(57)【要約】【課題】  清掃ウェブの使用済み部分に保持したトナー成分による清掃能力の低下を低減した定着装置を提供する。【解決手段】  送り出しローラ６ｂにより定着回転体３にウェブ６ａの巻き重ね部を押圧して清掃ニップ部Ｎ２を形成し、ウェブ６ａの清掃使用済み部分は清掃ニップ部形成領域から送り出される定着装置１０であり、非清掃時には、ローラ６ｂが清掃時の位置よりも定着回転体３から遠ざかった待機位置にあることでウェブ６ａの巻き重ね部と定着回転体３とを離間している。【選択図】  図３
2010211124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通過する記録媒体とその上の未定着トナー像に熱を加えて前記トナー像の定着を行う定着ニップ部を形成する定着回転体と、
その周面にウェブを巻き重ねるローラと、を有し、
前記ローラは前記定着回転体に前記ウェブの巻き重ね部を押圧して前記定着回転体を前記ウェブで清掃する清掃ニップ部を形成し、前記ウェブの清掃使用済み部分は前記ローラが回転して前記ウェブの巻き重ね部の清掃ニップ部形成領域から送り出される定着装置において、
非清掃時に、前記ローラが清掃時の位置よりも前記定着回転体から遠ざかった待機位置にあることによって、前記ウェブと前記定着回転体とが離間していることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記ローラは、前記ウェブの清掃未使用部分が巻き重ねてある供給ローラであり、前記供給ローラは前記清掃ニップ部形成領域に前記ウェブの清掃未使用部分を供給することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記ローラは、前記清掃ニップ部形成領域から前記ウェブの清掃使用済み部分を巻き取っていく巻き取りローラであることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
その周面に前記ウェブを巻く第２のローラを有し、
前記ローラと前記第２のローラとの間に前記ウェブは張架され、非清掃時で前記ウェブと前記定着回転体とが離間している時に、前記ウェブが前記ローラと前記第２のローラとの間で弛みを持つことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記ウェブが前記ローラと前記第２のローラとの間で弛みを持つために、前記待機位置は前記清掃時の位置よりも前記ローラが前記第２ローラに近づいた位置であることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
前記定着回転体は、内部に熱源を持たない加圧ローラであり、
前記記録媒体の未定着トナー像担持面が圧接される筒状の定着フィルムを加熱体で前記定着回転体と押圧して前記定着ニップ部を形成し、
前記定着回転体は前記定着フィルムを介して前記加熱体により加熱され、
前記記録媒体が前記定着ニップ部に無い時に前記定着フィルムに付着したトナー成分が前記定着回転体に転移することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の定着装置。
【請求項７】
前記定着ニップ部を前記記録媒体が通過した後、前記定着回転体が少なくとも１回転するまでは、前記ウェブの巻き重ね部を前記定着回転体に押圧した状態を維持することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の定着装置。
【請求項８】
前記定着ニップ部を前記記録媒体が通過してから次の記録媒体が通過するまでの時間が所定時間より短い場合は、前記次の記録媒体が定着ニップ部に到着するまでの間でも前記ウェブの巻き重ね部を前記定着回転体に押圧した状態を維持することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は記録媒体とその上のトナー像を加熱して、記録媒体にトナー像を定着させる定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、記録媒体に定着しなかったトナー成分等により定着装置の定着ニップ部を構成する定着回転体が汚れるので、定着回転体の周面にウェブを当接させて、定着回転体周面に付着したトナー成分等をウェブで拭き取ることにより、定着回転体の清掃を行っている。
【０００３】
