(57)【要約】【課題】  用紙幅の大きい用紙に対して連続的に印刷を行った場合や、高速機により連続的に印刷を行った場合にも、加熱ローラおよび加圧ローラから不要な現像剤を適切に回収し、記録用紙の表面汚れ、裏面汚れを確実に防止できるようにする。【解決手段】  定着装置１４のクリーニング装置は、加熱手段により加熱される加熱ローラ７７と、加熱ローラ７７に所定接触圧力をもって圧接する加圧ローラ３２とを備え、これら両ローラ間に記録シート９１を挟み込み、記録シート９１上の現像剤９３を記録シート９１に定着させる定着装置１４のクリーニング装置において、前記加圧ローラ３２に圧接して、この加圧ローラの表面の現像剤を除去するクリーニングローラ７５を備え、このクリーニングローラ７５の表面には複数の凹部が形成されているので、不要な現像剤９３を回収して、記録用紙の表面汚れ、裏面汚れを確実に防止することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段により加熱される加熱ローラと、加熱ローラに所定接触圧力をもって圧接する加圧ローラとを備え、これら両ローラ間に記録シートを挟み込み、記録シート上の現像剤を記録シートに定着させる定着装置のクリーニング装置において、
前記加圧ローラに圧接して、この加圧ローラの表面の現像剤を除去するクリーニングローラを備え、このクリーニングローラの表面には複数の凹部が形成されていることを特徴とする定着装置のクリーニング装置。
【請求項２】
前記複数の凹部が、前記クリーニングローラ表面の全域に渡って配置されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置のクリーニング装置。
【請求項３】
前記複数の凹部が形成されている領域におけるクリーニングローラ軸方向の幅は、定着装置において処理可能な最大シート幅以上に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置のクリーニング装置。
【請求項４】
前記複数の凹部が千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置のクリーニング装置。
【請求項５】
前記複数の凹部がクリーニングローラ表面を軸方向に延びる溝形状であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置のクリーニング装置。
【請求項６】
前記複数の凹部がクリーニングローラ表面を周回する溝形状であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置のクリーニング装置。
【請求項７】
前記凹部のクリーニングローラ円周方向への配置ピッチをＸｐ（ｍｍ）、前記加圧ローラにおけるクリーニングローラの接触深さが最大となる点から加圧ローラ回転中心軸までの距離をＲｐ（ｍｍ）としたとき、
π・Ｒp／Ｘp  ≠  ｎ  （ただし、ｎは正の整数）
と設定されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置のクリーニング装置。
【請求項８】
前記凹部のクリーニングローラ円周方向への配置ピッチをＸｐ（ｍｍ）、前記加圧ローラにおけるクリーニングローラの接触深さが最大となる点から加圧ローラ回転中心軸までの距離をＲｐ（ｍｍ）としたとき、
ｎ＋１／４≦π・Ｒｐ／Ｘｐ  ≦  ｎ＋３／４
（ただし、ｎは正の整数）
と設定されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置のクリーニング装置。
【請求項９】
前記凹部のクリーニングローラ円周方向への配置ピッチをＸｐ（ｍｍ）、前記加圧ローラにおけるクリーニングローラの接触深さが最大となる点から加圧ローラ回転中心軸までの距離をＲｐ（ｍｍ）としたとき、
π・Ｒｐ／Ｘｐ  ≒  ｎ＋１／２
（ただし、ｎは正の整数）
と設定されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置のクリーニング装置。
【請求項１０】
前記凹部の内部の幅がクリーニングローラ回転軸に近づくほど小さくなっていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置のクリーニング装置。
【請求項１１】
前記凹部は、クリーニングローラ半径方向の位置において、最小幅部分として幅が１．５ｍｍ以下の部分を有していることを特徴とする請求項１に記載の定着装置のクリーニング装置。
【請求項１２】
前記クリーニングローラは内部に中空部を有し、前記凹部が前記中空部に連通していることを特徴とする請求項１に記載の定着装置のクリーニング装置。
【請求項１３】
前記凹部のクリーニングローラ表面における最小幅部分の幅が０．３〜２ｍｍの範囲に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置のクリーニング装置。
【請求項１４】
加熱手段により加熱される加熱部材と、加熱部材に所定接触圧力をもって圧接する加圧部材とを備え、これら両部材の圧接部に間に記録シートを挟み込み、記録シート上の現像剤を記録シートに定着させる定着装置のクリーニング装置において、
前記加熱部材若しくは加圧部材に圧接して、その表面の現像剤を除去するスクレーパー状のクリーニング部材を備え、前記クリーニング部材には、前記加熱部材若しくは加圧部材の被クリーニング面との当接部近傍に開口部が形成されていることを特徴とする定着装置のクリーニング装置。
【請求項１５】
前記開口部が形成されている領域におけるクリーニング部材の幅は、定着装置において処理可能な最大シート幅以上に設定されていることを特徴とする請求項１４に記載の定着装置のクリーニング装置。
【請求項１６】
前記開口部は、前記被クリーニング面の走行方向に対し、斜め方向のエッジ部を有する形状であり、かつ、複数設けられていることを特徴とする請求項１４または１５に記載の定着装置のクリーニング装置。
【請求項１７】
前記被クリーニング面の走行方向に対する前記複数の開口部の傾き角度をθ、前記複数の開口部の幅方向におけるピッチをｐ、前記被クリーニング面の走行方向における前記クリーニング部材と前記被クリーニング面との当接幅をＷｎとした時、
ｐ／tanθ≦Ｗｎ
であることを特徴とする請求項１６記載の定着装置のクリーニング装置。
【請求項１８】
前記開口部は、前記被クリーニング面の走行方向に対し、千鳥状に複数設けられていることを特徴とする請求項１４または１５に記載のクリーニング装置。
【請求項１９】
前記開口部が、前記被クリーニング面と当接していることを特徴とする請求項１６に記載の定着装置のクリーニング装置。
【請求項２０】
前記クリーニング部材の先端部が、前記被クリーニング面から遠ざかる方向に曲がっていることを特徴とする請求項１４または１５に記載の定着装置のクリーニング装置。
【請求項２１】
前記クリーニング部材の先端部が、櫛歯上に分離されていることを特徴とする請求項１４または１５に記載の定着装置のクリーニング装置。
【請求項２２】
前記クリーニング部材が、前記開口部を囲む領域の外縁の一部に切欠き部を有することを特徴とする請求項１４または１５に記載の定着装置のクリーニング装置。
【請求項２３】
前記請求項１４ないし２２の何れかに記載のクリーニング装置を備え、
前記クリーニング部材における前記被クリーニング面との当接面が、鉛直もしくは上向きに配置されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２４】
前記請求項１４ないし２２の何れかに記載のクリーニング装置を備え、
前記クリーニング部材の先端部が、前記被クリーニング面の走行方向に対し、順方向に向いて設置されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２５】
前記請求項１４ないし２２の何れかに記載のクリーニング装置が複数配置されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２６】
前記クリーニング装置が設置された加熱部材若しくは加圧部材表面に、オフセット防止剤を塗布するためのオフセット防止剤塗布手段が配置されていることを特徴とする請求項２３ないし２５の何れかに記載の定着装置。
【請求項２７】
前記オフセット防止剤塗布手段の下流側に、前記クリーニング装置のうちの少なくとも１つが配置されていることを特徴とする請求項２３ないし２５の何れかに記載の定着装置。
【請求項２８】
前記クリーニング装置が設置された加熱部材若しくは加圧部材表面を外側から加熱する外部加熱手段を有し、前記クリーニング装置と前記外部加熱手段とが近接して配置されていることを特徴とする請求項２３ないし２７の何れかに記載の定着装置。
【請求項２９】
請求項１ないし２８の何れか１項に記載のクリーニング装置を有する定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３０】
顔料の濃度が７％以上の現像剤を使用して画像形成を行うことを特徴とする請求項２９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、ローラ形状もしくはスクレーパー（ブレード）形状のクリーニング部材を有する定着装置のクリーニング装置、およびそのクリーニング装置を有する定着装置を備えた電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真式複写機やプリンタ等の電子写真式画像形成装置は、定着装置を備えている。この定着装置としては、図２５に示すように、加熱手段により加熱される加熱ローラ５０１と、加熱ローラに所定接触圧力をもって圧接する加圧ローラ５０２とを備えており、定着装置の前段の転写装置において加熱ローラ５０１側の面に未定着現像剤（たとえば、トナーＴ）が転写された記録用紙Ｐを、加熱ローラ５０１と加圧ローラ５０２との間に通紙することにより、前記未定着現像剤を記録用紙に定着するものが知られている。
【０００３】
また、電子写真式画像形成装置には、複数色の現像剤を使用するカラー画像形成装置がある。しかしながら、電子写真式カラー画像形成装置の場合には、記録用紙に複数色の現像剤が転写されて、未定着現像剤の層厚が厚くなる。従って、上記のような従来の定着装置では、溶融した現像剤の一部（あるいは、記録紙Ｐから出る紙粉等の異物）が加熱ローラや加圧ローラに付着する現象が発生する。
【０００４】
このような問題点を解決するために、ローラ形状またはスクレーパー（ブレード）形状からなるクリーニング部材を加熱ローラや加圧ローラに圧接するように配置し、加熱ローラや加圧ローラに付着した不要な現像剤および異物を取り除くようにしたクリーニング装置が提案されている。
【０００５】
上記定着装置の加熱ローラは、未定着現像剤を定着するために、表面温度が所定の設定温度になるように温度制御されている。たとえば、使用する現像剤の軟化点が６０〜８０℃、融点が１３０〜１８０℃である場合、加熱ローラ表面温度の設定温度は１８０〜２１０℃である。クリーニング部材としてクリーニングローラを用いた定着装置では、該クリーニングローラはこのような高温の加熱ローラの表面に直接接触しており、クリーニングローラの表面温度は、加熱ローラ表面の設定温度とほぼ同じになる。
【０００６】
従って、このクリーニングローラの表面温度は現像剤の融点以上となり、クリーニングローラに回収された加熱ローラ上の不要な現像剤は溶融状態となるため、そのままクリーニングローラの表面に残ってしまう。
【０００７】
このため、クリーニングローラが所定の飽和量の現像剤を回収した後は、加熱ローラ上の不要な現像剤をクリーニングローラに回収できなくなって、不要な現像剤が加熱ローラ上に残ったままになり、これが加熱ローラおよび加圧ローラを汚す原因となる。
【０００８】
そこで、特許文献１では、加熱ローラおよび加圧ローラから確実に不要な現像剤を回収して、記録用紙の表面汚れ、裏面汚れを確実に防止するために、次の構成を備えている。すなわち、加熱ローラに所定接触圧力をもって圧接する加圧ローラを備えた定着装置のクリーニング装置において、加圧ローラに圧接するようにクリーニングローラ（金属製）が配置されている。さらに、このクリーニングローラの軸方向の長さが、加圧ローラの軸方向の長さより短く、最大用紙幅より長くなっている。
【０００９】
前記構成によれば、記録用紙への現像剤の定着時に、記録用紙から加熱ローラに付着した現像剤は、加熱ローラから加圧ローラに移り、クリーニングローラに回収される。
【００１０】
この場合、加熱ローラと加圧ローラの表面の材質を適当に選択することにより、加熱ローラに付着した現像剤をほとんど全て加圧ローラに移すことができる。
【００１１】
また、加圧ローラの温度は加熱ローラの温度より低く、クリーニングローラの温度は加圧ローラの温度よりさらに低い。したがって、加圧ローラの温度を現像剤の融点より低くすることができる。
【００１２】
したがって、加圧ローラ上の現像剤は、半溶融状態でクリーニングローラに回収され、加圧ローラとクリーニングローラとの接触圧力により両ローラの軸方向外側に移動され、クリーニングローラの長さが加圧ローラの長さより短いためにクリーニングローラの両端部から排出される。
【００１３】
これにより、クリーニングローラの表面に現像剤が残ることがなく、クリーニングローラの長さに対応する加圧ローラの表面の現像剤は、ほとんど全てクリーニングローラによって回収される。
【００１４】
また、スクレーパー（ブレード）形状のクリーニング部材を加熱ローラや加圧ローラに当接し、加熱ローラや加圧ローラに付着したトナーや紙粉を掻き取るクリーニング装置が、特許文献２ないし５等に開示されている。図２５では、スクレーパー（ブレード）形状からなるクリーニング部材５０３を、加圧ローラ５０２に圧接させている。
【００１５】
尚、図２５において、５０４はハロゲンヒータ等からなる加熱手段であり、Ｙは定着ニップを表している。また、図２６はスクレーパー５０３の正面図であり、Ｎはスクレーパー５０３と加圧ローラ５０２との当接位置、Ｗｐは記録紙Ｐの最大通紙幅を表している。
