JP2008015444A - 清掃機構付き定着装置およびそれを備えてなる画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェブクリーニング方式の定着装置において、定着ローラの回転に伴うウェブシートの逆行を阻止し、定着ローラの汚れを防止できる機構を提供する。
【解決手段】記録用紙を挟持しながら加熱する１対の加熱ローラおよび加圧ローラと、帯状の巻取り可能な清掃部材を送り出す送り出しローラと、送り出された清掃部材を加熱ローラまたは加圧ローラの表面に圧接する圧接ローラと、圧接ローラで圧接された清掃部材の巻取りを行う巻取りローラと、清掃部材の巻取り方向と逆方向への圧接ローラの回転を阻止する逆転防止機構とを備えることを特徴とする清掃機構付き定着装置。
【選択図】図１

Description

この発明は、清掃機構付き定着装置およびそれを備えてなる画像形成装置に関する。

近年、画像形成装置は印字処理速度の高速化が進んでいる。印字処理速度が高速化することにより、ローラを用いた定着装置における定着ローラのクリーニング機構についても、残留トナーの除去能力（清掃能力）の向上が要求されている。ローラを用いた定着装置は、互いに圧接しながら回転する加熱ローラおよび加圧ローラによって定着が行われる。ここで、クリーニング機構は、加熱ローラまたは加圧ローラ、あるいはその両方をクリーニングするための機構である。以降、加熱ローラおよび／または加圧ローラを定着ローラと記す。印字処理速度が増大すると、定着ローラ上に残留するトナーの単位時間当たりの量が増加する。また、定着ローラ表面に残留したトナーあるいは一旦除去された後もクリーニング部にあり、非通電時、若しくは節電モード時に硬化したトナーが、その後の通電動作時に定着ローラを傷付けるといった不具合が顕在化する。これらが、清掃能力の向上が求められる理由である。

従って、従来のクリーニング機構（フェルト、ローラ方式の定着クリーニング機構）に代えて、「ウェブクリーニング方式」と呼ばれるものが多用されている（例えば、特許文献１参照）。ウェブクリーニング方式は、クリーニング用の部材として帯状のウェブシートを用い、常に新鮮な状態が定着ローラに当接するように間欠的にウェブシートを巻き取る機構である。前記方式のクリーニング機構は、初期の清掃能力を大きく低下させることなく、ウェブシートを使い切るまで定着ローラのクリーニングを行うことができる。
特開２００３−１０７９５２号公報

清掃を終えたウェブシートを巻き取る方向は、定着ローラの周面の移動と逆の方向でなければならない。これは、以下の理由による。定着ローラ上の残留トナーは、ウェブシートが定着ローラ表面に当接するニップ部の先端側、即ち、定着ローラの周面が移動する方向の上流側で除去される。除去されたトナーは、ニップ部上流部のウェブシートに吸い取られる。ウェブシートを巻き取るときは、吸い取られたトナーが前記ニップ部を通過しない方向、即ち、定着ローラの周面が移動する方向と逆の方向に巻き取る必要がある。もしウェブシートを順方向へ巻き取ると、ウェブシートに吸い取られたトナーがニップ部を通過し、その間に定着ローラ側へ戻ってローラ表面を汚すおそれがある。

また、低温状態では、硬化したトナーがローラ表面を傷付けるおそれがある。さらに、部分的にトナーを吸って厚さが不均一になったウェブシートがニップ部を通過すると、ウェブシートの定着ローラへの圧接力が不均一になる。その結果、定着ローラから受ける摩擦力も不均一になってウェブシートにシワが生じる原因になる。ウェブシートにシワがよると、定着ローラ表面への接触が不均一になり、クリーニング不良の原因になる。また、シワのよった状態が継続すると、ウェブシートが破れてしまうおそれがある。

図８は、従来のウェブクリーニング方式の定着クリーニング機構２０１の構成を簡略化して示す図である。図８において、定着クリーニング機構２０１は、加熱ローラ２０２に設けられた場合の例を示している。

定着クリーニング機構２０１は、その表面を清掃する帯状の清掃部材であるウェブシート２０３と、加熱ローラ２０２の表面にウェブシート２０３を押圧させるために設けられる圧接ローラ２０４と、予め周面にウェブシート２０３が巻かれた状態で使用され、巻かれた状態の順次ウェブシート２０３をその先端から順次送出す送出しローラ２０５と、送出しローラ２０５から送出されて加熱ローラ２０１表面を清掃したウェブシート２０３を巻取る巻取りローラ２０６とを含む。

加熱ローラ２０２が、矢印２０７に示す回転方向に回転すると、静止状態にあるウェブシート２０３との摺接部で加熱ローラ２０２の周面に溶融状態で付着したトナー２０８ａが除去される。除去されたトナー２０８ａは、ほぼ溶融状態のまま加熱ローラ２０２と圧接ローラ２０６との接触部の上流側に貯留する。トナー２０８ｂは、このようにして貯留したものを示している。巻取ローラ２０５との間に位置するウェブシート２０３と加熱ローラ２０２の表面とで形成される間隙に貯留する。

前記間隙に貯留されるトナー２０８ｂがある程度の量に達したとき、巻取ローラ２０５が矢符２０９方向に回転し、ウェブシート２０３を予め定められた長さだけ巻取る。これによって、貯留したトナー２０８ｂは、ウェブシート２０３に付着した状態で加熱ローラ２０２の表面から離脱する。

定着ローラに当接するウェブシートは、定着ローラ周面との摩擦によって、前記周面の移動に沿う方向の力を受ける。これは、ウェブシートの巻き取り方向に対して逆方向の力である。印字処理速度の高速化に伴って、定着ローラが回転する周速度も速くなる。その結果、ウェブシートが定着ローラから受ける摩擦力も強くなる。従来は、ウェブシートを巻き取る巻取りローラからのテンションにより、ウェブシートの逆行が阻止されていた。しかし、印字処理速度の高速化に伴い、それだけでは十分でない場合が生じる。即ち、ウェブシートの伸びによって、ニップ部上流側に溜まったトナーがニップ部内に入り込んでしまうことがある。トナーがニップ部に入ると、前述のように定着ローラの汚れ、傷や、ウェブシートのシワよりの原因になる。このような不具合を防ぐには、例えば、ウェブシートの「伸び」を見越して余分に巻取りを行う必要がある。

