JP2005234412A - 定着ローラのクリーニング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構造で、押圧ローラによるクリーニング部材の定着ローラに対する押圧力を確実に解除する。
【解決手段】 定着ローラ８１が運転される際は、歯車列を通じて、定着ローラ８１の駆動力が押圧ローラ１１に伝達され、押圧ローラ１１を回転させる駆動力を利用して、押圧ローラ１１が定着ローラ８１に押圧される。一方、定着ローラ８１の回転が停止すると、押圧ローラ１１の回転も停止することとなり、押圧ローラ１１を定着ローラ８１へ押圧する接線力もなくなり、押圧力が解除される。
この装置では、押圧ローラ１１を駆動させるための別の動力を必要とすることなく、定着ローラ８１の運転、停止と連動して、押圧ローラ１１が定着ローラ８１に押圧されたり、または押圧が解除されることとなる。また、クリーニングウェブ１２は、常時定着ローラ８１に押圧されるのではなく、定着ローラ８１の運転時のみ、定着ローラ８１に押圧されてクリーニングを行い、定着ローラ８１の停止時には、クリーニングウェブ１２は定着ローラ８１に押圧されない。
【選択図】 図３

Description

本発明は、クリーニング装置、特に、画像形成装置の画像形成部で形成されたトナー画像を転写材に加熱定着させる定着ローラの表面をクリーニングするクリーニング装置に関する。

複写機やプリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置では、画像形成部において用紙上にトナー画像を転写し、この用紙を定着部に搬送して、用紙の表面上に形成されているトナー画像を加熱定着させている。この定着部では、内部にヒータを有する定着ローラと、定着ローラと組み合わせて用いられる加圧ローラとが備えられている。そして、この定着ローラと加圧ローラとの間に用紙を挟持させつつ搬送することで、用紙に対してトナー画像が加熱定着される。

このような定着処理を行う際、用紙に形成されている未定着のトナー画像が定着ローラの表面に転写され、トナーが定着ローラの表面に付着する場合がある。定着ローラの表面にトナーが付着すると、画像品質の低下を招くこととなる。そのため、定着ローラの表面をクリーニングする方法が提案されている。

従来、定着ローラの表面をクリーニングするクリーニング装置として、例えば、シリコンオイルなどを含浸させたクリーニングウェブを、押圧ローラなどを介して定着ローラの表面に押圧することにより、定着ローラの表面をクリーニングする技術が開発されている。

一方、クリーニングウェブを常時定着ローラに押圧すると、定着ローラの停止時に、クリーニングウェブと定着ローラの接触面に挟まれたトナーが凝固し、定着ローラを再起動させる際に、定着ローラの回転トルクが増大する等の問題点がある。また、クリーニングを行わない場合にも、クリーニングウェブを常時定着ローラに押圧すると、クリーニングウェブに含浸させられたシリコンオイルが滲み出し、定着ローラの表面にシリコンオイルが付着して画像品質の低下を招くなどの不都合もある。

この問題点を解決するため、特開平８−２８６５４７号公報に記載されているように、温度検知手段を設け、定着ローラの停止時等定着ローラの温度が所定の温度以下の場合は、ソレノイドなどの駆動手段により、クリーニングウェブを定着ローラから離間させる離間機構が開発されている。また、特開平８−２２２１１号公報に記載されているように、クリーニング部材を定着ローラから離間させる離間装置の動力伝達に流体を用いている離間機構も開発されている。
特開平８−２８６５４７号公報 特開平８−２２２１１号公報

しかし、特許文献１及び特許文献２に記載された構成では、クリーニング部材と定着ローラとを離間させるための別の動力が必要であるため、装置の構成が複雑になり、コストが高くなるという問題点がある。

本発明の目的は、簡単な構造で、押圧ローラを介して発生するクリーニング部材の定着ローラに対する押圧力を確実に解除することができる装置を提供することである。

請求項１に係る定着ローラのクリーニング装置は、トナー画像を転写材に加熱定着させる定着ローラの表面をクリーニングするものであって、クリーニング部材と、押圧ローラと、押圧ローラの駆動手段とを備えている。クリーニング部材は、定着ローラの表面に押圧されて定着ローラの表面をクリーニングするものである。押圧ローラは、クリーニング部材を定着ローラに押圧するとともに、回転することによってクリーニング部材の定着ローラとの接触部を移動させるためのものである。押圧駆動手段は、押圧ローラを回転させる駆動力を利用して押圧ローラを定着ローラに押圧するものである。

