JP5565801B2 - 定着装置、及びそれを備える画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録用紙上に形成されたトナー像を定着させる定着装置及びそれを備える画像形成装置に関する。

この種の定着装置は、電子写真法、静電記録法、磁気写真法等の画像形成装置に適用され、トナー像が転写された記録用紙（普通紙、静電記録用紙、写真用紙等）を一対の定着用回転部材（ベルトやローラ）間に挟みこんで加熱及び加圧し、記録用紙上のトナー像を定着させるものである。

このような定着装置においては、定着用回転部材の周面がトナー等により汚れるので、ブレード、フェルト、ウェブシート等により定着用回転部材の周面を清掃する必要がある。また、画像形成装置の処理速度が高速であって、単位時間当たりの印刷枚数が多い場合は、定着装置の定着用回転部材の汚れが増大して、ブレードやフェルトによる定着用回転部材の清掃では汚れを落としきれないので、ウェブシートによる清掃を採用することが多い。

例えば、特許文献１では、ウェブシートを巻き出し軸から送り出して、ウェブシートを巻き取り軸に巻き取り、送り出しから巻き取りまでの途中でウェブシートを定着用ローラに押し付けて、定着用ローラの周面を清掃している。また、ウェブシートの巻き取り軸や巻き出し軸を微速回転させる必要があることから、駆動源からウォームギアを介して巻き取り軸へと回転を伝達して、減速比を稼ぎ、更に巻き取り軸から複数のギアを介して巻き出し軸へと回転を伝達するという構成を採用している。また、ウォームギアによりウェブシートの送り出し方向の巻き取り軸の回転を禁止し、ワンウェイクラッチによりウェブシートの送り出し方向の巻き出し軸の過剰な回転を禁止して、ウェブシートの弛みを防止している。

特開２００９−１８１００３号公報

しかしながら、特許文献１のようにウォームギアにより減速比を稼いだりウェブシートの送り出し方向の巻き取り軸の回転を禁止するという構成では、ウォームギアの駆動軸とウォームギアよりも後段のギア等の軸とが直交する。

一方、定着用回転部材（ベルトやローラ）については、ウォームギアを用いておらず、駆動源やギア等の軸が直交することはない。

従って、ウェブシート側のウォームギアの駆動軸と定着用回転部材側の駆動源の軸とが直交することになり、別々の駆動源を必要とした。あるいは、１つの駆動源を用いる場合は、相互に直交する２つの駆動用の軸を設ける必要があり、駆動系の構成が複雑化した。

そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、駆動系の構成の簡略化を図ることが可能であって、ウェブシートの送り出し方向の巻き取りローラの回転や送り出しローラの過剰な回転を共に規制することが可能な定着装置及びそれを備える画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の定着装置は、定着用回転部材と、前記定着用回転部材の周面を清掃する清掃ウェブシートを巻き取る巻き取りローラと、前記清掃ウェブシートを送り出す送り出しローラとを備える定着装置であって、一方向に回転駆動される回転軸の回転を前記巻き取りローラ及び前記送り出しローラへと伝達する回転伝達手段と、前記回転軸に設けられて、前記巻き取りローラから前記清掃ウェブシートが送り出される方向の該巻き取りローラに対する回転伝達を禁止する巻き取り逆回転禁止用ワンウェイクラッチと、前記送り出しローラの軸に設けられて、前記回転軸の回転を伝達されて回転し、かつ前記送り出しローラから前記清掃ウェブシートが送り出される方向に該送り出しローラが該送り出しローラの軸よりも早く回転することを禁止する送り出し過剰回転禁止用ワンウェイクラッチとを備え、前記回転伝達手段は、前記回転軸から前記送り出し過剰回転禁止用ワンウェイクラッチまでの回転伝達経路で回転を減速している。

このような構成の定着装置では、逆回転禁止用ワンウェイクラッチにより清掃ウェブシートが送り出される方向の巻き取りローラの回転が禁止される。要するに、巻き取りローラが清掃ウェブシートの送り出し方向に回転するときに逆回転禁止用ワンウェイクラッチがロックして、巻き取りローラの逆回転が禁止される。

また、回転伝達手段は、巻き取り逆回転禁止用ワンウェイクラッチから送り出しローラ側まで回転を減速することから、送り出しローラから巻き取り逆回転禁止用ワンウェイクラッチへの逆の伝達方向では回転速度を増速する。このため、ウェブシートを送り出す方向に送り出しローラが回転するには、巻き取り逆回転禁止用ワンウェイクラッチと送り出しローラ間の減速比を巻き取り逆回転禁止用ワンウェイクラッチがフリーで回転する初期トルクに乗じた積に相当するトルクが必要となる。例えば、減速比が２．５であれば、ウェブシートを送り出す方向に送り出しローラが回転する初期トルクは、巻き取り逆回転禁止用ワンウェイクラッチがフリーで回転する初期トルクの２．５倍のトルクとなる。このため、ウェブシートを送り出す方向に送り出しローラが回転し難くなる。

すなわち、巻き取り逆回転禁止用ワンウェイクラッチのロックにより巻き取りローラの逆回転（ウェブシートを送り出す方向の回転）が禁止され、巻き取り逆回転禁止用ワンウェイクラッチと送り出しローラ間の減速比を巻き取り逆回転禁止用ワンウェイクラッチのフリー回転の初期トルクに乗じた積のトルクによりウェブシートを送り出す方向への送り出しローラの回転が抑制される。この結果、ウェブシートの弛みが防止される。

また、そのような構成では、ウォームギアを用いる必要がなく、駆動源の共通化が容易であり、駆動系の構成が複雑化することもない。

また、送り出し過剰回転禁止用ワンウェイクラッチは、回転伝達手段から清掃ウェブシートが送り出される方向の回転が伝達されたときに同一方向にフリー回転するので、この送り出される方向のトルクを送り出しローラに伝達することがない。このとき、送り出しローラは、送り出し過剰回転禁止用ワンウェイクラッチと共にウェブシートを送り出す方向に回転可能であるから、巻き取りローラへの清掃ウェブシートの巻き取りに応じて巻き取りローラに追従回転する。

