(57)【要約】【課題】定着装置の最大通紙幅の記録材以外に、それより幅の狭い小サイズを含む記録材が混在してプリントされる場合においても、効果的にトナー汚れを除去するクリーニングシーケンスを有する定着装置を提供すること。【解決手段】画像形成終了後の加圧ローラ２０の回転停止時に、加熱ヒータ１１を所定時間オンして定着ニップ部Ｎを加熱する後温調工程、前記後温調後に加熱ヒータ１１を所定時間オフして定着ニップ部Ｎを冷却する後冷却工程、前記後冷却後に加圧ローラ２０を再回転させるステップ送り工程、を順次経て、加圧ローラ２０表面のトナーを対向する定着フィルム１３表面に転移させるクリーニングシーケンスを有し、更に、前記定着ニップ部Ｎの記録材搬送方向と直交する幅方向の最大通紙幅より幅の狭い記録材を使用した場合は、画像形成終了後の加圧ローラ２０の回転停止時に、前記加熱ヒータ１１を所定時間オンせずに定着ニップ部Ｎを冷却する冷却工程を経てから前記後温調工程以降の工程に移ることを特徴とする。【選択図】    図５
2004157242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材上の未定着トナー画像を、加熱体を内包した定着回転体と加圧回転体との圧接により形成される定着ニップ部を通過させることにより定着処理する定着装置において、
画像形成終了後の前記回転体の回転停止時に、前記加熱体を所定時間オンして定着ニップ部を加熱する後温調工程、前記後温調後に前記加熱体を所定時間オフして定着ニップ部を冷却する後冷却工程、前記後冷却後に前記回転体を再回転させるステップ送り工程、を順次経て、前記加圧回転体表面のトナーを対向する前記定着回転体表面に転移させるクリーニングシーケンスを有し、
更に、前記定着ニップ部の記録材搬送方向と直交する幅方向の最大通紙幅より幅の狭い記録材を使用した場合は、画像形成終了後の前記回転体の回転停止時に、前記加熱体を所定時間オンせずに定着ニップ部を冷却する冷却工程を経てから前記後温調工程以降の工程に移ることを特徴とする定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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、記録材（転写材・印字用紙・感光紙・静電記録紙等）に形成担持させた未定着トナー画像を、加熱体を内包した定着回転体と加圧回転体の圧接部である定着ニップ部を通過させることにより固着像として熱定着処理する定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式を採用する画像形成装置においては、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加熱定着させる、いわゆる熱ローラ方式の加熱定着装置が広く用いられている。
【０００３】
また、特にスタンバイ時に加熱定着装置に電力を供給せず、クイックスタート性や省エネルギー性に優れたフィルム加熱方式による加熱定着方法の一例が特開昭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公報等に提案され実用化されている。
【０００４】
すなわちアルミナや窒化アルミ等を基板に用いたセラミックヒータと、加圧ローラとの間に耐熱性の薄肉樹脂フィルム（以下、定着フィルムと記す）を挟んで圧接ニップ部（以下、定着ニップ部と記す）を形成させ、その定着フィルムと加圧ローラとの間に未定着トナー画像を形成担持させた記録材を導入して、定着フィルムと一緒に挟持搬送させる。定着フィルムを介してセラミックヒータの熱エネルギーを記録材に与えるとともに、定着ニップ部での加圧力を受けて未定着トナー画像を定着させるものである。
【０００５】
上記ような熱ローラ方式あるいはフィルム加熱方式の加熱定着装置を用いたプリンタ、複写機等の各種画像形成装置では、未定着トナーと逆極性のバイアスを定着部材側（定着ローラや定着フィルム）に印加したり、或いはトナーと同極性のバイアスを加圧ローラ側に印加する等の方法により、未定着トナー画像が定着ローラあるいは定着フィルムにオフセットするのを防いでいる。
【０００６】
しかしながら、定着ニップ部に挟持された記録材上には加熱定着時において溶けきらないコールドオフセット状態のトナー、溶けすぎたホットオフセット状態のトナー、静電的に定着部材表面にオフセットして残るトナーが存在する。これらのうち記録材とともにニップ外に排出されないトナーは、ニップ通過時に定着部材表面に転移し、さらには紙間等で加圧ローラ表面に転移し蓄積され、加圧ローラ表面汚れや定着部材表面の汚れとなる。
【０００７】