この装置を用いて定着ローラのクリーニングを行う場合、押圧ローラによりクリーニング部材を定着ローラに押圧して、定着ローラのクリーニングを行う。その際、押圧ローラを定着ローラに押圧するための押圧駆動手段として、押圧ローラを回転させる駆動力を利用している。よって、押圧ローラが回転する場合のみ、押圧駆動手段が作動して押圧ローラによりクリーニング部材が定着ローラに押圧され、押圧ローラが回転しない場合は、押圧駆動手段が作動しない。このため、押圧ローラによりクリーニング部材が定着ローラに押圧されることはない。

すなわち、この装置では、クリーニング部材を定着ローラに押圧したり、あるいは押圧を解除したりするための別の動力を必要とすることなく、押圧ローラが回転しない場合は、押圧ローラによりクリーニング部材の定着ローラに対する押圧力を確実に解除することができる。

したがって、クリーニング部材を、常時定着ローラに押圧するのではなく、定着ローラの運転時のみ、定着ローラに押圧してクリーニングを行い、定着ローラの停止時には、クリーニング部材を定着ローラに押圧しないため、定着ローラとクリーニング部材の接触面に挟まれたトナーが凝固しにくくなり、定着ローラを再起動させる際に、定着ローラの回転トルクが増大する等の問題が発生しない。

請求項２に係る定着ローラのクリーニング装置は、請求項１の装置において、クリーニング部材は、シート状のクリーニングウェブであって、押圧ローラを挟んで、クリーニングウェブが巻き付けられた送り出しローラと、押圧ローラによって送り出しローラから送り出されたクリーニングウェブを巻き取る巻取ローラとをさらに備えているものである。

この装置を用いて定着ローラのクリーニングを行う場合、押圧駆動手段が作用して押圧ローラがクリーニングウェブを定着ローラに押圧する。ここで、定着ローラのクリーニングで汚れたシート部分は、巻取ローラにより巻き取られ、送り出しローラにより新しいシート部分が、押圧ローラと定着ローラの間に送られることとなる。

したがって、常に清潔なシート部分が押圧ローラを介して定着ローラに接触することとなり、定着ローラのクリーニング効果を向上させることができる。
また、クリーニングを行わない場合は、クリーニングウェブを常時定着ローラに押圧しないため、クリーニングウェブに含浸させられたシリコンオイルが滲み出し、定着ローラの表面にシリコンオイルが付着して画像品質の低下を招くなどの不都合も発生しない。

請求項３に係る定着ローラのクリーニング装置は、請求項１または２に記載の装置において、押圧駆動手段は、定着ローラの回転軸に設けられた第１歯車と、押圧ローラの回転軸に設けられた第２歯車と、第１歯車の回転力を第２歯車に伝達する少なくとも１つの中間歯車を有する歯車列とを備え、第２歯車と中間歯車との噛み合い接線力によって押圧ローラを定着ローラ側に押圧するものである。

この装置は、定着ローラが運転される際は、歯車列を通じて、定着ローラの駆動力が押圧ローラに伝達され、押圧ローラを回転させる駆動力を利用して、押圧ローラが定着ローラに押圧される。一方、定着ローラの回転が停止すると、押圧ローラの回転も停止することとなり、押圧ローラを定着ローラへ押圧する接線力もなくなり、押圧力が解除される。

よって、この装置では、押圧ローラを駆動させるための別の動力を必要とすることなく、定着ローラの運転、停止と連動して、押圧ローラが定着ローラに押圧されたり、または押圧が解除されることとなる。また、クリーニング部材は、常時定着ローラに押圧されるのではなく、定着ローラの運転時のみ、定着ローラに押圧されてクリーニングを行い、定着ローラの停止時には、クリーニング部材は定着ローラに押圧されない。このため、定着ローラとクリーニング部材の接触面に挟まれたトナーが凝固しにくくなり、定着ローラを再起動させる際に、定着ローラの回転トルクが増大する等の問題が発生しない。

