JP4564974B2 - 排出ローラのクリーニング装置およびクリーニング方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に用いられる排出ローラのクリーニング装置およびクリーニング方法に関する。

電子写真方式を用いる画像形成においては、一様な電位に帯電された感光体を画像情報に応じた光で露光して静電潜像を形成し、形成された静電潜像を現像剤で現像して可視像化し、可視像化された画像を記録紙などに転写し、転写された記録紙上のトナーを定着装置で定着させて記録画像を形成する。定着後の記録紙を、排出装置は画像形成装置から排出させる。

このような画像形成装置に用いられる排出装置は、一般的に一対のローラで構成され、両ローラを圧接させることによって形成される両ローラの圧接部を、定着後の記録紙を通過させて画像形成装置から排出する。

記録紙は定着装置を通過する際に加熱されているので、定着後の記録紙は高温になっており、特に高速機の場合は顕著である。その熱の影響を受け、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）からなる排出ローラも高温になる。また記録紙は一般的にタルクなどの充填剤が含まれているため、給紙から排紙までの間で記録紙からタルクが表面に出てきて、紙粉となる。特に記録紙の温度が高くなると、それらが活性になるため、より表面に出てきやすい。トナーにも主成分の結着樹脂以外に多くの添加剤成分が含まれており、同様の理由でトナー表面に出てきやすくなる。

記録紙の搬送性を確保するために、排出ローラ表面は粗くなっているので、紙粉およびトナーなどが表面に付着しやすい。このため紙粉およびトナーなどの付着によってローラ径が大きくなってしまい、圧接部の密着性が高まり、記録紙を排出できなくなってしまう。特に高速機においては、単位時間当たりに通過する記録紙が多くなるため、以上のような傾向が強い。

また、排出ローラでは、搬送される記録紙にすでに固着しているトナーが、圧接部を通過するときに熱で再溶融し、その一部が排出ローラに転移し付着することがある。排出ローラに付着したトナーは、後続して排出される記録紙上の本来白地であるべき部分に転写されて、画像欠陥の原因となり、また記録紙汚染の原因となる。

第１の従来の技術では、給紙の際にゴムローラによる摩擦によって紙粉が発生しやすいので、紙送り手段の搬送ローラと分離ローラとの少なくとも一方に転接してこれらローラ上の付着物を除去するクリ−ニング用ローラ部材を具備する給紙装置によって、付着物の画像形成装置本体への入り込みを確実に防止することができる（特許文献１参照）。

第２の従来の技術では、印字面に粘着剤を付着させてなるクリーニングシートを装置本体内部に通して、ローラ類に付着した紙粉等を除去するクリーニング方法によって、定着ローラ等の傷つきを発生させないで印字装置のクリーニングをすることができる（特許文献２参照）。

またトナー成分が排出ローラに再付着しないようにトナー物性を変更すること等が考えられる。

特開平３−１２８８３２号公報 特開平１０−１０９１０号公報

第１の従来の技術では、給紙の際に発生する紙粉をクリ−ニング用ローラ部材を用いて除去しているが、画像形成過程で発生した紙粉およびトナーを除去することはできず、排紙の際のローラでの紙粉およびトナーの付着を防ぐことはできない。

第２の従来の技術では、新たなクリーニングシートが必要となり、本来の印字ジョブ以外の動作も必要となり、排紙効率が低下する。

また、トナー物性を変更すると、トナーの選択範囲を限定してしまうことになる。
本発明の目的は、上記の従来の問題点を解決して、排出ローラを精度よくクリーニングすることが可能な排出ローラのクリーニング装置およびクリーニング方法を提供することにある。

本発明は、画像形成装置に用いられ、現像剤による画像が定着されている記録媒体を、一対のローラで形成される圧接部を通過させることによって排出するための排出ローラをクリーニングする排出ローラのクリーニング装置であって、
前記排出ローラの外径を測定して出力する変位センサと、
前記排出ローラと接触することによって、前記排出ローラをクリーニングするクリーニング手段と、
前記外径に応じて、前記クリーニング手段と前記排出ローラとが接触または離反するように制御する制御手段と、
を含むことを特徴とする排出ローラのクリーニング装置である。

また本発明は、前記制御手段は、前記排出ローラの外径が、予め定める境界値を超えると、前記クリーニング手段と前記排出ローラとが接触するように制御することを特徴とする。

また本発明は、前記クリーニング手段が、ベルト状パッドであることを特徴とする。
また本発明は、前記制御手段は、カム機構によって前記クリーニング手段と前記排出ローラとが接触または離反するように制御することを特徴とする。

また本発明は、前記クリーニング手段は、
前記記録媒体を、一対のローラで形成される圧接部を通過させることによって現像剤による画像を定着するための定着ローラをクリーニングする定着ローラクリーニング手段を兼ねることを特徴とする。

