JP2007286352A

JP2007286352A - 定着装置および画像形成装置

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Publication number: JP2007286352A
Application number: JP2006113522A
Authority: JP
Inventors: Shoji Fukui; 祥二福井; Isamu Kugimiya; 勇釘宮; Nozomi Kondo; 望近藤; Naoki Nonoyama; 直己野々山
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2006-04-17
Filing date: 2006-04-17
Publication date: 2007-11-01

Abstract

【課題】定着ローラと、定着ローラ表面に当接する分離爪を有し、分離爪の、定着ローラ表面との当接部分に滞留するトナーをよりきれいに除去することが可能な定着装置を提供すること。
【解決手段】制御部は、定着動作が終了すると（Ｓ１３で「ＹＥＳ」）、現時点での定着ローラの表面温度を検出する（Ｓ１４）。検出された温度に応じて、定着ローラを逆転駆動させる際の始動時における加速度の値を設定する（Ｓ１５）。例えば、ローラ表面温度が２００〔℃〕の場合には、逆転加速度の値を５００〔ｍｍ／ｓ^２〕とし、１８０〔℃〕の場合には１０００〔ｍｍ／ｓ^２〕に設定する。定着ローラの正転駆動を停止させ（Ｓ１６）、設定された加速度の値で定着ローラを逆転駆動させる（Ｓ１７）。
【選択図】図４

Description

本発明は、シート上の未定着画像を定着させる定着装置および画像形成装置に関する。

複写機など画像形成装置に装着される定着装置は、シート上に形成された未定着画像、例えばトナー像を加熱、加圧により定着させるものであり、定着ローラと、定着ローラに圧接される加圧ローラと、定着ローラ表面に当接し定着ローラと加圧ローラの圧接部を通過するシートを定着ローラ表面から分離させる分離爪などを備えている。
このようにシートを定着ローラと加圧ローラの圧接部を通過させる構成の場合、本来であればシート上に形成された全てのトナーがシート表面に定着されるべきであるが、実際にはごく一部がシートに定着されずに定着ローラ表面に付着したまま残留してしまう。

この残留トナーが、定着ローラの回転により、例えば分離爪の、定着ローラと当接する先端部まで移動し、分離爪の先端にせき止められると、その先端部分に滞留するといったことが生じる。
シートは、定着ローラと加圧ローラの圧接部を通過した後、分離爪の先端に当たり定着ローラ表面から強制的に剥がされる構成になっている。そのため、分離爪の先端にトナーが滞留していると、シートが分離爪先端に当たったときに、滞留トナーがシートに付着し、シートが汚れるといった問題が生じる。

そこで、特許文献１には、定着に先立ち、定着ローラを加熱し、定着ローラの温度が所定温度に達するまで定着ローラを逆回転させる技術が開示されている。この技術によれば、定着ローラの加熱により分離爪の先端に滞留しているトナーを溶融させ、溶融したトナーを定着ローラの逆回転により分離爪の先端から引き離すことができる。引き離されたトナーは、ローラ表面に付着したまま、ローラ表面を清掃するクリーナが配される位置まで移動して、クリーナにより除去される。
特開２０００−１５９４０７号公報

しかしながら、特許文献１による逆回転を行っても、例えばトナーの溶融状態によっては分離爪の先端に滞留しているトナーが分離爪から引き離される途中で破断して、分離爪に残るものが出て来てしまい、完全に除去できない場合が生じるという問題がある。
このような問題は、分離爪だけに生じるとは限らない。
例えば、定着ローラの表面に面接触してローラ表面温度を検出する温度センサと、定着ローラ表面に当接し、定着ローラ表面上の残留トナーをせき止めて、温度センサの検出面と定着ローラ表面との接触面に残留トナーが介在するのを防止するブレードとを備える構成において、ブレード先端の、定着ローラ表面との当接部分に残留トナーが滞留し、滞留しているトナーが搬送中のシートに付着するような場合にも同様に生じ得る。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであって、定着ローラ等の定着のための回転部材と、当該回転部材表面に当接する分離爪等の当接部材を有し、当該当接部材の、当該回転部材との当接部分に滞留するトナー等の残留物を従来よりも除去することが可能な定着装置および画像形成装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、未定着画像が形成されたシートを、回転部材と当該回転部材に対向する部材との間で挟持搬送させつつ加熱して、当該未定着画像を前記シートに定着させる定着装置であって、前記回転部材の表面に当接し、当該当接する部分で前記未定着画像のうち前記シートに定着されずに前記回転部材の表面上に残った残留物をせき止める当接部材と、前記回転部材をシート搬送方向とその逆方向とに切換自在に回転駆動させる駆動手段と、定着時以外のときに、停止状態にある前記回転部材を第１の加速度と第２の加速度のいずれかに切り換えて回転駆動するように前記駆動手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

