(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
未定着画像を担持した記録媒体を挟持搬送可能なニップ部を移動させながら未定着画像に含まれるトナーを加熱・加圧定着する定着装置であって、
上記ニップ部から移動する記録媒体の移動路近傍に、上記加熱・加圧定着に用いられる部材から上記記録媒体を分離する分離部材を備え、
上記分離部材は、上記加熱・加圧定着に用いられる部材と非接触状態で設けられ、該分離部材の近傍には、上記トナーを光触媒反応可能な光触媒物質が設置され、該光触媒物質を用いてトナーの分解を行うクリーニングモードが上記記録媒体への加熱・加圧定着時以外の時期に実行されることを特徴と特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１記載の定着装置において、
上記クリーニングモードが電源投入時に実行されることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の定着装置において、
上記分離部材には、その表面に拭き取り可能なクリーニング手段が設けられていることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちの一つに記載の定着装置において、
上記分離部材の表面を加熱する加熱手段が設けられ、該加熱手段は光触媒物質の光触媒反応によって生起される親水性を解消することを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項４記載の定着装置において、
上記加熱手段は、上記分離部材表面に伝導熱若しくは輻射熱を供給可能な構成を備え、光触媒の光触媒反応後に上記分離部材を加熱することを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちの一つに記載の定着装置を用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、定着装置およびこれを用いた画像形成装置に関し、さらに詳しくは、定着後の記録媒体分離機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機やファクシミリ装置あるいはプリンタや印刷機などの画像形成装置においては、紙などの記録媒体上に転写されて担持されている未定着トナーからなる未定着画像を定着して複写物や印刷出力とする場合がある。
【０００３】
定着に用いられる装置の一つに熱ローラ方式を用いた装置がある。この装置では、一対の弾性層を有するローラを対峙させて配置し、一方のローラを加熱ローラとして用い、他方のローラを記録媒体の加圧ローラとして用いるようになっている。この構成の装置では、記録媒体が加熱ローラと加圧ローラとの間のニップ部において挟持されながら搬送され、加熱ローラから与えられる熱によりみてい着画像中のトナーが融着され、記録媒体中に浸透することで定着される。
【０００４】
定着装置では、ローラからの加熱により記録媒体上に担持されているトナーが融解し、粘度が高まる傾向となる。このため、ニップ部を通過する際には、記録媒体におけるトナーの担持面が加熱ローラに貼り付いたままとなる虞がある。そこで、従来では、ニップ部を通過する記録媒体が加熱ローラに貼り付いて巻き付くのを防止する分離爪が記録媒体の排出側に配置され、ニップ部を通過した記録媒体を加熱ローラから剥ぎ取るようにした構成が備えられている。
【０００５】
しかし、分離爪は記録媒体上のトナーに接触する側に位置してることから、経時的に分離爪の表面にトナーが堆積し、堆積したトナーが固化したままとなると、記録媒体の剥離機能、つまり分離機能が低下したり、定着された画像を損傷したり、さらにはこかしたトナーにより加熱ローラ表面が損傷されて、特に離型層が損傷を受けることによりオフセット機能が低下するなどの不具合を招く場合がある。
【０００６】
従来、分離爪に堆積したトナーによる不具合を解消する目的で、分離爪表面に光触媒反応可能な光触媒である酸化チタンを用い、酸化チタンによる触媒作用によって爪表面に付着しているトナーを分解させる構成が提案されている（例えば、特開２００１−１００５８５号公報）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
光触媒物質である酸化チタンは、光が当たると酸化チタン表面にＯ２（スーパーオキサイドイオン）とＯＨ（水酸化ラジカル）という２種類の活性酸素が発生する。上記活性酸素は有機物を分解可能であるので、上記公報に開示されているように、分離爪表面に付着した有機物であるトナーを分解することができる。
【０００８】
