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Description
本発明は、シート上のトナー像を定着する定着装置に関する。
電子写真式の複写機などの画像形成装置には定着装置が搭載されている。定着装置においては、未定着トナー像(現像剤像)が形成された記録紙(シート)を一対の回転体で挟持搬送してトナーを熱によって融解して画像を固着画像として記録紙上に定着させる。
このような定着装置にあっては、休止状態から定着可能な状態へ移行させるのに要する時間、所謂、立ち上がり時間を短縮するために、低熱容量化を図ることが考えられる。
ところが、低熱容量化した場合、非通紙部昇温という問題が生じ得る。つまり、装置に使用可能な最大幅の大サイズ紙よりも幅狭の小サイズ紙の定着処理時において、非通紙領域の温度が過昇温し、通紙領域との温度差が極めて大きくなってしまう現象である。
そこで、特許文献1に記載の装置では、加圧ローラに対し、中空筒状のアルミニウム製の放熱ローラ(吸熱回転体、熱移動回転体)を当接し、加圧ローラの熱が放熱ローラに沿って移動することにより、加圧ローラひいては加熱ローラの長手方向における表面温度分布の均一化が図られる。
このように放熱ローラを加圧ローラに当接させる装置では、定着装置の立ち上り時間の短縮化を図る為、複数の記録紙に連続して画像形成を行うジョブの当初は、放熱ローラを加圧ローラから離間させておくのが好ましい。そして、ジョブが進行するのに伴い非通紙部が無視できない温度に上昇した段階で放熱ローラを加圧ローラに当接させるのが好ましい。
一方、本発明者はこのような放熱ローラがクリーニングローラとしても活用できることを見出した。
しかしながら、上述のように、ジョブ中に非通紙部が無視できない温度に上昇することがないままそのジョブが終了してしまう場合、放熱ローラが加圧ローラに当接することは無い。そのため、このようなジョブがその後も引き続き繰り返し行われると、放熱ローラが長期間に亘って加圧ローラに当接しないことになってしまう。
その結果、本発明者が見出した放熱ローラによるクリーニング機能が長期間発揮されず、加圧ローラ(加熱ローラ)が汚れた状態となってしまう。
本発明の目的は、吸熱回転体によるクリーニング機能を適切に発揮させることができる定着装置を提供することである。
本発明の他の目的は、熱移動回転体クリーニング機能を適切に発揮させることができる定着装置を提供することである。
一方、本発明者はこのような放熱ローラがクリーニングローラとしても活用できることを見出した。
しかしながら、上述のように、ジョブ中に非通紙部が無視できない温度に上昇することがないままそのジョブが終了してしまう場合、放熱ローラが加圧ローラに当接することは無い。そのため、このようなジョブがその後も引き続き繰り返し行われると、放熱ローラが長期間に亘って加圧ローラに当接しないことになってしまう。
その結果、本発明者が見出した放熱ローラによるクリーニング機能が長期間発揮されず、加圧ローラ(加熱ローラ)が汚れた状態となってしまう。
本発明の目的は、吸熱回転体によるクリーニング機能を適切に発揮させることができる定着装置を提供することである。
本発明の他の目的は、熱移動回転体クリーニング機能を適切に発揮させることができる定着装置を提供することである。
上記の目的を達成するための本発明に係る定着装置の代表的な構成は、シート上のトナー像をその間のニップ部において熱定着する第1及び第2の回転体と、前記第1の回転体との当接により前記第1の回転体から吸熱する吸熱回転体と、前記吸熱回転体を前記第1の回転体に接離させる接離機構と、前記吸熱回転体が前記第1の回転体に当接することなく定着処理が連続して実行された回数をカウントするカウンタと、前記接離機構により前記吸熱回転体を前記第1の回転体に当接させて所定時間回転させるモードを非定着処理時に実行させるか否かを前記カウンタの出力に応じて制御する制御部と、を有することを特徴とする。
また、上記の目的を達成するための本発明に係る定着装置の他の代表的な構成は、シート上のトナー像をその間のニップ部において熱定着する第1及び第2の回転体と、前記第1の回転体との当接により前記第1の回転体から吸熱する吸熱回転体と、前記吸熱回転体を前記第1の回転体に接離させる接離機構と、前記接離機構の動作を定着処理回数に応じて制御する制御部と、を有し、前記制御部は、複数の所定のシートに対する定着処理回数が第1の値に到達したとき前記吸熱回転体を前記第1の回転体に当接させ、その後の定着処理を継続させる、また、前記吸熱回転体が前記第1の回転体に当接することなく実行された定着処理回数が前記第1の値よりも多い第2の値に到達しているとき、非定着処理時に前記吸熱回転体を前記第1の回転体に当接させて所定時間回転させる、ことを特徴とする。
また、上記の目的を達成するための本発明に係る定着装置の更に他の代表的な構成は、シート上のトナー像をニップ部において加熱するエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトを回転駆動するとともに前記エンドレスベルトと協働して前記ニップ部を形成する駆動回転体と、前記駆動回転体との当接により前記駆動回転体における熱の移動を促進させる熱移動回転体と、前記熱移動回転体を前記駆動回転体に接離させる接離機構と、前記接離機構の動作を定着処理回数に応じて制御する制御部と、を有し、前記制御部は、装置に使用可能な最大幅のシートよりも幅狭の複数の所定のシートに対する定着処理回数が第1の値に到達したとき、前記熱移動回転体を前記駆動回転体に当接させてその後の定着処理を継続させる、また、前記熱移動回転体が前記駆動回転体に当接することなく定着処理回数が前記第1の値よりも多い第2の値以上に到達しているとき、定着処理終了後に前記熱移動回転体を前記駆動回転体に当接させて所定時間回転させることを特徴とする。
また、上記の目的を達成するための本発明に係る定着装置の他の代表的な構成は、シート上のトナー像をその間のニップ部において熱定着する第1及び第2の回転体と、前記第1の回転体との当接により前記第1の回転体から吸熱する吸熱回転体と、前記吸熱回転体を前記第1の回転体に接離させる接離機構と、前記接離機構の動作を定着処理回数に応じて制御する制御部と、を有し、前記制御部は、複数の所定のシートに対する定着処理回数が第1の値に到達したとき前記吸熱回転体を前記第1の回転体に当接させ、その後の定着処理を継続させる、また、前記吸熱回転体が前記第1の回転体に当接することなく実行された定着処理回数が前記第1の値よりも多い第2の値に到達しているとき、非定着処理時に前記吸熱回転体を前記第1の回転体に当接させて所定時間回転させる、ことを特徴とする。
また、上記の目的を達成するための本発明に係る定着装置の更に他の代表的な構成は、シート上のトナー像をニップ部において加熱するエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトを回転駆動するとともに前記エンドレスベルトと協働して前記ニップ部を形成する駆動回転体と、前記駆動回転体との当接により前記駆動回転体における熱の移動を促進させる熱移動回転体と、前記熱移動回転体を前記駆動回転体に接離させる接離機構と、前記接離機構の動作を定着処理回数に応じて制御する制御部と、を有し、前記制御部は、装置に使用可能な最大幅のシートよりも幅狭の複数の所定のシートに対する定着処理回数が第1の値に到達したとき、前記熱移動回転体を前記駆動回転体に当接させてその後の定着処理を継続させる、また、前記熱移動回転体が前記駆動回転体に当接することなく定着処理回数が前記第1の値よりも多い第2の値以上に到達しているとき、定着処理終了後に前記熱移動回転体を前記駆動回転体に当接させて所定時間回転させることを特徴とする。
