JP2021043408A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光沢メモリーの発生を防止または抑制できる定着装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】定着装置１６０は、定着部材１６２、第１クリーニング部材１６５、および第２クリーニング部材１６７を備える。定着部材１６２は、記録材３０１に形成されたトナー画像を加熱および加圧して記録材３０１に定着させる。第１クリーニング部材１６５は、定着部材１６２に当接されることで定着部材１６２を清掃する。第２クリーニング部材１６７は、第１クリーニング部材１６５を清掃する。第１クリーニング部材１６５は、ポリイミドの被膜を有し、かつ被膜の表面の純水による接触角が８０°以上、かつ９０°以下である。【選択図】図３

Description

本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。

用紙に安定して高い品質の画像を定着できる定着装置が求められている。一般に、トナーを用いる電子写真方式の画像形成装置では、画像形成部においてトナー画像が形成された用紙を、定着装置の定着部に形成された定着ニップを通過させて、加熱・加圧処理することにより、用紙に画像を定着する。このとき、トナー用離型剤（以下、「ワックス」という）が染み出して、定着部に付着することがある。ワックスが所々付着した状態で、定着部が後続の用紙のトナー画像の定着に使用された場合、定着部上のワックスの付着している箇所と、それ以外の箇所とにおいて、定着状態に差異が生じ、定着された画像にムラが生じる可能性がある。このような画像のムラは光沢メモリーと呼ばれる。

これに関連して、定着部に付着したトナーを除去するための技術が知られている（例えば、下記特許文献１を参照）。特許文献１には、転写紙上のトナー像を定着させる定着部（定着ローラーと、この定着ローラーに圧接した加圧ローラー）と、上記定着ローラーに接し、該定着ローラーをクリーニングするクリーニングローラーと、上記クリーニングローラーに接し、上記クリーニングローラーに付着した付着物を掻き取るブレードとを有する定着装置において、上記クリーニングローラーの表面に、ポリイミドと４弗化エチレンとの混合物よりなるコーティング層を設けた定着装置が記載されている。

特開平８−１６０８０１号公報

しかし、上記特許文献１では、定着部に付着したトナーの除去と、クリーニングローラーに付着したトナーの掻き取りとを目的としており、ワックスの除去を目的としていない。そのため、クリーニングローラー上にワックスが残留する可能性がある。その結果、光沢メモリーが発生するおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、光沢メモリーの発生を防止または抑制できる定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。

（１）記録材に形成されたトナー画像を加熱および加圧して前記記録材に定着させる定着部材と、前記定着部材に当接されることで前記定着部材を清掃する第１クリーニング部材と、前記第１クリーニング部材を清掃する第２クリーニング部材と、を備えた定着装置において、前記第１クリーニング部材は、ポリイミドの被膜を有し、かつ前記被膜の表面の純水による接触角が８０°以上、かつ９０°以下である、定着装置。

（２）前記第１クリーニング部材の平均表面粗さは、０．２μｍ以下である、上記（１）に記載の定着装置。

（３）前記定着部材と、前記第１クリーニング部材との間に形成されるニップの幅は、１．５ｍｍ以上である、上記（１）または（２）に記載の定着装置。

（４）前記第２クリーニング部材を使用して前記第１クリーニング部材を清掃するクリーニングモードを実行するように制御する制御部を有する、上記（１）〜（３）のいずれか１つに記載の定着装置。

（５）前記第１クリーニング部材を前記定着部材に対して当接および離間させる方向へ移動する駆動機構と、前記第１クリーニング部材が前記定着部材から離間しているとき、前記第１クリーニング部材を回転駆動させることができる回転駆動部と、をさらに有し、前記制御部は、前記クリーニングモードが選択された場合、前記第１クリーニング部材を移動させて前記定着部材から離間させるとともに回転駆動させ、前記第１クリーニング部材に前記第２クリーニング部材を当接させて前記第１クリーニング部材を清掃するように制御する、上記（４）に記載の定着装置。

（６）前記第１クリーニング部材は、加熱部を有する、上記（１）〜（５）のいずれか１つに記載の定着装置。

（７）記録材に前記トナー画像を形成する画像形成部と、上記（１）〜（３）のいずれか１つに記載の定着装置と、前記記録材に前記トナー画像を定着せずに、前記第２クリーニング部材を使用して前記第１クリーニング部材を清掃するクリーニングモードを実行するように制御する制御部と、を有する、画像形成装置。

（８）前記第１クリーニング部材を前記定着部材に対して当接および離間させる方向へ移動する駆動機構と、前記第１クリーニング部材が前記定着部材から離間しているとき、前記第１クリーニング部材を回転駆動させることができる回転駆動部と、をさらに有し、前記制御部は、前記クリーニングモードが選択された場合、前記第１クリーニング部材を移動させて前記定着部材から離間させるとともに回転駆動させ、前記第１クリーニング部材に前記第２クリーニング部材を当接させて前記第１クリーニング部材を清掃するように制御する、上記（７）に記載の画像形成装置。

（９）前記第１クリーニング部材は、加熱部を有する、上記（７）または（８）に記載の画像形成装置。

本発明によれば、クリーニングローラーの表面がポリイミドによって形成され、かつ上記表面の純水による接触角が８０°以上、かつ９０°以下であるので、光沢メモリーの発生を防止または抑制しつつ、クリーニングローラーの清掃性を良好に維持できる。