しかし、上記公報に開示されているように、光触媒を分離爪に設けただけでは、次のような問題が新たに生じる。
分解時に発生するＯＨ（水酸基）の存在により分離爪表面が超親水性となり、記録媒体側あるいは定着体である加熱ローラ側に付着しているトナーが分離爪表面に再付着しやすくなり、再付着したトナーが固化すると分離爪の剥離機能、つまり分離機能が悪化するという問題がある。しかも、再付着したトナーが固化した場合には、分離機能の低下に加えて分離爪が接触している定着体である加熱ローラの表面を摺擦してしまい、加熱ローラ表面の離型層が損傷される虞もある。
【０００９】
一方、分離爪はその機能上、上記特開２００１−１００５８号公報あるいは特開平９−２４４４４４号公報に開示されているように、定着体である加熱ローラ表面に当接していることから、分離爪表面に設けられている光触媒が摺擦により損傷してしまうという問題がある。特に、分離爪と相対速度を以て移動する加熱ローラとの接触部では光触媒が削り落ちやすくなり、これにより、光触媒反応機能が低下してしまい、トナーの光触媒反応が適正に行えなくなる。
【００１０】
本発明は、上記従来の定着装置における問題、特に光触媒を用いた場合の問題に鑑み、記録媒体の分離機能の低下を防止すると共に、用いられる光触媒の劣化および定着に用いられる部材への損傷を確実に防止することができる構成を備えた定着装置およ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】
請求項１記載の発明は、未定着画像を担持した記録媒体を挟持搬送可能なニップ部を移動させながら未定着画像に含まれるトナーを加熱・加圧定着する定着装置であって、上記ニップ部から移動する記録媒体の移動路近傍に、上記加熱・加圧定着に用いられる部材から上記記録媒体を分離する分離部材を備え、上記分離部材は、上記加熱・加圧定着に用いられる部材と非接触状態で設けられ、該分離部材の近傍には、上記トナーを光触媒反応可能な光触媒物質が設置され、該光触媒物質を用いてトナーの分解を行うクリーニングモードが上記記録媒体への加熱・加圧定着時以外の時期に実行されることを特徴としている。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の定着装置において、上記クリーニングモードが電源投入時に実行されることを特徴としている。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の定着装置において、上記分離部材には、その表面に拭き取り可能なクリーニング手段が設けられていることを特徴としている。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のうちの一つに記載の定着装置において、上記分離部材の表面を加熱する加熱手段が設けられ、該加熱手段は光触媒物質の光触媒反応によって生起される親水性を解消することを特徴としている。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の定着装置において、上記加熱手段は、上記分離部材表面に伝導熱若しくは輻射熱を供給可能な構成を備え、光触媒の光触媒反応後に上記分離部材を加熱することを特徴としている。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のうちの一つに記載の定着装置を画像形成装置に用いることを特徴としている。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図示実施例により、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明実施例による定着装置を適用した画像形成装置の一つを示す図であり、同図に示す画像形成装置は、フルカラー画像を形成可能な複写機あるいはプリンタが用いられる。画像形成装置には、この他に、受信した画像信号に基づき上述した複写機およびプリンタと同様な画像形成処理が可能なファクシミリ装置がある。なお、画像形成装置には、上述したカラー画像を対象とするだけでなく、単一色の画像を対象とする装置も勿論含まれる。
【００２３】
図１に示す画像形成装置１は、色分解（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）された色に対応する画像を形成可能な複数の感光体ドラム１Ａ、２Ａ、３Ａ、４Ａを備えており、各感光体ドラムに形成された可視像が各感光体ドラムに対峙しながら移動可能な転写ベルト５によって搬送される記録媒体である転写紙Ｓにそれぞれ重畳転写されるようになっている。
【００２４】
