JP2006330618A - 剥離爪保有定着装置およびそれを備える画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 定着ローラから記録紙を剥離するために設けられる剥離爪に堆積するトナーに起因する定着ローラの汚れ、定着ローラ疵の発生を防止することができる剥離爪保有定着装置を提供する。
【解決手段】 電子写真方式の画像形成装置に搭載され、記録紙上に形成されるトナー画像を定着する剥離爪保有定着装置１は、定着ローラ４から記録紙を剥離するために設けられる複数の剥離爪５と、定着ローラ４を通過して定着処理される記録紙の処理枚数を検出する処理枚数検出手段７と、複数の剥離爪５を定着ローラ４の軸線方向に対して平行に移動させる剥離爪駆動手段８と、処理枚数検出手段７の検出出力に応じて、剥離爪５と定着ローラ４との相対位置が変化するように剥離爪駆動手段８の動作を制御する制御手段９とを含んで構成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、剥離爪保有定着装置およびそれを備える画像形成装置に関する。

電子写真方式を用いる画像形成においては、一様な電位に帯電された感光体を画像情報に応じた光で露光して静電潜像を形成し、形成された静電潜像を現像剤で現像して可視像化し、可視像化された画像を記録紙などに転写し、転写された記録紙上の現像剤を定着装置で定着させて堅牢な記録画像を形成する。

このような一連の画像形成における処理速度、すなわち１分間に画像形成した記録紙を作成することができる枚数の増加が、画像形成装置の重要な開発課題の１つである。従来、処理速度が３０〜４０枚／分の画像形成装置においてはプロセス速度が２００〜４００ｍｍ／秒であるけれども、近年、処理速度１００枚／分（Ａ４横搬送換算）以上の画像形成装置が開発され、処理速度向上の実現に伴い、前記プロセス速度も４５０ｍｍ／秒以上、さらには６００ｍｍ／秒以上に及ぶものも登場するに至っている。

画像形成装置における画像形成の処理速度、すなわちプロセス速度の高速化に対しては、印字（画像形成）プロセスでは、帯電電位の高電位化、現像装置に対する高電圧印加、現像槽容器の大型化等で対応することができる。

しかしながら、定着装置では記録紙上の未定着トナーを溶融するために投与することができる熱量、換言すれば定着ローラが加熱昇温される定着温度は、プロセス速度の高速化に関らず従来と同じである。定着温度を高くし過ぎると、トナーが常に過溶融し、常態的にホットオフセットが発生するという弊害を生じるからである。

したがって、定着ローラの設定定着温度が従来と同じであるにも関らず、プロセス速度の高速化に伴って定着ローラを構成する加熱ローラと加圧ローラとが形成するニップ領域を通過する記録紙の速度が極端に早くなることによって、加熱ローラからの熱の受け渡しが不足する現象が発生し、また記録紙がニップ領域を通過する際には定着ローラから熱を奪うので、単位時間あたりに記録紙が抜熱する頻度も高くなる。

記録紙によって定着ローラから抜熱されると、制御部が加熱ローラに対する投入電力を増加させて定着ローラが設定定着温度に復帰するように制御する。抜熱による温度低下と投入電力増加による制御の頻度が高くなると、リップル（設定定着温度に対する実際の温度のばらつき）が大きくなり、設定定着温度に対してオーバーシュートする頻度も、またオーバーシュートする温度幅も大きくなる。

このようにプロセス速度が速くなることによって、定着温度が設定値に対してオーバーシュートし易くなり、オーバーシュート時にトナーが過溶融する。トナーの過溶融は、搬送される記録紙の加熱ローラからの離型性低下（加熱ローラへの巻付き現象）、および加熱ローラの汚れを招来する。

ところで、定着装置には、定着ローラから記録紙を剥離させる剥離爪が設けられているけれども、上記のようにトナーが過溶融すると、剥離爪が定着ローラから記録紙を剥離する際、記録紙上の過溶融トナーが剥離爪に付着して剥離爪を汚すことになる。また定着動作の継続を通じて剥離爪に堆積するトナーが、記録紙の搬送詰まりであるＪＡＭの原因となったり、定着ローラの汚れおよび定着ローラ汚れに基づく画像汚れの原因となるばかりでなく、定着ローラの表面疵の原因となる。

このような問題に対処する従来技術として、定着動作をしていないとき、加熱ローラを加熱して剥離爪に付着したトナーを軟化または溶融し、加熱ローラを定着動作時とは反対方向に回転させることによって、軟化または溶融したトナーを剥離爪から加熱ローラに転移させるという剥離爪の清掃方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１に開示される方法では、清掃動作を実行したとしても、軟化または溶融したトナーが剥離爪から加熱ローラに対して全量転移するとは限らず、剥離爪上にトナーが残留する場合、清掃動作の後、定着動作を再開すると比較的早期に剥離爪上に多量のトナーが堆積され、度々清掃動作を実行しなければならないので、画像形成の稼動効率を低下させるという問題がある。

特開平１０−１４９０４９号公報

本発明の目的は、定着ローラから記録紙を剥離するために設けられる剥離爪に堆積するトナーに起因する定着ローラの汚れ、定着ローラ疵の発生を防止することができる剥離爪保有定着装置を提供することである。

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に搭載され、加熱ローラおよび加圧ローラを有する定着ローラと、定着ローラから記録媒体を剥離するために設けられる複数の剥離爪と、定着ローラに付着する現像剤をクリーニングする定着ローラクリーニング手段とを含む剥離爪保有定着装置であって、
定着ローラを通過して定着処理される記録媒体の処理枚数を検出する処理枚数検出手段と、
複数の剥離爪を定着ローラの軸線方向に対して平行に移動させる剥離爪駆動手段と、
処理枚数検出手段の検出出力に応じて、剥離爪と定着ローラとの相対位置が変化するように剥離爪駆動手段の動作を制御する制御手段とを含むことを特徴とする剥離爪保有定着装置である。

