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技術 定着クリーニング装置及び画像形成装置

出願人 キヤノン株式会社
発明者 三橋慶輔七瀧秀夫
出願日 2010年3月30日 (9年5ヶ月経過) 出願番号 2010-077851
公開日 2011年10月20日 (7年11ヶ月経過) 公開番号 2011-209550
状態 特許登録済
技術分野 電子写真における定着 電子写真におけるクリーニング・その他
主要キーワード 耐熱接着材 耐熱グリース 巻き取り部材 加熱目標温度 加熱制御装置 清掃布 乾式ウェブ 使用重量
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2011年10月20日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

課題

ウェブ被クリーニング部材に当接させてクリーニングを行う定着クリーニング装置及び画像形成装置において、被クリーニング部材、及びシート材汚れが生じることのない定着クリーニング装置及び画像形成装置を提供する。

解決手段

定着部材の表面に当接して該表面をクリーニングする定着クリーニング装置において、供給ローラ6b、巻き取りローラ6c、これらのローラに巻きつけられて張架されているウェブ6aと、を有し、ウェブ6aが巻き取りローラ6cに全て巻き取られた状態において、供給ローラ6bの半径が、巻き取りローラ6cの半径と、それに巻きつけられているウェブ6aの厚さとの和よりも大きいことを特徴とする。

概要

背景

従来、電子写真方式を採用する画像形成装置において、加熱部材を有する定着回転体加圧回転体とによって形成されるニップ部でシート材上にトナー像定着させる定着装置が知られている。かかる定着装置では、未定着のトナー像がニップ部に突入することになるので、定着回転体の表面、又は加圧回転体の表面に汚れが付着する場合がある。そこで、これらの表面をクリーニングする定着クリーニング装置が提案されている。例えば特許文献1〜3には、清掃布として用いられるウェブを定着回転体の表面に当接させることで、該表面のクリーニングを行う定着クリーニング装置の構成が開示されている。

概要

ウェブを被クリーニング部材に当接させてクリーニングを行う定着クリーニング装置及び画像形成装置において、被クリーニング部材、及びシート材に汚れが生じることのない定着クリーニング装置及び画像形成装置を提供する。定着部材の表面に当接して該表面をクリーニングする定着クリーニング装置において、供給ローラ6b、巻き取りローラ6c、これらのローラに巻きつけられて張架されているウェブ6aと、を有し、ウェブ6aが巻き取りローラ6cに全て巻き取られた状態において、供給ローラ6bの半径が、巻き取りローラ6cの半径と、それに巻きつけられているウェブ6aの厚さとの和よりも大きいことを特徴とする。

目的

本発明は、ウェブを被クリーニング部材に当接させてクリーニングを行う定着クリーニング装置及び画像形成装置において、被クリーニング部材、及びシート材に汚れが生じることのない定着クリーニング装置及び画像形成装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

加熱部材を有する定着回転体と、前記定着回転体に圧接する加圧回転体とによって形成されるニップ部においてトナー像シート材上に定着させる定着装置の、前記定着回転体と前記加圧回転体のうちの少なくとも一方の表面に清掃布を当接させて該表面をクリーニングする定着クリーニング装置において、前記清掃布の一端が固定されており、巻き付けられている前記清掃布を前記定着回転体と前記加圧回転体のうちの少なくとも一方の表面に当接させて該表面のクリーニングを行う第1の回転体と、前記清掃布の他端が固定されており、第1の回転体に巻き付けられている前記清掃布を巻き取ることが可能な第2の回転体と、を有しており、第1の回転体の半径が、前記清掃布が第2の回転体に全て巻き取られた場合における、第2の回転体の半径と、前記清掃布における巻き取られている部分の厚さとの和よりも大きいことを特徴とする定着クリーニング装置。

請求項2

第1の回転体は、前記定着回転体と前記加圧回転体のうちの少なくとも一方の表面に対して接離可能に構成されていることを特徴とする請求項1に記載の定着クリーニング装置。

請求項3

前記清掃布は、潤滑剤を含有していない乾式ウェブであることを特徴とする請求項1または2に記載の定着クリーニング装置。

請求項4

シート材上にトナー像を転写する転写部と、トナー像をシート材上に定着させる定着装置と、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の定着クリーニング装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置

技術分野

0001

本発明は、定着クリーニング装置及び画像形成装置に関する。

背景技術

0002

従来、電子写真方式を採用する画像形成装置において、加熱部材を有する定着回転体加圧回転体とによって形成されるニップ部でシート材上にトナー像定着させる定着装置が知られている。かかる定着装置では、未定着のトナー像がニップ部に突入することになるので、定着回転体の表面、又は加圧回転体の表面に汚れが付着する場合がある。そこで、これらの表面をクリーニングする定着クリーニング装置が提案されている。例えば特許文献1〜3には、清掃布として用いられるウェブを定着回転体の表面に当接させることで、該表面のクリーニングを行う定着クリーニング装置の構成が開示されている。

