JP2011227163A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着装置又は画像形成装置において、装置コストが増大することなく、リフレッシュローラの効率的なクリーニングを実現する。
【解決手段】定着装置は、定着ローラの表面をクリーニングするクリーニング部材と、所定の表面粗さを有し、定着ローラの表面を摺擦することにより定着ローラの表面性状を回復させる摺擦部材と、各部の状態を制御する制御部と、を備える。そして、制御部が、摺擦部材に定着ローラの表面を摺擦させるリフレッシュモード、又は摺擦部材の表面に付着したトナーを前記定着ローラに転写させて前記クリーニング部材で前記トナーを除去させるクリーニングモードに応じて各部の状態を制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。

一般に、電子写真方式のプリンタや複写機等の画像形成装置においては、画像データに基づいて感光体ドラム上にトナー像を現像し、そのトナー像を用紙上に転写する。そして、定着装置において、ニップ部で用紙を狭持搬送しながら熱圧着によりトナー像を定着させることで、用紙上に画像を形成する。ここで、ニップ部とは、例えば内部に加熱源を有する定着ローラに無端ベルト等の加圧部材が圧接されて形成される領域である。
近年では、高画質の画像形成を実現するため、用紙のトナー像が形成された面（トナー面）に接触する定着ローラには、芯金の周面に弾性層が形成され、その表面にチューブやコーティング等の離型層（表層）が形成されたものが使用されている。

このような定着装置において、同じ幅の用紙が繰り返し通紙されると、用紙のエッジによって定着ローラの表層に線状のキズが発生する。そして、同じ紙種の用紙が繰り返し通紙された後に、この紙種よりも幅の広い紙種の用紙が通紙されると、定着ローラの表層に発生したキズが用紙上の溶融したトナー像に転写されるため、画像品質が劣化してしまう。特に、塗工紙などの高光沢が要求される画像形成では、定着ローラのキズの影響が光沢ムラとして顕在化する。
そこで、この定着ローラのキズに起因して光沢ムラが生じるのを解消するために、表面が一定の粗さに加工された摺擦部材（以下、リフレッシュローラ）を定着ローラに圧接して、定期的に定着ローラの表層を摺擦することにより、定着ローラの表面性状を回復させる技術が提案されている（例えば特許文献１）。

一方で、定着ローラには、例えば定着時に微小にオフセットしたトナーが残存したり、ジャム（紙詰まり）発生時に多量のトナーが付着したりする。そのため、定着装置には、定着ローラの表面を直接又は間接的にクリーニングするクリーニング部材（例えばクリーニングウェブ）が設けられている。このクリーニング部材によるクリーニングでは、定着ローラの表面にキズがつかないように時間をかけて残存トナーが除去されるようになっている。

上述したリフレッシュローラによる定着ローラの摺擦（以下、リフレッシュ処理）は、例えば所定の通紙枚数ごとに定期的に行われるが、定着ローラの残存トナーがクリーニング部材によって完全に除去されていない状態でリフレッシュ処理が行われると、リフレッシュローラの表面に残存トナーが転写されてしまう。また、定着装置においてジャムが発生すると、ジャム紙が定着ローラに巻き込まれて、リフレッシュローラに直接トナーが付着することもある。
このように、リフレッシュローラにトナーが付着すると、表面の凹凸がなくなり表面粗さが不均一となるため、リフレッシュ処理により定着ローラの表面を均一に摺擦することができなくなり、リフレッシュ効果が低下する。
また、リフレッシュ処理時にはリフレッシュローラが定着ローラに接触することとなるが、リフレッシュローラにトナーが付着していると、このトナーが溶融されて定着ローラに再付着し、さらに用紙に転写することで画像を汚し、用紙に形成される画像の品質が劣化してしまう。
特許文献１に記載の定着装置では、定着ローラの表面をクリーニングするクリーニング部材とは別に、リフレッシュローラの表面をクリーニングするクリーニング部材を設け、定期的にリフレッシュローラに付着したトナーを除去するようにしている。

