(57)【要約】【課題】本発明の目的は、用紙巻き付きがなく、白紙通紙による定着部材上のトナー汚れのクリーニングを可能する画像形成装置を提供する。【解決手段】本発明は、用紙の先端領域Ｐｆａが既に解除されたニップＮを通過した後にニップＮを圧着させることにより、用紙巻き付きがなく、白紙通紙による定着部材として定着ベルトのクリーニングを可能する画像形成装置の提供を実現できる。【選択図】図６
2011253036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙にトナー像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部に用紙を給送する給紙部と、
回動された定着部材と前記定着部材に圧接する加圧部材で構成されたニップにおいてトナー像が形成された用紙を挟持搬送して用紙上のトナー像を定着する定着装置と、
前記給紙部、前記画像形成部、及び前記定着装置を制御して、用紙上に画像を形成する場合に、前記給紙部から用紙を給送させ、前記画像形成部で用紙上にトナー像を形成させ、前記定着装置で用紙上のトナー像を定着させる制御部と、を有する画像形成装置であって、
前記制御部は、用紙へのトナー像の定着が完了せずに定着装置にトナーが付着した場合において、前記給紙部から用紙を給送させ、前記画像形成部で用紙上にトナー像を形成させず用紙を白紙で前記定着装置に搬送して、用紙の先端領域より用紙搬送方向における下流側の用紙上に前記定着部材上のトナーを転移させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記定着部材上のトナーを転移させる動作は、用紙のジャム後の復帰操作が為された場合に行われ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】
前記ニップを形成する、あるいは解除する圧着解除機構を有し、
前記制御部は、前記用紙の先端領域が既に解除された前記ニップを通過した後に、前記ニップを形成させるよう、前記圧着解除機構を制御することを特徴とする請求項１、又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ニップに対し前記定着部材の回動方向における下流側に位置し前記定着部材から用紙の分離を補助する分離補助手段を有し、
前記制御部は、用紙の先端が前記分離補助手段を通過した後に前記ニップを形成させることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記ニップに対し用紙搬送方向の下流側に配設し用紙を前記下流側に搬送する定着排紙ローラを有し、
前記制御部は、用紙の先端が前記定着排紙ローラを通過した後に前記ニップを形成させることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記定着部材上に対向して配設し前記定着部材上のトナー量を検出するトナー量検出手段を有し、
前記制御部は、前記トナー量検出手段の信号に基づき前記定着部材の回動方向における非トナー汚れ領域を判定した後に、前記用紙の先端領域が前記非トナー汚れ領域に収まるよう、用紙の搬送を制御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７】
前記制御部は、前記用紙の先端領域が用紙搬送方向において最長になるよう、用紙の搬送を制御することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御部は、ジャム後の復帰操作が為された場合に、ジャム発生前に画像形成で給紙された用紙の斤量より大きい斤量の用紙を前記給紙部から給紙させることを特徴とする請求項１から７までの何れか１項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、電子写真方式の画像形成装置に係り、特に定着装置に生じたトナー汚れをクリーニングして高品質な画像を安定的に出力可能な画像形成装置に関係する。
【背景技術】
【０００２】
近年、上記画像形成装置の用途はオフィス用から印刷分野へと拡大しており、また、カラー画像の形成が広く普及している。このような用途では、高品質な画像を長期に提供できる画像形成装置の提供が求められており、特に、定着装置に用いられる定着部材の摩耗及び軽微な損傷等に対する要求が益々厳しくなっている。
【０００３】
このような背景から、定着部材に接触させて定着部材を清掃する清掃機構を設けず、ジャム等で定着部材にトナー汚れが生じた場合に定着装置に白紙を通紙して定着部材をクリーニングする画像形成装置が提案されている（特許文献１及び２）。
【０００４】
特許文献１に記載の画像形成装置は、定着部材としての定着ローラ及び圧着ローラで構成された定着手段を有し、ジャム発生時に定着手段のニップに用紙が挟持されている可能性がある場合に、ジャム処理後にプリントを再開する前に、ニップに画像未形成の用紙（白紙）を通紙して定着部材表面の付着残留トナーを白紙に転移させて定着部材から除去回収することで定着部材をクリーニングする動作モードを実行させる。そして、ジャム発生時に生じた定着部材のトナー汚染に起因する、画像形成再開時のトラブル発生（画像汚れ、用紙の裏面汚れ、及び定着部材への用紙巻き付き）を未然に防止している。
【０００５】
