JP4865159B2

JP4865159B2 - Image forming apparatus

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Publication number: JP4865159B2
Application number: JP2001235953A
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Inventors: 洋片岡; 典夫橋本
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Filing date: 2001-08-03
Publication date: 2012-02-01
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は記録材に画像の転写を行ない、この転写された画像を定着装置により記録材に定着を行なう画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０乃至図１２を用いて従来の技術の説明をする。図１０は従来の画像形成装置の概略構成図であり、図１１は従来の定着装置の説明図であり、図１２はトナー形状の説明図である。
【０００３】
図１０に示すように、レーザービームプリンター等の画像形成装置は、給送部150から給送された記録材Ｐに対して、画像形成部140で形成された未定着トナー像を感光体ドラム141上で担持し、転写部146において前記未定着トナー像を記録材Ｐに転写を行なって、記録材Ｐ上にトナー像が形成される。この後、記録材Ｐは定着装置100において熱や圧力により定着され、排出部170に排出されることで画像形成動作を終了する。
【０００４】
次に定着装置100について、図を用いて定着装置100内の構成を詳細に説明する。
【０００５】
図１１に示すように、記録材Ｐを搬送する定着ローラ101は、例えばアルミニウムや鉄等の定着ローラ芯金101ａ上にＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂からなる離型層101ｂを設け、内部には加熱手段としてのヒータ103が設けられる。また、定着ローラ101に対して加圧ローラ102が加圧され、ニップ部Ｎを形成している。加圧ローラ102は、例えばアルミニウムや鉄等の加圧ローラ芯金102ａ上に、耐熱性を持ったシリコンスポンジゴム等からなる弾性層102ｂを、更にＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂からなる離型性のよい樹脂からなる離型層102ｃが形成されている。
【０００６】
定着ローラ101の離型層101ｂは、未定着トナー像が定着ローラ101に転移して後続の画像を汚す、いわゆる「オフセット現象」を防止するものである。加えて、定着ローラ芯金101ａに定着バイアスとして、直流電源108によりマイナスの直流電圧を印加し、定着ローラ101表面にマイナスの電位を生じさせることで、積極的にオフセット現象の発生を防止している。
【０００７】
また、加圧ローラ102の離型層102ｃは、記録材Ｐ上から定着ローラ101を介して加圧ローラ102に転移したオフセットトナーや記録材Ｐ裏面に付着したトナーが、加圧ローラ102表面に付着するのを防止している。
【０００８】
また、加圧ダイオード素子109は、加圧ローラ芯金102ａと本体のＧＮＤ間に、加圧ローラ芯金102ａ側がカソード、本体ＧＮＤ側がアノードとなるように接続することで、加圧ローラ102表面電位がマイナスとならないようにし、加圧ローラ102の表面と定着ローラ101の表面間に電位差を作り、その電界によって記録材Ｐ上から定着ローラ101へのオフセット現象を防止している。
【０００９】
定着前の記録材Ｐ上で未定着トナー像を形成する未定着トナー107は、定着ニップ部Ｎにおいて加熱、加圧されることで、記録材Ｐ上に定着される。入口ガイド104は、未定着トナー像が形成された記録材Ｐをニップ部Ｎにガイドし、定着装置100において記録材Ｐ上に永久画像として定着している。
【００１０】
また、定着ローラ101の表面温度を検知する温度センサのサーミスタ105があり、定着ローラ101表面に所定の当接圧で当接しており、定着ローラ101の表面が一定となるようにヒータ103への通電をＯＮ、ＯＦＦ（通電をＯＦＦさせている電気回路は不図示）している。サーミスタ105よりも定着ローラ101の回転方向上流には、定着ローラ101に記録材Ｐへの巻き付きを防ぐ定着分離爪106があり、定着分離爪106の表面にはトナー等が付着するのを防止するために、離型性に優れるＰＦＡやＰＴＦＥ等のコーティングがなされている。
【００１１】
このような構成の定着装置100を備えた画像形成装置では、コンピュータ等からプリント信号が入力され、画像形成の準備を始める。プリント信号が入力されたのを受けて、サーミスタ105により検知温度を検知し、画像定着に必要な温度に達している場合は画像形成を開始し、画像定着に必要な温度に達している場合はヒータ103への通電を行ない、画像定着に必要な温度に達するまで定着ローラ101を加熱して、画像形成を開始する。
【００１２】
最近は、省エネルギーといった観点から、画像形成装置がある一定時間以上使われない時は、ヒータ103への通電をＯＦＦとして、省エネルギーを図るような設定が可能な画像形成装置が増えている。
【００１３】
そのため、画像形成装置が頻繁に使われていれば、ヒータ103への通電が最小限でなされるスタンバイ状態にあるため、プリント信号を受けると、直ちに画像形成動作に入ることができる。しかし省エネルギーモードで使用していると、ヒータ103への通電はＯＦＦになるため、定着ローラ101表面の温度は低下してしまい、画像形成に入る前に定着ローラ101を加熱する必要がある。
【００１４】
画像形成装置の動作時において、記録材に填料として炭酸カルシウム（以下「炭カル」）を１０数％以上含有している記録材を多数頁の画像形成動作をすると、搬送される記録材に含有されている炭カルと、定着ローラ101表層であるフッ素樹脂層が摩擦帯電することで、炭カルはプラスに帯電し、フッ素系樹脂はマイナスに帯電する。
【００１５】
さらに、定着ローラ芯金101ａにはオフセット防止の目的で、マイナスの定着バイアスを印加しているため、定着ローラ101の表面はマイナスの電位となっている。プラスに帯電した炭カルは、オフセット防止の定着バイアスによってマイナスの表面電位となっている定着ローラ101から働く静電的な力によって定着ローラ101表面に静電的に付着することとなる。また、定着ローラ101表面に離型性に優れたフッ素樹脂を用いても、炭カルが付着することで離型性の低下を招き、更に炭カルが付着しやすくなる。
【００１６】
定着ローラ101表面に炭カルが付着すると、（１）定着バイアスが炭カルの帯電電荷であるプラス電荷によって相殺されることによる静電気的なオフセットの発生、（２）離型性の低下によるオフセットの発生、の２種類のオフセット現象が発生してしまう。オフセットしたトナーは、記録材と記録材との搬送間隔において、定着ローラ101表面から加圧ローラ102表面に転移し、加圧ローラ102表面に蓄積してしまう。
【００１７】
このような過程によって、加圧ローラ102に付着や堆積をしたトナーが、記録材の裏面汚れとなったり、再び定着ローラ101に戻り記録材の表面汚れとなって、顕在化したりするため、この対策として、加圧ローラ102にクリーニングローラ110を当接させ、加圧ローラ102表面に付着したトナーや炭カルを回収することで、加圧ローラ102にトナーや炭カルが堆積することを防止し、加圧ローラ102表面が常にきれいな状態にあるように保っている。
【００１８】
加圧ローラ102に付着したトナーや炭カルが、クリーニングローラ110に回収されるのは、加圧ローラ102表層の離型層より、クリーニングローラ110の離型性が劣るためである。そのため、クリーニングローラ110の材質として、アルミニウムや鉄等の金属材料が用いられる。
【００１９】
