(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像担持体と，トナーを収容し，前記トナー像担持体上にトナーパターンを形成する現像装置と，記録媒体上の画像を記録媒体に定着させる定着装置とを有し，前記現像装置は非印字動作中に所定のトナーパターンを形成する画像形成装置において，
前記定着装置は，
圧接によってニップ部を構成する回転部材と，
前記回転部材の表面に接する構造物とを有し，
前記現像装置は，
トナーが前記定着装置に搬送された際に前記構造物の範囲外となる領域にトナーパターンを形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載する画像形成装置において，
前記構造物は，前記回転部材の表面温度の検知に供するセンサであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載する画像形成装置において，
前記構造物は，記録媒体を前記回転部材から分離する分離爪であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載する画像形成装置において，
前記現像装置は，劣化したトナーを廃棄する際にトナーパターンを形成することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，複写機，プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に関する。さらに詳細には，非画像形成時に所定のトナーパターンを形成する機能を備えた現像装置と，ニップ部を形成する回転部材の表面に少なくとも１つの構造物（温度センサや分離爪等）が接している定着装置とを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では，現像器内に供給されたトナーがしばらく使用されない場合，あるいはトナーの消費量が通常よりも低い場合には，現像器内に残っている劣化トナーを廃棄する処理が行われる。具体的には，非印字動作中に所定のトナーパターンを形成することで，現像器内の劣化トナーを廃棄している。そして，劣化トナーは，転写ベルト上に付設されたクリーニング装置によって掻き取られて回収される。この他，電子写真方式の画像形成装置では，画像安定化を図るため，非印字動作中に種々のトナーパターンを形成している。
【０００３】
また，特許文献１には，給紙ローラが記録紙を搬送する際に生じる紙粉が感光体に対向する濃度センサに付着することを抑制する画像形成装置が開示されている。この画像形成装置では，感光体の軸方向上，給紙ローラが占める領域と濃度センサが占める領域とが重なり合わないように給紙ローラおよび濃度センサを配置している。
【特許文献１】特開２００１−２４９５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら，前記した従来の画像形成装置には，次のような問題があった。すなわち，近年のトナーの小粒径化に伴って一部のトナーがクリーニング装置をすり抜けることがある。すり抜けたトナーは，そのまま転写ベルト上に残留するか，あるいは転写ベルトに圧接する２次転写ローラに付着することになる。その後，２次転写ローラに付着したトナーは，印字動作の際に記録媒体の裏面に転写される。
【０００５】
さらに，記録媒体に転写されたトナーは，その記録媒体が定着装置を通過する際に，定着装置内でニップ部を形成するローラ等の回転部材に付着する。そのため，回転部材に接している構造物，例えば回転部材の表面温度を検出するために回転部材に接しているサーミスタや，用紙を回転部材から分離するために回転部材に接している分離爪に付着し，その構造物を回転部材との接触面から浮かしてしまう。そのため，回転部材の温度調節機能や用紙分離機能を低下させる。
【０００６】
特許文献１に開示された画像形成装置では，給紙ローラおよび濃度センサの配置を工夫して濃度センサのセンサ機能の低下を抑制している。しかしながら上記の問題は，濃度センサや分離爪の配置を換えるだけでは解決できない。
【０００７】
本発明は，前記した従来の画像形成装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，定着装置内の回転部材に接する構造物の特性劣化を抑制する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】
【０００８】
この課題の解決を目的としてなされた画像形成装置は，トナー像担持体と，トナーを収容し，トナー像担持体上にトナーパターンを形成する現像装置と，記録媒体上の画像を記録媒体に定着させる定着装置とを有し，現像装置は非印字動作中に所定のトナーパターンを形成する画像形成装置であって，定着装置は，圧接によってニップ部を構成する回転部材と，回転部材の表面に接する構造物とを有し，現像装置は，トナーが定着装置に搬送された際に構造物の範囲外となる領域にトナーパターンを形成することを特徴としている。
