JP2022030681A - 画像形成装置およびクリーニング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】定着部材に固着したトナー汚れを、当該定着部材を備える装置により印刷された記録媒体を用いて除去可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】記録媒体にトナー像を形成する作像部と、回転体である定着部材２８と、定着部材２８に圧接してニップ部Ｎを形成する加圧部材３０とを有し、ニップ部Ｎにてトナー像を記録媒体に定着させる定着装置１２と、を備え、ニップ部Ｎにトナー像が定着した記録媒体を通過させることにより、定着部材２８表面の汚れを除去するクリーニングモードを有する画像形成装置１００において、記録媒体上にクリーニング画像のトナー像を定着したクリーニングシートＳｃを作成するクリーニングシート作成モードを有し、クリーニングモード実行時に、クリーニングシートＳｃのクリーニング画像８０を、定着部材２８と対向する方向、かつ定着時に搬送された方向と異なる方向にニップ部Ｎを通過させる。【選択図】図１０

Description

本発明は、画像形成装置およびクリーニング方法に関する。

プリンタや複写機等の画像形成装置に使用される定着装置として、例えば、内部に熱源を備えて回転する定着ローラと、当該定着ローラに押圧された状態で回転する加圧ローラとを有し、両ローラ間に形成されたニップ部に未定着トナー像が形成された記録媒体を通過させ、当該ニップ部で未定着トナー像を溶融して記録媒体上に定着させるものが知られている。また、定着部材の低熱容量化や記録媒体への熱伝達効率の改善を目的として、熱源を有する定着ローラの代わりに、無端状のベルト部材等を用いた定着回転体や加圧回転体を備えた定着装置も知られている。

上述の定着装置において、熱量不足や熱量過多により適切に溶融しなかったオフセットトナー等が定着部材残存し、その残存したトナーが紙粉等の他の異物と混ざって定着部材上に固着してしまうという課題があった。

これに対し、定着部材に固着したトナー汚れを除去するクリーニング技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１には、クリーニングシートを装置本体内部に通して該装置本体内部のローラ類に付着した紙粉等を除去可能としてなる印字装置のクリーニング方法であって、定着装置の温度を通常の設定温度より低く、クリーニングシートの粘着剤の性質変化を起こす温度以下でかつトナー再溶解温度以上の温度とする方法が開示されている。

特許文献１の方法において用いられるようなクリーニング専用のシートは、トナー汚れを回収可能な加工が施されているため、高いクリーニング効果が得られる。しかしながら、このような専用のシートをユーザー側で購入し、保管することは負担が大きく、活用されない場合があった。

一方、クリーニング専用のシートではなく、印刷された記録媒体（用紙等）を用いたクリーニング方法が提案されているが、トナーに含まれるワックス成分によって固着したトナー汚れの除去が困難になるという課題があった。
また、トナー汚れが固着した定着部材を用いて印刷することにより、白抜け等が生じて所望の画像が得られず、そのような画像が印刷された記録媒体を用いてクリーニングを行ったとしても、目的のトナー汚れが除去されないという課題があった。

そこで本発明は、定着部材に固着したトナー汚れを、当該定着部材を備える装置により印刷された記録媒体を用いて除去可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、記録媒体にトナー像を形成する作像部と、回転体である定着部材と、前記定着部材に圧接してニップ部を形成する加圧部材とを有し、前記ニップ部にて前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着装置と、を備え、前記ニップ部にトナー像が定着した記録媒体を通過させることにより、前記定着部材表面の汚れを除去するクリーニングモードを有する画像形成装置において、前記記録媒体上にクリーニング画像としてのトナー像が定着したクリーニングシートを作成するクリーニングシート作成モードを有し、前記クリーニングモード実行時に、前記クリーニングシートの前記クリーニング画像を、前記定着部材と対向する方向、かつ定着時に搬送された方向と異なる方向で前記ニップ部を通過させることを特徴とする。

本発明によれば、定着部材に固着したトナー汚れを、当該定着部材を備える装置により印刷された用紙を用いて除去可能な画像形成装置を提供することができる。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。 本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。 本発明に係る画像形成装置が備える定着装置の一例を示す概略構成図である。 定着部材にトナー汚れが固着した状態を示す模式図（Ａ）、及び定着不良の発生を示す説明図（Ｂ）である。 クリーニング実行時の定着温度とトナー汚れ残りの評価との関係を示すグラフである。 クリーニングモードの動作の流れを示すフローチャートである。 クリーニングシート作成モードの実行により作成されたクリーニングシートの一例を示す模式図である。 クリーニングシートの他の例を示す模式図である。 本実施形態に係る画像形成装置のクリーニングシート作成モードとクリーニングモード実行時の記録媒体搬送方向を示す説明図である。 本実施形態に係る画像形成装置のクリーニングシート作成モードとクリーニングモードの実行によるトナー汚れ除去の説明図である。 比較例におけるクリーニングシート作成モードとクリーニングモード実行時の記録媒体搬送方向を示す説明図である。 比較例におけるクリーニングシート作成モードとクリーニングモードの実行によるトナー汚れ除去の説明図である。

