JP2008170649A - 画像形成装置、定着装置、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】画像の定着に用いられる定着部材のクリーニングを簡易化する。
【解決手段】制御部は、外部加熱ロールおよび内部加熱ロールの温度が１５０℃になるまで、外部加熱ロールおよび内部加熱ロールを待機状態とする（ステップ２０１）。次いで、制御部は、移動部に設けられた駆動源を駆動させ、押圧部材を外部加熱ロール方向に向け移動させる（ステップ２０２）。つぎに、制御部は、内部加熱ロールの目標温度を２１０℃に設定し、ヒータをオン状態とする（ステップ２０３）。その後、制御部は、定着ベルトを引き続き循環駆動させ（ステップ２０４）、クリーニングを開始する。クリーニングモードにおいては、定着ベルトの温度の方が、外部加熱ロールの外表面の温度よりも高い状態となる。また、定着ベルトと外部加熱ロールとの接触部における両者の温度差は定着モードのときと比べ大きい状態となる。
【選択図】図４

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の画像形成装置、画像形成装置に用いられる定着装置等に関するものである。

複写機、プリンタ等の画像形成装置においては、例えば、トナー像（画像）が保持された記録材に対し加熱および加圧を行い、トナー像を記録材に定着させる定着処理が行われる。この場合に、トナー像が完全に記録材上に定着されずに定着ベルト、定着ロール、加圧ロールなどの定着部材に付着する場合がある。この定着部材に付着したトナーは、他の記録材の定着を行う際に記録材に転写され記録材を汚損する場合がある。そこで、この定着部材に対し用紙を送り込み、この送り込まれた用紙に定着部材のトナーを付着させることで定着部材のクリーニングを行う技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２９５６３号公報

ところで、記録材を送り込むことで定着部材のクリーニングを行う場合、用紙の送り込みを行うための制御等が必要となり処理が複雑化してしまう。

そこで本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、画像の定着に用いられる定着部材のクリーニングを簡易化することにある。

かかる目的のもと、本発明が適用される画像形成装置は、回転可能に配設される第１の定着部材と、第１の定着部材に回転可能に接触配置され、第１の定着部材との接触領域に画像を保持した記録材を通過させることで、記録材に画像を定着させる第２の定着部材と、第１の定着部材の外周面に回転可能に接触配置され、第１の定着部材を加熱する外部加熱部材と、外部加熱部材の外周面を清掃する清掃部材と、を備え、第１の定着部材と外部加熱部材との間の温度差を定着時とは異ならせた状態で第１の定着部材から外部加熱部材へ異物を付着させ、清掃部材によって外部加熱部材へ付着した異物を除去することを特徴とするものである。

ここで、温度差は、定着時における第１の定着部材および外部加熱部材との間の温度差よりも大きいことを特徴とすることができる。また、第１の定着部材を加熱する加熱部材を更に備え、外部加熱部材は、接触領域よりも第１の定着部材の回転方向上流側且つ加熱部材よりも第１の定着部材の回転方向下流側に配置されたことを特徴とすることができる。さらに、清掃部材は、外部加熱部材に対する位置を変更可能に配設されていることを特徴とすることができる。

また、本発明を定着装置と捉えた場合、本発明が適用される定着装置は、回転可能に配設される第１の定着部材と、第１の定着部材に回転可能に接触配置され、第１の定着部材との接触領域に画像を保持した記録材を通過させることで、記録材に画像を定着させる第２の定着部材と、第１の定着部材の外周面に回転可能に接触配置され、第１の定着部材を加熱する外部加熱部材と、第１の定着部材と外部加熱部材との間に温度差をつけて外部加熱部材に付着させた異物を清掃する清掃部材と、を有する。

ここで、清掃部材は、外部加熱部材に押圧可能に配置され、清掃部材が外部加熱部材を押圧する押圧力は、調整可能であることを特徴とすることができる。また、加熱源を備え、第１の定着部材を加熱する加熱部材を更に備え、第１の定着部材と外部加熱部材との間に温度差をつける際、加熱源はオフ状態とされていることを特徴とすることができる。また、外部加熱部材は、加熱源を備え、第１の定着部材と外部加熱部材との間に温度差をつける際、加熱源はオフ状態とされていることを特徴とすることができる。

また、本発明をプログラムと捉えた場合、本発明が適用されるプログラムは、回転可能に配設される第１の定着部材と、第１の定着部材に回転可能に接触配置され、第１の定着部材との接触領域に画像を保持した記録材を通過させることで、記録材に画像を定着させる第２の定着部材と、第１の定着部材の外周面に回転可能に接触配置され、第１の定着部材を加熱する外部加熱部材と、を備えた画像形成装置に設けられたコンピュータに、記録材に対する画像の定着終了後、第１の定着部材の清掃に際し、第１の定着部材と外部加熱部材との接触部における第１の定着部材と外部加熱部材との温度差を定着が行われる際の温度差とは異なる状態とする機能と、温度差を異ならせた状態にて第１の定着部材を回転させる機能と、を実現させる。

請求項１記載の発明によれば、画像の定着に用いられる定着部材のクリーニングを簡易化可能な画像形成装置を提供することができる。
請求項２記載の発明によれば、定着部材に付着した異物が外部加熱部材に付着し易くなり、定着部材のクリーニングを効果的に行うことができる。
請求項３記載の発明によれば、定着部材と外部加熱部材との間の温度差を、本構成を有していない場合に比較して大きくすることが可能となり、クリーニング効率を高めることが可能となる。
請求項４記載の発明によれば、例えば、外部加熱部材と清掃部材との接触圧を高めることが可能となりクリーニング効率を高めることが可能となる。

