JP2009053381A - 定着装置のクリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱ローラおよび加圧ローラから不要な現像剤を適切に回収して、記録媒体の表面汚れ、裏面汚れを確実に防止して、長期にわたりクリーニング機能を維持できる定着装置のクリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】加熱ローラ３１と加圧ローラ３２とを備え、これら両ローラ間に用紙９１を挟み込んで圧接しながら回転搬送することで用紙９１上に形成された未定着のトナー像を用紙９１に定着させる定着装置１４のクリーニング装置として、加圧ローラ３２に圧接して、この加圧ローラ３２の表面に付着したトナーを除去するクリーニングローラ７５を備え、クリーニングローラ７５の軸方向の両端部７５ａ，７５ｂに、中央部側から端部側に向かい先細る傾斜面７５ｃを形成したことを特徴とするものとする。
【選択図】図３

Description

本発明は、ローラ形状もしくはスクレーパー形状のクリーニング部材を有する定着装置のクリーニング装置、およびそのクリーニング装置を有する定着装置を備えた画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真式複写機やプリンタ等の電子写真式の画像形成装置は、定着装置を備えている。この定着装置としては、加熱手段により加熱される加熱ローラと、加熱ローラに所定接触圧力をもって圧接する加圧ローラとを備えており、定着装置の前段の転写装置において加熱ローラ側の面に未加熱現像剤（たとえば、トナー）が転写された記録用紙（記録媒体）を、加熱ローラと加圧ローラとの間に通紙することにより、前記未加熱現像剤を記録用紙に加熱するものが知られている。

また、電子写真式の画像形成装置には、複数色の現像剤を使用するカラー画像形成装置がある。しかしながら、電子写真式カラー画像形成装置の場合には、記録用紙に複数色の現像剤が転写されて、未加熱現像剤の層厚が厚くなる。従って、上記のような従来の定着装置では、溶融した現像剤の一部（あるいは、記録紙から出る紙粉等の異物）が加熱ローラや加圧ローラに付着する現象が発生する。

このような問題点を解決するために、ローラ形状またはスクレーパー（ブレード）形状からなるクリーニング部材を加熱ローラや加圧ローラに圧接するように配置し、加熱ローラや加圧ローラに付着した不要な現像剤および異物を取り除くようにしたクリーニング装置が提案されている。

前記定着装置の加熱ローラは、未加熱現像剤を加熱するために、表面温度が所定の設定温度になるように温度制御されている。たとえば、使用する現像剤の軟化点が６０〜８０℃、融点が１３０〜１８０℃である場合、加熱ローラ表面温度の設定温度は１８０〜２１０℃である。クリーニング部材としてクリーニングローラを用いた定着装置では、該クリーニングローラはこのような高温の加熱ローラの表面に直接接触しており、クリーニングローラの表面温度は、加熱ローラ表面の設定温度とほぼ同じになる。

従って、このクリーニングローラの表面温度は現像剤の融点以上となり、クリーニングローラに回収された加熱ローラ上の不要な現像剤は溶融状態となるため、そのままクリーニングローラの表面に残ってしまう。このため、クリーニングローラが所定の飽和量の現像剤を回収した後は、加熱ローラ上の不要な現像剤をクリーニングローラに回収できなくなって、不要な現像剤が加熱ローラ上に残ったままになり、これが加熱ローラおよび加圧ローラを汚す原因となるという問題があった。

そこで、従来技術として、加熱ローラおよび加圧ローラから確実に不要な現像剤を回収して、記録用紙の表面汚れ、裏面汚れを確実に防止するようにしたものが提案されている（特許文献１、特許文献２を参照）。

特許文献１では、加熱ローラに所定接触圧力をもって圧接する加圧ローラを備えた定着装置のクリーニング装置において、加圧ローラに圧接するようにクリーニングローラ（金属製）が配置されている。さらに、このクリーニングローラの軸方向の長さが、加圧ローラの軸方向の長さより短く、最大用紙幅より長くなっている。

このように構成することで、記録用紙への現像剤の定着時に、記録用紙から加熱ローラに付着した現像剤は、加熱ローラから加圧ローラに移り、クリーニングローラに回収される。この場合、加熱ローラと加圧ローラの表面の材質を適当に選択することにより、加熱ローラに付着した現像剤をほとんど全て加圧ローラに移すことができる。

また、加圧ローラの温度は加熱ローラの温度より低く、クリーニングローラの温度は加圧ローラの温度よりさらに低いため、加圧ローラの温度を現像剤の融点より低くすることができる。したがって、加圧ローラ上の現像剤は、半溶融状態でクリーニングローラに回収され、加圧ローラとクリーニングローラとの接触圧力により両ローラの軸方向外側に移動される。そして、クリーニングローラの長さが加圧ローラの長さより短いためにクリーニングローラの両端部から排出される。