また、前記制御手段は、前記回転部材を逆方向に回転させるときの駆動開始時に前記制御を行うことを特徴とする。
さらに、前記当接部材は、前記シートが挟持搬送される位置よりも、シート搬送方向下流側近傍の位置で前記回転部材の表面に当接し、前記回転部材の表面に密着しているシートを当該回転部材の表面から分離させる分離部材であることを特徴とする。

また、前記制御手段は、前記当接部材の、前記回転部材の表面との接触部分またはその近傍における温度に応じて、第１と第２のいずれの加速度に切り換えるかを決めることを特徴とする。
ここで、前記接触部分またはその近傍における温度を検出する温度検出手段を備え、前記第２の加速度は、その値が前記第１の加速度よりも大きいものであり、前記制御手段は、前記温度検出手段による検出温度が第１の温度である場合には、回転加速度を前記第１の加速度とし、第１の温度よりも高い第２の温度である場合には、前記第２の加速度とすることを特徴とする。

また、前記制御手段は、前記回転部材の逆方向への回転中に、加速度を変化させる動作を複数回実行させることを特徴とする。
本発明に係る画像形成装置は、シート上の未定着画像を加熱して定着させる定着装置として、上記の定着装置を備えたことを特徴とする。

これにより、例えば回転部材の表面上の残留物が熱溶融により粘性が低く流動的に近い状態になっていても、その粘性に応じた回転加速度で回転部材を回転させることができ、当接部材の、回転部材表面との当接する部分でせき止められている残留物をより効果的に除去することが可能になる。

以下、本発明に係る定着装置および画像形成装置の実施の形態を、タンデム型カラーデジタルプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）に適用した場合の例について説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、プリンタ１の全体の構成を示す図である。

同図に示すように、プリンタ１は、画像プロセス部１０、給紙部２０、定着部３０および制御部１００などを備えており、ネットワーク、ここではＬＡＮに接続されて、外部の端末装置（不図示）からの印刷（プリント）指示を受け付けると、その指示に基づいてカラーの画像形成を実行するものである。
画像プロセス部１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の各色のそれぞれに対応する作像部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと、矢印Ａ方向に回転する中間転写ベルト１１などを備える。

給送部２０は、シートＳを収容する給紙カセット２１と、給紙カセット２１内のシートＳを１枚ずつ繰り出す繰り出しローラ２２と、繰り出されたシートＳを搬送する搬送ローラ対２３と、二次転写位置１２にシートＳを送り出すタイミングをとるためのタイミングローラ対２４と、二次転写ローラ２５などを備えている。
制御部１００は、外部の端末装置からプリント指示を受けると、送信されて来る画像信号を受信して、これをＹ〜Ｋ色系用のデジタル画像信号に変換し、画像プロセス部１０、定着部３０等を制御して、プリント動作を実行させる。

具体的には、作像部２Ｙ〜２Ｋにおいて、感光体ドラム３Ｙ〜３Ｋがデジタル画像信号に基づいて露光され、感光体ドラム３Ｙ〜３Ｋ上に潜像が作像される。作像された潜像がＹ〜Ｋ色のトナーで現像され、現像された、感光体ドラム３Ｙ〜３Ｋ上の各色トナー像が静電力により中間転写ベルト１１上に一次転写される。この際、各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト１１上の同じ位置に重ね合わせて一次転写されるようにタイミングをずらして実行される。

中間転写ベルト１１上の各色トナー像は、中間転写ベルト１１の回転により二次転写位置１２に移動する。
一方、中間転写ベルト１１の移動タイミングに合わせて、給送部２０からは、タイミングローラ対２４を介してシートＳが給送されて来ており、そのシートＳは、回転する中間転写ベルト１１と二次転写ローラ２５の間に挟まれて搬送され、二次転写位置１２において静電力により中間転写ベルト１１上のトナー像がシートＳ上に二次転写される。

二次転写位置１２を通過したシートＳは、定着部３０に搬送され、ここでトナー像が加熱、加圧されてシートＳに定着された後、排出ローラ対４０を介して排出トレイ４１上に排出される。
図２は、定着部３０と制御部１００の構成を示す図であり、定着部３０については横断面図で示している。