請求項５記載の発明によれば、画像の定着に用いられる定着部材のクリーニングを簡易化することができる。
請求項６記載の発明によれば、例えば、外部加熱部材と清掃部材との接触圧を高めることが可能となりクリーニング効率を高めることが可能となる。
請求項７記載の発明によれば、消費電力を抑えてクリーニングを行うことが可能となる。
請求項８記載の発明によれば、消費電力を抑えてクリーニングを行うことが可能となる。
請求項９記載の発明によれば、画像形成装置等において定着部材のクリーニングを簡易化させることができる。

以下、添付図面を参照して、実施の形態について詳細に説明する。
―第１の実施形態―
図１は、第１の実施形態である画像形成装置を示した概略構成図である。図１に示す画像形成装置は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置である。この画像形成装置には、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋが備えられている。また、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に順次転写（一次転写）させる一次転写部１０が備えられている。さらに、中間転写ベルト１５上に転写された重畳トナー画像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写部２０が備えられている。また、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置６０が備えられている。さらに、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０が備えられている。

本実施の形態において、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋには、次のような電子写真用デバイスが順次配設されている。矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１の周囲に、これらの感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２が設けられている。また、感光体ドラム１１上に静電潜像を書込むレーザ露光器１３（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す）が配設されている。さらに、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器１４が設けられている。また、感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー像を一次転写部１０にて中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６が配設されている。また、感光体ドラム１１上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ１７が配設されている。

一次転写部１０は、中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に対向して配置される一次転写ロール１６を含んで構成されている。
二次転写部２０は、中間転写ベルト１５のトナー像担持面側に配置される二次転写ロール２２と、バックアップロール２５とを含んで構成される。二次転写ロール２２は、接地され、また中間転写ベルト１５を挟んでバックアップロール２５に圧接配置されている。
制御部４０（コンピュータ）は、各装置（各部）の動作を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）、プログラムが記録されるＲＯＭ（Read Only Memory）と、各種データを一時的に記憶しておくＲＡＭ（Random Access Memory）とを備えている。

次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。本実施形態における画像形成装置では、図示しない画像読取装置等から画像データが出力される。そして、この画像データは図示しない画像処理装置により所定の画像処理が施され、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の色材階調データに変換され、レーザ露光器１３に出力される。
レーザ露光器１３では、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋの各々の感光体ドラム１１に照射している。各感光体ドラム１１では、帯電器１２によって表面が帯電された後、このレーザ露光器１３によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。

形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋの現像器１４によって、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）の各色のトナー像として現像される。
一方、中間転写ベルト１５は、定速性に優れたモータ（図示せず）などにより駆動される駆動ロール３１などの各種ロールによって図１に示す矢印Ｂ方向に所定の速度で循環駆動されている。感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１１と中間転写ベルト１５とが当接する一次転写部１０において、中間転写ベルト１５上に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上に重畳されたトナー像が形成される。

重畳されたトナー像が中間転写ベルト１５の表面に形成された後、中間転写ベルト１５は移動し、トナー像は二次転写部２０に搬送される。二次転写部２０では、二次転写ロール２２が中間転写ベルト１５を介してバックアップロール２５に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送ロール５２等により搬送された用紙Ｐは、二次転写部２０において、中間転写ベルト１５と二次転写ロール２２との間に挟み込まれる。二次転写部２０においては、二次転写ロール２２とバックアップロール２５との間に二次転写バイアスが印加され、両部材間には二次転写電界が形成されている。

そして、中間転写ベルト１５上に担持された未定着トナー像は、この二次転写部２０において、用紙Ｐ上に一括して静電転写される。その後、トナー像が静電転写された用紙Ｐは、二次転写ロール２２によって中間転写ベルト１５から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写ロール２２の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト５５へと搬送される。搬送ベルト５５では、用紙Ｐを最適な搬送速度で定着装置６０まで搬送する。定着装置６０においては、トナー像が転写された用紙Ｐに対し、加熱および加圧が行われ、用紙Ｐ上にトナー像の定着がなされる。そして、定着が終了した用紙Ｐは、本画像形成装置の外部に排出される。

次に、定着装置６０について説明する。
図２は、定着装置６０の概略構成を示す側断面図である。この定着装置６０は、定着ベルトモジュール６１と、この定着ベルトモジュール６１に対して圧接して配置された加圧ロール６２とを主要部として備えている。
定着ベルトモジュール６１は、第１の定着部材の一例としての定着ベルト６１０と、定着ベルト６１０を張架しながら回転駆動する定着ロール６１１とを備えている。また、定着ベルトモジュール６１は、定着ベルト６１０の内側（内部）に配置され定着ベルト６１０を内側から張架するとともに、定着ベルト６１０を内側（内部）から加熱する内部加熱ロール６１２を備えている。また定着ベルトモジュール６１は、外側から定着ベルト６１０を張架するとともに定着ベルト６１０を外側（外部側）から加熱する外部加熱ロール６１３を備えている。

