JP6168725B2

JP6168725B2 - 像加熱装置

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Publication number: JP6168725B2
Application number: JP2012029192A
Authority: JP
Inventors: 田中　正信; 正信田中; 応樹北川; 高田　成明; 高田　　成明; 昭吉品川; 宏樹河合
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2012-02-14
Filing date: 2012-02-14
Publication date: 2017-07-26
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Description

本発明は、加熱回転体に摺擦手段を当接させて摺擦する摺擦モードを実行する像加熱装置に関する。

像担持体に形成したトナー像を直接又は中間転写体を介して記録材に転写し、トナー像が転写された記録材を像加熱装置の一例である定着装置の加熱ニップで加熱加圧して、画像を記録材に定着させる画像形成装置が広く用いられている。像加熱装置は、加熱回転体（ローラ部材又はベルト部材）に加圧回転体（ローラ部材又はベルト部材）を当接して記録材の加熱ニップを形成する。像加熱装置では、同一サイズの記録材を加熱処理し続けると、記録材のエッジに相当する加熱回転体の表面部分に微細なすり傷が密集して発生するため、加熱回転体の寿命が短くなってしまう。

特許文献１、２では、摺擦手段の一例である研磨ローラを、加熱回転体に対して接離可能に設けて、定期的に加熱回転体を研磨して表面状態を改善するリフレッシュモードを実行している。リフレッシュモードでは、研磨ローラを加熱回転体に摺擦させて、加熱回転体の表面全体に微細なすり傷を形成することで、記録材のエッジに起因するすり傷が定着画像において目立たないようにしている。

しかし、研磨ローラは、加熱回転体に付着したトナーが付着すると、研磨性能が大きく損なわれて、加熱回転体に研磨むらができてしまう。加熱回転体の研磨むらは、定着画像に新たな光沢むらを形成するので好ましくない。そのため、特許文献２では、研磨ローラにシリコンゴムローラを常時当接させて、研磨ローラの表面に付着したトナーを速やかに除去している。特許文献３、４には、加熱回転体にウエブクリーニング装置を付設した像加熱装置が示される。

特開２００８−４０３６３号公報特開２００８−４０３６５号公報特開２００６−３１７８８１号公報特開２００９−３７０７８号公報

しかし、研磨ローラは、表面に微細な凹凸があるため、一度溶融状態で付着して固化したトナーを後から除去しにくいため、研磨ローラへトナーが付着する機会はできるだけ少ない方がいい。

本発明は、摺擦手段を加熱回転体に当接させたときに、トナーが摺擦手段に付着する機会を少なくすることができる像加熱装置を提供することを目的としている。

本発明の像加熱装置は、記録材の画像面を加熱する加熱回転体と、前記加熱回転体に対して接離可能に配置され、前記加熱回転体を圧して記録材に形成された画像を加熱するニップ部を形成する加圧回転体と、前記加熱回転体に対して接離可能に配置され、当接した前記加熱回転体の表面を摺擦する摺擦手段と、前記加圧回転体を清掃する清掃手段とを有するものである。そして、画像形成ジョブの実行中、前記ニップ部を通過した記録材の枚数が所定枚数に達した場合に、前記加熱回転体と前記摺擦手段が離間し、前記加熱回転体と前記加圧回転体が当接し、かつ前記清掃手段と前記加圧回転体が当接した状態で前記加熱回転体を少なくとも一周回転させるクリーニングモードを実行した後に、前記加熱回転体により前記記録材の前記画像面の加熱を行うことなく、前記加熱回転体と前記摺擦手段が当接した状態で前記摺擦手段により前記加熱回転体を摺擦する摺擦モードを実行した後に、前記クリーニングモードを実行することなく前記加熱回転体により前記記録材の前記画像面の加熱を行う制御手段を備える。

本発明によれば、摺擦手段を加熱回転体に当接させたときに、トナーが摺擦手段に付着する機会を少なくすることができる。

画像形成装置の構成の説明図である。定着装置の構成の説明図である。加熱ニップの接離機構の説明図である。実施例１のリフレッシュモード制御のフローチャートである。実施例２のリフレッシュモード制御のフローチャートである。比較例の定着装置の構成の説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、摺擦手段を用いて加熱回転体の表面状態を回復させる前に、加圧回転体を経由して加熱回転体の表面のトナーが除去される限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。

従って、トナー像を転写された記録材を加熱加圧してトナー像を記録材に定着させる画像形成装置であれば、モノクロ／フルカラー、枚葉型／記録材搬送型／中間転写型、トナー像形成方式、転写方式の区別無く実施できる。像加熱装置は、定着装置の他に、画像の光沢や表面性を調整する表面加熱装置を含む。像加熱装置は、画像形成沿装置に組み込まれたものの外、単独で設置、操作される１台の装置又はコンポーネントユニットとしても実施できる。

本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る画像形成装置の主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途の画像形成装置で実施できる。