【０００９】
本発明の画像形成装置は，現像装置にて非印字動作中に所定のトナーパターンを形成する。トナーパターンには，例えば，現像装置内に溜まっている劣化トナーを廃棄するためのトナー廃棄パターンや，画像安定化のためのレジストパターンが該当する。このトナーパターンは，非印字動作中に行われるため，クリーニング装置に回収される。しかしながら，クリーニング装置に回収されないトナーが僅かに残り，転写部材や記録媒体を介して定着装置へ運ばれる。
【００１０】
そこで，本発明の画像形成装置では，トナーが定着装置に運ばれたとしても構造物の範囲外となる領域にトナーパターンを形成する。すなわち，トナーの移動方向と直交する方向（転写体や回転部材の幅方向）の位置について，構造物が配置される位置と，トナーパターンが形成される位置とが重なり合わないようにトナーパターンを形成する。このようなトナーパターンであれば，トナーが定着装置まで運ばれたとしても，そのトナーは回転部材の幅方向の位置が回転部材と接する構造物と異なる。そのため，トナーが構造物に付着しない。これにより，構造物に付着するトナー量が極めて少なくなる。よって，構造物の回転部材からの浮きを回避でき，構造物の特性劣化が抑制される。
【００１１】
定着装置の回転部材に接する構造物としては，例えば，回転部材の表面温度の検知に供するセンサ（サーミスタ等）や，記録媒体を回転部材から分離する分離爪が該当する。なお，構造物は，これらに限るものではなく，画像領域内であって回転部材の表面と接するものであれば該当する。また，定着装置の回転部材としては，例えばローラやベルトが適用可能である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば，定着装置の回転部材に接する構造物に付着するトナー量を低減することができる。よって，定着装置内の回転部材に接する構造物の特性劣化を抑制する画像形成装置が実現されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下，本発明に係る電子写真方式の画像形成装置を具体化した実施の形態について図面に基づいて説明する。本形態は，タンデム型のカラープリンタに本発明を適用したものである。
【００１４】
本形態の画像形成装置１００は，電子写真方式のタンデム型のカラープリンタであり，図１に示すように，イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の各色に対応するカートリッジ１８ｙ，１８ｍ，１８ｃ，１８ｋと，中間転写ベルト２と，各色に対応する１次転写ローラ１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋと，クリーニングブレード８と，画像安定化センサ１９と，各種装置を制御する制御部２０とを備えている。各カートリッジは，各色に対応するトナー像を形成し，そのトナー像を中間転写ベルト２上に転写する。中間転写ベルト２は，各カートリッジにて形成されたトナー像を担持する。
【００１５】
カートリッジ１８ｋは，トナー像担持体である感光体ドラム３を有し，その感光体ドラム３の周囲に，感光体ドラム３の表面を一様に帯電するローラ帯電方式の帯電装置５と，感光体ドラム３の表面に静電潜像を形成する露光部６と，感光体ドラム３上の静電潜像を可視像（トナー像）とする現像装置４と，転写残トナーを感光体ドラム３から取り除くクリーニング装置７とを，感光体ドラム３の回転方向に沿って配置している。なお，他のカートリッジも同様の構成である。
【００１６】
各カートリッジには，不揮発性のメモリ媒体が搭載されており，画像形成装置１００本体に装着された状態でメモリ媒体と画像形成装置１００本体のＣＰＵとがシリアル通信で接続される。画像形成装置１００本体のＣＰＵとカートリッジ内のメモリ媒体との通信が成立すれば，そのカートリッジの装着位置にカートリッジが装着されていると判断される。言い換えると，画像形成装置１００本体のＣＰＵとカートリッジのメモリ媒体との通信が不成立であれば，カートリッジが未装着であると判断される。また，各カートリッジのメモリ媒体には，色を識別するためのデータが記憶されており，何色のトナーが収容されているカートリッジかを装着位置ごとに判断することができる。
【００１７】
また，画像形成装置１００は，記録媒体である用紙を格納する用紙収納部９と，用紙を給紙する給紙ローラ１０と，給紙された用紙を一旦停止させ，転写位置への搬送タイミングを調節するタイミングローラ１１と，用紙の通紙を検出する通紙センサ１２と，中間転写ベルト２上のトナー像を用紙に転写する２次転写ローラ１３と，用紙に転写されたトナー像を定着させる定着装置１４と，装置外に用紙を排出する排紙ローラ１５と，両面搬送経路を構成する両面経路用搬送ローラ１６，１７とを備えている。
【００１８】