同図に示すように、定着部３０は、主な構成要素として、定着ローラ３１、加圧ローラ３２、ヒータ３３、クリーニングローラ３４、分離爪３５、温度検出センサ３６、シート検出センサ３７、駆動部３８およびモータ３９などを備えている。
定着ローラ３１は、アルミ、鉄などの金属からなる円筒状の芯金より形成され、その表面に１０〜７０〔μｍ〕のフッ素樹脂層が設けられている。なお、芯金とフッ素樹脂層の間に、０．１〜５〔ｍｍ〕のシリコーンゴム等からなる弾性層を設けるとしても良い。

定着ローラ３１は、回転部材として、不図示の保持機構により、同図の矢印Ｂ方向（シート搬送方向）、その逆のＣ方向のいずれにも回転自在に保持されており、モータ３９の駆動力により、例えば定着動作時には、矢印Ｂ方向に回転駆動される。
加圧ローラ３２は、アルミ、鉄などの金属からなる円筒状の芯金３２１の表面に、シリコーンゴム、シリコーンスポンジ等からなる弾性層３２２が形成されてなる。さらに、弾性層３２２の表面に１０〜７０〔μｍ〕のフッ素樹脂層を設けるとしても良い。加圧ローラ３２は、定着ローラ３１と対向配置され、定着ローラ３１と同様に矢印Ｂ、Ｃ方向に回転自在に保持されると共に、図示しないバネなどの付勢手段により定着ローラ３１に圧接されており、定着ローラ３１と従動回転する。

以下、定着ローラ３１を矢印Ｂ方向に回転させることを「正転」させるといい、矢印Ｃ方向に回転させることを「逆転」させるといい、定着ローラ３１の表面を「ローラ表面３１１」という。
ヒータ３３は、定着ローラ３１の内部に挿通され、図示しない電力供給源から電力を供給されて発熱し、定着ローラ３１を加熱する。

温度検出センサ３６は、ローラ表面３１１の温度を非接触で検出するセンサであり、検出信号を制御部１００に送る。なお、温度検出できるものであれば良く、例えばサーミスタやサーモパイルなどの公知のセンサを用いることができる。
制御部１００は、温度検出センサ３６からの検出信号を受信し、ローラ表面３１１の温度（以下、「ローラ表面温度」という。）を監視して、その温度が定着温度（例えば、１８０〜２００〔℃〕など）になるように、ヒータ３３への電力供給量を制御、例えばオン、オフのデューティ比を可変制御する。この定着温度は、定着時にトナーを溶融させるのに適した温度であり、予め実験等から決められる。ヒータ３３から発せられる熱がローラ表面３１１に伝わるまでにはある程度の時間がかかるため、実際には基準温度を中心に上下にある程度の幅をもった温度制御、具体的には例えば基準温度を１９０〔℃〕とした場合、１８０〜２００〔℃〕程度の範囲内の温度に制御されることになる。

このような温度制御により、定着ローラ３１が定着に適した温度に加熱され、シートＳが定着ローラ３１と加圧ローラ３２の圧接部（以下、「ニップ部」という。）３９を通過する際に、シート上の未定着のトナーが加熱、加圧されてシートに定着されることになる。なお、トナーとしては、例えばスチレンアクリル・ポリエステルなどの樹脂が用いられる。

クリーニングローラ３４は、金属性の棒状部材の表面にアラミド繊維や和紙等からなる被覆層が設けられてなり、加圧ローラ３２の表面に接触して、加圧ローラ３２と従動回転し、加圧ローラ３２の表面に付着している残留トナーを被覆層に取り込んで加圧ローラ３２の表面を清掃する。
分離爪（当接部材）３５は、ニップ部３９のシート搬送方向下流側近傍の位置に配置され、ニップ部３９を通過したシートＳをローラ表面３１１から分離させる。分離爪３５は、先端が尖った、断面三角形状の耐熱樹脂からなり、その幅方向（定着ローラ３１の回転軸方向）長さが１〜１０〔ｍｍ〕になっている。

分離爪３５の先端３５１は、定着ローラ３１の正転時の回転方向（矢印Ｂ方向）と逆（カウンター）方向を向けられると共にローラ表面３１１に当接した状態になるように、図示しないバネなどの付勢手段により付勢される構成になっている。この圧接力としては、例えば０．０５〔Ｎ〕以上であることが好ましい。さらに、０．１〔Ｎ〕以上とすることが望ましい。

