【手続補正書】
【提出日】平成22年6月11日(2010.6.11)
【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】
記録材に未定着トナー画像を形成する画像形成部と、
筒状の定着フィルムと、前記定着フィルムの内面に接触するヒータと、前記定着フィルムを介して前記ヒータと共に記録材を挟持搬送する定着ニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記定着ニップ部で未定着トナー画像を担持する記録材を搬送しつつ未定着トナー画像を記録材に定着処理する定着部と、
を有し、前記定着部をクリーニングするクリーニングモードを設定可能な画像形成装置において、
前記クリーニングモードが設定されると、記録材上の未定着トナーが前記定着フィルムにオフセットするように前記定着部を設定し、前記画像形成部で所定のパターンに未定着トナーを担持させた記録材を前記定着ニップ部で挟持搬送してトナーを前記定着フィルムにオフセットさせ、その後、前記定着部の設定をトナーが記録材に定着する設定にしてオフセットさせたトナーを記録材に回収することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記クリーニングモード設定時の前記ヒータの制御目標温度を前記定着処理時の制御目標温度より高く設定することによりトナーを前記定着フィルムにオフセット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３】
前記クリーニングモード設定時の前記定着ニップ部における記録材搬送速度を前記定着処理時の記録材搬送速度より遅く設定することによりトナーを前記定着フィルムにオフセット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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】画像形成装置
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタ等の画像形成装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
そこで、本発明の目的は、定着フィルムの表面に付着したトナー汚れと炭酸カルシウム粒子を効率よく除去できるようにした画像形成装置を提供することを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記の目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の構成は、記録材に未定着トナー画像を形成する画像形成部と、
筒状の定着フィルムと、前記定着フィルムの内面に接触するヒータと、前記定着フィルムを介して前記ヒータと共に記録材を挟持搬送する定着ニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記定着ニップ部で未定着トナー画像を担持する記録材を搬送しつつ未定着トナー画像を記録材に定着処理する定着部と、
を有し、前記定着部をクリーニングするクリーニングモードを設定可能な画像形成装置において、
前記クリーニングモードが設定されると、記録材上の未定着トナーが前記定着フィルムにオフセットするように前記定着部を設定し、前記画像形成部で所定のパターンに未定着トナーを担持させた記録材を前記定着ニップ部で挟持搬送してトナーを前記定着フィルムにオフセットさせ、その後、前記定着部の設定をトナーが記録材に定着する設定にしてオフセットさせたトナーを記録材に回収することを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明によれば、定着フィルムの表面に付着したトナー汚れと炭酸カルシウム粒子を効率よく除去できるようにした画像形成装置を提供することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
［実施例１］
（１）画像形成装置例
図１は本発明に係る画像形成装置の全体構成模型図である。この画像形成装置は電子写真式のレーザビームプリンタである。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本実施例に示す画像形成装置Ａは、記録材に未定着トナー画像を形成する画像形成部において像担持体としてのドラム型の回転自在の電子写真感光体（以下、感光ドラムと呼ぶ）１を有する。Ｃは制御手段としての制御部である。制御部ＣはＣＰＵとＲＡＭやＲＯＭなどのメモリからなっており、メモリには画像形成に必要とされる各種プログラム、後述するクリーニングモード用のプログラムなどが記憶されている。ＣＰＵはメモリに記憶されているプログラムに従って所定の部材を作動させる。感光ドラム１は、制御部Ｃからのプリント指令に応じて回転駆動する不図示のメインモータ（駆動源）によって所定の周速度（プロセススピード）で矢印方向に回転される。その感光ドラム１の外周面（表面）は、高圧電源（不図示）に接続されている帯電ローラ（帯電手段）２によって所定の電位でマイナスの極性に一様に帯電される（帯電工程）。その感光ドラム１表面の帯電面に対しレーザスキャナ（露光手段）３がホストコンピュータ等の外部装置（不図示）からの画像信号によって変調されたレーザ光Ｌを走査しながら照射する。感光ドラム１表面の帯電面のうちレーザ光Ｌを照射された部分はマイナスの電荷が消え、画像の形に電位差が生じ静電潜像が形成される（露光工程）。この静電潜像が現像装置（現像手段）４によってマイナスの極性に帯電されているトナー（現像剤）により順次現像されてトナー画像（現像像）となる（現像工程）。そのトナー画像は感光ドラム１と感光ドラム１に接触している転写ローラ（転写手段）５との間の転写ニップ部ＮＴに搬送される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
