JP2011090071A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 紙粉量・填料量が多い記録材が挿通された場合でも、クリーニング部材に紙粉や填料が蓄積することがない。クリーニング部材のトナー回収能力が低下することがない。記録材を汚染するトナーオフセットや巻き付きジャム等の発生を防止することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 加熱源となるハロゲンヒータ33により加熱される加熱回転体となる定着ローラ31と、該定着ローラ31に圧接する加圧回転体となる加圧ローラ32と、該加圧ローラ32の周面に、使用できる記録材11の最大幅全域に当接するクリーニング部材となるクリーニングローラ35と、該クリーニングローラ35を保守するための保守手段となるＣＰＵ200と、該ＣＰＵ200によるメンテナンスモードの実行を指示する指示手段となるプリンタドライバ２とを有し、メンテナンスモードが実行された際には、記録材11上に形成されたトナー像を定着ローラ31にオフセットさせる。
【選択図】 図２

Description

本発明は記録材上にトナー像を形成する画像形成装置に関するものである。

従来、記録材上に未定着トナー像を形成し、未定着トナー像を定着装置の加熱ニップにおいて加熱溶融し記録材上に定着する方法を用いる画像形成装置がある。このような画像形成装置において、加熱溶融したトナーの一部が記録材上に定着されずに加熱ニップを形成する定着部材表面に付着してしまうことがある。

定着部材表面へのトナー付着が発生した場合、トナーが記録材に再付着することによって記録材を汚染するトナーオフセットが発生したり、トナーが記録材を定着部材に貼り付けてしまい記録材の搬送不良による巻き付きジャム等のジャムが発生する場合がある。

このような定着部材へのトナー付着を回避するため、定着部材表面にトナーとの離型性が高い（親和性が低い）部材としてのフッ素樹脂層を設ける。或いはシリコーンオイルを塗布する等の対策を行っているものがある。しかし、定着部材へのトナー付着を完全に回避することは困難であった。

特許文献１では、定着装置の加熱ニップが定着部材としての定着ローラ及び加圧ローラにより形成される構成において、加圧ローラ周面上にトナー回収手段としてのクリーニングローラを圧接させる。これにより、定着部材（定着ローラ、或いは加圧ローラ）にトナー付着が発生した場合においてもクリーニングローラによりトナー汚れが回収され、記録材を汚染するトナーオフセットや巻き付きジャム等の問題を回避する方法が提案されている。

特開平１１−９５６０１号公報

上記従来技術には下記の課題がある。例えば、クリーニングローラ表面にトナーとは異なる紙粉や炭酸カルシウム等の填料等の成分が多く付着すると、それらがクリーニングローラの回収能力を低下させ、定着部材上のトナー汚れの回収を十分に出来なくなる場合がある。

上記問題に対して、特許文献１では記録材搬送路の定着装置よりも上流側の搬送ガイド部材の表面に平滑性が高いフッ素樹脂層を設けることにより、記録材が搬送ガイドと摺擦されることによって発生する紙粉や填料を低減している。

しかし上記方法を用いた場合でも、記録材が定着装置の加熱ニップ内で定着ローラや加圧ローラと直接接触し、更に摺擦される。これによって定着ローラや加圧ローラに付着してしまう紙粉や填料について付着量を低減することは出来ても、完全に除去することは困難であると考えられる。

その結果、紙粉量・填料量が多い記録材が挿通された場合には、クリーニングローラに紙粉や填料が蓄積する。やがてクリーニングローラのトナー回収能力が低下して不十分となり、前述したような記録材を汚染するトナーオフセットや巻き付きジャム等の問題が発生してしまう可能性があった。

本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、紙粉量・填料量が多い記録材が挿通された場合でも、クリーニング部材に紙粉や填料が蓄積することがない。クリーニング部材のトナー回収能力が低下することがない。記録材を汚染するトナーオフセットや巻き付きジャム等の発生を防止することができる画像形成装置を提供せんとするものである。

前記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の第１の構成は、加熱源により加熱される加熱回転体と、前記加熱回転体に圧接する加圧回転体と、前記加圧回転体の周面に、使用できる記録材の最大幅全域に当接するクリーニング部材と、前記クリーニング部材を保守するための保守手段と、前記保守手段によるメンテナンスモードの実行を指示する指示手段とを有し、前記指示手段の指示により前記保守手段によるメンテナンスモードが実行された際には、記録材上に形成されたトナー像を前記加熱回転体または前記加圧回転体にオフセットさせることを特徴とする。

また、本発明に係る画像形成装置の第２の構成は、加熱源により加熱される加熱回転体と、前記加熱回転体に圧接する加圧回転体と、前記加熱回転体の周面に、使用できる記録材の最大幅全域に当接するクリーニング部材と、前記クリーニング部材を保守するための保守手段と、前記保守手段によるメンテナンスモードの実行を指示する指示手段とを有し、前記指示手段の指示により前記保守手段によるメンテナンスモードが実行された際には、記録材上に形成されたトナー像を前記加熱回転体または前記加圧回転体にオフセットさせることを特徴とする。

