(57)【要約】【課題】  画像上にトナー汚れが発生することを防げる。【解決手段】  ソフトローラオンデマンド定着で定着ローラにオフセットしたトナーをクリーニングする。  ２本以上の加熱ヒータを定着ローラに接触させ、その最も上流のヒータと定着ローラの間にクリーニングシートをはさみオフセットトナーをためる。所定プリント枚数ごとにクリーニングシートの位置を所定量移動させオフセットトナーを除去する。【選択図】  図４
2008281633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性層を有する定着ローラと、上記定着ローラの外表面を加熱ニップ部で加熱昇温する低熱容量の加熱ヒータを具備する複数個の加熱部材と、上記定着ローラに圧接して定着ニップ部を形成する加圧部材とを有し、上記定着ニップ部に未定トナー画像が形成された記録材を狭持搬送させることで上記未定着画像を記録材上に永久画像として加熱定着させる加熱定着装置において、
定着ローラの回転方向に対して最上流に位置する加熱部材の加熱ニップ部に、加熱ヒータと定着ローラの間に薄肉の耐熱シートを介在させる。耐熱シートは少なくとも加熱定着中は固定された状態で配置され、該耐熱シートが所定量の記録材を加熱定着する毎にスライドすることを特徴とする加熱定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電子写真方式・静電記録方式等の作像プロセスを採用した画像形成装置において、作像プロセス部で記録材（転写材・印字用紙・感光紙・静電記録紙等）に転写方式あるいは直接方式で形成担持された目的の画像情報の未定着トナー像を固着像として熱定着処理する加熱定着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式、静電記録方式を採用する画像形成装置の具備される定着装置においては、未定着トナー像を担持した記録材を、互いに圧接して回転する定着ローラと加圧ローラとで形成されるニップ部を通過させることにより記録材上に永久画像として定着させる、いわゆる熱ローラ方式の加熱定着器が広く用いられている。図1にその熱ローラ方式の加熱定着装置の概略構成を示す。定着ローラは、アルミニウムやステンレス製の中空芯金4の中にハロゲンランプ等の加熱体5を設け、外表面にはトナーのオフセットを防止するためのフッ素樹脂等の離型性層を備えたものである。また、加圧ローラは、芯金8の外部にシリコーンゴム等を形成した弾性層7あるいはシリコーンゴムを発泡してなるスポンジ弾性層を形成し、さらにその外層には定着ローラと同様のフッ素樹脂等の離型性層6が形成されている。また、高速機あるいはカラートナーを用いた画像形成装置の場合、トナーの定着性を十分に満足させるために、中空芯金の外表面にシリコーンゴム等の厚み2mm程度の弾性層3を設けることにより、軟らかくなった定着ローラ表面でトナーを包み込むことで、記録材およびトナーへの熱の伝播効率を向上させている。
【０００３】
しかしながら、近年の環境問題の一つとして消費電力の低減が強く望まれる一方で、市場のニーズから高画質および高速での画像出力が望まれている。そこで、このような消費電力の低減と高速・高画質の要求に応えるために、上記の熱ローラ方式の加熱定着装置に対して種々の改善が試みられている。
【０００４】
一つは、定着ローラの昇温時間を短縮し消費電力を小さくする目的で、図2に示すように加熱体10を定着ローラ1や加圧ローラ2の外表面に配置させ、外表面のみを加熱することで、低消費電力で熱効率のよい加熱定着装置の1例が特開平10-301417号公報・特開平11-073050号公報等に提案されている。このような定着ローラの外表面に配置させる加熱体は、定着ローラに対して接触状態にあるものと、非接触状態にあるものに大別されるが、接触式の方が熱の伝播率が高い。
【０００５】
