JP3629672B2

JP3629672B2 - 定着装置

Info

Publication number: JP3629672B2
Application number: JP19644497A
Authority: JP
Inventors: 貴之関
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-07-07
Filing date: 1997-07-07
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2017-07-07
Also published as: JPH1124484A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真式複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に用いられる定着装置の改良に関し、詳細には定着装置を構成する加熱ローラの表面をクリーニングするために用いられるウェブ方式のクリーニング機構の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真式の画像形成装置においては、まず、予め一様に帯電された感光体上に原稿反射光等の光学的な画像情報を照射することによって、露光光量に応じた電荷を消失させて静電潜像を形成する。続いて、この静電潜像に対してトナーを付着させることによって形成したトナー像を転写紙上に転写してから、この転写紙を定着装置に搬送して加熱しながら加圧することによってトナー像を転写紙上に定着する。
熱ローラ定着装置は、内部にヒータを備えた加熱ローラと、この加熱ローラの周面に圧接して連れ回りする加圧ローラとを備え、両ローラのニップ部に未定着トナー像を保持した転写紙を通紙させることによってトナー像の熱定着を行う手段である。
ところで、加熱ローラの周面は転写紙上のトナー像と接触する部分であるために、離型性の良好なフッ素樹脂層等を被覆することによってトナー、紙粉等の異物の付着を防止する様に配慮されているが、実際にはトナー等の付着を完全に防止することはできない。特に、加熱ローラの設定温度が高過ぎる場合等には、一旦転写紙上に付着したトナーが剥れて加熱ローラ側に付着するというオフセット現象が発生する。加熱ローラ周面にトナー等が付着、堆積すると、定着性能の低下、更なるトナー付着の累積等が発生し、画質の悪化をもたらす原因となる。
このため、従来から加熱ローラの周面を適宜クリーニングするための方式が種々提案されている。例えば、加熱ローラに離型性を高める為のオイルを塗布するとともに付着したトナー等の異物を除去するクリーニング機構を備えたクリーニング装置が知られている。この種のクリーニング装置としては一般に、ローラから成るクリーニング部材を加熱ローラ周面に接触させるローラ方式、フェルトから成るクリーニング部材を加熱ローラに摺接させるフェルト方式、更には送出しローラに巻かれたウェブを巻取りローラによって巻取る過程でウェブによって加熱ローラ周面のクリーニングを行うウェブ方式等が知られている。これらの中でもウェブ方式のクリーニング方式の性能は他の方式に比べ勝れているため、近年では多く用いられるようになった。
【０００３】
ウェブ方式のクリーニング機構は、ウェブの一端を巻取りローラに固定するとともに他端を送出しローラに固定して巻付けておき、両ローラの間に設けた押圧部材によってウェブを加熱ローラに圧接させることにより加熱ローラ周面上の汚れを拭き取るようにしている。さらにウェブにシリコンオイル等のオフセット防止液を含浸させることにより、オイル塗布を行うようにしている。そして、巻取りローラをモーター等の駆動装置により回転させてウェブを巻き取ることにより、つねに新しいウェブ面が加熱ローラ表面に押圧するため、ウェブのクリーニング性能は経時的に低下することがない。ウェブ送り速度、送り間隔はコピー枚数、画像濃度等により決定される。
次に、近年の画像形成装置においては、消費電力低減のため、省エネルギーモードで待機中の定着設定温度をコピー動作中の定着設定温度より低く設定したり、或は待機中は定着ヒータを消灯するようになっっている。
一方、従来のウェブ方式のクリーニング機構に於ては、ウェブの巻取り動作はコピー中だけ行われており、待機中は巻取り動作は行われなかった。そのため、待機中は加熱ローラ表面とウェブとの間に挟持されたオフセットトナーや紙粉等の汚れが省エネルギーモードによる加熱ローラの温度低下によって冷えて固まった状態となっている。これらの異物の固まりは、次回のコピー動作等で加熱ローラが回転しはじめたとしても、それが軟化するほどには温められず、ウェブによるこすりつけによって加熱ローラ表面の離型層を傷つける。このような傷は更にオフセット等の画像汚れを生じさせる原因となるため、画像品質が低下する。
