JP5875287B2

JP5875287B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5875287B2
Application number: JP2011180547A
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Inventors: 亞弘吉田; 内山　明彦; 明彦内山; 広幸宗次; 孝亮赤松; 利彦 ▲高▼山; 有弥小島
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Priority date: 2011-08-22
Filing date: 2011-08-22
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Description

本発明は、電子写真方式の複写機又はプリンタ等の画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置における定着手段は、転写紙、ＯＨＰ等の記録材上に転写された未定着トナー像を記録材上に定着させるために広く利用されている。定着手段は、加熱体と、加熱体と共に定着ニップ部を形成する加圧部材と、を有し、未定着トナー像を担持した記録材を定着ニップ部で搬送しながら加熱し、未定着トナー像を加熱溶融して記録材に定着する。

定着手段としては、記録材上の未定着トナー像の全てが加熱体により加熱溶融されて記録材に定着されることが理想である。しかしながら、実際には、溶融しきらないトナー、溶融しすぎたトナーが記録材表面から加熱体にオフセットすることがある。記録材表面から加熱体の表面にオフセットしたトナーは、加熱体の表面から加圧部材表面へと転移して加圧部材の表面の汚れの原因となる場合がある。

また、熱ローラ方式やフィルム加熱方式等の定着手段においては、加熱体よりも加圧部材の表面に汚れが蓄積し易い。定着手段では、プリント時に未定着トナー像を記録材に定着させるため、記録材上の未定着トナー像担持面と接触する加熱体の表面は、トナーの軟化点以上の温度にする。そのため、加熱体の表面にオフセットして付着したトナーは、その次のプリント時にトナーの軟化点以上に加熱され、通紙された記録材表面に吐き出される。また、加熱体の表面から記録材の表面に吐き出されるトナーに付着する形で、加熱体の表面に付着していた紙の繊維や炭酸カルシウムといった紙粉も記録材上に吐き出される。そのため、加熱体の表面には汚れが蓄積しづらい。

これに対し、加圧部材の表面は記録材の未定着のトナー像担持面とは接触しないため、プリント時においても加圧部材の表面の温度は必ずしもトナーの軟化点以上の温度にする必要は無い。また、省エネルギーの観点からも加圧部材の表面の温度を必要以上に高くしないことが望ましいとされる。従って、プリント時の加圧部材の表面の温度はトナーの軟化点以下になっていることが多い。そのため、加圧部材の表面に付着しているトナーは軟化点以上に加熱されることは少なく、記録材への接着力が小さいため、プリント時に定着ニップ部で記録材が搬送されても、加圧部材の表面のトナーは記録材上に吐き出されにくい。更に、トナーと共に記録材から発生した紙粉が加圧体の表面に付着した場合、トナーのみが付着した場合に比べて粘性が小さくなり、より記録材上に吐き出されづらい。そのため、加圧部材の表面にはトナーと紙粉が残留し、それが蓄積し易い。これは、記録材のトナー印字面が加圧部材の表面に接触する機会の少ない、装置内で記録材の表裏を反転させて転写手段へ搬送し両面印刷する自動両面印刷機能を持たない画像形成装置で特に顕著である。

そこで、加圧ローラのクリーニング手法として、特許文献１のように、ベタ白の記録材を定着ニップにて挟持し、回転と停止とを繰り返しながら搬送するものが知られている。特に、停止時に加圧部材表面の温度を加圧部材表面の汚れに含まれているトナーが軟化点以上になるように加熱することで、汚れの記録材に対する接着力を大きくし、記録材上に加圧部材の表面汚れを吐き出させ易くしている。

しかしながら、加圧部材の表面に付着した汚れに含まれるトナー比率が小さいと、前述のように汚れ中のトナーを軟化点以上に加熱して汚れ中のトナーの粘性を大きくしても、汚れ全体としての粘性は小さいままである。よって、加圧部材の表面に付着した汚れの記録材の表面への接着力を十分に得ることができず、クリーニング性能が十分でない場合があるという課題があった。

上記の課題に対して、特許文献２には、加圧部材のクリーニングペーパーとしてのベタ画像を定着した記録材を印字し、ユーザーが排出された記録材の表裏を反転させ、再度、画像形成装置に通紙させる加圧部材のクリーニング手法が開示されている。

特開２０００−０４７５０９特開平３−５８０７４

特許文献２のものは、加圧ローラの汚れの中のトナー比率が小さい場合でも、加圧ローラの汚れの記録材に対する接着力は大きく、クリーニング性能は見込める。

しかしながら、装置内で記録材の表裏を反転させて転写手段へ搬送し両面印刷する自動両面印刷機能を持たない画像形成装置においては、ユーザーの作業が必要であり、ユーザビリティが良くないという課題があった。

