JP5403894B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ等の画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の複写機、プリンタ等の画像形成装置においては、シート材上に転写されたトナー像を定着させるための定着手段として、熱効率や耐久性に優れた定着ローラ（加熱用回転体）方式を有する定着装置を備えるものが広く知られている。

一方で、エンドレス状の定着フィルム（加熱用回転体）の内側と発熱抵抗体を直接摺動させることで、フィルム部材の表面が所定の温度に昇温するまでの立ち上がり時間を短縮させることが可能なフィルム加熱方式の定着装置も知られている。

フィルム加熱方式の定着装置によれば、スタンバイ時に定着装置に電力を供給する必要がほとんどないので、消費電力を極力低く抑えることが可能になる。このようなフィルム加熱方式の定着装置が特許文献１〜特許文献５に開示されている。

また、上記で挙げた熱ローラ方式、及びフィルム加熱方式を有する定着装置には、加圧部材として加圧ローラ（弾性ローラ）が設けられ、加圧ローラが定着ローラ、もしくは定着フィルムに圧接することで加熱ニップ部が形成される。

そしてシート材にトナー像を定着させる際は、加熱ニップ部でシート材を挟持搬送することで、シート材上のトナー像を加熱、加圧し、シート材上にトナー像を熱定着させる構成である。

しかし、加熱ニップ部においてトナー像の定着を行う際に、シート材上に定着されることなく、定着ローラ、または定着フィルムの表面に付着してしまうトナーが存在する。このようなトナーをオフセットトナーと称する。

このようなオフセットトナーには、定着ローラまたは定着フィルムが一回転して再度加熱ニップ部に戻る際にシート材上に戻され、シート材と共に排出されるものもある。しかし、そのまま定着ローラ、または定着フィルムの表面に残ったり、中には加熱ニップ部に搬送されるシート材間で加圧ローラに転移するものもある。

これに対して、オフセットトナーを蓄積させにくくする為に、表面がＰＦＡやＰＴＦＥのようなフッ素系樹脂によってチューブ状あるいはコート状に被覆される定着ローラ、定着フィルムが知られている。

一方で、近年では価格低下に伴ってプリンタ、複写機等の普及が、全世界的に広まっている。これまでプリンタ等が使用されなかったような地域まで広く普及するようになった結果、使用されるシート材の種類も多岐に渡り、それらの特性も地域によって異なる場合が多く見られる。その中でも、地域によっては、重質系の炭酸カルシウムを填料として多く含むシート材を用いる地域がある。

昨今では、シート材の質感を上げる為に、白色度が高く、不透明性に優れ、かつコストが安い等の理由で炭酸カルシウムの充填量を増やす傾向にある。しかし、炭酸カルシウムを主成分とする紙粉は、カオリンやタルクといった他の填料を主成分とする紙粉と比較し
て、フッ素樹脂との摩擦では強く正帯電するといった摩擦帯電特性を有する。

その為、炭酸カルシウムを多く含むシート材が加熱ニップ部を通過すれば、上述したように表面がＰＦＡやＰＴＦＥのようなフッ素系樹脂によって被覆される定着フィルム、定着ローラの表面に紙粉が静電吸着されやすくなる。また、このように定着ローラもしくは定着フィルムの表面に紙粉が付着すると、定着ローラもしくは定着フィルムの表面の離型性が著しく低下してしまう。

離型性が一旦低下してしまうと、離型性が低下した部分に徐々にトナーが蓄積し始め、トナーが固着し、トナー汚れへと成長する。そしてこのようなトナー汚れの蓄積量が増えていくと、シート材にトナー汚れが転写するなどして、画像不良を引き起こしてしまう。また、トナー汚れが粘着性をもつような場合は、ＯＨＰシート等のシート材が巻きついてしまうといった問題も生じる。

これに対して、定着ローラや定着フィルムの表面に蓄積したトナー汚れを除去するクリーニング手段に関して、従来より種々の対策がなされている。特許文献６には、片面にベタ黒を印字したシート材を用い、該シート材の印字面を加圧ローラ側に向けて定着ニップ部を通過させる事で、加圧ローラの汚れをクリーニングする方法が紹介されている。

また、特許文献７には、クリーニングモードを所定の間隔で自動的に行う方法が開示されている。ここで紹介されているクリーニング方法は、シート材（クリーニングシート）を加熱ニップ部に挟んだ状態で停止させ、加熱、冷却、シート材を次のクリーニング位置へステップ搬送する制御を１ステップとする。そして、このステップを複数回繰り返して実行することで、加圧ローラおよび定着フィルム周辺の汚れを順次クリーニング紙に転移させて除去するものである。
特開昭６３−３１３１８２号公報 特開平２−１５７８７８号公報 特開平４−４４０７５号公報 特開平４−２０４９８０号公報 特開平８−６４０９号公報 特開平２−１６０２７６号公報 特開２００１−２４２７３０号公報

しかしながら、上記従来のクリーニング手段を用いても、定着ローラ及び定着フィルムなどの加熱用回転体の表面に付着する紙粉またはトナー汚れを十分に除去することは困難である。

