(57)【要約】      （修正有）【課題】搬送中のシートの画像を常に良質に維持できるようにした画像形成装置を提供する。【解決手段】定着装置（ヒータユニット）から発生した熱を遮断して、画像形成部（特に最下流のプロセスカートリッジＡａ）を熱から防護する断熱部材１３に残トナー１４などが堆積する。その堆積した残トナー１４などをクリーニング除去する（ユーザからの）指示が出されると、制御手段はクリーニング用シートを画像形成部にて画像形成せずに通過させて定着装置に向かわせる。同時に、制御手段は定着装置の加圧ローラ５の回転速度（搬送速度）の方を、画像形成部（のシート搬送ベルト）の原動ローラ３ａの回転速度よりも早めることで、クリーニング用シートが引っ張られるようになって断熱部材１３に接触し、堆積した残トナー１４などを拭き取る。それによって画像形成時に搬送中のシートにそうした残トナー１４などが逆転写されて画像を汚すのを防ぐ。【選択図】図３
2008268365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成部と定着装置との間に断熱部材を設けて、前記定着装置で発生した熱から前記画像形成部を防護してなっている画像形成装置において、
前記断熱部材に付着して堆積した現像剤をクリーニングして除去するための指示信号によって、制御手段は少なくとも１枚のクリーニング用シートを画像形成することなく前記画像形成部を通過させて前記定着装置に搬送する制御を行うとともに、前記画像形成部での搬送速度と前記定着装置での搬送速度に差をもたせる制御を行って、搬送中の前記クリーニング用シートを前記断熱部材に接触する方向に移動させて前記堆積した現像剤を拭き取るように構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、搬送速度の差を前記定着装置の搬送速度が前記画像形成部の搬送速度よりも大きくなるように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３】
逆に前記定着装置の搬送速度を前記画像形成部の搬送速度よりも遅く制御して、前記クリーニング用シートに生じさせた弛み部を前記断熱部材に接触させ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４】
前記画像形成部に配置された搬送ローラを有し、前記定着装置に配置された加圧ローラを有し、前記制御手段は前記クリーニング用シートを搬送するための前記加圧ローラの回転速度と前記搬送ローラの回転速度との速度差を制御することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記クリーニング用シートを前記断熱部材に接触させた状態で、前記搬送ローラまたは前記断熱部材にバイアス電圧を印加することを特徴とする請求項４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、複写機、ファクシミリ装置、プリンタおよび多機能複写機などの電子写真画像形成装置（以下、単に「画像形成装置」という）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、画像形成装置では像担持体である例えば感光体ドラム上に形成されたトナー像を普通紙やＯＨＰシートなどのシート上に転写後、定着装置で加熱および加圧をしてシート上に画像を定着させる。その場合に、感光体ドラムは現像装置などと共にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱されるようにしたプロセスカートリッジ方式が多用されている。
【０００３】
近年、特にカラー画像形成装置の急速な普及とともに、高画質化と小型化への要求が高まっている。小型化によってカートリッジと定着装置との間の距離も短縮されるが、それだけカートリッジ内に収容されている現像剤（トナー）が定着装置からの熱の影響を受けやすくなる。トナーが熱の影響を受けると固着したり劣化の原因になる。それを解決するために、カートリッジと定着装置との間に板状の断熱部材を設けて熱を遮断するようにした技術が実機に供されている。
【０００４】
