JP5441788B2

JP5441788B2 - 定着装置

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Publication number: JP5441788B2
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Inventors: 慶輔三橋; 秀夫七瀧
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Description

本発明は、定着クリーニング装置及び画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式を採用する画像形成装置において、加熱部材を有する定着回転体と加圧回転体とによって形成されるニップ部でシート材上にトナー像を定着させる定着装置が知られている。かかる定着装置では、未定着のトナー像がニップ部に突入することになるので、定着回転体の表面、又は加圧回転体の表面に汚れが付着する場合がある。そこで、これらの表面をクリーニングする定着クリーニング装置が提案されている。例えば特許文献１〜３には、清掃布として用いられるウェブを定着回転体の表面に当接させることで、該表面のクリーニングを行う定着クリーニング装置の構成が開示されている。

特開昭５８−８８７７１号公報特開平６−２５０５５８号公報特開平８−２２０９２１号公報

しかしながら、従来の定着クリーニング装置、及び画像形成装置には、以下の課題がある。例えば、ウェブを当接させた状態で被クリーニング部材が回転と停止を繰り返すと、それに伴ってウェブのテンションが変動してウェブが揉みほぐされ、その結果、ウェブによって回収されたトナー、紙粉等がウェブから剥がれ落ちやすくなる。さらに、ウェブにおいてトナー、紙粉等が剥がれ落ちやすくなった部分が被クリーニング部材に当接すると、回収されたトナー、紙粉等が被クリーニング部材に転移し、被クリーニング部材、さらにはシート材に汚れが付着する虞がある。

そこで本発明は、ウェブ（清掃布）を被クリーニング部材（回転体）に当接させてクリーニングを行う定着装置において、被クリーニング部材、及びシート材に汚れが生じることのない定着装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明にあっては、
回転体と、前記回転体と接触し前記回転体を清掃するための清掃布を有するクリーニング部と、を備え、記録材に担持されたトナー像を記録材に定着する定着装置において、
前記クリーニング部は、前記清掃布が架け渡される第１の軸及び第２の軸を有し、一方の軸は駆動源による駆動力で回転し、前記清掃布の未使用部分が巻き重ねられた他方の軸から前記清掃布を巻き取り、
前記回転体のクリーニングを行う時は、前記第１の軸に巻かれた前記清掃布が前記回転体に接触し、
前記クリーニングを行わない時は、前記第１の軸は、前記クリーニングを行う時よりも前記第２の軸に近づく方向に移動して、前記第１の軸に巻かれた前記清掃布が前記回転体から離れて、
前記清掃布の巻き取り量によらず、前記第１の軸と前記第１の軸に巻き重ねられた前記清掃布とを合わせた直径は、前記第２の軸と前記第２の軸に巻き重ねられた前記清掃布とを合わせた直径よりも大きいことを特徴とする。

本発明によれば、ウェブ（清掃布）を被クリーニング部材（回転体）に当接させてクリーニングを行う定着装置において、被クリーニング部材、及びシート材に汚れが生じることのない定着装置を提供することができる。

第１実施形態に係る画像形成装置及び定着装置の概略構成図。第１実施形態に係る定着クリーニング装置の概略構成図。第１実施形態における供給ローラ、巻き取りローラの概略構成図。第１実施形態における定着動作のフローチャート図。第１実施形態と比較例に係る定着クリーニング装置の概略構成図。第２実施形態における定着動作のフローチャート図。第２実施形態に係る定着クリーニング装置の概略構成図。

[第１実施形態]
（１−１：画像形成装置の概略構成）
図１（ａ）を参照して、本実施形態に係る画像形成装置について説明する。本実施形態に係る画像形成装置は、インライン方式の電子写真フルカラープリンタであり、Ａ４サイズのシート材に対してフルカラー画像を毎分２０枚形成することができる。画像形成速度及び転写搬送速度は１２０ｍｍ／ｓｅｃに設定されている。

画像形成装置は、回転可能な像担持体として、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのそれぞれのトナーに対応した感光ドラム１１ａ〜１１ｄを有している。それぞれの感光ドラム１１は、図中矢印方向に回転可能であり、その周囲には、帯電ローラ１２ａ〜１２ｄ、現像装置１４ａ〜１４ｄ、転写ローラ１５ａ〜１５ｄ、クリーニング装置１６ａ〜１６ｄが設けられている。また、感光ドラム１１ａ〜１１ｄの上方には、入力された画像情報に基づいてレーザー光を射出し、感光ドラム１１の表面を走査露光する露光装置１３ａ〜１３ｄが設けられている。