いま、一つの感光体ドラム１Ａを代表して画像形成処理に係る構成を説明すると次の通りである。なお、他の感光体ドラム２Ａ〜４Ａに関しても同様な構成であるので、便宜上、感光体ドラム１Ａに関して付した符号を各感光体ドラムの部品番号に付けて示す。
感光体ドラム１Ａの周囲には、矢印で示す回転方向に沿って画像形成処理を実行するためにコロトロンあるいはスコトロトン等の構成を用いた帯電装置１Ｂ（図１では、ローラを用いた構成が示されている）、レーザ光を用いる書き込み装置１Ｃ、現像装置１Ｄおよびクリーニング装置１Ｅがそれぞれ配置されている。図１に示す画像形成装置１では、これら画像形成処理を実行する装置が配置されている画像形成部の上部に原稿読み取り部６が配置されており、原稿載置台６Ａ上に載置された原稿を読み取り装置７によって読み取った画像情報を図示しない画像処理制御部に出力し、上述した書き込み装置１Ｃに対する書き込み情報が得られるようになっている。帯電装置１Ｂは、ローラを用いた接触式に限らず、放電ワイヤを用いたコロナ放電式を用いることも可能である。
本実施例では、現像装置の配列が、図１において転写ベルト５の展張部における右側からイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックのトナーを供給できる順序で配列されている。
【００２５】
読み取り装置７は、原稿載置台６Ａ上に載置されている原稿を走査するための光源７Ａおよび原稿からの反射光を色分解毎の色に対応して設けられているＣＣＤ７Ｂに結像させるための複数の反射鏡７Ｃと結像レンズ７Ｄとを備えており、色分解毎の光強度に応じた画像情報が各ＣＣＤ７Ｂから画像処理制御部に出力される。
【００２６】
転写ベルト５は、複数のローラに掛け回されたポリエステルフィルムなどの誘電体で構成された部材であり、展張部分の一つが各感光体ドラム１Ａ〜４Ａに対峙し、各感光体ドラムとの対峙位置内側には、転写装置８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄが配置されている。転写ベルト５に対しては、レジストローラ９を介して給紙装置１０の給紙カセット１０Ａ内から繰り出された記録媒体Ｓが給送され、記録媒体Ｓが転写ベルト５に対して転写装置８Ａからのコロナ放電により静電吸着されて搬送される。
【００２７】
各感光体ドラム１Ａ〜４Ａからの画像転写が終了した記録媒体Ｓが移動する位置には記録媒体Ｓの分離装置１１が、また、展張部分の今一つの部分にはベルトを挟んで対向する除電装置１２が配置されている。なお、図１中、符号１３は、転写ベルト５に残存しているトナーを除去するクリーニング装置を示している。転写装置８Ａ〜８Ｄは、正極のコロナ放電を用いて感光体ドラム１Ａ〜４Ａに担持されている画像を記録媒体Ｓに向けて静電吸着させる特性とされている。
【００２８】
分離装置１１は、記録媒体Ｓの上面から負極性のＡＣコロナ放電を行うことにより記録媒体Ｓに蓄積している電荷を中和して静電的な吸着状態を解除することにより転写ベルト５の曲率を利用した分離を可能にすると共に分離の際の剥離放電によるトナーチリの発生を防止するようになっている。また、除電装置１２は、転写ベルト５の表裏両面から転写装置８Ａ〜８Ｄによる帯電特性と逆極性となる負極性のＡＣコロナ放電を行うことにより転写ベルト５の蓄積電荷を中和して電気的初期化を行うようになっている。
【００２９】
各感光体ドラム１Ａ〜４Ａでは、帯電装置１Ｂ〜４Ｂによって感光体ドラム１Ａ〜４Ａの表面が一様帯電され、原稿読み取り部６における読み取り装置７によって読み取られた色分解色毎の画像情報に基づき書き込み装置１Ｃ〜４Ｃを用いて感光体ドラムに静電潜像が形成され、該静電潜像が現像装置１Ｄ〜４Ｄから供給される色分解色に対応する補色関係を有する色のトナーにより可視像処理されたうえで、転写ベルト５に担持されて搬送される記録媒体Ｓに対して転写装置８Ａ〜８Ｄを介して静電転写される。
【００３０】
各感光体ドラム１Ａ〜４Ａに担持された色分解毎の画像が転写された記録媒体Ｓは、除電装置１１により除電された上で転写ベルト５の曲率を利用して曲率分離された後に定着装置１４に移動して未定着画像中のトナーが定着されて排出される。
【００３１】
定着装置１４は、その構成が図２に示されている。
定着装置１４は、トナーＴを定着させる記録媒体Ｓを搬送するための無端状の定着ベルト１５と、定着ベルト１５が張架されて定着ベルト１５を駆動する加熱ローラ１６及び定着ローラ１７と、定着ベルト１５を介して定着ローラ１７に対向して配置される加圧ローラ１８と、加熱ローラ１６、加圧ローラ１８の内部に備えられたヒータ１６Ａ、１８Ａと、定着ベルト１５の温度管理のために加熱ローラ１６側での定着ベルト１５の表面温度および加圧ローラ１８表面の温度を検知可能なサーミスタ等の温度検知部材１９，２０とを備えている。
【００３２】