また本発明は、前記クリーニング手段の前記排出ローラと接触する表面部分の材質は、フッ素樹脂またはポリオレフィン樹脂であることを特徴とする。

また本発明は、前記クリーニング手段の前記表面部分が設けられている基部の材質は、ナイロンフェルト、ナイロン不織布、和紙またはポリイミドフィルムであることを特徴とする。

また本発明は、前記制御手段は、前記排出ローラの全周に、前記クリーニング手段が接触すると、前記クリーニング手段が前記排出ローラから離反するように制御することを特徴とする。

また本発明は、前記排出ローラのクリーニング装置が行う排出ローラのクリーニング方法であって、
前記変位センサによって、前記排出ローラの外径を測定して出力し、
前記制御手段によって、前記排出ローラの外径に応じて、前記クリーニング手段と前記排出ローラとが接触または離反するように制御し、
前記クリーニング手段によって、前記排出ローラをクリーニングすることを特徴とする排出ローラのクリーニング方法である。

本発明によれば、画像形成装置に用いられ、現像剤による画像が定着されている記録媒体を、一対のローラで形成される圧接部を通過させることによって排出するための排出ローラをクリーニングする排出ローラのクリーニング装置は、排出ローラの外径を測定して出力する変位センサと、排出ローラと接触することによって、排出ローラをクリーニングするクリーニング手段と、排出ローラの外径に応じて、クリーニング手段と排出ローラとが接触または離反するように制御する制御手段とを含む。

定着装置によって加熱された記録媒体からは、紙粉およびトナーが発生しやすくなっている。また定着装置によって加熱された記録媒体の熱の影響を受け、排出ローラが高温になり、記録媒体の紙粉およびトナーが排出ローラに付着する。そこで排出ローラの外径に応じてクリーニング手段を排出ローラに接触させて、排出ローラをクリーニングして、排出ローラに付着した紙粉およびトナーを除去する。これによって、排出ローラの径が付着物によって大きくなることを防ぎ、さらに圧接部の密着性が高くなってローラ間での回転不良が起こることを防ぐ。これによって記録媒体をスムーズかつ確実に搬送、排出することが可能になる。

また記録媒体にすでに固着しているトナーが再溶融し、排出ローラに転移し付着して、後続して排出される記録媒体上の本来白地であるべき部分に転写されることが原因で発生する、画像欠陥および記録媒体汚染を防ぐことができる。

また本発明によれば、制御手段は、外径が予め定める境界値を超えると、クリーニング手段と排出ローラとが接触するように制御する。これによって排出ローラの外径が、少なくとも境界値以上であるときに、制御手段が、クリーニング手段と排出ローラとを接触させるので、クリーニング手段と排出ローラとの接触時間を最小限に抑えること可能になり、クリーニング手段と排出ローラ間の摩擦によって、さらに排出ローラの表面温度が上昇することや、摩擦によって排出ローラが損傷することを防ぐ。

また本発明によれば、クリーニング手段が、ベルト状パッドである。ベルト状パッドは、固定式のクリーニングパッドに比べ、連続的に使用できるため、長寿命化が図れる。つまり清浄なクリーニング用ベルトを順次送り出すことができるので、クリーニング性能を低下させることなく長期にわたって排出ローラをクリーニングすることができる。

また本発明によれば、制御手段は、カム機構によってクリーニング手段と排出ローラとが接触または離反するように制御する。クリーニング手段と当接するようにカムが設けられている簡単な構成で、クリーニング手段と排出ローラとがなす間隙の大きさを変えることができるので、間隙を大きくしてクリーニング手段を排出ローラの表面から離反させ、間隙を小さくしてクリーニング手段を排出ローラの表面に接触させることが容易にできる。

また本発明によれば、クリーニング手段は、記録媒体を、一対のローラで形成される圧接部を通過させることによってトナーによる画像を定着するための定着ローラをクリーニングする定着ローラクリーニング手段を兼ねる。一台のクリーニング装置で排出ローラおよび定着ローラの両方をクリーニングすることができるので、クリーニングの効率が向上し、省スペース化が可能になる。

また本発明によれば、クリーニング手段の排出ローラと接触する表面部分の材質は、フッ素樹脂またはポリオレフィン樹脂である。フッ素樹脂およびポリオレフィン樹脂は、熱的安定性にも耐刷性に優れるため、精度よくクリーニングすることが可能になる。

また本発明によれば、クリーニング手段の表面部分が設けられている基部の材質は、ナイロンフェルト、ナイロン不織布、和紙またはポリイミドフィルムである。ナイロンフェルト、ナイロン不織布、和紙およびポリイミドフィルムは、熱的安定性に優れるため、クリーニング手段の長寿命化が図れる。

また本発明によれば、制御手段は、排出ローラの全周に、クリーニング手段が接触すると、クリーニング手段が排出ローラから離反するように制御する。クリーニング手段と排出ローラとの接触時間を最小限に抑えて、必要以上に過度な接触を防ぐことによって、クリーニング手段と排出ローラ間の摩擦によって、さらに排出ローラの表面温度が上昇することや、摩擦によって排出ローラが損傷することを防ぐ。

