(57)【要約】【課題】クリーニング効果を高めることができる定着装置を提供する。【解決手段】定着装置１７は、用紙を挟持して搬送する定着ローラ４１および加熱ローラ４２と、定着ローラ４１に当接する定着用クリーニングローラ５０とを備えている。定着用クリーニングローラ５０は、周囲よりも外径が大きい大径部５２を有し、定着ローラ４１に対して、周速度が異なる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙を加圧および加熱して、該用紙上に形成された未定着画像を定着させる定着装置であって、
用紙を挟持して搬送する第１ローラおよび第２ローラと、
前記第１ローラに当接するクリーニングローラとを備え、
前記クリーニングローラは、周囲よりも外径が大きい大径部を有し、前記第１ローラに対して、周速度が異なること
を特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定着装置であって、
前記第１ローラと前記クリーニングローラとを接続する駆動伝達部を備え、
前記クリーニングローラは、前記駆動伝達部から伝えられた力によって、前記第１ローラに対して従動回転すること
を特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項２に記載の定着装置であって、
前記駆動伝達部は、前記第１ローラの端部に設けられ、前記第１ローラよりも外径を大きく形成されており、前記クリーニングローラに当接していること
を特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項３に記載の定着装置であって、
前記第１ローラの回転軸に平行な方向を幅方向としたとき、
前記駆動伝達部は、前記幅方向での位置が前記大径部と異なる部分で、前記クリーニングローラに当接すること
を特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項２に記載の定着装置であって、
前記駆動伝達部は、前記第１ローラと前記クリーニングローラとの間に設けられた複数のギアで構成されていること
を特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１つに記載の定着装置であって、
前記第１ローラの周面に当接する当接部材を備え、
前記第１ローラの回転軸に平行な方向を幅方向としたとき、
前記大径部は、前記幅方向での位置が前記当接部材と重なるように設けられていること
を特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１つに記載の定着装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙を加圧および加熱して、該用紙上に形成された未定着画像を定着させる定着装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置に適用される定着装置では、転写工程でトナー像（未定着画像）が転写された用紙が定着ローラ（定着部材）と加圧ローラとの間に形成された定着ニップ部に搬送される。そして、定着ニップ部において、トナー像は、ヒータによって加熱されて溶融し、用紙に定着される。このようなトナー像の定着に際して、用紙が通過した後、定着部材に溶融したトナーの一部や紙粉などが付着することがあった。その結果、残留したトナーなどによって、画像を汚すことが知られている。
【０００３】
現在、残留したトナーを除去する様々な方法が提案されており、定着ローラにクリーニングローラを圧接させた定着装置のクリーニング装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２６７８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の定着装置のクリーニング装置は、ヒータを内蔵する加熱部材と、加熱部材に圧接する加圧部材と、加熱部材または加圧部材に圧接する金属製クリーニングローラとを備え、クリーニングローラの表面に凹凸形状が形成されている。上述した定着装置のクリーニング装置では、圧接されたクリーニングローラに残留トナーを付着させて、クリーニングを行っているが、単にクリーニングローラを圧接させるだけでは、残留トナーを充分に除去できない場合がある。そのため、クリーニング効果をより向上させる方法が求められている。