(57)【要約】【課題】定着ローラの表面に付着したトナーを確実に除去することができる定着装置及びこれを用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】加熱ローラ１２３と加圧ローラ１２４とを圧接させたニップ部１２７に未定着のトナー像が形成されたシートを通過させることでトナー像をシート上に定着させる定着ローラ２７Ａと、加熱ローラ１２３にウェブシート１３３を当接させてローラ表面を清掃し、加熱ローラ１２３の清掃に使用した部分を定期的に巻き取る機能を有するクリーニングユニット１３１を具備する定着ユニット２７において、定着処理が終了した後、または、定着処理が行われる前に、ウェブシート１３３を加熱ローラ１２３に接触させて所定時間の間巻き取り、ウェブシート１３３を巻き取る時に、加熱ローラ１２３をウェブシート１３３の移動方向に対して逆回転させるようにしたことを特徴とするものとする。【選択図】図２
2009020407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１本のローラ部材に発熱手段を備えた一対のローラ部材を備え、前記ローラ部材同士を圧接させたニップ部に未定着のトナー像が形成された記録媒体を通過させることで前記トナー像を溶融させて前記記録媒体上に定着させる定着ローラと、回転する定着ローラの外周面にウェブ部材を当接させてローラ表面を清掃し、前記定着ローラの清掃に使用した部分を定期的に巻き取る機能を有するクリーニング機構を具備する定着装置において、
前記定着ローラによる前記記録媒体へのトナー像の定着処理が終了した後、または、前記定着ローラによる前記記録媒体へのトナー像の定着処理が行われる前に、前記ウェブ部材を前記定着ローラに接触させて所定時間の間巻き取る機能と、
前記ウェブ部材を巻き取る時に、前記定着ローラを前記ウェブ部材との接触部における前記ウェブ部材の移動方向に対して逆方向になるように回転させる機能と、
を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
定着処理枚数を検出する枚数カウント手段を備え、
前記枚数カウント手段により定着処理枚数が所定枚数以上に達したことを検出した場合に、前記ウェブ部材の巻き取り操作を実行することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
記録媒体の印字される面の印字率を算出する印字率算出手段を備え、
前記印字率算出手段により算出された印字率が予め設定した所定値以上に達している場合に、前記ウェブ部材の巻き取り操作を実行することを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記印字率算出手段により算出された印字率が８０パーセント以上に達している場合に、前記ウェブ部材の巻き取り操作を実行することを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
静電潜像が形成されて該静電潜像に基づきトナー像が形成される感光体ドラムを備えた画像形成部と、前記感光体ドラムにトナーを供給する現像ローラを備えた現像部と、前記感光体ドラム上に形成されたトナー像を搬送された記録媒体に転写する転写部とを備え、且つ、少なくとも１本のローラ部材に発熱手段を備えた一対のローラ部材を備え、前記ローラ部材同士を圧接させたニップ部に未定着のトナー像が形成された記録媒体を通過させることで前記トナー像を溶融させて前記記録媒体上に定着させる定着ローラと、回転する定着ローラの外周面にウェブ部材を当接させてローラ表面を清掃するクリーニング機構を具備する定着装置を備え、電子写真方式により前記感光体ドラムの表面に形成されたトナー像を記録媒体上に転写して出力する画像形成装置において、
前記定着装置として、請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の定着装置を用い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、定着装置及びそれを用いた画像形成装置に係り、特に、回転するローラ部材の外周面にウェブ部材を圧接して該ローラ体の表面を清掃するウェブクリーニング方式の清掃手段を備える定着装置と、前記定着装置によりトナー像を記録媒体に定着させて画像出力を行う画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を用いたファクシミリやプリンタ等の画像形成装置では、回転駆動される感光体ドラムを帯電器により帯電し、前記感光体ドラムに画像情報に応じた光照射により静電潜像を形成し、現像装置によりこの静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成し、このトナー像をシート材、用紙などの記録媒体に転写して画像を出力するようにされている。
【０００３】
この画像形成装置には、搬送される記録媒体上の未定着トナーを溶融・固着する定着装置が配置され、未定着トナーを溶融・固着する部位には加熱ローラ及び加圧ローラを備える一対のローラ部材が用いられ、この両ローラの圧接領域（定着ニップ部）で記録媒体上のトナーに熱を与えて該記録媒体に定着させる熱定着ローラ方式が多く採用されている。
【０００４】