特許文献１では供給ローラ（送り出しローラ５）に巻いてあるウェブ（クリーニングウェブ３）を巻き取りローラ（プレスローリングローラ２６）へ張架した定着装置が考案されている。これは、巻き取りローラ自体が当接ローラの役割を兼ねていて、ウェブを定着回転体（加熱ローラ１２）に押圧して清掃ニップ部Ｎ２を形成しているので、巻き取りローラと供給ローラだけで定着回転体の清掃を行うことができるものである。清掃中は巻き取りローラを回転駆動して、清掃ニップ部Ｎ２にウェブの清掃未使用部分を引き込んでいき、清掃使用済み部分を巻き取りローラの周面に巻き重ねていく。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８−８８７７１号公報
【特許文献２】特開平８−２２０９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
加熱体（ヒータ１１）による定着回転体の加熱が停止されても、すぐに定着回転体が冷えるわけではないので、加熱停止後も巻き取りローラがウェブを定着回転体に押圧している限り、清掃ニップ部Ｎ２近傍のウェブはしばらく定着回転体に熱せられた状態である。巻き取りローラはその周面にウェブの清掃使用済み部分を巻き重ねているので、清掃ニップ部Ｎ２近傍ではウェブの清掃使用済み部分が層になって重なり、定着回転体と巻き取りローラの間に挟まれる形になっている。そのため、加熱停止後の清掃ニップ部Ｎ２近傍では、定着回転体に当接している層（表層）のウェブ内のトナー成分は流動性が高い状態にあり、それに加えて、表層よりも巻き取りローラの周面に近い層（下層）のウェブ内で固まっているトナー成分までもが軟化してきてしまう。これは、トナー成分の流動性が十分低くなる温度まで定着回転体が冷えるよりも、定着回転体に残っている熱が下層のウェブに伝わる方が速いからである。その結果、押圧されている清掃ニップ部Ｎ２近傍では、表層のウェブ内に下層のウェブ内に保持されていたトナー成分が染み出してきてしまい、ウェブの清掃能力を低下させてしまう。
【０００６】
また、その周面にウェブの清掃未使用部分を巻き重ねている供給ローラを当接ローラが兼ねるように装置を構成した場合は、清掃ニップ部Ｎ２近傍では表層のウェブのみがその内にトナー成分を保持し、表層以外の下層ではウェブの清掃未使用部分が重なっている。そのため、加熱停止後の清掃ニップ部Ｎ２近傍では、定着回転体に当接している表層のウェブ内のトナー成分は流動性が高い状態のままであるため、そのトナー成分が下層の清掃未使用ウェブへと染み込んでしまい、ウェブの清掃能力を低下させてしまう。
【０００７】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、本発明の目的はウェブの清掃使用済み部分に保持したトナー成分によるウェブの清掃能力の低下を低減した定着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、通過する記録媒体とその上の未定着トナー像に熱を加えて前記トナー像の定着を行う定着ニップ部を形成する定着回転体と、その周面にウェブを巻き重ねるローラと、を有し、前記ローラは前記定着回転体に前記ウェブの巻き重ね部を押圧して前記定着回転体を前記ウェブで清掃する清掃ニップ部を形成し、前記ウェブの清掃使用済み部分は前記ローラが回転して前記ウェブの巻き重ね部の清掃ニップ部形成領域から送り出される定着装置において、非清掃時に、前記ローラが清掃時の位置よりも前記定着回転体から遠ざかった待機位置にあることによって、前記ウェブと前記定着回転体とが離間していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、清掃使用済みウェブ内に保持したトナー成分によるウェブの清掃能力の低下を低減した定着装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明にかかる定着装置を用いた画像形成装置の記録媒体搬送方向の断面図。
【図２】本発明にかかる定着装置の記録媒体搬送方向の断面図。
【図３】実施例１にかかる定着装置の清掃ユニット断面図。
【図４】清掃ニップ部Ｎ２温度−経過時間グラフ。
【図５】染み込み量−当接時間グラフ。
【図６】実施例１にかかる定着装置の清掃ニップ部Ｎ２拡大図。
【図７】実施例１にかかる定着装置の稼動のフローチャート。
【図８】実施例１にかかる定着装置の稼動のタイミングチャート。