以下、本発明に係る画像形成装置およびクリーニング方法について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
また、なお、実施形態の用語における画像形成、印刷、印字はいずれも同義語であるとする。

（画像形成装置）
以下、図１～図３に基づき、本発明に係る画像形成装置、及び本発明に係るクリーニング方法が適用される画像形成装置の機構部を説明する。
本発明に係る画像形成装置は、記録媒体にトナー像を形成する作像部と、回転体である定着部材と、該定着部材に圧接してニップ部を形成する加圧部材とを有し、該ニップ部にてトナー像を記録媒体に定着させる定着装置と、を備える。

図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態としてのプリンタの概略構成図である。
図１に示すように、プリンタ１００は、作像部（像担持体としての感光体ドラム２、転写手段６０等）と、定着装置１２と、給紙手段２００と、レジストローラ対４９と、を有している。

給紙手段２００は、記録媒体としての用紙Ｓが積載状態で収容される給紙トレイ４４と、給紙トレイ４４に収容された用紙Ｓを最上のものから順に１枚ずつ分離して送り出す給紙コロ４２等を有している。給紙コロ４２によって送り出された用紙Ｓはレジストローラ対４９で一旦停止され、姿勢ずれを矯正された後、感光体ドラム２の回転に同期するタイミングで、すなわち、感光体ドラム２上に形成されたトナー像の先端と用紙Ｓの搬送方向先端部の所定位置とが一致するタイミングでレジストローラ対４９により転写部位６１へ送られる。

感光体ドラム２の周りには、矢印で示す回転方向順に、帯電手段としての帯電ローラ３ａと、露光手段の一部を構成するミラー８と、現像ローラ５ａを備えた現像手段５と、転写手段６０と、クリーニングブレード７ａを備えた感光体用クリーニングクリーニング装置７等が配置されている。
帯電ローラ３ａと現像手段５の間において、ミラー８を介して感光体ドラム２上の露光部９に露光光Ｌｂが照射され、走査されるようになっている。

プリンタにおける画像形成動作は、例えば、感光体ドラム２が回転を始めると、感光体ドラム２の表面が帯電ローラ３ａにより均一に帯電され、画像情報に基づいて露光光Ｌｂが露光部９に照射、走査されて作成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。この静電潜像は感光体ドラム２の回転により現像手段５へ移動し、ここでトナーが供給されて可視像化され、トナー像が形成される。感光体ドラム２上に形成されたトナー像は、所定のタイミングで転写部位６１に進入してきた用紙Ｓ上に転写手段６０による転写バイアス印加により転写される。

トナー像を担持した用紙Ｓは定着装置１２へ向けて搬送され、定着装置１２で定着された後、図示しない排紙トレイへ排出・スタックされる。
転写部位６１で転写されずに感光体ドラム２上に残った残留トナーは、感光体ドラム２の回転に伴って感光体用クリーニングクリーニング装置７に至り、このクリーニング装置７を通過する間にクリーニングブレード７ａにより掻き落とされて清掃される。その後、感光体ドラム２上の残留電位が図示しない除電手段により除去され、次の作像工程に備えられる。

図２は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態としてのタンデム型中間転写式の画像形成装置の概略構成図である。
画像形成装置本体１００の内部には複数の作像部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋが並設されたタンデム型中間転写式の作像部２０が設けられており、上記の符号に付けた添え字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（黒）の各色をそれぞれ示している。

画像形成装置本体１００には、中央付近に無端ベルト状の中間転写体（以下、中間転写ベルトという）１０が設けられている。この中間転写ベルト１０は、複数の支持ローラ１４，１５，１３，１６等に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。

支持ローラ１６の左には、中間転写ベルト用のクリーニング装置１７が設けられている。クリーニング装置１７は画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する。

支持ローラ１４と支持ローラ１５間に張り渡した中間転写ベルト１０上には、その搬送方向に沿って、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４つの作像部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋが横に並べて配置され、タンデム型画像形成部２０を構成している。このタンデム型画像形成部２０の作像部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナー画像を担持する像担持体としての感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋを有している。

そして、このタンデム型画像形成部２０の上には、図２に示すように２つの露光装置４が設けられている。露光装置４はそれぞれ２つの作像部（１Ｙと１Ｍ、１Ｃと１Ｋ）に対応しており、例えば２つの光源装置（半導体レーザ、半導体レーザアレイ、あるいはマルチビーム光源等）とカップリング光学系、共通の光偏向器（ポリゴンミラー等）、２系統の走査結像光学系等で構成される光走査方式の露光装置であり、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色の画像情報に応じて感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋに露光を行い、静電潜像を形成する。