また、感光ドラム１１と転写ローラ１５とのニップ部において転写ベルト２０が挟持されており、転写ベルト２０は駆動ローラ２０ａ、２０ｂによって回転可能に張架されている。なお、本実施形態では、転写ベルト２０として、ポリイミド樹脂にカーボンを分散させて体積抵抗率を１０^８Ω・ｃｍに調整した、厚み０．１ｍｍのものを用いている。また、転写ローラ１５には、転写部（感光ドラム１１と転写ローラ１５のニップ部）での実抵抗が、５００Ｖ印加時で１０^６Ω〜１０^１０Ωとなるような弾性ローラを用いている。

かかる構成によってシート材上に画像を形成する際は、まず、感光ドラム１１ａが矢印方向に回転し、帯電ローラ１２ａによって、その表面がトナーと同極性に一様に帯電される。そして、ホストコンピュータから送られた画像データをレーザー発光強度や発光時間に変換し、変換されたデータに基づいて露光装置１３ａから射出されるレーザー光によって感光ドラム１１ａ表面に静電潜像を形成する。ここで、レーザー光の強度及び照射スポット径は画像形成装置の解像度及び所望の画像濃度によって適正に設定されている。なお、露光時には、感光ドラム１１ａ表面において、レーザー光が照射された部分が明部電位ＶＬ（約−１００Ｖ）に、そうでない部分が暗部電位ＶＤ（約−７００Ｖ）になることにより静電潜像が形成される。

このようにして形成された静電潜像は、感光ドラム１１ａの回転に伴って現像装置１４
ａとの対向部に達し、負極性に帯電されたトナーが静電潜像に供給され、静電潜像がトナー像として顕像化される。本実施形態のようなフルカラー画像形成装置では、各色に対応した感光ドラム１１ａ〜１１ｄについて同様にトナー像が形成される。そして、各転写部において、転写ベルト２０とともに転写搬送速度で搬送されてくるシート材Ｐ上に各々のトナー像が順次転写され、シート材Ｐ上に所望の色調を有するトナー像が形成される。

なお、各々の転写部では、転写ローラ１５ａ〜１５ｄに印加されたトナーと逆極性の転写電圧（＋５００〜＋４０００Ｖ）によって、電界が形成されており、この電界の作用によってトナー像がシート材Ｐ上に転写されている。転写電圧は、次のようにして決定される。即ち、シート材Ｐが供給される前に、転写ローラ１５ａに所定電圧を印加し、その際に転写ローラ１５ａに流れる電流を電流検知回路１８により計測し、制御装置１９により転写ローラ１５ａ及び転写ベルト２０の抵抗値を演算することで決定されている。

この制御により、転写ローラ１５の周囲環境、特に吸湿による転写ローラ１５の抵抗変化を考慮した上で、一定の転写電荷を供給することが可能になり、安定した画像品質を維持することができる。このようにしてトナー像の転写を終えた感光ドラム１１ａ〜１１ｄの表面は、クリーニング装置１６ａ〜１６ｄによって清掃された後、次の画像形成工程に備えられる。また、転写工程を終えたシート材Ｐは、駆動ローラ２０ａの曲率によって転写ベルト２０から分離され、定着装置１０に到達し、加熱・加圧されて永久定着像が得られる。

（１−２：定着装置の概略構成）
図１（ｂ）を参照して、本実施形態における定着装置１０について説明する。定着装置１０は、定着回転体としての定着フィルム１ａと、加圧回転体としての加圧ローラ３が設けられており、定着フィルム１ａと加圧ローラ３とが互いに圧接することで定着ニップ部Ｎが形成されている。

加圧ローラ３は、芯金３ａの外周を３ｍｍ厚のシリコーンゴム層３ｂで被覆し、さらにその外周を５０μｍ厚のＰＦＡ樹脂３ｃで被覆した外径２０ｍｍの弾性ローラ（１ｋｇ荷重のＡｓｋｅｒＣ硬度が６０度）である。芯金３ａは駆動モータＭ１に接続されており、図中矢印方向に回転駆動される。加圧ローラ３が回転駆動することにより、加圧ローラ３が圧接する後述の定着フィルム１ａが従動回転するように構成されている。

定着フィルム１ａは、セラミックヒータ２を支持するヒータホルダ１ｃの周囲に嵌合されており、さらに支持ステー１ｂによって回転可能に支持されている。定着フィルム１ａは、可撓性を有するエンドレスフィルムであり、厚み２０μｍのステンレス基層に厚み３００μｍのシリコーンゴム（熱伝導率１．６Ｗ／ｍ／Ｋ）を被覆し、その表面に２０μｍのフッ素樹脂を被覆したもので、周長は７５．４ｍｍである。セラミックヒータ２は、幅６ｍｍ、厚み０．７ｍｍの窒化アルミ２ｂの上に発熱抵抗体２ａを印刷し、さらに、その上をガラス層（不図示）によって保護したものであって、出力は１２００Ｗ（１００Ｖ入力時）に設定されている。また、セラミックヒータ２の裏面略中央には、板バネ（不図示）等の付勢手段によってサーミスタ５が当接している。

