送り出すクリーニングウェブ６１、７１が不足すると、新たなクリーニングウェブ６１、７１と交換しなければならない。そのため、クリーニングウェブ６１、７１が無駄遣いされることをできるだけ防ぎたい。そこで、駆動ローラ２２、３２表面に回収ローラ６２、７２を接触させ、かつ回収ローラ６２、７２とクリーニングウェブ６１、７１とを接触させる制御をクリーニングユニットは行っている。

【実施例0028】

図３は、実施例２の清掃ユニット６０と清掃ユニット７０を説明する図である。上ベルトユニット２０内部に清掃ユニット６０を、下ベルトユニット３０内部に清掃ユニット７０を配置している。

【0029】

実施例１との違いは、回収ローラ６２、７２がなく、また上下の駆動ローラ２２、３２は金属のローラの外側にゴム層が設けられているが、実施例１のゴムよりもブリードしにくい材質を使用している。本実施例では硬質シリコーンゴムを用いている。硬質シリコーンゴムは、ブリードはしにくいが、硬質なため、長時間使用すると摩耗粉が上ベルト２１又は下ベルト３１内面に付着し、上ベルト２１又は下ベルト３１がスリップを起こすことがある。

【0030】

このようなスリップを防止するために、清掃ユニット６０、７０が設けられている。清掃ユニット６０、７０は、クリーニングウェブ６１は上張架ローラ２３と、クリーニングウェブ７１は下張架ローラ３３と当接可能となっている。

【0031】

上ベルト２１内面又は下ベルト３１内面に付着した摩耗粉は、上ベルト２１内面と接触している上張架ローラ２３にも運ばれる。同様に下ベルト３１内面と接触している下張架ローラ３３にも運ばれる。不織布等でできたクリーニングウェブ６１、７１を介してウェブローラ６３、７３が張架ローラ２３、３３に当接する。張架ローラ２３、３３はベルト２１、３１によって従動回転しているため、張架ローラ２３、３３表面に付着した摩耗粉はクリーニングウェブ６１、７１によって張架ローラ２３、３３から除去される。