【図９】ウェブ表面温度−通紙時間グラフ。
【図１０】染み込み量−清掃部面圧グラフ。
【図１１】実施例２にかかる定着装置の清掃ユニット断面図。
【図１２】実施例３にかかる定着装置の清掃ユニット断面図。
【図１３】実施例４にかかる定着装置の清掃ユニット断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下本発明の実施形態について詳しく説明する。本発明の定着装置は例えば図１に示すような画像形成装置において、記録媒体とその上に形成されたトナー像に熱と圧力を加えて、記録媒体にトナー像を定着させるために用いられる。図１は本発明の定着装置１０が用いられている画像形成装置の記録媒体搬送方向の断面図を示したものである。この画像形成装置は感光ドラムとしてイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックそれぞれの色に対応した感光ドラム１１ａ〜１１ｄを有し、転写ベルト２０は感光ドラム１１ａ〜１１ｄと転写ローラ１５ａ〜１５ｄに挟まれて転写ニップ部Ｉ〜ＩＶを形成している。
【００１２】
｛画像形成動作｝
まず画像形成装置でトナー像を形成して、紙等の記録媒体Ｐに転写し、定着動作を経て定着画像を得る画像形成動作について説明する。
【００１３】
感光ドラム１１ａは矢印方向（図の時計回り方向）に回転していきながら、その表面を帯電器１２ａによって一様に帯電される。次に、スキャナー１３ａの発するレーザー光によりその表面に潜像が形成され、現像器１４ａによって感光ドラム１１ａ表面にトナー像が形成される。多色画像形成においては各色に対応した感光ドラム１１ｂ〜１１ｄ表面にもそれぞれ同様に各色のトナー像が形成される。記録媒体Ｐは記録媒体トレイ１９から送り出されて、転写ベルト２０上に載って搬送される。感光ドラム１１ａ上のトナー像が感光ドラム１ａと転写ローラ１５ａで構成された転写ニップ部Ｉで記録媒体Ｐ上に転写される。多色画像形成の場合は同様に記録媒体Ｐが転写ニップ部ＩＩ〜ＩＶを通過するのに合わせて感光ドラム１１ｂ〜１１ｄ上からその上に順次重ねてトナー像が転写される。一方、転写ニップ部Ｉ〜ＩＶを通過して感光ドラム１１ａ〜１１ｄに残ったトナーはクリーナー１６ａ〜１６ｄで掻き落されて回収される。
【００１４】
次に本発明の一実施例の定着装置１０を用いて、記録媒体Ｐとトナー像に熱と圧力をかけて記録媒体にトナー像を定着させて定着画像を得る工程（定着動作）について説明する。
【００１５】
図２は定着装置１０の記録媒体搬送方向の断面図である。加熱ユニット１はセラミックヒータ等のヒータ２（加熱体）とそれを支持するヒータホルダ１ｃの周囲に可撓性の加熱フィルム１ａ（定着フィルム）を嵌合したもので、支持ステー１ｂにより支持・固定されている。加熱フィルム１ａは筒状のフィルムであり、ステンレス鋼等の金属フィルム上にＰＴＦＥ等の離型材層を形成したもので、離型材層が記録媒体Ｐの未定着トナー像担持面に圧接される。加圧ローラ３（定着回転体）は、内部に熱源を内蔵していない弾性ローラであり、ステンレス鋼等の金属芯棒３ａにシリコーンゴム等のゴム層３ｂを設け、この上にＰＦＡ等の離型材層３ｃを被覆したものである。定着ニップ部Ｎ１は加圧ローラ３とセラミックヒータ２が加熱フィルム１ａを挟みつけて形成している。加圧ローラ３はモータＭ１によって駆動され図２で時計回りに回転駆動され、加熱フィルム１ａは定着ニップ部Ｎ１内の摩擦によりヒータ２を摺擦しつつ従動回転する。また定着ニップ部の温度は温度センサー５の検知温度にもとづいて制御している。
【００１６】
記録媒体Ｐは転写ベルトから分離されて定着装置１０に到達し、加熱フィルム１ａと加圧ローラ３との間の定着ニップ部Ｎ１に導入される。記録媒体Ｐは加圧ローラ３により加熱フィルム１ａの外周面に加圧されながら定着ニップ部Ｎ１を通過する。その際加熱フィルム１ａからの熱伝導でトナー像を加熱溶融することによってトナー像を記録媒体Ｐに定着させて定着画像を得る。ここで画像形成動作が完了する。
【００１７】
