JP2009020407A - Fixing device and image forming apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus using the fixing device, and more particularly, a fixing device including a web cleaning type cleaning unit that presses a web member against an outer peripheral surface of a rotating roller member to clean the surface of the roller body. The present invention relates to an image forming apparatus and an image forming apparatus for outputting an image by fixing a toner image on a recording medium by the fixing device.
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。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as a facsimile or printer using an electrophotographic method, a photosensitive drum that is rotationally driven is charged by a charger, and an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum by light irradiation according to image information. Then, a toner image is formed by attaching toner to the electrostatic latent image by a developing device, and the toner image is transferred to a recording medium such as a sheet material or paper to output an image.
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。 In this image forming apparatus, a fixing device for fusing and fixing unfixed toner on a recording medium to be conveyed is disposed, and a pair of rollers including a heating roller and a pressure roller at a portion for melting and fixing the unfixed toner A heat fixing roller system in which a member is used and heat is applied to the toner on the recording medium in the pressure contact area (fixing nip portion) of both rollers to fix the toner onto the recording medium is often used.
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。 In the fixing device configured as described above, the unfixed toner is melted and fixed at the fixing nip portion by the heating roller and the pressure roller, but all toner is fixed on the recording medium during the fixing process. However, it is difficult to say that a part of the toner is in a molten state and attached to the surface of the heating roller, and rotates together with the heating roller. When the next printing process is performed in this state, there arises a problem that the back side of the paper and the printing stain are caused.
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)。
For example, as a conventional technique, a cleaning device is proposed that removes residual toner on the surface of the heating roller by pressing a cleaning unit (for example, a web member) against the heating roller after the fixing process is completed, rotating it for a predetermined time, and then stopping. (Patent Document 1).
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。 However, in a cleaning device mechanism using a conventional web cleaning technique, residual toner that has not been removed by the cleaning means (cleaning web) may adhere to the surface of the heating roller at the end of the fixing process (stop of the heating roller). is there. When the printing operation is resumed, the surface of the residual toner is moved by the rotation of the heating roller, and when the printing is finished, if the toner remains in the cleaning nip portion, the residual toner is solidified on the surface of the heating roller. The solidified toner adheres to the recording medium and is output in the next transfer process, resulting in a problem of paper smearing.
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。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and provides a fixing device that can reliably remove toner adhering to the surface of a fixing roller and an image forming apparatus using the same. Objective.
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。
The configurations of the fixing device according to the present invention and the image forming apparatus using the same for solving the above-described problems are as follows.
The fixing device according to claim 1 includes a pair of roller members each having at least one roller member provided with a heat generating unit, and a recording in which an unfixed toner image is formed in a nip portion where the roller members are pressed against each other. A fixing roller that melts the toner image by passing the medium and fixes the toner image on the recording medium, and a web member that contacts the outer peripheral surface of the rotating fixing roller to clean the roller surface, and cleaning the fixing roller In a fixing device having a cleaning mechanism having a function of periodically winding a portion used for the recording medium, after the fixing process of the toner image onto the recording medium by the fixing roller is completed, or the recording medium by the fixing roller Before the toner image is fixed to the web, the web member is brought into contact with the fixing roller and wound up for a predetermined time; When taking came, it is characterized in that it has a, a function of rotating such that the direction opposite to the moving direction of the web member at a contact portion between said web member the fixing roller.
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。 According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration described in the first aspect, the fixing device includes a sheet number counting unit that detects the number of sheets to be fixed, and the number of fixing process has reached a predetermined number or more by the sheet number counting unit. When detected, the web member is wound up.
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。 According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration described in the first or second aspect, the fixing device includes a printing rate calculation unit that calculates a printing rate of a surface to be printed on the recording medium, and is calculated by the printing rate calculation unit. The web member winding operation is performed when the printed printing rate has reached a predetermined value or more set in advance.
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。 According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration described in the third aspect, when the printing rate calculated by the printing rate calculation means reaches 80% or more, the web member is wound up. Is executed.