このように構成された定着装置において、未定着トナーは、加熱ローラ及び加圧ローラによる定着ニップ部で溶融、定着されるが、定着工程中のトナーは、全てのトナーが記録媒体上に定着されるとは言いがたく、トナーの一部は、溶融状態で加熱ローラ表面に付着した状態となって加熱ローラとともに回転することになる。この状態で、次印字工程が行われると、用紙の裏汚れ、印字汚れを招来するという問題が生じる。
【０００５】
そこで、この加熱ローラの表面に付着して残留するトナーを低減するための機構として、ウェブ部材を加熱ローラに押し当ててローラ表面をクリーニングする、いわゆるクリーニングウェブ方式によるクリーニング装置が知られている。
例えば、従来技術として、定着処理終了後に清掃手段（例えば、ウェブ部材）を加熱ローラに押し当てて一定時間回転させてから停止させることで加熱ローラの表面の残留トナーを除去するクリーニング装置が提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平２−２８４１８４号公報
【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、従来のウェブクリーニング手法を用いるクリーニング装置機構では、定着処理終了（加熱ローラの停止）時に、清掃手段（クリーニングウェブ）で除去されずにすり抜けた残留トナーが加熱ローラの表面に付着する場合がある。印字動作の再開時に前記残留トナーは、加熱ローラの回転によりその表面が移動し印字が終了したとき清掃ニップ部にトナーが残留していると、残留したトナーが加熱ローラの表面上で固化する。このように固化したトナーは、次回の転写工程で記録媒体に付着して出力され、用紙汚れとなるという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、定着ローラの表面に付着したトナーを確実に除去することができる定着装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するための本発明に係る定着装置及びこれを用いた画像形成装置の構成は、次の通りである。
請求項１に記載した定着装置は、少なくとも１本のローラ部材に発熱手段を備えた一対のローラ部材を備え、前記ローラ部材同士を圧接させたニップ部に未定着のトナー像が形成された記録媒体を通過させることで前記トナー像を溶融させて前記記録媒体上に定着させる定着ローラと、回転する定着ローラの外周面にウェブ部材を当接させてローラ表面を清掃し、前記定着ローラの清掃に使用した部分を定期的に巻き取る機能を有するクリーニング機構を具備する定着装置において、前記定着ローラによる前記記録媒体へのトナー像の定着処理が終了した後、または、前記定着ローラによる前記記録媒体へのトナー像の定着処理が行われる前に、前記ウェブ部材を前記定着ローラに接触させて所定時間の間巻き取る機能と、前記ウェブ部材を巻き取る時に、前記定着ローラを前記ウェブ部材との接触部における前記ウェブ部材の移動方向に対して逆方向になるように回転させる機能と、を有することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２に記載した定着装置は、請求項１に記載した構成に加えて、定着処理枚数を検出する枚数カウント手段を備え、前記枚数カウント手段により定着処理枚数が所定枚数以上に達したことを検出した場合に、前記ウェブ部材の巻き取り操作を実行することを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３に記載した定着装置は、請求項１または２に記載した構成に加えて、記録媒体の印字される面の印字率を算出する印字率算出手段を備え、前記印字率算出手段により算出された印字率が予め設定した所定値以上に達している場合に、前記ウェブ部材の巻き取り操作を実行することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４に記載した定着装置は、請求項３に記載した構成に加えて、前記印字率算出手段により算出された印字率が８０パーセント以上に達している場合に、前記ウェブ部材の巻き取り操作を実行することを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５に記載した画像形成装置は、静電潜像が形成されて該静電潜像に基づきトナー像が形成される感光体ドラムを備えた画像形成部と、前記感光体ドラムにトナーを供給する現像ローラを備えた現像部と、前記感光体ドラム上に形成されたトナー像を搬送された記録媒体に転写する転写部とを備え、且つ、少なくとも１本のローラ部材に発熱手段を備えた一対のローラ部材を備え、前記ローラ部材同士を圧接させたニップ部に未定着のトナー像が形成された記録媒体を通過させることで前記トナー像を溶融させて前記記録媒体上に定着させる定着ローラと、回転する定着ローラの外周面にウェブ部材を当接させてローラ表面を清掃するクリーニング機構を具備する定着装置を備え、電子写真方式により前記感光体ドラムの表面に形成されたトナー像を記録媒体上に転写して出力する画像形成装置において、前記定着装置として、請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の定着装置を用いることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載した発明によれば、少なくとも１本のローラ部材に発熱手段を備えた一対のローラ部材を備え、前記ローラ部材同士を圧接させたニップ部に未定着のトナー像が形