(57)【要約】【課題】トナーの除去効果の向上、および除去トナーの定着ローラまたは加圧ローラへの再付着を防止するクリーニング機構およびクリーニング部材を備えた定着装置を提供する。【解決手段】ニップＮを形成する１対の定着ローラ１と加圧ローラ２と、少なくとも一方のローラ表面に摺擦するクリーニング機構のクリーニング部材３を有し、前記ニップＮに転写紙を通過させて画像の定着を行い、前記定着ローラ１または前記加圧ローラ２表面への当接面３ａ側に、前記定着ローラ１または前記加圧ローラ３の回転方向９に並んだ複数の溝８を設けたクリーニング部材３を用いる定着装置において、前記クリーニング部材３が２本の回転軸５、６間に両端が巻き付けられた帯状の構成有し、２本の回転軸５、６の一方の巻き元軸６側から、もう一方の巻き取り軸５側に順次巻き取られ、前記定着ローラ１または前記加圧ローラ２との摺擦位置が走行し変化していくことを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着ローラと、該定着ローラに圧接してニップを形成する加圧ローラと、少なくとも一方のローラ表面に摺擦する帯状のクリーニング部材と、を有し、前記ニップに未定着トナーを保持した転写紙を通過させてトナーの定着を行う定着装置であって、前記定着ローラまたは前記加圧ローラ表面へ当接する前記クリーニング部材の面に、前記定着ローラまたは前記加圧ローラの回転方向に沿って並んだ複数の溝を備えたものにおいて、
前記クリーニング部材は、２本の回転軸間に両端部が巻き付けられた帯状の構成を有し、２本の回転軸の一方の巻き元軸側から、他方の巻き取り軸側に順次巻き取られ、前記定着ローラまたは前記加圧ローラとの摺擦位置が変化していくことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記クリーニング部材の摺動部の走行方向が、前記定着ローラまたは前記加圧ローラとの摺擦位置における回転方向と逆方向であることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記複数の溝の間隔Ｐと、前記クリーニング部材が前記定着ローラまたは前記加圧ローラと当接する長さＬｒとの関係が、Ｐ＜Ｌｒである構成を有することを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
【請求項４】
前記溝の幅Ｗ、前記クリーニング部材の幅Ｗｏ、前記定着ローラおよび前記加圧ローラを通過する前記転写紙の最大幅Ｗｐが、Ｗｐ＜Ｗ＜Ｗｏの関係を有し、前記溝は、前記転写紙の最大幅Ｗｐの全域以上にわたって前記定着ローラまたは前記加圧ローラと当接することを特徴とする請求項３記載の定着装置。
【請求項５】
前記溝の開口部の、前記クリーニング部材の前記定着ローラまたは前記加圧ローラとの当接面側表面となす角度Ｋが、直角より小さいことを特徴とする請求項４記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は静電記録装置において定着ローラまたは加圧ローラ表面の清浄、すなわち、回転体表面に付着した汚れ、異物等の除去を行うクリーニング機構を備えた定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の電子写真式の画像形成装置においては、感光体上に形成されたトナー像を転写紙上に転写してから、定着装置内に送り込んで加熱加圧することによってトナー像を転写紙上に定着している。定着装置は、ヒータにより加熱される定着ローラと加圧ローラとのニップ部に、転写紙を通過させる構成を備えている。
ところで、転写紙がニップ部を通過後に定着ローラ表面にクリーニング部材を摺擦させ、定着ローラ表面に残存した不要トナーを除去する技術は知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実公平７−２７４７２号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
転写紙の表面に形成されたトナー像を互いに圧接する１対のローラ間を通過させて、ローラ間を通過する転写紙に圧力、ないしは熱と圧力を加えてトナー像を紙に定着させる画像形成装置は従来から周知である。
上記の定着方式では、転写紙にトナーを定着させるさいに、トナー全量が転写紙に定着されずに一部が定着ローラ表面に付着し、さらには加圧ローラにも転写され、続いて通過してきた転写紙表面を汚染することがあり、これを防止するために転写紙通過後に定着ローラ表面にクリーニング部材を摺擦させ、定着ローラ表面に残存した不要トナーを除去する技術が開発されている。
上記特許文献１は定着ローラ、または加圧ローラの回転方向下流側に複数個の溝を有したクリーニング部材を配置してローラ周面に摺接させ、その溝内部に除去したトナーを保持すること特徴としている。
しかしながら、クリーニング部材と定着ローラまたは加圧ローラの当接位置が固定であり、溝長さを回転方向により変化させてはいるものの、溝内部に蓄積されたトナーがローラ表面に再付着し、続いて通過してきた転写紙表面を汚染するおそれがあった。