また、送り出し過剰回転禁止用ワンウェイクラッチは、該送り出し過剰回転禁止用ワンウェイクラッチよりも速い速度で送り出しローラが回転するとロックし、送り出しローラと共に回転しようとする。この状態では、先に述べたような巻き取り逆回転禁止用ワンウェイクラッチと送り出しローラ間の減速比を巻き取り逆回転禁止用ワンウェイクラッチのフリー回転の初期トルクに乗じた積のトルクにより、ウェブシートを送り出す方向への送り出しローラ（及び送り出し過剰回転禁止用ワンウェイクラッチ）の回転が抑制され、ウェブシートの弛みが防止される。

また、本発明の定着装置においては、前記回転軸と前記送り出し過剰回転禁止用ワンウェイクラッチとの間の減速比は、２．５以上に設定されている。

更に、本発明の定着装置においては、前記定着用回転部材を回転させる回転駆動手段と、前記回転駆動手段により回転駆動される揺動用カムと、前記回転伝達手段の前記回転軸に設けられた駆動用ワンウェイクラッチと、前記駆動用ワンウェイクラッチに接続され、前記揺動用カムに摺接するように付勢された揺動レバーとを備え、前記回転駆動手段により前記揺動用カムが回転されると、前記揺動用カムに摺接する前記揺動レバーが繰り返し揺動して、前記揺動レバーの揺動が前記ワンウェイクラッチを介して前記回転伝達手段の前記回転軸に一方向の間欠回転となって伝達され、この間欠回転が前記回転伝達手段を介して前記巻き取りローラ及び前記送り出しローラに伝達される。

この場合は、揺動用カムの回転が揺動レバーの揺動（往復回転）となり、揺動レバーの揺動がワンウェイクラッチを介して一方向の間欠回転となって伝達されるため、大きな減速比を得ることができる。

次に、本発明の画像形成装置は、上記本発明の定着装置を備えている。このような画像形成装置においても、上記本発明の定着装置と同様の作用効果を奏する。

このような本発明によれば、巻き取り逆回転禁止用ワンウェイクラッチのロックにより巻き取りローラの逆回転が禁止され、巻き取り逆回転禁止用ワンウェイクラッチと送り出しローラ間の減速比を巻き取り逆回転禁止用ワンウェイクラッチのフリー回転の初期トルクに乗じた積のトルクによりウェブシートを送り出す方向への送り出しローラの回転が抑制される。この結果、ウェブシートの弛みが防止される。

また、そのような構成では、ウォームギアを用いる必要がなく、駆動源の共通化が容易であり、また駆動系の構成が複雑化することもない。

本発明の定着装置の一実施形態を適用した画像形成装置を示す断面図である。 本実施形態の定着装置を示す断面図である。 本実施形態の定着装置における各ローラの軸の位置関係を模式的に示す側面図である。 本実施形態の定着装置における各ローラの軸のギア及び他のギア群を模式的に示す側面図である。 本実施形態の定着装置における回転伝達ユニットの構成を示す正面図である。 （ａ）は本実施形態の定着装置における第１フレーム、第２フレーム、及びユニットフレーム等を示す側面図であり、（ｂ）は第１フレームに対して第２フレームを変位させた状態を示す側面図であり、（ｃ）はユニットフレームを第１フレームから取外した状態を示す側面図である。 （ａ）〜（ｄ）は加圧ローラと定着ベルトを圧接させた圧接状態での偏芯カム及び揺動レバーの動作を示す側面図である。 （ａ）は加圧ローラと定着ベルトを圧接させた圧接状態での揺動レバーの揺動角度を示す側面図であり、（ｂ）は加圧ローラを定着ベルトに僅かに接触させただけの圧解状態での揺動レバーの揺動角度を示す側面図である。 揺動レバーを偏芯カムから離間退避させた状態を示す側面図である。 ワンウェイクラッチの断面構造を例示する図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の定着装置の一実施形態を適用した画像形成装置の主要部を拡大して示す断面図である。この画像形成装置１は、電子写真法に基づくものであり、感光体ドラム２、転写ベルト３、定着装置４等を備えている。感光体ドラム２は、その表面に光感光層を有するものであって、一定の回転速度で矢印Ａの方向に回転駆動されている。この感光体ドラム２の回転に伴い、帯電装置（図示せず）により感光体ドラム２の表面が所定の電位に均一に帯電され、露光装置（図示せず）により感光体ドラム２の表面が露光されて、その表面に静電潜像が形成され、現像装置（図示せず）により感光体ドラム２の表面の静電潜像がトナー像に現像される。

転写ベルト３は、感光体ドラム２の表面速度と同一の速度で矢印Ｂの方向に周回駆動されており、感光体ドラム２に圧接されて、相互間にニップ域を形成している。このニップ域には、その下方から搬送されて来た記録用紙Ｐが導入され、このニップ域で記録用紙Ｐが搬送されつつ、感光体ドラム２表面のトナー像が記録用紙Ｐに転写される。転写ベルト３には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。

この記録用紙Ｐは、上方に搬送されて、定着装置４へと導かれ、ここで加熱及び加圧されて、記録用紙Ｐ上のトナー像が定着される。この記録用紙Ｐは、搬送経路５を通じて更に上方へと搬送され、排紙トレイ（図示せず）等に排出される。

図２は、本実施形態の定着装置４を示す断面図である。図２に示すように定着装置４は、加圧ローラ１１、加熱ローラ１２、加熱補助ローラ１３、及び加熱ローラ１２と加熱補助ローラ１３間に架け渡された無端状の定着ベルト１４を備えており、加圧ローラ１１と加熱ローラ１２を定着ベルト１４を介して相互に押圧して、定着ベルト１４と加圧ローラ１１間にニップ域Ｎを形成している。