本発明によれば、吸熱回転体によるクリーニング機能を適切に発揮させることができる。また、熱移動回転体クリーニング機能を適切に発揮させることができる。
以下に、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、これら実施例は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。
[実施例1]
(1)画像形成装置例
図1は、本発明に従う画像加熱装置200を定着装置として搭載した画像形成装置の一例の構成模型図である。この画像形成装置は電子写真方式を用いたカラー画像形成装置(プリンタ)である。即ち、パソコン等の外部ホスト装置102から制御回路部100に入力する電気的画像情報に対応したカラー画像を記録紙(シート、記録材)Pに形成して画像形成物(ハードコピー)として出力することが出来る。101は操作部であり、各種の画像形成条件や使用する記録紙の種類などを制御回路部100に入力することが出来る。また、操作部は各種の情報を表示する表示部を有する。
(1)画像形成装置例
図1は、本発明に従う画像加熱装置200を定着装置として搭載した画像形成装置の一例の構成模型図である。この画像形成装置は電子写真方式を用いたカラー画像形成装置(プリンタ)である。即ち、パソコン等の外部ホスト装置102から制御回路部100に入力する電気的画像情報に対応したカラー画像を記録紙(シート、記録材)Pに形成して画像形成物(ハードコピー)として出力することが出来る。101は操作部であり、各種の画像形成条件や使用する記録紙の種類などを制御回路部100に入力することが出来る。また、操作部は各種の情報を表示する表示部を有する。
Y・C・M・Kはそれぞれイエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの色トナー画像を形成する4つの画像形成部であり、下から上に順に配列してある。各画像形成部Y・C・M・Kは、それぞれ、感光体ドラム1、帯電装置2、現像装置3、クリーニング装置4等を有している。
画像形成部Yの現像装置3にはイエロー(Y)色トナーが、画像形成部Cの現像装置3にはシアン(C)色トナーが収容されている。また、画像形成部Mの現像装置3にはマゼンタ(M)色トナーが、画像形成部Kの現像装置3にはブラック(K)色トナーが収容されている。
ドラム1に露光を行うことにより静電潜像を形成する光学系5が上記4色の画像形成部Y・C・M・Kに対応して設けられている。光学系としては、レーザー走査露光光学系を用いている。各画像形成部Y・C・M・Kにおいて、帯電装置2により一様に帯電されたドラム1に対して光学系5より画像データに基づいた走査露光がなされることにより、ドラム表面に走査露光画像パターンに対応した静電潜像が形成される。
それらの静電潜像が現像装置3により色トナー画像として現像される。すなわち、画像形成部Yのドラム1にはY色トナー画像が、画像形成部Cのドラム1にはC色トナー画像が、画像形成部Mのドラム1にはM色トナー画像が、画像形成部Kのドラム1にはK色トナー画像が、それぞれ形成される。
各画像形成部Y・C・M・Kのドラム1上に形成された上記の色トナー画像は各ドラム1の回転と同期して、略等速で回転する中間転写体6上へ所定の位置合わせ状態で順に重畳されて一次転写される。これにより中間転写体6上に未定着のフルカラートナー画像が合成形成される。本実施例においては、中間転写体6として、エンドレスの中間転写ベルトを用いており、駆動ローラ7、二次転写ローラ対向ローラ8、テンションローラ9の3本のローラに巻きかけて張架してあり、駆動ローラ7によって駆動される。
各画像形成部Y・C・M・Kのドラム1上からベルト6上へのトナー画像の一次転写手段としては、一次転写ローラ10を用いている。ローラ10に対して不図示のバイアス電源よりトナーと逆極性の一次転写バイアスを印加する。これにより、各画像形成部Y・C・M・Kのドラム1上からベルト6に対してトナー画像が一次転写される。各画像形成部Y・C・M・Kにおいてドラム1上からベルト6への一次転写後、ドラム1上に転写残として残留したトナーはクリーニング装置4により除去される。
上記工程をベルト6の回転に同調して、Y色、C色、M色、K色の各色に対して行い、ベルト6上に、各色の一次転写トナー画像を順次重ねて形成していく。なお、単色のみの画像形成(単色モード)時には、上記工程は、目的の色についてのみ行われる。
一方、記録紙カセット11内の記録紙Pは、給送ローラ12により一枚分離給送され、レジストローラ13により所定のタイミングで、ローラ8に巻きかけられているベルト6部分と二次転写ローラ14との圧接部である二次転写ニップ部に搬送される。ベルト6上に形成された一次転写合成トナー画像は、ローラ14に不図示のバイアス電源より印加されるトナーと逆極性のバイアスにより、記録紙P上に一括転写(二次)される。二次転写後にベルト6上に残留した二次転写残トナーは中間転写ベルトクリーニング装置15により除去される。矢印YPは記録紙搬送方向である。
記録紙P上に二次転写されたトナー画像は、画像加熱装置である定着装置200により記録紙P上に溶融混色定着され、フルカラープリントとして排紙パス16を通って排紙トレイ17に送り出される。
(2)定着装置200
図2は定着装置200の要部の正面模式図、図3は同装置200の要部の縦断正面模式図、図4は図2の(4)−(4)線に沿う拡大右側面図である。以下の説明において、定着装置200またはこれを構成している部材の長手方向とは、回転体の軸線方向(スラスト方向)、又は記録紙搬送路面内において記録紙搬送方向YPに直交する方向又はその方向に平行な方向である。また、短手方向とは記録紙搬送方向YPに平行な方向である。
図2は定着装置200の要部の正面模式図、図3は同装置200の要部の縦断正面模式図、図4は図2の(4)−(4)線に沿う拡大右側面図である。以下の説明において、定着装置200またはこれを構成している部材の長手方向とは、回転体の軸線方向(スラスト方向)、又は記録紙搬送路面内において記録紙搬送方向YPに直交する方向又はその方向に平行な方向である。また、短手方向とは記録紙搬送方向YPに平行な方向である。
また、定着装置200に関して、正面とは装置200を記録紙入口側からみた面、背面とはその反対側の面(記録紙出口側)、左右とは装置を正面から見て左または右である。上又は下とは重力方向において上又は下である。上流側と下流側とは記録紙搬送方向に関して上流側と下流側である。記録紙サイズあるいは記録紙の通紙幅とは、記録紙面において記録紙搬送方向YPに直交する方向の記録紙寸法(幅サイズ)である。
この定着装置200は、加熱部材の外側に磁場発生手段を設けた外部加熱型の電磁誘導加熱方式の画像加熱装置である。装置200は、大別して、装置シャーシ30の左右の側板30L・30R間に、加熱アセンブリ40、弾性を有する加圧ローラ50、磁場発生手段としてのコイルユニット60、均熱ローラ70、クリーニング装置80を有する。
(2−1)加熱アセンブリ40
加熱アセンブリ40は、後述するコイルユニット60から発生される磁界が存在する領域を通過したときに電磁誘導発熱する磁性部材(金属層、導電部材)で構成される回転可能な回転体(加熱部材、加熱回転体、定着部材)41を有する。本実施例においてその回転体41は円筒状の可撓性を有する定着ベルト(エンドレスベルト)41である。また、ベルト41の内部に挿入した金属製のステー42を有する。ステー42の下面にはステー長手に沿って圧力付与部材としての加圧パッド43が取り付けられている。