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、クリーニング効果を高めることができる定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る定着装置は、用紙を加圧および加熱して、該用紙上に形成された未定着画像を定着させる定着装置であって、用紙を挟持して搬送する第１ローラおよび第２ローラと、前記第１ローラに当接するクリーニングローラとを備え、前記クリーニングローラは、周囲よりも外径が大きい大径部を有し、前記第１ローラに対して、周速度が異なることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る定着装置は、前記第１ローラと前記クリーニングローラとを接続する駆動伝達部を備え、前記クリーニングローラは、前記駆動伝達部から伝えられた力によって、前記第１ローラに対して従動回転する構成としてもよい。
【０００９】
本発明に係る定着装置では、前記駆動伝達部は、前記第１ローラの端部に設けられ、前記第１ローラよりも外径を大きく形成されており、前記クリーニングローラに当接している構成としてもよい。
【００１０】
本発明に係る定着装置では、前記第１ローラの回転軸に平行な方向を幅方向としたとき、前記駆動伝達部は、前記幅方向での位置が前記大径部と異なる部分で、前記クリーニングローラに当接する構成としてもよい。
【００１１】
本発明に係る定着装置では、前記駆動伝達部は、前記第１ローラと前記クリーニングローラとの間に設けられた複数のギアで構成してもよい。
【００１２】
本発明に係る定着装置は、前記第１ローラの周面に当接する当接部材を備え、前記第１ローラの回転軸に平行な方向を幅方向としたとき、前記大径部は、前記幅方向での位置が前記当接部材と重なるように設けられている構成としてもよい。
【００１３】
本発明の係る画像形成装置は、本発明に係る定着装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、クリーニングローラの外径を部分的に大きくすることで、押圧力に差を設けて、重点的にクリーニングする箇所を自由に設定できる。また、クリーニングローラに周速度差を設けることで、第１ローラと擦り合わせるようにし、クリーニング効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置を示す概略側面図である。
【図２】図１の定着装置を抜き出して示す拡大側面図である。
【図３】上方から見た状態の定着装置を示す概略上面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る定着装置を抜き出して示す拡大側面図である。
【図５】図４の定着装置を上方から見た状態を示す概略上面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る定着装置を上方から見た状態を示す概略上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置を示す概略側面図である。
【００１８】
画像形成装置１は、外部から伝達された画像データに応じて、所定の用紙に対して多色及び単色の画像を形成する画像形成部１ａを備えている。
【００１９】
画像形成部１ａは、露光装置１１、現像装置１２、感光体ドラム１３（感光体の一例）、クリーナ装置１４、帯電器１５、中間転写部１６、定着装置１７、給紙トレイ１８、および排紙トレイ１９を備える構成とされている。
【００２０】
画像形成装置１において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、現像装置１２、感光体ドラム１３、帯電器１５、クリーナ装置１４は、各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローに設定され、これらによって４つの画像ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが構成されている。
【００２１】
感光体ドラム１３は、画像形成部１ａの略中央に配置され、図示しない駆動部によって回転駆動する。帯電器１５は、感光体ドラム１３の表面を所定の電位に均一に帯電させる。露光装置１１は、感光体ドラム１３の表面を露光して静電潜像を形成する。現像装置１２は、感光体ドラム１３の表面の静電潜像を現像して、感光体ドラム１３の表面にトナー像を形成する。上述した一連の動作によって、各感光体ドラム１３の表面に各色のトナー像が形成され、感光体ドラム１３上のトナー像は、中間転写ベルト２１に転写される。クリーナ装置１４は、現像および画像転写の後に感光体ドラム１３の表面の残留トナーを除去および回収する。
【００２２】
