(57)【要約】【課題】ウォームアップ直後の温度落ち込みを防止するとともに、余熱モードからの復帰時間の短縮と光沢ムラの発生を防止する。【解決手段】定着ローラ１１と加熱ローラ２０との間に張架された定着ベルト１２と、定着ベルト１２を挟みこの定着ベルト１２に対して圧接された加圧ローラ１３と、定着ベルト１２の表面に付着したオフセットトナーを付着させることにより定着ベルト１２の表面をクリーニングするためのクリーニングローラ１５とを備えた定着装置において、クリーニングローラ１５を加熱するため、内部に熱源３１を備えた外部加熱ローラ３０と、外部加熱ローラ３０とクリーニングローラ１５との離接を操作するソレノイド５０とを備えている。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニップ部を形成する一対の回転部材の一方に当接するクリーニング部材と、
前記クリーニング部材を表面側から加熱する加熱手段と、を備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記加熱手段は、前記クリーニング部材の表面に当接することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記加熱手段は、他の加熱手段により加熱される定着回転部材に当接することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項４】
前記加熱手段を前記部材に対して接離可能に支持する支持手段を備えている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】
前記支持手段の動作を制御する制御手段をさらに備え、
前記制御手段は、通紙時には前記加熱手段を前記部材から離間させることを特徴とする請求項４記載の定着装置。
【請求項６】
前記支持手段の動作を制御する制御手段をさらに備え、
前記制御手段は、ウォームアップ時には前記加熱手段を前記部材に当接させることを特徴とする請求項４記載の定着装置。
【請求項７】
前記支持手段の動作を制御する制御手段をさらに備え、
前記制御手段は、省電力モードからの復帰時に前記加熱手段を前記部材に当接させることを特徴とする請求項４記載の定着装置。
【請求項８】
前記加熱手段を清掃する他のクリーニング部材と、
前記加熱手段と前記他のクリーニング部材とが離間している際は、前記他のクリーニング部材を前記外部加熱ローラに当接させる制御手段と、
を備えてい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。
【請求項９】
前記加熱手段が加熱ローラから、前記クリーニング部材がクリーニングローラから、前記他のクリーニング部材が他のクリーニングローラからそれぞれ構成され、前記クリーニングローラと前記加熱ローラと前記他のクリーニングローラとの離型性が、
クリーニングローラ≧加熱ローラ≧他のクリーニングローラの関係にあることを特徴とする請求項８記載の定着装置。
【請求項１０】
記録媒体に可視画像を形成する画像形成手段と、
この画像形成手段によって画像形成された画像を前記記録媒体に定着させる請求項１ないし９のいずれか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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に装着され、未定着トナー像を転写紙に熱融解定着させる定着装置及びその定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置における定着装置としては、未定着トナー像を担持している転写紙を加熱する定着ローラと、この定着ローラに圧着するように配置された加圧ローラとを備え、定着ローラと加圧ローラとで転写紙を挟持搬送して熱及び圧力により未定着トナー像を転写紙上に定着するヒートローラ方式の定着装置が周知である。また、定着ローラと加圧ローラとの間に転写紙を搬送する定着ベルトを介在させた方式の定着装置も提供されている。
【０００３】
このような定着装置にあっては、定着ローラや定着ベルトへのトナーの付着と、これに起因するオフセットの発生すなわち定着能力の低下を防止するため、定着ローラや定着ベルトの外周面を清掃する定着装置用クリーニング装置が設けられている。定着装置に装着するクリーニング装置としてはウェブタイプ（紙巻き等）やローラタイプがある。ウェブタイプにするか、ローラタイプにするかは、コストや機能性、レイアウト上の制約によって使い分けられるが、特に低コストを要求される場合などはローラタイプを選択するケースが多く、且つ更なる低コスト化と機能面から定着ローラをアルミニューム又はステンレスローラをそのまま使用する場合が多い。
