JP2003076198A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定枚数毎に自動で加圧回転対のクリーニン
グを実施する系で、個々のユーザーに適した頻度で加圧
回転対のクリーニングを可能とする。 【解決手段】 ユーザーが手動でクリーニングを行った
場合、画像形成装置が、次回からのオートクリーニング
までのプリント枚数を自動的に設定する。また初期設定
では自動クリーニングモードは動作していないが、ユー
ザーが一度手動クリーニングすることにより、自動クリ
ーニングモードが動作するという機能を有することで、
個々のユーザーの使用条件に応じた頻度でクリーニング
を実施する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真式プリン
タ、複写機、及び、静電記録装置に用いられるフィルム
加熱方式の定着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の複写機、プリンタ
等の多くは定着手段として熱効率、安全性が良好な接触
加熱型の熱ローラー定着方式や、省エネルギータイプの
フィルム加熱方式を採用している。

【０００３】フィルム加熱方式の定着装置は、例えば特
開昭６３−３１３１８２号公報、特開平２−１５７８７
８号公報、特開平４−４４０７５〜４４０８３号公報、
特開平４−２０４９８０〜２０４９８４号公報等に提案
されており、発熱体に加熱用回転体である耐熱性フィル
ム（定着フィルム）を加圧回転体（弾性ローラー）で密
着させて摺動搬送させ、該耐熱性定着フィルムを挟んで
加熱体と加圧回転対とで形成される圧接ニップ部に未定
着画像を担持した転写材を導入して耐熱フィルムと一緒
に搬送させ、耐熱性フィルムを介して付与される加熱体
からの熱と圧接ニップ部の加圧力によって未定着画像を
転写材上に永久画像として定着させる装置である。

【０００４】フィルム加熱方式の加熱装置は、加熱体と
して低熱容量線状加熱体を、フィルムとして薄膜の低熱
容量のものを用いることが出来るため、省電力化・ウエ
イトタイム短縮化（クイックスタート性）が可能であ
る。

【０００５】又、この種の定着方式においては、定着フ
ィルムの駆動方式にフィルム内周面に駆動口−ラを設
け、フィルムにテンションを加えながら駆動する方式、
フィルムをフィルムガイドにルーズに勘合させ、加圧回
転体を駆動することで、フィルムを加圧回転体に対し従
動回転させる方式が知られているが、近年では部品点数
が少なくて済むことから、後者の加圧回転体駆動方式が
採用されることが多い。

【０００６】ここで、圧接ニップ中で転写材上のトナー
すべてが適度に加熱溶融し定着を受けるならば問題はな
いのであるが、溶けきらないコールドオフセット状態の
トナー、溶けすぎたホットオフセット状態のトナー、静
電的に定着ローラーにオフセットしたトナーが存在する
とこれらは加圧回転体に付着してしまう。

【０００７】加圧回転体は加熱体に比べて温度が低く、
必ずしも付着したトナーが完全に溶融した状態では存在
しない。また、加圧回転体側には、転写材の画像が、形
成された面は接触しないため、汚れが画像上のトナーに
混ざって持って行かれる事は少なく、いったん汚れると
汚れが蓄積するという問題が生じていた。

【０００８】加圧回転体上の汚れが蓄積すると、離型性
が低下するため転写紙、特にＯＨＰフィルムが加圧回転
体に巻き付いたり、何かの拍子に蓄積されたトナー汚れ
が一気に転写材裏面を汚すという問題点が生じることが
あった。

【０００９】これらの問題点を解決するためには加圧回
転体の離型性を向上させる事が有効であるが、離型性の
よい材料をコーティングしたりチューブを被覆する等の
手段でこれを解決した場合には加圧回転体の硬度が上昇
したり構成が複雑になるためコストが高くなるなどの新
たな問題点が生じる場合があった。

【００１０】また、これらの問題点を解決するために特
開平２−１６０２７６号公報では片面にベタ黒画像を印
字した転写材（以下これをクリーニングペーパーと称す
る）を、加圧回転体側に印字面を向けて通紙することに
よって加圧回転体汚れをこれに付着させて解決するクリ
ーニング手法が開示されている。

【００１１】上記クリーニングが定期的に実行される為
に本体が所定枚数のプリントを行った後に自動的にクリ
ーニングを実行することが可能である。

【００１２】一方フィルム加熱方式の定着器では温度応
答性が良いため、定着器を予熱する必要がなく、きめ細
やかな温度制御が可能となり、通紙時以外は定着器への
通電をＯＦＦすることができるようになった。