また本発明は、剥離爪駆動手段によって定着ローラの軸線方向に対して平行に移動する剥離爪の移動距離が、定着ローラの軸線方向に対して平行な方向の剥離爪の寸法である剥離爪幅以上であることを特徴とする。

また本発明は、加熱ローラまたは加圧ローラの一方のローラから記録媒体を剥離するために設けられる複数の剥離爪は１本のシャフトに装着され、
１本のシャフトが剥離爪駆動手段で駆動されることによって、複数の剥離爪が定着ローラの軸線方向に対して平行に移動することを特徴とする。

また本発明は、１本のシャフトは、剥離爪駆動手段によって定着ローラの軸線方向に対して平行に往復移動されることを特徴とする。

また本発明は、複数の剥離爪を保持するシャフトと剥離爪駆動手段の駆動軸とは別体を成し、
複数の剥離爪を保持するシャフトを剥離爪駆動手段の駆動軸に対して付勢するように弾性部材が設けられ、
複数の剥離爪を保持するシャフトは、駆動軸の回転に伴い駆動軸との当接位置が変化することによって、定着ローラの軸線方向に対して平行に移動することを特徴とする。

また本発明は、定着ローラクリーニング手段は、
定着ローラの少なくともいずれか一方に当接するように設けられて定着ローラの表面を清掃する帯状の清掃部材と、清掃部材が当接される定着ローラに対して清掃部材を押圧するように設けられる圧接ローラと、予めコイル状に巻きまわされた帯状の清掃部材を送出す送出ローラと、送出ローラから送出されて定着ローラ表面を清掃した清掃部材を巻取る巻取ローラと、清掃部材を巻取るための駆動源とを含み、
定着ローラクリーニング手段に備わる駆動源が、
剥離爪駆動手段に備わる駆動源と共用されることを特徴とする。

また本発明は、電子写真方式で印字画像を形成する画像形成装置であって、前記いずれかの剥離爪保有定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、剥離爪保有定着装置は、定着ローラから記録媒体を剥離するために設けられる複数の剥離爪と、定着ローラを通過して定着処理される記録媒体の処理枚数を検出する処理枚数検出手段と、複数の剥離爪を定着ローラの軸線方向に対して平行に移動させる剥離爪駆動手段と、制御手段とを含み、制御手段が、処理枚数検出手段の検出出力に応じて、剥離爪と定着ローラとの相対位置が変化するように剥離爪駆動手段の動作を制御する。このように、予め定める処理枚数、すなわち画像形成枚数ごとに、剥離爪と定着ローラとの相対位置が変化されるので、剥離爪にトナーが堆積されても、剥離爪が定着ローラの特定位置を限定的に汚染したり疵付けたりすることを防止できる。

また本発明によれば、剥離爪は、剥離爪幅以上の距離にわたって、定着ローラの軸線方向に対して平行な方向に移動されるので、剥離爪に付着するトナーによる汚染または疵付きの可能性を定着ローラの軸線方向へ充分に分散させることができる。

また本発明によれば、加熱ローラから記録媒体を剥離するために設けられる複数の剥離爪は１本のシャフトに装着され、また加圧ローラから記録媒体を剥離するために設けられる複数の剥離爪はもう１本のシャフトに装着される。定着ローラを構成する各ローラから記録紙を剥離する複数の剥離爪が装着される１本のシャフトが、剥離爪駆動手段で駆動されることによって複数の剥離爪が各ローラの軸線方向に対して平行に移動する。このことによって、簡単な構成で、複数の剥離爪を各ローラの軸線方向に容易に移動させることが可能になる。

また本発明によれば、定着ローラを構成する各ローラから記録紙を剥離する複数の剥離爪が装着される１本のシャフトは、剥離爪駆動手段によって定着ローラの軸線方向に対して平行に往復移動される。このようにシャフトを往復移動させることによって、剥離爪の定着ローラの軸線方向に対する移動距離を大きくすることなく、剥離爪に付着するトナーによる汚染または疵付きの可能性を定着ローラの軸線方向へ充分に分散させることができるので、装置のコンパクト化を実現できる。

また本発明によれば、複数の剥離爪を保持するシャフトと剥離爪駆動手段の駆動軸とは別体を成し、シャフトを剥離爪駆動手段の駆動軸に対して付勢するように弾性部材が設けられ、シャフトは、駆動軸の回転に伴い駆動軸との当接位置が変化することによって、定着ローラの軸線方向に対して平行に移動する。このことによって、簡単な構成で、複数の剥離爪が定着ローラの軸線方向に対して平行に往復移動することが実現可能になる。

また本発明によれば、剥離爪保有定着装置は定着ローラクリーニング手段を含み、定着ローラクリーニング手段に備わる駆動源が、剥離爪駆動手段に備わる駆動源と共用される。このことによって、装備すべき駆動源の数を減らすことができるので、装置コストを低減できるとともに、装置の組立作業を簡素化できる。

また本発明によれば、上記いずれか１つの剥離爪保有定着装置が備えられるので、画像形成動作を長期間継続した場合であっても、剥離爪に堆積するトナーによる記録紙の汚れまた定着ローラの表面疵を発生することなく、形成画像の品質に優れるとともに耐久寿命の長い画像形成装置が実現される。

図１は本発明の実施の一形態である剥離爪保有定着装置１の構成を簡略化して示す側面図であり、図２は図１の剥離爪保有定着装置１の加熱ローラ２側に設けられる剥離爪５付近の構成を示す系統図である。