【特許文献１】特開２００３−１６２１７１号公報（公開日  平成１５年６月６日）
【特許文献２】実開昭６０−１０４８５１号公報（公開日  昭和６０年７月１７日）
【特許文献３】特開昭５８−２０３４７３号公報（公開日  昭和５８年１１月２６日）
【特許文献４】特開昭６０−２１６３６８号公報（公開日  昭和６０年１０月２９日）
【特許文献５】特開２００２−３０４０８０号公報（公開日  平成１４年１０月１８日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、特許文献１に示すようなクリーニングローラを用いた定着装置では、例えば、Ａ３サイズ等の用紙幅の大きい記録用紙に対して連続印刷を行うために、対応可能な最大用紙幅が大きい画像形成装置を用いる場合や、高速機を用いて連続的に印刷する（例えば多量に印刷する）場合には、クリーニングローラの両端部からの現像剤の排出が追いつかなくなる。
【００１７】
従って、電源投入直後の印刷であってもクリーニングローラ上の現像剤が、クリーニングローラから加圧ローラに戻り印刷物の表裏面を汚してしまうという現象が起こる。この現象は、特に印字率が大きい画像データによる両面印刷において顕著となることが判明した。
【００１８】
また、特許文献２ないし５に示すようなスクレーパーを用いた定着装置では、十分な掻き取り性能を得るために、図２７に示すように、スクレーパー（ブレード）５０３の先端エッジ部Ｅを確実に加熱ローラ５０１や加圧ローラ５０２等の定着部材表面に当接させる必要がある。しかしながら、部品の寸法ばらつきや熱変形等により、ロットばらつきが生じるため、スクレーパー５０３の先端エッジ部Ｅを定着部材に対して常時安定して当接させることは困難であった。
【００１９】
特に、スクレーパー５０３とこれを保持するホルダー材料５０５の熱膨張率が異なる場合、スクレーパー５０３が熱膨張により波打ち、幅方向についても、スクレーパー５０３を均一に、定着部材に当接させることが困難であった。
【００２０】
また、スクレーパー５０３の先端エッジ部Ｅが定着部材に食い込んで、定着部材表面を傷つけたり、スクレーパー５０３の加工上の制約から、スクレーパー５０３の板厚を薄くすることにも限界がある。その結果、スクレーパー５０３の高い当接圧により、加圧ローラ５０２表面が磨耗しやすい等の問題があった。
【００２１】
更に、このようなスクレーパー方式のクリーニング装置では、掻き取られたトナーや紙粉がスクレーパー５０３の先端に残留し、トナー溜りＤＭ１が形成される（図２７）。そして、このトナー溜りＤＭ１が成長していくと、逆にこのトナー溜りＤＭ１から定着部材表面にトナーや紙粉が移行（流出）し、記録紙Ｐを汚してしまうという問題があった。
【００２２】
このトナー溜りＤＭ１の流出による汚れを防止するため、特許文献５では、停止状態において圧接領域（定着ニップ部Ｙ）に生じる定着部材の変形部分に対し、回転状態においてクリーニングブレードを追従させて当接させる変形追従手段を設けることで、ブレード先端に形成されたトナー溜りＤＭ１の流出を防止する技術が開示されている。
【００２３】
しかしながら、加熱ローラや加圧ローラ等の定着部材に付着したトナーは、定着部材の熱により溶融された状態となっているため、図２７に示すように、スクレーパー５０３の先端エッジＥを定着部材に当接させても、定着部材の表面に溶融固着したトナーＤを完全に掻き取るのは難しく、トナーの一部は先端エッジＥからすり抜け、先端エッジＥから下流側近傍のスクレーパー面Ｓ２に付着堆積していき、第２のトナー溜りＤＭ２が形成される。同様に、紙粉についても、この溶融したトナーＤと混じり合うことで、ブレードをすり抜け、この第２のトナー溜りＤＭ２に取り込まれていく。
【００２４】
その結果、この第２のトナー溜りＤＭ２から定着部材の表面にトナーや紙粉が流出し、記録紙汚れが発生してしまうといった問題があった。
【００２５】
特に、定着部材幅に比べて、サイズの小さい記録紙を連続で通紙した場合、定着部材の非通紙部領域における異常昇温により、トナー溜りＤＭ２が溶融、流出し、その後サイズの大きな記録紙を通紙すると、記録紙汚れが顕著に発生してしまう。
【００２６】
また、特許文献４のクリーニング装置では、定着部材に比べて離型性の低いクリーニングブレードを定着部材に対して面で接触させることで、クリーニングブレードをエッジで当接させることなく、トナーのクリーニングを可能とし、且つ加熱ローラと加圧ローラとを離接可能に配設し、その離接に伴う加圧ローラの変位によってクリーニングブレードの撓み量を変化させ、クリーニングブレードに付着したトナー溜りＤＭ２を剥離落下させるクリーニング装置が提案されている。
【００２７】
しかしながら、クリーニングブレードを面で当接した場合、エッジ部で当接した場合に比べて、クリーニング性能としては大きく劣り、また加熱ローラに対し、加圧ローラを離接可能に構成する必要があるため、装置が複雑となるといった問題があった。
【００２８】
本発明の目的は、例えば、用紙幅の大きい用紙に対して連続的に印刷を行った場合や、高速機により連続的に印刷を行った場合においても、加熱ローラおよび加圧ローラから不要な現像剤を適切に回収して、記録用紙の表面汚れ、裏面汚れを確実に防止することのできる定着装置のクリーニング装置、および、定着部材に均一に且つ安定的に当接が可能であり、定着部材に対するダメージが小さく、トナー溜りの流出による記録紙汚れのない、構成の簡単な定着装置のクリーニング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明の定着装置のクリーニング装置は、加熱手段により加熱される加熱ローラと、加熱ローラに所定接触圧力をもって圧接する加圧ローラとを備え、これら両ローラ間に記録シートを挟み込み、記録シート上の現像剤を記録シートに定着させる定着装置のクリーニング装置において、前記加圧ローラに圧接して、この加圧ローラの表面の現像剤を除去するクリーニングローラを備え、このクリーニングローラの表面には複数の凹部が形成されていることを特徴としている。
【００３０】
上記の構成によれば、転写時に記録シートから加熱ローラに付着した現像剤（たとえばトナー）は、加熱ローラから加圧ローラに移り、クリーニングローラ（例えば金属製）により回収される。ここで、定着装置のクリーニング装置とは、定着装置内に配置されたクリーニング装置をいう。
【００３１】
加熱ローラと加圧ローラの表面の材質を適当に選択することにより、加熱ローラに付着した現像剤はほとんど全て加圧ローラに移すことができる。たとえば、加熱ローラの表面にテフロン（登録商標）（ＰＴＦＥ：ポリテトラフルオロエチレン）コーティングを施し、加圧ローラの少なくとも外周部をシリコーンゴム製にすることにより、加熱ローラに付着した現像剤をほとんど全て加圧ローラに移すことができる。
【００３２】
また、クリーニングローラが加圧ローラに接触していることにより、加圧ローラの表面の不要な現像剤はクリーニングローラに回収され、加圧ローラ上に現像剤は残らない。したがって、記録用紙の表面汚れ、裏面汚れを防止することができる。
【００３３】
なお、加圧ローラの温度は、加熱ローラの温度より低く、クリーニングローラの温度は、加圧ローラの温度より低い。したがって、加圧ローラの温度を現像剤の融点より低くすることができる。したがって、加圧ローラ上の現像剤は非溶融状態でクリーニングローラに回収されて、加圧ローラとクリーニングローラとの接触圧力により、クリーニングローラ表面に形成された複数の凹部に移動し、そこに回収される。
【００３４】
このように、現像剤はクリーニングローラ表面に形成された複数の凹部に回収されるので、従来のように例えば、単にクリーニングローラの軸方向両端部から現像剤を排出する構成と比較して、不要現像剤の迅速な回収が可能である。したがって、例えば、用紙幅の大きい用紙に対して連続的に印刷を行った場合や、高速機により連続的に印刷を行った場合においても、加熱ローラおよび加圧ローラから不要な現像剤を適切に回収して、記録用紙の表面汚れ、裏面汚れを確実に防止することができる。
【００３５】
上記の定着装置のクリーニング装置は、前記複数の凹部が、前記クリーニングローラ表面の全域に渡って配置されている構成としてもよい。
【００３６】
上記の構成によれば、加熱ローラおよび加圧ローラからの不要な現像剤の回収機能をさらに高めることができる。
【００３７】
上記の定着装置のクリーニング装置において、前記複数の凹部が形成されている領域におけるクリーニングローラ軸方向の幅は、定着装置において処理可能な最大シート幅以上に設定されている構成としてもよい。
【００３８】
上記の構成によれば、加圧ローラにおける、定着装置において処理可能な最大シート幅に対応する部分には不要な現像剤が残ることがない。したがって、最大シート幅の記録シートに対して定着を行う場合でも、記録シートの表面汚れ、裏面汚れを生じることがない。なお、クリーニングローラ軸方向の幅とは、クリーニングローラの軸方向の幅をいう。
【００３９】
上記の定着装置のクリーニング装置は、前記複数の凹部が千鳥状に配置されている構成としてもよい。この場合、クリーニングローラ表面における凹部は個々に独立した形状であり、例えば、円、楕円、多角形、もしくはその他の異形の開口形状である。
【００４０】
上記の構成によれば、定着ローラとクリーニングローラとの間において、現像剤がクリーニングローラの軸方向に移動して凹部に回収される場合、クリーニングローラの表面をその軸方向から見た場合の全ての領域に凹部を形成することができるので、現像剤の回収を効率良く行うことができる。また、定着ローラの表面において、定着ローラの１回転目にクリーニングローラの凹部が接触する領域と２回転目にクリーニングローラの凹部が接触する領域とがずれるような場合、定着ローラにおける凹部との接触領域を高密度に設定することができ、現像剤の回収効率をさらに高めることができる。例えば、上記のいずれが１／２ピッチである場合には、隣接する凹部の中間点に凹部が位置し、定着ローラにおける凹部との接触領域が高密度となる。
【００４１】
上記の定着装置のクリーニング装置は、前記複数の凹部がクリーニングローラ表面を軸方向に延びる溝形状である構成としてもよい。
【００４２】
上記の構成によれば、凹部の形成が容易となり、かつ隣接する凹部同士の間隔を等しくでき、定着ローラ表面の現像剤を効率良く行うことができる。
【００４３】
上記の定着装置のクリーニング装置は、前記複数の凹部がクリーニングローラ表面を周回する溝形状である構成としてもよい。
【００４４】
上記の構成によれば、凹部の形成が容易となり、かつ隣接する凹部同士の間隔を等しくでき、定着ローラ表面の現像剤を効率良く行うことができる。また、凹部をらせん状に形成した場合には、凹部に回収した現像剤のクリーニングローラ軸方向への移動が起こり、ローラ端部からの現像剤の排出が促進され、クリーニング機能を長期に渡って維持可能となる。
【００４５】
上記の定着装置のクリーニング装置は、前記凹部のクリーニングローラ円周方向への配置ピッチをＸｐ（ｍｍ）、前記加圧ローラにおけるクリーニングローラの接触深さが最大となる点から加圧ローラ回転中心軸までの距離をRｐ（ｍｍ）としたとき、
π・Ｒp／Ｘp  ≠  ｎ  （ただし、ｎは正の整数）
と設定されている構成としてもよい。
【００４６】
上記の構成によれば、加圧ローラの表面において、加圧ローラの回転の１周目に凹部が接触した位置に対して、加圧ローラの回転の２周目に凹部が重なって接触することがない。したがって、加圧ローラの表面における凹部の接触領域が高密度となり、加圧ローラ表面からの現像剤の回収を効率よく行うことができる。
【００４７】
上記の定着装置のクリーニング装置は、前記凹部のクリーニングローラ円周方向への配置ピッチをＸｐ（ｍｍ）、前記加圧ローラにおけるクリーニングローラの接触深さが最大となる点から加圧ローラ回転中心軸までの距離をＲｐ（ｍｍ）としたとき、
ｎ＋１／４≦π・Ｒｐ／Ｘｐ  ≦  ｎ＋３／４  （ただし、ｎは正の整数）
と設定されている構成としてもよい。
【００４８】
上記の構成によれば、加圧ローラの表面において、加圧ローラの回転の１周目に凹部が接触した２つの位置の中間点に、加圧ローラの回転の３周目以内に凹部を接触させることができる。これにより、加圧ローラの表面における凹部の接触領域が高密度となり、加圧ローラ表面からの現像剤の回収を効率よく行うことができる。
【００４９】
上記の定着装置のクリーニング装置は、前記凹部のクリーニングローラ円周方向への配置ピッチをＸｐ（ｍｍ）、前記加圧ローラにおけるクリーニングローラの接触深さが最大となる点から加圧ローラ回転中心軸までの距離をRｐ（ｍｍ）としたとき、
π・Ｒｐ／Ｘｐ  ≒  ｎ＋１／２  （ただし、ｎは正の整数）
と設定されている構成としてもよい。
【００５０】
上記の構成によれば、加圧ローラの表面において、加圧ローラの回転の１周目に凹部が接触した２つの位置の中間点に、加圧ローラの回転の２周目に凹部を接触させることができる。これにより、加圧ローラの表面における凹部の接触領域が高密度となり、加圧ローラ表面からの現像剤の回収を効率よく行うことができる。
【００５１】
上記の定着装置のクリーニング装置は、前記凹部の内部の幅がクリーニングローラ回転軸に近づくほど小さくなっている構成としてもよい。
【００５２】
上記の構成によれば、凹部での毛管現象において、クリーニングローラ表面側での臨界圧力に対してローラ軸芯側の臨界圧力が大きくなり、現像剤が半溶融状態にて凹部に回収された場合の、ローラ軸心側への溶融現像剤の移動が促進され、凹部によるクリーニング機能を向上することができる。
【００５３】
上記の定着装置のクリーニング装置において、前記凹部は、クリーニングローラ半径方向の位置において、最小幅部分として幅が１．５ｍｍ以下の部分を有している構成としてもよい。
【００５４】
上記の構成によれば、凹部における毛管現象に基づく臨界圧力を大幅に増加でき、現像剤が半溶融状態にて凹部に回収される場合に、凹部への溶融現像剤の回収を表面張力により促進することができる。
【００５５】