また、作像部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの周囲には、上記の露光に先立って感光体ドラムを均一に帯電する帯電装置３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ、露光装置４によって形成された静電潜像を各色のトナーで現像する現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ、感光体ドラム上の転写残トナーを除去する感光体用クリーニング装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋが設けられている。

また、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋから中間転写ベルト１０にトナー画像を転写する一次転写位置には、中間転写ベルト１０を間に挟んで感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋに対向するように一次転写手段である一次転写ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋが設けられている。

中間転写ベルト１０を支持する複数の支持ローラのうち、支持ローラ１４は中間転写ベルト１０を回転駆動する駆動ローラであり、図示しない駆動伝達機構（ギヤ、プーリ、ベルト等）を介してモータと接続されている。

また、ブラックの単色画像を中間転写ベルト１０上に形成する場合には、図示しない移動機構により、駆動ローラである支持ローラ１４以外の支持ローラ１５，１３を移動させて、イエロー、シアン、マゼンタの感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃを中間転写ベルト１０から離間させることが可能である。

中間転写ベルト１０を挟んでタンデム型画像形成部２０と反対の側には、２次転写装置２２を備えている。この２次転写装置２２は、支持ローラ１６に２次転写ローラ１８を押し当てて転写電界を印加することで中間転写ベルト１０上の画像をシート状の記録媒体としての用紙Ｓ（以下、単に「用紙」という）に転写する。

また、２次転写装置２２の横には、用紙Ｓ上の転写画像を定着する定着装置１２を設けている。
本実施形態における定着装置１２において、ニップ部は、定着部材（定着ローラ）２８に、加圧部材（加圧ローラ）３０が押し当てられて形成される。少なくとも一方のローラには図示しない加熱手段（ヒータ、ランプ、あるいは電磁誘導式の加熱装置等）が設けられている。

２次転写装置２２で画像が転写された用紙Ｓは、２つのローラ２３に支持された搬送ベルト２４により定着装置１２へと搬送される。搬送ベルト２４の部分は、固定されたガイド部材でも良く、また、搬送ローラや搬送コロ等でも良い。

図２に示す画像形成装置では、２次転写装置２２および定着装置１２の下部に、タンデム型画像形成部２０と平行に、用紙Ｓの両面に画像を記録すべく用紙Ｓを反転して搬送するシート反転装置３９を備えている。

中間転写ベルト方式は、１次転写から２次転写へトナーが転移する段階で地汚れトナーの割合が減少するため、紙上地汚れ量が直接転写方式に比べて少なく、トナー固着に対して有利である。

本実施形態の画像形成装置において、画像形成装置本体１００に画像データが送られ、作像開始の信号を受けると、タンデム型画像形成部２０では、不図示の駆動モータで支持ローラ１４を回転駆動して他の複数の支持ローラを従動回転し、中間転写ベルト１０を図中の矢印方向に回転搬送する。同時に、個々の作像部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋでは、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋが不図示の駆動モータで反時計回りに回転し、帯電装置３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋによる帯電、露光装置４による露光（潜像形成）、現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋの各色のトナーによる現像のプロセスを経て、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上にそれぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの単色画像を形成する。

そして、中間転写ベルト１０の搬送とともに、それらの単色画像を一次転写ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋで順次中間転写ベルト１０に転写して、中間転写ベルト１０上に合成
カラー画像を形成する。

一方、画像形成動作に合せて、給紙手段（給紙テーブル）２００内の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙トレイ４４の１つから用紙Ｓを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して、給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して画像形成装置本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。

画像転写後の用紙Ｓは、搬送ベルト２４で搬送して定着装置１２へと送り込み、定着装置１２で熱と圧力とを加えて転写画像を定着した後、不図示の切換爪で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪で切り換えてシート反転装置３９に入れ、そこで反転して再び画像形成装置本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９を介して転写位置へと導き、裏面にも画像を記録した後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。

一方、画像転写後の感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、感光体用クリーニング装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋで、画像転写後に感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上に残留する残留トナーを除去される。また、画像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写ベルト用のクリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去される。そして、上記のクリーニング工程後、画像形成装置はタンデム型画像形成部２０による再度の画像形成に備える。

（定着装置）
図３は、本発明に係る画像形成装置が備える定着装置１２の一例を示したもので、熱ローラ方式を採用した定着装置の概略構成図である。
図３に示す定着装置１２は、回転体である定着部材（定着ローラ）２８と加圧部材（加圧ローラ）３０との間にニップ部Ｎが形成される。

