JP2005070602A - 熱定着装置、および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 クリーニング部材から加圧部材への逆転写を確実に防止する。
【解決手段】 クリーニングローラ７４の周面にトナーｔが付着して一定量以上となったときには、クリーニングローラの外径が大きくなって当接部材８７を押し下げ、レバー部材８６を引張りスプリング８９の付勢力に抗して支軸８５を中心として反時計まわりに回動し、被検知片８８がフォトセンサ９０内から外れる。すると、それをフォトセンサが検知して信号を発し、そのトナー量検出手段８４の出力信号を受けて、制御手段９１がヒータ等の熱源９２を制御して加熱ローラの定着温度を、例えば通常の１７０℃から１５０℃に下げるとともに、駆動モータ９３を制御して加熱ローラの回転速度を遅くし、シートの搬送速度を通常の２３０m／sから１８０m／sに低下する。
【選択図】 図４

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリまたはそれらの複合機などの画像形成装置に関する。そのうち特に、像担持体上に形成したトナー画像を直接または間接的に転写して、シート・ＯＨＰフィルム等の記録媒体に画像を記録する電子写真式の画像形成装置に関する。および、そのような画像形成装置などにおいて、定着温度に加熱する加熱部材とそれに押し当てる加圧部材間に記録媒体を通してそれら加熱部材と加圧部材とで搬送しながら熱と圧とを加え、記録媒体上の未定着トナー画像を定着する熱定着装置に関するものである。

従来、電子写真式の画像形成装置に備える熱定着装置では、熱源で定着温度に加熱する加熱ローラ・加熱ベルト等の加熱部材と、それに押し当てる加圧ローラ・加圧ベルト等の加圧部材との間に、未定着トナー画像の載った記録媒体を通してそれら加熱部材と加圧部材を回転することにより搬送しながら熱と圧とを加え、トナー画像を記録媒体に定着するものが主である。

この種の熱定着装置では、加熱部材および加圧部材の表面にフッ素コートを行うなど、トナー付着防止のための工夫を施すものの、定着時に、記録媒体上のトナーが加熱部材に付着するオフセット現象を生じ、そのオフセットしたトナーがさらに加圧部材に付着して、やがてそれら加熱部材および加圧部材上のトナーがその後に通過する記録媒体に逆転写して記録媒体に汚れを発生する問題があった。

このため、従来の熱定着装置の中には、ローラ状のクリーニング部材を加熱部材や加圧部材に従動回転するように接触し、その加熱部材や加圧部材上のオフセットトナーをクリーニング部材で除去するようにしたものがある。例えば、加熱部材や加圧部材の表面は、上述したようにフッ素コートなどでトナー付着を防止するから、クリーニング部材の表面を金属の無垢でつくることで、離型性能差により加熱部材や加圧部材上のオフセットトナーをクリーニング部材に付着していた。

ところで、近年、画像形成装置などでは、省エネルギの要請から、待機時にはゼロ・エネルギ待機モード（Zero Energy Standby Mode - ZESM）にすることが行われている。ゼロ・エネルギ待機モードでは、非画像形成時は熱源への通電をカットしてエネルギ消費をゼロにし、画像形成動作の開始にあわせて熱源へと通電し、熱定着装置の加熱部材を定着温度まで昇温する。

このとき、加熱ローラの肉厚を１mm以下にするなど、加熱部材の熱容量を小さくし、温度応答性を高めて定着可能となるまでの立ち上がり時間を１０秒程度にまで短縮するようにし、省エネとともにユーザーの利便性も向上していた。

ところが、加熱部材の熱容量を小さくすると、定着時に通過する記録媒体への熱移動、加熱部材に接触している部材への熱移動、加熱部材まわりの風の流れなどの影響を受けて加熱部材表面の温度分布にばらつきを生ずる。加熱部材の温度分布が幅方向で不均一になると、定着条件の不一致からオフセットを発生しやすくなり、また熱劣化により加熱部材の寿命を短くするなどの問題を生ずる。

特に重合法により製造した重合トナーを用いる場合には、クリーニング部材に付着堆積したトナー塊が再溶融して記録媒体に逆転写するという問題があった。これは、粉砕法により製造した粉砕トナーを用いる場合には、貯蔵弾性率が高い溶けにくいトナーがクリーニング部材に付着するが、重合法により製造した重合トナーを用いる場合には、貯蔵弾性率が低い普通のトナーがクリーニング部材に付着するからである。