セラミックヒータ２は、画像形成装置の加熱制御装置１００により制御される電源基板に結線されており、また、サーミスタ５は信号線によって、画像形成装置の加熱制御装置に接続されている。加熱制御装置は、予め設定されている加熱目標温度（加熱温度）とサーミスタ５の検知温度とを比較し、検知温度が低い場合にはセラミックヒータ２への供給電力を増やし、検知温度が高い場合には供給電力を減らすように制御する。本実施形態では、９０ｇ/ｍ^２のシート材に対する加熱温度が１８０℃になるように、セラミックヒー
タ２への供給電力を制御している。

本実施形態における定着装置１０は、定着フィルム１ａの内周面とセラミックヒータ２とが直接摺動する方式（サーフ方式）である。この場合、定着装置１０の立ち上げ時間を短縮できるなどの利点がある一方で、定着フィルム１ａの内周面とセラミックヒータ２との摺動抵抗を下げる必要がある。そこで本実施形態では、定着フィルム１ａの内周面に耐熱グリースを塗布してある。

上述した定着装置１０を用いれば、定着ニップ部Ｎに未定着トナー像を担持したシート材Ｐが導入されることで、シート材Ｐが定着フィルム１ａの外周面に密着して定着フィルム１ａとともに移動し、トナー像が加熱されてトナー像の加熱定着がなされる。その後、定着ニップ部Ｎを通過したシート材Ｐは、定着ニップ部Ｎの出口側で定着フィルム１ａの外周面から曲率分離されて搬送される。なお、ここではサーフ方式の定着装置について説明したが、本発明を適用可能な定着装置の形態はこれに限られるものではなく、ハロゲンランプ等の加熱部材を内包する定着ローラを用いるローラ加熱方式、または外部加熱方式などの定着装置を用いてもよい。

（１−３：縁なしプリントモード）
本実施形態に係る画像形成装置は、「縁ありプリントモード」と「縁なしプリントモード」とを有している。「縁なしプリントモード」とは、シート材の４辺の端部まで印字領域を拡大するプリントモードである。そして、「縁なしプリントモード」が選択された場合に、後述する定着クリーニング装置６によって、加圧ローラ３表面をクリーニングしている。本実施形態では、定着フィルム１ａ、加圧ローラ３表面の汚れが顕著に現れやすい「縁なしプリントモード」の時にのみクリーニングを実行することで、ウェブの消費量を抑え、装置の小型化を容易にしている。しかしながら、クリーニングを実行するタイミングはこれに限られるものではなく、「縁なしプリントモード」以外の所定のタイミングでクリーニングを実行してもよい。

「縁なしプリントモード」では、感光ドラム１１ａ〜１１ｄにシート材Ｐよりも大きな静電潜像を形成する。潜像の大きさは、シート材Ｐのレジストレーションのばらつきを考慮して、シート材Ｐのサイズに４ｍｍを加えた画像サイズのものとし、シート材Ｐの各辺から２ｍｍ外側まで形成する。この潜像に対して、上述の画像形成工程を経てシート材Ｐにトナー像を転写することで、縁なし画像をシート材Ｐ上に形成することができる。転写工程では、シート材Ｐよりも外側にはみ出したトナー像（はみだしトナー）が転写ベルト２０上に転写されるため、転写後の転写ベルト２０表面は、転写クリーニング機構２１（図１（ａ）参照）によってクリーニングされる。

転写ベルト２０から分離されたシート材Ｐは、定着装置１０の定着ニップ部Ｎで挟持搬送されながら加熱されて定着される。「縁なしプリントモード」で画像形成されたシート材Ｐは、その端面にまでトナーが付着している。よって、シート材Ｐが定着ニップ部Ｎに突入する際のショックや加圧・加熱不足により、トナーが定着フィルム１ａや加圧ローラ３などに付着（オフセット）する可能性が高い。これは「縁なしプリントモード」の特有の問題である。そこで本実施形態では、「縁なしプリントモード」の場合に定着部材（定着フィルム、加圧ローラ）のクリーニングを行っている。

