(57)【要約】【課題】  互いに圧接された加熱体Ａと加圧体１７とを有し、両者間に形成されたニップ部Ｎで被加熱材Ｐを挟持搬送して加熱処理する加熱装置において、出力された被加熱材Ｐのカールを抑えることができる加熱装置或いはこの加熱装置を定着装置として備える画像形成装置を提供する。【解決手段】  加熱体Ａの温度検知のための温度検知体１８と、検知された加熱体の温度を目標温度へ制御する電力制御手段と、を備え、複数たるＮ枚の被加熱材への連続加熱処理におけるＭ枚目の被加熱材の加熱処理終了から、Ｍ＋１枚目の被加熱材の加熱処理開始までの期間たる紙間において、紙間中、または紙間の内の一定期間に設定される加熱体の目標温度たる紙間温度が、Ｍ＋１枚目の被加熱材の加熱処理時での加熱体の目標温度たる被加熱材加熱温度よりも高い温度に設定される事を特徴とする加熱装置。【選択図】  図３
2006106686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに圧接された加熱体と加圧体とを有し、両者間に形成されたニップ部で被加熱材を挟持搬送して加熱処理する加熱装置において、
加熱体の温度検知のための温度検知体と、検知された加熱体の温度を目標温度へ制御する電力制御手段と、を備え、
複数たるＮ枚の被加熱材への連続加熱処理におけるＭ枚目の被加熱材の加熱処理終了から、Ｍ＋１枚目の被加熱材の加熱処理開始までの期間たる紙間において、紙間中、または紙間の内の一定期間に設定される加熱体の目標温度たる紙間温度が、Ｍ＋１枚目の被加熱材の加熱処理時での加熱体の目標温度たる被加熱材加熱温度よりも高い温度に設定される事を特徴とする加熱装置。
【請求項２】
被加熱材の水分量を検知する手段を備え、被加熱材の水分量に応じて、紙間温度と被加熱材加熱温度の温度差を変化させる事を特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
加熱装置の設置された環境の温度、または湿度、またはその両方を検知する手段を備え、環境の温度、または湿度、またはその両方に応じて、紙間温度と被加熱材加熱温度の温度差を変化させる事を特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項４】
被加熱材の厚み、または種類、またはその両方を検知する手段を備え、被加熱材の厚み、種類に応じて、紙間温度と被加熱材加熱温度の温度差を変化させる事を特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項５】
連続して加熱処理した被加熱材の枚数をカウントし、カウントされた連続加熱処理枚数に応じて、紙間温度と被加熱材加熱温度の温度差を変化させる事を特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項６】
加熱体は、固定支持された加熱手段と、この加熱手段と摺動する可撓性部材と、を有し、加圧体はこの可撓性部材を介して加熱手段とニップ部を形成し、そのニップ部で被加熱材を挟持搬送して可撓性部材を介した加熱手段の熱で被加熱材を加熱する事を特徴とする請求項１から５のうちのいずれかに記載の加熱装置。
【請求項７】
加熱体は熱ローラである事を特徴とする請求項１から５のうちのいずれかに記載の加熱装置。
【請求項８】
複数たるＮ枚の被加熱材への連続加熱処理におけるＭ枚目の被加熱材の加熱処理終了から、Ｍ＋１枚目の被加熱材の加熱処理開始までの期間たる紙間において、紙間中、または紙間の内の一定期間に設定される加熱体の目標温度たる紙間温度が、Ｍ＋１枚目の被加熱材の加熱処理時での加熱体の目標温度たる被加熱材加熱温度よりも高い温度に設定される第１モードと、Ｍ＋１枚目の被加熱材の加熱処理時での加熱体の目標温度たる被加熱材加熱温度よりも高い温度には設定されない第２モードとを有する事を特徴とする請求項１から７のうちのいずれかに記載の加熱装置。
【請求項９】
上記第１モードにおいては、加熱装置の設置された環境の温度、湿度、被加熱材の厚み、及び種類のうちの少なくともいずれか１つに応じて、連続プリント時の紙間の間隔を変化させる事を特徴とする請求項８に記載の加熱装置。
【請求項１０】
被記録材に未定着画像を形成担持させる画像形成手段と、被記録材に形成担持させた未定着画像を加熱定着させる画像加熱定着装置を備えている画像形成装置において、画像加熱定着装置が請求項１から請求項９のうちのいずれか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。
【請求項１１】
互いに圧接された加熱体と加圧体とを有し、両者間に形成されたニップ部でトナー像が形成された記録材を挟持搬送して加熱定着する定着装置を有する画像形成装置において、
加熱体の温度検知のための温度検知体と、
検知された加熱体の温度を目標温度へ制御する電力制御手段と、を備え、
前記電力制御手段は、複数の記録材に連続して画像形成する場合、定着された記録材がカールすることを軽減するカール軽減モードを有し、カール軽減モードにおいては、記録材を定着していない紙間の期間に加熱体の目標温度を記録材の定着時の目標温度よりも高い紙間温度に設定する期間が設けられる事を特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
さらに、被加熱材の水分量を検知する手段を備え、被加熱材の水分量に応じて、前記紙間温度と、記録材の定着時の目標温度との温度差を変化させる事を特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
さらに、加熱装置の設置された環境の温度、または湿度を検知する手段を備え、環境の温度、または湿度に応じて、前記紙間温度と、記録材の定着時の目標温度との温度差を変化させる事を特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
さらに、記録材の厚みまたは種類を検知する手段を備え、記録材の厚みまたは種類に応じて、前記紙間温度と、記録材の定着時の目標温度との温度差を変化させる事を特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
連続して画像形成した記録材の枚数に応じて、前記紙間温度と、記録材の定着時の目標温度との温度差を変化させる事を特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
加熱体は、固定支持された発熱体と、この発熱体と摺動する可撓性部材と、を有し、加圧体はこの可撓性部材を介して発熱体とニップ部を形成し、そのニップ部で記録材を挟持搬送して可撓性部材を介した発熱体からの熱で記録材上に形成されたトナー像を加熱定着する事を特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
加熱体は熱ローラである事を特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
上記カール軽減モードにおいては、加熱装置の設置された環境の温度、湿度、被加熱材の厚み、及び種類のうちの少なくともいずれか１つに応じて、連続プリント時の紙間の」間隔を変化させる事を特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１９】
さらに、記録材を定着していない紙間の期間に加熱体の目標温度を記録材の定着時の目標温度よりも高い紙間温度に設定する期間が設けられない非カール軽減モードを有する事を特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項２０】
連続プリント時の紙間の間隔は、カール軽減モードのときの方が非カール軽減モードのときよりも大きいことを特徴とする請求項１９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、搬送導入される被加熱材を加熱部で加熱して排出する加熱装置に関する。
【０００２】
より詳しくは、互いに圧接された加熱体と加圧体とを有し、両者間に形成されたニップ部で被加熱材を挟持搬送して加熱処理する加熱装置に関する。
【０００３】
また、該加熱装置を画像加熱定着装置として備えるプリンタ、複写機などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００４】
