JP5799644B2 - 定着装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録材にトナー画像を定着させる定着装置とそれを備えた画像形成装置に関し、詳しくは定着装置のクリーニング性能に関する。

近年、複写機やプリンタ、ファクシミリ、これらの複合機などの画像形成装置は、カラー化、高速化、及び高画質化が進み、オフセット印刷レベルの高精細な画像形成もできるようになってきている。電子写真技術を用いた画像形成装置においては、トナー画像を用紙等の記録材に定着するための定着手段に用いる技術として、ハロゲンランプ等の熱源を内蔵した加熱部材と、加熱部材と圧接しながら回転する加圧ローラとが形成するニップに、トナー画像を担持した記録材を通過させてトナー画像を記録材に定着する、いわゆる熱圧着方式が広く採用されている。特に高速処理がなされるカラー画像形成装置に用いられる定着装置には、加熱定着部材からの分離性に優れ、定着ニップ部が広い（ニップ時間が長い）ことが要求され、この要求を満たすためにはベルト定着方式の定着装置が好適とされている。すなわち、高速化を図っても加熱ローラで低熱容量の定着ベルトを十分に加熱することができ、定着ローラと加圧ローラの大径化によるニップ幅の拡大や定着ローラの硬度や厚さによる曲率分離によって分離性の向上などに対応できるためである。このベルト定着方式の定着装置において、トナー画像は、加圧ローラによってトナー画像を担持した記録材が定着ローラ（定着ベルト）に所定の圧力で押圧されることにより、定着ベルトからの加熱を受けて溶融状態となる。溶融したトナーは、その全てが記録材に定着されることが望ましいが、実際には、トナーと定着ベルトとの付着力により、そのごく一部が定着ベルトに付着する。一般にこの現象はオフセット現象と呼ばれている。

オフセット現象の種類としては、低温オフセットと高温オフセットとがある。低温オフセットとは、トナーに対する加熱が不十分で、トナー画像を形成しているトナー層の内部まで充分に熱が伝達されずにトナーの溶融が不完全となり、記録材への融着がなされなかったトナー層の一部が破砕して定着ベルトに付着するものである。この場合、記録材へのトナー画像の融着も不十分となることから、定着装置を通過して出力された記録材（印刷物）からトナー画像を容易にこすり取ることができる、いわゆる定着不良が発生する。高温オフセットとは、必要以上の高温でトナーが加熱された場合、トナーの粘弾性が変化し、トナーと定着ベルトの付着力がトナー粒子の凝集力よりも高くなりトナーが定着ベルトに付着するものである。

電子写真方式の画像形成装置により出力される印刷物の画像に対しては、ますます高画質化への要求が高くなり、オフセット印刷画像と同等の印刷品質を確保するため、トナーを小径化、あるいは重合トナーのように球形化する方向がトレンドである。このため従来の粉砕トナーと比較して、トナーに対して熱が伝わりにくく、溶解が十分でないため、低温オフセットが発生し易いという課題がある。特に、非コート紙のような紙表面が凸凹の用紙の場合にこの傾向が強くなる。

この課題への対策として、定着ベルトに定着クリーニング部材となる不織布等のクリーニングウェブを押圧ローラにより押し当て、回転する定着ベルトの表面を常に拭うようにした定着クリーニング手段を設けることが、特許文献１に開示されている。

特許文献２には、画像面側にクリーニングウェブを付加すると、ローラあるいはベルト面側が傷つき、縦スジ等の異常画像が発生してしまうことから、定着ベルト側（画像面側）に清掃部材を配置せず、加圧ローラ側にクリーニングウェブを配置する構成が開示されている。

このように画像形成装置がオフセット印刷レベルの高精細な画像形成も可能になったため、オンデマンド出版物の分野において、比較的手軽で、また少部数への対応が可能であるところから、これまで印刷法で作製してきた出版物をカラー複写機、カラープリンタで作製する傾向が顕著になっている。その結果、版を起こす手間をかけずにプリント作成ができるという迅速性がビジネスチャンスを拡大し、最近では一部の商用軽印刷分野でオフセット印刷との競合が始まっている。

オフセット印刷用の用紙（記録材）には、塗工紙と非塗工紙という２つのタイプがあるが、これらの高い白紙光沢を有する塗被紙を通常のＰＰＣ用紙、プリンタ用紙に代えて電子写真方式の画像形成装置に適用して画像の鮮明度を高めるケースが増えてきている。しかしながら、電子写真方式の画像形成装置でこれら塗被紙にトナー画像を形成するとブリスタが発生してしまう。

