JP3902972B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザビームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等のプリンタ、デジタル複写機等の電子写真方式、静電記録方式を用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置における定着装置としては、熱ローラ方式やオンデマンド方式のものが知られている。
【０００３】
熱ローラ方式の定着装置は、加熱装置を有する一対のローラ（定着ローラと加圧ローラ）を加圧当接させ、このニップ内に紙等の記録材たるシートを通過させることによってシート上のトナーを溶融させて定着させるものである。
【０００４】
上述の一対のローラのうち、シート表面（トナーを担持した側をいう）に接触する定着ローラは、その表面が離型性の良い材料で構成された円筒状のローラであり、内側に配置されたハロゲンヒータ（加熱装置）によってトナーを加熱する。一方、シート裏面に接触する加圧ローラは、芯金上に弾性層を設けて構成され、トナー層に適度な加圧を行う。
【０００５】
ここで、シート表面のトナーは、そのすべてが加熱溶融してシート表面に定着されるのが理想的であるが、溶けきらないコールドオフセット状態のトナー、溶けすぎたホットオフセット状態のトナー、静電的に定着ローラにオフセットしたトナー（以下「トナー汚れ」という）等が存在するとこれらのトナー汚れは、定着ローラと加圧ローラとのうちの離型性の悪い方のローラ表面に付着してしまう。
【０００６】
加圧ローラに比べて定着ローラの離型性の方が低い場合、定着ローラにトナー汚れが付着するが、定着ローラは、画像形成中は常にトナー溶融温度に加熱されているため、トナー汚れは溶融した状態となっており、次のシートがきたときにその表面のトナー像と混ざってシートに移動するため、定着ローラが継続的に汚れているという状態は存在しにくい。しかし、場合によっては、トナー汚れが定着ローラ表面に存在することがあり、そのようなときは画像を汚してしまう可能性がある。
【０００７】
一方、定着ローラに比べて加圧ローラの離型性が低い場合には、一旦、定着ローラにオフセットしたトナー汚れは加圧ローラに移る。加圧ローラは定着ローラと比べて温度が低く、移動したトナー汚れは加圧ローラ上では必ずしも完全に溶融した状態では存在しない。また、加圧ローラにはシート表面のトナー像は接触しないため、トナー汚れがトナー像に持っていかれることは少なく、一旦汚れると汚れが蓄積されていくといった欠点があった。そして、加圧ローラ上にトナー汚れが蓄積されると、加圧ローラの離型性が低下するためシート（特にシートがＯＨＰフィルムの場合）が加圧ローラに巻き付いたり、場合によっては蓄積されたトナー汚れが一気にシート裏面を汚したりするという問題があった。
【０００８】
次に、オンデマンド（Ｏｎ Ｄｅｍａｎｄ）方式の定着装置は、上述の熱ローラ方式のものと比べ、クイックスタート、省電力を可能にしたものである。オンデマンド方式では、熱ローラ方式におけるハロゲンヒータ及び定着ローラに代えて、セラミック等のヒータとポリイミド等の薄いフィルムを用いて定着装置の熱容量を小さくすることにより、クイックスタート、省電力を可能にしている。
【０００９】
このようなオンデマンド方式の定着装置では熱容量が小さくて温度応答性が良いため、定着装置を予熱する必要がなく、きめ細かな温度制御が可能であり、通紙時以外は定着装置への通電をオフすることができるようになった。
【００１０】
しかしながら、オンデマンド方式の定着装置において、上述のような温度制御を行うと加圧ローラは通紙時以外は加熱されないため、熱ローラ方式に比べて温度が上昇しにくい。このため、定着フィルムにオフセットして加圧ローラに転移したトナー汚れは加圧ローラ上では溶融せずに、加圧ローラ上でほとんど固着した状態で存在する。
【００１１】
このような状態であるため、シートを通紙したとき加圧ローラのトナー汚れはほとんどクリーニングできなかった。トナー汚れは、例えば、特開平３−５８０７４号公報で開示されているクリーニングペーパー、すなわち、ベタ画像を定着した紙でクリーニングを行っても、除去しきれなかった。場合によっては、クリーニングペーパー上のベタ画像のトナーが加圧ローラ上のトナーに剥ぎ取られて加圧ローラの汚れを促進することもあった。
【００１２】
そこで、定着器を停止した状態で加熱を行い、加圧ローラ上のトナーを溶融してから定着ニップ分だけ回転させるステップ送りクリーニングモードが採用されている。
【００１３】
ステップ送りクリーニングモードを図５のフローチャートと図２の定着装置の図を参照して説明する。
【００１４】
まず、スタート状態（Ｓ１）では定着装置１１が待機状態である。この状態で、ユーザがクリーニングが必要であると判断すると、装置本体Ｍの操作パネルやホストコンピュータ（不図示）等からの信号によって画像形成装置をクリーニングモードに切り換える（Ｓ２）。クリーニングモードになった画像形成装置ではクリーニング用のシートＰ（クリーニングに使用するシートＰという意味であり、一般的には、普通の記録材Ｐと同じ。以下適宜「紙」という。）の給紙を開始し（Ｓ３）、図６に示すような画像を形成した１枚の紙を定着装置１１に送る。図６で黒帯が斜めになっているのは、加圧ローラに巻き付くのを防止するためである。更に、「クリーニングしました」等の記事を入れて、ユーザに知らせるようにしてもよい。
【００１５】
ここで、紙の先端が定着ニップＮに到達する時間は、紙の搬送速度と、紙の先端がトップセンサ９を通過した時間とから算出することができ、また、同様にして紙の先端がニップＮを出る時間も算出することができる。なお、この紙の先端が定着ニップＮを出たか否かの検出は、定着ニップ下流にセンサを配設してこれにより紙先端を検出するようにしてもよい。紙の先端がニップＮを出たことを検出したときは（Ｓ４）、モータ２９を停止して定着フィルム２５と加圧ローラ２６との回転を停止させ、セラミックヒータ２０（以下適宜「ヒータ２０」という）への通電をＯＮし（Ｓ５）、タイマの時間ｔを０にセットして、ニップ内でのヒータ２０による加熱を開始する（Ｓ６、Ｓ７）。
【００１６】
なお、図５のフローチャートでは、この時点でヒータ２０をＯＮにしているが、それ以前からＯＮにしておき、プリント時より低温で温調して定着フィルム２５の摺動トルクを減らしておいてもよい。これは、定着フィルム２５内面に塗布されているグリースの粘性が温度を上げることで低下することを利用するものである。さらに、加圧ローラ２６の表面についたトナー等の付着物を軟化させてクリーニング用のシートである紙に付きやすくするために、紙がニップＮに入る以前にある程度加圧ローラ２６表面を暖めておくのもよい。この場合は、ヒータ２０をプリント時と同じ高温に維持した状態で、加圧ローラ２６を数回転だけ回転させておく必要がある。
【００１７】
いずれの場合も、モータ２９の停止（すなわち、定着フィルム２５と加圧ローラ２６との回転の停止）と同時に、タイマのカウントを開始する。タイマの時間ｔが、加圧ローラ２６表面に付着したトナー等を軟化させて紙に付着させることができるまでの時間ｔ１以上の加熱時間を経過したかどうかを見る（Ｓ８）。あるいは、サーミスタ２１が検出するヒータ２０の温度が所定の温度を超えたことで判断してもよい。この所定温度としては、トナーの軟化点又は融点が好ましい。こうして一旦、加圧ローラ表面の付着物を軟化させた後に、モータ２９を起動して紙をニップ幅ａ分だけ搬送すると（Ｓ９）、付着物は、加圧ローラ２６表面から剥離して紙の裏面に転移する。
【００１８】
このように、紙の停止中に加圧ローラ２６表面のトナーを軟化させることで、軟化トナーを紙の凹凸に入り込ませ、紙に付着させることができる。
【００１９】
上述の、付着物の軟化、紙のニップ幅ａ分の送りを、加圧ローラ２６の１周分について繰り返すことで、加圧ローラ２６表面全体をクリーニングすることができる。
【００２０】
本従来例では、Ｓ９で紙をニップ幅ａ分だけ送った後、モータ２９を停止して加圧ローラ２６及び定着フィルム２５の回転を停止させている（Ｓ１０）。そして、紙の後端がニップＮに入るまではＳ６〜Ｓ１１を繰り返す。
【００２１】