本発明によれば、記録材上に形成されたトナー像を加熱回転体または加圧回転体にオフセットさせることにより該加熱回転体または加圧回転体に当接するクリーニング部材にトナーが被覆され、クリーニング部材は良好なトナー回収能力を回復することが可能となる。これにより、記録材を汚染するトナーオフセットや巻き付きジャム等の問題を防止することが可能となる。

本実施形態に係るカラー画像形成装置の画像形成部の断面図である。 第１、第２実施形態に係る定着装置の断面図である。 クリーニング部材によりトナーが回収される様子を示す模式図である。 （ａ），（ｂ）はクリーニング部材によりトナーが回収される様子を示す模式図、（ｃ），（ｄ）は炭酸カルシウム付着によるクリーニング部材への影響を示す模式図である。 本実施形態に用いたトナーのオフセット量の温度依存性を示す模式図である。 第１実施形態におけるメンテナンスモード実行時の画像形成装置本体の制御動作を示すシーケンス図である。 メンテナンスモード実行時のテストパターン画像の模式図である。 メンテナンスモードの様子を示す概略図である。 （ａ），（ｂ）は第１、第２実施形態に係る定着装置の断面図である。 本実施形態に用いたトナーのオフセット量の速度依存性を示す模式図である。 第２実施形態におけるメンテナンスモード実行時の画像形成装置本体の制御動作を示すシーケンス図である。 第３実施形態に係る定着装置の断面図である。 第３実施形態におけるメンテナンスモード実行時の画像形成装置本体の制御動作を示すシーケンス図である。 第３実施形態に係る定着装置の断面図の一例である。

本発明に係る画像形成装置の第１実施形態について説明する。まず本実施形態に係るカラー画像形成装置について画像形成部の動作を説明する。図１は本実施形態に係るカラー画像形成装置の画像形成部を示す。画像形成部は、画像処理部が変換した露光時間に基づいて点灯させる露光光により静電潜像を形成する。この静電潜像を現像して単色トナー像を形成する。この単色トナー像を重ね合わせて多色トナー像を形成する。この多色トナー像を記録材11へ転写し、その記録材11上の多色トナー像を定着させるものである。画像形成装置は、給送ローラ20ａ，20ｂ、給送部となる給送カセット21ａ、給送トレイ21ｂを有する。更に、現像色分だけ並置したステーション毎の感光ドラム22Ｙ，22Ｍ，22Ｃ，22Ｋ、帯電器23Ｙ，23Ｍ，23Ｃ，23Ｋ、露光手段としてのスキャナ部24Ｙ，24Ｍ，24Ｃ，24Ｋを有する。更に、トナーカートリッジ25Ｙ，25Ｍ，25Ｃ，25Ｋ、現像器26Ｙ，26Ｍ，26Ｃ，26Ｋ、１次転写ローラ27Ｙ，27Ｍ，27Ｃ，27Ｋ、中間転写体28、２次転写ローラ29ａ（29ｂ）、定着装置30を有する。更に、中間転写体クリーニング手段40、レジストローラ51、レジ前センサ52及び排出ローラ61によって構成され、それらの動作制御は図２に示すＣＰＵ200により行われている。

感光体となる感光ドラム22Ｙ，22Ｍ，22Ｃ，22Ｋは、アルミニウム製シリンダの外周に有機光導伝層を塗布して構成される。そして、図示しない駆動モータの駆動力が伝達されて回転する。駆動モータは感光ドラム22Ｙ，22Ｍ，22Ｃ，22Ｋを画像形成動作に応じて図１の反時計周り方向に回転させる。

一次帯電手段として、ステーション毎にイエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の感光体を帯電させるための４個の帯電器23Ｙ，23Ｍ，23Ｃ，23Ｋを備える。各帯電器23Ｙ，23Ｍ，23Ｃ，23Ｋにはスリーブ23ＹＳ，23ＭＳ，23ＣＳ，23ＫＳが備えられている。

感光ドラム22Ｙ，22Ｍ，22Ｃ，22Ｋへの露光光はスキャナ部24Ｙ，24Ｍ，24Ｃ，24Ｋから送られ、感光ドラム22Ｙ，22Ｍ，22Ｃ，22Ｋの表面を選択的に露光することにより、静電潜像が形成されるように構成されている。

現像手段として、前記静電潜像を可視化するために、ステーション毎にイエロートナー(Y)、マゼンダトナー(M)、シアントナー(C)、ブラックトナー(K)の現像を行う４個の現像器26Ｙ，26Ｍ，26Ｃ，26Ｋを備える。各現像器26Ｙ，26Ｍ，26Ｃ，26Ｋには、スリーブ26ＹＳ，26ＭＳ，26ＣＳ，26ＫＳが設けられている。本実施形態においてトナーは負極性に帯電特性を有するものを用いた。また不図示の電源から、スリーブ26ＹＳ，26ＭＳ，26ＣＳ，26ＫＳと、それに対応する感光ドラム22Ｙ，22Ｍ，22Ｃ，22Ｋ間には現像バイアスが印加されている。各々の現像器26Ｙ，26Ｍ，26Ｃ，26Ｋは脱着可能に取り付けられている。

