特許 7409094 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-25

(45)【発行日】2024-01-09

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20231226BHJP

   G03G 21/14 20060101ALI20231226BHJP

【ＦＩ】

G03G15/20 510

G03G21/14

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020001545

(22)【出願日】2020-01-08

(65)【公開番号】P2021110801

(43)【公開日】2021-08-02

【審査請求日】2022-11-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100090527

【弁理士】

【氏名又は名称】舘野 千惠子

(72)【発明者】

【氏名】和井田 匠

(72)【発明者】

【氏名】服部 良雄

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 良州

(72)【発明者】

【氏名】高木 啓正

(72)【発明者】

【氏名】今田 高広

(72)【発明者】

【氏名】石ヶ谷 康功

(72)【発明者】

【氏名】正路 圭太郎

【審査官】稲荷 宗良

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－３１２１３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１６４２９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０５３１７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ １５／２０

Ｇ０３Ｇ ２１／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱源と、前記定着部材との間にニップ部を形成する加圧部材とを少なくとも備え、前記ニップ部に未定着トナー像を担持した記録媒体を搬送し、未定着トナー像を前記記録媒体に定着させる定着装置を有する画像形成装置であって、
前記加圧部材と前記定着部材とのいずれかの部材に接離可能に設けられ、前記加圧部材と前記定着部材とのいずれかの部材の表面を清掃するクリーニング部材と、
前記クリーニング部材を接離動作させる接離動作機構と、を備え、
前記画像形成装置は、前記記録媒体を給紙してから排紙するまでの間に、前記記録媒体の搬送と停止とを繰り返す通紙モードを有し、
前記接離動作機構は、前記通紙モードの場合に、前記クリーニング部材を前記加圧部材と前記定着部材とのいずれかの部材から離間させることを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

前記接離動作機構は、前記加熱源が前記定着部材の加熱を停止する場合に、前記クリーニング部材を前記加圧部材と前記定着部材とのいずれかの部材から離間させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項3】

前記接離動作機構は、前記定着装置の立上げ動作のときに、前記クリーニング部材を前記加圧部材と前記定着部材とのいずれかの部材から離間させることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。

【請求項4】

前記接離動作機構は、前記定着装置が定着温度を低下させるときに、前記クリーニング部材を前記加圧部材と前記定着部材とのいずれかの部材から離間させることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。

【請求項5】

前記接離動作機構は、前記定着装置の温度を上昇させるときに、前記クリーニング部材を前記加圧部材と前記定着部材とのいずれかの部材から離間させることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

定着部材または加圧部材に対して、クリーニングローラを当接または離間させる当接離間動作に関する技術が考えられ既に知られている。
例えば、特許文献１には、クリーニングローラを備えたフィルム方式の像加熱装置においても、定着不良及び非通紙部昇温を発生させないことを目的として、連続定着の際の一枚目の定着時にはクリーニングローラを加圧ローラから離間し、二枚目以降から加圧ローラに当接する構成が開示されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

しかし、今までのクリーニングローラの当接離間動作では、通紙中のみ当接させる場合、回転と停止（非回転）を繰り返すと、クリーニングローラの当接離間を行なう機構の部品の機械的な負荷が増え、摩耗劣化が促進してしまうという問題があった。また、今までのクリーニングローラの当接離間動作では、定着部材の温度を変化させる場合に、クリーニングローラを当接していることにより定着部材の温度変化に遅れが生じるという問題があった。
本発明は、クリーニング部材の当接離間動作を改善することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0004】

上述した課題を解決するために、本発明は、定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱源と、前記定着部材との間にニップ部を形成する加圧部材とを少なくとも備え、前記ニップ部に未定着トナー像を担持した記録媒体を搬送し、未定着トナー像を記録媒体に定着させる定着装置を有する画像形成装置であって、
前記加圧部材と前記定着部材とのいずれかの部材に接離可能に設けられ、前記加圧部材と前記定着部材とのいずれかの部材の表面を清掃するクリーニング部材と、
前記クリーニング部材を接離動作させる接離動作機構と、を備え、
前記画像形成装置は、前記記録媒体を給紙してから排紙するまでの間に、前記記録媒体の搬送と停止とを繰り返す通紙モードを有し、
前記接離動作機構は、前記通紙モードの場合に、前記クリーニング部材を前記加圧部材と前記定着部材とのいずれかの部材から離間させることを特徴とする。

【発明の効果】

【0005】

本発明によれば、クリーニング部材の当接離間動作を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】一実施形態の画像形成装置が備える定着装置の要部を説明する模式図である。