さらに、定着ベルトモジュール６１は、定着ベルトモジュール６１と加圧ロール６２とが圧接する領域であるニップ部Ｎ（接触領域）内の下流側領域であって定着ロール６１１の近傍位置に配置された剥離パッド６４を備えている。また定着ベルトモジュール６１は、ニップ部Ｎの下流側において定着ベルト６１０を張架するアイドラロール６１５を備えている。また、定着ベルトモジュール６１は、外部加熱ロール６１３の表面をクリーニングするためのクリーニング部材６１７（清掃部材）を備えている。
定着ベルト６１０は、フレキシブルなエンドレスベルトである。そして、ポリイミド等からなる厚さ８０μｍ程度のベース層と、ベース層の表面側（外周面側）に積層された厚さ５０μｍ程度のシリコーンゴム等からなる弾性体層と、さらに弾性体層上に被覆され３０μｍ程度のフッ素樹脂により形成された表面層（離型層）とで構成されている。

定着ロール６１１（加熱部材）は、円筒状に形成されるとともに、基体となる金属製のロール（不図示）と、このロールの外表面を被覆する樹脂層（不図示）とから構成されている。さらに、定着ロール６１１の内部には、加熱源としてヒータ６１６ａが配設されている。このため、定着ロール６１１は、外側に張架されている定着ベルト６１０を加熱する機能も有している。
内部加熱ロール６１２（加熱部材）は、金属製であり、また円筒状に形成されている。また、内部加熱ロール６１２は、上記定着ロール６１１よりも小径に形成されている。また、内部加熱ロール６１２は、その内部に加熱源としてヒータ６１６ｂを備えており、内部加熱ロール６１２は、このヒータ６１６ｂにより加熱される。また、内部加熱ロール６１２の両端部には、ばね部材（不図示）が設けられており、内部加熱ロール６１２は、このばね部材により定着ベルト６１０に付勢されている。

外部加熱部材としての外部加熱ロール６１３は、円筒状ロールである。外部加熱ロール６１３の内部には、加熱源としてのヒータ６１６ｃが配設されている。このため、外部加熱ロール６１３は、定着ベルト６１０を張架する機能とともに、定着ベルト６１０を外周面側から加熱する機能を併せ持っている。更に詳細は後述するが、外部加熱ロール６１３は、定着ベルト６１０に付着しているオフセットトナーを除去する機能も有している。
クリーニング部材６１７は、外部加熱ロール６１３の外表面に接触しこの外表面に付着しているトナーの除去を行うウエブ６１７ａを備えている。また、クリーニング部材６１７は、未使用のウエブを巻き取る形で保持しておく保持部６１７ｂと、ウエブを巻き取ることで保持部６１７ｂから外部加熱ロールにウエブ６１７ａを供給する供給部６１７ｃとを備えている。

さらに、クリーニング部材６１７は、保持部６１７ｂと供給部６１７ｃとの間に配置されたウエブ６１７ａを外部加熱ロール６１３に押圧する押圧部材６１７ｄと、押圧部材６１７ｄを外部加熱ロール６１３に接近する方向および離間する方向（図中矢印Ｇ参照）に移動させる移動部６１７ｅとを備えている。この移動部６１７ｅは、例えば、モータなどの駆動源と、この駆動源からの駆動力を受け可動する可動部材とから構成されている。なお、可動部材としては、例えばカムが挙げられる。本実施形態においては、外部加熱ロール６１３は、定着ベルト６１０の移動に従動して回転する構成となっている。そして、ウエブ６１７ａは、この回転する外部加熱ロール６１３に付着したトナーの除去や、外部加熱ロール６１３表面の清掃を行う。

剥離パッド６４は、例えばＳＵＳの金属や樹脂等の剛体で形成された断面が略円弧形状のブロック部材である。そして、剥離パッド６４は、加圧ロール６２が定着ベルト６１０を介して定着ロール６１１に圧接される領域の下流側近傍位置に配置されている。また剥離パッド６４は、定着ベルト６１０を介して加圧ロール６２を所定の幅領域に亘って所定の荷重で均一に押圧するように設置されている。
また、アイドラロール６１５は、円柱状ロールである。また、アイドラロール６１５は、剥離パッド６４を通過した定着ベルト６１０が定着ロール６１１に向けて円滑に移動するように、剥離パッド６４の定着ベルト６１０進行方向下流側近傍に配置されている。
第２の定着部材としての加圧ロール６２は、円柱状ロール６２１を基体としている。そして、基体側から、弾性層６２２と、離型層６２３とが順に積層されてソフトロールを構成している。また、加圧ロール６２は、定着ベルトモジュール６１に押圧されるように設置されている。
また、本実施形態においては、定着ベルトモジュール６１およびこの定着ベルトモジュール６１に対して圧接して配置された加圧ロール６２により用紙上に保持されたトナー像の定着が行われるニップ部Ｎが形成されている。

次に、定着装置６０の動作について説明する。本実施形態における定着装置６０においては、記録材上に保持されたトナー像をこの記録材に対し定着させる定着モードと、定着モードにおいて例えば後述する画像オフセットが発生した場合に定着ベルト６１０に付着したオフセットトナー（異物の一例）を除去（清掃）するクリーニングモード（清掃モード）の２つのモードが設けられている。そして、これらのモードにおいて、定着装置６０は、制御部４０の制御により異なる動作を行う。以下、定着装置６０の動作を、定着モードと、クリーニングモードに分けて説明する。