中間転写体28は、感光ドラム22Ｙ，22Ｍ，22Ｃ，22Ｋに接触しており、カラー画像形成時に図１の時計周り方向に回転し、感光ドラム22Ｙ，22Ｍ，22Ｃ，22Ｋの回転に伴って回転し、単色トナー像が転写される。また不図示の電源から、１次転写ローラ27Ｙ，27Ｍ，27Ｃ，27Ｋと、それに対応する感光ドラム22Ｙ，22Ｍ，22Ｃ，22Ｋ間には１次転写バイアスが印加されている。

給送手段としての給送部には、給送カセット21ａまたは給送トレイ21ｂがあり、記録材11が収容されている。この記録材11は給送ローラ20ａ，20ｂにより搬送されレジストローラ51に到達する。これはレジ前センサ52によって検知される。画像形成時には、中間転写体28上の多色トナー像が２次転写ローラ29ａに到達するタイミングに合わせて、レジストローラ51は記録材11を所定時間停止した後、２次転写ローラ29ａまで搬送する。

２次転写ローラ29ａは中間転写体28と接触して、記録材11を狭持搬送し、該記録材11に中間転写体28上の多色トナー像を転写し、定着装置30へ搬送する。２次転写ローラ29ａは、記録材11上に多色トナー像を転写している間、29ａの位置で記録材11に圧接し、印字処理後は29ｂの位置に離間する。また不図示の電源から、２次転写ローラ29ａと中間転写体28間には２次転写バイアス電圧が印加されている。

定着装置30は、記録材11を搬送させながら、該記録材11上に転写された多色トナー像を加熱溶融して定着させる。そして、図２に示す加熱源となるハロゲンヒータ33により加熱される加熱回転体となる定着ローラ31および該定着ローラ31に圧接する加圧回転体となる加圧ローラ32により構成されている。多色トナー像を保持した記録材11は定着ローラ31及び加圧ローラ32により形成される加熱ニップ部Ｎにおいて熱および圧力を加えられ、トナーが記録材11表面に定着されるとともに、排出ローラ61へ搬送される。定着装置30の構成は後述において詳細に説明する。

排出ローラ61は記録材11を不図示の排出トレイに排出し、画像形成部は一連の画像形成動作を終了する。

図２は本実施形態に係る定着装置30の基本構成の一例を示す断面図である。定着ローラ31は基層として中空の２．０mm厚で鉄（Ｆｅ）製の芯金31ａ上に弾性層としてシリコーンゴム層31ｂを２mm被覆している。また最表層にはトナーの離型層としてのフッ素樹脂層31ｃを５０μm被覆している。また定着ローラ31の外径は３５mmである。定着ローラ31の芯金31ａ端部には画像形成装置本体の駆動手段からの回転駆動力を伝達するためのギア（不図示）が設けられており、それにより定着ローラ31は回転する。

加圧ローラ32は定着ローラ31と同様の構成であり、基層として中空の２．０mm厚で鉄（Ｆｅ）製の芯金32ａ上に弾性層としてシリコーンゴム層32ｂを２mm被覆している。また最表層にはトナーの離型層としてのフッ素樹脂層32ｃを５０μm被覆している。加圧ローラ32の外径は定着ローラ31と同様に３５mmである。加圧ローラ32は不図示のバネ及び支持部材により定着ローラ31に対して約４００Ｎの加圧力で加圧され、記録材11上へトナーを加熱溶融するための加熱ニップ部Ｎを形成している。

ハロゲンヒータ33は定着ローラ31を加熱するための加熱源であり、中空形状である定着ローラ31の内部に設置されている。定着ローラ31の表面温度は該定着ローラ31の表面に対向して配置されている非接触の温度検知手段となるサーモパイル73により検知され、温度制御手段となるＣＰＵ200によりＡ／Ｄ変換される。ＣＰＵ200はその温度検知結果に基づいてハロゲンヒータ33への電力供給手段である電源回路201のＯＮ／ＯＦＦを決定し、定着ローラ31の表面温度を所定の温度に保つように制御する。

加圧回転体となる加圧ローラ32の周面に、使用できる記録材11の最大幅全域に当接するクリーニング部材となるクリーニングローラ35が加圧ローラ32に所定の加圧力で圧接される。クリーニングローラ35は加圧ローラ32上のトナー汚れを回収するためのものであり、外径が９mmであり、内部が中空のアルミニウム製パイプにより構成されている。クリーニングローラ35は長手幅が２２０mmであり、加圧ローラ32に対し最大通紙幅（本実施形態ではＬＴＲ（レター）サイズ２１６mm）の略全域に当接する。また新品時においてクリーニングローラ35の表面には、本実施形態におけるトナーと同種の樹脂により形成されたトナー被覆層Ｔを有する。ここでトナー被覆層Ｔは加圧ローラ32上の回収すべきトナーに対して高い親和性を示すため、良好なトナー回収能力を発揮することが可能である。但しトナー被覆層Ｔが無い状態であってもトナー回収は可能である。

図３（ａ）〜（ｄ）を用いて、定着ローラ31に付着したトナーがクリーニングローラ35に回収される様子を説明する。まず記録材11上のトナーが定着ローラ31に付着すると（図３（ａ）参照）、該定着ローラ31に付着したトナーは加熱ニップ部Ｎで加圧ローラ32と接触し、該加圧ローラ32に転移する（図３（ｂ）及び図３（ｃ）参照）。加圧ローラ32に付着したトナーはやがて該加圧ローラ32とクリーニングローラ35との圧接部であるクリーニングニップ部Ｍにおいてクリーニングローラ35側に回収される（図３（ｄ）参照）。