【０００４】
一方、近年の省エネ対応を考えたとき、アルミニュームやステンレスのような金属では放熱量が大きく、ウォームアップ時間や省エネモード（余熱モード）からの復帰時間に対して非常に不利となってしまう。すなわち、クリーニングローラ等の部材を定着ベルト表面に装着すると、定着ベルトの熱容量とクリーングローラの熱容量又は放熱量から定着ベルトの表面温度が上昇し難く、クリーニングローラが無い場合と比較するとウォームアップ時間又は省エネモードからの復帰時間が明らかに遅くなってしまう。
【０００５】
しかしながら、突発的な定着装置内のジャム等によるホットオフセットや重送によるコールドオフセット等を考えたとき、クリーニングローラ無しではサービスマンコールに直結する可能性が高く、クリーニング装置を削除するのは難しいところである。
【０００６】
そこで、例えば特許文献１及び２において提案されている、クリーニングローラを定着ベルトから接離可能な機構が提案されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平０８−１１０７２８号公報
【０００８】
【特許文献２】
特許第３３３７３０４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１及び２の技術では、定着ベルトから離間している間にクリーニングローラが冷えてしまうため、クリーニングローラが定着ベルトに当接された直後に定着ベルトの表面温度が下がり、リピート時の光沢ムラの原因となる可能がある。又、通常オフセットトナーは離型性の差に加え温度差でも移行することが判っており、高温側から低温側に移り固着する傾向にある。したがって、クリーニングローラが冷えた状態では、クリーニングローラの表面に堆積したオフセットトナーが定着ベルトの表面に移行することになり、横スジ又は縦スジ上の汚れがベルトを通して画像に発生する可能性がある。
【００１０】
本発明はこのような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、ウォームアップ直後の温度落ち込みを防止するとともに、余熱モードからの復帰時間の短縮を可能とし、且つ光沢ムラの無い定着装置及び画像形成装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、第１の手段は、ニップ部を形成する一対の回転部材の一方に当接するクリーニング部材と、前記クリーニング部材を表面側から加熱する加熱手段とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
第２の手段は、第１の手段において、前記加熱手段が、前記クリーニング部材の表面に当接することを特徴とする。
【００１３】
第３の手段は、第１の手段において、前記加熱手段が、他の加熱手段により加熱される定着回転部材に当接することを特徴とする。
【００１４】
第４の手段は、第１ないし第３の手段において、前記加熱手段を前記部材に対して接離可能に支持する支持手段を備えていることを特徴とする。
【００１５】
第５の手段は、第４の手段において、前記支持手段の動作を制御する制御手段をさらに備え、前記制御手段は、通紙時には前記加熱手段を前記部材から離間させることを特徴とする。
【００１６】
第６の手段は、第４の手段において、前記支持手段の動作を制御する制御手段をさらに備え、前記制御手段は、ウォームアップ時には前記加熱手段を前記部材に当接させることを特徴とする。
【００１７】
第７の手段は、第４の手段において、前記支持手段の動作を制御する制御手段をさらに備え、前記制御手段は、省電力モードからの復帰時に前記加熱手段を前記部材に当接させることを特徴とする。
【００１８】
第８の手段は、第１ないし第７の手段において、前記加熱手段を清掃する他のクリーニング部材と、前記加熱手段と前記他のクリーニング部材とが離間している際は、前記他のクリーニング部材を前記外部加熱ローラに当接させる制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００１９】
第９の手段は、第８の手段において、前記加熱手段が加熱ローラから、前記クリーニング部材がクリーニングローラから、前記他のクリーニング部材が他のクリーニングローラからそれぞれ構成され、前記クリーニングローラと前記加熱ローラと前記他のクリーニングローラとの離型性が、クリーニングローラ≧加熱ローラ≧他のクリーニングローラの関係にあることを特徴とする。
【００２０】