上記の定着装置のクリーニング装置において、前記クリーニングローラは内部に中空部を有し、前記凹部が前記中空部に連通している構成としてもよい。
【００５６】
上記の構成によれば、加圧ローラによる接触圧力により、クリーニングローラの表面に付着したトナーを連通部を介して凹部から中空部に移動させることができる。これにより、凹部によるクリーニング機能をさらに長期間に渡って安定に維持することができる。
【００５７】
上記の定着装置のクリーニング装置は、前記凹部のクリーニングローラ表面における最小幅部分の幅が０．３〜２ｍｍの範囲に設定されている構成としてもよい。
【００５８】
上記の構成によれば、凹部のクリーニングローラ表面における最小幅部分の幅が０．３〜２ｍｍの範囲に設定されており、この範囲は、定着装置に滞留する紙分のサイズが含まれる範囲であるので、加圧ローラに付着している不要現像剤に加えて、上記紙粉も回収することができる。したがって、紙粉が例えばクリーニングローラの表面に滞留して、紙粉を核としたトナー粒隗が成長し、大きくなった後にクリーニングローラ表面から剥離することによる記録シート裏面の汚れを防止することができる。
【００５９】
また、本発明の他の構成に係る定着装置のクリーニング装置は、加熱手段により加熱される加熱部材と、加熱部材に所定接触圧力をもって圧接する加圧部材とを備え、これら両部材の圧接部に間に記録シートを挟み込み、記録シート上の現像剤を記録シートに定着させる定着装置のクリーニング装置において、前記加熱部材若しくは加圧部材に圧接して、その表面の現像剤を除去するスクレーパー状のクリーニング部材を備え、前記クリーニング部材には、前記加熱部材若しくは加圧部材の被クリーニング面との当接部近傍に開口部が形成されていることを特徴としている。
【００６０】
上記の構成によれば、クリーニング部材により掻き取られた異物は、開口部を通じてクリーニング部材の表面（被クリーニング面との接触面とは反対側の面）に移動するため、異物がクリーニング部材と被クリーニング面との間に堆積することがなく、堆積した異物が被クリーニング面に再付着するのを防止することができる。
【００６１】
また、開口部により、通常、弾性部材からなるクリーニング部材のばね性が低減されるため、従来に比べてより低圧力でクリーニング部材を当接できるようになり、被クリーニング面に対する負荷を低減することができる。
【００６２】
更に、クリーニング部材が熱膨張しても、開口部により熱膨張が吸収されるため、クリーニング部材が熱により波打つのが防止され、クリーニング部材を全幅に渡って、安定的に被クリーニング面に当接させることができる。
【００６３】
尚、本発明は、定着部材や加圧部材がローラ形状ではなくベルトで構成される形態に対しても適用可能である。
【００６４】
上記の定着装置のクリーニング装置において、前記開口部が形成されている領域におけるクリーニング部材の幅は、定着装置において処理可能な最大シート幅以上に設定されている構成としてもよい。
【００６５】
上記の定着装置のクリーニング装置において、前記開口部は、前記被クリーニング面の走行方向に対し、斜め方向のエッジ部を有する形状であり、かつ、複数設けられている構成としてもよい。
【００６６】
上記の構成によれば、開口部がひとつの場合に比べ、クリーニング部材の強度が向上する。また、開口部を斜めに設けることにより、クリーニング部材の幅方向に関して、確実に開口部を設けることができる。
【００６７】
上記の定着装置のクリーニング装置において、前記被クリーニング面の走行方向に対する前記複数の開口部の角度をθ、前記複数の開口部の幅方向におけるピッチをｐ、前記被クリーニング面の走行方向における前記クリーニング部材と前記被クリーニング面との当接幅をＷｎとした時、
ｐ／tanθ≦Ｗｎ
と設定されている構成でもよい。
【００６８】
上記の構成によれば、斜め方向に設けられたエッジ部が、少なくとも２箇所以上被クリーニング面に当接するため、クリーニング部材によるクリーニング性能を向上することができる。
【００６９】
上記の定着装置のクリーニング装置において、前記開口部は、前記被クリーニング面の走行方向に対し、千鳥状に複数設けられている構成としてもよい。この構成によっても、開口部を千鳥状に複数設けることにより、クリーニング部材の幅方向に関して、確実に開口部を設けることができる。
【００７０】
上記の定着装置のクリーニング装置において、前記開口部が、前記被クリーニング面と当接している構成としてもよい。
【００７１】
上記の構成によれば、クリーニング部材と被クリーニング面との位置関係がばらついても、確実にクリーニング部材のエッジを被クリーニング面に当接することができる。
【００７２】
上記の定着装置のクリーニング装置において、前記クリーニング部材の先端部が、前記被クリーニング面から遠ざかる方向に曲がっている構成としてもよい。
【００７３】
上記の構成によれば、クリーニング部材先端部と被クリーニング面との距離が広がるため、クリーニング部材先端部にトナー溜りが生成されるのを確実に防止することができる。
【００７４】
上記の定着装置のクリーニング装置において、前記クリーニング部材の先端部が、櫛歯上に分離されている構成としてもよい。
【００７５】
上記の構成によれば、クリーニング部材の先端を前記被クリーニング面の走行方向に対して順方向に向けて設置した場合、先端が櫛歯状に分離されていれば、トナー溜りが形成される場所がなくなり、トナー溜りを確実に防止することができる。
【００７６】
上記の定着装置のクリーニング装置において、前記クリーニング部材が、前記開口部を囲む領域の外縁の一部に切欠き部を有する構成としてもよい。
【００７７】
上記の構成によれば、開口部を囲む領域の外縁（フレーム部）が熱膨張しても、その熱膨張による伸びを切欠部で吸収するため、フレーム部の熱膨張に起因するクリーニング部材の浮き、波打ち等を未然に防止することができる。
【００７８】
本発明の定着装置は、上記の何れかのクリーニング装置を備え、前記クリーニング部材における前記被クリーニング面との当接面が、鉛直もしくは上向きに配置されていることを特徴としている。
【００７９】
上記の構成によれば、クリーニング部材により除去された異物に対し、当接面から被当接面の方向に重力が作用するため、開口部を通じて、異物がより移動しやすくなる。
【００８０】
本発明の他の構成に係る定着装置は、上記の何れかのクリーニング装置を備え、前記クリーニング部材の先端部が、前記被クリーニング面の走行方向に対し、順方向に向いて設置されていることを特徴としている。
【００８１】
上記の構成によれば、クリーニング部材を逆方向に設置した場合、クリーニング部材の被クリーニング面との当接部より下流側部分で、クリーニング部材を支持することになり、下流側部分の設計の自由度が少なく、この部分でトナー溜りが生じやすいが、クリーニング部材を順方向に設置した場合、上記のような制約がないため、トナー溜りの生成を防止することができる。
【００８２】
本発明の他の構成に係る定着装置は、上記の何れかのクリーニング装置を複数備えていることを特徴としている。
【００８３】
上記の構成によれば、小サイズ紙の連続通紙により、上流側のクリーニング部材からトナー溜りが溶融流出しても下流側のクリーニング部材で再度回収されることから、記録紙汚れを確実に防止することができる。
【００８４】
本発明の他の構成に係る定着装置は、前記クリーニング装置が設置された加熱部材若しくは加圧部材表面にオフセット防止剤を塗布するためのオフセット防止剤塗布手段が配置されている構成としてもよい。
【００８５】
上記の構成によれば、クリーニング部材にオフセット防止剤が付着するため、クリーニング部材への異物の付着力が弱まり、開口部を通じて、異物がより移動しやすくなる。
【００８６】
特に、小サイズ紙を連続通紙した場合でも、非通紙領域に塗布されたオフセット防止剤は記録紙には移行しないため、クリーニング部材の非通紙領域におけるオフセット防止剤の付着量は通紙領域に比べて増加し、開口部でのトナー溜りの移動をよりスムーズにさせる。その結果、小サイズ紙を連続通紙した場合でもトナー溜りの溶融流出による記録紙汚れを確実に防止することができる。
【００８７】
上記の定着装置において、前記オフセット防止剤塗布手段の下流側に、前記クリーニング装置のうちの少なくとも１つが配置されている構成としてもよい。
【００８８】
上記の構成によれば、オフセット防止剤が記録紙に移行する前にクリーニング部材に付着するため、オフセット防止剤による開口部での異物の摺り抜け効果をより向上できる。更に、経時的にオフセット防止剤塗布手段がトナーや紙粉で汚れ、これら異物が定着部材に流出したとしても、下流側に設けたクリーニング部材により回収されるため、記録紙汚れを防止することができる。
【００８９】
上記の定着装置において、前記クリーニング装置が設置された加熱部材若しくは加圧部材表面を外側から加熱する外部加熱手段を有し、前記クリーニング装置と前記外部加熱手段とが近接して配置されている構成としてもよい。
【００９０】
上記の構成によれば、外部加熱手段からの熱により、副次的にクリーニング部材も加熱されることから、クリーニング部材の温度が従来よりも高温状態に維持され、開口部が固着したトナーで目詰まりするのを防止することができる。
【００９１】
本発明の画像形成装置は、上記の何れかのクリーニング装置を有する定着装置を備えていることを特徴としている。
【００９２】
上記の画像形成装置は、顔料の濃度が７％以上の現像剤を使用して画像形成を行う構成としてもよい。
【００９３】
本発明の画像形成装置では、顔料の濃度が７％以上の現像剤を使用して現像剤の消費量を低減した場合であっても、不要な現像剤をクリーニング装置により回収することができ、ランニングコストを低減することができる。即ち、一般的な現像剤（例えばトナー）は、顔料濃度が３〜４％である。これに対して顔料濃度を７％以上とすれば現像剤の消費量を低減することができる。
【００９４】
一方、このように顔料濃度を高めると、現像剤の溶融時の粘度が上昇し、一般にクリーニングローラによる現像剤の移動・回収の効率が低下する。しかしながら、本発明の構成では、クリーニングローラに凹部を形成し、その凹部によって効率良く現像剤を回収するので、粘土が上昇した現像剤であっても適切に回収可能である。あるいは、スクレーパー状のクリーニング部材に開口部を設け、クリーニング部材により掻き取られた異物は、開口部を通じて、クリーニング部材の表面（被クリーニング面との接触面とは反対側の面）に移動するため、異物がクリーニング部材と被クリーニング面との間に堆積することがなく、粘土が上昇した現像剤であっても適切に回収可能である。
【発明の効果】
【００９５】
以上のように、本発明の定着装置のクリーニング装置は、加圧ローラに圧接して、この加圧ローラの表面の現像剤を除去するクリーニングローラを備え、このクリーニングローラの表面には複数の凹部が形成されている構成である。
【００９６】
これにより、加圧ローラ表面の不要現像剤は、クリーニングローラ表面に形成された複数の凹部に回収されるので、従来のように例えば、単にクリーニングローラの軸方向両端部から現像剤を排出する構成と比較して、不要現像剤の迅速な回収が可能である。したがって、例えば、用紙幅の大きい用紙に対して連続的に印刷を行った場合や、高速機により連続的に印刷を行った場合においても、加熱ローラおよび加圧ローラから不要な現像剤を適切に回収して、記録用紙の表面汚れ、裏面汚れを確実に防止することができる。
【００９７】
また、本発明の他の定着装置のクリーニング装置は、加熱部材若しくは加圧部材に圧接して、その表面の現像剤を除去するスクレーパー状のクリーニング部材を備え、前記クリーニング部材には、前記加熱部材若しくは加圧部材の被クリーニング面との当接部近傍に開口部が形成されている構成である。
【００９８】
これにより、クリーニング部材により掻き取られた異物は、開口部を通じて、クリーニング部材の表面（被クリーニング面との接触面とは反対側の面）に移動するため、異物がクリーニング部材と被クリーニング面との間に堆積することがなく、堆積した異物が被クリーニング面に再付着するのを防止することができる。また、開口部により、通常、弾性部材からなるクリーニング部材のばね性が低減されるため、従来に比べてより低圧力でクリーニング部材を当接できるようになり、被クリーニング面に対する負荷を低減することができる。更に、クリーニング部材が熱膨張しても、開口部により熱膨張が吸収されるため、クリーニング部材が熱により波打つのが防止され、クリーニング部材を全幅に渡って、安定的に被クリーニング面に当接させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００９９】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態を図面に基づいて以下に説明する。ここで、定着装置とは、記録シート（たとえば、紙など）上に転写された現像剤（例えばトナー）の画像を熱と圧力により定着させるものである。これにより、記録材上に画像が記録される。また、定着装置は、内部に加圧ローラと、加熱ローラと、クリーニングローラとを有している。
【０１００】
図１に上記定着装置１４の構造をさらに詳細に示す。図１は定着装置１４を示す概略の縦断面図である。同図の定着装置１４において、ローラ形状をなす定着ローラ３１および加圧ローラ３２は、それぞれ内部に導電性の芯金６１および７１を有している。
【０１０１】
定着ローラ３１には、アルミウムや鉄、およびそれらの合金が多用されている。本実施の形態において、定着ローラ３１は、鉄系の冷間圧延炭素鋼鋼管を引き抜き等で所望の外径、肉厚に加工し、その後研磨加工を行ない外径４０ｍｍ、肉厚１．３ｍｍに製作されている。定着ローラ３１の両端部は、外径を３０ｍｍ、肉厚１．５ｍｍに絞り加工を行なって、定着ローラ３１に加わる荷重を軸支部材であるボールベアリング（ころがり軸受の一種）で支える。定着ローラ３１の芯金６１は、防錆の目的で材料表面に対してパーカライジング処理（リン酸塩被膜処理）を施し、錆の発生を抑制している。
【０１０２】