以下、便宜上、画像形成装置において画像を加熱定着させる加熱装置としての定着装置を例にして説明する。
【０００５】
一般的な定着装置は、加熱体（加熱部材）と加圧体（加圧部材）とを圧接させてニップ部を形成させ、そのニップ部に未定着画像を形成担持させた被記録材（以下、記録媒体と記す）を通紙して挟持搬送させることにより、加熱体の熱で未定着画像を記録媒体面に加熱・加圧定着させる。装置構成としては、フィルム加熱方式やローラ加熱方式などがある。
【０００６】
フィルム加熱方式の定着装置は、特許文献１や２に記載されるように、加熱体として、固定支持された加熱手段（加熱源）と、この加熱手段と摺動する可撓性部材と、を有するアセンブリを用いたものである。加圧体は上記の可撓性部材を介して加熱手段と定着ニップ部を形成し、その定着ニップ部で未定着画像を形成担持させた記録媒体を挟持搬送して可撓性部材を介した加熱手段の熱で記録媒体を加熱する構成となっている。
【０００７】
より具体的に、加熱手段としては一般に、低熱容量で温度立ち上りが速い、所謂セラミックヒータが用いられている。可撓性部材としては耐熱樹脂や金属をベースとする単層構成あるいは複合層構成の薄膜フィルム（以下、フィルムと略記する）が用いられている。そして、固定支持させたセラミックヒータにフィルムを挟ませて加圧ローラを圧接させて定着ニップ部を形成させ、定着ニップ部においてセラミックヒータ面にフィルムを密着摺動させる。このような構成において定着ニップ部のフィルムと加圧ローラとの間に記録媒体を導入してフィルムと一緒に定着ニップ部を移動通過させることによりセラミックヒータの熱をフィルムを介して記録媒体に付与する。
【０００８】
加熱手段としてのセラミックヒータは、セラミックスを主成分とする薄板状の基板の一方の面に通電により発熱する発熱抵抗体が設けられると共に基板の他方の面に温度検知体たるサーミスタセンサー（以下、サーミスタと略記する）が当接して配置されている。
【０００９】
ローラ加熱方式の定着装置は、加熱体として、内部または外部にハロゲンヒータなどの加熱手段を供えた円筒状の熱ローラ（以下、定着ローラと記す）を用いたものである。この定着ローラに加熱体としての加圧ローラを圧接させて定着ニップ部を形成させ、定着ニップ部において、定着ローラと加圧ローラとの間に記録媒体を導入して、定着ローラの熱で記録媒体を加熱する。定着ローラには温度検知体たるサーミスタが当接されている。
【００１０】
前記定着装置にあっては、サーミスタによる検知温度が目標温度から所定幅内の温度になるように商用電源から加熱手段への通電が制御されて加熱体温度が温調されるようになっている。
【００１１】
次に、前記定着装置での複数枚の記録媒体の連続定着処理工程における加熱体の温度制御に関して図１６に基づき説明する。図１６は、複数枚の記録媒体の連続定着処理工程におけるサーミスタの検知温度の変遷を示すグラフである。
【００１２】
前記定着装置を備える画像形成装置が複数たるＮ枚の記録媒体から成る一連の記録媒体への画像形成プロセスを開始するに伴い商用電源から加熱手段への通電が開始され、サーミスタ検知温度は停止時の温度ａから、温度ｂ、温度ｃというように昇温する。
【００１３】
商用電源から加熱手段への通電は、未定着画像を担持した一枚目の記録媒体が定着ニップ部に突入する時刻Ｔ１の直前までにサーミスタの検知温度が定着温度（記録媒体加熱温度）ｄに昇温されるように制御される。そして、前記記録媒体に定着処理が施されている期間Ｔ１からＴ２にわたり、前記検知温度が定着温度ｄから所定幅内の値に維持されるように制御される。
【００１４】
次に、一枚目の記録媒体の定着処理終了後から二枚目の記録媒体の定着処理開始までの間にあっては、商用電源から加熱手段への通電は、サーミスタの検知温度が定着温度ｄ又は、それよりも低い紙間温度ｅの所定幅内の値に維持されるように制御される。なお、定着温度ｄよりも低い紙間温度ｅの所定幅内の値に維持することにより、電力消費の節約及び加圧ローラの外周面の非通紙領域における過昇温の解消を図ることができる。
【００１５】
加熱体は上記のよう温度制御され、記録媒体の加熱処理時は、記録媒体の一方の面に接する加熱体から熱が供給される。一方、記録媒体の他方の面には接する加圧体からも熱が供給される。加圧体自体には加熱手段を持たない為、加圧体からは、紙間で加熱体表面から加熱されて蓄熱した熱を通紙中に記録媒体に伝熱する。
【特許文献１】特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】特開平６−１４９１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、前記定着装置にあっては、紙間で、定着温度ｄと同じ温度か、定着温度ｄよりも低い紙間温度ｅに加熱体の温度を制御している。
【００１７】
加圧体表面からの放熱、加圧体内部および周辺部品への熱伝導によって、加圧体の表面温度は、定着温度ｄで加熱された加熱体表面の温度に比べて必ず低くなる。さらに、加圧体表面の温度は、通紙中は記録媒体に熱量を伝えて低下する。
【００１８】
その結果、加圧体の表面温度は、加熱体表面の温度に比べてかなり低くなり、定着装置の定着ニップ部で加熱定着動作を行う際に、記録媒体の表裏に与える熱量に大きな差が出てしまう恐れがある。
【００１９】
特に記録媒体が紙などの水分を含む材料から成る場合、記録媒体の表裏から蒸発する水分量に差が生じる為、記録媒体の表面と裏面で収縮／膨張量が変って、定着動作後の記録媒体に反り、カールが生じてしまう問題があった。
【００２０】
特に、画像形成装置や、記録媒体のおかれた環境が高湿環境の場合、水分を多く含む記録媒体の場合、厚み、剛性などに欠ける記録媒体の場合は、カールがひどくなる。
【００２１】
カールがひどくなると、出力された記録媒体を整然と重ねたり、綴じたりする事ができなくなり、出力された記録媒体の利便性が損なわれる。
【００２２】
また、連続で出力した場合、画像形成装置の排出積載部に整然と積載する事が出来なくなり、出力された記録媒体が落下したり、散らばったり、排出順序が入れ替わったりして問題となる。また、カールした出力記録媒体が、画像形成装置の記録媒体排出部を塞いで、記録媒体の折れ曲がりや、しわを発生させたり、滞留して画像形成装置を出力不能にしたりすることにもなり兼ねない。
【００２３】
そこで、本発明は、出力された被加熱材のカールを抑えることができる加熱装置、及びこの加熱装置を被記録材の画像加熱定着装置として備え、出力された被記録材のカールを抑えることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記目的を達成するための本発明に係る加熱装置の代表的な構成は、互いに圧接された加熱体と加圧体とを有し、両者間に形成されたニップ部で被加熱材を挟持搬送して加熱処理する加熱装置において、加熱体の温度検知のための温度検知体と、検知された加熱体の温度を目標温度へ制御する電力制御手段と、を備え、複数たるＮ枚の被加熱材への連続加熱処理におけるＭ枚目の被加熱材の加熱処理終了から、Ｍ＋１枚目の被加熱材の加熱処理開始までの期間たる紙間において、紙間中、または紙間の内の一定期間に設定される加熱体の目標温度たる紙間温度が、Ｍ＋１枚目の被加熱材の加熱処理時での加熱体の目標温度たる被加熱材加熱温度よりも高い温度に設定される事を特徴とする加熱装置、である。
【発明の効果】
【００２５】
すなわち、紙間での加熱体の目標温度を、被加熱材加熱処理時の目標温度よりも高く設定する事により、紙間で加圧体の温度を上昇させ、被加熱材加熱処理時には加熱体の温度を低下させ、被加熱材の加熱処理時における加熱体の表面温度と、加圧体の表面温度の差を小さくし、加熱体側から被加熱材に供給される熱量と、加圧体側から被加熱材に伝わる熱量の差を小さくして、被加熱材の反り、カールを抑える事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（実施例１）
（１）画像形成装置例
図１は、本実施形態の画像形成装置を好適に示す一例たるレーザビームプリンタ（以下、プリンタと略称する）１の概略構成を示す模式的断面図である。
【００２７】
