JPH05303306A - 定着装置の定着ローラクリーニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 定着装置（２０）の定着ローラ（２３）と対
向配置された汚れ検出手段（４０）を、汚れ検出位置と
待機位置とに移動させる移動手段（４７）を設け、定着
ローラの温度が基準値より低いときのみ検出位置に移動
させて汚れ検出を行う。 【効果】 汚れを検出すべき定着ローラの温度が低いと
きにだけ汚れ検出手段を検出位置に移動させて汚れ検出
手段の誤作動、破損、及び非検出時のトナーや紙粉によ
る汚れを防止することができるので、定着ローラの汚れ
を正確に検出して適切な時期にクリーニングを行うこと
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、定着ローラの汚れ検出
制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像形成装置、例えば複写機にお
いては、原稿からの反射光を感光体表面に投影して静電
潜像を形成し、該静電潜像を現像装置によって可視像化
していた。

【０００３】可視像化したトナー像を、タイミングを合
わせて転写部に搬送されて来た転写紙に転写後定着部に
搬送して加熱加圧定着していた。

【０００４】定着部には、ヒータを内蔵した円筒状の上
定着ローラと、表面が弾力性と耐熱性とに優れるシリコ
ンゴム等の弾性材にて形成された下定着ローラとが圧接
して設けられており、該ローラ間に転写紙を通過させる
ことで加熱加圧定着が行われていた。

【０００５】上記トナー像の定着工程においては、下定
着ローラの表面にオフセットトナーと紙粉とからなる汚
れが付着する。

【０００６】具体的には図７（ａ）に示すように、定着
装置に搬送される転写紙Ｐが、その上面にトナー像Ｔが
転写されており、またその下面側に紙粉Ｋが付着されて
いるためである。

【０００７】このため、図７（ｂ）に示すように上定着
ローラ５１と下定着ローラ５２との間で転写紙Ｐが挟持
されている状態で転写紙Ｐ上のトナー像Ｔの一部がオフ
セットトナーＴ′として上定着ローラ５１表面に付着さ
れる。

【０００８】一方、転写紙Ｐ下面の紙粉Ｋが下定着ロー
ラ５１表面に付着される。

【０００９】そして、下定着ローラ５２に比べて上定着
ローラ５１が格段に離形性が良いことにより、図７
（ｃ）に示すように、上定着ローラ５１表面に付着され
たオフセットトナーＴ′が紙粉Ｋが付着された下定着ロ
ーラ５２表面に転写付着されてオフセットトナーＴ′と
紙粉Ｋとからなる汚れＹの積層が形成される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上のような下定着ロ
ーラの表面には、上記の如くオフセットトナーや紙粉等
が付着して汚れるが、従来は定着ローラ表面をクリーニ
ングするためのクリーニングローラを設けて定期的にク
リーニングしたり、サービスマンによる定期的なメンテ
ナンス時に定着ローラを交換していた。

【００１１】しかしながら、クリーニングローラで定期
的にクリーニングするものは構造が複雑で大型化すると
ともに実際の汚れ時期と対応しないという問題があっ
た。

【００１２】また、サービスマンのメンテナンス時に定
着ローラを交換するものにおいては定着性に影響がない
にもかかわらず汚れのために早目にローラを交換しなけ
ればならず無駄があった。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の問題
を解決するためになされたものであり、転写紙に転写さ
れたトナー像を２本の定着ローラによって加熱加圧定着
する定着装置の定着ローラクリーニング装置において、
一方の定着ローラと対向配置され、該定着ローラの汚れ
を検出する汚れ検出手段と、上記汚れ検出手段を、汚れ
検出位置と待機位置とに移動させる移動手段と、汚れ検
出前に上記定着ローラの温度を検出し、予め設定された
基準温度以下のときにのみ上記移動手段によって上記汚
れ検出手段を汚れ検出位置に移動させて汚れ検出を行う
制御手段とを備えたことを特徴とする。

【００１４】

【作用】以上のような画像形成装置によれば、汚れを検
出すべき定着ローラの温度が低いときにだけ汚れ検出手
段を検出位置に移動させることができるので、汚れ検出
手段の誤作動、破損、及び非検出時のトナーや紙粉によ
る汚れを防止することができるので、定着ローラの汚れ
を正確に検出して適切な時期にクリーニングを行うこと
ができる。