加熱用回転体の表面（ここでは定着フィルムを例に説明する）にトナー汚れが蓄積するようなケースでは、まずシート材の通紙により定着フィルムの表面に炭酸カルシウムを多く含んだ紙粉が付着し始める。そして、紙粉の付着が増えて定着フィルム表面の離型性が低下し始めると、オフセットトナーがトナー汚れとして蓄積し始める。

定着フィルムの表面に付着する紙粉は、後続のプリントによって搬送されてくるシート材上にトナー画像があれば、該画像部分において加熱定着時に溶融するトナーが粘着層となり、該粘着層に紙粉を吸着させることでシート材と一緒に排出することが可能である。

例えば、シート材の中央部付近は一般的には多くのトナー画像が転写されているので、シート材の中央部付近に接触する定着フィルムの表面に付着した紙粉は、後続のトナー画
像に除去されやすく、よってトナー汚れも成長しにくい。

一方で、シート材の中央部付近と比較すると、シート材の幅方向の端部に近い部分は転写されるトナー画像が減少する傾向にある。転写されるトナー画像が減少すると、定着フィルムの表面に付着した紙粉を除去しにくい。よって、定着フィルムの幅方向の端部に近い部分には、より多くの紙粉が付着する。

特に、シート材の幅方向の端部の余白領域には、ほとんどの場合においてトナー画像が転写される事がないので、定着フィルムの表面において、シート材の幅方向の左右端部の余白領域に接触する部分には、多くの紙粉が付着する（図３参照）。その中でも特に、加熱ニップ部に通紙されるシート材のうち、最大の幅を有するシート材の幅方向の左右端部の余白領域と接触する部分は、後続のシート材上のトナー画像と接触することはほとんどないので、最も多くの紙粉が付着する。

また、シート材の幅方向の左右端部にトナー画像が転写される場合はほとんどないものの、シート材上の幅方向端部の余白部には、感光ドラムから転写された正規および反転トナーで構成されるカブリが微量ながらも存在する。

すなわち、定着フィルムに蓄積する紙粉量が増えて離型性が損なわれた上に、このような微量のカブリトナーが徐々に蓄積することで、定着フィルムの表面において、シート材の幅方向の左右端部と接触する部分にはトナー汚れが成長していく。特に、加熱ニップ部に通紙されるシート材のうち、最大の幅を有するシート材の幅方向の左右端部の余白領域と接触する部分のトナー汚れは顕著である。

この問題の解決策として、トナー汚れが蓄積する前に、定着フィルムの表面において、シート材の幅方向の左右端部と接触する部分の紙粉を除去することで、トナーの付着を減少させるといった方法が考えられる。

例えば上記従来例には、ベタ黒を印字したクリーニング紙を作製し、再度そのクリーニング紙を定着ニップ部に通紙させる事により、定着フィルムの表面のトナー汚れを除去する構成が開示されている。しかしながら、クリーニング紙そのものにも余白部分が存在するので、定着フィルムの端部の紙粉を効果的に吸着させて除去することが出来ない。特に、加熱ニップ部に通紙されるシート材のうち、最大の幅を有するシート材の幅方向の左右端部の余白領域と接触する部分のトナー汚れは除去しにくい。

上記現状に鑑みて、本発明は、加熱用回転体または加圧部材の表面に付着したトナー汚れを効果的に除去し、画像不良の発生を抑制することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明にあっては、像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電部材と、前記帯電部材によって帯電された前記像担持体を画像データに基づいて露光する露光部材と、前記像担持体にトナーを供給して前記像担持体の前記露光部材によって露光された部分をトナー像として現像する現像部材と、前記像担持体上に現像された前記トナー像を記録材に転写する転写部材と、を有する画像形成部と、前記トナー像が形成された記録材をニップ部で搬送しながら加熱してトナー像を記録材に定着する定着部と、を備え、記録材搬送方向に直交する方向において、装置で搬送可能な最大サイズ記録材の幅は、前記露光部材で前記像担持体を露光可能な最大幅より大きく、前記帯電部材で前記像担持体を帯電可能な最大幅以下であり、前記画像形成部でクリーニング用のトナー像を記録材に形成して作成したクリーニングシートを前記ニップ部で搬送して前記定着部をクリーニングするクリーニングモードを実行可能な画像形成装置において、前記画像形成部は、記録材に通常の画像形成を行う時は、常に記録材の記録材搬送方向に直交する幅方向の両端部に前記トナー像を形成しない所定幅の余白領域を設けてトナー像を形成し、前記クリーニングモードを実行する時は、前記像担持体上の前記最大サイズ記録材の前記余白領域に対応した領域に前記帯電部材で帯電しない非帯電領域を形成し、前記現像部材で前記非帯電領域にトナーを供給して前記像担持体上に前記クリーニング用のトナー像を形成することを特徴とする。

本発明によれば、加熱用回転体または加圧部材の表面に付着したトナー汚れを効果的に除去し、画像不良の発生を抑制することが可能な画像形成装置を提供することが可能になる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施の形態に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（第１の実施の形態）
図１〜図５を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置について説明を行う。

［画像形成装置の全体構成］
図１に本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す。図１に示すように、本実施の形態に係る画像形成装置には、画像形成ユニット１００（画像形成手段）と、熱定着装置２００（像加熱手段）が備えられる。

