JP2009025519A - 定着装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ローラの表面に付着したトナーを確実に除去することができ、光沢を有する記録媒体を用いた場合でも、きれいな印字画質を実現できる定着装置及びこれを用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】未定着のトナー像が形成されたシートに前記トナー像を定着させる加熱ローラ１２３にウェブシートを当接させてローラ表面を清掃するクリーニングユニット１３１を具備する定着ユニット２７において、クリーニングユニット１３１の構成として、離型性を有するオイル部材を含浸させたオイル含浸ウェブシート１３２ａと、オイル部材が含浸されていないオイル無しウェブシート１３３ａとを備え、オイル含浸ウェブシート１３２ａまたはオイル無しウェブシート１３３ａのうちの何れか一方のウェブシートを選択的に加熱ローラ１２３に当接させるウェブシート切換え手段１３５を備えることを特徴とするものとする。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタなどの電子写真方式による画像形成装置に使用される定着装置及びこれを用いた画像形成装置に関し、特に、定着ローラの表面を清掃するクリーニング機構を備えた定着装置によりトナー像を記録媒体に定着させて高画質カラー印字が可能な画像形成装置に使用される定着装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式を用いたファクシミリやプリンタ等の画像形成装置では、以下のようにして画像形成が行われる。
すなわち、画像形成装置においては、回転駆動される電子写真感光体（感光体ドラム）を帯電器により所定極性に一様に帯電し、この感光体ドラムに画像情報に基づき光照射を行い画像露光して該感光体ドラム上に静電潜像を形成する。そして、現像装置により現像剤を感光体ドラムの表面に供給して静電潜像を現像して該感光体ドラムの表面にトナー像を形成し、このトナー像を、転写ローラや転写用のコロナ帯電器を用いて所定の転写紙（記録媒体）に転写する。トナー像が転写された転写紙は、定着装置に導入され、熱、もしくは圧力により、トナー像が転写紙表面に定着される。一方、転写終了後においては、感光体ドラム表面に残存するトナーがクリーニングされる。場合によっては、その後除電が行われて画像形成プロセスが終了する。

上記のような画像形成装置に用いられる定着装置は、熱源を内包する加熱ローラと所定のニップ幅で該加熱ローラに対向して配置される加圧ローラとのローラ対から成る定着ローラを備え、前記加熱ローラを所定の定着温度に加熱した状態で、これらのローラ対のニップ域にトナー像が形成された転写紙を通過させることにより、加熱された定着ローラによりトナー像を転写紙表面に圧着して、トナー像を転写紙に定着させる構造になっている。

従来の定着装置においては、定着ローラに付着したトナーを除去するためのクリーニング部材として、シリコーンオイル等を含浸させたウェブ部材を用いたクリーニング機構が広く使用されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。また、最近のカラー高画質に対応した画像形成装置においては、転写紙も種々のものまで対応可能となってきており、各転写紙に応じて定着条件を変更しているのが実情である。
特開平４−２７５５８４号公報 特開平１１−３８８１５号公報

しかしながら、上述したような定着装置において、光沢を有する転写紙を用いた場合には、オイルの影響で印字画質にムラ（光沢ムラ）が発生するという問題が生じている。
例えば、特許文献１に開示されている定着装置は、オイルを含浸させたローラを介して、クリーニング部材を定着ローラに当接させてクリーニング性を向上させるものであり、上記課題には対応できない。

また、特許文献２に開示されている定着装置は、クリーニング部材を効率的に使用するために、クリーニング部材の表面と裏面とを反転させる反転手段を有するものであり、本技術におけるクリーニング部材においても特許文献１と同様にオイルを含浸させていることから上記課題は発生するため、光沢を有する転写紙を使用する場合には印字画質が低下してしまう問題を有している。

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、定着ローラの表面に付着したトナーを確実に除去して残留トナーによる記録媒体のトナー汚染を防止するとともに、光沢を有する記録媒体を用いた場合でも、きれいな印字画質を実現できる定着装置及びこれを用いた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定着装置及びこれを用いた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、回転する定着ローラの外周面にクリーニング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において、前記クリーニング機構の構成に、前記クリーニング部材として、離型性を有するオイル部材を含浸させたオイル含浸クリーニング部材と、前記オイル部材が含浸されていないオイル無しクリーニング部材とを備え、且つ、前記オイル含浸クリーニング部材またはオイル無しクリーニング部材のうちの何れか一方のクリーニング部材を選択的に前記定着ローラに当接させるクリーニング部材切換え手段を備えることを特徴とするものである。

請求項２に記載した定着装置は、請求項１に記載した構成に加えて、前記クリーニング部材切換え手段として、定着装置を通過する記録媒体が光沢を有する場合、前記オイル無しクリーニング部材を前記定着ローラに当接させるように制御する制御手段を備えることを特徴とするものである。

請求項３に記載した定着装置は、請求項２に記載した構成に加えて、前記制御手段の機能として、前記定着装置運転時に光沢を有する記録媒体が選択された時に、前記オイル無しクリーニング部材を前記定着ローラに当接させる機能を有することを特徴とするものである。

請求項４に記載した定着装置は、請求項１乃至３のうちの何れか一項に記載した構成に加えて、前記クリーニング部材を、巻取り可能なテープ状のウェブ部材により構成することを特徴とするものである。