まず、定着モードにおける動作について説明する。
定着モードにおいては、まず搬送ベルト５５（図１参照）により、トナー像が保持された用紙がニップ部Ｎに導入される。このとき、定着ロール６１１は、モータなどの駆動源（不図示）からの駆動力を受けて、矢印Ｃ方向に回転している。また、定着ベルト６１０は、定着ロール６１１が回転するのに伴い、定着ロール６１１に従動して矢印Ｄ方向に回転している。さらに、加圧ロール６２も、定着ベルト６１０の回転に従動して矢印Ｅ方向に回転を行っている。
ニップ部Ｎ内に導入された用紙は、この回転している定着ベルト６１０および加圧ロール６２により下流方向に搬送されていく。用紙は、このニップ部Ｎ内において定着ベルト６１０および加圧ロール６２から加圧、および加熱作用を受ける。この結果、用紙に対しトナー像の定着がなされる。なお、用紙への加熱は、定着ロール６１１、内部加熱ロール６１２、および外部加熱ロール６１３によって加熱される定着ベルト６１０により行われる。

ニップ部Ｎを通過した定着ベルト６１０は、剥離パッド６４の側面に倣って移動する。これにより、定着ベルト６１０の進行方向は、アイドラロール６１５方向に屈曲するように急激に変化する。このため、ニップ部Ｎにおいて加圧および加熱作用を受けた用紙は、ニップ部Ｎを出た時点で定着ベルト６１０の進行方向の変化に追随できなくなる。
この結果、用紙は自身の所謂「コシ」によって定着ベルト６１０から剥離される。このようにして、ニップ部Ｎの出口部において、用紙Ｐに対する曲率分離が安定的に行なわれる。なお、定着ベルト６１０から分離された用紙Ｐは、ニップ部Ｎの下流側に配設された剥離案内板８３により、その進行方向が導かれる。剥離案内板８３により案内された用紙Ｐは、その後、排紙ガイド（図示せず）および排紙ロール（図示せず）によって機外に排出されて、定着処理が完了する。

ところで、上記のように定着処理が行われる際、トナー像を用紙に適切に定着させるため、定着ベルト６１０、内部加熱ロール６１２や、外部加熱ロール６１３は、制御部４０により所定の温度に調整される。
図３は、定着モードにおいて、制御部４０にて実行される処理を示したフローチャートである。本フローチャートにおいては、定着ベルト６１０を２００℃に調整する場合を例示する。

まず、制御部４０は、定着を行う際における定着ベルト６１０の温度を２００℃に設定する（ステップ１０１）。次いで、制御部４０は、内部加熱ロール６１２の目標温度を２１０℃に設定し、内部加熱ロール６１２の内部に設けられたヒータ６１６ｂをオン状態とする（ステップ１０２）。また、制御部４０は、外部加熱ロール６１３の目標温度を２１０℃に設定し、外部加熱ロール６１３の内部に設けられたヒータ６１６ｃをオン状態とする（ステップ１０３）。さらに、本フローチャートにおいては図示していないが、制御部４０は、定着ロール６１１の内部に配設されたヒータ６１６ａをオン状態とする。
次いで、制御部４０は、内部加熱ロール６１２の外表面近傍に設けられた温度センサ（不図示）からの出力に基づき、内部加熱ロール６１２の温度が２１０℃を超えたか否かを判断する（ステップ１０４）。内部加熱ロール６１２の温度が２１０℃を超えていない（２１０℃未満）と判断された場合、ステップ１０４に戻る。ステップ１０４にて、内部加熱ロール６１２の温度が２１０℃を超えたと判断された場合、制御部４０は、ヒータ６１６ｂをオフ状態とする（ステップ１０５）。

一方、制御部４０は、外部加熱ロール６１３の外表面近傍に設けられた温度センサ（不図示）からの出力に基づき、外部加熱ロール６１３の温度が２１０℃を超えたか否かを判断する（ステップ１０６）。外部加熱ロール６１３の温度が２１０℃を超えていない（２１０℃未満）と判断された場合、ステップ１０６に戻る。ステップ１０６にて、外部加熱ロール６１３の温度が２１０℃を超えたと判断された場合、制御部４０は、ヒータ６１６ｃをオフ状態とする（ステップ１０７）。また、本フローチャートにおいては示していないが、制御部４０は、定着ロール６１１の外表面近傍に設けられたセンサをもとに適宜ヒータ６１６ａの制御を行う。

なお、定着ベルト６１０は、内部加熱ロール６１２により約２１０℃付近まで加熱されるが、定着ベルト６１０自身は加熱源を備えていなため、外部加熱ロール６１３に向かって移動する際に自然冷却がなされる。このため、定着ベルト６１０は、外部加熱ロール６１３に達する際には２１０℃よりも温度が低下している。一方、上述のとおり、外部加熱ロール６１３は、制御部４０により約２１０℃に温度制御されている。このため、定着ベルト６１０と外部加熱ロール６１３とが接触する接触部においては、外部加熱ロール６１３の表面温度の方が定着ベルト６１０の温度よりも大きい状態となっている。
但し、内部加熱ロール６１２と外部加熱ロール６１３との距離はそれほど離れていないため、定着ベルト６１０が、内部加熱ロール６１２から外部加熱ロール６１３に達する際の温度低下は非常に小さい。このため、上記接触部における外部加熱ロール６１３と定着ベルト６１０との温度差は、非常に小さい状態となっている。

上記ステップ１０５およびステップ１０７における処理が実行された後、制御部４０は、定着処理が全て終了したか否かを判断する（ステップ１０８）。定着処理が全て終了した場合、本フローチャートで示した処理は全て終了する。一方、ステップ１０８にて処理が全て終了していないと判断された場合、制御部４０は、再度ステップ１０４以降における処理を実行する。なお、ステップ１０４、ステップ１０６において、内部加熱ロール６１２、外部加熱ロール６１３の温度が２１０℃を超えていないと判断された場合、制御部４０は、ヒータ６１６ｂおよびヒータ６１６ｃをオン状態とする。定着ロール６１１の温度が所定温度未満である場合もヒータ６１６ａをオン状態とする。