剥離爪保有定着装置１は、加熱ローラ２および加圧ローラ３を有する定着ローラ４と、定着ローラ４から記録媒体であるたとえば記録紙を剥離するために設けられる複数の剥離爪５と、定着ローラ４に付着する現像剤をクリーニングする定着ローラクリーニング手段６と、定着ローラ４を通過して定着処理される記録紙の処理枚数を検出する処理枚数検出手段７と、複数の剥離爪５を定着ローラ４の軸線方向に対して平行に移動させる剥離爪駆動手段８と、処理枚数検出手段７の検出出力に応じて、剥離爪５と定着ローラ４との相対位置が変化するように剥離爪駆動手段８の動作を制御する制御手段９とを含む。

剥離爪保有定着装置１には、加熱ローラ２に備わる熱源である加熱ヒータ１１に電力を供給するヒータ制御電源、加熱ローラ２の温度を検出する温度センサ１２、加圧ローラ３を加熱ローラ２に対して押圧する不図示の押圧手段、加熱ローラ２および加圧ローラ３を回転駆動させる不図示の駆動手段など、公知の定着装置に備えられるのと同様の各部が備えられる。

剥離爪保有定着装置１は、たとえば電子写真方式の画像形成装置に搭載されて、未定着現像剤による画像が形成された記録紙を、加熱ローラ２と加圧ローラ３とで形成されるニップ部１３に通過させることによって、未定着現像剤を記録紙上に溶融し固着する定着に用いられる。

定着ローラクリーニング手段６は、前述のように定着ローラ４に付着するトナーをクリーニングするために設けられ、本実施の形態では加熱ローラ２と加圧ローラ３とにそれぞれ設けられる。定着ローラクリーニング手段６は、加熱ローラ２および加圧ローラ３のそれぞれに当接するように設けられて定着ローラ４の表面を清掃する帯状の清掃部材１４（ウェブシートと呼ぶこともある）と、清掃部材１４が当接される定着ローラ４に対して清掃部材１４を押圧するように設けられる圧接ローラ１５と、予めコイル状に巻きまわされた帯状の清掃部材１４を送出す送出ローラ１６と、送出ローラ１６から送出されて定着ローラ４表面を清掃した清掃部材１４を巻取る巻取ローラ１７と、圧接ローラ１５と巻取ローラ１７との間に清掃部材１４に当接するように設けられる第１ガイドローラ１８と、送出ローラ１６と圧接ローラ１５との間に清掃部材１４に当接するように設けられる第２ガイドローラ１９とを含む。

なお、巻取ローラ１７には、清掃部材１４を巻取るための回転駆動手段が設けられ、また清掃部材１４を可逆的に使用可能とするとともに、巻取りおよび送出し時の送出し側におけるブレーキ作用を発揮させるために送出ローラ１６にも回転駆動手段が設けられることが好ましい。巻取ローラ１７および送出ローラ１６は、巻取りおよび送出し時に清掃部材（ウェブシート）１４を駆動させるので、この巻取ローラ１７および送出ローラ１６をウェブシート駆動部２０と総称する。

定着ローラクリーニング手段６は、巻取ローラ１７および送出ローラ１６と圧接ローラ１５とを回転させずに静止させた状態で清掃部材１４を、矢符２１に回転駆動する加熱ローラ２と、矢符２２方向に回転駆動する加圧ローラ３とに対して押圧し、定着ローラ４と清掃部材１４とを摺擦させることによって、定着ローラ４の外周面に溶融状態で付着したトナーを除去し、除去したトナーをほぼ溶融状態のまま圧接ローラ１５と第１ガイドローラ１８との間に位置する清掃部材１４と定着ローラ４の表面とで形成される間隙に貯留する。

前記間隙に貯留されるトナーがある程度の量に達したとき、定着ローラクリーニング手段６は、巻取ローラ１７を矢符２３方向に巻取動作させて清掃部材１４を予め定める長さだけ巻取り、トナーを清掃部材１４に付着させた状態で定着ローラ４表面から離脱させる。

巻取ローラ１７および送出ローラ１６で構成されるウェブシート駆動部２０の駆動は、間欠駆動であり、本実施の形態では処理枚数検出手段７によって検出される処理枚数すなわち定着処理枚数が予め定める処理枚数に達したときに実行され、この間欠駆動動作は、剥離爪駆動手段８の動作とともに実行されるので、動作の詳細については後述する。

次に剥離爪５および剥離爪駆動手段８について説明する。剥離爪駆動手段８は、駆動源３１と、駆動源３１の出力軸３２に装着される第１歯車３３と、第１歯車３３に噛合する第２歯車３４と、第２歯車３４が装着され第２歯車３４の回転軸部を構成する剥離爪駆動軸３５とを含んで構成される。剥離爪駆動手段８の駆動源３１の出力軸３２は、定着ローラクリーニング手段６のウェブシート駆動部２０に不図示の歯車列を介して連結される。したがって、定着ローラクリーニング手段６におけるウェブシート駆動部２０の駆動源３１と、剥離爪駆動手段８に備わる駆動源３１とが共用される。

図３は、剥離爪駆動軸３５の傾斜端面３５ａ付近の拡大図である。剥離爪駆動軸３５は、円柱棒状の部材であり、剥離爪５を臨む側の端面３５ａが駆動軸線３６に対して傾斜角αを有するように切断されることを特徴とする。したがって、以後剥離爪駆動軸３５の端面３５ａを傾斜端面３５ａと呼ぶ。複数の剥離爪５が装着される１本のシャフト３７は、剥離爪駆動軸３５とは別体を成し、剥離爪駆動軸３５の傾斜端面３５ａに当接するように設けられるが、これについては詳細を後述する。

図２に戻って、複数の剥離爪５は、予め定める間隔Ｌ１をあけて１本のシャフト３７に装着される。図２では、加熱ローラ２側に設けられるものについてのみ図示し、加圧ローラ３側に設けられるものについては加熱ローラ２側と同様に構成されるので、その図および説明を省略する。

