JP2020085933A - 定着装置、及び、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着回転体又は加圧回転体の表面をクリーニングするクリーニング部材が離間位置に移動しているときに、クリーニング部材を効率的かつ充分に冷却する。【解決手段】移動機構３８、５１（移動手段）の動作によって、加圧ローラ３１（加圧回転体）の表面に当接する当接位置と、その表面から離れる離間位置と、の間を移動可能に構成されたクリーニングローラ３５（クリーニング部材）が設置されている。また、離間位置に移動したクリーニングローラ３５に当接する冷却ローラ３６（冷却部材）が設置されている。そして、冷却ローラ３６の熱容量が、クリーニングローラ３５の熱容量よりも大きくなるように設定されている。【選択図】図２

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おける定着装置において、定着回転体又は加圧回転体の表面に当接するようにクリーニング部材を設置して、その表面をクリーニングする技術が広く知られている（例えば、特許文献１参照。）。

詳しくは、特許文献１における定着装置において、定着回転体（定着スリーブ）には、加圧回転体（加圧ローラ）が圧接していて、シートが搬送されるニップ部（定着ニップ）が形成されている。そして、ニップ部に搬送されたシート上のトナー像が、定着回転体から受ける熱と、ニップ部の圧力と、によって、シート上に定着されることになる。
また、特許文献１において、定着装置には、加圧回転体に対して接離可能に移動するクリーニングローラ（クリーニング部材）と、離間位置に移動したクリーニングローラに当接する第２クリーニングローラと、が設置されている。そして、クリーニングローラは、加圧回転体に当接した位置で加圧回転体の表面をクリーニングして、加圧回転体から離間した位置で第２クリーニングローラによってクリーニングされることになる。また、クリーニングローラが加圧回転体から離間した状態であるときには、クリーニングローラがある程度冷却されることになる。

従来の定着装置は、定着回転体又は加圧回転体の表面に当接してトナーや紙粉などの付着物をクリーニングするクリーニング部材が、ある程度高い温度に達してしまうと、定着回転体又は加圧回転体の表面からクリーニング部材の表面に移動した付着物が、再び定着回転体又は加圧回転体の表面に移動して表面を汚してしまう不具合が生じてしまっていた。
これに対して、特許文献１に開示された定着装置は、クリーニング部材が加圧回転体から離間した状態であるときに、クリーニング部材がある程度冷却されるものの、その冷却効率は低くて、そのような不具合を充分に防止することができなかった。

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、定着回転体又は加圧回転体の表面をクリーニングするクリーニング部材が離間位置に移動しているときに、クリーニング部材が効率的かつ充分に冷却される、定着装置、及び、画像形成装置を提供することにある。

この発明における定着装置は、トナー像を加熱してシートの表面に定着する定着回転体と、前記定着回転体に圧接することでシートが搬送されるニップ部を形成する加圧回転体と、移動手段の動作によって、前記定着回転体又は前記加圧回転体の表面に当接する当接位置と、当該表面から離れる離間位置と、の間を移動可能に構成されたクリーニング部材と、前記離間位置に移動した前記クリーニング部材に当接する冷却部材と、を備え、前記冷却部材の熱容量が、前記クリーニング部材の熱容量よりも大きくなるように設定されたものである。

本発明によれば、定着回転体又は加圧回転体の表面をクリーニングするクリーニング部材が離間位置に移動しているときに、クリーニング部材が効率的かつ充分に冷却される、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。 クリーニングローラが離間位置に移動して冷却ローラに当接した状態を示す図である。 クリーニングローラが加圧ローラに当接した状態を幅方向に示す概略図である。 クリーニングローラの接離制御を示すフローチャートである。 変形例１としての、クリーニングローラが加圧ローラに当接した状態を示す拡大図である。 変形例２としての、クリーニングローラが加圧ローラに当接した状態を示す拡大図である。 変形例３としての、（Ａ）クリーニングローラが加圧ローラに当接した状態を示す拡大図と、（Ｂ）クリーニングローラが冷却部材に当接した状態を示す拡大図と、である。 変形例４としての、定着装置を示す構成図である。 変形例５としての、定着装置を示す構成図である。

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１における全体の構成・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、を示す。
また、７は用紙等のシートＰが収容される給紙部、９はシート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、を示す。

また、１２は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面を帯電する帯電部、１３は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面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の表面に形成されたトナー像をシートＰの表面に重ねて転写する１次転写バイアスローラ、１５は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面に残留した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シートＰ上に転写するための２次転写バイアスローラ、２０はシートＰ上のトナー像（未定着画像）を定着する定着装置、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の表面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の表面には、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の表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する（露光工程である。）。詳しくは、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。

