JP2021028665A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動作時に清掃手段を回転させたとき回収トナーに作用する遠心力が回収トナーの付着力より小さい場合に比べ、清掃手段が保持する回収トナーの除去性を向上させる。【解決手段】回転する第１定着手段と、前記第１定着手段に圧接して回転しトナーからなる画像を記録媒体に定着するニップ部を形成する第２定着手段と、前記第１及び第２定着手段の少なくとも一方を加熱する加熱手段と、前記第１及び第２定着手段の少なくとも一方の表面に接触して回転しつつ清掃する清掃手段と、を備え、前記清掃手段に対する前記トナーの付着力より前記トナーに作用する遠心力が大きくなる速度で前記清掃手段を回転させる清掃動作を行う。【選択図】図１０

Description

この発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。

従来、定着装置に関する技術としては、例えば、クリーニング部材の汚れ具合を判定して適時の交換を可能としたり、クリーニング部材の汚れを抑制するものが既に提案されている（特許文献１、２等）。

特許文献１は、予め設定された所定のタイミングにおいて、定着ローラの回転速度を、印字処理中の回転速度より予め設定された一定速度だけ高速回転させる駆動制御手段と、定着ローラの駆動源の負荷トルクを検出する負荷トルク検出手段と、駆動制御手段による高速回転中において負荷トルク検出手段により検出された負荷トルクに基づき、クリーニング部材の汚れ具合を判定する判定手段とを備えるものである。

特許文献２は、クリーニング部材の表面に付着した付着物を掻き取ることにより除去するリフレッシュ手段を設けたものである。

特開２００８−２２５２２１号公報 特開２００５−０１７８０７号公報

この発明の目的は、動作時に清掃手段を回転させたとき回収トナーに作用する遠心力が回収トナーの付着力より小さい場合に比べ、清掃手段が保持する回収トナーの除去性を向上させることにある。

請求項１に記載された発明は、回転する第１定着手段と、
前記第１定着手段に圧接して回転しトナー像を記録媒体に定着するニップ部を形成する第２定着手段と、
前記第１及び第２定着手段の少なくとも一方を加熱する加熱手段と、
前記第１及び第２定着手段の少なくとも一方の表面に接触して回転しつつ清掃する清掃手段と、
を備え、
前記清掃手段に対する前記トナーの付着力より前記トナーに作用する遠心力が大きくなる速度で前記清掃手段を回転させる動作を行う定着装置である。
ここで、清掃手段に対するトナーの付着力よりトナーに作用する遠心力が大きくなる速度で清掃手段を回転させる動作を行う時期は、清掃動作モード時に限らず、画像形成時も含むものである。

請求項２に記載された発明は、前記動作は、前記清掃手段を定着時より高い温度に加熱して行う請求項１に記載の定着装置である。

請求項３に記載された発明は、前記定着時より高い温度は、前記清掃手段により清掃された前記トナーの凝集力が、前記清掃手段に対する前記トナーの付着力より小さくなる温度である請求項２に記載の定着装置である。

請求項４に記載された発明は、前記動作時における前記清掃手段の回転速度は、定着時の最も速い速度より速い速度である請求項１に記載の定着装置である。

請求項５に記載された発明は、前記定着装置を駆動する駆動源は、清掃動作時、前記定着装置以外と切り離される請求項４に記載の定着装置である。

請求項６に記載された発明は、前記清掃手段に接触して清掃する第２清掃手段を更に備え、
前記清掃手段の表面はゴム材料からなり、前記第２清掃手段の表面は金属材料からなる請求項１に記載の定着装置である。

請求項７に記載された発明は、記録媒体にトナー像を形成する画像形成手段と、
前記記録媒体に形成された前記トナー像を定着する定着手段と、
を備え、
前記定着手段として請求項１乃至６のいずれかに記載の定着装置を用いた画像形成装置である。

請求項１に記載された発明によれば、動作時に清掃手段を回転させたとき回収トナーに作用する遠心力が回収トナーの付着力より小さい場合に比べ、清掃手段が保持する回収トナーの除去性を向上させることができる。

請求項２に記載された発明によれば、動作時、清掃手段を定着時より高い温度に加熱しない場合に比べ、清掃手段が保持する回収トナーの除去性を向上させることができる。

請求項３に記載された発明によれば、定着時より高い温度は、清掃手段により清掃されたトナーの凝集力が、清掃手段に対するトナーの付着力より大きくなる温度である場合に比べ、回収トナーの除去性を向上することができる。

請求項４に記載された発明によれば、動作時の回転速度が、定着時の最も速い速度と同等かそれ以下である場合に比べ、回収トナーの除去性を向上することができる。

請求項５に記載された発明によれば、定着装置を駆動する駆動源が、動作時、定着装置以外と接続されている場合に比べ、定着装置以外に高速回転駆動の影響が及ぶのを抑制できる。

請求項６に記載された発明によれば、清掃手段に接触して清掃する第２清掃手段を備えない場合に比べ、清掃手段により除去した回収トナーを第２清掃手段で保持することができる。

請求項７に記載された発明によれば、定着部として請求項１乃至６のいずれかに記載の定着装置を用いない場合に比べ、清掃手段が保持する回収トナーの除去性を向上させることができる。

この発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置を示す概略構成図である。 トナーを示す模式図である。 この発明の実施の形態１に係る定着装置を示す断面構成図である。 この発明の実施の形態１に係る定着装置の要部を示す断面構成図である。 この発明の実施の形態１に係る定着装置を示す正面構成図である。 加圧部材及び支持部材を示す斜視構成図である。 清掃装置の構成を示す断面構成図である。 加熱ロール、清掃ロール及び回収ロールの濡れ性を示すグラフである。 加熱ロールの表面から清掃装置へのトナーの回収状態を示す説明図である。 この発明の実施の形態１に係る定着装置の要部を示す構成図である。 トナーの凝集力と温度の関係を示すグラフである。 この発明の実施の形態１に係る定着装置の動作を示す構成図である。 この発明の実施の形態２に係る定着装置を示す概略断面図である。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

[実施の形態１]
図１は、実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置の全体の概略を示している。なお、図中、矢印Ｘは水平方向に沿った幅方向を、Ｙは水平方向に沿った奥行方向を、Ｚは鉛直方向をそれぞれ示している。

＜画像形成装置の全体の構成＞
画像形成装置１は、例えばカラープリンタとして構成されたものである。この画像形成装置１は、図１に示されるように、現像剤を構成するトナーで現像されるトナー像を形成する複数の作像装置１０と、各作像装置１０で形成されたトナー像をそれぞれ保持して最終的に記録媒体の一例としての記録用紙５に二次転写する二次転写位置まで搬送する中間転写装置２０と、中間転写装置２０の二次転写位置に供給すべき所要の記録用紙５を収容して搬送する給紙装置５０と、中間転写装置２０で二次転写された記録用紙５上のトナー像を定着させる本実施の形態に係る定着手段の一例としての定着装置４０等を備えている。符号１ａは、支持構造部材や外装カバー等で形成される装置本体を示している。

この実施の形態１では、複数の作像装置１０と中間転写装置２０が、記録媒体にトナー像を形成する画像形成手段を構成している。なお、画像形成手段は、単一の作像装置を備え、中間転写装置を介さず作像装置から記録媒体にトナー像を直接形成するよう構成したものであっても良い。

作像装置１０は、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナー像をそれぞれ専用に形成する４つの作像装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋで構成されている。これらの４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、装置本体１ａの内部空間において水平方向Ｘに対して傾斜した状態で１列に配置されている。

各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、図１に示されるように、回転する像保持手段の一例としての感光体ドラム１１を備えており、この感光体ドラム１１の周囲に、次のような各装置が主に配置されている。主な装置とは、感光体ドラム１１の像形成が可能な周面（像保持面)を所要の電位に帯電させる帯電装置１２と、感光体ドラム１１の帯電された周面に画像の情報（信号）に基づく光を照射して電位差のある（各色用の）静電潜像を形成する静電潜像形成手段の一例としての露光装置１３と、その静電潜像を対応する色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の現像剤のトナーで現像してトナー像にする現像手段の一例としての現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、その各トナー像を中間転写装置２０に転写する一次転写手段の一例としての一次転写装置１５と、一次転写後における感光体ドラム１１の像保持面に残留して付着するトナー等の付着物を取り除いて清掃するドラムクリーニング装置１６等である。なお、感光体ドラム１１や帯電装置１２等を示す符号は、イエロー（Ｙ）の作像装置１０Ｙにのみ付し、他の作像装置１０（Ｍ，Ｃ，Ｋ）では省略している。

