JP2014041330A - 定着装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加圧部材に付着したオフセットトナーの除去をクリーニングウェブの適切な送り量で実施することができる定着装置を提供する。
【解決手段】定着装置５０に、加熱ローラ５２により加熱される定着ベルト５１と、定着ローラ５３に張架された定着ベルト５１に接触して定着ベルト５１との間に定着ニップを形成する加圧ローラ５５とを備えた。また、加圧ローラ５５の表面に摺擦するようにウェブシート６１を送って加圧ローラ５５の表面をクリーニングするクリーニング装置６０も備えた。また、クリーニング装置６０に、定着ベルト５１と加圧ローラ５５とが接触して走行している走行距離に応じてウェブシート６１の送り出し量を制御するモータ制御部６８を設けた。そして、モータ制御部６８で、画像データの出力画像領域における孤立画素の割合に応じてウェブシート６１の送り出し量を制御するように構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、クリーニング機構を備えた定着装置及びこれを用いた画像形成装置に関するものである。

電子写真技術を用いた複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置においては、用紙等の転写材上に作像された未定着のトナー像を、転写材上に定着する定着装置を備えている。この定着装置としては、例えば、ハロゲンランプ等の加熱手段を有する加熱ローラや定着ベルト等の定着部材と、この定着部材と圧接しながら回転する加圧ローラ等の加圧部材とで定着ニップを形成する。そして、この定着ニップに、トナー像を担持した転写材を通過させてトナー像を転写材上に定着する、いわゆる熱圧着方式が広く採用されている。

この熱圧着方式の定着装置において、トナー像は、加圧部材によってトナー像を担持した転写材が定着部材に所定の圧力で押圧されることにより、定着部材からの加熱を受けて溶融状態となる。溶融したトナーは、その全てが転写材上に定着されることが望ましいが、実際には、トナーと定着部材との付着力により、そのごく一部が定着部材に付着する。一般にこの現象はオフセット現象と呼ばれている。オフセット現象の種類としては、低温オフセットと高温オフセットとがある。

低温オフセットとは、トナーに対する加熱が不十分で、トナー画像を形成しているトナー層の内部まで充分に熱が伝達されないことからトナーの溶融が不完全となり、転写材への融着がなされなかったトナー層の一部が破砕して定着部材に付着するものである。この場合、転写材へのトナー画像の融着も不十分となることから、出力されたコピーからトナー画像を容易にこすり取ることができる、いわゆる定着不良が発生する。特に、高画質化への要求から小粒径化されたトナーは、粉砕トナー等の従来のトナーに比べ、転写材表面の凹凸の凹部に入り込みやすく、このトナーに対しては熱が伝わりにくく、溶解が十分でないため、低温オフセットがおきやすい。
一方、高温オフセットとは、必要以上の高温でトナーが加熱された場合、トナーの粘弾性が変化し、トナーと定着部材の付着力がトナー粒子の凝集力よりも高くなりトナーが定着部材に付着するものである。

このような問題への対応として、定着部材に不織布等のクリーニングウェブを押し当て、回転する定着部材の表面を常に拭うようにしてオフセットトナーを除去するクリーニング装置を設けた定着装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
また、定着部材とクリーニングウェブとの間のわずかな隙間からオフセットトナーが通り抜けないようにするためには、トナーが付着していないクリーニングウェブの新しい部分を常に定着部材に押圧することが望ましい。しかし、メンテナンス頻度の増加や、環境面からみた廃棄物の増加という点では好ましくない。

このため、過剰で無駄なクリーニングウェブの供給を防止できるように、画像データに応じてクリーニングウェブの送り出し量を制御するクリーニング装置も提案されている（例えば、特許文献２）。このように、定着部材側にクリーニングウェブを当接させる場合には、オフセットトナーはまず定着部材側に付着するため、清掃効率がよい。しかしながら、定着部材にクリーニングウェブを当接させる場合には、転写材上のトナー像側となる定着部材が傷付き、縦スジ等の異常画像が発生しやすいという問題がある。また、定着部材上のオフセットトナーが下側にある加圧部材に落下して付着した場合は、この汚れを清掃できないという問題がある。

これに対し、定着部材側ではなく加圧部材にクリーニングウェブを当接させるクリーニング装置を設けた定着装置も提案されている（例えば、特許文献３）。このように、加圧部材側にクリーニングウェブを当接させる場合には、定着部材に付着したオフセットトナーを一旦加圧部材に付着させて清掃するため、定着部材と加圧部材の両方を清掃することができる。また、加圧部材の下側からクリーニングウェブを当接させることにより、クリーニングウェブに付着したオフセットトナーの落下による二次的な汚れを防止することが可能である。

しかしながら、加圧部材側にクリーニングウェブを当接させた場合には、定着部材と加圧部材とが接触して走行している走行距離に依存して、クリーニングウェブに付着するオフセットトナー量が変化することが判った。これは定着部材と加圧部材とが接触して走行している走行距離に応じて、定着部材に付着したオフセットトナーが定着ニップを介して加圧部材からクリーニングウェブへ転移するからである。定着部材と加圧部材とが接触して走行している走行距離が短いほどクリーニングウェブへのオフセットトナー量が少なくなり、定着部材と加圧部材とが接触して走行している走行距離が長いほどクリーニングウェブへのオフセットトナー量が多くなるのである。

