JP2014026292A - 画像形成装置、及び定着部のクリーニング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーニングシートを用いて定着部をクリーニングする際のクリーニング性能が優れている画像形成装置の提供。
【解決手段】記録材にトナー画像を形成する画像形成部と、記録材に形成されたトナー画像を記録材に加熱定着する定着部と、前記定着部をクリーニングするクリーニングモードと、を有し、前記クリーニングモードが設定されると、前記画像形成部が記録材に所定のトナー画像を形成し、その後、前記定着部が所定のトナー画像を記録材に加熱定着することによって、前記定着部で加熱されつつ搬送されて前記定着部をクリーニングするためのクリーニングシートが形成される画像形成装置において、記録材上の所定のトナー画像の単位面積あたりのトナー量は、黒トナーのみを用いて通常の画像形成を行う時に記録材に載せることができる単位面積あたりの最大トナー量よりも多いことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、記録材上にカラー画像を形成する画像形成装置に関する。

電子写真式の複写機やプリンタ等の画像形成装置は、像担持体としての感光体ドラムや中間転写体が担持するトナー画像を転写手段により記録材に転写する。そしてその記録材を定着装置（定着器）により加熱及び加圧することにより未定着のトナー画像を記録材に加熱定着している。

上記の定着装置においては、画像形成装置の使用に伴い少なからず未定着トナー画像のトナーや記録材としての記録紙の紙紛などが構成ローラの外周面（表面）に付着して構成ローラ表面が汚れる。これは記録材や構成ローラの帯電に起因する静電オフセット、定着過多または定着不足による熱的オフセット、記録材ジャム処理時の未定着トナーの構成ローラ表面への付着、表面強度の低い記録材からの紙紛の脱落、などこれら原因によって発生するものである。こうした構成ローラ表面の汚れは、構成ローラ表面での蓄積限界を超えるとニップ部で記録材上へ吐出され、記録材上の画像を汚損することとなる。また構成ローラ表面の汚れをきっかけとして、記録材が構成ローラ表面に巻付きやすくなり、定着装置でのジャムや構成ローラの破損を引き起こす恐れがある。

こうした問題を解決するため、本出願人は構成ローラ表面の汚れをクリーニングできるようにした画像形成装置を提案している（特許文献１〜特許文献４）。この画像形成装置では、クリーニング専用のトナーパターンを形成させた記録材をクリーニングシートとして作成する。そしてそのクリーニングシートのトナーパターンがクリーニング対象とする構成ローラ側に接触するように再給紙することによって、構成ローラ表面の汚れをクリーニングする。

ところで、炭酸カルシウムやタルクなどの填量を多量に含有する記録材を数多くニップ部に通紙（導入）した場合、これら填量は構成ローラ表面に付着して構成ローラ表面の離型性を低下させる。そのため、構成ローラ表面のトナーや紙紛などによる汚れは急激に悪化し、且つ悪いレベルの汚れになる。こうした条件下において、上述のようなクリーニングを行なっても、１回のクリーニング動作で構成ローラ表面の汚れを完全に除去することが難しいこともある。

こうした問題を解決するため、複数ページのクリーニングシートを通紙させる方法やクリーニング動作を頻繁に行なう方法もある。しかしながら、通常の画像形成（プリント）を長時間阻害し、またクリーニング行為のために多くの記録材を使用することとなり好ましくない。

特許第２６５１２３２号公報 特開平１０−１１１６１９号公報 特開２００４−２４０４４７号 特許第３２９２５６８号公報

本発明は上述の課題に鑑み成されたものであり、その目的は、クリーニングシートを用いて定着部をクリーニングする際のクリーニング性能が優れている画像形成装置、及び定着部クリーニング方法を提供することにある。

上記目的を達成するための構成は、記録材にカラートナー画像を形成する画像形成装置であって、記録材にトナー画像を形成する画像形成部と、記録材に形成されたトナー画像を記録材に加熱定着する定着部と、前記定着部をクリーニングするクリーニングモードと、を有し、前記クリーニングモードが設定されると、前記画像形成部が記録材に所定のトナー画像を形成し、その後、前記定着部が所定のトナー画像を記録材に加熱定着することによって、前記定着部で加熱されつつ搬送されて前記定着部をクリーニングするためのクリーニングシートが形成される画像形成装置において、記録材上の所定のトナー画像の単位面積あたりのトナー量は、黒トナーのみを用いて通常の画像形成を行う時に記録材に載せることができる単位面積あたりの最大トナー量よりも多いことを特徴とする。

また上記目的を達成するための構成は、記録材にカラートナー画像を形成できる画像形成装置に搭載されている定着部をクリーニングするクリーニング方法であって、所定のトナー画像を記録材に形成するステップと、所定のトナー画像を記録材に加熱定着してクリーニングシートを形成するステップと、定着済みのクリーニングシートを前記定着部で加熱しつつ搬送し前記定着部をクリーニングするステップと、を有する定着部クリーニング方法において、記録材上の所定のトナー画像の単位面積あたりのトナー量は、黒トナーのみを用いて通常の画像形成を行う時に記録材に載せることができる単位面積あたりの最大トナー量よりも多いことを特徴とする。

本発明の更なる目的は、添付図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。

本発明によれば、クリーニングシートを用いて定着部をクリーニングする際のクリーニング性能が優れている画像形成装置、及び定着部クリーニング方法を提供することができる。

本発明の画像形成装置に搭載されている定着部の断面図。 本発明の画像形成装置の断面図。 クリーニング用画像パターンを形成したクリーニングシートを示した図。 表面粗さが小さい記録材に単位面積あたりのトナー量が従来と同じクリーニング用画像パターンを加熱定着し、このクリーニングシートを用いて加圧ローラをクリーニングする場合の、加圧ローラ上の汚れトナーと記録材上に担持されるクリーニング用画像パターンとの関係を示す模式図。 表面粗さが大きい記録材に単位面積あたりのトナー量が従来と同じクリーニング用画像パターンを加熱定着し、このクリーニングシートを用いて加圧ローラをクリーニングする場合の、加圧ローラ上の汚れトナーと記録材上に担持されるクリーニング用画像パターンとの関係を示す模式図。 表面粗さが大きい記録材に単位面積あたりのトナー量が多いクリーニング用画像パターンを加熱定着し、このクリーニングシートを用いて加圧ローラをクリーニングする場合の、加圧ローラ上の汚れトナーと記録材上に担持されるクリーニング用画像パターンとの関係を示す模式図。 エンドレスベルトを用いた定着装置の断面図。

本発明を図面に基づいて説明する。

［実施例１］
（１）カラー画像形成装置例
図１は実施例１に係るカラー画像形成装置の一例の構成模型図である。このカラー画像形成装置は、電子写真方式を用いて、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナー像を重ね合わせることでフルカラー画像を得る、フルカラーレーザープリンタである。

本実施例に示すカラー画像形成装置は、記録材Ｐの搬送手段１２、２４と、略直線状に上下方向へ配列されている４つの画像形成ステーション４１Ｙ，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｋと、を有する。本実施例では４つの画像形成ステーションを纏めて画像形成部と称する。またカラー画像形成装置は、加熱定着装置（定着部）２０と、制御手段としての制御部１００と、画像形成用の画像信号を形成するビデオコントローラ１０１と、を有する。

制御部１００は、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリとＣＰＵとからなる。メモリには、記録材Ｐ上に画像を形成するための画像形成制御シーケンスや、加熱定着装置２０をクリーニングするためのクリーニング制御シーケンスなどが記憶されている。

４つの画像形成ステーション４１Ｙ，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｋのうち、４１Ｙはイエロー（以下Ｙと略記）色の画像を形成するイエロー画像形成ステーションである。４１Ｃはシアン（以下Ｃと略記）色の画像を形成するシアン画像形成ステーションである。４１Ｍはマゼンタ（以下Ｍと略記）色の画像を形成するマゼンタ画像形成ステーションである。４１Ｋはブラック（以下Ｋと略記）色の画像を形成するブラック画像形成ステーションである。

各画像形成ステーション４１Ｙ，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｋは、ドラム型の像担持体としての電子写真感光体（以下、感光体ドラムと記す）１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋと、帯電手段としての帯電ローラ３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋを有している。また、各画像形成ステーション４１Ｙ，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｋは、現像手段としての現像装置２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋと、クリーニング手段としてのクリーニング器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋを有している。

