(57)【要約】【課題】ヒータと通電制御手段との電気的接続状態を開閉する開閉手段の寿命の伸長化と開閉手段の切り替え時のノイズの低減化を図ることが可能な定着装置、画像形成装置及び定着方法を提供する。【解決手段】画像形成装置の定着装置において、トップセンサによる検知によって検知された記録材のサイズが小サイズでない場合は、リレー３１を非遮断状態にしたままにして、後回転停止時に停止加熱を行い、記録材が小サイズであれば、リレー３１を遮断状態にする。【選択図】　図２
2004029430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により発熱するヒータと、ヒータからの熱をトナーに伝えて記録材にトナーを定着する定着部材と、定着部材の温度を検知する温度検知部材と、この温度検知部材の検知出力に基づきヒータへの通電を制御し通電のオンオフをするための半導体スイッチ素子を有する通電制御手段と、ヒータと通電制御手段との電気的接続状態を開閉する開閉部材とを有し、定着動作時のヒータへの通電が終了した後に後加熱する工程を有する定着装置において、
通電制御手段により定着動作時のヒータへの通電が終了した後から後加熱終了まで開閉手段は閉状態を継続することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
記録材のサイズを検知する記録材サイズ検知手段を有し、
記録材のサイズが所定のサイズより大きい場合には、後加熱を行うことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
記録材のサイズが所定のサイズより小さい場合には、定着動作時のヒータへの通電が終了した後に通電制御手段により発熱体への通電を停止した後に開閉手段は開状態にすることを特徴とする請求項２記載の定着装置。
【請求項４】
温度検知手段により検知された温度に基づいて、開閉手段は閉状態を継続することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
複数の温度検知手段を有し、複数の検知温度に基づいて開閉手段は閉状態を継続することを特徴とする請求項４記載の定着装置。
【請求項６】
定着動作中の発熱体への通電を停止した後に、温度検知手段による検知温度の変化に基づいて開閉手段は開状態を継続することを特徴とする請求項４記載の定着装置。
【請求項７】
後加熱終了後に、開閉手段により開状態から閉状態に移行されることを特徴とする請求項１から請求項６記載の定着装置。
【請求項８】
前記定着回転体の回転を制御する回転制御手段と、
前記開閉手段が閉状態のときに、定着動作時のヒータへの通電が終了した後の前記回転制御手段による定着回転体の後回転停止後に、前記温度検知手段の検知結果に基づいて前記加熱体の温度を制御してトナーの軟化点以上の温度にまで加熱させる後加熱温度制御手段とを備えることを特徴とする請求項１から請求項７に記載の定着装置。
【請求項９】
前記後加熱温度制御手段による前記加熱体の温度の制御は、
前記加熱体の温度変化に基づいて加熱時間を設定することによる制御であることを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
【請求項１０】
記録材上に画像を形成する画像形成手段と、
上記請求項１から９のいずれか１項に記載の定着装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
通電により発熱するヒータからの熱をトナーに伝えて記録材にトナーを定着する定着部材の温度を検知する工程と、この検知出力に基づきヒータへの通電を制御し通電のオンオフをする工程と、ヒータと通電制御手段との電気的接続状態を開閉する工程とを有し、定着動作時のヒータへの通電が終了した後に後加熱する工程と、
通電制御手段により定着動作時のヒータへの通電が終了した後から後加熱終了まで開閉手段は閉状態を継続する工程とを備えることを特徴とする定着方法。
