JP2023018364A - クリーニング装置、定着装置、及び、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェブの搬送不良やシワが生じさせることなく、被清掃体の表面を良好にクリーニングする。
【解決手段】加圧ローラ３１（被清掃体）の表面をクリーニングするクリーニング装置５０であって、所定の搬送方向に搬送されるウェブ５４と、ウェブ５４が巻回されてウェブ５４を搬送方向に供給する供給ローラ５１と、搬送方向に搬送されたウェブ５４を巻き取る巻取りローラ５２と、ウェブ５４を介して加圧ローラ３１に圧接する押圧ローラ５３と、ウェブ５４を介して押圧ローラ５３に対して常に当接する当接部材５５と、が設けられている。
【選択図】図２

Description

この発明は、加圧ローラなどの被清掃体の表面をクリーニングするクリーニング装置と、それを備えた定着装置と、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置と、に関するものである。

従来から、複写機やプリンタ等の画像形成装置に設置された定着装置において、定着ローラなどの被清掃体の表面に付着したトナーを、所定の搬送方向に搬送されるウェブによってクリーニングする技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

詳しくは、特許文献１において、クリーニングウェブ（ウェブ）は、供給軸（供給ローラ）に一端側が接続され巻取りローラに他端側が接続され、供給軸から押圧ローラを経て巻取りローラに向けて搬送されて、巻取りローラによって巻き取られる。押圧ローラは、クリーニングウェブを介して定着装置の定着ローラに当接している。そして、定着ローラの表面に付着したトナーがクリーニングウェブによって拭き取られ回収されることになる。

一方、特許文献１には、クリーニングウェブ（ウェブ）に弛みが生じないように、クリーニングウェブを介して押圧ローラに当接するブレーキ部材を接離可能に設ける技術が開示されている。そして、このブレーキ部材は、記録紙（シート）に形成された画像の画像面積率に応じて、押圧ローラに対する押圧力が調整されることになる。

特許文献１の技術は、ウェブ（クリーニングウェブ）によって被清掃体の表面がクリーニングされる効果がある程度期待できる。
しかし、従来の技術は、稼働条件によって、ウェブの搬送不良が生じてしまう不具合や、ウェブにシワが生じてしまう不具合が発生する可能性があった。そして、それらの不具合が生じてしまうと、ウェブによるクリーニング性能が低下してしまうことになる。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ウェブの搬送不良やシワが生じることなく、被清掃体の表面を良好にクリーニングすることができる、クリーニング装置、定着装置、及び、画像形成装置を提供することにある。

この発明におけるクリーニング装置は、被清掃体の表面をクリーニングするクリーニング装置であって、所定の搬送方向に搬送されるウェブと、前記ウェブが巻回されて、前記ウェブを前記搬送方向に供給する供給ローラと、前記搬送方向に搬送された前記ウェブを巻き取る巻取りローラと、前記ウェブを介して前記被清掃体に圧接する押圧ローラと、前記ウェブを介して前記押圧ローラに対して常に当接する当接部材と、を備えたものである。

本発明によれば、ウェブの搬送不良やシワが生じることなく、被清掃体の表面を良好にクリーニングすることができる、クリーニング装置、定着装置、及び、画像形成装置を提供することができる。

この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。 定着装置を示す構成図である。 クリーニング装置の接離動作を示す図である。 クリーニング装置の要部を幅方向にみた図である。 比較例としての、クリーニング装置を示す図である。 変形例としての、定着装置を示す図である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

まず、図１にて、画像形成装置１における全体の構成・動作について説明する。
図１において、１はコピー機能とプリンタ機能とを有する複合機としての画像形成装置、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、３は原稿Ｄを原稿読込部４に搬送する原稿搬送部、４は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部、７は用紙等のシートＰが収容される給紙部、を示す。
また、９はシートＰの搬送タイミングを調整するレジストローラ（タイミングローラ）、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成される感光体ドラム、１２は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上を帯電する帯電部、を示す。
また、１３は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成される静電潜像を現像する現像部、１４は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成されたトナー像をシートＰ上に重ねて転写する１次転写バイアスローラ、１５は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の未転写トナーを回収するクリーニング部、を示す。
また、１６は中間転写ベルト１７を清掃する中間転写ベルトクリーニング部、１７は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、１８は中間転写ベルト１７上のカラートナー像をシートＰ上に転写するための２次転写バイアスローラ、２０はシートＰ上のトナー像（未定着画像）を定着する定着装置、を示す。
また、６５は印刷動作（画像形成動作）に関わる情報が表示されたり操作をおこなったりするための操作パネル、を示す。

以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成動作（印刷動作）について説明する。
画像形成装置１が複写機として使用される場合、ユーザーによって、原稿台に原稿Ｄが載置されて、操作パネル６５に印刷条件などの必要な情報が入力されてコピーボタンが押される。
これにより、原稿Ｄが、原稿搬送部３の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス５上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス５上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。

詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス５上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。

なお、画像形成装置１がプリンタとして使用される場合には、ユーザーによって、画像形成装置１に通信可能に接続されたパソコンなどの外部入力装置から画像情報や印刷条件などの必要な情報が入力されて、それらの情報が画像形成装置１の制御部で取得される。

そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応する感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に向けて発せられる。

一方、４つの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは、それぞれ、図１の反時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、帯電部１２との対向部で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部２において、４つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。

イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から１番目の感光体ドラム１１Ｙの表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム１１Ｙの回転軸方向（主走査方向、幅方向）に走査される。こうして、帯電部１２にて帯電された後の感光体ドラム１１Ｙ上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。

同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から２番目の感光体ドラム１１Ｍの表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から３番目の感光体ドラム１１Ｃの表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目の感光体ドラム１１ＢＫの表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、それぞれ、現像部１３との対向位置に達する。そして、各現像部１３から感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、それぞれ、中間転写ベルト１７との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト１７の内周面に当接するように１次転写バイアスローラ１４が設置されている。そして、１次転写バイアスローラ１４の位置で、中間転写ベルト１７上に、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（１次転写工程である。）。

そして、転写工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、それぞれ、クリーニング部１５との対向位置に達する。そして、クリーニング部１５で、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、除電部を通過して、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫにおける一連の作像プロセスが終了する。

他方、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の各色のトナーが重ねて転写（担持）された中間転写ベルト１７は、図中の時計方向に走行して、２次転写バイアスローラ１８との対向位置に達する。そして、２次転写バイアスローラ１８との対向位置で、シートＰ上に中間転写ベルト１７上に担持されたカラーのトナー像が転写される（２次転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト１７表面は、中間転写ベルトクリーニング部１６の位置に達する。そして、中間転写ベルト１７上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部１６に回収されて、中間転写ベルト１７における一連の転写プロセスが終了する。

ここで、中間転写ベルト１７と２次転写バイアスローラ１８との間（２次転写ニップである。）に搬送されるシートＰは、給紙部７からレジストローラ９等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、シートＰを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送されたシートＰが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ９に導かれる。レジストローラ９に達したシートＰは、タイミングを合わせて、２次転写ニップに向けて搬送される。

そして、フルカラー画像が転写されたシートＰは、搬送ベルトによって定着装置２０に導かれる。定着装置２０では、定着ベルトと加圧ローラとの定着ニップ（ニップ部）にて、カラー画像（トナー像）がシートＰ上に定着される（定着工程である。）。
そして、定着工程後のシートＰは、排紙ローラによって、装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２を用いて、画像形成装置本体１に設置される定着装置２０の構成・動作について詳述する。
図２に示すように、定着装置２０は、定着回転体としての定着ベルト２１、回転体としての定着補助ローラ２２、加熱ローラ２３、テンションローラ２４、加熱手段としてのヒータ２５、温度センサ４０、加圧回転体としての加圧ローラ３１、クリーニング装置５０、等で構成されている。

ここで、定着ベルト２１は、トナー像を加熱してシートＰ上に定着する定着回転体である。定着回転体としての定着ベルト２１は、ポリイミド等の樹脂材料からなるベース層上に、弾性層、離型層（表面層）が順次積層された多層構造の無端状ベルトである。定着ベルト２１の弾性層は、層厚が９０μｍ程度のフッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性材料で形成されている。定着ベルト２１の離型層は、層厚が２０μｍ程度のＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）等で形成されている。定着ベルト２１の表層に離型層を設けることにより、トナーＴ（トナー像）に対する離型性（剥離性）が担保されることになる。定着ベルト２１は、２つのローラ部材（定着補助ローラ２２と加熱ローラ２３とである。）に張架・支持されて、図２中の矢印方向に走行する。定着部材として熱容量の低い定着ベルト２１を用いることで、装置の昇温特性が向上する。
なお、本実施の形態では、定着補助ローラ２２と加熱ローラ２３とに張架・支持された定着ベルト２１に所定の張力を付与するために、定着ベルト２１の外周面にテンションローラ２４が圧接するように構成している。

定着補助ローラ２２は、ＳＵＳ３０４等の芯金２２ａ上に、発泡性シリコーンゴム等の発泡材料からなる弾性層２２ｂが形成された回転体（ローラ部材）であって、加圧回転体としての加圧ローラ３１に定着ベルト２１を介して圧接して定着ニップを形成する。弾性層２２ｂを発泡材料で形成することで、定着ニップにおけるニップ幅（ニップ量）を比較的大きく設定できるとともに、定着ベルト２１の熱が定着補助ローラ２２に移行しにくくなる。定着補助ローラ２２は、図２中の時計方向に回転する。