先行技術

0003

特開昭58−88771号公報
特開平6−250558号公報
特開平8−220921号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、従来の定着クリーニング装置、及び画像形成装置には、以下の課題がある。例えば、ウェブを当接させた状態で被クリーニング部材が回転と停止を繰り返すと、それに伴ってウェブのテンションが変動してウェブが揉みほぐされ、その結果、ウェブによって回収されたトナー紙粉等がウェブから剥がれ落ちやすくなる。さらに、ウェブにおいてトナー、紙粉等が剥がれ落ちやすくなった部分が被クリーニング部材に当接すると、回収されたトナー、紙粉等が被クリーニング部材に転移し、被クリーニング部材、さらにはシート材に汚れが付着する虞がある。

0005

そこで本発明は、ウェブを被クリーニング部材に当接させてクリーニングを行う定着クリーニング装置及び画像形成装置において、被クリーニング部材、及びシート材に汚れが生じることのない定着クリーニング装置及び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

0006

上記目的を達成するために本発明にあっては、
加熱部材を有する定着回転体と、前記定着回転体に圧接する加圧回転体とによって形成されるニップ部においてトナー像をシート材上に定着させる定着装置の、前記定着回転体と前記加圧回転体のうちの少なくとも一方の表面に清掃布を当接させて該表面をクリーニングする定着クリーニング装置において、前記清掃布の一端が固定されており、巻き付けられている前記清掃布を前記定着回転体と前記加圧回転体のうちの少なくとも一方の表面に当接させてクリーニングを行う第1の回転体と、前記清掃布の他端が固定されており、第1の回転体に巻き付けられている前記清掃布を巻き取ることが可能な第2の回転体と、を有しており、第1の回転体の半径が、前記清掃布が第2の回転体に全て巻き取られた場合における、第2の回転体の半径と、前記清掃布における巻き取られている部分の厚さとの和よりも大きいことを特徴とする。

0007

また、本発明における画像形成装置にあっては、
シート材上にトナー像を転写する転写部と、トナー像をシート材上に定着させる定着装
置と、上記に記載の定着クリーニング装置と、を備えることを特徴とする。

発明の効果

0008

本発明によれば、ウェブを被クリーニング部材に当接させてクリーニングを行う定着クリーニング装置及び画像形成装置において、被クリーニング部材、及びシート材に汚れが生じることのない定着クリーニング装置及び画像形成装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

0009

第1実施形態に係る画像形成装置及び定着装置の概略構成図。
第1実施形態に係る定着クリーニング装置の概略構成図。
第1実施形態における供給ローラ巻き取りローラの概略構成図。
第1実施形態における定着動作フローチャート図。
第1実施形態と比較例に係る定着クリーニング装置の概略構成図。
第2実施形態における定着動作のフローチャート図。
第2実施形態に係る定着クリーニング装置の概略構成図。

実施例

0010

[第1実施形態]
(1−1:画像形成装置の概略構成)
図1(a)を参照して、本実施形態に係る画像形成装置について説明する。本実施形態に係る画像形成装置は、インライン方式電子写真フルカラープリンタであり、A4サイズのシート材に対してフルカラー画像を毎分20枚形成することができる。画像形成速度及び転写搬送速度は120mm/secに設定されている。

0011

画像形成装置は、回転可能な像担持体として、イエローマゼンタシアンブラックのそれぞれのトナーに対応した感光ドラム11a〜11dを有している。それぞれの感光ドラム11は、図中矢印方向に回転可能であり、その周囲には、帯電ローラ12a〜12d、現像装置14a〜14d、転写ローラ15a〜15d、クリーニング装置16a〜16dが設けられている。また、感光ドラム11a〜11dの上方には、入力された画像情報に基づいてレーザー光射出し、感光ドラム11の表面を走査露光する露光装置13a〜13dが設けられている。

0012

また、感光ドラム11と転写ローラ15とのニップ部において転写ベルト20が挟持されており、転写ベルト20は駆動ローラ20a、20bによって回転可能に張架されている。なお、本実施形態では、転写ベルト20として、ポリイミド樹脂カーボンを分散させて体積抵抗率を108Ω・cmに調整した、厚み0.1mmのものを用いている。また、転写ローラ15には、転写部(感光ドラム11と転写ローラ15のニップ部)での実抵抗が、500V印加時で106Ω〜1010Ωとなるような弾性ローラを用いている。