中間転写部は、感光体ドラム１３の上側に配置され、中間転写ベルト２１、転写駆動ローラ２２、転写従動ローラ２３、転写圧接ローラ２４、および中間転写ベルトクリーニング装置２５を備えている。なお、転写圧接ローラ２４は、ＹＭＣＫ用の各色の画像ステーションに対応して４本設けられている。
【００２３】
中間転写ベルト２１は、転写駆動ローラ２２、転写従動ローラ２３、および転写圧接ローラ２４に張架して支持されている。転写駆動ローラ２２は、図示しない駆動部に接続されて回転駆動し、中間転写ベルト２１を矢符Ｃの方向へ周回移動させる。中間転写ベルト２１は、中間転写ベルトクリーニング装置２５によって残留トナーを除去および回収され、各感光体ドラム１３の表面に形成された各色のトナー像が順次転写して重ね合わされて、中間転写ベルト２１の表面にカラーのトナー像が形成される。
【００２４】
画像形成部１ａは、転写ローラ２７ａを含む２次転写部２７をさらに備えている。転写ローラ２７ａは、中間転写ベルト２１との間にニップ域が形成されており、用紙搬送路Ｓを通じて搬送されて来た用紙Ｐをニップ域に挟み込んで搬送する。用紙Ｐは、ニップ域を通過する際に、中間転写ベルト２１の表面のトナー像が転写される。
【００２５】
給紙トレイ１８は、画像形成に使用される用紙Ｐを蓄積するためのトレイであり、露光装置１１の下側に設けられている。また、排紙トレイ１９は、画像形成部１ａの上側に設けられており、画像形成済みの用紙Ｐを載置するためのトレイである。
【００２６】
また、画像形成部１ａでは、給紙トレイ１８から供給された用紙Ｐが、用紙搬送路Ｓを介して、２次転写部２７や定着装置１７を経由させて排紙トレイ１９に送られる。用紙搬送路Ｓは、Ｓ字状とされ、ピックアップローラ３１、レジストローラ３２、レジスト前ローラ３３、定着装置１７、および排紙ローラ３４が配置されている。
【００２７】
ピックアップローラ３１は、給紙トレイ１８の端部近傍に備えられ、給紙トレイ１８から用紙Ｐを１枚ずつ用紙搬送路Ｓに供給する。レジストローラ３２は、給紙トレイ１８から搬送されている用紙Ｐを一旦保持し、感光体ドラム１３上のトナー像の先端と用紙Ｐの先端とを合わせるタイミングで、用紙Ｐを転写ローラ２７ａに搬送する。レジスト前ローラ３３は、用紙Ｐの搬送を促進補助するための小型のローラである。
【００２８】
定着装置１７は、一対のローラで用紙を挟持する方式とされており、定着ローラ４１に加熱ローラ４２が押圧されている。定着装置１７では、未定着のトナー像が形成された用紙Ｐを受け取り、用紙Ｐを定着ローラ４１と加熱ローラ４２との間に挟み込んで搬送する。定着後の用紙Ｐは、排紙ローラ３４によって排紙トレイ１９上に排出される。なお、定着装置１７については、後述する図２および図３を参照して、詳細に説明する。
【００２９】
図２は、図１の定着装置を抜き出して示す拡大側面図であって、図３は、上方から見た状態の定着装置を示す概略上面図である。なお、図２では、図面の見易さを考慮して、駆動伝達部ＫＤを省略している。
【００３０】
本発明の第１実施形態に係る定着装置１７は、定着ローラ４１、加熱ローラ４２、クリーニングローラＣＲ、駆動伝達部ＫＤ、および定着剥離爪６１（当接部材の一例）を備えた構成とされている。
【００３１】
定着ローラ４１は、金属製の芯金４１ａ（回転軸）の外周部に、シリコーンゴム製の定着弾性部４１ｂを固定して形成されており、接続された駆動源（図示しない）によって回転駆動される。加熱ローラ４２は、端部が支持された加熱回転軸４２ａと、定着ローラ４１に圧接される加熱圧接部４２ｂとを有している。なお、加熱ローラ４２の内部には、空間を設けて熱源が収納されていてもよい。定着ローラ４１と加熱ローラ４２とは、用紙搬送路Ｓを挟んで対面するように互いに圧接され、互いの周面が接するニップ部において、用紙Ｐを加圧および加熱する。なお、以下では説明のため、定着ローラ４１の回転軸（芯金４１ａ）に平行な方向を幅方向Ｗと呼ぶことがある。
【００３２】
定着剥離爪６１は、先端が定着ローラ４１の周面に接触しており、ニップ部を通った後、定着ローラ４１に巻きついた用紙Ｐを剥離する。定着剥離爪６１は、幅方向Ｗで定着ローラ４１に沿って複数配設されており、本実施の形態では４つ設けられている。なお、定着剥離爪６１を設ける位置や数は、適宜設計することができる。
【００３３】
本実施の形態において、クリーニングローラＣＲは、定着ローラ４１に圧接されている。なお、後述する加熱ローラ４２に圧接されたクリーニングローラＣＲと区別するため（詳しくは、図４参照）、定着ローラ４１に圧接されたクリーニングローラＣＲを定着用クリーニングローラ５０と呼び、加熱ローラ４２に圧接されたクリーニングローラＣＲを加熱用クリーニングローラ８０と呼ぶことがある。
【００３４】
