JPH10149048A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 クリーニングウェブを新たなものと交換した
時にウェブに形成され易いたるみに起因して発生する巻
取りローラ駆動モータへの回転負荷の過小状態と、それ
に起因して発生する異常検知による装置本体の駆動停止
を防止する。 【解決手段】 所定枚数の通紙毎にクリーニングウェブ
５０を移動させて加熱ローラ６１周面と接触するクリー
ニングウェブ面を更新させるクリーニング機構と、クリ
ーニング機構の動作を制御する制御部５７と、を備えた
ものに於て、制御部は、クリーニングウェブが新たなも
のと交換された時に、クリーニングウェブを交換するた
めの周期をリセットするモードを持ち、交換周期がリセ
ットされた後にクリーニングウェブを巻取る際には、ク
リーニングウェブのたるみを解消するのに十分な程度に
クリーニングウェブの移動量が通常の巻取り時の移動量
よりも多くなるようにクリーニング機構を動作させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式複写
機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に使
用される定着装置の改良に関し、特に加熱ローラの周面
をクリーニングする手段としてクリーニングウェブを用
いた定着装置に於て発生していた種々の不具合を解消す
ることができる定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真式の画像形成装置に於ては、感
光体上に形成した静電潜像をトナーにより可視像化した
後で、このトナー像を転写紙上に転写し、この転写紙を
定着装置に通過させることによってトナー像を転写紙上
に定着させている。定着装置は、内部にヒータを備えた
加熱ローラと、この加熱ローラの周面に圧接する加圧ロ
ーラとから成り、両ローラのニップ部に上記転写済み転
写紙を通過させる際に加圧しながら加圧してトナー像の
定着を行っている。ところで、加熱ローラ周面は転写紙
上のトナーと接触するため、トナーや紙粉が付着、堆積
しやすく、一旦堆積するとオフセット等の不具合が発生
し易くなる為、適宜、加熱ローラ周面をクリーニングす
ることが好ましい。従来から、加熱ローラ周面をクリー
ニングする方法として、耐熱性と可撓性を有したウェブ
を用いて周面に付着した異物を除去することが行われて
いる。この種のクリーニングウェブは、送出しローラに
巻かれたものを巻取りローラにより巻取る過程で、両ロ
ーラ間に位置するウェブ部分でクリーニングを行うもの
であり、ウェブを移動させる過程でローラ周面をクリー
ニングするタイプと、ウェブを移動させずにローラ周面
に当接させた状態でローラを回転させることによりクリ
ーニングを行うタイプの２つがある。後者のタイプで
は、加熱ローラ周面と接するウェブを所定の期間当接さ
せ続ける一方で、所定の期間が到来したときには移動さ
せて新たなウェブ面を接触させてクリーニングを行うこ
ととなる。このような従来例として、特開平２−２８０
１８１号公報、コニカ（株）には、クリーニングウェブ
を巻き取る巻取り軸の回転量又は回転時間を、通紙枚数
を計数する積算手段により制御することにより巻取り量
を変え、もって、送り量の過不足をなくする技術が開示
されている。つまり、巻取り始めと巻取り終わりとで
は、巻取り軸の径が異なる為、ウェブの送り量が異な
り、巻取り軸径が太くなるに従ってウェブが必要以上に
送られて無駄になるという問題があるが、この公報記載
の技術はこの問題を上記のごとき手法により改善してい
る。同様の不具合を解決する為の従来例として、特開昭
５９−８４２７４号公報、キャノン（株）には、ウェブ
の送り手段を定着ローラ対や画像形成装置の他の駆動系
とは連動させずに独立駆動させ、且つ駆動を画像形成装
置の作動期間中の所要期間だけに行わせるようにしてい
る。