一方、定着装置において加圧ローラが熱の影響を受けて熱膨張すると、定着ニップ部に取り込むシートの搬送量（搬送速度）にも影響を及ぼす。その結果、感光体ドラム側のシート搬送速度と加圧ローラ側のシート搬送速度との間で搬送速度に差が生じる。その速度差は画像に影響するので、それを防止すべく加圧ローラ側の速度制御を目的とした画像形成装置が先に本出願人によって提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１に開示された画像形成装置によれば、上流側の感光体ドラムと下流側の加圧ローラとの間のシート移送区間において、搬送中のシートに弛み（ループ）を生じさせる。そのループ量を検出センサが常時一定するよう、ループ量を検出した信号に基づいて加圧ローラの回転速度（ｒｐｍ）すなわちシート搬送速度を制御する。そうすることで、速度差による画像に乱れなどがなく、常に高画質画像を得るようにしたものである。
【０００６】
【特許文献１】特開平０７−１８１８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、カートリッジと定着装置との間に前述の断熱部材が設けられていると、上記特許文献１で搬送中のシートに生じさせたループがその断熱部材に接触する事態が発生することがある。その接触によってシート上の画像に影響を及ぼすといった新たな問題がある。また、断熱部材にシートが接触すると、次の別問題もある。使用環境が低温でしかも湿度が低い場合は特にシート上においてトナーの保持力が弱小化する。すると、断熱部材との接触時にシート上で保持力の弱いトナーが断熱部材に付着しやすくなる。断熱部材に付着したトナーが堆積すると、稀にはその堆積トナーが後続のシートに再転写されてしまい、画質を低下させることがある。
【０００８】
以上から、本発明の目的は、感光体ドラムなどを収容したカートリッジと定着装置との間の移送区間で必要時にクリーニングモードを実行することで、移送区間を搬送中のシートの画像を常に良質に維持できるようにした画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の代表的な画像形成装置は、画像形成部と定着装置との間に断熱部材を設けて、前記定着装置で発生した熱から前記画像形成部を防護してなっている画像形成装置において、前記断熱部材に付着して堆積した現像剤をクリーニングして除去するための指示信号によって、制御手段は少なくとも１枚のクリーニング用シートを画像形成することなく前記画像形成部を通過させて前記定着装置に搬送する制御を行うとともに、前記画像形成部での搬送速度と前記定着装置での搬送速度に差をもたせる制御を行って、搬送中の前記クリーニング用シートを前記断熱部材に接触する方向に移動させて前記堆積した現像剤を拭き取るように構成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の画像形成装置によれば、定着装置から発生した熱を断熱部材によって画像形成部を防護する。経時使用により、画像形成後のシートが断熱部材の付近を搬送中に現像剤（例えば、シート上のトナー像のトナーや未転写の残トナーなど）が飛散してその断熱部材に付着して堆積することがある。その堆積した現像剤をクリーニング除去する指示が出されると、制御手段はクリーニング用シートを画像形成部にて画像形成することなくそのまま通過させて定着装置に向かわせる。同時に、制御手段は定着装置と画像形成部での搬送速度に差を持たせることでクリーニング用シートが断熱部材に接触するように移動させる。クリーニング用シートは断熱部材を擦って堆積した現像剤を拭き取ることで、画像形成時に搬送中のシートにそうした現像剤が逆転写されて、画像を汚すのを防止する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る画像形成装置の好適な実施形態について図を参照して詳細に説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態のカラー画像形成装置を示し、装置本体は上下方向に直線状に配列された例えばブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の各色に対応する４つの画像形成部を有している。それら４つの画像形成部にはそれぞれ像担持体としてドラム状の電子写真感光体である感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ（以下、符号「１」で代表させて表記）が備わっている。また、それら各感光体ドラム１の配列に沿って対面するように配置した無端状のシート搬送ベルト２を備えている。
【００１３】
各感光体ドラム１の周囲に、回転方向の上流側から順に帯電ローラ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄと現像ローラ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ（以下同様、符号「７」，「８」で代表させて表記）が配置され、さらにクリーニング手段（図示略）が配置されている。