一実施形態における画像形成装置の構成を例示する概略断面図である。 図１に示す画像形成装置の構成を例示する概略ブロック図である。 図１に示す定着部の構成を例示する模式図である。 クリーニングローラーの表面を異なる材料で形成した場合における光沢メモリーの発生について比較した結果を示す図である。 クリーニングローラーの表面を異なる材料で形成した場合におけるクリーニングローラーの清掃時間を比較した結果を示す図である。 クリーニングローラーのポリイミド表面における平均表面粗さＲａと、光沢メモリーとの関係を示す図である。 ニップ幅と光沢メモリーとの関係を示す図である。 画像形成装置の動作モードを説明するための概念図である。 待機モードにおける、クリーニングローラーおよび押圧ローラーの位置を例示する模式的な図である。 クリーニングモードにおける、クリーニングローラーおよび押圧ローラーの位置を例示する模式的な図である。 一実施形態の画像形成装置の制御方法を例示するフローチャートである。 クリーニングモードにおける定着部の動作について説明するための模式的な図である。 一実施形態の変形例における定着部の構成を例示する模式図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

＜画像形成装置１００＞
図１は一実施形態における画像形成装置の構成を例示する概略断面図であり、図２は図１に示す画像形成装置の構成を例示する概略ブロック図である。

画像形成装置１００は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、原稿から画像を読み取り、読み取った画像を用紙に形成（印刷）する。また、画像形成装置１００は、ネットワークを通じて外部のクライアント端末からＰＤＬ（Ｐａｇｅ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｌａｎｇｕａｇｅ）形式等の印刷データおよび印刷設定情報を含む印刷ジョブを受信し、これに基づいて用紙に画像を形成する。クライアント端末は、例えばパーソナルコンピューター、タブレット端末、スマートフォン等でありうる。

図２に示すように、画像形成装置１００は、画像読取部１１０、画像処理部１２０、画像形成部１３０、給紙部１４０、用紙搬送部１５０、定着部１６０、通信部１８０、操作表示部１９０、および制御部２００を有する。これらの構成要素は、内部バス２１０により相互に通信可能に接続されている。

画像読取部１１０は、原稿を読み取り、画像情報信号を出力する。原稿台１１２上に載置された原稿は画像読み取り装置１１１の走査露光装置の光学系により画像が走査露光され、ラインイメージセンサに読み込まれる。光電変換された画像情報信号は、画像処理部１２０において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、印刷画像データとして画像形成部１３０の光書込部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ（後述）に入力される。

画像形成部１３０は、帯電、露光、現像、および転写の各工程を含む電子写真方式等の周知の作像プロセスを用いて、印刷画像データに基づいて画像を用紙上に形成する。画像形成部１３０は、それぞれ、イエロー（Ｙ）色、マゼンタ（Ｍ）色、シアン（Ｃ）色、および黒（Ｋ）色の画像を形成する４組のサブユニット１３Ｙ、サブユニット１３Ｍ、サブユニット１３Ｃ、およびサブユニット１３Ｋを有する。

サブユニット１３Ｙは、感光体ドラム１Ｙ、その周囲に配置された帯電部２Ｙ、光書込部３Ｙ、現像装置４Ｙおよびドラムクリーナ５Ｙを有して構成される。

同様に、サブユニット１３Ｍは、感光体ドラム１Ｍ、その周囲に配置された帯電部２Ｍ、光書込部３Ｍ、現像装置４Ｍおよびドラムクリーナ５Ｍを、サブユニット１３Ｃは、感光体ドラム１Ｃ、その周囲に配置された帯電部２Ｃ、光書込部３Ｃ、現像装置４Ｃおよびドラムクリーナ５Ｃを、サブユニット１３Ｋは、感光体ドラム１Ｋ、その周囲に配置された帯電部２Ｋ、光書込部３Ｋ、現像装置４Ｋおよびドラムクリーナ５Ｋを有して構成される。

サブユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋにおけるそれぞれの感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ、帯電部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、光書込部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ、およびドラムクリーナ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋはそれぞれ共通する内容の構成である。以下、特に区別が必要な場合を除き符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付さずに表記することにする。

画像形成部１３０は、光書込部３にて印刷画像データを感光体ドラム１に書き込み、感光体ドラム１に印刷画像データに基づく潜像を形成する。そして潜像は現像装置４により現像され、感光体ドラム１上に可視画像であるトナー画像が形成される。なお、現像装置４は、離型剤としてのパラフィン、もしくはポリオレフィンからなるワックスを含有（内包）しているトナーを使用しうる。

サブユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋのそれぞれ感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに、それぞれ、イエロー（Ｙ）色、マゼンタ（Ｍ）色、シアン（Ｃ）色、黒（Ｋ）色、の画像が形成される。

中間転写ベルト６は、複数のローラーにより巻回され、走行可能に支持されている。サブユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋより形成された各色のトナー画像は、走行する中間転写ベルト６上に一次転写部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにより逐次転写されてＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）の各色層が重畳したカラー画像が形成される。

給紙部１４０は、記録材としての用紙３０１を画像形成部１３０に供給する。給紙部１４０は、上段トレイ１４１、中段トレイ１４２、および下段トレイ１４３を有し、各々のトレイには、例えばＡ４サイズやＡ３サイズ等のサイズの異なる用紙が収容されている。

用紙搬送部１５０は、用紙３０１を搬送する。上段トレイ１４１、中段トレイ１４２、または下段トレイ１４３から供給された用紙３０１は、レジストローラー１５１を経て、二次転写部７Ａに搬送され、用紙３０１上に中間転写ベルト６上のカラー画像が転写される。

また、用紙搬送部１５０は、用紙反転部１５２を備えており、定着がなされた用紙３０１を用紙反転部１５２に導いて表裏を反転し排出、あるいは用紙３０１の両面に画像形成を行うことを可能としている。

定着部（定着装置）１６０は、用紙３０１に形成されたトナー画像を定着する。カラー画像が定着された用紙３０１は、排紙部１５３を通じて画像形成装置１００の外部に排出される。定着部１６０の詳細については後述する。

通信部１８０は、ネットワークを経由して、例えばパーソナルコンピューター等のクライアント端末に接続し、印刷ジョブ等のデータを送受信する。

操作表示部１９０は、入力部および出力部を有する。入力部は、例えば、キーボードおよびタッチパネルを備え、文字入力、各種設定、印刷指示等の各種指示（入力）をユーザーが行うために利用される。また、出力部は、ディスプレイを備え、機器構成、印刷ジョブの実施状況、用紙搬送における異常（例えば、用紙ジャム）の発生状況等を、ユーザーに提示するために使用される。