【０００３】しかし、上記従来の定着装置のクリーニン
グ機構においては、いずれもクリーニングウェブを使用
して加熱ローラのクリーニングを行なう場合に、クリー
ニングウェブの負荷のバラツキ等により安定した制御が
難しかった。例えば、送出しローラと巻取りローラとの
間でウェブがたるんだままの状態にあると、巻取りロー
ラを回転しても、送出しローラはウェブのたるみが無く
なるまで回転しない。したがって、回転負荷が小さくな
り、巻取りローラを回転させるモータ電流値も小さくな
り、制御部が異常回転と判断し、画像形成装置の動作を
停止させる等の措置がとられる。また、巻取りローラが
正常回転している場合に於ても、送出しローラに圧接し
て制動するブレーキや、ウェブを加熱ローラ周面に圧接
させるスプリングや、各ウェブローラの軸受の摺動負荷
等により回転負荷にバラツキが発生する。特に、従来は
ウェブユニット（送出しローラ、巻取りローラ、クリー
ニンググウェブ等）を新たなものと交換した時等に、交
換したウェブユニットにローラ回転負荷変動が発生して
いたとしても安定した回転制御を行うことができなかっ
た。また、巻取りローラを回転させるモータの電流値が
高くなったときに、その原因が、ウェブを送出し終わっ
た時のウェブ終端部と送出しローラとの固着力による送
出しローラの回転停止による負荷増大か、或は加熱ロー
ラ周面に付着した異常量のトナー等の異物とウェブと接
着による回転異常かを判別することができなかった。仮
に、このような異常負荷の判別を行う為の検知機構を備
えようとすると、高価になるばかりか、安定した検知を
期待することはできなかった。また、巻取りローラが逆
回転することがあるが、その場合には、ウェブがたるみ
を起こし、回転負荷が軽減するので、この場合にも上記
と同様に装置本体の稼働停止が発生する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に鑑みて
なされたものであり、請求項１の発明は、クリーニング
ウェブを新たなものと交換した時に送出しローラと巻取
りローラとの間に引き出されたウェブに形成され易いた
るみに起因して発生する巻取りローラ駆動モータへの回
転負荷の過小状態と、それに起因して発生する異常検知
による装置本体の駆動停止を防止することを目的として
いる。請求項２の発明は、ウェブユニット毎に異なるロ
ーラ回転負荷に起因した負荷変動を吸収し、安定した回
転制御を行うことができるようにすることを目的として
いる。請求項３の発明は、異常負荷発生時におけるその
原因がクリーニングウェブ異常にあるのか、交換時期の
到来にあるのか、についての識別検知を、低コストで確
実に行うことを目的としている。請求項４の発明は、巻
取りローラが逆回転した場合にウェブがたるみを起こし
て回転負荷が軽減し、その結果、装置本体の稼働停止が
発生するが、このような不具合を安価な機構で防止する
ウェブたるみ防止による回転負荷の軽減防止構造を提供
することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】上記目的を達成する為、請
求項１の発明は、感光体上のトナー像の転写を受けた転
写紙を加熱しながら加圧することによりトナー像を定着
させる定着装置であって、加熱ローラと加圧ローラとの
ニップ部に上記転写済みの転写紙を通紙することにより
定着を行うとともに、加熱ローラの周面にクリーニング
ウェブを圧接しつつ加熱ローラを回転させることにより
加熱ローラ周面をクリーニングすると共に、所定枚数の
通紙毎にクリーニングウェブを移動させて加熱ローラ周
面と接触するクリーニングウェブ面を更新させるクリー
ニング機構と、クリーニング機構の動作を制御する制御
部と、を備えたものに於て、上記制御部は、上記クリー
ニングウェブが新たなものと交換された時に、クリーニ
ングウェブを交換するための周期をリセットするモード
を持ち、交換周期がリセットされた後にクリーニングウ
ェブを巻取る際には、クリーニングウェブのたるみを解
消するのに十分な程度にクリーニングウェブの移動量が
通常の巻取り時の移動量よりも多くなるように上記クリ
ーニング機構を動作させることを特徴とする。請求項２
の発明では、上記クリーニング機構は、クリーニングウ
ェブ巻取りローラと、送出しローラと、巻取りローラ駆
動用のモータとを備え、上記制御部は、上記交換周期が
リセットされた後における巻取りローラの回転時のモー
タの電流値を検知し、検知されたモータの電流値の安定
時の値を正常回転値として記憶し、この記憶した電流値
に基づいて異常回転を判定するようにしたことを特徴と
する。請求項３の発明では、上記制御部は、上記巻取り
ローラの正常回転時に約２倍以上の駆動負荷が加わって
いることを示すモータ電流値を検知したとき、この検知
時期が、交換周期に達する前後である時は交換時期の到
来と判定し、その他の場合は、クリーニングウェブにつ
いての異常発生と判定することを特徴とする。請求項４
の発明では、上記巻取りローラの逆転防止を、該巻取り
ローラの回転駆動系にヘリカルギアを介在させることに
より実現することを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した形態
例により詳細に説明する。図１は本発明の定着装置を用
いた画像形成装置の一例としてのプリンターの全体構成
図であり、符号１０はプリンタ本体、１はプリンタ本体
１０に備える給紙カセットである。一方の給紙カセット
１から矢印方向に給送された用紙１００はレジストロー
ラ対２によってタイミングをとってドラム状の感光体３
へと搬送される。感光体３は時計廻り方向に回転駆動す
る際にチャージャ４によって表面を一様に帯電され、レ
ーザ光学系５からのレーザ光を照射されて、感光体３上
に静電潜像が形成される。この潜像は現像器６を通ると
きトナーによって可視像化され、この可視像は感光体３
へ搬送された用紙１００に転写チャージャ７により転写
され、転写された用紙１００上の可視像は定着装置８に
よって定着される。定着装置８を出た用紙１００は、例
えば矢印ロ方向の排紙部１１に排出される。一方、可視
像転写後の感光体３はクリーニング器１２によって残留
トナーを除去される。また、装置本体内の気流は排気フ
ァン１３によりプリンタ本体１０より外に出される。