具体的に、定着用クリーニングローラ５０は、幅方向Ｗに平行なクリーニング軸５１と、クリーニング軸５１より外径が大きい大径部５２とを有している。大径部５２は、幅方向Ｗで定着剥離爪６１と重なる位置に設けられている。このように、定着用クリーニングローラ５０の外径を部分的に大きくすることで、押圧力に差を設けて、重点的にクリーニングする箇所を自由に設定できる。また、定着ローラ４１において、定着剥離爪６１などの当接部材に当接する部位は、汚れなどが残留しやすい。そこで、大径部５２をこれに合わせて設けることで、効率よく汚れを除去することができる。
【００３５】
定着用クリーニングローラ５０は、定着ローラ４１へ向けて付勢された状態で支持され、例えば、スポンジなどの弾性を有する素材で形成されており、圧接されることで、定着ローラ４１に接する部分が変形してもよい。つまり、定着用クリーニングローラ５０は、突出した大径部５２が定着弾性部４１ｂに接しているが、付勢する力を調整して、クリーニング軸５１の周面が定着弾性部４１ｂに僅かに接触するようにしてもよい。それによって、定着用クリーニングローラ５０全体で、残留トナーを除去する構成とすることができる。
【００３６】
駆動伝達部ＫＤは、定着ローラ４１の幅方向Ｗの両端部に設けられ、芯金４１ａに固定されている。本実施の形態において、駆動伝達部ＫＤは、定着弾性部４１ｂよりも外径が大きいローラ（定着伝達部７１）とされている。定着伝達部７１は、クリーニング軸５１に当接しており、定着ローラ４１が回転した際に、定着用クリーニングローラ５０を従動回転させる。なお、図３では、定着弾性部４１ｂと定着伝達部７１とでの外径の差を強調して示しているが、適宜調整すればよく、１ｍｍ程度の僅かな差であってもよい。
【００３７】
定着ローラ４１において、定着弾性部４１ｂの周速度（定着周速度Ｖ１）を基準とすると、定着伝達部７１は、定着弾性部４１ｂよりも外径が大きいので、周速度が定着周速度Ｖ１よりも速くなる。その結果、定着用クリーニングローラ５０は、定着周速度Ｖ１よりも速い周速度で従動回転し、特に、外径が大きい大径部５２では、周速度（クリーニング周速度Ｖ２）がさらに速くなる。従って、定着ローラ４１と定着用クリーニングローラ５０とでは、接する部分での周速度に差が生じる。このように、定着用クリーニングローラ５０に周速度差を設けることで、定着ローラ４１と擦り合わせるようにし、クリーニング効果を高めることができる。なお、定着周速度Ｖ１とクリーニング周速度Ｖ２との差は、適宜調整すればよく、１％程度の僅かな差であっても、充分なクリーニング効果を得ることができる。
【００３８】
上述したように、定着ローラ４１と定着用クリーニングローラ５０とでは、定着伝達部７１とクリーニング軸５１とが接し、定着弾性部４１ｂと大径部５２とが接する構成とされている。そのため、定着ローラ４１が回転した際、定着用クリーニングローラ５０を従動回転させる力は、定着伝達部７１および定着弾性部４１ｂを介して伝わる。本実施の形態では、定着伝達部７１に表面処理を施すなどして、定着弾性部４１ｂよりも面抵抗を大きくしている。それによって、定着用クリーニングローラ５０を従動回転させる力は、定着伝達部７１を介して伝わる力が支配的になっており、定着用クリーニングローラ５０は、定着伝達部７１の周速度に応じて従動回転する。また、定着用クリーニングローラ５０では、定着伝達部７１と接する部分において、素材を変えるなどの加工をして、面抵抗が大きくされていてもよい。
【００３９】
本実施の形態では、用紙を挟持して搬送する第１ローラおよび第２ローラについて、定着ローラ４１を第１ローラに設定し、加熱ローラ４２を第２ローラに設定して、クリーニングローラＣＲを定着ローラ４１に当接させる構成としたが、これに限定されず、クリーニングローラＣＲを加熱ローラ４２に当接させる構成としてもよい。
【００４０】
また、定着ローラ４１と定着用クリーニングローラ５０とを接続する駆動伝達部ＫＤによって、定着用クリーニングローラ５０を従動回転させることで、複雑な機構を設けることなく、定着ローラ４１と定着用クリーニングローラ５０との間で、周速度に差を生じさせることができる。
【００４１】
上述したように、定着伝達部７１は、幅方向Ｗでの位置が大径部５２と異なる部分で、定着用クリーニングローラ５０に当接している。これによって、大径部５２よりも外径が小さい部分を介して、定着用クリーニングローラ５０を従動回転させるので、大径部５２における定着ローラ４１との周速度差をより顕著にし、擦り効果を際立たせることができる。
【００４２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る定着装置１７について、図面を参照して説明する。なお、第２実施形態では、第１実施形態と略同様の概略構造をしているので、同様の符号を付して、図面および説明を省略する。
