(57)【要約】【課題】  小サイズ紙の通紙時に非通紙部となっていた部分が通紙終了後も高温になっていることで、次に通常サイズ紙を通紙した時にこの部分でホットオフセットが発生することを防止する。【解決手段】  加熱処理の終了時のメインサーミスタとサブサーミスタの温度差に応じて、加熱処理の終了から装置が停止するまでの後回転時間を延長するか、もしくは、プリント開始前のメインサーミスタとサブサーミスタの温度差に応じて、次回プリント時の定着温度を所定量ダウンする。【選択図】        図１
2006154649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱体と、前記加熱体に直接もしくは間接的に接触して圧接ニップ部を形成する加圧部材と、前記加熱体の温度を検出する温度検知素子を少なくとも二つ以上有し、前記加圧部材が回動して、前記圧接ニップ部に搬送導入した被加熱材の加熱処理を行った後、被加熱材を排出して装置の駆動を停止する加熱装置において、
所定サイズよりも幅の短い被加熱材が搬送された場合に、前記温度検知素子の少なくとも一つは通紙部となる位置に配置されているとともに、前記温度検知素子の少なくとももう一つは非通紙部となる位置に配置されていて、前記非通紙部の温度検知素子と通紙部の温度検知素子によって検出される温度の差に応じて、前記被加熱材の加熱処理の終了から装置の駆動の停止までの時間が変化することを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記被加熱材の加熱処理の終了から装置の駆動停止までの間、前記加熱体は非加熱状態であることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記被加熱材の加熱処理の終了から装置の駆動の停止までの時間は、所定サイズよりも幅の短い被加熱材が搬送された後にのみ変化することを特徴とする請求項１又は２に記載の加熱装置。
【請求項４】
加熱体と、この加熱体の温度を検出する温度検知素子を少なくとも二つ以上有し、前記加熱体の発する熱エネルギーを搬送導入される被加熱材に付与して排出し、所定サイズよりも幅の短い被加熱材が搬送された場合に、前記温度検知素子の少なくとも一つは通紙部となる位置に配置され、前記温度検知素子の少なくとももう一つは非通紙部となる位置に配置されている加熱装置において、
加熱体の加熱開始前に、前記非通紙部の温度検知素子と通紙部の温度検知素子によって検出される温度の差に応じて、加熱体の加熱温度を変化させることを特徴とする加熱装置。
【請求項５】
固定支持された加熱体に耐熱性フィルムを介して加圧部材を接触させ、フィルム部材と加圧部材の間に形成された圧接ニップ部に記録媒体を導入し、フィルム部材と一緒に記録媒体を走行移動させることで加熱体の熱エネルギーを記録媒体に付与して加熱処理を施すことを特徴とする請求項１乃至４項のいずれか１つに記載の加熱装置。
【請求項６】
被加熱材が未定着像を形成担持させた記録材であり、装置が未定着像を記録材に加熱定着させる加熱定着装置であることを特徴とする請求項１乃至５項のいずれか１つに記載の加熱装置。
【請求項７】
記録材に未定着像を形成担持させる作像手段と、記録材に形成担持させた未定着像を定着させる定着手段を有し、定着手段が請求項１乃至６項のいずれか１つに記載の加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加熱材の加熱装置および該加熱装置を記録材（以下、用紙とも称する）に形成担持させた未定着像を加熱定着処理する装置として具備した電子写真装置・静電記録装置などの加熱装置および画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ・複写機等の画像形成装置は、記録材に対して電子写真プロセス・静電記録プロセス等の作像手段部で転写方式又は直接方式にて画像情報の未定着トナー画像を形成担持させ、その記録材を加熱装置（定着装置、定着器）に搬送導入して画像を永久固着画像として加熱定着させて、画像形成物として出力するものである。
【０００３】
加熱装置としては、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４等においてフィルム加熱方式の加熱装置が提案されている（特許文献１〜特許文献４）。これは加熱体の熱を、フィルムを介して記録材に付与して記録材上の未定着画像を永久像として加熱定着させる方式のもので、他に知られている熱ローラ方式、熱板方式、ヒートチャンバー方式等の画像加熱定着装置との対比において、昇温の速い低熱容量の加熱体や薄膜のフィルムを用いることができるため、省電力化やウェイトタイム短縮化（クイックスタート性）が可能となる。その他、従来の他の加熱装置のもつ種々の欠点を解消できる利点を有し、効果的なものである。
【０００４】