一方、清掃部材としてのウェブシートは、定着部の熱に耐え、かつ清掃すべきローラ表面との圧接に耐えるものでなければならない。さらに、残留トナーを吸い取って保持する多孔質のものが好ましい。また、通常、ウェブシートは所定期間の使用に見合った長さだけ巻かれ、送出し可能な状態で定着装置に装着されるが、その大きさが定着装置に収容可能な程度に薄い布状のものでなければならない。このような用途に好適な部材はありふれたものではなく、特殊で高価なものになる。従って、ウェブシートは無駄な使用を避けるためにきめ細かく巻取りを行うことが好ましい。換言すれば、清掃能力を維持し得る程度に少量ずつ巻き取り、節約しつつ使用することが好ましい。この観点からは、前述したような余分な巻取りを行うことは好ましくない。

ウェブシートを無駄に使用することなく、しかもウェブシートの逆行を阻止する機構が望まれている。

また、次のような場合、定着ローラの周速度に関係なくウェブシートの移動を阻止することが好ましい。搬送される用紙が定着部の加熱ローラと加圧ローラとに挟まれた状態で紙詰まりを生じた場合、用紙が滞留する状態によってその取り出し方向が異なる。通常、定着ローラの上流側（転写部側）に大部分が滞留した状態でその用紙を除去する場合、操作者は、その用紙を転写部側に引き抜く。一方、定着ローラの下流側（排紙部側）に大部分が滞留した状態でその用紙を除去する場合、操作者は、その用紙を排紙部側に引き抜く。ニップ部に挟まった用紙が引き抜かれるとき、定着ローラは、用紙が引き抜かれる方向に沿って回転する。定着ローラの回転に伴って、定着ローラと圧接しているウェブシートにも力が働く。用紙が排紙側に引き抜かれた場合にウェブシートが移動してしまうと、ニップ部の先端でウェブシートに吸い取られたトナーがニップ部内に入ってしまう。用紙が転写側に引き抜かれた場合にウェブシートが移動してしまうと、ウェブシートが無駄に送り出されてしまう。

定着部の紙詰まりを除去する際に、ウェブシートの移動を阻止する機構が望まれている。

この発明は、前述した事情を考慮してなされたもので、定着ローラの回転に伴うウェブシートの逆行を阻止し、定着ローラの汚れを防止できる機構を提供するものである。あるいはまた、定着部の紙詰まりを除去する際に、ウェブシートの移動を阻止できる機構を提供するものである。

前述の課題を解決するために、この発明は、記録用紙を挟持しながら加熱する１対の加熱ローラおよび加圧ローラと、帯状の巻取り可能な清掃部材を送り出す送り出しローラと、送り出された清掃部材を加熱ローラまたは加圧ローラの表面に圧接する圧接ローラと、圧接ローラで圧接された清掃部材の巻取りを行う巻取りローラと、清掃部材の巻取り方向と逆方向への圧接ローラの回転を阻止する逆転防止機構とを備えることを特徴とする清掃機構付き定着装置を提供する。

また、異なる態様として、この発明は、前記定着装置を備えてなる画像形成装置を提供する。

この発明の定着装置は、清掃部材の巻取り方向と逆方向への圧接ローラの回転を阻止する逆転防止機構を備えるので、定着ローラの回転あるいは、紙詰まりの用紙を除去する際に、ウェブシートがその巻取りと逆方向に移動するのを防ぐことができる。これによって、ウェブシートの逆行分を見越して余分な巻取りを行う必要がなくなり、ウェブシートを有効に使うことができる。引いては、余分なコストをユーザーに負担させることなく、清掃能力を維持することができる。あるいはまた、これによって、紙詰まりの用紙を除去する際にウェブシートの逆行によって定着ローラ表面が汚れたり、傷ついたりするのを防ぐことができる。また、クリーニング不良やウェブシートの破れとなるシワの発生を防ぐことができる。換言すれば、ウェブシートの逆行を阻止することによって、印字品位の低下を防ぐことができる。

加熱ローラの表面を清掃するために、清掃機構が設けられてもよい。あるいは、加圧ローラの表面を清掃するために、清掃機構が設けられてもよい。あるいはまた、加熱ローラと加圧ローラの両方を清掃するために、それぞれのローラに清掃機構が設けられてもよい。
前記清掃部材の巻取り方向と逆方向への巻取りローラの回転を阻止する逆転防止機構をさらに備えていてもよい。

また、送出しローラは、間欠的に清掃部材を送出するものであり、前記清掃部材を送り出さないときに前記清掃部材の巻取りの方向への送出しローラの回転を阻止し、清掃部材の巻取り時に巻取り方向への送出しローラの回転を可能にする解除機構付き逆転防止機構をさらに備えていてもよい。

圧接ローラの逆転防止機構は、圧接ローラの軸に直結あるいは連結されるラチェットギアを含んでなるラチェット機構で構成されてもよい。

あるいは、圧接ローラの逆転防止機構は、圧接ローラの軸に直結あるいは連結される一方向クラッチで構成されてもよい。

また、巻取りローラの逆転防止機構は、巻取りローラの軸に直結あるいは連結されるラチェットギアを含んでなるラチェット機構で構成されてもよい。

あるいは、巻取りローラの逆転防止機構は、巻取りローラと巻取りローラの駆動源との間に配置される一方向クラッチで構成されてもよい。

さらにまた、送出しローラの送出し防止機構は、送出しローラの軸に直結あるいは連結されるラチェットギアと、前記ギアと噛合し得る爪部材と、爪部材を前記ラチェットギアと噛合わせあるいは噛合わせないようにする解除機構とを含んでなる解除可能なラチェット機構であってもよい。