また、従来のウェブ方式のクリーニング機構にあっては、ウェブの巻取り動作は間欠で行われており、加熱ローラの温度をセンサーで検知し、検知した温度データに基づいてウェブの動作を間欠的に制御するようにした技術は知られている（特開昭５８−１４５９７７号公報「清掃機構」、特開昭５８−２０５１７９号公報「画像形成装置」）。しかし、従来は、加圧ローラの温度条件を考慮しつつ、ウェブの巻取り間隔を切換える制御を行っていなかったため、定着ユニットが十分に温まっていない朝一番の時間帯の条件下では、加圧ローラの温度は安定していない（熱容量が大きいため加熱ローラと長く接しているニップ部分しか温まらない）ため、朝一番の条件下では定着性が低下し、加熱ローラへのオフセットトナーが増加するという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、ウェブ方式のクリーニング機構において、ウェブを用いた加熱ローラのクリーニングがコピー動作中（定着装置の稼働中）のみ行われており、待機中（停止中）には行われていなかったことに起因して発生していたウェブと加熱ローラとの間に挟持されたトナー等の冷却と、冷却したトナー等による加熱ローラ表面の損傷を防止することを目的としている。
また、本発明は、朝一番の時間帯のように加圧ローラが十分に昇温していない時に発生しやすい定着性の低下、オフセットトナーの増大という問題を解消することを目的としている。即ち、請求項１の発明は、コピー動作終了後に、省エネルギーモードで加熱ローラの温度があらかじめ設定された温度以下になった時のみウェブの巻き取り動作を行うことにより、加熱ローラ表面の離型層を傷つけず、ウェブの巻取り動作回数を減らし、ウェブの寿命を伸ばすことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為、請求項１の発明は、ヒータを備えた加熱ローラの周面に加圧ローラを圧接させた状態で、両ローラのニップ部に未定着トナー像を保持した転写紙を通紙することにより、トナー像の定着を行う定着装置であって、回転する加熱ローラの周面にウェブを圧接しつつクリーニングを行うと共に、クリーニング終了後にウェブを巻き取って新たなウェブ面を加熱ローラ周面に送り出すウェブ方式のクリーニング機構を備えたものに於て、上記クリーニング機構は、上記定着装置が一連の定着ジョブを終了して上記加熱ローラが回転を停止すると共に、上記加熱ローラの温度が予め設定された温度以下になった時に、上記ウェブの巻取り動作を行うことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示した形態例により詳細に説明する。
図１は本発明の一形態例としてのウェブ方式のクリーニング機構を用いた熱ローラ定着装置の概略構成図である。ヒータ３により加熱された加熱ローラ１に弾性体の表面を持った加圧ローラ２が圧接され、このローラ１、２間を未定着画像５を保持した転写紙４が通過することにより定着が行われる。加熱ローラ１の表面にシリコンオイル等の離型性を高めるオイルを塗布したり、加熱ローラ表面の異物をクリーニングするために、加熱ローラ１にウェブ方式のクリーニング機構６が付加されている。加熱ローラ１の表面温度（定着温度）はサーミスタ等の温度検知手段７により検知され、この温度検知信号を受けた制御部（ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏポート）１０がモータ３を点灯／消灯することで、定着温度を一定温度に保持する。
ウェブ６１は一端を巻取り部材６３に固定されると共に、他端を送出し部材６４に固定して巻付けられている。巻取り部材６３は、駆動装置（モータ）６６により回転駆動され、送出し部材６４に巻き付けられているウェブ６１を徐々に巻き取る。巻取り部材６３と送出し部材６４との間に位置する弾性体の押圧部材６２が加圧部材６５によりウェブ６１を加熱ローラ１に押圧することで、ウェブ６１は加熱ローラ１表面にオイルを塗布したり、付着した異物の除去を行う。なお、ウェブはオイルを含浸し得る材質から構成する。
制御部１０は、加熱ローラ１の駆動モータ１１、ヒータ３、駆動装置６６等を制御する。
【０００７】
電子写真式複写機が省エネルギーモードを有する場合、コピー終了後に省エネルギーモードに入るが、その場合のヒータの制御方法としては、加熱ローラ１の設定温度をコピー中の設定温度よりも低くする方法や、ヒータ３を全く点灯させない方法がある。加熱ローラの設定温度を低くする方法としては、ヒータ３の点灯時間を短くする、或はヒータ本数が複数本ある場合には点灯させるヒータ本数を減らして消費電力を減らす方法がある。
次に、コピー動作中におけるウェブ６１の巻き取り動作は、コピー機の種類、状態によって変更される。例えば、コピー動作中におけるウェブ６１の巻き取り動作は、連続的に巻き取る場合と間欠で巻き取る場合とがあり、間欠巻取りの場合には一定コピー枚数ごとに、又は加熱ローラ１、押圧部材６２（押圧ローラ）等の一定回転数ごとに、ウェブ６１を巻き取る。
また、ウェブの巻き取りスピード、巻き取り量、巻き取り間隔は、加熱ローラの温度定着性、オフセットトナーの量、画像等の条件により最適な値を設定する。本発明の第１の形態例では、コピー動作終了ごと（一連の定着ジョブを終了するごと＝定着装置の稼働終了ごと＝定着装置が一連の定着ジョブを終了して加熱ローラが回転を停止した時）に、毎回制御部１０がモータ６６を作動させてウェブの巻取り動作を行わせるため、１ジョブ終了後の待機が終了した後に稼働を再開する際に、加熱ローラ１とウェブ６１とのニップ部にトナーや紙粉等の汚れが存在しない状態とすることができる。