【図2】一実施形態の制御部が当接離間機構を制御する機能を説明するブロック図である。

【図3】回収したトナーがクリーニング部材に積層することを説明する模式図である。

【図4】加圧部材の停止中に、トナーが積層したクリーニング部材が当接したときに生じる問題点を説明する模式図である。

【図5】定着目標温度を低下させるときにおいて、クリーニング部材を加圧部材へ当接した場合と離間した場合との温度変化例を表すグラフである。

【図6】画像形成装置の立上げ動作時において、クリーニング部材を加圧部材へ当接した場合と離間した場合との温度変化例を表すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、本発明に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。また、各図面において同一の構成または機能を有する構成要素および相当部分には、同一の符号を付し、その説明を省略する。
一実施形態の画像形成装置は、潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置、トナー像を記録媒体に転写する転写装置と、記録媒体に転写された転写像を定着する定着装置とを有し、更に必要に応じて適宜選択したその他の装置を有する。

【0008】

本発明は、定着装置のクリーニング部材の当接／離間動作に際して、クリーニング部材が加圧部材または定着部材に当接する期間を調整することに関し、以下の特徴を有する。
第一に、通紙中に回転／停止を繰り返す動作（通紙モード）であることが予めわかる場合には、クリーニング部材を加圧部材または定着部材から離間させる。
第二に、定着装置の温度を変化させる場合には、クリーニング部材を加圧部材または定着部材から離間させる。定着装置の温度を変化させる（調整する）場合は、定着制御目標温度が下げ方向に切り替わる場合、または、画像形成装置の立ち上げ動作中、などとする。
上記記載の本発明の特徴について、図面を用いて詳細に解説する。

【0009】

まず、本発明を適用する画像形成装置が備える定着装置について説明する。
図１は、一実施形態の画像形成装置が備える定着装置の要部を説明する模式図である。定着装置は、定着部材１１（「定着ローラ」とも称する）と、加圧部材（「加圧ローラ」とも称する）２１と、クリーニング部材（「クリーニングローラ」とも称する）３１と、温度センサ４１ａ、４１ｂ、４２と、を少なくとも有する。定着部材１１は、内部に加熱源１２を有する。図１の構成例では、記録媒体をニップ部Ｎへ搬送する搬送手段などを省略している。

【0010】

定着装置は、定着部材１１と加圧部材２１との間にニップ部Ｎを形成する。画像形成装置は、ニップ部Ｎに未定着トナー像５１を担持した記録媒体５０を定着装置へ搬送し、定着装置は、未定着トナー像５１を記録媒体５０に定着させる。

【0011】

クリーニング部材３１は、加圧部材２１に接離可能に設けられ、加圧部材２１の表面を清掃する。

【0012】

温度センサ４１ａは、クリーニング部材３１の表面温度を検知する。
温度センサ４１ｂは、加圧部材２１の表面温度を検知する。
温度センサ４２は、定着部材１１の表面温度を検知する。
定着装置は、温度センサ４１ａ、４１ｂを備えなくてもよい。
なお、以降の説明では、複数の温度センサを区別しないときは、適宜「温度センサ４０」と記載する。

【0013】

また、画像形成装置は、クリーニング部材３１を、加圧部材２１に当接させる、または、加圧部材２１から離間させる当接離間機構（「接離動作機構」とも称する）（図１に示していない）を備える。当接離間機構は、例えば、カムなどにより構成される。
当接離間機構は、例えば、画像形成装置が有する制御手段としての制御部により、駆動が制御される。

【0014】

制御部は、画像形成装置全体の制御を行う。また、制御部は、画像形成装置の各部、例えば、潜像形成装置、現像装置、転写装置、定着装置、記録媒体搬送装置、および、適宜選択したその他の装置における画像形成動作を制御する。
図２は、一実施形態の制御部が当接離間機構を制御する機能を説明するブロック図である。図２では、制御部１１０と、メモリ１２０と、操作部１３０と、Ｉ／Ｆ部１４０と、当接離間機構１５０とを示し、その他の各部については省略している。

【0015】

制御部１１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を備える。
ＣＰＵは、各種のプログラムを実行し、演算処理や、制御プログラムに基づいて画像処理装置の全体を制御する。
ＲＡＭは、情報を高速で読み書きするための揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵがプログラムを実行する際のワークエリアとして機能する。
ＲＯＭは、各種プログラムや制御プログラムが記憶されている読み出し専用の不揮発性の記憶媒体である。
以降、ＲＡＭとＲＯＭとの一方または両方を「システムメモリ」とも称する。

