(57)【要約】【課題】記録シートに付着した未定着のトナー粒子を除去する画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、記録シートの搬送路上、定着ニップ３７よりも搬送方向下流側であって、搬送路に対して、加熱ローラー３５が配される側と同じ側に配され、表層に弾性層を有する汚れ除去ローラー４１と、汚れ除去ローラー４１を押圧するための加圧ローラー４２と、汚れ除去ローラー４１の表層の温度が、トナー粒子のガラス転移温度以上で、溶融温度より低くなるように、加熱を行うハロゲンヒーター４３とからなる汚れ除去部４０を備える。汚れ除去ローラー４１と加圧ローラー４２との間に形成される汚れ除去ニップ４９に、定着ニップ３７を通過した後の記録シートを通過させ、記録シートに付着している未定着のトナー粒子を軟化させて除去する。【選択図】図３
2018132679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱部材と、前記加熱部材を押圧し、両者間に定着ニップを形成する第１押圧部材とを有する定着部よりも記録シートの搬送方向下流側に記録シートの汚れ除去部を設けてなる画像形成装置であって、
前記汚れ除去部は、
記録シートの搬送路に対して、前記加熱部材が配される側と同じ側に設けられ、表層に弾性層を有する汚れ除去部材と、
前記汚れ除去部材を押圧して、前記汚れ除去部材との間に汚れ除去ニップを形成する第２押圧部材と、
前記汚れ除去部材の表層を、トナー粒子のガラス転移温度以上で、かつ、溶融温度より低い温度に加熱する加熱手段とからなり、
前記定着部により定着処理された記録シートを前記汚れ除去ニップを通過させて、記録シートに付着している未定着のトナー粒子を軟化させて除去する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
さらに、前記定着ニップを通過した後の前記記録シート上に、完全に定着されていない状態の未定着トナー粒子が付着している可能性が高いか否かを判断する判断手段と、
未定着トナー粒子が付着している可能性が高いと判断される場合に、前記汚れ除去部材と前記第２押圧部材とを相対的に近づく方向に移動させて、前記汚れ除去部材と前記第２押圧部材とが圧接する押圧状態に切り替え、前記可能性が高くないと判断される場合に、前記押圧状態を解除して前記汚れ除去部材と前記第２押圧部材とが離間する離間状態に切り換える駆動手段とを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記判断手段は、形成される画像に含まれる画像パターンがテキストパターンであり、画像全体に対してテキスト画像の占める面積率が所定値以上である場合、形成される画像に含まれる画像パターンがハーフトーンパターンであり、画像全体に対してハーフトーン画像が配される領域の面積率が所定値以上である場合、又は、前記加熱部材の表層の温度が目標温度に対して所定値以上低下している場合、前記可能性が高いと判断する
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記加熱部材により加熱された前記記録シートの温度の低下が、前記汚れ除去部材と前記記録シートとの当接位置において、所定値以内となるように、前記汚れ除去部材及び前記第２押圧部材の記録シート搬送方向における配置位置が決められている
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記弾性層の厚さは、１００μｍ以上で３００μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
ＪＩＳ−Ａ規格による前記弾性層のゴム硬度は、０°以上で４０°以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記汚れ除去部材は、周面に前記弾性層を有する円筒形状のローラーであり、前記円筒内部に前記加熱手段が設けられ、
前記第２押圧部材は、ローラーである
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記汚れ除去部材には、当該汚れ除去部材の表層に付着している汚れを除去するクリーニング部材が当接している
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記クリーニング部材には、当該クリーニング部材の表層に付着している汚れを掻き落とす掻き落とし部材が当接している
ことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記クリーニング部材には、当該クリーニング部材の表層に付着している汚れを拭き取る拭き取り部材が当接している
ことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー粒子を加熱及び加圧により記録シートに定着させる定着部を有する画像形成装置において、定着部を通過後の記録シートに付着し、定着部により完全に定着されなかったトナー粒子を除去する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置においては、感光体に原稿の静電潜像を形成し、形成した静電潜像を現像してトナー像を形成し、このトナー像を記録シート上に転写する。その後、トナー像が転写された記録シートは定着部において加熱及び加圧され、トナー粒子が記録シートに定着する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２８３９１９８号公報
【特許文献２】特開２００９−８７０９号公報
【特許文献３】特開２００６−２６７９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
