(57)【要約】【課題】簡易な構成でライフが長く、かつ、除去効率にも優れた加圧ローラ用のクリーニング部材を提供すること。【解決手段】クリーニング部材は、１対の加熱ローラと加圧ローラを備える定着装置に用いられるクリーニング部材であって、円筒状の基体と、基体に装着され基体の表面に螺旋状の凹凸を付与する凹凸部材とからなり、凹凸部材はその凸部が加圧ローラに当接することにより基体と共に回転して加圧ローラの表面に付着した残留トナーを除去し、除去された残留トナーは隣接する凸部によって規定される凹部に溜められる。【選択図】図３
2008197481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対の加熱ローラと加圧ローラを備える定着装置に用いられるクリーニング部材であって、円筒状の基体と、基体に装着され基体の表面に螺旋状の凹凸を付与する凹凸部材とからなり、凹凸部材はその凸部が加圧ローラに当接することにより基体と共に回転して加圧ローラの表面に付着した残留トナーを除去し、除去された残留トナーは隣接する凸部によって規定される凹部に溜められることを特徴とするクリーニング部材。
【請求項２】
凹凸部材が弾性を有する線条を巻き回したコイルスプリングからなり、凸部は線条の外周側の頂部によって形成され、凹部は隣接する線条の外周側の頂部間に規定される窪みによって形成される請求項１に記載のクリーニング部材。
【請求項３】
基体はコイルスプリングの内径とほぼ等しい外径を有し、コイルスプリングはその線条の内周側の頂部が基体の表面と接触するように基体に装着される請求項２に記載のクリーニング部材。
【請求項４】
基体は金属製でコイルスプリングよりも大きな熱容量を有し、コイルスプリングの線条は、加圧ローラと接触する外周側の頂部よりも基体と接触する内周側の頂部の方が低温である請求項３に記載のクリーニング部材。
【請求項５】
加圧ローラの表面に付着した残留トナーが溶融又は半溶融状態であるとき、除去された残留トナーは線条の外周側の頂部から隣接する線条の外周側の頂部間に規定される窪みへ転移し、そこで固化する請求項４に記載のクリーニング部材。
【請求項６】
基体はコイルスプリングの内径よりも小さな外径を有し、コイルスプリングはその線条の内周側の頂部と基体の表面との間に間隙が生ずるように両端が基体に装着される請求項２に記載のクリーニング部材。
【請求項７】
基体は金属製でコイルスプリングよりも大きな熱容量を有し、コイルスプリングの線条は、加圧ローラと接触する外周側の頂部よりも基体の表面と対向する内周側の頂部の方が低温である請求項６に記載のクリーニング部材。
【請求項８】
コイルスプリングは基体に対して振動でき、加圧ローラの表面に付着した残留トナーが溶融又は半溶融状態であるとき、除去された残留トナーは線条の外周側の頂部から隣接する線条の外周側の頂部間に規定される窪みへ転移し、コイルスプリングが振動することによって生み出された線条間の隙間を介して基体上に落下し、そこで固化する請求項６に記載のクリーニング部材。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つに記載のクリーニング部材を定着装置に備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、定着装置のクリーニング部材とそれを備えた画像形成装置に関し、詳しくはトナーを溶融させて定着させる定着装置の加圧ローラから残留トナーを除去するクリーニング部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この発明に関連する従来技術としては、ヒータを有する加熱ローラと、加熱ローラに圧接する加圧ローラと、加圧ローラの外周面に付着した残留トナーを除去するために加圧ローラの外周面に当接して回転する金属ローラとを備え、加圧ローラはその全周にわたって常時１５０℃以下となるように制御され、それによって金属ローラに捕らえられ固化しているトナーが溶融して加圧ローラに再び付着することのないように構成された定着装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６２４２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に複写機、プリンターなどの画像形成装置には、記録用紙上の未定着トナー像を溶融させて定着させるための定着装置が設けられている。
定着装置は１対の加熱ローラと加圧ローラとから構成され、記録用紙上の未定着トナー像を、加熱ローラと加圧ローラが圧接する定着ニップ部で加熱して溶融させ、記録用紙上に定着させる。
【０００５】