加熱ローラ２３は、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属材料からなる中空構造のローラ部材であって、その円筒体の内部には加熱手段としてのヒータ２５（熱源）が固設されている。加熱ローラ２３の肉厚を比較的薄く設定することで、加熱体の熱容量が低下して装置の昇温特性が向上する（立ち上がり時間が短縮化される。）。

加熱ローラ２３に内設されたヒータ２５（加熱手段）は、ハロゲンヒータであって、その両端部が定着装置２０の側板に固定されている。そして、画像形成装置本体１のメインスイッチがオンされた状態で、電源部からヒータ２５に電力が供給される。そして、制御部により出力制御されたヒータ２５からの輻射熱によって加熱ローラ２３が加熱されて、さらに加熱ローラ２３によって加熱された定着ベルト２１の表面からシートＰ上のトナー像Ｔに熱が加えられる。
ヒータ２５の出力制御は、定着ベルト２１表面に非接触で対向する温度センサ４０によるベルト表面温度の検知結果に基づいておこなわれる。詳しくは、温度センサ４０（サーモパイル）の検知結果に基づいて定められる通電時間だけ、ヒータ２５に交流電圧が印加される。このようなヒータ２５の出力制御によって、定着ベルト２１の温度（定着温度）を所望の温度（目標制御温度）に調整制御することができる。
なお、本実施の形態では、加熱ローラ２３の内部に１本のヒータ２５を設置したが、複数本のヒータを設置することもできる。

また、加圧ローラ３１は、定着ベルト２１（定着回転体）に圧接することでシートＰが搬送される定着ニップを形成する加圧回転体である。加圧回転体としての加圧ローラ３１は、主として、金属材料からなる芯金３２と、芯金３２の外周面に接着層を介して形成された弾性層３３と、弾性層３３の外周面に形成された表面層３４（離型層）と、からなる。加圧ローラ３１の弾性層３３は、層厚が数ｍｍ程度であって、絶縁性を有する発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム等の弾性材料で形成されている。加圧ローラ３１の表面層３４は、層厚が数十μｍ～数百μｍ程度であって、導電性を有するＰＦＡ（ＰＦＡチューブ）等の低摩擦材料で形成されている。加圧ローラ３１の表面層３４として導電性を有する離型層を設けることにより、トナーＴ（トナー像）に対する離型性（剥離性）が担保されるとともに、シートＰが加圧ローラ３１に静電気的に吸着して分離性が低下する不具合を軽減することができる。
なお、定着ベルト２１と加圧ローラ３１との温度差を軽減するために、加圧ローラ３１の内部にヒータを設置することもできる。

そして、加圧ローラ３１は、加圧機構によって定着ベルト２１を介して定着補助ローラ２２に圧接する。こうして、加圧ローラ３１と定着ベルト２１との間に、所望の定着ニップが形成される。なお、加圧ローラ３１を定着ベルト２１（定着補助ローラ２２）に対して所定の圧接力で加圧する加圧機構を、その圧接力を解除（又は減圧）ができるように構成することもできる。
なお、本実施の形態では、加圧ローラ３１の弾性層３３は、定着補助ローラ２２の弾性層２２ｂに比べて、層厚が薄くて低硬度に形成されている。これにより、加圧ローラ３１と定着ベルト２１（定着補助ローラ２２）との定着ニップは、図２に示すように、定着補助ローラ２２が凹んで加圧ローラ３１のローラ形状に沿うように形成されることになる。そのため、定着ニップから送出されるシートＰは、加圧ローラ３１のローラ形状に沿うような軌跡を描きやすくなる。
なお、本実施の形態における定着装置２０には、被清掃体としての加圧ローラ３１（加圧回転体）の表面を清掃するクリーニング装置５０が設置されているが、これについては後で詳しく説明する。

上述のように構成された定着装置２０は、次のように動作する。
装置本体１のメインスイッチが投入されると、ヒータ２５に交流電圧が印加（給電）される。
そして、印刷指令（ジョブ指令）が入力されると、駆動モータ７０によって加圧ローラ３１が図２中の矢印方向（反時計方向）に回転駆動されて、それにともない定着ベルト２１（定着補助ローラ２２、加熱ローラ２３）が図２中の矢印方向（時計方向）に従動回転することになる。その後、給紙部７からシートＰが給送されて、２次転写バイアスローラ１８の位置で、中間転写ベルト１７上のトナー像がシートＰ上に未定着画像として担持される。未定着画像（トナー像）が担持されたシートＰは、図２の一点鎖線矢印の方向に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト２１及び加圧ローラ３１の定着ニップに送入される。そして、定着ベルト２１による加熱と、定着ベルト２１（定着補助ローラ２２）及び加圧ローラ３１の押圧力とによって、シートＰの表面にトナー像が定着される。その後、回転する定着ベルト２１及び加圧ローラ３１によって、その定着ニップから送出されたシートＰは、そのまま一点鎖線矢印の方向に搬送される。