一方では、特にスタンバイ時に加熱定着装置に電力を供給せず、消費電力を極力抑えた方法、詳しくはヒータ部と加圧ローラの間に熱容量の小さい薄肉フィルムを介して記録材上のトナー像を定着するフィルム加熱方式による加熱定着方法の1例が特開昭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公報等に提案されている。図3にフィルム加熱方式の1例の概略構成を示した。すなわち図3において、アルミナや窒化アルミ等のセラミック板上に発熱抵抗層が形成された加熱ヒータ12がステイホルダー（支持体）14に固定され、そのヒータに密着したポリイミド等の耐熱性の薄肉フィルム15（以下、定着フィルムと記す）と、そのフィルムを挟んで圧接させた加圧ローラ2を有する。定着フィルム15は加圧ローラ2の回転力により、定着ニップ部においてヒータ面に密着・摺動しつつ矢印の方向に搬送移動される。ヒータの温度は、ヒータ背面に設置された温度検知手段13により検知し不図示の通電制御部へフィードバックされ、ヒータ温度が一定温度（定着温度）になるように加熱・温調される。このようなフィルム加熱方式の定着装置を用いたプリンター、複写機等の各種画像形成装置は、加熱効率の高さや立ち上りの早さにより、待機中の予備加熱の不要化や、ウェイトタイムの短縮化など従来の熱ローラ等を用いて加熱定着させる方式に比べて多くの利点を有している。
【０００６】
しかしながら、上述した従来方式の加熱定着装置でも、立ち上り時の昇温時間の短縮、消費電力の低減、さらには高速、高画質といったすべてにおいて優れた性能を両立させることは非常に困難である。例えば、フィルム加熱方式を考えた場合、立ち上り時間の短縮と、消費電力の低減に関しては、非常に優れているが、高速化させた場合に次のような問題がある。まず、定着フィルムにポリイミド等の有機性耐熱樹脂を用いているため熱伝導性が悪く、高速化した際に記録材に十分な熱量を供給することが不可能である。つまり実用上問題のない可能な限り多くの熱量を加熱ヒータにより発熱させても、その熱が薄肉フィルムにより遮断されてしまい、記録材およびトナー上に効率的に伝達できない。また、高速化した場合に顕著に表れる問題として、画像の劣化がある。記録材上に形成された未定着トナー画像が高画質であっても、加熱定着装置が原因となって画像を劣化させることが少なくない。特に上述のフィルム加熱方式では、定着フィルムが加圧ローラの回転駆動により従動回転するため、高速化に伴ってフィルムの速度が加圧ローラの回転速度に対して遅れるという問題点があり、画質の劣化に繋がる。また表面の凹凸が粗い記録材を加熱定着する場合、金属製のチューブ等は表面が硬いので、紙の凹部への接触が悪くなり、十分な熱が記録材に伝達できずトナー画像表面がガサガサする。このような問題は、熱ローラ方式の加熱定着装置においても発生する問題であり、図1に示すような表面に弾性層を有さず、金属芯金に離型層を設けたのみの定着ローラ（ハードローラ）では、高速化するにつれて画像のがさつきが顕著に表れる。
【０００７】
以上のような問題から考えると高速化に対応させるためには定着ローラとして弾性層を有することが必須条件となる。この条件に基づいて高速化に対応できる加熱定着装置を選択すると、従来の弾性層を有する熱ローラ方式の加熱定着器では、定着ローラの昇温時間が圧倒的に長く、スタンバイ時も電力の供給を必要とするため消費電力が大きくなり、環境や市場のニーズに対しては不利な構成である。
【０００８】
また、図2に示すような外部から定着ローラ表面を加熱する方式では、従来の熱ローラ方式と比較すれば、昇温時間の短縮および省電力が改善されているが、フィルム加熱方式のそれらと比べると性能は劣る。その原因として一つは、定着ローラ表面を加熱するための加熱部材（以下ヒートローラと呼ぶ）が中空芯金内にハロゲンヒータなどを有する構成の場合、芯金がハロゲンヒータの輻射熱により昇温することからヒートローラ自身を暖めるのに時間を要してしまう。加熱定着のプロセススピードが遅い場合であれば、記録材の通過により奪われた定着ローラ表面の熱はヒートローラからの熱供給で補填可能であるが、高速化が進むにつれてヒートローラからの熱供給のみでは間に合わなくなると考えられる。従って、ローラ形状のヒータで定着ローラを外部加熱する方式では、高速化に限界があると考えられる。また、加圧ローラも定着ローラを介して熱を蓄えるので、立ち上りの昇温時間を遅らせる原因となっている。