加熱アセンブリ40は、後述するコイルユニット60から発生される磁界が存在する領域を通過したときに電磁誘導発熱する磁性部材(金属層、導電部材)で構成される回転可能な回転体(加熱部材、加熱回転体、定着部材)41を有する。本実施例においてその回転体41は円筒状の可撓性を有する定着ベルト(エンドレスベルト)41である。また、ベルト41の内部に挿入した金属製のステー42を有する。ステー42の下面にはステー長手に沿って圧力付与部材としての加圧パッド43が取り付けられている。
パッド43は、ベルト41と加圧ローラ50との間に押圧力を作用させて定着ニップ部Nを形成する部材であり、耐熱性樹脂製である。ステー42はニップ部Nに圧力を加えるために剛性が必要であるため、本実施例では鉄製である。また、ステー42の上面側にはコイルユニット60から発生される磁界磁場の作用でステー42が誘導加熱して温度上昇するのを防止するための磁気遮蔽部材としての磁気遮蔽コア(内側磁性体コア)44がステー長手にわたって配設されている。
ステー42の左右の両端部にはそれぞれ延長腕部42aが設けられていて、その延長腕部42aがそれぞれベルト41の左右の両端部から外方に突出している。そして、その左右の延長腕部42aに対してそれぞれ左右対称形状のフランジ部材45L・45Rが嵌着されている。ベルト41は上記のステー42・パッド43・コア44に対してルーズに外嵌されており、また、長手方向(左右方向)への移動が左右のフランジ部材45L・45Rのフランジ部45aにより規制される。
パッド43の長手中央部にはベルト41の温度を検知する温度検知手段(温度検出素子)としてのサーミスタ等の温度センサTHが弾性支持部材46を介して配設されている。センサTHはベルト41の内面に対して部材46により弾性的に当接している。これにより、ベルト41のセンサ当接面が波打つなどの位置変動が生じたとしてもセンサTHがこれに追従して良好な接触状態が維持される。
上記の加熱アセンブリ40は左右の側板30L・30R間に左右のフランジ部材45L・45Rの受圧部45bをそれぞれ側板30L・30Rに配設されている縦ガイドスリット部31に係合させて配設されている。したがって、加熱アセンブリ40は左右の側板30L・30R間において縦ガイドスリット部31に沿って上下方向に移動自由度を有する。
図6はベルト41の層構成を示す模型図である。本実施例では、ベルト41は内径が30mmで電気鋳造法によって製造したニッケル基層(磁性部材、金属層)41aを有している。この基層41aの厚みは40μmである。基層41aの外周には弾性層41bとして耐熱性シリコーンゴム層が設けられている。シリコーンゴム層の厚さは100〜1000μmの範囲内で設定するのが好ましい。
本実施例では、ベルト41の熱容量を小さくしてウォーミングアップタイムを短縮し、かつカラー画像を定着するときに好適な定着画像を得ることを考慮して、シリコーンゴム層41bの厚みは300μmとされている。このシリコーンゴムは、JIS−A20度の硬度を持ち、熱伝導率は0.8W/mKである。更に弾性層41bの外周には、表面離型層41cとしてフッ素樹脂層(例えばPFAやPTFE)が30μmの厚みで設けられている。
また、基層41aの内面側には、ベルト内面と温度検知手段としての温度センサTH1との摺動摩擦を低下させるために、フッ素樹脂やポリイミドなどの樹脂層(滑性層)1dを10〜50μm設けても良い。本実施例では、この層1dとしてポリイミドを20μm設けた。
ベルト41は全体的に低熱容量で可撓性(弾性)を有し、自由状態においては円筒形状を保持している。ベルト41の金属層41aにはニッケルのほかに鉄合金や銅、銀などの金属を適宜選択可能である。また、樹脂基層にそれら金属を積層させるなどの構成でも良い。金属層41aの厚みは、後述する励磁コイル(磁場発生コイル)62に流す高周波電流の周波数と金属層41aの透磁率・導電率に応じて調整して良く、5〜200μm程度の間で設定すると良い。
(2−2)加圧ローラ50
加圧ローラ50はベルト41と協働してニップ部Nを形成する回転体(加圧部材、駆動回転体)である。加圧ローラ50は加熱アセンブリ40の下側において、軸線方向をアセンブリ40の長手方向にほぼ並行にして、左右の側板30L・30R間に固定の軸受51L・51Rを介して回転可能に配設されている。
加圧ローラ50はベルト41と協働してニップ部Nを形成する回転体(加圧部材、駆動回転体)である。加圧ローラ50は加熱アセンブリ40の下側において、軸線方向をアセンブリ40の長手方向にほぼ並行にして、左右の側板30L・30R間に固定の軸受51L・51Rを介して回転可能に配設されている。
本実施例において、加圧ローラ50は、長手方向中央部の径が20mmで両端部の径が19mmである鉄合金製の芯金50aに、弾性層50bとしてシリコーンゴム層が設けてある、外径が30mmの弾性ローラである。表面は離型層50cとしてフッ素樹脂層(例えばPFAやPTFE)が30μmの厚みで設けられる。加圧ローラ50の長手方向中央部における硬度は、ASK−C70℃である。芯金50aにテーパー形状をつけているのは、加圧時にパッド43が撓んでもベルト41と加圧ローラ50との圧接で形成される定着ニップ部N内の圧力が長手方向にわたって均一になるようにするためである。
芯金50aの右側の端部にはドライブギア52が固定して配設されている。このギア52に対して制御回路部100で制御される定着モータ53の駆動力が伝達手段(不図示)を介して伝達されて、加圧ローラ50が図4において矢印の反時計方向Y50に所定の速度で回転駆動される。
(2−3)加圧部
左右の側板30L・30Rの外側にはそれぞれ固定のバネ受け座32L・32Rが配設されている。その各バネ受け座32L・32Rの下面とそれぞれの側のフランジ部材45L・45Rの受圧部45bの上面との間には加圧バネ(弾性部材)47L・47Rが縮設されている。
左右の側板30L・30Rの外側にはそれぞれ固定のバネ受け座32L・32Rが配設されている。その各バネ受け座32L・32Rの下面とそれぞれの側のフランジ部材45L・45Rの受圧部45bの上面との間には加圧バネ(弾性部材)47L・47Rが縮設されている。
この左右の加圧バネ47L・47Rの圧縮反力により左右のフランジ部材45L・45Rと共にステー42が押し下げられて、パッド43がベルト41を挟んで弾性層50bの弾性に抗して加圧ローラ50に圧接する。これにより、ベルト41と加圧ローラ50との間に記録紙搬送方向YPに関して所定幅の定着ニップ部Nが形成される。パッド43はニップ部Nの圧プロフィルの形成を補助する。
本実施例におけるニップ部Nの幅は、ニップ圧が600Nにおいては、長手方向両端部で約9mm、中央部では約8.5mmである。これは記録紙Pの両端部での搬送速度が中央部と比べて速くなるので紙しわが発生しにくくなるという利点がある。
即ち、第1の回転体であるベルト41と第2の回転体である加圧ローラ50とにより、画像tを担持した記録紙Pを挟持搬送して画像を加熱するニップ部Nが形成されている。
(2−4)コイルユニット60
コイルユニット60はベルト41を誘導加熱する加熱機構であり、アセンブリ40の上面側、即ちアセンブリ40の加圧ローラ50側とは180°反対側において、左右の側板30L・30Rに対して位置が固定されて配設されている。ユニット60はベルト41に沿って長いハウジング61に対して励磁コイル62、磁性体コア63等を組み付けたものである。