回転体である定着部材２８は、ステンレス、アルミニウム等の金属製の芯金の外周に、用紙Ｓ及びトナーＴの離型性を良くするために離型層が設けられている。

定着部材２８の離型層は、耐熱性があり表面エネルギーの小さい材料からなるものが好ましく、例えば、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）などの高分子樹脂からなる耐熱性チューブが挙げられる。
さらに、耐摩耗性を確保するために、表層にはカーボンやＳｉＣ等の耐磨耗性添加剤が添加されていることが好ましい。耐磨耗性添加剤は、３質量％以上添加すると十分な耐摩耗性が得られる一方、２０質量％以上添加すると定着部材２８の表面に露出する割合が増加し、トナー離型性が悪化するため、添加量としては１０質量％程度が好ましい。

定着部材２８の芯金内部には、定着部材２８の温度上昇を加速させるための熱源３３が配設される。熱源３３としては、図３の例ではハロゲンヒータが用いられているが、これに限定されず、例えば、誘導加熱や面状発熱体等であってもよい。

加圧部材３０は、ステンレス、アルミニウム等の金属製の芯金の外周に、適度な厚みを有する弾性層、及び表層に離型層が設けられている。
弾性層は、例えば、フッ素系ゴムやシリコーンゴム等の耐熱弾性材料からなる。
離型層は、定着部材２８と同様に、フッ素系樹脂等からなる。

また、加圧部材３０は、定着部材２８に向けて図示しないバネ等の加圧部材により押圧される。圧接部位において加圧部材３０の弾性層を弾性変形させることにより、定着部材２８との間で一定時間トナーを加圧・加熱できるニップ部Ｎを形成する。

また、定着された用紙Ｓを剥離するための分離爪３４が、ニップ部Ｎよりも用紙Ｓの搬送方向の下流側に配設されている。分離爪３４は先端が定着部材２８に対向して配置される。分離爪３４は、必要に応じて定着部材２８の軸方向に沿って複数配置される。
分離爪３４は、トナー固着を抑制するとともに摺動性に優れた材料からなることが好ましく、表面がＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰなどの高分子樹脂で形成されていることが好ましい。

さらに、熱源３３を制御するために、各部材の温度を検知するためのサーミスタ等の温度センサ３６を設け、温度センサ３６の検知結果に応じて加熱制御手段（加熱制御コントローラ）３５により電源３７を介して熱源３３の温度が制御されることが好ましい。
定着装置１２の定着設定温度は、トナー粘弾性および定着性試験の結果から設定することができる。

（クリーニングモード）
上述の機構を備えた本発明に係る画像形成装置は、ニップ部Ｎにトナー像が定着した記録媒体Ｓを通過させることにより、定着部材２８表面の汚れを除去するクリーニングモードを有する。
以下、本実施形態に係る画像形成装置のクリーニングモードについて説明する。

まず、定着部材２８の表面にトナー汚れが付着した状態を図４に示す。
図４（Ａ）は、定着部材２８にトナー汚れ７０が固着した状態を示す模式図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の定着部材２８を使用したことにより発生した定着不良を示す説明図である。
定着部材２８の表面にトナー汚れ７０が固着している場合、その固着した部位の定着性が低下する。例えば、図４（Ｂ）に示すように、トナー汚れ７０を含む領域７１を通過したトナー像は記録媒体Ｓに十分定着せず、回転体である定着部材２８の周長のピッチＰで記録媒体Ｓ上にオフセット画像７２が発生することとなる。

定着部材２８上のトナー汚れを除去する技術として、粘着層を備えたクリーニングシートや、これに代えてトナー像が定着した記録媒体をクリーニングシートとしてニップ部Ｎに挿通させることにより、トナー汚れを除去する方法が知られている。
トナー像が定着した記録媒体をクリーニングシートとして用いる場合、クリーニング実行時の定着温度は、通常の定着設定温度よりも低い温度とすることが好ましい。
クリーニング実行時の温度について検討した結果を図５のグラフに示す。

図５は、記録媒体としての普通紙にベタ画像を印刷したものをクリーニングシートとして用い、クリーニング結果として汚れの残りを評価した例を示している。
クリーニングシートの印刷には、１５０℃で定着できるよう設計されたトナーを用いている。また、クリーニング実行時は、クリーニング効果を向上させるためにクリーニングシートがニップ部に挟持された状態で停止させている。１秒、２秒、３秒の各停止時間について、定着設定温度を６０℃から１５０℃の間の１０℃毎に評価を行った。
クリーニング後の定着部材表面の汚れの残りが少ない場合は「〇」、やや汚れの残りがみられる場合は「△」、汚れの残りが多い場合は「×」として評価した。