ここで、定着ローラ101と加圧ローラ102との当接方法としては、加圧ローラ102とクリーニングローラ110との芯金同士の中心距離を一定に保つことで当接位置を決める軸間距離固定方式や、バネを用いて加圧ローラ102に当接させるバネ加圧方式が考えられる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、クリーニングローラ110はトナーや炭カルを回収するために設けているため、トナーや炭カルの回収につれて、クリーニングローラ110の外径は大きくなっていく。
【００２１】
クリーニングローラ110の外径が大きくなるにつれて、軸間距離固定方式では加圧ローラ102への食い込み量が大きくなる。画像形成時は加圧ローラ102からの伝熱によって、クリーニングローラ110表層のトナーが軟化しているため、加圧ローラ102とクリーニングローラ110との間でなすニップ部Ｎ’において、トナーは自在に変化するため、円形状態を保持し、スムーズな回転がなされる。
【００２２】
しかし、画像形成が終了してスタンバイモードに入り、定着ローラ101からの発熱量が小さくなり、加圧ローラ102の温度も低下することで、加圧ローラ102からの伝熱によって暖められているクリーニングローラ110の温度も低下してしまう。このとき、図１２（ａ）に示すように、付着しているトナー量が少なければ円形状態のままであるので問題にはならないが、図１２（ｂ）に示すように、付着しているトナー量が多くなると、加圧ローラ102とでなされるニップ部Ｎ’により、ニップ部Ｎ’の形状に倣ってトナーが非円形状に固まってしまう。
【００２３】
非円形状にトナーが固まってしまう現象は、記録材の通過枚数が増えるにつれ、この傾向が強くなっていく。そのため、加圧ローラ102とクリーニングローラ110との間でなすニップ部Ｎ’の幅は、通過枚数が増えるに従って、大きくなっていく。このように、ニップ部Ｎ’の幅が大きくなり、トナーが非円形状になると、図１２（ｂ）に示すように、非円形状のエッジ部ｌ₁と、円形状の箇所ｌ₂との距離が異なり、ｌ₁＞ｌ₂という関係になると、クリーニングローラ110と加圧ローラ102との回転軸が振れることになる。この振れる度合いは、クリーニングローラ110へのトナーの付着量が多くなるにつれて大きくなる。
【００２４】
このように、クリーニングローラ110に付着するトナーが非円形状で固まってしまうと、クリーニングローラ110と加圧ローラ102との回転軸が振れることになり、ガタガタといった異音が発生し、定着装置を駆動する定着駆動モータＭにかかる負荷も大きくなる。この異音はクリーニングローラ110が暖められ、トナーが溶融し、非円形状態から円形状態になることで回転がスムーズになり、異音の発生はなくなる。
【００２５】
しかし、画像形成が終了し、定着装置100がスタンバイ状態に移行し、クリーニングローラ110の温度が低下することで溶融していたトナーがニップ部Ｎ’に倣って硬化してしまうと、次の画像形成時に異音が発生することになる。尚、この問題は、軸間距離固定方式の方がバネ加圧方式に比べて早期に発生してしまうが、バネ加圧方式においても発生することに変わりはない。
【００２６】
そこで本発明の目的は、画像形成装置の定着装置において、クリーニングローラにトナーが付着することに起因する異音の発生を未然に防ぐとともに、定着駆動モータにかかる負荷を軽減することである。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための、本発明の代表的な構成は、記録材を搬送するニップ部を形成する一対の回転体と、前記一対の回転体のいずれか一方を加熱するヒータと、前記一対の回転体のうち前記ヒータで加熱しない回転体に当接しクリーニングするクリーニングローラと、を備え、前記ニップ部で記録材を搬送しながら加熱して記録材上のトナー像を記録材に定着する定着手段と、前記一対の回転体が回転するように駆動する駆動源と、前記定着手段及び前記駆動源を制御する制御手段と、を有する画像形成装置において、前記制御手段は、定着した記録材の枚数が前記定着手段の動作保証枚数に対して所定の割合に達した場合、画像形成終了後に、前記ヒータの通電を停止し前記駆動源で前記一対の回転体が所定時間回転する冷却期間を経てスタンバイモードに移行し、定着した記録材の枚数が前記定着手段の動作保証枚数に対して前記所定の割合に達していない場合、画像形成終了後に、前記冷却期間を経ずにスタンバイモードに移行することを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
（第１比較例）
本発明の第１比較例を図面を用いて説明する。図１は第１比較例の制御のフローチャートであり、図２は画像形成装置の概略説明図であり、図３は定着装置の説明図であり、図４は記録材の通過枚数と付着トナーとの膜厚の関係を示す図であり、図５は記録材の通過枚数とニップ部との幅の関係を示す図であり、図６はスタンバイモードに移行する際のクリーニングローラの経時変化を比較した場合の説明図であり、図７はスタンバイモードに移行する際のクリーニングローラの経時変化の説明図である。
【００２９】
（画像形成装置）
画像形成装置として、レーザービームプリンタを例にして説明をする。図２に示すように、画像形成装置は、給送部として、給送カセット50と給送ローラ51（ピックアップローラを含む）と搬送板金52とを有し、搬送部として、搬送ローラ対48を有し、画像形成部として、露光手段としてのレーザースキャナ40と像担持体としての感光体ドラム41と一次帯電器42と現像ローラ43とを有し、転写部として、転写ローラ46を有し、定着部として、定着装置60を有し、排出部として、搬送ローラ対61と排出トレイ70と排出ローラ対71とを有する。
【００３０】
また、定着装置60は一対の回転体としての定着ローラ１及び加圧ローラ２を有し、定着装置60を駆動する定着駆動モータＭ、定着駆動モータＭの駆動制御をするＣＰＵを有する制御手段30、制御手段30にて判断された警告等の情報をユーザに示す表示部20等を有する。
【００３１】
給送カセット50内に積載収納されたシート状の記録材Ｐは、図中反時計回りに回転する給送ローラ51により給送され、搬送板金52に導かれて搬送ローラ対48のニップ部へ送られる。次いで、記録材は搬送ローラ対48によって感光体ドラム41と転写ローラ46との間に送られる。
【００３２】
感光体ドラム41は図中時計回りに回転しており、一次帯電器42により均一に帯電されている。そして、感光体ドラム41の外周面には、レーザースキャナ40からのレーザー光Ｌにより静電潜像が感光体ドラム41上に順次形成され、続いてその静電潜像が現像ローラ43により現像され、トナー像が形成される。感光体ドラム41と転写ローラ46との間に送られた記録材には、感光体ドラム41上のトナー像が転写ローラ46により順次転写される。
【００３３】
このようにしてトナー像が転写された記録材は定着装置60へ送られ、ここで加熱、加圧されてトナー像が記録材に定着する。この後、記録材は搬送ローラ対61により排出ローラ対71へ送られ、次いで排出ローラ対71により装置本体上の排出トレイ70上に排出される。
【００３４】
そして、このレーザービームプリンタでは、感光体ドラム41と感光体ドラム41に作用するプロセス手段（レーザースキャナ40、一次帯電器42等）を有するプロセスカートリッジ45や、定着装置60のユニットや、給送ローラ51及び転写ローラ46の関係は消耗部品であり、その製品のライフの中に何回かの交換が必要である。
【００３５】
（定着装置）
次に定着装置60について詳細に説明する。図３に示すように、定着ローラ１は、直径４０ｍｍ、肉厚１ｍｍのアルミニウムを芯金１ａとし、離型層１ｂとして厚さ５０μｍのＰＦＡチューブを被覆している。定着バイアスとして、定着ローラ芯金１ａには−７００ＶＤＣをＤＣ電源８によって印加することで定着ローラ表面電位を約−６５０Ｖに保持し、定着ローラ１と加圧ローラ２間にオフセット防止の電位差を付与するようにしている。また、画像定着中は、サーミスタ５の検知温度が１８０±５℃の範囲に入るように、ヒータ３への通電をＯＮ、ＯＦＦ制御している。スタンバイ動作中は、サーミスタ検知温度が１６０〜１７０℃の範囲に入るように、検知温度が１６０℃になったらヒータ３への通電をＯＮとし、１７０℃になったらＯＦＦとする動作を繰り返している。
