JP6210005B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、定着装置及び画像形成装置に関するものである。

近年、未定着のトナー像を記録用紙等の被記録材に定着する定着装置としては、例えば以下の定着装置が知られている。

すなわち、未定着現像剤による画像が形成された記録媒体を、一対の定着ローラ（加熱ローラと加圧ローラ）で形成される圧接部を通過させることによって未定着現像剤を記録媒体上に溶融し固着する定着装置であって、定着ローラの少なくとも一方の表面をクリーニングするクリーニング手段と、定着ローラに対してクリーニング手段を近接離反させる接離手段と、定着ローラの温度検出する温度センサとを含み、前記切離手段は、温度センサの検出出力に応じてクリーニング手段を定着ローラに対して近接離反させる定着装置が知られている（特許文献１）。
特許文献１には、定着ローラの温度が現像剤の軟化温度以上であるときにはクリーニング手段を定着ローラに当接させ、定着ローラの温度が現像剤の定着温度以下であるときにはクリーニング手段を定着ローラから離反させることが例示されている。また、特許文献１には、この定着装置によれば、定着動作実行時以外は定着ローラからクリーニング手段を離反させることによって定着ローラの傷付きを防止できることが示されている。

また、トナー像を担持した記録媒体のトナー像側に配置される定着部材と、前記記録媒体の非トナー像側に配置される加圧部材と、前記定着部材と前記加圧部材との間の距離を可変する可変手段と、前記定着部材が前記加圧部材から離間する位置にあるときに前記加圧部材に接触して前記加圧部材をクリーニングするクリーニング部材とを備えた定着装置が知られている（特許文献２）。
特許文献２には、前記クリーニング部材により前記加圧部材をクリーニングする際には、前記加圧部材の温度をトナーのガラス転移温度以上に保つようにすることが例示されている。また、特許文献２には、この定着装置によれば、必要なときだけクリーニング部材により加圧部材のクリーニングを行うことが可能になるためクリーニング部材の長寿命化を図ることができることや、加圧部材に密着したトナーを効率よくクリーニング部材に転移させることができることが示されている。

特開２００６−５３１７６号公報 特開２００８−１２９０８９号公報

この発明は、未定着トナー像の定着時期に加熱回転体の加熱面に接触する加圧回転体の加圧面を、清掃時期になるとその加圧面に接触する清掃部材により清掃するときに、その加圧面が清掃部材に硬くなって付着していたトナー等の付着物により擦られて傷付けられることを抑制できる定着装置を提供し、またその定着装置を用いた画像形成装置を提供するものである。

この発明（Ａ１）の定着装置は、
未定着トナー像の定着時期に加熱手段により加熱される加熱面を有する加熱回転体と、
前記定着時期に前記加熱回転体の加熱面に所要の圧力で接触する加圧面を有する加圧回転体と、
前記加圧回転体を回転駆動させる駆動手段と、
前記加圧回転体の加圧面を清掃時期に接触して清掃し、清掃時期以外の時期に前記加圧面から離間している清掃部材と、
前記加圧回転体を、前記加熱回転体に接触させた状態又は前記清掃部材に接触させた状態に少なくとも変位させる変位機構と、
前記加圧面が加熱され且つ回転が停止させられた状態の前記加圧回転体を前記清掃部材に接触させて当該清掃部材を予熱する予熱動作と、前記予熱動作の後に続けて前記加圧回転体を回転駆動させて当該清掃部材により前記加圧面を清掃する清掃動作とを実行する制御を行う制御手段と
を備え、
前記制御手段は、前記予熱動作で前記加圧回転体を前記清掃部材に接触させてから前記清掃動作で当該加圧回転体を回転駆動させ始めるまでの予熱時間を、前記清掃部材に付着するトナーの量に関係する情報に基づいて変更する制御を行うことを特徴とするものである。

この発明（Ａ２）の定着装置は、
未定着トナー像の定着時期に加熱手段により加熱される加熱面を有する加熱回転体と、
前記定着時期に前記加熱回転体の加熱面に所要の圧力で接触する加圧面を有する加圧回転体と、
前記加圧回転体を回転駆動させる駆動手段と、
前記加圧回転体の加圧面を清掃時期に接触して清掃し、清掃時期以外の時期に前記加圧面から離間している清掃部材と、
前記加圧回転体を、前記加熱回転体に接触させた状態又は前記清掃部材に接触させた状態に少なくとも変位させる変位機構と、
前記加圧面が加熱され且つ回転が停止させられた状態の前記加圧回転体を前記清掃部材に接触させて当該清掃部材を予熱する予熱動作と、前記予熱動作の後に続けて前記加圧回転体を回転駆動させて当該清掃部材により前記加圧面を清掃する清掃動作とを実行する制御を行う制御手段と、
前記加圧回転体の加圧面の温度を測定する温度測定手段と
を備え、
前記制御手段は、前記予熱動作において、前記加圧回転体を前記清掃部材に接触させる前に前記加熱手段により加熱された状態にある前記加熱回転体に接触させて前記加圧面を加熱する加熱動作を、前記加圧回転体を前記清掃部材に接触させる前の前記温度測定手段の測定結果が前記トナー像を構成するトナーのガラス転移温度未満の温度であるときに実行する制御を行うことを特徴とするものである。