特許文献２に記載の画像形成装置は、定着器で生じた紙詰まりを検出する手段を有し、定着器で紙詰まり（ジャム）が生じた場合、ジャム紙をユーザーが取り除いた後、ユーザーの印字データとは別に１枚以上の用紙を自動的に定着器へ通紙して、ジャムによって生じた、定着部材に付着したトナーをクリーニングするものである。又、定着部材の表面に付着したトナーを検出する汚れ検出手段を備えており、該汚れ検出手段により定着部材表面のトナー付着汚れが検出されると、ユーザーの印字データとは別に１枚以上の用紙を自動的に定着器へ通紙して、ジャムの有無に拘わらず、定着部材に付着したトナーをクリーニングするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−９８８８８号公報
【特許文献２】特開２００４−４５５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１及び２に記載の画像形成装置では、定着器に清掃機構を備えずとも、ジャム処理後に非画像形成の用紙（白紙）を強制的に１枚、あるいは必要に応じて数枚通紙させることにより、定着部材のトナー汚れに起因する画質問題を防止できた。
【０００８】
ところが、定着部材にクリーニング用の用紙（白紙）が巻き付く用紙巻付きの問題が十分に解消できなかった。用紙巻付きを防止する用紙分離機構、特に定着部材に接触する分離爪を設けることも考えられるが、分離爪による定着部材の傷、この傷による光沢ムラ、及び用紙面の分離爪への接触による光沢ムラ等が新たに発生し、用紙分離機構を設けることも問題であった。
【０００９】
クリーニング用の用紙（白紙）巻付きの現象について詳しく検討したところつぎのような条件に生じた場合、用紙（白紙）が定着部材に用紙巻き付きが発生することが判明した。
【００１０】
その１：定着部材上のトナー汚れがあるところに用紙の先端が重なるようにニップ部に用紙が通紙されると、用紙巻き付きが発生する。
【００１１】
その２：用紙の先端、あるいは先端領域に対面するトナー汚れの面積が大きくなると、用紙巻き付きの頻度は増大する。
【００１２】
その３：面積が同じでもトナー汚れの濃度が高くなると、用紙巻き付きの頻度は増大する。
【００１３】
本発明の目的は、用紙巻き付きがなく、白紙通紙による定着部材上のトナー汚れのクリーニングを可能する画像形成装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題は、以下の発明を実現することにより達成される。
【００１５】
１．用紙にトナー像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部に用紙を給送する給紙部と、
回動された定着部材と前記定着部材に圧接する加圧部材で構成されたニップにおいてトナー像が形成された用紙を挟持搬送して用紙上のトナー像を定着する定着装置と、
前記給紙部、前記画像形成部、及び前記定着装置を制御して、用紙上に画像を形成する場合に、前記給紙部から用紙を給送させ、前記画像形成部で用紙上にトナー像を形成させ、前記定着装置で用紙上のトナー像を定着させる制御部と、を有する画像形成装置であって、
前記制御部は、用紙へのトナー像の定着が完了せずに定着装置にトナーが付着した場合において、前記給紙部から用紙を給送させ、前記画像形成部で用紙上にトナー像を形成させず用紙を白紙で前記定着装置に搬送して、用紙の先端領域より用紙搬送方向における下流側の用紙上に前記定着部材上のトナーを転移させることを特徴とする画像形成装置。
【００１６】
２．前記定着部材上のトナーを転移させる動作は、用紙のジャム後の復帰操作が為された場合に行われることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
【００１７】
３．前記ニップを形成する、あるいは解除する圧着解除機構を有し、
前記制御部は、前記用紙の先端領域が既に解除された前記ニップを通過した後に、前記ニップを形成させるよう、前記圧着解除機構を制御することを特徴とする前記１、又は２に記載の画像形成装置。
【００１８】
４．前記ニップに対し前記定着部材の回動方向における下流側に位置し前記定着部材から用紙の分離を補助する分離補助手段を有し、
前記制御部は、用紙の先端が前記分離補助手段を通過した後に前記ニップを形成させることを特徴とする前記３に記載の画像形成装置。
【００１９】
５．前記ニップに対し用紙搬送方向の下流側に配設し用紙を前記下流側に搬送する定着排紙ローラを有し、
前記制御部は、用紙の先端が前記定着排紙ローラを通過した後に前記ニップを形成させることを特徴とする前記３に記載の画像形成装置。
【００２０】
６．前記定着部材上に対向して配設し前記定着部材上のトナー量を検出するトナー量検出手段を有し、
前記制御部は、前記トナー量検出手段の信号に基づき前記定着部材の回動方向における非トナー汚れ領域を判定した後に、前記用紙の先端領域が前記非トナー汚れ領域に収まるよう、用紙の搬送を制御することを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
【００２１】
７．前記制御部は、前記用紙の先端領域が用紙搬送方向において最長になるよう、用紙の搬送を制御することを特徴とする前記６に記載の画像形成装置。
【００２２】
８．前記制御部は、ジャム後の復帰操作が為された場合に、ジャム発生前に画像形成で給紙された用紙の斤量より大きい斤量の用紙を前記給紙部から給紙させることを特徴とする前記１から７までの何れか１項に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、用紙巻き付きがなく、白紙通紙による定着部材上のトナー汚れのクリーニングを可能する画像形成装置の提供を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】は本発明に係る画像形成装置を示す構成図である。