【００３６】
加圧ローラ２は、直径１４ｍｍの鉄製の加圧ローラ芯金２ａの上に、厚さ８ｍｍのシリコンスポンジゴムからなる弾性層２ｂ、更に弾性層２ｂの上に離型層２ｃとして厚さ５０μｍのＰＦＡチューブを被覆し、加圧ローラ２としての硬度は約５６度（アスカーＣ硬度計にて１ｋｇ荷重）とし、約２００Ｎの押圧力によって定着ローラ１に押し当てることで、約５ｍｍ幅のニップ部Ｎを得ている。加圧ローラ芯金２ａと本体ＧＮＤ間には、耐圧２ｋＶのダイオード素子９を加圧ローラ芯金２ａ側をカソード、本体ＧＮＤ側をアノードとして接続し、加圧ローラ２表面をプラス電位に保持するような構成としている。
【００３７】
記録材Ｐ上に形成された未定着トナー像７は、定着入口ガイド４に沿って、定着ローラ１と加圧ローラ２がなすニップ部Ｎに導かれる。定着分離爪６は、母材として耐熱性に優れたポリイミド樹脂を用い、表層には離型性に優れるＰＦＡ樹脂をコーティングしている。
【００３８】
加圧ローラ２の表面に付着するトナーや炭酸カルシウム（以下、炭カル）等をクリーニングするφ１２のアルミニウム製のクリーニング回転体としてのクリーニングローラ10を加圧ローラ２に当接させている。クリーニングローラ10の加圧ローラ２への当接方法は、加圧ローラ２の芯金１ａ中心とクリーニングローラ10の芯金中心の距離を一定に保持する軸間距離固定方式で、約３０Ｎ（ニュートン）の押圧力によって、加圧ローラ２に押し当てられており、加圧ローラ２に従動することで回転する構成となっている。
【００３９】
このような構成の定着装置を有した画像形成装置を用いて、炭カルを１９％含有する記録材として、キヤノン販売（株）のＬＡＳＥＲ８０（サイズ：Ａ４、秤量：８０ｇ／ｍ²）に、印字率（記録材に占める画像形成がされたトナーの割合）４％の画像を連続通過させた場合のクリーニングローラ10上に付着するトナーの付着膜厚と、ニップＮ’の幅の変化を図４及び図５に示す。
【００４０】
図４に示すように、記録材の定着装置60への通過枚数が増えるほど、付着膜厚が大きくなり、また図５に示すように、記録材の定着装置60への通過枚数が増えるほど、ニップ部Ｎ’の幅が大きくなっていくのがわかる。
【００４１】
本比較例で使用した定着装置60では、クリーニングローラ10上の付着トナー厚が約１．５ｍｍで、加圧ローラ２とクリーニングローラ10とのなすニップ部Ｎ’の幅が約５ｍｍになると、異音が発生し始める。
【００４２】
そこで、本比較例の特徴である。画像形成装置において画像形成動作が終了する際に、加熱源であるヒータへの通電はオフとするが、引き続き所定時間の回転動作を行なうことでクリーニングローラの温度は低下し、溶融状態にある加圧ローラ２への付着トナーは、円形状を保持したまま硬化し始め、付着トナー上にニップ部Ｎ’の形状が形成されなくなることで、異音の発生や故障を未然に防止することが可能となる。これを図６及び図７を用いて詳細に説明する。
【００４３】
図６に示すように、上記構成により従来の制御を行なうと、クリーニングローラ10の温度は記録材の通過に従って緩やかに昇温していき、ある温度で平衡に達する。本比較例の検討で使用した画像形成装置では、約９５℃になる。また、使用した付着トナーは約８５℃で軟化し始める付着トナーである。平衡に達した状態でのクリーニングローラ10の温度は約９５℃であるため、付着トナーは溶融状態にある。
【００４４】
一連の画像形成動作が終了し、スタンバイ状態に移行するために、ヒータ３への通電がオフとなり加圧ローラ２の回転が停止する。すると付着トナーは、加圧ローラ２とクリーニングローラ10とがなすニップ部Ｎ’の形状を保持したまま硬化し始め、ニップ部Ｎ’形状の付着トナーが形成されることになる。
【００４５】
しかし、画像形成動作の終了と共にヒータ３への通電をオフとしたまま、定着装置60を引き続き回転させることで、付着トナー上にニップ形状が形成されることなく、短時間でクリーニングローラ10表面の温度を付着トナーの硬化温度以下に低下させることが可能となる。溶融した付着トナーは約８５℃を下回ると硬化が始まり、約７５℃に達するとニップ部Ｎ’の形状が形成されずに硬化した状態になる。
【００４６】
図７に示すように、ヒータ３への通電をオフとし、回転動作をさせることで、クリーニングローラ10表面の温度は約４５秒で、約７５℃に達していることがわかる。一方、図６に示すような従来のスタンバイモードに移行する際の制御方法のように、回転を停止しヒータ３をスタンバイでの加熱にした場合は、クリーニングローラ10表面の温度が約７５℃に達するのに約９０秒ほどかかるため、その間に付着トナーに対してニップ部Ｎ’の形状が形成されてしまうことになる。
【００４７】
また、ここで次の画像形成命令が入ってきた場合は、クリーニングローラ10上に付着した付着トナーが溶融状態であるままで、次の画像形成動作に入れば、付着トナーにニップ部Ｎ’の形状は形成されないので、異音の発生等はない。そして、この画像形成動作が終了次第、本比較例の特徴である、ヒータ３をオフとして加圧ローラ２の回転動作を行なうことで、異音の発生要因となるニップ部Ｎ’の形状が付着トナーへの形成を防止することができる。
【００４８】
これを踏まえて、図１を用いて制御手段30による画像形成動作の流れを説明する。まず、プリント信号を基に画像形成動作を行ない、画像形成動作が終了した後、定着装置60のローラを回転させ続ける。定着装置60のヒータ３をオフとした後も定着装置60のローラの回転を継続し、ローラの回転時間が４５秒以上になったら、制御手段30はローラの回転を終了させ、スタンバイ状態に移行する。
【００４９】
以上のように、画像形成動作終了後の、クリーニングローラ10上の付着トナーにニップ部Ｎ’の形状が形成されないようにするために、ヒータ３への通電をオフとし、少なくとも画像形成装置を回転させることで、クリーニングローラ10上の付着トナーの形状が円形状を保持したまま、溶融状態にある付着トナーを硬化させることで、ニップ部Ｎ’の形状が形成しないことになり、異音の発生や故障等を未然に防ぐことができる。
【００５０】
（第２比較例）
本発明の第２比較例を図面を用いて説明する。図８は第２比較例の制御のフローチャートである。本比較例で、前述した比較例と同様の構成は、同符号を付し、説明を省略する。本比較例においては、画像形成装置動作後のヒータオフでの回転動作の実施を、画像形成動作の枚数によって切替えたことを特徴とする。
【００５１】
第２比較例においても、炭酸カルシウム（炭カル）を１９％含有する記録材として、キヤノン販売（株）製のＬＡＳＥＲ８０（サイズ：Ａ４、秤量：８０ｇ／ｍ²）に、印字率（記録材に閉める画像形成がされたトナーの割合）が５％の画像をニップ部Ｎ’に連続通過させて効果を確認した。通過枚数とクリーニングローラ10上に付着するトナーの膜厚、通過枚数とニップ部Ｎ’の幅の関係は先に述べた第１比較例の図４及び図５と同じである。
【００５２】
第１比較例でも述べたが、クリーニングローラ10上の付着トナーが軟化を始めるのは約８５℃であるが、溶融状態になるのは約９５℃以上の温度が一定時間続いたときであり、８５℃を超えるのが短時間であれば溶融状態にはならない。先に第１比較例で示した図６からもわかるように、付着トナーが硬化状態にあるクリーニングローラ10の温度は、プリント開始直後では室温から約８０℃以下であり、軟化温度である約８５℃には定着装置60に対する数枚程度の記録材の通過により到達するが、溶融状態になる９５℃を一定時間保持するには約１００枚以上の通過が必要になる。
【００５３】
この温度は、画像形成直後の定着装置60の状態により変わるが、プリントが終了した直後でクリーニングローラ10の温度が約８５℃を超えている状態では、付着トナーは硬化し始めないため、付着トナーに対してニップ部Ｎ’の形状も形成されない。逆に、前のプリントから時間が経過している場合は、クリーニングローラ10の温度が約８０℃を下回っているため付着トナーは硬化状態にあり、軟化温度を超え、溶融状態に達するには約１００枚程度約のプリントを行なう必要がある。