また本発明によれば、前記排出ローラのクリーニング装置が行う排出ローラのクリーニング方法では、変位センサによって、前記排出ローラの外径を測定して出力し、制御手段によって、排出ローラの外径に応じて、クリーニング手段と排出ローラとが接触または離反するように制御し、クリーニング手段によって、排出ローラをクリーニングする。

定着装置によって加熱された記録媒体からは、紙粉およびトナーが発生しやすくなっている。また定着装置によって加熱された記録媒体の熱の影響を受け、排出ローラが高温になり、記録媒体の紙粉およびトナーが排出ローラに付着する。そこで排出ローラの外径に応じてクリーニング手段を排出ローラに接触させて、排出ローラをクリーニングして、排出ローラに付着した紙粉およびトナーを除去する。これによって、排出ローラの径が付着物によって大きくなることを防ぎ、さらに圧接部の密着性が高くなってローラ間での回転不良が起こることを防ぐ。これによって記録媒体をスムーズかつ確実に搬送、排出することが可能になる。

また記録媒体にすでに固着しているトナーが再溶融し、排出ローラに転移し付着して、後続して排出される記録媒体上の本来白地であるべき部分に転写されることが原因で発生する、画像欠陥および記録媒体汚染を防ぐことができる。

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。以下の説明においては、各形態に先行する形態ですでに説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。

図１は、本発明の排出ローラのクリーニング装置１を備える画像形成装置１０の構成を簡略化して示す図である。排出ローラのクリーニング装置１は、クリーニングパッド２、クリーニングパッド２の支持部材３、温度センサ４、制御手段（不図示）を含んで構成され、一対の排出ローラ６のうち、排出ローラ６ａの表面をクリーニングする。

クリーニング装置１の、記録媒体７が移動する上流には、定着装置１１が設けられている。定着装置１１内には、定着ローラ１２ａおよび１２ｂが設けられていて、記録媒体７が定着ローラ１２ａおよび１２ｂの圧接部を通過する際、加熱・加圧することによって、現像剤による画像を定着させる。定着装置１１のさらに上流に向かって、転写装置（不図示）、現像装置（不図示）、露光装置（不図示）、帯電装置（不図示）、給紙トレイ（不図示）、が設けられている。クリーニング装置１の、記録媒体７が移動する下流には、画像形成装置１０の外装キャビネット１３と、その外側に排紙トレイ１４とが設けられている。

クリーニング装置１は、画像形成装置１０の一対の排出ローラ６のうち、排出ローラ６ａの表面をクリーニングする。記録媒体７が排出ローラ６ａおよび６ｂの圧接部を通過する際、排出ローラ６ａ側が記録媒体７の印刷面であるので、排出ローラ６ａのみにトナーが付着する。また紙粉の発生についても、排出ローラ６ａ側のほうが顕著に現れる。よって排出ローラ６ａは、排出ローラ６ｂに比べてローラ径が大きくなりやすい。排出ローラ６ａのローラ径が大きくなることによって、記録媒体７の搬送不良が起こり、また排出ローラ６ａに付着したトナーは、後続して排出される記録媒体７上の本来白地であるべき部分に転写されて、画像欠陥および記録媒体汚染の原因となる。したがって、ローラ径が大きくなりやすい排出ローラ６ａを特にクリーニングすることによって、記録媒体の搬送不良、画像欠陥および記録媒体汚染を効果的に防止することができる。

図２は、本発明の排出ローラのクリーニング装置１の構成を簡略化して示す図である。図２（ａ）はクリーニングパッド２と排出ローラ６ａとが接触している状態を、図２（ｂ）はクリーニングパッド２と排出ローラ６ａとが離反している状態を示す。クリーニングパッド２は、排出ローラ６ａと接触することによって、排出ローラ６ａの表面をクリーニングする。

クリーニングパッド２は、たとえばクリーニングパッド２を保持する支持部材３のある点を中心として円弧を描くように可動な構成となっている。これによって、クリーニングパッド２と排出ローラ６ａとがなす間隙の大きさを変えることができるので、間隙を大きくしてクリーニングパッド２を排出ローラ６ａの表面から離反させ、間隙を小さくしてクリーニングパッド２を排出ローラの６ａ表面に接触させることができる。

また図示しないが、クリーニングパッド２は、たとえばクリーニングパッド２を保持する支持部材３が、クリーニングパッド２を排出ローラ６ａに向かって接触または離反するように前後に可動な構成となっていてもよい。前後に動くことによって、クリーニングパッド２と排出ローラ６ａとがなす間隙の大きさを変えることができるので、間隙を大きくしてクリーニングパッド２を排出ローラ６ａの表面から離反させ、間隙を小さくしてクリーニングパッド２を排出ローラの６ａ表面に接触させることができる。この前後運動は、カム機構によって制御されていてもよい。

