(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材上への画像形成を行う画像形成手段と、
記録材上に形成された画像を定着するための加熱用回転体及び加圧用回転体と、
定着動作時に該加熱用回転体の温度が所定の定着温度になるように制御する温度制御手段とを有し、
上記温度制御手段は、直前の画像形成に対する次の画像形成のタイミングに応じて次の定着動作のための定着温度が可変設定される第１モードと、直前の画像形成に対する次の画像形成タイミングに拘わらず上記次の定着動作のための定着温度として一定の温度が設定される第２モードとを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
さらに、記録材の種類を判別する判別手段を有し、
上記温度制御手段は、該判別手段により検知した記録材の種類に応じて上記第１又は第２モードのいずれかを実行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】
上記判別手段が記録材の種類として封筒を判別した場合、上記温度制御手段は、上記第２モードを実行することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真プリンタ等の画像形成装置に関し、記録材上の顕画像を加熱定着する定着手段を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置では、加熱定着装置として、熱容量の非常に小さいフィルムを用いた加熱フィルム定着装置が、立上りの速さから採用されており、また、ローラを用いた加熱ローラ定着装置も、熱効率が良く、安全性が高いことから広く採用されている。
【０００３】
図２１に、この加熱ローラ定着装置の一例を示す。図２１において、１０１は加熱ローラ、１０２は加圧ローラであり、各々矢印の方向に回転する。加熱ローラ１０１は、耐熱性に優れたアルミニウム等から成る中空芯金１０３の表層部に、ＰＦＡ等のフッ素樹脂１０４が被覆されており、また中空芯金１０３内部には、加熱ローラ１０１を加熱するためのハロゲンヒータ１０５が配設されている。一方加圧ローラ１０２は、鉄等から成る芯金１０６の表層部に、離型性に優れたシリコーンゴム１０７が被覆され、更にその表層部にＰＦＡ等のフッ素樹脂１０８が薄くコーティングされている。そしてこれら加熱ローラ１０１と加圧ローラ１０２とは、各々の長手方向両端部において、バネ（図示せず）により互いに圧接されている。また、加熱ローラ１０１に対しては、加熱ローラ１０１の表面温度を検知するためのサーミスタ１０９が当接されており、加熱ローラ１０１の表面温度は、このサーミスタ１０９と温度調節回路（図示せず）を介してハロゲンヒータ１０５への印加電圧を制御することにより所定値に制御される。そして、未定着トナー像が形成された記録材Ｐは、加熱ローラ１０１と加圧ローラ１０２とで形成されるニップ部へ案内され、記録材Ｐ上の未定着トナー像は、このニップ部において加熱、加圧され、永久画像として定着された後、機外へと排出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の加熱定着装置では加熱ローラ、加熱フィルム定着装置共に以下に述べる様な問題があった。
【０００５】
先ず、加熱ローラ定着装置を例にとると、加熱ローラの表面温度、加熱ローラと加圧ローラ間の圧力、ニップ幅等が記録材上のトナー像の定着性、記録材のカール量、画像形成装置内の昇温を決める重要なファクターとなるが、定着性、カール量等は一方を良くすれば他方が悪くなるという互いに相反する傾向を有している。具体的には定着性を良くするためには加熱ローラの表面温度を高くし、圧力、ニップ幅を増すことが好ましいが、これらは何れもカール、昇温が悪くなる方向である。この中でも加熱ローラの表面温度を高くすることが、カール、昇温を最も悪くしてしまう要因となっている。
【０００６】
また、画像形成装置の小型化、低コスト化が進み加熱ローラの肉厚外径、加圧ローラの外径も小さくなってきており、外径３０ｍｍ以下のものも用いられている。しかし、このように加熱ローラの薄肉化もしくは加熱ローラ及び加圧ローラの小径化が進むと、トナー像の定着性を高めるために、ニップ幅、圧力を大きくすることは難しく温調温度を高くすることが好ましい。この結果上述した通り、記録材のカール、更には装置内の昇温も大きくなる。
【０００７】
また上記定着装置では加圧ローラの温度によって定着性、記録材のカールが大きく影響されることが知られている。加圧ローラの温度は、画像形成装置の電源を投入してからの経過時間や記録材の通紙モードによって影響を受けるために非常に変りやすい。特に加圧ローラの小径化が進み、その熱容量が小さくなると温度変化も激しいために上記影響による定着性、記録材のカール量の変化も大きくなる。例えば連続通紙時には、記録材が加圧ローラから熱を奪う量が加熱ローラから加圧ローラに供給する熱量に比べて多くなり、加圧ローラの温度が低下して定着性が悪化し易くなる。一方、間欠プリント時には逆に加圧ローラの加熱ローラから供給される熱量が、記録材に奪われる熱量に比べて大きくなるために、加圧ローラの温度は上昇し定着性は良くなる。記録材のカールに関しては、一般的に、加熱定着装置直後にカール補正手段を作用させるが、連続プリント時と間欠プリント時で記録材の受ける熱量が異なるため、例えば連続プリント時のカールを矯正するようにカール補正手段を作用させた場合（記録材のカール方向とは逆方向に記録材を変形させる力を加える）、間欠プリント時にはカール矯正効果が不十分となり易い。一方、間欠プリント時のカールを十分矯正するようにカール補正手段を作用させると、連続プリント時にはカール矯正効果が強すぎ、記録材に逆方向のカールを与えてしまったりする。
【０００８】
従って色々な記録材の通紙モードに対応して定着性を良好にし、同時に記録材のカールを少なくするということを両立させるのが非常に困難であった。
【０００９】
また、小型の加熱定着装置においては加圧ローラとして、低硬度の弾性層を有する加圧ローラが使用される傾向にある。これは比較的低い圧力で十分なニップをかせぐためである。この種の加圧ローラは弾性層の熱膨張率が大きいため、加圧ローラの温度によって外径変化が大きくなる。このため例えば間欠プリント時などで加圧ローラが十分温められたとき、多くの場合加熱ローラあるいは加熱フィルムの温度は長手方向で中央部の方が両端部に比べて高いため、加圧ローラの温度も中央部が高くなり易く、その結果中央部の外径が大きくなる。この時加圧ローラの形状はいわゆるクラウン形状となり記録材に対して常に中央部へ向って寄せる力が働く。この結果、特に高温高湿下に放置されたようなコシの弱い記録材はシワが発生し易くなる。
【００１０】
これに対して加圧ローラの形状を予め中央部の外径が端部に比して小さい、いわゆる逆クラウン形状とすることにより、シワを防止することができる。しかしこの場合、加圧ローラが十分に温まっていない時逆に中央部のニップが不十分となり易く定着不良となり易い。
【００１１】
このように、記録材のシワに関しても、いろいろな通紙モードに対し、定着性と両立させることが困難であった。
【００１２】
本発明は上記従来例の欠点を除去し、特別な温度検知手段等の装置を付加することなく、簡易な構成で記録材上のトナーの定着性を常に良好に保ちながら記録材のカールを少なくすると同時に、記録材のシワ等を防止することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記目的は、記録材上への画像形成を行う画像形成手段と、
記録材上に形成された画像を定着するための加熱用回転体及び加圧用回転体と、
定着動作時に該加熱用回転体の温度が所定の定着温度になるように制御する温度制御手段とを有し、
上記温度制御手段は、直前の画像形成に対する次の画像形成のタイミングに応じて次の定着動作のための定着温度が可変設定される第１モードと、直前の画像形成に対する次の画像形成タイミングに拘わらず上記次の定着動作のための定着温度として一定の温度が設定される第２モードとを有することにより達成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
〈実施形態１〉