【０００９】
以上により、消費電力の低減と、昇温時間の短縮を保ちつつ、高速化、高画質化で画像出力が可能な加熱定着装置は、従来から提案されているような構成では不可能であった。そこで、これらを実現するために本発明の出願人は、図4に示すような弾性層22を有する定着ローラ20と、その定着ローラ20に外部表面から接触して加熱ニップ部を形成する加熱部材24と、定着ローラに圧接して定着ニップ部を形成する加圧部材30とを有し、上記定着ニップ部に未定着トナー画像が形成された記録材を狭持搬送させることで加熱定着を行うものを提案した。また、上記加熱部材24に具備される加熱ヒータは低熱容量のプレート形状であり加熱ニップ部に摺擦して発熱するタイプである。このような構成にすることで、従来のようなヒートローラによって定着ローラ表面を加熱する構成よりも、加熱ニップ部でのエネルギー密度を高くすることができるので、定着ローラ表面を効率良く加熱することが可能となる。また、定着ローラの弾性体と記録材やトナーとの密着性が、従来の高速機に用いられているような弾性層をもつ熱ローラ方式と同等であるため、画像形成装置の高速化に対しても高画質を維持できる。つまり、立ち上り時間の短縮、および消費電力の削減、高速化に対応した高画質の画像出力など、すべての要求を両立することが可能となる。
【００１０】
図4に示した定着装置では、加熱部材24から効率的に定着ローラ20へ熱を伝え、昇温時間を短くするためには、加熱ニップNを広くしなければならない。そのために、加熱部材24の当接圧を高めると定着ローラ20と加熱部材24の摩擦力が増大し、すぐに離型層23が剥離してしまい耐久性に乏しくなってしまう。また、当接圧を高めずに加熱ニップを広げるために、加熱ヒータを定着ローラの外形に沿うように湾曲形状に成型する方法があるが、平面ヒータ製造コストに比べてコストが高くなってしまう。
【００１１】
また、定着ローラを加熱する加熱ニップNと記録材が通過する定着ニップMが離れているため、定着ローラの外径大きくすると、熱が外気に逃げてしまうので効率が悪くなってしまう。従って、定着ニップMを広げるためには加圧部材30の当接圧を上げるしかないが、そうすると定着ローラの耐久性が悪くなってしまう。
【００１２】
これに対して、上記加熱部材に具備される加熱ヒータを複数枚のプレート形状にして加熱ニップ部に摺擦して発熱することで、複数枚のヒータを用いるので加熱部材の当接圧をあげることなく、加熱ニップを広くとることができ、定着ローラの駆動トルク低減また、定着ローラの長寿命化になる。また、平面状のヒータを用いても十分な加熱ニップ幅を確保できるので、ヒータ形状を湾曲状に成型する必要がなく低コストで作製できる。
【特許文献１】特開平10-301417号公報
【特許文献２】特開平11-073050号公報
【特許文献３】特開昭63-313182号公報
【特許文献４】特開平2-157878号公報
【特許文献５】特開平4-44075号公報
【特許文献６】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】
【００１３】
しかしながら、上記従来例では次のような問題点があった。
【００１４】
定着ローラにオフセットトナーが付着すると、そのトナーが加熱部材に溜まってしまう。このトナーがある程度溜まると、再び定着ローラに付着し最終的には、記録材にトナー汚れとなって表れてしまう。
【００１５】
定着ローラ上へのオフセットを完全になくすことは困難で、定着ローラに接触している部材があるとトナーが溜まることは避けられない。複数枚のヒータを用いて加熱しても、加熱部材の当接圧を下げることはできても定着ローラに接触している限りはトナー汚れが溜まり、いずれ再び定着ローラに付着し最終的には、記録材にトナー汚れとなって表れてしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するために、本発明は以下のことを特徴とするものである。
