JP2008304714A - クリーニング機構及びこれを用いた定着装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ローラ部材とウェブシートとの当接状態を変化させることにより、ローラ部材の表面を傷つけることなく表面に付着したトナーを確実に除去することができるクリーニング機構及びこれを用いた定着装置、画像形成装置を提供する。
【解決手段】回転する加熱ローラ６１の外周面にウェブシート６４を圧接して加熱ローラ６１の表面を清掃するクリーニング機構６３であって、加熱ローラ６１とウェブシート６４の当接状態を変化させるウェブ部材圧接手段６５を備えることを特徴とするものとする。
【選択図】図３

Description

本発明は、クリーニング機構及びこれを用いた定着装置、画像形成装置に係り、特に、回転するローラ部材の外周面にウェブ部材を圧接して該ローラ体の表面を清掃するクリーニング機構及びこれを用いた定着装置と、前記クリーニング機構を用いた定着装置を備えてトナー像を記録媒体に転写することで画像出力を行う画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式を用いたプリンタ等の画像形成装置では、回転駆動される感光体ドラムを帯電器により帯電し、前記感光体ドラムに画像情報に応じた光照射により静電潜像を形成し、現像装置によりこの静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成し、このトナー像をシート材、用紙などの記録媒体に転写して画像を出力するようにされている。

この画像形成装置には、搬送される記録媒体上の未定着トナーを溶融・固着する定着装置が配置され、未定着トナーを溶融・固着する部位には加熱ローラ及び加圧ローラを備える一対のローラ部材が用いられ、この両ローラの圧接領域（定着ニップ部）で記録媒体上のトナーに熱を与えて該記録媒体に定着させる熱定着ローラ方式が多く採用されている。

ここで、従来の画像形成装置に用いられる定着装置について例を挙げて説明する。
従来の定着装置１６０は、図８に示すように、加熱ローラ１６１と加圧ローラ１６２を主構成部材として構成され、両ローラを所定温度に加熱する加熱部材（発熱源）１６１ａ，１６２ａを複数本備えている。すなわち、加熱ローラ１６１及び加圧ローラ１６２の内部には、熱源が内包されている。そして、画像形成装置の印字処理部で用紙上に画像情報を転写された未定着トナーを加熱ローラ１６１と加圧ローラ１６２の圧接部の定着ニップ部Ａにおいて加熱ローラ１６１、加圧ローラ１６２から熱の授受を行うことにより定着工程が実行される。
図中の符号６１１，６２２は用紙剥離爪、６１２はローラ表面温度検出部材（サーミスター）、６２３はローラ表面クリーニング部材である。

加熱ローラ１６１の所定温度とは、加熱ローラ１６１の表面において、搬送される用紙上の未定着トナーを定着ニップ部Ａで溶融、固着するために必要な温度であり、画像形成装置で用いられるトナーの溶融温度で相違はあるものの、概ね、トナーの溶融温度＋（３０〜４０℃）とされ、一般的に加熱ローラ表面温度は１６０〜２００℃で制御されている。

尚、加圧ローラ１６２は、ローラ内部に熱源を有する場合と有さない場合がある。この理由は、加圧ローラ自体の機能が、搬送用紙が定着装置１６０を通過する時の定着ニップ部Ａで加熱ローラ１６１を介して用紙を加圧し、その加圧力で用紙を構成する繊維分（セルロース等）に用紙上の溶融トナーを浸透させ、溶融トナーが固化した時に用紙に対し投鋲作用を発揮させるために加圧ローラ１６２が配置されている関係上、装置構成によって加圧ローラ１６２内部に熱源を有する場合と有さない場合とがある。

搬送用紙に投鋲作用を発揮させる溶融トナーは、搬送用紙の温度によって投鋲作用の長さ（用紙への浸透距離）が異なり、用紙温度が高い程、溶融トナーの冷却が少なく浸透距離が長くなり、用紙上で固着するトナーの付着力の増加が図れ、定着性能の向上が図れる。通常、前記画像形成装置の印字処理速度（プロセス速度）が低速の時は、連続印字用紙の用紙間隔が長く、前記加熱ローラの表面温度が前記定着ニップ部を介して加圧ローラの表面加熱を行うために加圧ローラには熱源を必要とはしない。

しかしながら、印字処理速度が高速になると、前記搬送用紙の間隔が短く、前記加熱ローラの表面温度が前記定着ニップ部を介して加圧ローラへの表面加熱が不足するため、加圧ローラ内部、若しくは外部に熱源を必要とする。このような加圧ローラ１６２の表面温度は、加熱ローラ１６１の表面温度より低く、概ね１１０〜１５０℃位でコントロールされ、定着ニップ部Ａで加圧ローラ１６２を介して用紙を暖めることで投鋲作用が促進される事となる。このようにして搬送される用紙上の未定着トナーは定着ニップ部Ａで用紙上に定着される。

上述したように、加熱ローラ１６１は、内部に加熱ローラ１６１の表面を加熱する熱源として加熱部材１６１ａを内包している。
印字処理速度が低速機では、用紙及びトナーに奪われる熱量が少ないことから１本ヒータで加熱ローラを加熱する事が主流であったが、近年のように印字処理速度が高速となった時には、単位時間当たりの通過用紙枚数が多くなり、用紙及びトナーに奪われる熱量が増大し、加熱ローラ内部に複数本の熱源を配置する手法が多く採用されている。

更に、印字に用いられる用紙サイズに適したように、小サイズ紙を通紙する時には、加熱ローラの中央部の奪われる熱量を補給する一方の熱源のＯＮ−ＯＦＦ制御を行い、大サイズ紙を通紙する時には、加熱ローラの全面から奪われる熱量を補給する他方の熱源のＯＮ−ＯＦＦ制御を行う事で、通紙サイズに適合した加熱ローラ表面温度の一定化を行う手法が用いられている。

他方、加圧ローラ１６２にも内部に熱源として加熱部材１６２ａを有し、搬送される用紙を加熱して、用紙を暖めた状態で定着ニップ部Ａでのトナーの定着性能を向上する手法が近年の高速画像形成装置では多用されている。

即ち、定着ニップ部Ａの温度は、加熱ローラ表面温度が１６０〜２００℃であるのに対し、搬送用紙の表面温度が装置内温度（概ね、１５〜３５℃）であり、温度差が大き過ぎるため、溶融されたトナーが用紙中のセルロース間に投鋲作用で浸透する時に急冷され、投鋲作用が弱い状態となる。このような弊害を避けるため、搬送用紙を定着面（未定着トナーを保持する用紙の１面）とは逆側の面から加熱し、投鋲作用の増大を図るために熱源が配置されていることがある。

しかしながら、加熱ローラ１６１の外周には、前記画像情報を形成するトナーは定着ニップ部Ａで溶融、定着されるが、定着工程中のトナーは、全てのトナーが用紙上に定着されるとは言いがたく、トナーの一部は、溶融状態で加熱ローラ表面に付着した状態となって加熱ローラ１６１とともに回転することになる。この状態で、次印字工程が行われると、用紙の裏汚れ、印字汚れを招来するという問題が生じる。

そこで、従来では、加熱ローラの表面をクリーニングする技術として、シリコンオイルを含浸させたオイルローラにより加熱ローラ表面にオイルを塗布してトナーが付着し難くして、フェルトローラにより加熱ローラに付着したトナーを払拭するようにしたものが知られている（特許文献１を参照）。

ここでは、その他の方法として、加熱ローラ１６１の表面を清掃するウェブシート１６４を用いたクリーニング部材１６３を加熱ローラ１６１表面に配置してその表面をクリーニングするようにしている。図中の符号６１１，６２２は用紙剥離爪、６１２は加熱ローラ表面温度検出用のサーミスタである。

クリーニング部材１６３は、ウェブシート１６４が加熱ローラ１６１と対峙する圧接ローラ１６５によって所定圧力で加圧された状態（クリーニング部）で加熱ローラ１６１上に付着したトナー汚れを清掃する構成となっている。
詳細には、ウェブシート１６４を送出す送出しローラ１６４ａ、ウェブシート１６４を巻取る巻取りローラ１６３ｂ、ウェブシート１６４の張力を一定化するテンションローラ１６６ａ，１６６ｂおよび圧接ローラ１６５で構成されている。

