(57)【要約】【課題】定着ローラとその表面に接触する加熱体で形成される加熱ニップ部に紙粉やトナーによる汚れが堆積するのを簡素な方法で抑えられる画像形成装置及び定着装置のクリーニング方法を提供する。【解決手段】定着ローラと加圧ローラとの間の定着ニップ部にクリーニング用の未定着トナーを担持するシートを通過させ、この未定着トナーを定着ローラに低温オフセットさせて定着ローラの回転と共に加熱ニップ部を通過させることで、オフセットトナーと共に加熱ニップ部から汚れを除去する。【選択図】  図３
2009098403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートにトナー像を形成する画像形成部と、定着ローラ、設定温度を維持するように制御されており前記定着ローラの表面に接触して前記定着ローラを加熱する加熱体、前記定着ローラと共に定着ニップ部を形成するバックアップ部材、を有し、前記定着ニップ部でシート上の未定着トナー像をシートに加熱定着する定着手段と、を有する画像形成装置において、
前記定着手段をクリーニングするクリーニングモードを有し、前記クリーニングモードでは、通常の定着処理時よりも前記加熱体の前記設定温度を下げ、この状態で未定着トナーを担持するシートを前記定着ニップ部に通してシート上のトナーを前記定着ローラに転移させ、前記定着ローラに転移したトナーが前記加熱体との接触部を通過した後、このトナーを回収することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記クリーニングモードにおいて、前記定着ローラに転移させたトナーが前記バックアップ部材に転移した後、後続のシートを前記定着ニップ部に通すことによって後続のシートで前記バックアップ部材からトナーを回収す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】
前記クリーニングモードにおいて、前記定着ローラに転移させたトナーをこのトナーを担持していたシートで前記定着ローラから回収す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４】
前記定着ローラへのトナーの転移と前記定着ローラからのトナーの回収を一枚のシートでそれぞれ複数回行うことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記クリーニングモードにおいて前記画像形成部がシート上に形成するトナー像のトナー量は２.０ｇ／ｍ２以上であることを特徴とする請求項１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、電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置に関し、特に、定着ローラを加熱する加熱体が定着ローラの表面に接触するタイプの定着装置を搭載する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置に搭載する定着装置には、従来から熱ローラ方式、フィルム加熱方式などが知られている。近年では、更なる立ち上げ時間の短縮、高速化や低消費電力化のために、上記の定着方式に対して種々の改善が試みられている。その一つとして、加熱体を定着ローラの外周面側に配置し、定着ローラの外周面側から定着ローラを加熱する構成（以下、外部加熱方式と記す）が提案されている（特許文献１参照）。定着ローラを外周面側から加熱することで、トナー像と接触する定着ローラ表面を定着可能温度に立ち上げるまでに要する時間の短縮、消費電力の低減に効果がある。
【０００３】
また、この外部加熱方式の定着装置としては、加熱体が定着ローラ外周面に接触する接触加熱方式と、加熱体としてハロゲンヒータ等を用い、加熱体が定着ローラ外周面に接触しない非接触加熱方式と、が考えられている。両者を比較すると、接触加熱方式の方が熱の伝搬効率が高く消費電力の低減効果が高い。
【０００４】
しかしながら接触加熱方式の場合、加熱体が定着ローラに接触しているので、加熱体と定着ローラとの接触部（加熱部）がトナーや紙紛などで汚れ、その汚れが堆積し、ある一定量を超えると加熱部から剥がれ落ち、画像面を汚すなどの画像不良を発生させることがあった。そこで、加熱体と定着ローラの間に、離型性の良いフッ素シートなどを挟み、加熱部の汚れを軽減させる方法が考えられている。更には、加熱部に挟んだシートに汚れが堆積しないように、定期的にシートをスライド移動させ、加熱部のシートを更新することで、汚れの堆積を防ぎ、画像不良の発生を抑えることも考えられている（特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１８６３２７号公報
