(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
未定着トナー像を定着する定着ローラと、この定着ローラの周面に圧接し、定着ローラの周面に付着したトナー、紙粉等をクリーニングするクリーニングローラ又は定着ローラにオイルを塗布するオイル塗布ローラと、前記定着ローラと対向して定着ローラと接離可能に配置される加圧ローラとを有し、前記クリーニングローラ又はオイル塗布ローラの軸芯端部に一方向クラッチが設けられ、定着ローラの逆転時に前記クリーニングローラ又はオイル塗布ローラが定着ローラにより連れ回りするように構成されており、前記加圧ローラを定着ローラから離間する方向に付勢する付勢手段と、該付勢手段の付勢力に抗して前記加圧ローラを定着ローラに押し付ける加圧機構と、前記加圧ローラの周面に当接する温度検知手段とが設けられている定着装置において、
前記加圧機構は、ステッピングモータと、該モータの駆動力により回転する送りネジと、該ネジの送り量に応じて水平移動するアンカーと、該アンカーと一端が接続されてアンカーの水平移動に伴い支点を中心に揺動するリンクと、該リンクの他端と接続されてリンクの揺動に伴い支点を中心に揺動するレバーとを有し、
定着ローラの逆転時には、前記加圧機構のレバーが前記定着ローラから離れる方向に揺動することにより前記付勢手段の付勢力が勝って前記加圧ローラと前記定着ローラとが離間す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た画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は電子写真プロセスを用いたレーザープリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置、及びその画像形成装置に備えられる定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に示すように、この種の定着装置14ａは定着ローラ16と、この定着ローラ16と圧接回転する加圧ローラ17とを有し、定着ローラ16にはクリーニング及びオイル塗布機能を有するクリーニングローラ40ａが回転自在に当接されている。そして、近年では省エネ化により画像形成装置で使用される定着装置の消費電力を低下させるため、使用されるトナーには低融点のトナーが使用されるようになっており、このような定着装置14ａでは使用する用紙の種類（普通紙、トレペ紙）により定着条件を変更することが行われている。つまり、普通紙の使用時は使用されている低融点トナーに合致した定着条件で定着動作を行うが、トレペ紙の使用時は定着通紙時に発生するさざ波状のシワを防止するために供給熱量を多くするなどの定着条件の変更が行われている。ここで、低融点トナーの場合、上述のように熱量を多くする定着条件時にはホットオフセットが発生してしまうことがあるため、図５に示すように微量のオイル塗布と定着ローラ16に付着したトナーや紙粉をクリーニングするクリーニングローラ40ａを定着ローラ16に当接させ、ホットオフセットの防止を図っている。
【０００３】
ところが、上記クリーニングローラ40ａが定着ローラに当接しっぱなしの状態には以下のような不具合が発生する。すなわち、クリーニングローラ40ａに汚れがあまり付着していない場合はクリーニング性に問題はないが、汚れが激しくなると、待機中にクリーニングローラ40ａから滲み出たオイルが定着ローラ16から加圧ローラ17に付着する恐れがある。ここで、定着ローラ16に付着した汚れやオイルは再度クリーニングローラ40ａで除去されるが、加圧ローラ17に付着した、汚れやオイルは加圧ローラ17側にクリーニングローラ40ａが無い場合には、その汚れやオイルは通紙された用紙の裏面に付着する場合がある。このような、用紙の裏面汚れを防止するために、例えば「特開平５−８８５７９号公報」では、クリーニングローラを定着ローラと接離可能な構成にして、プリント動作時にのみ定着ローラに対して前記クリーニングローラを圧接させる技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した定着装置の場合には、以下のような問題がある。すなわち、図５，６に示すように、定着装置14ａは定着待機中にはクリーニングローラ40ａから滲み出た微量のシリコンオイルと掻き取ったオフセットトナーが定着ローラ16表面にＸ部にて再転写されてしまい、この再転写されたトナーと滲み出たオイルは定着ローラ16の回転時に、加圧ローラ17のニップ部（Ｙ部）にて加圧ローラ17表面に付着することとなる。