(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻き出し軸から繰り出されたクリーニングウェブによって前記定着部材の周面に摺接させて定着部材表面を清掃し、その清掃に使用したクリーニングウェブを巻き取り軸に巻き取るクリーニング装置を備える定着装置において、
前記クリーニング装置は、前記巻き取り軸を回転駆動することにより前記クリーニングウェブが巻き取られるとともに、当該巻き取り軸にはクリーニングウェブを挟んでローラが接触され、
該ローラの位置を検知して前記クリーニングウェブの巻き取りを制御し、かつ前記巻き取り軸に巻かれたクリーニングウェブの満杯を検知するともに、
前記ローラがクリーニングウェブ表面を清掃するクリーニングローラであることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーニングウェブによって定着部材の周面を清掃するクリーニング装置を備える定着装置及び複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの少なくとも２つの機能を有する複合機等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを用いる画像形成装置においては、予め一様に帯電された感光体上に画像情報を照射して得た静電潜像を現像装置から供給されるトナーによって現像するようにし、このトナー像を記録紙上に転写してから、定着装置により加熱しながら加圧することによって記録紙に定着するようにしている。このとき、トナー像を記録紙上に定着した後、定着部材である定着ローラ表面にはトナー像の残留トナーが付着し、それがオフセットの原因となる。従って、残留トナーを除去する必要があり、その方法が各種提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１８９３７４号公報
【特許文献１】特開２０００−３１５０３２号公報
【０００４】
特許文献１には、内部に熱源を有する定着ローラと、定着ローラに圧接する加圧ローラとそのニップ部に未定着画像を保持した転写紙を通紙することにより、トナー像を定着させる画像形成装置の定着装置と、その定着装置の定着ローラに接触し定着ローラ表面の付着物のクリーニング及び、オフセット防止のオイル塗布を行うクリーニング装置が開示されている。このクリーニング装置は、クリーニングウェブと該クリーニングウェブを加熱ローラへ押し当てるための押圧ローラと、使用済みのクリーニングウェブの巻き取りを行う巻き取りローラと図示しないその駆動手段と、未使用のクリーニングウェブを巻回して保持し、これを巻き出す巻き出しローラを有する。クリーニングウェブの巻き取る制御は、ある一定間隔毎に断続的にクリーニングウェブを巻き取っていくものである。クリーニングウェブの巻き取り方向と定着ローラの回転方向の関係は正逆ありどちらがよいとはいいきれないが、特許文献１では逆方向にクリーニングウェブを巻き取るようにしている。
【０００５】
特許文献１のようにクリーニングウェブを使用するクリーニング装置では、通常、クリーニングウェブがクリーニングによって厚みを増すことを想定し、クリーニングウェブの巻き取り軸側は、最終的に使い切って巻き取りを完了した後の径のクリーニングウェブを収納できるようある程度余裕を持ってレイアウト設計する必要がある。しかしながら、画像形成装置の小型化を図る上では、巻き取るクリーニングウェブの径は小さいほどよく、その巻き取り完了径が新品のクリーニングウェブの巻き取り径に近い寸法になることが望ましい。
【０００６】
また、巻き取り完了径を可能な限り小さくするために、巻き出し軸にブレーキをかけてウェブテンションを高めることで巻き取り軸上のクリーニングウェブ密度を高める方式もよくとられるが、オイル含浸させたクリーニングウェブの場合、クリーニングウェブ供給完了間際でテンションによる締め付けでクリーニングウェブに含浸しているオイルを絞り出し、オイル漏れを発生させることもある。よって、巻き出し軸にブレーキをかけずに巻き取り完了径を最低限に抑える機構が望ましい。
【０００７】
さらにまた、特許文献２にはクリーニングウェブの巻き取り径が徐々に大きくなってもクリーニングウェブの巻き取り量を一定にするため、クリーニングウェブの外周面に伝達ローラを圧接させ、伝達ローラの回転によってクリーニングウェブの巻き取りを制御している。このクリーニング装置は、巻き取り軸と伝達ローラでクリーニングウェブを挟み込んで巻き取っていくため、巻き取り軸でのクリーニングウェブの密度を高められように思える。
【０００８】
