(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材に未定着トナー画像を形成する画像形成部と、
筒状の定着フィルムと、前記定着フィルムの内面に接触するヒータと、前記定着フィルムを介して前記ヒータと共に定着ニップ部を形成する加圧ローラと、を有し、前記定着ニップ部で記録材を挟持搬送しつつ加熱して未定着トナー画像を記録材に加熱定着する定着部と、
を有し、プリント信号が入力した後に前記ヒータへの通電と前記定着フィルム及び前記加圧ローラの回転とを開始する装置であり、且つ、定着処理した記録材が前記定着ニップ部を通過してプリント終了した後、前記定着フィルム及び前記加圧ローラの回転を停止させた回転停止状態で前記定着ニップ部がトナーの軟化点以上の温度となるように前記ヒータへ通電して加熱し、更に、前記ヒータへの通電を停止して前記プリント信号を待つスタンバイ状態に入り前記定着ニップ部の温度を低下させることにより、前記回転停止状態で加熱した時に前記定着ニップ部を形成していた領域内のオフセットトナーを前記定着フィルムに保持させる制御を行う画像形成装置において、
前記プリント信号が入力し前記ヒータへの通電を開始した時点から、前記ヒータが定着処理時の目標温度である第一目標温度に到達し未定着トナー画像を担持する記録材の定着処理を前記定着ニップ部で開始するまでの期間に、前記ヒータを前記第一目標温度より低い第二目標温度に保つ制御を行う第二目標温度制御期間が設けてあり、
前回のプリント終了後に前記定着フィルムに保持させた前記オフセットトナーの濃度に対する、前記第二目標温度制御期間終了時点で前記定着フィルムの表面に残存する前記オフセットトナーの濃度の比率が７０％以上となり、且つ前回のプリント終了後に前記定着フィルムに保持させた前記オフセットトナーの濃度に対する、前記ヒータが前記第一目標温度に到達した時点で前記定着フィルムの表面に残存する前記オフセットトナーの濃度の比率が２０％以上となるように、前記第二目標温度が設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱定着方式による定着装置（定着器）を用いる画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置における定着装置としては、熱ローラ方式やオンデマンド（Ｏｎ  Ｄｅｍａｎｄ）方式のものが知られている。
【０００３】
熱ローラ方式の定着装置は、加熱装置を有する一対のローラ（定着ローラと加圧ローラ）を加圧当接させ、その当接部である定着ニップ部（定着部）内に紙等の記録材たるシートを通過させることによって、シート上のトナーを溶融させて定着させるものである。
【０００４】
上述した一対のローラのうち、シート表面（トナーを担持した側を言う）に接触する定着ローラは、その表面が離型性の良い材料で構成された円筒状のローラであり、内側に配置された加熱装置としてのハロゲンヒータによってトナーを加熱する。一方、シート裏面に接触する加圧ローラは、芯金上に弾性層を設けて構成され、トナー層に適度な加圧を行う。
【０００５】
ここで、シート上のトナーは、その全てが加熱溶融してシート表面に定着されるのが理想的であるが、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、静電的に定着ローラにオフセットしたトナー（以下「汚れトナー」と言う）等が存在すると、これらの「汚れトナー」は定着ローラと加圧ローラのうち離型性の悪い方のローラ表面に付着してしまう。
【０００６】
加圧ローラに比べ定着ローラの離型性が低い場合、定着ローラに「汚れトナー」が付着する。
【０００７】
しかし、定着ローラは、画像形成中は常にトナー溶融温度に加熱されている。従って、「汚れトナー」は溶融した状態となっており、次のシートが来た時にその表面のトナーと混ざってシートに移動するため、定着ローラが継続的に汚れているという状態は存在しにくい。しかし、場合によっては「汚れトナー」が定着ローラ表面に存在することがあり、そのような場合は画像を汚してしまう可能性がある。
【０００８】
一方、定着ローラに比べ加圧ローラの離型性が低い場合には、一旦定着ローラにオフセットした「汚れトナー」は加圧ローラに移る。加圧ローラは定着ローラと比べて温度が低く、移動した「汚れトナー」は加圧ローラ上では必ずしも完全に溶融した状態では存在しない。
【０００９】
また、加圧ローラにはシート表面のトナー像は接触しないため、「汚れトナー」がトナー像に持っていかれることが無く、一旦汚れると蓄積されていくといった欠点があった。
【００１０】
そして、加圧ローラ上にトナー汚れが蓄積されると、加圧ローラの離型性が低下するため、シート（特にシートがＯＨＴフィルムの場合）が加圧ローラに巻き付く、あるいは蓄積された「汚れトナー」がシート裏面に吐き出され、汚れてしまうという問題があった。
【００１１】
次に、オンデマンド方式の定着装置であるが、これは上述の熱ローラ方式のものと比べ、クイックスタート、省電力を可能にしたものである。オンデマンド方式ではセラミック等のヒータとポリイミド等の薄いフィルムを用いて、定着装置の熱容量を小さくすることにより、クイックスタート、省電力を可能にしている（特開昭６３−３１３１８２号公報、特開平２−１５７８７８号公報、特開平４−４４０７５〜４４０８３号公報、特開平４−２０４９８０〜２０４９８４号公報等）。