【００１４】
本実施形態では、感光体ドラム１、帯電ローラ７、現像ローラ８およびクリーニング手段を一体的にカートリッジ化し、プロセスカートリッジＡ（Ａａ、Ａｂ、Ａｃ、Ａｄ）として装置本体に着脱させるプロセスカートリッジ方式が採用されている。
【００１５】
感光体ドラム１は、直径３０ｍｍのアルミニウム製シリンダの外周面に有機光導電体（ＯＰＣ）の層を塗布して形成したもので、ドラム両端部をフランジで回転自在に支持されている。また、感光体ドラム１は一方のドラム端部で図示しない回転駆動源のモータから出力された回転動力を受けて、図１では反時計回り方向に回転する。
【００１６】
感光体ドラム１の回転駆動中、感光体ドラム１は帯電ローラ７によって均一に帯電され、スキャナユニット６によって静電潜像が形成される。スキャナユニット６はポリゴンミラーを有し、図示しないレーザダイオードから発生された画像信号に対応するレーザ画像光をポリゴンミラーに照射し、ポリゴンミラーで走査して感光体ドラム１の表面に照射し、感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成する。
【００１７】
感光体ドラム１上に形成された静電潜像は現像ローラ８によって現像される。現像ローラ８は、感光体ドラム１の表面に隣接して設置され、図示しない回転駆動源によって回転し、その表面に担持したトナーを感光体ドラム１と対向した現像部へ搬送する。現像ローラ８には現像バイアス電圧が印加され、その現像バイアス電圧によって現像部でトナーを感光ドラム１上の静電潜像に付着させて現像し、トナー画像として可視像化する。
【００１８】
また、画像形成装置本体の下部にはカセットユニット１６が設置され、転写材となる普通紙などのシートＳが収容されている。カセットユニット１６内のシートＳは、半月形状で間欠的な回転を行う給紙ローラ４によって所定のタイミングで送り出され、シート搬送ベルト２によって搬送される。
【００１９】
シート搬送ベルト２は、ベルト駆動用の原動ローラ３ａ（搬送ローラ）と従動ローラ３ｂ間に掛け回して張架されている。図示しない駆動モータからの回転動力は原動ローラ３ａに入力して伝達され、原動ローラ３ａの回転によって従動ローラ３ｂと協働してベルト走行させる。シート搬送ベルト２のベルト材質には、通常、厚さ１００〜１５０μｍのフィルム材料を用いてエンドレス状に形成される。
【００２０】
シート搬送ベルト２では例えばエア負圧や電磁力を利用した吸引によってシートＳを吸着して保持できるようになっている。シート搬送ベルト２上に載せられたシートＳは、各画像形成部の感光体ドラム１の転写位置に向けて搬送され、各感光体ドラム１上のトナー画像が順次重ねて転写される。４色のトナー画像の転写が終了したシートＳは加圧ローラ５およびヒータユニット１０などで構成される定着装置に送り込まれる。
【００２１】
定着装置は、出力制御が可能な駆動モータ（図示略）によって加圧ローラ５を回転させ、この加圧ローラ５とヒータユニット１０に備わる加熱ローラとの間の定着ニップ部にシートＳを送り込む。定着ニップ部に取り込まれたシートＳは加圧ローラ５で圧接されつつヒータユニット１０にて加熱され、シートＳ上のトナー像を永久定着させる。
【００２２】
また、図１と図２以下の各図に示すように、最下流のプロセスカートリッジＡａを有する画像形成部と、その下流側の近傍に設けられた上記定着装置との間に介在するようにして断面Ｌ字形状の断熱部材１３が配置されている。この断熱部材１３は、プロセスカートリッジＡａ内に収納されている現像剤（トナー）に定着装置における熱源のヒータユニット１０から発生する熱が伝わらないように遮断するための部材である。図４に示すように、断熱部材１３はジャム処理時やカートリッジ交換時にユーザが作業のために挿し込んだ指１５がヒータユニット１０に触れないように防護する機能をも持つ。
【００２３】
また、シート搬送ベルト２の原動ローラ３ａとの間には、シートＳを定着ニップ部に案内するシート搬送ガイド１２が設けられ、このシート搬送ガイド１２を利用したシート弛み検出センサ１１が装着されている。シート弛み検出センサ１１はシート搬送ベルト２から加圧ローラ５に送り込まれる直前のシートＳに生じた弛み（ループ）を検出する。検出されたループ量が目標となる設定ループ量よりも大きいときは、加圧ローラ５の回転速度（ｒｐｍ）を原動ローラ３ａの回転速度（ｒｐｍ）よりも早くなるよう調整する。すなわち、定着ニップ部にシートＳを取り込む加圧ローラ５の回転速度（定着装置での搬送速度）を原動ローラ３ａの回転速度（画像形成部での搬送速度）よりも大きくし、シート搬送ベルト２によるシート搬送速度よりも早める。
