(57)【要約】【課題】  ヒートロール表面の磨耗を生じさせる因子を減らし、安定した定着強度・印刷品質を提供する。【解決手段】  清掃用部材巻き取り進行方向とヒートロールの回転進行方向との角度を可変にできる構造にし、該清掃用部材上の汚れを検知または予めデータを持たせ、その汚れ量に応じて該清掃用部材巻き取り進行方向とヒートロールの回転進行方向との角度を最適化する。【選択図】  図３
2007334090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真において文字・画像などを紙などの印刷媒体に粉体インクであるトナーで前記印刷媒体に熱圧力定着を行うヒートロールと、定着の際に前記印刷媒体から前記ヒートロール表面に微量に付着するトナーを拭うための巻き取り方式の清掃手段を有する電子写真装置であって、
前記清掃用部材の巻き取り進行方向と前記ヒートロールの回転進行方向との角度が可変であることを特徴とする電子写真装置。
【請求項２】
請求項１記載の電子写真装置であって、
前記清掃用部材の汚れの程度をセンシングし、前記清掃用部材の巻き取り進行方向と前記ヒートロールの回転進行方向との角度を自動的に調節できることを特徴とする電子写真装置の定着機清掃機構。
【請求項３】
請求項１記載の電子写真装置であって、
前記清掃用部材の巻き取り進行方向と、前記ヒートロールの回転進行方向との角度は、前記印刷媒体の印刷量に応じて変化するように予め決められていることを特徴とする電子写真装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の電子写真装置であって、
前記清掃用部材の巻き取り進行方向と、前記ヒートロールの回転進行方向との角度が０°〜４５°の間で可変であることを特徴とする電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真装置、特に定着機清掃機構に関連するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複合機等電子写真を応用した印刷装置は、電子写真方式の発明以来様々な形で上市されている。印刷データ入力から印刷データ出力に至るまで、そのプロセスは露光・現像・転写・清掃・定着に大別され、各プロセスとも電子写真における性能向上の歴史の中で様々な方式が提案・実用されてきている。
【０００３】
上記プロセスのうち定着プロセスでは、樹脂を主成分とする粉体インクであるトナーを印刷媒体に固着させることを目的としているが、方式として圧力定着・熱圧力定着・非接触オーブン定着・フラッシュ定着等が存在する。各方式ともそれぞれ長所・短所を有するが、各社とも様々な工夫を施しこれまで実用化を実現している。
【０００４】
上述した定着方式の中でも最も汎用されているものとしては、熱圧力定着が挙げられる。この方式は、アルミニウムなどの素管の上に耐熱性シリコンゴムまたはテフロン（登録商標）、あるいは耐熱性シリコンゴム上にテフロン（登録商標）を重ねた層構造上のものを接着・被覆した所謂ヒートロールを使用し、前の転写プロセスで既にトナーが付着している印刷媒体をヒートロールとそれに対向するバックアップロールとともに熱・圧力を加えながら挟み、印刷媒体上にトナーを溶融・固着させるものである。この熱圧力定着は、その成分のほとんどが樹脂であるトナーの熱溶融・粘弾性等の性質を利用した最も安定した定着が得られる定着方式であると言われている。
【０００５】
この定着プロセスの構成、すなわち定着機構について、図１及び図２を用いて説明する。図１には定着機構の概略側面断面図、図２にヒートロールと清掃用部材の位置関係を表す正面図を示す。
【０００６】
図１に見られるように、転写プロセスにて紙などの印刷媒体１に未定着のトナー２が付着している。このトナー２が付着した印刷媒体１を、高温が保持されたヒートロール４と、それに対向するバックアップロール５に挟持して加圧すると、その成分のほとんどが樹脂であるトナー２が印刷媒体１上に溶融固着する構成となっている。
【０００７】
しかしながら、この過程においてトナー２のうちの微量部分がヒートロール４上に付着してしまうという現象が生じる。これがいわゆるオフセット現象であり、オフセットトナー３が発生する。このオフセットトナー３がヒートロール４上を一周し、印刷媒体１上に再付着すれば余印刷となり障害となる。これを防ぐために、オフセットトナー３を拭うための清掃用部材６をヒートロール４に接触するように設置する。清掃用部材６自身の清掃後の汚れを緩和するため、通常、巻き取り方式が採用されている。さらに、この清掃用部材６をヒートロール４に押し当てるための押圧手段７が併用されるのが一般的である。ヒートロール４、清掃用部材６及び押圧手段７の位置関係は正面から見ると、図２に示すような配置をしている。清掃用部材６の全面が押圧手段７によってヒートロール４の印刷領域全面に押し当てられている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２１４９５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、基幹系のプリンタでは一般に文字・帳票等の線画・罫線が多く印刷されるが、例えば縦罫線を印刷する場合、その帳票設計上、全く同一の個所に同一の縦線を印刷するという場合が多く見られる。清掃用部材は巻き取り方式によってトナーオフセット現象によるトナーで汚染された部分を緩和しているが、一部分のみ印刷が行なわれる場合、清掃用部材の一部分のみ著しく汚染が進んでしまう。この部分的な汚染を緩和するためには清掃用部材の巻き取り速度を速めるといった対策が考えられるが、消耗品の値段・交換頻度の増加等となり効率が悪い。