先ず、本発明の実施形態１を図１及び図３に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態１の画像形成装置であるところのレーザビームプリンタの略断面図を示す。本実施形態のレーザビームプリンタ１はパーソナルコンピュータやワークステーション等のホストと接続されており、該ホストからの画像データを受け取った後コントローラによりビットマップデータに展開するようになっている。ビットマップデータに展開された画像情報はビデオインターフェースを介してレーザビームプリンタ１のエンジン部に送られ、該エンジン部は画像情報に基づいてレーザ光を変調しながらラスタースキャンすることで所望の画像を形成する。このときコントローラとレーザビームプリンタ１のエンジン部はビデオインターフェースを介して以下のような通信を行っている。先ず、エンジン部はコントローラからの信号により給紙が可能でプリンタを作動させることが可能となったときレディ信号を送信する。
【００１６】
次に、コントローラはエンジン部からのレディ信号が送信されていることを確認してエンジン部に対して給紙命令であるプリント信号を送信する。エンジン部はこのプリント信号を受けて直ちに記録材Ｐをカセット２０等の記録材収納部から給紙ローラ１５により記録材Ｐを給紙し、レジストローラ１６へ搬送する。記録材Ｐはレジストローラ１６で一旦停止し、スキャナ、モータ（スキャナ２内に配設されている。図示せず）の立上りや、感光ドラム１１の電位安定化のための準備回転（いわゆる前回転）の終了を待ってエンジン部が画像書き込み可能な状態になるまで待機する。この後エンジン部で画像を書き込める状態になったことを知らせる垂直同期要求信号（ＶＳＲＥＱ）をコントローラ部に送った後、それを受けてコントローラ部では垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）を送り、さらに一定時間後に画像信号（ＶＩＤＥＯ）をエンジン部に送る。エンジン部ではＶＳＹＮＣを受け取った後、レジストローラ１６から記録材Ｐを転写部に搬送する。
【００１７】
次にレーザビームプリンタ部での画像形成について説明する。有機光導電体（ＯＰＣ）等の感光層を有する感光ドラム１１は帯電ローラ１２等の帯電手段により均一に負帯電された後上述の画像信号に応じて変調されたレーザ光１３が照射され所望の静電潜像が得られる。この静電潜像は負帯電トナーを有する現像装置１４により現像されトナー像Ｔとして可視化される。トナー像Ｔは転写部において転写ローラ１７等の転写手段により静電的に記録材Ｐに転写された後、記録材Ｐは加熱ローラ定着装置１９へ搬送され、トナー像は永久定着される。感光ドラム１１上の転写残りトナーはクリーナ１８によりクリーニングされ、再び同じ画像形成プロセスが繰り返される。上記画像形成部では現像装置１４、帯電ローラ１２、感光ドラム１１、クリーナ１８は一体に構成され、本体に対して着脱自在のカートリッジとなっている。
【００１８】
図２は本発明に適用する加熱ローラ定着装置の略断面図である。加熱ローラ２１はＡｌ、ＳＵＳ等の芯金２１１の上にＰＴＦＥ（四弗化エチレン）、ＰＦＡ（四弗化エチレン・パーフロロアルキルエーテル共重合体）等の弗素樹脂２１２を被覆している。加圧ローラ２２は、ＳＵＳ、鉄等の芯金２２１の上にシリコーンゴム、シリコーンスポンジ等の弾性層２２２を設け、その上にＰＦＡチューブ２２３を被覆している。加熱ローラ２１は内部に設けたハロゲン・ヒーター２３等の発熱体で加熱され、サーミスタ２４等の温度検知素子が加熱ローラ２１の表面に設けられている。サーミスタ２４からの信号はＡ／Ｄ変換器２５を介してＣＰＵ２６に送られ、その信号に基づき、ＣＰＵ２６はＡＣドライバー２７を介して、ヒータ２３のＯＮ／ＯＦＦを制御することで加熱ローラ２１の表面温度を以下のように所定の温度に制御する。
【００１９】
図３は本発明の実施形態１を説明するためのフローチャートである。レーザビームプリンタ１のエンジン部では電源投入後（Ｓ１０２）、加熱ローラの表面温度ＴがＴ０に達したかを検知し（Ｓ１０３）、Ｔ０に達した時いつでもプリント可能な状態になったことを知らせるレディ信号を送信する（Ｓ１０４）。その後プリント信号を受信するまでの間は加熱ローラの温度をＴ０に保ったまま待機し（Ｓ１０５）、プリント信号受信後（Ｓ１０６）、エンジン部では記録材の給紙を開始し、画像印字のための準備回転（いわゆる前回転）を行い、加熱ローラ表面温度ＴをＴ０からより高い温度のＴ１に上昇させる（Ｓ１０７）。そして、前回転が終了し、エンジン部が画像を書きこめる状態になったことを知らせる垂直同期要求信号（ＶＳＲＥＱ）を送信した後、コントローラ部からの垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）を受信すると（Ｓ１０８）、加熱ローラ表面温度ＴをＴ１よりも高いＴ２に上昇させ（Ｓ１０９）、同時にＶＳＹＮＣ受信後の時間をカウントし始める（Ｓ１１０）。
【００２０】
そして、印字動作中においては、記録材が加熱定着装置から排出されたかどうかを監視し（Ｓ１１１）、記録材の排出が完了するまでに次のプリント信号をエンジン部が受信した場合には（Ｓ１１２）、記録材の加熱定着装置からの排出完了までは加熱ローラ表面温度ＴをＴ２に維持し、排出後に加熱ローラ表面温度Ｔを再びＴ１に制御する（Ｓ１１３）。その後、次のＶＳＹＮＣを受信すると（Ｓ１１４）、前回のＶＳＹＮＣ受信からの経過時間ｔと予め定めた第一の時間ｔ１を比較し、ｔ１よりも短い場合には、加熱ローラの表面温度ＴをＴ２に制御し、同時にタイマをリセットして（Ｓ１１６）、再び次のＶＳＹＮＣを受信するまでの時間ｔをモニタし始める（Ｓ１１０）。一方、前回のＶＳＹＮＣ受信からの経過時間ｔが上記ｔ１よりも長い場合には、加熱ローラ表面温度ＴをＴ２よりも低いＴ３に制御し、同時にタイマをリセットして（Ｓ１１７）、再び次のプリント信号を受信するまでの時間ｔをモニタし始める（Ｓ１１０）。
【００２１】
また、記録材排出完了までプリント信号を受信しなかった場合には（Ｓ１１１）、加熱ローラ表面温度ＴをＴ０に低下して待機する（Ｓ１１８）。この後次のＶＳＹＮＣ受信までの時間をモニターし続け（Ｓ１１９〜Ｓ１２３）、その時間ｔがｔ１よりも長い第二の設定時間ｔ２より短かい場合、加熱ローラ表面温度ＴをＴ３に制御し、同時にタイマはリセットして（Ｓ１２５）、再び次のＶＳＹＮＣを受信するまでの時間ｔをモニタし始める（Ｓ１１０）。
【００２２】
一方、ＶＳＹＮＣ受信までの時間ｔが第二の設定時間ｔ２よりも長い場合には、加熱ローラ表面温度ＴをＴ２に制御し、同時にタイマをリセットして（Ｓ１２４）、再び次のＶＳＹＮＣを受信するまでの時間をモニタし始める（Ｓ１１０）。
【００２３】
なお、Ｓ１１９で次のＶＳＹＮＣ受信までの時間がｔ２を超えた場合には、タイマーカウントを中止し（Ｓ１２５）、再びレディ信号送信直後の状態（Ｓ１０５）に戻る。
【００２４】
以上のような本実施形態の温度制御をまとめると次のようになる。
【００２５】
▲１▼ＶＳＹＮＣを受信してから、次のＶＳＹＮＣを受信するまでの時間ｔをモニターし、印字動作継続中においてｔが予め定めた第一の設定時間ｔ１よりも短かい時は、連続プリントと同等で加圧ローラが十分温まっていないと判断し加熱ローラの表面温度は高めのＴ２に維持する。
▲２▼ＶＳＹＮＣ受信までの時間ｔがｔ１よりも長い場合には、間欠プリントと同等で加圧ローラが十分温まっていると判断し、加熱ローラの表面温度Ｔを、Ｔ２よりも低いＴ３に維持する。
▲３▼印字動作終了後において、次のプリント信号受信までの時間が第二の設定時間ｔ２以内の場合であって、ＶＳＹＮＣ受信までの時間ｔが第二の設定時間ｔ２以内のときには、加圧ローラはまだ十分温まっていると判断し、加熱ローラの表面温度ＴをＴ３で制御する。
▲４▼印字動作終了後において、次のプリント信号受信までの時間が第二の設定時間ｔ２以内の場合であって、ＶＳＹＮＣ受信までの時間ｔが第二の設定時間ｔ２を超えるときには、加圧ローラが十分温まっていないと判断し、加熱ローラの表面温度ＴをＴ２で制御する。
▲５▼印字動作終了後において、次のプリント信号受信までの時間が第二の設定時間ｔ２を超える場合でには、加圧ローラの温度は冷えたと判断し、タイマーのカウントは中止しレディ信号送信直後の初期状態に戻る。
【００２６】
また、本実施形態においては、プリント信号を受けた直後にはエンジン部においては通紙モードが不明のため、ＶＳＹＮＣを受けるまでは最終的なプリント時の目標温度は定まっていない。そこでプリント信号を受けた直後には通紙モードに関わらず、ＶＳＹＮＣを受信するまで一旦加熱ローラの制御温度を待機時温度Ｔ０からそれよりも高いＴ１に上昇させておく。このようにすることで、記録材が加熱定着装置に到着する時点で、ＶＳＹＮＣを受信した後の加熱ローラの表面温度Ｔが最も高い制御温度Ｔ２にあるいはその温度近くまで上昇することになる。ここでＴ１をあまり高い制御温度にすると、間欠時など低目の温度で制御する効果が失われるため、Ｔ１は間欠時のプリント温度と同等かそれより若干高めの値で制御される。
【００２７】