成された記録媒体を通過させることで前記トナー像を溶融させて前記記録媒体上に定着させる定着ローラと、回転する定着ローラの外周面にウェブ部材を当接させてローラ表面を清掃し、前記定着ローラの清掃に使用した部分を定期的に巻き取る機能を有するクリーニング機構を具備する定着装置において、前記定着ローラによる前記記録媒体へのトナー像の定着処理が終了した後、または、前記定着ローラによる前記記録媒体へのトナー像の定着処理が行われる前に、前記ウェブ部材を前記定着ローラに接触させて所定時間の間巻き取る機能と、前記ウェブ部材を巻き取る時に、前記定着ローラを前記ウェブ部材との接触部における前記ウェブ部材の移動方向に対して逆方向になるように回転させる機能と、を有することで、印字終了（加熱ローラの停止）時に、清掃手段（クリーニングウェブ）で除去されずにすり抜けた残留トナーが付着した部分を、再度、上流側に戻しながら清掃手段によって清掃することで、定着ローラの表面に付着した残留トナーを確実に除去することができるので、印字動作の再開時に定着ローラの残留トナーによる記録媒体のトナー汚れを確実に防止することができる定着装置を実現できる。
【００１４】
また、請求項１〜５に記載の発明で得られる上記共通の効果に加え、各請求項に記載の発明によれば次の効果を得ることができる。
詳しくは、請求項２に記載した発明によれば、請求項１に記載した構成に加えて、定着処理枚数を検出する枚数カウント手段を備え、前記枚数カウント手段により定着処理枚数が所定枚数以上に達したことを検出した場合に、前記ウェブ部材の巻き取り操作を実行するようにしたので、汚れの程度に応じて非加熱期間中に清掃手段を巻き取るか否かを決定することで、清掃手段の使用を節約することが可能となる。
尚、本発明では、枚数カウント手段により定着処理枚数をカウントするようにしているが、枚数カウント手段の機能として、画像形成装置における印字処理枚数や、出力処理枚数を検出するものとしても良い。
【００１５】
請求項３に記載した発明によれば、請求項１または２に記載した発明で得られる効果に加えて、記録媒体の印字される面の印字率を算出する印字率算出手段を備え、前記印字率算出手段により算出された印字率が予め設定した所定値以上に達している場合に、前記ウェブ部材の巻き取り操作を実行するようにしたので、印字を行う記録媒体の面（各ページの面）の印字率（例えば、１ページの全画素における黒画素の占める割合）に基づいて、清掃するためのニップ部（清掃ニップ部）の汚れの程度を推測することで、最適なタイミングでウェブ部材の巻き取りを行うことができるので、ウェブ部材の使用を節約することが可能となる。
【００１６】
請求項４に記載した発明によれば、請求項３に記載した発明で得られる効果に加えて、前記印字率算出手段により算出された印字率が８０パーセント以上に達している場合に、前記ウェブ部材の巻き取り操作を実行するようにしたので、印字率が８０パーセント以上の黒ベタに近い状態を検出した場合に清掃を行うことで、最適なタイミングでウェブ部材の巻き取りを行うことができるので、ウェブ部材の使用を節約することが可能となる。
【００１７】
請求項５に記載した発明によれば、静電潜像が形成されて該静電潜像に基づきトナー像が形成される感光体ドラムを備えた画像形成部と、前記感光体ドラムにトナーを供給する現像ローラを備えた現像部と、前記感光体ドラム上に形成されたトナー像を搬送された記録媒体に転写する転写部とを備え、且つ、少なくとも１本のローラ部材に発熱手段を備えた一対のローラ部材を備え、前記ローラ部材同士を圧接させたニップ部に未定着のトナー像が形成された記録媒体を通過させることで前記トナー像を溶融させて前記記録媒体上に定着させる定着ローラと、回転する定着ローラの外周面にウェブ部材を当接させてローラ表面を清掃するクリーニング機構を具備する定着装置を備え、電子写真方式により前記感光体ドラムの表面に形成されたトナー像を記録媒体上に転写して出力する画像形成装置において、前記定着装置として、請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の定着装置を用いることで、定着ローラの表面に付着した残留トナーを確実に除去することができるので、印字動作の再開時に定着ローラの残留トナーによる記録媒体のトナー汚れを確実に防止することができる画像形成装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係る定着ユニットが採用された画像形成装置の全体構成を示す説明図、図２は前記定着装置の構成を示す概略図である。
【００１９】
本実施形態に係る画像形成装置１００は、図１、図２に示すように、電子写真方式の印字プロセスによって画像を形成するものであり、回転体である感光体ドラム２１と、感光体ドラム２１表面を帯電させるための帯電器２２と、感光体ドラム２１上に静電潜像を形成するための光書込みユニット（露光装置）２３と、前記静電潜像を現像剤によって現像して感光体ドラム２１上にトナー像を形成するための現像器２４と、感光体ドラム２１上のトナー像をシート（例えば、記録用紙やＯＨＰ等のシート状の記録媒体）に転写する転写ユニット（転写装置）２５と、シート上の未定着のトナー像をシートに定着させる定着ローラ２７Ａを備えるとともに該定着ローラＡの表面に付着した残留トナーを除去するためのクリーニングユニット（クリーニング機構）１３１を具備する定着ユニット（定着装置）２７とを備えた画像形成装置において、定着ユニット２７として、本発明に係る特徴的な構成を備えたものである。
