(57)【要約】【課題】記録媒体の端部での紙粉の付着や蓄積を防止してそれらによる定着画像の乱れを改善し、また加熱回転体の耐久性を向上させることができる画像定着装置を提供すること。  【解決手段】トナー像Ｔが転写された記録紙Ｐを圧力を加えながら挟み込んで記録紙Ｐにトナー像Ｔを定着させる定着ベルト１４及び加圧ローラ１６と、定着ベルト１４に当接して定着ベルト１４を清掃するクリーナ１７とを備え、クリーナ１７の幅は定着ベルト１４の幅よりも狭く、クリーナ１７は定着ベルト１４の記録紙Ｐの端部に対応する位置に設けられており、記録紙Ｐの端部が当たる領域を清掃して、記録紙Ｐへの紙粉の付着や蓄積を防止してそれらによる定着画像の乱れを改善する。【選択図】図２
2007333842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像が転写された記録媒体を圧力を加えながら挟み込んで前記記録媒体に前記トナー像を定着させる加熱回転体及び加圧ローラと、前記加熱回転体に当接して前記加熱回転体を清掃するクリーナとを備えた画像定着装置であって、前記クリーナの幅は前記加熱回転体の幅よりも狭く、前記クリーナは前記加熱回転体の前記記録媒体の端部に対応する位置に設けられたことを特徴とする画像定着装置。
【請求項２】
前記クリーナは前記加熱回転体の回転軸と平行な方向に移動して、前記加熱回転体の複数の前記領域を清掃することを特徴とする請求項１記載の画像定着装置。
【請求項３】
前記トナー像が定着された前記記憶媒体の枚数を前記記録媒体の幅毎にカウントし、前記枚数が所定数になったときに前記記録媒体の幅に対応する前記領域を清掃するように前記クリーナを制御する定着制御部を更に備えた請求項１記載の画像定着装置。
【請求項４】
前記定着制御部は前記トナー像が定着された前記記録媒体の長さ又は両面印字の有無を用いて前記記録媒体の幅毎の前記枚数を補正する請求項３記載の画像定着装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像定着装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体に転写されたトナー像を加熱しながら加圧することにより記録媒体に定着させる画像定着装置及び画像定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナー像と接触するヒートローラや定着ベルトなどの加熱回転体の表面を清掃するクリーナを有する電子写真式の画像形成装置が知られている。
【０００３】
例えば、ヒートローラに付着したトナーを除去するクリーナをロール状にして、クリーナのある面の清掃能力が低下したらクリーナを回転させて別の面を使用できるようにした画像形成装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、ヒートローラに付着したトナーや紙粉を除去するクリーナをソレノイドとワイヤーとを用いて所定のタイミングでヒートローラに当接又はヒートローラから離間させ、クリーナの耐久性を増大させた画像形成装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
昨今のカラー電子写真式の画像形成装置では、トナーにワックスを配合することにより記録媒体の定着面へのセルフクリーニング効果が生じ、記録媒体の定着面へのトナーや紙粉の付着による定着画像の乱れが改善されている。このため、上記の加熱回転体の表面を清掃するクリーナを有していないカラー電子写真式の画像形成装置が一般に用いられている。
【特許文献１】特開平０２−０４０６８０号公報