＜画像形成装置＞
図１は画像形成装置の構成の説明図である。図１に示すように、画像形成装置７は、中間転写ベルト９に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。

画像形成部Ｐａでは、感光ドラム１ａにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト９に一次転写される。画像形成部Ｐｂでは、感光ドラム１ｂにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト９に一次転写される。画像形成部Ｐｃ、Ｐｄでは、感光ドラム１ｃ、１ｄにそれぞれシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト９に順次一次転写される。

記録材Ｐは、記録材カセット３０から１枚ずつ取り出されてレジストローラ３３で待機する。記録材Ｐは、レジストローラ３３によって中間転写ベルト９上のトナー像にタイミングを合わせて二次転写部Ｔ２へ給送されて、中間転写ベルト９からトナー像を二次転写される。四色のトナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置１００へ搬送され、定着装置１００で加熱加圧を受けてトナー像を定着された後に、機体外部のトレイへ排出される。

画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、実質的に同一に構成される。以下では、イエローの画像形成部Ｐａについて説明し、他の画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄに関する重複した説明を省略する。

画像形成部Ｐａは、感光ドラム１ａの周囲に、帯電ローラ２ａ、露光装置３ａ、現像装置４ａ、一次転写ローラ５ａ、及びドラムクリーニング装置６ａを配置している。

帯電ローラ２ａは、感光ドラム１ａの表面を一様な電位に帯電させる。露光装置３ａは、レーザービームを走査して感光ドラム１ａに画像の静電像を書き込む。現像装置４ａは、静電像を現像して感光ドラム１ａにトナー像を形成する。一次転写ローラ５ａは、電圧を印加されて感光ドラム１ａのトナー像を中間転写ベルト９へ一次転写させる。

＜定着装置＞
図２は定着装置の構成の説明図である。図３は加熱ニップの接離機構の説明図である。

図２に示すように、定着装置１００は、定着ローラ１０に加圧ローラ１１を圧接して記録材Ｐの加熱ニップＮを形成する熱ローラ方式である。定着ローラ１０と加圧ローラ１１は、回転軸線方向の一方の端部でギア列によって連結され、駆動モータ１８に駆動されて、一体に回転して記録材Ｐを挟持搬送する。

定着ローラ１０は、厚みが２ｍｍのアルミニウム製のパイプ材１０ａの表面に１２ｍｍ厚さのシリコンゴムの弾性層１０ｂを形成し、弾性層１０ｂの上にフッ素樹脂（ＰＴＦＥ）の離型層１０ｃを２０μｍ厚さにコートして外径５０ｍｍに形成されている。

加圧ローラ１１は、厚みが２ｍｍのアルミニウム製のパイプ材１１ａの表面に２５μｍ厚さのシリコンゴムの弾性層１１ｂを形成し、弾性層１１ｂの上に５０μｍ厚さのフッ素樹脂（ＰＦＡ）チューブ１１ｃを被覆して外径５０ｍｍに形成されている。

加熱ニップＮの下流側で定着ローラ１０の表面に先端を当接させて定着上分離爪１６が配置される。定着上分離爪１６は、定着ローラ１０に連れ回る記録材Ｐの先端を定着ローラ１０から分離して記録材Ｐの巻き付きジャムを阻止する。加熱ニップＮの下流側で加圧ローラ１１の表面に先端を当接させて定着下分離爪１７が配置される。定着下分離爪１７は、加圧ローラ１１に連れ回る記録材Ｐの先端を加圧ローラ１１から分離して記録材Ｐの巻き付きジャムを阻止する。

定着ローラ１０の中心には、定着ローラ１０の内側面を赤外線加熱するハロゲンランプヒータ１２ａが非回転に配置されている。サーミスタ１３ａは、加熱ニップＮの入り口側で定着ローラ１０の表面温度を検知する温度検知素子である。温度制御部１４は、サーミスタ１３ａの出力信号に基づいて、ハロゲンランプヒータ１２ａをＯＮ／ＯＦＦ制御して、画像形成中の定着ローラ１０の表面温度を１６０℃に調整している。

加圧ローラ１１の中心には、加圧ローラ１１の内側面を赤外線加熱するハロゲンランプヒータ１２ｂが非回転に配置されている。サーミスタ１３ｂは、加熱ニップＮの入り口側で加圧ローラ１１の表面温度を検知する温度検知素子である。温度制御部１４は、サーミスタ１３ｂの出力信号に基づいて、ハロゲンランプヒータ１２ｂをＯＮ／ＯＦＦ制御して、画像形成中の加圧ローラ１１の表面温度を１００℃に調整している。

図３の（ａ）に示すように、接離機構５０は、接離モータ５３により偏心カム５４を回転させることにより、定着ローラ１０に対して加圧ローラ１１を接離させる。定着ローラ１０の軸受１０ｅは、定着装置１００のフレームに固定されている。加圧ローラ１１の軸受１１ｅは、定着装置１００のフレームに対して回動軸５５を中心にして揺動可能な揺動アーム５６上にばね５７を介して支持されている。

