JP2020118869A

JP2020118869A - 画像形成装置

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Publication number: JP2020118869A
Application number: JP2019010515A
Authority: JP
Inventors: 勇人根岸; Yuto Negishi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2019-01-24
Filing date: 2019-01-24
Publication date: 2020-08-06

Abstract

【課題】トナーを加熱フィルムから除去することが簡易な構成で実現可能な画像形成装置の提供。【解決手段】画像形成ジョブの後回転時、制御部はヒータの温度を急激に上昇させる前に（Ｓ７）、ヒータの温度を下げ加熱フィルムの温度を低下させる（Ｓ５）。それから、設定時間に亘って定着ローラ及び加熱フィルム並びに加圧ローラを空回転させる（Ｓ６）。これにより、画像形成ジョブの終了時に「加熱フィルムの温度≦定着ローラの温度」の状態であっても、「加熱フィルムの温度＞定着ローラの温度」の状態へと移行させてから加熱フィルムの温度を急激に上昇させることができ、また加熱フィルムと定着ローラの温度差をより大きくできる。即ち、加熱フィルムから定着ローラや加圧ローラへトナーを転移させることが可能な温度条件を確保でき、もってトナーを記録材に転移させて加熱フィルムをクリーニングすることが簡易な構成で実現できる。【選択図】図５

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機などの電子写真技術を用いた画像形成装置に関する。

画像形成装置は、未定着のトナー像が形成された記録材に対し熱と圧力を加えることにより、記録材にトナー像を定着させる定着装置を備えている。定着装置として、定着ローラと、定着ローラに当接して加圧するための加圧ローラと、定着ローラの外周面に当接して定着ローラを加熱するための加熱フィルムとを備えた外部加熱定着方式のものが提案されている（特許文献１）。この定着装置では、定着ローラと加圧ローラとの間に形成される定着ニップ部を、記録材が加圧及び加熱された状態で挟持搬送されることにより、記録材にトナー像が定着される。

定着ニップ部では上記のように記録材が加圧及び加熱された状態で挟持搬送されるが故に、トナーが記録材から定着ローラに付着することがある。そして、記録材に対するトナー像の定着処理が繰り返し行われた場合に、定着ローラは蓄熱性が高く加熱フィルムに比較して高温状態に維持されやすいために、定着ローラに付着したトナーが相対的に低温の加熱フィルムに移動して蓄積されることがある。こうして加熱フィルムがトナーにより汚れてしまうと、加熱フィルムの熱が定着ローラに伝わり難くなり、定着ローラが十分に加熱されなくなる。定着ローラが十分に加熱されなければ、トナーの定着性が劣化することに起因した画像不良（所謂、定着不良）が生じ得る。また、加熱フィルムに蓄積されたトナーが記録材に移動して、画像不良を生じさせ得る。そこで、特許文献１に記載の装置では、加熱フィルムに電圧を印加する電圧印加手段を設け、加熱フィルムの表面電位（詳しくは極性）を制御することにより定着ローラから加熱フィルムへのトナーの移動を抑制するようにしている。

特開２０１２−１２８２６２号公報

しかしながら、上述したように、電圧印加手段により加熱フィルムの表面電位（極性）を制御した場合であっても、定着ローラと加熱フィルムとの相対的な表面温度の関係によっては、トナーが定着ローラから加熱フィルムに移動することが生じていた。そこで、加熱フィルムに移動したトナーを除去するために、クリーニングウェブなどを用いることが考えられるが、最近の小型化の要望からクリーニングウェブを配置するスペースがなく、またコスト低減の要望からクリーニングウェブを設けるのは望ましくない。そこで、外部加熱定着方式の場合に、加熱フィルムにトナーが移動したとしても、トナーが蓄積される前に加熱フィルムからトナーを除去することが実現可能なものが望まれていたが、未だそのようなものは提案されていない。

本発明は上述の問題に鑑みてなされたもので、外部加熱定着方式の定着装置を用いる場合に、定着ローラから加熱フィルムに移動したトナーを加熱フィルムから除去することが容易に実現可能な画像形成装置の提供を目的とする。

本発明の画像形成装置は、記録材にトナー像を形成する画像形成ユニットと、記録材に形成されたトナー像を記録材に定着させる定着装置とを備えた画像形成装置であって、弾性層を有し、回転する定着ローラと、前記定着ローラに当接して前記定着ローラとの間で記録材にトナー像を定着させるための定着ニップ部を形成し、回転して前記定着ニップ部で記録材を挟持搬送する加圧ローラと、前記定着ローラよりも高い放熱性を有し、前記定着ローラに当接し回転する無端状の加熱フィルムと、前記加熱フィルムを加熱する加熱部材と、画像形成ジョブにおける最後の記録材が前記定着ニップ部を通過した後に、前記加熱部材の温度を画像形成ジョブ中の温度よりも下げ、前記定着ローラの温度が前記加熱フィルムの温度よりも低い状態で、所定時間に亘り前記加熱部材の温度を画像形成ジョブ中の温度よりも上げるクリーニングモードを実行可能な制御手段と、を備える、ことを特徴とする。

本発明によれば、外部加熱定着方式の定着装置の構成で、定着ローラから加熱フィルムに移動されたトナーを、加熱フィルムから定着ローラへと転移させ加熱フィルムから除去することが容易に実現できる。

本実施形態の画像形成装置の構成を示す概略図。本実施形態の定着装置を示す断面図。制御部について説明するための制御ブロック図。定着ローラが冷えた状態で画像形成ジョブが開始された場合のヒータの温度、加熱フィルムの温度、定着ローラの温度の時間推移を示す図。クリーニング処理を示すフローチャート。ＹＭＣＫ画像データの濃度信号値の検出方法について説明するための図。ＹＭＣＫ画像データの濃度信号値の総和と加熱フィルムの汚れ濃度との関係を示すグラフ。通紙枚数と加熱フィルムの汚れ濃度との関係を示すグラフ。画像の搬送方向長さと加熱フィルムの汚れ濃度との関係を示すグラフ。画像の搬送方向長さについて説明するための図。本実施形態における加熱フィルムの温度と定着ローラの温度との関係を示すグラフ。ハーフトーン処理について説明するための制御ブロック図。ハーフトーン処理の種類ごとのドット印字パターンを示す図。ハーフトーン処理を行った場合の通紙枚数と加熱フィルムの汚れ濃度との関係を示すグラフ。枚数カウント処理を示すフローチャート。比較例における加熱フィルムの温度と定着ローラの温度との関係を示すグラフ。

＜画像形成装置＞
本実施形態について説明する。まず、本実施形態の画像形成装置について図１を用いて説明する。図１に示す画像形成装置１００は、装置本体１００ａ内に４色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを中間転写ベルト８に対向させて配置した、中間転写タンデム方式のカラー画像形成装置である。記録材Ｓとしては、例えば普通紙、厚紙、ラフ紙、凹凸紙、コート紙等の用紙、ＯＨＰシート、プラスチックフィルム、布など、といった様々な種類のシート材が挙げられる。以下では、記録材Ｓとして用紙を用いた場合を例に説明する。なお、本実施形態の場合、後述する画像形成部ＰＹ〜ＰＫ、一次転写ローラ５、中間転写ベルト８、二次転写内ローラ６６、二次転写外ローラ６７により、記録材Ｓにトナー像を形成する画像形成ユニット２００が構成されている。

画像形成装置１００の記録材の搬送プロセスについて説明する。記録材Ｓは、カセット６２内に積載される形で収納されており、給紙ローラ６３により画像形成タイミングに合わせて１枚ずつ搬送パス６４に給紙される。なお、不図示の手差しトレイや記録材載置装置などに積載された記録材Ｓが、１枚ずつ搬送パス６４に給紙されてもよい。記録材Ｓは搬送パス６４の途中に配置されたレジストローラ６５へ搬送されると、レジストローラ６５により記録材Ｓの斜行補正やタイミング補正が行われた後に二次転写部Ｔ２へと送られる。二次転写部Ｔ２は、対向する二次転写内ローラ６６及び二次転写外ローラ６７により形成される転写ニップ部である。二次転写部Ｔ２では記録材Ｓが挟持搬送されて、二次転写外ローラ６７に対し二次転写電圧が印加されることにより、トナー像が中間転写ベルト８から記録材Ｓへ二次転写される。

上記した二次転写部Ｔ２までの記録材Ｓの搬送プロセスに対して、同様のタイミングで二次転写部Ｔ２まで送られて来る画像の形成プロセスについて説明する。まず、画像形成部ＰＹ〜ＰＫについて説明する。ただし、画像形成部ＰＹ〜ＰＫは、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外、ほぼ同一に構成される。そこで、以下では代表してイエローの画像形成部ＰＹを例に説明し、その他の画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫについては説明を省略する。

