(57)【要約】      （修正有）【課題】定着フィルムや定着ベルトを採用する加熱装置を用いる画像形成装置において、オフセットを防止し、良好な画像を得られるようにする。【解決手段】定着フィルムや定着ベルト等の回転体の内側に配置された第１の加熱手段と、前記回転体の外側にあって前記回転体を介して前記第１の加熱手段と接するように配置された加圧部材と、前記加圧部材の当接によって形成される接触部で被加熱材を挟持搬送して被加熱材を加圧及び加熱する加熱装置において、回転体たる定着フィルム１ｇを定着クリーニング方式で清掃する場合、クリーニング対向部材内にヒータ1ｆを配置し、温度制御を行う。定着フィルム1ｇ外側にクリーニングローラ１ｈを配置し、その対向を加熱手段とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体と、前記回転体の内側に配置された第１の加熱手段と、前記回転体の外側にあって前記回転体を介して前記第１の加熱手段と接するように配置された加圧部材と、前記加圧部材の当接によって形成される接触部で被加熱材を挟持搬送して被加熱材を加圧及び加熱する加熱装置において、
前記回転体の内側に配置された第２の加熱手段と、前記回転体の外側にあって前記回転体を介して前記第２の加熱手段と接するように配置された前記回転体清掃手段とを有することを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記第２の加熱手段上に前記第２の加熱手段の表面温度を検知する第１の温度検知手段を有し、この第１の温度検知手段の結果を元に第２の加熱手段の加熱制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記第２の加熱手段と前記回転体との接触部にあって、前記回転体上の表面温度を検知する第２の温度検知手段を有し、この第２の温度検知手段の結果を元に第２の加熱手段の加熱制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記回転体清掃手段上に前記回転体清掃手段の表面温度を検知する第３の温度検知手段があり、この第３の温度検知手段の結果を元に、前記第２の加熱手段の加熱制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項５】
前記第１の温度検知手段及び前記第３の温度検知手段の結果または、前記第２の温度検知手段及び前記第３の温度検知手段の結果を元に、第２の加熱手段の加熱制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項６】
前記回転体清掃手段が、パイプ状或いは中実状に形成され、アルミニウムまたはステンレスにて形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の加熱装置。
【請求項７】
前記回転体清掃手段が、パイプ状或いは中実状に形成され、ポリブチレンテレフタレート樹脂、液晶ポリマー、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂のいずれかを含有する樹脂であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の加熱装置。
【請求項８】
前記回転体が定着フィルムであることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の加熱装置。
【請求項９】
前記回転体が定着ベルトであることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の加熱装置。
【請求項１０】
前記回転体清掃手段が離接可能であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の加熱装置。
【請求項１１】
前記被加熱材の先端部・後端部・左端部・右端部のうちの少なくともいずれか一箇所以上において、前記加熱材に余白部の無い画像を形成可能な画像形成装置に具有されていることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載の加熱装置。
【請求項１２】
前記被加熱材の先端部・後端部・左端部・右端部に、余白部を有する画像を形成する場合において、前記回転体清掃手段を前記回転体から離接することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、複写機・レーザービームプリンタ等の画像形成装置において、被加熱材を、加圧・加熱する加熱装置、及び該加熱装置を被記録材に形成担持させた未定着像を加熱定着処理する像加熱装置として具備した電子写真装置・静電記録装置等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複写機、プリンタ等においては、電子写真方式の画像形成装置が広く採用されている。電子写真方式では、静電的な力を利用し、トナー粒子による画像を記録用紙等の記録材上に転写し、像加熱装置としての定着装置でそのトナー像を記録材上に溶融固着させて安定した画像を形成する。