0013

かかる構成によってシート材上に画像を形成する際は、まず、感光ドラム11aが矢印方向に回転し、帯電ローラ12aによって、その表面がトナーと同極性に一様に帯電される。そして、ホストコンピュータから送られた画像データをレーザー発光強度や発光時間に変換し、変換されたデータに基づいて露光装置13aから射出されるレーザー光によって感光ドラム11a表面に静電潜像を形成する。ここで、レーザー光の強度及び照射スポット径は画像形成装置の解像度及び所望の画像濃度によって適正に設定されている。なお、露光時には、感光ドラム11a表面において、レーザー光が照射された部分が明部電位VL(約−100V)に、そうでない部分が暗部電位VD(約−700V)になることにより静電潜像が形成される。

0014

このようにして形成された静電潜像は、感光ドラム11aの回転に伴って現像装置14
aとの対向部に達し、負極性に帯電されたトナーが静電潜像に供給され、静電潜像がトナー像として顕像化される。本実施形態のようなフルカラー画像形成装置では、各色に対応した感光ドラム11a〜11dについて同様にトナー像が形成される。そして、各転写部において、転写ベルト20とともに転写搬送速度で搬送されてくるシート材P上に各々のトナー像が順次転写され、シート材P上に所望の色調を有するトナー像が形成される。

0015

なお、各々の転写部では、転写ローラ15a〜15dに印加されたトナーと逆極性転写電圧(+500〜+4000V)によって、電界が形成されており、この電界の作用によってトナー像がシート材P上に転写されている。転写電圧は、次のようにして決定される。即ち、シート材Pが供給される前に、転写ローラ15aに所定電圧を印加し、その際に転写ローラ15aに流れる電流電流検知回路18により計測し、制御装置19により転写ローラ15a及び転写ベルト20の抵抗値演算することで決定されている。

0016

この制御により、転写ローラ15の周囲環境、特に吸湿による転写ローラ15の抵抗変化を考慮した上で、一定の転写電荷を供給することが可能になり、安定した画像品質を維持することができる。このようにしてトナー像の転写を終えた感光ドラム11a〜11dの表面は、クリーニング装置16a〜16dによって清掃された後、次の画像形成工程に備えられる。また、転写工程を終えたシート材Pは、駆動ローラ20aの曲率によって転写ベルト20から分離され、定着装置10に到達し、加熱・加圧されて永久定着像が得られる。

0017

(1−2:定着装置の概略構成)
図1(b)を参照して、本実施形態における定着装置10について説明する。定着装置10は、定着回転体としての定着フィルム1aと、加圧回転体としての加圧ローラ3が設けられており、定着フィルム1aと加圧ローラ3とが互いに圧接することで定着ニップ部Nが形成されている。

0018

加圧ローラ3は、芯金3aの外周を3mm厚のシリコーンゴム層3bで被覆し、さらにその外周を50μm厚のPFA樹脂3cで被覆した外径20mmの弾性ローラ(1kg荷重のAskerC硬度が60度)である。芯金3aは駆動モータM1に接続されており、図中矢印方向に回転駆動される。加圧ローラ3が回転駆動することにより、加圧ローラ3が圧接する後述の定着フィルム1aが従動回転するように構成されている。

0019

定着フィルム1aは、セラミックヒータ2を支持するヒータホルダ1cの周囲に嵌合されており、さらに支持ステー1bによって回転可能に支持されている。定着フィルム1aは、可撓性を有するエンドレスフィルムであり、厚み20μmのステンレス基層に厚み300μmのシリコーンゴム熱伝導率1.6W/m/K)を被覆し、その表面に20μmのフッ素樹脂を被覆したもので、周長は75.4mmである。セラミックヒータ2は、幅6mm、厚み0.7mmの窒化アルミ2bの上に発熱抵抗体2aを印刷し、さらに、その上をガラス層(不図示)によって保護したものであって、出力は1200W(100V入力時)に設定されている。また、セラミックヒータ2の裏面略中央には、板バネ(不図示)等の付勢手段によってサーミスタ5が当接している。

0020

セラミックヒータ2は、画像形成装置の加熱制御装置100により制御される電源基板結線されており、また、サーミスタ5は信号線によって、画像形成装置の加熱制御装置に接続されている。加熱制御装置は、予め設定されている加熱目標温度加熱温度)とサーミスタ5の検知温度とを比較し、検知温度が低い場合にはセラミックヒータ2への供給電力を増やし、検知温度が高い場合には供給電力を減らすように制御する。本実施形態では、90g/m2のシート材に対する加熱温度が180℃になるように、セラミックヒー
タ2への供給電力を制御している。