＜画像形成部＞
図１に示すように、画像形成部ＰＹは、感光ドラム１Ｙを囲んで、帯電装置２Ｙ、現像装置４Ｙ、一次転写ローラ５Ｙ、及びドラムクリーニング装置６Ｙが配置されている。像担持体としての感光ドラム１Ｙは、装置本体１００ａに回転可能に支持されたドラム状の電子写真感光体であって、不図示のモータにより図１において時計回り（図中矢印Ｒ１方向）に回転される。回転された感光ドラム１Ｙの表面は、帯電装置２Ｙにより予め表面を一様に帯電され、その後、画像情報の信号（例えばＹＭＣＫ画像データ）に基づいて駆動される露光装置３によって静電潜像が形成される。具体的には、露光装置３の内部に設けられたレーザーチップが、制御部３００から指示された露光量で、帯電後の感光ドラム１Ｙの表面にレーザー光を照射する。露光装置３によりレーザー光が照射された部分では、帯電によって感光ドラム１Ｙの表面に保持されていた電荷が除去されるので、静電潜像が形成される。本実施形態では、露光装置３の露光量の出力を変更することで、トナー像の画像濃度を制御できる。

即ち、制御部３００には、図示を省略したが、ＬＡＮケーブル等の通信回線を介して接続された外部のパーソナルコンピュータや、載置された原稿を読み取る原稿読取装置などから画像信号が入力される。制御部３００に入力される画像信号は、例えば、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、及びＢ（ブルー）の３つの色成分を有するＲＧＢ画像データである。制御部３００は、入力されたＲＧＢ画像データをＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）及びＫ（ブラック）の４つの色成分を有するＹＭＣＫ画像データに変換する。このＹＭＣＫ画像データでは、それぞれの画素について各色の色成分が濃度として表さられる。例えば、モノクロのＹＭＣＫ画像データにおいて、ある画素がブラックである場合はＫ成分の濃度信号値が１００％、ある画素が薄いグレーである場合はＫ成分の濃度信号値が２０％という具合である。制御部３００は、変換したＹＭＣＫ画像データに基づき露光装置３を駆動して感光ドラム１Ｙに静電潜像を形成する。

そして、感光ドラム１Ｙ上に形成された静電潜像は、現像装置４Ｙによるトナー現像を経てトナー像として可視像化される。その後、一次転写ローラ５Ｙにより所定の圧力及び一次転写電圧が与えられ、感光ドラム１Ｙ上に形成されたトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。即ち、一次転写ローラ５Ｙは、中間転写ベルト８を挟んで感光ドラム１Ｙに対向配置され、感光ドラム１Ｙと中間転写ベルト８との間にトナー像の一次転写部を形成する。一次転写部では、一次転写ローラ５Ｙに一次転写電圧が印加されることで、トナー像が感光ドラム１Ｙから中間転写ベルト８へ一次転写される。一次転写後の感光ドラム１Ｙ上に僅かに残る転写残トナーは、ドラムクリーニング装置６Ｙにより除去され、再び次の作像プロセスに備える。

無端状の中間転写ベルト８は、テンションローラ１０、二次転写内ローラ６６、及び張架ローラとしてのアイドラローラ７ａ、７ｂによって張架され、図中矢印Ｒ２方向へと移動するように駆動される。本実施形態の場合、二次転写内ローラ６６は中間転写ベルト８を駆動する駆動ローラを兼ねている。上述の画像形成部ＰＹ〜ＰＫにより処理される各色の作像プロセスは、中間転写ベルト８上に一次転写された中間転写ベルト８の回転方向上流側の色のトナー像上に順次重ね合わせるタイミングで行われる。その結果、最終的にはフルカラーのトナー像が中間転写ベルト８上に形成され、二次転写部Ｔ２へと搬送され得る。二次転写部Ｔ２を通過した後の転写残トナーは、転写クリーナ装置１１によって中間転写ベルト８から除去される。

以上、それぞれ説明した搬送プロセス及び作像プロセスをもって、二次転写部Ｔ２において記録材Ｓとフルカラートナー像のタイミングが一致し、中間転写ベルト８から記録材Ｓにトナー像が二次転写される。その後、画像形成ユニット２００によりトナー像が形成された記録材Ｓは定着装置３０へと搬送され、定着装置３０により加圧及び加熱されることにより、トナー像が記録材Ｓ上に溶融固着される。定着装置３０によりトナー像が定着された記録材Ｓは、排紙ローラ６９により排紙トレイ６０１上に排出される。

＜定着装置＞
次に、本実施形態の定着装置３０について、図２を用いて説明する。本実施形態の定着装置３０は、定着ローラ３２の表面を加熱フィルム３３によって外部から加熱する外部加熱定着方式の定着装置である。外部加熱定着方式の場合、定着ローラ３２を表面から加熱するので、消費電力を抑えつつ定着ローラ３２の表面を素早く目標温度に到達させることができる。図２に示すように、定着装置３０は、加圧ローラ３１と、定着ローラ３２と、加熱フィルム３３と、ヒータ３５とを備えている。

加圧ローラ３１は、装置本体に回転自在に設けられる。また、加圧ローラ３１は定着ローラ３２に当接して、定着ローラ３２を加圧し得るように配置されている。定着ローラ３２と加圧ローラ３１とを当接させ加圧させることにより、定着ローラ３２と加圧ローラ３１との間で記録材Ｓを加圧した状態で通過させてトナー像を加熱定着可能な定着ニップ部Ｎ１が形成される。加圧ローラ３１としては、例えば金属製の回転軸（芯金）の外周にシリコーンゴム、フッ素ゴム、フッ素樹脂等の弾性層を有するものや、弾性層の外周にさらにＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂からなる離型層を有するものなどを用いてよい。

なお、定着ローラ３２に当接して加圧するための部材としては、ここに示した加圧ローラ３１のようなローラ部材に限らず、内側にバックアップ部材を有する無端状のフィルム部材であってもよい。バックアップ部材は、フィルム部材と定着ローラ３２とを当接させ加圧させることにより定着ニップ部Ｎ１が形成されるように、フィルム部材を回転可能に支持する。バックアップ部材は、定着ニップ部Ｎ１の長手方向（定着ローラ３２の回転軸線方向）の熱伝導率を良くするために、長手方向に延設された金属製部材であるのが好ましい。こうした場合には、例えば定着ニップ部Ｎ１に最大でＡ３サイズの記録材Ｓを通紙させることが可能な定着装置３０において、Ｂ５サイズやＡ５サイズのような小サイズの記録材Ｓを連続で通紙しても、定着ローラ３２の長手方向の熱の分布を均すことができる。つまり、定着ローラ３２のうち記録材Ｓが通過しない長手方向端部側の領域（非通紙部などと呼ばれる）における温度上昇（昇温）を抑制できる。

定着ローラ３２は、定着ニップ部Ｎ１にて記録材Ｓに形成された未定着のトナー像Ｔと接触する回転体であり、定着ニップ部Ｎ１にて未定着のトナー像Ｔを加熱する。定着ローラ３２は、内側から金属製の芯金、弾性層として蓄熱性が高いシリコーンゴム、フッ素ゴムなどのゴム層、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂からなる離型層が設けられており、直径が例えば１８ｍｍに形成されている。定着ローラ３２はモータＭ１に接続され、モータＭ１によって回転される。なお、本実施形態の場合、加圧ローラ３１は定着ローラ３２に従動回転する。記録材Ｓは、これら回転する加圧ローラ３１と定着ローラ３２とにより定着ニップ部Ｎ１を挟持搬送される。

定着ローラ３２の外周面には、加熱回転体として無端且つ薄膜状のフィルム部材である加熱フィルム３３が当接している。定着ローラ３２と加熱フィルム３３とを当接させることにより、定着ローラ３２と加熱フィルム３３との間に熱を伝達させるための加熱ニップ部Ｎ２が形成される。加熱フィルム３３は、加圧ローラ３１と同様に定着ローラ３２に従動回転する。本実施形態の場合、加熱フィルム３３は定着ローラよりも放熱性が高い（言い換えれば、蓄熱性が低い）。加熱フィルム３３の内側には、加熱部材としてのヒータ３５が設けられている。ヒータ３５は、加熱フィルム３３に対する長手方向の位置ズレやヒータ３５自体の割れを防止するために、ヒータホルダ３４に保持されている。押圧部材としてのヒータホルダ３４は、加熱フィルム３３を内周面側から加熱ニップ部Ｎ２に向けて押圧している。また、ヒータホルダ３４には、ヒータ３５の温度を検出するための例えばサーミスタなどの温度センサ３６が設けられている。ヒータ３５により加熱フィルム３３が加熱されると、加熱ニップ部Ｎ２にて加熱フィルム３３を介して定着ローラ３２へとヒータ３５の熱が伝達される。こうして、定着ローラ３２が加熱されるようになっている。