制御部２００は、画像読取部１１０、画像処理部１２０、画像形成部１３０、給紙部１４０、用紙搬送部１５０、定着部１６０、通信部１８０、および操作表示部１９０を制御する。制御部２００は、ＣＰＵ２０１、補助記憶装置２０２、ＲＡＭ２０３、およびＲＯＭ２０４を有する。

ＣＰＵ２０１は、制御プログラムを実行する。制御プログラムは、補助記憶装置２０２に記憶されており、ＣＰＵ２０１によって実行される際に、ＲＡＭ２０３にロードされる。補助記憶装置２０２は、例えば、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ、フラッシュメモリー等の大容量の記憶装置を備える。ＲＡＭ２０３には、ＣＰＵ２０１の実行に伴う演算結果等が記憶される。ＲＯＭ２０４には、各種のパラメーター、各種プログラム等が記憶されている。ＣＰＵ２０１は、上記制御プログラムを実行し、様々な機能を実現する。

＜定着部１６０＞
次に、図３を参照して、定着部１６０の構成について説明する。図３は、図１に示す定着部１６０の構成を例示する模式図である。

定着部１６０は、加熱ローラー１６１、定着ベルト１６２、定着ローラー１６３、加圧ローラー１６４、クリーニングローラー１６５、クリーニング駆動機構１６６、ウェブ１６７、元巻きローラー１６８、巻き取りローラー１６９、押圧ローラー１７０、および押圧駆動機構１７１を有する。

加熱ローラー１６１は、例えば、アルミニウム等の金属から形成された円筒状の芯金そのまま、またはその外周面を、フッ素系樹脂等で被膜したものである。加熱ローラー１６１は、定着ベルト１６２を加熱するヒーター（例えば、ハロゲンヒーター）１７２を内蔵している。

定着ベルト１６２は、例えば、厚さ７０［μｍ］のポリイミドの基体の外周面を弾性層で被覆し、さらに表層を耐熱性樹脂で被覆したものである。弾性層としては、例えば厚さ２００［μｍ］の耐熱性のシリコンゴム（硬度ＪＩＳ−Ａ３０［°］）が使用されうる。また、耐熱性樹脂としては、例えば厚さ３０［μｍ］のＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）が使用されうる。定着ベルト１６２は、無端状であり、加熱ローラー１６１と定着ローラー１６３との間に所定のベルト張力（例えば、２５０［Ｎ］）で張架されている。

定着ベルト１６２は、定着部材として機能し、トナー画像が形成された用紙３０１に接触して、用紙３０１を定着温度で加熱する。ここで、定着温度とは、用紙３０１上のトナーを溶融するのに必要な熱量を供給しうる温度（例えば、１６０〜２００［℃］）であり、画像形成される用紙３０１の紙種等によって異なる。なお、定着ベルト１６２の表面温度は、不図示の非接触温度センサーにより検知され、制御部２００によりヒーター１７２の加熱を制御し、所定の設定温度に維持される。

定着ローラー１６３は、内側から順に円筒形の金属からなる芯金、その表面に形成されたシリコーンゴムや発泡シリコーンゴム等の素材からなる弾性層、およびフッ素樹脂等の離型層を備える。定着ローラー１６３の軸方向の長さは、搬送可能な最大の用紙幅（例えば、３００［ｍｍ］）に十分対応した長さである。定着ローラー１６３は、不図示の駆動手段（例えば、モーター）から動力が伝達されることにより、例えば図３のＲ方向に回転駆動される。定着ローラー１６３の周速度は、例えば２００［ｍｍ／ｓ］程度に設定されうる。定着ベルト１６２は、定着ローラー１６３の回転に従動して回転する。したがって、定着ローラー１６３は、定着ベルト１６２を介してヒーター１７２によって間接的に加熱されることになる。

加圧ローラー１６４は、内側から順に、円筒形の金属からなる芯金、その表面に形成された弾性層、および離型層を備える。加圧ローラー１６４の外径や軸方向の長さ、および弾性層、離型層は、定着ローラー１６３と同様である。加圧ローラー１６４は、定着部材として機能し、定着ベルト１６２を介して定着ローラー１６３を所定の定着荷重で圧接する。

後述するプリントモード時において、画像形成部１３０でトナー画像が形成された用紙３０１は、定着部１６０に搬送される。用紙３０１は、定着ベルト１６２と加圧ローラー１６４との間に形成された定着ニップＮにおいて加熱および加圧されつつ搬送されて、トナー画像が用紙３０１に定着される。

この際、トナー画像が定着された用紙３０１上のトナーから定着ベルト１６２へワックスが転移し、ワックスが定着ベルト１６２上に付着することがある。そして、定着ベルト１６２に付着しているワックスが、定着部１６０に搬送される後続の用紙の画像面に付着した場合、後続の用紙の画像に光沢メモリー（画像のムラ）が発生する原因となりうる。

クリーニングローラー１６５は、第１クリーニング部材として機能し、定着ベルト１６２の外周面に付着したトナーやワックス等を清掃する。クリーニングローラー１６５は、例えばアルミニウム等の金属から形成された円筒状の芯金の外周面を、ポリイミド（以下、ＰＩ（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）と称する）で被膜したものである。

後述するように、クリーニングローラー１６５の表面をＰＩで形成することで、クリーニングローラー１６５の表面の離形性が最適化され、光沢メモリーを防止または抑制しつつ、クリーニングローラー１６５の清掃性を良好に維持できる。

本実施形態では、ＰＩ表面の離形性は、純水による接触角を使用して規定される。クリーニングローラー１６５の表面をＰＩで形成した場合、純水による接触角は、ＰＩ表面を基準にした純水の液滴の端点における液面（液面の接線）の角度であり、８０°以上、かつ９０°以下の範囲内の値をとる。