（１−４：定着クリーニング装置の概略構成）
図２、図３を参照して、本実施形態に係る定着クリーニング装置６について説明する。「縁なしプリントモード」において、シート材Ｐが定着ニップ部Ｎを通過すると、微量のトナーや紙粉などの汚れが定着フィルム１ａや加圧ローラ３に付着する。本実施形態では、シート材Ｐの搬送方向先端が、まず最初に加圧ローラ３に接触するように構成しているので、上述した汚れを意図的に加圧ローラ３に付着させている。

また、本実施形態では、定着フィルム１ａ、加圧ローラ３の表面の温度勾配や離型性の差によって、トナーや紙粉などの汚れが加圧ローラ３に集中して付着するように意図されている。よって、本実施形態では、加圧ローラ３の表面に付着した汚れをクリーニングするように、定着クリーニング装置６が設けられている。しかしながら、定着フィルム１ａに汚れを意図的に付着させた上で、定着フィルム１ａに対して定着クリーニング装置６を設けてもよい。また、定着フィルム１ａと加圧ローラ３の両方に対して定着クリーニング装置６を設けてもよい。即ち、定着フィルム１ａと加圧ローラ３のうちの少なくとも一方の表面に定着クリーニング装置６を当接させればよい。

図２に示すように、定着クリーニング装置６は、第１の回転体としての供給ローラ６ｂ、第２の回転体としての巻き取りローラ６ｃ、及びこれらのローラに巻きつけられて張架されているウェブ６ａ（清掃布）を有している。

ウェブ６ａは、ＰＰＳ樹脂からなる繊維を薄布状にカレンダー処理などにより押し固めたもので、本実施形態では、厚み４０μｍ、長さ×幅＝１０００ｍｍ×２２４ｍｍのものを用いている。ウェブ６ａの材質としては、ＰＰＳ繊維以外に、ポリエステル樹脂、アラミド樹脂、レーヨン等からなる繊維を目付け量（単位面積あたりの使用重量）調整して、薄い不織布状あるいは織布状に加工したものを用いることができる。本実施形態では、目付け量４０ｇ／ｍ^２のウェブを用いている。

ウェブ６ａの厚みは、厚くすると供給ローラ６ｂのウェブ６ａを含んだ外径が大きくなってスペースの確保が困難になり、一方でウェブ６ａの厚みが薄い場合には強度が弱くなりウェブ６ａが破断する虞がある。従ってウェブ６ａの厚みは、スペース面、強度面の両方を考慮して設定する必要があり、本実施形態では、本発明者らの鋭意検討により、ウェブ６ａの厚みを２０μｍ以上７０μｍ以下に設定している。また、トナーとの親和力を下げるために、潤滑剤としてのシリコーンオイルやフッ素オイルなどの耐熱性潤滑剤を含有したウェブが知られているが、本実施形態では、潤滑剤を含有していない乾式ウェブを用いている。

図２に示すように、ウェブ６ａは一端が供給ローラ６ｂに、他端が巻き取りローラ６ｃに固定されており、巻き取りローラ６ｃが駆動することで、ウェブ６ａが供給ローラ６ｂから徐々に巻き取られるように構成されている。巻き取り量は、不図示の制御部によって予め決められた値に設定されている。また、加圧ローラ３に対して、供給ローラ６ｂが接離可能に構成されており、図２（ａ）は接触している状態、図２（ｂ）は離間している状態を示している。供給ローラ６ｂの接離機構については後に詳しく説明する。

次に、供給ローラ６ｂ、及び巻き取りローラ６ｃについて説明する。図３（ａ）は、供給ローラ６ｂの概略構成、図３（ｂ）は、巻き取りローラ６ｃの概略構成を示すものである。

図３（ａ）に示すように、供給ローラ６ｂは外径４ｍｍのアルミ製の回転軸を有しており、その外周には外径１５ｍｍのウェブ供給部が形成されている。一方、図３（ｂ）に示すように、巻き取りローラ６ｃは外径４ｍｍのアルミ製の回転軸を有しており、その外周には外径６ｍｍのウェブ巻き取り部が形成されている。また、供給ローラ６ｂのウェブ供給部と巻き取りローラ６ｃのウェブ巻き取り部の長手幅は、共に２２５ｍｍであり、回転軸の長手幅は共に１０ｍｍである。

また、ウェブ６ａは、ウェブ供給部、ウェブ巻き取り部に対して、ＰＥＴの不織布を基布とし、アクリル材料の耐熱接着材を含浸した両面テープよって接続されている。また、
供給ローラ６ｂ、巻き取りローラ６ｃの回転軸は、不図示のすべり軸受けを介して定着クリーニング装置６の筐体に保持されている。