定着ローラ３１における、絞り加工を施していない中央のスリーブ部分には、加熱溶融したトナーとの接触でも離型性能を維持できるフッ素系樹脂が一般的に用いられる。前記フッ素樹脂としては、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、あるいはそれらの混合体であり、導電性の芯金６１上に、中間層６２を介して表面絶縁層６３としてコーティングされている。
【０１０３】
表面絶縁層６３としては、耐熱性および離型性の観点から、その他、例えば、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレン／クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のフッ素樹脂、あるいはフッ素ゴムラテックスを含む材料を各々単独で、もしくは２種類以上を組み合わせて使用することもできる。これらは、塗布・焼成によって形成すること、あるいはチューブ被覆で形成すること等ができる。
【０１０４】
中間層６２は、表面絶縁層６３としてのフッ素樹脂とパーカライジング処理した炭素鋼鋼管表面との接着性を高めるものである。本実施の形態では、ゴム系あるいはレジン系接着材等の絶縁性プライマを用いている。なお、中間層６２としては、前述の絶縁性プライマ以外に、導電性プライマを用いることができる。
【０１０５】
また、定着ローラ３１の内面には耐熱吸熱層が形成されている。この耐熱吸熱層は、定着ローラ３１が内包した加熱体であるハロゲンランプ６４が定着ローラの内周面に赤外光等の放射エネルギーを放出した場合に、これを効率良く吸収して熱に変換するものである。耐熱吸熱層は、例えば、変性シリコーン樹脂、無機耐熱黒顔料、炭化水素（溶剤）などを混合したものを塗布し乾燥させたものであり、膜厚２０〜３０μｍに形成する。一般的に、オキツモ（商品名）、テツゾール（商品名）、セルモブラック（商品名）等の耐熱塗料が用いられている。本実施の形態では、オキツモを用いている。
【０１０６】
なお、定着ローラ３１において、６６は、定着ローラ３１の表面温度を検出する温度検出素子であるサーミスタであり、６５は過昇温防止手段としてのサーモスタットである。また、６７は上剥離爪であり、定着ローラ３１に貼り付いた記録材９１を機械的に剥ぎ取るものであり、７８は下剥離爪であり、加圧ローラ３２に貼り付いた記録材９１を機械的に剥ぎ取るものである。
【０１０７】
なお、本実施例で用いるサーミスタは、図２（ａ）（ｂ）に示すように、ハウジング１２９に固定支持された弾性部材であるステンレス板１２５上にサーミスタチップ１２４を直接ボンディングして、熱応答性を早くしたものである。このサーミスタは、バイアス電圧を印加すること、摩擦帯電によって高電位になっている定着ローラ３１、加圧ローラ３２および加熱ローラ７７に当接することから、高電圧に対して、温度制御装置や画像形成装置などの電気系統を保護する必要がある。特に、ステンレス板と前述した各々のローラとが近接しており、温度制御装置の２次回路との絶縁耐圧を十分確保しておかなければならない。
【０１０８】
そこで、本実施の形態におけるサーミスタは、サーミスタチップ１２４をボンディングしているステンレス板１２５の受熱面側に対して絶縁被覆層１２６を被せ、その上に耐熱離型層１２７を被せる。また、その反対側の面には保護層１２８を被せる。また、ステンレス板１２５とハウジング１２９との間において、当接するローラ表面との絶縁距離を確保するために、絶縁被覆層１２６、耐熱離型層１２７および保護層１２８にて、ステンレス板１２５をハウジング１２９の境界付近まで覆っている。こうすることで、サーミスタチップ１２４やステンレス板１２５に対して、各々のローラからリーク電流が流れることがなく、高電圧による破損や劣化といった不具合が解消される。この結果、安定したバイアス電圧を印加することができるとともに、正確な温度情報を取得することができ、良好な温度制御を実施することができる。
【０１０９】
本実施の形態において、絶縁被覆層１２６は接着剤を含んだ厚み５０μｍのポリイミド（商品名：カプトン）であり、耐熱離型層１２７は接着剤を含んだ厚み１３０μｍのガラス繊維に耐熱離型樹脂を含浸させたものである。また、保護層１２８は接着剤を含んだ厚み８０μｍのテフロン（登録商標）である。なお、これら材料は、上記のものに限定されず、諸性能において代替できるものであれば、他の材料でもよい。
【０１１０】
加圧ローラ３２は、鉄やステンレス等の導電性の芯金７１上に、シリコーンゴム等の耐熱性を有する絶縁性弾性層７２を形成し、その外周に中間層７３を形成する。この中間層７３の外周には、表面の離型性能を向上させる表面抵抗層７４を形成する。中間層７３は、絶縁性弾性層７２と表面抵抗層７４との接着性を高めるものである。本実施の形態において、中間層７３には、絶縁性弾性層７２との接着であるので、絶縁性プライマを用いている。
【０１１１】
加圧ローラ３２の表面抵抗層７４は、表面抵抗率として１０１０Ωを用いている。１０５Ωでも使用できるが、より好ましくは、１０７Ω〜１０１８Ω以上の表面抵抗率が良い。また、体積抵抗率は、１０７Ω・ｃｍ以上、より好ましくは、１０１０Ω・ｃｍ以上である。
【０１１２】
絶縁性弾性層７２としては、前述のシリコーンゴム系であれば、高温加硫型シリコーンゴム（ＨＴＶ）、付加反応硬化型シリコーンゴム（ＬＴＶ）、縮合反応硬化型シリコーンゴム（ＲＴＶ）、その他にフッ素ゴム、またはこれらの混合物等が挙げられる。具体的には、例えば、ジメチルシリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、メチルフェニルシリコーンゴム、ビニルシリコーンゴム等のシリコーンゴム系、フッ化ビニリデンゴム、テトラフルオロエチレン−プロピレンゴム、テトラフルオロエチレン−パーフルオロメチルビニルエーテルゴム、ホスファゼン系フッ素ゴム、フルオロポリエーテル等のフッ素ゴム等を使用することができる。これらのゴムは、各々単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用することができ、注型・加硫、研磨等で成形する。
【０１１３】
図３は定着ローラ３１の支持構造を示す正面図、図４は同分解斜視図である。定着ローラ３１は、図３および図４に示すように、定着装置１４のフレーム８２に取り付けられたボールベアリング８１により支持されている。フレーム８２は鉄系の冷間圧延鋼をプレス成形したものである。このフレーム８２は例えば画像形成装置４１のフレームに取り付けられている。ボールベアリング８１は、外輪部８１ａ、転動体（図示せず）および内輪部８１ｂを有し、定着ローラ３１の両端部における絞り部分のジャーナル部３１ａに嵌合されている。
【０１１４】
加圧ローラ３２は、ステンレス等の軸部に対して、ボールベアリング（図示せず）を嵌合し、このボールベアリングを、フレームにカシメた支点軸から延びる荷重レバーにより受けて、定着ローラ３１の中心軸方向へ、荷重バネ等によって荷重する。この荷重による圧接力は、本実施の形態において、７６４Ｎ（両端合計）であるが、記録材９１の種類、定着ローラ３１や加圧ローラ３２の剛性、温調温度等の条件や性能によって、任意に設定可能である。
【０１１５】
また、ボールベアリング８１の外輪部８１ａと内輪部８１ｂとの間にある転動体は、通常、ベアリング材料同志の金属接触を極力少なくして、回転摩擦が少ない状態を維持し、回転に必要な駆動力を極力小さくして、荷重を支えるようにしているが、単に金属同志の接触だけでは、回転による摩擦の影響により焼き付きを起こしてしまう。そこで、シリコーン系やフッ素系オイルをベースとした潤滑剤（グリス）を外輪部８１ａと内輪部８１ｂとの間に注入し、金属同志の接触でも焼き付きを起こさないようにしている。
【０１１６】
上記のように、定着装置１４では、ボールベアリング８１を介して定着ローラ３１に定着バイアス電圧が印加され、定着ローラ３１と加圧ローラ３２とは所定の荷重で相互に圧接され、記録材９１を狭持搬送しながらトナーからなる未定着画像を加熱溶融し記録材９１上に定着する。
【０１１７】
なお、本実施の形態で用いた材料や寸法、形状等は、それらに限定されるものではなく、所望の性能を逸脱しない範囲で、適宜変更可能であり、種々のものを用いることができる。
【０１１８】
さらに、本実施の形態の定着装置１４では、図１に示すように、加圧ローラ３２の周囲に、清掃部材であるクリーニングローラ７５と、第２加熱部材である加熱ローラ７７が当接している。なお、７９は、６６と同様に、加熱ローラ７７の表面温度を検出する温度検出素子であるサーミスタである。
【０１１９】
クリーニングローラ７５は、アルミニウムや鉄、あるいはそれらの合金（ステンレス鋼も含む）材料からなり、中空ローラあるいは中実ローラを加工して、両端部にすべり軸受やころがり軸受を嵌合し、荷重バネ等により、加圧ローラ３２に対して所定範囲のニップを保持しながら圧接している。本実施の形態では、炭素鋼やステンレス鋼製の外径１５ｍｍのクリーニングローラである。このクリーニングローラ７５の表面は、加圧ローラ３２表面に少量残留するトナーを清掃するために、所定の表面粗さを付与している。
【０１２０】
一方、加熱ローラ７７は、アルミニウムや鉄、あるいはそれらの合金（ステンレス鋼も含む）材料を用いた中空ローラであり、最外周面に設けた表面離型層７７ａによって離型性能を維持したまま、加圧ローラ３２と圧接した際のニップでの熱伝導によって表面を加熱する。本実施の形態では、アルミニウム合金製の外径１５ｍｍ、肉厚０．８５ｍｍのストレートパイプ７７ｂの外周面に、中間層７７ｃと表面離型層７７ａとを順次形成し、ストレートパイプ７７ｂの内周面には、定着ローラ３１と同様に耐熱吸熱層を設け、内部には、ハロゲンランプ７７ｄを内包している。
【０１２１】
加熱ローラ７７において、中間層７７ｃや表面離型層（表面絶縁層）７７ａは、定着ローラ３１と異なる構成を用いることが可能であるが、本実施の形態では同じ構成を用いている。また、加熱ローラ７７についても、両端部にすべり軸受やころがり軸受を嵌合し、荷重バネ等により、加圧ローラ３２に対して所定範囲のニップを保持しながら圧接している。
【０１２２】
定着ローラ３１には、図１に示すように、記録材９１の裏面に付着してくる逆極性トナー９２を記録材９１に留める向きに電位差を付与する目的で、バイアス装置９４からバイアス電圧を印加する。本実施の形態において、転写装置５は、接触方式で転写を行うものであり、図１４ではローラ状のものを示しているものの、ベルト状であってもよい。なお、図１において、記録材９１における定着ローラ３１側の面に付着しているトナー９３は、画像を形成するトナーである。
【０１２３】
ここで、転写装置５は、定着装置１４に対して記録材９１の流れにおける上流に位置しており、感光体ドラム１上に形成されたトナーによる静電顕像であるトナー画像を記録材９１に写し取る転写プロセスを行う。このときに、上記の逆極性トナー９２が転写装置５の表面に付着し、さらに転写装置５の表面から記録材９１の裏面に付着する。
【０１２４】
転写装置５では、通常、逆極性トナーや紙紛等を除去するような機構を有するものの、完全には除去できないことが多く、この残留した逆極性トナーや紙紛は、転写装置５の表面に蓄積されてくる。そして、電気的あるいは機械的付着力等の力のバランスによって、一部あるいは全部が記録材９１に付着して、下流側の定着装置１４に運ばれてくる。
【０１２５】
通常であれば、上記逆極性トナー９２や紙紛等は、そのまま記録材９１に付着し、記録材９１とともに画像形成装置４１（図１４参照）から排出される。しかしながら、従来の定着装置１４では、多数枚の定着処理を行った場合、定着装置１４の条件、特に定着ローラ３１や加圧ローラ３２の摩擦帯電によって生じた静電気力の大きさや極性等によって、逆極性トナー９２が記録材９１から引き剥がされて加圧ローラ３２、さらには定着ローラ３１にまで付着し、その結果、記録材９１の裏面や表面に画像不良や欠陥を発生させてしまうこととなっていた。
【０１２６】
そこで、本実施の形態の定着装置１４では、定着ローラ３１における導電性の芯金６１に、逆極性トナー９２（例えば、正極性）の帯電極性とは逆極性（例えば、負極性）の定着バイアス電圧を印加している。
【０１２７】
このような構成では、バイアス装置９４から定着ローラ３１の芯金６１に印加される定着バイアス電圧にて、記録材９１の裏面の逆極性トナー９２を記録材９１の裏面に留める方向の静電気力が作用する。これにより、記録材９１の裏面の逆極性トナー９２は、加圧ローラ３２の方へ引き剥がされることなく記録材９１上に留まる。その結果、記録材９１の裏面に定着されて記録材９１とともに画像形成装置４１から排紙される。なお、記録材９１上の逆極性トナー９２は、記録材９１の１枚あたりの量が少量であるので、定着された画像に対しては、ほとんど影響のないものである。
【０１２８】
しかしながら、例えば、プロセス速度が３３５ｍｍ／ｓ、印刷速度５５〜６５枚／分で加熱ローラ３２の温度設定１８０℃として多数枚数を連続印刷すると加圧ローラの表面温度は上昇して１００℃前後になってしまう。これは、トナーの融点１２０℃より低いが軟化点７０℃前後を超えた状態となっており、加圧ローラ３２にバイアスを印加しているにもかかわらずトナーが加圧ローラ表面に付着する現象が起きてくる。
【０１２９】
この加圧ローラ３２に付着したトナーが堆積した後に、記録材９１の裏面に再転移し定着されると画質が劣化してしまう。加圧ローラ３２の表面へのトナーの堆積を防ぐため、定着ニップ下流側にクリーニングローラ７５が配置されており、加圧ローラ３２表面のトナーはクリーニングローラ７５の表面に粘着転移し、加圧ローラ３２の表面は清掃され、良好な画質を維持するものである。
【０１３０】
しかしながら、このようにクリーニングローラ７５を有していても、次のように、装置寿命全期間に渡って良好な画質を維持することが困難であることが判明した。
【０１３１】
即ち、高速機など印刷ボリュームの大きな装置においては、クリーニングローラ７５に堆積するトナーが多量となると、トナー粒隗が形成され、加圧ローラ３２とクリーニングローラ７５との接触が不均一になる。さらに、記録紙がない状態での空転運転、あるいは小サイズ紙に対して連続印刷したときの通紙領域から外れた領域では、加圧ローラ３２の表面がトナーの融点を超えた１４０−１６０℃に上昇する。このようなことから、クリーニングローラ７５の表面に堆積したトナー粒隗がクリーニングローラ７５から剥離して加圧ローラ３２上に付着し、記録材９１の裏面に定着されることにより画質劣化となってしまう。