図４（ａ），（ｂ）はクリーニングニップ部Ｍにおいてトナー回収される様子を拡大して詳細に示したものである。本実施形態において、加圧ローラ32に付着したトナー汚れＰはクリーニングローラ35の圧接部において、該クリーニングローラ35上のトナー被覆層Ｔに回収される。またクリーニングローラ35に回収されたトナー汚れＱはトナー被覆層Ｔの一部となる。

しかし、本実施形態において炭酸カルシウムＸの含有量が多い記録材11を定着装置30に数枚〜数千枚程度挿通した場合、図４（ｃ）のようにクリーニングローラ35の表面が記録材11中の炭酸カルシウムＸにより被覆される。この状態では炭酸カルシウムＸはトナーとの親和性が高くないためクリーニングローラ35のトナー回収能力が著しく低下してしまう。そのため、図４（ｄ）のようにクリーニングローラ35は加圧ローラ32上のトナー汚れＰを回収することは困難である。したがって加圧ローラ32上において回収されなかったトナー汚れＲは、トナーオフセットによる記録材11の汚染や、該記録材11の搬送不良による巻き付きジャム等の問題を引き起こしてしまう可能性がある。

ここで本実施形態の特徴であるクリーニングローラ35の保守手段によるメンテナンスモードについて詳細に説明する。本実施形態のメンテナンスモードの実行時には記録材11上のトナー像を多量にホットオフセットさせ、それをクリーニングローラ35に供給している。図５に本実施形態に用いたトナーのオフセット量の温度依存性を示す。このとき定着装置30の回転速度は一定（約１３０mm/sec）に保たれている。通常、画像形成装置の印字動作において、定着装置30は１６０℃〜１８０℃のプリント温度領域を用いて記録材11上のトナーを加熱溶融して定着している。本実施形態のメンテナンスモード実行時においては、通常印字時のプリント温度領域よりも高い温度設定とする。そして、トナーの過加熱状態であるホットオフセット領域を用いることによって、図７に示す記録材11上のテストパターン画像３によるトナーを多量に定着ローラ31へ付着させることができる。

次に図６を用いて、メンテナンスモード実行時の画像形成装置本体の動作について説明する。本実施形態においてメンテナンスモードはクリーニング部材となるクリーニングローラ35を保守するための保守手段となるＣＰＵ200により自動的に実行される。メンテナンスモードの実行タイミングは保守手段となるＣＰＵ200のメンテナンスモードの実行を指示する指示手段となるプリンタドライバ２から、ユーザの所望のタイミングで指示する。

本実施形態におけるメンテナンスモードは、図６に示す下記順序ステップＳ_１〜ステップＳ₁₀により実行される。先ず、ステップＳ_１において、画像形成装置のＣＰＵ200より、メンテナンスモードの実行が要求される。次にステップＳ_２において、画像形成装置が待機（ＲＥＡＤＹ）状態であるか否かを判断する。待機（ＲＥＡＤＹ）状態であればステップＳ_３へ進む。ステップＳ_３において、画像形成装置のＣＰＵ200の温度制御により、サーモパイル73による定着ローラ31の表面温度の検知結果が２００℃となるよう電源回路201によりハロゲンヒータ33への出力を制御する。定着ローラ31は回転動作を開始する。

次にステップＳ_４において、サーモパイル73の検知結果Ｔｆが以下の数１式の条件に合致した場合、ステップＳ_５へ進みメンテナンスモードを実行する（以下のステップＳ_６〜Ｓ₁₀参照）。

[数１]
１９０℃＜Ｔｆ＜２１０℃

ステップＳ_６において、未定着トナーによる図７に示すテストパターン画像３を記録材11上に形成する。テストパターン画像データは記憶手段となるメモリ１に記憶されている。そして、指示手段となるプリンタドライバ２の指示により保守手段となるＣＰＵ200によりメンテナンスモードが実行された際に記憶手段となるメモリ１に予め記録されたテストパターン画像３を印字する。

図７に示すテストパターン画像３は定型Ａ４サイズの画像であり、画像後端に記録材11の横幅のほぼ全域にトナー像（図７の網掛け部、ブラック（Ｂｋ）６０％相当）を形成する。また画像の縦幅（１００mm）を定着ローラ31の周長（１１０mm）よりも小さく設定する。これにより、トナーを記録材11へ再付着させることなく記録材11上（記録材上）に形成されたトナー像を加熱回転体となる定着ローラ31へオフセットしてトナーを供給することができる。

次にステップＳ_７において、記録材11を定着装置30の定着ローラ31と加圧ローラ32との加熱ニップ部Ｎに挿通する。記録材11はその後、画像形成装置外へ排出する。ステップＳ_８において記録材11上のホットオフセットによるオフセットトナーが定着ローラ31に付着する。