このようにして、クリーニングローラの表面に現像剤が残ることがなく、クリーニングローラの長さに対応する加圧ローラの表面に付着した現像剤は、ほとんど全てクリーニングローラによって回収される。

特許文献２では、加熱ローラに所定接触圧力をもって圧接する加圧ローラを備えた定着装置のクリーニング装置において、図８（ａ）に示すように、加圧ローラ３２の表面に付着した現像剤を除去するクリーニングローラ１７５を備え、このクリーニングローラの表面には図示しない複数の凹部が形成されている。図中の符号１８１はクリーニングローラ１７５を回転可能に保持する軸受、符号８２は加圧ローラ３２を回転可能に保持する軸受である。

このように構成することで、加圧ローラ３２とクリーニングローラ１７５との間において、現像剤がクリーニングローラ１７５の軸方向に移動して凹部に回収される場合、クリーニングローラの表面をその軸方向から見た場合の全ての領域に凹部を形成することで、この凹部により現像剤の回収を効率良く行うことができる。
特開２００３−１６２１７１号公報 特開２００５−１９６０９６号公報

しかしながら、近年の画像形成装置において、例えば、Ａ３サイズ等の用紙幅の大きい記録用紙に対して連続印刷を行うために、対応可能な最大用紙幅が大きい画像形成装置を用いる場合や、高速機を用いて連続的に印刷する（例えば多量に印刷する）場合、特許文献１のような構成では、クリーニングローラの両端部からの現像剤の排出が追いつかなくなるという問題が生じる。

また、特許文献２のような構成では、クリーニングローラ１７５により加圧ローラの表面より回収されたトナーは、図８（ｂ）に示すように、クリーニング作用における初期状態ではクリーニングローラ１７５の表面に収容されているが、トナーの回収が進んでクリーニング作用における後期状態で、回収されたトナーが増大して凹部に収容しきれなくなると、回収されたトナーは、図８（ｃ）に示すように、凹部から溢れて軸方向に流れ出して軸受部１８１には入り込み、クリーニングローラ１７５の回転動作に不具合を生じさせてクリーニングローラ１７５が回転不能になるという問題が生じる。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、加熱ローラおよび加圧ローラから不要な現像剤を適切に回収して、記録媒体の表面汚れ、裏面汚れを確実に防止して、長期にわたりクリーニング機能を維持できる定着装置のクリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するための本発明に係る定着装置のクリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置の構成は、次の通りである。
請求項１に記載した定着装置のクリーニング装置は、加熱手段により加熱される加熱ローラと、加熱ローラに所定接触圧力をもって圧接する加圧ローラとを備え、これら両ローラ間に記録媒体を挟み込んで圧接しながら回転搬送することで記録媒体上に形成された未定着の現像剤像を記録媒体に定着させる定着装置のクリーニング装置において、前記加圧ローラに圧接して、この加圧ローラの表面に付着した現像剤を除去するクリーニングローラを備え、前記クリーニングローラのクリーニングローラ軸方向の両端部に、中央部側から端部側に向かい先細る傾斜面を形成したことを特徴とするものである。

請求項２に記載した定着装置のクリーニング装置は、請求項１に記載した構成に加えて、前記クリーニングローラの表面に複数の凹部を形成したことを特徴とするものである。

請求項３に記載した定着装置のクリーニング装置は、請求項２に記載した構成に加えて、前記複数の凹部の形状を、前記クリーニングローラ表面を周回する溝形状とすることを特徴とするものである。

請求項４に記載した定着装置のクリーニング装置は、請求項２に記載した構成に加えて、前記複数の凹部の形状を、クリーニングローラ軸方向に沿って延びる溝形状とすることを特徴とするものである。

請求項５に記載した定着装置のクリーニング装置は、請求項２乃至４のうちの何れか一項に記載した構成に加えて、前記複数の凹部を、前記クリーニングローラ表面の全域に渡って形成することを特徴とするものである。

請求項６に記載した定着装置のクリーニング装置は、請求項２乃至５のうちの何れか一項に記載した構成に加えて、前記複数の凹部が形成されている領域におけるクリーニングローラ軸方向の幅を、定着装置において処理可能な最大記録媒体幅以上に設定することを特徴とするものである。

請求項７に記載した定着装置のクリーニング装置は、請求項１乃至６のうちの何れか一項に記載した構成に加えて、前記クリーニングローラを、金属シャフトで構成することを特徴とするものである。

請求項８に記載した画像形成装置は、加熱手段により加熱される加熱ローラと、加熱ローラに所定接触圧力をもって圧接する加圧ローラとを備え、これら両ローラ間に記録媒体を挟み込んで圧接しながら回転搬送することで記録媒体上に形成された未定着の現像剤像を記録媒体に定着させる定着装置のクリーニング装置を備えた画像形成装置において、前記クリーニング装置として、請求項１乃至７のうちの何れか一項に記載の定着装置のクリーニング装置を備えていることを特徴とするものである。