クリーニングに用いた紙の後端がニップＮに入ると（Ｓ１１）、モータ２９を正規の定速度で回転させ（Ｓ１２）、ニップＮからの排紙が完了したと判断されると（Ｓ１３）、クリーニングモードを終了する（Ｓ１４）。このクリーニングを終了するタイミングは、紙後端がニップＮに入ってからでなくても、加圧ローラ２６表面全面が少なくとも一度はニップＮ中で停止していればよい。
【００２２】
以上の方法により加圧ローラ、定着フィルム等の定着部材のクリーニングを効果的に行える。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、プリンターの高速化が進み、本体駆動トルクが増大してきているため、高速プリンターでは駆動モータの大型化が必要となるってきている。しかし、ある大きさ以上の駆動モータが必要になると、単一モータでプリンター本体全体の駆動を行うよりも、小さな駆動モータを２つ使用し、感光ドラムと定着器を個別に駆動した方が全体的なコスト・スペースを抑えることができるため２モータ系が採用される。また、２モータ系では感光ドラムの独立駆動制御によりドラム削れを抑制できるため、ＣＲＧの長寿命化の観点からも２モータ系を採用する場合が多い。
【００２４】
上記のような２モータ系で前記従来例のような定着器のステップ送りタイプのクリーニングモードを行った場合、２つのモータの起動特性のばらつきから１ステップ分の送り量が異なり、転写の送り量＜定着の送り量の場合、転写−定着間で紙の引き合いとなり、感光ドラムや転写ローラに傷を付け、画像不良が発生する場合がある。また更に、転写−定着間で紙の引き合いにより、駆動モータ・ギアの脱調や破損等、駆動系に損傷を与えるという問題があった。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、
感光体と、前記感光体に形成したトナー像を転写ニップで記録材に転写する転写部材と、少なくとも一方が回転可能な一対の定着部材を有し前記一対の定着部材で形成する定着ニップでトナー像を担持する記録材を搬送しつつ加熱する定着器と、前記感光体を駆動する感光体駆動モータと、前記定着器を駆動する定着器駆動モータと、を有し、前記定着ニップでクリーニング用シートを挟持した状態で前記回転可能な定着部材の回転と停止を繰り返しながらクリーニング用シートを搬送し前記定着部材をクリーニングする定着部材クリーニングモードを有する画像形成装置において、
クリーニング用シートが前記転写ニップと前記定着ニップの両方に同時に挟持された状態を経てその搬送方向後端が前記転写ニップを通過した後に、前記定着部材クリーニングモードにおける前記回転可能な定着部材の回転と停止の繰り返しを開始することを特徴とする画像形成装置である。
前記シートの後端が感光体を通過後より定着部材の回転と停止の繰り返しを開始することによって、モータの駆動を精密に制御することなく、低コストで感光体・転写部材傷に起因する画像不良及び駆動系の損傷を防止できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
（参考例１）
【００２９】
図１に、本参考例の画像形成装置の一例の構成図を示す。なお、同図は、画像形成装置の一例としてのレーザビームプリンタの概略構成を示す縦断面図である。なお、以下の説明では、記録材のうち通常の定着に使用するのを「記録材Ｐ」といい、定着部材のクリーニングに使用するものを「シートＰ」といって区別するものとする。
【００３０】
まず、同図を参照してレーザビームプリンタ（以下「画像形成装置」という）の構成を説明する。
【００３１】
同図に示すレーザビームプリンタは、像担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という）１を備えている。感光ドラム１は、装置本体Ｍによって回転自在に支持されており、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピードで回転駆動される。
【００３２】
感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って順に、帯電ローラ（帯電装置）２、露光手段３、現像装置４、転写ローラ（転写装置）５、クリーニング装置６が配設されている。
【００３３】
また、装置本体Ｍの下部には、紙等の記録材Ｐを収納した給紙カセット７が配設されており、記録材Ｐの搬送経路に沿って順に、給紙ローラ１５、搬送ローラ８、トップセンサ９、搬送ガイド１０、本発明に係る定着装置１１、搬送ローラ１２、排紙ローラ１３、排紙トレイ１４が配置されている。
【００３４】
次に、上述構成の画像形成装置の動作を説明する。
【００３５】
感光ドラム駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に回転駆動された感光ドラム１は、帯電ローラ２によって所定の極性、所定の電位に一様に帯電される。帯電後の感光ドラム１は、その表面に対しレーザ光学系等の露光手段３によって画像情報に基づいた画像露光Ｌがなされ、露光部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置４によって現像される。現像装置４は、現像ローラ４ａを有し、この現像ローラ４ａに現像バイアスを印加して感光ドラム１上の静電潜像にトナーを付着させトナー像として現像（顕像化）する。
【００３６】
トナー像は、転写ローラ５によって紙等の記録材Ｐに転写される。シートＰは、給紙カセット７に収納されており、給紙ローラ１５によって給紙され、搬送ローラ８によって搬送され、トップセンサ９を介して、感光ドラム１と転写ローラ５との間の転写ニップ部に搬送される。このとき記録材Ｐは、トップセンサ９によって先端が検知され、感光ドラム１上のトナー像と同期がとられる。転写ローラ５には、転写バイアスが印加され、これにより、感光ドラム１上のトナー像が記録材Ｐ上の所定の位置に転写される。
【００３７】
転写によって表面に未定着トナー像を担持した記録材Ｐは、搬送ガイド１０に沿って定着装置１１に搬送され、ここで未定着トナー像が加熱、加圧されて記録材Ｐ表面に定着される。なお、定着装置１１については後に詳述する。
【００３８】
トナー像定着後の記録材Ｐは、搬送ローラ１２によって搬送され、排紙ローラ１３によって装置本体上面の排紙トレイ１４上に排出される。
【００３９】
一方、トナー像転写後の感光ドラム１は、記録材Ｐに転写されないで表面に残ったトナー（転写残トナー）がクリーニング装置６のクリーニングブレード６ａによって除去され、次の画像形成に供される。
【００４０】
以上の動作を繰り返すことで、次々と画像形成を行うことができる。尚、本実施例の画像形成装置は、６００ｄｐｉ、４５枚／分（プロセススピード約２６６ｍｍ／ｓｅｃ）のプリント速度でプリントを行うことができる。
【００４１】
次に、図２を参照して、本参考例の画像形成装置に搭載する定着装置１１の一例について詳述する。なお、同図は、記録材Ｐの搬送方向（矢印Ｋ方向）に沿った縦断面図である。
【００４２】
同図に示す定着装置１１は、フィルム状の定着回転体である定着フィルム２５と、定着フィルム２５に当接された定着回転体としての加圧ローラ２６と、定着フィルム２５を介してトナーを加熱するセラミックヒータ（ヒータ）２０と、セラミックヒータ２０の温度を制御する温度制御手段２７と、クリーニングに使用する記録材Ｐの搬送を制御する定着器回転制御手段２８とを主要構成部材として構成されている。
【００４３】
セラミックヒータ２０は、抵抗発熱体であり、アルミナ等の耐熱性の基材２０ａ上に例えば印刷によって抵抗体パターン２０ｂを形成し、その表面をガラス層２０ｃで被覆したものであり、記録材Ｐの搬送方向（矢印Ｋ方向）に向かっての左右方向（すなわち、紙面垂直方向）に長く、すなわち、記録材Ｐの幅よりも長く形成されている。セラミックヒータ２０は、装置本体Ｍに取り付けられたヒータホルダ２２によって支持されている。ヒータホルダ２２は、耐熱樹脂によって半円状に形成された部材であり、次の定着フィルム２５の回転をガイドするガイド部材としても作用する。
【００４４】