また、この発明（Ｂ１）の画像形成装置は、未定着トナー像を被記録材に形成する画像形成部と、前記画像形成部で形成された前記トナー像を前記被記録材に定着させる上記発明Ａ１又はＡ２の定着装置とを備えていることを特徴とするものである。

上記発明Ａ１の定着装置によれば、未定着トナー像の定着時期に加熱回転体の加熱面に接触する加圧回転体の加圧面を、清掃時期になるとその加圧面に接触する清掃部材により清掃するときに、その加圧面が清掃部材に硬くなって付着していたトナー等の付着物により擦られて傷付けられることを抑制でき、特に予熱時間を一定にしている場合に比べて、その傷付けられることを抑制できる効果を確実に且つ待ち時間が少なく効率よく得ることができる。

上記発明Ａ２の定着装置によれば、未定着トナー像の定着時期に加熱回転体の加熱面に接触する加圧回転体の加圧面を、清掃時期になるとその加圧面に接触する清掃部材により清掃するときに、その加圧面が清掃部材に硬くなって付着していたトナー等の付着物により擦られて傷付けられることを確実にかつ安定して抑制できる。

上記発明Ｂ１の画像形成装置によれば、定着装置において加圧回転体の加圧面を清掃時期になるとその加圧面に接触する清掃部材により清掃するときに、その加圧面が清掃部材に硬くなって付着していたトナー等の付着物により擦られて傷付けられることを抑制でき、そのような加圧回転体の加圧面に形成される傷に起因した画質の不良が発生することを防ぐことができる。

実施の形態１に係る定着装置を用いた画像形成装置の概要を示す概略図である。 図１の画像形成装置における定着装置の正面側から見たときの状態（加圧用ロールが定着位置に変位している状態）を示す断面概要図である。 図２の定着装置の側面側から見たときの状態を示す概要図である。 図２の定着装置の一状態（加圧用ロールが待機位置に変位している状態）を示す断面概略図である。 図２の定着装置の他の一状態（加圧用ロールが清掃位置に変位している状態）を示す断面概略図である。 図２の定着装置における制御手段の概要を示すブロック図である 定着装置の加圧用ロールの清掃作業における主な制御動作の概要を示すフローチャートである。 定着装置の加圧用ロールの清掃作業における主な構成部分の動作を示すタイミングチャートである。

以下、この発明を実施するための形態（以下「実施の形態」という）について図面を参照しながら説明する。

［実施の形態１］
図１から図３は、実施の形態１に係る定着装置を用いた画像形成装置を示すものである。図１はその画像形成装置の全体の概要を示し、図２はその定着装置を正面側から見たときの概要を示し、図３はその定着装置を側面側（用紙出口側）から見たときの概要を示している。

実施の形態１に係る画像形成装置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、未定着のトナー像を被記録材の一例としての記録用紙９に形成する画像形成手段２と、画像形成手段２で形成されたトナー像を記録用紙９に定着させる定着装置５と、その画像形成手段２、定着装置５等の各動作を制御する制御装置３等を備えている。図１中の符号１ａは画像形成装置の筐体を示し、一点鎖線は筐体１ａの内部において記録用紙９が搬送される主な搬送経路を示す。

＜画像形成手段の構成＞
画像形成手段２は、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一次転写により保持して最終的に記録用紙９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９を収容して搬送する給紙装置４０とで構成されている。

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色のトナー像を電子写真方式により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。この４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、例えばほぼ水平方向に一列に並べた状態で配置されており、また、扱う現像剤の種類（色）が異なる点を除けば、以下に示すようにほぼ共通した構成のものである。

すなわち、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、矢印Ａで示す方向に回転する感光ドラム１１と、感光ドラム１１の周面（像保持面）を所要の電位に帯電させる帯電装置１２と、感光ドラム１１の帯電された周面に画像の入力情報（信号）に基づく光を照射して静電潜像を形成する露光装置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に転写するロール形態等の一次転写装置１５と、一次転写後に感光ドラム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清掃装置１７等を備えている。

中間転写装置２０は、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の下方の位置に存在するように配置されている。この中間転写装置２０は、感光ドラム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で示す方向に回転する中間転写ベルト２１と、中間転写ベルト２１をその内周面から所望の状態に保持して回転自在に支持する複数のベルト支持ロール２２ａ〜２２ｆと、中間転写ベルト２１上のトナー像を記録用紙９に二次転写させるロール形態の二次転写装置２５と、二次転写装置２５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清掃装置２７等を備えている。複数のベルト支持ロール２２ａ〜２２ｆのうちベルト支持ロール２２ａは駆動ロールとして構成され、ベルト支持ロール２２ｃは張力付与ロールとして構成されている。二次転写装置２５は、中間転写ベルト２１をベルト支持ロール２２ｅに押し付けて二次転写部（二次転写位置）を構成している。