この問題は、通紙可能な最大サイズに比較して、小サイズの記録媒体を通紙する場合に特に顕著に生じた。なぜなら、小サイズの場合は、通紙領域が狭く加熱部材に接する面積が小さいから、その狭い領域でのみ温度が下がり、その部分に対応した温度検知手段が熱源の点灯を指示することから、非通紙領域の温度まで不必要に上昇し、その非通紙領域に対応するクリーニング部材上のトナーが溶融して逆転写するからである。

また同様に、近年の省エネルギの要請から、画像形成装置などでは、使用するトナーの低融点化が進んでいる。低融点化にともない、確かに定着温度を従来より低めに設定することができるが、反面加熱部材の温度分布にも敏感となり、従来にも増してオフセットが発生しやすくなる。

他方、近年では、別途高画質化の要請から、トナーの小粒径化および重合トナー化が進む。トナーの小粒径化が進むと、トナーが小さくなった分だけオフセットが生じやすくなることはいうまでもない。また、重合トナー化が進むと、上述したとおり貯蔵弾性率が低いトナーがクリーニング部材に付着することとなり、オフセットを生じやすくなる。画像面積が高いほど、オフセットを発生しやすかった。

特開平９-３２５５５０号公報 さて、このような逆転写の問題を解決すべく、従来の熱定着装置の中には、例えば特許文献１に記載されるように、加熱ローラの温度分布を幅方向で均一とするため、風を当てて加熱ローラの非通紙領域の温度の上がり過ぎを防止するものがある。

特開２００２-１２３１１９号公報 また、例えば特許文献２に記載されるように、クリーニングローラに沿って通風孔を設けてクリーニングローラの回転とともに熱定着装置内の空気を循環し、クリーニングローラの温度上昇を防ぐものがある。

しかしながら、前者は、加熱ローラに直接風を送り込むから、加熱ローラの肉厚が１mm以下で熱容量が小さい場合には、加熱ローラの温度変化が激しく、安定した定着を行うことができない問題があった。

他方、後者は、通風孔を通して抜ける熱量よりも、クリーニングローラが加圧ローラから受ける熱量の方がはるかに大きいことから、十分な冷却効果を得ることができない問題があった。

また、両者とも、例えば１枚の画像形成動作を１５秒間隔で実行するような一定間隔以上の連続的な画像形成動作を行うべく熱定着装置を駆動する場合や、記録媒体がない状態で熱定着装置を駆動する場合など、クリーニング部材の温度が上昇し、やはりクリーニング部材に付着したトナーが再溶融して逆転写を生ずる問題があった。

すなわち、クリーニング部材に付着したトナー量が一定量以上となり、クリーニング部材の温度が高くなると、トナーが溶け出して加圧部材に逆転写し、その逆転写したトナーが記録媒体に付着して画像品質を低下する問題があった。

そこで、この発明の目的は、クリーニング部材から加圧部材への逆転写を確実に防止することにある。

かかる目的を達成すべく、この発明は、定着温度に加熱する加熱ローラ・加熱ベルト等の加熱部材とそれに押し当てる加圧ローラ・加圧ベルト等の加圧部材間に、シート・ＯＨＰフィルム等の記録媒体を通してそれら加熱部材と加圧部材とで搬送しながら記録媒体上のトナー画像を定着する熱定着装置において、加圧部材に接触してその加圧部材上のトナーを除去するクリーニング部材を設けるとともに、そのクリーニング部材に付着したトナー量を検出するトナー量検出手段を備える、ことを特徴とする。

そのような熱定着装置において、前記クリーニング部材をヒートパイプを用いて形成するとよく、またそのクリーニング部材を冷却する送風手段を備えるとよい。

そして、クリーニング部材に付着したトナー量が一定量以上となったとき、前記トナー量検出手段の出力信号を受けて、加熱部材の定着温度を下げるとともに、記録媒体の搬送速度を遅くする制御手段を備える。例えば、定着温度を通常の１７０℃から１５０℃に下げ、記録媒体の搬送速度を通常の２３０m／sから１８０m／sに低下する。

また、クリーニング部材に付着したトナーを除去するトナー除去手段を備え、クリーニング部材に付着したトナー量が一定量以上となったとき、トナー量検出手段の出力信号を受けて、トナー除去手段を作動する制御手段を備える。トナー除去手段では、例えばスクレーパ等によって、クリーニング部材への固着トナーを除去する。