定着フィルム２５は、熱容量が加圧ローラ２６よりも小さい。定着フィルム２５は、ポリイミド等の耐熱樹脂を円筒状に形成したものであり、表面にフッ素樹脂などの離型層が設けられている。定着フィルム２５は、総厚１００μｍ以下であり、上述のセラミックヒータ２０及びヒータホルダ２２に遊嵌されている。定着フィルム２５は、後述の加圧ローラ２６によってセラミックヒータ２０に押し付けられており、これにより定着フィルム２５の裏面がセラミックヒータ２０の下面に当接されるようになっている。定着フィルム２５は、加圧ローラ２６の矢印Ｒ２６方向の回転により記録材Ｐが矢印Ｋ方向に搬送されるのに伴って矢印Ｒ２５方向に回転されるように構成されている。なお、定着フィルム２５の左右の両端部は、ヒータホルダ２２のガイド部（不図示）によって規制されており、セラミックヒータ２０の長手方向にずれないようになっている。また、定着フィルム２５の内面には、セラミックヒータ２０やヒータホルダ２２との間の摺動抵抗を低減するためにグリースを塗布してある。
【００４５】
加圧ローラ２６は、金属製の芯金２６ａの外周面に、シリコーンゴム等の弾性を有する耐熱性の離型層２６ｂを設けたものであり、離型層２６ｂの外周面により下方から定着フィルム２５をセラミックヒータ２０に押し付けて、定着フィルム２５との間に定着ニップ部Ｎ（以下単に「ニップＮ」という。）を形成している。このニップＮにおける、加圧ローラ２６の回転方向（すなわち、記録材Ｐの搬送方向）についての幅（ニップ幅）をａとすると、このニップ幅ａは、記録材Ｐ上のトナーを好適に加熱、加圧することができる程度に設定されている。
【００４６】
定着器回転制御手段２８は、加圧ローラ２６を回転駆動するモータ２９と、モータ２９の回転を制御するＣＰＵ３０とを有する。モータ２９としては、例えばステッピングモータやＤＣモータ等を使用することができ、加圧ローラ２６の回転を矢印Ｒ２６方向に連続的に行う他、所定の角度ずつ断続的に行うことも可能である。つまり、加圧ローラ２６の回転と停止とを繰り返しながら、後述のシートＰをステップ送りすることもできる。
【００４７】
温度制御手段２７は、セラミックヒータ２０の裏面に取り付けられた温度検知手段であるサーミスタ２１と、サーミスタ２１が検出するセラミックヒータ２０の温度に基づいてトライアック２４を制御し、セラミックヒータ２０に対する通電を制御するＣＰＵ２３とを有する。
【００４８】
上述のように、定着装置１１は、加圧ローラ２６の矢印Ｒ２６方向の回転により未定着トナーを担持している記録材ＰをニップＮにて挟持搬送しつつ、セラミックヒータ２０によってシート上のトナーを加熱する。この際、定着器回転制御手段２８によって加圧ローラ２６の回転を制御することにより、シートＰの送りを適宜に制御することができ、また、温度制御手段２７によってセラミックヒータ２０の温度を適宜に制御することができるものである。
【００４９】
次に、本実施例のクリーニングモードを図３のフローチャートを用いて説明する。
【００５０】
まず、スタート状態（Ｓ１０１）では定着装置１１が待機状態である。この状態で、ユーザーがクリーニングが必要であると判断すると、装置本体Ｍの操作パネルやホストコンピュータ（不図示）等からの信号によって画像形成装置をクリーニングモードに切り換える（Ｓ１０２）。クリーニングモードになった画像形成装置ではクリーニング用のシートＰ（紙）の給紙を開始し（Ｓ１０３）、図６に示すような画像を形成した１枚の紙を定着装置１１に送る。図で黒帯が斜めになっているのは、加圧ローラに巻き付くのを防止するためである。更に、「クリーニングしました」等の記事を入れて、ユーザに知らせるようにしてもよい。
【００５１】
ここで、紙の先端が定着ニップＮに到達する時間は、紙の搬送速度と、紙の先端がトップセンサー９を通過した時間とから算出する事ができる。尚、この紙の先端がニップＮを出たか否かの検出は、ニップ下流にセンサーを配設してこれにより紙先端を検出するようにしても良い。紙の先端が定着ニップＮを出たことを検出したら（Ｓ１０４）、感光ドラムモータ及び定着器モータを停止して定着フィルム２５と加圧ローラ２６との回転を停止させ、ヒータ２０への通電をオンし（Ｓ１０５）、タイマの時間ｔを０にセットして、ニップ内でのヒータ２０による加熱を開始する。（Ｓ１０６，Ｓ１０７）。
【００５２】
尚、図３のフローチャートでは、この時点でヒータ２０をオンしているが、それ以前からオンにしておき、プリント時より低温で温調して定着フィルム２５の摺動トルクを減らしておいてもよい。これは、定着フィルム２５内面に塗布されているグリースの粘性が温度を上げることで低下することを利用するものである。さらに、加圧ローラ２６の表面についたトナー等の付着物を軟化させてクリーニング用のシートである紙に付きやすくするために、紙がニップＮに入る以前にある程度加圧ローラ２６表面を暖めておくのもよい。この場合は、ヒータ２０をプリント時と同じ高温に維持した状態で、加圧ローラ２６を数回転だけ回転させておく必要がある。
【００５３】
いずれの場合も、定着器駆動モータ２９の停止（すなわち、定着フィルム２５と加圧ローラ２６との回転の停止）と同時に、タイマのカウントを開始する。タイマの時間ｔが、加圧ローラ２６表面に付着したトナー等を軟化させて紙に付着させることができるまでの時間ｔ１以上の加熱時間を経過したかどうかを見る（Ｓ１０８）。あるいは、サーミスタ２１が検出するヒータ２０の温度が所定の温度を超えたことで判断してもよい。この所定温度としては、トナーの軟化点又は融点が好ましい。こうして一旦、加圧ローラ表面の付着物を軟化させた後に、モータ２９を起動して紙をニップ幅ａ分だけ搬送すると（Ｓ１０９）、付着物は、加圧ローラ２６表面から剥離して紙の裏面に転移する。
【００５４】
このように、紙の停止中に加圧ローラ２６表面のトナーを軟化させることで、軟化トナーを紙の凹凸に入り込ませ、紙に付着させることができる。
【００５５】
上述の、付着物の軟化、紙のニップ幅ａ分の送りを、加圧ローラ２６の１周分について繰り返すことで、加圧ローラ２６表面全体をクリーニングすることができる。
【００５６】
本参考例では、Ｓ１０９で感光ドラムを２５ｍｓ、定着器モータを２０ｍｓ分だけ送った後、両モータを停止して加圧ローラ２６及び定着フィルム２５の回転を停止させている（Ｓ１１０）。そして、紙の後端がニップＮに入るまではＳ１０６〜Ｓ１１１を繰り返す。
【００５７】
クリーニングに用いた紙の後端がニップＮに入ると（Ｓ１１１）、感光ドラムモータ及び定着モータを正規の定速度で回転させ（Ｓ１１２）、ニップＮからの排紙が完了したと判断されると（Ｓ１１３）、クリーニングモードを終了する（Ｓ１１４）。このクリーニングを終了するタイミングは、紙後端がニップＮに入ってからでなくても、加圧ローラ２６表面全面が少なくとも一度は定着ニップＮ中で停止していればよい。
【００５８】
本参考例では、定着器駆動モータの駆動時間より感光ドラム駆動モータの駆動時間をわずかに長くすることによって、転写でのステップ送り量の方を大きくしている。これにより、転写−定着間での紙の引き合いが防止でき、感光ドラム・転写ローラが傷つくのを防止している。また、駆動モータ・ギア等の脱調・破損等の駆動系への損傷も防止することができる。
【００５９】
表１に感光ドラム駆動モータ及び定着器駆動モータの駆動時間とステップ送り量の関係を示す
【００６０】
【表１】
【００６１】
表１から分かるように確実に紙をステップ送りするためには、定着器駆動モータの駆動時間を１０ｍｓ以上にする必要がある。また、定着器クリーニングを効果的に行うためにはニップ幅（約８ｍｍ）よりやや狭い程度のステップ送り量が望ましいため、この理由からも定着器駆動モータの駆動時間として２０ｍｓ程度が望ましい。従って、転写でのステップ送り量を定着より確実に大きくするためには、定着でのステップ送り量の最大値１０ｍｍより大きな送り量が得られる２５ｍｓ以上程度の駆動時間に設定する必要がある。尚、表１で同じモータ駆動時間でステップ送り量に幅があるのは、モータの起動特性のばらつき及び負荷トルクのばらつきによるものであり、定着器駆動モータより負荷トルクの小さい感光ドラムモータの方がステップ送り量が大きくなっている。
【００６２】
次に、本参考例のように感光ドラムのステップ送り量が定着器以上である場合とそうでない場合とで、感光ドラム・転写ローラ傷による画像不良及び駆動系への損傷の発生に違いがあるかを調べた結果を表２に示す。
【００６３】
【表２】
【００６４】
上記表より、定着器クリーニングモードで感光ドラムより定着器のステップ送り量が大きくなるようにすると、感光ドラム・転写ローラ傷による不良画像（特にグラフィック画像）が発生することがわかる。また、駆動系への損傷も大きく、駆動ギアの脱調や本体寿命後半においては、駆動ギアの破損する場合もあった。