上記課題を解決するために、本発明は、未定着トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体と共に転写ニップ部を形成する転写部材と、を有し、前記転写ニップ部で記録材を搬送しながら前記未定着トナー像を前記像担持体から記録材に転写する転写部と、
加熱体と、前記加熱体と共に定着ニップ部を形成する回転可能な加圧部材と、を有し、前記定着ニップ部で前記未定着トナー像が転写された記録材を搬送しながら加熱し前記未定着トナー像を記録材に定着する定着部と、を有し、前記加圧部材のクリーニングを行うクリーニングモードを実行可能な画像形成装置において、前記クリーニングモードが実行されると、前記転写ニップ部でクリーニング用の未定着トナー像を前記像担持体から前記転写部材に転写し、続いて前記転写部材に転写された前記クリーニング用の未定着トナー像を前記転写部材から記録材に転写し、前記定着ニップ部において、前記クリーニング用の未定着トナー像が転写された記録材を搬送するステップと、記録材の搬送を停止した状態で前記ニップ部を高温にした後に低温にするステップと、を繰り返しながら、前記定着ニップ部に到達する前に一度も加熱されていない前記クリーニング用の未定着トナー像を前記加圧部材に接触させて前記加圧部材のクリーニングを行うことを特徴とする。

本発明によれば、装置内で記録材の表裏を反転させて転写手段へ搬送し両面印刷する自動両面印刷機能を持たない画像形成装置においても、十分なクリーニング性能を有し、且つ、ユーザビリティが良好な加圧ローラクリーニングが実行できる。

本発明を適用可能な第１の実施例にかかる画像形成装置を説明する図である。本発明を適用可能な第１の実施例にかかる定着手段を説明する図である。本発明を適用可能な第１の実施例にかかるクリーニングモードを説明する図である。本発明を適用可能な第２の実施例にかかるクリーニングモードを説明する図である。本発明を適用可能な第３の実施例にかかる画像形成装置を説明する図である。本発明を適用可能な第３の実施例にかかるクリーニングモードを説明する図である。

（実施例１）
実施例１で用いる画像形成装置について説明する。図１（ａ）は実施例１で用いる画像形成装置Ｐを示したものである。画像形成装置Ｐは、略直線状に配列された４つの画像形成ステーション３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋと、を備えている。４つの画像形成ステーション３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋのうち、３Ｙはイエロー（以下Ｙと略記）色の画像を形成する画像形成ステーションである。３Ｍはマゼンタ（以下Ｍと略記）色の画像を形成する画像形成ステーションである。３Ｃはシアン（以下Ｃと略記）色の画像を形成する画像形成ステーションである。３Ｋはブラック（以下Ｋと略記）色の画像を形成する画像形成ステーションである。各画像形成ステーション３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋは、第一の像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光体ドラムと記す）４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと、帯電手段としての帯電ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋを有している。また、各画像形成ステーション３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋは、露光手段としての露光装置６と、現像手段としての現像装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋと、感光体ドラムクリーニング手段としてのクリーニング装置８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋを有している。画像形成に際し、画像形成ステーション３Ｙでは感光体ドラム４Ｙが矢印方向に回転される。まず感光体ドラム４Ｙの外周面（表面）は帯電ローラ５Ｙにより一様に帯電され、その感光体ドラム４Ｙの表面の帯電面に露光装置６により画像情報に応じたレーザ光が照射されて静電潜像が形成される。この潜像は現像装置７ＹによりＹトナーを用いて顕像化されＹトナー像となる。これにより、感光体ドラム４Ｙの表面にＹトナー像が形成される。画像形成ステーション３Ｍ，３Ｃ，３Ｋにおいても同様の画像形成プロセスが行なわれる。これにより、感光体ドラム４Ｍ表面にＭトナー像が、感光体ドラム４Ｃ表面にＣトナー像が、感光体ドラム４Ｋ表面にＫトナー像が、それぞれ形成される。実施例１では感光体ドラム４は負帯電性の有機光導電体であり、使用されるトナーは負極性トナーである。

画像形成ステーション３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋの配列方向に沿って設けられている第二の像担持体としてのエンドレスの中間転写ベルト９は、駆動ローラ９ａと、従動ローラ９ｂと、補助ローラ９ｃとに張架されている。駆動ローラ９ａは、図１中の矢印方向に回転する。これにより、中間転写ベルト９は、各画像形成ステーション３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに沿って後述するプロセス速度で回転移動される。この中間転写ベルト９の外周面（表面）には、中間転写ベルト９を挟んで感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと対向配置されている第一の転写手段としての一次転写ローラ１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにより、各色のトナー像が順次重ね転写される。これによって、中間転写ベルト９の表面にフルカラーのトナー像が形成される。一次転写後に感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ表面に残った転写残トナーは、クリーニング装置８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋに設けられている不図示のクリーニングブレードにより除去される。これにより感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは次の画像形成に供される。一方、画像形成装置Ｐの下部に設けられた給送カセット１１に積載収納されている記録材１８は、給送ローラ１２によって給送カセット１１から一枚ずつ分離給送され、レジストローラ対１３に給送される。レジストローラ対１３は、中間転写ベルト９上に形成されたトナー像に同期して記録材１８を中間転写ベルト９と二次転写ローラ１４とが形成する二次転写ニップ部に搬送する。二次転写ニップ部を通過する記録材１８は中間転写ベルト９表面からフルカラーのトナー像が二次転写される。その後、未定着のトナーを担持した記録材１８は定着手段Ｆに搬送され、定着手段Ｆで加熱及び加圧されることで、トナー像が記録材１８上に定着される。その後記録材１８は、定着手段Ｆから画像形成装置Ｐ外部の排出トレイ１５へ排出される。二次転写後に中間転写ベルト９表面に残った転写残トナーは、中間転写ベルトのクリーニング装置１６により除去される。これにより中間転写ベルト９は次の画像形成に供される。