【0016】

メモリ１２０は、画像形成装置の制御で一時的、または恒久的にデータ等を保持しておく記憶手段である。
操作部１３０は、画像の印刷、スキャンなどの操作・命令を行うためのユーザが操作する手段である。操作部１３０は、例えば、操作パネルを用いるとよい。
Ｉ／Ｆ部１４０は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）やＬＡＮ（Local Area Network）、ＷｉＦｉなど、外部と通信可能な端子などを有し、データを送受信するインタフェースである。

【0017】

当接離間機構１５０は、クリーニング部材３１を加圧部材２１に当接させ、または、加圧部材２１から離間させる。当接離間機構１５０は、制御部１１０の制御のもとで、クリーニング部材３１を加圧部材に当接離間させる。

【0018】

制御部１１０は、以下の各実施形態で説明する所定条件を検出し、検出した所定条件に基づいて、クリーニング部材３１を加圧部材２１から離間させるように、当接離間機構１５０を制御する。所定条件は、予めメモリ１２０またはシステムメモリ等に保持されているとよい。所定条件は、例えば、Ｉ／Ｆ部１４０を介して外部から受け取り、メモリ１２０またはシステムメモリ等に保持してもよい。
以下、各実施形態について説明する。

【0019】

実施形態１．
本実施形態では、通紙中に回転／停止を繰り返す動作（通紙モード）であることが予めわかる場合に、当接離間機構１５０がクリーニング部材３１を加圧部材２１から離間させる一態様について説明する。

【0020】

まず、クリーニング部材３１にトナーが積層するときに生じる問題点について説明する。
図３は、回収したトナーがクリーニング部材に積層することを説明する模式図である。図４は、加圧部材の停止中に、トナーが積層したクリーニング部材が加圧部材に当接したときに生じる問題点を説明する模式図である。
画像形成装置では、クリーニング部材３１が経時で加圧部材２１に付着したトナーを回収すると、図３の矢印の左側から右側に経時で変化する様子を示すように、クリーニング部材３１に回収したトナーが積層し、表面にトナー層５２が形成される。

【0021】

クリーニング部材３１は、一般に、加圧部材２１の回転／停止に応じて回転／停止する。例えば、給紙から排紙にかけて、加圧部材２１が回転／停止を繰り返す動作を行う場合、停止中にクリーニング部材３１を加圧部材２１に当接させると、図４に示すように、ニップ部（接触部）のトナーが溶融して塑性変形し、平坦な部分５３が生じてしまう。このような平坦な部分５３ができてしまうと、クリーニング部材３１の回転が適正に行われなくなることがある。そのため、回転停止中は離間させる必要がある。

【0022】

一方で、印刷動作において、一枚の用紙が給紙から排紙されるまでの間に、回転と停止を繰り返す場合がある。例えば、特許文献２では、クリーニングシートにより加圧部材の清掃を行うクリーニングモードの場合に、定着ローラと加圧ローラの間に用紙がある状態で回転と停止を繰り返す動きを行う。特許文献２に開示された技術を、例えば、クリーニング部材３１を有する画像形成装置に適用する場合には、回転中に当接、停止中に離間という動きを繰り返していると、一枚の用紙が給紙から排紙されるまでの間に、多いと数十回の当接／離間動作が行われることになる。このため、クリーニング部材３１を複数回、当接／離間させるときに、当接離間機構が有するカムなどの機構に繰り返し負荷をかけるため、劣化を促進し、寿命が低下してしまう。当接離間機構への負荷は、クリーニングモードに限られることなく、回転と停止とを繰り返す動作において同様に発生する問題となる。

【0023】

そこで、本発明では、前述のクリーニングモードに限らず、回転と停止を繰り返す動作が予想できる通紙モードにおいては、クリーニング部材３１を加圧部材２１から離間させておくことで、当接離間機構の劣化を抑制する。このようにすると、画像形成装置が備える定着装置を良好に動作させることができる。例えば、当接離間機構の動作を減らすことにより、当接離間機構が有するカムなどの劣化を抑制することが可能になり、機構の部品交換の頻度を削減し、コストを削減することができる。

【0024】

当接離間機構１５０は、前述の通紙モードの場合には、クリーニング部材３１を加圧部材２１から離間させる。
通紙モードは、メモリ１２０または制御部１１０のシステムメモリなどに予め格納するとよい。制御部１１０は、例えば、操作部１３０からユーザが選択したモードを受け付け、ユーザが選択したモードが、予め格納した通紙モードと一致する場合には、当接離間機構１５０が、クリーニング部材３１を加圧部材２１から離間させる動作を実施するように制御してもよい。