感光体ドラム１Ｙと帯電ローラ３Ｙと現像装置２Ｙとクリーニング器４Ｙは１つのフレーム（枠体）に収納されてイエローカートリッジＹとして構成されている。また、感光体ドラム１Ｃと帯電ローラ３Ｃと現像装置２Ｃとクリーニング器４Ｃも１つのフレーム（枠体）に収納されてシアンカートリッジＣとして構成されている。また、感光体ドラム１Ｍと帯電ローラ３Ｍと現像装置２Ｍとクリーニング器４Ｍも１つのフレーム（枠体）に収納されてマゼンタカートリッジＭとして構成されている。また、感光体ドラム１Ｋと帯電ローラ３Ｋと現像装置２Ｋとクリーニング器４Ｋも１つのフレーム（枠体）に収納されてブラックカートリッジＫとして構成されている。そして、イエローカートリッジＹの現像装置２Ｙにはイエロートナーが、シアンカートリッジＣの現像装置２Ｃにはシアントナーが、それぞれ収納されている。また、マゼンタカートリッジＭの現像装置２Ｍにはマゼンタトナーが、ブラックカートリッジＫの現像装置２Ｋにはブラックトナーが、それぞれ収納されている。

５は露光手段としてのレーザー走査露光装置（以下、露光装置と記す）である。この露光装置５は、各カートリッジＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋと対応して設けられ、対応する各カートリッジＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋの感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋに露光を行なうことによって各感光体ドラムに静電潜像を形成する。

６はエンドレスベルト状の像担持体としての中間転写ベルト（中間転写体）である。中間転写ベルト６は、画像形成ステーション４１Ｙ，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｋの配列方向に沿って設けられている。この中間転写ベルト６は、駆動ローラ７とテンションローラ８と２次転写対向ローラ１４の３つのローラに張架されている。そしてその中間転写ベルト６は、駆動ローラ７の駆動により各画像形成ステーション４１Ｙ，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｋの感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋに沿って矢印方向に周回移動する。

中間転写ベルト６の外周面（表面）に感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ表面のトナー像を転写する１次転写手段としては、１次転写ローラ９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋを用いている。１次転写ローラ９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋは、中間転写ベルト６を挟んで感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋと対向するように配設されている。

１５は中間転写ベルト６用のクリーニング手段としての回収ローラ１５である。回収ローラ１５は二次転写ローラ１４とイエロー画像形成ステーション４１Ｙとの間において中間転写ベルト６と対向するように設けられている。

搬送手段は、給送ローラ１１と、レジストローラ１２と、排出ローラ２４と、反転ローラ２５と、両面プリント用搬送路２６などを有する。両面プリント用搬送路２６は、クリーニングシートを定着部２０へ搬送する（再給紙する）搬送路の機能も有する。

ビデオコントローラ１０１は、ホストコンピュータ等の外部装置（不図示）から画像データを受信すると、制御手段１００にプリント信号を送信するとともに受信した画像データをビットマップデータに変換する。プリント信号を受信した制御手段は画像形成制御シーケンスを実行する。画像形成制御シーケンスが実行されると、まず感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋを矢印方向に回転する。そしてその感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの外周面（表面）を帯電ローラ３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋにより所定の極性・電位に一様に帯電する。本実施例では感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ表面は負極性に帯電される。そしてその感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ表面の帯電面に対し露光装置５よりビットマップデータに依存した画像信号に応じたレーザー光を走査露光する。これにより感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ表面の帯電面に画像データに応じた静電潜像が形成される。現像装置２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋは、それぞれ現像バイアス電源（不図示）より現像ローラ２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋに印加される現像バイアスを、帯電電位と潜像（露光部）電位の間の適切な値に設定する。これにより負極性に帯電されたトナーが露光部に付着して感光ドラム上にトナー像が形成される。

各現像装置２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋによって感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ表面に現像された単色トナー画像は、感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの回転と同期して、略等速で回転する中間転写ベルト６の外周面（表面）へ転写される。即ち、感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋと対応する１次転写ローラ９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋに対して、第１の転写バイアス電源Ｖ１Ｙ，Ｖ１Ｃ，Ｖ１Ｍ，Ｖ１Ｋ（不図示）より、トナーと逆極性の正極性の転写バイアスが印加される。これにより感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ表面から各色のトナー画像が中間転写ベルト６表面に重なるように１次転写される。これによって中間転写ベルト６表面にカラートナー画像が担持される。

トナー画像の１次転写後に感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ表面に残った転写残トナーは、クリーニング器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋに設けられているクリーニング部材４１Ｙ，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｋにより除去される。そしてそのクリーニング部材４１Ｙ，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｋによって除去された転写残トナーは、クリーニング器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋの有する廃トナー容器（不図示）に回収される。本実施例においてはクリーニング部材として、ウレタンブレードにより作製したクリーニングブレードを用いている。

上記のように、帯電ローラによる帯電工程と、露光装置による露光工程と、現像器による現像工程と、一次転写ローラ９による一次転写工程を中間転写ベルト６の回転に同調して、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対して行う。これによって、中間転写ベルト６表面に各色のトナー画像を順次重ねて形成していく。即ち中間転写ベルト６は、記録材Ｐに形成すべきカラー画像の未定着トナー像を担持する。

一方、記録材供給部となる記録材カセット１０にセットされている記録材Ｐは、給送ローラ１１により給送される。その記録材Ｐは、レジストローラ１２の直後に設けられているトップセンサＳ１により先端が検知される。レジストローラ１２は、トップセンサＳ１による記録材先端の検知に応じて中間転写ベルト６表面の画像位置とタイミングを合わせ記録材Ｐを中間転写ベルト６と２次転写手段としての２次転写ローラ１３との間の転写ニップ部に搬送する。転写ニップ部は、２次転写ローラ１３を２次転写対向ローラ１４と対向する位置で中間転写ベルト６表面に接触させるように配置することによって、中間転写ベルト６と２次転写ローラ１３との間に形成されている。本実施例の画像形成装置における記録材Ｐの搬送速度は１８０ｍｍ／秒である。

中間転写ベルト６表面上に担持されたカラートナー画像は、２次転写ローラ１３に、第２の転写バイアス電源Ｖ２（不図示）より、トナーと逆極性のバイアスが印加されることによって記録材Ｐ上に一括転写（２次転写）される。

記録材Ｐ上に転写されたカラートナー画像Ｔは、定着手段としての加熱定着装置（定着器）２０のニップ部（定着ニップ部）Ｎに導入され熱と圧力を受けることによって記録材Ｐ上に加熱定着される。加熱定着装置（以下、定着装置と記す）２０のニップ部Ｎを出た記録材Ｐは排紙ローラ対２４により排出トレイ上に排出される。

カラートナー画像Ｔの転写後に中間転写ベルト６表面に残った転写残トナーは、第３の転写バイアス電源Ｖ３（不図示）より正極性のバイアスを印加された回収ローラ１５の外周面（表面）に静電回収され蓄積される。さらに所定のページ分の２次転写動作終了後に画像形成動作を中断させた上で、回収ローラ１５に第３の転写バイアス電源Ｖ３より負極性のバイアスが印加される。これにより、回収ローラ１５表面に蓄積されている転写残トナーは回収ローラ１５表面から中間転写ベルト６表面に静電放出される。このとき同時にイエロー画像形成ステーション４１Ｙの感光体ドラム１Ｙと中間転写ベルト６との間の１次転写部に、中間転写ベルト６表面の転写残トナーが中間転写ベルト６表面から感光体ドラム１Ｙ表面へ逆転写されるような電界を形成する。例えば感光体ドラム１Ｙ表面を−１００Ｖとし、転写ローラ９Ｙに第１の転写バイアス電源Ｖ１Ｙより−３００Ｖの転写バイアスを印加して、中間転写ベルト６表面の転写残トナーを感光体ドラム１Ｙ表面へ逆転写させる。感光体ドラム１Ｙ表面へ逆転写された転写残トナーは最終的には感光体ドラム１Ｙ表面からクリーニング部材４２Ｙによって除去され、廃トナー容器に回収される。

（２）定着装置
図２は定着装置２０の一例の横断側面模型図である。この定着装置２０は熱ローラ方式の定着装置である。

以下の説明において、定着装置及びこの定着装置を構成する部材に関し、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向である。短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向である。幅とは短手方向の寸法である。