これにより、シートＳの先端がニップ部３９を通過した後、ローラ表面３１１に引っ付いたまま搬送されたとしても、分離爪先端３５１とローラ表面３１１とが当接しているところで強制的にローラ表面３１１から剥がされることになり、シートＳを確実に定着ローラ３１から分離させることができる。分離爪先端３５１には、ローラ表面３１１との当接部分で、シートＳに定着されずにローラ表面３１１に残ったトナーがせき止められて滞留するということが生じるが、この滞留トナーは、後述する定着ローラ駆動制御により除去されるようになっている。

なお、分離爪３５としては、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＦＡ（パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）などの樹脂を用いることができる。
ここで分離爪３５には、トナーの固着を防止するために、例えばＰＦＡ、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）などのフッ素樹脂により被覆されていることが望ましい。

また、分離爪３５は、樹脂部材に限られず、例えばアルミなどの金属性部材の表面に、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰなどのフッ素樹脂を被覆したものを用いるとしても良い。
シート検出センサ３７は、反射型の光学センサからなり、発光部と受光部を有し、発光部から発せられた光が、搬送されるシートＳに反射して、その反射光を受光部が受光すると、シートＳを検出したことを示す信号を制御部１００に送る。また、シートＳが検出位置を通過し、反射光を受光できなくなると未検出を示す信号を送る。

制御部１００は、シート検出センサ３７からシート検出を示す信号を受信すると、シートＳが定着部３０を通過中であり、未検出を示す信号を受信すると、シートＳが定着部３０を通過したことを検出することができる。
駆動部３８は、制御部１００からの指示を受けて、モータ３９として例えばステッピングモータやサーボモータを駆動制御して、定着ローラ３１を正転または逆転させる。その際、回転加速度の指示を受けると、指示された回転加速度で回転が実行されるようにモータ３９への駆動パルス幅や励磁電流等を制御する。また、モータ３９からの現在の回転速度を示す速度信号を受信して、これを回転状況情報として制御部１００にフィードバックする。

制御部１００は、主な構成要素としてＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３および加速度情報格納部１０４を備える。
ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２から制御に必要なプログラムを読み出して、プロセス部１０等の動作を統括的に制御し、円滑なプリント動作を実現する。また、駆動部３８を制御して、プリント時に定着ローラ３１を正転させ、プリント終了直後に所定時間だけ定着ローラ３１を逆転させる定着ローラ駆動制御を実行する。この駆動制御では、後述のように定着ローラ３１を逆転させるときの回転加速度を、その時点の定着ローラ３１の表面温度に応じて変えることが行われる。また、ＣＰＵ１０１は、駆動部３８からの速度信号を受信して、定着ローラ３１の回転速度をモニターする。

ＲＯＭ１０２には、定着ローラ駆動制御などのプログラムが格納されている。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１によるプログラム実行時のワークエリアとなる。
加速度情報格納部１０４は、不揮発性の記憶手段であり、定着ローラ３１を逆転駆動させる際の回転加速度を示す情報が格納されている。
図３は、加速度情報格納部１０４に設けられた加速度情報テーブル１０４１の内容を示す図である。

同図に示すように、加速度情報テーブル１０４１は、ローラ表面温度を示す値と、定着ローラ３１を逆転させるときの始動時における回転加速度を示す値とを対応付けたテーブルである。この回転加速度の値は、ローラ表面３１１における値である。
同図では、ローラ表面温度として１８０〔℃〕と２００〔℃〕に対応する加速度の値だけが示され、他の温度に対応する加速度については省略されているが、ローラ表面温度と加速度とは、温度が上がると加速度が下がるという関係になっている。このような関係にしている理由については後述する。

図４は、定着ローラ駆動制御の処理内容を示すフローチャートであり、図５は、当該駆動制御のタイミングチャートを示す図である。
図４に示すように、制御部１００は、外部の端末装置からのプリント指示を受け付けると（図５の時点Ａ）（ステップＳ１１）、駆動部３８に指示して、定着ローラ３１の正転駆動を開始させる（図５の時点Ｂ）（ステップＳ１２）。ここでは、正転のための信号を出力する。

正転駆動を指示した後、駆動部３８から速度信号を受信して、定着ローラ３１の現時点での回転速度をモニターする。このモニターは当該処理が終了するまで実行される。
回転速度がＶ１に達したことを検出すると（図５の時点Ｃ）、その速度を維持する指示を行う。そして、定着動作が終了したか否かを判断する（ステップＳ１３）。ここでは、シート検出センサ３７からの信号がシート検出から未検出に変わったことを検出すると（図５の時点Ｄ）、定着終了と判断される。なお、速度Ｖ１の値は、画像形成時のシート搬送速度等に応じて予め実験等から設定されてＲＯＭ１０２に格納される。