定着ベルト１５は、耐熱性樹脂や金属からなるエンドレスベルト状基体が用いられ、耐熱性樹脂の場合には、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などが用いられ、金属ベルトの場合にはニッケル、アルミニウム、鉄などが用いられる。基体の厚さは１００μｍ以下の薄肉が望ましい。
基体表面の特性としては、記録媒体ＳおよびトナーＴと加圧接触することを考慮して、離型性が必要とされ、また耐熱性、耐久性に優れることが要求される。このため基体表面には、耐熱性離型層（フッ素系樹脂、高離型シリコンゴムなど）が被覆されている。フッ素系樹脂は、吹き付け等により基体表面に塗装され、加熱融着することにより表面離型層として形成される。また、高離型シリコンゴム層の場合には、ゴム硬度２５〜６５度（ＪＩＳＡ硬度計）、厚さが１００〜３００μｍの範囲が良好な定着性および熱応答性を得る条件として好ましい。
【００３３】
定着ベルト１５の別の構成としては、ポリイミドなどの耐熱性樹脂の基体にシリコンゴムなどの弾性体層を設け、さらに、その弾性体層の上にフッ素樹脂，ＰＦＡチューブなどの離型層を設けると、ＯＨＰ透明性、均一定着において良好な定着画像を得ることができる。
【００３４】
定着ローラ１７は、芯金１７Ａを有し、その外周にニップ幅を十分な幅とするために柔らかい耐熱性の材料、例えば発泡シリコンゴム等で構成された耐熱性弾性部材を備えている。加圧ローラ１８は、アルミニウム、ステンレス、若しくは炭素鋼などの芯金の表層に耐熱性の離型層（フッ素系樹脂、高離型シリコンゴム）が設けられている。なお、図２に示すように、芯金１８Ｂを中空に構成し、中にハロゲンランプなどのヒータ１８Ａを設ける場合もある。図２に示す構成では、記録媒体Ｓの定着ベルト１５からの剥離性を良くするために、加圧ローラ１８の硬度を定着ローラ１７よりも硬くして記録媒体Ｓを挟持搬送できるニップ部Ｎを下向き状態としている。さらに、加熱ローラ１６は、アルミニウム、炭素綱やステンレス綱さらには鋼などの中空金属円筒の薄肉ローラで構成され、内部には図２に示すようにハロゲンヒータ１８Ａが配置されている。
【００３５】
定着装置１４における加熱ローラ１６および加圧ローラ１８は、図示しない付勢手段により矢印Ｐ１およびＰ２に示す方向にローラを付勢することができ、これにより、定着ベルト１５は、加熱ローラ１６，定着ローラ１７および加圧ローラ１８間での外径設定により展張部の一部が加圧ローラ１８の周面に沿って下向きとなるニップ部Ｎを構成できるようになっている。
【００３６】
互いに対向する定着ローラ１７および加圧ローラ１８の回転方向（図２中に示す矢印方向）によりニップ部Ｎから記録媒体Ｓが移動する箇所には、定着ベルト５から記録媒体Ｓを分離するための分離部材２１が設けられている。
分離部材２１は、定着時に加熱によって軟化した際の粘性変化により定着ベルト１５に粘着した場合の記録媒体Ｓを定着ベルト１５から引き剥がすための部材であり、加熱・加圧定着に用いられる部材である定着ベルト１５に対して非接触な状態（図２中、符号Ｌで示す間隙を持たせて離された状態）で先端が位置決めされて設けられている。
【００３７】
定着ベルト１５に対して先端が非接触状態であっても記録媒体Ｓの分離が行える理由は、記録媒体Ｓに対する画像形成領域が記録媒体Ｓの移動方向先端を含まないことにある。つまり、通常、記録媒体Ｓの移動方向先端には画像部、いわゆる、トナーが存在していないことが多く、先端部が定着ベルトの曲率変化による曲率分離によって定着ベルト５から浮き上がることができる。このため、その部分が分離部材２１の先端によって捲られやすくなり、分離部材２１により移動方向を定着ベルト５から離れる方向に変更されやすくできる。なお、画像形成領域が記録媒体Ｓの移動方向先端を含めて記録媒体Ｓの全面に設定される場合も考慮して、分離部材２１の先端は、定着ベルト１５とは非接触であっても記録媒体Ｓの先端と干渉して記録媒体Ｓの移動方向を変更できる間隙を有する位置に位置決めされること勿論可能である。
【００３８】
分離部材２１は、記録媒体Ｓに担持されているトナーの粘性による記録媒体Ｓの付着を抑止するためにフッ素系樹脂を被覆してあるが、トナーの粘性が高いとその被覆層の存在に拘わらず定着ベルト５に付着することがあり、付着した場合には定着ローラ１５の曲率によっても分離させることができない場合がある。そこで、図２に示す構成においては、定着後の記録媒体Ｓが移動する移動路近傍に分離部材２１が配置されている。
【００３９】
分離部材２１は、板状部材で構成され、その近傍には光触媒物質が設置されている。図２に示す構成においては、分離部材２１の表層、いわゆる表面に光触媒物質である酸化チタンが加熱溶融されて被覆されることにより担持されている。