コイルユニット60はベルト41を誘導加熱する加熱機構であり、アセンブリ40の上面側、即ちアセンブリ40の加圧ローラ50側とは180°反対側において、左右の側板30L・30Rに対して位置が固定されて配設されている。ユニット60はベルト41に沿って長いハウジング61に対して励磁コイル62、磁性体コア63等を組み付けたものである。
ハウジング61は左右方向を長手とする横長箱型の耐熱樹脂成型品(電気絶縁性樹脂のモールド部材)である。ハウジング61の底板61a側がベルト41に対する対向面である。底板61aは横断面においてベルト41の外周面の略半周範囲に沿うようにハウジング61の内側に湾曲している。ハウジング61は、底板61a側とは反対側が開口部として開放されている。ハウジング61は、底板61a側をベルト41の上面に対して所定のギャップ(隙間)αを存して対面させて、左右端部を左右の側板30L・30Rに対してブラケット66で固定して配設される。
コイル62は、電線として例えばリッツ線を用い、これを、図7に示すように、横長・船底状にしてベルト41の周面と側面の一部に対向するように巻回してなる。そして、ハウジング内側に湾曲しているハウジング底板61aの内面に当てがわれてハウジング内部に収められている。コイル62には、制御回路部100で制御される電源装置(励磁回路)64から20〜50kHzの高周波電流が印加される。
コア63は、コイル62によって発生した磁界がベルト41の金属層(導電層)以外に実質漏れないようにコイル62を覆わせた外側磁性体コアである。そして、コア63はベルト41の長手方向に沿って配設されており、かつ、記録紙搬送方向に直交する方向に複数に分割されて並んで配置されており、コイル62の巻き中心部と周囲を囲むように構成されている。
即ち、記録紙搬送方向YPに直交する方向を長手方向とした場合に、コア63は、ベルト41の長手方向に沿って配設されている。かつ、図7のように長手方向で複数に分割されて個々にベルト41との距離を変化させる方向に単独で移動可能な分割可動コア63aを有している。そして制御回路部100で制御されて、個々のコア63aをベルト41に対して所定に近接している第1の距離位置D(図4)と、位置Dよりもベルト41から離れた第2の距離位置E(図5)とに移動させるコア移動手段(コア移動機構)65を有する。
コア移動手段65の具体的な構成は図の煩雑を避けるために省略したけれども、例えば特開2011−53597号公報に記載のコア移動手段を適用することが出来る。
(2−5)均熱ローラ70
均熱ローラ70は回転体(吸熱回転体、熱移動回転体)である。本実施例においては均熱ローラ70は加圧ローラ50に対し接離可能に設けられている(接離機構は不図示)。そして、均熱ローラ70は加圧ローラ50に当接して、加圧ローラ50の長手方向(回転軸線方向)における温度(熱分布:温度分布)を均一化する(加熱ローラ50における熱の移動を促進させる)ことで非通紙部昇温を緩和する部材である。なお、均熱ローラ70を加圧ローラ50ではなくベルト41に当接させてベルト41の長手方向における温度分布の均一化を図るように構成しても良い。この場合、これ以降、均熱ローラ70と関係する箇所において、加圧ローラ50の部分をベルト41と読み替えれば良い。
均熱ローラ70は回転体(吸熱回転体、熱移動回転体)である。本実施例においては均熱ローラ70は加圧ローラ50に対し接離可能に設けられている(接離機構は不図示)。そして、均熱ローラ70は加圧ローラ50に当接して、加圧ローラ50の長手方向(回転軸線方向)における温度(熱分布:温度分布)を均一化する(加熱ローラ50における熱の移動を促進させる)ことで非通紙部昇温を緩和する部材である。なお、均熱ローラ70を加圧ローラ50ではなくベルト41に当接させてベルト41の長手方向における温度分布の均一化を図るように構成しても良い。この場合、これ以降、均熱ローラ70と関係する箇所において、加圧ローラ50の部分をベルト41と読み替えれば良い。
均熱ローラ70は、例えば、アルミもしくは銅製の基材(中実の芯金)からなる良熱伝導性の金属ローラであり、加圧ローラ50の長さに対応した長さを有する。金属ローラ表面層には、ごみ等の付着を防止するために20μmのトナー離型層(フッ素コート)を被覆して設けている。
本実施例において、均熱ローラ70は加圧ローラ50の下側に加圧ローラ50に並行に配列され、左右の側板30L・30Rの間に軸71L・71Rを介して回転可能に配設されている。軸71L・71Rはそれぞれ左右の側板30L・30Rに配設されている斜め方向のガイドスリット部33に係合させて配設されている。したがって、均熱ローラ70は左右の側板30L・30R間において斜め方向のガイドスリット部33(図3)に沿って図4において矢印Y70−1の斜め上方向と矢印Y70−2の斜め下方向とに移動自由度を有する。
左右の側板30L・30Rの外側にはそれぞれ固定の電磁ソレノイド72L・72Rが配設されている。そして、左側の電磁ソレノイド72Lのプランジャに均熱ローラ70の左側の軸端を回転可能に支持させてある。また、右側の電磁ソレノイド72Rのプランジャに均熱ローラ70の右側の軸端を回転可能に支持させてある。左右の電磁ソレノイド72L・72Rは制御回路部100により通電がON/OFF制御される。
左右の電磁ソレノイド72L・72Rに対して通電がONされるとプランジャが突出動作して均熱ローラ70が矢印Y70−1の斜め上方向に移動される。これにより、均熱ローラ70が加圧ローラ50に対して全長部に渡って所定の押圧力で押圧された当接状態(着状態)に位置転換される(図4の実線示)。加圧ローラ50に当接された均熱ローラ70は加圧ローラ50の回転に従動して矢印Y70の方向に回転する。
また、左右の電磁ソレノイド72L・72Rに対して通電がOFFされるとプランジャが引っ込み動作して均熱ローラ70が矢印Y70−2の斜め下方向に移動される。これにより、均熱ローラ70が加圧ローラ50から所定に離間した非当接状態(脱状態)に位置転換される(図4の二点鎖線示)。
(2−6)クリーニング装置80
クリーニング装置80は加圧ローラ50から均熱ローラ70の表面に付いたトナーや紙粉を清掃するクリーニング手段(クリーニング部材)である。本実施例においてはこのクリーニング装置80はウエブクリーニング装置であり、加圧ローラ50の下側に加圧ローラ50において左右の側板30L・30Rの間に配設されている。
クリーニング装置80は加圧ローラ50から均熱ローラ70の表面に付いたトナーや紙粉を清掃するクリーニング手段(クリーニング部材)である。本実施例においてはこのクリーニング装置80はウエブクリーニング装置であり、加圧ローラ50の下側に加圧ローラ50において左右の側板30L・30Rの間に配設されている。
図8と図9に、ベルト41、加圧ローラ50、均熱ローラ70、クリーニング装置80のみを取り出した模式図を示す。図8は均熱ローラ70が加圧ローラ50から離間した非当接状態に位置転換されている状態時を示しており、図9は均熱ローラ70が加圧ローラ50に押圧された当接状態に位置転換される状態時を示している。つまり、クリーニング装置80は、均熱ローラ70が加圧ローラ50から離間する動作に伴い均熱ローラ70から離間する位置関係となるように配置されている。
記録紙Pを矢印YP方向に排出するために、ベルト41は矢印Y41の方向に、加圧ローラ50はY50方向に回転している。均熱ローラ70は、ベルト41の非通紙部の昇温が、大きくなってきた場合に、矢印70−1の方向に移動し、加圧ローラ50及びクリーニング装置80に対して着状態になる(図8→図9)。均熱ローラ70は、加圧ローラ50との摩擦力によって矢印Y70の方向に従動回転する。
