JP2011095372A - 像加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーニングローラによるクリーニング性能の向上を図った像加熱装置を提供する。
【解決手段】クリーニングローラ３６の表面をクリーニングする第２クリーニングローラ３７と、加圧ローラ３２の表面をクリーニングする場合には、クリーニングローラ３６を第２クリーニングローラ３７から離間させて加圧ローラ３２の表面に当接させ、クリーニングローラ３６の表面をクリーニングする場合には、クリーニングローラ３６を加圧ローラ３２から離間させて第２クリーニングローラ３７に当接させるように、第１クリーニング部材５０を揺動させる揺動手段と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、シート上のトナー像を加熱する像加熱装置に関するものである。

従来、電子写真方式の画像形成装置においては、シート上の未定着のトナー像を定着させたり、シート上に定着されたトナー像に光沢を出させたりするために、シート上のトナー像を加熱する像加熱装置が備えられている。なお、電子写真方式の画像形成装置としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（レーザビームプリンタやＬＥＤプリンタなど）、ファクシミリ装置及びワードプロセッサがある。

上記の像加熱装置には、一般的に、シートを挟持しながら搬送し、かつ搬送する過程でシートを加熱する搬送手段が備えられている。そして、従来、この搬送手段を構成する加圧ローラ（搬送ローラ）をクリーニングするためのクリーニングローラを備えた技術が知られている（特許文献１参照）。このような従来例に係る像加熱装置について図６を参照して説明する。図６は従来例に係る像加熱装置の模式的断面図である。

かかる像加熱装置１００は、内部にヒータを備えた定着ローラ１０１と、定着ローラ１０１との間でニップを形成する加圧ローラ１０２とを備えている。これら定着ローラ１０１と加圧ローラ１０２によって、シートを挟持しながら搬送し、かつ搬送する過程でシートを加熱する搬送手段を構成する。そして、この像加熱装置１００においては、加圧ローラ１０２の表面に付着する残留トナーやゴミなどをクリーニングするクリーニングローラ１０３が設けられている。これにより、加圧ローラ１０２の表面に付着した残留トナーなどがシート上に付着してしまうことを抑制することができる。

しかしながら、クリーニングローラ１０３が高温になると、残留トナーなどを、クリーニングローラ１０３側から加圧ローラ１０２側に、逆に付着させてしまう現象が生じる。この対策として、クリーニングローラ１０３が冷却するまで加圧ローラ１０２から離間させる方法もあるが、冷却させるまでに長時間を要してしまう。また、クリーニングローラ１０３上に残留トナーなどが大量に付着してしまった場合には、クリーニングローラ１０３を冷却するだけでは対策としては不十分である。

特開平１１−２４２４０２号公報

本発明の目的は、クリーニングローラによるクリーニング性能の向上を図った像加熱装置を提供することにある。

本発明の像加熱装置は、シートを挟持しながら搬送し、かつ搬送する過程でシートを加熱する搬送手段を備え、該搬送手段によって、シート上のトナー像を加熱する像加熱装置において、前記搬送手段を構成する搬送ローラの表面をクリーニングするクリーニングローラを有し、かつ揺動自在に備えられた第１クリーニング部材と、前記クリーニングローラの表面をクリーニングする第２クリーニング部材と、前記搬送ローラの表面をクリーニングする場合には、前記クリーニングローラを第２クリーニング部材から離間させて前記
搬送ローラの表面に当接させ、前記クリーニングローラの表面をクリーニングする場合には、前記クリーニングローラを前記搬送ローラから離間させて第２クリーニング部材に当接させるように、第１クリーニング部材を揺動させる揺動手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、クリーニングローラによるクリーニング性能を向上させることができる。