しかしながら、実際には特許文献２のように巻き取り軸がフリーであると、巻き取り軸とクリーニングウェブの間に弛みが発生し易い。そして、一度弛みが生じてしまうと、伝達ローラの駆動してもクリーニングウェブが空回りし巻き取り不能になる。さらに、クリーニングウェブに付着する汚れはその幅方向に対して一定に付着せず、一端側に多く付着してしまうことが十分に起こり得る。このとき、特許文献２の装置では伝達ローラがクリーニングウェブの外周面のほぼ全幅に渡って均一に圧接できなくなり、クリーニングウェブの偏った巻き取りや回転ムラが発生するという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記した従来の問題を解消し、クリーニングウェブの密度を高めて巻き取ることで、装置の大型化を防止することができる定着装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するため、巻き出し軸から繰り出されたクリーニングウェブによって前記定着部材の周面に摺接させて定着部材表面を清掃し、その清掃に使用したクリーニングウェブを巻き取り軸に巻き取るクリーニング装置を備える定着装置において、前記クリーニング装置は、前記巻き取り軸を回転駆動することにより前記クリーニングウェブが巻き取られるとともに、当該巻き取り軸にはクリーニングウェブを挟んでローラが接触され、該ローラの位置を検知して前記クリーニングウェブの巻き取りを制御し、かつ前記巻き取り軸に巻かれたクリーニングウェブの満杯を検知するともに、前記ローラがクリーニングウェブ表面を清掃するクリーニングローラであることを特徴とする定着装置を提案する。
【００１４】
また、本発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置を提案する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の構成によれば、クリーニングウェブを、密度を高めて巻き取ることができ、クリーニングウェブの巻き取り径の大径化を防いで定着装置、強いては画像形成装置の小型化に貢献することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示す画像形成装置の概略構成図である。本実施形態の画像形成装置は、電子写真方式でタンデム式を採用してフルカラー画像を形成可能なカラープリンタ（以下「プリンタ」と記す）である。画像形成装置としては、カラーに限らず白黒でもよく、また図１に示すプリンタに限らず、複写機、ファクシミリ装置等であってもよい。
【００１７】
図１を用いてプリンタとしての基本構成とその動作について説明し、この後に本実施形態特有の構成と作用について説明する。
ここに示したプリンタは、その基部となる画像形成装置本体１の下部に、記録材としての転写紙１９が収納される給紙カセット２が配設され、その上方に画像形成部を配置した構成となっている。画像形成部には、像担持体を備えた複数の作像手段として４個の作像ユニット８Ｙ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｋを備えた作像部８と、複数のローラ４，５，６と、これらローラに巻き掛けられた可撓性を有する無端ベルトにより構成された中間転写体としての中間転写ベルト３とを有する中間転写ユニット７と、各像担持体に光書込みを行う光書込み部としての光書き込みユニット１５と、転写紙１９にトナー像を定着する定着装置３０とが設けられている。作像ユニット８Ｙ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｋと中間転写ユニット７は、装置本体１に対して着脱自在とされている。
【００１８】
中間転写ベルト３のローラ４とローラ５間は、このベルトの下部側ベルト走行辺に相当している。中間転写ベルト３には、ローラ６と対向する部位に２次転写装置となる２次転写ローラ２０が搬送経路Ｒに臨むように配設され、ローラ４と対向する部位にベルト表面を清掃するベルトクリーニング装置２１が配設されている。
【００１９】
作像部８は、この下側走行辺に対向するように配置されることで、中間転写ベルト３の下方に配設されている。各作像ユニットは、中問転写ベルト３に接する像担持体としての感光体ドラム１０をそれぞれ具備している。各感光体ドラム１０の周りには、帯電装置１１、現像装置１２、クリーニング装置１３がそれぞれ配置されている。各感光体ドラム１０が中間転写ベルト３に接する位置における中間転写ベルト３の内側には、１次転写を行う転写手段としての転写ローラ１４がそれぞれ設けられている。
【００２０】