請求項１に記載した発明によれば、加熱手段により加熱される加熱ローラと、加熱ローラに所定接触圧力をもって圧接する加圧ローラとを備え、これら両ローラ間に記録媒体を挟み込んで圧接しながら回転搬送することで記録媒体上に形成された未定着の現像剤像を記録媒体に定着させる定着装置のクリーニング装置において、前記加圧ローラに圧接して、この加圧ローラの表面に付着した現像剤を除去するクリーニングローラを備え、前記クリーニングローラのクリーニングローラ軸方向の両端部に、中央部側から端部側に向かい先細る傾斜面を形成したことで、クリーニングローラに回収された現像剤を加圧ローラに接触していない両端部の前記傾斜面に蓄積させることができる。前記傾斜面は加圧ローラに接触していないので熱影響は少ないため、クリーニングローラの表面で現像剤が溶融状態となることを防止できる。
また、クリーニングローラの両端部より回収された現像剤を排出できるので、クリーニング機能を長期に渡って維持可能となる。これにより、加熱ローラおよび加圧ローラに付着した不要な現像剤を適切に回収することができるので、記録媒体の表面汚れ、裏面汚れを確実に防止することができる。

また、請求項１〜８に記載の発明で得られる上記共通の効果に加え、各請求項に記載の発明によれば次の効果を得ることができる。
詳しくは、請求項２に記載した発明によれば、請求項１に記載した発明で得られる効果に加えて、前記クリーニングローラの表面に複数の凹部を形成したことで、クリーニングローラの表面の凹部に不要な現像剤を回収することができる。

請求項３に記載した発明によれば、請求項２に記載した発明で得られる効果に加えて、前記複数の凹部の形状を、前記クリーニングローラ表面を周回する溝形状、例えば、凹部に回収された現像剤がクリーニングローラの回転によってクリーニングローラ軸方向の両端部側へ移動するように螺旋状に形成することで、前記凹部に回収された現像剤がクリーニングローラの両端部から排出される作用が促進されるので、前記凹部から現像剤が溢れることなくクリーニングローラによるクリーニング機能を長期に渡って維持することができる。

請求項４に記載した発明によれば、請求項２に記載した発明で得られる効果に加えて、前記複数の凹部の形状を、クリーニングローラ軸方向に沿って延びる溝形状とすることで、凹部の形成を容易にできる。また、かつ隣接する凹部同士を等間隔で構成することで、加圧ローラ及び加熱ローラに付着した不要な現像剤の回収を効率良く行うことができる。

請求項５に記載した発明によれば、請求項２乃至４のうちの何れか一項に記載した発明で得られる効果に加えて、前記複数の凹部を、前記クリーニングローラ表面の全域に渡って形成することで、加熱ローラおよび加圧ローラに付着した不要な現像剤を広範囲にわたり回収できるので、クリーニング機能をさらに高めることができる。

請求項６に記載した発明によれば、請求項２乃至５のうちの何れか一項に記載した発明で得られる効果に加えて、前記複数の凹部が形成されている領域におけるクリーニングローラ軸方向の幅を、定着装置において処理可能な最大記録媒体幅以上に設定することで、加圧ローラにおいて処理可能な最大記録媒体幅に対応する部分に不要な現像剤が残ることがなく、確実に現像剤を回収することができる。

請求項７に記載した発明によれば、請求項１乃至６のうちの何れか一項に記載した発明で得られる効果に加えて、前記クリーニングローラを金属シャフトで構成することで、クリーニングローラによる冷却効果によって加圧ローラの温度を現像剤の融点より低くすることができ、したがって、加圧ローラ上の現像剤を非溶融状態で効率よく回収することができる。

請求項８に記載した発明は、加熱手段により加熱される加熱ローラと、加熱ローラに所定接触圧力をもって圧接する加圧ローラとを備え、これら両ローラ間に記録媒体を挟み込んで圧接しながら回転搬送することで記録媒体上に形成された未定着の現像剤像を記録媒体に定着させる定着装置のクリーニング装置を備えた画像形成装置において、前記クリーニング装置として、請求項１乃至７のうちの何れか一項に記載の定着装置のクリーニング装置を備えることで、クリーニングローラの表面に回収された現像剤が溶融状態となるのを防止して、加熱ローラおよび加圧ローラに付着した不要な現像剤を適切に回収することにより、記録媒体の表面汚れ、裏面汚れを確実に防止することができ、しかも、クリーニングローラによるクリーニング機能（現像剤回収機能）を長期に渡って維持可能な画像形成装置を実現できる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係る定着装置のクリーニング装置が採用された画像形成装置の全体構成を示す説明図である。