これらのトナー汚れの蓄積を防止するために、定着部材表面や加圧ローラ表層には、トナーの離型性を考慮してＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰといったフッ素樹脂あるいはＬＴＶ、ＲＴＶといったシリコンゴムから成る離型層を設けるのが一般的である。しかしながら、このような離型層の機能のみでは汚れトナーの蓄積を防止することが困難な場合がある。たとえば記録材（紙）の填量に炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）が多量に用いられている場合、紙粉とともに炭酸カルシウムが加圧ローラ表面に付着し、表面の離型性が劣ってトナーが蓄積しやすくなる。また、低温環境下においては、加圧ローラ表面の温度が低下する等の理由により、トナー汚れが蓄積しやすい条件になる。汚れトナーの蓄積量が一定量を超えれば、次に運ばれてくる記録材に汚れとして付着したり、さらには記録材の巻きつき等の問題に発展することもある。
【０００８】
本来、汚れトナーは定着部材側よりも、主に加圧ローラ側に蓄積する。つまり、オフセット等で発生した定着部材表面の汚れトナーは、プリント中に一旦トナーの軟化点以上の温度に加熱されるが、通常プリント中は加圧ローラ表面の温度は定着部材表面の温度より低いため、定着部材表面の汚れトナーは紙間でより表面温度の低い加圧ローラ表面に転移する。加圧ローラの表面温度がトナー軟化点以下の温度に冷えている場合などは特に汚れトナーは表面に固着しやすくなる。一旦汚れトナーが付着すると、表面の離型性はさらに悪化するため、徐々に汚れトナーが蓄積するという悪循環になる。
【０００９】
このような問題に対し、特開平１１−３４４８９４号公報にて、プリントジョブが終了した定着装置の後回転後の停止時に行うクリーニングシーケンスが各種提案されている。
【００１０】
まず、プリントジョブ終了後に加圧ローラの回転を停止したままで、ヒータをトナーの軟化点以上の温度に加熱する。暫く一定の温調を保った後にヒータへの通電をストップし待機する。そしてある一定の時間経過後あるいはヒータの温度検知素子（サーミスタ）がある温度以下になるタイミングで加圧ローラを再回転させ、ニップ内の汚れトナーが定着フィルム側に転移するように制御するものである。図３に上記クリーニングシーケンス動作中の加圧ローラ温度、フィルム表面温度、サーミスタの検出温度について示す。通常のプリント終了時では加圧ローラの温度がフィルム温度より高くなることは無いので、汚れトナーがあっても加圧ローラ側に付着したままである。ところが、プリント終了後に回転を停止したままでヒータをオンし、その後オフすると、熱容量の小さい定着フィルムの表面温度は、ヒータの温度検知素子の温度とほぼ等しく下がるのに対し、加圧ローラは熱容量が大きいために温度が下がりにくい。所定の冷却時間を経過した後はフィルム温度の方が加圧ローラ温度よりも低くなる状態ができる。この状態で定着装置を再駆動しフィルムと加圧ローラのニップ幅に相当する距離以上を移動させれば（ステップ送り）、ニップ内に溶融状態で存在する汚れトナーは加圧ローラ表面の温度の低いフィルム表面側に容易に付着しやすくなる。このフィルム上に転移した汚れトナーは次のプリント時に記録材上に転移し排出される。このときのオフセットトナーは、記録材が数枚から数十枚の間に蓄積したレベルなので、目には見えない程度の微量であり問題になるようなレベルでは無い。このようなステップを「後温調クリーニング」と呼ぶことにする。「後温調クリーニング」を毎プリント後に行えば、加圧ローラ上にトナーが蓄積することなく、常に離型性の良い表面状態を保つことができる。
【００１１】
【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公報
【特許文献５】
特開平１１−３４４８９４号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記に説明した「後温調クリーニング」を行っても、十分なクリーニング効果が発揮されず、汚れトナーが加圧ローラ上に蓄積するケースがある。近年のプリンタや複写機の普及に伴い、従来よりも多種多様な紙種、紙サイズの記録材が用いられるようになった。特に封筒やハガキなどの幅の狭い記録材を用いるユーザーが増えてきている。このような小サイズの記録材が加熱定着装置に通紙された場合、記録材が通過しない非通紙域では、加熱ヒータからの熱を吸収する媒体が存在しないため、加圧ローラおよび定着フィルムが記録材の通紙域よりも異常昇温する（以後、非通紙部昇温と呼ぶ）。小サイズ記録材の通紙後の非通紙部昇温した状態で「後温調クリーニング」を行うと、回転を停止して加熱ヒータをオンする際に、非通紙部の昇温がさらにヒートアップし、非通紙部では加圧ローラ、定着フィルムの表面温度が高温の状態にあるので、所定の冷却時間後に再駆動を行っても、加圧ローラに蓄積した汚れトナーをフィルム側に上手く転移させることができない。
【００１３】
ここで断っておくが、小サイズ記録材のみを通紙していれば、非通紙域に汚れトナーが付着することは無いが、幅の広い普通紙とこれよりも幅の狭い封筒等の小サイズ紙との不規則な交互通紙や、普通紙を連続でプリントした後に小サイズ紙が続くような場合を考慮し、非通紙域にも汚れトナーが存在する場合を想定している。したがって、普通紙を連続プリントした後の小サイズ紙のプリント枚数が多い場合、非通紙部のトナー汚れは除去されにくく加圧ローラ上に蓄積し、その蓄積が増えた際には後にプリントされる普通紙の端部を汚してしまう問題に繋がる。