【００１０】
更には、ヒートロールは上述のように紙などの印刷媒体、印刷媒体上のトナー、そしてヒートロール清掃用部材に直接接触しているため、印刷媒体のエッジ部分、連続紙であれば送り穴部、そしてヒートロール清掃用部材の汚染部分により磨耗し、ヒートロール表面に凹部を発生させる。この凹部は印刷媒体上のトナーの定着強度不足、印刷品質の劣化の原因となるため、少しでもヒートロール表面の磨耗を生じさせるような因子は取り除くべきである。
【００１１】
例えば、清掃用部材の巻取り進行方向をヒートロール回転進行方向に対し角度を持たせるような構成とし、清掃用部材上の汚染部分は緩和され、清掃用部材上の汚染部分によるヒートロールの磨耗を減少させるものが開示されている（特許文献１参照）。しかし、この構成の目的とするところは、清掃用部材の繊維方向の違いによる清掃性の低下を防ぐことにある。すなわち、清掃用部材の配置される角度は繊維方向固有のものであり、経時的には固定となっている。そのため印刷パターン等様々な条件により清掃用部材上の汚染状況が変化することに対し、角度が一定ではヒートロールの磨耗低減の削減に関して十分な効果を得ることは期待できない。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する本発明の請求項１に記載の発明は、電子写真において文字・画像などを紙などの印刷媒体に粉体インクであるトナーで前記印刷媒体に熱圧力定着を行うヒートロールと、定着の際に前記印刷媒体から前記ヒートロール表面に微量に付着するトナーを拭うための巻き取り方式の清掃手段を有する電子写真装置であって、前記清掃用部材の巻き取り進行方向と前記ヒートロールの回転進行方向との角度が可変であることを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決する本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１記載の電子写真装置であって、清掃用部材の汚れの程度をセンシングし、前記清掃用部材の巻き取り進行方向と前記ヒートロールの回転進行方向との角度を自動的に調節できることを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決する本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１記載の電子写真装置であって、清掃用部材の巻き取り進行方向と、前記ヒートロールの回転進行方向との角度は、前記印刷媒体の印刷量に応じて変化するように予め決められていることを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決する本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の電子写真装置であって、清掃用部材の巻き取り進行方向と、前記ヒートロールの回転進行方向との角度が０°〜４５°の間で可変であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
上記対策を施すことにより、ヒートロール表面の磨耗を生じさせる因子を減らし、安定した定着強度・印刷品質が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
まず、図６を用いて、電子写真装置の概略を説明する。光導電性を有する感光体１８は、帯電器１９により表面を一様に帯電される。次に、レーザ等を用いた露光装置２０により画像データに則した露光が行われ、いわゆる画像データの電気的潜像が感光体１８上に形成される。この電気的潜像上に、現像機２１に格納されている現像剤およびトナーによって実画像が形成され、転写器２２で印刷媒体１上に転写が行われる。このとき転写されずに感光体１８上に残留したトナーは、感光体上トナー清掃装置２３によって感光体１８上から全て取り除かれ、再度同プロセスへと進む。印刷媒体１上に転写されたトナーはヒートロール４及びバックアップロール５により溶融固着され、印刷媒体１上に定着され印刷プロセスが終了する。
【００１８】
次に、本発明で使用する定着プロセスの構成、すなわち定着機構について説明する。
【００１９】
図３に本発明の清掃手段を具備した定着プロセスを表す正面図を示す。図３において、１は印刷媒体、４はヒートロール、５はバックアップロール、６は巻き取り方式の清掃用部材、７はヒートロール４に清掃用部材６を押し付ける押圧部材である。、転写プロセスにて紙などの印刷媒体１に未定着のトナーが付着している。このトナーが付着した印刷媒体１を、高温が保持されたヒートロール４と、それに対向するバックアップロール５に挟持して加圧すると、その成分のほとんどが樹脂であるトナーが印刷媒体１上に溶融固着する構成となっている。
【００２０】
また、清掃用部材６は台座１１に固定され、その台座１１は、清掃用部材６の巻取り進行方向８と、ヒートロール４の回転進行方向９との間で所定角度θを有している。なお、所定角度θが可変となるように、清掃手段は中心位置１０でＡ方向に回動可能となっている。
【００２１】