このようにＶＳＹＮＣとＶＳＹＮＣの間隔をモニタし、その時間に応じて加熱ローラの制御温度を変えることで加圧ローラの温度を検知する手段を設けずに、定着性が良好な間欠プリント時等の加圧ローラが温っている時には加熱ローラ温度を低目に制御できるため、記録材のカールを小さくすることができ、更に高温高湿下で発生し易い記録材のシワも防止できる。
【００２８】
次に、本実施形態に用いた定着装置について更に詳しく説明する。加熱ローラ２１としては、肉厚１ｍｍのＡｌから成る芯金の上にＰＦＡ層を３０μｍコーティングした外径２５ｍｍのローラを用い、加圧ローラ２２としては外径１０ｍｍの鉄から成る芯金の上にゴム硬度１５度（ＪＩＳ  Ａ）のシリコーンゴムを弾性層として肉厚５ｍｍ設け、その上にＰＦＡチューブ（５０μｍ厚）を、被覆した外径２０ｍｍ、ローラ硬度５０度（ＡＳＫＥＲＣ硬度計  ５００ｇ荷重時）のものを用いた。本加熱定着装置を適用するレーザー・ビーム・プリンターは画像形成速度が５０ｍｍ／ｓｅｃで毎分Ａ４サイズ８枚の出力が得られる。
【００２９】
また、待機時温度Ｔ０は１７０℃、プリント信号を受信してからＶＳＹＮＣを受信するまでの間に一旦立上げる温度Ｔ１は１７５℃、高めのプリント時温度Ｔ２は１８５℃、低めのプリント時温度Ｔ３は１７５℃に設定する。更にＶＳＹＮＣの間隔の第一の設定時間ｔ１は１５秒、第二の設定時間ｔ２は５分とする。このような設定において、ＶＳＹＮＣの間隔が１５秒以内においては加熱ローラ２１の表面温度は１８５℃に制御されその時の定着性（
【００３０】
【外１】
0003585230.tif 000002
のベタ黒を不織布を用いて４０ｇ／ｍ２の圧力で擦り、擦る前の濃度Ｄ０、擦った後の濃度Ｄ１としたとき定着性を濃度低下率Ｄ０−Ｄ１／Ｄ０×１００％で表す）は、プリント信号間隔が短かく、通紙枚数が多くなるにつれて若干悪くなるが１０％以内に収まる。一方、この時の記録材のカール量は（プリンタの排紙トレイをでた直後に平らな面上に置き、記録材の平面部からの高さが最大の点をカール量とする）、プリント信号間隔が１５秒のときが最も悪いが多くの紙種で１５ｍｍ以内に収まる。ＶＳＹＮＣ間隔が１５秒以上５分以内のときは、加熱ローラ２１の温度は１７５℃に制御される。このとき定着性は、プリント信号間隔が１５秒あるいは５分の時が最も悪いが、その状態でも１５％以内に収まる。一方カール量はＶＳＹＮＣ間隔が２５〜４０秒以内のときが最も大きくなったが、多くの紙種で１５ｍｍ以内に収まる。
【００３１】
一方比較例として、常にプリント時の加熱ローラ表面温度を１８５℃とした場合には定着性はどの通紙モードにも関わらず１０％以内に収まるが、２５〜４０秒毎にプリント信号がきた時のカール量は２５ｍｍを超える。逆に、プリント時の加熱ローラ表面温度を１７５℃とした場合にはカール量はどの通紙モードでも１５ｍｍ以内に収まるが、プリント間隔が９秒以下のときには定着性が２０％を超える場合が生じた。定着性は２０％以下、カール量は２０ｍｍ以下ならば実用上問題がないとされており、本実施形態の温度制御ならばどの通紙モードでも従来の温度制御では困難だった定着性と記録材のカール量の両立を達成することができることがわかる。
【００３２】
また、高温高湿下の記録材のシワに関しても、本実施形態の温度制御では３５℃８０％の環境下に２４時間以上放置した紙を用いても、シワの発生はどの通紙モードでも全くなかった。さらに、従来の温度制御の様に、１８５℃で常にプリント中の加熱ローラ表面温度を制御した場合、プリント間隔が２０〜５０秒の場合にシワが発生することがあった。
【００３３】
以上の様な効果を得るためには、温調温度切替するための時間設定が重要となる。例えば第一の設定時間ｔ１は短かすぎる場合、温調温度が低目に切り替ったときの定着性が悪くなり、長すぎる場合、温調温度が高目のときのカール量が大きくなる。一方、第二の設定時間ｔ２は短かすぎる場合温調温度が高目に切り替ったときのカール量が大きくなり、長すぎる場合温調温度が低目のときの定着性が悪くなる。本発明者は鋭意検討した結果、設定時間ｔ１、ｔ２は各々画像形成装置の画像形成速度ＶＰ（ｍｍ／ｓｅｃ）と加圧ローラの外径ＤＰ（ｍｍ）によって最適範囲が決定されることがわかった。
【００３４】
上記パラメータに対して複数の実験結果から以下のような関係式を得ることができた。
【００３５】
短い方の設定時間ｔ１に関しては
【００３６】
【数１】
２２．５・ＤＰ／ＶＰ≦ｔ１≦５０・ＤＰ／ＶＰ（秒）
【００３７】
長い方の設定時間ｔ２に関しては、加圧ローラの外径に主に比例し、
【００３８】
【数２】
０．１２・ＤＰ≦ｔ２≦０．７・ＤＰ（分）
【００３９】
を満たせば良いことがわかった。
【００４０】
また、記録材のシワに関しては、本実施形態の温度制御が特に顕著に効果のあらわれるのは、加圧ローラのローラ硬度が６０度（ＡＳＫＥＲＣ  ５００ｇ荷重時）以下であった。
【００４１】
以上のような設定とすることで本実施形態の温度制御により、記録材のカールと定着性の両立、シワと定着性の両立が得られる。更に本実施形態のようにプリント信号を受けてから、印字動作中もその時間をモニターし続け温調切替の判断を行なうことは、印字動作中でも常に他のプリント信号を受け付けることを可能とするような、プリンタにとって複数のユーザからのいろいろなタイミングでのプリント命令やプリント枚数指定に対して柔軟に温度制御切替が対応できるため、ユーザの使い勝手を損なうことなく本発明の効果を得ることができる。
【００４２】
更に本実施形態のようにＶＳＹＮＣ間隔をモニタし、その間隔に応じて制御温度を変化させることは、ホストから送られてくる画像によってコントローラが画像展開する時間が異なり、この結果画像形成開始要求信号（例えばプリント信号）を送信してから画像印字のための同期信号（例えばＶＳＹＮＣ）までの時間が画像パターン、コントローラからの信号送付タイミングにより、変動する可能性があるプリンタにとって、加圧ローラの温度変化に対し、より忠実な温度制御が可能になる。
【００４３】
〈実施形態２〉
次に、本発明の実施形態２を図４に基づいて説明する。なお、実施形態１との共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【００４４】
図４は本発明の実施形態２における温度制御について説明するフローチャートである。本実施形態を適用するレーザビームプリンタ１及び加熱定着装置に関しては実施形態１と同様なので説明は省略する。本実施形態ではＶＳＹＮＣ受信間隔及びそのモニタを開始してからの時間に応じて加熱ローラの温度制御を行うことにより、加圧ローラの温度変化に対し、よりきめ細かな温度制御が可能となり、記録材のカール量の減少と定着性の向上を図ることができる。
【００４５】
以下、図４のフローチャートに本実施形態の温度制御について説明する。なお、電源投入からＶＳＹＮＣを受信して制御温度をＴ２とする処理（Ｓ４０１〜Ｓ４０９）は実施形態１と同様なので説明を省略する。本実施形態においては、制御温度をＴ２とした後、ＶＳＹＮＣ受信間隔ｔｂをカウントするタイマｂと、この受信間隔ｔｂのモニタを開始してからの時間ｔａをカウントするタイマａとの各々カウントを開始する（Ｓ４１０、Ｓ４１１）。
【００４６】
そして、印字動作中においては、記録材が加熱定着装置から排出されたかどうかを監視し（Ｓ４１２）、完了するまでに次のプリント信号をエンジン部が受信した場合には（Ｓ４１３）、記録材の加熱定着装置からの排出完了までは加熱ローラ表面温度ＴをＴ２に維持し、排出後に加熱ローラ表面温度Ｔを再びＴ１に制御する（Ｓ４１４）。その後、次のＶＳＹＮＣを受信すると（Ｓ４１５）、ＶＳＹＮＣ間隔（タイマーｂによってカウントされた時間）ｔｂが、予め定めた第一の時間ｔ１よりも短い場合には、タイマａによってカウントされた経過時間ｔａが第三の設定時間ｔ３よりも短いかどうかを判断し（Ｓ４１６〜Ｓ４１７）、短い場合には加熱ローラの表面温度ＴをＴ２に制御する（Ｓ４２０）。しかし、経過時間ｔａが設定時間ｔ３よりも長い場合には加熱ローラ表面温度ＴをＴ２よりも低いＴ３に制御する（Ｓ４１９）。一方、ＶＳＹＮＣ間隔ｔｂが第一の設定時間ｔ１よりも長い場合には加熱ローラ表面温度Ｔを最も低い温度Ｔ４に制御する（Ｓ４１６〜Ｓ４１８）。
【００４７】
また、記録材排出完了までプリント信号を受信しなかった場合には（Ｓ４１２）、加熱ローラ表面温度ＴをＴ０に低下して次のプリント信号受信まで待機する（Ｓ４２１〜Ｓ４２３）。そして、タイマｂによりカウントした時間ｔｂが第二の設定時間ｔ２を超える前にプリント信号を受信した場合には、次のＶＳＹＮＣ受信までの時間をモニタし続け（Ｓ４２３〜Ｓ４２５）、ＶＳＹＮＣ間隔ｔｂが第二の設定時間ｔ２以内の場合は、加熱ローラ表面温度ＴをＴ４に制御して、タイマｂをリセットする（Ｓ４２８）。また、ＶＳＹＮＣ間隔ｔｂがｔ２よりも長い場合には加熱ローラ表面温度ＴをＴ２に制御し、タイマａ、タイマｂを同時にリセットして再びカウントを開始する（Ｓ４２７、Ｓ４１０、Ｓ４１１）。