特開２００８−４０３６５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の定着装置は、リフレッシュローラ用のクリーニング部材を新たに追加した構成となっているため、定着装置の構造が複雑となり設計上の自由度が低下する上、装置コストが増大する要因となる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、定着装置又は画像形成装置において、装置コストが増大することなく、リフレッシュローラの効率的なクリーニングを実現することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、加熱源により所定の温度に加熱される定着ローラと、前記定着ローラに圧接される加圧部材を備え、前記定着ローラに前記加圧部材が圧接されることにより形成されたニップ部で、トナー像が形成された用紙を狭持搬送しながら、熱圧着により前記トナー像を前記用紙に定着させる定着装置であって、
前記定着ローラの表面をクリーニングするクリーニング部材と、
所定の表面粗さを有し、前記定着ローラの表面を摺擦することにより前記定着ローラの表面性状を回復させる摺擦部材と、
前記摺擦部材に前記定着ローラの表面を摺擦させるリフレッシュモード、又は前記摺擦部材の表面に付着したトナーを前記定着ローラに転写させて前記クリーニング部材で前記トナーを除去させるクリーニングモードに応じて各部の状態を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記制御部は、前記クリーニングモードにおける前記摺擦部材の温度が、前記リフレッシュモードにおける前記摺擦部材の温度よりも高くなるように制御することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の定着装置において、前記制御部は、前記クリーニングモードにおける前記定着ローラの設定温度を、前記リフレッシュモードにおける前記定着ローラの設定温度よりも高い温度に設定することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の定着装置において、前記制御部は、前記クリーニングモードにおける処理時間を、前記リフレッシュモードにおける処理時間よりも長く設定することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４の何れか一項に記載の定着装置において、前記制御部は、前記クリーニングモードにおける前記定着ローラと前記摺擦部材の間の摩擦力が、前記リフレッシュモードにおける前記定着ローラと前記摺擦部材間の摩擦力よりも小さくなるように制御することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の定着装置において、前記摺擦部材は、前記定着ローラに対して接離可能に構成された回転ローラであり、
前記制御部は、前記クリーニングモードにおける前記摺擦部材の回転方向を前記定着ローラに対して順方向に制御し、前記リフレッシュモードにおける前記摺擦部材の回転方向を前記定着ローラに対して逆方向に制御することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１から６の何れか一項に記載の定着装置において、前記制御部は、前記ニップ部を通過した用紙の枚数が所定の通紙枚数に到達したことに基づいて前記クリーニングモードによる制御を行うことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１から７の何れか一項に記載の定着装置において、前記制御部は、当該定着装置内でジャムが発生したことに基づいて前記クリーニングモードによる制御を行うことを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項１から８の何れか一項に記載の定着装置において、前記制御部は、操作部からのクリーニング指示に基づいて前記クリーニングモードによる制御を行うことを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項１から９の何れか一項に記載の定着装置を備え、この定着装置によって用紙上に形成されたトナー像を定着させることを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、リフレッシュローラ用のクリーニング部材を設けることなく簡易な構成によって、リフレッシュローラがクリーニングされる。したがって、定着装置又は画像形成装置において、リフレッシュローラの効率的なクリーニングと、装置コストの抑制を両立させることができる。また、リフレッシュローラによる定着ローラのリフレッシュ効果が維持されるので、定着ローラのキズに起因する画像品質の劣化を防止することができる。

本実施形態に係る画像形成装置の内部構成を示す図である。 定着装置の詳細構成について示す図である。 画像形成装置の機能的構成を示すブロック図である。 定着制御部によるクリーニング／リフレッシュ制御処理の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態では、本発明に係る画像形成装置を、コピーやプリンタなどの機能を有するデジタル複合機（ＭＦＰ：Multi Function Peripheral）に適用した例について説明する。なお、本発明に係る画像形成装置は、デジタル複合機に限定されるものではなく、用紙に画像形成する画像形成装置であれば、ファクシミリ装置、コピー又はプリンタ単体の装置などであってもよい。

図１は、本実施形態に係る画像形成装置の内部構成を示す図である。
画像形成装置１は、原稿に形成されているカラー画像を読み取って取得された画像データ、又は、ネットワークを介して外部の情報機器（例えばパーソナルコンピュータ）から入力された画像データに基づいて、用紙に色を重ね合わせて画像を形成する。画像形成装置１では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色に対応する感光体ドラム２３（２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋ）を連装し、一回の手順で各色トナー像を順次転写し、用紙にカラー画像を形成するタンデム方式を採用している。

図１に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１０、画像形成部２０、搬送部３０、定着装置６０等を備えて構成される。
画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１、原稿画像走査装置１２等で構成されている。自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。原稿画像走査装置１２は、搬送された原稿ｄを光走査し、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）により光電変換して原稿画像を読み取る。ここで、画像には、図形や写真等のイメージデータの他、文字や記号等のテキストデータ等も含まれる。

画像読取部１０により読み取られた画像（アナログ画像信号）は、後述する制御部５０に出力され、Ａ／Ｄ変換処理、シェーディング補正処理等の各種画像処理が施された後、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に色分解され、出力用画像データとして画像形成部２０に出力される。
なお、自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された多数枚の原稿ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることが可能となっている。読み取られた原稿画像のデータは画像形成部２０内部の画像メモリ（図示略）に記憶され、順次出力用画像データとして読み出される。

画像形成部２０は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色ごとに設けられた、露光装置２１（２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋ）、現像装置２２（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）、感光体ドラム２３（２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋ）、帯電装置２４（２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋ）、クリーニング装置２５（２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｋ）、中間転写ユニット２６、及びクリーニング装置２７等で構成されている。

画像形成部２０において、帯電装置２４は感光体ドラム２３を帯電し、露光装置２１は帯電された感光体ドラム２３に各色の画像データに応じた光を照射して静電潜像を形成する。現像装置２２は、静電潜像が形成された感光体ドラム２３の表面に各色トナーを付着させて静電潜像を現像する。