【０００３】
定着装置としては、熱ローラ方式が広く用いられているが、近年はフィルム加熱方式やベルト加熱方式の装置が実用化されている。フィルム加熱方式の定着装置は、例えば特開昭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号公報等に提案されている。
【０００４】
すなわち、加熱体としての一般にセラミックヒータと、加圧部材としての加圧ローラとの間に耐熱性フィルム（定着フィルム）を挟ませてニップ部を形成させ、該ニップ部のフィルムと加圧ローラとの間に画像定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた被記録材を導入してフィルムといっしょに挟持搬送させることで、ニップ部において加熱・加圧して未定着トナー画像を被記録材面に熱圧定着させるものである。
【０００５】
このフィルムまたはベルト加熱方式の定着装置は、セラミックヒータ及びフィルム等の低熱容量の部材を用いてオンデマンドタイプの加熱装置を構成することができ、画像形成装置の画像形成実行時のみ熱源としてのセラミックヒータに通電して所定の定着温度に発熱させた状態にすればよく、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く（クイックスタート性）、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい（省電力）等の利点がある。
【０００６】
トナーは通常適切な帯電量を付与されており、記録材に与えられた逆極性の電荷と引き合って未定着トナー像を形成している。これらの未定着トナー像を担持した記録材が定着ニップで定着される際に、静電的力または分子間力などが働いてオフセット現象と呼ばれるベルトまたはフィルム表面に付着する場合がある。特に静電気力で発生する場合は静電オフセット、ベルトやフィルム温度が高い場合に分子間力が大きくなって発生する場合はホットオフセットと呼ばれており、いずれの場合もベルトやフィルムの周回遅れで画像汚れが発生して問題となる。
【０００７】
この定着ベルトに付着したオフセットトナーを回収する手段として、特開平１１−３５２８１９号公報では、定着ベルトを張架するローラの巻き付け部において、定着ベルト表面に粘着樹脂層を有するクリーニングローラを当接させフィルムまたはベルト上のオフセットトナーを清掃しようとしている。図９を用い、特開平１１−３５２８１９号公報の構成について説明する。
【０００８】
表層に粘着樹脂層２１a、内部に加熱手段２２ｂを有するクリーニングローラ２１を定着ベルト２３の巻き付け部に、定着ベルト２３を介して張架ローラ２４と接するように配置し、加熱手段２２ｂを用いてクリーニングローラニップ部のトナーをガラス転移点以上に加熱することによりトナーを軟化させ、クリーニングローラ表面に設けられた粘着樹脂層２１aのトナーに対する付着力を利用しオフセットトナーを回収しようとしている。しかしながら、この発明には２つの問題点がある。
【０００９】
１つ目の問題は、オフセットトナーの回収をクリーニングローラ表面に設けられた粘着樹脂層のタック力に依存している点である。このため、定着部で紙詰まりなどの問題が発生しオフセットトナーが大量にクリーニングローラ表面に供給された場合に、クリーニングローラ表面の粘着樹脂層はすぐにトナーで覆われてしまい、クリーニングローラの回収能力がなくなってしまう点である。クリーニングローラ表面に付着したトナーを除去することによりクリーニング能力は復活するものの、タック性の高い粘着樹脂層からトナーをクリーニングすることは極めて困難であり、機構が複雑化してしまう。
【００１０】
２つ目の問題は、加熱手段がクリーナー内部に配置されていることにある。加熱手段がクリーニングローラ側に配置されているためにクリーニングローラの表面温度が、張架ローラ巻き掛け部の定着ベルト表面温度より高くなってしまう。２つの物質に挟持された軟化したトナーは、２つの物質が引き剥がされた時、温度の低い側に付着する傾向がある。このため、クリーニングローラが汚れ表面のタック力が弱まった場合においては、オフセットトナーは温度の低い定着ベルト側に残るトナー回収不良や、一度クリーニングローラ側に回収したトナーが加熱ベルト側に戻る“トナー逆流現象”が発生してしまう。