【００４３】
図４は、本発明の第２実施形態に係る定着装置を抜き出して示す拡大側面図であって、図５は、図４の定着装置を上方から見た状態を示す概略上面図である。なお、図４では、図面の見易さを考慮して、駆動伝達部ＫＤを省略している。
【００４４】
第２実施形態では、第１実施形態の構成に加えて、さらに、加熱用クリーニングローラ８０、加熱伝達部７２、加熱剥離爪６２、および温度センサ６３を備えている点が異なる。
【００４５】
具体的に、加熱剥離爪６２は、定着剥離爪６１と略同様とされ、先端が加熱ローラ４２の周面に接触しており、ニップ部を通った後、加熱ローラ４２に巻きついた用紙Ｐを剥離する。加熱剥離爪６２を設ける位置や数は、適宜設計することができ、本実施の形態では４つ設けられている。
【００４６】
温度センサ６３は、当接部材の一例であって、加熱ローラ４２の周面に僅かに接するように配置され、加熱ローラ４２の周面の温度を検知する。
【００４７】
加熱用クリーニングローラ８０は、定着用クリーニングローラ５０と略同様とされ、加熱ローラ４２に圧接されている点が異なる。具体的に、加熱用クリーニングローラ８０は、加熱ローラ４２に対して設けられたクリーニングローラＣＲであって、幅方向Ｗに平行なクリーニング軸８１と、クリーニング軸８１より外径が大きい大径部８２とを有している。加熱用クリーニングローラ８０の大径部８２は、幅方向Ｗにおいて、加熱剥離爪６２と重なる位置と併せて、温度センサ６３と重なる位置にも設けられている。
【００４８】
加熱伝達部７２は、駆動伝達部ＫＤの一例であって、定着伝達部７１と略同様とされ、加熱回転軸４２ａ（加熱ローラ４２）に固定されている点が異なる。加熱伝達部７２は、加熱圧接部４２ｂよりも外径が大きく形成され、加熱用クリーニングローラ８０のクリーニング軸８１に当接している。
【００４９】
加熱伝達部７２の加熱用クリーニングローラ８０に対する関係は、定着伝達部７１の定着用クリーニングローラ５０に対する関係と同じとされている。すなわち、加熱ローラ４２が回転した際、加熱用クリーニングローラ８０は、加熱伝達部７２によって、加熱ローラ４２と異なる周速度で従動回転する。
【００５０】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る定着装置１７について、図面を参照して説明する。なお、第３実施形態では、第１実施形態および第２実施形態と略同様の概略構造をしているので、同様の符号を付して、図面および説明を省略する。
【００５１】
図６は、本発明の第３実施形態に係る定着装置を上方から見た状態を示す概略上面図である。
【００５２】
第３実施形態は、第１実施形態に対して、駆動伝達部ＫＤの構成が異なっている。具体的に、駆動伝達部ＫＤは、第１駆動ギア７３と第２駆動ギア７４とで構成されている。第１駆動ギア７３は、芯金４１ａの両端部にそれぞれ固定されている。第２駆動ギア７４は、定着用クリーニングローラ５０のクリーニング軸５１に固定されており、第１駆動ギア７３と噛み合う位置に配置されている。定着ローラ４１が回転した際、第１駆動ギア７３および第２駆動ギア７４を介して、定着用クリーニングローラ５０を定着ローラ４１と異なる周速度で従動回転させる。定着ローラ４１と定着用クリーニングローラ５０との周速度差については、第１駆動ギア７３と第２駆動ギア７４とのサイズや歯数を調整することで、適宜設定することができる。
【００５３】
本実施の形態では、第１駆動ギア７３と第２駆動ギア７４とで駆動伝達部ＫＤを構成したが、これに限定されず、ギアの数を変えてもよい。なお、本実施の形態においては、定着ローラ４１と定着用クリーニングローラ５０との位置関係が変わらないように、それぞれ支持されていることが好ましい。
【００５４】
なお、今回開示した実施の形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００５５】
１  画像形成装置
１７  定着装置
４１  定着ローラ（第１ローラの一例）
４１ａ  芯金
４１ｂ  定着弾性部
４２  加熱ローラ（第２ローラの一例）
４２ａ  加熱回転軸
４２ｂ  加熱圧接部
５０  定着用クリーニングローラ
５１  クリーニング軸
５２  大径部
６１  定着剥離爪（当接部材の一例）
７１  定着伝達部
ＣＲ  クリーニングローラ
ＫＤ  駆動伝達部
Ｓ  用紙搬送路
Ｗ  幅方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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