次に、実施例１で用いた二次転写部の構成及び二次転写動作について説明する。二次転写部は中間転写ベルト９と中間転写ベルト９を張架する従動ローラ９ｂ、及び中間転写ベルト９を挟んで従動ローラ９ｂと対向するように配置した回転可能な第二の転写手段としての二次転写ローラ１４とから構成される。二次転写ローラ１４には、正負両極性の電圧を印加可能な電源２１が接続されている。中間転写ベルト９は外周が約７００ｍｍであり、厚みが約１００μｍのポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）から成る。中間転写ベルト９の体積抵抗率は約５×１０^１０Ωｃｍである。二次転写ローラ１４はステンレス製の外径８ｍｍの芯金と芯金の外側に形成された厚み７ｍｍのＮＢＲヒドリンの発砲ゴムから成り、外径は２２ｍｍである。二次転写ローラ１４の抵抗値は、３０ｒｐｍで回転する直径３０ｍｍのアルミニウム製シリンダに１ｋｇｆの圧力で押圧した状態で、１ｋＶ印加した時に４×１０^７Ωである。

二次転写ローラ１４は、駆動ローラ９ａの駆動に伴い回転移動する中間転写ベルト９に従動され回転する。トナー像の中間転写ベルト９から記録材１８への二次転写に際し、二次転写ローラ１４には電源２１によりトナーと逆極性のバイアスが印加される。二次転写終了後、二次転写ローラ１４に電源２１より正負両極性の電圧を交互に数回印加することで、カブリ等により付着したトナーを中間転写ベルト９上に吐き出すクリーニング動作をおこなう。この二次転写ローラクリーニング動作は、印刷ジョブと印刷ジョブの間欠時間中に行われる。

次に、実施例１で用いる定着手段について説明する。図２は実施例１における定着手段の構成を示した図である。加熱体として、フィルム２と、フィルム２の内周面と接触してフィルム２を加熱するヒータ１７１を有する。更に、回転可能な加圧部材としての加圧ローラ１を有し、加圧ローラ１は、フィルム２を介してヒータ１７１と共に定着ニップ部を形成する。その定着ニップ部でトナー像を担持した記録材を搬送しながら加熱し、トナー像を記録材上に定着する。

フィルム２は外径１８ｍｍの筒状のもので、ステンレス基層２ａの外側に厚み約２００ｕｍのシリコーンゴムで形成された弾性層２ｂを有したものである。更に、その外側に厚さ３０μｍの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）からなる離型層２ｃを順次設けている。

加圧ローラ１は、ステンレス製の外径１３ｍｍの芯金１ａの外側に、厚み約３．５ｍｍシリコーンゴムの弾性層１ｂを形成し、さらにその外側に厚さ約５０μｍのＰＦＡからなる離型層１ｃを設けた構成から成る。従って、実施例１では、加圧ローラ１の外周は、二次転写ローラ１４の外周よりも短い。

ヒータ１７１は、平板状のセラミックヒータである。ヒータ１７１のフィルム２と接触する面には、通電によって発熱する発熱抵抗体（不図示）が形成されている。また、ヒータ１７１のフィルム２と接触する面と反対側の面は、ヒータホルダ１７２に保持されている。また、ヒータ１７１のヒータホルダ１７２に支持されている面上には、サーミスタ等の温検素子（温度検知手段）１７４が設けられている。通電制御部（不図示）は、温検素子１７４の出力信号に基づいてヒータ１７１が目標温度になるように発熱抵抗体層（不図示）への通電を制御する。これによってフィルム２の表面は所定の温調温度に維持される。ヒータホルダ１７２は、ステー１７３に支持されている。

駆動制御手段（不図示）は、プリント指令に応じて、図２に示すように加圧ローラ１を所定の周速度で矢印方向へ回転させる。加圧ローラ１の周速度は、画像形成の速度であるプロセス速度より速い第一の周速度とプロセス速度より遅い第二の周速度との切り替えが可能となっている。二次転写ニップ部と定着ニップ部間での記録材１８の搬送姿勢（ループ量）により、第一の周速度もしくは第二の周速度を選択することで、記録材のこしの違いに依らず安定した記録材の搬送が可能となっている。

ここで、プロセス速度について説明する。実施例１の画像形成装置は、印刷する記録材の種類（厚み又は坪量）に応じて３種類のプロセス速度を有しており、プロセス速度ごとに、それぞれ第一及び第二の加圧ローラ１の周速度が異なる。３種類のプロセス速度は、全速：１２０ｍｍ／ｓｅｃ、半速：６０ｍｍ／ｓｅｃ、１／３速：４０ｍｍ／ｓｅｃである。加圧ローラ１の回転駆動に伴い、定着ニップ部２０における加圧ローラ１の表面とフィルム２の表面との摩擦力により、フィルム２は矢印方向に回転する。