【請求項１２】
前記定着回転体の回転を制御する回転制御工程と、
前記開閉手段が閉状態のときに、画像形成終了時の前記回転制御工程による定着回転体の後回転停止後に、前記温度検知工程の検知結果に基づいて前記加熱体の温度をトナーの軟化点以上の温度にまで加熱させる後加熱温度制御工程とを備えることを特徴とする請求項１１に記載の定着方法。
【請求項１３】
前記後加熱温度制御工程による前記加熱体の温度の制御は、
前記加熱体の温度変化に基づいて加熱時間を設定することによる制御であることを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の定着方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像剤からなる未定着像を担持する記録材を定着体と加圧体との間に形成されるニップに通紙して加圧及び加熱することにより上記未定着像を上記記録材に定着させる定着方法、定着装置及びこの定着装置を備える画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に備えられる定着装置、即ち、電子写真方式、静電記録方式、磁気記録方式等の適宜の画像形成プロセスにより加熱定着性の顕画剤である現像剤（トナー）を用いて記録材たる記録材（転写材シート、印刷紙、エレクトロファックスシート、静電記録シート等）の表面に間接（転写）方式、又は直接方式で形成された未定着トナー像（目的の画像情報に対応した未定着顕画剤像）を上記記録材に熱定着させるための加熱装置にあっては、一般に、熱ローラ方式の加熱装置が多用されていた。
【０００３】
この熱ローラ方式の加熱装置は、ハロゲンヒータ等の内蔵熱源により加熱され所定の温度に維持される加熱ローラとしての定着体たる定着ローラと、弾性を有し該加圧ローラに圧接する加圧体たる加圧ローラとを備え、未定着トナー像を担持する記録材を定着ローラと加圧ローラとの間に形成される圧接ニップ部であるニップたる定着ニップ部に導入して狭持搬送させることで上記定着ローラからの熱で上記未定着トナー像を上記記録材に熱定着させるものである。
【０００４】
最近では、フィルム加熱方式の加熱装置が提案され、実用化されている（例えば、特開昭６３−３１３１８２号公報、特開平１−２６３６７９号公報、特開平２−１５７８７８号公報、特開平４−４４０７５号公報、特開平４−４４０７６号公報、特開平４−４４０７７号公報、特開平４−４４０７８号公報、特開平４−４４０７９号公報、特開平４−４４０８０号公報、特開平４−４４０８１号公報、特開平４−４４０８２号公報、特開平４−４４０８３号公報、特開平４−２０４９８０号公報、特開平４−２０４９８１号公報、特開平４−２０４９８２号公報、特開平４−２０４９８３号公報、特開平４−２０４９８４号公報等）。
【０００５】
このフィルム加熱方式の加熱装置は、支持部材に固定支持させた加熱体に被加熱材としての記録材を、耐熱性で薄肉の定着体たるフィルム材を介して密着させ、フィルム材を加熱体に摺動移動させて加熱体の熱をフィルム材を介して記録材へ与えるよう構成されるものであり、未定着トナー画像を記録材表面に永久固着像として熱定着処理する装置として活用できる。
【０００６】
また、このフィルム加熱方式の加熱装置は、例えば、トナー像を担持した記録材を加熱して表面性を改質する装置、仮定着処理する装置、その他、シート状の被加熱処理する装置として広く使用することができる。
【０００７】
このようなフィルム加熱方式の加熱装置は、加熱体として、昇温の速い低熱容量のもの、例えば、絶縁性で良熱伝導性のセラミック基材と、この基材の表面に設けられ通電により発熱する抵抗発熱層とを基本構成体とする所謂セラミックヒータを用いることができ、又、フィルム材として薄膜で低熱容量のものを用いることができるため、短時間で加熱体の温度を上昇させることができ、スタンバイ時に加熱体へ電力供給をする必要がなく、被加熱材としての記録材をすぐに通紙しても記録材が定着ニップ部に到達するまでに加熱体を所定温度まで十分に昇温させることができ、ウェイトタイムの短縮化（クイックスタート性：オンデマンドで作動）や省電力化が可能となるうえ、更に画像形成装置本体の装置内の昇温を抑えることができる等の利点を有し、効果的なものである。