さらに、前記解除機構は、爪部材をラチェットギアと噛み合わせるように付勢する付勢手段と、付勢手段による付勢に抗して爪部材をラチェットギアから離間させるように駆動する爪部材駆動手段とを含んでなり、爪部材駆動手段は、清掃部材の巻取りが行われる間、爪部材を駆動して巻取りローラの巻取り方向への回転を可能にするものであってもよい。

あるいは、巻取りローラの逆転防止機構は、巻取りローラと巻取りローラの駆動源との間に配置される一方向クラッチで構成されてもよい。

以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。以下の説明により、この発明をよりよく理解することが可能であろう。なお、以下の説明は、すべての点で例示であって、限定的なものではないと考えられるべきである。

（定着装置の構成）
図１は本発明の実施の形態としての定着装置２０の構成を簡略化して示す概略断面図である。

図１に示すように、定着装置２０は、１対の加熱ローラ２１および加圧ローラ２２と、加熱ローラ２１に当接するように設けられ、その表面を清掃する帯状の清掃部材であるウェブシート２３と、加熱ローラ２１の表面にウェブシート２３を押圧させるために設けられる圧接ローラ２４と、予め周面にウェブシート２３が巻かれた状態で使用され、巻かれた状態の順次ウェブシート２３をその先端から順次送出す送出しローラ２５と、送出しローラ２５から送出されて加熱ローラ２１表面を清掃したウェブシート２３を巻取る巻取りローラ２６とを含む。

定着装置２０には、加熱ローラ２１の軸部に設けられ、加熱ローラ２１の表面に熱を供給する熱源である加熱ヒータ２８が設けられている。また、いずれも不図示ではあるけれども、加熱ヒータ２８に電力を供給するヒータ制御電源、加熱ローラ２１の表面の温度を検出する温度センサ、加圧ローラ２２を加熱ローラ２１に対して押圧する押圧部機構、加熱ローラ２１および加圧ローラ２２を回転駆動させる駆動機構などが設けられている。これらの構成は、公知の定着装置と同様である。

定着装置２０は、たとえば電子写真方式の画像形成装置に搭載されるものである。未定着トナーによって可視化された画像を表面に有する記録媒体を、加熱ローラ２１と加圧ローラ２２との間のニップ部２９に導いて通過させることにより、未定着トナーを記録媒体上に溶融し固着するものである。

図１において、ウェブシート２３、送出しローラ２５、圧接ローラ２４および巻取りローラ２６が、清掃機構としてのクリーニングユニット３０を構成する。

ウェブシート２３は、帯状の巻取り巻戻し可能な長い部材であり、加熱ローラ２１の表面に溶融状態で付着しているトナーを、微細な空間である空気層および／または空気間隙内に含浸（吸引）することができるような構造を有し、定着温度である２００℃程度の温度における耐熱性を備えるものが用いられ、たとえばノーメックスペーパー（商品名）などが好適である。このウェブシート２３には、前述のように耐熱性とトナーの離型性を向上する目的で、予めシリコーンオイルなどのオイルが含浸されている。

圧接ローラ２４は、ローラ芯体３１と、ローラ芯体３１の外周に設けられる円筒状のローラ弾性部３２とを含んで構成される。ローラ芯体３１は、円柱状の金属製部材であり、その両端部が定着装置２０の装置本体に回転自在に支持される。ローラ弾性部３２は、本実施形態では、発泡性の耐熱材料で形成される。発泡性の耐熱材料としては、たとえば固化時に発泡剤を作用させて気泡を内在するように成形したシリコーンゴム、ウレタン発泡ゴムなどが挙げられる。

圧接ローラ２４は、加熱ローラ２１に押圧される際、ローラ弾性部３２が弾性変形することによって、加熱ローラ２１との間に圧接領域３３（以後、この圧接領域をニップ部３３と呼ぶ）が形成される。圧接ローラ２４は、その軸線が加熱ローラ２１の軸線と平行になるように、かつ加熱ローラ２１との間に介在させるウェブシート２３を、不図示の押圧手段によって加熱ローラ２１の表面に押圧するように設けられる。

圧接ローラ２４のローラ弾性部３２の外周面上には、ウェブシート２３から滲み出すオイルを吸収するためのオイル吸収層２７が設けられていてもよい。
オイル吸収層２７は、オイル吸収能を有する吸油性材料、特に紙で構成されることが好ましい。紙は、パルプを素材とするものが好ましいけれども、合成繊維を素材とするものなどであってもよい。

圧接ローラ２４は、ウェブシート２３を加熱ローラ２１の表面に押圧するために、図示しない付勢手段によって加熱ローラ２１の軸芯に向けて付勢されている。付勢手段としては、たとえば、コイルバネが用いられる。圧接ローラには駆動機構は設けられておらず、ウェブシート２３の巻取りに伴って回転する。ただし、その詳細を後述するように、ウェブシート２３の巻取りと逆方向への回転を阻止するための逆転防止機構が設けられ、一方向にしか回転しないように構成されている。
ウェブシート２３は、圧接ローラ２４によって加熱ローラ２１の表面に向けて圧接され、加熱ローラ２１表面に付着するトナーをクリーニングする。

送出しローラ２５は、リール状の部材であり、所定長さのウェブシート２３がその周面に巻かれている。ローラの材質は、アルミニウムなどの金属材料であってもよいが、これに限定されず、例えば、耐熱性の樹脂材料であってもよい。送出しローラ２５は、図１に図示しない送出しローラ駆動部によって、可逆回転可能にかつ回転速度制御可能に駆動される。巻取りローラ２６は、送出しローラ２５と同様のリール状の部材である。その材質は、アルミニウムなどの金属材料であってもよいが、これに限定されず、例えば、耐熱性の樹脂材料であってもよい。

巻取りローラ２６は、送出しローラ２５から送出され、圧接ローラ２４で加熱ローラ２１に押圧されてトナーを清掃したウェブシート２３を巻取る。巻取りローラ２６は、図１に図示しない巻取りローラ駆動部に接続されている。巻取りローラ２６は、巻取りローラ駆動部により、可逆回転可能にかつ回転速度制御可能に駆動される。送出しローラ２５と巻取りローラ２６の駆動源は、それぞれ別であってもよいが、共通であってもよい。即ち、送出しローラ駆動部は、図示しないウェブシート巻取りモータを駆動源としてもよい。この構成によれば、前記巻取りローラ駆動部は、駆動源からの動力を巻取りローラ２６に伝達し、前記送出しローラ駆動部は、駆動源からの動力を送出しローラ２５に伝達する。