定着温度が１１０℃を超えると、トナーのワックス成分が析出しはじめる。通常の印刷時においてワックス成分は記録媒体の定着部材への巻き付き防止に有効であるが、クリーニング時においては、粘着力（定着部材表面に貼り付く力）が低下し、汚れをクリーニングシート側に移動させる効果が低減する。そのため、クリーニング時の定着温度としては１１０℃未満であることが好ましい。図５に示す例では、定着温度が８０℃～１１０℃の範囲において良好なクリーニング効果が得られることがわかる。

一方、トナーの樹脂成分は所定の熱量以上で溶融する。ワックス成分析出防止のために定着温度を低くすると、熱量が不足して樹脂成分が溶融せず、粘着力が生じないため、クリーニング効果が得られない。そこで、定着温度を上昇させることなく、加温時間を長くすることにより十分な熱量を付与することが好ましい。図５に示す例では、クリーニングシートがニップ部に挟持された状態で定着部材の回転（クリーニングシートの搬送）を３秒間停止させることにより良好なクリーニング効果が得られることがわかる。

ニップ部に挟持されたクリーニングシートは、停止後に再び搬送される。このとき、搬送される長さは、停止時に定着部材２８と当接していた長さ、すなわちニップ幅の長さを最大とすることが好ましい。これにより、定着部材２８の周方向全体にクリーニングを実行することができる。

以上の結果から、本実施形態の画像形成装置において実行されるクリーニングモードとしては、クリーニングシート（クリーニング画像が形成された記録媒体）をニップ部Ｎに挟持した状態で搬送を停止する停止動作、及びニップ幅相当の長さを搬送する搬送動作を所定回数実行することが好ましい。
また、クリーニングモード実行時の定着部材２８の温度は、トナー像を記録媒体に定着させる定着設定温度よりも低いことが好ましい。

停止動作及び搬送動作を実行する回数は、定着部材２８の周長をニップ部Ｎの幅で除した値を整数に切り上げた数以上であることが好ましい。

本実施形態の画像形成装置において実行されるクリーニングモードの動作シーケンスの例を図６に示す。
クリーニング動作は、定着部材２８の温度が通常の印刷時においてトナー像を記録媒体に定着させる定着設定温度よりも低い温度であることを確認して開始する。

図６のフローチャートに示すように、まず、クリーニング画像が形成された記録媒体であるクリーニングシートをニップ部Ｎまで搬送する（ステップＳ０１）。
クリーニングシートのクリーニング画像がニップ部Ｎにおいて定着部材２８と当接した時点で、定着部材２８の回転を所定時間停止し、クリーニングシートの搬送を停止する（ステップＳ０２）。ステップＳ０２における停止時間としては、クリーニング画像の粘着力を向上させることができる範囲で適宜選択され、例えば３秒間である。
この停止時間においてクリーニング画像と当接した領域にある定着部材２８表面のトナー汚れが、クリーニング画像側に移動する。

所定の停止時間が経過後、定着部材２８を所定時間回転させ、クリーニングシートを再び搬送する（ステップＳ０３）。ステップＳ０３における定着部材２８の回転時間は、クリーニングシートをニップ幅に相当する長さ分搬送するのに要する時間であり、形成されるニップ幅に応じて適宜選択される。一例として本実施形態では５００ミリ秒である。

ステップＳ０２及びステップＳ０３が所定回数実行されたかを判断し（ステップＳ０４）、所定回数未満であれば再度ステップＳ０２を実行する。一方、所定回数実行された後は、クリーニングシートを排紙トレイまで搬送し（ステップＳ０５）、クリーニングを終了する。

ステップＳ０４の判断基準となる回数は、定着部材２８の周長、形成されるニップ幅、及びステップＳ０３の回転時間等に応じて、定着部材２８の周方向を欠落なくクリーニングすることができる範囲で適宜設定される。一例として本実施形態では１５回である。

クリーニングモードにおけるクリーニングシートの搬送動作としては、一方向に限定されず、例えば、記録媒体をニップ部Ｎに挟持した状態で通常の搬送方向に搬送する順方向搬送動作と、通常の搬送方向と逆方向に搬送する逆方向搬送動作とを含む動作とすることができる。ニップ部Ｎにおいて定着部材２８の同じ領域を繰り返しクリーニング画像と当接させることができるため、クリーニング効果が向上する。
逆方向の搬送動作を実施するタイミングは、クリーニング画像全体が順方向に搬送された後であっても、クリーニング画像の一部が順方向に搬送された後であってもよい。

また、本実施形態の画像形成装置は、ニップ部Ｎの下流に搬送部材を備えていることが好ましい。クリーニングモード実行時において、クリーニングシートの搬送を停止したとき、搬送部材によりクリーニングシートのニップ部下流側に突出した部分を保持することにより、該突出した部分が定着部材に巻き込まれるのを防ぐことができる。

