JP6305096B2 - 押圧ローラ、クリーニング装置、及び、画像加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真画像形成装置において用いられる押圧ローラ、クリーニング装置、及び、画像加熱装置に関する。

従来より、電子写真画像形成装置において、定着装置（画像加熱装置）をクリーニングするクリーニング装置として様々な方式のものが採用されている。

その一つとして、特許文献１に記載の装置には、定着ローラからクリーニングローラへオフセットトナーを回収し、このクリーニングローラに回収されたトナーをクリーニングウェブを用いたクリーニング装置により除去することが提案されている。
このクリーニング装置は、回転するクリーニングローラにクリーニングウェブを押し当てて摺擦することにより、クリーニングローラに回収されたトナーをクリーニングウェブで拭い取る構成となっている。そして、クリーニングウェブを適切なタイミングで移動させることにより、その未使用部分がクリーニングローラと摺擦するように構成されている。

また、クリーニングウェブをクリーニングローラに押し当てる押圧ローラは、クリーニングウェブとクリーニングローラ間の圧を高めるため、スポンジ層（弾性層）にワイヤを螺旋状に巻き付けた構成とされている。

特許第３９５９９６１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の押圧ローラの場合、クリーニングウェブに染み込んだトナーが押圧ローラの弾性層に転移してしまう恐れがある。本発明の目的はこの従来技術の課題を解消することにある。また、ワイヤのずれ動きによるクリーニング効果の低下を抑制することにある。

上記の目的を達成するための本発明に係る押圧ローラの代表的な構成は、電子写真画像形成装置の回転体に向けてクリーニングウェブを押圧する押圧ローラであって、シャフトと、前記シャフトの周面に設けられた弾性層と、前記弾性層の周面に巻き付けられたワイヤと、前記押圧ローラの表層として、前記ワイヤが巻き付けられた前記弾性層の周面を前記弾性層に巻き付けられたワイヤごと被覆するトナー離型層と、を有することを特徴とする。

また、本発明は、上記の押圧ローラを用いたクリーニング装置および画像加熱装置である。

本発明によれば所期の目的がよく達成される。

実施例１における定着装置の拡大横断面模式図である。 実施例１における画像形成装置の概略構成を示す模式図である。 定着装置の制御系統のブロック図である。 ウェブユニットの動作説明図である。 クリーニングウェブに設けられた切り欠き部の説明図である。 回収ローラに固着したトナーの凝集塊の模式図である。 実施例１におけるウェブローラの構成説明図である。 実施例２におけるウェブローラの構成説明図である。 実施例３におけるウェブローラの構成説明図である。 従来例のウェブローラの模式図である。

以下、本発明にかかる画像加熱装置としての定着装置と、この定着装置を備えた画像形成装置とを図面に則して説明する。なお、本実施形態で取り上げる数値は、参考数値であって、本発明を限定するものではない。実施例は本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。

［実施例１］
＜画像形成装置例＞
図２は本実施例における画像形成装置１００の概略構成を示す模式図である。この画像形成装置１００は、インライン（タンデム）方式、中間転写ベルト方式の電子写真フルカラーレーザープリンタである。即ち、パソコン等のホスト装置２００から制御回路部（制御手段）１０１に入力する電気的画像情報に従って記録材（以下、記録紙と記す）Ｐにフルカラー画像を形成することができる。

画像形成装置１００の装置本体１００Ａ内には図面上において左から右に第１〜第４の４つの画像形成部Ｕ（ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫ）が所定の間隔をおいて一列に実質水平に配置されている。各画像形成部Ｕは互いに形成する画像の色を異にするだけで、同様の電子写真プロセス機構である。即ち、各画像形成部Ｕは、矢印の反時計方向に所定の周速度で回転駆動される像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、ドラムと記す）１を有する。また、ドラム１に作用するプロセス手段としての、帯電器（帯電ローラ）２、現像器４、１次転写帯電器（１次転写ローラ）５、ドラムクリーナ６を有する。

帯電器２はドラム１の表面を所定の極性と電位に一様に帯電する。現像器４はドラム１に形成された静電潜像を現像剤（以下、トナーと記す）で現像する。１次転写帯電器５はドラム１に形成されたトナー画像を後述する中間転写ベルト８に１次転写する。ドラムクリーナ６は中間転写ベルト８に対するトナー画像転写後のドラム面を清掃する。

第１の画像形成部ＵＹは現像器４にイエロー（Ｙ）色のトナーが供給装置４ａにより所定量充填されており、ドラム１にＹ色のトナー画像を形成する。第２の画像形成部ＵＭは現像器４にマゼンタ（Ｍ）色のトナーが供給装置４ａにより所定量充填されており、ドラム１にＭ色のトナー画像を形成する。第３の画像形成部ＵＣは現像器４にシアン（Ｃ）色のトナーが供給装置４ａにより所定量充填されており、ドラム１にＣ色のトナー画像を形成する。第４の画像形成部ＵＫは現像器４にブラック（Ｋ）色のトナーが供給装置４ａにより所定量充填されており、ドラム１にＫ色のトナー画像を形成する。

第１〜第４の画像形成部Ｕの上方部にはレーザースキャナ３が配設されている。レーザースキャナ３は各画像形成部Ｕのドラム１に画像情報に対応した露光を行い、ドラム１に静電潜像を形成する。図には省略したけれども、その内部には光源装置とポリゴンミラーが設けられており、光源装置から発せられたレーザー光をポリゴンミラーの回転により走査する。そして、その走査光の光束を反射ミラーによって偏向し、ｆθレンズにより各画像形成部Ｕのドラム１の母線上に集光して主走査露光する。これにより、各画像形成部Ｕのドラム１にそれぞれ画像信号に応じた潜像が形成される。