本実施形態において、作像ユニット８Ｙ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｋは、基本的には同一構造に構成されており、図１では代表して作像ユニット８Ｋの構成にのみ符号を付している。各作像ユニットにおいて異なるのは、各現像装置１２に収納されている現像剤としてのトナーの色だけである。作像ユニット８Ｙ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｋの各現像装置１２には、それぞれイエロー，シアン，マゼンタ、ブラックのトナーが収納されている。各現像装置１２には、トナーが減ると、装置本体１の上部に配設されたトナー補給ボトルＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４から補給用のトナーがそれぞれ供給される。
【００２１】
光書き込みユニット１５は、光変調されたレーザ光Ｌを各感光体ドラムの表面に照射して、感光体表面に色毎の潜像を形成するものであり、本実施形態では、作像部８の下方に配置されている。
【００２２】
トナー補給ボトルＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４、中間転写ユニット７、作像部８、光書き込みユニット１５は、同一方向に傾斜して装置本体１に内に配設されていて、これら要素を装置本体１内に水平に配置する場合に比して、その設置面積が小さくされている。
【００２３】
画像形成動作が開始されると、各作像ユニット８の感光体ドラム１０が図示しない駆動装置によって時計方向に回転駆動され、各感光体ドラムの表面が帯電装置１１によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体ドラムの表面には、光書き込みユニット１５からレーザ光がそれぞれ照射されて、それぞれの表面に静電潜像が形成される。
【００２４】
このとき、各感光体ドラムに露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように形成された静電潜像は、各感光体と現像装置１２の間を通るとき、各現像装置１２のトナーによってトナー像として可視像化される。
【００２５】
中間転写ベルト３が巻きかけられた複数のローラ４，５，６のうち、１つのローラが図示していない駆動装置によって反時計方向に回転駆動され、これにより中間転写ベルト３が矢印で示す反時計周り方向に走行駆動され、他のローラが従動回転する。このように走行する中間転写ベルト３には、イエローのトナーを有する現像装置１２を具備する作像ユニット８Ｙで形成されたイエロートナー像が転写ローラ１４によって転写される。
【００２６】
その転写されたイエロートナー像には、作像ユニット８Ｃ，８Ｍ及び８Ｋで形成されたシアントナー像、さらにマゼンタトナー像及びブラックトナー像が転写ローラ１４によって順次重ね転写され、かくして中問転写ベルト３はその表面にフルカラーのトナー像を担持する。
【００２７】
トナー像が転写された後の各感光体ドラム表面に付着する残留トナーは、各クリーニング装置１３によって感光体ドラム表面から除去され、次いでその表面が図示していない除電装置によって除電作用を受け、その表面電位が初期化されて次の画像形成に備えられる。
【００２８】
給紙部２から給紙される転写紙１９は、搬送経路に送り込まれ、２次転写ローラ２０よりも上流である給紙側に配設されたレジストローラ対２４によって給紙タイミングを計られて、ローラ６と２次転写ローラ２０との対向部に給送される。そして、このとき２次転写ローラ２０には、中問転写ベルト表面のトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト３の表面のトナー像が転写紙１９上に一括して転写される。
【００２９】
トナー像が転写された転写紙１９は、定着装置３０へと搬送され、定着装置３０を通過する際に熱と圧が加えられてトナー像が熔融されて定着される。トナー像が定着された転写紙１９は、搬送経路の終端に位置し、装置本体１の上部により構成された排出部２３へと搬送され、装置本体１の上部に構成された積載部２５へと排出される。トナー像を転写紙１９に転写後の中間転写ベルト３は、このベルトに残留したトナーがクリーニング装置２１より除去される。
【００３０】
以上の説明は、転写紙１９上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、作像部８の作像ユニットのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２色又は３色の画像を形成したりすることもできる。また、本実施形態のプリンタを用いてモノクロ印刷をする場合には、作像ユニット８Ｋの感光体ドラム上にのみ静電潜像を形成して同ユニットによって現像して転写紙１９に転写し、定着装置３０で定着すればよい。
