(57)【要約】【課題】部品の製造ばらつきによって像加熱装置の熱伝達能力に差が発生しても、像加熱装置の加熱性能や品質を維持し、省エネを達成する。【解決手段】ヒータ１１から定着フィルム１３の表面への熱伝達性能であるフィルム部熱伝達性Ｐｆを測定する手段と、ニップ部Ｎにおいて定着フィルム１３の表面から加圧ローラ２０の表面への熱伝達性能であるニップ部熱伝達性Ｐｒを測定する手段とのうち少なくともいずれかの測定手段（ＣＰＵ３０）と、少なくともいずれかの測定手段による測定結果から、定着温度の目標値を決定する決定手段（ＣＰＵ３０）と、決定手段により決定された前記目標値の設定データを記憶する記憶手段３３と、を備えることを特徴とする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに圧接してニップ部を形成する加熱部材及び加圧部材を有し、
前記加熱部材を加熱するヒータによる加熱温度が目標値になるように制御された状態で、画像が形成された記録材を前記ニップ部で挟持しながら搬送することにより、前記記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、
前記ヒータから前記加熱部材の表面への熱伝達性能である加熱部熱伝達性を測定する第１測定手段と、前記ニップ部において前記加熱部材の表面から前記加圧部材の表面への熱伝達性能であるニップ部熱伝達性を測定する第２測定手段とのうち少なくともいずれかと、
前記第１測定手段と前記第２測定手段とのうち少なくともいずれかの測定手段による測定結果から、前記目標値を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された前記目標値の設定データを記憶する記憶手段と、
を備えることを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記第１測定手段は、前記ヒータの加熱が開始されてから所定のタイミングにおける前記加熱部材の表面温度Ｔｆを検知する第１表面温度検知手段の検知結果を用いて前記加熱部熱伝達性を測定し、
前記第２測定手段は、前記ヒータの加熱が開始されてから所定のタイミングにおける前記加圧部材の表面温度Ｔｒを検知する第２表面温度検知手段の検知結果を用いて前記ニップ部熱伝達性を測定することを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項３】
前記第１測定手段は、前記ヒータの加熱が開始される前の前記加熱部材の表面温度Ｔｆ０を前記第１表面温度検知手段により検知させることで、前記加熱部材の表面温度の上昇量ΔＴｆ（＝Ｔｆ−Ｔｆ０）を用いて、前記加熱部熱伝達性を測定し、
前記第２測定手段は、前記ヒータの加熱が開始される前の前記加圧部材の表面温度Ｔｒ０を前記第２表面温度検知手段により検知させることで、前記加圧部材の表面温度の上昇量ΔＴｒ（＝Ｔｒ−Ｔｒ０）を用いて、前記ニップ部熱伝達性を測定することを特徴とする請求項２に記載の像加熱装置。
【請求項４】
前記決定手段は、前記加熱部材の表面温度の上昇量ΔＴｆと前記加圧部材の表面温度の上昇量ΔＴｒとの比（ΔＴｒ／ΔＴｆ）から、前記目標値を決定することを特徴とする請求項３に記載の像加熱装置。
【請求項５】
前記加熱温度を検知するための加熱温度検知手段が設けられ、前記加熱温度検知手段による検知温度が前記目標値となるように前記ヒータが制御され、
前記加熱温度検知手段の検知温度は、予め測定された検知ずれ量を用いて補正されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の像加熱装置。
【請求項６】
記録材上に現像剤像を形成する画像形成手段と、
互いに圧接してニップ部を形成する加熱部材及び加圧部材を有し、前記加熱部材を加熱するヒータによる加熱温度が目標値になるように制御された状態で、現像剤像が形成された記録材を前記ニップ部で挟持しながら搬送することにより、前記記録材上の現像剤像を加熱する像加熱手段と、
を備えた画像形成装置において、
前記ヒータから前記加熱部材の表面への熱伝達性能である加熱部熱伝達性を測定する第１測定手段と、前記ニップ部において前記加熱部材の表面から前記加圧部材の表面への熱伝達性能であるニップ部熱伝達性を測定する第２測定手段とのうち少なくともいずれかと、
前記第１測定手段と前記第２測定手段とのうち少なくともいずれかの測定手段による測
定結果から、前記目標値を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された前記目標値の設定データを記憶する記憶手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記第１測定手段は、前記ヒータの加熱が開始されてから所定のタイミングにおける前記加熱部材の表面温度Ｔｆを検知する第３表面温度検知手段の検知結果から前記加熱部熱伝達性を測定し、
前記第２測定手段は、前記ヒータの加熱が開始されてから所定のタイミングにおける前記加圧部材の表面温度Ｔｒを検知する第４表面温度検知手段の検知結果から前記ニップ部熱伝達性を測定することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記第１測定手段は、前記ヒータの加熱が開始される前の前記加熱部材の表面温度Ｔｆ０を前記第３表面温度検知手段により検知させることで、前記加熱部材の表面温度の上昇量ΔＴｆ（＝Ｔｆ−Ｔｆ０）を用いて、前記加熱部熱伝達性を測定し、
前記第２測定手段は、前記ヒータの加熱が開始される前の前記加圧部材の表面温度Ｔｒ０を前記第４表面温度検知手段により検知させることで、前記加圧部材の表面温度の上昇量ΔＴｒ（＝Ｔｒ−Ｔｒ０）を用いて、前記ニップ部熱伝達性を測定することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記決定手段は、前記加熱部材の表面温度の上昇量ΔＴｆと前記加圧部材の表面温度の上昇量ΔＴｒとの比（ΔＴｒ／ΔＴｆ）から、前記目標値を決定することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記加熱温度を検知するための加熱温度検知手段が設けられ、前記加熱温度検知手段による検知温度が前記目標値となるように前記ヒータが制御され、
前記加熱温度検知手段の検知温度は、予め測定された検知ずれ量を用いて補正されていることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
互いに圧接してニップ部を形成する加熱部材及び加圧部材を有し、
前記加熱部材を加熱するヒータによる加熱温度が目標値になるように制御された状態で、画像が形成された記録材を前記ニップ部で挟持しながら搬送することにより、前記記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、
製造時に、前記ヒータから前記加熱部材の表面への熱伝達性能である加熱部熱伝達性と、前記ニップ部において前記加熱部材の表面から前記加圧部材の表面への熱伝達性能であるニップ部熱伝達性とのうち少なくともいずれかが測定されることで得られた測定結果から前記目標値が決定されており、
決定された前記目標値の設定データを記憶している記憶手段を備えることを特徴とする像加熱装置。
【請求項１２】
製造時に、前記加熱部熱伝達性と前記ニップ部熱伝達性の測定のために前記ヒータが加熱され、
前記ヒータの加熱が開始されてから所定のタイミングにおける前記加熱部材の表面温度Ｔｆが、製造工程に設けられた表面温度検知手段により検知されることで前記加熱部熱伝達性が測定され、
前記ヒータの加熱が開始されてから所定のタイミングにおける前記加圧部材の表面温度Ｔｒが、製造工程に設けられた表面温度検知手段により検知されることで前記ニップ部熱伝達性が測定されることを特徴とする請求項１１に記載の像加熱装置。
【請求項１３】
前記ヒータの加熱が開始される前の前記加熱部材の表面温度Ｔｆ０が、製造工程に設けられた表面温度検知手段により検知されることで、前記加熱部材の表面温度の上昇量ΔＴ
ｆ（＝Ｔｆ−Ｔｆ０）を用いて、前記加熱部熱伝達性が測定され、
前記ヒータの加熱が開始される前の前記加圧部材の表面温度Ｔｒ０が、製造工程に設けられた表面温度検知手段により検知されることで、前記加圧部材の表面温度の上昇量ΔＴｒ（＝Ｔｒ−Ｔｒ０）を用いて、前記ニップ部熱伝達性が測定されることを特徴とする請求項１２に記載の像加熱装置。
【請求項１４】
前記加熱部材の表面温度の上昇量ΔＴｆと前記加圧部材の表面温度の上昇量ΔＴｒとの比（ΔＴｒ／ΔＴｆ）から、前記目標値が決定されることを特徴とする請求項１３に記載の像加熱装置。
【請求項１５】
前記加熱温度を検知するための加熱温度検知手段が設けられ、前記加熱温度検知手段による検知温度が前記目標値となるように前記ヒータが制御され、
前記加熱温度検知手段の検知温度は、予め測定された検知ずれ量を用いて補正されることを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の像加熱装置。
【請求項１６】
記録材上に現像剤像を形成する画像形成手段と、
互いに圧接してニップ部を形成する加熱部材及び加圧部材を有し、前記加熱部材を加熱するヒータによる加熱温度が目標値になるように制御された状態で、現像剤像が形成された記録材を前記ニップ部で挟持しながら搬送することにより、前記記録材上の現像剤像を加熱する像加熱手段と、
を備えた画像形成装置において、
製造時に、前記ヒータから前記加熱部材の表面への熱伝達性能である加熱部熱伝達性と、前記ニップ部において前記加熱部材の表面から前記加圧部材の表面への熱伝達性能であるニップ部熱伝達性とのうち少なくともいずれかが測定されることで得られた測定結果から前記目標値が決定されており、
決定された前記目標値の設定データを記憶している記憶手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
製造時に、前記加熱部熱伝達性と前記ニップ部熱伝達性の測定のために前記ヒータが加熱され、