図３の（ｂ）に示すように、制御部１１０は、接離モータ５３を制御して定着ローラ１０から加圧ローラ１１を離間させ、定着ローラ１０と加圧ローラ１１とをそれぞれの目標温度に保って画像形成を待機する。制御部１１０は、画像形成が開始されて、先頭の記録材Ｐが定着装置１００へ到達する直前に、定着ローラ１０に加圧ローラ１１を圧接し、最後の画像形成が終了するまで図３の（ａ）に示すように記録材Ｐの加熱ニップＮを形成し続ける。

＜ウエブクリーニング装置＞
ウエブクリーニング装置４０は、クリーニングウエブ４４を加圧ローラ１１に摺擦させて、加圧ローラ１１に付着したトナーや紙粉を除去する。クリーニングウエブ４４は、供給ローラ４３から加圧ローラ１１の回転方向に逆らうように矢印Ｒ４０方向に引き出され、支持ローラ４２に支持されて加圧ローラ１１に当接して巻き取りローラ４１に巻き取られる。

クリーニングウエブ４４は、厚み５０μｍのポリアミドの不織布から成り、１０，０００ｃｐｓの粘度のシリコンオイルが含浸されている。クリーニングウエブ４４から供給されたシリコンオイルは、加圧ローラ１１に油膜を形成する。油膜のオイルの一部が記録材Ｐに吸収されるため、加圧ローラ１１上の油膜状態は略一定に保たれている。

巻き取りローラ４１は、ワンウェイクラッチで支持され、ワンウェイクラッチに対してアームを設け、更にアームの一端をソレノイドアクチュエータ４５により動作させることで、ラチェット式に微量で安定した送り動作を達成している。

制御部１１０は、ソレノイドアクチュエータ４５を制御して巻き取りローラ４１を間欠的に回転させて、巻き取りローラ４１にクリーニングウエブ４４を少しずつ巻き取る。クリーニングウエブ４４の交換頻度を減らしてランニングコストを削減するため、通常の画像形成時のクリーニングウエブ４４の巻き取り速度は、記録材Ｐの１枚当たり０．０５ｍｍ程度であって極度に遅くしている。これでも、通常の画像形成時においては十分なクリーニング効果を発揮している。

支持ローラ４２は、直径８ｍｍのステンレス製の回転軸の表面にシリコンゴム発泡材料で厚さ８ｍｍの単泡スポンジ層を形成した外径２４ｍｍの単泡ローラである。支持ローラ４２は、回転軸線方向の両端部で、不図示の加圧機構によって加圧ローラ１１方向に付勢されて、クリーニングウエブ４４を加圧ローラ１１に押し付けている。クリーニングウエブ４４と加圧ローラ１１の回転方向の当接長さは６ｍｍ程度である。

＜摺擦装置＞
電子写真方式の画像形成装置では、従来、定着ローラの表面にオイルを塗布して定着を行うオイル定着方式の定着装置が主流であったが、近年では、離型剤を含むトナーを用いて、定着ローラにはオイルを塗布しないオイルレス定着方式が普及している。

オイルレス定着方式では、オイル定着方式のようなオイルスジなどの汚れや光沢ムラが発生しないというメリットがあり、コート紙のような高光沢の記録材に対して、トナーの改良と合せて、高画質の画像形成が可能になっている。

しかし、オイルレス定着方式の定着装置では、定着ローラの弾性層の表面にフッ素樹脂のチューブやコーティングからなる離型層が形成されている。この離型層は、画像形成の繰り返しに伴って記録材のエッジに相当する回転軸線方向の領域に集中してすり傷（紙こば傷）が発生し易い。すり傷が部分的に集中して荒れた定着ローラの表面は、定着時に溶融トナーに転写されるため、画像表面に光沢むらを引き起こす可能性がある。

そこで、定着装置１００では、所定枚数の画像形成ごとにリフレッシュモードを実行する。リフレッシュモードでは、定着ローラ１０の周面をリフレッシュローラ２１で摺擦して、定着ローラ１０の未定着画像と接触する面を均一に荒して、表面状態を所定の均一な状態に整える。

摺擦装置２０は、図示しない駆動モータに駆動されて回転するリフレッシュローラ２１を、回転状態の定着ローラ１０に摺擦させて、定着ローラ１０の表面状態を回復させる。

リフレッシュローラ２１は、外径１２ｍｍのステンレス製のパイプ材料の表面に接着層を介して砥粒を密に配置して形成される。砥粒は、アルミナ（酸化アルミニウム）系（「アランダム」又は「モランダム」とも称される）を用いた。アルミナ系の砥粒は、最も幅広く用いられる砥粒で、定着ローラ１０に比べて十分硬度が高く、鋭角形状のため切削性に優れており、定着ローラ１０の表面を荒らす研磨材として好適である。