加圧ローラ１及びフィルム２の回転が安定し、かつ、ヒータ１７１の温度が温調温度に維持された後、未定着トナー画像１９を担持した記録材１８は定着ニップ部２０に入る。記録材１８は定着ニップ部２０で加圧ローラ１の表面とフィルム２の表面とにより挟持搬送される。搬送過程で記録材１８にフィルム２の熱と定着ニップ部２０の圧が加えられ、未定着トナー画像１９は記録材１８の表面に加熱定着される。未定着トナー画像１９が加熱定着された記録材１８はフィルム２の表面から曲率分離して定着ニップ部２０から排出される。

実施例１における加圧ローラのクリーニングモードの概要について図１（ｂ）を用いて説明する。実施例１では、中間転写ベルト９上に形成したクリーニング用のトナー像としてのベタ黒画像を電源２１から二次転写ローラ１４にトナーと逆極性（正極性）の電圧を印加することで二次転写ローラ１４上に転写する（図１（ｂ）Ｉ）。ここでは、ベタ黒画像を二次転写ローラ１４に転写した後（図１（ｂ）II）、二次転写ニップ部に記録材を搬送する（図１（ｂ）III）。二次転写ニップ部で記録材を挟持搬送した状態で、二次転写ローラ１４にトナーと同極性（負極性）の電圧を印加することで、記録材の加圧ローラ１と接触する面にトナーを逆転写する（図１（ｂ）IV）。その後、加圧ローラ１と接触する面にトナー像が転写された記録材を定着ニップ部で挟持搬送することで加圧ローラ１のクリーニングを行う（図１（ｂ）Ｖ）。

図３を用いて実施例１における加圧ローラのクリーニングモードの詳細について説明する。まず、サーミスタの検知温度が常温になるまで画像形成装置を放置することで、加圧ローラ１の表面温度を少なくとも常温付近にまで冷却する。加圧ローラ１が常温付近まで冷却されることで、後述の工程において記録材１８を挟持搬送した際に、記録材の加圧ローラと接触する面に担持された未定着トナーが加圧ローラ１にオフセットすることを抑制することができる。次に第一の温調温度（前回転温調温度）１７０℃、加圧ローラ１の回転速度１２０ｍｍ／ｓｅｃ（全速）にて６０秒間の加圧ローラ１の回転を行う。これと並行して中間転写ベルト９は回転移動速度４０ｍｍ／ｓｅｃ（１／３速）にて駆動を開始する。その後、感光体ドラム４Ｋより中間転写ベルト９上に中間転写ベルト９の移動方向（プロセス方向）に約１４０ｍｍ（二次転写ローラ１４の外周の２倍相当）、プロセス方向に直交する方向に約２００ｍｍのベタ黒画像を形成する。ベタ黒画像のプロセス方向の長さは、二次転写ローラ１４から記録材１８への転写性に応じて変えても良い。ベタ黒画像の後端から中間転写ベルト９の移動方向で１０ｍｍ上流側には、ユーザーにクリーニングモードによって排紙される記録材がクリーニングペーパーであることを示す文字等（例：「ＣｌｅａｎＩｎｇＰａｇｅ」等）を形成している。この時、クリーニング用紙として使用される記録材１８は給紙カセット１１よりピックアップされ、レジストローラ対１３に挟持された状態で待機する。二次転写ローラ１４には電源２１より第１の転写バイアスとしてのトナーと逆極性の電圧が印加される。中間転写ベルト９が移動して、中間転写ベルト９上に形成されたベタ黒画像は、二次転写ニップ部に突入する。二次転写ニップ部に突入したベタ黒画像は、二次転写ローラ１４に印加された第１の転写バイアスにより二次転写ローラ１４上に転写される。実施例１において第１の転写バイアスは画像形成装置の設置された環境温度、または環境湿度に応じて変更しても良い。中間転写ベルト９上のベタ画像の終端が二次転写ニップ部に到達するのに合わせて、レジストローラ対１３により記録材１８が二次転写ニップ部に搬送される。これによって、中間転写ベルト９上に形成していたベタ黒画像は二次転写ローラ１４上に転写される。そして、上述のユーザーにクリーニングペーパーであることを示す文字（例：「ＣｌｅａｎＩｎｇＰａｇｅ」等）は記録材１８のフィルム２と接触する側の面に接することになる。この時、記録材１８の先端が二次転写ニップ部に突入するタイミングで二次転写ローラ１４には電源２１よりトナー保持バイアスとして、トナーと逆極性の電圧が印加される。トナー保持バイアスは第１の転写バイアス同様に画像形成装置の設置された環境温度、又は環境湿度に応じて変更しても良い。また、トナー保持バイアスは二次転写ローラ１４と中間転写ベルト９とが記録材１８を挟持した状態で印加されるため、第１の転写バイアスと同等以上の電圧であることが望ましい。トナー保持バイアスの印加により二次転写ローラ１４上に転写したトナーは二次転写ローラ１４上に保持され、前述の文字等の画像は、記録材１８のフィルム２と接触する側の面に転写される。記録材１８の先端が二次転写ニップ部を通過し、定着ニップ部に到達するまでのタイミングで加圧ローラ１を減速する。この時、加圧ローラ１の回転速度は、１／３速のプロセス速度における第一の駆動速度とする。即ち、定着ニップ部に進入し、定着ニップ部で挟持搬送される記録材１８の先端は中間転写ベルト９の回転移動速度に比して速い速度にて搬送される。具体的には、中間転写ベルト９の回転移動速度の１０３％の速度で搬送される。これには、記録材１８のループ量を減少させることで後述の工程において記録材１８の加圧ローラ１と接触する側の面に担持された未定着トナーが搬送路に付着することによる記録材１８の先後端汚れを抑制するためである。記録材１８の先端が定着ニップ部に突入するタイミングでヒータ１７１は第二の温調温度（紙中温調）１２０℃に制御される。記録材１８が定着ニップ部及び二次転写ニップ部で挟持搬送され、記録材１８の先端が二次転写ニップ部に進入してから約２００ｍｍ通過したタイミングで二次転写ローラ１４には電源２１より第２の転写バイアスとしてのトナーと同極性の電圧が印加される。実施例１においては、第２の転写バイアスは第１の転写バイアスと同様に画像形成装置の設置された環境温度、又は環境湿度に応じて変更しても良い。これにより、二次転写ローラ１４上に保持されていたトナーを記録材１８の加圧ローラ１と接触する側の面に転写することができる。第２の転写バイアスは記録材１８の後端が二次転写ニップ部を通過する１０ｍｍ手前まで印加する。第２の転写バイアス印加終了後には再びトナー保持バイアスを記録材１８が二次転写ニップ部を通過するまで印加する。記録材１８の後端が二次転写ニップ部を通過した後、二次転写ローラ１４のクリーニング動作を実行する。加圧ローラクリーニング動作の実行後の二次転写ローラ１４のクリーニング動作は、上述した通常の二次転写ローラクリーニング動作に比して、長時間のクリーニングを行う。具体的には、電源２１より正負両極性の電圧を交互に二次転写ローラ１４に印加し二次転写ローラ１４に付着したトナー及び、極性の反転したトナーの吐き出しを行う。印加する電圧は＋１０００Ｖ、−１０００Ｖであり、二次転写ローラ１４の回転周期に合わせて印加電圧の極性を反転させる。加圧ローラのクリーニングを行った場合の二次転写ローラクリーニング動作では、中間転写ベルト９の回転移動速度を全速のプロセス速度に加速し、二次転写ローラ１４への印加電圧の極性反転を６０回行う。