【００１４】
そこで本発明に係る目的は、定着装置の最大通紙幅の記録材以外に、それより幅の狭い小サイズを含む記録材が混在してプリントされる場合においても、効果的にトナー汚れを除去するクリーニングシーケンスを有する定着装置を提供することである。
【００１５】
【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、記録材上の未定着トナー画像を、加熱体を内包した定着回転体と加圧回転体との圧接により形成される定着ニップ部を通過させることにより定着処理する定着装置において、画像形成終了後の前記回転体の回転停止時に、前記加熱体を所定時間オンして定着ニップ部を加熱する後温調工程、前記後温調後に前記加熱体を所定時間オフして定着ニップ部を冷却する後冷却工程、前記後冷却後に前記回転体を再回転させるステップ送り工程、を順次経て、前記加圧回転体表面のトナーを対向する前記定着回転体表面に転移させるクリーニングシーケンスを有し、更に、前記定着ニップ部の記録材搬送方向と直交する幅方向の最大通紙幅より幅の狭い記録材を使用した場合は、画像形成終了後の前記回転体の回転停止時に、前記加熱体を所定時間オンせずに定着ニップ部を冷却する冷却工程を経てから前記後温調工程以降の工程に移ることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、特に特定的な記載がない限りは、本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。
【００１７】
〔第１実施形態〕
｛画像形成装置例｝
図１は本実施形態における画像形成装置の一例を示す概略構成図である。図１において、１は感光体ドラムであり、ＯＰＣ、アモルファスＳｅ、アモルファスＳｉ等の感光材料がアルミニウムやニッケルなどのシリンダ状の基盤上に形成されている。感光体ドラム１は矢印の方向に回転駆動され、その表面は帯電装置としての帯電ローラ２によって一様帯電される。
【００１８】
次に、レーザースキャナ３によって画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザービームＬによる走査露光が施され、静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置４でトナー像として現像、可視化される。現像方法としては、ジャンピング現像法、２成分現像法、ＦＥＥＤ現像法などが用いられ、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が多い。
【００１９】
可視化されたトナー像は、転写装置としての転写ローラ５により、所定のタイミングで搬送された記録材Ｐ上に感光体ドラム１上より転写される。ここで感光体ドラム１上のトナー像の画像形成位置と記録材の先端の書き出し位置が合致するようにトップセンサ８にて記録材の先端を検知し、タイミングを合わせている。所定のタイミングで搬送された記録材Ｐは感光体ドラム１と転写ローラ５に一定の加圧力で挟持搬送される。このトナー像が転写された記録材Ｐは加熱定着装置６へと搬送され、永久画像として定着される。
【００２０】
一方、感光体ドラム１上に残存する転写残りの残留トナーは、クリーニング装置７により感光体ドラム１表面より除去される。また、９は定着装置６内に設けられた排出センサであり、記録材がトップセンサ８と排出センサ９の間でジャム（紙詰まり）などを起こした際に、それを検知するためのセンサである。
【００２１】
｛加熱定着装置６｝
図２は、加熱定着装置６の横断面を示す概略構成模式図である。この加熱定着装置６は基本的には互いに圧接してニップ部Ｎを形成する定着部材（アセンブリ）１０と加圧部材２０よりなるフィルム加熱方式の加熱定着装置である。
【００２２】
《定着部材１０》
図２の断面図において、定着回転体としての定着部材１０は、主に加熱ヒータ１１、そのヒータ１１を保持する断熱ステイホルダー１２、定着フィルム１３から構成される。
【００２３】
加熱体としての加熱ヒータ１１は、定着フィルム１３の内面に接触することによりニップ部Ｎの加熱を行う。アルミナや窒化アルミ等の高絶縁性セラミックス基板１１ａの表面に、長手方向に沿ってＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ２、Ｔａ２Ｎ等の通電発熱抵抗層１１ｂが、厚み約１０［μｍ］、幅約１〜５［ｍｍ］程度でスクリーン印刷等により塗工してある。
【００２４】
あるいは、金属製基板上に絶縁層、通電発熱抵抗層を順次積層して形成されていても良い。
【００２５】