その他の砥粒として、酸化アルミニウム、水酸化酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化セリウム、酸化チタン、ジルコニア、リチウムシリケート、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化鉄、酸化クロム、酸化アンチモン、ダイヤモンド等も使用できる。これらの砥粒の混合物も使用できる。

接離機構２２は、定着ローラ１０に対してカウンタ方向に回転状態のリフレッシュローラ２１を矢印Ｒ２０方向に移動させて、定着ローラ１０にリフレッシュローラ２１を接離させる。接離機構２２は、定着ローラ１０に対してリフレッシュローラ２１を所定の進入量で当接させて、リフレッシュローラ２１と定着ローラ１０との間に摺擦ニップを形成する。

リフレッシュローラ２１の回転方向は、ウイズ方向（順方向）とカウンタ方向（逆方向）のいずれでもよいが、定着ローラ１０とリフレッシュローラ２１とが周速差を持って接触することが望ましい。

リフレッシュローラ２１が定着ローラ１０に対して周速差をもって接触することで、定着ローラ１０の周面には、回転軸線方向の全域（通紙域、非通紙域、及びコバ部）にわたって細かい摺擦傷が付けられる。記録材Ｐのエッジが連続的に通過することで、定着ローラ１０の回転軸線方向の一部分に集中して発生していたすり傷にリフレッシュローラ２１による細かい摺擦傷が重畳される。これにより、定着ローラ１０の回転軸線方向の一部分に集中して発生していたすり傷の影響による光沢むらが、定着画像の表面で視認不可能となる。

＜実施例１＞
図４は実施例１のリフレッシュモード制御のフローチャートである。実施例１では、リフレッシュモードが実行される直前に、定着ローラ１０のオフセットトナーを、加圧ローラ１１を介して既存のウエブクリーニング装置４０によって回収している。

図２に示すように、加熱回転体の一例である定着ローラ１０は、記録材の画像面を加熱する。加圧回転体の一例である加圧ローラ１１は、定着ローラ１０に対して接離可能に配置され、定着ローラ１０を圧して記録材に形成された画像を加熱するニップ部を形成する。摺擦手段の一例であるリフレッシュローラ２１は、定着ローラ１０に対して接離可能に配置され、当接した定着ローラ１０の表面を摺擦する。清掃手段の一例であるウエブクリーニング装置４０は、不織布のクリーニングウエブ４４を加圧ローラ１１に摺擦して加圧ローラ１１を清掃する。

制御手段の一例である制御部１１０は、リフレッシュローラ２１が定着ローラ１０を摺擦する摺擦モードの一例であるリフレッシュモードを実行する。リフレッシュモードは、その先頭でクリーニングモードを実行する。クリーニングモードでは、定着ローラ１０と加圧ローラ１１が当接した状態で定着ローラ１０を少なくとも一周回転させた後に、定着ローラ１０と加圧ローラ１１を離間させて、定着ローラ１０に対するリフレッシュローラ２１の当接動作を開始する。

クリーニングモードでは、加圧ローラ１１に対するウエブクリーニング装置４０のトナー除去能力が、記録材の加熱時よりも高められている。クリーニングモードにおけるクリーニングウエブの供給速度は、記録材の加熱時における前記クリーニングウエブの供給速度よりも大きい。

クリーニングモードでは、加圧ローラ１１による定着ローラ１０からのトナー除去能力が、記録材の加熱時よりも高められている。調整手段の一例である制御部１１０は、クリーニングモードにおける定着ローラ１０の温度と加圧ローラ１１の温度との差が記録材の加熱時よりも大きくなるように、定着ローラ１０と加圧ローラ１１の少なくとも一方の温度を調整する。クリーニングモードにおける加圧ローラ１１の表面温度が、記録材の加熱時よりも低い温度に調整される。クリーニングモードにおける定着ローラ１０の表面温度が、記録材の加熱時よりも高い温度に調整される。

制御部１１０は、リフレッシュローラ２１を定着ローラ１０に当接させるリフレッシュ動作の直前にクリーニングモードを実行して、定着ローラ１０に付着したオフセットトナーを高度に除去する。これにより、続くリフレッシュ動作におけるリフレッシュローラ２１のトナー汚染が確実に防止される。

図２を参照して図４に示すように、制御部１１０は、定着ローラ１０の目標温度を１６０℃、加圧ローラ１１の目標温度を１００℃に設定して画像形成を開始する（Ｓ１１）。

制御部１１０には、前回のリフレッシュモード後の定着処理枚数をカウントする通紙積算カウンタが設けられている。制御部１１０は、１枚定着処理ごとに（Ｓ１３）通紙積算カウンタをカウントアップして（Ｓ１４）、通紙積算カウンタが１０００枚に達すると（Ｓ１２のｎｏ）、クリーニングモードを開始する（Ｓ２１）。