給紙装置４０は、中間転写装置２０及び二次転写装置２５の下方側の位置に存在するように配置されている。この給紙装置４０は、所望のサイズ、種類等の記録用紙９を積載した状態で収容する単数（又は複数）の用紙収容体４１と、用紙収容体４１から記録用紙９を１枚ずつ送り出す送出装置４２とで構成されている。この給紙装置４０と中間転写装置２０の二次転写位置（中間転写ベルト２１と二次転写装置２５の接触部）との間には、給紙装置４０から送り出される記録用紙９を二次転写位置まで搬送する複数の用紙搬送ロール対４３ａ〜４３ｄや図示しない搬送ガイド材で構成される給紙搬送路が設けられている。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４３ｄは、例えば記録用紙９の搬送時期を調整するロール（レジストロール）として構成されている。

また、中間転写装置２０の二次転写部と定着装置５との間には、中間転写ベルト２１から剥離されて送り出される二次転写後の記録用紙９を定着装置５まで搬送するためのベルト形態等の用紙搬送装置４５が設けられている。さらに、定着装置５と筐体１ａに形成される記録用紙９の排出口との間には、定着装置５から送り出される定着後の記録用紙９を筐体１ａの外部に排出するための用紙排出ロール対４７ａ，４７ｂ等で構成される排紙搬送路が設けられている。

次に、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、画像形成部２における上記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を代表して説明する。

画像形成装置１は、制御装置３が画像形成動作（プリント）の要求指令を受けると、まず、画像形成手段２の各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）において、各感光ドラム１１が矢印Ａで示す方向に回転し始めた後、各帯電装置１２が各感光ドラム１１の周面を所要の極性（実施の形態１ではマイナス極性）及び電位にそれぞれ帯電させる。続いて、露光装置１３が、帯電後の感光ドラム１１の周面に対して、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く光を照射し、その周面に所要の電位からな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）のトナーを現像ロール等から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、各感光ドラム１１には、４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像が専用に形成される。

続いて、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光ドラム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の外周面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。これにより、中間転写ベルト２１に多重のトナー像が一次転写される。一次転写が終了した各作像装置１０では、ドラム清掃装置１７が一次転写後の感光ドラム１１の周面を清掃する。

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多重の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４０では、作像動作に合わせて所要の記録用紙９を給紙搬送路に送り出す。給紙搬送路では、レジストロールとしての用紙搬送ロール対４３ｄが記録用紙９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、二次転写装置２５が、中間転写ベルト２１上の多重のトナー像を記録用紙９に一括して二次転写させる。また、二次転写が終了した中間転写装置２０では、ベルト清掃装置２７が、二次転写後の中間転写ベルト２１の外周面を清掃する。

続いて、トナー像が二次転写された記録用紙９は、中間転写ベルト２１から剥離された後に用紙搬送装置４５により定着装置５まで搬送される。定着装置５では、後述するように必要な定着処理（加熱及び加圧）をして未定着のトナー像を記録用紙９に定着させる。最後に、定着が終了した後の記録用紙９は、その片面への画像の形成を行うだけの画像形成動作のときは、排紙搬送路を通して例えば筐体１ａの外部に配置される図示しない排出収容部にむけて排出される。

以上の画像形成動作により、４色のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像が形成された記録用紙９が出力される。

＜定着装置の構成＞
次に、定着装置５について詳しく説明する。

定着装置５は、図１から図３等に示されるように、筐体５０を有し、その筐体５０の内部に、加熱用ロール５１と、加熱用ロール５１の外周面（加熱面）５１ａに接触して未定着トナー像ＭＴが形成された記録用紙９を通過させる定着処理部ＦＮを形成する加圧用ロール５２と、加圧用ロール５２を回転駆動させる駆動装置５３と、加圧用ロール５２の外周面（加圧面）５２ａを清掃する清掃部材５４と、加圧用ロール５２を後述する３つの位置Ｐ１〜Ｐ３に変位させる変位機構５５と、加熱用ロール５１の外周面５２ａを所要の温度に加熱する加熱手段の一例であるハロゲンヒータ５６と、駆動装置５３、変位機構５５、ハロゲンヒータ５６等の各動作を制御する制御装置３１等が配置されている。

図１、図２等における符号５７Ａ、５７Ｂは加熱用ロール５１と加圧用ロール５２の各外周面５２ａの温度をそれぞれ測定する温度測定センサであり、符号５８Ａ，５８Ｂは定着対象の未定着トナー像ＭＴが形成された記録用紙９を定着装置５の導入時及び排出時にそれぞれ案内する導入案内部材と排出案内部材であり、符号５９は加圧用ロール５２の外周面５２ａに空気（Ｅ）を吹きつけて冷却する送風装置である。

加熱用ロール５１は、アルミニウム等の金属材料からなる円筒状のロール基材５１ｂの外周面に、例えばＰＦＡ等からなる離型層５１ｃを積層した構造のロールである。また、加熱用ロール５１は、そのロール両端部が筐体５０内の図示しない支持部材に回転自在な状態で支持されている。加熱用ロール５１は、回転駆動する加圧用ロール５２と接触しているときに従動して二点鎖線の矢印で示す方向に回転する（図２）。ハロゲンヒータ５６は、加熱用ロール５１のロール基材５１ｂの内部空間に配置されている。また、ハロゲンヒータ５６は、加熱用ロール５１の外周面５１ａの温度を測定する温度センサ５７Ａの検出結果に基づいて、その外周面５１ａの温度を所要の定着用温度に加熱して保つよう作動する。