前記ヒータの加熱が開始されてから所定のタイミングにおける前記加熱部材の表面温度Ｔｆが、製造工程に設けられた表面温度検知手段により検知されることで前記加熱部熱伝達性が測定され、
前記ヒータの加熱が開始されてから所定のタイミングにおける前記加圧部材の表面温度Ｔｒが、製造工程に設けられた表面温度検知手段により検知されることで前記ニップ部熱伝達性が測定されることを特徴とする請求項１６に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記ヒータの加熱が開始される前の前記加熱部材の表面温度Ｔｆ０が、製造工程に設けられた表面温度検知手段により検知されることで、前記加熱部材の表面温度の上昇量ΔＴｆ（＝Ｔｆ−Ｔｆ０）を用いて、前記加熱部熱伝達性が測定され、
前記ヒータの加熱が開始される前の前記加圧部材の表面温度Ｔｒ０が、製造工程に設けられた表面温度検知手段により検知されることで、前記加圧部材の表面温度の上昇量ΔＴｒ（＝Ｔｒ−Ｔｒ０）を用いて、前記ニップ部熱伝達性が測定されることを特徴とする請求項１７に記載の画像形成装置。
【請求項１９】
前記加熱部材の表面温度の上昇量ΔＴｆと前記加圧部材の表面温度の上昇量ΔＴｒとの比（ΔＴｒ／ΔＴｆ）から、前記目標値が決定されることを特徴とする請求項１８に記載の画像形成装置。
【請求項２０】
前記加熱温度を検知するための加熱温度検知手段が設けられ、前記加熱温度検知手段に
よる検知温度が前記目標値となるように前記ヒータが制御され、
前記加熱温度検知手段の検知温度は、予め測定された検知ずれ量を用いて補正されることを特徴とする請求項１６乃至１９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項２１】
互いに圧接してニップ部を形成する加熱部材及び加圧部材を有し、
前記加熱部材を加熱するヒータによる加熱温度が目標値になるように制御された状態で、画像が形成された記録材を前記ニップ部で挟持しながら搬送することにより、前記記録材上の画像を加熱する像加熱装置の製造方法において、
前記ヒータから前記加熱部材の表面への熱伝達性能である加熱部熱伝達性と、前記ニップ部において前記加熱部材の表面から前記加圧部材の表面への熱伝達性能であるニップ部熱伝達性とのうち少なくともいずれかを測定する測定工程と、
前記測定工程で得られた測定結果から前記目標値を決定する決定工程と、
前記決定工程で決定された前記目標値の設定データを像加熱装置の記憶手段に記憶させる記憶工程と、
を含み、
前記測定工程、前記決定工程及び前記記憶工程が、像加熱装置ごとに個別に行われることを特徴とする像加熱装置の製造方法。
【請求項２２】
前記測定工程では、前記加熱部熱伝達性と前記ニップ部熱伝達性の測定のために前記ヒータが加熱され、
前記ヒータの加熱が開始されてから所定のタイミングにおける前記加熱部材の表面温度Ｔｆが、前記測定工程に設けられた表面温度検知手段により検知されることで前記加熱部熱伝達性が測定され、
前記ヒータの加熱が開始されてから所定のタイミングにおける前記加圧部材の表面温度Ｔｒが、前記測定工程に設けられた表面温度検知手段により検知されることで前記ニップ部熱伝達性が測定されることを特徴とする請求項２１に記載の像加熱装置の製造方法。
【請求項２３】
前記ヒータの加熱が開始される前の前記加熱部材の表面温度Ｔｆ０が、前記測定工程に設けられた表面温度検知手段により検知されることで、前記加熱部材の表面温度の上昇量ΔＴｆ（＝Ｔｆ−Ｔｆ０）を用いて、前記加熱部熱伝達性が測定され、
前記ヒータの加熱が開始される前の前記加圧部材の表面温度Ｔｒ０が、前記測定工程に設けられた表面温度検知手段により検知されることで、前記加圧部材の表面温度の上昇量ΔＴｒ（＝Ｔｒ−Ｔｒ０）を用いて、前記ニップ部熱伝達性が測定されることを特徴とする請求項２２に記載の像加熱装置の製造方法。
【請求項２４】
前記加熱部材の表面温度の上昇量ΔＴｆと前記加圧部材の表面温度の上昇量ΔＴｒとの比（ΔＴｒ／ΔＴｆ）から、前記目標値が決定されることを特徴とする請求項２３に記載の像加熱装置の製造方法。
【請求項２５】
前記像加熱装置には、前記加熱温度を検知するための加熱温度検知手段が設けられ、前記加熱温度検知手段による検知温度が前記目標値となるように前記ヒータが制御されるものであり、
前記加熱温度検知手段の検知温度を補正するための検知ずれ量が予め測定されており、
前記記憶工程で前記検知ずれ量の設定データが前記記憶手段に記憶されることを特徴とする請求項２１乃至２４のいずれか１項に記載の像加熱装置の製造方法。
【請求項２６】
記録材上に現像剤像を形成する画像形成手段と、
互いに圧接してニップ部を形成する加熱部材及び加圧部材を有し、前記加熱部材を加熱するヒータによる加熱温度が目標値になるように制御された状態で、現像剤像が形成された記録材を前記ニップ部で挟持しながら搬送することにより、前記記録材上の現像剤像を
加熱する像加熱手段と、
を備えた画像形成装置の製造方法において、
前記ヒータから前記加熱部材の表面への熱伝達性能である加熱部熱伝達性と、前記ニップ部において前記加熱部材の表面から前記加圧部材の表面への熱伝達性能であるニップ部熱伝達性とのうち少なくともいずれかを測定する測定工程と、
前記測定工程で得られた測定結果から前記目標値を決定する決定工程と、
前記決定工程で決定された前記目標値の設定データを画像形成装置の記憶手段に記憶させる記憶工程と、
を含み、
前記測定工程、前記決定工程及び前記記憶工程が、画像形成装置ごとに個別に行われることを特徴とする画像形成装置の製造方法。
【請求項２７】
前記測定工程では、前記加熱部熱伝達性と前記ニップ部熱伝達性の測定のために前記ヒータが加熱され、
前記ヒータの加熱が開始されてから所定のタイミングにおける前記加熱部材の表面温度Ｔｆが、前記測定工程に設けられた表面温度検知手段により検知されることで前記加熱部熱伝達性が測定され、
前記ヒータの加熱が開始されてから所定のタイミングにおける前記加圧部材の表面温度Ｔｒが、前記測定工程に設けられた表面温度検知手段により検知されることで前記ニップ部熱伝達性が測定されることを特徴とする請求項２６に記載の画像形成装置の製造方法。
【請求項２８】
前記ヒータの加熱が開始される前の前記加熱部材の表面温度Ｔｆ０が、前記測定工程に設けられた表面温度検知手段により検知されることで、前記加熱部材の表面温度の上昇量ΔＴｆ（＝Ｔｆ−Ｔｆ０）を用いて、前記加熱部熱伝達性が測定され、
前記ヒータの加熱が開始される前の前記加圧部材の表面温度Ｔｒ０が、前記測定工程に設けられた表面温度検知手段により検知されることで、前記加圧部材の表面温度の上昇量ΔＴｒ（＝Ｔｒ−Ｔｒ０）を用いて、前記ニップ部熱伝達性が測定されることを特徴とする請求項２７に記載の画像形成装置の製造方法。
【請求項２９】
前記加熱部材の表面温度の上昇量ΔＴｆと前記加圧部材の表面温度の上昇量ΔＴｒとの比（ΔＴｒ／ΔＴｆ）から、前記目標値が決定されることを特徴とする請求項２８に記載の画像形成装置の製造方法。
【請求項３０】
前記像加熱手段には、前記加熱温度を検知するための加熱温度検知手段が設けられ、前記加熱温度検知手段による検知温度が前記目標値となるように前記ヒータが制御されるものであり、
前記加熱温度検知手段の検知温度を補正するための検知ずれ量が予め測定されており、
前記記憶工程で前記検知ずれ量の設定データが前記記憶手段に記憶されることを特徴とする請求項２６乃至２９のいずれか１項に記載の画像形成装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像加熱装置、画像形成装置、像加熱装置の製造方法及び画像形成装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、複写機やＬＢＰ等の画像形成装置に具備される加熱定着装置（像加熱装置、以下、定着器）においては、消費電力の低減やウェイト時間短縮のニーズから、種々の工夫や対策が施され、省エネルギー化が進んできている。
例えば、パイプ芯金の内部にハロゲンヒータを具備した加熱ローラを定着部材として用いるような熱ローラタイプの定着器においては、パイプ芯金の肉厚やその周囲に設けるゴム弾性層の肉厚を極限まで薄肉化し、ローラの低熱容量化を実現させている例が多い。また、低熱容量化の観点からは、加熱ローラ及び加熱ローラに対向して加圧され定着ニップ部を形成する加圧ローラの外径を小径化することにより、部材に蓄積する熱エネルギーの低減を図るケースもある。さらに、小径化に伴って定着ニップ部の狭小化が避けられない為、加圧部材の一部にベルト構成を採用し、ニップ幅の減少を回避した構成も散見される。
【０００３】
一方で、スリープ状態からのヒータの立ち上がりに優れた定着器として、フィルム加熱方式の定着器が提案されている（特許文献１）。フィルム加熱方式の定着器では、セラミックヒータと、加圧ローラとの間に定着部材としての円筒状の耐熱性樹脂フィルム、或いは金属製の薄肉スリーブを挟んで定着ニップ部を形成している。定着部材の低熱容量化や小径化を実現しやすく、より少ない熱エネルギーの供給で定着器の立上げ時間の短縮を達成している。また、定着器に投入するエネルギーの更なる省エネ化として、上述のような低熱容量化の他、次のような構成も多く見られる。それは例えば、加圧ローラのゴム弾性層に、スポンジ材やバルーン材による発泡ゴム層を用いて、厚み方向の断熱効果を高め、ヒータからの熱エネルギーをより効率的に利用する構成である（特許文献２）。
他方では、加熱ヒータからの熱エネルギーが記録材上のトナーに伝達する経路において、各構成部材の熱伝導率を、従来の材料よりも高熱伝導特性を有する材料に変更することにより、省エネ性を更に向上させる動きも積極的に行われている。例えば、上述のフィルム加熱方式の定着器では、定着部材に用いる樹脂フィルムの基層や、ゴム弾性層により高熱伝導性の材料を用いることによって、ヒータの制御温度を下げる効果も得られている。
このように、従来の構成から部材の薄肉化、小径化による低熱容量化、及び材料の高熱伝導化、断熱化といった観点において、種々の改良や構成変更を行うことにより、着実な省エネ化が進んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−２０４９８０号公報