ところで、画像形成装置およびその加熱装置には、様々な幅や長さをもった記録材が通紙される。ここで、封筒のような特に幅の狭い記録材を連続通紙すると、加熱装置内で記録材の通過する部分と、通過しない部分との熱の消費の差から通過しない部分での温度の上昇が大きくなる、いわゆる「非通紙部昇温」が発生する。この現象がひどくなると、加熱装置の加圧ローラの熱膨張に不均一を生じ、ゴムが破断したり、フィルム加熱方式の加熱装置にあってはフィルムの送り速度に差が生じて、ネジレが発生したりする。また、装置の耐熱温度を超えると加圧ローラ表面、ヒーターホルダの溶融等がおこる。
【０００５】
あるいは、小サイズ紙の通紙直後に通常サイズ紙を通紙すると、小サイズ紙の非通紙部が高温になっているため、ここでトナーの溶融過多がおこり、小サイズ紙の非通紙部に相当する部分でホットオフセットも発生する。
【０００６】
したがって、このような現象を防止するために、ヒータ上の幅の狭い用紙の通紙時に非通紙部となる領域に温度検知素子を配置し、非通紙部の温度を検知する構成が近年ではよく用いられている（例えば特許文献５）。
【０００７】
図２にフィルム加熱方式の加熱装置の概略断面図、図３に長手方向の部品配置図を示す。
【０００８】
２２は加熱体としてのヒータで、ヒーターホルダ２３によって支持され、定着フィルム２１を介して加圧ローラ２５に図示しない加圧手段によって圧接されている。定着フィルム２１は加圧ローラ２５の回転駆動によって従動回転し、ニップＨに導入された記録材Ｐを搬送するとともにヒータ２２の熱をフィルム２１を介して記録材Ｐに付与する。５１は、いかなるサイズの記録材が通紙されても常に通紙領域となる位置に配されたメインサーミスタであり、この検知温度を所定の温度に維持することでヒータ２２の発熱量をコントロールして記録材の定着に最適な加熱量を得る。
【０００９】
５２は、Ｂ５サイズよりも幅の狭い記録材が通紙された時に非通紙領域となる位置に配置されたサブサーミスタである。サブサーミスタ５２は温度制御には用いられず、非通紙昇温のようなヒータの異常昇温のみを検知する。
【００１０】
そして、記録材の加熱処理が終了すると、装置は所定の後回転を行い停止する。
【００１１】
この構成において、幅の狭い記録材が連続通紙されると記録材の通紙中にサブサーミスタ５２がメインサーミスタ５１の検知温度に比べて著しく高い温度を検出するようになる。ここで、サブサーミスタ５２が所定温度まで上昇したならば、所定時間給紙をウエイトしてスループットを落とす、もしくは加熱温度を下げる等の制御を行い、非通紙部の温度を低下させて装置の破壊等を防止する。
【００１２】
また、小サイズ紙の加熱処理の終了後に所定温度にサブサーミスタ５２の温度が低下するまで、ヒータ２２への通電を停止した非加熱状態で加熱装置を回転させる制御を行う構成も提案されている（例えば特許文献６）。
【００１３】
小サイズの通紙直後に通常サイズ紙を通紙した時に発生するホットオフセットを防止するためには、非通紙部の温度がある程度下がるまで次回の加熱処理を待機させることが有効だが、装置をすぐに停止して待機させた場合には温度が低下するまでにはかなり長い時間を要してしまう。これに対してヒータを発熱させずに加熱装置を回転させた場合には、回転させずにそのまま装置を停止させた場合よりも過昇温した非通紙部の温度を早く低下させることができるため、待機時間をより短くできる。
【００１４】
したがって、上記の構成はホットオフセットの防止にとってきわめて有効なものとなる。
【００１５】
またホットオフセットを防止する他の方法としては、小サイズを連続通紙した後でプリント指令が来た際、プリント直前のサブサーミスタ５２の温度が所定温度よりも高い時には、次回の加熱処理時の加熱温度を通常よりも低く設定するというものもある。
【００１６】
小サイズ通紙直後に通常サイズ紙を通常時と同じ温度で加熱してしまうと、非通紙部だった部分の蓄熱量が大きいために、この部分が加熱過多となってトナーが溶けすぎる。これがホットオフセットのメカニズムであるが、加熱温度を非通紙部だった部分の温度に合わせて下げてやれば、このような加熱過多を防止できる。この時、小サイズ通紙時に通紙部であった部分は非通紙部よりも蓄熱量が少ないのであるから、通紙部の定着性は通常時よりも若干落ちることになる。したがって、加熱温度の低下量はホットオフセットを防止するとともに、定着性でもある程度問題のないレベルにバランスをとって設定することになる。
【００１７】
このように非通紙部の温度を検知し、これに応じて制御にフィードバックをかけることで、装置をホットオフセットのない良好な画像を出力できる状態に制御できる。
【特許文献１】特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】特開平１−２６３６７９号公報
【特許文献３】特開平２−１５７８７８号公報