図１は実施例１に係る像加熱装置の模式的断面図である。 図２は電子写真画像形成装置の主要構成を示す図である。 図３は像加熱装置の動作フローを示すフローチャートである。 図４は実施例２に係る像加熱装置の模式的断面図である。 図５は実施例３に係る像加熱装置の模式的断面図である。 図６は従来例に係る像加熱装置の模式的断面図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（実施例１）
図１〜図３を参照して、本発明の実施例１に係る像加熱装置について説明する。

＜画像形成装置の全体構成＞
本実施例に係る像加熱装置の説明に先立ち、像加熱装置が適用される電子写真画像形成装置の一例を、図２を参照して説明する。なお、ここで説明する電子写真画像形成装置は、インライン中間転写方式を用いたカラー画像形成装置である。図２には、その主要構成のみを模式的に示している。

この画像形成装置においては、中間転写ベルト８に沿って、４箇所に画像形成部Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４が設けられている。各画像形成部Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４においては、それぞれ異なる色のトナー像を、中間転写ベルト８上に形成し、中間転写ベルト８上には、複数色のトナー像が重ね合わされる。このようにして重ね合わされた多重のトナー像がシートＰ上に転写された後に、当該シートＰは像加熱装置２２に送られる。像加熱装置２２においては、シートＰに形成された未定着のトナー像を、シートＰ上に定着させる。つまり、この画像形成装置に適用された像加熱装置２２は、いわゆる定着器として機能する。

４箇所に設けられている画像形成部Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４は、基本的に同一の構成であり、形成するトナー像の色のみが異なっている。画像形成部Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４には、それぞれ感光体ドラム２が備えられている。そして、感光体ドラム２の周囲には、感光体ドラム２の表面を一様に帯電する帯電ローラ７と、帯電ローラ７によって帯電されたドラム表面に対して露光して静電潜像を形成する露光装置１と、この静電潜像をトナーにより現像化する現像装置３が備えられている。また、感光体ドラム２との間で、中間転写ベルト８のベルトを挟むようにして設けられ、トナー像をベルト上に転写させる一次転写ローラ４も設けられている。更に、中間転写ベルト８に転写されずに感光体ドラム２上に残ってしまった残トナーをクリーニングするクリーニングブレードを備えた残トナー回収
部５も設けられている。

無端状の中間転写ベルト８は、駆動ローラとしての役割を合わせ持つ二次転写対向ローラ１５とテンションローラ９と二次転写前張架ローラ１１とによって張架されており、図中矢印の方向に回転するように構成されている。

給紙カセット２０から送り出された紙などのシートＰは、１対のローラからなる二次転写前搬送ローラ１３により更に搬送されて、転写前ガイド１６によって二次転写ローラ１０と中間転写ベルト８によって形成される二次転写ニップ部に導かれる。そして、中間転写ベルト８上に形成されたトナー像がシートＰ上に転写された後に、上記の通り、シートＰは像加熱装置２２に送られる。なお、二次転写ニップ部においてシートＰに転写されずに、中間転写ベルト８上に残った残トナーは中間転写体クリーナ１２にて清掃される。

＜像加熱装置＞
特に、図１を参照して、本実施例に係る像加熱装置２２について、更に詳細に説明する。像加熱装置２２には、定着スリーブ３１と、搬送ローラとしての加圧ローラ３２が設けられている。これら定着スリーブ３１と加圧ローラ３２は、シートＰを挟持しながら搬送し、かつ搬送する過程でシートＰを加熱する搬送手段として機能する。これら定着スリーブ３１と加圧ローラ３２によるニップ部（挟持部）よりもシートＰの搬送方向の上流側には、シートＰの進入ガイドとなる入り口ガイド３４が設けられており、下流側には出口ガイド３５が設けられている。この出口ガイド３５よりも下流側には、出口ガイド３５によってガイドされて排出されるシートＰを像加熱装置２２の外部に排出する一対の排出ローラ４０，４１が設けられている。

定着スリーブ３１の内部には、熱源となるヒータ３８が備えられている。また、定着スリーブ３１は、加圧ローラ３２側に向かって付勢されるように構成された支持部材３９によって支持されている。