【特許文献２】特開２００２−１４８９８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、定着器全体の低熱容量化や部材の高熱伝導化、断熱化といった改良に伴い省エネが進んできたが、以下に述べる観点でまだ定着器には過剰なエネルギーが供給されており、省エネ性においても、品質面においても改良の余地がある。
フィルム加熱方式の定着器を一例に説明する。フィルム加熱方式の定着器では上述のよ
うに、薄肉の樹脂フィルム又は金属製の薄肉スリーブを定着部材として用いている。これらは、トナーや記録材と接触する表面側から表層及び基層と、少なくとも２層以上の層構成を有する。表層と基層の間にゴム弾性層を有する場合も多い。これらの各層の厚みは、製造上の公差を有し、例えば基層であれば、±１０μｍ程度の厚みのばらつきが発生し得る。厚み上限側と下限側を比較した場合、加熱ヒータからの熱エネルギーをより効率的に記録材に伝達できるのは厚みの薄い方である。言い換えると、加熱ヒータを同じ温度で制御すると、厚みが薄い方が定着部材表面の温度が高く、厚い方が表面温度が低くなる。表面温度が高い方が記録材及び記録材上の未定着トナー画像に与える熱量は多く、表面温度が低ければ熱量は少なくなる。
また、加圧ローラの硬度のばらつきや加圧バネの公差による加圧力のばらつきの影響については、次のようになる。加圧ローラの硬度上限、及び加圧力下限で得られる定着ニップは、最小ニップ幅となり、硬度下限と加圧力上限で得られる定着ニップは、最大ニップ幅となる。ニップ幅が広いと、記録材及び記録材上の未定着トナー画像が受ける熱量は多くなり、ニップ幅が狭くなると受け取る熱量は少なくなる。
この他にも、記録材及び記録材上の未定着トナーが受ける熱量に影響を及ぼすようなばらつきを有するパラメータは複数存在するため、画像形成装置の製造の際には、これらを考慮して、問題の発生する事のない部品公差の設定と温度制御の設定を行う必要がある。部品公差を極限まで狭めて性能ばらつきの少ない製品を提供することも理想ではあるが、コストアップ要因となる為、望ましい解決方法ではない。
【０００６】
そこで、定着部材の各層の厚みや定着ニップ幅等、部品ばらつきの全て、又は影響の大きいパラメータを考慮する場合、最も熱伝達能力が低い定着器を下限設定として、下限設定でも品質を満足することのできる定着温度を目標の制御温度としている。このような場合には、各部材の製造上の中心設定、又は上限設定の定着器においては、下限設定の定着器より、余分な熱エネルギーが供給されることになる。余分な熱エネルギーが供給されることにより、例えば記録材上のトナー画像が過定着気味になる問題や、記録材のカールやカールが起因することによる排出積載性が低下する問題が発生することが懸念される。
このような、部品の製造ばらつきによって発生する定着器の熱伝達能力の差は、定着器の省エネを追及するがあまり、部品の低熱容量化や小径化に伴って、より顕著に表われてきた問題であるとも言える。例えば、加圧ローラの外径が大径であれば、硬度にばらつきがあってもニップ幅の変化に与える影響は小さいが、小径化すると同じ硬度ばらつきであっても、ニップ幅の変化は大きくなる。また、定着部材を構成する各部品の熱容量が大きければ、蓄積される熱エネルギーも増えるので、部材の厚み等のばらつきがあっても蓄えられた熱が供給源となり、定着性能に影響を及ぼすような表面温度の差は発生しにくい。ところが、低熱容量化により、部材に蓄積される熱エネルギーが少なくなると、加熱ヒータから定着部材表面への熱伝達性にばらつきがあれば、定着部材の表面温度に差が生じることになる。
従って、本来省エネを目的に、低熱容量化や小径化を進めているにもかかわらず、部品の製造ばらつきによって発生する熱伝達能力の下限側に合わせた温度制御を行うことにより、製造上大多数を占める中心設定の製品に対しては、余剰な熱量を供給することになる。よって、省エネを目的として構成を変更しているにもかかわらず、十分にその効果が得られているとは言えない場合がある。
【０００７】
本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、部品の製造ばらつきによって像加熱装置の熱伝達能力に差が発生しても、像加熱装置の加熱性能や品質を維持し、省エネを達成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
互いに圧接してニップ部を形成する加熱部材及び加圧部材を有し、
前記加熱部材を加熱するヒータによる加熱温度が目標値になるように制御された状態で、画像が形成された記録材を前記ニップ部で挟持しながら搬送することにより、前記記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、
前記ヒータから前記加熱部材の表面への熱伝達性能である加熱部熱伝達性を測定する第１測定手段と、前記ニップ部において前記加熱部材の表面から前記加圧部材の表面への熱伝達性能であるニップ部熱伝達性を測定する第２測定手段とのうち少なくともいずれかと、
前記第１測定手段と前記第２測定手段とのうち少なくともいずれかの測定手段による測定結果から、前記目標値を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された前記目標値の設定データを記憶する記憶手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
記録材上に現像剤像を形成する画像形成手段と、
互いに圧接してニップ部を形成する加熱部材及び加圧部材を有し、前記加熱部材を加熱するヒータによる加熱温度が目標値になるように制御された状態で、現像剤像が形成された記録材を前記ニップ部で挟持しながら搬送することにより、前記記録材上の現像剤像を加熱する像加熱手段と、
を備えた画像形成装置において、
前記ヒータから前記加熱部材の表面への熱伝達性能である加熱部熱伝達性を測定する第１測定手段と、前記ニップ部において前記加熱部材の表面から前記加圧部材の表面への熱伝達性能であるニップ部熱伝達性を測定する第２測定手段とのうち少なくともいずれかと、
前記第１測定手段と前記第２測定手段とのうち少なくともいずれかの測定手段による測定結果から、前記目標値を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された前記目標値の設定データを記憶する記憶手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
互いに圧接してニップ部を形成する加熱部材及び加圧部材を有し、
前記加熱部材を加熱するヒータによる加熱温度が目標値になるように制御された状態で、画像が形成された記録材を前記ニップ部で挟持しながら搬送することにより、前記記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、
製造時に、前記ヒータから前記加熱部材の表面への熱伝達性能である加熱部熱伝達性と、前記ニップ部において前記加熱部材の表面から前記加圧部材の表面への熱伝達性能であるニップ部熱伝達性とのうち少なくともいずれかが測定されることで得られた測定結果から前記目標値が決定されており、
決定された前記目標値の設定データを記憶している記憶手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
記録材上に現像剤像を形成する画像形成手段と、
互いに圧接してニップ部を形成する加熱部材及び加圧部材を有し、前記加熱部材を加熱するヒータによる加熱温度が目標値になるように制御された状態で、現像剤像が形成された記録材を前記ニップ部で挟持しながら搬送することにより、前記記録材上の現像剤像を加熱する像加熱手段と、
を備えた画像形成装置において、
製造時に、前記ヒータから前記加熱部材の表面への熱伝達性能である加熱部熱伝達性と、前記ニップ部において前記加熱部材の表面から前記加圧部材の表面への熱伝達性能であるニップ部熱伝達性とのうち少なくともいずれかが測定されることで得られた測定結果から前記目標値が決定されており、
決定された前記目標値の設定データを記憶している記憶手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
互いに圧接してニップ部を形成する加熱部材及び加圧部材を有し、
前記加熱部材を加熱するヒータによる加熱温度が目標値になるように制御された状態で、画像が形成された記録材を前記ニップ部で挟持しながら搬送することにより、前記記録材上の画像を加熱する像加熱装置の製造方法において、
前記ヒータから前記加熱部材の表面への熱伝達性能である加熱部熱伝達性と、前記ニップ部において前記加熱部材の表面から前記加圧部材の表面への熱伝達性能であるニップ部熱伝達性とのうち少なくともいずれかを測定する測定工程と、
前記測定工程で得られた測定結果から前記目標値を決定する決定工程と、
前記決定工程で決定された前記目標値の設定データを像加熱装置の記憶手段に記憶させる記憶工程と、
を含み、
前記測定工程、前記決定工程及び前記記憶工程が、像加熱装置ごとに個別に行われることを特徴とする。
【００１３】
記録材上に現像剤像を形成する画像形成手段と、
互いに圧接してニップ部を形成する加熱部材及び加圧部材を有し、前記加熱部材を加熱するヒータによる加熱温度が目標値になるように制御された状態で、現像剤像が形成された記録材を前記ニップ部で挟持しながら搬送することにより、前記記録材上の現像剤像を加熱する像加熱手段と、
を備えた画像形成装置の製造方法において、
前記ヒータから前記加熱部材の表面への熱伝達性能である加熱部熱伝達性と、前記ニップ部において前記加熱部材の表面から前記加圧部材の表面への熱伝達性能であるニップ部熱伝達性とのうち少なくともいずれかを測定する測定工程と、
前記測定工程で得られた測定結果から前記目標値を決定する決定工程と、
前記決定工程で決定された前記目標値の設定データを画像形成装置の記憶手段に記憶させる記憶工程と、
を含み、