感光体ドラム１１は、接地処理される円筒状又は円柱状の基材の周面に感光材料からなる光導電性層（感光層）を有する像保持面を形成したものである。この感光体ドラム１１は、図示しない駆動装置から駆動力が伝達されて矢印Ａで示す方向に回転するよう支持されている。

帯電装置１２は、感光体ドラム１１に接触した状態で配置される接触型の帯電ロールで構成される。帯電装置１２には帯電用電圧が供給される。帯電用電圧としては、現像装置１４が反転現像を行うものである場合、その現像装置１４から供給されるトナーの帯電極性と同じ極性の電圧又は電流が供給される。帯電装置１２の背面側には、帯電装置１２の表面を清掃するクリーニングロール１２１が接触した状態で配置されている。

露光装置１３は、感光体ドラム１１の軸方向に沿って配列された複数の発光素子としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode）により感光体ドラム１１に画像情報に応じた光を照射して静電潜像を形成するＬＥＤプリントヘッド等からなるものである。露光装置１３には、潜像形成時になると、画像形成装置１に任意の手段で入力される画像の情報（信号）が送信される。なお、露光装置１３としては、画像形成装置１に入力される画像の情報に応じて構成されるレーザ光を、帯電された後の感光体ドラム１１の周面に対して照射して静電潜像を形成するものを用いても良い。

現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）はいずれも、図１に示されるように、開口部と現像剤の収容室が形成された筐体１４０の内部に、現像剤を保持して感光体ドラム１１と向き合う現像領域まで搬送する現像ロール１４１と、現像剤を撹拌しながら現像ロール１４１を通過させるよう搬送するスクリューオーガー等の撹拌搬送部材１４２，１４３と、現像ロール１４１に保持される現像剤の量（層厚）を規制する層厚規制部材１４４などを配置して構成されたものである。この現像装置１４には、その現像ロール１４１と感光体ドラム１１の間に現像用電圧が図示しない電源装置から供給される。また、現像ロール１４１や撹拌搬送部材１４２，１４３は、図示しない駆動装置からの駆動力が伝達されて所要の方向に回転する。さらに、上記４色の現像剤（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）としては、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が使用される。

イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色のトナーＴ（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）としては、例えば、図２に示されるように、内部に粒状の色材３０１や低融点の合成樹脂３０２、あるいは潤滑剤などを分散させた通常の熱溶融性樹脂３０３を有し、その外周を通常の熱溶融性樹脂３０４で被覆し、外周面に帯電性や清掃性などを調整する機能性微粒子からなる外添剤３０５を添加したＥＡ（Emulsion Aggregation：乳化重合）トナーが用いられる。低融点の合成樹脂３０２や通常の熱溶融性樹脂３０３，３０４としては、例えば、ポリエステル樹脂が用いられる。ＥＡトナーＴは、数平均粒子径が約３〜５μｍ程度であり、略球形状に形成されている。潤滑剤としては、例えば、ステアリン酸、ラウリン酸、リシノール酸、オクチル酸などの脂肪酸と、リチウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛などの金属との化合物である脂肪酸金属塩が用いられる。

一次転写装置１５は、図１に示されるように、一次転写位置において感光体ドラム１１の周面に中間転写ベルト２１を介して接触し回転するとともに一次転写用電圧が供給される一次転写ロールを備えた接触型の転写装置である。一次転写用電圧としては、トナーの帯電極性と逆の極性を示す直流の電圧が図示しない電源装置から供給される。

ドラムクリーニング装置１６は、容器状の本体１６０の内部に配置されて残留トナー等の付着物を取り除いて清掃するクリーニングブレード１６１と、クリーニングブレード１６１で取り除いたトナー等の付着物を回収して図示しない回収システムに送り出すよう搬送するスクリューオーガー等の送出部材１６２などで構成されている。

中間転写装置２０は、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の上方の位置に存在するよう配置される。この中間転写装置２０は、感光体ドラム１１と一次転写装置１５（一次転写ロール）の間となる一次転写位置を通過しながら矢印Ｂで示す方向に循環移動する中間転写手段の一例としての中間転写ベルト２１と、中間転写ベルト２１をその内周から所望の状態に保持して循環移動可能に支持する複数のベルト支持ロール２２〜２５と、ベルト支持ロール２５に支持されている中間転写ベルト２１の外周面（像保持面）側に配置されて中間転写ベルト２１上のトナー像を記録用紙５に二次転写させる二次転写装置３０と、二次転写装置３０を通過した後に中間転写ベルト２１の外周面に残留して付着するトナー、紙粉等の付着物を取り除いて清掃するベルトクリーニング装置２６とで主に構成されている。

中間転写ベルト２１としては、例えばポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等の合成樹脂にカーボンブラック等の抵抗調整剤などを分散させた材料で製作される無端状のベルトが使用される。また、ベルト支持ロール２２は駆動ロールとして構成され、ベルト支持ロール２３は中間転写ベルト２１の走行位置を保持する面出しロールとして構成され、ベルト支持ロール２４は張力付与ロールとして構成され、ベルト支持ロール２５は二次転写のバックアップロールとして構成されている。

二次転写装置３０は、中間転写装置２０におけるベルト支持ロール２５に支持されている中間転写ベルト２１の外周面部分である二次転写位置において回転する二次転写ロール３１を備えている。二次転写ロール３１又は中間転写装置２０のベルト支持ロール２５には、トナーの帯電極性と逆極性又は同極性を示す直流の電圧が二次転写用電圧として供給される。

定着装置４０は、表面温度が予め定められた温度に保持されるよう加熱手段によって加熱される第１定着手段の一例としての加熱ロール４１と、この加熱ロール４１に所要の圧力で接触して回転する第２定着手段の一例としての加圧ベルト４２などを配置して構成されたものである。この定着装置４０では、加熱ロール４１と加圧ベルト４２が接触する接触部が未定着トナー像を記録用紙５に定着する所要の定着処理（加熱及び加圧）を行う定着ニップ部Ｎとなる。なお、定着装置４０については、後に詳述する。

給紙装置５０は、作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の下方の位置に存在するよう配置される。この給紙装置５０は、所望のサイズ、種類等の記録用紙５を積載板５１上に積載した状態で収容する単数（又は複数）の用紙収容体５２と、用紙収容体５２から記録用紙５を１枚ずつ送り出す送出装置５３とで主に構成されている。用紙収容体５２は、例えば、装置本体１ａの正面（使用者が操作時に向き合う側面）側に引き出すことができるよう取り付けられている。

記録用紙５としては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンタ等に使用される普通紙やトレーシングペーパー等の薄紙、あるいは合成樹脂（ＰＥＴなど）製の透明なフィルム状の媒体からなるＯＨＰシート等が挙げられる。定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、記録用紙５の表面もできるだけ平滑であることが好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等の坪量が相対的に大きい所謂厚紙なども好適に使用することができる。また、記録用紙５としては、表面に凹凸が形成されたエンボス紙などが用いられる。

給紙装置５０と二次転写装置３０との間には、給紙装置５０から送り出される記録用紙５を二次転写位置まで搬送する単数（又は複数）の用紙搬送ロール対５４や搬送ガイド材５５，５６で構成される給紙搬送路５７が設けられている。給紙搬送路５７において二次転写位置の直前の位置に配置される用紙搬送ロール対５４は、例えば記録用紙５の搬送時期を調整するロール（レジストロール）として構成される。

また、二次転写装置３０と定着装置４０との間には、二次転写装置３０から送り出される記録用紙５を定着装置４０まで搬送する搬送ガイド部材５８等で構成される用紙搬送路５９が設けられている。