定着装置（定着部）２０は、加熱手段としてのハロゲンランプ２１と、定着部材としての定着ローラ２２及び加圧ローラ２３と、を有する。ハロゲンランプ２１と、定着ローラ２２と、加圧ローラ２３は何れも長手方向に細長い部材である。

定着ローラ２２は、アルミニウムやステンレス製の円筒形状の中空芯金２２ａを有する。この中空芯金２２ａの外周面上にはシリコーンゴム等を薄肉に形成した弾性層２２ｂが形成されている。さらにその弾性層２２ｂの外周面上には離型性に優れた性能を示すポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシテトラフルオロエチレン共重合体（ＰＦＡ）よりなる離型層２２ｃが形成されている。この定着ローラ２２は、中空芯金２２ａの長手方向両端部が装置フレーム（不図示）に回転自在に保持されている。

定着ローラ２２の中空芯金２２ａの内部にはハロゲンランプ２１が配設されている。このハロゲンランプ２１は、ハロゲンランプ２１の長手方向両端部が装置フレームに保持されている。このハロゲンランプ２１に対して不図示の電源から通電してハロゲンランプ２１を発熱させ、ハロゲンランプ２１の輻射熱により中空芯金２２ａの内部から中空芯金２２ａ、弾性層２２ｂ、離型層２２ｃを介して定着ローラ２２の外周面（表面）を加熱する。

加圧ローラ２３は、アルミニウムやステンレス製の丸軸状の芯金２３ａを有する。この芯金２３ａの外周面上にはシリコーンゴムや発泡シリコーンゴム等を厚肉に形成した弾性層２３ｂが形成されている。さらにその弾性層２３ｂの外周面上には最外層としてＰＴＦＥやＰＦＡよりなる離型層２３ｃが形成されている。この加圧ローラ２３は、定着ローラ２２に対して略並行に配設され芯金２３ａの長手方向両端部を装置フレームに回転自在に保持させている。そして加圧ローラ２３は、加圧ローラ２３の芯金２３ａの長手方向両端部を加圧バネなどの加圧手段（不図示）により定着ローラ２２の軸方向へ付勢して加圧ローラ２３の外周面（表面）を定着ローラ２２表面に加圧状態に接触させている。その加圧ローラ２３は、加圧手段による加圧力により弾性層２３ｂが定着ローラ２２表面の長手方向に沿って弾性変形し加圧ローラ２３表面と定着ローラ２２表面との間に所定幅のニップ部（定着ニップ部）Ｎを形成している。

（３）定着装置の加熱定着動作
制御部１００は、プリント信号の入力に応じて加圧ローラ２３の芯金２３ａの一端部に設けられている駆動ギア（不図示）を、駆動源としての定着モータＭ（図２）により回転駆動して加圧ローラ２３を矢印方向へ回転する。この加圧ローラ２３の回転によりニップ部Ｎにおいて加圧ローラ２３表面と定着ローラ２２表面との摩擦力により定着ローラ２２に回転力が作用する。その回転力により定着ローラ２２は矢印方向へ加圧ローラ２３と略同じ周速度で従動回転する。

また制御部１００は、通電制御手段としてのトライアック（不図示）をオンする。これにより電源（不図示）からハロゲンランプ２１に対して通電される。ハロゲンランプ２１は通電されることにより輻射熱を発し定着ローラ２２の中空芯金２２ａを加熱する。その中空芯金２２ａの熱が弾性層２２ｂを通じて離型層２２ｃに伝わることによって定着ローラ２２表面は昇温する。その定着ローラ２２表面の温度は定着ローラ２２表面と接触又は非接触となるように配されたサーミスタ等の温度検知手段Ｓにより検知される。制御部１００は温度検知手段Ｓの出力信号（温度検知信号）を取り込み、その出力信号に基づいてトライアックによりハロゲンランプ２１に通電する電力を制御することによって定着ローラ２２表面の温度を所定の定着温度（目標温度）に維持する。本実施例では定着温度を１９０℃に維持するようにしてある。

定着ローラ２２の表面温度が定着温度に維持され、かつ加圧ローラ２３の回転による定着ローラ２２の回転周速度が定常化した状態において、未定着のカラートナー画像Ｔを担持する記録材Ｐがニップ部Ｎに導入される。そしてその記録材Ｐがニップ部Ｎで定着ローラ２２表面と加圧ローラ２３表面とにより挟持搬送され定着ローラ２２表面の熱とニップ部Ｎの圧力を受けることによってカラートナー画像Ｔは記録材Ｐ上に加熱定着される。

（４）クリーニングモードの説明
制御部１００は、外部装置又は画像形成装置の操作パネル（不図示）などからクリーニングモードの指示を受けると、クリーニング制御シーケンスを実行する。クリーニング制御シーケンスが実行されると、まずＲＯＭに記憶されているクリーニング用画像パターンを展開する。そして上述の画像形成動作（通常の画像形成動作）と同じ動作により、記録材Ｐ上にクリーニング用のトナー画像パターンを形成し、クリーニングシートを作成する。即ち、画像形成部に設けられている４つの画像形成ステーションのうち所定の２つ以上の画像形成ステーションを用いて、以下の工程を中間転写ベルト６の回転に同調して行なわせる。即ち、帯電ローラによる帯電工程と、露光装置による露光工程と、現像器による現像工程と、一次転写ローラ９による一次転写工程を中間転写ベルト６の回転に同調して行なわせる。これによって中間転写ベルト６表面には所定の２つ以上の画像形成ステーションの各色のトナー画像が順次重ねて形成される。これにより中間転写ベルト６表面上には２色以上のトナーを用いてクリーニングに用いる未定着のトナー画像パターンが担持される。一方、記録材カセット１０からは記録材Ｐが給送ローラ１１により給送される。その記録材Ｐは、レジストローラ１２によりトップセンサＳ１による記録材先端の検知に応じて中間転写ベルト６表面の画像位置とタイミングが合わされ転写ニップ部に搬送される。そして２次転写ローラ１３は第２の転写バイアス電源Ｖ２より転写バイアスが印加されることにより中間転写ベルト６表面の未定着のトナー画像パターン（所定のトナー画像）Ｃ（図３参照）が記録材Ｐ上に転写され担持される。図３は記録材Ｐ上に担持された未定着のトナー画像パターンＣを表わす説明図である。

また、制御部１００は、トライアックをオンしハロゲンランプ２１に対し通電して定着ローラ２２表面を定着温度に加熱するとともに、定着モータＭを駆動して加圧ローラ２３を回転させ定着ローラ２２を従動回転させる。そして未定着のトナー画像パターンＣを担持する記録材Ｐは定着装置２０のニップ部Ｎに導入されニップ部Ｎで定着ローラ２２と加圧ローラ２３とによって挟持搬送される。これによりトナー画像パターンＣは記録材Ｐ上に加熱定着され、記録材Ｐ上にトナー画像パターンＣが形成される。そしてニップ部Ｎを出た記録材Ｐは排紙ローラ対２４により排出トレイ２５上に排出される。その記録材Ｐ、即ち、所定のトナー画像Ｃを形成したクリーニングシートを用いて定着装置２０をクリーニングする場合には、次のようにして行う。即ち、記録材Ｐのトナー画像パターンＣ側の面をクリーニング対象とする定着ローラ２２側に向けて、その記録材Ｐを搬送手段（給送ローラ１１と、レジストローラ１２等）により定着装置２０のニップ部Ｎに再給紙させる。或いは記録材Ｐのトナー画像パターンＣ側の面をクリーニング対象とする加圧ローラ２３側に向けて、その記録材Ｐを搬送手段により定着装置２０のニップ部Ｎに再給紙させる。以下、所定のトナー画像Ｃを担持していない記録材Ｐと区別するためクリーニングシートの符号をＣＰとする。