【０００８】
ここで、上述の加熱装置において、記録材表面に担持された未定着トナーは、その全てが適度に加熱溶融されて、記録材表面に定着されるのが理想的であるが、溶けきらずコールドオフセット状態のトナーや溶けすぎてホットオフセット状態のトナー、静電的に定着ローラや定着フィルムにオフセットしたトナー等が存在すると、これらのトナーは、記録材表面に接する定着ローラや定着フィルムに転移し、又、これら定着ローラや定着フィルムに転移したトナーが紙間や前回転、後回転等で加圧ローラに更に転移する。
【０００９】
これにより、定着ローラや定着フィルムから加圧ローラにトナーが付着して、トナー汚れを発生させることになる。
【００１０】
これらのトナー汚れを蓄積させないために、定着装置に用いられる定着ローラや定着フィルム、加圧ローラ（以下、これらを定着回転体ともいう）の表層には、トナーとの離型性を考慮して、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰといったフッ素樹脂層や、ＬＴＶ、ＲＴＶといったシリコーンゴム層からなる離型層を設けるのが一般的である。
【００１１】
また、本出願人が先に提案している定着装置（特開２００１−２２８７４４号公報）においては、図９に示すように、定着回転体後回転時に加熱体に対する通電を停止し、その時の加熱体温度の温度低下（ΔＴ）を、温度検知手段により測定することによって定着装置の温度を検知し、それに適した後加熱を行う、もしくは行わないことによって、定着ニップ部における定着フィルム・定着ローラや加圧ローラに転移するトナーを充分に冷却し、紙に吐き出すことを可能にする。且つ加圧ローラの異常昇温を防止することができる。図９は、従来の画像形成装置の定着装置における間欠プリント時の加熱体の温度制御およびリレー制御を説明するためのグラフである。
【００１２】
また、この後加熱は、小サイズ紙を通紙するときには行わないことが好ましいとされている。
【００１３】
なぜならば、小サイズ紙を通紙しているときは、非通紙部において昇温が発生しているからであり、そこにさらに熱を加えることによるヒータへのダメージが懸念されること、元来停止加熱は加熱ローラが冷却しているときに効果があり、非通紙部昇温が発生しているときに行うのは効果が薄いこと、加圧ローラの温度が高いときは、トナーが加圧ローラに固着しにくいため、もともと汚れにくいなどの理由による。
【００１４】
このように、小サイズ紙を通紙しているときは停止加熱を行わないことがあらかじめわかっているため、別の手段を用いて小サイズ紙であることを検知した時は、停止加熱を行わない制御を行うことが知られている。
【００１５】
小サイズ紙の検知について図１を参照して説明する。図１は、後述する本発明に係る画像形成装置の第１の実施形態を示す図面であるが、従来技術の説明にも用いることができる。
【００１６】
小サイズ紙であることを検知する手段としては、前述の画像形成過程において、用紙がトップセンサ９を切る時間から、用紙の長さを求め、長さが短い用紙は幅も狭いという仮定の元で小サイズ紙であることを判断する工程や、制御手段にあらかじめ登録された用紙サイズに基づき、小サイズであることを判断する工程が考えられる。
【００１７】
次に、従来の加熱体の制御系の構成について図２を参照して説明する。図２は、後述する本発明に係る画像形成装置の第１の実施形態を示す図面であるが、従来技術の説明にも用いることができる。
【００１８】
加熱体の制御系を構成する場合、図２に示すように、制御手段（トライアック２４など。以下、トライアックとする）と、開閉手段（リレー３１など。以下リレーとする）を直列に用い、リレーがＯＦＦのときは、トライアックが動作しても加熱体に通電しないように構成することが一般的である。