【特許文献２】特開平０９−１６０４１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の画像形成装置で用いられるワックス配合のトナーでは定着領域から離れた記録媒体の端部付近でのセルフクリーニング効果が望めず、画像形成装置に同じサイズの記録媒体を通紙し続けることにより生じる、記録媒体の端部での紙粉の付着や蓄積、そしてそれらによる定着画像の乱れが課題になっている。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、記録媒体の端部での紙粉の付着や蓄積を防止してそれらによる定着画像の乱れを改善し、また、加熱回転体の耐久性を向上させる画像定着装置を提供し、定着画像の乱れを改善し、また、加熱回転体の耐久性を向上させる画像定着装置を有す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】
【０００８】
本発明の画像定着装置は、トナー像が転写された記録媒体を圧力を加えながら挟み込んで記録媒体にトナー像を定着させる加熱回転体及び加圧ローラと、加熱回転体に当接して加熱回転体を清掃するクリーナとを備えた画像定着装置であって、クリーナの幅は加熱回転体の幅よりも狭く、クリーナは加熱回転体の記録媒体の端部に対応する位置に設けられたものである。
【０００９】
この構成により、記録媒体の端部での紙粉の付着や蓄積を防止してそれらによる定着画像の乱れを改善することができ、また、加熱回転体の耐久性を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明の画像定着装置では、クリーナは加熱回転体の回転軸と平行な方向に移動して、加熱回転体の複数の領域を清掃するものである。
【００１１】
この構成により、一つのクリーナで加熱回転体の複数の領域を清掃することができる。
【００１２】
また、本発明の画像定着装置では、トナー像が定着された記録媒体の枚数を記録媒体の幅毎にカウントし、枚数が所定数になったときに記録媒体の幅に対応する領域を清掃するようにクリーナを制御する定着制御部を更に備えたものである。
【００１３】
この構成により、紙粉の付着や蓄積が予想される加熱回転体の領域を清掃することができ、加熱回転体の耐久性を更に向上させることができる。
【００１４】
また、本発明の画像定着装置では、定着制御部はトナー像が定着された記録媒体の長さ又は両面印字の有無を用いて記録媒体の幅毎の枚数を補正するものである。
【００１５】
この構成により、紙粉の付着や蓄積の要因を記録媒体の枚数を補正して清掃のタイミングを計り、紙粉の付着や蓄積が予想される加熱回転体の領域を清掃することができる。
【００１６】
また、本発明の画像形成装置は、トナー像が転写された記録媒体を圧力を加えながら挟み込んで記録媒体にトナー像を定着させる加熱回転体及び加圧ローラと、加熱回転体に当接して加熱回転体を清掃するクリーナとを有し、クリーナの幅は加熱回転体の幅よりも狭く、クリーナは加熱回転体の記録媒体の端部が当たる領域を清掃する画像定着装置を備えたものである。
【００１７】
この構成により、記録媒体の端部での紙粉の付着や蓄積を防止してそれらによる定着画像の乱れを改善することができ、また、加熱回転体の耐久性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の画像定着装置は記録媒体の端部での紙粉の付着や蓄積を防止してそれらによる定着画像の乱れを改善することができ、また加熱回転体の耐久性を向上させることができるもので、また、本発明の画像形成装置は定着画像の乱れを改善することができ、また加熱回転体の耐久性を向上させることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。  
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１の画像定着装置を有する画像形成装置の構成を示す図である。
【００２１】
