JP2013003563A - 定着装置、及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加圧ローラ等の周面を効果的にクリーニングすることが可能であって、定着処理のときには加圧ローラ等の回転負荷の増大や変動を防止することが可能な定着装置を提供する。
【解決手段】定着装置１７が起動されると、クリーニングパッド４８が加圧ローラ４１の周面に圧接されるので、クリーニングパッド４８により加圧ローラ４１の周面のトナーを除去することができる。また、加圧ローラ４１の周面の温度がトナーの溶融温度になる前に、クリーニングパッド４８による加圧ローラ４１の周面の硬化トナーの除去が行われるので、加圧ローラ４１の周面のトナーが効果的に除去される。更に、加圧ローラ４１の周面部位Ｑに圧接しているので、クリーニングパッド４８により、オイル塗布ローラ４５から加圧ローラ４１の周面へと転移したトナーをニップ域Ｎに到達する前に直ちに除去することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ等で用いられる定着装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。

この種の定着装置としては、熱ローラ定着方式のものが多用されている。この熱ローラ定着方式の定着装置では、定着ローラと加圧ローラを互いに圧接させて、各ローラ間にニップ域を形成し、各ローラの少なくとも一方内部にハロゲンランプ等のヒータを設けて、ヒータにより各ローラ表面を所定の温度（定着温度）に加熱し、トナー像が形成された記録紙を各ローラ間のニップ域に挟み込んで搬送し、このニップ域で記録用紙を加熱及び加圧して、記録用紙上のトナー像を定着させている。

また、カラー画像形成装置で用いられる定着装置では、定着ローラとして、その表層にシリコーンゴム等からなる弾性層を設けたものを用いることが一般的である。カラーのトナー像は、モノクロのトナー像に比べると、記録用紙上のトナー量が多い。定着ローラの弾性層は、そのような記録用紙上の未定着のカラートナー像の凸凹に応じて弾性変形して、未定着のカラートナー像を覆い包むように接触するため、未定着のカラートナー像を良好に加熱及び加圧して定着することができる。

また、カラートナーは、モノクロトナーに比べると、記録用紙上のトナーの一部が定着ローラに転移し、更には定着ローラから加熱ローラへと転移するという現象（オフセット）が生じ易く、オフセットが生じると、加熱ローラに転移したトナーにより次の記録用紙の裏面が汚される。ところが、定着ローラの表層に弾性層を設けた場合は、記録用紙が定着ローラと加圧ローラ間のニップ域を通過するときに、定着ローラの弾性層の歪開放効果によって定着ローラがカラートナーから容易に離型するので、カラートナーのオフセットを防止することができる。

更に、ニップ域においては、定着ローラの表面が凹むことから、記録紙の剥離性を向上させることができ、剥離爪等を用いずとも記録紙の剥離が可能となり（セルフストリッピング）、剥離爪等に起因する画像欠陥を解消することができる。

ところで、このようなカラー画像形成装置で用いられる定着装置は、画像プロセス速度の高速化に伴い、ニップ域の幅を広くして、記録用紙の加熱性能を向上させる必要がある。ニップ幅を広くする方法としては、定着ローラの弾性層を厚くしたり、定着ローラの径を大きくしたりするなどの方法がある。しかしながら、定着ローラの弾性層を厚くした場合は、定着ローラ内部のヒータから弾性層表面までの熱伝導性が低下し、弾性層表面の温度低下が生じることがあった。また、定着ローラの径を大きくした場合は、ウオームアップ時間の増加、消費電力の増大といった問題が生じた。

このため、特許文献１では、定着ローラと加熱ローラとの間に無端状の定着ベルトを張架し、加圧ローラを定着ベルトを介して定着ローラに押圧し、定着ベルトと加圧ローラ間にニップ域を形成した構成のベルト定着方式の定着装置が開示されている。このベルト定着方式の定着装置では、熱容量が小さい定着ベルトを加熱するため、ウオームアップ時間が短く、また定着ローラにハロゲンランプ等の熱源を内蔵する必要がないので、定着ローラの弾性層を厚くすることができ、定着ベルトと加圧ローラの間に広いニップ幅を確保することができる。

一方、定着装置では、トナーが加圧ローラに付着するというオフセットを防止するべく、オフセット防止液（例えばシリコーンオイル）をウェブシートやローラ等のオイル塗布部材に含浸させておき、このオイル塗布部材を加圧ローラの周面に圧接させて、シリコーンオイルを加圧ローラ等の周面に塗布し、加圧ローラの表面へのトナーの転移を防止することがある。

更に、シリコーンオイルを加圧ローラの周面に塗布する場合は、加圧ローラの周面を常に清浄な状態に保つ必要があるため、クリーニング部材を加圧ローラの周面に接触させて、加圧ローラの周面に付着した異物（トナー、紙粉等）を除去している。