定着動作を行うと、記録媒体Ｐに定着しきれなかった微量のトナー成分が定着ニップ部Ｎ１で加熱フィルム１ａに付着する。そして、記録媒体Ｐが定着ニップ部Ｎ１通過後、加熱フィルム１ａに付着した上記のトナー成分は加熱フィルム１ａの回転に伴って定着ニップ部Ｎ１に再来し、そこで加熱フィルム１ａより温度の低い加圧ローラ３に転移して、このローラ表面を汚損する。また、縁無し印刷を行った場合は、記録媒体Ｐが定着ニップ部Ｎ１を通過の際に、記録媒体Ｐに付着したトナー成分が加圧ローラ３表面を直接汚損することもある。本発明の定着装置１０はそれらトナー成分等を清掃する清掃ユニット６を加圧ローラ３側に備えたものである。また、定着装置１０としては上記フィルム加熱方式以外に、ローラ加熱方式、外部加熱方式などを用いることができる。以下はフィルム加熱方式の定着装置１０の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１８】
｛清掃ユニットの構成｝
図３は実施例１の定着装置１０の清掃ユニット６の断面図である。清掃ユニット６は、ウェブ６ａと、前記ウェブ６ａの清掃未使用部分を予め巻き重ねてある回転体である供給ローラ６ｂと、前記ウェブ６ａの清掃使用済み部分を巻き取っていく回転体である巻き取りローラ６ｃを有している。容易に交換可能なように、供給ローラ６ｂ、巻き取りローラ６ｃ、ウェブ６ａは枠体６ｅに一体的に支持されて清掃ユニットになっている。
【００１９】
ウェブ６ａはＰＰＳ樹脂からなる繊維を薄布状にカレンダー処理などにより押し固めたもので、厚み４０μｍ、長さ×幅＝２ｍ×２２４ｍｍの大きさ、目付け量４０ｇ／ｍ２のものを用いている。ウェブ６ａの材質としては、上記ＰＰＳ以外にもポリエステル樹脂、アラミド樹脂、レーヨン等からなる繊維を目付け量（単位面積あたりの使用重量）２０〜６０ｇ／ｍ２に調整して、薄い不織布あるいは織布状に加工したものを用いることが好ましい。厚みは２０〜７０μｍであることが好ましい。しかしながら、加圧ローラ３を清掃するのに強度等で都合が悪いものでなければ、上記以外の材質、大きさ、及び厚みのものを用いても構わない。
【００２０】
また、定着装置１０は加圧ローラ３との間の摩擦力により加熱フィルム１ａを回転させる方式なので、潤滑剤によって、定着ニップ部Ｎ１における加熱フィルム１ａと加圧ローラ３との間の摩擦が小さくなってスリップを起こさないように、ウェブ６ａは潤滑剤を含ませていない乾式ウェブを採用している。
【００２１】
｛定着装置の清掃｝
次に、定着装置１０の清掃について説明する。本発明では清掃ユニット６のウェブ６ａが加圧ローラ３の表面を拭くことで定着装置１０の清掃を行っている。本実施例では供給ローラ６ｂが当接ローラを兼ねている。具体的には、加圧ローラ３方向に供給ローラ６ｂを２０〜４０Ｎの力で付勢することで、供給ローラ６ｂと加圧ローラ３で供給ローラに巻いてあるウェブ６ａを挟みつけ、約２ｍｍの清掃ニップ部Ｎ２を形成する。そして、前記清掃ニップ部Ｎ２で、加圧ローラに付着しているトナー成分や紙粉を拭き取ってウェブ６ａの繊維間に保持することで清掃を行う。
【００２２】
加熱フィルム１ａに付着したトナー成分等は、定着ニップ部Ｎ１を記録媒体Ｐが通過していない間（紙間等）に、定着ニップ部Ｎ１で温度勾配を利用して加熱フィルム１ａから加圧ローラ３へ転移させてから清掃を行う。
【００２３】
巻き取りローラ６ｃはアイドラギアＧ（図示せず）等を介してモータＭ２によって破線矢印の方向に回転駆動されて、Ａ４サイズ記録媒体片面１枚分の定着動作（１枚定着動作と呼ぶ）につき約５０μｍの長さのウェブを巻き取る。巻き取りにより清掃ニップ部Ｎ２形成領域にあるウェブを１枚定着動作あたり約５０μｍずつ移動して清掃ニップ部Ｎ２のウェブの更新を行い、保持したトナー成分等が飽和して清掃能力が低下することを防止している。ウェブ６ａの清掃未使用部分が巻き取り方向上流から清掃ニップ部Ｎ２形成領域（本実施例は約２ｍｍ）に入って、清掃使用済み部分となって下流から出るまでに、Ａ４サイズ記録媒体片面４０枚分の定着動作（４０枚定着動作）が行われることになる。供給ローラ６ｂは装置の振動などで余分なウェブが送り出されないように、回転軸に板ばね（不図示）を押圧して軽い制動力を備えさせている。巻き取りのタイミングとしては、１枚定着動作終了後にまとめて約５０μｍ巻き取り、１枚定着動作に合わせて徐々に約５０μｍ巻き取りなど、清掃能力が低下しないよう定着動作に応じて巻き取っていれば、どのような速度、タイミングで巻き取っても構わない。１枚定着動作あたり巻き取る長さは、ウェブの厚み、材質、定着装置の汚れ、周囲の環境等を考慮して適宜最適な長さを巻き取ればよい。
【００２４】
｛離間機構｝
定着装置１０は、加圧ローラ３と供給ローラ６ｂに巻き重ねたウェブ６ａとを離間する離間機構を有することを特徴とし、この離間機構により供給ローラ６ｂに巻き重ねたウェブ６ａの表層から下層へのトナー成分の染み込みを低減している。