画像形成ユニット１００は、感光ドラム１（像担持体）、帯電ローラ２（帯電手段）、レーザースキャナ３（露光手段）、現像装置４（現像手段）、及び転写ローラ５（転写手段）を備える。

本実施の形態における感光ドラム１は、ＯＰＣ、アモルファスＳｅ、アモルファスＳｉ等の感光材料をアルミニウム、またはニッケル等のシリンダ状の基盤上に設けることで形成される。

シート材上に画像を形成する際は、まず感光ドラム１が図１中矢印方向に回転する。そして感光ドラム１の表面に接触して設けられる帯電ローラ２が、感光ドラム１の表面を一様に帯電する。

一様に帯電した感光ドラム１の表面に対して、レーザースキャナ３が画像情報に基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザー光Ｌを射出し、感光ドラム１の表面に静電潜像を形成する。その後、現像装置４が、感光ドラム１表面との電位差を利用して静電潜像にトナーを供給し、感光ドラム１の表面上で静電潜像をトナー像として現像する。

本実施の形態における現像方法としては、ジャンピング現像法、２成分現像法、ＦＥＥＤ現像法、のいずれの現像法を用いることが可能である。また、イメージ露光と反転現像とを組み合わせて用いられることも多い。

感光ドラム１の表面において現像されたトナー像は、感光ドラム１と転写ローラ５のニップ部においてシート材Ｐに転写される。この際、シート材Ｐに転写されずに感光ドラム１の表面に残留した残留トナーは、クリーニング装置７において除去される。なお、シート材Ｐをニップ部に搬送する際のタイミングは、トップセンサ８によってシート材Ｐの先端を検知することで、トナー像をシート材Ｐ上の所望の位置に転写可能なタイミングに制御される。

感光ドラム１と転写ローラ５のニップ部でトナー像が転写されたシート材Ｐは、加熱定着装置２００に搬送され、トナー像が永久定着される。

トナー像が永久定着されたシート材Ｐは、加熱定着装置２００から排出され、排出センサ９を経由して装置本体外部に排出される。なお、本実施の形態における排出センサ９は、シート材Ｐがトップセンサ８と排出センサ９の間で紙詰まりなどを起こした場合にそれを検知するためのセンサである。

［加熱定着装置の構成］
図２を参照して本実施の形態における加熱定着装置２００の構成について説明する。図２は、本実施の形態における加熱定着装置２００の概略構成を示すものである。本実施の形態における加熱定着装置２００は、フィルム加熱方式の定着装置である。

加熱定着装置２００は、定着アンセンブリ１０と加圧ローラ２０（加圧部材）を備える。加圧ローラ２０は定着アンセンブリ１０に圧接して加熱ニップ部Ｎを形成し、さらに加圧ローラ２０が図中矢印方向に回転することで、定着アンセンブリ１０が図中矢印方向に従動回転するように構成される。

定着アンセンブリ１０は、加熱ヒータ１１、断熱ホルダ１２、定着フィルム１３（加熱用回転体）を備える。加熱ヒータ１１は、断熱ホルダ１２に保持され、定着フィルム１３の内周面と摺動する位置に設けられる。

加熱ヒータ１１としては、低熱容量のプレート状のものが用いられる。本実施の形態では、アルミナや窒化アルミ等の絶縁性セラミック基板の表面に、基板の長手方向に沿って、Ａｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ_２、Ｔａ_２Ｎ等の通電発熱抵抗層がスクリーン印刷
されたものが用いられる。なお、定着フィルム１３の内周面との摺動面に、熱効率を損なわない範囲で通電発熱抵抗層を保護するガラス層などの保護層を設ける構成であってもよい。

断熱ホルダ１２は、加熱ヒータ１１を保持するものであって、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の耐熱性樹脂によって形成される。また、加熱ヒータ１１を保持すると共に、定着フィルム１３の回転をガイドする役目も備える。

本実施の形態における定着フィルム１３には、加熱定着装置２００のクイックスタートを可能にするために、層厚２００μｍ以下の耐熱性フィルムが用いられる。また、耐久性を確保するために、層厚を２０μｍ以上とすることが望ましい。すなわち、本実施の形態では、層厚が２０μｍ以上２００μｍ以下の定着フィルムが用いられる。

また、本実施の形態における定着フィルム１３は、基層と表層より形成される複層構造を有する。基層としては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ等の耐熱性樹脂、あるいは、耐熱性、高熱伝導性を有するＳＵＳ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ等の純金属、合金等が用いられる。

表層としては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレンヘキサフルオロプロピレン共重合体）等の樹脂が用いられる。また、ＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン共重合体）、ＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）等の樹脂を用いてもよい。定着フィルム１３の表層をこのように構成することで、定着フィルム１３の離型性が向上する。

加圧ローラ２０は、ＳＵＳ、ＳＵＭ、Ａｌ等の金属製芯金２１と、金属芯金２１の外側に形成される弾性層２２によって構成される。

本実施の形態では、弾性層２２として、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴムで形成した弾性ソリッドゴム層、あるいはより断熱効果を持たせるためにシリコーンゴムを発泡して形成した弾性スポンジゴム層が用いられる。また、シリコーンゴム層内に中空のフィラー（マイクロバルーン等）を分散させ、硬化物内に気体部分を持たせて断熱効果を高めた弾性気泡ゴム層を用いる構成であってもよい。