【００１２】
このようなオンデマンド方式の定着装置では熱容量が小さくて温度応答性が良いため、定着装置を予熱する必要がなく、きめ細かな温度制御が可能であり、通紙時以外は定着装置への通電をオフすることができるようになった。
【００１３】
しかしながら、オンデマンド方式の定着装置において、上述のような温度制御を行うと、加圧ローラは通紙時以外では加熱されないため、熱ローラ方式に比べ温度が上昇しにくい。加圧ローラの温度は最大でも１２０℃程度しか昇温しない。
【００１４】
このため、定着フィルムにオフセットして加圧ローラに転移した「汚れトナー」は、加圧ローラ上では溶融せずに、加圧ローラ上でほとんど固着した状態で存在し易くなる。
【００１５】
また、ＣａＣＯ3をフィラーとして用いる記録材を通紙した場合、ＣａＣＯ3とオフセットしたトナーが付着し混練された状態になってしまいトナーの粘度が低下する。従って加圧ローラの表面からトナーが剥がれにくくなり、加圧ローラ汚れが悪化するという問題があった。
【００１６】
このような問題を改善させるべく、プリント動作終了後の定着装置の駆動停止後に定着装置の加熱体を加熱し、定着ニップ部をトナーの軟化点温度以上にさせる（以下、「後加熱制御」という）画像形成装置が提案され実用化されている（特開平２０００−１２２４６３号公報）。
【００１７】
これは、プリント動作終了後の駆動停止状態において、加熱体を加熱することによって、加圧ローラに固着堆積したトナーを定着ニップ部内部で溶融した状態にさせ、次のプリントの駆動時に定着ローラまたは定着フィルム側にトナーを転移させるというものである。
【００１８】
そしてシートが定着ニップ部を通過すると、定着ローラまたは定着フィルムに付着したトナーはシート表面に定着し、シートとともに排出される。
【００１９】
この時のオフセットトナーはシートが数枚から数十枚で通紙されたレベルなので目には見えない程度の微量のトナー量であり、シートに排出されたトナーも当然目には見えないレベルである。
【００２０】
前記提案によれば加圧ローラの外周面のうち、プリント終了後に定着ニップ部に停止する部分は、加圧ローラの停止毎に毎回異なるため、プリントを繰り返すことで加圧ローラの外周面の全周にわたって汚れを吐き出すことができる。これにより加圧ローラにトナー等の汚れが蓄積することを防止することが可能になっていた。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、後加熱制御を行い、定着ローラまたは定着フィルム側にトナーを転移させても、画像形成装置によっては加圧ローラ汚れが改善しないものもあった。
【００２２】
従って、本発明の目的は、トナー物性や前回転温度制御時間、定着（プリント）温度、加圧ローラ回転数等の要因によらず、加圧ローラがトナーで汚れることが無く、蓄積したトナーでシートを汚すことの無い画像形成装置を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置は、上記課題を解決する為に、下記の構成を特徴とするものである。
【００２４】
記録材に未定着トナー画像を形成する画像形成部と、
筒状の定着フィルムと、前記定着フィルムの内面に接触するヒータと、前記定着フィルムを介して前記ヒータと共に定着ニップ部を形成する加圧ローラと、を有し、前記定着ニップ部で記録材を挟持搬送しつつ加熱して未定着トナー画像を記録材に加熱定着する定着部と、
を有し、プリント信号が入力した後に前記ヒータへの通電と前記定着フィルム及び前記加圧ローラの回転とを開始する装置であり、且つ、定着処理した記録材が前記定着ニップ部を通過してプリント終了した後、前記定着フィルム及び前記加圧ローラの回転を停止させた回転停止状態で前記定着ニップ部がトナーの軟化点以上の温度となるように前記ヒータへ通電して加熱し、更に、前記ヒータへの通電を停止して前記プリント信号を待つスタンバイ状態に入り前記定着ニップ部の温度を低下させることにより、前記回転停止状態で加熱した時に前記定着ニップ部を形成していた領域内のオフセットトナーを前記定着フィルムに保持させる制御を行う画像形成装置において、
前記プリント信号が入力し前記ヒータへの通電を開始した時点から、前記ヒータが定着処理時の目標温度である第一目標温度に到達し未定着トナー画像を担持する記録材の定着処理を前記定着ニップ部で開始するまでの期間に、前記ヒータを前記第一目標温度より低い第二目標温度に保つ制御を行う第二目標温度制御期間が設けてあり、
前回のプリント終了後に前記定着フィルムに保持させた前記オフセットトナーの濃度に対する、前記第二目標温度制御期間終了時点で前記定着フィルムの表面に残存する前記オフセットトナーの濃度の比率が７０％以上となり、且つ前回のプリント終了後に前記定着フィルムに保持させた前記オフセットトナーの濃度に対する、前記ヒータが前記第一目標温度に到達した時点で前記定着フィルムの表面に残存する前記オフセットトナーの濃度の比率が２０％以上となるように、前記第二目標温度が設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。