ブリスタにはペーパブリスタとトナーブリスタがある。ペーパブリスタとは、トナー画像の加熱定着時に用紙内部の水分が加熱されて水蒸気を発生し、用紙内部の水蒸気圧が上昇することで、この水蒸気が用紙の外に排出される際に、塗工層に阻害され、排出がスムーズにいかない場合、この水蒸気は紙層内部で急激に膨張して塗工層と紙の間に局所的な膨れが生ずる現象である。

また、トナーブリスタとは、塗工紙上にトナー画像が形成されている場合に起こるもので、トナーとトナーの隙間、トナーと用紙の隙間の空気（および水分）が定着される際に膨張し、塗工された紙側は通気性が悪いためこの熱膨張した気体の逃げ場がなくなり、その結果、トナー層内に気泡が発生し、定着画像が乱れるという現象である。

特に、光沢度の高い塗被紙の場合、光沢を上げるためにカレンダー処理を必要とし、塗被層密度を上昇させるため、ペーパブリスタやトナーブリスタが発生しやすくなる。トナーブリスタは画像の重大な欠陥となるが、普通紙等の非塗工紙では、当該水蒸気は用紙の内部を通して外部に放出することが可能であり、あまりブリスタは発生しない。

そこで、電子写真用途に水蒸気が透過できるように塗工した専用紙が開発されているが、オフセット印刷用のものと質感が異なることや、使用可能な用紙の種類が画像形成装置により限定されるため、装置を使用する印刷業者等のユーザにとって望ましいことではなく、印刷ビジネスを妨げる要因になってしまう。

ブリスタの発生はトナー層下層や用紙の温度に影響され、加圧ローラの温度を低く保つことによってこれらの温度を抑えることができ、ブリスタの発生が軽減されることが知られている。このため、特許文献３には、通紙時のみ加圧ローラを圧接ｄする接離機構や、加圧ローラの内部に空気を強制的に送風して加圧ローラを冷却する構成が開示されている。

このように加圧ローラの温度を低く保つようにし、また、定着ベルトキズ防止のため定着クリーニング手段を加圧ローラ側に配置した定着装置では、定着クリーニング手段で回収したオフセットトナーが低温であるため、クリーニングウェブからすり抜けやすい。これは、低温で溶融されていないトナーは球形で小径であり、クリーニングウェブと加熱ローラの間に生ずるわずかな間隙を通り抜け易いからである。すり抜けたトナーは加圧ローラや定着ベルトへ吐き出されてしまい、更には記録材へ不着することでトナー汚れによる画質不良を起こしてしまう。

本発明は上述したような状況に鑑みてなされたもので、定着クリーニング部材と加圧ローラの間をオフセットトナーがすり抜け易い場合でも、クリーニング性能を維持しつつも良好な画質の画像を得られる定着装置及び画像形成装置を提供する。

本発明は、熱源を有する加熱回転体と金属芯金の外周に弾性層を有する定着回転体とに掛け回された無端状の加熱部材と、加熱部材と圧接するように配置された加圧回転体と、加圧回転体の表面で定着クリーニング部材を移動させることで清掃する定着クリーニング手段とを備え、定着回転体と加圧回転体との圧接によって形成される加熱部材と加圧回転体とのニップ部に、未定着トナー像を担持した記録材を通紙して加熱定着を行う定着装置において、定着クリーニング部材と加圧回転体との接触部近傍を加熱するクリーニング部加熱手段を有し、定着クリーニング手段は、定着クリーニング部材が巻装されている送出ローラと、送出ローラから送り出された定着クリーニング部材を巻取る巻き取りローラと、定着クリーニング部材を加圧回転体の表面に圧接する押圧ローラとを有し、巻取りローラの回転により送出ローラから繰り出される定着クリーニング部材を、加圧差回転体の表面に押し当てて巻き取るように構成されており、クリーニング部加熱手段は、押圧ローラと、同ローラに内包された熱源で構成されていることを特徴としている。