セラミックス基板１１ａの背面には通電発熱抵抗層１１ｂの発熱に応じて昇温したセラミックス基板１１ａの温度を検知するためのサーミスタ等の温度検知素子１４が配設されている。配置場所としては、図２のヒータ断面方向および不図示のヒータ長手方向ともに中央付近が適当である。この温度検知素子１４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１１ｂ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、定着ニップ内での温調温度を一定に保ち、記録材上のトナー像を定着するのに必要な加熱を行う。また、加熱ヒータ１１が定着フィルム１３と接する面には、フィルムが滑らかに回転可能なように薄層のガラスコートや、ポリイミド、ポリアミドイミド等の潤滑性樹脂層などの保護層を設けている。
【００２６】
断熱ステイホルダー１２は加熱用ヒータ１１を保持し、ニップ部Ｎ側とは反対方向への放熱を防ぐとともに、定着フィルム１３の回転を案内する。剛性、耐熱性、断熱性、耐磨耗性等に優れた、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の樹脂材料により形成されている。
【００２７】
定着フィルム１３は、クイックスタートを可能にするために総厚２００［μｍ］以下の厚みの耐熱性フィルムである。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等の純金属あるいは合金を基層として形成されている。樹脂製の基層の場合は熱伝導性を向上させるために、ＢＮ、アルミナ、Ａｌ等の高熱伝導性粉末を混入してあっても良い。また、長寿命の加熱定着装置を構成するために充分な強度を持ち、耐久性に優れた定着フィルム１３として、総厚２０［μｍ］以上の厚みが必要である。よって定着フィルム１３の総厚としては２０［μｍ］以上２００［μｍ］以下が最適である。さらにオフセット防止や記録材の分離性を確保するために表層には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）、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）等のフッ素樹脂、シリコン樹脂等の離型性の良好な耐熱樹脂を混合ないし単独で被覆して離型性層を形成してある。被覆の方法としては、定着フィルム１３の外面をエッチング処理した後に離型性層をディッピングするか、粉体スプレー等の塗布であってもよい。あるいは、チューブ状に形成された樹脂を定着フィルム１３の表面に被せる方式であっても良い。または、定着フィルム１３の外面をブラスト処理した後に、接着剤であるプライマ層を塗布し、離型性層を被覆する方法であっても良い。
【００２８】
《加圧部材２０》
加圧回転体としての加圧部材２０は、ＳＵＳ、ＳＵＭ、Ａｌ等の金属製芯金２１の外側にシリコンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴムあるいはシリコンゴムを発泡して形成された弾性層２２からなる弾性ローラである。この上にＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型層２３を形成してあってもよい。
【００２９】
｛加熱定着装置６の駆動方法｝
定着部材１０は長手方向両端部に設けた不図示の加圧手段により、加圧部材２０の弾性に抗して押圧され、所定の定着ニップ部Ｎを形成する。定着ニップ部Ｎでは、加圧力により定着フィルム１３が加熱ヒータ１１と加圧部材２０の間に挟まれることで撓み、加熱ヒータ１１の加熱面に密着した状態になる。
【００３０】
加圧部材２０である加圧ローラは芯金２１の端部に設けられた駆動ギアにより、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構成するＣＰＵからの指令に従い不図示のモータより伝達される。モータとして例えばステッピングモータ等を使用すれば加圧ローラ２０の回転を矢印の方向に連続的に行うことができる他、所定の角度ずつ断続的に回転をオンオフすることも可能である。前述した従来例の中で、クリーニングシーケンス時の後温調の際、加圧ローラをステップ駆動する時は、このようにモータの駆動をオンオフすることにより、ローラの回転量を調節している。
【００３１】
この加圧ローラ２０の回転に伴って、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。定着フィルム１３と加熱ヒータ１１の間には、フッ素系やシリコン系の耐熱性グリス等の潤滑剤を介在させることにより摩擦抵抗を低く抑え、滑らかに定着フィルム１３が回転可能となる。記録材Ｐはローラ等の供給手段によって適宜供給され、耐熱性の定着入口ガイド２４に沿って定着ニップ部Ｎ内に搬送される。その後定着ニップ部Ｎより排出された記録材Ｐは耐熱性の定着排出ガイドに案内されて排出トレイ上に排出される。
【００３２】
｛本実施形態のクリーニングシーケンス｝
以下に上述した加熱定着装置６の構成において、記録材としての、普通サイズの紙（ＬＴＲ・Ａ４サイズなど）の他に、これよりも幅（記録材搬送方向と直交する幅方向の長さ）の狭い小サイズ紙（封筒、ハガキなど）を含むプリントが行われる際のクリーニングシーケンスについて説明を行う。