第１〜第４の画像形成部Ｕの下方部には中間転写ベルトユニット７が配設されている。このユニット７は、第１画像形成部ＵＹの側の駆動ローラ９と、第４画像形成部ＵＫの側のテンションローラ１０と、駆動ローラ９よりも下位の２次転写対向ローラ１１を有する。そして、これら３本のローラ９〜１１間に懸回張設された可能性を有するエンドレスベルトである中間転写ベルト（以下、ベルトと記す）８を有する。

各画像形成部Ｕの１次転写帯電器５はベルト８の内側に配設されており、それぞれ、ベルト８の上行側ベルト部分を介して対応するドラム１の下面に当接している。各画像形成部Ｕにおいてドラム１とベルト８の接触部が１次転写部である。ベルト８は駆動ローラ９により矢印の時計方向にドラム１の回転周速度と実質同じ速度で回動される。２次転写対向ローラ１１にはベルト８を介して２次転写ローラ１２が当接している。ベルト８と２次転写ローラ１２の接触部が２次転写部である。

駆動ローラ９のベルト懸回部にはベルトクリーナ１３が配設されている。このクリーナ１３はベルト８から記録紙Ｐに対するトナー画像の２次転写後のベルト面をクリーニングウェブ（不織布）１３ａで清掃する。中間転写ベルトユニット７の下方部には記録紙Ｐを収容した給紙カセット１４および記録紙搬送機構１５が配設されている。

フルカラー画像の形成動作は次のとおりである。画像形成装置１００が画像形成動作することで、第１の画像形成部ＵＹのドラム１にはフルカラー画像のＹ色成分に対応するＹ色トナー画像が形成される。そのトナー画像が１次転写部においてベルト８に１次転写される。第２の画像形成部ＵＭのドラム１にはフルカラー画像のＭ色成分に対応するＭ色トナー画像が形成される。そのトナー画像が１次転写部においてベルト８にすでに転写されているＹ色トナー画像に重畳されて１次転写される。

第３の画像形成部ＵＣのドラム１にはフルカラー画像のＣ色成分に対応するＣ色トナー画像が形成される。そのトナー画像が１次転写部においてベルト８にすでに転写されているＹ色＋Ｍ色のトナー画像に重畳されて１次転写される。第４の画像形成部ＵＫのドラム１にはフルカラー画像のＫ色成分に対応するＫ色トナー画像が形成される。そのトナー画像が１次転写部においてベルト８にすでに転写されているＹ色＋Ｍ色＋Ｃ色のトナー画像に重畳されて一次転写される。

各画像形成部Ｕのドラム１からベルト８へのトナー画像の１次転写は１次転写帯電器５に対してトナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加されることでなされる。このようにして、ベルト８にはＹ色＋Ｍ色＋Ｃ色＋Ｋ色の４色フルカラーの未定着の合成カラートナー画像が形成される。合成カラートナー画像は、記録紙Ｐの４辺端部より一定の余白部を残して形成される。本実施例では、先端余白部は２〜３ｍｍ程度である。

一方、給紙カセット１４から所定の制御タイミングで記録紙Ｐが一枚分離給送されて記録紙搬送機構１５の紙パス１５ａから紙パス１５ｂを通ってレジストローラ対１６に送られる。そして、レジストローラ対１６により所定の制御タイミングで２次転写部に導入される。これにより、記録紙Ｐが２次転写部で挟持搬送されていく過程で、ベルト８の４色重畳のトナー画像が記録紙Ｐの面に順次に一括して二次転写される。この２次転写は２次転写ローラ１２に対してトナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加されることでなされる。

そして、トナー画像の２次転写を受けた記録紙Ｐは紙パス１５ｃを通って画像加熱装置としての定着装置２０に導入されて定着処理を受け、フルカラー画像形成物として紙パス１５ｄ、紙パス１５ｅ、排紙口１６を通って排紙トレイ１７へ排出される。

画像形成装置１００は、上記のフルカラー画像形成に限られず、モノクロ画像などの所望のモノカラーまたはマルチカラーの画像を形成することもできる。この場合には、第１〜第４の画像形成部Ｕのうち、所望のモノカラーまたはマルチカラーの画像を形成するために必要とする画像形成部だけが画像形成動作する。不必要な画像形成部についてはドラム１の回転駆動はなされるが画像形成動作はしないように制御される。

両面印刷も可能である。この場合は、定着装置２０から出た片面画像形成済みの記録紙Ｐはフラッパー１８により進路が紙パス１５ｆに変更されて反転パス（スイッチバックパス）１５ｇを経由して両面パス（再搬送紙パス）１５ｈに導入される。そして、再び紙パス１５ｂに導入されて表裏反転状態で２次転写部に送られる。これにより、記録紙Ｐのもう一方の面に対するトナー画像の２次転写がなされる。以後は、片面印刷の場合と同様の経路、即ち、紙パス１５ｃ、定着装置２０、紙パス１５ｄ、紙パス１５ｅ、排紙口１６を通って両面画像形成物として排紙トレイ１７へ排出される。

ここで、本実施例の画像形成装置１００が備えている定着装置２０は離型剤を含有したトナーを用いて記録紙上に形成されたトナー画像を加熱、加圧することによりオイルレスで定着するようになっている。

画像形成に使用するトナーは、離型剤としてのパラフィン、もしくはポリオレフィンからなるワックスや、シリコーンオイルを含有（内包）している。具体的には、本実施例では粉砕トナーの内部にワックス成分と顔料が微分散されたトナーを用いている。なお、このようなワックス成分を含有した重合トナーを用いる構成としても構わない。以下の説明では、離型剤としてワックスを例に説明するが、上述したように離型剤としてシリコーンオイルを使用する場合であっても同様である。

