(57)【要約】【課題】十分なウェブニップを長期に亘り確保し、経時でのクリーニング性能に優れる定着装置を提供する。【解決手段】定着部材と加圧部材とで形成される定着ニップ部に、トナー像を保持した記録媒体を通過させ定着させる定着装置であって、定着部材の表面を清掃する定着部材クリーニング手段をさらに備え、定着部材クリーニング手段は、定着部材の表面を清掃するクリーニングウェブと、該クリーニングウェブを送り出し可能に保持するクリーニングウェブ保持部材と、クリーニングウェブを巻き取り可能なクリーニングウェブ巻き取り部材と、記クリーニングウェブを定着部材へ押圧するウェブ加圧ローラと、クリーニングウェブ及びウェブ加圧ローラに当接しながら当該ウェブ加圧ローラをクリーニングするウェブ加圧ローラクリーニングローラを有し、ウェブ加圧ローラクリーニングローラはクリーニングウェブ及びウェブ加圧ローラ夫々との接触圧を可変に保持される。【選択図】図２
2016009005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱部を有する定着部材と、前記定着部材に接触して当該定着部材との間に定着ニップ部を形成する加圧部材と、前記定着部材の表面をクリーニングする定着部材クリーニング手段と、を備え、
トナー像を保持した記録媒体を前記定着ニップ部に通過させ、熱と圧力とによって前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着装置であって、
前記定着部材クリーニング手段は、前記定着部材の表面を摺擦して当該定着部材の表面をクリーニングするクリーニングウェブと、該クリーニングウェブを送り出し可能に保持するクリーニングウェブ保持部材と、前記クリーニングウェブを巻き取り可能なクリーニングウェブ巻き取り部材と、前記クリーニングウェブを前記定着部材へ押圧するウェブ加圧ローラと、前記クリーニングウェブ及び前記ウェブ加圧ローラに当接しながら当該ウェブ加圧ローラをクリーニングするウェブ加圧ローラクリーニングローラと、を有し、
前記ウェブ加圧ローラクリーニングローラは前記クリーニングウェブ及び前記ウェブ加圧ローラそれぞれとの接触圧を可変に保持されることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記ウェブ加圧ローラクリーニングローラは前記ウェブ加圧ローラよりも前記クリーニングウェブの搬送方向下流側に位置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】
前記ウェブ加圧ローラクリーニングローラの接触圧は、前記定着部材の温度に応じて変化させることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記ウェブ加圧ローラクリーニングローラの接触圧は、前記トナー像の前記記録媒体上における画像面積に応じて変化させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記クリーニングウェブの汚れの度合いを検出する光センサをさらに備え、
前記ウェブ加圧ローラクリーニングローラの接触圧は、前記光センサが検出した前記クリーニングウェブの汚れの度合いの検出結果に応じて変化させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
加熱部を有する定着部材と、該定着部材に接触する加圧部材とで形成される定着ニップ部に、トナー像を保持した記録媒体を通過させ、熱と圧力とによって前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着方法であって、
前記定着部材の表面をクリーニングウェブでクリーニングする定着部材クリーニング工程を備え、
前記定着部材クリーニング工程は、前記定着部材の表面をクリーニングウェブで摺擦して当該定着部材の表面をクリーニングし、
前記クリーニングウェブをクリーニングウェブ保持部材で送り出し、
前記クリーニングウェブをクリーニングウェブ巻き取り部材で巻き取り、
前記ウェブ加圧ローラは前記クリーニングウェブを前記定着部材へ押圧し、
前記クリーニングウェブ及び前記ウェブ加圧ローラにウェブ加圧ローラクリーニングローラを当接させながら当該ウェブ加圧ローラをクリーニングし、
前記ウェブ加圧ローラクリーニングローラの前記クリーニングウェブ及び前記ウェブ加圧ローラそれぞれとの接触圧を可変に保持することを特徴とする定着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着部材のクリーニングを行う定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはこれらの複合機などの電子写真方式の画像形成装置では、帯電、書き込み、現像、転写、クリーニング、除電、定着等のプロセスを繰り返してトナー画像を紙やＯＨＰ等の記録媒体に形成する。