【００１３】しかしながら、このような温度制御を行う
と加圧回転体は通紙時以外は加熱されないため温度が上
昇しにくく、前記のようにオフセットして加圧回転体に
付着した汚れトナーは加圧回転対上では溶融せずに、ロ
ーラー上でほとんど固着した状態で存在する。このよう
な状態では、上記クリーニング手法を用いても汚れトナ
ーを除去することはできず、場合によってはクリーニン
グペーパー上のトナーが逆に剥ぎ取られて、加圧回転体
汚れを促進するということがあった。

【００１４】これに対し、該固着トナーが半溶融状態と
なるように、フィルム定着方式の定着装置において加圧
回転体上の汚れトナーが溶融するまで加圧回転体を昇温
させた場合、該加圧回転体が適切な温度を越えて昇温し
たときに、溶融トナーと転写材との間に働く力が大きく
なりすぎて転写材が先端から加圧回転体に巻き付いてし
まうことがあった。

【００１５】以上のようなフィルム加熱方式における加
圧回転体のクリーニングとしては以下のような手法が用
いられている。

【００１６】被加熱材が圧接ニップに達するまでに、加
圧回転体表面を付着物の軟化点を越える温度に加熱し、
該付着物（例えばトナーや紙粉、ＣａＣＯ₃の混合物）
を軟化させてクリーニング用の被加熱材に付着し易い状
態としておくことにより、ベタ黒画像等を被加熱材に形
成しなくてもクリーニングを行えるようにしている。こ
れによりクリーニング用の被加熱材と加圧回転対との間
に働く付着力が強くなり過ぎることを無くし、該被加熱
材が加圧回転体に貼り付いてしまうことを防いでいる。

【００１７】また、被加熱材の通紙中も加圧回転体表面
の温度が付着物の軟化点を越えるように、被加熱材の通
紙速度、加熱部材の単位時間当たりの発熱量、加熱ニッ
プ圧、の少なくとも一つを通紙前と通紙中とで変化させ
ることで、被加熱材が加熱ニップに導入された際に加熱
部材や加圧回転体の熱を奪って加圧回転対表面の温度が
付着物の軟化点を下回らないように、該被加熱材に奪わ
れる熱量を補い継続して付着物を軟化した状態とさせ
て、より確実にクリーニングを行えるようにしている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、加圧回
転体の汚れの程度は画像形成装置のプリントした紙種、
環境、連続、間欠などのプリントモードによって異な
る。そこで一般的なユーザーのプリントモードにあわせ
てオートクリーニングを実施する間隔を設定しておいて
も、異なる使われ方をした場合はオートクリーニングを
実行する前に、加圧回転体表面の汚れがひどくなり、プ
リントした画像が汚れる問題が発生して、はじめてユー
ザーが手動でクリーニングを行うという場合も考えられ
る。

【００１９】また、ユーザーが何度も手動でクリーニン
グを行うようになると、オートクリーニングは事前に設
定された間隔で行われるので加圧回転体表面が汚れてい
ないときに実行されることも考えられ、オートクリーニ
ングが効果を発揮しないという問題点がある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明では、未定着画像が形成された記録材を、ニッ
プ部に設けた加熱用ヒーターと薄肉のフィルムから構成
される定着部材と加圧回転体により、互いに圧接してな
る定着ニップ間を通過させることにより、上記未定着画
像を定着させ、且つ加圧回転体のクリーニングを所定枚
数毎に自動的に実行する加熱定着装置において、自動で
クリーニングを行うまでの所定枚数に達する前に、ユー
ザーが手動でクリーニングを行った場合に、ユーザーが
手動クリーニングを行ったまでの枚数に応じて画像形成
装置が次回のオートクリーニングまでの枚数を自動的に
設定可能であることを特徴とする。

【００２１】また加圧回転体汚れの問題がほとんど起こ
らないような条件で使用しているユーザーの為に本発明
では、デフォルト設定ではオートクリーニングを実施し
ないモードに設定しておき、ユーザーが一度手動でクリ
ーニングを実施すると自動でクリーニングを実施するモ
ードに切り替わるということを特徴とする。

