(57)【要約】    【目的】  一段と効果的に定着装置のローラ対、特に定着ローラに対してクリーニングを行うことが可能な画像形成装置を提供する。    【構成】  熱定着式定着装置17と、記録材用搬送装置と、所定パターンの画像を記憶する画像記憶装置と、当該画像を画像担持体上に形成する光書き込み装置とを備え、当該画像を記録した記録材を改めて定着装置17へ通紙させて当該装置17の清掃を行う画像形成装置において、所定パターンの画像を形成する際に、現像バイアス、書き込み光量、現像ローラの回転速度、転写電流、画像担持体の電流の少なくとも１つを変化させて、記録材に転写される単位面積当たりのトナー重量が通常の画像形成時よりも多くなるように制御する。    【選択図】  図２
2004240447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像担持体上に形成されたトナー画像を転写した記録材を通紙して熱作用により当該トナー画像を定着する定着装置と、記録材を給送する搬送装置と、所定パターンの画像を記憶する画像記憶装置と、当該所定パターンの画像を画像担持体上に形成する光書き込み装置とを備え、所定パターンの画像を記録した記録材を改めて定着装置へ通紙させて定着装置の清掃を行う画像形成装置において、前記所定パターンの画像を形成する際に、現像バイアス、書き込み光量、現像ローラの回転速度、転写電流、ドラム電流の少なくとも１つを変化させて、記録材に転写される単位面積当たりのトナー重量が通常の画像形成時よりも多くなるように制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
記録材のサイズ検知装置を備え、前記所定パターンの画像を形成する際に当該画像が形成されるべき記録材のサイズ検知を行い、その結果に従い記録材の給送制御を行う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】
前記所定パターンの画像を記録した記録材を定着装置に通紙する際に、通紙速度を通常の定着時よりも遅くすること及び定着温度よりも高い温度に定着装置をすることの少なくとも一方を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記所定パターンの画像を記録した記録材を定着装置に通紙する際に、搬送方向を正逆転可能に構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記搬送装置に反転部を備えて記録材の両面に画像形成可能な画像形成装置にして、前記所定パターンの画像を記録した記録材の反転可否を選択可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
記録材の片面に所定パターンの画像を記録し、反転部で当該記録材を反転して他の面に同じく所定パターンの画像を記録する際に先に記録した画像で清掃を行い、次いで反転することなく再度定着装置の清掃を行うことを特徴とする請求項５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、ファクシミリ、レーザプリンタ、複写機等の画像形成装置に関するもので、特に未定着トナーの載った転写材をローラ対に通紙して加熱・加圧することで当該トナーの定着を行う定着装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
転写材上にトナー像として載置された画像情報を当該転写材に定着させるために用いられる定着装置としては、ヒータを内蔵する加熱ローラと加圧ローラとからなり、これらローラが対向して圧接状態にある構成がよく知られている。
【０００３】
このような装置では、長期にわたる使用によって、加熱ローラ表面又は加圧ローラ表面にトナーや紙粉が付着し、そのためにローラ上の付着トナー等によって転写材上の画像が汚染されたり、転写材の裏汚れが発生したり、場合によっては転写材がローラに巻きついて紙づまりを発生させる等の問題があった。
【０００４】
そこで加熱ローラ表面又は加圧ローラ表面に付着しているトナー等を除去するための方法・構成が各種提案されている。
【０００５】
例えば特開平５−１５８３７５号公報においては、表面温度が制御されている一対の定着用回転体をクリーニングするために、粘着性を発現するクリーニング層をクリーニングシートに形成し、当該シートを回転体のニップ部に通す際に、回転体の表面温度を当該転写材に対する定着温度よりも高いクリーニング温度に保持することが記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような方法においては、定着用回転体をクリーニングするために、特別なクリーニングシートを用意しなければならず、また当該クリーニングシートをオペレータが手差給紙部からクリーニングの度に供給する必要がある。そのために、次のような不具合が存在する。
【０００７】
（１）クリーニングシートの準備のために別途、コストがかかること、（２）所定枚数毎にクリーニングするために、予め当該クリーニングシートを用意し保管する面倒があること、（３）クリーニングシートを手差給紙部から供給するために、装置本体にオペレータが付き添っていなければならず、設置場所によっては、多大な時間ロスとなること、及び（４）手差給紙する動作自体が操作の観点からかなり煩わしいこと。
【０００８】
また、加圧ローラ表面に付着したトナーや紙粉が転写材に印字されたべた塗り画像に付着し易い性質を利用して、べた塗り画像が印字された転写材を、印字面が加圧ローラに接面するように再通紙してクリーニングする手法が提案されている。例えば特開平３−３９７７１号公報においては、所定枚数の印字が行われた段階で、予め画像データ記憶手段に記憶しておいた清掃用画像を画像出力手段によって出力し、それによって清掃用転写材を準備し、加圧ローラのクリーニングを行うことが開示されている。これによりべた塗り画像を有する清掃用転写材の保管が不要となる。