【０００７】図２は本発明の定着装置の要部構成略図で
あり、この定着装置８は、クリーニングウェブ５０を使
用したクリーニング機構を備えている。定着装置８は、
加熱ローラ６１とこれに圧接従動している加圧ローラ６
２とを有し、加熱ローラ６１の内部にあるヒータ６３に
より、ある一定温度に加熱ローラ６１は保たれ、用紙に
熱を加えてトナー定着を行なっている。しかし、微量の
トナーや紙粉は逆に用紙から加熱ローラ６１側に移行し
て、加熱ローラ６１の表面に固着したり、次の用紙に再
転写されたりするのでクリーニング機構が必要となる。
本発明では、耐熱性布にシリコーンオイル等を含浸した
クリーニングウェブ５０を使用して加熱ローラ表面のク
リーニングを行っている。クリーニングウェブ５０は送
出しローラ５４に巻き付けられた状態で巻取りローラ５
１により巻き取られる構成を備えており、ウェブ５０の
反対側の端部は、巻取りローラ５１に接着されている。
このローラ５０、５１間に引き出された状態にあるウェ
ブ５０は、スプリング５３により付勢された押し付けロ
ーラ５２により加熱ローラ６１に当接されている。そし
て、通常はクリーニングウェブ５０は固定（移動しな
い）状態にて加熱ローラ６１のみ回転して、ある通紙枚
数通過後にトナーＴが付着したクリーニングウェブ５０
は巻取りローラ５１の回転により加熱ローラとの接触位
置から退避され、トナー汚れしていない新たな領域が移
動してきて加熱ローラ６１に当接される（更新され
る）。以降この操作を繰り返し、巻取りローラ５１によ
るクリーニングウェブ５０の巻き取りが終了するまで続
けられる。また、送出しローラ５４のブレーキ５５とし
て板バネ等を使用し、巻取りローラ５１はモータ５６の
励磁により逆転防止されている。モータ５６は、制御部
５７（ＣＰＵＯ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏポート）によ
り制御される。