請求項５に記載した定着装置は、請求項４に記載した構成に加えて、前記クリーニング機構の機能として、前記定着ローラによる記録媒体の定着処理枚数が所定枚数に到達した時に定期的に前記クリーニング部材を所定量巻取る機能を備えることを特徴とするものである。

請求項６に記載した定着装置は、請求項１乃至５のうちの何れか一項に記載した構成に加えて、前記オイル含浸クリーニング部材を、フェルトもしくは不織布で形成することを特徴とするものである。

請求項７に記載した定着装置は、請求項１乃至３のうちの何れか一項に記載した構成に加えて、前記オイル含浸クリーニング部材として、離型性を有するオイル部材を含浸させたオイル含浸ローラ部材を用いることを特徴とするものである。

請求項８に記載した画像形成装置は、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クリーニング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、前記定着装置として、請求項１乃至７のうちの何れか一項に記載の定着装置を用いることを特徴とするものである。

請求項９に記載した画像形成装置は、請求項８に記載した構成に加えて、前記記録媒体が光沢を有するか否かを検知する光沢検知手段を備えることを特徴とするものである。

請求項１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、回転する定着ローラの外周面にクリーニング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において、前記クリーニング機構の構成に、前記クリーニング部材として、離型性を有するオイル部材を含浸させたオイル含浸クリーニング部材と、前記オイル部材が含浸されていないオイル無しクリーニング部材とを備え、且つ、前記オイル含浸クリーニング部材またはオイル無しクリーニング部材のうちの何れか一方のクリーニング部材を選択的に前記定着ローラに当接させるクリーニング部材切換え手段を備えることで、光沢を有する記録媒体を用いた場合でも、光沢ムラなどの画質不良を防止でき、さらに、未定着トナーが定着ローラに付着し難くでき、定着ローラ起動時の未定着トナーの他方のローラ部材への流れ出しも有効に回避でき、残留した未定着トナーによる記録媒体のトナー汚れを有効に防止することができる。

また、請求項１〜９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、前記クリーニング部材切換え手段として、定着装置を通過する記録媒体が光沢を有する場合、前記オイル無しクリーニング部材を前記定着ローラに当接させるように制御する制御手段を備えることで、光沢を有する転写紙の場合には、離型性を有するオイルに影響されることがないので、光沢ムラなどの画質不良を防止できる。

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、前記制御手段の機能として、前記定着装置運転時に光沢を有する記録媒体が選択された時に、前記オイル無しクリーニング部材を前記定着ローラに当接させる機能を有することで、記録媒体が定着ローラに到達する前に切り換えが完了しているため、記録媒体がオイル部材による影響を受けることなく光沢ムラなどの画質不良を確実に防止できる。

請求項４に記載した発明によれば、請求項１乃至３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、前記クリーニング部材を、巻取り可能なテープ状のウェブ部材により構成することで、使用した部分を巻き取るとともに未使用の部分を繰り出すことができるのでクリーニング動作を連続的に行うことができる。

請求項５に記載した発明によれば、請求項４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の機能として、前記定着ローラによる記録媒体の定着処理枚数が所定枚数に到達した時に定期的に前記クリーニング部材を所定量巻取る機能を備えることで、常に定着ローラをきれいな状態に保つことができる。

請求項６に記載した発明によれば、請求項１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、前記オイル含浸クリーニング部材を、フェルトもしくは不織布で形成することで、定着ローラに傷を付けることなく均一にオイルを塗布することができる。

請求項７に記載した発明によれば、請求項１乃至３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、前記オイル含浸クリーニング部材として、離型性を有するオイル部材を含浸させたオイル含浸ローラ部材を用いることで、特別にオイルパン等を備える必要がなく、簡単な構成で省スペース化を図ることができる。

請求項８に記載した発明は、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クリーニング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、前記定着装置として、請求項１乃至７のうちの何れか一項に記載の定着装置を用いることで、多くの種類の転写媒体において、良好な画質を維持することができる。

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、前記記録媒体が光沢を有するか否かを検知する光沢検知手段を備えることで、ユーザーが光沢のある記録媒体であるか否かを判断できない場合であっても、自動的に記録媒体を判断することができる。これにより、常に良好な画質を維持することができる。

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は本発明の実施形態に係る定着ユニットが採用された画像形成装置の全体構成を示す説明図、図２は前記定着ユニットの構成を示す概略図である。

本実施形態に係る画像形成装置１００は、図１、図２に示すように、電子写真方式の印字プロセスによって画像を形成するものであり、回転体である感光体ドラム２１と、感光体ドラム２１表面を帯電させるための帯電器２２と、感光体ドラム２１上に静電潜像を形成するための光書込みユニット（露光装置）２３と、前記静電潜像を現像剤によって現像して感光体ドラム２１上にトナー像を形成するための現像器２４と、感光体ドラム２１上のトナー像をシート（例えば、記録用紙やＯＨＰ等のシート状の記録媒体）Ｓに転写する転写ユニット（転写装置）２５と、シートＳ上の未定着のトナー像をシートＳに定着させる定着ローラ２７Ａを備えるとともに該定着ローラ２７Ａの表面に付着した残留トナーを除去するためのクリーニングユニット（クリーニング機構）１３１を具備する定着装置とを備えた画像形成装置において、定着装置として、本発明に係る特徴的な定着ユニット２７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１００の全体構成について説明する。
画像形成装置１００は、原稿から読取られた画像データを取得し、或いは、外部から受信した画像データを取得し、この画像データによって示されるモノクロ画像をシートＳに形成するものであり、その構成を大別すると、原稿搬送部（ＡＤＦ）１０１、画像読取り部１０２、印字部１０３、シート搬送部１０４、及び給紙部１０５からなる。