また、本実施携帯の画像形成装置は、クリーニングモード実行時において定着部材２８の停止と回転を繰り返す際、定着装置１２の後段のローラ部材の回転時間を定着部材２８の回転時間よりも長くすることが好ましい。これにより、クリーニングシートのニップ部下流側に突出した部分が後段ローラ部材に引っ張られる力がかかり、該突出した部分が定着部材に巻き込まれるのを防ぐことができる。

本発明に係る画像形成装置は、さらに、記録媒体上にクリーニング画像としてのトナー像が定着したクリーニングシートを作成するクリーニングシート作成モードを有し、クリーニングモード実行時に、クリーニングシートのクリーニング画像を、定着部材２８と対向する方向、かつ定着時に搬送された方向と異なる方向でニップ部Ｎを通過させる。
以下、クリーニングシートの作成と、作成されたクリーニングシートの搬送について説明する。

（クリーニングシート作成モード）
クリーニングシート作成モードを実行することにより作成されるクリーニングシートの一例を図７に示す。
クリーニングシートＳｃは、通常の印刷で使用される記録媒体上にクリーニング画像８０としてのトナー像が定着したものである。
図中「Ｓ１」は、クリーニングシート作成時において、トナー像の定着時に搬送された方向の下流側先端を示している。また図中「Ｓ２」は、クリーニングシート作成時において、トナー像の定着時に搬送された方向の上流側先端を示している。

クリーニングシートＳｃには、クリーニング画像８０とともに、クリーニングモード実行時にセットする方向を示す画像８１が形成されることが好ましい。また、クリーニングシートＳｃを画像形成装置にセットする際のユーザーに対する指示や注意喚起を示す画像（文字列）８２が形成されていてもよい。
本実施形態の画像形成装置は、クリーニングモード実行時に、クリーニングシートＳｃのクリーニング画像８０を、定着部材２８と対向する方向、かつ定着時に搬送された方向と異なる方向でニップ部Ｎを通過させるための給紙機構等を備える態様の他、ユーザーがクリーニングシートＳｃを適切にセットすることにより、クリーニングシートＳｃのクリーニング画像８０が、定着部材２８と対向する方向、かつ定着時に搬送された方向と異なる方向でニップ部Ｎを通過することを実現する態様が含まれる。
画像８１及び８２が形成されていることにより、後者の態様において適切な給紙が実現する。

クリーニング画像８０は、記録媒体に対する単位面積あたりの最大トナー付着量となるベタ画像であることが好ましい。クリーニング画像８０がベタ画像であることにより、１回のクリーニング効果を最大とすることができる。

クリーニング画像８０は、クリーニングシートＳｃの搬送方向と直交する方向の余白を最小幅として形成されることが好ましい。記録媒体搬送方向と直交する方向は、図７の例ではＬ１で示す長手方向である。長手方向において通常の印刷では画像形成が行われない余白部分にもクリーニング画像８０を形成することにより、定着部材２８表面のトナー汚れを漏れなく除去することができ、余白部分にトナー汚れが転写されるのを防止することができる。

また、クリーニング画像８０のクリーニングシートＳｃの搬送方向における長さが、回転体である定着部材２８の周長以上の長さであることが好ましい。記録媒体搬送方向の長さは、図７の例ではＬ２で示す短手方向の長さである。定着部材２８の周長とは、定着部材が定着ローラである態様において、定着部材の径×円周率で求められる値である。
これにより、定着部材２８の周方向表面に少なくとも１回クリーニング画像８０が当接し、漏れなくクリーニングが行われる。

また、クリーニング画像８０の形状は図７に示す例に限定されず、図８のような形状とすることもできる。この場合も、クリーニングシートＳｃの搬送方向と直交する方向の余白が最小幅であり、搬送方向における長さが、定着部材２８の周長以上の長さを有することが好ましい。

（クリーニングシートの搬送方向）
本実施形態の画像形成装置のクリーニングモード実行時におけるクリーニングシートＳｃの搬送方向を図９～図１１に基づき説明する。
図９及び図１０は本発明に係る画像形成装置による例であり、図１１及び図１２は比較例である。

クリーニングモード実行時には、クリーニングシートＳｃのクリーニング画像８０を、定着部材２８と対向する方向、かつ定着時に搬送された方向と異なる方向でニップ部Ｎを通過させるが、具体的には、クリーニングモード実行時に、クリーニングシートＳｃのクリーニング画像８０を、定着部材２８と対向する方向、かつ定着時に搬送された方向の下流側先端Ｓ１を上流側先端としてニップ部Ｎを通過させることが好ましい。