定着装置が記録用紙上の未定着トナー像を溶融させて定着させる際、全てのトナーが記録用紙上に定着されれば問題はないが、実際には全てのトナーが記録用紙に定着することはなく、溶融したトナーの一部は加熱ローラや加圧ローラにも付着する。
【０００６】
このため、通常、加熱ローラおよび加圧ローラにはクリーニング機構がそれぞれ設けられ、記録用紙に定着することなく加熱ローラや加圧ローラに付着した溶融又は半溶融状態の残留トナーを除去するように構成されている。
【０００７】
加熱ローラおよび加圧ローラのうち、加熱ローラはトナーを溶融させることを目的とし、未定着トナー像とも直接接触するため、トナーによる汚れの程度が大きい。
このため、加熱ローラについては巻き取り式のウェブシートを当接させ、加熱ローラに付着した残留トナーを拭い取るウェブシート方式が一般的である。
【０００８】
一方、加圧ローラは、加熱ローラにより溶融させられたトナーを記録用紙の繊維分（セルロース等）に染み込ませる作用（投鋲作用）を主に担っており、溶融トナーと直接接する加熱ローラよりもトナーによる汚れは少ないとされてきた。
このため、加圧ローラには、金属ローラを当接させて加圧ローラと共に回転させることにより、加圧ローラの周面に付着した溶融または半溶融状態の残留トナーを金属ローラ側へ付着させるという簡易な手法がとられてきた。
【０００９】
しかし、近年の画像形成装置は高速化が進むことによって加熱ローラだけでなく加圧ローラにもヒータを設けるものが多くなり、さらには高機能化によって両面印字を行う機会も増えてきたため、加圧ローラに付着する残留トナーも無視できないほどに増加してきた。
【００１０】
この点について詳しく述べると、画像形成装置の高速化が進むと時間あたりの定着処理枚数も増える。これはより多くの熱が加熱ローラから記録用紙に奪われることを意味している。
定着処理を受ける前の記録用紙は、通常、装置内温度（概ね、１５〜３５℃）であるのに対し、加熱ローラの表面温度はトナーの溶融温度よりも３０〜４０℃高い１６０〜２００℃程度に保たれる。
このように、記録用紙と加熱ローラとの温度差は非常に大きく、記録用紙が加熱ローラを通過するたびに、多くの熱が奪われていく。
このため加熱ローラについては、複数のヒータを設ける等の手法により上記温度を維持するように対処がなされてきた。
【００１１】
一方、加圧ローラについても、投鋲作用を十分に発揮させるためと、加熱ローラから熱を奪うことを防止するためにヒータを設けるものが増えてきた。
つまり、加熱ローラによって溶融されたトナーを投鋲作用によって記録用紙の繊維分に染み込ませるには、少なくとも記録用紙が定着ニップ部を通過している間はトナーを溶融状態に保つ必要があり、高速化によって定着ニップ部の通過時間が短くなった現状では、加圧ローラにもヒータを設けてその表面温度を１１０〜１５０℃程度に維持する必要があるのである。
【００１２】
しかし、上述のように近年は両面印字等の高機能化が進み、表面側の定着処理を終えた記録用紙が表裏反転されて再び定着装置を通過することも増えてきた。
このとき、定着装置では、先に定着処理を終えた印字面と加圧ローラが当接することとなる。加圧ローラは上述のとおり１１０〜１５０℃程度の高温であり、印字面のトナーは完全に冷え切っていない状態である。
このような状況で再び加圧ローラから熱と圧力が加えられると完全に固化していない状態のトナーが加圧ローラに付着して加圧ローラをトナーで汚してしまう。
【００１３】
加圧ローラのトナー汚れをそのままにしておくと、当然ながら記録用紙の裏面を汚してしまう。また、加圧ローラのトナー汚れが加熱ローラに転移し、加熱ローラ側のクリーニング機構の負担を増大させることにもなる。
このような問題を解決するため、加圧ローラにも加熱ローラと同様のウェブシート方式のクリーニング機構を配置し、加圧ローラに付着した残留トナーを拭い取ることが考えられる。
しかし、ウェブシート方式のクリーニング機構は大掛かりであり、装置の大型化を招来するだけでなく、装置の駆動源の負担増大も招く。
【００１４】
このような事情から、従来の定着装置では、加圧ローラについては金属ローラを当接させるという簡易な手法が主流とされてきたが、上述の通り、高速化と高機能化から加圧ローラに付着する残留トナーは増加の一途をたどっており、金属ローラを当接させるだけでは不十分となってきた。
具体的には、金属ローラの周面が比較的短期間のうちに除去した残留トナーによって覆われてしまい、クリーニング能力が著しく低下するといった事態が生じてきたのである。
【００１５】
参考までに、残留トナーで覆われクリーニング能力が著しく低下した金属ローラの写真を図８および図９に示す。
図８は厚紙を５５，０００枚印字した後の金属ローラの写真であり、図９は普通紙を６５，０００枚印字した後の金属ローラの写真である。