【特許文献４】特開平４−４４０７５〜４４０８３号公報
【特許文献５】特開平５−８０６０４号公報
【特許文献６】特開平６−３４８１７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら上記従来の装置のようにサブサーミスタの温度のみに応じて制御を行った場合、必ずしもホットオフセット防止にとって最適な制御とはならない。
【００１９】
サブサーミスタの温度は、小サイズではなく通常のサイズの記録材を通紙した場合でもある程度高い温度まで上昇するが、この状態から小サイズを通紙すると元々温度の高い状態なため、たった１枚通紙しただけでもかなり高い温度まで非通紙部は昇温する。この時に、従来のようにサブサーミスタの温度が所定温度に低下するまで後回転を延長して非加熱状態で回転を行う構成にしておくと、小サイズを１枚通紙しただけで長時間の後回転を行ってしまう。しかし、実際にはたとえサブサーミスタの検知温度が高温であっても小サイズを１枚程度通紙しただけでは、ホットオフセットは発生しない。したがって、ここで後回転を延長しても何も意味はなく、無駄に次回プリントまでの待機時間が長くなることでユーザーの利便性を損なうのである。
【００２０】
また、サブサーミスタの検知温度が高い時に次回プリント時の加熱温度を低下させる制御においても、同様の問題があった。
【００２１】
すなわち、通常サイズの連続通紙によって装置自体の蓄熱量が多くなった状態では小サイズを１枚通紙しただけで非通紙部が高温となるために、次回プリント時に加熱温度を低下させてしまう制御が働く。しかし、実際には通常の加熱温度のままでもホットオフセットは出ないのであり、この制御が働くことによって、定着性を無意味に悪化させるだけになってしまうのである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本出願に係る第１の発明によれば、加熱体と、前記加熱体に直接もしくは間接的に接触して圧接ニップ部を形成する加圧部材と、前記加熱体の温度を検出する温度検知素子を少なくとも二つ以上有し、前記加圧部材が回動して、前記圧接ニップ部に搬送導入した被加熱材の加熱処理を行った後、被加熱材を排出して装置の駆動を停止する加熱装置において、所定サイズよりも幅の短い被加熱材が搬送された場合に、前記温度検知素子の少なくとも一つは通紙部となる位置に配置されているとともに、前記温度検知素子の少なくとももう一つは非通紙部となる位置に配置されていて、前記非通紙部の温度検知素子と通紙部の温度検知素子によって検出される温度の差に応じて、前記被加熱材の加熱処理の終了から装置の駆動の停止までの時間が変化することを特徴とする
また、本出願に係る第２の発明によれば、第１の発明において、前記被加熱材の加熱処理の終了から装置の駆動停止までの間、前記加熱体は非加熱状態であることを特徴とする。
【００２３】
また、本出願に係る第３の発明によれば、第１、第２の発明において、前記被加熱材の加熱処理の終了から装置の駆動の停止までの時間は、所定サイズよりも幅の短い被加熱材が搬送された後にのみ変化することを特徴とする。
【００２４】
また、本出願に係る第４の発明によれば、加熱体と、この加熱体の温度を検出する温度検知素子を少なくとも二つ以上有し、前記加熱体の発する熱エネルギーを搬送導入される被加熱材に付与して排出し、所定サイズよりも幅の短い被加熱材が搬送された場合に、前記温度検知素子の少なくとも一つは通紙部となる位置に配置され、前記温度検知素子の少なくとももう一つは非通紙部となる位置に配置されている加熱装置において、加熱体の加熱前に、前記非通紙部の温度検知素子と通紙部の温度検知素子によって検出される温度の差に応じて、加熱体の加熱温度を変化させることを特徴とする。
【００２５】
また、本出願に係る第５の発明によれば、第１〜第４の発明において、固定支持された加熱体に耐熱性フィルムを介して加圧部材を接触させ、フィルム部材と加圧部材の間に形成された圧接ニップ部に記録媒体を導入し、フィルム部材と一緒に記録媒体を走行移動させることで加熱体の熱エネルギーを記録媒体に付与して加熱処理を施すことを特徴とする。
【００２６】
また、本出願に係る第６の発明によれば、第１〜第５の発明において、被加熱材が未定着像を形成担持させた記録材であり、装置が未定着像を記録材に加熱定着させる加熱定着装置であることを特徴とする。
【００２７】