次に、クリーニングモードにおける動作について説明する。
このクリーニングモードにおいては、定着ベルト６１０のクリーニングが行われる。用紙上のトナー画像は全て用紙上に定着されることが望ましいが、完全に定着されずにトナー画像を形成するトナーの一部が定着ベルト６１０に移動（転移）する所謂オフセットという現象が発生する場合がある。例えば、ニップ部Ｎの出口近傍においても未だトナー画像が溶融状態にある場合、トナーの全部若しくは一部が定着ベルト６１０に移動し定着ベルト６１０に付着する。また、定着を行う際、定着ベルト６１０の温度が所定温度より低い場合もトナーの一部が定着ベルト６１０に移動する場合がある。このようにトナーが定着ベルト６１０に移動した状態において定着動作を行うと、この定着ベルト６１０に付着したトナーが、定着モード時に用紙に移動し用紙を汚損してしまう場合がある。
そこで、本実施形態においては、この汚損の発生を抑制するためクリーニングモードを設けている。

図４は、クリーニングモードにおいて実行される処理を示したフローチャートである。
クリーニングモードは、例えば定着処理を行う前や、定着処理が終了した後に適宜行うことができる。また、クリーニングモードは、画像形成装置内においてジャム（用紙詰まり）が発生した際など、特定のタイミングで行うことができる。

本フローチャートにおいては、画像形成装置内においてジャムが発生し、このジャムが除去された後に実行される処理を例示する。なお、本実施形態において、画像形成装置内においてジャムが発生すると、制御部４０は、ヒータ６１６ａ、６１６ｂ、６１６ｃをオフ状態とする。以下に示す処理は、このようにヒータ６１６ａ、６１６ｂ、６１６ｃがオフにある状態から開始される処理を示している。
制御部４０は、ジャムが除去されたことを検知した後、まず、外部加熱ロール６１３および内部加熱ロール６１２の温度が１５０℃になるまで、外部加熱ロール６１３および内部加熱ロール６１２を待機状態とする（ステップ２０１）。より詳細には、制御部４０は、外部加熱ロール６１３および内部加熱ロール６１２の温度が１５０℃に下がるまで、駆動源（不図示）により定着ベルト６１０を循環駆動させ、外部加熱ロール６１３および内部加熱ロール６１２を空回転させる。

次いで、制御部４０は、クリーニング部材６１７における移動部６１７ｅに設けられた駆動源を駆動させ、押圧部材６１７ｄを外部加熱ロール６１３方向に向け移動させる（ステップ２０２）。本実施形態においては、移動後における押圧部材６１７ｄの外部加熱ロール６１３に対する押し込み量は、２．０ｍｍとなっている。なお、定着モード（通常モード）における、押圧部材６１７ｄの外部加熱ロール６１３に対する押し込み量は、０．５ｍｍとなっている。また、定着モードにおいては、押圧部材６１７ｄを外部加熱ロール６１３から完全に離間させることも可能である。上記のように押圧部材６１７ｄを移動させることで、押圧部材６１７ｄが外部加熱ロール６１３を押圧する押圧力が増し、ウエブ６１７ａと外部加熱ロール６１３との接触圧が上昇する。

つぎに，制御部４０は、内部加熱ロール６１２の目標温度を２１０℃に設定し、ヒータ６１６ｂをオン状態とする（ステップ２０３）。なお、クリーニングモードにおいては、このようにヒータ６１６ｂはオン状態とされるが、定着ロール６１１に設けられたヒータ６１６ａおよび外部加熱ロール６１３に設けられたヒータ６１６ｃはオン状態とされない。
その後、制御部４０は、ステップ２０１にて循環駆動が開始された定着ベルト６１０を引き続き循環駆動させ（ステップ２０４）、クリーニングを開始する。クリーニングが行われる際、定着ベルト６１０と外部加熱ロール６１３との接触部において、定着ベルト６１０の温度は約２１０℃となっており、外部加熱ロール６１３の表面温度は約１５０℃となっている。

なお、上記クリーニングを行う際、定着ベルト６１０と外部加熱ロール６１３との温度差は、１０℃以上とすることが好ましい。１０℃未満であると、定着ベルト６１０から外部加熱ロール６１３にトナーがあまり移動せず、クリーニングを適切に行うことができないおそれがあるからである。なお、温度差を５０℃以上とするとさらに好ましくなる。
また、クリーニングを行う際、定着ベルト６１０の温度は、１２０℃〜２００℃とすることが好ましい。１２０℃未満であると、定着ベルト６１０に付着したトナーが溶融状態とならない可能性が高く定着ベルト６１０と固着した状態となり、外部加熱ロール６１３へ転移が困難となる。この結果、十分なクリーニング性能を得ることが難しくなる。また、２００℃より大きいと定着ベルト６１０を形成する材料の信頼性の低下を引き起こす可能性が高くなってしまう。

また、クリーニングを行う際、外部加熱ロール６１３の温度は、７０℃〜１５０℃とすることが好ましい。７０℃未満であってもクリーニング性能を得ることは可能であるが、７０℃未満とすると上記ステップ２０１で説明した待機状態の時間、即ち外部加熱ロール６１３が所定温度まで低下するまでの時間が長くなってしまう。また、定着ベルト６１０の温度は上述のとおり１２０℃以上の比較的高温が好ましく、７０℃以上としておけば十分なクリーニング性能を得ることが可能な温度差を定着ベルト６１０との間に形成することができる。一方、１５０℃より大きいと、定着ベルト６１０との温度差を大きくすることが困難となってしまう。