また、転写材の第１面と第２面とに交互に画像形成を行うインターリーブ搬送方式の両面印刷の場合には、転写材の第２面へトナー像の定着時に、第１面のトナー像の一部が直接加圧部材側に移動してしまうことがある。そのため、クリーニングウェブへのオフセットトナー量が特に多くなりやすい。さらに、第１面へトナー像の定着後から、転写材が第１面から第２面へと反転され、第２面へトナー像を定着するまでの間、定着部材と加圧部材とが接触して走行することになる。この走行距離は転写材一枚分以上の距離で片面印刷の場合の転写材間よりも長いものとなり、この部分ではクリーニングウェブへのオフセットトナーの付着量が多くなる。
また、画像データの画像形成領域（以下、出力画像領域という）における隣接した画素から孤立している孤立画素の割合により、クリーニングウェブへのオフセットトナーの付着量が変動することも判った。

上記のようなクリーニングウェブへのオフセットトナーの付着量の増減に関係なく、クリーニングウェブの送り出し量が設定されると、次のような不具合が発生してしまう。クリーニングウェブを無駄に消費することになったり、加圧ローラとクリーニングウェブとの間の隙間からオフセットトナーがすり抜けてクリーニング不良が生じ、異常画像が発生したりしてしまう。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、加圧部材に付着したオフセットトナーの除去をクリーニングウェブの適切な送り量で実施することができる定着装置を提供することである。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、転写材上に担持した未定着のトナー像に接触して加熱する表面が無端移動する定着部材と、該定着部材の表面とで定着ニップを形成する表面が無端移動する加圧部材と、該加圧部材の表面に摺擦してクリーニングするクリーニングウェブを支持するとともに送り出すクリーニング機構とを備え、前記定着ニップで挟持搬送しながら前記トナー像を前記転写材上に定着する定着装置において、前記クリーニング機構は、前記定着部材と前記加圧部材とが接触して走行している走行距離に応じて前記クリーニングウェブの送り出し量を制御する制御手段を備え、該制御手段は、画像データから得られる出力画像領域における孤立画素の割合により前記クリーニングウェブの送り出し量を制御することを特徴とするものである。

本発明は、加圧部材に付着したオフセットトナーの除去をクリーニングウェブの適切な送り量で実施することができる定着装置を提供できる。

一実施形態に係る複写機の構成を示す概略構成図。 同複写機の定着装置の構成を示す概略構成図。 同定着装置のクリーニングウェブの巻き取り機構を説明する模式図。 実施例１に係る、クリーニング動作を実行するまでのフローチャート。 実施例２に係る、クリーニング動作を実行するまでのフローチャート。 読取部で画像データの読取を行ってクリーニング動作を実行するまでのフローチャート。 用紙上の孤立画素の黒化率：Ａと孤立画素の副走査長さ：Ｂを説明する模式図。 黒化率とクリーニングウェブ上の画像濃度との関係を示す特性図。

以下、本発明を、電子写真方式のカラー複写機（以下、単に複写機１００という）に適用した一実施形態について説明する。まず、本実施形態に係る複写機１００の基本的な構成について説明する。図１は、本実施形態に係る複写機１００の構成を示す概略構成図である。図１に示すように、この複写機１００は、原稿を搬送する原稿搬送装置（ＡＤＦ）１と、原稿の画像を読み取るためのスキャナ部２と、スキャナ部２で取得された画像データを基に画像形成を行う画像形成手段たる画像形成部３と、画像形成部３に記録媒体たる用紙Ｐを給紙する給紙部４とを備えている。

はじめに、上記画像形成部３の構成について説明する。図１に示すように、上記画像形成部３は、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの各色のトナー像を形成する４つのプロセスユニット１０Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙを備えている。以下添字Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙはブラック、マゼンタ、シアン、イエローの各色をそれぞれ示す。

このプロセスユニット１０Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙは、それぞれ各色のトナー像を担持する像担持体である感光体１１Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙを備えている。これら各感光体１１Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙの周囲には、各感光体１１表面を一様に帯電する帯電装置１２Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙや、各感光体１１表面に形成される静電潜像を現像する現像装置１３Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙを備えている。
また、トナー像転写後の各感光体１１表面をクリーニングする感光体クリーニング装置１４Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙ等も備えている。プロセスユニット１０Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙは、感光体１１の周囲に配設される帯電装置１２、現像装置１３、感光体クリーニング装置１４とを１つのユニットとして共通の支持体に支持するものであり、画像形成部３本体に対して着脱可能になっている。

また、上記画像形成部３は、各感光体１１Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙの一様に帯電された表面に画像情報に応じたレーザ光を照射して静電潜像を形成する光書込装置３０を備えている。光書込装置３０は、レーザ光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、所定の露光位置において画像データに基づき回転駆動されている各感光体１１Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙの表面にレーザ光を主走査方向に走査しながら照射する。

また、上記画像形成部３は、感光体１１Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙに形成されたトナー画像を用紙Ｐに転写する転写ユニット２０、用紙Ｐ上の未定着トナー像を加圧や加熱の作用によって定着せしめる後述する定着装置５０、両面搬送部３２等備えている。

上記転写ユニット２０は、複数の張架ローラ２７、２８等と、二次転写バックアップローラ２６とに張架されて図中矢印方向に回転駆動する中間転写ベルト２１を備えている。転写ユニット２０は、感光体１１Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙと所定の電圧が印加される一次転写ローラ２３Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙとの間に中間転写ベルト２１を挟み込んで一次転写ニップを形成する。また、転写ユニット２０は二次転写バックアップローラ２６と所定の電圧が印加される二次転写ローラ２５の間に中間転写ベルト２１を挟み込んで二次転写ニップを形成している。さらに、転写ユニット２０は、中間転写ベルト２１上に残留する転写残トナーを除去するベルトクリーニング装置２２等も備えている。