＜定着装置＞
本実施例において画像形成装置１００が備えている定着装置２０は上述した離型剤を含有したトナーを用いて記録紙Ｐ上に形成されたトナー画像を加熱、加圧することにより定着するようになっている。以下、具体的に説明する。

図１は本実施例における定着装置２０の拡大横断面模式図である。図３はこの定着装置２０の制御系統のブロック図である。この定着装置２０は熱ローラ対方式、外部加熱方式、オイルレス定着方式である。

この定着装置２０は、記録紙上（記録材上：シート上）の未定着トナー像（未加熱トナー像）Ｔをニップ部Ｎにて加熱する第１及び第２の回転体としての定着ローラ（加熱回転体、加熱部材）２１及び加圧ローラ（（加圧回転体、加圧部材））との圧接ローラ対を有する。また、定着ローラ２１を外部から加熱するための外部加熱手段としての外部加熱ベルトユニット３０を有する。また、定着ローラ２１の外面を清掃する定着ローラクリーニング機構（クリーニング装置）４０を有する。

（１）定着ローラと加圧ローラ
本実施例における定着ローラ２１は、アルミニウム製円筒の芯金２１ａの外周面に厚さ３ｍｍの弾性層２１ｂを配置した、直径６０ｍｍの中空ローラである。弾性層２１ｂは、下層と、記録紙Ｐの画像面に接触させる耐熱弾性層（離型層）としての上層と、の２層構造である。下層はＨＴＶ（高温加硫型）シリコンゴム層、上層はＲＴＶ（室温加硫型）シリコンゴム層である。

加圧ローラ２２は、アルミニウム製円筒の芯金２２ａの外周面に厚さ３ｍｍの弾性層２２ｂを配置し、さらにその外周面に離型層２２ｃを配置した、直径６０ｍｍの中空ローラである。弾性層２２ｂはＨＴＶシリコンゴム層、離型層２２ｃはフッ素樹脂層である。

上述した層構成の定着ローラ２１と加圧ローラ２２とを組み合わせることによって、シャープメルトトナーに対する離型性をより一層高めている。また、両面画像を定着させるために、定着ローラ２１だけでなく加圧ローラ２２の表面にも、トナー離型効果の高いＲＴＶまたはＬＴＶ（低温加硫型）シリコンゴムを用いている。

定着ローラ２１は両端部がそれぞれ定着装置筐体（シャーシー）２３の対向側板間にボールベアリング（不図示）を介して回転可能に実質水平に支持されて定置配設されている。定着ローラ２１内の回転中心部には、定着ローラ２１を内側から加熱するためのハロゲンヒータ２１ｄが非回転に配置されている。

加圧ローラ２２は定着ローラ２１の下側において定着ローラ２１に対して実質平行に配置されて、両端部がそれぞれ定着装置筐体２３の対向側板間にボールベアリング（不図示）を介して回転可能に支持されて配設されている。加圧ローラ２２内の回転中心部には、加圧ローラ２２を内側から加熱するためのハロゲンヒータ２２ｄが非回転に配置されている。

加圧ローラ２２の両端部のボールベアリングは定着装置筐体２３の対向側板にそれぞれ定着ローラ２１に向かう方向にスライド移動する移動自由度をもって配設されている。加圧ローラ２２は付勢部材（不図示）により定着ローラ２１の方向に移動付勢されている。これにより、加圧ローラ２２が定着ローラ２１に対して弾性層２１ｂ・２２ｂの弾性に抗して所定の押圧力で圧接して両ローラ２１・２２間に記録紙Ｐの搬送方向ａに関して所定幅の定着ニップ部（加熱ニップ部）Ｎが形成される。本実施例においては加圧ローラ２２を定着ローラ２１に対して総圧力約７８４Ｎ（約８０ｋｇ）で圧接させている。

定着ローラ２１及び加圧ローラ２２は、それぞれの一方の軸端に固定された歯車が歯車機構（不図示）によって相互に連結されており、制御回路部１０１で制御される駆動部１０２から駆動力の伝達を受ける。これにより、定着ローラ２１及び加圧ローラ２２が記録紙Ｐをニップ部Ｎにて挟持搬送する方向にそれぞれ矢印Ｒ２１とＲ２２の方向に所定の周速度で回転駆動される。

定着ローラ２１と加圧ローラ２２のハロゲンヒータ２１ｄと２２ｄはそれぞれ電源部１０３、１０４（図３）から電力供給を受けて発熱する。この発熱により定着ローラ２１と加圧ローラ２２がそれぞれ内部から加熱されて表面温度が上昇する。

定着ローラ２１と加圧ローラ２２にはそれぞれのローラの表面温度を検出するサーミスタ（温度検知手段）２１ｅと２２ｅが当接されて配設されている。定着ローラ２１のサーミスタ２１ｅは定着ニップ部Ｎよりも定着ローラ回転方向上流側で、後述する外部加熱ベルトユニット３０の配設位置よりも定着ローラ回転方向下流側において定着ローラ表面に当接させて配設されている。

そして、各サーミスタ２１ｅと２２ｅで検出される温度情報が制御回路部１０１の温度調整回路部１０５と１０６に入力する。温度調整回路部１０５はサーミスタ２１ｅによって検出される定着ローラ２１の表面温度が所定の温度（本実施例では約１６５℃）に収束して温調されるように電源部１０３からハロゲンヒータ２１ｄへの供給電力を調整する。また、温度調整回路部１０６はサーミスタ２２ｅによって検出される加圧ローラ２２の表面温度が所定の温度（本実施例では約１４０℃）に収束して温調されるように電源部１０４からハロゲンヒータ２２ｄへの供給電力を調整する。

定着ローラ２１と加圧ローラ２２が回転駆動され、またそれぞれの表面温度が所定の温度に立ち上げられて温調される。この状態において、画像形成部側から未定着トナー画像Ｔが形成された記録紙Ｐが定着装置２０に導入される。２４は入口側の記録紙ガイド板である。

