JP3572835B2 - 定着装置用のクリーニング装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター等の電子写真方式の画像形成装置において定着装置をクリーニングするクリーニング装置に係り、詳しくは、互いに圧接して配置された一対の定着用回転体から溶融したトナーや紙粉などを取り除くのに好適な定着装置用のクリーニング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、この種の電子写真方式の画像形成装置としては、例えば、回転可能に配設され、各色の単色トナー像が順次形成される感光体ドラムと、感光体ドラムに対向して配置され、感光体ドラムとの間の転写位置で用紙などの転写材にトナー像を転写する転写コロトロンと、用紙などの転写材を担持すると共に当該転写材が上記転写位置を通過するように回転可能に配設された転写ドラムと、転写位置よりも転写材の搬送経路下流側においてこの搬送経路を挟持するように互いに圧接された加熱ローラ及び加圧ローラを有し、これらの間の圧接位置でトナー像が転写された転写材を加熱加圧する定着装置とを有し、転写ドラムに担持された転写材上に複数の単色トナー像を順次転写し、その転写材を搬送経路に沿って搬送させることで転写材上にフルカラー画像を形成するものがある。
【０００３】
そして、このように構成された画像形成装置では、転写材にトナー像を定着させる際に、この転写材を一対の定着ローラ（加熱ローラと加圧ローラと）で挟持しているので、溶融したトナーの一部や紙粉などが定着ローラの表面に付着してしまう。その結果、このトナーが付着したローラの表面で次の転写材の画像面を汚してしまったり、あるいは、そのトナーが付着したローラから他方のローラに再付着した後次の転写材の裏面を汚してしまったりしてしまう。
【０００４】
そこで、このように構成されたカラー画像形成装置では、これら定着ローラの表面から溶融トナーや紙粉などを除去するために、定着装置用のクリーニング装置を使用している。
【０００５】
そのような定着ローラをクリーニングするためのクリーニング装置としては、例えば、特開昭６１−２２１７７３号公報に開示されるように、定着ローラに当接して且つ回転可能に配設されたクリーニングローラを有するものがある。そして、このクリーニング装置では、定着ローラとクリーニングローラとの圧接位置において、定着ローラの表面に付着した溶融トナーや紙粉などをクリーニングローラの表面に転移させることができ、これにより定着ローラをクリーニングすることができる。
【０００６】
また、実開昭６１−１７６５７３号公報に開示されるように、定着ローラと摺接するように配設されたウェブを有するものもある。そして、このクリーニング装置では、定着ローラとウェブとの当接位置において、定着ローラの表面に付着した溶融トナーや紙粉などをウェブに転移させることができ、これにより定着ローラをクリーニングすることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、発明者らの研究により、これらのクリーニング装置ではいずれも、定着ローラに１つのクリーニング部材を当接させ、このクリーニング部材で溶融トナーや紙粉の全てを一度に取り除こうとしているので、清掃能力が十分ではなく定着ローラを十分に清掃することができないことが判った。
具体的には例えば、転写材上に４つの単色トナー像を重ね合わせた場合には、各色のトナーが重なり合っているため、従来の白黒画像用のトナー像に比べて４倍程度の厚さを有するトナー層が形成される。そして、このような厚みのあるトナー像が形成された転写材を加熱ローラと加圧ローラとの間で挟持して加熱加圧した場合、トナー層の表面寄りの部分のみが加熱されて溶融されてしまうことがあり、この時には比較的多量の溶融トナーが加熱ローラに付着してしまい、上記クリーニング部材ではその全てを１度に除去することができなかった。その結果、加熱ローラはその汚れたままの表面で次の転写材に当接し、その転写材を溶融トナーで汚したりしてしまう。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、カラー画像形成装置においても十分な清掃能力を有し、カラー画像形成装置におけるオフセット現象の発生を防止することができる定着装置用のクリーニング装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、定着装置の定着用回転体に当接して且つ回転可能に配設されたクリーニングローラと、当該定着用回転体及びクリーニングローラに当接して移動可能に配設されたクリーニングウェブとを有し、クリーンニングウェブが、クリーニングローラよりも当該定着用回転体の回転方向下流側においてその定着用回転体の表面に当接するように配設されるとともに、その定着用回転体の表面に当接した後にクリーニングローラの表面に当接するように移動させられる定着装置用のクリーニング装置である。