加圧用ロール５２は、アルミニウム等からなる円筒状のロール基体５２ｂの外周面に、シリコーンゴム等からなる弾性層５２ｃと、ＰＦＡ等からなる離型層を順次積層した構造のロールである。また、加圧用ロール５２は、加熱用ロール５１の下方側に配置されるととともに、そのロール両端部の軸部５２ｅ，５２ｆが変位機構５５（の揺動フレーム）に回転自在な状態で支持されている。さらに、加圧用ロール５２は、駆動モータ、回転伝達機構等で構成される駆動装置５３により所要の時期に矢印で示す方向に回転駆動させられるよう構成されている。

変位機構５５は、図２、図３等に示されるように、加圧用ロール５２を回転自在に支持するとともに一端部において支持軸５５２を中心に矢印Ｃ，Ｄで示す方向に揺動する支持フレーム５５１と、支持フレーム５５１の支持軸５５２がある一端部と反対の他端部を変位可能に支持するとともに回転駆動軸５５４の回転により所定の方向に所要の量（角度）だけ回転するカム板５５３と、加圧用ロール５２の位置（実際には支持フレーム５５１等に設けられる被検出部の位置）を検出する図示しない位置検出センサとで構成されている。また、変位機構５５には、加圧用ロール５２を加熱用ロール５１に所要の圧力で接触させるために加圧用ロール５２に加圧力を付与する加圧機構５５６が組み合わせて設けられている。

この変位機構５５の変位させる３つの位置は、図２、図４、図５等に示すように、加圧用ロール５２を加熱用ロール５１に接触させた（定着処理部ＦＮを形成する）状態にする第１の位置（Ｐ１）と、加圧用ロール５２を加熱用ロール５１及び清掃部材５５の双方から離間させた状態にする第２の位置（Ｐ２）と、加圧用ロール５２を清掃部材５５に接触させた状態にする第３の位置（Ｐ３）である。第１の位置Ｐ１は、換言すれば定着動作の実行時に存在させる定着位置であり、また清掃部材５５から離間している位置でもある（図２）。第２の位置Ｐ２は、換言すれば待機時（例えば次の画像形成動作を待っている時期）に存在させる待機位置である（図４）。第３の位置Ｐ３は、換言すれば加圧用ローラ５２の清掃作業の実行時にのみ存在させる清掃位置であり、また加熱用ロール５１から離間している位置でもある（図５）。なお実施の形態１では、第１の位置Ｐ１は、後述する加圧用ロール５２の加熱動作のときに存在させる位置でもある。また、第３の位置Ｐ３は、後述する清掃部材５４の予熱動作のときに存在させる位置でもある。

また、変位機構５５におけるカム板５５３は、この３つの位置Ｐ１〜Ｐ３に支持フレーム５５１を介して加圧用ロール５２を変位させることができる寸法及び形状に設定されている。カム板５５３が固定されている回転駆動軸５５４は、図示しない駆動装置から回転動力が伝達されるように構成されている。加圧機構５５６は、コイルばねや支持アーム等で構成されている。

清掃部材５４は、図２、図３等に示されるように、加圧用ロール５２の軸方向の長さにほぼ相当する長さからなる支持板５４ｂと、その支持板５４ｂの上面側に固着される耐熱性樹脂繊維からなるフェルト（不織布）等で構成される清掃素材５４ｃとで構成されている。また、清掃部材５４は、加圧用ロール５２の下方側の位置に所要の間隔をあけた状態で配置されているとともに、その清掃素材５４ｃが加圧用ロール５２の外周面５２ａと向き合う状態に保たれるよう筐体５０の下部側に取り付けられている。

送風装置５９は、図示しない送風ファンと、送風ファンから送られる空気（Ｅ）を加圧用ロール５２の下部側の外周面（その軸方向の全域にわたる表面部分）にむけて吹き付けるよう導く送風ダクト等で構成されている。この送風装置５９は、定着動作の時期や待機時において加圧用ロール５２の外周面に空気（Ｅ）を吹き付けることにより加圧用ロール５２の過度な温度上昇を抑制している。この送風装置５９による空気の吹き付けにより、例えば、定着性能、定着面の光沢度合い、用紙の搬送性能（定着処理部ＦＮの通過及び排出）等を安定化させることや微調整することを行うことができる。

制御装置３１は、例えば、画像形成装置１における制御装置３の一部として構成されるものである。この定着装置の制御装置３１を含む制御装置３は、中央演算処理部、各種プログラムや各種データが格納又は記憶される記憶部、入出力部、制御部等で構成されている。制御プログラムには、定着装置５の基本的な定着動作の全般を制御するための制御プログラムや、加圧用ロール５２の清掃部材５４による清掃関連動作に関して図７に例示する制御動作を実行する制御プログラムが含まれる。