【００５４】
そこで、本比較例では、連続した画像形成動作が所定の枚数（本比較例では１００枚）以上になった場合、ヒータ３をオフにして、少なくとも定着装置60の回転動作を行なうことで、加圧ローラ２となすニップ部Ｎ’で、付着トナー上にニップ部Ｎ’の形状が形成されることを防止することが可能となる。
【００５５】
これを踏まえて、図８を用いて制御手段30による画像形成動作の流れを説明する。まず、プリント信号を基に画像形成動作を行ない、画像形成動作が終了する。その後、記録材の連続通過枚数が１００枚以上か否かを判断し、１００枚以上でなければそのままスタンバイ状態に移行する。
【００５６】
また、１００枚以上の場合は、定着装置60のヒータ３をオフとした後も定着装置60のローラの回転を継続し、ローラの回転時間が４５秒以上になったら、制御手段30はローラの回転を終了させ、スタンバイ状態に移行する。
【００５７】
以上のように、本比較例の特徴は、所定枚数１００枚以上の連続プリント時のみ、ヒータ３をオフとし、少なくとも定着装置60の回転動作を行なうこととしたものだが、これは、単一の回転駆動源で定着装置60に限らず、画像形成装置全体の回転動作を行う場合に定着装置60以外に影響を与えることなく本発明の目的を達成できる点が有効である。
【００５８】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図面を用いて説明する。図９は第１実施形態の制御のフローチャートである。本実施形態で、前述した実施形態と同様の構成は、同符号を付し、説明を省略する。本実施形態においては、定着装置60の使用枚数の合計に応じて、ある枚数以上になった場合のみ、画像形成動作後のローラの回転動作を行なうことを特徴とする。
【００５９】
第１実施形態においても、炭酸カルシウム（炭カル）を１９％含有する記録材として、キヤノン販売（株）製のＬＡＳＥＲ８０（サイズ：Ａ４、秤量：８０ｇ／ｍ²）に、印字率（記録材に閉める画像形成がされたトナーの割合）が５％の画像をニップ部Ｎ’に連続通過させて効果を確認した。通過枚数とクリーニングローラ10上に付着するトナーの膜厚、通過枚数とニップ部Ｎ’の幅の関係は先に述べた実施形態１の図４及び図５と同じである。
【００６０】
また、クリーニングローラ10上のトナー付着膜厚が、約１．５ｍｍを超え、ニップ部Ｎ’の幅が約５ｍｍを越えた頃から異音の発生が始まる。そしてこのニップ部Ｎ’の幅が約５ｍｍになるのは、上記の記録材の通過条件では約３５乃至４０万枚であることがわかる（図５参照）。
【００６１】
このトナー付着厚は、通過させる記録材の種類、画像形成する画像形成パターンのや印字率、記録材を通過させる条件として、片面通過か両面通過か、連続通過か間欠通過か等の条件により左右されることがわかっているが、異音の発生枚数に比べると、この条件による影響は小さい。本実施形態の画像形成装置の定着装置60は、動作保証枚数が３５万枚（Ａ４横、印字率５％）である。
【００６２】
これを踏まえて、図９を用いて制御手段30による画像形成動作の流れを説明する。まず、画像形成をした枚数を数えつつプリント信号を基に画像形成動作を行ない、画像形成動作が終了する。その後、前記枚数が前記動作保証枚数の８５％にあたる３０万枚に達しているか否かを確認し、達していなければ定着装置60はスタンバイ状態に移行する。
【００６３】
また、３０万枚に達していたら、定着装置60のローラの回転を継続し、定着装置60のヒータ３をオフとして、ローラの回転時間が４５秒以上になったら、制御手段30はローラの回転を終了させ、スタンバイ状態に移行する。
【００６４】
尚、定着装置60での記録材の使用枚数は制御手段30内のＣＰＵに記憶させるようにした。または、定着装置60の交換時に、画像形成装置のオペレーションパネル等から、交換したことを入力することで、現在の定着装置60での記録材の使用枚数をＣＰＵに記憶させる。
【００６５】
このように、異音の発生する付着トナー厚になるタイミングを予想して、その時点からクリーニングローラ10上の付着トナーにニップ部Ｎ’の形状が形成されないようにした。異音等の問題の発生が懸念されだすタイミングからヒータオフでの回転動作を入れることで、それ以前の状態ではローラの回転動作が入ることはなくなり、画像形成装置全体に与える影響は小さくできる。
【００６６】
尚、本実施形態においては、定着装置60の動作保証枚数の約８５％である３０万枚を越えた時点からヒータ３をオフとする制御をしたが、これに限るものではなく、前述の比較例と組み合わせても、有効である。
【００６７】
（他の実施形態）
前述した実施形態においては、画像形成装置としてプリンタを例示して説明したが、これに限るものではなく、画像形成装置としてファクシミリ装置、複写機等の画像形成装置としてもよい。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように、本発明においては、記録材上にトナー像を永久定着するための一対の回転体と、付着するトナーをクリーニングするために前記回転体の少なくとも一方の表面に設けたクリーニング回転体と、前記回転体及び前記クリーニング回転体を有する定着装置を駆動する定着駆動モータと、前記定着装置を暖めるヒータと、前記定着駆動モータを制御する制御手段とを有する画像形成装置であって、前記制御手段は、画像形成動作の終了後、ヒータを停止し、前記回転体を所定時間回転動作を行なうことを特徴とする。ヒータを停止し、画像形成動作後の前記回転体を所定時間継続的な回転動作を行なうことで、短時間で前記クリーニング回転体の温度を付着トナーの硬化温度以下に低下させることができる。このため、前記クリーニング回転体にトナーが付着することに起因する異音の発生を未然に防ぐとともに、定着駆動モータにかかる負荷を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１比較例の制御のフローを示す図である。
【図２】画像形成装置の概略説明図である。
【図３】定着装置の説明図である。
【図４】記録材の通過枚数と付着トナーとの膜厚の関係を示す図である。
【図５】記録材の通過枚数とニップ部との幅の関係を示す図である。
【図６】スタンバイモードに移行する際のクリーニングローラの経時変化を比較した場合の説明図である。
【図７】スタンバイモードに移行する際のクリーニングローラの経時変化の説明図である。
【図８】第２比較例の制御のフローを示す図である。
【図９】第１実施形態の制御のフローを示す図である。
【図１０】従来の画像形成装置の概略説明図である。
【図１１】従来の定着装置の説明図である。
【図１２】トナー形状の説明図である。
【符号の説明】
Ｌ …レーザー光
Ｍ …定着駆動モータ
Ｎ …ニップ部
Ｎ’ …ニップ部
Ｐ …記録材
１ …定着ローラ
１ａ …芯金
１ｂ …離型層
２ …加圧ローラ
２ａ …加圧ローラ芯金
２ｂ …弾性層
２ｃ …離型層
３ …ヒータ
４ …定着入口ガイド
５ …サーミスタ
６ …定着分離爪
７ …未定着トナー像
８ …電源
９ …ダイオード素子
10 …クリーニングローラ
20 …表示部
30 …制御手段
40 …レーザースキャナ
41 …感光体ドラム
42 …一次帯電器
43 …現像ローラ
45 …プロセスカートリッジ
46 …転写ローラ
48 …搬送ローラ対
50 …給送カセット
51 …給送ローラ
52 …搬送板金
60 …定着装置
61 …搬送ローラ対
70 …排出トレイ
71 …排出ローラ対[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus for transferring an image onto a recording material and fixing the transferred image onto the recording material by a fixing device.