本発明によれば、定着クリーニング部材と加圧回転体との接触部近傍を加熱するクリーニング部加熱手段を有するので、接触部近傍が加熱されるため、定着クリーニング部材で回収したトナーを溶融状態にし、定着クリーニング部材へ染み込ませるように絡め取れ、回収トナーのすり抜けの発生を防止できるとともに、接触部近傍を加熱するため、加圧回転体の全体の温度上昇を最小限にすることができ、クリーニング性能を維持しつつも良好な画質の画像を得られる。

本発明の第１の実施形態である定着装置の構成を示す概略図。 定着クリーニング手段の基本構成を示す平面視図。 連続印刷時において、加圧離間する場合としない場合の加圧回転体の温度推移とブリスタランクを示す図。 （ａ）、（ｂ）は本発明の第２の実施形態に掛かる、フローテスターによるフローカーブを示す図である。 本発明の第３の実施形態である定着装置の構成を示す概略図。 本発明の第４の実施形態である定着装置の構成を示す概略図。 本発明に掛かる定着装置を備えた画像形成装置の概略図。

本発明を実施するための形態について以下に図面を用いて説明する。最初に画像形成装置の概略を説明し、その後に定着装置について説明する。

図７に示す画像形成装置１００は、露光部１２７、画像形成部兼一次転写部１２０、給紙部１３０、二次転写部１４０、定着装置１５０、排紙部１６０を備えている。

本形態において、画像形成装置１００はタンデム方式のカラー画像形成装置を例示している。画像形成装置１００は、複数色、例えばブラック（以下Ｂと表記する）、マゼンタ（以下Ｍと表記する）、イエロー（以下Ｙと表記する）、シアン（以下Ｃと表記する）の各トナー画像をそれぞれ形成する複数の画像形成ユニット１２１Ｂ、１２１Ｍ、１２１Ｙ、１２１Ｃ（以下１２１Ｂ〜Ｃと略記する。他の符号についても同様）が水平方向に配列されている。この画像形成ユニット１２１Ｂ〜Ｃ（一部符号省略、以下同様）は、それぞれドラム状の感光体からなる感光体１２２Ｂ〜１２２Ｃ、帯電装置（例えば接触帯電装置）１２３Ｂ〜Ｃ、現像装置１２４Ｂ〜Ｃ、クリーニング装置１２５Ｂ〜Ｃ（図示省略）などから構成される。

感光体１２２Ｂ〜Ｃは、無端状の中間転写体となる中間転写ベルト１２６と対向して水平方向に配列され、中間転写ベルト１２６と同じ周速で回転駆動される。この感光体１２２Ｂ〜Ｃは、それぞれ、帯電装置１２３Ｂ〜Ｃにより均一に帯電された後に、光書き込み装置１２７によりそれぞれ露光されて静電潜像が形成される。

光書き込み装置１２７は、それぞれＢ、Ｍ、Ｙ、Ｃ各色の画像信号により、半導体レーザ駆動回路で半導体レーザを駆動して、半導体レーザからのレーザビームを図示しないポリゴンミラーにより偏向走査し、このポリゴンミラーからの各レーザビームを図示しないｆθレンズやミラーを介して感光体１２２Ｂ〜Ｃに結像することにより、感光体１２２Ｂ〜Ｃを露光して静電潜像を形成する。 この感光体１２２Ｂ〜Ｃ上の静電潜像は、それぞれ現像装置１２４Ｂ〜Ｃにより現像されてＢ、Ｍ、Ｙ、Ｃ各色のトナー像となる。したがって、帯電装置１２３Ｂ〜Ｃ、光書き込み装置１２７及び現像装置１２４Ｂ〜Ｃは、感光体１２２Ｂ〜Ｃ上にＢ、Ｍ、Ｙ、Ｃ各色の画像（トナー像）を形成する画像形成手段を構成している。

感光体１２２Ｂ〜Ｃ上に形成されたトナー像は中間転写ベルト１２６の移動に伴って、感光体１２２Ｃ上のシアントナー像が中間転写ベルト１２６上に一次転写され、その上にイエロートナー像が転写され、更にその上にマゼンタトナー像が転写され、最後にブラックトナー像が転写されて中間転写ベルト１２６上にフルカラー画像が形成される。