本実施形態では、定着ベルト１６２に付着したワックスをクリーニングローラー１６５で清掃し、クリーニングローラー１６５に付着したワックスを後述するウェブ１６７で清掃する。したがって、ワックスを定着ベルト１６２からクリーニングローラー１６５へ効率よく転移させるために、クリーニングローラー１６５の表面の離形性は、定着ベルト１６２の表面の離形性よりも小さいことが好ましい。また、離形性は、接触角が大きいほど大きくなるので、クリーニングローラー１６５の表面の接触角は、定着ベルト１６２の表面の接触角よりも小さいことが好ましい。

また、ワックスをクリーニングローラー１６５からウェブ１６７へ効率よく転移させるために、クリーニングローラー１６５の表面の離形性は、ウェブ１６７の表面の離形性よりも大きいことが好ましい。したがって、クリーニングローラー１６５の表面の接触角は、ウェブ１６７の表面の接触角よりも大きいことが好ましい。

クリーニングローラー１６５は、クリーニング駆動機構（駆動機構）１６６によって、定着ベルト１６２に対して近づく方向または遠ざかる方向に移動可能である。クリーニングローラー１６５は、定着ベルト１６２を清掃する際に、定着ベルト１６２に近接する所定位置に移動され、不図示のバネ等の付勢手段によって付勢されて、定着ベルト１６２の外周面の一部を押圧する。

また、クリーニングローラー１６５は、加熱部として機能するヒーター（例えば、ハロゲンヒーター）１７３を有する。クリーニングローラー１６５がヒーター１７３を有することで、クリーニングローラー１６５上のトナーを十分に加熱（例えば、定着部１６０の定着温度まで）しながら、後述するウェブ１６７によって清掃を行うことが可能となる。

また、クリーニングローラー１６５が定着ベルト１６２に圧接されている場合、定着ローラー１６３の回転により定着ベルト１６２が回転し、クリーニングローラー１６５も定着ベルト１６２の回転に合せて回転する。すなわち、クリーニングローラー１６５は、定着ベルト１６２に圧接されている場合、定着ローラー１６３の回転に従動して、定着ローラー１６３の回転方向とは反対方向に回転する。その結果、定着ベルト１６２の外表面に付着したトナーやワックス等がクリーニングローラー１６５に転移し、定着ベルト１６２の外周面が清掃される。

一方、後述するように、クリーニングモードにおいて、クリーニングローラー１６５が定着ベルト１６２から離間しているとき、クリーニング駆動機構１６６は、回転駆動部として機能し、クリーニングローラー１６５を回転駆動させることができる。クリーニング駆動機構１６６は、ギア、カム、モーター等を含んで構成されうる。

ウェブ１６７は、第２クリーニング部材として機能し、クリーニングローラー１６５に付着したトナーやワックス等を除去する。ウェブ１６７は、例えば、アラミド繊維等の耐熱性の繊維を用いた不織布であって、通気性を有する。元巻きローラー１６８から供給されたウェブ１６７は、クリーニングローラー１６５の外周面に摺接し、押圧ローラー１７０に巻き掛けられて巻き取りローラー１６９に巻き取られる。

巻き取りローラー１６９は、不図示のモーターにより少しずつ回転し、ウェブ１６７を巻き取っていく。巻き取り量は、例えば、Ａ４サイズの用紙１枚の印刷につき０．０１〜０．１［ｍｍ］程度である。また、元巻きローラー１６８は、制動手段を有し、ウェブ１６７の進行に常時制動をかけてウェブ１６７の送り動作中の弛みの発生を防止している。

押圧ローラー１７０は、ＳＵＳ芯金の金属により構成される円筒状のローラーであり、外周面が弾性部材（発泡シリコーンゴム等）で被膜されている。押圧ローラー１７０は、押圧駆動機構１７１によって、クリーニングローラー１６５に対して近づく、または遠ざかる方向に移動可能である。クリーニングローラー１６５を清掃する場合、押圧ローラー１７０は、クリーニングローラー１６５に近接する所定位置に移動され、不図示のバネ等の付勢手段によってクリーニングローラー１６５の外周面に対してウェブ１６７を押圧する。これにより、クリーニングローラー１６５にウェブ１６７が当接または圧接し、回転するクリーニングローラー１６５の外周面がウェブ１６７により摺擦される。その結果、定着ベルト１６２の外周面に付着したトナーやワックス等はウェブ１６７に取り込まれ、クリーニングローラー１６５の外周面が清掃される。

制御部２００は、定着ローラー１６３の駆動手段、ヒーター１７２，１７３、クリーニング駆動機構１６６、巻き取りローラー１６９のモーター、および押圧駆動機構１７１を制御する。

（実施例）
クリーニングローラーの表面における離形性と、平均表面粗さ（算術平均粗さ）Ｒａと、クリーニングローラーと定着ベルトとで形成されるニップの幅（以下、「ニップ幅」と称する）とのそれぞれと、光沢メモリーとの関係を実験によって確認した。また、離形性とクリーニングローラーの清掃性との関係についても実験によって確認した。実験は、クリーニングローラー１６５を除いて、画像形成装置１００と同等の構成を備える画像形成装置を使用して行った。

＜離形性（接触角）と光沢メモリーとの関係について＞
図４Ａは、クリーニングローラーの表面を、ＰＩで形成した場合と、比較例としてダイアモンドライクカーボン（以下、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ−ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）と称する）およびポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥ（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）と称する）系で形成した場合とについて、光沢メモリーの発生について比較した結果を示す図である。

クリーニングローラーの表面を、ＤＬＣ、ＰＩ、およびＰＴＦＥ系の材料で形成した場合のそれぞれについて、画像形成部で用紙に形成したベタ画像を定着部で定着し、定着部に搬送された後続の用紙の画像について光沢メモリーの発生の有無を目視で確認した。

