(57)【要約】【課題】クリーニング部材による加熱回転体上のトナーをクリーニングする性能を長期間維持できるとともに、装置のコンパクト化を図ることができる定着装置およびこれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】定着装置１０は、トナーが担持された用紙を加熱定着するための回転可能な定着ローラと、定着ローラに圧接される加圧ローラと、定着ローラ上に転移したトナーをクリーニングするためのクリーニングローラ５と、クリーニングローラ５上に付着したトナーを溶融して定着ローラに戻すために当該クリーニングローラ５の表面の温度を制御する温度制御部６１と、定着ローラに戻された溶融トナーを用紙に転移させるために用紙を定着ローラおよび加圧ローラの間に通す通紙制御部６３とを有している。【選択図】図２
2007017602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体上に付着したトナーを前記記録媒体に定着させるための定着装置であって、
トナーが担持された記録媒体を加熱定着するための回転可能な加熱回転体と、
前記加熱回転体に圧接される加圧回転体と、
前記加熱回転体上に転移したトナーをクリーニングするためのクリーニング部材と、
前記クリーニング部材上に付着したトナーを溶融して前記加熱回転体に戻すために当該クリーニング部材の表面の温度を制御する温度制御手段と、
前記加熱回転体に戻された溶融トナーを記録媒体に転移させるために記録媒体を前記加熱回転体および前記加圧回転体の間に通す搬送制御手段と、
を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記加熱回転体上のトナーをクリーニングする機能を促進させるべく前記クリーニング部材を冷却するためのエアを送る送風手段と、
前記クリーニング部材上のトナーを前記加熱回転体を経て記録媒体に転移させる場合、前記送風手段によるエアの送り動作を停止させる送風制御手段と、
をさらに有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】
前記クリーニング部材の表面粗さは、Ｒｚ１μｍ以上、Ｒｚ２０μｍ以下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】
前記クリーニング部材上のトナーを前記加熱回転体を経て記録媒体に転移させるための処理は、ユーザの指示に基づいて実行され得ることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項５】
前記クリーニング部材上のトナーを前記加熱回転体を経て記録媒体に転移させるための処理は、定着処理回数に対応するカウンタの値に基づいて実行され得ることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置は、感光体の表面に静電潜像を形成し、現像ローラによりトナーを感光ドラム上の静電潜像に付着させ、感光ドラムに付着したトナーを転写ローラにより記録媒体としての用紙上に転写させる。トナー転写後の用紙は、定着装置に搬送され、定着ローラとこれに圧接される加圧ローラとからなるローラ対の間を通過する。これにより、用紙上に転写されたトナーは、熱および圧力の作用により、当該用紙に定着される。
【０００３】
定着装置には、定着ローラの表面に付着したオフセットトナーをクリーニングするための、定着ローラの表面に押し当てられるクリーニングローラを備えるものがある。
【０００４】
このようなクリーニングローラは、定着ローラに対するクリーニング性能を長期間確保することが望まれる。
【０００５】
たとえば、クリーニングローラを定着ローラに対して圧接、離間可能としてクリーニングローラのトナー飽和状態を遅くするとともに、クリーニングローラにブレードを接触させてクリーニングローラに付着した汚れを廃棄するようにした定着装置が開示されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３１０５２７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、上記文献に記載の技術にあっては、クリーニングローラの表面上のトナーをブレードで機械的にかきとるため、クリーニングローラの長寿命化が困難になるという問題があった。
【０００７】
一方、クリーニングローラを大径化してクリーニング性能を長期間維持することも考えられるが、定着装置が大型化するという問題が生じることとなる。
【０００８】