また、本出願に係る第７の発明によれば、記録材に未定着像を形成担持させる作像手段と、記録材に形成担持させた未定着像を定着させる定着手段を有する画像形成装置において、定着手段が第１〜第６の発明のいずれか１つに記載の加熱装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本出願に係る第１〜第３の発明において、加熱体と、前記加熱体に直接もしくは間接的に接触して圧接ニップ部を形成する加圧部材と、前記加熱体の温度を検出する温度検知素子を少なくとも二つ以上有し、前記加圧部材が回動して、前記圧接ニップ部に搬送導入した被加熱材の加熱処理を行った後、被加熱材を排出して装置の駆動を停止する加熱装置において、所定サイズよりも幅の短い被加熱材が搬送された場合に、前記温度検知素子の少なくとも一つは通紙部となる位置に配置されているとともに、前記温度検知素子の少なくとももう一つは非通紙部となる位置に配置されていて、前記非通紙部の温度検知素子と通紙部の温度検知素子によって検出される温度の差に応じて、前記被加熱材の加熱処理の終了から装置の駆動の停止までの時間を変化させることで、幅の短い小サイズ紙を搬送した後でも、小サイズ紙を通紙していた時に非通紙部となっていた部分の温度を十分低くしておくことができ、直後に幅の広い通常サイズ紙を搬送した場合のホットオフセットの発生を防止することができる。さらに従来と比べて、加熱処理の終了から装置の駆動停止までの時間を最適にできるため、加熱処理の終了後に装置が無駄に駆動することを防止できる。これにより、装置の寿命をより延ばすことができる。
【００２９】
また、本出願に係る第４の発明において、加熱体と、この加熱体の温度を検出する温度検知素子を少なくとも二つ以上有し、前記加熱体の発する熱エネルギーを搬送導入される被加熱材に付与して排出し、所定サイズよりも幅の短い被加熱材が搬送された場合に、前記温度検知素子の少なくとも一つは通紙部となる位置に配置され、前記温度検知素子の少なくとももう一つは非通紙部となる位置に配置されている加熱装置において、加熱体の加熱前に、前記非通紙部の温度検知素子と通紙部の温度検知素子によって検出される温度の差に応じて加熱体の加熱温度を変化させることで、より適切な加熱温度を設定することができ、小サイズ紙の通紙時に非通紙部となっていた部分で発生する高温オフセットを防止するとともに、通紙部であった部分での定着性の悪化も防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３１】
図１は本実施例における画像形成装置の概略構成模型図である。本実施例の画像形成装置は電子写真方式を用いたレーザープリンタであり、最大用紙幅がＬＥＴＴＥＲサイズで、プロセススピード１４０ｍｍ／ｓｅｃ、通紙間隔を５３ｍｍでＡ４サイズ紙を２４枚／分（ｐｐｍ）で出力するプリンタである。
【００３２】
ホストコンピュータ（不図示）からのプリント指令が装置に入力され、装置が駆動開始されると、記録材としての用紙Ｐは、給紙カセット１０もしくは、マルチトレイ９から給紙される。用紙Ｐは給紙ガイド７に導かれて、やがて搬送路上にある、トップセンサー１３のレバーを倒し、用紙の先端がトップセンサー１３位置を通過したことが検知される。この後、用紙後端がトップセンサー１３を通過するまで、トップセンサー１３は紙有状態を検知し続ける。トップセンサー１３のレバーは用紙の後端が通過すると元に戻り、用紙後端がトップセンサー１３の位置を通過したことが検知される。
【００３３】
やがて、用紙は感光ドラム１の下部の転写ローラ６と対向した転写部Ｔに達する。感光ドラム１上には、帯電ローラ１１によって一様均一な帯電がなされた後、レーザー走査露光装置３よりでた画像信号に対応したレーザー光Ｌを照射されて、表面に静電潜像が形成される。レーザー走査露光装置３は、回転するポリゴンミラー３１にレーザー光を反射させ、この反射光をレンズ３２で焦点を絞り、折り返しミラー３３等で感光ドラム１上に照射するものである。
【００３４】
このようにして形成された潜像は現像装置２によって選択的にトナーが付着させられてトナー像として可視化され、感光ドラム１の回転にともない転写部Ｔへ搬送される。転写部Ｔでは、転写ローラ６が用紙の裏面（背面）からトナーと逆極性の電界を加えることにより、トナー像を用紙に転写する。
【００３５】
トナー像が転写された用紙は、搬送ガイド１５に導かれて加熱装置たる定着装置（定着器）１２へと達し、そこで熱および圧力が印加されて、用紙の先端からトナー像が用紙に定着されていく。
【００３６】
トナー像の定着処理を受けた用紙は、搬送ガイド１６に導かれて画像形成物（プリント、コピー）として排紙される。
【００３７】
図２は定着装置１２の概略構成断面図であり、加熱体としてのヒータ２２をヒーターホルダ２３に支持し、これを定着フィルム２１を介して加圧ローラ２５に図示しない加圧手段によって圧接している。
【００３８】
定着フィルム２１は定着処理の高速化の一環としての熱容量の低減化のために、耐熱性のＰＴＦＥ、ＰＦＡ又はＦＥＰ等を主成分とする単層、或いは、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ又はＰＰＳ等を主成分とする無端状の基体の外周面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ又はＦＥＰ等をコーティングした複合層に構成されていると共に、フィルム２１の全層厚が１００μｍ以下、好ましくは２０μｍ以上５０μｍ以下に採られている。