【００３３】
普通サイズの紙（ＬＴＲ・Ａ４サイズ）のみがプリントされる場合、定着ニップ部Ｎ内温度の長手方向（記録材搬送方向と直交する幅方向）に渡る分布はほぼ均一であるので、このようなケースでは図３のグラフに代表されるシーケンスによってクリーニングを行えば、加圧ローラ２０にトナー汚れが蓄積しない。より具体的にはプリント終了後、モータの回転が停止すると同時に、ヒータを２００℃まで加熱する。２００℃での温調を所定時間である５秒間保持し（後温調工程）、その後ヒータを所定時間である５秒間オフ（後冷却工程）した後に、加圧ローラ２０の回転量がニップ幅相当になるようにモータをステップ送り（ステップ送り工程）する。２００℃に加熱する後温調工程で、加圧ローラ２０上に蓄積した微量のトナー汚れは一旦軟化点以上に溶融される。その後５秒間のヒータオフの後冷却工程で、ちょうど定着フィルム１３の温度はトナーの軟化点（１２０℃）以下の温度でかつ加圧ローラ２０の温度より低くなる状態まで下がる。このタイミングで加圧ローラ２０をステップ送りすれば、加圧ローラ２０上の汚れトナーは定着フィルム１３表面に転移する。
【００３４】
ところが、幅の狭い小サイズ紙が定着ニップ部Ｎを通過する場合、長手方向で記録材Ｐが通過しない部分、すなわち非通紙域が昇温する。この非通紙部昇温は小サイズ紙の通紙枚数が多ければ多いほど昇温量が高い。非通紙部昇温状態で、普通サイズ紙と同様のクリーニングシーケンスを行った場合の、加圧ローラ２０および定着フィルム１３表面の非通紙部の温度を図４に示す。図４より明らかなように、プリント終了後の後温調（２００℃、５秒保持）において、非通紙部昇温はさらに加速される。この状態で５秒間後冷却しステップ送りしたとしても、加圧ローラ２０および定着フィルム１３表面の非通紙部の温度はトナーの軟化点よりもかなり高い温度であるため、フィルム側に転移する汚れトナーは少ない。したがって、この次に普通サイズ紙がプリントされても、前述のように昇温した非通紙部では効果的にクリーニングが行われず、トナー汚れの蓄積が生じてしまう。
【００３５】
そこで、このような条件でも効果的にクリーニングを行う方法として、以下に述べるようなシーケンスを実行すれば良い。プリントジョブが終了してモータの後回転が停止してから、加熱ヒータ１１を所定の冷却時間だけオフして定着ニップ部Ｎを冷却する冷却工程を経てから、前述の後温調工程以降の工程に移るようにすれば良い。（実施態様１対応）
ここで、プリントジョブが終了してモータの後回転が停止してから後温調のために加熱ヒータ１１をオンするまでの冷却時間をΔＴとする。通常、普通サイズの記録材の場合は非通紙部昇温がほとんど無いので、図３に示すように、プリントジョブが終了してモータの後回転が停止してからΔＴ＝０でヒータの後温調を行う。これに対し、小サイズ紙が通紙された後に非通紙部昇温が緩和するまでα秒の時間が必要であるとすると、ΔＴ＝αの時間だけスタンバイし冷却させてからヒータの再加熱（後温調）を行えば良い。図５にその時の温度プロファイルを示す。ここでは点線で示される曲線が非通紙部のフィルム表面および加圧ローラ表面の温度を表す（実線は通紙部の温度）。このプロファイルに従えば、後温調後５秒の冷却時間を経たタイミングでフィルム表面の温度はトナーの軟化点以下（図５中の１２０°以下）に下がっており、ここでステップ駆動すれば定着ニップ部内の汚れトナーはフィルム側に転移することが可能である。具体的な非通紙部の昇温緩和に要する冷却時間αの決定方法は、実験的に求められた時間を採用すればよく、より詳しくは３０秒から３分の時間が適当である。
【００３６】
しかしながら、本クリーニングシーケンスを実行する際、クリーニング動作が完了するまでに次のプリント信号が入った場合は、ユーザーを待たせる訳にはいかないので、クリーニング動作をキャンセルして次のプリント動作に入る。したがって、上記の冷却時間αを長く設定すると、ユーザーが頻繁にプリントするような場合は、クリーニング動作が頻度よく行えないので、十分に汚れトナーを除去できない。従って、昇温緩和に要する時間αは不必要に長く設定しない方が好ましい。
【００３７】
｛従来例との比較｝
上記のクリーニングシーケンスの効果を以下のように比較した。プリント条件としては、Ｃｏｍ１０サイズの封筒を４枚連続で通紙して充分に非通紙部昇温が成された後に、４分間のインターバルを置いて、ＬＴＲサイズの普通紙を４枚連続で通紙する、間欠プリントモードで行った。ＬＴＲサイズ紙とＣｏｍ１０サイズ封筒の間はインターバルを取らずに連続でプリントする。したがって、クリーニングシーケンスは、Ｃｏｍ１０封筒の４枚目が通紙された後に実行されることになる。
【００３８】