図８と図９を見比べると分かるように、厚紙を印字した後の金属ローラの方が汚れの程度が著しいが、これは後述するように厚紙のほうがトナーの投鋲作用が発揮され難く、加熱ローラに残留トナーが多く付着し、除去しきれなかった残留トナーが金属ローラに転移するためである。
【００１６】
クリーニング能力が低下した金属ローラは交換するしかなく、金属ローラの交換サイクル（ライフ）が、他の定期交換部品の交換サイクルに比べてあまりにも短いという新たな問題が生じてきた。
【００１７】
この発明は以上のような事情を考慮してなされたものであり、簡易な構成でライフが長く、かつ、除去効率にも優れた加圧ローラ用のクリーニング部材を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この発明は、１対の加熱ローラと加圧ローラを備える定着装置に用いられるクリーニング部材であって、円筒状の基体と、基体に装着され基体の表面に螺旋状の凹凸を付与する凹凸部材とからなり、凹凸部材はその凸部が加圧ローラに当接することにより基体と共に回転して加圧ローラの表面に付着した残留トナーを除去し、除去された残留トナーは隣接する凸部によって規定される凹部に溜められることを特徴とするクリーニング部材を提供するものである。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、円筒状の基体に対し、その表面に螺旋状の凹凸を付与する凹凸部材が装着され、凹凸部材の凸部が加圧ローラと当接して基体と共に回転することにより、加圧ローラの表面に付着した残留トナーを除去する。
ここで、凹凸部材は基体の表面に螺旋状の凹凸を付与するものであるから、凹凸部材の凸部は加圧ローラの周面の全領域にわたって必ず当接することとなり、加圧ローラの表面から漏れなく、効率よく残留トナーを除去することができる。
そして、除去された残留トナーは、隣接する凸部の間に生まれる凹部に溜められるので、表面が平滑な単なる金属ローラよりも残留トナーの収容容積が大幅に増大し、クリーニング部材のライフが長くなる。
これにより、簡易な構成でありながらライフが長く、かつ、除去効率にも優れたクリーニング部材を提供できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
この発明によるクリーニング部材は、１対の加熱ローラと加圧ローラを備える定着装置に用いられるクリーニング部材であって、円筒状の基体と、基体に装着され基体の表面に螺旋状の凹凸を付与する凹凸部材とからなり、凹凸部材はその凸部が加圧ローラに当接することにより基体と共に回転して加圧ローラの表面に付着した残留トナーを除去し、除去された残留トナーは隣接する凸部によって規定される凹部に溜められることを特徴とする。
【００２１】
この発明によるクリーニング部材において、基体は円筒状のものであればよく、その材質および中空であるか否かなどの構造については特に限定されるものではない。
したがって、基体としては、例えば、弾性ローラ、樹脂ローラ、金属ローラなど様々なものを用いることが可能である。
【００２２】
基体に装着される凹凸部材は、基体の表面に螺旋状の凹凸を付与できる部材であればよく、その材質や構造は特に限定されるものではない。
したがって、凹凸部材としては、例えば、螺旋状の凹凸が形成されたシース（鞘）、樹脂からなるストランドを螺旋状に巻き回して成形された筒状体、コイルスプリングなど様々なものを用いることができる。
【００２３】
また、除去された残留トナーが隣接する凸部によって規定される凹部に溜められるとは、クリーニング部材が交換されるまで、除去された残留トナーが凹部に溜められていてもよいし、或いは、いったん凹部に溜められた後、交換されるまでの間にさらに別の場所に移動させられてもよいことを意味する。これは後述する図面を用いた実施の形態でより具体的に理解されるであろう。
【００２４】
この発明によるクリーニング部材にいおいて、凹凸部材は弾性を有する線条を巻き回したコイルスプリングからなり、凸部は線条の外周側の頂部によって形成され、凹部は隣接する線状の外周側の頂部間に規定される窪みによって形成されてもよい。
【００２５】
このような構成によれば、一般的な部材であるコイルスプリングによって基体の表面に螺旋状の凹凸を簡便に形成でき、基体の表面に凹凸を付与するにあたってクリーニング部材の構造が複雑化してしまうことを避けることができる。
また、コイルスプリングは、内径、外径、巻き数、長さなどを、様々なものから選択できるので、クリーニング部材のライフ、具体的にはクリーニング部材に求められる残留トナーの収容容積と除去効率を最適に設定するうえでも適している。
例えば、加熱ローラのクリーニング方式がウェブシート方式のクリーニングユニットである場合には、このクリーニングユニットと同時期に交換時期が到来するようにライフを設定しておけば、メンテナンスの回数が減り好都合である。