なお、本実施形態の場合、ヒータ３５は最大加熱温度が２５０℃程度のセラミックヒータを用いた。これは、最大温度がより高いヒータを用いると、ヒータ自体のコストが高いことに加え、ヒータホルダ３４や加熱フィルム３３などが熱によって溶けてしまうのを避けるべく、それらをコストのより高い溶け難い部材で形成する必要が生じるからである。

＜制御部＞
図１に示すように、画像形成装置１００は制御部３００を備えている。制御部３００について、図２を参照しながら図３を用いて説明する。ただし、制御部３００には図示した以外にも画像形成装置１００を動作させるためのモータや電源等の各種機器が接続されているが、ここでは発明の本旨でないのでそれらの図示及び説明を省略する。

制御手段としての制御部３００は、画像形成動作などの本画像形成装置１００の各種制御を行うものであり、例えばＣＰＵ３０１（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）と、メモリ３０２とを有する。メモリ３０２は、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）などにより構成されている。メモリ３０２は、画像形成装置１００を制御するための各種プログラムや、後述の制御テーブル（表５参照）などの各種データが記憶される。ＣＰＵ３０１はメモリ３０２に記憶されている各種プログラムを実行可能であり、各種プログラムを実行して画像形成装置１００を動作させ得る。本実施形態の場合、ＣＰＵ３０１は、メモリ３０２に記憶されている「画像形成ジョブ処理（プログラム）」（不図示）や「クリーニング処理（プログラム）」（後述する図５参照）を実行可能である。また、ＣＰＵ３０１は例えば記録材Ｓの枚数をカウントするカウンタ機能や、時間を計測する計時機能などとして機能し得る。本実施形態の場合、ＣＰＵ３０１は画像形成ジョブ中にトナー像を形成した記録材Ｓの枚数をカウント可能であり、カウントした記録材Ｓの枚数をメモリ３０２に記憶させ得る。なお、メモリ３０２は、各種プログラムの実行に伴う演算処理結果などを一時的に記憶することもできる。

制御部３００には入出力インタフェースを介して、操作部４０１が接続されている。操作部４０１は、利用者による画像形成ジョブなどの各種プログラムの開始指示や各種データ入力などが行われる、例えば操作パネルなどである。操作部４０１からは、例えば画像形成ジョブの開始指示や後述するハーフトーン処理の種類の入力などが行える。

画像形成ジョブとは、記録材Ｓに画像形成するプリント信号に基づいて、画像形成開始してから画像形成動作が完了するまでの一連の動作のことである。即ち、画像形成を行うにあたり必要となる予備動作（所謂、前回転）を開始してから、画像形成工程を経て、画像形成を終了するにあたり必要となる予備動作（所謂、後回転）が完了するまでの一連の動作のことである。具体的には、プリント信号を受けた後の前回転時（画像形成前の準備動作）から、後回転（画像形成後の動作）までのことを指し、画像形成期間、紙間を含む。

操作部４０１から画像形成ジョブの開始指示がなされた場合、ＣＰＵ３０１はメモリ３０２に記憶されている「画像形成ジョブ処理」を実行する。ＣＰＵ３０１は、「画像形成ジョブ処理」の実行に基づいて画像形成装置１００を制御する。その際に、定着ローラ３２の表面温度が、記録材Ｓに載り得る未定着のトナー像Ｔのトナー量が最大のときに定着に必要な熱量が不足しない所望の温度となるように、ヒータ３５はＣＰＵ３０１によって温調制御される。ＣＰＵ３０１は、画像形成せずに画像形成ジョブの入力を待機している待機状態においてジョブ入力を受け付けた場合に、ヒータ３５の通電をオンにし、定着ローラ３２の表面温度が所望の温度となるように、ヒータ３５の入力電圧を制御する。ＣＰＵ３０１は、温度センサ３６の検出結果に基づいて、ヒータ３５の入力電圧を制御する。

一例として、ヒータ３５の制御温度が１８０℃未満のとき、定着ニップ部Ｎ１での定着ローラ３２の表面温度は１００℃未満という低い温度となる。このとき、定着ニップ部Ｎ１にてトナー像Ｔに十分な熱量が与えられないので、トナーが溶かされきれずに記録材Ｓに定着しない虞がある。また、ヒータ３５の制御温度が２５０℃のとき、定着ニップ部Ｎ１での定着ローラ３２の表面温度が１３０℃という高い温度になる。このとき、定着ニップ部Ｎ１にてトナー像Ｔに過剰な熱量が供給されるため、トナーを溶かしすぎてしまう（ホットオフセットなどと呼ばれる）。これにより、定着ニップ部Ｎ１を通過したトナーの一部が記録材Ｓでなく定着ローラ３２の表面に付着してしまう虞がある。そして、定着ローラ３２の表面に付着したトナーが、定着ローラ３２が１周した以降に記録材Ｓに汚れとして転移する虞がある（ホットオフセットによる画像不良）。そこで、ＣＰＵ３０１は上記したような定着不良やホットオフセットによる画像不良を発生させないように、画像形成ジョブ中のヒータ３５の温調制御として、例えばヒータ３５の温度を１８０℃以上２５０℃未満に維持するようにしている。なお、ＣＰＵ３０１はヒータ３５の通電のオン、オフを繰り返すことにより温調制御するとしてもよい。そして、入力済みのジョブに対応する定着処理が全て終了したら、ＣＰＵ３０１はヒータ３５への通電をオフして、定着装置３０を待機状態へと移行する。

＜加熱フィルムのトナー汚れについて＞
ところで、外部加熱定着方式の定着装置３０の場合、定着ローラ３２が蓄熱されている状態で記録材Ｓへの定着が繰り返されると、定着ローラ３２に付着したトナーが加熱フィルム３３に移動して、加熱フィルム３３にトナー汚れが生じる場合がある。以下、加熱フィルム３３にトナー汚れが生じるメカニズムについて、図２を参照して説明する。

上述したように、定着ローラ３２の表面温度は、画像形成ジョブ中、記録材Ｓに載り得る未定着のトナー像Ｔのトナー量が最大のときに定着に必要な熱量が不足しない所望の温度となるように制御されている。そのため、記録材Ｓのある領域において、トナーの載り量が少ない画像（例えば、濃度の低いハーフトーン画像など）が形成された場合、その画像に対しては過定着気味となる。その場合、上述したホットオフセットによる画像不良ほどではないが、ホットオフセットと同様の原理で定着ローラ３２にトナーが付着してしまう。

そして、加熱フィルム３３は蓄熱層（ゴム層）を有せず且つ膜厚が薄いので、放熱性が高く、ほとんど蓄熱しない。他方、定着ローラ３２は蓄熱層（ゴム層）を有することから、画像形成ジョブに伴う記録材Ｓの連続通紙に伴い蓄熱しやすい。ここで、定着ローラ３２が蓄熱された状態で５０枚の記録材Ｓを連続通紙した場合における、加熱フィルム３３の表面温度と定着ローラ３２の表面温度とを表１に示す。なお、以下の説明では、加熱フィルム３３の回転方向に関し、非接触部分を含む加熱ニップ部Ｎ２近傍の上流側領域を上流部Ｎ３、非接触部分を含む加熱ニップ部Ｎ２近傍の下流側領域を下流部Ｎ５、それ以外の加熱ニップ部Ｎ２の中央領域を中央部Ｎ４と記す。

表１に示すように、上流部Ｎ３において、加熱フィルム３３の温度は８０℃となり、定着ローラ３２の温度は１１０℃になる。つまり、加熱フィルム３３の方が温度の低い状態になる。中央部Ｎ４は、ヒータ３５が加熱フィルム３３に接触しているので、ヒータ３５により急速に加熱される。そのため、中央部Ｎ４において、加熱フィルム３３の温度は目標温度である１２０℃に達している。中央部Ｎ４における加熱フィルム３３の温度が１２０℃となるとき、加熱フィルム３３を介してヒータ３５からの熱を受ける定着ローラ３２の温度は１１６℃になる。なお、定着ローラ３２の温度は瞬間的に１２０℃近くまで温度上昇し得るが、蓄熱性が高い故に１１６℃付近までしか上昇しない。ただし、記録材Ｓの通紙枚数が増えるに連れて定着ローラ３２の蓄熱量も増えるため、連続通紙を続けるにつれて、中央部Ｎ４での定着ローラ３２の温度は１２０℃に到達する。下流部Ｎ５ではヒータ３５から離れるため、放熱性が高い加熱フィルム３３の温度が１１０℃まで瞬時に下がってしまう。他方、定着ローラ３２は蓄熱層があるために放熱量が少なく、下流部Ｎ５でもその温度は１１４℃までしか下がらない。こうして、下流部Ｎ５では、定着ローラ３２の温度よりも加熱フィルム３３の温度の方が低くなる。