【図２】は本発明に係る定着装置３０を示す拡大断面図である。
【図３】は定着ベルト３１に対する外部加圧ローラの圧着解除機構を示す断面図である。
【図４】は本発明に係る定着部材クリーニング制御を示すブロック図である。
【図５】はジャム発生時の定着ベルトクリーニング制御への移行を示すフローチャートである。
【図６】は『定着ベルトクリーニング制御』に係る第１の実施形態を示すフローチャートである。
【図７】は『定着ベルトクリーニング制御』が実行された際に、白紙用紙Ｐが定着装置３０の主要部を通過する時間と、ニップＮが形成される圧着機構のＯＮ時間を示す状態図である。
【図８】は第２の実施形態を示す制御を示すブロック図である。
【図９】は本発明に係る第２の実施形態の定着部材クリーニング制御を示す、フローチャートである。
【図１０】白紙通紙に用いる給紙カセットを決定する制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。
【００２６】
《電子写真方式の画像形成装置》
図１は本発明に係るクリーニング装置を備えた画像形成装置Ａを示す構成図である。
【００２７】
画像形成装置Ａは装置本体の上部に載置される画像読取装置Ｂを備えている。
【００２８】
画像形成装置Ａはタンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、本発明に係る像担持体としての中間転写体６を有する画像形成部１００、給紙部２０及び定着装置３０等からなる。
【００２９】
画像形成装置Ａの上部には、自動原稿送り装置ＤＦと原稿画像走査露光装置ＳＣから成る画像読取装置Ｂが設置されている。自動原稿送り装置ＤＦの原稿台上に載置された原稿ｄは、搬送手段により搬送され原稿画像走査露光装置ＳＣの光学系により原稿の片面、又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤに読み込まれる。
【００３０】
ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されて形成された信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等が行われた後、露光手段３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに送られる。
【００３１】
イエロー（Ｙ）色のトナー画像を形成する画像形成手段１０Ｙは、感光体１Ｙの周囲に帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ及びクリーニング手段５Ｙを配置している。マゼンタ（Ｍ）色のトナー画像を形成する画像形成手段１０Ｍは、感光体１Ｍの周囲に帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ及びクリーニング手段５Ｍを配置している。シアン（Ｃ）色のトナー画像を形成する画像形成手段１０Ｃは、感光体１Ｃの周囲に帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ及びクリーニング手段５Ｃを配置している。黒（Ｋ）色のトナー画像を形成する画像形成手段１０Ｋは、感光体１Ｋの周囲に帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ及びクリーニング手段５Ｋを配置している。帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光手段３Ｃ、及び帯電手段２Ｋと露光手段３Ｋは、潜像形成手段を構成する。
【００３２】
なお、現像手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の小粒径のトナーとキャリアからなる２成分現像剤を内包する。
【００３３】
中間転写体６は、複数のローラにより巻回され、図示しない駆動手段により回動可能に支持されている。
【００３４】
定着装置３０は、加熱された定着部材（定着ベルトと称す）３１と加圧部材（外部加圧ローラと称す）３３との間に形成されたニップＮで用紙Ｐ上の未定着トナー像を加熱、加圧して定着する。
【００３５】
上記の実施形態に使用されるトナーは、樹脂１００質量部に対し、１０質量部のオフセット防止剤が含有されている。
【００３６】
オフセット防止剤は、トナーの主樹脂に比較して低分子量であり且つ融点も低いために、定着装置のニップＮを通過する際に粘弾性状態に留まる主樹脂と異なり溶融状態となり、トナー層の表面を覆うように展開し、定着ベルト３１の表面層とトナー層の界面に占有し、定着ベルト３１の表面層に対するトナー層の離型性を飛躍的に高めること可能するものである。ここではオフセット防止剤（後述においてワックスと称する）として低分子量ポリプロピレンのワックスが用いられている。
【００３７】
一次転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにより、画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋより形成された各色のトナー像は本発明に係る像担持体としての中間転写体６上に逐次転写されて各色トナーで成るトナー像が中間転写体６上に形成される。
【００３８】