本実施例の画像形成装置においては、トナー画像パターンＣを形成して一度画像形成装置外に排出されたクリーニングシートＣＰを、画像形成装置の使用者により記録材カセット１０に再セットして再給紙を行なう。ここで、定着ローラ２２をクリーニング対象とするときには、トナー画像パターンＣを下に向け記録材カセット１０にクリーニングシートＣＰをセットする。加圧ローラ２３をクリーニング対象とするときには、トナー画像パターンＣを上に向け記録材カセット１０にクリーニングシートＣＰをセットする。クリーニングシートＣＰのセット方法は、搬送手段の構成によって異なるため、使用者がトナー画像パターンＣをどちらに向けてクリーニングシートＣＰを再セットすればよいか判断できるようにする必要がある。そのためには、トナー画像パターンＣと共にクリーニングシートＣＰ上にセット方向の情報を印字して示すことが望ましい。また加圧ローラ２３をクリーニング対象とする場合には、排出トレイ２５の近傍に設けられている反転ローラ２５を用いて両面プリント用搬送路２６にクリーニングシートＣＰを導入させ、そのクリーニングシートＣＰを表裏反転させてニップ部Ｎに再給紙してもよい。なお、クリーニングシートＣＰを搬送する時には、上述した画像形成部によるクリーニングシートＣＰへの画像形成は行われない。

熱ローラ方式の定着装置では、一般的に、内部に加熱用のハロゲンヒータ２１を備えた定着ローラ２２に対して、加圧ローラ２３の表面温度は相対的に低くなるため、加圧ローラ表面２３にトナーや紙粉の汚れを発生しやすい。そこでトナー画像パターンＣを加圧ローラ２３側に向けてクリーニングシートＣＰを再給紙することにより、加圧ローラ２３表面の汚れを定着済みのトナー画像Ｃの粘着性を利用してクリーニングすることができる。

トナー画像パターンＣを形成したクリーニングシートＣＰを再給紙することによって、定着ローラ２２表面或いは加圧ローラ２３表面をクリーニングできる理由としては、定着されたトナー画像パターンＣのトナー像がニップ部Ｎで再加熱されて溶融する。それにより、溶融したトナー画像パターンＣの粘性によって紙粉などを吸着するためと、溶融したトナー画像パターンＣは汚れトナーと親和性がよいので、汚れトナーを吸着しやすいためと考えられる。こうしてトナー画像パターンＣを形成したクリーニングシートＣＰを、クリーニング対象の定着ローラ２２或いは加圧ローラ２３に向け再給紙することにより、定着ローラ２２表面或いは加圧ローラ２３表面をクリーニングすることができる。つまり、記録材上のトナー画像パターン面をクリーニング対象とする定着部材に面して記録材を搬送することにより定着部材をクリーニングできる。

図３はクリーニングシートＣＰの担持するトナー画像パターンＣを表わす図である。

トナー画像パターンＣは、図３に示すようなベタ塗り画像である。ベタ塗り画像の記録材搬送方向の長さＬは、クリーニングの対象となる回転体即ち定着ローラ２２或いは加圧ローラ２３の１周分以上に設定される。本実施例では、ベタ塗り画像の記録材搬送方向の長さＬは加圧ローラ２３の１周分以上の長さに設定されている。これはクリーニング対象の加圧ローラ２３の表面上に、ベタ塗り画像によってクリーニングできない非クリーニング域を残さないためである。またベタ塗り画像の記録材搬送方向と直交する幅方向の長さＷは、給紙される記録材Ｐの記録材搬送方向と直交する幅よりも狭い範囲で、給紙される記録材Ｐに印字可能な最大範囲に設定する。これはクリーニング対象の加圧ローラ２３の長手方向に対して、可能な限り広い範囲でのクリーニングを行うためである。
ところで、通常のカラー画像形成装置は、通常の画像形成モードとして、ブラックトナーのみを用いて画像形成するモノクロ画像形成モードと、４色のトナーを用いて画像形成するフルカラー画像形成モードと、を有する。また、クリーニングモードでは、記録材上にブラックトナーのみを用いてトナー画像パターンＣを形成している。

ここで、従来のカラー画像形成装置は、クリーニング用画像パターン形成時の記録材上のトナー量を、通常の画像形成時に１色のトナーで記録材上へ単位面積当たりに形成できる最大トナー量以下に設定していた。つまり、ブラックトナーのみを用いるモノクロ画像形成モードを実行する場合に記録材上に載せることができる単位面積あたりの最大トナー量を１００％とする。その場合にはクリーニングモード実行時（ブラックトナーのみを用いる）に記録材上に形成するトナー画像パターンＣの単位面積あたりのトナー量は１００％以下に設定されていた。

本実施例の画像形成装置は、記録材Ｐへのトナー画像パターンＣの形成を２色以上のトナーを用いて行なう。そのときの未定着のトナー画像パターンＣの単位面積あたりのトナー量は、以下のとおりである。即ち、画像形成制御シーケンスを実行して記録材Ｐにモノクロ画像を形成する通常の画像形成時（モノクロ画像形成モード）に、記録材Ｐ上へ単位面積当たりに形成できる最大トナー量を超える範囲に設定している。より好ましくは、トナー画像パターンＣの単位面積あたりのトナー量は、２色以上の複数色のトナーを用いて記録材Ｐ上へ画像形成する通常の画像形成時（フルカラー画像形成モード）において単位面積当たりに形成できる最大トナー量を超える範囲に設定する。

特にフルカラーレーザープリンタのようなカラー画像形成装置の場合、複数色のトナーを記録材Ｐ上に重ねて像形成を行うため、記録材Ｐ上の単位面積当たりのトナー量は多くなる。記録材Ｐ上の単位面積当たりのトナー量が多くなると、記録材Ｐ上に重ねて像形成されたカラートナー画像の上層トナーの飛び散りや転写不良などの転写問題を引き起こすことがある。また、記録材Ｐ上に重ねて像形成されたカラートナー画像の下層トナーへの加熱不足による火脹れといった定着問題を引き起こすことがある。このような問題を引き起こさないようにするため、通常の画像形成時（モノクロ画像形成モードとフルカラー画像形成モード）には、単位面積あたりで所定のトナー量を超えないように、トナー現像条件などを調整・制御するのが一般的である。例えば本実施例の画像形成装置においては、真比重１．１のトナーを用いて、１色のトナーの記録材Ｐ上単位面積当たりのトナー量を０．４５ｍｇ／ｃｍ^２を１００％としている。つまり、ブラック画像形成モードにおいて、記録材上に載せることができる単位面積あたりのトナー量の上限は、０．４５ｍｇ／ｃｍ^２である。ブラック画像形成モードでは、記録材上の単位面積あたりのトナー量が０．４５ｍｇ／ｃｍ^２を超えないように感光ドラム１Ｋ上にブラックトナー画像が形成される。また、２色以上のトナーを重ねて像形成するとき（フルカラー画像形成モード）には、記録材Ｐ上の単位面積当りの最大トナー量を１８０％としている。つまり、フルカラー画像形成モードにおいて、記録材上に載せることができる単位面積あたりのトナー量の上限は、０．８１ｍｇ／ｃｍ^２である。フルカラー画像形成モードでは、４色のトナーを記録材上に重ねた状態における記録材上の単位面積あたりのトナー量が０．８１ｍｇ／ｃｍ^２を超えないように、４つの感光ドラム（１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ）上にトナー画像が形成される。フルカラー画像形成モードの場合も、各々の画像形成ステーションによって記録材上に載せることができる単位面積あたりのトナー量の上限は１００％（０．４５ｍｇ／ｃｍ^２）である。なお、通常の画像形成モード（モノクロ画像形成モードとフルカラー画像形成モード）において、単位面積あたりのトナー量の上限を１００％にする設定、或いは１８０％にする設定は、ビデオコントローラ１０１によって行なわれる。即ち受信した画像データをビットマップデータに変換する際に、最大トナー量が１００％或いは１８０％となるよう調整する。帯電ローラに印加する帯電バイアス、現像ローラに印加する現像バイアスは変更していない。中間転写ベルトから記録紙へのトナー画像転写時の転写バイアスは、モノクロ画像形成モードとフルカラー画像形成モードで変更する場合がある。

また画像形成装置は、１色のトナー（ブラックトナー）のみで記録材Ｐ上に画像形成する場合、単位面積当りの最大トナー量が１００％になるように制御される。そのため、通常画像形成時（モノクロ画像形成モード）でベタ塗り画像を形成すると、記録材上の単位面積あたりのトナー量は１００％以下である。その設定のまま、従来の画像形成装置は、クリーニング用画像パターンの単位面積あたりのトナー量も１００％に以下に設定されていた。

ところで、クリーニングモードに用いられる記録材Ｐ上のトナー画像パターンＣは、画像サンプルとして使用されるものでなく、画像品質を度外視してもかまわない。その一方、本出願人の検討によれば、トナー画像パターンＣのトナー量は、多いほどクリーニング効果の高いことがわかった。これはトナー量の増加により、クリーニング対象とする定着部材表面上の大小さまざまな大きさの汚れに対して記録材上のトナーが追従しやすくなり、記録材上のトナーによって汚れを包み込む効果が高くなり、クリーニング効果が高くなったためと考える。