【０００９】
更に定期的にクリーニングを行っても、ローラの表面温度を検知する温度検知素子や、加熱ローラの表面温度が設定温度より高い温度に到達するときに加熱源への通電を遮断する安全装置を覆うポリイミドテープとローラとの間にトナーが堆積し、当該堆積トナーは清掃用転写材で除去できず、未定着トナー像が形成されている転写材の通紙枚数の増加に伴い、ポリイミドテープと加熱ローラとの間に堆積するトナー量が増加し、当該堆積トナーの一部がポリイミドテープと加熱ローラとの間からすり抜け、後に定着される転写材の汚れを発生させたり、あるいは加圧ローラが過度に汚れた場合に清掃用転写材が加圧ローラに巻きついてしまう問題もある。これらの問題を解決するために、特開平４−１３４４７７号公報において、定着ローラの表面温度を定着温度より高くして、ローラに付着したトナーを定着時より加熱し、当該トナーの一部を十分に溶融するとともに、ＲＯＭに記憶されたクリーニング用画像を転写材上に形成し、当該転写材を用いてクリーニングを行うことが提案されている。
【００１０】
上記のように、特定パターンを転写材にプリントアウトし、それを定着装置へ給紙することで加圧ローラのクリーニングを実施する方式にあっては、上記した（１）〜（４）の不具合は生ぜず、また搬送経路を切り換えれば、加圧ローラのみならず定着ローラにもクリーニングを施すことができる。
【００１１】
本発明は、このような従来技術に照らし、一段と効果的に定着装置のローラ対、特に定着ローラに対してクリーニングを行うことが可能な画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この課題を解決するために、本発明にしたがい、画像担持体上に形成されたトナー画像を転写した記録材を通紙して熱作用により当該トナー画像を定着する定着装置と、記録材を給送する搬送装置と、所定パターンの画像を記憶する画像記憶装置と、当該所定パターンの画像を画像担持体上に形成する光書き込み装置とを備え、所定パターンの画像を記録した記録材を改めて定着装置へ通紙させて定着装置の清掃を行う画像形成装置において、所定パターンの画像を形成する際に、現像バイアス、書き込み光量、現像ローラの回転速度、転写電流、ドラム電流の少なくとも１つを変化させて、記録材に転写される単位面積当たりのトナー重量が通常の画像形成時よりも多くなるように制御するように構成する。
【００１３】
記録材のサイズ検知装置を備え、所定パターンの画像を形成する際に当該画像が形成されるべき記録材のサイズ検知を行い、その結果に従い記録材の給送制御を行うようにするのが好適である。
【００１４】
所定パターンの画像を記録した記録材を定着装置に通紙する際に、通紙速度を通常の定着時よりも遅くすること及び定着温度よりも高い温度に定着装置をすることの少なくとも一方を行えば、なお好適である。
【００１５】
所定パターンの画像を記録した記録材を定着装置に通紙する際に、搬送方向を正逆転可能に構成していれば、好都合である。
【００１６】
搬送装置に反転部を備えて記録材の両面に画像形成可能な画像形成装置にして、所定パターンの画像を記録した記録材の反転可否を選択可能に構成されていれば、一層好ましい。
【００１７】
記録材の片面に所定パターンの画像を記録し、反転部で当該記録材を反転して他の面に同じく所定パターンの画像を記録する際に先に記録した画像で清掃を行い、次いで反転することなく再度定着装置の清掃を行うのがよい。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に係る装置によれば、所定パターンの画像を形成する際に、現像バイアス、書き込み光量、現像ローラの回転速度、転写電流、ドラム電流の少なくとも１つを変化させて、記録材に転写される単位面積当たりのトナー重量が通常の画像形成時よりも多くなるように制御するので、定着装置の清掃時に清掃のための粘着性が向上し、より良い清掃を行うことができる。
【００１９】
請求項２に係る装置によれば、記録材のサイズ検知を行い、その結果に従い記録材の給送制御を行うので、最適なサイズが選択されて清掃が行われることとなる。
【００２０】
請求項３に係る装置によれば、所定パターンの画像を記録した記録材を定着装置に通紙する際に、通紙速度を通常の定着時よりも遅くしたり、定着温度よりも高い温度に定着装置をするので、より粘性の強いトナーを用いて清掃することが可能となる。
【００２１】
請求項４に係る装置によれば、所定パターンの画像を記録した記録材を定着装置に通紙する際に、搬送方向を正逆転可能に構成しているので、より確実に定着装置が清掃される。
【００２２】
請求項５に係る装置によれば、所定パターンの画像を記録した記録材の反転可否を選択可能に構成されているので、定着装置の必要な面が清掃されることとなる。
【００２３】
請求項６に係る装置によれば、記録材の片面に所定パターンの画像を記録し、反転部で当該記録材を反転して他の面に同じく所定パターンの画像を記録する際に先に記録した画像で清掃を行い、次いで反転することなく再度定着装置の清掃を行うので、１枚の記録材で定着装置の両面部が一時期に清掃されることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の詳細を、図に示された実施例に基づいて、説明する。
画像形成装置における基本構成並びに通常の画像形成モード時の動作は、従来のものと基本的に同じで次のようになる。
【００２５】
図１に示される、装置本体１０をシートユニット１１上に載置した両面記録レーザプリンタにおいて、当該装置本体１０は、上構造体１０ａと下構造体１０ｂとで構成され、上構造体１０ａを下構造体１０ｂに軸１０ｃを用いて開閉自在に取り付ける。装置本体１０内のほぼ中央に、ベルト状の感光体１２を設ける。当該感光体１２の周囲には、矢印で示した駆動方向の順に、帯電器１３、現像器１４、転写器１５、クリーニング器１６を配置する。そして感光体１２の公報には、定着器１７を設け、帯電器１３及びクリーニング器１６の上側には光書き込み器１８を配置する。またクリーニング器１６の下流には除電器９を配する。