第１０の手段は、記録媒体に可視画像を形成する画像形成手段と、この画像形成手段によって画像形成された画像を前記記録媒体に定着させる第１ないし第９の手段に係る定着装置とを備えた画像形成装置を特徴とする。
【００２１】
なお、後述の実施形態では、一対の回転部材は定着ローラ及び加熱ローラ２０に、クリーニング部材はクリーニングローラ１５に、加熱手段は外部加熱ローラ３０に、支持手段は回転板４０に、制御手段はソレノイド５０、リンク５１及びシステム制御部１０１にそれぞれ対応する。
【００２２】
また、前記加熱手段には、クリーニング部材を表面側から輻射する加熱手段や、別の加熱手段により加熱される定着回転体に対向する対向（加圧）回転体に当接する加熱手段も含まれる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
【００２４】
図１は画像形成装置としての複写機の概略構成を示す図で、上部に原稿を読み取る画像読取部６０が設けられ、この画像読取部６０の下方の装置本体内には、作像部７０と、複数段の給紙トレイ１が設けられている。また、装置本体の外部には転写紙を手差しで給紙するための手差しトレイ２及び排紙トレイ６が設けられている。画像読取部６０はコンタクトガラス上に置かれた原稿の画像を、照明ランプ、複数のミラー、レンズを介してセンサに結像させ、原稿の画像を電気的な画像信号に変換する。作像部７０は、画像読取部６０からの画像データをレーザ発光装置により光信号に変換して、ポリゴンミラーやレンズを介して感光体ドラムに静電潜像を形成し、現像装置によって顕像化し、中間転写ベルトに顕像化され画像を転写し、これを転写紙８０に転写する。これら画像読取部６０や作像部７０の構成は周知であり、詳細な説明及び図示は省略する。
【００２５】
給紙トレイ１又は手差しトレイ２より給紙された転写紙８０の表面には、作像部７０により作像された未定着画像が紙転写ローラ３により転写される。未定着画像を表面に形成した転写紙８０は、搬送用ベルト４により定着ユニット１０に搬送され、ガイド板１９から、ヒータ等の熱源により表面が加熱された定着ベルト１２の内側で駆動又は従動する定着ローラ１１と加圧ローラ１３とで形成されるニップを通過することにより、転写紙８０の表面に画像が定着され、半永久画像となり、本体排紙部５を通過し排紙トレイ６に排出される。
【００２６】
図２は定着装置の基本構成を示す図、図３は定着装置の定着ベルト周りの構成を示す図、図４は定着装置のソレノイドがオンしたときの外部加熱ローラの動作を説明するための図である。
【００２７】
図２に示すように、定着装置装置は、定着ローラ１１、ハロゲンヒータで構成された熱源１７を内蔵した加熱ローラ２０、定着ローラ１１と加熱ローラ２０との間に架けられた定着ベルト１２、ハロゲンヒータで構成された熱源１８を内蔵した加圧ローラ１３、定着ベルト１２を清掃するクリーニングローラ１５等を有している。定着ベルト１２に対して定着ローラ１１は固定とし、加熱ローラ２０はスプリング等で構成された加熱ローラ加圧装置１６によって定着ローラ１１から離れる方向に弾性的に加圧されている。これにより、定着ベルト１２は適切な圧力をもって張架される。定着ローラ１１は、加熱ローラ加圧装置１６とは別の手段（図示しない）により加圧ローラ１３に圧接され、必要なニップ巾を形成する。この実施の形態では、定着ベルト１２の表面の加熱は、加熱ローラ２０によって行っているが、定着ローラ１１に熱源を設けてもよい。これら圧力と熱により、未定着画像がのった転写紙８０は定着ローラ１１と加圧ローラ１３のニップを通過した際に半永久画像を形成することが可能となる。
【００２８】
スプリング等の加圧装置２１により定着ベルト１２に当接されたクリーニングローラ１５には、ハロゲンヒータで構成された熱源３１を内蔵した外部加熱ローラ３０が当接している。この外部加熱ローラ３０は、スプリング等で構成された加圧装置４５によって常時クリーニングローラ１５に押圧するように構成されるとともに、ソレノイド５０（図３及び図４参照）によってクリーニングローラ１５から離れるようにもなっている。クリーニングローラ１５としては、主として金属無垢又は中空パイプで、無塗装又は定着ベルト１２よりも離型性に劣るテフロン（登録商標）等をコーティングしたものであり、外部加熱ローラ３０は熱伝導性のある材料であれば良い。なお、本実施の形態では、定着ベルト１２の表面をクリーングするためのクリーニングローラ１５は、定着ローラ１１上に配置されているが、加熱ローラ２０上に配置してもよい。
【００２９】
又、クリーニングローラ１５とは別に、外部加熱ローラ３０の近傍に外部加熱ローラ３０の表面をクリーニングするための別のクリーニングローラ装置３５が配置されている。このクリーニングローラ装置３５は、クリーニングローラ３５ａにスクレーパ部材３５ｂのエッジ部を圧接させ、オフセットトナーを掻き取るようになっている。