本実施形態に係る画像形成装置４１は、図１に示すように、加熱手段により加熱される加熱ローラ３１と、加熱ローラ３１に所定接触圧力をもって圧接する加圧ローラ３２とを備え、これら両ローラ間に用紙（例えば、記録用紙やＯＨＰ等のシート状の記録媒体）９１を挟み込んで圧接しながら回転搬送することで、感光体ドラム１から用紙９１上に転写された未定着のトナー像（現像剤像）を用紙９１に定着させる定着装置１４を備えた画像形成装置であって、本発明に係る定着装置１４のクリーニング装置として特徴的なクリーニングローラ７５を備えたことを特徴とするものである。

まず、本実施形態に係る画像形成装置４１の全体構成について説明する。
画像形成装置４１は、画像読取装置（図示省略）にて読み込まれた画像や、画像形成装置４１に外部から接続された機器（例えばパーソナルコンピュータなどの画像処理装置）からのデータを画像として記録出力するものである。

画像形成装置４１には、感光体ドラム１を中心に、画像形成プロセスの各機能を担う各プロセスユニットが配置され、これらにより画像形成部が構成されている。感光体ドラム１の周囲には、感光体ドラム１の回転方向に、帯電装置２、光走査装置３、現像装置４、転写装置５、クリーニング装置６および除電装置７等が順次配置されている。

帯電装置２は、感光体ドラム１の表面を均一に帯電させるものである。光走査装置３は、均一に帯電された感光体ドラム１上に光像を走査して静電潜像を書き込むものである。現像装置４は、光走査装置３により書き込まれた静電潜像を現像剤補給容器８から供給される現像剤（たとえば、トナー）により顕像化するものである。転写装置５は、感光体ドラム１上に顕像化された画像を用紙９１上に転写するものである。

クリーニング装置６は、感光体ドラム１上に残留した現像剤を除去して感光体ドラム１上に新たな画像を形成することを可能にするものである。除電装置７は、感光体ドラム１表面の電荷を除去するものである。

画像形成装置４１の下部には供給トレイ９が内装されている。
この供給トレイ９は、複数の用紙９１を収容する用紙収容トレイである。供給トレイ９に収容された用紙９１は、ピックアップローラ１０等により１枚ずつ分離され、レジストローラ１１まで搬送され、レジストローラ１１により感光体ドラム１に形成された画像とのタイミングが計られ、転写装置５と感光体ドラム１との間に順次供給される。そして感光体ドラム１上に記録再現された画像は用紙９１上に転写される。なお、供給トレイ９への用紙９１の補給は、画像形成装置４１の正面側（操作側）に供給トレイ９を引き出して行う。

画像形成装置４１の下面には用紙受入口１２，１３が形成されている。これら用紙受入口１２，１３は、周辺装置として別体で準備されている多段の用紙供給トレイを有する用紙供給装置（図示省略）、および大量の用紙を収容可能とした用紙供給装置（図示省略）等から送られてくる用紙を受け入れ、画像形成部に向かって用紙を順次供給するためのものである。

画像形成装置４１内の上部には、定着装置１４が配置されている。
この定着装置１４は、転写装置５により感光体ドラム１より画像が転写された用紙９１を順次受け入れて、定着部材としての加熱ローラ３１と加圧部材としての加圧ローラ３２等により、用紙９１上に転写された現像画像を熱と圧力により定着するものである。これにより、用紙９１上に画像が記録される。

画像が記録された用紙９１は、搬送ローラ１５によりさらに上方へ搬送され、切換えゲート１６を通過する。そして、用紙９１の排出トレイが画像形成装置４１に外装された積載トレイ１７に設定されている場合、用紙９１は反転ローラ１８により積載トレイ１７上に排出される。

一方、両面画像形成や後処理が指定されている場合は、用紙９１は、一旦反転ローラ１８により積載トレイ１７に向けて排出される。この場合、用紙９１を完全に排出せず、用紙９１を狭持したまま反転ローラ１８を逆転させる。そして、用紙９１を逆方向（図中右から左に向かう方向）、つまり両面画像形成や後処理のために選択的に装着されている用紙再供給搬送装置（図示省略）や後処理装置（図示省略）の装着されている方向に反転搬送する。このとき、切換えゲート１６は、図１の実線の状態から破線の状態に切換えられる。

光走査装置３の上空間部には、画像形成プロセスを制御する回路基板および外部機器からの画像データを受け入れるインターフェイス基板等を収容する制御装置１９が配置され、光走査装置３の下空間部には、各種の上記インターフェイス基板、ならびに各上記画像形成プロセスＵＮに対して電力を供給する電源装置２０が配置されている。

次に、本実施形態に係る特徴的な定着装置１４について図面を参照して詳細に説明する。図２は本実施形態に係る定着装置の概略構成を示す縦断面図である。

定着装置１４は、感光体ドラム１から用紙９１上に転写された未定着トナーの画像を熱と圧力により定着させるものであり、これにより、用紙９１上にトナー像が記録される。このように構成される定着装置１４は、図２に示すように、内部に加熱ローラ３１と、加圧ローラ３２と、前記両ローラをクリーニングするためのクリーニング装置としてクリーニングローラ７５を有している。