以下、本実施の形態における定着装置２０（画像形成装置１）に設置されたクリーニング装置５０の特徴的な構成・動作について、詳しく説明する。
クリーニング装置５０は、被清掃体としての加圧ローラ３１の表面をクリーニングするものである。図２に示すように、クリーニング装置５０は、定着装置２０の主部に隣接するように配置されている。
クリーニング装置５０は、ウェブ５４、供給ローラ５１、巻取りローラ５２、押圧ローラ５３、当接部材５５（ブレーキ部材）、付勢手段としての圧縮スプリング５９（図４参照）、などで構成されている。

ウェブ５４は、耐熱性を有する不織布などで形成された薄い帯状の部材であって、加圧ローラ３１の表面に付着した付着物（主にトナーである。）を担持可能（清掃可能）に形成されている。ウェブ５４は、その一端側（搬送方向の一端側であって終端である。）が供給ローラ５１に接続され、その他端側（搬送方向の他端側であって始端である。）が巻取りローラ５２に接続されている。ウェブ５４は、巻取りローラ５２の巻取り動作によって、所定方向（図２の矢印方向）に搬送（走行）される。本実施の形態において、ウェブ５４は、図２に示すように、略Ｖ字状の搬送経路を描くことになる。
なお、ウェブ５４は、単層構造のものに限定されることなく、例えば、フィルム層に不織布からなる表面層が形成された多層構造体とすることもできる。

巻取りローラ５２は、搬送方向（図２の矢印方向）に搬送されたウェブ５４（清掃後のものである。）を巻き取るためのローラ部材（軸状部材）であって、駆動手段としてのモータ６０によって図２の反時計方向に回転駆動される。
供給ローラ５１は、フレッシュな状態のウェブ５４が巻回されて（巻き付けられて）いて、ウェブ５４を搬送方向（図２の矢印方向）に供給するローラ部材（軸状部材）である。供給ローラ５１は、モータ６０（駆動手段）による巻取りローラ５２の回転駆動によって図２の時計方向に従動回転する。すなわち、巻取りローラ５２が回転駆動されることで、巻取りローラ５２でウェブ５４を巻取りながら、その分のウェブ５４が供給ローラ５１から搬送方向に送り出されることになる。

クリーニング装置５０の使用開始時には、供給ローラ５１は、ウェブ５４が何周にも巻かれて外径が大きくなった状態であり、巻取りローラ５２は、ウェブ５４がせいぜい０～２周しか巻かれておらず外外径が小さな状態である。そして、クリーニング装置５０の使用が進むと、供給ローラ５１は、ウェブ５４がせいぜい０～２周しか巻かれておらず外外径が小さくなった状態になり、巻取りローラ５２は、トナー（付着物）が担持された状態のウェブ５４が何周にも巻かれて外径が大きくなった状態になる。そして、そのような状態で、クリーニング装置５０の新品への交換やメンテナンスがおこなわれることになる。

また、押圧ローラ５３は、供給ローラ５１から巻取りローラ５２に至るウェブ５４の搬送経路の途中に配置されて、加圧ローラ３１（被清掃体）にウェブ５４を介して圧接している。ウェブ５４は、押圧ローラ５３に対して所定の巻付け角度（新品時で１７０度程度である。）で巻き付けられている。
押圧ローラ５３は、ウェブ５４の搬送方向に沿う方向を回転方向として回転する。具体的に、押圧ローラ５３は、巻取りローラ５２の回転駆動にともない図２の反時計方向に従動回転する。
そして、図２に示すように、加圧ローラ３１の表面にオフセットなどによって付着したトナーがウェブ５４によって拭き取られ担持されることになる。これにより、加圧ローラ３１の表面がクリーニングされて、加圧ローラ３１に付着したトナーによってシートＰのウラ面が汚れる不具合を軽減することができる。

ここで、本実施の形態におけるクリーニング装置５０には、図４に示すように、押圧ローラ５３を加圧ローラ３１（被清掃体）に向けて付勢する付勢手段としての圧縮スプリング５９が設けられている。
詳しくは、図４に示すように、押圧ローラ５３は、軸方向両端（幅方向両端）の軸部が、それぞれ軸受５８を介して、クリーニング装置５０の筐体にスライド移動可能（加圧ローラ３１に当接する方向の移動である。）に保持されている。そして、圧縮スプリング５９は、一端が軸受５８に接続されていて、他端がクリーニング装置５０の筐体に接続されている。
このように構成することにより、押圧ローラ５３が加圧ローラ３１に安定的に加圧されて、加圧ローラ３１に対するウェブ５４の圧接力が安定することになる。そのため、ウェブ５４によるクリーニング性が経時においても安定的に維持されることになる。