【００３９】
ヒータ２２は、アルミナ等に代表されるセラミックスを主成分とする薄板状の基板２２１の一方の面に、Ａｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）等を主成分とする発熱抵抗体２２２をスクリーン印刷等により塗工したのち、ガラス或いはフッ素等を主成分とする保護層２２３で被覆するなどにて構成されており、基板２２１の他方の面には、図２に示すように、サーミスタ５１が当接若しくは近接して支持されている。
【００４０】
ヒーターホルダ２３は、ヒータを支持するとともに定着フィルム２１の内面を長手方向全域にわたってガイドする機能をもつ。
【００４１】
加圧ローラ２５は、鉄、アルミニウム等を主成分とする円柱状若しくは略円柱状の芯金２５１の外周面に、耐熱性及び離型性を有するシリコーンゴム等を主成分とする円筒状の弾性層２５２を被覆するなどにて構成されていると共に、芯金２５１が駆動機構（図示せず）から駆動力を受けることにより、加圧ローラ２５は、いずれか一方の方向に回転するようになっている。
【００４２】
そして、定着フィルム２１は加圧ローラ２５の回転駆動によって従動回転し、ニップＨに導入された用紙Ｐを搬送するとともにヒータ２２の熱をフィルム２１を介して用紙Ｐに付与する。
【００４３】
この時、定着装置１２はヒータ２２を所定の温度に維持して用紙の定着に最適な加熱量を得る。本実施例の定着装置１２では、通常サイズ（Ａ４サイズ）通紙時で２００℃に設定している。ヒータ２２の温度制御はヒータ２２上に配された温度検知素子（サーミスタ）５１の検知温度が一定になるようにヒータ２２への通電を制御することによって行われる。
【００４４】
サーミスタ５１の出力信号はＡ／Ｄコンバータ６１を介してＣＰＵ６２に入力される。ＣＰＵ６２はこの入力信号に基づき、ＡＣドライバー６３を介して加熱体としてのヒータ２２の発熱抵抗体２２２への供給電力を制御し、ヒータ２２の温度を所定の温度になるように温調する。
【００４５】
ＣＰＵ６２によるヒータ２２の加熱動作の制御としては、発熱抵抗体２２２に通電される交流バイアスの振幅或いは周期等をサーミスタ５１の検知温度に応じて切り替えるという制御の他に、任意の一定時間に亘る外部電源から発熱抵抗体２２２への通電量を調整するという制御、所謂、位相制御或いは波数制御が行われている。特に、波数制御は、通電に付随するノイズの発生が位相制御に比べて少ないという利点を有していることから、加熱装置１２においては、ヒータ２２の加熱動作の制御として、波数制御が採用されている。
【００４６】
ヒータ２２上には、温度制御に用いられるサーミスタ５１の他に、小サイズ通紙時に非通紙部となる領域にサーミスタ５２を配置し、非通紙部昇温それ自体を検知している。
【００４７】
サーミスタ５２の出力信号もサーミスタ５１と同様にＡ／Ｄコンバータ６１を介してＣＰＵ６２に入力されており、ＣＰＵ６２はサーミスタ５２の温度情報をリアルタイムに検知している。
【００４８】
図３に定着装置１２の長手方向の概略断面図を示す。
【００４９】
５１は、いかなるサイズの用紙が通紙されても常に通紙領域となる位置に配されたメインサーミスタであり、５２は、Ｂ５サイズよりも幅の小さな用紙が通紙された時に非通紙領域となる位置に配されたサブサーミスタである。サブサーミスタ５２は温度制御には用いられず、非通紙昇温のようなヒータの異常昇温のみを検知する。
【００５０】
用紙Ｐの後端がトップセンサー１３の位置を通過すると、トップセンサー１３のレバーが元に戻り、用紙後端がトップセンサー１３の位置を通過したことが検知される。つまり、トップセンサー１３は用紙が存在しない状態（紙無し状態）になったことを検知する。そして、連続プリントの場合には、一定間隔で次の用紙を給紙し、同様のプロセスを経て、プリントを生成していく。
【００５１】
用紙のスループットは、トップセンサー１３が紙先端、あるいは後端を検知してから一定時間経過後に次の用紙を給紙することで保たれる。本実施例では前記した通り、通常のスループットで通紙間隔が５３ｍｍとなるようにしている。
【００５２】
小サイズ紙が通紙された場合、上記のトップセンサー１３が紙有り状態を検知している時間が、通常サイズ紙が通紙された時よりも短くなる。これによって、通常サイズ紙と小サイズ紙の判別を行いＢ５サイズよりも長さの短い用紙の時には、スループットを切り替えて、通常の２４ｐｐｍよりも落として通紙を行う。本実施例では例えば通紙間隔を２２８ｍｍにして、１６ｐｐｍにスループットを切り替える。
【００５３】