前記測定工程、前記決定工程及び前記記憶工程が、画像形成装置ごとに個別に行われることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、部品の製造ばらつきによって像加熱装置の熱伝達能力に差が発生しても、像加熱装置の加熱性能や品質を維持し、省エネを達成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１の加熱定着装置を具備した画像形成装置の概略構成を示す断面図
【図２】実施例１の加熱定着装置の長手方向中央部における断面の概略構成を示す図
【図３】実施例１の温度検知手段について説明する概略構成図
【図４】実施例１のフィルム膜厚とフィルム表面温度の関係を示す図
【図５】実施例１のフィルム膜厚とニップ幅が変化した場合の最適定着温度を示す図
【図６】実施例１のフィルム部熱伝達性とフィルム表面温度の関係を示す図
【図７】実施例１のＰｆとＰｒが変化した場合の最適な定着温度を示す図
【図８】ＰｆとＴｆとの関係を示す図
【図９】ＰｆとＰｒを変化させた時の、定着フィルムの表面温度の実測値を示す図
【図１０】ＰｆとＰｒを変化させた時の加圧ローラ表面温度Ｔｒの実測値を示す図
【図１１】図７に示すＰｆとＰｒを変化させた時の定着温度の関係を示す図
【図１２】フィルム部熱伝達性Ｐｆとフィルム表面温度Ｔｆとの関係を示す図
【図１３】温度差ΔＴと定着温度を示す図
【図１４】温度伝達比Ｒの値と定着温度の関係を示す図
【図１５】実施例３において、サーミスタの概略構成を示す図
【図１６】その他の定着器について説明するための図
【図１７】その他の定着器について説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
［実施例１］
以下に、実施例１について説明する。
（１）画像形成装置例
図１は、本実施例の像加熱装置としての加熱定着装置を具備した画像形成装置の概略構成を示す断面図である。本実施例の画像形成装置は、複写機やＬＢＰ等、電子写真方式・静電記録方式等の作像プロセスを採用した画像形成装置である。
【００１７】
図１において、１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板上に形成されている。感光ドラム１は、図１に矢印で示す方向に回転駆動され、まず、その表面は帯電装置としての帯電ローラ２によって一様に帯電される。次に、レーザスキャナ３より、画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザビームＬによる走査露光が施され、感光ドラム１の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置４でトナー（現像剤）を用いて現像され、トナー像（現像剤像）として可視化される。現像方法としては、ジャンピング現像法、２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。
【００１８】
可視化されたトナー像は、転写装置としての転写ローラ５により、所定のタイミングで搬送された記録材Ｐ上に感光ドラム１上より転写される。ここで、感光ドラム１上のトナー像の画像形成位置と記録材Ｐの先端の書き出し位置が合致するようにセンサ８により記録材Ｐの先端が検知され、タイミングが合わされる。所定のタイミングで搬送された記録材Ｐは、感光ドラム１と転写ローラ５に一定の加圧力で挟持搬送される。このトナー像が転写された記録材Ｐは、加熱定着装置６へと搬送され、加熱定着装置６で加熱、加圧されることで、記録材Ｐ上に画像が定着される。一方、感光ドラム１上に残存する転写残りの残留トナーは、クリーニング装置７により感光ドラム１表面より除去される。また、加熱定着装置６内には、排出センサ９が設けられている。排出センサ９は、センサ８と排出センサ９との間で紙詰まり（ジャム）等が発生したことを検知する為のセンサである。
【００１９】
（２）加熱定着装置６
（２．１）加熱定着装置の断面構成
図２は、本実施例の加熱定着装置（以下、定着器）６の長手方向中央部における断面の概略構成を示す図である。定着器６は、互いに圧接してニップ部Ｎを形成する定着部材１０と加圧ローラ２０とから構成されている。本実施例において長手方向とは、加圧ローラ２０の回転軸方向であり、感光ドラム１の回転軸方向でもある。
定着部材１０は、主に定着フィルム１３、加熱ヒータ（以下、ヒータ）１１、ヒータ１１を保持する断熱ホルダ１２、及び、加圧力を受けて断熱ホルダ１２を加圧ローラ２０に抗して押圧する金属ステー１４等から構成されている。ここで、定着フィルム１３は加熱部材に相当し、加圧ローラ２０は加圧部材に相当する。
【００２０】
ヒータ１１は、定着フィルム１３の内面に接触するように配置され、定着フィルム１３を加熱することにより、ニップ部Ｎの加熱を行う。ヒータ１１は、熱容量が低くプレート
状に形成されており、アルミナや窒化アルミ等の絶縁性セラミック基板の表面に、長手方向に沿って、Ａｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ２、Ｔａ２Ｎ等の通電発熱抵抗層が、スクリーン印刷等により形成されている。このヒータ１１が定着フィルム１３と接する面には、熱効率を損なわない範囲で通電発熱抵抗層を保護するガラス層などの保護層１１ａが設けられている。ヒータ１１を保持する断熱ホルダ１２は、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の耐熱性樹脂により形成され、定着フィルム１３の回転を案内する役目も持つ。
【００２１】
定着フィルム１３は、クイックスタートを可能にするために総厚２００μｍ以下の厚みに設定された耐熱性フィルムである。定着フィルム１３は、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ等の耐熱性樹脂、又は耐熱性、高熱伝導性を有するＳＵＳ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ等の純金属又は合金を基層として形成されている。また、定着フィルム１３において、長寿命の加熱定着装置を構成するために充分な強度を有し耐久性に優れた基層とするためには、基層の厚みとして２０μｍ以上が必要である。よって、定着フィルム１３の基層の厚みとしては、２０μｍ以上２００μｍ以下が最適である。さらに、オフセット防止や記録材の分離性を確保するために表層にはＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ＣＴＦＥ、ＰＶＤＦ等のフッ素樹脂、シリコーン樹脂等の離型性の良好な耐熱樹脂を混合、ないし単独で被覆して表層を形成してある。ここで、ＰＴＦＥはポリテトラフルオロエチレン、ＰＦＡはテトラフルオロエチレン  パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ＦＥＰはテトラフルオロエチレン  ヘキサフルオロプロピレン共重合体である。また、ＥＴＦＥはエチレン  テトラフルオロエチレン共重合体、ＣＴＦＥはポリクロロトリフルオロエチレン、ＰＶＤＦはポリビニリデンフルオライドである。
また、表層と基層の間には、中間ゴム層として厚みが１００μｍ〜３００μｍ程度のシリコーンゴム層が形成してあってもよい。中間ゴム層を形成することにより記録材表面の凹凸やトナー画像の凹凸と定着フィルム１３の表面が追従しやすくなり、良好な定着画質を提供することが可能となる。本実施例では、ポリイミドを基層とし、順にシリコーンゴムより成る中間ゴム層、ＰＦＡチューブより成る表層を有する定着フィルムを使用した。
【００２２】
加圧ローラ２０はＳＵＳ、ＳＵＭ、Ａｌ等の金属製の芯金２１の外側に、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴムで形成した弾性ソリッドゴム層である弾性層２２が形成された弾性ローラである。弾性層２２は、上記の弾性ソリッドゴム層に限るものではなく、例えば、より断熱効果を持たせるためにシリコーンゴムを発泡して形成した弾性スポンジゴム層であってもよい。また、弾性層２２は、シリコーンゴム層内に中空のフィラー（マイクロバルーン等）を分散させ、硬化物内に気体部分を持たせて断熱効果を高めた弾性気泡ゴム層であってもよい。
また、この上にテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）等の表層２３が形成されていてもよい。
本実施例では、基層に導電性のシリコーンゴムを用い、離形性層には厚みが５０μｍのＰＦＡチューブを用いた加圧ローラを使用した。
【００２３】
また、加圧ローラ２０は、芯金２１の端部に設けられた不図示の駆動ギアにより、図２に示す矢印方向に回転する駆動力を得る。
駆動力は制御手段を統制するＣＰＵ３０からの指令に従い、不図示のモータより伝達される。この加圧ローラ２０の回転駆動に伴って、定着フィルム１３は加圧ローラ２０との摩擦力により従動回転する。定着フィルム１３とヒータ１１との間には、フッ素系やシリコーン系の耐熱性グリース等の潤滑剤が介在することにより、摩擦抵抗が低く抑えられ、滑らかに定着フィルム１３が回転可能となる。
【００２４】
また、ヒータ１１の制御（加熱制御）は、セラミック基板の背面に設けられた温度検知
センサとしてのサーミスタ１５の信号に応じて、ＣＰＵ３０が通電発熱抵抗層に印加する電圧のデューティー比や波数等を決定し適切に制御することで行われる。このようにヒータ１１が制御されることで、加熱定着動作時のニップ部Ｎ内の温度（定着温度、加熱温度）が所望の温度（目標値）に保たれ、定着器６の温度制御（温調制御）が行われることとなる。換言すると、サーミスタ１５による検知温度が定着温度の目標値となるようにヒータ１１が制御される。
ここで、定着器６の温度制御を、以下、単に温度制御という場合もある。また、サーミスタ１５は、ニップ部Ｎ内の温度（定着温度、加熱温度）を検知するための加熱温度検知手段に相当する。
【００２５】
未定着トナー画像が形成された記録材Ｐは所定のタイミングで、不図示の供給手段によって適宜供給され、ニップ部Ｎに向けて搬送される。