制御部１１０は、定着ローラ１０から加圧ローラ１１を離間させて（Ｓ２２）、通常の温度設定をクリーニング時の温度設定に変更する。クリーニング時の温度設定では、定着ローラ１０の目標温度を２００℃、加圧ローラ１１の目標温度を８０℃に設定する（Ｓ２３）。

制御部１１０は、定着ローラ１０と加圧ローラ１１がそれぞれの目標温度に達すると、定着ローラ１０に加圧ローラ１１を当接させて（Ｓ２４）、ニップ状態で３０秒間の回転を行う（Ｓ２５）。

クリーニング時の温度設定では、通常の温度設定よりも定着ローラ１０と加圧ローラ１１の温度差が大きいため、定着ローラ１０のオフセットトナーを加圧ローラ１１へ効率的に移転させることができる。

定着ローラ１０から加圧ローラ１１へ移転したトナーは、ニップ状態の３０秒間の回転時間を通じて、ウエブクリーニング装置４０によって除去される。ウエブクリーニング装置４０には、通常の巻き取り速度よりも大きく、クリーニング時の巻き取り速度が設定される。クリーニングウエブ４４の巻き取りは間欠的に実行されるため平均速度で比較すると、画像形成時の巻き取り速度が１秒当たり０．０５ｍｍであるのに対して、クリーニング時の巻き取り速度は、２倍の１秒当たり０．１ｍｍである。クリーニングモード時のクリーニングウエブ４４の巻き取り速度を大きく設定することで、定着ローラ１０から加圧ローラ１１へ転移させたオフセットトナーは、クリーニングウエブ４４によって確実に拭き取られる。加圧ローラ１１上のオフセットトナーがクリーニングウエブ４４をすり抜けにくくなる。

制御部１１０は、３０秒後、定着ローラ１０から加圧ローラ１１を離間させて（Ｓ２６）、クリーニングモードを終了し（Ｓ２７）、実際のリフレッシュ動作を開始する。

制御部１１０は、回転するリフレッシュローラ２１を定着ローラ１０に当接して１０秒間回転させて、定着ローラ１０の表面をリフレッシュした後に、リフレッシュローラ２１を定着ローラ１０から離間させる（Ｓ２８）。

制御部１１０は、リフレッシュ動作の終了後、定着ローラ１０の目標温度を１６０℃、加圧ローラ１１の目標温度を１００℃の通常の温度設定に戻した後（Ｓ２９）、通紙積算カウンタをリセットする（Ｓ３０）。

制御部１１０は、定着処理を再開し、所定の定着処理枚数に達すると（Ｓ１５のｙｅｓ）、画像形成ジョブを終了する（Ｓ１６）。

実施例１のリフレッシュモード制御によれば、リフレッシュ動作の前に、定着ローラ１０のクリーニングモードを実施することで、リフレッシュローラ２１のトナー汚染を防止できる。リフレッシュ動作を開始するタイミングでクリーニングモードに入ることで、リフレッシュローラ２１のトナー汚染を防止できる。定着ローラ１０にウエブクリーニング装置４０を設けることなく、定着ローラ１０の表面をリフレッシュするためのリフレッシュローラ２１のトナー汚染を防止できる。定着ローラ１０に当接したクリーニングウエブを設けていないので、定着ローラ１０の表面がクリーニングウエブの摺擦に起因して荒れることがなく、定着ローラ１０の表面状態が長く正常に保たれる。

＜実施例２＞
図５は実施例２のリフレッシュモード制御のフローチャートである。実施例２では、定着ローラ１０の表面に付着したオフセットトナーの量を推定して、推定量が多いほどクリーニングモードの実行時間を長く設定する。クリーニングモードでは、記録材の坪量が大きいほど、又は環境温度が低いほどクリーニングモードの実行時間を長くする。

図２に示すように、制御部１１０には、定着処理枚数をカウントする上述の通紙積算カウンタに加えて、定着ローラ１０に付着したオフセットトナーの量を見積もるオフセット量カウンタが設けられている。

制御部１１０は、実施例１と同様に、リフレッシュローラ２１を定着ローラ１０に当接させるリフレッシュ動作の直前にクリーニングモードを実行して、定着ローラ１０に付着したオフセットトナーを除去する。このとき、実施例２では、オフセットカウンタのカウント値を評価してクリーニングモードの実行秒数を設定する。厚紙の画像形成が多かった場合、及び環境温度が低かった場合は、クリーニングモードの実行秒数を多く設定して、定着ローラ１０に付着したオフセットトナーをより高度に除去する。これにより、続くリフレッシュ動作におけるリフレッシュローラ２１のトナー汚染が確実に防止される。