ウェブシート１６４は、送出しローラ１６４ａと巻取りローラ１６４ｂで架橋され、架橋されている距離の間に配置される圧接ローラ１６５の圧接力で加熱ローラ１６１の表面に圧接されている。更に、ウェブシート１６４が架橋されている距離の間で、ローラ表面をクリーニングする部位でウェブシートに“タルミ”が発生したり、送出しローラ１６４ａ及び巻取りローラ１６４ｂの各々の駆動で移動するウェブシート１６４に斜行等が発生しないように、テンションローラ１６６ａ，１６６ｂにより、一定の張力を保持し、常に一定のクリーニング性能を得るようにされている。

このウェブシート１６４は、５０〜１５０μｍ厚の繊維で構成され、加熱ローラ１６１との圧接部で加熱ローラ１６１上の溶融状態の汚れトナーがウェブシート１６４の繊維の織目に浸透することでウェブシート１６４との結びつきを強くしてウェブシート１６４内部に回収するようにされている。更に、ウェブシート１６４の加熱ローラとの圧接部では、圧接ローラ１６５の圧力でウェブシート１６４が加熱ローラ１６１側に押し付けられることにより汚れトナーが圧接部を通過しないように、圧接ローラ１６５による圧接力を装置の設計段階で検討され一定圧力で設定されている。

更に、ウェブシート１６４は、印字処理枚数（定着機構を通過する用紙枚数）が一定枚数になった時に、送出しローラ１６４ａ及び巻取りローラ１６４ｂが駆動して、所定量の移動が行われ、常に未使用のウェブシート面により加熱ローラ１６１の清掃を行うように制御されている。
このようにして、加熱ローラ１６１に付着したトナーをクリーニングするようにしている。

また、上述したウェブクリーニング手法を用いたクリーニング機構として、ウェブシートを圧接する圧接ローラを２本設けて、ウェブシートを加熱ローラに対して広範囲で当接させることにより、さらにクリーニング効果の向上を図ったクリーニング機構が提案されている（特許文献２を参照）。
特開２００１−１６６６２６号公報 特開２００６−６５２３０号公報

しかしながら、従来のウェブクリーニング手法を用いるクリーニング機構では、以下に示す問題点を有している。

装置の定着機構への通電が継続されている時（印字処理工程中、待機モード中、省エネモード中等）は、ウェブシート上で加熱ローラ表面と圧接する部分の回収トナーは、加熱ローラ表面温度の制御温度（一般的には「定着設定温度」と言う。）によって溶融状態となっている。この定着設定温度は、トナーの溶融温度は定着設定温度より充分に低く、定着ニップ部を通過する用紙が温められると共に未定着トナーが溶融し、用紙上に定着されるように設定される温度である。この定着設定温度は、トナーの溶融温度が１２０〜１５０℃の時に概ね１６０〜２００℃となっている。

しかしながら、装置への通電が開始された直後のウォームアップ中、装置の節電モード（節電モード中は、装置の制御部の一部と表示部のみに通電され、定着機構への通電電力は０Ｗとなっている。）から印字処理工程への復帰中は、加熱ローラ表面温度が定着設定温度に比較して低いため、前工程でクリーニングしたウェブシートの圧接部に滞留する回収トナーは溶融状態ではなく固化した状態となっている。

このように固化した回収トナーと接触した状態で加熱ローラが回転すると加熱ローラ表面の傷が発生し、加熱ローラのライフ特性の低下が生じるだけでなく、傷ついた加熱ローラと圧接されるウェブシートのクリーニング性能も低下するという問題があった。

また、加熱ローラ表面が定着設定温度に到達した直後に印字要求がなされると、加熱ローラ表面は定着設定温度に到達していても、ウェブシート上のトナーは溶融温度に到達しておらず、半溶融状態（固化状態から軟化状態への変化過程）となっている。そのような表面状態の回収トナーに、次のクリーニング動作により新たに溶融状態の回収トナーが加えられると、半溶融状態のウェブシート上の回収トナー（先に回収されたトナー）により今回の回収トナーの熱量が奪われ、溶融状態から半溶融状態に急激に状態変化する。ウェブクリーニング部で“クリーニング不良”が発生する。

詳しくは、この半溶融状態の回収トナーは、圧接ローラにより圧接されたウェブシートをすり抜けて再び加熱ローラの表面に付着してクリーニング性能の低下を招来するとともに、加熱ローラの表面に付着したトナーが用紙上に転写される、いわゆる“カブリトナー”の発生や“印字用紙の裏汚れ”が発生し、印字品位の低下を招来するという問題があった。このような問題は、圧接ローラが１本の場合には特に顕著になる。

ここで、ウェブシートにより回収されたトナーの温度推移の一例について、図面を参照して説明する。図９は従来の画像形成装置に搭載された定着装置のクリーニング機構により回収されたトナーの温度推移を示すグラフである。

クリーニング機構のウェブシートにより回収されたトナーは、図９に示すように、定着装置のウォームアップ完了直後では溶融状態ではなく半溶融状態となっている。この状態で、ウォームアップ完了直後に印字要求がされると、加熱ローラの表面の汚れトナー（溶融状態）が半溶融状態の回収トナーの表面に接触するので温度が奪われ、加熱ローラ表面のクリーニング性能が低下して、用紙上にトナー汚れが発生することになる。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、クリーニングされるローラ部材とウェブシートとの当接状態を変化させることにより、ローラ部材の表面を傷つけることなく表面に付着したトナーを確実に除去することができるクリーニング機構及びこれを用いた定着装置、画像形成装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するための本発明に係るクリーニング機構及びこれを用いた定着装置、画像形成装置の構成は、次の通りである。
請求項１に記載したクリーニング機構は、回転するローラ部材の外周面にウェブ部材を圧接して該ローラ体の表面を清掃するクリーニング機構であって、前記ローラ部材と前記ウェブ部材の当接状態を変化させるウェブ部材圧接手段を備えることを特徴とするものである。
本発明において、前記ローラ部材と前記ウェブ部材の当接状態は、前記ローラ部材と前記ウェブ部材の接触面積の広さ、前記ローラ部材への前記ウェブ部材の圧接力の大きさを含むものである。

請求項２に記載したクリーニング機構は、請求項１に記載した構成に加えて、前記ウェブ部材圧接手段の構成として、前記ウェブ部材を前記ローラ部材に圧接させる複数の圧接ローラと、前記圧接ローラの前記ローラ部材への接離動作を行うローラ接離手段と、前記ローラ接離手段を駆動する駆動手段と、を備えることを特徴とするものである。

請求項３に記載したクリーニング機構は、請求項２に記載した構成に加えて、前記ウェブ部材圧接手段の構成として、１つの駆動手段により前記ローラ接離手段を駆動することを特徴とするものである。

請求項４に記載のクリーニング機構は、請求項２または３に記載した構成に加えて、前記ウェブ部材圧接手段の構成として、前記複数の圧接ローラのうちの何れか１つの圧接ローラが前記ローラ部材に対して圧接されている時、その他の圧接ローラが前記ローラ部材から離間された状態とすることを特徴とするものである。

請求項５に記載したクリーニング機構は、請求項２乃至４のうちの何れか一項に記載した構成に加えて、前記ウェブ部材圧接手段の構成として、前記複数の圧接ローラのうちの何れの圧接ローラが前記ローラ部材に圧接した状態においても前記ウェブ部材の張力を一定にするウェブ張力調整手段を備えることを特徴とするものである。
本発明において、前記ウェブ張力調整手段として、前記ウェブ部材に張力を与えるようにテンションローラを用いるものであっても良い。

請求項６に記載のクリーニング機構は、請求項２乃至５のうちの何れか一項に記載した構成に加えて、前記ローラ接離手段の構成として、前記複数の圧接ローラを同時に保持する保持部材と、前記駆動手段に連動して前記保持部材に作用する偏心カムと、前記保持部材に作用して前記複数の圧接ローラのうちの一部の圧接ローラを前記ローラ部材側に付勢する弾性部材と、を備えることを特徴とするものである。

請求項７に記載の定着装置は、少なくとも１本のローラ部材に発熱手段を備えた一対のローラ部材を備え、前記ローラ部材同士を圧接させたニップ部に未定着のトナー像が形成された記録媒体を通過させることで前記トナー像を溶融させて前記記録媒体上に定着させる定着ローラと、前記定着ローラの外周面にウェブ部材を当接させてローラ表面を清掃するクリーニング機構とを備えた定着装置であって、前記クリーニング機構として、請求項１乃至６のうちの何れか一項に記載のクリーニング機構を用いることを特徴とするものである。