そして、本実施例に係る像加熱装置２２には、搬送ローラとしての加圧ローラ３２の表面をクリーニングするクリーニングローラ３６を有し、かつ揺動自在に備えられた第１クリーニング部材５０が設けられている。また、この第１クリーニング部材５０のクリーニングローラ３６の表面をクリーニングする第２クリーニング部材としての第２クリーニングローラ３７も設けられている。なお、クリーニングローラ３６及び第２クリーニングローラ３７の好適な例としては、金属製のローラを挙げることができる。

＜第１クリーニング部材の揺動手段（機構）＞
第１クリーニング部材５０を揺動可能とする機構について説明する。第１クリーニング部材５０は、クリーニングローラ３６が加圧ローラ３２の表面に当接する位置（図１（ａ））と、クリーニングローラ３６が第２クリーニングローラ３７の表面に当接する位置（図１（ｂ））とを取り得るように揺動自在に構成されている。

すなわち、第１クリーニング部材５０は、軸５２を中心に揺動自在に設けられた揺動部材５１が備えられている。この揺動部材５１の一端側に、上記のクリーニングローラ３６が、ローラ支持部５３によって揺動部材５１に対して回転自在に備えられている。そして、揺動部材５１の他端側に引張バネ５５の端部が固定されている。この引張バネ５５の引張力によって、揺動部材５１は図１中時計回り方向に力が与えられており、その他の外力が作用しない限り、クリーニングローラ３６が加圧ローラ３２の表面に当接する位置で揺動部材５１は保持される（図１（ａ））。このとき、クリーニングローラ３６は第２クリーニングローラ３７から離れている。

また、像加熱装置２２には、不図示のモータによって回転制御するように構成されたカム５４が設けられている。このカム５４は、揺動部材５１に対して、引張バネ５５による引っ張り部分を挟んで軸５２とは反対側の部位に接離するように構成されている。このカム５４の回転により、カム５４の外周表面が揺動部材５１に当接することによって、揺動部材５１は引張バネ５５による引張力に抗して図１中反時計回りに回転する。そして、クリーニングローラ３６が第２クリーニングローラ３７の表面に当接する位置で揺動部材５１は保持される（図１（ｂ））。このとき、クリーニングローラ３６は加圧ローラ３２から離れている。

クリーニングローラ３６は、加圧ローラ３２の表面に当接する位置と第２クリーニングローラ３７の表面に当接する位置で、クリーニングローラ３６と同軸上に設けられたギア（不図示）が、それぞれ異なるギア（不図示）と噛み合うように構成されている。これにより、クリーニングローラ３６は不図示のギア列によって駆動力が伝達されて、それぞれの位置において回転するように構成されている。

クリーニングローラ３６が加圧ローラ３２の表面に当接した状態で、クリーニングローラ３６が回転することによって、加圧ローラ３２の表面はクリーニングされる。すなわち、加圧ローラ３２の表面に付着した残留トナーやゴミなどがクリーニングローラ３６の表面に移動する。これにより、加圧ローラ３２の表面に付着した残留トナーなどによってシートＰを汚してしまうことを抑制することができる。

また、クリーニングローラ３６が第２クリーニングローラ３７の表面に当接した状態では、クリーニングローラ３６と第２クリーニングローラ３７の双方が回転することによって、クリーニングローラ３６の表面はクリーニングされる。すなわち、クリーニングローラ３６の表面に付着した残留トナーやゴミなどが第２クリーニングローラ３７の表面に移動する。これにより、クリーニングローラ３６の表面に付着した残留トナーなどが溜まりすぎて、再び、加圧ローラ３２側に残留トナーなどを戻してしまうことを抑制できる。なお、第２クリーニングローラ３７は不図示の駆動ギア列によって、クリーニングローラ３６と当接している間、回転するように構成されている。