【００２６】
凹凸部材がコイルスプリングからなる上記構成において、基体はコイルスプリングの内径とほぼ等しい外径を有し、コイルスプリングはその線条の内周側の頂部が基体の表面と接触するように基体に装着されてもよい。
このような構成によれば、コイルスプリングにその内径とほぼ等しい外径を有する基体を挿通するだけでクリーニング部材を構成でき、構造が極めてシンプルで信頼性にも優れたものとなる。
【００２７】
線条の内周側頂部が基体の表面と接触するようにコイルスプリングが基体に装着される上記構成において、基体は金属製でコイルスプリングよりも大きな熱容量を有し、コイルスプリングの線条は、加圧ローラと接触する外周側の頂部よりも基体と接触する内周側の頂部の方が低温であってもよい。
【００２８】
このような構成によれば、コイルスプリングの線条は、加圧ローラと接触する外周側の頂部よりも基体と接触する内周側の頂部の方が低温に保たれるので、加圧ローラの表面から除去され隣接する線条の間の窪みに溜められた残留トナーを低温に維持し易くなる。
これにより、いったん窪みに溜められた残留トナーが溶融して再び加圧ローラに付着するような事態を防ぐことができるようになる。
【００２９】
コイルスプリングの線条は、加圧ローラと接触する外周側の頂部よりも基体と接触する内周側の頂部の方が低温に保たれる上記構成において、加圧ローラの表面に付着した残留トナーが溶融又は半溶融状態であるとき、除去された残留トナーは線条の外周側の頂部から隣接する線条の外周側の頂部間に規定される窪みへ転移し、そこで固化することが好ましい。
【００３０】
つまり、加圧ローラと接触する外周側の頂部よりも基体と接触する内周側の頂部の方が低温に保たれる上記構成では、仮に加圧ローラに付着した残留トナーが溶融又は半溶融状態であっても、除去された残留トナーは隣接する線条の外周側の頂部間に規定される窪みに転移し、そこで熱を奪われて固化する。
窪みは、コイルスプリングに沿ってコイルスプリングの外周側に螺旋状に連続して形成され、これが残留トナーの収納容積となる。
したがって、クリーニング部材は、窪みが除去した残留トナー埋められ、コイルスプリングの外周側が平滑な状態に近づくまで、安定してクリーニング能力を発揮することができ、従来の金属ローラよりもライフと除去効率において優れたものとなる。
【００３１】
凹凸部材がコイルスプリングからなる上記構成において、基体はコイルスプリングの内径よりも小さな外径を有し、コイルスプリングはその線条の内周側の頂部と基体の表面との間に間隙が生ずるように両端が基体に装着されてもよい。
【００３２】
このような構成によれば、基体の表面とコイルスプリングの内周側の頂部との間に空間が生まれる。
このため、線条間の窪みに溜まった残留トナーを前記空間に移動させれば、残留トナーをより一層多く溜めることが可能となり、クリーニング部材のライフをより一層長くすることが可能となる。
いったん窪みに溜まった残留トナーを前記空間に移動させる手法としては、例えば、コイルスプリングを伸張させて強制的に線条間に間隙を形成する手法や、加圧ローラとの接触によりコイルスプリングを自然に振動させ、振動の際に生まれる間隙を利用する手法などが挙げられる。
【００３３】
線条の内周側の頂部と基体の表面との間に間隙が生ずるようにコイルスプリングの両端が基体に装着される上記構成において、基体は金属製でコイルスプリングよりも大きな熱容量を有し、コイルスプリングの線条は加圧ローラと接触する外周側の頂部よりも基体の表面と対向する内周側の頂部の方が低温であってもよい。
【００３４】
このような構成によれば、コイルスプリングの線条は、加圧ローラと接触する外周側の頂部よりも基体の表面と対向する内周側の頂部の方が低温に保たれるので、加圧ローラの表面から除去されて隣接する線条の間の窪みに溜められた残留トナーを低温に維持し易くなる。
これにより、いったん窪みに溜められた残留トナーが溶融して再び加圧ローラに付着するような事態を防ぐことができるようになる。
【００３５】
線条の内周側の頂部と基体の表面との間に間隙が生ずるようにコイルスプリングの両端が基体に装着される上記構成において、コイルスプリングは基体に対して振動でき、加圧ローラの表面に付着した残留トナーが溶融又は半溶融状態であるとき、除去された残留トナーは線条の外周側の頂部から隣接する線条の外周側の頂部間に規定される窪みへ転移し、コイルスプリングが振動することによって生み出された線条間の隙間を介して基体上に落下し、そこで固化することが好ましい。
【００３６】
このような構成によれば、基体の表面とコイルスプリングの内周側との間の空間の存在により、加圧ローラと当接して回転するときにコイルスプリングが基体に対して自由に振動できる。