【００４０】
光触媒物質である酸化チタンは、紫外光が当たると、表面にＯ２（スーパーオキサイドイオン）と、ＯＨ（水酸ラジカル）という２種の活性酸素を発生させ、この活性酸素によりトナーを分解させることができる。このため、図２に示す構成においては、分離部材２１の近傍に、上記紫外光を照射するための光源となる放電電極２２Ａと、この電極２２Ａを支持するケーシング２２Ｂとを備えた放電装置２２が配置されている。
放電装置２２は、放電電極２２Ａをコロナ放電させ、放電により発生する紫外光を光触媒物質である酸化チタンに照射できるようになっている。
【００４１】
本実施形態における画像形成装置１の現像装置１Ｄ〜４Ｄに用いられるトナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤およびワックスを含有するトナーが用いられ、カルナウバに代表されるワックス、若しくはジメチルシロキサンに代表されるオイルのいずれかを５〜２０重量部含有させているトナーが用いられている。このような成分を含むトナーを用いることにより、通常、この種、定着装置において必要とされるオフセット防止用の離型剤塗布装置をなくしても定着ベルト１５への記録媒体の巻き付きを抑えることができる。
【００４２】
本実施形態においては、定着後の記録媒体Ｓがニップ部Ｎを通過して排出されると、定着ローラ１５に掛け回されている定着ベルト５の曲率により定着ベルト５から記録媒体Ｓが引き離される場合には、記録媒体Ｓが排出部に向けて移動することができる。
【００４３】
一方、定着後に定着ベルト５に貼り付いたまま定着ベルト５と共にニップ部Ｎを通過した後に定着ローラ１５の周面に沿って記録媒体Ｓが移動した場合には、記録媒体Ｓの先端が分離部材２１の先端と干渉し、記録媒体Ｓの先端が分離部材２１の先端により捲られて定着ベルト５から分離される。
【００４４】
定着ベルト５から記録媒体Ｓを分離することができる分離部材２１は、記録媒体Ｓに担持されているトナーに先端表面が接触すると、経時的に先端表面へトナーが堆積することになる。
分離部材２１の先端表面に堆積したトナーは、固化すると記録媒体Ｓの分離機能が損なわれたりあるいは記録媒体Ｓ上の画像を摺擦してしまうなどの不具合を招く。そこで、分離部材２１の表層に担持されている光触媒物質に紫外光を照射することにより光触媒物質の光触媒反応によって生成される活性酸素によって堆積したトナーを分解させることができる。
【００４５】
本実施形態によれば、記録媒体Ｓの分離機能を発揮させる分離部材２１に光触媒物質を設けて経時的に堆積するトナーを光触媒物質の光触媒反応により分解させる際に、分離部材２１が定着ベルト１５と非接触な状態で設けられていることにより、光触媒物質が可動部である定着ベルト１５に摺擦されて削り取られるのを防止することができる。これにより、光触媒物質によるトナーの分解を良好に維持させることができるので、トナーの堆積による分離部材２１の記録媒体分離機能の低下を防止することができる。
【００４６】
次に、本発明の実施形態に係る別例を説明する。
図３は、本発明の実施形態に係る別例を示す図であり、同図に示した構成においては、分離部材２１におけるトナーが付着している面に効率良く紫外光の照射が行えることを特徴としている。
図３において、分離部材（便宜上、符号２１’で示す）は、ガラスなどの板状の透明部材が用いられている。
透明体からなる分離部材２１’は、図２に示した構成と同様に、先端が定着ベルト１５と非接触な状態で位置決めされており、表層には光触媒物質が設けられている。
光触媒物質に対して紫外光を照射する放電装置２２は、分離部材２１’における少なくともトナー（図３中、符号Ｔ‘で示す）が付着している面の裏側から光を照射できる位置に設置されている。
【００４７】
本実施形態においては、分離部材２１’におけるトナーが付着している面、つまりトナーと光触媒物質との境界に対して放電装置２２からの紫外光を照射できるので、トナーの分解を分離部材２１’の表面から開始させることができ、これにより、分離部材２１’上でのトナーの堆積を速やかに解消させることができる。なお、紫外光の照射は上述した分離部材２１’におけるトナーの付着面と反対側（裏側）からだけでなく、トナーの付着している面側からも併せて行うこと勿論可能であり、この場合には、トナーの分解速度を速めることができる。
【００４８】
次に本発明の実施形態に係る他の例について説明する。
図２および図３に示した構成において、放電装置２２には、分離部材２１，２１’に設けられているものと同様に酸化チタンを用いた光触媒物質が設けられている。この構成においては、光触媒物質である酸化チタンが紫外光を照射される分離部材２１，２１’だけでなく紫外光の光源部を備えた放電装置２２にも設けられているので、分離部材２１，２１’上だけでなく放電装置２２からも活性酸素を発生されることができる。これにより、分離部材２１，２１’に付着堆積しているトナーの分解を速めることができると共に、殆ど全てのトナーを分解させて堆積状態を解消することができる。