ここで、本実施の形態におけるクリーニング装置５０には、図２、図３に示すように、ウェブ５４を介して押圧ローラ５３に対して常に当接する当接部材５５が設けられている。
詳しくは、当接部材５５は、薄い板バネ材料などからなる板状部材であって、稼働条件（例えば、シートＰに形成される画像の画像面積率などである。）によって当接圧が調整されたり接離されたりするのではなくて、常に一定の当接圧で押圧ローラ５３に当接するように、クリーニング装置５０の筐体に固定保持されている。

このように、ウェブ５４を介して押圧ローラ５３に対して常に当接する当接部材５５を設けることで、稼働条件によって、ウェブ５４の巻き弛みなどの搬送不良や、ウェブ５４にシワが生じてしまう不具合が発生しにくくなる。したがって、それらの不具合によって、ウェブ５４によるクリーニング性能が低下してしまう不具合も生じにくくなり、経時においても、加圧ローラ３１の表面を良好に安定的にクリーニングすることができる。

以下、本発明による効果について補足的に説明する。
図３（Ａ）を参照して、クリーニング装置５０が稼働しているとき、ウェブ５４には、白矢印で示す３つの力Ｆ１～Ｆ３が作用している。
１つ目の力Ｆ１は、巻取りローラ５２によってウェブ５４が引出される力である。
２つ目の力Ｆ２は、押圧ローラ５３と加圧ローラ３１とのニップＮ（ウェブニップ）で発生するウェブ５４に対する引張力である。この力Ｆ２は、加圧ローラ３１の表面に付着するトナー量によって変動する。
そして、３つ目の力Ｆ３は、供給ローラ５１の軸をフリーにしてウェブ５４を引出す力である。

ここで、当接部材５５がウェブ５４を介して押圧ローラ５３に常に当接していれば、稼動中においてウェブ５４がニップＮに侵入しても、ウェブ５４に弛みは生じない。特に、クリーニング装置５０の使用が開始される初期時には、巻取りローラ５２の外径が小さくて力Ｆ１が大きな状態になるため、ウェブ５４の巻き緩みは発生しない。
これに対して、仮に、稼働条件によって当接部材５５が押圧ローラ５３から離間したり当接圧が低減されたりしてしまうと（例えば、特許文献１において、シートＰに形成される画像の画像面積率が基準値以下である場合である。）、稼動中においてウェブ５４がニップＮに侵入したときに、ウェブ５４に弛みが生じやすくなる。特に、クリーニング装置５０の使用が進むと、巻取りローラ５２の外径が大きくなって力Ｆ１が小さな状態になるため、ウェブ５４の巻き緩みが発生しやすくなる。さらに、ウェブ５４に付着するトナー量（クリーニング量）が少なくなると、加圧ローラ３１との摩擦抵抗が低くなり力Ｆ２が小さくなるため、押圧ローラ５３と巻取りローラ５２との間でウェブ５４が強く張れずに、ニップＮの上流側でも下流側でもウェブ５４が弛みやすくなり、巻取りローラ５２でウェブ５４が緩く巻き取られてしまう。また、巻取りローラ５２でウェブ５４が緩く巻き取られた後に、ウェブ５４に付着するトナー量（クリーニング量）が多くなると、加圧ローラ３１との摩擦抵抗が高くなり力Ｆ２が大きくなるため、巻取りローラ５２でウェブ５４の巻締り（空回り）が生じやすくなる。そして、このような場合には、加圧ローラ３１と押圧ローラ５３とのニップＮでウェブ５４が巻取りローラ５２の側（搬送方向下流側）に送られずに、ウェブ５４の同じ箇所が加圧ローラ３１に接触し続けることになるため、その箇所にトナーが堆積して、クリーニング不良が発生してしまう。

また、加圧ローラ３１と押圧ローラ５３とのニップＮの上流側（搬送方向上流側）でウェブ５４が弛んでしまい、その弛んだウェブ５４がニップＮに侵入すると、ウェブ５４にシワが生じてしまう。そして、そのようにシワが生じることで、巻取りローラ５２の外径が幅方向（軸方向）に不均一になって、外径が大きい方へウェブ５４が寄ってしまうような巻き取り不良が発生して、ウェブ５４によるクリーニング性が低下してしまうことになる。