定着終了を判断すると（ステップＳ１３で「ＹＥＳ」）、現時点でのローラ表面温度を検出する（ステップＳ１４）。
当該温度検出結果に基づいて定着ローラ３１を逆転させるときの始動時における回転加速度の値を設定する（ステップＳ１５）。
具体的には、加速度情報テーブル１０４１を参照し、現時点でのローラ表面温度に対する逆転加速度の値を読み出す。例えば、ローラ表面温度が１８０〔℃〕の場合には、１０００〔ｍｍ／ｓ^２〕が設定される。

駆動部３８に指示して、定着ローラの正転を停止させる（図５の時点Ｅ〜Ｆ）（ステップＳ１６）。この停止とは、正転から逆転に転じるときの一瞬のことを意味するが、例えば、所定時間の停止としても良い。
定着ローラ３１の回転速度をモニターし、定着ローラ３１の回転速度が減速され、ゼロになったことを検出すると（図５の時点Ｆ）、駆動部３８に指示して、上記設定された逆転時の回転加速度で逆回転を開始させる（ステップＳ１７）。

図５に示す線分５１は、逆転加速度が１０００〔ｍｍ／ｓ^２〕に設定された場合の速度変化の例を示し、線分５２は、逆転加速度が５００〔ｍｍ／ｓ^２〕に設定された場合の速度変化の例を示している。
このようにローラ表面温度に応じて逆転加速度の値を切り換えているのは、分離爪先端３５１の滞留トナーをより確実に除去するためである。

すなわち、滞留トナーは、加熱により半溶融状態にあり粘弾性特性を有しており、低温の方が高温よりも粘性が高くなる。このようにトナーが高粘性の状態にある場合、滞留トナーは、低粘性の状態に比べて固体的になっているので、逆転加速度を比較的大きく、ここでは１０００〔ｍｍ／ｓ^２〕に上げることで、滞留トナーに作用する力（逆回転なので引っ張り力に相当する力）がある程度大きくなっても、途中でちぎれる可能性が低く、瞬時に分離爪先端３５１から除去することができる。

一方、高温によりトナーが低粘性の状態にある場合、高粘性に比べて柔らかくなる。このような低粘性のトナーの特性は、例えば機械ばね（弾性）とダッシュポット（粘性）を直列に組み合わせた粘弾性流体のモデル（マクスウェルモデル）で現すことができる。
このマクスウェルモデルは、与えられる振動の速さが遅ければダッシュポットの抵抗が小さいのでダッシュポットにバネを伸縮させるほどの力が生じず、速くなるとダッシュポットの抵抗が大きくなってバネを伸縮させる大きな力が作用する特性を有している。

この特性を低粘性の状態にあるトナーに適用すると、逆転加速度（振動の速さに相当）を小さく、ここでは５００〔ｍｍ／ｓ^２〕に下げることで、滞留トナーに作用する引っ張り力を小さくできることになる。トナーに作用する引っ張り力が小さいということは、低粘性のトナーでも途中でちぎれるまでには至らずに塊の状態を維持したまま、分離爪先端３５１からローラ表面３１１、加圧ローラ３２を介してクリーナ３４で回収できる、すなわち分離爪先端３５１から除去できる蓋然性が高くなるといえるからである。

本発明者は、例えばコニカミノルタ製Ｍａｇｉｃｏｌｏｒ２４００に採用されている乳化重合法により生成されたトナーと、分離爪としてＰＩ樹脂表面にＰＦＡをコーティングしたものを用い、図６（ａ）に示すように、分離爪先端３５１に滞留しているトナー塊Ｔをその一部が分離爪３５の背面部３５２にかかっている状態で１０〔ｇ〕を滞留させて定着ローラ３１を逆回転させる実験を行った。

このトナー量１０〔ｇ〕とは、坪量６４〔ｇ／ｍ^２〕のＡ４サイズの１枚のシート上に２〔ｇ／ｍ^２〕の割合でトナー像を形成する場合に、このシートを１枚ずつ縦方向に２００枚程度、定着部３０のニップ部３９を通過させ、各シートのトナー像を定着させたときに分離爪先端３５１に滞留するトナー量に相当する。
実験の結果、ローラ表面温度に関係なく逆転加速度を一定値に固定した場合には、高温時にトナー塊が途中でちぎれて分離爪先端３５１とその背面３５２に一部が残ってしまうことがあった。ところが、ローラ表面温度が２００〔℃〕のときには逆転加速度を５００〔ｍｍ／ｓ^２〕に、１８０〔℃〕のときには１０００〔ｍｍ／ｓ^２〕に設定した場合には、両温度とも図６（ｂ）、図６（ｃ）に示すように、トナー塊Ｔが途中でちぎれることなく塊の状態で分離爪３５から除去できることが確認された。