また、クリーニングローラ３６は、加圧ローラ３２に接触している間、ヒータ３８からの熱が定着スリーブ３１を介して伝わるため温度が高くなってしまう。しかし、本実施例によれば、クリーニングローラ３６が第２クリーニングローラ３７によってクリーニングされている間は、加圧ローラ３２から離間し、かつ第２クリーニングローラ３７側に熱が逃げるため、クリーニングローラ３６は効果的に冷却される。これにより、クリーニングローラ３６上に付着した残留トナーが溶融してしまい、加圧ローラ３２に再移転してしまうことを効果的に抑制できる。なお、第２クリーニングローラ３７の素材としては、クリーニングローラ３６の熱を効率良く逃すために、熱伝導性の高い材料を用いるのが望ましい。例えば、熱伝導率が０．１Ｗ／ｍＫ以上の材料を採用するのが好適である。

＜第１クリーニング部材の揺動手段（制御）＞
第１クリーニング部材５０を揺動させる制御について、特に、図３のフローチャートを参照して説明する。

本実施例に係る像加熱装置２２においては、定着スリーブ３１の内部に備えられたヒータ３８の温調用サーミスタ（不図示）の抵抗値を検出できるように構成されている。予め行われた実験によって、この抵抗値と加圧ローラ３２の表面温度との相関関係、及び抵抗値とクリーニングローラ３６の表面温度との相関関係のデータが得られている。従って、本実施例に係る像加熱装置２２においては、上記の抵抗値からクリーニングローラ３６の表面温度を予測可能である。クリーニングローラ３６の表面温度が、トナーの溶融温度を
超えると、トナーが溶けて加圧ローラ３２に再付着させてしまうため、本実施例では、当該表面温度がトナーの溶融温度を超えないように制御している。つまり、クリーニングローラ３６の表面温度の予測温度が、予め設定された閾値以上になった場合には、クリーニングローラ３６を加圧ローラ３２から離間させて第２クリーニングローラ３７に当接させるように制御している。以下、より具体的な制御方法を説明する。

通常時においては、クリーニングローラ３６は加圧ローラ３２に当接した状態にある（図１（ａ））。そして、画像形成動作が開始されると、上述したヒータ３８の温調用サーミスタの抵抗を検出し、検出された抵抗値が閾値α以上であるか否かを判定する（ステップＳ１）。ここで、この閾値αは、実験により予め得られた抵抗値とクリーニングローラ３６の表面温度との相関関係から、クリーニングローラ３６の表面温度がトナーの溶融温度よりも低い所定温度に対応する抵抗値である。

抵抗値が閾値α以上でない場合には、そのまま画像形成動作（プリント）を実行する（ステップＳ２）。プリント実行中は、常時、上記の抵抗値を監視し、抵抗値が閾値α以上になったら（ステップＳ３）、カム５４を回転させて、クリーニングローラ３６を加圧ローラ３２から離間させて、第２クリーニングローラ３７に当接させる（ステップＳ５）。また、上記ステップＳ１にて、抵抗値が閾値α以上であると判定された場合にも、クリーニングローラ３６を加圧ローラ３２から離間させて、第２クリーニングローラ３７に当接させる（ステップＳ５）。

更に、本実施例においては、画像を形成するシート枚数（印刷枚数）をカウントしている。そして、この印刷枚数が予め設定した閾値β以上になった場合にも（ステップＳ４）、抵抗値に関係なく、クリーニングローラ３６を加圧ローラ３２から離間させて、第２クリーニングローラ３７に当接させる（ステップＳ５）。これにより、クリーニングローラ３６の温度とは関係なく、クリーニングローラ３６への残留トナー等の溜まりすぎを抑制することができる。なお、印刷枚数に関しては、装置本体に電源が投入されてからの総枚数としてもよいし、前回、クリーニングローラ３６のクリーニングが行われてからの枚数としてもよい。