未定着トナー画像が形成された記録材Ｐは、ニップ部Ｎで挟持されながら搬送されることにより、記録材上の画像が加熱される。このようにして、定着器６による加熱定着が行われる。その後、ニップ部Ｎより排出された記録材Ｐは、不図示の排出ガイドに案内されて装置外へ排出される。
【００２６】
（２．２）定着フィルム温度及び加圧ローラ温度測定手段
図３は、定着器６の定着フィルム１３の表面温度及び加圧ローラ２０の表面温度を測定する温度検知手段について説明する概略構成図である。３１は定着フィルム１３表面の温度を検知するための非接触式の温度検知センサである。また、３２は加圧ローラ２０表面の温度を検知するための非接触式の温度検知センサである。本実施例では、温度検知センサ３１、３２として、サーモパイル等の非接触式のサーミスタを用いている。温度検知センサ３１、３２は、所定の測定位置に対応して、画像形成装置内に設置されている。ここで、温度検知センサ３１は、第３表面温度検知手段に相当し、温度検知センサ３２は、第４表面温度検知手段に相当する。
定着器６が画像形成装置に対して着脱可能な場合、着脱に際しては温度検知センサ３１、３２が干渉しないように退避するような機構であってもよい。また、温度検知センサ３１、３２は、画像形成装置に対して着脱可能な定着器６の内部に具備されていても良い。
【００２７】
このような温度検知センサ３１、３２により測定された定着フィルム１３表面の温度、及び加圧ローラ２０表面の温度は、ＮＶＲＡＭ等の記憶手段３３に一旦格納され、ＣＰＵ３０により読み込まれることにより定着器６の温度制御に反映される。記憶手段３３は、定着器６に具備されるものであってもよいし、画像形成装置本体に具備されるものであってもよい。ここで、温度検知センサ３１、３２により測定された温度は、その都度、直接ＣＰＵ３０に送信された後に、定着器６の温度制御に反映されるものであってもよい。
具体的な制御方法は以下に説明する。
【００２８】
（３）本実施例の制御例
以下に、温度検知センサ３１、３２を用いて定着フィルム１３及び加圧ローラ２０の表面温度の測定を行うタイミング、及びその測定値を反映してＣＰＵ３０により実行される温度制御について説明する。
（３．１）温度計測タイミング
画像形成装置の電源オン後、定着器６がまだ加熱されていない状態を、以下、定着器６のコールド状態という。コールド状態は、電源オン後のみならず、長時間ユーザが画像形成装置を使用せず定着器６が十分に冷えた状態や、さらに時間が経過してスリープモードに入った状態も含む。定着器６がコールド状態にあるタイミングで、ヒータ１１をオンし定着器６を立ち上げる。ヒータ１１をオンしてから、所定の一定時間経過後の定着フィルム１３の表面温度をＴｆ、加圧ローラ２０の表面温度をＴｒとする。
【００２９】
（３．２）測定温度と定着温度の関係
図４（ａ）は、定着フィルム１３の厚み（フィルム膜厚）を変化させた際の、フィルム膜厚とフィルム表面温度Ｔｆの関係を示す。図４（ｂ）は、定着フィルム１３の厚みを変化させた際の、フィルム膜厚と加圧ローラ表面温度Ｔｒの関係を示す。
ここで、変化させたフィルムの膜厚は、上述した本実施例で使用した定着フィルム１３の製造上の総膜厚の上下限の範囲内である。また、図４のグラフ内には加圧力の上下限やローラ硬度上下限の設定で、ニップ幅が変化した場合のＴｆ及びＴｒの変化を併せて示してある。
ニップ幅の変化については、ニップ幅上限設定を８．５ｍｍ、中心設定を８．０ｍｍ、下限設定を７．５ｍｍとした。ここでニップ幅について、直接ニップ幅を測定する方法としては、ニップ部Ｎ内に感圧センサ等を挟み込んで、圧電素子が感知する幅をニップ幅と認識する方法がある。また、一旦定着処理を行ったベタ画像等が印字された記録材を、加熱されたニップ部Ｎに一定時間挟み込んで停止させ、再度排出させた際に表われる光沢跡の幅をニップ幅とする方法等も用いられる。また、使用する加圧ローラの硬度とニップを形成する際に加圧する加圧力を用いてニップ幅を決定してもよい。
【００３０】
図４より明らかなように、フィルム膜厚に応じてＴｆやＴｒの値が変化し、膜厚が薄い方がより高い温度を示す。また、ニップ幅が変化しても、フィルム表面温度Ｔｆはあまり変わらないが、加圧ローラ表面温度Ｔｒはニップが広くなる方が高くなる傾向にある。
一方、フィルム膜厚とニップ幅を変化させた場合の、それぞれの構成における最適な定着温度を図５に示す。当然ながら、ニップ幅が広く、フィルム膜厚の薄い構成は、定着温度を低く下げることができる。逆に、ニップ幅が狭く、膜厚が厚い場合は、定着温度を高くする必要がある。従来の設計手法では、このような製造上発生し得る構成のうち、最も定着温度の高くなる構成（定着性下限構成という）、すなわちフィルム膜厚上限／ニップ幅下限の定着温度＝２１０℃を設計値とし、定着不良の発生を防止してきた。しかしながら、中心設定の構成や定着性上限設定に対しては、過剰な熱を提供することになる。
【００３１】
図４及び図５において、定着性に影響を与えるパラメータとして主に寄与度の大きいフィルム膜厚と定着ニップ幅に限定して説明した。しかしながら、フィルム表面温度Ｔｆと加圧ローラ表面温度Ｔｒに影響のあるパラメータはこれ以外にも存在する。例えばフィルム表面温度Ｔｆに寄与するものとして、ヒータ１１の通電発熱抵抗層を保護する保護層１１ａの厚みや、保護層１１ａと定着フィルム１３の間に塗布する耐熱性グリースの量等もフィルム表面温度Ｔｆに少なからず影響がある。また、フィルム膜厚のばらつきは、フィルム基層厚みと中間ゴム層厚みと表層厚みのばらつきすべて含むものである。したがって、フィルムの総膜厚が同じでも、基層、ゴム層、表層の各層の厚みが異なり、且つ各層の熱伝導率が大きく異なれば、フィルム表面の温度は異なるものとなる。従って、フィルム表面温度Ｔｆに影響を与えるパラメータとしては、これらのばらつきをすべて含めて考察するべきである。
そこで、本実施例では、ヒータ１１から定着フィルム１３表面への熱伝達性（熱伝達性能、熱伝達特性）のばらつきを表わすパラメータとして、「フィルム部熱伝達性（加熱部熱伝達性）Ｐｆ」を定義する。図６（ａ）にフィルム部熱伝達性Ｐｆとフィルム表面温度Ｔｆの関係を示す。同様に、加圧ローラ表面温度Ｔｒに影響のあるパラメータはニップ幅だけでなく、定着フィルム表面及び加圧ローラ表面の表面性や熱伝導率等も要因の一つである。そこで、定着フィルム表面から加圧ローラ表面へのニップ部周りの熱伝達性ばらつきを表わすパラメータとして、「ニップ部熱伝達性Ｐｒ」を定義する。図６（ｂ）に、フィルム部熱伝達性Ｐｆとニップ部熱伝達性Ｐｒが変化した場合の加圧ローラ表面温度Ｔｒを示す。また、図７にはフィルム部熱伝達性Ｐｆとニップ部熱伝達性Ｐｒが変化した場合の最適な定着温度を示す。図６及び図７において、熱伝達性の優れた方を上限設定（ＭＡＸ）、熱伝達性の劣るものを下限設定（Ｍｉｎ）、および中心設定（Ｔｙｐ．）と表記した。
【００３２】
（３．３）フィルム表面温度Ｔｆ、加圧ローラ表面温度Ｔｒを反映した温度制御
以下に、本実施例を代表する温度制御について説明する。
図６（ａ）の関係に基づき、フィルム表面温度Ｔｆの測定値（検知結果）より、その定着器６のフィルム部熱伝達性Ｐｆが決まる。例えば、インデックス値等を代用し、熱伝達性の上限設定（Ｍａｘ）から下限設定（Ｍｉｎ）を各レベル分割して、その程度を数値化してもよい。次に図６（ｂ）の関係より、ニップ部熱伝達性Ｐｒと加圧ローラ表面温度Ｔｒも一次線形の関係にあるので、加圧ローラ表面温度Ｔｒの測定値とフィルム部熱伝達性Ｐｆの値を用いれば、ニップ部熱伝達性Ｐｒが求められる。ニップ部熱伝達性Ｐｒも上記同様インデックス値としてレベルを数値化すればよい。
フィルム部熱伝達性Ｐｆとニップ部熱伝達性Ｐｒのレベルが決まれば、図７より予め実験的に求めてある最適な定着温度を決定することができる。このようにして決定された定着温度は、記憶手段３３に記憶され、定着器６の温度制御に反映される。
ここで、フィルム表面温度Ｔｆを用いてフィルム部熱伝達性Ｐｆを測定するＣＰＵ３０は、第１測定手段に相当し、加圧ローラ表面温度Ｔｒを用いてニップ部熱伝達性Ｐｒを測定するＣＰＵ３０は、第２測定手段に相当する。また、フィルム部熱伝達性Ｐｆとニップ部熱伝達性Ｐｒの測定結果から、定着温度の目標値を決定するＣＰＵ３０は、決定手段に相当する。
【００３３】
上述のように、従来の設計手法であれば定着器の構成がどのような部品の組み合わせであっても定着性の下限設定に合わせた定着温度を用いるので２１０℃が採用される。本実施例の方法に従えば、中心設定（Ｔｙｐ．）の構成の定着器であれば、定着温度は２００℃と設定できるので、従来の方法に対して、１０℃分の省エネを図ることが可能となる。
【００３４】
（４）本実施例の効果
本実施例の温度制御に従えば、中心設定（Ｔｙｐ．）の定着器に対して、最適な定着温度を選択でき、その定着温度は２００℃であるのに対し、従来のように下限設定の定着器に合わせた定着温度では２１０℃となる。この１０℃の定着温度の差はヒータ１１に供給する電力差として、本実施例の構成では７％程度の省エネとなる。
また、それぞれの定着温度で記録材として普通紙にプリントを行った際に排出される普通紙のカール量を測定すると、本実施例では従来例に対してカール量が１０ｍｍ程度良化しており、排出積載性能が向上した。また、ニップ部Ｎで余分な熱エネルギーが供給されることはないので、記録材上のトナー画像が過定着気味になることもない。したがって、本実施例により、品質向上を図ることが可能となった。
このように本実施例によれば、定着器６に用いる部品の公差ばらつきによって、熱伝達性能にばらつきが生じても、定着部材側の熱伝達ばらつきとニップ部の熱伝達ばらつきに関わるパラメータを得ることで定着器の熱伝達性能を個別に測定することが可能になる。そして、その測定（判別）結果に応じて、定着温度やヒータの制御方法を最適に調整することで、省エネや品質向上を図ることが可能となる。
また、画像形成装置内に温度検知センサ３１，３２を配置させているので、定着器６の耐久変化にも対応させながら、常に定着温度の値を更新させることが可能となり、より高品質の画像形成装置を提供することが可能となる。
【００３５】
（５）本実施例のその他の応用例
（５．１）フィルム表面温度Ｔｆがニップ部熱伝達性Ｐｒに応じて変化する場合