その後、制御部４０は、クリーニングが終了したか否かを判断する（ステップ２０５）。制御部４０は、例えば、ステップ２０４の処理を実行後タイマー等で経過時間を把握し、この経過時間が予め設定された所定時間に達したらクリーニングが終了したと判断することができる。ステップ２０５にてクリーニングが終了したと判断された場合、制御部４０は、ヒータ６１６ｂをオフ状態とする（ステップ２０６）。一方、ステップ２０５にてクリーニングが終了していないと判断された場合、ステップ２０５に戻る。ステップ２０６における処理が終了後、制御部４０は、移動部６１７ｅに設けられた駆動源を駆動させ、押圧部材６１７ｄを外部加熱ロール６１３から離れる方向に向け移動させる（ステップ２０７）。ステップ２０７における処理により、押圧部材６１７ｄは、定着モードにおいて配置される位置に戻る。その後、制御部４０は、定着ベルト６１０の循環駆動を停止し（ステップ２０８）、処理を終了する。

ところで、定着モードの際は、図３に示したとおり内部加熱ロール６１２に設けられたヒータ６１６ｂおよび外部加熱ロール６１３に設けられたヒータ６１６ｃをオン状態としていた。このため、定着モードにおいては、外部加熱ロール６１３の方が温度が高く、また、定着ベルト６１０と外部加熱ロール６１３との温度差は非常に小さい状態となっていた。
一方、クリーニングモードにおいては、上述のとおりステップ２０３にて内部加熱ロール６１２に設けられたヒータ６１６ｂはオン状態とされるが、外部加熱ロール６１３に設けられたヒータ６１６ｃはオン状態とされずオフ状態となっている。この結果、クリーニングモードにおいては、定着ベルト６１０の温度の方が、外部加熱ロール６１３の外表面の温度よりもが高い状態となる。また、外部加熱ロール６１３の内部に配置されたヒータ６１６ｃがオフ状態とされる結果、定着ベルト６１０と外部加熱ロール６１３との接触部における両者の温度差は定着モードのときと比べ大きい状態となる。

発明者の知見によれば、トナーは、温度の高い部材から温度の低い部材に移動し易いとの傾向が得られている。また、部材間の温度差が大きいほどトナーは移動し易くなるとの傾向も得られている。
そこで、本実施形態におけるクリーニングモードにおいては、上述のとおり、定着ベルト６１０の温度を外部加熱ロール６１３の温度よりも高い状態とし、且つ、定着ベルト６１０と外部加熱ロール６１３との温度差を、定着モード時のおける両者の温度差よりも大きい状態としている。そして、このように温度差を大きい状態としたうえで、定着ベルト６１０を循環駆動させ、定着ベルト６１０から外部加熱ロール６１３にトナーを移動（転移）させている。

なお、内部加熱ロール６１２に設けられたヒータ６１６ｂ、及び、外部加熱ロール６１３に設けられたヒータ６１６ｃの両者をオン状態とし、そして両者の発熱量を異ならせることで定着ベルト６１０と外部加熱ロール６１３との間に温度差を形成することもできる。しかしながら、この場合は消費電力が大きくなってしまう。そこで、本実施形態においては、ヒータ６１６ｂはオン状態とし、ヒータ６１６ｃはオフ状態とすることで温度差を形成している。
また、クリーニングモードにおいて、定着ベルト６１０を加熱する場合、例えば定着ロール６１１に設けられたヒータ６１６ａもオン状態とすることができる。しかしながら、この場合も消費電力が大きくなってしまうという問題がある。一方で、定着ベルト６１０は熱容量が小さいため、ヒータ６１６ａを用いることなくヒータ６１６ｂで十分に加熱を行うことができる。そこで、本実施形態においては、複数設けられたヒータのうち一部のヒータ（ヒータ６１６ｂ）のみをオン状態とする構成としている。

さらに、定着ベルト６１０は、内部加熱ロール６１２ではなく、定着ロール６１１により加熱を行うこともできる。しかしながら、この場合は、消費電力が大きくなってしまう。
定着ロール６１１は、基体となる金属ロールの外表面に樹脂層が形成されている。一方、内部加熱ロール６１２は、金属ロールのみで形成されている。このため、内部加熱ロール６１２の方が、熱容量が小さくヒータにより加熱する際の加熱効率がよい状態となっている。また、内部加熱ロール６１２は、定着ロール６１１よりも小径に形成されており、この場合も内部加熱ロール６１２の方が加熱効率がよい状態となっている。この結果、定着ロール６１１を用いた場合は、消費電力が大きくなってしまう。そこで、本実施形態においては、定着ベルト６１０を内部加熱ロール６１２により加熱する構成としている。

ところで、上記のように内部加熱ロール６１２により定着ベルト６１０を加熱する構成とした場合、外部加熱ロール６１３の配置位置によりクリーニングの効率が異なってくる。
上述のとおり、定着ベルト６１０は、内部加熱ロール６１２を通過した後、徐々に温度が低下していく。特に、ニップ部Ｎに進入した後は、定着ロール６１１、加圧ロール６２、剥離パッド６４により熱を奪われることから温度が急激に低下してしまう。このため、定着ベルト６１０は、定着ロール６１１よりも定着ベルト６１０の移動方向下流側であって、内部加熱ロール６１２よりも定着ベルト６１０の移動方向上流側において、温度が低い状態にある。この温度が低い部分に外部加熱ロール６１３を設けると、定着ベルト６１０と外部加熱ロール６１３との温度差は小さくなる。このため、本実施形態においては、外部加熱ロール６１３を、内部加熱ロール６１２よりも定着ベルト６１０の移動方向における下流側であって、ニップ部Ｎよりも定着ベルト６１０の移動方向における上流側に設けている。