このプリンタ１は、ホストコンピュータ等の外部画像情報提供装置（図示せず）から提供された画像情報に応じた画像をシート状の記録媒体Ｐに形成し記録するという一連の画像形成プロセスを公知の電子写真方式に則り行う形態の画像形成装置である。
【００２８】
プリンタ１は、潜像担持体としてのドラム状の回転自在な電子写真感光体２及び現像装置３を保持するプロセスカートリッジ４と、画像情報に応じて感光体２の外周面を露光することにより静電潜像を形成するレーザスキャナユニット（以下、スキャナと略記する）５と、記録媒体Ｐに画像を転写処理を施すロール状の回転自在な転写体６と、画像転写処理済みの記録媒体Ｐに加熱及び加圧により定着処理を施す定着装置７とを備えている。
【００２９】
プリンタ１に備えられたプロセスカートリッジ４は、感光体２及び現像装置３に加えて、スキャナ５による露光処理工程前に感光体２の外周面を規定電位分布に帯電せしめる一次帯電機構８も保持している。そしてこのプロセスカートリッジ４はプリンタ本体にて取り外し自在に支持されている。感光体２の修理及び現像装置３への現像剤補給等のメンテナンスが必要であるときには、前記本体にて開閉自在に支持されているカバー９を開いたのち、プロセスカートリッジ４ごと交換することによりメンテナンスの迅速化及び簡易化等が図られている。
【００３０】
プロセスカートリッジ４に保持されている一次帯電機構８は、スキャナ５による露光処理工程前において商用電源等から規定バイアスを印加されることにより感光体２の外周面を規定電位分布に帯電せしめるようになっている。
【００３１】
プリンタ１に備えられたスキャナ５は、画像情報提供装置からの画像情報に基づいて生成されるデジタル画素信号に応じて変調されたレーザＬａで、プロセスカートリッジ本体に設けられた窓４ａを介して、帯電処理された感光体２の外周面を露光走査する。これにより前記画像情報に応じた静電潜像が前記感光体２の外周面に形成される。
【００３２】
次に、プリンタ１における一連の画像形成プロセスに関して説明する。先ず、プリンタ１に対して一連の画像形成プロセスの開始が指示されると、感光体２が矢印Ｋ１の時計方向に規定周速度にて回転駆動を開始されると共に、規定バイアスが印加されている一次帯電機構８により感光体２の外周面が規定電位分布に帯電せしめられる。
【００３３】
次に、画像情報提供装置からの画像情報に応じて感光体２の外周面の帯電処理済みの部位がスキャナ５により走査及び露光されることにより前記画像情報に応じた静電潜像が前記部位に形成される。その静電潜像が現像装置３の現像剤により前記静電潜像が顕像に可視像化される。
【００３４】
一方、所定のタイミングにて駆動された給紙ローラ１２により給紙カセット１１から記録媒体Ｐが一枚分離給送される。給紙カセット１１には複数枚の記録媒体Ｐを積載収容してあり、プリンタ本体にて取り外し自在に支持されている。給紙カセット１１から給送された記録媒体Ｐはレジストローラ対１２ａにより所定の制御タイミングにて感光体２と転写体６との間に形成された転写ニップ部へと給送され、転写ニップ部を挟持搬送されていく。この挟持搬送過程において感光体２側の前記顕像が転写体６により記録媒体Ｐ側に順次に転写される。
【００３５】
そして、転写処理済みの記録媒体Ｐは、定着装置７により定着処理が施されたのち回転自在に支持された定着排紙部１０を経由してプリンタ排紙部１３から機外へと排紙され、プリンタ本体の上面のトレイ１４上に積載され、一連の画像形成プロセスが終了する。
【００３６】
（２）定着装置７
次に、プリンタ１に備えられた定着装置７に関して説明する。図２は定着装置７の概略構成を示す要部の斜視模型図、図３は模式的断面図である。この定着装置７は、フィルム加熱方式、加圧体駆動方式の加熱装置である。
【００３７】
１５は加熱手段（加熱源）たるセラミックヒータである。後述するように、被加熱材である記録媒体（被記録材）Ｐの搬送路面において記録媒体搬送方向ＦＰに交差する方向を長手とする横長・薄肉で、全体に低熱容量のものである。電力供給を受けて発熱して迅速に昇温する。
【００３８】
１９は耐熱性・断熱性のヒータホルダである。このヒータホルダ１９は横断面略半円弧状樋型で、記録媒体搬送方向ＦＰに交差する方向を長手とする横長の剛性部材である。例えばフェノール系の熱硬化性樹脂製である。このヒータホルダ１９の下面の略中央部の位置に長手に沿って形成具備させたヒータ嵌め込み溝部１９ａ内に上記のセラミックヒータ１５を嵌め込んで固定支持させている。
【００３９】
１６は円筒状またはエンドレスベルト状の可撓性部材である。この可撓性部材１６は、低熱容量化を図ることにより定着ニップ部等の昇温率を向上するために、本実施形態にあっては、ポリイミドを主成分とする無端帯状体の外周面にＰＴＦＥを主成分とする無端帯状体を被覆した二層構造となっており、全層厚が１００μｍ以下となっている。以下、上記の可撓性部材１６をフィルムと記す。フィルム１６の構成としては、本実施形態に限定されず、低熱容量化を図る他の有効な構造としてもよい。例えば、耐熱素材たるＰＴＦＥ、ＰＦＡ又はＦＥＰ等を主成分とする無端帯状体の単層構造、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帯状体の外周面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ又はＦＥＰ等を主成分とする無端帯状体を被覆した二層構造などが挙げられる。また金属層をベースとする単層構造、或いは、複合層構造のものにすることもできる。又、フィルム１６の全層厚としては、本実施形態に限定されないが、低熱容量化を効率良く図るためには、１００μｍ以下が好ましく、２０μｍ以上５０μｍ以下がより好ましい。
【００４０】
上記の円筒状のフィルム１６は、セラミックヒータ１５を取り付けたヒータホルダ１９に対してルーズに外嵌させてある。すなわち、円筒状のフィルム１６は、その内周長がヒータホルダ１９の外周長より所定長、例えば、３ｍｍ程度、長く採られ、以て、ヒータホルダ１９に無張力にて外嵌されている。
【００４１】
上記のセラミックヒータ１５、ヒータホルダ１９、フィルム１６等で加熱体Ａが構成されている。
【００４２】
１７は加圧体としての加圧ローラである。この加圧ローラ１７は、アルミニウム等の金属製の円柱状若しくは略円柱状の芯金１７Ａと、その外周面に被覆した離型性の良いシリコーンゴム等を主成分とする弾性層１７Ｂとから成る弾性ローラである。
【００４３】
この加圧ローラ１７は芯金１７Ａの両端部を不図示の装置側板間に回転自由に軸受支持させてある。この加圧ローラ１７の上側に上記の加熱体Ａをセラミックヒータ１５側を下向にして並行に配列し、ヒータホルダ１９の両端部側を付勢ばね２０・２０により加圧ローラ１７側に加圧ローラの弾性層１７Ｂの弾性に抗して所定の押圧力で押圧状態にするように構成している。これにより、セラミックヒータ１５と加圧ローラ１７をフィルム１６を挟んで圧接させて、加圧ローラの弾性層１７Ｂの弾性変形により所定幅の圧接ニップ部である体着ニップ部Ｎを形成させている。
【００４４】
加圧ローラ１７は駆動機構Ｍの駆動力が加圧ローラの芯金端部に設けたドライブギアＧに伝達されて、図３において矢印の反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ１７の駆動により、定着ニップ部Ｎにおいて加圧ローラ１７とフィルム１６の外面との摩擦力でフィルム１６に回転力が作用する。このため、フィルム１６の内面が定着ニップ部Ｎにおいてセラミックヒータ１５の下面に密着して摺動しながら矢印の時計方向に加圧ローラ１７の周速度にほぼ対応した周速度をもってヒータホルダ１９の外回りを従動回転する。ヒータホルダ１９は従動回転するフィルム１６のガイド部材の役目もしている。
【００４５】
そして、加圧ローラ１７によるフィルム１６の回転駆動がなされていて、かつセラミックヒータ１５が通電により所定の温度に昇温している状態において、作像部側から未定着トナー画像ｔを形成担持させた記録媒体Ｐが定着ニップ部Ｎのフィルム１６と加圧ローラ１７との間に導入される。そうすると、記録媒体Ｐはフィルム１６の外面に密着してフィルム１６と一緒の重なり状態で定着ニップ部Ｎを通過していく。
【００４６】
この定着ニップ部Ｎの通過過程でセラミックヒータ１５の熱エネルギーがフィルム１６を介して記録媒体Ｐに付与されて記録媒体Ｐ上の未定着トナー画像ｔが加熱溶融定着処理される。記録媒体Ｐは定着ニップ部Ｎを通過してフィルム１６の面から分離されて排出されていく。ｔｂは記録媒体Ｐ上の定着トナー画像を示している。