１本のシャフト３７（以後、単にシャフト３７と呼ぶ）は、第１支持部材３８と第２支持部材３９とによって、剥離爪保有定着装置１の対向する第１および第２側面フレーム４０，４１にシャフト３７の軸線４２（以後、シャフト軸線４２と呼ぶ）方向に摺動自在に支持される。なお、駆動源３１寄りに位置する支持部材３８と側面フレーム４０とを第１と呼び、第１支持部材３８および第１側面フレーム４０と対向し、駆動源３１から離れた側に設けられる支持部材３９と側面フレーム４１とを第２と呼ぶことにする。

シャフト３７は、加熱ローラ２の回転軸線に対して平行になるように、かつシャフト３７に装着される剥離爪５の一端部５ａが加熱ローラ２の表面に軽く当接することができるように配置される。シャフト３７の第２支持部材３９に支持される側の端部３７ａは、第２支持部材３９すなわち第２側面フレーム４１を挿通し、第２側面フレーム４１の外側に接して設けられる弾性部材であるコイルばね部材４３をさらに挿通し、コイルばね部材４３の巻径よりも大きい直径を有し円板状に形成される押え板部材４４に固着される。

コイルばね部材４３は、自然状態よりも若干伸長変形された状態で、押え板部材４４と第２支持部材３９との間に配置され、かつ押え板部材４４と第２支持部材３９とにコイルの巻きの両端部が装着される。したがって、コイルばね部材４３は、収縮変形しようとする弾性力によって、摺動自在に設けられるシャフト３７の駆動源３１寄りの端部３７ｂを、剥離爪駆動手段８の剥離爪駆動軸３５の傾斜端面３５ａに対して付勢することができる。

以下図３を参照し、剥離爪駆動軸３５とシャフト３７との当接状態について説明する。コイルばね部材４２で付勢されて剥離爪駆動軸３５の傾斜端面３５ａに当接するシャフト３７の駆動源３１寄りの端部３７ｂ付近は、円錐形状に加工される。この円錐形のシャフト軸線４２を含む断面におけるテーパ角βは、その半分のβ／２が、剥離爪駆動軸３５の傾斜端面３５ａを形成する傾斜角αよりも小さくなるように形成される。これは、剥離爪駆動軸３５がシャフト３７の端部３７ｂによって阻害されることなく回転できるようにするためである。

シャフト３７は、そのシャフト軸線４２が剥離爪駆動軸３５の駆動軸線３６に対して偏心する位置に当接するように配置される。したがって、駆動源３１の回転駆動力が第１および第２歯車３３，３４を介して剥離爪駆動軸３５に伝えられ、剥離爪駆動軸３５が駆動軸線３６まわりに矢符４８方向に回転するとき、剥離爪駆動軸３５の傾斜端面３５ａに駆動軸線３６から偏心して当接するシャフト３７の端部３７ｂは、傾斜端面３５ａの向きに応じて、傾斜端面３５ａとの当接位置が変化する。すなわち、シャフト３７の端部３７ｂは、傾斜端面３５ａの上において、駆動軸線３６に対するシャフト軸線４２の偏心距離を半径として描かれる仮想円４６に沿って相対移動するようにして、剥離爪駆動軸３５に対する相対位置を変化させることになる。

シャフト３７は、コイルばね部材４３で剥離爪駆動軸３５に対して付勢されるように設けられ、シャフト軸線４２方向に進退自在であるので、剥離爪駆動軸３５が矢符４８方向に回転することによって、傾斜端面３５ａ上の仮想円４６に沿ってその端部３７ｂが相対移動するのに伴い、シャフト軸線４２方向であり、また加熱ローラ２の軸線方向に対して平行な方向でもある矢符４７方向に往復移動することができる。

このことによって、シャフト３７に装着される複数の剥離爪５が、加熱ローラ２の軸線に平行な方向に移動し、加熱ローラ２に対する相対位置を変化することができる。その往復移動距離、すなわち図３（ａ）に示すようなシャフト端部３７ｂが傾斜端面３５ａに当接する最も剥離爪５寄りの位置と、図３（ｃ）に示すようなシャフト端部３７ｂが傾斜端面３５ａに当接する最も駆動源３１寄りの位置との矢符４７方向の離隔距離Ｌ２は、剥離爪５の加熱ローラ２に当接する側の端部５ａの幅ｗ以上になるように設定される。このような設定は、剥離爪駆動軸３５の軸径、傾斜端面３５ａ形成時の傾斜角度、シャフト３７の端部３７ｂが傾斜端面３５ａに当接する仮想円４６の大きさ、剥離爪５の端部５ａの幅寸法ｗを調整することによって実現できる。

便宜上、図３（ａ）に示すシャフト端部３７ｂが傾斜端面３５ａに当接する最も剥離爪５寄りの位置を段階位置Ａ、図３（ｃ）に示すようなシャフト端部３７ｂが傾斜端面３５ａに当接する最も駆動源３１寄りの位置を段階位置Ｃ、および図３（ｂ）に示す段階位置Ａと段階位置Ｃとの中間位置を段階位置Ｂと呼ぶ。本実施の形態では、複数の剥離爪５が装着されるシャフト３７は、処理枚数検出手段７の検出出力が予め定める枚数に達したとき、制御手段９が剥離爪駆動手段８を動作させることによって、加熱ローラ２との相対位置が、段階位置Ａ−段階位置Ｂ−段階位置Ｃ−段階位置Ｂ−段階位置Ａ…と順次段階的に変化するように矢符４７方向に往復移動する。

制御手段９である制御部は、たとえば中央処理装置（ＣＰＵ）を備える処理回路であり、マイクロコンピュータなどによって実現される。制御部９は、前述のように、処理枚数検出手段７の検出出力に応じて、剥離爪５と定着ローラ４との相対位置が変化するように剥離爪駆動手段８の動作を制御する。