【００６５】
尚、本参考例では感光ドラムと定着器の駆動時間を変えることによって転写及び定着のステップ送り量の関係を制御したが、起動特性の異なるモータを組み合わせてステップ送り量を制御する方法でも同様の効果が得られた。
【００６６】
以上のように、ステップ送りタイプの定着器クリーニングモードで、感光ドラム送り量≧定着器送り量とすることによって、感光ドラム・転写ローラ傷に起因する画像不良や、駆動モータ・ギアの脱調・破損等の駆動系への損傷を防ぐことができる。
【００６７】
（実施例）
次に、本発明に係る画像形成装置の実施例を説明する。本実施例の画像形成装置では紙先端が定着ニップ通過後、紙後端が転写ニップを通過するまで紙を定速で送り、その後ステップ送りを開始する方法でクリーニングを行った。尚、その他の条件は前記参考例１と同様であり再度の説明は省略する。
【００６８】
本実施例の画像形成装置におけるクリーニングモード方法を図４を用いて説明する。
【００６９】
まず、スタート状態（Ｓ２０１）では定着装置１１が待機状態である。この状態で、ユーザーがクリーニングが必要であると判断すると、装置本体Ｍの操作パネルやホストコンピュータ（不図示）等からの信号によって画像形成装置をクリーニングモードに切り換える（Ｓ２０２）。クリーニングモードになった画像形成装置ではクリーニング用のシートＰ（紙）の給紙を開始し（Ｓ２０３）、図６に示すような画像を形成した１枚の紙を定着装置１１に送る。紙の先端が定着ニップＮを出たことを検出したら（Ｓ２０４）、次に、紙後端が転写ニップを出たことを検出し（Ｓ２０５）、感光ドラム及び定着器モータを停止して定着フィルム２５と加圧ローラ２６との回転を停止させ、ヒータ２０への通電をオンし（Ｓ２０６）、タイマの時間ｔを０にセットして、ニップ内でのヒータ２０による加熱を開始する。（Ｓ２０７，Ｓ２０８）。タイマの時間ｔが、加圧ローラ２６表面に付着したトナー等を軟化させて紙に付着させることができるまでの時間ｔ１以上の加熱時間を経過したかどうかを見る（Ｓ２０９）。こうして一旦、加圧ローラ表面の付着物を軟化させた後に、モータ２９を起動して紙をニップ幅ａ分だけ搬送すると（Ｓ２１０）、付着物は、加圧ローラ２６表面から剥離して紙の裏面に転移する。
【００７０】
上述の、付着物の軟化、紙のニップ幅ａ分の送りを、加圧ローラ２６の１周分について繰り返すことで、加圧ローラ２６表面全体をクリーニングすることができる。
【００７１】
クリーニングに用いた紙の後端がニップＮに入ると（Ｓ２１１）、感光ドラムモータ及び定着器モータを正規の定速度で回転させ（Ｓ２１２）、定着ニップＮからの排紙が完了したと判断されると（Ｓ２１３）、クリーニングモードを終了する（Ｓ２１４）。
【００７２】
本実施例の方法によれば、感光ドラムモータ及び定着器モータを精密に制御する必要がないため、ステッピングモータ等の高価な駆動モータを使用する必要がなく、また、ＤＣモータ使用時でもステップ送り量を所定量にするためにモータ起動特性を詳細に管理する必要がなく、低コストでの実現が可能である。
【００７３】
表３に本実施例の定着器クリーニング方法によりクリーニングした場合と従来通り転写／定着両ニップに紙を挟持した状態でクリーニングした場合で、画像不良発生の有無の差を調べた結果を示す。
【００７４】
【表３】
【００７５】
表３より従来のクリーニング方法ではステップ送り量が転写より定着の方が送り量が大きい場合、感光ドラム・転写ローラ傷起因の不良画像が発生するのに対して、本実施例のクリーニング方法では転写より定着の方が送り量が大きい場合でも感光ドラム・転写ローラ傷起因の不良画像が発生しないことが分かる。
【００７６】
次に、駆動系への損傷の有無を調べた結果を表４に示す。
【００７７】
【表４】
【００７８】
表４より従来のクリーニング方法ではステップ送り量が転写より定着の方が送り量が大きい場合、駆動モータ・ギアに負荷が掛かり、脱調・割れ等が発生してしまうのに対して、本実施例のクリーニング方法では転写より定着の方が送り量が大きい場合でも駆動モータ・ギアの脱調・割れ等が発生しないことが分かる。
【００７９】
上記のように、定着器クリーニングモードにおいて、ステップ送り開始位置を紙後端が転写ニップ通過後とすることによって、転写−定着間の紙の引き合いにより、感光ドラム表面や転写ローラ表面を傷つけ、画像不良が発生するのを防止できる。また、駆動モータ・ギアの脱調・破損等の駆動系への損傷を防止する事ができる。
【００８０】
（参考例２）
本参考例では感光ドラムの駆動系にクラッチを設け、クリーニングモードのステップ送り時にクラッチをオフし、定着器によって引かれる紙により感光ドラムが従動回転する構成とした。尚、その他の条件は前記参考例１と同様であり再度の説明は省略する。
【００８１】
本参考例のように感光ドラムの駆動系にクラッチを設けることによって、定着器のステップ送り量に応じて、感光ドラムが従動回転するために、感光ドラムや転写ローラを傷つけたり、駆動モータ・ギア等の駆動系に損傷を与えることがない。また、モーターのステップ送り量のばらつきを制御・管理する必要もなく、更に、前記実施例２よりステップ送り開始位置を早めることができるため、１枚の紙内でのクリーニング領域を長くとることができる。
【００８２】
表５に駆動系にクラッチを設けた場合と設けなかった場合で、感光ドラム・転写ローラ傷による画像不良の発生の有無を示す。尚、この時、感光ドラム駆動モーターと定着器駆動モータの送り量の関係は、感光ドラムモータ＜定着器モータの状態で確認を行った。
【００８３】
【表５】
【００８４】
表５よりわかるように、感光ドラム及び転写ローラの傷を防止できることが分かる。
【００８５】
次に、クラッチの有無による駆動系の損傷の有無を表６に示す
【００８６】
【表６】
【００８７】
表６より、感光ドラムの駆動系にクラッチを設けることにより駆動モータ・ギアの脱調や破損等の駆動系への損傷も防止する事ができることが分かる。尚、本参考例では感光ドラムの駆動系に設けるクラッチは、順・逆両方向に回転可能なものを使用したが、感光ドラムが逆回転し、帯電ローラ等を汚さないように順方向のみに回転するワンウェイクラッチを使用するのが好ましい。
【００８８】
以上のように、感光ドラム駆動系にクラッチを設けることにより、感光ドラム・転写ローラの傷に起因する画像不良を防止でき、また、駆動系への損傷を防止することができる。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により２モータ系の画像形成装置でステップ送りタイプのクリーニングモードを行った場合に、感光ドラムや転写ローラを傷つけたりモータやギア等の駆動系に損傷を与えるのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考例１の画像形成装置の構成図
【図２】 参考例１の画像形成装置に搭載する加熱定着装置の縦断面図
【図３】 参考例１の画像形成装置におけるクリーニングモードのフローチャートを表す図
【図４】 実施例の画像形成装置におけるクリーニングモードのフローチャートを表す図
【図５】 従来例の画像形成装置におけるクリーニングモードのフローチャートを表す図
【図６】 クリーニングモード時に使用するシートの画像パターンを表す図
【符号の説明】
１ ‥‥像担持体（感光ドラム）
５ ‥‥転写ローラ
９ ‥‥トップセンサー
１１‥‥定着装置
１２‥‥搬送ローラ対
２０‥‥加熱手段（セラミックヒータ）
２１‥‥サーミスタ
２３‥‥ＣＰＵ
２４‥‥トライアック
２５‥‥定着部材（定着フィルム）
２６‥‥定着部材（加圧ローラ）
２７‥‥温度制御手段
２８‥‥回転制御手段
２９‥‥定着器駆動モータ
３０‥‥ＣＰＵ
Ｎ ‥‥定着ニップ
Ｐ ‥‥記録材、クリーニング用のシート
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザビームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等のプリンタ、デジタル複写機等の電子写真方式、静電記録方式を用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置における定着装置としては、熱ローラ方式やオンデマンド方式のものが知られている。