記録材１８の後端が二次転写ニップ部を通過したタイミングで、加圧ローラ１は回転駆動を停止し、後述するステップ送りを実行する。ステップ送りとは、フィルム２と加圧ローラ１とが形成する定着ニップ部で記録材１８を挟持し、加圧ローラ１の回転駆動と停止を繰り返しながら記録材１８を搬送する工程である。ステップ送り工程において、加圧ローラ１の回転駆動時間は１００ｍｓｅｃであり、この時の記録材１８の搬送量は凡そ５ｍｍである。停止時間は５ｓｅｃである。回転停止中、ヒータ１７１は、第三の温調温度（ステップ高温調）１３０℃と第四の温調温度（ステップ低温調）１００℃で制御される。ステップ高温調時間は１２００ｍｓｅｃであり、ステップ低温調は３８００ｍｓｅｃである。この制御により、ステップ高温調で加圧ローラ１上に堆積した汚れの表面を記録材１８の加圧ローラ１と接触する面に担持された未定着トナーとともに溶融し、ステップ低温調で記録材１８に固定する。記録材１８の加圧ローラ１と接触する側の面に固定された加圧ローラ１上の汚れは、次のステップ送りにより加圧ローラ１表面より除去される。

以上述べたように、実施例１で実施できるクリーニングモードは、装置内で記録材の表裏を反転させて転写手段へ搬送し両面印刷する自動両面印刷機能を持たない画像形成装置においても、十分なクリーニング性能を有し、且つ、ユーザビリティが良い。

（実施例２）
実施例２では、実施例１と異なる部分のみ説明する。説明のない部分については、実施例１と同様である。

実施例２では、実施例１とは異なり、二次転写ローラ１４の外周が加圧ローラ１の外周よりも短い。実施例２の二次転写ローラ１４はステンレス製の外径６ｍｍの芯金と芯金の外側に形成された厚み６ｍｍのＮＢＲヒドリンゴムから成り、外径は１８ｍｍである。従って、記録材上に転写するクリーニング用のトナー像が二次転写ローラ１４の外周と同じ長さであると、そのクリーニング用のトナー像を加圧ローラ１の全周のうち一部で接触させることができないという課題がある。

尚、二次転写ローラ１４の外周と加圧ローラ１の外周の差がそれほど大きくない場合には、実用上は問題がない場合が多い。加圧ローラ１の外周でクリーニング用のトナー像が接触する領域は、毎回同じとは限らず、加圧ローラ１の外周面の一部がクリーニング不十分で汚れがあったとしても、その一部の汚れは次回以降のクリーニングモードの実行で除去されるからである。

しかしながら、実施例２の構成で一度のクリーニングで、加圧ローラ１の全周にわたってクリーニングをする必要がある場合には、二次転写ローラ１４に転写したベタ黒画像を記録材１８への転写するためのバイアスの制御を実施例１とは異なるものに変更する。その加圧ローラのクリーニングモードについて図４を用いて説明する。