請求項８に記載の画像形成装置は、静電潜像が形成されて該静電潜像に基づきトナー像が形成される感光体ドラムを備えた画像形成部と、前記感光体ドラムにトナーを供給する現像ローラを備えた現像部と、前記感光体ドラム上に形成されたトナー像を搬送された記録媒体に転写する転写部とを備え、且つ、少なくとも１本のローラ部材に発熱手段を備えた一対のローラ部材を備え、前記ローラ部材同士を圧接させたニップ部に未定着のトナー像が形成された記録媒体を通過させることで前記トナー像を溶融させて前記記録媒体上に定着させる定着ローラと、回転する定着ローラの外周面にウェブ部材を当接させてローラ表面を清掃するクリーニング機構を具備する定着装置を備え、電子写真方式により前記感光体ドラムの表面に形成されたトナー像を記録媒体上に転写して出力する画像形成装置において、前記クリーニング機構の構成として、前記定着ローラと前記ウェブ部材の当接状態を変化させるウェブ部材圧接手段を備えることを特徴とするものである。

請求項９に記載の画像形成装置は、請求項８に記載した構成に加えて、前記クリーニング機構として、請求項２乃至６のうちの何れか一項に記載のクリーニング機構を備えることを特徴とするものである。

請求項１０に記載の画像形成装置は、請求項９に記載した構成に加えて、前記定着装置の運転を制御する待機モード、省エネモード及び節電モードを含む複数の運転モードを備え、前記ウェブ部材圧接手段を構成する複数の圧接ローラのうちの前記定着ローラの回転方向下流側に配置される圧接ローラを前記定着ローラに圧接する時は、前記定着装置がウォームアップ中、待機モードから印字処理用の復帰工程中、および前記定着ローラの表面温度が設定温度に到達した後に印字処理工程に移行するまでの間とすることを特徴とするものである。

本発明において、待機モードとは、定着装置に通電されて定着ローラ表面を定着設定温度で維持するようにされた状態を含むものであり、省エネモードとは、定着ローラ表面を定着設定温度よりも低い温度で維持するようにされた状態を含むものであり、節電モードとは、画像形成装置の制御部の一部と表示部を通電状態として、定着ローラの加熱を停止した状態、すなわち定着装置の通電電力を０Ｗ（ワット）にする状態を含むものである。

請求項１１に記載の画像形成装置は、請求項９または１０に記載した構成に加えて、前記複数の圧接ローラのうちの前記定着ローラの回転方向上流側に配置される圧接ローラを前記定着ローラに圧接する時は、前記定着装置がウォームアップ終了後、所定時間経過後に印字処理工程に移行する時とすること特徴とするものである。

請求項１２に記載の画像形成装置は、請求項１１に記載した構成に加えて、前記所定時間を、前記定着ローラの回転方向下流側に配置される圧接ローラが前記定着ローラに圧接した状態で前記ウェブ部材によるクリーニング処理が行われた後に、回収されたトナーの温度がトナーの溶融温度以上になるまでの時間とすることを特徴とするものである。すなわち、前記所定時間は、前記ローラ上の汚れトナーがウェブ部材によって回収された後に、前記定着ローラの表面温度がトナーの溶融温度以上となって回収されたトナーが溶融状態になるまでの時間とするものである。

請求項１３に記載の画像形成装置は、請求項１１に記載した構成に加えて、前記所定時間を、前記定着ローラの回転方向下流側に配置される圧接ローラが前記定着ローラに圧接した状態で前記ウェブ部材によるクリーニング処理が行われた後に、前記ウェブ部材を所定量移動するまでの時間とすることを特徴とするものである。すなわち、前記所定時間は、前記定着ローラの回転方向下流側に配置される圧接ローラが前記定着ローラに圧接した状態でクリーニング処理に使用されたウェブ部材を巻き取って、未使用の部分を配置するまでに要する時間とするものである。

請求項１４に記載の画像形成装置は、請求項１３に記載した構成に加えて、前記ウェブ部材の移動量を、少なくとも前記定着ローラと交互に圧接する複数の圧接ローラの軸間距離以上の長さとすることを特徴とするものである。すなわち、複数の圧接ローラの定着ローラとの圧接状態の切換え時に巻き取られて移動するウェブ部材の移動量は、少なくとも前記複数の圧接ローラが配置される配置間距離以上の長さとするものである。

請求項１に記載した発明によれば、回転するローラ部材の外周面にウェブ部材を圧接して該ローラ体の表面を清掃するクリーニング機構であって、前記ローラ部材と前記ウェブ部材の当接状態を変化させるウェブ部材圧接手段を備えることで、クリーニングされるローラ部材の表面状態に応じて前記ローラ部材とウェブ部材との当接状態を変化させることにより、前記ローラ部材の表面を傷つけることなく表面に付着したトナーを確実に除去することができる。
ここで、前記ローラ部材の表面状態とは、該ローラ部材の表面温度や表面に付着したトナーの状態を含むものである。

また、請求項１〜１４に記載の発明で得られる上記共通の効果に加え、各請求項に記載の発明によれば次の効果を得ることができる。
詳しくは、請求項２に記載した発明によれば、請求項１に記載した発明で得られる効果に加えて、請求項１に記載した構成に加えて、前記ウェブ部材圧接手段の構成として、前記ウェブ部材を前記ローラ部材に圧接させる複数の圧接ローラと、前記圧接ローラの前記ローラ部材への接離動作を行うローラ接離手段と、前記ローラローラ接離手段を駆動する駆動手段と、を備えることで、複数の圧接ローラのうちの何れかの圧接ローラを選択的に前記ローラ部材に圧接させて、前記ローラ部材と前記ウェブ部材の当接状態を容易に変化させることができる。

請求項３に記載した発明によれば、請求項２に記載した発明で得られる効果に加えて、前記ウェブ部材圧接手段の構成として、１つの駆動手段により前記ローラ接離手段を駆動するようにしたことで、装置構成の簡略化を図るとともに、簡単な構成で接離動作を行う圧接ローラを同期させることができる。

請求項４に記載した発明によれば、請求項２または３に記載した発明で得られる効果に加えて、前記ウェブ部材圧接手段の構成として、前記複数の圧接ローラのうちの何れか１つの圧接ローラが前記ローラ部材に対して圧接されている時、その他の圧接ローラが前記ローラ部材から離間された状態とすることで、それぞれの圧接ローラと前記ローラ部材との当接位置に応じて前記ローラ部材と前記ウェブ部材の当接状態を容易に変化させることができる。

請求項５に記載した発明によれば、請求項２乃至４のうちの何れか一項に記載した発明で得られる効果に加えて、前記ウェブ部材圧接手段の構成として、前記複数の圧接ローラのうちの何れの圧接ローラが前記ローラ部材に圧接した状態においても前記ウェブ部材の張力を一定にするウェブ張力調整手段を備えることで、前記ウェブ部材に弛みを生じさせることなく、また、前記ウェブ部材の斜行による皺の発生、破れを発生させずに、クリーニング性能の安定化を図ることができる。
また、本発明において、前記ウェブ張力調整手段として、前記ウェブ部材に張力を与えるようにテンションローラを用いることで、装置構成の簡略化を図ることができる。

請求項６に記載した発明によれば、請求項２乃至５のうちの何れか一項に記載した発明で得られる効果に加えて、前記ローラ接離手段の構成として、前記複数の圧接ローラを同時に保持する保持部材と、前記駆動手段に連動して前記保持部材に作用する偏心カムと、前記保持部材に作用して前記複数の圧接ローラのうちの一部の圧接ローラを前記ローラ部材側に付勢する弾性部材と、を備えることで、前記保持部材により同時に保持された複数の圧接ローラを前記偏心カムにより容易に前記ローラ部材に対して接離動作させることができ、さらに弾性部材を前記偏心カムが作用する側と反対側に配置することで、簡単な構成で接離動作する圧接ローラの追従性を図るとともに、圧接ローラを前記ローラ部材に対して圧接させることができる。

請求項７に記載した発明によれば、少なくとも１本のローラ部材に発熱手段を備えた一対のローラ部材を備え、前記ローラ部材同士を圧接させたニップ部に未定着のトナー像が形成された記録媒体を通過させることで前記トナー像を溶融させて前記記録媒体上に定着させる定着ローラと、前記定着ローラの外周面にウェブ部材を当接させてローラ表面を清掃するクリーニング機構とを備えた定着装置であって、前記クリーニング機構として、請求項１乃至６のうちの何れか一項に記載のクリーニング機構を用いることで、前記定着ローラの表面状態に応じて前記定着ローラとウェブ部材との当接状態を変化させることにより、前記定着ローラの表面を傷つけることなく表面に付着したトナーを確実に除去することができる。
ここで、前記定着ローラの表面状態とは、該定着ローラの表面温度や付着したトナーの状態を含むものである。