【０００３】
熱ローラ方式の定着装置は、加熱装置を有する一対のローラ（定着ローラと加圧ローラ）を加圧当接させ、このニップ内に紙等の記録材たるシートを通過させることによってシート上のトナーを溶融させて定着させるものである。
【０００４】
上述の一対のローラのうち、シート表面（トナーを担持した側をいう）に接触する定着ローラは、その表面が離型性の良い材料で構成された円筒状のローラであり、内側に配置されたハロゲンヒータ（加熱装置）によってトナーを加熱する。一方、シート裏面に接触する加圧ローラは、芯金上に弾性層を設けて構成され、トナー層に適度な加圧を行う。
【０００５】
ここで、シート表面のトナーは、そのすべてが加熱溶融してシート表面に定着されるのが理想的であるが、溶けきらないコールドオフセット状態のトナー、溶けすぎたホットオフセット状態のトナー、静電的に定着ローラにオフセットしたトナー（以下「トナー汚れ」という）等が存在するとこれらのトナー汚れは、定着ローラと加圧ローラとのうちの離型性の悪い方のローラ表面に付着してしまう。
【０００６】
加圧ローラに比べて定着ローラの離型性の方が低い場合、定着ローラにトナー汚れが付着するが、定着ローラは、画像形成中は常にトナー溶融温度に加熱されているため、トナー汚れは溶融した状態となっており、次のシートがきたときにその表面のトナー像と混ざってシートに移動するため、定着ローラが継続的に汚れているという状態は存在しにくい。しかし、場合によっては、トナー汚れが定着ローラ表面に存在することがあり、そのようなときは画像を汚してしまう可能性がある。
【０００７】
一方、定着ローラに比べて加圧ローラの離型性が低い場合には、一旦、定着ローラにオフセットしたトナー汚れは加圧ローラに移る。加圧ローラは定着ローラと比べて温度が低く、移動したトナー汚れは加圧ローラ上では必ずしも完全に溶融した状態では存在しない。また、加圧ローラにはシート表面のトナー像は接触しないため、トナー汚れがトナー像に持っていかれることは少なく、一旦汚れると汚れが蓄積されていくといった欠点があった。そして、加圧ローラ上にトナー汚れが蓄積されると、加圧ローラの離型性が低下するためシート（特にシートがＯＨＰフィルムの場合）が加圧ローラに巻き付いたり、場合によっては蓄積されたトナー汚れが一気にシート裏面を汚したりするという問題があった。
【０００８】
次に、オンデマンド（Ｏｎ Ｄｅｍａｎｄ）方式の定着装置は、上述の熱ローラ方式のものと比べ、クイックスタート、省電力を可能にしたものである。オンデマンド方式では、熱ローラ方式におけるハロゲンヒータ及び定着ローラに代えて、セラミック等のヒータとポリイミド等の薄いフィルムを用いて定着装置の熱容量を小さくすることにより、クイックスタート、省電力を可能にしている。
【０００９】
このようなオンデマンド方式の定着装置では熱容量が小さくて温度応答性が良いため、定着装置を予熱する必要がなく、きめ細かな温度制御が可能であり、通紙時以外は定着装置への通電をオフすることができるようになった。
【００１０】
しかしながら、オンデマンド方式の定着装置において、上述のような温度制御を行うと加圧ローラは通紙時以外は加熱されないため、熱ローラ方式に比べて温度が上昇しにくい。このため、定着フィルムにオフセットして加圧ローラに転移したトナー汚れは加圧ローラ上では溶融せずに、加圧ローラ上でほとんど固着した状態で存在する。
【００１１】
このような状態であるため、シートを通紙したとき加圧ローラのトナー汚れはほとんどクリーニングできなかった。トナー汚れは、例えば、特開平３−５８０７４号公報で開示されているクリーニングペーパー、すなわち、ベタ画像を定着した紙でクリーニングを行っても、除去しきれなかった。場合によっては、クリーニングペーパー上のベタ画像のトナーが加圧ローラ上のトナーに剥ぎ取られて加圧ローラの汚れを促進することもあった。
【００１２】
そこで、定着器を停止した状態で加熱を行い、加圧ローラ上のトナーを溶融してから定着ニップ分だけ回転させるステップ送りクリーニングモードが採用されている。
【００１３】
ステップ送りクリーニングモードを図５のフローチャートと図２の定着装置の図を参照して説明する。
【００１４】
まず、スタート状態（Ｓ１）では定着装置１１が待機状態である。この状態で、ユーザがクリーニングが必要であると判断すると、装置本体Ｍの操作パネルやホストコンピュータ（不図示）等からの信号によって画像形成装置をクリーニングモードに切り換える（Ｓ２）。クリーニングモードになった画像形成装置ではクリーニング用のシートＰ（クリーニングに使用するシートＰという意味であり、一般的には、普通の記録材Ｐと同じ。以下適宜「紙」という。）の給紙を開始し（Ｓ３）、図６に示すような画像を形成した１枚の紙を定着装置１１に送る。図６で黒帯が斜めになっているのは、加圧ローラに巻き付くのを防止するためである。更に、「クリーニングしました」等の記事を入れて、ユーザに知らせるようにしてもよい。
【００１５】
ここで、紙の先端が定着ニップＮに到達する時間は、紙の搬送速度と、紙の先端がトップセンサ９を通過した時間とから算出することができ、また、同様にして紙の先端がニップＮを出る時間も算出することができる。なお、この紙の先端が定着ニップＮを出たか否かの検出は、定着ニップ下流にセンサを配設してこれにより紙先端を検出するようにしてもよい。紙の先端がニップＮを出たことを検出したときは（Ｓ４）、モータ２９を停止して定着フィルム２５と加圧ローラ２６との回転を停止させ、セラミックヒータ２０（以下適宜「ヒータ２０」という）への通電をＯＮし（Ｓ５）、タイマの時間ｔを０にセットして、ニップ内でのヒータ２０による加熱を開始する（Ｓ６、Ｓ７）。
【００１６】
なお、図５のフローチャートでは、この時点でヒータ２０をＯＮにしているが、それ以前からＯＮにしておき、プリント時より低温で温調して定着フィルム２５の摺動トルクを減らしておいてもよい。これは、定着フィルム２５内面に塗布されているグリースの粘性が温度を上げることで低下することを利用するものである。さらに、加圧ローラ２６の表面についたトナー等の付着物を軟化させてクリーニング用のシートである紙に付きやすくするために、紙がニップＮに入る以前にある程度加圧ローラ２６表面を暖めておくのもよい。この場合は、ヒータ２０をプリント時と同じ高温に維持した状態で、加圧ローラ２６を数回転だけ回転させておく必要がある。
【００１７】
いずれの場合も、モータ２９の停止（すなわち、定着フィルム２５と加圧ローラ２６との回転の停止）と同時に、タイマのカウントを開始する。タイマの時間ｔが、加圧ローラ２６表面に付着したトナー等を軟化させて紙に付着させることができるまでの時間ｔ１以上の加熱時間を経過したかどうかを見る（Ｓ８）。あるいは、サーミスタ２１が検出するヒータ２０の温度が所定の温度を超えたことで判断してもよい。この所定温度としては、トナーの軟化点又は融点が好ましい。こうして一旦、加圧ローラ表面の付着物を軟化させた後に、モータ２９を起動して紙をニップ幅ａ分だけ搬送すると（Ｓ９）、付着物は、加圧ローラ２６表面から剥離して紙の裏面に転移する。
【００１８】
このように、紙の停止中に加圧ローラ２６表面のトナーを軟化させることで、軟化トナーを紙の凹凸に入り込ませ、紙に付着させることができる。
【００１９】
上述の、付着物の軟化、紙のニップ幅ａ分の送りを、加圧ローラ２６の１周分について繰り返すことで、加圧ローラ２６表面全体をクリーニングすることができる。
【００２０】
本従来例では、Ｓ９で紙をニップ幅ａ分だけ送った後、モータ２９を停止して加圧ローラ２６及び定着フィルム２５の回転を停止させている（Ｓ１０）。そして、紙の後端がニップＮに入るまではＳ６〜Ｓ１１を繰り返す。
【００２１】
クリーニングに用いた紙の後端がニップＮに入ると（Ｓ１１）、モータ２９を正規の定速度で回転させ（Ｓ１２）、ニップＮからの排紙が完了したと判断されると（Ｓ１３）、クリーニングモードを終了する（Ｓ１４）。このクリーニングを終了するタイミングは、紙後端がニップＮに入ってからでなくても、加圧ローラ２６表面全面が少なくとも一度はニップＮ中で停止していればよい。
【００２２】