【００１５】

【実施例】以下本発明の一実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１６】図１は本発明に係る複写機の概略構成図で
ある。

【００１７】図２は図１の感光体部の構成を示す断面図
である。

【００１８】図３は本発明に係る定着部の構成を示す断
面図である。

【００１９】図４は本発明に係る転写紙の反転搬送動作
説明図である。

【００２０】図５は本発明に係る複写機の操作パネルを
示す図である。

【００２１】図６（ａ），（ｂ），（ｃ）は夫々本発明
に係る汚れ検出手段の移動機構を示す図である。

【００２２】図７は本発明に係る制御フローチャートで
ある。

【００２３】図８は本発明に係る汚れ検出回路図であ
る。

【００２４】図において、１はＡ方向に回転可能に設け
られた円筒状の感光体ドラムで、その上方には原稿Ｍを
載置するための透明ガラスよりなる原稿載置台２が設け
られている。

【００２５】上記原稿台２と感光体ドラム１との間に
は、コピーランプ３，複数のミラー４…，レンズ５から
なる露光光学系６が配設されている。

【００２６】上記感光体ドラム１の周囲には図２に示す
ように、感光体ドラム１の表面を均一に帯電させる帯電
チャージャ７，感光体ドラム１表面の非画像部領域を除
電するブランクランプ８，感光体ドラム１表面に形成さ
れた静電潜像をトナーによって可視像化する現像装置
９，感光体ドラム１表面に形成されたトナー像を転写紙
Ｐに転写する転写チャージャ１０，転写後の転写紙Ｐを
感光体ドラム１から剥離する剥離チャージャ１１，転写
後の感光体ドラム１表面に残留するトナーを除去するク
リーニングユニット１２，感光体ドラム１表面の残留電
荷を除去する除電ランプ１３が順次配設されている。

【００２７】上記帯電チャージャ７は、放電動作により
感光体ドラム１表面を均一に帯電させるようになってお
り、その放電部に配設されたスクリーングリッド７ａを
バイアス制御して感光体ドラム１表面の帯電量を調整し
て感光体ドラム１表面に形成されるトナー像の濃淡を調
整するように構成されている。

【００２８】上記ブランクランプ８は、感光体ドラム１
の軸心方向に沿って複数の発光ダイオードが直線的に配
列された発光ダイオードアレイで構成されており、該ア
レイの点灯を制御することで感光体ドラム１上の非画像
部の不要電荷を除去するようになっている。

【００２９】また、感光体ドラム１の下方には転写紙Ｐ
を搬送するための転写紙搬送路１４が設けられている。

【００３０】上記転写紙搬送路１４の上流側には、給紙
ローラ１５を備えた給紙台１７、及び給紙ローラ１６を
備えた給紙カセット１８が配設されており、これら給紙
部に載置された転写紙Ｐが用紙搬送路１４内に設けられ
た搬送ローラ１４ａ・１４ａに挟持搬送されて、感光体
ドラム１の転写チャージャ１０部にタイミングを合わせ
て搬送される。

【００３１】また、用紙搬送路１４の下流側には、トナ
ー像が転写された転写紙Ｐを搬送する搬送ベルト１９
と、トナー像を転写紙Ｐ上に定着するための定着装置２
０とが配設されている。

【００３２】次に、上記定着装置２０の構成について説
明する。図３において、定着装置２０は、入紙口２０ａ
と出紙口２０ｂとを形成した上下一対のフレーム２１ａ
・２１ｂを備えており、上記フレーム２１ａ・２１ｂ内
には円筒状のアルミ素管内にヒータを内蔵し表面をフッ
素コーティングした上定着ローラ２２と、表面がシリコ
ンゴム等の弾性体にて形成され下定着ローラ２３とが対
向圧接して設けられている。

【００３３】上記２本の定着ローラ２２・２３の下流側
には定着後の転写紙Ｐを定着ローラから剥離するため剥
離爪２２ａ・２３ａが夫々の定着ローラ２２・２３に対
向して設けられている。