クリーニング装置80は、クリーニングシート(クリーニングウェブ)80−1と2本のアルミパイプ80−2、80−3、スポンジ製ローラのクリーニングローラ80−4、及びクリーニングシート巻き取り機構80−5を有する。クリーニングシート80−1は、具体的にはメタン系アラミド繊維でできた不織布などを用いることができる。クリーニングシート巻き取り機構80−5の具体的な機構構成は図に省略したけれども、モータ、ラチェットなどにより適宜に構成することが出来る。
クリーニングシート80−1はアルミパイプ(繰り出し軸)80−3側に巻きつけられており、クリーニングローラ80−4を経由してアルミパイプ(巻き取り軸)80−2側に係止されている。クリーニングシート巻き取り機構80−5は制御回路部100で制御され、アルミパイプ80−2をシート巻き取り方向に回転する。アルミパイプ80−2が回転されることでアルミパイプ80−3側のクリーニングシート80−1がクリーニングローラ80−4を経由して矢印Y14の方向に少しずつ送られてアルミパイプ80−2に巻き取られる。
均熱ローラ70が加圧ローラ50に対して押圧された当接状態に位置転換された状態においては、均熱ローラ70はクリーニング装置80のクリーニングローラ80−4にもスポンジの弾性に抗して当接した状態になる。これにより、クリーニングローラ80−4に掛け回されているクリーニングシート80−1が均熱ローラ70に押圧接触した状態になる。クリーニングシート80−1の幅は均熱ローラ70の全長に対応する寸法を有している。従って、加圧ローラ50の回転に従動して回転する均熱ローラ70の表面は押圧接触したクリーニングシート80−1により拭われて清掃される。
制御回路部100は、均熱ローラ70が加圧ローラ50及びクリーニング装置80に当接している場合はクリーニングシート巻き取り機構80−5を制御して記録紙Pが定着装置200を通過するたびに所定の量だけクリーニングシート80−1を引いている。本実施例においてはA4用紙が2枚、定着装置200を通過するたびにクリーニングシート80−1を0.02mm送っている。
均熱ローラ70が加圧ローラ50から離間した位置に移動されると均熱ローラ70はクリーニングローラ80−4からも離間する。クリーニング装置80におけるクリーニングシート80−1のシート巻き取り動作はOFFにされる。
(2−7)定着動作
画像形成装置のスタンバイ状態においては、定着装置200は、定着モータ53がOFFにされていて加圧ローラ50の回転は停止している。ユニット60のコイル62に対する給電はOFFにされている。電磁ソレノイド72L・72Rに対する通電もOFFであり、均熱ローラ70は加圧ローラ50及びクリーニング装置80から離間した状態に保持されている。
画像形成装置のスタンバイ状態においては、定着装置200は、定着モータ53がOFFにされていて加圧ローラ50の回転は停止している。ユニット60のコイル62に対する給電はOFFにされている。電磁ソレノイド72L・72Rに対する通電もOFFであり、均熱ローラ70は加圧ローラ50及びクリーニング装置80から離間した状態に保持されている。
制御回路部(制御部)100は、画像形成スタート信号の入力に基づいて所定の制御タイミングにてモータ53をONする。これにより、加圧ローラ50が図4において矢印Y50の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。
この加圧ローラ50の回転により、ニップ部Nにおける加圧ローラ50の表面とベルト41の表面との摩擦力でベルト41に回転力が作用する。ベルト41はその内面がパッド43の下面に密着して摺動しながらステー42・パッド43・コア44の外周りを矢印Y41の時計方向に加圧ローラ50の回転速度と同じ速度で従動回転する。ベルト41の回転に伴うスラスト方向への移動は左右のフランジ部材45L・45Rのフランジ部45aにより規制される。
ベルト41は、少なくとも画像形成実行時には、制御回路部100で制御されるモータ53によって加圧ローラ50が回転駆動されることで上記のように従動回転する。この回転は、二次転写ニップ部側から搬送されてくる、未定着トナー画像tを担持した記録紙Pの搬送速度とほぼ同一の周速度でなされる。本実施例の場合、ベルト41の表面回転速度が321mm/secで回転し、フルカラーの画像を1分間にA4サイズで80枚、A4Rサイズで58枚定着することが可能である。
制御回路部100は電源装置64からコイル62に対して、例えば20kHz〜500kHzの交番電流(高周波電流)を供給する。コイル62は交番電流の供給により交番磁束(磁場)を発生する。その交番磁束がコア63により回転しているベルト41の上面側においてベルト41の金属層41aに導かれる。そうすると、金属層41aに渦電流が発生して、その渦電流によるジュール熱により金属層41aが自己発熱(電磁誘導発熱)してベルト41が昇温していく。
即ち、回転するベルト41はコイルユニット60から発生される磁界が存在する領域を通過したときに金属層41aが電磁誘導発熱して全周的に加熱されて昇温する。本実施例において、ベルト41とユニット60のコイル62は厚さ0.5mmのハウジング底板(モールド)61aにより電気絶縁の状態を保つ。そして、ベルト41とコイル62との間隔は1.5mm(ハウジング底板61aの表面とベルト表面の距離(隙間α)は1.0mm)で一定であり、ベルト41は均一に加熱される。
このベルト41の温度が温度センサTHにより検知される。温度センサTHはベルト41の通紙域になる部分の温度を検知し、その検知温度情報が制御回路部100にフィードバックされる。制御回路部(温度制御手段)100はこの温度センサTHから入力する検知温度(検知される温度に関する情報)が所定の目標温度(定着温度:所定の温度に対応する情報)に維持されるように電源装置64からコイル62に対する供給電力を制御している。
すなわち、ベルト41の検出温度が所定温度に昇温した場合、コイル62への通電が遮断される。本実施例では、ベルト41の目標温度である180℃で一定になるように、温度センサTHの検出値に基づいて高周波電流の周波数を変化させてコイル62に入力する電力を制御して温度調節を行っている。
上記のように加圧ローラ50が駆動され、ベルト41が所定の定着温度に立ち上がって温調された状態において、ニップ部Nに未定着トナー画像tを有する記録紙Pがそのトナー画像担持面側をベルト41側に向けてガイド部材34で案内されて導入される。記録紙Pはニップ部Nにおいてベルト41の外周面に密着し、ベルト41と一緒にニップ部Nを挟持搬送されていく。
これにより、主にベルト41の熱が付与され、またニップ部Nの加圧力を受けて未定着トナー画像t(シート上のトナー像)が記録紙Pの表面に熱圧定着(熱定着)される。ニップ部Nを通った記録紙Pはベルト41の外周面からベルト41の表面がニップ部Nの出口部分の変形によって自己分離(曲率分離)して定着装置外へ搬送される。
コイルユニット60が、高温になるベルト41の内部ではなく外部に配置されているので、コイル62の温度が高温になりにくく、電気抵抗も上昇せず高周波電流を流してもジュール発熱による損失を軽減する事が可能となる。また、コイル62を外部に配置したことでベルト41の小径化(低熱容量化)にも寄与しており、ひいては省エネルギー性にも優れていると言える。
本実施例の定着装置200のウォーミングアップタイムは、非常に熱容量が低い構成であるため、例えばコイル62に1200W入力すると約15秒で目標温度である180℃に到達できる。スタンバイ中の加熱動作が不要であるため、電力消費量を非常に低く抑える事が可能である。
(2−7)非通紙部昇温の抑制