制御装置３１には、図６に示されるように、加熱用ロール５１の温度測定センサ（温度検出部）５７Ａや、加圧用ロール５２の温度測定センサ（温度検出部）５７Ｂや、加圧用ロール５２の位置検出センサ（位置検出部）５５７等が接続されており、加熱用ロール５１及び加圧用ロール５２の表面温度に関する情報や加圧用ロール５２の位置に関する情報が入力される。また、制御装置３１には、加熱用ロール５１のハロゲンヒータ５６の動作を制御する加熱制御部３１１や、加圧用ロール５２の駆動装置５３（の駆動モータ）の動作を制御する加圧用ロール５２の駆動制御部３１２や、加圧用ロール５２の変位機構５５（の駆動モータ）の動作を制御する駆動制御部３１３が接続されている。また、制御装置３１には、加圧用ロール５２の送風装置５９（送風ファン）の動作を制御する駆動制御部３１５が接続されている。なお、送風装置５９の駆動制御部３１５は、画像形成装置１における制御装置３に接続されていても構わない。さらに、制御装置３１は、それら各制御部３１１〜３１３，３１５に対して制御プログラム等に基づく必要な制御情報を送信し、また必要に応じて各制御部３１１〜３１３が保有する情報を入手している。

そして、この定着装置５においては、制御装置３１により、図７や図８等に示されるような加圧用ロール５２の清掃作業を実行するように構成されている。この制御装置３１により実行される加圧用ロール５２の清掃作業は、外周面（加圧面）５２ａが加熱され且つ回転が停止させられた状態の加圧用ロール５２を清掃部材５４に接触させて清掃部材５４を予熱する「予熱動作」と、その予熱動作の後に続けて加圧用ロール５２を回転駆動させて清掃部材５４により外周面５２ａを清掃する「清掃動作」とを実行するものである。

この加圧用ロール５２の清掃作業は、予め設定されている時期に自動的に実行されるように構成される他、例えば画像形成装置１の使用者が必要なときに清掃作業を指示入力したときに実行されるように構成される。予め設定されている時期としては、例えば、画像形成動作（特に記録用紙９として厚紙を使用した画像形成動作）の累積回数が所定の値以上になったときに実行中の最後の画像形成動作が終了した時期や、特別な紙詰まり（例えば、定着対象の未定着トナー像を有する記録用紙９が定着装置５に導入されて通過する際に発生する紙詰まりなど）の発生が検知されて紙の除去作業が終了した後の時期が挙げられる。

予熱動作における加圧用ロール５２の外周面５２ａの加熱は、後述するようにハロゲンヒータ５６で加熱される加熱用ロール５１の熱を利用して行われる。予熱動作を行う時間（予熱時間）は、清掃部材５４における清掃素材５４ｃの表面（清掃面）５４ａに硬くなって付着しているトナー等の付着物が加圧用ロール５２の外周面５２ａを擦って傷つけるおそれがない程度に軟らかくなることを目安に予め実験等で確認した時間（Ｈｔ）に設定される。また、清掃動作を行う時間（清掃時間）は、清掃部材５４の清掃面５４ａが加圧用ロール５２の外周面５２ａを少なくとも１周以上移動するのに要する時間を目安にして設定される時間（Ｃｔ：経過時間）に設定される。

また、実施の形態１では、制御装置３１が、上記予熱動作において、加圧用ロール５２を清掃部材５４に接触させる前にハロゲンヒータ５６により加熱された状態にある加熱用ロール５１に接触させて外周面５２ａを加熱する「加熱動作」を実行する制御を行うように構成している。しかも、制御装置３１は、その予熱動作において、加圧用ロール５２を清掃部材５４に接触させる前の温度測定センサ５７Ｂの測定結果が未定着のトナー像ＭＴを構成するトナーのガラス転移温度（Ｔｇ）未満の温度である場合、上記加熱動作を実行する制御を行うように構成されている。トナーのガラス転移温度（Ｔｇ）は、示差走査熱量測定等の測定法を用いて測定されるものである。

次に、この定着装置５における加圧用ロール５２の清掃作業に関する動作について説明する。

ここでは、加圧用ロール５２の清掃作業が、主に画像形成動作（実際には定着動作）の終了後の時期に行われる場合を例にして説明する。

加圧用ロール５２の清掃作業の時期が到来すると、図７に示すように、制御装置３１において、加圧用ロール５２の外周面５２ａの温度が画像形成で使用されるトナーのガラス転移温度（Ｔｇ）以上の温度であるか否かが温度測定センサ５７ＡＢの測定結果に照らして判断され（ステップ１０：以後、これを「Ｓ１０」のように略記することもある。）、また、加圧用ロール５２の変位位置が位置Ｐ１，Ｐ２のいずれかであるかが位置検出センサ（位置検出部５５６）の検出結果を参照して判断される（Ｓ１１）。なお、加熱ロール５１は、この清掃作業の有無に関係なく、ハロゲンヒータ５６によって所望の温度に保たれるよう加熱されるように制御されている（Ｓ００）。つまり、画像形成動作の実行時期には定着用加熱温度に保たれるよう加熱され、それ以外の時期（待機時）には定着用温度よりも低い温度（待機時加熱温度）に保たれるよう加熱される。

