(57)【要約】【課題】  クリーニング効率が良く且つクリーニング寿命の長期化を図ることができ、しかも簡単な機構で実現することができるとともに、加熱ローラ等に対する負荷を増大させることがないクリーニング機構を備えた定着器を提供する。【解決手段】  加熱ローラ７または加圧ローラ８の、いずれかの周面に押接されて回転するクリーニングローラ１２を備え、該クリーニングローラ１２の周速度は、上記被押接ローラ７（８）の周速度より遅く設定されるとともに、その回転方向は被押接ローラとの接面において同方向とされていることを特徴とする。【選択図】            図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
未定着トナー像が転写された記録シートを、加熱ローラと加圧ローラとによりニップ搬送しながら、未定着トナー像を当該記録シート上に定着させる為の定着器であって、
上記加熱ローラまたは加圧ローラのいずれかの周面に押接されて、回転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周速度は、被押接ローラとしての上記加熱ローラまたは加圧ローラの周速度より遅く設定されるとともに、
前記クリーニングローラの回転方向は、前記被押接ローラとの接面において同方向とされていることを特徴とする定着器。
【請求項２】
前記加熱ローラは駆動回転ローラであり、且つ前記加圧ローラは加熱ローラに従動して回転する従動回転ローラとされ、
前記クリーニングローラは、前記加熱ローラの駆動軸から減速回転駆動伝達手段を介して、回転駆動伝達されるローラとして構成されていることを特徴とする請求項１に記載の定着器。
【請求項３】
前記加圧ローラは、レバー操作により加熱ローラから離反可能とされ、加圧ローラの支持軸には前記駆動伝達手段の一部を構成する伝達部材が取付けられ、
前記伝達部材は、上記レバー操作により加圧ローラが加熱ローラから離反した時には、上記駆動伝達手段の系外に変位するよう構成されていることを特徴とする請求項２に記載の定着器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファクシミリ装置、複写機或いはプリンタ（これらの複合機も含む）等に採用される電子写真方式の記録装置における定着器に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような電子写真方式の記録装置においては、画像情報に基づき感光体（ドラム）表面に形成された静電潜像を現像器で現像してトナー像を形成し、このトナー像を記録シート（記録紙）に転写し、その後この未定着のトナー像は、定着器で永久画像として記録シート上に定着される。定着器は、発熱体を内蔵した加熱ローラと、これに加圧接触し従動回転する加圧ローラとにより、未定着トナー像が転写された記録シートをニップ搬送しながら熱圧して、未定着トナー像を当該記録シート上に溶着固定させるよう構成されている。
【０００３】
上記定着器による定着過程では、記録シート上のトナーが全て記録シートに定着されることが望ましいが、一部トナーが加熱ローラの表面に残留することは不可避である。この残留したトナーは、後続の記録シートに直接或いは加圧ローラを介して転移し、記録シートを汚したり、その吸着力により記録シートが加熱ローラに巻き込まれてジャムを起こしたり、或いは定着器の破損を来たす原因にもなる。そこで、従来は特許文献１の図４に示すように、フエルト等よりなるクリーニングパッドを加熱ローラの表面に押し付け、加熱ローラの回転動作に伴いその表面に付着したトナーやオイル等を拭き取るようにしたクリーニング方法が採用されている。しかし、このような固定のクリーニングパッドによる場合は、加熱ローラに接する部分の面積に限度があるため、長い使用の間この部分に堆積したトナー量が許容量を超えてしまい、それ以上のクリーニングができなくなったり、或いは加熱ローラに戻ってしまったりするような、不都合な状態が発生することがある。
【０００４】
特許文献１は、上記の問題点を解消する為、クリーニングパッドに円形周面を形成し、これを回転可能として実質的に加熱ローラ或いは加圧ローラの周面との接触面積を大として、クリーニングパッドの寿命を延ばすようにした定着器のクリーニング装置を提案している。その具体例として、クリーニングパッドを回転ローラとし、その回転周期を定着器の交換期間とほぼ同じにするか、交換期間のｎ分の１（ｎは２以上の自然数）にする例が示されている。