クリーニング部材の清掃または交換を促す報知手段を備え、クリーニング部材に付着したトナー量が一定量以上となったとき、トナー量検出手段の出力信号を受けて、報知手段を作動する制御手段を備える。報知手段では、例えば表示パネルに表示したり、警告等を点灯または点滅したりして報知する。

さらに、この発明では、画像形成装置において、以上のような熱定着装置を備えるようにする。

請求項１に記載の発明によれば、クリーニング部材に付着したトナー量を検出するトナー量検出手段を備え、クリーニング部材に付着したトナー量が一定量以上となったことを検出したとき、クリーニング部材上のトナーが加圧部材へ逆転写することを防止するに必要な制御を行い、クリーニング部材上のトナーが溶け出して加圧部材に逆転写し、その逆転写したトナーが記録媒体に付着して画像品質を低下する問題を解消することができる。

請求項２に記載の発明によれば、クリーニング部材を、ヒートパイプを用いて形成するので、ヒートパイプによる熱移動でクリーニング部材の温度分布を均一にし、温度むらをなくして温度分布むらによるクリーニング不足や逆転写不良などの二次的不具合の発生を防止することができる。

請求項３に記載の発明によれば、クリーニング部材を冷却する送風手段を備えるので、その送風手段によって冷却してクリーニング部材の温度上昇を抑え、クリーニング部材上のトナーが溶け出して加圧部材に逆転写し、その逆転写したトナーが記録媒体に付着して画像品質を低下する問題を一層解消することができる。

請求項４に記載の発明によれば、クリーニング部材に付着したトナー量が一定量以上となったとき、トナー量検出手段の出力信号を受けて、制御手段で、加熱部材の定着温度を下げるとともに、記録媒体の搬送速度を遅くすることにより、定着性能は確保しつつ定着温度を下げ、クリーニング部材上のトナーが溶け出して加圧部材に逆転写し、その逆転写したトナーが記録媒体に付着して画像品質を低下する問題を解消することができる。

請求項５に記載の発明によれば、クリーニング部材に付着したトナー量が一定量以上となったとき、トナー量検出手段の出力信号を受けて、トナー除去手段を作動することにより、クリーニング部材上のトナー量を少なくしてトナーが溶け出して加圧部材に逆転写し、その逆転写したトナーが記録媒体に付着して画像品質を低下する問題を解消することができる。

請求項６に記載の発明によれば、クリーニング部材に付着したトナー量が一定量以上となったとき、トナー量検出手段の出力信号を受けて、報知手段を作動してユーザーに知らせることにより、ユーザーがクリーニング部材を清掃したり交換したりすることで、クリーニング部材上のトナー量を少なくしてトナーが溶け出して加圧部材に逆転写し、その逆転写したトナーが記録媒体に付着して画像品質を低下する問題を解消することができる。

請求項７に記載の発明によれば、画像形成装置にあって、以上のような熱定着装置を備えるので、上述した効果を有する熱定着装置を備えた画像形成装置を提供することができる。

以下、図面を参照しつつ、この発明を実施するための最良の形態につき説明する。
図１には、この発明に係る熱定着装置を備える電子写真方式の複写機であって、その内部機構の全体概略構成を示す。

図中符号１００は、複写機装置本体（画像形成装置本体）である。複写機装置本体１００は、その上に画像読取装置２００を取り付け、シートバンク３００上に載置してなる。また、画像読取装置２００の上には、背面側を支点に上下に開閉自在に自動原稿搬送装置４００を取り付けてなる。

複写機装置本体１００には、内部に、像担持体としてドラム状の感光体１０を設ける。この感光体１０のまわりには、図中左側に配置する帯電装置１１から、感光体１０の回転方向（反時計方向）Ａに順に、下側に現像装置１２、右側に転写装置１３、上側にクリーニング装置１４を配置してなる。

そのうち、現像装置１２では、トナーとして、重合法により製造した重合トナーを用い、その重合トナーを、現像ローラを用いて付着して感光体１０上の静電潜像を可視像化する。