【００２２】上記のようにオートクリーニングまでの枚
数を自動的に適切な値に設定することにより、次回のク
リーニングからはユーザーの使用状況による加圧回転体
の汚れの差に関わらず、加圧回転体がクリーニングを必
要とするタイミングで、確実にクリーニングが自動的に
行われるようになる。

【００２３】

【発明の実施の形態】（第一の実施例）図１は本発明を
適用する画像形成装置の略断面図である。

【００２４】図１において、１は像担持体たる感光ドラ
ムであり、ＯＰＣ等の感光材料をアルミニウムやニッケ
ル等のシリンダ状の基板上に形成して構成されている。
感光ドラム１の表面は、帯電装置としての帯電ローラー
２によって一様に帯電される。

【００２５】次に露光手段であるレーザービーム３を画
像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御し走査露光がなされ、
感光ドラム１上に静電潜像が形成される。この静電潜像
は、現像装置４で現像され、可視化される。現像方法と
しては、ジャンピング現像法等が用いられ、イメージ露
光と反転現像との組み合わせで用いられることが多い。

【００２６】被記録材Ｐは手差しトレイ２１またはカセ
ット２６から給紙ローラー２２によって取り出され、レ
ジストローラー２４に送られる。被記録材Ｐはレジスト
ローラー２４によって、感光ドラム１表面に形成された
トナー像と同期を取り感光ドラム１と転写ローラー５と
で形成される転写ニップ部に供給される。

【００２７】転写ニップ部において、感光ドラム１上の
トナー像は不図示の電源による転写バイアスの作用で被
記録材Ｐに転写される。トナー像を保持した被記録材Ｐ
は定着装置６へ搬送され、定着装置６のニップ部で加熱
・加圧されてトナー像が被記録材Ｐ上に定着され永久画
像となり機外へ排出される。

【００２８】一方、転写後に感光ドラム１上に残留する
転写残留トナーは、クリーニング装置７により感光ドラ
ム１表面より除去される。

【００２９】図２に本発明を適用する定着装置の一例と
して、フィルム加熱定着装置の概略断面図を示す。以
下、構成ならびに動作について説明する。

【００３０】図２において、１０はエンドレスベルト状
の耐熱フィルム（定着フィルム）であり、半円弧状のフ
ィルムガイド部材（ステイ）１３に対して周長に余裕を
持たせた形で外嵌している。

【００３１】フィルム１０は熱容量を小さくしてクイッ
クスタート性を向上させるために、膜厚を総厚１００μ
ｍ以下、本実施例では６０μｍとした。耐熱性・離型性
・強度・耐久性等のあるＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＰＳ等の
単層フィルム、或いはポリイミド、ポリアミドイミド、
ＰＥＥＫ、ＰＥＳ等のフィルム表面にＰＴＦＥ、ＰＥ
Ａ、ＦＥＰ等を離型層としてコーティングした複合層フ
ィルムである。

【００３２】１２はセラミックヒーターであり、セラミ
ック基板上に発熱ペーストを印刷した発熱体、発熱体の
保護と絶縁性を確保するためのガラスコーティング層を
順次形成したものであり、ヒーター１２上の発熱体へ電
力制御されたＡＣ電流を流すことにより発熱させる。セ
ラミック基板の裏にはチップサーミスタ１４が接着して
あり、不図示のヒーター駆動手段を制御して、ヒーター
１２への電力制御を行いヒーター温度を目標温度（プリ
ント温度）に保つ構成となっている。

【００３３】１１は加圧ローラーとしての加圧ローラー
であり、芯金上にシリコーンゴム等の耐熱性ゴムを成形
した弾性層、或いはシリコーンゴムからなる弾性層を構
成した回転体で、前記弾性体上にはＰＦＡ、ＰＴＦＥ、
ＦＥＰ等のフッ素樹脂から成る耐熱離型層を形成しても
良い。

【００３４】加圧ローラー１１は不図示のバネにより加
熱部材に圧接され配されており、不図示の駆動系により
回転駆動されており、被記録材Ｐと定着フィルム１０は
前記加圧ローラー１１によって従動回転、搬送される構
成となっている。

【００３５】画像形成装置がプリント信号を受けると、
プリント前の準備段階である前回転動作が始まる。この
とき定着器のヒーターに通電を開始し定着器を立ち上げ
る。所定時間後本実施例では約５秒の立ち上げ時間で定
着器は１７０℃まで立ち上げられ、このタイミングに合
わせるように前述の諸画像形成動作が行われて、末定着
画像がのった紙が定着器に搬送される。紙が定着ニップ
まで搬送される間に、定着器は更に温度を上昇させ、プ
リント中の定着温調温度１９０℃まで達し定着動作が行
われる。