定着装置４０の下流側には、定着装置４０によりトナー像が定着された記録用紙５を、装置本体１ａの上部に配置された用紙排出部６０に排出するための用紙搬送ロール対６１及び用紙排出ロール対６２や搬送ガイド材６３，６４等を備えた排出搬送路６５が設けられている。

図１中、符号１００は、画像形成装置１の動作を統括的に制御する制御手段の一例としての制御装置を示している。制御装置１００は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、あるいはこれらＣＰＵやＲＯＭ等を接続するバス、通信インターフェイスなどを備えて構成されている。

＜画像形成装置の基本的な動作＞
以下、画像形成装置１による基本的な画像形成動作について説明する。

ここでは、前記４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を使用して、４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像を形成するときの画像形成動作について説明する。なお、４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のうち、いずれか１つ以上の作像装置１０を使用して単色又は複数色のトナー像を組み合わせた画像を形成するときの画像形成動作も基本的には同様である。

画像形成装置１は、プリントの要求の指令情報を受けると、制御装置１００の制御によって、４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、中間転写装置２０、二次転写装置３０、定着装置４０等が始動する。

そして、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）においては、まず各感光体ドラム１１が矢印Ａで示す方向に回転し、各帯電装置１２が各感光体ドラム１１の表面を所要の極性（実施の形態１ではマイナス極性）及び電位に帯電させる。続いて、露光装置１３が、帯電後の感光体ドラム１１の表面に対し、画像形成装置１に入力される画像の情報を各色成分（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に変換して得られる画像の信号に基づいて発光される光を照射し、その表面に所要の電位差で構成される各色成分の静電潜像をそれぞれ形成する。

続いて、各現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が、感光体ドラム１１に形成された各色成分の静電潜像に対し、所要の極性（マイナス極性）に帯電された対応する色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナーをそれぞれ供給して静電的に付着させて現像を行う。この現像により、各感光体ドラム１１に形成された各色成分の静電潜像は、その対応する色のトナーでそれぞれ現像された４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像として顕像化される。

続いて、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光体ドラム１１上に形成された各色のトナー像が一次転写位置まで搬送されると、一次転写装置１５が、その各色のトナー像を中間転写装置２０の矢印Ｂで示す方向に回転する中間転写ベルト２１に対して順番に重ね合わせるような状態で一次転写させる。

また、一次転写が終了した各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）では、ドラムクリーニング装置１６が付着物を掻き取るように除去して感光体ドラム１１の表面を清掃する。これにより、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は次の作像動作が可能な状態となる。

続いて、中間転写装置２０では、中間転写ベルト２１の回転により一次転写されたトナー像を保持して二次転写位置まで搬送する。一方、給紙装置５０では、作像動作に合わせて所要の記録用紙５を給紙搬送路５７に送り出す。給紙搬送路５７では、レジストロールとしての用紙搬送ロール対５４が記録用紙５を転写時期に合わせて二次転写位置に送り出して供給する。

二次転写位置においては、二次転写ロール３１が、中間転写ベルト２１上のトナー像を記録用紙５に一括して二次転写させる。また、二次転写が終了した後の中間転写装置２０では、ベルトクリーニング装置２６が、二次転写後の中間転写ベルト２１の表面に残留したトナー等の付着物を取り除いて清掃する。

続いて、トナー像が二次転写された記録用紙５は、中間転写ベルト２１と二次転写ロール３１から剥離された後に用紙搬送路５９に沿って定着装置４０まで搬送される。定着装置４０では、回転する加熱ロール４１と加圧ベルト４２との間の定着ニップ部Ｎに二次転写後の未定着のトナー像を保持した記録用紙５を導入して通過させることにより、必要な定着処理（加熱及び加圧）を行い未定着のトナー像を記録用紙５に定着させる。定着が終了した後の記録用紙５は、排出搬送路６５を介して用紙排出ロール対６２により、装置本体１ａの上部に設けられた用紙排出部６０に排出される。

以上の動作により、４色のトナーＴ（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）からなるトナー像を組み合わせて形成されるフルカラー画像が出力される。

＜定着装置の構成＞
図３はこの実施の形態１に係る定着装置を示す断面構成図である。

定着装置４０は、図３に示されるように、断面略矩形の細長い箱体状に形成された装置ハウジング４３を備える。装置ハウジング４３の内部には、回転する第１定着手段の一例としての加熱ロール４１と、加熱ロール４１と接触して定着ニップ部Ｎを形成する第２定着手段の一例としての加圧ベルト４２が圧接された状態で配置されている。装置ハウジング４３は、その下端面に未定着トナー像Ｔｉが転写された記録用紙５を内部へ導入する導入口４３１を有している。導入口４３１の内部には、記録用紙５を加熱ロール４１と加圧ベルト４２が圧接する定着ニップ部Ｎへと案内するガイド板４３２が斜め上方へ向けて傾斜した状態で配置されている。また、装置ハウジング４３は、その上端面の左側端部に加熱ロール４１及び加圧ベルト４２によって定着処理が施された記録用紙５を外部へ排出する排出口４３３を有している。排出口４３３には、必要に応じて、記録用紙５を装置ハウジング４３の外部へ排出する図示しない出口ロール対が回転可能に設けられる。なお、記録用紙５は、搬送方向と交差する方向に沿った中央を基準（所謂センターレジ）として搬送される。

定着装置４０の定着ニップ部Ｎと排出口４３３の間に形成された搬送通路４３４には、記録用紙５の通過を検知する検知手段の一例としてのアクチュエータ４３５が右端部を支点として回転可能に設けられている。アクチュエータ４３５の回転動作は、図示しない光学センサ等によって記録用紙５の通過として検知される。

定着装置４０は、図３に示されるように、大別して、加熱ロール４１と、加熱ロール４１に対して接離可能に設けられた加圧ベルト４２を有する加圧ユニット４４を備えている。

加熱ロール４１は、図４に示されるように、ステンレスやアルミニウム、あるいは鉄（薄肉高張力鋼管）等の金属からなる円筒形状の芯金４１１と、芯金４１１の外周に被覆されたシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性を有する弾性体からなる弾性体層４１２と、弾性体層４１２の表面に薄く被覆されたポリテトラフロオロエチレン（ＰＴＦＥ）やパーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）等からなる離型層４１３を有している。加熱ロール４１の内部には、加熱手段（加熱源）の一例として外径が異なる２本のハロゲンランプ４１４ａ，４１４ｂが配置されている。

加熱ロール４１は、図５に示されるように、その長手方向（軸方向）に沿った両端部が装置ハウジング４３のフレーム４３８に軸受部材４３９を介して回転可能に支持されている。加熱ロール４１は、軸方向に沿った一端部に取り付けられた駆動ギアＧを介して駆動源の一例としての駆動モータＭにより矢印Ｃ方向（図４参照）に沿って所要の速度で回転駆動される。駆動モータＭは、定着装置４０以外に用紙搬送装置など他の画像形成手段をも駆動する。駆動モータＭと定着装置４０以外の他の画像形成手段との間には、駆動モータＭの回転駆動力を伝達及び遮断するクラッチＣＬが介在されている。なお、加圧ベルト４２は、回転駆動される加熱ロール４１に定着ニップ部Ｎにおいて圧接され従動回転する。

加熱ロール４１の回転速度、すなわち定着速度は、記録用紙５の坪量などに応じて高速、中速、低速など複数の速度に設定可能である。この実施の形態１では、加熱ロール４１の回転速度として一種類の定着速度のみが設定されている。この一種類の定着速度が定着装置４０における最も速い速度となる。

加熱ロール４１は、図３に示されるように、その表面温度が温度センサ４３７によって検知される。加熱ロール４１は、温度センサ４３７の検知結果に基づいてハロゲンランプ４１４ａ，４１４ｂへの通電を図示しないトライアック等を用いた温度制御回路によって制御することにより、その表面が所要の定着温度となるよう加熱される。