例えば、特許文献２では、クリーニングブレードやクリーニングローラ等のクリーニング部材を加圧ローラに接触させて、加圧ローラの周面に付着した異物を除去している。

また、特許文献２では、加圧ローラに対してクリーニング部材を接触させたり離間させたりしている。例えば、給紙動作の初期数秒間、通紙間隔の短いときにだけ、クリーニング部材を加圧ローラに接触させたり、あるいはスタンバイ状態の温度よりも高くかつ連続プリント時の温度よりも低い温度Ｋを設定し、定着装置内部温度が温度Ｋよりも低いときにだけ、クリーニング部材を加圧ローラに接触させたりしている。これにより、加圧ローラに対するクリーニング部材の接触時間が短くなり、クリーニング部材の劣化、加圧ローラの表面の摩耗等を防止することができる。

特開平１０−３０７４９６号公報 特開平１１−２４２４０２号公報

しかしながら、本発明の発明者等の研究により、特許文献２のように給紙動作の初期数秒間や通紙中の紙間の短い時間にだけ、クリーニング部材を加圧ローラに接触させたり、定着装置内部温度が温度Ｋよりも低いときにだけ、クリーニング部材を加圧ローラに接触させたりしても、加圧ローラを効果的にクリーニングすることができないことが判明した。

ここで、給紙動作の初期数秒間や通紙中の紙間の短い時間には、定着処理の動作が開始されているかもしくは継続中であると考えられる。また、定着装置の内部温度が温度Ｋよりも低いときであっても、内部温度がスタンバイ状態の温度よりも高いときを想定していると考えられるので、定着処理動作を直ちに開始し得る状態にある。

このように定着装置の定着処理動作が開始されているか、継続中であるか、直ちに開始し得る状態にあるときには、加圧ローラ等の温度が定着温度近くに上昇しているので、加圧ローラの周面にはトナーが溶融してフィルム状に密着している。このため、クリーニング部材を加圧ローラ等に接触させても、トナーや紙粉を効果的に除去することができない。しかも、定着処理の最中に、クリーニング部材の圧接により加圧ローラの回転負荷が増大もしくは変動するという好ましくない状態となる。

すなわち、従来のタイミングでクリーニング部材を加圧ローラに接触させても、加圧ローラを効果的にクリーニングすることができないばかりか、定着処理のときに加圧ローラの回転負荷が増大もしくは変動するという好ましくない状態となった。

そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、加圧ローラ等の周面を効果的にクリーニングすることが可能であって、定着処理のときには加圧ローラ等の回転負荷の増大や変動を防止することが可能な定着装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の定着装置は、互いに圧接し合う２つの定着用回転部材と、前記各定着用回転部材の一方に当接する当接部材と、前記一方の定着用回転部材の周面をクリーニングするクリーニング部材とを備え、記録用紙を前記各定着用回転部材間のニップ域に通して、前記記録用紙上のトナーの定着処理を行う定着装置であって、前記一方の定着用回転部材の周面に対して前記クリーニング部材を接触状態又は離間状態に切替える切替え部と、前記切替え部を制御して、前記定着装置の起動時に前記接触状態を一時的に設定した後、前記離間状態を設定する制御部とを備え、前記接触状態では、前記クリーニング部材を、前記当接部材よりも前記一方の定着用回転部材の回転方向の下流側かつ前記ニップ域よりも前記回転方向の上流側で前記一方の定着用回転部材の周面に接触させている。

このような本発明によれば、制御部は、切替え部を制御して、定着装置の起動時に接触状態を一時的に設定した後、離間状態を設定している。ここで、定着装置を起動する以前は、各定着用回転部材の加熱が行われておらず、各定着用回転部材及び当接部材の温度が常温となっている。このため、各定着用回転部材から当接部材に転移して付着したトナーが冷えて硬化している。また、定着装置の起動時には、各定着用回転部材が当接部材よりも速やかに加熱されることから、硬化トナーが当接部材から一方の定着用回転部材の周面へと転移する。このときに、一方の定着用回転部材の周面に対してクリーニング部材を接触させているので、クリーニング部材により一方の定着用回転部材の周面に転移した硬化トナーを効果的に除去することができる。また、硬化トナーを除去した後に、一方の定着用回転部材の周面からクリーニング部材を離間させているので、定着処理のときに一方の定着用回転部材の回転負荷が増大もしくは変動することはない。また、定着処理のときには、各定着用回転部材が高温となって、トナーが各定着用回転部材の周面に溶融してフィルム状に密着することから、クリーニング部材を一方の定着用回転部材の周面に接触させても、トナーを効果的に除去することができず、クリーニング部材の離間により一方の定着用回転部材の周面への無駄な接触を避けることができ、クリーニング部材及び一方の定着用回転部材の磨耗を抑えることができる。

また、クリーニング部材を、当接部材よりも一方の定着用回転部材の回転方向の下流側かつニップ域よりも回転方向の上流側で一方の定着用回転部材の周面に接触させているため、当接部材から一方の定着用回転部材の周面へと転移したトナーを、ニップ域に到着する前に除去することができる。

更に、本発明の定着装置においては、前記制御部は、前記切替え部を制御して、前記定着装置の起動時に前記接触状態を設定した後、前記定着処理が開始される前に前記離間状態を設定している。