中間転写ユニット２６は、無端ベルト（以下、中間転写ベルト）２６ａが支持ローラ２６ｂに張架されて構成されている。中間転写ベルト２６ａが１次転写ローラ１０１（１０１Ｙ，１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｋ）によって、トナーが付着された感光体ドラム２３に圧接されると、中間転写ベルト２６ａに各色トナー像が順次重ねて１次転写される。そして、１次転写された中間転写ベルト２８ａが２次転写ローラ１０２によって用紙に圧接されると、用紙にトナー像が２次転写される。
クリーニング装置２５は、１次転写後に感光体ドラム２３の表面に残存するトナーを除去する。クリーニング装置２７は、２次転写後に中間転写ベルト２６ａに残存するトナーを除去する。

定着装置６０は、定着ローラ６１と定着ローラ６１に圧接される定着ベルト（加圧部材）６２５を有する加圧ユニット６２等を備えて構成されている。定着ローラ６１に加圧ユニット６２の加圧部材が圧接されることにより形成されたニップ部で、トナー像が形成された用紙を狭持搬送しながら、熱圧着によりトナー像を用紙に定着させる。なお、定着装置６０の詳細な構成については後述する。

搬送部３０は、給紙装置３１、搬送装置３２、排紙装置３３等で構成されている。給紙装置３１は、３つの給紙トレイユニット３１ａ〜３１ｃを備え、これらの給紙トレイユニット３１ａ〜３１ｃには、用紙の斤量やサイズ等に基づいて識別された規格用紙や特殊用紙が予め設定された種類ごとに収容されている。給紙トレイユニット３１ａ〜３１ｃに収容されている用紙は、最上部から一枚ずつ送出され、レジストローラ１０３等の複数の搬送ローラを備えた搬送装置３２により画像形成部２０に搬送される。このとき、レジストローラ１０３が配設されたレジスト部により、給紙された用紙の傾きが補正されるとともに搬送タイミングが調整される。
そして、画像形成部２０において、中間転写ベルト２６ａのトナー像が用紙の一方の面に一括して２次転写され、定着装置６０により定着処理が施される。画像形成された用紙は、排紙ローラ１０４を備えた排紙装置３３により機外の排紙トレイ３３ａに排紙される。

図２は、定着装置６０の詳細構成について示す図である。
図２に示すように、定着装置６０はベルトニップ方式の定着装置であり、定着ローラ６１、加圧ユニット６２、外部加熱ユニット６３、クリーニングユニット６４、リフレッシュローラ６５等を備えて構成されている。
定着ローラ６１は、例えば外径φ８０の中空状のＡｌ製芯金６１１に、シリコーンゴムからなる１．５ｍｍ厚の弾性層６１２が形成され、その上に５０μｍ厚のＰＦＡチューブからなる離型層６１３が形成された構成を有し、加熱源としてのハロゲンヒータ６１４が内蔵されている。なお、弾性層６１２上に離型材をコーティングして離型層６１３を形成するようにしてもよい。

加圧ユニット６２は、分離ローラ６２１、インレットローラ６２２、ステアリングローラ６２３及び支持ローラ６２４に張架された加圧部材としての定着ベルト６２５と、定着ベルト６２５を内側から定着ローラ６１に向けて押圧する固定押圧部材６２７とを備えている。
定着ベルト６２５は、例えば７０μｍ厚のポリイミド基材に、シリコーンゴムからなる１８０μｍ厚の弾性層が形成され、その上に５０μｍ厚のＰＦＡチューブからなる離型層が形成された構成を有する無端ベルトである。
分離ローラ６２１は、例えば外径φ２０の中実状のＳＵＳ製ローラであり、ニップ部の出口において定着ベルト６２５を定着ローラ６１に向けて押圧する。分離ローラ６２１は、定着ベルト６２５を押圧したときの軸方向の圧力分布を適正に保つために、軸方向端部から中央部に向けて増径するクラウン形状に成型されている。

固定押圧部材６２７は、ＳＵＳやＡｌ等の金属製のステー６２６上に、定着ローラ６１の曲率に近い曲面形状の弾性層が形成された構成を有し、分離ローラ６２１とインレットローラ６２２の間に配設されている。例えば、固定押圧部材６２７の弾性層の上流側（用紙入口側）はシリコーンスポンジで構成され、下流側は硬度ＪＩＳ−Ａ１０°のシリコーンゴムで構成される。
固定押圧部材６２７の表面は、固定押圧部材６２７と定着ベルト６２５間の摺動抵抗を低減するために、例えば耐熱性樹脂からなる７０μｍ厚の摺動シート６２８で被覆されている。摺動シート６２８は、固定押圧部材６２７の摺動面に沿うようにステー６２６に取り付けられている。
定着ベルト６２５が分離ローラ６２１と固定押圧部材６２７によって定着ローラ６１に圧接されることにより、幅広のニップ部（例えばニップ幅：２０ｍｍ）が形成される。