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の表面に照射される。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、幅方向）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の表面に照射されて、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の表面に照射されて、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の表面に照射されて、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の表面は、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の表面に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面に形成された潜像が現像される（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の表面は、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１次転写バイアスローラ１４が設置されている。そして、１次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の表面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の表面は、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の表面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の表面は、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の表面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１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、シート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の表面は、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。）に搬送されるシート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るものである。
詳しくは、シートＰを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送されたシートＰが、搬送経路を通過した後に、レジストローラ９に導かれる。レジストローラ９に達したシート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シートＰは、搬送ベルトによって定着装置２０に導かれる。定着装置２０では、定着ローラと加圧ローラとのニップ部（定着ニップ）にて、カラー画像（トナー像）がシートＰの表面に定着される（定着工程である。）。
そして、定着工程後のシートＰは、排紙ローラによって、装置本体１の外部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。

次に、図２〜図５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、定着回転体としての定着ローラ２１、加熱手段としてのヒータ２５、加圧回転体としての加圧ローラ３１、クリーニング部材としてのクリーニングローラ３５、冷却部材としての冷却ローラ３６、温度センサ４０、４１、４５、アーム部材３８（移動手段）、等で構成されている。

ここで、定着回転体としての定着ローラ２１（定着部材）は、ステンレス鋼などの金属材料からなる中空構造の芯金２１ａ上に、弾性層、離型層が順次積層された多層構造のローラ部材であって、加圧回転体としての加圧ローラ３１に圧接してニップ部（定着ニップ）を形成している。
定着ローラ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。定着ローラ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）等で形成されている。定着ローラ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。定着ローラ２１は、駆動機構によって図２の時計方向に回転駆動される。

中空構造の定着ローラ２１（芯金２１ａ）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。
ヒータ２５（加熱手段）は、ハロゲンヒータであって、その両端部が定着装置２０の側板に固定されている。そして、画像形成装置本体１のメインスイッチがオンされた状態で、電源部からヒータ２５に電力が供給される。そして、制御部５０により出力制御されたヒータ２５からの輻射熱によって定着ローラ２１が加熱されて、さらに加熱された定着ローラ２１の表面からシートＰ上のトナー像Ｔに熱が加えられる。
ヒータ２５の出力制御は、定着ローラ２１表面に非接触で対向する温度センサ４０によるローラ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（サーモパイル）の検知結果に基づいて定められる通電時間だけ、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、定着ローラ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、加圧回転体としての加圧ローラ３１（加圧部材）は、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と、からなる。加圧ローラ３１の弾性層３３は、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム等の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。
そして、加圧ローラ３１は、加圧機構によって定着ローラ２１に圧接する。こうして、加圧ローラ３１と定着ローラ２１との間に、所望のニップ部が形成される。
加圧ローラ３１は、定着ローラ２１の回転にともない、図２の反時計方向に従動回転する。

なお、本実施の形態における定着装置２０には、加圧ローラ３１の表面に付着したトナーや紙粉などの付着物を除去（クリーニング）するクリーニングローラ３５や、加圧ローラ３１に対してクリーニングローラ３５を接離する移動機構３８、５１（移動手段）や、クリーニングローラ３５を冷却する冷却ローラ３６や、クリーニングローラ３５の温度を検知する温度センサ４５、なども設置されているが、これらについては後で詳しく説明する。

上述のように構成された定着装置２０は、次のように動作する。
装置本体１のメインスイッチが投入されると、ヒータ２５に交流電圧が印加（給電）される。
そして、プリント指令（プリント要求）が入力されると、駆動機構によって定着ローラ２１の時計方向の回転駆動が開始されて、加圧ローラ３１の反時計方向の従動回転が開始される。その後、給紙部７からシートＰが給送されて、２次転写バイアスローラ１８の位置で、中間転写ベルト１７上のトナー像がシート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）が担持されたシートＰは、図２の矢印方向に搬送されて、圧接状態にある定着ローラ２１及び加圧ローラ３１のニップ部に送入される。そして、定着ローラ２１による加熱と、定着ローラ２１及び加圧ローラ３１の押圧力とによって、シートＰの表面にトナー像Ｔが定着される。そして、定着工程後のシートＰは、回転する定着ローラ２１及び加圧ローラ３１によって、ニップ部から矢印方向に送出される。