また、クリーニング性能を向上させる場合、ウエブ６１７ａと外部加熱ロール６１３の表面との接触圧は高い方が望ましい。そこで、本実施形態においては、ステップ２０２に示したように、押圧部材６１７ｄを外部加熱ロール６１３に接近させる処理を行っている。また、ウエブ６１７ａを、直接定着ベルト６１０に押し当てる構成とすることも可能ではあるが、押し当てる構成とするとウエブ６１７ａにより定着ベルト６１０表面が削れて磨耗してしまう。特に、本実施形態のように定着ベルト６１０の表面層にフッ素樹脂が設けられている場合は、容易に摩耗が進行してしまう。摩耗が発生すると、高画質な画像を得ることが困難となる。また、当初は高画質であったとしても、この状態を長期間にわたり維持することは困難となる。そこで、本実施形態においては、ウエブ６１７ａを定着ベルト６１０に直接押し当てずに、外部加熱ロール６１３に押し当てる構成としている。

さらに、本実施形態においては、ステップ２０７にも示したように、クリーニングモードが終了する際には、押圧部材６１７ｄは、外部加熱ロール６１３から離れる方向に移動し、ウエブ６１７ａと外部加熱ロール６１３との接触圧が低下する構成としている。常に、接触圧が高い状態にあると、外部加熱ロール６１３の回転抵抗が大きくなってしまう。この結果、定着モードにおいて定着ベルト６１０を循環駆動させる際に、消費電力が増大するなどの不具合が発生する。また、接触圧が高い状態にあると、外部加熱ロール６１３の表面がウエブ６１７ａにより削られ荒れが生じてしまう。この結果、定着ベルト６１０の表面も荒れ、定着される画像に対しても影響を与えてしまう。このため、本実施形態においては、クリーニングモード終了後、押圧部材６１７ｄを外部加熱ロール６１３から離れる方向に移動させる構成としている。

―第２の実施形態―
次に、第２の実施形態について説明する。
図５は、第２の実施形態における定着装置６０の概略構成を示す側断面図である。
上記第１の実施形態では、外部加熱ロール６１３は、内部加熱ロール６１２よりも定着ベルト６１０の移動方向における下流側に配置され、また、ニップ部Ｎ（定着ロール６１１）よりも定着ベルト６１０の移動方向における上流側に配置されていた。これに対し、第２の実施形態においては、外部加熱ロール６１３の配置位置を異ならせている。なお、第１の実施形態と同様の機能については、同様の符号を用いここではその説明を省略する。

本実施形態においては、上述のとおり、外部加熱ロール６１３の配置位置を第１の実施形態とは異ならせている。具体的には、外部加熱ロール６１３は、内部加熱ロール６１２よりも定着ベルト６１０の移動方向における上流側に配置され、また、ニップ部Ｎ、定着ロール６１１よりも定着ベルト６１０の移動方向における下流側に配置されている。
なお、本実施形態においても定着モードと、クリーニングモードとが設けられている。そして、この両モードのそれぞれにおいて、第１の実施形態で示した処理と同様の処理が行われる。

即ち、定着モードにおいては、ニップ部Ｎに用紙が導入され、定着処理が行われる。また、図３に示したような温度制御が行われる。また、クリーニングモードにおいては、図４で示した処理が行われる。即ち、クリーニングモードにおいては、内部加熱ロール６１２に設けられたヒータ６１６ｂはオン状態とされ、定着ベルト６１０は所定の温度となっている。一方で、外部加熱ロール６１３の加熱は行われておらず、温度は低い状態にある。この結果、定着ベルト６１０に付着しているオフセットトナーは、外部加熱ロール６１３に移動する。そして、外部加熱ロール６１３に移動したトナーは、クリーニング部材６１７により除去される。

ところで、第１の実施形態において説明したが、ニップ部Ｎ、定着ロール６１１よりも定着ベルト６１０の移動方向下流側であって、内部加熱ロール６１２よりも定着ベルト６１０の移動方向上流側における定着ベルト６１０は、温度が低い状態にある。そして、本実施形態においては、外部加熱ロール６１３を、定着ベルト６１０のうちこの温度が低い部分に接触させている。このため、本実施形態において、定着ベルト６１０と外部加熱ロール６１３との温度差は、第１の実施形態に比べ小さいものとなっている。なお、本実施形態においては、定着ベルト６１０を内部加熱ロール６１２によって加熱ではなく、定着ロール６１１によって加熱する構成とすれば、上記温度差を大きくすることができる。

上述の第１および第２の実施形態においては、高温側の部材（定着ベルト６１０）から低温側の部材（外部加熱ロール６１３）にトナーが移動する例を説明したが、トナーの種類によっては、低温側から高温側に移動する場合も考えられる。例えば、部材間の温度差がそれほどない状態では移動しにくいが、部材間の温度差がある程度生じた場合であって両部材が比較的高温状態に保たれている場合に、低温側から高温側に移動するトナーが存在する場合も考えられる。このような場合は、例えば、定着ベルト６１０および外部加熱ロール６１３の温度を上昇させ、且つ、外部加熱ロール６１３の温度を定着ベルト６１０の温度よりも高くする。これにより、定着ベルト６１０に付着しているオフセットトナーを外部加熱ロール６１３側に移動させることができる。