【００２５】
まず、ウェブ間でのトナー成分の染み込みについて実験１、実験２を利用して説明する。なお、実験１、実験２で用いたウェブ、ウェブを巻き重ねるローラ、加圧ローラ等は全て定着装置１０に用いられると同質のものを使用した。
【００２６】
＜実験１＞
この実験は、定着装置１０において、定着動作終了後にヒータ２の加熱動作をオフにして、清掃ニップ部Ｎ２を形成した状態を維持し、清掃ニップ部Ｎ２付近のウェブ６ａの温度を測定したものである。ウェブの巻き取りは行っていない。
【００２７】
図４は測定開始からの温度の時間変化をプロットしたものである。定着動作時のヒータ２による定着ニップ部Ｎ１での加熱温度は約１８０℃であり、その時の清掃ニップ部Ｎ２の温度は約１２０℃となる。そのため測定開始時のウェブの温度は約１２０℃あり、３０分かけて約６０℃まで冷えた。
【００２８】
＜実験２＞
この実験は、トナー成分を保持していない清掃未使用のウェブと、トナー成分を保持させておいたウェブを重ねて、加圧力３０Ｎで２枚のウェブを押圧し、清掃未使用のウェブへのトナー成分の染み込み量を測定したものである。清掃使用済みのウェブの温度をそれぞれ６０℃、８０℃、１００℃に維持した場合を測定した。
【００２９】
図５は測定開始から３０分間の染み込み量の変化をプロットしたものである。染み込み量は、清掃未使用のウェブに浸透したトナー成分の反射濃度（ＯＤ値）をその指標とし、ＯＤ値が大きい程ウェブに浸透したトナー成分が高濃度であり、染み込み量が多いことを示している。このグラフから温度が高い程トナー成分の染み込み量が多くなることがわかる。これにはトナー成分のガラス転移点温度が関係していて、ガラス転移点温度とは、それ以上の温度になるとトナー成分の軟化が急激に進み、流動性が高くなる温度のことであって、一般的なトナー成分では８０℃前後がガラス転移点温度である。そのため、本実験ではガラス転移点温度よりも低い６０℃の場合はほとんど染み込みは発生していないが、ガラス転移点温度以上の８０℃、１００℃の場合は染み込みが発生し、時間経過に伴い浸透が進んでいった。
【００３０】
上述の実験からわかることをまとめる。図６は定着装置１０の清掃ニップ部Ｎ２付近を拡大した図である。巻き重なったウェブ６ａの表に巻かれた層を表層ウェブ６ａｉ、表層でない層を下層ウェブ６ａｉｉ、網掛け部はウェブ６ａの清掃ニップ部Ｎ２形成領域である。清掃ニップ部Ｎ２を常時形成していれば、加圧ローラ３からウェブ６ａの清掃ニップ部Ｎ２形成領域へ熱が伝達され、その内に保持しているトナー成分を軟化させて下層ウェブ６ａｉｉへの染み込み（図中上向きの矢印）が発生することがわかる。
【００３１】
一方、連続で定着動作をしていれる時は、清掃ニップ部Ｎ２は常に約１２０℃程で維持されているが、定期的なウェブ６ａの巻き取り動作により、清掃ニップ部Ｎ２のウェブ更新がされる。このため、ウェブ６ａの同じ部分が熱を伝達され続けることはなく、染み込みは発生しにくい。つまり、清掃ニップ部Ｎ２のウェブ更新無しに、清掃ニップ部Ｎ２を形成している状態が続いた場合、清掃ニップ部Ｎ２形成領域の表層ウェブ６ａｉから下層ウェブ６ａｉｉへトナー成分の染み込みが発生する。
【００３２】
そこで、定着装置１０は離間機構によって加圧ローラ３と供給ローラ６ｂに巻き重ねたウェブ６ａとを離間して、加圧ローラ３からウェブ６ａへの熱の伝達を低減している。即ち、清掃をする時（清掃時）には供給ローラ６ｂが清掃位置にあり、図３の実線で示すように、ウェブ６ａが加圧ロー３に当接して清掃ニップ部Ｎ２を形成している。そして、清掃をしない時（非清掃時）には供給ローラ６ｂを破線で示した待機位置に変位させてウェブ６ａと加圧ロー３とを離間している。本実施例では、不図示のモータにより離間カム６ｆが回転して角度を変えて枠体６ｅを押し、巻き取りローラ６ｃの回転軸を中心として清掃ユニット６ごと回転させることで供給ローラ６ｂは破線で示した待機位置に変位させる離間機構である。離間機構は供給ローラ６ｂを待機位置に変位させてその状態を維持するものであれば、どのような機構でも構わない。
【００３３】