【００３４】また、定着装置２０の入紙口２０ａ側には
定着ローラ２２・２３のニップ部への入紙案内を行う入
紙案内板２４が配設され、出紙口２０ｂ側には定着ロー
ラ２２・２３部からの出紙案内を行う上下一対の出紙案
内板２５ａ・２５ｂが設けられている。

【００３５】上記上定着ローラ２２は図示しない駆動モ
ータと接続されており、該駆動モータにより回転され
る。このとき下定着ローラ２３は上定着ローラ２２の回
転に従動して回転される。

【００３６】上記上定着ローラ２２に設けられた駆動モ
ータは、その駆動速度が可変に設けられており、定着ロ
ーラ２２・２３対の回転速度を変更することが可能であ
る。また、クラッチ部を設けることで定着ローラ２２・
２３対の正転及び逆転を可能としている。

【００３７】ヒータが内蔵された上定着ローラ２２の表
面温度の制御は該上定着ローラ２２に設けられたサーミ
スタ２２ｂからの温度検出データに基づいて行われる。

【００３８】また、図６に示したように上記下定着ロー
ラ２３近傍には下定着ローラ２３と対向させて汚れ検出
手段４０が設けられている。

【００３９】上記汚れ検出手段４０は、下定着ローラ２
３が回転可能に支持された前フレーム４２と後フレーム
４３間に、下定着ローラ２３の回転軸と平行に軸受４６
・４６を介して保持されたスパイラル軸４５に取着され
ている。

【００４０】具体的には、スパイラル軸４５に該スパイ
ラル軸４５の回転にともなって下定着ローラと平行に左
右に摺動可能に設けられた取付台４１に例えばビス５０
によって固定されている。

【００４１】上記取付台４１は、スパイラル軸４５と平
行に前後フレーム４２・４３間に支持された補助軸４９
にも摺動可能に支持されている。このように支持するこ
とで、汚れ検出手段４０を下定着ローラ２３に対して正
確に位置決めできるとともに、取付台４１の移動を安定
して行うことができる。

【００４２】上記スパイラル軸４５の片方の端部にはス
テッピングモータ４７が取り付けられており、該ステッ
ピングモータ４７の正逆回転によって取付台４１が左右
に移動される。取付台４１は汚れ検知を行わないときに
は左右どちらかの定着ローラ２３端部から外れた位置に
待機されている。

【００４３】上記汚れ検出手段４０としては、例えば下
定着ローラ２３に光を照射する発光ダイオード４０ａと
下定着ローラからの反射光を受光するホトトランジスタ
４０ｂとで構成される反射型光センサが使用される。

【００４４】上記汚れ検出手段４０は図８に示すような
周辺回路を備え、下定着ローラ２３が汚れるに従って反
射光量が減少することによるホトトランジスタ４０ｂの
出力変化を汚れとして検出するよう構成されている。

【００４５】汚れが予め設定されている基準値を越える
と回路出力がＨｉｇｈからＬｏｗに変わってマスターＣ
ＰＵ３６（後述）に知らせるようになっている。

【００４６】汚れ情報を得たマスターＣＰＵ３６はクリ
ーニングモードを設定して下定着ローラのクリーニング
を実行する。

【００４７】次に、両面複写等において使用する反転再
給紙手段３０について説明する。反転再給紙手段３０
は、搬送ローラ３１ａ・３１ａ対が経路途中の複数箇所
に配設された一連の循環経路３１を有しており、該循環
経路３１の下端に位置する中間経路内には、転写紙Ｐを
搬送方向に整合する整合後端板３２と、転写紙Ｐを幅方
向に整合する整合側板３３とを備えた中間トレイ３４が
配設されている。

【００４８】そして、上記反転再給紙手段３０は、図４
（ａ）に示すように、トナー像が転写定着された転写紙
Ｐを一旦中間トレイ３４上に載置することで、該中間ト
レイ３４の整合後端板３２と整合側板３３とにより、転
写紙Ｐを搬送方向と幅方向とに整合し、その後、該転写
紙Ｐを図４（ｂ）に示すように、反転状態にて再度感光
体ドラム１に給紙する。