請求項８に記載した発明によれば、静電潜像が形成されて該静電潜像に基づきトナー像が形成される感光体ドラムを備えた画像形成部と、前記感光体ドラムにトナーを供給する現像ローラを備えた現像部と、前記感光体ドラム上に形成されたトナー像を搬送された記録媒体に転写する転写部とを備え、且つ、少なくとも１本のローラ部材に発熱手段を備えた一対のローラ部材を備え、前記ローラ部材同士を圧接させたニップ部に未定着のトナー像が形成された記録媒体を通過させることで前記トナー像を溶融させて前記記録媒体上に定着させる定着ローラと、回転する定着ローラの外周面にウェブ部材を当接させてローラ表面を清掃するクリーニング機構を具備する定着装置を備え、電子写真方式により前記感光体ドラムの表面に形成されたトナー像を記録媒体上に転写して出力する画像形成装置において、前記クリーニング機構の構成として、前記定着ローラと前記ウェブ部材の当接状態を変化させるウェブ部材圧接手段を備えることで、前記定着ローラの表面状態に応じて前記定着ローラとウェブ部材との当接状態を変化させることにより、前記定着ローラの表面を傷つけることなく表面に付着したトナーを確実に除去することができる。
ここで、前記定着ローラの表面状態とは、該定着ローラの表面温度や表面に付着したトナーの状態を含むものである。

請求項９に記載した発明によれば、請求項８に記載した発明で得られる効果に加えて、前記クリーニング機構として、請求項２乃至６のうちの何れか一項に記載のクリーニング機構を備えることで、複数の圧接ローラのうちの何れかの圧接ローラを選択的に定着ローラに圧接させて、前記定着ローラとウェブ部材の当接状態を容易に変化させることができる。

請求項１０に記載した発明によれば、請求項９に記載した発明で得られる効果に加えて、前記定着装置の運転を制御する待機モード、省エネモード及び節電モードを含む複数の運転モードを備え、前記ウェブ部材圧接手段を構成する複数の圧接ローラのうちの前記定着ローラの回転方向下流側に配置される圧接ローラを前記定着ローラに圧接する時は、前記定着装置がウォームアップ中、待機モードから印字処理用の復帰工程中、および前記定着ローラの表面温度が設定温度に到達した後に印字処理工程に移行するまでの間とすることで、前記定着ローラの回転方向下流側に配置される圧接ローラによりウェブ部材を圧接する状態で、印字処理が行われる前に定着ローラの表面をクリーニングすることができる。

請求項１１に記載した発明によれば、請求項９または１０に記載した発明で得られる効果に加えて、前記複数の圧接ローラのうちの前記定着ローラの回転方向上流側に配置される圧接ローラを前記定着ローラに圧接する時は、前記定着装置がウォームアップ終了後、所定時間経過後に印字処理工程に移行する時とすることで、前記定着ローラの回転方向下流側に配置される圧接ローラによりウェブ部材を圧接する状態から圧接状態を変化させて、印字処理が行われる時の定着ローラの表面をクリーニングすることができる。

請求項１２に記載した発明によれば、請求項１１に記載した発明で得られる効果に加えて、前記所定時間を、前記定着ローラの回転方向下流側に配置される圧接ローラが前記定着ローラに圧接した状態で前記ウェブ部材によるクリーニング処理が行われた後に、回収されたトナーの温度がトナーの溶融温度以上になるまでの時間とすることで、新たに回収されたトナーが、先に回収されたトナーに熱を奪われることなく溶融した状態でウェブ部材により回収されるので、印字処理が行われる前の定着ローラの表面をより良くクリーニングすることができる。

請求項１３に記載した発明によれば、請求項１１に記載した発明で得られる効果に加えて、前記所定時間を、前記定着ローラの回転方向下流側に配置される圧接ローラが前記定着ローラに圧接した状態で前記ウェブ部材によるクリーニング処理が行われた後に、前記ウェブ部材を所定量移動するまでの時間、すなわち、クリーニング処理に使用されたウェブ部材を巻き取って未使用の部分を配置するまでに要する時間とすることで、前処理工程時に回収したトナー（定着ローラ回転方向上流側の圧接ローラで回収したトナー）が固化状態であっても、ウェブ部材の未使用の部分が定着ローラに圧接可能となり、定着ローラが回転する時にすでに回収したトナーによって擦られることがないので、定着ローラの表面を損傷することなく、安定したクリーニングを行うことができる。

請求項１４に記載した発明によれば、請求項１３に記載した発明で得られる効果に加えて、前記ウェブ部材の移動量を、少なくとも前記定着ローラと交互に圧接する複数の圧接ローラの軸間距離以上の長さ、すなわち、少なくとも前記複数の圧接ローラが配置される配置距離以上の長さとすることで、定着ローラの回転方向下流側の圧接ローラから上流側の圧接ローラへウェブ部材を圧接する圧接ローラの切換え操作が行われた時に、ウェブ部材の未使用の部分を定着ローラに圧接できるので、安定したクリーニング性能の維持することができ、印字品位の向上を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係るクリーニング機構が採用された画像形成装置の全体の構成を示す説明図、図２は前記画像形成装置の装置本体の構成を示す部分詳細図である。

本実施形態に係る画像形成装置１Ａは、スキャナ等に読み込まれた画像データや外部から伝達された画像データを電子写真方式によって、記録媒体となる所定のシート状の記録用紙（以下、用紙と称する。）にモノクロ画像として出力形成するものであって、静電潜像が形成されて該静電潜像に基づきトナー像が形成される感光体ドラム３を備えた画像形成部１４と、感光体ドラム３にトナーを供給する現像ローラ２ａを備えた現像器（現像部）２と、感光体ドラム３上に形成されたトナー像を搬送された用紙に転写する転写機構（転写部）１０と、未定着のトナー像を用紙に定着する定着ユニット（定着装置）６とを備え、電子写真方式により感光体ドラム３の表面に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写するように制御された画像形成装置１Ａにおいて、定着ユニット６を構成する加熱ローラ（定着ローラ）６１の表面をクリーニングするクリーニング機構として、本発明に係るクリーニング機構６３を備えたものである。

まず、本実施形態に係る画像形成装置１Ａの全体構成について説明する。
画像形成装置１Ａは、図１，図２に示すように、主に、露光ユニット１、現像器（現像部）２、感光体ドラム３、帯電器４、除電装置４１、クリーナユニット５、定着ユニット６、用紙搬送装置７、給紙トレイ８、排紙トレイ９及び転写機構（転写部）１０等より構成される装置本体１Ａ１と、自動原稿処理装置１Ａ２とにより構成されている。

装置本体１Ａ１の上面部には、原稿が載置される透明ガラスからなる原稿載置台２１が設けられ、この原稿載置台２１の上方には、自動原稿処理装置１Ａ２が上方に向かい揺動開放自在に設けられ、一方、この原稿載置台２１の下方には、原稿の画像情報を読み取る原稿読み取り部であるスキャナ部２２が配置されている。

そのスキャナ部２２の下方には、露光ユニット１、現像器２、感光体ドラム３、帯電器４、除電装置４１、クリーナユニット５、定着ユニット６、用紙搬送装置７、排紙トレイ９及び転写機構１０が配設され、さらに、その下方には、用紙Ｐが収納された給紙トレイ８が配設されている。

露光ユニット１は、図示しない画像処理部から出力された画像データ（印字用画像情報）に応じてレーザ光を、帯電器４によって均一に帯電された感光体ドラム３の表面に照射して露光することにより、該感光体ドラム３の表面に画像データに応じた静電潜像を書込み形成する機能を有するものである。

露光ユニット１は、スキャナ部２２の直下で且つ感光体ドラム３上方に配置され、レーザ照射部１１および反射ミラー１２を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）１３ａ，１３ｂが採用されている。本実施形態では、高速印字処理を行う為に、複数のレーザ光を利用し、照射タイミングの高速化を低減する手法を採用し、２ビーム手法を採用している。

尚、本実施形態では、露光ユニット１にレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）１３ａ，１３ｂを用いているが、発光素子をアレイ状に並べたもの、例えばＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いるものであっても良い。

感光体ドラム３は、図２に示すように、円筒状を呈し、露光ユニット１の下方に配設され、図示しない駆動手段と制御手段により所定方向（図中の矢印Ａ方向）に回転するように制御されている。この感光体ドラム３の外周面に沿って、画像転写終了後の位置を基準として感光体ドラム回転方向下流側に向かい、用紙剥離爪３１、クリーナユニット５、電界発生部としての帯電器４、現像器２、除電装置４１の順に配置されている。