【００３２】
＜実施の形態１＞
（１）画像形成装置例
図１に、本発明に係る画像形成装置例の概略構成模型図（縦断面模型図）を示す。本例の画像形成装置は、転写式電子写真プロセス利用のレーザービームプリンタである。
【００３３】
この画像形成装置は、像担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」と言う）１を備えている。感光ドラム１は、装置本体によって回転自在に支持されており、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピードで回転駆動される。
【００３４】
感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、帯電ローラ（帯電装置）２、露光手段３、現像装置４、転写ローラ（転写装置）５、クリーニング装置６が配設されている。
【００３５】
又、装置本体の下部には、紙等のシート状の記録材Ｐを収納した給紙カセット７が配置されており、給紙ローラ８により記録材Ｐを給紙する。給紙された記録材Ｐは前途した転写ローラ５を通過した後、定着装置９を通過し、排紙ローラ１０を経て排紙トレイ１１へと積載される。
【００３６】
より詳しくは、駆動手段によって矢印Ｒ１方向に回転駆動された感光ドラム１は、帯電ローラ２によって所定の極性、所定の電位に一様に帯電される。
【００３７】
帯電後の感光ドラム１は、その表面に対しレーザー光学系露光手段３によって画像情報に基づいた画像露光Ｌがなされ、露光部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。
【００３８】
静電潜像は、現像装置４によって現像される。現像装置４は、現像スリーブ４ａを有しており、この現像スリーブ４ａに現像バイアスを印加して感光ドラム１上の静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像（顕像化）する。
【００３９】
トナー像は、転写ローラ５によって紙等の記録材Ｐに転写される。記録材Ｐは、給紙カセット７に収納されており、給紙ローラ８によって給紙され、感光ドラム１と転写ローラ５との間の転写ニップ部Ｔに搬送される。
【００４０】
このとき記録材Ｐは、不図示の紙有無検知センサによって先端が検知され、感光ドラム１上のトナー像と同期がとられる。転写ローラ５には、転写バイアスが印加され、これにより、感光ドラム１上のトナー像が記録材Ｐ上の所定の位置に転写される。
【００４１】
転写によって表面に未定着トナー像を担持した記録材Ｐは、定着装置９に搬送され、定着ニップ部Ｎにおいて未定着トナー像が加熱、加圧されて記録材Ｐ表面に定着される。この定着装置９については次の（２）項で詳述する。
【００４２】
トナー像定着後の記録材Ｐは、排紙ローラ１０によって装置本体上面の排紙トレイ１１上に排出される。
【００４３】
一方、トナー像転写後の感光ドラム１は、記録材Ｐに転写されないで表面に残ったトナーがクリーニング装置６のクリーニングブレード６ａによって除去され、次の画像形成に備える。
【００４４】
以上の動作を繰り返すことで、次々と画像形成を行うことができる。
【００４５】
（２）定着装置９
次に、図２を参照して、本例の定着装置９について詳述する。本例の定着装置９は、例えば特開平４−４４０７５〜４４０８３号公報等に開示の、フィルム加熱方式・加圧ローラ駆動式のオンデマンド方式定着装置である。記録材Ｐの搬送方向は矢印Ｋ方向である。
【００４６】
定着装置９は、トナーを加熱する加熱体（加熱源）としてのセラミックヒータ（以下便宜上単に「ヒータ」と言う）９１と、このヒータ９１を内包する円筒状の定着フィルム（定着用の回転体、以下単に「フィルム」と言う）９２と、フィルム９２の一部に圧接された別の定着用の回転体としての加圧ローラ（加圧部材）９３と、ヒータ９１の温度を制御する温度制御手段９４とを主要構成部材として構成されている。
【００４７】
ヒータ９１は、アルミナ等の耐熱性の基材９１ａ上に、例えば印刷によって抵抗体パターン９１ｂを形成し、その表面をガラス層９１ｃで被覆したものである。
【００４８】
記録材Ｐの搬送方向（矢印Ｋ方向）に直角な左右方向において、記録材Ｐの幅よりも長く形成されている。
【００４９】
ヒータ９１は装置本体に取り付けられたヒータホルダ９５によって支持されている。ヒータホルダ９５は、耐熱性樹脂によって半円状に形成された部材であり、フィルム９２の回転をガイドするガイド部材としても作用する。
【００５０】
フィルム９２は、ポリイミド等の耐熱樹脂を円筒状に外径φ２４ｍｍで形成したものであり、上述のヒータ９１及びヒータホルダ９５に遊嵌されている。このフィルム９２は、後述の加圧ローラ９３によってヒータ９１に押し付けられており、これにより裏面がヒータ９１の下面に当接されるようになっている。フィルム９２と加圧ローラ９３の圧接部が定着ニップ部Ｎ（定着部）である。
【００５１】