加圧ユニット６２の用紙進入側に配設されたインレットローラ６２２は、ヒータ（図示略）を内蔵しており、定着ベルト６２５を加熱する。また、インレットローラ６２２には、潤滑剤供給部材６２９が当接しており、インレットローラ６２２を介して定着ベルト６２５の内周面に潤滑剤が供給されるようになっている。
潤滑剤供給部材６２９は、ステー６２６に取り付けられ、例えばアラミド繊維等のフェルトからなるオイル含浸部材の上にＰＴＦＥ多孔質体からなるオイル規制膜が袋状に形成された構成を有する。潤滑剤供給部材６２９は、オイル含浸部材から供給される潤滑剤を、オイル規制膜を介してインレットローラ６２２に塗布する。潤滑剤としては、例えば粘度１００〜１０００ｃｓのジメチルシリコンオイル、又は粘度１００〜１０００ｃｓのメチルフェニルシリコンオイル等のシリコンオイルが用いられる。
インレットローラ６２２のベルト搬送方向上流側に配設されたステアリングローラ６２３は、例えば一端を上下に移動させて、回転軸を揺動させることにより定着ベルト６２５の偏り（蛇行）を補正する。

外部加熱ユニット６３は、加熱源を内蔵された加熱ローラ６３１と支持ローラ６３２に無端ベルト（以下、加熱ベルト）６３３が張架さて構成されており、加熱ベルト６３３が定着ローラ６１の表面に沿って圧接されることにより、定着ローラ６１を補助的に加熱して温度を安定させる。加熱ローラ６３１は、例えばアルミ製芯金の表面がＰＦＡチューブ（又はコーティング層）で被覆された構成を有している。

クリーニングユニット６４は、クリーニングウェブ方式のクリーニング装置であり、紙又は布等からなるクリーニングウェブ６４４をロール状に巻いた元巻部６４１と、元巻部６４１から繰り出されたクリーニングウェブ６４４を加熱ローラ６３１に圧接する押圧ローラ６４３と、クリーニング後のクリーニングウェブ６４４を巻き取る巻取部６４２とを有する。元巻部６４１から繰り出されたクリーニングウェブ６４４を押圧ローラ６４３で加熱ベルト６３３（加熱ローラ６３１）に圧接し、巻き取り移動させながら加熱ベルト６３３に付着している残存トナーを除去する。
定着ローラ６１に付着したトナーは加熱ベルト６３３に転写され、クリーニングウェブ６４４により除去されることとなる。つまり、クリーニングユニット６４は、定着ローラ６１を間接的にクリーニングする。

なお、クリーニングユニット６４の他の形態として、定着ローラ６１の周囲において、外部加熱ユニット６３の上流側に、定着ローラ６１よりも離型性の悪いクリーニングローラを配設した構成としてもよい。この場合、定着ローラ６１に付着したトナーがクリーニングローラに転写され、クリーニングウェブ６４４によって除去される。
クリーニングウェブ６４４を定着ローラ６１に接触させて定着ローラ６１を直接的にクリーニングする構成としてもよいが、定着ローラ６１に擦れたキズが発生して画像品質の劣化を招く虞があるため、定着ローラ６１を間接的にクリーニングする構成が望ましい。

リフレッシュローラ６５は、所定の表面粗さ（例えばＲａ：０．５）を有し、定着ローラ６１の表面を摺擦することにより定着ローラ６１の表面性状を回復させる。リフレッシュローラ６５は、例えば外径φ１４の中実状のＳＵＳ製ローラであり、表面にガラスビーズによるブラスト処理加工が施されている。また、リフレッシュローラ６５は、クリーニングモード又はリフレッシュモードにおいてのみ定着ローラ６１と接触するように、定着ローラ６１に対して接離可能に構成されている。

ここで、クリーニングモードとは、リフレッシュローラ６５を定着ローラ６１に圧接し、リフレッシュローラ６５に付着したトナーを溶融して定着ローラ６１に転写させて、クリーニングユニット６４でトナーを除去させるクリーニング処理を行うモードである。また、リフレッシュモードとは、リフレッシュローラ６５を定着ローラ６１に圧接し、定着ローラ６１の表面を摺擦することにより、定着ローラ６１の表面性状を回復させるリフレッシュ処理を行うモードである。

図３は、画像形成装置１の機能的構成を示すブロック図である。
図３において、制御部５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１、ＲＡＭ（Random Access Memory）５２、ＲＯＭ（Read Only Memory）５３等を備えて構成されている。ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５３から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ５２に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロック（画像読取部１０、画像形成部２０、搬送部３０、定着装置６０等）の動作を集中制御する。

操作表示部４０は、タッチパネル付のＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等で構成され、キー入力部４１及び表示部４２として機能する。キー入力部４１は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、オペレータによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部５０に出力する。表示部４２は、制御部５０から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。

通信部７０は、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された伝送媒体に接続可能なインターフェースである。通信部７０は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードにより構成され、ＬＡＮケーブル等の通信回線を介して通信ネットワークに接続されたホスト装置２００等の外部の装置との間で各種データの送受信を行う。