画像形成装置１は、原稿の画像を読み取る原稿読み取り部２と、読み取った原稿の画像に基づきシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各成分のトナー像を形成する感光体ドラム３Ａ〜３Ｄと、感光体ドラム３Ａ〜３Ｄ上に形成されたトナー像を重ね合わせてカラー画像を合成し、記録媒体である記録紙Ｐに転写する転写部４と、記録紙Ｐ上に転写された未定着のトナー像の定着処理を行う画像定着装置（以下、定着部という）５と、記録紙Ｐを供給する給紙カセット６と、記録紙Ｐを搬送する搬送部７と、トナー像定着後の記録紙Ｐが排出される排紙トレイ８とを有している。給紙カセット６にセットされた記録紙Ｐは、搬送部７を経由して転写部４に送られ、転写部４で記録紙Ｐの定着面にトナー像が転写された後に定着部５に送られ、定着部５で記録紙Ｐの定着面のトナー像が定着されて、搬送部７を経由して排紙トレイ８上に排出される。
【００２２】
図２は、本実施の形態１の画像定着装置である定着部５の詳細な構成を示す図である。
【００２３】
定着部５は、ヒートローラ１１と、ヒートローラ１１から所定の距離をおいてヒートローラ１１と平行に設けられた定着ローラ１２と、ヒートローラ１１に対向してヒートローラ１１を包むように設けられた誘導加熱部１３とを有している。
【００２４】
更に定着部５は、ヒートローラ１１と定着ローラ１２とに架け渡されて定着ローラ１２の回転に伴い回転し、また、誘導加熱部１３でヒートローラ１１とともに誘導加熱される定着ベルト１４とを有している。
【００２５】
更に定着部５は、定着ベルト１４を介して定着ローラ１２に圧接されることにより、定着ローラ１２の定着ベルト１４の巻き掛け部分との間に、定着処理される記録紙Ｐを挟み込むための定着ニップ部１５を形成する加圧ローラ１６とを有している。
【００２６】
更に定着部５は、定着ベルト１４を清掃するローラ状の複数のクリーナ１７と、クリーナ１７を定着ベルト１４に当接又は定着ベルト１４から離間させる動作制御機構部１８と、定着部５の動作を制御する定着制御部（図示せず）とを有している。なお、定着制御部は画像形成装置１の動作を制御する全体制御部の一部とすることもできる。
【００２７】
定着部５において、未定着のトナー像Ｔが形成された記録紙Ｐは、定着ニップ部１５において定着ベルト１４と加圧ローラ１６とによって押圧されつつ加熱される。これによりトナー像Ｔは溶融して記録紙Ｐに定着する。トナー像Ｔが定着した後の記録紙Ｐは、定着部５の出口側の搬送部７に設けられた通過センサ１９により記録紙Ｐの幅と進行方向のサイズが検知され、各サイズ毎の枚数がカウントされる。
【００２８】
通過センサ１９は、図２に示すように、例えば記録紙Ｐの幅方向に配置された２つのかぎ状片で構成され、記録紙Ｐの通過によって記録紙Ｐにより回動せられて幅及び枚数を検知するような構成でも良い。この場合は、記録紙Ｐの幅の種類に応じた数だけのかぎ状片が必要になる。また、これ以外に、ラインセンサを記録紙Ｐの幅方向に設けることによって、記録紙Ｐが通過したときに記録紙Ｐの幅及び枚数を検知するようにすることができる。
【００２９】
このような通過センサ１９は定着部５内部に設けられてもよいし、定着部５の入口側の搬送部７に設けられてもよい。また、通過センサ１９は記録紙サイズを検知するセンサと記録紙枚数を検知するセンサとに分けて設けられてもよい。
【００３０】
定着ローラ１２の表層は弾性層（例えば、シリコンスポンジ）で構成されている。定着ベルト１４は耐熱性のフィルム基材（例えば、ポリイミド）上に弾性層（例えば、シリコーンゴム）及び表面離型層（例えば、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、フッ素樹脂の一種））を重ねた無端状のベルトである。加圧ローラ１６の表層は弾性層（例えば、シリコーンゴム）で構成されている。また、クリーナ１７にはクリーニングオイルが含浸されている。
【００３１】
図３は、本実施の形態１の画像定着装置である定着部５の詳細な構成を示す別の図である。
【００３２】
クリーナ１７は、クリーナ１７と動作制御機構部１８との間の支点２０を中心に回転し、定着ベルト１４から離間している。
【００３３】