[0002]
[Prior art]
The prior art will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a conventional image forming apparatus, FIG. 11 is an explanatory diagram of a conventional fixing device, and FIG. 12 is an explanatory diagram of a toner shape.
[0003]
As shown in FIG. 10, an image forming apparatus such as a laser beam printer transfers an unfixed toner image formed by the image forming unit 140 to the photosensitive drum 141 with respect to the recording material P fed from the feeding unit 150. The toner image is formed on the recording material P by transferring the unfixed toner image onto the recording material P in the transfer unit 146. Thereafter, the recording material P is fixed by heat or pressure in the fixing device 100 and is discharged to the discharge unit 170 to complete the image forming operation.
[0004]
Next, the configuration of the fixing device 100 will be described in detail with reference to the drawings.
[0005]
As shown in FIG. 11, the fixing roller 101 that conveys the recording material P is provided with a release layer 101b made of a fluorine-based resin such as PFA or PTFE on a fixing roller core metal 101a such as aluminum or iron, for example. Is provided with a heater 103 as a heating means. Further, the pressure roller 102 is pressed against the fixing roller 101 to form a nip portion N. The pressure roller 102 is made of, for example, an elastic layer 102b made of heat-resistant silicon sponge rubber or the like on a pressure roller core metal 102a made of aluminum or iron, and a release property made of a fluorine resin such as PFA or PTFE. A release layer 102c made of a good resin is formed.
[0006]
The release layer 101b of the fixing roller 101 prevents a so-called “offset phenomenon” in which an unfixed toner image is transferred to the fixing roller 101 and stains subsequent images. In addition, by applying a negative DC voltage from the DC power supply 108 as a fixing bias to the fixing roller core 101a to generate a negative potential on the surface of the fixing roller 101, the occurrence of the offset phenomenon is positively prevented. Yes.
[0007]
Further, the release layer 102c of the pressure roller 102 is formed on the surface of the pressure roller 102 by the offset toner transferred from the recording material P to the pressure roller 102 via the fixing roller 101 and the toner adhered to the back surface of the recording material P. Prevents adhesion.
[0008]
Further, the pressure diode element 109 is connected between the pressure roller core metal 102a and the GND of the main body so that the pressure roller core metal 102a side becomes a cathode and the main body GND side becomes an anode. Therefore, a potential difference is created between the surface of the pressure roller 102 and the surface of the fixing roller 101, and the electric field prevents the offset phenomenon from the recording material P to the fixing roller 101.
[0009]
The unfixed toner 107 that forms an unfixed toner image on the recording material P before fixing is fixed on the recording material P by being heated and pressurized in the fixing nip N. The entrance guide 104 guides the recording material P on which the unfixed toner image is formed to the nip portion N, and fixes it as a permanent image on the recording material P in the fixing device 100.
[0010]
Also, there is a temperature sensor thermistor 105 that detects the surface temperature of the fixing roller 101, and is in contact with the surface of the fixing roller 101 with a predetermined contact pressure, so that the surface of the fixing roller 101 becomes constant. The energization is ON and OFF (the electric circuit for turning off the energization is not shown). At the upstream side of the thermistor 105 in the rotation direction of the fixing roller 101, there is a fixing separation claw 106 that prevents the fixing roller 101 from being wound around the recording material P, and prevents the toner or the like from adhering to the surface of the fixing separation claw 106. For this reason, coatings such as PFA and PTFE which are excellent in releasability are applied.
[0011]
In the image forming apparatus including the fixing device 100 having such a configuration, a print signal is input from a computer or the like, and preparation for image formation is started. In response to the input of the print signal, the thermistor 105 detects the detection temperature. When the temperature required for image fixing has been reached, image formation is started, and when the temperature required for image fixing has been reached. The heater 103 is energized, and the fixing roller 101 is heated until reaching a temperature necessary for image fixing, and image formation is started.
[0012]
Recently, from the viewpoint of energy saving, an increasing number of image forming apparatuses can be set to save energy by turning off the power to the heater 103 when the image forming apparatus is not used for a certain period of time.
[0013]
For this reason, if the image forming apparatus is frequently used, it is in a standby state in which the heater 103 is energized to a minimum, so that upon receiving a print signal, the image forming operation can be started immediately. However, since the energization to the heater 103 is turned off when used in the energy saving mode, the temperature of the surface of the fixing roller 101 decreases, and it is necessary to heat the fixing roller 101 before starting image formation.
[0014]
During operation of the image forming apparatus, when a recording material containing 10% or more of calcium carbonate (hereinafter “charcoal cal”) as a filler in the recording material is subjected to an image forming operation of a large number of pages, it is contained in the conveyed recording material. The charcoal cal and the fluororesin layer that is the surface layer of the fixing roller 101 are frictionally charged, so that the charcoal is positively charged and the fluorocarbon resin is negatively charged.
[0015]
Further, since a negative fixing bias is applied to the fixing roller core 101a for the purpose of preventing offset, the surface of the fixing roller 101 has a negative potential. The positively charged charcoal is electrostatically attached to the surface of the fixing roller 101 by the electrostatic force acting from the fixing roller 101 having a negative surface potential due to the fixing bias for preventing offset. Further, even if a fluororesin having excellent releasability is used on the surface of the fixing roller 101, adhesion of charcoal causes a decrease in releasability and further facilitates adhesion of charcoal.
[0016]
When charcoal calf adheres to the surface of the fixing roller 101, (1) The occurrence of electrostatic offset by the fixing bias being offset by the positive charge, which is the charge of charcoal (2) Two types of offset phenomenon occur, namely, the occurrence of offset due to a decrease in releasability. The offset toner moves from the surface of the fixing roller 101 to the surface of the pressure roller 102 and accumulates on the surface of the pressure roller 102 at the conveyance interval between the recording materials.
[0017]
Through this process, the toner adhering to and accumulating on the pressure roller 102 becomes dirty on the back surface of the recording material, or it returns to the fixing roller 101 again and becomes dirty on the surface of the recording material. As a countermeasure, the cleaning roller 110 is brought into contact with the pressure roller 102 to collect the toner and charcoal adhered to the surface of the pressure roller 102, thereby preventing the toner and charcoal from accumulating on the pressure roller 102. The surface of the pressure roller 102 is always kept clean.
[0018]
The toner and charcoal adhering to the pressure roller 102 are collected by the cleaning roller 110 because the releasability of the cleaning roller 110 is inferior to that of the surface layer of the pressure roller 102. Therefore, a metal material such as aluminum or iron is used as the material of the cleaning roller 110.
[0019]
Here, as a method of contact between the fixing roller 101 and the pressure roller 102, the center distance between the cores of the pressure roller 102 and the cleaning roller 110 is fixed, and the center position is fixed to determine the contact position. A method and a spring pressure method in which the pressure roller 102 is brought into contact with a spring can be considered.
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the cleaning roller 110 is provided to collect toner and charcoal cal, the outer diameter of the cleaning roller 110 increases as the toner and charcoal calq are collected.
[0021]
As the outer diameter of the cleaning roller 110 increases, the amount of biting into the pressure roller 102 increases in the inter-shaft distance fixing method. During image formation, the toner on the surface of the cleaning roller 110 is softened by heat transfer from the pressure roller 102, so that the toner can be freely used at the nip portion N ′ formed between the pressure roller 102 and the cleaning roller 110. Since it changes, the circular state is maintained and smooth rotation is performed.
[0022]
However, the image formation is completed and the standby mode is entered, the amount of heat generated from the fixing roller 101 is reduced, and the temperature of the pressure roller 102 is also lowered, so that the cleaning heated by the heat transfer from the pressure roller 102 is performed. The temperature of the roller 110 also decreases. At this time, as shown in FIG. 12 (a), if the amount of adhering toner is small, it will remain in a circular state, so there is no problem. However, as shown in FIG. 12 (b), the adhering toner When the amount increases, the toner is solidified in a non-circular shape by the nip portion N ′ formed between the pressure roller 102 and the shape of the nip portion N ′.