以下のクリーニングシーケンス（▲１▼，▲２▼，▲３▼）をＣｏｍ１０封筒の通紙後に実行されるように設定し、普通紙とＣｏｍ１０封筒の交互プリントを５０００枚まで行った際の加圧ローラに蓄積するトナー汚れの量と、普通紙に付着する汚れトナーのレベルについて比較を行った。結果を下記表１に示す。なお表中に示す枚数は、Ｃｏｍ１０封筒と普通紙のトータルの通紙枚数を示す。また表中の、▲１▼は回転停止後にまったくクリーニングを行わないもの、▲２▼は従来例のシーケンスとして、回転停止後直ちに２００℃で５秒間の後温調を行い、後冷却時間を５秒間取ってステップ送りするもの、▲３▼は本実施形態のシーケンスとして、回転停止後に２分間の非通紙部昇温を緩和させる冷却時間αを取り、その後同じく２００℃で５秒間の後温調を行い、５秒の後冷却の後ステップ送りをするもの、である。
【００３９】
【表１】
2004157242.tif 000003
【００４０】
表１より明らかなように、▲３▼の本実施形態のクリーニングシーケンスに代表するように、クリーニング動作に入る前に、非通紙部昇温を緩和させる冷却時間αを置いた方が効果的であることがわかる。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態によれば、装置の最大通紙幅よりも幅の狭い記録材を用いた場合でも、例えば普通サイズ紙のほかに封筒等の小サイズ紙を含んだプリントジョブを行う場合でも、小サイズ紙のプリント終了後に限っては、後回転停止後に３０秒〜３分程度の冷却時間αを経て非通紙部昇温を緩和させてクリーニング動作を行うことで、加圧ローラ２０上のトナーを効果的に定着フィルム１３上に移動させることが可能となり、トナーが加圧ローラ２０上に蓄積するのを防止することが可能となる。
【００４２】
また、定着回転体に可撓性のあるエンドレスベルト（定着フィルム１３）を用いることにより、加圧ローラ２０に対して熱容量を低く保つことができるので、後温調後の冷却時間中に定着回転体の方がより温度が下がりやすくできるので、より効果的なクリーニング効果を発揮することができる。（実施態様５対応）
〔第２実施形態〕
本実施形態の画像形成装置および加熱定着装置の構成を示す概略図は、前述した第１実施形態とほぼ同様であるため、ここでは詳しい説明は省略する。
【００４３】
｛本実施形態のクリーニングシーケンス｝
前述した第１実施形態では、封筒等の小サイズ紙の通紙後に限って回転停止後に非通紙部昇温を緩和させる冷却時間をとり（冷却工程）、その後、後温調工程以降のクリーニング動作を行った。しかしながら、小サイズ紙の通紙枚数はユーザーによって異なる。例えば加熱定着装置が室温に冷えた状態から、２００℃の温調で封筒を１枚通紙した際の非通紙部昇温は、定着ニップ部内の加圧ローラ温度でおよそ１２０℃くらいであるのに対し、同じ条件で封筒を１０枚連続で通紙した後は１５０℃くらいまで昇温する。このように昇温量が異なる条件に対し回転停止後の冷却時間を同じ時間に設定すると、ヒータ１１を後温調する直前の定着フィルム１３の表面温度や加圧ローラ２０の温度も異なる。封筒の通紙枚数が少ない時は定着装置全体が冷却しすぎたり、逆に通紙枚数が多いときに昇温を緩和する時間が十分でなかったりと、どのような条件に対しても最適であるとは言えない。
【００４４】
そこで、本実施形態では、このように非通紙部の昇温量が通紙枚数に応じて異なる場合でも、最適なクリーニング効果を発揮するために、封筒の通紙枚数に応じた昇温量を予め実験的に把握しておき、その昇温量に応じて冷却時間αを変化させるシーケンスとした。より具体的には、下記表２に示すように、加熱定着装置が室温に冷えた状態からの封筒通紙枚数により、非通紙部昇温量を４段階（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に分け、それぞれのゾーンに応じた冷却時間を設けた。（実施態様２対応）
【００４５】
【表２】
2004157242.tif 000004
【００４６】
ここで、封筒通紙前に加熱定着装置が温まっているような場合、冷えた状態よりは非通紙部昇温しやすくなる為、通紙前のヒータ１１の温度検知素子１４の検出温度が８０℃以上１３０℃以下の場合はゾーンを一つ繰り上げ、冷却時間を表２に対して３０秒延長する。また１３０℃以上の場合は、ゾーンを二つ繰り上げ、冷却時間を１分延長する。というように制御すれば、加熱定着装置の温まり具合に寄らず、最適な冷却時間を選択することが可能となる。
【００４７】
｛本実施形態の効果｝
普通紙（ＬＴＲサイズ紙）４枚の連続プリント毎に通紙する封筒枚数を、５枚→１０枚→１５枚→２５枚→５枚→１０枚・・・と循環して変化させた場合において、▲１▼第１実施形態のように封筒通紙後は常に２分の冷却時間を置くシーケンスを採用した場合と、▲２▼上記表２に従って、冷却時間を変化させた場合について、クリーニング効果を比較してみたところ、総プリント枚数が１００００枚目において、第１実施形態のシーケンスでは加圧ローラ表面にほんの少しトナー汚れの蓄積が確認できたが、第２実施形態のシーケンスに従った方は１００００枚においても加圧ローラ上にトナー汚れが発生せず良好であった。
【００４８】