ウェブシート２３は、その一端が送出しローラ２５の周面に巻かれ、他端部がニップ部３３を経由して巻取りローラ２６に巻かれた状態で定着装置２０に装着される。そして、前記状態で装着されたウェブシート２３は、加熱ローラ２１に圧接する部分で加熱ローラ２１をクリーニングする。即ち、加熱ローラ２１が回転動作すると、加熱ローラ２１の表面と静止状態のウェブシート２３とが摺接する。加熱ローラ２１の表面は、ウェブシート２３の摺接部分によって清掃される。加熱ローラ２１の周面の移動速度は、一例では６００ｍｍ／秒である。

前記ウェブシート巻取りモータが停止すると、巻取りローラ２６の巻取動作も停止する。このとき、ウェブシート２３は、張力が加えられた状態で停止する。加熱ローラ２１には、ウェブシート２３の新たな部分が当接している。加熱ローラ２１は、ウェブシート２３の新たな当接部分、特に加熱ローラ２１の周面の移動方向に対する上流側で清掃される。

さらにこの状態で、所定枚数の記録用紙がニップ部２９を通過したら、前記マイクロコンピュータは、新たな巻取動作を実行する。ウェブシート２３は、前記角度に応じた長さだけ巻取りローラ２６に巻き取られる。使用状態において、上記所定枚数は、一例で５〜７枚であり、一回の巻き取り動作で巻き取る長さは、一例で０．５〜０．７ｍｍである。ただし、加熱ヒータ２８への通電が遮断され、それによって加熱ローラの表面温度が室温程度にまで低下する直前に、ニップ部３３の幅に相当する長さだけウェブシート２３を巻き取ることが好ましい。すなわち、画像形成装置５０の電源が遮断されたか、あるいは省電力モードに遷移するときに、加熱ローラ２１の表面温度が低下する前に、ニップ部３３の全領域にウェブシート２３の新たな部分を供給するように巻取り動作を実行することが好ましい。

このようにすれば、その後のウォームアップ中に加熱ローラ２１が回転する際、低温で硬化したトナーがニップ部３３に存在し、それよって加熱ローラ２１の表面が傷つけられるといった事態が生じないようにできる。ニップ部３３の幅は、一例で３〜４ｍｍである。

以上のように、間欠的なウェブシート２３の巻取りによって、清掃機構３０の清掃能力の低下が抑制される。ウェブシート２３が最終端に達するまで巻取りを繰り返すことにより、長期間にわたって清掃能力が維持される。

（逆転防止機構）
図２は、この発明に係る実施の形態を示し、圧接ローラ２４の駆動部に設ける逆転防止機構の一例を示す説明図である。図２（ａ）は、圧接ローラの端部の構造を示す平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の矢印Ａ方向からラチェット機構を見た側面図である。図２（ａ）に示すように、圧接ローラ軸２４ａの一端には、ラチェット機構のラッチであるラチェットギア４１が取り付けられている。ラチェットギア４１の外周にはギア４１ａが形成されている。そして、ギア４１ａに当接するように爪部材４３が配置されている。爪部材４３の支点部４３ｂには、ネジリコイルバネ４５が取り付けられており、これによって爪部材４３の爪部４３ａが、ギア４１ａに当接するように付勢される。

図２（ｂ）の矢印Ｐは、爪部４３ａが付勢される方向を示している。ラチェットギア４１と爪部材４３から構成されるラチェット機構４０により、ラチェットギア４１は、矢印Ｒ１の一方向のみに回転可能である。ラチェットギアと一体の圧接ローラ２４も、同方向のみに回転可能である。前述のように、圧接ローラ２４は、ウェブシート２３の巻取りに伴って回転する従動ローラであり、矢印Ｒ１は、ウェブシート２３の巻取り動作による回転方向と一致する。即ち、加熱ローラ２１の周面の移動と逆の方向である。

ウェブシート２３は、加熱ローラ２１が回転すると、加熱ローラ２１に当接する部分で周面の移動に沿う方向に摩擦による力を受ける。しかし、ウェブシート２３の裏面に当接する圧接ローラ２４には前述の逆転防止機構がある。このため、加熱ローラ２１からの摩擦力でウェブシート２３が巻取りと逆方向へ移動しようとしても、圧接ローラ２４からの静摩擦力と巻取りローラ２６側からのテンションによって、移動が阻止される。従って、ニップ部３３の上流側に貯留したトナーは、ニップ部３３内に侵入することなく、加熱ローラ２１とウェブシート２３との間に留まる。

なお、巻取りローラ２６も、巻取りと逆方向への回転を阻止する逆転防止機構を有することが好ましい。これによって、巻取り動作中でないとき、ウェブシート２３に対する巻取り方向への張力が維持される。巻取りローラ２６の逆転防止機構は、前述の逆転防止機構４０と同様、ラチェット機構によって実現可能である。

図３は、この発明の異なる実施の形態を示し、巻取りローラ２６の駆動部に逆転防止機構を設けた例を示す説明図である。図３で、巻取りローラ駆動ギア６７は、巻取りローラ２６の軸にとりつけられており、巻取りローラ２６と一体に駆動される。巻取りローラ２６の駆動源は、ウェブシート巻取り駆動モータ６９である。ウェブシート巻取り駆動モータ６９のモータ出力軸６９ａには、ラチェットギア６１がモータ軸６９ａと一体に取り付けられている。ラチェットギア６１の外周にはギア６１ａが刻まれている。ギア６１ａは、巻取りローラ駆動ギア６７とかみ合って、巻取りローラ２６を駆動する。さらに、ギア６１ａには、ラチェット機構の爪部材６３の爪部６３ａが当接し、巻取りと逆方向への回転を阻止する。爪部材６３ａは、その爪部６３ａがギア６１ａに当接してラチェット機構として機能するよう、支点部６３ｂに配置されたネジリコイルバネ６５によって付勢される。