定着装置６０では、制御部５０からの制御信号、又は図示略の各種センサ（温度センサ、用紙検知センサ等）からの検知信号に従って、定着制御部６６が各定着ユニット（定着ローラ６１、加圧ユニット６２、外部加熱ユニット６３、クリーニングユニット６４及びリフレッシュローラ６５）の動作を制御する。
定着制御部６６は、例えば定着ローラ６１が所定の温度となるように加熱源（ハロゲンヒータ６１４、インレットローラ６２２に内蔵された加熱源、加熱ローラ６３１に内蔵された加熱源）を制御する。また、定着ローラ６１やリフレッシュローラ６５が所定の方向に所定の速度で回転するように、回転駆動部（図示略）を制御する。また、定着ベルト６２５、加熱ベルト６３３及びリフレッシュローラ６５が、定着ローラ６１に対して所定の圧接状態（押圧荷重）となるように、圧接状態調整部（図示略）を制御する。
特に、定着制御部６６は、クリーニング処理時にはクリーニングモードに応じた設定で各定着ユニット６１〜６５の動作を制御し、リフレッシュ処理時にはリフレッシュモードに応じた設定で各定着ユニット６１〜６５の動作を制御する。

図４は、定着制御部６６によるクリーニング／リフレッシュ制御処理の一例を示すフローチャートである。図４に示すクリーニング／リフレッシュ制御処理は、画像形成装置１がレディ状態となったことを契機に、定着制御部６６が所定のプログラムを実行することにより実現される。すなわち、画像形成装置１では、画像形成が行われていないレディ状態のときに、クリーニング処理又はリフレッシュ処理を実行可能となっている。例えば、印刷ジョブが完了した後に、画像形成装置１は次の印刷ジョブによる画像形成を受付可能なレディ状態となる。

図４のステップＳ１０１では、定着ローラ６１の温度を検知する温度センサからの検出信号に基づいて、定着ローラ６１の温度がレディ温度になっているか否かを判定する。そして、定着ローラ６１の温度がレディ温度になっていると判定すると、ステップＳ１０２に移行する。
つまり、定着制御部６６は、画像形成装置１がレディ状態となった場合には、定着ローラ６１の温度がレディ温度となるように加熱源（ハロゲンヒータ６１４、インレットローラ６２２に内蔵された加熱源、加熱ローラ６３１に内蔵された加熱源）を制御する。なお、レディ温度は、画像形成装置１で画像形成の対象とされている紙種に応じて設定される（例えば１８０〜２００℃）。

ステップＳ１０２では、クリーニングモードの実行フラグがオン状態となっているか否かを判定する。そして、クリーニングモードの実行フラグがオン状態となっている場合にはステップＳ１０３に移行し、オフ状態となっている場合にはステップＳ１０４に移行する。
ここで、クリーニングモードの実行フラグは、例えばニップ部を通過した用紙の枚数が所定の通紙枚数に到達したとき（例えばＡ４サイズの通紙枚数が１０００枚となったとき）、定着装置６０で紙ジャムが発生したとき、又はユーザ操作によってキー入力部４１からクリーニング処理の実行が指示されたときにオン状態とされる。

ステップＳ１０３では、クリーニングモードに応じて各定着ユニット６１〜６５を制御し、クリーニング処理を実行する。
例えば、印刷ジョブに係る画像形成中に所定の通紙枚数に到達してクリーニングモードの実行フラグがオン状態になると、その印刷ジョブが完了して画像形成装置１がレディ状態となったときにクリーニング処理が実行される。
このように、クリーニング処理を定期的に行うことで、リフレッシュローラ６５に付着したトナーがリフレッシュ処理時に定着ローラ６１に再付着することはなくなるので、画像形成時に画像汚れが発生するのを防止できる。

また例えば、印刷ジョブに係る画像形成中に定着装置６０で紙ジャムが発生してリフレッシュモードの実行フラグがオン状態になると、この紙ジャムが解消されて画像形成装置１がレディ状態となったときにクリーニング処理が実行される。この場合、クリーニング処理が終了した後、当該印刷ジョブに係る画像形成処理が再開される。
このように、リフレッシュローラ６５にトナーが付着する可能性の高い紙ジャムの発生時にクリーニング処理を行うことで、リフレッシュローラ６５に付着したトナーがリフレッシュ処理時に定着ローラ６１に再付着することはなくなるので、画像形成時に画像汚れが発生するのを防止できる。

また例えば、画像形成装置１がレディ状態となっているときに、ユーザ操作によりクリーニングモードの実行フラグがオン状態になると、直ちにクリーニング処理が実行される。これにより、ユーザがクリーニング処理の必要性を感じたときにクリーニング処理を実行させることができるので、画像形成時に画像汚れが発生するのを効果的に防止することができる。

このクリーニング処理では、リフレッシュローラ６５が定着ローラ６１に圧接され、リフレッシュローラ６５に付着したトナーが溶融され定着ローラ６１に転写される。そして、定着ローラ６１に転写されたトナーは、加熱ベルト６３３に転写され、クリーニングユニット６４により除去される。
具体的には、リフレッシュローラ６５を定着ローラ６１に所定の押圧荷重（例えば５．０Ｎ）で圧接させる。そして、定着ローラ６１を所定方向（図２では時計回り）に線速４００ｍｍ／ｓｅｃで回転させ、リフレッシュローラ６５を定着ローラ６１に対して順方向（図２では反時計回り）に線速４００ｍｍ／ｓｅｃで回転させる。このとき、定着ローラ６１の温度がリフレッシュ処理時よりも高くなるように加熱源を制御し（例えばレディ温度＋１０℃）、処理時間はリフレッシュ処理時間よりも長時間とする（例えば５ｍｉｎ）。このように制御することで、リフレッシュローラ６５を効率よくクリーニングすることができる。
そして、クリーニング処理が終了すると一連の処理が終了となり、レディ状態（画像形成を受け付ける状態）となる。クリーニング処理が終了すると、クリーニングモードの実行フラグがオフ状態とされる。