【特許文献１】特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】特開平２−１５７８７８号公報
【特許文献３】特開平４−４４０７５号公報
【特許文献４】特開平４−２０４９８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明の解決しようとする課題は、定着フィルムや定着ベルトを採用する加熱装置を用いる画像形成装置において、オフセットを防止し、良好な画像を得られるような画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するための、請求項１に記載の発明は、回転体と、前記回転体の内側に配置された第１の加熱手段と、前記回転体の外側にあって前記回転体を介して前記第１の加熱手段と接するように配置された加圧部材と、前記加圧部材の当接によって形成される接触部で被加熱材を挟持搬送して被加熱材を加圧及び加熱する加熱装置において、
前記回転体の内側に配置された第２の加熱手段と、前記回転体の外側にあって前記回転体を介して前記第２の加熱手段と接するように配置された前記回転体清掃手段とを有することを特徴とする加熱装置。
【００１３】
前記目的を達成するための、請求項２に記載の発明は、前記第２の加熱手段上に前記第２の加熱手段の表面温度を検知する第１の温度検知手段を有し、この第１の温度検知手段の結果を元に第２の加熱手段の加熱制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【００１４】
前記目的を達成するための、請求項３に記載の発明は前記第２の加熱手段と前記回転体との接触部にあって、前記回転体上の表面温度を検知する第２の温度検知手段を有し、この第２の温度検知手段の結果を元に第２の加熱手段の加熱制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【００１５】
前記目的を達成するための、請求項４に記載の発明は、前記回転体清掃手段上に前記回転体清掃手段の表面温度を検知する第３の温度検知手段があり、この第３の温度検知手段の結果を元に、前記第２の加熱手段の加熱制御を行うことを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
【００１６】
前記目的を達成するための、請求項５に記載の発明は、前記第１の温度検知手段及び前記第３の温度検知手段の結果または、前記第２の温度検知手段及び前記第３の温度検知手段の結果を元に、第２の加熱手段の加熱制御を行うことを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
【００１７】
前記目的を達成するための、請求項６に記載の発明は、前記回転体清掃手段が、パイプ状或いは中実状に形成され、アルミニウムまたはステンレスにて形成されていることを特徴とする請求項１から５に記載の加熱装置。
【００１８】
前記目的を達成するための、請求項７に記載の発明は、前記回転体清掃手段が、パイプ状或いは中実状に形成され、ポリブチレンテレフタレート樹脂、液晶ポリマー、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂のいずれかを含有する樹脂であることを特徴とする請求項１から５に記載の加熱装置。
【００１９】
前記目的を達成するための、請求項８に記載の発明は、前記回転体が定着フィルムであることを特徴とする、請求項１から７記載の加熱装置。
【００２０】
前記目的を達成するための、請求項９に記載の発明は、前記回転体が定着ベルトであることを特徴とする、請求項１から７記載の加熱装置。
【００２１】
前記目的を達成するための、請求項１０に記載の発明は、前記回転体清掃手段が離接可能であることを特徴とする請求項１から９に記載の加熱装置。
【００２２】
前記目的を達成するための、請求項１１に記載の発明は、前記被加熱材の先端部・後端部・左端部・右端部のうちの少なくともいずれか一箇所以上において、前記加熱材に余白部の無い画像を形成可能な画像形成装置に具有されていることを特徴とする請求項１から１０に記載の加熱装置。
【００２３】
前記目的を達成するための、請求項１２に記載の発明は、前記被加熱材の先端部・後端部・左端部・右端部に、余白部を有する画像を形成する場合において、前記回転体清掃手段を前記回転体から離接することを特徴とすることを特徴とする請求項１から１０に記載の加熱装置。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明によれば、定着フィルム或いは定着ベルト外側にクリーニングローラを設け、その対向に加熱手段を設けることにより、確実にクリーニングローラ表面と、定着フィルムあるいは定着ベルト表面との間に温度勾配を設け、オフセットトナーを確実に回収し、オフセットのない良好な画像を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について詳述する。
