JP2009271343A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】良好なユーザビリティを確保しつつ、記録材を無駄に使用することなく像加熱装置のクリーニング制御を実行することにより、記録材の汚れの発生を防止する。
【解決手段】非画像形成動作時に、定着側クリーニングローラ32が定着ローラ30に当接した状態で、定着側クリーニングローラ32の表面温度が、定着側クリーニングローラ32に回収されたトナーが溶融する温度となり、且つ、定着ローラ30の表面温度が加圧ローラ31の表面温度よりも高くなるように制御することにより、定着側クリーニングローラ32に回収されたトナーが溶融することにより定着ローラ30に移動し、定着ローラ30に移動したトナーがさらに加圧ローラ31に移動して加圧側クリーニングローラ33に回収されることで、定着側クリーニングローラ32に回収されたトナーを再回収するクリーニング制御を実行する。
【選択図】図7
【解決手段】非画像形成動作時に、定着側クリーニングローラ32が定着ローラ30に当接した状態で、定着側クリーニングローラ32の表面温度が、定着側クリーニングローラ32に回収されたトナーが溶融する温度となり、且つ、定着ローラ30の表面温度が加圧ローラ31の表面温度よりも高くなるように制御することにより、定着側クリーニングローラ32に回収されたトナーが溶融することにより定着ローラ30に移動し、定着ローラ30に移動したトナーがさらに加圧ローラ31に移動して加圧側クリーニングローラ33に回収されることで、定着側クリーニングローラ32に回収されたトナーを再回収するクリーニング制御を実行する。
【選択図】図7
Description
本発明は、例えば電子写真方式でシート等の記録材上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタなどの画像形成装置に関するものである。
像担持体としての感光ドラム表面に形成した現像剤像(トナー像)を、紙やシート等の記録材に転写する工程を含む周知の電子写真方式の画像形成装置において、次のように構成したものが実用化されている。それは、まず、感光ドラムとこれに圧接する転写ローラ等の転写部材との間の当接部に形成された転写部位に記録材を通過させ、このタイミングに合わせて転写部材に転写電圧を印加する。そして、この印加転写電圧によって形成される電界の作用で感光ドラム表面のトナー像を記録材に転移させるように構成したものである。
カラー画像形成装置としては、複数個の像担持体を1列に並べて、各像担持体で順次トナー像を形成し、そのトナー像を記録材に直接あるいは中間転写体を介して転写する装置構成が一般的である。
また、近年のプリンタ需要の多様化から、特にカラー画像形成装置において、余白無し印字に対する要望が高まっている。すなわち、従来は一回り大きな記録材上に印刷後にその余白をカットしていた作業を簡略化するために、予め記録材上の周囲に余白マージンを作らず、記録材全面に画像印刷を行う、いわゆる余白無し印字の必要性が高まっている。
図14により電子写真方式のフルカラー画像形成装置の一例を簡単に説明する。
画像形成装置は、イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C),ブラック(K)の4色の画像形成部(画像形成ステーション110)110a,110b,110c,110dを備えている。そして、各ステーションは像担持体として感光体ドラム111(111a〜111d)を有する。
以下に、画像形成動作について説明する。なお、以下の説明においては、各画像形成ステーション110a,110b,110c,110dのうち1つの画像形成ステーションについて説明するものとし、イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C),ブラック(K)を表すa〜dの符号は省略する。
まず、各ステーションの感光体ドラム111の表面が一次帯電ローラ112により一様に帯電される。そして、レーザ露光器113により原稿を色分解した画像露光が施され、感光体ドラム11の表面に原稿の分解色と対応した静電潜像が形成され、静電潜像が現像器114によりマイナストナーを用いて現像される。これにより、感光体ドラム111の表面に各色のトナー像が形成される。
感光体ドラム111上の各色のトナー像は、中間転写ベルト101上に一次転写電源の一次転写電圧を印加する電源116から一次転写電圧が印加された転写手段としての一次転写ローラ115により順次重ね合わされて一次転写される。尚、転写後の感光体ドラム111は、表面に付着している転写残トナーがドラムクリーナ117によって除去され、次の画像形成に供される。
その後、中間転写ベルト101上の4色のトナー像は、中間転写ベルト101に搬送さ
れた記録材Pに、二次転写電源121から二次転写電圧が印加された二次転写ローラ102により一括して二次転写される。そして、二次転写が終了した記録材Pは、定着器(像加熱装置)103に搬送され、定着ローラ130と加圧ローラ131により加圧および加熱され、4色のトナーが溶融混色され記録材P上に定着し、記録材Pにフルカラー画像が形成される。
れた記録材Pに、二次転写電源121から二次転写電圧が印加された二次転写ローラ102により一括して二次転写される。そして、二次転写が終了した記録材Pは、定着器(像加熱装置)103に搬送され、定着ローラ130と加圧ローラ131により加圧および加熱され、4色のトナーが溶融混色され記録材P上に定着し、記録材Pにフルカラー画像が形成される。
一方、二次転写を終了した中間転写ベルト101は、ベルトクリーナ104によって表面に残留した転写残トナーが除去される。
本画像形成装置において記録材Pに余白無し印字を行う場合には、記録材Pに対する印字領域を決定するマスク領域を、記録材Pの先端部、後端部、左端部、右端部について各々所定の長さの幅を有する塗り足し領域の分だけ記録材Pよりも大きな領域としている。
そして、塗り足し領域の部分までを含めた画像を感光ドラム上に形成し、これを記録材Pに転写して余白無し印字を達成している。
このような方法で画像形成を行うことで、次のようなばらつきが生じたとしても、常に記録材P上に良好な余白無し印字を行うことができる。それは、記録材Pが二次転写ニップ部を通過する際の、中間転写ベルト101上画像と記録材Pの相対位置関係に関する搬送方向(画像形成装置のプロセス方向)とこれと垂直な方向(画像形成装置の走査方向)のばらつきである。また、記録材P寸法に関するプロセス方向と走査方向のばらつきである。
また、二次転写時に記録材Pより外側にある塗り足し領域のトナーの一部は、二次転写ローラ102に付着することになるが、この付着トナーは、記録材Pの裏汚れの原因となり得る。このため、二次転写ローラ102に当接している二次転写ローラクリーナ122で除去される。
一方、二次転写部において二次転写工程を終えた記録材P上には、表面のみならず、端部を取り囲む周囲四辺部の紙こば面の一部においてもトナーが転写されている。この記録材Pが、定着器103内に進入する際、定着ニップ部において、紙こば面上のトナーが未定着のままとなり、定着ローラ130及び加圧ローラ131表面上にオフセットする現象が発生する。このオフセットトナーが各ローラ表面に付着すると、記録材Pの表面及び裏面の汚れを引き起こす。そのため、定着ローラ130及び加圧ローラ131の表面には、それぞれクリーニングローラ132,133が当接されており、これらを用い、両ローラ表面に付着したトナーが回収される。
ところが、上記構成の定着器を使用し、余白無し印字動作を継続していると、各クリーニングローラ上のトナー付着量が増し、クリーニングローラ上のトナーが定着ローラや加圧ローラに逆流し、記録材の汚れを引き起こすという問題が生じることが懸念される。
これに対しては、次に示すようなクリーニング制御方法を採用することが考えられる(例えば、特許文献1参照)。それは、印字動作を一定枚数行った後に、定着器を表面温度コントロールした状態で空回転動作させ、さらにクリーニングペーパーを定着ニップ部に搬送し通過させるものである。このようにして、クリーニングローラ上に付着したトナーを再回収している。
特開2003−57985号公報
しかしながら、上記クリーニング制御方法を実施する際には、ユーザが、クリーニングペーパーとして使用する記録材を、記録材カセットにセットする操作を行わなければならず、利便性(ユーザビリティ)の観点から必ずしも好ましいとは言えなかった。また、クリーニングペーパーとして使用する記録材を、クリーニング制御完了後には破棄しなければならず、記録材が無駄となってしまうことが懸念されていた。