これに対して、本実施の形態では、当接部材５５がウェブ５４を介して押圧ローラ５３に常に安定した当接圧で当接しているため、上述したような不具合が生じにくくなる。
特に、本実施の形態におけるクリーニング装置５０は、定着ベルト２１に比べて温度変動が少なく熱膨張量も小さな加圧ローラ３１の表面をクリーニングするものであるため、加圧ローラ３１と押圧ローラ５３とのニップＮの幅（ニップ幅）や当接圧（ニップ圧）も変動しにくくなる。したがって、ウェブ５４によるクリーニング性も安定することになる。

ここで、図２、図３（Ａ）等を参照して、本実施の形態において、当接部材５５（ブレーキ部材）は、供給ローラ５１と押圧ローラ５３との間のウェブ５４に接触することなく、押圧ローラ５３がウェブ５４を介して加圧ローラ３１（被清掃体）に圧接するニップＮに対して回転方向上流側（押圧ローラ５３の回転方向の上流側である。）で押圧ローラ５３に当接している。
図５（Ａ）に示すクリーニング装置１５０のように、当接部材１５５がニップＮに対して押圧ローラ５３の回転方向下流側に当接するように配設されると、供給ローラ５１と押圧ローラ５３との間でウェブ５４の弛みが生じやすくなる。これに対して、本実施の形態におけるクリーニング装置５０は、当接部材５５がニップＮに対して押圧ローラ５３の回転方向上流側に当接するように配設されているため、初期から経時にわたって力Ｆ２の大きさに関わらず、ウェブ５４の弛みが生じにくくなり、良好なクリーニング性が安定的に維持される。
図５（Ｂ）に示すクリーニング装置２５０のように、供給ローラ５１と押圧ローラ５３との間のウェブ５４に接触するように（ウェブ５４の搬送経路を遮るように）、当接部材２５５が配設されると、供給ローラ５１から押圧ローラ５３に至るウェブ５４の搬送経路が直線状のものではなくて屈曲したものになるため、ウェブ５４のシワや弛みが生じやすくなる。これに対して、本実施の形態におけるクリーニング装置５０は、当接部材５５が供給ローラ５１と押圧ローラ５３との間のウェブ５４に接触しないように（ウェブ５４の搬送経路を遮らないように）配設されているため、ウェブ５４のシワや弛みが生じにくくなり、良好なクリーニング性が安定的に維持される。

ここで、本実施の形態において、供給ローラ５１は、押圧ローラ５３の回転方向に対して逆方向（図２、図３（Ａ）の時計方向である。）に回転する。これにより、供給ローラ５１が反時計方向に回転する場合とは異なり、経時において供給ローラ５１の外径が小さくなるにつれて、供給ローラ５１と押圧ローラ５３との間においてウェブ５４と当接部材５５とがなす角度も小さくなるので、ウェブ５４が弛みにくくなる。
また、巻取りローラ５２は、押圧ローラ５３と同じ回転方向（図２、図３（Ａ）の反時計方向である。）に回転する。これにより、巻取りローラ５２が時計方向に回転する場合とは異なり、経時において供給ローラ５１の外径が大きくなるにつれて、押圧ローラ５３と巻取りローラ５２との間のウェブ５４の押圧ローラ５３への巻き付き角度が小さくなるので、巻き取りローラ５２におけるウェブ５４の巻取り不良が生じにくくなる。

また、本実施の形態では、加圧ローラ３１が所定の中心軸を中心に回転することになるが、その所定の中心軸と押圧ローラ５３の中心軸とを結ぶ仮想直線と、当接部材５５と、がなす角度θ（図３（Ａ）参照）が鋭角になるように構成されている。
具体的に、供給ローラ５１と押圧ローラ５３との間のウェブ５４に対して、板状の当接部材５５がトレーディング方向に当接するように（ウェブ５４の搬送方向に沿うように）、配置されている。
これにより、当接部材５５との摺接によるウェブ５４へのダメージを小さくしつつ、ウェブ５４のシワや弛みが生じにくくすることができる。

ここで、図３（Ｂ）を参照して、本実施の形態におけるクリーニング装置５０には、供給ローラ５１と巻取りローラ５２と押圧ローラ５３と当接部材５５との相対的な位置関係を維持したまま、押圧ローラ５３（及び、ウェブ５４）を加圧ローラ３１（被清掃体）に対して接離する接離機構５７が設けられている。なお、図３（Ａ）では、図の見易さのため、接離機構５７の図示を省略している。
詳しくは、定着装置２０において、クリーニング装置５０はサブユニット化されていて、定着装置２０の筐体にスライド移動可能（接離方向の移動である。）に保持されている。そして、接離機構５７は、制御部によって制御されるカム機構などであって、クリーニング装置５０を当接位置（図３（Ａ）に示す位置である。）と離間位置（図３（Ｂ）に示す位置である。）との間で移動させることができるように構成されている。
そして、通紙時（印刷時であって、被清掃体が稼働しているときである。）には、図３（Ａ）に示すように、接離機構５７によって押圧ローラ５３を加圧ローラ３１（被清掃体）に対して当接させる。これに対して、非通紙時（非印刷時であって、被清掃体が稼働停止しているときである。）には、図３（Ｂ）に示すように、接離機構５７によって押圧ローラ５３を加圧ローラ３１（被清掃体）に対して離間させる。