また，定着装置１４は，ハロゲンヒータ２３を内蔵した加熱ローラ１４ａと，加熱ローラ１４ａに圧接してニップを形成する加圧ローラ１４ｂとを備えている。さらに，加熱ローラ１４ａには，図２に示すように加熱ローラ１４ａの表面温度の検出に供するサーミスタ２１と，用紙を加熱ローラ１４ａから分離する分離爪２２とが接触配置されている。定着装置１４では，ハロゲンヒータ２３を点灯することで加熱ローラ１４ａの表面温度を上昇させ，加熱ローラ１４ａおよび加圧ローラ１４ｂを回転させることで両ローラの表面を温める。そして，十分に温められた両ローラ間をトナー像が転写された用紙を通過させることで，トナーを溶融して用紙に定着させる。なお，カラー画像を印字する場合には，加熱ローラ１４ａの表面温度をカラー画像定着温度に，また溶融温度が低いＫ色トナーだけで作像されたモノクロ画像を印字する場合には，加熱ローラ１４ａの表面温度をモノクロ画像定着温度に，それぞれ制御する。
【００１９】
続いて，画像形成装置１００による画像形成の動作について，図３のフローチャートを基に簡単に説明する。まず，制御部２０にて，プリント要求があったか否か，すなわちプリントスタート信号や画像データ等を受信したか否かについて判断する（Ｓ１）。プリント要求を受信した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）には，各カートリッジがプリント処理を開始する（Ｓ２）。プリント要求を受信していない場合（Ｓ１：ＮＯ）には，プリント要求を受信するまで待機する。
【００２０】
Ｓ２のプリント処理は，例えば次の手順で行われる。まず，感光体ドラム３が図１中の矢印方向に回転駆動される。そして，帯電装置５と対向する位置で，帯電部材によって一様に帯電される。次に，露光部６からのレーザ光によって露光され，表面上に画像データに基づいた静電潜像が形成される。
【００２１】
静電潜像が現像装置４の位置に達すると，現像ローラに印加された現像バイアス電圧と感光体ドラム３の静電潜像との間で形成される電界によって帯電したトナーが移動し，静電潜像がトナーによって現像される。その後，各色に対応する１次転写ローラによって感光体ドラム３上のトナー像が中間転写ベルト２上に転写される。なお，中間転写ベルト２上に転写されず，感光体ドラム３上に残ったままの転写残トナーはクリーニング装置７によって掻き取られて回収される。各色のカートリッジが同様に動作し，中間転写ベルト２上に４色のトナー像が重ね合わせられる。これにより，１枚分のカラー画像が形成される。
【００２２】
一方，用紙格納部９から給紙ローラ１０によって用紙が搬送される。搬送されてきた用紙は，タイミングローラ１１にて搬送タイミングを調節され，２次転写位置に搬送される。そして，２次転写ローラ１３によって中間転写ベルト２上のトナー像が用紙に転写される。さらに，トナー像を保持した用紙はさらに搬送され，定着装置１４にて熱と圧力とが加えられることにより，トナー像が用紙に定着される。なお，用紙に転写されず，中間転写ベルト２上に残ったままの転写残トナーはクリーニングブレード８によって掻き取られて回収される。これにより，１枚分の画像形成が終了する。
【００２３】
プリント処理後は，画像安定化のための後処理，劣化トナーを廃棄する後処理，駆動部の停止処理等の後処理を行う（Ｓ３）。後処理後は，Ｓ１の処理まで戻り，次のプリント要求まで待機する。
【００２４】
続いて，後処理の一例として，現像装置４内の劣化トナーの廃棄処理について，図４のフローチャートを基に説明する。なお，以下に説明する劣化トナーの廃棄処理は，カートリッジごとに個別に行われる。
【００２５】
まず，トナーの消費率が規定値を超えているか否かを判断する（Ｓ３１）。トナーの消費率が規定値を満たす場合（Ｓ３１：ＮＯ）には，劣化トナーの廃棄処理を行わずに終了する。一方，トナーの消費率が規定値を満たさない場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）には，現像装置４内の劣化トナーの廃棄処理を行う（Ｓ３２）。
【００２６】
なお，ここでいう「トナー消費率」とは，各現像装置４の積算駆動時間に対するトナーの消費量であり，具体的には，次の式（１）を満たす。
トナーの消費率＝トナー消費量（ｇ）／積算駆動時間（ｓ）    （１）
現像装置の積算駆動時間およびトナーの消費量は，各現像装置４の駆動およびトナーの消費によって更新され，各カートリッジのメモリ媒体に記憶される。なお，現像装置の積算駆動時間およびトナーの消費量は，画像形成装置１００本体に搭載されたメモリ媒体に記憶されてもよい。
【００２７】
劣化トナーの廃棄処理では，感光体ドラム３上に図５に示すようなストライプ状のトナーパターンを形成し，中間転写ベルト２上に転写する。具体的に，本処理では，劣化トナーが定着装置１４に搬送された際に，サーミスタ２１および分離爪２２が設置されている範囲外になるようにトナーパターンを形成する。すなわち，トナーの移動方向と直交する方向（中間転写ベルト２の幅方向や感光体ドラム３の軸方向）において，サーミスタ２１や分離爪２２等の加熱ローラ１４上の構造物が配置される位置と，トナーパターンが形成される位置とが重なり合わないように，トナーパターンを形成する。中間転写ベルト２上に転写された劣化トナーの殆どは，クリーニングブレード８によって掻き取られる。