また、転写装置１３は、上下のローラ１５・１６の間に転写ベルト１７を掛け回して構成し、その転写ベルト１７を転写位置Ｂで感光体１０の周面に押し当ててなる。

図１中帯電装置１１およびクリーニング装置１４の左側に設けるものは、現像装置１２に新しいトナーを補給するトナー補給装置２０である。

また、複写機装置本体１００の内部には、シートバンク３００の後述するシートカセット６１から送り出したシート（記録媒体）Ｓを転写位置Ｂを経てスタック位置まで下方から上方へと搬送するシート搬送装置Ｃを備える。シート搬送装置Ｃは、供給路Ｒ１、手差し供給路Ｒ２、およびシート搬送路Ｒを有してなる。

そして、そのシート搬送路Ｒには、感光体１０の上流位置に一対のレジストローラ２１を設ける。また、感光体１０の下流位置には、熱定着装置２２を備える。詳しくは後述する熱定着装置２２には、定着温度に加熱する加熱ローラ（加熱部材）３０とそれに押し当てる加圧ローラ（加圧部材）３２を設ける。

そのような熱定着装置２２のさらに下流には、排出分岐爪３４、排出ローラ３５・第１加圧ローラ３６・第２加圧ローラ３７・腰付ローラ３８を設ける。そして、その先に、画像形成済みのシートをスタックする排出スタック部３９を設けてなる。

複写機装置本体１００には、図中右側面に、スイッチバック装置４２を設けてなる。そのスイッチバック装置４２は、シート搬送路Ｒの排出分岐爪３４位置から分岐し、一対のスイッチバックローラ４３を備えるスイッチバック位置４４まで導く反転路Ｒ３と、スイッチバック位置４４から、再びシート搬送路Ｒのレジストローラ２１まで導く再搬送路Ｒ４とを有するシート搬送装置Ｄを備える。そのシート搬送装置Ｄには、シートを搬送する複数対のシート搬送ローラ６６を備えてなる。

現像装置１２の図中左側には、レーザ書込装置４７を備える。レーザ書込装置４７には、不図示のレーザ光源、走査用の回転多面鏡４８、ポリゴンモータ４９、ｆθレンズ等の走査光学系５０などを設けてなる。

一方、画像読取装置２００には、光源５３、複数のミラー５４、結像用光学レンズ５５、ＣＣＤ等のイメージセンサ５６などを設ける。そして、上面には、コンタクトガラス５７を備えてなる。

そのコンタクトガラス５７の上の自動原稿搬送装置４００には、原稿の載置位置に不図示の原稿セット台を設けるとともに、排出位置に不図示の原稿スタック台を設ける。また、原稿シートを、原稿セット台から画像読取装置２００のコンタクトガラス５７上の読取位置を経て原稿スタック台まで搬送する不図示の原稿搬送路を有するシート搬送装置を備える。そのシート搬送装置には、原稿シートを搬送する不図示のシート搬送ローラを複数備えてなる。

他方、シートバンク３００には、内部に、記録媒体であるシートＳを収納するシートカセット６１を多段に備える。各シートカセット６１には、それぞれ対応して呼出ローラ６２・供給ローラ６３・分離ローラ６４を設ける。多段に備えるシートカセット６１の図中右側に、装置本体１００のシート搬送路Ｒへと通じる上述した供給路Ｒ１を形成する。供給路Ｒ１にも、シートを搬送するいくつかのシート搬送ローラ６６を備える。

なお、複写機装置本体１００には、図中右側面に、手差し供給部６８を設ける。その手差し供給部６８に、手差しトレイ６７を開閉自在に設けるとともに、その手差しトレイ６７上にセットした手差しシートを、シート搬送路Ｒへと導く上述した手差し供給路Ｒ２を備える。その手差しトレイ６７にも同様に、呼出ローラ６２・供給ローラ６３・分離ローラ６４を設ける。

さて、いまこの複写機を用いてコピーをとるときは、不図示のメインスイッチをオンするとともに、自動原稿搬送装置４００の原稿セット台に原稿をセットする。ブック原稿のような場合には、自動原稿搬送装置４００を開いて画像読取装置２００のコンタクトガラス５７上に直接原稿をセットし、自動原稿搬送装置４００を閉じてそれで押える。

そして、不図示のスタートスイッチを押すと、自動原稿搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿をシート搬送ローラにより原稿搬送路を通して、コンタクトガラス５７上へと移動するとともに画像読取装置２００を駆動し、原稿内容を読み取って原稿スタック台上に排出する。一方、コンタクトガラス５７上に直接原稿をセットしたときは、直ちに画像読取装置２００を駆動する。