加圧ローラ１１は、中空軸の外表面に弾性層を設け、この弾性層の外表面に離型層を形成してなる３層構造のローラである。この加圧ローラ１１内部（中空軸の内部）には、該ローラ１１を加熱する熱源のヒータランプ（ハロゲンランプ）が設けられている。

加熱ローラ１２は、中空軸の外表面に弾性層を設けたものであるが、弾性層が十分に厚くされている。

定着ベルト１４は、熱伝導が良好な材質からなる無端状のベルトであって、その外周面に離型層を有する。

加熱補助ローラ１３は、中空軸の外表面に表層を設けたものであり、加熱補助ローラ１３内部（中空軸の内部）には、該ローラ１３を加熱する熱源のヒータランプ（ハロゲンランプ）が設けられている。

ここで、加熱ローラ１２の弾性層が十分に厚くされていることから、加圧ローラ１１と加熱ローラ１２が定着ベルト１４を介して相互に押圧されると、加熱ローラ１２の弾性層が大きく凹んで、定着ベルト１４と加熱ローラ１２間に広いニップ域Ｎが形成される。各ローラ１１、１２、１３がそれぞれの矢印の方向に回転されると、加熱補助ローラ１３により定着ベルト１４が加熱されつつニップ域Ｎを介して周回移動する。この状態で、記録用紙がニップ域Ｎを通じて搬送されると、記録用紙が定着ベルト１４及び加圧ローラ１１により加熱及び加圧され、記録用紙上のトナー像が定着される。

一方、定着装置４は、加圧ローラ１１の周面を清掃するクリーニングユニット６を備えている。このクリーニングユニット６は、オイル（シリコンオイル等）を含侵した薄い（１００μｍ厚み前後）布からなるウェブシート２１を巻き付けた送り出しローラ２２と、ウェブシート２１の先端を接続した巻き取りローラ２３と、送り出しローラ２２から送り出されて巻き取りローラ２３へと巻き取られるウェブシート２１を架け渡す複数のテンションローラ２４と、送り出しローラ２２と巻き取りローラ２３間でウェブシート２１を加圧ローラ１１に圧接させる圧接ローラ２５とを備えている。圧接ローラ２５によりウェブシート２１が加圧ローラ１１表面に圧接され、ウェブシート２１により加圧ローラ１１表面に付着している付着トナーが拭きとり除去される。

ウェブシート２１は、記録用紙の印刷枚数、印刷処理時間、トナーの消費量に応じて、巻き取りローラ２３に少しずつ巻き取られて、送り出しローラ２２から少しずつ送り出される。これにより、圧接ローラ２５と加圧ローラ１１間のニップ域におけるウェブシート２１の部分が更新されて、ウェブシート２１による清掃能力が維持される。

ところで、このような定着装置４において、定着用の加圧ローラ１１や加熱ローラ１２の駆動源を、ウェブシート２１の送り出しローラ２２や巻き取りローラ２３を回転させるためにも兼用することが好ましいが、定着用の各ローラ１１、１２の回転速度と比較して、ウェブシート２１の各ローラ２２、２３の回転速度が非常に低いため、大きな減速比が必要となる。

また、ウェブシート２１の送り出し方向に送り出しローラ２２が過剰に回転したり、ウェブシート２１の送り出し方向に巻き取りローラ２３が逆回転すると、ウェブシード２１が弛んでしまうので、ウェブシート２１の送り出し方向への送り出しローラ２２の過剰な回転及び巻き取りローラ２３の逆回転を規制する必要がある。

そこで、本実施形態では、画像形成装置の駆動源により定着装置４の定着用の各ローラ１１、１２を回転駆動し、カム、揺動レバー、及びワンウェイクラッチを用いることにより、定着用の各ローラ１１、１２の回転を大幅に減速してウェブシート２１の各ローラ２２、２３に伝達し、かつウェブシート２１の送り出し方向への送り出しローラ２２の過剰な回転及び巻き取りローラ２３の逆回転を規制している。

次に、そのようなカム、揺動レバー、及びワンウェイクラッチを用いた回転駆動機構を詳しく説明する。

図３は、加圧ローラ１１の軸１１ａ、加熱ローラ１２の軸１２ａ、加熱補助ローラ１３の軸１３ａ、送り出しローラ２２の軸２２ａ、巻き取りローラ２３の軸２３ａ、各テンションローラ２４、及び圧接ローラ２５の軸２５ａの位置関係を模式的に示す側面図である。

また、図４は、加圧ローラ１１の軸１１ａ、加熱ローラ１２の軸１２ａ、送り出しローラ２２の軸２２ａ、巻き取りローラ２３の軸２３ａに固定されたそれぞれのギア１１Ｇ、１２Ｇ、２２Ｇ、２３Ｇと、各ギア１１Ｇ、１２Ｇ、２２Ｇ、２３Ｇに回転を伝達する他のギア等を模式的に示す側面図である。

ここで、定着装置４の定着用の各ローラ１１、１２やウェブシート２１の各ローラ２２、２３の駆動源は、画像形成装置１側に設けられており、定着装置４が画像形成装置１に着脱自在に装着されたときに、画像形成装置１側の回転駆動されている出力軸のギア（図示せず）が定着装置４の入力軸の入力ギア３１Ｇに歯合して、入力ギア３１Ｇが回転駆動される。

入力ギア３１Ｇが回転駆動されると、入力ギア３１Ｇに固定の小ギア３１ｇが回転駆動され、小ギア３１ｇに歯合する加圧ローラ１１のギア１１Ｇが矢印方向に回転して、加圧ローラ１１も同方向に回転する。