次にステップＳ_９において、前記ステップＳ_１〜Ｓ_８において定着ローラ31へ付着したトナーはやがて加圧ローラ32へ転写し、最終的にクリーニングローラ35へ回収され、該クリーニングローラ35の表面に均一なトナー被覆層Ｔを形成する。次にステップＳ₁₀において、メンテナンスモードによる動作を終了する。定着装置30は回転動作を停止する。

図８は本実施形態におけるメンテナンスモードの様子を図示したものである。図８（ａ）に示すように、メンテナンスモードが実行され、定着ローラ31にオフセットトナーＣが供給されると、オフセットトナーＣはやがて加圧ローラ32との接触時に該加圧ローラ32へ転写する。その後、加圧ローラ32上のオフセットトナーＣはクリーニングローラ35に回収され、新たなトナー被覆層Ｕを形成する（図８（ｂ），（ｃ）参照）。但し、クリーニングローラ35上に炭酸カルシウムＸ等の汚れが付着している場合、オフセットトナーＣの回収性は低下している。このため、クリーニングローラ35及び加圧ローラ32を数回転させて回収させ、メンテナンスモードによる均一なトナー被覆層Ｕを形成することが出来る（図８（ｃ）参照）。

以下の表１は本実施形態における炭酸カルシウム含有量が少量、中程度、多量な評価紙を定着装置30の定着ローラ31と加圧ローラ32との加熱ニップ部Ｎに通紙した場合を示す。そして、その場合のクリーニングローラ35のトナークリーニング性能（表１では「ＣＬ性」と表記する）を示している。

前記表１から分かるように、炭酸カルシウム含有量が多いほど、より少ない通紙枚数でもクリーニングローラ35のトナー回収能力が低下してしまうことが分かる。またクリーニングローラ35のクリーニング性能が低下(表１では「ＣＬ性−ＮＧ」と表記する)した場合でも、本実施形態によるメンテナンスモードを実行することにより再度クリーニング性能が回復(表１では「ＣＬ性−ＯＫ」と表記する)していることが分かる。

本実施形態ではクリーニングローラ35を加圧ローラ32に圧接する構成について該クリーニングローラ35のメンテナンスモードを実行する場合について説明した。他に、図９（ａ）に示すように、加熱回転体となる定着ローラ31の周面に、使用できる記録材11の最大幅全域にクリーニング部材となるクリーニングローラ35を圧接する構成としても良い。また、図９（ｂ）に示すように、２つのクリーニングローラ35をそれぞれ加圧ローラ32及び定着ローラ31の双方に圧接する構成としても良い。そして、指示手段となるプリンタドライバ２の指示により保守手段となるＣＰＵ200によるメンテナンスモードが実行される。その際には、記録材11上に形成されたテストパターン画像３からなるトナー像を加熱回転体となる定着ローラ31にオフセットさせた後、さらに加圧回転体となる加圧ローラ32にオフセットさせる。本実施形態と同様なメンテナンスモードを実行することによりクリーニングローラ35は良好なクリーニング性能を回復することが可能である。

本実施形態ではメンテナンスモード実行時のトナーの過加熱状態によるホットオフセットを、定着装置30の温度制御を通常印字時のプリント温度領域よりも高い温度（１９０℃〜２１０℃）に保つことによって発生させていた。他に、定着装置30の速度制御を実施することにより同様にホットオフセットトナーを得ることが可能である。図10は通常印字時とメンテナンスモード実行時とで同一温度制御下（１８０℃）におけるトナーの速度依存性を示す。通常、画像形成装置の印字動作において、定着装置30は１２０mm/sec〜１４０mm/secのプリント速度領域を用いて記録材11上のトナーを加熱溶融して定着している。図10に示すように、通常印字時のプリント速度領域よりも遅い速度設定とすることによって、本実施形態と同様なホットオフセットを発生させることが可能である。この場合、速度制御手段となるＣＰＵ200により回転駆動源となるモータ４の速度制御を行って加熱回転体となる定着ローラ31または加圧回転体となる加圧ローラ32の回転速度を制御する。指示手段となるプリンタドライバ２の指示により保守手段となるＣＰＵ200によるメンテナンスモードが実行される。この際には、速度制御手段を兼ねるＣＰＵ200により回転駆動源となるモータ４の速度制御を行って加熱回転体となる定着ローラ31の回転速度を通常印字時の回転速度よりも遅く設定する。これによりホットオフセットトナーを得ることができる。

以上説明したように、本実施形態におけるメンテナンスモードを実行することにより、クリーニングローラ35上に炭酸カルシウムが付着した場合においても、トナー回収能力を回復することができ、良好なクリーニング性能を維持することが可能となる。またクリーニングローラ35の良好なクリーニング性能が維持されることにより、結果として通常の印字動作時においてトナーオフセットによる記録材11の汚染や、該記録材11の搬送不良による巻き付きジャム等を防止することが可能となる。

次に第２実施形態について詳細に説明する。本実施形態によればメンテナンスモードによるクリーニングローラ35へのトナー供給を、トナーの加熱不足状態であるコールドオフセット状態を発生させることにより可能としている。

図５に示すように、本実施形態のメンテナンスモード実行時において、通常印字時のプリント温度領域よりも低い温度のコールドオフセット領域を用いる。これによって、記録材11上のテストパターン画像３によるオフセットトナーを多量に定着ローラ31へオフセットさせることができる。