上記のようにして定着ローラ３２に付着したトナーは、温度が高い方から低い方へと移動しやすい。そのため、下流部Ｎ５では定着ローラ３２に付着していたトナーが加熱フィルム１５へと移動してしまう。ただし、表１に示した温度関係の場合、中央部Ｎ４では加熱フィルム３３の温度よりも定着ローラ３２の温度の方が低いことから、下流部Ｎ５にて加熱フィルム３３に移動したトナーが中央部Ｎ４にて再び定着ローラ３２に移動し得る。しかしながら、上述したように、連続通紙を続けるにつれて中央部Ｎ４での定着ローラ３２の温度は１２０℃に到達する。そうなると、中央部Ｎ４では加熱フィルム３３に付着したトナーが再び定着ローラ３２に移動するという現象が起こりにくくなる。また、定着ローラ３２の蓄熱が進むと、下流部Ｎ５での加熱フィルム３３と定着ローラ３２との温度差も大きくなるため、より加熱フィルム３３側にトナーが移動しやすくなる。

以上のようにして、定着装置３０に連続通紙される記録材Ｓの枚数が増えると、定着ローラ３２の温度が上がる。これにより、定着ローラ３２に付着したトナーが加熱フィルム３３側に移動しやすくなるため、加熱フィルム３３にトナーが蓄積されていく。

＜記録材のトナー汚れについて＞
こうして加熱フィルム３３にトナーが蓄積されていると、定着ローラ３２が冷えた状態で例えば画像形成ジョブが入力されたような場合に、当該ジョブの１枚目の記録材Ｓにトナーが移動してトナー汚れとなる虞がある。例えば、画像形成ジョブの終了後に次の画像形成ジョブの開始指示がされず、画像形成せずにジョブ入力を待つ待機状態が長い場合には、ヒータ３５のオフ状態が続くので、定着ローラ３２が冷えた状態となる。ここで言う定着ローラ３２が冷えた状態とは、例えば定着ローラ３２の温度が室温に馴染んだ状態である。図４に、室温が２５℃、湿度が５０％の環境にある画像形成装置１００において、定着ローラ３２が冷えた状態で画像形成ジョブが開始された場合のヒータ３５の温度（Ｃ１）、加熱フィルム３３の温度（Ｃ２）、定着ローラ３２の温度（Ｃ３）の時間推移を示す。なお、加熱フィルム３３の温度（Ｃ２）と定着ローラ３２の温度（Ｃ３）は、加熱ニップ部Ｎ２（中央部）での温度である。

図中Ｃ１に示すように、ヒータ３５の温度が室温と同温（２５℃）である場合に、ヒータ３５に対し１００％の電力供給を行うと、ヒータ３５は数秒で最大温度の２５０℃に到達する。そして、図中Ｃ２、図中Ｃ３に示すように、ヒータ３５の温調制御が開始されるまではヒータ３５はオフ状態（電力未供給状態）であることから、加熱フィルム３３と定着ローラ３２の温度は共に室温と同じ約２５℃である。ヒータ３５に対し電力供給が行われると、加熱フィルム３３はヒータ３５からの熱を受けて素早く昇温する。他方、定着ローラ３２は蓄熱層や芯金に熱が伝わるので、定着ローラ３２の温度は加熱フィルム３３に比べてゆっくりと上昇する。そして、ヒータ３５が最大温度である２５０℃へ向けて上昇し、加熱フィルム３３の温度が１２０℃に達しても、定着ローラ３２の温度は１０５℃程度までしか上昇しない。

制御部３００は、待機状態におけるジョブ入力に応じて、ヒータ３５をオンにして温調制御を開始する。待機状態におけるジョブ入力から当該ジョブの１枚目の記録材Ｓが出力されるまでの時間を短縮するために、制御部３００は、加熱フィルム３３が１２０℃に達するタイミングで１枚目の記録材Ｓの先端が定着ニップ部Ｎ１に突入するように記録材Ｓを搬送させる。このとき、図４に示すように、定着ローラ３２の温度は加熱フィルム３３の温度よりも低いために、加熱フィルム３３にトナーが蓄積していると、トナーが加熱フィルム３３から定着ローラ３２へと移動し得る。

表２に、図４に示した場合に関し、次の画像形成ジョブ時における１枚目の記録材Ｓの先端が定着ニップ部Ｎに到達した際の加熱ニップ部Ｎ２における、加熱フィルム３３の温度と定着ローラ３２の温度とを示す。

表２に示すように、上流部Ｎ３では加熱フィルム３３の温度が８０℃であり、定着ローラ３２の温度が６６℃である。それ故、加熱フィルム３３に蓄積されているトナーが定着ローラ３２に移動し得る。中央部Ｎ４では、加熱フィルム３３の温度が目標温度である１２０℃になる。これに対し、定着ローラ３２が冷めた状態から加熱された場合に、定着ローラ３２の温度は１０５℃までしか上昇しない。したがって、中央部Ｎ４においても、定着ローラ３２の温度が加熱フィルム３３の温度よりも低いため、加熱フィルム３３に蓄積されているトナーが定着ローラ３２に移動し得る。下流部Ｎ５では、加熱フィルム３３がヒータ３５から離れて放熱されやすいので、加熱フィルム３３の温度が１１０℃まで低下する。また、定着ローラ３２の温度は１０３℃程度に低下する。こうして下流部Ｎ５においても、定着ローラ３２の温度が加熱フィルム３３の温度よりも低いため、加熱フィルム３３に蓄積されているトナーが定着ローラ３２に移動し得る。

そして、加圧ローラ３１はヒータを有しておらず、また放熱される面積が定着ローラ３２に比べて定着ニップ部Ｎ１の分だけ大きいことから、加圧ローラ３１の温度は定着ローラ３２と同じか定着ローラ３２よりも低くなる。それ故、加熱フィルム３３から定着ローラ３２へ移動したトナーが、定着ローラ３２から加圧ローラ３１へと移動し得る。即ち、下流部Ｎ５においては「加熱フィルム３３の温度＞定着ローラ３２の温度」になり、定着ニップ部Ｎ１においては「定着ローラ１８＞加圧ローラ１９」になる。そのため、加熱フィルム３３に蓄積していたトナーが定着ローラ３２側に移動し、さらには加圧ローラ３１にも移動し得る。そうであるから、１枚目の記録材Ｓが定着ニップ部Ｎ１を通過する際に、記録材Ｓに多量のトナーが移動してしまい、トナー汚れとして目立ってしまう。

加熱フィルム３３に蓄積されたトナーに起因して、記録材Ｓに画像不良として目立つほどのトナー汚れが生じるのを防止するためには、加熱フィルム３３にトナーが蓄積されたとしても、都度トナーを除去できるようにすればよい。そこで、加熱フィルム３３の表面を例えばクリーニングウェブなどのクリーニング部材を用いて摺擦させて、トナーを除去することが考えられる。しかし、新たにクリーニング部材を配置する場合、最近の小型化の要望からクリーニング部材を配置するスペースがなく、またコスト低減の要望からクリーニング部材を設けるのは望ましくない。これは、クリーニング部材の他に、加熱フィルム３３にクリーニング部材を適切に摺擦させるための部材がさらに必要となるからである。

＜記録材にトナーを転移させるための制御の概要＞
そこで、別の方法が考えられる。加熱フィルム３３に蓄積したトナーは、上述したように温度の高い方から低い方へと移動し得ることから、この特性を利用し、加熱フィルム３３にトナーが蓄積される前に、トナーを定着ローラ３２や加圧ローラ３１へ移動させ記録材Ｓに転移させればよい。ただし、記録材Ｓに転移させるトナーは、ユーザが視認できない程度の量に抑制する必要がある。そのため、画像形成ジョブの後回転時に、加熱フィルム３３の温度と定着ローラ３２の温度を制御して、トナーを定着ローラ３２や加圧ローラ３１へ移動させ、次の画像形成ジョブの１枚目の記録材Ｓにトナーを転移させるとよい。

ここで、次の画像形成ジョブの１枚目の記録材Ｓにトナーを転移させるための制御について概要を説明する。この制御では、加熱フィルム３３に付着したトナーを定着ローラ３２や加圧ローラ３１へ移動させ、最終的に次の画像形成ジョブの１枚目の記録材Ｓに転移させる。上述したように、加熱ニップ部Ｎ２（特に下流部Ｎ５）における温度関係を「加熱フィルム３３の温度＞定着ローラ３２の温度」にすると、加熱フィルム３３に付着されたトナーを定着ローラ３２に移動させることができる。また、加圧ローラ３１の温度と定着ローラ３２の温度とは、定着ローラ３２の温度が高い関係になるため、定着ローラ３２へトナーを移動させれば、加圧ローラ３１にトナーが移動される。この特性を利用して、加熱フィルム３３からトナーを除去させるために、画像形成ジョブの後回転時に「加熱フィルム３３の温度＞定着ローラ３２の温度」にする。