【０００８】請求項１に対応する本発明の形態例では、
制御部５７は、クリーニングウェブ５０が新たなものと
交換された時に、クリーニングウェブを交換するための
周期をリセットするモードを持ち、交換周期がリセット
された後にクリーニングウェブ５０を巻取る際には、ク
リーニングウェブのたるみを解消するのに十分な程度に
クリーニングウェブの移動量が通常の巻取り時の移動量
よりも多くなるように上記クリーニング機構（特に、巻
取りローラ駆動用モータ５６）を動作させるようにした
点が特徴的である。なお、ここで交換周期とは、未使用
ウェブの残量に関係なく、所定の通紙枚数によって一律
に設定される交換期間のことであり、例えば通紙枚数が
２Ｋに達した時に交換周期がリセットされ、新たな交換
周期のカウントが制御部によって開始されることとな
る。

【０００９】また、本発明では、少なくともクリーニン
グウェブ５０、巻取りローラ５１、送出しローラ５４等
がユニット化されたウェブユニット（クリーニング機
構）となっており、これらは一括して着脱交換される。
即ち、ウェブユニットを新たなものと交換する際に、セ
ットされたユニットは、必ず図３のようにウェブにたる
みが形成される。図３のようにウェブ５０がたるんだま
ま設置されていると、巻取りローラ５１を回転しても、
送出しローラ５４はウェブのたるみが無くなるまで回転
しない。従って、巻取りモータの回転負荷が小さくなっ
て、巻取りローラを回転させるモータ電流値も小さくな
り、制御部５７が異常回転と判断し、画像形成装置本体
の駆動停止等をもたらす。従って、本発明では、ウェブ
ユニットを交換する最初の設置時のリセットモードで
は、通常の巻取りローラ５１による巻取り時の回転角度
よりも、大きい角度を回転させてたるみを解消するよう
にしている。具体的には、例えば、巻取りローラ５１を
７２０°程度回転させてたるみを除去し、それ以降の巻
取り動作時には巻取りローラの回転負荷が正常になるよ
うにしている。

【００１０】次に、図４は請求項２に対応する形態例の
説明図であり、この形態例では、制御部５７は、ウェブ
ユニットが新たなものと交換されて交換周期がリセット
された後における巻取りローラ５１の回転時のモータ５
６の電流値を検知し、検知されたモータの電流値の安定
時（モータ駆動開始時の突入電流がなくなり、かつたる
みがなくなった状態）の値を正常回転値としてＲＡＭ等
の記憶手段にメモリーするようにしている。この形態例
では、モータ５６の電流値についてのデータを制御部５
７が得ることにより、回転負荷が正常か否かを判定する
ように構成する。交換周期を記憶する記憶手段として
は、例えば制御部５７中に設けたＲＡＭ等を用いる。即
ち、図４に示すように正常回転時であっても、ブレーキ
５５やスプリング５３、各ローラ５０、５１の軸受の摺
動負荷等により、回転負荷にバラツキが発生する。従っ
て、メモリーリセット時にその時のモータ５６の電流値
を検知し、それを正常値としてリセットすることによ
り、クリーニング機構（駆動負荷関係）のバラツキを吸
収し、細かい異常回転検知ができるようになる。要する
にこの形態例によれば、ウェブユニット交換時に正常回
転値を記憶しておき、この正常回転値に基づいて回転負
荷が以上か否かを判定するようにしたので、種々の原因
によりウェブユニット毎にローラ回転負荷が異なってい
る場合に、負荷変動を吸収し、安定した回転制御を行う
ことができる。