【００１７】
本発明による加熱定着装置は、弾性層を有する定着ローラと、その定着ローラに圧接して定着ニップ部を形成する加圧部材と、定着ローラに外部表面から接触して加熱ニップ部を形成する低熱容量、プレート形状の加熱部材を有し、上記定着ニップに未定着トナー画像が形成された記録材を狭持搬送させることで加熱定着を行う構成で、図４に示すように定着ローラの回転方向に対して、最も上流に位置するプレート形状の加熱部材と定着ローラの間に薄肉の耐熱シート41を介在させ、所定量の記録材を加熱定着毎、あるいはユーザが設定した場合、あるいはトナー消費量に応じて、あるいは記録材が詰まってジャムした後等、上記薄肉の耐熱シート41がオフセットトナー等により汚れた場合に上記耐熱シート41を若干量スライドさせることにより加熱部材と定着ローラ間の加熱ニップに付着した汚れを取り除くことを特徴とする。
【００１８】
以上のような構成により、プレート形状の加熱部材と定着ローラの間に介在する耐熱シートに付着したオフセットトナーや紙紛の塊が定着ローラを介して記録材上に転写される前に、該耐熱シートをスライドさせることで、画像の劣化を防止することができ、汚れの問題を解決できる。さらに、最も上流の加熱部材のみに耐熱シートを設けるので、残りの加熱部材は直接定着ローラに接しているので、加熱効率を高くすることができ、ファーストプリントタイム低減、消費電力の低減が達成される。
【００１９】
さらに上記の構成に加えて、加熱ニップNに薄肉シートが介在しているプレート形状の加熱部材と、薄肉シートが介在していないプレート形状の加熱部材の目標設定温度をそれぞれ独立して設定することで、薄肉シートが介在していない加熱ニップ部では、薄肉シートが介在している加熱ニップ部に比べて、弾性定着ローラへの熱の伝わりが良いので目標設定温度を低くしても、弾性定着ローラ表面を急加熱することが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、複数個の加熱部材を用い、定着ローラの回転方向に対して最も上流側に設置された加熱部材にのみプレート形状の加熱部材と定着ローラの間に薄肉の耐熱シートを介在させ、所定量の記録材を加熱定着毎、あるいはユーザが設定した場合、あるいはトナー消費量に応じて、あるいは記録材が詰まってジャムした後等、上記薄肉の耐熱シートがオフセットトナー等により汚れた場合に、上記耐熱シートを若干量スライドさせることにより加熱部材と定着ローラ間の加熱ニップに付着した汚れを取り除くことを特徴とする。
【００２１】
プレート形状の加熱部材と定着ローラの間に介在する耐熱シートに付着したオフセットトナーや紙紛の塊が定着ローラを介して記録材上に転写される前に、該耐熱シートをスライドさせることで、画像の劣化を防止することができる。
【００２２】
複数個の加熱部材のうち最も上流のみに耐熱シートを設けることで、最も上流以外の加熱用ヒータは直接定着ローラに接することができるので、発生した熱を効率よく定着ローラ表面に伝熱することが可能となり、熱効率が高い加熱定着装置が構成される。
【００２３】
さらに、加熱部材の目標設定温度をそれぞれ独立して設定することで、さらに熱効率を高め、加熱ヒータを保持する材料や安全装置の自由度を増すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（第1の実施例）
以下に、本発明に係る実施例を示すが、まず図４に本発明に係る加熱定着装置の構成を示す。図４において定着ローラ、加熱部材などを拡大して説明してある。定着ローラ20は以下の部材から構成される。アルミ或いは鉄製の芯金21の外側にシリコーンゴムで形成された弾性層（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された弾性層（スポンジゴム層）、あるいはシリコーンゴム層内に公知の方法で気泡を分散させ、断熱作用を高めた弾性層（気泡ゴム層）22から成る。