具体的に図１６を用いて説明する。図１６は本実施形態に対する比較例であり、加熱ニップ部Ｎ２（中央部）での加熱フィルム３３の温度と定着ローラ３２の温度を示したグラフである。ここでは、定着ローラ３２の温度として、５０枚の記録材Ｓを連続して通紙した画像形成ジョブを行った場合と、１２０枚の記録材Ｓを連続して通紙した画像形成ジョブを行った場合とを示している。なお、図１６において、時刻ｔ１〜ｔ２と時刻ｔ３〜ｔ４は記録材Ｓが定着ニップ部Ｎ１を通過している通紙中を示し、時刻ｔ２〜ｔ３は記録材Ｓが定着ニップ部Ｎ１を通過していない紙間を示す。

図１６に示すように、時刻ｔ４以降の画像形成ジョブの後回転において時刻ｔ５のときに、ヒータ３５の温度を急激に最大温度の２５０℃へと上昇させることにより、加熱フィルム３３の温度を１３０℃へ急上昇させている。表３に、画像形成ジョブとして５０枚の記録材Ｓに連続して出力した後に急激にヒータ３５の温度を上昇させた場合における、加熱フィルム３３の温度と定着ローラ３２の温度を示す。

ヒータ３５の温度を急激に上昇させると、中央部Ｎ４における加熱フィルム３３の温度は１３０℃へ急上昇する。その際に、中央部Ｎ４における定着ローラ３２の温度は１１５℃となるため、「加熱フィルム３３の温度＞定着ローラ３２の温度」になっている。下流部Ｎ５では、加熱フィルム３３が放熱により１２０℃まで下降する。そして、定着ローラ３２の温度も加熱フィルム３３よりも下がりにくいが、１１３℃まで低下する。その結果、図１６に示すように、ヒータ３５の温度を上げた時刻ｔ５以降、「加熱フィルム３３の温度＞定着ローラ３２の温度」が維持されて、加熱フィルム３３から定着ローラ３２へとトナーが移動し得る。なお、この場合に、加熱フィルム３３と定着ローラ３２の温度差が大きいほど、加熱フィルム３３から定着ローラ３２へとトナーが移動しやすいことから、加熱フィルム３３と定着ローラ３２の温度差はより大きい方がよい。

＜問題点＞
しかしながら、画像形成ジョブにおける記録材Ｓの通紙枚数が増えるに連れ、定着ローラ３２に熱が蓄えられる。即ち、連続通紙を続けると、連続通紙中の紙間でヒータ３５から加熱フィルム３３を介して受けた熱が蓄熱層（ゴム層）に蓄熱され、定着ローラ３２の温度が上がる。例えば１２０枚の記録材Ｓが連続して通紙される画像形成ジョブを行った場合は、図１６に示すように、定着ローラ３２の温度が加熱フィルム３３の温度よりも高くなり得る（ここでは１２０℃以上）。この場合に、ヒータ３５の温度を上げて加熱フィルム３３の温度を１３０℃へ上昇させると、それに伴い定着ローラ３２の温度が１３０℃以上に上がってしまい、「加熱フィルム３３の温度≦定着ローラ３２の温度」となりやすい。そうなると、加熱フィルム３３から定着ローラ３２へトナーが移動されない。つまり、次の画像形成ジョブの１枚目の記録材Ｓにトナーを転移させることが難しくなる。表４に、画像形成ジョブとして連続して１２０枚の記録材Ｓに出力してから、ヒータ３５の温度を急激に上昇させた場合における、加熱フィルム３３の温度と定着ローラ３２の温度を示す。

上記のように、ヒータ３５の温度を急激に上昇させることにより、中央部Ｎ４における加熱フィルム３３の温度は１３０℃へ急上昇する。その際に、上流部Ｎ３における加熱フィルム３３の温度は１０２℃になる。しかし、定着ローラ３２の温度は紙間での蓄熱の影響で、１３９℃と加熱フィルム３３の温度よりも高い温度である。中央部Ｎ４では、加熱フィルム３３が瞬時に１４２℃まで上昇するが、定着ローラ３２も蓄熱の影響により１４５℃まで上昇してしまう。また、下流部Ｎ５では放熱の影響により加熱フィルム３３の温度は１３２℃まで下降するが、定着ローラ３２は放熱し難いために、定着ローラ３２の温度は１４３℃までしか下がらない。この場合、上流部Ｎ３から下流部Ｎ５に亘り「加熱フィルム３３の温度≦定着ローラ３２の温度」になることから、加熱フィルム３３から定着ローラ３２へトナーが移動せず、加熱フィルム３３に付着したままになる。そのため、待機状態を経ずに次の画像形成ジョブが開始され続け、加熱フィルム３３にトナーが蓄積し続けてしまう。

以上、述べたように、画像形成ジョブにおける連続して出力した記録材Ｓの通紙枚数によっては、ヒータ３５の温度を急激に上昇させても、ヒータ３５の最大温度の関係から「加熱フィルム３３の温度＞定着ローラ３２の温度」とならないことがある。その場合、加熱フィルム３３から定着ローラ３２へトナーが移動せず、次の画像形成ジョブにおいて１枚目の記録材Ｓにユーザが視認できない程度の量のトナーを転移させることが難しくなる。

＜クリーニング処理＞
上記点に鑑み、本実施形態では、画像形成ジョブにおける最後の記録材Ｓが定着ニップ部Ｎ１を通過した後の、画像形成ジョブの後回転時にヒータ３５の温度を急激に上昇させ、「加熱フィルム３３の温度＞定着ローラ３２の温度」の関係となるようにしている。以下、本実施形態のクリーニング処理（クリーニングモード）について、図２及び図３を参照しながら図５乃至図１１を用いて説明する。図５に示すクリーニング処理は、制御部３００（詳しくはＣＰＵ３０１）により画像形成ジョブの実行にあわせて開始される。

図５に示すように、制御部３００は、定着ニップ部Ｎ１を通過した記録材Ｓの枚数（枚数カウント）をカウントし、メモリ３０２に記憶させる（Ｓ１）。制御部３００は、画像形成ジョブを終了するか否かを判定する（Ｓ２）。画像形成ジョブを終了しない場合（Ｓ２のＮｏ）、制御部３００は記録材Ｓの枚数をカウントする処理を続ける。画像形成ジョブを終了する場合（Ｓ２のＹｅｓ）、制御部３００はステップＳ３の処理へ進む。

ここで、上記した記録材Ｓの枚数カウントについて説明する。本実施形態の場合、定着ニップ部Ｎ１を記録材Ｓが通過する毎に記録材Ｓの枚数をカウントすればよいが、これに限らない。ＹＭＣＫ画像データの濃度信号値の総和（％）が２０〜６０％で形成されている画像を有する場合にのみ、枚数カウントをカウントするようにしてよい。これは、ＹＭＣＫ画像データの濃度信号値の総和（％）が加熱フィルム３３へのトナー付着量を左右するからである。

本実施形態の場合、ＹＭＣＫ画像データは１画素あたりのＹ、Ｍ、Ｃ、及びＫの各色成分の濃度を、単色での最大濃度を１００％とするときの１画素あたりの各色成分の濃度（％）で表す濃度信号値を有する。このＹＭＣＫ画像データの濃度信号値の検出方法について、図６を用いて説明する。制御部３００（図３参照）は、ＹＭＣＫ画像データを所定の領域ごとに分析し、各領域毎にＹＭＣＫ画像データの濃度信号値の総和（％）を検出する。

例えば、図６では左上端部を基準位置とし、測定パッチｎ（ここでは１画素分の領域）を主走査方向に１つずつずらしながら、各測定パッチにおけるＹＭＣＫ画像データの濃度信号値の総和（％）を検出する。なお、本実施形態では画素数単位で検出しているが、測定パッチｎの大きさは適宜に設定してよい。例えば、図６における１画素を複数組み合わせた領域を１つの測定パッチｎとしてもよい。

ＹＭＣＫ画像データの濃度信号値の総和とは、１画素あたりの各色成分の濃度信号値（％）の平均値であり、これは１枚の記録材Ｓに形成されたトナー像の平均濃度に相当する。本実施形態では、記録材Ｓへのトナーの載り量を制御するために、制御部３００はＹＭＣＫ画像データにおける１画素あたりの４つの色成分の濃度信号値が最大で２００％になるように、ＲＧＢ画像データをＹＭＣＫ画像データに変換している。即ち、ＹＭＣＫ画像データでの濃度信号値の総和が２００％となる時、記録材Ｓに形成するトナー像のトナー載り量が最大となる。