加圧ローラ９３は不図示の駆動手段により矢印Ｒ２方向に回転駆動され、この加圧ローラ９３の矢印Ｒ２方向の回転により記録材Ｐが矢印Ｋ方向に搬送されるのに伴って、フィルム９２は矢印Ｒ３方向に回転されるように構成されている。
【００５２】
また、フィルム９２の左右の両端部は、ヒータホルダ９５のガイド部（不図示）によって規制されており、ヒータ９１の長手方向にはずれないようになっている。
【００５３】
また、フィルム９２内面には、ヒータ９１やヒータホルダ９５との間の摺動抵抗を低減するためにグリースを塗布してある。
【００５４】
加圧ローラ９３は、金属製の芯金９３ａの外周面に、シリコーンゴム等の弾性を有する耐熱性の弾性層９３ｂを設け、更にその外層にフッ素樹脂等からなる耐熱性、離型性に優れる離型層９３ｃを設け外径φ２０ｍｍで構成されている。この加圧ローラ９３は、下方からフィルム９２をヒータ９１に押し付けて、フィルム９２との間に定着ニップ部Ｎを構成している。この定着ニップ部Ｎにおける、加圧ローラ９３の回転方向についての幅（ニップ幅）は、記録材Ｐ上のトナーを好適に加熱、加圧することができる程度に設定されている。
【００５５】
温度制御手段９４は、ヒータ９１の裏面に取り付けられたサーミスタ（温度検知素子）９６と、サーミスタ９６が検出する温度に基づいてトライアック９７を制御し、ヒータ９１に対する通電を制御するＣＰＵ９８とを有する。
【００５６】
上述のように、定着装置９は、加圧ローラ９３の矢印Ｒ２方向の回転により記録材Ｐを定着ニップ部Ｎにて挟持搬送しつつ、ヒータ９１によって記録材Ｐ上のトナーを加熱する。この際、温度制御手段９４によってヒータ９１の温度を適宜に制御することができるものである。
【００５７】
本実施の形態においては、加圧ローラ９３の回転数を０．９ｒｐｓにて制御し、ヒータ９１への通電開始から記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに到達するまでの時間は９ｓｅｃの画像形成装置を使用した。
【００５８】
（３）定着制御シーケンス
次に、従来例を含め本実施例における定着制御シーケンスの詳細について以下に説明する。
【００５９】
ａ）後加熱制御
まずは、図３において、「後加熱制御」について説明する。これはプリント終了後の駆動停止時（記録材排出後の駆動停止時）に、定着ニップ部Ｎをトナーが軟化する温度以上に昇温させ、定着ニップ部内部にてフィルム９２及び加圧ローラ９３に付着した各々のオフセットトナーを結合させてフィルム９２側に転移させる制御である（特開平２０００−１２２４６３号公報）。
【００６０】
本実施例においては、停止した状態にて１０ｓｅｃ間２００℃で温度制御を行っている。その後、次のプリント信号を待っている間に、トナーは硬化し、プリント開始後の駆動直後に定着フィルム９２側へと転移する（図４）。
【００６１】
上記した「後加熱制御」にてフィルム９２へと転移させた「汚れトナー」を、フィルム９２になるべく保持し、目に見えない微小な粒として記録材の表側に排出させていくのが前回転温度制御である。
【００６２】
ｂ）前回転温度制御
次に図５において、本実施例の前回転温度制御シーケンスについて述べる。
【００６３】
まず、プリント信号入力直後にモータ駆動と同時にヒータ９１への通電を開始する。その時の第一目標制御温度Ｔ１を１２０℃とし、通電開始（モータ駆動開始）から８ｓｅｃ間（記録材である紙が定着ニップ部Ｎに突入する１ｓｅｃ前まで）は１２０℃で保持する。
【００６４】
次に通電開始から８ｓｅｃ後、つまり記録材が定着ニップ部Ｎに突入する１ｓｅｃ前に、トナーを定着するのに必要な温度である第二目標制御温度Ｔ２へと切り替えを行う。本実施例ではＴ２は２２０℃である。
【００６５】
従来の前回転制御シーケンスは、プリント信号入力直後に通電を開始するのは同様であるが、途中に段階的な制御を設けない。
【００６６】
通電開始から直ぐにトナーを定着するのに必要な温度Ｔ２へと温度制御を行っていた（図６）。
【００６７】
ここで、従来の前回転温度制御シーケンスを用いた場合、後加熱制御によりフィルム９２に転移させたトナーがどの程度、フィルム９２に保持できているかを評価した結果を示す。
【００６８】
評価方法は、以下に示す通りである。
【００６９】
１）ハーフトーンパターン（印字率４０％）を印字した未定着画像を裏面通紙する。定着フィルムユニットＡと加圧ローラＡを用いる（図７）。
【００７０】
２）評価用の定着フィルムユニットＢとトナー付着した加圧ローラＡを組み合わせ、トナーの軟化点温度をＴ０すると、ヒータをＴ０×１．４（℃）で１０ｓｅｃ間停止状態で加熱温度制御する。その後、常温に戻るまで自然冷却させる。本実施の形態ではＴ０＝１４０℃である為、２００℃にて加熱温度制御する（図８）。
【００７１】