請求項４に係る定着ローラのクリーニング装置は、請求項３に記載の装置において、押圧駆動手段は、押圧ローラの回転軸と第２歯車との間に設けられたトルクリミッタをさらに備えているものである。

この装置は、クリーニング部材を定着ローラに押圧する押圧力を調整するための制御手段として、押圧ローラの回転軸と第２歯車との間にトルクリミッタを備えている。したがって、トルクリミッタの設定により、押圧力を制御することができ、複雑な制御構造を必要としない。

本発明の定着ローラのクリーニング装置では、押圧ローラを定着ローラに押圧させるための特別な動力を必要とすることなく、画像形成装置の運転、停止と連動させて、押圧ローラを定着ローラに押圧または押圧解除することができる。また、クリーニング部材を、常時定着ローラに押圧するのではなく、定着ローラの運転時のみ、定着ローラに押圧してクリーニングを行い、定着ローラの停止時には、クリーニング部材を定着ローラに押圧しないため、定着ローラの回転トルクが増大する等の問題が発生しない。さらに、クリーニングウェブに含浸させられたシリコンオイルが滲み出し、定着ローラの表面にシリコンオイルが付着して画像品質の低下を招くなどの不都合も発生しない。

図１は本発明の一実施形態が採用された画像形成装置の本体の主要部の構成を示す図である。画像形成装置のほぼ中央に感光体ドラム１が配設されており、感光体ドラム１の周囲には、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写装置５、分離装置６及びクリーニング装置７が配置されている。また、感光体ドラム１の用紙搬送方向下流側には定着装置８が配設されている。用紙は搬送転写ベルト９によって、感光体ドラム１、転写装置５、定着装置８の順に搬送される。

定着装置８は、図２の拡大図において示すように、図示しない加熱ヒータが内蔵されている定着ローラ８１と、加圧ローラ８２と、各ガイド部材８３、８４と、剥離爪８５ａ、８５ｂと、排出ローラ対８９と、定着ローラのクリーニング装置１０とを有している。

定着ローラ８１は、アルミニウム合金からなる直径約４１ｍｍの略円筒形状の筒をチューブ状のシリコンゴム（厚みが約２ｍｍ）で覆うようにして形成されており、用紙のトナー画像が転写されている面に対して回転しつつ圧接されてトナー画像を溶解定着させる。

加圧ローラ８２は、定着ローラ８１とほぼ同様な構成であって、略円筒形状のシリコンゴムによって形成されており、図示しないスプリングによって定着ローラ８１の径方向の中心軸に向けて所定の付勢力で付勢するように支持されており、定着ローラ８１に圧接されるようにして配置されている。

ガイド部材８３は、搬送転写ベルト９を介して定着装置８に搬送されてきたトナー画像が転写された用紙を、定着ローラ８１と加圧ローラ８２とのニップ部まで導く。また、ガイド部材８４は、定着作業が終了した用紙を、排出ローラ８９まで導く。

剥離爪８５ａは、定着ローラ８１に巻き付こうとする用紙を剥離し、かつ用紙を所定の方向へ導くための部材である。剥離爪８５ｂは、剥離爪８５ａと同様な構成であって、加圧ローラ８２側に巻き付こうとする用紙を剥離し、所定の方向に導く。

排出ローラ対８９は、トナー画像の定着が終了した用紙を、図示しない排紙トレイに対して排出する。

定着ローラのクリーニング装置１０は、定着ローラ８１の上方に配置されている。このクリーニング装置１０は、押圧ローラ１１と、クリーニングウェブ１２と、送り出しローラ１３と、巻取ローラ１４とから構成されている。

押圧ローラ１１は、クリーニングウェブ１２を定着ローラ８１に押圧するとともに、回転することによって、クリーニングウェブ１２の定着ローラ８１との接触部を移動させている。また、この押圧ローラ１１は、定着ローラ８１に対して接近・離反する方向において、所定の範囲で移動自在となっている。すなわち、図３から明らかなように、押圧ローラ１１の回転軸１１ａを支持するフレームには、押圧ローラ１１の中心と定着ローラ８１の中心とを結ぶ直線に沿って長い小判孔形状の長孔が形成されており、押圧ローラ１１の回転軸１１ａはこの長孔に挿入されて支持されている。