他方、給紙部２０において用紙Ｐが給紙カセット２１から給紙手段２２により給紙され、給紙ローラ２３、２５、２６、レジストローラ２７等を経て二次転写手段９に搬送される。二次転写手段９で中間転写体６上に形成されたトナー像は用紙転写部Ｌｔで用紙Ｐ上に転写される。
【００３９】
トナー像が転写された用紙Ｐは、曲率分離により中間転写体６より分離され、定着装置３０に搬送される。そして、用紙Ｐ上のトナー像は定着装置３０で加熱、加圧され、用紙Ｐ上に定着される。その後、用紙Ｐは排紙ローラ２４に挟持されて機外の排紙トレイ２９上に載置される。
【００４０】
一方、中間転写体６は二次転写手段９で用紙Ｐにトナー像が転写された後にクリーニング手段８に至り、クリーニング手段８により中間転写体６上の残留トナーが除去されて、中間転写体６は像形成が再度可能な状態に清掃される。
【００４１】
定着処理された用紙Ｐを反転排紙する場合には、用紙Ｐは定着装置３０と排紙ローラ２８の中間に配置された分岐板２８Ａの図示右側の搬送路を通過し、下方の第１搬送路Ｓａに搬送された後、逆転搬送されて分岐板２８Ｂの図示左側の第２搬送路Ｓｂを通過し、排紙ローラ２８により装置外に排出される。
【００４２】
用紙Ｐの両面に画像形成する場合には、表面にトナー像が形成された用紙Ｐは、定着装置３０で処理された後に、第１搬送路Ｓａ、第４搬送路Ｓｄ、及び第３搬送路Ｓｃで構成される両面搬送路Ｓ内を経由して用紙転写部Ｌｔに搬送させる。そして、両面搬送路Ｓ内を経由する間に用紙Ｐは表裏反転搬送される。
【００４３】
用紙Ｐの第１面に形成した画像を定着処理した後、用紙Ｐは第１搬送路Ｓａ、更に分岐板２８Ｂの下方の第４搬送路Ｓｄに導入された後に逆転搬送されて表裏反転される。表裏反転された用紙Ｐは分岐板２８Ｂの図示右側の搬送路を通過し、第３搬送路Ｓｃに搬送した後に上方に迂回して給紙ローラ２６により用紙転写部Ｌｔに搬送する。
【００４４】
そして、用紙転写部Ｌｔにおいて用紙Ｐの第２面に中間転写体６上のカラー画像が転写されて用紙Ｐの第２面上にカラー画像が形成される。更に用紙Ｐは定着装置３０により加熱定着処理され、排紙ローラ２８によって装置外に排出される。
【００４５】
［定着装置］
ここで、画像形成装置Ａに搭載されている、本発明に係る定着装置３０について説明する。
【００４６】
図２は、本発明に係る実施形態の定着装置３０を示す拡大断面図である。
【００４７】
図２に示す定着装置３０の定着方式は、ニップＮにおいて加熱された定着部材としての定着ベルト３１に用紙Ｐを圧接して用紙Ｐ上のトナー像を加熱・定着するものである。
【００４８】
定着装置３０のニップＮは、回動する定着ベルト３１と定着ベルト３１に圧接された加圧部材としての外部加圧ローラ３３とで構成され、給紙手段２２から給送され用紙転写部Ｌｔでトナー像が形成された用紙Ｐを加圧挟持しながら搬送してトナー像を用紙上に定着する。
【００４９】
ニップＮは、支持加圧ローラ３７と支持加圧ローラ３７に圧接する外部加圧ローラ３３とで形成される主ニップＮ１と、主ニップＮ１に対し定着ベルト３１の回動方向上流側に位置し加圧パッド３９で押圧されて定着ベルト３１が外部加圧ローラ３３に巻き付き圧接される補助ニップＮ２とで構成される。
【００５０】
定着装置３０のニップＮは、図示のように用紙搬送方向の大きな範囲に形成されており、用紙Ｐ上のトナー像は、広幅の補助ニップＮ２を通過する間に用紙Ｐと一緒に定着ベルト３１から十分な熱を与えられた後に、主ニップＮ１で大きな圧力を受けて用紙Ｐ上に定着される。
【００５１】
後述の加圧手段によって支持加圧ローラ３７は外部加圧ローラ３３に対し２００〜８００Ｎの力で圧接されている。
【００５２】
定着ベルト３１は、好ましくはＡ４幅で１０〜１００Ｎ程度の張力で張架され、耐熱性、耐久性に優れ、且つ張架による形状履歴の小さい材質でなる基体３１Ａと、基体３１Ａ上に形成された耐熱ゴムでなる中間層３１Ｂと、中間層３１Ｂの表面にコーティングされた低表面エネルギー樹脂でなる表面離型層３１Ｃで構成されている。ここでは基体３１Ａとして９０μｍのポリイミド、中間層３１Ｂとして２００μｍのシリコーンゴム、表面離型層３１Ｃとして３０μｍのＰＦＡ（テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニールエーテル共重合体）あるいはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を用いている。これに限定されるものではなく、他の耐熱材料で構成することも可能である。
【００５３】
支持加熱ローラ３２は、アルミから形成された円筒状の芯金３２１の外周に表面離型層３２２が被覆されている。そして、中空内に配設される加熱源であるハロゲンヒータＨＴ１によって所定の温度まで加熱される。図示のローラ温度センサＴＳ１が支持加熱ローラ３２の温度を検出し、定着温度駆動ユニットＵ１（図３、図４参照）に出力する。定着温度駆動ユニットは、支持加熱ローラ３２が規定の温度となるようにハロゲンヒータＨＴ１の通電を制御する。
【００５４】
更に、回動する定着ベルト３１に接触し、定着ベルト３１の張架を担う固定ブロック３８の上流側に配設されたベルト温度センサＴＳ２は、ニップＮの直前で定着ベルト３１の温度を検出している。非図示の制御部は、ベルト温度センサＴＳ２の出力に基づき、必要に応じてローラ温度センサＴＳ１の基準温度を変更しハロゲンヒータＨＴ１を点灯させて、定着ベルト３１の温度を高い精度で制御している。
【００５５】
定着ベルト３１は、光沢度や用紙Ｐの厚みなどに応じて、１６０〜２００℃の範囲の温度で加熱される。
【００５６】