転写ニップ部ＮＴにて転写される未定着トナー画像（トナー像）を担持した記録材Ｐは、感光ドラム１の回転に伴って感光ドラム１表面から分離され、定着装置（定着部）９へと送り出される。そしてその記録材Ｐは、定着装置９の有するニップ部（定着ニップ部）ＮＦで加熱・加圧されることによって未定着トナー画像が記録材Ｐの面上に加熱定着され、排出ローラ（不図示）により排出トレー１２上に排出される。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
以上が本実施例の画像形成装置の通常プリント動作（画像形成動作）である。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
（２）定着装置（定着部）
以下の説明において、定着装置及び定着装置を構成する部材に関し、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向である、短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向である。幅とは短手方向の寸法である。記録材に関し、長手幅とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向の寸法である。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
本実施例に示す定着装置９は、ヒータ（加熱体）２２と、ヒータホルダ（加熱体保持部材）２１と、定着フィルム（定着回転体）２３と、剛性ステー（剛性部材）２９と、加圧ローラ（加圧部材）２４などを有している。ヒータ２２、ヒータホルダ２１、定着フィルム２３、剛性ステー２９及び加圧ローラ２４は、何れも長手方向に細長い部材である。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
定着フィルム２３は、可撓性を有する耐熱樹脂材料により円筒形（筒状）に形成されている。定着フィルム２３の外周長は５７ｍｍである。この定着フィルム２３は、円筒状のベース層３１（図３）として厚さ５０ミクロンのポリイミド層を有し、そのベース層３１の外周に厚さ数ミクロンの導電接着層３２を有している。そしてその導電接着層３２の外周に厚さ数ミクロンのフッ素樹脂のトップ層３３（離型層）を有している。定着フィルム２３の内周長は、ヒータ２２を保持させたヒータホルダ２１の外周長よりも３ｍｍ大きくしてある。そしてその定着フィルム２３は、ヒータ２２を保持しているヒータホルダ２１に周長に余裕をもたせてルーズに外嵌されている。即ち、定着フィルム２３はヒータ２２を内包している。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
加圧ローラ２４は、丸軸状の芯金２５と、芯金２５の外周に芯金２５と同心一体に形成されたシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性ゴム、あるいはシリコーンゴム等を発泡して形成された弾性層２６と、を有している。加圧ローラ２４は、定着フィルム２３の下方において定着フィルム２３と並列に配置され、芯金２５の長手方向両端部を上記装置シャーシの側板対に軸受け部材を介して回転自由に保持させている。そして、加圧ローラ２４の芯金２５と剛性ステー２９は、長手方向両端部において不図示の加圧スプリングにより加圧ローラ２４の外周面（表面）と定着フィルム２３の外周面（表面）が接触するように加圧されている。その加圧力により加圧ローラ２４表面と定着フィルム２３表面を接触させ、加圧ローラ２４表面と定着フィルム２３表面間に定着フィルム２３を介してヒータ２２と共に記録材Ｐを挟持搬送する所定幅のニップ部ＮＦを形成している。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
（３）定着装置の加熱定着動作
回転制御部（駆動制御手段）８（図２）はプリント指令に応じて加圧ローラ２４を所定の周速度（プロセススピード）で矢印方向へ回転させる。その際、ニップＮＦ部における加圧ローラ２４表面と定着フィルム２３表面との摩擦力により定着フィルム２３に回転力が作用する。定着フィルム２３は、その回転力により定着フィルム２３の内周面（内面）がヒータ２２のオーバーコート層２２ｃと密に接触して摺動しながらヒータホルダ２１の外周を矢印方向に従動回転する。その際に定着フィルム２３の回転は定着フィルム２３の内周形状に沿ように形成されているヒータホルダ２１の外周面によってガイドされる。これにより定着フィルム２３の回転が安定し定着フィルム２３は同じ回転軌跡を描きながら回転する。また、通電制御部（通電制御手段）５１（図４）はプリント指令に応じてヒータ２２の抵抗発熱体２２ｂに通電する。その通電により抵抗発熱体２２ｂが発熱してヒータ２２は昇温し定着フィルム２３を加熱する。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