記録紙Ｐは未定着トナー画像担持面側が定着ローラ２１に対面してニップ部Ｎに進入して挟持搬送され、ニップ部Ｎにおいて未定着トナー画像Ｔが記録紙Ｐの面に固着画像として熱と圧力で定着される。即ち、第１の回転体である定着ローラ２１は記録紙上のトナー像Ｔと接触する側に配置されている。ニップ部Ｎを通った記録紙Ｐは定着ローラ２１から分離されて、出口側の記録紙ガイド板２５に沿って定着装置２０から出る。

（２）外部加熱ベルトユニット
外部加熱ベルトユニット３０は定着ローラ２１を外部から加熱する。この外部加熱方式により、特に坪量の大きい記録紙（厚紙やラフ紙、エンボス紙、コート紙など）での生産性（単位時間当たりのプリント枚数）を上げることが可能となる。

本実施例における外部加熱ベルトユニット３０は、それぞれ内部にハロゲンヒータ３１ａ・３２ａが配設された第１及び第２の支持ローラ３１・３２と、この両ローラ３１・３２間に懸架した無端状の外部加熱ベルト３３を有する。第１及び第２の支持ローラ３１・３２は回転可能であり、外部加熱ベルト３３の内面を回転可能に支持しており、外部加熱ベルト３３を定着ローラ２１に向けて押圧している。外部加熱ベルト３３は第１及び第２の支持ローラ３１・３２間において定着ローラ２１の外面に対してローラ曲率に倣って腹当てに幅広に当接して密着している。

外部加熱ベルト３３は定着ローラ２１の回転に従動して回転する。第１及び第２の支持ローラ３１・３２は外部加熱ベルト３３の回転に従動して回転する。第１及び第２の支持ローラ３１・３２はそれぞれハロゲンヒータ３１ａ・３２ａに対して電源部１０７、１０８（図３）から電力供給がなされることで内部加熱される。その熱が第１及び第２の支持ローラ３１・３２を介して、外部加熱ベルト３３、定着ローラ２１の表面の順に伝わり、定着ローラ表面温度の低下が防止される。

外部加熱ベルト３３の温度は、第１の支持ローラ３１のベルト懸回部においてベルト表面に当接させて配設したサーミスタ３１ｂによって検出される。また、第２の支持ローラ３２のベルト懸回部においてベルト表面に当接させて配設したサーミスタ３２ｂによって検出される。

そして、各サーミスタ３１ｂと３２ｂで検出される温度情報が制御回路部１０１の温度調整回路部１０９と１１０に入力する。温度調整回路部１０９はサーミスタ３１ｂによって検出される外部加熱ベルト３３の表面温度が所定の目標温度に収束して温調されるように電源部１０７からハロゲンヒータ３１ａへの供給電力を調整する。また、温度調整回路部１１０はサーミスタ３２ｂによって検出される外部加熱ベルト３３の表面温度が所定の目標温度に収束して温調されるように電源部１０８からハロゲンヒータ３２ａへの供給電力を調整する。

外部加熱ベルト３３の目標温度は定着ローラ２１の目標温度よりも所定に高く設定してある。そのため、定着ローラ２１の表面温度が定着ニップ部Ｎにおける記録紙Ｐとの接触により降下することに対してレスポンス（熱の応答精度）良く外部加熱ベルト３３から定着ローラ２１に熱が供給される。

（３）定着ローラクリーニング機構
定着ローラクリーニング機構４０は、定着ニップ部Ｎに導入された記録紙Ｐからトナーが剥がされて定着ローラ２１の表面にオフセットした場合、そのオフセットトナーを回収する回収回転体としての回収ローラ（クリーニングローラ）４１を有する。

本実施例において、この回収ローラ４１は外径φ２０ｍｍのＳＵＳ３０３の金属ローラである。回収ローラ４１は、定着ローラ２１の上側であって、外部加熱ベルトユニット３０の位置よりも定着ローラ回転方向上流側において、定着ローラ２１に実質平行に定着ローラ２１に当接して配置されている。そして、そのローラ４１の両端部がそれぞれ定着装置筐体２３の対向側板間にボールベアリング（不図示）を介して回転可能に支持されて配設されている。

回収ローラ４１は定着ローラ２１の回転に従動して回転して定着ローラ表面のオフセットトナー（トナーの他にも紙粉などの定着ローラの表面付着物も含む）が回収ローラ４１の表面に付着（転移）して回収される。回収ローラ４１は画像形成装置の画像形成時以外にも定着ローラ２１の表面付着物を回収する目的で定着ローラ２１に常時当接されている。回収ローラ４１の表面に付着して回収されたトナーはウェブユニット（ウェブクリーニング装置）４２のクリーニングウェブ（クリーニングシート）４８が清掃する。

図１と図４により本実施例におけるウェブユニット４２の構成を説明する。ウェブユニット４２はユニット筐体（シャシー）４３を有する。また、この筐体４３の対向側板間に配設された、ウェブ繰り出し軸４５と、ウェブローラ（クリーニングウェブ圧接用ローラ:押圧ローラ）４６と、ウェブ巻き取り軸４７と、を有する。クリーニングウェブ４８は供給ロールとしてロール巻きにされた長尺有端の不織布であり、繰り出し軸４５に巻かれている。装填されて支持されている。

繰り出し軸４５は筐体４３の対向側板間に回転可能に支持されている。そして、クリーニングウェブ４８の先端部側を、ウェブローラ４６に掛け回してから巻き取り軸４７に係止させてある。

