(57)【要約】【課題】定着部材と該定着部材を清掃するための清掃用部材との摩擦力を実効的に低減して定着部材に対するダメージを抑制し、定着部材の寿命を長期化できるようにする。【解決手段】像担持体上の静電潜像をトナーで現像し記録媒体上にトナー像を転写する画像形成装置であって、記録媒体上に転写されたトナー像を記録媒体に定着する定着手段と、清掃用部材を定着手段に接触させて定着後の定着手段に残存するトナーを拭き取り、該拭き取りでトナーが付着した部分の清掃用部材を巻き取る定着清掃手段と、を有し、定着清掃手段は、清掃用部材と定着手段との摺擦力を検知して清掃用部材の巻き取りを行う。【選択図】図２
2011059349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上の静電潜像をトナーで現像し記録媒体上にトナー像を転写する画像形成装置であって、
前記記録媒体上に転写されたトナー像を前記記録媒体に定着する定着手段と、
清掃用部材を前記定着手段に接触させて定着後の前記定着手段に残存するトナーを拭き取り、前記拭き取りでトナーが付着した部分の前記清掃用部材を巻き取る定着清掃手段と、
を有し、
前記定着清掃手段は、前記清掃用部材と前記定着手段との摺擦力を検知して前記清掃用部材の巻き取りを行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記定着清掃手段は、前記清掃用部材と前記定着手段との摺擦力がある所定値以上となったとき前記清掃用部材の巻き取りを開始することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記定着清掃手段は、前記清掃用部材と前記定着手段との摺擦力がある所定値以上の間、前記清掃用部材の巻き取りを継続し、前記清掃用部材と前記定着手段との摺擦力がある所定値を下回ったとき前記巻き取りを停止することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、特に、電子写真方式の画像形成装置における定着部材清掃機構に好ましく適用される技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタや複合機といった電子写真を応用した印刷装置は、電子写真方式の発明以来様々な形で市場に提供されている。印刷データ入力から印刷データ出力に至るまで、そのプロセスは露光・現像・転写・清掃・定着に大別され、各プロセスとも電子写真における性能向上の歴史の中で様々な方式が提案・実用されてきている。
【０００３】
上記プロセスのうち定着プロセスでは、樹脂を主成分とする粉体インクであるトナーを記録媒体（記録紙等）に固着させることを目的としているが、方式としては、圧力定着・熱圧力定着・非接触オーブン定着・フラッシュ定着等が存在する。各方式ともそれぞれ長所・短所を有するが、各社とも様々な工夫を施し、これまで実用化を実現している。
【０００４】
上述した定着方式の中でも最も汎用されているものとしては、熱圧力定着が挙げられる。この方式は、アルミニウム等の素管の上に耐熱性シリコンゴムやテフロン（登録商標）、あるいは耐熱性シリコンゴム上にテフロン（登録商標）を重ねた層構造上のものを接着・被覆した所謂ヒートロールを定着部材として使用したもので、前の転写プロセスで既にトナーが付着している記録媒体をヒートロールとそれに対向するバックアップロールとともに熱・圧力を加えながら挟み、記録媒体上にトナーを溶融・固着させるものである。この熱圧力定着は、その成分のほとんどが樹脂であるトナーの熱溶融・粘弾性等の性質を利用した最も安定した定着が得られる定着方式であるといわれている。
【０００５】
この定着プロセスの構成、すなわち定着機構について、図３の概略側面断面図を用いて説明する。まず図３に見られるように、転写プロセスにて記録紙等の記録媒体１０１に未定着トナー１０２が付着している。この未定着トナー１０２が付着した記録媒体１０１を、高温が保持されたヒートロール１０４とそれに対向するバックアップロール１０５とともにある圧力のもと挟み込み、その成分のほとんどが樹脂であるトナー１０２を記録媒体１０１上に溶融固着する。
【０００６】
しかしながら、この過程において未定着トナー１０２のうちの微量部分がヒートロール１０４上に付着してしまうという現象が生じる。これがいわゆるオフセット現象であり、オフセットトナー１０３が発生する。このオフセットトナー１０３がヒートロール１０４上を一周し記録媒体１０１上に再付着すれば余印刷となり障害となる。
【０００７】
これを防ぐためにオフセットトナー１０３を拭うための清掃用部材１０６をヒートロール１０４に接触するように設置する。清掃用部材１０６自身の清掃後の汚れを緩和するため普通巻き取り方式が採用されている。図３においてヒートロール１０４は時計方向に回転しているため、清掃用部材１０６は下方から汚れていく。したがって、清掃用部材１０６は上方から下方へと巻き取られる。さらに、この清掃用部材１０６をヒートロール１０４に押し当てるための押圧手段１０７が併用されるのが一般的である。