クリーニングパッド２を排出ローラ６ａと接触または離反させることができれば、クリーニングパッド２の動きはどのような形態であってもよい。

クリーニングパッド２の排出ローラ６ａと接触する表面部分の材質は、フッ素樹脂またはポリオレフィン樹脂であることが好ましい。フッ素樹脂およびポリオレフィン樹脂は、熱的安定性にも耐刷性に優れるため、精度よくクリーニングすることが可能になる。

クリーニングパッド２の表面部分が設けられている基部の材質は、ナイロンフェルト、ナイロン不織布、和紙またはポリイミドフィルムであることが好ましい。ナイロンフェルト、ナイロン不織布、和紙およびポリイミドフィルムは、熱的安定性に優れるため、クリーニングパッドの長寿命化が図れる。

排出ローラ６ａの表面温度を測定する温度センサ４は、接触式のものまたは非接触式のものが用いられる。接触式は、直接物体に接触して測定する方式で、センサの構成が簡単で広く用いられる。主な代表例としては、白金測温抵抗体、サーミスタ、熱電対などがある。白金測温抵抗体は、金属の電気抵抗が温度変化に対して変化する性質を利用した測温抵抗体の一種で、温度特性が良好で経時変化が少ない白金を測温素子に用いたセンサである。サーミスタとは、温度変化に対して電気抵抗の変化の大きい抵抗体のことであり、この特性を利用して温度センサとして利用される。熱電対は、熱電能の異なる二種の金属を接合して、２つの接合点を異なる温度にすると、一定の方向に電流が流れ、熱起電力が生じる現象を利用した温度センサである。

非接触式は、物体から放射される赤外線を測定し、その赤外線の量から物体の温度を測定する方式で、センサの構成は複雑になる。主な代表例として、サーモパイルや非接触式の熱電対温度センサなどがある。サーモパイルは、個々の物体から放射される赤外線を受けると、そのエネルギー量に応じた熱起電力を発生する赤外線センサであり、エネルギー絶対量(温度)が検出可能な温度センサである。

接触式は、温度センサ４と排出ローラ６ａとが接触することによって摩擦が生じ、排出ローラ６ａの表面温度が上昇してしまうので、また排出ローラ６ａ表面が損傷したり、摩擦熱による誤差を伴なうなどするので、非接触式のほうが好ましい。特に非接触型熱電対温度センサを用いることが好ましい。

制御手段は、温度センサ４から出力された、排出ローラ６ａの表面温度に応じて、クリーニングパッド２と排出ローラ６ａとが接触または離反するように制御する。クリーニングパッド２と排出ローラ６ａを接触させることによって、クリーニングを開始し、離反させることによって、クリーニングを終了する。

定着装置１１によって加熱された記録媒体７の熱の影響を受け、排出ローラ６ａが高温になる。記録媒体７は一般的にタルクなどの充填剤が含まれているため、給紙から排紙までの間で記録媒体７からタルクが表面に出てきて、紙粉となる。特に記録媒体７の温度が高くなると、それらが活性になるため、より表面に出てきやすい。トナーにも主成分の結着樹脂以外に多くの添加剤成分が含まれており、同様の理由でトナー表面に出てきやすくなる。記録媒体７の搬送性を確保するために、排出ローラ６ａ表面は粗くなっているので、紙粉およびトナーなどが表面に付着しやすく、定着後の記録媒体７の紙粉およびトナーが排出ローラ６ａに付着する。そこで排出ローラ６ａの表面温度に応じてクリーニングパッド２を排出ローラ６ａに接触させて、排出ローラ６ａをクリーニングして、排出ローラ６ａに付着した紙粉およびトナーを除去する。これによって、排出ローラ６ａの径が付着物によって大きくなることを防ぎ、さらに圧接部の密着性が高くなってローラ間での回転不良が起こることを防ぐ。これによって記録媒体７をスムーズかつ確実に搬送、排出することが可能になる。

また記録媒体７にすでに固着しているトナーが再溶融し、排出ローラ６ａに転移し付着すると、排出ローラ６ａに付着したトナーは、後続して排出される記録媒体７上の本来白地であるべき部分に転写されて、画像欠陥および記録媒体汚染の原因となる。そこで排出ローラ６ａの表面温度に応じてクリーニングパッド２を排出ローラ６ａに接触させて、排出ローラ６ａをクリーニングして、排出ローラ６ａに付着したトナーを除去する。これによって画像欠陥および記録媒体汚染を防ぐことができる。

このように、ある程度排出ローラ６ａの表面温度が高温になると、紙粉およびトナーが排出ローラ６ａの表面に付着している可能性が高いので、クリーニングをする必要がある。具体的には、制御手段は表面温度が予め定める境界温度を超えると、クリーニングパッド２と排出ローラ６ａとが接触してクリーニングを開始するように制御する。境界温度は、たとえば紙の種類や厚さによって異なる。排出ローラ６ａの表面温度が、少なくとも境界温度以上であるときにのみ、制御手段が、クリーニングパッド２と排出ローラ６ａとを接触させるので、クリーニングパッド２と排出ローラ６ａとの接触時間を最小限に抑えること可能になり、クリーニングパッド２と排出ローラ６ａ間の摩擦によって、さらに排出ローラ６ａの表面温度が上昇することや、摩擦によって排出ローラ６ａが損傷することを防ぐ。