加熱ローラ３１および加圧ローラ３２は、ローラ形状を呈し、それぞれの軸線を平行に配置して対向して設けられて、その軸方向の長さが画像形成装置４１に使用される最大用紙幅よりも大きい寸法で構成され、それぞれ内部に導電性の芯金６１，７１を有している。

加熱ローラ３１には、アルミウムや鉄、およびそれらの合金が多用されている。
本実施形態において、加熱ローラ３１は、鉄系の冷間圧延炭素鋼鋼管を引き抜き等で所望の外径、肉厚に加工し、その後研磨加工を行ない、外径４０ｍｍ、肉厚１．３ｍｍに製作されている。加熱ローラ３１の両端部は、外径３０ｍｍ、肉厚１．５ｍｍに絞り加工を行なって、加熱ローラ３１に加わる荷重を軸支部材であるボールベアリング（ころがり軸受の一種）で支える。加熱ローラ３１の芯金６１は、防錆の目的で材料表面に対してパーカライジング処理（リン酸塩被膜処理）を施して錆の発生を抑制している。

加熱ローラ３１において、絞り加工を施していない中央のスリーブ部分には、加熱溶融したトナーとの接触でも離型性能を維持できるフッ素系樹脂が一般的に用いられる。
前記フッ素樹脂としては、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、あるいはそれらの混合体であり、導電性の芯金６１上に、中間層６２を介して表面絶縁層６３としてコーティングされている。

表面絶縁層６３としては、耐熱性および離型性の観点から、その他、例えば、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレン／クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のフッ素樹脂、あるいはフッ素ゴムラテックスを含む材料を各々単独で、もしくは２種類以上を組み合わせて使用することもできる。これらは、塗布・焼成によって形成すること、あるいはチューブ被覆で形成すること等ができる。

中間層６２は、表面絶縁層６３としてのフッ素樹脂とパーカライジング処理した炭素鋼鋼管表面との接着性を高めるものである。本実施形態では、ゴム系あるいはレジン系接着材等の絶縁性プライマを用いている。なお、中間層６２としては、前述の絶縁性プライマ以外に、導電性プライマを用いることができる。

また、加熱ローラ３１の内面には耐熱吸熱層が形成されている。この耐熱吸熱層は、加熱ローラ３１が内包した加熱体であるハロゲンランプ６４が加熱ローラの内周面に赤外光等の放射エネルギーを放出した場合に、これを効率良く吸収して熱に変換するものである。耐熱吸熱層は、例えば、変性シリコーン樹脂、無機耐熱黒顔料、炭化水素（溶剤）などを混合したものを塗布し乾燥させたものであり、膜厚２０〜３０μｍに形成する。一般的に、オキツモ（登録商標）、テツゾール（登録商標）、セルモブラック（商品名）等の耐熱塗料が用いられている。本実施形態では、オキツモを用いている。

なお、加熱ローラ３１において、その外周部には、加熱ローラ３１の表面温度を検出する温度検出素子であるサーミスタ６６、過昇温防止手段としてのサーモスタット６５が配置され、さらに、加熱ローラ３１の表面に貼り付いた用紙９１を機械的に剥ぎ取る上剥離爪６７が近接配置されている。他方、加圧ローラ３２においては、その外周部に、加圧ローラ３２の表面に貼り付いた用紙９１を機械的に剥ぎ取る下剥離爪７８が近接配置されている。

加圧ローラ３２は、軸方向の両端部が軸受８２，８２（図３を参照）により回転可能に保持され、鉄やステンレス等の導電性の芯金７１上に、シリコーンゴム等の耐熱性を有する絶縁性弾性層７２を形成し、その外周に中間層７３を形成する。この中間層７３の外周には、表面の離型性能を向上させる表面抵抗層７４を形成する。中間層７３は、絶縁性弾性層７２と表面抵抗層７４との接着性を高めるものである。
本実施形態において、中間層７３は、絶縁性弾性層７２との接着であるので絶縁性プライマを用いている。

加圧ローラ３２の表面抵抗層７４は、表面抵抗率として１０^１０Ωを用いている。１０^５Ωでも使用できるが、より好ましくは、１０^７Ω〜１０^１８Ωの表面抵抗率が良い。また、体積抵抗率は、１０^７Ω・ｃｍ以上、より好ましくは、１０^１０Ω・ｃｍ以上である。

絶縁性弾性層７２としては、前述のシリコーンゴム系であれば、高温加硫型シリコーンゴム（ＨＴＶ）、付加反応硬化型シリコーンゴム（ＬＴＶ）、縮合反応硬化型シリコーンゴム（ＲＴＶ）、その他にフッ素ゴム、またはこれらの混合物等が挙げられる。具体的には、例えば、ジメチルシリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、メチルフェニルシリコーンゴム、ビニルシリコーンゴム等のシリコーンゴム系、フッ化ビニリデンゴム、テトラフルオロエチレン−プロピレンゴム、テトラフルオロエチレン−パーフルオロメチルビニルエーテルゴム、ホスファゼン系フッ素ゴム、フルオロポリエーテル等のフッ素ゴム等を使用することができる。これらのゴムは、各々単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用することができ、注型・加硫、研磨等で成形する。