[0023]
The phenomenon that the toner is solidified into a non-circular shape becomes stronger as the number of passing sheets increases. Therefore, the width of the nip portion N ′ formed between the pressure roller 102 and the cleaning roller 110 increases as the number of passing sheets increases. As described above, when the width of the nip portion N ′ is increased and the toner becomes non-circular, as shown in FIG. ₁ And a circular part l ₂ And the distance is different ₁ > L ₂ Therefore, the rotation shafts of the cleaning roller 110 and the pressure roller 102 are shaken. The degree of shake increases as the amount of toner attached to the cleaning roller 110 increases.
[0024]
As described above, when the toner adhering to the cleaning roller 110 is hardened in a non-circular shape, the rotation shafts of the cleaning roller 110 and the pressure roller 102 are shaken, and an abnormal noise such as rattling occurs. The load applied to the fixing driving motor M to be driven also increases. The abnormal noise warms the cleaning roller 110, melts the toner, changes from a non-circular state to a circular state, and the rotation becomes smooth, and the abnormal noise is eliminated.
[0025]
However, when the image formation is completed, the fixing device 100 shifts to a standby state, and the temperature of the cleaning roller 110 decreases and the melted toner is cured following the nip portion N ′, the next image is displayed. An abnormal noise is generated during formation. This problem occurs earlier in the inter-shaft distance fixing method than in the spring pressing method, but it still occurs in the spring pressing method.
[0026]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to prevent the generation of noise caused by toner adhering to a cleaning roller in a fixing device of an image forming apparatus, and to reduce the load applied to a fixing drive motor.
[0027]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a typical configuration of the present invention is as follows. A pair of rotators that form a nip for conveying a recording material, a heater that heats one of the pair of rotators, and a rotating body that is not heated by the heater of the pair of rotators is cleaned by contact. A fixing unit for fixing the toner image on the recording material to the recording material by heating while conveying the recording material at the nip, and a driving source for driving the pair of rotating members to rotate. And a control means for controlling the fixing means and the drive source, wherein the control means is configured such that the number of fixed recording materials reaches a predetermined ratio with respect to the guaranteed operation number of the fixing means. In this case, after the image formation is completed, the energization of the heater is stopped, and a transition is made to a standby mode through a cooling period in which the pair of rotating bodies rotates for a predetermined time by the drive source, and the number of fixed recording materials If it does not reach the predetermined percentage of the certified number of the fixing unit, after completion of image formation on, characterized in that it shifts to the standby mode without passing through the cooling period .
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First Comparative example )
First of the present invention Comparative example Will be described with reference to the drawings. 1 is the first Comparative example FIG. 2 is a schematic explanatory view of the image forming apparatus, FIG. 3 is an explanatory view of the fixing apparatus, and FIG. 4 shows the relationship between the number of passing recording materials and the thickness of the adhered toner. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the number of passing sheets of recording material and the width of the nip portion, and FIG. 6 is a change with time of the cleaning roller when shifting to the standby mode. The Comparison if you did this FIG. 7 is an explanatory diagram of the change with time of the cleaning roller when shifting to the standby mode.
[0029]
(Image forming device)
A laser beam printer will be described as an example of the image forming apparatus. As shown in FIG. 2, the image forming apparatus includes a feeding cassette 50, a feeding roller 51 (including a pickup roller), and a conveying sheet metal 52 as a feeding unit, and a conveying roller pair 48 as a conveying unit. A laser scanner 40 as an exposure unit, a photosensitive drum 41 as an image carrier, a primary charger 42 and a developing roller 43 as an image forming unit, and a transfer roller 46 as a transfer unit, The fixing unit includes a fixing device 60, and the discharge unit includes a conveyance roller pair 61, a discharge tray 70, and a discharge roller pair 71.
[0030]
The fixing device 60 has a fixing roller 1 and a pressure roller 2 as a pair of rotating bodies, and includes a fixing drive motor M for driving the fixing device 60 and a control means 30 having a CPU for controlling the driving of the fixing drive motor M. And a display unit 20 or the like for indicating information such as a warning determined by the control means 30 to the user.
[0031]
The sheet-like recording material P stacked and stored in the feeding cassette 50 is fed by a feeding roller 51 that rotates counterclockwise in the drawing, and is guided to a conveying sheet metal 52 to the nip portion of the conveying roller pair 48. Sent. Next, the recording material is fed between the photosensitive drum 41 and the transfer roller 46 by the conveying roller pair 48.
[0032]
The photosensitive drum 41 rotates clockwise in the figure and is uniformly charged by the primary charger 42. Then, an electrostatic latent image is sequentially formed on the photosensitive drum 41 by the laser light L from the laser scanner 40 on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 41, and then the electrostatic latent image is developed by the developing roller 43. A toner image is formed. The toner image on the photosensitive drum 41 is sequentially transferred by the transfer roller 46 to the recording material sent between the photosensitive drum 41 and the transfer roller 46.
[0033]
The recording material onto which the toner image has been transferred in this manner is sent to the fixing device 60, where it is heated and pressurized to fix the toner image on the recording material. Thereafter, the recording material is sent to the discharge roller pair 71 by the conveying roller pair 61 and then discharged onto the discharge tray 70 on the apparatus main body by the discharge roller pair 71.
[0034]
In this laser beam printer, a process cartridge 45 having a photosensitive drum 41 and process means (laser scanner 40, primary charger 42, etc.) acting on the photosensitive drum 41, a unit of the fixing device 60, a feeding roller The relationship between 51 and the transfer roller 46 is a consumable part and needs to be replaced several times during the life of the product.
[0035]
(Fixing device)
Next, the fixing device 60 will be described in detail. As shown in FIG. 3, the fixing roller 1 has a core metal 1a made of aluminum having a diameter of 40 mm and a thickness of 1 mm, and a PFA tube having a thickness of 50 μm as a release layer 1b. As a fixing bias, -700 VDC is applied to the fixing roller metal core 1a by the DC power supply 8 so that the fixing roller surface potential is maintained at about -650 V, and an offset preventing potential difference is applied between the fixing roller 1 and the pressure roller 2. Like to do. During image fixing, the energization of the heater 3 is controlled to be on and off so that the temperature detected by the thermistor 5 falls within the range of 180 ± 5 ° C. During the standby operation, the thermistor detection temperature is in the range of 160 to 170 ° C. When the detection temperature reaches 160 ° C, the power supply to the heater 3 is turned on, and when it reaches 170 ° C, the operation is turned off. .
[0036]
The pressure roller 2 includes an iron pressure roller core 2a having a diameter of 14 mm, an elastic layer 2b made of silicon sponge rubber having a thickness of 8 mm, and a release layer 2c on the elastic layer 2b having a thickness of 50 μm. The PFA tube is covered, the pressure roller 2 has a hardness of about 56 degrees (1 kg load with Asker C hardness meter), and is pressed against the fixing roller 1 with a pressing force of about 200 N. N is gained. Between the pressure roller core metal 2a and the main body GND, a diode element 9 having a withstand voltage of 2 kV is connected with the pressure roller core metal 2a side as a cathode and the main body GND side as an anode, and the surface of the pressure roller 2 is held at a positive potential. The structure is as follows.
[0037]
The unfixed toner image 7 formed on the recording material P is guided along the fixing inlet guide 4 to a nip portion N formed by the fixing roller 1 and the pressure roller 2. The fixing separation claw 6 uses a polyimide resin excellent in heat resistance as a base material, and the surface layer is coated with a PFA resin excellent in releasability.
[0038]
A cleaning roller 10 serving as a cleaning rotating body made of aluminum having a diameter of 12 for cleaning toner, calcium carbonate (hereinafter, charcoal cal) or the like adhering to the surface of the pressure roller 2 is brought into contact with the pressure roller 2. The cleaning roller 10 is brought into contact with the pressure roller 2 by a fixed shaft-to-shaft system that keeps the distance between the center of the core 1a of the pressure roller 2 and the center of the core of the cleaning roller 10 about 30 N (Newton ) Is pressed against the pressure roller 2 and is rotated by being driven by the pressure roller 2.