ステップＳ１０４では、リフレッシュモードの実行フラグがオン状態となっているか否かを判定する。そして、リフレッシュモードの実行フラグがオン状態となっている場合にはステップＳ１０５に移行し、オフ状態となっている場合には一連の処理が終了となる。
ここで、リフレッシュモードの実行フラグは、例えばニップ部を通過した用紙の枚数が所定の通紙枚数に到達したとき（例えばＡ４サイズの通紙枚数が１０００枚となったとき）、又はユーザ操作によってキー入力部４１からクリーニング処理の実行が指示されたときにオン状態とされる。

ステップＳ１０５では、リフレッシュモードに応じて各定着ユニット６１〜６５を制御し、リフレッシュ処理を実行する。
例えば、印刷ジョブに係る画像形成中に所定の通紙枚数に到達してリフレッシュモードの実行フラグがオン状態になると、その印刷ジョブが完了して画像形成装置１がレディ状態となったときにリフレッシュ処理が実行される。
また例えば、画像形成装置１がレディ状態となっているときに、ユーザ操作によりリフレッシュモードの実行フラグがオン状態になると、直ちにリフレッシュ処理が実行される。
なお、画像形成装置１がレディ状態に移行したときに、クリーニングモードの実行フラグとリフレッシュモードの実行フラグの両方がオン状態となっている場合には、まずクリーニング処理が実行され、リフレッシュローラ６５の温度が元に戻った後（例えば次の印刷ジョブの終了後にレディ状態となったとき）にリフレッシュ処理が実行される。

このリフレッシュ処理では、リフレッシュローラ６５が定着ローラ６１に圧接され、リフレッシュローラ６５により定着ローラ６１の表面が摺擦される。
具体的には、リフレッシュローラ６５を定着ローラ６１に所定の押圧荷重（例えば９．０Ｎ）で圧接させる。そして、定着ローラ６１を所定方向（図２では時計回り）に線速５０ｍｍ／ｓｅｃで回転させ、リフレッシュローラ６５を定着ローラ６１に対して逆方向（図２では時計回り）に線速４００ｍｍ／ｓｅｃで回転させる。このとき、定着ローラ６１の温度がレディ温度となるように加熱源を制御し、処理時間は例えば１ｍｉｎに設定される。
そして、リフレッシュ処理が終了すると一連の処理が終了となり、レディ状態（画像形成を受け付ける状態）となる。リフレッシュ処理が終了すると、リフレッシュモードの実行フラグがオフ状態とされる。

このように、定着制御部６６は、リフレッシュローラ（摺擦部材）６５に定着ローラ６１の表面を摺擦させるリフレッシュモード、又はリフレッシュローラ６５の表面に付着したトナーを定着ローラ６１に転写させてクリーニングユニット（クリーニング部材）６４でトナーを除去させるクリーニングモードに応じて各部の状態を制御する。
これにより、定着ローラ６１用のクリーニングユニット６４によりリフレッシュローラ６５がクリーニングされるので、リフレッシュローラ６５用にクリーニング部材を設ける必要がなくなる。したがって、定着装置６０の構造が複雑化されることなく、低コスト化を図ることができる。

図４に示すクリーニング／リフレッシュ制御処理において、リフレッシュ処理では、定着ローラ６１の表面が効率的に摺擦されるように、リフレッシュローラ６５の押圧荷重が比較的大きく設定され、リフレッシュローラ６５の回転方向が定着ローラ６１に対して逆方向に設定されている。また、定着ローラ６１がリフレッシュローラ６５により過剰に摺擦されて、表面にキズが発生するのを防止するために、処理時間は比較的短く設定されている。

一方、クリーニング処理は、効率よく、かつ確実に行われるべきである。すなわち、クリーニング処理では、リフレッシュローラ６５の表面に付着したトナーをできるだけ短時間で、確実に定着ローラ６１に転写させることが要求される。クリーニング処理後にリフレッシュローラ６５の表面にトナーが残存していると、その後のリフレッシュ処理において、リフレッシュ効果が低下する上、定着ローラ６１にトナーが再付着して画像汚れが発生する虞があるためである。

そこで、定着ローラ６１の温度をリフレッシュ処理時よりも高く設定すれば、早期にトナーが溶融されるため、リフレッシュローラ６５の付着したトナーを効率よく定着ローラ６１に転写させることができる。また、クリーニング処理時間を長くすることで、定着ローラ６１と圧接している時間が長くなりリフレッシュローラ６５の温度が確実に上がることが期待できるため、リフレッシュローラ６５に付着したトナーを確実に定着ローラ６１に転写させることができる。定着ローラ６１に転写させたトナーを、加熱ベルト６３３に転写させ、クリーニングウェブ６４４で除去するためにも、ある程度のクリーニング処理時間が必要となる。