またトナー量の増加により、クリーニングシートＣＰとなる記録材Ｐの表面の凹凸に関わらずトナー画像パターンＣの表面を平滑にできる。そのため、定着部材表面にトナー画像パターンＣが密着しやすくなり、クリーニングシートＣＰとなる記録材Ｐの種類によらず高いクリーニング効果を得ることができる。

図４・図５・図６に、記録材Ｐの表面の凹凸とクリーニング性の関係を表す模式図を示す。これら図において、２３は加圧ローラであり、Ｄは加圧ローラ２３表面に付着する汚れトナー、Ｐはクリーニングシートとなる記録材、ＣＴはクリーニングに用いられるトナー画像パターンのトナーである。図４は表面の凹凸の小さい記録材Ｐの場合を示しており、一方図５は表面の凹凸の大きい記録材Ｐの場合を示している。記録材Ｐの凹凸の小さいとき、記録材に担持されたトナーＣＴは加圧ローラ２３上の汚れトナーＤに密着しクリーニングを行なえる。しかし記録材Ｐの凹凸の大きいとき、記録材に担持されたトナーＣＴは加圧ローラ２３上の汚れトナーＤに密着出来ず（Ｇ部分）クリーニング残しを発生してしまう。ところが図６に示すように、画像パターンＣのトナーＣＴのトナー量が増加されると、記録材Ｐ表面の凹凸に関わらず、トナーＣＴによって記録材Ｐの凹凸は隠蔽されて平滑面となる。そのため、トナーＣＴは加圧ローラ２３上の汚れトナーＤに密着しクリーニングを行なえる。

そこで本実施例の画像形成装置では、クリーニングモード実行時に、記録材Ｐ上にトナー画像パターンＣを形成するトナー像は、２色以上のトナーを用いて、記録材上の単位面積あたりのトナー量が１００％を超える量で形成される。換言すると、記録材上の所定のトナー画像の単位面積あたりのトナー量は、黒トナーのみを用いて通常の画像形成を行う時（モノクロ画像形成モード）に記録材に載せることができる単位面積あたりの最大トナー量（１００％）よりも多い。より好ましくは、記録材Ｐ上にトナー画像パターンＣを形成するトナー像は、２色以上のトナーを用いて、記録材上の単位面積あたりのトナー量が１８０％を超える量で形成される。換言すると、記録材上の所定のトナー画像の単位面積あたりのトナー量は、複数色のトナーを用いて通常の画像形成を行う時（フルカラー画像形成モード）に記録材に載せることができる単位面積あたりの最大トナー量（１８０％）よりも多いのが好ましい。トナー画像パターンＣのトナー量は、多いほどクリーニング効果は高くなるが、トナー消費量も多くなるので、画像形成装置の特性に合わせ適宜設定すればよい。

上述のようなトナー量に設定する手段としては、ビデオコントローラ１０１にて画像データをビットマップデータに変換する際に、通常画像形成時と異なるクリーニングモード時専用の変換を行なわせる。そしてその変換によって１００％を超えるトナー量または１８０％を超えるトナー量に調整すればよい。

［評価１］
下記（ｉ）（ｉｉ）に示すようにクリーニング用のトナー画像を記録材に形成し、クリーニング用トナー画像が定着済みであるクリーニングシートを定着ニップ部で挟持搬送しつつ加熱して定着部（加圧ローラ）のクリーニングを実行した。（本実施例）
（ｉ）トナー画像パターン＝マゼンタ及びブラックトナーの組み合わせにて記録材上に単位面積当たり１５０％のトナー量、
クリーニング頻度＝５０００枚毎、
１回のクリーニングに用いる記録材Ｐ枚数＝１枚通紙。

（ｉｉ）イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックトナーの組み合わせにて記録材上に単位面積当たり４００％のトナー量、
クリーニング頻度＝５０００枚毎、
１回のクリーニングに用いる記録材Ｐ枚数＝１枚通紙。

また、下記（ｉｉｉ）（ｉｖ）（ｖ）に示すようにクリーニング用のトナー画像を記録材に形成し、クリーニング用トナー画像が定着済みであるクリーニングシートを定着ニップ部で挟持搬送しつつ加熱して定着部（加圧ローラ）のクリーニングを実行した。（比較例）
（ｉｉｉ）従来の画像形成装置と同様にブラックトナーのみを用いて記録材上に単位面積当たり１００％のトナー量、
クリーニング頻度＝５０００枚毎、
１回のクリーニングに用いる記録材Ｐ枚数＝１枚通紙。

（ｉｖ）従来の画像形成装置と同様にブラックトナーのみを用いて記録材上に単位面積当たり１００％のトナー量、
クリーニング頻度＝５０００枚毎、
１回のクリーニングに用いる記録材Ｐ枚数＝５枚通紙。

（ｖ）従来の画像形成装置と同様にブラックトナーのみを用いて記録材上に単位面積当たり１００％のトナー量、
クリーニング頻度＝５００枚毎、
１回のクリーニングに用いる記録材Ｐ枚数＝１枚通紙。

以上５種類のクリーニングモードをそれぞれに行いながら、通紙耐久した結果を下記表１に示す。なお通紙に用いた記録材Ｐは、ＯｎＨｉｇ ＨｕｉＤｏｎｇ紙（ＯｎＨｉｇ社製）である。

表１に示すように、本実施例に係る（ｉ）のクリーニングを行った場合には、７万枚から記録材の汚れを発生するもの、１０万枚まで巻付きジャムを発生しなかった。さらに本実施例に係る（ｉｉ）のクリーニングを行った場合には、１０万枚まで記録材の汚れや巻付きジャムは発生しなかった。一方従来通りの（ｉｉｉ）のクリーニングを行った場合には、３万枚から記録材の汚れを発生し、また６万枚から巻付きジャムを発生するようになった。また従来のクリーニング方法においても、（ｉｖ）のように１度のクリーニングに用いる記録材を増やすことにより、クリーニング効果を向上させることは出来るが、記録材消費量の増加の割には、その効果は小さい。更に従来のクリーニング方法においても、（ｖ）のように頻繁にクリーニングを行えば、本実施例に係る（ｉ）のクリーニングに近い効果を得られるが、１０倍の頻度でクリーニングを行う必要がある。

［評価２］
次に評価１と同様に、本実施例の画像形成装置にて、クリーニングシートを作成してクリーニング性能を検証した。そのとき、クリーニングに用いる記録材ＰをＦｏｘ Ｒｉｖｅｒ Ｂｏｎｄ紙（Ｆｏｘ Ｒｉｖｅｒ Ｐａｐｅｒ社製；坪量７５ｇ／ｍ^２）とした際の結果を下記表２に示す。クリーニングモードの条件は、評価１の（ｉ）及び（ｉｉ）と同様である。

表２に示すように、（ｉ）のクリーニング条件では評価１の場合に比べ、クリーニング能力が低下していることがわかる。これはＦｏｘ Ｒｉｖｅｒ Ｂｏｎｄ紙の表面は、ＯｎＨｉｇ ＨｕｉＤｏｎｇ紙に比べ粗い表面であり、クリーニング対象となる加圧ローラ表面へ密着し難くなって、クリーニング能力が低下したためと考える。一方、（ｉｉ）のクリーニング条件では、記録材上のトナー量がより多いため、記録材の表面特性を隠蔽し、それによってクリーニング対象となる加圧ローラ表面へトナー画像全体が密着でき、クリーニング能力を記録材の種類に関わらず維持したと考える。

以上説明したように、本実施例のカラー画像形成装置によれば、従来のクリーニングモードより高いクリーニング効果が得られる。また、本実施例の画像形成装置によれば、クリーニングシートとしての記録材を複数枚用いることなく、また頻繁にクリーニング動作を行なう必要がない。

従って、炭酸カルシウムやタルクなどを多量に含有する記録材をニップ部Ｎに数多く通紙（導入）した場合など、定着ローラ２２表面或いは加圧ローラ２３表面の汚れが特に悪くなる条件下においても、１回のクリーニング動作でその汚れを除去できる。そのためクリーニングシートＣＳとなる記録材Ｐを複数枚用いることなく、また頻繁にクリーニング動作を行なう必要がない。これによって、クリーニング対象となる定着ローラ２２或いは加圧ローラ２３のクリーニング回数を低減することが可能となる。