本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、良好なユーザビリティを確保しつつ、記録材を無駄に使用することなく像加熱装置のクリーニング制御を実行することにより、記録材の汚れの発生を防止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にあっては、
第1熱源により加熱される第1熱伝導回転体と、
第2熱源により加熱される第2熱伝導回転体と、
前記第1熱伝導回転体に当接して前記第1熱伝導回転体に付着した現像剤を回収する第1回収体と、
前記第2熱伝導回転体に当接して前記第2熱伝導回転体に付着した現像剤を回収する第2回収体と、
を備え、
前記第1熱伝導回転体と前記第2熱伝導回転体との間に形成されたニップ部で、現像剤像が形成された記録材を挟持搬送することで、前記記録材上の現像剤像を加熱する画像形成装置において、
非画像形成動作時に、前記第1回収体が前記第1熱伝導回転体に当接した状態で、前記第1回収体の表面温度が、前記第1回収体に回収された現像剤が溶融する温度となり、且つ、前記第1熱伝導回転体の表面温度が前記第2熱伝導回転体の表面温度よりも高くなるように、前記第1熱源及び前記第2熱源を制御することにより、
前記第1回収体に回収された現像剤が溶融することにより前記第1熱伝導回転体に移動し、前記第1熱伝導回転体に移動した現像剤がさらに前記第2熱伝導回転体に移動して前記第2回収体に回収されることで、前記第1回収体に回収された現像剤を再回収するクリーニング制御を実行する制御手段を備える
ことを特徴とする。
第1熱源により加熱される第1熱伝導回転体と、
第2熱源により加熱される第2熱伝導回転体と、
前記第1熱伝導回転体に当接して前記第1熱伝導回転体に付着した現像剤を回収する第1回収体と、
前記第2熱伝導回転体に当接して前記第2熱伝導回転体に付着した現像剤を回収する第2回収体と、
を備え、
前記第1熱伝導回転体と前記第2熱伝導回転体との間に形成されたニップ部で、現像剤像が形成された記録材を挟持搬送することで、前記記録材上の現像剤像を加熱する画像形成装置において、
非画像形成動作時に、前記第1回収体が前記第1熱伝導回転体に当接した状態で、前記第1回収体の表面温度が、前記第1回収体に回収された現像剤が溶融する温度となり、且つ、前記第1熱伝導回転体の表面温度が前記第2熱伝導回転体の表面温度よりも高くなるように、前記第1熱源及び前記第2熱源を制御することにより、
前記第1回収体に回収された現像剤が溶融することにより前記第1熱伝導回転体に移動し、前記第1熱伝導回転体に移動した現像剤がさらに前記第2熱伝導回転体に移動して前記第2回収体に回収されることで、前記第1回収体に回収された現像剤を再回収するクリーニング制御を実行する制御手段を備える
ことを特徴とする。
本発明によれば、良好なユーザビリティを確保しつつ、記録材を無駄に使用することなく像加熱装置のクリーニング制御を実行することにより、記録材の汚れの発生を防止することが可能となる。
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
図1は、本発明の実施例1に係る画像形成装置Aの概略構成を示す断面図である。図2は、画像形成装置Aと画像送信装置との接続状態を示す概略図である。
本実施例に係る画像形成装置で使用可能な記録材の最大サイズは、SRA3(幅320mm×長さ450mm)である。また、プロセススピードは、117mm/秒である。A4サイズの記録材の横送りでの印字(画像形成)速度としては、24枚/分が可能である
。
。
本実施例の画像形成装置Aは、図2に示したように、画像送信装置としてのパソコン91とケーブル92を介して接続されている。画像データは、パソコン91からケーブル92を経由して、画像形成装置Aに送信される。
また、画像形成装置Aには、制御手段としてプリンタコントローラ(不図示)が備えられており、後述する印字動作やクリーニング制御動作など、画像形成装置Aの全ての動作が司られている。
なお、画像形成装置Aは、記録材Pに対して印字を行うモードとして、第1画像形成モードとしての余白無し印字モード、及び第2画像形成モードとしての余白有り印字モードの2つの印字モードを備えている。余白無し印字モードは、余白無しの印字を行う、すなわち記録材の全域に画像を形成する機能を有する。余白有り印字モードは、通常の余白有りの印字を行う、すなわち、記録材の端部に余白を残して画像を形成する機能を有する。
<画像形成装置の構成と動作について>
本実施例に係る画像形成装置Aは、4ドラム、中間転写方式のフルカラープリンタに構成されている。
本実施例に係る画像形成装置Aは、4ドラム、中間転写方式のフルカラープリンタに構成されている。
図1に示すように、画像形成装置Aは、イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C),ブラック(K)の4色の画像形成部(以下、画像形成ステーション)10(10a,10b,10c,10d)を有している。さらに、中間転写体としての中間転写ベルト1を含む転写装置、及び、像加熱装置としての定着装置(以下、定着器)3を有する。定着器3は、第1熱伝導回転体としての定着ローラ30、及び、第2熱伝導回転体としての加圧ローラ31を有する。
各画像形成ステーション10a,10b,10c,10dは画像形成ユニットに構成され、それぞれ像担持体としての感光体ドラム(ドラム状電子写真感光体)11a,11b,11c,11dが矢印方向に回転可能に設置されている。
この感光体ドラム11a,11b,11c,11dの外周表面上に、それぞれ感光体ドラム表面を一様に帯電する一次帯電ローラ12a,12b,12c,12dが配置されている。そして、一次帯電ローラにより帯電された感光体ドラム表面に対して、画像信号に対応して変調されたレーザ光を露光するレーザ露光器13a,13b,13c,13dが、一次帯電ローラに対して感光体ドラム回転方向下流側に配置されている。
さらにレーザ露光器13a,13b,13c,13dより感光体ドラム回転方向下流側に、レーザ露光により形成された感光体ドラム表面上の各色の静電潜像を、対応する色の現像剤(トナー)を用いて現像する現像器14a,14b,14c,14dが配置される。
感光体ドラム11a,11b,11c,11dの中間転写ベルト1を挟んだ位置(転写位置)には、感光体ドラムとともに一次転写部を形成する一次転写ローラ15a,15b,15c,15dが対向設置されている。この一次転写ローラ15a,15b,15c,15dには、一次転写電源としてそれぞれ一次転写電源16a,16b,16c,16dが接続され、それぞれ可変な一次転写電圧Vy,Vm,Vc,Vkが印加される。
中間転写ベルト1は、駆動ローラ1a,テンションローラ1b,二次転写対向ローラ1cの3本のローラに張架して設置され、各画像形成ステーション10a〜10dを縦貫して、感光体ドラム11a〜11dに接触配置されている。中間転写ベルト1は、駆動ロー
ラ1aにより図1に示す矢印方向に回転駆動される。
ラ1aにより図1に示す矢印方向に回転駆動される。
感光体ドラム11a,11b,11c,11dの一次転写ローラ15a,15b,15c,15dの下流側には,ドラムクリーナ17a,17b,17c,17dが設置されている。また、中間転写ベルト1の表面には、ベルトクリーナ4が配置されている。
以上のように構成された画像形成装置の画像形成動作について、イエローの画像形成ステーション10aを例にして説明する。
イエローステーション10aの感光体ドラム11aは、アルミニウムの円筒体表面に光導電層を有している。そして、図1に示す矢印方向へ回転する過程で次のような動作が行われる。一次帯電ローラ12aにより表面を一様にマイナス帯電(帯電電位=−600V)され、次いでレーザ露光器13aにより画像露光が行われ(露光後の表面電位=−200V)、感光体ドラム11aの表面に原稿のイエロー画像成分と対応した静電潜像が形成される。この潜像は、現像器14aによりマイナス帯電したイエロートナーを用いて現像され、潜像がイエロートナー像(現像剤像)として可視化される。