【特許文献２】特開２００４−１０１６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のような対策の場合、加熱部の汚れを防止するのに、加熱体と定着ローラの間に挟んだシートを移動させる機構が必要であり、定着装置の構成を複雑にするだけでなく、画像形成装置全体のコストを増やす原因となっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するための本発明は、シートにトナー像を形成する画像形成部と、定着ローラ、設定温度を維持するように制御されており前記定着ローラの表面に接触して前記定着ローラを加熱する加熱体、前記定着ローラと共に定着ニップ部を形成するバックアップ部材、を有し、前記定着ニップ部でシート上の未定着トナー像をシートに加熱定着する定着手段と、を有する画像形成装置において、前記定着手段をクリーニングするクリーニングモードを有し、前記クリーニングモードでは、通常の定着処理時よりも前記加熱体の前記設定温度を下げ、この状態で未定着トナーを担持するシートを前記定着ニップ部に通してシート上のトナーを前記定着ローラに転移させ、前記定着ローラに転移したトナーが前記加熱体との接触部を通過した後、このトナーを回収することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、コストアップを抑えつつ加熱部に汚れが堆積するのを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施例１：
本発明の実施例１を以下に説明する。まず、画像形成装置の本体構成を説明し、その次に定着手段クリーニングモードについて詳しく説明する。
【００１０】
（画像形成装置本体構成）
図１１は本実施例の画像形成装置の断面図である。本実施例の画像形成装置５０は、４つの画像形成部（Ｙ３０、Ｍ３０、Ｃ３０、Ｋ３０）を有している。そして、シート搬送ベルト9上に担持した記録材（シート）P上に、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の4色のトナー像を順次転写することで、一つの画像を形成する方式である。各色の画像形成部の感光ドラム１の周面には、回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿って順に、帯電器２、レーザ光を感光ドラム1に照射するスキャナユニット3、現像器5、搬送ベルト9を介して転写ローラ10、及び感光ドラムクリーナ１６が配置されている。まず、感光ドラム1は、その表面が帯電器2によって負極性に帯電される。帯電した感光ドラム1は、スキャナユニット3から出射するレーザ光Ｌにより露光され、表面に静電潜像が形成される。次に、1色目のイエロートナーが入った現像器5によって、感光ドラム上の静電潜像部にトナーを付着させ、トナー像を形成する。
【００１１】
シート搬送ベルト9は、二つの支持軸（駆動ローラ１２とテンションローラ１４）に支持され、図中矢印Ｒ４方向に回転する駆動ローラ１２によって、矢印Ｒ３方向に回転する。記録材Pは、給紙ローラ４によって給紙されると、正極性のバイアスが印加された吸着ローラ6によって帯電され、シート搬送ベルト9上に静電吸着し搬送される。記録材Pが転写ニップＮ１に搬送されると、シート搬送ベルト9に従動回転する転写ローラ１０に、不図示の電源から正極性の転写バイアスが印加され、感光ドラム1上のイエロートナー像は、転写ニップ部N1において記録材P上に転写される。転写後の感光ドラム１は、弾性ブレードを有する感光ドラムクリーナ１６によってクリーニングされる。
【００１２】
以上の帯電、露光、現像、転写、クリーニングの一連の画像形成プロセスを、２色目のマゼンタ、3色目のシアン、4色目のブラックの各画像形成部でも順次行い、シート搬送ベルト9上の記録材Pに4色のトナー像を形成する。4色のトナー像を担持した記録材Pは、定着装置１００に搬送され、トナー像の定着が行なわれる。本実施例の画像形成装置５０に使用できる記録材Pの最大サイズは、Ａ４サイズ（２１０×２９７ｍｍ）であり、２９７ｍｍの辺が搬送方向となるように搬送される。
【００１３】
（定着装置）