この際、加圧用ロール５２の外周面５２ａがトナーのガラス転移温度（Ｔｇ）未満の温度であり、しかも加圧用ロール５２が待機位置Ｐ２にあると判断されると、図８等にも示されるように、制御装置３１が変位機構５５を作動させて、加圧用ロール５２を待機位置Ｐ２から定着位置Ｐ１（図２）に変位させ（Ｓ１２）、しかる後、制御装置３１が加圧用ロール５２の駆動装置５３の駆動モータを作動させて、加圧用ロール５２を回転駆動し始める（Ｓ１３）。このように判断されるのは、画像形成動作が終了した後の時期には殆どないが、例えば、待機時に使用者による清掃作業の指示入力があって清掃作業を行う場合などである。しかも、この際、加熱ロール５１の待機時加熱温度がトナーのガラス転移温度（Ｔｇ）以下の温度に設定されている場合である。この待機時から清掃動作が開始されるときの動作の一部は、図８において二点鎖線で示している。

これにより、加圧用ロール５２（の外周面５２ａ）は、加熱された状態の加熱用ロール５１（の外周面５１ａ）に接触して回転するので、その外周面５２ａが加熱され始める（予熱動作における加熱動作が開始される）。

一方、ステップ１０，１１において加圧用ロール５２の外周面５２ａがトナーのガラス転移温度（Ｔｇ）以上の温度であり、しかも加圧用ロール５２が定着位置Ｐ１にあると判断された場合は、ステップ１５に移行する。このように判断されるのは、清掃作業が定着動作終了の後に続けて行われる場合などである。

この場合は、図８に実線で示されるように、加熱用ロール５１がハロゲンヒータ５６の点灯により加熱された状態にあり、また、加圧用ロール５２が駆動モータの作動により回転し続けている。このときの加圧用ロール５２の外周面５２ａは、加熱用ロール５１との接触により既に加熱された状態に保たれている。ちなみに、この場合において、ハロゲンヒータ５６は、図８に示すように、例えば定着動作が完全に終了した時点（ts）になると、定着用温度等の高温設定温度（Ｈ）から待機時の低温設定温度（Ｌ）に切り替えられる。この待機時の低温設定温度は、一般に、トナーのガラス転移温度（Ｔｇ）よりも高い温度に設定される。また、上記時点（ts）になると、加圧用ロール５２の送風装置５９の送風ファンが停止し、これにより加圧用ロール５２の加熱動作を妨げないように構成されている。

続いて、制御装置３１は、加圧用ロール５２の外周面５２ａの温度がトナーのガラス転移温度（Ｔｇ）以上の温度であるか否かが判断される（Ｓ１４）。このときにガラス転移温度以上であると判断されると、その時点（t1）で、制御装置３１が駆動装置５３を制御して加圧用ロール５２の回転を停止させ（Ｓ１５）、しかる後、変位機構５５を作動させて加圧用ロール２を定着位置Ｐ１から清掃位置Ｐ３に変位させる（Ｓ１６）。

これにより、外周面（加圧面）５２ａが加熱され且つ回転が停止させられた状態の加圧用ロール５２が、清掃部材５４の清掃素材５４ｃの清掃面５４ａに接触することになるので（図５）、清掃部材５４の清掃面５４ａが加熱される（清掃部材５４の予熱動作が行われる）。

この際、清掃部材５４の清掃素材５４ｃの清掃面５４ａには、加圧用ロール５２の清掃により回収されて堆積しているトナー等の付着物が存在し、非清掃時に熱が付与されることなく硬くなって付着していることがある。これに対し、この定着装置５の場合には、その清掃部材５４の清掃面５４ａは、加熱されて回転停止した状態の加圧用ロール５２の接触によりトナーのガラス転移温度（Ｔｇ）以上の温度で加熱されて予熱されるので、その清掃面５４ａ上に硬くなって付着しているトナー等の付着物（特にトナー）が次第に軟らかくなる。また、この予熱動作では、加熱された状態の加圧用ロール５２が回転を停止した状態で清掃部材５４の清掃面５４ａに接触するので、その清掃面５２ａに硬くなって存在するトナー等の付着物に接触しても、加圧用ロール５２の外周面５２ａがその硬くなったトナー等の付着物で擦られて傷付けられることがない。

この予熱動作は、制御装置３１において加圧用ロール５２の清掃部材５４の清掃面５４ａに接触した時点（t2）からの経過時間（予熱時間）が予め定めた閾値時間（Ｈｔ）に達したか否かが判断され（Ｓ１７）、その閾値時間に達するまで続行される。この閾値時間（Ｈｔ）は、少なくとも清掃部材５４の清掃面５４ａに硬くなって存在するトナー等の付着物が加圧用ロール５２の外周面５２ａを擦って傷つけるおそれがない程度に予熱動作により軟らかくなるまでに要する最低限の所要時間を目安にして設定される。具体的には、予熱時間を判断する閾値時間（Ｈｔ）は例えば数十秒に設定される。

ステップ１７において予熱時間が閾値時間（Ｈｔ）に達したと判断されると、その時間（t3）で、制御装置３１が駆動装置５３を作動させて加圧用ロール５２を矢印で示す方向に回転させ始める（Ｓ１８）。

これにより、回転する加圧用ロール５２の外周面５２ａが清掃部材５４を通過することになり、その外周面５２ａが清掃部材５４により清掃される（清掃動作）。つまり、定着動作により加熱用ロール５１の外周面５１ａに付着するトナー、紙粉等の付着物が加圧用ロール５２の外周面５２ａに転移して残着する付着物や、加圧用ロール５２の外周面５２ａに記録用紙から直接転移して残着するトナー、紙粉等の付着物が、清掃部材５４により回収されて除去される。

