(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により発熱する加熱体と、この加熱体と接触しつつ移動するフィルムと、このフィルムを挟んで上記加熱体とニップ部を形成する加圧部材と、を有し、上記フィルムを介した上記加熱体からの熱により該フィルムに接触しつつ上記ニップ部を通過する記録材上の画像を加熱する像加熱装置を用いた画像形成装置において、上記フィルムの熱伝導特性に関する情報に応じて上記加熱体に通電を開始してから記録材が上記ニップ部に到達するまでの時間を変更するため給紙ローラの駆動開始タイミングを制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
上記フィルムの熱伝導特性に関する情報は、上記フィルムの厚み情報であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、記録材上の画像を加熱する像加熱装置を用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、未定着画像の加熱定着や、画像の表面性の改質を行う像加熱装置としては、加熱ローラと加圧ローラとで画像を支持した記録材を挟持搬送する熱ローラ方式が広く用いられてきたが、このような熱ローラ方式では、加熱ローラの熱容量が大きいため、熱ローラを所定の定着温度まで加熱するのに要する時間（いわゆるウォームアップ時間）が長くかかるという問題があった。
【０００３】
そこで、特開昭６３−３１３１８２号公報、特開平２−１５７８７８号公報等において、低熱容量のサーマルヘッドと、このサーマルヘッドと摺動する薄肉のフィルムを用い、ウォームアップ時間を短縮したフィルム加熱定着装置が提案された。
【０００４】
上記加熱装置は、複写機・レーザビームプリンタ・ファクシミリ・マイクロフィルムリーダプリンタ・画像表示（ディスプレイ）装置・記録機等の画像形成装置に用いられるものであり、電子写真・静電記録・磁気記録等の適宜の画像形成プロセス手段により加熱溶融性の樹脂等により成るトナーを用いて記録材（エレクトロファックスシート・静電記録シート・転写シート・印刷紙等）の面に直接方式もしくは間接（転写）方式で形成した、目的の画像に対応した顕画像（未定着のトナー画像）を該画像を担持している記録面に永久固着像として加熱定着処理する画像定着装置である。
【０００５】
また、この装置は画像定着装置に限定されず、例えば画像を担持した記録材を加熱して表面性を改質する装置等、広く像担持体を加熱処理する手段・装置として使用されるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記フィルム加熱方式においては、フィルムの熱伝導特性のバラツキが原因で、以下のような問題点が発生する場合があった。
【０００７】
フィルム加熱方式では、通常加熱体の予熱は行なわず、画像形成動作を開始と共に加熱体への通電を開始する。そして、加熱体の温度が所定の値となるように制御する。ところが、加熱処理中に記録材が接触するのは加熱体ではなくフィルムであるため、フィルムの熱伝導特性、特にフィルムの厚さは記録材の加熱状態に大きい影響を持つ。
【０００８】
フィルムの厚さが所定の値より大きい場合、フィルムの熱伝達が悪くなり、記録材への加熱が不足する。すると、未定着の現像剤像が記録材へのっている場合、現像剤像の記録材への定着性が悪化する。
【０００９】
フィルムの厚さが所定の値より小さい場合、フィルムの熱伝達が設定値より良すぎるため、記録材への加熱が過剰になる。すると、未定着の現像剤像が記録材へのっている場合、現像剤が過剰に溶融し、フィルムに付着する、いわゆる高温オフセット現象が発生する。
【００１０】
上記のようなフィルムの厚さがばらつくことに起因する問題点は、製法の改善あるいは製造後の選別により対処できるが、製造に要する時間及びコストがアップするという問題がある。
【００１１】
本発明は、通電により発熱する加熱体と、この加熱体と接触しつつ移動するフィルムと、このフィルムを挟んで上記加熱体とニップ部を形成する加圧部材と、を有し、上記フィルムを介した上記加熱体からの熱により該フィルムに接触しつつ上記ニップ部を通過する記録材上の画像を加熱する像加熱装置を用いた画像形成装置において、上記フィルムの熱伝導特性に関する情報に応じて上記加熱体に通電を開始してから記録材が上記ニップ部に到達するまでの時間を変更するため給紙ローラの駆動開始タイミングを制御する制御手段を有することを特徴とする。