画像形成装置において、感光体に形成されたトナー像を記録シート上に転写する際に、個々のトナー粒子が有する帯電量のばらつき等の原因により、トナー粒子が本来転写されるべき記録シート上の位置とは異なる位置に転移する場合がある。このような場合、少数のトナー粒子が、例えば、文字や線のストロークの境界の極めて近辺に転移したとき、ストロークを形成する多数のトナー粒子の塊と転移した少数のトナー粒子とで記録シート面に垂直方向の高低差が生じる。この高低差により、高い方の多数のトナー粒子については、加熱、加圧により適正に定着されるが、一方で、高い方のトナー粒子よりも、転移した低い方の少数のトナー粒子に対して、熱量及び圧力が届きにくくなり、十分に加熱及び加圧がされず、転移した少数のトナー粒子が完全に定着されない未定着の状態となる可能性がある。
【０００５】
この結果、定着部を通過した未定着のトナー粒子が付着した記録シートが機外に排出される際、搬送路に設けられたローラーやガイド部分に未定着のトナー粒子が付着するおそれがある。このようにしてローラーやガイド部分に付着したトナー粒子が、次に搬送路を通過する記録シートに転移して記録シートを汚すという問題がある。
本発明は、このような問題を解決し、記録シートに付着した未定着のトナー粒子を除去することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、加熱部材と、前記加熱部材を押圧し、両者間に定着ニップを形成する第１押圧部材とを有する定着部よりも記録シートの搬送方向下流側に記録シートの汚れ除去部を設けてなる画像形成装置であって、前記汚れ除去部は、記録シートの搬送路に対して、前記加熱部材が配される側と同じ側に設けられ、表層に弾性層を有する汚れ除去部材と、前記汚れ除去部材を押圧して、前記汚れ除去部材との間に汚れ除去ニップを形成する第２押圧部材と、前記汚れ除去部材の表層を、トナー粒子のガラス転移温度以上で、かつ、溶融温度より低い温度に加熱する加熱手段とからなり、前記定着部により定着処理された記録シートを前記汚れ除去ニップを通過させて、記録シートに付着している未定着のトナー粒子を軟化させて除去することを特徴とする。
【０００７】
ここで、さらに、前記定着ニップを通過した後の前記記録シート上に、完全に定着されていない状態の未定着トナー粒子が付着している可能性が高いか否かを判断する判断手段と、未定着トナー粒子が付着している可能性が高いと判断される場合に、前記汚れ除去部材と前記第２押圧部材とを相対的に近づく方向に移動させて、前記汚れ除去部材と前記第２押圧部材とが圧接する押圧状態に切り替え、前記可能性が高くないと判断される場合に、前記押圧状態を解除して前記汚れ除去部材と前記第２押圧部材とが離間する離間状態に切り換える駆動手段とを含むとしてもよい。
【０００８】
ここで、前記判断手段は、形成される画像に含まれる画像パターンがテキストパターンであり、画像全体に対してテキスト画像の占める面積率が所定値以上である場合、形成される画像に含まれる画像パターンがハーフトーンパターンであり、画像全体に対してハーフトーン画像が配される領域の面積率が所定値以上である場合、又は、前記加熱部材の表層の温度が目標温度に対して所定値以上低下している場合、前記可能性が高いと判断するとしてもよい。
【０００９】
ここで、前記加熱部材により加熱された前記記録シートの温度の低下が、前記汚れ除去部材と前記記録シートとの当接位置において、所定値以内となるように、前記汚れ除去部材及び前記第２押圧部材の記録シート搬送方向における配置位置が決められているとしてもよい。
ここで、前記弾性層の厚さは、１００μｍ以上で３００μｍ以下であるとしてもよい。
【００１０】
ここで、ＪＩＳ−Ａ規格による前記弾性層のゴム硬度は、０°以上で４０°以下であるとしてもよい。
ここで、前記汚れ除去部材は、周面に前記弾性層を有する円筒形状のローラーであり、前記円筒内部に前記加熱手段が設けられ、前記第２押圧部材は、ローラーであるとしてもよい。
【００１１】
ここで、前記汚れ除去部材には、当該汚れ除去部材の表層に付着している汚れを除去するクリーニング部材が当接しているとしてもよい。
ここで、前記クリーニング部材には、当該クリーニング部材の表層に付着している汚れを掻き落とす掻き落とし部材が当接しているとしてもよい。
ここで、前記クリーニング部材には、当該クリーニング部材の表層に付着している汚れを拭き取る拭き取り部材が当接しているとしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
上記の構成によると、記録シート上の未定着のトナー粒子は、汚れ除去部材の表層の弾性層により包み込まれ、ガラス転移温度以上で溶融温度より低くなるように加熱されて軟化し、軟化したトナー粒子が記録シートから離れて汚れ除去部材側に転移する。これにより、記録シートに付着した未定着のトナー粒子を除去することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態としての画像形成装置１００の主要な構成を示す図である。
【図２】主制御部２００の構成を示す図である。
【図３】定着部３０及び汚れ除去部４０の概略断面図を示す。
【図４】トナー粒子の流動性試験結果の概要を示すグラフである。
【図５】主制御部２００による制御の動作を示すフローチャートである。
【図６】変形例としての汚れ除去部４０ａの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
１  実施の形態
以下、本発明に係る一の実施の形態としての画像形成装置１００について、図面を参照しながら説明する。
１．１  画像形成装置１００の構成
図１は、画像形成装置１００の主要な構成を示す図である。
【００１５】
画像形成装置１００は、図１に示すように、所謂タンデム型のカラープリンター装置である。画像形成装置１００が備える作像部１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ及び１１０Ｋは、後述するプリンター制御部２０５の制御の下、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色のトナー像を形成する。