その結果、図４Ａに示すように、表面の接触角が９０［°］以下のクリーニングローラーを使用した場合、定着ベルト１６２に付着したワックスがクリーニングローラーによって効果的に除去されたため、光沢メモリーは発生しなかった。一方、接触角が高い（９０［°］を超える）クリーニングローラーを使用した場合、定着ベルト１６２に付着したワックスを十分に除去できず、光沢メモリーの発生を抑制できなかった。なお、ＤＬＣ、ＰＩ、およびＰＴＦＥ系の純水による接触角は、それぞれ、７８．５［°］、８６．２［°］、１０８．４［°］であった。

＜離形性（接触角）とクリーニングローラーの清掃性との関係について＞
図４Ｂは、クリーニングローラーの表面をＰＩで形成した場合と、比較例としてＤＬＣおよびＰＴＦＥ系で形成した場合とについて、クリーニングローラーに付着したトナーを清掃（除去）するのにかかった時間（すなわち、クリーニングローラーの清掃時間）を比較した結果を示す図である。

上述のとおり、クリーニングローラーに付着したトナーやワックス等は、ウェブにより清掃されて除去される。ウェブによるクリーニングローラーの清掃性（清掃の効率性または清掃の良し悪し）は、クリーニングローラーの清掃時間に反映されると考えられる。クリーニングローラーの表面を、ＤＬＣ、ＰＩ、およびＰＴＦＥ系の材料で形成した場合のそれぞれについて、画像形成部で用紙に形成したベタ画像を定着部で定着した。そして、後述するクリーニングモードにおいて、ウェブによって、クリーニングローラーに付着したトナーが所定量まで減少するまでのトナー清掃時間を計測した。

その結果、図４Ｂに示すように、接触角が８０［°］以上である場合、トナー清掃時間は比較的短く、クリーニングローラーの清掃性は良好となった。その結果、トナー清掃時間はユーザーの許容範囲内に収まった。一方、接触角が８０［°］未満である場合、トナー清掃時間は長く、クリーニングローラーの清掃性は悪くなった。その結果、ユーザーの許容範囲内には収まらなかった。

＜光沢メモリーとクリーニングローラーの清掃性とについてのまとめ＞
このように、純水による接触角が、８０°以上、かつ９０°以下であるＰＩでクリーニングローラーの表面を形成することにより、光沢メモリーを防止または抑制しつつ、クリーニングローラーの清掃性を良好に維持できる（下記の表１を参照）。

＜平均表面粗さＲａと光沢メモリーとの関係について＞
図５は、クリーニングローラーのＰＩ表面における平均表面粗さＲａと、光沢メモリーとの関係を示す図である。以下では、クリーニングローラーの表面がＰＩによって形成され、ＰＩ表面の純水による接触角が８０°以上、かつ９０°以下であった。

クリーニングローラーの平均表面粗さＲａを０．１、０．２、および０．４［μｍ］に変更した場合について、画像形成部で用紙に形成したベタ画像を定着部で定着し、定着部に搬送された後続の用紙の画像について光沢メモリーの程度を目視で確認した。

その結果、図５に示すように、ＰＩ表面の平均表面粗さＲａが０．２［μｍ］以下の場合、光沢メモリーは抑制され、低くなった。一方、平均表面粗さＲａが０．２［μｍ］を超える場合、光沢メモリーは、十分に抑制されず、平均表面粗さＲａに応じて高くなった。

このように、ＰＩ表面の平均表面粗さＲａが０．２［μｍ］よりも低い、すなわちＰＩ表面の平滑性が高い場合に、クリーニングローラーのワックスを除去する能力が効果的に発揮される。

＜ニップ幅と光沢メモリーとの関係について＞
図６は、ニップ幅と光沢メモリーとの関係を示す図である。ニップ幅を１．０、１．５、および２．０［ｍｍ］に変更した場合について、画像形成部で用紙に形成したベタ画像を定着部で定着し、定着部に搬送された後続の用紙の画像について光沢メモリーの程度を目視で確認した。ニップ幅の変更は、クリーニングローラーの移動量を調整し、定着ベルトに対するクリーニングローラーの押圧力を制御することにより行った。

図６に示すように、ニップ幅が１．５［ｍｍ］以上の場合、光沢メモリーは抑制され、低くなった。一方、ニップ幅が１．５［ｍｍ］未満の場合、光沢メモリーは、十分に抑制されず、ニップ幅に応じて高くなった。

このように、ニップ幅が１．５［ｍｍ］以上の場合に、クリーニングローラーのワックスを除去する能力が効果的に発揮される。

＜画像形成装置１００の動作モード＞
図７は、画像形成装置１００の動作モードを説明するための概念図である。また、図８は待機モード（機械停止時）における、クリーニングローラー１６５および押圧ローラー１７０の位置を例示する模式的な図であり、図９はクリーニングモードにおける、クリーニングローラー１６５および押圧ローラー１７０の位置を例示する模式的な図である。

図７に示すように、画像形成装置１００は、待機モード４０１、プリントモード４０２、クリーニングモード４０３、およびスリープモード４０４を含む複数の動作モードを有する。なお、図７に示す例では、本実施形態の説明に必要な動作モードのみ示されている。制御部２００は、動作モードに関する情報を記憶および管理する。

画像形成装置１００は、電源がオンされた直後、ジャム処理からの復帰時、またはスリープモード４０４からの復帰時に動作モードを待機モード４０１に移行させる。待機モード４０１において、制御部２００は、クリーニングローラー１６５および押圧ローラー１７０をそれぞれ所定の初期位置に移動させる。これにより、クリーニングローラー１６５は、定着ベルト１６２から離間し、ウェブ１６７はクリーニングローラー１６５から離間する。クリーニングローラー１６５の初期位置は、定着ローラー１６３と押圧ローラー１７０との間であって、かつ定着ローラー１６３および押圧ローラー１７０の双方から離間している位置である。さらに、制御部２００は、押圧ローラー１７０を移動させてクリーニングローラー１６５から離間させた際、巻き取りローラー１６９の回転を停止するように制御する。