［実施例２］
カラー画像形成装置の他の例を説明する。

本実施例に示すカラー画像形成装置は、複数の搬送速度で記録材を搬送可能である点、及びクリーニングモード実行時には、最も速い搬送速度以外の搬送速度で記録材を搬送する点を除いて、実施例１の画像形成装置と同じ構成としてある。

本実施例では、実施例１の画像形成装置と同じ部材・部分には同一符号を付して再度の説明を省略する。実施例３についても同様とする。

記録材Ｐ上にトナー画像パターンＣを形成するとき、トナー画像パターンは画像品質を度外視できるものであるが、通常の画像形成時に比べ、記録材Ｐ上の単位面積当たりの未定着トナー画像パターンＣのトナー量は多くなる。そのため、記録材Ｐ上にトナー画像パターンＣを形成するときの記録材の搬送速度を、通常の画像形成時と同じように最も速い記録材搬送速度に設定する。すると、特に低温環境下にてトナー画像パターンＣの形成を行なう場合、火脹れなどの定着不良問題を発生しやすくなる。記録材Ｐ上を強く擦らないかぎりトナー剥離を起こさないレベルの火脹れであれば大きな問題とならないが、容易にトナー剥離を起こすレベルであると、定着装置２０や記録材Ｐを搬送する部材などにトナー汚損を起こし、好ましくない。定着温度を高く設定すればこうした問題を解決できるが、稀にしか動作しないクリーニングモードのために、より高い定着温度を実現するための定着装置設計を行なうことは、不要なコストアップを招き好ましくない。

また、定着済みのトナー画像を担持する記録材Ｐ（＝クリーニングシートＣＰ）を定着ニップ部Ｎで挟みながら搬送するときの搬送速度を、通常の画像形成時よりも遅い記録材搬送速度に設定する。すると、定着ローラ２２表面温度が同じ場合でも、ニップ部Ｎを通過する時間の長くなる分、クリーニングシートＣＰの受ける熱量は増加する。そのため、クリーニングシートＣＰ上のトナー画像パターンＣのトナー像や定着ローラ２２表面或いは加圧ローラ２３表面の汚れトナーの溶融が進み、より高いクリーニング効果を得ることができる。

そこで、本実施例の画像形成装置は、記録材Ｐ上にトナー画像パターンＣを形成するとき（クリーニングシートＣＰを作成する時）の記録材搬送速度を、通常の画像形成時よりも遅い記録材搬送速度とする。或いは記録材Ｐ上のトナー画像パターン面をクリーニング対象とする定着ローラ２２表面に面して記録材を搬送するときの搬送速度を、通常の画像形成時よりも遅い搬送速度とする。ここで、記録材Ｐ上のトナー画像パターン面をクリーニング対象とする定着ローラ２２表面に面して記録材を搬送するときとは定着済みのクリーニングシートＣＰを定着ニップ部Ｎで挟みながら加熱しつつ搬送する時である。或いは記録材Ｐ上にトナー画像パターンＣを形成するときと記録材Ｐ上のトナー画像パターン面をクリーニング対象とする定着ローラ２２表面に面して記録材を搬送するときの搬送速度の両方を、通常の画像形成時のよりも遅い搬送速度とする。ここで、記録材Ｐ上にトナー画像パターンＣを形成するときとはクリーニングシートＣＰを作成する時である。記録材Ｐ上のトナー画像パターン面をクリーニング対象とする定着ローラ２２表面に面して記録材を搬送するときとは定着済みのクリーニングシートＣＰを定着ニップ部Ｎで挟みながら加熱しつつ搬送する時である。つまり、記録材上にトナー画像パターンを形成するときと記録材上のトナー画像パターン面をクリーニング対象とする定着部材に面して記録材を搬送するときの少なくとも何れか一方の動作時には、最も速い搬送速度以外の搬送速度で記録材を搬送する。具体的には、通常の画像形成時の記録材搬送速度に比べ、記録材Ｐ上にトナー画像パターンＣを形成するときの記録材搬送速度を１／２以下にすることが好ましい。また、通常の画像形成時の記録材搬送速度に比べ、記録材Ｐ上のトナー画像パターン面をクリーニング対象とする定着ローラ２２表面に面して記録材を搬送するときの記録材搬送速度を１／２以下にすることが好ましい。本実施例では、制御部１００がクリーニングモード実行時に、通常の画像形成時の記録材搬送速度よりも遅い搬送速度で記録材Ｐを搬送するように定着モータＭの駆動を制御している。ここで、クリーニングモード実行時とは、クリーニングシートＣＰを作成する時と定着済みのクリーニングシートＣＰを定着ニップ部Ｎで挟みながら加熱しつつ搬送する時の両方の時をいう。

１０℃・５０％ＲＨ環境下において、記録材上にトナー画像パターンをトナー量４００％として形成するとき（クリーニングシートを作成する時）、実施例１の画像形成装置の条件では、トナー画像パターン表面を手で軽く払うだけでトナー剥離を起こした。ここで、実施例１の画像形成装置の条件は、クリーニングシートＣＰを作成する時の記録材搬送速度を１８０ｍｍ／秒（＝通常の画像形成時と同じ速度）、定着ローラ２２表面温度１９０℃である。

これに対して、本実施例のクリーニングシートＣＰを作成する時（単位面積あたりのトナー量は４００％）の画像形成装置の条件では、トナー画像パターン表面をプラスチック片にて擦っても、トナー剥離を起こさなかった。ここで、本実施例のクリーニングシートＣＰを作成する時の画像形成装置の条件は、記録材搬送速度を６０ｍｍ／秒（＝通常画像形成時の１／３の速度）、クリーニングシートＣＰを作成する時の定着ローラ２２表面温度１８０℃である。

また定着済みのクリーニングシートＣＰをニップ部Ｎで挟持搬送するとき、実施例１・評価１・（ｉ）のクリーニング条件に対し、本実施例の画像形成装置の条件では、１０万枚まで、記録材Ｐの汚れ及び巻付きジャムを発生しなかった。つまり、実施例１の場合よりもクリーニング効果が向上していた。ここで、実施例１・評価１・（ｉ）のクリーニング条件は、未定着トナー画像パターンのトナー量１５０％である。そして定着済みのクリーニングシートＣＰをニップ部Ｎで挟持搬送する時の記録材搬送速度を１８０ｍｍ／秒（＝通常の画像形成時と同じ速度）、定着済みのクリーニングシートＣＰをニップ部Ｎで挟持搬送する時の定着ローラ表面温度１９０℃である。本実施例の画像形成装置の条件は、未定着トナー画像パターンのトナー量１５０％である。そして定着済みのクリーニングシートＣＰをニップ部Ｎで挟持搬送する時の記録材搬送速度を６０ｍｍ／秒（＝通常の画像形成時の１／３の速度）、定着済みのクリーニングシートＣＰをニップ部Ｎで挟持搬送する時の定着ローラ表面温度１８０℃である。

以上説明したように、クリーニングシートを形成する時、またはクリーニングシートを定着部で加熱しつつ搬送する時、の少なくとも一方の定着部のシート搬送速度は、通常の画像形成時の定着部のシート搬送速度よりも遅い。特に、クリーニングシートを形成する時、またはクリーニングシートを定着部で加熱しつつ搬送する時、の少なくとも一方の記録材搬送速度を、画像形成装置の最も速い記録材搬送速度より低速とする。クリーニングシートを形成する時の定着部のシート搬送速度を通常の画像形成時の定着部のシート搬送速度よりも遅くすることで、トナー画像パターン作成による画像形成装置の汚損を防止する効果がある。クリーニングシートを定着部で加熱しつつ搬送する時（定着部クリーニング時）の定着部のシート搬送速度を通常の画像形成時の定着部のシート搬送速度よりも遅くすることで、高いクリーニング効果を得ることができる。

［実施例３］
カラー画像形成装置の他の例を説明する。

本実施例に示すカラー画像形成装置は、クリーニングモード実行時には、像担持体から記録材上への未定着トナー画像を転写する転写手段の転写条件を、通常の画像形成時の条件から変更している。また、クリーニングモード実行時には、未定着トナー画像転写後の像担持体上の転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段のクリーニング条件を、通常の画像形成時の条件から変更している。本実施例の画像形成装置は、その点を除いて、実施例１の画像形成装置と同じ構成としてある。