次に図２を参照して、供給ローラ６ｂ、及び巻き取りローラ６ｃの動作について説明する。巻き取りローラ６ｃは、アイドラギアＧを介し、モータＭ２によって図中の破線矢印の方向に回転駆動されてウェブ６ａを巻き取り、ウェブ６ａの清掃面を更新する。本実施形態の巻き取りローラ６ｃは、Ａ４サイズのシート材１頁当たり約５０μｍの長さのウェブ６ａを巻き取るように制御されている。このようにして加圧ローラ３のクリーニング後に随時ウェブ３ａの清掃面を更新することで、トナーや紙粉などの汚れで清掃面が飽和してクリーニング性能が低下することを防止している。

供給ローラ６ｂは加圧ローラ３に対して接離可能に構成されている。すなわち、「縁なしプリントモード」時にのみ、供給ローラ６ｂを加圧ローラ３に接触させている。この接離機構は、以下のように構成されている。

定着クリーニング装置６を動作させる場合（ウェブ３ａを加圧ローラ３に接触させる場合）は、不図示のモータおよびリンク機構により、離間カム６ｆを図２（ａ）の位置まで回転させる。これにより、加圧レバー６ｅが支点Ｃを中心に回転し、加圧ローラ３表面に、供給ローラ６ｂに巻きつけられているウェブ６ａを当接させる。この際、供給ローラ６ｂは、加圧ローラ３の表面に対して約２０Ｎ〜４０Ｎの加圧力で当接しており、これにより約２ｍｍの清掃ニップＮｃが形成されている。

一方、定着クリーニング装置６を動作させない場合（供給ローラ６ｂを加圧ローラ３から離間させる場合）には、離間カム６ｆを図２（ｂ）の位置まで回転させることにより、加圧ローラ３表面から供給ローラ６ｂを所定の位置まで離間させる。離間距離は、供給ローラ６ｂに巻きついているウェブ６ａの量によって変えればよく、本実施形態では、約１ｍｍ〜５ｍｍの離間距離がとられている。

このように本実施形態では、離間カム６ｆの回転を制御することにより、定着クリーニング装置６を動作させるか否かを制御している。さらに上述の構成によれば、離間時に供給ローラ６ｂが巻き取りローラ６ｃの方向へ移動しているので、省スペースで当接離間動作を行うことが可能である。

次に上述の構成を有する定着装置１０の動作フローについて説明する。図４は、定着装置１０の動作を示すフロー図である。

まずプリント動作が開始されると、シート材Ｐに応じた目標温度に定着装置１０を温調しながら、モータＭ１（図１参照）が駆動される(Ｓ１００)。その後、「縁なしプリントモード」が選択されると、離間カム６ｆを図２（ａ）の位置まで回転させ、加圧レバー６ｅを支点Ｃ中心に回転させ、加圧ローラ３表面に、供給ローラ６ｂに巻き付けられているウェブ６ａを当接させる（Ｓ１０２）。

その後、「縁なしプリントモード」でプリント動作（Ｓ１０３）を行ったのち、モータＭ２によって、巻き取りローラ６ｃが図２（ａ）中の破線矢印の方向に回転駆動される。本実施形態では、「縁なしプリントモード」におけるＡ４サイズのシート材１頁当たり約５０μｍの長さでウェブ６ａが巻き取られる（Ｓ１０４）。ここでプリント終了の場合、供給ローラ６ｂを加圧ローラ３から離間させ（Ｓ１０６）、温調を停止し（Ｓ１０７）、定着装置１０の駆動が停止される（Ｓ１０８）。

一方、Ｓ１０１で「縁ありプリントモード」が選択されると（Ｓ１０９）、供給ローラ
６ｂを加圧ローラ３表面から離間させたままプリント動作（Ｓ１１０）が行われ、プリント動作が終了すると温調が停止される（Ｓ１０７）。その後、定着装置１０の駆動が停止される（Ｓ１０８）。

このように本実施形態では、定着クリーニングが必要なプリントモードのときだけ供給ローラ６ｂを加圧ローラ３表面に当接させているため、必要なウェブの長さが短くて済み、装置の小型化、低コスト化を達成できるという利点がある。なお、必要なウェブ６ａの長さは「縁なしプリントモード」の仕様頻度によって決定され、本実施形態では５０％の頻度を想定し、ウェブ６ａの長さを１０００ｍｍとしている。

（１−５：ウェブの弛み）
ウェブ６ａは、当接している加圧ローラ３の回転状態、非回転状態の切り替えによってテンションが増減する。また、本実施形態のように、供給ローラ６ｂが加圧ローラ３の表面に対して接触、離間することによっても、ウェブ３ａのテンションは増減する。