ウェブローラ４６はクリーニングウェブ４８を介して清掃対象である回収ローラ４１の上面に当接する弾性ローラである。このウェブローラは、後述するように、芯金４６ａ（シャフト）と、芯金の周面に設けられたスポンジ層（弾性層４６ｂ）と、スポンジ層４６ｂにらせん状に巻き付けられた金属製のワイヤ４６ｃと、ワイヤ４６ｃが巻き付けられたスポンジ層４６ｂの周面に被覆された被覆層４６ｄ（トナー離型層）と、を有する構造となっている。弾性層として多孔質のスポンジ層を採用している理由は、断熱性も考慮してのことである。
そして、このウェブローラ４６の芯金（シャフト）４６ａの両端部がそれぞれ筐体４３の対向側板にそれぞれ形成された丸長穴４３ａに対して係合されている。これにより、ウェブローラ４６は対向側板間において、回転可能に、且つ丸長穴４３ａに沿ってスライド移動可能に支持されている。

スライド方向は、ウェブローラ４６と回収ローラ４１のニップと鉛直方向（ウェブローラ４６の芯金４６ａの中心と回収ローラ４１の中心とを結んだ線に沿う方向）である。芯金４６ａの両端部はそれぞれ対向側板に配設された加圧バネ４９により丸長穴４３ａの下端部に向かう方向に移動付勢されている。

巻き取り軸４７の一端側にはクリーニングウェブ４８を巻き取るための駆動部（モーター）１１１が設置されている。制御回路部１０１により駆動部１１１が駆動されることにより巻き取り軸４７がウェブ巻き取り方向に回転駆動される。これにより、ウェブ繰り出し軸４５側のロール巻きのクリーニングウェブ４８がウェブローラ４６を経由して巻き取り軸４７側に徐々に矢印ｂの方向に移動して巻き取られていく。

即ち、制御回路部１０１は駆動部１１１により巻き取り軸４７を所定の制御タイミングで所定の回転角だけ間欠的に回転駆動してクリーニングウェブ４８をウェブ繰り出し軸４５側から巻き取り軸４７側に所定量ずつ間欠的に徐々に巻き取る。ウェブローラ４６はクリーニングウェブ４８の巻き取り移動と一緒に回転する。

ウェブユニット４２は定着装置筐体２３の対向側板間において回転軸５０を中心に揺動可能に支持されている。そして、ウェブユニット４２は着脱カム５１の回転角が制御されることによって、回転軸５０を中心に第１の位置Ａ（図４の（ａ））と第２の位置Ｂ（図４の（ｂ））との間を移動される。ウェブユニット４２の第１の位置Ａは回収ローラ４１に対してクリーニングウェブ４８が当接した状態（クリーニングウェブ４８の着の状態）にある位置である。また、第２の位置Ｂは回収ローラ４１からクリーニングウェブ４８が離間した状態（クリーニングウェブ４８の脱の状態）にある位置である。

本実施例においては、制御回路部１０１で制御される駆動部１１２によりカム軸５２が駆動されて、着脱カム５０が図４の（ａ）のようにその大隆起部が横向きとなった回転角姿勢にされて保持される。これにより、ウェブユニット４２は自重で回転軸５０を中心に図４において反時計方向に回動し、ウェブローラ４６が加圧バネ４９を圧縮しながらクリーニングウェブ４８を介して回収ローラ４１に当接した状態となった、第１の位置Ａに移動して保持される。

本実施例においては、クリーニングウェブ４８の着の状態において、加圧バネ４９の圧縮反力により、ウェブローラ４６が被クリーニング部材としての回収ローラ４１に対してクリーニングウェブ４８を介して４０Ｎの押圧力で当接するように設定している。

また、駆動部１１２によりカム軸５２が駆動されて着脱カム５０が図４の（ｂ）のようにその大隆起部が上横向きとなった回転角姿勢にされて保持される。これにより、ウェブユニット４２は着脱カム５０により持ち上げられて回転軸４９を中心に図４において時計方向に回動し、ウェブローラ４６が回収ローラ４１から離間した状態となった、第２の位置Ｂに移動して保持される。このクリーニングウェブ４８の脱の状態において、ウェブローラ４６は、芯金４６ａの両端部がそれぞれ丸長穴４３ａの下端部まで移動して受け止められた位置に保持されている。

クリーニングウェブ４８の脱の状態では、回収ローラ４１にはウェブユニット４２から押圧力は作用せず、回収ローラ４１は定着ローラ２１に対して本実施例においては自重による約１０Ｎの押圧力で当接している。図４の（ａ）のクリーニングウェブ４８の着の状態では、回収ローラ４１は上記の自重による約１０Ｎの押圧力に加えて、ウェブローラ４６の当接による前述の約４０Ｎの押圧力の作用による都合約５０Ｎの力で定着ローラ２１に押圧される。この状態において、回収ローラ４１は定着ローラ２１の回転に伴い定着ローラ２１より駆動を伝達され回転する。

図１、図４の（ａ）のように、回収ローラ４１に対してウェブローラ４６をクリーニングウェブ４８を介して当接させた状態で、定着ローラ２１を回転駆動させることによって、回収ローラ４１が回転して定着ローラ２１のクリーニングがなされる。そして、クリーニングウェブ４８により回収ローラ４１上にある定着ローラ２１から回収したトナーを清掃する。

回収ローラ４１と接したクリーニングウェブ４８は矢印ｂの方向に前記のように徐々に巻き取られ、トナーで飽和する前に新しいウェブ部分が回収ローラ４１と当接するように設定している。。即ち、クリーニングウェブ４８の移動ｂによりクリーニングウェブ４８の回収ローラ４１に対する当接面の更新がなされる。