クリーニングウェブ１２は、シリコンオイルなどのオフセット防止液を含浸させた不織布材質のシートであって、送り出しローラ１３と巻き取りローラ１４との間に張設されている。そしてこのクリーニングウェブ１２は、押圧ローラ１１により定着ローラ８１の表面に押圧されて、定着ローラ８１の表面に付着したトナーなどを拭き取るためのものである。送り出しローラ１３には、未使用のクリーニングウェブ１２が巻き付けられており、巻取ローラ１４によりクリーニングウェブ１２が巻き取られる。

次に図３及び図４に基づいて、押圧ローラ１１の駆動手段について説明する。定着ローラ８１の回転軸の両端には１対の第１歯車２１が固定され、押圧ローラ１１の回転軸１１ａの両端には１対の第２歯車２２が設けられている。また、各第１歯車２１と第２歯車２２との間には、３つの中間歯車２３，２４，２５を含む中間歯車列が設けられている。

第１中間歯車２３は定着ローラ８１に固定された第１歯車２１に噛み合い、第３中間歯車２５は押圧ローラ１１に設けられた第２歯車２２に噛み合い、第２中間歯車２４は第１中間歯車２３及び第３中間歯車２５に噛み合っている。

また、押圧ローラ１１の定着ローラ８１に対する押圧力を調整するために、図４に示すように、押圧ローラ１１の回転軸１１ａと第２歯車２２との間に、トルクリミッタ２６が設置されている。

次に、画像形成動作について簡単に説明する。画像形成時は、感光体ドラム１が、帯電装置２により帯電され、露光装置３からの光で露光されて表面に静電潜像が形成される。そしてこの静電潜像は現像装置４により現像され、図示しない給紙カセットから搬送された用紙に転写装置５によりトナー画像が転写される。トナー画像の転写された用紙は、分離装置６により感光体ドラム１から分離され、定着装置８による加熱・加圧によってトナー画像が定着され、排紙される。感光体ドラム１に残留した残留トナー等は、クリーニング装置７によりクリーニングされて、図示しない廃トナーコンテナに廃棄される。

次に定着ローラのクリーニング装置１０の動作について説明する。画像形成装置の運転が開始され、定着ローラ８１が図示しない画像形成装置の駆動力によって時計方向に回転されると、定着ローラ８１の回転軸に設けられた第１歯車２１も同じく時計方向に回転される。すると、第１歯車２１と噛み合う第１中間歯車２３は反時計方向に回転し、第１中間歯車２３と噛み合う第２中間歯車２４は時計方向に回転する。同様に、第２中間歯車２４と噛み合う第３中間歯車２５は反時計方向に回転し、この第３中間歯車２５と噛み合う第２歯車２２は時計方向に回転される。これにより、押圧ローラ１１も時計方向に回転する。

ここで、以上のような経路で定着ローラ８１の回転力が押圧ローラ１１に伝達されると、押圧ローラ１１の回転軸１１ａに固定された第２歯車２２と第３中間歯車２５との間には、図３の矢印Ａで示す方向の噛み合い接線力が発生する。そして、前述のように、押圧ローラ１１は、定着ローラ８１に対して接近・離反する方向に移動自在となっているので、第２歯車２２と第３中間歯車２５との間に発生する噛み合い接線力によって、定着ローラ８１側に移動する力を受ける。この力が、押圧ローラ１１がクリーニングウェブ１２を定着ローラ８１の表面に押圧する力となる。

以上のようにして、クリーニングウェブ１２は、押圧ローラ１１の押圧力によって定着ローラ８１の表面に押圧されながら、押圧ローラ１１の回転によって巻取ローラ１４側に移動することとなり、これにより定着ローラ８１の表面はクリーニングされる。