【００２４】
逆に、検出ループ量が設定ループ量よりも小さくなった場合、加圧ローラ５の回転速度をベルト駆動ローラ３ａの回転速度よりも遅くなるよう調整する。すなわち、定着ニップ部に取り込むシートＳの搬送速度をシート搬送ベルト２の搬送速度よりも遅くして渋滞させるようにすることで、ループ量が設定ループ量になるまで大きくする。
【００２５】
かくして定着装置の手前上流側におけるシートＳのループ量は常に一定に維持され、シートＳが断熱板１３に擦れることなく（図２参照）、正常な状態で搬送されて定着ニップ部に送り込まれる。加圧ローラ５の回転速度の調整は、ループ検出センサ１１が出力した検出信号を制御手段（図示略）に送信し、制御手段はその検出信号に基づいて加圧ローラ５を回転駆動する駆動モータに対して制御信号を送り、モータ出力を制御することで行われる。
【００２６】
加圧ローラ５の定着ニップ部に送り込まれたシートＳは、定着ニップ部を通過する間に加熱および加圧してトナー画像が定着される。シートＳに４色フルカラーの永久画像が形成されると、画像形成装置本体の上部に配置された排紙トレイ９上に排紙される。
【００２７】
≪クリーニング指示モード≫
ここで、上記制御手段は、ユーザが操作してクリーニング指示モードを選択すると、その指示信号を受けて以下のような制御を実行する。
【００２８】
シート搬送ベルト２によって搬送中のシートＳは、そのシートＳ上に転写されているトナー像のトナー１４がマイナス（−）に帯電されている。シートＳはシート搬送ベルト２上で電磁力などによる吸着力で保持されているが、その保持力は非常に弱小である。そのため、断熱部材１３の表面電位との電位差でもって永久定着前のトナー１４が断熱部材１３の方に吸い寄せられて付着することがある。特に、低温で低湿な環境下では、シートＳの抵抗値が高まってトナー１４に対する保持力がさらに低下するため、より一層強く断熱部材１３に吸い寄せられ、付着するトナー１４が増える。吸い寄せられたトナー１４の電位は不安定であり、そのために次の画像形成工程でシート搬送ベルト２によって搬送されてきた後続のシートＳの画像面に逆転写してしまう。この現象は、特に断熱部材１３上に多くのトナー１４が堆積したときに発生しやすくなる。
【００２９】
そうした現象に対して、ユーザの操作によってクリーニング指示モードが選択されると、制御手段は制御に基づいた作動信号を定着装置における加圧ローラ５の駆動モータに対して送信する。ユーザによるクリーニング指示モードの実行タイミングは、例えば断熱部材１３上に堆積したトナー量を検出した信号によって報知ランプなどを点灯させたり、あるいはユーザが当該クリーニングを必要と判断した時点などで実行することができる。このように、クリーニング動作はユーザからの指示なしではユーザのシートを消費することもあって了承がなくては実行されない。クリーニング動作の開始は、装置本体の適所に設けた操作ボタンを押して入力オンとしたり、あるいは上位装置のパーソナルコンピュータなどからのクリーニング開始の指示信号で行うことができる。また、クリーニングを促すきっかけや表示は、シートのＸ枚に印字を行った後、クリーニング動作を実行する必要の可否をプリンタの液晶、または上位装置のパーソナルコンピュータなどにおける画面上に表示させて確認する。そのようにして、ユーザに対してはクリーニング動作の実行時期を報知する。シートの何枚を印字後という上記「Ｘ枚」について格別な規定はないが、装置本体の仕様や特性に基づいて予め設定しておくことができる。たとえば、トナーと断熱板の材質などによっても汚れ具合が大きく左右されるためである。
【００３０】
クリーニング指示モードが選択されると、カセットユニット１６から１枚のシートＳの給送が開始される。このシートＳは各画像形成部において画像を形成する目的で給紙されるものではなく、断熱部材１３上に堆積したトナー１４を払拭して除去するための「クリーニング用シート」としての模試紙（ダミー紙）である。
【００３１】
制御手段は、そのクリーニング用シートを白紙のまま各画像形成部のプロセスカートリッジ７において感光体ドラム１にて画像形成を行うことなく通過させるよう通紙だけの制御を行う。シート搬送ベルト２で搬送されたクリーニング用シートは、図３に示すように定着装置の定着ニップ部に向けて搬送される。
【００３２】
それに同期して制御手段は、加圧ローラ５の駆動モータと、シート搬送ベルト２の原動ローラ３ａを回転駆動する駆動モータに対して作動信号を出力して送信する。加圧ローラ５に対してはその回転速度と等価のシート搬送速度をｖ１、シート搬送ベルト２の走行速度と等価のシート搬送速度をｖ２とすると、ｖ１＞ｖ２となるように速度制御を行う。すなわち、加圧ローラ５の回転速度を原動ローラ３ａの回転速度よりも大きく早める。