このようなスループット制御を行う理由は、Ｂ５サイズよりも長さの短い用紙は一般的に幅も短く、非通紙部の昇温が大きいためである。そして、サブサーミスタ５２の検知温度が非通紙部昇温によって上昇し、所定温度を超えたら、さらにスループットを低下させる。例えば、サブサーミスタ５２の検知温度が２５０℃を超えたらスループットを８ｐｐｍに切り替える。このように非通紙部昇温に応じてスループットを順次低下させていくことで、極力速いスループットを維持するとともに、装置の破損を防止している。
【００５４】
プリントジョブとして設定されていた全ての用紙の定着処理が終了すると、加熱装置は後回転に入り、所定時間の回転後に停止する。後回転時は加熱する必要がなく、むしろ積極的に加熱装置を冷却するためにヒータへの通電はオフして非加熱状態で回転を行っている。
【００５５】
Ｂ５サイズよりも長さの短い小サイズを通紙した後は、次回通常サイズのプリントが行われた際のホットオフセットを防止するために過昇温した非通紙部の温度を下げる必要がある。
【００５６】
このため、小サイズ紙を通紙した後には後回転を通常よりも延長する制御を行う。
【００５７】
ところで本発明者の実験では、ホットオフセットの発生は、サブサーミスタ５２の検出温度よりもメインサーミスタ５１とサブサーミスタ５２の温度差の方に依存しているデータが得られた。
【００５８】
図４にその実験例を示す。
【００５９】
図４においては、メインサーミスタ５１の検出温度をＴｍ、サブサーミスタ５２の検出温度をＴｓ、メインサーミスタ５１とサブサーミスタ５２の温度差をＴｓ−Ｔｍとしている。
【００６０】
また、ここでいうサーミスタの検出温度はプリント開始直前のものである。
【００６１】
上記の例をみると、サブサーミスタの温度が１６０℃と比較的高くてもホットオフセットは発生せず、逆に９０℃とある程度低い温度になっていても、メインサーミスタとサブサーミスタの温度差が大きいとホットオフセットとなる場合があることがわかる。
【００６２】
これは当然のことで、サブサーミスタ部分が高温であっても、メインサーミスタ部も同様に高温であれば、そのままヒータを発熱させた時にはメインサーミスタとサブサーミスタの温度差はほぼ維持されたままヒータは加熱温度に達するのである。
【００６３】
例えば、プリント開始直前のメインサーミスタとサブサーミスタの温度差が３ｄｅｇの時に、メインサーミスタによって温調するヒータの加熱温度を２００℃に立ち上げれば、サブサーミスタ部は２０３℃程度にしかならない。この程度ではホットオフセットにはならないのである。
【００６４】
逆にプリント開始前の温度差が１０ｄｅｇあれば、メインサーミスタ部が２００℃に温調されるのに対してサブサーミスタ部は２１０℃になり、これはホットオフセットを発生させる可能性がある。
【００６５】
すなわち、サブサーミスタの温度が何℃であろうと、メインサーミスタとの温度差が大きくなければオフセットは発生せず、温度差が大きいと発生する可能性が出てくるといえるのである。
【００６６】
従来の装置のようにサブサーミスタの検出温度のみに着目して制御を行った場合には、最適な制御とならないことが以上の例からわかる。
【００６７】
したがって、本実施例ではこの後回転の延長を、サブサーミスタ５２の温度ではなく、メインサーミスタ５１とサブサーミスタ５２で検出した温度の差から決めている。
【００６８】
具体的には、まず加熱処理が終了し、ヒータ２２への通電がオフされた時のメインサーミスタ５１とサブサーミスタ５２の温度差を検出する。温度差の検出はメインサーミスタ５１の検出温度Ｔｍ、サブサーミスタの検出温度Ｔｓから、Ｔｓ−ＴｍをＣＰＵが計算することで行っている。
【００６９】
ここでＴｓ−Ｔｍが５ｄｅｇ以上ある場合には、後回転を延長し、ヒータへの通電をオフした非加熱状態で温度差が３ｄｅｇ以下となるまで後回転を続ける。
Ｔｓ−Ｔｍが３ｄｅｇ以下となるまで後回転を行えば、次回のプリント時にはプリント開始直前のメインサーミスタとサブサーミスタの温度差を確実に３ｄｅｇ以下とすることができ、ホットオフセットの発生を防止できる。この３ｄｅｇという値は上記の実験値から設定したが、トナーの特性や装置の構成によって適宜変更されるものである。
【００７０】
ところで、Ｔｓ−Ｔｍが小さい時には比較的簡単に温度差がなくなるため、後回転の延長時間は短く、Ｔｓ−Ｔｍが大きい時には後回転は長くなる。
【００７１】
ここで温度差Ｔｓ−Ｔｍがなかなか縮まらずに、あまり後回転が長くなると装置の寿命の点で好ましくなく、またいつまでも回転のみを行っている状態は騒音の発生源ともなるため、後回転の延長時間に制限を設けてもよい。本実施例では後回転の延長時間は最大で３０秒に設定している。
【００７２】
後回転の延長時間に上記のような制限を設けると、ホットオフセットを完全に防止することはできなくなるが、小サイズを連続通紙した直後に通常サイズ紙のプリントが実行される頻度はそれほど多くはなく、また、ホットオフセットが出てもかなり軽微なものになっているため、実際の使用上はそれほど問題にはならない。むしろ、いつまでも後回転が続く方が問題である。