【００３６】末定着のトナー像は定着装置の加熱部（フ
ィルム及びセラミックヒーター）と加圧ロ−ラにより形
成された圧接ニップ部内で加熱加圧され被記録材Ｐ上に
定着され、定着後の被記録材Ｐは機外へ排出される。

【００３７】本実施例のデフォルト状態では、図３のよ
うに初期状態から５０００枚毎にオートクリーニングを
実行する設定である。初期状態もしくはオートクリーニ
ングを実施してから３０００枚でユーザーの判断により
手動でクリーニングを実施した場合、本ユーザーの使用
条件では３０００枚のプリントでは汚れの問題が発生す
るとプリンタエンジン側で判断する。そして、図４のよ
うにプリンタエンジン側で次のオートクリーニングまで
のプリント枚数を、余裕を見て３０００枚より５００枚
少ない２５００枚に自動的に再設定する。この時の加圧
ローラー表面の汚れとプリントした紙に付着した汚れの
状態を表１に示す。

【００３８】

【表１】 ３０００枚プリント後は加圧ローラー表面、プリント紙
上のともに許容レベルではあるが汚れが付着していた。
しかし、３００１枚目で手動クリーニングを実施し、そ
の後２５００枚プリントする毎にオートクリーニングを
実施すると、加圧ローラー表面、プリント紙上ともに汚
れは問題無しのレベルに向上した。

【００３９】本実施例ではクリーニング手法としてステ
ップ送りクリーニングを用いた。ステップ動作は、紙搬
送停止して温調１８０℃を１秒間、温調ｏｆｆして１秒
間、紙搬送５０ミリ秒間行う。紙搬送１ステップは加圧
ローラーの次の位置をクリーニングするために紙搬送用
のモーターを瞬間だけ回す動作である。

【００４０】本実施例では５０ミリ秒間モーターｏｎす
ると約５ｍｍ紙搬送される。定着ニップ幅は６〜７ｍｍ
あるので、このステップ動作を繰り返すことで、加圧ロ
ーラー上を隙間あけることなく順にクリーニングしてい
くことができる。

【００４１】本実施例での加圧ローラー外径はφ２４で
一周約７６ｍｍである。ステップ動作は３２回行うの
で、ステップで搬送される距離は約１６０ｍｍである。
加圧ローラーを２周分クリーニングすることができる。
そのあとは再び通常の紙搬送スピードでクリーニング紙
を排出する。

【００４２】本実施例ではステップ送りクリーニングの
例を示したが、本発明が通常の紙搬送を行い、ヒーター
の発熱量やニップ圧を変化させながら行うクリーニング
においても有効なのは言うまでもない。

【００４３】一方従来までのように、ユーザーが３００
０枚プリント後、手動でクリーニングを行ったにも関わ
らず、プリンタエンジンがオートクリーニングまでのプ
リント枚数を設定せずに初期状態から５０００枚毎にオ
ートクリーニングを実施した場合の加圧ローラー表面の
汚れとプリントした紙に付着した汚れの状態を表２に示
す。

【００４４】

【表２】 ３０００枚プリント後にユーザーが手動でクリーニング
を実施した後、加圧ローラー表面、プリント紙上汚れが
全く問題ない状態の５０００枚のプリントでオートクリ
ーニングを実施し、加圧ローラー表面、プリント紙上汚
れともに許容外レベルの１００００枚に達するまでオー
トクリーニングを実施しないので、プリンタを快適に使
用する為には５０００枚から１００００枚までの間にユ
ーザーが手動でクリーニングを行わなければならなくな
ってしまう。

【００４５】以上の結果より、本実施例を実施した場
合、加圧ローラー表面の汚れがひどくなる前にオートク
リーニングが実施されるようになりユーザーによる手動
クリーニングを行う必要はなく、加圧ローラー汚れによ
る画像汚れ、加圧ローラーヘの紙の巻き付きなどの問題
が発生することはなかった。

【００４６】（第２の実施例）本発明の第２の実施例は
以下図５を用いて説明する。

【００４７】本実施例では、デフォルト状態ではオート
クリーニングモードは動作していない。これは加圧ロー
ラー汚れの問題がほとんど起こらない使い方をしている
ユーザーが、不必要なクリーニングを自動で実施しなく
てもよくする為である。