定着装置１０を用いた画像形成装置における離間動作の実際の流れは、ＣＰＵ等の不図示の制御回路により各モータ、ヒータを制御することにより、図７に示すフローチャートのようになる。画像形成装置の稼動に応じて定着装置１０が稼動すると、記録媒体Ｐの材質に応じた定着のための目標温度に温度調節（以下定着温調と呼ぶ）を開始し、モータＭ１を駆動して加圧ローラ３及び加熱フィルム１ａの回転（以下定着回転と呼ぶ）を開始する（Ｓ１０１）。離間カム６ｆを回転して供給ローラ６ｂを清掃位置へ移動し、ウェブ６ａを加圧ローラ３に当接させて清掃ニップ部Ｎ２を形成する（Ｓ１０２）。その上にトナー像が形成された記録媒体Ｐが定着ニップ部Ｎ１に搬送され、熱と圧力を加えてトナー像を記録媒体Ｐに定着させる（Ｓ１０３）。定着動作に伴って加熱フィルム１ａに付着したトナー成分等は、記録媒体Ｐの定着ニップ部Ｎ１通過直後の回転で加圧ローラに転移させる（Ｓ１０４）。トナー成分等は清掃ニップ部Ｎ２でウェブ６ａに保持され、モータＭ２を回転させてウェブ６ａを所定量巻き取って、清掃ニップ部Ｎ２を更新する（Ｓ１０５）。定着動作終了後から次の記録媒体が到着して定着動作が開始までの時間（頁間）が所定時間（本実施例では７秒）以内である場合は、染み込みは発生しにくいので、消費電力等を考慮し定着動作の度に離間はしない。逆に、装置の電源が切られた時、次のジョブが無いままジョブが終了した時、又は画像データの読み込み等で時間を要する時など、定着動作を所定時間以上行わない場合はその間に離間するようにする（Ｓ１０６）。離間する場合、離間カム６ｆを回転して供給ローラ６ｂを待機位置へ移動し、ウェブ６ａを加圧ローラ３から離間し（Ｓ１０７）、ヒータ２への通電を停止して定着温調を停止し（Ｓ１０８）、加圧ローラ３及び加熱フィルム１ａの定着回転を停止する（Ｓ１０９）。
【００３４】
また、定着装置１０では、加熱フィルム１ａに付着したトナー成分も残さず清掃するために、記録媒体Ｐが定着ニップ部Ｎ１を通過直後加圧ローラ３が少なくとも１回転するまでは離間を行わないようになっている。
【００３５】
図８は以上をまとめた定着装置１０の制御のタイミングチャートである。記録媒体ＯＮの時は記録媒体Ｐが定着ニップ部Ｎ１を通過中であることを示し、ＯＦＦの時は非通過中を示す。定着温調ＯＮの時は定着温調中を示し、ＯＦＦの時は定着温調停止中を示す。定着回転ＯＮの時は定着回転中を示し、ＯＦＦの時は定着回転停止中を示す。ウェブの巻き取りＯＮの時はウェブ巻き取り中を示し、ＯＦＦの時はウェブ巻き取り停止中を示す。ウェブの当接ＯＮの時はウェブ６ａが加圧ローラ３に当接して清掃ニップ部Ｎ２を形成していることを示し、ＯＦＦの時はウェブ６ａと加圧ローラ３とが離間していることを示す。図８から所定時間以上に定着動作を行わない場合や、画像形成装置の電源が切られた場合は、ウェブ６ａを離間させて熱の伝達及びかかる圧力を低減する構成となっていることがわかる。
【００３６】
＜比較実験１＞
次に、本実施例の定着装置１０と、離間機構を動作させず常時清掃ニップ部Ｎ２を形成している定着装置１０（比較例）とで、下層ウェブへの染み込みの比較実験を行った。
【００３７】
比較実験は定着装置１０を有し、毎分２０枚画像形成（２０ＰＰｍ）する画像形成装置を使って行う。まずＡ４サイズ坪量９０ｇ／ｍ２の紙に全面黒ハーフトーン（５０％濃度）画像という設定で１０００枚連続画像形成した後、一旦定着装置を室温まで冷却して、定着装置１０を通常に使用した状態を作る。次に、前半約１５秒間２０ＰＰｍで５枚画像形成を行い、後半約４５秒間は画像形成しない、１セット約６０秒間の動作（いわゆる間欠５枚画像形成）を同様の設定で繰り返して行っていく。ウェブａ６の巻き取り長さは紙１枚あたり５０μｍである。また本実施例は図７のフローに従って動作するため、間欠５枚画像形成の後半約４５秒間には離間動作を行っている。以上のような試験条件のもと、間欠５枚画像形成を始めてからの清掃ニップ部Ｎ２の下層ウェブ６ａｉｉの汚れ方を観察した。全く染み込みが発生してない場合を○、染み込みが目視できる場合を△、ウェブ間に貼り付きが発生するほど染み込みがある場合を×と判定して、その結果を表１に表した。
【００３８】
本実施例では１６０枚画像形成（３２セット）しても染み込みが発生していないのに対し、比較例では２０枚画像形成（４セット）で染み込みが発生し、４０枚画像形成（８セット）で貼り付きが確認された。また比較例において、貼り付きが発生した状態で一旦室温まで冷却し、その後画像形成を再開すると、ウェブ巻き取り動作に伴ってウェブ６ａの一部が破断した。これは表層ウェブ６ａｉと下層ウェブ６ａｉｉとが表層ウェブ６ａｉの保持しているトナー成分によって固着されたことが原因である。
【００３９】
【表１】
2010211124.tif 000003
【００４０】