一方、記録材となる紙普通紙、ＯＨＰシート、光沢加工された用紙（以下総称して「用紙７」と記す）は、装置の下部に設置された、給紙カセットや給紙ローラを備えた給紙装置１３０から転写紙搬送路に沿ってレジストローラ１３１に給紙される。レジストローラ１３１は、中間転写ベルト１２６上のフルカラー画像が移動してくるタイミングに合わせて用紙７を、二次転写部１４０に配置された転写ローラ１４１と、中間転写ベルト１２６との転写圧接部へ送出する。

中間転写ベルト１２６は水平方向及びその下側に配列された複数のローラ１３２、１３３、ローラ１３４に掛け渡され、ローラ１３２が図示しない駆動部により回転駆動されることで、感光体１２２Ｂ〜Ｃと同じ周速で回転する。レジストローラ１３１から送り出された用紙７は、中間転写ベルト１２６上のフルカラー画像が転写ローラ１４１により形成される転写電界の作用で、用紙７側に一括転写され、搬送ベルト１４２に静電的に吸着されて搬送される。感光体１２２Ｂ〜Ｃは、トナー像転写後に各クリーニング装置によりクリーニングされて次の画像形成動作に備える。
（第１の実施形態）
次に本形態が適用された定着装置１５０について説明する。この定着装置１５０は、ベルト定着方式であり、加熱回転体となる加熱ローラ１と、加熱部材となる定着ベルト２と、定着回転体となる定着ローラ３と、加圧回転体となる加圧ローラ４と、加熱ローラ１と定着ベルト２を回転させて用紙７を搬送する図示しない駆動手段と、加圧ローラ４の加圧動作と脱圧動作を行う図示しない接離手段と、定着クリーニング手段５０を備えている。中空状の加熱ローラ１と加圧ローラ４の内部には、熱源としてヒータランプ２１，２２が配設されている。

加熱ローラ１と定着ローラ３と加圧ローラ４は、定着装置１５０の図示しない筐体の長手方向に回転可能に軸支されていて、ヒータランプ２１，２２は、図示しない筐体に固定保持されている。

定着ベルト２は、加熱ローラ１と定着ローラ３の外周に掛け回されて、加熱ローラ１と定着ローラ３との間に張架されており、図示しない駆動手段によって回転駆動される。この定着ベルト２は、厚さ９０μｍのＰＩ層で形成される無端ベルトであって、外周表面にＰＦＡ膜等のオフセット防止剤がコーティングされたものである。

定着ローラ３と加圧ローラ４は、互いに対向して配置されたゴムローラであり、加圧ローラ４が定着ベルト２を介して定着ローラ３の中心方向に図示しない接離手段によって加圧されている。この加圧状態によって加圧ローラ４と定着ベルト２との間にニップ部Ｎが形成される。加熱ローラ１と定着ローラ３の間に配置されたテンションローラ５は、定着ベルト２の内側から外側に向かってテンションを与えるものであり、円筒形をしたアルミ管で形成されている。

図示しない駆動手段は、モータと減速ギア列を備えていて、定着ローラ３にギア接続され、定着ローラ３を図中時計回りに回転駆動するように構成されている。この定着ローラ３の回転により、定着ローラ３に圧接する加圧ローラ４は図中反時計回りに、定着ベルト２は図中時計回りに、それぞれ定着ローラ３と同速で回転する。

加熱ローラ１の内部に配設したヒータランプ２１の発熱による熱は、加熱ローラ１を介して定着ベルト２に伝わり、定着ベルト２が加熱される。加圧ローラ４と定着ベルト２とは、互いに逆回転しているので、用紙７に担持（転写）されているトナー像６をニップ部Ｎで加熱溶融させながら用紙７を搬送する。

このような基本構成の定着装置１５０において、トナー像を担持（転写）された用紙７は、ニップ部Ｎよりも定着ベルト２の用紙搬送方向の上流側に配置された定着前ガイド１０側から、ニップ部Ｎに向かって搬送される。用紙７のトナー像６はニップ部Ｎで加熱溶融されることによって用紙７上に定着される。定着後の用紙７は、ニップ部Ｎよりも用紙搬送方向の下流側に配置された分離板８により定着ベルト２から剥離され、分離板８により用紙搬送方向の下流側に配置された搬送ローラ９により、図７に示した排出部１６０に排出される。