画像読取装置２００を駆動すると、画像読取装置２００は、光源５３をコンタクトガラス５７に沿って移動するとともに、光源５３からの光をコンタクトガラス５７上の原稿面で反射し、その反射光を複数のミラー５４で反射し、結像用光学レンズ５５を経て、イメージセンサ５６に入れ、そのイメージセンサ５６で原稿内容を読み取る。図示例では、コンタクトガラス５７上で原稿を止めて光源５３の方を移動して原稿内容を読み取ったが、反対に原稿の方を搬送しながら固定光源の光を原稿面に照射して原稿内容を順次読み取るようにしてももちろんよい。

また、スタートスイッチを押したとき、所定のタイミングで不図示の感光体駆動モータにより感光体１０を回転し、まず図示例では帯電ローラを用いた帯電装置１１で表面を一様に帯電し、次いで上述の画像読取装置２００で読み取った原稿内容に応じてレーザ光を照射してレーザ書込装置４７で書込みを行い、感光体１０の表面に静電潜像を形成し、そののち現像装置１２でトナーを付着してその静電潜像を可視像化する。

さらに、スタートスイッチを押したとき、所定のタイミングでシートバンク３００中に多段に備える複数のシートカセット６１中の選択サイズに対応するシートカセット６１内から呼出ローラ６２によりシートＳを送り出し、続く供給ローラ６３・分離ローラ６４で１枚ずつ分離して搬送しながら供給路Ｒ１に入れ、シート搬送ローラ６６で搬送してシート搬送路Ｒへと導き、レジストローラ２１に突き当てて止める。そして、上述した感光体１０の可視像化したトナー画像の回転にタイミングを合わせてレジストローラ２１を回転し、感光体１０の右側へと送り込む。

または、手差し給紙部６８の手差しトレイ６７を開けて、その手差しトレイ６７上にセットした手差しシートを呼出ローラ６２により送り出し、続く供給ローラ６３・分離ローラ６４で１枚ずつ分離して搬送しながら手差し供給路Ｒ２に入れ、シート搬送ローラ６６で搬送してシート搬送路Ｒへと導き、同じくレジストローラ２１で感光体１０の回転にタイミングを合わせて該感光体１０の右側へと送り込む。

それから、感光体１０の右側へと送り込んだシートＳに、図示例では転写装置１３により転写位置Ｂで感光体１０上のトナー画像を転写して画像を形成する。画像転写後の感光体１０上の残留トナーはクリーニング装置１４で除去して清掃し、不図示の除電装置で感光体１０上の残留電位を除去して帯電からはじまる次の画像形成に備える。

一方、画像転写後のシートＳは、転写ベルト１７で搬送して熱定着装置２２に入れ、加熱ローラ３０と加圧ローラ３２間に通して、回転するそれら加熱ローラ３０と加圧ローラ３２とで搬送しながら、熱と圧力を加えてシートＳ上のトナー画像を定着する。その後、排出ローラ３５・第１加圧ローラ３６・第２加圧ローラ３７・腰付ローラ３８により、シートに腰をつけて、排出スタック部３９上に排出してそこにスタックする。

なお、シートの両面に画像を転写する場合は、排出分岐爪３４を切り替える。そして、表面にトナー画像を転写したシートを、シート搬送路Ｒから反転路Ｒ３に入れ、シート搬送ローラ６６で搬送してスイッチバック位置４４へ入れ、スイッチバックローラ４３でスイッチバックすることにより再搬送路Ｒ４に入れて反転し、シート搬送ローラ６６で搬送して再びシート搬送路Ｒに導き、前述と同様にしてシートの裏面にも画像を転写する。

図２には、熱定着装置２２まわりを拡大して示す。
図中符号７０は、熱定着装置２２の定着ケースである。定着ケース７０は、細長な箱形状で、シート搬送路Ｒに沿って下面にシート入口７１を、上面にシート出口７２を設けてなる。

そのような定着ケース７０内に、図示例では、上述したように加熱部材として加熱ローラ３０を、加圧部材として加圧ローラ３２をそれぞれ回転自在に設けてなる。

加熱ローラ３０は、例えば肉厚１mm以下のローラを用いて温度応答性を向上し、定着温度までの昇温時間を１０秒程度にまで短縮するようにしてもよい。表面には、フッ素コート処理を施す。そして、内部に熱源２３を備える。熱源２３は、図示例では、２つであるが、１つでもよいし、３つ以上であってもよい。