【００１２】
【実施例】
（参考例１）
本発明の参考例１を図１ないし図５に基づいて説明する。
【００１３】
図２は、本参考例の像加熱装置を用いた画像形成装置の概略構成を示す図である。図２に示すように本参考例が用いられた画像形成装置は、原稿台固定、光学系移動型、回転ドラム型、転写式の電子写真複写装置である。
【００１４】
本参考例装置においては、図２に示すように固定の原稿台ガラス２０上に原稿１９を所要に載置し、所要の複写条件を設定した後、コピースタートキーを押すと、感光体ドラム３９が矢印で示す時計方向に所定の周速度で回転駆動される。また、光源２１（２２は反射笠）と第一ミラー２３が原稿台ガラス２０の下面に沿ってガラス左辺側のホームポジションからガラス右辺側へ所定の速度Ｖで移動し、第二ミラー２４、第三ミラー２５が同方向にＶ／２の速度で移動することで、原稿台ガラス２０上の載置原稿１９の下向き画像面が左辺側から右辺側に照明走査され、その照明走査光の原稿面反射光が結像レンズ２９、固定第四〜第六ミラー２６，２７，２８を介して回転感光ドラム３９面に結像露光（スリット露光）される。
【００１５】
回転感光体ドラム３９の表面は、この露光前に一次帯電器３０により正または負の所定電位に一様に帯電処理されており、この帯電面に対して上記の露光がなされることで、ドラム３９面に原稿画像に対応したパターンの静電潜像が順次に形成される。感光体ドラム３９面に形成される静電潜像は、現像装置３１の現像ローラ３２でトナー像として顕画像化される。
【００１６】
一方、給紙ローラ５１により記録材Ｐが給送され、ガイド３３を通って所定のタイミングでドラム３９と転写帯電器３４との間の転写部へ導入されて転写コロナを受けることでドラム３９に接し、ドラム３９面側のトナー顕画像が記録材下面に順次転写される。
【００１７】
像転写部を通過した記録材Ｐは除電針３５によって背面電荷の除電を受けつつ、ドラム３９面から順次に分離され、搬送部３８、入口ガイド１０で定着装置６０へ導入され、後述するようにトナー画像定着を受け、画像形成物として機外へ排出される。
【００１８】
転写後のドラム３９の表面はクリーニング器３６のクリーニングブレード３７によって残りトナー等の汚れが清掃除去され、繰り返して像形成に供される。
【００１９】
上述のように往路を移動した移動光学部材２１〜２５は所定の往路終点に到達すると、復路を移動するように設定されており、初めのホームポジションへ戻り、次のコピーサイクルの開始まで待機する（以下、この工程を光学系のバック工程と称する）。
【００２０】
コピースタートキーが押される前に複数枚（例えば１００枚）のコピー枚数が指定された場合、光学系のバック工程が終了した後に、図３に示すようにマイクロコンピュータ（以下ＭＰＵとする。）１８により所定のインターバルをもって上記の工程を繰り返す。
【００２１】
次に、本参考例装置に装着される定着装置６０を図１に基づいて詳しく説明する。
【００２２】
図１は定着装置６０の拡大断面図である。図１において、１は装置に固定された低熱容量の線状の加熱体であって、例えば、厚み１．０ｍｍ、幅１０ｍｍ、長手方向長さ３５０ｍｍのアルミナ基板２に銀パラジウム等の抵抗材料３を幅１．０ｍｍに塗工したもので、長手方向両端から通電される。通電は、サーミスタ等の検温素子５の検知温度が所定の一定温度に保たれるよう、マイクロコンピュータを含むコントロール手段（図示せず）により通電制御される。なお、図３に示される３ａ，３ｂは抵抗材料３の両端である。
【００２３】
このように、温度制御された加熱体１に当接して、図中矢印方向に定着フィルム６は移動する。この定着フィルム６には、厚み約２０μｍの耐熱フィルム、例えば、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ、ＰＦＡの、少なくとも画像当接面に、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ等のフッ素樹脂に導電材を添加した離型層をコートしたエンドレスフィルムが用いられる。一般的には総厚１００μｍ未満、より好ましくは、４０μｍ未満にする。この定着フィルム６の駆動は、駆動ローラ７と従動ローラ８による駆動とテンションにより、矢印方向にシワなく移動する。