また、入力ギア３１Ｇが回転駆動されると、入力ギア３１Ｇに歯合するギヤ３２Ｇ及び該ギヤ３２Ｇに固定の小ギア３２ｇが回転し、小ギア３２ｇに歯合する加熱ローラ１２のギア１２Ｇが矢印方向に回転する。ギア１２Ｇと加熱ローラ１２の軸１２ａとの間にはワンウェイクラッチ（図示せず）が介在している。加圧ローラ１１の回転駆動力が定着ベルト１４を介して加熱ローラ１２に伝達され、加熱ローラ１２が従動回転している限りは、ギア１２Ｇからワンウェイクラッチを介して加熱ローラ１２の軸１２ａへと回転トルクが伝達されず、定着ベルト１４もしくは加熱ローラ１２がスリップして、加熱ローラ１２の回転速度が低下したときにだけ、ワンウェイクラッチがロックし、ギア１２Ｇからワンウェイクラッチを介して加熱ローラ１２の軸１２ａへと回転トルクが伝達され、加熱ローラ１２の回転遅れが防止される。

また、加圧ローラ１１の周面の速度と定着ベルト１４の周面の速度とが略同一に設定され、加圧ローラ１１と定着ベルト１１間のニップ域Ｎを通じて、記録用紙が上方向に搬送される。

更に、ギヤ３２Ｇに歯合するギア３３Ｇ及び該ギヤ３３Ｇに固定の小ギア３３ｇが回転し、小ギア３３ｇに歯合するギア３４Ｇが回転し、ギア３４Ｇに歯合するカムギア３５Ｇが回転し、カムギア３５Ｇに固定の偏芯カム３６が矢印方向に回転する。

揺動レバー３７は、バネ３８により軸３９周りで反時計回り方向に付勢されて、偏芯カム３６の周面に当接している。揺動レバー３７と軸３９との間には、揺動レバー３７の時計周り方向の回転のみを軸３９に伝達する第１ワンウェイクラッチ４１が介在している。

バネ３８により揺動レバー３７が付勢されて偏芯カム３６に当接していることから、偏芯カム３６が回転すると、揺動レバー３７が矢印Ｃに示すように揺動（往復回転）し、この揺動に伴い、揺動レバー３７の時計回り方向の回転のみが第１ワンウェイクラッチ４１を通じて軸３９に伝達され、軸３９が時計回り方向に間欠回転する。例えば、偏芯カム３６が１回転する度に、軸３９が７．５°〜１５°程度回転する。この偏芯カム３６と揺動レバー３７の組み合わせにより、大きな減速比が得られている。

軸３９の回転は、回転伝達ユニットＧＵで更に減速されつつ、ギア２３Ｇに伝達され、巻き取りローラ２３が矢印の方向に微速回転する。これにより、巻き取りローラ２３にウェブシート２１が少しずつ巻き取られ、送り出しローラ２２からウェブシート２１が少しずつ送り出され、送り出しローラ２２が従動回転する。

図５は、回転伝達ユニットＧＵの構成を模式的に示す正面図である。この回転伝達ユニットＧＵでは、揺動レバー３７と軸３９の一端との間に第１ワンウェイクラッチ４１が介在している。また、軸３９の他端が第２ワンウェイクラッチ（巻き取り逆回転禁止用ワンウェイクラッチ）４２で軸支され、第２ワンウェイクラッチ４２が回転伝達ユニットＧＵのフレームに固定されている。

先に述べたように揺動レバー３７の時計回り方向の回転のみが第１ワンウェイクラッチ４１を通じて軸３９に伝達されるが、このときには第２ワンウェイクラッチ４２がフリーとなって、軸３９が時計回り方向に回転する。また、揺動レバー３７が反時計回り方向に回転して戻るときには、第１ワンウェイクラッチ４１がフリーとなるが、反時計回り方向の僅かな回転トルクが第１ワンウェイクラッチ４１を介して軸３９に伝達されて、反時計回り方向に軸３９が回転する可能性があることから、第２ワンウェイクラッチ４２により軸３９の反時計回り方向の回転を禁止している。従って、第１及び第２ワンウェイクラッチ４１、４２の組み合わせにより、軸３９が時計回り方向に確実に間欠回転するようにされている。

また、軸３９には、５個のギア４４ｇ、４５Ｇ、４５ｇ、４６Ｇ、４６ｇが設けられている。小ギア４４ｇは、軸３９に固定されて、軸３９と共に回転する。ギア４５Ｇ及び小ギア４５ｇは、相互に固定されて、軸３９周りで回転自在に支持されている。ギア４６Ｇ及び小ギア４６ｇも、相互に固定されて、軸３９周りで回転自在に支持されている。

巻き取りローラ２３の軸２３ａにも、５個のギア４７Ｇ、４７ｇ、４８Ｇ、４８ｇ、２３Ｇが設けられている。ギア２３Ｇは、巻き取りローラ２３の軸２３ａに固定されて、巻き取りローラ２３の軸２３ａと共に回転する。ギア４７Ｇ及び小ギア４７ｇは、相互に固定されて、軸２３ａ周りで回転自在に支持されている。ギア４８Ｇ及び小ギア４８ｇも、相互に固定されて、軸２３ａ周りで回転自在に支持されている。

軸３９の各ギア４４ｇ、４５Ｇ、４５ｇ、４６Ｇ、４６ｇと軸２３ａの各ギア４７Ｇ、４７ｇ、４８Ｇ、４８ｇ、２３Ｇがそれぞれ歯合している。軸３９が時計回り方向に回転すると、軸３９に固定の小ギア４４ｇが回転し、この回転がギア４７Ｇ及び小ギア４７ｇ→ギア４５Ｇ及び小ギア４５ｇ→ギア４８Ｇ及び小ギア４８ｇ→ギア４６Ｇ及び小ギア４６ｇ→ギア２３Ｇと伝達されて減速され、ギア２３Ｇ及び該ギア２３Ｇに固定の軸２３ａが微速回転し、巻き取りローラ２３も矢印方向（図３に示す）に微速回転する。