その結果、記録材11として、たとえば比較的ホットオフセットが発生しづらい紙坪量の大きい紙を用いた場合でも、クリーニングローラ35に対して多量のトナーを供給することが可能となる。

本実施形態では、第１実施形態とは異なるクリーニングローラ35のメンテナンスモードについて説明する。その他の装置構成や制御については前記第１実施形態と同様である。

メンテナンスモードについて第１実施形態では通常印字時のプリント温度領域よりも高い温度のホットオフセット領域を用いることによって多量のオフセットトナーを発生させていた。本実施形態では通常印字時のプリント温度領域よりも低い温度のコールドオフセット領域を用いてトナー供給を行っている点が異なる。即ち、本実施形態では指示手段となるプリンタドライバ２の指示により保守手段となるＣＰＵ200によるメンテナンスモードが実行された際には、温度制御手段を兼ねるＣＰＵ200の温度制御を通常印字時よりも低く設定する。

図11を用いて本実施形態におけるメンテナンスモード実行時の画像形成装置本体の動作について説明する。本実施形態におけるメンテナンスモードは以下のステップＳ₂₁〜Ｓ₃₀により実行される。

先ず、ステップＳ₂₁において、画像形成装置のＣＰＵ200より、メンテナンスモードの実行が要求される。次にステップＳ₂₂において、画像形成装置が待機（ＲＥＡＤＹ）状態であるか否かを判断する。待機（ＲＥＡＤＹ）状態であればステップＳ₂₃へ進む。ステップＳ₂₃において、画像形成装置のＣＰＵ200の温度制御により、図12に示すサーモパイル73による定着ローラ31の表面温度の検知結果が１５０℃となるようハロゲンヒータ33への出力を制御する。定着ローラ31は回転動作を開始する。

次にステップＳ₂₄において、サーモパイル73の検知結果Ｔｆが以下の数２式の条件に合致した場合、ステップＳ₂₅へ進む。

[数２]
１４０℃＜Ｔｆ＜１６０℃

そして、ステップＳ₂₅において、メンテナンスモードを実行する（以下のステップＳ₂₆〜Ｓ₃₀参照）。即ち、ステップＳ₂₆において、図７に示す前記第１実施形態と同様に未定着トナーによるテストパターン画像３を記録材11上に形成する。次にステップＳ₂₇において、記録材11を定着装置30の定着ローラ31と加圧ローラ32との加熱ニップ部Ｎに挿通する。記録材11はその後、画像形成装置外へ排出する。

次にステップＳ₂₈において、記録材11上のコールドオフセットによるオフセットトナーが定着ローラ31に付着する。次にステップＳ₂₉において、前記ステップＳ₂₈において定着ローラ31へ付着したトナーはやがて加圧ローラ32へ転写し、最終的にクリーニングローラ35へ回収され、クリーニングローラ35の表面に均一なトナー被覆層Ｕを形成する。そして、ステップＳ₃₀において、メンテナンスモードによる動作を終了する。定着装置30は回転動作を停止する。

以下の表２は本実施形態における、炭酸カルシウム含有量が少量、中程度、多量な評価紙を通紙した場合のクリーニングローラ35のトナークリーニング性能（表２では「ＣＬ性」と表現する）を示している。

前記表２から分かるように、前記第１実施形態と同様にクリーニングローラ35のクリーニング性能が低下(表２では「ＣＬ性−ＮＧ」と表現する)した場合でも本実施形態によるメンテナンスモードを実行する。これにより再度クリーニング性能が回復(表２では「ＣＬ性−ＯＫ」と表現する)していることが分かる。

また前記第１実施形態と同様に、図９（ａ）に示すように、クリーニングローラ35を定着ローラ31に圧接する構成としても良い。また、図９（ｂ）に示すように、２つのクリーニングローラ35をそれぞれ加圧ローラ32及び定着ローラ31の双方に圧接する構成としても良い。そして、本実施形態と同様なメンテナンスモードを実行することによりクリーニングローラ35は良好なクリーニング性能を回復することが可能である。

さらに本実施形態ではメンテナンスモード実行時のトナーの加熱不足状態であるコールドオフセット状態を定着装置30の速度制御を実施することにより同様にコールドオフセットトナーを得ることが可能である。第１実施形態で説明したように図10は通常印字時とメンテナンスモード実行時とで同一温度制御下（１８０℃）におけるトナーの速度依存性を示している。本実施形態のようなコールドオフセットトナーは定着装置30の回転速度を通常印字時のプリント速度領域よりも速い設定とすることによって、コールドオフセットトナーを発生させることが可能となる。即ち、指示手段となるプリンタドライバ２の指示により保守手段となるＣＰＵ200によるメンテナンスモードが実行される。この際には、速度制御手段を兼ねるＣＰＵ200により回転駆動源となるモータ４を速度制御して加熱回転体となる定着ローラ31の回転速度を通常印字時よりも速く設定する。これによりコールドオフセットトナーを発生させることができる。

以上説明したように、本実施形態によればメンテナンスモードによるクリーニングローラ35へのトナー供給を、コールドオフセットトナーにより実行することが可能となる。その結果、記録材11として、たとえば比較的ホットオフセットが発生しづらい紙坪量の大きい紙を用いた場合でも、クリーニングローラ35に対して多量のトナーを供給することが可能となる。