図２を参照して図５に示すように、制御部１１０は、画像形成を開始して、１枚定着処理ごとに（Ｓ４２）通紙積算カウンタをカウントアップする（Ｓ４３）。このとき、並行して、１枚定着処理ごとに、オフセット量カウンタにオフセットトナーの量の評価値をカウントアップする（Ｓ４４〜Ｓ４８）。オフセット量カウンタは、１枚定着処理するごとに所定のカウント数が加算される。
（１）記録材が坪量１０５ｇ／ｍ^２以下の普通紙や薄紙の場合（Ｓ４４のｎｏ）、定着ローラ１０へのオフセットトナーはほとんど発生しないため、オフセット量カウンタを１カウントアップする（Ｓ４５）。
（２）記録材が坪量１０５ｇ／ｍ^２を超える厚紙やエンボス紙などの場合（Ｓ４４のｙｅｓ）、定着ローラ１０へのオフセットトナーが発生するので環境温度を評価する（Ｓ４６）。
（３）環境温度が１５℃を超えている場合（Ｓ４６のｎｏ）、定着ローラ１０へのオフセットトナーが少し発生するので、オフセット量カウンタを２カウントアップする（Ｓ４７）。
（４）環境温度が１５℃以下の場合（Ｓ４６のｙｅｓ）、定着ローラ１０へのオフセットトナーが多く発生するので、オフセット量カウンタを４カウントアップする（Ｓ４８）。

制御部１１０は、通紙積算カウンタが１０００枚（所定枚数）に達すると（Ｓ４１のｎｏ）、通紙積算カウンタが１０００枚時点でのオフセット量カウンタのカウント値に応じて、クリーニングモードの実行時間を設定する（Ｓ５１〜Ｓ５５）。
（１）オフセット量カウンタのカウント値が１２００以下の場合（Ｓ５１のｙｅｓ）、定着ローラ１０へ付着したオフセットトナーは少量と評価できるため、クリーニングモードの実行時間を０秒に設定する（第２モード、Ｓ５３）。
（２）オフセット量カウンタのカウント値が１２００を超えて２０００以下の場合（Ｓ５２のｙｅｓ）、定着ローラ１０へ付着したオフセットトナーは中量と評価できるため、クリーニングモードの実行時間を１５秒に設定する（第１モード、Ｓ５４）。
（３）オフセット量カウンタのカウント値が２０００を超える場合（Ｓ５２のｎｏ）、定着ローラ１０へ付着したオフセットトナーの量は多量と評価できるため、クリーニングモードの実行時間を３０秒に設定する（第１モード、Ｓ５５）。

クリーニングモードは、実施例１と同様に実行される（Ｓ２１〜Ｓ２７：図４）。

制御部１１０は、定着ローラ１０から加圧ローラ１１を離間させて、通常の温度設定をクリーニング時の温度設定に変更する。定着ローラ１０と加圧ローラ１１がそれぞれの目標温度に達すると、定着ローラ１０に加圧ローラ１１を当接させて、ニップ状態で設定時間だけの回転を行う。その後、定着ローラ１０から加圧ローラ１１を離間させて、クリーニングモードを終了し、実際のリフレッシュ動作を開始する。

制御部１１０は、回転するリフレッシュローラ２１を定着ローラ１０に当接して１０秒間回転させて、定着ローラ１０の表面をリフレッシュした後に、リフレッシュローラ２１を定着ローラ１０から離間させる（Ｓ５６）。

制御部１１０は、リフレッシュ動作の終了後、定着ローラ１０の目標温度を１６０℃、加圧ローラ１１の目標温度を１００℃の通常の温度設定に戻した後、通紙積算カウンタ及びオフセット量カウンタをリセットする（Ｓ５７、Ｓ５８）。

制御部１１０は、定着処理を再開し、所定の定着処理枚数に達すると（Ｓ５９のｙｅｓ）、画像形成ジョブを終了する。

一般的に、未定着トナーの定着強度が低いほど、定着ローラ１０へのオフセット量が多い。そのため、記録材が厚紙やエンボス紙などの場合や、環境温度が１５℃以下の低温環境の場合、記録材に奪われる熱は大量で、十分な熱が未定着トナーに伝わらないので、定着強度は小さく、オフセットトナー量が多くなってしまう。このように、定着ローラ１０へのオフセットトナー量が多い場合は、リフレッシュローラ２１の汚染防止のためには、通常時よりもクリーニング時間を長くする必要がある。一方、記録材が普通紙や薄紙などの場合や、環境が２０℃以上の通常環境の場合は、たとえ連続大量の定着処理を行っても、記録材に奪われる熱量は少量で、十分な熱が未定着トナーに伝わる。このため、十分な定着強度が得られ、定着ローラ１０へのオフセット量は少なくて済み、必要なクリーニングモードの時間は比較的短くてもよい。坪量１０５ｇ／ｍ^２以下の薄紙や普通紙を定着処理した場合、定着強度は十分なため、定着ローラへのオフセットトナーはほとんどないので、加算カウント数は１とする。坪量１０６ｇ／ｍ^２以上の厚紙を定着処理した場合、定着強度は小さいため、定着ローラへのオフセットトナーが発生する。そのため、加算カウント数は２とする。さらに、１５℃以下の低温環境で厚紙を定着処理した場合、定着強度は更に小さく、定着ローラへのオフセットトナーが大量に発生するため、加算カウント数は４とする。