以下、本実施の形態における定着装置２０（画像形成装置１）において、特徴的な構成・動作について詳しく説明する。
先に図２等を用いて説明したように、定着装置２０には、トナー像を加熱してシートＰの表面に定着する定着回転体としての定着ローラ２１や、定着ローラ２１に圧接することでシートＰが搬送されるニップ部を形成する加圧回転体としての加圧ローラ３１、が設置されている。
そして、本実施の形態における定着装置２０には、クリーニング部材としてのクリーニングローラ３５や、冷却部材としての冷却ローラ３６が設置されている。

図２、図３を参照して、クリーニング部材としてのクリーニングローラ３５は、移動手段としての移動機構３８、５１の動作によって、加圧ローラ３１（加圧回転体）の表面に当接する当接位置（図２の実線で示す位置である。）と、加圧ローラ３１の表面から離れる離間位置（図２の破線で示す位置であって、図３に示す位置である。）と、の間を移動可能に構成されている。

詳しくは、本実施の形態において、クリーニングローラは、金属材料からなるローラ部材であって、アーム部材３８に回転可能に保持されている。クリーニングローラ３５は、加圧ローラ３１の表面に当接して、加圧ローラ３１の表面に付着したトナーや紙粉などの付着物を除去してクリーニングするためのものである。加圧ローラ３１の表面がクリーニングされることで、加圧ローラ３１自体が直接的にクリーニングされるのはもちろんのこと、定着ローラ２１も間接的にクリーニングされて、定着ニップを通過するシートＰがトナーや紙粉などで汚れたり画像の一部が欠損したりする不具合が軽減されることになる。

ここで、アーム部材３８は、支軸３８ａを中心に図２の両矢印方向に搖動可能に、定着装置２０の筐体に保持されている。また、アーム部材３８の支軸３８ａには、正逆双方向回転型の駆動モータ５１がギア列を介して接続されている。
そして、制御部５０による制御によって、駆動モータ５１が正方向に駆動されると、アーム部材３８が支軸３８ａを中心に図２の反時計方向に回動して、図２に示すようにクリーニングローラ３５が加圧ローラ３１に当接することになる（当接位置に移動することになる）。これに対して、制御部５０による制御によって、駆動モータ５１が逆方向に駆動されると、アーム部材３８が支軸３８ａを中心に図２の時計方向に回動して、図３に示すようにクリーニングローラ３５が加圧ローラ３１から離間することになる（離間位置に移動することになる）。
すなわち、駆動モータ５１とアーム部材３８とが、クリーニングローラ３５を移動させる移動手段（移動機構）として機能することになる。

また、図２、図３を参照して、冷却部材としての冷却ローラ３６は、図３に示すように、離間位置に移動したクリーニングローラ３５（クリーニング部材）に当接して、クリーニングローラ３５を冷却するものである。
詳しくは、本実施の形態において、冷却ローラ３６は、金属材料からなるローラ部材であって、定着装置２０の筐体に回転可能に保持されている。また、本実施の形態において、冷却ローラ３６は、モータ５２に接続されていて、制御部５０によるモータ５２の制御によって図３の反時計方向に回転可能に構成されている。
そして、図３に示すように、クリーニングローラ３５が所定のタイミングで加圧ローラ３１から離間されて離間位置に移動したときに、クリーニングローラ３５が冷却ローラ３６に当接する。そして、モータ５２が駆動されて、冷却ローラ３６が反時計方向に回転されるのにともない、クリーニングローラ３５が時計方向に連れ回りされながら、冷却ローラ３６によってクリーニングローラ３５が冷却されることになる。

ここで、本実施の形態では、クリーニングローラ３５を加圧ローラ３１に常に当接させるのではなくて、クリーニングローラ３５を適宜に加圧ローラ３１から離間させている。これは、クリーニングローラ３５を加圧ローラ３１に常に当接させてしまって、加圧ローラ３１から熱を直接受けてクリーニングローラ３５の温度がある程度高い温度（以下、適宜に「溶け出し温度」と呼ぶ。）に達してしまうと、加圧ローラ３１の表面からクリーニングローラ３５の表面に移動したトナーや紙粉などの付着物が、再び加圧ローラ３１の表面に移動（逆移動）して、加圧ローラ３１の表面を汚してしまうためである。