待機モード４０１において、ユーザーから印刷指示を受け付けた場合、制御部２００は、動作モードをプリントモード４０２に移行させる。より具体的には、制御部２００は、クライアント端末から印刷ジョブを受信した場合や、ユーザーが原稿を画像読取部１１０に載置し、印刷開始ボタンを押下した場合、ユーザーから印刷指示を受け付けたと認識し、動作モードをプリントモード４０２に移行させる。

プリントモード４０２では、画像形成装置１００は、受信した印刷ジョブや原稿を読み取って生成された印刷ジョブに基づいて、通常の印刷処理を行う。定着部１６０は、トナー画像が形成された用紙を定着する。また、定着部１６０は、クリーニングローラー１６５を定着ベルト１６２に圧接して定着ベルト１６２の清掃を行いつつ、押圧ローラー１７０をクリーニングローラー１６５に当接してクリーニングローラー１６５の清掃を行う（図３を参照）。印刷処理の終了後、例えばユーザーによる操作が所定時間行われなかった場合、動作モードはスリープモード４０４に移行される。

一方、待機モード４０１において、ユーザーから清掃指示を受け付けた場合、制御部２００は、動作モードをクリーニングモード４０３に移行させる。クリーニングモード４０３では、ウェブ１６７によりクリーニングローラー１６５の清掃を行う。ユーザーは、例えば、操作表示部１９０のタッチパネル等の操作を通じて、制御部２００にクリーニングモード４０３への移行を指示する。

図９に示すように、制御部２００は、クリーニングモード４０３が選択された場合、クリーニングローラー１６５を移動させて定着ベルト１６２から離間、すなわち定着ベルト１６２から解除させるとともに回転駆動させる。さらに、制御部２００は、押圧ローラー１７０を移動し、ウェブ１６７をクリーニングローラー１６５に対して押圧することにより、クリーニングローラー１６５にウェブ１６７を当接させてクリーニングローラー１６５を清掃するように制御する。制御部２００は、クリーニングローラー１６５の清掃が完了後、動作モードをクリーニングモード４０３から待機モード４０１またはスリープモード４０４へ移行させる。

また、クリーニングモード４０３において、ユーザーから印刷指示を受け付けた場合、制御部２００は、動作モードをプリントモード４０２に移行させる。

＜画像形成装置１００の制御方法＞
図１０は、本実施形態の画像形成装置１００の制御方法を例示するフローチャートである。図１０に示すフローチャートの処理は、制御部２００が、制御プログラムを実行することにより実現される。また、図１１は、クリーニングモード４０３における定着部の動作について説明するための模式的な図である。

画像形成装置１００は、装置自体の電源がオンされた直後、ジャム処理からの復帰時、またはスリープモード４０４からの復帰時に以下の処理を実施する。

画像形成装置１００は、動作モードを待機モード４０１に移行させる。待機モード４０１において、制御部２００は、クリーニングローラー１６５を定着ベルト１６２から離間させるとともに、ウェブ１６７をクリーニングローラー１６５から離間させる（ステップＳ１０１）。すなわち、制御部２００は、クリーニングローラー１６５を定着ベルト１６２から解除し、ウェブ１６７をクリーニングローラー１６５から解除させる。

続いて、制御部２００は、定着部１６０のウォームアップを実施する（ステップＳ１０２）。より具体的には、制御部２００は、加熱ローラー１６１のヒーター１７２による加熱を開始し、上述の非接触温度センサーの測定温度に基づいて、定着ベルト１６２が所定の設定温度に到達するように制御する。制御部２００は、例えば、定着ベルト１６２が設定温度に到達した場合、次のステップＳ１０３の処理に移行する。

続いて、制御部２００は、ジャム処理後か否かを判断する（ステップＳ１０３）。ジャム処理後である場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、制御部２００は、クリーニングローラー１６５の清掃を行うため、ステップＳ１０５の処理に移行する。

一方、ジャム処理後ではない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、ユーザーからクリーニングローラー１６５の清掃指示を受け付けたか否かを判断する（ステップＳ１０４）。ユーザーからクリーニングローラー１６５の清掃指示を受け付けた場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、制御部２００は、クリーニングローラー１６５の清掃を行うため、ステップＳ１０５の処理に移行する。

なお、制御部２００は、クリーニングローラー１６５が、定着ベルト１６２に付着したトナーを除去する負担を低減するため、クリーニングモード４０３へ移行する前に定着部１６０に白紙を通して定着ベルト１６２を清掃させる。これにより、定着ベルト１６２に付着したトナーの大半が除去されるため、クリーニングローラー１６５は、定着ベルト１６２に付着したワックスの清掃に主に使用されうる。また、白紙による定着ベルト１６２の清掃により、クリーニングローラー１６５に転移するトナーの量が低減されるので、ウェブ１６７は、クリーニングローラー１６５に付着したワックスの清掃に主に使用されうる。

一方、ユーザーからクリーニングローラー１６５の清掃指示を受け付けていない場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、ステップＳ１０９の処理に移行する。

ステップＳ１０５において、制御部２００は、クリーニングローラー１６５を定着ベルト１６２から離間させるとともに、クリーニングローラー１６５を定着ローラー１６３の回転方向Ｒと反対方向に回転駆動させる。クリーニングローラー１６５の回転の速さは、要求される、ウェブ１６７によるクリーニングローラー１６５の清掃時間に応じて適宜設定されうる。また、制御部２００は、ウェブ１６７をクリーニングローラー１６５に当接する。