このため、加圧ローラの表面から除去されて線条間の窪みへ転移した残留トナーはコイルスプリングの振動によって生まれた線条間の隙間を介して基体上へ落下しそこで固化する。
これにより、前記空間を残留トナーの収容空間として有効に利用してより多くの残留トナーを溜めることが可能となり、クリーニング部材のライフを長くするうえでより好ましい構成となる。
【００３７】
この発明は別の観点からみると、この発明による上述のクリーニング部材を定着装置に備えた画像形成装置を提供するものでもある。
【００３８】
以下、図面に基づいてこの発明を詳細に説明する。なお、以下に説明する複数の実施形態において、共通する部材には同じ符号を付して説明する。
【００３９】
実施形態１
この発明の実施形態１に係るクリーニング部材を定着装置（定着ユニット）に備えた画像形成装置について図１〜４に基づいて説明する。図１は、画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【００４０】
画像形成装置の全体構成とその動作
図１に示されるように、この発明の実施形態１に係るクリーニングローラ３９（図３および図４参照）を定着ユニット９に備えた画像形成装置１００は、ＡＤＦ（Ａｕｔｏ  Ｄｏｃｕｍｅｎｔ  Ｆｅｅｄｅｒ）１によって搬送された原稿をスキャンして得られた画像データ、或いは、外部から伝達された画像データに応じて、所定の記録用紙にモノクロ画像を形成するものである。
画像形成装置１００は、ＡＤＦ１、画像読取部２、光書込ユニット３、現像器４、感光体５、帯電器６、クリーナユニット７、転写ユニット８、定着ユニット９、用紙搬送路１０、給紙トレイ１１および排紙トレイ１２とから主に構成されている。
【００４１】
画像読取部２は、主に、光源ホルダー１３、ミラー群１４、およびＣＣＤ１５とから構成されている。
ＡＤＦ１から送られてくる原稿をスキャンする場合、光源ホルダー１３およびミラー群１４は静止した状態で、原稿の画像をスキャンする。
ＡＤＦ１から原稿が搬送されてくると、光源ホルダー１３の光源から原稿に光が照射され、原稿から反射された光がミラー群１４を介して光路変換されＣＣＤ１５に結像され、電子的な画像データに変換される。
【００４２】
帯電器６は、感光体５の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、本実施形態の画像形成装置１００では、チャージャー型の帯電器６を用いているが、接触型のローラ型やブラシ型の帯電器を用いることもできる。
また、本実施形態では光書込ユニット３として、レーザ照射部１６ａ，１６ｂおよびミラー群１７ａ，１７ｂを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を用いているが、発光素子をアレイ状に並べたＥＬ書き込みヘッドやＬＥＤ書き込みヘッドを用いることもできる。
【００４３】
光書込ユニット３は、高速印字処理に対応するために、２つのレーザ照射部１６ａ，１６ｂを備えた２ビーム方式を採用しており、照射タイミングの高速化に伴う負担が軽減されている。
そして、入力された画像データに応じてレーザ照射部１６ａ，１６ｂからレーザ光を照射し、ミラー群１７ａ，１７ｂを介して、帯電器６によって均一に帯電された感光体５を露光することにより、感光体５の表面に画像データに応じた静電潜像が形成される。
【００４４】
感光体５の近傍に配された現像器４は、感光体５の表面に形成された静電潜像を黒トナーで顕像化するものである。
また、感光体５の周囲に配されたクリーナユニット７は、現像・画像転写後に感光体５の表面に残留したトナーを除去・回収するものである。
【００４５】
画像形成装置１００は、全体を統合制御する図示しない制御部を備えている。
制御部は、ＣＰＵ、ＣＰＵが実行する制御プログラムを格納するＲＯＭ、ＣＰＵにワークエリアを提供するＲＡＭ、制御データを保持する不揮発性メモリ、画像形成装置１００の各部検知手段からの信号が入力される入力回路、画像形成装置１００の各部駆動機構を作動させるアクチュエータやモータを駆動させるドライバ回路、レーザ照射部１６ａ，１６ｂを駆動する出力回路などから構成される。
【００４６】
上述のように、感光体５の表面に顕像化された静電像は、搬送されてくる用紙に対して転写ユニット８から静電像が有する電荷と逆極性の電界が印加されることにより記録用紙上に転写される。
例えば、静電像が（−）極性の電荷を有している場合、転写ユニット８の印加極性は（＋）極性となる。
転写ユニット８の転写ベルト１９は、駆動ローラ２０、従動ローラ２１および他のローラで張架され、所定の抵抗値（例えば、１×１０9〜１×１０13Ω・ｃｍの範囲）を有している。
感光体５と転写ベルト１９との接触部には導電性を有し転写電界を印加することが可能な弾性導電性ローラ２２が配置されている。
【００４７】