上記プロセスユニット１０Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙで形成された感光体１１Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙ上のトナー像は、一次転写ニップで中間転写ベルト２１に順次重ね合わされて転写される。中間転写ベルト２１上に転写された４色重ね合わせトナー像は、二次転写ニップで用紙Ｐに一括転写されることになる。二次転写ニップを通過後に中間転写ベルト９上に残留する転写残トナーは、ベルトクリーニング装置２２により除去される。

上記転写ユニット２０の図中下方には、レジストローラ対４４、二次転写ローラ２５と定着装置５０との間に無端状の紙搬送ベルトを掛け渡して無端移動させる紙搬送ユニット２４等を備えている。レジストローラ対４４は、後述する給紙部４により供給された用紙Ｐをローラ間に挟み込み、中間転写ベルト２１上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで二次転写ニップに送り出す。紙搬送ユニット２４は、二次転写ニップを通過してフルカラー画像が転写された用紙Ｐを定着装置５０へと搬送する。

上記画像形成部３の図中下方に位置する両面搬送部３２は、片面に対する画像定着処理を終えた用紙Ｐを、切換爪で用紙Ｐの進路を切り換えて上下反転させ、再び二次転写ニップに進入させる。

また、上記複写機１００の上記給紙部４は、用紙Ｐを複数枚重ねた紙束の状態で収容する給紙カセット４０を多段備え、各給紙カセット４０内の一番上の用紙Ｐに給紙ローラ４２を押し当てている。選択された給紙ローラ４２が回転駆動すると、一番上の用紙Ｐが分離ローラで分離されて１枚ずつ給紙路４１に向けて送り出される。この給紙路４１に送り出された用紙Ｐは、複数の搬送ローラ対４３を経て画像形成部３内の給紙路に導かれ、レジストローラ対４４のローラ間に挟み込まれる。

以上のように構成される画像形成部３において、次のように画像形成が行われる。例えばブラック用のプロセスユニット１０Ｋでは、帯電装置１２Ｋにより一様に帯電された感光体１１Ｋの表面に、光書込装置３０で変調及び偏向されたレーザ光が走査されながら照射されて静電潜像が形成される。感光体１１Ｋ上の静電潜像は、現像装置１３Ｋで現像されてブラック色のトナー画像となる。中間転写ベルト２１を挟んで一次転写ローラ２３Ｋに対向する一次転写ニップでは、感光体１１Ｋ上のトナー像が用紙Ｐに転写される。トナー像が転写された後の感光体１１Ｋの表面は、感光体クリーニング装置１４Ｋでクリーニングされ、次の静電潜像の形成に備えられる。

他のプロセスユニット１０Ｍ、Ｃ、Ｙについても、上述した画像形成行程が中間転写ベルト２１の移動に同期して実行される。一方、給紙カセット４０から給送された用紙Ｐは、レジストローラ対４４により所定のタイミングで送出されて二次転写ニップに搬送される。又は、画像形成部３の側面に設置された手差しトレイ４５から給紙された用紙Ｐは、給紙ローラによって手差し給紙路内に繰り出され、レジストローラ４６により所定のタイミングで送出されて二次転写ニップに搬送される。そして、二次転写ニップでフルカラー画像が一括転写された用紙Ｐは、紙搬送ユニット２４によって搬送されて定着装置５０でトナー像が定着される。

用紙Ｐの第一面だけに画像を形成する片面プリントモードの場合には、排紙ローラ対４７のローラ間の排紙ニップに挟み込まれた用紙Ｐがそのまま機外に排出されて排紙トレイ４８上にスタックされる。用紙Ｐの両面に画像を形成する両面プリントモードの場合には、排紙ローラ対４７に挟み込まれた用紙Ｐが逆方向に戻されて、両面搬送部３２に進入する。そして、両面搬送部３２内で上下反転せしめられた後、再び二次転写ニップに送られて、もう片面にも画像の二次転写処理と定着処理とが施された後、排紙ローラ対４７により排紙トレイ４８上に排出される。トナー像転写後の中間転写ベルト２１は、ベルトクリーニング装置２２により残留トナーが除去され、プロセスユニット１０による再度の画像形成に備える。

以上の作像動作は、４色重ね合わせのフルカラーモードが図示しない操作部で選択された時の動作である。例えば、白黒画像形成モードが操作部で選択された場合には、駆動ローラ以外の支持ローラ等を移動させて、感光体１１Ｙ、Ｍ、Ｃを中間転写ベルト２１から離間させ、中間転写ベルト２１にＫトナー像の形成のみを行ってもよい。

次に、本発明の特徴部となる定着装置５０について詳細に説明する。図２は、通紙時における定着装置５０の構成を示す概略構成図である。定着装置５０は、図２に示すように、定着部材である定着ベルト５１が加熱手段である加熱ローラ５２と定着ローラ５３とテンションローラ５４とによって所定のテンションに張架されている。加熱ローラ５２は内蔵する加熱ヒータ５２ａによって加熱され、加熱ローラ５２と定着ローラ５３とにより張架されている定着ベルト５１を加熱する。テンションローラ５４は、円筒形をしたアルミ管で形成され、定着ベルト５１にテンションを与えるものである。