図３のラチェット機構は、ギア６１ａが、ラッチとしての機能と、巻取りローラ２６への駆動伝達とを兼ねている。しかし、このような態様ではなく、駆動伝達用のギアとラッチとがそれぞれ独立したギアであり、両者が同軸状に一体になった２段のギア状のものであってもよい。また、爪部材６３が、モータ出力軸６９ａではなく、巻取りローラ駆動ギア６７に当接するようにしてもよい。

以上の説明で、逆転防止機構はいずれもラチェット機構を用いている。しかし、逆転防止機構の構成はこれに限定されるものではなく、例えば、公知の一方向クラッチを用いてもよい。ローラが一方向のみに回転可能であれば、その構造は限定されない。

図９は、この発明に係る逆転防止機構に一方向クラッチを用いた例を示す説明図である。図９（ａ）で、巻取りローラ２６の軸２６ａの端部に一方向クラッチ９１が取り付けられている。図９（ａ）に図示しないウェブシート巻取り駆動モータからの駆動は、図示しない伝達機構を経て、一方向クラッチ９１の外周に取り付けられた巻取りローラ駆動ギア９３に伝達される。これによって、巻取りローラ駆動ギア９３は、矢印Ｒ４で示す方向に回転する。巻取りローラ駆動ギア９３の回転は、一方向クラッチ９１を介して巻取りローラ２６の軸２６ａに伝達される。巻取りローラ駆動ギア９３が矢印Ｒ４方向に回転すると、軸２６ａは、つられて同方向に回転する。一方、巻取りローラ駆動ギア９３が静止した状態で、巻取りローラ２６は、矢印Ｒ４の方向へ回転自在である。しかし、反対方向（矢印Ｒ５の方向）へは回転しない。これは、一方向クラッチ９１の作用による。矢印Ｒ４が示す方向は、ウェブシート２３の巻取り方向である。

図９（ｂ）および図９（ｃ）は、一方向クラッチ９１の内部構造の一例を示す断面図である。図９（ｂ）および図９（ｃ）の一方向クラッチは、軸２６ａの外周に回転自在に嵌められた外輪９１ａ、外輪９１ａの内周部に形成された凹部に収容されるコロ９１ｂおよびスプリング９１ｃから構成される。外輪９１ａは巻取りローラ駆動ギア９３と一体に回転する。図９（ｂ）は、外輪９１ａが、矢印Ｒ４方向へ回転する場合を示している。外輪がＲ４方向へ回転すると、スプリング９１ｃの作用で、コロ９１ｂは、外輪９１ａの内周部に形成された凹部の噛み合い位置に進み、凹部の内周面と軸２６ａの外周面とのくさび作用によって、軸２６ａに回転が伝達される。図９（ｂ）は、外輪９１ａが静止し、軸２６ａが矢印Ｒ４方向へ回転する場合を示している。軸２６ａがＲ４方向へ回転すると、コロ９１ｂは、外輪９１ａの内周面から離れ、軸２６ａは外輪９１ａに対して空転する。外輪９１ａは静止状態を保つ。

以上は、巻取りローラ２６の逆転防止機構に一方向クラッチを用いる場合の例である。次に、圧接ローラ２４の逆転防止機構に一方向クラッチを用いる場合を説明する。前述したように、圧接ローラには駆動機構は設けられていない。ウェブシート２３の巻取りに伴って回転するだけである。そこで、圧接ローラ軸２４ａの端部に一方向クラッチを取り付け、一方向クラッチの外輪をフレームに固定すればよい。このようにすれば、圧接ローラ２４は、ウェブシート２３の巻取り方向のみに回転し、逆の方向には回転しない。

さらに、清掃機構３０の送出しローラ駆動部が、解除可能な逆転防止機構を有していてもよい。図４は、この発明のさらに異なる実施の形態を示し、送出しローラ２５の駆動部に、逆転防止機構を設けた構成を示す説明図である。図４で、ウェブシーと巻取り駆動モータ６９のモータ出力軸６９ａには、巻取りローラ２６へ駆動力を伝達するラチェットギア６１のほかに、送出しローラへ駆動力を伝達するための送出しローラ駆動プーリー７１が一体に取り付けられている。送出しローラ駆動プーリー７１は、駆動ベルト７３を介して送出しローラ駆動プーリー７５に駆動力を伝達する。

送出しローラ駆動プーリー７５は、送出しローラ２５のローラ軸２５ａと一体に取り付けられている。さらに、ローラ軸２５ａには、逆転防止機構としてラチェットギア７７が一体に取り付けられている。ラチェットギア７７の外周にはギア７７ａが刻まれている。そして、爪部材７９の爪部７９ａがギア７７ａに当接するようにその支点部７９ｂ付近に取り付けられたネジリコイルバネ７８によって付勢されている。ネジリコイルバネ７８は、請求項にいう付勢手段である。さらに、爪部材７９は、リンク部材８３を介して、ラチェットを解除するためのラチェット解除ソレノイド８１のプランジャー８１ａに取り付けられている。ラチェット解除ソレノイド８１は、請求項にいう爪部材駆動手段である。送出しローラ駆動部の逆転防止機構は、送出しローラ２５が巻取り方向に回転するのを阻止する。

巻取り動作時、前記マイクロコンピュータは、ラチェット解除ソレノイド８１に通電してラチェットを解除し、その後、ウェブシート巻取り駆動モータ６９を回転させてウェブシート２３を巻き取る。巻取り動作が終了し、ウェブシート巻取り駆動モータ６９が停止した後、前記マイクロコンピュータは、ラチェット解除ソレノイド８１への通電をオフする。このようにすれば、ウェブシート２３の巻取り動作時以外は、送出しローラ２５の巻取り方向への回転が阻止される。従って、ウェブシート２３は、送出しローラ側から張力を受けた状態で維持される。そして、ウェブシート２３が無駄に送り出されるのを防ぐことができる。