実施例２では、二次転写ローラ１４から記録材１８の加圧ローラ１に接触する側の面への転写を行う際のバイアスを転写中に複数段階で切り替える。そうすることで、記録材の加圧ローラ１に接触する面に転写するクリーニング用のトナー像の長さを加圧ローラ１の外周以上にする。

例えば、二次転写ローラ１４から記録材１８の加圧ローラ１に接触する側の面への転写を行う際のバイアスとして、第３の転写バイアスと第４の転写バイアスの二種類を用いて切り替える。第３の転写バイアスの絶対値は、第４の転写バイアスの絶対値よりも小さくする。第３及び第４の転写バイアスは、実施例１と同様、画像形成装置の設置された環境温度、又は環境湿度に応じて変更しても良い。第３の転写バイアスの印加タイミングは実施例１と同様に記録材１８の先端が二次転写ニップ部に進入してから約２００ｍｍ通過したタイミングである。第３の転写バイアスから第４の転写バイアスへ切り替えるタイミングは記録材１８の先端が二次転写ニップ部に進入してから約２１０ｍｍ通過したタイミングである。

実施例２では、二つの転写バイアスを設定することで、濃度は不均一であるものの、二次転写ローラ１４の外周以上の長さのクリーニング用のトナー像を記録材１８の加圧ローラ１と接触する側の面に転写することができた。これにより、実施例２のように二次転写ローラ１４の外周が加圧ローラ１の外周よりも小さい場合でも、加圧ローラ１の全周に渡ったクリーニングが可能になる。

以上、実施例２の加圧ローラのクリーニングモードでは、二次転写ローラの外周が加圧ローラの外周よりも小さい場合においても、加圧ローラ１の全周に渡って効果的なクリーニングが実行できる。その他効果については、実施例１と同じなので説明を省略する。

（実施例３）
実施例３で用いた画像形成装置について説明する。図５は実施例３で用いた画像形成装置Ｐを示したものである。実施例３の画像形成装置は、略直線状に配列された４つの画像形成ステーション１０３Ｙ，１０３Ｍ，１０３Ｃ，１０３Ｋと、を備えている。４つの画像形成ステーション１０３Ｙ，１０３Ｍ，１０３Ｃ，１０３Ｋのうち、１０３Ｙはイエロー（以下Ｙと略記）色の画像を形成する画像形成ステーションである。１０３Ｍはマゼンタ（以下Ｍと略記）色の画像を形成する画像形成ステーションである。１０３Ｃはシアン（以下Ｃと略記）色の画像を形成する画像形成ステーションである。１０３Ｋはブラック（以下Ｋと略記）色の画像を形成する画像形成ステーションである。

各画像形成ステーション１０３Ｙ〜１０３Ｋは、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光体ドラムと記す）１０４Ｙ〜１０４Ｋと、帯電手段としての帯電ローラ１０５Ｙ〜１０５Ｋを有している。また、各画像形成ステーション１０３Ｙ〜１０３Ｋは、露光手段としての露光装置１０６と、現像手段としての現像装置１０７Ｙ〜１０７Ｋと、感光体ドラムクリーニング手段としてのクリーニング装置１０８Ｙ〜１０８Ｋを有している。画像形成に際し、画像形成ステーション１０３Ｙでは感光体ドラム１０４Ｙが矢印方向に回転される。まず感光体ドラム１０４Ｙの外周面（表面）は帯電ローラ１０５Ｙにより一様に帯電され、その感光体ドラム１０４Ｙの表面の帯電面に露光装置１０６により画像情報に応じたレーザ光が照射されることによって静電潜像が形成される。この潜像は像装置１０７ＹによりＹトナーを用いて顕像化されＹトナー像となる。これにより、感光体ドラム１０４Ｙの表面にＹトナー像が形成される。画像形成ステーション１０３Ｍ，１０３Ｃ，１０３Ｋにおいても同様の画像形成プロセスが行なわれる。これにより、感光体ドラム１０４Ｍの表面にＭトナー像が、感光体ドラム１０４Ｃ表面にＣトナー像が、感光体ドラム１０４Ｋ表面にＫトナー像が、それぞれ形成される。実施例３では感光体ドラム１０４は負帯電性の有機光導電体であり、使用されるトナーは負極性トナーである。

画像形成ステーション１０３Ｙ，１０３Ｍ，１０３Ｃ，１０３Ｋの配列方向に沿って設けられている回転可能な転写手段としての記録材搬送ベルト１０９は、駆動ローラ１０９ａと、従動ローラ１０９ｂとに張架されている。駆動ローラ１０９ａは、図６中矢印方向に回転する。これにより、記録材搬送ベルト１０９は、各画像形成ステーション１０３Ｙ，１０３Ｍ，１０３Ｃ，１０３Ｋに沿ってプロセス速度で回転移動される。記録材搬送ベルト１０９の内側で、感光体ドラム１０４Ｙ，１０４Ｍ，１０４Ｃ，１０４Ｋに対向する位置には、それぞれ、転写部材としての転写ローラ１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｋが配置されており、転写ニップ部を形成する。各転写ローラ１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｋには、正負両極性の電圧を印加可能な電源１２１Ｙ，１２１Ｍ，１２１Ｃ，１２１Ｋが接続されている。