【実施例１】
【００２６】
（１）画像形成装置例
図２は画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の画像形成装置は電子写真フルカラープリンタであり、記録材の幅中央を装置長手方向の中央に揃えて通紙する中央基準の装置である。
【００２７】
１１は有機感光体でできた電子写真感光体ドラム（像担持体）であり、矢印の時計方向に所定のプロセススピード（周速度）Ｖ（＝１２０ｍｍ／ｓｅｃ）で回転駆動される。
【００２８】
感光ドラム１１はその回転過程で帯電ローラなどの帯電装置１２で所定の極性・電位の一様な帯電処理を受ける。
【００２９】
次いでその帯電処理面にレーザ光学箱（レーザスキャナ）１３から出力されるレーザ光Ｌによる、目的画像情報の走査露光処理を受ける。レーザ光学箱１３は不図示のコンピュータ等の画像信号発生装置からの目的画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調（オン／オフ）したレーザ光Ｌを出力して感光体ドラム面を走査露光するもので、この走査露光により感光体ドラム１１面に走査露光した目的画像情報に対応した静電潜像が形成される。１３ａはレーザ光学箱１３からの出力レーザ光を感光体ドラム１１の露光位置に反射させるミラーである。
【００３０】
フルカラー画像形成の場合は、目的のフルカラー画像の第１の色分解成分画像、例えばイエロー成分画像についての走査露光・潜像形成がなされ、その潜像が４色画像形成装置１４のうちイエロー現像器１４Ｙの作動でイエロートナー像として現像される。そのイエロートナー像は感光体ドラム１１と中間転写ドラム１６との接触部（或いは近接部）である一次転写部Ｔ１において中間転写ドラム１６の面に転写される。中間転写ドラム１６面に対するトナー像転写後の感光体ドラム１１面はクリーナ１７により転写残りトナー等の付着残留物の除去を受けて清掃される。
【００３１】
上記のような帯電・走査露光・現像・一次転写・清掃のプロセスサイクルが、目的のフルカラー画像の、第２（例えばマゼンタ成分画像、マゼンタ現像器１４Ｍが作動）、第３（例えばシアン成分画像、シアン現像器１４Ｃが作動）、第４（例えば黒成分画像、黒現像器１４ＢＫが作動）の各色分解成分画像について順次に実行され、中間転写ドラム１６面にイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、黒トナー像の都合４色のトナー像が順次重ねて転写されて、目的のフルカラー画像に対応したカラー画像が合成形成される。
【００３２】
中間転写ドラム１６は金属ドラム上に中抵抗の弾性層と高抵抗の表層を有するもので、感光体ドラム１１に接触して或いは近接して感光体ドラム１１と略同じ周速度で矢印の時計方向に回転駆動され、金属ドラムにバイアス電位を与えて感光体ドラム１１との電位差で感光体ドラム１１側のトナー像を該中間転写体ドラム１６面側に転写させる。
【００３３】
上記の中間転写ドラム１６面に合成されたカラートナー画像は、該中間転写ドラム１６と転写ローラ１５との接触ニップ部である二次転写部Ｔ２において、該二次転写部Ｔ２に不図示の給紙部から所定のタイミングで送り出された記録材Ｐの面に転写されていく。転写ローラ１５は記録材Ｐの背面からトナーと逆極性の電荷を供給することで中間転写ドラム１６面側から記録材Ｐ側へ合成カラートナー画像を順次に一括転写する。
【００３４】
二次転写部Ｔ２を通過した記録材Ｐは中間転写ドラム１６の面から分離されて定着装置１０へと導入され、未定着トナー像の加熱定着処理を受けてカラー画像形成物として機外の不図示の排紙トレーに排出される。
【００３５】
定着装置１０は本発明に従う加熱装置である。定着装置１０については次の（２）項で詳述する。
【００３６】
記録材Ｐに対するカラートナー像転写後の中間転写ドラム１６はクリーナ１８により転写残りトナー・紙粉等の付着残留物の除去を受けて清掃される。このクリーナ１８は常時は中間転写ドラム１６に非接触状態に保持されており、中間転写ドラム１６から記録材Ｐに対するカラートナー画像の二次転写実行過程において中間転写ドラム１６に接触状態に保持される。
【００３７】
また、転写ローラ１５も第４の色（BK）が画像形成される前は中間転写ドラム１６に非接触状態に保持されており、中間転写ドラム１６から記録材Ｐに対するカラートナー画像の二次転写実行過程において中間転写ドラム１６に接触状態に保持される。
【００３８】