加圧ローラ２４及び定着フィルム２３の回転が安定し、かつ、ヒータ２２の温度が温調温度に維持されると、未定着トナー画像Ｔを担持した記録材Ｐが給送ガイド２７によりニップ部ＮＦに導入される。その記録材Ｐはニップ部ＮＦで加圧ローラ２４表面と定着フィルム２３表面とにより挟持搬送される。その搬送過程で記録材Ｐに定着フィルム２３の熱とニップ部ＮＦの圧が加えられ、トナー画像Ｔは記録材Ｐの面上に加熱定着（定着処理）される。トナー画像Ｔが加熱定着された記録材Ｐは定着フィルム２３表面から曲率分離してニップ部ＮＦから排出される。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
（４）定着フィルムのクリーニング
本実施例の画像形成装置Ａにおいて、記録材Ｐに填料として炭酸カルシウム粒子が多く含まれる記録材を使用し、低温低湿環境（１０℃１５％）において画像形成動作を繰り返し行なう。すると前述のように、炭酸カルシウム粒子がニップ部ＮＦにて静電的な要因と粒子形状的な要因とで定着フィルム２３表面と加圧ローラ２４表面に付着する。定着フィルム２３表面に付着した炭酸カルシウム粒子は定着フィルム２３表面の離型性を落とし、定着フィルム２３表面へのトナー付着を促進させる。これによって定着フィルム２３表面は汚れやすくなり、そして定着フィルム２３表面から記録材Ｐの面又は加圧ローラ２４表面へトナー汚れが遷移してしまう。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
本実施例の画像形成装置Ａを用いて、低温低湿環境（１０℃１５％）において例えばプロセススピード１００ｍｍ／ｓｅｃ、温調温度を１７０℃としたときにＡ４サイズ、坪量８０ｇの中国製の紙（商標：三一牌）をニップ部Ｎに３０００枚以上耐久通紙した。すると１０００枚通紙した位から定着フィルム２３表面への炭酸カルシウム粒子の蓄積が顕著となってきて、３０００枚通紙した位では定着フィルム２３表面にトナー汚れが発生した。これは、定着フィルム２３表面に炭酸カルシウム粒子が付着することにより離型性が低下し、もともと記録材〜トナー＞定着フィルム表面〜トナーとなっていた付着力が記録材〜トナー＜定着フィルム表面〜トナーとなったことが原因である。さらに耐久通紙を続けると定着フィルム２３表面のトナー汚れは加圧ローラ２４側に一部が遷移しており、記録材Ｐの加圧ローラ２４表面への巻き付きも発生する恐れがあった。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
そこで、本実施例の画像形成装置Ａは、定着装置９をクリーニングするクリーニングモードを設定可能であり、定着フィルム２３表面に付着したトナー汚れと炭酸カルシウム粒子を効率よく除去するために、図５のようなクリーニングモードを実行する。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
クリーニングモードが設定されると画像形成装置Ａは、通常プリント動作を停止し、クリーニングモードを開始する。クリーニングモードの設定は、ユーザーからのコマンドによって行なっても良いし、定められた枚数毎に自動的に行なっても構わない。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
クリーニングモードを開始すると（Ｓ１）、記録材Ｐとして普通紙等の紙の給紙（プロセススピード毎秒１００ｍｍ）を行い（Ｓ２）、その紙Ｐに画像形成部でクリーニング用の画像パターン（所定のパターン）の画像形成を行う（Ｓ３）。紙Ｐへの画像パターンの形成は前述した一連の帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程によって行われる。その画像パターンは、図６に示すように、紙Ｐの搬送方向（記録材搬送方向）に関して紙Ｐの先端付近即ち紙Ｐの先端又は先端内側から定着フィルム２３の一周分の長さ（外周長の長さ）、本実施例では約５７ｍｍの範囲にトナー供給領域を有している。このトナー供給領域は、紙Ｐの搬送方向と直行する方向に関して、給紙される最大サイズの記録材の幅よりも狭く、かつ最大印字可能な領域よりも広くなるように設けられた領域である。そしてそのトナー供給領域には、未定着トナー（未定着トナー画像）がべた塗りされている（図７）。つまり、画像パターンとして、紙Ｐの搬送方向に関して先端又は先端内側から定着フィルム２３の外周長の長さより後方の範囲に、紙Ｐの搬送方向と直交する方向に関して紙Ｐの最大印字可能な領域にわたって印字率５０％以上の未定着トナーを担持させている。印字率は評価画像を作成するときに設定されるものであって、例えば、べた黒なら１００％、１ｄ１ｓの横線であれば５０％というように設定される。さらに、紙Ｐの搬送方向に関して紙Ｐの先端付近即ち紙Ｐの先端又は先端内側から定着フィルム２３の二周目以降はトナー回収領域とし印字されていない。つまり、紙Ｐは、紙Ｐの搬送方向に関して紙Ｐの先端又は先端内側から定着回転体である定着フィルム２３の外周長の長さより後方の範囲に、紙Ｐの搬送方向と直交する方向に関して紙Ｐの最大印字可能な領域にわたって未定着トナーを担持していない。また、特に定着フィルム２３表面の長手方向において広い領域をクリーニングするためには、プリンタＡに使用できる最大長手幅の紙Ｐを用いることが好ましい。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