【００１０】
本発明において、上記定着装置の定着用回転体としては、転写材と当接してその転写材上に形成されたトナー像を定着できるものであればよく、例えば、加熱ローラ、加圧ローラ、定着ベルトなどがある。
【００１１】
上記クリーニングローラは、定着用回転体に当接して且つ回転可能に配設されたものであればよく、例えば、ステンレスなどの金属材料をパイプ形状あるいは円柱形状に形成したものを使用することができる。そして、パイプ形状よりも円柱形状に形成した方が、クリーニングローラとして使用した際にその長さ方向（つまりローラの回転軸方向）における撓みが少なくなって、軸方向において均一に圧接することができるので好ましい。
【００１２】
上記クリーニングウェブは、定着用回転体及びクリーニングローラに当接して移動可能に配設されたものであればよく、例えば、送出ローラに巻き付けられると共に先端縁が巻取ローラに固定された長尺状の不織布のウェブがある。また、ウェブの移動方向は定着用回転体との当接位置において定着用回転体とは逆の方向に移動するようにした方がよく、且つ、その移動向きにおいてウェブはクリーニングローラよりも先に定着用回転体と当接するように配設された方がよい。
【００１３】
そして、本発明の定着装置用のクリーニング装置では、定着用回転体に対してクリーニングローラとクリーニングウェブとを当接させると共に、クリーニングローラにより清掃した後にクリーニングウェブによる清掃がなされるようにクリーニングウェブをクリーニングローラよりも当該定着用回転体の回転方向下流側において当接させているので、十分な清掃能力があり、比較的多量の溶融ト
ナーと紙粉とが定着用回転体に付着していたとしてもこれらを清掃することができる。
【００１４】
なお、このようなクリーニングローラとクリーニングウェブとの配設において十分な清掃能力が発揮される理由としては、クリーニングローラは溶融したト
ナーの清掃に有効である一方で、クリーニングウェブは紙粉の清掃に有効であり、しかも、ウェブを溶融トナーで濡らさないで使用したほうが紙粉の除去などにおいて有効であるためであると考える。
【００１５】
ところで、本発明において、溶融トナーが定着用回転体からクリーニングローラへ、更にはクリーニングローラからクリーニングウェブへ効率よく且つ確実に移動できるようにするためには、これらの部材の離型性（表面エネルギーなど）を考慮するとよい。具体的には、定着用回転体よりも離型性が悪く、クリーニングウェブよりも離型性が良い材料でクリーニングローラを形成すると良い。そして、定着用回転体の表面材料としてはゴムが広く使用され、また、クリーニングウェブとしてはナイロンなどの繊維を織った布が使用されているので、このような組み合わせの場合には、ステンレスなど金属でクリーニングローラを形成すればよい。
【００１６】
また、本発明の定着装置用のクリーニング装置は、使用後には、転写材上のトナー像に当接した定着用回転体の表面をクリーニングローラで清掃し、そのクリーニングローラの清掃部位の後端縁がクリーニングローラとクリーニングウェブとの当接位置を通過した後に停止させると良い。また、クリーニングウェブの線速度がクリーニングローラの線速度よりも遅く設定されている場合には更に、クリーニングローラの清掃部位と当接したクリーニングウェブの回収部位がクリーニングローラとクリーニングウェブとの当接位置を通過した後に停止させると良い。これにより、クリーニングローラに溶融したトナーが接触しない状態で停止させることができるので、クリーニングローラの表面にトナーが固着してしまうことはない。ちなみに、クリーニングローラの表面にトナーが固着してしまうと、次の画像形成時にそのトナーが再度溶融し、それが定着用回転体に逆付着して転写材などを汚してしまうという問題が生じる。
【００１７】
他にも、図３や図４に示すように、クリーニングローラを電磁ソレノイドなどの駆動力によりリトラクト可能に構成すると共に、転写材上のトナー像に当接した定着用回転体の表面をクリーニングローラで清掃し、そのクリーニングローラの清掃部位の後端縁がクリーニングウェブに当接して通過した後、クリーニングローラとクリーニングウェブとを離間させるようにしても、クリーニングローラの表面にトナーが固着することを防止することができる。
【００１８】
なお、クリーニングローラの清掃部位とは、転写材にトナー像を定着させる際に転写材上のトナー像と当接した定着用回転体の表面部分を清掃したクリーニングローラの表面部分をいい、クリーニングウェブの回収部位とは、このクリーニングローラの清掃部位と当接したクリーニングウェブの表面部分をいう。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
実施形態１
図１は本発明を適用した画像形成装置の概略構成図である。