次に、定着装置（定着手段）１００について以下に詳しく説明する。本実施例の定着装置１００は、上述のように立ち上げ時間の短縮や低消費電力化を目的とした接触加熱方式の外部加熱定着装置である。図1に定着装置の概略断面図を示す。定着ローラ１１０の外周面には定着ローラ１１０を加熱する加熱体１１２が接触し、定着ローラ１１０と加熱体１１２によって加熱部（接触部）Ｎ２を形成している。
【００１４】
定着ローラ１１０は、φ１２mmの鉄製の芯金１１７の周囲に、シリコーンゴムを発泡した厚さ４mmの発泡ゴム層（弾性層）１１６を有し、定着ローラ１１０の外径はφ２０ｍｍとなっている。定着ローラ１１０は、熱容量が大きく、熱伝導率が大きいと、外周面側から受ける熱が定着ローラ１１０内部へ吸収され易く、表面温度が上昇しにくくなる。すなわち、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１１０表面温度の立ち上がり時間に有利である。シリコーンゴムを発泡した発泡ゴムの熱伝導率は０.１１〜０.１６W／m・Kであり、０.２５〜０.２９W／m・K程度のソリッドゴムよりも熱伝導率が低い。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であるのに対して、発泡ゴムが約０.７５〜０.８５であり、低熱容量でもある。従って、この発泡ゴムは、定着ローラ１１０の表面温度の立ち上がり時間に有利である。
【００１５】
定着ローラ１１0の外径は小さい方が熱容量を抑えられるが、小さ過ぎると加熱ニップＮ２の幅が狭くなってしまうので適度な大きさが必要である。本実施例では、外径をφ２０ｍｍとした。弾性層１１６の肉厚に関しても、薄過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り、本実施例では、弾性層１１６の厚さを４ｍｍとした。弾性層１１６の上には、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）からなる離型層１１８が形成されている。離型層１１８は弾性層１１６の上に被せるチューブ状のものでも、弾性層１１６の表面にコートする塗料であっても良いが、本実施例では、耐久性が優れるチューブを採用した。離型層１１８の材質としては、ＰＦＡの他に、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）等のフッ素樹脂や、離型性の良いフッ素ゴムやシリコーンゴム等を用いても良い。定着ローラ１１０の表面硬度は、低ければ軽圧で加熱部の幅を確保できるが、低すぎると耐久性が悪化するため、本実施例では、Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度（４９Ｎ加重時）で、４０〜４５°とした。定着ローラ１１０は、不図示の回転手段により、図中矢印Ｒ２方向に、表面移動速度６０ｍｍ／ｓｅｃで回転するようになっている。
【００１６】
加圧ローラ（バックアップローラ）１１１は、定着ローラ１１０の熱を奪わないように、低熱容量で低熱伝導率のものが好ましく、本実施例では、定着ローラ１１０と同様の構成のものを用いた。外径はφ２０mmであり、φ１２mmの鉄製の芯金１２１の外側に、厚さ4mmの発泡ゴム弾性層１２２が形成され、最表層にはＰＦＡからなる離型層１２３が設けられている。加圧ローラ１１１は、加圧ローラ加圧バネ１２４によって図中矢印Ａ２方向に１４７Nの力で加圧され、幅７mmの定着ニップ部Ｎ３を形成し、定着ローラ１１０に従動回転する。
【００１７】
加熱体１１２は、定着ローラ１１０を加熱する加熱ヒータ１１３がヒータホルダ１１９に保持され、加熱部材加圧バネ１１４によって図中矢印Ａ１方向に９８Nの力で加圧され、幅５．５mmの加熱ニップ（接触部）Ｎ２が形成されている。加熱ヒータ１１３は、幅Ｗ１＝６mmで厚さ１mmのアルミナの基板表面に、Ａｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）の通電発熱抵抗層をスクリーン印刷により１０μmの厚みで塗工したものである。さらに、その上に保護層としてガラスを５０μmの厚さで覆ったものを用いた。加熱ヒータ１１３の表面には、定着ローラ１１０の表面にオフセットしたトナーが加熱ヒータ１１３のガラス面に付着するのを抑制する目的、及びガラス面との摺擦により定着ローラ１１０の離型層１１８が磨耗するのを抑える目的で、離型性と摺動性に優れた保護摺動層１２０を設けている。本実施形態においては、保護摺動層１２０として、厚さ５０μmのＰＦＡシートを用いた。