しかし、クリーニング処理時間を単純に長くするだけでは、リフレッシュローラ６５により定着ローラ６１の表面が摺擦され、リフレッシュ処理では改善不能なキズが発生する虞がある。そこで、クリーニング処理において定着ローラ６１の表面にキズが発生するのを防止するために、リフレッシュローラ６５と定着ローラ６１間の摩擦をできるだけ小さくするのが望ましい。クリーニング処理の条件は、以上のことを踏まえて適宜設定される。

表１にクリーニング処理の最適条件を求めるために行った実験結果を示す。この実験では、Ｎｏ．１〜６の条件に従ってクリーニング処理を行い、その後リフレッシュ処理を行った。そして、リフレッシュ処理後の画像形成における画像汚れ及び画像スジを評価した。

Ｎｏ．１のクリーニング処理では、リフレッシュローラ６５を定着ローラ６１にリフレッシュ処理時と同等の押圧荷重（例えば９．０Ｎ）で圧接させた。そして、リフレッシュローラ６５を定着ローラ６５に対して逆方向に回転させた。このとき、定着ローラ６１の温度は、リフレッシュ処理時と同様にレディ温度Ｔａに設定し、処理時間はリフレッシュ処理時間と同様に１ｍｉｎとした。また、定着ローラ６１の回転速度は、線速４００ｍｍ/ｓｅｃとした。すなわち、Ｎｏ．１のクリーニング処理は、リフレッシュ処理とは定着ローラ６１の回転速度が異なるだけである（クリーニング処理時：４００ｍｍ／ｓｅｃ、リフレッシュ処理時：５０ｍｍ／ｓｅｃ）。
その結果、リフレッシュ処理後の画像形成において、画像汚れが多発した。Ｎｏ．１のクリーニング処理では、リフレッシュローラ６５に付着したトナーをクリーニング処理で十分に除去しきれず、リフレッシュ処理時に定着ローラ６１に再付着したと考えられる。

Ｎｏ．２のクリーニング処理では、Ｎｏ．１よりも処理時間を長くして、５ｍｉｎとした。その結果、画像汚れは大きく改善されたが、画像スジが発生した。処理時間を長くした場合、リフレッシュローラ６５に付着したトナーを除去する効果は高まるが、定着ローラ６１にリフレッシュ動作では改善不能なキズが生じたと考えられる。

Ｎｏ．３のクリーニング処理では、Ｎｏ．１よりも定着ローラ６１の温度を上げて、レディ温度＋１０℃とした。その結果、Ｎｏ．１のクリーニング処理に比較して画像汚れは若干改善された。定着ローラ６１の温度を上げることにより、リフレッシュローラ６５に付着したトナーが容易に溶融され、定着ローラ６１に転写されやすくなったと考えられる。

Ｎｏ．４のクリーニング処理では、Ｎｏ．３よりも処理時間を長くして、５ｍｉｎとした。その結果、画像汚れは完全に解消されたが、画像スジが発生した。画像汚れを解消するためには処理時間をある程度長くしなければならないが、一方で、画像スジの発生を抑制する必要性が生じる。

Ｎｏ．５のクリーニング処理では、リフレッシュローラ６５の回転方向を順方向とし、リフレッシュローラ６５と定着ローラ６１間の摩擦力が小さくなるようにした。その結果、Ｎｏ．４のクリーニング処理に比較して画像スジの発生が減少した。

Ｎｏ．６のクリーニング処理では、Ｎｏ．５よりも押圧荷重を小さくして（例えば５．０Ｎ）、リフレッシュローラ６５と定着ローラ６１間の摩擦力がさらに小さくなるようにした。その結果、Ｎｏ．５のクリーニング処理に比較して画像スジの発生が格段に減少した。
以上のような実験に基づいて、クリーニング処理の条件が最適化される。

すなわち、定着制御部（制御部）６６は、クリーニングモードにおけるリフレッシュローラ（摺擦部材）６５の温度が、リフレッシュモードにおけるリフレッシュローラ６５の温度よりも高くなるように制御する。
これにより、リフレッシュローラ６５に付着したトナーが容易に溶融され、定着ローラ６１に転写されやすくなるので、クリーニング処理の効率が向上する。

具体的には、定着制御部６６は、クリーニングモードにおける定着ローラ６１の設定温度を、リフレッシュモードにおける定着ローラ６１の設定温度よりも高い温度に設定する。これにより、リフレッシュローラ６５の温度を簡単な制御で所望の温度とすることができるので、リフレッシュローラ６５の温度制御を行うために装置構成が複雑となる虞はない。

また、定着制御部６６は、クリーニングモードにおける処理時間を、リフレッシュモードにおける処理時間よりも長く設定する。これにより、リフレッシュローラ６５の温度を簡単な制御で所望の温度とすることができるので、リフレッシュローラ６５の温度制御を行うために装置構成が複雑となる虞はない。さらに、リフレッシュローラ６５に付着しているトナーを確実に定着ローラ６１に転写させ、クリーニングユニット６４で除去することができるので、より効果的なクリーニング処理が実現される。