そのような加熱ローラ３０のまわりには、シート分離部材７５を設ける。シート分離部材７５は、支点を中心として回動自在に支持し、スプリング７６で付勢して爪先端を加熱ローラ３０の周面に押し当ててなる。そして、加熱ローラ３０と加圧ローラ３２のニップ位置を通過して加熱ローラ３０に密着するシートＳを加熱ローラ３０から引き剥がし、シート出口７２へと導く。

また、加熱ローラ３０のまわりには、その周面に接触してサーミスタ（加熱部材温度検知手段）２８およびサーモスタット２９を設ける。そして、サーミスタ２８で加熱ローラ３０の温度を検知し、その検知結果に基づき熱源２３をオンオフして加熱ローラ３０を所定の定着温度に保持する。

他方、加圧ローラ３２のまわりには、加圧スプリング２５で加圧アーム２６を支点２７を中心として反時計まわりに回動するように付勢する。そして、その加圧アーム２６で加圧ローラ３２を押して加熱ローラ３０に押し当て、それら加熱ローラ３０と加圧ローラ３２間にニップを形成してなる。

また、加圧ローラ３２の周面には、クリーニング部材を接触する。クリーニング部材としては、ベルトでもパットでもブレードでもよく、金属製でもゴム製などでもよいが、図示例では、無垢の金属製のクリーニングローラ７４を用いる。そして、このクリーニングローラ７４で加圧ローラ３２に付着したトナーを除去する。

なお、図２中符号７７は、シート搬送路Ｒに沿って複数備え、シートＳの通過を検知するシート検知センサである。符号７８は、クリーニングローラ７４の温度を検知するクリーニング部材温度検知手段である。

図３には、その熱定着装置２２に備えるクリーニングローラ冷却構造を示す。
図３に示すように、熱定着装置２２に、クリーニング部材であるクリーニングローラ７４を冷却する送風手段８０を備える。

図示例の送風手段８０には、シロッコファン８１とダクト８２を設ける。そして、そのシロッコファン８１を定着ケース７０の一端部側に設置し、そのシロッコファン８１で０．１〜１．０ｍ^３／minの風量の外気を取り入れ、その外気をダクト８２で案内してシート搬送方向（記録媒体搬送方向）Ｇと直交する方向Ｈに送風し、ダクト８２の複数の排気窓８３からクリーニングローラ７４に吹き付けてそれを冷却する。

これにより、加熱ローラ３０の熱が加圧ローラ３２を介してクリーニングローラ７４に伝わることがあったとしても、送風手段８０によりクリーニングローラ７４を冷却するので、クリーニングローラ７４上のトナーが溶融することを防ぎ、トナーが溶融して加圧ローラ３２に逆転写し、シートをトナーで汚すおそれを少なくすることができる。

すなわち、定着を行うため、加熱ローラ３０は、１７０℃位まで暖める。すると、加圧ローラ３２は１５０℃前後まで上昇し、クリーニングローラ７４は１２０℃以上となる。しかし、トナーの融点は、１００℃〜１１０℃であるから、クリーニングローラ７４が１００℃を越えると、逆転写を生ずるおそれがある。そこで、送風手段８０でクリーニングローラ７４を冷却することにより、クリーニングローラ７４を９０℃位にまで下げるようにする。

なお、ここで、送風手段８０により、加熱ローラ３０や加圧ローラ３２ではなく、加圧ローラ３２に付着したトナーを除去するクリーニングローラ７４に風を吹き付けるようにすると、加熱ローラ３０や加圧ローラ３２の熱を奪うことなくクリーニングローラ７４を冷却することができる。そして、加熱ローラ３０や加圧ローラ３２に吹き付けるときの風量よりも、クリーニングローラ７４に吹き付ける風量を大きくし、安定した定着を可能としつつクリーニング部材から加圧部材への逆転写を有効に防止することができる。

また、図示例では、０．１〜１．０ｍ^３／minの風量の外気を取り入れクリーニングローラ７４に吹き付けて冷却するので、０．１ｍ^３／min未満の風量で冷却不足となったり、１．０ｍ^３／minを越える風量で冷却し過ぎたりすることなく、クリーニングローラ７４を有効に冷却することができる。