【００４８】
一方、記録材排出完了後待機状態となった時（Ｓ４２１）に、ＶＳＹＮＣ間隔ｔｂがｔ２を超えた場合には、タイマａ、タイマｂ共にリセットし、レディ信号送信直後の初期状態に戻る（Ｓ４２２、Ｓ４２９、Ｓ４０５）。
【００４９】
このような温度制御を行うことで実施形態１で述べた効果が得られることに加え、ＶＳＹＮＣ間隔をモニタしている１サイクルの間（プリンタエンジン部が図４のフローチャートにおいてＳ４０５の待機状態からＶＳＹＮＣ間隔をモニタし始め、再びＳ４０５の待機状態に戻るまでのサイクル）でＶＳＹＮＣ間隔をモニタ開始してからの時間をカウントし、所定時間ＶＳＹＮＣ間隔が短い時の温調温度を高くすることで比較的加圧ローラの温度が低いＶＳＹＮＣ間隔モニタ開始時の連続通紙において良好な定着性が確保できる。また連続通紙時において長時間プリントをし続けた場合、加圧ローラ温度は連続通紙初期は低下するものの、その後上昇していく傾向が有り、途中で加熱ローラの温調温度を低下させても定着性はそれ程悪くならない。更に連続通紙を長時間行なった場合、機内昇温は最も厳しい条件となるが、本制御によれば途中で温調温度を低下させるために機内昇温も抑えることができる。
【００５０】
本実施形態においては、実施形態１と同じレーザビームプリンタ、加熱定着装置に本温度制御を適用し、待機時温度Ｔ０は１７０℃、プリント信号を受信してからＶＳＹＮＣを受信するまでに一旦立上げる温度Ｔ１は１７５℃、ＶＳＹＮＣ間隔が短かいときのプリント時温度Ｔ２、Ｔ３はＴ２が１９０℃、Ｔ３は１８５℃、ＶＳＹＮＣ間隔が長い時のプリント時温度Ｔ４は１７５℃に設定する。またＶＳＹＮＣ間隔による温調切替のタイミングはｔ１が１５秒、ｔ２が５分、ｔ３は３分とする。このような設定においてＶＳＹＮＣの間隔が１５秒以内においてはＶＳＹＮＣ間隔のモニタを開始してから最初の３分間は加熱ローラ表面温度は１９０℃で制御され、その後は１８５℃に制御される。
【００５１】
この様な温度制御を行うことで、上記実施形態で得られる効果はもちろんのこと、更に他の弊害を伴うことなく連続プリント時の定着性が改善される（濃度低下率で５％以内に収まる）。また本実施形態ではＶＳＹＮＣ間隔のモニターを開始してからの経過時間に応じて連続プリント時の温調温度を変化させたが、更に、間欠プリント時の温調温度も同様に変化させることで他の弊害を伴うことなく良好な定着性を得ることが可能となる。
【００５２】
〈実施形態３〉
次に、本発明の実施形態３を図５に基づいて説明する。なお、実施形態１との共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【００５３】
図５は本発明の実施形態３における温度制御について説明するフローチャートである。本実施形態を適用するレーザビームプリンタ１及び加熱定着装置に関しては実施形態１，２と同様なので説明は省略する。
【００５４】
本実施形態ではＶＳＹＮＣ受信間隔及びそのモニタを開始してからの印字枚数をカウントし、その値に応じて加熱ローラの温度制御を行うことにより、加圧ローラの温度変化に対しよりきめ細かな温度制御が可能となり記録材のカール量の減少と定着性の向上を図ることができる。
【００５５】
以下、図５のフローチャートに従って本実施形態の温度制御について説明する。先ず、本体の電源投入後加熱ローラの温度がレディ温度Ｔ０になった時点で、プリンタエンジン部はレディ信号を送信し、プリント信号受信までの間待機状態に移行し、この時印字枚数のカウントＮを０にリセットする（Ｓ５０１〜Ｓ５０５）。その後、プリント信号を受信すると、実施形態１と同様の処理を行い、さらに印字枚数カウントＮを加算して、実施形態１と同様にタイマカウントを開始する（Ｓ５０６〜Ｓ５１１）。そして、記録材排出前にプリント信号を受信した場合には（Ｓ５１２〜Ｓ５１３）、加熱ローラ表面温度をＴ１に上昇させ、印字枚数カウントＮの加算を行う（Ｓ５１４）。また、ＶＳＹＮＣ受信後はＶＳＹＮＣ受信間隔ｔが所定時間ｔ１よりも短く、印字枚数Ｎが第一の設定枚数Ｎ１よりも小さい場合には、加熱ローラ表面温度Ｔを最も高い設定温度Ｔ３に制御し（Ｓ５１５→Ｓ５１６→Ｓ５１７→Ｓ５１８）、印字枚数Ｎが第一の設定枚数Ｎ１よりも大きい場合には加熱ローラ表面温度ＴをＴ３より低めのＴ２に制御する（Ｓ５１５→Ｓ５１６→Ｓ５１７→Ｓ５１９）。ＶＳＹＮＣ間隔ｔがｔ１よりも長く、印字枚数Ｎが第二の設定枚数Ｎ２よりも小さい場合には、加熱ローラ表面温度Ｔを設定温度Ｔ４に制御し（Ｓ５１５→Ｓ５１６→Ｓ５２０→Ｓ５２１）、印字枚数ＮがＮ２よりも大きい場合には加熱ローラ表面温度Ｔを設定温度Ｔ５に制御する（Ｓ５１５→Ｓ５１６→Ｓ５２０→Ｓ５２２）。このときＴ４はＴ５より高い設定温度とする。
【００５６】
一方、加熱定着装置から記録材が排出された後は加熱ローラ表面温度Ｔを待機時の表面温度Ｔ０に制御し（Ｓ５１２→Ｓ５１３）、この後次のプリント信号を第二の設定時間ｔ２を経過しても受信しない場合には、タイマをリセットし、更に印字枚数カウントもリセットして待機状態を継続する（Ｓ５２４→Ｓ５３１→Ｓ５０５）。また、第二の設定時間ｔ２を経過する以前にプリント信号を受信した場合には、ＶＳＹＮＣ受信までの時間ｔが第二の設定時間ｔ２よりも短い場合には上記した様に第一の設定時間ｔ１よりもＶＳＹＮＣ間隔ｔが長い場合の加熱ローラ温度制御を行う（Ｓ５２４→Ｓ５２５→Ｓ５２６→Ｓ５２７→Ｓ５２８→Ｓ５２０）。
【００５７】
プリント信号を受信後、ＶＳＹＮＣ間隔ｔが第二の設定時間ｔ２よりも長くなってしまった場合にはタイマーと印字枚数をカウント始める一枚目のプリントと同じ加熱ローラ温度制御とする（Ｓ５２５→Ｓ５２６→Ｓ５２７→Ｓ５２８→Ｓ５２９）。
【００５８】
このような温度制御を行うことによって実施形態１で述べた効果が得られることに加え、ＶＳＹＮＣ間隔をモニターしている１サイクルの間（プリンター・エンジン部が図５のフローチャートにおいてＳ５０５の待機状態からＶＳＹＮＣ間隔をモニターし始め、再びＳ５０５の待機状態に戻るまでのサイクル）で印字枚数をカウントし印字枚数が二枚目以降の比較的少ない状態では加熱ローラ温度を比較的高目の状態にしておき、印字枚数がＶＳＹＮＣ間隔に応じて設定された枚数よりも多いときには加熱ローラ温度を低目に制御することで、例えば連続プリント時には一枚目の加圧ローラ温度に対し、二枚目以降の加圧ローラ温度は徐々に低下し、その後再び上昇していくという変化または間欠プリント時には一枚目から徐々に加圧ローラ温度が上昇していく変化に対応することができ、加圧ローラ温度変化に対し、より忠実な加熱ローラ温度制御が可能になる。この結果印字タイミングに関わらず記録材上トナーの定着性、記録材カールの変動幅が極めて少なくなる。
【００５９】
本実施形態においては、同じレーザービームプリンター、加熱定着装置に本温度制御を適用し、待機時温度Ｔ０は１７０℃、プリント信号を受信してからＶＳＹＮＣを受信するまでに一旦立上げる温度Ｔ１は１７５℃、ＶＳＹＮＣ間隔が短かいときのプリント時温度Ｔ２、Ｔ３はＴ２が１８５℃、Ｔ３が１９０℃、ＶＳＹＮＣ間隔が長い時のプリント時温度Ｔ４、Ｔ５はＴ４が１８０℃、Ｔ５が１７０℃とする。またＶＳＹＮＣ間隔による温調切替タイミングはｔ１が１５秒、ｔ２は５分、また印字枚数による温調切替の枚数はＮ１が２０枚、Ｎ２は１０枚とする。
【００６０】
このような設定を行うことで実施形態１と同様の定着性、カール量の評価を行ったところ定着性に関しては５分間に一枚の間欠プリントを除いては濃度低下率が５％以内であり、カール量も全てのモードで１０ｍｍ以内に収まった。このように印字枚数をカウントして温調切替を行うことにより時間をカウントするものに比べて様々なサイズの記録材を通紙し、記録材サイズによって印字開始から記録材排出までの時間が異なった場合でもより厳密に加圧ローラの温度変化に対して忠実な加熱ローラ温度制御が可能になる。
【００６１】
〈実施形態４〉
次に、本発明の実施形態４を図６ないし図８に基づいて説明する。なお、実施形態１との共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【００６２】
本実施形態の画像形成装置は、図６に示すように、記録材後端検知センサ３を備えているところが実施形態１と異なり、該記録材後端検知センサ３により記録材の後端及び記録材Ｐの長さを検知するようになっている。
【００６３】