【００１９】
リレーを設けない場合には、電源とトライアックとヒータが直列に接続されているために、トライアックによる通電をＯＦＦにする制御がなされている場合においても、微小の電流が流れるため、ヒータがわずかながら昇温することとなり好ましくない。
【００２０】
加熱体の加熱制御を行う必要があるときは、リレーをＯＮにした上でトライアックを加熱状態に設定し、加熱体の制御を停止する必要があるときは、制御手段を非加熱状態に設定した上でリレーをＯＦＦにする制御を行う。
【００２１】
リレーのＯＮ／ＯＦＦ制御と、前述のヒータ制御との関連は、たとえば、図９に示す制御となる。プリント加熱中、および後加熱時にリレーをＯＮとし、それ以外は常にリレーをＯＦＦとする制御を行う。また、小サイズ紙の検知を行う場合には、図１０に示す制御になる。図１０は、従来の画像形成装置の定着装置における間欠プリント時の加熱体の温度制御およびリレー制御を説明するためのグラフである。
【００２２】
上述の工程で小サイズ紙であることを検知したときは後加熱を行わないが、当然このときのリレーのＯＦＦ／ＯＮは行わない。
【００２３】
これは、「ヒータを加熱制御する直前にリレーをＯＮとし、ヒータの加熱制御を停止した直後にリレーをＯＦＦする。」という思想に基づいて行っている。この思想は、プログラム作成の容易性に基づいている。
【００２４】
従来のリレー制御アルゴリズムについて、図１１に基づき、詳しく説明する。図１１は、従来の画像形成装置の定着装置におけるリレー制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【００２５】
プリントを開始すると（Ｓ６０１）、まずリレー３１（図２）をＯＮにし（Ｓ６０２）、ヒータのプリント加熱を行う（Ｓ６０３）。
【００２６】
プリント加熱を終了すると、リレー３１をＯＦＦする（Ｓ６０４）。その後、後回転に移行し（Ｓ６０５）、Ｓ６０６において後加熱を行うか否かを検知した用紙サイズに基づいて決定する（アルゴリズムの詳細については後述の実施形態において説明する。）。
【００２７】
もし、後加熱を行わないときは、そのままプリント終了とし（Ｓ６１０）、後加熱を行うときは、再度リレー３１をＯＮにし（Ｓ６０７）、後加熱制御を行う（Ｓ６０８）。後加熱が終了すると、リレーＯＦＦ制御を行い（Ｓ６０９）、同じくプリントを終了する（Ｓ６１０）。
【００２８】
ここで、図１１の破線で囲んだＳ６ＡおよびＳ６Ｂに注目する。どちらも、ヒータの制御の直前にリレーをＯＮとし、直後にリレーをＯＦＦとしている。これは、先に述べた思想に基づいて制御していることによる。
【００２９】
このようにリレーＯＮ→温度制御→リレーＯＦＦの一連の動作を一まとめにすることで、プログラム作成の容易性を確保していた。
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、ひとつのプリントジョブ中にリレーの通電・遮断が２回繰り返されることとなり、後加熱を行わない場合と比べ、同じ条件の場合リレー等の開閉手段の通電・遮断の回数が倍になるという現象があった。
【００３１】
その結果、（１）開閉手段の接点が早く劣化する、（２）そのために高価で高寿命の開閉手段を用いなければならない、（３）開閉手段の通電・遮断によりノイズが発生することも有り得る、といった問題点があった。