外部加圧ローラ３３はアルミから成形された円筒状の芯金３３３に弾性体であるの耐熱層３３２で被覆され、更に耐熱層３３２の外周に離型層３３１が被覆されている。加熱源であるハロゲンヒータＨＴ２が外部加圧ローラ３３の空洞部に配設されており、外部加圧ローラ３３は、ハロゲンヒータＨＴ２の点灯で加熱される。その温度は、外部加圧ローラ３３に設置された接触温度センサＴＳ３により検出され、定着温度駆動ユニットＵ１に出力される。定着温度駆動ユニットＵ１は、外部加圧ローラ３３が規定の温度となるようにハロゲンヒータＨＴ２の通電を制御している。
【００５７】
加熱された定着ベルト３１の薄い表面離型層３１ＣはニップＮにおいて中間層３１Ｂの圧縮変形により用紙Ｐやトナー層の凸凹に追従して密着されるために、トナー像はムラなく加熱されて用紙Ｐ上に定着される。そして、定着処理済みの用紙Ｐにはトナー像が適度に均一な光沢を持つ高品質な画像が形成される。
【００５８】
ニップＮを搬出される用紙Ｐの先端は、支持加圧ローラ３７によって形成される定着ベルト３１の用紙分離部Ｌｓに達すると、定着ベルト３１から確実に分離されて、排紙ガイドＧに沿って移動し、定着排紙ローラ３５に挟持搬送されて、定着装置外に排出される。
【００５９】
支持加圧ローラ３７は分離ローラを兼ねている。また分離補助手段４０を持つ。分離補助手段４０は分離ローラ３７で分離できなかった紙を定着ベルト３１から分離させる機能を持つ。分離補助手段４０は回動する定着ベルト３１に近接する複数の分離爪等を回動方向に直交する幅方向に配設させた構成や板状の部材で構成されたものであってもよい。
【００６０】
図３は、定着ベルト３１に対する外部加圧ローラ３３の圧着解除機構３４を示す断面図である。
【００６１】
図３において、外部加圧ローラ３３は、不図示の耐熱スリーブを介して前側、奥側のローラ支持板３４０に支持されている。各ローラ支持板３４０は定着装置３０の枠体に支持された支持軸３４１を支点として回動可能である。外部加圧ローラ３３は、実線で示すようにニップＮが形成される圧着位置と、点線で示すようにニップＮが解除される解除位置とに変位可能に構成されている。
【００６２】
また、ニップＮを形成する、あるいはニップを解除する圧着解除機構３４は、外部加圧ローラ３３を回動可能に支持する支持板３４０と、定着装置３０のケーシングに支持され支持板３４０を回転可能に支持する支持軸３４１と、支持板３４０の突起部３４２に付勢するバネ３４４と、バネ３４４の基準板３４５を変更してバネ３４４による支持板３４０への付勢をＯＮ、ＯＦＦするカム３４６と、このカム３４６を回転させる圧着解除モータＭ１とで構成される。
【００６３】
画像形成装置Ａの動作時、又は動作の準備時に、カム３４６を圧着状態に切り替えて、外部加圧ローラ３３を支持加圧ローラ３７に押し当て、定着ベルト３１に対し外部加圧ローラ３３を圧接させて定着装置３０のニップＮが形成されるように、カム軸３４７に連結された圧着解除モータＭ１を制御する。
【００６４】
あるいは画像形成装置Ａの停止時、又はジャム等の発生時には、カム３４６を解除状態に切り替えて、定着装置３０のニップＮが解除されるように、圧着解除機構３４を制御する。
【００６５】
なお、以下の説明において、圧着解除機構３４により定着装置３０のニップＮが解除されている場合にも、定着ベルト３１及び支持加圧ローラ３３が対向する領域をニップＮと称する。
【００６６】
また、支持加圧ローラ３７は、非図示の駆動部からの動力によって回転する。歯車３２８は非図示の駆動部に連結されており、図示のように支持加圧ローラ３７に一体に取り付けられた歯車３２７に係合している。
【００６７】
次に、本発明に係る定着ベルト３１のトナー汚れを清掃する定着ベルトクリーニング制御について以下説明する。
【００６８】
図４は、本発明に係る定着ベルトクリーニング制御を示すブロック図である。
【００６９】
ＣＵは、画像形成装置Ａ全体の制御を司る制御部であり、本発明に係る定着ベルトクリーニング制御の実行も司る。ここでは、定着ベルトクリーニングに関係する主要な構成が記載され、画像形成部等に関係する構成は省略されている。
【００７０】
ＣＲ１は、非図示の駆動伝達系に配設され制御部ＣＵによって制御され、給紙部２０のレジストローラ２７の作動、あるいは非作動を切り替えるクラッチである。
【００７１】
Ｕ１は、定着ベルト３１の温度を制御するハロゲンヒータＨＴ１の点灯を制御する定着温度駆動ユニットである。定着温度駆動ユニットＵ１は、外部加圧ローラ３３の温度制御も司るが、ここでは省略している。
【００７２】
Ｕ２は、張架された定着ベルト３１に対する外部加圧ローラの圧着解除機構３４を作動する圧着駆動ユニットである。圧着駆動ユニットＵ２は、カム３４６を支持するカム軸３４７に連結された圧着解除モータＭ１の回転を制御している。
【００７３】
［定着ベルトクリーニング制御の実施形態］
図５は、ジャム発生時の定着ベルトクリーニング制御への移行を示すフローチャートである。
【００７４】
ジョブ開始指令が為されると（Ｓ１）、画像形成のジョブを実行する（Ｓ２）。そして、ジョブ実行中にジャムが発生する（Ｓ３）と、ジョブを中断して（Ｓ４）、ジャム処置が為されて操作者によるジョブ復帰のための操作が行われる（Ｓ５）と、『定着ベルトクリーニング制御』を実行する（Ｓ６）。そして、『定着ベルトクリーニング制御』を終了すると、中断したジョブを再開する。
【００７５】
図６は、『定着ベルトクリーニング制御』に係る第１の実施形態を示すフローチャートである。
【００７６】
本発明に係る定着ベルトクリーニング制御について簡単に説明する。
【００７７】