この実施の形態１では、定着時における加熱ロール４１の表面温度として、薄紙用の定着温度である１７０℃と、普通紙用の定着温度である１８０℃と、厚紙用の定着温度である１９０℃の複数（３種類）の温度が設定されている。ここで、普通紙とは、坪量が５２ｇ／ｍ^２以上１０５ｇ／ｍ^２以下の用紙をいい、厚紙とは、坪量が１０５ｇ／ｍ^２を超え且つ３５０ｇ／ｍ^２以下の用紙をいい、薄紙とは、坪量が５２ｇ／ｍ^２未満の用紙をいう。但し、記録用紙５の薄紙、普通紙及び厚紙の区分は、上記坪量に限定されるものではなく、他の坪量に基づいて区分されるものであっても勿論良い。

一方、加圧ユニット４４は、図４に示されるように、加圧ベルト４２と、加圧ベルト４２の内部に配置され、加圧ベルト４２を加熱ロール４１の表面に圧接させる加圧手段の一例である加圧部材４５と、同じく加圧ベルト４２の内部に配置され、加圧部材４５を支持するとともに加圧ベルト４２の周回軌道の一部において加圧ベルト４２を支持する支持手段の一例である支持部材４６と、支持部材４６が取り付けられる取付手段の一例としての第１及び第２の板金部材４７，４８と、加圧ベルト４２の長手方向に沿った両端部をそれぞれ回転可能に案内する案内手段の一例としての一対のガイド部材４９ａ，４９ｂと、加圧ベルト４２と加圧部材４５及び支持部材４６の間に介在されて摺動抵抗を低減するシートの一例としての摺動シートＳと、加圧ベルト４２の内部に配置され、加圧ベルト４２の内周面に付与される潤滑剤を保持する潤滑剤保持手段の一例としてのフェルト部材Ｆを備えている。

加圧ベルト４２は、可撓性を有する材料からなり、装着前の状態である自由形状が薄肉円筒形の無端状ベルトとして構成されている。加圧ベルト４２は、基材層と、基材層の表面に被覆された弾性体層と、弾性体層の表面に被覆された離型層とを備える。また、加圧ベルト４２は、基材層と、基材層の表面に直接被覆された離型層とから構成しても良い。基材層は、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド等の耐熱性を有する合成樹脂や、ステンレス、ニッケル、銅等の金属によって形成される。弾性体層は、耐熱性を有するシリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性体からなる。離型層は、ポリテトラフロオロエチレン（ＰＴＦＥ）やパーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）等によって形成される。加圧ベルト４２は、例えば、その厚さが５０〜２００μｍ程度に設定可能である。

加圧部材４５は、図４に示されるように、加圧ベルト４２を加熱ロール４１の表面に向けて加圧する加圧パッド４５１と、加圧パッド４５１を固定する固定部材４５２とを備えている。

加圧パッド４５１は、図６に示されるように、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性を有する弾性体から断面矩形の細長い直方体状に形成されている。加圧パッド４５１は、固定部材４５２の加熱ロール４１側の表面に形成された凹所４５２ａに接着等の手段により固定した状態で設けられている。

一方、固定部材４５２は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド等の耐熱性及び剛性を有する合成樹脂、あるいは鉄やアルミニウム、ステンレス等の金属を材料として、加圧パッド４５１よりも高い剛性を有するよう構成されている。

固定部材４５２は、図６に示されるように、加熱ロール４１側の端面が加熱ロール４１と反対側の端面より長く、且つ厚さが相対的に薄い断面略台形状に形成されている。固定部材４５２の加熱ロール４１と対向する面には、上述したように、加圧パッド４５１を収容するための凹所４５２ａが略全長にわたり設けられている。固定部材４５２は、接着やネジを用いた締結等の手段によって支持部材４６に取り付けられている。

支持部材４６は、例えば、射出成形等により所要の断面形状に一体成形された耐熱性を有する合成樹脂からなる。耐熱性を有する合成樹脂としては、例えば、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、あるいはこれらの複合材料などが挙げられる。

支持部材４６は、図４及び図６に示されるように、断面略Ｈ字形状の長尺な剛体として構成されている。支持部材４６は、所要の厚さ及び幅を有する平板状に形成された本体４６１と、本体４６１から定着ニップ部Ｎの上流側及び下流側に向けてそれぞれ突出するよう一体的に設けられ、加圧ベルト４２を支持する第１及び第２の支持部４６２，４６３と、本体４６１から定着ニップ部Ｎの反対側へ向けてそれぞれ突出するよう一体的に設けられ、加圧ベルト４２を支持する第３及び第４の支持部４６４，４６５とを備えている。

第１及び第２の支持部４６２，４６３は、支持部材４６の本体４６１から定着ニップ部Ｎの上流側及び下流側に向けて延在する先端側へ向けて厚さが徐々に薄く設定された板状に形成されている。第１の支持部４６２は、加圧パッド４５１から定着ニップ部Ｎの加圧ベルト４２の移動方向に沿った上流側に所要の距離だけ離れて加圧ベルト４２の内周面を支持し、且つ加圧ベルト４２の移動方向を定着ニップ部Ｎの反対側から定着ニップ部Ｎへ向けた方向へと略９０度変化させる。第１の支持部４６２の外側面４６２ａは、ガイド部材４９ａ，４９ｂと同様に、加圧ベルト４２の内周面と接触して当該加圧ベルト４２を支持する。第１の支持部４６２の先端４６２ｂは、ガイド部材４９ａ，４９ｂと同じ面を形成するよう配置されている。

一方、第２の支持部４６３は、加圧パッド４５１から定着ニップ部Ｎの加圧ベルト４２の移動方向に沿った下流側に所要の距離だけ離れて加圧ベルト４２の内周面を支持し、且つ加圧ベルト４２の移動方向を定着ニップ部Ｎ側から定着ニップ部Ｎの反対側へ向けて略９０度変化させる。第２の支持部４６３の外側面４６３ａは、ガイド部材４９ａ，４９ｂと同様に加圧ベルト４２の内周面と接触して当該加圧ベルト４２を支持する。

また、第３の支持部４６４は、第２の支持部４６３を通過して定着ニップ部Ｎの反対側へ向けて移動する途中の加圧ベルト４２の内周面を部分的に支持する。第３の支持部４６４の先端面４６４ａは、ガイド部材４９ａ，４９ｂと同様に、第２の支持部４６３を通過して定着ニップ部Ｎの反対側へ向けて移動する加圧ベルト４２の内周面と部分的に接触して当該加圧ベルト４２を支持する。

また、第４の支持部４６５は、定着ニップ部Ｎの反対側から第１の支持部４６２へ向けて移動する加圧パッド４５１の内周面を部分的に支持する。第４の支持部４６５の先端面４６５ａは、ガイド部材４９ａ，４９ｂと同様に、定着ニップ部Ｎの反対側から定着ニップ部Ｎ側へ向けて移動する加圧ベルト４２の内周面と部分的に接触して当該加圧ベルト４２を支持する。

支持部材４６の本体４６１には、図４及び図６に示されるように、定着ニップ部Ｎと反対側の面に、第１及び第２の板金部材４７，４８の先端を嵌め合わせた状態で固定する固定用凹溝４６６，４６７が全長にわたり形成されている。固定用凹溝４６６，４６７の底部には、固定用凹溝４６６，４６７の幅よりも僅かに狭く形成された凸部４６６ａ，４６７ａが形成されている。固定用凹溝４６６，４６７の凸部４６６ａ，４６７ａは、第１及び第２の板金部材４７，４８の支持力を支持部材４６の本体４６１に確実に伝えるためのものである。支持部材４６の本体４６１が第１及び第２の板金部材４７，４８を固定する位置は、図４に示されるように、第１及び第２の板金部材４７，４８の中間に加熱ロール４１へ向けて引いた直線Ｌ１が加熱ロール４１の中心Ｏを通る方向と平行となるよう設定されている。また、加圧パッド４５１は、その幅方向に沿った中心が加熱ロール４１の中心Ｏを通る直線Ｌ１と略一致するよう配置されている。