ここで、上記のトナーの軟化点温度は、本実施の形態では以下のように定義する。すなわち、フローテスターＣＦＴ−５００（島津製作所製）を使用し、先ず加圧成形器を用いて成形した重量１．０ｇの試料を初期設定温度５０℃で、予熱時間３００ｓｅｃの後、昇温速度５．０℃／ｍｉｎでプランジャーにより２．０Ｎ（２０ｋｇｆ）の荷重をかけ直径１ｍｍ、長さ１ｍｍのノズルより押し出すようにし、これによりフローテスターのプランジャー降下量を測定する。フローテスターのプランジャー降下量−温度曲線（図１２のフローテスター流出曲線参照）によれば、等速昇温するに従い、トナーが徐々に加熱され流出が開始される。（プランジャー降下Ａ→Ｂ）。この時、試料流出開始点における温度を流出開始温度とする（Ｂ）。さらに昇温すると溶融状態となったトナーは大きく流出し（Ｂ→Ｃ→Ｄ）プランジャー降下が停止し、終了する（Ｄ→Ｅ）。その時のＳ字曲線高さをＨとすると、Ｈ／２のＣ点に対応する温度Ｔ０をトナーの軟化点温度とする。
【００７２】
３）ニップ位置をずらし、ニップ部の「汚れトナー」が定着フィルムユニットＢに転移した状態を作る（図９）。
【００７３】
４）定着フィルムユニットＢと評価用の加圧ローラＢを組み合わせて画像形成装置に装備し、前回転温度制御終了後（記録材が定着ニップに突入する直前）に停止させる。ここでの前回転温度制御時間は使用する画像形成装置によって異なる為、その画像形成装置の時間を設定する。本実施の形態１では９ｓｅｃである（図１０・図１１）。
【００７４】
５）フィルム９２において「汚れトナー」の付着していた部分に、まだ残っているトナーを紙に転写する。すなわち、その部分をニップ部にセットし、停止したままＴ０×１．４＝２００（℃）で１０ｓｅｃ間加熱する。
【００７５】
６）紙に転写した「残存トナー」の反射率Ｄ１をマクベス濃度計（ＭａｃｂｅｔｈＲＤ９１４）により測定する。
【００７６】
７）前記３）にて作成したイニシャル状態の定着フィルム付着トナーの濃度Ｄ２も５）・６）の要領にて測定する。そして濃度Ｄ１、Ｄ２をそれぞれ反射率Ｒ１、Ｒ２に換算する
８）トナー残存率αをα＝（Ｒ１／Ｒ２）×１００にて求める。
【００７７】
上記した方法によりトナー残存率を測定したところ、従来の前回転温度制御シーケンス（図６参照）の場合トナー残存率は０である。つまり、後加熱制御によりフィルム９２に転移させた「汚れトナー」は、前回転温度制御中にすべて加圧ローラ９３に戻っていたことになる。
【００７８】
この現象は前回転温度制御時にヒータ９１に通電することでフィルム側と加圧ローラ側で急激な温度勾配が生じ、少しずつ温度の低い加圧ローラ側にトナーが戻ってきていたからであり、従来でも加圧ローラ側にトナーは少しずつ戻ってはいた。
【００７９】
この「戻りトナー」が少ないうちにシートが定着ニップ部Ｎまで搬送され、シート表面上にトナーを目に見えない程度の粒で吐き出すことが出来ている場合は、加圧ローラ９３がトナーで汚れる事を防止できる。
【００８０】
しかし、加圧ローラ９３への「戻りトナー」が多い場合には、加圧ローラ９３上の「汚れトナー」が吐き出される量以上にオフセットトナー量のほうが多くなってしまい、結果として加圧ローラ９３にトナーが堆積してしまっていた。
【００８１】
このフィルム９２に付着したトナーが加圧ローラ９３に戻る量を左右する要因としては、トナーの物性値、ヒータの制御温度、前回転温度制御時間、加圧ローラの回転数等が挙げられる。
【００８２】
前記した、加圧ローラ９３への「戻りトナー」と制御温度との関係を求めた結果を図１３に示す。ここでの評価方法は、前回転温度制御シーケンスを段階的な制御を求めることなく、従来のように通電開始から直ぐに目標温度へと立ち上げる。その時の目標温度を１２０℃から２２０℃まで変更して評価した。前回転温度制御時間はどれも９ｓｅｃで行った。縦軸はフィルム９２へのトナー残存率を表しており、数値が高いほうが、よりフィルム９２にトナーが残っていることを表す。つまり、記録材の表面に吐き出しやすくなる。
【００８３】
図１３に示すとおり、制御温度が１４０℃以下であればフィルム９２に転移した「汚れトナー」は、ほぼ１００％フィルム９２に保持できることがわかる。
【００８４】
次に、本実施の形態１の２段階前回転温度制御（図５参照）でのトナー残存率であるが、これは３３％であった。これは、通電開始から８ｓｅｃ後に２２０℃に切り替えたことで、その後加圧ローラ９３への「戻りトナー」量が増加した為である。
【００８５】
しかし上記検討からも判るように、前回転温度制御中において、通電開始から８ｓｅｃ間、フィルム９２に転移した「汚れトナー」が加圧ローラ９３へと戻らない温度で制御し、記録材が定着ニップに突入する直前に、定着温度Ｔ２に上昇させることで、加圧ローラ９３から確実に「汚れトナー」をクリーニングすることが可能となった。実際には、現在述べている経路からのクリーニングだけではなく、通紙中に、わずかに加圧ローラ９３から紙裏への排出もある。
【００８６】
しかも、本実施の形態１のように２段階前回転温度制御にすることによって、加圧ローラ９３のクリーニングを確実に行えるだけではなく、定着不良などの不具合も発生しない。
【００８７】
この加圧ローラ９３のクリーニング効果を確認すべく、低温低湿環境下で文字パターンを印字する加圧ローラ９３の汚れ評価を行った。検討結果は以下に記す通りであった。
【００８８】
【表１】
0004649032.tif 000002
【００８９】
次に、本実施の形態と従来の制御における定着能力を比較した結果を以下に示す。
【００９０】
【表２】
0004649032.tif 000003