原稿搬送部１０１では、少なくとも１枚の原稿が原稿セットトレイ１１にセットされると、原稿を１枚ずつ原稿セットトレイ１１から引き出して搬送し、この原稿を画像読取り部１０２の原稿読取り窓１０２ａに導いて通過させ、この原稿を排紙トレイ１２に排出する。

原稿読取り窓１０２ａの上方には、ＣＩＳ（Contact Image Sensor）１３を配設している。このＣＩＳ１３は、原稿読取り窓１０２ａを原稿が通過する際に、原稿裏面の画像を主走査方向に繰り返し読取り、原稿裏面の画像を示す画像データを出力する。

また、画像読取り部１０２は、原稿が原稿読取り窓１０２ａを通過する際に、第１走査ユニット１５のランプによって原稿表面を露光し、第１及び第２走査ユニット１５，１６のミラーによって原稿表面からの反射光を結像レンズ１７へと導き、結像レンズ１７によって原稿表面の画像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）１８上に結像する。ＣＣＤ１８は、原稿表面の画像を主走査方向に繰り返し読取り、原稿表面の画像を示す画像データを出力する。

更に、原稿が画像読取り部１０２上面のプラテンガラス上に置かれた場合は、第１及び第２走査ユニット１５，１６を相互に所定の速度関係を維持しつつ移動させ、第１走査ユニット１５によってプラテンガラス上の原稿表面を露光し、第１及び第２走査ユニット１５，１６によって原稿表面からの反射光を結像レンズ１７へと導き、結像レンズ１７によって原稿表面の画像をＣＣＤ１８上に結像する。

ＣＩＳ１３もしくはＣＣＤ１８から出力された画像データは、画像処理装置２４８（図４を参照）により各種の画像処理を施されてから、印字部１０３に出力される。
印字部１０３は、画像データによって示される原稿画像をシートＳに記録するものであって、既述の感光体ドラム２１、帯電器２２、光書込みユニット２３、現像器２４、転写ユニット２５、クリーニングユニット２６、及び定着ユニット２７等を備えている。

感光体ドラム２１は、円筒状を呈し、光書込みユニット２３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表面が所定方向（図中矢印Ａ方向）に移動し、その表面がクリーニングユニット２６によりクリーニングされ、該クリーニングされた表面を帯電器２２により均一に帯電される。帯電器２２は、チャージャー型のものであっても、感光体ドラム２１に接触するローラ型やブラシ型のものであっても良い。

光書込みユニット２３は、２つのレーザ照射部２８ａ，２８ｂ、及び２つのミラー群２９ａ，２９ｂを備えるレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。この光書込みユニット２３では、画像データを入力して、この画像データに応じたレーザ光を各レーザ照射部２８ａ，２８ｂからそれぞれ出射し、これらのレーザ光を各ミラー群２９ａ，２９ｂを介して感光体ドラム２１に照射して、均一に帯電された感光体ドラム２１表面を露光し、感光体ドラム２１表面に静電潜像を形成する。

この光書込みユニット２３は、高速印字に対応するために２つのレーザ照射部２８ａ，２８ｂを備えた２ビーム方式を採用して、照射タイミングの高速化に伴う負担を軽減している。尚、光書込ユニット２３として、レーザスキャニングユニットの代わりに、発光素子をアレイ状に並べたＥＬ書き込みヘッドやＬＥＤ書き込みヘッドを用いることもできる。

現像器２４は、感光体ドラム２１上に形成された静電潜像をトナーで顕像化するものであって、トナーを感光体ドラム２１表面に供給して静電潜像を現像し、トナー像を感光体ドラム２１表面に形成する。転写ユニット２５は、感光体ドラム２１表面のトナー像をシート搬送部１０４により搬送されてきたシートＳに転写する。定着ユニット２７は、シートＳを加熱及び加圧して、シートＳ上のトナー像を定着させる。この後、シートＳは、シート搬送部１０４により排紙トレイ４７へと更に搬送されて排出される。クリーニングユニット２６は、現像、転写後に感光体ドラム２１の表面に残留したトナーを除去して回収する。

ここで、転写ユニット２５は、転写ベルト３１、駆動ローラ３２、従動ローラ３３、及び弾性導電性ローラ３４等を備えており、転写ベルト３１を該各ローラ３２〜３４と他のローラに張架して回転させている。転写ベルト３１は、所定の抵抗値（例えば、１×１０⁹〜１×１０¹³Ω／ｃｍ）を有しており、その表面に載せられたシートＳを搬送する。弾性導電性ローラ３４は、転写ベルト３１を介して感光体ドラム２１表面に押し付けられており、転写ベルト３１上のシートＳを感光体ドラム２１表面に押し付ける。

