JP6198000B2 - 定着装置、及び、画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置と、そこに設置される定着装置と、に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置に設置される定着装置において、経時において定着ローラ等の定着部材の表面状態を回復させることを目的として、定着部材の表面に摺擦部材を摺接させて、定着部材の表面粗さを均一化する技術が広く知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。

詳しくは、定着装置は、定着ローラ、定着ベルト等の定着部材（定着回転体）に対して、加圧ローラ、加圧ベルト等の加圧部材（加圧回転体）が圧接して、記録媒体が搬送されるニップ部が形成されている。そして、定着部材と加圧部材との間（ニップ部である。）に記録媒体が搬送されて、記録媒体上のトナー像が定着される。
このような定着装置では、ニップ部に通紙される記録媒体Ｐ（用紙）のエッジなどによって定着部材の表面が経時において傷ついてしまうため、所定のタイミングで定着部材の表面に摺擦部材を摺接させて、定着部材の表面粗さを均一化して表面状態を回復させている。また、このような摺擦部材の機能を経時においても維持するために、摺擦部材の表面に清掃部材を当接させて摺擦部材に付着したトナーや紙粉などを除去している。

上述した従来の定着装置は、摺擦部材に清掃部材が直接的に接触することによって、経時において摺擦部材自体や清掃部材が磨耗劣化してしまう不具合や、清掃時において摺擦部材の表面層の一部が削れて落下してしまう不具合が生じていた。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、定着部材に摺接する摺接部材の表面を清掃する場合に、経時において摺接部材や清掃手段が磨耗劣化しにくく、清掃時において摺接部材の表面層の一部が削れて落下してしまう不具合が生じにくい、定着装置、及び、画像形成装置を提供することにある。

この発明の請求項１記載の発明にかかる定着装置は、所定方向に走行して、トナー像を加熱・溶融して記録媒体上に定着する定着部材と、前記定着部材に圧接することで記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧部材と、前記定着部材の表面に対して接離可能に構成されて、所定のタイミングで前記定着部材に摺接して前記定着部材の表面粗さを均一化する摺接部材と、交流電圧が印加された状態の前記摺接部材に対して離間した位置から非接触で前記摺接部材の表面を清掃する清掃手段と、を備えたものである。

本発明によれば、定着部材に摺接する摺接部材の表面を清掃する場合に、経時において摺接部材や清掃手段が磨耗劣化しにくく、清掃時において摺接部材の表面層の一部が削れて落下してしまう不具合が生じにくい、定着装置、及び、画像形成装置を提供することができる。

この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。 定着装置を示す構成図である。 摺接部材と清掃手段との動作を示す概略図である。 摺接部材と清掃手段とを幅方向に示す概略図である。 摺接部材に印加される交流電圧の波形を示す図である。 摺接部材とダクトとの離間距離と、摺接部材の清掃率と、の関係を示すグラフである。 変形例としての、摺接部材と清掃手段とを幅方向に示す概略図である。

実施の形態．
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、３は原稿Ｄを原稿読込部４に搬送する原稿搬送部、４は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部、６は搬送ローラ、７は転写紙等の記録媒体Ｐが収容される給紙部、９は記録媒体Ｐの搬送タイミングを調整するレジストローラ（タイミングローラ）、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成される感光体ドラム（像担持体）、１２は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上を帯電する帯電部、１３は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成される静電潜像を現像する現像部、１４は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐ上に重ねて転写する１次転写バイアスローラ、１５は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の未転写トナーを回収するクリーニング部、を示す。

また、１６は中間転写ベルト１７を清掃する中間転写ベルトクリーニング部、１７は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、１８は中間転写ベルト１７上のカラートナー像を記録媒体Ｐ上に転写するための２次転写バイアスローラ、１９は２次転写工程後の記録媒体Ｐを定着装置２０に向けて搬送する搬送ベルト、２０は記録媒体Ｐ上のトナー像（未定着画像）を定着するベルト方式の定着装置、８０は両面プリントをおこなうときにオモテ面へのプリントが終了した記録媒体Ｐを画像形成部に向けて搬送する両面搬送部、を示す。

以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部３の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス５上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス５上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。

詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス５上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。

そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応する感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に向けて発せられる。

一方、４つの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは、それぞれ、図１の反時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、帯電部１２との対向部で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部２において、４つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。

イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から１番目の感光体ドラム１１Ｙ表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム１１Ｙの回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部１２にて帯電された後の感光体ドラム１１Ｙ上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。

同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から２番目の感光体ドラム１１Ｍ表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から３番目の感光体ドラム１１Ｃ表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目の感光体ドラム１１ＢＫ表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、現像部１３との対向位置に達する。そして、各現像部１３から感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、中間転写ベルト１７との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト１７の内周面に当接するように転写バイアスローラ１４が設置されている。そして、転写バイアスローラ１４の位置で、中間転写ベルト１７上に、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（１次転写工程である。）。

そして、転写工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、クリーニング部１５との対向位置に達する。そして、クリーニング部１５で、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫにおける一連の作像プロセスが終了する。

他方、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の各色のトナーが重ねて転写（担持）された中間転写ベルト１７は、図中の時計方向に走行して、２次転写バイアスローラ１８との対向位置に達する。そして、２次転写バイアスローラ１８との対向位置で、記録媒体Ｐ上に中間転写ベルト１７上に担持されたカラーのトナー像が転写される（２次転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト１７表面は、中間転写ベルトクリーニング部１６の位置に達する。そして、中間転写ベルト１７上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部１６に回収されて、中間転写ベルト１７における一連の転写プロセスが終了する。

ここで、中間転写ベルト１７と２次転写バイアスローラ１８との間（２次転写ニップである。）に搬送される記録媒体Ｐは、給紙部７からレジストローラ９等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送された記録媒体Ｐが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ９に導かれる。レジストローラ９に達した記録媒体Ｐは、タイミングを合わせて、２次転写ニップに向けて搬送される。

そして、フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、搬送ベルト１９によって定着装置２０に導かれる。定着装置２０では、定着ベルトと加圧ローラとのニップ部にて、カラー画像（トナー）が記録媒体Ｐ上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Ｐは、搬送ローラ６で搬送された後に、排紙ローラによって装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。

なお、記録媒体Ｐの両面（オモテ面とウラ面とである。）へのプリントをおこなう「両面プリントモード」が選択されている場合には、オモテ面への定着工程が終了した記録媒体Ｐは、そのまま排紙されることなく、両面搬送部８０に導かれて、そこで搬送方向が反転された後に、再び２次転写バイアスローラ１８の位置に向けて搬送される。そして、２次転写バイアスローラ１８の位置で先に説明したものと同様の作像プロセスによって記録媒体Ｐのウラ面への画像形成がおこなわれ、その後に定着装置２０での定着工程を経て、搬送ローラ６で搬送された後に、排紙ローラによって装置本体１外に出力画像として排出される。

次に、図２を用いて、画像形成装置本体１に設置される定着装置２０の構成・動作について詳述する。
図２に示すように、定着装置２０は、定着補助ローラ２２、加熱ローラ２３、定着部材（定着回転体）としての定着ベルト２１、テンションローラ２４、加圧部材（加圧回転体）としての加圧ローラ３１、温度センサ４０、摺接部材６１（摺接ローラ）、清掃手段としての清掃部材６２、ガイド板３５、等で構成される。

ここで、定着部材としての定着ベルト２１は、樹脂材料からなるベース層上に、弾性層、離型層が順次積層された多層構造の無端状ベルトである。定着ベルト２１の弾性層は、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性材料で形成されている。定着ベルト２１の離型層は、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）、等で形成されている。定着ベルト２１の表層に離型層を設けることにより、トナーＴ（トナー像）に対する離型性（剥離性）が担保されることになる。定着ベルト２１は、３つのローラ部材（定着補助ローラ２２と加熱ローラ２３とテンションローラ２４とである。）に張架・支持されて、図２中の矢印方向に走行する。テンションローラ２４は、定着ベルト２１の外周面に当接していて、定着ベルト２１に所定の張力を与えている。定着部材として熱容量の低い定着ベルト２１を用いることで、装置の昇温特性が向上する。