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。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising: a photosensitive drum on which an electrostatic latent image is formed and a toner image is formed based on the electrostatic latent image; and toner on the photosensitive drum. A developing unit having a developing roller to be supplied; a transfer unit for transferring a toner image formed on the photosensitive drum to a conveyed recording medium; and at least one roller member having a heating unit. A fixing unit that melts the toner image and fixes the toner image on the recording medium by passing a recording medium on which an unfixed toner image is formed through a nip portion where the roller members are pressed against each other. A fixing device having a roller and a cleaning mechanism that cleans the roller surface by bringing a web member into contact with the outer peripheral surface of the rotating fixing roller, and is formed on the surface of the photosensitive drum by electrophotography. In the image forming apparatus to output the transferred toner image on the recording medium, as the fixing device, it is characterized in the use of the fixing device according to any one of claims 1 to 4.
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。 According to the first aspect of the present invention, at least one roller member is provided with a pair of roller members provided with heat generating means, and an unfixed toner image is formed at a nip portion where the roller members are pressed against each other. A fixing roller that melts the toner image by passing the recording medium and fixes the toner image on the recording medium; and a web member that contacts the outer peripheral surface of the rotating fixing roller to clean the roller surface; In the fixing device having a cleaning mechanism having a function of periodically winding a portion used for cleaning, after the fixing process of the toner image onto the recording medium by the fixing roller is completed, or the recording by the fixing roller. A function of bringing the web member into contact with the fixing roller and winding it for a predetermined time before the toner image is fixed to the medium; A function of rotating the fixing roller so as to be in a direction opposite to the moving direction of the web member at the contact portion with the web member at the time of winding, so that at the end of printing (stop of the heating roller) The remaining toner adhering to the surface of the fixing roller is surely removed by cleaning the portion where the residual toner adhered without being removed by the cleaning means (cleaning web) is returned to the upstream side by the cleaning means. Therefore, it is possible to realize a fixing device that can reliably prevent toner contamination of the recording medium due to residual toner on the fixing roller when the printing operation is resumed.
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。
In addition to the common effects obtained by the inventions according to claims 1 to 5, the following effects can be obtained according to the inventions described in each claim.
Specifically, according to the invention described in
In the present invention, the number of sheets to be fixed is counted by the number of sheets counting means. However, as the function of the number of sheets counting means, the number of sheets to be printed and the number of output processes in the image forming apparatus may be detected.
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。
According to the invention described in
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。
According to the invention described in claim 4, in addition to the effect obtained by the invention described in
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。
According to the invention described in
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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall configuration of an image forming apparatus employing a fixing unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the fixing device.
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。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
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。
First, the overall configuration of the
The
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。
When at least one document is set on the document set
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。
A CIS (Contact Image Sensor) 13 is disposed above the
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。
Further, the image reading unit 102 exposes the document surface by the lamp of the
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。
Further, when the document is placed on the platen glass on the upper surface of the image reading unit 102, the first and
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。
The image data output from the
The
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。
The photosensitive drum 21 has a cylindrical shape and is disposed below the
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。
The
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。
The
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。
The developing
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。
Here, the
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。
An electric field having a polarity opposite to the charge of the toner image on the surface of the photosensitive drum 21 is applied to the elastic
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。
As shown in FIG. 2, the fixing
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。
Further, pressure means (not shown) are arranged at both ends of the
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。
The
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。
In the
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。
The
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。
When recording an image on the back side of the sheet, the plurality of
In the
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。
The
Since the
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。
Further, on the side surface of the
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。
The
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。
Next, a characteristic configuration of the fixing
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。
As shown in FIG. 2, the fixing
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。
The
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。
The
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。
The
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。
On the other hand, the
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。
Further, peeling claws 135 </ b> A and 135 </ b> B are disposed in contact with the outer peripheral surfaces of the
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。
The
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。
Further, the
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。
Next, the winding operation of the
FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of the fixing unit according to the present embodiment.
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。
In the present embodiment, winding of the
In the present embodiment, the take-up
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。
In the initial state where a
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。
One end of the
Under this condition, the winding amount wound around the winding
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)
In the initial state, when the rotation angle of the winding
θ = 360 ° × L / (2πr) (1)
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)
On the other hand, the feeding
θ1 = 360 ° × L / (2πR1) (2)
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。
Thus, the
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。
Next, a characteristic electrical configuration of the fixing
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。
As shown in FIG. 4, the
The
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。
The
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。
In the present embodiment, the
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the
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。
The
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。
The
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。
The
The take-up
The
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。
In the present embodiment, the
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。
In the present embodiment, the
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。
In the present embodiment, the sheet count function is configured as a part of the control function of the
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。
Next, characteristic operation control of the
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)。
First, in the
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)。
If it is determined in step S3 that the printing rate of image information printed on one page is 80% or more, the reverse flag for rotating the fixing
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。 On the other hand, if it is determined in step S3 that the printing rate of the image information printed on one page is not 80% or more, the printing process is performed as it is, and the process proceeds to step S5 and step S6.