【００１８】
加熱ヒータ１１３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裏の温度を検知するための温度検知素子１１５が配置されている。この温度検知素子１１５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流す電流を適切に制御することで、加熱ヒータ１１３の温度を調整している。そして、加熱ヒータ１１３によって、加熱ニップＮ２を介して、定着ローラ１１０の表面を加熱する。本実施例では、通常のプリント時の定着処理中、定着ニップ部Ｎ３に到達する直前の定着ローラ１１０の表面温度が１８５℃になるように、セラミック基板裏の温度が２００℃を維持するように通電制御している。
【００１９】
未定着トナー像Tが転写された記録材Pが、不図示の搬送手段により、定着ニップ部Ｎ３に搬送されると、記録材P表面にトナー像Tが定着される。
【００２０】
以上のように、本実施例の画像形成装置は、シートにトナー像を形成する画像形成部を有している。また、定着ローラ、設定温度を維持するように制御されており定着ローラの表面に接触して定着ローラを加熱する加熱体、定着ローラと共に定着ニップ部を形成するバックアップ部材、を有し、定着ニップ部でシート上の未定着トナー像をシートに加熱定着する定着手段を有している。
【００２１】
上記構成により、印字を行なった場合、従来のように印字枚数が多くなってくると、定着ローラ１１０へのオフセットトナーや紙紛により、加熱ニップ部Ｎ２が汚れてしまう。図２に、加熱ニップ部Ｎ２の汚れの図を示す。加熱ニップ部Ｎ２の汚れは、加熱ニップ部Ｎ２内には堆積せず、加熱ニップ部Ｎ２の外側に堆積し易い。汚れは、加熱ニップ部Ｎ２の定着ローラ回転方向上流側に堆積する汚れＹ１と、加熱ニップ部Ｎ２をすり抜けて定着ローラ回転方向下流側に堆積する汚れＹ２に分かれ、図に示すように下流側の汚れＹ２の方がより多く堆積する傾向にある。印字が更に進み、加熱ニップ部Ｎ２の上流側及び下流側の汚れが更に堆積し、ある一定量を超えると、汚れＹ２は、加熱ニップ部Ｎ２から剥がれ落ち記録材Ｐの画像面を汚すことがある。また、汚れＹ１、Ｙ２が加熱ニップ部Ｎ２内まで広がると、加熱ヒータ１１３から定着ローラ１１０への伝熱不良がおこり、画像不良を発生させることがある。
【００２２】
そこで、本実施例では、以下に説明する方法で、加熱ニップ部Ｎ２の汚れを除去することを特徴としている。図３〜図６に、加熱ニップ部Ｎ２の汚れ除去方法の概略図を示す。なお、本実施例の画像形成装置では以下に示す汚れ除去方法を、クリーニングモードとして画像形成装置が自動で、或いはユーザが手動で設定できるようになっている。
【００２３】
まず、通常のプリント時（通常の定着処理時）よりも加熱ヒータ１１３の制御温度（設定温度）を低く設定し、定着ローラ１１０の表面温度を通常の定着処理時の温度よりも下げる。そして、図3に示すように、未定着トナー像Ｔ１が転写されている記録材Pを定着ニップ部Ｎ３に通過させると、未定着トナー像Ｔ１は、記録材Ｐ１上に定着せずに、定着ローラ１１０表面に多量に低温オフセットする。次いで、図４に示すように、そのまま、この低温オフセットしたトナーＴ１が加熱ニップ部Ｎ２を通過すると、加熱ニップ部Ｎ２の前後に堆積した汚れＹ１、Ｙ２は、低温オフセットトナーＴ１に付着し、加熱ニップ部Ｎ２から除去される。記録材Ｐが定着ニップ部Ｎ３を通過し終わると、汚れＹ１、Ｙ２を含んだオフセットトナーＴ１は、図5のように、定着ローラ１１０よりも低温な加圧ローラ１１１に移る。そして、図6に示すように、未定着トナー像Ｔ１が転写されていない新たな記録材Ｐ２を定着ニップN３に通過させると、加圧ローラ１１１表面のトナーＴ１は、記録材Ｐ２の裏面に転移し、汚れＹ１、Ｙ２と共に回収される。なお、クリーニングモードで用いるシートは、通常のプリント処理時に用いる記録材だけでなく、クリーニング専用のシートであってもよい。
【００２４】
通常のプリント時の定着処理で発生する記録材Pから定着ローラ１１０へのトナーオフセット量は、目視では確認できないほど少量である。この少量のオフセットトナーは、まず、加熱ニップ部Ｎ２に突入する時に定着ローラ１１０から剥がれ、加熱ニップ部Ｎ２の上流側の加熱体表面（加熱体１１２の保護摺動層１２０）に堆積する。トナーが加熱ニップＮ２の上流側に一定量以上堆積すると、溶融状態のトナーは一体となり、加熱体１１２の保護摺動層１２０に付着したまま加熱ニップ部Ｎ２を通過する。そして、加熱ニップ部Ｎ２を通過したトナーは、保護摺動層１２０に付着したまま加熱ニップ部Ｎ２の下流側に堆積する。