したがって、クリーニングローラ３５が「溶け出し温度」に達する前に、すばやくクリーニングローラ３５を離間位置に移動させて、クリーニングローラ３５から加圧ローラ３１への付着物の移動を防止する必要がある。
そして、クリーニングローラ３５が離間位置で加圧ローラ３１の熱を直接受けることなく冷却されて「溶け出し温度」以下になった後に、再びクリーニングローラ３５を加圧ローラ３１に当接させて本来のクリーニングを再開するようにする必要がある。しかし、クリーニングローラ３５を離間位置に移動させて、クリーニングローラ３５を自然放熱によって冷却したり熱容量の小さな物体に接触させて冷却したりするのでは、クリーニングローラ３５が「溶け出し温度」以下になるまでの時間（冷却時間）が長くなってしまって、再びクリーニングローラ３５を加圧ローラ３１に当接させて本来のクリーニングを再開するまでの時間も長くなってしまう。そして、その間に、先に説明したような、加圧ローラ３１に付着物が付着することによる不具合が生じてしまうことになる。そのため、クリーニングローラ３５を離間位置に移動させたときに、クリーニングローラ３５を積極的に効率よく充分に冷却する必要がある。

そのため、本実施の形態では、冷却ローラ３６（冷却部材）の熱容量が、クリーニングローラ３５（クリーニング部材）の熱容量よりも大きくなるように設定している。
具体的に、本実施の形態において、冷却ローラ３６は、クリーニングローラ３５に比べて、充分に熱容量の大きな材料で形成されるとともに、充分に体積が大きくなるように形成されている。特に、本実施の形態では、冷却ローラ３６は、クリーニングローラ３５に比べて、その体積が４倍以上になるように設定されている。
これにより、クリーニングローラ３５から冷却ローラ３６への熱移動が促進されて、クリーニングローラ３５が積極的に短時間で効率よく充分に冷却されることになる。

さらに、本実施の形態では、冷却ローラ３６（冷却部材）の熱伝導率が、クリーニングローラ３５（クリーニング部材）の熱伝導率よりも大きくなるように設定されている。
具体的に、本実施の形態において、冷却ローラ３６は、熱伝導率が非常に高い材料である、銅又は銅合金で形成されている。また、クリーニングローラ３５は、銅や銅合金に比べて熱伝導率が低い金属材料である、ステンレス鋼などで形成されている。
これにより、クリーニングローラ３５から冷却ローラ３６への熱移動が促進されて、クリーニングローラ３５が積極的に短時間で効率よく充分に冷却されることになる。
なお、本実施の形態では、クリーニングローラ３５を金属材料で形成したが、クリーニングローラ３５を熱伝導率が低い耐熱性樹脂材料などで形成することもできる。

また、本実施の形態において、冷却ローラ３６やクリーニングローラ３５の放熱性を高めることが好ましい。
具体的に、冷却ローラ３６と、離間位置に移動したクリーニングローラ３５と、の積極的な放熱を促すために、その近傍にファンなどによる気流を形成することができる。また、冷却ローラ３６の表面積を充分に大きく設定することができる。
これにより、クリーニングローラ３５が積極的に短時間で効率よく充分に冷却されることになる。

ここで、上述したように、当接位置に位置しているクリーニングローラ３５は、加圧ローラ３１から直接熱を受けて「溶け出し温度」に達するものであるが、クリーニングローラ３５の温度は、種々の因子（例えば、シートＰのサイズや厚み、通紙パターン、加圧ローラ３１や定着ローラ２１の温度などである。）によって複雑に変化するため、「溶け出し温度」に達するタイミングを精度良く予想するのが難しい。
例えば、幅方向のサイズが小さなシートＰ（小サイズ紙）が連続的に通紙される場合には、加圧ローラ３１の非通紙領域の過昇温に影響されて、通常サイズのシートＰが通紙される場合に比べて、クリーニングローラ３５が「溶け出し温度」に達しやすくなる。
そのため、当接位置に位置するクリーニングローラ３５の温度を直接的に検知することが好ましい。

詳しくは、図２、図４に示すように、本実施の形態における定着装置２０には、当接位置に位置するクリーニングローラ３５（クリーニング部材）の温度を検知する当接時温度検知手段としての温度センサ４５が設置されている。さらに具体的に、温度センサ４５は、接触式サーミスタなどの接触式温度センサであって、その検知面がクリーニングローラ３５に接触するようにアーム部材３８に保持されている。
そして、温度センサ４５（当接時温度検知手段）によって検知された温度が所定値Ａ（「溶け出し温度」である。）以上になったときに、当接位置に位置するクリーニングローラ３５が図３に示す離間位置に移動するように移動手段（駆動モータ５１）を制御している。
このように、温度センサ４５によって、当接位置に位置するクリーニングローラ３５の温度を直接的に検知して、クリーニングローラ３５が「溶け出し温度」に達するタイミングを確実に把握して、クリーニングローラ３５をタイミングよく離間することで、クリーニングローラ３５のクリーニング機能を可能な限り維持しつつ、クリーニングローラ３５から加圧ローラ３１への付着物の逆移動を防止することができる。