記録材搬送ベルト１０９は外周が約５６０ｍｍであり、厚みが約１００μｍのポリフッ化ビニリデン
（ＰＶＤＦ）から成る。記録材搬送ベルトの体積抵抗率は約５×１０^１０Ωｃｍである。

転写ローラ１１０はステンレス製の外径６ｍｍの芯金と芯金の外側に形成された厚み４ｍｍのＮＢＲヒドリンの発砲ゴムから成る。転写ローラ１１０の抵抗値は、３０ｒｐｍで回転する直径３０ｍｍのアルミニウム製シリンダに１ｋｇｆの圧力で押圧した状態で、１ｋＶ印加した時に５×１０^７Ωである。転写ローラ１１０は駆動ローラ１０９ａの駆動に伴い回転移動する記録材搬送ベルト１０９に従動され回転する。

一方、画像形成装置Ｐの下部に設けられた給送カセット１１１に積載収納されている記録材１８は、給送ローラ１１２によって給送カセット１１１から一枚ずつ分離給送され、レジストローラ対１１３に給送される。レジストローラ対１１３は、感光体ドラム１０４上に形成されたトナー像に同期して記録材１８を記録材搬送ベルト１０９上に搬送する。記録材搬送ベルト１０９上に吸着されて搬送される記録材１８には４つの感光体ドラム１０４Ｙ，１０４Ｍ，１０４Ｃ，１０４Ｋより各色のトナー像が順次重ね転写される。これにより記録材上にはフルカラーのトナー像が転写される。

記録材１８へ転写した後に感光体ドラム１０４Ｙ，１０４Ｍ，１０４Ｃ，１０４Ｋの表面に残った転写残トナーは、クリーニング装置１０８Ｙ，１０８Ｍ，１０８Ｃ，１０８Ｋに設けられている不図示のクリーニングブレードにより除去される。これにより感光体ドラム１０４Ｙ，１０４Ｍ，１０４Ｃ，１０４Ｋは次の画像形成に供される。

その後、未定着のトナーを担持した記録材１８は定着手段Ｆに搬送され、定着手段Ｆで加熱及び加圧されることで、トナー像を記録材１８上に加熱定着される。ブラック色の画像形成ステーション１０３Ｋの転写ニップ部から定着ニップ部までの搬送距離は約８０ｍｍである。その後記録材１８は、定着手段Ｆから画像形成装置（プリンタ）Ｐ外部の排出トレイ１１５へ排出される。
定着手段については、実施例１と同様のため説明を省略する。

実施例３の加圧ローラクリーニングモードについて図６を用いて説明する。まず、サーミスタ検知温度が常温になるまで画像形成装置を放置することで、加圧ローラ１の表面温度を少なくとも常温付近にまで冷却する。次に第一の温調温度（前回転温調温度）１７０℃、加圧ローラ１の回転速度１２０ｍｍ／ｓｅｃ（全速）にて６０秒間の加圧ローラ１の回転を行う。

これと並行して記録材搬送ベルト１０９は回転移動速度４０ｍｍ／ｓｅｃ（１／３速）にて駆動を開始する。転写ローラ１１０には電源１２１より正転写バイアスとしてのトナーと逆極性の電圧が印加されている。その後、感光ドラム１０４Ｋより記録材搬送ベルト１０９上にプロセス方向に約６５ｍｍ、長手方向に約２００ｍｍのベタ黒画像を形成する。本実施例において正転写バイアスは画像形成装置の設置された環境温度、又は環境湿度に応じて変更しても良い。

この時、実施例３の加圧ローラのクリーニングモードにおいて、クリーニング用紙として使用される記録材１８は給紙カセット１１１よりピックアップされ、レジストローラ対１１３に挟持された状態で待機している。

記録材搬送ベルト１０９はその表面にベタ黒画像を担持した状態で周回する。記録材搬送ベルト１０９が表面にベタ黒画像を担持し周回している間、転写ローラ１１０には逆転写バイアスとしてのトナーと同極性の電圧が印加されている。実施例３においては、逆転写バイアスは画像形成装置の設置された環境温度、又は環境湿度に応じて変更しても良い。レジストローラ対１１３はイエロー色の画像形成ステーション１０３Ｙの転写ニップ部において、記録材１８の先端から２２０ｍｍの位置と記録材搬送ベルト１０９上のベタ黒画像の先端とが一致するように記録材１８を搬送する。

これによって、記録材搬送ベルト１０９に形成していたベタ黒画像を記録材１８の加圧ローラと接触する面に転写することができる。逆転写バイアスは、各々の画像形成ステーションで、記録材１８の後端が転写ニップ部を通過する凡そ１０ｍｍ手前まで印加する。第２の転写バイアス印加終了後には再び正転写バイアスを記録材１８が転写ニップ部を通過するまで印加する。