例えば、供給ローラ６ｂの離間動作に伴い供給ローラ６ｂと巻き取りローラ６ｃとの軸間距離が短くなるとウェブ６ａは弛む。このとき、ウェブ６ａは、ウェブ６ａに生じているストレスを緩和するように弛む。一般的に、２つのローラにウェブが懸架されている場合、外径が小さい方のローラに巻きついているウェブのストレスが大きくなる。よって、ウェブに弛みが生じた場合は、外径が小さい方のローラに巻きついているウェブが弛まることになる。

即ち、供給ローラ６ｂが加圧ローラ３の表面から離間すると、外径の小さい方のローラのウェブ６ａが弛み、一方、供給ローラ６ｂが加圧ローラ３の表面に当接すると、外径の小さい方のローラにおいて弛んでいたウェブ６ａが締ることになる。

例えば、本実施形態の構成の場合、供給ローラ６ｂの外径が小さいときは、図５（ａ）のように供給ローラ６ｂに巻きついているウェブ６ａが弛んだり、又は締まったりする。一方、巻き取りローラ６ｃの外径が小さいときは、図５（ｂ）のように巻き取りローラ６ｃに巻きついているウェブ６ａが弛んだり、締まったりする。

このように、当接離間動作に伴ってウェブ６ａの巻きつきが弛んだり、締まったりすることを繰り返すと、その都度ウェブ６ａが屈曲するため、ウェブ６ａが揉みほぐされた状態になり、トナー等の汚れがウェブ６ａから剥がれ落ち易くなる。よって、加圧ローラ３との当接時に、ウェブ６ａから加圧ローラ３に汚れが付着し、シート材Ｐの汚れ、画像品質の低下につながることになる。すなわち、被クリーニング部材、及びシート材に汚れが生じることのない定着クリーニング装置及び画像形成装置を提供するためには、加圧ローラ３に当接する供給ローラ６ｂにおいて、このような揉みほぐしを抑制することが必要である。

そこで本実施形態では、巻き取りローラ６ｃに最大量のウェブ６ａが巻かれている場合でも、供給ローラ６ｂの外径が、巻き取りローラ６ｃの外径とウェブ６ａが巻き付けられている部分の厚さとの和よりも大きくなるように構成されている。これによれば、クリーニング工程において、常に供給ローラ６ｂの外径を、ウェブ６ａを含んだ巻き取りローラ６ｃの外径よりも大きくすることができる。

かかる構成によると、クリーニング工程では、巻き取りローラ６ｃに巻きついているウェブ６ａに大きなストレスがかかることになるので、ウェブ６ａの揉みほぐしが巻き取りローラ６ｃで生じることになる。よって、供給ローラ６ｂにおいてウェブ６ａの揉みほぐしが生じることを抑制できる。

以下、本実施形態の具体的な構成条件を説明する。供給ローラ６ｂのウェブ供給部の芯金半径（ｍｍ）をＲ、巻き取りローラ６ｃのウェブ巻取り部の芯金半径（ｍｍ）をｒ、ウェブ６ａの厚み（ｍｍ）をｔ、使用開始から寿命までの巻き取り部材６ｃ回転数をｎとする。また、テンションの増減によって弛むウェブ６ａの弛み長さ（周長：ｍｍ）をｄとする。弛み長さｄとは、主に離間動作によって供給ローラ６ｂが巻き取りローラ６ｃに近づくことで発生するウェブの弛み量（ｍｍ）である。

本実施形態の弛み長さｄ（ｍｍ）は、当接状態における供給ローラ６ｂの芯金中心から離間状態における供給ローラ６ｂの芯金中心までの距離に略等しく、約１ｍｍから約５ｍｍである。ただし、加圧ローラ３のバックラッシュ等の理由により、弛み長さは多少のバラつきを生じることがある。

本実施形態のようにウェブ６ａの弛み長さｄをも考慮した場合、供給ローラ６ｂの半径Ｒ、巻き取りローラ６ｃの半径ｒ等は、次式に示す関係を満たすことになる。

また、巻き取りローラ６ｃによって巻き取られたウェブ６ａの長さをＬ（ｍｍ）とすれば、ウェブ６ａの厚みｔ（ｍｍ）は次式で定義される。

（１−６：比較実験）
本実施形態と比較例との比較を行なった。比較例として、供給ローラのウェブ供給部の芯金外径が６ｍｍ、巻き取りローラのウェブ巻取り部の芯金外径が１５ｍｍの構成を用いた。この構成の場合、上記式１を満たさない。その他の条件は本実施形態と同一である。