得られたイエロートナー像は、一次転写ローラ15aに一次転写電源16aから一次転写電圧を印加することによって、中間転写ベルト1上に一次転写される。転写後の感光体ドラム11aは、表面に付着している転写残トナーがドラムクリーナ17aによって除去され、次の画像形成に供される。
以上の画像形成動作を、各画像形成ステーション10a〜10dにおいて所定のタイミングを持って行い、感光体ドラム11a〜11d上のトナー像をそれぞれの一次転写部で中間転写ベルト1上に順次重ねて一次転写する。
フルカラーモードの場合は,中間転写ベルト1に対してイエロー,マゼンタ,シアン,ブラックの順でトナー像が順次転写され、単色や2〜3色モードの場合は、必要な色のトナー像が上記と同じ順で転写される。その後、中間転写ベルト1上の4色のトナー像は、中間転写ベルト1の図1に示す矢印方向の回動に伴い、二次転写ローラ2が中間転写ベルト1を挟んで、接地された二次転写対向ローラ1cと当接することにより構成された二次転写部に移動される。
そして、給送ローラ9により所定のタイミングをもって供給された記録材P上に、二次転写ローラ2に二次転写電源21から二次転写電圧が印加されることにより一括して二次転写される。二次転写ニップ部を通過した未定着トナー像を載せた記録材Pは、定着器3へと搬送される。
定着器3において、未定着トナー像を載せた記録材Pは、定着ローラ30と加圧ローラ31との間に形成された定着ニップ部(ニップ部)で挟持搬送されることにより加熱・加圧され、記録材P上のトナー像は永久定着像となる。定着器3を通過した記録材Pは、その後、装置外の排出トレイ8に排出される。
図3は、記録材Pに対する塗り足し領域を示す図である。図4は、紙こばトナーの付着状態を示す図である。図5は、定着ローラ30及び加圧ローラ31の表面上のオフセットトナーを示す図である。
画像形成装置Aにおいて、記録材Pに余白無し印字を行う場合には、通常の余白有りの印字を行う場合に記録材P内の印字領域を決定するマスク領域Eが、図3に示すように、塗り足し領域Bの分だけ記録材Pよりも大きな領域とされる。ここで、本実施例において
塗り足し領域Bは、図3に示すように、記録材Pの先端部、後端部、左端部、右端部について各々2mmの幅を有する。
塗り足し領域Bは、図3に示すように、記録材Pの先端部、後端部、左端部、右端部について各々2mmの幅を有する。
そして、塗り足し領域Bの画像部分までを含めた画像を感光ドラム上に形成し、これを中間転写ベルト1を介して、記録材P上に転写して余白無し印字画像を得る。
なお、二次転写時に記録材Pより外側にある塗り足し領域のトナーの一部は、二次転写ローラ2上に付着することになる。この付着トナーは、二次転写ローラ2に当接している二次転写ローラクリーナ22で除去される。
一方で、二次転写部において二次転写工程を終えた記録材P上には、図4に示したように、表面のみならず、端部を取り囲む周囲四辺の裁断面部分である紙こば面Paの一部に対してもトナーtが転写されている。この記録材Pが定着器3内に進入した場合、図5に示したように、定着ニップ部において紙こば面上のトナーtaが未定着のままとなり、定着ローラ30及び加圧ローラ31の表面上にオフセットする現象が発生することが懸念される。このオフセットトナーが各ローラ表面に付着すると、記録材Pの表面及び裏面の汚れを引き起こす。
そこで、定着器3には、第1回収体としての定着側クリーニングローラ32、及び、第2回収体としての加圧側クリーニングローラ33が設けられている。そして、定着ローラ30及び加圧ローラ31に、それぞれ定着側クリーニングローラ32及び加圧側クリーニングローラ33が当接されており、これらを用い、定着ローラ30及び加圧ローラ31それぞれのローラ表面に付着したオフセットトナーが回収される。
かくして、4色のトナー像が転写、定着された余白無しのフルカラー画像が記録材P上に得られる。
<画像形成装置の構成部品について>
本実施例では、感光体ドラム11(11a〜11d)に直径30.6mmの負帯電性のOPCドラムを用いている。そして、一次帯電ローラ12(12a〜12d)にDC成分にAC成分を重畳した帯電電圧を印加して、環境を問わず、感光体ドラム11の表面を約−600Vに一様に帯電している。
本実施例では、感光体ドラム11(11a〜11d)に直径30.6mmの負帯電性のOPCドラムを用いている。そして、一次帯電ローラ12(12a〜12d)にDC成分にAC成分を重畳した帯電電圧を印加して、環境を問わず、感光体ドラム11の表面を約−600Vに一様に帯電している。
レーザ露光器13(13a〜13d)は、波長760nmの近赤外レーザダイオードと、感光体ドラム11にレーザ光を走査するポリゴンミラーとを有し、感光体ドラム11の表面電位を露光部で−200Vに低下して、これを画像部とする静電潜像を形成する。
現像器14(14a〜14d)は、非磁性トナーを用いた現像方式の現像器である。そして、現像器14は、非磁性トナーを塗布ローラによって現像スリーブの表面にコーティングして担持させ、現像スリーブの回転に伴い弾性ブレードでトナー層厚を規制して、感光体ドラム11と対向した現像部へ搬送している。そして、現像スリーブに印加したDC成分にAC成分を重畳した現像電圧によって、現像スリーブ上のトナーを感光体ドラム11(11a〜11d)上の静電潜像の露光部に付着させ、潜像を反転現像する。
一次転写ローラ15(15a〜15d)は,直径8mmの芯金上にEPDMの導電ゴム層を長手方向(軸方向)にわたり被覆して、直径16mmに形成したもので、それぞれの芯金が給電バネを介して一次転写電源16(16a〜16d)に接続されている。一次転写ローラ15のローラ硬度はアスカーC(ASKER−C)で35°であり、その抵抗値は1×106Ωである。
二次転写ローラ2は、直径14.0mmのアルミ製芯金と層厚4mmのシリコンゴム層と表層である層厚100μmのフッ素樹脂層で構成される外径22.1mmのローラである。そして、二次転写ローラ2は、シリコンゴムとフッ素樹脂を抵抗調整することでローラ抵抗値を1×108Ωとしている。二次転写ローラ55の硬度は45°(ASKER−C)である。この二次転写ローラ2も、芯金が給電バネを介して高圧電源21に接続されている。
二次転写ローラクリーナ22としてはウレタンゴムブレードが用いられている。
駆動ローラ1a,テンションローラ1b,二次転写対向ローラ1cは、いずれも直径32mmのアルミニウム製導電ローラからなり、芯金部が給電バネを介して接地されている。
中間転写ベルト1は、カーボン分散により抵抗調整したポリイミド樹脂製の単層シームレスの無端ベルトであり、厚さ75μm、周長1115mmの寸法を有している。JIS−K6911に準拠し、電極とベルト表面との良好な接触性を得るために、導電性ゴムを電極として使用した上で、中間転写ベルトの体積抵抗率ρv、表面抵抗率ρsを測定すると、100Vを10秒印加時にρv=5×108Ωcmの値が得られる。この測定には、株式会社アドバンテスト製R8340超高抵抗計を用いている。
中間転写ベルト1は、3本のローラ1a,1b,1cに張架され、駆動ローラ1a,テンションローラ1b間の距離は500mmである。そして、各画像形成ステーション10(10a〜10d)の感光体ドラム11(11a〜11d)と一次転写ローラ15(15a〜15d)とで構成される一次転写部は、ローラ1a,1b間の中間転写ベルト1上に均等間隔で配置されている。
<定着器について>
図6は、本実施例の定着器3について示す概略断面図であり、図6(a)は、定着側クリーニングローラ32及び加圧側クリーニングローラ33が、それぞれ定着ローラ30及び加圧ローラ31に当接している状態を示す図である。また、図6(b)は、定着側クリーニングローラ32及び加圧側クリーニングローラ33が、それぞれ定着ローラ30及び加圧ローラ31から離間している状態を示す図である。
図6は、本実施例の定着器3について示す概略断面図であり、図6(a)は、定着側クリーニングローラ32及び加圧側クリーニングローラ33が、それぞれ定着ローラ30及び加圧ローラ31に当接している状態を示す図である。また、図6(b)は、定着側クリーニングローラ32及び加圧側クリーニングローラ33が、それぞれ定着ローラ30及び加圧ローラ31から離間している状態を示す図である。
定着ローラ30は、外径46mm、厚み2mmの鉄の芯金上に、耐熱性を有しかつ硬度の低い厚み2mmのシリコンゴム弾性層が設けられ、更にその上に厚み50μmのPFA樹脂層が設けられることで構成されている。また、定着ローラ30は、その内部に設けられた第1熱源としてのハロゲンヒータによって加熱されるようになっている。ここで、PFAはテトラフルオロエチレン パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体である。