[0039]
Using the image forming apparatus having the fixing device having such a configuration, as a recording material containing 19% charcoal cal, LASER 80 (size: A4, weighing: 80 g / m) of Canon Sales Co., Ltd. ² ), The film thickness of the toner adhering to the cleaning roller 10 and the width of the nip N ′ when an image having a printing rate (ratio of the image-formed toner in the recording material) of 4% is continuously passed. The change is shown in FIGS.
[0040]
As shown in FIG. 4, as the number of recording materials passing through the fixing device 60 increases, the adhered film thickness increases, and as shown in FIG. 5, as the number of recording materials passing through the fixing device 60 increases, It can be seen that the width of the nip portion N ′ increases.
[0041]
Book Comparative example In the fixing device 60 used in the above, when the thickness of the toner adhered on the cleaning roller 10 is about 1.5 mm and the width of the nip portion N ′ formed by the pressure roller 2 and the cleaning roller 10 is about 5 mm, an abnormal noise is generated. Begin to.
[0042]
So book Comparative example It is the feature. When the image forming operation is completed in the image forming apparatus, the energization to the heater, which is a heating source, is turned off. The toner adhering to the pressure roller 2 starts to be cured while maintaining a circular shape, and the shape of the nip portion N ′ is not formed on the adhering toner. It becomes. This will be described in detail with reference to FIGS.
[0043]
As shown in FIG. 6, when the conventional control is performed with the above configuration, the temperature of the cleaning roller 10 gradually increases as the recording material passes and reaches equilibrium at a certain temperature. Book Comparative example In the image forming apparatus used in this study, the temperature is about 95 ° C. Further, the attached toner used is an attached toner that starts to soften at about 85 ° C. Since the temperature of the cleaning roller 10 in the state of reaching the equilibrium is about 95 ° C., the adhered toner is in a molten state.
[0044]
A series of image forming operations is completed, and in order to shift to the standby state, the power supply to the heater 3 is turned off and the rotation of the pressure roller 2 is stopped. Then, the adhering toner starts to be cured while maintaining the shape of the nip portion N ′ formed by the pressure roller 2 and the cleaning roller 10, and the adhering toner having the shape of the nip portion N ′ is formed.
[0045]
However, by continuously rotating the fixing device 60 while the energization of the heater 3 is turned off at the end of the image forming operation, a nip shape is not formed on the adhered toner, and the surface of the cleaning roller 10 can be quickly formed. The temperature can be lowered below the curing temperature of the adhered toner. When the melted toner adheres below about 85 ° C., curing starts, and when it reaches about 75 ° C., the shape of the nip portion N ′ is not formed and is cured.
[0046]
As shown in FIG. 7, it is understood that the temperature of the surface of the cleaning roller 10 reaches about 75 ° C. in about 45 seconds by turning off the power supply to the heater 3 and rotating the heater 3. On the other hand, when the rotation is stopped and the heater 3 is heated in standby as in the control method for shifting to the conventional standby mode as shown in FIG. 6, the surface temperature of the cleaning roller 10 is about 75 ° C. Since it takes about 90 seconds to reach, the shape of the nip portion N ′ is formed for the adhered toner during that time.
[0047]
If the next image formation command is input, the toner adhering on the cleaning roller 10 remains in a molten state, and if the next image forming operation is entered, the adhering toner is transferred to the nip portion N ′. Since the shape is not formed, no abnormal noise is generated. As soon as this image forming operation is completed, Comparative example When the pressure roller 2 is rotated while the heater 3 is turned off, the shape of the nip portion N ′ that causes abnormal noise can be prevented from being formed on the adhered toner.
[0048]
Based on this, the flow of the image forming operation by the control means 30 will be described with reference to FIG. First, an image forming operation is performed based on the print signal. After the image forming operation is completed, the roller of the fixing device 60 is continuously rotated. Even after the heater 3 of the fixing device 60 is turned off, the rotation of the roller of the fixing device 60 is continued. When the rotation time of the roller reaches 45 seconds or more, the control means 30 ends the rotation of the roller and shifts to the standby state. To do.
[0049]
As described above, the energization of the heater 3 is turned off and at least the image forming apparatus is rotated to prevent the nip portion N ′ from being formed on the toner adhered on the cleaning roller 10 after the image forming operation is completed. By doing so, the shape of the nip portion N ′ is not formed by curing the adhering toner in a molten state while the shape of the adhering toner on the cleaning roller 10 is maintained in a circular shape, and noise is generated. And troubles can be prevented.
[0050]
(Second Comparative example )
Second of the present invention Comparative example Will be described with reference to the drawings. FIG. 8 shows the second Comparative example It is a flowchart of the control. Book Comparative example And mentioned above Comparative example The same components as those in FIG. Book Comparative example Is characterized in that the rotation operation with the heater off after the operation of the image forming apparatus is switched according to the number of image forming operations.
[0051]
Second Comparative example In addition, as a recording material containing 19% calcium carbonate (charcoal cal), LASER 80 (size: A4, weighed: 80 g / m, manufactured by Canon Sales Co., Ltd.) ² ), An image having a printing rate (the ratio of the toner on which an image is formed to be closed on the recording material) of 5% was continuously passed through the nip portion N ′ to confirm the effect. The relationship between the number of passing sheets and the film thickness of the toner adhering to the cleaning roller 10, the number of passing sheets and the width of the nip portion N ′ has been described above. First 1 Comparative example 4 and 5 of FIG.
[0052]
First Comparative example As described above, the toner on the cleaning roller 10 starts to soften at about 85 ° C., but the melted state occurs when a temperature of about 95 ° C. or higher continues for a certain period of time and exceeds 85 ° C. If it is a short time, it will not be in a molten state. First Comparative example As shown in FIG. 6, the temperature of the cleaning roller 10 in which the adhered toner is in a cured state is from room temperature to about 80 ° C. or less immediately after the start of printing, and the fixing device 60 has a softening temperature of about 85 ° C. However, in order to maintain 95 ° C. in a molten state for a certain period of time, it is necessary to pass about 100 sheets or more.
[0053]
This temperature varies depending on the state of the fixing device 60 immediately after image formation. However, when the temperature of the cleaning roller 10 exceeds about 85 ° C. immediately after the printing is completed, the adhered toner does not start to be cured. On the other hand, the shape of the nip portion N ′ is not formed. Conversely, if time has passed since the previous print, the temperature of the cleaning roller 10 is below about 80 ° C., so the adhering toner is in a cured state, exceeding the softening temperature and reaching a molten state. About 100 sheets need to be printed.
[0054]
So book Comparative example Then, the continuous image forming operation is a predetermined number Comparative example In this case, the heater 3 is turned off and at least the fixing device 60 is rotated, so that the nip portion N ′ formed on the toner adheres at the nip portion N ′ formed with the pressure roller 2. It is possible to prevent the shape from being formed.
[0055]
Based on this, the flow of the image forming operation by the control means 30 will be described with reference to FIG. First, an image forming operation is performed based on the print signal, and the image forming operation is completed. Thereafter, it is determined whether or not the number of continuously passing recording materials is 100 or more.
[0056]
In the case of 100 sheets or more, after the heater 3 of the fixing device 60 is turned off, the rotation of the roller of the fixing device 60 is continued, and when the rotation time of the roller becomes 45 seconds or more, the control means 30 Stop rotation and enter standby mode.
[0057]
As above, the book Comparative example The feature is that the heater 3 is turned off and at least the fixing device 60 is rotated only during continuous printing of a predetermined number of sheets of 100 or more. This is because the fixing device 60 is connected to the fixing device 60 with a single rotational drive source. Not limited to this, it is effective that the object of the present invention can be achieved without affecting other parts than the fixing device 60 when the entire image forming apparatus is rotated.