【００２６】
装置本体１０の底壁１０ｄには、図中右方である操作側に給紙口１９を設け、給紙口１９内には、給紙ローラ２０を設ける。そして給紙ローラ２０と定着器１７との間には、感光体１２の下側を通る搬送路２１を設け、その搬送路２１における給紙ローラ２０と感光体１２の間には、搬送ローラ対２２及びレジストローラ２３を設ける。
【００２７】
また定着器１７の出口側には、上構造体１０ａの上面の上部スタック部２４へシートを案内する排紙ガイド２５を設けるとともに、その排紙ガイド２５の下部に二対の排紙ローラ対２６と２７とを設ける。そして排紙ローラ対のシート排出側には、下部スタック部２８を設けるとともに、その下部スタック部２８と排紙ローラ対２７との間には、シート搬送方向を上部スタック部２４と下部スタック部２８へと切り換える第２切換爪２９を設ける。更に排紙ローラ対２６と排紙ローラ対２７との間には、切換自在の第１切換爪３０を設ける。その第１切換爪３０の下側には、底壁１１ｄに再給紙用排出口３１を設け、第１切換爪３０と排出口３１の間には、シートを排出口３１へ案内するガイド３２を定着器１７の下部フレーム１７ａと一体に設ける。このガイド３２は、例えば耐熱性の高い樹脂材で形成される。
【００２８】
また下構造体１０ｂの操作側には、手差し装置３３を設け、自動給紙によらずにシートを１枚ずつ手差し給紙可能とする。手差し給紙して垂れ下がったシートの後端を受ける受部３３ａは、シートの長さに応じてシートユニット１１の操作側の面へ上中下３段に自由にその位置を変更可能に取り付けることができる。
【００２９】
一方、シートユニット１１は、操作側から給紙カセット４０を上下に複数段着脱自在に取り付けられる。給紙カセット４０の下側には、ばねなどによって一端を上方へ付勢した押上レバー３４を設ける。また下側のカセット４０のシート送り出し側には、装置本体１０のものと同様の給紙ローラ２０を設ける。
【００３０】
給紙カセット４０は箱状であって、その前後にガイド板４１、４２を立て、中央より前側に上方へ回動自在の底板４３を取り付けるとともに、前端には分離パットなどを取り付けた分離部材４４を設ける。そしてその前側には、シート搬送路４５を上下に貫通させて、給紙カセットの前端には、引出用の把手４６を設ける。
【００３１】
そして、自動給紙により記録を行うときには、給紙ローラ２０の１つを選択的に駆動し、シートを分離部材４４と給紙ローラ２０とによって最上位のものから１枚ずつ分離して搬送路２１内へ、或いは上段のシート搬送路４５を介して搬送路２１内へ送り出す。また自動給紙でなく手差し給紙を行うときは、手差し装置３３からシートを１枚ずつ手差し給紙して搬送路２１内へと送り出す。
【００３２】
そして給紙カセット４０又は手差し装置３３から搬送路２１内へ送り出されたシートは、搬送ローラ対２２を介してレジストローラ対２３に搬送され、レジストローラ対２３によってタイミングをとられて感光体１２の下側へ搬送される。
【００３３】
感光体１２は、矢示するように時計方向に駆動し、その際、帯電器１３によって表面を一様に帯電し、光書き込み器１８からのレーザ光を照射して感光体１２上に静電潜像を形成する。この潜像は、現像器１４を通るとき、トナーによって可視像化される。
【００３４】
この可視像は、感光体１２の下側に搬送されてきたシートの上面に転写器１５によって転写される。その転写済みシートを定着器１７に搬送して転写画像を定着し、そのシートを定着器１７から排紙ローラ対２６に送って第１切換爪３０で排紙ローラ対２７側に送り、更に第２切換爪２９で上面のスタック部２４又は下部スタック部２８へと切り換えて、そのいずれかに排出する。
【００３５】
さて、このレーザプリンタでは、シートユニット１１内に再給紙ユニット５０に代えて給紙カセット４０を取付可能となっており、その再給紙カセット５０は、前述の給紙カセット４０と同様に前側ではシート搬送路５１を上下に貫通させ、前端では引出用の把手５２を設けた箱状となっている。そして再給紙ユニット５０内には、図中左方から右方に延びて下側の反転路５３ａに続く搬送路５３を設ける。
【００３６】
その搬送路５３には、搬送ローラ対５４、５５、５６を設け、搬送路５３の図中右端の反転部を過ぎた位置に、正逆転ローラ対５７を設ける。また再給紙ユニット５０内の前側には、再給紙ユニット５０を装置本体１０に取り付けたとき、装置本体１０の給紙ローラ２０と圧接する給紙ローラ５８を設けて、そして搬送路５３の反転部には、シートを案内する第３切換爪５９を切換自在に取り付ける。第１切換爪３０を切り換えて、画像転写後のシートを排紙ローラ対２６から排紙口３１に送ってガイド３２で搬送路５３へ案内する。
【００３７】
すると定着後のシートは、再給紙ユニット５０の搬送路５３内を搬送ローラ対５４、５５、５６で搬送されて、第３切換爪５９により正逆転ローラ対５７に送られ、正逆転ローラ対５７の正転によって反転路５３ａに入る。そして、更に送られて後端が第３切換爪５９を通過したとき、正逆転ローラ５７が逆転し、シートは反転されて後端から給紙ローラ２０と給紙ローラ５８とのニップ部に送られ、装置本体１０内へ再給紙される。そしてそのシート裏面にトナー像が転写され、定着器１７を経てスタック部２４又は２８上に排出される。つまりシートの両面に画像形成される。
【００３８】
第３切換爪５９が、図１に示される如く、実線の位置にあるときは、搬送ローラ対５４、５５、５６で搬送されてきた（画像形成済みの）シートは、反転路５３ａに入らず、給紙ローラ対２０、５８により装置本体１０内に再給紙され、既に形成された画像面に追加の情報を書き込むことができる。
【００３９】
上記の画像形成プロセス、シートの搬送制御、あるいは定着器での温度制御等は、不図示のＣＰＵによって制御される。また当該ＣＰＵを備える制御部には、クリーニング用画像たるテストパターンの画像信号を記憶するＲＯＭ（図示せず）も備えられていて、例えば同じく不図示のテストプリントスイッチを押すことでＲＯＭから出力される画像信号によりレーザビームが変調されることにより、シート上に一定のパターンの画像が形成される。