なお、ローラ表面温度と逆転加速度の値は、上記のものに限られない。トナーの粘性、熱溶融性、保形性、ローラ表面および分離爪のトナー離型性などを考慮して、予め実験等から最適な温度と加速度の関係が求められ、そのデータが記憶される。このデータは、上記のようにテーブル形式に限られず、例えば数式などとしても良い。
図４に戻って、定着ローラ３１の逆回転の速度が所定速度Ｖ２に達したか否かを判断する（ステップＳ１８）。回転速度がＶ２に達したことを判断すると（図５の時点ＧまたはＨ）（ステップＳ１８で「ＹＥＳ」）、駆動部３８に指示して、定着ローラ３１の逆回転の速度をＶ２に維持させる（ステップＳ１９）。この速度Ｖ２の値は、予め実験等から逆転時の回転速度として最適な値が設定されてＲＯＭ１０２に格納される。

所定時間経過したか否かを判断する（ステップＳ２０）。この所定時間は、予め実験等から逆転に必要な時間として最適な値が設定されてＲＯＭ１０２に格納される。
所定時間経過したことを判断すると（ステップＳ２０で「ＹＥＳ」）、駆動部３８に指示して、定着ローラ３１の回転を停止させて（図５の時点Ｉ）（ステップＳ２１）、当該処理を終了する。

以上説明したように、本実施の形態では、ローラ表面温度に応じて定着ローラ３１の逆転加速度を異なる値に切り換えるので、分離爪先端３５１に滞留している残留トナー（背面部３５２にかかるものを含む。）を効果的に除去でき、もって定着部３０を通過するシートＳを汚すといったことの防止を図れる。
（第２の実施の形態）
上記実施の形態では、定着ローラ３１として筒状のものを用いたが、本実施の形態では、図７に示すように、定着ベルト６１を用いており、この点が異なっている。以下、説明の都合上、第１の実施の形態と同じ内容についてはその説明を省略し、同じ構成要素については、同符号を付すことにする。

同図に示すように、本実施の形態における定着部６０の定着ベルト６１は、筒状の駆動ローラ６２と従動ローラ６３に張架されており、駆動ローラ６２の内部にヒータ３３が挿通されている。定着ベルト６１としては、例えばＰＩ等の耐熱樹脂やＮｉ等の金属からなるものを用いることができる。
駆動ローラ６２は、第１の実施の形態におけるモータ３９からの駆動力を受けて矢印Ｂ方向に正転または矢印Ｃ方向に逆転駆動される。定着ベルト６１と加圧ローラ３２との圧接によりニップ部３９が形成される。

定着ベルト６１の表面温度は、温度検出センサ３６により検出される。
分離爪３５は、定着ベルト６１の表面に当接しており、ニップ部３９を通過するシートＳを定着ベルト６１の表面から分離する。
このように定着ベルト６１を用いる構成でも、定着ベルト６１を逆転させるときの始動時における加速度の値をベルト表面温度に応じて異なる値に設定することで、第１の実施の形態と同様に分離爪先端に滞留しているトナーを効果的に除去することが可能になる。

なお、本発明は、定着装置および画像形成装置に限られず、上記定着ローラ駆動制御の処理における駆動制御方法であるとしてもよい。さらに、その方法をコンピュータが実行するプログラムであるとしてもよい。また、本発明に係るプログラムは、例えば磁気テープ、フレキシブルディスク等の磁気ディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＭＯ、ＰＤなどの光記録媒体、フラッシュメモリ系記録媒体等、コンピュータ読み取り可能な各種記録媒体に記録することが可能であり、当該記録媒体の形態で生産、譲渡等がなされる場合もあるし、プログラムの形態でインターネットを含む有線、無線の各種ネットワーク、放送、電気通信回線、衛星通信等を介して伝送、供給される場合もある。

（変形例）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施の形態では、定着終了直後に定着ローラ３１を逆回転させるとしたが、逆回転のタイミングは、これに限られない。例えば、シートＳが定着部３０に搬送される直前（定着開始直前）であってもよい。また、プリント動作を実行していないときに任意のタイミングで行うとすることもできる。低温等のためトナーが完全に固まっている場合を除き、ある程度の粘性の状態にあるときであれば、その温度に応じて逆転加速度の値を切り換える制御を行うことで滞留トナーを効果的に除去することが可能になる。