定着ローラ30の表面温度は、表面に対向して配置される表面温度センサ30a(サーモパイル)によって表面温度を検知され、表面温度制御回路がヒータを断続的に作動させることにより、前記表面温度が所定の表面温度となるよう制御される。余白無し印字、余白有り印字を問わず印字動作時の表面制御温度は180℃、非印字動作時(スタンバイ状態)の表面制御温度は160℃である。
一方、定着ローラ30に圧接し回転する加圧ローラ31は、外径44mm、厚み2mmの鉄の芯金上に、耐熱性を有しかつ硬度の低い厚み2mmのシリコンゴム弾性層が設けられ、更にその上に厚み50μmのPFA樹脂層が設けられた構造をなしている。加圧ローラ31も、その内部に設けられた第2熱源としてのハロゲンヒータによって加熱されるようになっている。
加圧ローラ31の表面温度も、表面に対向して配置される表面温度センサ31a(サーモパイル)によって表面温度を検知され、表面温度制御回路がヒータを断続的に作動させることにより、前記表面温度が所定の表面温度となるよう制御される。加圧ローラ31は両端に設けられたバネにより、定着ローラ30に対して当接されている。余白無し印字、余白有り印字を問わず印字動作時の表面制御温度は160℃、非印字動作時(スタンバイ状態)の表面制御温度は140℃である。
また、定着ローラ30及び加圧ローラ31には、それぞれ定着側クリーニングローラ32及び加圧側クリーニングローラ33が当接離間可能(接離可能)に配置されている。本実施例では、定着側クリーニングローラ32及び加圧側クリーニングローラ33は、非印字動作時や余白有り印字動作中は、それぞれ定着ローラ30及び加圧ローラ31に対して離間された状態にある。余白無し印字モードによる印字動作時は、これら定着側クリーニングローラ32及び加圧側クリーニングローラ33をそれぞれ定着ローラ30及び加圧ローラ31に当接させ、両ローラ表面に付着したオフセットトナーを回収することができる。そして、本実施例においては、後述するクリーニング制御実行時においても、定着側クリーニングローラ32及び加圧側クリーニングローラ33をそれぞれ定着ローラ30及び加圧ローラ31に当接させている。このように、本実施例においては、余白無し印字モードによる印字動作時、及びクリーニング制御実行時のみ、定着側クリーニングローラ32及び加圧側クリーニングローラ33をそれぞれ定着ローラ30及び加圧ローラ31に当接させている。
定着側クリーニングローラ32及び加圧側クリーニングローラ33は、アルミニウムパイプ製の金属ローラである。パイプ厚みは2mm、外径は15mmである。
ここで、定着側クリーニングローラ32及び加圧側クリーニングローラ33の当接離間機構について、詳細に説明する。
定着側クリーニングローラ32及び加圧側クリーニングローラ33は、定着ローラ30、加圧ローラ31が形成する定着ニップ部に対し、両ローラ周面上の下流側の位置に配置されている。それぞれアルミパイプ両端に圧入された支軸用フランジによって、フレーム32a,33aに回転可能に支持されると共に、両フレームの一端を定着器フレームに設けられた軸32c,33cに対して回転可能に設置されている。フレーム32a,33aのレバー部は、定着器フレームに固定された圧縮バネ32b,33bにより付勢され、フレーム32a,33aを介して、定着側クリーニングローラ32及び加圧側クリーニングローラ33を定着ローラ30、加圧ローラ31へ当接可能である。両クリーニングローラは、当接時、それぞれ定着ローラ30、加圧ローラ31の表面より駆動力を得て、従動式で回転する(図6(a))。
フレーム32a,33aの圧縮バネ32b,33bと反対側には、定着器フレームに支持され回転可能なカム32d,33dが設置されている。カム32d,33dが回転すると、フレーム32a,33aが押し上げられ、クリーニングローラ32,33の定着ローラ、加圧ローラへの当接が解除され、離間が可能となる(図6(b))。
ここで、フレーム32a、圧縮バネ32b、軸32c、カム32dは、第1接離手段を構成している。また、フレーム33a、圧縮バネ33b、軸33c、カム33dは、第2接離手段を構成している。
なお、定着側クリーニングローラ32が定着ローラ30に対して当接離間する動作と、加圧側クリーニングローラ33が加圧ローラ31に対して当接離間する動作は、それぞれ
独立に制御可能である。
独立に制御可能である。
<クリーニング制御について>
以下に、本実施例の画像形成装置Aにおいて特徴的である、定着側クリーニングローラ32のクリーニング制御について説明する。
以下に、本実施例の画像形成装置Aにおいて特徴的である、定着側クリーニングローラ32のクリーニング制御について説明する。
本実施例の画像形成装置では、余白無し印字が行われたページ数が、画像形成装置内のプリンタコントローラによって、カウント(計測)される。余白有りでの通常印字ページ数はカウントされない。記録媒体としては、プリンタコントローラ内のメモリ(RAMや書き換え可能なROM等)が用いられる。余白無し印字がA4サイズ以下の記録材を使用して行われたときは1ページ、A4サイズ以上A3サイズ以下の記録材を使用して行われたときは2ページとカウントされる。ただし、同一の記録材に両面印刷を行った場合は,余白無し印字がA4サイズ以下の記録材を使用して行われたときに2ページ、A4サイズ以上A3サイズ以下の記録材を使用して行われたときに4ページとカウントされる。
このようにしてカウントされた余白無し印字ページ数が、累積で100ページに到達すると、次のようなシーケンスが稼働する。それは、画像形成装置の非印字動作時(非画像形成動作時)のタイミングにおいて、自動的に、定着側クリーニングローラ32上のトナーを、加圧側クリーニングローラ33上に移送する(移動させる)ためのシーケンスである。
以下、クリーニング制御動作時のシーケンスを、非印字動作時(スタンバイ状態)、余白無し印字動作時、余白有り印字動作時のシーケンスと共に、詳細に説明する。
図7は、本実施例の画像形成装置Aの定着器3に関し、(a)余白無し印字動作時、(b)余白有り印字動作時、(c)クリーニング制御動作時のそれぞれおけるシーケンスチャートを示すものである。また、図8は、図7(a),(b),(c)に示される各動作時における、定着ローラ30の表面制御温度、定着側クリーニングローラ32の表面温度、加圧ローラ31の表面制御温度、加圧側クリーニングローラ33の表面温度を、まとめた表である。図9は、本実施例における定着側クリーニングローラ32の表面温度の変化について示す図である。
定着器3が非印字動作時(スタンバイ状態)にあるとき、定着ローラ30及び加圧ローラ31は、それぞれの表面温度が160℃、140℃となるようヒータ制御が行われる。このとき、定着側クリーニングローラ32及び加圧側クリーニングローラ33は、それぞれ定着ローラ30、加圧ローラ31から離間されており、定着ローラ30、加圧ローラ31からの輻射熱の影響などにより、表面温度が約140℃、約120℃で安定している。
一方、定着器3が余白無し印字動作を行う時(図7(a))、定着ローラ30及び加圧ローラ31は、それぞれの表面温度が180℃、160℃となるようヒータ制御が行われる。また、定着側クリーニングローラ32及び加圧側クリーニングローラ33は、それぞれ定着ローラ30、加圧ローラ31に当接されて従動回転し、定着ローラ30、加圧ローラ31より直接に熱が伝えられ、印字動作中の表面温度が約150℃、約130℃となる。印字動作完了時に、定着側クリーニングローラ32及び加圧側クリーニングローラ33は、それぞれ定着ローラ30、加圧ローラ31から離間される。
定着器3が余白有り印字動作を行う時も(図7(b))、定着ローラ30及び加圧ローラ31は、余白無し印字動作時と同様に、それぞれの表面温度が180℃、160℃となるようヒータ制御が行われる。このときは、定着側クリーニングローラ32及び加圧側クリーニングローラ33は、それぞれ定着ローラ30、加圧ローラ31から離間された状態
のままとなり、表面温度はスタンバイ状態と同じ約140℃、約120℃のままに保たれる。
のままとなり、表面温度はスタンバイ状態と同じ約140℃、約120℃のままに保たれる。
次に、定着器3が、非印字動作時のタイミングで、クリーニング制御を実施する際の動作を説明する(図7(c))。