第１及び第２の板金部材４７，４８は、例えば、ステンレスやアルミニウム、あるいは鉄等の金属製の板材を曲げ加工することにより構成される。第１及び第２の板金部材４７，４８は、図４に示されるように、加熱ロール４１の表面に対して略垂直に配置される垂直板部４７１，４８１と、垂直板部４７１，４８１の基端部に対して交差する方向であって互いに逆方向である近接する方向に折り曲げられた水平板部４７２，４８２とから断面Ｌ字形状に形成されている。第１及び第２の板金部材４７，４８は、その垂直板部４７１，４８１が互いに平行に配置される。第２の板金部材４８の垂直板部４８１は、第１の板金部材４７の垂直板部４７１より長さが長く設定されている。

第２の板金部材４８の水平板部４８２には、図４に示されるように、その外側面にフェルト部材Ｆが接着等の手段によって全長にわたり設けられている。フェルト部材Ｆは、加圧ベルト４２に張力を作用させた際に弾性変形して加圧ベルト４２を支持するよう比較的厚肉に形成されている。なお、図４では、便宜上、フェルト部材Ｆの変形前の状態を示している。

フェルト部材Ｆには、加圧ベルト４２の内周面に塗布された状態で供給するための潤滑剤が予め定められた量だけ含浸されている。潤滑剤としては、例えば、粘度が１００〜３５０ｃｓのアミノ変性シリコーンオイル等が用いられる。潤滑剤は、予めフェルト部材Ｆに含浸させることで、加圧ベルト４２の内周面に塗布供給されるが、これに限定されるものではなく、初期的に加圧ベルト４２の内周面に塗布した状態で供給されるよう構成しても良い。

ガイド部材４９ａ，４９ｂは、図５に示されるように、加圧ベルト４２の長手方向に沿った両端部にそれぞれ配置される。図５中、符号７１，７２はガイド部材４９ａ，４９ｂを支持する支持レバーをそれぞれ示している。

摺動シートＳは、細長い平面矩形状のシートからなる。摺動シートＳとしては、例えば、ポリテトラフロオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂からなる基層と、基層の表面又は表裏両面に積層されたガラス繊維やアラミド繊維等からなる織物や編物等からなる組織を備えたものが用いられる。また、摺動シートＳとしては、ガラス繊維やアラミド繊維等からなる織物や編物等からなる単層のみで構成したものであっても良い。摺動シートＳは、その厚さが１００〜２００μｍ程度に設定可能である。

摺動シートＳには、加圧ベルト４２の回転方向に沿った上側の端部に、長手方向に沿って図示しない長円形状の係止孔が複数開口されている。摺動シートＳは、図４に示されるように、図示しない複数の係止孔を支持部材４６の第１の支持部４６２の背面に設けられた係止凸部５１１に係止させることで装着される。摺動シートＳは、加圧ベルト４２の回転方向に沿った上流側が、支持部材４６の第１の支持部４６２の外側面４６２ａに沿った状態で、支持部材４６の第１の支持部４６２の先端４６２ｂを介して定着ニップ部Ｎへと至るよう配置されている。さらに、摺動シートＳは、加圧ベルト４２の回転方向に沿った下流側の端部が定着ニップ部Ｎを通過した後、支持部材４６の第２の支持部４６３の外側面４６３ａに沿って所要の長さだけ延在するよう配置されている。

ところで、この実施の形態１に係る定着装置４０では、図４に示されるように、加熱ロール４１の表面には、当該加熱ロール４１の表面に付着したトナーや記録用紙５の紙粉等を除去する第１の清掃装置８０が配置されている。第１の清掃装置８０は、加熱ロール４１の表面に所要の押圧力で接触する第１清掃手段の一例としての清掃ロール８１と、清掃ロール８１の表面に所要の押圧力で接触する第２清掃手段の一例としての回収ロール８２とを備えている。第１の清掃装置８０は、清掃ロール８１と回収ロール８２の双方を必ずしも備える必要はなく、清掃ロール８１及び回収ロール８２の一方のみから構成しても良い。

清掃ロール８１は、加熱ロール４１の外周面において、定着ニップ部Ｎ側に近い図中の下端部近傍に配置されている。ただし、清掃ロール８１の位置は、定着ニップ部Ｎ側に近い下端部に限定されるものではなく、加熱ロール４１の外周面における他の位置に配置しても勿論良い。

清掃ロール８１は、図７に示されるように、ステンレスや鉄、アルミニウム等からなる円柱形状の金属製芯金８１１の外周に、シリコーンゴムやフッ素ゴム等からなるゴム材料からなる被覆層８１２を所要の厚さとなるよう被覆して構成されている。この実施の形態１では、清掃ロール８１の被覆層８１２としてシリコーンゴムを用いている。

また、回収ロール８２は、ステンレスや鉄、アルミニウム等の金属材料あるいはフェノール樹脂等の合成樹脂などからなる中実円柱形状に形成されている。回収ロール８２の外周面８２ａは、トナーの回収性及び保持性を向上させるため、ブラスト加工等により粗面化処理が施されて予め定められた表面粗さを有している。この実施の形態１では、回収ロール８２として外周面８２ａにブラスト加工を施した外径が３〜４ｍｍ程度のステンレス製の中実円柱形状の部材を用いている。なお、回収ロール８２の外径は、清掃ロール８１より小さく設定されている。但し、回収ロール８２の外径は、清掃ロール８１と同等か又は清掃ロール８１より大きく設定しても良い。

加熱ロール４１、清掃ロール８１及び回収ロール８２は、図８に示されるように、その表面の濡れ性が加熱ロール＞清掃ロール＞回収ロールの順に悪くなるよう設定されている。すなわち、加熱ロール４１は、その表面の濡れ性が最も悪い。加熱ロール４１、清掃ロール８１及び回収ロール８２の表面の濡れ性は、表面自由エネルギーの大きさを示す指標であり、濡れ性が良い（表面自由エネルギーが大きい）程、トナーに対する付着力が大きい。したがって、加熱ロール４１、清掃ロール８１及び回収ロール８２のうち、トナーに対する付着力は回収ロール８２が最も大きく、次に清掃ロール８１が大きく、加熱ロール４１のトナーに対する付着力が最も小さい。そのため、加熱ロール４１の表面に付着したトナーは、より付着力の大きい清掃ロール８１へと転移し、清掃ロール８１に転移したトナーは、最終的に最も付着力の大きい回収ロール８２へと転移して回収され蓄積される。

加熱ロール４１、清掃ロール８１及び回収ロール８２の表面の濡れ性を水の接触角で示せば、加熱ロール４１の表面層である離型層４１３を構成するパーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）は、約１０９度、清掃ロール８１の被覆層８１２を構成するシリコーンゴムは、約８０〜９０度、回収ロール８２を形成するステンレスは、約８０度である。回収ロール８２は、ステンレスからなることに加えて、その外周面８２ａにブラスト処理が施されており更に濡れ性が向上している（水の接触角が小さい）。因みに、回収ロール８２の材料として使用可能なアルミニウムは、水の接触角が約４．６度と非常に小さく濡れ性に優れている。

第１の清掃装置８０は、図４に示されるように、清掃ロール８１及び回収ロール８２の外周を覆うトナー回収手段の一例としてのトナー回収容器８３を備えている。トナー回収容器８３は、加熱ロール４１と対向する側に清掃ロール８１が加熱ロール４１の表面に接触するのを許容する開口部８３１を有している。トナー回収容器８３は、合成樹脂等からなり、清掃ロール８１及び回収ロール８２の外周を覆う断面矩形状の箱体として形成されている。トナー回収容器８３は、清掃ロール８１及び回収ロール８２の軸方向に沿って全長にわたり設けられている。

また、この実施の形態１に係る定着装置４０では、加圧ベルト４２の外周面を清掃する第２の清掃装置９０が設けられている。第２の清掃装置９０は、加圧ベルト４２の表面に所要の押圧力で接触する第１清掃手段の一例としての清掃ロール９１と、清掃ロール９１の表面に所要の押圧力で接触する第２清掃手段の一例としての回収ロール９２とを備えている。第２の清掃装置９０は、清掃ロール９１と回収ロール９２の双方を必ずしも備える必要はなく、清掃ロール９１及び回収ロール９２の一方のみから構成しても良い。清掃ロール９１は、加圧ベルト４２の外周面において、定着ニップ部Ｎ側に近い図中の下端部近傍に配置されている。