【００２５】
しかしながら、本実施例のクリーニングモードのように定着ローラ１１０表面へ多量に低温オフセットさせたトナーＴ１は定着ローラ１１０と付着力があり、加熱ニップ部Ｎ２の上流側に堆積せずに定着ローラ１１０表面に付着したまま加熱ニップ部Ｎ２を通過する。加熱ニップ部Ｎ２を通過した低温オフセットトナーは、そのまま定着ローラ１１０表面に留まり、加熱ニップ部Ｎ２の下流側にも堆積しにくい。また、多量に低温オフセットさせたトナーＴ１は、加熱ニップ部Ｎ２を通過する際に、トナーT１の粘着性によって、加熱ニップ部Ｎ２の汚れＹ１、Ｙ２を絡めて取り除くことができる。
【００２６】
定着ローラ１１０へ低温オフセットさせるトナーT１のトナー量は、少なすぎると加熱ニップ部Ｎ２の上流側の加熱体表面（加熱体１１２の保護摺動層１２０）に堆積してしまうため、ある程度のトナー量が必要である。また記録材Ｐ１上にクリーニング用として形成するトナー像は、その高さが高い方が、記録材Ｐ１とトナーとの界面に定着ローラからの熱が届きにくく、記録材Ｐ１とトナーが剥離して定着ローラ１１０へ低温オフセットし易いので好ましい。
【００２７】
本実施例の画像形成装置５０によって記録材P１上に形成できる単色ベタ画像の未定着トナー像の高さは約２５μmである。また、記録材上の画像形成可能面積を１００％とした場合、記録材上の実際に画像形成した面積の割合を画像印字率とする。クリーニング用の画像として記録材Ｐ１上に画像印字率１００％で単色ベタ画像を形成した場合、記録材Ｐ１上から定着ローラ１１０へ低温オフセットさせるトナーT１の量としては、単色ベタ画像のうち４０％（高さ２５μｍの未定着トナー像のうち高さ約１０μm分）以上のトナー量が好ましい。記録材P１上のトナー載り量としては、画像印字率１００％の単色ベタ画像が約５．０ｇ／m2であり、２．０ｇ／m2以上が好ましい。本実施例では、クリーニングモードで記録材P１上に形成する未定着トナー像T１として、画像印字率１００％の単色ブラックベタ画像を用いた。本実施例における単色ブラックベタ画像の記録材P上のトナー載り量は、５．０ｇ／m2である。
【００２８】
図７に本実施例における記録材P１上のブラックベタ画像の図を示す。記録材P１は、坪量が７５．０ｇ／m2で、本実施例の画像形成装置５０のカタログ上の最大使用可能サイズであるA４サイズ（W２＝２１０mm、W３＝２９７mm）のものを用いた。記録材P１の搬送方向は矢印A３方向であり、余白は、定着ローラ１１０への巻付きを防止するために、記録材P１の先端（W４）のみ３０mmとり、その他の余白は５mmずつとした。ベタ画像領域の大きさは、本実施例の画像形成装置５０の最大印字幅である幅W５＝２００mm、搬送方向がW６＝２６２mmである。加熱ニップ部N２の汚れは、画像領域の幅（搬送方向に対して直角な方向）全域で発生するため、定着ローラ１１０へ低温オフセットさせるトナー像も、幅（W５）は、画像形成装置が形成可能な最大幅で形成したほうが良い。また、定着ローラ１１０へ低温オフセットさせるトナー像の搬送方向の長さ（W６）は、加熱ニップ部N２の汚れを除去するために、少なくとも加熱ニップ部の定着ローラ回転方向の長さ以上必要であり、より好ましくは定着ローラ１１０の１周以上の長さがあると良い。
【００２９】
上記ベタ画像を定着ローラ１１０へ低温オフセットさせる場合には、より多くのトナーを定着ローラ１１０へ効率よく低温オフセットさせる方が好ましい。定着ローラ１１０の表面温度が高すぎるとトナー像T１が記録材P１に定着されてしまい、逆に定着ローラ１１０の表面温度が低すぎてもトナー像T１が定着ローラ１１０にオフセットしづらい。トナーが効率よく低温オフセットするように、トナーの性質や記録材P１上のトナー量（トナーの高さ）に合わせて定着ローラ１１０の表面温度を設定しなければならない。そこで、クリーニングモードでは、通常の定着処理時よりも加熱体の設定温度を下げ、この状態で未定着トナーを担持するシートを定着ニップ部に通してシート上のトナーを定着ローラに転移させている。本実施例では、クリーニングモード時に定着ローラ回転方向で定着ニップ部N３に進入する直前の定着ローラ１１０の表面温度が１４５℃になるように、セラミック基板裏の温度を１６０℃に制御し、記録材P１上のトナー像T１を定着ローラ１１０へ９０％以上低温オフセットさせている。本実施例では、定着ローラ１１０に転移したトナーが加熱体との接触部を通過した後、このトナーを加圧ローラに転移させ、その後このトナーを後続の記録材P２で回収する。図6に示すように、加圧ローラ１１１のトナー像T１を回収する記録材P２にも、記録材P１と同様、坪量７５．０ｇ／ｍ2でA４サイズものを用いた。