【００４０】
定着器の概略構成を示す図２において、当該定着器１７は、夫々２点鎖線で示される下部フレーム１７ａと上部フレーム１７ｂで構成され、中空の定着ローラ１７０の内部にはヒータ１７２が固定されている。定着ローラ１７０の表面にはトナーの離型性を向上させる加工が施されており、温度検知素子や安全確保のための装置が、図示されていないが、定着ローラ１７０の周囲に配置されている。更に定着ローラ１７０は、不図示の軸受でその両端が回転可能に軸支されるともに歯車１７１を同軸状に取り付けていて、不図示の駆動歯車によって回転される。一方、加圧ローラ１７３は、軸１７３ａの外周にゴム等の材質で形成され、その両端部を軸受１７４で回転可能に軸支され、圧縮スプリング１７５によって前記定着ローラ１７０に圧接されている。当該圧接個所でで形成されるニップ部を記録シートが通過する際に、シート上のトナーが熱と両ローラの圧接による圧力で定着される。
【００４１】
通過枚数が増えるにつれ、定着ローラ１７０や加圧ローラ１７３の表面にトナー等の汚れが次第に付着し、これが記録シートに転写して画像不良の原因となるので、所定枚数印字後、あるいは汚れた画像が発生した段階で、定着ローラ又は加圧ローラの汚れを除去する必要がある。そこで、印字枚数をカウントし所定値に達した場合に不図示のカウンタ部からＣＰＵに信号が与えられ、あるいはオペレータがテストプリントスイッチを押すことでＣＰＵに信号が与えられ、その結果、給紙カセット４０−１又は４０−２から清掃用シートとなるべきシートが給紙ローラ２０により送り出される。一方、ＲＯＭから出力される画像信号に従い、光書き込み部１８によって、例えば図３に示されるようなパターンが感光体１２に形成される。当該パターンは現像及び転写処理によってシート上に作像される。その際、制御系の指令によって、現像バイアス、書き込み光量、現像ローラの回転速度、転写電流及びドラム電流の少なくとも１つの制御値を変更して、シートに付着する単位面積当たりのトナー量（Ｍ／Ａ）を通常の画像形成時よりも多くなるように調整する。当該調整によりトナー溶解時での清掃用シートの粘着性が向上する。
【００４２】
クリーニングパターンを転写されたシートは定着器１７で定着され、切換爪の切り換え調整によって、搬送路を介して清掃すべきローラ側に当該パターンが接するように定着器に再給紙される。再給紙は手差しで行うこともできる。定着器１７に再給紙されたシート上のパターンは定着器での熱で半溶解し、粘性性が発現し、ローラをクリーニングする。その際、トナーによる粘着性を更に向上させクリーニング効果を上げるために、クリーニングパターン通過時に定着器の制御温度を上げたり、通紙速度を減速させるのがよい。
【００４３】
定着器のクリーニングに用いられる清掃用シートは、通常のプリントに用いられるものでも良いが、ローラ上、特に端部領域に清掃残しを生じないために、その大きさはローラ長手方向、即ちシートの幅方向において最大通紙幅のものであることが原則として必要である。図１に示される装置のように、複数の給紙カセットを備えて複数サイズのシートに画像形成する装置の場合、シートサイズを任意に選択できる機構を備えているものが多くあるが、このような装置の場合には、クリーニングプロセスの際に当該装置が自動的に最大通紙幅のサイズを選択し、クリーニングに用いるように構成しておくのがよい。このような装置では、シートサイズを検知する手段も備えられているのが一般的なので、クリーニングプロセスの際にもクリーニングシートのサイズを検知し、最大幅のシートであるか否かを判断するように構成してあれば更に適切である。この制御フローを図４に例示する。即ち、ＣＰＵからローラ清掃の指令が発せられると、サイズ検知手段によってセットされたシートのサイズが検知され、その情報が最大幅のシートのものと一致するか否かでセットされたシートが最大幅のものであるか否か判断する。当該シートが最大幅のものである場合には、ローラ清掃のモードをスタートする。セットされたシートが最大幅のものでない場合には、クリーニングのために適切なサイズがセットされていないことを不図示の操作部上に表示する。その時点でクリーニングを必要とする幅が狭くてもよい場合もあるので、その小サイズシートで清掃してもよいときには、ローラ清掃のモードをスタートする。強制的にクリーニングすべきでない場合には、正しいサイズの紙をセットし直してスタートする。
【００４４】
ローラのクリーニングをより確実に行うために、図５に示されるように、定着器にクリーニングシートが挾持されている間に、搬送方向を複数回逆転させ、粘着性のあるトナー領域が複数回、被清掃ローラに接するように駆動を制御してもよい。
【００４５】
図１に示されるように、記録シート両面に自動プリントが可能な場合、定着ローラと加圧ローラのどちらを清掃するかを判断し選択できるように構成することで、清掃用画像形成から指定ローラの清掃までのプロセスを自動化することができる。この判断・選択は、例えば装置の通紙枚数等の条件により装置に自動的に選択させても良いし、プリントされた画像の汚れ等からオペレータにクリーニング選択するようにメッセージを出すようにしてもよい。以下に、図１の例にならって定着ローラ及び加圧ローラそれぞれの場合の動作を説明する。
【００４６】
定着ローラを清掃する場合、図３に示されたパターンを定着した記録シートを再給紙ユニット５０に送り込み、第３切換爪５９を図１の実線位置に切り換え、反転路に向かわず、直接ローラ２０の給紙本他に送り込み、定着器１７に通せば、クリーニングパターンは定着ローラの表面に当接するから、定着ローラ上に汚れとして付着しているトナーがクリーニングパターン部により除去される。
【００４７】
加圧ローラを清掃する場合、図３に示されたパターンを定着した記録シートを再給紙ユニット５０に送り込み、第３切換爪５９を図１の破線位置に切り換え、反転路５３ａに送り込み、ローラ対５７の逆転で再度画像形成部を介して、定着器１７に通せば、クリーニングパターンは加圧ローラの表面に当接するから、加圧ローラ上に汚れとして付着しているトナーがクリーニングパターン部により除去される。