【０００８】
上記清掃用部材１０６には一般的に離型剤が含浸されており、さらには押圧手段１０７の裏からポンプ等により、離型剤を追加供給する構成を採る場合も多く見られる。この清掃用部材１０６にトナーが付着すると、一般的にはヒートロール１０４との摩擦力が増加してヒートロール１０４表面に接線方向の負荷を与えるようになる。この負荷が極端に強い場合には、ヒートロール１０４の表面に対して過度な負荷がかかり、ヒートロール１０４の表面を傷つける場合がある。
【０００９】
さらには、チューブ状のテフロン膜をアルミ素管等に接着した構成のヒートロールの場合には、このテフロン膜とヒートロールの接着性が接着剤の熱劣化により経時的に弱まることが知られているが、接着性が弱まった状態でヒートロール表面に接線方向の負荷がかかると、ヒートロール表面のテフロン膜に接線方向の応力が働き、テフロン膜がヒートロールのアルミ素管から剥がれやすくなり、ヒートロールの寿命の大半を決定している。すなわち、清掃用部材１０６のトナーによる汚れによって、清掃用部材１０６とヒートロール１０４との摩擦力が増加し、ヒートロール１０４の寿命を縮めてしまっている。
【００１０】
定着部材を清掃する機構に関連する技術として、例えば特許文献１において、印刷量や印字密度が変化した場合の清掃用部材の汚れ具合をデータベース化しておき、そのデータに基づいて清掃用部材を巻き取る駆動制御を行うものが開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１の方法では、印刷量や印字密度に対して正確に清掃用部材の汚れ具合を把握することは難しく、清掃用部材とヒートロールの摺擦力を正確に捉えることは困難である。したがって、清掃用部材とヒートロールとの摺擦力の変動が大きく、時にはヒートロール表面の磨耗を防ぐことができなくなる。
【００１２】
そこで、本発明は、定着部材と該定着部材を清掃するための清掃用部材との摩擦力を実効的に低減して定着部材に対するダメージを抑制し、定着部材の寿命を長期化できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の画像形成装置は、像担持体上の静電潜像をトナーで現像し記録媒体上にトナー像を転写する画像形成装置であって、記録媒体上に転写されたトナー像を記録媒体に定着する定着手段と、清掃用部材を定着手段に接触させて定着後の定着手段に残存するトナーを拭き取り、該拭き取りでトナーが付着した部分の清掃用部材を巻き取る定着清掃手段と、を有し、定着清掃手段は、清掃用部材と定着手段との摺擦力を検知して清掃用部材の巻き取りを行う。
【００１４】
また、本発明の画像形成装置は、上記の画像形成装置において、定着清掃手段が、清掃用部材と定着手段との摺擦力がある所定値以上となったとき清掃用部材の巻き取りを開始するものであってもよい。
【００１５】
また、本発明の画像形成装置は、上記の画像形成装置において、定着清掃手段が、清掃用部材と定着手段との摺擦力がある所定値以上の間、清掃用部材の巻き取りを継続し、清掃用部材と定着手段との摺擦力がある所定値を下回ったとき該巻き取りを停止するものであってもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、定着部材と該定着部材を清掃するための清掃用部材との摩擦力を実効的に低減して定着部材に対するダメージを抑制し、定着部材の寿命を長期化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図（装置全体の構成図）である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の要部構成図（定着ユニットの構成図）である。
【図３】従来の定着ユニットの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態の画像形成装置の概略構成図である。本実施形態の画像形成装置は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）１と、原稿台２と、給紙ローラ３と、給送ベルト４と、配送ローラ５と、コンタクトガラス６と、原稿セット検知部７と、第１トレイ８と、第２トレイ９と、第３トレイ１０と、第１給紙ユニット１１と、第２給紙ユニット１２と、第３給紙ユニット１３と、縦搬送ユニット１４と、感光体１５と、現像ユニット１６と、搬送ベルト１７と、定着ユニット１８と、分岐爪２１を備えて構成される排紙ユニット２０と、露光ランプ５１、第１ミラー５２、レンズ５３、ＣＣＤイメージセンサ５４、第２ミラー５５、第３ミラー５６から構成される読み取りユニット５０と、レーザ出力ユニット６１、結像レンズ６２、ミラー６３から構成される書き込みユニット６０と、切り替え板７１、通常排紙ローラ７２、排紙ローラ７３、７７、通常排紙トレイ７４、搬送ローラ７５、ステープラ７６、ステープル台７８、ジョガー７９から構成されるフィニシャ７０と、両面給紙ユニット８０と、を有して構成される。