このように、クリーニングローラ３６を加圧ローラ３２から離間させて、第２クリーニングローラ３７に当接させることによって、所定期間、クリーニングローラ３６のクリーニングを行う共に、クリーニングローラ３６を冷却させる（ステップＳ６）。この「所定期間」に関しては、例えば、クリーニングローラ３６の回転数によって定めることもできるし、クリーニングローラ３６が第２クリーニングローラ３７に当接してからの経過時間によって定めることもできる。また、この「所定期間」はステップＳ１からステップＳ５，６に移行した場合、ステップＳ３からステップ５，６に移行した場合、及びステップＳ４からステップＳ５，６に移行した場合とで、それぞれ異なるようにしてもよい。

この所定期間が経過した後に、カム５４を回転させて、クリーニングローラ３６を第２クリーニングローラ３７から離間させて、再び、加圧ローラ３２に当接させる（ステップＳ７）。その後、再び、通常のプリント動作に戻る（ステップＳ２）。

＜本実施例の優れた点＞
以上のように、本実施例に係る像加熱装置２２によれば、搬送ローラとしての加圧ローラ３２の表面をクリーニングするクリーニングローラ３６の表面が、適時、第２クリーニングローラ３７によってクリーニングされる。従って、クリーニングローラ３６の表面に残留トナーなどが溜まりすぎてしまうことを抑制できる。そして、このクリーニングローラ３６がクリーニングされている間は、クリーニングローラ３６は加圧ローラ３２から離間し、かつ第２クリーニングローラ３７に当接した状態となる。そのため、クリーニング
ローラ３６に対して加圧ローラ３２からの熱が伝わることを抑制できるだけでなく、クリーニングローラ３６側から第２クリーニングローラ３７側に熱を逃すことができる。従って、クリーニングローラ３６を効果的に冷却させることができる。これにより、クリーニングローラ３６上の残留トナーが溶融してしまうことを抑制でき、かつ加圧ローラ３２がクリーニングされない期間を短くすることができる。なお、第２クリーニングローラ３７は、通常時においては、クリーニングローラ３６から離間しており加熱されないため、低温状態を維持できる。従って、第２クリーニングローラ３７にクリーニングローラ３６が当接した場合には、クリーニングローラ３６を速やかに冷却することが可能である。

以上のように、クリーニングローラ３６への残留トナー等の溜まりすぎの抑制と、クリーニングローラ３６の効率の高い冷却と、加圧ローラ３２がクリーニングされない期間の短縮とが相俟って、クリーニング性能を飛躍的に向上させることができる。なお、クリーニングローラ３６が加圧ローラ３２に当接した状態のまま、当該クリーニングローラ３６の表面をクリーニングしようとすると、駆動機構に対するトルクが増加してしまう問題も生じるが、本実施例では、そのような問題もない。

（実施例２）
図４には、本発明の実施例２が示されている。上記実施例１では、第２クリーニング部材として、ローラ状の部材（第２クリーニングローラ）が採用された場合を示したが、本実施例では、この第２クリーニング部材としてパッド状の部材が採用された場合を示す。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

本実施例に係る像加熱装置２２においては、第１クリーニング部材５０のクリーニングローラ３６の表面をクリーニングする第２クリーニング部材としてのクリーニングパッド４２が設けられている。上記実施例１における第２クリーニングローラ３７の代わりに、このクリーニングパッド４２が設けられている以外の構成は、上記実施例１と同一である。すなわち、第１クリーニング部材５０の揺動機構や揺動制御についても、上記実施例１の場合と同一である。なお、図４（ａ）には、クリーニングローラ３６が加圧ローラ３２に当接した状態が示されており、同図（ｂ）には、クリーニングローラ３６がクリーニングパッド４２に当接した状態が示されている。