例えば、作像部１１０Ｙにおいて、帯電装置により感光体ドラムの周面を一様に帯電させ、光書込部により感光体ドラムの周面に光書込みを行って、静電潜像が形成され、現像装置により感光体ドラムの周面にトナーを供給して、静電潜像を現像（顕像化）する。１次転写ローラーは、感光体ドラムから中間転写ベルト１０８へトナー像を静電転写（１次転写）する。
【００１６】
同様にして、作像部１１０Ｍ、１１０Ｃ及び１１０Ｋが形成したＭ、Ｃ、Ｋ各色のトナー像が互いに重なり合うように中間転写ベルト１０８上に１次転写される。１次転写によって形成されたカラートナー像は、矢印Ｘ方向に周回走行する中間転写ベルト１０８によって２次転写ローラー１１２まで搬送される。
給紙部１１６は、記録シートを収容する給紙カセットと、これらの記録シートを給紙カセットから搬送路に繰り出すためのピックアップローラー１１８などからなる。例えば、給紙カセットから供給された記録シートＳが２次転写ローラー１１２まで搬送される。
【００１７】
２次転写ローラー１１２は、中間転写ベルト１０８上のトナー像を記録シートＳ上に静電転写（２次転写）する。トナー像を転写された記録シートＳは、定着部３０へ搬送される。
図３に示すように、定着部３０において、加熱ローラー３５（加熱部材）および加圧ローラー３６（第１押圧部材）は当接して定着ニップ３７を形成する。加圧ローラー３６は、プリンター制御部２０５の制御により回転する。加熱ローラー３５は、加圧ローラー３６の回転に従動して回転する。
【００１８】
記録シートＳが定着部３０の定着ニップ３７に送り込まれると、記録シートＳは、加圧ローラー３６及び加熱ローラー３５により加圧され、加熱ローラー３５により加熱される。その結果、記録シートＳにトナー粒子が定着する。その後、記録シートＳは、汚れ除去部４０に向けて送り出される。
汚れ除去部４０において、汚れ除去ローラー４１（汚れ除去部材）および加圧ローラー４２（第２押圧部材）は当接して汚れ除去ニップ４９を形成する。加圧ローラー４２は、プリンター制御部２０５の制御により回転する。汚れ除去ローラー４１は、熱源（後述する）により加熱され、加圧ローラー４２の回転に従動して回転する。
【００１９】
トナー粒子７０が付着した記録シートＳが汚れ除去部４０の汚れ除去ニップ４９に送り込まれると、記録シートＳは、加圧ローラー４２及び汚れ除去ローラー４１により加圧され、汚れ除去ローラー４１により加熱される。その結果、記録シートＳに付着している未定着のトナー粒子が、汚れ除去ローラー４１に転移する。その後、記録シートＳは、搬送ローラー１２３及び１２４の搬送力により、図１に示す排紙トレイ１２２に向けて送り出される。
【００２０】
１．２  主制御部２００
主制御部２００の構成について説明する。
図２は、主制御部２００の構成を示す図である。
主制御部２００は、この図に示すように、ＲＡＭ２０１、ＲＯＭ２０２、ＣＰＵ２０３、ネットワークＩ／Ｆ部２０４、プリンター制御部２０５及び画像メモリ２０６などから構成されている。
【００２１】
プリンター制御部２０５は、画像形成装置１００の各部の動作を制御するものであって、給紙部１１６からの給送動作や作像部１１０Ｙ〜１１０Ｋの作像動作などを統一的に制御し、画像形成動作を実行させる。プリンター制御部２０５は、内部にＣＰＵやＲＯＭを備えており、ＲＯＭに格納された制御プログラムに基づき、それぞれの制御を実行する。また、プリンター制御部２０５は、判断部２０７（判断手段）を含む。判断部２０７は、定着ニップ３７を通過した後の記録シート上に、完全に定着されていない状態の未定着トナー粒子が付着している可能性が高いか否かを判断する。また、プリンター制御部２０５は、定着部３０の温度検知センサー３４に接続され、汚れ除去部４０の温度検知センサー４４及びアクチュエーター３９（駆動手段）に接続されている。
【００２２】
ＲＡＭ２０１は、各種の制御変数及び操作パネル（図示していない）により設定されたコピー枚数などを一時記憶すると共に、ＣＰＵ２０３によるプログラム実行時のワークエリアを提供する。
ＲＯＭ２０２には、プリント動作などの各種ジョブを実行させるための制御プログラムなどが格納されている。制御プログラムの動作については、後述する。
【００２３】
ネットワークＩ／Ｆ部２０４は、ＬＡＮなどのネットワークを介してＰＣ（パーソナルコンピューター）などの外部端末装置からのプリントジョブを受け付ける。
ＣＰＵ２０３は、ＲＯＭ２０２に格納されている制御プログラムを実行することにより、ネットワークＩ／Ｆ部２０４、プリンター制御部２０５等を制御する。例えば、ＣＰＵ２０３は、ネットワークＩ／Ｆ部２０４によりプリントジョブが受け付けられると、プリンター制御部２０５に指示して、プリントジョブに付随するプリントジョブデータに基づき、画像形成動作を実行させる。
【００２４】
画像メモリ２０６は、プリントジョブデータ等の画像データを一時的に記憶する。
１．３  定着部３０
図３は、一例としての定着部３０及び汚れ除去部４０の概略断面図を示す。
定着部３０は、電磁誘導加熱方式によるものであり、図３に示すように、加熱ローラー３５、加圧ローラー３６、励磁コイル３２、コア３３、温度検知センサー３４及びウェブクリーナー６０から構成されている。
【００２５】
加熱ローラー３５は、ステンレス鋼を材料とする筒状の芯金の周面に、加熱層を設け、加熱層の表面に耐熱弾性層を形成し、耐熱弾性層の表面にさらに耐熱離型層を被覆して、形成されている。
加熱層は、一例として、厚さ４０μｍのニッケル（Ｎｉ）を材料として筒状に形成される。加熱層は、電磁誘導により発生する渦電流により発熱する。耐熱弾性層は、一例として、厚さ２００μｍのシリコーンゴムにより筒状に形成される。耐熱離型層は、一例として、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブにより形成される。耐熱離型層は、表面にトナー等が付着することを防止する。
【００２６】