さらに、弾性層２２の表面にパーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）等の離型性層を形成する構成であってもよい。

加圧ローラ２０は、不図示のバネによって定着フィルム１３に対して加圧され、加熱ニップ部Ｎを得る。また、芯金２１の端部に設けられた不図示の駆動ギアにより、図２の矢印の方向に回転する駆動力を得る。駆動力は制御手段を統制する不図示のＣＰＵからの指令に従い、不図示のモータより伝達される。この加圧ローラの回転駆動に伴って、定着フィルム１３は加圧ローラ２０との摩擦力により従動回転する。

また、本実施の形態では、定着フィルム１３と加熱ヒータ１１との間に、フッ素系やシリコーン系の耐熱性グリース等の潤滑材を介在させることにより、摩擦抵抗を低く抑え、定着フィルム１３がより滑らか回転することが可能な構成とした。

また、加熱ヒータ１１の温度制御は、セラミック基板の背面に設けた不図示のサーミスタ等温度検知素子の信号に応じて、不図示のＣＰＵが通電発熱抵抗層に印加する電圧のデューティー比や波数等を決定し適切に制御すること行う構成とした。この構成によれば、加熱ニップ部の温度を所望の定着設定温度に保つことが可能になる。

上記のように構成される加熱定着装置２００に対して、未定着トナー画像を保持したシート材Ｐが所定のタイミングに、不図示の給送手段によって適宜供給され、加熱ニップ部Ｎに搬送されて加熱定着が行われる。そして、加熱ニップ部Ｎより排出されたシート材Ｐは不図示の排出ガイドに案内されて排出される。

［クリーニングモードの説明］
上記のように構成される加熱定着装置２００では、加熱ニップ部Ｎにシート材を挟みこんで熱定着を行う際に、特に、定着フィルム１３の端部表面に紙粉が付着し、その部分にトナー汚れが発生してしまっていた。

また、このようなトナー汚れが定着フィルム１３から加圧ローラ２０表面へ転移し、加圧ローラ２０の端部においてもトナー汚れが発生する場合も見られた。なお、定着フィルム１３または加圧ローラ２０の端部とは、加熱ニップ部Ｎにおけるシート材Ｐの搬送方向と直交する方向の両端部であって、シート材Ｐの幅方向の余白領域と接触する部分を指すものとする。

また、シート材Ｐの幅方向の余白領域と接触する部分でも、特に加熱ニップ部Ｎに通紙される最大幅を有するシート材の幅方向の余白領域と接触する部分には、顕著にトナー汚れが発生していた。

そこで、本実施の形態に係る画像形成装置では、定期的に定着フィルム１３の端部表面をクリーニング可能な構成とした。

具体的には、まず、装置本体が通常プリント時からクリーニングモードに切り替わると、不図示の記憶手段に予め設定された画像パターンに基づいて、画像形成ユニット１００がシート材上に所定の画像パターンを形成する。

そして、所定の画像パターンを有するシート材を加熱ニップ部Ｎに挟みこませ、定着フィルム１３の端部表面をクリーニングする構成とした。

なお、本実施の形態においては、シート材が複数積載される給送トレイから所定枚数のシート材が加熱定着装置を通紙されると、不図示の制御部が自動的にクリーニングモードに切り替え、定着フィルム１３端部表面のクリーニングを行うものとする。

このように、定着フィルム１３の端部表面をクリーニングする為に所定の画像パターンが形成されたシート材を、クリーニングシートと称して以下説明を行う。

［クリーニングシートの作成方法］
図４に示すように本実施の形態では、シート材の搬送方向と直交する方向の端部に縁無し印刷が施されたシート材をクリーニングシートとして用いた。以下、このようなクリーニングシートの作成方法について説明する。

本実施の形態におけるクリーニングシートを作成する際は、帯電ローラ５によって感光ドラム１の表面を一様に帯電させる際に、一時的に帯電を行わない（帯電オフ）区間を設けることが特徴である。

帯電ローラ５が帯電を行わない状態で感光ドラム１が所定時間回転し続けると、感光体ドラム１の表面には、帯電ローラの長手方向の幅と同一の幅で、感光ドラム１の周方向に所定の長さにわたって、帯電されない区間が形成される。

図５（ａ）、（ｂ）に、本実施の形態において、通常プリント時とクリーニングモード時のそれぞれにおける感光ドラム１表面の電位の状態を示す。

図５（ｂ）に示すように、本実施の形態では、クリーニングモード時に所定時間帯電オフの区間を設ける。帯電オフの区間は感光ドラム１の表面の電位は０Ｖとなり、この部分が明部電位（画像が形成される部分）になる。

また、本実施の形態では、負電荷のトナーが用いられるため、感光ドラム１の暗部電位は−６００ｖ、現像バイアスは−３００ｖに設定される。また、通常プリント時におけるレーザー露光部の表面電位（明部電位）は−１００ｖに設定する（図５（ａ））。