記録材Ｐ上に形成されるトナー画像パターンＣは、画像品質を度外視したものであるが、通常の画像形成時に比べ、記録材Ｐ上の単位面積当たりの未定着トナー画像パターンＣのトナー量は多くなる。そのため、例えば本実施例の画像形成装置のように像担持体として中間転写ベルト６を採用する構成の場合、次のような問題が発生しやすい。中間転写ベルト６を採用する構成の場合、２次転写ローラ１３による記録材Ｐへのトナー転写工程において、通常の画像形成時と同様の転写条件で未定着トナー画像パターンＣの転写を行なうと、特に高湿環境下で転写不良を発生しやすくなってしまう。そのため想定したトナー量のトナー画像パターンＣを記録材Ｐ上に形成することができなくなるので、クリーニングモード実行時のクリーニング効果が低下してしまう。一方、未定着トナー画像パターンＣの転写不良は、中間転写ベルト６表面上への転写残トナーの増加を意味する。そのため、例えば本実施例の画像形成装置における、中間転写ベルト６のクリーニング手段である回収ローラ１５へ、多量の転写残トナーが向かうことになり、クリーニング不良を起こしやすくなってしまう。

そこで、本実施例では、クリーニングモード実行時の中間転写ベルト６から記録材Ｐ上へのトナー転写条件と、中間転写ベルト６表面の転写残トナーのクリーニング条件を、通常の画像形成時と変更する。

本実施例の画像形成装置の構成に従って、一例を具体的に説明する。クリーニングモード実行時（クリーニングシートＣＰを作成する時）に、第２の転写バイアス電源Ｖ２より２次転写ローラ１３に通常の画像形成時に印加される転写バイアスよりも大きい転写バイアスを印加する。通常の画像形成時では、転写バイアスを大きくしすぎると、一部のトナーの帯電極性が負極性から正極性へ反転してしまい、一部のトナーが記録材Ｐから中間転写ベルト６へ戻ってしまう。このため、記録材Ｐ上の画像の一部がなくなってしまうという画像不良を発生する。一方、クリーニング用のトナー画像パターンＣを作成する場合においては、画像品質は度外視できる。そのため、２次転写ローラ１３に印加される転写バイアスを、画像不良の発生に関係なく、記録材Ｐ上に最も多くのトナーを転写できる転写バイアスに設定すればよい。つまり、画像形成部はトナー画像を記録材に転写する転写部を有し、クリーニングシートを形成する時の転写部の設定は通常の画像形成時とは異なっている。

一方、通常の画像形成時、回収ローラ１５は所定のページ分のプリントを行う期間トナー回収を行なった後、回収した転写残トナーをまとめて中間転写ベルト６表面上に静電放出する。しかし、本実施例の画像形成装置では、クリーニングモードを実行するごとに（クリーニングシート１ページを作成する度に）転写残トナーの回収と静電放出を行なう。つまり、クリーニングモードを実行するごとに回収ローラ１５によって中間転写ベルト６表面上の転写残トナーを回収し、その都度その回収した転写残トナーを中間転写ベルト６表面上に静電放出している。また通常の画像形成時には、中間転写ベルト６上に放出された転写残トナーを、第１の転写バイアス電源Ｖ１Ｙからのバイアス印加により感光体ドラム１Ｙのみに逆転写させている。本実施例の画像形成装置では、クリーニングモードを実行するごとに、より下流の感光体ドラム１Ｃ，１Ｍ，１Ｋにも逆転写させるように１次転写ローラ９Ｃ，９Ｍ，９Ｋに対し所定の転写バイアスを印加する。即ち、各画像形成ステーションの第１の転写バイアス電源Ｖ１Ｃ，Ｖ１Ｍ，Ｖ１Ｋより１次転写ローラ９Ｃ，９Ｍ，９Ｋに対し所定の転写バイアスを印加する。
つまり、制御部１００は、一枚のクリーニングシートＣＰを作成する度に、作成後に、所定の転写バイアスを印加するように転写バイアス電源Ｖ１Ｃ，Ｖ１Ｍ，Ｖ１Ｋを制御している。即ち、制御部１００は、転写バイアス電源Ｖ１Ｙ，Ｖ１Ｃ，Ｖ１Ｍ，Ｖ１Ｋより１次転写ローラ９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋに対し所定の転写バイアスを印加するように転写バイアス電源Ｖ１Ｃ，Ｖ１Ｍ，Ｖ１Ｋを制御している。
つまり、画像形成部は記録材に転写するトナー画像を担持するトナー画像担持体と、トナー画像担持体をクリーニングするクリーニング部を有する。ここで、トナー画像担持体とは本実施例の場合は中間転写ベルト６である。またクリーニング部とは本実施例の場合は回収ローラ１５や４つの画像形成ステーションがこれに相当する。そして、クリーニングシートを形成する時のクリーニング部の設定（回収ローラ１５のトナー放出タイミングや、トナー回収時の４つの画像形成ステーションの設定）は通常の画像形成時とは異なっている。

こうした条件変更により、記録材Ｐ上の未定着トナー画像パターンＣのトナー量を減らすことなく、またクリーニングモード実行後に中間転写ベルト６のクリーニング不良に伴う画像不良を防止することができる。

本実施例のクリーニングモード実行時のトナー転写条件の変更は、エンドレスベルト状の静電吸着搬送転写ベルトを有するカラー画像形成装置にも適用することができる。このカラー画像形成装置は、通常の画像形成時に、記録材を静電吸着搬送転写ベルトの外周面（表面）上に静電吸着させて静電吸着搬送転写ベルトを像担持体としての複数の感光体ドラムに沿って周回移動させている。この複数の感光体ドラムは、それぞれ記録材に形成すべきトナー画像を担持している。そして転写手段としての１次転写ローラ（転写手段）に転写バイアスが印加されることにより感光体ドラムから静電吸着搬送転写ベルト表面の記録材上に順次単色トナー画像を重ねて転写させている。このカラー画像形成装置に本実施例のクリーニングモード実行時のトナー転写条件の変更を適用すれば、本実施例の画像形成装置と同じ作用効果を得ることができる。

本実施例のカラー画像形成装置は、中間転写ベルト６表面上の転写残トナーのクリーニング方法を回収ローラ１５による方式とした。クリーニング方法は回収ローラ１５による方式に限らずブレードタイプのクリーニング方式においても、本実施例のようなクリーニングモード時の実行時の条件の変更を適用することができる。

また、クリーニングモードが設定された時の、２次転写ローラ１３に転写バイアスを印加する印加条件と回収ローラ１５による中間転写ベルト６のクリーニング条件を、両方共に通常の画像形成モードの設定に対して変更する必要はない。何れか一方のみの変更でも構わない。

また、上述した実施例では、定着装置の構成として、ハロゲンランプ２１を内臓する定着ローラ２２と、加圧ローラ２３と、を有する熱ローラ方式を用いて説明した。しかしながら、図７に示すような、定着装置を有する画像形成装置にも適用できる。図７に示す定着装置は、エンドレスベルト５０と、エンドレスベルト５０の内面に接触するヒータ（セラミックヒータ）５２と、エンドレスベルト５０を介してヒータ５２と共に定着ニップ部Ｎを形成するバックアップ部材（例えば加圧ローラ）５１と、を有する。図７において、番号５３はヒータ５２の温度を検知する温度検知素子、番号５４はエンドレスベルト５０の回転をガイドするガイド部材、番号５５はヒータ５２のセラミック基板上に形成されている発熱抵抗体である。この定着装置は、温度検知素子５３の検知温度に応じて発熱抵抗体５５へ供給する電力を制御している。通常の画像形成モード時、及びクリーニングモードにおけるクリーニングシート作成時、未定着トナー画像を担持する記録材Ｐは定着ニップ部Ｎで挟持搬送されつつ記録材Ｐに加熱定着される。また、クリーニングモードにおけるクリーニングシートＣＰ搬送時（定着部クリーニング時）は、定着済みトナー画像（所定のトナー画像）を担持するクリーニングシートＣＰは、画像面が加圧ローラ５１と接触するように定着ニップ部で挟持搬送されつつ加熱される。