転写ユニット８で記録用紙上に転写された静電像（未定着トナー）は、定着ユニット９に搬送されることにより、未定着トナーが溶融し記録用紙上に定着する。
定着ユニット９は、加熱ローラ２３，加圧ローラ２４を備えており、加熱ローラ２３の内周部には加熱ローラ２３の表面を所定温度（定着温度：概ね１６０〜２００℃）とする熱源が内蔵されている。
【００４８】
他方、加圧ローラ２４の内周部にも加圧ローラ２４の表面を所定温度（概ね１１０〜１５０℃）とする熱源が内蔵され、加熱ローラ２３に対して所定圧で圧接するようにその両端に図示しない加圧部材が配置されている。
これにより加熱ローラ２３と加圧ローラ２４との圧接部（定着ニップ部と呼ばれる）において、搬送されてくる記録用紙上の未定着トナーを加熱ローラ２３で加熱して溶融させ、加圧ローラ２４の投鋲作用により記録用紙上に定着させる。
【００４９】
複数の給紙トレイ１１は、画像形成に使用する記録用紙を蓄積しておくためのトレイであり、実施例の画像形成装置１００では、装置の下方に設けられている。
実施例の画像形成装置１００は高速印字処理を目的としているため、各給紙トレイ１１には定型サイズの記録用紙を５００〜１５００枚収納可能な容積が確保されている。
また、画像形成装置１００の側面には複数種の記録用紙を多量に収納可能な大容量給紙カセット（ＬＣＣ）２５と、主として不定型サイズの印字等に用いる手差しトレイ２６が設けられている。
【００５０】
排紙トレイ１２は、手差しトレイ２６とは反対側の側面に配置されているが、排紙トレイ１２に代えて、排紙用紙の後処理装置（ステープル、パンチ処理等々）や、複数段排紙トレイをオプションとして配置することも可能な構成となっている。
【００５１】
クリーニング部材の構成
上述の画像形成装置の定着ユニットに設けられたクリーニング部材について図２〜４に基づいて説明する。図２は実施形態１によるクリーニング部材を備えた定着ユニットの構成を示す説明図、図３はクリーニング部材単体を示す説明図、図４は図３のＡ−Ａ矢視断面図である。
【００５２】
図２に示されるように、定着ユニット９は、１対の加熱ローラ２３と加圧ローラ２４を備え、加熱ローラ２３と加圧ローラ２４との圧接箇所に定着ニップ部２７が形成されている。
加熱ローラ２３は、金属製の芯金の周面に弾性層が設けられた構成を有し、内部にハロゲンヒータランプからなるメインヒータ２８とサブヒータ２９を備えている。
加熱ローラ２３の周囲には非接触式のサーミスターからなる温度検出器３０が設けられ、メインヒータ２８とサブヒータ２９によって表面温度が１６０〜２００℃の範囲となるように制御されている。
【００５３】
また、加熱ローラ２３の周囲には、加熱ローラ２３の外周面に付着した残留トナーを拭い取るウェブシート方式のクリーニングユニット３１が設けられている。
クリーニングユニット３１はウェブシート送出ローラ３２、ウェブシート送出ローラ３２から送り出されたウェブシート３３に所定のテンションを加えるテンションローラ３４、ウェブシート３３を加熱ローラ２３の外周面に圧接させる圧接ローラ３６、使用済みのウェブシートを巻き取る巻取ローラ３７とから主に構成されている。
クリーニングユニット３１は所定の交換サイクルに従って交換される定期交換部品である。
【００５４】
一方、加圧ローラ２４も、金属製の芯金の周面に弾性層が設けられた構成を有し、内部にハロゲンヒータランプからなる加圧ローラ用ヒータ３８を備え、加圧ローラ２４の外周面には付着した残留トナーを除去するクリーニング部材３９が回転可能に当接している。
加圧ローラ２４は、定着ニップ部２７における投鋲作用の促進と、加熱ローラ２３から熱を奪うことを防止するために１１０〜１５０℃の範囲となるように制御されている。
また、加熱ローラ２３および加圧ローラ２４の外周面には剥離爪３５がそれぞれ当接しており、定着処理を受けた記録用紙が加熱ローラ２３や加圧ローラ２４に巻き付かないように配慮されている。
【００５５】
図３に示されるように、クリーニング部材３９は、円筒状の基体４０と、基体４０に装着され基体４０の表面に螺旋状の凹凸を付与するコイルスプリング（凹凸部材）４１とから主に構成されている。基体４０のシャフト部４０ａは定着ユニット９（図２参照）のフレーム９ａに回転可能に軸支されている。
コイルスプリング４１は弾性を有する線条４２が螺旋状に密に巻き回された構成を有しており、最大サイズの記録用紙の幅Ｗよりも長い長さ、換言すれば加圧ローラ２４（図２参照）の長手方向の長さよりも長い長さを有している。
【００５６】
これにより、線条４２の外周側の頂部（凸部）４２ａが加圧ローラ２４の周面の全領域にわたって漏れなく当接し、基体４０と共に回転することにより、加圧ローラ２４の表面に付着した残留トナーを絡め取るように除去する。