【００９１】
定着能力評価…５ｍｍ四方のべた黒パターンを印字、定着させ、次に紙を介在させて接触面積３０ｍｍ×３０ｍｍ、重さ０．０３Ｎ（３００ｇｆ）の重りにて擦り、その前後の濃度を測定して濃度低下率を求める。濃度低下率が低い程、定着性能が良い。
【００９２】
上記したように、本実施の形態１の前回転制御シーケンスを用いることで、加圧ローラ汚れの発生を防止することが可能となった。
【００９３】
更に、トナー物性、前回転温度制御時間、加圧ローラ回転数、ヒータ制御温度の要因についても検討した結果、上記した全ての要素を構成要素とみなしても、以下の条件に設定しておくことで、常に加圧ローラ汚れを防止できることを見出した。
【００９４】
前回転温度制御時間をｔ１とすると、時間ｔ１において一定温度制御を行った時、フィルム９２に付着した「汚れトナー」の残存率が７０％以上になる一定温度をＴ１とし、時間ｔ１に対してｔ２≧ｔ１×０．４なる時間ｔ２において温度Ｔ１以下で少なくとも１段階は温度制御することで常に加圧ローラ汚れを防止できる。
【００９５】
ここで、前回転温度制御時間ｔ１は、プリント信号入力後のモータ駆動開始から１枚目の記録材が定着ニップ部Ｎに突入するまでの時間とする。モータ駆動開始とヒータへの通電開始のタイミングが異なる場合は、どちらか早い方のタイミングを基点とする（図１４）。
【００９６】
残存率が７０％以上となる一定温度Ｔ１は、図１３に示す通り本実施の形態１ではＴ１＜１７０℃となる。
【００９７】
時間ｔ２は本実施の形態１ではｔ２≧９×０．４＝３．６ｓｅｃとなる。
【００９８】
ここで、「汚れトナー」残存率と時間ｔ２に関して加圧ローラ汚れに対する効果の一覧を図１５に記す。
【００９９】
時間ｔ１においてフィルムに付着した「汚れトナー」の残存率が７０％未満になる一定温度をＴ１に設定した場合、あるいは前記制御時間ｔ２をｔ２＜０．４×ｔ１で制御すると、加圧ローラ汚れへの効果はほとんど無くなる。これは、前回転温度制御中に加圧ローラ９３に「汚れトナー」が戻ってしまう為である。
【０１００】
図１５からわかるとおり、温度Ｔ１は「汚れトナー」の残存率が７０％以上になる温度に設定しておくことが必要であり、好ましくは残存率が８０％に設定しておくことであり、もう更に好ましくは残存率を９０％以上に設定しておくことが好ましい。
【０１０１】
前記温度Ｔ１での制御時間ｔ２は、温度制御開始から記録材が定着ニップに突入するまでの時間ｔ１に対して、ｔ２≧０．４×ｔ１で制御することが好ましいが、更に好ましくは、ｔ２≧０．６×ｔ１であり、もう更に好ましくはｔ２≧０．８×ｔ１である。
【０１０２】
更に本発明者らの検討によれば、前回転温度制御をトータルで考えた場合、フィルム９２に付着した「汚れトナー」の残存率が２０％以上になるように設定しておくことで、常に加圧ローラ汚れが防止できることも見出した。つまり、トータル前回転温度制御時間ｔ１の前後における「汚れトナー」残存率（本実施の形態１では９ｓｅｃ後の残存率）が２０％以上になるよう設定しておくことである。
【０１０３】
以下に、トータル前回転温度制御時間ｔ１の前後におけるフィルム９２に付着した「汚れトナー」の残存率と加圧ローラ汚れの関係について記す。下記検討は、温度Ｔ１、Ｔ２や時間ｔ１、ｔ２を適宜変更して「汚れトナー」残存率を変更したが、同様の結果が得られた。
【０１０４】
【表３】
0004649032.tif 000004
【０１０５】
上記したように加圧ローラ汚れには、トータル前回転温度制御時間ｔ１の前後におけるフィルム９２に付着した「汚れトナー」の残存率を２０％以上に設定しておくことで効果が見られる。
【０１０６】
残存率が１０％以下の場合には、通紙耐久５００枚で加圧ローラ汚れが発生し、１５％の場合には１０００枚で汚れが発生した。
【０１０７】
一方、残存率が２０％と２５％の場合には、通紙耐久１００００枚で加圧ローラ上に非常に微小なトナーが数粒程度付着しているのみであり、使用上まったく問題無いレベルであった。更に、残存率を３０％に設定した場合は通紙耐久３００００枚で加圧ローラの汚れは微小なトナーが数粒程度付着しているのみであり、同じく使用上まったく問題無いレベルであった。更に、残存率を３５％以上に設定した場合は通紙耐久５００００枚で加圧ローラの汚れは皆無であった
本実施の形態１においては、プリントが終了してモータ駆動も停止した後に「後加熱制御」シーケンスを取り入れているが、これはフィルム９２へのトナー転移を確実に行う為である。
【０１０８】
しかし、定着器が高温状態の時は「後加熱制御」シーケンスを廃止してもモータ駆動が停止することで同様の効果が得られる。つまり、「後加熱制御」シーケンスは適宜ＯＦＦにしてもかまわない。
【０１０９】
本実施の形態１では、モータ駆動と同時にヒータ９１への通電を開始したが（図５）、モータ駆動開始後に通電を開始することによって、更に加圧ローラ９３への「汚れトナー」の戻り量を低減することが可能となり加圧ローラ汚れへの効果が得られる（図１６）。
【０１１１】
＜実施の形態２＞
本実施の形態２では前回転温度制御シーケンス以外は、実施の形態１と同様の構成とする。
【０１１２】