図９（Ａ）は、クリーニングシート作成モードにおける記録媒体の搬送方向を示した図である。図９（Ａ）に示すように、クリーニング画像となる未定着のトナー像８０ａを有する記録媒体を矢印Ｄで示す搬送方向に搬送し、定着装置のニップ部Ｎを通過させ、クリーニング画像８０としてのトナー像が定着したクリーニングシートＳｃが作成される。クリーニングシートＳｃの定着時に搬送された方向の下流側先端をＳ１、上流側先端をＳ２で示している。

一方、図９（Ｂ）は、クリーニングモード実行時におけるクリーニングシートの搬送方向を示した図である。図９（Ｂ）に示すように、クリーニングシートＳｃのクリーニング画像８０を、定着部材２８と対向する方向、かつ定着時に搬送された方向の下流側先端Ｓ１を上流側先端としてニップ部Ｎを通過させる。

図１０は、図１０（Ａ）に示す定着部材２８の周方向領域７１にトナー汚れが固着している場合におけるクリーニングシートの作成及びクリーニングモードの実行を説明する図である。トナー汚れは、周方向領域７１の少なくとも一部に固着しているものとする。

図１０（Ｂ）は、クリーニングシート作成モードを実行し、クリーニングシートＳｃが作成された状態を示した図である。定着部材２８の周方向領域７１に当接した領域７３には、固着したトナー汚れに起因した定着不良が発生し、白抜けが発生している。

図１０（Ｃ）は、クリーニングモード実行時のクリーニングシートＳｃの搬送方向を示した図である。クリーニングシートＳｃは、図１０（Ｂ）において搬送された方向の下流側先端Ｓ１が上流側先端として給紙される。定着部材２８に向かう搬送方向Ｄに対してクリーニング画像８０が逆向きとなる。

図１０（Ｄ）は、クリーニングモード実行後のクリーニングシートＳｃ及び定着部材２８を示した図である。定着部材２８のトナー汚れが固着した領域７１に、粘着力を有するクリーニング画像８０が当接することにより、トナー汚れがクリーニング画像側に移動する。移動したトナー汚れが存在する領域を符号７４で示している。
このように、本実施形態に係る画像形成装置によれば、定着部材２８に固着したトナー汚れを、当該定着部材２８を備える装置により印刷された記録媒体を用いて除去することができる。すなわち、表面にトナー汚れが固着した定着部材２８により作成されたクリーニングシートＳｃを用いて、当該トナー汚れを除去することができる。

（比較例）
図１１は比較例おけるクリーニングシート作成モードとクリーニングモード実行時の記録媒体搬送方向を示す説明図である。図１１（Ａ）で作成されたクリーニングシートＳｃを用いた図１１（Ｂ）のクリーニングモード実行時において、クリーニング画像８０を、定着部材２８と対向する方向、かつ定着時に搬送された方向と同じ方向にニップ部Ｎを通過させる。

図１２は、図１２（Ａ）の定着部材２８の周方向領域７１にトナー汚れが固着している場合におけるクリーニングシートの作成及びクリーニングモードの実行を説明する図である。トナー汚れは、周方向領域７１の少なくとも一部に固着しているものとする。

図１２（Ｂ）は、クリーニングシート作成モードを実行し、クリーニングシートＳｃが作成された状態を示した図である。定着部材２８の周方向領域７１に当接した領域７３には、固着したトナー汚れに起因した定着不良が発生し、白抜けが発生している。
図１２（Ｃ）は、クリーニングモード実行時のクリーニングシートＳｃの搬送方向を示した図である。クリーニングシートＳｃは、図１２（Ｂ）において搬送された方向と同じ方向で給紙される。
図１２（Ｄ）は、クリーニングモード実行後のクリーニングシートＳｃ及び定着部材２８を示した図である。定着部材２８のトナー汚れが固着した領域７１には、白抜けが発生した領域７３が当接するため、トナー汚れはクリーニング画像８０により除去されずに残存し、クリーニング効果が得られない。

（クリーニング方法）
本発明に係るクリーニング方法は、記録媒体にトナー像を形成する作像部と、回転体である定着部材２８と、定着部材２８に圧接してニップ部Ｎを形成する加圧部材３０とを有し、ニップ部Ｎにてトナー像を記録媒体Ｓに定着させる定着装置１２と、を備え、ニップ部Ｎにトナー像が定着した記録媒体を通過させることにより、定着部材２８表面の異物を除去するクリーニングモードを有する画像形成装置のクリーニング方法である。
本実施形態のクリーニング方法は、記録媒体上にクリーニング画像８０としてのトナー像が定着したクリーニングシートＳｃを作成するクリーニングシート作成モードを実行し、クリーニングモード実行時に、クリーニングシートＳｃのクリーニング画像８０を定着部材２８と対向する方向、かつ定着時に搬送された方向と異なる方向でニップ部Ｎを通過させる。