【００３０】
外部加熱ローラ３０をクリーニングローラ１５に離隔可能に当接させるため、外部加熱ローラ３０の軸は一端が支軸４０ａに揺動自在に支持された回動板４０の他端側に支持されており、この回動板４０の他端側にはリンク５１の一端も回動自在に取り付けられている。リンク５１の他端はソレノイド５０のプランジャに接続されている。外部加熱ローラ３０をクリーニングローラ１５に当接させる場合は、図３に示すように、ソレノイド５０をオフにしておき、加圧装置４５によって回動板４０の他端側を押圧して外部加熱ローラ３０をクリーニングローラ１５に押し付ける。このとき、外部加熱ローラ３０とクリーニングローラ３５ａとの間は距離ｄ１だけ離間する。また、ソレノイド５０のプランジャは、図３の矢印Ａ方向に引き出されている。
【００３１】
これとは逆に、外部加熱ローラ３０をクリーニングローラ１５から離間させる場合は、図４に示すように、ソレノイド５０にＯＮ信号を与えてプランジャを引くことにより、リンク５１を介して回動板４０の他端側が矢印Ｂの方向に引かれ、外部加熱ローラ３０と定着ベルト１２の間は距離ｄ２だけ離間する構成になっている。そして、この時、回動板４０を押圧する加圧手段４５の押圧力Ｆ１とソレノイド５０の引張力Ｆ２は、Ｆ１＜Ｆ２であるように設定する必要がある。ウォームアップ時や余熱モードからの立ち上げ時にこの状態を保つように制御される。
【００３２】
更に、クリーニングローラ１５の離型性をＸとし、外部加熱ローラ３０の離型性をＹとし、外部クリーンニング部材３５のクリーニングローラ３５ａの離型性をＺとすると、これら三者の離型性の関係は
Ｘ≧Ｙ＞Ｚ
とすることで、外部加熱ローラ３０はクリーニングローラ１５と離間している際には、クリーニングローラ３５ａに当接させることを確実に実行することができる。
【００３３】
このような構成とすることで、クリーニングローラ１５の加熱及びクリーニングローラ１５及び外部加熱ローラ３０のクリーニングを効率良く行うことができる。この構成におけるクリーニングローラ１５の回転手段としては、オフセットトナーが冷却された時のロック現象又は異音の発生を考慮すると、ギヤ等による駆動方式を採用するのが望ましい。
【００３４】
図５は画像形成装置の電気的な構成を概略的に示すブロック図である。図５に示すように、この複写機は、主制御装置としてのシステム制御部１０１を備え、このシステム制御部１０１には、画像形成の操作をしたり、操作の表示を行う操作表示部１０２と、画像読取部６０の原稿の画像を光学的に読み取る画像読取手段である光学部１０３と、この光学部１０３によって読み取られた原稿の画像情報を記憶する画像記憶手段である画像メモリ１０４と、この画像メモリ１０４の画像情報や付加情報を後述する作像部７０に入力するための画像信号にする画像処理部１０５と、複写機を動作せるためのプログラムなどが記憶され、電源を切ってもデータを保持しておくことが可能な不揮発メモリ１０６とが接続されている。
【００３５】
システム制御部１０１には更に、転写紙を供給する給紙部１０７と、転写紙８０の両面に画像を形成する場合の転写紙を反転させる両面給紙部１０８と、画像メモリ１０４からの画像情報に基づいて転写紙８０に転写するための画像を作る作像部１０９（７０）と、転写紙８０に転写された画像を定着させるための定着部１１０と、多量の画像データが蓄積可能なハードディスク（ＨＤＤ）１１１とが接続されている。
【００３６】
ここで、図６により、定着装置のクリーニング動作の制御手順を説明する。複写機の電源をオンすることにより、システム制御部１０１は、加圧ローラ１３の熱源１８や加熱ローラ２０の熱源１７をオンにし、定着ベルト１２の回転／停止動作を行う等のウオームアップ動作を開始し（ステップＳ２０１）、複写機のリロード設定温度に到達させて（ステップＳ２０２）、コピー準備を完了すなわちＲｅａｄｙ状態にする（ステップＳ２０３）。一方、定着部１１０においては、外部加熱ローラ３０の熱源３１をオンにし（ステップＳ２０４）、ソレノイド５０をオフにして外部加熱ローラ３０をクリーニングローラ１５の接触させた状態にする（ステップＳ２０５）。ステップＳ２０３において、コピー準備が完了したことを受けて定着部１１０ではソレノイド５０をオフのままかあるいはオンにする（ステップＳ２０６）。
【００３７】
