JPH0683230A - 定着ローラクリーニング機能を有する画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】下定着ローラのクリーニングのために特別なク
リーニング機構を必要とせず、しかも必要なときに自動
で適宜下定着ローラのクリーニングを行うことができる
ようにする。 【構成】下定着ローラ３に、下定着ローラ３表面の汚れ
を検出する検出器Ｓ１を対向配置し、下定着ローラ３の
表面が汚れていたときには、トナー像形成部２３および
定着ローラ部１によって用紙表面にトナーのべた画像を
形成し、この用紙を中間トレイ部２４によって表裏を反
転させた後定着ローラ２，３間を通過させ、前記べた画
像が下定着ローラ３に接触して下定着ローラ３表面をク
リーニングするようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、粉末状の現像剤で形
成された像を用紙上に定着する定着ローラを備える画像
形成装置において、前記定着ローラの表面のクリーニン
グを行うクリーニング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に静電複写機等の電子写真式画像形
成装置では、上下定着ローラを用いてトナー像の定着を
行っている。上下定着ローラは、図６に示したように、
内部にヒータ（ハロゲンランプ等の熱源）４を備える上
定着ローラ２と、上定着ローラ２に圧接する下定着ロー
ラ３を備えている。表面（上面）に粉末状のトナーから
なる像５２が載った用紙５１は、上下定着ローラ２，３
間を通過し、加熱および加圧を受けてトナー像５２が用
紙５１の表面に定着される。このような定着ローラで
は、一般に上定着ローラ２の表面部はシリコンゴム等の
トナー離型性が良い材料で構成されるとともに、上定着
ローラ２の表面にオイル塗布装置を当接してオイルを塗
布することによって、上定着ローラ２の表面にトナーや
汚れ等が付着してしまうのを防止している。

【０００３】用紙５１が上下定着ローラ２，３間を通過
するとき図６（Ａ）に示したように、用紙表面のトナー
が上定着ローラ２に付着したり、用紙裏面（表面）の紙
粉が上定着ローラ２および下定着ローラ３の表面に付着
する。そして図６（Ｂ）に示したように用紙５１が上下
定着ローラ２，３間を通過してしまうと上定着ローラ２
の表面に付着していたトナーや紙粉等が下定着ローラ３
に移動する。これは上記したように、上定着ローラ２が
離型性の良い材料で構成されているとともに、表面にオ
イルが塗布されているためである。これによって下定着
ローラ３の表面にはトナー，紙粉等の汚れが付着されて
しまう。この汚れは用紙の裏面（下定着ローラに接する
側）に転写されてしまい用紙の裏面が汚れてしまう問題
が生じる。特に、用紙の裏面に画像が形成されている場
合にはこの汚れが非常に問題となってしまう。

【０００４】そこで従来の画像形成装置では、下定着ロ
ーラに接触する位置にクリーニングローラを設けて下定
着ローラ表面の汚れを除去したり、所定の期間ごと（例
えば６万枚の画像形成ごと）にメンテナンスを行って下
定着ローラの交換またはクリーニングを行うようにして
いた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記の下定着
ローラにクリーニングローラを設ける方法では、クリー
ニングローラを含むクリーニング機構を特別に設けなけ
ればならないためコスト高になってしまうとともに、ク
リーニングローラが常に下定着ローラの表面に接触して
いるため下定着ローラが磨耗してしまう（寿命が短くな
ってしまう）問題があった。また、所定の期間ごとに下
定着ローラを交換する場合には下定着ローラの寿命が短
くなってコスト高になってしまう問題があり、所定の期
間ごとに下定着ローラをクリーニングする場合にはサー
ビスマンの負担が大きくなってしまう問題があった。

【０００６】この発明は、下定着ローラのクリーニング
のために特別なクリーニング機構を必要とせず、しかも
必要なときに自動で適宜クリーニングを行うことができ
る定着ローラのクリーニング装置を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、定着ローラ
間にトナー像が転写された用紙を通過させることによっ
て前記トナー像の定着を行う定着ローラを備える画像形
成装置において、前記定着ローラの下定着ローラに対向
配置され、下定着ローラ表面の汚れを検出する汚れ検出
器と、用紙の表面にトナーからなるクリーニング用画像
を定着形成するクリーニング画像形成手段と、前記クリ
ーニング用画像が定着形成された用紙の表裏を反転する
表裏反転手段と、前記汚れ検出器が下定着ローラ表面の
汚れを検出したとき、前記クリーニング画像形成手段お
よび表裏反転手段を実行し、前記定着ローラ間をクリー
ニング画像面が下定着ローラ側になるように通過させる
手段と、を備えたことを特徴とする。