本実施例の構成では、図６（ａ）に示したように、フィルム表面温度Ｔｆはフィルム部熱伝達性Ｐｆのばらつきのみによって変化し、ニップ部熱伝達性Ｐｒに対しては変化しない。しかしながら、定着器の構成やプロセススピードが異なれば、例えば図８（ａ），（ｂ）に示すように、フィルム表面温度Ｔｆがニップ部熱伝達性Ｐｒのばらつきによって変化する場合も考えられる。図８（ａ）は、フィルム部熱伝達性Ｐｆとフィルム表面温度Ｔ
ｆとの関係を示す図であり、図８（ｂ）は、フィルム部熱伝達性Ｐｆと加圧ローラ表面温度Ｔｒとの関係を示す図である。
例えばニップ幅のばらつきが大きい場合や、加圧ローラ表面の熱伝導率が大きく、ニップ部内で定着フィルム表面から加圧ローラ２０に伝わる熱量が多くなるような構成では、次のようなことが予想される。それは、ニップ幅の広い構成、すなわちニップ部熱伝達性Ｐｒが優れている構成の方が、フィルム表面温度Ｔｆが低下することである。
【００３６】
このような場合でも、フィルム表面温度Ｔｆは、フィルム部熱伝達性Ｐｆ及びニップ部熱伝達性Ｐｒに対して一次線形の関係にあるので、一般的には次式１の関係が成り立つ。Ｔｆ＝Ａ・Ｐｆ＋Ｂ・Ｐｒ＋Ｃ・・・式１
同様に、加圧ローラ表面温度Ｔｒも、フィルム部熱伝達性Ｐｆ及びニップ部熱伝達性Ｐｒに対して一次線形の関係にあるので、次式２の関係が成り立つ。
Ｔｒ＝Ｄ・Ｐｆ＋Ｅ・Ｐｒ＋Ｆ・・・式２
式１，２において、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆは実験的に求められる係数である。
したがって、フィルム表面温度Ｔｆ及び加圧ローラ表面温度Ｔｒが測定できれば、フィルム部熱伝達性Ｐｆとニップ部熱伝達性Ｐｒが決定するので、図７に示すようにＰｆ及びＰｒに応じた最適定着温度を選択することで、本実施例同様の温度制御が可能となる。
より具体的に示すと次のようになる。
【００３７】
図９（ａ）にフィルム部熱伝達性Ｐｆとニップ部熱伝達性Ｐｒを変化させた時の、フィルム表面温度Ｔｆの実測値を示す。この関係をグラフに示すと図９（ｂ）のように表される。ここで、ＴｆをＰｒとＰｆの一次関数で表すと次式３のようになる。
Ｔｆ＝Ｐｆ−１．２５Ｐｒ＋１６１．２５・・・式３
同様に、図１０（ａ）にＰｆとＰｒを変化させた時の、加圧ローラ表面温度Ｔｒの実測値を示す。この関係をグラフに示すと図１０（ｂ）のように表されることから、ＴｒをＰｒとＰｆの一次関数で表すと、次式４のようになる。
Ｔｒ＝Ｐｆ＋１．２５Ｐｒ＋５８．７５・・・式４
また、図７に示す、ＰｆとＰｒを変化させた時の、定着温度の関係をグラフに示すと、図１１（ａ）のように表されることから、定着温度（図では、Ｔａｒｇｅｔと表記する）をＰｆとＰｒの一次関数で表すと、次式５のようになる。
Ｔａｒｇｅｔ＝−１．２５（Ｐｆ＋Ｐｒ）＋２１２．５・・・式５
よって、式３〜５より、定着温度（Ｔａｒｇｅｔ）をフィルム表面温度Ｔｆと加圧ローラ表面温度Ｔｒの関係で示すと、次式６のようになる。
Ｔａｒｇｅｔ＝２９８．７５−（９Ｔｒ＋Ｔｆ）／８・・・式６
したがって、式６を用いて、測定したフィルム表面温度Ｔｆと加圧ローラ表面温度Ｔｒから、その定着器に最適な定着温度（Ｔａｒｇｅｔ）を決定することができる。
【００３８】
また、図１１（ｂ）には、図１０（ａ）の加圧ローラ表面温度Ｔｒと図７の定着温度（Ｔａｒｇｅｔ）に基づき、加圧ローラ表面温度Ｔｒと定着温度（Ｔａｒｇｅｔ）の関係を示した。図より明らかなように、このようなケースでは加圧ローラ表面温度Ｔｒと定着温度（Ｔａｒｇｅｔ）はほぼ一次線形の関係にあることから、定着温度（Ｔａｒｇｅｔ）の決定には加圧ローラ表面温度Ｔｒのみを用いて決定しても良い。
一方で、定着器の特性によっては、定着温度が図１１（ａ）に示すようにフィルム部熱伝達性Ｐｆとニップ部熱伝達性Ｐｒに対して線形の関係で表せない場合も考えられる。例えば、ニップ部熱伝達性Ｐｒが変化する（ニップ幅が変化する）にもかかわらず、最適な定着温度が変わらない場合等である。このような条件では、予め実験的に得られる定着温度を詳細な構成の組み合わせにおいて決定し、図７に示すような表に反映させ、求められたＰｆやＰｒに対してマッピングさせることによって最適な定着温度を決定できる。また、ＰｆやＰｒの値を範囲分けし、それぞれの範囲で線形近似することで決定してもよい。
【００３９】
（５．２）定着フィルム１３の熱容量が小さい場合
上述では、定着フィルム１３として基層の上にゴム層及び表層を順次積層した構成について説明した。このような構成においては、図６（ａ）に示すように、フィルム部熱伝達性Ｐｆが良くなるにつれて、例えば定着フィルム１３が薄くなるほど、フィルム表面温度Ｔｆが高くなる傾向を示していた。
一方で、基層の上にゴム層を設けず、表層のみを有する定着フィルムの場合、次のような傾向を示す。すなわち、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、フィルム部熱伝達性Ｐｆが良くなるほど、すなわちヒータから定着フィルム表面までの熱伝達が良くなるほど、フィルム表面温度Ｔｆが低くなる傾向を示す。図１２（ａ）は、フィルム部熱伝達性Ｐｆとフィルム表面温度Ｔｆとの関係を示す図であり、図１２（ｂ）は、フィルム部熱伝達性Ｐｆと加圧ローラ表面温度Ｔｒとの関係を示す図である。
このようなケースにおいても図８の場合と同様に、フィルム表面温度Ｔｆ及び加圧ローラ表面温度Ｔｒはともにフィルム部熱伝達性Ｐｆ及びニップ部熱伝達性Ｐｒに対して一次線形の関係にある。このことから、Ｔｆ及びＴｒの測定値が得られれば、それぞれＰｆ及びＰｒを求めることができる。したがって、Ｐｆ及びＰｒの値から最適な定着温度も同様に決定することができる。
【００４０】
また、フィルム表面温度Ｔｆ及び加圧ローラ表面温度Ｔｒが図１２のような傾向を示す場合、以下の式７に表すような温度差ΔＴを計算することで、温度差ΔＴと定着温度が図１３に示すような関係になる。
ΔＴ＝Ｔｆ−Ｔｒ・・・式７
温度差ΔＴと定着温度の関係は、図１３より明らかなように、温度差ΔＴが小さいほど定着温度が低く、温度差が高いほど定着温度が高い関係であることがわかる。これは、熱伝達性のよい定着器の方が、加圧ローラ側によく熱が伝達され、結果として定着フィルム表面と加圧ローラ表面の温度が近づくことを意味している。このような関係は、定着フィルムの厚みが薄く、熱容量が小さくなるような定着器構成で表われる特性である。このような構成では、図１３に示す関係より、測定したＴｆ及びＴｒから温度差ΔＴを計算して最適な定着温度を決定することができる。
【００４１】
（５．３）温度上昇量を利用するメリット
これまでの説明において、フィルム表面温度Ｔｆ及び加圧ローラ表面温度Ｔｒは測定した測定温度の値をそのまま用いた。しかしながら、温度測定条件を定着器のコールド状態と限定しても、画像形成装置の設置環境が変われば、コールド状態における加圧ローラ表面及びフィルム表面の初期温度も異なる。高温環境の方が初期温度も高いので、測定タイミングにおける到達温度も高くなる。
そこで、絶対温度を用いるのではなく、定着フィルム表面及び加圧ローラ表面の測定開始前（加熱開始前）の初期温度からの温度上昇量を用いれば、初期温度が異なっても、定着器の熱伝達性を精度よく判定できる。ここで、定着フィルムの測定開始前の初期温度を表面温度Ｔｆ０とし、加圧ローラの測定開始前の初期温度を表面温度Ｔｒ０とする。
すなわち、定着フィルムの表面温度の上昇量ΔＴｆ＝Ｔｆ−Ｔｆ０、加圧ローラの表面温度の上昇量ΔＴｒ＝Ｔｒ−Ｔｒ０と表わされる。これまでの説明において、Ｔｆ、Ｔｒとして説明していた箇所をそのままΔＴｆ、ΔＴｒと置き換えれば上記と同様の考え方が適用できる。
【００４２】
（５．４）温度伝達比Ｒ＝ΔＴｒ／ΔＴｆを利用するメリット
これまでの説明では、フィルム表面温度Ｔｆと加圧ローラ表面温度Ｔｒ、又はそれぞれの上昇量ΔＴｆ，ΔＴｒを用いて、フィルム部熱伝達性Ｐｆとニップ部熱伝達性Ｐｒを判定し、最適な定着温度を決定した。特に、上昇量ΔＴｆやΔＴｒを用いれば、測定開始時の初期温度が異なっていても、熱伝達性を精度よく判定できる。一方で、温度測定を行う温度検知センサの測定精度や個体差によるばらつき、位置精度などによって測定値が多少
ばらつくことがある。
より簡単で精度良く定着温度を決定する方法について以下に説明する。
【００４３】
測定した定着フィルムの表面温度の上昇量ΔＴｆと加圧ローラの表面温度の上昇量ΔＴｒを用いて、次式８に示す温度伝達比Ｒを計算する。
Ｒ＝ΔＴｒ／ΔＴｆ・・・式８
定着フィルム１３の厚みやニップ幅を変化させ、それぞれの構成において測定されるΔＴｆ及びΔＴｒから得られる温度伝達比Ｒの値と定着温度の関係を図１４に示す。
図１４より明らかなように、温度伝達比Ｒと定着温度は相関性が高いことがわかる。
したがって、定着フィルムの表面温度の上昇量ΔＴｆと加圧ローラの表面温度の上昇量ΔＴｒが計測できれば、温度伝達比Ｒが式８に基づいて計算され、図１４に示す関係から、最適な定着温度を決定することが出来る。
【００４４】
この方式の利点を以下に説明する。本実施例では、上述の通り定着器のコールド状態からヒータ１１の電源オン後、所定のタイミングにおけるフィルム表面温度Ｔｆ及び加圧ローラ表面温度Ｔｒを測定している。より短時間で判定をする為には、ヒータをオンしてからフィルム温度や加圧ローラ温度が上昇している途中で測定する必要がある。測定タイミングを時間で決めている場合、温度が急激に上昇する場合などは、測定タイミングを決定する精度によっては、測定値のばらつきが大きくなることが考えられる。このような場合においても、温度伝達比Ｒの演算結果を用いれば、およそ測定タイミングの前後では温度伝達比Ｒの変化は無視できるほど小さいので、定着器の熱伝達性の判定を誤るリスクを低減できる。また、ヒータ抵抗値のばらつきで供給できる電力に多少の違いがある場合、温度上昇カーブがばらつくことも考えられる。温度伝達比Ｒの演算結果を用いれば、供給電力のばらつきでフィルム温度が少し低くなれば、その分加圧ローラの温度も低く測定されるので、熱伝達性の判定結果に与える影響は小さくなる。
【００４５】