定着ローラ５３には、図示しない駆動源がギア接続され、定着ローラ５３が図２中矢印方向に回転駆動することにより、定着ベルト５１が回転し所定の温度に均一に加熱される。本実施形態に係る定着ベルト５１は、厚さ９０μｍのポリイミド（ＰＩ）層で形成される無端ベルトであって、外周表面にパーフルオロアルコキシルアルカン（ＰＦＡ）膜等のオフセット防止剤がコーティングされたものである。

また、上記定着装置５０では、定着ローラ５３と対向する位置に定着ベルト５１を挟んで加圧部材としての加圧ローラ５５が配設されている。定着ローラ５３と加圧ローラ５５とは、対向配置されるゴムローラであり、加圧ローラ５５が図示しない脱圧機構により定着ベルト５１を介して定着ローラ５３の中心方向に加圧されることにより、定着ベルト５１と加圧ローラ５５との間に定着ニップが形成される。なお、加圧ローラ５５は、図示しない脱圧機構により、定着ベルト５１から離れる方向に移動可能に支持され、定着ベルト５１に当接しての加圧状態、及び離間しての脱圧状態の切り替えが可能となっている。また、この加圧ローラ５５には、加圧ローラ５５を介して定着ベルト５１を加熱するための加熱ヒータ５５ａが内蔵されている。

また、この定着装置５０には、定着装置５０内に搬送された用紙Ｐを定着ニップ部に案内するための案内ガイド部材５６を備えている。また、定着装置５０の定着ニップの出口側には、定着ベルト５１と用紙Ｐを剥離させ、定着ローラ５３への用紙Ｐの巻き付きを防止する用紙剥離爪５７や、用紙が所定のタイミングで通過していることを確認するための排紙センサ５８等が設けられている。

上記構成の定着装置５０は、図２に示すような通紙時において、図示しない脱圧機構により加圧ローラ５５が定着ベルト５１に加圧されて定着ニップ部を形成する。そして、定着ベルト５１と加圧ローラ５５とが図中矢印方向に回転駆動されている状態で、用紙Ｐが案内ガイド部材５６によって案内されながら、定着ニップ部を通過する。定着ニップ部では、用紙Ｐ上の未定着トナー像Ｔ１を加熱作用により溶融させ、溶融トナーを加圧作用により用紙Ｐの構成成分であるセルロース等の繊維分に浸透させ、溶融トナーを固化させて定着トナーＴ２とする。加圧ローラ５５に内蔵される加熱ヒータ５５ａは、定着ニップ部で溶融トナーが固化するときに、用紙Ｐに対して投鋲作用を発揮させる機能をもつ。その後、用紙Ｐは、用紙剥離爪５７により定着ベルト５１から剥離され、用紙搬送方向下流側に配設された搬送ローラ対５９により排紙ローラ対４７に向けて排出される。

ところで、上記構成の定着装置５０においては、上述したように、加圧ローラ５５上にオフセットトナーＴ３が付着する。そのため、上記定着装置５０においては、加圧ローラ５５上のオフセットトナーＴ３等の付着物を清掃するクリーニング装置６０が設けられている。このクリーニング装置６０は、加圧ローラ５５の表面に摺擦して加圧ローラ５５表面をクリーニングするためのクリーニングウェブであるウェブシート６１と、新品のウェブシート６１を送り出し可能に保持するウェブ送り出し用ローラ６２を備えている。また、使用済みのウェブシート６１を巻き取り可能なウェブ巻き取り用ローラ６３と、ウェブシート６１を挟んで加圧ローラ５５との間にウェブニップ部を形成する押圧部材たる押圧ローラ６４も備えている。本実施形態では、ウェブシート６１と加圧ローラ５５との間に、３〜６ｍｍのウェブニップ部が形成される。

上記構成のクリーニング装置６０においては、図２に示すような通紙時において、ウェブシート６１が加圧ローラ５５の表面に当接するウェブニップ部で、加圧ローラ５５上のオフセットトナーＴ３等の付着物を清掃する。押圧ローラ６４は、加圧ローラ５５との間にウェブシート６１を挟み込むようにして加圧力を加圧ローラ５５に対して加える。加圧ローラ５５とウェブシート６１とが当接するウェブニップ部では、上述した押圧ローラ６４から加圧ローラ５５が受ける加圧力及び加圧ローラ５５の回転により、ウェブシート６１に摩擦力が生じる。この摩擦力により、加圧ローラ５５上の付着物が加圧ローラ５５からウェブシート６１に転移し、加圧ローラ５５の清掃が実現される。

図３は、定着装置５０のクリーニングウェブであるウェブシート６１の巻き取り機構を説明する模式図である。図３に示すように、ウェブシート６１は、ウェブ巻き取りローラ６３の回転量により送り量が決定される。ウェブ巻き取りローラ６３は、その並行して設置されている回転軸６５に減速ギア６６が取り付けられており、減速ギア６６を介してウェブモータ６７の回転により回転する。ウェブモータ６７はモータ制御部６８により、ある所定の通紙枚数に一度、所定時間動作するように間欠制御されており、新しいウェブシート６１が送り出されるようになっている。

本実施形態においては、ウェブモータ６７の１ステップ回転によりウェブシート６１が０．８２ｍｍ送られるように、ギアの減速比が設定されている。また、本実施形態においては、ウェブモータ６７の動作間隔は１５ｓｅｃ周期とされ、ウェブモータ６７を動作する時間を変えることで、ウェブシート６１の送り量を変化させている。