図１に示すように、定着クリーニング手段５０は、芳香族ポリアミド系不織布に離型剤であるシリコンオイルを含浸させた定着クリーニング部材となるクリーニングウェブ１１、新品のクリーニングウェブ１１が巻き付けられている供給ローラ１２、使用済みのクリーニングウェブ１１を回収する巻取りローラ１３、押圧ローラ１４等から構成されている。この画像形成装置１００では、高生産、高画質化のために好適なベルト定着や低融点トナーを使用するため、押圧ローラ１４を用いてクリーニングウェブ１１を加圧ローラ４の外周面４ａに当接させている。つまり、押圧ローラ１４は、図示しない支持部材と押圧バネとによりクリーニングウェブ１１を加圧ローラ４の外周面４ａに押圧している。

クリーニングウェブ１１を定着ベルト２に接触させる方式もあるが、定着ベルト２に当接させると低融点トナーを使用する場合、クリーニングウェブ１１からのトナーの溶け出しや定着ベルト２へのクリーニングウェブ１１の当接による摺擦キズが発生することが懸念されるため、本形態では加圧ローラ４の外周面４ａに接触させる方式としている。

供給ローラ１２に巻かれたクリーニングウェブ１１は、巻取りローラ１３の回転量により送り量が決定される。このため、定着クリーニング手段５０は、図２に示すように、巻取りローラ１３を回転駆動する駆動モータ１７と、駆動モータ１７の出力歯車１６と噛合う入力歯車２３を備えている。入力歯車２３は巻取りローラ１３の軸に固定されている。この定着クリーニング手段５０では、駆動モータ１７がモータ制御部１８によって、ある所定の通紙枚数に一度、所定時間動作する間欠制御されることにより、新しいクリーニングウェブ１１が供給ローラ１２から送り出されるように構成されている。本形態の定着装置１５０では、駆動モータ１７を動作する時間をモータ制御部１８により変えることで送り量を変化させている。本形態では、通常の動作において駆動モータ１７の回転によりクリーニングウェブが０．８２ｍｍ送られるように時間設定されている。

図示しない接離手段は、加圧ローラ４が取り付けられた図示しないアームを、揺動自在に支持するとともに、このアームの下端部に偏心カムを当接させ、当該偏心カムを図示しない駆動モータによって所定のタイミングで、所定量だけ回転駆動することにより、アームを定着ベルト２と接離する方向に揺動させるように構成された周知のものである。この接離手段は、ブリスタの抑制に非常に有効な構成である。ブリスタは用紙表面の水分およびトナー層内のトナーとトナーの空隙（に含まれる水分）がニップ部Ｎを通過する際に加熱膨張して水蒸気となり、この水蒸気でトナー層中に気泡を発生させたり、あるいは用紙中の水分がコート層を通過して蒸発したりする結果、トナー表面がザラザラとした画像の荒れを生じる現象のことである。

図３は連続印刷時において、加圧ローラ４を加圧離間する場合としない場合の加圧ローラ４の温度推移とブリスタランクを表したものである。加圧ローラ４の加圧離間なしの場合ではランク２以上、加圧離間ありの場合ではランク３以上が達成できるため、ブリスタに対して有効な手段であることが分かる。なお、ランク３はブリスタがほとんど発生しない状態を示し、ランク２はブリスタが一部に発生した状態を示す。

次に定着クリーニング手段５０によるクリーニング方法について述べる。前述のとおり、多紙種に高画質な画像を印刷するために、加圧ローラ４を低温に保つようにヒータなどは設置していないため、加圧ローラ４の外周面４ａから回収するオフセットトナーには溶融されていないトナーも含まれる。そして、低温で溶融されていないトナーは球形で小径であり、クリーニングウェブ１１と加熱ローラ４の外周面４ａの間に生ずるわずかな間隙を通り抜けて、クリーニングウェブ１１からすり抜けやすい。すり抜けたトナーは、ニップ部Ｎ側に位置する加圧ローラ４の外周面４ａや定着ベルト２の表面へ吐き出されてしまい、更には用紙７へ付着することでトナー汚れによる画質不良を起こしてしまう。

そこで本形態では、図１に示すように、クリーニングウェブ１１が加熱ローラ４の外周面４ａに接触することで形成されるクリーニングニップ部ＣＮ近傍を加熱することでトナーを溶融状態にし、クリーニングウェブ１１へ染み込ませるように絡め取り、トナーのすり抜けを発生させないようにしている。この場合、クリーニングニップ部ＣＮのみ加熱するため、加圧ローラ４の温度上昇を最小限にすることができる。