定着ローラ20の熱容量が大きく、また熱伝導率が少しでも大きいと、外表面から受ける熱を吸収しやすく、表面温度が上昇しにくくなるので、できるだけ低熱容量で熱伝導率が低く断熱効果の高い材質の方が、定着ローラ表面温度の立ち上がり時間に有利である。
【００２５】
ここで、上記シリコーンゴムのソリッドゴムは熱伝導率が0.25〜0.29W/m・K、スポンジゴム・気泡ゴムは0.11〜0.16W/m・Kであり、スポンジゴム・気泡ゴムはソリッドゴムの約半分の値を示す。また、熱容量に関係する比重はソリッドゴムが約1.05〜1.30、スポンジゴム・気泡ゴムが約0.75〜0.85である。弾性層の好ましい形態としては、熱伝導率が約0.15W/m・K以下で、比重が0.85以下の断熱効果の高いスポンジゴム層や気泡ゴム層の方が好ましい。
【００２６】
また、定着ローラ20の外形は小さい方が熱容量を抑えられるが、小さすぎると加熱ニップが稼ぎにくくなるので適度な径が必要である。弾性層の肉厚に関しても、薄すぎれば金属製の芯金に熱が逃げるので適度な厚みが必要である。
【００２７】
以上を考慮して本実施例では、適正な加熱ニップを形成でき、且つ熱容量を抑えるために、肉厚が4mmの気泡ゴムを用いて弾性層を形成し、外形がφ20mmの定着ローラを使用した。
【００２８】
上記に述べた弾性層の上には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）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン樹脂（FEP）等のフッ素樹脂離型成層23を形成する。離型層23はチューブを被覆させたものでも表面を塗料でコートしたものであってもよいが、チューブの方が耐久性に優れる。
【００２９】
加熱部材24は、以下の部材から構成される。26は加熱用ヒータであり、定着ローラ20の表面を加熱する。加熱用ヒータ26はアルミナや窒化アルミ等の高絶縁性のセラミックス基板表面に長手方向に沿って、例えばAg／Pd（銀パラジウム）、RuO2、Ta2N等の通電発熱抵抗層をスクリーン印刷等により、厚み10μm程度、幅1〜5mm程度の線状もしくは細帯状に塗工して形成した通電加熱用部材である。
【００３０】
加熱用ヒータ26の表面には、摺擦により定着ローラ20の離型成層が磨耗しないように保護摺動層を設けるのが良い。その例としては、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）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン樹脂（FEP）、エチレンテトラフルオロエチレン樹脂（ETFE）、ポリクロロトリフルオロエチレン樹脂（CTEF）、ポリビニリデンフルオライド（PVDF）等のフッ素樹脂層を単独ないし混合して被覆するか、あるいはグラファイト、ダイアモンド・ライク・カーボン（DLC）、二硫化モリブデン等からなる乾性被膜潤滑剤、ガラスコート等の保護層が考えられる。
【００３１】
25は加熱用ヒータ26を保持する断熱ステイホルダーである。不図示の加圧手段によって定着ローラ20に対して加圧され、その加圧力により加熱用ヒータ26と定着ローラ20の間に加熱ニップNを形成している。断熱ステイホルダー25は、加熱ニップNと反対方向への放熱を防ぐ役割を持ち、液晶ポリマー、フェノール樹脂、PPS、PEEK等により形成されている。
【００３２】
また、加熱ヒータ26の背面には通電発熱抵抗層の発熱に応じて昇温したセラミック基板の温度を検知するためのサーミスタ等の温度検知素子27が配置されている。この温度検知素子27の信号に応じて、長手方向端部にある不図示の電極部から通電発熱抵抗層に印加される電圧のデューティー比や波数等を適切に制御することで、加熱ヒータ26を発熱させ、定着ローラ20の表面を加熱・温調する。温度検知素子27から不図示の温度制御部へのDC通電は不図示のDC通電部およびDC電極部を介して不図示のコネクターにより達成している。