本発明に係る定着ベルト３１のトナー汚れを清掃する手段は、特別に専用の部品を必要とするものでなく、定着ベルト３１上にトナー汚れを検知した場合、又は定着ベルト３１上にトナー汚れが発生することが想定される場合に、定着ベルト３１を所定の温度に加熱させた状態において、給紙カセット２１から給紙手段２２により用紙Ｐを給紙させ、用紙転写部Ｌｔでトナー像を転写させずに白紙の状態で定着装置３０のニップＮに搬入させて、定着ベルト３１上のトナー汚れを用紙Ｐに転移させて、定着ベルト３１をクリーニングする技術の範疇である。
【００７８】
用紙ＰがニップＮを通過する間に定着ベルト３１の同一箇所はニップＮを数回周回する。従って、定着ベルト３１上のトナー汚れは、１〜数枚の用紙ＰをニップＮに搬入させることによって確実に清掃できる。
【００７９】
更に、用紙の先端領域Ｐｆａがニップ部Ｎを通過する際に定着ベルト３１上のトナー汚れ領域に重なった場合に発生する『定着ベルト３１への用紙Ｐの巻き付き』を防止するものである。
【００８０】
図６の制御（フローチャート）を以下説明する。
【００８１】
Ｓ１０１は、『定着ベルトクリーニング制御』に使用される用紙Ｐを決定する工程である。換言すると、複数の給紙カセット２１から『定着ベルトクリーニング制御』に適当な給紙カセット２１を決定する工程であり、Ｓ１０１工程の一例を後述する。
【００８２】
Ｓ１０２は、定着装置３０のニップＮが形成される圧着状態であるか否かを判断する工程である。そして、圧着状態（Ｙｅｓ）の場合、圧着解除モータＭ１を所定量回転させて定着装置３０のニップＮを解除状態にさせて（Ｓ１０３）、解除後にハロゲンヒータＨＴ１制御を開始し（Ｓ１０４）、所定の温度になるように必要に応じてハロゲンヒータＨＴ１を点灯させる（Ｓ１０５）。所定の温度としては、通常のコピー動作中と同等の温度（１６０〜２００℃）か、又は定着ベルトクリーニング制御時用に設定された通常コピー動作中温度よりも高い温度（２００〜２２０℃）が良い。
【００８３】
なお、この際に定着ベルト３１上の温度を全周に渡り均一にするために定着ベルト３１を回動させるように非図示の定着駆動系を同時に作動させる。
【００８４】
定着ベルト３１が所定温度になったら、Ｓ１０１工程で決定された給紙カセット２１から１枚目用紙Ｐ１を給紙させる。そして、用紙転写部Ｌｔを経由して定着装置３０に搬入させる（以上Ｓ１０６）。なお、１枚目用紙Ｐ１はトナー像の形成されていない白紙状態である。
【００８５】
Ｓ１０７は、１枚目用紙Ｐ１が給紙部２０のレジストローラ２７を作動させた時点から所定時間Ｈｐが経過したか否かを判定する工程である。所定時間Ｈｐが経過すると、Ｓ１０８工程に移行する。
【００８６】
Ｓ１０８は、圧着解除モータＭ１を所定量回転させて定着装置３０のニップＮを形成する工程である。この工程において定着ベルト３１上のトナー汚れは１枚目用紙Ｐ１上に転移されて、定着ベルト３１の表面が清掃される。
【００８７】
所定時間Ｈｐは用紙Ｐをレジストローラ２７からニップＮの通紙方向最下流まで搬送するのに要する時間Ｈｎを超えて定めた時間であり（Ｈｐ＞Ｈｎ）、１枚目用紙Ｐ１の先端が定着装置３０のニップＮを通過した後に定着装置３０の外部加圧ローラ３３を圧着状態に切り替える。
【００８８】
従って、定着ベルト３１上のトナー汚れ領域が１枚目用紙Ｐ１の先端に対面するような事態は常に回避されるために、クリーニングのために通紙された用紙は、先端が着実に分離され、結果として巻き付きなく定着ベルト３１の表面を清掃可能にする。
【００８９】
Ｓ１０９は、２枚目以降の用紙を給紙部２０から給紙させ定着装置３０に搬入させる工程である。基本的には１枚目用紙Ｐ１の通紙のみで十分に定着ベルト３１の表面を清掃可能であるが、定着ベルト３１上のトナー汚れ量が多い場合、僅かに定着ベルト３１に残ることもあり、確実性を考慮して、ここでは複数枚の用紙を通紙させる１０９工程を付加している。
【００９０】
図７は、図６に示す『定着ベルトクリーニング制御』が実行された際に、白紙用紙Ｐが定着装置３０の主要部を通過する時間と、ニップＮが形成される圧着機構のＯＮ時間を示す状態図である。
【００９１】
ここでは、定着ベルト３１を清掃するために、１枚目用紙Ｐ１と２枚目用紙Ｐ２でなる２枚の用紙Ｐを白紙として給紙している。
【００９２】
横軸は時間軸である。図示のＴ１はレジストローラ２７の作動し、用紙Ｐが用紙転写部Ｌｔに向けて再給紙される時点を示す。Ｔ２は用紙Ｐの先端が定着装置３０の解除されたニップＮの通紙方向最下流に至る時点を示す。Ｔ３は用紙Ｐの先端が定着装置３０の分離補助手段４０の通紙方向最上流部（図２のＬｂ）に至る時点を示す。Ｔ４は用紙Ｐの先端が定着排紙ローラ３５のニップ部（図２のＬｒ）に至る時点を示す。
【００９３】
従って、Ｈｎは用紙Ｐの先端がレジストローラ２７から定着装置３０のニップＮを通過するのに要する時間を示し、Ｈｓは用紙Ｐの先端がレジストローラ２７から定着ベルト３１の分離補助手段４０に至るのに要する時間を示す。そして、Ｈｅは用紙Ｐの先端がレジストローラ２７から定着排紙ローラ３５を通過するのに要する時間を示す。Ｈｎ、Ｈｓ、Ｈｅは、Ｈｎ＜Ｈｓ＜Ｈｅの関係がある。
【００９４】
図示のＡ１、Ａ２はレジストローラ２７を用紙Ｐ１、Ｐ２が通過する時間を示す。同様にＢ１、Ｂ２は用紙Ｐ１、Ｐ２が用紙転写部Ｌｔを通過する時間を示し、Ｃ１、Ｃ２は用紙Ｐ１、Ｐ２がニップＮを通過する時間を示す。Ｄ１、Ｄ２は用紙Ｐ１、Ｐ２が分離補助手段４０を通過する時間を示し、Ｅ１、Ｅ２は用紙Ｐ１、Ｐ２が定着排紙ローラ３５を通過する時間を示す。
【００９５】
図７に図示のＦ１、Ｆ２、Ｆ３は、本発明に係る圧着解除機構３４によるニップ形成タイミングに関する３種類の代表的な事例である。