加圧ローラー３６は、鉄を材料とする筒状の芯金の周面に、耐熱弾性層を形成し、耐熱弾性層の表面にさらに耐熱離型層を被覆して、形成されている。耐熱弾性層は、加熱ローラー３５と同様に、一例として、厚さ２００μｍのシリコーンゴムにより筒状に形成される。耐熱離型層は、加熱ローラー３５と同様に、一例として、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブにより形成される。耐熱離型層は、表面にトナー等が付着することを防止する。
【００２７】
励磁コイル３２が、加熱ローラー３５に対向して、加熱ローラー３５の長手方向にリッツ線を巻回して、構成されている。励磁コイル３２に通電することにより励磁コイル３２の周囲に磁束が形成され、励磁コイル３２を挟んで加熱ローラー３５に対向して配置された、ＭｎＺｎ系フェライトからなるコア３３により、磁力線が加熱ローラー３５の加熱層を通過して、加熱層から熱を発するように、構成されている。
【００２８】
加熱ローラー３５の周面に近接して、非接触の状態で、温度検知センサー３４が設けられている。加熱ローラー３５の周面の温度は、温度検知センサー３４により検知され、プリンター制御部２０５による励磁コイル３２への通電制御により、目標温度となるように、制御される。
加圧ローラー３６の汚れをクリーニングするため、送り出し軸６２、押えローラー６３、巻き取り軸６４から構成されるウェブクリーナー６０が設けられている。送り出し軸６２には、厚さ４０μｍの芳香族ポリアミド（耐熱ナイロン）からなる不織布（ウェブ）６１が、長さ１５ｍ分、巻かれている。ウェブ６１には、３万ＣＳ（Ｃｅｎｔｉ  Ｓｔｏｋｅｓ）のジメチルシリコーンオイルが８ｇ／ｍ2 含浸されている。ウェブ６１は、押えローラー６３により加圧ローラー３６の表面に圧接されて、送り出し軸６２と巻き取り軸６４との間に掛け渡されている。ウェブ６１は、巻き取り軸６４により巻き取られる。ウェブ６１の巻き取り速度は、１画像当り０．０５ｍｍとなるように、制御されている。
【００２９】
定着ニップ３７において、トナー粒子が記録シートに定着される際に、定着温度、トナーの帯電量バラツキ、紙種などの要因により、微量のトナー粒子や紙粉が加熱ローラー３５に付着することがあり、付着したトナー粒子や紙粉が加熱ローラー３５の回転により、次に定着ニップ３７において加圧ローラー３６と接触するときに、トナー粒子や紙粉が加圧ローラー３６へ転移する場合がある。加圧ローラー３６に付着したトナー粒子や紙粉などの汚れは、加圧ローラー３６と押えローラー６３により形成されるクリーニングニップ６５において、ウェブ６１により拭き取られる。また、ウェブ６１に含浸されたシリコーンオイルが加圧ローラー３６の表面の耐熱離型層へ移行する。その結果、加圧ローラー３６の表面の離型性の向上が図られる。
【００３０】
１．４  汚れ除去部４０
汚れ除去部４０は、図３に示すように、汚れ除去ローラー４１、加圧ローラー４２、クリーニングローラー４５（クリーニング部材）、クリーニングブレード４６（掻き落とし部材）、汚れ受け部材４７、温度検知センサー４４、付勢部材４８（駆動手段）及びアクチュエーター３９（図３に非図示）から構成されている。ここで、汚れ除去部４０の汚れ除去ローラー４１は、記録シートの搬送路に対して、定着部３０の加熱ローラー３５が配される側と同じ側に配される。
【００３１】
汚れ除去ローラー４１は、アルミニウムを材料とする厚さ０．８ｍｍの筒状の芯金４１ｂの周面に、耐熱弾性層４１ａを被覆して、形成されている。芯金４１ｂの内部に、熱源としてのハロゲンヒーター４３（加熱手段）を内蔵する。耐熱弾性層４１ａは、一例として、シリコーンゴムから形成される。耐熱弾性層４１ａのシリコーンゴムのゴム材硬度（ＪＩＳ−Ａ規格による）は、一例として、１０°であり、そのゴム厚は、一例として、０．３ｍｍである。
【００３２】
耐熱弾性層４１ａは、記録シートに付着している未定着状態のトナー粒子を包み込んで加熱し、加熱により柔らかくなったトナー粒子を記録シート上から取り除く。このため、耐熱弾性層４１ａには、厚みと柔らかさが必要である。しかし、ゴム厚が厚すぎると、熱伝導の面から、汚れ除去ローラー４１内部のハロゲンヒーター４３による加熱時、温度リップルが大きくなり、耐熱弾性層４１ａの温度が安定しなくなってしまう。一方、ゴム厚が薄すぎると包み込む効果がでない。また、ゴムが柔らかすぎると製造上難易度が高くなり、ゴムが硬すぎると包み込み効果が低くなる。このため、耐熱弾性層４１ａの厚さは、１００μｍ〜３００μｍ、その硬度は、ＪＩＳ−Ａ規格による硬度で０°〜４０°が最適である。
【００３３】
汚れ除去ローラー４１の耐熱弾性層４１ａに対向して、耐熱弾性層４１ａの温度を測定する温度検知センサー４４が設けられている。耐熱弾性層４１ａの温度は、温度検知センサー４４により検知され、プリンター制御部２０５によるハロゲンヒーター４３への通電制御により、目標温度となるように、制御される。
同図では、温度検知センサー４４が耐熱弾性層４１ａに接触して温度検知する接触式の構成例を記載しているが、温度検知センサー４４は、耐熱弾性層４１ａに非接触で温度検知するものでもよい。
【００３４】
加圧ローラー４２は、加圧ローラー３６と同様に、鉄を材料とする筒状の芯金の周面に、耐熱弾性層を形成し、耐熱弾性層の表面にさらに耐熱離型層を被覆して、形成されている。耐熱弾性層は、一例として、厚さ２００μｍのシリコーンゴムにより筒状に形成される。耐熱離型層は、一例として、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブにより形成される。耐熱離型層は、表面にトナー等が付着することを防止する。
【００３５】