【００２０】
ＡＤＦ１の具備する原稿台２上に原稿の画像面を上にして置かれた原稿束は、操作部上のスタートキーが押下されることで、一番上の原稿から給送ローラ３と給送ベルト４とにより、コンタクトガラス６上の所定の位置に給送される。
【００２１】
コンタクトガラス６上の所定の位置に給送された原稿は、読み取りユニット５０により読み取られ、読み取りが終了した原稿は、給送ベルト４、排送ローラ５を介して排出される。さらに、原稿台２に次の原稿があることを原稿セット検知部７が検知した場合には、上述した処理動作と同様に、コンタクトガラス６上に給送される。なお、給送ローラ３、給送ベルト４、排送ローラ５は、搬送モータによって駆動される。
【００２２】
第１トレイ８、第２トレイ９、第３トレイ１０に積載された記録紙は、各々第１給紙ユニット１１、第２給紙ユニット１２、第３給紙ユニット１３により給紙され、縦搬送ユニット１４により感光体１５に当接する位置まで搬送される。
【００２３】
読み取りユニット５０にて読み込まれた画像データは、書き込みユニット６０からのレーザによって感光体１５上に書き込まれ、感光体１５上に静電潜像が形成される。そして、静電潜像が現像ユニット１６を通過することで現像され、感光体１５上にトナー像が形成される。
【００２４】
縦搬送ユニット１４より搬送された記録紙は、感光体１５の回転速度と等速の搬送ベルト１７により搬送され、この際に、感光体１５上に形成されたトナー像が記録紙上に転写される。
【００２５】
トナー像の転写された記録紙は、定着ユニット１８に搬送される。定着ユニット１８において、記録紙上に転写されたトナー像が熱定着される。
【００２６】
排紙ユニット２０は、後処理装置であるフィニシャ７０に記録紙を排出する。
【００２７】
フィニシャ７０は、記録紙を、通常排紙トレイ７４側と、ステープル台７８側とに導くための装置である。切り替え板７１を上に切り替えると、排紙ローラ７３を介して通常排紙トレイ７４側に記録紙を排紙する。逆に、切り替え板７１を下方向に切り替えると、搬送ローラ７５、排紙ローラ７７を介して、ステープル台７８に記録紙を搬送する。
【００２８】
通常の排紙トレイ７４は、前後に移動可能な排紙トレイであり、前後に移動し、簡易的に排出されてくる記録紙（コピー紙）の仕分けを行う。これにより、通常の排紙トレイ７４に搬送された記録紙は、原稿毎、あるいは、画像メモリによってソーティングされたコピー部毎に仕分けられる。
【００２９】
他方、ステープル台７８に積載された記録紙は、一枚排紙されるごとに紙揃え用のジョガー７９によって、紙端面が揃えられ、一部のコピー完了と共にステープラ７６により綴じられる。
【００３０】
また、記録紙の両面に画像を作像する場合には、経路切り替えの為の分岐爪２１を上側にセットする。分岐爪２１が上側セットされると、記録紙の片面に画像が形成された記録紙は排紙トレイ７４側に搬送されずに両面給紙ユニット８０に一旦ストックされる。そして、両面給紙ユニット８０に一旦ストックされた記録紙を再給紙し、感光体１５に作像されたトナー画像を再び転写する。両面転写後、経路切り替えの為の分岐爪２１は下側にセットされ、両面印刷のなされた記録紙はフィニシャ７０に導かれる。このようにして、記録紙の両面に画像の形成がなされる。
【００３１】
次に、本実施形態の画像形成装置における原稿の読み取り処理から書き込み処理までの動作について説明する。
【００３２】
読み取りユニット５０は、原稿を載置するコンタクトガラス６と、光学走査系とで構成される。光学走査系は、露光ランプ５１と、第１ミラー５２と、レンズ５３と、ＣＣＤイメージセンサ５４とから構成される。露光ランプ５１及び第１ミラー５２は第１キャリッジ上に固定され、第２ミラー５５及び第３ミラー５６は、第２キャリッジ上に固定される。
【００３３】
原稿像を読み取る際には、光路長が変わらないように、第１キャリッジと第２キャリッジとが２対１の相対速度で機械的に走査される。この光学走査系は、スキャナ駆動モータにより駆動する。原稿像はＣＣＤイメージセンサ５４によって読み取られ、電気信号に変換されて処理される。
【００３４】
レンズ５３及びＣＣＤイメージセンサ５４を図１の左右方向に移動させることで、画像倍率が変化する。言い換えれば、指定された倍率に対応してレンズ５３及びＣＣＤイメージセンサ５４の左右方向の位置が設定される。
【００３５】
書き込みユニット６０は、レーザ出力ユニット６１と、結像レンズ６２と、ミラー６３とから構成される。レーザ出力ユニット６１の内部には、レーザ光源であるレーザダイオードと、モータによって高速で定速回転する回転多面鏡（ポリゴンミラー）が搭載されている。
【００３６】
レーザ出力ユニット６１より照射されるレーザ光は、ポリゴンミラーで偏光され、結像レンズ６２を通り、ミラー６３で折り返され、感光体１５面上に集光結像する。