【００２４】
９は、シリコーンゴム等の離型性のよいゴム弾性層を有する加圧ローラで、総圧６〜１２ｋｇで定着フィルム６を介して加熱体１を加圧し、該フィルム６と圧接回転する。
【００２５】
記録材Ｐ上の未定着トナーＴは、入口ガイド１０により定着部に導かれ、上述の加熱により定着像を得るものである。
【００２６】
なお、図２の参考例では、定着フィルム６がエンドレスベルトであるが、図４に示すように有端のフィルムでもよい。
【００２７】
図５は、定着フィルム６を図２において厚さ方向に切断した断面図である。６ａは、加熱体１と摺動する基層であり、６ｂは記録材Ｐと接触する離型層である。
【００２８】
本参考例では、基層６ａとして特にポリイミドフィルムを、離型層６ｂとしてカーボンブラックを分散させた、半導電性ＰＦＡコーティング膜を用いている。基層６ａの厚さｔａは、２０μｍ±１０μｍであり、離型層６ｂの厚さｔｂは、１５μｍ±１０μｍである。ｔａ，ｔｂ及びｔａ＋ｔｂ（ただし、ｔａ＋ｔｂ＝ｔとする）は、定着装置組立前に測定され、定着装置６０に取り付けられたＲＯＭ等のフィルム厚さレジスタ４１に記憶されている。なお、定着フィルム厚さは、画像形成装置のＭＰＵ１８自体に登録してもよい。また、定着装置に取り付け、定着フィルム厚さを記録するものがＲＯＭでなく、ディップスイッチか可変抵抗であってもよい。なお、定着フィルム厚さの測定は、マイクロメータ等の方法で実際に測定しなくても、たとえば定着装置組立後に、定着フィルムを回動させつつ発熱体へ通電し、定着フィルム表面温度の立上りを測定し、定着フィルム厚さを推定してもよい。
【００２９】
下記の表１は、本参考例における加熱体の温調温度を示す。定着フィルムの総厚に応じ、温調温度を変えている。具体的には、定着フィルムが薄ければ温調温度を下げ、定着フィルムが厚ければ温調温度を上げている。
【００３０】
【表１】
0003634395.tif 000002
【００３１】
このような温調方式を用いることにより、定着フィルムの厚さが公差内でばらついていても、定着不良やオフセットの発生はない。
【００３２】
（比較例）
定着フィルムの厚さにかかわらず、１枚目は２１０℃、２〜９枚目は１９０℃、１０枚目以降は１８０℃の温調を行なったところ、定着フィルムが厚い場合は１枚目で定着不良、定着フィルムが薄い場合は１０枚目以降で高温オフセットが、発生した。
【００３３】
（参考例１−１）
参考例１において、定着フィルムを形成する２層のうち、１層の熱伝導特性が定着性能を支配する場合、定着フィルムの総厚でなく、ある特定の層の厚さに応じて温調温度を決めればよい。
【００３４】
（参考例１−２）
参考例１において、例えば離型層６ｂの熱伝導率が、分散させるカーボンの量に依存する場合、離型層６ｂの電気抵抗を測定し、その電気抵抗の数値を定着装置又は本体のＭＰＵに記録しておき、その数値に応じて温調温度を調整してもよい。
【００３５】
（参考例２）
次に、本発明の参考例２を図６に基づいて説明する。本参考例は、参考例１とは構成の主要部が同様であるが、定着フィルム６を介し、従動ローラ８に対向した金属プローブ１０１が追加され、従動ローラ８は接地され、金属プローブ１０１には、渦電流式の公知の膜厚計１０２が接続されており、検知された膜厚はＭＰＵ１８に取り込まれる構成を付加した点で相違する。
【００３６】
本参考例は、加熱体又は記録材との摺動で定着フィルムの厚さが減少した場合でも、常に最適な加熱ができる。また、長期にわたる使用の場合、本参考例のような方法を盛り込むと、徐々に温調温度を下げることができるので、装置の長寿命化も期待できるという特有の効果を奏する。
【００３７】
（参考例３）
続いて、本発明の参考例３を図７に基づいて説明する。本参考例は、参考例１とは構成の主要部が同様であるが、加圧ローラ９の軸９ａが、偏心した軸受１０３により支持されており、軸受１０３は、不図示のステッピングモータにより、記録材が加圧ローラ９に接触していない間に回動可能であり、ステッピングモータを所定の量回転することにより、加圧ローラ９の加熱体１への押圧力を調整可能とする構成を付加した点で相違する。
【００３８】