【００３０】
以上説明した構成により、印字枚数５０００枚に１度、加熱ニップN２部の汚れ除去を行い、画像形成装置本体寿命まで印字試験を行なった。加熱ニップ部N２は、汚れの除去のたびにトナー堆積が起こる以前の状態、もしくはトナー堆積が起こる以前の状態に近い状態に復帰するため、画像形成装置本体寿命まで加熱ニップ部に汚れが堆積することによる伝熱不良や、汚れの剥がれ落ちなどによる画像不良の発生を抑えることができた。また、加熱ニップ部N２の汚れ除去においては、トナーのオフセットを利用するため、加熱ヒータ１１３と定着ローラ１１０の間に挟んだ保護摺動層１２０を移動させるなどの機構が必要なく、定着装置の構成を簡単化できる。
【００３１】
なお、以上説明した構成においては、定着ローラ１１０へ低温オフセットさせる未定着トナー像に単色ブラックのベタ画像を用いた。クリーニング用の画像パターンはそれに限らず、ハーフトーン画像、横線パターンなどでも良く、加熱ニップ部N２の幅方向（シート搬送方向に対して直角な方向）全域に亘ってトナーを加熱ニップ部N２に通過させることができるパターンであれば同様の効果作用が得られる。定着ローラ１１０へ低温オフセットさせる未定着トナー像の色についても、ブラックに限らず、その他の色を用いても良く、また単色ではなく複数色用いても良い。複数色用いると、記録材上のトナー量（トナーの高さ）を多くできるため、定着ローラ１１０へより多量に低温オフセットさせることができ、加熱ニップN２の汚れの除去能力を高めることが可能である。また、例えば、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの4色を用いて、各色同一の印字率により未定着トナー像を形成することで、低温オフセットに使用する際のトナーの消費量を各色で合わせることができる。
【００３２】
実施例２：
本発明の実施例2を以下に説明する。実施例１の構成により、加熱ニップ部（接触部）N２に汚れが堆積するのを抑えることができるので、画像形成装置本体寿命まで画像不良の発生を抑えることができた。しかしながら、定着ローラ１１０へ低温オフセットさせたトナーを一旦加圧ローラ１１１へ転移させるため、加熱ニップ部N２の汚れ除去のたびに加圧ローラ１１１を汚してしまう。本実施例では、クリーニングモードで定着ローラ１１０へ低温オフセットさせたトナーを、その後加圧ローラ１１１へ転移させずに回収することを特徴としている。
【００３３】
本実施例において、未定着トナー像を形成する画像形成装置については、実施例１と同じく一般的であり説明を省略する。また、接触加熱方式の外部加熱定着装置についても実施例１と同様の構成であるため説明を省略する。
【００３４】
本実施例では、クリーニングモード時に記録材に形成する未定着トナー像の画像パターンが実施例１と異なる。以下に詳しく説明する。
【００３５】
図8は、本実施例における加熱ニップ部N２の汚れ除去に用いる記録材上の未定着トナー像を示す図である。記録材P３としては、実施例１の記録材P１と同様、坪量が７５．０ｇ／ｍ2で、A４サイズ（W２＝２１０mm、W３＝２９７mm）のものを用いた。記録材P３の搬送方向は矢印A３方向であり、実施例1同様、定着ローラ１１０への巻付きを防止するために、記録材P３の先端（W４）に３０mmの余白をとり、先端３０mm以降に未定着トナー像T３を形成している。画像パターンの幅（搬送方向に対して直角な方向の長さ）は実施例1と同様のW５＝２００mm（左右余白５mm）であり、搬送方向の長さが定着ローラ１１０の約１周分の長さW７＝６３mmである。定着ローラ１１０へ低温オフセットさせる未定着トナー像T３の画像パターンは、実施例1と同様、トナー載り量が５．０ｇ／ｍ2のブラック単色のベタ画像を用いた。
【００３６】
本実施例において、記録材P３上の未定着トナー像T３を定着ローラ１１０へ低温オフセットさせるためのセラミック基板裏の制御温度（設定温度）も、実施例1と同様である。つまり、クリーニングモードでは、定着ニップ部N３に進入する直前の定着ローラ１１０の表面温度が１４５℃になるように、セラミック基板裏の温度を１６０℃に制御し、記録材P３上のトナー像T３を定着ローラ１１０へ９０％以上低温オフセットできるようになっている。未定着トナー像T３が形成された記録材P３が、定着ニップN３に搬送されると、未定着トナー像T３が定着ローラ１１０へ低温オフセットされ、このオフセットトナーが定着ローラの回転により移動するに伴い加熱ニップ部N２の汚れが除去される。