【0025】

本実施形態によれば、クリーニング部材の当接離間機構部品の摩耗を抑制することができる。

【0026】

実施形態２．
本実施形態では、定着装置の温度を変化させる場合として、定着制御目標温度が下げ方向に切り替わるときに、当接離間機構１５０がクリーニング部材３１を加圧部材２１から離間させる一態様を説明する。
定着温度の制御において、目標温度が高い状態から低い状態に遷移する場合に、クリーニング部材３１が加圧部材２１に当接していると、加熱され蓄熱されている状態のクリーニング部材３１から加圧部材２１へ熱を供給することになるため、定着部材１１の温度をすばやく下げることができない。

【0027】

図５に、定着目標温度を低下させるときおいて、クリーニング部材３１を加圧部材２１へ当接した場合と離間した場合との温度変化例を表す。グラフ中、破線は目標温度、実線はクリーニング部材３１を離間したときの温度変化、一点破線はクリーニング部材を当接したときの温度変化を示す。

【0028】

本実施形態では、定着動作状態の変化により、定着目標温度が低下するほうへ切り替わった場合には、当接離間機構１５０は、クリーニング部材３１を加圧部材２１から離間させる。制御部１１０は、例えば、定着動作状態の変化を検出し、定着目標温度を下げる制御を行うときに、当接離間機構１５０の動作を制御するとよい。
このようにすると、加圧部材２１の温度を迅速に低下させること、また、加圧部材２１と当接している定着部材１１の温度を迅速に低下させることができる。
本実施形態によれば、クリーニング部材の熱容量による定着部材の温度低下の遅れを抑制することができる。

【0029】

実施形態３．
本実施形態では、定着装置の温度を変化させる場合として、画像形成装置の立ち上げ動作のときに、当接離間機構１５０がクリーニング部材３１を加圧部材２１から離間させる一態様を説明する。
定着温度制御において、立上動作時にクリーニング部材３１を加圧部材２１に当接させておくと、クリーニング部材３１の持つ熱容量のため、加圧部材２１と当接している定着部材１１の昇温速度も遅くなり、ウォームアップ時間が大きくなってしまう。

【0030】

図６に、画像形成装置の立上げ動作時において、クリーニング部材３１を加圧部材２１へ当接した場合と離間した場合との温度変化例を表す。グラフ中、破線は目標温度、実線はクリーニング部材３１を離間したときの温度変化、一点破線はクリーニング部材を当接したときの温度変化を示す。

【0031】

本実施形態では、立上動作の間、当接離間機構１５０は、クリーニング部材３１を加圧部材２１から離間させる。制御部１１０は、例えば、画像形成装置の立上げを検出し、立上げ動作を行うときに、当接離間機構１５０の動作を制御するとよい。
このようにすると、ウォームアップ時間を短くすることができる。

【0032】

ここで、立上動作とは、スリープ状態からの復帰や、ジャム・カバー開といった異常状態からの復帰、または電源ＯＮ後に印刷可能になるまでの動作とする。定着温度に着目して言い換えると、定着温度が低い状態から印刷可能となる所望の定着温度に回復するまで定着温度を上昇させる動作をさす。

【0033】

本実施形態によれば、定着部材温度を上昇させる動作において、クリーニングローラの熱容量による定着部材の温度上昇の遅れを抑制することができる。

【0034】

その他の実施形態．
上記各実施形態は、一または複数の実施形態を組み合わせて実施することも可能である。

【0035】

また、上記各実施形態は、クリーニング部材３１を加圧部材２１に接離可能に設けた構成例を説明したが、これに限られるわけではない。クリーニング部材３１は、定着部材１１に接離可能に設けられてもよい。但し、定着部材にクリーニング部材を設けた場合は直接定着部材をクリーニングできる点で優れるが、定着部材に対してクリーニング部材を接裏する場合にはクリーニング部材の熱容量が直接定着部材に影響して定着温度のバラツキが起きやすいため、バラツキを気にする場合は加圧ローラ側に設けた方が良い。また、画像形成装置は、複数のクリーニング部材３１を有し、定着部材１１および加圧部材２１それぞれに、クリーニング部材３１を設けてもよい。クリーニング部材３１が定着部材１１に当接離間する場合も、加圧部材２１に当接離間する動作と同様である。

【符号の説明】

【0036】

１１ 定着部材
１２ 加熱源
２１ 加圧部材
３１ クリーニング部材
４０、４１a、４１ｂ、４２ 温度センサ
１１０ 制御部
１２０ メモリ
１３０ 操作部
１４０ Ｉ／Ｆ部
１５０ 当接離間機構

【先行技術文献】

【特許文献】

【0037】

【文献】特開平６‐１７５５２０号公報

【文献】特開平５‐１５８３７５号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】