定着補助ローラ２２は、ＳＵＳ３０４等の芯金２２ａ上に、層厚が１５ｍｍ程度の発泡シリコーンゴムからなる弾性層２２ｂ（アスカーＣ硬度が２５〜５０程度のものである。）が形成された外径５２ｍｍ程度のローラ部材であって、加圧部材としての加圧ローラ３１に定着ベルト２１を介して圧接してニップ部を形成する。弾性層２２ｂを発泡材料で形成することで、ニップ部におけるニップ幅（ニップ量）を比較的大きく設定できるとともに、定着ベルト２１の熱が定着補助ローラ２２に移行しにくくなる。定着補助ローラ２２は、その軸部が不図示の駆動モータに連結されていて、図２中の時計方向に回転駆動される。
なお、本実施の形態では、弾性層２２ｂの材料として発泡シリコーンゴムを用いたが、弾性層２２ｂの材料としてフッ素ゴム、シリコーンゴム等を用いることもできる。

加熱ローラ２３は、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属材料からなる外径が３８ｍｍ程度の中空構造のローラ部材であって、その円筒体の内部には加熱手段としてのヒータ２５（熱源）が固設されている。なお、加熱ローラ２３は、耐食性を向上させるために、その表面にアルマイト処理が施されている。
加熱ローラ２３のヒータ２５は、ハロゲンヒータであって、その両端部が定着装置２０の側板（不図示である。）に固定されている。そして、装置本体１の電源部６６（交流電源）により出力制御されたヒータ２５からの輻射熱によって加熱ローラ２３が加熱されて、さらに加熱ローラ２３によって加熱された定着ベルト２１の表面から記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに熱が加えられる。ヒータ２５（加熱手段）の出力制御は、定着ベルト２１表面に非接触で対向する温度センサ４０（サーモパイル）によるベルト表面温度の検知結果に基づいておこなわれる。詳しくは、温度センサ４０の検知結果に基づいて定められる通電時間だけ、電源部６６からヒータ２５に交流電圧が印加される。このようなヒータ２５の出力制御によって、定着ベルト２１の温度（定着温度）を所望の温度（目標制御温度）に調整制御することができる。

また、加圧部材としての加圧ローラ３１は、外径が５０ｍｍ程度であって、主として、芯金３２と、芯金３２の外周面に接着層を介して形成された弾性層３３（層厚が３ｍｍ程度のものである。）と、からなる。加圧ローラ３１の弾性層３３は、フッ素ゴム、シリコーンゴム等のソリッドゴム材料で形成されている。なお、弾性層３３の表層にＰＦＡ等からなる薄肉の離型層を設けることもできる。また、本実施の形態において、加圧ローラ３１を加熱するヒータを、加圧ローラ３１の内部に設置することもできる。

図２を参照して、定着ベルト２１と加圧ローラ３１との当接部（ニップ部である。）の入口側と出口側には、それぞれ、記録媒体Ｐの搬送を案内するガイド板３５が配設されている。ガイド板３５は、定着装置２０の側板に固設されている。
また、図示は省略するが、定着ベルト２１の外周面に対向する位置であって、ニップ部の出口側近傍には、分離板が配設されている。また、加圧ローラ３１の外周面に対向する位置であって、ニップ部の出口側近傍にも、分離板が配設されている。これらの分離板は、定着工程後の記録媒体Ｐが定着ベルト２１の走行（回転）に沿って定着ベルト２１に巻き付いてしまう不具合や、定着工程後の記録媒体Ｐが加圧ローラ３１の回転に沿って加圧ローラ３１に巻き付いてしまう不具合を抑止する。
なお、本実施の形態における定着装置２０には、所定のタイミングで定着ベルト２１に摺接して定着ベルト２１の表面粗さを均一化する摺接部材６１や、摺接部材６１の表面を清掃する清掃手段としての清掃部材６２、なども設置されているが、これについては後で詳しく説明する。

以下、定着装置２０の、通常の通紙時の動作について説明する。
装置本体１の電源スイッチが投入されると、電源部６６からヒータ２５に交流電圧が印加（給電）されるとともに、不図示の駆動モータによって定着補助ローラ２２が回転駆動されて、それぞれの部材同士の摩擦抵抗によって定着ベルト２１、加熱ローラ２３、加圧ローラ３１が図２中の矢印方向に回転（従動）する。
その後、給紙部７から記録媒体Ｐが給送されて、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の各色のトナーが記録媒体Ｐ上に未定着画像として担持される。未定着画像Ｔ（トナー像）が担持された記録媒体Ｐは、図２の矢印Ｙ１０方向に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト２１及び加圧ローラ３１のニップ部に送入される。そして、定着ベルト２１による加熱と、定着ベルト２１（定着補助ローラ２２）及び加圧ローラ３１の押圧力とによって、記録媒体Ｐの表面にトナー像Ｔが定着される。その後、回転する定着ベルト２１及び加圧ローラ３１によってそのニップ部から送出された記録媒体Ｐは、矢印Ｙ１１方向に搬送される。