上記フルカラー画像形成動作に対して、モノカラー画像形成動作では黒現像器１４BKのみを動作させて、現像器を切り替えることをしない。中間転写ドラム１６上には引き続けて次ページの画像を形成可能であり、転写ローラ１５及びクリーナ１８は中間転写ドラム１６に対して当接状態のまま一連の画像形成動作を行う。したがって、モノカラー画像形成時にはフルカラー画像形成の約４倍の速度で画像形成可能になり、本例ではフルカラーで毎分４ページ（A4サイズ）、モノカラーで毎分１６ページの記録速度となる。以上の動作を繰り返すことで、次々と画像形成を行なうことができる。
【００３９】
（２）定着装置１０
図１は定着装置１０の一部切り欠き側面模型図である。
【００４０】
この定着装置１０は回転体対を成す加熱ユニット１と加圧ローラ２を主体とする。
【００４１】
加圧ローラ２は、芯金２ａと該芯金の外周を被覆させた３ｍｍ厚のシリコーンゴム層２ｂ、さらにその外周を被覆させた５０μm厚のＰＦＡ樹脂２ｃからなる外径２０ｍｍの弾性ローラである。
【００４２】
加熱ユニット１は、支持ステー１ａにより支持・固定されセラミックヒータ１ｂを支持するヒータホルダ１ｃと、ステンレス製の外径８ｍｍの張架ローラ１ｄ、および加熱ローラ１ｅに、回転自在に加熱フィルム１ｇを嵌合し、加熱フィルム１ｇ上の加熱ローラ1e巻き掛け部には接触型サーミスタ1lが配置されている。本実施例においては、加熱フィルム1ｇ上にサーミスタ1l上に設置したが、摺擦による加熱フィルム１ｇ上の磨耗が発生する場合においては、加熱ローラ1ｇ上にサーミスタ1ｍを設置して温度検知を行っても良い。
【００４３】
加熱フィルム１ｇの外側には、加熱ローラ1ｅと接するように配置されたアルミニウム製のクリーニングローラ１ｈが配置され、加熱フィルム1ｇの回転により従動され回転している。また、定着ニップＮは、加圧ローラ２が加圧されて加熱ユニット１に対して加圧付勢される事により形成される。
【００４４】
加熱ローラ1ｅは、例えば、鉄製の略長筒形状芯金の外周にプライマー層を介してＰＦＡチューブが接着されて形成され、芯金内に加熱ローラ1ｅの長手方向に沿って１本のハロゲンヒータが配置されており不図示の駆動モータにより矢印の方向に駆動されている。加熱フィルム１ｇは厚み５０μｍのＰＩ（ポリイミド）樹脂の表面に１０μｍのフッ素樹脂を被覆したもので周長は１４５．０ｍｍのものを用いた。セラミックヒータ1ｂは幅８ｍｍ、厚み１ｍｍのアルミナの上に発熱体であるところの抵抗体を印刷により形成し、その上をガラス（不図示）で保護した出力７００Ｗのものを用いた。
【００４５】
加圧ローラ２は駆動手段Ｍにより図１において矢印の時計廻りに回転駆動され、加圧ローラ２及び加熱フィルム１ｇはニップＮ内の摩擦により従動回転する。
【００４６】
加熱ユニット１と加圧ローラ２との間の定着ニップ部Ｎに、被加熱材としての未定着トナー像ｔを担持した記録材Ｐが導入されることで、記録材Ｐは加熱フィルム１ｇの外面に密着して加熱フィルム１ｇとともに定着ニップ部Ｎを通過していき、加熱フィルム１ｇからの熱伝導によってトナー像ｔが加熱されてトナー像の加熱定着がなされる。定着ニップ部Ｎを通った記録材Ｐは定着ニップ部Ｎの出口側で加熱フィルム１ｇの外面から分離されて搬送される。
【００４７】
一方加熱フィルム側にオフセットしたトナーは、加熱フィルム1ｇの次の周回迄に清掃を行わないと、加熱フィルム一周後にオフセット画像が発生してしまう。このため、本発明例においては、加熱ローラ1ｅを対向部材として、加熱フィルム外側にクリーニングローラ1ｈを配置しオフセットトナー1ｊを回収している。
【００４８】
クリーニングローラ１hにてオフセットトナーを回収する場合、被クリーニング部のトナーが固体状態から軟化した状態へと転移する温度であるガラス転移点Ｔｇの温度よりも高く、且つ、クリーニングローラ１hの温度が、加熱フィルム１g上の被クリーニング部の温度より低くする必要性がある。
【００４９】
しかしながら、熱容量の小さい加熱ベルトや加熱フィルムを使用する場合においては、オフセットトナーがクリーニングローラニップ部に到達する前に、ベルトまたはフィルム温度が減衰してしまうため、トナーがクリーニングローラニップに到達する前にＴｇを下回ってしまう。このため、本実施例においてはクリーニングローラ1ｈの対向部材に加熱手段1ｆを設け、トナーをＴｇより高い温度に加熱されるようになっている。
【００５０】
また、加熱フィルム1ｇの裏面に加熱ローラ1eが配置されているために、部材の熱伝導率および部材界面での熱伝導による温度勾配により常にクリーニングローラの温度は、加熱フィルムより低くなる。
【００５１】
さらに確実にクリーニングローラの温度を加熱フィルムの温度より低くするためには、クリーニングローラの熱容量を、加熱ローラの熱容量より小さくする必要性がある。クリーニングローラの外径を５〜１５ｍｍ程度とすること、またクリーニングローラを中空管とすることはクリーニングローラを低熱容量化する有効な手段であり、クリーニング性の向上に繋がる。