以上説明したように、温度伝達比Ｒを用いることで、フィルム部熱伝達性Ｐｆのばらつきとニップ部熱伝達性Ｐｒのばらつきを同時に考慮して、定着器の熱伝達特性を判断できる。それぞれの測定温度が多少ばらついても、フィルム温度が高ければローラ温度も高くなり、フィルム温度が低ければローラ温度も低くなるので、温度伝達比Ｒを用いることで、その定着器の熱伝達性をより確実に判定することができる。
【００４６】
（５．５）
本発明に係る像加熱装置は、上述したような画像形成装置に具備された定着器６として機能する場合の例に限るものではなく、記録材上に定着されたトナー像に光沢を出すための装置として適用することも可能である。この場合には、上述したＣＰＵ３０と記憶手段３３は、像加熱装置に備えられることとなる。
【００４７】
［実施例２］
以下に、実施例２について説明する。なお、実施例１と同様の構成部分については、その説明を省略する。
実施例１において、個々の定着器の定着温度は、画像形成装置又は定着器内に配設された非接触式のサーモパイル等の温度検知センサ３１，３２の測定値に基づいて決定した。しかしながら、これらの温度検知センサを装置内に設けることは、以下に述べる問題点や装置全体のコストアップ要因にも繋がり、より簡便な方法が望まれる。画像形成装置内に温度検知センサを配置させることで、定着器の耐久変化にも対応させながら、常に測定値が更新されるメリットはあるが、温度検知センサ自体が長期の使用や汚れによって正常な温度検知が行えなくなるという可能性もある。また、定着器が画像形成装置から着脱可能であると、温度検知センサがユーザの手に触れる位置にあれば、誤って触れることにより測定位置がずれる可能性もある。また、温度計測を行うタイミングでは、ユーザが通常の
プリント動作を行うことが出来ないので、ダウンタイムが発生することも懸念される。
【００４８】
以上のような問題を鑑み、本実施例では、個々の定着器の熱伝達性ばらつきを製造時の製造工程（組立工程）内で判別して定着温度を決定し、ヒータ１１の制御に反映させる定着温度の目標値の設定データとして予め記憶手段３３に書き込んでおくことを特徴とする。
すなわち、画像形成装置又は定着器が出荷される前に、予め組立工程において定着器の熱伝達性能をフィルム表面温度Ｔｆ及び加圧ローラ表面温度Ｔｒを計測することにより判別する。判別した熱伝達性から最適な定着温度を、定着器又は画像形成装置に設けられた記憶手段３３に記憶させる。そして、画像形成装置はプリント動作時に、記憶手段３３に記憶された情報を読み出して温度制御に反映させる。定着器６が画像形成装置に対して着脱可能な構成では、定着器６に記憶手段３３が備えられ、定着器６が画像形成装置に据付けられる構成では、画像形成装置に記憶手段３３が備えられるものであるとよい。
ここで記憶手段３３は、ＮＶＲＡＭ等のメモリ、ＩＣタグ等のＲＦＩＤ、又はバーコード等の情報としてデータを格納でき、画像形成装置のＣＰＵ３０とは有線、無線、又は読み取り装置等の手段により接続され、格納したデータの読み取りができるものである。
【００４９】
以下に、製造時の組立工程において個々の定着器の熱伝達性能を判別する方法について説明する。
まず、定着器を単独で回転駆動させることが可能であって、かつヒータ１１への電力供給が可能な工具に、定着器を配置させる。実施例１で述べたような非接触式のサーモパイル又は赤外放射温度計等のセンサが組立工程に設けられており、このようなセンサを、定着フィルム表面、又は加圧ローラ表面の所定の測定位置に対応させ設置する。ここでは、接触式の熱電対や温度センサ等の測定器を用いてもよい。実施例１で述べたように、定着器のコールド状態において回転駆動と同時にヒータ１１をオンさせ、所定のタイミングでフィルム表面温度Ｔｆ及び加圧ローラ表面温度Ｔｒを測定する（測定工程）。
そして、測定工程で得られた測定結果から定着温度の目標値を決定する（決定工程）。最適な定着温度決定までの方法は実施例１で述べた通りである。
得られた定着温度の目標値の設定データは、定着器又は画像形成装置に設けられた記憶手段３３に、定着器固有の情報として、データ書込み手段により転送される（記憶工程）。
【００５０】
以上説明したような測定工程、決定工程及び記憶工程が、製造時において、定着器又は画像形成装置ごとに個別に行われることで、実施例１同様の効果を得ることができ、さらに、次のような効果を得ることが可能となる。すなわち、画像形成装置に温度検知手段を設ける形態よりも、より低コストで且つ、ユーザの使用時にダウンタイムを発生させることが無くなるという効果を得ることが可能となる。また、組立工程内において温度計測を行うため、測定環境などを一定の条件に設定しやすく、より安定した測定データが得られるという利点も有する。
【００５１】
［実施例３］
以下に、実施例３について説明する。なお、実施例１，２と同様の構成部分については、その説明を省略する。
本実施例では、ヒータ１１の裏面に設けられた加熱温度検知手段としてのサーミスタ１５の検知精度の影響について検討した。図１５に、サーミスタ１５（詳しくはサーミスタ素子を含むサーミスタユニット）の概略構成を示す。
サーミスタ１５は、温度に応じて変化する素子の抵抗値特性を利用し温度検知を行うものである。サーミスタ素子１５ａは不図示のジュメット線を介して画像形成装置内の制御回路と接続されている。サーミスタ素子１５ａの裏側には、厚みが１５μｍ程度のアルミ箔１５ｂが、サーミスタ素子１５ａの応答性を向上させる目的で配設されている。サーミ
スタ素子１５ａは、アルミ箔１５ｂ上に熱伝導接着剤１５ｃ等で接着されている。ＰＥＥＫやＰＰＳ、液晶ポリマー等の耐熱樹脂より成る基材１５ｆとサーミスタ素子１５ａとの間には、セラミックペーパ１５ｄが設けられている。サーミスタ１５全体が基材１５ｆの裏から図１５に示す矢印方向に加圧された際にセラミックペーパ１５ｄが変形することにより、サーミスタ１５全体が所定の加圧力にてヒータ１１に当接するように構成されている。また、セラミックペーパ１５ｄは、サーミスタ素子１５ａに伝わった熱が基材１５ｆ側に逃げることを防止する役目も有する。また、サーミスタユニット全体を覆うように、耐熱性のシート材としてポリイミド等で形成されたシート１５ｅが設けられている。
【００５２】
上記構成においてサーミスタ１５は、サーミスタ素子１５ａ自身の抵抗値ばらつきや、サーミスタ素子１５ａの位置精度、又はヒータ１１に対する加圧力のばらつき、さらにヒータホルダへの取り付け位置の誤差等、様々なばらつきを有する。これらのばらつきを考慮すると、サーミスタ１５の検知温度には±５℃程度のばらつきがあることが実験的に確認されている。本発明では、実施例１〜２において説明したように、定着フィルム部の熱伝達性及びニップ部の熱伝達性を判別して、最適な定着温度を決定することを特徴としている。このとき、図７を用いて説明したように、構成によっては、±５〜１０℃前後の温度補正を行っている。
【００５３】
しかしながら、例えば−５℃の温度補正を行う構成において、上述したようなサーミスタ１５の検知温度ばらつきで５℃ずれていた場合には、本来の省エネや品質向上の目的を達成することができなくなってしまうことが懸念される。すなわち、５℃低く検知していれば、実際のヒータ温度としては何も変わらないことになり、逆に５℃高く検知していれば実際には−１０℃分補正していることになるので、温度を下げすぎることになる。
本実施例では、このような問題を防止する為に、温度制御に用いるサーミスタ１５の検知ばらつき（検知ずれ量）を予め判別（測定）しておき、その検知ずれ量を温度制御に反映させることを特徴とする。
【００５４】
具体的には、例えば表面が一定の温度になるように制御されたホットプレート上にサーミスタ１５を当接させ、その時に検知される温度を比較することにより、サーミスタ１５の検知温度の補正量を決定しておく。これらは定着器の組立工程において簡単に測定することができる。
ここで、ヒータホルダに組み付ける際の検知ばらつきの影響が小さい場合には、サーミスタ単体で測定してもよい。また、サーミスタ１５を製造する製造会社内で測定され、出荷の際に添付されるデータを利用してもよい。
そして、定着器又は画像形成装置の製造時において、各々の装置に備えられるサーミスタに対応する補正量を、定着器又は画像形成装置内の記憶手段３３に格納しておく。
【００５５】
画像形成装置は、プリント動作時に、記憶手段３３からサーミスタの補正量を読み取り、温度制御に反映させることで、サーミスタの検知ばらつきの影響を低減することができる。
制御の反映方法については、補正量分の温度を定着温度によって調節する方法と、サーミスタの抵抗値と温度特性の換算テーブルにおいて、制御上使用する値を補正量分だけシフトさせることでも対応可能である。具体的には、サーミスタが正しい温度より２℃低く検知する場合は、温度−抵抗値換算テーブルにおいて、−２℃分シフトさせた抵抗値で制御すればよい。
【００５６】
表１に、サーミスタの検知温度が５℃高くずれる場合と低くずれる場合のそれぞれの場合において、サーミスタの補正を行った場合と行わなかった場合について、定着品質の比較を行った。定着器の構成としては、フィルムが最も厚く、定着ニップが最も狭い、定着性下限設定の場合と、フィルムが最も薄く、定着ニップが広い、定着性上限設定の場合に
ついて説明する。
【００５７】
【表１】
2015090447.tif 000003
【００５８】
表１より明らかなように、サーミスタ補正無しで制御を行うと、定着温度に対してヒータ裏の実温度が低くなる場合は、熱量が足らず定着不良が生じてしまう傾向になる。また、ヒータ裏温度が実温度より高くなる場合は、カール等の排出性能の低下や定着過多となる傾向がある。
【００５９】
以上に説明したように、定着器の熱伝達性ばらつきに応じて最適な定着温度で制御を行う際、同時にサーミスタの検知温度ばらつきを制御に反映することで、より正確に温度制御を実施することができる。これにより、省エネや品質向上という目的を、より確実に達成することが可能となる。
【００６０】
［その他の応用形態］
以下に、その他の応用形態について説明する。なお、上述した実施例と同様の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
（１）温度以外のパラメータで熱伝達性を判定する