【００３１】
図２は、定着装置３０の構成を示す概略構成図である。
図２において、本実施形態の定着装置３０は対をなす定着部材としてヒータ３３によって加熱される定着ローラ３１と、該定着ローラ３１に圧接される加圧ローラ３２を有し、定着ローラ３１の回りには転写紙１９の巻き付きを防止する分離爪３４、定着ローラの表面温度を検知する温度センサ３５及び定着ローラ表面の汚れを取るクリーニング装置４０が配置されている。定着ローラ３１は図示していない駆動装置によって反時計方向に回転駆動され、それによって加圧ローラ３２が時計方向に従動回転される。そして、この回転する定着ローラ３１と加圧ローラ３２の間にトナー像を担持した転写紙１９が挟持されると、トナー像が熱と圧力の作用を受けて溶け、転写紙１９の表面に定着される。なお、符号３６は入口ガイド、３７は出口ガイドである。
【００３２】
このような定着動作が行われるとき、定着ローラ３１には転写紙のトナー像が接するので、定着ローラ３１の表面にはトナーの移行を少なくする種々の対策が施されている。しかし、定着ローラ３１への僅かなトナーの移行は避けられず、移行したトナー量が増えると、当該トナーが転写紙１９の表面に再付着して転写紙１９を汚し、画像品質を劣化させるおそれがある。そこで、定着ローラ３１に移行したトナーは上記クリーニング装置４０によって除去される。
【００３３】
図２及び図３において、クリーニング装置４０は回転可能に支持されていて、可撓性のクリーニングウェブ４４が巻回された巻き出し軸４１と、繰り出したクリーニングウェブ４４を定着ローラ３１に押し付ける押圧ローラ４２と、繰り出したクリーニングウェブ４４を巻き取る巻き取り軸４３を有している。巻き出し軸４１、押圧ローラ４２及び巻き取り軸４３は図示していない例えば定着装置３０等の側板に回転自在に支持されている。
【００３４】
クリーニングウェブ４４は、布、紙、樹脂シート、樹脂フィルム、金属箔などの適宜な材料によって構成できるが、図示した例では、クリーニングウェブ４４が定着ローラ３１の周面に摺接して該周面を清掃するとともに、その周面にオイルを塗布するように構成されているので、クリーニングウェブ４４が、オイルを含浸できる材料、例えば、アラミドとＰＥＴの繊維を混合して成る不織布で構成されている。かかるクリーニングウェブ４４が定着ローラ３１の周面に摺接するとき、これに含浸されたオイルが定着ローラ周面に薄く均一に塗布される。このオイルとしては、定着ローラ３１の周面にトナーが移行し難くし、またその周面の潤滑性を高め、さらにその周面の摩耗を防止するオイルなどが用いられる。
【００３５】
上記巻き取り軸４３には、クリーニングウェブ４４の一端が固定されているとともに、軸の一端が図示していない駆動装置とギヤ等を介して駆動連結されている。この巻き取り軸４３に巻かれたクリーニングウェブ４４の径をできるだけ小さくするには、巻き取り軸４３上でのクリーニングウェブ４４の密度を高めるとともに、クリーニングウェブ４４の表面に付着した汚れを拭き取って巻き取ることが要望される。
【００３６】
そこで、本実施の形態のクリーニング装置４０においては、巻き取り軸４３と巻き取るクリーニングウェブ４４を挟んで接触するクリーニングローラ４５として構成されたローラを設け、該ローラとしてクリーニングウェブ４４より離型性の悪いもの、例えば金属ローラを使用することでクリーニングウェブ４４の表面に付着した汚れを除去するように構成している。図３に示すクリーニングローラ４５は巻き取り軸４３のほぼ真上に配置され、すなわちクリーニングローラ４５の鉛直方向のほぼ真下に巻き取り軸４３が位置するように配置し、クリーニングローラ４５の自重によってクリーニングウェブ４４に接触されている。このとき、クリーニングローラ４５はクリーニングウェブ４４に圧接させることが好ましく、よってクリーニングローラ４５は比重の大きい金属等からなる材質で作られたもの、もしくは内部に錘等を配したもので構成することが有利である。
【００３７】
このクリーニングローラ４５の軸４６は、ガイド部材４７に形成された縦溝孔４８に挿入されており、これによってクリーニングローラ４５は縦溝孔４８に沿った上下方向のみに移動可能に装着されている。
【００３８】