このように温度センサによって排出ローラの表面温度を測定して、表面温度が、予め定める境界温度を超えると、クリーニング手段と排出ローラとが接触してクリーニングを開始するように制御する方法のほかに、たとえば排出ローラの外径を直接測定して、外径が予め定める境界値を超えると、クリーニング手段と排出ローラとが接触してクリーニングを開始するように制御する方法もある。たとえば変位センサＬＫ−Ｇ８５／８０シリーズ（株式会社キーエンス製）を用いれば、０．２μｍの精度で容易に排出ローラの外径を検知できるため、この情報を制御手段に伝達して、クリーニングパッド２と排出ローラ６ａとを接触または離反させればよい。

制御手段は、排出ローラ６ａの全周に、クリーニングパッド２が接触すると、クリーニングパッド２が排出ローラ６ａから離反して、クリーニングを終了するように制御することが好ましい。排出ローラ６ａの全周にクリーニングパッド２が接触すると、排出ローラ６ａ全表面のクリーニングは完了している。制御手段は、たとえばセンサ等で排出ローラ６ａの表面を走査し、クリーニングパッド２が排出ローラ６ａの周りを一周して表面に付着した紙粉およびトナーが除去されたことを感知したところで、クリーニングパッド２を排出ローラ６ａから離反して、クリーニングを終了する。これによって、クリーニング時間を最小限に抑えることができ、クリーニングパッド２と排出ローラ６ａとの間の摩擦による排出ローラ６ａの表面温度の上昇を抑えることができる。

このような制御手段を含まなくても、たとえば定められた時間クリーニングを実行した後にクリーニングを終了するように設定することも可能である。

クリーニングを行うタイミングについては、印字プロセスの最終段階では、必ず感光体の後回転が入り、その際排出ローラは数十回転するので、その時点で、排出ローラの表面温度に応じてクリーニングを行うように設定することも可能である。また連続印字の途中でクリーニング行うことも可能である。制御手段は、たとえばマイクロコンピュータなどの処理回路によって実現される。

図３は、本発明の排出ローラのクリーニング装置２０を備える画像形成装置２１の構成を簡略化して示す図である。排出ローラのクリーニング装置２０は、クリーニングベルト２２、カム２３、送出ローラ２４、巻取ローラ２５、温度センサ４、制御手段（不図示）を含んで構成され、一対の排出ローラ６のうち、排出ローラ６ａの表面をクリーニングする。

図４は、本発明の排出ローラのクリーニング装置２０の構成を簡略化して示す図である。図４（ａ）はクリーニングベルト２２と排出ローラ６ａとが接触している状態を、図４（ｂ）はクリーニングベルト２２と排出ローラ６ａとが離反している状態を示す。クリーニングベルト２２は、排出ローラ６ａと接触することによって、排出ローラ６ａの表面をクリーニングする。

クリーニングベルト２２は、帯状の巻取り巻戻し可能な長い部材である。送出ローラ２４は、リール状の部材であり、予め定める長さのクリーニングベルト２２が巻きつけられている。送出ローラ２４は、巻取制御手段（不図示）に接続され、可逆回転可能にかつ回転速度制御可能に構成される。巻取ローラ２５は、送出ローラ２４と同様のリール状の部材であり、送出ローラ２４から送出され、排出ローラ６ａに接触して、排出ローラ６ａの表面に付着した紙粉およびトナーをクリーニングした後のクリーニングベルト２２を巻取る。巻取ローラ２５も、巻取制御手段に接続され、可逆回転可能にかつ回転速度制御可能に構成される。

クリーニングベルト２２は、固定式のクリーニングパッドに比べ、連続的に使用できるため、長寿命化が図れる。つまり清浄なクリーニングベルト２２を順次送り出すことができるので、クリーニング性能を低下させることなく長期にわたって排出ローラ６ａをクリーニングすることができる。

クリーニングベルト２２の排出ローラ６ａと接触する表面部分の材質は、フッ素樹脂またはポリオレフィン樹脂であることが好ましい。フッ素樹脂およびポリオレフィン樹脂は、熱的安定性にも耐刷性に優れるため、精度よくクリーニングすることが可能になる。

クリーニングベルト２２の表面部分が設けられている基部の材質は、ナイロンフェルト、ナイロン不織布、和紙またはポリイミドフィルムであることが好ましい。ナイロンフェルト、ナイロン不織布、和紙およびポリイミドフィルムは、熱的安定性に優れるため、クリーニングベルトの長寿命化が図れる。

制御手段は、表面温度に応じて、クリーニングベルト２２と排出ローラ６ａとが接触または離反するように制御する。具体的には、表面温度が予め定める境界温度を超えると、クリーニングベルト２２と排出ローラ６ａとが接触するように制御する。