【００２０】
まず、本実施形態に係る画像形成装置１００の全体構成について説明する。
画像形成装置１００は、原稿から読取られた画像データを取得し、或いは、外部から受信した画像データを取得し、この画像データによって示されるモノクロ画像をシートに形成するものであり、その構成を大別すると、原稿搬送部（ＡＤＦ）１０１、画像読取り部１０２、印字部１０３、シート搬送部１０４、及び給紙部１０５からなる。
【００２１】
原稿搬送部１０１では、少なくとも１枚の原稿が原稿セットトレイ１１にセットされると、原稿を１枚ずつ原稿セットトレイ１１から引き出して搬送し、この原稿を画像読取り部１０２の原稿読取り窓１０２ａに導いて通過させ、この原稿を排紙トレイ１２に排出する。
【００２２】
原稿読取り窓１０２ａの上方には、ＣＩＳ（Contact Image Sensor）１３を配設している。このＣＩＳ１３は、原稿読取り窓１０２ａを原稿が通過する際に、原稿裏面の画像を主走査方向に繰り返し読取り、原稿裏面の画像を示す画像データを出力する。
【００２３】
また、画像読取り部１０２は、原稿が原稿読取り窓１０２ａを通過する際に、第１走査ユニット１５のランプによって原稿表面を露光し、第１及び第２走査ユニット１５，１６のミラーによって原稿表面からの反射光を結像レンズ１７へと導き、結像レンズ１７によって原稿表面の画像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）１８上に結像する。ＣＣＤ１８は、原稿表面の画像を主走査方向に繰り返し読取り、原稿表面の画像を示す画像データを出力する。
【００２４】
更に、原稿が画像読取り部１０２上面のプラテンガラス上に置かれた場合は、第１及び第２走査ユニット１５，１６を相互に所定の速度関係を維持しつつ移動させ、第１走査ユニット１５によってプラテンガラス上の原稿表面を露光し、第１及び第２走査ユニット１５，１６によって原稿表面からの反射光を結像レンズ１７へと導き、結像レンズ１７によって原稿表面の画像をＣＣＤ１８上に結像する。
【００２５】
ＣＩＳ１３もしくはＣＣＤ１８から出力された画像データは、画像処理装置２４８（図４を参照）により各種の画像処理を施されてから、印字部１０３に出力される。
印字部１０３は、画像データによって示される原稿画像をシートに記録するものであって、既述の感光体ドラム２１、帯電器２２、光書込みユニット２３、現像器２４、転写ユニット２５、クリーニングユニット２６、及び定着ユニット２７等を備えている。
【００２６】
感光体ドラム２１は、円筒状を呈し、光書込みユニット２３の下方に配設され、図示しない駆動手段と制御手段により表面が所定方向（図中矢印Ａ方向）に移動し、その表面がクリーニングユニット２６によりクリーニングされ、該クリーニングされた表面を帯電器２２により均一に帯電される。帯電器２２は、チャージャー型のものであっても、感光体ドラム２１に接触するローラ型やブラシ型のものであっても良い。
【００２７】
光書込みユニット２３は、２つのレーザ照射部２８ａ，２８ｂ、及び２つのミラー群２９ａ，２９ｂを備えるレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。この光書込みユニット２３では、画像データを入力して、この画像データに応じたレーザ光を各レーザ照射部２８ａ，２８ｂからそれぞれ出射し、これらのレーザ光を各ミラー群２９ａ，２９ｂを介して感光体ドラム２１に照射して、均一に帯電された感光体ドラム２１表面を露光し、感光体ドラム２１表面に静電潜像を形成する。
【００２８】
この光書込みユニット２３は、高速印字に対応するために２つのレーザ照射部２８ａ，２８ｂを備えた２ビーム方式を採用して、照射タイミングの高速化に伴う負担を軽減している。尚、光書込ユニット２３として、レーザスキャニングユニットの代わりに、発光素子をアレイ状に並べたＥＬ書き込みヘッドやＬＥＤ書き込みヘッドを用いることもできる。
【００２９】
現像器２４は、感光体ドラム２１上に形成された静電潜像をトナーで顕像化するものであって、トナーを感光体ドラム２１表面に供給して静電潜像を現像し、トナー像を感光体ドラム２１表面に形成する。転写ユニット２５は、感光体ドラム２１表面のトナー像をシート搬送部１０４により搬送されてきたシートに転写する。定着ユニット２７は、シートを加熱及び加圧して、シート上のトナー像を定着させる。この後、シートは、シート搬送部１０４により排紙トレイ４７へと更に搬送されて排出される。クリーニングユニット２６は、現像、転写後に感光体ドラム２１の表面に残留したトナーを除去して回収する。
【００３０】
ここで、転写ユニット２５は、転写ベルト３１、駆動ローラ３２、従動ローラ３３、及び弾性導電性ローラ３４等を備えており、転写ベルト３１を該各ローラ３２〜３４と他のローラに張架して回転させている。転写ベルト３１は、所定の抵抗値（例えば、１×１０9〜１×１０13Ω／ｃｍ）を有しており、その表面に載せられたシートを搬送する。弾性導電性ローラ３４は、転写ベルト３１を介して感光体ドラム２１表面に押し付けられており、転写ベルト３１上のシートを感光体ドラム２１表面に押し付ける。
【００３１】
この弾性導電性ローラ３４には、感光体ドラム２１表面のトナー像の電荷とは逆極性の電界が印加されており、この逆極性の電界により感光体ドラム２１表面のトナー像が転写ベルト３１上のシートに転写される。例えば、トナー像が（−）極性の電荷を有している場合は、弾性導電性ローラ３４に印加されている電界の極性が（＋）極性にされる。