本発明は、上記した従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、クリーニング部材による加熱回転体上のトナーをクリーニングする性能を長期間維持できるとともに、装置のコンパクト化を図ることができる定着装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、下記する手段により達成される。
【００１０】
（１）記録媒体上に付着したトナーを前記記録媒体に定着させるための定着装置であって、トナーが担持された記録媒体を加熱定着するための回転可能な加熱回転体と、前記加熱回転体に圧接される加圧回転体と、前記加熱回転体上に転移したトナーをクリーニングするためのクリーニング部材と、前記クリーニング部材上に付着したトナーを溶融して前記加熱回転体に戻すために当該クリーニング部材の表面の温度を制御する温度制御手段と、前記加熱回転体に戻された溶融トナーを記録媒体に転移させるために記録媒体を前記加熱回転体および前記加圧回転体の間に通す搬送制御手段と、を有することを特徴とする定着装置。
【００１１】
（２）前記加熱回転体上のトナーをクリーニングする機能を促進させるべく前記クリーニング部材を冷却するためのエアを送る送風手段と、前記クリーニング部材上のトナーを前記加熱回転体を経て記録媒体に転移させる場合、前記送風手段によるエアの送り動作を停止させる送風制御手段と、をさらに有することを特徴とする上記（１）に記載の定着装置。
【００１２】
（３）前記クリーニング部材の表面粗さは、Ｒｚ１μｍ以上、Ｒｚ２０μｍ以下であることを特徴とする上記（１）に記載の定着装置。
【００１３】
（４）前記クリーニング部材上のトナーを前記加熱回転体を経て記録媒体に転移させるための処理は、ユーザの指示に基づいて実行され得ることを特徴とする上記（１）に記載の定着装置。
【００１４】
（５）前記クリーニング部材上のトナーを前記加熱回転体を経て記録媒体に転移させるための処理は、定着処理回数に対応するカウンタの値に基づいて実行され得ることを特徴とする上記（１）に記載の定着装置。
【００１５】
（６）上記（１）〜（５）のいずれか１つに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、クリーニング部材の表面温度を上昇させ、クリーニング部材上に付着したトナーを溶融して、堆積トナーの一部を加熱回転体に戻し、さらに記録媒体に転移させることができる。
【００１７】
したがって、クリーニング部材による加熱回転体上のトナーをクリーニングする性能を長期間維持できるとともに、定着装置の小型化を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態にかかる定着装置の概略構成を示す断面図である。
【００２０】
定着装置１０は、トナー４が担持された記録媒体としての用紙１を加熱定着するための回転可能な加熱回転体としての定着ローラ２と、定着ローラ２に圧接される加圧回転体としての加圧ローラ３とを有している。定着ローラ２は、図示しない加熱源により加熱され得る。加熱源は、たとえばヒートランプである。ただし、たとえば誘導加熱を利用するもの、あるいは抵抗発熱体等の他の発熱源が使用されてもよい。
【００２１】
かかる定着装置１０は、用紙１に画像を形成するためのプリンタ等の画像形成装置に搭載されている。
【００２２】
トナー４が転写された用紙１は、図中矢印Ａ方向に送られて、定着ローラ２および加圧ローラ３の間に形成されるニップ部Ｎに導かれると、両ローラ２，３の間においてトナー４が加熱および加圧させられて用紙１上に定着させられる。
【００２３】
定着ローラ２は、芯金と、芯金の上に形成される中間層と、中間層の上に形成される表層とを有している。定着ローラ２の外径は、任意であるが、好ましくは２０〜５０ｍｍである。定着ローラ２の芯金は、円筒形状を呈しており、アルミ、鉄等の金属により形成されることが望ましく、その厚さは、好ましくは０．１〜５ｍｍである。中間層は、シリコーンゴムや、フッ素ゴム等の耐熱性の高い弾性層により形成されることが望ましく、その厚さは、好ましくは０．０５〜５ｍｍである。また、表層は、フッ素チューブや、フッ素系樹脂コーティング等の離型性を有する樹脂により形成されることが望ましく、その厚さは、好ましくは５〜１００μｍである。表層を形成する樹脂は、たとえばＰＦＡである。
【００２４】
加圧ローラ３は、芯金と、芯金の上に形成される中間層と、中間層の上に形成される表層とを有している。加圧ローラ３の外径は、任意であるが、好ましくは２０〜５０ｍｍである。加圧ローラ３の芯金は、円筒形状を呈しており、アルミ、鉄等の金属により形成されることが望ましく、その厚さは、好ましくは０．１〜５ｍｍである。ただし、芯金は、中実形状であってもよく、さらには断面が三矢形状等の異形であってもよい。中間層は、シリコーンゴムや、フッ素ゴム等の耐熱性の高い弾性層により形成されることが望ましく、その厚さは、好ましくは１〜２０ｍｍである。また、表層は、フッ素チューブや、フッ素系樹脂コーティング等の離型性を有する樹脂により形成されることが望ましく、その厚さは、好ましくは５〜１００μｍである。表層は、導電性を有していてもよい。