本参考例では、定着フィルムの厚さに応じ、上記の押圧力を下記の表２のように変える、定着フィルムの厚さが薄い程加圧力を下げ、定着フィルムの厚さが厚い程加圧力を上げている。なお、温調条件は、表１に従う。
【００３９】
【表２】
0003634395.tif 000003
【００４０】
本参考例は、定着フィルムが厚い場合の定着性がさらに向上し、また、定着性をそこなわずに加圧力を低減できるため、定着フィルムが薄い場合の耐久性が向上するという特有の効果を奏する。
【００４１】
（実施例１）
さらに、本発明の実施例１を説明する。本実施例は、参考例１とは構成の主要部が同様であるが、定着フィルムの厚さに応じ、ＭＰＵ１８により光学系モータ駆動回路４４の駆動、給紙ローラ５１の駆動及び高圧電源４２の駆動を所定の時間（ウエイト時間と称す）遅らせ、その間、加熱体駆動回路１６により加熱体に通電し予熱する（その間、メインモータはメインモータ駆動回路４３により回転し、定着フィルムは加熱体と摺動し、加熱される。）構成を付加した点で相違する。
【００４２】
下記の表３に定着フィルムの厚さに対するウエイト時間と温調温度を示す。
【００４３】
【表３】
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【００４４】
本実施例は、厚い定着フィルムが組み込まれていた場合の発熱体最高温度を低減し、その結果、小サイズ通紙時に非通紙域の発熱体温度が過度に上昇するのを防止でき、一方、通常厚さの定着フィルムが組み込まれていた場合には、定着によるウエイト時間は発生せず、ユーザに不便を与えないという特有の効果を奏する。
【００４５】
（参考例４）
さらに、本発明の参考例４を説明する。本参考例は、参考例１とは構成の主要部が同様であるが、最大電力を、定着フィルムの厚さが薄い時には厚い時より小さくする構成の点で相違する。
【００４６】
本参考例は、定着装置の熱容量が小さくなっても、発熱体の温度リップルを小さく抑えることができる。
【００４７】
（参考例５）
さらに、本発明の参考例５を説明する。本参考例は、参考例１とは構成の主要部が同様であるが、定着フィルムの薄厚に応じて搬送速度を増減する構成の点で相違する。
【００４８】
本参考例は、温調温度を変えずに、異なる厚さの定着フィルムの場合でも、同等の良好な定着性を得られ、かつ、オフセットの発生を防止できる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、製造誤差等に起因して個々のフィルムごとに熱伝導特性が違っていても、個々の画像形成装置がその違いに対応して適切な像加熱条件を設定することができ、フィルムの歩留が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例１が用いられる定着装置の概略断面図である。
【図２】本発明の参考例１が用いられる定着装置を組み込んだ画像形成装置の概略断面図である。
【図３】本発明の参考例１における制御手段の概略ブロック図である。
【図４】本発明の参考例１が用いられる定着装置の他の態様の概略断面図である。
【図５】本発明の参考例１における定着フィルムの断面図である。
【図６】本発明の参考例２が用いられる定着装置の概略断面図である。
【図７】本発明の参考例３が用いられる定着装置の概略断面図である。
【符号の説明】
１…加熱体                    ２…アルミナ基板
３…抵抗材料                  ５…検温素子
６…定着フィルム              ６ａ…基層
６ｂ…離型層                  ７…駆動ローラ
８…従動ローラ                ９…加圧ローラ
９ａ…軸                      １０…入口ガイド
１８…ＭＰＵ                  ６０…定着装置
１０１…金属プローブ          １０２…膜厚計
１０３…軸受                  Ｐ…記録材
Ｔ…未定着トナー
【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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【図７】
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