本発明の目的は、上記不具合を防止するために、トナーの除去効果の向上、および除去トナーの定着ローラまたは加圧ローラへの再付着を防止するクリーニング機構およびクリーニング部材を備えた定着装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、定着ローラと、該定着ローラに圧接してニップを形成する加圧ローラと、少なくとも一方のローラ表面に摺擦する帯状のクリーニング部材と、を有し、前記ニップに未定着トナーを保持した転写紙を通過させてトナーの定着を行う定着装置であって、前記定着ローラまたは前記加圧ローラ表面へ当接する前記クリーニング部材の面に、前記定着ローラまたは前記加圧ローラの回転方向に沿って並んだ複数の溝を備えたものにおいて、前記クリーニング部材は、２本の回転軸間に両端部が巻き付けられた帯状の構成を有し、２本の回転軸の一方の巻き元軸側から、他方の巻き取り軸側に順次巻き取られ、前記定着ローラまたは前記加圧ローラとの摺擦位置が変化していくことを特徴とする定着装置。
請求項２の発明は、請求項１において、前記クリーニング部材の摺動部の走行方向が、前記定着ローラまたは前記加圧ローラとの摺擦位置における回転方向と逆方向であることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１または２において、前記複数の溝の間隔Ｐと、前記クリーニング部材が前記定着ローラまたは前記加圧ローラと当接する長さＬｒとの関係が、Ｐ＜Ｌｒである構成を有することを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項３において、前記溝の幅Ｗ、前記クリーニング部材の幅Ｗｏ、前記定着ローラおよび前記加圧ローラを通過する前記転写紙の最大幅Ｗｐが、Ｗｐ＜Ｗ＜Ｗｏの関係を有し、前記溝は、前記転写紙の最大幅Ｗｐの全域以上にわたって前記定着ローラまたは前記加圧ローラと当接することを特徴とする。
請求項５記載の発明では、前記溝の開口部の、前記クリーニング部材の前記定着ローラまたは前記加圧ローラとの当接面側表面となす角度Ｋが、直角より小さい請求項４記載の定着装置を主要な特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は定着ローラ、加圧ローラおよびクリーニング機構のクリーニング部材を含んでいる本発明による定着装置を示す全体構成図である。
定着装置Ａは、定着ローラ１と、これに圧接する加圧ローラ２とを備え、定着ローラ１と加圧ローラ２には所定の圧力が加えられ、ニップＮを形成して当接している。定着装置Ａの稼働時はこの当接位置間に転写紙が通過していく（図では転写紙は省略）。クリーニング機構Ｂのクリーニング部材３は、アラミド樹脂、またはＰＥＴ樹脂もしくは両者の混合物により不織布として形成される。また、クリーニング部材３は、帯状（ウェブ状）の長尺なシート体である。
クリーニング部材３は長手方向の両端がそれぞれ回転軸としての巻き取り軸５と巻き元軸６に固定され、使用前は巻き元軸６側に図中符号４のように複層に巻き付けられている。
巻き取り軸５と巻き元軸６との間の位置では、クリーニング部材３は押圧ローラ７によって、定着ローラ１または加圧ローラ２に当接されている（図１では定着ローラ１に当接）。
定着ローラ１および加圧ローラ２のニップＮを転写紙が通過して転写紙上のトナーを定着させた後に、これらの定着ローラ１及び／又は、加圧ローラ２表面に付着した不要トナーは上記の通り当接されたクリーニング部材３によって除去される。このさいの定着ローラ１の回転方向は後述する図３において符号１０で示す。
【０００６】
図２は図１のクリーニング機構のクリーニング部材と巻き元軸および巻き取り軸の構成を示す斜視図である。図３は定着ローラとクリーニング部材の当接状態を示す概略図である。図４はクリーニング部材の形状を示す概略図である。図５は図４のＡ−Ａ’部の断面拡大図である。
本発明の定着装置におけるクリーニング部材３には、図２および図４に示すとおり、走行する方向に複数個の溝８が等間隔ピッチＰで設けられ、溝８の幅Ｗはクリーニング部３の材料幅ＷｏとＷ＜Ｗｏの関係となっている。
【０００７】
また、図３に示すとおり、クリーニング部材３は弾性を有した押圧ローラ７により加圧され、定着ローラ１との当接面（摺動面）３ａにおいて当接長さＬｒで当接している。
定着ローラ１または加圧ローラ２表面に付着した不要トナーを除去するためのクリーニング部材３は、巻き元軸６から巻き取り軸５へ巻き取り走行させられ、摺擦位置が変化していくため、定着ローラ１または加圧ローラ２から除去されたトナーの蓄積が防止できる。
クリーニング部材３の巻き取りによる走行方向９は定着ローラ１の回転方向１０と逆向きとしている。溝８の開口角部１１には定着ローラ１表面から回収されたトナー１２が蓄積付着しているが、逆向きとしているためトナー１２はクリーニング部材３に押し付けられる方向に蓄積される。
クリーニング部材３に複数設けられた溝８のピッチＰと、定着ローラ１との当接幅ＬｒをＰ＜Ｌｒの関係としている。このため定着ローラ１表面は溝８の開口部角１１と必ず当接することになる。