以上に説明したように、本実施形態によれば、小サイズ紙の通紙枚数に応じて、回転停止後の冷却時間（冷却工程の冷却時間）を変化させることにより、通紙枚数が少ない際の余分な冷却時間を無くすことができ、また通紙枚数が多いときは非通紙部昇温を確実に緩和させることができるので、より最適なクリーニング効果を発揮することが可能と言える。
【００４９】
〔第３実施形態〕
本実施形態の画像形成装置および加熱定着装置の構成を示す概略図は、前述した第１実施形態とほぼ同様であるため、ここでは詳しい説明は省略する。
【００５０】
｛本実施形態の構成｝
本実施形態では、通紙可能な全てのサイズの記録材が通過する通紙域（ヒータ中央）に配置された温度検知素子１４の他に、更に、幅の狭い記録材が通過しない非通紙域に温度検知素子１５を設け、幅の狭い記録材の画像形成ジョブ終了時の、通紙域と非通紙域の温度検知素子１４，１５の検知する温度差に応じて、前記冷却工程の冷却時間を変化させるようにしている。（実施態様３対応）
すなわち、加熱ヒータ１１に非通紙部昇温を検知する為にサーミスタ等の温度検知素子１５を設け、小サイズ紙プリント後の非通紙部の検知温度に応じて、後回転停止後の冷却時間を決定する。図６に加熱ヒータ１１と非通紙部の温度検知素子１５の長手方向の位置関係を示す。小サイズ紙には、Ｃｏｍ１０サイズ等の封筒の他、Ｂ５やＥＸＥサイズ等、封筒より幅の広い記録材も存在する。従って、非通紙部の温度検知素子１５は、図６のように複数設置させることも可能である。以下の説明においては、Ｃｏｍ１０サイズ封筒の外側に一つの温度検知素子を有する形態について述べる。
【００５１】
｛本実施形態のクリーニングシーケンス｝
前述した第１実施形態や第２実施形態では、小サイズ紙プリント後の非通紙部昇温量は、通紙枚数によって実験的に予め把握した昇温量を予測し、停止後の冷却時間を決定していた。しかしながら、昇温量は用いる記録材の表面性や厚みにも依存し、予測した昇温量は実際とは異なる場合も少なくない。本実施形態では使用する記録材の種類が異なっても正確に昇温量が検知できるので、より精度良くクリーニングを行うことが可能である。
【００５２】
具体的には、小サイズ紙のプリントジョブ終了後の後回転停止後から非通紙部の温度検知素子１５の温度をモニターする。この検知温度がヒータ１１の中央部（通紙部）に設置したヒータ温度制御用の温度検知素子１４の温度と等しくなったタイミングに、ヒータ１１の後温調を行い後冷却を経て加圧ローラ２０のステップ送りを行う。（実施態様４対応）
これにより、記録材の厚みや表面性が異なっても、非通紙部の昇温量を正確に検知できるので、定着ニップ部内の汚れトナーを効果的に定着フィルム表面に付着させることが出来る。
【００５３】
｛本実施形態の効果｝
以下に、普通紙（ＬＴＲサイズ紙）４枚の通紙と、Ｃｏｍ１０サイズ封筒１０枚の交互通紙を連続的に行う耐久試験において、用いる封筒の厚みが薄い封筒の場合と、厚い封筒の場合を設定し、実施するクリーニングシーケンスとして、第２実施形態のシーケンスに従って１０枚の封筒通紙後は一律２分の冷却時間を経てクリーニングモードを実行する場合、本実施形態のシーケンスに従って非通紙部の温度検知素子１５の検知温度が中央部の温度検知素子１４の検知温度と等しくなるまで冷却時間をおいてクリーニングモードを実行した場合、について、総プリント枚数が２００００枚後の加圧ローラ上の汚れを比較した。結果を下記表３に示す。なお、下記表３において、加圧ローラ表面に少しのトナー汚れが認められる場合は△、全く汚れが確認できない場合は○と記した。
【００５４】
【表３】
2004157242.tif 000005
【００５５】
表３より明らかなように、本実施形態のシーケンスでクリーニングを行った方が、クリーニング効果が高いことが分かる。すなわち、同じ枚数の封筒をプリントしても、封筒の厚みが分厚い方が非通紙部の昇温量は大きくなる。したがって第２実施形態のシーケンスに従うと、昇温が十分に緩和されないうちにクリーニングモードが実行されるので、クリーニング効果が小さい。一方、本実施形態のシーケンスに従えば、昇温した非通紙部の冷却が確実に済んでからクリーニングを行うので、効果的に汚れトナーを除去することができる。
【００５６】
以上に説明したように、本実施形態によれば、非通紙部昇温を検知する為の温度検知素子１５の出力に応じて、後温調工程以降のクリーニングシーケンス実行までのタイミングを決定することで、様々な記録材に対してもより効果的なクリーニングを行うことが可能となる。
【００５７】
〔他の実施形態〕
前述した実施形態では、モノクロ画像形成が可能な画像形成装置を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、カラー画像形成が可能な画像形成装置であっても良く、該画像形成装置における定着装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。
【００５８】
