JP2006126291A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像濃度にかかわらず、安定した定着動作を行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】定着装置５は、定着ローラ１８と、定着ローラ１８の周面に付着したトナーを除去するクリーニングウェブ３０と、当該クリーニングウェブ３０が巻き付けられた供給ローラ３１と、この供給ローラ３１に巻き付けられたクリーニングウェブ３０を巻き取る巻取ローラ３２とを有している。そして、定着ローラ１８の駆動手段として用いられる駆動モータの出力電流を検出し、検出結果に基づく電流値が、予め設定された電流値以上の場合に、クリーニングウェブの送り量が増えるように制御する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、クリーニングウェブにより、定着ローラに付着した未定着トナーのクリーニングを行う定着装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

一般に、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ装置、ファクシミリ装置等の画像形成装置においては、画像読取装置によって読み取られた画像に基づく光が、露光装置により像担時体である感光体の表面に照射されて、その画像の静電潜像が形成され、その後、現像装置によりその静電潜像にトナーを付着させトナー像が形成される。そして、転写装置により当該トナー像を用紙に転写したのち、トナー像を担持した用紙を、定着装置に設けられた定着ローラと加圧ローラとにより形成されるニップ間に挟持搬送し、加熱・加圧することによりトナー像を用紙に定着するようにしている。

又、この様な定着装置においては、当該用紙が上記ニップ間に挟持搬送される際に、用紙上の未定着トナーが定着ローラや加圧ローラに付着し、当該付着トナーが、次に搬送されてくる用紙に転写されてしまうオフセット現象が発生する。このオフセット現象が発生すると、定着ローラや加圧ローラの劣化や短命化等の不都合が生じるため、当該不都合を回避するために、クリーニングウェブを有するクリーニング機構を設け、定着ローラに付着したトナーを除去することが一般的に行われている。

このクリーニング機構は、クリーニングウェブが巻き付けられた供給ローラと、クリーニングウェブを巻き取る巻取ローラを備えており、当該巻取ローラの駆動は、ＤＣモータ、ステッピングモータ、ソレノイド等によって行われている。

ここで、クリーニングウェブが巻取ローラに巻き取られるに連れて、クリーニングウェブの厚みによって巻取ローラ側の径が増大するため、上述のＤＣモータ、ステッピングモータ等の動きが悪くなる。その結果、クリーニングウェブの送り量が少なくなるため、当該クリーニングウェブにより付着トナーを除去し切れなくなり、画像不良等の不都合が生じることになる。

そこで、当該不都合を回避すべく、クリーニングウェブの送り量を常に一定に保つ画像形成装置が提案されている。より具体的には、この画像形成装置は、クリーニングウェブ上に検出物を設けて送り量を検知する検知手段を備えている。そして、検知間隔に応じてクリーニングウェブの送り量を制御することにより、クリーニングウェブの巻き取り量が増加した場合であっても、当該クリーニングウェブの送り量を常に一定に保つ構成となっている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−５５６２号公報

しかし、上記従来の画像形成装置においては、巻取ローラにより巻き取られたクリーニングウェブの量や定着される用紙の枚数に関しては考慮されているものの、定着ローラや加圧ローラへの付着トナーの量に関しては考慮されていない。即ち、当該付着トナー量の多少にかかわらず、クリーニングウェブの送り量を常に一定に保つ構成となっているため、例えば、画像濃度の高い、べた画像や写真等のトナー像を用紙に定着させる場合、付着トナー量が多くなり、当該付着トナーを完全に除去できない場合がある。従って、熱源を有する定着ローラの表面上において、付着トナーが融着してしまい、結果として、回転トルクのアップにより、定着ローラや加圧ローラの回転駆動源として用いられるＤＣモータやステッピングモータ等の駆動モータの脱調や定着装置におけるジャムが発生し、安定した定着動作を行うことができないという問題があった。

そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、画像濃度にかかわらず、安定した定着動作を行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、熱源を有し、用紙にトナーを定着させる定着ローラと、定着ローラの周面に付着したトナーを除去するクリーニングウェブを有する定着装置を備える画像形成装置において、定着ローラを駆動する駆動手段の出力電流を検出するための電流検出手段と、電流検出手段の検出結果に基づき、クリーニングウェブの送り量を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