【０１３２】
そこで、本実施の形態の定着装置１４では、クリーニングローラ７５の表面においてトナーが堆積成長するのを防止するために、図５（ａ）（ｂ）に示すように、クリーニングローラ７５の表面に凹部７６を形成している。なお、図５（ａ）はクリーニングローラ７５における要部の正面図、図５（ｂ）は図５（ａ）におけるＡ−Ａ線矢視断面図である。
【０１３３】
図６（ａ）（ｂ）には、クリーニングローラ７５上における上記凹部７６の配置例を示す。同図では凹部７６が形成されたクリーニングローラ７５の表面を周方向に展開した状態を示している。なお、同図において、凹部７６の形状は円形としているが、これに限らず、楕円形あるいは多角形等であってもよく、形状については特に問わない。
【０１３４】
図６（ａ）において、凹部７６は直交する方向に直線上に並んでいる。具体的には、クリーニングローラ７５の軸方向およびこの方向に直交する方向に直線状に並んでいる。図６（ｂ）において、凹部７６は千鳥に並んでいる。言い換えると、任意の隣り合う列同士および行同士において、凹部７６は互いにずれた位置に形成されている。ここで、凹部７６の配置としては、上記の両例のうちでは、千鳥に並んでいる方が好ましい。その理由を図７（ａ）（ｂ）を用いて説明する。
【０１３５】
図７（ａ）は、図６（ａ）の互いに隣接する３つの凹部７６の中心を直線で結んだものであり、図７（ｂ）は、同様に、図６（ｂ）の互いに隣接する３つの凹部７６の中心を直線で結んだものである。
【０１３６】
図７（ａ）において、３つの隣り合う凹部の中心点を１００、１０１、１０２とし、中心点１００と中心点１０１の距離、中心点１０１と中心点１０２の距離、中心点１００と中心点１０２の距離をＬ１、Ｌ２、Ｌ３とする。また、図７（ｂ）において、同様に、３つの隣り合う凹部の中心点を１０３、１０４、１０５とし、中心点１０３と中心点１０４の距離をＬ４、中心点１０４と中心点１０５の距離をＬ５、中心点１０５と中心点１０３の距離をＬ６とする。図７（ａ）の場合、距離Ｌ１Ｌ２は等しいが、Ｌ３は異なる。
【０１３７】
これに対して、図７（ｂ）では、２つの中心点同士の各距離Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６がそれぞれ等しくなる。したがって、図７（ｂ）の場合には、図７（ａ）の場合よりも、クリーニングローラ７５に付着した現像剤を効率良く凹部に移動させ、回収することができる。これにより、凹部７６は千鳥状に配置されているほうが好ましい。
【０１３８】
次に、図８（ａ）、（ｂ）により、凹部７６を千鳥状に配置した場合における、凹部７６の好ましいピッチについて説明する。ここでは、クリーニングローラ７５の周方向における凹部７６のピッチを対ピッチＸｐとする。また、同図において、破線および実線にて示した円形は、加圧ローラ３２上でのクリーニングローラ７５の凹部７６が通過した位置を示している。このうち、破線の円形は、加圧ローラ３２上をクリーニングローラ７５の凹部７６が１周目に通過した位置を示しており、実線の円形は、加圧ローラ３２上をクリーニングローラ７５の凹部７６が２周目に通過した位置を示している。なお、実線が１週面の通過位置で、破線が２週面の通過位置でもよい。
【０１３９】
図８（ａ）、（ｂ）から明らかなように、クリーニングローラ７５の凹部７６の対ピッチＸｐを適切に設定することにより、クリーニングローラ７５の凹部７６に現像剤を移動させ、回収することができる。即ち、図８（ａ）場合には、１周目の破線の円形と２周目の実線の円形とがほぼ同じ位置に配置されており、両円形のピッチがＸｐとなっている。この場合には、現像剤の凹部７６への移動、回収が相対的に効率良く行われ難いことが判る。これに対し、図８（ｂ）は、理想的な場合であり、隣接する破線の円形と実線の円形との対ピッチの距離がＸｐ／２になっている。したがって、１周目の隣り合う２個の破線の円形の間に２周目の実線の円形が位置している。これにより、現像剤の凹部への移動、回収が効率良く行われる。
【０１４０】
上記のように現像剤の移動、回収を効率良く行うためのクリーニングローラ７５の凹部７６と加圧ローラ３２との関係を図９に示す。図９は、加圧ローラ３２の実効半径Ｒｐを示す図である。
【０１４１】
同図において、凹部７６のクリーニングローラ７５円周方向への配置ピッチ、もしくはクリーニングローラ７５円周方向への配置対ピッチをＸｐ（ｍｍ）、加圧ローラ３２においてクリーニングローラ７５の接触深さが最大となる点から回転中心軸までの距離（実効半径）をＲｐ（ｍｍ）とする。このときには、まず、π・Ｒｐ／Ｘｐ  ≠  ｎ（ｎは正の整数）を満たしている必要がある。これは次の理由による。
【０１４２】
まず、クリーニングローラ７５は、加圧ローラ３２をクリーニングする際に、実効半径Ｒｐの周りを回転する。すなわち、クリーニングローラ７５が加圧ローラ３２上を一周する場合、その移動距離は２π・Ｒｐである。また、対ピッチはＸｐである。したがって、２π・Ｒｐ／Ｘｐ＝ｎ（ｎは正の整数）を満たした場合、クリーニングローラ７５の凹部７６は、クリーニングローラ７５が加圧ローラ３２の周りを何周回転しても加圧ローラ３２上の同じ位置を通過することになる。この場合に現像剤を効率良く回収することができないのは、前記の通りである。すなわち、凹部７６は上記同じ位置以外の現像剤を回収できない。
【０１４３】
したがって、
２π・Ｒｐ／Ｘｐ≠ｎ（ｎは正の整数）
を満たす必要がある。なお、
２π・Ｒｐ／Ｘｐ≠ｎ（ｎは正の整数）
と
π・Ｒｐ／Ｘｐ  ≠  ｎ（ｎは正の整数）
は必要かつ十分な条件である。この式を満たす場合には、クリーニングローラ７５が加圧ローラ３２の表面を何回転かすることにより、加圧ローラ３２の表面からクリーニングローラ７５に現像剤を移動させ、回収することができる。
【０１４４】
次に、凹部７６の対ピッチＸｐと加圧ローラ３２の実効半径Ｒｐとの関係においてさらに望ましい場合について説明する。対ピッチＸｐと加圧ローラ３２の実効半径Ｒｐとが、
ｎ＋１／４≦π・Ｒｐ／Ｘｐ  ≦  ｎ＋３／４（ｎは正の整数）
を満たす場合、現像剤のクリーニングローラの凹部への移動、回収をさらに良好に行うことができる。その理由について以下に説明する。
【０１４５】
上式を満たす場合、加圧ローラ３２の周りのクリーニングローラ７５の回転において、クリーニングローラ７５の凹部７６は、１周目に隣り合う凹部７６が接触した位置の中間点に３周以内に位置する。すなわち、クリーニングローラ７５が加圧ローラ３２の周りを少なくとも３周すれば、加圧ローラ３２上の現像剤をクリーニングローラ７５の凹部に移動させ、回収することができる。
【０１４６】
次に、凹部７６の対ピッチＸｐと加圧ローラ３２の実効半径Ｒｐとの関係においてさらに望ましい場合について説明する。対ピッチＸｐと加圧ローラ３２の実効半径Ｒｐとが、
π・Ｒｐ／Ｘｐ  ≒  ｎ＋１／２（ｎは正の整数）
を満たす場合には、１周目に接触した凹部７６の中心点を、２周目に接触した凹部７６が通過することになり、２周目で加圧ローラ３２上の現像剤をクリーニングローラ７５の凹部７６に移動させ、回収することができる。なお、
π・Ｒｐ／Ｘｐ  ＝  ｎ＋１／２（ｎは正の整数）
を満たす場合は、よりいっそう現像材を移動、回収することができる。
【０１４７】
次に、凹部７６の形状について、図１０（ａ）ないし図１０（ｄ）を用いて説明する。図１０（ａ）に示すクリーニングローラ７５は凹部７６の形状が円形である。クリーニングローラ７５は加圧ローラ３２に対して例えばその下側から圧接している。図の黒い部分は凹部７６を表している。なお、図１０（ａ）においては、白い部分が凹部７６であってもよい。
【０１４８】
加圧ローラ３２の軸方向の長さは、クリーニングローラ７５の軸方向の長さより長い。したがって、加圧ローラ３２の軸方向の長さは、クリーニングローラ７５の凹部領域（凹部７６が形成されている領域）の幅よりも長い。また、クリーニングローラ７５の凹部領域幅の長さは、最大用紙幅よりも長い。したがって、クリーニングローラ７５の軸方向の長さは、最大用紙幅よりも長い。ここで、最大用紙幅とは、本願発明にかかる定着装置で使用することができる用紙の中で最大幅のものをいう。また、クリーニングローラ７５の軸方向の長さとクリーニングローラ７５の凹部領域とは一致している必要はない。
【０１４９】
以下、図１０（ｂ）〜図１０（ｄ）とあるが、加圧ローラ３２、クリーニングローラ７５、クリーニングローラ７５の凹部領域、および最大用紙幅の関係は、前記図１０（ａ）の場合と同じである。
【０１５０】
図１０（ａ）のクリーニングローラ７５と以下に説明する図１０（ｂ）ないし図１０（ｄ）のクリーニングローラ７５との違いは、前者は、凹部７６が円形をなしかつ分散して配置されているのに対し、後者は、凹部７６が溝状をなし、かつ、つながって配置されている点である。
【０１５１】
即ち、クリーニングローラ７５の凹部７６は、図１０（ｂ）では螺旋（スパイラル）状に配置され、図１０（ｃ）では環状（リング）状に配置され、図１０（ｄ）ではスプライン状に配置されている。これら溝状の凹部７６は、図１０（ａ）の円形の凹部７６と同様の役割を果たし、溝の中に現像剤を回収していく。
【０１５２】
なお、凹部７６は、上記のように溝状である場合、形成が容易となり、また隣接する凹部７６同士の間隔を等しくすることにより、効率良く現像剤を回収することができる。
【０１５３】
また、凹部７６が図１０（ｂ）のように螺旋状（スパイラル）の形状である場合、凹部７６に回収した現像剤が軸方向へ移動するように螺旋の傾きを設定することにより、クリーニングローラ７５の両端部からの回収済現像剤の排出が促進され、クリーニング効果がさらに促進される。
【０１５４】
また、凹部７６が図１０（ｄ）のようにスプライン形状である場合、アルミ材の押出成形によりクリーニングローラ７５成形することができ、生産性に優れたものとなる。
【０１５５】
ここで、直径４０ｍｍの加圧ローラ３２、および凹部７６を有するアルミ製の直径１５ｍｍのクリーニングローラ７５を備えた定着装置をプロセス速度３３５ｍｍ／ｓの画像形成装置に組み込んで実験を行った結果、以下の表１に示すように、現像剤の回収において改善効果が確認できた。
【０１５６】
【表１】
2005196096.tif 000003
【０１５７】
表１より、凹部７６がスプライン形状の場合が相対的には最も効果があることが判った。さらに、スプライン形状で、開口幅１．３ｍｍ、開口深さ０．７６、ピッチ２．０とした場合に、より一層効果があることが判った。
【０１５８】
次に、クリーニングローラ７５の凹部７６の断面形状について説明する。図１１（ａ）、（ｂ）は、凹部の縦断面形状（深さ方向の断面形状）を表している。図１１(ａ)は、凹部７６の形状が一定の幅である。これに対して、図１１（ｂ）は、回転軸に近づくにつれて、凹部７６の幅が小さくなっている。凹部の縦断面形状としては、図１１（ａ）に示すように、一定の幅にするのではなくて、図１１（ｂ）に示すように、回転軸に近づくにつれて、小さくなることが望ましい。
【０１５９】
なぜならば、トナー（現像剤）が溶融したときにトナーの表面張力による毛管圧力は表面の距離に反比例する。したがって、図１１（ｂ）のような形状とすることにより、クリーニングローラ７５表面側での凹部７６における毛管現象に基づく臨界圧力に対してローラ軸芯側の臨界圧力が大きくなり、溶融トナーの軸心側への移動が促進され、クリーニング効果が向上できるからである。
【０１６０】
ここで、開口幅もしくは溝幅が１ｍｍのときの毛管現象による臨界圧力Ｐｘ１を基準として任意の開口幅もしくは溝幅における臨界圧力ＰｘをＰｘ１で除した正規化臨界圧力はＰｘ／Ｐｘ１である。この正規化臨界圧力Ｐｘ／Ｐｘ１は、図１２に示すように、溶融したトナーの表面張力に影響されることなく一つの曲線に収束し、開口幅を１．５ｍｍ以下にすることにより臨界圧力を大幅に増加でき、表面張力により凹部７６への溶融トナーの回収を加速することができる。
【０１６１】
図１３は、クリーニングローラ７５が加圧ローラ３２の現像剤を回収している様子を示す断面図である。なお、図１３は、便宜上、クリーニングローラ７５を平坦な状態に展開した状態を示している。この場合、加圧ローラ３２方向とは反対方向に軸芯が存在する。図１３の構成では、クリーニングローラ７５が中空形状である。したがって、凹部７６の全部、もしくは凹部７６の一部が内部の中空部に連通している。
【０１６２】
上記の構成では、加圧ローラ３２とクリーニングローラ７５とが圧接することにより、凹部７６に回収された現像剤が凹部７６を通じて中空部に移動する。
【０１６３】
また、クリーニングローラ７５を中空形状として、凹部７６、もしくは凹部７６の一部を中空部に連通させると、図１３に示すように、クリーニングローラ７５の表面に付着したトナーを加圧ローラ３２による接触圧力により凹部７６を介して中空部に移動させることができる。これにより、回収されたトナーが凹部７６に滞留することがなく、クリーニング効果をさらに長期間に渡って安定化させることができる。
【０１６４】
また、クリーニングローラ表面における凹部７６の最小開口幅もしくは最小溝幅を少なくとも加圧ローラ３２上に存在する紙粉繊維の直径よりも大きく設定することが望ましい。こうすることにより、紙粉が凹部７６の表面に滞留し、その紙粉を核としたトナー粒隗が成長して大きくなった後、クリーニングローラ７５から剥離することによる用紙裏面の汚れを防止することができる。
【０１６５】
さらに望ましくは、凹部７６の最小開口幅もしくは最小溝幅を紙粉の長辺の最大値の５倍以上にすることにより、紙粉がブリッジ状（アーチ状）に係留することを確実に防止できる。
【０１６６】