【００４９】
次に本発明の実施形態に係るさらに別の例について説明する。
本発明の実施形態に係るさらに別の例は、光触媒反応により現出する光触媒物質表面での超親水性を解消することを特徴としている。
図２および図３において示した光触媒物質による光触媒反応が起こると、光触媒物質である酸化チタン表面に水とのなじみが良いＯＨ（水酸基）が生じることが原因して分離部材２１，２１’の表面にトナーが付着しやすくなる。つまり、親水性が生じると、水分にトナーが吸着されやすくなる。このため、堆積しているトナーを光触媒反応により分解したにも拘わらず、記録媒体Ｓに担持されているトナーと接触するとそのトナーが新たに付着してしまう虞がある。
【００５０】
本実施形態では、記録媒体Ｓに担持されたトナーの定着時には光触媒反応を起こさせないようにするために、紫外光の照射を記録媒体Ｓの加熱・加圧定着時以外の時期に設定して分離部材２１，２１’に堆積しているトナーの分解を行わせるクリーニングモードが設定されている。このため、放電装置２２は、クリーニングモード時のみ紫外光の照射が行えるように動作設定されている。
【００５１】
本実施形態によれば、クリーニングモード時のみに光触媒物質の光触媒反応が起こされ、定着動作時、つまり、記録媒体Ｓが定着装置１４を通過する時には光触媒反応が起きないようにできるので、クリーニングモードによって堆積トナーが分解され終わっている状態の分離部材２１，２１’に対して記録媒体Ｓに担持されているトナーが新たに付着するような事態が防止できる。
【００５２】
本実施形態においては、クリーニングモードの実行時期として、電源投入時、つまり、定着装置の始動時が設定されている。このようなクリーニング実行時期を設定する理由は次の通りである。
通常、電源投入により定着装置１４が始動した場合には、加熱ローラ１６および加圧ローラ１８内に設けられているヒータ１６Ａ、１８Ａの点灯により分離部材２１，２１’近傍の雰囲気温度が急上昇する。このため、分離部材２１，２１’の表面と雰囲気温度との差により結露が生じ水滴が分離部材２１，２１’の表面に付着する。従って、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、水滴Ｗは、トナーＴの下面に入り込みトナーＴを浮き上がらせることになり、分離部材２１，２１’の表面から遊離した状態でトナーＴが洗い流され、いわゆる、分離部材２１，２１’におけるセルフクリーニングが可能となる。しかも、このときに、放電装置２２からの紫外光の照射も併せて行うと、分離部材２１，２１’の表面から浮き上がって分離されたトナーＴを分解できることにより、分離部材２１，２１’の表面にトナーＴが確実に存在しないようにすることができる。
【００５３】
本実施形態によれば、定着動作時以外の時期に放電装置２２からの紫外光の照射によるトナーの分解を行えるようにすることにより、超親水性が起こる時期に記録媒体Ｓの定着を行わないので、記録媒体Ｓに担持されているトナーが分離部材２１，２１’に新たに付着するような事態を確実に防止できる。
【００５４】
さらに、定着装置の始動時においては、結露による水滴Ｗによって分離部材２１，２１’表面に堆積しているトナーＴを浮き上がらせて洗い流せることにより分離部材２１，２１’による堆積トナーのセルフクリーニングが可能となり、分離部材２１，２１’表面に付着しているトナーをなくすことができる。
【００５５】
次の本発明の実施形態に係るさらに他の例を説明する。
本例は、分離部材２１，２１’の表面に付着している水滴Ｗにより浮き上がった状態のトナーＴを強制的に除去するためのクリーニング手段を設けたことを特徴としている。
【００５６】
図５は、本例を説明するための図であり、同図において、分離部材２１には、その表面を摺動してトナーを拭き取り可能なクリーニング手段２３が設けられている。
クリーニング手段２３は、図６に示すように、分離部材２１における幅方向に沿って摺動可能なクリーニングフェルト２３Ａを備えており、クリーニングフェルト２３Ａは、分離部材２１の幅方向に並行する軸方向を有するねじ軸２３Ｂに勘合して摺動可能な軸受け部材２３Ｃに基端が一体化されている支持アーム２３Ｄの先端に取り付けられている。
【００５７】
ねじ軸２３Ｂは、軸方向一端に従動ギヤ２４を備えており、従動ギヤ２４はモータ２５の出力軸に一体の駆動ギヤ２６に噛み合っている。モータ２５は、駆動部（ドライバ）２７を介して駆動制御部（ＣＰＵ）２８に接続されており、駆動制御部２８は、放電装置２２からの紫外光照射後において所定時間の間、モータ２５を正逆回転させてクリーニングフェルト２３Ａを分離部材２１の表面で幅方向に往復動させる。