【００４７】
フィルム１６はセラミックヒータ１５と密着摺動するため、摩耗を防いだり摺動抵抗を低減するためにフィルム１６の内部にはグリスが塗布してある。
【００４８】
（３）セラミックヒータ１５
図４は加熱手段としてのセラミックヒータ１５の一例の概略構成図である。このセラミックヒータ１５は、
１）記録媒体Ｐの搬送路面において記録媒体搬送方向ＦＰと直交する方向を長手とする横長のアルミナ・窒化アルミニウム・炭化ケイ素等の高絶縁性のセラミックスでできたセラミック基板（絶縁基板）１５Ａ、
２）上記セラミック基板１５Ａの表面側に長手に沿ってスクリーン印刷等により、厚み１０μｍ程度、幅１〜５ｍｍ程度の線状もしくは細帯状に塗工し焼成して形成した、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ２、Ｔａ２Ｎ等の発熱抵抗体１５Ｂ、
３）上記発熱抵抗体１５Ｂの長手方向両端部に電気的に導通させて設けた、Ａｇ／Ｐｔ（銀・白金）で形成された電極部１５Ｃ・１５Ｃ、
４）発熱抵抗体１５Ｂの表面に設けた、電気的に絶縁し、フィルム１６との摺擦に耐えることが可能な薄層のガラスコートやフッ素樹脂コート等の絶縁保護層１５Ｄ、
５）セラミック基板１５Ａの裏面側に設けた温度検知体としてのサーミスタ１８、
等からなる。
【００４９】
上記のセラミックヒータ１５は絶縁保護層１５Ｄを設けた側が表面側であり、絶縁保護層１５Ｄの面にフィルム１６が摺動する。このセラミックヒータ１５を、ヒータホルダ１９の下面に長手に沿って形成したヒータ嵌め込み溝部１９ａ（図３）内にヒータ表面側を外側にして嵌め込んで耐熱性接着剤で接着して保持させてある。
【００５０】
２１・２１は給電用コネクタであり、ヒータホルダ１９に固定支持させたセラミックヒータ１５の電極部１５Ｃ・１５Ｃ部分に嵌着され、電極部１５Ｃ・１５Ｃにそれぞれ給電用コネクタ側の電気接点が接触状態になる。２２は商用電源（ＡＣ）、２３はトライアック、２４は電力（通電）制御手段（ＣＰＵ）である。セラミックヒータ１５は、商用電源２２から、トライアック２３を介して電極部１５Ｃ・１５Ｃ間に給電されることで発熱抵抗体１５Ｂの発熱で迅速急峻に昇温する。
【００５１】
そのセラミックヒータ１５の昇温が温度検知体であるサーミスタ１８により検知され、その検知温度の電気的アナログ情報がアナログデジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回）２５に入力し、デジタル化されて電力制御手段２４に入力する。
【００５２】
サーミスタ１８の検知温度に応じたデジタル情報が入力される電力制御手段２４は、サーミスタ１８の検知温度が目標温度から所定幅内の値になるよう商用電源２２から発熱抵抗体１５Ｂへの通電を制御するようになっている。
【００５３】
尚、本実施形態にあっては、サーミスタ１８の検知温度に基づく電力制御手段２４による商用電源２２から発熱抵抗体１５Ｂへの通電制御として、商用電源２２の半波周期毎の通電位相を制御する（位相制御）、前記半波周期毎に通電を導通又は遮断のいずれか一方に切り換える（波数制御）等が採用される。
【００５４】
（４）カール対策モード
ところで、前記定着装置７にあっては、加熱定着処理時に、定着ニップ部Ｎで記録媒体Ｐを挟持搬送しながら、加熱定着処理を行う際に、記録媒体Ｐの表面に加熱体Ａ側のフィルム１６を介して接するセラミックヒータ１５が発熱するが、記録媒体Ｐの裏面に接する加圧体である加圧ローラ１７側には発熱源を持たない。そのため、定着装置７の定着ニップ部Ｎで加熱定着動作を行う際に、記録媒体Ｐの表裏に与える熱量に大きな差が出てしまう。
【００５５】
記録媒体Ｐが紙などの水分を含む材料から成る場合、記録媒体Ｐの表裏から蒸発する水分量に差が生じる為、記録媒体Ｐの表面と裏面で収縮／膨張量が変って、定着動作後の記録媒体Ｐにカール（紙の反り）が生じてしまう問題があった。
【００５６】
加圧ローラ１７側にも第２の熱源を設け、第２の熱源で加圧ローラを加熱する構成をとれば、加圧ローラの表面温度も設定でき、定着ニップ部Ｎ内の温度の表裏差を制御できるが、定着装置が複雑かつ高価なものとなってしまう。
【００５７】
そこで、本実施形態では、カール対策モードとして、複数の記録媒体への連続定着処理工程において、Ｎ枚目の記録媒体への定着処理終了後、Ｎ＋１枚目の記録媒体への定着処理開始までの紙間期間における加熱体Ａの目標温度を、記録媒体の定着処理期間の加熱体Ａの目標温度より高い温度に設定する。
【００５８】
ここで、フィルム加熱方式の加熱装置においては、加熱体Ａの温度は、加熱手段であるセラミックヒータ１５の温度と実質的に等しい。
【００５９】
本実施形態での複数枚の記録媒体への連続処理工程におけるセラミックヒータ１５の温度制御（すなわち加熱体Ａの温度制御）に関して図５に基づき説明する。以下の温度制御はサーミスタ１８の検知温度に基づいて電力制御手段２４が行う。
【００６０】
一連の記録媒体への画像形成プロセスを開始するに伴い、加圧ローラ１７の回転駆動が開始され、商用電源２２から加熱体Ａ側のセラミックヒータ１５への通電が開始される。これにより、サーミスタ１８の検知温度が温度ａから温度ｂ、温度ｃというように昇温すると共に、加圧体である加圧ローラ１７も加熱体Ａ側のフィルム１６を介してセラミックヒータ１５の熱で暖められる。
【００６１】
未定着像を担持した一枚目の記録媒体が定着ニップ部Ｎに突入する時刻Ｔ１までにサーミスタ１８の検知温度（すなわち加熱体Ａの温度）が定着温度ｄに昇温される。また、前記記録媒体に定着処理が施されている期間たる時刻Ｔ１から時刻Ｔ２に亘り前記検知温度が定着温度ｄから所定幅内の値に維持されるよう、電力制御手段２４によりトライアック２３が制御されて、商用電源２２から発熱抵抗体１５Ｂへの通電が制御される。
【００６２】
次に、一枚目の記録媒体の定着処理終了から二枚目の記録媒体の定着処理開始までの間に亘り、サーミスタ１８の検知温度を、紙間温度ｅから所定幅内の値に維持すべく、トライアック２３が制御されて、商用電源２２から発熱抵抗体１５Ｂへの通電が制御される。この紙間温度たる温度ｅは定着温度たる温度ｄよりも高い温度設定にしてある。
【００６３】
以降、電力制御手段２４は、Ｎ枚目の定着処理終了後に目標温度を紙間温度ｅへ切替え、Ｎ＋１枚目の定着処理開始時には、サーミスタ検知温度が定着温度ｄから所定以内の値に復帰するようにＮ＋１枚目の定着処理開始前に目標温度を定着温度ｄへ切替える。
【００６４】
次に、本実施形態における効果について説明する。まず、定着温度ｄ、紙間温度ｅと紙間長さが定着処理された記録媒体のカール量、積載性にどのような影響を与えるかを確認する実験１を行った。
【００６５】
［実験１］
定着温度ｄを固定とし、定着温度ｄと紙間温度ｅの差を０℃、５℃、１０℃、１５℃と変えて、また、それぞれ、紙間の長さを０．５秒間、１秒間、２秒間、３秒間、５秒間と変えて、定着処理された記録媒体のカール量、積載性の評価を行った。
【００６６】
セラミックヒータ１５への通電を制御してから、セラミックヒータ温度が目標温度へ達するまでは少し時間がかかる為、紙間が短い条件では、定着温度ｄと紙間温度ｅの差を大きくする実験は行っていない。通紙実験に使用した記録媒体は、Ｘｅｒｏｘ４０２４紙、坪量７５ｇ／ｍ２、気温３０℃／湿度８０％の環境下に、包装紙から出して、３日ほど放置したものを使用し、紙の水分量は１０％ほどであった。
【００６７】
本実験で用いた定着装置の具体的構成は以下の通りである。図２〜図４と同様に構成された定着装置７において、加圧ローラ１７は、アルミニウム芯金１７Ａ上に厚さ４ｍｍの発泡ゴムの弾性層１７Ｂを設け、外径２５ｍｍに成形した。この加圧ローラ１７と、セラミックヒータ１５を、６０μｍのポリイミド樹脂からなる基層の外周面に、１０μｍのＰＦＡをからなる表層を備えた無端帯状フィルム１６を介して９６Ｎ（９．８ｋｇ）で圧接した。
【００６８】
本実験では、以上の定着装置を使用した画像形成装置を使用した。記録媒体Ｐの搬送速度は、ＬＴＲサイズの記録材を２０ＰＰＭのスループットで搬送できる１１１ｍｍ／秒とし、記録媒体が定着ニップ部Ｎを通過している間の定着温調（定着温度ｄ）は１８０℃とした。
【００６９】