[0058]
(No. 1 Embodiment)
First of the present invention 1 Embodiments will be described with reference to the drawings. FIG. 1 It is a flowchart of control of an embodiment. In this embodiment, the same configurations as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. The present embodiment is characterized in that the rotation operation of the roller after the image forming operation is performed only when the number of sheets exceeds a certain number according to the total number of sheets used by the fixing device 60.
[0059]
First 1 Also in the embodiment, as a recording material containing 19% calcium carbonate (charcoal cal), LASER 80 (size: A4, weighing: 80 g / m, manufactured by Canon Sales Co., Ltd.) ² ), An image having a printing rate (the ratio of the toner on which an image is formed to be closed on the recording material) of 5% was continuously passed through the nip portion N ′ to confirm the effect. The relationship between the number of passing sheets and the film thickness of the toner adhering to the cleaning roller 10 and the number of passing sheets and the width of the nip portion N ′ are the same as those in FIGS. 4 and 5 of the first embodiment described above.
[0060]
Also, the generation of abnormal noise starts when the toner adhesion film thickness on the cleaning roller 10 exceeds about 1.5 mm and the width of the nip portion N ′ exceeds about 5 mm. It can be seen that the width of the nip portion N ′ is about 5 mm in the above-described recording material passage condition in about 350,000 to 400,000 sheets (see FIG. 5).
[0061]
This toner adhesion thickness varies depending on the type of recording material to be passed, the image forming pattern for image formation, the printing rate, and the conditions for passing the recording material, such as single-sided or double-sided, continuous or intermittently passed. However, the effect of this condition is small compared to the number of abnormal noises. The fixing device 60 of the image forming apparatus according to the present embodiment has an operation guaranteed number of sheets of 350,000 sheets (A4 landscape, printing rate 5%).
[0062]
Based on this, the flow of the image forming operation by the control means 30 will be described with reference to FIG. First, the image forming operation is performed based on the print signal while counting the number of images formed, and the image forming operation is completed. Thereafter, it is confirmed whether or not the number has reached 300,000, which is 85% of the guaranteed operation number. If not, the fixing device 60 shifts to a standby state.
[0063]
If the number of sheets reaches 300,000, the rotation of the roller of the fixing device 60 is continued, the heater 3 of the fixing device 60 is turned off, and when the rotation time of the roller becomes 45 seconds or more, the control means 30 rotates the roller. To exit to standby mode.
[0064]
The number of recording materials used in the fixing device 60 is stored in the CPU in the control means 30. Alternatively, when the fixing device 60 is replaced, by inputting the replacement from the operation panel or the like of the image forming apparatus, the current number of recording materials used in the fixing device 60 is stored in the CPU.
[0065]
In this way, the timing at which the thickness of the adhered toner that generates abnormal noise is predicted, and the shape of the nip portion N ′ is not formed on the adhered toner on the cleaning roller 10 from that time. By turning on the heater off from the timing at which problems such as abnormal noise start to occur, the roller does not turn on in the previous state, and the influence on the entire image forming apparatus can be reduced.
[0066]
In this embodiment, the heater 3 is controlled to be turned off when the number of sheets exceeds 300,000, which is about 85% of the guaranteed operation number of the fixing device 60. However, the present invention is not limited to this. Comparative example It is also effective when combined with.
[0067]
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the printer is exemplified as the image forming apparatus. However, the present invention is not limited to this, and the image forming apparatus may be an image forming apparatus such as a facsimile machine or a copying machine.
[0068]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, the pair of rotating bodies for permanently fixing the toner image on the recording material and the cleaning rotating body provided on at least one surface of the rotating body for cleaning the adhering toner. An image forming apparatus comprising: a fixing drive motor that drives a fixing device including the rotating body and the cleaning rotating body; a heater that warms the fixing device; and a control unit that controls the fixing drive motor. The control means is characterized in that after the image forming operation is completed, the heater is stopped and the rotating body is rotated for a predetermined time. By stopping the heater and continuously rotating the rotator after the image forming operation for a predetermined time, the temperature of the cleaning rotator can be lowered below the curing temperature of the adhered toner in a short time. For this reason, it is possible to prevent the generation of noise due to the toner adhering to the cleaning rotator and to reduce the load applied to the fixing drive motor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 Comparative example It is a figure which shows the flow of control of.
FIG. 2 is a schematic explanatory diagram of an image forming apparatus.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a fixing device.
FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the number of recording materials passing through and the film thickness of attached toner.
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between the number of passing recording materials and the width between nip portions.
[Fig. 6] Change with time of cleaning roller when shifting to standby mode The Comparison if you did this It is explanatory drawing of.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a change with time of a cleaning roller when shifting to a standby mode.
FIG. 8 Comparative example It is a figure which shows the flow of control of.
FIG. 9 1 It is a figure which shows the flow of control of embodiment.
FIG. 10 is a schematic explanatory diagram of a conventional image forming apparatus.
FIG. 11 is an explanatory diagram of a conventional fixing device.
FIG. 12 is an explanatory diagram of a toner shape.
[Explanation of symbols]
L ... Laser light
M: Fixing drive motor
N ... Nip part
N '... Nip part
P: Recording material
1 Fixing roller
1a ... Metal core
1b ... release layer
2… Pressure roller
2a: Pressure roller cored bar
2b ... elastic layer
2c ... release layer
3 ... Heater
4 ... Fixing entrance guide
5 ... Thermistor
6 ... Fixing separation nail
7: Unfixed toner image
8 ... Power supply
9 ... Diode element
10… Cleaning roller
20… Display section
30… Control means
40… Laser scanner
41… Photoconductor drum
42… Primary charger
43… Development roller
45… Process cartridge
46… Transfer roller
48… Conveying roller pair
50 ... Feed cassette
51… feed roller
52… Conveyance sheet metal
60… Fusing device
61… Conveying roller pair
70… discharge tray
71… discharge roller pair

Claims

記録材を搬送するニップ部を形成する一対の回転体と、前記一対の回転体のいずれか一方を加熱するヒータと、前記一対の回転体のうち前記ヒータで加熱しない回転体に当接しクリーニングするクリーニングローラと、を備え、前記ニップ部で記録材を搬送しながら加熱して記録材上のトナー像を記録材に定着する定着手段と、
前記一対の回転体が回転するように駆動する駆動源と、
前記定着手段及び前記駆動源を制御する制御手段と、を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、定着した記録材の枚数が前記定着手段の動作保証枚数に対して所定の割合に達した場合、画像形成終了後に、前記ヒータの通電を停止し前記駆動源で前記一対の回転体が所定時間回転する冷却期間を経てスタンバイモードに移行し、定着した記録材の枚数が前記定着手段の動作保証枚数に対して前記所定の割合に達していない場合、画像形成終了後に、前記冷却期間を経ずにスタンバイモードに移行することを特徴とする画像形成装置。 A pair of rotators that form a nip for conveying a recording material, a heater that heats one of the pair of rotators, and a rotating body that is not heated by the heater of the pair of rotators is cleaned by contact. A fixing roller for fixing the toner image on the recording material to the recording material by heating while conveying the recording material at the nip portion;
A drive source for driving the pair of rotating bodies to rotate;
An image forming apparatus comprising: a control unit that controls the fixing unit and the driving source;
When the number of fixed recording materials reaches a predetermined ratio with respect to the guaranteed number of operation of the fixing unit, the control unit stops energization of the heater after the image formation is completed and the pair of rotations by the drive source. When the recording medium is shifted to the standby mode after a cooling period in which the body rotates for a predetermined time and the fixed number of recording materials does not reach the predetermined ratio with respect to the guaranteed operation number of the fixing unit, the cooling is performed after the end of image formation. An image forming apparatus that shifts to a standby mode without a period .