制御開始と同時に、定着側クリーニングローラ32は定着ローラ30に当接される。定着ローラ30及び加圧ローラ31は空回転動作を開始し、それぞれの表面温度が180℃、140℃となるようヒータ制御が行われる。定着側クリーニングローラ32は、定着ローラ30に対して従動回転し、加圧側クリーニングローラ33は加圧ローラ31から離間された状態のままとなる。本状態が持続される時間A[s]は、本実施例においては30[s]とされている。このとき、定着側クリーニングローラ32は、定着ローラ30より直接に熱を伝えられ、その表面温度が図9に示すように、スタンバイ状態時の約140℃から、30[s]間で最大約180℃まで上昇する。
余白無し印字動作中は、定着ニップ部を通過する記録材により定着ローラ表面の熱が奪われるため、それに当接するクリーニングローラの表面温度は、定着ローラ表面の表面制御温度(180℃)までは上昇しない(約150℃)。しかし、クリーニング制御実施中は、記録材が通紙されないため、クリーニングローラの表面温度が、定着ローラ表面の表面制御温度とほぼ等しい表面温度付近(約180℃)にまで上昇するのである。
一方の加圧側クリーニングローラ33の表面温度は、スタンバイ状態と同じ約120℃のままに維持される。この間、定着側クリーニングローラ32上の回収トナーは、トナーが溶融(融解)する180℃の高温下にさらされることにより溶融し、徐々に定着ローラ上へと吐き出される(転移する、移動する)。更にこれらのトナーは、定着ローラ30(180℃)に比べ表面温度の低い加圧ローラ31(140℃)上へと転移する。
制御開始から30[s]が経過後、次に、加圧側クリーニングローラ33も加圧ローラ31に対して当接される。本状態が持続される時間B[s]は、本実施例においては5[s]とされている。この間、加圧ローラ31上に転移していたトナーが、更に加圧側クリーニングローラ33上へと転移し回収される。
上述したように、本実施例においては、制御開始から30[s]が経過後に、加圧側クリーニングローラ33を加圧ローラ31に対して当接させているが、これに限るものではない。加圧側クリーニングローラ33が加圧ローラ31に当接するタイミングは、定着側クリーニングローラ32上の回収トナーが溶融して定着ローラ30に移動し、定着ローラ30に移動したトナーがさらに加圧ローラ31に移動するタイミングであるとよい。このタイミングは装置の仕様に応じて適宜、予め設定されるとよい。
加圧側クリーニングローラ33は、制御開始からこの時点まで、加圧ローラ31から離間された状態で保持され、約120℃と比較的低い表面温度を維持している。このため、加圧側クリーニングローラ33は、加圧ローラ当接時に、加圧ローラ31上のトナーを良好に回収できるだけでなく、クリーニング制御開始前より加圧側クリーニングローラ上にあった回収トナーも吐き出さずに良好に保持し続ける。
以上のクリーニング制御により、本実施例の画像形成装置Aの定着器では、余白無し印字動作中に各クリーニングローラ上により回収されたトナーを、非印字動作時に、加圧側クリーニングローラ33上に良好に搬送して集結させることができる。更に、加圧側クリーニングローラ33の表面温度は、クリーニング制御終了後も、常時約130℃以下に維持される(図8)ため、同トナーが加圧側クリーニングローラ33から加圧ローラ31上
へ逆流することもなく、記録材の汚れが良好に防止される。
へ逆流することもなく、記録材の汚れが良好に防止される。
以上のようなクリーニング制御が一回実施され、完了する度に、プリンタコントローラによる余白無し印字ページ数のカウント値がリセットされ、再び0からのカウントが開始される。なお、本実施例では、クリーニング制御時において、定着ローラ30は、印字動作時同様、180℃となるようにヒータ制御されるものであるが、これに限るものではない。すなわち、クリーニング制御時において、定着ローラ30に当接している定着側クリーニングローラ32上の回収トナーが、溶融する温度であればよい。
以上説明したように、本実施例の画像形成装置においては、定着器3が一対の熱伝導回転体(定着ローラ30、加圧ローラ31)と各々に当接可能な一対のトナー回収体(定着側クリーニングローラ32、加圧側クリーニングローラ33)とを備えている。そして、印字動作中に一方のトナー回収体で回収されたトナーが、クリーニング制御によって自動的に、熱伝導回転体へのトナー逆流が生じにくいもう一方のトナー回収体に移送され再回収される。従って、良好なユーザビリティを確保し、記録材を無駄に使用することもなく、記録材の汚れの発生を防止することができる。
なお、本実施例の定着器に設けられた加圧側クリーニングローラ33は、ローラ状のものに限らず、パッド状、シート状、ブレード状等のクリーニング部材を適用することも可能である。以下に、ローラ状以外の加圧側クリーニングローラを適用した例について説明する。なお、以下に示す他の例においては、前述した実施例に対して異なる構成部分について述べることとし、前述した実施例と同様の構成部分については、その説明を省略する。
<他の例>
一例として、図10に、加圧側クリーニングローラ33に代え、パッド状のクリーニングパッド34を設けた定着器の構成図を示す。図10(a)は、定着側クリーニングローラ32が定着ローラ30に当接している状態を示す図であり、図10(b)は、定着側クリーニングローラ32が、定着ローラ30から離間している状態を示す図である。
一例として、図10に、加圧側クリーニングローラ33に代え、パッド状のクリーニングパッド34を設けた定着器の構成図を示す。図10(a)は、定着側クリーニングローラ32が定着ローラ30に当接している状態を示す図であり、図10(b)は、定着側クリーニングローラ32が、定着ローラ30から離間している状態を示す図である。
本定着器構成において、定着ローラ30、加圧ローラ31、表面温度センサ30a,31a、定着側クリーニングローラ32、及び定着側クリーニングローラ32の当接離間機構については、前述の定着器構成(図6)と同様である。定着側クリーニングローラ32は、通常は定着ローラ30に対して離間された状態にあり、余白無し印字モードによる印字動作時は、定着ローラ30に当接し、定着ローラ30表面に付着したオフセットトナーを回収する。
一方で、加圧ローラ31表面に付着したオフセットトナーは、加圧ローラ31に当接されているクリーニングパッド34により、加圧ローラ表面から剥ぎ取られて回収される。クリーニングパッド34は、ポリアミド繊維より成る、厚み3mmの耐熱性の不織布であり、加圧側クリーニングローラ33に対して、固定方式で当接されている。また、クリーニングパッド34は、定着器のフレームに直接固定して保持されており、定着側クリーニングローラ32の当接離間動作に影響されず、加圧ローラ31に安定して当接されている(図10(a),(b))。
また、他の一例として、図11に、加圧側クリーニングローラ33に代え、シート状のクリーニングウェブシート35を設けた定着器の構成図を示す。図11(a)は、定着側クリーニングローラ32が定着ローラ30に当接している状態を示す図であり、図11(b)は、定着側クリーニングローラ32が、定着ローラ30から離間している状態を示す図である。
本定着器構成においても、定着ローラ30、加圧ローラ31、表面温度センサ30a,31a、定着側クリーニングローラ32、及び定着側クリーニングローラ32の当接離間機構については、前述の定着器構成(図6)と同様である。定着側クリーニングローラ32は、通常は定着ローラ30に対して離間された状態にあり、余白無し印字モードによる印字動作時は、定着ローラ30に当接し、定着ローラ30表面に付着したオフセットトナーを回収する。
一方で、加圧ローラ31表面に付着したオフセットトナーは、加圧ローラ31に当接されているクリーニングウェブシート35により、加圧ローラ31表面から剥ぎ取られて回収される。
クリーニングウェブシート35は、耐熱性のポリアミド繊維にシリコーンオイルを含浸させたものである。ウェブシート巻き取りローラ35aは、図に示す矢印の方向にクリーニングウェブシート35を巻き取っている。ウェブシートバックアップローラ35bは、クリーニングウェブシート35を加圧ローラに当接させるためのバックアップローラであり、シリコーンスポンジを用いている。ウェブシート送り出しローラ35cは、予め定められた長さの未使用のクリーニングウェブシートが巻きつけられて保持されているローラである。ウェブシート巻き取りローラ35a、ウェブシート送り出しローラ35cは、不図示の駆動手段に接続され、クリーニングウェブシートは印字動作中、A4サイズの記録材の印字1ページ当たり、200μmの速さで駆動、搬送される。