係る構成によれば、通常プリント時にはレーザー露光部に画像が形成され、クリーニングモード時には帯電オフ部に画像が形成されることになる。しかしながら通常プリント時の構成では、最大幅を有するシート材の幅方向の端部よりも内側に余白領域を設定し、シート材の幅方向のレーザー照射幅には制限が設けられているため、縁無しのクリーニングシートを生成することが出来ない。

これに対してクリーニングモード時では、帯電ローラ５の長手方向の幅と同一の幅にわたって明部電位の部分を形成することができるので、レーザー照射幅よりも広い幅にトナー像を形成することが可能である。

すなわち、レーザー照射によって明部電位を形成する場合よりも広い範囲を明部電位とすることが可能である。そして、その状態で現像を行い、感光ドラム１からシート材へトナー像を転写することで、図４に示すような縁無しの画像を有するクリーニングシートを得ることが可能になる。よって、定着フィルム１３の表面において、シート材の幅方向の余白領域と接触する部分にトナー像を接触させることができる。

なお、縁無し印刷を行う際にシート材上に転写されず、シート材からはみ出して転写ローラ５の表面に付着したトナーは、不図示のクリーニング手段（紙間や通紙前後に転写バイアスと逆のバイアスを印加する等）によって除去することが可能である。

また本実施の形態では、ベタ黒に近いクリーニングシートが得られるが、例えば現像バイアスを調整することにより、ハーフトーン濃度の画像が感光ドラム１上に形成されるように調整し、ハーフトーンによってクリーニングシートを形成する構成であってもよい。

また、クリーニングシート上の縁無し画像の長さ（シート材の搬送方向の長さ）は、図４に示される長さに特定されるものではなく、より長く、あるいは短いものであってもよい。

しかしながら、シート材の搬送方向先端付近からベタ画像を形成すると、クリーニングモード時に定着フィルム１３や加圧ローラ２０に巻きつく可能性があるので、シート材先端より定着フィルム１３や加圧ローラ２０の１周分はベタ白部を形成した方が望ましい。

［従来例との比較］
５００枚毎の通紙後にクリーニングモードに切り替え、上記の工程で得られるクリーニングシートによって定着フィルム１３の端部表面をクリーングした場合における定着フィルム１３の端部表面の様子を確認した。

また、本実施の形態に係る画像形成装置の比較の対象として、全くクリーニングを行わない場合（従来例１）と、縁無し印刷が施されていないクリーニングシートを用いた場合（従来例２）について、同じ条件で実験を行った。この実験結果を図１１に示す。図１１には、定着フィルムの端部表面にトナー汚れが付着し始める枚数と、その後トナー汚れが蓄積し、プリント時にシート材上に汚れがオフセット汚れとして現れる枚数を示してある。

図１１に示すように、従来例２では、クリーニングシートの効果は多少あるものの、定
着フィルムの端部表面の汚れは除去できずに残るため、クリーニング効果が小さい。

一方で本実施の形態では、定着フィルムの端部表面に付着する紙粉が効果的に除去されるので、トナー汚れの付着を抑制することが可能となり、また通紙を重ねる過程でプリント時にシート材上へトナー汚れが付着することを防止することが可能となった。

以上より、本実施の形態に係る画像形成装置によれば、定着フィルム１３に付着したトナー汚れを効果的に除去し、画像不良の発生を抑制可能な画像形成装置を提供することが可能になる。また、帯電ローラをオフにするといった簡易な工程でクリーニングシートを生成することが可能であるので、装置本体にクリーニングモードを備えるにあたり、製造コストを抑制することも可能になる。

また、本実施の形態では、作成したクリーニングシートを定期的に自動で通紙させているが、定期的に行う頻度は任意に変更することも可能であり、またユーザが任意にクリーニングモードを選択した場合に、クリーニングが行われるように設定してあっても良い。

また、加圧ローラ２０側に紙粉やトナー汚れが付着する場合は、一旦クリーニングシートを作成した後に、そのクリーニングシートを再度給送カセットにセットし、次回の通紙ではクリーニングシートの画像面が加圧ローラに接触するように設定しても良い。

更に、クリーニングシートを加熱定着装置２００に通紙させる際に、クリーニングシートを加熱ニップ部Ｎに挟んだ状態で停止させ、加熱、冷却、クリーニングシートを次のクリーニング位置へステップ搬送する、一連の制御を複数回繰り返す方法であってもよい。

［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置は、上記第１の実施の形態に係る画像形成装置と比較して［クリーニングシートの作成方法］が異なる。なお、［画像形成装置の全体構成］、［加熱定着装置の構成］に関しては、第１の実施の形態と何ら異なるものではないのでその説明は省略し、ここでは［クリーニングシートの生成方法］についてのみ説明を行う。

［クリーニングシートの生成方法］
第１の実施の形態では、帯電ローラ５によって感光ドラム１の表面を一様に帯電させる際に一時的に帯電を行わない（帯電オフ）区間を設けることで、縁無し画像を得る構成であった。これは、レーザースキャナ３のレーザー照射幅に制限が設けられ、縁無し印刷を行うことが困難な場合に、特に効果的な方法であった（図６（ａ））。