用紙剥離爪３１は、ソレノイド３２により感光体ドラム３の外周面に接離可能に配置されている。この用紙剥離爪３１は、感光体ドラム３の外周面に当接した状態で、感光体ドラム３上の未定着トナー像を用紙Ｐに転写する際にその感光体ドラム３の表面に張り付いた用紙Ｐを剥離するものである。

尚、用紙剥離爪３１の駆動手段として、ソレノイド３２の換わりに駆動用モータ等を採用しても良く、その他の駆動手段の選択も可能である。

現像器２は、感光体ドラム３上に形成された静電潜像を黒トナーで顕像化するものであって、感光体ドラム回転方向（図中の矢印Ａ方向）で帯電器４より下流側で感光体ドラム３の側方で略水平（図中で右側）に配置されている。この現像器２下方には記録媒体搬送方向上流側にレジストローラ１５が配置されている。

レジストローラ１５は、給紙トレイ８から供給された用紙Ｐの先端と感光体ドラム３上のトナー像とを整合して感光体ドラム３と転写ベルト１０３との間に搬送するように、図示しない駆動手段と制御手段とのより動作制御されている。

帯電器４は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であって、感光体ドラム３の上方でその外周面に近接して配置されている。
尚、本実施形態では、チャージャー型の帯電器４を用いているが、接触型のローラ方式によるものやブラシ方式によるものを用いるものであっても良い。

除電装置４１は、感光体ドラム３の表面に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写し易くするために該感光体ドラム３の表面電位を低下させるための転写前除電手段であって、感光体ドラム回転方向で現像器２より下流側で、且つ該感光体ドラム３の下方でその外周面に近接して配置されている。

尚、本実施形態では、除電装置４１は、除電電極を用いて構成されているが、除電電極の替わりに除電ランプを用いたり、その他の方式により除電するようにしたものであっても良い。

クリーナユニット５は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを除去・回収するものであって、感光体ドラム３を挟んで現像器２と略対向する位置で感光体ドラム３の側方で略水平（図中で左側）に配置されている。

上述した様に、感光体ドラム３上で顕像化された静電像は、静電像が有する電荷の逆極性の電界が搬送される用紙Ｐ上に転写機構１０から印加されることで用紙Ｐ上に転写される。例えば、静電像が（−）極性の電荷を有している時は、転写機構１０の印加極性は（＋）極性となる。

転写機構１０は、図２に示すように、駆動ローラ１０１、従動ローラ１０２及び他のローラで架橋されるとともに、所定の抵抗値（本実施形態では１×１０⁹〜１×１０¹³Ω・cmの範囲）を有する転写ベルト１０３が配置された転写ベルト式ユニットで構成され、感光体ドラム３の下方で、転写ベルト１０３の表面が感光体ドラム３の外周面の一部と接触するように配置されている。この転写ベルト１０３により、用紙Ｐを感光体ドラム３に押圧しながら搬送するようになっている。

感光体ドラム３と転写ベルト１０３の接触部１０４には、駆動ローラ１０１及び従動ローラ１０２とは異なる導電性で転写電界を印加可能な弾性導電性ローラ１０５が配置されている。

弾性導電性ローラ１０５は、弾性ゴム、発泡性樹脂等の軟質材料により構成されている。この弾性導電性ローラ１０５が弾性を有することで、感光体ドラム３と転写ベルト１０３とが線接触でなく、所定の幅（転写ニップと呼ばれる。）を有する面接触となるので搬送される用紙Ｐへの転写効率の向上を図ることができる。

更に、転写ベルト１０３の転写領域の用紙搬送方向下流側には、搬送される用紙Ｐが転写領域で印加された電界を除電し、次工程への搬送をスムーズに行う為の除電ローラ１０６が転写ベルト１０３の背面側に配置されている。

また、転写機構１０には、転写ベルト１０３の残留トナーによる汚れを取るクリーニングユニット１０７と、転写ベルト１０３の除電を行う複数の除電機構１０８が配置されている。この除電機構１０８に用いられる除電を行うための手法として、装置を介して接地する手法、若しくは積極的に前記転写電界の極性とは逆極性を印加する手法がある。

転写機構１０で用紙Ｐ上に転写された静電像（未定着トナー）は、定着ユニット６に搬送されて加圧・加熱されることで未定着トナーが溶融されて用紙Ｐ上に定着される。

定着ユニット６は、図２に示すように、一対の定着ローラとして加熱ローラ６１及び加圧ローラ６２とを備え、この加熱ローラ６１と加圧ローラ６２とにより用紙Ｐを挟持した状態で加熱ローラ６１を回転させ、加熱ローラ６１と加圧ローラ６２との間を通過させることにより、用紙Ｐ上に転写されたトナー像を溶融して定着させるものである。定着ユニット６の用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐを搬送する搬送ローラ１６が設けられている。

加熱ローラ６１は、その外周部には用紙剥離爪６１１、ローラ表面温度検出部材（サーミスター）６１２、クリーニング機構６３が配置され、内周部には加熱ローラ表面を所定温度（定着設定温度：概ね１６０〜２００℃）とする熱源６１４が設けられている。

加圧ローラ６２は、ローラの両端部で加熱ローラ６１に対し所定圧量で加圧ローラ６２が圧接することが可能な加圧部材６２１が配置され、さらに、加圧ローラ６２の外周には加熱ローラ６１の外周と同様に用紙剥離爪６２２、ローラ表面クリーニング部材６２３が配置され、内周部には加圧ローラ表面を内部より加熱する熱源６２４が設けられている。

この定着ユニット６は、図２に示すように、加熱ローラ６１と加圧ローラ６２との圧接部（いわゆる定着ニップ部と呼ばれる。）６００において、搬送される用紙Ｐ上の未定着トナーを加熱ローラ６１により加熱して溶融し、該加熱ローラ６１と加圧ローラ６２との圧接力による用紙Ｐ上への投鋲作用で、未定着トナーを用紙Ｐ上に定着するようになっている。

給紙トレイ８は、画像情報が出力（印字）されるシート（用紙）を複数枚蓄積しておくためのものであり、露光ユニット１、現像器２、感光体ドラム３、帯電器４、除電装置４１、クリーナユニット５、定着ユニット６等で構成される画像形成部１４の下側に構成されている。この給紙トレイ８の排紙側上部には、用紙ピックアップローラ８ａが配置されている。

この用紙ピックアップローラ８ａは、給紙トレイ８内に積載収容された用紙Ｐを最上層から１枚ずつピックアップし、下流側に向かって（便宜上の用紙Ｐの流れ出し側（カセット側）を上流、排紙側を下流とする。）用紙搬送装置７を構成する用紙搬送路７ａ上のレジストローラ（「アイドルローラ」とも称する。）１５側に搬送するようになっている。

また、本実施形態に係る画像形成装置１Ａでは、高速印字処理を行うことを目的とする為、画像形成部１４の下方に定型サイズの用紙Ｐを各々のトレイに５００〜１５００枚収納可能な複数の給紙トレイ８が配置され、一方、装置側面には複数の用紙種類を多量に収納可能な大容量給紙カセット８１が配置されるとともに、該大容量給紙カセット８１の上方に、主に不定型サイズの印字等に対応する手差し給紙トレイ８２が設けられている。

排紙トレイ９は、手差し給紙トレイ８２とは反対側の装置側面に配置されている。また、排紙トレイ９に変わって、排紙用紙の後処理装置（ステープル、パンチ処理等を行う装置）や複数段排紙トレイ等をオプションとして配置することも可能な構成となっている。

次に、本実施形態に係る特徴的なクリーニング機構６３について図面を参照して詳細に説明する。図３は本実施形態に係る画像形成装置を構成する定着ユニットに設けられたクリーニング機構の概略構成を示す説明図である。

本実施形態に係るクリーニング機構６３は、図３に示すように、回転する加熱ローラ６１の外周面にウェブシート（ウェブ部材）６４を圧接して加熱ローラ６１の表面を清掃するクリーニング機構であって、第１圧接ローラ６５１及び第２圧接ローラ６５２によって加熱ローラ６１とウェブシート６４の当接状態を変化させるウェブ部材圧接手段６５を備えている。