本実験で使用した画像形成装置は、図１と同様の構成であり、定着装置７から定着処理を終えて排出された記録媒体は、排紙トレイ１４上に出力され、積載される。排紙ローラ及び排紙コロからなるプリンタ排紙部１３は、排紙トレイ１４の面より４０ｍｍ上に位置し、カールのない坪量７５ｇ／ｍ２の平滑紙であれば、３００枚程度の排紙積載が可能である。
【００７０】
上記画像形成装置を用いて、気温３０℃／湿度８０％の環境下で、１００枚連続で定着処理を行った。
【００７１】
カール量測定は、図６に示すように、定着処理された記録媒体Ｐを水平な机１００の上に置き、記録媒体Ｐの４角の机からの距離を測定した。排紙積載された記録媒体から、上から３０枚を抜き取り、揃えた３０枚束の４つの角の値の平均値を示した。
【００７２】
積載性評価については、排紙トレイ１４に積載された記録媒体が、記録媒体のサイズよりも縦横１０ｃｍずつ広い幅３１６ｍｍ、３８６ｍｍの排紙トレイ１４のエリアからはみ出た場合を△とした。また、さらに乱れて排紙トレイ１４上から落下したものや、排紙トレイ１４のエリアから２０ｃｍ以上はみ出たもの、記録媒体の丸まりによって定着装置の排紙部を塞いでしまい、しわや角折れが発生したものを×とした。
【００７３】
以上の条件で実験を行った結果を表１に示す。
【００７４】
【表１】
2006106686.tif 000003
【００７５】
定着温度ｄと紙間温度ｅを同温度とし、紙間の長さが３．０ｓｅｃ以内の実験結果は、定着処理された紙のカールが大きく、出力された紙がかさばり、連続１００枚の定着処理中に排紙トレイから紙が落下した。
【００７６】
定着温度ｄと紙間温度ｅがｄ＜ｅで、差を大きくしていくと、カール量は小さくなり、積載性は向上した。
【００７７】
また、紙間の長さを伸ばしていくと、カール量は小さくなり、積載性は向上した。
【００７８】
ただし、定着温度ｄと紙間温度ｅを同温度としたままのものは、紙間の長さを伸ばしても、１００枚積載する事は出来なかった。
【００７９】
上記、実験結果を説明する為に、上記実験における連続定着処理における加圧ローラ温度１７の表面温度を計測した結果を図７に示す。
【００８０】
連続定着処理中の加圧ローラ１７の温度は、セラミックヒータ１５からフィルム１６を介して暖められる事で、紙間で上昇し、記録媒体Ｐに熱を奪われる為、定着処理中に低下し、上下しながら推移する。
【００８１】
１００枚連続定着処理中の加圧ローラ１７の最高温度と、そのときの定着温度ｄと加圧ローラ温度の差を表２に示す。定着温度ｄはヒータ表面を制御する目標温度であり、フィルム表面の温度とは異なる為、実際の定着ニップ部Ｎ内の温度差とは異なるが、記録媒体Ｐの表裏に供給される熱量差の参考となる為、記しておく。
【００８２】
【表２】
2006106686.tif 000004
【００８３】
定着温度ｄと紙間温度ｅを同温度とし、紙間の長さを０．５ｓｅｃ．とした実験結果では、加圧ローラ温度が低かった。加圧ローラが紙間で加熱される量が少ない為と考えられる。この結果から、加熱定着時にセラミックヒータ１５の温度と加圧ローラ温度の差が大きく、定着ニップ部Ｎにおいて、紙の裏表に与える熱量の差が大きかった為、カールが大きかった事が説明できる。
【００８４】
定着温度ｄと紙間温度ｅを同温度のまま、紙間を長くしていくと、加圧ローラ１７の温度が高くなった。ただし、紙間長さを一定以上長くしても、加圧ローラ温度は、定着温度ｄと一定の温度差をもってほぼ飽和した。
【００８５】
セラミックヒータ１５と加圧ローラ１７の間に存在するフィルム１６や、その他周辺部品への熱抵抗、熱容量によって、加圧ローラ１７の温度は、加熱しているセラミックヒータ１５の温度よりも低い温度で飽和する。先の通紙実験と温度測定の結果、定着処理中に紙の表裏にあたえる熱量の差を、カールを完全に直せるほど、小さくする事ができていない事がわかる。
【００８６】
紙間での目標温度を定着温度ｄとして加圧ローラ１７を加熱し、紙間を長くするだけでは、加圧ローラ温度と、定着処理中のセラミックヒータ１５の温度の差を、フィルム１６や、その他周辺部品への熱抵抗、熱容量による熱エネルギーの損失分よりも小さくする事ができない事がわかる。
【００８７】
紙間では紙間温度ｅを定着温度ｄよりも高い温度まで上げて、加圧ローラ１７を加熱し、定着処理時には、定着温度ｄを紙間温度ｅよりも低い温度へ下げた実験結果では、加圧ローラ温度と定着処理時のセラミックヒータ温度の差を小さくする事ができている。先の通紙実験の結果は、定着処理中に紙の表裏にあたえる熱量の差が、カールを十分に直せるほど、小さくする事ができているためと説明できる。
【００８８】
以上示されるように、紙間温度ｅを定着温度ｄよりも高い温度に設定する方法は、紙間温度ｅを定着温度ｄと同温度以下にする方法に比べて、定着処理された記録媒体Ｐのカール低減、積載性の点で優れている事がわかる。
【００８９】
すなわち、例えば表３のカール対策モードを実行する事で、水分量の多い記録媒体を使用しても、ユーザーによる記録媒体の歪み直しや、記録媒体の整列など余計な作業を強いる事なく、高品位に出力された記録媒体をストレスなく使用してもらう事ができる。カール対策モードでは、紙間温度ｅを定着温度ｄよりも２０℃高く設定する。紙間温度ｅと定着温度ｄの差が大きく、温度の切替えに時間がかかる為、紙間長さは３．０秒とする。カール、積載性に効果がある事は、表１に示したとおりである。
【００９０】
また、表３のカール対策モードに加えてスループット優先モードを設け、カールを気にしないユーザー、カールが発生しない環境、用紙を使用するユーザー、スループットを優先するユーザー等が、自動的、または手動でスループット優先モードを選択可能にしている。これにより、必要に応じて速やかに出力画像を得る事ができる。
【００９１】
図８において、２６はカール対策モードとスループット優先モードの選択手段である。電力制御手段２４は選択手段２６で選択されたカール対策モードまたはスループット優先モードに従ってセラミックヒータ１５の温度制御を実行する。
【００９２】
【表３】
2006106686.tif 000005
【００９３】
スループット優先モードでは、カール対策モードよりもスループットを優先し、紙間を短くする。このスループット優先モードでの紙間長さは、例えば、記録媒体を画像形成装置に給紙する給紙装置、未定着画像形成装置など定着装置以外の装置が許す限り、なるべく短い時間に設定し、例えば、紙間の長さを０．５ｓｅｃ．とする。
【００９４】
紙間をなるべく短くするために、定着温度と紙間温度は同温度とし、時間がかかる紙間での温度の切り替えは毎回は行わない。ただし、大量に連続して定着処理を行った場合、所定の枚数Ｚで温調温度の切り替えを行う。
【００９５】
例えば、Ｚ枚目の定着処理が終わったタイミングＴｄで、紙間温度、定着温度をｈ１からｈ２に切替え、タイミングＴｄ以前よりも、それぞれ５度低い温度に制御する。
【００９６】
紙間が短い定着モードでも、連続して定着処理を行った場合、加圧ローラ及び定着装置全体の温度が徐々に上昇し、記録媒体Ｐに過剰な熱量を与えるようになる。記録媒体上の現像材に過剰な熱量を与えると、現像剤が溶けすぎて粘度が極度に低下し、フィルム１６に転移して、画像不良をおこす。
【００９７】
以上の制御を行ったスループット優先モードでの、連続通紙中のヒータ温調温度と加圧ローラ温度の推移を図９に示す。図９中には、参考として、カール優先モードの場合のヒータ温調温度と加圧ローラ温度の推移も示してある。スループット優先モードでの温度切替え時には、一時的に、紙間温度が定着温度よりも高くなるが、一時的な状態に過ぎないので、加圧ローラ温度と定着温度との温度差は十分小さくはならない。
【００９８】
スループット優先モードでの通紙中の加圧ローラ温度と定着温度との温度差は、カール優先モードに比べて小さく、このスループット優先モードで、気温３０℃／湿度８０％の環境下で連続１００枚の定着処理を行った場合は、カール、積載性は悪くなる。
【００９９】
したがって、定着温度と紙間温度の温度を切り替える定着装置の温度制御を行っていても、本実施例におけるカール対策モードのように制御しなければ十分なカール対策の効果は得られない場合がある。
【０１００】