本実施例の場合にも、適時、第１クリーニング部材５０を揺動させて、クリーニングローラ３６を加圧ローラ３２から離間させて、クリーニングパッド４２に当接させる。この状態で、クリーニングローラ３６を回転させることによって、クリーニングローラ３６の表面に付着した残留トナー等が、クリーニングパッド４２の表面により擦り取られてクリーニングされる。

以上のように、本実施例の場合にも、上記実施例１の場合と同様の効果が得られることは言うまでもない。なお、本実施例の場合には、第２クリーニング部材として、回転制御が不要なクリーニングパッド４２を採用しているので、実施例１に比して構成を簡略化することができる。

（実施例３）
図５には、本発明の実施例３が示されている。上記実施例１では、第２クリーニング部材として、ローラ状の部材（第２クリーニングローラ）が採用された場合を示したが、本実施例では、この第２クリーニング部材としてブレード状の部材が採用された場合を示す。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

本実施例に係る像加熱装置２２においては、第１クリーニング部材５０のクリーニングローラ３６の表面をクリーニングする第２クリーニング部材としてのクリーニングブレード４３が設けられている。上記実施例１における第２クリーニングローラ３７の代わりに、このクリーニングブレード４３が設けられている以外の構成は、上記実施例１と同一である。すなわち、第１クリーニング部材５０の揺動機構や揺動制御についても、上記実施例１の場合と同一である。なお、図５（ａ）には、クリーニングローラ３６が加圧ローラ３２に当接した状態が示されており、同図（ｂ）には、クリーニングローラ３６がクリーニングブレード４３に当接した状態が示されている。

本実施例の場合にも、適時、第１クリーニング部材５０を揺動させて、クリーニングローラ３６を加圧ローラ３２から離間させて、クリーニングブレード４３に当接させる。この状態で、クリーニングローラ３６を回転させることによって、クリーニングローラ３６の表面に付着した残留トナー等が、クリーニングブレード４３の先端によって掻き落とされてクリーニングされる。

以上のように、本実施例の場合にも、上記実施例１の場合と同様の効果が得られることは言うまでもない。また、本実施例の場合にも上記実施例２と同様に、第２クリーニング部材として、回転制御が不要なクリーニングブレード４３を採用しているので、実施例１に比して構成を簡略化することができる。

（その他）
上記の各実施例においては、像加熱装置２２がいわゆる定着器として機能する場合の例を示した。しかしながら、本発明における像加熱装置は、シート上に定着されたトナー像に光沢を出すための装置として適用することも可能である。

２２・・・像加熱装置，３１・・・定着スリーブ，３２・・・加圧ローラ，３６・・・クリーニングローラ，３７・・・第２クリーニングローラ，４２・・・クリーニングパッド，４３・・・クリーニングブレード，５０・・・第１クリーニング部材

Claims (2)

1. シートを挟持しながら搬送し、かつ搬送する過程でシートを加熱する搬送手段を備え、該搬送手段によって、シート上のトナー像を加熱する像加熱装置において、
   前記搬送手段を構成する搬送ローラの表面をクリーニングするクリーニングローラを有し、かつ揺動自在に備えられた第１クリーニング部材と、
   前記クリーニングローラの表面をクリーニングする第２クリーニング部材と、
   前記搬送ローラの表面をクリーニングする場合には、前記クリーニングローラを第２クリーニング部材から離間させて前記搬送ローラの表面に当接させ、前記クリーニングローラの表面をクリーニングする場合には、前記クリーニングローラを前記搬送ローラから離間させて第２クリーニング部材に当接させるように、第１クリーニング部材を揺動させる揺動手段と、
   を備えることを特徴とする像加熱装置。
2. 前記クリーニングローラの表面温度が予測可能に構成されており、
   前記揺動手段は、前記クリーニングローラの表面温度の予測温度が、予め設定された閾値以上になった場合には、前記クリーニングローラを前記搬送ローラから離間させて第２クリーニング部材に当接させるように、第１クリーニング部材を揺動させることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。

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