これにより、通紙時にも非通紙時にも押圧ローラ５３が加圧ローラ３１に常に当接している場合に比べて、加圧ローラ３１や押圧ローラ５３の劣化を軽減することができる。
また、紙粉が多いシートＰが通紙されると、その紙粉が加圧ローラ３１を介してウェブ５４に付着することになるが、そのような状態で装置の稼働が停止されると、その紙粉がウェブ５４に固着して、装置を再稼働したときに加圧ローラ３１の表面を傷つけてしまうことになる。これに対して、本実施の形態では、非通紙時に押圧ローラ５３（及び、ウェブ５４）を加圧ローラ３１から離間させているため、そのような不具合が生じにくくなる。

＜変形例＞
図６に示すように、変形例におけるクリーニング装置５０は、被清掃体としての定着ベルト２１の表面をクリーニングするように構成されている。
詳しくは、図６に示すように、クリーニング装置５０の押圧ローラ５３は、定着ベルト２１及びウェブ５４を介して、回転体としての定着補助ローラ２２に圧接している。
このように構成されたクリーニング装置５０によって、定着ベルト２１の表面にオフセットなどによって付着したトナーがウェブ５４によって拭き取られ担持されることになる。これにより、定着ベルト２１の表面がクリーニングされて、定着ベルト２１に付着したトナーによってシートＰ上の定着画像に異常が生じる不具合を軽減することができる。
そして、変形例におけるクリーニング装置５０にも、ウェブ５４を介して押圧ローラ５３に対して常に当接する当接部材５５が設けられているため、ウェブ５４の搬送不良やシワが生じることなく、定着ベルト２１（被清掃体）の表面を良好にクリーニングすることができる。
また、変形例において、回転体としての定着補助ローラ２２は、所定の中心軸を中心に回転するが、その所定の中心軸と押圧ローラ５３の中心軸とを結ぶ仮想直線と、当接部材５５と、がなす角度（図３（Ａ）の角度θ参照）が鋭角になるように構成されている。具体的に、供給ローラ５１と押圧ローラ５３との間のウェブ５４に対して、板状の当接部材５５がトレーディング方向に当接するように（ウェブ５４の搬送方向に沿うように）、配置されている。これにより、当接部材５５との摺接によるウェブ５４へのダメージを小さくしつつ、ウェブ５４のシワや弛みが生じにくくすることができる。
また、定着ベルト２１は、加熱ローラ２３によって直接的に加熱されるものであるため、加圧ローラ３１に比べて高温に達する。そのため、定着ベルト２１の表面に付着するトナーは溶融した状態になりやすく、ウェブ５４による清掃が容易になる。そのようなことから、変形例では、押圧ローラ５３の回転方向は、定着ベルト２１（定着補助ローラ２２）の回転方向に対して逆方向に設定されている。すなわち、定着ベルト２１と押圧ローラ５３とのニップＮにおいて、定着ベルト２１と押圧ローラ５３とがトレーディング方向（同方向）に回転するように設定している。このように構成することで、ニップＮにおいて定着ベルト２１と押圧ローラ５３とがカウンタ方向（逆方向）に回転する場合に比べて、定着ベルト２１と押圧ローラ５３との摺接による劣化を軽減することができる。

以上説明したように、本実施の形態におけるクリーニング装置５０は、加圧ローラ３１や定着ベルト２１などの被清掃体の表面をクリーニングするクリーニング装置５０であって、所定の搬送方向に搬送されるウェブ５４と、ウェブ５４が巻回されてウェブ５４を搬送方向に供給する供給ローラ５１と、搬送方向に搬送されたウェブ５４を巻き取る巻取りローラ５２と、ウェブ５４を介して被清掃体に圧接する押圧ローラ５３と、ウェブ５４を介して押圧ローラ５３に対して常に当接する当接部材５５と、が設けられている。
これにより、ウェブ５４の搬送不良やシワが生じることなく、加圧ローラ３１や定着ベルト２１などの被清掃体の表面を良好にクリーニングすることができる。

なお、本実施の形態では、定着回転体として定着ベルト２１（ベルト部材）を用いたが、定着回転体として定着ローラ（ローラ部材）を用いることもできる。
また、本実施の形態では、加圧回転体として加圧ローラ３１（ローラ部材）を用いたが、加圧回転体として加圧ベルト（ベルト部材）を用いることもできる。
また、本実施の形態では、加熱手段としてヒータ２５を用いた熱ヒータ方式の定着装置２０に対して本発明を適用したが、本発明の適用はこれに限定されることなく、例えば、加熱手段として電磁誘導コイルを用いた電磁誘導方式（ＩＨ方式）の定着装置や、加熱手段として抵抗発熱体を用いた抵抗発熱方式の定着装置に対しても、本発明を適用することができる。
そして、それらのような場合にも、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。