【００３３】
加熱ヒータを2個にしたメリットとして、加熱ヒータが1個の場合は定着ローラに十分な熱を伝えるためには、加熱ヒータを270℃〜300℃に温度制御しなければならなかった。加熱ヒータを２個にすることにより、加熱ヒータの制御温度を200℃〜250℃程度で定着ローラに十分な熱量を与えることができる。
【００３４】
加圧部材30は、次のような構成である。33は摺動フィルムであり、耐熱性、熱可塑性を有するポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK、PPS、PFA、PTFE、FEP等を基層とした樹脂製のフィルムである。フィルム厚みは、強度等を考慮し、20μm以上150μm未満が適当な範囲である。
【００３５】
また、31は摺動フィルムの内部に具備された摺動板であり、32は摺動板31を保持している断熱ステイホルダーである。断熱ステイホルダー32は不図示の加圧手段によって定着ローラに対して加圧され、摺動板31と定着ローラ20との間に摺動フィルム33を介して定着に必要なニップMを形成している。断熱ステイホルダー32は加熱部材のステイホルダー25と同様に断熱性、耐熱性を有する樹脂として、液晶ポリマー、フェノール樹脂、PPS、PEEK等により形成されている。
【００３６】
また、摺動板31は、摺動フィルム33との摩擦が小さく且つ断熱性を有する材料として、ステイホルダー32と同様の液晶ポリマー、フェノール樹脂、PPS、PEEK等により形成し、その表面に摩擦抵抗を低減する摺動層をコーティングするのが望ましい。その例としては、加熱ヒータ21の表面に設ける摺動層と同様であるので説明は省く。ここでは、摺動板31と断熱ステイホルダー32を別部材として扱っているが、それらを一体成型により形成し摺動部分に上記摺動層をコーティングしても良く、よりコストダウンを測ることが可能である。
【００３７】
また、摺動フィルム33と摺動板31の間には、摩擦抵抗を小さく抑えるためにグリース等の潤滑剤を少量介在させてある。
【００３８】
また、本実施例の特徴として、図４に示すように最も上流側の加熱部材24と定着ローラ20の間には耐熱性シート41が介在している。耐熱性シート41は耐熱性、可撓性を有するポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK、PES、PPS、PFA、PTFE、FEP等を基層とした樹脂製のシートで形成されており、加熱部材24からの熱を定着ローラ20に効率良く伝える部材として、厚みを25μm以下で形成されている。
【００３９】
また、耐熱シート中にBN、アルミ、アルミナ、AlNのフィラ等、熱伝導性を向上する熱伝導フィラを混入してあっても良い。また、該耐熱シート41の定着ローラ側には摺動性の良好なPFA、PTFE、FEP等が薄膜で塗装された状態であっても良い。
【００４０】
また、加熱部材24と耐熱シート41の間の接触熱抵抗を小さく抑えるため、加熱部材24と耐熱シート41の接触面の表面粗さは小さい方が好ましいが、定着ローラ20表面の加熱不足を解消するため、加熱部材24と耐熱シート41の間に熱伝導性が良好な耐熱性グリスを介在させることにより、加熱部材24と耐熱シート41の接触面の表面粗さが多少粗くなっても熱を効率良く定着ローラ20側へ伝えることが可能となる。
【００４１】
また、上記耐熱シート41は、テンションローラ40の長手方向に渡って巻き付けられており、加熱部材24と定着ローラ20の間を介して巻き取りローラ42によって巻き取られる構成になっている。ここで、テンションローラ40および巻き取りローラ42はプリント中は回転せず、よって耐熱シート41は定着ローラ20と摺擦された状態で固定されている。また、加圧部材に用いられているフィルムと違い、摺動回転せず固定された状態で使用するため、テンションローラ40と加熱ニップ部との間で引っ張りのテンション負荷がかけられた状態となるため、引っ張り強度が満足される5μm以上の厚みで形成されていることが望ましい。よって加熱ヒータの熱を効率よく定着ローラに伝達し、強度的に満足するために5μm〜25μm程度の厚みのものがよい。