以下に本実施の形態２の前回転温度制御シーケンスについて説明する。本実施の形態２においては、前回転温度制御シーケンスを３段階に制御することを特徴とする（図１７）。
【０１１３】
まず、プリント信号入力直後にモータ駆動と同時にヒータ９１への通電を開始する。
【０１１４】
その時の第一目標制御温度Ｔ１を１２０℃とし、通電開始（モータ駆動開始）から６ｓｅｃ間は１２０℃で保持する。
【０１１５】
次に通電開始から６ｓｅｃと通電開始から８ｓｅｃ（２ｓｅｃ間）までは、第二目標制御温度Ｔ２を１６０℃とし保持する。
【０１１６】
その後、通電開始から８ｓｅｃ後、つまり記録材が定着ニップに突入する１ｓｅｃ前に、トナーを定着するのに必要な温度である第三目標制御温度Ｔ３へと切り替えを行う。本実施例ではＴ３は２２０℃である。
【０１１７】
この前回転温度制御シーケンスは、実施の形態１に比べるとフィルム９２に転移した「汚れトナー」の加圧ローラ９３への「戻りトナー量」は増えてしまう。
【０１１８】
しかし、定着器（定着フィルムユニットと加圧ローラ９３）への供給熱量が増える為に、定着器の温度を上げることができる。
【０１１９】
このような前回転温度制御シーケンスは厚紙や封筒など、一般的に定着性が悪い紙に対して用いると有効である。
【０１２０】
比較として、実施の形態１と本実施の形態２の前回転温度制御シーケンスでの加圧ローラ温度を測定したところ、実施の形態１のシーケンスは８０℃、本実施例のシーケンスでは８６℃であった。測定は常温状態から通電を開始して９ｓｅｃ時点での値である。
【０１２１】
次に、両シーケンスでの定着能力を比較した結果を以下に示す。試験方法は、実施の形態１と同様である。
【０１２２】
【表４】
0004649032.tif 000005
【０１２３】
上記した通り、本実施の形態２の前回転温度制御シーケンスを採用することによって、定着能力の向上が図れる。
【０１２４】
実施の形態１と同様の加圧ローラ９３の汚れ評価を行ったところ、３００００枚時点でわずかながらのトナー付着が見られたものの、まったく問題無いレベルであった。
【０１２５】
本実施の形態２におけるトータル前回転温度制御時間ｔ１の前後におけるフィルムに付着した「汚れトナー」の残存率は３０％であった。
【０１２６】
以上のように、前回転温度制御シーケンスにおける制御温度と切り替えタイミングを適宜調節することで、定着能力を向上させつつ、加圧ローラ汚れを防止することも可能である。
【０１２７】
このように、実施の形態１で説明したフィルムに付着した「汚れトナー」の残存率の関係や時間を満足させておけば、前回転温度制御シーケンスでの段回数は１段階以上、いくつ設定してもかまわない。
【０１２８】
本実施の形態２においても、実施の形態１で述べたのと同様に適宜、後加熱制御を廃止しても何ら問題無い。
【０１２９】
また、モータ駆動開始後に通電を開始することによって、更に加圧ローラ９３への「汚れトナー」の戻り量を低減することが可能となることも実施の形態１と同様である。
【０１３１】
＜実施の形態３＞
本実施の形態３では前回転温度制御シーケンス以外は、実施の形態１と同様の構成とする。
【０１３２】
前回転温度制御シーケンスについて説明する。本実施の形態３においては、前回転温度制御シーケンスを図１８に示すような３段階の温度制御形態を用いることを特徴とする。
【０１３３】
まず、プリント信号入力直後にモータ駆動と同時にヒータへの通電を開始する。
【０１３４】
その時の第一目標制御温度Ｔ１を２２０℃とし、通電開始（モータ駆動開始）から２ｓｅｃ間、Ｔ１を目標に制御する。このとき、通電開始から２ｓｅｃではヒータ９１の温度は２２０℃まで達しない。しかし、目標温度を高く設定しておくことでヒータ９１の温度は上昇しやすくなる。つまり、定着器が暖まりやすくなる。
【０１３５】
ここで、本来ならば１４０℃を超えたところから、徐々にフィルム９２に転移した「汚れトナー」は加圧ローラ９３に戻り始めるが、通電開始直後の定着器が冷えている状態である為、加圧ローラ９３に戻ってくるトナー量は少ない。
【０１３６】
次に通電開始から２ｓｅｃと通電開始から８ｓｅｃの間は、第二目標制御温度Ｔ２を１２０℃とし、６ｓｅｃ間保持する。
【０１３７】
その後、通電開始から８ｓｅｃ後、つまり記録材が定着ニップ部Ｎに突入する１ｓｅｃ前に、トナーを定着するのに必要な温度である第三目標制御温度Ｔ３へと切り替えを行う。本実施例ではＴ３は２２０℃である。
【０１３８】
この前回転温度制御シーケンスは、実施の形態１に比べるとフィルム９２に転移した「汚れトナー」の加圧ローラ９３へのトナー戻り量は増えてしまう。
【０１３９】
しかし、定着装置（定着フィルムユニットと加圧ローラ）への供給熱量が増える為に温度を上げることができる。
【０１４０】
更に、通電開始直後に短時間だけ高温で制御を行う事で、加圧ローラ９３や定着フィルムユニットは早く加熱できる。しかし、フィルム９２へと転移した「汚れトナー」が戻り始める前にＴ１よりも低い第二目標制御温度Ｔ２（１２０℃）へと切り替えることで、加圧ローラ９３への「戻りトナー」を減らしつつ、定着装置を加熱することが可能となる。
【０１４１】