【００３２】
定着ユニット２７は、図２に示すように、回転体である一対の定着ローラ（ここでは加熱ローラ１２３及び加圧ローラ１２４）２７Ａを備えている。加熱ローラ１２３内部には、該加熱ローラ１２３表面を所定温度（加熱温度：概ね１６０〜２００℃）に設定するための熱源としてメインヒータ１２８，サブヒータ１２９を設け、加圧ローラ１２４内部には、加熱ローラ１２３による加熱を補助するための熱源として加圧ローラ用ヒータ１３８を設けている。
【００３３】
また、加熱ローラ１２３に対して加圧ローラ１２４が所定圧で圧接されるように、加圧ローラ１２４の両端に図示しない加圧手段を配置している。加熱ローラ１２３と加圧ローラ１２４間の圧接部（定着ニップ部と称される）１２７にシートが搬送されて来ると、加熱ローラ１２３及び加圧ローラ１２４によりシートが搬送されつつ、シート上の未定着トナー像が加熱溶融され加圧されて、トナー像がシート上に定着される。
【００３４】
シート搬送部１０４は、シートを搬送するための複数対の搬送ローラ４１、一対のレジストローラ４２、搬送経路４３、反転搬送経路４４、複数の分岐爪４５、及び一対の排紙ローラ４６等を備えている。
【００３５】
搬送経路４３では、シートを給紙部１０５から受け取り、シートの先端がレジストローラ４２に達するまで該シートを搬送する。このときレジストローラ４２を一時的に停止させているので、シートの先端がレジストローラ４２に達して当接し、シートが撓む。この撓んだシートの弾性力により該シートの先端をレジストローラ４２と平行に揃える。この後、レジストローラ４２の回転を開始して、レジストローラ４２によりシートを印字部１０３の転写ユニット２５へと搬送し、更に排紙ローラ４６によりシートを排紙トレイ４７へと搬送する。
【００３６】
レジストローラ４２の停止及び回転は、レジストローラ４２と駆動軸間のクラッチをオン状態およびオフ状態に切り替えたり、レジストローラ４２の駆動源であるモータをオンオフに切り替えてなされる。
【００３７】
また、シートの裏面にも画像を記録する場合は、複数の分岐爪４５を回転させて、搬送経路４３と反転搬送経路４４の分岐路を切り替え、反転搬送経路４４でシートの表裏を反転させてから、シートを、反転搬送経路４４を介して搬送経路４３のレジストローラ４２へと戻す。これにより、シートの裏面にも画像が記録される。
搬送経路４３及び反転搬送経路４４においては、シートの位置等を検出するシート検出センサを各所に配置し、各センサにより検出されたシートの位置に基づいて搬送ローラやレジストローラを駆動制御して、シートの搬送及び位置決めを行っている。
【００３８】
給紙部１０５は、複数の給紙トレイ５１を備えている。各給紙トレイ５１は、シートを蓄積しておくためのトレイであり、画像形成装置１００の下方に設けられている。また、各給紙トレイ５１は、シートを一枚ずつ引き出すためのピックアップローラ等を備えており、引き出したシートをシート搬送部１０４の搬送経路４３へと送り出す。
本実施形態の画像形成装置１００は高速印字を行うため、連続して搬送されるシート間の間隔が狭く（例えば、５０ｍｍ程度の間隔に狭く）なっている。また、本実施形態の画像形成装置１００は高速印字を目的としているため、各給紙トレイ５１には、定型サイズのシートを５００〜１５００枚収納可能な容積を確保している。
【００３９】
また、画像形成装置１００の側面には、複数種のシートを多量に収納可能な大容量給紙カセット（ＬＣＣ）５２、及び主として不定型サイズのシートを供給するための手差しトレイ５３を設けている。
【００４０】
排紙トレイ４７は、手差しトレイ５３とは反対側の側面に配置されている。この排紙トレイ４７に代えて、排紙シートの後処理装置（ステープル、パンチ処理等々）や、複数段の排紙トレイをオプションとして配置することも可能な構成となっている。
【００４１】
次に、本実施形態に係る特徴的な定着ユニット２７の構成について図面を参照して詳細に説明する。
【００４２】
本実施形態に係る定着ユニット２７は、図２に示すように、定着ローラ２７Ａとして１対の加熱ローラ１２３と加圧ローラ１２４とを具備している。加熱ローラ１２３及び加圧ローラ１２４は、対向して配置されて図中で矢印Ｂ方向、矢印Ｃ方向にそれぞれ回転するように構成されている。加熱ローラ１２３と加圧ローラ１２４との圧接箇所には、定着ニップ部１２７が形成されている。
【００４３】
加熱ローラ１２３は、円筒状の金属製の芯金の周面に弾性層１２３ａが設けられた構成であって、芯金の内部空間にハロゲンヒータランプからなるメインヒータ１２８とサブヒータ１２９を備えている。加熱ローラ１２３の周囲には、近接して非接触式のサーミスタからなる温度検出器１３０と、加熱ローラ１２３の外周面に付着した残留トナーを拭い取るウェブシート方式のクリーニングユニット（クリーニング機構）１３１が設けられている。
【００４４】
加熱ローラ１２３は、温度検出器１３０により外周の表面温度を検出して、その表面温度が１６０〜２００℃の範囲となるようにメインヒータ１２８及びサブヒータ１２９の運転（通電）が制御されている。
【００４５】