ウェブ繰り出し軸４５にロール巻きで装填されているクリーニングウェブ４８は巻き取り軸４７側に徐々に巻き上げられて消費されていく。そこで、ウェブ繰り出し軸４５側にウェブ残量が多少残っている時点で、ユーザーにクリーニングウェブ４８の「残量が少なくなった」旨の警告を出して新しいロール巻きのクリーニングウェブ４８の準備や装填を促がすことが望ましい。

これは、ユーザーの使用上、ウェブ４８が無くなって、すぐにウェブ交換ができない場合が多様にあるためである。たとえば、一度に大量の通紙をおこなわなければならない場合など、ウェブ４８が無くなるだけで通紙をすぐに止めてしまうと、ユーザーの要望にそぐわない製品になる。よって、ウェブ４８は、無くなるよりも所定の前時点にユーザーに「しばらくするとウェブが無くなります」と予告することが望ましい。

そこで、ウェブ４８の残量を検知するために、ウェブ４８の終端末よりも所定に手前側のウェブ位置に、図５のように、予めクリーニングウェブ自体に切欠き部４８ａを入れておく。そして、ウェブ繰り出し軸４５側から巻き取り軸４７側へのクリーニングウェブ４８の巻き上げが進行してウェブ繰り出し軸４５側から上記の切欠き部４８ａを入れた部分が現れたとき、その切欠き部４８ａをセンサ１１３で検知するようにしている。

センサ１１３はウェブ繰り出し軸４５とウェブローラ４６との間に配設されている。センサ１１３は例えば切欠き部４８ａに落ち込んで切欠き部４８ａを検知するアクチュエータを有するマイクロスイッチや切欠き部４８ａで光路が開放されるフォトカプラーなどを用いることができる。

制御回路部１０１はセンサ１１３から切欠き部検知信号が入力したら画像形成装置１００の操作部１２０の表示部１２０ａ、或いはホスト装置２００の表示部にクリーニングウェブ４８の「残量が少なくなった」旨の警告を出す。ユーザーはこれに基づいて新しいロール巻きのクリーニングウェブ４８の準備や装填を行う。

（４）回収ローラ凝集塊対策
上記のように、回収ローラ４１は定着ローラ２１のオフセットトナーを回収し、そのトナーをクリーニングウェブ４８が清掃する。その際、回収ローラ４１の表層にはクリーニングウェブ４８でクリーニングしきれなかったトナーが徐々に堆積して始める。堆積トナーは回収ローラ４１の表層に図６のように凝集塊８０として固化した状態になる。

回収ローラ４１の表層に一度固着したトナーはクリーニングウェブ４８による通常のクリーニングでは容易には取ることができない。そして、凝集塊８０が存在することで回収ローラ４１による定着ローラのクリーニング効果が低下して、回収ローラ４１の交換を要する事態にも至ることになる。

この凝集塊８０は定着ローラ２１から回収ローラ４１に回収されるオフセットトナー量が多いほど発生しやすい傾向にある。オフセットトナーは、定着ローラ２１の温度が適正値よりも高温の場合や、低温の場合に増え、近年、生産性を高めるため、様々な紙種を一定温調で通紙することが多くなったため、各紙種に対して最適温調ではない温度で通紙せざるを得なくなった。これによって、オフセットトナーが増加することから、回収ローラ４１を清掃するウェブユニット４２にはより高いクリーニング性が望まれるようになった。

回収ローラ４１のウェブユニット４２によるクリーニング性を高めて凝集塊の形成を抑制する方策として、前述した特許文献１に記載のように、ウェブローラの弾性層の周面にワイヤを巻き付けるのが好ましい。

図１０にその具体的な形態を示す（本例と同機能を奏する部材には同符号で示す）。このウェブローラ４６は、回収ローラ４１に当接したときに、たわみを抑制するため剛性の高い金属（ＳＵＳ３０３）のシャフト４６ａを中心に通している。また、クリーニング能力を上げるため、回収ローラ４１とのニップ幅を広くとるのが好ましいため、たわみ易く、耐熱性を有したφ３０ｍｍシリコーンスポンジをシャフト４６ａの上（外周囲）にローラ状に巻いて弾性層（スポンジ層：多孔質層）４６ｂとしている。しかし、被覆層４６ｄは被覆されていない。

そして、金属製線材として、ＳＵＳ３０４のφ１．０ｍｍのワイヤ４６ｃを弾性体層４６ｂの表面にローラ軸方向に沿ってらせん状に１周巻き、ワイヤ４６ｃの両端部４６ｃＬ・４６ｃＲはそれぞれシャフト４６ａに固定している。ワイヤ４６ｃは弾性体層４６ｂよりも硬質の部材である。

ワイヤ４６ｃは、ウェブローラ４６を、クリーニングウェブ４８を介して回収ローラ４１に圧接させ、弾性体層４６ｂが弾性変形した状態で、当該ワイヤ４６ｃの背面側の周囲に位置する弾性体の復元力によって回収ローラ４１の表面に圧接される。そのため、クリーニングウェブ４８が回収ローラ４１に圧接する圧力を局部的に高めるように機能する。

即ち、ウェブローラ４６が被クリーニング部材である回収ローラ４１とクリーニングウェブ４８を介してニップを形成したときにニップにおいてワイヤ４６ｃが存在する位置においてニップ圧が局部的に高くなる。従って、ウェブ４８の巻き取り移動ｂによるウェブローラ４６の回転に伴って、ワイヤ４６ｃがウェブ４８を介して回収ローラ４１に圧接するタイミングで、クリーニングウェブ４８が回収ローラ４１に圧接する圧力が局部的に高くなる（線圧アップ）。

そのため、回収ローラ４１に固着したトナーや外添剤等の付着物をクリーニングウェブ４８によって効果的にかき取り除去することができ、回収ローラ４１に対する凝集塊８０の形成を効果的に抑制することができる。