本形態ではクリーニングニップ部ＣＮを加熱するために、押圧ローラ１４の内部にハロゲンヒータ等で構成された熱源２３を配置して、押圧ローラ１４が熱源２３を内包した構成としている。押圧ローラ１４は中空の金属芯金の外周面にクリーニングニップＣＮを形成するためにシリコンゴムが被覆されていて、熱源２３を金属芯金の内部に配置している。本形態では、熱源２３を備えた押圧ローラ１４がクリーニングニップ加熱手段を構成している。

本形態では、クリーニングニップ部ＣＮの近傍には、サーミスタなどの温度検知手段１５が配置されていて、この温度検知手段１５によってクリーニングニップ部ＣＮが所定の温度になるように熱源２３を熱源制御手段６０で制御している。すなわち、温度検知手段１５と熱源２３とは、熱源制御手段６０に電気的に結線されて接続されていて、温度検知手段１５からの温度情報に基づいて熱源２３からの発熱量を熱源制御手段６０で制御するように構成されている。

本形態では、定着クリーニング手段５０の押圧ローラ１４内に熱源２３を有することで、押圧ローラ１４でクリーニングニップ部ＣＮのみが加熱されるので、トナーを溶融状態にすることができ、クリーニングウェブ１１による良好なクリーニングが行える。また、クリーニングニップ加熱手段として、クリーニング部材の押圧ローラ１４の内部に熱源２３を配置して構成したので、従来から使用されている押圧ローラ１４を流用することで部品の削減によるコストダウン、小スペース化も図ることができる。さらにクリーニングニップ部ＣＮ近傍を加熱するため、加圧ローラ４の全体の温度上昇を最小限にすることができ、クリーニング性能を維持しつつも良好な画質の画像を得られる。
（第２の実施形態）
本実施形態は、先に示したクリーニングニップ部ＣＮ近傍の温度を、トナーの流出開始温度以上、流出終了温度以下に制御するものである。本形態では、このクリーニングニップ部ＣＮ近傍の温度を、トナーの流出開始温度以上、流出終了温度以下に制御する制御手段として熱源制御手段６０を用いる。定着装置１５０の記載的構成は第１の実施形態と同様であるので、適宜図１を参照することとする。

トナーの熱特性は多く知られ、特に軟化温度、流出開始温度が関連することが知られている。トナーの軟化温度、流出開始温度は、周知のフローテスターを用いて測定することができる。フローテスターとは溶融物（トナー）が細管を通過するときの粘性抵抗を測定する細管式レオメーターである。

測定方法はまず、シリンダーに充填された試料（トナー）を、周囲から熱して溶融させ、上部からピストンによって一定の圧力を加える。溶融したトナーは細い穴を持ったダイを通して押し出され、フローレート（ｃｍ３／ｓ）から試料の流動性、すなわち溶融粘度が求められる。フローテスターとしては、例えば島津製作所社製の高化式フローテスターＣＦＴ５００Ｄ型が挙げられる。

このフローテスターのフローカーブは、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すデ−タになり、そこから各々の温度を読み取ることができる。図４（ａ）は、横軸をトナーの溶融温度、縦軸をピストンストロークとしたフローカーブを示すもので、図４（ａ）中、Ｂ点は固体域から遷移域に移る軟化温度Ｔｓであり、Ｃ点は試料（トナー）が流れ出す流出開始温度Ｔｆｂである。図４（ｂ）は、横軸をトナーの溶融温度、縦軸をピストンストロークとしたフローカーブを示すものである。図４（ｂ）中の横軸に１／２法における溶融温度とあるのは、流出終了点Ｓｍａｘと最低値Ｓｍｉｎの差の１／２を求め（Ｘ＝（Ｓｍａｘ−Ｓｍｉｎ）／２）、ＸとＳｍｉｎを加えた点Ａの位置における温度のことである。なお、測定条件は、例えば 荷重：５ｋｇｆ／ｃｍ２、昇温速度：３．０℃／ｍｉｎ、ダイ口径：１．００ｍｍ、ダイ長さ：１０．０ｍｍである。