以下、本実施の形態における定着装置２０の、特徴的な構成・動作について説明する。
図２〜図４を参照して、本実施の形態における定着装置２０には、摺接部材６１（摺接ローラ）と、清掃手段としての清掃部材６２と、が設置されている。
摺接部材６１は、接離・駆動機構６８によって定着ベルト２１（定着部材）の表面に対して接離可能に構成されている。接離・駆動機構６８としては、摺接部材６１を離間位置（図２、図３（Ａ）の位置である。）に付勢する付勢部材や、付勢部材の付勢力に抗するように摺接部材６１を定着ベルト２１の側に押動するカムや、カムを回転駆動するモータ、などで構成することができる。また、本実施の形態において、接離・駆動機構６８には、摺接部材６１を図２の時計方向に回転駆動する駆動モータが設置されている。

そして、摺接部材６１は、所定のタイミングで定着ベルト２１（定着部材）に摺接して定着ベルト２１の表面粗さを均一化する。詳しくは、摺接部材６１は、導電性を有する芯金上に、バインダー樹脂（導電性を有している。）に砥粒が分散されてなる表面層（摺接層）が形成されたローラ部材であって、その表面には微細な凹凸が形成されている。
そして、所定枚数（例えば、１０００枚）の通紙がされるごとに、画像形成プロセスが終了した後の非画像形成時に、接離・駆動機構６８を動作させて、離間位置（図２、図３（Ｂ）の位置である。）にあった摺接部材６１を当接位置（図３（Ａ）の位置である。）に移動させる。そして、定着ベルト２１を矢印方向に走行させながら、接離・駆動機構６８によって定着ベルト２１に対してカウンタ方向に摺接部材６１を摺接させるように所定時間だけ回転駆動している。
これにより、ニップ部に通紙される記録媒体Ｐ（用紙）のエッジなどによって定着ベルト２１の表面が経時において傷ついてしまっても、その部分がその他の部分とともに摺接部材６１によって一様に荒らされて（一定の表面粗さの範囲になるように均一化されて）、定着ベルト２１の表面状態が初期時の状態に近くなるように回復される。そのため、定着ベルト２１の表面劣化による光沢ムラなどの定着画像不良の発生を確実に軽減することができる。

ここで、本実施の形態では、上述したような摺接部材６１の機能を経時においても安定的に維持するために、摺接部材６１の表面を清掃する清掃部材６２（清掃手段）が設置されている。すなわち、清掃部材６２は、定着ベルト２１に摺接することによって摺接部材６１に付着したトナーや紙粉、さらには研磨剤などを摺接部材６１の表面に目詰まりさせることなく除去するためのものである。
そして、本実施の形態における清掃部材６２は、交流電源６７から交流電圧（ＡＣ電圧）が印加された状態の摺接部材６１に対して離間した位置から非接触で摺接部材６１の表面を清掃するように構成されている。

詳しくは、図２〜図４を参照して、清掃部材６２は、摺接部材６１に対向する位置に設置されたダクト６３や、ダクト６３を介して摺接部材６１の表面近傍から空気を吸引する吸引装置としての吸引ファン６４、などで構成されている。
ダクト６３は、樹脂材料などで形成されていて、摺接部材６１に対して幅方向（図２、図３の紙面垂直方向であって、図４の左右方向である。）全域に対向するように配設されている。ダクト６３は、一端側の開口が摺接部材６１（離間位置にある摺接部材６１である。）に対向するように形成されていて、他端側の開口が吸引ファン６４に接続されていて、これらの開口を除く部分は壁面で覆われて空気が漏れないように形成されている。

そして、本実施の形態では、定着ベルト２１に対して摺接部材６１が離間した状態のときに、清掃部材６２によって摺接部材６１を清掃している。
具体的に、図３（Ａ）に示すように、摺接部材６１が定着ベルト２１に当接している状態のとき（表面粗さ均一化動作時）には、吸引ファン６４がオフされる。そして、図３（Ｂ）に示すように、表面粗さ均一化動作が終了して摺接部材６１が定着ベルト２１から離間された直後に、摺接部材６１を接離・駆動機構６８によって回転駆動しながら、吸引ファン６４が所定時間オンされて、摺接部材６１が周方向にわたって満遍なく清掃される。