上記ウェブシート６１は、布、紙、樹脂シート、樹脂フィルム、金属箔等の適宜な材料によって構成できるが、図示した例では、ウェブシート６１が加圧ローラ５５の表面に摺接して該表面を清掃するとともに、その表面に離型剤を塗布するように構成されている。本実施形態では、ウェブシート６１には、離型剤を含浸できる材料、例えば、芳香族ポリアミド系不織布を用いている。かかるウェブシート６１が加圧ローラ５５の表面に摺接するとき、これに含浸された離型剤が加圧ローラ５５表面に薄く均一に塗布される。この離型剤としては、例えば、シリコンオイル等を用いることができ、加圧ローラ５５の表面上のオフセットトナーなどの付着物をウェブシート６１側に移行しやすくし、さらに加圧ローラ５５の表面の摩耗を防止するものであればよい。

次に、上記クリーニング装置６０のウェブシート６１の送り量を、定着ベルト５１と加熱ローラ５２とが接触して走行している走行距離に応じて制御する制御部の制御方法について複数の実施例を挙げて説明する。

［実施例１］
まず、本実施形態の定着ベルト５１と加熱ローラ５２とが接触して走行している走行距離に応じてウェブシート６１の送り量を制御する制御方法の実施例１から図を用いて説明する。図４は、本実施例に係る、クリーニング動作を実行するまでのフローチャートである。本実施例において、モータ制御部６８は、コピー又はプリント時に、まず用紙サイズデータとピック周期データ（定着ニップに向けて用紙Ｐが送り出される周期）により、定着ベルト５１と加圧ローラ５５が接触して走行している走行距離量を算出する。

具体的には、図４に示すように、プリントが開始されると、用紙サイズが確認される（ステップＳ１０１）。そして、定着ベルト５１と加圧ローラ５５とが接触して走行している走行距離量となる紙間Ｘを下記の（１）式により算出する（ステップＳ１０２）。
紙間Ｘ＝ピック周期×プロセス線速−用紙副走査長さ・・・（１）式
続いて、１分間に定着ベルト５１と加圧ローラ５５とが接触して走行している走行距離量Ｙを下記の（２）式により算出する（ステップ１０３）。
１分間での走行距離Ｙ＝（１分間の印刷枚数−１）×紙間Ｘ・・・（２）式

定型紙を通紙する際のピック周期、用紙副走査長さ、紙間Ｘ、１分間での走行距離Ｙをまとめたものを表１に示す。

続いて、モータ制御部６８は、下記の表２に示すウェブ送り量テーブルから、所望のウェブ送り量となるモータ動作時間を参照し（ステップＳ１０４）、ウェブモータ６７の動作時間を決定する（ステップＳ１０５）。そして、メモリに格納されるウェブモータ６７の動作時間を書き換える（ステップＳ１０６）。これにより、モータ制御部６８は、メモリを参照して所定の時間ウェブモータ６７を動作させ、ウェブシート６１を最適な送り量で送ることができる。表２に示すように、例えば、１分間での走行距離Ｙが長いほど、ウェブモータの動作時間が長く設定される。

［実施例２］
次に、本実施形態の定着ベルト５１と加熱ローラ５２とが接触して走行している走行距離に応じてウェブシート６１の送り量を制御する制御方法の実施例２を図を用いて説明する。図５は、本実施例に係る、クリーニング動作を実行するまでのフローチャートである。なお、上記した実施例１と同様な構成については、適宜、省略して説明するとともに、同一の構成部材については、同一の符号を付して説明する。

本実施例において、モータ制御部６８は、コピー又はプリント時に、まず用紙サイズデータと転写材検出手段である排紙センサ５８からの出力とから、定着ベルト５１と加圧ローラ５５とが接触して走行している走行距離量を算出する。
具体的には、図５に示すように、プリントが開始されると、用紙サイズが確認される（ステップＳ２０１）。そして、用紙Ｐの先端又は後端を検出する排紙センサ５８からの出力を確認し、定着ベルト５１と加圧ローラ５５とが接触して走行している走行距離量となる紙間Ｘを算出する（ステップＳ２０２）。続いて、１分間に定着ベルト５１と加圧ローラ５５とが接触して走行している走行距離量Ｙを上記（２）式により算出する（ステップＳ２０３）。

続いて、モータ制御部６８は、上記表２に示すウェブ送り量テーブルから、所望のウェブ送り量となるモータ動作時間を参照し（ステップＳ２０４）、ウェブモータの動作時間を決定する（ステップＳ２０５）。そして、メモリに格納されるウェブモータの動作時間を書き換える（ステップＳ２０６）。これにより、モータ制御部６８は、メモリを参照してウェブモータ６７を所定の時間動作させ、ウェブシート６１を最適な送り量で送ることができる。実施例１と同様、表２に示すように、例えば、１分間での走行距離Ｙが長いほど、ウェブモータの動作時間が長く設定される。

次に、実施例１又は実施例２で得た定着ベルト５１と加熱ローラ５２とが接触して走行している走行距離に応じたウェブシート６１の送り量を、画像データから得られる出力画像領域における孤立画素の割合により補正する制御方法についいて図を用いて説明する。図６は、読取部で画像データの読取を行ってクリーニング動作を実行するまでのフローチャート、図７は、用紙上の孤立画素領域の黒化率：Ａと孤立画素の副走査長さ：Ｂを説明する模式図である。図８は、孤立画素領域の黒化率：Ａとウェブシート６１上の画像濃度（オフセットトナー量）との関係を示す特性図である。なお、上記した実施例１又は実施例２と同様な構成については、適宜、省略して説明するとともに、同一の構成部材については、同一の符号を付して説明する。