また、この従来例の場合、加圧ローラ17側にはクリーニング手段を配置していないため、付着したオイルやトナーは用紙がクリーニングしていくことになるが、実際には用紙の裏面汚れの発生原因になる。さらに、従来では定着ジャムの発生時には加圧ローラ17の圧を解除し、この加圧ローラ17を定着ローラ16と離間する位置にして、ジャム紙除去が終了したら、加圧ローラ17の加圧力を所定の加圧力にして、定着ローラ16に加圧ローラ17を当接していた。このため、ジャム紙から未定着のトナーが定着ローラ16に付着し、そのトナーが定着ニップ部で加圧ローラ17に付着し、ジャム紙除去後の１枚目の用紙の裏面に加圧ローラ17に付着していたトナーが再付着してしまうという問題があった。
【０００５】
また、従来における定着装置では定着ジャムが発生すると、加圧ローラ17の加圧力を減圧させ、定着ローラ16から離間する位置になるようにしてジャム紙の除去性の向上を図っている。ところが、ジャム紙を除去する際に未定着のトナーが、定着ローラ16に付着する場合がある。そして、従来の場合にはジャム処理が終了して、機械のカバー等を閉じると、ジャム検出センサ等により、ジャム紙が無いのを確認した時点で加圧ローラ17の加圧力を定着時の所定の加圧力に復帰させていた。ところが、この時未定着のトナーが加圧ローラ17側に付着して、ジャム処理後の一枚目の用紙裏面には、その汚れが付着してしまうという問題があった。
【０００６】
また、クリーニングローラ40ａはクリーニング性能を向上させるために、このクリーニングローラ40ａが定着ローラ16の回転方向と同方向に従動回転することを防止するための一方向クラッチが設けられている。このため、定着ローラ16に当接しているクリーニングローラ40ａのクリーニング面はいつも同一面となり、その部分の汚れが早くなることから、クリーニング性能が低下するという問題がある。
【０００７】
また、定着待機中にクリーニングローラ40ａから、そのクリーニングローラ40ａに接している定着ローラ16に汚れやクリーニングローラ40ａから滲み出たオイルが再転写して、その汚れやオイルが定着ローラ16から加圧ローラ17に転写してしまうことがある。このため、従来では定着駆動時（用紙搬送方向に回転駆動）の開始前に、定着ローラ16を逆回転（クリーニングローラ40ａ当接位置から、加圧ローラ17の当接位置まで達しない範囲内で、極僅かな量）させ、定着ローラ16に滲み出たオイルや汚れを、一度クリーニングすることが行われている。そして、この逆転時にクリーニングローラ40ａが連れ回りし、定着ローラ16に当接している面の変更が行われる。ところが、従来の定着装置では、この逆転時加圧ローラ17は定着ローラ16に圧接し連れ回りをしていたため、逆転時、加圧ローラ17も逆転しており、この加圧ローラの逆転回転により、加圧ローラ17に当接している温度検出手段としてのサーミスタの耐久性を著しく低下させる原因となっていた。
【０００８】
これについて、図７を参照して加圧ローラ17が逆回転した時のサーミスタ50に対する不具合点を説明する。すなわち、定着ローラ16は表面がＰＦＡ、ＰＴＦＥ等の耐熱離型層で構成されており、一方の加圧ローラ17は表面がシリコンゴムで構成されている。また、サーミスタ50は一端が定着ユニットフレームに固定され、他端は加圧ローラ17表面に板バネ51の弾性力により押圧されている。そして、クリーニングローラ40ａからは微量のオイルが、定着ローラ16及び加圧ローラ17に供給されているため、加圧ローラ17と、この加圧ローラ17と当接しているサーミスタ50の接触部との摩擦抵抗は比較的少なくなっている。ところが、定着装置への通紙中には、前記クリーニングローラ40ａから供給された微量のオイルは用紙にほとんど付着してしまうため、オイル不足により加圧ローラ17に当接しているサーミスタ50と加圧ローラ17との摩擦抵抗は定着ローラ16側に比べて非常に高い状態となっている。ここで、通常における定着時の回転方向では、サーミスタ50と加圧ローラ17との接触抵抗が高い場合は、サーミスタ50の接触圧が上昇しないように、押圧力が逃げるような構成で取り付けられている。ところが、加圧ローラ17が逆回転した場合には、サーミスタ50は加圧ローラ17側に食い込み、サーミスタ50の先端部に設けられた熱発泡ゴム53を変形させてしまう恐れがある。また、サーミスタ50に使用されている温度検出素子は、その耐熱発泡ゴム53の内部に配置されており、ゴムの変形により、その温度検出素子をつないでいる細い電線（ジメット線52）がストレスで断線してしまう原因になったり、サーミスタ50の食い込みにより加圧ローラ17の表面自体を傷つける原因となる。