この弾性導電性ローラ３４には、感光体ドラム２１表面のトナー像の電荷とは逆極性の電界が印加されており、この逆極性の電界により感光体ドラム２１表面のトナー像が転写ベルト３１上のシートＳに転写される。例えば、トナー像が（−）極性の電荷を有している場合は、弾性導電性ローラ３４に印加されている電界の極性が（＋）極性にされる。

定着ユニット２７は、図２に示すように、回転体である一対の定着ローラ（ここでは加熱ローラ１２３及び加圧ローラ１２４）２７Ａを備えている。加熱ローラ１２３内部には、該加熱ローラ１２３表面を所定温度（加熱温度：概ね１６０〜２００℃）に設定するための熱源として加熱ローラ用ヒータ１２８を設け、加圧ローラ１２４内部には、加熱ローラ１２３による加熱を補助するための熱源として加圧ローラ用ヒータ１２９を設けている。

また、加熱ローラ１２３に対して加圧ローラ１２４が所定圧で圧接されるように、加圧ローラ１２４の両端に図示しない加圧手段を配置している。加熱ローラ１２３と加圧ローラ１２４間の圧接部（定着ニップ部と称される）１２７にシートＳが搬送されて来ると、加熱ローラ１２３及び加圧ローラ１２４によりシートＳが搬送されつつ、シートＳ上の未定着トナー像が加熱溶融され加圧されて、トナー像がシートＳ上に定着される。

シート搬送部１０４は、シートＳを搬送するための複数対の搬送ローラ４１、一対のレジストローラ４２、搬送経路４３、反転搬送経路４４、複数の分岐爪４５、及び一対の排紙ローラ４６等を備えている。

搬送経路４３では、シートＳを給紙部１０５から受け取り、シートＳの先端がレジストローラ４２に達するまで該シートＳを搬送する。このときレジストローラ４２を一時的に停止させているので、シートＳの先端がレジストローラ４２に達して当接し、シートＳが撓む。この撓んだシートＳの弾性力により該シートＳの先端をレジストローラ４２と平行に揃える。この後、レジストローラ４２の回転を開始して、レジストローラ４２によりシートＳを印字部１０３の転写ユニット２５へと搬送し、更に排紙ローラ４６によりシートＳを排紙トレイ４７へと搬送する。

レジストローラ４２の停止及び回転は、レジストローラ４２と駆動軸間のクラッチをオン状態およびオフ状態に切り替えたり、レジストローラ４２の駆動源であるモータをオンオフに切り替えてなされる。

また、シートＳの裏面にも画像を記録する場合は、複数の分岐爪４５を回転させて、搬送経路４３と反転搬送経路４４の分岐路を切り替え、反転搬送経路４４でシートＳの表裏を反転させてから、シートＳを、反転搬送経路４４を介して搬送経路４３のレジストローラ４２へと戻す。これにより、シートＳの裏面にも画像が記録される。
搬送経路４３及び反転搬送経路４４においては、シートＳの位置等を検出するシート検出センサを各所に配置し、各センサにより検出されたシートＳの位置に基づいて搬送ローラやレジストローラを駆動制御して、シートＳの搬送及び位置決めを行っている。

給紙部１０５は、複数の給紙トレイ５１を備えている。各給紙トレイ５１は、シートＳを蓄積しておくためのトレイであり、画像形成装置１００の下方に設けられている。また、各給紙トレイ５１は、シートＳを一枚ずつ引き出すためのピックアップローラ等を備えており、引き出したシートＳをシート搬送部１０４の搬送経路４３へと送り出す。
本実施形態の画像形成装置１００は高速印字を行うため、連続して搬送されるシート間の間隔が狭く（例えば、５０ｍｍ程度の間隔に狭く）なっている。また、本実施形態の画像形成装置１００は高速印字を目的としているため、各給紙トレイ５１には、定型サイズのシートを５００〜１５００枚収納可能な容積を確保している。

また、画像形成装置１００の側面には、複数種のシートＳを多量に収納可能な大容量給紙カセット（ＬＣＣ）５２、及び主として不定型サイズのシートＳを供給するための手差しトレイ５３を設けている。

排紙トレイ４７は、手差しトレイ５３とは反対側の側面に配置されている。この排紙トレイ４７に代えて、排紙シートの後処理装置（ステープル、パンチ処理等々）や、複数段の排紙トレイ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定着ユニット２７の構成について図面を参照して詳細に説明する。

本実施形態に係る定着ユニット２７は、図２に示すように、定着ローラ２７Ａとして１対の加熱ローラ１２３と加圧ローラ１２４とを具備している。加熱ローラ１２３及び加圧ローラ１２４は、対向して配置されて図中で矢印Ｂ方向、矢印Ｃ方向にそれぞれ回転するように構成されている。加熱ローラ１２３と加圧ローラ１２４との圧接箇所には、定着ニップ部１２７が形成されている。

加熱ローラ１２３は、円筒状の金属製の芯金１２３ａの周面に弾性層１２３ｂが設けられた構成であって、芯金の内部空間にハロゲンヒータランプからなる加熱ローラ用ヒータ１２８を備えている。