【００１１】請求項３に対応する本発明の第３の形態例
では、制御部５７は、巻取りローラ５１の正常回転時に
過大な異常負荷、例えば約２倍以上の駆動負荷が加わっ
ていることを示すモータ電流値を検知したとき、この検
知時期が、交換周期に達する近傍である時は交換シグナ
ルを出力して図示しない表示部等に交換時期の到来を意
味する表示を行い、その他の場合にはクリーニングウェ
ブ異常のシグナルを出力して必要な処置（異常が発生し
た旨の表示、装置本体の駆動停止等）を行うようにして
いる。図５のフローチャートに示すように、この形態例
によれば、巻取りローラ５１の回転させるモータ５６の
電流値が異常に高いときに（Ｓ１）、その原因がウェブ
を巻き切ったときの送出しローラ５４とウェブ端部との
固着力による送出し不能による負荷増大か、或はトナー
等の異物の異常な接着による回転異常かを一律に割り切
って判断し、適切な処理を行うことができる。即ち、ウ
ェブ交換周期終了の近傍時期（交換時期終了前、後を含
む）に上記電流値が高くなった場合には送出し不能によ
る負荷増大と判断し（Ｓ２ ＹＥＳ、Ｓ３）、逆に電流
値が高くなった時期が交換周期の終了時期に程遠い時期
である場合には回転異常発生と判断するものである（Ｓ
２ ＮＯ、Ｓ５、６）。なお、後者の場合、ステップ５
において、巻取りの為に回転し始めたモータ５６がＯＮ
している時間が通常の長さか否かをチェックしている
が、これはウェブ５０が加熱ローラ周面に付着したトナ
ー等により固着することにより、巻取りローラの回転が
阻害されている場合には、モータが短時間でロックする
ため、異常の発生を知ることができるからである（Ｓ５
ＮＯの場合）。この場合の処理としては、サービスマ
ンがウェブの固着を解除して所定長ウェブを送るように
する等が考えられる。また、ステップ５においてＹＥＳ
の場合とは、モータの回転時間は正常であり、且つ交換
周期には達しておらず、しかも異常電流が流れている場
合を意味するが、この場合にもウェブを交換するように
してもよい（Ｓ３）。これは例えば、上記交換周期が実
は現在セットされているウェブの交換周期（ウェブ長
さ）に見合うものではない場合、即ち、サービスマンが
適正に周期設定していない場合に、使用可能なウェブの
終了が先に到来して送出しローラ５４の回転不能状態が
発生した場合を想定できる。要するにこの形態例によれ
ば、異常負荷発生時におけるその原因が、クリーニング
ウェブ異常にあるのか、交換時期の到来にあるのか、に
ついての識別検知を、低コストで確実に行うことができ
る。

【００１２】次に、図６は請求項４に対応する形態例の
説明図であり、この形態例では、巻取りローラ５１の逆
転防止を、該巻取りローラの回転駆動系にヘリカルギア
を介在させることにより実現するようにしている。即
ち、この形態例では、巻取りローラ５１に取り付けられ
ているギア５００は，２段ギア５０１を介してヘリカル
ギア５０２が一体化されているモータ５６の出力軸５６
ａに駆動連結されている。ヘリカルギア５０２は、自ら
が正転方向に回転するときは平歯車である２段ギア５０
１を回すが、平歯車５０１が逆回転することにより逆ト
ルクが入来する場合には回転しないので、これにより巻
取りローラ５１の逆回転を防止することができる。従
来、巻取りローラが逆回転した場合にウェブがたるみを
起こして回転負荷が軽減し、その結果、装置本体の稼働
停止が発生するが、本形態例によれば、このような不具
合を安価な機構で防止することができる。