実施例２では、リフレッシュモードの実行前にニップ部に搬送された記録材の坪量が設定した坪量よりも大きい場合、リフレッシュローラ２１の当接動作の開始前に定着ローラ１０と加圧ローラ１１とが当接した状態で回転する時間を長く調整する。具体的には、前回のリフレッシュ動作から今回のリフレッシュ動作を行うまでに積算されたオフセット量カウンタ値に基づいて、クリーニングモードの実行時間を決定する。オフセットカウンタ数が１２００以下の場合は、定着ローラ１０上のオフセットトナーはほとんどないと判断してクリーニングモードそのものを実行しない（第２モード）。オフセット量カウンタ値が１２０１〜２０００の場合は、クリーニング時間を１５秒に設定し、オフセット量カウンタ値が２００１以上の場合は、クリーニングモードの実行時間を３０秒に設定する（第１モード）。クリーニングモードにおける定着ローラ１０と加圧ローラ１１の温調・着脱タイミングは実施例１と同様である。リフレッシュ動作を行ったら、通紙積算カウンタ・オフセット量カウンタをともにリセットして０カウントとする。

実施例２では、定着処理する記録材の種類や環境温度に応じて、オフセット量カウンタの加算カウント数を変えることで、定着ローラ１０の表面に付着したオフセットトナーの量を正確に見積もることができる。オフセットトナーの推定量に応じて、定着ローラ１０の表面状態を判断し、クリーニングモードの条件を変更するので、不必要なクリーニングモードや長すぎるクリーニングモードによって過剰な待ち時間が発生することがない。待ち時間によって生産性が低下することを軽減できる。

＜実施例３＞
実施例２においては、オフセットトナーの推定付着レベルに応じてクリーニングモードの実行時間を変更している。これに対して、実施例３では、オフセットトナーの推定付着レベルに応じて、クリーニングモードに入る頻度を変更する。クリーニングモードでは、記録材の坪量が大きいほど、又は環境温度が低いほどクリーニングモードの実行頻度を高くする。

実施例２と同様に、制御部１１０は、１枚定着処理するごとに、オフセット量カウンタに所定のカウント数を加算する。そして、オフセット量カウンタのカウント値が１２００に達すると、クリーニングモードを実行し、クリーニングモードに続いてリフレッシュローラ２１を用いたリフレッシュ動作を実行する。ただそ、必ずしも各回のクリーニングモードに続いて毎回リフレッシュ動作を実行する必要は無い。所定回数のクリーニングモードごとにリフレッシュ動作を実行してもよい。

＜実施例４＞
実施例４においては、ウエブクリーニング装置４０を定着ローラ１０にも付設する。ウエブクリーニング装置４０は、不織布のクリーニングウエブを定着ローラ１０に可変の当接圧力で摺擦させる。

クリーニングモードでは、定着ローラ１０に対するクリーニングウエブ４４の当接圧力が記録材の加熱時よりも高く設定される。通常時は、定着ローラ１０に対するクリーニングウエブ４４の当接圧力を下げて、定着ローラ１０にすり傷が入るのを防止している。

以上の実施例では、ウエブクリーニング装置を用いてトナーを除去しているが、ウエブクリーニング装置は、ゴムローラ、ブラシローラを用いたクリーニング装置に置き換え可能である。

＜比較例＞
図６は比較例の定着装置の構成の説明図である。図６に示すように、比較例では、図２に示す実施例１の構成から、ウエブクリーニング装置４０が取り除かれている。それ以外の構成及び制御は実施例１と同一であるため、図６中、実施例１と共通する部材には図２と同一符号を付して重複する説明を省略する。

図６に示すように、ウエブクリーニング装置４０が無い場合でも、加圧ローラ１１と定着ローラ１０の温度差によって、定着ローラ１０に付着したトナーは、加圧ローラ１１へ移転して取り除かれる。このため、ウエブクリーニング装置４０が無い場合でも、リフレッシュモードに先立たせてクリーニングモードを実用的に実行できる。

比較例では、温度差によるクリーニング性能を高めるために、クリーニングモードにおける定着ローラ１０の温度と加圧ローラ１１の温度との差を記録材の加熱時よりも大きく設定する。クリーニングモードでは、加圧ローラ１１の表面温度が、記録材の加熱時よりも低い温度に調整され、定着ローラ１０の表面温度が、記録材の加熱時よりも高い温度に調整される。これにより、クリーニングモードでは、加圧ローラ１１による定着ローラ１０からのトナー除去能力が記録材の加熱時よりも高められている。