図４は本実施の形態１の画像定着装置である定着部５を定着部５の下方から（図２の矢印Ａ方向から）見た図である。
【００３４】
クリーナ１７Ａ〜１７Ｄは、定着ローラ１２の回転軸と平行に一列となるように４個設けられている。通紙基準位置Ｒのところにクリーナ１７Ａ、通紙基準位置ＲからＡ４縦相当の２１０ｍｍ離れたところにクリーナ１７Ｂ、通紙基準位置ＲからＢ４相当の２５７ｍｍ離れたところにクリーナ１７Ｃ、通紙基準位置ＲからＡ３相当の２９７ｍｍ離れたところにクリーナ１７Ｄが設けられている。定着部５を記録紙Ｐが通過する場合には、記録紙Ｐの一方の端部が必ず通紙基準位置Ｒ上を、つまりクリーナ１７Ａのところを通過するように設定されているので、記録紙Ｐの他方の端部も必ずクリーナ１７Ｂ〜１７Ｄのいずれかのところを通過するようになっている。クリーナ１７Ａ〜１７Ｄは定着ベルト１４の記録紙Ｐの端部が当たる領域を清掃するので、クリーナ１７Ａ〜１７Ｄの幅は定着ベルト１４や記録紙Ｐの幅に比べて狭くすることができる。
【００３５】
なお、クリーナ１７Ａ〜１７Ｄはそれぞれ対応する動作制御機構部１８Ａ〜１８Ｄ（図示せず）によって個別に定着ベルト１４に当接又は離間することができるようになっている。
【００３６】
また、クリーナ１７Ａ〜１７Ｄ同士、動作制御機構部１８Ａ〜１８Ｄ同士はお互いに入れ替え可能であり、例えば使用頻度が高い記録紙サイズのクリーナ（例えばＡ４縦のクリーナ１７Ｂ）と使用頻度が少ない記録紙サイズのクリーナ（例えばＢ４のクリーナ１７Ｃ）とを入れ替えることで定着部５のクリーニング性能を長時間保つことができ、クリーナ１７の交換コストを削減することができる。
【００３７】
図５は本実施の形態１の画像定着装置である定着部５の動作手順を示すフローチャートである。定着制御部が定着部５の動作を制御する。
【００３８】
また、図６は本実施の形態１の画像定着装置の記録媒体サイズ補正係数を示す図である。図６において、「基本サイズ」は記録紙Ｐの幅を、「クラスＸ〜Ｚ」は記録紙Ｐの進行方向の長さを３種類に大別した寸法（本実施の形態では海外の規格も考慮した寸法）を、「両面印字」は通過した記録紙Ｐが両面印字されるかを示している。両面印字かどうかは、両面印字の指示がされたかどうかで判断される。補正係数は、各基本サイズにおいて、クラスＸよりもクラスＹ、Ｚがそれぞれ通紙方向長さでほぼ２倍、４倍になるので、×２、×４と設定し、両面印字の場合は両面であるので、×２と設定してある。
【００３９】
図５及び図６を用いて本実施の形態１の動作を説明する。定着部５で記録紙Ｐにトナー像を定着した後に、通過センサ１９が記録紙Ｐのサイズと枚数とを検知する（ステップＳ１００）。そして、この記録紙Ｐのサイズと枚数とに関する情報を基に定着制御部は図６に示す記録紙サイズカウント補正係数を用いて、記録紙サイズ「Ａ４縦」、「Ｂ４」、「Ａ３」、「その他」について、それぞれの積算カウンタＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４に補正後の枚数を計上していく。例えば、記録紙がＡ３サイズの片面印字１枚の場合に、通過センサ１９により基本サイズ（幅）がＡ３と検知され、進行方向サイズが長さ４２０ｍｍと検知される。そして、これらの情報を基に定着制御部は図６に示す記録媒体サイズ補正係数における基本サイズがＡ３で記録媒体進行方向サイズがクラスＹと判断し、補正係数により実際の通過枚数を２倍してＡ３サイズ積算カウンタＣ３に＋２をカウントする。
【００４０】
また、定着制御部では総合積算カウンタＣについて以下の計算を行い、全体の記録紙通過カウントを把握する。
【００４１】
Ｃ＝Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４
総合積算カウンタＣの記録紙通過カウントが１０００の整数倍になった場合に（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、定着ベルト１４の通紙基準位置Ｒのところにクリーナ１７Ａが一定時間当接する（ステップＳ１０２）。定着ベルト１４にクリーナ１７Ａが当接している間に、定着ベルト１４の表面はクリーナ１７Ａによって清掃されて、紙粉やトナー等の付着物が除去される。