【００４８】
定着ローラ及び加圧ローラを同時期に清掃する場合についても、以下に図１に従い動作を説明する。
【００４９】
先ず図３に示されるクリーニングパターンを片面に形成定着した記録シートが再給紙ユニット５０に送られ、第３切換爪５９により反転路５３ａへ送られる。次いでローラ対５７が反転することで、画像形成部に送られ、当該形成部（作像部）で記録シートの裏面にもクリーニングパターンが作像される。この記録シートは定着器１７へ搬送され、裏面の定着がなされるが、同時に裏面に形成されたクリーニングパターンにより加圧ローラが清掃される。当該記録シートは定着器１７を通過後に再び再給紙ユニット５０に送られ、今度は第３切換爪５９で反転されることなく、画像形成部へ送られ、形成部での画像形成がなされることなく、定着器１７へ搬送される。定着器１７ではシート裏面に形成されたクリーニングパターンが定着ローラに接することとなり、定着ローラが清掃される。またこの場合は、加圧ローラ側には表面のクリーニングパターンが接しているので、同時に加圧ローラが再び清掃される。その後、シートは再給紙ユニット５０へ再び導かれることなく排出されるが、確実なクリーニングを期すために上記工程を繰り返すべく、再び再給紙ユニットへ送られてもよい。
【００５０】
なお上記実施例は、定着器が定着ローラと加圧ローラからなる構成のもので説明したが、熱源の外周にエンドレスベルトを配し、熱源に対向して加圧ローラを設置し、当該加圧ローラとエンドレスベルトとの間にシートを通過させる構成の定着器に対しても本発明が適用されるのは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の全体概略図である。
【図２】図１の画像形成装置のうちの定着装置の概略図である。
【図３】クリーニングパターンの画像を備えた記録シートの一例概略図である。
【図４】記録シートのサイズ検知を行う場合の清掃フローを示す図である。
【図５】定着装置の正逆転を行う様子を示す概念図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０    装置本体
１１    シートユニット
１２    感光体
１３    帯電器
１４    現像器
１５    転写器
１６    クリーニング器
１７    定着器
１８    光書き込み器
１９    給紙口
２０    給紙ローラ
２１    搬送路
２２    搬送ローラ対
２３    レジストローラ対
２４    上部スタック部
２５    排紙ガイド
２６，２７  排紙ローラ対
２８    下部スタック部
２９    第２切換爪
３０    第１切換爪
３１    排出口
３２    ガイド
３３    手差し装置
３３ａ  受け部
３４    押上レバー
４０    給紙カセット
４１，４２  ガイド板
４３    底板
４４    分離部材
４５    シート搬送路
４６    把手
５０    再給紙ユニット
５１    シート搬送路
５２    把手
５３    搬送路
５３ａ  反転路
５４、５５、５６  搬送ローラ対
５７    正逆転ローラ対
５８    給紙ローラ
５９    第３切換爪
【図１】
2004240447.tif 000003
【図２】
2004240447.tif 000004
【図３】
2004240447.tif 000005
【図４】
2004240447.tif 000006
【図５】
2004240447.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成16年4月23日(2004.4.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材に画像を形成する画像形成部と、当該画像形成部の下に配され且つ上記画像形成部により片面に記録がなされた記録材の他面に記録するため再度画像形成部へ給紙する再給紙ユニットとを備えており、画像形成部を出た記録材の表裏を逆転するために上記再給紙ユニットには正逆転ローラ対が配された画像形成装置において、
上記正逆転ローラ対を記録材搬送方向へ引き出し可能とし、
上記正逆転ローラ対を再給紙ユニットの突出部に設け且つ本体の給紙ローラとは水平方向でずれるように配置することを特徴とする電子写真式画像形成装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファクシミリ、レーザプリンタ、複写機等の画像形成装置に関するもので、特に記録材の両面に画像記録を行うことができる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
記録材の両面に画像情報を記録することができる画像形成装置は公知である。このような装置では、記録材の片面にいったん画像情報を記録定着した後に当該記録材を反転して表裏を逆とし、しかる後に裏面側にも画像情報を記録定着するのが一般的である。
【０００３】
記録材を反転するために反転機構が用いられるが、この反転機構は、搬送路を走行する記録材を途中でスイッチバックすることにより記録材表裏を逆にするようになっている。そのため、反転機構内では記録材をジャムする可能性が他の搬送経路中に比べると高くなりやすい。それにも拘わらず、従来、このような反転機構は画像形成装置に固定的に取り付けられており、ジャム処理を行い難くなっている。
【０００４】
また、このような反転機構を備えた画像形成装置は、その機構が付加されるがゆえに装置として大型化しがちで、最近の装置小型化のニーズに逆行しかねない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記のような従来技術に照らし、反転機構を備えているにもかかわらず、装置サイズを抑制でき、しかも反転路でジャムが生じた場合に、そのジャム処理が容易であるような画像形成装置を提供することを課題とする。