図４は、剥離爪保有定着装置１における制御部９の制御に係る電気的構成を示すブロック図である。制御部９には、記憶部であるメモリ５１が備えられ、その入力側に処理枚数検出手段７および加熱ローラ２の温度を検出する温度センサ１２が接続され、出力側に駆動源３１および加熱ローラ２の加熱ヒータ１１に対する電力供給をｏｎ／ｏｆｆするヒータ制御電源５２が接続される。出力側の駆動源３１には、前述のようにウェブシート駆動部２０である巻取および送出ローラ１７，１６と剥離爪駆動手段８とがさらに連結される。

なお、制御部９および処理枚数検出手段７は、剥離爪保有定着装置１の専用装置として設けられてもよいけれども、後述する本発明の他の実施形態である画像形成装置との共用装置として設けられることが好ましい。画像形成装置との共用装置として設けられるとき、制御部９には、図４に示す各部以外にも入力系と出力系とが多々接続されるけれども、煩雑さを避けるために図示を省略する。

本実施の形態では、処理枚数検出手段７は、記録紙上に印字される印字比率を検出する印字比率検出手段５３と、印字される記録紙の大きさを検出するサイズ検出手段５４と、演算機能を有する制御部９とを含んで構成され、処理枚数検出手段７および制御部９を含む制御系が画像形成装置と共用される場合について例示する。

制御系が画像形成装置と共用される場合、画像情報が、たとえばパーソナルコンピュータなどの外部機器からデジタルデータとして制御部９に与えられ、画像の印字比率は該画像情報に含まれるので、画像情報を受信した制御部９が、画像情報の印字比率検出手段５３を兼ねることができる。

パーソナルコンピュータから、画像情報が印字指令を伴って制御部９に与えられるときには、印字指令に係る情報に画像を形成するべき記録紙の大きさが含まれるので、同じく制御部９で記録紙の大きさを検出するサイズ検出手段５４を兼ねることができる。また、制御部９のメモリ５１に一旦ストアした画像情報を画像形成装置側で読出して画像形成するとき、たとえば操作者が画像形成装置の操作部から印字要求を入力して画像形成するときには、入力される印字要求情報には記録紙の大きさが含まれるので、該印字要求情報を受信する制御部９が記録紙の大きさを検出するサイズ検出手段５４を兼ねることができる。

定着ローラ４から記録紙を剥離する剥離爪５に堆積されるトナー量は、定着ローラ４で定着されて剥離爪５を通過する記録紙上のトナー量にほぼ比例すると考えられる。したがって、記録紙の大きさが同じ場合、印字比率の高い方がトナーは早く堆積されるし、印字比率が同じ場合、記録紙の大きい方が、複数の剥離爪５全体として見るとトナーは早く蓄積される。

したがって、記録紙の大きさと、該記録紙に対する印字比率とに対して、重み付けのための係数を乗算し、標準サイズの記録紙に対して標準の印字比率で印字した場合の標準枚数に換算することによって、剥離爪５に対するトナーの堆積量を推定する指標とすることができる。この指標値を記録紙に定着動作を行うごとに制御部９で積算し、該積算値が、予め定める換算枚数すなわち予め定める処理枚数になったとき、制御部９が、剥離爪駆動手段８を駆動させて複数の剥離爪５を定着ローラ４の軸線方向に段階的に移動させることによって、剥離爪５に堆積されるトナーによる定着ローラ４および定着ローラ４を通過する記録紙の汚れ発生の危険性を分散するとともに、定着ローラ４を疵付ける危険性を分散することができる。

図５および図６は記録紙のサイズと印字比率とを標準指標値に換算するテーブルデータを例示する図である。図５および図６を参照して、印字される記録紙および該記録紙上に印字される比率を標準指標値に換算する手法の１例について説明する。なおこの例示では、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｐ０１３８に規定されるＡ４サイズの紙を横搬送して定着する場合を標準としている。

図５では、種々のサイズの紙に対する印字を、標準指標とするＡ４サイズ横搬送に換算するための換算率を示し、図６では、Ａ４サイズ横搬送に換算された値を、さらにＡ４サイズ横搬送内において、標準として選択する印字比率５％以下に換算するための換算率を示す。

以下制御部９における積算値の演算について例示する。たとえば、まさに定着ローラ４を通過させる記録紙が、サイズＡ３で印字比率が８〜１２％であるとき、これを標準指標値に換算する。まずＡ３サイズの紙は、図５に示すテーブルデータに基づいて、換算率：２．００を乗算してＡ４横搬送における印字比率８〜１２％の記録紙２枚に換算される。次に、図６に示すデーブルデータに基づいて、Ａ４横搬送における印字比率８〜１２％を、Ａ４横搬送で印字比率５％以下に換算する換算比率：２．００を乗算して、記録紙４枚に換算される。このようにして、Ａ３で印字比率が８〜１２％の記録紙１枚が定着されるとき、標準指標値であるＡ４横搬送で印字比率が５％以下の記録紙４枚に換算される。図５および図６のようなテーブルデータは、標準とする記録紙のサイズおよび印字比率を定めることによって予め作成することが可能であり、作成されたテーブルデータはメモリ５１に予めストアされる。

このようにして剥離爪保有定着装置１で記録紙が１枚定着されるごとに、制御部９では標準指標値に換算し、該換算値を積算する演算を行って積算値を求める。この積算値が、予め定められてメモリ５１にストアされている基準値すなわち予め定める処理枚数以上になるとき、制御部９が、動作指令を出力して、駆動源３１を動作させて複数の剥離爪５を定着ローラ４の軸線方向に移動させる。