【００４２】
以上の構成でプリントを行った場合、プリント枚数が多くなってくると微量のオフセットトナーや紙紛が耐熱シートに蓄積される。その様子を図６を用いて説明する。図６は、加熱部材と定着ローラに加圧により形成される加熱ニップ部の拡大図であり、定着ローラ上の微量オフセットトナーは加熱ニップ部上流で堰き止められ、加熱により溶けるため徐々に加熱ニップ下流側へ移動し、加熱ニップ部を過ぎた耐熱シート41上に蓄積される。
【００４３】
本実施例では5000枚程度プリントを行うと図６のようにトナーが蓄積した。そこで本発明により断熱シートは通常は停止しているが、5000枚プリントごとに耐熱シートを10mm程度移動するようにした。移動量はニップ内部にいた耐熱シートがちょうど入れ替わる量を移動させれば良い。これを繰り返すことで10万枚までプリント実験を行って見たがトナー汚れは断熱シートに回収され紙上に汚れとして発生することは一切なかった。
【００４４】
本発明では、耐熱シート41を所定量の記録材を加熱定着毎、あるいはユーザが設定した場合、あるいはトナー消費量に応じて、あるいは記録材が詰まってジャムした後等、上記薄肉の耐熱シート41がオフセットトナー等により汚れた場合に上記耐熱シートを若干量スライドさせることにより加熱部材24と定着ローラ20の加熱ニップ下流側に付着した汚れを移動させる。
【００４５】
図６において移動されたトナー等の汚れT'はもはや定着ローラ20表面に転移することはできないため、定着ニップ部で記録材を汚す等の不具合を防止することができる。耐熱シート41の所定量の移動は、テンションローラ40および巻き取りローラ42の回転によって実施される。
【００４６】
また巻き取りローラはトナー汚れが付着する面が内側になるように巻き取り、シートに付着した汚れがシートから剥離し定着器や画像形成装置内を汚染することが少なくなるようにしている。
【００４７】
また、定着ローラにオフセットしたトナーは、最も上流の加熱体の耐熱シートに全て溜まり、それより回転方向下流にある加熱体には一切たまらなかったので、耐熱シートは最上流にある加熱体にのみ設ければ良いことがわかった。
【００４８】
なお、本発明のように加熱体に耐熱シートを設け定着ローラをクリーニングすることで、オフセットしたトナーは加熱体で熱せられ軟らかくなっているので定着ローラを傷つけることがない。加熱されない単なる清掃部材を定着ローラに接触させると、硬化したトナーにより定着ローラが傷つくことがあるので、その点において優れている。
【００４９】
一方、比較例として加熱体に耐熱シートをはさまなかった場合は、蓄積されたトナーは、そのままプリントを持続するとやがて定着ローラ20表面に戻され、6000枚程度プリント行った時点で、定着ニップ部で記録材へ転移し、黒ポチとなって現れた。
【００５０】
以上に説明した加熱定着装置を用いて、定着ローラ20の外表面が常温25℃から200℃に達するまでの昇温時間の測定、および画像形成装置がプリント信号を受信してから8秒後に定着ニップ部に未定着画像が形成された記録材を導入した時の定着性能を評価した。なお、耐熱シートはポリイミドにより形成し、膜厚は5μm〜40μmまで振って行った。
【００５１】
加熱用ヒータはアルミナの上に幅3mmの通電発熱抵抗層をスクリーン印刷にて形成し、通電発熱抵抗層はむき出し状態である。加熱用ヒータの通電発熱抵抗層へ印加する電力は800Wと固定し、定着ローラの回転速度は200mm／secとした。
【００５２】
結果を以下の表に示す。なお、表中の定着性は〇が良好、△が許容範囲内、×が劣悪を示す。
【００５３】
【表１】
2008281633.tif 000003
【００５４】