図９は比較実験１において、それぞれ本実施例と比較例におけるウェブ６ａの清掃ニップ部Ｎ２形成領域の温度（ウェブ表面温度）の時間推移を示したものである。通紙時間とは間欠５枚画像形成をスタートしてからの時間である。本実施例の場合は離間を行っているために８０℃程度で平衡に達する。それに対し、比較例では１００℃以上にまで上昇してしまい、清掃ニップ部Ｎ２形成領域の表層ウェブ６ａｉｉ内に保持されたトナー成分のガラス転移点温度を大幅に超えてトナー成分の流動性が高くなっていることがわかる。
【００４１】
図１０は本実施例の定着装置１０で清掃ニップ部Ｎ２形成領域の表層ウェブ６ａｉｉと下層ウェブ６ａｉｉ間との面圧（清掃部面圧）を変化させた時の染み込み量の変化を表したものである。各面圧の時にウェブ温度を３０分間６０℃、８０℃、及び１００℃にそれぞれ維持して測定したものである。当接時（清掃ニップ部Ｎ２形成中）と、清掃ニップ部Ｎ２形成中よりも面圧が低い、離間時（Ａ）（離間中）との染み込み量を比較すれば、離間して面圧を低減させると染み込みが発生しにくくなっていることがわかる。
【００４２】
比較例は加圧ローラ３からの熱が伝達されて、清掃ニップ部Ｎ２形成領域の表層ウェブ６ａｉの温度が大幅にガラス転移点温度を超えたことに加えて、常時清掃ニップ部Ｎ２で挟まれて圧力を受けていたことから染み込みが発生したと考えられる。
【００４３】
本実施例によれば、供給ローラ６ｂの表層ウェブ６ａｉに保持されたトナー成分の下層ウェブ６ａｉｉへの染み込みを低減することができる。また、本実施例によれば、供給ローラ６ｂの表層ウェブ６ａｉと下層ウェブ６ａｉｉとの貼り付きを低減することができる。また、本実施例によれば、モータＭ２によって駆動される巻き取りローラ６ｃの回転軸の位置を離間当接の動作によらず同じ位置にしておけるので定着装置をより簡易化することができる。
【実施例２】
【００４４】
図１１に示すように、本実施例の定着装置１０の清掃ユニット６は、供給ローラ６ｂではなく、巻き取りローラ６ｃを加圧ローラ３に当接して清掃ニップ部Ｎ２を形成する構成となっている。つまり巻き取りローラ６ｃを清掃時は清掃位置、非清掃時は待機位置にあるように変位させていて、これ以外の点は実施例１と同じであるので説明は省略する。
【００４５】
本実施例では巻き取りローラ６ｃがアイドラギアＧを介してモータＭ２によって破線矢印方向に駆動される。離間時は巻き取りローラ６ｃとアイドラギアＧとの動力伝達を切断している。
【００４６】
本実施例のように巻き取りローラが当接ローラを兼ねている場合は、常時当接して清掃ニップ部Ｎ２を形成していれば、巻き取りローラ６ｃに巻き重ねたウェブ６ａの下層ウェブ６ａｉｉから表層ウェブ６ａｉｉへのトナー成分の染み出しが発生する。つまり、表層ウェブ６ａｉの清掃ニップ部Ｎ２形成領域部分又は清掃未使用部分へ、清掃ニップ部Ｎ２付近にある下層ウェブ６ａｉｉ内に保持していたトナー成分が、加圧ローラ３の熱と清掃ニップ部Ｎ２に挟まれる圧力によって染み出してくるということである。これによってウェブ６ａの清掃能力が低下してしまう。
【００４７】
＜比較実験２＞
当接離間を行う本実施例と、常時当接のものとの比較を行うために比較実験を行った。本実施例の定着装置１０で離間機構を動作させず常時清掃ニップ部Ｎ２を形成しているものを比較例として用いた。試験条件は比較実験１と同じであり、本実験では記録媒体Ｐへの吐き出しを観察した。吐き出しが無いものを○、辛うじて目視できる吐き出しが確認されるものを△、吐き出しが容易に確認されるものを×と判定して、その結果を表２に表した。
【００４８】
【表２】
2010211124.tif 000004
【００４９】
本実施例では１６０枚画像形成（３２セット）しても清掃不良、吐き出しが発生していないのに対し、比較例では４０枚画像形成（８セット）以降で清掃不良や吐き出しが発生した。また、試験終了後に清掃ニップ部Ｎ２を観察すると、本実施例では染み出しは発生していないが、比較例では下層ウェブ６ａｉｉに保持したトナー成分が表層ウェブ６ａｉへ染み出しているのが観察された。また、この染み出しに伴って８０枚画像形成あたりから、ウェブ６ａに保持されたトナー成分層と、加圧ローラ３の表面との摩擦振動によって異音が発生した。
【００５０】
比較例では清掃ニップ部Ｎ２付近の下層ウェブ６ａｉｉへ加圧ローラ３からの熱が伝達され、その内に保持しているトナー成分を軟化させて流動性が高くなったことに加えて、常時清掃ニップ部Ｎ２で挟まれて圧力を受けていたことから染み出しが発生したと考えられる。