図７は本発明の実施形態４を説明するためのフローチャートである。レーザービームプリンター１のエンジン部では電源投入後（Ｓ６０１）、加熱ローラの表面温度ＴがＴ０に達したかを検知し（Ｓ６０２）、Ｔ０に達した時いつでもプリント可能な状態になったことを知らせるレディ信号を送信する（Ｓ６０３）。その後プリント信号を受信するまでの間は加熱ローラの温度をＴ０に保ったまま、待機状態となる（Ｓ６０４）。ホスト側からコントローラを介して指定された給紙口により、エンジン部では給紙される記録材のサイズを確認し（Ｓ６０５）プリント信号受信（Ｓ６０６）後、エンジン部では記録材の給紙動作、印字動作等を行なうと同時に、加熱ローラと加圧ローラの回転を開始し、記録材サイズが封筒以外の場合（Ｓ６０７）加熱ローラの表面温度ＴをＴ０からＴ１に上昇させ（Ｓ６０８）同時にプリント信号受信後からの時間をカウントし始める（Ｓ６０９）。印字動作継続中では記録材排出完了するまで次のプリント信号受信可能の状態となっており（Ｓ６１０、Ｓ６１１）、次のプリント信号を加熱ローラと加圧ローラの協動回転中である記録材の機外又は加熱定着装置外の排出完了までに受信した場合、前回のプリント信号受信時からの時間をモニターし（Ｓ６１２）、その時間ｔが、予め定めた第一の時間ｔ１よりも短い場合、加熱ローラＴの表面温度ＴはＴ１に維持したままとして、同時にタイマーをリセットし（Ｓ６１３）、再び次のプリント信号を受信するまでの時間ｔをカウントし始める（Ｓ６０９）。また、Ｓ６１２でプリント信号受信の時間ｔがｔ１よりも長い場合には加熱ローラ表面温度ＴをＴ１よりも低いＴ２に制御し、同時にタイマーをリセットして（Ｓ６１４）、再び次のプリント信号を受信するまでの時間ｔをモニターし始める（Ｓ６０９）。
【００６４】
加熱ローラと加圧ローラの回転が停止する記録材排出完了までプリント信号を受信しなかった場合（Ｓ６１０）、加熱ローラの表面温度ＴをＴ０に低下させて待機状態に移行する（Ｓ６１５）。この後次のプリント信号受信までの時間をモニータし続け（Ｓ６１６、Ｓ６１７）、その時間ｔがｔ１よりも長い第二の設定時間ｔ２より短い場合加熱ローラの表面温度ＴをＴ２に制御し、同時にタイマーをリセットして（Ｓ６１８）、再び次のプリント信号を受信するまでの時間ｔをモニターし始める（Ｓ６０９）。Ｓ６１６で次のプリント信号受信までの時間がｔ２を超えた場合タイマーカウントを中止し再びレディ信号送信直後の状態（Ｓ６０４）に戻る。
【００６５】
記録材が封筒であることをエンジン側が認識した場合には（Ｓ６０７）封筒用の温調を行い、加熱ローラの表面温度ＴをＴ３に維持し（Ｓ６１９）、記録材を排出する以前に次のプリント信号を受信した場合にはプリント信号間隔に関わらず加熱ローラ表面温度ＴをＴ３に維持する（Ｓ６２０、Ｓ６２１）。記録材排出後は待機状態に戻り加熱ローラ表面温度ＴはＴ０に低下させ（Ｓ６２０、Ｓ６０４）、本実施形態では記録材が封筒であるという認識は給紙手段としてカセットを用いる場合は、カセットサイズ検知手段、また、封筒用の専用フィーダーを専用給紙口で用いる場合には給紙口指定信号、あるいはホストまたはコントローラからの記録材サイズ指定信号を用いて行う。なお本実施形態フローチャート中（図７）ではＳ６０４の待機状態の後、プリント信号を受信したとき（Ｓ６０６）に記録材が封筒であるかどうか判断したが（Ｓ６０７）、どのタイミングでプリント信号を受信しても（Ｓ６１１、Ｓ６１７、Ｓ６２１）その時に記録材サイズが封筒であることを判断し、封筒用の温調を実行することも可能である。
【００６６】
図８のフローチャートではプリント信号受信のタイミングに関わらず、封筒サイズ時の温調を変更する一例を示す。本実施形態では記録材サイズ入力の有無に関わらず封筒サイズを認識する方法について説明する。本実施形態では記録材が封筒であることを図６に示した記録材後端検知センサー３を用いて記録材長を検知することで認識する。具体的には封筒として、広く用いられているもののうちの最大長と考えられるＣＯＭ１０サイズの封筒（長さ２４１ｍｍ）までを封筒として認識し、Ｂ５サイズの記録材（長さ２５７ｍｍ）は普通紙として認識できるように、記録材長が２４５ｍｍ以下と認識された時封筒用の温調モードに遷移するように設定する。
【００６７】
次に、本例制御を図８のフローチャートに従って説明する。プリント信号受信後、加熱ローラ表面温度ＴをＴ１に上昇させ（Ｓ６０８）、プリント信号間隔をモニターするためのタイマーカウントを開始する（Ｓ６０９）。プリント信号間隔を識別した後（Ｓ６１２）、記録材長Ｌが予め定められた長さＬ０（＝２４５ｍｍ）よりも短い時は各々封筒用の温調にして（Ｓ７０３、Ｓ７０４）加熱ローラ表面温度ＴをＴ３に維持し、タイマーをリセットして再びタイマーカウントを開始する（Ｓ６０９）。
【００６８】
以上の内容を更に詳しく説明すると、印字動作継続中の加熱ローラと加圧ローラの後回転中は、紙に熱を奪われ温度低下した加圧ローラの温度が回復する。
【００６９】
そこで、印字動作継続中においてｔが予め定めた第一の設定時間ｔ１よりも短い時は連続プリントと同等で加圧ローラが十分温まっていないと判断し加熱ローラの表面温度を高めのＴ１に維持する。次に、プリント信号受信までの時間ｔがｔ１よりも長い場合には間欠プリントと同等で加圧ローラが十分温まっていると判断し、加熱ローラの表面温度Ｔを、Ｔ１よりも低いＴ２に維持する。
【００７０】
また、印字動作終了後の加熱ローラと加圧ローラの停止しているスタンバイ中は加圧ローラの温度が低下するため、印字動作終了後もプリント信号受信までの時間ｔをモニターし続け、ｔ１よりも長い第二の設定時間ｔ２までにプリント信号を受信した場合、加圧ローラはまだ十分温まっていると判断し、加熱ローラの表面温度ＴをＴ２に制御する。時間ｔがｔ２よりも長い場合には加圧ローラの温度は冷えたと判断し、タイマーのカウントを中止しレディ信号送信直後の初期状態に戻る。
【００７１】
このようにプリント信号とプリント信号の間隔をモニターし、その時間に応じて、加熱ローラの制御温度を変えることで加圧ローラの温度を検知する手段を設けずに、定着性が良好な間欠プリント時等の加圧ローラが温まっている時には加熱ローラの温度を低めに制御できるため記録材のカールを小さくすることができ、更に高温高湿下で発生し易い記録材のシワも防止できる。
【００７２】
一方、封筒の様に厚みが厚い記録材に関しては、加圧ローラの熱の影響をトナー像面側が受けにくいため、加圧ローラ温度による定着性の変化が少ない。従ってプリント信号間隔が長い時に、他の記録材と同様に温調を低下させると定着不良を生じる可能性が有り、さらに、カールももともと少ないためプリント信号間隔が長いときの加熱ローラ表面温度を下げる必要がない。また、封筒は記録材幅が短いため、加熱ローラ表面温度が非通紙域で高くなり易い。この現象は封筒を連続で多数枚通紙したときに生じ易いが、本実施形態の様に封筒を通紙していることを認識することで、例えば多数枚連続通紙した時に封筒のスループットを落す等の対応が可能になる。
【００７３】
なお、本実施形態の加熱ローラ２１及び加圧ローラ２２の材質、大きさ、層構成、並びに本加熱定着装置を適用するレーザビームプリンタの画像形成速度は、実施形態１と同様である。
【００７４】
本構成の加熱定着装置において待機時温度Ｔ０は１７０℃、高めのプリント時温度Ｔ１は１８５℃、低めのプリント時温度Ｔ２は１７５℃に設定する。また封筒時のプリント温度Ｔ３は１９０℃に設定する。更にプリント信号の間隔の第一の設定時間ｔ１は１５秒、第二の設計時間ｔ２は５分とする。
【００７５】
このような設定において、プリント信号の間隔が１５秒以内においては、加熱ローラ２１の表面温度は１８５℃に制御されその時の定着性（実施形態１で説明したものと同様）は、プリント信号間隔が短く通紙枚数が多くなるにつれて若干悪くなるが１０％以内に収まる。一方、この時の記録材のカール量（実施形態１で説明したものと同様）プリント信号間隔が１５秒のときが最も悪いが多くの紙種で１５ｍｍ以内に収まる。プリント信号間隔が１５秒以上５分以内のときは、加熱ローラ２１の温度は１７５℃に制御される。このとき定着性は、プリント信号間隔が１５秒あるいは５分の時が最も悪いがその状態でも１５％以内に収まる。一方、カール量はプリント信号間隔が２５〜４０秒以内のときが最も大きくなったが、多くの紙種で１５ｍｍ以内に収まる。
【００７６】
一方、比較例として、常にプリント時の加熱ローラ表面温度を１８５℃とした場合には、定着性はどの通紙モードにも関わらず１０％以内に収まるが、２５〜４０秒毎にプリント信号がきた時のカール量は２５ｍｍを超える。逆に、プリント時の加熱ローラの表面温度を１７５℃とした場合にはカール量はどの通紙モードでも１５ｍｍ以内に収まるが、プリント間隔が９秒以下のときには定着性が２０％を超える場合が生じる。定着性は２０％以下、カール量は２０ｍｍ以下ならば実用上問題がないとされており、本実施形態の温度制御ならばどの通紙モードでも従来の温度制御では困難だった定着性と記録材のカール量の両立を達成することができることがわかる。
【００７７】
また、封筒の定着性も同様に、どの通紙モードでも１０％以下であった。