このように、本実施の形態では、摺接部材６１に対して清掃部材が接触することなく、非接触で摺接部材６１を清掃できるように清掃部材６２を構成しているため、経時において摺接部材６１自体や清掃部材６２が磨耗劣化してしまう不具合や、清掃時において摺接部材６１の表面層の一部が削れて落下してしまう不具合を防止することができる。特に、本実施の形態では、摺接部材６１に交流電圧を印加している（本実施の形態では芯金に印加している）ため、摺接部材６１に付着したトナーや紙粉等の付着物が静電気的に摺接部材６１に吸着しにくくなって、清掃部材６２による清掃効率を高めることができる。

上述した清掃時における、具体的な動作フローについて詳述する。
まず、定着ベルト２１に摺接した状態の摺接部材６１（表面粗さ均一化動作が終了した摺接部材６１である。）が離間位置に移動すると、その離間位置をホームポジションとして不図示の検知センサによってホームポジション検知がおこなわれる。その後、交流電源６７から摺接部材６１に所定の交流電圧が印加されるとともに、接離・駆動機構６８による摺接部材６１の回転駆動が開始されて、吸引ファン６４による吸引（清掃）が開始される。そして、吸引ファン６４による一定時間の吸引（清掃）が終了した後に、吸引ファン６４による吸引の停止とともに、交流電源６７からの交流電圧の印加の停止と、接離・駆動機構６８による回転駆動の停止とがされて、清掃部材６２による一連の清掃動作が終了する。

ここで、図５を参照して、本実施の形態において、清掃部材６２（清掃手段）による清掃時に摺接部材６１に印加される交流電圧（交流電源６７から印加するものである。）は、その波形が、矩形波であって、正極性となる印加時間ｔ１と負極性となる印加時間ｔ２との比率が異なるように形成されたものとしている。
詳しくは、交流電圧の波形において、矩形波の１周期分の印加時間ｔ０（＝ｔ1＋ｔ２）に対する正極性となる印加時間ｔ１の比率をＸ％（＝ｔ１／ｔ０×１００）として、矩形波の１周期分の印加時間ｔ０に対する負極性となる印加時間ｔ２の比率をＹ％（＝ｔ２／ｔ０×１００）としたときに、
Ｘ＞Ｙ≧５％
なる関係が成立するように設定している。具体的に、本実施の形態ではＸを９２％に、Ｙを８％に設定している。
このように正負極性の印加時間の比率が異なる矩形波の交流電圧を摺接部材６１に印加することで、正負極性の印加時間の比率が同じ矩形波の交流電圧を摺接部材６１に印加する場合や、正弦波の交流電圧を摺接部材６１に印加する場合に比べて、電圧印加時にリークを生じにくくすることができる。そのため、印加する交流電圧の大きさを比較的大きく設定することができて、清掃部材６２による清掃効率を高めることができる。
なお、正負極性の印加時間の比率が異なる矩形波を確実に形成するために、最小の印加時間の比率を５％以上に設定している。

また、本実施の形態では、図４を参照して、清掃部材６２による清掃効率を高めるために、清掃部材６２による清掃時におけるダクト６３と摺接部材６１との離間距離Ｘが１０ｍｍ以下に設定されている。
これは、図６に示すように、摺接部材６１とダクト６３との離間距離Ｘを可変して、摺接部材６１における清掃率の変化を実験的に確認したところ、吸引ファン６４の吸引力にかかわらず、離間距離Ｘが１０ｍｍを超えたときに清掃率が極端に低下してしまう傾向があったためである。
なお、摺接部材６１における清掃率Ａ（％）とは、清掃前における摺接部材６１の表面層における研磨粉重量をＢ０（ｍｇ）として、清掃後における摺接部材６１の表面層における研磨粉重量をＢ１（ｍｇ）としたときに、
Ａ＝（Ｂ０−Ｂ１）／Ｂ０×１００
なる式で求めた値である。