ところで、前述したように、クリーニングウェブ４８には、残量検知のために、ウェブ４８の終端末よりも所定に手前側のウェブ位置に予めクリーニングウェブ自体に切欠き部４８ａ（図５）が入れられている。クリーニングウェブ４８の巻き取り（消費）が進んで切欠き部４８ａがセンサ１１３により検知されてもウェブ繰り出し軸４５には未だ使用できるクリーニングウェブが残存している。

従って、切欠き部４８ａがセンサ１１３により検知された後も定着装置２０はしばらく稼働することが可能である。そして、その稼働中にウェブ４８の上記の切欠き部４８ａが回収ローラ４１とウェブローラ４６のニップ部を通過してしまう。

この場合において、ウェブローラ４６が上記の図１０のような構成のものであると、ウェブ４８の上記の切欠き部４８ａにおいて、ウェブローラ４６の表面に配設されている硬質のワイヤ４６ｃが回収ローラ４１に対して直接に接触することになる。そうすると、回収ローラ４１が傷つき、定着ローラ傷につながる。
また、クリーニングウェブに染み込んだトナーがウェブローラのスポンジ層（弾性層）に転移した場合、その部位が硬化し、ウェブローラとクリーニングローラ間の圧の長手方向分布が意図せずに変動してしまう。

また、ワイヤ４６ｃは端部でのみしか固定されていないので、ウェブローラ４６の中央部ではワイヤ４６ｃがローラ表面を容易に移動してしまう。特に、回収ローラ４１とウェブローラ４６とのニップ部内にワイヤ４６ｃが存在している場合、回収ローラ４１からの駆動力によりワイヤ４６ｃは簡単にずれてしまう。ニップ部内における局所的な圧上昇を狙ってワイヤを付加しているのだが、ニップ部内でワイヤがずれると、所望の高圧部が得られず、クリーニング性が低下して回収ローラ４１に徐々に付着する凝集塊８０を除去できなくなる。

そこで、本実施例においては、このような課題を解消するために、ウェブローラ４６を図７の（ａ）のような構成にした。即ち、図１０の構成のウェブローラ４６とは異なり、本例では、ワイヤ４６ｃを含めた弾性層４６ｂの外周面に、被覆層（トナー離型層）４６ｄを配置している。その結果、ウェブローラのスポンジ層４６ｂにトナーが転移することを防止することができる。さらに、ワイヤ４６ｃがズレてしまうことも防止できる。さらに、クリーニングウェブが万が一破けてしまったような場合には、ワイヤがクリーニングローラに対し直接的に摺動することがないので、回収ローラ４１が劣化してしまうのを防止することもできる。

本実施例においては、ワイヤが巻き付けられたスポンジ層（弾性層）に対して、フッ素系樹脂により構成される被覆層（トナー離型層）４６ｄを被覆している。具体的には、被覆層４６ｄは、厚み１００μｍのＰＦＡチューブである。ＰＦＡは、トナー離型性が良く、摺動性も良い。さらに、回収ローラ４１と直接接触した場合でも、回収ローラ４１を傷つけ難い。また、ＰＦＡチューブ４６ｄは熱収縮性のもの（熱収縮性樹脂チューブ）を使用している。そのため、ワイヤ４６ｃにある程度の圧力（被覆層４６ｄによる押さえ込み力）が常に働いており、弾性層４６ｂの表面におけるワイヤ４６ｃのずれを抑制できる。

図７の（ｂ）は図７の（ａ）の拡大横断面模式図ある。このウェブローラ４６の横断面外形は、ワイヤ４６ｃが存在する部分が存在していない部分よりも外方に突出している形態である。図７の（ｃ）のように、ワイヤ４６ｃが存在する部分が突出していない形態であってもよい。

どちらの形態であっても、ワイヤ４６ｃは、ウェブローラ４６を、ウェブ４８を介して回収ローラ４１に圧接させ、弾性体層４６ｂが弾性変形した状態で、ワイヤ４６ｃの背面側の周囲に位置する弾性体の復元力によって回収ローラ４１の表面に圧接される。そのため、クリーニングウェブ４８が回収ローラ４１に圧接する圧力を局部的に高められる。

本実施例により、回収ローラ４１とウェブローラ４６とのニップ部内にワイヤ４６ｃのずれもなく、ワイヤ４６ｃによるニップ部内の局所的な高圧部を得ることができ、回収ローラ４１上にできるトナーの凝集塊８０を抑制できる。

さらに、ウェブ４８の切欠き部４８ａが回収ローラ４１とウェブローラ４６のニップ部を通過しても、ウェブローラ４６のワイヤ４６ｃはＰＦＡチューブ４６ｄを介して接触する。即ち、ワイヤ４６ｃが回収ローラ４１に対して直接に接触することが阻止される。従って回収ローラ４１への傷つきを防止でき、定着ローラ傷に対する画像弊害およびクリーニング不良による画像弊害を抑制できる。

このように、本実施例によれば、クリーニング性を向上でき、定期交換パーツが減る。さらに定着部材の表面性を保つことで、成果物の品位の向上が期待でき、安定した連続プリント動作を可能にする。

［実施例２］
本実施例は、特に断りがない限り、上記実施例１と基本構成が同様でありウェブローラの一部の構成が、実施例１と異なる。具体的には、ウェブローラ４６において弾性層４６ｂの表面におけるワイヤ４６ｃのずれをさらに抑制するために、弾性層４６ｂ及びワイヤ４６ｃとＰＦＡチューブ４６ｄの間に接着剤４６ｅを浸透させている。

即ち、図８の（ａ）や（ｂ）のように、弾性層４６ｂと被覆層４６ｄの間に接着剤層４６ｅを有し、接着剤層４６ｅにワイヤ４６ｃを有する。この接着剤層４６ｅの存在により、弾性層４６ｂの表面におけるワイヤ４６ｃのずれをさらに抑制することができる。