【００５２】
また、クリーニングローラを低熱容量化することは、クリーニング性向上の面からだけでなく、加熱ローラのウォームアップ時間を短くする観点からも有効である。特に本発明例の構成では、トナーを用紙に定着させる手段として極めてウォームアップ時間の短い方式を採用しているため、オフセットトナー回収機構の立ち上がり時間が、定着器のウォームアップ時間の律速となる可能性がある。
【００５３】
このため、クリーニングローラの低熱伝導化は、クリーニング性、立ち上がり時間の２つの観点から有効な手段となる。
【００５４】
本発明においてはクリーニングローラをアルミニウム製としたが、アルミニウム製以外においても耐熱性を有する樹脂などは同様の効果がある。例えば、ポリブチレンテレフタレート樹脂、液晶ポリマー、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリイミド樹脂などが例として挙げられる。
【００５５】
尚、本発明においてはクリーニングローラで回収されたトナーは、クリーニングローラに堆積し保持する構成となっている。これが可能である理由は、クリーニングローラへの回収がクリーニングローラの表面の材質に依存するものでなく、クリーニングローラと加熱フィルムとの温度差に依存しているからである。つまり、クリーニングローラ側の温度が加熱フィルム側の温度よりも常に低くすることにより、トナーを保持する事が可能となる。しかしながら、クリーニングローラに堆積保持されたトナーが、他の周辺部材との干渉などにより回収したトナーが剥落する場合などは、クリーニングローラを別体として交換部品にすることは、加熱装置自体の延命化、コストの観点から有効である。
【００５６】
次に本発明例における加熱ベルト表面温度とクリーニングローラ表面温度の推移についての説明を図３を用いて行う。室温（約２０℃）より画像形成装置に通電を行い加熱装置のウォームアップを開始する。加熱フィルム上に設置されたサーミスタ1lによる温度検知結果はCPUに送られ、加熱ヒータ1ｆはCPUからの指令により加熱フィルム上の温度が目標温度になるように加熱制御される。本実施例においては、加熱フィルム上の温度が１２０℃となるように温調制御をスタートした。図中の実線が加熱フィルム上温度の時間推移を表す。
【００５７】
ｔA（秒）経過後、加熱フィルム上の温度は１２０℃に達しその後は温度制御により１２０℃一定に保たれる。一方、クリーニングローラ上の温度はtＢ（秒）経過後、平衡状態に達し、その後はほぼ一定に温度は保たれる。図中の点線がクリーニングローラ上の温度の時間推移を表す。本実施例においては、クリーニングローラは約１００℃〜１１０℃の間に収束した。
【００５８】
以上説明した温度状態を保った後にプリント動作を行うことにより、加熱フィルム上のトナーはクリーニングローラ側に確実に回収される。
【００５９】
本実施例においては加熱フィルム上の温度を１２０℃に保つように設定したが、確実に加熱フィルムをクリーニングを行うためには、以下の２つの条件を満たす必要がある。
【００６０】
１つ目の条件は、クリーニングローラ上の温度を現像剤のガラス転移点Tｇより高くすることである。このことにより、クリーニングローラニップ部の温度はガラス転移点T ｇを確実に超え、トナーは軟化した状態となっているため、トナーはクリーニングローラ側に確実に移動し回収される。本実施例における現像剤のガラス転移点Ｔｇは約９０℃であった。
【００６１】
２つ目の条件は、加熱フィルム上の温度に関してである。加熱フィルム上の温度が高くなるとクリーニングローラニップ部の現像剤の粘度が低下し、クリーニングローラニップ部の現像剤が層内で分離し、加熱ローラ側にオフセットトナーが残留してしまうという問題が発生する。このため、加熱フィルムの温度を設定する場合には留意が必要である。本現象が発生する加熱フィルム温度は、主として使用する現像剤の溶融特性により異なるが、本実施の形態においては加熱フィルム上の温度が１９０℃を超えるとこの現象が発生した。
【００６２】
以上説明した通り、熱容量の低い定着フィルムや定着ベルトを採用した定着器において、加熱ローラを対向部材にするように、熱容量の小さいクリーニングローラを定着フィルム外側に配置し、加熱フィルムを裏側（内側）から加熱することにより、クリーニングローラの温度を常に加熱フィルムの温度より低くし、クリーニングローラニップ部の温度をトナーのガラス転移点より高くすることにより、加熱フィルム上に付着したオフセットトナーを確実にクリーニングローラ側に転移することが可能となる。
【実施例２】
【００６３】