これに対して本実施の形態では、レーザースキャナ３の非印字領域の設定枠を解除し、レーザースキャナ３による露光をシート材の最大通紙幅の外側まで及ぶように設定した（図６（ｂ））。この構成によれば、最大幅を有するシート材が通紙される場合であっても、その幅方向の端部にまでトナー像を現像することができ、縁無し印刷が施されたクリーニングシートを生成することが可能になる。

また、この構成によればレーザースキャナ３によって任意の画像パターンを形成することが出来るので、図７に示すように、シート材の幅方向の端部のみトナー像が形成され、中央部にはトナー像が形成されないようなシート材を形成することが可能になる。

定着フィルム１３に付着するトナー汚れは、上述のように、シート材の余白領域と接触する部分、すなわち、定着フィルム１３の端部表面に形成されるので、図７に示すようなクリーニングシートであれば、定着フィルム１３のクリーニングは可能である。また、加
熱ニップ部Ｎに通紙される最大幅を有するシート材の幅方向の余白領域と接触する部分を確実にクリーニングすることができる。

このように、少なくとも加熱ニップ部Ｎに通紙されるシート材の幅方向の余白領域と接触する部分をクリーニング可能な画像パターンを有するクリーニングシートを作成することで、余分なトナーの消費を抑制することが可能になる。

実際に本実施の形態に係る画像形成装置において、定着フィルム１３の表面のクリーニングを行ったところ、紙粉やトナー汚れを効果的に除去することができ、シート材の通紙枚数が増えてもトナー汚れの付着を防止することが可能になった。

なお本実施の形態では、感光ドラム１の表面を一様に帯電した後、露光によりイメージ露光されて形成された静電潜像に対して現像を行う作像プロセスを採用しているが、帯電後にバックグランド露光し、露光した部分以外を現像する作像プロセスであってもよい。

このようにバックグランド露光を行う作像プロセスを採用する場合は、感光ドラムの表面を一様に帯電した後、トナー像を形成する部分を露光しないことで、所望のクリーニングシートを得ることが可能になる。

［第３の実施の形態］
本発明の第３の実施の形態は、定着フィルム１３（加熱用回転体）の端部表面のクリーニング方法に関する。

定着フィルム１３の端部表面をクリーニングする際は、まず、クリーニングモード時に、シート材の幅方向の端部に余白領域を設けることなく画像を形成する縁無し印刷を行う。なお、通常プリント時からクリーニングモードへの切り換えは、通紙枚数に基づいて不図示のＣＰＵが自動的に切り換えてもよいし、ユーザが任意で選択する方法であってもよい。

そして、縁無し画像が形成されたクリーニングシートを加熱ニップ部Ｎに通紙することで、定着フィルム１３の表面において、加熱ニップ部Ｎに通紙されるシート材のうち最大幅を有するシート材の幅方向の余白領域と接触する部分をクリーニングする。

なお、本実施の形態におけるクリーニングシートの生成方法は、上記第１の実施の形態で説明する［クリーニングシートの生成方法］と同一であるので、ここではその説明を省略する。

このように、本実施の形態に係る、定着フィルムの端部表面のクリーニング方法によれば、定着フィルム１３の端部表面に付着したトナー汚れを効果的に除去し、画像不良の発生を抑制することが可能になる。

なお、本実施の形態では、上記第１の実施の形態で説明する［クリーニングシートの生成方法］を用いるものとしたが、上記第２の実施の形態で説明する［クリーニングシートの生成方法］を用いる場合であっても、同様の効果が得られることはいうまでもない。

［第４の実施の形態］
本発明の第４の実施の形態は、定着フィルム１３（加熱用回転体）の端部表面のクリーニング方法に関する。

画像形成装置には、複数のシート材を積載する給送カセットやマルチトレイ等で構成さ
れる給送部が備えられる。さらに、給送部には、積載されるシート材の幅方向の両端面に接触して、シート材の幅方向の移動を規制する幅規制板（幅規制部材）が備えられる。幅規制板は、シート材のサイズに合わせてシート材の幅方向に自在にスライドする機構を備え、シート材のサイズに合わせてユーザが幅規制板を調節する仕組みになっている。

通常プリント時からクリーニングモードに切り替わると、ユーザは幅規制板を最も開いた状態まで広げる。本実施の形態における幅規制板は、最大幅を有するシート材の幅方向の間隔よりもさらに１〜２ｃｍ外側に開くことが可能である。なお、通常プリント時からクリーニングモードへの切り換えは、通紙枚数に基づいて不図示のＣＰＵが自動的に切り換えてもよいし、ユーザが任意で選択する方法であってもよい。

そして、最も開いた状態の幅規制板の一方に、クリーニングシートの幅方向の一方の端面を当接させ、クリーニングシートを片寄せした状態（クリーニングシートの幅方向の一方の端面が幅規制板に当接し、他方の端面は幅規制板に当接しない状態）にする。この状態を図９に示す。

片寄せした状態でクリーニングシートを画像形成手段に搬送し、クリーニングシート上にトナー像を形成すると、クリーニングシート上には、図９に示されるようなトナー像が形成される。すなわち、クリーニングシートの幅方向の端面おいて、幅規制板に当接しない方の端面にのみトナー像が形成される縁無し印刷が行われる。