【０００９】
そこで、この発明の目的は、前記のような従来の定着装置の問題点を解消し、加圧ローラの汚れを防止することにより、用紙にオイルやトナー汚れが付着することを防止することができると共に、ジャム処理後の用紙裏汚れの発生を防止できる定着装置及び画像形成装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、未定着トナー像を定着する定着ローラと、この定着ローラの周面に圧接し、定着ローラの周面に付着したトナー、紙粉等をクリーニングするクリーニングローラ又は定着ローラにオイルを塗布するオイル塗布ローラと、前記定着ローラと対向して定着ローラと接離可能に配置される加圧ローラとを有し、前記クリーニングローラ又はオイル塗布ローラの軸芯端部に一方向クラッチが設けられ、定着ローラの逆転時に前記クリーニングローラ又はオイル塗布ローラが定着ローラにより連れ回りするように構成されており、前記加圧ローラを定着ローラから離間する方向に付勢する付勢手段と、該付勢手段の付勢力に抗して前記加圧ローラを定着ローラに押し付ける加圧機構と、前記加圧ローラの周面に当接する温度検知手段とが設けられている定着装置において、前記加圧機構は、ステッピングモータと、該モータの駆動力により回転する送りネジと、該ネジの送り量に応じて水平移動するアンカーと、該アンカーと一端が接続されてアンカーの水平移動に伴い支点を中心に揺動するリンクと、該リンクの他端と接続されてリンクの揺動に伴い支点を中心に揺動するレバーとを有し、定着ローラの逆転時には、前記加圧機構のレバーが前記定着ローラから離れる方向に揺動することにより前記付勢手段の付勢力が勝って前記加圧ローラと前記定着ローラとが離間することを特徴とするものである。また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の定着装置を備えた画像形成装置である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を参照して説明する。図１は本発明が適用される画像形成装置Ａの全体構成図を示している。すなわち、装置本体内には複数の給紙カセット２及び給紙ローラ３を有する給紙手段４，４が設けられ、これら各給紙手段４，４によって給送された用紙５は、レジストローラ６によってタイミングをとって回転駆動している感光体７に搬送され、感光体７は回転駆動している際、帯電チャージャ８によってその表面が一様に帯電される。一方、スキャナ部９では露光ランプによる原稿反射光が読み取られ、その読取りデ−タが画像処理されレーザ光学系に伝送される。そして、このレーザ光学系により、帯電している感光体７にレーザ光が照射され静電潜像が形成される。この静電潜像は現像器12を通過するとき現像剤（トナー）によって可視像化され、この可視像は感光体７に搬送された用紙５に転写され、この用紙５は搬送ベルト13によって定着装置14まで搬送される。
【００１２】
図２に示すように、定着装置14は定着ローラ16と、この定着ローラ16と圧接回転する加圧ローラ17とを有し、定着ローラ16は表面がＰＦＡ、ＰＴＦＥ等の耐熱離型層でコーティングされており、内部には定着ヒータなどの熱源20が設けられている。熱源20はハロゲンヒータや赤外線ヒータ（ニクロム線）などが用いられる。定着ローラ16の周面には温度検知手段である定着温度センサ21が設けられ、加圧ローラ17の周面には温度検知手段である加圧温度センサ22が設けられており、これら定着温度センサ21、加圧温度センサ22からの温度検知信号に基づいて、定着ローラ16及び加圧ローラ17の温度がある一定の温度になるように熱源20への通電が制御されると共に、用紙５への供給熱量を制御するため加圧機構24によりニップ幅が変更できるよう制御されている。定着ローラ16は駆動機構（図示せず）により回転駆動されており、加圧ローラ17と圧接連動することにより用紙５を搬送しながら、この用紙５に熱及び圧力を加えて定着処理を行う。また、加圧ローラ17はその表面がシリコンゴム等の耐熱ゴム層で構成され、その軸の両端部が回転自在に枢支されると共に、付勢手段（図示せず）によって定着ローラ16と離間する方向に常時付勢されている。その一方で、加圧ローラ17は軸の下方から加圧機構24により持ち上げられて定着ローラ16の下部に押し付けられている。
【００１３】