このように定着処理が開始される前に、一方の定着用回転部材の周面からクリーニング部材を離間させれば、定着処理のときに一方の定着用回転部材の回転負荷が増大もしくは変動することはない。

更に、本発明の定着装置においては、前記定着装置の起動時は、前記定着装置の電源投入、前記定着装置の待機状態から前記定着処理が可能な稼動状態への遷移、及び前記記録用紙のジャム発生により設定された前記定着装置の停止状態から前記稼動状態への遷移のときである。

定着装置の電源投入前、定着装置の待機状態、定着装置の停止状態では、各定着用回転部材及び当接部材の温度が常温となって、各定着用回転部材から当接部材に転移して付着したトナーが冷えて硬化しているため、定着装置の電源投入のとき、定着装置の待機状態から稼動状態への遷移のとき、及び定着装置の停止状態から稼動状態への遷移のときに、一方の定着用回転部材の周面に対してクリーニング部材を接触させれば、クリーニング部材により一方の定着用回転部材の周面の硬化トナーを効果的に除去することができる。

また、本発明の定着装置においては、前記当接部材は、前記一方の定着用回転部材の周面に当接もしくは圧接されたオイル塗布ローラであり、前記オイル塗布ローラに当接もしくは圧接するバックアップローラを設けている。

オイル塗布ローラは、一方の定着用回転部材の周面にオイルを塗布するためのものである。バックアップローラは、オイル塗布ローラに付着しているトナーを除去するためのものである。この場合、各定着用回転部材、オイル塗布ローラ、及びバックアップローラの温度が常温になると、バックアップローラに付着しているトナーが冷えて硬化する。そして、定着装置の起動時には、硬化トナーがバックアップローラからオイル塗布ローラを介して一方の定着用回転部材の周面へと転移してくるので、一方の定着用回転部材の周面に対してクリーニング部材を接触させて、クリーニング部材により一方の定着用回転部材の周面に転移した硬化トナーを効果的に除去する。

例えば、本発明の定着装置においては、前記クリーニング部材は、クリーニングパッドである。

また、本発明の定着装置においては、前記一方の定着用回転部材の周面は、クラウン形状又は逆クラウン形状であり、前記一方の定着用回転部材の周面に接触する前記クリーニング部材の接触面は、逆クラウン形状又はクラウン形状である。

定着用回転部材の周面をクラウン形状又は逆クラウン形状にすることがある。このため、一方の定着用回転部材の周面に接触するクリーニング部材の接触面を逆クラウン形状又はクラウン形状に設定して、クリーニング部材により定着用回転部材の周面を一様にクリーニングすることができるようにしている。

一方、本発明の画像形成装置は、上記本発明の定着装置を備えている。

このような本発明の画像形成装置においても、上記本発明の定着装置と同様の作用効果を奏する。

このような本発明によれば、定着装置の起動時に、一方の定着用回転部材の周面に対してクリーニング部材を接触させるので、クリーニング部材により、当接部材から一方の定着用回転部材の周面に転移した硬化トナーを効果的に除去することができる。この後、一方の定着用回転部材の周面からクリーニング部材を離間させるため、定着処理のときに一方の定着用回転部材の回転負荷が増大もしくは変動することはない。

本発明の定着装置の一実施形態を適用した画像形成装置を示す断面図である。 本実施形態の定着装置の概略構成を示す断面図である。 図２の定着装置におけるクリーニングパッドを加圧ローラに圧接させた状態を示す断面図である。 加圧ローラの周面の形状及び加圧ローラの周面に接触するクリーニングパッドの接触面の形状を示す斜視図である。 本実施形態の定着装置の制御系を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の定着装置の一実施形態を適用した画像形成装置を示す断面図である。この画像形成装置１は、画像データによって示されるカラー画像を記録用紙に印刷記録するものであって、光走査装置１１、現像装置１２、感光体ドラム１３、ドラムクリーニング装置１４、帯電器１５、中間転写ベルト装置１６、本実施形態の定着装置１７、用紙搬送経路Ｓ、給紙カセット１８、及び排紙トレイ１９等を備えている。

カラー画像は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色のトナー像を重ねて形成される。このため、現像装置１２、感光体ドラム１３、ドラムクリーニング装置１４、及び帯電器１５は、各色に応じた４種類のトナー像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれがブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローに対応付けられて、４つの画像ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが構成されている。

各感光体ドラム１３は、それらの表面に光感光層を有している。各帯電器１５は、それぞれの感光体ドラム１３の表面を所定の電位に均一に帯電させる。

光走査装置１１は、レーザダイオード及び反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）であり、帯電された各感光体ドラム１３表面を画像データに応じて露光して、それらの表面に画像データに対応する静電潜像を形成する。

各現像装置１２は、それぞれの感光体ドラム１３表面に形成された静電潜像を各色のトナーにより現像し、これらの感光体ドラム１３表面にトナー像（可視像）を形成する。各ドラムクリーニング装置１４は、現像及び画像転写後にそれぞれの感光体ドラム１３表面に残留したトナーを除去及び回収する。