0021

本実施形態における定着装置10は、定着フィルム1aの内周面とセラミックヒータ2とが直接摺動する方式(サーフ方式)である。この場合、定着装置10の立ち上げ時間を短縮できるなどの利点がある一方で、定着フィルム1aの内周面とセラミックヒータ2との摺動抵抗下げる必要がある。そこで本実施形態では、定着フィルム1aの内周面に耐熱グリースを塗布してある。

0022

上述した定着装置10を用いれば、定着ニップ部Nに未定着トナー像担持したシート材Pが導入されることで、シート材Pが定着フィルム1aの外周面密着して定着フィルム1aとともに移動し、トナー像が加熱されてトナー像の加熱定着がなされる。その後、定着ニップ部Nを通過したシート材Pは、定着ニップ部Nの出口側で定着フィルム1aの外周面から曲率分離されて搬送される。なお、ここではサーフ方式の定着装置について説明したが、本発明を適用可能な定着装置の形態はこれに限られるものではなく、ハロゲンランプ等の加熱部材を内包する定着ローラを用いるローラ加熱方式、または外部加熱方式などの定着装置を用いてもよい。

0023

(1−3:縁なしプリントモード
本実施形態に係る画像形成装置は、「縁ありプリントモード」と「縁なしプリントモード」とを有している。「縁なしプリントモード」とは、シート材の4辺の端部まで印字領域を拡大するプリントモードである。そして、「縁なしプリントモード」が選択された場合に、後述する定着クリーニング装置6によって、加圧ローラ3表面をクリーニングしている。本実施形態では、定着フィルム1a、加圧ローラ3表面の汚れが顕著に現れやすい「縁なしプリントモード」の時にのみクリーニングを実行することで、ウェブの消費量を抑え、装置の小型化を容易にしている。しかしながら、クリーニングを実行するタイミングはこれに限られるものではなく、「縁なしプリントモード」以外の所定のタイミングでクリーニングを実行してもよい。

0024

「縁なしプリントモード」では、感光ドラム11a〜11dにシート材Pよりも大きな静電潜像を形成する。潜像の大きさは、シート材Pのレジストレーションのばらつきを考慮して、シート材Pのサイズに4mmを加えた画像サイズのものとし、シート材Pの各辺から2mm外側まで形成する。この潜像に対して、上述の画像形成工程を経てシート材Pにトナー像を転写することで、縁なし画像をシート材P上に形成することができる。転写工程では、シート材Pよりも外側にはみ出したトナー像(はみだしトナー)が転写ベルト20上に転写されるため、転写後の転写ベルト20表面は、転写クリーニング機構21(図1(a)参照)によってクリーニングされる。

0025

転写ベルト20から分離されたシート材Pは、定着装置10の定着ニップ部Nで挟持搬送されながら加熱されて定着される。「縁なしプリントモード」で画像形成されたシート材Pは、その端面にまでトナーが付着している。よって、シート材Pが定着ニップ部Nに突入する際のショックや加圧・加熱不足により、トナーが定着フィルム1aや加圧ローラ3などに付着(オフセット)する可能性が高い。これは「縁なしプリントモード」の特有の問題である。そこで本実施形態では、「縁なしプリントモード」の場合に定着部材(定着フィルム、加圧ローラ)のクリーニングを行っている。

0026

(1−4:定着クリーニング装置の概略構成)
図2図3を参照して、本実施形態に係る定着クリーニング装置6について説明する。「縁なしプリントモード」において、シート材Pが定着ニップ部Nを通過すると、微量のトナーや紙粉などの汚れが定着フィルム1aや加圧ローラ3に付着する。本実施形態では、シート材Pの搬送方向先端が、まず最初に加圧ローラ3に接触するように構成しているので、上述した汚れを意図的に加圧ローラ3に付着させている。

0027

また、本実施形態では、定着フィルム1a、加圧ローラ3の表面の温度勾配離型性の差によって、トナーや紙粉などの汚れが加圧ローラ3に集中して付着するように意図されている。よって、本実施形態では、加圧ローラ3の表面に付着した汚れをクリーニングするように、定着クリーニング装置6が設けられている。しかしながら、定着フィルム1aに汚れを意図的に付着させた上で、定着フィルム1aに対して定着クリーニング装置6を設けてもよい。また、定着フィルム1aと加圧ローラ3の両方に対して定着クリーニング装置6を設けてもよい。即ち、定着フィルム1aと加圧ローラ3のうちの少なくとも一方の表面に定着クリーニング装置6を当接させればよい。

0028

図2に示すように、定着クリーニング装置6は、第1の回転体としての供給ローラ6b、第2の回転体としての巻き取りローラ6c、及びこれらのローラに巻きつけられて張架されているウェブ6a(清掃布)を有している。