また前述した実施形態では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置や、記録材担持体を使用し、該記録材担持体に担持された記録材に各色のトナー像を順次重ねて転写する画像形成装置や、中間転写体を使用し、該中間転写体に各色のトナー像を順次重ねて転写し、該中間転写体に担持されたトナー像を記録材に一括して転写する画像形成装置であっても良く、該画像形成装置における定着装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。
【００５９】
なお、本発明の様々な実施形態を示し説明したが、本発明の趣旨と範囲は本明細書内の特定の説明と図に限定されるものではない。以下、本発明の実施態様の例を列挙する。
【００６０】
〔実施態様１〕
記録材上の未定着トナー画像を、加熱体を内包した定着回転体と加圧回転体との圧接により形成される定着ニップ部を通過させることにより定着処理する定着装置において、画像形成終了後の前記回転体の回転停止時に、前記加熱体を所定時間オンして定着ニップ部を加熱する後温調工程、前記後温調後に前記加熱体を所定時間オフして定着ニップ部を冷却する後冷却工程、前記後冷却後に前記回転体を再回転させるステップ送り工程、を順次経て、前記加圧回転体表面のトナーを対向する前記定着回転体表面に転移させるクリーニングシーケンスを有し、更に、前記定着ニップ部の記録材搬送方向と直交する幅方向の最大通紙幅より幅の狭い記録材を使用した場合は、画像形成終了後の前記回転体の回転停止時に、前記加熱体を所定時間オンせずに定着ニップ部を冷却する冷却工程を経てから前記後温調工程以降の工程に移ることを特徴とする定着装置。
【００６１】
〔実施態様２〕
前記冷却工程時の冷却時間は、最大通紙幅より幅の狭い記録材の、１回の画像形成ジョブ内における連続通紙枚数に応じて、変化させることを特徴とする実施態様１に記載の定着装置。
【００６２】
〔実施態様３〕
前記加熱体は、通紙可能な全てのサイズの記録材が通過する通紙域と、幅の狭い記録材が通過しない非通紙域に設置した温度検知素子を有し、幅の狭い記録材の画像形成ジョブ終了時の、通紙域と非通紙域の温度検知素子の検知する温度差に応じて、前記冷却工程時の冷却時間を変化させることを特徴とする実施態様１に記載の定着装置。
【００６３】
〔実施態様４〕
前記冷却工程時の冷却時間は、非通紙域の検知温度と通紙域の検知温度が等しくなるまで延長させることを特徴とする実施態様３に記載の定着装置。
【００６４】
〔実施態様５〕
前記定着回転体は、可撓性のエンドレスベルトからなり、かつ定着ニップ部において記録材の未定着トナー像面と接触するように配置されていることを特徴とする実施態様１乃至４の何れか１つに記載の定着装置。
【００６５】
〔実施態様６〕
像担持体上にトナー像を形成し、該トナー像を記録材に転写する画像形成部と、実施態様１乃至５の何れか１つに記載の定着装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、最大通紙幅よりも幅の狭い記録材を用いた場合でも、画像形成終了直後の非通紙部昇温を緩和させてからクリーニングを行うので、非通紙部に蓄積している加圧回転体上のトナー汚れも、効果的に定着回転体上に転移させることができ、トナー汚れの蓄積を防止することが可能となり、より効果的なクリーニングを行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の概略構成図
【図２】加熱定着装置の概略構成図
【図３】従来例におけるクリーニングシーケンスの温度プロファイルを示す図
【図４】従来例におけるクリーニングシーケンスを実行した際の非通紙部の温度プロファイルを示す図
【図５】第１実施形態におけるクリーニングシーケンスの温度プロファイルを示す図
【図６】第３実施形態における非通紙部の温度検知素子の位置関係を表す概略構成図
【符号の説明】
Ｌ        …レーザービーム
Ｎ        …ニップ部
Ｐ        …記録材
１        …感光体ドラム
２        …帯電ローラ
３        …レーザースキャナ
４        …現像装置
５        …転写ローラ
６        …加熱定着装置
７        …クリーニング装置
８        …トップセンサ
９        …排出センサ
１０    …定着部材
１１    …加熱ヒータ
１１ａ  …セラミックス基板
１１ｂ  …通電発熱抵抗層
１２    …断熱ステイホルダー
１３    …定着フィルム
１４    …温度検知素子
１５    …温度検知素子
２０    …加圧部材（加圧ローラ）
２１    …芯金
２２    …弾性層
２３    …離型層
２４    …定着入口ガイド
【図１】
2004157242.tif 000006
【図２】
2004157242.tif 000007
【図３】
2004157242.tif 000008
【図４】
2004157242.tif 000009
【図５】
2004157242.tif 000010
【図６】
2004157242.tif 000011