加圧機構24はステッピングモータ25が正転（Ａ方向）し、同軸上のギヤ26からアイドラギヤ27を介して、ギヤ28に駆動を与える。ギヤ28の軸は送りネジ29となっており、アンカー30を水平方向（Ｃ方向）に引き寄せる。アンカー30にはスプリング32が掛けられ、一方はリンク33に掛けられている。アンカー30の水平移動に伴い、リンク33は支点34を中心に回動する。リンク33の一端にはレバー35が嵌合しており、支点36を中心に回動し、加圧ローラ17を押し上げ圧をかける。また、ステッピングモータ25が逆転（Ｂ方向）すると、アンカー30は水平方向（Ｄ方向）に押し戻され、レバー35が支点36を中心に回動し、加圧ローラ17を引き下げ脱圧する。この時、アンカー30にはホームポジション検知センサ31が設けられており、アンカー30の移動量を調整することで指示された圧を加圧ローラ17に付与することができる。この時の、アンカー30の移動量は最大加圧ローラ17の圧を解除し、加圧ローラ17を定着ローラ16と離間する位置まで移動できるようになっている。尚、このように構成される加圧機構24は加圧ローラ17の両端部に設けられている。
【００１４】
また、40はクリーニングローラを示しており、このクリーニングローラ40は金属製芯金の表面にシリコンオイルが微量に含浸された耐熱性フェルト41を巻付けた構成である。定着時は定着ローラ16の周面に対して不回転の状態で、定着ローラ16表面に付着した紙粉やトナーを耐熱性フェルト41により拭き取るものである。すなわち、クリーニングローラ40は一端に一方向クラッチを介して取り付けられ、他端は耐熱性軸受けにて定着ユニットフレーム（図示せず）に取り付けられている。このため、定着ローラ16の正回転時（定着時）、この定着ローラ16に対してクリーニングローラ40は連れ回りすることはなく（ロック状態）、定着ローラ16の表面に付着したオフセットトナーや紙粉等をクリーニングすることができる。一方、定着ローラ16の逆回転時にはクリーニングローラ40が連れ回りして、定着ローラ16に当接しているクリーニングローラ40の接触面を変更することが可能となっている。
【００１５】
ここで、本発明の特徴は定着装置14の待機中には、前記加圧機構24により加圧ローラ17を定着ローラ16と離間する位置に制御することにあり、待機中に滲み出たオイルや汚れを加圧ローラ側に付着させないように、定着ローラの回転開始時には、加圧ローラの加圧力を解除し、加圧ローラを定着ローラと離間し、待機中に滲み出たオイルや汚れが、クリーニングローラによりクリーニングされてから、加圧ローラを圧接することにより、加圧ローラに対する汚れを防止している。すなわち、図５に示すように、定着駆動時に待機中のクリーニングローラ40から再転写され滲み出たシリコンオイルとトナーがニップ部Ｙ部を通過するまで加圧ローラ17を離間（Ｌ部間）させ、付着オイルやトナー等の汚れがＹ部を通過後に、加圧ローラ17を定着ローラ16に圧接するように制御するものである（第１実施形態）。この場合、定着ローラ16に付着したオイルとトナーはクリーニングローラ40により再度クリーニングされ、加圧ローラ17側には加圧ローラ17を離間していたため、オイルとトナー汚れの付着は発生しない。ここで、本実施例のクリーニング部はクリーニングローラ方式を採用しているが、別のクリーニング方式、例えば、定着ローラ16に固定で押圧され、高粘度のシリコンオイルを含浸させている耐熱フェルトパッド方式（図示せず）を採用した場合でも、本実施形態と同様の効果を期待することができる。
【００１６】
図４は本発明による処理手順のフローチャートを示している（第２実施形態）。すなわち、本実施例ではジャム処理が終了したら、定着ローラ16に付着した未定着トナーをクリーニングローラ40でクリーニングしてから、加圧ローラ17を圧接するように、ジャム処理後、定着ローラ16を少なくとも１回転して、加圧ローラ17の圧を所定の圧に加圧している。ジャム処理後の一枚目の裏汚れを防止するために、ジャム処理後の加圧ローラの加圧力を所定の加圧力に戻す前に、定着ローラを回転させ、この定着ローラ表面に付着していたトナーをクリーニングしてから、加圧ローラを定着ローラに圧接することにより、ジャム処理後の裏汚れの発生を防止し、より品質の向上を行うことを目的としている。そして、ジャムの発生は、図示しない搬送路に設置されているジャム検出素子にて検出し、ジャム除去終了は、本体のカバーの開閉を検出する検出手段（センサ又はスイッチ）によりカバーが開閉されたことを判断し、その後ジャム検出手段にて残紙が無いことを確認し、ジャム除去終了と判断している。この場合、前述した第１実施形態とクリーニング部はクリーニングローラの方式ではなく別のクリーニング方式、例えば定着ローラ16に固定で押圧され、高粘度のシリコンオイルを含浸させている、耐熱フェルトパッド方式（図示せず）を採用しても同様の作用効果がある。