【００４２】
その後、定着ベルト１４からクリーナ１７Ａが離間して（ステップＳ１０３）、清掃動作が終了する。同様に、記録紙サイズＡ４縦、Ｂ４、Ａ３のそれぞれの積算カウンタＣ１、Ｃ２、Ｃ３を確認し、記録紙通過カウントが１０００の整数倍になった場合に（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ、ステップＳ１０７：Ｙｅｓ、ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）定着ベルト１４にクリーナ１７Ｂ〜１７Ｄのうち、記録紙通過カウントが１０００の整数倍になった記録紙サイズに対応するクリーナが当接して（ステップＳ１０５、ステップＳ１０８、ステップＳ１１１）、その後、定着ベルト１４から当接していたクリーナが離間して（ステップＳ１０６、ステップＳ１０９、ステップＳ１１２）、定着ベルト１４の表面の清掃が終了する。
【００４３】
このように本実施の形態１の画像定着装置は、各サイズの記録紙の通過カウントが所定数に達したときにそのサイズの記録紙の端部が当たる定着ベルト１４の領域にクリーナ１７を当接させて清掃することにより、定着ベルト１４への紙粉やトナーの付着と蓄積とを防止して定着画像の乱れを改善し、また、定着ベルト１４の耐久性を向上させることができる。
【００４４】
なお、総合積算カウンタＣは定着部５の寿命計算にも利用することができる。
【００４５】
（実施の形態２）
図７は本実施の形態２の画像定着装置である定着部２１を定着部２１の下方（図２に示した矢印Ａ方向に相当）から見た図である。なお、本実施の形態２の定着部２１を有する画像形成装置は図１に示した実施の形態１に係る画像形成装置１と同様の構成を有しており、同一の構成については同一の符号を付して重複した説明は省略する。
【００４６】
定着部２１にはベルトや歯車などを用いた図示しない移動機構によりクリーナ２２が定着ベルト１４の回転軸と平行な方向に移動できるように設けられている。クリーナ２２は通紙基準位置Ｒ部分に通常はあるが、通紙基準位置ＲからＡ４縦相当の２１０ｍｍ離れた端部位置Ｗ１、Ｂ４相当の２５７ｍｍ離れた端部位置Ｗ２、Ａ３相当の２９７ｍｍ離れた端部位置Ｗ３へと移動できる。
【００４７】
図８は本実施の形態２の画像定着装置である定着部２１の動作手順を示すフローチャートである。本実施の形態２においても定着制御部が定着部２１の動作を制御する。
【００４８】
定着部２１で記録紙Ｐにトナー像を定着した後に、通過センサ１９が記録紙Ｐのサイズと枚数とを検知する（ステップＳ２００）。そして、この記録紙Ｐのサイズと枚数とに関する情報を基に定着制御部は図６に示した記録紙サイズカウント補正係数を用いて、記録紙サイズ「Ａ４縦」、「Ｂ４」、「Ａ３」、「その他」について、それぞれの積算カウンタＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４に計上していく。
【００４９】
また、定着制御部では総合積算カウンタＣについて以下の計算を行い、全体の記録紙通過カウントを把握する。
【００５０】
Ｃ＝Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４
総合積算カウンタＣの記録紙通過カウントが１０００の整数倍になった場合に（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、定着ベルト１４の通紙基準位置Ｒのところにクリーナ２２が一定時間当接する（ステップＳ２０２）。その後、定着ベルト１４からクリーナ２２が離間して（ステップＳ２０３）、定着ベルト１４の通紙基準位置Ｒ部分に対する清掃動作が終了する。
【００５１】