比較するにあたり、Ａ４サイズの坪量６４ｇ／ｍ^２の普通紙をシート材として用い、「縁なしプリントモード」の全面黒ハーフトーン（２０％濃度）画像を１００枚連続通紙した後に一旦室温まで冷却し、ウェブ６ａを送ることなく、当接離間動作を繰り返した。当接離間動作を所定の回数繰り返した後、坪量１２０ｇ／ｍ^２の光沢紙を用いて全面白画像を印刷し、光沢紙に付着した汚れを確認した。

当接離間動作は、当接状態から離間状態を経て再び当接するまでを１回として数えた。また、本実験では当接離間動作を１００回行った。本実施形態では、縁なし印刷１枚あたりにウェブ６ａを５０μｍ巻きとるため、１００回当接離間動作する間に少なくとも５ｍｍのウェブ６ａを巻き取ることになる。すなわち、１００回当接離間動作を行う間に、最初に清掃ニップに存在していたウェブ６aは全て清掃ニップを通過し終えるため、本実験
の当接離間の回数は１００回で十分であると判断した。ウェブ６ａから剥がれ落ちた汚れが付着していない場合を○、汚れの付着が辛うじて目視できる場合を△、汚れが容易に確認される場合を×と判定した。比較結果を表１に示す。

比較結果からわかるように、本実施形態では、当接離間回数が１００回に到達するまで汚れの付着を確認することはできない。一方で比較例では、当接離間回数が２０回を超えると汚れの付着を確認できることがわかる。これは、比較例の供給ローラにおいてウェブの揉みほぐしが起こるため、ウェブから加圧ローラへ汚れが移ったものと考えられる。

以上のように、本実施形態によると、ウェブ６ａに保持されているトナーや紙粉などの汚れが定着部材を汚し、延いてはシート材Ｐを汚すという問題を、小型で安価な構成によって抑制することができる。即ち、ウェブを被クリーニング部材に当接させてクリーニングを行う定着クリーニング装置及び画像形成装置において、被クリーニング部材、及びシート材に汚れが生じることのない定着クリーニング装置及び画像形成装置を提供することができる。

[第２実施形態]
図６、図７を参照して、本発明を適用可能な第２実施形態に係る定着クリーニング装置、及び画像形成装置について説明する。本実施形態に係る定着クリーニング装置６、画像形成装置は、供給ローラ６ｂが加圧ローラ３に対して接離可能でない点、及び「縁なしプリントモード」を有していない点、で上記第１実施形態と異なる。以下では、第１実施形態と異なる構成についてのみ説明を行う。

（２−１：定着動作のフロー）
図６を参照して、本実施形態における定着動作のフローについて説明する。プリント動作を開始すると、シート材に応じた目標温度に定着装置１０を温調しながら、モータＭ１（図１参照）を駆動させ（Ｓ２００）、プリント動作（Ｓ２０１）を行う。その後、加圧ローラ３上に付着した汚れをウェブ６ａによってクリーニングする。次に、モータＭ２（図２参照）を回転させてウェブ６ａを所定量（２０μｍ）巻き取り（Ｓ２０２）、温調を停止して（Ｓ２０４）、定着装置１０の駆動を停止する（Ｓ２０５）。

本実施形態に係る定着クリーニング装置６は、供給ローラ６ｂが常に加圧ローラ３に当接しているので、第１実施形態で説明したようなウェブ６ａの弛みは生じない。しかし、加圧ローラ３の回転停止によって、わずかながらウェブ６ａが弛むことがある。ここで、図７を参照して、本実施形態における弛みの主な発生原因を以下に示す。

加圧ローラ３が回転しているとき、ウェブ６ａは加圧ローラ３との摩擦力により、図７に示す矢印Ｆ_ＲＷ方向に力を受けているため、ウェブ６ａは図７中の矢印Ｒ１の方向に付勢され，テンションが増加する。この状態から加圧ローラ３が停止すると、ウェブ６ａに生じていたテンションを解放する力が働き、加圧ローラ３がウェブ６ａとの摩擦力によって加圧ローラ３の駆動ギア（不図示）の１歯分だけ反駆動方向に回転する。このとき、駆動ギアの約１歯分の長さのウェブ６ａが弛む。本実施形態における弛み量ｄは約１ｍｍである。

このように、本実施形態の構成でもウェブ６ａが弛むことがあり、上記第１実施形態と同様に、ウェブ６ａに保持されているトナー等の汚れが剥がれ落ち易くなることがある。
そこで上述のように、巻き取りローラ６ｃに最大量のウェブ６ａが巻かれている場合でも、供給ローラ６ｂの外径を、巻き取りローラ６ｃの外径とウェブ６ａが巻き付けられている部分の厚さとの和よりも大きくすることで、上述と同様の効果を得ることができる。すなわち、本実施形態のように供給ローラ６ｂの当接離間動作を持たない構成であっても、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能である。