以上の方法により加圧ローラ、定着フィルム等の定着部材のクリーニングを効果的に行える。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、プリンターの高速化が進み、本体駆動トルクが増大してきているため、高速プリンターでは駆動モータの大型化が必要となるってきている。しかし、ある大きさ以上の駆動モータが必要になると、単一モータでプリンター本体全体の駆動を行うよりも、小さな駆動モータを２つ使用し、感光ドラムと定着器を個別に駆動した方が全体的なコスト・スペースを抑えることができるため２モータ系が採用される。また、２モータ系では感光ドラムの独立駆動制御によりドラム削れを抑制できるため、ＣＲＧの長寿命化の観点からも２モータ系を採用する場合が多い。
【００２４】
上記のような２モータ系で前記従来例のような定着器のステップ送りタイプのクリーニングモードを行った場合、２つのモータの起動特性のばらつきから１ステップ分の送り量が異なり、転写の送り量＜定着の送り量の場合、転写−定着間で紙の引き合いとなり、感光ドラムや転写ローラに傷を付け、画像不良が発生する場合がある。また更に、転写−定着間で紙の引き合いにより、駆動モータ・ギアの脱調や破損等、駆動系に損傷を与えるという問題があった。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、
感光体と、前記感光体に形成したトナー像を転写ニップで記録材に転写する転写部材と、少なくとも一方が回転可能な一対の定着部材を有し前記一対の定着部材で形成する定着ニップでトナー像を担持する記録材を搬送しつつ加熱する定着器と、前記感光体を駆動する感光体駆動モータと、前記定着器を駆動する定着器駆動モータと、を有し、前記定着ニップでクリーニング用シートを挟持した状態で前記回転可能な定着部材の回転と停止を繰り返しながらクリーニング用シートを搬送し前記定着部材をクリーニングする定着部材クリーニングモードを有する画像形成装置において、
クリーニング用シートが前記転写ニップと前記定着ニップの両方に同時に挟持された状態を経てその搬送方向後端が前記転写ニップを通過した後に、前記定着部材クリーニングモードにおける前記回転可能な定着部材の回転と停止の繰り返しを開始することを特徴とする画像形成装置である。
前記シートの後端が感光体を通過後より定着部材の回転と停止の繰り返しを開始することによって、モータの駆動を精密に制御することなく、低コストで感光体・転写部材傷に起因する画像不良及び駆動系の損傷を防止できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
（参考例１）
【００２９】
図１に、本参考例の画像形成装置の一例の構成図を示す。なお、同図は、画像形成装置の一例としてのレーザビームプリンタの概略構成を示す縦断面図である。なお、以下の説明では、記録材のうち通常の定着に使用するのを「記録材Ｐ」といい、定着部材のクリーニングに使用するものを「シートＰ」といって区別するものとする。
【００３０】
まず、同図を参照してレーザビームプリンタ（以下「画像形成装置」という）の構成を説明する。
【００３１】
同図に示すレーザビームプリンタは、像担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という）１を備えている。感光ドラム１は、装置本体Ｍによって回転自在に支持されており、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピードで回転駆動される。
【００３２】
感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って順に、帯電ローラ（帯電装置）２、露光手段３、現像装置４、転写ローラ（転写装置）５、クリーニング装置６が配設されている。
【００３３】
また、装置本体Ｍの下部には、紙等の記録材Ｐを収納した給紙カセット７が配設されており、記録材Ｐの搬送経路に沿って順に、給紙ローラ１５、搬送ローラ８、トップセンサ９、搬送ガイド１０、本発明に係る定着装置１１、搬送ローラ１２、排紙ローラ１３、排紙トレイ１４が配置されている。
【００３４】
次に、上述構成の画像形成装置の動作を説明する。
【００３５】
感光ドラム駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に回転駆動された感光ドラム１は、帯電ローラ２によって所定の極性、所定の電位に一様に帯電される。帯電後の感光ドラム１は、その表面に対しレーザ光学系等の露光手段３によって画像情報に基づいた画像露光Ｌがなされ、露光部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置４によって現像される。現像装置４は、現像ローラ４ａを有し、この現像ローラ４ａに現像バイアスを印加して感光ドラム１上の静電潜像にトナーを付着させトナー像として現像（顕像化）する。
【００３６】
トナー像は、転写ローラ５によって紙等の記録材Ｐに転写される。シートＰは、給紙カセット７に収納されており、給紙ローラ１５によって給紙され、搬送ローラ８によって搬送され、トップセンサ９を介して、感光ドラム１と転写ローラ５との間の転写ニップ部に搬送される。このとき記録材Ｐは、トップセンサ９によって先端が検知され、感光ドラム１上のトナー像と同期がとられる。転写ローラ５には、転写バイアスが印加され、これにより、感光ドラム１上のトナー像が記録材Ｐ上の所定の位置に転写される。
【００３７】
転写によって表面に未定着トナー像を担持した記録材Ｐは、搬送ガイド１０に沿って定着装置１１に搬送され、ここで未定着トナー像が加熱、加圧されて記録材Ｐ表面に定着される。なお、定着装置１１については後に詳述する。
【００３８】
トナー像定着後の記録材Ｐは、搬送ローラ１２によって搬送され、排紙ローラ１３によって装置本体上面の排紙トレイ１４上に排出される。
【００３９】
一方、トナー像転写後の感光ドラム１は、記録材Ｐに転写されないで表面に残ったトナー（転写残トナー）がクリーニング装置６のクリーニングブレード６ａによって除去され、次の画像形成に供される。
【００４０】
以上の動作を繰り返すことで、次々と画像形成を行うことができる。尚、本実施例の画像形成装置は、６００ｄｐｉ、４５枚／分（プロセススピード約２６６ｍｍ／ｓｅｃ）のプリント速度でプリントを行うことができる。
【００４１】
次に、図２を参照して、本参考例の画像形成装置に搭載する定着装置１１の一例について詳述する。なお、同図は、記録材Ｐの搬送方向（矢印Ｋ方向）に沿った縦断面図である。
【００４２】
同図に示す定着装置１１は、フィルム状の定着回転体である定着フィルム２５と、定着フィルム２５に当接された定着回転体としての加圧ローラ２６と、定着フィルム２５を介してトナーを加熱するセラミックヒータ（ヒータ）２０と、セラミックヒータ２０の温度を制御する温度制御手段２７と、クリーニングに使用する記録材Ｐの搬送を制御する定着器回転制御手段２８とを主要構成部材として構成されている。
【００４３】
セラミックヒータ２０は、抵抗発熱体であり、アルミナ等の耐熱性の基材２０ａ上に例えば印刷によって抵抗体パターン２０ｂを形成し、その表面をガラス層２０ｃで被覆したものであり、記録材Ｐの搬送方向（矢印Ｋ方向）に向かっての左右方向（すなわち、紙面垂直方向）に長く、すなわち、記録材Ｐの幅よりも長く形成されている。セラミックヒータ２０は、装置本体Ｍに取り付けられたヒータホルダ２２によって支持されている。ヒータホルダ２２は、耐熱樹脂によって半円状に形成された部材であり、次の定着フィルム２５の回転をガイドするガイド部材としても作用する。
【００４４】
定着フィルム２５は、熱容量が加圧ローラ２６よりも小さい。定着フィルム２５は、ポリイミド等の耐熱樹脂を円筒状に形成したものであり、表面にフッ素樹脂などの離型層が設けられている。定着フィルム２５は、総厚１００μｍ以下であり、上述のセラミックヒータ２０及びヒータホルダ２２に遊嵌されている。定着フィルム２５は、後述の加圧ローラ２６によってセラミックヒータ２０に押し付けられており、これにより定着フィルム２５の裏面がセラミックヒータ２０の下面に当接されるようになっている。定着フィルム２５は、加圧ローラ２６の矢印Ｒ２６方向の回転により記録材Ｐが矢印Ｋ方向に搬送されるのに伴って矢印Ｒ２５方向に回転されるように構成されている。なお、定着フィルム２５の左右の両端部は、ヒータホルダ２２のガイド部（不図示）によって規制されており、セラミックヒータ２０の長手方向にずれないようになっている。また、定着フィルム２５の内面には、セラミックヒータ２０やヒータホルダ２２との間の摺動抵抗を低減するためにグリースを塗布してある。