第２の実施例と前述の第１の実施例との差異は、加熱フィルム上だけでなくクリーニングローラ上にも温度検知の手段としてのサーミスタを有する事である。図４に、本実施例の加熱装置の断面図を示す。クリーニングローラ上の温度検知手段として接触型のサーミスタ1ｎを用いた以外は実施例１と同じである。
【００６４】
加熱装置の構成、クリーニングローラの材質、使用する現像剤または、使用環境によっては、クリーニングローラの温度と加熱フィルムの温度の差を大きくする必要性がある場合がある。このような場合、クリーニングローラにも温度検知手段を設け、加熱フィルム上の温度及びクリーニングローラ上の温度の両方をもとに加熱ローラのヒータの加熱制御を行うことは有効な手段となる。
【００６５】
以下にその制御方法についての説明を図５を用いて行う。
【００６６】
室温から加熱開始された加熱ヒータは、実施例１と同様に加熱フィルム上の温度が１４０℃となるように温度制御される。加熱フィルム温度が１４０℃に達した後、クリーニングローラ上の温度も同時に計測を行い、もし加熱フィルム上とクリーニングローラ上の温度差が第１規定温度（Temp A）より低い場合において（図５中 tC参照）、加熱ローラのヒータを強制的にOFFする。加熱ローラのヒータをOFFにした場合、加熱ローラよりもクリーニングローラの熱容量が小さいため、クリーニングローラの温度減衰は加熱フィルム上の温度減衰よりも小さくなり、速く温度が下がる。よって、ヒータをOFFにした期間において、加熱フィルム上の温度とクリーニングローラの温度の差が大きくなる。
【００６７】
本実施例においては、第１規定温度（Temp A）はクリーニングローラ温度と加熱フィルム温度が接近し、トナー逆流現象が発生し始める温度を考慮にいれ１６℃とし、加熱フィルムとクリーニングローラとの温度差が１６℃を下回った場合においてヒータを強制的にOFFした。本実施例においてはヒータをOFFとしたが、ヒータへの供給電力を下げることも有効な手段となる。
【００６８】
次にクリーニングローラの温度が第２の規定温度(Temp low)より小さくなった場合（図５中  t D）において、加熱ローラのヒータへの通電を行い加熱ローラが１４０℃になるように温度制御を開始した後にプリント許可状態とした。
【００６９】
本実施の形態では、第２の規定温度(Temp low)を、クリーニングローラニップにおいてトナーが確実にTgを超え軟化するように１０４℃とした。
【００７０】
上記したように、各部材の温度を制御することにより、クリーニングローラの温度を常に加熱フィルムの温度より低くし、クリーニングローラニップ部の温度をトナーのガラス転移点より高く維持し、加熱フィルム上に付着したオフセットトナーを確実にクリーニングローラ側に転移することが可能となる。
【００７１】
また、クリーニングローラと加熱フィルムの温度差が小さくなった場合に、クリーニングローラに付着したトナーの加熱フィルムへの戻り現象（逆流現象）が発生する場合があるが、第１規定温度（Temp A）を逆流現象が発生する温度差より高く設定することにより、逆流現象を確実に抑制することが出来る。
【実施例３】
【００７２】
実施例３は、温度検知手段がクリーニングローラ上のみに設置された以外は、実施例２と同じ構成である。
【００７３】
本実施例においては、クリーニングローラ上の温度を一定（１０４℃）にするように加熱制御を行っている。この場合のクリーニングローラ及び加熱フィルムの温度推移は図６のようになる。本構成では加熱フィルム上の温度検知は行われていないため、クリーニングローラ上の温度設定は、トナーがクリーニングローラニップでトナーが軟化する温度より高く、且つ加熱フィルムがオーバーヒートしオフセットトナーの回収不良が発生し始める温度より低く設定する必要性がある。
【００７４】
本実施例においても、実施例１及び２と同様に、クリーニングローラの温度を常に加熱フィルムの温度より低くし、クリーニングローラニップ部の温度をトナーのガラス転移点より高くすることにより、加熱フィルム上に付着したオフセットトナーを確実にクリーニングローラ側に転移することが可能となる。
【実施例４】
【００７５】
実施例４は、クリーニングローラが当接および離間することが可能であること以外は実施例２と同じ構成であり、その構成を図７に示す。
【００７６】
クリーニングローラ１ｈの当接および離間は、クリーニングローラシャフト部に設けられた、当接離間カム１ｋの回転により行われる。
【００７７】
実施例２においては、クリーニングローラ１ｈと加熱フィルム１ｇとの温度差が小さくなった場合において、加熱手段をＯＦＦにすることにより、クリーニングローラ側の温度を低下させていた。しかしながら、本実施例においては、クリーニングローラ１ｈと加熱フィルム１ｇとの温度差が１０℃を下回った場合において、当接離間カムを動作させ、クリーニングローラ１ｈを加熱フィルム１ｇから離間させた。クリーニングローラ１ｈを離間させることは、“トナー逆流”の可能性を回避すると共に、クリーニングローラ１ｈを加熱ローラ１ｅから離すことによりクリーニングローラ１ｈの冷却速度を速くすることが可能となる。