【００５８】
本実施形態においては、図４において説明したように、水滴Ｗによって浮き上がった状態のトナーＴを拭き取ることにより強制的に除去することができる。これにより、例えば、上述したセルフクリーニングが可能な程度の水滴Ｗの量がなく、トナーの洗い流しができないような場合でも、水滴Ｗによって浮き上がっているだけのトナーＴを強制的に分離部材２１の表面から除去することができる。これにより、水滴Ｗと共にトナーＴを分離部材２１の表面から除去できるので、トナーの残存による分離部材２１の分離機能の悪化が解消されると共に、水滴Ｗの残存による新たなトナーの付着を防止することが可能となる。
【００５９】
次に本発明の実施形態に係るさらに他の例について説明する。
本例は、光触媒反応により起こる親水性を解消することを特徴としている。つまり、光触媒物質に対して紫外光を照射して光触媒反応を起こさせると、上述したように光触媒物質表面が水酸基によって超親水性となる。このため、紫外光の照射を終了した後に光触媒物質表面が超親水性から疎水性に復帰するまでの時間は自然状態で数十時間必要とされていることから、上述したクリーニングモードを終了して定着動作を開始してしまうと、疎水性に復帰しない状態で未だ分離部材２１の表面に水分の薄層が存在している場合に記録媒体Ｓ上のトナーが新たに付着してしまう虞がある。そこで、本実施形態では、クリーニングモードを実行しているときに分離部材２１における光触媒物質表面に残存する水分を蒸発させて親水性を弱めて疎水性への復帰を速めるようにしている。
残存する水分を蒸発させるための構成として、本実施形態では、分離部材２１の表面を加熱する加熱手段２９が設けられており、図２に示す構成においては、加熱手段２９として、分離部材２１におけるトナー付着堆積面の裏側に貼り付けられて直接伝導熱を供給可能な面状発熱体が用いられている。面状発熱体を用いる加熱手段２９は、図示しない電源に接続され、放電装置２２からの紫外光の照射が終了する時期に合わせて、好ましくは、図６に示したクリーニング手段による拭き取り動作終了後に発熱する制御が行われる。なお、加熱手段２９としては、伝導熱を供給する型式に限らず、分離部材２１自体を発熱体とすることや図示しないが、輻射熱を供給可能なハロゲンランプなどの放熱部材を用いることも可能である。
【００６０】
本実施形態においては、紫外光の照射が終了した後に分離部材２１の表面、つまり光触媒物質の表面に残存する水分を加熱手段２９によって蒸発させることができるので、定着動作に移行した場合に記録媒体上のトナーが分離部材２１の表面に吸着されることを確実になくすことができる。
【００６１】
上記実施形態は、いずれも定着ベルト１５を用いた構成を対象としているが、本発明の実施形態はこの構成に限らないこと勿論である。
図７は、定着ベルト１５を用いることなく加熱ローラと加圧ローラとを対向当接させた熱ローラ方式の定着装置が示されており、以下にこの構成を対象とした場合の実施形態について説明する。
【００６２】
図７に示す定着装置（便宜上、符号１４’で示す）は、一対のローラ３０，３１を備えており、記録媒体Ｓにおけるトナー担持面に対向するローラ３０がハロゲンヒータなどの熱源３０Ａを内蔵した加熱ローラとして、また、加熱ローラ３０と対向する側のローラ３１が加圧ローラとして配置されている。
加熱ローラ３０は、アルミニウム、ステンレスあるいは炭素綱などの芯金の表面に厚さ２ｍｍの弾性体層が被覆され、さらにその上層に厚さ５０μｍのＰＦＡチューブが被覆されて構成されている。加熱ローラ３０の軸上硬度は、アスカーＣ６７ＨＳに設定されている。加圧ローラ３１は、加熱ローラ３０と同等な構成とされている。
【００６３】
加熱ローラ３０と加圧ローラ３１とは、対向当接する位置で同じ方向に移動する回転方向が設定されており、互いに対向当接する位置で記録媒体Ｓを挟持搬送できるのニップ部Ｎを構成している。
ニップ部Ｎを通過した記録媒体Ｓの移動路近傍には、加熱ローラ３０に記録媒体Ｓが巻き付くのを防止して分離する分離部材３２が設けられている。
【００６４】
分離部材３２は、図２に示した構成と同様に先端が加熱・加圧定着に用いられる部材の一つである加熱ローラ３０に対して非接触状態に位置決めされた板状部材で構成され、表層には酸化チタンを用いた光触媒物質が担持されている。
分離部材３２の近傍には、光触媒物質の光触媒反応を起こさせるための放電装置（便宜上、図２に示した符号２２を用いる）が配置されている。
【００６５】
図７に示す構成においては、加熱ローラ３０と加圧ローラ３１とが対向当接しているニップ部Ｎにおいて記録媒体Ｓが挟持搬送される過程で記録媒体Ｓに担持されているトナーＴが加熱・加圧定着される。