0029

ウェブ6aは、PPS樹脂からなる繊維を薄布状にカレンダー処理などにより押し固めたもので、本実施形態では、厚み40μm、長さ×幅=1000mm×224mmのものを用いている。ウェブ6aの材質としては、PPS繊維以外に、ポリエステル樹脂アラミド樹脂レーヨン等からなる繊維を目付け量単位面積あたりの使用重量)調整して、薄い不織布状あるいは織布状に加工したものを用いることができる。本実施形態では、目付け量40g/m2のウェブを用いている。

0030

ウェブ6aの厚みは、厚くすると供給ローラ6bのウェブ6aを含んだ外径が大きくなってスペースの確保が困難になり、一方でウェブ6aの厚みが薄い場合には強度が弱くなりウェブ6aが破断する虞がある。従ってウェブ6aの厚みは、スペース面、強度面の両方を考慮して設定する必要があり、本実施形態では、本発明者らの鋭意検討により、ウェブ6aの厚みを20μm以上70μm以下に設定している。また、トナーとの親和力を下げるために、潤滑剤としてのシリコーンオイルフッ素オイルなどの耐熱性潤滑剤を含有したウェブが知られているが、本実施形態では、潤滑剤を含有していない乾式ウェブを用いている。

0031

図2に示すように、ウェブ6aは一端が供給ローラ6bに、他端が巻き取りローラ6cに固定されており、巻き取りローラ6cが駆動することで、ウェブ6aが供給ローラ6bから徐々に巻き取られるように構成されている。巻き取り量は、不図示の制御部によって予め決められた値に設定されている。また、加圧ローラ3に対して、供給ローラ6bが接離可能に構成されており、図2(a)は接触している状態、図2(b)は離間している状態を示している。供給ローラ6bの接離機構については後に詳しく説明する。

0032

次に、供給ローラ6b、及び巻き取りローラ6cについて説明する。図3(a)は、供給ローラ6bの概略構成、図3(b)は、巻き取りローラ6cの概略構成を示すものである。

0033

図3(a)に示すように、供給ローラ6bは外径4mmのアルミ製の回転軸を有しており、その外周には外径15mmのウェブ供給部が形成されている。一方、図3(b)に示すように、巻き取りローラ6cは外径4mmのアルミ製の回転軸を有しており、その外周には外径6mmのウェブ巻き取り部が形成されている。また、供給ローラ6bのウェブ供給部と巻き取りローラ6cのウェブ巻き取り部の長手幅は、共に225mmであり、回転軸の長手幅は共に10mmである。

0034

また、ウェブ6aは、ウェブ供給部、ウェブ巻き取り部に対して、PETの不織布を基布とし、アクリル材料耐熱接着材含浸した両面テープよって接続されている。また、
供給ローラ6b、巻き取りローラ6cの回転軸は、不図示のすべり軸受けを介して定着クリーニング装置6の筐体に保持されている。

0035

次に図2を参照して、供給ローラ6b、及び巻き取りローラ6cの動作について説明する。巻き取りローラ6cは、アイドラギアGを介し、モータM2によって図中の破線矢印の方向に回転駆動されてウェブ6aを巻き取り、ウェブ6aの清掃面更新する。本実施形態の巻き取りローラ6cは、A4サイズのシート材1頁当たり約50μmの長さのウェブ6aを巻き取るように制御されている。このようにして加圧ローラ3のクリーニング後に随時ウェブ3aの清掃面を更新することで、トナーや紙粉などの汚れで清掃面が飽和してクリーニング性能が低下することを防止している。

0036

供給ローラ6bは加圧ローラ3に対して接離可能に構成されている。すなわち、「縁なしプリントモード」時にのみ、供給ローラ6bを加圧ローラ3に接触させている。この接離機構は、以下のように構成されている。

0037

定着クリーニング装置6を動作させる場合(ウェブ3aを加圧ローラ3に接触させる場合)は、不図示のモータおよびリンク機構により、離間カム6fを図2(a)の位置まで回転させる。これにより、加圧レバー6eが支点Cを中心に回転し、加圧ローラ3表面に、供給ローラ6bに巻きつけられているウェブ6aを当接させる。この際、供給ローラ6bは、加圧ローラ3の表面に対して約20N〜40Nの加圧力で当接しており、これにより約2mmの清掃ニップNcが形成されている。

0038

一方、定着クリーニング装置6を動作させない場合(供給ローラ6bを加圧ローラ3から離間させる場合)には、離間カム6fを図2(b)の位置まで回転させることにより、加圧ローラ3表面から供給ローラ6bを所定の位置まで離間させる。離間距離は、供給ローラ6bに巻きついているウェブ6aの量によって変えればよく、本実施形態では、約1mm〜5mmの離間距離がとられている。