【００３３】
それによって、白紙のクリーニング用シートを弛んでループを形成することなく直線的に加圧ローラ５に引っ張り込む。それによってクリーニング用シートは断熱部材１３に接触する。クリーニング用シートを断熱部材１３に接触させることで、断熱部材１３に堆積したトナー１４がそのクリーニング用シートに擦り付けられて付着し、断熱部材１３からトナー１４を削ぎ落とすようにして払拭可能である。
【００３４】
また、その際、原動ローラ３ａまたは断熱部材１３のいずれか一方にプラス（＋）のバイアス電圧を印加すれば、断熱部材１３上のトナー１４をクリーニング用シートに付着させて除去するクリーニング効果をより一層高めることができる。
【００３５】
断熱部材１３上のトナー１４を除去したクリーニング用シートはそのまま加圧ローラ５とヒータユニット１０との間の定着ニップ部に送り込まれる。本来、必要としないが、クリーニング用シート上に付着させて除去したトナー１４を加熱し加圧して定着させてやれば、役目を終えたクリーニング用シートを取り出して廃棄処理する際、ユーザにトナーが付着して汚すのを防止できる。
【００３６】
かくしてクリーニング用シートで断熱部材１３をクリーニング後、制御手段は通常の画像形成モードに戻すべく画像形成装置本体の作動システムをクリアする。すなわち、シートＳを給紙し、画像形成部にてトナー像を形成後に定着装置に送り込む。そのとき、図２に示すように、ループ検出センサ１１によってシートＳに形成される弛み（ループ）の検出を行い、定着ニップ部における加圧ローラ５を監視しながら速度制御を行うことで、シートＳ上の画像を高品質に維持できるようにする。
【００３７】
なお、この第１実施形態では、加圧ローラ５によるシート搬送速度ｖ１とシート搬送ベルト２によるシート搬送速度ｖ２との関係を、ｖ１＞ｖ２に設定する制御について説明した。その設定に限定されるものではなく、次に説明する第２実施形態のように、ｖ１＜ｖ２として設定することも可能である。
【００３８】
（第２実施形態）
図５に示すように、この第２実施形態ではｖ１＜ｖ２に設定して速度制御を行う。このように速度を調整して制御を行うと、速度差をもってクリーニング用シートが定着ニップ部の手前の上流側で渋滞するかのようにループ１７（図中の破線）が発生する。その弛ませたループを断熱部材１３に接触させ、擦り付けさせて断熱部材１３上に堆積したトナー１４（図２，図３参照）を除去してクリーニングする。
【００３９】
この第２実施形態によれば、原動ローラ３ａにプラス（＋）のバイアス電圧を印加することでトナー１４のクリーニング効果をより一層高めることができる。その場合、断熱部材１３にバイアス電圧印加装置を電気的に接続し、クリーニング時にバイアス電圧を印加すれば、より多量のトナー１４をクリーニング用シートに付着させて除去することができる。結果、画像形成が行われた後続のシートＳ上のトナー画像を汚さず、高品質画像による印刷をユーザに提供できる。
【００４０】
以上、本発明による画像形成装置について第１，第２実施形態を説明したが、それらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内でその他の実施形態、応用例、変形例およびそれらの組み合わせも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の第１実施形態を示す図。
【図２】第１実施形態の要部として、プロセスカートリッジを含む画像形成部と定着装置との間に設けた断熱板を拡大して示す図。
【図３】断熱板に付着した未定着トナーをクリーニング用シートによって除去する態様を示す図。
【図４】保守点検作業時のユーザの指を断熱板で防護する態様を示す図。
【図５】第２実施形態を示す図。
【符号の説明】
【００４２】
１      感光体ドラム
２      シート搬送ベルト
３ａ    原動ローラ（搬送ローラ）
３ｂ    従動ローラ
４      給紙ローラ
５      加圧ローラ（定着装置）
６      スキャナユニット
７      帯電ローラ
８      現像ローラ
１０    ヒータユニット
１１    ループ検出センサ
１２    シート搬送ガイド
１３    断熱部材
１４    堆積したトナー（現像剤）
１６    カセットユニット
Ｓ      シート
【図１】
2008268365.tif 000003
【図２】
2008268365.tif 000004
【図３】
2008268365.tif 000005
【図４】
2008268365.tif 000006
【図５】
2008268365.tif 000007