【００３２】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、開閉手段の寿命の伸長化と開閉手段の切り替え時のノイズの低減化を図ることが可能な定着装置、画像形成装置及び定着方法を提供する。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、通電により発熱するヒータと、ヒータからの熱をトナーに伝えて記録材にトナーを定着する定着部材と、定着部材の温度を検知する温度検知部材と、この温度検知部材の検知出力に基づきヒータへの通電を制御し通電のオンオフをするための半導体スイッチ素子を有する通電制御手段と、ヒータと通電制御手段との電気的接続状態を開閉する開閉部材とを有し、定着動作時のヒータへの通電が終了した後に後加熱する工程を有する定着装置において、通電制御手段により定着動作時のヒータへの通電が終了した後から後加熱終了まで開閉手段は閉状態を継続することを特徴とする。
【００３４】
また、本発明に係る定着装置は、記録材のサイズを検知する記録材サイズ検知手段を有し、記録材のサイズが所定のサイズより大きい場合には、後加熱を行うことを特徴とする。
【００３５】
また、本発明に係る定着装置は、記録材のサイズが所定のサイズより小さい場合には、定着動作時のヒータへの通電が終了した後に通電制御手段により発熱体への通電を停止した後に開閉手段は開状態にすることを特徴とする。
【００３６】
また、本発明に係る定着装置は、温度検知手段により検知された温度に基づいて、開閉手段は閉状態を継続することを特徴とする。
【００３７】
また、本発明に係る定着装置は、複数の温度検知手段を有し、複数の検知温度に基づいて開閉手段は閉状態を継続することを特徴とする。
【００３８】
また、本発明に係る定着装置は、定着動作中の発熱体への通電を停止した後に、温度検知手段による検知温度の変化に基づいて開閉手段は開状態を継続することを特徴とする。
【００３９】
また、本発明に係る定着装置は、後加熱終了後に、開閉手段により開状態から閉状態に移行されることを特徴とする。
【００４０】
また、本発明に係る定着装置は、前記定着回転体の回転を制御する回転制御手段と、前記開閉手段が閉状態のときに、定着動作時のヒータへの通電が終了した後の前記回転制御手段による定着回転体の後回転停止後に、前記温度検知手段の検知結果に基づいて前記加熱体の温度を制御してトナーの軟化点以上の温度にまで加熱させる後加熱温度制御手段とを備えることを特徴とする。
【００４１】
また、本発明に係る定着装置は、前記後加熱温度制御手段による前記加熱体の温度の制御は、前記加熱体の温度変化に基づいて加熱時間を設定することによる制御であることを特徴とする。
【００４２】
さらに、本発明に係る画像形成装置は、記録材上に画像を形成する画像形成手段と、上記定着装置とを備えることを特徴とする。
【００４３】
さらに、本発明に係る定着方法は、通電により発熱するヒータからの熱をトナーに伝えて記録材にトナーを定着する定着部材の温度を検知する工程と、この検知出力に基づきヒータへの通電を制御し通電のオンオフをする工程と、ヒータと通電制御手段との電気的接続状態を開閉する工程とを有し、定着動作時のヒータへの通電が終了した後に後加熱する工程と、通電制御手段により定着動作時のヒータへの通電が終了した後から後加熱終了まで開閉手段は閉状態を継続する工程とを備えることを特徴とする。
【００４４】
また、本発明に係る定着方法は、前記定着回転体の回転を制御する回転制御工程と、前記開閉手段が閉状態のときに、画像形成終了時の前記回転制御工程による定着回転体の後回転停止後に、前記温度検知工程の検知結果に基づいて前記加熱体の温度をトナーの軟化点以上の温度にまで加熱させる後加熱温度制御工程とを備えることを特徴とする。
【００４５】
また、本発明に係る定着方法は、前記後加熱温度制御工程による前記加熱体の温度の制御は、前記加熱体の温度変化に基づいて加熱時間を設定することによる制御であることを特徴とする。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施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、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００４７】