クリーニング部材３に設けられた溝８の幅Ｗはクリーニング部材３の全体幅ＷｏとＷｏ＜Ｗの関係としている。したがって、クリーニング部材３の幅方向の少なくとも一方端には溝８のない領域が存在することとなる。
また、溝幅Ｗは定着装置Ａを通過していく転写紙の最大幅ＷｐとＷｐ＜Ｗ（＜Ｗｏ）の関係としているため、開口部角１１は定着ローラ１表面と転写紙の通過幅以上の領域で当接することになる。
【０００８】
なお、図２ではクリーニング部材３上の溝８のない領域が、溝８の両端に存在することとして記載しているが、上記のとおり少なくとも一方端に存在すれば延伸防止効果が得られ、本発明は両端に存在することを規定するものではない。
クリーニング部材３に設けられた溝８の開口部角度Ｋを、直角、或いは直角よりも小さい角度としている。実験によれば、表１（開口部角度Ｋと転写紙汚染発生状態）のとおり定着ローラ１上の不要トナー除去不良のための再転写による転写紙の汚染はＫを直角および鋭角とすると発生しなくなることがわかる。
【表１】
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本発明にしたがって、アラミド樹脂、ＰＥＴ樹脂の混合材料不織布により厚さ０．０４ｍｍ、幅３２０ｍｍ、長さ２０ｍのクリーニング部材中間体を作製した。
このクリーニング部材中間体を、一方の表面には長さ２ｍｍ、ピッチ３ｍｍ、幅３１０ｍｍ、高さ０．０３ｍｍの複数個の凸部を有する金属製のローラおよび他方の表面には表面の平坦な金属製のローラからなりかつ一定の加圧により当接された１対のローラ間を通過させ、長さ２ｍｍ、ピッチ３ｍｍ、幅３１０ｍｍ、高さ０．０２ｍｍ、開口部角度Ｋを直角とする溝８を有するクリーニング部材３を作製した。
上記クリーニング部材３を、図１に示す構成によって定着ローラ１との当接幅Ｌｒを８ｍｍとして定着装置に組み付け、転写紙を通過させ、通過後のトナー再付着による後続の転写紙表面の汚染を試験した。その結果通紙３００Ｋ枚まで汚染発生が起きなかった。
【０００９】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１によれば、定着ローラまたは加圧ローラ表面に付着した不要トナーを除去するためのクリーニング部材は巻き元軸から巻き取り軸へ巻き取り走行させるため、当該ローラから除去されたトナーがクリーニング部材の１箇所にのみ過剰に蓄積されることを防止し、当該ローラ表面への再付着および転写紙の汚染を防止できる。
請求項２によれば、クリーニング部材の巻き取りによる走行方向は定着ローラの回転方向と逆向きとしているため、トナーはクリーニング部材に押し付けられる方向に蓄積し、定着ローラ表面に再付着することを防止する。
請求項３によれば、クリーニング部材に複数設置された溝のピッチＰと、定着ローラとの当接幅ＬｒをＰ＜Ｌｒの関係としているため、定着ローラ表面は溝の開口部角と必ず当接することになり、不要トナーが効果的に除去できるようになる。
請求項４によれば、クリーニング部材に設置された溝の幅Ｗがクリーニング部材の全体幅ＷｏとＷｏ＜Ｗの関係を有しているため、溝のない領域が存在することによって、クリーニング部材が巻き取り軸の駆動回転にて走行するさいに張力による溝ピッチＰの延伸、および溝開口部角度Ｋの増加を防止することができる。
また、溝幅Ｗは定着装置を通過していく転写紙の最大幅ＷｐとＷｐ＜Ｗ（＜Ｗｏ）の関係としているため、開口部角は定着ローラ表面と転写紙の通過幅以上の領域で当接することになり、少なくとも当該部分の不要トナーを効果的に除去し、その後に通過する転写紙への汚染を防止することができる。
請求項５によれば、クリーニング部材に設置された溝の開口部角度Ｋが直角より小さい角度とすることにより、定着ローラ上の不要トナー除去不良のための再転写による転写紙の汚染の発生を防止でき、また、１度に複数の溝の加工を行うことができるため、短時間に溝加工を行うことができ、また、工具の磨耗も抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】定着ローラ、加圧ローラおよびクリーニング機構のクリーニング部材を含んでいる本発明による定着装置を示す全体構成図である。
【図２】図１のクリーニング機構のクリーニング部材と巻き元軸および巻き取り軸の構成を示す斜視図である。
【図３】定着ローラとクリーニング部材の当接状態を示す概略図である。
【図４】クリーニング部材の形状を示す概略図である。
【図５】図４のＡ−Ａ’部の断面拡大図である。
【符号の説明】
１    定着ローラ
２    加圧ローラ
３    クリーニング部材
３ａ  当接面（摺動面）
５    巻き取り軸
６    巻き元軸
８    溝
１０    定着ローラの回転方向
Ａ    定着装置
Ｋ    角度
Ｎ    ニップ
Ｐ    溝の間隔
Ｗ    溝の幅
Ｗｏ  クリーニング部材の幅
Ｗｐ  転写紙の最大幅
【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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