0039

このように本実施形態では、離間カム6fの回転を制御することにより、定着クリーニング装置6を動作させるか否かを制御している。さらに上述の構成によれば、離間時に供給ローラ6bが巻き取りローラ6cの方向へ移動しているので、省スペース当接離間動作を行うことが可能である。

0040

次に上述の構成を有する定着装置10の動作フローについて説明する。図4は、定着装置10の動作を示すフロー図である。

0041

まずプリント動作が開始されると、シート材Pに応じた目標温度に定着装置10を温調しながら、モータM1(図1参照)が駆動される(S100)。その後、「縁なしプリントモード」が選択されると、離間カム6fを図2(a)の位置まで回転させ、加圧レバー6eを支点C中心に回転させ、加圧ローラ3表面に、供給ローラ6bに巻き付けられているウェブ6aを当接させる(S102)。

0042

その後、「縁なしプリントモード」でプリント動作(S103)を行ったのち、モータM2によって、巻き取りローラ6cが図2(a)中の破線矢印の方向に回転駆動される。本実施形態では、「縁なしプリントモード」におけるA4サイズのシート材1頁当たり約50μmの長さでウェブ6aが巻き取られる(S104)。ここでプリント終了の場合、供給ローラ6bを加圧ローラ3から離間させ(S106)、温調を停止し(S107)、定着装置10の駆動が停止される(S108)。

0043

一方、S101で「縁ありプリントモード」が選択されると(S109)、供給ローラ
6bを加圧ローラ3表面から離間させたままプリント動作(S110)が行われ、プリント動作が終了すると温調が停止される(S107)。その後、定着装置10の駆動が停止される(S108)。

0044

このように本実施形態では、定着クリーニングが必要なプリントモードのときだけ供給ローラ6bを加圧ローラ3表面に当接させているため、必要なウェブの長さが短くて済み、装置の小型化、低コスト化を達成できるという利点がある。なお、必要なウェブ6aの長さは「縁なしプリントモード」の仕様頻度によって決定され、本実施形態では50%の頻度を想定し、ウェブ6aの長さを1000mmとしている。

0045

(1−5:ウェブの弛み)
ウェブ6aは、当接している加圧ローラ3の回転状態非回転状態切り替えによってテンションが増減する。また、本実施形態のように、供給ローラ6bが加圧ローラ3の表面に対して接触、離間することによっても、ウェブ3aのテンションは増減する。

0046

例えば、供給ローラ6bの離間動作に伴い供給ローラ6bと巻き取りローラ6cとの軸間距離が短くなるとウェブ6aは弛む。このとき、ウェブ6aは、ウェブ6aに生じているストレス緩和するように弛む。一般的に、2つのローラにウェブが懸架されている場合、外径が小さい方のローラに巻きついているウェブのストレスが大きくなる。よって、ウェブに弛みが生じた場合は、外径が小さい方のローラに巻きついているウェブが弛まることになる。

0047

即ち、供給ローラ6bが加圧ローラ3の表面から離間すると、外径の小さい方のローラのウェブ6aが弛み、一方、供給ローラ6bが加圧ローラ3の表面に当接すると、外径の小さい方のローラにおいて弛んでいたウェブ6aが締ることになる。

0048

例えば、本実施形態の構成の場合、供給ローラ6bの外径が小さいときは、図5(a)のように供給ローラ6bに巻きついているウェブ6aが弛んだり、又は締まったりする。一方、巻き取りローラ6cの外径が小さいときは、図5(b)のように巻き取りローラ6cに巻きついているウェブ6aが弛んだり、締まったりする。

0049

このように、当接離間動作に伴ってウェブ6aの巻きつきが弛んだり、締まったりすることを繰り返すと、その都度ウェブ6aが屈曲するため、ウェブ6aが揉みほぐされた状態になり、トナー等の汚れがウェブ6aから剥がれ落ち易くなる。よって、加圧ローラ3との当接時に、ウェブ6aから加圧ローラ3に汚れが付着し、シート材Pの汚れ、画像品質の低下につながることになる。すなわち、被クリーニング部材、及びシート材に汚れが生じることのない定着クリーニング装置及び画像形成装置を提供するためには、加圧ローラ3に当接する供給ローラ6bにおいて、このような揉みほぐしを抑制することが必要である。

0050

そこで本実施形態では、巻き取りローラ6cに最大量のウェブ6aが巻かれている場合でも、供給ローラ6bの外径が、巻き取りローラ6cの外径とウェブ6aが巻き付けられている部分の厚さとの和よりも大きくなるように構成されている。これによれば、クリーニング工程において、常に供給ローラ6bの外径を、ウェブ6aを含んだ巻き取りローラ6cの外径よりも大きくすることができる。