【０００６】
この課題を解決するために、本発明にしたがい、記録材に画像を形成する画像形成部と、当該画像形成部の下に配され且つ上記画像形成部により片面に記録がなされた記録材の他面に記録するため再度画像形成部へ給紙する再給紙ユニットとを備えており、画像形成部を出た記録材の表裏を逆転するために上記再給紙ユニットには正逆転ローラ対が配された画像形成装置において、上記正逆転ローラ対を記録材搬送方向へ引き出し可能とし、上記正逆転ローラ対を再給紙ユニットの突出部に設け且つ本体の給紙ローラとは水平方向でずれるように配置するように電子写真式画像形成装置を構成する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、記録材に画像を形成する画像形成部と、当該画像形成部の下に配され且つ上記画像形成部により片面に記録がなされた記録材の他面に記録するため再度画像形成部へ給紙する再給紙ユニットとを備えており、画像形成部を出た記録材の表裏を逆転するために上記再給紙ユニットには正逆転ローラ対が配された画像形成装置において、上記正逆転ローラ対を記録材搬送方向へ引き出し可能とし、上記正逆転ローラ対を再給紙ユニットの突出部に設け且つ本体の給紙ローラとは水平方向でずれるように配置しているので、再給紙ユニット、特に正逆転ローラ対あるいはその近傍においてジャムが発生しても当該正逆転ローラ対を引き出すことで、その処理が容易であり、また正逆転ローラ対を再給紙ユニットの突出部に設け且つ本体の給紙ローラとは水平方向でずれるように配置することで、正逆転ローラ対部分以外の再給紙ユニットのサイズを抑えることができるだけでなく、再給紙ユニットと他のユニット、部材との配置関係から画像形成装置全体のサイズ大型化を抑制することが可能になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の詳細を、図に示された実施例に基づいて、説明する。
画像形成装置における基本構成並びに通常の画像形成モード時の動作は、従来のものと基本的に同じで次のようになる。
【０００９】
図１に示される、装置本体１０をシートユニット１１上に載置した両面記録レーザプリンタにおいて、当該装置本体１０は、上構造体１０ａと下構造体１０ｂとで構成され、上構造体１０ａを下構造体１０ｂに軸１０ｃを用いて開閉自在に取り付ける。装置本体１０内のほぼ中央に、ベルト状の感光体１２を設ける。当該感光体１２の周囲には、矢印で示した駆動方向の順に、帯電器１３、現像器１４、転写器１５、クリーニング器１６を配置する。そして感光体１２の公報には、定着器１７を設け、帯電器１３及びクリーニング器１６の上側には光書き込み器１８を配置する。またクリーニング器１６の下流には除電器９を配する。
【００１０】
装置本体１０の底壁１０ｄには、図中右方である操作側に給紙口１９を設け、給紙口１９内には、給紙ローラ２０を設ける。そして給紙ローラ２０と定着器１７との間には、感光体１２の下側を通る搬送路２１を設け、その搬送路２１における給紙ローラ２０と感光体１２の間には、搬送ローラ対２２及びレジストローラ２３を設ける。
【００１１】
また定着器１７の出口側には、上構造体１０ａの上面の上部スタック部２４へシートを案内する排紙ガイド２５を設けるとともに、その排紙ガイド２５の下部に二対の排紙ローラ対２６と２７とを設ける。そして排紙ローラ対のシート排出側には、下部スタック部２８を設けるとともに、その下部スタック部２８と排紙ローラ対２７との間には、シート搬送方向を上部スタック部２４と下部スタック部２８へと切り換える第２切換爪２９を設ける。更に排紙ローラ対２６と排紙ローラ対２７との間には、切換自在の第１切換爪３０を設ける。その第１切換爪３０の下側には、底壁１１ｄに再給紙用排出口３１を設け、第１切換爪３０と排出口３１の間には、シートを排出口３１へ案内するガイド３２を定着器１７の下部フレーム１７ａと一体に設ける。このガイド３２は、例えば耐熱性の高い樹脂材で形成される。
【００１２】
また下構造体１０ｂの操作側には、手差し装置３３を設け、自動給紙によらずにシートを１枚ずつ手差し給紙可能とする。手差し給紙して垂れ下がったシートの後端を受ける受部３３ａは、シートの長さに応じてシートユニット１１の操作側の面へ上中下３段に自由にその位置を変更可能に取り付けることができる。
【００１３】
一方、シートユニット１１は、操作側から給紙カセット４０を上下に複数段着脱自在に取り付けられる。給紙カセット４０の下側には、ばねなどによって一端を上方へ付勢した押上レバー３４を設ける。また下側のカセット４０のシート送り出し側には、装置本体１０のものと同様の給紙ローラ２０を設ける。
【００１４】
給紙カセット４０は箱状であって、その前後にガイド板４１、４２を立て、中央より前側に上方へ回動自在の底板４３を取り付けるとともに、前端には分離パットなどを取り付けた分離部材４４を設ける。そしてその前側には、シート搬送路４５を上下に貫通させて、給紙カセットの前端には、引出用の把手４６を設ける。
【００１５】
そして、自動給紙により記録を行うときには、給紙ローラ２０の１つを選択的に駆動し、シートを分離部材４４と給紙ローラ２０とによって最上位のものから１枚ずつ分離して搬送路２１内へ、或いは上段のシート搬送路４５を介して搬送路２１内へ送り出す。また自動給紙でなく手差し給紙を行うときは、手差し装置３３からシートを１枚ずつ手差し給紙して搬送路２１内へと送り出す。
【００１６】
そして給紙カセット４０又は手差し装置３３から搬送路２１内へ送り出されたシートは、搬送ローラ対２２を介してレジストローラ対２３に搬送され、レジストローラ対２３によってタイミングをとられて感光体１２の下側へ搬送される。
【００１７】
感光体１２は、矢示するように時計方向に駆動し、その際、帯電器１３によって表面を一様に帯電し、光書き込み器１８からのレーザ光を照射して感光体１２上に静電潜像を形成する。この潜像は、現像器１４を通るとき、トナーによって可視像化される。
【００１８】