【００９６】
Ｆ１で示す第１事例では、Ｔ１から第１時間Ｈｐ１が経過した時点で圧着解除機構３４を圧着状態に作動させたものであり、第１時間Ｈｐ１は、Ｈｎ＜Ｈｐ１のような範囲である。
【００９７】
次に、Ｆ２で示す第２事例では、Ｔ１から第２時間Ｈｐ２が経過した時点で圧着解除機構３４を圧着状態に作動させたものであり、第２時間Ｈｐ２は、Ｈｓ＜Ｈｐ２のような範囲である。
【００９８】
更に、Ｆ３で示す第３事例では、Ｔ１から第３時間Ｈｐ２が経過した時点で圧着解除機構３４を圧着状態に作動させたものであり、第３時間Ｈｐ３は、Ｈｅ＜Ｈｐ２のような範囲である。
【００９９】
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３は、第１〜３事例のニップ形成タイミングにおいて用紙Ｐの先端がニップＮの相当位置を通過した時点からニップＮが形成されるまでに経過した時間に相当する。つまり、定着ベルト３１による圧着に受けない用紙の先端領域Ｐｆａの搬送方向長さに対応する。
【０１００】
第１〜３事例のニップ形成タイミングにおける用紙の先端領域Ｐｆａの搬送方向長さは、用紙Ｐの搬送速度をＶｐとすると、Ｖｐ×Ｈ１、Ｖｐ×Ｈ２、Ｖｐ×Ｈ３のような関係になる。用紙Ｐの搬送速度Ｖｐは、通常のコピー動作時に用紙の坪量に応じて複数の搬送速度を持つ場合は最も遅い速度と同等、又は定着ベルトクリーニング制御時用に設定された通常コピー動作中速度よりも遅い速度、例えば通常の搬送速度の１／２〜１／３が良い。搬送速度を遅くすることにより、用紙ＰのニップＮの通過時間が長くなり、より確実に定着ベルト３１上のトナー汚れを用紙Ｐに転移させる（クリーニングする）ことができる。
【０１０１】
用紙Ｐの先端がニップＮを通過した後に定着装置３０のニップＮを形成させるよう、圧着解除機構３４を制御することによって、用紙の先端領域Ｐｆａが定着ベルト３１上のトナーに粘着するような事態を確実に回避でき、定着ベルト３１への用紙Ｐの巻き付けを防止可能している。用紙Ｐ先端のニップＮの通過量（用紙Ｐ先端がニップＮからの突出量）としては、２０ｍｍ以上が好ましかった。それよりも小さい場合は、用紙Ｐが定着ベルト３１から分離できずに再巻き付きする場合があった。例えば、第１事例のニップ形成タイミングが相当する。この事例の時の用紙の先端領域Ｐｆａの搬送方向長さは、用紙Ｐの搬送速度Ｖｐと用紙Ｐの先端がニップＮの相当位置を通過した時点からニップＮが形成されるまでに経過した時間Ｈ１がＶｐ×Ｈ１≧２０ｍｍとなるようにＨ１を設定する。
【０１０２】
更に、より確実な巻き付き防止性能において、より好ましいニップ形成タイミングは、例えば、第２事例のニップ形成タイミングであり、用紙Ｐの先端が分離補助部材４０の通紙方向最上流部Ｌｂを通過した後に定着装置３０のニップＮを形成させるものである。この事例では、用紙Ｐの先端が分離補助部材４０の通紙方向最上流部Ｌｂを通過しているので、仮に用紙Ｐが定着ベルト３１に巻き付きぎみになっても用紙Ｐの先端が分離補助部材４０の下流にあるので、分離補助部材４０によって用紙Ｐを定着ベルト３１から確実に分離させることができる。この時の用紙の先端領域Ｐｆａの搬送方向長さは、用紙Ｐの搬送速度Ｖｐと用紙Ｐの先端がニップＮの相当位置を通過した時点からニップＮが形成されるまでに経過した時間Ｈ２がＶｐ×Ｈ２≧ＬｂとなるようにＨ２を設定する。
【０１０３】
最も好ましい圧着タイミングは、例えば、第３事例のニップ形成タイミングであり、用紙Ｐの先端が定着排紙ローラ３５で挟持された後に定着装置３０のニップＮを形成させるものである。この事例では、仮に用紙Ｐが定着ベルト３１に巻き付きぎみになっても用紙Ｐの先端は排紙ローラ３５に挟持されているので、排紙ローラ３５で用紙Ｐを引っ張ることができ、定着ベルト３１から確実に分離させることができる。この時の用紙の先端領域Ｐｆａの搬送方向長さは、用紙Ｐの搬送速度Ｖｐと用紙Ｐの先端がニップＮの相当位置を通過した時点からニップＮが形成されるまでに経過した時間Ｈ３がＶｐ×Ｈ３≧ＬｒとなるようにＨ３を設定する。
【０１０４】
上記のように、本発明に係る第１の実施形態の定着部材クリーニング制御は、用紙の先端領域Ｐｆａが既に解除されたニップＮを通過した後にニップＮが形成され、用紙巻き付きが防止され、且つ白紙通紙による定着部材として定着ベルトのクリーニングを可能する画像形成装置を提供できる。
【０１０５】
［第２の実施形態］
次に、定着部材クリーニング制御に係る第２の実施形態について、以下に説明する。
【０１０６】
第２の実施形態は、定着装置３０のニップＮを圧着させる、あるいは解除させる圧着解除機構３４を有さない画像形成装置Ａに適用できるものである。
【０１０７】
図８は、第２の実施形態を示す制御を示すブロック図である。ＰＳ４は、定着ベルト３１に対向して配設され、定着ベルト３１の回動方向に直交する幅方向において定着ベルト３１の多数領域のトナー量に対応する反射濃度を検出する、トナー量検出手段としてのイメージセンサＰＳ４である。
【０１０８】
イメージセンサＰＳ４の一部は定着ベルト３１上の一端側、且つ非画像領域に印刷され、且つ定着ベルト３１の周方向位置を示すパターンを検出すると共に、定着ベルト３１の幅方向における複数の領域毎の反射濃度を検出している。イメージセンサＰＳ４の検出信号は制御部ＣＵの入出部に入力されている。
【０１０９】
従って、制御部ＣＵは、所定の速度で定着ベルト３１を回動・周回させることにより、イメージセンサＰＳ４の信号（パターン検出、光学濃度検出）に基づき用紙巻き付きの恐れがある定着ベルト３１上の領域を判断する。また、ジャム発生の直後に定着ベルト３１に定着クリーニング制御を動作させる程度のトナー汚れが生じたか否かも判定することができる。