汚れ除去ローラー４１と加圧ローラー４２とは、プリンター制御部２０５の制御の元で、付勢部材４８の矢印α方向への付勢力により、加圧ローラー４２が汚れ除去ローラー４１に接触する状態と、付勢部材４８の付勢力に抗して離れる方向（β方向）の力をアクチュエーター３９により加圧ローラー４２に付与して、加圧ローラー４２が汚れ除去ローラー４１から離間する状態のいずれか一方の状態を取る。接触する状態の場合、加圧ローラー４２は、汚れ除去ローラー４１を、１００Ｎの圧力で押圧する。これにより、汚れ除去ローラー４１と加圧ローラー４２との接触領域である汚れ除去ニップ４９が形成される。
【００３６】
つまり、判断部２０７により、未定着トナー粒子が付着している可能性が高いと判断される場合に、付勢部材４８は、汚れ除去ローラー４１と加圧ローラー４２とを相対的に近づく方向に移動させて、汚れ除去ローラー４１と加圧ローラー４２とが圧接する押圧状態に切り替える。判断部２０７により、未定着トナー粒子が付着している可能性が高くないと判断される場合に、アクチュエーター３９は、押圧状態を解除して、汚れ除去ローラー４１と加圧ローラー４２とが離間する離間状態に切り換える。なお、プリンター制御部２０５による接触及び離間の制御については、後述する。
【００３７】
汚れ除去ローラー４１の耐熱弾性層４１ａに転移したトナー粒子や紙粉等の汚れを除去するクリーニングローラー４５が汚れ除去ローラー４１に当接されている。クリーニングローラー４５は、ステンレス鋼を材料とする筒状の部材である。クリーニングローラー４５には、フッ素ゴムからなるクリーニングブレード４６が当接している。クリーニングブレード４６は、クリーニングローラー４５に付着したトナー粒子や紙粉等の汚れを掻き落とす。汚れ受け部材４７は、クリーニングローラー４５から掻き落されたトナー粒子や紙粉等の汚れを、溜める。
【００３８】
（定着部３０と汚れ除去部４０との距離）
定着部３０の加熱ローラー３５により加熱された記録シートの温度の低下が、汚れ除去ローラー４１と記録シートとの当接位置において、所定値、例えば、３０°Ｃ以内となるように、汚れ除去ローラー４１及び加圧ローラー４２の記録シートの搬送方向における配置位置を決めることが望ましい。
【００３９】
これは、画像上のトナーの温度が冷えた場合より、トナーの温度が保たれた状態の方が、汚れ除去のために汚れ除去ローラー４１を加熱する熱量が少なくてすみ、ハロゲンヒーター４３の目標温度を低く設定することが可能になる。この結果、画像形成装置１００全体として消費電力を抑制できる。
１．５  汚れ除去ローラー４１の耐熱弾性層４１ａの温度の決定
上記の通り、汚れ除去ローラー４１の耐熱弾性層４１ａは、記録シートに付着している未定着状態のトナー粒子を包み込んで加熱し、加熱により柔らかくなったトナー粒子を記録シート上から取り除く。このため、耐熱弾性層４１ａの温度は、記録シート上の定着不十分なトナー粒子が柔らかくなり、かつ、トナー樹脂内部でせん断されない温度が望ましい。
【００４０】
以下に示すようにして、トナー粒子が軟化しさらに流動化する温度を測定した。その測定結果に基づいて、汚れ除去ローラー４１の耐熱弾性層４１ａの温度を決定した。
高化式フローテスター（株式会社島津製作所製ＣＦＴ−５００Ｄなど）を用い、トナー１．５ｇを試料とし、この試料を高さが１．０ｍｍで、直径が１．０ｍｍのダイの上に載せ、試料にピストンを載せ、試料を一定時間、予熱した後、ピストンに荷重を加え、溶融した試料をダイの細孔（ノズル）から押し出し、ピストンの降下量（ストローク）を測定した。昇温速度は、４°Ｃ／ｍｉｎであり、予熱時間３００秒であり、荷重は、５ｋｇであり、測定した温度範囲は、６０°Ｃ以上２００°Ｃ以下である。
【００４１】
高化式フローテスターの測定で得られた温度（°Ｃ）とピストンの降下量であるストローク（ｍｍ）とにより示される溶融曲線の概念図を図４に示す。この図において、横軸は、時間であり、縦軸は、ストロークである。昇温速度は、上記の通り、４°Ｃ／ｍｉｎであるので、横軸は、温度をも示す。
上記の測定により得られた溶融曲線を用いて、ストロークの最大値Ｓ１と低温側のベースラインのストローク値Ｓ２との平均値（（Ｓ１＋Ｓ２）／２）となる温度をトナー粒子の軟化点の温度として読み取った。具体的には、上記の測定結果を用いて、軟化点の温度を、一例として１２０°Ｃに決定した。
【００４２】
この結果を用いて、汚れ除去ローラー４１の耐熱弾性層４１ａが軟化点の温度（１２０°Ｃ）となるように、耐熱弾性層４１ａを加熱した。このとき、記録シートの搬送速度を３００ｍｍ／ｓｅｃとした。
耐熱弾性層４１ａの温度は、トナー粒子のガラス転移点温度（一例として７０°Ｃ）以上で、トナー粒子の溶融温度（一例として１８０°Ｃ）より低い温度の範囲が最適である。
【００４３】
このようにして、定着部３０により定着処理された記録シートを汚れ除去ニップ４９を通過させることにより、トナー粒子のガラス転移温度以上で、かつ、溶融温度より低い温度に加熱された汚れ除去ローラー４１の表層の耐熱弾性層４１ａにより、記録シートに付着している未定着のトナー粒子を軟化させて除去することができる。
１．６  トナー粒子が未定着となる現象が発生するケースと汚れ除去部４０の接離制御  （現象が発生するケース）
トナー粒子が本来転写されるべき記録シート上の位置とは異なる位置に転移し、そのトナー粒子が未定着となるという現象は、本明細書の［発明が解決しようとする課題］の欄に記載した通り、文字や線のストロークの境界の極めて近辺に少数のトナー粒子が転移した場合に発生する可能性が高いが、このような場合に限らず、次のような状況においても、同様の現象が発生する可能性が高い。
【００４４】
例えば、画像のハーフトーンの各網点の境界の極めて近辺に少数のトナー粒子が転移した場合においても、網点を形成する多数のトナー粒子の塊と転移した少数のトナー粒子とで記録シート面に垂直方向の高低差が生じ、文字や線のストロークの場合と同様に、少数のトナー粒子が未定着となる可能性がある。
このように、少数のトナー粒子が、大きい塊のトナー粒子の極めて近辺に転移した場合に、少数のトナー粒子が未定着となる可能性がある。
【００４５】