例えば、定着装置が使用可能な記録媒体の最大サイズよりも幅が狭い紙（以後、小サイズと称する。）を連続的に定着処理する場合、スループット優先モードよりも紙間を長くし、紙間温度を、定着温度よりも低い温度とする。一般に、小サイズを連続して定着処理すると、例えば加圧ローラの記録媒体が接触しない領域（非通紙部）が熱を奪われない為に昇温し、非通紙部が高温になる。上記のように、紙間温度を定着温度よりも低い温度とすることにより、紙間で加圧ローラを非通紙部の温度を冷まし、端部昇温を軽減することができる。
【０１０１】
ただし、この場合、紙間で加圧ローラの温度を上昇させ、通紙中の定着温度を下げる制御ではない為、カール対策モードとは異なり、カールの対策効果は得られない。
【０１０２】
以上説明したように、紙間での加熱体の目標温度を、被加熱材加熱処理時の目標温度よりも高く設定する事により、紙間で加圧体の温度を上昇させ、被加熱材加熱処理時には加熱体の温度を低下させる。これにより、被加熱材の加熱処理時における加熱体の表面温度と、加圧体の表面温度の差を小さくし、加熱体側から被加熱材に供給される熱量と、加圧体側から被加熱材に伝わる熱量の差を小さくして、被加熱材の反り、カールを抑える事ができる。
【０１０３】
また、発熱源を備える加熱体と発熱源を持たない加圧体との圧接部で、記録媒体を挟持搬送しながら加熱定着処理する定着装置において、紙間温度ｅを定着温度ｄよりも高い温度に設定する。これにより、例えば高湿環境下で、または、水分の多い記録媒体、紙の強度の弱い記録媒体を使用する場合であっても、定着処理された記録媒体のカールを抑えることができる。したがって、画像形成装置の積載面からの落下や印刷順序の逆転、しわ、角折れなどを防ぎ、ユーザーが歪みを直したり、整列させたりする事なく使用すること事ができる。
【０１０４】
（実施例２）
本実施形態における画像形成装置の概略構成などは実施例１と同様である。本実施形低においては、図１０のように、記録媒体の水分量を検知する手段２７を備え、電力制御手段２４はこの水分量検知手段２７で検知した記録媒体の水分量に応じて、紙間温度ｅと定着温度ｄの温度差、および紙間長さを変化させる。
【０１０５】
水分量検知手段２７で検知された記録媒体水分量の電気的アナログ情報がアナログデジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）２８に入力し、デジタル化されて電力制御手段２４に入力する。
【０１０６】
記録媒体Ｐの水分量検知手段２７としては、例えば、電気抵抗式、高周波抵抗式、高周波容量式、マイクロ波式などがあり、どのような水分量検知方式を用いても良い。また、例えば、構成を簡単にする為に、搬送手段で記録媒体を挟持搬送しながら、電圧を印加し、流れる電流量から、記録媒体の水分量を推定する方法でも良い。また、転写部で転写処理中に電圧を印加した際に、転写体６を流れる電流から記録媒体Ｐの水分量を推定する方法を用いても良い。
【０１０７】
記録媒体の水分量が多いと、定着処理中に蒸発する水分量も多くなり、記録媒体の収縮量が大きくなる為、カールしやすくなり、カール対策が必要となる。逆に、水分量が少なければ、カールはしにくくなり、カール対策は必要ない。
【０１０８】
記録媒体Ｐの水分量が、定着処理された記録媒体のカール、積載性にどのような影響をあたえるかを確認する実験を行った。
【０１０９】
通紙実験に使用した記録媒体は、Ｘｅｒｏｘ４０２４紙、坪量７５ｇ／ｍ２、気温３０℃／湿度８０％の環境下に放置したもので、紙の水分量が４．０％、７．０％、１０．０％のものを用いた。
【０１１０】
実験に使用した画像形成装置は、実施例１の実験１と同様の構成であるため、説明を省略する。画像形成装置は気温３０℃／湿度８０％の環境下に設置し、定着温度を１８０℃で固定とし、定着温度と紙間温度の差を０℃、５℃、１０℃、１５℃と変えて実験を行なった。また、それぞれ、紙間の長さを０．５秒間、１秒間、２秒間、３秒間、６秒間、１２秒間、１５秒間と変えて、実施例１の［実験１］の積載性評価と同様に、１００枚連続定着処理を行い、定着処理された記録媒体の積載状態を評価した。実験結果を表４に示す。
【０１１１】
【表４】
2006106686.tif 000006
【０１１２】
水分量が小さいほど積載性は良く、水分量が多いものは積載性が悪い傾向があった。水分量４．０％の記録媒体では、紙間温度の差を０℃、紙間の長さ０．５秒でも、積載性は良好であった。
【０１１３】
このような記録媒体を使用した場合、紙間温度ｅと定着温度ｄの差は小さくし、紙間長さを短くして、スループットを速めた方が、ユーザーにとって有益である。
【０１１４】
一方、水分量１０．０％の記録媒体ではカールしやすく、紙間温度ｅと定着温度ｄの差を０℃、紙間の長さ０．５秒として制御した場合、定着された記録媒体は丸まり、積載トレイ１４から次々と落下してしまった。また、強く丸まってしまって、そのままでは使用に耐えなかった。これでは、連続定着処理が完了するまでの時間が短くとも、ユーザーに記録媒体の整列や、歪み直しなど余計な作業を強いる事になる。
【０１１５】
紙間温度ｅと定着温度ｄの差を２０℃、紙間の長さ３．０秒まで広げた場合、カールを抑え、整列性よく１００枚積載する事ができた。連続定着処理が完了するまでの時間は延びたが、出力された記録をユーザーがストレイス無く、すぐに使用する事ができる。
【０１１６】
上記実験結果からわかるように、水分量に応じて、定着温度ｄと紙間温度ｅの温度差、紙間長さを変更する方法により、カール、積載性を良好に維持しつつ、スループットを最大限速くし、ユーザーが使用する記録媒体の状態に対して最適な制御を行う事ができる。
【０１１７】
即ち、例えば、表５のように、カールが悪い紙にはカール対策を行い、ユーザーに歪み直しや、記録材の整列など余計な作業を強いる事なく、高品位に出力された記録紙をストレスなく使用してもらう事ができる。しかも、カールしにくい紙は速いスループットで、記録紙を速やかにユーザーに提供する事ができる。
【０１１８】
【表５】
2006106686.tif 000007
【０１１９】
以上説明したように、被記録材の水分量を検知し、紙間での加熱体の目標温度と、加熱処理時の目標温度との温度差を設定する。これにより、紙の水分が少なくカールしにくい被記録材の場合は、紙間温度と定着温度の温度差を小さくし、紙間と加熱処理をスムーズに切替えて、加熱処理のスループットを速めることができる。加えて、カールしやすい被記録材の場合は、紙間温度と定着温度の温度差を大きくし、被記録材の反り、カールを抑える事ができ、被記録材の状態に応じて最適な温度制御を行う事ができる。
【０１２０】
（実施例３）
本実施形態における画像形成装置の概略構成などは実施例１と同様である。本実施形態においては、図１１のように、画像形成装置の設置された環境の温度、湿度、またはその両方を検知する環境検知手段２９を備え、電力制御手段２４はこの環境検知手段２９の検知結果に応じて、紙間温度ｅと定着温度ｄの温度差、および紙間長さを変化させる。
【０１２１】
環境検知手段２９で検知された環境の温度、または湿度、またはその両方の電気的アナログ情報がアナログデジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回）３０に入力し、デジタル化されて電力制御手段２４に入力する。
【０１２２】
高温高湿環境に設置された画像形成装置に使用される紙は、同環境になじんだ、吸湿した紙である可能性が高い。
【０１２３】
高温高湿環境から、低温低湿環境まで、それぞれの環境に３日間、紙を放置した場合の紙の水分量を測定した。
【０１２４】
ａ：気温３２℃湿度８０％の環境に放置された紙の水分量は１１．０％であった
ｂ：気温２５℃湿度５０％の環境に放置された紙の水分量は７．０％であった
ｃ：気温１５℃湿度１０％の環境に放置された紙の水分量は３．５％であった
上記ａの気温３２℃湿度８０％の環境に放置された紙の水分量は多く、実施例１の実験結果より、カールしやすい事がわかる。上記ｃの気温１５℃湿度１０％の環境に放置された紙の水分量は多く、実施例２の実験結果より、カールしにくい事がわかる。
【０１２５】
即ち、表６のように、カールが悪い紙にはカール対策を行い、ユーザーに歪み直しや、記録材の整列など余計な作業を強いる事なく、高品位に出力された記録紙をストレスなく使用してもらう事ができる。加えて、カールしにくい紙は速いスループットで、記録紙を速やかにユーザーに提供する事ができる。
【０１２６】
【表６】