中間転写ベルト装置１６は、各感光体ドラム１３の上方に配置されており、中間転写ベルト２１、中間転写ベルト駆動ローラ２２、従動ローラ２３、４つの中間転写ローラ２４、及びベルトクリーニング装置２５等を備えている。

中間転写ベルト２１は、無端ベルト状のものである。中間転写ベルト駆動ローラ２２、従動ローラ２３、各中間転写ローラ２４等は、中間転写ベルト２１を張架して支持し、中間転写ベルト２１を矢印Ｃの方向に周回移動させる。

各中間転写ローラ２４は、中間転写ベルト２１近傍に回転可能に支持され、中間転写ベルト２１を介してそれぞれの感光体ドラム１３に押圧されている。各感光体ドラム１３表面のトナー像が中間転写ベルト２１に順次重ねて転写されて、中間転写ベルト２１上に各色のトナー像を重ねてなるカラー画像が形成される。各感光体ドラム１３から中間転写ベルト２１へのトナー像の転写は、中間転写ベルト２１裏面に圧接されている各中間転写ローラ２４によって行われる。各中間転写ローラ２４は、金属軸（例えばステンレス軸）をベースとし、その表面が導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）により覆われたローラである。各中間転写ローラ２４には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されており、その導電性の弾性材により高電圧が記録用紙に対して均一に印加される。

こうして中間転写ベルト２１上に形成されたカラー画像は、中間転写ベルト２１と共に搬送され、中間転写ベルト２１と二次転写装置２６の二次転写ローラ２６ａ間のニップ域で記録用紙上に転写される。

二次転写装置２６の二次転写ローラ２６ａには、中間転写ベルト２１上の各色のトナー像を記録用紙に転写させるための電圧（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。

また、二次転写装置２６によって中間転写ベルト２１上のトナー像が記録用紙上に完全に転写されず、中間転写ベルト２１表面にトナーが残留することがあり、この残留トナーが次工程でトナーの混色を発生させる原因となる。このため、ベルトクリーニング装置２５によって中間転写ベルト２１表面の残留トナーを除去及び回収する。ベルトクリーニング装置２５には、例えばクリーニング部材として、中間転写ベルト２１表面に接触して残留トナーを除去するクリーニングブレードが設けられており、クリーニングブレードが接触する部位で、従動ローラ２３により中間転写ベルト２１裏側が支持されている。

記録用紙は、中間転写ベルト２１と二次転写装置２６の二次転写ローラ２６ａ間のニップ域でカラー画像を転写された後、定着装置１７へと搬送され、ここで加熱及び加圧されて、記録用紙上のトナー像が定着される。この記録用紙は、更に上方へと搬送され、排紙ローラ３４を通じて排紙トレイ１９に排出される。

また、画像形成装置１の下部には、記録用紙を供給する給紙カセット１８が設けられている。画像形成装置１には、給紙カセット１８から供給された記録用紙を二次転写装置２６や定着装置１７を経由させて排紙トレイ１９に送るための、用紙搬送経路Ｓが設けられている。

給紙カセット１８の端部には用紙ピックアップローラ３１が設けられており、この用紙ピックアップローラ３１により給紙カセット１８から記録用紙が１枚ずつ引き出されて用紙搬送経路Ｓへと搬送される。

用紙搬送経路Ｓに沿って、用紙レジストローラ３２、定着装置１７、搬送ローラ３３、及び排紙ローラ３４等が配置されている。搬送ローラ３３は、記録用紙の搬送を促進補助するための小型のローラであり、複数組設けられている。

用紙レジストローラ３２は、搬送されて来た記録用紙を一旦停止させて、記録用紙の先端を揃え、中間転写ベルト２１と二次転写装置２６の二次転写ローラ２６ａ間のニップ域で中間転写ベルト２１上のカラー画像が記録用紙に転写されるように、各感光体ドラム１３及び中間転写ベルト２１の回転にあわせて、記録用紙をタイミングよく搬送する。

更に、記録用紙は、定着装置１７でカラー画像を定着され、定着装置１７を通過した後、排紙ローラ３４によって排紙トレイ１９上にフェイスダウンで排出される。

次に、本実施形態の定着装置１７を詳しく説明する。図２は、本実施形態の定着装置１７の概略構成を示す断面図である。

図２に示すように定着装置１７は、ベルト定着方式のものであって、加圧ローラ４１、定着ローラ４２、加熱ローラ４３、定着ローラ４２と加熱ローラ４３間に張架された無端状の定着ベルト４４、オイル塗布ローラ４５、バックアップローラ４７、及びクリーニングパッド４８等を備えている。

加圧ローラ４１は、中空の回転軸４１ａの外周面に薄い弾性層を設け、この弾性層の外周面に離型層を形成してなる３層構造のローラである。

定着ローラ４２は、中空の回転軸４２ａの外周面に弾性層を設けたものであるが、弾性層が十分に厚くされている。

加熱ローラ４３は、中空の回転軸４３ａの外周面に表層を設けたものであり、加熱ローラ４３の回転軸４３ａの内部には該ローラ４３を加熱する熱源のヒータランプ４６（ハロゲンランプ）が設けられている。