【０００８】なお請求項２に示したように前記汚れ検出
器は定着ローラ部から退避可能に設けてもよい。

【０００９】

【作用】この発明によれば、トナー，紙粉等の汚れが下
定着ローラの表面にどれほど付着しているかが汚れ検出
器によって検出される。この汚れ検出器は例えば反射型
光センサ等で構成することが可能である。汚れ検出器に
よって下定着ローラの表面が汚れていることが検知され
た場合にはクリーニング用画像が形成された用紙によっ
て下定着ローラ表面のクリーニングが行われる。クリー
ニング用画像は例えばべた画像であって、その技術につ
いては特開平３−５８０７４号公報に示されている。ク
リーニング用画像が形成された用紙は表裏が反転され、
表面側が下定着ローラに接するように定着ローラ間を通
過される。これによって下定着ローラ表面がクリーニン
グされる。

【００１０】前記汚れ検出器を例えば光センサで構成し
た場合、光センサは熱で破壊されるおそれがある。請求
項２においては、汚れ検出器を定着ローラ部から退避可
能に設けている。そこで定着ローラ（定着ローラ内のヒ
ータ）がオンしているときに汚れ検出器を定着ローラ部
から退避させれば汚れ検出器の破損を防止することがで
きる。

【００１１】

【実施例】図１はクリーニング装置を備える画像形成装
置の要部ブロック図である。

【００１２】画像形成装置本体２１内には、給紙部２
２、トナー像形成部２３、定着ローラ部１、中間トレイ
部２４等が設けられている。また、画像形成装置本体２
１の上面には操作パネル２５が設けられている。

【００１３】この図において、太矢印は用紙の流れを示
している。給紙部２２は、用紙を収納する用紙カセット
２２ａや給紙ローラ２２ｂを有し、用紙カセット内の用
紙をトナー像形成部２３に給送する。前記用紙カセット
は用紙のサイズ（例えばＡ３サイズ，Ｂ５サイズ等）に
応じて複数段設けられている。トナー像形成部２３では
感光体２３ａ上にトナー像が形成される。感光体２３ａ
の周囲には帯電装置２３ｂ，現像装置２３ｃ，転写装置
２３ｄ等が配置され、これらの装置によって感光体２３
ａの表面にトナー像が形成される。このトナー像は転写
装置２３ｄにより、前記給紙部２２から給紙されてきた
用紙に転写される。トナー像が転写された用紙は定着ロ
ーラ部１へと送られる。定着ローラ部１は、内部にハロ
ゲンランプからなるヒータ４を備える上定着ローラ２、
上定着ローラ２に圧接する下定着ローラ３、上定着ロー
ラ２の表面をクリーニングするクリーニングローラ５、
下定着ローラ３に対向配置され下定着ローラ表面の汚れ
を検出するセンサＳ１、上定着ローラに接触するように
配置され上定着ローラの表面温度を検出するセンサＳ２
を有している。センサＳ１は反射型の光センサからな
り、センサＳ２はサーミスタからなる。トナー像が転写
された用紙が定着ローラ部１（上下定着ローラ２，３
間）を通過するとき、用紙は加熱および加圧され、用紙
上のトナーが定着される。定着ローラ部１を通過した用
紙は図中破線で示したように画像形成装置の本体外に排
出されるか、実線で示したように中間トレイ部２４へと
搬送される。中間トレイ部２４に搬送されるとき、用紙
が図中矢印Ａで示した通路を通った場合には用紙の表裏
が反転される。また矢印Ｂで示した通路を通った場合に
は表裏反転されないままになる。中間トレイ部２４に搬
送された用紙は中間トレイ部で一旦ストックされ、その
後転写装置２３ｄへと給送される。

【００１４】操作パネル２５にはプリントスイッチ２５
ａ、クリーニングスイッチ２５ｂ、液晶表示パネル２５
ｃ等が設けられている。クリーニングスイッチ２５ｂは
下定着ローラ３の表面クリーニングを任意で行う場合
に、クリーニング処理を開始させるためのスイッチであ
る。また、下定着ローラ３のクリーニング中は、その旨
が液晶表示パネル２５ｃに表示される。