【００７８】
一方、高温高湿下の記録材のシワに関しても、本実施形態の温度制御では３５℃８０％の環境下に２４時間以上放置した紙を用いても、シワの発生はどの通紙モードでも全くなかった。一方、従来の温度制御の様に、１８５℃で常にプリント中の加熱ローラ表面温度を制御した場合、プリント間隔が２０〜５０秒の場合にシワが発生することがあった。
【００７９】
以上のような設定をすることで本実施形態の温度制御により、記録材のカールと定着性の両立、シワと定着性の両立が得られる。更に本実施形態のように、プリント信号を受けてから、印字動作中もその時間をモニターし続け温調切替の判断を行なうことは、印字動作中でも常に他のプリント信号を受け付けることを可能とするような、プリンターにとって、複数のユーザーからのいろいろなタイミングでのプリント命令や、プリント枚数指定に対して柔軟に温度制御切替が対応できるため、ユーザーの使い勝手を損なうことなくカール、皺と定着性の両方を満足できる。
【００８０】
更に記録材の種類によって最適な温調温度を決定することができる。
【００８１】
〈実施形態５〉
次に、本発明の実施形態５を図９に基づいて説明する。なお、実施形態４との共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【００８２】
図９は本発明の実施形態５である温度制御について説明するためのフローチャートである。本実施形態を適用するレーザビームプリンタ１及び加熱定着装置に関しては実施形態４と同様なので説明は省略する。
【００８３】
本実施形態では記録材種をサイズ、厚さ等に応じて、予めホストと又はコントローラ部からプリンターエンジン側に情報を送り、その記録材情報に応じて、加熱ローラ表面温度を制御する。
【００８４】
図９のフローチャートに従って説明すると、Ｓ８０１からＳ８０４までは上記実施形態と同様なので説明は省略する。
【００８５】
Ｓ８０５で記録材種Ｐが入力されると、上記実施形態と同じようにプリント信号間隔ｔで加熱ローラ表面温度Ｔの制御温度を切替るが、このときの加熱ローラ制御温度ＴはＳ８０５で入力された記録材種Ｐによって異なる（Ｓ８１２、Ｓ８１３、Ｓ８１７）。
【００８６】
表１は記録材種に応じて決定された制御温度を示す。
【００８７】
【表１】
0003585230.tif 000003
普通紙  坪量６０〜１０５ｇ／ｍ２      厚紙  坪量１０５ｇ／ｍ２  以上
薄紙    坪量６０ｇ／ｍ２  以下
【００８８】
この様に記録材種に応じて、加熱ローラ制御温度を変え、更に、プリント信号間隔によって切換える制御温度差も変えることにより記録材種にかかわらず最適な温調を実施することができ、上記実施形態の効果をより確実なものにすることができる。
【００８９】
〈実施形態６〉
次に、本発明の実施形態６を図１０に基づいて説明する。なお、実施形態４との共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【００９０】
図１０は本発明の実施形態６を説明するためのフローチャートである。
【００９１】
本実施形態を適用するレーザービームプリンター及び加熱定着装置は上記実施形態４，５と同じなので説明は省略する。
【００９２】
本実施形態では、記録材のプリンター内での位置によって、加熱ローラ表面温度を変えることで特に記録材の先端と後端で、記録材に与える熱量を変えている。
【００９３】
これは記録材先端部の方が加圧ローラ温度が高い状態で定着装置に突入するために、カールが発生し易くなるのを防ぐことを目的としている。
【００９４】
図１０のフローチャートに従って説明すると、Ｓ９０１からＳ９０６は上記実施形態と同様なので説明は省略する。本例ではＳ９０７、Ｓ９１２、Ｓ９１７でプリンター内での記録材位置をモニタし、その位置情報Ｐ０及びプリント信号間隔ｔに従って加熱ローラ制御温度Ｔ１（Ｐ０）、Ｔ２（Ｐ０）を決定する（Ｓ９０７からＳ９１７）。
【００９５】
位置情報Ｐ０に従って制御温度Ｔ１（Ｐ０）、Ｔ２（Ｐ０）は、表２に示すタイミングで決定される。ここで位置情報Ｐ０は、プリンタが画像書きこみ開始のための垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）を受けてからの時間ｔｐで判断し、具体的にはＶＳＹＮＣを受信してから、記録材先端が加熱定着装置に突入するまでのタイミングｔｐ０、記録材先端が加熱ローラ、加圧ローラで形成されるニップ部を通過してから、加圧ローラ１周分経過するまでのタイミングｔｐ１、記録材が上記ニップ部を完全に排出するタイミングｔｐ２により、下表の様に加熱ローラ制御温度を変化させる。
【００９６】
【表２】
0003585230.tif 000004
【００９７】
この様に、記録材位置に応じて加熱ローラ制御温度を変えることで、定着性は損なうことなく特に記録材の先端兎カールをより防止することが可能となり、記録材の定着排紙後の平坦性を増すことができる。
【００９８】
また、本実施形態では加熱ローラ定着装置を例に説明したが本実施形態の作用、効果は熱容量が小さく、熱応答性の良い、加熱フィルムを用いた場合にも有効である。
【００９９】
〈実施形態７〉
次に、本発明の実施形態７を図１１ないし図１４に基づいて説明する。図１１は本発明に係る画像形成装置の構成図である。
【０１００】
図１１において、１１は感光ドラムであり、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等のシリンダ状の基盤上に形成されている。感光ドラム１１は矢印Ａの方向に回転駆動され、先ず、その表面は帯電手段としての帯電ローラ１２によって一様帯電される。次に、画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザビーム１３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、現像手段１４で現像、可視化される。現像方法としては、ジャンピング現像法、二成分現像法、ＦＥＥＤ現像法等が用いられ、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。
【０１０１】
可視化されたトナー像は、転写手段としての転写ローラ１７により、所定のタイミングで搬送された記録材Ｐ上に転写される。このトナー像が転写された記録材Ｐは定着手段１９へと搬送され、永久画像とて定着される。一方、感光ドラム１１上に残存する転写残りの残留トナーは、クリーニング手段１８により感光ドラム１１表面より除去される。
【０１０２】
図１２に、本発明に係る加熱定着手段１９を示す。図１２において、２１は加熱ローラ、２２は加圧ローラであり、各々矢印の方向に回転する。加熱ローラ２１は、外径２５ｍｍ、肉厚１ｍｍの耐熱性に優れたアルミニウムから成る中空芯金２１１の表層部に、ＰＦＡ２１２が３０μｍ被覆されており、また中空芯金２１１内部には、加熱ローラ２１を加熱するためのハロゲンヒータ２１２が配設されている。一方、加圧ローラ２２は、外径１０ｍｍの鉄から成る芯金２２１の外周部に、肉厚５ｍｍの離型性に優れたシリコーンゴム２２２被覆され、更にその表層部にＰＦＡ２２３が５０μｍ被覆されている。なおこの加圧ローラ２２の硬度は、５０度（ＡＳＫＥＲＣ５００ｇ荷重時）である。そしてこれら加熱ローラ２１と加圧ローラ２２とは、各々の長手方向両端部において、バネ（図示せず）により、互いに圧接されている。また、加熱ローラ２１に対しては、加熱ローラ２１の表面温度を検知するための第一サーミスタ２４が当接されており、これにより検知された加熱ローラ８の表面温度情報は、Ａ／Ｄ変換器２５を介してＣＰＵ２６へと送られ、これに基づきＣＰＵ２６は、ＡＣドライバ２７を介してハロゲンヒータ２３のＯＮ／ＯＦＦを制御することにより、加熱ローラ２１の表面温度を所定値に制御する。更に加圧ローラ２２に対しては、本発明に係る特徴であるところの、加圧ローラ２２の表面温度を検知するための第二サーミスタ２４’が当接されており、これにより検知された加圧ローラ２２の表面温度情報は、Ａ／Ｄ変換器２５を介してＣＰＵ２６へと送られ、加熱ローラ２１の表面温度の設定値の切替情報として用いられる。なお、この加熱定着手段が具備された画像形成装置は、そのプロセススピードが５０ｍｍ／ｓｅｃで、Ａ４サイズ用紙を毎分８枚出力可能なレーザービームプリンターである。
【０１０３】