ここで、本発明の画像形成装置においては、制御手段は、予め設定された電流値と、電流検出手段の検出結果に基づく電流値を比較し、検出結果に基づく電流値が、予め設定された電流値以上の場合に、クリーニングウェブの送り量が増えるように制御するものとすることができる。又、予め設定された電流値が、定着ローラを駆動する駆動手段が脱調する直前の電流値であるものとすることができる。

本発明の画像形成装置によれば、定着ローラを駆動する駆動手段の出力電流を検出するための電流検出手段と、電流検出手段の検出結果に基づき、クリーニングウェブの送り量を制御する制御手段とを備える構成としている。従って、定着ローラへ付着したトナーの量に対応させて、クリーニングウェブの送り量を制御することが可能になるため、付着トナーの量にかかわらず、当該付着トナーが適切に除去されることになる。その結果、付着トナーの融着を回避できるとともに、駆動手段の脱調や定着装置におけるジャムの発生を防止することが可能になり、安定した定着動作を行うことが可能になる。

又、制御手段は、予め設定された電流値と、電流検出手段の検出結果に基づく電流値を比較し、検出結果に基づく電流値が、予め設定された電流値以上の場合に、クリーニングウェブの送り量が増えるように制御する構成としており、特に、予め設定された電流値を、定着ローラを駆動する駆動手段が脱調する直前の電流値としている。従って、定着ローラの表面上において付着したトナーが十分に清掃されておらず、駆動モータの脱調が発生する可能性がある場合にのみ、クリーニングウェブの送り量を増やすことが可能になる。その結果、定着ローラの表面上において付着したトナーが十分に清掃されている場合には、クリーニングウェブの無駄な消費を無くすことが可能になり、結果として、クリーニングウェブの長寿命化やコストの低減を図ることが可能になる。

以下に、本発明の具体的な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図であり、図２は、本発明の実施形態に係る画像形成装置における定着装置のクリーニング機構を示す概略断面図である。

図１に示す様に、この画像形成装置１は、複写機であり、装置本体１ａの下部に配設された給紙部２と、この給紙部２の側方及び上方に配設された用紙搬送系３と、この用紙搬送系３の上方に配設された画像形成部４を備えている。又、この画像形成部４よりも排出側に配設された定着装置５と、これらの画像形成部４、及び定着装置５の上方に配設された画像読取装置６を備えている。

給紙部２は、用紙９が収容された複数（本実施形態においては４つ）の給紙カセット７ａ〜７ｄを備えており、給紙ローラ（又は、ピックアップローラ）８の回転動作により、当該複数の給紙カセット７ａ〜７ｄのうち選択されたものから用紙９が用紙搬送系３側に送り出され、用紙９が１枚ずつ確実に用紙搬送系３に給紙されるように構成されている。

用紙搬送系３に給紙された用紙９は、用紙供給経路１０を経由して画像形成部４に向けて搬送される。この画像形成部４は、電子写真プロセスによって、用紙９に所定のトナー像を形成するものであり、所定の方向（図中の矢印方向）に回転可能に軸支された像端持体である感光体１１と、この感光体１１の周囲にその回転方向に沿って、帯電装置１２、露光装置１３、現像装置１４、転写装置１５、クリーニング装置１６、及び除電装置１７を備えている。

帯電装置１２は、高電圧が印加される帯電ワイヤを備えており、この帯電ワイヤからのコロナ放電によって感光体１１の表面に所定電位を与えることにより、感光体１１の表面が一様に帯電させられる。そして、露光装置１３により、画像読取装置６によって読み取られた原稿の画像データに基づく光が、感光体１１に照射されることにより、感光体１１の表面電位が選択的に減衰されて、この感光体１１の表面に静電潜像が形成される。次いで、現像装置１４により、上記静電潜像にトナーが付着し、感光体１１の表面にトナー像が形成され、転写装置１５により、感光体１１の表面のトナー像が、感光体１１と転写装置１５との間に供給された用紙９に転写される。

トナー像が転写された用紙９は、画像形成部４から定着装置５に向けて搬送される。この定着装置５は、画像形成部４の用紙搬送方向の下流側に配置されており、図２に示す様に、熱源２２を有する定着ローラ１８と、芯金２４及びその周囲に形成された弾性体層２５を有し、定着ローラ１８に圧接されることにより、用紙９が通過するニップＮを形成する加圧ローラ１９と、を備えている。尚、図中の矢印Ｃは、用紙９の搬送方向を示す。