【００１５】操作パネル２５、トナー像形成部２３、定
着ローラ部１、中間トレイ部２４、給紙部２２はそれぞ
れ対応する制御部１５〜１９によって制御されている。
各制御部１５〜１９を全体的に制御するのはＣＰＵ１１
である。ＲＯＭ１２には制御プログラムが記憶されてい
る。ＲＡＭ１３には各種パラメータやクリーニング用画
像を形成するためのデータ（最大サイズの用紙にベタ画
像を形成するためのデータ）等が記憶されている。ＭＭ
１４は画像形成装置本体内の各動作部に駆動力を与える
モータである。

【００１６】図２は第１の実施例に係る光センサＳ１の
設置例を示した図である。この実施例の光センサＳ１は
下定着ローラ３の軸方向に沿っては移動不可能になって
いる。そして、この画像形成装置で形成可能な最小サイ
ズ（例えばはがきサイズ等）の用紙幅の内側に配置して
いる。形成可能な最小サイズの用紙幅の内側の部分は、
どんなサイズの用紙であっても必ず通過する部分であ
り、下定着ローラの一番汚れ易いところである。また、
光センサＳ１は下定着ローラ３の放射方向に移動可能に
設けられている。すなわち図２中二点鎖線で示した位置
へ移動可能になっている。この移動は例えばソレノイド
やモータ等を用いて行われる。一般に光センサＳ１は熱
に弱く、使用可能な温度は７５度以下程度である。この
ため、定着ローラが加熱されている（ヒータ４がオンし
ている）ときには光センサＳ１は定着ローラ対向位置か
ら退避される。そして定着ローラの温度が低いときに下
定着ローラ３の表面汚れを検出するために下定着ローラ
３に対向する。汚れ検出のタイミングは例えば、画像形
成装置電源オン時に行われるウォームアップ中であっ
て、かつ、定着ローラの温度が十分に上がっていない状
態（例えば６０℃以下）のときに行われる。

【００１７】上記光センサＳ１により下定着ローラ３の
表面が汚れていると判別されたときにはクリーニング処
理が行われる。クリーニング処理は、黒べた（またはカ
ラートナーを用いた画像形成装置の場合にはカラーのべ
た画像）を形成した用紙によって行われる。まず、トナ
ー像形成部２３において用紙の表面に黒べたトナー像
（クリーニング用画像）を形成し、定着ローラ２，３で
その黒べたトナー像を定着する。定着後の用紙は表裏が
反転されて中間トレイ部２４に搬送される。次に中間ト
レイ部２４から用紙を給送する。用紙はトナー像形成部
２３を経由した後定着ローラ２，３間を通過する。用紙
がトナー像形成部２３を通過するとき、トナー像形成部
２３は動作せず、用紙表面にトナー像が形成されること
がない。そして用紙が定着ローラ２，３間を通過すると
き、用紙は表裏が反転されているため黒べた画像が形成
された面（表面）が下側になり、下定着ローラ３に接触
する。用紙の黒べた部が下定着ローラ３に接触すること
によって下定着ローラ３のクリーニングが行われる。ク
リーニング処理時、用紙は最大サイズのものが用いられ
る。最大サイズの用紙は、用紙カセットが自動選択され
ることによって行われる。なお黒べたトナー像の作成条
件はＲＡＭ１３に記憶されている。

【００１８】図３はクリーニングの処理手順を示したフ
ローチャートである。

【００１９】画像形成装置本体の電源がオンされると定
着ローラの温度（Ｓ２）が検知される（ｎ１）。定着ロ
ーラの温度が所定温度（例えば６０℃程度）を超えてい
れば下定着ローラ３の汚れ検知は行わないままウォーム
アップへと入る（ｎ１→ｎ７）。定着ローラの温度が所
定温度を超えていなければ光センサＳ１が熱破壊する心
配がないため、光センサＳ１による汚れ検知処理を行う
（ｎ２）。汚れ検知処理は、光センサＳ１を図２中実線
で示した位置まで移動させて下定着ローラ３に対向さ
せ、その状態で感光体表面の汚れを検知する。一般に、
トナー，紙粉等からなる汚れは光を反射せず、下定着ロ
ーラ３の表面は汚れを検知するから光センサＳ１によっ
て下定着ローラ３表面の汚れを検知することができる。
下定着ローラの表面が汚れていると判別されたときには
ウォームアップ終了後、液晶表示パネル２５ｃにクリー
ニング中である旨を表示した上、クリーニング処理を実
行する（ｎ３→ｎ４→ｎ５→ｎ６）。クリーニング処理
は上記したように、用紙の表面に黒べたトナー像を形成
し、その用紙により下定着ローラ３の表面をクリーニン
グする。なお操作パネル上のクリーニングスイッチ２５
ｂが操作されたときにもクリーニング処理が行われる
（ｎ８→ｎ５→ｎ６）。