ウェブシート６４は、加熱ローラ６１に近接して配置された送出しローラ６４ａと巻取りローラ６４ｂとで架橋され、ウェブ部材圧接手段６５によって、架橋されている範囲内に配置される第１圧接ローラ６５１及び第２圧接ローラ６５２のうちの何れかの圧接ローラによる圧接力で加熱ローラ６１の表面に圧接される。このウェブシート６４は、５０〜１５０μｍ厚の繊維で構成され、加熱ローラ６１と当接して加熱ローラ６１上に付着した溶融状態の汚れトナーをウェブシート６４の繊維の織目に浸透させることでウェブシート６４内部に回収するようになっている。

また、ウェブシート６４は、印字処理枚数（定着機構を通過する用紙枚数）が一定枚数になった時に、送出しローラ６４ａ及び巻取りローラ６４ｂが駆動することにより所定量移動して、常に未使用のウェブシート面により加熱ローラ６１表面の清掃を行うように制御されている。このウェブシート６４の移動方向は、当接する加熱ローラ６１の回転方向（図３中の矢印Ｃ方向）とは反対方向（図３中の矢印Ｄ方向）の向きに移動するようになっている。

ウェブ部材圧接手段６５は、ウェブシート６４を加熱ローラ６１に圧接させる第１圧接ローラ６５１及び第２圧接ローラ６５２と、第１圧接ローラ６５１及び第２圧接ローラ６５２の加熱ローラ６１への接離動作を行うローラ接離構造（ローラ接離手段）６５３と、ローラ接離構造６５３を駆動する駆動モータ（駆動手段）６５４とを備えている。

また、ウェブ部材圧接手段６５は、第１圧接ローラ６５１及び第２圧接ローラ６５２のうちの何れかの圧接ローラが加熱ローラ６１に圧接した状態においてもウェブシート６４の張力を一定にするテンションローラ（ウェブ張力調整手段）６６ａ，６６ｂを備えている。テンションローラ６６ａ，６６ｂは、ウェブシート６４が架橋されている範囲内で、それぞれ送出しローラ６４ａと第２圧接ローラ６５２の間、第１圧接ローラ６５１と巻取りローラ６４ｂの間に配置され、加熱ローラ６１の表面をクリーニングする部位（第１圧接ローラ６５１または第２圧接ローラ６５２により加熱ローラ６１に圧接される部位）でウェブシート６４に“タルミ”が発生したり、送出しローラ６４ａ及び巻取りローラ６４ｂの各々の駆動で移動する際にウェブシート６４に斜行等が発生しないように、一定の張力を保持して、常に一定のクリーニング性能を得るようにされている。

ローラ接離構造６５３は、主に、第１圧接ローラ６５１及び第２圧接ローラ６５２を同時に保持する保持バー（保持部材）６５３ａと、駆動モータ６５４に連動して保持バー６５３ａの一端側に作用する偏心カム６５３ｂと、保持バー６５３ａの他端側に作用して第２圧接ローラ６５２を加熱ローラ側に付勢するコイルばね（弾性部材）６５３ｃとにより構成されている。このローラ接離構造６５３は、駆動モータ６５４により偏心カム６５３ｂを回転させて、保持バー６５３ａに保持された第１圧接ローラ６５１及び第２圧接ローラ６５２の加熱ローラ６１への接離動作を行うようになっている。

第１圧接ローラ６５１及び第２圧接ローラ６５２は、保持バー６５３ａの両端部にそれぞれ接続バー６５１ａ，６５２ａを介して連結されている。第１圧接ローラ６５１は、加熱ローラ６１の回転方向（矢印Ｃ方向）で第２圧接ローラ６５２よりも上流側に配置されている。また、第１圧接ローラ６５１は、第２圧接ローラ６５２よりも大きな外径で形成されている。

保持バー６５３ａは、その長手方向の略中央部が支軸６５３ａ１により回動可能に軸支され、第１圧接ローラ６５１が連結される一端側には、この一端部に当接して該保持バー６５３ａを揺動させる偏心カム６５３ｂが配置されている。また、第２圧接ローラ６５２が連結される他端部には、第２圧接ローラ６５２を加熱ローラ６１側に付勢するコイルばね６５３ｃが配置されている。

このように構成されたウェブ部材圧接手段６５により、第１圧接ローラ６５１は、通常の印字処理の時、すなわち、ウォームアップ直後および節電モードからの復帰等の加熱ローラ６１が定着設定温度に到達した直後の印字処理を除き、定着装置がウォームアップ終了後に所定時間経過後に印字処理工程に移行する時に、加熱ローラ６１表面に向かい圧接するように駆動制御される。

本実施形態において、前述した所定時間は、加熱ローラ６１の回転方向下流側に配置される第２圧接ローラ６５２が加熱ローラ６１に圧接した状態でウェブシート６４によるクリーニング処理が行われた後に、回収されたトナーの温度がトナーの溶融温度以上になるまでの時間とする。

また、この所定時間は、加熱ローラ６１の回転方向下流側に配置される第２圧接ローラ６５２が加熱ローラ６１に圧接した状態でウェブシート６４によるクリーニング処理が行われた後に、ウェブシート６４を所定量移動するまでの時間を含むものとする。
このウェブシート６４の移動時間は、少なくとも第１圧接ローラ６５１と第２圧接ローラ６５２の軸間距離以上の長さを移動する時間とする。

一方、第２圧接ローラ６５２は、通常の印字処理ではない時、すなわち、定着装置がウォームアップ中、待機モードから印字処理用の復帰工程中、ウォームアップ直後および節電モードからの復帰等の加熱ローラ６１が定着設定温度に到達した直後に印字処理に移行する時に、加熱ローラ６１表面に向かい圧接するように駆動制御される。

また、第１圧接ローラ６５１または第２圧接ローラ６５２のうちの何れか一方の圧接ローラが加熱ローラ６１側に向かい圧接されている時は、他方の圧接ローラが加熱ローラ６１から離間した状態となるようにされている。

次に、本実施形態のクリーニング機構６３による加熱ローラ６１のクリーニング作用について図面を参照して説明する。
図４は本実施形態のクリーニング機構における第１圧接ローラによりウェブシートを加熱ローラに圧接した状態を示す説明図、図５は前記クリーニング機構における第２圧接ローラによりウェブシートを加熱ローラに圧接した状態を示す説明図である。

クリーニング機構６３において、ウェブシート６４を第１圧接ローラ６５１によって加熱ローラ６１に圧接する時は、図４に示すように、偏心カム６５３ｂを回転させて、保持バー６５３ａの第１圧接ローラ６５１側の偏心カム６５３ｂとの当接位置が加熱ローラ６１に接近する方向に移動する。

これにより、保持バー６５３ａに連結された第１圧接ローラ６５１は、偏心カム６５３ｂの回転に伴い加熱ローラ６１に向かって押され、加熱ローラ６１に圧接される。この時、保持バー６５３ａの第２圧接ローラ６５２側は、コイルばね６５３ｃのばね力を抗して加熱ローラ６１から離れる方向に移動して、第２圧接ローラ６５２が加熱ローラ６１から離間した状態となる。

ウェブシート６４は、第１圧接ローラ６５１と加熱ローラ６１とによるニップ部Ｂで加熱ローラ６１に圧接される。第１圧接ローラ６５１によるウェブシート６４への押圧力は偏心カム６５３ｂの外形状（偏心量）により設定される。この時、加熱ローラ６１の回転方向上流側に位置するウェブシート６４の一部は、加熱ローラ６１の表面に対して傾斜角度θ１で配置される。

一方、ウェブシート６４を第２圧接ローラ６５２によって加熱ローラ６１に圧接する時は、図５に示すように、偏心カム６５３ｂをさらに回転させ、或いは戻し方向に回転させて、保持バー６５３ａの第１圧接ローラ６５１側の偏心カム６５３ｂとの当接位置が加熱ローラ６１から離れる方向に移動する。

これにより、保持バー６５３ａに連結された第１圧接ローラ６５１は、偏心カム６５３ｂの回転に伴い加熱ローラ６１から離間する。この時、保持バー６５３ａの第２圧接ローラ６５２側は、コイルばね６５３ｃのばね力によって加熱ローラ６１に接近する方向に押されて、第２圧接ローラ６５２が加熱ローラ６１に対して圧接される状態となる。

ウェブシート６４は、第２圧接ローラ６５２と加熱ローラ６１とによるニップ部Ｃで加熱ローラ６１に圧接される。第２圧接ローラ６５２によるウェブシート６４への押圧力はコイルばね６５３ｃにより設定される。この時、加熱ローラ６１の回転方向上流側に位置するウェブシート６４の一部は、加熱ローラ６１の表面に対して傾斜角度θ２で配置される。