これにより省エネルギーモードにおける待機中等に於いて、加熱ローラの表面温度が下がったとしても、加熱ローラ表面の離型層を傷つけず、また画像品質の低下を防止できる。ウェブの巻取り量は、予め適切な量となる様に設定する。換言すれば、定着装置が一連の定着ジョブを終了するごとに、上記ウェブの新たな部分を加熱ローラの周面に送り出してクリーニングを行う様にしたので、待機中（定着装置の停止中）にウェブと加熱ローラ周面との間に挟持されたトナー等の異物が、稼働再開時に加熱ローラ表面を傷つける等の事態の発生を防止できる。
【０００８】
次に、本発明の第２の形態例に於ては、一つのジョブの全コピー動作終了後に（定着装置が一連の定着ジョブを終了して加熱ローラが回転を停止し）、省エネルギーモードで加熱ローラの温度があらかじめ設定された温度以下になった時にのみウェブの巻き取り動作を行うことにより、加熱ローラ表面の離型層を傷つけず、ウェブの巻取り動作回数を減らし、ウェブの寿命を伸ばすようにしている。即ち、この形態例では、一つのジョブにおける全コピー動作が終了した時に、制御部が駆動装置６６を制御してウェブ６１を予め設定された量だけ巻取るが、全コピー動作が終了した時に必ず巻取りを行うのではなく、クリーニングが必要とされる状況下にあるか否かを判断し、その判断結果に基づいて必要な場合のみに巻取りを行う様にしている。即ち、この形態例でウェブを巻取るのは、コピー動作終了直後に、加熱ローラ１の温度があらかじめ設定された温度以下になった場合のみである。この結果、温度検知手段７によって検知された加熱ローラの温度がトナーが冷却固化する虞れのない程度の高温を維持している場合には、巻取り動作を行わない様にして、ウェブの使用量を押えることができる。
【０００９】
本発明の第３の形態例では、コピー動作中のウェブの間欠巻取り動作に於て、巻取り間隔を２種類備え、一方の巻取り間隔を加圧ローラの温度が安定している時のウェブ巻取り間隔ｔ_Ａとし、他方の巻取り間隔を加圧ローラの温度が不安定な時のウェブ巻取り間隔ｔ_Ｂとし、各間隔の関係を、ｔ_Ａ＞ｔ_Ｂとすることにより、朝一番の時間帯における条件下で定着性が低下し、加熱ローラへのオフセットトナーが増加する虞れがある場合に於ても、加熱ローラ１とウェブ６１とのニップ部からのトナーのあふれ防止と、トナーや紙粉等の汚れのすり抜け防止と、画像品質の低下防止を図る様にしている。
【００１０】
即ち、上記の様に朝一番の時間帯において画像形成装置の電源を投入した際には、加熱ローラのヒータが発熱したとしても、加圧ローラはその一部（加熱ローラとのニップ部）を除き十分には昇温していない。このように加圧ローラの温度が安定していないときに、定着装置を稼働させると、定着性が低下し、加熱ローラへのオフセットトナーが増加するという問題があった。このため、本発明では、朝一番で、ヒータ３への給電がはじまってから、あらかじめ設定された時間（加圧ローラの昇温が不十分な時間）内にコピー動作が行われる場合のウェブ６１の間欠動作における巻取り間隔ｔ_Ｂと、その時間以降にコピー動作が行われる場合のウェブ６１の巻取り間隔ｔ_Ａとの関係を、ｔ_Ａ＞ｔ_Ｂとすることにより、加圧ローラの昇温が不十分な段階でのウェブによるクリーニング頻度を高めてクリーニング効果を高めた。
しかも、本形態例では、加圧ローラ２の温度検知手段を増設する訳ではなく、ヒータへの給電後の一定時間を測定する動作と、該一定時間内におけるコピー動作中におけるウェブの巻取り動作の間隔を短くするという制御の付加、変更のみにより、効率的なクリーニングを実現できるので、構成の複雑化を防ぐことができる。
【００１１】
【発明の効果】
以上の様に、請求項１の発明は、コピー動作終了後に、省エネルギーモードで加熱ローラの温度があらかじめ設定された温度以下になった時のみウェブの巻き取り動作を行うことにより、加熱ローラ表面の離型層を傷つけず、ウェブの巻取り動作回数を減らし、ウェブの寿命を伸ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一形態例のウェブ方式のクリーニング機構を用いた定着装置の構成略図。
【符号の説明】
１・・・加熱ローラ、２・・・加圧ローラ、３・・・ヒータ、４・・・転写紙、５・・・未定着画像、６・・・ウェブ装置、７・・・温度検知手段、１０・・・制御部、１１・・・モータ、６１・・・ウェブ、６２・・・押圧部材、６３・・・巻取り部材、６４・・・支持部材、６５・・・加圧部材、６６・・・駆動装置

Claims

ヒータを備えた加熱ローラの周面に加圧ローラを圧接させた状態で、両ローラのニップ部に未定着トナー像を保持した転写紙を通紙することにより、トナー像の定着を行う定着装置であって、回転する加熱ローラの周面にウェブを圧接しつつクリーニングを行うと共に、クリーニング終了後にウェブを巻き取って新たなウェブ面を加熱ローラ周面に送り出すウェブ方式のクリーニング機構を備えたものに於て、
上記クリーニング機構は、上記定着装置が一連の定着ジョブを終了して上記加熱ローラが回転を停止すると共に、上記加熱ローラの温度が予め設定された温度以下になった時に、上記ウェブの巻取り動作を行うことを特徴とする定着装置。