他の例として前述した二種類の定着器において、前述のクリーニング制御が行われる際、定着側クリーニングローラ32上の回収トナーは、定着ローラ30上へと吐き出され、更に、加圧ローラ31上へと転移する。このようにして、定着側クリーニングローラ32上の回収トナーは、クリーニングパッド34、或いはクリーニングウェブシート35により回収される。クリーニングパッド34、クリーニングウェブシート35は、通常の印字動作中に加圧ローラ31上に直接に付着するオフセットトナーと、クリーニング制御実施の度に定着側クリーニングローラ32から移送されてくるトナーの両者を回収する。
このような定着器構成によっても、印字動作中に定着側クリーニングローラ32から定着ローラ30上へ回収トナーが逆流することを防止でき、また、加圧ローラ31側に設けられたクリーニングパッドから加圧ローラ31上へ回収トナーが逆流することもない。したがって、記録材の汚れの発生を良好に防止することができる。
但し、クリーニングパッド34やクリーニングウェブシート35を設けた構成は、加圧ローラ31表面と擦動することで、加圧ローラ31表面に付着しているトナーを剥ぎ取って、回収する方式のものである。一方の、クリーニングローラを設けた構成は、加圧ローラ31に対して従動回転しながら、付着トナーを回収する方式のものである。従って、材質や硬度などの影響により表面に摺擦傷が生じ易い構成の加圧ローラ31が使用される場合には、クリーニングパッドやクリーニングウェブシートよりも、クリーニングローラを使用した構成の方が、より望ましい。これにより、摺擦傷に起因して記録材上の定着画像に光沢ムラが発生することを防止することができる。
図12は、本発明の実施例2に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。なお、本実施例に係る画像形成装置は、実施例1に係る画像形成装置と同様の構成であり、実施例1と同様の構成部分については同一の符号を付してその説明は省略する。
本実施例の画像形成装置において特徴的な点は、実施例1で述べた加圧側クリーニング
ローラ33が、ユーザによる着脱作業によって新品交換が可能な構成となっている点である。
ローラ33が、ユーザによる着脱作業によって新品交換が可能な構成となっている点である。
加圧側クリーニングローラ33は、交換ユニット33eとして、定着器3より着脱可能(交換可能)に構成されている。図12では、交換ユニット33eが定着器3より外された状態を示している。交換ユニット33e内において、加圧側クリーニングローラ33は、アルミパイプ両端に圧入された支軸用フランジによって、交換ユニット33eのフレーム33fに回転可能に支持されている。この交換ユニット33eは、着脱用ノブ33gの操作により、定着器3上のフレーム33aに対して、簡単に着脱できるようになっている。着脱用ノブ33gは、交換ユニット33eのフレーム33f上の長手方向(加圧側クリーニングローラ33の軸方向)の両端部付近に、計2箇所設けられている。なお、本作業は、加圧側クリーニングローラ33が加圧ローラ31から離間された状態において行われる。
本実施例の画像形成装置においても、余白無し印字が行われたページ数が、画像形成装置内のプリンタコントローラによって、実施例1と同様の方式でカウントされる。余白有りでの通常印字ページ数はカウントされない。記録媒体としては、同プリンタコントローラ内のメモリ(RAMや書き換え可能なROM等)が用いられる。
このようにしてカウントされた余白無し印字ページ数が、累積で100ページに到達すると、非印字動作時のタイミングにおいて、自動的に、定着側クリーニングローラ32上のトナーを、加圧側クリーニングローラ33上に移送するためのシーケンスが稼働する。
ここで、本実施例の画像形成装置においては、画像形成装置が稼動している際に、プリンタコントローラがそのメモリ内に、前述した余白無し印字ページ数に加え、クリーニング制御が実施された回数も、累積カウントして記録する機能を合わせ持っている。ここで、プリンタコントローラは、計測手段を構成している。
そして、このクリーニング制御実施回数に関する累積カウント(実行回数)が、所定回数として例えば10回に到達すると、パソコン101上には、次のようなメッセージが表示される。すなわち、パソコン101上に表示されるメッセージは、加圧側クリーニングローラ33を新品交換し、新品交換したことをレポートするためのパソコン操作を行うようにユーザに促すメッセージである。ここで、本実施例では、メッセージをパソコン101上に表示するものであるが、これに限らず、加圧側クリーニングローラ33を新品交換するようメッセージを表示する表示手段は、画像形成装置本体に設けられるものであってもよい。
加圧側クリーニングローラ交換のための着脱作業は、ユーザが道具などを使わずに、手作業で実施することができる簡単なものである。ユーザがこのメッセージに従うと、プリンタコントローラ内のメモリに記録されたクリーニング制御実施回数がリセットされ、再び0からのカウントが開始される。
実施例1の説明で述べたように、加圧側クリーニングローラ33の表面温度は常時、約130℃以下に抑えられ、通常、同ローラ上のトナーが加圧ローラ31上へ逆流することはない。ところが、余白無し印字が長期間に渡り継続されると、次のような2種類のトナーの累積量が増し、加圧側クリーニングローラ33上の付着トナーが多量となる。2種類のうち1つは、通常の余白無し印字動作中に加圧ローラ31表面から加圧側クリーニングローラ33上に回収されるオフセットトナーである。2種類のうち他の1つは、クリーニング制御の度に定着側クリーニングローラ32から加圧側クリーニングローラ33上に移送され回収されるトナーである。
そして、遂には、加圧側クリーニングローラ33から加圧ローラ31上へ回収トナーが逆流してしまうケースが生じる。そのため、本実施例の画像形成装置では、クリーニング制御実施回数が累積カウントで10回に到達した際に、ユーザが加圧側クリーニングローラ33を、定着器3に対する簡単な着脱作業により、新品交換できる構成を有している。
なお、クリーニングローラの新品交換のみを行う方式としては、本実施例のクリーニング制御(トナー移送)を実施することなく、定着側クリーニングローラ32及び加圧側クリーニングローラ33の両者を、定期的に新品交換する方式も考えられる。しかしながら、その場合には、ユーザが定着側クリーニングローラ32と加圧側クリーニングローラ33の両者を交換しなければならない。
また、定着側クリーニングローラ32の非印字動作(スタンバイ状態)時や印字動作時の表面温度は最大約150℃程度(図8)までに達し、少量の付着トナー量であっても逆流が発生しやすい。このため、定着側クリーニングローラ32を新品交換する方式とすると、加圧側クリーニングローラ33に比べ、交換頻度も増さなければならないことが懸念される。
このように、定着側クリーニングローラ32側も新品交換する方式を採用できるが、この場合、本実施例のようにクリーニング制御(トナー移送)を実施し加圧側クリーニングローラ33のみを交換する方式に比べユーザビリティが低下してしまうことが懸念される。
以上説明したように、本実施例の画像形成装置においては、定着器3が一対の熱伝導回転体(定着ローラ30、加圧ローラ31)と各々に当接可能な一対のトナー回収体(定着側クリーニングローラ32、加圧側クリーニングローラ33)とを備えている。そして、印字動作中に一方のトナー回収体で回収されたトナーが、クリーニング制御によって自動的に、熱伝導回転体へのトナー逆流が生じにくいもう一方のトナー回収体に移送され回収される。更に、前記一方のトナー回収体が、定着器に対して着脱可能に設けられることで新品交換が可能に構成されている。
従って、画像形成装置の長期間の使用に渡り、良好なユーザビリティを確保し、記録材を無駄に使用することもなく、記録材の汚れの発生を防止することができる。
なお、実施例1の説明でも述べたような、加圧側クリーニングローラ33に代えて、クリーニングパッド34やクリーニングウェブシート35等の部材を適用した定着器構成としてもよい。このような構成においても、部材の寿命特性に応じて所定の余白無し印字ページ数をもって、同部材を交換する構成とすることで、上記同様の効果が得られる。