なお、処理枚数検出手段７は、上記のような厳密なものに限定されることなく、記録紙のサイズおよび印字比率に関りなく、単に定着装置を通過する記録紙の枚数を計数する、たとえば光学的検知スイッチなどからなる処理枚数カウンタであってもよい。しかしながら、剥離爪５に堆積されるトナー量は、剥離爪５を通過する記録紙のサイズおよび印字比率に大きく関係するので、処理枚数検出手段７は、上記のように印字比率検出手段５３、サイズ検出手段５４および制御部９によって構成される方が好ましい。

なお、本実施の形態の剥離爪保有定着装置１では、駆動源３１が剥離爪駆動手段８とウェブシート駆動部２０との駆動源として共用されるので、定着ローラ４を通過する記録紙の枚数が、標準指標値換算で予め定める処理枚数に達するごとに、剥離爪５を移動させる動作と清掃部材（ウェブシート）１４の巻取動作とが、同じタイミングで実行される。

清掃部材１４の１回あたりの巻取長さは、加熱ローラ２と加圧ローラ３とで形成されるニップ部１３の周方向長さ以上に設定されることが好ましい。このように巻取長さを設定することによって、清掃部材１４の未使用の清浄な部分を確実にニップ部１３に対して送出すことができるので、清掃部材１４によるトナーの清掃能力を確実に回復することができる。

剥離爪５の移動距離は、剥離爪５を通過する記録紙からの付着によって堆積されるトナーに起因する汚れおよび疵の発生防止という本発明の主旨によれば、往復移動における最大移動距離が、剥離爪５の定着ローラ４に当接する側の端部５ａの幅ｗ以上でありさえすればよく、特に限定されるものではない。剥離爪５の１回あたりの移動距離としては、剥離爪駆動軸３５の回転（厳密には角変位）量を調整することによって、たとえば前述のように、段階位置Ａ−段階位置Ｂ−段階位置Ｃ−段階位置Ｂ−段階位置Ａ…と順次移動するうちの１段階が選択して設定される。

図７は、本発明の他の実施形態である画像形成装置６０の構成を簡略化して示す図である。画像形成装置６０には、前述の剥離爪保有定着装置１が備えられる。画像形成装置６０は、大略、画像形成装置６０の各部に電力を供給する電源装置６１と、画像が形成記録される記録媒体である記録紙を供給する用紙供給部６２と、画像形成ユニット６３と、剥離爪保有定着装置１と、外部機器からの画像情報を受入れるとともに画像形成装置６０の全体動作を制御する制御部９と、排紙部６５と、用紙供給部６２から排紙部６５へ至る記録紙の搬送をつかさどる用紙搬送系６６とを含む構成である。

用紙供給部６２は、記録紙を収容する供給トレイ６７と、供給トレイ６７に収容される記録紙を一枚ずつ用紙搬送系６６に送出すためのピックアップローラ６８とを備える。なお、用紙供給部６２の下方であって画像形成装置本体の下方に、周辺装置として多段用紙トレイを含む用紙供給装置および大量の用紙を収容できる大容量用紙供給装置などが配設されてもよい。このような周辺装置が設けられる場合、周辺装置からの記録紙は、用紙受入部６９および拡張用紙受入部７０から画像形成装置本体へ供給される。

画像形成ユニット６３は、用紙供給部６２の上方に配置され、感光体７１と、感光体７１の外周面に沿って配設される帯電装置７２と、光走査ユニット７３と、現像ユニット７４と、転写装置７５と、クリーニングユニット７６と、除電ランプ７７とを含む。

帯電装置７２は、光走査ユニット７３によって露光される前の感光体７１の表面を均一に帯電させる。光走査ユニット７３は、均一に帯電された感光体７１上に画像情報に応じた光を走査して静電潜像を形成する。現像ユニット７４は、感光体７１の表面に形成された静電潜像に対して現像剤供給容器７８内の現像剤を供給して可視化された現像剤像を形成する。

転写装置７５は、用紙搬送系６６における感光体７１の上流側に設けられるレジストローラ７９によって、感光体７１上の現像剤像形成位置に整合するようにタイミングを調整して供給される記録紙に、現像剤像を転写する。

クリーニングユニット７６は、記録紙に転写されることなく感光体７１に残留する残留現像剤を除去する。除電ランプ７７は、感光体７１表面の電荷を除去することによって、次に帯電装置７２によって均一に帯電することに備える。

用紙搬送系６６における転写装置７５の下流側に剥離爪保有定着装置１が設けられ、記録紙上に転写された現像剤像が定着されて堅牢な記録画像が形成される。

用紙搬送系６６における剥離爪保有定着装置１のさらに下流側には、搬送ローラ８０と切換ゲート８１とが配設される。搬送ローラ８０は、剥離爪５によって定着ローラ４から剥離されて剥離爪保有定着装置１を通過した記録紙を用紙搬送系６６のさらに下流側に搬送する。切換ゲート８１は、搬送ローラ８０によって搬送される記録紙が搬送されるべき搬送路を選択的に開放する。排紙部６５は、用紙搬送系６６における切換ゲート８１のさらに下流側に設けられる排紙ローラ８２と、排紙ローラ８２によって画像形成装置本体の外方に排出される記録紙を載置する排紙トレイ８３とを含む。

剥離爪保有定着装置１と共有される制御部９には、外部機器からの画像情報を受入れるインタフェイスなどが付帯される。制御部９は、画像形成装置６０の全体動作を制御し、その制御対象には剥離爪保有定着装置１も含まれる。制御部９のメモリ５１には、画像形成装置６０の全体動作を制御するためのプログラムおよび動作制御条件が予めストアされる。

以下画像形成装置６０における画像形成動作について簡単に説明する。たとえばパーソナルコンピュータなどの外部機器によって生成された画像情報が、インタフェイスを介して制御部９に与えられ、該画像情報は制御部９のメモリ５１に格納される。制御部９は、メモリ５１から画像情報を読出し、変換処理などの画像処理を行った後、光走査ユニット７３に送る。光走査ユニット７３は、帯電装置７２によって一様な電位に帯電された感光体７１の表面を、画像情報に応じた光で露光し、静電潜像を形成する。