この可視像は、感光体１２の下側に搬送されてきたシートの上面に転写器１５によって転写される。その転写済みシートを定着器１７に搬送して転写画像を定着し、そのシートを定着器１７から排紙ローラ対２６に送って第１切換爪３０で排紙ローラ対２７側に送り、更に第２切換爪２９で上面のスタック部２４又は下部スタック部２８へと切り換えて、そのいずれかに排出する。
【００１９】
さて、このレーザプリンタでは、シートユニット１１内に再給紙ユニット５０に代えて給紙カセット４０を取付可能となっており、その再給紙カセット５０は、前述の給紙カセット４０と同様に前側ではシート搬送路５１を上下に貫通させ、前端では引出用の把手５２を設けた箱状となっている。そして再給紙ユニット５０内には、図中左方から右方に延びて下側の反転路５３ａに続く搬送路５３を設ける。
【００２０】
その搬送路５３には、搬送ローラ対５４、５５、５６を設け、搬送路５３の図中右端の反転部を過ぎた位置に、正逆転ローラ対５７を設ける。また再給紙ユニット５０内の前側には、再給紙ユニット５０を装置本体１０に取り付けたとき、装置本体１０の給紙ローラ２０と圧接する給紙ローラ５８を設けて、そして搬送路５３の反転部には、シートを案内する第３切換爪５９を切換自在に取り付ける。第１切換爪３０を切り換えて、画像転写後のシートを排紙ローラ対２６から排紙口３１に送ってガイド３２で搬送路５３へ案内する。
【００２１】
すると定着後のシートは、再給紙ユニット５０の搬送路５３内を搬送ローラ対５４、５５、５６で搬送されて、第３切換爪５９により正逆転ローラ対５７に送られ、正逆転ローラ対５７の正転によって反転路５３ａに入る。そして、更に送られて後端が第３切換爪５９を通過したとき、正逆転ローラ５７が逆転し、シートは反転されて後端から給紙ローラ２０と給紙ローラ５８とのニップ部に送られ、装置本体１０内へ再給紙される。そしてそのシート裏面にトナー像が転写され、定着器１７を経てスタック部２４又は２８上に排出される。つまりシートの両面に画像形成される。
【００２２】
第３切換爪５９が、図１に示される如く、実線の位置にあるときは、搬送ローラ対５４、５５、５６で搬送されてきた（画像形成済みの）シートは、反転路５３ａに入らず、給紙ローラ対２０、５８により装置本体１０内に再給紙され、既に形成された画像面に追加の情報を書き込むことができる。
【００２３】
上記の画像形成プロセス、シートの搬送制御、あるいは定着器での温度制御等は、不図示のＣＰＵによって制御される。また当該ＣＰＵを備える制御部には、クリーニング用画像たるテストパターンの画像信号を記憶するＲＯＭ（図示せず）も備えられていて、例えば同じく不図示のテストプリントスイッチを押すことでＲＯＭから出力される画像信号によりレーザビームが変調されることにより、シート上に一定のパターンの画像が形成される。
【００２４】
定着器の概略構成を示す図２において、当該定着器１７は、夫々２点鎖線で示される下部フレーム１７ａと上部フレーム１７ｂで構成され、中空の定着ローラ１７０の内部にはヒータ１７２が固定されている。定着ローラ１７０の表面にはトナーの離型性を向上させる加工が施されており、温度検知素子や安全確保のための装置が、図示されていないが、定着ローラ１７０の周囲に配置されている。更に定着ローラ１７０は、不図示の軸受でその両端が回転可能に軸支されるともに歯車１７１を同軸状に取り付けていて、不図示の駆動歯車によって回転される。一方、加圧ローラ１７３は、軸１７３ａの外周にゴム等の材質で形成され、その両端部を軸受１７４で回転可能に軸支され、圧縮スプリング１７５によって前記定着ローラ１７０に圧接されている。当該圧接個所でで形成されるニップ部を記録シートが通過する際に、シート上のトナーが熱と両ローラの圧接による圧力で定着される。
【００２５】
通過枚数が増えるにつれ、定着ローラ１７０や加圧ローラ１７３の表面にトナー等の汚れが次第に付着し、これが記録シートに転写して画像不良の原因となるので、所定枚数印字後、あるいは汚れた画像が発生した段階で、定着ローラ又は加圧ローラの汚れを除去する必要がある。そこで、印字枚数をカウントし所定値に達した場合に不図示のカウンタ部からＣＰＵに信号が与えられ、あるいはオペレータがテストプリントスイッチを押すことでＣＰＵに信号が与えられ、その結果、給紙カセット４０−１又は４０−２から清掃用シートとなるべきシートが給紙ローラ２０により送り出される。一方、ＲＯＭから出力される画像信号に従い、光書き込み部１８によって、例えば図３に示されるようなパターンが感光体１２に形成される。当該パターンは現像及び転写処理によってシート上に作像される。その際、制御系の指令によって、現像バイアス、書き込み光量、現像ローラの回転速度、転写電流及びドラム電流の少なくとも１つの制御値を変更して、シートに付着する単位面積当たりのトナー量（Ｍ／Ａ）を通常の画像形成時よりも多くなるように調整する。当該調整によりトナー溶解時での清掃用シートの粘着性が向上する。
【００２６】
クリーニングパターンを転写されたシートは定着器１７で定着され、切換爪の切り換え調整によって、搬送路を介して清掃すべきローラ側に当該パターンが接するように定着器に再給紙される。再給紙は手差しで行うこともできる。定着器１７に再給紙されたシート上のパターンは定着器での熱で半溶解し、粘性性が発現し、ローラをクリーニングする。その際、トナーによる粘着性を更に向上させクリーニング効果を上げるために、クリーニングパターン通過時に定着器の制御温度を上げたり、通紙速度を減速させるのがよい。
【００２７】