クリーニングモード実行時におけるクリーニングシートＳｃの搬送方向は、クリーニング画像８０を定着部材２８と対向する方向、かつ定着時の搬送方向における下流側先端Ｓ１を上流側先端としてニップ部Ｎを通過させる方向であることが好ましい。

クリーニングシートＳｃには、クリーニング画像８０とともに、クリーニングモード実行時にセットする方向を示す画像８１が形成されることが好ましい。また、クリーニングシートＳｃを画像形成装置にセットする際のユーザーに対する指示や注意喚起を示す画像（文字列）８２が形成されていてもよい。
本実施形態のクリーニング方法は、クリーニングモード実行時に、クリーニングシートＳｃのクリーニング画像８０を、定着部材２８と対向する方向、かつ定着時に搬送された方向と異なる方向でニップ部Ｎを通過させるための給紙機構等により実行される態様の他、ユーザーがクリーニングシートＳｃを適切にセットすることにより、クリーニングシートＳｃのクリーニング画像８０が、定着部材２８と対向する方向、かつ定着時に搬送された方向と異なる方向でニップ部Ｎを通過させる態様が含まれる。
画像８１及び８２が形成されていることにより、後者の態様において適切な給紙が実現する。

本発明に係るクリーニング方法によれば、定着部材２８に固着したトナー汚れを、当該定着部材２８を備える画像形成装置により印刷された記録媒体を用いて除去することができる。

１ 作像部
１２ 定着装置
２８ 定着部材
３０ 加圧部材
８０ クリーニング画像
１００ 画像形成装置
Ｓ 記録媒体
Ｓｃ クリーニングシート

特許第３４５５０２０号公報

Claims (10)

1. 記録媒体にトナー像を形成する作像部と、
   加熱手段を有する回転体である定着部材と、前記定着部材に圧接してニップ部を形成する加圧部材とを有し、前記ニップ部にて前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着装置と、を備え、
   前記ニップ部にトナー像が定着した記録媒体を通過させることにより、前記定着部材表面の汚れを除去するクリーニングモードを有する画像形成装置において、
   前記記録媒体上にクリーニング画像としてのトナー像が定着したクリーニングシートを作成するクリーニングシート作成モードを有し、
   前記クリーニングモード実行時に、前記クリーニングシートの前記クリーニング画像を、前記定着部材と対向する方向、かつ定着時に搬送された方向と異なる方向で前記ニップ部を通過させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記クリーニングモード実行時に、前記クリーニングシートの前記クリーニング画像を、前記定着部材と対向する方向、かつ定着時に搬送された方向の下流側先端を上流側先端として前記ニップ部を通過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。
3. 前記クリーニングシート作成モードは、前記記録媒体上に、前記クリーニング画像と、前記クリーニングモード実行時にセットする方向を示す画像と、を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記クリーニング画像は、前記記録媒体に対する単位面積あたりの最大トナー付着量となるベタ画像であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記クリーニング画像は、前記クリーニングシートの搬送方向と直交する方向の余白を最小幅として形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記クリーニング画像の前記クリーニングシートの搬送方向における長さが、回転体である前記定着部材の周長以上の長さであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記クリーニングモードは、前記クリーニングシートを前記ニップ部に挟持した状態で搬送を停止する停止動作、及び前記ニップ幅相当の長さを搬送する搬送動作を所定回数実行し、
   前記クリーニングモード実行時の定着部材の温度は、トナー像を前記記録媒体に定着させる定着設定温度よりも低いことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記停止動作及び前記搬送動作を実行する回数は、前記定着部材の周長を前記ニップ部の幅で除した値を整数に切り上げた数以上であることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記搬送動作は、前記クリーニングシートを前記ニップ部に挟持した状態で通常の搬送方向に搬送する順方向搬送動作と、通常の搬送方向と逆方向に搬送する逆方向搬送動作とを含むことを特徴とする請求項７または８に記載の画像形成装置。
10. 記録媒体にトナー像を形成する作像部と、
    回転体である定着部材と、前記定着部材に圧接してニップ部を形成する加圧部材とを有し、前記ニップ部にて前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着装置と、を備え、
    前記ニップ部にトナー像が定着した記録媒体を通過させることにより、前記定着部材表面の異物を除去するクリーニングモードを有する画像形成装置のクリーニング方法であって、
    前記記録媒体上にクリーニング画像としてのトナー像が定着したクリーニングシートを作成するクリーニングシート作成モードを実行し、
    前記クリーニングモード実行時に、前記クリーニングシートの前記クリーニング画像を前記定着部材と対向する方向、かつ定着時に搬送された方向と異なる方向で前記ニップ部を通過させることを特徴とするクリーニング方法。

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