清掃動作は、制御装置３１において加圧用ロール５２の回転始動した時点（t3）からの経過時間（清掃時間）が予め定めた閾値時間（Ｃｔ）に達したか否かが判断され（Ｓ１９）、その閾値時間に達するまで続行される。この清掃時間に関する閾値時間（Ｃｔ）は、少なくとも加圧用ロール５２の外周面５２ａに存在するトナー等の付着物が清掃部材５４により除去されるまでに要する最低限の所要時間を目安にして設定される。具体的には、清掃時間を判断する閾値時間（Ｃｔ）は例えば加圧用ロール５２が数十回ほど回転するのに要する時間に設定される。

ステップ２０において清掃動作の経過時間が閾値時間（Ｃｔ）に達したと判断されると、その時間（t4）で、制御装置３１が駆動装置５３を制御して加圧用ロール５２の回転を停止させ（Ｓ２０）、しかる後、変位機構５５を作動させて加圧用ロール５２を清掃位置Ｐ３から待機位置Ｐ２に変位させる（Ｓ２１）。ステップＳＴ２１においては、加圧用ロール５２の回転を停止させるのではなく、加熱動作時の回転速度よりも遅い速度（低速）で回転させるようにしても構わない。またこの際、図８に示すように、加圧用ロール５２が待機位置Ｐ２に変位したことを位置検出センサにより確認された時点（t5）で、送風装置５９の送風ファンが始動して加圧用ロール５２に空気を吹き付けて冷却する。

以上により、加圧用ロール５２の外周面５２ａに清掃作業が終了する。

この定着装置５における加圧用ロール５２の外周面５２ａの清掃作業では、清掃動作をする前に接触部材５４の予熱動作が行わるので、その外周面５２ａが清掃部材５４に硬くなって付着していたトナー等の付着物により擦られて傷付けられることが抑制される。また、その予熱動作において加熱された状態の加圧用ロール５２が清掃部材５４に接触するときにその回転が停止した状態で接触するので、その接触する際の加圧用ロール５２の外周面５２ａが清掃部材５４に硬くなって付着していたトナー等の付着物により擦られて傷付けられることが確実に抑制される。

さらに、この定着装置５を備えた画像形成装置１では、加圧用ロール５２の外周面５２ａに形成される傷に起因した画質の低下（傷に対応した筋状の光沢むらなど）が発生することが防止される。

［他の実施の形態］
実施の形態１では、清掃部材５４の予熱動作を開始したときから加圧用ロール５２の清掃動作を開始するときまでの予熱時間は、予め定めた一定の閾値時間（Ｈｔ）に達するまで行う構成を採用した場合を例示したが、その閾値時間（Ｈｔ）については適時変更して適用するように構成してもよい。上記清掃部材５４の予熱動作を開始したときとは、加圧用ロール５２が清掃部材に接触した時点（t2）であり、上記加圧用ロール５２の清掃動作を開始するときとは、加圧用ロール５２が回転駆動し始める時期（t4）である。また、予熱時間とは、換言すれば清掃動作が開始されるまでの待機時間でもある。

この予熱時間、換言すれば待機時間を決定する閾値時間（Ｈｔ）は、例えば、清掃部材５４の清掃面５４ａに付着するトナーの量に関係する情報に基づいて変更することができる。その情報としては、例えば、加圧用ロール５２の清掃作業の実行累積回数や、画像形成の画素数の累積量などが挙げられる。閾値時間（Ｈｔ）を変更する場合、その閾値時間は、付着するトナーの量（清掃作業の実行累積回数、画素数の累積値など）が少ない段階では比較的短い時間にし、その付着するトナーの量が多くなった段階では比較的多い時間にするように変更すればよい。このように閾値時間（Ｈｔ）を変更するように構成した場合には、その閾値時間を一定にする場合に比べて、特に上記付着するトナーの量が少ない段階において予熱動作の時間が短くなって、その予熱動作が完了した後に行われる清掃動作が開始されるまでの待ち時間を短くすることができる。

また、実施の形態１では、予熱動作において加熱動作をする場合、その加熱動作を終了して予熱動作に移行するときの判断を加圧用ロール５２の外周面５２ａの温度がトナーのガラス転移温度（Ｔｇ）以上であるか否で行う例（図７のＳ１４の判断）を説明したが、この例に限定されない。この移行するときの判断については、例えば、加熱動作を開始した時点からの経過時間が予め定める閾値時間に達するか否かを判断するようにしてもよい。この場合の閾値時間は、加圧用ロール５２の外周面５２ａが清掃部材５４を予熱するに必要な加熱温度に達するまでの予測値として設定される。また、このときの加熱動作を開始した時点とは、加圧用ロール５２を定着位置Ｐ１に変位させて加熱用ロール５１に接触させた時点や、定着動作が完了した時点（ts）などである。さらに、加圧ロール５２の加熱動作（加熱状態の加熱ロール５１に接触させて回転させること）を、加圧ロール５２が待機位置Ｐ２にあるときは、常に行うよう構成してもよい。