また、加圧ローラ３２の周囲には、加圧ローラ軸方向に対して略平行に、クリーニング装置を構成するクリーニングローラ７５と、第２加熱部材である加熱ローラ７７が当接配置されている。加熱ローラ７７の周囲には、加熱ローラ７７の表面温度を検出する温度検出素子であるサーミスタ７９が設けられている。

加熱ローラ７７は、アルミニウムや鉄、あるいはそれらの合金（ステンレス鋼も含む）材料を用いた中空ローラであり、最外周面に設けた表面離型層７７ａによって離型性能を維持したまま、加圧ローラ３２と圧接した際のニップでの熱伝導によって表面を加熱する。本実施形態では、アルミニウム合金製の外径１５ｍｍ、肉厚０．８５ｍｍのストレートパイプ７７ｂの外周面に、中間層７７ｃと表面離型層７７ａとを順次形成し、ストレートパイプ７７ｂの内周面には、加熱ローラ３１と同様に耐熱吸熱層を設け、内部には、ハロゲンランプ７７ｄを内包している。

加熱ローラ７７において、中間層７７ｃや表面離型層（表面絶縁層）７７ａは、加熱ローラ３１と異なる構成を用いることが可能であるが、本実施形態では同じ構成を用いている。また、加熱ローラ７７についても、両端部にすべり軸受やころがり軸受を嵌合し、荷重バネ等により、加圧ローラ３２に対して所定範囲のニップを保持しながら圧接している。

図２中の符号９３は、用紙９１における加熱ローラ３１側の面に付着して画像を形成するトナーである。符号９４は、加熱ローラ３１にバイアス電圧を印加するバイアス装置である。このバイアス装置９４により用紙９１の裏面に付着してくる逆極性トナーを用紙９１に留める向きに電位差を付与する。

次に、本実施形態に係る特徴的なクリーニングローラ７５について図面を参照して詳細に説明する。
図３（ａ）は前記定着装置を構成するクリーニング装置を構成するクリーニングローラの構成を示す説明図、（ｂ）は前記クリーニングローラにより加圧ローラから不要なトナーを回収する状態を示す説明図、（ｃ）は前記クリーニングローラにより加圧ローラから回収したトナーをクリーニングローラ端部に排出する状態を示す説明図である。

クリーニングローラ７５は、図３（ａ）に示すように、加圧ローラ３２の軸方向の長さよりも短い長さで形成され、その軸線を加圧ローラ３２の軸線に対して平行にして当接するように配置されている。そして、クリーニングローラ７５は、金属製のシャフトで構成され、その軸線方向の両端部７５ａ，７５ｂを軸受８１，８１によりそれぞれ回転可能に保持され、両端部７５ａ，７５ｂには、軸方向中央部から端部側に向かい先細る傾斜面７５ｃが形成されている。この傾斜面７５ｃは、画像形成装置４１に用いられる最大用紙幅よりも外側に位置するように設けられている

本実施形態では、傾斜面７５ｃは、軸方向の斜面長Ｌ１がそれぞれの端部７５ａ，７５ｂの軸受８１側端面から中央側に向かい１０ｍｍ以上の長さで形成され、それぞれの端部７５ａ，７５ｂの軸受８１側端面の半径方向の高さＨ１がクリーニングローラ外径Ｄよりも１ｍｍ以上低くなるように形成されている。すなわち、軸受８１側端面の外径Ｄ１がクリーニングローラ外径よりも２ｍｍ以上小径に形成されている。

また、クリーニングローラ７５の軸線方向に沿った周面には、図４に示すように、その表面に複数の凹部７５ｄが形成されている。ここで、クリーニングローラ７５に形成された特徴的な凹部７５ｄについて図面を参照して説明する。
図４は本実施形態に係るクリーニングローラの周面の構成を示す説明図である。

クリーニングローラ７５は、図４に示すように、クリーニングローラ軸線方向に長い楕円状に凹んだ凹部７５ｄが周面の全周に渡り形成されている。この凹部７５ｄは、画像形成装置４１に用いられる最大用紙幅よりも幅広の範囲の領域に渡り形成されている。

本実施形態では、凹部７５ｄは、図４に示すように、クリーニングローラ７５の周面において、傾斜面７５ｃを除く領域に形成されているが、傾斜面７５ｃにも形成してもよい。尚、凹部７５ｄが形成される領域は、クリーニングローラ７５の軸方向の長さと一致させる必要はなく、すなわち、凹部７５ｄをクリーニングローラ７５の軸方向全長に渡り形成しないものであってもよい。また、凹部７５ｄをクリーニングローラ７５の軸方向全長に渡り形成するようにしてもよい。