また、送出しローラ駆動プーリーＢ７５は、ウェブシート２３に適当なバックテンションを与えるように、ゆっくりとした速度で回転するようになっていてもよい。この場合、ウェブシート２３が巻取られるテンションで送出しローラ２５が回転すると、駆動ベルト７３と送出しローラ駆動プーリーＡ７１および／または送出しローラ駆動プーリーＢ７５との間にすべりが生じ、バックテンションが発生する。また、このすべりは、送出しローラ２５に巻かれたウェブシート２３と巻取りローラ２６に巻かれたウェブシート２３との半径の比に応じて互いのローラの回転速度の比を調節する変速機構としての機能を果たす。

送出しローラの逆転防止機構は、特にニップ部２９に記録用紙が挟まった状態で紙詰まりが発生した場合に有効である。ニップ部２９に詰まった記録用紙を除去するために、ユーザーは露出している用紙の先端をつまんで引っ張る。その方向が、記録用紙の搬送と逆方向の場合、即ち、転写部側へ用紙が引き抜かれた場合、加熱ローラは印字中と逆方向に回転する。その結果、ウェブシート２３は、巻取り方向に力を受ける。送出しローラ駆動部に逆転防止機構があれば、送出しローラ２５の回転が阻止され、ウェブシート２３は、送出しローラ側からの張力を受ける。その結果、ウェブシート２３は、無駄に送り出されることがない。

図６は、この実施の形態の定着装置において、ニップ部３３のウェブシート２３が、加熱ローラ２１から摩擦力を受け、その結果、若干の「タルミ」を生じる様子を示す説明図である。しかし、この発明によれば、圧接ローラ２４には逆転防止機構があるので、ウェブシート２３が加熱ローラ２１の回転に伴って大きくズレてしまうといったことが生じない。
即ち、加熱ローラ２１の回転に伴ってウェブシート２３の巻取り方向と逆方向の力を受けても、圧接ローラ２４は逆転しない。さらに、巻取りローラ２６も逆転しないようになっておれば、ウェブシート２３は、巻取りローラ側からの張力によって、さらに移動しにくくなる。従って、加熱ローラ２１の周面が移動する方向に対し、ニップ部３３の下流側に若干の「タルミ」が生じるものの、ウェブシート２３が大きくズレ、ニップ部３３の上流端に貯留したトナーがニップ部３３の内部に入り込まない。さらに、送出しローラ２５に逆転防止機構が設けられていれば、紙詰まり除去時に加熱ローラが逆方向に回転しても、ウェブシート２３の無駄な送出しが阻止される。

図１０は、この発明に係る巻取りローラの逆転防止機構と送出しローラの逆転防止機構とに、それぞれ一方向クラッチを用いた例を示す説明図である。図１０（ａ）で、巻取りローラ２６の駆動源は、ウェブシート巻取り駆動モータ６９である。ウェブシート巻取り駆動モータ６９はステッピングモータである。前記モータの駆動は、モータ出力軸６９ａに取り付けられた巻取りローラ駆動ギアＡ６１から、それと係合する巻取りローラ駆動ギアＢ６７に伝達される。巻取りローラ駆動ギアＢ６７は、一方向クラッチ９１の外輪９１ａと一体に回転する。一方向クラッチ９１は、巻取りローラ駆動ギアＢ６７がウェブシート２３の巻取り方向に回転するとき、その駆動を巻取りローラ軸２６ａに伝達する。

また、図１０（ａ）で、送出しローラ２５の駆動源は、送出し駆動モータ９５である。送出し駆動モータ９５はステッピングモータである。前記モータの駆動は、モータ出力軸９５ａに取り付けられた送出しローラ駆動ギアＡ７２から、それと係合する送出しローラ駆動ギアＢ７６に伝達される。送出しローラ駆動ギアＢ７６は、一方向クラッチ９７の外輪９７ａと一体に回転する。一方向クラッチ９７は、送出しローラ駆動ギアＢ７６が静止しているとき、送出しローラ２５がウェブシート２３の送り出し方向に回転するのを阻止する。一方、送出しローラ駆動ギアＢ７６がウェブシート２３の送り出し方向に回転すると、ウェブシート２３からの張力によって、送出しローラ軸２５ａが送出しローラ駆動ギアＢ７６につれて回転するのを許容する。

図１０（ｂ）は、送出しローラ軸２５ａの延長線上の位置から送出しローラ駆動ギアＢ７６を見たときの状態を示す説明図である。ローラ駆動ギアＢ７６と、その内側にある一方向クラッチ９７と、さらにその中心部にある送出しローラ軸２５ａとは、それぞれの中心が一致するよう同軸に配置されている。ウェブシート２３の巻取り方向を、矢印Ｒ６で示している。一方向クラッチ９７は、ローラ駆動ギアＢ７６が静止状態のとき、送出しローラ軸２５ａが矢印Ｒ６に回転するのを阻止する。

ウェブシート巻取り駆動モータ６９と送出し駆動モータ９５とは、図示しないマイクロコンピュータによって、制御される。前記マイクロコンピュータは、所定のタイミングで、ウェブシート２３を巻き取るために各モータを回転させる。このとき、ウェブシート２３の巻き取り量に応じて、巻取りローラ２６と送出しローラ２５の回転速度を制御する。また、前記マイクロコンピュータは、ウェブシート２３の巻取りをおこなわないとき、各モータを静止励磁するように制御してもよい。

以上の説明においては、清掃機構３０が加熱ローラ２１に設けられた場合を例に説明をしたが、同様の清掃機構３０が加圧ローラ２２の周囲に設けられ、加圧ローラ２２の表面をクリーニングしてもよい。あるいは、加熱ローラ２１と加圧ローラ２２の両方にそれぞれ設けられてもよい。図７は、この発明のさらに異なる実施形態であり、加熱ローラ２１の清掃機構３０に加えて、加圧ローラの清掃機構１３０が設けられた定着装置２０の例を示す説明図である。加圧ローラの清掃機構１３０は、加圧ローラのウェブシート１２３、圧接ローラ１２４、送出しローラ１２５、巻取りローラ１２６からなる。圧接ローラ１２４は、オイル吸収層１２７、ローラ芯体１３１、ローラ弾性部１３２からなる。