図2において、Wmaxは装置16に通紙可能な最大幅の大サイズ紙の幅サイズ(通紙域)である。本実施例においては、大サイズ紙は13インチ×19インチ紙で、縦送りである。従って、Wmaxは13インチ(330mm)である。
図2において、Wmaxは装置16に通紙可能な最大幅の大サイズ紙の幅サイズ(通紙域)である。本実施例においては、大サイズ紙は13インチ×19インチ紙で、縦送りである。従って、Wmaxは13インチ(330mm)である。
領域AはWmaxよりも幅が小さい小サイズ紙の通紙域である。本実施例の装置においては記録紙Pの通紙は中央基準搬送にてなされるものとする。Oはその中央基準搬送である。領域Bは小サイズ紙を通紙したときに生じるベルト41と加圧ローラ50における非通紙域である。大サイズ紙の通紙域Wmaxと、通紙した小サイズ紙の通紙域Aの差領域((Wmax−A)/2)であり、通紙域Aの両側に生じる。
小サイズ紙を連続的に通紙すると、ベルト41の非通紙域Bは記録紙Pの加熱に熱エネルギーが消費されないにも拘わらず、通紙域Aに対応する部分と同様に単位長さ当りの所定の発熱量をもって発熱するので蓄熱を生じる。そのため非通紙域Bに対応するベルト41部分が通紙域Aに対応する部分よりも温度が上がるいわゆる非通紙部昇温現象を生じる。そして、このベルト41の非通紙部昇温によりベルト41に当接する加圧ローラ50も非通紙部対応部分が通紙部対応部分よりも昇温する。
加熱部材を高速昇温させるために、加熱部材の肉厚を薄くして熱容量を小さくすると、加熱部材の軸直角断面の断面積がきわめて小さくなるために、軸方向への熱伝導が良好でない。この傾向は薄肉なほど顕著であり、熱伝導率の低い樹脂等の材質ではさらに低くなる。これは、熱伝導率をλ、2点間の温度差をθ1−θ2、長さをLとしたとき、単位時間に伝わる熱量Qは、Q=λ・f(θ1ーθ2)/L、で表されるというフーリエの法則からも明らかである。
このことは、加熱部材の長手方向長さいっぱいの記録紙、すなわち最大通紙幅の記録紙(大サイズ紙)を通紙して定着させる場合には問題ない。しかし、それよりも幅の小さい小サイズ紙を連続で通紙させる場合には、加熱部材の非通紙域における温度が温調温度よりも上昇し、通紙域における温度と非通紙域における温度との温度差が極めて大きくなってしまう(非通紙部昇温)。
したがって、このような加熱部材の非通紙部昇温のために、樹脂材料からなる周辺部材の耐熱寿命が低下したり、熱的損傷を被ったりするおそれがある。さらには、小サイズ紙を連続で通紙させた直後にそれよりも大きき幅サイズの記録紙を通紙したときに、部分的な温度ムラによる紙シワや、定着ムラが生じるおそれがある。
このような通紙域と非通紙域との温度差は、搬送される記録紙の熱容量が大きく、スループット(単位時間あたりのプリント枚数)を高くするほど広がることになる。このため、薄肉で低熱容量の加熱部材により加熱装置を構成する場合に、スループットの高い複写機などへの適用を困難にしていた。
本実施例においては、小サイズ紙を通紙する場合に、ユニット60の分割可動コア63aの選択的な移動制御と、加圧ローラ50に対する均熱ローラ70の脱着制御とを組み合わせて非通紙部昇温を適切に抑制するようにしている。以下、これについて説明する。
a)分割可動コア63aの移動制御による非通紙部昇温の抑制
前述したように、ユニット60のコア63は、ベルト41の長手方向に沿って配設されており、かつ、図7のように長手方向で複数に分割されて個々にベルとの距離を変化させる方向に単独で移動可能な分割可動コア63aを有している。そして、制御回路部100で制御されて、個々の分割可動コア63aを移動させるコア移動機構65を有する。
前述したように、ユニット60のコア63は、ベルト41の長手方向に沿って配設されており、かつ、図7のように長手方向で複数に分割されて個々にベルとの距離を変化させる方向に単独で移動可能な分割可動コア63aを有している。そして、制御回路部100で制御されて、個々の分割可動コア63aを移動させるコア移動機構65を有する。
そして、制御回路部100は、装置に通紙される記録紙が、小サイズ紙である場合には、分割可動コア63aのうち、通紙される小サイズ紙の通紙域Aに対応する分割可動コアについては第1の距離位置Dに位置させる。それ以外の分割可動コアについては第2の距離位置Eに位置させるようにコア移動機構65を制御する。
本実施例においては、個々のコア63aは機構65により、図4のように、コイル41に対して間隔0.5mmで接近している第1の距離位置Dと、図5のように、コイル41に対して間隔10mmと離れている第2の距離位置Eとに移動可能である。コア63aが第1の距離位置Dにあるときはそのコアが対応しているベルト41部分の発熱効率は非常に高い。これに対して、コア63aが第2の距離位置Eにあるときはそのコアが対応しているベルト41部分の発熱効率は低下する。
即ち、種々の紙サイズ、例えばハガキ、A5、B4、A4、A3ノビサイズの非通紙部昇温の回避に対応できるよう、通紙端部の領域において、外側磁性体コア63は記録紙搬送方向に直交する方向で複数に分割63aされている。非通紙域においては外側磁性体コアが励磁コイル6から離れる方向に移動し、定着ベルト41に通過する磁束密度を弱めている。本実施例においては、励磁コイル62の長手方向の内径は352mm、外径は392mmである。外側磁性体コア63の分割可動コア63aは長手方向に10mmの幅を持ち、1.0mmの間隔を開けて配置されている。
制御回路部100は、プリントジョブが開始すると、通紙される記録紙のサイズ入力値を読み取る。通紙される記録紙が大サイズ紙である場合には、分割可動コア63aの全てを第1の距離位置Dに位置させるように機構65を制御する。小サイズ紙である場合には、分割可動コア63aのうち、通紙される小サイズ紙の通紙域Aに対応する分割可動コアについては第1の距離位置Dに位置させ、それ以外の分割可動コアについては第2の距離位置Eに位置させるように機構65を制御する。
これにより、ベルト41の非通紙域Bに対応する部分の発熱効率が通紙部Aに対応する部分よりも低下することにより、ベルト41および加圧ローラ50の非通紙部昇温が抑制される。
b)均熱ローラ70の脱着制御による非通紙部昇温の抑制
本実施例においては、A4紙を30枚以上通紙した場合に、均熱ローラ70を加圧ローラ50に当接させることにしている。
本実施例においては、A4紙を30枚以上通紙した場合に、均熱ローラ70を加圧ローラ50に当接させることにしている。
均熱ローラ70は加圧ローラ50に接触しベルト41および加圧ローラ50の表面の熱移動を補助してベルト41および加圧ローラ50の表面温度を均一にする。つまり、均熱ローラ70はベルト41および加圧ローラ50の軸方向の温度分布ムラを抑制する。クリーニング装置80は均熱ローラ70の表面についたトナーや紙粉を清掃するために設けられている。
即ち、制御回路部200は、定着ニップ部Nに記録紙Pが連続して所定枚数値の値以上送られた場合には(定着処理回数が第1の値に到達したとき)、均熱ローラ70が加圧ローラ50に着状態となり、均熱ローラ70にクリーニング装置80が着状態になるように制御する。その後の定着処理を継続させる。
このように、均熱ローラ70及び均熱ローラ70にクリーニングシート80−1を当接する系において、30枚未満の画像形成ジョブが続いた場合を考える。比較例として、例えば、10枚のジョブが20000枚分続いた場合を考えると、紙の種類によっては、紙の顛量などで、ベルト41や加圧ローラ50が汚れて、画像に汚れが転移してしまう場合があった。