次に、本実施形態に係るクリーニングローラ７５によるトナーの回収について図面を参照して説明する。
加圧ローラ３２に付着した不要なトナーは、図３（ｂ）に示すように、加圧ローラ３２に当接したクリーニングローラ７５によって回収される。

回収されたトナーは、クリーニングローラ７５の表面や複数の凹部７５ｄに一時的に収容され、さらにクリーニング動作が行われることにより、クリーニングローラ７５の表面や複数の凹部７５ｄに回収されたトナーの量が所定の飽和量を越えた時、図３（ｃ）に示すように、クリーニングローラ７５の軸方向の両端側に向かい傾斜面７５ｃに沿って移動する。

両端部７５ａ，７５ｂの傾斜面７５ｃに移動した回収トナーは、傾斜面７５ｃが加圧ローラ３２の表面から離間しているため、加圧ローラ３２の表面に接触することなく傾斜面７５ｃに溜めることができ、両端部７５ａ，７５ｂから排出することができる。

以上のように構成したので、本実施形態によれば、加圧ローラ３２の表面の清掃するクリーニング装置としてクリーニングローラ７５を設けることで、クリーニングローラ７５の両端部７５ａ，７５ｂに形成した傾斜面７５ｃに沿って回収したトナーを両端側に搬送するとともに収容することができるので、従来のようにクリーニングローラにより回収されたトナーがそのまま軸受に入り込んでクリーニングローラの回転に支障をきたすことなく、長期に渡って加圧ローラに付着した不要なトナーを回収することができる。

また、本実施形態によれば、クリーニングローラ７５の周面に凹部７５ｄを形成したことで、凹部７５ｄにトナーを入り込ませることよりトナーを効率よく回収することができ、さらに、回収されたトナーの収容量を増大させることができる。

尚、本実施形態では、凹部７５ｄを楕円形状に形成しているが、クリーニングローラ７５の表面に凹部を構成するものであれば、形状を限定するものではない。

以下に、クリーニングローラ７５に形成した凹部７５ｄの変形例について、図面を参照して説明する。
図５は本実施形態に係るクリーニングローラの第１の変形例の構成を示す説明図、図６は本実施形態に係るクリーニングローラの第２の変形例の構成を示す説明図、図７は本実施形態に係るクリーニングローラの第３の変形例の構成を示す説明図である。

尚、以下に説明するクリーニングローラの変形例の基本的な構成は、前述した実施形態のクリーニングローラ７５の構成と同様な構成とすることで説明を省略する。また、前述した実施形態の加圧ローラ３２、クリーニングローラ７５、クリーニングローラ７５の凹部領域、および最大用紙幅の関係も同様のものとする。

第１の変形例は、図５に示すように、クリーニングローラ７５１の周面に、加圧ローラ３２の軸方向に対して垂直の中心線３２ＣＬを基準として図中左右対称に螺旋状凹部７５１ｄ１，７５１ｄ２を形成したものである。

螺旋状凹部７５１ｄ１，７５１ｄ２は、クリーニングローラ７５１の表面を周回する溝形状に構成され、それぞれ中心側（中心線３２ＣＬ）からそれぞれの端部７５１ａ，７５１ｂに渡り連続的に形成されている。螺旋状凹部７５１ｄ１，７５１ｄ２の螺旋形状は、回収されたトナーをクリーニングローラ７５１の中心側からそれぞれの端部７５１ａ，７５１ｂに向かって移動するように螺旋の傾きを設定している。

このように構成することで、第１の変形例によれば、螺旋状凹部７５１ｄ１，７５１ｄ２によって回収されたトナーをクリーニングローラ７５１の中心側からそれぞれの端部７５１ａ，７５１ｂに向かって移動するように螺旋の傾きを設定することにより、排出される作用が促進されるので、クリーニング効果がさらに促進されるとともに、螺旋状凹部７５１ｄ１，７５１ｄ２から現像剤が溢れることなくクリーニングローラ７５１によるクリーニング機能を長期に渡って維持することができる。

第２の変形例は、図６に示すように、クリーニングローラ７５２の周面に、回転方向に沿って環状に形成したリング溝７５２ｄを軸方向に沿って複数列形成したものである。

このように構成することで、第２の変形例によれば、リング溝７５２ｄの中にトナーを回収できるので、トナーの収容量を大きくできて、クリーニングローラ７５１によるクリーニング機能を長期に渡って維持することができる。また、リング溝７５２ｄを環状とすることで形成が容易となり、また、隣接するリング溝７５２ｄ同士の間隔を等しくすることにより、効率良く現像剤を回収することができる。

第３の変形例は、図７に示すように、クリーニングローラ７５３の周面に、クリーニングローラ軸方向に沿って延びるスプライン状に形成した横溝７５３ｄを複数列形成したものである。