［実施例３］
本実施例は、特に断りがない限り、上記実施例１と基本構成が同様でありウェブローラの一部の構成が、実施例１と異なる。具体的には、ワイヤ４６ｃは、弾性層４６ｂの表面にローラ軸線方向に沿って、図９のように、２本、もしくはそれ以上の多条のらせん状（複数螺旋状）に配置した構成にすることもできる。

また、線材としてのワイヤ４６ｃはらせん状でなくともローラの母線方向に沿って直線状に１本あるいは円周方向に間隔をあけて複数本平行に配置した構成にすることもできる。ワイヤ４６ｃは直線状でなく、波形など屈曲させてもよい。
ができる。

［その他の事項］
１）上記の実施例では、清掃対象として回収ローラ４１を例に説明したが、これに限らず、電子写真画像形成装置が有する他の回転体を清掃対象にしても構わない。

２）画像加熱装置は実施例におけるような定着装置としての使用に限られない。シートに形成されたトナー像を仮定着する装置、シートに定着されたトナー像を加熱して画像の光沢度を向上させる光沢向上装置としても使用することができる。

３）電子写真画像形成装置はプリンタに限られず、複写機、ファクシミリ、及び、これらの機能を複数備えた複合機等であってもよい。また、カラー画像形成装置に限られず、モノカラー画像形成装置であってもよい。

４１・・回収ローラ（清掃対象）、４８・・クリーニングウェブ、４６・・押圧ローラ、４６ａ・・シャフト（芯金）、４６ｂ・・弾性層、４６ｃ・・ワイヤ（線材）、４６ｄ・・トナー離型層（被覆層）、４６ｅ・・接着剤層

Claims (20)

1. 電子写真画像形成装置の回転体に向けてクリーニングウェブを押圧する押圧ローラであって、
   シャフトと、
   前記シャフトの周面に設けられた弾性層と、
   前記弾性層の周面に巻き付けられたワイヤと、
   前記押圧ローラの表層として、前記ワイヤが巻き付けられた前記弾性層の周面を前記弾性層に巻き付けられたワイヤごと被覆するトナー離型層と、
   を有することを特徴とする押圧ローラ。
2. 前記ワイヤは前記弾性層の周面に螺旋状に巻き付けられていることを特徴とする請求項１に記載の押圧ローラ。
3. 前記ワイヤは前記弾性層の周面に複数螺旋状に巻き付けられていることを特徴とする請求項１に記載の押圧ローラ。
4. 前記ワイヤは金属製であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の押圧ローラ。
5. 前記弾性層は多孔質層であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の押圧ローラ。
6. 前記トナー離型層は熱収縮性樹脂チューブであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の押圧ローラ。
7. 前記トナー離型層はフッ素系樹脂により構成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の押圧ローラ。
8. 前記弾性層と前記トナー離型層の間に接着剤層を有し、前記接着剤層に前記ワイヤを有することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の押圧ローラ。
9. 前記押圧ローラの横断面外形は前記ワイヤが存在する部分が存在していない部分よりも外方に突出していることを特徴とすることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の押圧ローラ。
10. 電子写真画像形成装置の回転体をクリーニングするクリーニング装置であって、
    前記回転体をクリーニングするクリーニングウェブと、
    前記クリーニングウェブが巻き付けられた繰り出しローラと、
    前記クリーニングウェブを巻き取る巻き取りローラと、
    請求項１乃至９の何れか一項に記載の押圧ローラと、を有することを特徴とするクリーニング装置。
11. シート上のトナー像を加熱する加熱回転体と、
    前記加熱回転体に付着したトナーを回収する回収回転体と、
    前記回収回転体をクリーニングするクリーニングウェブと、
    前記クリーニングウェブが巻き付けられた繰り出しローラと、
    前記クリーニングウェブを巻き取る巻き取りローラと、
    前記加熱回転体に向けてクリーニングウェブを押圧する押圧ローラと、
    を有し、
    前記押圧ローラは、シャフトと、前記シャフトの周面に設けられた弾性層と、前記弾性層の周面に巻き付けられたワイヤと、前記押圧ローラの表層として、前記ワイヤが巻き付けられた前記弾性層の周面を前記弾性層に巻き付けられたワイヤごと被覆するトナー離型層と、を有することを特徴とする画像加熱装置。
12. 前記加熱回転体と協働して、シート上のトナー像を加熱するニップ部を形成する回転体と、を有することを特徴とする請求項１１に記載の画像加熱装置。
13. 前記ワイヤは前記弾性層の周面に螺旋状に巻き付けられていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の画像加熱装置。
14. 前記ワイヤは前記弾性層の周面に複数螺旋状に巻き付けられていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の画像加熱装置。
15. 前記ワイヤは金属製であることを特徴とする請求項１１乃至１４の何れか一項に記載の画像加熱装置。
16. 前記弾性層は多孔質層であることを特徴とする請求項１１乃至１５の何れか一項に記載の画像加熱装置。
17. 前記トナー離型層は熱収縮性樹脂チューブであることを特徴とする請求項１１乃至１６の何れか一項に記載の画像加熱装置。
18. 前記トナー離型層はフッ素系樹脂により構成されていることを特徴とする請求項１１乃至１７の何れか一項に記載の画像加熱装置。
19. 前記弾性層と前記トナー離型層の間に接着剤層を有し、前記接着剤層に前記ワイヤを有することを特徴とする請求項１１乃至１８の何れか一項に記載の画像加熱装置。
20. 前記押圧ローラの横断面外形は前記ワイヤが存在する部分が存在していない部分よりも外方に突出していることを特徴とすることを特徴とする請求項１１乃至１９の何れか一項に記載の画像加熱装置。