【００４５】
加圧ローラ２６は、金属製の芯金２６ａの外周面に、シリコーンゴム等の弾性を有する耐熱性の離型層２６ｂを設けたものであり、離型層２６ｂの外周面により下方から定着フィルム２５をセラミックヒータ２０に押し付けて、定着フィルム２５との間に定着ニップ部Ｎ（以下単に「ニップＮ」という。）を形成している。このニップＮにおける、加圧ローラ２６の回転方向（すなわち、記録材Ｐの搬送方向）についての幅（ニップ幅）をａとすると、このニップ幅ａは、記録材Ｐ上のトナーを好適に加熱、加圧することができる程度に設定されている。
【００４６】
定着器回転制御手段２８は、加圧ローラ２６を回転駆動するモータ２９と、モータ２９の回転を制御するＣＰＵ３０とを有する。モータ２９としては、例えばステッピングモータやＤＣモータ等を使用することができ、加圧ローラ２６の回転を矢印Ｒ２６方向に連続的に行う他、所定の角度ずつ断続的に行うことも可能である。つまり、加圧ローラ２６の回転と停止とを繰り返しながら、後述のシートＰをステップ送りすることもできる。
【００４７】
温度制御手段２７は、セラミックヒータ２０の裏面に取り付けられた温度検知手段であるサーミスタ２１と、サーミスタ２１が検出するセラミックヒータ２０の温度に基づいてトライアック２４を制御し、セラミックヒータ２０に対する通電を制御するＣＰＵ２３とを有する。
【００４８】
上述のように、定着装置１１は、加圧ローラ２６の矢印Ｒ２６方向の回転により未定着トナーを担持している記録材ＰをニップＮにて挟持搬送しつつ、セラミックヒータ２０によってシート上のトナーを加熱する。この際、定着器回転制御手段２８によって加圧ローラ２６の回転を制御することにより、シートＰの送りを適宜に制御することができ、また、温度制御手段２７によってセラミックヒータ２０の温度を適宜に制御することができるものである。
【００４９】
次に、本実施例のクリーニングモードを図３のフローチャートを用いて説明する。
【００５０】
まず、スタート状態（Ｓ１０１）では定着装置１１が待機状態である。この状態で、ユーザーがクリーニングが必要であると判断すると、装置本体Ｍの操作パネルやホストコンピュータ（不図示）等からの信号によって画像形成装置をクリーニングモードに切り換える（Ｓ１０２）。クリーニングモードになった画像形成装置ではクリーニング用のシートＰ（紙）の給紙を開始し（Ｓ１０３）、図６に示すような画像を形成した１枚の紙を定着装置１１に送る。図で黒帯が斜めになっているのは、加圧ローラに巻き付くのを防止するためである。更に、「クリーニングしました」等の記事を入れて、ユーザに知らせるようにしてもよい。
【００５１】
ここで、紙の先端が定着ニップＮに到達する時間は、紙の搬送速度と、紙の先端がトップセンサー９を通過した時間とから算出する事ができる。尚、この紙の先端がニップＮを出たか否かの検出は、ニップ下流にセンサーを配設してこれにより紙先端を検出するようにしても良い。紙の先端が定着ニップＮを出たことを検出したら（Ｓ１０４）、感光ドラムモータ及び定着器モータを停止して定着フィルム２５と加圧ローラ２６との回転を停止させ、ヒータ２０への通電をオンし（Ｓ１０５）、タイマの時間ｔを０にセットして、ニップ内でのヒータ２０による加熱を開始する。（Ｓ１０６，Ｓ１０７）。
【００５２】
尚、図３のフローチャートでは、この時点でヒータ２０をオンしているが、それ以前からオンにしておき、プリント時より低温で温調して定着フィルム２５の摺動トルクを減らしておいてもよい。これは、定着フィルム２５内面に塗布されているグリースの粘性が温度を上げることで低下することを利用するものである。さらに、加圧ローラ２６の表面についたトナー等の付着物を軟化させてクリーニング用のシートである紙に付きやすくするために、紙がニップＮに入る以前にある程度加圧ローラ２６表面を暖めておくのもよい。この場合は、ヒータ２０をプリント時と同じ高温に維持した状態で、加圧ローラ２６を数回転だけ回転させておく必要がある。
【００５３】
いずれの場合も、定着器駆動モータ２９の停止（すなわち、定着フィルム２５と加圧ローラ２６との回転の停止）と同時に、タイマのカウントを開始する。タイマの時間ｔが、加圧ローラ２６表面に付着したトナー等を軟化させて紙に付着させることができるまでの時間ｔ１以上の加熱時間を経過したかどうかを見る（Ｓ１０８）。あるいは、サーミスタ２１が検出するヒータ２０の温度が所定の温度を超えたことで判断してもよい。この所定温度としては、トナーの軟化点又は融点が好ましい。こうして一旦、加圧ローラ表面の付着物を軟化させた後に、モータ２９を起動して紙をニップ幅ａ分だけ搬送すると（Ｓ１０９）、付着物は、加圧ローラ２６表面から剥離して紙の裏面に転移する。
【００５４】
このように、紙の停止中に加圧ローラ２６表面のトナーを軟化させることで、軟化トナーを紙の凹凸に入り込ませ、紙に付着させることができる。
【００５５】
上述の、付着物の軟化、紙のニップ幅ａ分の送りを、加圧ローラ２６の１周分について繰り返すことで、加圧ローラ２６表面全体をクリーニングすることができる。
【００５６】
本参考例では、Ｓ１０９で感光ドラムを２５ｍｓ、定着器モータを２０ｍｓ分だけ送った後、両モータを停止して加圧ローラ２６及び定着フィルム２５の回転を停止させている（Ｓ１１０）。そして、紙の後端がニップＮに入るまではＳ１０６〜Ｓ１１１を繰り返す。
【００５７】
クリーニングに用いた紙の後端がニップＮに入ると（Ｓ１１１）、感光ドラムモータ及び定着モータを正規の定速度で回転させ（Ｓ１１２）、ニップＮからの排紙が完了したと判断されると（Ｓ１１３）、クリーニングモードを終了する（Ｓ１１４）。このクリーニングを終了するタイミングは、紙後端がニップＮに入ってからでなくても、加圧ローラ２６表面全面が少なくとも一度は定着ニップＮ中で停止していればよい。
【００５８】
本参考例では、定着器駆動モータの駆動時間より感光ドラム駆動モータの駆動時間をわずかに長くすることによって、転写でのステップ送り量の方を大きくしている。これにより、転写−定着間での紙の引き合いが防止でき、感光ドラム・転写ローラが傷つくのを防止している。また、駆動モータ・ギア等の脱調・破損等の駆動系への損傷も防止することができる。
【００５９】
表１に感光ドラム駆動モータ及び定着器駆動モータの駆動時間とステップ送り量の関係を示す
【００６０】
【表１】
表１から分かるように確実に紙をステップ送りするためには、定着器駆動モータの駆動時間を１０ｍｓ以上にする必要がある。また、定着器クリーニングを効果的に行うためにはニップ幅（約８ｍｍ）よりやや狭い程度のステップ送り量が望ましいため、この理由からも定着器駆動モータの駆動時間として２０ｍｓ程度が望ましい。従って、転写でのステップ送り量を定着より確実に大きくするためには、定着でのステップ送り量の最大値１０ｍｍより大きな送り量が得られる２５ｍｓ以上程度の駆動時間に設定する必要がある。尚、表１で同じモータ駆動時間でステップ送り量に幅があるのは、モータの起動特性のばらつき及び負荷トルクのばらつきによるものであり、定着器駆動モータより負荷トルクの小さい感光ドラムモータの方がステップ送り量が大きくなっている。
【００６２】
次に、本参考例のように感光ドラムのステップ送り量が定着器以上である場合とそうでない場合とで、感光ドラム・転写ローラ傷による画像不良及び駆動系への損傷の発生に違いがあるかを調べた結果を表２に示す。
【００６３】
【表２】
上記表より、定着器クリーニングモードで感光ドラムより定着器のステップ送り量が大きくなるようにすると、感光ドラム・転写ローラ傷による不良画像（特にグラフィック画像）が発生することがわかる。また、駆動系への損傷も大きく、駆動ギアの脱調や本体寿命後半においては、駆動ギアの破損する場合もあった。
【００６５】
尚、本参考例では感光ドラムと定着器の駆動時間を変えることによって転写及び定着のステップ送り量の関係を制御したが、起動特性の異なるモータを組み合わせてステップ送り量を制御する方法でも同様の効果が得られた。
【００６６】
以上のように、ステップ送りタイプの定着器クリーニングモードで、感光ドラム送り量≧定着器送り量とすることによって、感光ドラム・転写ローラ傷に起因する画像不良や、駆動モータ・ギアの脱調・破損等の駆動系への損傷を防ぐことができる。