更に、ギア２３Ｇが回転すると、ギア２３Ｇに歯合する小ギア５１ｇ及び該小ギア５１ｇに固定のギア５１Ｇが回転し、ギア５１Ｇに歯合する小ギア（図示せず）及び該小ギアに固定のギア５２Ｇが回転し、ギア５２Ｇに歯合するギア２２Ｇが回転する。ギア２２Ｇは、第３ワンウェイクラッチ（送り出し過剰回転禁止用ワンウェイクラッチ）４３と共に矢印方向（図４に示す）に回転する。

この第３ワンウェイクラッチ４３は、ギア２２Ｇと送り出しローラ２２の軸２２ａとの間に介在し、送り出しローラ２２の軸２２ａ周りで矢印方向（図４に示す）にフリー回転する。このため、ギア２２Ｇ及び第３ワンウェイクラッチ４３が矢印方向に回転しても、ギア２２Ｇから第３ワンウェイクラッチ４３を介して送り出しローラ２２の軸２２ａへと矢印方向の回転トルクが伝達されることはなく、送り出しローラ２２が回転駆動されることもなく、巻き取りローラ２３へのウェブシート２１の巻き取りに追従して、送り出しローラ２２からウェブシート２１が送り出され、送り出しローラ２２が従動回転するだけである。

また、巻き取りローラ２３におけるウェブシート２１の巻径が太く、送り出しローラ２２におけるウェブシート２１の巻径が細くなると、巻き取り速度及び送り出し速度が速くなって、送り出しローラ２２の従動回転速度が速くなることから、巻き取りローラ２３の軸２３ａから第３ワンウェイクラッチ４３までの間で回転速度が増速されている。このため、巻き取り速度及び送り出し速度が速くなったときには、第３ワンウェイクラッチ４３も速く回転し、送り出しローラ２２の従動回転が維持される。

第３ワンウェイクラッチ４３は、例えばウェブシート２１が加圧ローラ１１に巻き込まれて、送り出しローラ２２が第３ワンウェイクラッチ４３よりも速く従動回転したときにロックして、送り出しローラ２２からのウェブシート２１の余計な送り出しを防止するために設けられている。

図６（ａ）は、定着装置４及び回転伝達ユニットＧＵのフレーム構成を模式的に示す側面図である。図６（ａ）に示すように定着装置４は、第１フレーム６１及び第２フレーム６２を有し、また回転伝達ユニットＧＵは、ユニットフレーム６３を有している。

第１フレーム６１では、加熱ローラ１２の軸１２ａ及び加熱補助ローラ１３の軸１３ａが支持され、また各ギア３１Ｇ、３２Ｇ、３２ｇ（図３に示す）、３３Ｇ、３３ｇ（図３に示す）、３４Ｇ、３５Ｇが軸支されている。

第２フレーム６２では、加圧ローラ１１の軸１１ａが支持されている。第２フレーム６２は、入力ギア３１の軸３１ａの部位で第１フレーム６１に連結され、入力ギア３１の軸３１ａ周りで矢印Ｄに示すように往復回転可能である。この往復回転角度は、３．５°程度である。

ユニットフレーム６３では、回転伝達ユニットＧＵが支持されている。ユニットフレーム６３は、第２フレーム６２の左側壁部に着脱自在に固定される。

ここで、通常は、図６（ａ）に示すようにバネ（図示せず）により第２フレーム６２が入力ギア３１の軸３１ａ周りで時計回り方向に付勢され、第２フレーム６２側の加圧ローラ１１の軸１１ａが第１フレーム６１側の加熱ローラ１２の軸１２ａに接近して、加圧ローラ１１と加熱ローラ１２が定着ベルト１４を介して相互に押圧され、定着ベルト１４と加熱ローラ１２間にニップ域Ｎが形成される。この状態が圧接状態である。

この圧接状態は、通常の厚さの記録用紙を定着ベルト１４と加熱ローラ１２間のニップ域Ｎに挟み込んで、記録用紙上のトナー像を定着するときに設定される。

また、図６（ｂ）に示すようにバネの付勢力に抗して、第２フレーム６２が入力ギア３１の軸３１ａ周りで反時計回り方向に回転移動されると、第２フレーム６２側の加圧ローラ１１の軸１１ａが第１フレーム６１側の加熱ローラ１２の軸１２ａからより離れて、加熱ローラ１２と定着ベルト１４が僅かに接触する状態となる。この状態が圧解状態である。

圧解状態では、加圧ローラ１１の軸１１ａが加熱ローラ１２の軸１２ａからより離れるだけではなく、加熱ローラ１２の軸１２ａに対して巻き取りローラ２３の軸２３ａも変位する。

この圧解状態は、厚手の封書等を印刷するときに設定される。圧解状態であれば、厚手の封書等を定着ベルト１４と加熱ローラ１２間に挟みこんだときに、封書に適宜な圧力と熱を加えて、封書上のトナー像を良好に定着することができる。

また、圧解状態は、印刷及び定着を行わないときにも設定される。圧接状態では、加圧ローラ１１と加熱ローラ１２が定着ベルト１４を介して相互に押圧され、加熱ローラ１２の弾性層が大きく凹むので、このまま加熱ローラ１２を長時間放置しておくと、加熱ローラ１２が変形して、これが定着不良の原因となる。このため、印刷及び定着を行わないときには、圧解状態を設定して、加熱ローラ１２の弾性層に凹みが生じないようにする。

図６（ａ）、（ｂ）から明らかなように、圧接状態及び圧解状態の切替えに際しては、第２フレーム６２が入力ギア３１の軸周りで回転移動するだけであるから、この切替えにより入力ギア３１と加圧ローラ１１のギア１１Ｇとの軸間距離が変化することはなく、入力ギア３１とギア１１Ｇとの歯合状態が維持され、また入力ギア３１とギア３２Ｇとの軸間距離も変化することはなく、入力ギア３１とギア３２Ｇとの歯合状態が維持される。このため、圧接状態及び圧解状態のいずれが設定されているかにかかわらず、加圧ローラ１１及び加熱ローラ１２を回転させることができ、記録用紙や封書の定着処理が可能である。