【特許文献１】特開２００１−２０１９７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１のクリーニングパッドが回転ローラである例の場合、クリーニングパッドが微速で回転して、常に新しいクリーニングパッド面が、加熱ローラの表面に接することになるから、クリーニングパッドの汚れが蓄積されず、その交換期間（寿命）を延長することが可能となされ、固定式の場合に比べ大幅な長寿命化が図られることを想定している。しかし、実用化においては、なお以下のような解決すべき問題点が予想される。すなわち、クリーニングパッドの回転周期を定着器の交換期間とほぼ同じにする例の場合、クリーニングパッドの回転速度と、加熱ローラの回転速度との差が非常に大きい為、実質的にクリーニングパッドは加熱ローラに対して停止しているに等しく、定着器の長い交換期間内で、クリーニングパッドのクリーニング処理作用の面からみれば、前記従来例の固定式のものと変らない状態となることは否めなかった。また、クリーニングパッドの回転周期を、定着器の交換期間とほぼ同じにするために、減速機構を構成することは非常に難しく、特に電子写真装置の限られたスペース内で、このような減速機構のための設置スペースを確保することはまず不可能であった。
【０００６】
一方、クリーニングパッドの回転周期を定着器の交換期間のｎ分の１にする例の場合、特許文献１にはｎの具体的数字の明示はないが、その趣旨からして、クリーニングパッドの回転周期は数回転と解される。従って、定着器の長い交換期間では、やはり、クリーニングパッドは、加熱ローラに対して実質的に停止しているに等しいと云わざるを得ず、クリーニング処理作用の面、及び減速機構の構成上の問題点は上記同様に内包している。そして、これらの例は、いずれも、加熱ローラとクリーニングパッドとがその両者の接面において反方向に回転（いわゆる、カウンター回転）するものである為、微速とは言え加熱ローラに対してカウンター回転の作用による負荷がかかることになり、加熱ローラ表面の磨耗が促進されるようになる。特に、加熱ローラは、内部に発熱体を内蔵する筒状体からなり、その伝熱性を考慮して筒壁が薄肉とされ、しかも、加圧ローラもその表面に圧接されているから、できるだけ加熱ローラに対する負荷を軽減させることが望ましく、そのような観点からも、カウンター回転させながら、クリーニングパッドを押し付ける場合の問題点は無視できるものではなかった。
【０００７】
本発明は、上記のような実情に鑑みなされたものであり、クリーニング効率が良く且つクリーニング寿命の長期化を図ることができ、しかも簡単な機構で実現することができると共に加熱ローラ等に対する負荷を増大させることがないクリーニング機構を備えた定着器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、未定着トナー像が転写された記録シートを、加熱ローラと加圧ローラとによりニップ搬送しながら、未定着トナー像を当該記録シート上に定着させる為の定着器に関する。
請求項１の発明は、上記加熱ローラまたは加圧ローラのいずれかの周面に押接されて、回転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周速度は、被押接ローラとしての上記加熱ローラまたは加圧ローラの周速度より遅く設定されるとともに、
前記クリーニングローラの回転方向は、前記被押接ローラとの接面において同方向とされていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、前記加熱ローラは駆動回転ローラであり、且つ前記加圧ローラは加熱ローラに従動して回転する従動回転ローラとされ、
前記クリーニングローラは、前記加熱ローラの駆動軸から減速回転駆動伝達手段を介して、回転駆動伝達されるローラとして構成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、前記加圧ローラは、レバー操作により加熱ローラから離反可能とされ、加圧ローラの支持軸には前記駆動伝達手段の一部を構成する伝達部材が取付けられ、  前記伝達部材は、上記レバー操作により加圧ローラが加熱ローラから離反した時には、上記駆動伝達手段の系外に変位するよう構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の定着器によれば、加熱ローラまたは加圧ローラのいずれかのローラには、その周速度より遅い周速度で回転するクリーニングローラが押接されているから、被押接ローラとしての加熱ローラまたは加圧ローラの回転に伴い、その表面に付着するトナーやオイルがクリーニングローラにより払拭される。