一方、台座１１の側面には支持手段１２が装着されており、当該支持手段１２はアクチュエーター１３に接続されている。また、支持手段１２には長穴が設けられており、アクチュエーター１２の支柱１４の上下直線運動に対し、支持手段１２の回転方向の動きを逃がす構造となっている。従って、アクチュエーター１３の支柱の動きに合わせ、支持手段１６を介して台座１１の回転角を自由に選択できる。
【００２２】
清掃用部材６の汚れは、汚れ量の面積が広くてもまた付着した汚れの高さが高くてもヒートロール４の磨耗量は増加する。所定角度θが小さいと汚れ量の面積は狭いが汚れ付着高さが高くなり、逆に所定角度θが大きいと汚れ付着高さは低くなるが汚れ量の面積は広くなる。汚れ量の面積による磨耗量変動と汚れ付着高さによる磨耗量変動はそれぞれヒートロール、清掃用部材の材質またはヒートロールに対する清掃用部材の押しつけ力等の定着機構成に依存する。そのためヒートロールの磨耗量を削減するためには清掃用部材６の所定角度θを一定にせず、本発明のようにそのときの印字条件、印字パターン等により清掃用部材６の所定角度θをその都度調整する必要が生じてくる。
【００２３】
但し、極端な例として所定角度θを９０°に設定した場合には、清掃用部材６は水平にのみ移動することとなり、汚れ面が常時ヒートロール４に接触してしまうこととなり現実的ではない。実用上の材質、条件を鑑みた汎用的角度として清掃用部材６の水平方向の進行量が垂直方向の進行量を超える角度である４５°を上限とする。従って、台座１１の回動に伴う所定角度θは０°〜４５°の間で可変とする。
【００２４】
以上の構成に基づき、本発明の動作を説明する。
【００２５】
縦罫線など部分的にトナー付着量が著しく多い印刷が行われた場合、清掃用部材６の一部で部分的に汚染が進む。しかし、清掃用部材６の汚れ度を検出するするセンサー１５により清掃用部材６上の汚れの程度が検知され、その汚れの度合いの信号がアクチュエーター制御装置１６に送られる。アクチュエーター制御装置１６はアクチュエーター１３に支持手段１２の移動量を制御し、その支持手段１２の動きに応じて台座１１の回動量を変える。これによって、清掃用部材６の巻取り進行方向８とヒートロール４の回転進行方向９の所定角度θの大きさが調整される。なお、清掃用部材６の汚れ度を検出するセンサー１５は発光及び受光素子両方を有した画像センサーなどが実用的であるが、ヒートロール等の熱の影響を受けないよう距離・断熱処理等を十分検討した上で用いるようにするとよい。
【００２６】
また、アクチュエーター制御装置１６には予め評価で決定した該角度の変化量の経時的制御がインプットされている場合もある。
【００２７】
前述したように、清掃用部材６の所定角度θを自動制御することは、印刷業務の簡略化につながり有益であるが、印刷量が比較的少ないユーザの場合には、マニュアル操作で本発明を実施してもよい。すなわち、印刷パターンの種類、印刷量によって、あるいは定期的に清掃用部材の汚れの程度を確認（目視）し、汚れが著しいと認識した場合にはアクチュエーター制御装置１４によりアクチュエーター１３を駆動させ、所定角度θを調整する。この場合、基本的には予め実験により汚れ量と最適所定角度θとの相関性を確認しておき、そのデータをもとにアクチュエーター制御装置１６によりアクチュエーター１３を制御し、最適所定角度θを決定することが望ましいが、目視により感覚的に調整を行っても良い。
【００２８】
帳票印刷等に見られるある特定の箇所に縦罫線を印刷し続けるといった場合において、従来のように清掃用部材６の所定角度θが０°あるいは特許文献１のように一定の角度を持たせた構成では、図５に示すように縦罫線に対応する清掃用部材６の箇所１８がオフセットトナー３により部分的に著しく汚れてしまっていた。上述したようにヒートロール４の清掃用部材６の汚れ量に対する磨耗量は、汚れの面積及び汚れの付着高さに依存するので、その都度最適な汚れ量に調整する必要がある。本発明のように、清掃用部材６の所定角度θを可変にすることにより、縦罫線の長さ、幅等の変化に対して常に所定角度θを最適角度に選定できるようになり、汚れの面積及び汚れの付着高さを最適な量に調整でき、その結果、図４のように清掃用部材６の汚れ１７を最適に緩和することができる。これによりヒートロール４の磨耗量を削減でき良好な印刷品質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】巻き取り方式の清掃用部材を有する一般的なヒートロール方式定着機の側面図
【図２】巻き取り方式の清掃用部材を有する一般的なヒートロール方式定着機における清掃用部材とヒートロールの配置位置関係を表す正面図。
【図３】本発明の機構を表す正面図。
【図４】本発明の清掃用部材の汚れに対する効果を表す図。
【図５】従来の清掃用部材の汚れを表す図。
【図６】画像形成装置の一例を示す概略断面図
【符号の説明】
【００３０】
１  印刷媒体
２  トナー
３  オフセットトナー
４  ヒートロール
５  バックアップロール
６  清掃用部材
７  押圧手段
８  清掃用部材巻き取り進行方向
９  ヒートロール回転進行方向
１１  台座
１２  支持手段
１３  アクチュエーター
１４  支柱
１５  センサー
１６  アクチュエーター制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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