定着器のクリーニングに用いられる清掃用シートは、通常のプリントに用いられるものでも良いが、ローラ上、特に端部領域に清掃残しを生じないために、その大きさはローラ長手方向、即ちシートの幅方向において最大通紙幅のものであることが原則として必要である。図１に示される装置のように、複数の給紙カセットを備えて複数サイズのシートに画像形成する装置の場合、シートサイズを任意に選択できる機構を備えているものが多くあるが、このような装置の場合には、クリーニングプロセスの際に当該装置が自動的に最大通紙幅のサイズを選択し、クリーニングに用いるように構成しておくのがよい。このような装置では、シートサイズを検知する手段も備えられているのが一般的なので、クリーニングプロセスの際にもクリーニングシートのサイズを検知し、最大幅のシートであるか否かを判断するように構成してあれば更に適切である。この制御フローを図４に例示する。即ち、ＣＰＵからローラ清掃の指令が発せられると、サイズ検知手段によってセットされたシートのサイズが検知され、その情報が最大幅のシートのものと一致するか否かでセットされたシートが最大幅のものであるか否か判断する。当該シートが最大幅のものである場合には、ローラ清掃のモードをスタートする。セットされたシートが最大幅のものでない場合には、クリーニングのために適切なサイズがセットされていないことを不図示の操作部上に表示する。その時点でクリーニングを必要とする幅が狭くてもよい場合もあるので、その小サイズシートで清掃してもよいときには、ローラ清掃のモードをスタートする。強制的にクリーニングすべきでない場合には、正しいサイズの紙をセットし直してスタートする。
【００２８】
ローラのクリーニングをより確実に行うために、図５に示されるように、定着器にクリーニングシートが挾持されている間に、搬送方向を複数回逆転させ、粘着性のあるトナー領域が複数回、被清掃ローラに接するように駆動を制御してもよい。
【００２９】
図１に示されるように、記録シート両面に自動プリントが可能な場合、定着ローラと加圧ローラのどちらを清掃するかを判断し選択できるように構成することで、清掃用画像形成から指定ローラの清掃までのプロセスを自動化することができる。この判断・選択は、例えば装置の通紙枚数等の条件により装置に自動的に選択させても良いし、プリントされた画像の汚れ等からオペレータにクリーニング選択するようにメッセージを出すようにしてもよい。以下に、図１の例にならって定着ローラ及び加圧ローラそれぞれの場合の動作を説明する。
【００３０】
定着ローラを清掃する場合、図３に示されたパターンを定着した記録シートを再給紙ユニット５０に送り込み、第３切換爪５９を図１の実線位置に切り換え、反転路に向かわず、直接ローラ２０の給紙本他に送り込み、定着器１７に通せば、クリーニングパターンは定着ローラの表面に当接するから、定着ローラ上に汚れとして付着しているトナーがクリーニングパターン部により除去される。
【００３１】
加圧ローラを清掃する場合、図３に示されたパターンを定着した記録シートを再給紙ユニット５０に送り込み、第３切換爪５９を図１の破線位置に切り換え、反転路５３ａに送り込み、ローラ対５７の逆転で再度画像形成部を介して、定着器１７に通せば、クリーニングパターンは加圧ローラの表面に当接するから、加圧ローラ上に汚れとして付着しているトナーがクリーニングパターン部により除去される。
【００３２】
定着ローラ及び加圧ローラを同時期に清掃する場合についても、以下に図１に従い動作を説明する。
【００３３】
先ず図３に示されるクリーニングパターンを片面に形成定着した記録シートが再給紙ユニット５０に送られ、第３切換爪５９により反転路５３ａへ送られる。次いでローラ対５７が反転することで、画像形成部に送られ、当該形成部（作像部）で記録シートの裏面にもクリーニングパターンが作像される。この記録シートは定着器１７へ搬送され、裏面の定着がなされるが、同時に裏面に形成されたクリーニングパターンにより加圧ローラが清掃される。当該記録シートは定着器１７を通過後に再び再給紙ユニット５０に送られ、今度は第３切換爪５９で反転されることなく、画像形成部へ送られ、形成部での画像形成がなされることなく、定着器１７へ搬送される。定着器１７ではシート裏面に形成されたクリーニングパターンが定着ローラに接することとなり、定着ローラが清掃される。またこの場合は、加圧ローラ側には表面のクリーニングパターンが接しているので、同時に加圧ローラが再び清掃される。その後、シートは再給紙ユニット５０へ再び導かれることなく排出されるが、確実なクリーニングを期すために上記工程を繰り返すべく、再び再給紙ユニットへ送られてもよい。
【００３４】
なお上記実施例は、定着器が定着ローラと加圧ローラからなる構成のもので説明したが、熱源の外周にエンドレスベルトを配し、熱源に対向して加圧ローラを設置し、当該加圧ローラとエンドレスベルトとの間にシートを通過させる構成の定着器に対しても本発明が適用されるのは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る画像形成装置の全体概略図である。
【図２】図１の画像形成装置のうちの定着装置の概略図である。
【図３】クリーニングパターンの画像を備えた記録シートの一例概略図である。
【図４】記録シートのサイズ検知を行う場合の清掃フローを示す図である。
【図５】定着装置の正逆転を行う様子を示す概念図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０    装置本体
１１    シートユニット
１２    感光体
１３    帯電器
１４    現像器
１５    転写器
１６    クリーニング器
１７    定着器
１８    光書き込み器
１９    給紙口
２０    給紙ローラ
２１    搬送路
２２    搬送ローラ対
２３    レジストローラ対
２４    上部スタック部
２５    排紙ガイド
２６，２７  排紙ローラ対
２８    下部スタック部
２９    第２切換爪
３０    第１切換爪
３１    排出口
３２    ガイド
３３    手差し装置
３３ａ  受け部
３４    押上レバー
４０    給紙カセット
４１，４２  ガイド板
４３    底板
４４    分離部材
４５    シート搬送路
４６    把手
５０    再給紙ユニット
５１    シート搬送路
５２    把手
５３    搬送路
５３ａ  反転路
５４、５５、５６  搬送ローラ対
５７    正逆転ローラ対
５８    給紙ローラ
５９    第３切換爪