感光体７１表面に形成された静電潜像は、現像ユニット７４で現像されて現像剤像となる。転写装置７５は、用紙供給部６２から供給されてレジストローラ７９でタイミング調整して送込まれる記録紙上に、感光体７１に形成された現像剤像を転写させる。現像剤像が転写された記録紙は、剥離爪保有定着装置１で定着され、その後排紙ローラ８２によって排紙トレイ８３へ排出される。

一方、転写装置７５によって現像剤像が離脱された感光体７１は、クリーニングユニット７６で残留現像剤がクリーニングされ、除電ランプ７７で除電される。画像形成装置６０は、上記の画像形成動作を繰返すことができる。

画像形成装置６０に搭載される剥離爪保有定着装置１は、記録紙上のトナーを溶融軟化させて定着させ、剥離爪５で記録紙を定着ローラ４から剥離させて用紙搬送系６６へ送出すように動作するけれども、複数の記録紙に対する定着動作の繰返しによって、定着ローラ４にトナーが付着するとともに、剥離爪５にトナーが付着する。

定着ローラ４に付着するトナーは、定着ローラクリーニング手段６の清掃部材１４で清掃されるけれども、清掃部材１４に定着ローラ４から除去したトナーがある程度蓄積されると、ウェブシート駆動部２０を駆動させて、一定長さの清掃部材１４を巻取り、清掃部材１４の清浄な部分を定着ローラ４に新たに摺接させることによって、清掃部材１４の清掃能力を回復させて定着ローラ４の清掃を継続する。

一方、剥離爪５に付着するトナーは清掃されることはないけれども、剥離爪５を定着ローラ４の軸線方向に移動させて定着ローラ４と剥離爪５との相対位置を変化させることによって、剥離爪５に堆積されるトナーによる汚れおよび疵の発生を防止する。

ウェブシート駆動部２０による清掃部材１４の巻取りと、剥離爪駆動手段８による剥離爪５の移動とは、処理枚数検出手段７によって検出される前述の標準指標値に換算される処理枚数が、予め定める枚数（以後、基準値と呼ぶことがある）に達するごとに、制御部９からの動作指令に従って間欠的に実行される。

以下、画像形成装置６０に搭載される剥離爪保有定着装置１における清掃部材１４の巻取動作と剥離爪５の移動動作とを説明する。図８は、制御部９による剥離爪５の移動動作および清掃部材１４の巻取動作を説明するフローチャートである。

ステップｓ０のスタートでは、たとえば先にパーソナルコンピュータなどで創生された画像情報が、画像形成装置６０に与えられ、画像形成装置の制御部９のメモリ５１にストアされ、画像形成装置６０に印字要求が入力されることによって、メモリ５１から読み出される画像を印字および定着することができる状態である。

ステップｓ１では、画像形成装置６０の主電源が操作者によってＯＮされる。ステップｓ２では、制御部９が、画像形成装置６０の初期化を行う。ここで画像形成装置６０の初期化とは、感光体７１の残留電位の除去、定着ローラ４の所定温度への昇温など、画像形成装置６０が画像形成を行うための一連の準備動作を言う。ステップｓ３では、操作者によって、画像形成装置６０に備わる入力部から印字要求が入力される。この印字要求には、メモリ５１内にストアされる画像情報のうち印字するべき画像情報の指定と、該画像情報を記録する記録紙のサイズの指定と、印字枚数とが含まれる。

ステップｓ４では、予め定める処理枚数として標準指標値に換算されてメモリ５１に予めストアされている基準値（Ｘ）と、前回の印字動作時に標準指標値に換算して得られる処理枚数の値を積算して得られた積算値（Ｙ１）とを、制御部９がメモリ５１から読出す。この基準値（Ｘ）は、制御部９が剥離爪５を移動するとともに清掃部材１４を巻取る動作を実行するタイミングを定めるものである。

ステップｓ５では、印字するべき画像情報の指定と、該画像情報を記録する記録紙のサイズの指定とに応じ、印字比率検出手段５３とサイズ検出手段５４と制御部９とで構成される処理枚数検出手段７が、指定された画像情報から印字比率を検出し、記録紙のサイズを検出し、さらに検出した印字比率と記録紙サイズとに基づいて、図５および図６に示すテーブルデータに基づいて、該印字するべき画像情報について、Ａ４横搬送、印字比率５％以下に換算した標準指標値（Ｙｒ）を演算する。

ステップｓ６では、画像形成装置６０の画像形成ユニット６３において印字処理が行われ、剥離爪保有定着装置１において定着処理が行われる。ステップｓ７では、制御部９が、標準指標値（Ｙｒ）を、積算値（Ｙ１）に加算（（Ｙ２）＝（Ｙ１）＋（Ｙｒ））して、積算値（Ｙ２）を得る。

ステップｓ８では、制御部９が、積算値（Ｙ２）と、基準値（Ｘ）とを比較する。積算値（Ｙ２）が基準値（Ｘ）以上であるとき、ステップｓ９へ進み、積算値（Ｙ２）が基準値（Ｘ）未満であるとき、ステップｓ１１へ進む。

ステップｓ９では、積算値（Ｙ２）が、動作実行タイミングとして定める基準値（Ｘ）以上であるので、制御部９は、駆動源３１に動作指令を出力して剥離爪駆動手段８とウェブシート駆動部２０とを所定時間駆動させ、剥離爪５を移動し清掃部材１４を巻取る。ここで所定時間とは、剥離爪駆動手段８が、剥離爪５を３つの段階位置Ａ，Ｂ，Ｃに順次往復移動させる中で、段階位置を１段階移動させることができる時間であり、またウェブシート駆動部２０が、清掃部材１４を加熱ローラ２と加圧ローラ３とで形成されるニップ部１３の周方向距離と少なくとも同等の距離だけ巻取ることができる時間に設定される。