また、電力事情の悪い環境で作動している画像形成装置において、突発的に電源電圧が降下した場合、画像形成装置が設置されている周辺の温度が急激に低下した場合、表面の粗い紙が連続して通紙された場合などにおいて、定着部の温度が急激に低下することがある。少数のトナー粒子が、大きい塊のトナー粒子の極めて近辺に転移した状況において、定着部の温度が目標温度に復帰するまでの間に、少数のトナー粒子が未定着となる可能性がさらに高くなる。
【００４６】
また、表面の粗い紙が通紙された場合に、少数のトナー粒子が、大きい塊のトナー粒子の極めて近辺であって、紙の凹部に深く入り込むように、転移したような場合に、少数のトナー粒子が未定着となる可能性がさらに高くなる。
従って、上記のように、トナー粒子が未定着となる現象が発生しやすい状況においては、汚れ除去ローラー４１と加圧ローラー４２とが接触する状態となるように制御する。この状態において、汚れ除去ローラー４１と加圧ローラー４２とにより形成された汚れ除去ニップ４９に記録シートを通過させることにより、記録シートに付着した未定着のトナー粒子を除去することができる。
【００４７】
一方で、トナー粒子が未定着となる現象が発生しにくい状況においては、汚れ除去ローラー４１と加圧ローラー４２とが離間する状態となるように制御する。汚れ除去ローラー４１と加圧ローラー４２とが接触する場合には、両ローラーの表面の磨耗が発生するが、汚れ除去ローラー４１と加圧ローラー４２とが離間した状態では、このような磨耗は発生しないので、汚れ除去部４０の寿命を延ばすことができる。また、トナー粒子が未定着となる現象が発生しにくい状況において、仮に、汚れ除去ローラー４１と加圧ローラー４２とを接触させると、汚れ除去ローラー４１の表面に、未定着のトナー粒子ではなく、紙紛が付着したような場合に、クリーニングローラー４５は、この紙紛を除去する。この結果、未定着のトナー粒子ではなく、除去された紙紛の蓄積により汚れ除去部４０のクリーニングの容量を超える場合が発生し得る。しかし、トナー粒子が未定着となる現象が発生しにくい状況において、汚れ除去ローラー４１と加圧ローラー４２とが離間する状態とすることにより、除去された紙紛の蓄積によりクリーニングの容量を超えることを防ぐことができ、汚れ除去部４０の寿命を延ばすことができる。
【００４８】
（プリントジョブデータの分析）
プリンター制御部２０５は、例えば、ネットワークＩ／Ｆ部２０４により、ＬＡＮなどのネットワークを介して外部端末装置から受信したプリントジョブに付随するプリントジョブデータを基にして、画像を形成する。
プリントジョブデータは、例えば、形成されるべき画像全体の大きさや印字条件等を示す情報、テキスト領域、線画領域及び写真領域、並びに、これらの領域に対応する領域識別情報等を含む。ここで、テキスト領域は、テキストデータから構成され、線画領域は、線画データから構成され、写真領域は、写真画像から構成される。また、領域識別情報は、対応する領域がテキスト領域、線画領域及び写真領域の何れであるかを示すとともに、各領域が存在する位置及びその領域の大きさ等を示す情報を含む。
【００４９】
プリントジョブデータにテキスト領域が含まれる場合には、形成されるべき画像は、画像パターンとしてテキストパターンを含んでいる。また、線画領域が含まれる場合には、形成されるべき画像は、画像パターンとして線画パターンを含んでいる。さらに、写真領域が含まれる場合には、形成されるべき画像は、画像パターンとして写真パターンを含んでいる。
【００５０】
また、テキスト領域や線画領域内の全体又は一部の領域には、中間色の指定を伴う背景色で塗られたり、色の指定を伴って網かけがされたりする。このような場合に、画像は、ハーフトーンパターンの領域を含むこととなる。一方で、テキスト領域や線画領域内の一部の領域には、背景色で塗られることがなく、また、網かけがされない、テキストデータのみ、又は、線画データのみの場合もある。このような場合に、画像は、テキストパターン（又は線画パターン）のみの領域を含むこととなる。また、写真領域を構成する写真画像においては、階調表現が用いられる。このような場合にも、画像は、ハーフトーンパターンの領域を含むこととなる。
【００５１】
上記の領域識別情報は、対応する領域内にハーフトーンパターンの領域が含まれるか否かを示す情報、及び、ハーフトーンパターンの領域が含まれる場合には、ハーフトーンパターンの領域の位置及び大きさを示す情報を含む。
各領域にハーフトーンパターンの領域が含まれる場合には、形成されるべき画像は、画像パターンとしてハーフトーンパターンを含んでいる。
【００５２】
プリントジョブデータは、上記のようなデータ構造を有しているので、プリンター制御部２０５は、プリントジョブデータに含まれる領域識別情報を用いて、プリントジョブデータ内に、テキスト領域、線画領域及び写真領域が含まれるか否か、及び、各領域内にハーフトーンパターンの領域が存在するか否かを判断することができる。つまり、プリンター制御部２０５は、形成されるべき画像の画像パターンの種類（テキストパターン、線画パターン、写真パターン及びハーフトーンパターン）を取得することができる。
【００５３】
また、プリンター制御部２０５は、プリントジョブデータから、形成されるべき画像全体の大きさを示す情報を取得する。また、プリントジョブデータから、テキスト領域（又は、線画領域）を取得し、取得したテキスト領域（又は、線画領域）からテキストデータ（又は線画データ）を抽出する。テキストデータを構成する各文字（又は、線画データ）から形成されるべき文字画像（又は線画画像）の占める面積は、文字のフォント（又は線画の種類や太さ）に対応して個々に予め定まっている。プリンター制御部２０５は、抽出したテキストデータ（又は線画データ）の全体について、含まれる文字（又は個々の線画）により形成されるべき文字画像（又は線画画像）の占める面積を集計する。次に、プリンター制御部２０５は、次の式により、形成されるべき画像全体に対する文字画像（又は線画画像）の占める面積の比率（面積率、又は、印字率）を算出する。
【００５４】
面積率＝文字画像（又は線画画像）の占める面積の集計値／形成されるべき画像全体の大きさ