0051

かかる構成によると、クリーニング工程では、巻き取りローラ6cに巻きついているウェブ6aに大きなストレスがかかることになるので、ウェブ6aの揉みほぐしが巻き取りローラ6cで生じることになる。よって、供給ローラ6bにおいてウェブ6aの揉みほぐしが生じることを抑制できる。

0052

以下、本実施形態の具体的な構成条件を説明する。供給ローラ6bのウェブ供給部の芯金半径(mm)をR、巻き取りローラ6cのウェブ巻取り部の芯金半径(mm)をr、ウェブ6aの厚み(mm)をt、使用開始から寿命までの巻き取り部材6c回転数をnとする。また、テンションの増減によって弛むウェブ6aの弛み長さ(周長:mm)をdとする。弛み長さdとは、主に離間動作によって供給ローラ6bが巻き取りローラ6cに近づくことで発生するウェブの弛み量(mm)である。

0053

本実施形態の弛み長さd(mm)は、当接状態における供給ローラ6bの芯金中心から離間状態における供給ローラ6bの芯金中心までの距離に略等しく、約1mmから約5mmである。ただし、加圧ローラ3のバックラッシュ等の理由により、弛み長さは多少のバラつきを生じることがある。

0054

本実施形態のようにウェブ6aの弛み長さdをも考慮した場合、供給ローラ6bの半径R、巻き取りローラ6cの半径r等は、次式に示す関係を満たすことになる。

0055

また、巻き取りローラ6cによって巻き取られたウェブ6aの長さをL(mm)とすれば、ウェブ6aの厚みt(mm)は次式で定義される。

0056

(1−6:比較実験
本実施形態と比較例との比較を行なった。比較例として、供給ローラのウェブ供給部の芯金外径が6mm、巻き取りローラのウェブ巻取り部の芯金外径が15mmの構成を用いた。この構成の場合、上記式1を満たさない。その他の条件は本実施形態と同一である。

0057

比較するにあたり、A4サイズの坪量64g/m2の普通紙をシート材として用い、「縁なしプリントモード」の全面黒ハーフトーン(20%濃度)画像を100枚連続通紙した後に一旦室温まで冷却し、ウェブ6aを送ることなく、当接離間動作を繰り返した。当接離間動作を所定の回数繰り返した後、坪量120g/m2の光沢紙を用いて全面白画像を印刷し、光沢紙に付着した汚れを確認した。

0058

当接離間動作は、当接状態から離間状態を経て再び当接するまでを1回として数えた。また、本実験では当接離間動作を100回行った。本実施形態では、縁なし印刷1枚あたりにウェブ6aを50μm巻きとるため、100回当接離間動作する間に少なくとも5mmのウェブ6aを巻き取ることになる。すなわち、100回当接離間動作を行う間に、最初に清掃ニップに存在していたウェブ6aは全て清掃ニップを通過し終えるため、本実験
当接離間の回数は100回で十分であると判断した。ウェブ6aから剥がれ落ちた汚れが付着していない場合を○、汚れの付着が辛うじ目視できる場合を△、汚れが容易に確認される場合を×と判定した。比較結果を表1に示す。

0059

0060

比較結果からわかるように、本実施形態では、当接離間回数が100回に到達するまで汚れの付着を確認することはできない。一方で比較例では、当接離間回数が20回を超えると汚れの付着を確認できることがわかる。これは、比較例の供給ローラにおいてウェブの揉みほぐしが起こるため、ウェブから加圧ローラへ汚れが移ったものと考えられる。

0061

以上のように、本実施形態によると、ウェブ6aに保持されているトナーや紙粉などの汚れが定着部材を汚し、延いてはシート材Pを汚すという問題を、小型で安価な構成によって抑制することができる。即ち、ウェブを被クリーニング部材に当接させてクリーニングを行う定着クリーニング装置及び画像形成装置において、被クリーニング部材、及びシート材に汚れが生じることのない定着クリーニング装置及び画像形成装置を提供することができる。

0062

[第2実施形態]
図6図7を参照して、本発明を適用可能な第2実施形態に係る定着クリーニング装置、及び画像形成装置について説明する。本実施形態に係る定着クリーニング装置6、画像形成装置は、供給ローラ6bが加圧ローラ3に対して接離可能でない点、及び「縁なしプリントモード」を有していない点、で上記第1実施形態と異なる。以下では、第1実施形態と異なる構成についてのみ説明を行う。

0063

(2−1:定着動作のフロー)
図6を参照して、本実施形態における定着動作のフローについて説明する。プリント動作を開始すると、シート材に応じた目標温度に定着装置10を温調しながら、モータM1(図1参照)を駆動させ(S200)、プリント動作(S201)を行う。その後、加圧ローラ3上に付着した汚れをウェブ6aによってクリーニングする。次に、モータM2(図2参照)を回転させてウェブ6aを所定量(20μm)巻き取り(S202)、温調を停止して(S204)、定着装置10の駆動を停止する(S205)。