このように熱源制御手段６０を用いてクリーニングニップ部ＣＮの温度を、トナーの流出開始温度以上、流出終了温度以下の最適な温度に制御すると、確実なクリーニングを行える。具体的には上記トナーの熱特性として知られる流出開始温度以上にクリーニングニップ部ＣＮの温度をするように熱源２３の発熱量を熱源制御手段６０で制御することで、トナー溶融不足によるトナーのクリーニングウェブ１１のすり抜けを防止し、また、流出終了温度以下にすることで保持している回収したトナーのクリーニングウェブ１１からの溶け出しを防止することができる。このような熱源２３の発熱量制御は、熱源制御手段６０により行うようにすればよい。
（第３の実施形態）
本実施形態に係る定着装置１５０Ａは、先に示したクリーニングニップ部ＣＮを加熱するために、熱源２３を有する押圧ローラ１４代わりに、図５に示すように、クリーニングニップ部ＣＮのニップ部直前（上流）もしくはニップ部直後（下流）、もしくはその両方にクリーニングウェブ１１の表面１１ａを加熱する加熱手段を有することを特徴としている。ニップ部直前とは、クリーニングウェブ１１の巻取り方向上流を指し、ニップ部直後とはクリーニングウェブ１１の巻取り方向下流を指す。これ以外の構成は図１に示す定着装置１５０と同一の構成であるので、同図で用いた符号を付し、重複説明は省略する。

図５では、クリーニングニップ部ＣＮのニップ部直後（下流）に、加熱手段としてセラミックヒータのような面状発熱体３１を配置した構成としている。本形態において押圧ローラ１４は熱源２３を備えていないので押圧ローラ１４Ａとするが、加熱機能を持たない以外は押圧ローラ１４と同等の機能を有する。また、熱源制御手段６０には、温度検知手段１５と面状発熱体３１とが電気的に結線されて接続されている。本形態において、熱源制御手段６０は温度検知手段１５からの温度情報に基づいて面状発熱体３１からの発熱量を制御するように構成されている。

このように、クリーニングニップ部ＣＮのニップ部直前もしくはニップ部直後のクリーニングウェブ１１の表面１１ａを面状発熱体３１で加熱すると、クリーニングニップ部ＣＮ近傍のみを加熱でき、加圧ローラ４の全体の温度上昇を最小限にしながらもトナーを溶融状態にすることができるため良好なクリーニングが行える。また、熱容量の小さいクリーニングウェブ１１のみをニップ部直前またはニップ部直後で表面加熱するため、無駄なエネルギーを消費せず、省エネ化にもつながる。

加熱部材としては、セラミックヒータのような面状発熱体３１ではなく、例えばＰＴＣ特性を有する発熱体（ＰＴＣヒータ）を用いてもよい。ＰＴＣ特性とは、高温になるほど電気抵抗が大きくなって電流が流れなくなり、一定温度に収束する特性であり、そのような特性を有する発熱体は、温度制御が不要で一定の温度を保持することができる。ＰＴＣヒータは所定のキューリー点となると抵抗が急激に上昇する抵抗発熱体であるため、その自己温度制御機能によって用紙７が異常昇温してしまうような状況を防ぐことができ、安全性が高い装置を構成することできる。
（第４の実施形態）
本実施形態に係る定着装置１５０Ｂは、図６に示すように、上記の実施形態に加えて加圧ローラ４およびクリーニングニップ部ＣＮを冷却する冷却手段として冷却ファン３０を備えたものである。なお、図６に示す形態は、図１に示した構成に冷却ファン３０を配設したものであるので、図１で用いた符号を付し、重複説明は省略する。本形態の場合、冷却ファン３０は熱源制御手段６０と結線し、熱源制御手段６０により、その動作を制御する。

熱源制御手段６０は、温度検知手段１５で検知されるクリーニングニップ部ＣＮの温度が予め設定された所定温度以上となると、冷却ファン３０を駆動させる機能を備えている。クリーニングニップ部ＣＮの温度には最適温度があり、所定温度範囲外となるとオフセットトナーのすり抜けおよび溶け出しが発生してしまう。このため、加圧ローラ４の印刷状態や待機状態など状態による温度変動を、冷却ファン３０およびクリーニングニップ部ＣＮの熱源２３によって、すばやく所定温度範囲内になるように制御することで、このような不具合を解消することができる。

従来は、状態によって加圧ローラ４の表面温度が７０〜１４０℃にもなっていたが、本形態においては比較的加圧ローラ４の温度が上昇しやすい小ＪＯＢの繰り返しでも冷却ファン３０と熱源２３の制御によって９０〜１２０℃に保つことができ、良好なクリーニング性を得られることが確認できた。