図４には、その熱定着装置２２に備えるトナー量検出手段８４を示す。

トナー量検出手段８４には、支軸８５を中心として回動自在にレバー部材８６を設ける。レバー部材８６は、一端にアーム状の当接部材８７を、他端に被検知片８８を設け、引張りスプリング８９で付勢して支軸８５を中心として時計まわりに回動し、当接部材８７をクリーニングローラ７４の周面に当接して止める。このとき、被検知片８８は、図４（Ａ）に示すように、フォトセンサ９０内に入り込むようになっている。フォトセンサ９０は制御手段９１に接続し、制御手段９１は熱源９２および駆動モータ９３に接続する。

ところが、図４（Ｂ）に示すように、クリーニングローラ７４の周面にトナーｔが付着してその付着したトナー量が一定量以上となったときには、クリーニングローラ７４の外径が大きくなって当接部材８７を押し下げ、レバー部材８６を引張りスプリング８９の付勢力に抗して支軸８５を中心として反時計まわりに回動し、被検知片８８がフォトセンサ９０内から外れるようにする。このようにして、トナー量検出手段８４で、クリーニングローラ７４に付着したトナー量を検出する。

被検知片８８がフォトセンサ９０内から外れると、それをフォトセンサ９０が検知して信号を発し、そのトナー量検出手段８４の出力信号を受けて制御手段９１がヒータ等の熱源９２を制御して加熱ローラ３０の定着温度を、例えば通常の１７０℃から１５０℃に下げるとともに、駆動モータ９３を制御して加熱ローラ３０の回転速度を遅くし、シートＳの搬送速度を通常の２３０m／sから１８０m／sに低下する。

このようにすると、記録媒体Ｓの搬送速度を遅くすることにより定着エネルギの変動がなく定着性能は確保しつつ、定着温度を下げ、クリーニングローラ７４上のトナーが溶け出して加圧ローラ３２に逆転写し、その逆転写したトナーが記録媒体Ｓに付着して画像品質を低下する問題を解消することができる。

図示例では、当接部材８７の、クリーニングローラ７４の周面に接触する先端部分には、テフロン（登録商標）コートを施して離型性を高めている。また、当接部材８７の先端にＰＦＡ樹脂などよりなるコロを取り付け、そのコロを介して当接部材８７をクリーニングローラ７４の周面に当接するようにしてもよい。

図５には、図４に示すと同様のトナー量検出手段８４を用い、クリーニングローラ７４に付着したトナー量が一定以上となったことを検出したときの他の制御例を示す。

この図５に示す例では、クリーニングローラ７４に付着したトナーを除去するトナー除去手段９４を備え、トナー量検出手段８４で、クリーニングローラ７４に付着したトナー量が一定以上となったことを検出したとき、そのトナー量検出手段８４の出力信号を受けて、トナー除去手段９４を作動する制御手段９５を備える。

図６には、トナー除去手段９４の一例を示す。

トナー除去手段９４は、例えば図６に示すように、支軸１０２を中心として回動自在にスクレーパ１０３を設ける。スクレーパ１０３は、ＳＵＳ、フッ素樹脂コートを施した板金、フッ素ゴムなどを用いてレバー状につくる。そして、中間を支軸１０２で支持し、下端寄りには戻しばね１０４を掛けて図中反時計まわりの回動習性を与え、不図示のストッパ部材に当てて常時は図中鎖線で示す位置に保持する。スクレーパ１０３の下端には、引張りスプリング１０５を介してソレノイド１０６のプランジャ１０７を連結する。

そして、トナー量検出手段８４の信号を受けて制御手段９５でトナー除去手段９４のソレノイド１０６をオンしてプランジャ１０７をａ方向に引き込み、戻しばね１０４に抗してスクレーパ１０３を時計まわりに回動して図中実線で示す位置とし、その上端をクリーニングローラ７４に押し当て、反時計まわりに回転するクリーニングローラ７４のトナーを掻き取り除去する。ソレノイド１０６をオフすると、戻しばね１０４の付勢力でスクレーパ１０３を反時計まわりに回動し、クリーニングローラ７４から離して再び鎖線位置に戻す。