【００４９】反転再給紙手段３０への入紙は定着装置２
０の下流側に設けられたデフレクタ２９によって排紙ト
レイ２８と上記反転再給紙手段３０とに分岐される。

【００５０】定着装置２０の下定着ローラ２３の汚れを
クリーニングするための手段として、感光体ドラム１表
面に所定の画像パターンでクリーニング用画像を形成す
るクリーニング画像形成手段としてのスレーブＣＰＵ
（Central Processing Unit)３５、上定着ローラ２２の
駆動モータ、各種転写紙搬送用ローラ、反転再給紙手段
３０、およびスレーブＣＰＵの各動作を制御するクリー
ニング制御手段としてのマスタＣＰＵ３６を備えてい
る。

【００５１】また、複写機本体の操作パネルＳには、ク
リーニングモード設定時に点灯するクリーニングモード
ランプＣが設けられている。

【００５２】上記クリーニング用画像はクリーニングモ
ードにおいて、スレーブＣＰＵ３５からの信号によって
帯電チャージャ７により感光体ドラム１表面を一様に帯
電した後、露光光学系６による露光を行うことなく、ブ
ランクランプ８を構成するアレイ状の各発光ダイオード
の点灯タイミングおよび位置を選択して上記縞模様の画
像パターンに応じた静電潜像を感光体ドラム１表面に形
成する。次に該静電潜像を現像装置９のトナーにより可
視像化し、該可視像化されたトナー像をタイミングを合
わせて搬送されてきた転写紙Ｐに転写後定着装置２０で
定着することで形成される。

【００５３】続いて以上のような構成の複写機のクリー
ニングモード時の具体的動作について図７のフローチャ
ートに従って説明する。まず、複写機の電源がＯＮされ
ると定着ローラの表面温度がサーミスタ２２ｂによって
検出されて予め設定されている基準温度Ｔｏより低いか
否かがマスターＣＰＵ３６で判断される。

【００５４】定着ローラの表面温度がＴｏより低いと判
断された場合には、マスターＣＰＵ３６からステッピン
グモータ４７に汚れ検出指示信号が送信されてステッピ
ングモータ４７が駆動され汚れ検出手段４０が取付けら
れた取付台４１が待機位置（図６（ｃ））から汚れ検出
位置（図６（ｂ））に移動されて汚れ検出が実行され
る。ここでいう検出位置とは、下定着ローラ２３の全て
のサイズの転写紙が通過する部分と対向する予め設定さ
れている位置のことで、ステッピングモータ４７の回転
パルス数をカウントすることで位置合わせされる。

【００５５】定着ローラの温度が基準温度Ｔｏ以下であ
った場合には汚れ検出は行わずにウォームアップ動作が
実行される。

【００５６】次に、汚れ検出手段４０によって検出され
た汚れが予め定められた基準値以上であるか否かがマス
ターＣＰＵ３６で判断され、汚れていると判断されると
先にウォームアップが実行されてからクリーニングモー
ドが設定され操作パネルＳ上のクリーニングモードラン
プＣが点灯されてクリーニングモードが実行される。汚
れ検出手段４０は、汚れ検出後は待機位置に戻される。

【００５７】一方、下定着ローラ２３が汚れていないと
判断された場合は所定のウォームアップが実行されて複
写待機状態（レディ）となる。

【００５８】次に、クリーニングモードについて説明す
ると、まず、給紙台１７または給紙カセット１８に設定
可能な最大幅寸法の転写紙Ｐがセットされているか否か
がマスターＣＰＵ３６において判断される。

【００５９】その結果、最大幅寸法の転写紙Ｐであった
場合にはそのまま最大幅寸法の転写紙Ｐが選択されて給
紙される。

【００６０】最大幅寸法の転写紙Ｐでなかった場合に
は、例えば操作パネルＳ上の液晶パネル部に最大幅の転
写紙Ｐをセットするよう指示メッセージが表示される。
そして、最大幅の転写紙Ｐがセットされれば該最大幅の
転写紙Ｐが給紙される。

【００６１】次に、スレーブＣＰＵ３５を介して帯電チ
ャージャ７およびブランクランプ８が制御されて感光体
ドラム１表面にクリーニング用画像の静電潜像が形成さ
れる。この画像は下定着ローラ２３をクリーニング可能
なパターンであればよく、例えば黒ベタ、縞模様等のパ
ターンに形成される。