【０００３】
このとき、定着においてはトナーや記録媒体の成分（紙粉や添加剤等）などが定着ローラ等の定着部材に付着し、汚れが生じてしまう。そこで、定着ローラに対して不織布等のクリーニングウェブを押し当て、定着ローラ表面に付着するトナーを除去するとともに、定着ローラ表面にトナー付着防止用オイルを塗布することが知られている。
しかしながら、今までのクリーニング手段では、クリーニングウェブでクリーニングするトナー量が増えることでトナーはクリーニングウェブを通過し、クリーニングウェブを押し付けているウェブ加圧ローラにトナーが付着し、経時で表面が硬化するようになった。これによって十分なウェブニップを確保できなくなり、クリーニング性能が落ちてしまう問題があった。
なお、近年では画像形成速度の高速化や省エネのため、定着ローラ表面の温度を常に高い状態には維持できず、トナーオフセットが多く発生する傾向にあり、これに伴ってクリーニングするトナー量も増加する傾向にある。
【０００４】
ここで、例えば特許文献１（特許第４４０２０８７号公報）には、定着手段の表面に当接するように設けられる第１のクリーニングウェブを有する第１のクリーニング手段と、第１のクリーニングウェブの定着手段への当接面の反対側の面で第１のクリーニングウェブに当接するように設けられる第２のクリーニングウェブを有する第２のクリーニング手段を備える構成が開示されている。この特許文献１に開示されている構成によれば、画像形成装置の小型化に伴う加熱手段の能力縮小および画像形成速度の高速化に対応可能であり、オフセットトナーが大量に発生した場合でも定着手段からオフセットトナーを確実に除去でき、画像汚れなどのない高画質画像を記録媒体に安定的に定着できる定着装置および該定着装置を含む画像形成装置を提供することができる。
しかしながら、特許文献１に開示されている構成では、ウェブ加圧ローラにトナーが付着し、経時で表面が硬化することで十分なウェブニップを確保できなくなり、クリーニング性能が落ちてしまうという問題は解消できていない。かかる構成では、ウェブ加圧ローラに対してウェブは二重となっているため、初期的にはウェブ加圧ローラまで到達しないが、経時的には到達してしまい硬化が発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、十分なウェブニップを長期に亘り確保し、経時でのクリーニング性能を保つことができる定着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】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明に係る定着装置は、加熱部を有する定着部材と、前記定着部材に接触して当該定着部材との間に定着ニップ部を形成する加圧部材と、前記定着部材の表面をクリーニングする定着部材クリーニング手段と、を備え、トナー像を保持した記録媒体を前記定着ニップ部に通過させ、熱と圧力とによって前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着装置であって、前記定着部材クリーニング手段は、前記定着部材の表面を摺擦して当該定着部材の表面をクリーニングするクリーニングウェブと、該クリーニングウェブを送り出し可能に保持するクリーニングウェブ保持部材と、前記クリーニングウェブを巻き取り可能なクリーニングウェブ巻き取り部材と、前記クリーニングウェブを前記定着部材へ押圧するウェブ加圧ローラと、前記クリーニングウェブ及び前記ウェブ加圧ローラに当接しながら当該ウェブ加圧ローラをクリーニングするウェブ加圧ローラクリーニングローラと、を有し、前記ウェブ加圧ローラクリーニングローラは前記クリーニングウェブ及び前記ウェブ加圧ローラそれぞれとの接触圧を可変に保持されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、十分なウェブニップを長期に亘り確保し、経時でのクリーニング性能を保つことができる定着装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る定着装置の一実施の形態における全体構成を示す概略図である。
【図２】図１に示す本発明に係る定着装置の一実施の形態における要部の構成を示す概略図であり、ウェブ加圧ローラクリーニングローラ２８の接触圧を可変とする構成について説明する図である。