同様に、記録紙サイズＡ４縦、Ｂ４、Ａ３のそれぞれの積算カウンタＣ１、Ｃ２、Ｃ３を確認し、記録紙通過カウントが１０００の整数倍になった場合に（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ、ステップＳ２０９：Ｙｅｓ、ステップＳ２１４：Ｙｅｓ）、クリーナ２２は記録紙通過カウントが１０００の整数倍になった記録紙サイズの端部に対応する端部位置Ｗ１〜Ｗ３に移動して（ステップＳ２０５、ステップＳ２１０、ステップＳ２１５）、定着ベルト１４に当接する（ステップＳ２０６、ステップＳ２１１、ステップＳ２１６）。クリーナ２２は定着ベルト１４を清掃した後に定着ベルト１４から離間して（ステップＳ２０７、ステップＳ２１２、ステップＳ２１７）、通紙基準位置Ｒへと移動し（ステップＳ２０８、ステップＳ２１３、ステップＳ２１８）、各サイズの記録紙の端部が当たる定着ベルト１４の領域の清掃動作を終了する。
【００５２】
このようにクリーナ２２を記録紙Ｐの通紙状況に応じて移動させ、定着ベルト１４の必要な領域を清掃することにより、クリーナ動作制御機構部（図示せず）やクリーナ２２を１つにすることができる。
【００５３】
なお、実施の形態１及び実施の形態２では、ヒートローラ１１の加熱に誘導加熱部１３を用いたが、代わりにハロゲンランプを用いてもよい。また、クリーナ１７、２２としてクリーニングオイルを含浸させたクリーニングローラを用いたが、代わりにオイルを含浸させたクリーニングウェブを用いてもよい。また、回転加熱体として定着ベルト１４の代わりにヒートローラを用いて、ヒートローラと加圧ローラとで記録紙Ｐを圧力を加えながら挟み込んでもよい。
【００５４】
また、実施の形態１及び実施の形態２では、トナー像が定着された記録紙Ｐの枚数を図６に示した記録紙サイズカウント補正係数を用いて補正し加熱回転体を清掃するタイミングを決めていたが、記録紙サイズカウント補正係数を用いずにトナー像が定着された記録紙Ｐの枚数そのもので加熱回転体を清掃するタイミングを決めてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の画像定着装置は、記録媒体の端部での紙粉の付着や蓄積を防止してそれらによる定着画像の乱れを改善し、また加熱回転体の耐久性を向上させることができるもので様々なサイズや材質の記録媒体を扱う印刷機に適用でき、また、本発明の画像形成装置は定着画像の乱れを改善し、また加熱回転体の耐久性を向上させることができるもので様々なサイズや材質の記録媒体を扱う複写機に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態１の画像定着装置を有する画像形成装置の構成を示す図
【図２】本発明の実施の形態１の画像定着装置の詳細な構成を示す図
【図３】本発明の実施の形態１の画像定着装置の詳細な構成を示す図
【図４】本発明の実施の形態１の画像定着装置を下方から見た図
【図５】本発明の実施の形態１の画像定着装置の動作手順を示すフローチャート
【図６】本発明の実施の形態１の画像定着装置の記録媒体サイズ補正係数を示す図
【図７】本発明の実施の形態２の画像定着装置を下方から見た図
【図８】本発明の実施の形態２の画像定着装置の動作手順を示すフローチャート
【符号の説明】
【００５７】
１    画像形成装置
５，２１    定着部
１４    定着ベルト
１６    加圧ローラ
１７，２２    クリーナ
１８    動作制御機構部
１９    通過センサ
【図１】
2007333842.tif 000003
【図２】
2007333842.tif 000004
【図３】
2007333842.tif 000005
【図４】
2007333842.tif 000006
【図５】
2007333842.tif 000007
【図６】
2007333842.tif 000008
【図７】
2007333842.tif 000009
【図８】
2007333842.tif 000010