【００６２】上記静電潜像が現像装置９によって可視化
されてタイミングを合わせて搬送されてきた最大幅の転
写紙Ｐに転写チャージャ１０によって転写される。

【００６３】トナー像が転写された転写紙Ｐは、剥離チ
ャージャ１１によって感光体ドラム１表面から剥離され
て定着装置２０に搬送されて加熱加圧定着される。

【００６４】定着されたクリーニング用画像を形成した
転写紙Ｐはデフレクタ２９によって反転再給紙手段３０
方向に案内され、循環経路３１内を搬送されて中間トレ
イ３４上に反転されて載置される。

【００６５】続いて、上記転写紙Ｐが反転再給紙手段３
０により再び感光体ドラム１に給紙される。このとき感
光体ドラム１表面にはトナー像が形成されていないので
転写紙Ｐはそのままクリーニング画像形成面を下定着ロ
ーラ２３側にして定着装置２０へと搬送される。

【００６６】また、上記定着装置２０は、マスターＣＰ
Ｕ３６によって上定着ローラ２２の駆動モータの動作が
制御されて、通常の複写モードより遅い回転速度で回転
される。

【００６７】このようにして、クリーニング用画像を形
成した転写紙Ｐが下定着ローラ２３部を通過されて該下
定着ローラ２３全周がクリーニングされる。

【００６８】下定着ローラ２３クリーニング後の転写紙
Ｐは排紙トレイ２８上に排出される。

【００６９】そして、クリーニングが終了するとクリー
ニングモードランプＣが消灯されて複写可能な待機状態
となる。

【００７０】本実施例においては、汚れ検出手段を定着
ローラと平行に移動させるようにしたが、定着ローラ軸
方向と垂直方向に移動させるようにしてもよい。

【００７１】

【発明の効果】本発明の定着ローラクリーニング装置に
よれば、汚れを検出すべき定着ローラの温度が低いとき
にだけ汚れ検出手段を検出位置に移動させて汚れ検出手
段の誤作動、破損、及び非検出時のトナーや紙粉による
汚れを防止することができるので、定着ローラの汚れを
正確に検出して適切な時期にクリーニングを行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る複写機の概略構成図である。

【図２】図１の感光体部の概略構成図である。

【図３】本発明に係る定着部の構成を示す断面図であ
る。

【図４】本発明に係る転写紙の反転搬送動作説明図であ
る。

【図５】本発明に係る複写機の操作パネルを示す図であ
る。

【図６】（ａ），（ｂ），（ｃ）は夫々本発明に係る汚
れ検出手段の移動機構を示す図である。

【図７】本発明に係る制御フローチャートである。

【図８】本発明に係る汚れ検出回路図である。

【図９】（ａ），（ｂ），（ｃ）は夫々下定着ローラ表
面にオフセットトナーと紙粉が付着する状態を説明する
図である。

【図１０】下定着ローラ表面の汚れが転写紙に転写付着
する状態を示す図である。

【符号の説明】

２０ 定着装置 ２２ 上定着ローラ ２３ 下定着ローラ ３５ スレーブＣＰＵ ３６ マスタ−ＣＰＵ ４０ 汚れ検出手段 ４１ 取付台 ４５ スパイラル軸 ４７ ステッピングモータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 知省 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 井上 達也 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 水口 泰範 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転写紙に転写されたトナー像を２本の定
   着ローラによって加熱加圧定着する定着装置の定着ロー
   ラクリーニング装置において、 一方の定着ローラと対向配置され、該定着ローラの汚れ
   を検出する汚れ検出手段と、 上記汚れ検出手段を、汚れ検出位置と待機位置とに移動
   させる移動手段と、 汚れ検出前に上記定着ローラの温度を検出し、予め設定
   された基準温度より低いときにのみ上記移動手段によっ
   て上記汚れ検出手段を汚れ検出位置に移動させて汚れ検
   出を行う制御手段と、 を備えたことを特徴とする定着装置の定着ローラクリー
   ニング装置。