【図３】定着部材１０の表面温度が低くなった場合における接触圧の制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】紙Ｓ上の画像面積が大きい場合における接触圧の制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】クリーニングウェブ２０の汚れが多くなってきた場合における接触圧の制御方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に係る定着装置は、加熱部を有する定着部材と、前記定着部材に接触して当該定着部材との間に定着ニップ部を形成する加圧部材と、前記定着部材の表面をクリーニングする定着部材クリーニング手段と、を備え、トナー像を保持した記録媒体を前記定着ニップ部に通過させ、熱と圧力とによって前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着装置であって、前記定着部材クリーニング手段は、前記定着部材の表面を摺擦して当該定着部材の表面をクリーニングするクリーニングウェブと、該クリーニングウェブを送り出し可能に保持するクリーニングウェブ保持部材と、前記クリーニングウェブを巻き取り可能なクリーニングウェブ巻き取り部材と、前記クリーニングウェブを前記定着部材へ押圧するウェブ加圧ローラと、前記クリーニングウェブ及び前記ウェブ加圧ローラに当接しながら当該ウェブ加圧ローラをクリーニングするウェブ加圧ローラクリーニングローラと、を有し、前記ウェブ加圧ローラクリーニングローラは前記クリーニングウェブ及び前記ウェブ加圧ローラそれぞれとの接触圧を可変に保持されることを特徴とする。
すなわち本発明は、定着ローラに不織布等のクリーニングウェブを押し当て、定着ローラ表面に付着するトナーを除去するとともに、定着ローラ表面にトナー付着防止用オイルを塗布するようにしたクリーニングに際して、ウェブ加圧ローラのトナー汚れを除去するクリーニングローラをウェブ加圧ローラとウェブに接するように設け、汚れ度合いに応じてクリーニングローラのウェブ加圧ローラ、ウェブとの接触圧を変化させる。
【００１０】
次に、本発明に係る定着装置についてさらに詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の説明において本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００１１】
図１は、本発明に係る定着装置の一実施の形態における全体構成を示す概略図である。
図１に示す定着装置では、内部に加熱部であるヒータ１０ａを備える定着部材１０と、加圧部材１２との圧接領域である定着ニップ部で、記録媒体である紙Ｓ上に担持された未定着のトナーＴにより形成されたトナー像に熱と圧力を付与して溶融させ、トナー像を紙Ｓに定着させる。定着部材１０はベルト形状であり、その表面が無端移動して定着を行い、また、加圧部材１２もその表面が無端移動し定着部材１０を加圧することで、これらで形成される定着ニップ部において熱および圧力を付与する。
【００１２】
ところで、定着ニップ部で溶融されるトナーＴは、定着ニップ部を通過した後にそのすべてが紙Ｓに定着するのではなく、一部が定着部材１０に付着することがある。そして、定着ニップ部において定着部材１０に付着した一部のトナーＴは、定着部材１０の表面に付着したままその定着部材１０の回転に伴って移動することとなる。このため、オフセットによって定着部材１０に移行したトナーＴは、定着部材１０と接触する用紙分離爪（不図示）、定着部材表面温度検出センサ１４（以下、単に表面温度検出センサ１４とも称する。）、加圧部材１２等の定着部材１０と接して設けられた部材を汚してしまうという不具合があった。あるいは、定着部材１０の表面に付着したトナーＴは次の通紙時において紙Ｓに付着し汚してしまうという不具合があった。
【００１３】
そこで、上記したような不具合を未然に防ぐために、一般には定着部材１０に所定の圧力で押圧されるクリーニング部材を用いて、定着部材１０の表面に付着したトナーＴを清掃するクリーニング機構が設けられている。
本実施の形態におけるクリーニング機構では、定着部材１０の表面を摺擦して定着部材１０の表面をクリーニングするためのクリーニングウェブ２０と、クリーニングウェブ２０を送り出し可能に保持するクリーニングウェブ保持部材２２と、クリーニングウェブ２０を巻き取り可能なクリーニングウェブ巻き取りローラ２４とを備える。
そして、所定のタイミングでクリーニングウェブ巻き取りローラ２４が巻き取る方向に回転することで、クリーニングウェブ２０の中の新しい部分（定着部材１０と接していない部分）が徐々にクリーニングウェブ保持部材２２側からウェブニップ部に移動してくる。これにより、定着部材１０の表面に付着するトナーＴを除去するとともに、定着部材１０の表面にトナー付着防止用オイルを塗布している。
【００１４】