【００７３】
また、後回転終了後の非回転時に、自然冷却によって温度差Ｔｓ−Ｔｍが所定温度以下となるまで、プリント動作を禁止して待機する制御を行ってもよい。
【００７４】
上記のように構成することで、従来のサブサーミスタの温度に応じて回転時間を制御していた構成と比べて、より適切に後回転時間を制御できるようになる。すなわち無駄に長い後回転を行わずに済み、装置の耐久性および、ユーザーの利便性を向上させることができる。
【実施例２】
【００７５】
実施例１のように小サイズの通紙後に後回転の時間を延長し、この間に加熱装置の冷却を行う構成は、次回のプリントジョブがいつ来るかにかかわらず毎回その制御に入ってしまう。
【００７６】
このような制御となるのは、装置の後回転を行っている時点では次回のプリントジョブがいつ来るのかわからないためである。したがって常に、次回のプリントジョブは装置の停止直後にくるという、ホットオフセットにとって最悪な状況を想定して制御を行わなければならないのである。
【００７７】
しかし実際には装置が停止した後すぐに次回のプリントジョブが来ることは稀であり、装置の停止中に過昇温した非通紙部も自然冷却されてしまうことの方が普通である。非通紙部が自然冷却されれば、通常サイズ紙を通紙してもオフセットは発生しないのである。
【００７８】
本来、小サイズ紙を通紙する度に、次回のプリントの有無にかかわらず、後回転で長時間回転を続ける制御は、装置の耐久性や騒音の点では好ましいことではない。
【００７９】
装置の冷却制御は本当に必要な時にのみ行うことが理想である。
【００８０】
そこで本実施例では実施例１のような後回転の延長は行わず、プリント指令がきた時に、用紙の給紙開始までの前回転の時間を延長する。
【００８１】
本実施例で用いる画像形成装置および定着器は実施例１と同様であり、その構成について説明は省略する。
【００８２】
まず、画像形成装置に小サイズ紙が通紙され、一連のプリント動作が終了すると装置は通常の後回転を行ってすぐに停止する。
【００８３】
この後、通常サイズ紙のプリント指令がくると、ＣＰＵ６２はメインサーミスタ５１とサブサーミスタ５２の検知温度を比較して温度差Ｔｓ−Ｔｍを計算する。この温度差Ｔｓ−Ｔｍが所定温度よりも小さい時にはホットオフセットが発生することはないため、そのまま通常どおりヒータ２２を加熱し、給紙を開始して用紙に画像形成および定着処理を行う。
【００８４】
これに対して温度差Ｔｓ−Ｔｍが所定温度よりも大きい時には、ヒータ２２の加熱を一旦待機して、非加熱状態で加熱装置の回転を行い、装置を冷却する。そして温度差Ｔｓ−Ｔｍが所定温度よりも小さくなったら、ヒータ２２の加熱を開始して、通常どおりの画像形成を行う。
【００８５】
本実施例では温度差Ｔｓ−Ｔｍが３ｄｅｇ以上の時に前回転での非加熱回転を行い、３ｄｅｇ以下となったら、通常の画像形成を開始する。
【００８６】
上記の構成では、プリント開始前の温度差Ｔｓ−Ｔｍが大きく、ホットオフセットが発生する場合のみ冷却のために非加熱での装置の回転を行う。したがって、実施例１と比べて、装置が冷却回転を行う頻度は著しく減り、装置の耐久性が向上する。また装置が駆動することによる騒音をユーザーが感じる機会を減らすことができる。
【実施例３】
【００８７】
本実施例ではホットオフセットの防止のため、小サイズ通紙後に通常サイズ紙のプリントが行われた場合に、ヒータの加熱温度を通常よりも低くする制御を行う。
【００８８】
以下にその動作について詳述する。
【００８９】
本実施例で用いる画像形成装置および定着器は実施例１と同様であり、その構成について説明は省略する。
【００９０】
まず、画像形成装置に小サイズ紙が通紙され、一連のプリント動作が終了すると装置は通常の後回転を行ってすぐに停止する。この後、通常サイズ紙のプリント指令がくると、ＣＰＵはメインサーミスタ５１とサブサーミスタ５２の検知温度を比較して温度差Ｔｓ−Ｔｍを計算する。この温度差Ｔｓ−Ｔｍに応じて、次回プリント時の加熱温度を決定し、装置はプリント動作を開始する。加熱温度の決定には図５に示した制御テーブルが用いられる。
【００９１】
温度差Ｔｓ−Ｔｍが小さい時にはホットオフセットは発生しないため、通常どおり加熱温度を高く設定でき、温度差Ｔｓ−Ｔｍが大きい時には加熱温度を低く設定してホットオフセットを防止する。
【００９２】
このように加熱温度を温度差Ｔｓ−Ｔｍに応じて制御することによって、不必要に加熱温度を下げてしまうことがなくなり、従来と比べてより精度良くホットオフセットを防止できるとともに定着性の悪化もおこることがなくなる。
【００９３】
ところで、通常サイズ紙のプリントが連続で続く場合、ある程度の枚数が通紙されるとメインサーミスタ部とサブサーミスタ部の間に生じていた温度差は解消されてくる。
【００９４】