しかも、クリーニングローラ自体も回転するから、クリーニングローラ表面にこれら払拭されたトナー等がまんべんなく付着保持される。したがって、局部的に過剰堆積してクリーニング機能が低下したり、ローラに戻ってしまったりするような事態が生じなくなり、その長寿命化が図られる。また、クリーニングローラの回転方向が、被押接ローラとの接面において同方向とされているから、被押接ローラにかかる負荷が軽減され、被押接ローラの磨耗等の障害の発生も抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明の最良の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明の定着器を採用した画像形成装置の記録部の構成を示す説明図、図２は定着器の拡大縦断面図、図３は図２のＸ−Ｘ線横断平面図、図４は図３におけるＹ−Ｙ線から見たギヤ列を示す図である。
【実施例】
【００１３】
図１に示す画像形成装置１は、ファクシミリ装置、複写機或いはプリンタ（これらの複合機も含む）等に採用される電子写真方式の記録部２及びその周辺機器からなる。その下部には、給紙部としての給紙カセット３が装備され、多数の記録紙（記録シート）Ｐが堆積収容されている。この給紙カセット３から、給紙ローラ４により記録紙Ｐが１枚ずつ繰出され、その後レジストローラ装置５によってレジストされ、記録部２の感光体ドラム６に形成されるトナー像にタイミングを合わせて給紙される。尚、給紙部には複数の給紙カセットを段積状に設置し、任意の給紙カセットから、指定したサイズの記録紙を選択して給紙するようになすことも可能である。
【００１４】
上記給紙部の上方（記録紙Ｐの流れでは下流側）には、記録部２が配設されており、この記録部２のさらに上方（同上）には、加熱ローラ７と加圧ローラ８とを互いに圧接するよう対合した定着器９が設置されている。この定着器９では、感光体ドラム６からトナー像が転写された記録紙Ｐを、両ローラ７、８間にニップして搬送しながら、熱で溶融したトナーを記録紙Ｐ上に固化定着して永久画像とし、その後永久画像が形成された記録紙Ｐは、排出ローラ装置１０により排出トレイ１１上に排出される。定着器９の詳細構成については後記する。
【００１５】
前記記録部２は、一般的な電子写真方式を用いた記録装置の場合と同様に、感光体ドラム６と、その周囲にその回転方向に沿って順次配置された、帯電部材６１、光書込部材６２、現像器６３及び転写器（転写ローラ）６４とにより構成されている。図例の現像器６３は、トナーボトル６３ａと、トナーボトル６３ａから補給されたトナーを貯留する本体６３ｂと、該本体６３ｂ内でトナーを攪拌する攪拌器６３ｃと、感光体ドラム６の表面に近接して回転する現像ローラ６３ｄとよりなるが、その他の構成の現像器を除外するものではない。この記録部２においては、回転する感光体ドラム６の表面を帯電部材６１により一様に帯電させた後、光書込部材６２により画像情報に基づく光照射を行い、感光体ドラム６の表面に静電潜像の形成がなされる。次いで、この静電潜像に対して、上記現像ローラ６３ｄによりトナーの供給がなされ、トナーが付着されて感光体ドラム６の表面にはトナーによる可視像が形成される。
【００１６】
感光体ドラム６の表面に形成されたトナー像は、感光体ドラム６と転写ローラ６４とによりニップ搬送される記録紙Ｐに接すると、所定値の電圧が印加された転写ローラ６４の作用を受けて記録紙Ｐに転移し転写される。トナー像が転写された記録紙Ｐは、定着器９を通過する間、そのトナー像が永久画像として定着され、排出ローラ装置１０により排出トレイ１１に排出される。上記転写プロセスを経て感光体ドラム６の表面に残留するトナーは、クリーニング装置６５に設けられた回転ブラシ６５ａ又はブレード（図示を省略）により掻き取られ、スクリュー式の搬送部材６５ｂにより不図示の廃トナーボックスに収容される。
【００１７】
次に定着器９の構成について詳細に説明する。図２及び図３に示すように、定着器９においては、横長の箱型筐体９０内に、前記加熱ローラ７と加圧ローラ８とを互いに圧接するよう対合させ、更に加熱ローラ７の周面にクリーニングローラ１２が押接された状態で設置されている。加熱ローラ７は、薄肉の中空円筒状体からなり、内部にハロゲンランプ等からなる発熱体１３を備えている。加熱ローラ７の両端開口部には駆動軸７ａと一体とされたフランジ部材７ｂが固着され、加熱ローラ７はこの駆動軸７ａを介し上記筐体９０に軸回転可能に軸支されている。発熱体１３は、その両端基部が駆動軸７ａの中心孔に挿通支持され、一端からはその通電用リード線１３ａが導出されている。なお、前記発熱体１３は駆動軸７ａに対して相対回転可能に支持されるが、駆動軸７ａが軸回転するも、発熱体１３自体は回転不能な状態に維持されるようになされている。