続いて、制御部２００は、動作モードをクリーニングモード４０３に移行させる（ステップＳ１０６）。用紙ジャム発生時において、クリーニングローラー１６５とジャム紙の画像面の接触により、クリーニングローラー１６５に大量のトナーが付着する場合がある。クリーニングローラー１６５にトナーが付着している状態で印刷を実行すると、クリーニングローラー１６５に付着したトナーから定着ベルト１６２側へワックスが転移する可能性がある。このため、印刷を実行する前にクリーニングローラー１６５を清掃する必要がある。

図１１に示すように、制御部２００は、クリーニングモード４０３が選択された場合、クリーニングローラー１６５および押圧ローラー１７０を定着ベルト１６２から離間する略同一方向に移動させる（例えば、矢印ＡＲの方向）。このとき、制御部２００は、クリーニングローラー１６５の移動量に対して押圧ローラー１７０の移動量が小さくなるように、クリーニング駆動機構１６６および押圧駆動機構１７１を制御する。これにより、両ローラーの軸間距離が小さくなり、クリーニングローラー１６５に対する押圧ローラー１７０の押圧力が大きくなる。例えば、制御部２００は、クリーニングモード４０３において、クリーニングローラー１６５と押圧ローラー１７０との軸間距離がプリントモード４０２における両ローラーの軸間距離と比較して小さくなるように制御する。

このように、クリーニングローラー１６５および押圧ローラー１７０を移動し、ウェブ１６７によりクリーニングローラー１６５を清掃する。本実施形態では、クリーニングローラー１６５の接触角が８０［°］以上であるので、用紙ジャムによりクリーニングローラー１６５の表面にトナーやワックスが大量に付着していたとしても、短時間で清掃を終えることができる。また、クリーニングローラー１６５を定着ベルト１６２から解除してクリーニングローラー１６５の清掃を行うことで、クリーニングローラー１６５の清掃効率を向上できる。

再び図１０に戻り、制御部２００は、印刷指示を受け付けたか否かを判断する（ステップＳ１０７）。印刷指示を受け付けた場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、ステップＳ１１０の処理に移行する。制御部２００は、クリーニングモード４０３によるクリーニングローラー１６５の清掃が完了した後、直ちにステップＳ１１０の処理に移行し、プリントモード４０２に移行させる。後述するステップＳ１１０において、クリーニングローラー１６５は、クリーニングローラー１６５にウェブ１６７が当接した状態で、定着ベルト１６２に圧接する。

なお、紙種によっては、クリーニングローラー１６５が定着ベルト１６２から離間され、ウェブ１６７がクリーニングローラー１６５から離間された状態でステップＳ１１１の印刷処理を実施した方が良い場合もある。したがって、このような場合を考慮して、紙種に応じて、クリーニングローラー１６５の定着ベルト１６２に対する圧接／離間、およびウェブ１６７のクリーニングローラー１６５に対する当接／離間を選択するようにしてもよい。

一方、印刷指示を受け付けていない場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、制御部２００は、動作モードを待機モード４０１に移行させる。また、制御部２００は、クリーニングローラー１６５を定着ベルト１６２から離間させるとともに、ウェブ１６７をクリーニングローラー１６５から離間させる（ステップＳ１０８）。ウェブ１６７によるクリーニングローラー１６５の清掃では、短時間に大量のトナーを清掃する場合があるので、清掃直後はニップ内にトナーが付着した状態となっている可能性がある。その結果、温度が下がったときにウェブ１６７がクリーニングローラー１６５に貼りつく可能性がある。

また、ウェブ１６７を支持するために押圧ローラー１７０を押圧した場合は、押圧ローラー１７０の表面に形成されている弾性部材が変形して元に戻らなくなる可能性もある。押圧ローラー１７０をその状態で復帰させた場合、押圧ローラー１７０に必要以上の負荷がかかってしまうため、清掃終了後はウェブ１６７をクリーニングローラー１６５から離間、すなわちクリーニングローラー１６５から解除しておくことが望ましい。

ステップＳ１０９において、制御部２００は、印刷指示を受け付けたか否かを判断する。印刷指示を受け付けていない場合（ステップＳ１０９：ＮＯ）、ステップＳ１０４の処理に移行する。制御部２００は、クリーニングローラー１６５の清掃指示または印刷指示を受け付けるまで、待機モード４０１を維持する。

一方、印刷指示を受け付けた場合（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）、制御部２００は、クリーニングローラー１６５を定着ベルト１６２に圧接させるとともに、ウェブ１６７をクリーニングローラー１６５に当接させる（ステップＳ１１０）。

続いて、印刷処理を実施する（ステップＳ１１１）。制御部２００は、画像形成部１３０が印刷ジョブに基づいて、用紙３０１にトナー画像を形成し、定着部１６０が用紙３０１に形成されたトナー画像を定着させるように制御する。画像が定着された用紙３０１は排紙部１５３を通じて、画像形成装置１００の外部に排出される。

続いて、制御部２００は、クリーニングローラー１６５の清掃が必要か否かを判断する（ステップＳ１１２）。制御部２００は、例えば、前回クリーニングモード４０３によってクリーニングローラー１６５の清掃が実施されてからの印刷枚数や、画像濃度の積算（カバレッジ）に応じて、クリーニングローラー１６５の清掃が必要か否かを判断する。

クリーニングローラー１６５の清掃が必要であると判断した場合（ステップＳ１１２：ＹＥＳ）、ステップＳ１０５の処理に移行する。

一方、クリーニングローラー１６５の清掃が必要ではないと判断した場合（ステップＳ１１２：ＮＯ）、制御部２００は、動作モードを待機モード４０１に移行させる。また、制御部２００は、クリーニングローラー１６５を定着ベルト１６２から離間させるとともに、ウェブ１６７をクリーニングローラー１６５から離間させる（ステップＳ１１３）。