また、一般的なトナーの顔料濃度は３〜４％であるが、トナー消費量を低減させるためには顔料濃度を高めると良いことが知られている。ところが、顔料濃度を高めるとトナーが溶融した際の粘度が増加してしまい、クリーニングローラ７５上のトナーの移動・回収の効率が悪くなる。この増粘現象は溶媒に粒子が分散しているときの分散質の体積比と粘度との関係を理論的に解明したアインシュタインの粘度式でも明らかである。
【０１６７】
トナー消費量低減の効果を得るための顔料濃度としては、少なくとも７％以上、望ましくは１０％以上が望ましい。このとき粘度上昇は２〜４％以上、望ましい顔料濃度で５〜８％以上となる。
【０１６８】
このように、一般に除去し難いトナーを用いた画像形成装置定着部に本発明による凹部を有するクリーニングローラを採用することで、高顔料化により増粘したトナーであっても適切に回収し、有効に用紙裏面汚れを防止することができる。
【０１６９】
図１４は本実施の形態における電子写真式画像形成装置の内部構造を示す正面図である。なお、この図は、電子写真式画像形成装置に関係する部分のみを説明したものであり、実際の本装置の全機能を示した図ではない。
【０１７０】
この画像形成装置４１は、画像読取装置４２（図１５参照）にて読み込まれた画像や、画像形成装置４１に外部から接続された機器（例えばパーソナルコンピュータなどの画像処理装置）からのデータを画像として記録出力するものである。
【０１７１】
画像形成装置４１には、感光体ドラム１を中心に、画像形成プロセスの各機能を担う各プロセスユニットが配置され、これらにより画像形成部が構成されている。感光体ドラム１の周囲には、感光体ドラム１の回転方向に、帯電装置２、光走査装置３、現像装置４、転写装置５、クリーニング装置６および除電装置７等が順次配置されている。
【０１７２】
帯電装置２は、感光体ドラム１の表面を均一に帯電させるものである。光走査装置３は、均一に帯電された感光体ドラム１上に光像を走査して静電潜像を書き込むものである。現像装置４は、光走査装置３により書き込まれた静電潜像を現像剤補給容器８から供給される現像剤（たとえば、トナー）により顕像化するものである。転写装置５は、感光体ドラム１上に顕像化された画像を記録材上に転写するものである。クリーニング装置６は、感光体ドラム１上に残留した現像剤を除去して感光体ドラム１上に新たな画像を形成することを可能にするものである。除電装置７は、感光体ドラム１表面の電荷を除去するものである。
【０１７３】
画像形成装置４１の下部には供給トレイ９が内装されている。この供給トレイ９は、記録材を収容する記録材収容トレイである。供給トレイ９に収容された記録材は、ピックアップローラ１０等により１枚ずつ分離され、レジストローラ１１まで搬送され、レジストローラ１１により感光体ドラム１に形成された画像とのタイミングが計られ、転写装置５と感光体ドラム１との間に順次供給される。そして感光体ドラム１上に記録再現された画像は記録材上に転写される。なお、供給トレイ９への記録材の補給は、画像形成装置４１の正面側（操作側）に供給トレイ９を引き出して行う。
【０１７４】
画像形成装置４１の下面には記録材受入口１２，１３が形成されている。これら記録材受入口１２，１３は、図１５に示すように、周辺装置として準備されている多段の記録材供給トレイを有する記録材供給装置４６、および大量の記録材を収容可能とした記録材供給装置４７等から送られてくる記録材を受け入れ、画像形成部に向かって記録材を順次供給するためのものである。
【０１７５】
画像形成装置４１内の上部には、定着装置１４が配置されている。この定着装置１４は、画像が転写された記録材を順次受け入れて、定着部材としての定着ローラ３１と加圧部材としての加圧ローラ３２等により、記録材上に転写された現像画像を熱と圧力により定着するものである。これにより、記録材上に画像が記録される。
【０１７６】
画像が記録された記録材は、搬送ローラ１５によりさらに上方へ搬送され、切換えゲート１６を通過する。そして、記録材の排出トレイが画像形成装置４１に外装された積載トレイ１７に設定されている場合、記録材は反転ローラ１８により積載トレイ１７上に排出される。一方、両面画像形成や後処理が指定されている場合、記録材は、一旦反転ローラ１８により積載トレイ１７に向けて排出される。なお、この場合には、記録材を完全に排出せず、記録材を狭持させたまま反転ローラ１８を逆転させる。そして、記録材を逆方向、つまり両面画像形成や後処理のために選択的に装着されている記録材再供給搬送装置４３（図１５参照）や後処理装置４５（図１５参照）の装着されている方向に反転搬送する。このとき、切換えゲート１６は、図１４の実線の状態から破線の状態に切換えられる。
【０１７７】
両面画像形成を行う場合、反転搬送された記録材（記録紙）は、記録材再供給搬送装置４３を通り、再び画像形成装置４１に供給される。後処理が成される場合、反転搬送された記録材は、記録材再搬送装置４３から別の切換えゲートにて、中継搬送装置４４を介して後処理装置４５に搬送され、後処理が施される。
【０１７８】
光走査装置３の上空間部には、画像形成プロセスを制御する回路基板および外部機器からの画像データを受け入れるインターフェイス基板等を収容する制御装置１９が配置され、光走査装置３の下空間部には、各種の上記インターフェイス基板、ならびに各上記画像形成プロセスＵＮに対して電力を供給する電源装置２０が配置されている。
【０１７９】
図１４に示した画像形成装置４１は、図１５に示す画像形成システムに備えられている。この画像形成システムは、画像形成装置４１の他、画像読取装置４２、記録材再供給搬送装置４３、中継搬送装置４４、後処理装置４５、記録材供給装置４６および記録材供給装置４７を備えている。
【０１８０】
画像読取装置４２は、セットされた原稿の画像を露光走査して光電変換素子であるＣＣＤ上に結像し、原稿画像を電気的信号に変換した上で画像データとして出力する。読み取られた画像データは、画像形成装置４１の画像処理装置にて、画像補正やラスタライズ等の加工処理後に、光走査装置３にて感光体ドラム１へ書き込まれる。
【０１８１】
この画像読取装置４２は、原稿の片面だけでなく両面をほぼ同時に読み取ることができるようになっており、また自動（自動原稿搬送装置４８）／手動にて原稿を搬送することができる。
【０１８２】
記録材再供給搬送装置４３は、画像形成装置４１の左側側面に取り付けられた記録材搬送経路ユニットである。この記録材再供給搬送装置４３は、定着装置１４から排出された画像が記録された記録材を画像形成装置４１上部の排紙部の反転ローラ１８を用いて反転搬送して、記録材の表裏を反転した上で、再度、画像形成装置４１における画像形成部の感光体ドラム１と転写装置５との間（転写部）に向かって供給する。
【０１８３】
中継搬送装置４４は、記録材を後処理装置４５に搬送するものであり、記録材再供給搬送装置４３と後処理装置４５との間に装着されている。
【０１８４】
後処理装置４５は、画像形成システムの左側位置に配置されており、第１の記録材排出部４５ａと第２の記録材排出部４５ｂとを備えている。
【０１８５】
第１の記録材排出部４５ａは、画像形成装置４１から排出された画像の形成された記録材を、後処理装置４５の側面上部に設けられた受け取り搬送部４５ｃによって受け取り、記録材がそのままの状態で排出される排出部である。
【０１８６】
第２の記録材排出部４５ｂは、ステープル，パンチ等選択的に装着される後処理装置４５により後処理が成された記録材が排出される排出部である。これら第１と第２の記録材排出部４５ａ，４５ｂは、使用者によって適宜選択される。
【０１８７】
後処理装置４５は、図示しないが、所定枚数の記録材に対してステープル処理を施す機能、Ｂ４もしくはＡ３などの記録材の紙折りする機能、ファイリング用の穴を形成する機能、あるいはソートや仕分けを行うために数ビン〜数１０ビンの多数の記録材排出部を有する機能のうち幾つかを組み合わせて搭載している。
【０１８８】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の一形態を図面に基づいて以下に説明する。尚、本実施の形態における電子写真式画像形成装置の基本的な内部構造は、定着装置を除いて、実施の形態１において図１４および図１５を用いて説明した構造と同様のものとすることができる。このため、ここでは電子写真式画像形成装置の詳細な説明を省略する。
【０１８９】
本実施の形態２においては、クリーニング部材としてスクレーパー形状の部材を用いたクリーニング装置を備えた定着装置において本発明を適用した場合を説明する。先ずは、上記定着装置の構成を図１６を参照して詳細に説明する。
【０１９０】
図１６に示される定着装置３０は、上加熱部材としての定着ローラ（加熱ローラ）３０１、下加熱部材としての加圧ローラ３０２、外部加熱手段としての外部加熱ローラ３０３、定着ローラ及び外部加熱ローラ用熱源であるヒータランプ３０４〜３０６、定着ローラ３０１および外部加熱ローラ３０３の各々の温度を検出する温度検出手段を構成する温度センサ３０７〜３０９、クリーニング装置３２０、温度制御手段である制御回路（図示せず）を備えている。
【０１９１】
ヒータランプ３０４〜３０６はハロゲンヒータからなり、定着ローラ３０１及び外部加熱ローラ３０３の内部に配置される。制御回路からヒータランプ３０４〜３０６に通電することにより、所定の発熱分布でヒータランプ３０４〜３０６が発光し、赤外線が放射され、定着ローラ３０１及び外部加熱ローラ３０３の内周面が加熱される。
【０１９２】
定着ローラ３０１は、ヒータランプ３０４，３０５により所定の温度（ここでは２００℃）に加熱されて、定着装置の定着ニップ部を通過する未定着トナー画像Ｔが形成された記録紙Ｐを加熱する。定着ローラ３０１は、その本体である芯金３０１ａと、記録紙Ｐ上のトナーＴがオフセットするのを防止するために芯金３０１ａの外周表面に形成された離型層３０１ｂとを備えている。
【０１９３】
芯金３０１ａには、たとえば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属あるいはそれらの合金等が用いられる。尚、本実施の形態の芯金３０１ａとしては、直径４０ｍｍで、低熱容量化を図るため、肉厚１．３ｍｍの鉄（ＳＴＫＭ）製芯金を使用している。
【０１９４】
離型層３０１ｂには、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が適している。尚、本実施の形態の離型層３０１ｂとしては、ＰＦＡとＰＴＦＥのブレンドしたものを厚さ２５μｍに塗布焼成して形成した。
【０１９５】
加圧ローラ３０２は、鉄鋼、ステンレス鋼、アルミニウム等の芯金３０２ａの外周表面にシリコーンゴム等の耐熱弾性材層３０２ｂを有するように構成されている。加圧ローラ３０２の耐熱弾性材層３０２ｂの表面には、定着ローラ３０１の場合と同様のフッ素樹脂による離型層３０２ｃが形成されてもよい。尚、本実施の形態における加圧ローラ３０２では、直径４０ｍｍでステンレス製芯金３０２ａ上に厚さ６ｍｍのシリコーンゴム（ゴム硬度ＪＩＳ−Ａ  ５０°）からなる耐熱弾性体層３０２ｂと、更にその表面に厚さ５０μｍのＰＦＡチューブからなる離型層３０２ｃが設けられており、図示しないばね等の加圧部材により定着ローラ３０１に対して７６ｋｇｆ（７４５Ｎ）の力で圧接されている。これにより、定着ローラ３０１と加圧ローラ３０２との間に幅が約６ｍｍの定着ニップ部Ｙが形成されている。
【０１９６】
尚、加圧ローラ３０２の離型層３０２ｃに用いるＰＦＡチューブとしては、カーボン等の導電化剤を含有した導電性のＰＦＡチューブを用いる方がより好ましい。この理由としては、導電化剤等の不純物を添加することで、ＰＦＡチューブ自体のトナーに対する離型性を定着ローラ３０１の離型層３０１ｂに対して若干落すことができ、その結果、定着ローラ３０１に付着したトナーや紙粉を加圧ローラ３０２側に転移させる作用が働くことから、定着ローラ３０１に対するクリーニング効果を及ぼすことができるためである。
【０１９７】
また、離型層３０２ｃに絶縁性のＰＦＡチューブを用いた場合、記録紙や定着ローラ３０１との摩擦帯電により、加圧ローラ３０２はおおよそ−５ｋＶに帯電し、その結果、定着ニップ部において、同じマイナス極性のトナーを定着ローラ３０１側に反発させる電界が作用し、定着ローラ３０１に対する静電オフセット（静電気的にトナーが定着ローラに付着する現象のこと）の原因となる。そこで、本実施の形態では、離型層３０２ｃに導電性ＰＦＡチューブを使用することで、加圧ローラ３０２の帯電を防止し、静電オフセットの発生を抑制している。尚、この帯電防止効果を得るために、本実施の形態では体積抵抗１０５ΩｃｍのＰＦＡチューブを用いている。
【０１９８】
外部加熱ローラ３０３は直径１５ｍｍで、内部に加熱源としてのヒータランプ３０６を有し、加圧ローラ３０２に対し、定着ニップ部の上流側に設けられて、所定の押圧力をもって圧接するようになっている。そして、加圧ローラ３０２との間に加熱ニップ部Ｚが形成されている。外部加熱ローラ３０３の構成としては、アルミニウムや鉄系材料等からなる中空円筒状の金属製芯材３０３ａの上に、耐熱離型層３０３ｂが形成されている。耐熱離型層３０３ｂとしては、耐熱性と離型性に優れた合成樹脂材料、例えばシリコーンゴムやフッ素ゴム等のエラストマー、またはＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂が用いられる。尚、本実施の形態では、耐熱離型層３０３ｂを構成する耐熱離型材として、ＰＦＡとＰＴＦＥをブレンドしたものを２５μｍの厚さに塗布焼成したものを用いる。
【０１９９】
定着ローラ３０１および外部加熱ローラ３０３の各々の周面には、温度検知手段としてのサーミスタ３０７，３０８、および３０９が配設されており、各ローラの表面温度を検出するようになっている。そして、各サーミスタにより検出された温度データに基づいて、温度制御手段（図示せず）は各ローラ温度が所定の温度となるようヒータランプ３０４〜３０６への通電を制御する。
【０２００】
そして、定着ニップ部に所定の定着速度及び複写速度で未定着トナー像が形成された記録紙が搬送され、熱と圧力により定着が行われる。
【０２０１】
次に、本実施の形態に係るクリーニング装置３２０について図１６ないし図１８を参照して詳細に説明する。
【０２０２】