【００３７】
本実施例では、記録材P３の先端９３mmの位置から（画像パターンの後端から）記録材の後端まで（W８＝２０４mm）は、未定着トナー像が乗っていないベタ白領域となっている。加熱ニップ部N２の汚れを除去した定着ローラ１１０上の低温オフセットトナーT３は、この記録材P３後端のベタ白領域（W８）で回収される。
【００３８】
本実施例における低温オフセットトナーT３の回収状態を図9に示す。定着ローラ１１０に低温オフセットし、加熱ニップ部N２の汚れY１、Y２を除去したトナーT３は、定着ローラ１１０の表面温度よりも低温な記録材P３のベタ白領域W８に再び転移する。ベタ白領域（W８＝２０４mm）は、定着ローラ１１０の約３周分の長さであるため、定着ローラ１１０上の低温オフセットトナーは全て記録材P３後端のベタ白領域に転移し回収される。そのため、定着ローラ１１０へ低温オフセットさせたトナーは加圧ローラ１１１へ転移せずに回収を行なうことができる。加熱ニップ部N２の汚れが酷い場合には、上述の加熱ニップ部N２の汚れ除去を複数回行なう（クリーニング用画像パターンを形成した記録材P３を複数枚通紙する）ことで、加熱ニップN２の汚れを除去することが可能である。
【００３９】
以上説明した構成により、印字枚数５０００枚に１度、加熱ニップ部N２の汚れ除去と回収を行い、画像形成装置本体寿命まで、印字試験を行なった。上述のように、定着ローラ１１０へ低温オフセットさせたトナーを加圧ローラ１１１へ転移させずに回収を行なったが、実施例1同様、本体寿命まで、加熱ニップ部N２に汚れが堆積することによる伝熱不良や、汚れの剥がれ落ちなどによる画像不良の発生を抑えることができた。
【００４０】
なお、本実施例においても、定着ローラ１１０へ低温オフセットさせる未定着トナー像は、単色ブラックのベタ画像に限らず、実施例１同様、他のパターンや他の色を用いても、同様の効果作用が得られる。また、未定着トナー像の形成に複数色用いてトナー量を増量し、加熱ニップ部N２の汚れの除去能力を高めても良い。
【００４１】
実施例３：
本発明の実施例3を以下に説明する。実施例2の構成により、定着ローラ１１０へ低温オフセットさせたトナーを加圧ローラ１１１へ転移させずに回収を行なうことができたが、記録材P３一枚で加熱ニップ部N２の汚れ除去を１度しか行なえなかった。本実施例では、記録材１枚の通紙で、定着ローラ１１０への低温オフセットとトナーの回収を複数回行なうことを特徴としている。
【００４２】
本実施例において、未定着トナー像を形成する画像形成装置については、上記実施例１と同じく一般的であり説明を省略する。また、接触加熱方式の外部加熱定着装置についても、上記実施例１と同様の構成であるため説明を省略する。
【００４３】
図１０は、本実施例において、クリーニングモードで記録材上に形成する未定着トナー像を示した図である。記録材P４は実施例1及び実施例2と同様のものを用いた。記録材P４の搬送方向は矢印A３方向であり、定着ローラ１１０への巻付きを防止するために、記録材P４の先端（W４）に３０mmの余白をとり、記録材先端３０mmの位置から定着ローラ１１０の約１周分の長さであるW７＝６３mmの未定着トナー像T４を形成している。未定着トナー像T４のトナー載り量は５．０ｇ／ｍ2であり、実施例2と同様、単色のブラックベタ画像を用いた。未定着トナー像T４の後には、実施例2同様に、低温オフセットさせたトナーを回収するトナーのないベタ白領域がある。この回収部であるベタ白領域も定着ローラ１１０の１周分の長さであるW９＝６３mmとし、記録材P４の先端から１５６ｍｍ（W１０）の位置までの間で、定着ローラ１１０への低温オフセットと定着ローラからオフセットトナーT４の回収を行う。本実施例では、一枚の記録材の範囲で更にもう一度、定着ローラ１１０への低温オフセットと定着ローラからのトナーの回収を行うように、記録材P４の先端１５６mmの位置から、定着ローラ１１０の約１周分の長さであるW７＝６３mmの未定着トナー像T５を形成している。この未定着トナー像T５のトナー載り量及び画像パターンは、未定着トナー像T４と同じである。そして、未定着トナー像T５の後には、W１１＝７３mmの長さのベタ白からなるトナー回収領域があり、定着ローラ１１０へ低温オフセットさせたトナー像T５の回収が行なわれるようになっている。そのため、記録材P４を定着ニップ部N３へ１枚通紙させるだけで、定着ローラ１１０への低温オフセット（加熱ニップ部N２の汚れ除去）とトナーの回収を２回行なうことが可能であり、加熱ニップ部N２の汚れ除去効果が高くなる。