続いて、制御部２００は、動作モードをスリープモード４０４に移行させるか否かを判断する（ステップＳ１１４）。制御部２００は、例えば、スリープモード４０４への移行を要求する指示を受け付けた場合、動作モードをスリープモード４０４に移行させる（ステップＳ１１５）。一方、スリープモード４０４への移行を要求する指示を受け付けていない場合、動作モードをスリープモード４０４に移行させず（ステップＳ１１４：ＮＯ）、ステップＳ１０９の処理に移行する。動作モードは、待機モード４０１に移行する。

このように、本実施形態では、ジャムが発生した場合、ジャム処理後から機械（画像形成装置１００）を復帰する処理が実行される際に、クリーニングモード４０３が自動的に実行されうる。また、印刷処理の終了後、印刷枚数、カバレッジ等の所定の条件を満たすか否かに基づいて、クリーニングモード４０３が自動的に実行されうる。さらに、ユーザーが操作表示部１９０のディスプレイの操作等によりクリーニングモード４０３の実行を選択することもできる。

（変形例）
図１２は、本実施形態の変形例における定着部の構成を例示する模式図である。本変形例では、定着部１６０が定着制御部１７４を有し、制御部２００の代わりに定着制御部１７４が定着ローラー１６３の駆動手段、ヒーター１７２，１７３、クリーニング駆動機構１６６、巻き取りローラー１６９のモーター、および押圧駆動機構１７１を制御するように構成されている。なお、定着制御部１７４以外の構成は、上述の定着部１６０の構成と同じであるので、その詳細な説明は省略する。

定着制御部１７４は、図示しないＣＰＵおよびメモリーを有する。ＣＰＵは、メモリーに記憶されている定着部１６０用の制御プログラムを実行することで、制御部２００と協働して定着部１６０の各部を制御する。

以上で説明した本実施形態の定着部１６０によれば、クリーニングローラー１６５の表面がＰＩによって形成され、かつ上記表面の純水による接触角が８０°以上、かつ９０°以下である。したがって、光沢メモリーの発生を防止または抑制しつつ、クリーニングローラー１６５の清掃性を良好に維持できる。

以上のように、実施形態において、定着部１６０および画像形成装置１００について説明した。しかしながら、本発明は、その技術思想の範囲内において当業者が適宜に追加、変形、および省略することができることはいうまでもない。

例えば、上述の例では、定着部１６０が定着ベルト１６２を有する場合について例示したが、そのような場合に限定されず、本発明は、定着部１６０が定着ベルト１６２を有しない構成にも適用できる。その場合、定着ローラー１６３が定着部材として機能する。

また、実施形態においては、記録材として用紙を例に説明したが、記録材は用紙に限定されず、樹脂フィルム等であってもよい。

１００ 画像形成装置、
１１０ 画像読取部、
１２０ 画像処理部、
１３０ 画像形成部、
１４０ 給紙部、
１５０ 用紙搬送部、
１６０ 定着部、
１６１ 加熱ローラー、
１６２ 定着ベルト、
１６３ 定着ローラー、
１６４ 加圧ローラー、
１６５ クリーニングローラー、
１６６ クリーニング駆動機構、
１６７ ウェブ、
１６８ 元巻きローラー、
１６９ 巻き取りローラー、
１７０ 押圧ローラー、
１７１ 押圧駆動機構、
１７２，１７３ ヒーター、
１７４ 定着制御部、
１８０ 通信部、
１９０ 操作表示部、
２００ 制御部、
２０１ ＣＰＵ、
２０１ 補助記憶装置、
２０３ ＲＡＭ、
２０４ ＲＯＭ。

Claims (9)

1. 記録材に形成されたトナー画像を加熱および加圧して前記記録材に定着させる定着部材と、前記定着部材に当接されることで前記定着部材を清掃する第１クリーニング部材と、前記第１クリーニング部材を清掃する第２クリーニング部材と、を備えた定着装置において、
   前記第１クリーニング部材は、ポリイミドの被膜を有し、かつ前記被膜の表面の純水による接触角が８０°以上、かつ９０°以下である、定着装置。
2. 前記第１クリーニング部材の平均表面粗さは、０．２μｍ以下である、請求項１に記載の定着装置。
3. 前記定着部材と、前記第１クリーニング部材との間に形成されるニップの幅は、１．５ｍｍ以上である、請求項１または２に記載の定着装置。
4. 前記第２クリーニング部材を使用して前記第１クリーニング部材を清掃するクリーニングモードを実行するように制御する制御部を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. 前記第１クリーニング部材を前記定着部材に対して当接および離間させる方向へ移動する駆動機構と、
   前記第１クリーニング部材が前記定着部材から離間しているとき、前記第１クリーニング部材を回転駆動させることができる回転駆動部と、をさらに有し、
   前記制御部は、
   前記クリーニングモードが選択された場合、前記第１クリーニング部材を移動させて前記定着部材から離間させるとともに回転駆動させ、前記第１クリーニング部材に前記第２クリーニング部材を当接させて前記第１クリーニング部材を清掃するように制御する、請求項４に記載の定着装置。
6. 前記第１クリーニング部材は、加熱部を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着装置。
7. 記録材に前記トナー画像を形成する画像形成部と、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置と、
   前記記録材に前記トナー画像を定着せずに、前記第２クリーニング部材を使用して前記第１クリーニング部材を清掃するクリーニングモードを実行するように制御する制御部と、を有する、画像形成装置。
8. 前記第１クリーニング部材を前記定着部材に対して当接および離間させる方向へ移動する駆動機構と、
   前記第１クリーニング部材が前記定着部材から離間しているとき、前記第１クリーニング部材を回転駆動させることができる回転駆動部と、をさらに有し、
   前記制御部は、
   前記クリーニングモードが選択された場合、前記第１クリーニング部材を移動させて前記定着部材から離間させるとともに回転駆動させ、前記第１クリーニング部材に前記第２クリーニング部材を当接させて前記第１クリーニング部材を清掃するように制御する、請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記第１クリーニング部材は、加熱部を有する、請求項７または８に記載の画像形成装置。

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