また、プリンター制御部２０５は、プリントジョブデータから、ハーフトーンパターンの領域が含まれることを示す領域識別情報を取得し、取得した領域識別情報から、ハーフトーンパターンの領域の大きさを示す情報を取得する。次に、プリンター制御部２０５は、次の式により、形成されるべき画像全体に対するハーフトーンパターンの領域が占める面積の比率（ハーフトーン比率）を算出する。
【００５５】
ハーフトーン比率＝ハーフトーンパターンの領域の大きさ／形成されるべき画像全体の大きさ
判断部２０７は、（ａ）形成される画像に含まれる画像パターンがテキストパターンであり、画像全体に対してテキスト画像の占める面積率が所定値以上である場合、（ｂ）形成される画像に含まれる画像パターンがハーフトーンパターンであり、画像全体に対してハーフトーン画像が配される領域の面積率が所定値以上である場合、又は、（ｃ）定着部３０の加熱ローラー３５の表層の温度が目標温度に対して所定値以上低下している場合、定着ニップ３７を通過した後の記録シート上に、完全に定着されていない状態の未定着トナー粒子が付着している可能性が高いと判断する。
【００５６】
（汚れ除去部４０の接離制御）
具体的には、プリンター制御部２０５は、形成される画像がテキストからなるテキストパターンを含む場合であって、テキスト画像の面積率が大きい場合、例えば、面積率が５０％以上である場合に、トナー粒子が未定着となる現象が発生しやすい状況であるとみなして、汚れ除去ローラー４１と加圧ローラー４２とが接触する状態となるように制御する。ここで、画像の面積率とは、全体の画像に対してオンとなっている画素が占める面積の比率（印字率）である。線画パターンの場合も同様である。
【００５７】
また、プリンター制御部２０５は、形成される画像がハーフトーンパターンを含む場合であって、ハーフトーン比率が大きい場合、例えば、ハーフトーン比率が５０％以上である場合に、トナー粒子が未定着となる現象が発生しやすい状況であるとみなして、汚れ除去ローラー４１と加圧ローラー４２とが接触する状態となるように制御する。ここで、ハーフトーン比率とは、全体の画像に対するハーフトーン画像の領域が占める面積の比率である。
【００５８】
また、プリンター制御部２０５は、定着部３０の加熱ローラー３５の表層の温度が、目標値より、所定値以上、例えば、５°以上下がっている場合に、トナー粒子が未定着となる現象が発生しやすい状況であるとみなして、汚れ除去ローラー４１と加圧ローラー４２とが接触する状態となるように制御する。
１．７  プリンター制御部２０５による制御
プリンター制御部２０５による制御の動作について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。
【００５９】
プリンター制御部２０５は、プリントジョブを受け付けたか否かを判断する（ステップＳ１０１）。プリントジョブを受け付けていないと判断する場合（ステップＳ１０１で「無し」）、プリンター制御部２０５は、他の処理を実行し（ステップＳ１１２）、次に、ステップＳ１０１に戻って、処理を繰り返す。
プリントジョブを受け付けたと判断する場合（ステップＳ１０１で「有り」）、プリンター制御部２０５は、画像メモリ２０６に記憶されているプリントジョブデータを読み出し、読み出したプリントジョブデータに含まれる画像パターンの種類を判断して、その種類を取得する。画像パターンには、少なくとも、テキストパターン（又は線画パターン）及びハーフトーンパターンが含まれる（ステップＳ１０２）。
【００６０】
次に、プリンター制御部２０５は、読み出したプリントジョブデータを用いて、画像の面積率を算出し（ステップＳ１０３）、読み出したプリントジョブデータを用いて、画像のハーフトーン比率を算出し（ステップＳ１０４）、温度検知センサー３４から、定着部３０の加熱ローラー３５の周面の現在の温度を受け取る（ステップＳ１０５）。
次に、プリンター制御部２０５の判断部２０７は、画像パターンがテキストパターン（又は線画パターン）であり、かつ、画像の面積率が５０％以上か否かを判断する（ステップＳ１０６）。
【００６１】
画像パターンがテキストパターン（又は線画パターン）であり、かつ、画像の面積率が５０％以上である場合（ステップＳ１０６で「ＹＥＳ」）、プリンター制御部２０５は、アクチュエーター３９を制御して、付勢部材４８の付勢力αにより、加圧ローラー４２が汚れ除去ローラー４１に接触するように制御し（ステップＳ１１０）、プリントジョブを実行し（ステップＳ１１１）、ステップＳ１０１に戻って処理を繰り返す。
【００６２】
画像パターンがテキストパターン（及び線画パターン）ではなく、又は、画像の面積率が５０％未満である場合（ステップＳ１０６で「ＮＯ」）、プリンター制御部２０５の判断部２０７は、ハーフトーン比率が５０％以上か否かを判断する（ステップＳ１０７）。
ハーフトーン比率が５０％以上であると判断する場合（ステップＳ１０７で「ＹＥＳ」）、プリンター制御部２０５は、汚れ除去ローラー４１と加圧ローラー４２とが接触するように制御し（ステップＳ１１０）、プリントジョブを実行し（ステップＳ１１１）、次に、ステップＳ１０１に戻って処理を繰り返す。
【００６３】
ハーフトーン比率が５０％以上でないと判断する場合（ステップＳ１０７で「ＮＯ」）、プリンター制御部２０５の判断部２０７は、定着部３０の加熱ローラー３５の周面の温度が目標値より５度以上、下がっているか否かを判断する（ステップＳ１０８）。
加熱ローラー３５の周面の温度が目標値より５度以上、下がっていると判断する場合（ステップＳ１０８で「ＹＥＳ」）、プリンター制御部２０５は、汚れ除去ローラー４１と加圧ローラー４２とが接触するように制御し（ステップＳ１１０）、プリントジョブを実行し（ステップＳ１１１）、次に、ステップＳ１０１に戻って処理を繰り返す。
【００６４】
加熱ローラー３５の周面の温度が設定値より５度以上、下がっていないと判断する場合（ステップＳ１０８で「ＮＯ」）、プリンター制御部２０５は、アクチュエーター３９を制御して、付勢部材４８の付勢力αに抗して、汚れ除去ローラー４１から加圧ローラー４２が離間するように制御し（ステップＳ１０９）、プリントジョブを実行し（ステップＳ１１１）、ステップＳ１０１に戻って処理を繰り返す。