定着ベルト４４は、熱伝導が良好な材質からなる無端状のベルトであって、その外周面に離型層を有する。

ここで、定着ローラ４２の弾性層が十分に厚くされていることから、加圧ローラ４１が定着ベルト４４を介して定着ローラ４２に押圧されると、定着ローラ４２の弾性層が大きく凹んで、加圧ローラ４１と定着ローラ４２間が圧接状態となり、加圧ローラ４１と定着ローラ４２間に広いニップ域Ｎが形成される。

この圧接状態で、加圧ローラ４１が矢印の方向に回転駆動されると、定着ベルト４４が加圧ローラ４１に従動して矢印の方向に周回移動し、同時に定着ローラ４２及び加熱ローラ４３もそれぞれの矢印の方向に従動回転する。また、加熱ローラ４３のヒータランプ４６がオンオフ制御（パルス幅制御）されて、加熱ローラ４３が加熱される。このため、定着ベルト４４は、加熱ローラ４３により加熱されつつニップ域Ｎを介して周回移動し、定着ベルト４４によりニップ域Ｎが加熱される。そして、記録用紙がニップ域Ｎを通じて搬送されると、記録用紙が定着ベルト４４及び加圧ローラ４１により加熱及び加圧され、記録用紙上のトナー像が定着される。

こうして記録用紙上のトナー像が定着された後、記録用紙が更に上方へと搬送され、排紙トレイ１９へと排出される。

次に、オイル塗布ローラ４５は、オイルを含浸させたローラであり、加圧ローラ４１の周面に圧接されて、加圧ローラ４１に従動回転し、加圧ローラ４１の周面にオイルを塗布する。これは、定着ベルト４４の表面から加圧ローラ４１の周面へのトナーの転移を抑制して、記録用紙の裏面の汚れを防止したり、加圧ローラ４１からの記録用紙の剥離性を向上させたりするためである。

バックアップローラ４７は、例えば金属製シャフトであり、オイル塗布ローラ４５に圧接されて、オイル塗布ローラ４５に従動回転し、オイル塗布ローラ４５の表面をクリーニングする。

ここで、記録用紙上のトナー像を定着させる定着処理のときには、定着ベルト４４の外周面及び加圧ローラ４１の周面が離型層で覆われていても、またオイル塗布ローラ４５により加圧ローラ４１の周面にオイルが塗布されていても、記録用紙上のトナーの一部（紙粉等を含む）が定着ベルト４４の外周面に付着し、更に定着ベルト４４の外周面から加圧ローラ４１の周面へとトナーが転移することがある（オフセット）。

ところが、加圧ローラ４１の周面に付着したトナーは、加圧ローラ４１の離型層よりも付着し易いオイル塗布ローラ４５の周面に転移して付着する。これにより、加圧ローラ４１の周面がクリーニングされ、記録用紙の裏面の汚れが防止される。そして、オイル塗布ローラ４５の周面に付着したトナーは、オイル塗布ローラ４５の周面よりも付着し易いバックアップローラ４７の周面（金属表面）に転移して付着するので、オイル塗布ローラ４５の周面もクリーニングされる。ただし、バックアップローラ４７の周面には、トナー（紙粉等を含む）が付着して溜まる。

次に、クリーニングパッド４８は、支軸５１により回転自在に支持されたアーム５２の先端部に固定されている。バネ５３によりアーム５２の先端部が加圧ローラ４１側に付勢されているが、アーム５２が偏芯カム５４に当接しているため、バネ５３の付勢による加圧ローラ４１側へのアーム５２の移動が阻止されて、クリーニングパッド４８が加圧ローラ４１の周面から離間した離間状態が設定されている。偏芯カム５４は、偏芯カム用モータ５５により回転駆動される。

図３に示すように偏芯カム用モータ５５により偏芯カム５４が１８０°回転されると、加圧ローラ４１側へのアーム５２の回転移動が可能となり、バネ５３によりアーム５２の先端部が加圧ローラ４１側に付勢されて移動され、クリーニングパッド４８が加圧ローラ４１の周面に圧接した圧接状態が設定される。このとき、クリーニングパッド４８は、オイル塗布ローラ４５よりも加圧ローラ４１の回転方向の下流側かつニップ域Ｎよりも加圧ローラ４１の回転方向の上流側で加圧ローラ４１の周面部位Ｑに圧接される。

図４は、加圧ローラ４１及びクリーニングパッド４８を示す斜視図である。図４に示すように加圧ローラ４１の周面を逆クラウン形状に設定して、加圧ローラ４１の周面に接触するクリーニングパッド４８の接触面４８ａをクラウン形状に設定している。加圧ローラ４１の周面の逆クラウン形状は、記録用紙のしわの発生を防止するために設定されている。この逆クラウン形状の加圧ローラ４１の周面に一様に接触するようにクリーニングパッド４８の接触面４８ａをクラウン形状にして、加圧ローラ４１の周面の均一なクリーニングを可能にしている。