Ｓ４ではヒータ２２への通電を開始する。ヒータ２２への通電動作は、画像パターンが形成された紙Ｐが定着装置９に達する少し前のタイミングから行なわれ、紙Ｐの先端がニップ部ＮＦに達したときに所望の温度に達するように制御される。通常プリント動作では検温素子２８によって検知されたヒータ２２温度が温調温度（定着処理時の制御目標温度）である１７０℃になるように通電制御を行なうが、クリーニングモード時にはヒータ２２温度（クリーニングモード設定時のヒータの制御目標温度）が２００℃になるように通電制御を行なう（Ｓ５）。つまり、紙Ｐの搬送方向に関して画像パターンの先端がニップ部ＮＦに進入してから定着フィルム２３が一周するまでの間、トナーを完全に溶融させ定着フィルム２３表面に付着させるために、ヒータ２２温度が２００℃になるように通電制御を行なう。これによって紙Ｐのトナー供給領域にある未定着トナーは定着フィルム２３表面の熱によって完全に溶融状態となり、その溶融状態のトナーの一部が紙Ｐ上から離れ定着フィルム２３表面へ遷移する。その溶融状態のトナーは流動性をもち定着フィルム２３表面の炭酸カルシウム粒子の細部にまでからみつき付着する。ニップＮＦ部を出た溶融状態のトナーは冷やされ定着フィルム２３表面で炭酸カルシウム粒子に強固に固着する。そして、定着フィルム２３の二周目以降（Ｓ６のＹＥＳ）でヒータ２２温度が通常プリント動作の１７０℃になるように通電制御が行なわれ（Ｓ７）、ニップ部ＮＦにて紙Ｐのトナー回収領域にトナーと一緒に炭酸カルシウム粒子が付着して排出される。これによって定着フィルム２３表面から炭酸カルシウム粒子が除去される。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
本実施例のクリーニングモードでは、紙Ｐのトナー供給領域に所定のパターンに未定着トナーを担持させる。そしてその紙Ｐの搬送方向に関してパターンの先端がニップＮＦ部に進入してから定着フィルム２３が一周するまでの間、通常プリント動作時よりも大きな電力をヒータ２２に通電して、未定着トナー（記録材上の未定着トナー）を溶融状態にする。そして定着フィルム２３表面にその溶融状態のトナーをオフセットさせ定着フィルム２３表面の炭酸カルシウム粒子に溶融状態のトナーを絡ませ強固に付着させる。そして定着フィルム２３の二周目以降において通常プリント動作時の温調温度で紙Ｐのトナー回収領域に炭酸カルシウムごとトナーを付着させて排出している。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
実際にプロセススピード毎秒１００ｍｍの電子写真式の画像形成装置（プリンタ）を用いて定着フィルム２３表面のクリーニング効果を確認した。表１は、Ａ４サイズ、坪量８０ｇの三一牌をプロセススピード毎秒１００ｍｍで１０００枚通紙することによって表面に炭酸カルシウム粒子を付着させた定着フィルム２３を用意し、本実施例におけるクリーニングモードを行った結果である。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
本実施例においては、実施例１の画像形成装置Ａ及びその画像形成装置Ａを構成する部材と同じ部材に同じ符号を付して再度の説明を省略する。実施例３、実施例４についても同様とする。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
本実施例１に示すクリーニングモードは、画像パターンの先端がニップ部ＮＦに進入してから定着フィルム２３が一周するまでの間のプロセススピード即ちクリーニングモード設定時のニップ部における記録材搬送速度を通常プリント動作のプロセススピード即ち定着処理時の記録材搬送速度をよりも遅くしたものである。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
また、本実施例のクリーニングモードは実施例１のプリンタにも適用できる。即ち、プロセススピード毎秒１００ｍｍの画像形成装置ＡのクリーニングモードのＳ６において、画像パターンの先端がニップ部ＮＦに進入してから定着フィルム２３が一周するまでの間のプロセススピードを遅くする。これによって、プロセススピードを遅くした分、紙Ｐに担持させた未定着トナーをヒータ２２からの熱によって完全に溶融状態にすることができる。これにより、Ｓ５でヒータ２２温度が温調温度２００℃になるように通電制御する必要がなくなる。つまり、Ｓ５でヒータ２２温度を温調温度２００℃未満になるように通電制御すればよい。従って、温調温度のさらなる低減が可能となり、通常プリント動作時と同じ電力、若しくは少ない電力で定着フィルム２３表面のクリーニングを実行でき省電力化も達成できる。