同図において、１は回転可能な感光体ドラムと、２は感光体ドラム１を一様な電位に帯電する帯電コロトロンと、３は帯電後の感光体ドラム１を画像情報に応じて露光するレーザ露光器と、４はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナーを保持すると共に１つのトナー供給部を露光後の感光体ドラム１に対向させて所定の色のトナーを供給するロータリ式現像器、５は感光体ドラム１との間の転写位置に供給された用紙Ｐにトナー像を転写する転写コロトロンと、６は転写後の感光体ドラム１から残留トナーなどを除去する清掃部材であり、感光体ドラム１を回転させた状態で、帯電コロトロン２及びレーザ露光器３で感光体ドラム１上に画像情報に応じた静電潜像を形成し、ロータリ式現像器４で所定の色のトナーでこの静電潜像を現像して単色トナー像を形成し、更に、転写コロトロン５で転写位置に供給された用紙Ｐ上に当該単色トナー像を転写することで、用紙Ｐ上に未定着トナー像を形成するものである。
【００２１】
他方、同図において、７は用紙Ｐが転写位置を通過できるように回転可能に配設された転写ドラム、８は多数の用紙Ｐを収容することができる２つの用紙トレイ、９は用紙Ｐを転写ドラム７に吸着させる吸着帯電手段、１０は用紙トレイ８から排出された用紙Ｐを所定のタイミングにて転写ドラム７に供給するレジローラ対、１１は転写ドラム７から用紙Ｐを剥離する剥離コロトロン、１２は未定着トナー像が形成された用紙Ｐを加熱ローラ１２ａと加圧ローラ１２ｂとで挟持してこの未定着トナー像を用紙Ｐに定着させる定着手段、１３は剥離後の用紙Ｐを定着手段１２に供給する用紙ガイド、１４は画像が形成された用紙Ｐを収容する排出トレイ、１５は定着後の用紙Ｐを排出トレイ１４に排出する排出ローラ対である。そして、用紙トレイ８から排出された用紙Ｐは、レジローラ対１０から搬出されると共に吸着帯電手段９により帯電されることで転写ドラム７の所定位置に吸着され、剥離コロトロン１１により除電されて用紙ガイド１３に沿った方向に搬出され、定着手段１２によりトナー像を定着され、更に、排出ローラ対１５により排出トレイ１４に排出される。また、その搬送経路上において、転写位置においてトナー像を転写され、定着位置においてトナー像を定着されることで、画像が形成される。
【００２２】
そして、このように構成された画像形成装置では、例えば、用紙Ｐが吸着された転写ドラム７を４回回転させる一方で、感光体ドラム１上に各色のトナー像を順次形成することで、この用紙Ｐ上に４色の単色トナー像を重ね合わせに転写し、用紙Ｐ上に多色トナー像を形成することができる。その後、その多色トナー像が形成された用紙Ｐを加熱ローラ１２ａと加圧ローラ１２ｂとで加熱加圧することでフルカラー画像を形成することができる。なお、用紙Ｐ上のトナーは加熱加圧されることで溶融し、その後用紙Ｐに吸収されて冷却されることで用紙Ｐ上に定着するものである。
【００２３】
そこで、図２に示すように、本実施形態では、加熱ローラ１２ａに付着してしまった溶融トナーや紙粉などを除去し、常にクリーンな状態で加熱加圧することができるように、本発明の定着装置用のクリーニング装置を利用した。
【００２４】
同図において、１６は円柱形状に形成され、加熱ローラ１２ａに圧接して且つ回転可能に配設されたクリーニングローラ、１７は長尺形状のウェブ、１８はこのウェブ１７が巻き付けられると共に回転可能に配設された送り出しローラ、１９はウェブ１７の先端縁が固定されると共に送り出しローラ１８よりも加熱ローラ１２ａの回転方向上流側において回転可能に配設された巻き取りローラ、２０はクリーニングローラ１６よりも加熱ローラ１２ａの回転方向下流側であって且つウェブ１７を加熱ローラ１２ａ及びクリーニングローラ１６に圧接させる位置において回転可能に配設された圧接ローラであり、クリーニングローラ１６を加熱ローラ１２ａと逆方向に回転させると共にウェブ１７を巻き取りローラ１９で巻き取ることで加熱ローラ１２ａの表面から汚れを清掃し、更にクリーニングローラ１６の表面に付着した汚れをウェブ１７で回収するようになっている。なお、加熱ローラ１２ａの表面材料にはゴムが使用される一方で、クリーニングウェブ１７としてはナイロン繊維やポリエステル繊維を混合して織った布が使用されているので、クリーニングローラ１６をステンレス（ＳＵＳ３０６）で形成した。
【００２５】
従って、本実施形態の画像形成装置では、定着位置において加熱ローラ１２ａの表面に用紙Ｐ上のトナーが転移付着した場合であっても（図３（ａ）を参照）、クリーニングローラ１６が加熱ローラ１２ａの表面からトナーを清掃し（同図（ｂ），（ｃ））、更にクリーニングウェブ１７がクリーニングローラ１６の表面からトナーを回収することができるので（同図（ｄ），（ｅ），（ｆ））、加熱ローラ１２ａ及び加圧ローラ１２ｂはもとよりクリーニングローラ１７も表面が汚れていない状態に維持することができる。
【００２６】