クリーニングユニット１３１は、主に、ウェブシート（ウェブ部材）１３３をウェブシート巻体１３３ａから送り出す送出しローラ１３２、送出しローラ１３２から送り出されたウェブシート１３３に所定のテンションを加えるテンションローラ１３４、ウェブシート１３３を加熱ローラ１２３の外周面に圧接させる圧接ローラ１３６、使用済みのウェブシート１３３を巻き取る巻取りローラ１３７とから構成されている。加熱ローラ１２３と圧接ローラ１３６との圧接箇所には、加熱ローラ１２３の表面を清掃する清掃ニップ部１３９が形成されている。尚、このクリーニングユニット１３１は、所定の交換サイクルに従って交換される定期交換部品である。
【００４６】
一方、加圧ローラ１２４も、加熱ローラ１２３と同様に円筒状の金属製の芯金の周面に弾性層１２４ａが設けられた構成であって、芯金の内部空間にハロゲンヒータランプからなる加圧ローラ用ヒータ１３８を備えている。
【００４７】
また、加熱ローラ１２３及び加圧ローラ１２４の外周面には、剥離爪１３５Ａ，１３５Ｂがそれぞれ当接配置されており、加熱及び加圧処理を受けたシートが加熱ローラ１２３や加圧ローラ１２４に巻き付かないように配慮されている。
【００４８】
ウェブシート１３３は、５０〜１５０μｍ厚の繊維で構成され、加熱ローラ１２３の外周面に接触して加熱ローラ１２３上に付着した溶融状態の汚れトナーをウェブシート１３３の繊維の織目に浸透させることでウェブシート１３３内部に回収するようになっている。
【００４９】
また、ウェブシート１３３は、印字処理枚数（定着機構を通過する用紙枚数）が一定枚数になった時に、送出しローラ１３２及び巻取りローラ１３７が駆動することにより所定量移動して、未使用のウェブシート１３３により加熱ローラ１２３表面の清掃を行うように制御されている。このウェブシート１３３の移動方向は、当接する加熱ローラ１２３の回転方向（図２中の矢印Ｂ方向）とは反対方向（図２中の矢印Ｄ方向）の向きに移動するようになっている。
【００５０】
次に、本実施形態のクリーニングユニット１３１によるウェブシート１３３の巻取り動作について図面を参照して説明する。
図３は本実施形態に係る定着ユニットの構成を模式的に示す説明図である。
【００５１】
本実施形態において、クリーニングユニット１３１によるウェブシート１３３の巻取りは、後述する制御部２４０（図４を参照）により制御される。
本実施形態では、定着ユニット２７に設けられるクリーニングユニット１３１を構成する巻取りローラ１３７および送出しローラ１３２は、図３に示すように、軸半径を同じｒとしている。
【００５２】
新たなクリーニングユニット１３１が装着された初期状態では、送出しローラ１３２に未使用状態のウェブシート１３３が巻回されており、最も外周側から送り出されるウェブシート巻体１３３ａの半径をＲ１としている。ウェブシート１３３の厚さは均一であり、その厚さをｔとしている。
【００５３】
巻取りローラ１３７には、ウェブシート１３３の一端が固定されており、ウェブシート１３３が巻き取られるときの半径は、実質的に軸部の半径ｒに等しい。
この条件下で、１回の巻き取り動作で巻取りローラ１３７に巻き取られる巻取り量（即ち、送出しローラ１３２からの送り出し量）をＬ（≧Ｌｎ）とする。
【００５４】
初期状態で、第１回目（ｎ＝１）の巻取り（送出し）動作で巻取り量Ｌを巻取る際に回転する巻取りローラ１３７の回転角度をθとすると、回転角度θは、次の式で与えられる。
θ＝３６０°×Ｌ／（２πｒ）・・・（１）
【００５５】
一方、送出しローラ１３２は、巻取りローラ１３７の回転に従動して回転する。従って、送出しローラ１３２は、ウェブシート１３３が巻取りローラ１３７の外周に沿って（周方向に）移動した距離（巻取り量Ｌ）と同じ距離（送出し量Ｌ）だけウェブシート巻体１３３ａを周方向に移動（回動）する。その回転角度θ１は、次の式で与えられる。
θ１＝３６０°×Ｌ／（２πＲ１）・・・（２）
【００５６】
このようにして、巻取りローラ１３７によりウェブシート１３３が巻き取られることで、送出しローラ１３２に装着されたウェブシート巻体１３３ａから新しいウェブシート１３３が送り出される。
【００５７】
次に、本実施形態の定着ユニット２７の特徴的な電気的構成について図面を参照して説明する。図４は本実施形態の定着ユニットによる定着機能の制御に係る電気的構成を示すブロック図である。
【００５８】
定着ユニット２７の制御部２４０は、図４に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２４１と、記憶部２４２とを備えている。記憶部２４２は、各種制御プログラムや必要な関数を記憶しており、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含んでいる。
制御部２４０は、ＣＰＵ２４１によって、各種制御プログラムを記憶部２４２から読み出し、該読み出した制御プログラムが実行されることで、定着ユニット２７における定着機能の制御を行う。
【００５９】
なお、制御部２４０は、図２に示す定着ユニット２７のみでなく、図１に示す画像形成装置１００の全体の動作を制御するように構成されていてもよい。その場合、制御部２４０は、画像形成装置１００の印字に係るプロセス制御をさらに行う機能を備える。また、制御部２４０が、図２に示す定着ユニット２７の制御のみを行う場合は、画像形成装置１００の全体の動作を制御する制御部（図示省略）と通信を行って加熱部（定着ローラ２７Ａ）の駆動制御を行ってもよい。
【００６０】
本実施形態では、制御部２４０が、画像形成装置１００の全体の動作を制御するものとする。
本実施形態において制御部２４０は、図４に示すように、加熱ローラ１２３の熱源であるメインヒータ１２８及びサブヒータ１２９、加圧ローラ１２４を加熱する加圧ローラ用ヒータ１３８、温度検出器１３０、モータ２４３、巻取りローラ駆動部２４５、計時部２４６、及び画像処理装置２４８に接続されて各部の動作制御を行う。