除去された残留トナーは、隣接する線条４２の外周側の頂部４２ａ間に規定される窪み（凹部）４２ｃに溜められる。
【００５７】
図３および図４に示されるように、円筒状の基体４０はコイルスプリング４１の内径とほぼ等しい外径を有しており、コイルスプリング４１はその線条４２の内周側の頂部４２ｂが基体４０の表面と接触するように基体４０に装着されている。
具体的には、図３に示されるように、コイルスプリング４１に基体４０が挿通され、さらにコイルスプリング４１の両端が基体４０の外周に螺合したリングナット４３で圧接されることによって、コイルスプリング４１が基体４０に対して固定されている。
【００５８】
上述の通り、加圧ローラ２４（図２参照）は１１０〜１５０℃の範囲に維持されており、加圧ローラ２４に当接するコイルスプリング４１も熱伝導によって相応の温度に熱せられる。
しかし、基体４０は金属製でコイルスプリング４１よりも大きな熱容量を有しているため、コイルスプリング４１の線条４２は、図４に示されるように加圧ローラ２４と接触する外周側の頂部４２ａよりも基体４０と接触する内周側の頂部４２ｂの方が低温に保たれる。
【００５９】
１１０〜１５０℃の範囲に維持された加圧ローラ２４（図２参照）の表面に付着した残留トナーは溶融又は半溶融状態であり、コイルスプリング４１の線条４２によって絡め取られた残留トナーは、隣接する線条４２間の窪み４２ｃへ転移する。
窪み４２ｃは、高温の外周側の頂部４２ａから低温の内周側の頂部４２ｂへ向かって窪んでいるため、窪み４２ｃに転移した溶融又は半溶融状態の残留トナーは熱伝導によって速やかに熱が奪われ、窪み４２ｃで固化する。
【００６０】
図３に示されるように、隣接する線条４２の外周側の頂部４２ａ間に規定された窪み４２ｃは、巻き回された線条４２に沿って螺旋状に存在しており、相当の収容容積を有している。
このため、表面が平滑な従来の金属ローラ（図８および図９参照）よりも遥かに多くの残留トナーを窪み４２ｃに溜めることができ、窪み４２ｃが除去した残留トナーで埋まってコイルスプリング４１の表面が平滑な状態に近づくまで安定したクリーニング能力を発揮する。
【００６１】
図５は、従来の金属ローラと実施形態１に係るクリーニング部材との比較試験を行った結果を示している。
比較試験では１０００枚印字するたびに印字された記録用紙を３分間放置し、その後１０００枚中の５枚を適宜抽出して記録用紙裏面における目立つチリ（汚れ）の数を数えた。
加熱ローラ側のクリーニング方式はいずれもウェブシート方式であり、加圧ローラ側のクリーニング方式を図８および図９に示されるような従来の金属ローラと、本実施形態のクリーニング部材に変更して試験を行っている。
また、用紙の種類（厚さ）と印字速度についても、３通りに変更して試験を行っている。
【００６２】
図５に示されるように、普通紙、５５枚／分の条件において、加圧ローラのクリーニング機構として従来の金属ローラを用いた場合は、２３，０００枚の印字以降、用紙の裏面にチリが多数見られるようになったが、本実施形態のクリーニング部材を用いた場合は、３０，０００枚を印字した時点でも裏面に目立つチリは見つからなかった。
【００６３】
また、厚紙、６２枚／分の条件において、加圧ローラのクリーニング機構として従来の金属ローラを用いた場合は、４，０００枚の印字以降、用紙裏面にチリが多数見られるようになったが、本実施形態のクリーニング部材を用いた場合は、５０，０００枚の印字時点でも裏面に目立つチリは見つからなかった。
【００６４】
さらに、厚紙、７０枚／分の条件において、加圧ローラのクリーニング機構として従来の金属ローラを用いた場合は、４，０００枚の印字以降、用紙裏面にチリが多数見られるようになったが、本実施形態のクリーニング部材を用いた場合は、１００，０００枚の印字時点でも裏面に目立つチリは見つからなかった。
【００６５】
なお、従来の金属ローラを用いた例において、普通紙よりも厚紙の方が少ない印字枚数でクリーニング能力に低下をきたしているのは、普通紙よりも厚紙の方が加熱ローラおよび加圧ローラからより多くの熱を奪い、定着ニップ部の温度が下がるため、溶融トナーの投鋲作用がうまく機能せず、加熱ローラに多くの残留トナーが付着するためである。
そして、加熱ローラのクリーニング機構に大きな負担がかかるため、加熱ローラから除去しきれなかった残留トナーが加圧ローラに転移し、金属ローラのクリーニング能力が早く低下するのである。
【００６６】
この比較試験からも明らかなように、本実施形態に係るクリーニング部材によれば、従来の金属ローラよりも遥かに長い間にわたってクリーニング能力を維持することができ、交換サイクルを飛躍的に延ばすことができる。
【００６７】
実施形態２
この発明の実施形態２に係るクリーニング部材について図６および図７に基づいて説明する。図６は実施形態２に係るクリーニング部材の説明図、図７は図６のＢ−Ｂ断面図である。