このようにして、幅方向の一方の端部にトナー像が形成されたクリーニングシートを一旦排出し、再度給送部にセットする。この際、幅規制板は通常プリント時の位置に戻す。その状態で、クリーニングシートを加熱ニップ部Ｎに通紙する。

すると、クリーニングシートの幅方向の一方の端部には縁無し印刷が施されているので、定着フィルム１３の表面において、シート材の幅方向の一方の端部の余白領域と接触する部分は該クリーニングシートにクリーニングされる（図１０）。

その後、再度クリーニングシートを排出させ、クリーニングシートの幅方向の左右を逆にして給送部にセットし、再び加熱ニップ部に通紙させると、定着フィルム１３のクリーニングされなかった方の端部表面がクリーニングされる。

以上のプロセスでクリーニングモードを終了させる。その結果、定着フィルム１３の表面において、加熱ニップ部に通紙されるシート材の幅方向の端部の余白領域と接触する部分は確実にクリーニングされ、トナー汚れの発生を抑制することが可能になる。

このように、本実施の形態に係る定着フィルムの表面のクリーニング方法によれば、縁無し印刷が可能な構成を有さない画像形成手段を用いる場合であっても、幅規制板を操作することで縁無し印刷が施されたクリーニングシートを得ることが可能になる。そして、そのようにして得られたクリーニングシートを加熱ニップ部に通紙させることで、定着フィルム１３の端部表面を確実にクリーニングすることが可能になる。

さらに、幅規制板の間隔を調整することで、定着フィルム１３の表面において、加熱ニップ部に通紙される最大幅を有するシート材の幅方向の余白領域と接触する部分をクリーニングすることも可能である。

上記で説明したように、定着フィルム１３の表面において、加熱ニップ部に通紙される最大幅を有するシート材の幅方向の余白領域と接触する部分は、トナー汚れが最も生じやすい。本実施の形態に係る定着フィルムの幅方向の端部表面のクリーニング方法によれば
、幅規制板を調節することで、クリーニングシート上のトナー像の部分を、トナー汚れが生じる部分に確実に接触させることが可能になる。

なお、本実施の形態に係るクリーニング方法によれば、ユーザが幅規制板を調節し、クリーニングシートを再度通紙させることが必要になる。従って、ユーザの操作が円滑に行われるように、画像形成装置に接続されるパソコン等の情報処理機器、またはオペレーションパネル等を用いて、クリーニングモードの一連の動作をわかりやすく通知できる方法を備えることが望ましい。

［第５の実施の形態］
本発明の第５の実施の形態は、定着フィルム１３（加熱用回転体）の端部表面のクリーニング方法に関する。

図８に、本実施の形態に係る定着フィルム１３の端部表面のクリーニング方法によって、クリーニングを行う際の様子を示す。

本実施の形態に係る定着フィルムのクリーニング方法は、幅方向の端部に余白領域を形成するクリーニングシートを用いて、定着フィルム１３の端部表面をクリーニングすることを特徴とする。

通常プリント時からクリーニングモードに切り替わると、幅方向の端部に余白領域が設けられるクリーニングシートを生成する。そして生成されたクリーニングシートを一旦排出させ、再度給送部にセットする。なお、通常プリント時からクリーニングモードへの切り換えは、通紙枚数に基づいて不図示のＣＰＵが自動的に切り換えてもよいし、ユーザが任意で選択する方法であってもよい。

給送部にシート材をセットする際に、ユーザは幅規制板を最も開いた状態まで広げる。本実施の形態における幅規制板は、最大幅を有するシート材の幅方向の間隔よりもさらに１〜２ｃｍ外側に開くことが可能である。

そして、クリーニングシートの幅方向の一方の端面を一方の幅規制板に当接させて、クリーニングシートを片寄せした状態にし、その状態で加熱ニップ部に通紙する。

この状態で加熱ニップ部に通紙を行うと、クリーニングシート上のトナー像の部分を、定着フィルム１３の一方の端部表面に接触させることが可能になる。よって、定着ローラ１３の一方の端部表面を確実にクリーニングすることが可能になる。

また、定着フィルム１３の他方の端部表面をクリーニングする際は、クリーニングシートを、前回と反対側の幅規制板に当接させて片寄した状態にし、前回と同様に加熱ニップ部に通紙させる。それにより、前回のクリーニング動作ではクリーニングされなかった他方の端部表面をクリーニングすることができる。

以上のプロセスでクリーニングモードを終了させる。その結果、定着フィルム１３の表面において、加熱ニップ部に通紙されるシート材の幅方向の端部の余白領域と接触する部分は確実にクリーニングされ、トナー汚れの発生を抑制することが可能になる。

このように、本実施の形態に係る定着フィルムの表面のクリーニング方法によれば、縁無し印刷が可能な構成を有さない画像形成手段を用いる場合であっても、幅規制板を操作することで、定着フィルム１３の端部表面を確実にクリーニングすることが可能になる。