また制御手段は、カム機構によってクリーニングベルト２２と排出ローラ６ａとが接触または離反するように制御する。クリーニングベルト２２と当接するようにカム２３が設けられている簡単な構成で、クリーニングベルト２２と排出ローラ６ａとがなす間隙の大きさを変えることができるので、間隙を大きくしてクリーニングベルト２２を排出ローラ６ａの表面から離反させ、間隙を小さくしてクリーニングベルト２２を排出ローラ６ａの表面に接触させることができる。

カム２３は運動の方向をかえる機械要素である。回転する軸に取り付けられ、軸の回転角度に対応した曲面が形成されている。一般には、円板カムと呼ばれる中心から円周までの距離が一定でない板を回転する軸に取り付け、これの板に接する板や棒に周期的な運動を与える。板の形状は、卵型に代表される。

カム２３をその軸心まわりに回転させ、また所望の位置で停止させることによって、クリーニングベルト２２を、排出ローラ６ａに対して接触または離反させることができる。図示しないが、カム２３には、カム２３の回転位置を検出するカム位置センサが装着される。カム位置センサとしては、たとえばメカセンサが用いられ、カム２３の回転位置が、クリーニングベルト２２を排出ローラ６ａに対して接触させる位置にあるときにＯＮ信号を出力し、クリーニングベルト２２を排出ローラ６ａから離反させる位置にあるときにＯＦＦになるように設定される。このようなカム位置センサを装着させることによって、クリーニングベルト２２が排出ローラ６ａに対して接触しているか、または離反しているかを検出することができる。

以下クリーニング装置２０の動作について詳しく説明する。送出ローラ２４からクリーニングベルト２２を送出し、排出ローラ６ａの近傍に設けられているカム２３を介して、クリーニングベルト２２の先端部を巻取ローラ２５に噛込ませて巻取る。巻取ローラ２５でクリーニングベルト２２の先端部を巻取るとき、送出ローラ２４にブレーキ機能を発現させることによって、クリーニングベルト２２に張力が加えられる。

クリーニングベルト２２に張力が加えられた状態で巻取ローラ２５の巻取動作も停止し、クリーニングベルト２２が静止した状態で、カム２３が回転動作することによって排出ローラ６ａの表面とクリーニングベルト２２とが接触し、クリーニングベルト２２が排出ローラ６ａの表面に付着している紙粉およびトナーを除去しクリーニングする。

ある程度の紙粉およびトナーを除去し、クリーニングベルト２２と排出ローラ６ａ表面との間に紙粉およびトナーが蓄積され、これ以上クリーニングできなくなると、巻取ローラ２５がクリーニングベルト２２を巻取る巻取動作を実行する。すなわち巻取ローラ２５は、間欠回転駆動する。この間欠回転駆動による１度の巻取動作で、巻取ローラ２５が回転移動する周方向距離すなわちクリーニングベルト２２の移動距離は、クリーニングベルト２２が排出ローラ６ａと接触した幅と同等またはそれ以上に設定されることが好ましい。このように巻取ローラ２５でクリーニングベルト２２を巻取ることによって、クリーニングベルト２２の未使用部分を確実に排出ローラ６ａと接触させることができるので、巻取動作ごとにクリーニングベルト２２によるクリーニング性能を確実に回復することができる。

図５は、本発明の排出ローラのクリーニング装置３０を備える画像形成装置３１の構成を簡略化して示す図である。クリーニング装置３０は、前述のクリーニング装置２０と同様に、クリーニングベルト２２、カム２３、送出ローラ２４、巻取ローラ２５、温度センサ４、制御手段（不図示）を含み、さらに定着ローラクリーニング手段を含んで構成される。定着ローラクリーニング手段は、保持部材３２と押え部材３３とを含んで構成される。クリーニングベルト２２は、排出ローラ６ａと定着ローラ１２ａとをクリーニングする。

一本のクリーニングベルト２２で排出ローラ６ａおよび定着ローラ１２ａの両方をクリーニングすることができるので、クリーニングの効率が向上し、省スペース化が可能になる。

クリーニング装置３０の動作について簡単に説明する。送出ローラ２４からクリーニングベルト２２を送出し、排出ローラ６ａの近傍に設けられているカム２３、支持部材３２、押え部材３３を介して、クリーニングベルト２２の先端部を巻取ローラ２５に噛込ませて巻取る。巻取ローラ２５でクリーニングベルト２２の先端部を巻取るとき、送出ローラ２４にブレーキ機能を発現させることによって、クリーニングベルト２２に張力が加えられる。