定着ローラ１８の熱源２２には、例えば、ハロゲンランプ等が使用され、当該熱源２２が金属製の芯金２３を加熱する構成となっている。尚、定着ローラ１８は、駆動手段として用いられるＤＣモータやステッピングモータ等の駆動モータ３７（後述の図３参照）により、図中の矢印Ａの方向に回転可能となるように構成されている。

又、加圧ローラ１９は、金属製の芯金２４の周囲に弾性体層２５が設けられ、その表層側に弾性体層２５を備えており、図示しない付勢手段により、定着ローラ１８に圧接される構成となっている。又、弾性体層２５は、例えば、シリコンゴムやフッ素ゴムにより形成されており、加圧ローラ１９を定着ローラ１８に圧接すると、当該弾性体層２５が変形し、用紙９が通過するニップＮが形成される構成となっている。尚、当該加圧ローラ１９は、上述の駆動モータにより、定着ローラ１８に圧接させた状態で、図中の矢印Ｂの方向に回転可能となるように構成されている。

そして、画像形成部４においてトナー像が転写された用紙９が上記定着ローラ１８と加圧ローラ１９のニップＮを通過する際に、定着ローラ１８の熱源２２の熱によりトナーが溶融し、用紙９上にトナー像が定着される構成となっている。

次いで、画像形成部４から定着装置５において画像形成がなされた用紙９は、排出ローラ対２０によって排出トレイ２１上に排出される。一方、上記転写後、感光体１１の表面に残留しているトナーは、クリーニング装置１６により除去され、感光体１１の表面の残留電荷は、除電装置１７により除去される。そして、感光体１１は帯電装置１２によって再び帯電され、以下同様にして画像形成が行われることになる。

又、本実施形態においては、定着ローラ１８に付着した未定着トナーのクリーニングを行うためのクリーニング機構が設けられている。より具体的には、本実施形態における定着装置５は、図２に示す様に、上記定着ローラ１８の周面に付着したトナーを除去するクリーニングウェブ３０と、当該クリーニングウェブ３０が巻き付けられた供給ローラ３１と、この供給ローラ３１に巻き付けられたクリーニングウェブ３０を巻き取る巻取ローラ３２と、供給ローラ３１と巻取ローラ３２との間に配設されてクリーニングウェブ３０を定着ローラ１８の周面に押し付けるウェブローラ３３とを有している。

クリーニングウェブ３０は、オイルが含浸されたアラミドポリエステル不織布等により形成されている。そして、定着ローラ１８とウェブローラ３３により形成されるニップ部において、定着ローラ１８のクリーニングを行うとともに、クリーニングウェブ３０に含浸されているオイル分を定着ローラ１８の表面に塗布している。尚、当該オイルには、上述の定着ローラ１８のオフセット現象を防止するために、シリコンオイル等のトナーに対する離形性の良いオイルが用いられる。

又、巻取ローラ３２は、駆動手段として用いられる駆動モータ３４（後述の図３参照）により回転可能となるように構成されている。そして、巻取ローラ３２によるクリーニングウェブ３０の巻取力が供給ローラ３１に伝達されることにより、当該供給ローラ３１が回転駆動されてクリーニングウェブ３０から供給ローラ３１が送り出される構成となっている。

ここで、本実施形態においては、定着ローラ１８を駆動する駆動モータの出力電流に基づいて、クリーニングウェブの送り量を制御する点に特徴がある。以下、本特徴について、図面を参照して詳細に説明する。図３は、本発明の実施形態に係る画像形成装置におけるクリーニングウェブの送り量を制御するための制御系を示すブロック図である。

図３に示す様に、画像形成装置１は、制御手段としてのＣＰＵ７１と、ＲＯＭ７２およびＲＡＭ７３を含むメモリ７４、及び、駆動モータ３４の駆動を行うモータドライバ３５を備えている。当該モータドライバ３５には、ＣＰＵ７１により発生した駆動パルス信号（以下、「駆動信号」という。）が入力され、モータドライバ３５は、当該駆動パルス信号に基づいて、駆動モータ３４の駆動を行う。尚、メモリ７４は、ＣＰＵ７１に接続されており、ＣＰＵ７１は、ＲＯＭ７２に記憶されているプログラムに従い、各部の制御を行う。