具体的には、芯金１２３ａは、例えば、鉄、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス等の金属乃至合金材料で形成される。また、弾性層１２３ｂは、例えば、シリコンゴム、ポリブタジエンゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、ポリウレタンゴム、或いはＥＰＤＭなどの共重合ゴム等により形成される。この弾性層１２３ｂは、加熱ローラ１２３の表面温度変化をできるだけ小さくするため、熱容量の高い弾性材で形成されていることが好ましい。また、弾性層１２３ｂの表面へのトナーの付着や融着を防止するために、弾性層１２３ｂ上に含フッ素樹脂層を被覆してもよい。

また、加熱ローラ１２３は、温度検出器１３０により外周の表面温度を検出して、その表面温度が１６０〜２００℃（一般的に、定着温度は１３０〜１８０℃とされている。）の範囲となるように加熱ローラ用ヒータ１２８の運転（通電）が制御されている。

加熱ローラ１２３の周囲には、近接して非接触式のサーミスタからなる温度検出器１３０と、加熱ローラ１２３の外周面に付着した残留トナーを拭い取るウェブシート方式のクリーニングユニット（クリーニング機構）１３１が設けられている。

一方、加圧ローラ１２４は、円筒状を呈し、その内部空間にハロゲンヒータランプからなる加圧ローラ用ヒータ１２９を備えている。この加圧ローラ１２４は、例えば、鉄、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス等の金属乃至合金材料で形成される。
尚、加圧ローラ１２４の構成として、上述した加熱ローラ１２３と同様に芯金と弾性層より構成したものであっても良い。

次に、本実施形態に係る特徴的なクリーニングユニット１３１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クリーニングユニットを構成するクリーニング部材切換え手段の構成を示す説明図、図４は前記クリーニング部材切換え手段によりウェブシートを切換えた状態を示す説明図である。

クリーニングユニット１３１は、図２に示すように、主に、オイルを含んだオイル含浸ウェブシート（クリーニング部材）１３２ａを備えたオイル含浸クリーニングウェブユニット１３２と、オイルを含まないオイル無しウェブシート（クリーニング部材）１３３ａを備えたオイル無しクリーニングウェブユニット１３３と、オイル含浸クリーニングウェブユニット１３２またはオイル無しクリーニングウェブユニット１３３のうちの何れか一方に用いられるウェブシート（クリーニング部材）を選択的に加熱ローラ１２３に当接させるウェブシート切換え手段（クリーニング部材切換え手段）１３５とにより構成されている。

オイル含浸クリーニングウェブユニット１３２は、図２に示すように、主に、長いオイル含浸ウェブシート１３２ａを円柱状に巻き上げたオイル含浸ウェブシート巻体１３２ａ１と、該オイル含浸ウェブシート巻体１３２ａ１からオイル含浸ウェブシート１３２ａを送り出す送出しローラ１３２ｂと、オイル含浸ウェブシート１３２ａを加熱ローラ１２３の外周面に圧接させる圧接ローラ１３２ｃと、使用済みのオイル含浸ウェブシート１３２ａを巻き取る巻取りローラ１３２ｄとにより構成されている。
尚、このオイル含浸クリーニングウェブユニット１３２は、所定の交換サイクルに従って交換される定期交換部品である。

一方、オイル無しクリーニングウェブユニット１３３は、主に、長いオイル無しウェブシート１３３ａを円柱状に巻き上げたオイル無しウェブシート巻体１３３ａ１と、該オイル無しウェブシート巻体１３３ａ１からオイル無しウェブシート１３３ａを送り出す送出しローラ１３３ｂと、オイル無しウェブシート１３３ａを加熱ローラ１２３の外周面に圧接させる圧接ローラ１３３ｃと、使用済みのオイル無しウェブシート１３３ａを巻き取る巻取りローラ１３３ｄとにより構成されている。
尚、このオイル無しクリーニングウェブユニット１３３もオイル含浸クリーニングウェブユニット１３２と同様に、所定の交換サイクルに従って交換される定期交換部品である。

オイル含浸ウェブシート１３２ａ及びオイル無しウェブシート１３３ａは、５０〜１５０μｍ厚のフェルトもしくは不織布で構成され、加熱ローラ１２３の外周面に接触して加熱ローラ１２３上に付着した溶融状態の汚れトナーを各々のウェブシートの繊維の織目に浸透させることでウェブシート内部に回収するようになっている。

また、オイル含浸ウェブシート１３２ａ及びオイル無しウェブシート１３３ａは、印字処理枚数（例えば、定着ユニット２７を通過するシート枚数）が一定枚数になった時に、それぞれ送出しローラ１３２ｂ，１３３ｂ及び巻取りローラ１３２ｄ，１３３ｄが使用されるウェブシートに応じて選択的に駆動することによりウェブシートを所定量移動して、未使用のウェブシートにより加熱ローラ１２３表面の清掃を行うように制御されている。このオイル含浸ウェブシート１３２ａ及びオイル無しウェブシート１３３ａの移動方向は、当接する加熱ローラ１２３の回転方向（図２中の矢印Ｂ方向）とは反対方向（図２中の矢印Ｄ方向）の向きに移動するようになっている。

本実施形態では、オイル含浸ウェブシート１３２ａ及びオイル無しウェブシート１３３ａの巻き取るタイミングは、シート（記録用紙）Ｓの一定枚数通過ごとに行うことで、加熱ローラ１２３を常にきれいな状態に保つことができる。具体的には、シート処理枚数が１００枚毎にオイル含浸ウェブシート１３２ａ及びオイル無しウェブシート１３３ａを約２ｍｍ移動させることで十分効果を発揮できる。