ここで、定着ローラ８１の回転力が過大な場合は、押圧ローラ１１の押圧力も適切な押圧力を超えてしまう場合がある。そこで、第２歯車２２と押圧ローラ１１の回転軸１１ａとの間のトルクリミッタ２６において、両者の間で伝達されるトルクを適切なトルクに設定している。すなわち、このトルクリミッタ２６によって、第２歯車２２から押圧ローラ１１の回転軸１１ａに伝達されるトルクが設定値に制限され、この結果、押圧ローラ１１の定着ローラ８１側への押圧力が制限されることになる。したがって、押圧ローラ１１の押圧力を常に適切な値にすることができる。

画像形成装置の運転が停止されると、画像形成装置の駆動力で回転する定着ローラ８１は回転が停止する。すると、定着ローラ８１の回転力がなくなり、
押圧ローラ１１の押圧力も発生しなくなる。したがって、クリーニングウェブ１２は、定着ローラ８１に接触してはいるが押圧されていない状態となる。
［本実施例の効果］
本実施例では、押圧ローラ１１を定着ローラ８１に押圧させるための特別な動力を必要とすることなく、定着ローラ８１の運転、停止と連動して、押圧ローラ１１を定着ローラ８１に押圧または押圧解除することができる。したがって、クリーニングウェブ１２は、常時定着ローラ８１に押圧されるのではなく、定着ローラ８１の運転時のみ押圧され、クリーニングを行うことになる。このため、定着ローラ８１の停止時に、定着ローラ８１とクリーニングウェブ１２の接触面に挟まれたトナーが凝固するのを抑え、定着ローラ８１を再起動させる際の定着ローラ８１の回転トルクの増大等の問題が発生しない。また、定着ローラ８１の停止時に、クリーニングウェブ１２に含浸されたシリコンオイルが、定着ローラ８１に滲み出すことを抑えることができる。

また、この装置は、押圧ローラ１１がクリーニングウェブ１２を定着ローラ８１に押圧する押圧力を調整するための制御手段として、押圧ローラ１１の回転軸と第２歯車２２との間にトルクリミッタ２６を備えている。したがって、トルクリミッタ２６の設定を調整することにより、押圧力を制御することができ、複雑な制御構造を必要としない。

画像形成装置の概略図。 定着装置の概略図 クリーニング装置の駆動手段を示した図。 駆動手段の断面図。

符号の説明

８ 定着装置
１０ クリーニング装置
１１ 押圧ローラ
１２ クリーニングウェブ
１３ 送り出しローラ
１４ 巻取ローラ
２１ 第１歯車
２２ 第２歯車
２３，２４，２５ 中間歯車
２６ トルクリミッタ
８１ 定着ローラ

Claims (4)

1. トナー画像を転写材に加熱定着させる定着ローラをクリーニングするクリーニング装置であって、
   前記定着ローラの表面に押圧されて前記定着ローラの表面をクリーニングするクリーニング部材と、
   前記クリーニング部材を前記定着ローラに押圧するとともに、回転することによって前記クリーニング部材の前記定着ローラとの接触部を移動させるための押圧ローラと、
   前記押圧ローラを回転させる駆動力を利用して前記押圧ローラを前記定着ローラに押圧する押圧駆動手段と、
   を備えた定着ローラのクリーニング装置。
2. 前記クリーニング部材はシート状のクリーニングウェブであり、
   前記押圧ローラを挟んで、前記クリーニングウェブが巻き付けられた送り出しローラと、前記押圧ローラによって前記送り出しローラから送り出された前記クリーニングウェブを巻き取る巻取ローラとをさらに備えている、
   請求項１に記載の定着ローラのクリーニング装置。
3. 前記押圧駆動手段は、
   前記定着ローラの回転軸に設けられた第１歯車と、
   前記押圧ローラの回転軸に設けられた第２歯車と、
   前記第１歯車の回転力を前記第２歯車に伝達する少なくとも１つの中間歯車を有する歯車列とを備え、
   前記押圧駆動手段は、前記第２歯車と中間歯車との噛み合い接線力によって前記押圧ローラを前記定着ローラ側に押圧するものである、
   請求項１又は２に記載の定着ローラのクリーニング装置。
4. 前記押圧駆動手段は、前記押圧ローラの回転軸と前記第２歯車との間に設けられたトルクリミッタをさらに備えている、請求項３に記載の定着ローラのクリーニング装置。
   

Images