（画像形成装置の構成例）
図５は、この発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す説明図である。

本画像形成装置５０は、外部から伝達された画像データに応じて、所定の記録用紙（シート）に対してモノクロ画像を形成するものである。図示すように、露光ユニット１、現像器２、感光体ドラム３、帯電器４、クリーナユニット５、定着ユニット（定着装置）２０と、用紙搬送路７、給紙トレイ８ａ〜８ｄおよび排紙トレイ９等より構成されている。

帯電器４は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための、帯電手段であり、図５に示すようにチャージャー型の帯電器４が用いられている。しかし、接触型のローラ型やブラシ型の帯電器を用いてもよい。

露光ユニット１は、図５に示すようにレーザ照射部１１ａ、１１ｂおよび反射ミラー１２ａ、１２ｂを備えた、レーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を用いている。しかし、この手法のほかに、発光素子をアレイ状に並べた例えばＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いる手法もある。本装置は高速印字処理を行う為に、複数のレーザ光を利用し、照射タイミングの高速化を低減する手法を採用し、２ビーム手法を採用している。露光ユニット１は、帯電器４によって均一に帯電された感光体ドラム３に入力された画像データに応じて露光することにより、感光体ドラム３の表面に、画像データに応じた静電潜像を形成するものである。

現像器２は感光体ドラム３上に形成された静電潜像を黒トナーで顕像化する。
クリーナユニット５は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを、除去・回収する。回収されたトナー（廃トナー）は、画像形成装置５０の背面側にある、図示しない廃トナー搬送路を経て廃トナー容器５２に収容される。

画像形成装置５０は、制御部として機能する図示しない制御基板を含む。前記制御基板は、マイクロコンピュータ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ、入力回路、出力回路を含んで構成される。ＲＯＭは、マイクロコンピュータが実行する制御プログラムを格納する。ＲＡＭは、マイクロコンピュータにワークエリアを提供する。不揮発性メモリは、制御データを保持する。入力回路は、画像形成装置５０内の各部の検知手段からの信号が入力される回路である。検知手段の一例は、用紙搬送路７中に設けられ、紙詰まりを検知する紙詰まりセンサである。出力回路は、画像形成装置の各部を動作させるためのアクチュエータやモータなどの負荷を駆動する回路である。前記モータは例えば、定着ユニット２０を駆動するための図示しない定着駆動モータである。また、前記負荷の一例は、定着ユニット２０内の定着ローラを加熱するためのヒータである。

感光体ドラム３上に形成された静電潜像は、現像器２によって帯電トナーを用いて顕像化される。即ち、感光体ドラム３上にトナー画像が形成される。前記トナー画像は、転写機構１０（本装置では転写ベルトユニット）によって、用紙上に転写される。転写機構１０は、帯電したトナーを吸引する極性の電圧を用紙背面側の転写ベルトに印加する。これによって、感光体ドラム３上のトナー画像が用紙上に転写される。例えば、トナー画像が（−）極性の電荷を有している時、転写ベルトへの印加電圧は（＋）極性の電圧である。

本装置の転写機構１０には、転写ベルト駆動ローラ１０ａ、転写ベルト従動ローラ１０ｂ及び他のローラで架橋され、所定の抵抗値（１×１０⁹〜１×１０¹³Ω・ｃｍの範囲）を有する転写ベルト１０ｃが配置されている。さらに、前記感光体ドラム３と転写ベルト１０ｃの接触部１０ｄには前記駆動、従動ローラとは異なった導電性で転写電界を印加することが可能な弾性導電性ローラ１０ｅが配置されている。転写機構１０で用紙上に転写された静電像（未定着トナー）は、定着ユニット２０に搬送される。

定着ユニット２０は、図１に対応するものであり、加熱ローラ２１、加圧ローラ２２を備えている。加熱ローラ２１の外周部にはクリーニング部材３０、用紙剥離爪３５が配置されている。さらに、図示しないが、ローラ表面温度検出部材（サーミスター）が配置されている。また、その内周部には加熱ローラ表面を所定温度（定着設定温度：概ね１６０〜２００℃）とする加熱ヒータ２８が配置されている。他方、加圧ローラ２２は、その両端部に図示しない加圧部材が配置されている。

給紙トレイ８ａ〜８ｄは、画像形成に使用するシートを蓄積しておくためのトレイである。本装置では、画像形成部の下側、および側壁面に設けられている。本装置は、高速印字処理を行う事を目的とする為、多量のシートが蓄積できるようになっている。詳細には、画像形成部の下方に配置される給紙トレイ８ａ、８ｂには、それぞれに１５００枚のシートが収納可能である。また、給紙トレイ８ａ、８ｂの下方に配置される給紙トレイ８ｃ、８ｄには、それぞれに５００枚のシートが収容可能である。他方、装置の側面には、給紙トレイ８よりもさらに多量のシートが収納可能な大容量給紙カセット８ｅ、並びに、主として、種々の種類のシートや不定型サイズのシートへの印字のために用いる手差しトレイ８ｆが配置されている。

排紙トレイ９は、装置の手差しトレイ８ｆとは反対側の側面に配置されている。しかし、排紙トレイ９に変わって、排紙用紙の後処理装置（ステープル、パンチ処理等々）、複数段排紙トレイをオプションとして配置する事も可能な構成となっている。

最後に、前述した実施の形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得ることは明らかである。そのような変形例は、この発明の特徴及び範囲に属さないと解釈されるべきものではない。本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更とが含まれることが意図される。