【００６１】
メインヒータ１２８，サブヒータ１２９及び加圧ローラ用ヒータ１３８は、それぞれのドライバ１２８ａ，１２９ａ，１３８ａを介して制御部２４０に接続されている。制御部２４０は、各ヒータへの通電のオン／オフを制御するようになっている。尚、各ヒータ１２８，１２９，１３８への通電のオン／オフ制御はそれぞれ独立して実施可能である。
【００６２】
温度検出器１３０は、加熱ローラ１２３の表面温度を検出するものである。制御部２４０は、温度検出器１３０からの検出信号に基づき、メインヒータ１２８，サブヒータ１２９及び加圧ローラ用ヒータ１３８の通電のオン／オフを制御して加熱ローラ１２３、加圧ローラ１２４の表面温度調整を行うようになっている。
【００６３】
モータ２４３は、加熱ローラ１２３及び加圧ローラ１２４を回転駆動する駆動モータであって、ドライバ２４３ａを介して制御部２４０に接続されて動作制御される。
巻取りローラ駆動部２４５は、巻取りローラ１３７を駆動する駆動モータであって、ドライバ２４５ａを介して制御部２４０に接続されて動作制御される。
計時部２４６は、巻取りローラ駆動部２４５の駆動時間を計測して所定の長さだけウェブシート１３３を送り出すものである。
【００６４】
本実施形態では、制御部２４０は、印字率計算手段２４７を介して画像処理装置２４８に接続されている。画像処理装置２４８からの印字される画像データに基づき、印字率計算手段２４７により印字される画像の印字率を計算してクリーニングユニット１３１の動作制御を行うことを特徴としている。
【００６５】
また、本実施形態では、制御部２４０は、定着処理が行われるシートの処理枚数をカウントする枚数カウント機能を備えることを特徴としている。その枚数カウント機能は、例えば、画像処理装置２４８から１ページ分の画像データが送られてくると１カウントするようにしたものであっても良い。
【００６６】
尚、本実施形態では、枚数カウント機能を制御部２４０による制御機能の一部として構成しているが、処理されるシートを電気的または機械的に検出する装置を別体に設けてシートの処理枚数をカウントするようにしてもよい。
【００６７】
次に、本実施形態のクリーニングユニット１３１の特徴的な動作制御についてフローチャートに基づき説明する。図５は本実施形態に係る画像形成装置の印字処理を行う動作を示すフローチャートである。
【００６８】
まず、画像形成装置１００において、図示しないコピースタートボタンが押されて印字処理の開始が指示されると（ステップＳ１）、画像形成部において印字処理が行われ（ステップＳ２）、１ページに印字される画像情報の印字率が８０％以上であるか否かが判断される（ステップＳ３）。
【００６９】
ステップＳ３において、１ページに印字される画像情報の印字率が８０％以上であると判断された場合は、定着ローラ２７Ａを通常の回転方向に対して逆方向に回転させるための逆転フラグをＯＮにする（ステップＳ４）。印字処理が終了すると（ステップＳ５）、制御部２４０の枚数カウント機能によりページ数カウントを＋１にする（ステップＳ６）。
【００７０】
一方、ステップＳ３において、１ページに印字される画像情報の印字率が８０％以上ではないと判断された場合は、そのまま印字処理が行われて、ステップＳ５、ステップＳ６と進む。
【００７１】
次に、次頁のデータが存在するか否かが確認される（ステップＳ７）。
ステップＳ７において、次頁のデータが存在すると判断された場合は、ステップＳ２に戻り、引き続き印字処理が繰り返される。
【００７２】
一方、ステップ７において、次頁のデータが存在しないと判断された場合は、印字処理が行われた総ページ数としてページ数カウント値が３０（枚）以上であるか否かが確認される（ステップＳ８）。
【００７３】
ステップＳ８において、ページ数カウント値が３０（枚）以上であると判断された場合は、逆転フラグをＯＮしてステップＳ１０に進む（ステップＳ９）。一方、ページ数カウント値が３０（枚）以上ではないと判断された場合は、そのままステップＳ１０に進む。
【００７４】
ステップ１０において、逆転フラグがＯＮであるか否かが再度確認され、逆転フラグがＯＮであると判断された場合は、クリーニング処理工程において、加熱ローラ１２３の表面に残留したトナーを清掃するウェブシート１３３を所定時間接触させるとともに、加熱ローラ１２３を通常の回転方向とは逆方向に駆動（逆回転）させてクリーニング処理を行い（ステップＳ１１）、画像形成装置１００の処理動作を停止する（ステップＳ１２）。
【００７５】
一方、ステップ１０において、逆転フラグがＯＮされていないと判断された場合は、上述したクリーニング処理を行うことなく、そのまま画像形成装置１００の処理動作を停止する（ステップＳ１２）。
【００７６】
ここで、本実施形態のクリーニングユニット１３１による特徴的なクリーニング作用について図面を参照して詳細に説明する。
図６は本実施形態の定着ユニットの加熱ローラに付着したトナーが残留した状態を示す説明図、図７は前記加熱ローラを逆回転させてクリーニングを行う状態を示す説明図である。
【００７７】
図６に示すように、定着ユニット２７において、加熱ローラ１２３の表面に付着したトナーが定着処理後、またはクリーニング処理後に次の定着処理が行われる前に、圧接ローラ１３６よりも加熱ローラ回転方向下流側に存在する場合は、次の定着処理において加圧ローラ１２４側に転移するか、次に搬送されるシート上に転写されてトナー汚れを生じさせる虞がある。