このように構成されたクリーニング装置４０は、巻き取り軸４３に巻き取られるクリーニングウェブ４４がクリーニングローラ４５によって弛むことなく密度を高めて巻かれる。さらに、クリーニングウェブ４４表面に付着した残トナー等の汚れがクリーニングローラ４５に転移されてクリーニングウェブ４４が清掃される。よって、クリーニングウェブ４４の巻き取り径を可能な限り小さくすることができ、巻かれたクリーニングウェブ４４を収めるためのスペースも小さくて済む。すなわち、本実施形態のクリーニング装置４０はクリーニングウェブ４４がクリーニングローラ４５によって密着されつつ巻き取り軸４３に巻き取られることと、クリーニングウェブ４４に汚れが付着したまま巻き取れば、残トナー等の汚れの厚み分巻き取り径が大きくなるが、クリーニングローラ４５によってクリーニングウェブ４４に付着した汚れが除去されることとで、巻き取り径をきわめて小さくすることができる。
【００３９】
ところで、上記クリーニング装置４０はクリーニングローラ４５を、クリーニングウェブ４４を介した巻き取り軸４３に自重によって接触させているが、クリーニングウェブ４４を良好に密着させるにはある程度の接触圧が必要である。そのため、上記したように、クリーニングローラ４５は比重の大きい金属等からなる材質で作られたもの、もしくは内部に錘等を配したもので構成しなければならないという制約を受ける。
【００４０】
そこで、クリーニングローラ４５のクリーニングウェブ４４への接触は自重ではなくバネ等の弾性手段を利用して圧接させてもよい。かかる構成であると、クリーニングローラ４５の材料や構成等の制限が緩和されるとともに、クリーニングウェブ４４に圧接させる方向が真上以外の任意の方向に設定することができる。
【００４１】
また、上記実施形態のクリーニングローラ４５は従動ローラで構成したが、クリーニングローラ４５は駆動源によって回転する駆動ローラでもよく、このときクリーニングローラ４５をクリーニングウェブ４４の巻き取り方向に対してカウンター方向に回転させると、クリーニングウェブ４４を扱くようにして巻き取るので巻き取ったクリーニングウェブ４４の密度を高められる。
【００４２】
さて、クリーニング装置４０は所定の画像形成数毎にクリーニングウェブ４４を所定量巻き取るように制御しているが、巻き取り軸４３を一定回転角度ずつ回転してクリーニングウェブ４４の巻き取ると、巻き取り軸４３でのクリーニングウェブ４４の径に比例して巻き取り量が増えるので、一定量の巻き取りができない。
【００４３】
そこで、本発明ではクリーニングローラ４５を従動ローラで構成した場合、巻き取り軸４３でのクリーニングウェブ４４の径が変化してもクリーニングローラ４５の回転とクリーニングウェブ４４の巻き取り量は一定なのでクリーニングローラ４５の回転を検知してクリーニングウェブ４４の巻き取りを制御する。具体的には、クリーニングローラ４５の軸４６の回転を検知する手段を設け、その検知手段の信号から巻き取り軸４３の駆動を、巻き取り線速が一定になるように制御する。
【００４４】
また、クリーニングウェブ４４の巻き取り線速を一定にするため、クリーニングローラ４５の位置を検知して巻き取り制御を行ってもよい。すなわち、クリーニングローラ４５の位置から巻き取ったクリーニングウェブ４４の径を算出することができ、その径から巻き取り軸４３の駆動を制御するようにしてもよい。
【００４５】
さらに、クリーニングローラ４５の位置検知を行うと、クリーニングウェブ４４の満杯を検知することができる。すなわち、クリーニングローラ４５の位置検知にてウェブ巻き取りの満杯を認識できることによって、定着装置３０のスペースの限界まで巻き取ることができる。
【００４６】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態のみに限定されるべきでない。例えば、上記実施形態の定着装置は定着ローラと加圧ローラを備えたローラ定着装置であるが、他の形式の定着装置、例えば、定着ベルトを用いるベルト定着装置等であってもよい。そして、クリーニング装置によって清掃される定着部材も定着ローラに限らず、加圧ローラや定着ベルト等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】画像形成装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明に係るクリーニング装置を備えた定着装置の構成図である。
【図３】本発明に係るクリーニング装置を備えた定着装置の斜視図である。
【符号の説明】
【００４８】
３０  定着装置
３１  定着ローラ
４０  クリーニング装置
４１  巻き出し軸
４２  押圧ローラ
４３  巻き取り軸
４４  クリーニングウェブ
４５  クリーニングローラ
【図１】
0005277653.tif 000002
【図２】
0005277653.tif 000003
【図３】
0005277653.tif 000004