又、ＣＰＵ７１には、定着ローラ１８の駆動手段として用いられる駆動モータ３７の出力電流を検出するための電流検出手段３６が接続されている。この電流検出手段３６は、駆動モータ３７の回転トルクに基づいて、当該回転トルクを電流値で検出（即ち、回転トルクを電流値に換算）するためのものである。そして、定着ローラ１８の回転状態に基づいて当該電流検出手段３６から上記電流値に関する検出信号が出力されると、ＣＰＵ７１に当該検出信号が入力される。そして、ＣＰＵ７１は、入力された検出信号に基づいて、上述の駆動信号を発生させる。

より具体的には、上述のＲＯＭ７２には、予め設定された、駆動モータ３７の脱調が発生する直前の電流値が記憶されている。即ち、上述のごとく、オフセット現象により、定着ローラ１８の表面上において、トナーが付着し、当該付着トナーの融着が発生すると、回転トルクのアップにより、駆動モータ３７の電流値が大きくなり、駆動モータ３７の脱調が発生するが、この脱調が発生する電流値ａよりも僅かに小さい電流値を脱調が発生する直前の電流値ｂとして予め設定し、ＲＯＭ７２に記憶する構成としている。そして、ＣＰＵ７１は、上述のＲＯＭ７２に記憶された電流値ｂと、電流検出手段３６の検出信号に基づく電流値を比較し、検出信号に基づく電流値が上記電流値ｂよりも小さい場合は、ＣＰＵ７１は、定着ローラ１８の表面上において付着したトナーが少なく、予め設定されたクリーニングウェブ３０の送り量により、付着トナーが十分に清掃できており、駆動モータ３７の脱調は発生しないと判断する。そして、当該ＣＰＵ７１は、定着動作が所定の回数行われると、所定の量だけクリーニングウェブ３０が送り出されるように、上述の駆動信号を発生する（即ち、上記所定回数の定着動作が行われるまでは、駆動信号を発生せず、クリーニングウェブ３０は送り出されない）。一方、検出信号に基づく電流値が上記電流値ｂ以上の場合は、ＣＰＵ７１は、定着ローラ１８の表面上において付着したトナーが多く、予め設定されたクリーニングウェブ３０の送り量では、付着トナーを十分に清掃できておらず、駆動モータ３７の脱調が発生する可能性があると判断する。そして、当該ＣＰＵ７１は、クリーニングウェブ３０の送り量を増やすために、上述の駆動信号を発生させる。そうすると、当該駆動信号がモータドライバ３５に入力され、モータドライバ３５は、駆動モータ３４を駆動させ、次いで、巻取ローラ３２が回転し、巻取ローラ３２によりクリーニングウェブ３０が巻き取られ、当該クリーニングウェブ３０の新しい面が、トナーが付着した定着ローラ１８の表面と当接する。従って、クリーニングウェブ３０により、定着ローラ１８の表面上において付着したトナーが適切に除去されるため、付着トナーの融着を回避できるとともに、駆動モータ３４の脱調や定着装置５におけるジャムの発生を防止することが可能になり、結果として、安定した定着動作を行うことが可能になる。この様に、本実施形態においては、ＣＰＵ７１は、電流検出手段３６の検出結果に基づき、定着ローラ１８の表面上における付着トナーの量を判断し、クリーニングウェブ３０の送り量を制御する構成となっている。

図４は、本発明の実施形態に係る画像形成装置におけるクリーニングウェブの送り量を制御する手順を示すフローチャートである。まず、定着ローラ１８の駆動が開始されると（ステップＳ１）、駆動モータ３７の回転に基づき、電流検出手段３６が駆動モータ３７の出力電流を検出し（ステップＳ２）、電流検出手段３６による検出信号がＣＰＵ７１に入力される。次いで、ＣＰＵ７１は、上述のＲＯＭ７２に記憶された電流値ｂと、電流検出手段３６の検出信号に基づく電流値を比較し（ステップＳ３）、検出信号に基づく電流値が上記電流値ｂよりも小さい場合は、ＣＰＵ７１は上記比較を繰り返す。一方、検出信号に基づく電流値が上記電流値ｂ以上の場合は、クリーニングウェブ３０の送り量を増やすために、上述の駆動信号を発生させる（ステップＳ４）。次いで、モータドライバ３５は、駆動モータ３４を駆動させ、巻取ローラ３２が回転し、巻取ローラ３２によりクリーニングウェブ３０が巻き取られ（ステップＳ５）、当該クリーニングウェブ３０の新しい面が、トナーが付着した定着ローラ１８の表面と当接する。そして、上述のステップ２に戻り、電流検出手段３６による駆動モータ３７の出力電流の検出が再開される。