クリーニングベルト２２に張力が加えられた状態で巻取ローラ２５の巻取動作も停止し、クリーニングベルト２２が静止した状態で、カム２３が回転動作することによって排出ローラ６ａの表面とクリーニングベルト２２とが接触し、クリーニングベルト２２が排出ローラ６ａの表面に付着している紙粉およびトナーを除去しクリーニングする。また押え部材３３がクリーニングベルト２２を定着ローラ１２ａに押し付けることによって、定着ローラ１２ａの表面とクリーニングベルト２２とが接触し、クリーニングベルト２２が定着ローラ１２ａの表面に付着している紙粉およびトナーを除去しクリーニングする。押え部材３３は、クリーニングベルト２２と定着ローラ１２ａとを接触または離反させることが可能であるような機構を有することが好ましく、たとえばカム２３と同様の構成であることが好ましい。

ある程度の紙粉およびトナーを除去し、クリーニングベルト２２と排出ローラ６ａ表面および定着ローラ１２ａとの間に紙粉およびトナーが蓄積され、これ以上クリーニングできなくなると、巻取ローラ２５がクリーニングベルト２２を巻取る巻取動作を実行する。すなわち巻取ローラ２５は、間欠回転駆動する。この間欠回転駆動による１度の巻取動作で、巻取ローラ２５が回転移動する周方向距離すなわちクリーニングベルト２２の移動距離は、クリーニングベルト２２が排出ローラ６ａおよび定着ローラ１２ａと接触した幅と同等またはそれ以上に設定されることが好ましい。

さらにクリーニングベルト２２が排出ローラ６ａと接触した部分が、定着ローラ１２ａとは接触しないように、巻取制御手段によって制御されている。このように巻取ローラ２５でクリーニングベルト２２を巻取ることによって、クリーニングベルト２２の未使用部分を確実に排出ローラ６ａおよび定着ローラ１２ａと接触させることができるので、巻取動作ごとにクリーニングベルト２２によるクリーニング性能を確実に回復することができる。

保持部材３２は、金属製の丸棒部材であり、カム２３および押え部材３３の間に設けられ、クリーニングベルト２２が巻きつけられている。保持部材３２によって、クリーニングベルト２２の、排出ローラ６ａおよび定着ローラ１２ａとの接触部分における張力を大きくすることができるので、クリーニングベルト２２のたわみを防ぎ、排出ローラ６ａおよび定着ローラ１２ａとの接触不良を防ぐ。また保持部材３２によって、クリーニングベルト２２と、排出ローラ６ａおよび定着ローラ１２ａとが接触または離反することができ、確実に排出ローラ６ａおよび定着ローラ１２ａの表面をクリーニングすることができる。

図６は、本発明の排出ローラのクリーニング装置１ａおよび１ｂを備える画像形成装置４０の構成を簡略化して示す図である。図１に示す画像形成装置１０とほぼ同じ構成であるが、クリーニング装置１と同じ構成のクリーニング装置１ａが排出ローラ６ａ側に設けられ、クリーニング装置１と同じ構成のクリーニング装置１ｂが排出ローラ６ｂ側に設けられている。この画像形成装置４０は、両面印刷用画像形成装置であり、記録媒体７の排出ローラ６ｂ側にも、定着トナーが付着しているので、排出ローラ６ａと同様に排出ローラ６ｂが汚染されやすく、排出ローラ６ｂもクリーニングする必要があるからである。クリーニング装置１ａおよび１ｂは、クリーニング装置１と同様の方法で、排出ローラ６ａおよび６ｂをクリーニングするように制御されている。

（試験例）
（試験例１〜１０および比較例１〜６）
下記の条件で、クリーニング装置１を備える画像形成装置１０（クリーニング手段がクリーニングパッド）またはクリーニング装置２０を備える画像形成装置２１（クリーニング手段がクリーニングベルト）を用いて印刷を行い、排出ローラのローラ径の太り量を測定した。排出ローラの表面温度を温度センサで測定し、出力された温度が境界温度を超えたところで、クリーニングを開始した。クリーニング開始時の排出ローラの表面温度は、印字用紙の種類によって異なり、表１に示すとおりである。クリーニングを行う場合は、９９枚連続印刷後の１０秒間休止中に、クリーニングパッドまたはクリーニングベルトを排出ローラに接触させた。
使用マシン：カラー複合機 ＭＸ−７７００（シャープ株式会社製）改造機
通紙条件 ：Ａ４サイズ ６％黒字原稿
連続エージング（９９枚連続＋１０秒間休止、９９枚連続＋９０
秒間休止、２枚連続＋２０秒間休止、５枚連続＋１０秒間休止）
印字用紙（６０，７５，９０ｇ／ｍ^２紙）
１０万枚
上側排出ローラ：ＥＰＤＭ製、Φ１２ｍｍ
下側排出ローラ：ジュラコン（登録商標）製、Φ１２ｍｍ
表面温度測定 ：非接触型熱電対温度センサ ＳＴ−１００（商品名、理化工業
株式会社製）
クリーニングパッド：ナイロンフェルト製
クリーニングベルト：ナイロンフェルト製