【００６８】
図６および図７に示されるように、実施形態２に係るクリーニング部材４４は、基体４５と基体４５に装着されたコイルスプリング４６とからとから構成されている点で上述の実施形態１に係るクリーニング部材３９と共通するが、基体４５の外径がコイルスプリング４６の内径よりも小さく、基体４５の表面と、コイルスプリング４６の線条４７の内周側の頂部４７ｂとの間に間隙４８が生じている点で上述の実施形態１によるクリーニング部材３９と異なる。
コイルスプリング４６はその両端が巻き起こされてフック４６ａとされ、これらフック４６ａが基体４５両端のシャフト部４５ａに形成された孔４５ｂにそれぞれ係止されることにより基体４５に装着されている。
【００６９】
基体４５の表面とコイルスプリング４６の線条４７の内周側の頂部４７ｂとの間に間隙４８が形成されることにより、コイルスプリング４６は、その線条４７の外周側の頂部４７ａが加圧ローラ２４（図２参照）と当接して回転する際に基体４５に対して自ずと振動する。
【００７０】
このため、コイルスプリング４６の線条４７の外周側の頂部４７ａに絡め取られた溶融または半溶融状態の残留トナーは、隣接する頂部４７ａ間に規定された窪み４７ｃへ転移した後、コイルスプリング４６の振動によって生まれた隙間を介して低温の基体４５上へ落下し、基体４５上で速やかに固化する。
コイルスプリング４６と基体４５との間に形成される間隙４８の存在により、加圧ローラ２４の熱が基体４５に伝わり難く、基体４５が低温に保たれるため、基体４５上で固化した残留トナーは再び溶融することがなく、加圧ローラ２４に再付着することも防止される。
【００７１】
つまり、実施形態２に係るクリーニング部材４４は、いったん窪み４７ｃに溜めた残留トナーを、コイルスプリング４６の振動によって生じる隙間を利用して基体４５上に落下させることにより、基体４５とコイルスプリング４６との間の間隙４８によって生まれる空間を残留トナーの収容空間として有効に利用するものであり、上述の実施形態１のものよりも、さらに多くの残留トナーを溜めることができ、ライフを長くするうえでより好適な構成となっている。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】この発明の実施形態１に係るクリーニング部材を定着ユニットに備えた画像形成装置の全体的な構成を示す説明図である。
【図２】この発明の実施形態１によるクリーニング部材を備えた定着ユニットの構成を示す説明図である。
【図３】この発明の実施形態１によるクリーニング部材単体を示す説明図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】従来の金属ローラと実施形態１に係るクリーニング部材とについて行った比較試験の結果を示す表である。
【図６】この発明の実施形態２によるクリーニング部材単体を示す説明図である。
【図７】図６のＡ−Ａ断面図である。
【図８】厚紙を５５，０００枚印字した後の従来のクリーニング用金属ローラの写真である。
【図９】普通紙を６５，０００枚印字した後の従来のクリーニング用金属ローラの写真である。
【符号の説明】
【００７３】
１・・・ＡＤＦ（用紙搬送装置）
２・・・画像読取部
３・・・光書込ユニット
４・・・現像器
５・・・感光体
６・・・帯電器
７・・・クリーナユニット
８・・・転写ユニット
９・・・定着ユニット
１０・・・用紙搬送路
１１・・・給紙トレイ
１２，３６・・・排紙トレイ
１３・・・光源ホルダー
１４，１７ａ，１７ｂ・・・ミラー群
１５・・・ＣＣＤ
１６ａ，１６ｂ・・・レーザ照射部
１９・・・転写ベルト
２０・・・駆動ローラ
２１，３２・・・従動ローラ
２２・・・弾性導電性ローラ
２３・・・加熱ローラ
２４・・・加圧ローラ
２５・・・大容量給紙カセット
２６・・・手差しトレイ
２７・・・定着ニップ部
２８・・・メインヒータ
２９・・・サブヒータ
３０・・・温度検出器
３１・・・クリーニングユニット
３２・・・ウェブシート送出ローラ
３３・・・ウェブシート
３４・・・テンションローラ
３５・・・剥離爪
３６・・・圧接ローラ
３７・・・巻取ローラ
３８・・・加圧ローラ用ヒータ
３９，４４・・・クリーニング部材
４０，４５・・・基体
４０ａ，４５ａ・・・シャフト部
４５ｂ・・・孔
４１，４６・・・コイルスプリング
４６ａ・・・フック
４２，４７・・・線条
４２ａ，４７ａ・・・頂部（外周側）
４２ｂ，４７ｂ・・・頂部（内周側）
４２ｃ，４７ｃ・・・窪み
４３・・・リングナット
４８・・・間隙
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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