ところで、先に述べたように記録用紙上のトナー像の定着処理のときには、トナー（紙粉等を含む）がバックアップローラ４７の周面に付着して溜まる。そして、このバックアップローラ４７の周面に付着したトナーは、定着装置１７の停止時もしくは待機時に加熱ローラ４３のヒータランプ４６がオフにされるかオフ時間の割合が多くなると冷えて硬化する。このとき、バックアップローラ４７の周面のトナーが粒状になって硬化することが多い。

また、定着装置１７の起動時には、加熱ローラ４３のヒータランプ４６がオンにされるかオン時間の割合が多くなるので、加熱ローラ４３→定着ベルト４４→加圧ローラ４１及び定着ローラ４２→オイル塗布ローラ４５→バックアップローラ４７という順序で各ローラや定着ベルトの温度が上昇して行く。このため、バックアップローラ４７の周面の硬化トナーがバックアップローラ４７よりも高温のオイル塗布ローラ４５の周面に転移して付着し、オイル塗布ローラ４５の周面の硬化トナーがオイル塗布ローラ４５よりも高温の加圧ローラ４１の周面に転移して付着する。従って、定着装置１７の起動時には、バックアップローラ４７の周面のトナーがオイル塗布ローラ４５を介して加圧ローラ４１の周面へと逆方向に転移し、加圧ローラ４１の周面のトナーが増大する。

仮に、定着装置１７の起動時に増大した加圧ローラ４１の周面のトナーが放置されたならば、加圧ローラ４１の周面のトナーが、加圧ローラ４１と定着ベルト４４間のニップ域Ｎに搬送されて来た記録用紙の裏面に付着して、記録用紙の裏面が汚れることになる。

そこで、本実施形態では、定着装置１７の起動時の一定時間だけ、図３に示すように偏芯カム５４を１８０°回転させて、クリーニングパッド４８を加圧ローラ４１の周面に圧接させ、クリーニングパッド４８により加圧ローラ４１の周面の増大したトナーを除去している。また、加圧ローラ４１の周面のトナーを除去した後、定着装置１７による定着処理が開始されるまでには、図２に示すように偏芯カム５４を元の回転角度まで回転させて、クリーニングパッド４８を加圧ローラ４１の周面から離間させ、加圧ローラ４１の回転負荷を軽減させている。

次に、加圧ローラ４１の周面に対してクリーニングパッド４８を接離させるための制御について詳しく説明する。

図５は、定着装置１７の制御系を示すブロック図である。図５において、サーミスタ６１は、定着ベルト４４の周面の温度を検出するためのものである。また、ローラ駆動用モータ６２は、加圧ローラ４１を回転駆動するためのモータであり、この加圧ローラ４１の駆動回転に伴い、定着ベルト４４が従動して周回移動し、同時に定着ローラ４２、加熱ローラ４３、オイル塗布ローラ４５、バックアップローラ４７も従動回転する。カム駆動用モータ５５は、図２及び図３に示すように偏芯カム５４を１８０°ずつ回転させる。制御部６３は、定着装置１７を統括的に制御するものであり、加熱ローラ４３に内蔵のヒータランプ４６の通電制御を行ったり、ローラ駆動用モータ６２及びカム駆動用モータ６３を制御したりする。

このような構成の定着装置１７において、制御部６３は、画像形成装置１の電源投入に応答して定着装置１７を起動させる。そして、制御部６３は、カム駆動用モータ５５を制御して、図３に示すように偏芯カム５４を回転させて、バネ５３の付勢によりクリーニングパッド４８が加圧ローラ４１の周面に圧接された圧接状態を設定する。このとき、クリーニングパッド４８は、加圧ローラ４１の周面部位Ｑに圧接される。

また、制御部６３は、ローラ駆動用モータ６２を制御して、加圧ローラ４１を回転駆動し、定着ベルト４４、定着ローラ４２、加熱ローラ４３、オイル塗布ローラ４５、及びバックアップローラ４６を従動させる。

更に、制御部６３は、サーミスタ６１により検出された定着ベルト４４の周面の温度に基づき、加熱ローラ４３のヒータランプ４６をオンオフ制御（パルス幅制御）して、加熱ローラ４３及び定着ベルト４４を加熱し、加圧ローラ４１と定着ローラ４２間のニップ域Ｎの温度を定着温度まで上昇させて行く。

ここで、先に述べたように定着装置１７の起動時には、加熱ローラ４３→定着ベルト４４→加圧ローラ４１及び定着ローラ４２→オイル塗布ローラ４５→バックアップローラ４７という順序で各ローラや定着ベルトの温度が上昇されて行くので、バックアップローラ４７の周面の硬化トナーがオイル塗布ローラ４５を介して加圧ローラ４１の周面へと逆方向に転移し、加圧ローラ４１の周面のトナーが増大する。