なお、本実施の形態では、クリーニング装置５０を定着装置２０におけるサブユニットとして定着装置２０に一体的に設置した。これに対して、クリーニング装置５０を定着装置２０とは異なる独立した１つのユニットとして構成することもできる。
また、本実施の形態では、画像形成装置１における定着装置２０の加圧ローラ３１（又は、定着ベルト２１）を清掃するクリーニング装置５０に対して本発明を適用したが、本発明の適用はこれに限定されることなく、例えば、定着装置の構成部材以外の被清掃体を清掃するクリーニング装置や、画像形成装置の構成部材以外の被清掃体を清掃するクリーニング装置に対しても、本発明を適用することができる。
そして、それらのような場合にも、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

なお、本願明細書等において、「シート」とは、用紙に限定されることなく、シート状の記録媒体のすべて、例えば、コート紙、ラベル紙、ＯＨＰシート、等も含むものと定義する。

１ 画像形成装置（画像形成装置本体）、
２０ 定着装置、
２１ 定着ベルト（定着回転体）、
２２ 定着補助ローラ（回転体）、
３１ 加圧ローラ（加圧回転体）、
５０ クリーニング装置、
５１ 供給ローラ（供給部材）、
５２ 巻取りローラ（巻取り部材）、
５３ 押圧ローラ（押圧部材）、
５４ ウェブ（帯状部材）、
５５ 当接部材（ブレーキ部材）、
５７ 接離機構、
５９ 圧縮スプリング（付勢手段）、
６０ モータ（駆動手段）、
Ｎ ニップ、
Ｐ シート（記録媒体）。

特開２０１９－８０３２号公報

Claims (11)

1. 被清掃体の表面をクリーニングするクリーニング装置であって、
   所定の搬送方向に搬送されるウェブと、
   前記ウェブが巻回されて、前記ウェブを前記搬送方向に供給する供給ローラと、
   前記搬送方向に搬送された前記ウェブを巻き取る巻取りローラと、
   前記ウェブを介して前記被清掃体に圧接する押圧ローラと、
   前記ウェブを介して前記押圧ローラに対して常に当接する当接部材と、
   を備えたことを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記押圧ローラは、前記搬送方向に沿う方向を回転方向として回転し、
   前記当接部材は、前記供給ローラと前記押圧ローラとの間の前記ウェブに接触することなく、前記押圧ローラが前記ウェブを介して前記被清掃体に圧接するニップに対して前記回転方向の上流側で前記押圧ローラに当接することを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
3. 前記供給ローラは、前記回転方向に対して逆方向に回転し、
   前記巻取りローラは、前記回転方向に回転することを特徴とする請求項２に記載のクリーニング装置。
4. 前記当接部材は、板状部材であって、
   前記被清掃体、又は、前記被清掃体及び前記ウェブを介して前記押圧ローラに圧接する回転体は、所定の中心軸を中心に回転し、
   前記所定の中心軸と前記押圧ローラの中心軸とを結ぶ仮想直線と、前記当接部材と、がなす角度が鋭角になることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のクリーニング装置。
5. 前記巻取りローラを回転駆動する駆動手段と、
   前記押圧ローラを前記被清掃体に向けて付勢する付勢手段と、
   備えたことを特徴とする請求項１～請求項４のいずれかに記載のクリーニング装置。
6. 前記供給ローラと前記巻取りローラと前記押圧ローラと前記当接部材との相対的な位置関係を維持したまま、前記押圧ローラを前記被清掃体に対して接離する接離機構を備えたことを特徴とする請求項１～請求項５のいずれかに記載のクリーニング装置。
7. 前記被清掃体が稼働停止しているとき、前記接離機構によって前記押圧ローラを前記被清掃体に対して離間させることを特徴とする請求項６に記載のクリーニング装置。
8. トナー像を加熱してシート上に定着する定着回転体と、
   前記定着回転体に圧接することでシートが搬送される定着ニップを形成する加圧回転体と、
   請求項１～請求項７のいずれかに記載のクリーニング装置と、
   を備えたことを特徴とする定着装置。
9. 前記被清掃体は、前記加圧回転体であることを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
10. 前記被清掃体は、前記定着回転体であることを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
11. 請求項１～請求項７のいずれかに記載のクリーニング装置、又は、請求項８～請求項１０のいずれかに記載の定着装置、を備えたことを特徴とする画像形成装置。

Images