クリーニング装置３２０は、加圧ローラ３０２に付着したトナー、紙粉等の異物Ｄを除去し、加圧ローラ３０２の汚れを清掃するためのものであり、ホルダー３２０ｂに平板状のスクレーパー（ブレード）からなるクリーニング部材３２０ａを取り付けた構成となっている。また、クリーニング装置３２０は、外部加熱ローラ３０３の上流側近傍に配置されている。
【０２０３】
クリーニング部材３２０ａとしては、ポリイミド等の耐熱性樹脂シートや、ステンレス、りん青銅等からなる金属製の薄板、更にこれらにフッ素コートを施したもの等が適宜使用可能であり、本実施の形態では厚さ０．１ｍｍのステンレス材を用いている。
【０２０４】
上記クリーニング部材３２０ａは、図１７に示すように、エッチング加工等によって、記録紙Ｐの最大通紙幅Ｗｐよりも若干広い領域で、複数の平行四辺形の開口部３２１が設けられている。上記開口部３２１は、その長辺が加圧ローラ３０２の回転方向（周方向）に対して傾きを有するように形成されている。また、図１７において、Ｎはスクレーパー５０３と加圧ローラ５０２との当接位置を示す。更に、クリーニング部材３２０ａの先端部Ｌは、図１８に示すように、加圧ローラ３０２と接する側の面Ｓ２とは反対側の面Ｓ１の方向に曲げ加工が施されている。
【０２０５】
クリーニング部材３２０ａは、その先端部Ｌが加圧ローラ３０２の回転方向（矢印Ｒｐ）に対しカウンター方向となり、且つ加圧ローラ３０２との当接部Ｎが開口部Ｈ内に存在するようにホルダー３２０ｂにて保持されている。また、当接部Ｎにおける撓み量Ｘは、１．１ｍｍに設定されている。更に、クリーニング部材３２０ａにおける加圧ローラ３０２との当接面Ｓ２が上側、非当接面Ｓ１が下側となるよう、クリーニング部材３２０ａはホルダー３２０ｂに保持されている。
【０２０６】
本実施の形態に係る定着装置３０では、クリーニング装置３２０を上記のように構成することで、スクレーパーの先端エッジ部分でトナーを掻き取る従来方式（図２５および図２７参照）に比べ、下記のような作用・効果が得られる。
【０２０７】
第１に、クリーニング部材３２０ａに形成された平行四辺形の開口部３２１が加圧ローラ３０２と接することにより、クリーニング部材３２０ａの突き出し量がばらついても、開口部３２１を形成する斜めラインのエッジ部の何れかの箇所において加圧ローラ３０２表面に確実に接することになる。その結果、クリーニング部材３２０ａでは、ロットばらつきやクリーニング部材の熱変形（熱膨張）等に関係なく、開口部３２１を形成する斜めラインのエッジ部を、加圧ローラ３０２表面に対して安定して当接させることが可能となる。
【０２０８】
第２に、クリーニング部材３２０ａが開口部３２１を有するため、従来のように開口部を有さないクリーニング部材に比べ、クリーニング部材のばね性が低減される。その結果、従来に比べてより低圧力でクリーニング部材３２０ａを加圧ローラ３０２に当接できるようになり、加圧ローラ３０２に対する負荷が低減され、加圧ローラ３０２の寿命を延長することができる。
【０２０９】
第３に、クリーニング部材３２０ａ自体は、先端エッジ部ではなく、面内で加圧ローラ３０２に接するため、従来のように、スクレーパーの先端エッジが加圧ローラに深く食い込んで傷つけてしまうといった問題がない。
【０２１０】
第４に、クリーニング部材３２０ａが熱膨張しても、開口部３２１において熱膨張による変位が吸収されるため、従来のようにクリーニング部材が熱により波打つことがなく、クリーニング部材３２０ａを全幅に渡って、安定的に加圧ローラ３０２表面に当接させることができる。
【０２１１】
特に、図２８に示すクリーニング部材３２０ａのように、複数の開口部３２１全体を囲むブレード部の外縁（フレーム部）の一部に切欠部Ｃを設けた場合、該フレーム部が熱膨張しても、その熱膨張による伸びを切欠部Ｃで吸収することができりため、フレーム部の熱膨張に起因するクリーニング部材の浮き、波打ち等についても未然に防止することができる。
【０２１２】
第５に、クリーニング部材３２０ａにより掻き取られた異物Ｄは、開口部３２１を通じて、クリーニング部材３２０ａの表面側Ｓ１面に移動し、そこにトナー溜りＤＭが形成されていく。その結果、従来のように、異物Ｄがクリーニング部材の裏面側Ｓ２と加圧ローラ表面との間に堆積することがなく、堆積した異物が加圧ローラに再付着（流出）するのを防止することができる。
【０２１３】
特に、本実施の形態のように、開口部３２１として平行四辺形形状のものを多数設けた場合、クリーニング部材３２０ａの強度を確保しつつ、通紙領域Ｗｐ（通紙幅方向）に関して、確実に開口部３２１の斜めエッジ部が存在するようにクリーニング部材３２０ａを構成することができる。
【０２１４】
この場合、図２９に示すように、被クリーニング面である加圧ローラ表面の進行方向Ｒｐに対する開口部３２１の傾き角度をθ、開口部３２１のピッチをｐとすると、加圧ローラ表面の進行方向Ｒｐに対して同一線上に存在する開口部のエッジＥ１、Ｅ２の間の距離Ｄｅは、
Ｄｅ＝ｐ／ｔａｎθ
となる。従って、開口部のエッジＥ１、Ｅ２の間の距離Ｄｅがクリーニング部材と加圧ローラとの当接幅Ｗｎより小さくなるように、すなわち、
ｐ／ｔａｎθ≦Ｗｎ
を満たすように、開口部の角度やピッチを設定すると、加圧ローラ表面の進行方向に関して、少なくとも２箇所以上のエッジを加圧ローラ表面に接触させることができる。その結果、クリーニング部材３２０ａによる異物の掻き取り効果（クリーニング効果）を更に向上させることができる。
【０２１５】
更に、本実施の形態のように、クリーニング部材３２０ａの加圧ローラ３０２との当接面Ｓ２が上側、非当接面Ｓ１が下側となるように、クリーニング部材３２０ａを保持した場合、クリーニング部材３２０の開口部エッジにより掻き取られた異物Ｄに対して、当接面Ｓ２から非当接面Ｓ１の方向に重力Ｇが作用するため、開口部３２１を通じて、異物Ｄが非当接面Ｓ１側により移動しやすくなる。
【０２１６】
第６に、クリーニング部材３２０ａは、その面内で加圧ローラ３０２と接しており、且つ、その先端部Ｌは、加圧ローラ３０２表面から遠ざかる方向に曲げられていることから、従来のように、クリーニング部材の先端にトナー溜りが形成されることもなく、これの流出による記録紙汚れの問題がない。
【０２１７】
第７に、クリーニング装置３２０と外部加熱ローラ３０３が近接している（本実施の形態では、外部加熱ローラとクリーニングホルダーとの距離は約６ｍｍ）ため、外部加熱ローラ３０３からの熱（輻射や対流による熱伝達）により、副次的にクリーニング部材３２０ａも加熱される。この場合、外部加熱ローラ３０３等の外部加熱手段を有さない構成の定着装置に比べ、クリーニング部材３２０ａの温度が高温状態に維持される。その結果、固着したトナーによって開口部３２１が目詰まりすることを防止でき、経時的に安定してクリーニング効果を発揮させることができる。
【０２１８】
ここで、本実施の形態の定着装置を用いたランニング試験により、クリーニング効果並びに加圧ローラの耐久性について検討した結果（実験例１）について、表２を用いて説明する。
【０２１９】
実験方法としては、印字率４％の文字原稿からなるトナー画像Ｔを形成した記録紙（レターサイズのハンマーミル紙）を１００枚毎連続に定着を行い、トータル３００，０００枚のランニング試験を行った。そして、１００枚のうちの最初の１枚をサンプリングし、トナー汚れがないかどうかをチェックした。
【０２２０】
更に、加圧ローラ３０２の表面離型層３０２ｃであるＰＦＡチューブに裂け、破れ等が発生していないかについても定期的にチェックした。
【０２２１】
尚、比較例として図２５〜２７に示すクリーニング装置を備えた定着装置についても、同様の試験を行った。
【０２２２】
【表２】
2005196096.tif 000004
【０２２３】
表２に示すように、比較例では、初期からトナー汚れがやや発生し、１５０、０００枚以降、汚れがひどくなる。また、加圧ローラについても、１５０、０００枚時点で、ＰＦＡチューブの折り目（製作工程上で生じる折り目）と紙エッジの交差したポイントでＰＦＡチューブに亀裂が発生し、２００，０００枚時点では亀裂が拡大し、ＰＦＡチューブが剥がれてしまった。これは、ＰＦＡチューブの折り目部分がクリーニング部材のエッジによるダメージを最も受けやすいためである。
【０２２４】
一方、本実施の形態の定着装置を用いた場合（実験例１）では、３００、０００枚通紙しても、トナー汚れ、加圧ローラの裂け等の問題は発生しなかった。
【０２２５】
次に、本実施の形態に係るクリーニング装置並びにこのクリーニング装置を備えた定着装置の構成について、図１６とは異なる変形例（４例）を図１９ないし図２１、図３０ないし３２を用いて詳細に説明する。尚、図１９、図３０ないし３２に示す定着装置３５〜３８は、クリーニング装置を除いて、図１６に示す定着装置３０と全く同じ構成であることから、定着装置については説明を省略する。
【０２２６】
図１９に示すクリーニング装置３５０は、ホルダー３５０ｂに平板状のスクレーパー（ブレード）からなるクリーニング部材３５０ａを取り付けた構成であり、外部加熱ローラ３０３の上流側近傍において配置されている。クリーニング部材３５０ａとしては、ポリイミド等の耐熱性樹脂シートや、ステンレス、りん青銅等からなる金属製の薄板、更にこれらにフッ素コートを施したもの等が適宜使用可能であり、本実施の形態では厚さ０．１ｍｍのステンレス材を用いている。
【０２２７】
そして、クリーニング部材３５０ａの先端部は、図２０に示すように、エッチング加工等により、記録紙Ｐの最大通紙幅Ｗｐよりも若干広い領域で、複数の櫛歯が設けられており、各櫛歯の間が平行四辺形の開口部３５１となっている。
【０２２８】
クリーニング部材３５０ａは、図２１に示すように、その先端部が加圧ローラ３０２の回転方向（矢印Ｒｐ）に対し順方向に向き、且つ加圧ローラ３０２との当接部Ｎが開口部３５１内に存在するようにホルダー３５０ｂに保持されている。また当接部Ｎにおける撓み量Ｘは１．１ｍｍに設定されている。更に、クリーニング部材３５０ａの加圧ローラ３０２との当接面Ｓ２が上側、被当接面Ｓ１が下側となるよう、クリーニング部材３５０ａはホルダー３５０ｂに保持されている。
【０２２９】
クリーニング装置３５０を図１９のように構成することで、図１６の構成に比べ、さらに下記のような作用・効果が得られる。
【０２３０】
第１に、クリーニング部材の先端を加圧ローラの回転方向と逆方向に向けて設置する図１６の構成の場合、図２２に示すように、クリーニング部材３２０ａと加圧ローラ３０２との当接部より下流側の部分で、クリーニング部材３２０ａをホルダー３２０ｂによって支持することになり、クリーニング部材３２０ａ下流側部分の設計の自由度が少なくなる。
【０２３１】
その結果、例えば設計の都合上、図２２に示すように、当接部より下流側の部分Ｂを加圧ローラ３０２に近接せざるを得ない場合、この部分Ｂでトナー溜りＤＭ´が生じやすい。一方、図１９に示す構成のように、クリーニング部材３５０ａの先端を加圧ローラ３０２の回転方向と順方向に向けて設置する場合、上記のような制約がないため、トナー溜りの生成を確実に防止することができる。
【０２３２】
第２に、図１９に示す構成のように、クリーニング部材３５０ａの先端が櫛歯状に分離されていれば、加圧ローラ３０２との当接部Ｎより下流側においてトナー溜りが形成されるような場所がなくなり、トナー溜りの生成を更に確実に防止することができる。
【０２３３】
図３０に示す定着装置３６は、外部加熱ローラ３０３を挟んで、上流側、下流側各々に２つのクリーニング装置３６０，３６１を配置した構成となっている。
【０２３４】
クリーニング装置３６０は、ホルダー３６０ｂに平板状のスクレーパー（ブレード）からなるクリーニング部材３６０ａを取り付けた構成であり、同じくクリーニング装置３６１は、ホルダー３６１ｂに平板状のスクレーパー（ブレード）からなるクリーニング部材３６１ａを取り付けた構成である。クリーニング部材３６０ａ，３６１ａとしては、ポリイミド等の耐熱性樹脂シートや、ステンレス、りん青銅等からなる金属製の薄板、更にこれらにフッ素コートを施したもの等が適宜使用可能であり、本実施の形態では厚さ０．１ｍｍのステンレス材を用いている。
【０２３５】
クリーニング装置３６０，３６１を図３０のように定着装置３６に複数配置することで、図１６の構成に比べ、さらに下記のような作用・効果が得られる。
【０２３６】
第１に、加圧ローラ３０２に付着した異物のクリーニングポイントを複数設けることができ、万が一、上流側のクリーニング装置で部分的にクリーニング不良による異物の摺り抜けが発生したとしても、摺り抜けた異物は下流側のクリーニング装置によってクリーニングされることから、安定したクリーニング性能が得られる。もちろん、開口部を持たない従来のスクレーパー方式のクリーニング装置でも、複数設置することでクリーニング効果は向上するものの、従来のスクレーパーでは加圧ローラに対する当接圧が高く、複数設置すると加圧ローラのダメージがより大きくなる課題がある。一方、本発明の開口部を有するスクレーパーでは、従来に比べ当接圧が低いため、複数設置したとしても加圧ローラに対するダメージは少なくて済む。
【０２３７】
第２に、本発明のクリーニング装置においても、例えば、高印字率の原稿を連続で出力した場合や、環境条件等の変動により画像形成装置で形成される画像の非画像領域にもトナーが多量に付着してしまった場合（通常、この現象をかぶりと呼ぶ）、記録紙から定着ローラや加圧ローラに移行（オフセット）するトナー量が増大し、クリーニング部材３６０ａの開口部を通じて処理できるトナー量の限界を超えてしまい、クリーニング部材３６０ａにトナー溜りＤＭが形成される場合がある。
【０２３８】
そして、定着装置がスタンバイモード等の停止状態から、再度回転動作に移ったような場合、停止中に加圧ローラ表面の定着ニップ部Ｙに位置していた部分が局所的に定着ローラによって加熱され高温状態となっていることから、この局所加熱部によって、クリーニング部材３６０ａとの当接部を通過する際に、クリーニング部材３６０ａに形成されたトナー溜りＤＭは溶融され、加圧ローラ２３２に再付着してしまうことから、記録紙汚れ発生の原因となる。しかしながら、本実施例では、この再付着したトナーは下流側のクリーニング装置３６１にて回収されることから記録紙汚れを発生することはない。