＜加熱フィルムへのトナー付着量について＞
ここで、ＹＭＣＫ画像データの濃度信号値と加熱フィルム３３へのトナー付着量との関係について、図２を参照しながら図７及び図８を用いて説明する。図７は、ＹＭＣＫ画像データの濃度信号値の総和（％）に対応する未定着のトナー像が形成された記録材Ｓを連続して１２０枚通紙した場合における、加熱フィルム３３の汚れ濃度を示している。上記したように、定着ローラ３２の温度が上昇し続け、「加熱フィルム３３の温度≦定着ローラ３２の温度」になることで、加熱フィルム３３上にトナーが付着してしまう。このトナー付着量は、ＹＭＣＫ画像データの濃度信号値の総和（％）つまり画像の平均濃度によって変動する。図７に示す汚れ濃度は、加熱フィルム３３の表面において、トナーの付着していない領域の反射濃度を基準とし、トナーが付着した領域の反射濃度の濃度との差分値である。図７から理解できるように、ＹＭＣＫ画像データの濃度信号値の総和が「３０〜５０％」である場合に汚れ濃度が「０．１５」以上となっており、ＹＭＣＫ画像データの濃度信号値の総和が４０％前後でトナー付着量が多くなることが分かる。

図８は、上記のように加熱フィルム３３にトナーが付着しやすいＹＭＣＫ画像データの濃度信号値の総和が４０％の記録材Ｓを通紙した場合における、通紙枚数と加熱フィルム３３の汚れ濃度との関係を示すグラフである。図８に示すように、ＹＭＣＫ画像データの濃度信号値の総和が４０％の記録材Ｓを１２０枚通紙した結果によれば、８５枚までは汚れ濃度が「０．１５」未満である。汚れ濃度が「０．１５」未満である場合、加熱フィルム３３からトナーが記録材Ｓに転移したとしても、ユーザが視認できないレベルである。しかし、ＹＭＣＫ画像データの濃度信号値の総和が４０％の記録材Ｓを「８６枚」以上通紙した場合には、汚れ濃度が「０．１５」以上となる。

本実施形態の場合、加熱フィルム３３の汚れ濃度が「０．１５」（汚れ発生閾値と呼ぶ）以上であると、記録材Ｓにトナーが転移した場合に、ユーザが視認できるほどの画像不良として目立つ。したがって、ＹＭＣＫ画像データの濃度信号値の総和が３０％以下の場合には、例え記録材Ｓにトナーが転移してもユーザに視認されない量のトナーが加熱フィルム３３に蓄積される程度である。他方、ＹＭＣＫ画像データの濃度信号値の総和が６０％以上の場合には、トナー同士の接触面積が増え結合力が上がるために、記録材Ｓにトナーが転移し難くなる。そこで、本実施形態では、ＹＭＣＫ画像データの濃度信号値の総和つまり画像の平均濃度が「２０〜６０％」（所定範囲）である記録材Ｓを、枚数カウントのカウント候補としている。

上述したように、本実施形態では、ＹＭＣＫ画像データの濃度信号値の総和が「２０〜６０％」である画像を形成する記録材Ｓが連続通紙されると、記録材Ｓにトナーが転移した場合に、ユーザが視認できるほどの画像不良として目立つ。また、その際に記録材Ｓの搬送方向（副走査方向とも呼ぶ）における画像の長さによっても、加熱フィルム３３の汚れ濃度に影響を与えることがわかっている。図９に、画像の搬送方向長さと加熱フィルム３３の汚れ濃度との関係を示した。図９中に示す点αは例として１枚の記録材Ｓにおいて、ＹＭＣＫ画像データの濃度信号値が４０％固定で画像形成され、画像の搬送方向長さが８０ｍｍである場合に、４０枚の記録材Ｓを連続通紙した場合の汚れ濃度を示している。また、図９の横軸は、ＹＭＣＫ画像データの濃度信号値が４０％の画像の搬送方向長さを示す。なお、記録材Ｓの搬送方向に交差する幅方向の画像長さは例えば１ｍｍに固定している。

図９中に示す点αでは、４０枚の記録材Ｓを連続通紙すると、汚れ濃度が「０．１５」以上となる。これは、上記したように記録材Ｓにトナーが転移した場合に、ユーザが視認できるほどの画像不良として目立つ汚れ濃度である。そこで、本実施形態では、ＹＭＣＫ画像データの濃度信号値が「２０〜６０％」であり、且つ搬送方向長さが所定長さ以上である画像を有する場合の記録材Ｓをカウントするようにしている。本実施形態では、所定長さを８０ｍｍとした。

ここで、画像の搬送方向長さについて、図１０を用いて説明する。搬送方向長さが例えば８０ｍｍの画像（濃度信号値の総和が２０〜６０％）を有する場合、その記録材Ｓはカウントされる。また、搬送方向長さが累積で８０ｍｍ以上となる複数の画像（例えば、２０ｍｍと６０ｍｍの２つの画像を有する場合、その記録材Ｓはカウントされる。即ち、本実施形態では、搬送方向に連続して８０ｍｍ以上となる画像を有する記録材Ｓである場合、あるいは搬送方向と交差する幅方向において同一線上に合計８０ｍｍ以上となる複数の画像を有する記録材Ｓである場合は、カウントされるようにしている。これに対し、搬送方向長さが６０ｍｍである画像を有する場合、あるいは搬送方向長さが累積で８０ｍｍ未満となる複数の画像を有する記録材Ｓである場合は、カウントされないようにしている。

図５の説明に戻り、制御部３００は、カウントした記録材Ｓの枚数（枚数カウント）をメモリ３０２から読み出す（Ｓ３）。そして、制御部３００は、読み出した枚数カウントが所定枚数以上（閾値以上）であるか否かを判定する（Ｓ４）。枚数カウントが所定枚数未満（閾値未満）である場合（Ｓ４のＮｏ）、制御部３００はステップＳ７の処理へジャンプする。この場合、制御部３００はヒータ３５の温度を画像形成ジョブ中の温度よりも下げることなく（Ｓ５参照）、ヒータ３５の温度を画像形成ジョブ中の温度よりも上げる（Ｓ７参照）。他方、枚数カウントが所定枚数以上である場合（Ｓ４のＹｅｓ）、制御部３００は、ヒータ３５の温度を画像形成ジョブ中の温度（目標温度）よりも低い温度に低下させる（Ｓ５）。この際に、制御部３００はメモリ３０２に記憶されている表５に示す制御テーブルに従ってヒータ３５の温度を設定する。

表５に示すように、本実施形態では、枚数カウントが２１〜６０枚であればヒータ３５を「−５℃」下げ、枚数カウントが６１〜１００枚であればヒータ３５を「−１０℃」下げ、枚数カウントが１０１枚以上であればヒータ３５を「−１５℃」下げる。即ち、クリーニングモード時に、記録材Ｓの枚数が第一枚数である場合にヒータ３５の温度を第一温度に下げ、記録材Ｓの枚数が第一枚数よりも多い第二枚数である場合にヒータ３５の温度を第一温度よりも低い第二温度に下げる。このように、枚数カウントが大きいほど、ヒータ３５を低下させる温度が大きくなるようにしている。

なお、表５に示す制御テーブルは、例えば所定の環境条件（温度範囲など）毎に制御温度や後述の空回転時間の異なるテーブルがメモリ３０２に記憶されていてもよい。その場合、例えば低温環境（例えば１０℃）に対応するテーブルの制御温度は、高温環境（例えば３５℃）に対応するテーブルの制御温度よりも小さい値が規定される。また、例えば低温環境（例えば１０℃）に対応するテーブルの空回転時間は、高温環境（例えば３５℃）に対応するテーブルの空回転時間よりも短い時間が規定される。

制御部３００は、ヒータ３５の温度を下げてから、枚数カウントに応じた設定時間に亘って定着ローラ３２及び加熱フィルム３３並びに加圧ローラ３１を空回転させたか否かを判定する（Ｓ６）。制御部３００は、枚数カウントに応じた設定時間に亘って空回転させるまで処理を待機する（Ｓ６のＮｏ）。この際に、制御部３００はメモリ３０２に記憶されている表５に示す制御テーブルに従って回転時間を設定する。表５に示すように、本実施形態では、枚数カウントが２１〜４０枚であれば空回転時間を１０秒に、枚数カウントが４１〜６０枚であれば空回転時間を２０秒に、枚数カウントが６１〜８０枚であれば空回転時間を３０秒に設定する。また、枚数カウントが８１〜１００枚であれば空回転時間を５０秒に、枚数カウントが１０１枚以上であれば空回転時間を６０秒に設定する。即ち、クリーニングモード時に、ヒータ３５の温度を下げてからヒータ３５の温度を上げるまでの時間を、記録材Ｓの枚数が第一枚数である場合に第一時間とし、記録材Ｓの枚数が第一枚数よりも多い第二枚数である場合に第一時間よりも長い第二時間とする。そして、定着ローラ３２及び加熱フィルム３３並びに加圧ローラ３１を設定時間に亘って空回転させてから（Ｓ６のＹｅｓ）、制御部３００はステップＳ７の処理へ進む。