本実施形態においては、上記した実施例１又は実施例２の定着ベルト５１と加熱ローラ５２とが接触して走行している走行距離に応じたウェブシート６１の送り量の決定と並行して次のような制御を行う。モータ制御部６８は、コピー又はプリント時に、上記複写機１００の読取部で読み取られた画像データを参照する。この読取部は、出力する画像データの中でも、孤立画素が存在する孤立画素領域における孤立画素が単位面積当たりに占める割合（面積比率）となる黒化率：Ａを読み取り、さらにその孤立画素領域の副走査長さ：Ｂを読み取り可能な画像データ演算部を有している。そして、画像データ演算部では読み取った黒化率：Ａ及び孤立画素が存在する副走査長さ：Ｂよりウェブシート６１の送り量の補正値を算出するものである。つまり、読取部の画像データ演算部で、出力画像領域に対する孤立画素の割合である孤立画素領域の黒化率：Ａと孤立画素領域の副走査長さ：Ｂとを算出し、これらの割合応じて算出したウェブシート６１の送り量の補正値を、モータ制御部６８が参照する。

ここで、孤立画素とは、充分な濃度を有する有効画素のうち、点状に散在するノイズのような不要画像を意味している。例えば、マトリクス状の３×３画素領域の中心画素が黒（有効画素）でその周囲の８画素が全て白画素（無効画素：背景画素）である場合にその中心画素が孤立画素になる。但し、孤立画素は単一の画素のみを意味するものではなく、画素密度が高い画像であれば、例えば３×３画素領域の全画素が有効画素があっても、その周囲が全て無効画素であれば、内側の３×３画素領域が孤立画素とみなされる場合もある。

図６に示すように、モータ制御部６８は、プリントが開始されると、読取部で画像データを読み取り（ステップＳ０１）、先ずは孤立画素の有り無しを判定する（ステップＳ０２）。
孤立画素が存在しない場合（０．６≦黒化率：Ａ）には、ウェブシート６１の送り量は標準設定となり（ステップＳ０３）、ウェブモータ６７の実施例１又は２の方法で求めたウェブ送り量の標準設定に対応するパルス数の信号を送りウェブモータ６７を動作させる。これに対して、孤立画素が存在する場合（０．６＞黒化率：Ａ）には、画像データ演算部で孤立画素領域の黒化率Ａを算出し（ステップＳ０４）、孤立画素が存在する孤立画素領域の副走査長さ：Ｂを算出する（ステップＳ０５）。予め１画素の大きさは複写機１００の解像度で決められているので、この画素の位置情報と画素のデータ間隔により、孤立画素領域における孤立画素が単位面積あたりに占める割合となる黒化率：Ａと、孤立画素が存在する孤立画素領域の副走査長さ：Ｂが判る。

続いて、上記モータ制御部６８は、画像データ演算部で算出された黒化率Ａに相当するウェブ送り量の補正係数Ｋを下記の表３より参照する。さらに、この補正係数Ｋに、（孤立画素領域の副走査長さ：Ｂ）／（用紙の副走査長さ）を乗算し、これを一分間当たりに定着ベルト５１と加圧ローラ５５とが接触して走行している走行距離Ｙに乗算する。そして、上記した実施例１、２で用いた表２を参照してウェブモータ６７の動作時間を決定する（ステップＳ０６、Ｓ０７）。
これにより、モータ制御部６８は、ウェブモータ６７を所定の時間動作させ、ウェブシート６１をより最適な送り量で送ることができる。

図８に示すように、ウェブシート６１上の画像濃度、すなわちオフセットトナー量は、孤立画素領域の黒化率：Ａが約０．４、つまり約４０％となる画像データを出力する場合が最も多いことがわかる。これに対して、ウェブシート６１上のオフセットトナー量は、孤立画素領域の黒化率：Ａが増えても減っても減少する傾向にあることがわかる。また、孤立画素領域の黒化率：Ａが０．３５から０．４５、つまり３５％＜Ａ≦４５％の範囲が他の範囲よりもオフセットトナー量が顕著に多くなっているのもわかる。

これは次のような理由によるものと考えられる。隣り合う画素が接した状態で用紙Ｐ上に形成されたトナー像は、定着される際に溶融したトナー粒子同士が用紙Ｐ上で互いの一部が接合されて、トナー粒子単体の場合よりも用紙Ｐとの溶着力が増し、定着ベルト５１にオフセットし難くなる。これに対し、隣り合う画素が接することなく孤立した状態で用紙Ｐ上に形成されたトナー像は、溶融したトナー粒子同士が用紙Ｐ上で互いに接合されず、用紙Ｐとトナー粒子単体との溶着力しか作用せず、オフセットトナーが生じ易い。これらのため、孤立画素領域の黒化率：Ａが約４０％まで増える過程では、ウェブシート６１上へのオフセットトナーの付着量が増え、約４０％を超えると孤立画素領域自体が減るのでウェブシート６１上へのオフセットトナーの付着量が減ってくる。