【００２０】下定着ローラ３の表面汚れを検出するセン
サとしては図４および図５に示したようなものを用いて
もよい。この汚れ検知用のセンサは、光センサＳ１を下
定着ローラの軸方向に沿って移動可能に設けたものであ
る。図４はセンサ移動部の斜視図、図５（Ａ），（Ｂ）
はセンサの移動状態を示した図である。

【００２１】スパイラル軸３２および補助軸３１は下定
着ローラ３の軸方向に沿って設けられている。スパイラ
ル軸３２および補助軸３１間にセンサ台３３が取り付け
られている。このセンサ台３３上に、下定着ローラ３表
面の汚れを検出するセンサＳ１が取り付けられている。
スパイラル軸３２は画像形成装置本体の前後フレームに
回転自在に取り付けられるとともに、その端部にステッ
ピングモータ３４が接続されている。補助軸３１は画像
形成装置本体の前後フレームに取り付けられている。ス
テッピングモータ３４が駆動するとスパイラル軸３２が
回転し、センサ台３３が下定着ローラ３の軸方向に沿っ
て移動する（図５（Ａ）参照）。この移動中にセンサ台
３３上に固定されたセンサＳ１が下定着ローラ３上の汚
れを検出する。センサＳ１は下定着ローラ３の軸方向に
沿って移動しながら下定着ローラ３表面の汚れを複数ポ
イントで検出する。そして各ポイントでの検出値のうち
汚れが最大であったポイントの値を下定着ローラ３表面
の汚れを代表する値として用いる。なお、センサ台３３
の側面には突出部３３ａが突出している。一方、下定着
ローラ３の端部よりも外側（フレームに近づいた位置）
には光センサ３５が配置され、前記突出部３３ａを検出
するようになっている。光センサ３５の位置がホームポ
ジションであり、下定着ローラ３の汚れ検知が行われな
いときには光センサＳ１は定着ローラの熱を逃れてこの
位置（光センサ３５の位置）に退避する。

【００２２】

【発明の効果】請求項１に示した発明によれば、下定着
ローラ表面の汚れ状態が汚れ検出器によって検出され、
下定着ローラ表面が汚れているときには自動的にクリー
ニング処理が実行されるため、サービスマンのクリーニ
ングの手間を省くことができる。このクリーニングに
は、下定着ローラに接触するクリーニング機構を特別に
設ける必要がないため、コスト的に安価になる利点があ
る。また不必要なときにクリーニング機構が下定着ロー
ラに接触することがないため、不必要に下定着ローラが
磨耗してしまうことがない。

【００２３】また請求項２に示した発明によれば、汚れ
検出器の破壊を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の要部ブロック図

【図２】汚れ検知用のセンサの設置例を示した図

【図３】下定着ローラのクリーニング処理手順を示した
フローチャート

【図４】汚れ検知用センサの他の設置例を示した図

【図５】同汚れ検知センサの移動状態を示した図

【図６】下定着ローラの汚れ発生状態を説明するための
図

【符号の説明】

１ 定着ローラ部 ２ 上定着ローラ ３ 下定着ローラ ４ ヒータ ２２ 給紙部 ２３ トナー像形成部 ２４ 中間トレイ部 Ｓ１ （汚れ検知用）センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植田 治 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 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 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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】定着ローラ間にトナー像が転写された用紙
   を通過させることによって前記トナー像の定着を行う定
   着ローラを備える画像形成装置において、 前記定着ローラの下定着ローラに対向配置され、下定着
   ローラ表面の汚れを検出する汚れ検出器と、 用紙の表面にトナーからなるクリーニング用画像を定着
   形成するクリーニング画像形成手段と、 前記クリーニング用画像が定着形成された用紙の表裏を
   反転する表裏反転手段と、 前記汚れ検出器が下定着ローラ表面の汚れを検出したと
   き、前記クリーニング画像形成手段および表裏反転手段
   を実行し、前記定着ローラ間をクリーニング画像面が下
   定着ローラ側になるように通過させる手段と、 を備えたことを特徴とする定着ローラクリーニング機能
   を有する画像形成装置。
2. 【請求項２】前記汚れ検出器を、定着ローラ部から退避
   可能に支持する汚れ検出器退避手段を備えてなる請求項
   １記載の定着ローラクリーニング機能を有する画像形成
   装置。