【０１１０】
この実施形態では、圧着解除機構３４は自動的に作動する機構でなく、ジャム処理する際に操作者が操作する手動操作機構であるために、ここでは省略される。
【０１１１】
図９は、本発明に係る第２の実施形態の定着部材クリーニング制御を示す、フローチャートである。
【０１１２】
Ｓ２０１は、図６のＳ１０１と同様に適当な給紙カセット２１を決定する工程である。
【０１１３】
Ｓ２０２でヒータ制御を開始させ、Ｓ２０３で定着ベルト３１を回動させ、Ｓ２０４でイメージセンサＰＳ４を作動する。
【０１１４】
Ｓ２０５は、イメージセンサＰＳ４の検出信号に基づき、定着ベルト３１上に定着クリーニング制御を動作させる程度のトナー汚れがあるか、否かを判定する工程である。トナー汚れがある場合（Ｙｅｓの場合）には、Ｓ２０６工程に移行し、定着部材クリーニング制御自体を終了させる。
【０１１５】
Ｓ２０６は、イメージセンサＰＳ４の信号に基づき用紙巻き付きの恐れのない定着ベルト３１上の非トナー汚れ領域Ｒｎを判定する工程である。
【０１１６】
Ｓ２０７は定着ベルト３１の温度が所定の温度範囲にあるか否か判断する工程であり、所定範囲にある場合に、Ｓ２０８に移行する。
【０１１７】
なお、所定の温度範囲は定着ベルト３１がニップＮで用紙Ｐに圧着された場合に定着ベルト３１上のトナーが完全に用紙Ｐに転移されるような温度範囲である。
【０１１８】
Ｓ２０８は、１枚目用紙Ｐ１をレジストローラ２７に給紙する工程である。
【０１１９】
Ｓ２０９は、用紙の先端領域ＰｆａがニップＮで回動定着ベルト３１上の非トナー汚れ領域Ｒｎ内に収まるようなタイミングでレジストローラ２７を回転させて１枚目用紙Ｐ１を搬送させる工程である。
【０１２０】
なお、用紙搬送方向における用紙の先端領域Ｐｆａの長さは、ニップＮと用紙分離部Ｌｓまでの長さ以上である。好ましくは、ニップＮと定着排紙ローラ３５までの長さ以上である。
【０１２１】
非トナー汚れ領域Ｒｎ内に収まる先端を含む用紙の先端領域Ｐｆａの用紙搬送方向長さが最も大きくなるようなレジストローラ２７の回転開始タイミングにすると、用紙巻き付き防止性能において最も優れたものなる。
【０１２２】
Ｓ２１０、Ｓ２１１は１枚目用紙Ｐ１以降の用紙の給紙搬送工程である。
【０１２３】
上記のように、本発明に係る第２の実施形態の定着部材クリーニング制御は、用紙の先端領域ＰｆａがニップＮで定着ベルト上の非トナー汚れ領域Ｒｎに合うようなタイミングで用紙Ｐを定着装置３０に搬送させることによって、用紙巻き付きがなく、白紙通紙による定着部材として定着ベルトのクリーニングを可能する画像形成装置を提供できる。
【０１２４】
次に、定着部材クリーニング制御に用いる白紙通紙に用いる用紙Ｐの種別を決定する制御について、以下に説明する。
【０１２５】
図１０は、白紙通紙に用いる給紙カセットを決定する制御を示すフローチャートであり、図６のＳ１０１及び図９のＳ２０１の工程を対応する。
【０１２６】
Ｓ３０１は、クリーニング実行前の画像形成において用いた用紙Ｐの斤量、つまり処置したジャム紙の斤量Ｄｊを取得する工程である。
【０１２７】
Ｓ３０２は、画像形成装置Ａの給紙部２０に３つの給紙カセット２１に装着されている用紙の斤量Ｄｔｊを参照する工程である。
【０１２８】
Ｓ３０３は、ジャム紙より斤量の大きい用紙を装着している給紙カセット２１が存在するか否かを判定する工程である。そして、Ｙｅｓの場合（存在する場合）には大きい斤量の用紙のうちで最小斤量の用紙を装着している給紙カセット２１を白紙通紙の給紙カセットに決定する（Ｓ３０４）。Ｎｏの場合（存在しない場合）には、ジャム紙と同一の給紙カセットを選択し白紙通紙を行う（Ｓ３０５）。
【０１２９】
上記のように、直前に画像形成が行われた、ジャム紙より斤量の大きい用紙を白紙通紙することによって用紙巻き付きの防止性能を一層向上させている。
【０１３０】
なお、第１及び第２の実施形態は、定着部材として定着ベルト３１を用いているが、定着ローラを用いても適用可能であり、本発明の範囲である。
【０１３１】
また、第１及び第２の実施形態の『定着ベルトクリーニング制御』は、用紙のジャム以外に、例えば定着の未完状態における他の機構部の故障など、定着部に何らかの理由でトナーが付着することが想定されるような場合にも適用可能であり、このような『定着ベルトクリーニング制御』を備えた画像形成装置についても本発明の対象範囲である。
【符号の説明】
【０１３２】
Ａ  画像形成装置
Ｎ  ニップ
Ｐ  用紙
２０  給紙部
３０  定着装置
３１  定着ベルト（定着部材）
３３  外部加圧ローラ（加圧部材）
３４  圧着解除機構
３５  定着排紙ローラ
４０  補助分離手段
１００  画像形成部
ＣＵ  制御部
ＰＳ４  イメージセンサ（トナー量検出手段）
Ｐｆａ  用紙の先端領域
Ｒｎ  非トナー汚れ領域
【図１】
2011253036.tif 000003
【図２】
2011253036.tif 000004
【図３】
2011253036.tif 000005
【図４】
2011253036.tif 000006
【図５】
2011253036.tif 000007
【図６】
2011253036.tif 000008
【図７】
2011253036.tif 000009
【図８】
2011253036.tif 000010
【図９】
2011253036.tif 000011
【図１０】
2011253036.tif 000012