したがって、連続プリントの途中で加熱温度を通常の設定に戻す必要がある。加熱温度を戻すタイミングとしては、図５に示した制御テーブルのようにプリント開始前の温度差Ｔｓ−Ｔｍに応じて、元に戻す枚数が一律に決まるようにしておけばよい。
【００９５】
または、加熱動作時も温度差Ｔｓ−Ｔｍを計算し続け、温度差Ｔｓ−Ｔｍが所定温度以下となったら戻すようにしてやれば、より適切な制御となる。例えば、加熱温度１９０℃で通紙していた時に、温度差Ｔｓ−Ｔｍが３ｄｅｇ以下となったら通常の２００℃に戻すように設定すればよい。また加熱温度が、加熱動作時の温度差Ｔｓ−Ｔｍに応じて段階的に変化していくようにしてもよい。そのような場合の制御テーブルの一例を図６に示す。
【００９６】
図６の例では、最初温度差Ｔｓ−Ｔｍが７ｄｅｇ以上あり、加熱温度が１９０℃と設定された状態で、連続通紙中に温度差Ｔｓ−Ｔｍが７ｄｅｇ未満となったら１９５℃に加熱温度を変更し、さらに温度差Ｔｓ−Ｔｍが３ｄｅｇ未満となったら通常の加熱温度２００℃に戻すという制御になる。
【００９７】
ところで、上記の例では実施例１、２ような小サイズ通紙後に後回転や前回転を延長する制御は入れていない。このようにすると装置の回転の延長がない分、次回プリントまでの待機時間が短くなり、装置の使い勝手がよくなる。しかし、その一方で小サイズ紙の後にプリント動作を開始する時にはメインサーミスタ部とサブサーミスタ部の温度差は大きくなっている可能性が比較的高くなる。すると、ホットオフセットを防止するために加熱温度をダウンする量は比較的多くなり、定着性の劣化もその分大きくなる。
【００９８】
したがって、ホットオフセットの防止と定着性を両立させるためには、本実施例の構成と実施例１、２の構成を組み合わせた方がより良いといえる。すなわち、本実施例と実施例１を組み合わせて、小サイズ紙の通紙後にメインサーミスタとサブサーミスタの温度差Ｔｓ−Ｔｍが所定温度以下となるまで後回転を行い、かつ後回転において温度差Ｔｓ−Ｔｍを縮めきれなかった分を、次回プリント時の加熱温度を低下させることによって補うと、より画像品質上は好ましいものになる。
【００９９】
例えば、小サイズに加熱処理の終了後に３０秒の後回転を行った後でも温度差温度差Ｔｓ−Ｔｍが７ｄｅｇ以上あった場合には、プリント開始前の温度差Ｔｓ−Ｔｍに応じて加熱温度を通常よりも１０ｄｅｇ低い１９０℃にして加熱処理を行ってホットオフセットを防止することができる。
【０１００】
あるいは、後回転を終了する所定温度を少し高めに設定して後回転の時間を減らすことも可能である。例えば、小サイズに加熱処理の終了後に温度差Ｔｓ−Ｔｍが７ｄｅｇ未満となるまで後回転を行い、そして次回プリント開始時に温度差Ｔｓ−Ｔｍが３ｄｅｇ以上ある時に加熱温度を通常よりも５ｄｅｇ低い１９５℃にして加熱処理を行う、といった制御を行えばよい。または、本実施例と実施例２を組み合わせて、小サイズ紙の通紙後に通常サイズ紙のプリントを行う際、メインサーミスタとサブサーミスタの温度差Ｔｓ−Ｔｍが所定温度以下となるまで非加熱状態で前回転を行い、ある程度に温度差Ｔｓ−Ｔｍが小さくなったところでプリント時の加熱温度を低下させる制御を行ってもよい。
【０１０１】
例えば、プリント開始時に温度差Ｔｓ−Ｔｍが７ｄｅｇ以上の時に７ｄｅｇ未満となるまで前回転での非加熱回転を行い、その後、加熱温度を通常よりも５ｄｅｇ低い１９５℃にして用紙の加熱処理を行う。このような制御を行えば、実施例２を単独で行ったものよりも前回転の延長時間を減らして、ユーザーの利便性を向上させることができる。
【０１０２】
なお、上記実施例１、２、３ともフィルム加熱方式の加熱装置を例に説明したが、本構成の適用はこれに限定されるものではなく、熱ローラ方式等、他の加熱方式でも同様の効果を得ることができる．
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】実施例における画像形成装置の概略構成模型図
【図２】実施例における加熱装置（定着装置）の概略構成模型図
【図３】実施例における加熱装置（定着装置）の長手方向概略構成模型図
【図４】本発明者が行った実験例
【図５】実施例３での加熱温度の制御テーブル
【図６】実施例３での加熱温度の制御テーブル
【符号の説明】
【０１０４】
Ｐ  用紙（記録材）
１  感光ドラム
２  現像装置
３  レーザー走査露光装置
６  転写ローラ
９  マルチトレイ
１０  給紙カセット
１１  帯電ローラ
１２  加熱装置
１３  トップセンサー
２１  定着フィルム
２２  ヒータ
２３  ヒーターホルダ
２５  加圧ローラ
５１  メインサーミスタ
５２  サブサーミスタ
【図１】
2006154649.tif 000003
【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図３】
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