ウェブシート切換え手段１３５は、図３に示すように、主に、両端部にそれぞれ圧接ローラ１３２ｃ，１３３ｃが回転可能に軸支される切換えアーム１３６と、この切換えアームを動作させるソレノイド１３７と、切換えアーム１３６を動作初期状態に復帰させる引張りコイルばね１３９とにより構成されている。

切換えアーム１３６は、一端部１３６ａにオイル含浸ウェブシート１３２ａ圧接用の圧接ローラ１３２ｃが回転可能に軸支され、他端部１３６ｂにオイル無しウェブシート１３３ａ圧接用の圧接ローラ１３３ｃが回転可能に軸支され、圧接ローラ１３２ｃと圧接ローラ１３３ｃとの間のアーム長手方向の略中央部１３６ｃで図示しない定着ユニット２７の本体側に回動可能に軸支されている。

ソレノイド１３７は、切換えアーム１３６の動作制御するための制御手段の一部を構成する駆動手段であって、切換えアーム１３６を動作させて切換えアーム１３６に設けられた圧接ローラ１３２ｃ，１３３ｃを選択的に加熱ローラ１２３に圧接させるものである。ソレノイド１３７の端部には、プランジャ１３７ａが出没可能に構成されている。このプランジャ１３７ａの端部には、切換えアーム１３６の一端側に連結される切換えアーム操作部材１３８が接続されている。

本実施形態では、切換えアーム連結部材１３８は、切換えアーム１３６の圧接ローラ１３３ｃ側の端部に連結され、プランジャ１３７ａがソレノイド１３７の本体から突出した状態で、圧接ローラ１３３ｃを図３中で上方に押し上げるように配置されている。

すなわち、ソレノイド１３７は、非動作状態では、図３に示すように、プランジャ１３７ａが上方に突出した状態で、圧接ローラ１３３ｃを加熱ローラ１２３から離間するようになっている。一方、動作状態では、図４に示すように、プランジャ１３７ａを本体側に引き込んで、圧接ローラ１３３ｃを加熱ローラ１２３に当接させるようになっている。

引張りコイルばね１３９は、一端部が切換えアーム１３６の圧接ローラ１３３ｃ側の端部に係合され、他端部が図示しない定着ユニット２７の本体側に係止されて、圧接ローラ１３３ｃを図４中で上方に引き上げる方向に付勢するように配置されている。すなわち、引張りコイルばね１３９は、通常状態で、切換えアーム１３６の他方端に設けられた圧接ローラ１３２ｃを下方に引き下げて加熱ローラ１２３に当接させる方向に付勢するように配置されている。

次に、本実施形態の定着ユニット２７の電気的構成について図面を参照して説明する。図５は本実施形態の定着ユニットによる定着機能の制御に係る電気的構成を示すブロック図である。

定着ユニット２７の制御部２４０は、図５に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２４１と、記憶部２４２とを備えている。記憶部２４２は、各種制御プログラムや必要な関数を記憶しており、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含んでいる。
制御部２４０は、ＣＰＵ２４１によって、各種制御プログラムを記憶部２４２から読み出し、該読み出した制御プログラムが実行されることで、定着ユニット２７における定着機能の制御を行う。

なお、制御部２４０は、図２に示す定着ユニット２７のみでなく、図１に示す画像形成装置１００の全体の動作を制御するように構成されていてもよい。その場合、制御部２４０は、画像形成装置１００の印字に係るプロセス制御をさらに行う機能を備える。また、制御部２４０が、図２に示す定着ユニット２７の制御のみを行う場合は、画像形成装置１００の全体の動作を制御する制御部（図示省略）と通信を行って加熱部（定着ローラ２７Ａ）の駆動制御を行ってもよい。

本実施形態では、制御部２４０が、画像形成装置１００の全体の動作を制御するものとする。
本実施形態において制御部２４０は、図５に示すように、加熱ローラ１２３の熱源である加熱ローラ用ヒータ１２８、加圧ローラ１２４を加熱する加圧ローラ用ヒータ１２９、温度検出器１３０、モータ２４３、巻取りローラ駆動部２４５，２４６、ソレノイド１３７、及び画像処理装置２４８に接続されて各部の動作制御を行う。

加熱ローラ用ヒータ１２８及び加圧ローラ用ヒータ１２９は、それぞれのドライバ１２８ａ，１２９ａを介して制御部２４０に接続されている。制御部２４０は、各ヒータへの通電のオン／オフを制御するようになっている。尚、各ヒータ１２８，１２９への通電のオン／オフ制御はそれぞれ独立して実施可能である。

温度検出器１３０は、加熱ローラ１２３の表面温度を検出するものである。制御部２４０は、温度検出器１３０からの検出信号に基づき、加熱ローラ用ヒータ１２８及び加圧ローラ用ヒータ１２９の通電のオン／オフを制御して加熱ローラ１２３、加圧ローラ１２４の表面温度調整を行うようになっている。