【００６７】
（実施例）
次に、本発明に係る画像形成装置の実施例を説明する。本実施例の画像形成装置では紙先端が定着ニップ通過後、紙後端が転写ニップを通過するまで紙を定速で送り、その後ステップ送りを開始する方法でクリーニングを行った。尚、その他の条件は前記参考例１と同様であり再度の説明は省略する。
【００６８】
本実施例の画像形成装置におけるクリーニングモード方法を図４を用いて説明する。
【００６９】
まず、スタート状態（Ｓ２０１）では定着装置１１が待機状態である。この状態で、ユーザーがクリーニングが必要であると判断すると、装置本体Ｍの操作パネルやホストコンピュータ（不図示）等からの信号によって画像形成装置をクリーニングモードに切り換える（Ｓ２０２）。クリーニングモードになった画像形成装置ではクリーニング用のシートＰ（紙）の給紙を開始し（Ｓ２０３）、図６に示すような画像を形成した１枚の紙を定着装置１１に送る。紙の先端が定着ニップＮを出たことを検出したら（Ｓ２０４）、次に、紙後端が転写ニップを出たことを検出し（Ｓ２０５）、感光ドラム及び定着器モータを停止して定着フィルム２５と加圧ローラ２６との回転を停止させ、ヒータ２０への通電をオンし（Ｓ２０６）、タイマの時間ｔを０にセットして、ニップ内でのヒータ２０による加熱を開始する。（Ｓ２０７，Ｓ２０８）。タイマの時間ｔが、加圧ローラ２６表面に付着したトナー等を軟化させて紙に付着させることができるまでの時間ｔ１以上の加熱時間を経過したかどうかを見る（Ｓ２０９）。こうして一旦、加圧ローラ表面の付着物を軟化させた後に、モータ２９を起動して紙をニップ幅ａ分だけ搬送すると（Ｓ２１０）、付着物は、加圧ローラ２６表面から剥離して紙の裏面に転移する。
【００７０】
上述の、付着物の軟化、紙のニップ幅ａ分の送りを、加圧ローラ２６の１周分について繰り返すことで、加圧ローラ２６表面全体をクリーニングすることができる。
【００７１】
クリーニングに用いた紙の後端がニップＮに入ると（Ｓ２１１）、感光ドラムモータ及び定着器モータを正規の定速度で回転させ（Ｓ２１２）、定着ニップＮからの排紙が完了したと判断されると（Ｓ２１３）、クリーニングモードを終了する（Ｓ２１４）。
【００７２】
本実施例の方法によれば、感光ドラムモータ及び定着器モータを精密に制御する必要がないため、ステッピングモータ等の高価な駆動モータを使用する必要がなく、また、ＤＣモータ使用時でもステップ送り量を所定量にするためにモータ起動特性を詳細に管理する必要がなく、低コストでの実現が可能である。
【００７３】
表３に本実施例の定着器クリーニング方法によりクリーニングした場合と従来通り転写／定着両ニップに紙を挟持した状態でクリーニングした場合で、画像不良発生の有無の差を調べた結果を示す。
【００７４】
【表３】
表３より従来のクリーニング方法ではステップ送り量が転写より定着の方が送り量が大きい場合、感光ドラム・転写ローラ傷起因の不良画像が発生するのに対して、本実施例のクリーニング方法では転写より定着の方が送り量が大きい場合でも感光ドラム・転写ローラ傷起因の不良画像が発生しないことが分かる。
【００７６】
次に、駆動系への損傷の有無を調べた結果を表４に示す。
【００７７】
【表４】
表４より従来のクリーニング方法ではステップ送り量が転写より定着の方が送り量が大きい場合、駆動モータ・ギアに負荷が掛かり、脱調・割れ等が発生してしまうのに対して、本実施例のクリーニング方法では転写より定着の方が送り量が大きい場合でも駆動モータ・ギアの脱調・割れ等が発生しないことが分かる。
【００７９】
上記のように、定着器クリーニングモードにおいて、ステップ送り開始位置を紙後端が転写ニップ通過後とすることによって、転写−定着間の紙の引き合いにより、感光ドラム表面や転写ローラ表面を傷つけ、画像不良が発生するのを防止できる。また、駆動モータ・ギアの脱調・破損等の駆動系への損傷を防止する事ができる。
【００８０】
（参考例２）
本参考例では感光ドラムの駆動系にクラッチを設け、クリーニングモードのステップ送り時にクラッチをオフし、定着器によって引かれる紙により感光ドラムが従動回転する構成とした。尚、その他の条件は前記参考例１と同様であり再度の説明は省略する。
【００８１】
本参考例のように感光ドラムの駆動系にクラッチを設けることによって、定着器のステップ送り量に応じて、感光ドラムが従動回転するために、感光ドラムや転写ローラを傷つけたり、駆動モータ・ギア等の駆動系に損傷を与えることがない。また、モーターのステップ送り量のばらつきを制御・管理する必要もなく、更に、前記実施例２よりステップ送り開始位置を早めることができるため、１枚の紙内でのクリーニング領域を長くとることができる。
【００８２】
表５に駆動系にクラッチを設けた場合と設けなかった場合で、感光ドラム・転写ローラ傷による画像不良の発生の有無を示す。尚、この時、感光ドラム駆動モーターと定着器駆動モータの送り量の関係は、感光ドラムモータ＜定着器モータの状態で確認を行った。
【００８３】
【表５】
表５よりわかるように、感光ドラム及び転写ローラの傷を防止できることが分かる。
【００８５】
次に、クラッチの有無による駆動系の損傷の有無を表６に示す
【００８６】
【表６】
表６より、感光ドラムの駆動系にクラッチを設けることにより駆動モータ・ギアの脱調や破損等の駆動系への損傷も防止する事ができることが分かる。尚、本参考例では感光ドラムの駆動系に設けるクラッチは、順・逆両方向に回転可能なものを使用したが、感光ドラムが逆回転し、帯電ローラ等を汚さないように順方向のみに回転するワンウェイクラッチを使用するのが好ましい。
【００８８】
以上のように、感光ドラム駆動系にクラッチを設けることにより、感光ドラム・転写ローラの傷に起因する画像不良を防止でき、また、駆動系への損傷を防止することができる。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により２モータ系の画像形成装置でステップ送りタイプのクリーニングモードを行った場合に、感光ドラムや転写ローラを傷つけたりモータやギア等の駆動系に損傷を与えるのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考例１の画像形成装置の構成図
【図２】 参考例１の画像形成装置に搭載する加熱定着装置の縦断面図
【図３】 参考例１の画像形成装置におけるクリーニングモードのフローチャートを表す図
【図４】 実施例の画像形成装置におけるクリーニングモードのフローチャートを表す図
【図５】 従来例の画像形成装置におけるクリーニングモードのフローチャートを表す図
【図６】 クリーニングモード時に使用するシートの画像パターンを表す図
【符号の説明】
１ ‥‥像担持体（感光ドラム）
５ ‥‥転写ローラ
９ ‥‥トップセンサー
１１‥‥定着装置
１２‥‥搬送ローラ対
２０‥‥加熱手段（セラミックヒータ）
２１‥‥サーミスタ
２３‥‥ＣＰＵ
２４‥‥トライアック
２５‥‥定着部材（定着フィルム）
２６‥‥定着部材（加圧ローラ）
２７‥‥温度制御手段
２８‥‥回転制御手段
２９‥‥定着器駆動モータ
３０‥‥ＣＰＵ
Ｎ ‥‥定着ニップ
Ｐ ‥‥記録材、クリーニング用のシート
Claims (1)
- 感光体と、前記感光体に形成したトナー像を転写ニップで記録材に転写する転写部材と、少なくとも一方が回転可能な一対の定着部材を有し前記一対の定着部材で形成する定着ニップでトナー像を担持する記録材を搬送しつつ加熱する定着器と、前記感光体を駆動する感光体駆動モータと、前記定着器を駆動する定着器駆動モータと、を有し、前記定着ニップでクリーニング用シートを挟持した状態で前記回転可能な定着部材の回転と停止を繰り返しながらクリーニング用シートを搬送し前記定着部材をクリーニングする定着部材クリーニングモードを有する画像形成装置において、
クリーニング用シートが前記転写ニップと前記定着ニップの両方に同時に挟持された状態を経てその搬送方向後端が前記転写ニップを通過した後に、前記定着部材クリーニングモードにおける前記回転可能な定着部材の回転と停止の繰り返しを開始することを特徴とする画像形成装置。
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