図７には、トナー量検出手段８４で、クリーニングローラ７４に付着したトナー量が一定以上となったことを検出したときのさらに他の制御例を示す。

この図７に示す例では、クリーニングローラ７４の清掃または交換を促す報知手段１１０を備え、クリーニングローラ７４に付着したトナー量が一定量以上となったとき、トナー量検出手段７４の出力信号を受けて、報知手段１１０を作動する制御手段１１１を備える。報知手段１１１では、例えば液晶表示パネルに「クリーニングローラを清掃して下さい。」と表示したり、「クリーニングローラを交換して下さい。」と表示したりして報知する。また、「もうすぐクリーニングローラの交換時期です。」とか、「クリーニングローラの交換時期です。サービスセンターに連絡して下さい。」とかなどの警告表示とともに、警告等を点灯または点滅したりして報知する。

ところで、クリーニング部材は、ヒートパイプを用いて形成すると、ヒートパイプによる熱移動でクリーニング部材の温度分布を均一にし、温度むらをなくして温度分布むらによるクリーニング不足や逆転写不良などの二次的不具合の発生を防止することができる。

図８には、ヒートパイプを用いて形成したクリーニング部材の一例であるクリーニングローラを示す。

クリーニングローラ７４は、例えば図８に示すように、肉厚１〜５mmのアルミニウム管１２０内に、φ６〜φ１０のヒートパイプ１２１を熱拡管による圧入により挿入し、アルミニウム管１２０の両端に、それぞれφ１０〜φ２０のステンレス製の軸一体フランジ１２２を圧入により取り付けて構成する。

この発明に係る熱定着装置を備える電子写真方式の複写機であって、その内部機構の全体概略構成図である。 その複写機に備える熱定着装置まわりの拡大構成図である。 その熱定着装置に備えるクリーニングローラ冷却構造を示す斜視図である。 その熱定着装置に備えるトナー量検出手段を示し、（Ａ）はクリーニングローラ上のトナー量が一定量以下のとき、（Ｂ）は以上のときの構成図である。 トナー量検出手段で、クリーニングローラに付着したトナー量が一定以上となったことを検出したときの他の制御例を示す構成図である。 トナー除去手段の一例を示す構成図である。 トナー量検出手段で、クリーニングローラに付着したトナー量が一定以上となったことを検出したときのさらに他の制御例を示す構成図である。 ヒートパイプを用いて形成したクリーニング部材の一例であるクリーニングローラの断面図である。

符号の説明

２２ 熱定着装置
３０ 加熱ローラ（加熱部材）
３２ 加圧ローラ（加圧部材）
７４ クリーニングローラ（クリーニング部材）
８０ 送風手段
８４ トナー量検出手段
９１ 制御手段
９４ トナー除去手段
９５ 制御手段
１１０ 報知手段
１１１ 制御手段
１２１ ヒートパイプ
Ｓ シート（記録媒体）

Claims (7)

1. 定着温度に加熱する加熱部材とそれに押し当てる加圧部材間に記録媒体を通してそれら加熱部材と加圧部材とで搬送しながら記録媒体上のトナー画像を定着する熱定着装置において、
   前記加圧部材に接触してその加圧部材上のトナーを除去するクリーニング部材を設けるとともに、
   そのクリーニング部材に付着したトナー量を検出するトナー量検出手段を備えることを特徴とする、熱定着装置。
2. 前記クリーニング部材を、ヒートパイプを用いて形成することを特徴とする、請求項１に記載の熱定着装置。
3. 前記クリーニング部材を冷却する送風手段を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の熱定着装置。
4. 前記クリーニング部材に付着したトナー量が一定量以上となったとき、前記トナー量検出手段の出力信号を受けて、前記加熱部材の定着温度を下げるとともに、記録媒体の搬送速度を遅くする制御手段を備えることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１に記載の熱定着装置。
5. 前記クリーニング部材に付着したトナーを除去するトナー除去手段を備え、前記クリーニング部材に付着したトナー量が一定量以上となったとき、前記トナー量検出手段の出力信号を受けて、前記トナー除去手段を作動する制御手段を備えることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１に記載の熱定着装置。
6. 前記クリーニング部材の清掃または交換を促す報知手段を備え、前記クリーニング部材に付着したトナー量が一定量以上となったとき、前記トナー量検出手段の出力信号を受けて、前記報知手段を作動する制御手段を備えることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１に記載の熱定着装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１に記載の熱定着装置を備えることを特徴とする、画像形成装置。

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