ただし、接状態及び圧解状態の切替えにより加熱ローラ１２の軸１２ａと巻き取りローラ２３の軸２３ａとの位置関係が変化し、偏芯カム３６と揺動レバー３７との位置関係も変化する。

ところが、圧接状態及び圧解状態のいずれが設定されても、バネ３８により揺動レバー３７が軸３９周りで反時計回り方向に付勢されて、揺動レバー３７が偏芯カム３６の周面に当接する。このため、圧接状態及び圧解状態のいずれが設定されているかにかかわらず、加圧ローラ１１及び加熱ローラ１２の回転に伴い、偏芯カム３６が回転すると、揺動レバー３７が揺動して、巻き取りローラ２３及び送り出しローラ２２が微速回転し、ウェブシート２１による加圧ローラ１１表面の清掃が可能である。

更に、図６（ｃ）に示すようにユニットフレーム６３は、第２フレーム６２の左側壁部に対して取外し可能に装着されており、ユニットフレーム６３を交換することが可能である。

次に、偏芯カム３６及び揺動レバー３７の動作について詳しく説明する。図７（ａ）は、図６（ａ）に示すよう加圧ローラ１１と加熱ローラ１２が定着ベルト１４を介して相互に押圧された圧接状態での偏芯カム３６及び揺動レバー３７の周辺機構を模式的に示す側面図である。

図７（ａ）に示すように揺動レバー３７と軸３９との間には第１ワンウェイクラッチ４１が介在し、バネ３８により揺動レバー３７が軸３９周りで反時計回り方向に付勢されて偏芯カム３６の周面に当接している。偏芯カム３６が回転すると、揺動レバー３７が矢印Ｃに示すように揺動（往復回転）し、揺動レバー３７の時計回り方向の回転のみが第１ワンウェイクラッチ４１を通じて軸３９に伝達され、軸３９が時計回り方向に間欠回転する。

また、Ｌ字型の制御レバー７１は、ユニットフレーム６３における軸７１ａで回転自在に軸支されており、制御レバー７１の一端にピン７１ｂが突設され、このピン７１ｂが揺動レバー３７右側の枠部３７ａ内側に差し込まれている。この枠部３７ａが制御レバー７１のピン７１ｂに引っ掛かって、制御レバー７１のピン７１ｂにより揺動レバー３７の上方への動きが規制されるようになっている。

制御レバー７１中央にはフォーク部７１ｃが設けられており、プランジャー７２先端を上方から見ると、フォーク部７１ｃの内側にプランジャー７２のくびれ部７２ａが挟み込まれている。プランジャー７２は、ソレノイド７３中央の孔に挿入されており、ソレノイド７３の消勢状態では、バネ７４によりプランジャー７２が上方に付勢されてソレノイド７３から突出し、またソレノイド７３の付勢状態では、プランジャー７２がバネ７４の付勢力に抗してソレノイド７３内側に引き込まれる。

ソレノイド７３が付勢されて、プランジャー７２がソレノイド７３内側に引き込まれると、プランジャー７２のくびれ部７２ａを挟み込む制御レバー７１のフォーク部７１ｃが引き下げられて、制御レバー７１が軸７１ａを中心にして反時計回りに回転し、制御レバー７１のピン７１ｂが上昇する。これにより、揺動レバー３７右側の枠部３７ａがピン７１ｂに突き当たるまで揺動レバー３７の反時計周り方向の回転が可能になり、揺動レバー３７の揺動が可能になる。

このとき、バネ３８の付勢力により揺動レバー３７が反時計回りに回転し、揺動レバー３７が偏芯カム３６の周面に当接する。そして、図７（ａ）〜図７（ｄ）に示すようにカムギア３５Ｇ及び偏芯カム３６が回転すると、揺動レバー３７が偏芯カム３６の周面に追従して上下に揺動する。

図６（ａ）に示すように加圧ローラ１１と加熱ローラ１２が定着ベルト１４を介して相互に押圧された圧接状態では、図８（ａ）に示すように制御レバー７１のピン７１ｂが偏芯カム３６に接近して、ピン７１ｂにより規制される揺動レバー３７の揺動角度範囲が広くなるため、揺動レバー３７の揺動角度が１５°と大きくなる。

また、図６（ｂ）に示すような圧解状態では、図８（ｂ）に示すように制御レバー７１のピン７１ｂが偏芯カム３６から離れて、ピン７１ｂにより規制される揺動レバー３７の揺動角度範囲が狭くなり、揺動レバー３７の揺動角度が７．５°と小さくなる。

圧接状態及び圧解状態のいずれにおいても、カムギア３５Ｇ及び偏芯カム３６が回転すると、揺動レバー３７が偏芯カム３６の周面に追従して上下に揺動するため、巻き取りローラ２３にウェブシート２１が巻き取られ、送り出しローラからウェブシート２１が送り出される。

また、図９に示すようにソレノイド７３が消勢され、プランジャー７２がソレノイド７３から突出すると、プランジャー７２のくびれ部７２ａを挟み込む制御レバー７１のフォーク部７１ｃが押し上げられて、制御レバー７１が軸７１ａを中心にして時計回りに回転し、制御レバー７１のピン７１ｂが下方に移動する。このとき、ピン７１ｂは、揺動レバー３７右側の枠部３７ａに引っ掛かって、揺動レバー３７右側を引き下げ、バネ３８の付勢力に抗して揺動レバー３７を時計回りに回転させる。これにより、揺動レバー３７が偏芯カム３６の周面から離間される。