【００４４】
本実施例において、記録材P４上の未定着トナー像T４、T５を定着ローラ１１０へ低温オフセットさせるためのセラミック基板裏の制御温度は実施例1及び実施例２と同様であり、説明を省略する。
【００４５】
以上のように、定着ローラへのトナーの転移と定着ローラからのトナーの回収を一枚のシートでそれぞれ複数回行う構成により、印字枚数５０００枚に１度、クリーニングモードを実行して加熱ニップ部N２の汚れ除去を行い、画像形成装置本体寿命まで印字試験を行なった。記録材P４一枚の通紙で、加熱ニップ部N２の汚れ除去が２回行なわれるため、加熱ニップ部N２に堆積した汚れの除去効果が高く、トナー堆積が起こる以前の状態もしくはそれに近い状態に復帰する。そのため、画像形成装置本体寿命まで、加熱ニップ部に汚れが堆積することによる伝熱不良や、汚れの剥がれ落ちなどによる画像不良の発生を抑えられる。
【００４６】
なお、本実施例においても、定着ローラ１１０へ低温オフセットさせる未定着トナー像は、単色ブラックのベタ画像に限らず、実施例１と同様、他のパターンや他の色を用いても、同様の効果作用が得られる。また、未定着トナー像の形成に複数色用いてトナー量を増量し、加熱ニップN２の汚れの除去能力を高めても良い。
【００４７】
以上説明した実施例1〜3においては、定着ローラ１１０へ低温オフセットさせるためのシートや、低温オフセットさせたトナーを回収するシートとして、坪量が７５．０ｇ／ｍ2で、サイズがA４の普通紙を用いた。しかしながら、その他の坪量及びサイズの記録材、若しくは通常のプリント時には用いないクリーニング専用シートを用いて、定着ローラ１１０へトナーを低温オフセット（加熱ニップ部N２の汚れ除去）させたり、定着ローラからトナーを回収させたりしても同様の効果作用が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施例１の画像形成装置に搭載する定着装置の断面図。
【図２】図１の定着装置の加熱ニップ部の汚れ状態を示す図。
【図３】クリーニング用のトナーを定着ローラに低温オフセットさせている過程を示した図。
【図４】低温オフセットを完了した直後であり、低温オフセットさせたトナーと共に加熱ニップ部から汚れが除去された状態を示した図。
【図５】汚れ入りの低温オフセットトナーを加圧ローラへ転移させた状態を示した図。
【図６】加圧ローラから汚れ入りの低温オフセットトナーを後続のシートで除去している状態を示した図。
【図７】実施例１の画像形成装置で形成するクリーニング用のトナー画像を示した図。
【図８】実施例２の画像形成装置で形成するクリーニング用のトナー画像を示した図。
【図９】一枚のシートで低温オフセットとトナー回収を行う状態を示した図。
【図１０】実施例３の画像形成装置で形成するクリーニング用のトナー画像を示した図。
【図１１】本発明の画像形成装置の一実施例であるカラープリンタの断面図。
【符号の説明】
【００４９】
１          感光体ドラム
２          帯電器
３          露光装置
４          給紙ローラ
５          現像器
６          吸着ローラ
９          搬送ベルト
１０        転写ローラ
１２        二次転写対向ローラ
１４        テンションローラ
１６        ドラムクリーナ
１００      定着装置
１１０      定着ローラ
１１１      加圧ローラ
１１２      加熱体
１１３      加熱ヒータ
１１５      温度検知素子
１１６      定着ローラ弾性層
１１８      離型層
１１９      ヒータホルダ
１２０      保護シート
Ｙ１，Ｙ２  加熱ニップ部の汚れ
Ｎ１        転写ニップ部
Ｎ２        加熱ニップ部（接触部）
Ｎ３        定着ニップ部
【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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【図１０】
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【図１１】
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