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。
Next, it is confirmed whether or not data for the next page exists (step S7).
If it is determined in step S7 that the next page of data exists, the process returns to step S2 and the printing process is repeated.
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)。
On the other hand, if it is determined in
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。 If it is determined in step S8 that the page count value is 30 (sheets) or more, the reverse rotation flag is turned on and the process proceeds to step S10 (step S9). On the other hand, if it is determined that the page count value is not 30 (sheets) or more, the process proceeds to step S10.
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)。
In step 10, it is confirmed again whether or not the reverse rotation flag is ON. If it is determined that the reverse rotation flag is ON, the web sheet for cleaning the toner remaining on the surface of the
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)。
On the other hand, if it is determined in step 10 that the reverse rotation flag is not ON, the processing operation of the
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。
Here, a characteristic cleaning action by the
FIG. 6 is an explanatory view showing a state in which the toner adhered to the heating roller of the fixing unit of the present embodiment remains, and FIG. 7 is an explanatory view showing a state in which the heating roller is rotated reversely to perform cleaning.
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。
As shown in FIG. 6, in the fixing
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。
Therefore, in the cleaning operation in the fixing
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。
As described above, according to the present embodiment, in the cleaning operation of the
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。
In addition, according to the present embodiment, the
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。
Furthermore, according to the present embodiment, the degree of contamination of the cleaning portion of the
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。
In this embodiment, the
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。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-described examples, and those skilled in the art will recognize various modifications within the scope of the claims. It is obvious that modifications can be conceived, and it is understood that they also belong to the technical scope of the present invention.
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。 For example, in the above-described embodiment, the present invention is applied to an image forming apparatus in which a monochrome developing device is installed. However, the present invention may be applied to a color image forming apparatus in which a plurality of developing devices are installed. Is possible. Furthermore, it is possible to develop the present invention in correspondence to an apparatus using a roller member that has a need to clean the roller member.
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
21
25 Transfer unit (transfer section)
27 Fixing unit (fixing device)
124 Pressure roller (roller member)
127
129 Sub-heater (heat generation means)
130
132
133a
240
Claims (5)
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。 The toner image is formed by passing a recording medium having an unfixed toner image formed in a nip portion provided with a pair of roller members provided with heat generating means on at least one roller member and pressing the roller members together. A fixing roller for melting and fixing on the recording medium, a web member is brought into contact with the outer peripheral surface of the rotating fixing roller to clean the roller surface, and a portion used for cleaning the fixing roller is periodically taken up. In a fixing device having a cleaning mechanism having a function,
After the fixing process of the toner image to the recording medium by the fixing roller is completed or before the fixing process of the toner image to the recording medium by the fixing roller is performed, the web member is brought into contact with the fixing roller. A function to wind up for a predetermined time,
A function of rotating the fixing roller so as to be in a direction opposite to a moving direction of the web member at a contact portion with the web member when winding the web member;
A fixing device.
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。 A sheet counting means for detecting the number of fixing processes;
The fixing device according to claim 1, wherein the web member winding operation is executed when the number counting unit detects that the number of sheets to be fixed reaches a predetermined number or more.
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。 A printing rate calculating means for calculating the printing rate of the surface to be printed of the recording medium;
3. The fixing device according to claim 1, wherein the web member is wound up when the printing rate calculated by the printing rate calculation unit reaches a predetermined value or more. .
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。 An image forming unit including a photosensitive drum on which an electrostatic latent image is formed and a toner image is formed based on the electrostatic latent image; a developing unit including a developing roller that supplies toner to the photosensitive drum; A transfer unit that transfers a toner image formed on the photosensitive drum to a transported recording medium, and a pair of roller members including a heating unit in at least one roller member, and the roller member A fixing roller that melts and fixes the toner image on the recording medium by passing a recording medium on which an unfixed toner image is formed in a nip portion where the two are pressed against each other, and an outer peripheral surface of the rotating fixing roller. A fixing device having a cleaning mechanism for cleaning the surface of the roller by contacting the web member is provided, and a toner image formed on the surface of the photosensitive drum is transferred onto a recording medium by an electrophotographic method. In the image forming apparatus,
An image forming apparatus using the fixing device according to claim 1 as the fixing device.
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