また、本実施形態では、上記クリーニングローラ１６よりもクリーニングウェブ１７のほうが遅い線速度で移動しているので、クリーニングウェブ１７の回収部位の後端縁がクリーニングローラ１６とクリーニングウェブ１７との当接位置を通過した後に、これら１６，１７を停止させるようにした（図３（ｆ）を参照）。従って、クリーニングローラ１６の表面にトナーが残留したり付着したりした状態で、トナーが冷却されてしまうことはない。
【００２７】
そして、このように構成された画像形成装置を用いて用紙Ｐ上にフルカラー画像を形成したところ、用紙搬送方向前半部分の画像においてトナーが剥離されて色相変化などの画質欠陥が生じたとしても、用紙搬送方向後半部分の画像においてオフセット現象が発生したりすることは無かった。また、先に形成した画像においてトナーの剥離に起因する色相変化などの画質欠陥が生じたとしても、加熱ローラ１２ａや加圧ローラ１２ｂ、あるいは、クリーニングローラ１６の表面にそのトナーが固着したりすることはなく、後の画像の形成の際に画像や用紙Ｐが汚されてしまったりすることもなかった。
【００２８】
また、本実施形態では、加熱ローラ１２ａを清掃するためにクリーニングローラ１６及びクリーニングウェブ１７の両方を使用しているが、クリーニングウェブ１７でクリーニングローラ１６からトナーを回収するように構成したので、クリーニングローラ１６から溶融したトナーを除去するための部材をそれ専用に設ける必要がなく、構成の簡素化、小型化、コストダウンを図ることもできた。
【００２９】
実施形態２
本実施形態では、図４に示すように、クリーニングローラ１６と加熱ローラ１２ａ及びクリーニングウェブ１７とが接離可能となるように、図示外の電磁ソレノイドの駆動力によりクリーニングローラ１６を直線的にリトラクト可能に構成し、更に、上記クリーニングローラ１６の清掃部位の後端縁がクリーニングローラ１６とクリーニングウェブ１７との当接位置を通過したら、クリーニングローラ１６を離間させてから停止させるように構成した以外は、実施形態１と同様の構成及び動作である。
【００３０】
そして、このように構成された画像形成装置においても実施形態１と同様の効果を確認することができた。
【００３１】
なお、クリーニングローラ１６の移動のさせ方としては、本実施形態における直線状な移動に限定されるものではなく、例えば図５に示すように、加熱ローラ１２ａの周面に沿った方向に円弧状に移動させるものであってもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上の通り、本発明の定着装置用のクリーニング装置では、定着用回転体に対してクリーニングローラとクリーニングウェブとを当接し、しかも、クリーニングローラよりも当該定着用回転体の回転方向下流側においてクリーニングウェブを当接させて、比較的多量の溶融トナーと紙粉とが定着用回転体に付着していたとしてもこれらを清掃することができるので、カラー画像形成装置においても十分な清掃能力を有し、カラー画像形成装置におけるオフセット現象の発生を防止することができる。
【００３３】
また、本発明の定着装置用のクリーニング装置では、クリーニングローラにクリーニングウェブを当接させ、クリーニングウェブでクリーニングローラから溶融トナーを除去するようにしているので、クリーニングローラから溶融トナーを除去するための部材をそれ専用に設ける必要がなく、構成の簡素化、小型化、コストダウンなどの効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１にかかる画像形成装置の概略構成図。
【図２】図１における定着手段及びクリーニング装置の拡大図。
【図３】図２の定着手段及びクリーニング装置の動作説明図（その１）。
【図４】実施形態２におけるクリーニング装置及び周辺部の拡大図。
【図５】実施形態２の変形例におけるクリーニング装置及び周辺部の拡大図。
【符号の説明】
１２ａ：加熱ローラ、１６：クリーニングローラ、１７：クリーニングウェブ。

Claims (2)

1. 定着装置の定着用回転体に当接して且つ回転可能に配設されたクリーニングローラと、当該定着用回転体及びクリーニングローラに当接して移動可能に配設されたクリーニングウェブとを有し、
   クリーンニングウェブが、クリーニングローラよりも当該定着用回転体の回転方向下流側においてその定着用回転体の表面に当接するように配設されるとともに、その定着用回転体の表面に当接した後にクリーニングローラの表面に当接するように移動させられることを特徴とする定着装置用のクリーニング装置。
2. 転写材上のトナー像に当接した定着用回転体の表面部分を清掃したクリーニングローラの表面部分である清掃部位の後端縁及びそのクリーニングローラの清掃部位と当接したクリーニングウェブの表面部分である回収部位の後端縁がクリーニングローラとクリーニングウェブとの当接位置を通過した後に、クリーニングローラ及びクリーニングウェブを停止させることを特徴とする請求項１記載の定着装置用のクリーニング装置。

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