0064

本実施形態に係る定着クリーニング装置6は、供給ローラ6bが常に加圧ローラ3に当接しているので、第1実施形態で説明したようなウェブ6aの弛みは生じない。しかし、加圧ローラ3の回転停止によって、わずかながらウェブ6aが弛むことがある。ここで、図7を参照して、本実施形態における弛みの主な発生原因を以下に示す。

0065

加圧ローラ3が回転しているとき、ウェブ6aは加圧ローラ3との摩擦力により、図7に示す矢印FRW方向に力を受けているため、ウェブ6aは図7中の矢印R1の方向に付勢され,テンションが増加する。この状態から加圧ローラ3が停止すると、ウェブ6aに生じていたテンションを解放する力が働き、加圧ローラ3がウェブ6aとの摩擦力によって加圧ローラ3の駆動ギア(不図示)の1歯分だけ反駆動方向に回転する。このとき、駆動ギアの約1歯分の長さのウェブ6aが弛む。本実施形態における弛み量dは約1mmである。

0066

このように、本実施形態の構成でもウェブ6aが弛むことがあり、上記第1実施形態と同様に、ウェブ6aに保持されているトナー等の汚れが剥がれ落ち易くなることがある。
そこで上述のように、巻き取りローラ6cに最大量のウェブ6aが巻かれている場合でも、供給ローラ6bの外径を、巻き取りローラ6cの外径とウェブ6aが巻き付けられている部分の厚さとの和よりも大きくすることで、上述と同様の効果を得ることができる。すなわち、本実施形態のように供給ローラ6bの当接離間動作を持たない構成であっても、第1実施形態と同様の効果を得ることが可能である。

0067

(2−2:比較実験)
本実施形態と比較例(第1実施形態の式1を満たさない構成)との比較を行なった。比較例として、供給ローラ6bのウェブ供給部の芯金外径が6mm、巻き取りローラ6cのウェブ巻取り部の芯金外径が15mmの構成を用いた。この場合、第1実施形態で説明した式1は満たさない。なお、その他の条件は本実施形態と同じとする。

0068

本実験では、A4サイズの坪量70g/m2の記録紙をシート材として用い、「縁ありプリントモード」の全面黒ハーフトーン(20%濃度)画像を100枚連続通紙して一旦室温まで冷却し、ウェブ6aを送ることなく加圧ローラ3の回転停止動作を繰り返した。また、加圧ローラ3の回転停止動作を所定の回数繰り返した後、坪量120g/m2の光沢紙を用いて全面白画像を印刷し、光沢紙に付着した汚れを確認した。

0069

また、本実験では加圧ローラ3の回転停止動作を100回まで行った。これは、第1実施形態における比較実験と同様、実際は加圧ローラ3の回転停止動作を100回行う間に最初に清掃ニップに存在していたウェブ6aは全て清掃ニップを通過し終えるため、100回で十分と判断したからである。ウェブ6aから剥がれ落ちた汚れが付着していない場合を○、汚れの付着が辛うじて目視できる場合を△、汚れが容易に確認される場合を×と判定した。比較結果を表2に示す。

0070

0071

比較結果からわかるように、本実施形態では、回転停止回数が100回に到達するまで汚れの付着を確認することはできない。一方で比較例では、回転停止回数が40回を超えると汚れの付着を確認できることがわかる。これは、比較例の供給ローラにおいてウェブの揉みほぐしが起こるため、ウェブから加圧ローラへ汚れが移ったものと考えられる。

0072

以上、本実施形態によれば、供給ローラ6bの当接離間動作を行わないシンプルな構成であっても、ウェブ6aに保持されているトナー等の汚れが定着部材を汚し、延いてはシート材を汚す問題を抑制することができる。すなわち、ウェブを被クリーニング部材に当接させてクリーニングを行う定着クリーニング装置及び画像形成装置において、被クリーニング部材、及びシート材に汚れが生じることのない定着クリーニング装置及び画像形成装置を提供することができる。

0073

[その他の実施形態]
上記第1、第2実施形態では、転写ベルト20によりシート材Pを搬送しながら順次各色トナー像を転写するインライン方式のフルカラー電子写真プリンターについて説明した。しかし、本発明を適用できる画像形成装置の構成はこれに限定されるものではなく。中間転写ベルトを用いたフルカラー電子写真プリンターや、モノクロ電子写真プリンター等
に対しても同様の効果を得ることは可能である。

0074

1a…定着フィルム3…加圧ローラ6…定着クリーニング装置6a…ウェブ6b…供給ローラ6c…巻き取りローラ10…定着装置

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