以上に説明した様に、本実施形態においては、定着ローラ１８を駆動する駆動モータ３７の出力電流を検出するための電流検出手段３６と、当該電流検出手段３６の検出結果に基づき、クリーニングウェブ３０の送り量を制御する制御手段であるＣＰＵ７１とを備える構成としている。従って、定着ローラ１８へ付着したトナーの量に対応させて、クリーニングウェブ３０の送り量を制御することが可能になるため、付着トナーの量にかかわらず、クリーニングウェブ３０により、定着ローラ１８の表面上の付着トナーを適切に除去できることになる。その結果、付着トナーの融着を回避できるとともに、駆動モータ３４の脱調や定着装置５におけるジャムの発生を防止することが可能になり、結果として、安定した定着動作を行うことが可能になる。

又、ＣＰＵ７１は、予め設定された電流値と、電流検出手段３６の検出結果に基づく電流値を比較し、検出結果に基づく電流値が、予め設定された電流値以上の場合に、クリーニングウェブの送り量が増えるように制御する構成としており、特に、上述の予め設定された電流値が、定着ローラ１８を駆動する駆動モータ３７が脱調する直前の電流値ｂに設定されている。従って、定着ローラ１８の表面上において付着したトナーが十分に清掃されておらず、駆動モータ３７の脱調が発生する可能性がある場合にのみ、クリーニングウェブ３０の送り量を増やすことが可能になるため、当該付着トナーが十分に清掃されている場合には、クリーニングウェブ３０の無駄な消費を無くすことが可能になる。その結果、クリーニングウェブ３０の長寿命化やコストの低減を図ることが可能になる。

尚、上記実施形態は、単なる説明例であり、本発明の範囲は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて各構成物品の形状、寸法、材料等を変更することが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。

例えば、上記実施形態においては、巻取ローラ３２の駆動手段として駆動モータ３４を用いる構成としたが、当該駆動モータ３４の代わりにソレノイドを駆動手段として用いる構成としても良い。

又、上記実施形態においては、画像形成装置の一例として、複写機を示したが、ファクシミリやプリンタ等の他の画像形成装置であっても良いことは言うまでもない。

本発明の活用例としては、クリーニングウェブにより、定着ローラに付着した未定着トナーのクリーニングを行う定着装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置が挙げられる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置における定着装置のクリーニング機構を示す概略断面図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置におけるクリーニングウェブの送り量を制御するための制御系を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置におけるクリーニングウェブの送り量を制御する手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１…画像形成装置、１ａ…装置本体、２…給紙部、３…用紙搬送系、４…画像形成部、５…定着装置、６…画像読取装置、９…用紙、１８…定着ローラ、１９…加圧ローラ、２２…熱源、３０…クリーニングウェブ、３１…供給ローラ、３２…巻取ローラ、３３…ウェブローラ、３４…駆動モータ、３５…モータドライバ、３６…電流検出手段、３７…駆動モータ、７１…ＣＰＵ、７２…ＲＯＭ、７３…ＲＡＭ、７４…メモリ、Ｎ…ニップ、ａ…脱調が発生する電流値、ｂ…脱調が発生する直前の電流値

Claims (3)

1. 熱源を有し、用紙にトナーを定着させる定着ローラと、前記定着ローラの周面に付着したトナーを除去するクリーニングウェブを有する定着装置を備える画像形成装置において、
   前記定着ローラを駆動する駆動手段の出力電流を検出するための電流検出手段と、前記電流検出手段の検出結果に基づき、前記クリーニングウェブの送り量を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、予め設定された電流値と、前記電流検出手段の検出結果に基づく電流値を比較し、前記検出結果に基づく電流値が、前記予め設定された電流値以上の場合に、前記クリーニングウェブの送り量が増えるように制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記予め設定された電流値が、前記定着ローラを駆動する駆動手段が脱調する直前の電流値であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。

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