記録材１８の後端がブラック色の画像形成ステーション１０３Ｋの転写ニップ部を通過した後、記録材搬送ベルト１０９のクリーニング動作を実行する。

記録材１８の先端がブラック色の画像形成ステーション１０３Ｋの転写ニップ部を通過し、定着ニップ部に到達するまでのタイミングで、加圧ローラ１の回転速度を、１／３速のプロセス速度における第一の駆動速度にする。即ち、定着ニップ部に記録材１８が進入し、定着ニップ部で挟持搬送される記録材１８の先端は記録材搬送ベルト１０９の回転移動速度に比して高い速度にて搬送される。具体的には、記録材搬送ベルト１０９の回転移動速度の１０３％の速度で搬送される。これには、記録材１８のループ量を減少させることで後述の工程において記録材１８の裏面に担持された未定着トナーが搬送路に付着することによる記録材１８の先後端汚れを抑制する狙いがある。記録材１８の先端が定着ニップに突入するタイミングにてセラミックヒータ１７１は第二の温調温度（紙中温調）１２０℃に制御される。
記録材１８の後端がブラック色の画像形成ステーション１０３Ｋの転写ニップ部を通過したタイミングで、加圧ローラ１は回転駆動を停止し、ステップ送りを実行する。ステップ送り中の各制御は実施例１と同様であるため省略する。

以上述べたことから、実施例３のクリーニングモードは、像担持体としての感光体ドラム上に形成したクリーニング用のトナー像を一旦、記録材搬送ベルト９上に転写し、周回後に記録材の加圧ローラと接触する面に転写する。これにより、実施例１で挙げた中間転写体を用いた画像形成装置の加圧ローラクリーニングモードと同様に、記録材の加圧ローラと接触する面にクリーニング用のトナー像を形成することができ、加圧ローラ汚れの効果的なクリーニングが可能となる。その他効果については、実施例１と同じである。

本発明の実施形態としてフィルム加熱方式を用いた定着手段を有した画像形成装置を用いて、実施例１から３について説明した。尚、本発明の加圧ローラのクリーニングモードは、フィルム加熱方式の定着手段に限らず、熱ローラ方式の定着手段の加圧ローラ汚れに対しても有効である。

また、実施形態として加圧部材が回転駆動され、加圧部材の回転駆動に加熱体が従動して回転する画像形成装置について述べた。しかしながら、加熱体が回転駆動され、加熱体の回転駆動に加圧部材が従動して回転する画像形成装置、加熱体と加圧部材が独立に回転駆動される画像形成装置でも、本発明の加圧ローラのクリーニングモードは有効である。

また、実施形態で画像形成装置として中間転写体を用いたもの（実施例１、２）、記録材搬送ベルトを用いたもの（実施例３）について説明した。しかしながら、画像形成装置として、中間転写体と記録材搬送ベルトを併せ持つものや、感光体ドラム（像担持体）と転写ローラ（転写手段）を持つモノクロのものにおいても、本発明の加圧ローラのクリーニングモードが有効である。

また、実施形態として、クリーニング用のトナー像として、ベタ黒画像を用いた。しかしながら、これは黒色に限らず、他の色のものでも有効である。また、ベタ画像でなくても、ハーフトーン画像でも良い場合もある。さらに、単色でなく複数色から成る画像であっても良い。

１加圧ローラ
２フィルム
３画像形成ステーション
４感光体ドラム
５帯電ローラ
６露光装置
７現像装置
８クリーニング装置
９中間転写ベルト
１０一次転写手段
１１給送カセット
１２給送ローラ
１３レジストローラ対
１４二次転写ローラ
１５排出トレイ
１６中間転写ベルトクリーニング装置
１９未定着トナー像
２０定着ニップ部

Claims

未定着トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体と共に転写ニップ部を形成する転写部材と、を有し、前記転写ニップ部で記録材を搬送しながら前記未定着トナー像を前記像担持体から記録材に転写する転写部と、
加熱体と、前記加熱体と共に定着ニップ部を形成する回転可能な加圧部材と、を有し、前記定着ニップ部で前記未定着トナー像が転写された記録材を搬送しながら加熱し前記未定着トナー像を記録材に定着する定着部と、
を有し、前記加圧部材のクリーニングを行うクリーニングモードを実行可能な画像形成装置において、
前記クリーニングモードが実行されると、前記転写ニップ部でクリーニング用の未定着トナー像を前記像担持体から前記転写部材に転写し、続いて前記転写部材に転写された前記クリーニング用の未定着トナー像を前記転写部材から記録材に転写し、
前記定着ニップ部において、前記クリーニング用の未定着トナー像が転写された記録材を搬送するステップと、記録材の搬送を停止した状態で前記ニップ部を高温にした後に低温にするステップと、を繰り返しながら、前記定着ニップ部に到達する前に一度も加熱されていない前記クリーニング用の未定着トナー像を前記加圧部材に接触させて前記加圧部材のクリーニングを行うことを特徴とする画像形成装置。
前記転写部材の回転方向の外周が前記加圧部材の回転方向の外周よりも長いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記転写部材の回転方向の外周が前記加圧部材の回転方向の外周よりも短く、
前記クリーニング用の未定着トナー像を前記転写部から記録材に転写するときは、前記転写部に印加する電圧を転写中に切り替え、記録材に転写する前記クリーニング用のトナー像の記録材の搬送方向の長さが前記加圧部材の前記回転方向の外周以上になるようにすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記加熱体は、筒状のフィルムと、前記フィルムの内面と接触するヒータであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
前記加圧部材は、前記フィルムを介して前記ヒータと共にニップ部を形成することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
前記定着ニップ部を通過した記録材の表裏を反転させて前記転写ニップ部に搬送する機能を有さないことを特徴とする請求項１〜５に記載の画像形成装置。