ニップ部Ｎを通過した記録媒体Ｓは、加熱ローラ３０の曲率により分離されるのが本来の態勢であるが、定着時に発生するトナーの粘性変化により加熱ローラ３０に貼り付いたまま移動すると分離部材３２によって剥離される。
【００６６】
記録媒体ＳのトナーＴと接触する分離部材３２は、経時的にトナーＴが堆積する。このとき、図２において説明したクリーニングモードの設定により、放電装置２２からのコロナ放電により紫外光が光触媒物質に照射されることにより、光触媒反応により生起される親水性を利用したセルフクリーニングによってトナーが洗い流され若しくは分解される。
【００６７】
本例においては、図２に示した構成と同様に、光触媒物質を端持した分離部材３２が、加熱ローラ３０と非接触状態で配置されているので、光触媒物質の削り落ちが生じないので、光触媒物質による光触媒反応を維持できることにより堆積トナーの解消により記録媒体Ｓの分離機能の低下が防止できると共に光触媒反応による親水性による新たなトナーの付着を防止することができる。
【００６８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、光触媒物質の光触媒反応によるトナーの分解を行うクリーニングモードが加熱・加圧定着時以外の時期に実行されることにより、定着時に分離部材と対面する記録媒体に担持されているトナーが光触媒反応によって生起される親水性による新たな分離部材に付着するのを防止して分離部材による分離機能の悪化を防止することが可能となる。
【００６９】
請求項２記載の発明によれば、クリーニングモードが電源投入時、換言すれば、加熱・加圧定着時と違って結露などによる水分の現出が顕著となる時期に行われることにより結露により生じた水分によって分離部材に付着しているトナーを洗い流して分離部材によるセルフクリーニングを可能にすることができる。
【００７０】
請求項３記載の発明によれば、分離部材の表面を拭き取り可能なクリーニング手段が設けられて光触媒物質による光触媒反応によって光触媒物質が親水性を帯びた場合に生じる水分を強制的に除去することができるので、僅かな水分の残留によっても生じるトナーの新たな付着および水分によって浮き上がったままとなっているトナーを確実に除去することが可能となる。
【００７１】
請求項４および５記載の発明によれば、光触媒物質による光触媒反応により生起される親水性によって現出した水分を発熱手段により強制的に蒸発させて除去できるので、水分の存在による新たなトナーが分離部材に付着するのを確実に防止して分離部材の分離機能の悪化を防止することが可能となる。
【００７２】
請求項６記載の発明によれば、定着装置から移動する記録媒体が加熱・加圧定着に用いられる部材に貼り付いて搬送不良を起こすのを確実の防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による定着装置を適用した画像形成装置の一例を説明するための模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る一例による定着装置の要部構成を説明するための模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係る他の一例による定着装置の要部構成を説明するための模式図である。
【図４】光触媒反応による光触媒物資表面で発生する現象を説明するための図である。
【図５】本発明の実施形態に係る別の例による定着装置の要部構成を説明するための模式図である。
【図６】図５に示した定着装置に用いられるクリーニング手段の構成を説明するための模式図である。
【図７】本発明の実施携帯による定着装置の別の構成を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１  画像形成装置
１Ａ〜４Ａ  感光体ドラム
１４  定着装置
１５  定着ベルト
１６，３０  加熱ローラ
１８，３１  加圧ローラ
２１  分離部材
２２  放電装置
２３  クリーニング手段
２３Ａ  クリーニングフェルト
２９  加熱手段
Ｌ  分離部材と加熱・加圧定着に用いられる部材との間隙
Ｎ  ニップ部
Ｓ  記録媒体
Ｔ  トナー
【図１】
0003883419.tif 000002
【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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【図７】
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