上述したように、ウェブシート６４の加熱ローラ６１への当接状態は、第１圧接ローラ６５１と第２圧接ローラ６５２とにより異なった当接状態となる。すなわち、第１圧接ローラ６５１の外径を第２圧接ローラ６５２の外径よりも大きく形成することで、ニップ部Ｃよりもニップ部Ｂのニップ量が大きくなる。

従って、第１圧接ローラ６５１によりウェブシート６４を加熱ローラ６１に圧接する場合は、第２圧接ローラ６５２による場合と比較してウェブシート６４と加熱ローラ６１との当接面積を大きくすることができるので、溶融状態のトナーを効果的にクリーニングすることができる。

また、加熱ローラ６１の回転方向上流側に位置するウェブシート６４の配置状態は、第１圧接ローラ６５１によるウェブシート６４の傾斜角度θ１と第２圧接ローラ６５２によるウェブシート６４の傾斜角度θ２とを比較すると、第１圧接ローラ６５１による傾斜角度θ２の方が大きくなっている。

従って、第１圧接ローラ６５１によりウェブシート６４を加熱ローラ６１に圧接する場合は、クリーニング処理後にウェブシート６４を移動する時に、ウェブシート６４の傾斜角度θ１が大きいため、ウェブシート６４の剥がし効果が向上し、ウェブシート６４内部に回収されたトナーに擦られる影響を少なくできるので、加熱ローラ６１の表面を傷つけることなくウェブシート６４を移動することができる。

また、第２圧接ローラ６５２によりウェブシート６４を加熱ローラ６１に圧接する場合は、加熱ローラ６１に対する傾斜角度が小さいので、例えば、ウェブシート６４内部に潤滑材等を含浸させて加熱ローラ６１の表面に塗布する機能を持たせた場合に、ウェブシート６４による潤滑材を塗布する作用の向上を期待できる。

次に、本実施形態の画像形成装置におけるクリーニング機構の動作についてフローチャートに基づき説明する。
図６，図７は本実施形態に係る画像形成装置におけるクリーニング機構の動作を説明するフローチャートである。

まず、画像形成装置１Ａに対し通電が開始されると（ステップＳ１）、画像形成装置１Ａの制御部は、定着ユニット６を構成するクリーニング機構６３のウェブシート６４を加熱ローラ６１と圧接する圧接ローラを変更するために、偏心カム６５３ｂを駆動する駆動モータ６５４に通電を行う（ステップＳ２）。

ステップＳ２における偏心カム６５３ｂの回転により第２圧接ローラ６５２が加熱ローラ６１と圧接されたことが確認されると（ステップＳ３）、画像形成装置１Ａは、初期化工程（感光体ドラム３の初期化、各センサの初期化、各駆動部をホームポジションに復帰させる等々の処理）および定着ユニット６のウォームアップを行う（ステップＳ４）。

ここで、ステップＳ２およびステップＳ３において、偏心カム６５３ｂを回転させる駆動モータ６５４を駆動して第２圧接ローラ６５２を加熱ローラ６１に圧接する理由を以下に説明する。

本実施形態では、通常の印字処理工程においては、第１圧接ローラ６５１によりウェブシート６４を加熱ローラ６１に対して圧接する手法を基本としている。この手法によると、第１圧接ローラ６５１と加熱ローラ６１の回転方向の上流側ニップ部に加熱ローラ６１の表面の汚れトナーが回収される。通常の印字処理工程では回収トナーは溶融状態であり、加熱ローラ６１を傷つけること無く、ウェブシート６４を構成する繊維分の空隙に浸透し、ウェブシート６４に対し投鋲効果を持ってクリーニングされる状態となっている。

しかしながら、一旦通電が停止されると加熱ローラ６１の表面は定着設定温度より降下して室温まで低下するのが一般的であり、このような状態では、ウェブシート６４の第１圧接ローラ６５１と加熱ローラ６１の圧接部Ａに回収された回収トナーは溶融状態から固化状態となる。そして、固化した回収トナーに対し、画像形成装置１Ａの初期化工程の処理の一環として定着ユニット６のウォームアップが行われると、定着設定温度に到達しない加熱ローラ６１が回転することにより、固化した回収トナーが加熱ローラ表面を傷つけることになる。

このため、本実施形態では、２本配置した第１圧接ローラ６５１または第２圧接ローラ６５２によるウェブシート６４と加熱ローラ６１の圧接状態のうち第２圧接ローラ６５２による圧接状態に変更するようにしている。

尚、例えば、ウォームアップ時の圧接ローラを第１圧接ローラ６５１とした時は、通常の印字処理時の圧接ローラは第２圧接ローラ６５２となる。この状態では、通常の印字処理で回収された回収トナーが巻取りローラ６４ｂに巻き取られるまでの間の汚れたウェブシート６４がウォームアップ工程中に第１圧接ローラ６５１で定着設定温度に到達していない加熱ローラ６１に圧接され、加熱ローラ６１の表面に傷が発生する虞がある。

このようにして初期化工程が処理されると（ステップＳ４）、画像形成装置１Ａの制御部は、加熱ローラ６１の表面に配置されるサーミスタ６１２により加熱ローラ表面温度を検出して、加熱ローラ６１の表面が定着設定温度に到達したか否かの判定を行うと共に（ステップＳ５）、画像形成装置１Ａの初期化が終了したか否かの判定を行う（ステップＳ６）。

ステップＳ５，ステップＳ６の処理が完了すると、制御部に印字要求されて蓄積されている画像情報があるか否かによって、すでに印字要求がなされているか否かを判定する（ステップＳ７）。印字要求がない時は、画像形成装置１Ａは待機状態となり、定着ユニット６は加熱ローラ６１の表面を定着設定温度で維持する待機モードに進む。

他方、ステップＳ７において、印字要求がある時は、印字条件が入力されているか否かの判定を行い（ステップＳ８）、入力が完了していることが確認されると印字処理が行われる（ステップＳ９）。

ステップＳ９において、印字処理が終了すると、画像形成装置１Ａの制御部はウェブシート６４を移動するタイミングであるか否かの判定を行う（ステップＳ１０）。

加熱ローラ６１の表面に付着したトナーの回収は、加熱ローラ６１の表面と圧接されるウェブシート６４の圧接部の加熱ローラ６１の回転方向上流側の接触ポイントで回収されるが、このウェブシート６４の移動タイミングの判定は、所定枚数の印字処理が経過する毎にウェブシート６４を送出しローラ６４ａ及び巻取りローラ６４ｂを駆動して、未使用のウェブシート面での回収トナーの回収を行い、加熱ローラ６１の表面の汚れをなくすウェブクリーニング手法に基づくものであるため、ウェブシート６４の圧接部の汚れ具合に関わらず、印字処理の回数に基づきウェブシート６４の移動タイミングの確認がなされる。

ステップＳ１０におけるウェブシート６４の移動タイミングの確認で、ウェブシート６４の移動が不要の時は、次印字の有無を確認する（ステップＳ１１）。次印字がある時はステップＳ９に戻り、次印字が無い時は待機状態となる。

一方、ステップＳ１０において、ウェブシート６４の移動タイミングであると判断されると、ウェブシート６４の送出しローラ６４ａ及び巻取りローラ６４ｂを駆動し、ウェブシート６４の未使用の面が加熱ローラ６１の表面と対向するようにウェブシート６４の移動を行う（ステップＳ１２）。

この時、ウェブシート６４の第２圧接ローラ６５２により圧接されて回収トナーが付着した部分を、第１圧接ローラ６５１による圧接領域から巻取りローラ４６ｂ側に移動するまでウェブシート６４を巻き取る必要がある。これは、ウェブシート６４で回収した回収トナーが次印字処理で加熱ローラ６１を汚して、印字品位の低下を招来しない為に不可欠な制御である。

このようにウェブシート６４が移動すると（ステップＳ１３）、ウェブシート６４の加熱ローラ６１への圧接位置を第２圧接ローラ６５２による位置から第１圧接ローラ６５１による位置に変更するため、偏心カム６５３ｂを回転させる駆動モータ６５４を駆動して、ウェブシート６４の加熱ローラ６１への圧接位置を第１圧接ローラ６５１による位置に変更する（ステップＳ１４）。圧接位置が第１圧接ローラ６５１に変更されたことを確認すると（ステップＳ１５）、その後はステップＳ１１に戻り、次印字の有無確認を行い、処理を継続進行させる。

以上のように構成したので、本実施形態によれば、画像形成装置１Ａにおける定着ユニット６の加熱ローラ６１をクリーニングするクリーニング機構６３として、加熱ローラ６１にウェブシート６４を圧接するための第１圧接ローラ６５１及び第２圧接ローラ６５２を備え、これらをウェブ部材圧接手段６５により加熱ローラ６１とウェブシート６４の当接状態を変化させることで、加熱ローラ６１の表面を傷つけることなく表面に付着したトナーを確実に除去することができる。