また、以下の図面において、既述の図面に記載された部品と同様の部品には同じ番号を付す。また、以下に説明する本発明に係る画像形成装置の各実施形態の説明は、本発明に係る定着装置及び定着方法の各実施形態の説明を兼ねる。
【００４８】
（画像形成装置の第１の実施形態）
以下、添付図面に基づき、本発明に係る画像形成装置の第１の実施形態について説明する。
【００４９】
図１は、本発明に係る画像形成装置の第１の実施形態の概略構成を示す縦断面図である。
【００５０】
最初に、かかる画像形成装置の構成について図１に基づき説明する。本実施形態の画像形成装置は、図１に示すように、像担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）１を備えている。
【００５１】
感光ドラム１は、装置本体Ｍによって回転自在に支持されており、駆動手段（図示せず）によって矢印Ｒｌ方向に所定のプロセススピードで回転駆動されるようになっている。
【００５２】
又、かかる画像形成装置は、感光ドラム１の周囲に、その回転方向に沿ってほぼ順に、帯電ローラ（帯電装置）２、露光手段３、現像装置４、転写ローラ（転写装置）５、クリーニング装置６が配設されている。
【００５３】
更に、かかる画像形成装置は、装置本体Ｍの下部に、紙等のシート状の記録材Ｐを収納した給紙カセット７が配置されており、記録材Ｐの搬送経路に沿って上流側から順に、給紙ローラ１５、搬送ローラ８、トップセンサ９、搬送ガイド１０、本発明にかかる定着装置１１、搬送ローラ１２、排紙ローラ１３、排紙トレイ１４が配置されている。
【００５４】
次に、かかる画像形成装置の動作について説明する。かかる画像形成装置にあっては、先ず、駆動手段（図示せず）によって矢印Ｒｌ方向に回転駆動される感光ドラム１の表面が、帯電ローラ２によって所定の極性、所定の電位に一様に帯電される。
【００５５】
次いで、帯電後の感光ドラム１は、その表面に対しレーザー光学系等の露光手段３によって画像情報に基づいた画像露光Ｌがなされ、露光部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。
【００５６】
次に、感光ドラム１上に形成された静電潜像は、現像装置４によって現像される。現像装置４は、現像ローラ４ａを有しており、この現像ローラ４ａに現像バイアスを印加し、感光ドラム１上の静電潜像にトナーを付着させることで、トナー像としての現像（顕像化）を行うようになっている。
【００５７】
感光ドラム１上のトナー像は、転写ローラ５によって紙等の記録材Ｐに転写される。
【００５８】
記録材Ｐは、給紙ローラ１５によって給紙カセット７から給紙された後、搬送ローラ８によって搬送され、トップセンサ９を経由して、感光ドラム１と転写ローラ５との間の転写ニップ部に搬送される。
【００５９】
このとき、記録材Ｐは、トップセンサ９によって搬送方向での先端が検知され、感光ドラム１上のトナー像と同期がとられる。
【００６０】
転写ローラ５には、転写バイアスが印加され、これにより感光ドラム１上のトナー像が記録材Ｐ上の所定の位置に転写される。
【００６１】
転写によって表面に未定着トナー像を担持した記録材Ｐは、搬送ガイド１０に沿って定着装置１１に搬送され、ここで未定着トナー像が加熱及び加圧されて記録材Ｐ表面に定着される。尚、定着装置１１については後に詳述する。
【００６２】
トナー像定着後の記録材Ｐは、搬送ローラ１２、排紙ローラ１３によって装置本体Ｍ上面の排紙トレイ１４上に搬送、排出される。
【００６３】
一方、トナー像転写後の感光ドラム１は、記録材Ｐに転写されないで表面に残ったトナー（以下、転写残トナーという）がクリーニング装置６のクリーニングブレード６ａによって除去された後、次の画像形成に供される。
【００６４】
以上の動作を繰り返すことで、次々と画像形成を行うことができる。次に、図２を参照して、本実施形態の定着装置１１の一例について詳述する。
【００６５】
尚、図２は、図１に示される定着装置１１の概略構成を示す図であって、記録材Ｐの搬送方向（矢印Ｋ方向）における縦断面図である。