【００３７】
上記のレーザ光は、感光体１５が回転する方向と直行する方向（主走査方向）に露光走査され、ライン単位の記録を行う。感光体１５の回転速度と記録密度に対応した所定の周期で主走査方向への書き込みを繰り返すことによって感光体１５上に静電潜像が形成される。
【００３８】
本発明の特徴的な構成要素を有する定着ユニットについてさらに詳細に説明する。図２は、本実施形態における定着ユニットの構成図である。定着ユニットは、記録媒体１０１上の未定着トナー１０２を加熱、押圧して定着するヒートロール１０４と、ヒートロール１０４に対向して設けられヒートロール１０４とともに記録媒体１０１を挟んで圧力を加えるバックアップロール１０５と、定着後にヒートロール１０４上に付着したオフセットトナー１０３を拭き取るための清掃用部材１０６と、清掃用部材１０６をヒートロール１０４に押し当てるための押圧手段１０７と、オフセットトナー１０３で汚れた清掃用部材１０６を巻き取るための駆動モータ１０８と、清掃用部材１０６の巻き取り軸と駆動モータ１０８とをつなぐベルト１０９と、ヒートロール１０４が清掃用部材１０６を引っ張る力を測定するためのトルク検知器１１０と、を有して構成される。
【００３９】
なお、本実施形態では、ヒートロール（定着ローラ）やバックアップロール（加圧ローラ）を用いているが、他の定着部材としては定着ベルトでもよく、また他の加圧部材としては加圧ベルトでもよい。
【００４０】
図２においては、記録媒体１０１は上方から下方へ送られているので、ヒートロール１０４は時計回りとなり、ヒートロール１０４は下から上へと清掃用部材１０６を擦る。したがって、清掃用部材１０６の新規の面をヒートロール１０４に当てるために、清掃用部材１０６が上から下へと巻き取られる。そのため、駆動モータ１０８は下側に設置される。駆動モータ１０８と清掃用部材１０６の巻き取り軸とは、一般的にベルト１０９で接続されているのが実装上便利である。
【００４１】
そして、本実施形態では、この駆動モータ１０８の回転軸はラッチ等の機構を用いており、清掃用部材１０６を巻き取るときのみにトルクが働き、通常は固定されておらず、すなわちヒートロール１０４が清掃用部材１０６を引っ張っているときには全くトルクが働かないような構成としている。他方で、ヒートロール１０４が清掃用部材１０６を引っ張る方向へはトルク検知器１１０が設置され、その張力を測定すると同時にヒートロール１０４が清掃用部材１０６を引っ張る力と釣り合って清掃用部材１０６が固定されている。
【００４２】
次に、本実施形態の定着ユニットにおける清掃動作について説明する。前述したように、ヒートロール１０４上に記録媒体１０１上のトナーから移動した微小量のオフセットトナー１０３が付着し、清掃用部材１０６がオフセットトナー１０３を拭うことで清掃用部材１０３はトナーで汚れる。清掃用部材１０６がオフセットトナー１０３を拭っている際、清掃用部材１０６はヒートロール１０４に引っ張られているが、トルク検知器１１０がこのときの張力を検出している。
【００４３】
清掃用部材１０６がトナーで汚れてくるとヒートロール１０４との摺擦力が増加し、ヒートロール１０４が清掃用部材１０６を引っ張る力が増加する。トルク検知器１１０が検出したヒートロール１０４による張力が所定値以上となったとき、清掃用部材１０６を巻き取る駆動モータ１０８が作動し、清掃用部材１０６が巻き取られ、清掃用部材１０６の新規の面がヒートロール１０４に接する。この清掃用部材１０６の巻き取りは、ヒートロール１０４による張力が所定値以上の間、継続して行われる。
【００４４】
清掃用部材１０６の新規の面が現れることにより、清掃用部材１０６とヒートロール１０４との摺擦力は減少し、ヒートロール１０４が清掃用部材１０６を引っ張る力も同様に減少する。トルク検知器１１０が検出したヒートロール１０４による張力がある所定値を下回ったとき、清掃用部材１０６を巻き取る駆動モータ１０８が停止し、清掃用部材１０６の巻き取りは停止する。このとき、ヒートロール１０４には充分な量の新規の清掃用部材面が接触し、ヒートロール１０４表面の摺擦力も必要な量まで低下している。
【００４５】
なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１０１    記録媒体
１０２    未定着トナー
１０３    オフセットトナー
１０４    ヒートロール
１０５    バックアップロール
１０６    清掃用部材
１０７    押圧手段
１０８    駆動モータ
１０９    ベルト
１１０    トルク検知器
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４７】
【特許文献１】特許第３０２２８３０号公報
【図１】
2011059349.tif 000003
【図２】
2011059349.tif 000004
【図３】
2011059349.tif 000005