図13は、本発明の実施例3に係る画像形成装置の定着器の概略構成を示す図である。図13(a)は定着側及び加圧側のクリーニングローラが、それぞれ定着ローラ及び加圧ローラに当接している状態を示す図、図13(b)は定着側及び加圧側のクリーニングローラが、それぞれ定着ローラ及び加圧ローラから離間している状態を示す図である。なお、本実施例に係る画像形成装置は、実施例1に係る画像形成装置と同様の構成であり、実施例1と同様の構成部分については同一の符号を付してその説明は省略する。
本実施例の画像形成装置において特徴的な点は、実施例1で述べた加圧側クリーニングローラ33に対して更に当接する、二次クリーニング部材が備えられている点である。
実施例1でも述べたように、加圧ローラ31表面の摺擦傷の発生を防止するため、加圧
ローラ31に対しては、クリーニングパッドやクリーニングウェブシートよりも、クリーニングローラを当接して使用する構成の方が望ましい。本実施例の画像形成装置においては、加圧側クリーニングローラ33を用いた定着器構成において、その性能を更に改善させている。
ローラ31に対しては、クリーニングパッドやクリーニングウェブシートよりも、クリーニングローラを当接して使用する構成の方が望ましい。本実施例の画像形成装置においては、加圧側クリーニングローラ33を用いた定着器構成において、その性能を更に改善させている。
以下、本実施例の画像形成装置の定着器3について、図13を用いて詳細に説明する。
実施例1と同様に、定着ローラ30及び加圧ローラ31には、それぞれ定着側クリーニングローラ32及び加圧側クリーニングローラ33が当接離間可能に配置されている。そして余白無し印字モードによる印字動作時は、定着側クリーニングローラ32及び加圧側クリーニングローラ33が、それぞれ定着ローラ30及び加圧ローラ31に当接することで、定着ローラ30及び加圧ローラ31のローラ表面に付着したトナーが回収される。
本実施例の定着器3においては、更に、加圧側クリーニングローラ33の表面に、第3回収体としてのクリーニングパッド36が当接されている。クリーニングパッド36は、加圧側クリーニングローラ33上のトナーを剥ぎ取って回収するためのものである。
なお、クリーニングパッド36は、通常の余白無し印字動作中に加圧ローラ31上に付着するオフセットトナーと、クリーニング制御の度に定着側クリーニングローラ32から移送されるトナーの両者を回収する。
クリーニングパッド36は、ポリアミド繊維より成る、厚み3mm、耐熱性の不織布であって、加圧側クリーニングローラ33に対して、固定方式で当接するように設けられている。また、クリーニングパッド36は、フレーム33aに固定されており、加圧側クリーニングローラ33の当接離間動作に影響されず、加圧側クリーニングローラ33に安定して当接されている(図13(a),(b))。
本定着器においては、画像形成装置が稼動中に、加圧側クリーニングローラ33上に付着する回収トナーが、クリーニングパッド36により、常時、剥ぎ取られて回収される。
従って、実施例2で述べたように、余白無し印字が継続され、クリーニング制御の累積実施回数が増加した場合にも、加圧側クリーニングローラ33上の付着トナー量が多量となることはない。したがって、加圧側クリーニングローラ33から加圧ローラ31上へ回収トナーが逆流するケースを未然に防止することができる。
以上説明したように、本実施例の画像形成装置においては、定着器3が一対の熱伝導回転体(定着ローラ30、加圧ローラ31)と各々に当接可能な一対のトナー回収体(定着側クリーニングローラ32、加圧側クリーニングローラ33)とを備えている。そして、印字動作中に一方のトナー回収体で回収されたトナーが、クリーニング制御によって自動的に、熱伝導回転体へのトナー逆流が生じにくいもう一方のトナー回収体に移送され回収され、更に、同トナー回収体には二次的なトナー回収体も設けられている。
従って、画像形成装置の長期間の使用に渡り、定着器内の部品交換を行うこともなく、良好なユーザビリティを確保し、記録材を無駄に使用することもなく、記録材の汚れの発生を防止することができる。
但し、上記構成を有する定着器であっても、更なる長期間の使用(例えば余白無し印字3000ページ以上)を想定すると、以下のような問題が生じることが懸念される。
つまり、余白無し印字が継続され、クリーニング制御の累積実施回数が増加していくと
、クリーニングパッド36により回収された累積トナー量が増し、徐々にトナーがクリーニングパッド36内の厚み方向に浸透する。
、クリーニングパッド36により回収された累積トナー量が増し、徐々にトナーがクリーニングパッド36内の厚み方向に浸透する。
しかしながら、一部のトナーは、加圧側クリーニングローラ33とクリーニングパッド36内の当接部に形成されるニップ内に蓄積してしまう。このトナーは、加圧側クリーニングローラ33の回転を妨げるブレーキ力となる場合がある。
このように、加圧側クリーニングローラ33の回転負荷が増大した状態で印字動作が行われると、加圧ローラ31に対して従動回転すべき加圧側クリーニングローラ33の回転動作が不安定化し、回転スリップなどが生じる場合がある。このような場合には、加圧ローラ31表面のトナーの回収不良や、加圧側クリーニングローラ33とクリーニングパッド36との間のニップ部に蓄積したトナーの剥がれ落ちなどを引き起こす可能性がある。
また、余白無し印字動作中に前記回転スリップが持続した場合には、加圧ローラ31表面にダメージが与えられ、記録材上の定着画像の定着性や光沢ムラが悪化することにもなる。
従って、本構成の定着器を有する画像形成装置であっても、実施例2と同様の方式を採用することにより、更なる長期間の使用に耐え得るようになると言える。
すなわち、プリンタコントローラにより、クリーニング制御が実施された回数を累積カウントして記録する。そして、プリンタコントローラにより、累積カウントがたとえば30回に到達した際に、パソコン101上にクリーニングパッド36を新品交換し、新品交換したことをレポートするためのパソコン操作を行うよう、メッセージを表示させる。
クリーニングパッド交換のための着脱作業は、ユーザが道具などを使わずに、手作業で実施することができる簡単なものとする。ユーザがこのメッセージに従うと、プリンタコントローラ内のメモリに記録された余白無し印字が行われたクリーニング制御実施回数がリセットされ、再び0からのカウントが開始される。
なお、クリーニングローラに二次的なトナー回収部材を備え、その新品交換を行う方式としては、次のような構成も考えられる。それは、本実施例のクリーニング制御(トナー移送)を実施することなく、定着側クリーニングローラ32及び加圧側クリーニングローラ33の両者に対して、クリーニングパッド36を設置する構成である。
しかしながら、その場合には、ユーザが定着側と加圧側のクリーニングパッドの両者を交換しなければならない。従って、この場合には、本実施例のようにクリーニング制御(トナー移送)を実施し、加圧側クリーニングローラ33に対してのみクリーニングパッド36を設け交換する方式に比べ、次のようなことが懸念される。すなわち、ユーザビリティが低下してしまい、さらには部品数が増え画像形成装置のコストアップにもつながってしまうことが懸念される。
以上のように、本実施例では、加圧側クリーニングローラ33に当接する二次クリーニング部材(クリーニングパッド36)を、定着器3に対して着脱可能に設けることで、ユーザによって、二次クリーニング部材の新品交換が可能となるように構成している。このことで、実施例2に比べて部品交換の頻度を、より抑えた上で、画像形成装置の更なる長期間の使用(長寿命化)を可能とすることができる。
また、二次的なトナー回収手段として、本実施例ではパッド形状のものに限定して説明したが、これに限るものではない。すなわち、実施例1(図11)で述べたのと同様に、
クリーニングパッドに代え、クリーニングウェブシートを適用してもよく、ブレード状、ローラ状等の部材を適用してもよい。このような定着器構成においても、二次的なトナー回収体の寿命特性に応じて決められる部品交換頻度の元、画像形成装置の更なる長期間の使用を可能とすることができる。
クリーニングパッドに代え、クリーニングウェブシートを適用してもよく、ブレード状、ローラ状等の部材を適用してもよい。このような定着器構成においても、二次的なトナー回収体の寿命特性に応じて決められる部品交換頻度の元、画像形成装置の更なる長期間の使用を可能とすることができる。