本形態は、冷却ファン３０を図１の構成に追加するものに限定されるものではなく、図５に示した構成に冷却ファン３０を追加してもよい。この場合、冷却ファン３０は熱源制御手段６０と結線し、熱源制御手段６０により冷却ファン３０の動作と面状発熱体３１による発熱量を制御することで、図６に示す場合と同様の効果を得ることができる。

１ 加熱回転体
３ 定着回転体
２ 無端状の加熱部材
４ 加圧回転体
４ａ 加圧回転体の表面
６ 未定着トナー像
７ 記録材
１１ 定着クリーニング部材
１２ 送出ローラ
１３ 巻き取りローラ
１４ 押圧ローラ
１４、２３クリーニング部加熱手段
２１ 熱源
２３ 熱源
３１ 加熱手段
３０ 冷却手段
５０ 定着クリーニング手段
６０ 制御手段
１００ 画像形成装置
１５０、１５０Ａ、１５０Ｂ 定着装置
Ｎ 加熱部材と加圧回転体とのニップ部
ＣＮ クリーニングニップ部

特開２００２−２５８６５７号公報 特開２００８−０４００５３号公報 特開２００６−３３０４３４号公報

Claims (6)

1. 熱源を有する加熱回転体と金属芯金の外周に弾性層を有する定着回転体とに掛け回された無端状の加熱部材と、前記加熱部材と圧接するように配置された加圧回転体と、前記加圧回転体の表面で定着クリーニング部材を移動させることで清掃する定着クリーニング手段とを備え、前記定着回転体と前記加圧回転体との圧接によって形成される前記加熱部材と前記加圧回転体とのニップ部に、未定着トナー像を担持した記録材を通紙して加熱定着を行う定着装置において、
   前記定着クリーニング部材と前記加圧回転体との接触部近傍を加熱するクリーニング部加熱手段を有し、
   前記定着クリーニング手段は、前記定着クリーニング部材が巻装されている送出ローラと、前記送出ローラから送り出された定着クリーニング部材を巻取る巻き取りローラと、前記定着クリーニング部材を前記加圧回転体の表面に圧接する押圧ローラとを有し、
   前記巻取りローラの回転により前記送出ローラから繰り出される定着クリーニング部材を、前記加圧差回転体の表面に押し当てて巻き取るように構成されており、
   前記クリーニング部加熱手段は、前記押圧ローラと、同ローラに内包された熱源で構成されている特徴とする定着装置。
2. 熱源を有する加熱回転体と金属芯金の外周に弾性層を有する定着回転体とに掛け回された無端状の加熱部材と、前記加熱部材と圧接するように配置された加圧回転体と、前記加圧回転体の表面で定着クリーニング部材を移動させることで清掃する定着クリーニング手段とを備え、前記定着回転体と前記加圧回転体との圧接によって形成される前記加熱部材と前記加圧回転体とのニップ部に、未定着トナー像を担持した記録材を通紙して加熱定着を行う定着装置において、
   前記定着クリーニング部材と前記加圧回転体との接触部近傍を加熱するクリーニング部加熱手段を有し、
   前記定着クリーニング手段は、前記定着クリーニング部材が巻装されている送出ローラと、前記送出ローラから送り出された定着クリーニング部材を巻取る巻き取りローラと、前記定着クリーニング部材を前記加圧回転体の表面に圧接する押圧ローラとを有し、
   前記巻取りローラの回転により前記送出ローラから繰り出される定着クリーニング部材を、前記加圧差回転体の表面に押し当てて巻き取るように構成されており、
   少なくとも、前記加圧回転体と押圧ローラによって形成されるクリーニングニップ部の直前または同クリーニングニップ部の直後に、前記定着クリーニング部材の表面を加熱する加熱手段を有することを特徴とする定着装置。
3. 前記定着クリーニング部材の表面を加熱する加熱手段は、ＰＴＣヒータであることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記定着クリーニング部材と前記加圧回転体との接触部近傍の温度をトナーの流出開始温度以上、流出終了温度以下に制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１、２または３に記載の定着装置。
5. 前記加圧回転体を冷却する冷却手段を備えていること特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の定着装置。
6. 請求項１ないし５の何れか１項に記載の定着装置を具備する電子写真方式の画像形成装置。

Images