2006106686.tif 000008
【０１２７】
本実施例では、温度、湿度の両方を検知する１例を示したが、湿度の高い環境になじんだ記録媒体は、水分量が多くなるので、湿度だけ検知しても、十分な効果が得られる。
【０１２８】
また、温度の高い環境は、温度の低い場合に比べて絶対湿度が高くなる為、温度の高い環境になじんだ記録媒体は、水分量が多い可能性が高い。温度だけ検知しても、十分ではないが効果はある。
【０１２９】
また、本実施例では、環境検知手段２７として温度センサー、湿度センサーを使用する一例を示したが、センサーを使用せず、イオン導電性転写体などの抵抗値変動により推定する方法でも同様の効果が得られる。
【０１３０】
以上説明したように、加熱装置の設置された環境の温度、湿度、またはその両方に応じて、紙間での加熱体の目標温度と、加熱処理時の目標温度との温度差を設定する事により、以下の効果が得られる。すなわち、被記録材がカールしにくい環境の場合は、紙間温度と定着温度の温度差を小さくし、紙間と加熱処理をスムーズに切替えて、加熱処理のスループットを速めることができる。また、被記録材がカールしやすい環境の場合は、紙間温度と定着温度の温度差を大きくし、被記録材の反り、カールを抑える事ができ、加熱装置の設置された環境に応じて最適な温度制御を行う事ができる。
【０１３１】
（実施例４）
本実施形態における画像形成装置などの概略構成などは実施例１と同様である。本実施形態においては、図１２のように、記録媒体の厚さ、種類、またはその両方を検知する検知手段３１を備え、電力制御手段２４はこの検知手段３１で検知した記録媒体の厚さ、種類、またはその両方に応じて、紙間温度と定着温度の温度差、および紙間長さを変化させる。
【０１３２】
検知手段３１で検知された記録媒体の厚さ、種類、またはその両方の電気的アナログ情報がアナログデジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回）３２に入力し、デジタル化されて電力制御手段２４に入力する。
【０１３３】
記録媒体の厚さ・種類の検知手段３１は、例えばセンサーを接触させて厚さ、表面粗さを測定し、判断する接触式、光線を照射して、反射光から厚さ、表面粗さを測定し、判断する非接触光学式などがあるが、どのような検知手段を用いても良い。
【０１３４】
記録媒体の厚さ、種類が、定着処理された記録媒体のカールにどのような影響をあたえるかを確認する実験を行った。
【０１３５】
通紙実験に使用した記録媒体は、それぞれ気温３０℃／湿度８０％の環境下に、包装紙から出して３日間放置したものである。
【０１３６】
定着温度ｄと紙間温度ｅの差を０℃、紙間の長さ０．５秒まで広げた場合、
定着温度ｄと紙間温度ｅの差を１０℃、紙間の長さ１．５秒まで広げた場合、
定着温度ｄと紙間温度ｅの差を２０℃、紙間の長さ３．０秒まで広げた場合、
について、実施例１の［実験１］の積載性評価と同様に、１００枚連続定着処理を行い、定着処理された記録媒体の積載状態を評価した。実験結果を表７に示す。
【０１３７】
【表７】
2006106686.tif 000009
【０１３８】
実験の結果、坪量が大きい紙種はカールが少なく、坪量が小さい紙種はカールが良くない傾向があった。また、紙種では、ＢＯＮＤ紙や再生紙のカールが悪い傾向があった。
【０１３９】
平滑紙でいえば、坪量６４ｇ／ｍ２の紙種のカールが特に悪く、定着温度ｄと紙間温度ｅの差が０℃の温度制御で出力された記録紙は、カールがひどく、丸まってしまって使用に耐えなかった。定着温度と紙間温度の差が１５℃まで大きくし、紙間を空けた制御では、カールを抑える事ができた。逆に、１０５ｇ紙以上の紙種では、定着温度と紙間温度の差が０℃、紙間を０．５ｓｅｃ．まで詰めた制御でもカールは悪くなかった。ＢＯＮＤ紙や再生紙といった非平滑紙では、８０ｇ紙以下の紙種でカールが良くない傾向があった。これも、定着温度と紙間温度の差を２０℃まで大きくし、紙間を３．０ｓｅｃ．空けた制御では、カールを抑える事ができた。
【０１４０】
上記実験結果からわかるように、記録媒体の厚さ・紙種を検知し、平滑紙か、非平滑紙かどうか、坪量を判断する事で、定着温度ｄと紙間温度ｅの温度差、紙間長さを変更する。これにより、カールを良好に維持しつつ、スループットを最大限速くし、ユーザーが使用する記録媒体の状態に対して、最適な制御を行う事ができる。
【０１４１】
即ち、表８のように、カールが悪い紙にはカール対策を行い、ユーザーに歪み直しや、記録材の整列など余計な作業を強いる事なく、高品位に出力された記録紙をストレスなく使用してもらう事ができる。しかも、カールしにくい紙は速いスループットで、記録紙を速やかにユーザーに提供する事ができる。
【０１４２】
【表８】
2006106686.tif 000010
【０１４３】
以上説明したように、本実施形態においては、被記録材の厚み、種類に応じて、紙間での加熱体の目標温度と、加熱処理時の目標温度との温度差を設定する。これにより、カールしにくい被記録材の場合は、紙間温度と定着温度の温度差を小さくし、紙間と加熱処理をスムーズに切替えて、加熱処理のスループットを速めることができる。しかも、カールしやすい被記録材の場合は、紙間温度と定着温度の温度差を大きくし、被記録材の反り、カールを抑える事ができ、被記録材の状態に応じて最適な温度制御を行う事ができる。
【０１４４】
（実施例５）
本実施形態における画像形成装置などの概略構成などは実施例１と同様である。本実施形態においては、図１３のように、電力制御手段２４に連続して定着処理した枚数をカウントするカウンタ機能部２４ａを具備させ、電力制御手段２４はこのカウンタ機能部２４ａでカウントした連続定着処理枚数に応じて、紙間温度ｅと定着温度ｄの温度差、および紙間長さを変化させる。
【０１４５】
本発明者の検討では、連続定着処理された記録紙の中で、１枚目に定着処理された記録紙のカールは、数十枚目に定着処理された記録紙のカールよりも小さい事がわかっている。
【０１４６】
紙間を０．５ｓｅｃ．と短くし、紙間温度ｅと定着温度ｄを同じ温度にして、実施例１の［実験１］の積載性評価と同様に、１００枚連続定着処理を行い、定着処理された記録媒体の積載状態を評価した。
【０１４７】
【表９】
2006106686.tif 000011
【０１４８】
また上記実験の場合の加圧ローラ温度の推移を図１４に示す。１枚目が定着処理される時は、加圧ローラ表面の温度が高く、ヒータ温度と加圧ローラ表面温度の差が比較的小さかった。その後、加圧ローラ表面の温度は通紙毎に低下している。これは、１枚目の定着処理の前においては、ヒータ温度を目標温度まで立ち上げる期間がある為、加圧ローラ表面の温度が上昇している。ところが、２枚目以降は紙間が短い為に、紙間で加圧ローラに供給される熱量よりも、通紙時に記録媒体に熱を奪われる量の方が多いために、加圧ローラ表面温度が低下している。その為、連続定着処理された記録紙のカールは、初期が最も良い。その後、加圧ローラ温度はわずかずつ上がるが、大量に連続通紙しなければ十分温度は上がらない。カール、積載性が悪い記録紙が、大量に出力される事になる。
【０１４９】
そこで、本実施例では、連続定着枚数に応じて、紙間温度ｅと定着温度ｄの温度差と紙間長さを変更する。例えば、表１０のように、定着制御を行う。
【０１５０】
【表１０】
2006106686.tif 000012
【０１５１】
表１０の定着制御で、実施例１の［実験１］の積載性評価と同様に、１００枚連続定着処理を行い、定着処理された記録媒体の積載状態を評価した。実験結果を表１１に示す。
【０１５２】
【表１１】
2006106686.tif 000013
【０１５３】
上記実験結果からわかるように、本実施例における定着制御では、カール、積載性が良い、連続定着処理を開始した初期は、スループットを優先した定着制御を行い、少ない枚数を定着処理したユーザーに、出力された画像を速やかに提供できる。
【０１５４】
枚数に応じて、紙間を広げて定着温度と紙間温度の差を大きく設定する事で、カールは悪化させず、画像形成装置の積載部に記録紙を大量に出力しても、記録紙の落下や、出力順序の逆転などがおこさずに、整列して積載する事ができる。したがって、多い枚数を定着処理したユーザーに、歪み直しや、記録材の整列など余計な作業を強いる事なく、高品位に出力された記録紙をストレスなく使用してもらう事ができる。