このように揺動レバー３７が偏芯カム３６の周面から離間した状態では、偏芯カム３６が回転しても、揺動レバー３７の停止した状態が維持される。

例えば、画像形成装置１の電源投入時のウォームアップ期間や待機期間においては、定着用の各ローラ１１、１２を回転させても、ウェブシート２１の巻き取りや送り出しを行う必要がないため、揺動レバー３７を偏芯カム３６の周面から離間させて、揺動レバー３７を停止させ、送り出しローラ２２や巻き取りローラ２３を停止させる。また、巻き取りローラ２３におけるウェブシート２１の巻径が大きくなって、巻き取りローラ２３への巻き取り速度が速くなると、ウェブシート２１の巻き取り量及び送り出し量が多くなり過ぎるので、揺動レバー３７の停止期間を設定して、ウェブシート２１の巻き取りや送り出しを休止し、ウェブシート２１の巻き取り量を調節する。

次に、回転伝達ユニットＧＵにおける巻き取りローラ２３の逆回転及び送り出しローラ２２の過剰な回転を規制する機構を詳しく説明する。

例えば、ウェブシート２１が加圧ローラ１１に巻き込まれたときに、巻き取りローラ２３が矢印方向（図３に示す）とは逆方向に回転したり、送り出しローラ２２が矢印方向（図３に示す）に過剰に回転したならば、巻き取りローラ２３及び送り出しローラ２２からウェブシート２１が余計に送り出されて、ウェブシート２１が弛んでしまう。

あるいは、回転伝達ユニットＧＵを定着装置４から取外した状態で、外部要因によりウェブシート２１が引き出されたときに、巻き取りローラ２３が矢印方向（図３に示す）とは逆方向に回転したり、送り出しローラ２２が矢印方向（図３に示す）に過剰に回転したならば、ウェブシート２１が弛んでしまう。

このため、巻き取りローラ２３の逆方向の回転及び送り出しローラ２２の過剰な回転を防止する必要がある。

図５において、第２ワンウェイクラッチ４２（巻き取り逆回転禁止用ワンウェイクラッチ）は、軸３９が時計回り方向（図３、図４上で）に回転するときにフリーとなり、軸３９が反時計回り方向に回転するときにロックして、軸３９の反時計回り方向の回転を禁止する。

また、軸３９が時計回り方向に回転すると、この回転が各ギア４４ｇ、４７Ｇ、４７ｇ、４５Ｇ、４５ｇ、４８Ｇ、４８ｇ、４６Ｇ、４６ｇを通じてギア２３Ｇに伝達され、ギア２３Ｇが矢印方向に回転し、巻き取りローラ２３も同矢印方向に回転して、ウェブシート２１が巻き取りローラ２３に巻き取られる。

従って、巻き取りローラ２３及びギア２３Ｇが矢印方向とは逆方向に回転しようとするときには、この回転が各ギア４７Ｇ、４７ｇ、４５Ｇ、４５ｇ、４８Ｇ、４８ｇ、４６Ｇ、４６ｇを通じてギア４４ｇに伝達され、ギア４４ｇ及び軸３９が反時計周り方向に回転しようとする。

ところが、第２ワンウェイクラッチ４２は、軸３９が反時計回り方向に回転するときにロックして、軸３９の反時計回り方向の回転を禁止するので、ギア４４ｇ及び軸３９が反時計周り方向に回転せず、各ギア４７Ｇ、４７ｇ、４５Ｇ、４５ｇ、４８Ｇ、４８ｇ、４６Ｇ、４６ｇも回転せず、巻き取りローラ２３及びギア２３Ｇが矢印方向とは逆方向に回転することもない。

すなわち、第２ワンウェイクラッチ４２のロックにより巻き取りローラ２３の逆方向の回転が禁止されて、巻き取りローラ２３からのウェブシート２１の送り出しが防止される。

一方、先に述べたように第３ワンウェイクラッチ４３（送り出し過剰回転禁止用ワンウェイクラッチ）は、送り出しローラ２２が第３ワンウェイクラッチ４３よりも速く従動回転したときにロックして、送り出しローラ２２からのウェブシート２１の過剰な送り出しを防止するためのものである。ただし、第３ワンウェイクラッチ４３がロックしても、第３ワンウェイクラッチ４３が回転すると、送り出しローラ２２も回転して、ウェブシート２１が余計に送り出されて、ウェブシート２１が弛んでしまう。

しかしながら、回転伝達ユニットＧＵでは、第２ワンウェイクラッチ４２の軸３９から第３ワンウェイクラッチ４３までの回転伝達経路で回転を減速することから、第３ワンウェイクラッチ４３から第２ワンウェイクラッチ４２の軸３９への逆の伝達方向では回転速度を増速する。このため、第３ワンウェイクラッチ４３のロック状態でウェブシート２１を送り出す方向に送り出しローラ２２が回転するには、第２ワンウェイクラッチ４２と送り出しローラ２２間の減速比を第２ワンウェイクラッチ４２の軸３９がフリーで回転する初期トルクに乗じた積に相当するトルクが必要となる。

ここで、第２ワンウェイクラッチ４２の軸３９から巻き取りローラ２３の軸２３ａまでの回転伝達経路（ギア４４ｇ→４７Ｇ及び４７ｇ→４５Ｇ及び４５ｇ→４８Ｇ及び４８ｇ→４６Ｇ及び４６ｇ→２３Ｇ）で回転を減速し、巻き取りローラ２３の軸２３ａから第３ワンウェイクラッチ４３までの回転伝達経路（ギア５１ｇ及び５１Ｇ→５２Ｇ→２２Ｇ）で回転を増速しているが、減速比の方が増速比よりも大きくて、第２ワンウェイクラッチ４２の軸３９から第３ワンウェイクラッチ４３までは減速しており、この減速比が２．５程度である。

また、第２ワンウェイクラッチ４２は、例えば図１０に示すように筒状本体４３ａと、軸３９に固定されて、筒状本体４３ａ内側に配置されたスプロケット４３ｂと、スプロケット４３ｂ周囲の各凹部４３ｃに配されたそれぞれのボール４３ｄと、各ボール４３ｄを外方向に付勢するそれぞれのバネ４３ｅとを備え、矢印方向の軸３９の回転でフリーとなり、矢印方向とは逆方向の軸３９の回転でロックして、軸３９の回転を禁止する。第２ワンウェイクラッチ４２がフリーで回転する初期トルクとは、矢印方向に軸３９が回転開始するのに必要なトルクである。