ここで、温度センサ４５は、図４に示すように、最大通紙領域Ｍ（通紙可能な最大サイズのシートＰの幅方向の範囲である。）の領域外で、クリーニングローラ３５の温度を検知するように配置されている。
加圧ローラ３１（及び、定着ローラ２１）は、通紙領域でシートＰによって熱が奪われるため、最大通紙領域Ｍの領域外の温度が最も高くなりやすい。加圧ローラ３１から熱を受けるクリーニングローラ３５も最大通紙領域Ｍの領域外の温度が最も高くなりやすいため、その位置の温度を温度センサ４５によって検知することで、クリーニングローラ３５が「溶け出し温度」に達するタイミングをいち早く把握することが可能になる。

なお、上述した「溶け出し温度」は、使用するトナーや、紙粉の成分などによっても変化するものである。したがって、使用するトナーが異なる機種ごとに上述した所定値Ａを最適な値に設定したり、搬送されるシートＰに応じて上述した所定値Ａを可変したり、することもできる。

また、本実施の形態において、温度センサ４５は、図３に示すように離間位置に位置するクリーニングローラ３５の温度を検知する離間時温度検知手段としても機能する。すなわち、温度センサ４５は、アーム部材３８上でクリーニングローラ３５に接触するように設置されているため、クリーニングローラ３５が離間位置に移動しても、その温度を検知することができる。
そして、温度センサ４５（離間時温度検知手段）によって検知された温度が所定温度Ｂ以下になったときに、離間位置に位置するクリーニングローラ３５が当接位置に移動するように移動手段（駆動モータ５１）を制御している。
この所定温度Ｂは、先に説明した所定値Ａ（「溶け出し温度」）よりも充分に低い温度であって、クリーニングローラ３５が充分に冷却されて、再び当接位置に移動されても、クリーニングローラ３５から加圧ローラ３１への付着物の逆移動が生じない温度である。
このような制御をおこなうことで、クリーニングローラ３５の冷却が不充分な状態で、クリーニングローラ３５が離間位置から当接位置に移動されてしまって、クリーニングローラ３５から加圧ローラ３１への付着物の逆移動が生じてしまう不具合を防止することができる。

なお、本実施の形態では、１つの温度センサ４５を、当接時温度検知手段としても、離間時温度検知手段としても、機能させているが、当接時温度検知手段として機能する温度センサと、離間時温度検知手段として機能する温度センサと、を別々に設けることもできる。そのような場合、双方の温度センサは、それぞれ、アーム部材３８上ではなく、装置筐体の固定した位置（当接状態のクリーニングローラ３５の温度を検知可能な位置と、離間状態のクリーニングローラ３５の温度を検知可能な位置と、である。）に配置されることになる。

また、本実施の形態において、当接位置に位置するクリーニングローラ３５から加圧ローラ３１に向けて付着物が逆移動する現象が、クリーニングローラ３５の温度に加えて、加圧ローラ３１の温度の大きさにも影響するような場合には、上述した温度センサ４５で検知される温度に加えて、加圧ローラ３１の表面温度を検知する温度センサ４１で検知される温度によって、クリーニングローラ３５を離間位置に移動するタイミングを可変してもよい。
具体的に、クリーニングローラ３５の温度が一定値に達していても、加圧ローラ３１の温度が低くて、加圧ローラ３１の温度が高いときに比べて、付着物が逆移動する現象が生じにくいような場合には、クリーニングローラ３５の温度と加圧ローラ３１の温度との総和が所定の値に達したときに、クリーニングローラ３５を当接位置から離間位置に移動するように制御することができる。

ここで、本実施の形態において、クリーニングローラ３５は、図２に示す当接位置に位置しているときにも、図３に示す離間位置に位置しているときにも、回転するように構成されている。
詳しくは、上述したように、加圧ローラ３１に当接しているときには加圧ローラ３１の回転にともない連れ回りし、冷却ローラ３６に当接しているときには冷却ローラ３６の回転にともない連れ回りしている。
これにより、クリーニングローラ３５が非回転である場合に比べて、当接位置において加圧ローラ３１に当接するクリーニング面が入れ替わることになりクリーニングローラ３５のクリーニング能力が高められるとともに、離間位置において冷却ローラ３６に当接する被冷却面が入れ替わることになりクリーニングローラ３５が冷却されやすくなる。