しかしながら、近年においては画像形成速度の高速化や省エネのため、定着部材表面の温度を常に高い状態には維持できず、トナーオフセットが多く発生する傾向にある。これまでのクリーニング機構では、クリーニングウェブでクリーニングするトナー量が増えることでトナーはクリーニングウェブを通過し、クリーニングウェブを押し付けているウェブ加圧ローラに付着し、経時で表面が硬化するようになった。これによって十分なウェブニップを確保できなくなり、クリーニング性能が落ちてしまう問題があった。
【００１５】
そこで、ウェブ加圧ローラ２６のトナー汚れを除去するクリーニングローラ２８を搭載し、ウェブ加圧ローラ２６とクリーニングウェブ２０とに接するように設けた。これによって図１の白点（ただし、実際には各色の色を呈したトナーである）で示すように、ウェブ加圧ローラ２６に付着したトナーＴをクリーニングローラ２８上に付着させることで、ウェブ加圧ローラ２６の硬化を防ぐことができる。
また、汚れが少ない定着部材１０と接触しない側のクリーニングウェブ２０の面（定着部材１０との対向面と反対側の面）にクリーニングローラ２８のトナーＴを付着させて巻き取ることにより、クリーニングローラ２８自体もクリーニングできるようにしている。クリーニングローラ２８の位置は、ウェブ加圧ローラ２６よりもクリーニングウェブ２０の搬送下流側に配置されている。もしもクリーニングローラ２８の位置をクリーニングウェブ２０の搬送上流側としてしまうと、クリーニングローラ２８からクリーニングウェブ２０に移ったトナーＴが下流側でウェブ加圧ローラ２６の表面に付着してしまうため、これを防ぐようにしている。
【００１６】
また、本発明に係る定着装置において、ウェブ加圧ローラクリーニングローラ２８はウェブ加圧ローラ２６、クリーニングウェブ２０との接触圧を変化させることができるように保持されている。
なお、クリーニングローラ２８のウェブ加圧ローラ２６、クリーニングウェブ２０への接触圧を大きくすることでクリーニング性能は上がるが、構成する部品への負荷が大きくなる。ここで、クリーニングローラ２８は常に汚れる状態となる訳ではではないため、必要時にのみ接触圧をあげるようにしている。これによって過剰な強度や耐久性が高い部品を使用する必要性がなくなり、コストアップを最小限に抑えることが可能となる。
【００１７】
図２は、図１に示す本発明に係る定着装置の一実施の形態における要部の構成を示す概略図であり、ウェブ加圧ローラクリーニングローラ２８の接触圧を可変とする構成について説明する図である。
ウェブ加圧ローラクリーニングローラ２８は図２に示す矢印のようにウェブ加圧ローラ２６とクリーニングウェブ２０の方向に接触圧を大きくできるように、カム等の機構により動作する。ウェブ加圧ローラクリーニングローラ２８の接触圧は、ウェブ加圧ローラ２６にトナーＴの付着が発生する３つの条件のうち少なくともいずれか１つに当てはまる場合に大きくなることが好ましい。この３つの条件とは、１つ目は定着部材１０の温度が低くなった場合、２つ目は紙Ｓ（記録媒体）上の画像面積が大きい場合、３つ目はクリーニングウェブ２０の汚れが多くなってきた場合である。
【００１８】
以下、これらの３つの条件における接触圧の制御の流れについて順に説明する。
なお、上記した各部材の構成および材料については特に限定する旨の記載がない限り周知慣用されているものを用いることができる。例えば、定着部材１０としては、図１に示すその表面が回転自在な定着ローラのような定着部材であってもよく、その表面が回転自在に設けられてなり、支持部材に張架された定着ベルト（および支持部材等）のような定着部材であってもよい。
【００１９】
≪接触圧の制御の第１の実施形態≫
図３は定着部材１０の表面温度が低くなった場合における接触圧の制御方法を説明するためのフローチャートである。
まず画像形成が開始される（Ｓ３０）。
また、定着部材１０の近傍には、定着部材１０の表面温度を測定する表面温度検出センサ１４が設けられている。そして表面温度検出センサ１４の検出した温度が定着部材１０の表面温度が閾値Ｔ１よりも低くなった場合（Ｓ３１がＹｅｓ）、トナーオフセットが発生しやすくなり、ウェブ加圧ローラ２６の表面が汚れやすくなるため、ウェブ加圧ローラクリーニングローラ２８はウェブ加圧ローラ２６とクリーニングウェブ２０に対して接触圧が大きくなるよう動作する（Ｓ３２）。その後、定着部材１０の表面温度が閾値Ｔ２（≧Ｔ１）より大きくなった場合（Ｓ３３がＹｅｓ）、所定の時間が経過してからウェブ加圧ローラ２６の接触圧を元に戻す（Ｓ３４）。そして、ウェブ加圧ローラクリーニングローラ２８上のトナー汚れを十分に取り除くため、所定の時間、クリーニングウェブ２０に対し接触圧を大きいまま保持し、その後クリーニングウェブ２０に対する接触圧を元に戻す（Ｓ３５）。
【００２０】
接触圧を元に戻して画像形成終了か否かを判断し（Ｓ３６）、終了の場合（Ｓ３６がＹｅｓ）はそのまま画像形成終了とし（Ｓ３９）、終了しない場合（Ｓ３６がＮｏ）、再び表面温度検出センサ１４の検出した温度が定着部材１０の表面温度が閾値Ｔ１よりも低くなったかを判断する（Ｓ３１）。