さらに、幅規制板の間隔を調整することで、定着フィルム１３の表面において、加熱ニップ部に通紙される最大幅を有するシート材の幅方向の余白領域と接触する部分をクリーニングすることも可能である。

上記で説明したように、定着フィルム１３の表面において、加熱ニップ部に通紙されるシート材の幅方向の余白領域と接触する部分は、トナー汚れが生じやすい。本実施の形態に係る定着フィルムの幅方向の端部表面のクリーニング方法によれば、幅規制板を調節することで、クリーニングシート上のトナー像の部分を、トナー汚れが生じる部分に確実に接触させることが可能になる。

なお、本実施の形態に係るクリーニング方法によれば、ユーザが幅規制板を調節し、クリーニングシートを再度通紙させることが必要になる。従って、ユーザの操作が円滑に行われるように、画像形成装置に接続されるパソコン等の情報処理機器、またはオペレーションパネル等を用いて、クリーニングモードの一連の動作をわかりやすく通知できる方法を備えることが望ましい。

［第６の実施の形態］
本発明の第６の実施の形態は、加圧ローラ２０（加圧部材）の端部表面のクリーニング方法に関する。

上記第３〜第５の実施の形態は、定着フィルム１３の端部表面のクリーニング方法に関するものであった。本実施の形態では、これらのクリーニング方法を応用させて、加圧ローラ２０の端部表面をクリーニングするものとする。

加圧ローラ２０の端部表面をクリーニングする際は、クリーニングシート上のトナー像が形成される面を加圧ローラ２０の表面に接触させるようにすればよい。すなわち、所定の画像パターンが形成されたクリーニングシートを、定着フィルム１３の端部表面をクリーニングする場合とは表裏が反対になるように給送部にセットすればよい。

このようにすれば、加圧ローラ２０の端部表面を効果的にクリーニングすることが可能になる。よって、加圧部材の表面に付着したトナー汚れを効果的に除去し、画像不良の発生を抑制することが可能な加圧部材のクリーニング方法を提供することが可能になる。

［その他の実施の形態］
上記第１〜第６の実施の形態においては、加熱用回転体として定着フィルム１３を用いる構成であった。しかしながら、定着フィルム１３の代わりに定着ローラを用いる構成であってもより。つまり、本発明は熱フィルム加熱方式のみならず、熱ローラ方式の像加熱装置にも適用することができる。

また、上記第１〜第６の実施の形態において、定着ローラ、または加圧ローラの端部表面のクリーニング効果をより向上させるために、加熱ヒータ１１の温度を調節したり、シート材の搬送速度を調節する構成であってもよい。

クリーニングモード時のみ、加熱ヒータ１１の温度を昇温させたり、シート材の搬送速度を遅くすることで、クリーニング効果を向上させることができる。

第１の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図 第１の実施の形態における加熱定着装置の概略構成図 トナー汚れが生じる位置を示す図 第１の実施の形態において縁無し印刷が施されたシート材の模式図 通常プリント時とクリーニングモード時の印字可能領域の模式図 第１の実施の形態における縁無し印刷の構成を示す図 第２の実施の形態において生成されるクリーニングシートの模式図 第５の実施の形態に係るクリーニング方法を説明する図 第４の実施の形態に係るクリーニング方法を説明する図 第４の実施の形態に係るクリーニング方法を説明する図 第１の実施の形態と従来例との比較結果

符号の説明

１ 感光ドラム
２ 帯電ローラ
３ レーザースキャナ
４ 現像器
１０ 定着アンセンブリ
１３ 定着フィルム
１００画像形成ユニット
２００加熱定着装置

Claims (2)

1. 像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電部材と、前記帯電部材によって帯電された前記像担持体を画像データに基づいて露光する露光部材と、前記像担持体にトナーを供給して前記像担持体の前記露光部材によって露光された部分をトナー像として現像する現像部材と、前記像担持体上に現像された前記トナー像を記録材に転写する転写部材と、を有する画像形成部と、
   前記トナー像が形成された記録材をニップ部で搬送しながら加熱してトナー像を記録材に定着する定着部と、
   を備え、
   記録材搬送方向に直交する方向において、装置で搬送可能な最大サイズ記録材の幅は、前記露光部材で前記像担持体を露光可能な最大幅より大きく、前記帯電部材で前記像担持体を帯電可能な最大幅以下であり、前記画像形成部でクリーニング用のトナー像を記録材に形成して作成したクリーニングシートを前記ニップ部で搬送して前記定着部をクリーニングするクリーニングモードを実行可能な画像形成装置において、
   前記画像形成部は、記録材に通常の画像形成を行う時は、常に記録材の記録材搬送方向に直交する幅方向の両端部に前記トナー像を形成しない所定幅の余白領域を設けてトナー像を形成し、前記クリーニングモードを実行する時は、前記像担持体上の前記最大サイズ記録材の前記余白領域に対応した領域に前記帯電部材で帯電しない非帯電領域を形成し、前記現像部材で前記非帯電領域にトナーを供給して前記像担持体上に前記クリーニング用のトナー像を形成することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記クリーニングシートは、前記画像形成部で前記クリーニング用のトナー像を記録材に形成した後、前記定着部で前記クリーニング用のトナー像を記録材に定着して作成されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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