本発明の実施の形態としての定着装置２０の構成を簡略化して示す概略断面図である。 この発明に係る実施の形態を示し、圧接ローラ２４の駆動部に設ける逆転防止機構の一例を示す説明図である。 この発明の異なる実施の形態を示し、巻取りローラ２６の駆動部に逆転防止機構を設けた例を示す説明図である。 この発明のさらに異なる実施の形態を示し、送出しローラ２５の駆動部に、逆転防止機構を設けた構成を示す説明図である。 この発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す説明図である。 この実施の形態の定着装置において、ニップ部３３のウェブシート２３が、加熱ローラ２１から摩擦力を受け、その結果、若干の「タルミ」を生じる様子を示す説明図である。 この発明のさらに異なる実施形態であり、加熱ローラ２１の清掃機構３０に加えて、加圧ローラの清掃機構１３０が設けられた定着装置２０の例を示す説明図である。 従来のウェブクリーニング方式の定着クリーニング機構２０１の構成を簡略化して示す図である。 この発明の定着装置に係る逆転防止機構に、一方向クラッチを用いた例を示す説明図である。 この発明に係る巻取りローラの逆転防止機構と送出しローラの逆転防止機構とに、それぞれ一方向クラッチを用いた例を示す説明図である。

符号の説明

１ 露光ユニット
２ 現像器
３ 感光体、感光体ドラム
４ 帯電器
５ クリーナユニット
７ 用紙搬送路
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ 給紙トレイ
８ｅ 大容量給紙カセット
８ｆ 手差しトレイ
９ 排紙トレイ
１０ 転写機構、転写ベルトユニット
１０ａ 転写ベルト駆動ローラ
１０ｂ 転写ベルト従動ローラ
１０ｃ 転写ベルト
１０ｄ 接触部
１０ｅ 弾性導電性ローラ
１１ａ、１１ｂ レーザ照射部
１２ａ、１２ｂ 反射ミラー
２０ 定着装置、定着ユニット
２１ 加熱ローラ
２２ 加圧ローラ
２３、１２３ 清掃部材、ウェブシート
２３ａ、１２３ａ ウェブシートの未使用部分
２４、１２４ 圧接ローラ
２４ａ 圧接ローラ軸
２５、１２５ 送出しローラ
２５ａ 送出しローラ軸
２６、１２６ 巻取りローラ
２６ａ 巻取りローラ軸
２７、１２７ オイル吸収層
２８ 加熱ヒータ
２９ ニップ部
３０、１３０ クリーニングユニット、清掃機構
３１、１３１ ローラ芯体
３２、１３２ ローラ弾性部
３３ 圧接領域、ニップ部
３５ 用紙剥離爪
４０、６０ ラチェット機構、逆転防止機構
４１、７７ ラチェットギア、ラッチ
４１ａ、６１ａ ギア
４３，６３、７９ 爪部材
４３ａ、６３ａ、７９ａ 爪部
４３ｂ、６３ｂ、７９ｂ 支点部
４５、６５、７８ ネジリコイルバネ
５０ 画像形成装置
５２ 廃トナー容器
６１ 巻取りローラ駆動ギアＡ、ラチェットギア
６７ 巻取りローラ駆動ギアＢ
６９ ウェブシート巻取り駆動モータ
６９ａ モータ出力軸
７１ 送出しローラ駆動プーリーＡ
７２ 送出しローラ駆動ギアＡ
７３ 駆動ベルト
７５ 送出しローラ駆動プーリーＢ
７６ 送出しローラ駆動ギアＢ
８１ ラチェット解除ソレノイド
８１ａ プランジャー
８３ リンク部材
９１、９７ 一方向クラッチ
９１ａ 外輪
９１ｂ コロ
９１ｃ スプリング
９３ 巻取りローラ駆動ギア
９５ 送出し駆動モータ
９５ａ モータ出力軸

Claims (11)

1. 記録用紙を挟持しながら加熱する１対の加熱ローラおよび加圧ローラと、
   帯状の巻取り可能な清掃部材を送り出す送り出しローラと、
   送り出された清掃部材を加熱ローラまたは加圧ローラの表面に圧接する圧接ローラと、
   圧接ローラで圧接された清掃部材の巻取りを行う巻取りローラと、
   清掃部材の巻取り方向と逆方向への圧接ローラの回転を阻止する逆転防止機構とを備えることを特徴とする清掃機構付き定着装置。
2. 前記清掃部材の巻取り方向と逆方向への巻取りローラの回転を阻止する逆転防止機構をさらに備える請求項１記載の定着装置。
3. 送出しローラは、間欠的に清掃部材を送出するものであり、
   前記清掃部材を送り出さないときに前記清掃部材の巻取りの方向への送出しローラの回転を阻止し、清掃部材の巻取り時に巻取り方向への送出しローラの回転を可能にする解除機構付き逆転防止機構をさらに備える請求項１記載の定着装置。
4. 圧接ローラの逆転防止機構は、圧接ローラの軸に直結あるいは連結されるラチェットギアを含んでなるラチェット機構で構成される請求項１記載の定着装置。
5. 圧接ローラの逆転防止機構は、圧接ローラの軸に直結あるいは連結される一方向クラッチで構成される請求項１記載の定着装置。
6. 巻取りローラの逆転防止機構は、巻取りローラの軸に直結あるいは連結されるラチェットギアを含んでなるラチェット機構で構成される請求項２記載の定着装置。
7. 巻取りローラの逆転防止機構は、巻取りローラと巻取りローラの駆動源との間に配置される一方向クラッチで構成される請求項２記載の定着装置。
8. 送出しローラの送出し防止機構は、送出しローラの軸に直結あるいは連結されるラチェットギアと、前記ギアと噛合し得る爪部材と、爪部材を前記ラチェットギアと噛合わせあるいは噛合わせないようにする解除機構とを含んでなる解除可能なラチェット機構である請求項３記載の定着装置。
9. 前記解除機構は、爪部材をラチェットギアと噛み合わせるように付勢する付勢手段と、付勢手段による付勢に抗して爪部材をラチェットギアから離間させるように駆動する爪部材駆動手段とを含んでなり、
   爪部材駆動手段は、清掃部材の巻取りが行われる間、爪部材を駆動して巻取りローラの巻取り方向への回転を可能にする請求項８記載の定着装置。
10. 送出しローラの逆転防止機構は、送出しローラと送出しローラの駆動源との間に配置される一方向クラッチで構成される請求項３記載の定着装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか一つに記載の定着装置を備えてなる画像形成装置。

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