また、本実施形態によれば、上述したように第１圧接ローラ６５１及び第２圧接ローラ６５２による圧接位置を切換えるように制御することで、加熱ローラ６１の表面に各々の圧接ローラを介して圧接されるウェブシート６４は、ウェブシート６４の圧接初期状態では常に新鮮な面（未使用の面）が加熱ローラ６１に対して圧接される状態となり、加熱ローラ６１の表面の回収トナーの回収効率が向上するとともに、適正なクリーニング性能を維持することができ、安定した印字品位の確保することができる。

さらに、本実施形態によれば、ウェブ部材圧接手段６５の構成として、第１圧接ローラ６５１を加熱ローラ６１に圧接するための偏心カム６５３ｂと、第２圧接ローラ６５２を加熱ローラ６１に圧接するためのコイルばね６５３ｃを配置して、これらを一つの駆動モータ６５４により連動するようにしたので、装置構成を簡略化できるとともに構造をコンパクトにできる。

尚、本実施形態では、クリーニング機構６３を定着ユニット６の加熱ローラ６１に対応して配置しているが、本発明はクリーニングするローラ部材を限定するものではなく、例えば、加熱ローラ６２に対応して本発明に係るクリーニング機構を構成しても良い。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した例に限定されないことは言うまでもなく、当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上述した実施形態では、モノクロ用の現像装置を設置する画像形成装置に本発明が適用されているが、複数の現像装置を設置するカラー用の画像形成装置に本発明を適用することも可能である。さらに、ローラ部材を用いた装置であって該ローラ部材をクリーニングする必要性を有する装置に対応して本発明を展開することも可能である。

本発明の実施形態に係るクリーニング機構が採用された画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。 前記画像形成装置の装置本体の構成を示す部分詳細図である。 前記画像形成装置を構成する定着ユニットに設けられたクリーニング機構の概略構成を示す説明図である。 前記クリーニング機構における第１圧接ローラによりウェブシートを加熱ローラに圧接した状態を示す説明図である。 前記クリーニング機構における第２圧接ローラによりウェブシートを加熱ローラに圧接した状態を示す説明図である。 前記画像形成装置におけるクリーニング機構の動作を説明するフローチャートである。 図６に示すフローチャートに連続して前記クリーニング機構の動作を説明するフローチャートである。 従来の画像形成装置に搭載された定着装置に設けられたクリーニング機構の概略構成を示す説明図である。 従来の画像形成装置に搭載された定着装置のクリーニング機構により回収されたトナーの温度推移を示すグラフである。

符号の説明

１Ａ 画像形成装置
２ 現像器（現像部）
６ 定着ユニット（定着装置）
１４ 画像形成部
６１ 加熱ローラ（定着ローラ）
６２ 加圧ローラ（定着ローラ）
６３ クリーニング機構
６４ ウェブシート（ウェブ部材）
６４ａ 送り出しローラ
６４ｂ 巻取りローラ
６５ ウェブ部材圧接手段
６６ａ，６６ｂ テンションローラ（ウェブ張力調整手段）
６１２ サーミスタ
６１４，６２４ 熱源（発熱手段）
６５１ 第１圧接ローラ（圧接ローラ）
６５２ 第２圧接ローラ（圧接ローラ）
６５３ ローラ接離構造（ローラ接離手段）
６５３ａ 保持バー（保持部材）
６５３ｂ 偏心カム
６５３ｃ コイルばね（弾性部材）
６５４ 駆動モータ（駆動手段）

Claims (14)

1. 回転するローラ部材の外周面にウェブ部材を圧接して該ローラ体の表面を清掃するクリーニング機構であって、
   前記ローラ部材と前記ウェブ部材の当接状態を変化させるウェブ部材圧接手段を備えることを特徴とするクリーニング機構。
2. 前記ウェブ部材圧接手段は、前記ウェブ部材を前記ローラ部材に圧接させる複数の圧接ローラと、前記圧接ローラの前記ローラ部材への接離動作を行うローラ接離手段と、前記ローラ接離手段を駆動する駆動手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のクリーニング機構。
3. 前記ウェブ部材圧接手段は、１つの駆動手段により前記ローラ接離手段を駆動することを特徴とする請求項２に記載のクリーニング機構。
4. 前記ウェブ部材圧接手段は、前記複数の圧接ローラのうちの何れか１つの圧接ローラが前記ローラ部材に対して圧接されている時、その他の圧接ローラが前記ローラ部材から離間された状態とすることを特徴とする請求項２または３に記載のクリーニング機構。
5. 前記ウェブ部材圧接手段は、前記複数の圧接ローラのうちの何れの圧接ローラが前記ローラ部材に圧接した状態においても前記ウェブ部材の張力を一定にするウェブ張力調整手段を備えることを特徴とする請求項２乃至４のうちの何れか一項に記載のクリーニング機構。
6. 前記ローラ接離手段は、前記複数の圧接ローラを同時に保持する保持部材と、前記駆動手段に連動して前記保持部材に作用する偏心カムと、前記保持部材に作用して前記複数の圧接ローラのうちの一部の圧接ローラを前記ローラ部材側に付勢する弾性部材と、を備えることを特徴とする請求項２乃至５のうちの何れか一項に記載のクリーニング機構。
7. 少なくとも１本のローラ部材に発熱手段を備えた一対のローラ部材を備え、前記ローラ部材同士を圧接させたニップ部に未定着のトナー像が形成された記録媒体を通過させることで前記トナー像を溶融させて前記記録媒体上に定着させる定着ローラと、前記定着ローラの外周面にウェブ部材を当接させてローラ表面を清掃するクリーニング機構とを備えた定着装置であって、
   前記クリーニング機構として、請求項１乃至６のうちの何れか一項に記載のクリーニング機構を用いることを特徴とする定着装置。
8. 静電潜像が形成されて該静電潜像に基づきトナー像が形成される感光体ドラムを備えた画像形成部と、前記感光体ドラムにトナーを供給する現像ローラを備えた現像部と、前記感光体ドラム上に形成されたトナー像を搬送された記録媒体に転写する転写部とを備え、且つ、少なくとも１本のローラ部材に発熱手段を備えた一対のローラ部材を備え、前記ローラ部材同士を圧接させたニップ部に未定着のトナー像が形成された記録媒体を通過させることで前記トナー像を溶融させて前記記録媒体上に定着させる定着ローラと、回転する定着ローラの外周面にウェブ部材を当接させてローラ表面を清掃するクリーニング機構を具備する定着装置を備え、電子写真方式により前記感光体ドラムの表面に形成されたトナー像を記録媒体上に転写して出力する画像形成装置において、
   前記クリーニング機構の構成として、前記定着ローラと前記ウェブ部材の当接状態を変化させるウェブ部材圧接手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
9. 前記クリーニング機構として、請求項２乃至６のうちの何れか一項に記載のクリーニング機構を備えることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記画像形成装置は、前記定着装置の運転を制御する待機モード、省エネモード及び節電モードを含む複数の運転モードを備え、
    前記ウェブ部材圧接手段を構成する複数の圧接ローラのうちの前記定着ローラの回転方向下流側に配置される圧接ローラを前記定着ローラに圧接する時は、前記定着装置がウォームアップ中、待機モードから印字処理用の復帰工程中、および前記定着ローラの表面温度が設定温度に到達した後に印字処理工程に移行する時とすることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記複数の圧接ローラのうちの前記定着ローラの回転方向上流側に配置される圧接ローラを前記定着ローラに圧接する時は、前記定着装置がウォームアップ終了後、所定時間経過後に印字処理工程に移行する時とすることを特徴とする請求項９または１０に記載の画像形成装置。
12. 前記所定時間は、前記定着ローラの回転方向下流側に配置される圧接ローラが前記定着ローラに圧接した状態で前記ウェブ部材によるクリーニング処理が行われた後に、回収されたトナーの温度がトナーの溶融温度以上になるまでの時間とすることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 前記所定時間は、前記定着ローラの回転方向下流側に配置される圧接ローラが前記定着ローラに圧接した状態で前記ウェブ部材によるクリーニング処理が行われた後に、前記ウェブ部材を所定量移動するまでの時間とすることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
14. 前記ウェブ部材の移動量は、少なくとも前記定着ローラと交互に圧接する複数の圧接ローラの軸間距離以上の長さとすることを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。

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