【００１３】

【発明の効果】このように請求項１の発明は、クリーニ
ングウェブを新たなものと交換した時に送出しローラと
巻取りローラとの間に引き出されたウェブに形成され易
いたるみに起因して発生する巻取りローラ駆動モータへ
の回転負荷の過小状態と、それに起因して発生する異常
検知による装置本体の駆動停止を防止することができ
る。つまり、モータ電流を検知する際には、ウェブのた
るみがない状態で送出しローラが回転しているので、通
常負荷となり、ウェブのたるみによる負荷の低減がなく
なる。請求項２の発明は、ウェブユニット毎に異なるロ
ーラ回転負荷に起因した負荷変動を吸収し、安定した回
転制御を行うことができるようにしているので、クリー
ニングウェブ各々によるバラツキを吸収して安定した回
転制御を行える。請求項３の発明は、異常負荷発生時に
おけるその原因がクリーニングウェブ異常にあるのか、
交換時期の到来にあるのか、についての識別検知を、低
コストで確実に行うことができる。請求項４の発明は、
巻取りローラが逆回転した場合にウェブがたるみを起こ
して回転負荷が軽減し、その結果、装置本体の稼働停止
が発生するが、このような不具合を安価な機構で防止す
ることができる。つまり、巻取りローラがモータを励磁
していなくても逆回転しないので、ジャム時などに電源
がＯＦＦして加熱ローラが回されたとしても、ウェブが
送り出されることがなくなる。しかも、安価であり、こ
れにより通常使用にもどってもたるみによる送出しロー
ラの非回転による負荷の軽減もなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の定着装置を用いた画像形成装置の一例
としてのプリンターの全体構成図。

【図２】本発明の定着装置の要部構成略図。

【図３】ウェブのたるみ状態を示す図。

【図４】請求項２に対応する形態例の説明図。

【図５】請求項３に対応する形態例の動作を示すフロー
チャート。

【図６】請求項４に対応する形態例の要部構成図。

【符号の説明】

１ 給紙カセット、２ レジストローラ対、３ 感光
体、４ チャージャ、５レーザ光学系、６ 現像器、７
転写チャージャ、８ 定着装置、１０ プリンタ本
体、５０ クリーニングウェブ、５１ 巻取りローラ、
５２押し付けローラ、５３ スプリング、５４ 送出し
ローラ、５５ ブレーキ、５６ モータ、５７ 制御
部、６１ 加熱ローラ、６２ 加圧ローラ、６３ ヒー
タ、

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体上のトナー像の転写を受けた転写
   紙を加熱しながら加圧することによりトナー像を定着さ
   せる定着装置であって、加熱ローラと加圧ローラとのニ
   ップ部に上記転写済みの転写紙を通紙することにより定
   着を行い、加熱ローラの周面にクリーニングウェブを圧
   接しつつ加熱ローラを回転させることにより加熱ローラ
   周面をクリーニングすると共に、所定枚数の通紙毎にク
   リーニングウェブを移動させて加熱ローラ周面と接触す
   るクリーニングウェブ面を更新させるクリーニング機構
   と、クリーニング機構の動作を制御する制御部と、を備
   えたものに於て、 上記制御部は、上記クリーニングウェブが新たなものと
   交換された時に、クリーニングウェブを交換するための
   周期をリセットするモードを持ち、交換周期がリセット
   された後にクリーニングウェブを巻取る際には、クリー
   ニングウェブのたるみを解消するのに十分な程度にクリ
   ーニングウェブの移動量が通常の巻取り時の移動量より
   も多くなるように上記クリーニング機構を動作させるこ
   とを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 上記クリーニング機構は、クリーニング
   ウェブ巻取りローラと、送出しローラと、巻取りローラ
   駆動用のモータとを備え、 上記制御部は、上記交換周期がリセットされた後におけ
   る巻取りローラの回転時のモータの電流値を検知し、検
   知されたモータの電流値の安定時の値を正常回転値とし
   て記憶し、この記憶した電流値に基づいて異常回転を判
   定するようにしたことを特徴とする請求項１記載の定着
   装置。
3. 【請求項３】 上記制御部は、上記巻取りローラの正常
   回転時に約２倍以上の駆動負荷が加わっていることを示
   すモータ電流値を検知したとき、この検知時期が、交換
   周期に達する前後である時は交換時期の到来と判定し、
   その他の場合は、クリーニングウェブについての異常発
   生と判定することを特徴とする請求項１又は２記載の定
   着装置。
4. 【請求項４】 上記巻取りローラの逆転防止を、該巻取
   りローラの回転駆動系にヘリカルギアを介在させること
   により実現することを特徴とする請求項１、２又は３記
   載の定着装置。