【００４８】加圧ローラー汚れなどの原因で、ユーザー
が一度手動でクリーニングを実施した時からオートクリ
ーニングモードが動作する。この場合のオートクリーニ
ング間隔は、初期状態からユーザーが手動でクリーニン
グを実施するまでのプリント枚数に応じて変動する。

【００４９】図６のようにユーザーが最初、６０００枚
目で手動クリーニングを実施した場合、オートクリーニ
ングモードが動作し、その後５５００枚プリントする毎
にオートクリーニングを実施するようにプリンタエンジ
ンが設定する。この時の加圧ローラー表面の汚れとプリ
ントした紙に付着した汚れの状態を表３に示す。

【００５０】

【表３】 ６００１枚で手動クリーニングを実施した後は、加圧ロ
ーラー表面、プリント紙上汚れともに問題無しのレベル
になった。

【００５１】本実施例で前記実施例１と異なり６０００
枚まで加圧ローラー汚れによる問題が発生しなかったの
は、本実施例では使用環境が２０〜２５℃でプリントも
一度に数十枚連続で行っており、連続プリント枚数が多
いので加圧ローラー温度が高く汚れが付着し易い為であ
る。

【００５２】一方、前記実施例１では使用環境が１０〜
１５℃と低温でプリントも一度に数枚しか行わなかった
ので加圧ローラー温度が低く汚れが付着し易い。このよ
うにプリンタを使用する条件によっても加圧ローラー汚
れのレベルは異なるので、本発明のようにそれぞれの使
用条件に応じてクリーニング頻度を決めるのは有効であ
る。

【００５３】以上の設定により、加圧ローラーに汚れが
付着しづらい条件で使用しているユーザーはオートクリ
ーニングを実施する回数を極力減らすことができ、加圧
ローラーに汚れが付着し易い条件で使用しているユーザ
ーでも適切なプリント枚数でオートクリーニングを実施
することが可能となった。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
オートクリーニングモードを有する画像形成装置におい
て、ユーザーが任意に手動で行うクリーニングを実施し
た場合、画像形成装置が自動的に次のオートクリーニン
グまでのプリント枚数を設定することにより、個々のユ
ーザーに適した頻度で加圧回転体のクリーニングが可能
となる。

【００５５】さらに加圧回転体汚れの問題がほとんど起
こらないような条件で使用しているユーザーの為に本発
明では、デフォルト設定ではオートクリーニングを実施
しないモードに設定しておき、ユーザーが一度手動でク
リーニングを実施すると自動でクリーニングを実施する
モードに切り替わる設定になることにより、個々のユー
ザーに適した頻度で加圧回転体のクリーニングが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による画像形成装置の概略図

【図２】 本発明による画像形成装置の定着器の概略図

【図３】 本発明１の実施例におけるデフォルト状態の
オートクリーニング実施予定枚数を示した図

【図４】 本発明１の実施例を説明する為の図

【図５】 本発明２の実施例を説明する為の図

【符号の説明】

１ 感光ドラム ２ 帯電ローラー ３ 画像露光 ４ 現像器 ５ 転写ローラー ６ 定着器 ７ クリーナー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金成 健二 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 鈴見 雅彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H027 DA41 EC06 EC09 ED25 ED27 FA02 FB06 FB11 FB19 HB02 HB07 HB19 2H033 AA08 BA25 BA31 BA32 BA48 BB18 BB21 BB28 BE03 CA19 CA20 CA37 CA38 CA40 CA44

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 未定着画像が形成された記録材を、ニッ
   プ部に設けた加熱用ヒーターと薄肉のフィルムから構成
   される定着部材と加圧回転体により、互いに圧接してな
   る定着ニップ間を通過させることにより、上記未定着画
   像を定着させ、且つ加圧回転体のクリーニングを所定枚
   数毎に自動的に実行するモードを有する加熱定着装置を
   有する画像形成装置において、 ユーザーが手動でクリーニングを実施した場合、画像形
   成装置がその時点から所定の枚数毎にクリーニングを自
   動的に実施することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 プリンタの初期設定では自動的にクリー
   ニングを実施するモードは動作せず、ユーザーが手動で
   クリーニングを実施した時から自動的にクリーニングを
   実施するモードに切り替わることを特徴とする請求項１
   に記載の画像形成装置。