【００２１】
一方、Ｓ３１でＮｏと判断された場合（表面温度検出センサ１４の検出した温度が定着部材１０の表面温度が閾値Ｔ１よりも低くないと判断された場合）は、Ｓ３６で画像形成が終了か否かを判断する。
また一方、Ｓ３３で定着部材１０の表面温度が閾値Ｔ２（≧Ｔ１）より大きくなっていない場合（Ｎｏ）、画像形成終了か否かの判断をし（Ｓ３７）、終了の場合（Ｙｅｓ）はウェブ加圧ローラ２６の接触圧およびクリーニングウェブ２０の接触圧をもとに戻し（Ｓ３８）、画像形成を終了する（Ｓ３９）。Ｓ３７において画像形成終了ではないと判断した場合（Ｎｏ）、Ｓ３３で定着部材１０の表面温度が閾値Ｔ２（≧Ｔ１）より大きくなっているか判断する。
【００２２】
≪接触圧の制御の第２の実施形態≫
図４は紙Ｓ（記録媒体）上の画像面積が大きい場合における接触圧の制御方法を説明するためのフローチャートである。
画像形成装置本体には画像形成される画像の画像面積を計算するプログラムが組み込まれている。そして、この計算結果に基づきある閾値Ｓ１よりも画像形成される画像の画像面積が大きくなった場合、トナーオフセットが発生しやすくなりウェブ加圧ローラ２６の表面が汚れやすくなる。この場合、ウェブ加圧ローラクリーニングローラ２８はウェブ加圧ローラ２６とクリーニングウェブ２０とに対して接触圧が大きくなるような動作する。その後、画像面積が閾値Ｓ２（≦Ｓ１）より小さくなった場合、所定の時間が経過してからウェブ加圧ローラ２６の接触圧を元に戻す。そしてウェブ加圧ローラクリーニングローラ２８上のトナー汚れを十分に取り除くため、所定の時間、クリーニングウェブ２０に対し接触圧を大きいまま保持し、その後クリーニングウェブ２０に対する接触圧を元に戻す。
【００２３】
なお、接触圧の制御の第２の実施形態を上述した接触圧の制御の第１の実施形態と比較すると、その閾値の種類と大小の判断部分が異なるものであり、即ちＴ１とＳ１、Ｔ２とＳ２を入れ替え、大小の判断を入れ替えれば同様のことが言える。従って、既に第１の実施形態で同様の説明をした箇所については説明を省力する。
【００２４】
≪接触圧の制御の第３の実施形態≫
図５はクリーニングウェブ２０の汚れが多くなってきた場合における接触圧の制御方法を説明するためのフローチャートである。
クリーニングウェブ巻き取りローラ２４の近傍には、クリーニングウェブ２０上のトナー量を検出する光センサ３０が配置されている。光センサ３０は反射型のセンサであり、クリーニングウェブ２０上のトナーＴが少ない場合は反射光が多く出力値が大きくなり、一方、クリーニングウェブ２０上のトナーＴが多い場合はそのトナーＴによって光が吸収されるため反射光が少なく出力値が小さくなる。
ここで、光センサ３０の出力値が閾値Ａ１よりも小さくなった場合、多くのトナーオフセットが発生しておりウェブ加圧ローラ２６の表面が汚れやすくなるため、ウェブ加圧ローラクリーニングローラ２８はウェブ加圧ローラ２６とクリーニングウェブ２０に対して接触圧が大きくなるよう動作する。その後、閾値Ａ２（≧Ａ１）より大きくなった場合、所定の時間経ってからウェブ加圧ローラの接触圧を元に戻す。そしてクリーニングローラ上のトナー汚れを十分に取り除くため、所定の時間、クリーニングウェブ２０に対し接触圧を大きいまま保持し、その後クリーニングウェブ２０に対する接触圧を元に戻す。
【００２５】
なお、接触圧の制御の第３の実施形態を上述した接触圧の制御の第１の実施形態と比較すると、その閾値の種類が異なるものであり、即ちＴ１とＡ１、Ｔ２とＡ２を入れ替えれば同様のことが言える。従って、既に第１の実施形態で同様の説明をした箇所については説明を省力する。
【００２６】
以上示した各実施形態によれば、十分なウェブニップを長期に亘り確保し、経時でのクリーニング性能を保つことができる定着装置を提供することができることがわかった。
【符号の説明】
【００２７】
１０    定着部材
１０ａ  ヒータ
１２    加圧部材
１４    表面温度検出センサ
２０    クリーニングウェブ
２２    クリーニングウェブ保持部材
２４    クリーニングウェブ巻き取り部材
２６    ウェブ加圧ローラ
２８    ウェブ加圧ローラクリーニングローラ
３０    光センサ
Ｔ    トナー
Ｔ’  トナー
Ｓ    紙
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２８】
【特許文献１】特許第４４０２０８７号公報
【図３】
2016009005.tif 000003
【図４】
2016009005.tif 000004
【図５】
2016009005.tif 000005
【図１】
2016009005.tif 000006
【図２】
2016009005.tif 000007