従って、第２ワンウェイクラッチ４２の軸３９から第３ワンウェイクラッチ４３までの減速比が２．５であるとすると、第３ワンウェイクラッチ４３のロック状態でウェブシート２１を送り出す方向に送り出しローラ２２が回転するには、減速比２．５と第２ワンウェイクラッチ４２の軸３９が矢印方向に回転開始するのに必要な初期トルクとを乗じた積に相当するトルクが必要となる。

すなわち、第２ワンウェイクラッチ４２と送り出しローラ２２間の減速比を第２ワンウェイクラッチ４２のフリー回転の初期トルクに乗じた積のトルクによりウェブシート２１を送り出す方向への送り出しローラ２２の過剰な回転が抑制され、送り出しローラ２２からのウェブシート２１の余計な送り出しが防止される。

また、第２ワンウェイクラッチ４２の軸３９周りには機械抵抗（各ギアによる抵抗等）が存在し、この機械抵抗に抗して軸３９の回転が開始されることから、第３ワンウェイクラッチ４３のロック状態でウェブシート２１を送り出す方向に送り出しローラ２２が回転するには、減速比とそのような機械抵抗に抗しての軸３９の回転開始に必要な初期トルクとを乗じた積のトルクも必要になるので、これによっても送り出しローラ２２の回転が抑制される。

このように本実施形態の定着装置４では、第２ワンウェイクラッチ４２により巻き取りローラ２３の逆方向の回転を禁止して、巻き取りローラ２３からのウェブシート２１の送り出しを防止し、また第２ワンウェイクラッチ４２と送り出しローラ２２間の減速比を第２ワンウェイクラッチ４２のフリー回転の初期トルクに乗じた積のトルクによりウェブシート２１を送り出す方向への送り出しローラ２２の過剰な回転を抑制しているので、ウェブシート２１の弛みを防止することができる。

また、画像形成装置の駆動源により定着装置４の定着用の各ローラ１１、１２を回転駆動し、偏芯カム３６、揺動レバー３７、及び第１及び第２ワンウェイクラッチ４１、４２を用いることにより、定着用の各ローラ１１、１２の回転を大幅に減速してウェブシート２１の各ローラ２２、２３に伝達することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。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、上記実施形態では、加圧ローラ１１と加熱ローラ１２を定着ベルト（定着用回転部材）１４を介して相互に押圧させているが、加圧ローラ（定着用回転部材もしくはローラ）１１と加熱ローラ（定着用回転部材もしくはローラ）１２を相互に直接圧接させる構成においても、本発明を適用することができる。

１ 画像形成装置
２ 感光体ドラム
３ 転写ベルト
４ 定着装置
１１ 加圧ローラ
１２ 加熱ローラ
１３ 加熱補助ローラ
１４ 定着ベルト（定着用回転部材）
２１ ウェブシート
２２ 送り出しローラ
２３ 巻き取りローラ
２４ テンションローラ
２５ 圧接ローラ
３６ 偏芯カム（揺動用カム）
３７ 揺動レバー
３８ バネ
４１ 第１ワンウェイクラッチ
４２ 第２ワンウェイクラッチ（巻き取り逆回転禁止用ワンウェイクラッチ）
４３ 第３ワンウェイクラッチ（送り出し過剰回転禁止用ワンウェイクラッチ）
６１ 第１フレーム
６２ 第２フレーム
６３ ユニットフレーム
ＧＵ 回転伝達ユニット（回転伝達手段）

Claims (4)

1. 定着用回転部材と、前記定着用回転部材の周面を清掃する清掃ウェブシートを巻き取る巻き取りローラと、前記清掃ウェブシートを送り出す送り出しローラとを備える定着装置であって、
   一方向に回転駆動される回転軸の回転を前記巻き取りローラ及び前記送り出しローラへと伝達する回転伝達手段と、
   前記回転軸に設けられて、前記巻き取りローラから前記清掃ウェブシートが送り出される方向の該巻き取りローラに対する回転伝達を禁止する巻き取り逆回転禁止用ワンウェイクラッチと、
   前記送り出しローラの軸に設けられて、前記回転軸の回転を伝達されて回転し、かつ前記送り出しローラから前記清掃ウェブシートが送り出される方向に該送り出しローラが該送り出しローラの軸よりも早く回転することを禁止する送り出し過剰回転禁止用ワンウェイクラッチとを備え、
   前記回転伝達手段は、前記回転軸から前記送り出し過剰回転禁止用ワンウェイクラッチまでの回転伝達経路で回転を減速することを特徴とする定着装置。
2. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置であって、
   前記回転軸と前記送り出し過剰回転禁止用ワンウェイクラッチとの間の減速比は、２．５以上に設定されたことを特徴とする定着装置。
3. 請求項１又は２に記載の定着装置であって、
   前記定着用回転部材を回転させる回転駆動手段と、
   前記回転駆動手段により回転駆動される揺動用カムと、
   前記回転伝達手段の前記回転軸に設けられた駆動用ワンウェイクラッチと、
   前記駆動用ワンウェイクラッチに接続され、前記揺動用カムに摺接するように付勢された揺動レバーとを備え、
   前記回転駆動手段により前記揺動用カムが回転されると、前記揺動用カムに摺接する前記揺動レバーが繰り返し揺動して、前記揺動レバーの揺動が前記ワンウェイクラッチを介して前記回転伝達手段の前記回転軸に一方向の間欠回転となって伝達され、この間欠回転が前記回転伝達手段を介して前記巻き取りローラ及び前記送り出しローラに伝達されることを特徴とする定着装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置を備えた画像形成装置。

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