それは、本実施例においては、前述のように30枚未満のジョブにおいては、均熱ローラ70が加圧ローラ50に着しないので、10枚のジョブを、合計20000枚送られても、均熱ローラ50が着しない。したがって、ベルト41や加圧ローラ50上の汚れを清掃できないためである。この様な汚れは、紙がぎりぎり通らない、紙のコバ部で起こることがある。その場合には、紙自体が汚れを持っていくことも期待できない。
そこで、本実施例においては、10枚ジョブが、100枚分続いた場合に、そのジョブ後に、均熱ローラ70を着させて、均熱ローラ70に当接したクリーニングシート80−1で、紙の顛量などの汚れをクリーニングすることにした。本実施例においては、10枚分の0.1mmのクリーニングシート80−1を送ることにした。この場合、10枚のジョブを10セット送った後の100枚ジョブ後に0.1mmのクリーニングシート80−1を送ることを繰り返すことで、最終的に20000枚分通紙しても、画像の汚れは発生しないことが確認できた。
図10は上記の制御のフローチャートである。制御回路部(カウンタ)100は、均熱ローラ70を加圧ローラ50に当接させないで通紙した枚数をカウントしておき、カウント数(カウント値)が所定の枚数(第1の値よりも多い第2の値)に達した場合に所定の時間だけ均熱ローラ70を加圧ローラ50に当接させベルト41と加圧ローラ50を回転させる。これによりベルト41と加圧ローラ50の表面の異物の付着を抑えることが出来る。図11に、本実施例における均熱ローラ70の脱着の様子と、比較例の均熱ローラの脱着の様子を示す。
以上の説明は、30枚未満のジョブにおいては、均熱ローラ70は、着しないとして説明した。しかし均熱ローラ70の制御として、非通紙部昇温を考慮して、ジョブ間の時間が所定の時間よりも短い場合には、30枚未満のジョブであっても、均熱ローラ70を着する制御も考えられる。その場合には、ジョブ中に均熱ローラ70が着するとともに、均熱ローラ70にクリーニング装置80が着する。したがって、ジョブ中にクリーニングシート80−1が送られ、前述のようにジョブ後にクリーニングシート80−1を送る必要はない。
上記の制御をまとめると次のとおりである。制御回路部100は、定着処理回数が第1の値/枚数(本例では30枚)未満の記録紙をニップ部Nに送るジョブだけが断続的に実行された場合には、それらのジョブの記録紙の枚数をカウンタによって積算する。その積算枚数値(カウント値)が第1の値よりも多い第2の値/枚数(本例では100枚)以上となったら、非定着処理時(定着処理終了後)に所定の時間に亘り、均熱ローラ70を加圧ローラ50に当接させる。そして、加圧ローラ50(ベルト41)を所定時間回転させる制御モードを実行する。その際、均熱ローラ70は加圧ローラ50に従動回転し、加圧ローラ50(ベルト41)のクリーニング工程が行われる。そして、均熱ローラ70が加圧ローラ50に当接したことによって、均熱ローラ70にクリーニング装置80が当接するようになる。また、制御回路部100は前記制御モードにおいてクリーニング手段80のクリーニングシート80−1を所定の送り量だけ送る制御をする。
上記のような、均熱ローラ70を、本来の機能の他に、クリーニングローラとしても活用するための制御モードが実行されることにより、均熱ローラ70が当接しないで記録紙Pが通紙される状態が続いてもベルト41や加圧ローラ50の汚れに起因する画像乱れを生じさせない。
[実施例2]
本実施例2において画像形成装置の概略は実施例1と同様である。本実施例において画像形成装置には装置が置かれた環境の温湿度を検知する環境センサ90(図2、図3)が配設されている。この環境センサ90で検知される環境の温湿度情報が制御回路部200に入力する。そして、制御回路部200は、前記制御モードにおいてクリーニング手段80のクリーニングシート80−1の所定の送り量を環境センサ90で検知される温湿度によって変更する。以下、具体的に説明する。
本実施例2において画像形成装置の概略は実施例1と同様である。本実施例において画像形成装置には装置が置かれた環境の温湿度を検知する環境センサ90(図2、図3)が配設されている。この環境センサ90で検知される環境の温湿度情報が制御回路部200に入力する。そして、制御回路部200は、前記制御モードにおいてクリーニング手段80のクリーニングシート80−1の所定の送り量を環境センサ90で検知される温湿度によって変更する。以下、具体的に説明する。
画像形装置の置かれた環境によって記録紙から出てくる紙粉の量は異なる。絶対水分量の多い環境の場合、紙からの発生する紙粉量は少なく、絶対水分量の少ない環境の場合、紙から発生する紙粉量は多くなる。クリーニングシート80−1の送り量を減らせば、それだけ長期間使用、クリーニングシートを交換せずに画像形成装置を、稼働させることができる。
そこで、制御回路部100は絶対水分量の少ない環境1(例えば室温23℃湿度5%)よりも、絶対水分量の多い環境2(例えば.室温30℃湿度80%)において、クリーニング装置80におけるクリーニングシート80−1のシート送り量を少なくする。これにより、クリーニングシート80−1を交換せずに、より長く画像形成装置を稼働させることができるようになる。
10枚のジョブが20000枚分続いた場合を考える。本実施例2においては、環境1では、A4サイズ100枚分毎に、ジョブ後において、均熱ローラを加圧ローラに当接させて0.1mm分クリーニングシートを送ることとした。
しかし、環境2では、A4サイズ1000枚分毎に、ジョブ後において、均熱ローラを加圧ローラに当接させて0.1mm分クリーニングシートを送ることとした。
この様にクリーニングシート80−1を送っても、それぞれの環境において、特に画像不良は出ないことが確認できた。
[実施例3]
本実施例3において画像形成装置の概略は実施例1と同様である。本実施例においては、制御回路部200は、前記制御モードにおいてクリーニング手段80のクリーニングシート80−1の所定の送り量を装置に通紙される記録紙の種類によって変更することを特徴とする。以下、これについて説明する。
本実施例3において画像形成装置の概略は実施例1と同様である。本実施例においては、制御回路部200は、前記制御モードにおいてクリーニング手段80のクリーニングシート80−1の所定の送り量を装置に通紙される記録紙の種類によって変更することを特徴とする。以下、これについて説明する。
本実施例においては、ユーザーが使用する記録紙の種類を画像形成装置の操作部101や外部ホスト装置102から入力することができる。その情報を受け取った制御回路部200がクリーニングシートの所定の送り量を変更する。
普通紙に比べるとコート紙は紙粉量が少なくなる。したがってコート紙の場合はクリーニングシート80−1の送り量を減らせば、それだけ長期間使用、クリーニングシートを交換せずに画像形成装置を稼働させることができる。
そこで、制御回路部200は普通紙よりも、コート紙において、クリーニング装置80におけるクリーニングシート80−1のシート送り量を少なくする。これにより、クリーニングシート80−1を交換せずに、より長く画像形成装置を稼働させることができるようになる。
10枚のジョブが20000枚分続いた場合を考える。本実施例3においては、普通紙では、A4サイズ100枚分毎に、ジョブ後において、均熱ローラを加圧ローラに当接させて0.1mm分クリーニングシートを送ることとした。
しかし、コート紙では、A4サイズ10000枚分毎に、ジョブ後において、均熱ローラを加圧ローラに当接させて0.1mm分クリーニングシートを送ることとした。
この様にクリーニングシート80−1を送っても、それぞれの紙種において、特に画像不良は出ないことが確認できた。
[その他の事項]