ステップｓ１０では、剥離爪５を１段階移動させて定着ローラ４に対する当接位置をずらせるとともに、清掃部材１４を巻取って清浄部分で清掃できる状態にしたので、制御部９が、処理枚数の積算値（Ｙ２）を初期化（本実施形態では０枚に）する。

ステップｓ１１では、次の印字処理があるか否かが判断される。この判断は制御部９が行う。さきの印字要求には、印字枚数の情報も含まれるので、制御部９が印字処理回数を計数することによって次印字の有無を判断することができる。次の印字処理が無いとき、ステップｓ１２へ進み、次の印字処理があるとき、ステップｓ６へ戻り以降のステップを繰返す。ステップｓ１２では、積算値（Ｙ２）を積算値（Ｙ１）に置換えてメモリ５１にストアし、ステップｓ１３のエンドに進む。

ステップｓ１３のエンドでは、画像形成装置６０の主電源をＯＦＦにして、画像形成動作を終了することができる。この場合、次の画像形成動作は、ステップｓ１から再開される。またステップｓ１３のエンドでは、印字処理をしないけれども、主電源をＯＦＦにもしない、待機状態にすることもできる。この場合、次の画像形成動作は、ステップｓ３の印字要求から再開される。

本発明の実施の一形態である剥離爪保有定着装置１の構成を簡略化して示す側面図である。 図１の剥離爪保有定着装置１の加熱ローラ２側に設けられる剥離爪５付近の構成を示す系統図である。 剥離爪駆動軸３５の傾斜端面３５ａ付近の拡大図である。 剥離爪保有定着装置１における制御部９の制御に係る電気的構成を示すブロック図である。 記録紙のサイズと印字比率とを標準指標値に換算するテーブルデータを例示する図である。 記録紙のサイズと印字比率とを標準指標値に換算するテーブルデータを例示する図である。 本発明の他の実施形態である画像形成装置６０の構成を簡略化して示す図である。 制御部９による剥離爪５の移動動作および清掃部材１４の巻取動作を説明するフローチャートである。

符号の説明

１ 剥離爪保有定着装置
２ 加熱ローラ
３ 加圧ローラ
４ 定着ローラ
５ 剥離爪
６ 定着ローラクリーニング手段
７ 処理枚数検出手段
８ 剥離爪駆動手段
９ 制御部
１４ 清掃部材
１５ 圧接ローラ
１６ 送出ローラ
１７ 巻取ローラ
２０ ウェブシート駆動部
３１ 駆動源
４３ コイルばね部材
５３ 印字比率検出手段
５４ サイズ検出手段
６０ 画像形成装置

Claims (7)

1. 電子写真方式の画像形成装置に搭載され、加熱ローラおよび加圧ローラを有する定着ローラと、定着ローラから記録媒体を剥離するために設けられる複数の剥離爪と、定着ローラに付着する現像剤をクリーニングする定着ローラクリーニング手段とを含む剥離爪保有定着装置であって、
   定着ローラを通過して定着処理される記録媒体の処理枚数を検出する処理枚数検出手段と、
   複数の剥離爪を定着ローラの軸線方向に対して平行に移動させる剥離爪駆動手段と、
   処理枚数検出手段の検出出力に応じて、剥離爪と定着ローラとの相対位置が変化するように剥離爪駆動手段の動作を制御する制御手段とを含むことを特徴とする剥離爪保有定着装置。
2. 剥離爪駆動手段によって定着ローラの軸線方向に対して平行に移動する剥離爪の移動距離が、定着ローラの軸線方向に対して平行な方向の剥離爪の寸法である剥離爪幅以上であることを特徴とする請求項１記載の剥離爪保有定着装置。
3. 加熱ローラまたは加圧ローラの一方のローラから記録媒体を剥離するために設けられる複数の剥離爪は１本のシャフトに装着され、
   １本のシャフトが剥離爪駆動手段で駆動されることによって、１本のシャフトに装着される複数の剥離爪が定着ローラの軸線方向に対して平行に移動することを特徴とする請求項１または２記載の剥離爪保有定着装置。
4. １本のシャフトは、剥離爪駆動手段によって定着ローラの軸線方向に対して平行に往復移動されることを特徴とする請求項３記載の剥離爪保有定着装置。
5. 複数の剥離爪を保持するシャフトと剥離爪駆動手段の駆動軸とは別体を成し、
   複数の剥離爪を保持するシャフトを剥離爪駆動手段の駆動軸に対して付勢するように弾性部材が設けられ、
   複数の剥離爪を保持するシャフトは、駆動軸の回転に伴い駆動軸との当接位置が変化することによって、定着ローラの軸線方向に対して平行に移動することを特徴とする請求項３または４記載の剥離爪保有定着装置。
6. 定着ローラクリーニング手段は、
   定着ローラの少なくともいずれか一方に当接するように設けられて定着ローラの表面を清掃する帯状の清掃部材と、清掃部材が当接される定着ローラに対して清掃部材を押圧するように設けられる圧接ローラと、予めコイル状に巻きまわされた帯状の清掃部材を送出す送出ローラと、送出ローラから送出されて定着ローラ表面を清掃した清掃部材を巻取る巻取ローラと、清掃部材を巻取るための駆動源とを含み、
   定着ローラクリーニング手段に備わる駆動源が、
   剥離爪駆動手段に備わる駆動源と共用されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の剥離爪保有定着装置。
7. 電子写真方式で印字画像を形成する画像形成装置であって、前記請求項１〜６のいずれか１つに記載の剥離爪保有定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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