試験例１，２は、クリーニングを行わなかったこと以外は同じ条件で印刷した比較例１と比較すると、ローラ径の太り量が小さくなった。試験例３，４は比較例２と、試験例５〜１０は比較例３と比較して、同様に太り量が小さくなった。またクリーニングベルトを用いた場合（試験例２，４，６，９，１０）、清浄なクリーニングベルトを順次送り出すことができ、クリーニング性能が低下しないので、クリーニングパッドを用いた場合（試験例１，３，５，７，８）と比較して太り量が小さくなった。

またクリーニング手段の、排出ローラと接触する表面部分をフッ素樹脂またはポリオレフィン樹脂でコーティングした場合（試験例７〜１０）、さらに太り量が小さくなった。フッ素樹脂およびポリオレフィン樹脂は、熱的安定性にも耐刷性に優れるため、精度よくクリーニングすることが可能になるからである。

比較例１〜６からわかるように、連続印刷枚数が増えるほど、太り量は大きくなる。比較例４〜６では連続印刷枚数が少ないため、太り量は小さいが、比較例１〜３のように連続印刷枚数が９９枚になると、いずれの印字用紙でも太り量が大きくなり、記録媒体の排出機構に支障をきたす。そこでクリーニングを行うことによって排出ローラの太り量を抑えることができる。

また比較例１〜３からわかるように、印字用紙の種類によって太り量は異なり、印字用紙の厚みが厚くなるほど、太り量は大きくなる。本発明のクリーニング装置を用いることによって、印字用紙の厚みが厚くなっても、ローラの太り量を抑えることができる。

本発明の排出ローラのクリーニング装置１を備える画像形成装置１０の構成を簡略化して示す図である。 本発明の排出ローラのクリーニング装置１の構成を簡略化して示す図である。 本発明の排出ローラのクリーニング装置２０を備える画像形成装置２１の構成を簡略化して示す図である。 本発明の排出ローラのクリーニング装置２０の構成を簡略化して示す図である。 本発明の排出ローラのクリーニング装置３０を備える画像形成装置３１の構成を簡略化して示す図である。 本発明の排出ローラのクリーニング装置１ａおよび１ｂを備える画像形成装置４０の構成を簡略化して示す図である。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ，２０，３０ クリーニング装置
２，２ａ，２ｂ クリーニングパッド
３，３ａ，３ｂ 支持部材
４，４ａ，４ｂ 温度センサ
６，６ａ，６ｂ 排出ローラ
７ 記録媒体
１０，２１，３１，４０ 画像形成装置
１１ 定着装置
１２，１２ａ，１２ｂ 定着ローラ
１３ 外装キャビネット
１４ 排紙トレイ
２２ クリーニングベルト
２３ カム
２４ 送出ローラ
２５ 巻取ローラ
３２ 保持部材
３３ 押え部材

Claims (9)

1. 画像形成装置に用いられ、現像剤による画像が定着されている記録媒体を、一対のローラで形成される圧接部を通過させることによって排出するための排出ローラをクリーニングする排出ローラのクリーニング装置であって、
   前記排出ローラの外径を測定して出力する変位センサと、
   前記排出ローラと接触することによって、前記排出ローラをクリーニングするクリーニング手段と、
   前記外径に応じて、前記クリーニング手段と前記排出ローラとが接触または離反するように制御する制御手段と、
   を含むことを特徴とする排出ローラのクリーニング装置。
2. 前記制御手段は、前記排出ローラの外径が、予め定める境界値を超えると、前記クリーニング手段と前記排出ローラとが接触するように制御することを特徴とする請求項１に記載の排出ローラのクリーニング装置。
3. 前記クリーニング手段が、ベルト状パッドであることを特徴とする請求項１または２に記載の排出ローラのクリーニング装置。
4. 前記制御手段は、カム機構によって前記クリーニング手段と前記排出ローラとが接触または離反するように制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の排出ローラのクリーニング装置。
5. 前記クリーニング手段は、
   前記記録媒体を、一対のローラで形成される圧接部を通過させることによって現像剤による画像を定着するための定着ローラをクリーニングする定着ローラクリーニング手段を兼ねることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の排出ローラのクリーニング装置。
6. 前記クリーニング手段の前記排出ローラと接触する表面部分の材質は、フッ素樹脂またはポリオレフィン樹脂であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の排出ローラのクリーニング装置。
7. 前記クリーニング手段の前記表面部分が設けられている基部の材質は、ナイロンフェルト、ナイロン不織布、和紙またはポリイミドフィルムであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の排出ローラのクリーニング装置。
8. 前記制御手段は、前記排出ローラの全周に、前記クリーニング手段が接触すると、前記クリーニング手段が前記排出ローラから離反するように制御することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の排出ローラのクリーニング装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１つに記載の排出ローラのクリーニング装置が行う排出ローラのクリーニング方法であって、
   前記変位センサによって、前記排出ローラの外径を測定して出力し、
   前記制御手段によって、前記排出ローラの外径に応じて、前記クリーニング手段と前記排出ローラとが接触または離反するように制御し、
   前記クリーニング手段によって、前記排出ローラをクリーニングすることを特徴とする排出ローラのクリーニング方法。

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