上記耐熱シートの膜厚を5μm〜25μmと薄く形成することで、加熱部材から定着ローラへの熱伝達効率を向上さることにより、スタンバイ中に電力を必要とせず、ウェイトタイム、ファーストプリントタイムを削減でき、かつハーフトーン等の画像の定着ムラやガサツキを改善することができ、加熱定着装置の定着性能に問題がないことが確認できた。
【００５５】
以上より、加熱部材を2つ用いて、最も上流に位置する上記プレート形状の加熱部材と定着ローラの間に介在する薄肉の耐熱シートを所定プリント枚数毎にスライドさせ、加熱ニップ間に蓄積されたトナーおよび紙紛汚れを加熱ニップ間から取り除くことにより、加熱ニップ間に蓄積されたトナーが定着ローラを介して紙上に現れることを防止できた。
【００５６】
（第2の実施例）
以下に、本発明の第2の実施例について説明する。本実施例に関する画像形成装置全体の構成は、前記実施例１で示したのと同様であるため説明を省く。
【００５７】
本実施例では、クリーニング用の耐熱シートをエンドレスのベルト状にした点が特徴である。ベルト状にしてベルトに付着したトナーかすを剥ぎ取る部材を設けたことで繰り返し使用できる利点がある。
【００５８】
図５に構成を示す。51がクリーニングベルトで材料は実施例１と同様の耐熱ベルトである。クリーニング耐熱ベルトは最上流の加熱部材１のみに介在し、下流の加熱部材２には耐熱シートが介在しない。
【００５９】
クリーニング耐熱ベルトはローラ50,52に巻かれていて、通常は停止しているが、実施例1と同様の5000枚プリントに1回の頻度で約10mm移動する。54はオフセットしたトナーが加熱部材１によって剥ぎ取られベルト上に溜まっているものである。この汚れトナー54は徐々に移動し、剥ぎ取り用ブレード55によって剥がされクリーニング耐熱ベルトはきれいになって再利用される。これにより本実施例においても、5000枚ごとにベルトの移動を繰り返すことで10万枚までプリント実験を行って見たがトナー汚れは断熱シートに回収され紙上に汚れとして発生することは一切なかった。
【００６０】
また、定着ローラにオフセットしたトナーは、最も上流の加熱体の耐熱シートに全て溜まり、それより回転方向下流にある加熱体には一切たまらなかったので、耐熱シートは最上流にある加熱体にのみ設ければ良いことがわかった。
【００６１】
一方、比較例として加熱体に耐熱シートをはさまなかった場合は、蓄積されたトナーは、そのままプリントを持続するとやがて定着ローラ20表面に戻され、6000枚程度プリント行った時点で、定着ニップ部で記録材へ転移し、黒ポチとなって現れた。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】従来の熱ローラ方式による加熱定着装置の構成を示す模式図
【図２】従来の熱ローラを外部より加熱する方式の定着装置の構成を示す模式図
【図３】従来のフィルム加熱方式による加熱定着装置の構成を示す模式図
【図４】本発明に係る加熱定着装置の構成を示す模式図
【図５】本発明に係る加熱定着装置の構成を示す模式図
【図６】本発明に係る加熱部材の拡大模式図
【符号の説明】
【００６３】
１  定着ローラ
２  加圧ローラ
３  弾性層
４  中空芯金
５  加熱体
６  離型性層
７  弾性層
８  芯金
９  金属パイプ
１０  加熱体
１１  定着部材
１２  加熱ヒータ
１３  温度検知素子
１４  断熱ステイホルダー
１５  定着フィルム
２０  定着ローラ
２１  芯金
２２  弾性層
２３  離型性層
２４  加熱部材
２５  断熱ステイホルダー
２６  加熱ヒータ
２７  温度検知素子
３０  加圧部材
３１  摺動板
３２  断熱ステイホルダー
３３  摺動フィルム
４０  テンションローラ
４１  耐熱シート
４２  巻き取りローラ
Ｐ  記録材
Ｎ  加熱ニップ
Ｍ  定着ニップ
Ｔ  オフセットトナー
【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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