モータ２４３は、加熱ローラ１２３及び加圧ローラ１２４を回転駆動する駆動モータであって、ドライバ２４３ａを介して制御部２４０に接続されて動作制御される。

巻取りローラ駆動部２４５，２４６は、オイル含浸ウェブシート１３２ａを巻き取る巻取りローラ１３２ｄ、オイル無しウェブシート１３３ａを巻き取る巻取りローラ１３３ｄをそれぞれ駆動する駆動モータであって、それぞれのドライバ２４５ａ，２４６ａを介して制御部２４０に接続されて動作制御される。

ソレノイド１３７は、切換えアーム１３６を動作させて切換えアーム１３６に設けられた圧接ローラ１３２ｃ，１３３ｃを選択的に加熱ローラ１２３に圧接させる駆動手段であって、ドライバ１３７ｂを介して制御部２４０に接続されて動作制御される。

次に、本実施形態におけるクリーニングユニット１３１による作用について図面を参照して説明する。
本実施形態におけるクリーニングユニット１３１では、図３に示すように、通常状態ではオイル含浸ウェブシート１３２ａが加熱ローラ１２３に当接するように制御されている。

操作パネルや外部装置からの指示により、画像形成装置１００に用いる記録用紙として光沢を有するシートＳが選択された場合は、図４に示すように、ウェブシート切換え手段１３５によりオイル無しウェブシート１３３ａが選択される。

具体的には、切換えアーム１３６は、図３に示すように、通常状態では、圧接ローラ１３３ｃ側の端部が引張りコイルばね１３９によりウェブシートの上方向（図中上方）に引っ張られて、を加熱ローラ１２３側に押付けることにより、圧接ローラ１３２ｃによってオイル含浸ウェブシート１３２ａを加熱ローラ１２３に押し当てている。

制御部２４０に光沢を有するシートが選択された信号が制御部２４０に入力されると、その信号に基づいてソレノイド１３７が駆動してプランジャ１３７ａが本体側に引き込まれる。

プランジャ１３７ａの引き込み動作により、引張りコイルばね１３９のばね力を抗して切換えアーム１３６の圧接ローラ１３３ｃ側が下方に引き下げられて、圧接ローラ１３３ｃによってオイル無しウェブシート１３３ａが加熱ローラ１２３に押し当てられる。この動作と同時に、圧接ローラ１３２ｃ側が上方に移動することにより、オイル含浸ウェブシート１３２ａが加熱ローラ１２３から離間する。このようにして使用するウェブシートの切換えが行われる。

次に、光沢の無いシートが選択された場合、すなわち、通常状態に戻す場合は、操作パネルや外部装置からの指示による光沢の無いシートが選択された信号に基づき、ソレノイド１３７が駆動してプランジャ１３７ａが本体側から外側に突出する。

プランジャ１３７ａが突出することにより切換えアーム１３６の引き力が解除されるため、引張りコイルばね１３９のばね力によって切換えアーム１３６の圧接ローラ１３３ｃ側が上方に引き上げられる。これによって、オイル無しウェブシート１３３ａが加熱ローラ１２３から離間される。この動作と同時に、圧接ローラ１３２ｃ側が下方に押し下げられることにより、オイル含浸ウェブシート１３２ａが加熱ローラ１２３に押し当てられる。このようにして使用するウェブシートの切換えが行われる。

以上のように、本実施形態におけるクリーニングユニット１３１によれば、使用するシートの光沢の有無に応じて、オイル含浸ウェブシート１３２ａまたはオイル無しウェブシート１３３ａの何れかを自動的に選択して、適したウェブシートを加熱ローラ１２３に当接させることができる。

以上のように構成したので、本実施形態によれば、加熱ローラ１２３の表面を清掃するクリーニングユニット１３１において、クリーニング部材として、離型性を有するオイル部材を含浸させたオイル含浸ウェブシート１３２ａと、オイル部材が含浸されていないオイル無しウェブシート１３３ａとを備え、且つ、オイル含浸ウェブシート１３２ａまたはオイル無しウェブシート１３３ａのうちの何れか一方のウェブシートを選択的に加熱ローラ１２３に当接させるウェブシート切換え手段１３５を備えたことで、光沢を有するシートを用いた場合でも、光沢ムラなどの画質不良を防止できる。さらに、未定着トナーが加熱ローラ１２３に付着し難くできるので、定着ユニット２７起動時の未定着トナーの他方のローラ部材への流れ出しも有効に回避でき、残留した未定着トナーによる記録媒体のトナー汚れを有効に防止することができる。

また、本実施形態によれば、使用するウェブシートを使用する記録媒体に応じてウェブシート切換え手段１３５により切換えることができるので、オペレータの手を煩わすことなく、簡単にウェブシートを切換えることができる。

さらに、本実施形態によれば、制御部２４０により、使用するシートＳとして光沢を有するシートＳが選択された時点で、使用するウェブシートを切換えるようにしたので、シートＳが定着ユニット２７に到達する前に切り換えが完了でき、これにより、加熱ローラ１２３の表面に残っているオイルを除去することができるため、オイルの影響による光沢ムラなどの画質不良を確実に防止できる。

また、本実施形態によれば、オイル含浸ウェブシート１３２ａとオイル無しウェブシート１３３ａとを円柱状に巻き上げた巻体として構成したので、連続してウェブシートを移動させること容易であり、常に加熱ローラ１２３の表面をきれいな状態に保つことができる。