また、定着制御部６６は、クリーニングモードにおける定着ローラ６１とリフレッシュローラ（摺擦部材）６５の間の摩擦力が、リフレッシュモードにおける定着ローラ６１とリフレッシュローラ（摺擦部材）６５間の摩擦力よりも小さくなるように制御する。これにより、クリーニング処理がリフレッシュ処理に比較して長時間行われることで、定着ローラ６１に摺擦によるキズが発生するのを防止できる。

具体的には、定着制御部６６は、クリーニングモードにおけるリフレッシュローラ（摺擦部材）の回転方向を定着ローラ６１に対して順方向に制御し、リフレッシュモードにおけるリフレッシュローラ（摺擦部材）６５の回転方向を定着ローラ６１に対して逆方向に制御する。クリーニングモードでは、リフレッシュローラ６５を定着ローラ６１に従動させ、連れ周りするようにしてもよい。これにより、クリーニング処理において定着ローラ６１に摺擦によるキズが発生するのを効果的に防止できる。

本実施形態に係る画像形成装置１によれば、リフレッシュローラ６５が効果的にクリーニングされ、リフレッシュローラ６５によるリフレッシュ効果が維持されるので、光沢ムラ等が発生して画像品質が劣化するのを防止できる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、本発明では、定着ローラ６１をクリーニングするためのクリーニング部材として、クリーニングブレードを用いることもできる。
また、本発明は、定着ローラ６１に加圧部材として加圧ローラを圧接させてニップ部を形成するローラニップ方式の定着装置に適用することもできる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 画像形成装置
６０ 定着装置
６１ 定着ローラ
６２ 加圧ユニット
６２１ 分離ローラ
６２２ インレットローラ
６２３ ステアリングローラ
６２４ 支持ローラ
６２５ 定着ベルト（加圧部材）
６２６ ステー
６２７ 固定押圧部材
６２８ 摺動シート
６２９ 潤滑剤供給部材
６３ 外部加熱ユニット
６３１ 加熱ローラ
６３２ 支持ローラ
６３３ 加熱ベルト
６４ クリーニングユニット
６４１ 元巻部
６４２ 巻取部
６４３ 押圧ローラ
６４４ クリーニングウェブ
６５ リフレッシュローラ（摺擦部材）

Claims (10)

1. 加熱源により所定の温度に加熱される定着ローラと、前記定着ローラに圧接される加圧部材を備え、前記定着ローラに前記加圧部材が圧接されることにより形成されたニップ部で、トナー像が形成された用紙を狭持搬送しながら、熱圧着により前記トナー像を前記用紙に定着させる定着装置であって、
   前記定着ローラの表面をクリーニングするクリーニング部材と、
   所定の表面粗さを有し、前記定着ローラの表面を摺擦することにより前記定着ローラの表面性状を回復させる摺擦部材と、
   前記摺擦部材に前記定着ローラの表面を摺擦させるリフレッシュモード、又は前記摺擦部材の表面に付着したトナーを前記定着ローラに転写させて前記クリーニング部材で前記トナーを除去させるクリーニングモードに応じて各部の状態を制御する制御部と、を備えることを特徴とする定着装置。
2. 前記制御部は、前記クリーニングモードにおける前記摺擦部材の温度が、前記リフレッシュモードにおける前記摺擦部材の温度よりも高くなるように制御することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記制御部は、前記クリーニングモードにおける前記定着ローラの設定温度を、前記リフレッシュモードにおける前記定着ローラの設定温度よりも高い温度に設定することを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記制御部は、前記クリーニングモードにおける処理時間を、前記リフレッシュモードにおける処理時間よりも長く設定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の定着装置。
5. 前記制御部は、前記クリーニングモードにおける前記定着ローラと前記摺擦部材の間の摩擦力が、前記リフレッシュモードにおける前記定着ローラと前記摺擦部材間の摩擦力よりも小さくなるように制御することを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の定着装置。
6. 前記摺擦部材は、前記定着ローラに対して接離可能に構成された回転ローラであり、
   前記制御部は、前記クリーニングモードにおける前記摺擦部材の回転方向を前記定着ローラに対して順方向に制御し、前記リフレッシュモードにおける前記摺擦部材の回転方向を前記定着ローラに対して逆方向に制御することを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 前記制御部は、前記ニップ部を通過した用紙の枚数が所定の通紙枚数に到達したことに基づいて前記クリーニングモードによる制御を行うことを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の定着装置。
8. 前記制御部は、当該定着装置内でジャムが発生したことに基づいて前記クリーニングモードによる制御を行うことを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の定着装置。
9. 前記制御部は、操作部からのクリーニング指示に基づいて前記クリーニングモードによる制御を行うことを特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載の定着装置。
10. 請求項１から９の何れか一項に記載の定着装置を備え、この定着装置によって用紙上に形成されたトナー像を定着させることを特徴とする画像形成装置。

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