【００２８】
一方，クリーニングブレード８を通過したトナーは，２次転写ローラ１３および用紙を介して定着装置１４に搬送され，加熱ローラ１４ａに付着する。このとき，劣化トナーは，あらかじめサーミスタ２１および分離爪２２が設置されている範囲外に転写されていることから，加熱ローラ１４ａの軸方向において，サーミスタ２１および分離爪２２が設置されている範囲外に存在する。そのため，サーミスタ２１や分離爪２２に付着することがなく，それらの構造物を加熱ローラ１４ａから浮かすこともない。よって，ローラの温度調節機能や用紙分離機能の低下が抑制される。
【００２９】
次に，現像装置１４内の劣化トナーの廃棄が終了したか否かを判断する（Ｓ３３）。劣化トナーの廃棄が終了していない場合（Ｓ３３：ＮＯ）には，同様のトナーパターンの形成を繰り返す。劣化トナーの廃棄が終了している場合（Ｓ３３：ＹＥＳ）には，本処理を終了する。
【００３０】
なお，トナーパターンは，本形態に限定されるものではない。例えば，加熱ローラ１４ａに分離爪２２が接触していない場合には，図６に示すようにサーミスタ２１の範囲外となるトナーパターンを形成する。すなわち，トナーパターンは，定着装置１４内のローラに接触している構造物の配置によって決まる。
【００３１】
また，非印字動作時にトナーパターンを形成するのは，劣化トナーの廃棄処理に限ることではない。例えば，画像安定化処理にて形成されるレジストパターンが該当する。この場合であっても，レジストパターンをサーミスタ２１および分離爪２２の範囲外となる位置に形成する。
【００３２】
以上詳細に説明したように本形態の画像形成装置１００は，現像装置４にて非印字動作中に所定のトナーパターンを形成することとしている。そして，トナーパターンは，トナーが定着装置１４に搬送された際に構造物の範囲外となる領域に形成することとしている。すなわち，トナーの移動方向と直交する方向の領域において，構造物が配置される領域と，トナーパターンが形成される領域が重なり合わないようにトナーパターンを形成することとしている。このようなトナーパターンであれば，トナーが定着装置１４まで運ばれたとしても，運ばれてきたトナーはそれら構造物に付着しない。これにより，構造物に付着するトナー量が極めて少なくなる。よって，構造物のローラからの浮きを回避でき，構造物の特性劣化が抑制される。よって，定着装置内のローラに接する構造物の特性劣化を抑制する画像形成装置が実現している。
【００３３】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，実施の形態ではプリンタに本発明を適用しているがこれに限るものではない。すなわち，複写機，スキャナ，ＦＡＸあるいはワードプロセッサ等であっても劣化トナーの廃棄処理機能を備えるものであれば適用可能である。また，カラーに限らず，モノクロ画像専用のものであってもよい。また，タンデム方式であっても，４サイクル方式であってもよい。
【００３４】
また，像担持体としてローラ形状の感光体ドラムを用いているが，ベルト状の感光体ベルトを使用してもよい。また，帯電装置は，ローラ帯電方式のほか，コロナ放電方式の帯電チャージャ，ブレード，ブラシ等を使用してもよい。また，露光装置は，レーザによるものでもＬＥＤによるものでもよい。また，１次転写装置は，転写ローラのほか，転写チャージャを使用してもよい。また，クリーニング装置は，クリーニングブレードのほか，クリーニングブラシ，クリーニングローラまたはそれらの組合せでもよい。また，定着装置は，ローラのほか，ベルトを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施の形態にかかるカラープリンタの概略構成を示す図である。
【図２】加熱ローラ周辺の構造物の配置を示す図である。
【図３】画像形成装置のプリント実行処理を示すフローチャートである。
【図４】現像装置内の劣化トナーの廃棄処理を示すフローチャートである。
【図５】劣化トナーの廃棄処理にて形成されるトナーパターンの一例を示す図である。
【図６】劣化トナーの廃棄処理にて形成されるトナーパターンの応用例を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
２      中間転写ベルト
３      感光体ドラム（トナー像担持体）
４      現像装置
８      クリーニングブレード
１４    定着装置
１４ａ  加熱ローラ（ローラ部材）
１４ｂ  加圧ローラ（ローラ部材）
１８ｋ  カートリッジ
２０    制御部
２１    サーミスタ（構造物）
２２    分離爪（構造物）
１００  画像形成装置
【図１】
0004706497.tif 000002
【図２】
0004706497.tif 000003
【図３】
0004706497.tif 000004
【図４】
0004706497.tif 000005
【図５】
0004706497.tif 000006
【図６】
0004706497.tif 000007