【００６５】
以上により、プリンター制御部２０５による制御の動作についての説明を終了する。
２  その他の変形例
なお、本発明を上記の実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。
（１）汚れ除去部４０の変形例としての汚れ除去部４０ａを図６に示す。
【００６６】
汚れ除去部４０ａは、図３に示す汚れ除去部４０のクリーニングブレード４６及び汚れ受け部材４７に代えて、図６に示すように、汚れ除去部４０ａのクリーニングローラー４５に付着したトナー粒子や紙粉等の汚れを除去するため、送り出し軸５４、押えローラー５１、巻き取り軸５３から構成されるウェブクリーナー５０（拭き取り部材）が設けられているとしてもよい。送り出し軸５４には、厚さ４０μｍの芳香族ポリアミド（耐熱ナイロン）からなる不織布（ウェブ）５２が、長さ１５ｍ分、巻かれている。ウェブ５２には、３万ＣＳ（Ｃｅｎｔｉ  Ｓｔｏｋｅｓ）のジメチルシリコーンオイルが８ｇ／ｍ2 含浸されている。ウェブ５２は、押えローラー５１によりクリーニングローラー４５の表面に圧接されて、送り出し軸５４と巻き取り軸５３との間に掛け渡されている。ウェブ５２は、巻き取り軸５３により巻き取られる。ウェブ５２の巻き取り速度は、１画像当り０．０５ｍｍとなるように、制御されている。
【００６７】
クリーニングローラー４５に付着したトナー粒子や紙粉などの汚れは、クリーニングローラー４５と押えローラー５１により形成されるクリーニングニップ５５において、ウェブ５２により拭き取られる。
（２）上記の実施の形態においては、電磁誘導加熱方式による定着部３０を用いる構成としたが、この構成には、限定されない。
【００６８】
円筒状の加熱ローラー３５の内部に、ハロゲンヒーターを設け、ハロゲンヒーターにより、加熱ローラー３５を加熱してもよい。
また、上記の実施の形態においては、汚れ除去ローラー４１は、ハロゲンヒーター４３を内蔵し、ハロゲンヒーター４３により、汚れ除去ローラー４１を加熱している。しかし、この構成には、限定されない。
【００６９】
汚れ除去ローラーにおいて、電磁誘導加熱方式を用いるとしてもよい。具体的には、汚れ除去ローラーに対向して、汚れ除去ローラーの長手方向にリッツ線を巻回して、励磁コイルを構成し、励磁コイルに通電することにより励磁コイルの周囲に磁束を形成し、汚れ除去ローラーに対向して配置された、ＭｎＺｎ系フェライトからなるコアにより、磁力線が汚れ除去ローラーの加熱層を通過するように、構成してもよい。ここで、汚れ除去ローラーは、金属を材料とする筒状の芯金の周面に、加熱層を設け、加熱層の表面に耐熱弾性層を被覆して、形成されている。
【００７０】
（３）上記の実施の形態に記載した通り、汚れ除去部４０は、汚れ除去ローラー４１を備えるとしている。しかし、これには限定されない。汚れ除去部４０は、汚れ除去ローラー４１に代えて、可撓性を有する無端状の汚れ除去ベルトを備えるとしてもよい。汚れ除去ベルトは、基材上に、耐熱弾性層が積層されている。汚れ除去ベルトの厚さは、通常、１ｍｍ以下である。基材の厚さは、通常、２０〜５０μｍである。基材を構成する材料としては、特に限定されないが、ポリイミド等の樹脂材料が挙げられる。耐熱弾性層は、シリコーンゴムから形成される。耐熱弾性層のシリコーンゴムのゴム材硬度（ＪＩＳ−Ａ規格による）は、一例として、１０°であり、そのゴム厚は、一例として、０．３ｍｍである。耐熱弾性層の厚さは、１００μｍ〜３００μｍ、その硬度は、ＪＩＳ−Ａ規格による硬度で０°〜４０°が最適である。
【００７１】
（４）上記の実施の形態では、汚れ除去ローラー４１に対して、加圧ローラー４２を近づく方向と遠ざかる方向に移動可能として、汚れ除去ローラー４１と加圧ローラー４２の接触と離間を切り換える構成としたが、これには限定されない。例えば、加圧ローラー４２に対して、汚れ除去ローラー４１を近づく方向と遠ざかる方向に移動可能として、汚れ除去ローラー４１と加圧ローラー４２の接触と離間を切り換える構成としてもよい。汚れ除去ローラー４１と加圧ローラー４２の少なくとも一方を相対的に近づく方向と遠ざかる方向に移動可能な構成とすることができる。
【００７２】
また、汚れ除去ローラー４１と加圧ローラー４２の接触と離間を切り換える構成としているが、例えば、各ローラーの汚れ等が、その寿命までの間に、記録シートを汚すことがないような場合には、常時、接触、押圧している構成も取り得る。
（５）上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明にかかる画像形成装置は、記録シートに付着した未定着のトナー粒子を除去する技術として有用である。
【符号の説明】
【００７４】
３０    定着部
３４    温度検知センサー
３５    加熱ローラー
３６    加圧ローラー
３７    定着ニップ
３９    アクチュエーター
４０、４０ａ  汚れ除去部
４１    汚れ除去ローラー
４１ａ  耐熱弾性層
４１ｂ  芯金
４２    加圧ローラー
４３    ハロゲンヒーター
４４    温度検知センサー
４５    クリーニングローラー
４６    クリーニングブレード
４７    汚れ受け部材
４８    付勢部材
４９    汚れ除去ニップ
１００    画像形成装置
２００    主制御部
２０１    ＲＡＭ
２０２    ＲＯＭ
２０３    ＣＰＵ
２０４    ネットワークＩ／Ｆ部
２０５    プリンター制御部
２０６    画像メモリ
２０７    判断部
【図１】
2018132679.tif 000003
【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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