加えて、適用する画像形成装置によっても多少変動するが、孤立画素領域の黒化率Ａが６０％以下では、隣合う画素から離間して孤立した孤立画素が存在する場合が多い。このように隣合う画素同士が離間した状態で用紙Ｐ上にトナー像が形成されると、上記したように定着ニップで溶融した際に用紙Ｐとトナー粒子単体との溶着力しか作用せず、オフセットトナーが生じ易い。
これに対し、孤立画素領域の黒化率Ａが６０％を超えると、隣合ういづれかの画素が接触した状態になって孤立した孤立画素が極端に減少してほぼ存在しなくなる。このように隣合ういずれかの画素同士が接触した状態で用紙Ｐ上にトナー像が形成されると、上記したように定着ニップで溶融した際に用紙Ｐとトナー粒子同士が用紙Ｐ上で互いの一部が接合される。そして、トナー粒子単体の場合よりも用紙Ｐとの溶着力が増し、定着ベルト５１にオフセットし難くなる。

このように孤立画素領域の黒化率Ａと、孤立画素領域の副走査長さ：Ｂとによりオフセットトナー量を算出し、ウェブシート６１の送り量をより最適化することができるため、オフセットトナーのすり抜けの無い高画質な画像を維持することが可能となる。特に、オフセットトナー量が多くなる孤立画素領域の黒化率：Ａが、３５％＜Ａ≦４５％の範囲で、ウェブモータの動作時間を長く設定してウェブシート６１の送り量を多くして、ウェブシート６１からオフセットトナーがすり抜けることを確実に抑制できる。
なお、孤立画素領域の黒化率：Ａが０．００及び１．０、つまり０％及び１００％では、その領域に孤立画素が確実に存在しなくなり、孤立画素領域自体が無くなってしまう。しかし、図８では、便宜上、孤立画素領域が存在するものと仮定して、孤立画素領域の黒化率：Ａが１．０、つまり１００％まで実線で示している。

上記した本実施形態では、定着部材として加熱ローラ５２、テンションローラ５４、及び定着ローラ５３に架け張架された定着ベルト５１を備えた定着装置５０に本発明を適用した例について説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、ヒートロール方式の定着ローラ、又は自己発熱ベルト等を備えた定着装置にも適用可能である。
また、定着部材を加熱する加熱手段として、加熱ヒータ５２ａを内蔵した加熱手段である加熱ローラ５２を備えた定着装置５０に本発明を適用した例について説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、加熱手段としてハロゲンヒータ、誘導加熱方式を備えたものや、自己発熱ベルト等を備えた定着装置にも適用可能である。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
用紙Ｐなどの転写材上に担持した未定着のトナー像に接触して加熱する表面が無端移動する定着ベルト５１などの定着部材と、該定着部材の表面とで定着ニップを形成する表面が無端移動する加圧ローラ５５などの加圧部材と、該加圧部材の表面に摺擦してクリーニングするウェブシート６１などのクリーニングウェブを支持するとともに送り出すクリーニング装置６０などのクリーニング機構とを備え、前記定着ニップで挟持搬送しながら前記トナー像を前記転写材上に定着する定着装置において、前記クリーニング機構は、前記定着部材と前記加圧部材とが接触して走行している走行距離に応じて前記クリーニングウェブの送り出し量を制御するモータ制御部６８などの制御手段を備え、該制御手段は、画像データから得られる出力画像領域における孤立画素の割合により前記クリーニングウェブの送り出し量を制御することを特徴とするものである。

これによれば、上記実施形態について説明したように、定着部材と加圧部材とが接触して走行している走行距離が長い場合には、制御手段がクリーニングウェブ上のオフセットトナー量が多いと判定しクリーニングウェブの送り量を多くする。これにより、加圧ローラ上のオフセットトナーがクリーニングウェブからすり抜けることを抑制することができる。一方、定着部材と加圧部材とが接触して走行している走行距離が短い場合には、制御手段がクリーニングウェブ上のオフセットトナー量が少ないと判定し、クリーニングウェブの送り量を少なくする。これにより、クリーニングウェブの無駄な消費を抑制することができる。

加えて、制御手段は、画像データから得られる出力画像領域における孤立画素の割合によりクリーニングウェブの送り量を補正するので、孤立画素の割合によって異なるオフセットトナー量に応じてクリーニングウェブの送り量を制御することができる。このため、クリーニングウェブからオフセットトナーがすり抜けることをより確実に抑制することができる。
よって、加圧部材に付着したオフセットトナーの除去をクリーニングウェブの適切な送り量で実施することができる定着装置を提供できる。

（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、定着ベルト５１などの前記定着部材と加圧ローラ５５などの前記加圧部材とが接触して走行している走行距離は、用紙Ｐなどの前記転写材のサイズと、前記転写材が前記定着ニップに向けて送り出されるピック周期とから得られることを特徴するものである。
これによれば、上記実施例１について説明したように、定着部材と加圧部材とが接触して走行している走行距離に相当する紙間を算出することができる。

（態様Ｃ）
（態様Ａ）において、定着ベルト５１などの前記定着部材と加圧ローラ５５などの前記加圧部材とが接触して走行している走行距離は、用紙Ｐなどの前記転写材のサイズと、前記定着ニップを通過した前記転写材の先端又は後端を検出する排紙センサ５８などの転写材検出手段からの検出結果とから得られることを特徴するものである。
これによれば、上記実施例２について説明したように、定着部材と加圧部材とが接触して走行している走行距離に相当する紙間を算出することができる。