【００７８】
そこで、本実施形態の定着ユニット２７におけるクリーニング動作では、上述した動作制御のステップＳ１１のクリーニング工程において、定着処理後、または次の定着処理が行われる前に、図７に示すように、加熱ローラ１２３の表面にウェブシート１３３を所定時間接触させた状態で加熱ローラ１２３を通常の回転方向とは逆方向（矢印ｂ方向）に逆回転させながら未使用のウェブシート１３３を巻取りローラ１３７によって矢印Ｄ方向に巻取りながら加熱ローラ１２３の表面を清掃することで、ウェブシート１３３との接触部（清掃部）より加熱ローラ回転方向下流側に残留したトナーを未使用のウェブシート１３３によって除去することができる。
【００７９】
以上のように構成したので、本実施形態によれば、画像形成装置１００における定着ユニット２７のクリーニングユニット１３１のクリーニング動作において、ウェブシート１３３を加熱ローラ１２３に接触させて所定時間の間巻き取りながら未使用の部分を送り出して、加熱ローラ１２３をウェブシート１３３の移動方向に対して逆方向になるように回転させることで、未使用のウェブシート１３３によってウェブシート１３３との接触部（清掃部）より加熱ローラ回転方向下流側に残留したトナーを確実に除去することができる。このようにして、簡単な構成で、且つ簡単な制御により、加熱ローラ１２３上に付着した残留トナーによるトナー汚れを無くした高品位な画像出力を実現できる。
【００８０】
また、本実施形態によれば、印字処理が所定枚数行われる毎にクリーニングに使用したウェブシート１３３を巻き取って、未使用ウェブシート１３３によってクリーニングを行うようにしたので、常にクリーニング性能を維持でき、安定した印字品位を確保することができる。
【００８１】
さらに、本実施形態によれば、印字されるシートの面の印字率に基づいて、ウェブシート１３３の清掃部の汚れの程度を推測して、印字枚数とともに印字状況に応じて最適なタイミングでウェブシート１３３の巻き取りを行うことができるので、ウェブシート１３３の使用を節約することができる。
【００８２】
尚、本実施形態では、クリーニングユニット１３１を定着ユニット２７の加熱ローラ１２３に対応して配置しているが、本発明はクリーニングするローラ部材を限定するものではなく、例えば、加圧ローラ１２４に対応して本発明に係る定着ユニット（定着装置）を構成しても良い。
【００８３】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した例に限定されないことは言うまでもなく、当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００８４】
例えば、上述した実施形態では、モノクロ用の現像装置を設置する画像形成装置に本発明が適用されているが、複数の現像装置を設置するカラー用の画像形成装置に本発明を適用することも可能である。さらに、ローラ部材を用いた装置であって該ローラ部材をクリーニングする必要性を有する装置に対応して本発明を展開することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施形態に係る定着ユニットが採用された画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【図２】前記定着ユニットの構成を示す概略図である。
【図３】前記定着ユニットの構成を模式的に示す説明図である。
【図４】前記定着ユニットによる定着機能の制御に係る電気的構成を示すブロック図である。
【図５】前記画像形成装置の印字処理を行う動作を示すフローチャートである。
【図６】前記定着ユニットの加熱ローラに付着したトナーが残留した状態を示す説明図である。
【図７】前記加熱ローラを逆回転させてクリーニングを行う状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８６】
２１  感光体ドラム
２４  現像器（現像部）
２５  転写ユニット（転写部）
２７  定着ユニット（定着装置）
２７Ａ  定着ローラ
１００  画像形成装置
１２３  加熱ローラ（ローラ部材）
１２４  加圧ローラ（ローラ部材）
１２７  ニップ部
１２８  メインヒータ（発熱手段）
１２９  サブヒータ（発熱手段）
１３０  温度検出器
１３１  クリーニングユニット（クリーニング機構）
１３２  送出しローラ
１３３  ウェブシート（ウェブ部材）
１３３ａ  ウェブシート巻体
１３４  テンションローラ
１３６  圧接ローラ
１３７  巻取りローラ
１３８  加圧ローラ用ヒータ（発熱手段）
２４０  制御部
２４３  モータ
２４５  巻取りローラ駆動部
２４６  計時部
２４７  印字率計算手段
２４８  画像処理装置
【図１】
2009020407.tif 000003
【図２】
2009020407.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009020407.tif 000006
【図５】
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【図６】
2009020407.tif 000008
【図７】
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