実施の形態１では、定着装置として加熱用ロール及び加圧用ロールのようなロール形態の加熱回転体及び加圧回転体を適用した場合を例示したが、定着装置はベルト形態の加熱回転体及び加圧回転体を適用したものであってもよい。加圧回転体は、加熱手段を備えているものであっても構わない。この場合は、予熱動作における加熱動作を（加熱された状態の加熱回転体を使用せず）、その加熱手段を使用して行うことができる。また、加圧用ロール５２の変位機構５５については、実施の形態１で例示した３つの位置（Ｐ１〜Ｐ３）を変位させる構成に限定されない。変位機構５５としては、例えば、加圧用ロール５２を加熱用ロール５１に接触させた状態にする位置と清掃部材５４に接触させた状態にする位置の少なくとも２つの位置に変位させることができる構成のものであればよい。

また、定着装置における清掃部材５４としては、実施の形態１におけるパット形態のものに代えて、ブレード形態やブラシ形態のもの（固定式の清掃部材）を適用してもよく、さらに必要であれば回転ロール形態のものや、巻き取り式のシート形態のものを適用してもよい。巻き取り式のシート形態の清掃部材を適用した場合、その清掃シートの使用部分（加圧用ロール５２と接触している面部分）を長めに使うことが可能になり、清掃シートの使用可能な寿命を延ばすことができる。

この他、定着装置５や他の実施形態に係る定着装置等を用いる画像形成装置１については、未定着のトナー像を記録用紙９等の被記録材に形成する画像形成手段を備えたものであれば、単色画像を形成する画像形成装置であっても、他の形式の画像形成装置であっても勿論差し支えない。

１ …画像形成装置
２ …画像形成手段（画像形成部の一例）
５ …定着装置
９ …記録用紙（被記録材の一例）
３１…制御装置（制御手段の一例）
５１…加熱用ロール（加熱回転体の一例）
５１ａ…外周面（加熱面）
５２…加圧用ロール（加圧回転体の一例）
５２ａ…外周面（加圧面）
５３…駆動装置（駆動手段の一例）
５４…清掃部材
５５…変位機構
５６…ハロゲンヒータ（加熱手段の一例）
５７Ｂ…温度測定センサ（温度測定手段の一例）
ＭＴ…未定着のトナー像
Ｐ１…第１の位置（加圧回転体が加熱回転体と接触する状態）
Ｐ３…第３の位置（加圧回転体が接触部材と接触する状態）

Claims (3)

1. 未定着トナー像の定着時期に加熱手段により加熱される加熱面を有する加熱回転体と、
   前記定着時期に前記加熱回転体の加熱面に所要の圧力で接触する加圧面を有する加圧回転体と、
   前記加圧回転体を回転駆動させる駆動手段と、
   前記加圧回転体の加圧面を清掃時期に接触して清掃し、清掃時期以外の時期に前記加圧面から離間している清掃部材と、
   前記加圧回転体を、前記加熱回転体に接触させた状態又は前記清掃部材に接触させた状態に少なくとも変位させる変位機構と、
   前記加圧面が加熱され且つ回転が停止させられた状態の前記加圧回転体を前記清掃部材に接触させて当該清掃部材を予熱する予熱動作と、前記予熱動作の後に続けて前記加圧回転体を回転駆動させて当該清掃部材により前記加圧面を清掃する清掃動作とを実行する制御を行う制御手段と
   を備え、
   前記制御手段は、前記予熱動作で前記加圧回転体を前記清掃部材に接触させてから前記清掃動作で当該加圧回転体を回転駆動させ始めるまでの予熱時間を、前記清掃部材に付着するトナーの量に関係する情報に基づいて変更する制御を行うことを特徴とする定着装置。
2. 未定着トナー像の定着時期に加熱手段により加熱される加熱面を有する加熱回転体と、
   前記定着時期に前記加熱回転体の加熱面に所要の圧力で接触する加圧面を有する加圧回転体と、
   前記加圧回転体を回転駆動させる駆動手段と、
   前記加圧回転体の加圧面を清掃時期に接触して清掃し、清掃時期以外の時期に前記加圧面から離間している清掃部材と、
   前記加圧回転体を、前記加熱回転体に接触させた状態又は前記清掃部材に接触させた状態に少なくとも変位させる変位機構と、
   前記加圧面が加熱され且つ回転が停止させられた状態の前記加圧回転体を前記清掃部材に接触させて当該清掃部材を予熱する予熱動作と、前記予熱動作の後に続けて前記加圧回転体を回転駆動させて当該清掃部材により前記加圧面を清掃する清掃動作とを実行する制御を行う制御手段と、
   前記加圧回転体の加圧面の温度を測定する温度測定手段と
   を備え、
   前記制御手段は、前記予熱動作において、前記加圧回転体を前記清掃部材に接触させる前に前記加熱手段により加熱された状態にある前記加熱回転体に接触させて前記加圧面を加熱する加熱動作を、前記加圧回転体を前記清掃部材に接触させる前の前記温度測定手段の測定結果が前記トナー像を構成するトナーのガラス転移温度未満の温度であるときに実行する制御を行うことを特徴とする定着装置。
3. 未定着トナー像を被記録材に形成する画像形成部と、
   前記画像形成部で形成された前記トナー像を前記被記録材に定着させる請求項１又は２に記載の定着装置と
   を備えていることを特徴とする画像形成装置。

Images