ここで、上記の実施形態によるクリーニングの結果を、比較例とともに説明する。
図６は、第１の実施形態における定着ベルト６１０に形成されたベタ画像を構成するトナーに対しクリーニングを行い、クリーニング後の定着ベルト６１０の状態を示したものである。
より具体的には、定着ベルト６１０上に単層、２層、および３層のオフセットトナーで形成されたベタ画像を形成し、これらのベタ画像に対しクリーニングを行いクリーニング後における定着ベルト６１０の状態を観察した。
本図においては、図４の処理を行った場合のクリーニング結果を図中「本実施形態」として記載し、図４におけるステップ２０２、ステップ２０３の処理を省略し、ステップ２０１およびステップ２０４の処理を行った場合の結果を図中「比較例」として記載している。

また、図中「○」は、ベタ画像をほぼ除去できクリーニング結果が良好であったことを示している。「△」は、ベタ画像の一部が定着ベルト６１０に残ったことを示している。「×」は、ベタ画像をほとんど除去することができずクリーニング不良であったことを示している。
同図に示すように、比較例においては、単層でややクリーニングの効果があったものの２層および３層においてはベタ画像をほとんど除去できずクリーニング不良となってしまった。一方で、本実施形態においては、単層、２層、３層のいずれの条件においてもベタ画像の除去を確認することができた。

第１の実施形態である画像形成装置を示した概略構成図である。 定着装置の概略構成を示す側断面図である。 定着モードにおいて、制御部にて実行される処理を示したフローチャートである。 クリーニングモードにおいて実行される処理を示したフローチャートである。 第２の実施形態における定着装置の概略構成を示す側断面図である。 第１の実施形態における定着ベルトに形成されたベタ画像を構成するトナーに対しクリーニングを行い、クリーニング後の定着ベルトの状態を示したものである。

符号の説明

４０…制御部、６２…加圧ロール、６１０…定着ベルト、６１１…定着ロール、６１２…内部加熱ロール、６１３…外部加熱ロール、６１６ａ〜６１６ｃ…ヒータ、６１７…クリーニング部材、Ｎ…ニップ部

Claims (9)

1. 回転可能に配設される第１の定着部材と、
   前記第１の定着部材に回転可能に接触配置され、当該第１の定着部材との接触領域に画像を保持した記録材を通過させることで、当該記録材に当該画像を定着させる第２の定着部材と、
   前記第１の定着部材の外周面に回転可能に接触配置され、当該第１の定着部材を加熱する外部加熱部材と、
   前記外部加熱部材の外周面を清掃する清掃部材と、を備え、
   前記第１の定着部材と前記外部加熱部材との間の温度差を定着時とは異ならせた状態で当該第１の定着部材から当該外部加熱部材へ異物を付着させ、前記清掃部材によって当該外部加熱部材へ付着した異物を除去することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記温度差は、定着時における前記第１の定着部材および前記外部加熱部材との間の温度差よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記第１の定着部材を加熱する加熱部材を更に備え、
   前記外部加熱部材は、前記接触領域よりも前記第１の定着部材の回転方向上流側且つ前記加熱部材よりも前記第１の定着部材の回転方向下流側に配置されたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記清掃部材は、前記外部加熱部材に対する位置を変更可能に配設されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 回転可能に配設される第１の定着部材と、
   前記第１の定着部材に回転可能に接触配置され、当該第１の定着部材との接触領域に画像を保持した記録材を通過させることで、当該記録材に当該画像を定着させる第２の定着部材と、
   前記第１の定着部材の外周面に回転可能に接触配置され、当該第１の定着部材を加熱する外部加熱部材と、
   前記第１の定着部材と前記外部加熱部材との間に温度差をつけて当該外部加熱部材に付着させた異物を清掃する清掃部材と、
   を含む定着装置。
6. 前記清掃部材は、前記外部加熱部材に押圧可能に配置され、
   前記清掃部材が前記外部加熱部材を押圧する押圧力は、調整可能であることを特徴とする請求項５記載の定着装置。
7. 加熱源を備え、前記第１の定着部材を加熱する加熱部材を更に備え、
   前記第１の定着部材と前記外部加熱部材との間に前記温度差をつける際、前記加熱源はオフ状態とされていることを特徴とする請求項５記載の定着装置。
8. 前記外部加熱部材は、加熱源を備え、
   前記第１の定着部材と前記外部加熱部材との間に前記温度差をつける際、前記加熱源はオフ状態とされていることを特徴とする請求項５記載の定着装置。
9. 回転可能に配設される第１の定着部材と、
   前記第１の定着部材に回転可能に接触配置され、当該第１の定着部材との接触領域に画像を保持した記録材を通過させることで、当該記録材に当該画像を定着させる第２の定着部材と、
   前記第１の定着部材の外周面に回転可能に接触配置され、当該第１の定着部材を加熱する外部加熱部材と、を備えた画像形成装置に設けられたコンピュータに、
   前記記録材に対する前記画像の定着終了後、前記第１の定着部材の清掃に際し、当該第１の定着部材と前記外部加熱部材との接触部における当該第１の定着部材と前記外部加熱部材との温度差を定着が行われる際の温度差とは異なる状態とする機能と、
   前記温度差を異ならせた状態にて前記第１の定着部材を回転させる機能と、
   を実現させるためのプログラム。

Images