制御部３００は、ヒータ３５の温度を最大温度に設定することで、ヒータ３５の温度を上昇させて加熱フィルム３３の温度を急激に上昇させる（Ｓ７）。そして、制御部３００は、ヒータ３５の温度を最大温度に設定してから所定時間内（例えば２秒）に、次の画像形成ジョブの入力があるか否かを判定する（Ｓ８）。所定時間内に次の画像形成ジョブの入力がある場合（Ｓ８のＹｅｓ）、制御部３００は所定時間経過後にヒータ３５の温度を最大温度から画像形成ジョブ中の温度に戻し（Ｓ９）、本クリーニング処理を終了する。それまで、次の画像形成ジョブの開始を待機する。他方、所定時間内に次の画像形成ジョブの入力がなかった場合（Ｓ８のＮｏ）、制御部３００はヒータ３５をオフして待機状態に移行する（Ｓ１０）。

このように、本実施形態では、クリーニングモードにおいて、ヒータ３５の温度を最大温度に設定し急激に上昇させる前に、ヒータ３５の温度を下げたうえで、定着ローラ３２及び加熱フィルム３３並びに加圧ローラ３１を設定時間に亘って空回転させる。これにより、加熱フィルム３３と定着ローラ３２の温度関係が「加熱フィルム３３の温度＞定着ローラ３２の温度」となってから、ヒータ３５の温度が最大温度に上昇されることになる。

具体的に図１１を用いて説明する。図１１は、加熱ニップ部Ｎ２（中央部）での加熱フィルム３３の温度と定着ローラ３２の温度を示すグラフである。ここでは、定着ローラ３２の温度として、１２０枚の記録材Ｓを連続して通紙した画像形成ジョブを行った場合を示している。なお、図１１において、時刻ｔ１〜ｔ２と時刻ｔ３〜ｔ４は記録材Ｓが定着ニップ部Ｎ１を通過している通紙中を示し、時刻ｔ２〜ｔ３は記録材Ｓが定着ニップ部Ｎ１を通過していない紙間を示す。

図１１に示すように、時刻ｔ４以降の画像形成ジョブの後回転において時刻ｔ５のときに、ヒータ３５の温度を急激に最大温度の２５０℃へと上昇させることにより、加熱フィルム３３の温度を１３０℃へ急上昇させている。本実施形態の場合も、１２０枚の記録材Ｓが連続して通紙される画像形成ジョブの後回転の開始時点（時刻ｔ４）では、図１６に示した比較例と同様に、定着ローラ３２の温度が加熱フィルム３３の温度よりも高くなっている（１２０℃以上）。ここで、比較例のように、ヒータ３５の温度を上げて加熱フィルム３３の温度を上昇させても、既に述べたように「加熱フィルム３３の温度≦定着ローラ３２の温度」となり、加熱フィルム３３から定着ローラ３２へトナーが移動されない。

図１６に示した比較例に対し、本実施形態の場合は、上記のように、ヒータ３５の温度を下げることで加熱フィルム３３の温度を低下させる。そして、ヒータ３５の温度を下げてから設定時間（時刻ｔ４〜ｔ５）に亘って定着ローラ３２及び加熱フィルム３３（並びに加圧ローラ３１）を空回転させてから、ヒータ３５の温度を急激に上昇させる。設定時間に亘って定着ローラ３２及び加熱フィルム３３（並びに加圧ローラ３１）を空回転させることで、加熱フィルム３３や加圧ローラ３１が定着ローラ３２から熱を奪い放熱する。そうすると、「加熱フィルム３３の温度≦定着ローラ３２の温度」の状態から「加熱フィルム３３の温度＞定着ローラ３２の温度」の状態になるまで、定着ローラ３２の温度と加熱フィルム３３の温度が共に低下する。そして、その後に加熱フィルム３３の温度が急上昇することになる。それ故、図１１に示すように、ヒータ３５の温度を上げた時刻ｔ５以降は、「加熱フィルム３３の温度＞定着ローラ３２の温度」の状態が維持されることから、加熱フィルム３３から定着ローラ３２さらには加圧ローラ３１へとトナーが移動し得る。こうして、加熱フィルム３３にトナーが蓄積され難くなる。そして、次の画像形成ジョブにおける１枚目の記録材Ｓにユーザが視認できない程度にトナーが移転される。

以上のように、本実施形態では画像形成ジョブの後回転時に、ヒータ３５の温度を急激に上昇させる前に、ヒータ３５の温度を下げて加熱フィルム３３の温度を低下させる。それから、設定時間に亘って定着ローラ３２及び加熱フィルム３３並びに加圧ローラ３１を空回転させる。こうしたヒータ３５の温度制御と空回転時間の調整を行うことで、「加熱フィルム３３の温度＞定着ローラ３２の温度」の状態でヒータ３５の温度を急激に上昇させることができ、またその状態が維持される。即ち、画像形成ジョブの終了時には、加熱フィルム３３にトナーが蓄積しやすい「加熱フィルム３３の温度≦定着ローラ３２の温度」の状態であっても、「加熱フィルム３３の温度＞定着ローラ３２の温度」の状態へと移行される。また、その際に加熱フィルム３３と定着ローラ３２の温度差をより大きくできる。こうして、定着ローラ３２や加圧ローラ３１を介して記録材Ｓへトナーを転移させることが可能な温度条件を確保できるので、もってトナーを記録材Ｓに転移させて加熱フィルム３３をクリーニングすることが簡易な構成で実現できる。

［他の実施形態］
ところで、本実施形態の画像形成装置１００では、上述したようにＲＧＢ画像データをＹＭＣＫ画像データに変換している。その場合、ＹＭＣＫ画像データを用い、例えば写真やイラストなどの画像では濃度階調性を重視して画像処理したり、あるいは文字やテキストなどの画像では細かい部分のシャープネス性を重視して画像処理することが可能である（ハーフトーン処理と呼ぶ）。このハーフトーン処理が行われた場合には、ハーフトーン処理の種類（後述の誤差拡散、高線数スクリーン、低線数スクリーン）によって、加熱フィルム３３へのトナーの付着量が変わり得る。以下、説明する。

ハーフトーン処理について、図１２を用いて説明する。制御部３００（図３参照）では、ＲＧＢ画像データを色変換テーブル２１２にてＹＭＣＫ画像データに変換し、ＹＭＣＫ画像データをハーフトーン処理する（ハーフトーン処理部２１３と呼ぶ）。制御部３００（詳しくはハーフトーン処理部２１３）は誤差拡散処理部２１４と多値スクリーン部２１５とを有し、ハーフトーン処理（ディザ処理とも呼ぶ）として印刷条件に応じて誤差拡散処理もしくは多値スクリーン処理を実行する。本実施形態の場合、ハーフトーン処理部２１３は誤差拡散、高線数スクリーン、低線数スクリーンの３種類の画像処理を行い得る。そして、制御部３００は、ハーフトーン処理された後のＹＭＣＫ画像データに基づいて画像形成を行う。

図１３に、ハーフトーン処理の種類ごとに、隣接する４つの単位面積の領域におけるドット印字パターンを示す。図１３に示すように、誤差拡散、高線数スクリーン、低線数スクリーンでは、単位面積当たりのドット印字パターンにおけるドット面積が異なる。低線数スクリーンは濃度安定性を向上させるため、隣接するドット面積を大きくして安定して転写できるように画像処理を行うものである。写真などのグラフィックスやイメージ画像に適しており、飛散しやすい面積の小さいドットよりもトナー同士の保持力と記録材Ｓとの付着力が増すため、例えば１回の画像形成ジョブで複数枚の同一の写真を印刷した場合などに、色味の違いが発生しにくくできる。高線数スクリーンは隣接するドット面積が低線数スクリーンに比べ小さい分、文字や細線などのテキスト画像に適しており、細かいエッジ部や文字の画質を向上し得る。高線数スクリーンは、小線数スクリーンよりもドット面積が小さい（ドット数は多くなる）。誤差拡散は低線数スクリーン、高線数スクリーンと元画像データの画像パターンが干渉して異常画像が生じやすい場合、例えばコピー印刷時などに、異常画像が生じるのを抑制するための画像処理である。即ち、低線数スクリーンや高線数スクリーンなどの場合には、原稿が持つ周期や画像パターンに影響を受けて、スクリーンとの干渉によって異常画像が生じやすい。誤差拡散の場合には、これを抑制できる。誤差拡散は、さらに高線数スクリーンよりもドット面積が小さい。

加熱フィルム３３に付着され得るトナーは、上記したハーフトーン処理の種類によってトナー付着量に差が生じ得る。このハーフトーン処理の影響による加熱フィルム３３へのトナーの付着しやすさについて、図１４を用いて説明する。図１４は、ＹＭＣＫ画像データの濃度信号値の総和が４０％固定で各ハーフトーン処理にて、１２０枚の記録材Ｓに連続通紙した場合における、通紙枚数と加熱フィルム３３に付着しているトナーに起因する汚れ濃度との関係を示す。