1)実施例においては、均熱ローラ70を、定着処理(ニップ部を形成する)を行う一対の回転体のうち、一方の回転体である加圧ローラ50に接離可能に設けた構成であるが、他方の回転体であるベルト41に接離可能に設けた構成とすることも出来る。
1)実施例においては、均熱ローラ70を、定着処理(ニップ部を形成する)を行う一対の回転体のうち、一方の回転体である加圧ローラ50に接離可能に設けた構成であるが、他方の回転体であるベルト41に接離可能に設けた構成とすることも出来る。
2)ベルト41は複数の張架部材間に懸回張設して循環移動させる可撓性を有するエンドレスベルト部材にすることも出来る。また、回転体であるベルト41をローラ体にすることも出来る。
3)回転体である加圧ローラ50をエンドレスベルト体にした構成にすることも出来る。
4)定着処理(ニップ部を形成する)を行う一対の回転体41と50は共に加熱される回転体とすることも出来る。
5)回転体41、または回転体41と回転体50を加熱する加熱機構としては、上述した電磁誘導加熱機構に限られない。ハロゲンヒータ、赤外線ランプ、セラミックヒータなど他の加熱機構を使用する構成とすることも出来る。
6)本発明に係る定着装置200として、次のような形態としても使用することができる。具体的には、記録紙に定着された画像を再加熱することにより画像の光沢度を向上させる光沢付与装置(この場合も定着装置と呼ぶ)としても有効に使用することが出来る。
200・・定着装置、41・・定着ベルト、50・・加圧ローラ、N・・ニップ部(定着ニップ部)、70・・均熱ローラ(吸熱回転体・熱移動回転体)、80・・クリーニング装置、100・・制御部、P・・シート、t・・画像
Claims (19)
- シート上のトナー像をその間のニップ部において熱定着する第1及び第2の回転体と、
前記第1の回転体との当接により前記第1の回転体から吸熱する吸熱回転体と、
前記吸熱回転体を前記第1の回転体に接離させる接離機構と、
前記吸熱回転体が前記第1の回転体に当接することなく定着処理が連続して実行された回数をカウントするカウンタと、
前記接離機構により前記吸熱回転体を前記第1の回転体に当接させて所定時間回転させるモードを非定着処理時に実行させるか否かを前記カウンタの出力に応じて制御する制御部と、を有する
ことを特徴とする定着装置。 - 前記制御部は、複数の所定のシートに対する定着処理回数が第1の値に到達したとき前記吸熱回転体を前記第1の回転体に当接させ、その後の定着処理を継続させる、また、前記カウンタによるカウント値が前記第1の値よりも多い第2の値に到達しているとき前記モードを実行させることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
- 前記所定のシートは装置に使用可能な最大幅のシートよりも幅狭のシートであることを特徴とする請求項2に記載の定着装置。
- 前記吸熱回転体をクリーニングするクリーニング部材を有することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の定着装置。
- 前記クリーニング部材は巻き取り式のクリーニングウェブを有し、前記クリーニングウェブは前記吸熱回転体が前記第1の回転体から離間する動作に伴い前記吸熱回転体から離間する位置関係となるように配置されていることを特徴とする請求項4に記載の定着装置。
- 前記吸熱回転体は前記第1の回転体における熱の移動を促進させる機能を有することを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の定着装置。
- 前記吸熱回転体は芯金にトナー離型層が被覆されたローラであることを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の定着装置。
- シート上のトナー像をその間のニップ部において熱定着する第1及び第2の回転体と、
前記第1の回転体との当接により前記第1の回転体から吸熱する吸熱回転体と、
前記吸熱回転体を前記第1の回転体に接離させる接離機構と、
前記接離機構の動作を定着処理回数に応じて制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、複数の所定のシートに対する定着処理回数が第1の値に到達したとき前記吸熱回転体を前記第1の回転体に当接させ、その後の定着処理を継続させる、また、前記吸熱回転体が前記第1の回転体に当接することなく実行された定着処理回数が前記第1の値よりも多い第2の値に到達しているとき、非定着処理時に前記吸熱回転体を前記第1の回転体に当接させて所定時間回転させる、ことを特徴とする定着装置。 - 前記制御部は、前記吸熱回転体を前記第1の回転体に当接させて所定時間回転させる動作は、定着処理終了後、前記第1の回転体の回転を停止させることなく引き続き実行させることを特徴とする請求項8に記載の定着装置。
- 前記所定のシートは装置に使用可能な最大幅のシートよりも幅狭のシートである請求項8又は9に記載の定着装置。
- 前記吸熱回転体をクリーニングするクリーニング部材を有することを特徴とする請求項8乃至10の何れか一項に記載の定着装置。
- 前記クリーニング部材は巻き取り式のクリーニングウェブを有し、前記クリーニングウェブは前記吸熱回転体が前記第1の回転体から離間する動作に伴い前記吸熱回転体から離間する位置関係となるように配置されていることを特徴とする請求項11に記載の定着装置。
- 前記吸熱回転体は前記第1の回転体における熱の移動を促進させる機能を有することを特徴とする請求項8乃至12の何れか一項に記載の定着装置。
- 前記吸熱回転体は芯金にトナー離型層が被覆されたローラであることを特徴とする請求項8乃至13の何れか一項に記載の定着装置。
- シート上のトナー像をニップ部において加熱するエンドレスベルトと、
前記エンドレスベルトを回転駆動するとともに前記エンドレスベルトと協働して前記ニップ部を形成する駆動回転体と、
前記駆動回転体との当接により前記駆動回転体における熱の移動を促進させる熱移動回転体と、
前記熱移動回転体を前記駆動回転体に接離させる接離機構と、
前記接離機構の動作を定着処理回数に応じて制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、装置に使用可能な最大幅のシートよりも幅狭の複数の所定のシートに対する定着処理回数が第1の値に到達したとき、前記熱移動回転体を前記駆動回転体に当接させてその後の定着処理を継続させる、また、前記熱移動回転体が前記駆動回転体に当接することなく定着処理回数が前記第1の値よりも多い第2の値以上に到達しているとき、定着処理終了後に前記熱移動回転体を前記駆動回転体に当接させて所定時間回転させることを特徴とする定着装置。 - 前記制御部は、前記熱移動回転体を前記駆動回転体に当接させて所定時間回転させる動作は、定着処理終了後、前記駆動回転体の回転を停止させることなく引き続き実行させることを特徴とする請求項15に記載の定着装置。
- 前記熱移動回転体をクリーニングするクリーニング部材を有することを特徴とする請求項15又は16に記載の定着装置。
- 前記クリーニング部材は巻き取り式のクリーニングウェブを有し、前記クリーニングウェブは前記熱移動回転体が前記第1の回転体から離間する動作に伴い前記熱移動回転体から離間する位置関係となるように配置されている請求項17に記載の定着装置。
- 前記熱移動回転体は芯金にトナー離型層が被覆されたローラである請求項15乃至18の何れか一項に記載の定着装置。
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