次に第３実施形態について詳細に説明する。本実施形態によればメンテナンスモードによるクリーニングローラ35へのトナー供給を、記録材11からトナーを静電的にオフセットさせることにより可能としている。

その結果、装置構成等の都合から前記第１、第２実施形態のようにトナーの溶融状態でオフセットを発生させる構成を選択出来ない場合がある。例えば、通紙される記録材11の坪量や種類が予め分からない場合でも安定したトナー供給をクリーニングローラ35に対して実施することが出来る。

本実施形態における定着装置30の構成について前記第１、第２実施形態と異なる点を、図12を用いて説明する。図12に示すように、本実施形態では加熱回転体となる定着ローラ31に所定の電圧を印加する電圧印加手段を兼ねるＣＰＵ200の制御により定着ローラ31の電位設定を機械式リレースイッチ５を用いて切り替えている。図12に示すリレースイッチ５は、通常印字時ではポジションＡ（リレースイッチ５はＯＦＦ／接地状態）であり、メンテナンスモード実行時ではポジションＢ（リレースイッチ５はＯＮ／直流電源６による正電圧印加）に切り替わる。

図13を用いて本実施形態におけるメンテナンスモード実行時の画像形成装置本体の動作について説明する。本実施形態におけるメンテナンスモードは以下のステップＳ₄₁〜Ｓ₅₄により実行される。

先ず、ステップＳ₄₁において、画像形成装置のＣＰＵ200より、メンテナンスモードの実行が要求される。次にステップＳ₄₂において、画像形成装置が待機（ＲＥＡＤＹ）状態であるか否かを判断する。待機（ＲＥＡＤＹ）状態であればステップＳ₄₃へ進む。ステップＳ₄₃において、画像形成装置の温度制御手段を兼ねるＣＰＵ200の温度制御により、ハロゲンヒータ33への出力を停止する。これにより定着ローラ31の温度は低下する。定着ローラ31は回転動作を開始する。

次にステップＳ₄₄において、サーモパイル73の検知結果Ｔｆが以下の数３式の条件に合致した場合、ステップＳ₄₅へ進む。

[数３]
Ｔｆ＜５０℃

次にステップＳ₄₅において、メンテナンスモードを実行する（以下のステップＳ₄₆〜Ｓ₅₃参照）。次にステップＳ₄₆において、定着ローラ31の電位設定を図12に示すリレースイッチ５のポジションＢに切り替える。これにより定着ローラ31に直流電源６から＋１ｋＶの正電圧が印加される。定着ローラ31は回転動作を開始する。

次にステップＳ₄₇において、図７に示す未定着トナーによるテストパターン画像３を記録材11上に形成する。次にステップＳ₄₈において、記録材11を定着装置30の定着ローラ31と加圧ローラ32との加熱ニップ部Ｎに挿通する。記録材11はその後、画像形成装置外へ排出する。

次にステップＳ₄₉において、記録材11上の静電オフセットによるトナーが定着ローラ31に転写される。本実施形態では定着ローラ31の温度を５０℃以下に制御することによりトナーを未溶融状態で該定着ローラ31にトナーを付着させることができる。

次にステップＳ₅₀において、定着ローラ31の電位設定を図12に示すリレースイッチ５のポジションＡに切り替える。これにより定着ローラ31は接地状態となる。ステップＳ₅₀において、定着ローラ31の電位設定を切り替えるため、該定着ローラ31は加圧ローラ32及びクリーニングローラ35と同電位になる。そして、ステップＳ₅₁において、定着ローラ31上の未溶融トナーはやがて加圧ローラ32を介してクリーニングローラ35にも転写される。

次にステップＳ₅₂において、定着装置30の定着ローラ31の温度を２００℃に設定する。次にステップＳ₅₃において、クリーニングローラ35上の未溶融トナーは溶融され、該クリーニングローラ35の表面にトナー被覆層Ｕを再形成する。

以下の表３は本実施形態における炭酸カルシウム含有量が少量、中程度、多量な評価紙を通紙した場合のクリーニングローラ35のトナークリーニング性能（表３では「ＣＬ性」と表現する）を示している。

上記表３から分かるように、前記第１、第２実施形態と同様にクリーニングローラ35のクリーニング性能が低下(表３では「ＣＬ性−ＮＧ」と表現する)した場合がある。この場合でも、本実施形態によるメンテナンスモードを実行することにより再度クリーニング性能が回復(表３では「ＣＬ性−ＯＫ」と表現する)していることが分かる。

本実施形態ではメンテナンスモード実行時において、図12に示すように、定着ローラ31側に直流電源６による正バイアス電圧を印加する方法について説明した。本実施形態では負極性に帯電特性を有するトナーを用いて、指示手段となるプリンタドライバ２の指示により保守手段となるＣＰＵ200によるメンテナンスモードが実行される。この際には、電圧印加手段を兼ねるＣＰＵ200により加熱回転体となる定着ローラ31にトナーとは逆極性の正電圧を直流電源６により印加する。