また、本実施の形態において、冷却ローラ３６は、少なくとも、クリーニングローラ３５が離間位置に位置して当接しているときに、モータ５２の駆動により回転するように構成されている。
詳しくは、本実施の形態では、クリーニングローラ３５が離間位置に移動しているときにのみ、冷却ローラ３６を回転駆動している。
これにより、冷却ローラ３６が非回転である場合に比べて、離間位置においてクリーニングローラ３５に当接する冷却面が入れ替わることになり、冷却ローラ３６の冷却能力が高められることになる。

図５は、ここまで説明したクリーニングローラ３５の接離制御を、まとめとして示すフローチャートである。
図５に示すように、まず、クリーニングローラ３５が加圧ローラ３１に当接する当接位置にあるかが判別される（ステップＳ１）。具体的に、クリーニングローラ３５が当接位置にあるか離間位置にあるかは、例えば、アーム部材３８の位置をフォトセンサで光学的に検知することで把握することができる。
そして、その結果、クリーニングローラ３５が当接位置にあるものと判別された場合には、温度センサ４５によってクリーニングローラ３５の温度が所定値Ａ以上であるかが判別される（ステップＳ２）。そして、クリーニングローラ３５の温度が所定値Ａ以上であるものと判別された場合には、加圧ローラ３１への付着物の逆移動が生じるものとして、移動機構３８、５１によってクリーニングローラ３５を離間位置に移動させる（ステップＳ３）。
これに対して、ステップＳ１で、クリーニングローラ３５が当接位置になく離間位置にあるものと判別された場合には、温度センサ４５によってクリーニングローラ３５の温度が所定温度Ｂ以下であるかが判別される（ステップＳ４）。そして、クリーニングローラ３５の温度が所定温度Ｂ以下であるものと判別された場合には、クリーニングローラ３５が充分に冷却されているものとして、移動機構３８、５１によってクリーニングローラ３５を当接位置に移動させる（ステップＳ５）。

＜変形例１＞
図６は、変形例１としての、クリーニングローラ３５が加圧ローラ３１に当接した状態を示す拡大図である。
図６に示すように、変形例１における定着装置２０は、サーモパイル、非接触式サーミスタなどの非接触式温度センサ４６が、クリーニングローラ３５が加圧ローラ３１に当接する部分の近傍に、固定して設置されている。
この非接触式温度センサ４６は、当接位置に位置するクリーニングローラ３５の温度とともに、クリーニングローラ３５が当接する加圧ローラ３１の温度を、所定の視野角θ内で検知して当接時温度検知手段として機能するものである。非接触式温度センサ４６は、温度を検知する対象体から離間した位置に設置され、その視野角θの範囲に入る対象体の温度を検知できるように構成されている。そして、変形例１では、非接触式温度センサ４６の視野角θ内に、加圧ローラ３１に当接したクリーニングローラ３５の表面と、加圧ローラ３１の表面と、の両方が入るように配置している。
これにより、クリーニングローラ３５と加圧ローラ３１との両方の温度が反映された温度が、非接触式温度センサ４６によって検知されることになる。そして、その非接触式温度センサ４６によって検知された温度が所定値に達したときに、クリーニングローラ３５が当接位置から離間位置に移動されることになる。
このような非接触式温度センサ４６は、先に実施の形態で説明したように、当接位置に位置するクリーニングローラ３５から加圧ローラ３１に向けて付着物が逆移動する現象が、クリーニングローラ３５の温度に加えて、加圧ローラ３１の温度の大きさにも影響するような場合に有用になる。