さてここで、本発明者等が行った、加圧ローラ２２の表面温度とカール量とに関する実験結果を図１３に示す。実験方法としては、常温常湿環境下に設置した、加圧ローラ２２の表面温度をモニター可能な画像形成装置を用い、装置本体の電源を投入してから、連続プリント、及び間欠プリント（２５秒に一枚プリントする）を行い、任意の時間における加圧ローラ２２の表面温度と、その時々の記録材のカール量を測定した。カール量は、出力直後の記録材を、印字面を上にした状態で平面上に置き、記録材の、平面からの高さが最大である箇所の高さとして定義した。なお、本実験においては、加熱ローラ２１の表面温度は、連続プリント時、間欠プリント時ともに、１８５℃になるように制御した。
【０１０４】
これによれば、加圧ローラ２２の表面温度の飽和値は、連続プリント時ではおよそ１０５℃、間欠プリント時では１３５℃であり、いずれの場合にあっても加圧ローラ２２の表面温度が上昇するにつれて記録材のカール量が悪化し、加圧ローラ２２の表面温度が比較的低い際にはカール量はマイナス、すなわち、非印字面に反ったカールが生じ、加圧ローラ２２の表面温度が比較的高い際にはカール量はプラス、すなわち、印字面に反ったカールが生じることがわかる。そして、加圧ローラ２２の表面温度が１００℃付近であれば、記録材にほとんどカールが生じないことから、常に加圧ローラ２２の表面温度が１００℃を超えないように、かつその際の定着性をも十分確保できるように加熱ローラ２１の表面温度を制御すれば良いことがわかる。
【０１０５】
次に、図１４に基づいて本実施形態に係る加熱ローラ２１の温度制御に関するフローチャートを示す。画像形成装置の電源が投入されると（Ｓ１００１）、加熱ローラ２１内部に具備されたハロゲンヒータ２３をＯＮし、第一サーミスタ２４により、加熱ローラ２１の表面温度ＴがＴ０に達したか否かを検知し（Ｓ１００２）、ＴがＴ０に達した際には、プリント可能状態になったことを知らせるＲＥＡＤＹ信号をホスト機器（図示せず）に対して送信する（Ｓ１００３）。その後、ホスト機器からのプリント信号を受信するまでは、加熱ローラ２１の表面温度がＴ０に維持し、待機状態に移行すると共に（Ｓ１００４）、第二サーミスタ２４’により、加圧ローラ２２の表面温度ＴがＴ０に達しているか否かを検知する（Ｓ１００５）。そして、ホスト機器からのプリント信号を受信した際には（Ｓ１００６、Ｓ１０１２）、プリント動作を開始すると共に、加熱ローラ２１の表面温度がＴ０よりも高い温度まで上昇するように制御するが、この時の制御温度は、先に得られた加圧ローラ２２の表面温度Ｔ′がＴ′０以下の場合には、この加圧ローラ２２を早期に温めるために、加熱ローラ２１の表面温度を比較的高い温度Ｔ１に設定し（Ｓ１００７）、また、先に得られた加圧ローラ２２の表面温度Ｔ′がＴ′０を超える場合には、この加圧ローラ２２は容易に温まると判断し、加熱ローラ２１の表面温度を比較的低い温度Ｔ１′に設定する（Ｓ１０１３）。これにより、過剰な熱を加熱ローラ２１に供給するといった無駄を排除することが可能となる。
【０１０６】
一方、第二サーミスタ２４により、加圧ローラ２２の表面温度Ｔが、記録材のカール量をほぼ０とできる温度Ｔ２に達したか否かを検知し（Ｓ１００８、Ｓ１０１４）、Ｔ２に達していなく、かつ、記録材が機外に排出されていない場合には（Ｓ１０１０、Ｓ１０１６）、引続き加熱ローラ２１の表面温度がＴ１、またはＴ１′となるように制御し、また、Ｔ２に達し、かつ、記録材が機外に排出されていない場合には（Ｓ１０１１、Ｓ１０１７）、加圧ローラ２２の表面温度が更に上昇することによる、記録材のカール量の悪化を防止するために、加熱ローラ２１の表面温度をＴ１、またはＴ１′よりも低い温度Ｔ３に下降するように制御する（Ｓ１００９、Ｓ１０１５）。また、記録材が機外に排出された場合にあっては（Ｓ１０１１、Ｓ１０１７）、ＲＥＡＤＹ信号送信後の待機状態に戻る（Ｓ１００４）。
【０１０７】
本実施形態においては、図１２に示した構成の加熱定着手段１９において、待機時の加熱ローラ２１の表面温度Ｔ０を１７０℃、待機時の加圧ローラ２２の表面の閾値温度Ｔ′０を７０℃、加圧ローラ２２の表面温度が７０℃以下の場合におけるプリント時の高めの加熱ローラ２１の表面温度Ｔ１を１８５℃、加圧ローラ２２の表面温度が７０℃を越える場合におけるプリント時の高めの加熱ローラ２１の表面温度Ｔ１′を１８０℃、プリント時の低めの加熱ローラ２１の表面温度Ｔ３を１７５℃、加圧ローラ２２表面の閾値温度Ｔ２を１００℃とした。この設定において、通常環境下に設置した画像形成装置を用い、連続プリント、及び間欠プリント（２５秒に１枚プリントする）を行い、任意の時間における加圧ローラ２２の表面温度と、その時々の記録材のカール量を測定した。
【０１０８】
これによれば、連続プリントの場合には、およそ１分で、また間欠プリントの場合にあっては、およそ４０秒で加圧ローラ２２の表面温度が１００℃を超え、この時点で加熱ローラ２１の表面温度の制御値が、例えば１８５℃から１７５℃に切り替わり、各々記録材のカール量はほぼ問題のないレベルに収めることが可能となった。また、この様な状態における定着性を調査したところ、いずれも１０％以内という実用上問題のないレベルに収まることが確認された。なお定着性は、記録材上にプリントされた５ｍｍ四方のベタ黒画像を、不織布を用いて４０ｇ／ｍ２の圧力で摺擦し、摺擦前の画像濃度をＤ０、摺擦後の画像濃度をＤ１  とした際の画像濃度低下率（Ｄ０−Ｄ１）／Ｄ０×１００で定義した。
【０１０９】
〈実施形態８〉
次に、本発明の実施形態８を図１５ないし図１７に基づいて説明する。なお、実施形態７との共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【０１１０】
本実施形態においては、帯電ローラ１２にて本画像形成装置が設置されている環境条件を自動検知し、この情報をもとに記録材のカール量を減ずるよう加熱定着手段を制御することを特徴とする。すなわち、記録材のカール量は記録材の吸湿量の影響を大きく受け、図１５に示すように、高温高湿環境下において悪く、逆に低温低湿下においてはさほどでもない。ここで実施形態７に示したように、記録材のカール量を実用上問題のないレベル範囲内に収めるように加圧ローラ２２の表面温度を制御するために加熱ローラ２１の表面温度を、環境条件の差なく、一律に下降させる場合にあっては、高温高湿環境下における記録材のカール量を充分抑えるように加圧ローラ２２の表面温度を下降制御した場合に、低温低湿環境下における定着性が悪化してしまうという問題が生じてくる。そこで、定着性よりも記録材のカール量が問題となる高温高湿環境下においては加圧ローラ２２の表面温度を大きく下降制御させ、また、記録材のカール量よりも定着性が問題となる低温低湿環境下においては加圧ローラ２２の表面温度を小さく下降制御させるというような、画像形成装置が設置されている環境条件に応じた加熱定着手段の制御が必要となってくる。
【０１１１】
ここで、本発明者等が行った、三種の環境条件下における加圧ローラ２２の表面温度とカール量とに関する実験結果を図１６に示す。実験方法としては、各々の環境下に設置した、加圧ローラ２２の表面温度をモニタ可能な画像形成装置を用い、装置本体の電源を投入してから間欠プリント（２５秒に一枚プリントする）を行い、任意の時間における加圧ローラ２２の表面温度と、その時々の記録材のカール量を測定した。なお本実験においては、加熱ローラ２１の表面温度は１８５℃になるよう制御した。
【０１１２】
これによれば、加圧ローラ２２の表面温度が、高温高湿環境下においては８０℃付近、常温常湿環境下においては１００℃付近、低温低湿環境下においては１２０℃付近であれば、記録材にほとんどカールが生じないことがわかる。
【０１１３】
次に、本画像形成装置に具備されている帯電手段としての帯電ローラ１２を用いて、本画像形成装置が設置されている環境条件を自動検知する方法について説明する。
【０１１４】
帯電ローラ１２は、導電性芯金と、この外周面に形成されたウレタンゴム等の弾性材料にカーボン等の導電性フィラを配合分散した低抵抗層と、更にこの外周面に形成されたエピクロルヒドリンゴム等の高抵抗層とから成る。このような構成から成る帯電ローラ２は、その特性として、周囲の環境条件によりその抵抗値が変化する。すなわち、高温高湿環境下においては低抵抗化し、低温低湿環境下においては高抵抗化する。
【０１１５】
従って、この帯電ローラ１２に対し、例えば定電流制御された直流バイアスを印加し、この時に発生する電圧値を検知することにより、周囲の環境条件を認識することが可能となる。具体的には、帯電ローラ１２が感光ドラム１１の画像を形成しない非画像領域面に対応、当接している際に、−２０μＡに定電流制御される直流バイアスを印加したところ、高温高湿環境下における発生電圧は−１．０ｋｖ、低温低湿環境下における発生電圧は−１．６ｋｖであった。そして、このようにして得られた環境情報を基に、記録材のカール量を減ずるようその環境条件に応じた加熱定着手段制御を行えば良いことになる。
【０１１６】