【００１８】
上記駆動軸７ａには、入力ギヤ７ｃが固設され、この入力ギヤ７ｃには筐体９０に取付られた駆動源（モータ）７０の出力ギヤ７０ａに噛合し、加熱ローラ７はこの駆動源７０の駆動力を得て軸回転可能とされる。尚、この例では筐体９０に取付けられた駆動源７０により、加熱ローラ７を回転駆動させる例を示しているが、これに限られず、定着器９を画像形成装置１の所定位置に設置した時、該画像形成装置１内の駆動伝達系（不図示）に入力ギヤ７ｃが係合し、これによりその回転駆動を行うようにしてもよい。加圧ローラ８は、ウレタン樹脂等による圧肉筒状の成型体からなり、支持軸８ａにその軸心周りに回転可能に支持されている。また、前記筐体９０に枢支ピン１４ａを介して、揺動可能に取付けられた左右１対の操作レバー１４、１４の先端に、支持軸８ａの両端部が回転可能に各々支持されている。通常の使用状態では、不図示の付勢手段により、図２の実線で示すように、加圧ローラ８の周体が加熱ローラ７の周体に圧接する状態に維持される。従って、加熱ローラ７が図２の矢示方向に回転すると、これに従動して加圧ローラ８も図２に示すように支持軸８ａの周りに軸回転する。
【００１９】
上記加熱ローラ７と加圧ローラ８とが互いに圧接状態で、加熱ローラ７が回転駆動され且つ発熱体１３がスイッチオンされた状態で、両ローラ７、８間に未定着トナー像が転写された記録紙Ｐが導入されると、記録紙Ｐは両ローラ７、８によりニップ搬送され、その間トナーが熱により溶融するとともに、加圧ローラ８により記録紙Ｐに押付けられて固化し、永久画像として定着される。加熱ローラ７の回転方向下流側には、剥離爪１５が、その先端部が加熱ローラ７の周体に弾接するよう設置されている。この剥離爪１５は、記録紙Ｐが付着等により加熱ローラ７に巻きつくのを防止する為のもので、両ローラ７、８のニップ位置から導出された記録紙Ｐの先端に作用して、加熱ローラ７の周体に付着する記録紙Ｐを剥離させるよう機能する。このニップ搬送過程において、定着器９内で記録紙ジャムが生じた時には、加熱ローラ７の回転を停止させ、操作レバー１４を操作して加圧ローラ８を図２の２点鎖線位置に退避させれば、両ローラ７、８の圧接関係が解除されるから、ジャムした記録紙Ｐを容易に取り出すことができる。
【００２０】
前記加熱ローラ７の回転方向の更に下流側の周体には、フエルト等の緻密な多孔性部材からなるクリーニングローラ１２が押接されている。該クリーニングローラ１２は、筐体９０に軸回転可能に支持された駆動軸１２ａに固着され、シリコンオイル等が含浸されている。クリーニングローラ１２は、後記する減速回転伝達手段１６により、その周速度が加熱ローラ７の周速度より遅く、且つ加熱ローラ（被押接ローラ）７との接面において、図２の矢示のように同方向に回転するよう設定されている。前記定着プロセスにおいて、記録紙Ｐ上の未定着トナーの一部が加熱ローラ７の表面に付着し、トナーが付着したままで、加圧ローラ８とのニップ位置に達する状態では、この付着したトナーが記録紙Ｐに移行し、記録紙Ｐの表面が汚れることがある。また、記録紙Ｐの通過後は、加圧ローラ８が加熱ローラ７に直接接するから、付着トナーは、加圧ローラ８にも移行し、後続の記録紙Ｐの裏面も汚れることになる。
【００２１】
而して、加熱ローラ７の表面に付着したトナーは、クリーニングローラ１２の押接位置に達すると、クリーニングローラ１２の回転作用により払拭され、加熱ローラ７の表面は清浄化される。したがって、加圧ローラ８との圧接位置で、加熱ローラ７の表面は常に清浄化された状態になっているので、記録紙Ｐの表面がトナーで汚れることがなく、また加圧ローラ８にトナーが移行することもないから、記録紙Ｐの裏面もトナーで汚れることがない。そして、クリーニングローラ１２はそのクリーニング作用の間、加熱ローラ７の表面に接して回転するから、実質的なクリーニング面積が大きくなり、クリーニングローラ１２の表面でまんべんなくトナーの払拭がなされ、局部的なトナーの過剰堆積現象を生じることがなく、加熱ローラ７へのトナー戻りを生じる懸念もない。
【００２２】
その結果、クリーニングローラ１２のクリーニング寿命の長期化が図られる。しかも、その回転周速度は加熱ローラ７の周速度より遅く設定されているから、このような均一な払拭作用がより的確になされる。そして、クリーニングローラ１２の回転方向が上記のように設定されているから、加熱ローラ７への押接による加熱ローラ７に及ぼす負荷が小さく、加熱ローラ７の表面の磨耗発生の懸念も軽減される。特に、いわゆるカウンター回転の場合は、回転速度を上げるとこの負荷が増大するが、本実施例のように、加熱ローラ７と接する部分において、加熱ローラ７とクリーニングローラ１２とが同方向に回転するようにすれば、クリーニングローラ１２の回転速度を上げると上記負荷が低下することになるから、設計の自由度が広がることになる。