【０１５５】
以上説明したように、本実施例においては、連続して加熱処理した枚数をカウントし、カウントされた連続加熱処理枚数に応じて、紙間での加熱体の目標温度と、加熱処理時の目標温度との温度差を設定する。これにより、プリント枚数が少なく、排出されて積載される被記録材が少ない間は、紙間温度と定着温度の温度差を小さくし、紙間と加熱処理をスムーズに切替えて、加熱処理のスループットを速めることができる。一方、プリント枚数が多く、排出されて積載される被記録材が多くなると、紙間温度と定着温度の温度差を大きくし、被記録材の反り、カールを抑え、被記録材の積載に最適な温度制御を行う事ができる。
【０１５６】
（実施例６）
本実施形態における画像形成装置などの概略構成などは実施例１と同様であるが、本実施例では、熱ローラ方式の定着装置を用いる。
【０１５７】
実施例１では、フィルム加熱方式の定着装置７を備えたレーザビームプリンタでの１例を示した。紙間と定着処理中でヒータ温度を変化させる制御を行う上で、加熱手段であるセラミックヒータ１５の熱容量が少なく、温度制御の精度、応答性が良好なフィルム加熱方式は好適である。しかし、本発明は、熱ローラ方式など、その他の定着方式であっても、実施例１〜５と同様に、加熱体である熱ローラ（定着ローラ）の表面温度を紙間で高くし、定着処理中に低く制御する事ができれば、同様の効果は得られる事は、実施例１の実験結果からも明らかである。
【０１５８】
熱ローラ方式の定着装置では、例えば図１５に示すような構成をしている。すなわち、例えば金属などからなる円筒状部材表面にフッ素樹脂などからなる離型層を設けた定着ローラ４０の内側に、ハロゲンヒータなどの加熱源４１を設け、定着ローラ４０に当接したサーミスタ１８の検知温度に基づいて通電制御を行う。
【０１５９】
従来は、フィルム加熱方式に比べて定着ローラの熱容量が大きかった為、目標温度の切替えの激しい温度制御を行うには不利であったが、近年は、厚みの薄い定着ローラ４０を用いて低熱容量化し、急速な温度立ち上げを可能にした定着ローラも実現されている。このような定着装置は、フィルム加熱方式と同様に、本発明の実施に好適であり、実施例１〜５と同様の制御を行う事が可能である。
【０１６０】
［その他］
１）フィルム加熱方式の加熱装置において、加熱手段としてのセラミックヒータ１５は実施例の構成のものに限られないことは勿論である。ヒータ基板の可撓性部材が摺動する側の面とは反対面側に発熱抵抗体を配設した、いわゆる背面（裏面）加熱タイプのセラミックヒータであってもよい。セラミックの絶縁基板の代わりに、金属板の表面を絶縁被覆処理したものを用いることもできる。
【０１６１】
また加熱手段はセラミックヒータに限られない。たとえば電磁誘導発熱性部材を用いることもできる。
【０１６２】
加熱手段による可撓性部材の加熱は、内部加熱方式にすることもできるし、外部加熱方式にすることもできる。可撓性部材自体の温度を温度検知体で検知する装置構成にすることもできる。
【０１６３】
可撓性部材自体を電磁誘導発熱性にして励磁手段で発熱させる構成にすることもできる。
【０１６４】
可撓性性部材の駆動方式は実施例の加圧体駆動方式に限られない。エンドレスの可撓性部材の内周面に駆動ローラを設け、可撓性性部材にテンションを加えながら駆動する装置構成であってもよいし、可撓性性部材をロール巻きの有端ウエブ状にしてこれを繰り出しながら走行移動させる装置構成にすることもできる。
【０１６５】
加圧体はローラ体に限られず、ベルト体にすることもできる。
【０１６６】
２）ローラ加熱方式の加熱装置において、加熱手段による熱ローラの加熱は、内部加熱方式にすることもできるし、外部加熱方式にすることもできる。
【０１６７】
加熱手段はハロゲンヒータに限られない。熱ローラ自体を電磁誘導発熱性にして励磁手段で発熱させる構成にすることもできる。
【０１６８】
加圧体はローラ体に限られず、ベルト体にすることもできる。
【０１６９】
３）温度検知体はサーミスタに限られない。接触型または非接触型の各種のものを使用することができる。
【０１７０】
４）本発明において、加熱装置は、フィルム加熱方式またはローラ加熱方式の装置に限られない。互いに圧接された加熱体と加圧体とを有し、両者間に形成されたニップ部で被加熱材を挟持搬送して加熱処理する加熱装置であればよい。
【０１７１】
本発明の加熱装置は、実施例の定着装置に限られず、その他、仮定着する像加熱装置、画像を担持した記録媒体を再加熱してつや等の表面性を改質する像加熱装置、記録媒体以外のシート状の被加熱体を通紙して、乾燥、加熱ラミネート、熱プレスしわ取り、熱プレスカール取り等の加熱処理装置等としても使用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１７２】
【図１】実施例１における、画像形成装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図２】定着装置の概略構成を示す要部の斜視模型図である。
【図３】定着装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図４】セラミックヒータの一例の概略構成を説明する図である。
【図５】連続定着処理工程でのサーミスタ検知温度の変遷の一例を示す図である。
【図６】実施例１における、実験１での記録媒体のカールの測定方法を示す模式図である。
【図７】実施例１における、連続定着処理工程でのサーミスタ検知温度と加圧ローラ表面温度の変遷の一例を示す図である。
【図８】カール対策モードとスループット優先モードの選択手段を含むヒータ温度制御系のブロック図である。
【図９】実施例１における、スループット優先モードでの連続定着処理工程でのサーミスタ検知温度と加圧ローラ表面温度の変遷の一例を示す図である。
【図１０】実施例２における、記録媒体の水分量検知手段を含むヒータ温度制御系のブロック図である。
【図１１】実施例３における、環境検知手段を含むヒータ温度制御系のブロック図である。
【図１２】実施例４における、記録媒体の厚さ、または種類、またはその両方を検知する検知手段を含むヒータ温度制御系のブロック図である。
【図１３】実施例５における、連続して定着処理した枚数をカウントするカウンタ機能部を含むヒータ温度制御系のブロック図である。
【図１４】実施例５における、連続定着処理工程でのサーミスタの検知温度と加圧ローラ表面温度の変遷の一例を示す図である。
【図１５】実施例６における、熱ローラ方式の定着装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図１６】従来における、連続定着処理工程でのサーミスタの検知温度の変遷の一例を示す図。
【符号の説明】
【０１７３】
１  レーザビームプリンタ（画像形成装置）
７  定着装置
１３  排紙部
１４  排紙トレイ
Ａ  加熱体
１５  セラミックヒータ（加熱手段、加熱源）
１５Ａ  基板
１５Ｂ  発熱抵抗体
１５Ｃ  電極
１５Ｄ  保護層
１６  フィルム（加熱体、可撓性部材）
１７  加圧ローラ（加圧体）
１８  サーミスタ（温度検知体）
１９  ホルダ
２２  商用電源
２３  トライアック
２４  ＣＰＵ（電力制御手段）
２５  アナログデジタル変換回路
Ｎ  定着ニップ部
Ｐ  記録媒体（被加熱材）
【図１】
2006106686.tif 000014
【図２】
2006106686.tif 000015
【図３】
2006106686.tif 000016
【図４】
2006106686.tif 000017
【図５】
2006106686.tif 000018
【図６】
2006106686.tif 000019
【図７】
2006106686.tif 000020
【図８】
2006106686.tif 000021
【図９】
2006106686.tif 000022
【図１０】
2006106686.tif 000023
【図１１】
2006106686.tif 000024
【図１２】
2006106686.tif 000025
【図１３】
2006106686.tif 000026
【図１４】
2006106686.tif 000027
【図１５】
2006106686.tif 000028
【図１６】
2006106686.tif 000029