清掃ロール９１及び回収ロール９２は、上述した清掃ロール８１及び回収ロール８２と同様に構成されている。また、第２の清掃装置９０は、トナー回収容器９３を備えている。トナー回収容器９３は、加圧ベルト４２と対向する側に清掃ロール９１が加圧ベルト４２の表面に接触するのを許容する開口部９３１を有している。

清掃ロール９１は、支持部材４６の第１の支持部４６２の外側面に加圧ベルト４２を介して接触するよう配置されている。

このように、加圧ベルト４２に対して第２の清掃装置９０を設けることにより、加圧ベルト４２の表面に付着したトナー等を加熱ロール４１に一旦転移させてから、加熱ロール４１の第１の清掃装置８０によって除去することなく、加圧ベルト４２の第２の清掃装置９０により直ちに除去することができる。

ところで、定着装置４０では、図３に示されるように、定着動作時、未定着トナー像Ｔｉを保持した記録用紙５が定着ニップ部Ｎを通過することにより定着処理が行われる。その際、記録用紙５に保持された未定着トナー像Ｔｉは、定着ニップ部Ｎにおいて加熱ロール４１の表面と接触する。しかし、未定着トナー像Ｔｉを構成するトナーのうち、加熱ロール４１の表面に転移（オフセット）するトナーは、記録用紙５に対する付着力が圧倒的に大きいため、略ゼロであるか転移したとしても極僅かである。

加熱ロール４１の表面に転移した極僅かなトナーは、加熱ロール４１の回転に伴って清掃ロール８１が接触する清掃位置へと移動する。加熱ロール４１の表面に転移したトナーは、清掃位置において加熱ロール４１の表面から清掃ロール８１へと移行することで清掃（除去）される。清掃ロール８１の表面へと移行したトナーは、回収ロール８２と接触する回収位置において、清掃ロール８１の表面から回収ロール８２へと移行し回収される。回収ロール８２により回収された回収トナーは、清掃ロール８１へと再度転移することなく、そのまま回収ロール８２の外周面に付着した状態で保持される。

このように、定着装置４０では、通常の定着動作時、加熱ロール４１の外周面に転移するトナーの量は略ゼロであるか極僅かである。そのため、定着装置４０を長期間使用した場合においても第１の清掃装置８０の清掃ロール８１及び回収ロール８２で清掃され回収される回収トナーの総量は、それ程多くない。したがって、加熱ロール４１に配設された第１の清掃装置８０は、清掃ロール８１及び回収ロール８２を交換することなく、定着装置４０が寿命に達するまで使用することが可能である。

しかしながら、定着装置４０では、記録用紙５の外周縁にわたってフルカラーなどの画像を形成する所謂縁なしプリントを連続して実行する場合など、図９（ａ）に示されるように、記録用紙５の外縁部から加熱ロール４１の表面にトナーＴｃが付着し易い傾向がある。これは、記録用紙５の外縁部以外の領域では、トナー像の周囲に他のトナー像が存在するため、隣接するトナー像同士に吸着力が作用して加熱ロール４１の表面にトナー像のトナーが付着し難い。これに対して、記録用紙５の外縁部では、当該外縁部のトナー像の外側に他のトナー像が存在しないため、隣接するトナー像同士の吸着力が作用せず、外縁部以外の領域に比べて加熱ロール４１の表面にトナー像のトナーＴｃが付着し易い。加熱ロール４１の表面に付着したトナーＴｃは、清掃ロール８１によって清掃された後、清掃ロール８１の表面から回収ロール８２へと移行して回収される。その際、清掃ロール８１によって一度に清掃しきれなかったトナーＴｃは、加熱ロール４１の表面に残留する。尚、ここで、縁なしプリントとは、記録用紙５の外周端にわたりトナー像を形成する場合に限らず、記録用紙５の外周端より内側に僅かな隙間を残してトナー像を形成する場合をも含むものである。

そのため、回収ロール８２の表面には、図９（ｂ）に示されるように、記録用紙５の外縁部に対応した位置に加熱ロール４１の表面から除去された回収トナーＴｃが清掃ロール８１を介して徐々に蓄積される。そして、記録用紙５に縁なしプリントの画像を多数枚定着した場合など、回収ロール８２の表面に蓄積された回収トナーＴｃの量が当該回収ロール８２が保持可能な許容量を超えると、図９（ｃ）に示されるように、回収トナーＴｃの一部が清掃ロール８１へと逆転移して清掃ロール８１の外周面に蓄積され始める。なお、便宜上、加熱ロール４１の表面に付着したトナー及び加熱ロール４１の表面から回収された回収トナーの双方に同じ符号Ｔｃを用いている。

さらに、縁なしプリントを行う記録用紙５の数が累積的に増加し、清掃ロール８１の外周面に蓄積される回収トナーＴｃの量が許容量を超えると、図９（ｃ）に示されるように、清掃ロール８１の外周面に保持された回収トナーＴｃの一部が加熱ロール４１の表面へと逆転移し始める。

加熱ロール４１の表面へと逆転移した回収トナーＴｃは、その後に定着処理を受ける記録用紙５上に転移したり、加圧ベルト４２に移行した後に記録用紙５の裏面に転移して画像汚れとなって現れる。その結果、定着装置４０は、第１の清掃装置８０が清掃機能を果たすことができず寿命となり、定着装置４０の全体を新たなものと交換する必要が生じる。なお、加圧ベルト４２に設けられた第２の清掃装置９０においても、加圧ベルト４２上に付着する回収トナーＴｃの量自体が少ないものの、基本的に同様の現象が発生する。

また、定着装置４０では、上述した縁なしプリント以外にも、記録用紙５の搬送不良である所謂ジャム（紙詰まり）が発生した場合など、記録用紙５上の未定着トナー像Ｔｉを構成するトナーＴが加熱ロール４１の表面に多量に付着する場合がある。

更に説明すると、定着装置４０の定着ニップ部Ｎにおいて、未定着トナー像Ｔｉを保持する記録用紙５のジャムが発生した場合には、通常、図示しないニップ解除機構を操作して加熱ロール４１と加圧ベルト４２の圧接状態を解除した上で、定着ニップ部Ｎにおいてジャムが発生した記録用紙５の除去が行われる。この場合は、未定着トナー像Ｔｉを保持した記録用紙５が加熱ロール４１の表面に接触しないか、接触しても弱い力で接触するため、記録用紙５上に保持された未定着トナー像ＴｉのトナーＴが加熱ロール４１の表面に多量に付着することはない。

しかし、ユーザによっては、定着装置４０の定着ニップ部Ｎにおいて記録用紙５のジャムが発生した際、加熱ロール４１と加圧ベルト４２の圧接状態を解除せずに、装置本体１ａの用紙排出ロール対６２側から記録用紙５の先端を把持して引き抜くことにより、ジャムが発生した記録用紙５の除去を行う場合がある。

すると、記録用紙５上に保持された未定着トナー像Ｔｉを構成するトナーＴは、記録用紙５を引き抜く際に記録用紙５の移動と共に加熱ロール４１が回転し当該加熱ロール４１の表面に大量に付着する。加熱ロール４１の表面に大量に付着したトナーＴｃは、そのまま清掃位置において清掃ロール８１により清掃されて清掃ロール８１の表面に転移する。そして、清掃ロール８１の表面に転移した大量のトナーは、回収ロール８２によって回収され、当該回収ロール８２の表面に保持される。

上述したように、加熱ロール４１と加圧ベルト４２の圧接状態を解除せずに、記録用紙５の除去が行われると、加熱ロール４１の表面に付着するトナーの量は、一度でも多量となる。そして、回収ロール８２の表面に蓄積された回収トナーＴｃの量が当該回収ロール８２が保持可能な許容量を超えると、回収トナーＴｃの一部が清掃ロール８１の外周面へと逆転移して清掃ロール８１の外周面に蓄積され始め、清掃ロール８１の外周面に蓄積される回収トナーＴｃの量が許容量を超えると、図９（ｃ）に示されるように、清掃ロール８１の外周面に保持された回収トナーＴｃの一部が加熱ロール４１の表面へと逆転移しはじめ、定着装置４０が寿命となる。