【００７８】
また、本実施例においては、クリーニングローラ１ｈと加熱フィルム１ｇの温度差が、２０℃より大きくなった場合にクリーニングローラ１ｈを再度当接している。
【００７９】
以上説明した通り、本実施の形態においては、クリーニングローラ１ｈと加熱フィルムの温度が接近し“トナー逆流”の問題が発生する可能性がある場合、クリーニングローラを加熱フィルムから離間し、“トナー逆流”の可能性を回避し、且つ、クリーニングローラを効率良く冷却することにより、クリーニングローラの温度を常に加熱フィルムの温度より低くし、加熱フィルム上に付着したオフセットトナーを確実にクリーニングローラ側に転移することが可能となる。
【実施例５】
【００８０】
本実施の形態においては、本発明に記載されている画像形成装置が、用紙の先端部・後端部・左端部・右端部のうちの少なくともいずれか一箇所以上において、余白部の無い画像を形成すること以外においては、前述した実施例１から４までと同じである。
【００８１】
余白部の無いトナー像を加熱装置にて、用紙に加熱、定着させる場合に、用紙コバ部（用紙の裁断面）に付着した未定着トナーが、定着フィルムまたは定着ベルトに付着（オフセット）するという問題がある。
【００８２】
図８を用いてこのオフセットについての詳細について説明を行う。図８は加熱装置の定着ニップ部の拡大図であり、構成は実施例１で示した加熱装置の詳細図と同一符号で示した。
【００８３】
現像剤ｔにて先端に余白の無い画像形成された用紙は、先端コバ部３ａに現像剤が付着していることが多々ある。このような状態で用紙が定着ニップに導かれると（図８ａ）、用紙の厚みによりコバ部３ａの現像剤に加熱装置のニップ部で十分に圧力がかからないために、トナーが用紙に加熱定着されず、用紙先端が加熱装置を抜けた時（図８ｂ）、定着フィルム上にコバ部のトナーが付着（オフセット）してしまうという問題がある（３ｂ）。この問題を回避するものとして、実施例１から４で述べてきた構成は非常に有効である。
【００８４】
上記述べたように、余白部の無い画像を形成する場合において加熱フィルム上に当接したクリーニングローラにて清掃を行うことは非常に有効であり、画像欠陥の無い良好な画像を得ることが可能となる。
【００８５】
また、用紙の先端部・後端部・左端部・右端部の全てに余白がある画像を加熱定着する場合のオフセットは良好であるような加熱装置においては、実施例４に述べたようなクリーニングローラを当接離間可能な機構を持つ加熱装置を採用し、余白無しプリント時のみクリーニングローラを当接することは、加熱装置の寿命の観点から有効と言える。
【００８６】
以上、用紙の先端部・後端部・左端部・右端部のうちの少なくともいずれか一箇所以上において、余白部の無い画像を形成する場合において、クリーニングローラを当接させ、加熱フィルム上のオフセットトナーを回収することは非常に有効であり、良好な画像が得られる。
【００８７】
また、余白部の無い画像を形成する場合のみクリーニングローラを当接させることは、加熱装置の寿命を延ばす効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の第１の実施例に係る加熱装置の構成を説明する図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る画像形成装置の概略構成を説明する図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る加熱装置の各部材の温度推移を説明する図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係る加熱装置の構成を説明する図である。
【図５】本発明の第２の実施例に係る加熱装置の各部材の温度推移を説明する図である。
【図６】本発明の第３の実施例に係る加熱装置の各部材の温度推移を説明する図である。
【図７】本発明の第４の実施例に係る加熱装置の構成を説明する図である。
【図８】本発明の第５の実施例に係る加熱装置の定着ニップ部の拡大図である。
【図９】従来例を説明する図である。
【符号の説明】
【００８９】
１ｂ  セラミックヒータ
１ｅ  加熱ローラ
１ｆ  加熱ヒータ
１ｇ  加熱フィルム
１ｈ  クリーニングローラ
１ｉ  クリーニングローラサーミスタ
１ｋ  クリーニングローラ当接/離間カム
２  加圧ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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