【００２５】
また、定着装置１０は、定着ローラ２上に転移したオフセットトナーをクリーニングするためのクリーニング部材としてのクリーニングローラ５を有している。
【００２６】
クリーニングローラ５は、芯軸と、芯軸の上に形成される表層とを有している。クリーニングローラ５の外径は、任意であるが、好ましくは５〜３０ｍｍである。クリーニングローラ５の芯軸は、円筒形状を呈しており、アルミ、鉄等の金属、あるいは樹脂により形成されることが望ましく、その厚さは、好ましくは０．１〜５ｍｍである。ただし、芯軸は、中実形状であってもよく、さらには断面が三矢形状等の異形であってもよい。クリーニングローラ５の表層は、アラミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等の繊維を用いたフェルト、ペーパー、不織布等により形成されることが望ましい。この表層は、耐熱性や耐摩耗性があり、表面に凹凸があり、その厚さは０．０１〜５ｍｍであることが望ましい。
【００２７】
クリーニングローラ５の幅（軸方向長さ）は、任意である。たとえば、定着ローラ２に当接して用紙１を定着ローラ２から分離させるための分離爪や、定着ローラ２の表面温度を検出するためのサーミスタ等の接触部材に対向する位置に対応する部分にのみ、接触物よりも幅の広いものが複数個に分かれて配置されてもよい。
【００２８】
クリーニングローラ５の表面は、その表面粗さが好ましくはＲｚ１μｍ以上、Ｒｚ２０μｍ以下の平滑性を有する。これにより、特定の温度を境にトナーのクリーニングローラ５から定着ローラ２への転移を可能とすることができる。
【００２９】
また、定着装置１０は、定着ローラ２上のトナーをクリーニングする機能を促進させるべくクリーニングローラ５を冷却するためのエアを送る送風装置を有している。クリーニングローラ５が冷却されると、トナーは温度の低い側への転移が促進され、定着ローラ２上のオフセットトナーをクリーニングローラ５に移動させることができる。送風装置は、エアダクト５１を有しており、このエアダクト５１は、定着装置の枠体より一部露出しているクリーニングローラ５を囲う形状を呈している。エアダクト５１のたとえば入り口には、図示しないファンが設けられており、このファンはファンモータ７（図２参照）によって回転駆動される。
【００３０】
このようにして、ファンにより強制的に図１中矢印Ｂ方向のエアの流れを形成し、クリーニングローラ５にエアを吹き付けることによって冷却効果を生んでいる。ファンは、他の機能と併用して冷却効果を持たせるために、定着装置の下方に設置されるのが好ましい。ただし、ファンの設置位置はかかる位置に限定されるものではなく、たとえばファンは、クリーニングローラ５のエア流れの下流位置に設置されてもよい。
【００３１】
図２は、クリーニングローラ上のトナーを定着ローラを経て用紙に転移させるための処理（以下、クリーニングローラの清掃処理という）に関する制御ブロック図である。
【００３２】
定着装置１０は、制御部６を有しており、制御部６は、温度制御部６１、送風制御部６２、および通紙制御部６３を備えている。
【００３３】
温度制御部６１は、クリーニングローラ５上に付着したトナーを溶融して定着ローラ２に戻すために当該クリーニングローラ５の表面の温度を制御する。送風制御部６２は、クリーニングローラの清掃処理を行う場合、送風装置によるエアの送り動作を停止させる制御を行う。このため、送風制御部６２は、ファンモータ７の動作を制御する。通紙制御部６３は、定着ローラ２に戻された溶融トナーを用紙に転移させるために当該用紙を定着ローラ２および加圧ローラ３の間に通す制御を行う。このため、通紙制御部６３は、定着ローラ２を回転駆動させるための定着モータ８、および用紙を図示しない給紙トレイから給紙するための給紙モータ９の動作を制御する。
【００３４】
次に、図３を参照して、クリーニングローラの清掃処理について説明する。
【００３５】
クリーニングローラ５の清掃処理を開始する場合、まず、定着ローラ２の温度をクリーニングローラ清掃温度まで上昇させる。これにより、クリーニングローラ５の表面の温度も上昇する。なお、クリーニングローラ５を独自の加熱源により加熱して温度を上昇させることも可能である。このとき、クリーニングローラ５冷却用のエアの送りを同時に停止させる。なお、通常は常にクリーニングローラ５に風を当てて冷却することによって、クリーニングローラ５の機能を満足させている。