例えば、二次的なトナー回収体として、実施例1(図11)で述べたような、クリーニングウェブシートを設けた場合の部品交換頻度は、次のようにして決まる。すなわち、実施例1のウェブシート送り出しローラ35cに対応する部材に予め巻きつけられた未使用のクリーニングウェブシートの長さに応じて決まる。
以上、本発明の各実施例においては、余白無し印字対応の画像形成装置に関して述べたが、これに限るものではない。余白無し印字対応でない画像形成装置においても、通常印字動作中にオフセットトナーが微量ずつ発生して定着ローラや加圧ローラ上の堆積するのを防止するために、クリーニング部材を設置している構成の画像形成装置であれば、本発明を好適に適用できる。
また、各実施例において、クリーニング部材の表面温度は、画像形成装置の動作状態、とりわけ、定着ローラ、加圧ローラの表面温度制御状態や、クリーニング部材の定着ローラ、加圧ローラへの当接状態に応じて、受動的に決定されるものであった。
しかしながら、クリーニング部材の内部や近傍に、専用の過熱、冷却装置を設けるなどして、クリーニング部材の表面温度を、定着ローラや加圧ローラの影響を受けず、独立に制御する構成の画像形成装置も考えられる。この場合には、画像形成装置における印字動作やクリーニング制御動作において、より自由度の高い動作制御を行えるようになり、安定して記録材の汚れの発生を防止することができるようになる。
3 定着器
30 定着ローラ
31 加圧ローラ
32 定着側クリーニングローラ
33 加圧側クリーニングローラ
30 定着ローラ
31 加圧ローラ
32 定着側クリーニングローラ
33 加圧側クリーニングローラ
Claims (9)
- 第1熱源により加熱される第1熱伝導回転体と、
第2熱源により加熱される第2熱伝導回転体と、
前記第1熱伝導回転体に当接して前記第1熱伝導回転体に付着した現像剤を回収する第1回収体と、
前記第2熱伝導回転体に当接して前記第2熱伝導回転体に付着した現像剤を回収する第2回収体と、
を備え、
前記第1熱伝導回転体と前記第2熱伝導回転体との間に形成されたニップ部で、現像剤像が形成された記録材を挟持搬送することで、前記記録材上の現像剤像を加熱する画像形成装置において、
非画像形成動作時に、前記第1回収体が前記第1熱伝導回転体に当接した状態で、前記第1回収体の表面温度が、前記第1回収体に回収された現像剤が溶融する温度となり、且つ、前記第1熱伝導回転体の表面温度が前記第2熱伝導回転体の表面温度よりも高くなるように、前記第1熱源及び前記第2熱源を制御することにより、
前記第1回収体に回収された現像剤が溶融することにより前記第1熱伝導回転体に移動し、前記第1熱伝導回転体に移動した現像剤がさらに前記第2熱伝導回転体に移動して前記第2回収体に回収されることで、前記第1回収体に回収された現像剤を再回収するクリーニング制御を実行する制御手段を備える
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記第1回収体を前記第1熱伝導回転体に対して接離可能とする第1接離手段を備えるとともに、
記録材に画像を形成する画像形成モードとして、記録材の全域に画像を形成する第1画像形成モードと、記録材の端部に余白を残して画像を形成する第2画像形成モードとが設けられており、
前記制御手段は、前記第1画像形成モードでの画像形成動作時、及び、前記クリーニング制御実行時のみ、前記第1接離手段を制御して前記第1回収体を前記第1熱伝導回転体に当接させることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記第1回収体を前記第1熱伝導回転体に対して接離可能とする第1接離手段と、
前記第2回収体を前記第2熱伝導回転体に対して接離可能とする第2接離手段と、
を備えるとともに、
記録材に画像を形成する画像形成モードとして、記録材の全域に画像を形成する第1画像形成モードと、記録材の端部に余白を残して画像を形成する第2画像形成モードとが設けられており、
前記制御手段は、前記第1画像形成モードでの画像形成動作時、及び、前記クリーニング制御実行時のみ、前記第1接離手段及び前記第2接離手段を制御して、前記第1回収体及び前記第2回収体をそれぞれ前記第1熱伝導回転体及び前記第2熱伝導回転体に当接させることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記第2回収体を前記第2熱伝導回転体に対して接離可能とする第2接離手段を備え、
前記制御手段は、前記クリーニング制御実行時、前記第1回収体に回収された現像剤が溶融して前記第1熱伝導回転体に移動し、前記第1熱伝導回転体に移動した現像剤がさらに前記第2熱伝導回転体に移動するタイミングで、前記第2回収体が前記第2熱伝導回転体に当接するように、前記第2接離手段を制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記第2回収体は交換可能に設けられていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれ
か1項に記載の画像形成装置。 - 前記クリーニング制御が実行された回数を計測する計測手段と、
メッセージを表示する表示手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記計測手段により計測された前記クリーニング制御の実行回数が所定回数となった場合に、前記表示手段に前記第2回収体を新品に交換するようメッセージを表示させることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。 - 前記第2回収体に当接して設けられ、前記第2回収体に回収された現像剤を回収する第3回収体を備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記第3回収体は交換可能に設けられていることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
- 前記クリーニング制御が実行された回数を計測する計測手段と、
メッセージを表示する表示手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記計測手段により計測された前記クリーニング制御の実行回数が所定回数となった場合に、前記表示手段に前記第3回収体を新品に交換するようメッセージを表示させることを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008122119A JP2009271343A (ja) | 2008-05-08 | 2008-05-08 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2008122119A JP2009271343A (ja) | 2008-05-08 | 2008-05-08 | 画像形成装置 |
Publications (1)
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---|---|
JP2009271343A true JP2009271343A (ja) | 2009-11-19 |
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JP2008122119A Withdrawn JP2009271343A (ja) | 2008-05-08 | 2008-05-08 | 画像形成装置 |
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Country | Link |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102467048A (zh) * | 2010-11-10 | 2012-05-23 | 夏普株式会社 | 图像形成装置 |
JP2012128027A (ja) * | 2010-12-13 | 2012-07-05 | Sharp Corp | 画像形成装置 |
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-
2008
- 2008-05-08 JP JP2008122119A patent/JP2009271343A/ja not_active Withdrawn
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