＜変形例２＞
図７は、変形例２としてのクリーニングローラ３５が加圧ローラ３１に当接した状態を示す拡大図であって、前記変形例１における図６に対応する図である。
図７に示すように、変形例２における定着装置２０は、サーモパイル、非接触式サーミスタなどの非接触式温度センサ４７が、クリーニングローラ３５の当接位置と離間位置との近傍に、固定して設置されている。
この非接触式温度センサ４７は、離間位置に位置するクリーニングローラ３５の温度に加えて、離間位置から当接位置に移動したクリーニングローラ３５の温度をも、所定の視野角θ内で検知できるように構成された離間時温度検知手段として機能する。換言すると、この非接触式温度センサ４７は、当接時温度検知手段として機能するとともに、離間時温度検知手段としても機能するものである。具体的に、変形例２では、非接触式温度センサ４７の視野角θ内に、当接時には加圧ローラ３１に当接したクリーニングローラ３５の表面が入り、離間時には冷却ローラ３６に当接したクリーニングローラ３５の表面も入るように、配置されている。
これにより、固定した位置で、１つのセンサで、当接時のクリーニングローラ３５の温度と、離間時のクリーニングローラ３５の温度と、を検知することが可能になる。

＜変形例３＞
図８（Ａ）は、変形例３としてのクリーニングローラ３５が加圧ローラ３１に当接した状態を示す拡大図であって、図８（Ｂ）は、そのクリーニングローラ３５が冷却部材３７に当接した状態を示す拡大図である。
図８に示すように、変形例３における定着装置２０は、クリーニングローラ３５を冷却する冷却部材３７として非回転のものを用いている。
詳しくは、変形例３における冷却部材３７は、少なくともクリーニングローラ３５に当接する部分が、熱伝導率が４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上となるゲル状シート３７ａで形成されたものである。さらに具体的に、冷却部材３７は、銅、銅合金などの熱伝導率が高い材料で形成された高熱伝導性部材３７ｂ（ベース部）上に、熱伝導率が高くて変形自在なゲル状シート３７ａが貼着されたものである。
このような冷却部材３７を用いた場合には、離間位置に移動したクリーニングローラ３５の表面の多くがゲル状シート３７ａに覆われるようになって（喰い込んだ状態になって）、クリーニングローラ３５が大きな表面積を介して効率的に冷却されることになる。
このように冷却部材３７を構成した場合にも、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。

＜変形例４＞
図９は、変形例４としての定着装置２０の要部を示す構成図であて、本実施の形態における図２に対応する図である。
図９に示すように、変形例４では、クリーニングローラ３５（クリーニング部材）が定着回転体としての定着ローラ２１の表面に当接して定着ローラ２１の表面をクリーニングするように構成されている。
そして、変形例４でも、本実施の形態のものと同様に、定着ローラ２１に当接したクリーニングローラ３５の温度が所定値Ａ´以上になった状態が温度センサ４５によって検知されると、クリーニングローラ３５が当接位置から離間位置に移動されて冷却ローラ３６に当接されることになる。また、冷却ローラ３６に当接したクリーニングローラ３５の温度が所定温度Ｂ´以下になった状態が温度センサ４５によって検知されると、クリーニングローラ３５が離間位置から当接位置に移動されることになる。
このように構成した場合には、定着ローラ２１の表面をクリーニングするクリーニングローラ３５が離間位置に移動しているときに、クリーニングローラ３５が効率的かつ充分に冷却されるなど、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。

＜変形例５＞
図１０は、変形例５としての定着装置２０を示す構成図であって、本実施の形態における図２に対応する図である。
本実施の形態では、熱ヒータ方式のローラ式定着装置２０に対して本発明を適用したが、本発明が適用される定着装置２０はこのような方式のものに限定されることなく、種々の方式の定着装置に設置することができる。
例えば、図１０（Ａ）に示すように、熱ヒータ方式のベルト式定着装置２０（定着回転体として定着ベルト２２が用いられた定着装置である。）に対しても、本発明を適用することもできる。なお、そのような場合に、定着ベルト２２は、定着補助ローラ２３、加熱ローラ２４、テンションローラなどの複数のローラ部材によって張架・支持されたものとなる。また、定着補助ローラ２３は、定着ベルト２２を介して加圧ローラ３１に圧接してニップ部を形成することになる。さらに、中空構造の加熱ローラ２４の内部に、ヒータ２５が固設されることになる。
また、図１０（Ｂ）に示すように、電磁誘導方式（ＩＨ方式）のローラ式定着装置２０に対しても、本発明を適用することもできる。なお、そのような場合に、定着ローラ２１は、芯金部上に、弾性層、励磁コイルが巻装された誘導加熱部７０によって電磁誘導加熱される発熱層、離型層などが積層されたものとなる。
また、図示は省略するが、抵抗発熱方式のローラ式定着装置に対しても、本発明を適用することもできる。なお、そのような場合に、定着ローラは、芯金部における中空部に抵抗発熱体が当接するように設置され、芯金部上に弾性層や離型層などが積層されたものとなる。
そして、それらのような場合であっても、本実施の形態のものとほぼ同様の効果を得ることができる。