【００３６】
定着ローラ２の温度がクリーニングローラ清掃温度に到達した後に、通紙制御部６３による通紙制御を行う。すなわち、定着モータ８および給紙モータ９が動作させられて、用紙がたとえば１枚定着ローラ２および加圧ローラ３の間に通される。
【００３７】
これにより、図３の下欄に示すように、クリーニングローラ５上のトナーは、定着ローラ２を経て用紙に転移させられる。
【００３８】
ここで、通常、トナーは温度の低い側へと転移し、定着ローラ２上のトナーはクリーニングローラ５に徐々に積層される。そして、堆積されたトナーを特定の温度以上に加熱して溶融させた場合には、トナー間の密着性は層間部とそれ以外の部分で粘度に差が生じ、その結果、層間剥離現象にいたる。本発明はこの現象を利用したものであり、通常はクリーニングローラ５の温度を定着ローラ２よりも低めにすることで、定着ローラ２をクリーニングする機能を達成し、また、クリーニングローラ５に一定以上のトナーが堆積した場合には、クリーニングローラ５の表面温度をある温度まで上昇させる。これにより、クリーニングローラ５に堆積したトナーの一部を定着ローラ２へ転移させ、さらに用紙に転移させることができる。
【００３９】
用紙の排出が終了すると、定着モータ８および給紙モータ９が停止させられ、定着ローラ２の温度を元に戻す制御が行われる。
【００４０】
かかるクリーニングローラの清掃処理は、本実施形態では、ユーザの指示に基づいて実行される。ただし、クリーニングローラの清掃処理を開始するタイミングは、本発明において特に限定されるものではない。たとえば、クリーニングローラの清掃処理は、定着処理回数に対応するカウンタの値、すなわち累積印刷枚数カウンタの値に基づいて自動的に実行されてもよい。また、クリーニングローラの清掃処理を、Ｃ／Ｗ比（画像におけるシアンと白の比）、またはＢ／Ｗ比（画像における黒と白の比）の高いチャートの印刷後に実行させてもよい。また、クリーニングローラの清掃処理を、坪量が大きく定着剥離強度の弱いたとえば厚紙、葉書などの用紙（転写材）の通紙後に実行させてもよい。さらに、クリーニングローラの清掃処理は、上に挙げた各種タイミングを組み合わせて実行されてもよい。
【００４１】
このように本実施形態の定着装置１０は、トナーが担持された用紙を加熱定着するための回転可能な定着ローラと、定着ローラに圧接される加圧ローラと、定着ローラ上に転移したトナーをクリーニングするためのクリーニングローラ５と、クリーニングローラ５上に付着したトナーを溶融して定着ローラに戻すために当該クリーニングローラ５の表面の温度を制御する温度制御部６１と、定着ローラに戻された溶融トナーを用紙に転移させるために用紙を定着ローラおよび加圧ローラの間に通す通紙制御部６３とを有している。
【００４２】
本実施形態によれば、クリーニングローラ５の表面温度を上昇させ、クリーニングローラ５上に付着したトナーを溶融して、堆積トナーの一部を定着ローラ２に戻し、さらに用紙に転移させることができる。
【００４３】
したがって、クリーニングローラ５による定着ローラ２上のトナーをクリーニングする性能を長期間維持できるとともに、定着装置の小型化を達成することができる。
【００４４】
本発明は、上記した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内において、種々改変することができる。
【００４５】
本発明の定着装置は、たとえば、モノクロまたはカラーの複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、およびこれらの機能を組み合わせた多機能周辺機器（ＭＦＰ）等の画像形成装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態にかかる定着装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】クリーニングローラの清掃処理に関する制御ブロック図である。
【図３】クリーニングローラの清掃処理に関するタイミングチャートの一例を示す。
【符号の説明】
【００４７】
１    用紙、
２    定着ローラ、
３    加圧ローラ、
４    トナー、
５    クリーニングローラ、
５１    エアダクト、
６    制御部、
６１    温度制御部、
６２    送風制御部、
６３    通紙制御部、
７    ファンモータ、
８    定着モータ、
９    給紙モータ、
１０    定着装置、
Ｎ    ニップ部。
【図１】
2007017602.tif 000003
【図２】
2007017602.tif 000004
【図３】
2007017602.tif 000005