【００２３】
次に、図３および図４を参照して、クリーニングローラ１２の回転機構について説明する。加圧ローラ８の支持軸８ａの一端側には第１の伝達ギヤ１６ａが固設され、この第１の伝達ギヤ１６ａが、加熱ローラ７の駆動軸７ａに固設された入力ギヤ７ｃに噛合している。支持軸８ａの他端側には第２の伝達ギヤ１６ｂが固設され、この第２の伝達ギヤ１６ｂには、筐体９０に軸回転可能に取付られた第３の伝達ギヤ１６ｃが噛合する。この第３の伝達ギヤ１６ｃは、更に、筐体９０に軸回転可能に取付られた第４及び第５の伝達ギヤ１６ｄ、１６ｅに順次噛合する。そして、第５の伝達ギヤ１６ｅは、クリーニングローラ１２の駆動軸１２ａに固設された入力ギヤ１２ｂに噛合する。
【００２４】
上記第１〜第５の伝達ギヤ１６ａ〜１６ｅは、駆動源７０からクリーニングローラ１２への減速回転駆動伝達手段１６を構成する。即ち、駆動源７０がオンされると、その回転動力は出力ギヤ７０ａから入力ギヤ７ｃに伝達されて、加熱ローラ７を回転させるとともに、第１〜第５の伝達ギヤ１６ａ〜１６ｅに順次伝達されて入力ギヤ１２ｂに至り、クリーニングローラ１２を回転させる。このようなギヤ配列により、クリーニングローラ１２は、図２に示すように、加熱ローラ７との接面において同方向に回転する。また、１つの駆動源７０を共用して、加熱ローラ７およびクリーニングローラ１２を回転させるようにしているから、部品点数が増えずコストの増大を招くことがない。更に、加熱ローラ７が回転する時には、クリーニングローラ１２も自ずと回転するよう構成されているので合理的であり、クリーニングローラ１２に対する独自の回転制御を必要とせず、制御機構の簡略化が図られる。そして、クリーニングローラ１２の回転速度の設定は、上記各ギヤ間のギヤ比の適宜設定によりなされ、これにより設計の自由度も広がることになる。
【００２５】
定着器９内で記録紙Ｐのジャム等が生じた時は、操作レバー１４を揺動操作して、加圧ローラ８を退避させ、加熱ローラ７との圧接を解除させることができる点は前記した通りであるが、このようなレバー操作により、第１の伝達ギヤ１６ａ及び第２の伝達ギヤ１６ｂを、図４の１点鎖線で示すように、減速回転駆動伝達手段１６の系外に変位させることができる。従って、クリーニングローラ１２の清掃や交換等を行う場合には、操作レバー１４を上記のように操作すれば、第１の伝達ギヤ１６ａと入力ギヤ７ｃとの噛合及び第２の伝達ギヤ１６ｂと第３の伝達ギヤ１６ｃとの噛合が解除され、これによりクリーニングローラ１２が駆動系の拘束を受けず、フリー回転可能となるから、その清掃や交換等のメンテナンス作業がし易くなる。
【００２６】
なお、本発明の実施例に示されている定着器は、モノクロ、カラーいずれの電子写真方式の画像形成装置にも適用されるものであり、また、画像形成装置１のレイアウト構成等は図１に示すものに限定されず、更には、ＯＨＰシートに記録する電子写真方式の装置にも適用可能であることも言うまでもない。そして、上記実施例では、クリーニングローラ１２が加熱ローラ７に押接されている例を述べたが、加圧ローラ８に押接されているものも除外するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の定着器を採用する画像形成装置での、記録部の構成を示す説明図である。
【図２】定着器の拡大縦断面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ線横断平面図である。
【図４】図３におけるＹ−Ｙ線から見たギヤ列を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    画像形成装置、  ２    記録部、  ６    感光体ドラム、
７    加熱ローラ（被押接ローラ）、  ７ａ    駆動軸、  ８    加圧ローラ、
８ａ    支持軸、    ９    定着器、  １２    クリーニングローラ、
１４    操作レバー、  １６    減速回転駆動伝達手段、
１６ａ  第１の伝達ギヤ（伝達部材）。
【図１】
2006098571.tif 000003
【図２】
2006098571.tif 000004
【図３】
2006098571.tif 000005
【図４】
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