【０２３９】
また、加圧ローラへのトナーオフセット量が多い場合でも、大部分が上流側のクリーニング装置３６０でクリーニングされることから、下流側のクリーニング装置３６１ではトナー溜りは形成されにくく、下流側のクリーニング装置３６１によって記録紙汚れが発生することはない。
【０２４０】
さらに、万一、下流側のクリーニング装置でトナー溜りが形成されたとしても、上記加圧ローラ表面の局所加熱部は上流側のクリーニング装置３６０を通過する際に熱を奪われ温度が低下するため、下流側のクリーニング装置のトナー溜りを溶融、流出させることはない。
【０２４１】
図３１に示す定着装置３７では、クリーニング装置３７０は、ホルダー３７０ｂに平板状の２枚のスクレーパー（ブレード）からなるクリーニング部材３７０ａ，３７０ｃを取り付けた構成であり、クリーニング部材３７０ａは加圧ローラの回転方向Ｒｐに対して逆方向、クリーニング部材３７０ｂは順方向に当接するよう支持されている。
【０２４２】
従来のスクレーパー方式のクリーニング装置では、クリーニング部材を逆方向にしか設置できなかったが、本発明のクリーニング装置では順逆いずれの方向においても設置することが可能であることから、図３１に示す構成のように複数取り付ける際の自由度が大きく、その分クリーニング装置３７０を小型化、簡略化することが可能である。
【０２４３】
尚、定着装置３７の構成例における作用・効果としては、図３０の定着装置３６で説明した作用・効果と全く同じである。
【０２４４】
図３２に示す定着装置３８は、外部加熱ローラ３０３を挟んで、上流側にオイル塗布装置３８１、下流側にクリーニング装置３８０を配置した構成となっている。
【０２４５】
オイル塗布装置３８１はローラ形状であり、金属性のシャフト３８１ａ上にオフセット防止剤としてのオイルを保持させたオイル保持層３８１ｂと、更にその上にオイル保持層３８１ｂからのオイル染み出し量を規制するためのオイル規制層３８１ｃからなる構成である。
【０２４６】
オイル保持層３８１ｂとしては、ウレタンスポンジゴムにシリコンオイルを注入したものやシリコンソリッドゴムにシリコンオイルを練りこんだもの等適宜使用可能であり、シリコンオイルの粘度としては例えば１００ＣＳから３０００ＣＳ等、画像形成装置の使用条件（ライフ、印字速度等）によって適宜設定可能である。
【０２４７】
オイル規制層３８１ｃとしては、多孔質性フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）膜や、フェルト、紙等、オイルの染み出し量を制御可能な材料であれば適宜使用可能である。
【０２４８】
尚、本実施の形態では、粘度１０００ＣＳのジメチルシリコンオイル３０ｇをソリッドゴムからなるオイル保持層３８１ｂに練りこみ、その表面にオイル規制層３８１ｃとして多孔質性フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）膜を設けた構成のオイル塗布ローラを使用した。
【０２４９】
クリーニング装置３８０は、ホルダー３８０ｂに平板状のスクレーパー（ブレード）からなるクリーニング部材３８０ａを取り付けた構成である。クリーニング部材３８０ａとしては、ポリイミド等の耐熱性樹脂シートや、ステンレス、りん青銅等からなる金属製の薄板、更にこれらにフッ素コートを施したもの等が適宜使用可能であり、本実施の形態では厚さ０．１ｍｍのステンレス材を用いている。
【０２５０】
オイル塗布装置３８１及びクリーニング装置３８０を図３２のように定着装置３８に配置することで、図１６の構成に比べ、さらに下記のような作用・効果が得られる。
【０２５１】
第１にオイル塗布装置３８１により塗布されたシリコンオイルにより、記録紙から定着ローラや加圧ローラに移行（オフセット）するトナー量が低減されるため、クリーニング部材で処理されるトナー量がクリーニング部材のクリーニング能力を超えることなく、その結果トナー溜りの形成が抑制され、長期間に渡って安定したクリーニング性能が得られる。
【０２５２】
第２に、オイル塗布装置３８１により供給されたシリコンオイルはクリーニング部材３８０ａにも付着するため、クリーニング部材３８０ａへのトナー、紙粉等の異物の付着力を弱める作用が働く。その結果、クリーニング部材３８０ａの開口部を通じて、異物がより移動しやすくなることから、開口部が異物で目詰まりするのを未然に防止し、長期間、安定したクリーニング性能を維持することができる。
【０２５３】
特に、小サイズ紙を連続通紙した場合でも、非通紙領域に塗布されたシリコンオイルは記録紙には移行せず、加圧ローラ表面に蓄積されるため、クリーニング部材３８０ａの非通紙領域におけるシリコンオイルの付着量は通紙領域に比べて多くなり、開口部での異物の移動をよりスムーズにさせることから、トナー溜りの形成が更に抑制される。その結果、小サイズ紙を連続通紙した場合でも記録紙汚れを確実に防止することができる。
【０２５４】
第３に、オイル塗布装置３８１の下流側に、クリーニング装置３８０が配置されているため、シリコンオイルが記録紙に移行する前にクリーニング部材３８０ａに付着することになる。その結果、上記したシリコンオイルの付着による開口部での異物の摺り抜け効果をより向上させることができる。更に、経時的にオイル塗布装置３８１がトナーや紙粉で汚れ、これらオイル塗布装置３８１に付着した異物が加圧ローラに再度移行（流出）したとしても、下流側に設けたクリーニング部材３８０により回収されるため、記録紙汚れが発生することはない。
【０２５５】
尚、上記実施の形態１および２においては、定着装置として外部加熱手段を有する定着装置（外部加熱ローラ方式）を説明した。しかしながら、本発明のクリーニング装置が適用できる定着装置において、外部加熱手段としては、外部加熱ローラ方式に限定されるわけではなく、従来の定着ローラと加圧ローラの２ローラのみからなる定着装置や、ベルトを用いた定着装置等、クリーニング装置を必要とするいずれの定着装置においても、適宜、適用可能であることは言うまでもない。
【０２５６】
また、上記実施の形態２の構成においては、定着装置のみならず、スクレーパー（ブレード）状のクリーニング装置を用いている各種装置にも適宜、適用可能である。
【０２５７】
更に、上記実施の形態２の構成においては、クリーニング部材の開口部の形状としては、上述した平行四辺形形状に限定されるわけではなく、本発明で述べた作用を有する形状であれば、例えば、円形状の開口部が多数設けられたもの（図２３参照）や開口部が長方形で１つのもの（図２４参照）等であってもよい。尚、図２４の構成では、従来のようにクリーニング部材の先端エッジ部を加圧ローラに当接してもよい。
【０２５８】
また、一般的なトナーの顔料濃度は３〜４％であるが、トナー消費量を低減させるためには顔料濃度を高めると良いことが知られている。ところが、顔料濃度を高めるとトナーが溶融した際の粘度が増加してしまい、クリーニング部材上のトナーの移動・回収の効率が悪くなる。この増粘現象は溶媒に粒子が分散しているときの分散質の体積比と粘度との関係を理論的に解明したアインシュタインの粘度式でも明らかである。
【０２５９】
トナー消費量低減の効果を得るための顔料濃度としては、少なくとも７％以上、望ましくは１０％以上が望ましい。このとき粘度上昇は２〜４％以上、望ましい顔料濃度で５〜
８％以上となる。
【０２６０】
このように、一般に除去し難いトナーを用いた画像形成装置定着部において、上記実施の形態２に係る開口部を有するスクレーパー（ブレード）状のクリーニング部材を採用することで、高顔料化により増粘したトナーであっても適切に回収し、有効に用紙裏面汚れを防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【０２６１】
本発明は、複写機やプリンタといった電子写真装置等における定着装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２６２】
【図１】本発明の実施の一形態の定着装置を示す概略の縦断面図である。
【図２】図２（ａ）は図１に示した定着ローラに設けられているサーミスタを示す正面図、図２（ｂ）は同平面図である。
【図３】本発明の実施の一形態における定着ローラの支持構造を示す正面図である。
【図４】図５に示した定着ローラの支持構造における分解斜視図である。
【図５】図５（ａ）は図１に示したクリーニングローラの要部を示す正面図、図５（ｂ）は図５（ａ）におけるＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図６】図６（ａ）は図１に示したクリーニングローラにおける凹部の配置説明図、図６（ｂ）は図６（ａ）とは別の凹部の配置状態を示す配置説明図である。
【図７】図７（ａ）は図６（ａ）に示した凹部の隣接距離の説明図、図７（ｂ）は図６（ｂ）に示した凹部の隣接距離の説明図である。
【図８】図８（ａ）は、図６（ｂ）の凹部を有するクリーニングローラを使用した場合において、加圧ローラの回転における１周目の凹部の位置（破線）と２週目の凹部の位置（実線）とが略一致する場合の説明図、図８（ａ）は、同クリーニングローラを使用した場合において、加圧ローラの回転における１周目の隣り合う２個の凹部の位置（破線）間に２周目の凹部（実線）が位置する場合の説明図である。
【図９】図１に示した加圧ローラの実効半径Ｒｐを示す説明図である。
【図１０】図１０（ａ）は図１に示したクリーニングローラにおいて凹部が千鳥状に形成されている場合の凹部領域幅と最大用紙幅と加圧ローラの長さとの関係を示す説明図、図１０（ｂ）は凹部がらせん状に形成されている場合の同寸法の関係を示す説明図、図１０（ｃ）は凹部がリング溝状に形成されているクリーニングローラを示す正面図、図１０（ｄ）は凹部がスプライン状に形成されているクリーニングローラを示す正面図である。
【図１１】図１１（ａ）は図１に示したクリーニングローラに形成される、空間部に連通する凹部の一例を示す縦断面図、図１１（ｂ）は同凹部の他の例を示す縦断面図である。
【図１２】図１に示したクリーニングローラに形成される凹部の開口幅と溶融トナーの正規化臨界圧力との関係を示すグラフである。
【図１３】図１に示したクリーニングローラに形成される凹部による不要現像剤の回収動作の説明図である。
【図１４】図１に示した定着装置を備える電子写真方式の画像形成装置の内部構造を示す正面図である。
【図１５】図１４に示した画像形成装置を備える画像形成システムの内部構造を示す正面図である。
【図１６】本発明の他の実施の一形態の定着装置を示す概略の縦断面図である。
【図１７】図１６の定着装置に用いられるクリーニング部材の一構成例を示す平面図である
【図１８】図１７に示したクリーニング部材による不要現像剤の回収動作の説明図である。
【図１９】本発明のさらに他の実施の一形態の定着装置を示す概略の縦断面図である。
【図２０】図１９の定着装置に用いられるクリーニング部材の一構成例を示す平面図である
【図２１】図２０に示したクリーニング部材による不要現像剤の回収動作の説明図である。
【図２２】図１７に示したクリーニング部材による不要現像剤の回収動作の、図１８とは異なる例を示す説明図である。
【図２３】上記定着装置に用いられるクリーニング部材の他の構成例を示す平面図である
【図２４】上記定着装置に用いられるクリーニング部材の他の構成例を示す平面図である
【図２５】従来の定着装置を示す概略の縦断面図である。
【図２６】上記従来の定着装置に用いられるクリーニング部材の一構成例を示す平面図である
【図２７】上記従来のクリーニング部材による不要現像剤の回収動作の説明図である。
【図２８】図１６の定着装置に用いられるクリーニング部材の一構成例を示す平面図である
【図２９】図１７または図２８に示すクリーニング部材の開口部形状を示す図である。
【図３０】本発明のさらに他の実施の一形態の定着装置を示す概略の縦断面図である。
【図３１】本発明のさらに他の実施の一形態の定着装置を示す概略の縦断面図である。
【図３２】本発明のさらに他の実施の一形態の定着装置を示す概略の縦断面図である。
【符号の説明】
【０２６３】
１４，３０，３５〜３８    定着装置
３２，３０２              加圧ローラ（加圧部材）
４１                      画像形成装置
７５                      クリーニングローラ
７６                      凹部
７７，３０１              加熱ローラ
７７ｄ                    ハロゲンランプ（加熱手段）
９１                      記録材（記録シート）
９２                      逆特性トナー
９３                      トナー（現像剤）
３０３                      外部加熱ローラ（外部加熱手段）
３２０，３５０，３６０，３６１，３７０，３８０
クリーニング装置
３２０ａ，３５０ａ，３６０ａ，３６１ａ，３７０ａ，３７０ｃ，３８０ａ
クリーニング部材
３２１，３５１              開口部
３８１                      オイル塗布装置（オフセット防止剤塗布手段）
【図１】
2005196096.tif 000005
【図２】
2005196096.tif 000006
【図３】
2005196096.tif 000007
【図４】
2005196096.tif 000008
【図５】
2005196096.tif 000009
【図６】
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【図７】
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【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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