つまり、ここでの制御温度Ｔ１は加圧ローラ９３にトナーが戻り始める直前で切り替えることが好ましい。
【０１４２】
このような前回転温度制御シーケンスは実施の形態２と同様に厚紙や封筒など、一般的に定着性が悪い紙に対して用いると有効である。
【０１４３】
実施の形態２と同様に、加圧ローラ温度を測定したところ本実施の形態のシーケンスでは８５℃であった。以下に定着能力を測定した結果を示す。
【０１４４】
【表５】
0004649032.tif 000006
【０１４５】
上記した通り、本実施の形態３の前回転温度制御シーケンスを採用することによって、定着能力の向上が図れる。
【０１４６】
実施の形態１と同様の加圧ローラ９３の汚れ評価を行ったところ、３００００枚時点でわずかながらのトナー付着が見られたものの、まったく問題無いレベルであった。
【０１４７】
本実施の形態３におけるトータル前回転温度制御時間ｔ１の前後におけるフィルムに付着した「汚れトナー」の残存率は３０％であった。
【０１４８】
以上のように、前回転温度制御シーケンスの制御温度と切り替えタイミングを適宜調節することで、定着能力を向上させつつ、加圧ローラ汚れを防止することも可能である。
【０１４９】
このように、実施の形態１で説明したフィルムに付着した「汚れトナー」の残存率の関係や時間を満足させておけば、前回転温度制御シーケンスでの段回数や制御温度の順番はどのように設定しても何ら問題無い。
【０１５０】
但し、記録材が定着ニップ部Ｎに到達した時点でトナーを定着するのに必要な制御温度に到達していることが必要なのは言うまでも無い。
【０１５１】
本実施例においても、実施の形態１で述べたのと同様に適宜、後加熱制御を排紙しても何ら問題無い。
【０１５２】
また、モータ駆動開始後に通電を開始することによって、更に加圧ローラへの「汚れトナー」の戻り量を低減することが可能となることも実施の形態１と同様である。
【０１５４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、プリント終了後に定着フィルムに保持させたオフセットトナーが、今回のプリントにおける定着処理を開始するまでの期間で加圧ローラへ転移するのを抑えることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態１における画像形成装置の略図。
【図２】  定着装置の略図。
【図３】  後加熱制御の説明図（その１）。
【図４】  後加熱制御の説明図（その２）。
【図５】  前回転温度制御図。
【図６】  従来例の前回転温度制御図。
【図７】  定着フィルムに転移したトナーの残存率測定法の説明図（その１）
【図８】  定着フィルムに転移したトナーの残存率測定法の説明図（その２）
【図９】  定着フィルムに転移したトナーの残存率測定法の説明図（その３）
【図１０】  定着フィルムに転移したトナーの残存率測定法の説明図（その４）
【図１１】  定着フィルムに転移したトナーの残存率測定法の説明図（その５）
【図１２】  フローテスターのプランジャー降下量−温度曲線（フローテスター流出曲線）
【図１３】  定着フィルムに転移したトナーの残存率グラフ。
【図１４】  前回転温度制御図。
【図１５】  効果の説明図。
【図１６】  前回転温度制御図。
【図１７】  実施の形態２における前回転温度制御図。
【図１８】  実施の形態３における前回転温度制御図。
【符号の説明】
１・・感光ドラム
２・・帯電ローラ
３・・露光装置
４・・現像装置
４ａ・・現像ローラ
５・・転写ローラ
６・・クリーニング装置
６ａ・・クリーニングブレード
７・・給紙カセット
Ｐ・・記録材
８・・給紙ローラ
９・・定着装置（定着器）
９１・・ヒータ
９１ａ・・ヒータ基材
９１ｂ・・ヒータ抵抗体
９１ｃ・・ヒータガラス層
９２・・定着フィルム
９３・・加圧ローラ
９３ａ・・加圧ローラ芯金
９３ｂ・・加圧ローラ離型層
９４・・温度制御手段
９５・・ヒータホルダ
９６・・サーミスタ
９７・・トライアック
９８・・ＣＰＵ
１０・・排紙ローラ
１１・・排紙トレイ
【図１】
0004649032.tif 000007
【図２】
0004649032.tif 000008
【図３】
0004649032.tif 000009
【図４】
0004649032.tif 000010
【図５】
0004649032.tif 000011
【図６】
0004649032.tif 000012
【図７】
0004649032.tif 000013
【図８】
0004649032.tif 000014
【図９】
0004649032.tif 000015
【図１０】
0004649032.tif 000016
【図１１】
0004649032.tif 000017
【図１２】
0004649032.tif 000018
【図１３】
0004649032.tif 000019
【図１４】
0004649032.tif 000020
【図１５】
0004649032.tif 000021
【図１６】
0004649032.tif 000022
【図１７】
0004649032.tif 000023
【図１８】
0004649032.tif 000024