（２）上記実施の形態では、ローラ表面温度に対応する逆転加速度が設定されると、その設定された加速度で逆回転を開始し、回転速度が所定速度Ｖ２に達すると定速で回転させるとしたが、例えば図８に示す線分５５〜５７のように、逆回転中に、減速、加速の順または加速、減速の順に加速度を変化させる動作を複数回実行する構成をとるとしても良い。

分離爪３５の背面部３５２に渡って滞留しているトナーに、定着ローラ３１の逆転による引っ張り力を加えるだけではなく、途中で逆転加速度を下げることで、ちぎれる寸前に塊状に復元できる可能性が生じ、この動作を繰り返すことでトナー塊の状態で除去できる蓋然性をより高くできるからである。従って、滞留トナーの量が比較的多い場合、例えば５〔ｍｇ〕以上の場合などにより効果的になる。この意味で、例えば逆転だけではなく、逆転、停止、正転、停止、逆転などの動作を繰り返し実行するとしてもある程度の効果を得られるであろう。

（３）上記実施の形態では、定着ローラ３１に当接する当接部材として分離爪３５を用いた構成例を説明したが、当接部材はこれに限られない。例えば、図９に示すブレード７２とすることができる。
図９は、温度検出センサとして、定着ローラ３１の表面に接触してその表面温度を検出するサーミスタなどのセンサ７１を用いた構成例を示す斜視図である。

温度検出センサ７１の、ローラ表面との接触面に残留トナーが介在すると検出精度が低下するため、その介在を避けるためにブレード７２をローラ表面に当接させ、その当接部７２１で残留トナーをせき止めるものである。これにより、ローラ表面の、ブレード７２よりも回転方向下流側のブレード７２の幅方向に相当する領域（破線で示す領域）７３に残留トナーが搬送されることを防止できる。

このようなブレード７２を配置する構成であっても、ブレード７２にせき止められた滞留トナーがシートＳに付着するとシートＳを汚すことになるため、分離爪３５が配置される構成と同様に、定着ローラ３１の逆回転時の加速度をローラ表面温度に応じて切り換える構成をとることで効果的に滞留しているトナーを除去できるようになる。
（４）上記実施の形態では、定着ローラ３１の逆転加速度の値を切り換えるとしたが、例えば正転時の加速度を切り換えるとしても良い。

具体的には、分離爪３５をローラ表面３１１に接離可能に構成し、分離爪先端３５１をローラ表面３１１から離間させた状態で定着ローラ３１を正転させるものである。
図１０は、本変形例に係る分離爪３５がローラ表面３１１から離間する様子を示す模式図である。図１０（ａ）は、定着ローラ３１が停止しており、分離爪先端３５１にトナー塊Ｔが滞留している状態を示している。この状態で、分離爪３５が図１０（ｂ）に示す矢印方向に移動してローラ表面から離間すると、トナー塊Ｔは、分離爪先端３５１とローラ表面３１１とに架橋したような状態になる。

定着ローラ３１が正転駆動されると、トナー塊Ｔのうち、分離爪先端３５１および背面部３５２に付着しているトナーは、図１０（ｃ）に示すように、定着ローラ３１の正転により矢印Ｂ方向に引っ張られ、図１０（ｄ）に示すように、ローラ表面３１１に付着しているトナーと一体になって、分離爪３５から除去されることになる。
トナー塊Ｔは、上記実施の形態と同様に粘弾性モデルで現すことができるので、ローラ表面温度が高い場合には、加速度を下げた方が途中でちぎれ難く、温度が低い場合には加速度を上げることで塊のままでトナーを分離爪３５から効果的に除去できることになる。

分離爪３５をローラ表面３１１から離間させる構成としては、例えば分離爪３５を支点３５３周りに矢印Ｄ方向に回転自在に保持すると共に回転軸３５３を回転するモータ等の駆動機構を備え、駆動機構を制御して、所定角度だけ分離爪３５をローラ表面３１１から離間する方向に回転させる構成などをとることが考えられる。また、所定角度の大きさを、温度等の所定条件に応じて変えるとしても良い。