次に、図１７に本実施形態に係る加熱ローラ２１の温度制御に関するフローチャートを示すが、実施形態７と同様の部分については説明を省略する。本実施形態においては、ＰＲＩＮＴ信号を受信した後、帯電ローラ１２による環境検知を行い（Ｓ１０１８）、これにより得られた環境情報に基づき、加熱定着手段１９の制御温度を切り替えるよう構成されており、具体的には、高温高湿環境下におけるプリント時の高めの加熱ローラ２１の表面温度Ｔ４を１７０℃、プリント時の低めの加熱ローラ２１の表面温度Ｔ６を１６０℃、加圧ローラ２２表面の閾値温度Ｔ５を８０℃とし、また低温低湿環境下におけるプリント時の高めの加熱ローラ２１の表面温度Ｔ７を１９５℃、プリント時の低めの加熱ローラ２１の表面温度Ｔ９を１８５℃、加圧ローラ２２表面の閾値温度Ｔ８を１２０℃とした。
【０１１７】
このように構成された画像形成装置を用い、三種の環境条件下において、記録材のカール量と定着性に関する実験を試みたところ、高温高湿環境下にあっては加圧ローラ９の表面温度を低く制御しているために、記録材のカール量は実用上問題のないレベルに抑えることが可能となるとともに、低温低湿環境下にあっては加圧ローラ２２の表面温度を高く制御しているために、定着性も１０％以内という実用上問題のないレベルに抑えることが可能となった。
【０１１８】
なお、本実施形態においては、帯電ローラ１２を用いて周囲の環境条件を検知するよう構成したが、転写ローラ１７等、画像形成装置に具備されているその他の部材を用いることにより周囲の環境条件を検知しても良く、また、ホスト機器（図示せず）から環境情報を手動入力するような構成としても良いことは言うまでもない。
【０１１９】
〈実施形態９〉
次に、本発明の実施形態９を図１８ないし図２０に基づいて説明する。なお、実施形態７との共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【０１２０】
本実施形態においては、使用する記録材の厚さをホスト機器（図示せず）から画像形成装置に入力し、この指示に基づき記録材のカール量を減ずるよう加熱定着手段を制御することを特徴とする。すなわち記録材のカール量は記録材の厚さの影響を大きく受け、図１８に示すように、重量６４ｇ／ｍ２のような薄紙が悪く、逆に重量１２８ｇ／ｍ２のような厚紙はさほどでもない。ここで実施形態７に示したように、記録材のカール量を実用上問題のないレベル範囲内に収めるように加圧ローラ２２の表面温度を、記録材の厚さに関係なく、一律に下降させる場合にあっては、薄紙のカール量を充分抑えるように加圧ローラ２２の表面温度を下降制御した場合に、厚紙の定着性が悪化してしまうという問題が生じてくる。そこで、定着性よりも記録材のカール量が問題となる薄紙の使用に際しては加圧ローラ２２の表面温度を大きく下降制御させ、また、記録材のカール量よりも定着性が問題となる厚紙の使用に際しては加圧ローラ２２の表面温度を小さく下降制御させるというような、使用する記録材の厚さに応じた加熱定着手段の制御が必要となってくる。
【０１２１】
ここで、本発明者等が行った、厚さの異なる三種の記録材についての加圧ローラ９の表面温度とカール量との関する実験結果を図１９に示す。実験方法としては、常温常湿環境下に設置した、加圧ローラ２２の表面温度をモニタ可能な画像形成装置を用い、装置本体の電源を投入してから間欠プリント（２５秒に一枚プリントする）を行い、任意の時間における加圧ローラ２２の表面温度と、その時々の記録材のカール量を測定した。なお本実験においては、加熱ローラ２１の表面温度は１８５℃になるよう制御した。
【０１２２】
これによれば、加圧ローラ２２の表面温度が、重量１００ｇ／ｍ２以下の記録材においては１００℃付近、重量１００ｇ／ｍ２を超える記録材においては１２０℃付近であれば、記録材にほとんどカールが生じないことがわかる。
【０１２３】
以上を鑑み、図２０に本実施形態に係る加熱ローラ２１の温度制御に関するフローチャートを示すが、実施形態７と同様の部分については説明を省略する。本実施形態においては、ＰＲＩＮＴ信号を受信すると同時にホスト機器（図示せず）から送られてくる記録材の厚さ情報を認識し（Ｓ１０２９）、これに基づき、加熱定着手段１９の制御温度を切り替えるよう構成されており、具体的には、重量Ｗが１００ｇ／ｍ２以下の記録材を使用する場合で、プリント時の高めの加熱ローラ２１の表面温度をＴ１０を１８５℃、プリント時の低めの加熱ローラ２１の表面温度をＴ１１を１７５℃、加圧ローラ２２表面の閾値温度Ｔ１２を１００℃とし、また重量Ｗが１００ｇ／ｍ２を超える記録材を使用する場合で、プリント時の高めの加熱ローラ２１の表面温度をＴ１３を１９５℃、プリント時の低めの加熱ローラ２１の表面温度をＴ１４を１８５℃、加圧ローラ２２表面の閾値温度Ｔ１５を１２０℃とした。
【０１２４】
このように構成された画像形成装置を用い、厚さの異なる三種の記録材についてのカール量と定着性に関する実験を試みたところ、薄紙使用時にあっては加圧ローラ２２の表面温度を低く制御しているために、記録材のカール量は実用上問題のないレベルに抑えることが可能となるとともに、厚紙使用時にあっては加圧ローラ９の表面温度を高く制御しているため、定着性も１０％以内という実用上問題のないレベルに抑えることが可能となった。
【０１２５】
なお、本実施形態においては、使用する記録材の厚さをホスト機器（図示せず）から画像形成装置に入力するよう構成したが、画像形成装置に具備されている部材を用いることで、使用する記録材の厚さを自動検知するような構成としても良いことは言うまでもない。
【０１２６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、画像形成終了後にどのようなタイミングで次の画像形成が開始されても、画像形成動作の間隔を検知しながら制御温度を変え、あるいは加圧用回転体の表面温度を適正値に制御することにより、通紙モード、周囲の環境条件、使用する記録材の厚さ等に関わらず、記録材のカール量と定着性とを両立させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１における画像形成装置の断面図である。
【図２】図１装置の定着装置の拡大断面図である。
【図３】本発明の実施形態１を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態２を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態３を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態４における画像形成装置の断面図である。
【図７】本発明の実施形態４を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態４を説明するフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態５を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態６を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の実施形態７における画像形成装置の構成図である。
【図１２】図１１装置の加熱定着手段の拡大構成図である。
【図１３】本発明の実施形態７における加圧ローラの表面温度とカール量との関係を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態７に適用される加熱定着手段の温度制御に関するフローチャートである。
【図１５】本発明の実施形態８における環境条件とカール量との関係を示す図である。
【図１６】本発明の実施形態８における各環境条件における加圧ローラの表面温度とカール量との関係を示す図である。
【図１７】本発明の実施形態８に適用される加熱定着手段の温度制御に関するフローチャートである。
【図１８】本発明の実施形態９における記録材とカール量との関係を示す図である。
【図１９】本発明の実施形態９における厚さの異なる三種の記録材についての加圧ローラの表面温度とカール量との関係を示す図である。
【図２０】本発明の実施形態９に適用される加熱定着手段の温度制御に関するフローチャートである。
【図２１】従来の加熱定着手段の拡大構成図である。
【符号の説明】
２１  加熱ローラ（加熱用回転体）
２２  加圧ローラ（加圧用回転体）
２４’  第二サーミスタ（加圧用回転体の温度を計測する手段）
２６  ＣＰＵ（温度制御手段）
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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