（２−２：比較実験）
本実施形態と比較例（第１実施形態の式１を満たさない構成）との比較を行なった。比較例として、供給ローラ６ｂのウェブ供給部の芯金外径が６ｍｍ、巻き取りローラ６ｃのウェブ巻取り部の芯金外径が１５ｍｍの構成を用いた。この場合、第１実施形態で説明した式１は満たさない。なお、その他の条件は本実施形態と同じとする。

本実験では、Ａ４サイズの坪量７０ｇ／ｍ^２の記録紙をシート材として用い、「縁ありプリントモード」の全面黒ハーフトーン（２０％濃度）画像を１００枚連続通紙して一旦室温まで冷却し、ウェブ６ａを送ることなく加圧ローラ３の回転停止動作を繰り返した。また、加圧ローラ３の回転停止動作を所定の回数繰り返した後、坪量１２０ｇ／ｍ^２の光沢紙を用いて全面白画像を印刷し、光沢紙に付着した汚れを確認した。

また、本実験では加圧ローラ３の回転停止動作を１００回まで行った。これは、第１実施形態における比較実験と同様、実際は加圧ローラ３の回転停止動作を１００回行う間に最初に清掃ニップに存在していたウェブ６ａは全て清掃ニップを通過し終えるため、１００回で十分と判断したからである。ウェブ６ａから剥がれ落ちた汚れが付着していない場合を○、汚れの付着が辛うじて目視できる場合を△、汚れが容易に確認される場合を×と判定した。比較結果を表２に示す。

比較結果からわかるように、本実施形態では、回転停止回数が１００回に到達するまで汚れの付着を確認することはできない。一方で比較例では、回転停止回数が４０回を超えると汚れの付着を確認できることがわかる。これは、比較例の供給ローラにおいてウェブの揉みほぐしが起こるため、ウェブから加圧ローラへ汚れが移ったものと考えられる。

以上、本実施形態によれば、供給ローラ６ｂの当接離間動作を行わないシンプルな構成であっても、ウェブ６ａに保持されているトナー等の汚れが定着部材を汚し、延いてはシート材を汚す問題を抑制することができる。すなわち、ウェブを被クリーニング部材に当接させてクリーニングを行う定着クリーニング装置及び画像形成装置において、被クリーニング部材、及びシート材に汚れが生じることのない定着クリーニング装置及び画像形成装置を提供することができる。

[その他の実施形態]
上記第１、第２実施形態では、転写ベルト２０によりシート材Ｐを搬送しながら順次各色トナー像を転写するインライン方式のフルカラー電子写真プリンターについて説明した。しかし、本発明を適用できる画像形成装置の構成はこれに限定されるものではなく。中間転写ベルトを用いたフルカラー電子写真プリンターや、モノクロ電子写真プリンター等
に対しても同様の効果を得ることは可能である。

１ａ…定着フィルム３…加圧ローラ６…定着クリーニング装置６ａ…ウェブ６ｂ…供給ローラ６ｃ…巻き取りローラ１０…定着装置

Claims

回転体と、前記回転体と接触し前記回転体を清掃するための清掃布を有するクリーニング部と、を備え、記録材に担持されたトナー像を記録材に定着する定着装置において、
前記クリーニング部は、前記清掃布が架け渡される第１の軸及び第２の軸を有し、一方の軸は駆動源による駆動力で回転し、前記清掃布の未使用部分が巻き重ねられた他方の軸から前記清掃布を巻き取り、
前記回転体のクリーニングを行う時は、前記第１の軸に巻かれた前記清掃布が前記回転体に接触し、
前記クリーニングを行わない時は、前記第１の軸は、前記クリーニングを行う時よりも前記第２の軸に近づく方向に移動して、前記第１の軸に巻かれた前記清掃布が前記回転体から離れて、
前記清掃布の巻き取り量によらず、前記第１の軸と前記第１の軸に巻き重ねられた前記清掃布とを合わせた直径は、前記第２の軸と前記第２の軸に巻き重ねられた前記清掃布とを合わせた直径よりも大きいことを特徴とする定着装置。
前記第２の軸が前記駆動源による駆動力で回転することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記回転体は、記録材を搬送するニップ部を形成する回転体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
筒状のフィルムと、前記フィルムの内面に接触するヒータと、を有し、前記回転体は前記ヒータと共に前記フィルムを介して前記ニップ部を形成することを特徴とする請求項３に記載の定着装置。