特に、エンドレスベルト５０を用いた定着装置は、プリント指示を待つスタンバイ状態から定着可能状態へ短時間で昇温させることができるので、スタンバイ状態の期間で定着装置を予熱しておく必要がない。予熱する場合であっても非常に低い温度を保つように暖めておけばよい。このため、熱ローラ方式の定着装置に比べて、スタンバイ状態の期間のバックアップ部材（加圧ローラ）５１の温度が低く、プリントを開始してもバックアップ部材の温度は熱ローラ方式に比べて低めである。トナーは温度の低い部材に堆積しやすく、エンドレスベルトを用いた定着装置の場合、トナーは加圧ローラに堆積しやすい。したがって、下記の本発明は、エンドレスベルトを用いた定着装置を搭載する画像形成装置に適用すれば非常に効果的である。ここで、本発明とは、記録材上の所定のトナー画像（クリーニング用画像）の単位面積あたりのトナー量を、黒トナーのみを用いて通常の画像形成を行う時に記録材に載せることができる単位面積あたりの最大トナー量よりも多くする本発明をいう。特に、記録材上の所定のトナー画像の単位面積あたりのトナー量を、複数色のトナーを用いて通常の画像形成を行う時に記録材に載せることができる単位面積あたりの最大トナー量よりも多くすると一層効果的である。

１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ：感光体ドラム、２０：定着装置、４１Ｙ，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｋ：画像形成ステーション、Ｃ：トナー画像、Ｐ：記録材

本発明は、記録材上にカラー画像を形成する画像形成装置、及び定着部のクリーニング方法に関する。

本発明は、上述の課題に鑑み成されたものであり、その目的は、クリーニングシートを用いて定着部をクリーニングする際のクリーニング性能が優れている画像形成装置、及び定着部のクリーニング方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の構成は、
記録材に複数色のトナー画像が重畳されたトナー画像を形成することが可能な画像形成部と、トナー画像が形成された記録材をニップ部で搬送しながら加熱しトナー画像を記録材に定着する定着部と、を有し、
前記画像形成部において複数色のトナーが重畳されたクリーニング用のトナー画像を記録材に形成し、前記定着部において記録材上に形成された前記クリーニング用のトナー画像を記録材に定着してクリーニング用のシートを作成した後、前記クリーニング用のシートを前記ニップ部で搬送して前記定着部のクリーニングを行うクリーニングモードを実行可能な画像形成装置において、
前記クリーニング用のトナー画像の単位面積当たりのトナー量は、通常の画像形成をする時に複数色のトナーを重畳して記録材に載せることが可能な単位面積当たりの最大トナー量よりも多く、
前記クリーニング用のシートを作成する時の前記ニップ部における記録材の搬送速度は、その記録材を用いて通常の画像形成をする時の前記ニップ部における記録材の搬送速度よりも遅いことを特徴とする。
上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の他の構成は、
記録材にトナー画像を形成することが可能な画像形成部と、トナー画像が形成された記録材をニップ部で搬送しながら加熱しトナー画像を記録材に定着する定着部と、を有し、
前記画像形成部においてクリーニング用のトナー画像を記録材に形成し、前記定着部において記録材上に形成された前記クリーニング用のトナー画像を記録材に定着してクリーニング用のシートを作成した後、前記クリーニング用のシートを前記ニップ部で搬送して前記定着部のクリーニングを行うクリーニングモードを実行可能な画像形成装置において、
前記クリーニング用のトナー画像の単位面積当たりのトナー量は、通常の画像形成をする時に記録材に載せることが可能な単位面積当たりの最大トナー量よりも多く、
前記クリーニング用のシートを作成する時の前記ニップ部における記録材の搬送速度は、その記録材を用いて通常の画像形成をする時の前記ニップ部における記録材の搬送速度よりも遅いことを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明に係る定着部のクリーニング方法の構成は、
記録材にトナー画像を形成することが可能な画像形成部と、トナー画像を形成した記録材をニップ部で搬送しながら加熱しトナー画像を記録材に定着する定着部と、を有する画像形成装置における定着部のクリーニング方法であって、
前記画像形成部において、記録材の単位面積当たりのトナー量が通常の画像形成をする時に複数色のトナーを重畳して記録材に載せることが可能な単位面積当たりの最大トナー量よりも多くなるように、複数色のトナー画像を重畳してクリーニング用のトナー画像を記録材に形成し、
前記定着部において、前記クリーニング用のトナー画像を形成した記録材を、その記録材を用いて通常の画像形成をする時の記録材の搬送速度よりも遅い搬送速度で、前記ニップ部で搬送しながら加熱し前記クリーニング用のトナー画像を記録材に定着してクリーニング用のシートを作成し、
前記定着部において前記クリーニング用のシートを前記ニップ部で搬送して前記定着部のクリーニングを行う、ことを特徴とする。

本発明によれば、クリーニングシートを用いて定着部をクリーニングする際のクリーニング性能が優れている画像形成装置、及び定着部のクリーニング方法の提供を実現できる。

［実施例１］
（１）カラー画像形成装置例
図２は本実施例に係るカラー画像形成装置の一例の構成模型図である。このカラー画像形成装置は、電子写真方式を用いて、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナー像を重ね合わせることでフルカラー画像を得る、フルカラーレーザープリンタである。

Claims (12)

1. 記録材にカラートナー画像を形成する画像形成装置であって、記録材にトナー画像を形成する画像形成部と、記録材に形成されたトナー画像を記録材に加熱定着する定着部と、前記定着部をクリーニングするクリーニングモードと、を有し、前記クリーニングモードが設定されると、前記画像形成部が記録材に所定のトナー画像を形成し、その後、前記定着部が所定のトナー画像を記録材に加熱定着することによって、前記定着部で加熱されつつ搬送されて前記定着部をクリーニングするためのクリーニングシートが形成される画像形成装置において、記録材上の所定のトナー画像の単位面積あたりのトナー量は、黒トナーのみを用いて通常の画像形成を行う時に記録材に載せることができる単位面積あたりの最大トナー量よりも多いことを特徴とする画像形成装置。
2. 所定のトナー画像は複数色のトナーを用いて形成されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 記録材上の所定のトナー画像の単位面積あたりのトナー量は、複数色のトナーを用いて通常の画像形成を行う時に記録材に載せることができる単位面積あたりの最大トナー量よりも多いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. クリーニングシートを形成する時、またはクリーニングシートを前記定着部で加熱しつつ搬送する時、の少なくとも一方の前記定着部のシート搬送速度は、通常の画像形成時の前記定着部のシート搬送速度よりも遅いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成部はトナー画像を記録材に転写する転写部を有し、クリーニングシートを形成する時の前記転写部の設定は通常の画像形成時とは異なっていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成部は記録材に転写するトナー画像を担持するトナー画像担持体と、前記トナー画像担持体をクリーニングするクリーニング部を有し、クリーニングシートを形成する時の前記クリーニング部の設定は通常の画像形成時とは異なっていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記装置は更に、定着済みのクリーニングシートを前記定着部に搬送するための搬送路を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
8. 前記装置は更に、記録材を供給する記録材供給部を有し、定着済みのクリーニングシートは、使用者によって前記記録材供給部にセットされた後、前記定着部へ搬送されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
9. 前記定着部は、エンドレスベルトと、前記エンドレスベルトの内面に接触するヒータと、前記エンドレスベルトを介して前記ヒータと共に定着ニップ部を形成するバックアップ部材と、を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
10. 記録材にカラートナー画像を形成できる画像形成装置に搭載されている定着部をクリーニングするクリーニング方法であって、所定のトナー画像を記録材に形成するステップと、所定のトナー画像を記録材に加熱定着してクリーニングシートを形成するステップと、定着済みのクリーニングシートを前記定着部で加熱しつつ搬送し前記定着部をクリーニングするステップと、を有する定着部クリーニング方法において、記録材上の所定のトナー画像の単位面積あたりのトナー量は、黒トナーのみを用いて通常の画像形成を行う時に記録材に載せることができる単位面積あたりの最大トナー量よりも多いことを特徴とする定着部クリーニング方法。
11. 所定のトナー画像は複数色のトナーを用いて形成されることを特徴とする請求項１０に記載の定着部クリーニング方法。
12. 記録材上の所定のトナー画像の単位面積あたりのトナー量は、複数色のトナーを用いて通常の画像形成を行う時に記録材に載せることができる単位面積あたりの最大トナー量よりも多いことを特徴とする請求項１０に記載の定着部クリーニング方法。