ここで、操作表示部１０２のコピーボタンが押下されると（ステップＳ２０７）、定着部１１０ではソレノイド５０をオンにし（ステップＳ２０８）、オンにしたことをシステム制御部１０１に伝え、ソレノイド５０をオフにして外部加熱ローラ３０をクリーニングローラ１５に接触させた状態にするか、ソレノイド５０をオンにし両者を放した状態にする（ステップＳ２０９）。ステップＳ２０８を受けて、システム制御部１０１はコピーを開始する（ステップＳ２１０）。コピーが終了すると（ステップＳ２１１）、複数枚コピーをする場合はステップＳ２３０に戻り、次のコピー準備に入り、コピーが無い場合は省電力モード（余熱モード）に入る（ステップＳ２１２）。定着部１１０ではソレノイド５０をオフにする（ステップＳ２１３）。ソレノイド５０がオフになったことで、小電力モードすなわち省エネモードを解除し（ステップＳ２１４）、ステップＳ２０３に戻るか、電源をオフにする。
【００３８】
上述した実施の形態においては、熱源１７，１８，３１はハロゲンヒータで構成しているが、特開２００１−２４２７３２号公報や特開２００１−１３８０５号公報に記載されているような誘導加熱方式を用いて被加熱部材を加熱しても良く、誘導加熱方式は消費電力を抑えられ、且つ立ち上がり時間を短縮することができる。また、これら熱源１７，１８，３１への電力供給は商用電源から行われているが，補助電源を設け，当該補助電源から電力供給することも可能である。補助電源としては特開２０００−３１５５６７号公報や特開２００２−１７４９８８号公報に開示されているような電気２重層コンデンサ（電気化学キャパシタ）を利用することにより、消費電力を抑えられ、且つ立ち上がり時間を短縮できる。特に省電力モードからの立ち上がり時間短縮には効果が大きい。更に、クリーニングローラ１５の加熱は外部加熱ローラ３０によって行っているが、特開平１１−２３２３０７号公報や特開２００１−６６９３３号公報に記載されているような無端帯状の部材を用いても良い。
【００３９】
上述したように、クリーニングローラ１５にオフセットしたトナーが外部加熱ローラ３０の表面に回り込まないよう、少なくとも通紙中は外部加熱ローラ３０をクリーニングローラ１５から離間させることで、外部加熱ローラ３０の表面をフレッシュに保ち、かつ、定着ベルト１２上のオフセットトナーを転写紙８０上にセルフクリーニングさせるため、高耐久且つ省エネ機の実現が可能となる。更に、外部加熱ローラ３０が少なくともウォームアップ時又は省電力モードからの復帰時にはクリーニングローラ１５に当接するよう制御することでウォームアップ時間の短縮化及び立ち上がり直後の定着温度落ち込み防止、又は復帰時間の短縮を行うため、ユーザのニーズを満足させる省エネ機を提供することができる。
【００４０】
このように、本実施形態によれば、定着ベルト１２に当接するクリーニングローラ１５とは別にその近傍に外部加熱ローラ３０を設け、外部加熱ローラ３０をクリーニングローラ１５に接離可能としているため、ウォームアップ時間短縮化、ウォームアップ直後の温度落ち込み抑止、余熱モードからの復帰時間短縮等を可能とし、且つ光沢ムラの無い省エネ型の定着装置が提供できる。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ウォームアップ直後の温度落ち込みを防止するとともに、余熱モードからの復帰時間の短縮を可能とし、且つ光沢ムラの無い定着装置及び画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態として複写機に適用した場合の概略構成を示す図である。
【図２】定着装置の基本構成を示す図である。
【図３】定着装置の定着ベルト周りの構成を示す図である。
【図４】定着装置のソレノイドがオンしたときの外部加熱ローラの動作を説明するための図である。
【図５】画像形成装置の電気的な構成を概略的に示すブロック図である。
【図６】定着装置のクリーニング動作の制御手順を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１０  定着ユニット
１１  定着ローラ
１２  定着ベルト
１３  加圧ローラ
１５  クリーニングローラ
１６  加熱ローラ加圧装置
１７，１８，３１  熱源
２０  加熱ローラ
２１、４５  加圧装置
３０  外部加熱ローラ
３５  クリーニングローラ装置
３５ａ  クリーニングローラ
３５ｂ  スクレーパ部材
４０  回動板
５０  ソレノイド
５１  リンク
７０  作像部
８０  転写紙
１０１  システム制御部
１０５  画像処理部
１０６  不揮発メモリ
１０９  作像部
【図１】
2005049512.tif 000003
【図２】
2005049512.tif 000004
【図３】
2005049512.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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