さらに、定着装置４０では、記録用紙５として表面に凹凸を有するエンボス紙が使用される場合がある。エンボス紙は、平坦な普通紙と異なり、定着装置４０の定着ニップ部Ｎを通過する際に表面の凹部で十分な定着圧力及び熱を未定着トナー像Ｔｉに作用させることが困難である。そのため、エンボス紙は、未定着トナー像Ｔｉを構成するトナーＴが加熱ロール４１の表面に付着し易く、清掃ロール８１で回収されるトナーの量が普通紙と比べて大幅に多い。

このように、定着装置４０では、記録用紙５としてエンボス紙が多く使用されると、未定着トナー像ＴｉのトナーＴｃが加熱ロール４１の表面に付着し易く、清掃ロール８１で回収される回収トナーＴｃが大量となり、清掃ロール８１及び回収ロール８２に保持される回収トナーＴｃの量が許容量を超える場合がある。

いずれの場合も、従来の定着装置４０は、清掃ロール８１及び回収ロール８２から回収トナーＴｃを除去する手段を有していないため、清掃ロール８１及び回収ロール８２が寿命に達すると、定着装置４０を新たなものと交換せざるを得なかった。

そこで、この実施の形態１に係る定着装置４０は、第１及び第２の清掃装置８０，９０の回収ロール８２，９２に対するトナーの付着力よりトナーに作用する遠心力が大きくなる速度で回収ロール８２，９２を回転させる清掃動作を行うよう構成したものである。

この実施の形態１に係る定着装置４０では、図１０に示されるように、清掃動作時に、清掃ロール８１及び回収ロール８２が通常の定着動作時よりも速い速度（角速度ω）で回転駆動される。

清掃ロール８１及び回収ロール８２を通常の定着動作時よりも速い速度で回転駆動するには、図５に示されるように、定着装置４０を駆動する駆動モータＭが通常の定着動作時により速い速度で回転駆動される。その際、駆動モータＭの回転駆動力を他の画像形成手段に伝達するクラッチＣＬは、回転駆動力の伝達が切断されて定着装置４０にのみ駆動力が伝達され、定着装置４０以外の画像形成手段には回転駆動力が伝達されない。

駆動モータＭの回転駆動力は、駆動ギアＧを介して加熱ロール４１に伝達され当該加熱ロール４１が回転駆動される。加熱ロール４１が回転駆動されると、当該加熱ロール４１に圧接されている加圧ベルト４２が従動回転される。また、加熱ロール４１及び加圧ベルト４２の回転駆動力は、第１及び第２の清掃装置８０，９０に伝達される。

第１及び第２の清掃装置８０，９０の清掃ロール８１，９１には、加熱ロール４１及び加圧ベルト４２の回転駆動力が伝達されて、清掃ロール８１，９１が従動回転される。また、清掃ロール８１，９１の回転駆動力は、回収ロール８２，９２に伝達され、回収ロール８２，９２が従動回転される。

このとき、清掃動作時における回収ロール８２，９２の回転速度は、図１０に示されるように、当該回収ロール８２，９２に対する回収トナーの付着力Ｆ４よりトナーに作用する遠心力Ｆ１が大きくなる速度に設定されている。

更に説明すると、この実施の形態１では、通常の定着動作時、回収ロール８２，９２は、１５３ｍｍ／ｓｅｃ程度の回転速度（周速度Ｖ＝ｒω）で従動回転される。これに対して、清掃動作時、回収ロール８２，９２は、通常の定着動作時の約４倍程度の回転速度、すなわち１５３ｍｍ／ｓｅｃ×４≒６００ｍｍ／ｓｅｃ程度の回転速度（周速度）で従動回転される。

このように、回収ロール８２，９２は、清掃動作時、通常の定着動作時より速い速度で回転駆動されることにより、回収ロール８２，９２によって回収され当該回収ロール８２，９２の外周面に付着され保持された回収トナーＴｃには、当該回収ロール８２，９２の回転速度に応じた遠心力Ｆ１が作用する。

回収ロール８２，９２の外周面に保持された回収トナーＴｃの微少領域ΔＴに作用する遠心力Ｆ１は、次の式で表すことができる。
Ｆ１＝ｍｒω^２
ここで、ｍは回収ロール８２，９２の外周面に保持された回収トナーＴｃの微小領域ΔＴｃの質量、ｒは回収ロール８２，９２の半径、ωは回収ロール８２，９２の回転時の角速度である。トナーの質量は、体積×密度で与えられる。この実施の形態１では、例えば、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）のカラートナーとして、密度が１．１（ｇ／ｃｍ^３）、体積平均粒径が４．７（μｍ）のものを用いている。また、ブラック（Ｋ）のトナーとしては、密度が１．２（ｇ／ｃｍ^３）、体積平均粒径が４．７（μｍ）のものを用いている。イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）のカラートナー（１個）の質量は、０．６×１０-¹⁰（ｇ）とされており、ブラック（Ｋ）のトナー（１個）の質量は、０．６５×１０-¹⁰（ｇ）となる。

この実施の形態１では、上述したように、回収ロール８２，９２の外径が３〜４ｍｍと小さく設定（小径化）されている。その結果、回収ロール８２，９２は、その回転速度を通常の定着時に比較して高速化されていることに加えて小径化されているため、当該回収ロール８２，９２の外周面に保持された回収トナーＴｃに作用する遠心力Ｆ１は、外径が大きい回収ロール８２，９２に比べて相対的に大きなものとなっている。

更に付言すると、回収ロール８２，９２の外周面に保持された回収トナーＴｃに作用する遠心力Ｆ１は、上述したように、Ｆ１＝ｍｒω^２で与えられる。ここで、回収ロール８２，９２の角速度ωは、回転速度（周速度）Ｖを一定とすると、外径が小さい方が大きくなる（ω＝Ｖ／ｒ）。遠心力Ｆ１は、角速度ωの二乗に比例する。そのため、回収ロール８２，９２は、その外径が小さい方が相対的に遠心力Ｆ１が大きくなる。

回収ロール８２，９２の外周面に保持された回収トナーＴｃには、図１０（ｂ）に示されるように、上述した遠心力Ｆ１以外に、回収トナーＴｃが回収ロール８２，９２の外周面に付着する付着力Ｆ４や、回収ロール８２，９２が清掃ロール８１，９１と接触する際における回収トナーＴｃが清掃ロール８１，９１の表面に付着する付着力Ｆ２、回収ロール８２，９２の外周面に保持された回収トナーＴｃ同士に作用するトナーの凝集力Ｆ３が作用している。ただし、回収トナーＴｃが清掃ロール８１，９１の表面に付着する付着力Ｆ２は、回収ロール８２，９２が清掃ロール８１，９１と接触する際にのみ作用するものであり、しかも上述したようにＦ４＞Ｆ２の関係を満たすよう設定されているため、特に考慮する必要はない。

そこで、回収ロール８２，９２の外周面に保持された回収トナーＴｃは、図１０（ｃ）に示されるように、当該回収ロール８２，９２に対する回収トナーＴｃの付着力Ｆ４より回収トナーＴｃに作用する遠心力Ｆ１が大きくなる速度で、当該回収ロール８２，９２を回転させることで遠心力Ｆ１によって回収トナーＴｃを除去することができる。

また、回収ロール８２，９２の外周面に保持された回収トナーＴｃ同士に作用するトナーの凝集力Ｆ３は、温度依存性を有しており、回収ロール８２，９２の温度によって変化する。

回収トナーＴｃの凝集力Ｆ３は、回収ロール８２，９２の温度によって図１１に示されるように変化する。そのため、回収ロール８２，９２の清掃動作は、当該回収ロール８２，９２を定着時より高い温度に加熱して行うことが望ましい。この定着時より高い温度は、回収ロール８２，９２により清掃された回収トナーＴｃの凝集力Ｆ３が、回収ロール８２，９２に対する回収トナーＴｃの付着力Ｆ４より小さくなる温度に設定される。