このように構成することで、第３の変形例によれば、横溝７５３ｄにトナーを回収できるので、トナーの収容量を大きくできて、クリーニングローラ７５３によるクリーニング機能を長期に渡って維持することができる。また、隣接する横溝７５３ｄ同士の間隔を等しくすることにより、効率良く現像剤を回収することができる。

さらに、横溝７５３ｄを軸方向に沿ったスプライン形状にすることで、例えば、クリーニングローラ７５３をアルミ合金で形成する場合に、押出成形により容易に形成することができるので、加工精度の安定した生産性に優れたクリーニングローラ７５３を実現できる。

尚、上述した実施形態や変形例では、本発明に係るクリーニングローラを定着装置の加圧ローラに対応して構成しているが、加熱ローラに対応するように展開することも可能である。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した例に限定されないことは言うまでもなく、当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと解される。

例えば、ローラ部材を用いた装置であって該ローラ部材をクリーニングする必要性を有する装置に対応して本発明を展開することも可能である。

本発明の実施形態に係る定着装置のクリーニング装置が採用された画像形成装置の全体構成を示す説明図である。 本実施形態に係る定着装置の概略構成を示す縦断面図である。 （ａ）は前記定着装置を構成するクリーニング装置を構成するクリーニングローラの構成を示す説明図、（ｂ）は前記クリーニングローラにより加圧ローラから不要なトナーを回収する状態を示す説明図、（ｃ）は前記クリーニングローラにより加圧ローラから回収したトナーをクリーニングローラ端部に排出する状態を示す説明図である。 本実施形態に係るクリーニングローラの周面の構成を示す説明図である。 本実施形態に係るクリーニングローラの第１の変形例を示す説明図である。 本実施形態に係るクリーニングローラの第２の変形例を示す説明図である。 本実施形態に係るクリーニングローラの第３の変形例を示す説明図である。 （ａ）は従来の定着装置を構成するクリーニングローラの構成を示す説明図、（ｂ）は前記クリーニングローラにより加圧ローラから不要なトナーを回収する状態を示す説明図、（ｃ）は前記クリーニングローラにより回収されたトナーがクリーニングローラ端部から流出する状態を示す説明図である。

符号の説明

１４ 定着装置
３１ 加熱ローラ
３２ 加圧ローラ
３２ＣＬ 中心線
４１ 画像形成装置
７５，７５１，７５２，７５３ クリーニングローラ（クリーニング装置）
７５ａ，７５ｂ 端部
７５ｃ 傾斜面
７５ｄ 凹部
８１ 軸受
９１ 用紙
７５１ｄ１，７５１ｄ２ 螺旋状凹部（凹部）
７５２ｄ リング溝（凹部）
７５３ｄ 横溝（凹部）
Ｌ１ 斜面長
Ｈ１ 半径方向の高さ
Ｄ１ 外径

Claims (8)

1. 加熱手段により加熱される加熱ローラと、加熱ローラに所定接触圧力をもって圧接する加圧ローラとを備え、これら両ローラ間に記録媒体を挟み込んで圧接しながら回転搬送することで記録媒体上に形成された未定着の現像剤像を記録媒体に定着させる定着装置のクリーニング装置において、
   前記加圧ローラに圧接して、この加圧ローラの表面に付着した現像剤を除去するクリーニングローラを備え、
   前記クリーニングローラは、クリーニングローラ軸方向の両端部に、中央部側から端部側に向かい先細る傾斜面が形成されていることを特徴とする定着装置のクリーニング装置。
2. 前記クリーニングローラは、その表面に複数の凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置のクリーニング装置。
3. 前記複数の凹部は、前記クリーニングローラ表面を周回する溝形状であることを特徴とする請求項２に記載の定着装置のクリーニング装置。
4. 前記複数の凹部は、クリーニングローラ軸方向に沿って延びる溝形状であることを特徴とする請求項２に記載の定着装置のクリーニング装置。
5. 前記複数の凹部は、前記クリーニングローラ表面の全域に渡って形成されていることを特徴とする請求項２乃至４のうちの何れか一項に記載の定着装置のクリーニング装置。
6. 前記複数の凹部が形成されている領域におけるクリーニングローラ軸方向の幅は、定着装置において処理可能な最大記録媒体幅以上に設定されていることを特徴とする請求項２乃至５のうちの何れか一項に記載の定着装置のクリーニング装置。
7. 前記クリーニングローラは、金属シャフトで構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のうちの何れか一項に記載の定着装置のクリーニング装置。
8. 加熱手段により加熱される加熱ローラと、加熱ローラに所定接触圧力をもって圧接する加圧ローラとを備え、これら両ローラ間に記録媒体を挟み込んで圧接しながら回転搬送することで記録媒体上に形成された未定着の現像剤像を記録媒体に定着させる定着装置のクリーニング装置を備えた画像形成装置において、
   前記クリーニング装置として、請求項１乃至７のうちの何れか一項に記載の定着装置のクリーニング装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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