図１４から理解できるように、低線数スクリーンの場合には、８５枚まで汚れが生じない（汚れ発生閾値「０．１５」を下回っている）。高線数スクリーンの場合には、６５枚まで汚れが生じない。他方、誤差拡散の場合には、５１枚で汚れが生じ得る。即ち、誤差拡散よりも高線数スクリーンや低線数スクリーンなどのハーフトーン処理は加熱フィルム３３に付着するトナー付着量が少なく、トナーの付着量は「誤差拡散＞高線数スクリーン＞低線数スクリーン」の関係になっている。これは、低線数スクリーンのようなドット面積が大きくドット数が少ないハーフトーン処理の場合には、トナー同士の接触面積が広いことに伴い未定着トナーと記録材Ｓとの接触面積も広く、トナー付着力が十分に確保でき、記録材Ｓから離れ難いからである。他方、誤差拡散のようなドット面積が小さくドット数が多いハーフトーン処理の場合には、トナー同士の接触面積が狭いことに伴い未定着トナーと記録材Ｓとの接触面積も狭くなり、トナー付着力が小さく、記録材Ｓから離れやすくなるからである。

上記のように、ハーフトーン処理の種類により加熱フィルム３３に付着するトナー付着量は異なる。この点に鑑み、記録材Ｓの枚数カウントを行う場合には、ハーフトーン処理の種類によって枚数カウンタに加算するカウント値を変えるのが好ましい（つまり、重み付け）。以下、こうした処理を実行する枚数カウント処理について、図２及び図３を参照しながら図１５を用いて説明する。図１５に示す枚数カウント処理は、上述した「クリーニング処理」の枚数カウント（図５のＳ１参照）の代わりに実行すればよい。

図１５に示すように、制御部３００は、ＲＧＢ画像データを変換したＹＭＣＫ画像データに基づき、ＹＭＣＫ画像データの濃度信号値の総和が例えば２０〜６０％に該当する画像を有するか否かを判定する（Ｓ２１）。ＹＭＣＫ画像データの濃度信号値の総和が例えば２０〜６０％に該当する画像を有していない場合（Ｓ２１のＮｏ）、制御部３００は枚数カウンタのカウントを行わずに本枚数カウント処理を終了する。他方、ＹＭＣＫ画像データの濃度信号値の総和が例えば２０〜６０％に該当する画像を有する場合（Ｓ２１のＹｅｓ）、制御部３００はハーフトーン処理の種類に応じた枚数カウントを実行する（Ｓ２２〜Ｓ２６）。本実施形態では、画像形成ジョブ中に１枚の記録材に形成されたトナー像の所定面積当たりのドット面積が第一面積である場合に、第一加算数を加算する。そして、所定面積当たりのドット面積が第一面積より小さい第二面積である場合に、前記第一加算数よりも大きい第二加算数を加算する。

具体的に、ハーフトーン処理として誤差拡散を行う場合（Ｓ２２のＹｅｓ）、制御部３００は枚数カウンタに「＋３」を加算する（Ｓ２６）。ハーフトーン処理として高線数スクリーンを行う場合（Ｓ２３のＹｅｓ）、制御部３００は枚数カウンタに「＋２」を加算する（Ｓ２５）。ハーフトーン処理として低線数スクリーンを行う場合あるいはハーフトーン処理を行わない場合（Ｓ２３のＮｏ）、制御部３００は枚数カウンタに「＋１」を加算する（Ｓ２６）。

なお、１枚の記録材Ｓが複数のハーフトーン処理された画像を有する場合は、ドット印字パターンの数が多いものを採用してよい。例えば、１枚の記録材Ｓが誤差拡散の画像と高線数スクリーンの画像を有する場合、誤差拡散を採用して枚数カウンタに「＋３」を加算すればよい。

以上のように、本実施形態ではクリーニング処理時にハーフトーン処理に応じて枚数カウンタのカウント値に重み付けするようにしたので、ハーフトーン処理に応じた加熱フィルム３３のトナー付着量を予測することが可能となる。こうした場合、加熱フィルム３３にトナーを付着させにくい画像を記録材Ｓに形成する画像形成ジョブが繰り返されたとしても、トナー付着量が少ないような場合には加熱フィルム３３のクリーニングを行わない（図５のＳ４参照）。これにより、上述したように、トナーを記録材Ｓに転移させて加熱フィルム３３をクリーニングすることが簡易な構成で実現できるという効果に加え、画像形成装置１００のダウンタイムを抑制し得るという効果が得られる。また、加熱フィルム３３をクリーニングするための空回転の増加によって、定着ローラ３２及び加熱フィルム３３並びに加圧ローラ３１が摩耗するのを抑制し得る。

なお、上述した実施形態では、各色の感光ドラム１Ｙ〜１Ｋから中間転写ベルト８に各色のトナー像を一次転写した後に、記録材Ｓに各色の複合トナー像を一括して二次転写する構成の画像形成装置を説明したが、これに限らない。例えば、感光ドラムとの間でニップ部が形成された搬送ベルトに搬送される記録材に対し、感光ドラムと搬送ベルトを挟んで対向配置された転写ローラへの電圧印加により、感光ドラム上のトナー像を直接転写する直接転写方式の画像形成装置であってもよい。また、単色のトナー像を形成可能な画像形成装置（例えば、モノクロ機など）であってもよい。

３０…定着装置、３１…加圧ローラ、３２…定着ローラ、３３…加熱フィルム、３４…押圧部材（ヒータホルダ）、３５…加熱部材（ヒータ）、１００…画像形成装置、２００…画像形成ユニット、３００…制御手段（制御部）、Ｎ１…定着ニップ部、Ｓ…記録材

Claims

記録材にトナー像を形成する画像形成ユニットと、記録材に形成されたトナー像を記録材に定着させる定着装置とを備えた画像形成装置であって、
弾性層を有し、回転する定着ローラと、
前記定着ローラに当接して前記定着ローラとの間で記録材にトナー像を定着させるための定着ニップ部を形成し、回転して前記定着ニップ部で記録材を挟持搬送する加圧ローラと、
前記定着ローラよりも高い放熱性を有し、前記定着ローラに当接し回転する無端状の加熱フィルムと、
前記加熱フィルムを加熱する加熱部材と、
画像形成ジョブにおける最後の記録材が前記定着ニップ部を通過した後に、前記加熱部材の温度を画像形成ジョブ中の温度よりも下げ、前記定着ローラの温度が前記加熱フィルムの温度よりも低い状態で、所定時間に亘り前記加熱部材の温度を画像形成ジョブ中の温度よりも上げるクリーニングモードを実行可能な制御手段と、を備える、
ことを特徴とする画像形成装置。
前記制御手段は、前記クリーニングモード時、画像形成ジョブ中にトナー像を形成した記録材の枚数が閾値以上である場合に、前記加熱部材の温度を画像形成ジョブ中の温度よりも下げる、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記クリーニングモード時、前記記録材の枚数が閾値未満である場合、前記加熱部材の温度を画像形成ジョブ中の温度よりも下げることなく、前記加熱部材の温度を画像形成ジョブ中の温度よりも上げる、
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記クリーニングモード時、前記記録材の枚数が第一枚数である場合に前記加熱部材の温度を第一温度に下げ、前記記録材の枚数が前記第一枚数よりも多い第二枚数である場合に前記加熱部材の温度を前記第一温度よりも低い第二温度に下げる、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記クリーニングモード時、前記加熱部材の温度を下げてから前記加熱部材の温度を上げるまでの時間を、前記記録材の枚数が第一枚数である場合に第一時間とし、前記記録材の枚数が前記第一枚数よりも多い第二枚数である場合に前記第一時間よりも長い第二時間とする、
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、画像形成ジョブ中にトナー像を形成した記録材の枚数をカウント可能であり、画像形成ジョブ中に１枚の記録材に形成されたトナー像の平均濃度が所定範囲である場合に、前記記録材の枚数をカウントする、
ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記記録材の枚数をカウントする際に、画像形成ジョブ中に１枚の記録材に形成されたトナー像の所定面積当たりのドット面積が第一面積である場合に第一加算数を加算し、前記所定面積当たりのドット面積が第一面積より小さい第二面積である場合に前記第一加算数よりも大きい第二加算数を加算する、
ことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記クリーニングモード時に次の画像形成ジョブの開始を受け付けた場合、前記加熱部材の温度が画像形成ジョブ中の温度よりも上げられてから前記加熱部材の温度が画像形成ジョブ中の温度に下げられるまで、次の画像形成ジョブの開始を待機する、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記加熱フィルムを内周面側から前記定着ニップ部に向けて押圧する押圧部材を備え、
前記加熱部材は、前記加熱フィルムの内周面に当接するように前記押圧部材に設けられている、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。