また、他の構成として、メンテナンスモード実行時において、図14に示すように加圧ローラ32側に直流電源７による負バイアス電圧を印加しても同様の効果が得られる。この場合も負極性に帯電特性を有するトナーを用いて、指示手段となるプリンタドライバ２の指示により保守手段となるＣＰＵ200によるメンテナンスモードが実行される。この際には、電圧印加手段を兼ねるＣＰＵ200により加圧回転体となる加圧ローラ32にトナーと同極性の負電圧を直流電源７により印加する。

また、更に他の構成として、例えば正極性に帯電特性を有するトナーを用いた場合は、定着ローラ31側に負バイアス電圧を印加する。または加圧ローラ32側に正バイアス電圧を印加する。これにより本実施形態と同様の効果を得ることが可能である。

また、前記第１、第２実施形態と同様に、クリーニングローラ35を定着ローラ31に圧接する構成としても良い。また、２つのクリーニングローラ35をそれぞれ加圧ローラ32及び定着ローラ31の双方に圧接する構成としても良い。そして、本実施形態と同様なメンテナンスモードを実行することによりクリーニングローラ35は良好なクリーニング性能を回復することが可能である。

以上説明したように、本実施形態におけるメンテナンスモードを実行することにより記録材11上から静電的に未定着トナーを定着ローラ31に引き付け加圧ローラ32を介してクリーニングローラ35まで搬送することが可能となる。またクリーニングローラ35にトナーが付着した状態からトナーを溶融することにより、該クリーニングローラ35の表面に、より均一なトナー被覆層Ｕを形成することが可能となる。その結果として、前記第１、第２実施形態よりもクリーニングローラ35上に均一なトナー被覆層Ｕを形成することが出来る。

本発明の活用例として、記録材上にトナー像を形成する画像形成装置に適用できる。

２ …プリンタドライバ（指示手段）
11 …記録材
31 …定着ローラ（加熱回転体）
32 …加圧ローラ（加圧回転体）
33 …ハロゲンヒータ（加熱源）
35 …クリーニングローラ(クリーニング部材)
200 …ＣＰＵ(温度制御手段、保守手段、速度制御手段、電圧印加手段)

Claims (9)

1. 加熱源により加熱される加熱回転体と、
   前記加熱回転体に圧接する加圧回転体と、
   前記加圧回転体の周面に、使用できる記録材の最大幅全域に当接するクリーニング部材と、
   前記クリーニング部材を保守するための保守手段と、
   前記保守手段によるメンテナンスモードの実行を指示する指示手段と、
   を有し、
   前記指示手段の指示により前記保守手段によるメンテナンスモードが実行された際には、記録材上に形成されたトナー像を前記加熱回転体または前記加圧回転体にオフセットさせることを特徴とする画像形成装置。
2. 加熱源により加熱される加熱回転体と、
   前記加熱回転体に圧接する加圧回転体と、
   前記加熱回転体の周面に、使用できる記録材の最大幅全域に当接するクリーニング部材と、
   前記クリーニング部材を保守するための保守手段と、
   前記保守手段によるメンテナンスモードの実行を指示する指示手段と、
   を有し、
   前記指示手段の指示により前記保守手段によるメンテナンスモードが実行された際には、記録材上に形成されたトナー像を前記加熱回転体または前記加圧回転体にオフセットさせることを特徴とする画像形成装置。
3. 前記加熱回転体の温度を検知する温度検知手段と、
   前記温度検知手段の検知結果に基づいて前記加熱源による加熱を制御する温度制御手段と、
   を有し、
   前記指示手段の指示により前記保守手段によるメンテナンスモードが実行された際には、前記温度制御手段の温度制御を通常印字時よりも高く設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記加熱回転体または前記加圧回転体の回転速度を制御する速度制御手段を有し、
   前記指示手段の指示により前記保守手段によるメンテナンスモードが実行された際には、前記速度制御手段により前記加熱回転体の回転速度を通常印字時よりも遅く設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記加熱回転体の温度を検知する温度検知手段と、
   前記温度検知手段の検知結果に基づいて前記加熱源による加熱を制御する温度制御手段と、
   を有し、
   前記指示手段の指示により前記保守手段によるメンテナンスモードが実行された際には、前記温度制御手段の温度制御を通常印字時よりも低く設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
6. 前記加熱回転体または前記加圧回転体の回転速度を制御する速度制御手段を有し、
   前記指示手段の指示により前記保守手段によるメンテナンスモードが実行された際には、前記速度制御手段により前記加熱回転体の回転速度を通常印字時よりも速く設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
7. 前記加熱回転体に所定の電圧を印加する電圧印加手段を有し、
   前記指示手段の指示により前記保守手段によるメンテナンスモードが実行された際には、前記電圧印加手段により前記加熱回転体にトナーとは逆極性の電圧を印加することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
8. 前記加圧回転体に所定の電圧を印加する電圧印加手段を有し、
   前記指示手段の指示により前記保守手段によるメンテナンスモードが実行された際には、前記電圧印加手段により前記加圧回転体にトナーと同極性の電圧を印加することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
9. テストパターン画像データを記憶する記憶手段を有し、
   前記指示手段の指示により前記保守手段によるメンテナンスモードが実行された際には、前記記憶手段に予め記録されたテストパターン画像を印字することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の画像形成装置。

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