また、本実施形態によれば、オイル含浸ウェブシート１３２ａ及びオイル無しウェブシート１３３ａを、印字処理が所定枚数行われる毎にクリーニングに使用した部分を所定量巻き取ることで、未使用の部分でクリーニングを行うようにしたので、ライフを通じて加熱ローラ１２３を常にきれいな状態に保つことができ、安定した印字品位を確保することができる。

また、本実施形態によれば、オイル含浸ウェブシート１３２ａの材質をフェルトもしくは不織布としたので、除去するトナーが小粒径トナーであっても、オイル含浸ウェブシート１３２ａと加熱ローラ１２３とで形成されるニップ領域をすり抜けることなくクリーニングすることができる。これにより、加熱ローラ１２３を正常に保つことができ、さらに、熱にも強く加熱ローラ１２３を傷つけることなく、また、加熱ローラ１２３の表面に均一にオイルを塗布することができる。

また、本実施形態によれば、離型性オイルを含浸させたクリーニング部材としてオイル含浸ウェブシート１３２ａを用いることで、オイル含浸ウェブシート１３２ａ自体に自然とオイルが浸透していくため、オイル垂れを生じさせることがないので特別のオイルパンなどを備える必要がなく、省スペース化を図ることができる。

尚、本実施形態では、使用する記録媒体たるシートＳの選択に際し、ユーザーによる操作パネルの操作や外部装置からの指示によりシートＳを選択するようにしているが、本発明は、記録媒体を選択する手法に限定されるものではなく、例えば、記録媒体が光沢を有するものであるか否かを自動検知する検知手段を画像形成装置に備えるようにしても良い。具体的には、前記検知手段として、例えば、画像形成装置の記録媒体を供給する入紙口に反射式濃度センサを配置することで、その反射強度を読み取ることで記録媒体が光沢を有するものであるか否かを判断することができる。

このように構成することで、ユーザーが光沢をある用紙であることを判断できない場合であっても、自動的に記録媒体を判断することができるため、高品位な画質を確保することができる。

また、本実施形態では、クリーニングユニット１３１を定着ユニット２７の加熱ローラ１２３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、加圧ローラ１２４に対応して本発明に係る定着ユニット（定着装置）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定着ユニットが採用された画像形成装置の全体構成を示す説明図である。 前記定着ユニットの構成を示す概略図である。 前記定着ユニットを構成するクリーニングユニットのクリーニング部材切換え手段の構成を示す説明図である。 前記クリーニング部材切換え手段によりウェブシートを切換えた状態を示す説明図である。 前記定着ユニットによる定着機能の制御に係る電気的構成を示すブロック図である。

符号の説明

２７ 定着ユニット
２７Ａ 定着ローラ
１００ 画像形成装置
１２３ 加熱ローラ
１２４ 加圧ローラ
１２７ 定着ニップ部
１２８ 加熱ローラ用ヒータ
１２９ 加圧ローラ用ヒータ
１３０ 温度検出器
１３１ クリーニングユニット
１３２ オイル含浸クリーニングウェブユニット
１３２ａ オイル含浸ウェブシート
１３２ａ１ オイル含浸ウェブシート巻体
１３２ｂ，１３３ｂ 送出しローラ
１３２ｃ，１３３ｃ 圧接ローラ
１３２ｄ，１３３ｄ 巻取りローラ
１３３ オイル無しクリーニングウェブユニット
１３３ａ オイル無しウェブシート
１３３ａ１ ウェブシート巻体
１３５ ウェブシート切換え手段（クリーニング部材切換え手段）
１３６ 切換えアーム
１３７ ソレノイド（制御手段）
１３８ アーム操作部材
１３９ 引張りコイルばね
２４０ 制御部（制御手段）

Claims (9)

1. 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クリーニング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において、
   前記クリーニング機構は、前記クリーニング部材として、離型性を有するオイル部材を含浸させたオイル含浸クリーニング部材と、前記オイル部材が含浸されていないオイル無しクリーニング部材とを備え、且つ、前記オイル含浸クリーニング部材またはオイル無しクリーニング部材のうちの何れか一方のクリーニング部材を選択的に前記定着ローラに当接させるクリーニング部材切換え手段を備えることを特徴とする定着装置。
2. 前記クリーニング部材切換え手段は、定着装置を通過する記録媒体が光沢を有する場合、前記オイル無しクリーニング部材を前記定着ローラに当接させるように制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記制御手段は、前記定着装置運転時に光沢を有する記録媒体が選択された時に、前記オイル無しクリーニング部材を前記定着ローラに当接させることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記クリーニング部材は、巻取り可能なテープ状のウェブ部材により構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか一項に記載の定着装置。
5. 前記クリーニング機構は、前記定着ローラによる記録媒体の定着処理枚数が所定枚数に到達した時に定期的に前記クリーニング部材を所定量巻取る機能を備えていることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
6. 前記オイル含浸クリーニング部材は、フェルトもしくは不織布で形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のうちの何れか一項に記載の定着装置。
7. 前記オイル含浸クリーニング部材は、離型性を有するオイル部材を含浸させたオイル含浸ローラ部材を用いることを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか一項に記載の定着装置。
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クリーニング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、
   前記定着装置として、請求項１乃至７のうちの何れか一項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。
9. 前記記録媒体が光沢を有するか否かを検知する光沢検知手段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。

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