【００１７】
また、本発明では定着ローラ16の逆回転時には、加圧ローラ17による加圧を解除することに特徴がある（第３実施形態）。この場合、定着ローラ16の逆回転駆動は加圧ローラ17に伝達することがなく、これにより加圧ローラ17が逆回転しないようにしている。この課題を解決するため、本実施例では、定着ローラの駆動逆回転時は、加圧ローラの圧を解除して、加圧ローラが逆回転しないようにしている。尚、本実施形態で使用しているクリーニングローラはオイルを微量に塗布し、定着ローラとトナーとの離型作用を良くし、オフセットを防止して、定着ローラにオフセットしたトナーをクリーニングする方式である。本実施例の場合クリーニングローラでの構成を説明しているが、オイル塗布ローラでも、同様の効果を得ることができる。
【００２０】
【発明の効果】
この発明は上記のようであって、請求項１に記載の発明は、未定着トナー像を定着する定着ローラと、この定着ローラの周面に圧接し、定着ローラの周面に付着したトナー、紙粉等をクリーニングするクリーニングローラ又は定着ローラにオイルを塗布するオイル塗布ローラと、前記定着ローラと対向して定着ローラと接離可能に配置される加圧ローラとを有し、前記クリーニングローラ又はオイル塗布ローラの軸芯端部に一方向クラッチが設けられ、定着ローラの逆転時に前記クリーニングローラ又はオイル塗布ローラが定着ローラにより連れ回りするように構成されており、前記加圧ローラを定着ローラから離間する方向に付勢する付勢手段と、該付勢手段の付勢力に抗して前記加圧ローラを定着ローラに押し付ける加圧機構と、前記加圧ローラの周面に当接する温度検知手段とが設けられている定着装置において、前記加圧機構は、ステッピングモータと、該モータの駆動力により回転する送りネジと、該ネジの送り量に応じて水平移動するアンカーと、該アンカーと一端が接続されてアンカーの水平移動に伴い支点を中心に揺動するリンクと、該リンクの他端と接続されてリンクの揺動に伴い支点を中心に揺動するレバーとを有し、定着ローラの逆転時には、前記加圧機構のレバーが前記定着ローラから離れる方向に揺動することにより前記付勢手段の付勢力が勝って前記加圧ローラと前記定着ローラとが離間するので、加圧ローラが逆回転することはなく、これにより温度検知手段であるサーミスタが損傷したり加圧ローラ表面の傷付きを防止することができるため、耐久品質及びコピー品質の向上を図ることができるという効果がある。また、請求項２に記載の発明は、前記効果を画像形成装置において奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の定着装置を装備した複写機の一例を示す全体構成図である。
【図２】同定着装置を示す全体構成図である。
【図３】同第１実施形態を説明する図である。
【図４】同実施形態の処理手順を示すフローチャート図である。
【図５】従来の定着装置の構成を示す図である。
【図６】従来の定着装置を示す図である（第１例）。
【図７】従来の定着装置を示す図である（第２例）。
【符号の説明】
１  画像形成装置
２  給紙カセット
３  給紙ローラ
４  給紙手段
５  用紙
６  レジストローラ
７  感光体
８  帯電チャージャ
９  スキャナ部
12  現像器
13  搬送ベルト
14  定着装置
16  定着ローラ
16ａ  オイル塗布ローラ
17  加圧ローラ
18  熱源
19  加圧レバー
20  加圧スプリング
21  定着温度センサ
22  加圧温度センサ
24  加圧機構
25  ステッピングモータ
26  ギア
27  アイドラギア
29  送りネジ
30  アンカー
31  ホームポジション検知センサ
33  リンク
35  レバー
40，40ａ  クリーニングローラ
41  耐熱性フェルト
50  サーミスタ
【図１】
0003907407.tif 000002
【図２】
0003907407.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003907407.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003907407.tif 000007
【図７】
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