＜定着装置の動作＞
この実施の形態１に係る定着装置４０を適用した画像形成装置１では、次のようにして、定着装置４０における第１及び第２の清掃装置８０，９０の清掃動作が実行される。

すなわち、この実施の形態１に係る定着装置４０を適用した画像形成装置１では、制御装置１００によって定着装置４０における第１及び第２の清掃装置８０，９０の清掃時期であるか否かが判断される。第１及び第２の清掃装置８０，９０の清掃時期か否かは、第１及び第２の清掃装置８０，９０が保持可能な回収トナーＴｃの許容量を超える可能性があるか否かによって判断される。制御装置１００は、第１及び第２の清掃装置８０，９０が保持可能な回収トナーＴｃの許容量を超える可能性があると判断される予め定められた条件を満たすとき、第１及び第２の清掃装置８０，９０が清掃した回収トナーＴｃを飛散させて第１及び第２の清掃装置８０，９０を再度使用可能な状態に復帰させる清掃動作を実行する。なお、清掃動作は、例えば、予め定められた条件を満たしたときであって、前の画像形成動作が終了した後又は次の画像形成動作を開始する前に実行される。

清掃動作を実行するタイミングとしては、例えば、記録用紙５のジャムが定着装置４０において発生した場合、縁なしプリントが累積的に予め定められた枚数以上の記録用紙５に対して実行された場合、あるいはエンボス紙に対して累積的に予め定められた枚数以上にわたり定着動作を実行された場合のいずれか１つ以上に該当するときが挙げられる。ただし、清掃動作は、これらに限定されるものではなく、他の条件を満たす場合に実行しても良いし、ユーザあるいはサービスエンジニアの操作により実行しても良い。なお、制御装置１００は、画像形成モード（縁なしプリントか否か）、記録用紙５の種類（普通紙かエンボス紙か）及び記録用紙５の累積的な枚数などを判別し計数する機能等を有している。

制御装置１００は、清掃動作を実行するタイミングであると判別すると、図３に示されるように、加熱ロール４１のハロゲンランプ４１４ａ，４１４ｂに通電して加熱ロール４１の表面温度が定着動作時により高い所要の温度（例えば、２００℃）に達するように加熱する。その際、加熱ロール４１は、通常の回転速度で回転駆動される。

制御装置１００は、加熱ロール４１の表面温度が所要の温度（例えば、２００℃）に達したと判別すると、加熱ロール４１を予め定められた時間（例えば、１〜２分間程度）だけ通常の回転速度より速い高速回転速度（周速が６００ｍｍ／ｓｅｃ）で回転駆動する。

このとき、定着装置４０では、加熱ロール４１の表面温度が所要の温度（例えば、２００℃）に達したとき、加熱ロール４１の表面に接触する清掃ロール８１及び清掃ロール８１に接触する回収ロール８２も熱伝導によって加熱ロール４１の表面温度と同じ温度（例えば、２００℃）に加熱される。

すると、回収ロール８２，９２の表面に保持された回収トナーＴｃは、図１２に示されるように、当該回収ロール８２，９２の高速回転に伴う遠心力Ｆ１によって飛び散り除去される。回収ロール８２，９２の表面から飛散した回収トナーは、トナー回収容器８３，９３によって回収される。

その後、制御装置１００は、加熱ロール４１のハロゲンランプ４１４ａ，４１４ｂへの通電を制御し、加熱ロール４１の表面温度が通常の定着温度（例えば、１８０℃）となるよう低下させる。

制御装置１００は、加熱ロール４１の表面温度が通常の定着温度（例えば、１８０℃）となったと判別すると、加熱ロール４１を予め定められた時間（例えば、１分間程度）だけ通常の回転速度で回転駆動する。

この通常の回転速度で加熱ロール４１を回転駆動することにより、回収ロール８２，９２の外周から飛散して清掃ロール８１，９１の表面に付着した回収トナーＴｃを、回収ロール８２，９２へと再度転移させて清掃ロール８１，９１の表面が清浄な状態とされる。

その後、制御装置１００は、加熱ロール４１のハロゲンランプ４１４ａ，４１４ｂへの通電を遮断し、加熱ロール４１の表面温度を室温まで低下させる。制御装置１００は、加熱ロール４１の表面温度が室温まで低下した後、加熱ロール４１の回転駆動を停止させ、清掃動作を終了する。

このように、上記実施の形態１に係る定着装置４０によれば、清掃手段を清掃位置に移動させて清掃する場合に比べ、清掃手段を移動させることなく回収ロール８２，９２が保持する回収トナーＴｃを除去することができ、定着装置４０を継続して使用することが可能となる。

また、上記実施の形態１に係る定着装置４０によれば、回収ロール８２，９２を移動させる必要がないため、回収ロール８２，９２を移動させるための移動手段を新たに設ける必要がなく、装置の大型化やコストアップが生じるのを回避することができる。

本発明者は、図３に示されるような定着装置４０のベンチモデルを試作し、回収ロール８２の表面に回収トナーＴｃを所要の厚さに付着させた状態で、回収ロール８２を通常の回転速度より速い高速回転速度（周速が６００ｍｍ／ｓｅｃ）で回転駆動することにより、回収ロール８２の表面に付着した回収トナーＴｃを実際に除去することができることを実験により確認している。

[実施の形態２]
図１３は、実施の形態２に係る定着装置を示すものである。この実施の形態２に係る定着装置では、第１の定着手段として加熱ロールを用い、第２の定着手段として加圧ロールを用いるように構成したものである。

すなわち、この実施の形態２に係る定着装置４０は、図１３に示されるように、加熱ロール２０１と、加圧ロール２０２を備えている。加熱ロール２０１及び加圧ロール２０２の内部には、加熱手段２０１ａ，２０２ａがそれぞれ配置されている。

加熱ロール２０１の外周には、第１の清掃装置８０が設けられている。また、加圧ロール２０２の外周には、第２の清掃装置９０が設けられている。第１及び第２の清掃装置８０，９０は、前記実施の形態１と同様に構成されている。

その他の構成及び作用は、前記実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。

１…画像形成装置
４０…定着装置
４１…加熱ロール
４２…加圧ベルト
８０，９０…第１及び第２の清掃装置
８１，９１…清掃ロール
８２，９２…回収ロール

Claims (7)

1. 回転する第１定着手段と、
   前記第１定着手段に圧接して回転しトナー像を記録媒体に定着するニップ部を形成する第２定着手段と、
   前記第１及び第２定着手段の少なくとも一方を加熱する加熱手段と、
   前記第１及び第２定着手段の少なくとも一方の表面に接触して回転しつつ清掃する清掃手段と、
   を備え、
   前記清掃手段に対する前記トナーの付着力より前記トナーに作用する遠心力が大きくなる速度で前記清掃手段を回転させる動作を行う定着装置。
2. 前記動作は、前記清掃手段を定着時より高い温度に加熱して行う請求項１に記載の定着装置。
3. 前記定着時より高い温度は、前記清掃手段により清掃された前記トナーの凝集力が、前記清掃手段に対する前記トナーの付着力より小さくなる温度である請求項２に記載の定着装置。
4. 前記動作時における前記清掃手段の回転速度は、定着時の最も速い速度より速い速度である請求項１に記載の定着装置。
5. 前記定着装置を駆動する駆動源は、清掃動作時、前記定着装置以外と切り離される請求項４に記載の定着装置。
6. 前記清掃手段に接触して清掃する第２清掃手段を更に備え、
   前記清掃手段の表面はゴム材料からなり、前記第２清掃手段の表面は金属材料からなる請求項１に記載の定着装置。
7. 記録媒体にトナー像を形成する画像形成手段と、
   前記記録媒体に形成された前記トナー像を定着する定着手段と、
   を備え、
   前記定着手段として請求項１乃至６のいずれかに記載の定着装置を用いた画像形成装置。

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