【００５１】
本実施例によれば、巻き取りローラ６ｃの下層ウェブ６ａｉｉに保持されたトナー成分の表層ウェブ６ａｉへの染み出しを低減することができる。
【実施例３】
【００５２】
次に本実施例では、実施例１、実施例２の他の実施形態について説明する。そのため、実施例１、実施例２との共通部分の説明は省略する。本実施例の定着装置１０の清掃ユニット６は清掃能力を向上させるために、清掃ニップ部Ｎ２をウェブ６ａの巻き取り方向により長くした構成である。
【００５３】
図１２（ａ）の清掃ユニット６は、ウェブ６ａが供給ローラ６ｂからウェブ巻きつけ部材６ｄを介して巻き取りローラ６ｃへ巻き取られるように構成した。本実施例は供給ローラ６ｂ及びウェブ巻きつけ部材６ｄを清掃時は清掃位置、非清掃時は待機位置にあるように変位させている。本実施例の待機位置への変位は、離間は離間カム６ｆを回転し、実施例１同様に清掃ユニット６ごと図中破線で示した状態まで回転させて行っている。本実施例によれば、清掃ニップ部Ｎ２を広くとりながら、供給ローラ６ｂの表層ウェブ６ａｉに保持されたトナー成分の下層ウェブ６ａｉｉへの染み込みを低減することができる。また、供給ローラ６ｂの表層ウェブ６ａｉと下層ウェブ６ａｉｉとの貼り付きを低減することができる。
【００５４】
図１２（ｂ）の清掃ユニット６は、供給ローラ６ｂ及び巻き取りローラ６ｃが当接ローラを兼ねるように構成した。本実施例は供給ローラ６ｂ及び巻き取りローラ６ｃを清掃時は清掃位置、非清掃時は待機位置にあるように変位させている。本実施例の待機位置への変位は離間カム６ｆを回転し、清掃ユニット６ごと図中破線で示した状態に変位させ、供給ローラ６ｂ及び巻き取りローラ６ｃを待機位置に変位させて行っている。本実施例によれば、清掃ニップ部Ｎ２を広くとりながら、供給ローラ６ｂの表層ウェブ６ａｉに保持されたトナー成分の下層ウェブ６ａｉｉへの染み込みを低減することができる。また、供給ローラ６ｂの表層ウェブ６ａｉと下層ウェブ６ａｉｉとの貼り付きを低減することができる。また、巻き取りローラ６ｃの下層ウェブ６ａｉｉに保持されたトナー成分の表層ウェブ６ａｉへの染み出しを低減することができる。
【実施例４】
【００５５】
図１３は本実施例の定着装置１０の清掃ユニット６を示したものである。実施例１とは離間機構のみが異なり、それ以外の点は共通のため説明は省略する。
【００５６】
本実施例では供給ローラ６ｂは加圧レバー６ｇに支持されている。離間カム６ｆを回転して、加圧レバー６ｇを支点Ｃを中心に回転させて、ウェブ６ａと加圧ローラ３を離間させることにより、供給ローラ６ｂを待機位置へ変位させている。非清掃時の状態は図中破線で示してある。本実施例の待機位置は清掃位置よりも供給ローラ６ｂが巻き取りローラ６ｃ（第２のローラ）により近い位置である。これにより、清掃時に２つのローラ間で張架されていたウェブ６ａには非清掃時に弛みが形成される。このように本実施例は非清掃時には供給ローラ６ｂと巻き取りローラ６ｃとの間のウェブ６ａに弛みを形成（弛み形成離間）することを特徴としている。
【００５７】
弛み形成離間をすると、離間時にウェブ６ａに発生していた張力を解除することができ、これにより清掃ニップ部Ｎ２形成領域の表層ウェブ６ａｉと下層ウェブ６ａｉｉとの間の面圧をさらに低下できる。図１０に示すように、本実施例の弛み形成離間である離間時（Ｂ）の方が、弛みを形成しない離間時（Ａ）と比べると、面圧の低下に伴ってトナー成分の染み込みをさらに低減することがわかる。
【００５８】
本実施例によれば、弛み形成離間を行うことによって清掃ニップ部Ｎ２形成領域の表層ウェブ６ａｉと下層ウェブ６ａｉｉとの間の面圧を、弛みを形成しない離間時よりも低下させ、下層ウェブ６ａｉｉへの染み込みをさらに低減できる。
【符号の説明】
【００５９】
１ａ  加熱フィルム
２  ヒータ
３  加圧ローラ
６  清掃ユニット
６ａ  ウェブ
６ｂ  供給ローラ
６ｃ  巻き取りローラ
６ｅ  枠体
６ｆ  離間カム
１０  定着装置
Ｍ２  モータ
Ｎ２  清掃ニップ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010211124.tif 000011
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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