ところが、定着装置１７が起動された直後より、クリーニングパッド４８が加圧ローラ４１の周面に圧接されるので、クリーニングパッド４８により加圧ローラ４１の周面のトナーが除去される。また、加圧ローラ４１の周面の温度がトナーの溶融温度になる前に、つまり加圧ローラ４１の周面に付着した硬化トナーが溶融する前に、クリーニングパッド４８により硬化トナーの除去が行われるので、加圧ローラ４１の周面のトナーが効果的に除去される。更に、クリーニングパッド４８がオイル塗布ローラ４５よりも加圧ローラ４１の回転方向下流側かつニップ域Ｎよりも回転方向上流側で加圧ローラ４１の周面部位Ｑに圧接されるので、クリーニングパッド４８により、オイル塗布ローラ４５から加圧ローラ４１の周面へと転移したトナーがニップ域Ｎに到達する前に除去される。

こうして定着装置１７の起動直後からクリーニングパッド４８により加圧ローラ４１の周面がクリーニングされる。そして、定着装置１７の起動直後から一定時間を経過すると、制御部６３は、カム駆動用モータ５５を制御して、図２に示すように偏芯カム５４を回転させ、クリーニングパッド４８を加圧ローラ４１の周面から離間させた離間状態を設定する。これにより、クリーニングパッド４８の圧接による加圧ローラ４１の回転負荷が軽減され、加圧ローラ４１の回転が安定化し、定着ベルト４４の周回移動も安定化する。

この後、各ローラや定着ベルトの温度が更に上昇して、ニップ域Ｎの温度が定着温度に調整され、記録用紙上のトナー像の定着処理が可能な状態となるが、このときにはトナーが加圧ローラ４１の周面に溶融してフィルム状に密着するため、クリーニングパッド４８が加圧ローラ４１の周面に圧接されても、加圧ローラ４１のトナーが効果的に除去されない。従って、定着処理が可能な状態となる前にクリーニングパッド４８を加圧ローラ４１の周面から離間させたことにより、加圧ローラ４１の周面に対するクリーニングパッド４８の無駄な圧接を回避することができ、またクリーニングパッド４８及び加圧ローラ４１の無駄な磨耗を抑えることができる。

また、本実施形態では、画像形成装置１の電源投入により定着装置１７が起動されたときだけではなく、定着装置１７が待機状態もしくは停止状態から再起動されたときにも、一定時間だけ、クリーニングパッド４８を加圧ローラ４１の周面に圧接させて、加圧ローラ４１の周面をクリーニングしている。

画像形成装置１による画像形成動作が一定期間以上行われなかった場合には、制御部６３は、定着装置１７を待機状態に設定し、加熱ローラ４３のヒータランプ４６をオフにするかもしくはオフ時間の割合を多くして、加熱ローラ４３及び定着ベルト４４の温度を低下させ、電力の節減を図る。このとき、バックアップローラ４７の周面に付着したトナーが冷えて硬化する。

また、画像形成装置１にジャムが発生した場合には、制御部６３は、定着装置１７を停止状態に設定し、加熱ローラ４３のヒータランプ４６をオフにするかもしくはオフ時間の割合を多くして、加熱ローラ４３及び定着ベルト４４の温度を低下させる。このときにも、バックアップローラ４７の周面に付着したトナーが冷えて硬化する。

そこで、制御部６３は、画像形成装置１による画像形成動作のために定着装置１７を待機状態もしくは停止状態から再起動させたときに、カム駆動用モータ５５を制御して、図３に示すように偏芯カム５４を回転させ、バネ５３の付勢によりクリーニングパッド４８が加圧ローラ４１の周面に圧接された圧接状態を設定する。また、制御部６３は、ローラ駆動用モータ６２を制御して、各ローラや定着ベルトを回転させる。更に、制御部６３は、加熱ローラ４３のヒータランプ４６をオンオフ制御（パルス幅制御）して、ニップ域Ｎの温度を定着温度まで上昇させて行く。この結果、バックアップローラ４７の周面のトナーがオイル塗布ローラ４５を介して加圧ローラ４１の周面へと逆方向に転移し、クリーニングパッド４８により加圧ローラ４１の周面の硬化トナーが効果的に除去される。

そして、制御部６３は、一定時間だけ、クリーニングパッド４８を加圧ローラ４１の周面に圧接させて、クリーニングパッド４８により加圧ローラ４１の周面のトナーを除去させた後、カム駆動用モータ５５を制御して、図２に示すように偏芯カム５４を回転させ、クリーニングパッド４８を加圧ローラ４１の周面から離間させる。

この後、各ローラや定着ベルトの温度が更に上昇して、ニップ域Ｎの温度が定着温度に調整され、記録用紙上のトナー像の定着処理が可能な状態となる。

このように本実施形態の定着装置１７では、定着装置１７の起動時に一定時間だけ、クリーニングパッド４８を加圧ローラ４１の周面に圧接させているので、バックアップローラ４７からオイル塗布ローラ４５を介して加圧ローラ４１の周面へと転移した硬化トナーを効果的に除去することができ、また定着装置１７による定着処理の開始前にクリーニングパッド４８を加圧ローラ４１の周面から離間させているので、クリーニングパッド４８の圧接による加圧ローラ４１の回転負荷を軽減することができ、加圧ローラ４１の回転が安定化し、定着ベルト４４の周回移動も安定化する。また、クリーニングパッド４８及び加圧ローラ４１の無駄な磨耗を抑えることができる。