（態様Ｄ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｃ）のいずれかにおいて、前記画像データにより得られる出力画像領域における孤立画素の割合は、孤立画素が在る孤立画素領域の副走査長さと、前記孤立画素領域で孤立画素が単位面積当たりに占める面積比率である黒化率：Ａなどの黒化率とから算出することを特徴するものである。
これによれば、上記実施形態について説明したように、次のような効果を奏することができる。モータ制御部６８などの制御手段は出力画像領域における孤立画素領域の副走査長さと、孤立画素領域の黒化率とからオフセットトナー量を算出し、ウェブシート６１などのクリーニングウェブの送り出し量を制御することができる。よって、クリーニングウェブからオフセットトナーがすり抜けることをより確実に抑制することができる。

（態様Ｅ）
（態様Ｄ）において、モータ制御部６８などの前記制御手段は、孤立画素領域の黒化率：Ａが、３５％＜Ａ≦４５％となるときに、ウェブシート６１などのクリーニングウェブの送り量を多くすることを特徴するものである。
これによれば、上記実施形態について説明したように、制御手段は出力画像領域における孤立画素領域の副走査長さと黒化率とからオフセットトナー量が多いと判定したときは、クリーニングウェブの送り量を多くするように制御する。よって、クリーニングウェブからオフセットトナーがすり抜けることをより確実に抑制することができる。

（態様Ｆ）
用紙Ｐなどの転写材上にトナー像を形成担持させる画像形成部３などの画像形成手段と、前記トナー像を前記転写体上に定着する定着装置とを備える画像形成装置において、前記定着装置として、（態様Ａ）乃至（態様Ｅ）のいずれかの定着装置５０などの定着装置を用いることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施形態について説明したように、加圧ローラ５５などの加圧部材に付着したオフセットトナーの除去をウェブシート６１などのクリーニングウェブの適切な送り出し量で実施することができる。したがって、クリーニングウェブからのトナーのすり抜けによる異常画像の発生を防止することが可能な複写機１００などの画像形成装置を提供できる。

１ 原稿搬送装置
２ スキャナ部
３ 画像形成部
４ 給紙部
９ 中間転写ベルト
１０ プロセスユニット
１１ 感光体
１２ 帯電装置
１３ 現像装置
１４ 感光体クリーニング装置
２０ 転写ユニット
２１ 中間転写ベルト
２２ ベルトクリーニング装置
２３ 一次転写ローラ
２４ 紙搬送ユニット
２５ 二次転写ローラ
２６ 二次転写バックアップローラ
２７、２８ 張架ローラ
３０ 光書込装置
３２ 両面搬送部
４０ 給紙カセット
４１ 給紙路
４２ 給紙ローラ
４３ 搬送ローラ対
４４ レジストローラ対
４５ 手差しトレイ
４６ レジストローラ
４７ 排紙ローラ対
４８ 排紙トレイ
５０ 定着装置
５１ 定着ベルト
５２ 加熱ローラ
５２ａ 加熱ヒータ（加熱ローラ）
５３ 定着ローラ
５４ テンションローラ
５５ 加圧ローラ
５５ａ 加熱ヒータ（加圧ローラ）
５６ 案内ガイド部材
５７ 用紙剥離爪
５８ 排紙センサ
５９ 搬送ローラ対
６０ クリーニング装置
６１ ウェブシート
６２ ウェブ送り出し用ローラ
６３ ウェブ巻き取り用ローラ
６４ 押圧ローラ
６５ 回転軸
６６ 減速ギア
６７ ウェブモータ
６８ モータ制御部
１００ 複写機
Ｐ 用紙

特開２００２−２５８６５７号公報 特開２００５−２４６１９号公報 特開２００８−４００５３号公報

Claims (6)

1. 転写材上に担持した未定着のトナー像に接触して加熱する表面が無端移動する定着部材と、該定着部材の表面とで定着ニップを形成する表面が無端移動する加圧部材と、該加圧部材の表面に摺擦してクリーニングするクリーニングウェブを支持するとともに送り出すクリーニング機構とを備え、前記定着ニップで挟持搬送しながら前記トナー像を前記転写材上に定着する定着装置において、
   前記クリーニング機構は、前記定着部材と前記加圧部材とが接触して走行している走行距離に応じて前記クリーニングウェブの送り出し量を制御する制御手段を備え、
   該制御手段は、画像データから得られる出力画像領域における孤立画素の割合により前記クリーニングウェブの送り出し量を制御することを特徴とする定着装置。
2. 請求項１に記載の定着装置において、
   前記定着部材と前記加圧部材とが接触して走行している走行距離は、前記転写材のサイズと、前記転写材が前記定着ニップに向けて送り出されるピック周期とから得られることを特徴とする定着装置。
3. 請求項１に記載の定着装置において、
   前記定着部材と前記加圧部材とが接触して走行している走行距離は、前記転写材のサイズと、前記定着ニップを通過した前記転写材の先端又は後端を検出する転写材検出手段からの検出結果とから得られることを特徴とする定着装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一に記載の定着装置において、
   前記画像データにより得られる出力画像領域における孤立画素の割合は、孤立画素が在る孤立画素領域の副走査長さと、前記孤立画素領域で孤立画素が単位面積当たりに占める割合である黒化率とから算出することを特徴する定着装置。
5. 請求項４に記載の定着装置において、
   前記制御手段は、前記黒化率：Ａが、３５％＜Ａ≦４５％となるときに、前記クリーニングウェブの送り量を多くすることを特徴とする定着装置。
6. 転写材上にトナー像を形成担持させる画像形成手段と、前記トナー像を前記転写体上に定着する定着装置とを備える画像形成装置において、
   前記定着装置として、請求項１乃至５のいずれか一に記載の定着装置を用いることを特徴とする画像形成装置。

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