（５）上記実施の形態では、定着ローラ３１の逆転加速度を、ローラ表面温度を所定条件として切り換える場合の構成例を説明したが、所定条件はこれに限られない。例えば、滞留トナーの量とすることができる。
この場合、滞留トナーが多い場合に加速度を小さくし、少ない場合に加速度を大きくするように切り換えることが考えられる。例えば、低粘性のトナーが用いられており、その塊が大きい場合には、加速度を大きくすると剪断力によりちぎれ易くなるからである。

滞留トナー量の検出方法としては、例えば前回の逆回転時から今回の逆回転時までの間に定着されたシートの枚数とすることができる。シート枚数が多くなれば、それだけ定着されずにローラ表面に残ったトナーの量も増え、滞留トナーの量も増えると考えられるからである。
（６）上記実施の形態では、プリンタの定着器に本発明の定着装置を適用した場合の構成例を説明したが、本発明の定着装置は、複写機、ＦＡＸ、ＭＦＰ（Multiple Function Peripheral）等の定着装置に適用できる。

また、回転部材としての定着ローラ３１に当接部材としての分離爪３５等を当接させる構成としたが、例えば加圧ローラ３２側に当接する構成であっても良い。さらに、回転部材に当接部材が当接する構成であれば、一対の回転部材を備える構成に限られない。例えば、加圧ローラ３２に代えてガイド板を定着ローラ３１に接触するように配置し、定着ローラ３１を正転させることでシートを当該ガイド板に沿って搬送させる構成などに適用することも可能である。

また、上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしても良い。

本発明は、未定着画像が形成されたシートを、回転部材と当該回転部材に対向する部材との間で挟持搬送させつつ加熱して、当該未定着画像を前記シートに定着させる定着装置に利用できる。

第１の実施の形態に係るプリンタ１全体の概略構成を示す図である。プリンタ１の定着部３０と制御部１００の構成を示す図である。制御部１００に配される加速度情報格納部１０４に設けられた加速度情報テーブル１０４１の内容を示す図である。制御部１００が実行する定着ローラ駆動制御の処理内容を示すフローチャートである。定着ローラ駆動制御のタイミングチャートを示す図である。分離爪先端３５１に滞留しているトナー塊Ｔが分離爪３５から除去される様子を示す模式図である。第２の実施の形態に係る定着部６０の構成を示す図である。変形例に係る定着ローラ駆動制御のタイミングチャートを示す図である。変形例に係る定着部の構成を示す斜視図である。変形例に係る、定着ローラ正転時においてトナー塊Ｔが分離爪３５から除去される様子を示す模式図である。

符号の説明

１プリンタ
３０、６０定着部
３１定着ローラ
３２加圧ローラ
３３ヒータ
３５分離爪
３６、７１温度検出センサ
３８駆動部
３９モータ
６１定着ベルト
７２ブレード
１００制御部
１０４加速度情報格納部

Claims

未定着画像が形成されたシートを、回転部材と当該回転部材に対向する部材との間で挟持搬送させつつ加熱して、当該未定着画像を前記シートに定着させる定着装置であって、
前記回転部材の表面に当接し、当該当接する部分で前記未定着画像のうち前記シートに定着されずに前記回転部材の表面上に残った残留物をせき止める当接部材と、
前記回転部材をシート搬送方向とその逆方向とに切換自在に回転駆動させる駆動手段と、
定着時以外のときに、停止状態にある前記回転部材を第１の加速度と第２の加速度のいずれかに切り換えて回転駆動するように前記駆動手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする定着装置。
前記制御手段は、
前記回転部材を逆方向に回転させるときの駆動開始時に前記制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記当接部材は、
前記シートが挟持搬送される位置よりも、シート搬送方向下流側近傍の位置で前記回転部材の表面に当接し、前記回転部材の表面に密着しているシートを当該回転部材の表面から分離させる分離部材であることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
前記制御手段は、
前記当接部材の、前記回転部材の表面との接触部分またはその近傍における温度に応じて、第１と第２のいずれの加速度に切り換えるかを決めることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の定着装置。
前記接触部分またはその近傍における温度を検出する温度検出手段を備え、
前記第２の加速度は、その値が前記第１の加速度よりも大きいものであり、
前記制御手段は、
前記温度検出手段による検出温度が第１の温度である場合には、回転加速度を前記第１の加速度とし、第１の温度よりも高い第２の温度である場合には、前記第２の加速度とすることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
前記制御手段は、
前記回転部材の逆方向への回転中に、加速度を変化させる動作を複数回実行させることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の定着装置。
シート上の未定着画像を加熱して定着させる定着装置を備える画像形成装置であって、
前記定着装置として、請求項１乃至６のいずれか１項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。