１００定着装置、１０定着ローラ、１１加圧ローラ
１２ａ、１２ｂランプヒータ、１３温度センサ（サーミスタ）
１４温度制御部、１６定着上分離爪、１７定着下分離爪
２０摺擦装置、２１リフレッシュローラ、２２接離機構
４０ウエブクリーニング装置、４１巻き取りローラ、４４クリーニングウエブ
５０接離機構、５３接離モータ、５４偏心カム
５５揺動軸、５６揺動アーム、１１０制御部
Ｐ記録材、Ｎ加熱ニップ

Claims

記録材の画像面を加熱する加熱回転体と、
前記加熱回転体に対して接離可能に配置され、前記加熱回転体を圧して記録材に形成された画像を加熱するニップ部を形成する加圧回転体と、
前記加熱回転体に対して接離可能に配置され、当接した前記加熱回転体の表面を摺擦する摺擦手段と、
前記加圧回転体を清掃する清掃手段と、
画像形成ジョブの実行中、前記ニップ部を通過した記録材の枚数が所定枚数に達した場合に、前記加熱回転体と前記摺擦手段が離間し、前記加熱回転体と前記加圧回転体が当接し、かつ前記清掃手段と前記加圧回転体が当接した状態で前記加熱回転体を少なくとも一周回転させるクリーニングモードを実行した後に、前記加熱回転体により前記記録材の前記画像面の加熱を行うことなく、前記加熱回転体と前記摺擦手段が当接した状態で前記摺擦手段により前記加熱回転体を摺擦する摺擦モードを実行した後に、前記クリーニングモードを実行することなく前記加熱回転体により前記記録材の前記画像面の加熱を行う制御手段と、を備えることを特徴とする像加熱装置。
記録材の画像面を加熱する加熱回転体と、
前記加熱回転体に対して接離可能に配置され、前記加熱回転体を圧して記録材に形成された画像を加熱するニップ部を形成する加圧回転体と、
前記加熱回転体に対して接離可能に配置され、当接した前記加熱回転体の表面を摺擦する摺擦手段と、
前記加圧回転体を清掃する清掃手段と、
前記加熱回転体と前記摺擦手段が離間し、前記加熱回転体と前記加圧回転体が当接し、かつ前記清掃手段と前記加圧回転体が当接した状態で前記加熱回転体を少なくとも一周回転させるクリーニングモードを実行した後に、前記加熱回転体と前記摺擦手段が当接した状態で前記摺擦手段により前記加熱回転体を摺擦する摺擦モードを実行する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記ニップ部を通過した記録材の枚数が所定枚数に達した場合に、前記クリーニングモードを実行した後に、前記摺擦モードを実行する第１モードと、前記ニップ部を通過した記録材の枚数が前記所定枚数に達した場合に、前記クリーニングモードを実行せずに前記摺擦モードを実行する第２モードとを、前記所定枚数の記録材の坪量及び前記所定枚数の記録材が前記ニップ部を通過したときの環境温度に応じて切り替えて実行可能である、ことを特徴とする像加熱装置。
前記クリーニングモードでは、前記加圧回転体に対する前記清掃手段のトナー除去能力が、記録材の加熱時よりも高められていることを特徴とする請求項１又は２に記載の像加熱装置。
前記清掃手段は、前記加圧回転体に対して不織布のクリーニングウエブを摺擦させるウエブクリーニング装置であって、
前記クリーニングモードにおける前記クリーニングウエブの供給速度は、記録材の加熱時における前記クリーニングウエブの供給速度よりも大きいことを特徴とする請求項１ないし３のうちの何れか１項に記載の像加熱装置。
前記清掃手段は、前記加圧回転体に対して不織布のクリーニングウエブを可変の当接圧力で摺擦させるウエブクリーニング装置であって、
前記クリーニングモードにおける前記クリーニングウエブの前記加圧回転体に対する当接圧力は、記録材の加熱時における前記クリーニングウエブの前記加圧回転体に対する当接圧力よりも高いことを特徴とする請求項１ないし３のうちの何れか１項に記載の像加熱装置。
前記クリーニングモードでは、前記加圧回転体の表面温度が、記録材の加熱時よりも低い温度になるように前記加圧回転体の温度を調整する調整手段を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の像加熱装置。
前記クリーニングモードでは、前記加熱回転体の表面温度が、記録材の加熱時よりも高い温度になるように前記加熱回転体の温度を調整する調整手段を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の像加熱装置。
前記クリーニングモードでは、前記加熱回転体の温度と前記加圧回転体の温度との差が記録材の加熱時の温度差よりも大きくなるように前記加熱回転体と前記加圧回転体の少なくとも一方の温度を調整する調整手段を有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の像加熱装置。
前記制御手段は、前記クリーニングモードにおいて、前記所定枚数の記録材の坪量に応じて、前記加熱回転体と前記加圧回転体とが当接した状態で回転する時間を変更することを特徴とする請求項１ないし請求項８の何れか１項に記載の像加熱装置。