以上説明したように、本実施の形態における定着装置２０は、移動機構３８、５１（移動手段）の動作によって、加圧ローラ３１（加圧回転体）の表面に当接する当接位置と、その表面から離れる離間位置と、の間を移動可能に構成されたクリーニングローラ３５（クリーニング部材）が設置されている。また、離間位置に移動したクリーニングローラ３５に当接する冷却ローラ３６（冷却部材）が設置されている。そして、冷却ローラ３６の熱容量が、クリーニングローラ３５の熱容量よりも大きくなるように設定されている。
これにより、加圧ローラ３１の表面をクリーニングするクリーニングローラ３５が離間位置に移動しているときに、クリーニングローラ３５が効率的かつ充分に冷却されることになる。

なお、本実施の形態では、加圧回転体として加圧ローラ３１を用いたが、加圧回転体として加圧ベルトを用いることもできる。
そして、そのような場合にも、本実施の形態のものと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、「幅方向」とは、シートの搬送方向に対して直交する方向であるものと定義する。
また、本願において、「シート」とは、通常の紙（用紙）の他に、コート紙、ラベル紙、ＯＨＰシート、フィルムシート等のシート状の記録媒体のすべてを含むものと定義する。

１ 画像形成装置（画像形成装置本体）、
２０ 定着装置、
２１ 定着ローラ（定着回転体）、
２５ ヒータ（加熱手段）、
３１ 加圧ローラ（加圧回転体）、
３５ クリーニングローラ（クリーニング部材）、
３６ 冷却ローラ、
３７ 冷却部材、
３７ａ ゲル状シート、 ３７ｂ 高熱伝導性部材、
３８ アーム部材（移動手段）、
４５ 温度センサ（当接時温度検知手段、離間時温度検知手段）、
４６ 非接触式温度センサ（当接時温度検知手段）、
４７ 非接触式温度センサ（離間時温度検知手段）、
５１ 駆動モータ（移動手段）、
Ｐ シート（記録媒体）。

特開２０１１−９５３７２号公報

Claims (11)

1. トナー像を加熱してシートの表面に定着する定着回転体と、
   前記定着回転体に圧接することでシートが搬送されるニップ部を形成する加圧回転体と、
   移動手段の動作によって、前記定着回転体又は前記加圧回転体の表面に当接する当接位置と、当該表面から離れる離間位置と、の間を移動可能に構成されたクリーニング部材と、
   前記離間位置に移動した前記クリーニング部材に当接する冷却部材と、
   を備え、
   前記冷却部材の熱容量が、前記クリーニング部材の熱容量よりも大きくなるように設定されたことを特徴とする定着装置。
2. 前記冷却部材の熱伝導率が、前記クリーニング部材の熱伝導率よりも大きくなるように設定されたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記当接位置に位置する前記クリーニング部材の温度を検知する当接時温度検知手段を備え、
   前記当接時温度検知手段によって検知された温度が所定値以上になったときに、前記当接位置に位置する前記クリーニング部材が前記離間位置に移動するように前記移動手段を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
4. 前記当接時温度検知手段は、前記当接位置に位置する前記クリーニング部材の温度とともに、前記クリーニング部材が当接する前記定着回転体又は前記加圧回転体の温度を、所定の視野角内で検知する非接触式温度センサであることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記離間位置に位置する前記クリーニング部材の温度を検知する離間時温度検知手段を備え、
   前記離間時温度検知手段によって検知された温度が所定温度以下になったときに、前記離間位置に位置する前記クリーニング部材が前記当接位置に移動するように前記移動手段を制御することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の定着装置。
6. 前記離間時温度検知手段は、前記離間位置から前記当接位置に移動した前記クリーニング部材の温度をも、所定の視野角内で検知できるように構成された非接触式温度センサであることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 前記冷却部材は、銅又は銅合金で形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の定着装置。
8. 前記冷却部材は、少なくとも前記クリーニング部材に当接する部分が、熱伝導率が４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上となるゲル状シートで形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の定着装置。
9. 前記クリーニング部材は、クリーニングローラであって、前記当接位置に位置しているときにも前記離間位置に位置しているときにも回転することを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の定着装置。
10. 前記冷却部材は、冷却ローラであって、少なくとも、前記クリーニングローラが前記離間位置に位置して当接しているときに、回転することを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の定着装置。
11. 請求項１〜請求項１０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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