これまでの説明において、フィルム表面温度Ｔｆ及び加圧ローラ表面温度Ｔｒの測定値から、それぞれの定着器の最適定着温度を決定した。これは、それぞれの測定温度がフィルム部熱伝達性Ｐｆ及びニップ部熱伝達性Ｐｒの影響を受けており、熱伝達性が一つ以上のパラメータによって複合的に影響を受けている為である。しかしながら、定着器の構成上、主に影響を受けるパラメータが限定できる場合、フィルム表面温度Ｔｆと加圧ローラ表面温度Ｔｒのうち少なくとも一方は、限定できるパラメータを代用してもよい。既に図４（ａ），（ｂ）で説明したように、フィルム部熱伝達性Ｐｆが、定着フィルムの膜厚のみで表わすことができる場合、フィルム表面温度Ｔｆの測定値の替わりに、フィルム膜厚のデータを利用してもよい。同様に、ニップ部熱伝達性Ｐｒがニップ幅のばらつきのみで説明できる場合、加圧ローラ表面温度Ｔｒの替わりにニップ幅データを利用できる。図５に示すように、ニップ幅とフィルム膜厚から、最適な定着温度を選択することができる。定着フィルムの膜厚については、定着器の組立工程内で測定を行うか、又は定着フィルムの製造会社内にて測定した出荷データ等を利用してもよい。ニップ幅については、実施例１の（３．２）の項で説明した通り、定着ニップ内に感圧センサ等を挟み込んで、圧電素子が感知する幅をニップ幅と認識する方法等がある。
【００６１】
フィルム部熱伝達性Ｐｆに影響のあるその他のパラメータとしては、例えば以下のものが考えられる。定着フィルム１３の内面粗さや、ヒータ１１と定着フィルム１３の間に介
在させる耐熱グリスの量、又はヒータ１１に関連して、ヒータの基材厚みや通電発熱抵抗層を保護するガラス層の厚み、及びこれらを構成する材料の熱伝導率等である。また、ニップ部熱伝達性Ｐｒに影響のあるその他のパラメータとしては、定着フィルム１３の表面粗さや、加圧ローラ２０の表面粗さ、加圧ローラの表層や弾性層の厚み、およびこれらを構成する材料の熱伝導率等である。
【００６２】
また、定着器の特性により、定着温度への寄与度が著しくフィルム部熱伝達性Ｐｆ、又はニップ部熱伝達性Ｐｒのいずれか一方のみに支配的に変化する場合、Ｐｆ又はＰｒの一方の特性のみを利用して定着温度を決定しても良い。例えば、ニップ幅は定着性にあまり寄与せず、定着フィルムの膜厚のみに敏感な場合は、フィルム部熱伝達性Ｐｆとしてフィルム膜厚情報を利用して定着温度を決定すればよい。逆に、定着フィルムの膜厚が定着温度にあまり寄与せず、ニップ幅の変化にのみ敏感な場合は、ニップ部熱伝達性Ｐｒのみを利用し、ニップ幅情報やニップ幅の増減に応じて変化する加圧ローラ表面温度Ｔｒに基づき定着温度を決定すればよい。
【００６３】
上述したパラメータは、定着器内又は画像形成装置内の記憶手段等に記憶させておき、それらの組み合わせから得られる最適な定着温度を選択して温度制御を行うことができる。また、利用するパラメータから決定される最適な定着温度を、そのまま記憶手段に記憶させてもよい。
【００６４】
（２）その他の定着器構成への応用例１
図１６に本発明を適用できるその他の定着器構成として、熱ローラ方式の定着器について説明する。
定着ローラ４０においては、アルミニウムやステンレス製の中空芯金４２の内部にハロゲンランプ等のヒータ４１が設けられ、外表面には、トナーのオフセットを防止するためのフッ素樹脂等の表層４３が設けられている。表層４３と中空芯金４２の間にはゴム層が形成されていてもよい。定着ローラの表面温度をサーミスタ等の温度検知センサ４４を用いて検知し、温度検知センサ４４で検知される定着ローラ表面温度が一定になるように、不図示の通電制御回路によりヒータ４１への通電が制御されている。加圧ローラ４５は、芯金４６の外部にシリコンゴム等より形成した弾性層、又はシリコンゴムを発泡してなるスポンジ弾性層４７を形成し、さらにその外層には定着ローラ４０と同様のフッ素樹脂等の表層４８が形成されている。定着ローラ４０と加圧ローラ４５が所定の押圧力で相互に圧接されることで、ニップ部Ｎが形成される。
【００６５】
このような定着器においても、ニップ部熱伝達性Ｐｒは上述した実施例同様に、ニップ幅や各部材の表面粗さ、熱伝導率のばらつき等の影響により変化するので、最適な定着温度は異なる。また、定着ローラの各層の厚みや熱伝導率にばらつきがあると、ハロゲンランプに一定の電力を投入した際の、定着ローラの表面温度は異なる。
一方で、熱ローラ方式の定着器ではローラ表面で温度検知を行うので、プリント中はローラの表面温度は略均一に制御されるものである。
しかしながら、ヒータと温度検知センサの位置が離れている為、検知した表面の温度をヒータの制御に反映させても応答性が良好とはいえず、瞬時に表面温度に反映されないことが懸念される。
【００６６】
したがって、表面温度を略均一な目標温度に保たれるように、ハロゲンランプの点灯タイミングや電力の投入方法に予測制御を適用することが多い。ここで、定着ローラの各層の厚みや熱伝導率にばらつきがあると、予測制御を行っても、実際の表面温度が目標温度からずれたり、温度リップルが大きくなったりすることが懸念される。これは、予測制御が、定着ローラの熱伝達性のばらつきの中で中心設定の構成で決定している為、上限設定や下限設定の構成に対しては、調節が必要となることを示している。
したがって、ハロゲンランプに一定電力を投入した際の定着ローラの表面温度を測定して、定着ローラの熱伝達性ばらつきを判定できれば、その結果に応じて前記の予測制御において、ハロゲンランプの点灯タイミングや電力の制御にフィードバックできる。
【００６７】
すなわち、熱ローラ方式の定着器においても、上述した実施例同様、フィルム表面温度Ｔｆ及び加圧ローラ表面温度Ｔｒを測定することで、定着ローラの熱伝達性（Ｐｆ）とニップ部の熱伝達性（Ｐｒ）を判定することが出来る。その結果に応じて、最適な定着温度の選択や、ハロゲンランプの制御方法を最適に変更することができるので、省エネや定着品質の向上に繋げることができ、上述した実施例１〜３で説明した効果と同様の効果を得ることが可能となる。
【００６８】
（３）その他の定着器構成への応用例２
図１７に本発明を適用できるその他の定着器について説明する。
加熱部材５０の主な構成として、熱源としてのヒータにハロゲンランプ５１を用いている。また、加熱部材５０は、加圧板５７を有し、加圧板５７は、加圧ローラ６０との間に定着フィルム５３を挟むように構成されている。不図示の加圧バネからの荷重により互いに圧接されることによって加圧板５７と加圧ローラ６０との間には、ニップ部Ｎが形成される。
【００６９】
定着フィルム５３は、基層の上に不図示のゴム層や表層を順次設けた構成としている。加圧板５７は、ハロゲンランプ５１からの熱を効率よく定着フィルム５３に伝える為に、高熱伝導性のプレート状基板であることが望ましい。加圧板５７の材質としては、アルミナや窒化アルミ等のセラミック基板の他、ＳＵＳやニッケル、銅、アルミ等の金属材料を単独もしくは合金として成形した金属板、ガラス板、又は、ポリイミド等の耐熱樹脂であってもよい。また、加圧板５７においては、定着フィルム５３との摺動性を良好に保つために、ポリイミドやフッソ樹脂、ＤＬＣ（ダイアモンド・ライク・カーボン）等の摺動層が表面に形成されていてもよい。また、加圧板５７においては、十分な強度を備えるとともに、熱容量を抑えるために、０．３ｍｍ〜２．０ｍｍ程度の厚みが最適である。
【００７０】
５２は加圧板５７を保持する断熱ホルダであり、５４は不図示の加圧バネからの荷重を長手方向に渡って伝えるための金属ステーである。ハロゲンランプ５１からの輻射熱をより効率的に定着フィルム５３に伝えるために、金属ステー５４の一部を切り欠いて、輻射熱が直接定着フィルム内面に伝わるような構成としても良い。同様に、断熱ホルダ５２の一部を切り欠き、加圧板５７にハロゲンランプ５１の輻射熱が直接伝わるようにすれば、より効果的に定着フィルム５３を加熱することができる。また、温度検知センサ５５は、定着フィルム５３の内面に接するように配置されている。温度検知センサ５５はサーミスタ等で構成されている。
【００７１】
このような構成においても、前記の実施例同様にニップ幅等のばらつきにより、ニップ部熱伝達性Ｐｒが変化する。また、定着フィルム５３の内面の温度を温度検知センサ５５により検知することで温度制御を行うので、フィルム内面は略均一に温度が制御されるが、定着フィルムの厚みや熱伝導率のばらつき等により、フィルム表面温度は異なる。すなわち、フィルム部熱伝達性Ｐｆが変化する。
したがって、上述した実施例１〜３で説明した方法と同様に、フィルム表面温度Ｔｆ及び加圧ローラ表面温度Ｔｒを測定することにより、個々の定着器の熱伝達性を判定することによって、最適な定着温度を決定することが可能である。また、前記熱ローラ構成の定着器と同様、熱伝達性に応じてハロゲンランプを点灯させる点灯タイミングや投入電力等の制御方法を変更させてもよい。
【００７２】
また他の定着構成として、定着部材に定着フィルムや定着スリーブを使用する場合で、
フィルムやスリーブの基材そのものが発熱するような構成の定着器でも、上記のフィルム内面の温度を検知することで温度制御を行う構成と同様の考え方が適用できる。
このような定着器構成としては、特開平０９−１０２３８５号公報や特開２０１０−１８１４９１号公報に開示されるような自己誘導発熱型の定着器構成に代表される他、スリーブやフィルムの内面又は内部に通電発熱抵抗層が設けられた構成も含まれる。
これらの構成においても、基材部分の温度は略均一に保たれるものの、基材の外側に設けられたゴム層や表層の厚みばらつきによって、定着フィルム又は定着スリーブの表面温度が異なる。従って、個々の定着器の熱伝達性を判別した上で、最適な定着温度を選択したり、投入電力の制御方法を変更させる等の手段により、上述した実施例と同等の効果を得ることが可能となる。
【符号の説明】
【００７３】
６…定着器、１１…ヒータ、１３…定着フィルム、２０…加圧ローラ、３０…ＣＰＵ、３３…記憶手段、Ｎ…ニップ部
【図１】
2015090447.tif 000004
【図２】
2015090447.tif 000005
【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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