尚、上記実施形態では、ベルト定着方式の定着装置を例示しているが、本発明は、ベルト定着方式の定着装置だけではなく、定着ベルトを持たす、加圧ローラを定着ローラに直接圧接して、定着ローラと加圧ローラとの間にニップ域を形成する熱ローラ定着方式の定着装置にも適用することができる。

また、バックアップローラ４７を省略した構成においても、オイル塗布ローラ４５の周面にトナーが付着して硬化し、定着装置１７が起動され、各ローラや定着ベルトの温度が上昇して来ると、オイル塗布ローラ４５の周面の硬化トナーが加圧ローラ４１の周面に逆転移して付着するので、定着装置１７の起動時に一定時間だけ、クリーニングパッド４８を加圧ローラ４１の周面に圧接させれば、同様の効果を得ることができる。また、オイルローラ４５を省略し、バックアップローラ４７を加熱ローラ４１に直接圧接した構成においても、同様の効果を得ることができる。

更に、オイル塗布ローラ４５やバックアップローラ４７だけではなく、加圧ローラ４１の周面に接触する剥離爪や、加圧ローラ４１の周面温度を検出する接触型温度センサについても、剥離爪や接触型温度センサにトナーが付着して硬化し、定着装置１７が起動されて、各ローラや定着ベルトの温度が上昇して来ると、剥離爪や接触型温度センサの硬化トナーが加圧ローラ４１の周面に転移して付着して来るので、定着装置１７の起動時に一定時間だけ、クリーニングパッド４８を加圧ローラ４１の周面に圧接させれば、同様の効果を得ることができる。

また、加圧ローラ４１の周面を逆クラウン形状に設定して、クリーニングパッド４８の接触面４８ａをクラウン形状に設定しているが、加圧ローラ４１の周面をクラウン形状に設定して、加圧ローラ４１の周面に接触するクリーニングパッド４８の接触面４８ａを逆クラウン形状に設定しても構わない。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと解される。

１ 画像形成装置
１１ 光走査装置
１２ 現像装置
１３ 感光体ドラム
１４ ドラムクリーニング装置
１５ 帯電器
１６ 中間転写ベルト装置
１７ 定着装置
１８ 給紙カセット
１９ 排紙トレイ
４１ 加圧ローラ
４２ 定着ローラ
４３ 加熱ローラ
４４ 定着ベルト
４５ オイル塗布ローラ
４６ ヒータランプ
４７ バックアップローラ
４８ クリーニングパッド
５２ アーム（切替え部）
５３ バネ（切替え部）
５４ 偏芯カム（切替え部）
５５ 偏芯カム用モータ（切替え部）
６１ サーミスタ
６２ ローラ駆動用モータ
６３ 制御部

Claims (7)

1. 互いに圧接し合う２つの定着用回転部材と、前記各定着用回転部材の一方に当接する当接部材と、前記一方の定着用回転部材の周面をクリーニングするクリーニング部材とを備え、記録用紙を前記各定着用回転部材間のニップ域に通して、前記記録用紙上のトナーの定着処理を行う定着装置であって、
   前記一方の定着用回転部材の周面に対して前記クリーニング部材を接触状態又は離間状態に切替える切替え部と、
   前記切替え部を制御して、前記定着装置の起動時に前記接触状態を一時的に設定した後、前記離間状態を設定する制御部とを備え、
   前記接触状態では、前記クリーニング部材を、前記当接部材よりも前記一方の定着用回転部材の回転方向の下流側かつ前記ニップ域よりも前記回転方向の上流側で前記一方の定着用回転部材の周面に接触させることを特徴とする定着装置。
2. 請求項１に記載の定着装置であって、
   前記制御部は、前記切替え部を制御して、前記定着装置の起動時に前記接触状態を設定した後、前記定着処理が開始される前に前記離間状態を設定することを特徴とする定着装置。
3. 請求項１又は２に記載の定着装置であって、
   前記定着装置の起動時は、前記定着装置の電源投入、前記定着装置の待機状態から前記定着処理が可能な稼動状態への遷移、及び前記記録用紙のジャム発生により設定された前記定着装置の停止状態から前記稼動状態への遷移のときであることを特徴とする定着装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置であって、
   前記当接部材は、前記一方の定着用回転部材の周面に当接もしくは圧接されたオイル塗布ローラであり、前記オイル塗布ローラに当接もしくは圧接するバックアップローラを設けたことを特徴とする定着装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の定着装置であって、
   前記クリーニング部材は、クリーニングパッドであることを特徴とする定着装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の定着装置であって、
   前記一方の定着用回転部材の周面は、クラウン形状又は逆クラウン形状であり、
   前記一方の定着用回転部材の周面に接触する前記クリーニング部材の接触面は、逆クラウン形状又はクラウン形状であることを特徴とする定着装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１つ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。

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