なお、本実施の形態では、摺接部材６１に対して幅方向全域に対向するようにダクト６３を配設した。
これに対して、図７に示すように、ダクト６３（清掃部材６２）を、吸引ファン６４とともに、移動機構７０によって摺接部材６１に対して幅方向一端側から幅方向他端側に向けて対向位置を可変して移動できるように構成することもできる。図７の例では、幅方向一端側（図７の左方である。）をホームポジションとして、清掃時には吸引ファン６４をオンしながら清掃部材６２をホームポジションから他端側に移動して、さらにホームポジションに戻ってくるように往復移動させている（一点鎖線の矢印で示した移動経路である。）。
このような場合には、清掃部材６２自体を小型化することができる。

以上説明したように、本実施の形態では、定着ベルト２１（定着部材）に摺接する摺接部材６１の表面を清掃する場合に、交流電圧が印加された状態の摺接部材６１に対して離間した位置から非接触で摺接部材６１の表面を清掃する清掃部材６２（清掃手段）を設置しているため、経時において摺接部材６１や清掃部材６２が磨耗劣化しにくく、清掃時において摺接部材６１の表面層の一部が削れて落下してしまう不具合を生じにくくすることができる。

なお、本実施の形態では加圧部材として加圧ローラ３１を用いたが、加圧部材として加圧ベルトや加圧パッドを用いてもよい。また、本実施の形態では定着部材として定着ベルト２１を用いたが、定着部材として定着ローラや定着フィルムを用いてもよい。
さらに、本実施の形態では定着部材を加熱する加熱手段としてヒータ２５を用いたが、定着部材を加熱する加熱手段として励磁コイル（電磁誘導加熱方式の定着装置に対応する加熱手段である。）を用いることもできるし、加熱手段として抵抗発熱体を用いることもできる。
そして、それらの場合にも、本実施の形態とほぼ同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

なお、本願において、「摺接部材」は、定着部材との当接状態に関わらず定着部材に当接してその表面粗さを均一化するための部材であって、特許文献１、２等に開示された摺擦部材、荒しローラ、研磨部材等の部材を含む広い概念のものであると定義する。

１ 画像形成装置（画像形成装置本体）、
２０ 定着装置、
２１ 定着ベルト（定着部材）、
２２ 定着補助ローラ、
２３ 加熱ローラ、
２５ ヒータ（加熱手段）、
３１ 加圧ローラ（加圧部材）、
４０ 温度センサ、
６１ 摺接部材、
６２ 清掃部材（清掃手段）、
６３ ダクト、
６４ 吸引ファン（吸引装置）、
６７ 交流電源、 ６８ 接離機構。

特開２００８−４０３６５号公報 特開２００７−１９９５９６号公報

Claims (10)

1. 所定方向に走行して、トナー像を加熱・溶融して記録媒体上に定着する定着部材と、
   前記定着部材に圧接することで記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧部材と、
   前記定着部材の表面に対して接離可能に構成されて、所定のタイミングで前記定着部材に摺接して前記定着部材の表面粗さを均一化する摺接部材と、
   交流電圧が印加された状態の前記摺接部材に対して離間した位置から非接触で前記摺接部材の表面を清掃する清掃手段と、
   を備えたことを特徴とする定着装置。
2. 前記清掃手段による清掃時に前記摺接部材に印加される交流電圧は、その波形が、矩形波であって、正極性となる印加時間と負極性となる印加時間との比率が異なるように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記交流電圧の波形において、矩形波の１周期分の印加時間に対する正極性となる印加時間の比率をＸ％として、矩形波の１周期分の印加時間に対する負極性となる印加時間の比率をＹ％としたときに、
   Ｘ＞Ｙ≧５％
   なる関係が成立することを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記清掃手段は、
   前記摺接部材に対向する位置に設置されたダクトと、
   前記ダクトを介して前記摺接部材の表面近傍から空気を吸引する吸引装置と、
   を具備したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の定着装置。
5. 前記清掃手段による清掃時における前記ダクトと前記摺接部材との離間距離が１０ｍｍ以下に設定されたことを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
6. 前記ダクトは、前記摺接部材に対して幅方向全域に対向するように配設されたことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の定着装置。
7. 前記ダクトは、移動機構によって前記摺接部材に対して幅方向一端側から幅方向他端側に向けて対向位置を可変して移動できるように構成されたことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の定着装置。
8. 前記清掃手段は、前記定着部材に対して前記摺接部材が離間した状態のときに前記摺接部材を清掃することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の定着装置。
9. 前記摺接部材は、バインダー樹脂に砥粒が分散されてなる表面層を具備したことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の定着装置。
10. 請求項１〜請求項９のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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