【００６６】
定着装置１１は、図２に示すように、トナーを加熱する加熱体としてのセラミックヒータ（以下、ヒータという）２０と、ヒータ２０を内包する定着回転体たる定着フィルム２５と、定着フィルム２５に当接された別の定着回転体としての加圧体たる加圧ローラ２６と、ヒータ２０の温度を検知する温度検知手段たるサーミスタ２１と、サーミスタ２１の検知温度に基づきヒータ２０の温度が所定温度となるようヒータ２０を駆動制御する通電制御段手段２７と、不図示のバイアス源である電源からヒータ２０に通電を行うことにより温度制御が行われる構成で、半導体スイッチ素子としてトライアック２４、通電制御手段２７の制御を遮断する遮断選択手段としてのリレー３１と、加圧ローラ２６を回転駆動させる駆動手段たるモータ２９と、加圧ローラ２６が所定回転速度及び所定回転速度で回転する（本実施形態では、記録材Ｐが矢印Ｋ方向及び所定速度で搬送される）ようモータ２９を駆動制御する回転制御手段たるＣＰＵ３０とを備えている。
【００６７】
ヒータ２０は、アルミナ等の耐熱性の基材２０ａ上に例えば印刷によって抵抗体パターン２０ｂを形成し、その表面をガラス層２０ｃで被覆したものであり、記録材Ｐの搬送方向（矢印Ｋ方向）に直角な左右方向に長手となっており、記録材Ｐの幅よりも長く形成されている。
【００６８】
又、ヒータ２０は、装置本体Ｍに取り付けられたヒータホルダ２２によって支持されている。
【００６９】
ヒータホルダ２２は、耐熱樹脂によって半円状に形成された部材であり、定着フィルム２５の回転をガイドするガイド部材としても作用する。
【００７０】
定着フィルム２５は、ポリイミド等の耐熱樹脂を円筒状に形成したものであり、上述のヒータ２０及びヒータホルダ２２を包むよう配設される。
【００７１】
又、定着フィルム２５は、後述の加圧ローラ２６によってヒータ２０に押し付けられており、これにより定着フィルム２５の裏面がヒータ２０の下面に当接されるようになっている。
【００７２】
更に、定着フィルム２５は、加圧ローラ２６の矢印Ｒ２６方向の回転により記録材Ｐが矢印Ｋ方向に搬送されるのに伴って矢印Ｒ２５方向に回転されるように構成されている。尚、定着フィルム２５の左右の両端部は、ヒータホルダ２２のガイド部（図示せず）によって位置が規制されており、ヒータ２０の長手方向にはずれないようになっている。
【００７３】
又、定着フィルム２５は、ヒータ２０やヒータホルダ２２との間の摺動抵抗を低減させるために内周面にグリースが塗布されている。
【００７４】
加圧ローラ２６は、金属製の芯金２６ａの外周面に、シリコーンゴム等の弾性を有する耐熱性の離型層２６ｂを設けたものであり、離型層２６ｂの外周面により下方から定着フィルム２５をヒータ２０に押し付けて、定着フィルム２５との間に定着ニップ部Ｎを形成している。この定着ニップ部Ｎにおける加圧ローラ２６の回転方向についての幅（ニップ幅）をａとすると、このニップ幅ａは、記録材Ｐ上のトナーを好適に加熱及び加圧することができる程度に設定されている。
【００７５】
モータ２９にあっては、例えばステッピングモータ等を使用することができ、ＣＰＵ３０によって、加圧ローラ２６の回転を矢印Ｒ２６方向に連続的に行う外、所定の角度ずつ断続的に行うことも可能である。つまり、加圧ローラ２６の回転と停止とを繰り返しながら、記録材Ｐをステップ送りすることもできる。
【００７６】
通電制御手段２７は、ヒータ２０の裏面に取り付けられたサーミスタ（温度検知素子）２１が検出する温度に基づいて、ＣＰＵ２３がトライアック２４を制御し、ヒータ２０に対する通電を制御するようになっている。トライアック２４は、通電か非通電かを選択する制御を行うものである。
【００７７】
なお、ＣＰＵ２３はリレー３１を制御することで、トライアック２４によるヒータへの通電／遮断を行う。
【００７８】
上述のように、定着装置１１は、加圧ローラ２６の矢印Ｒ２６方向の回転により記録材Ｐを定着ニップ部Ｎにて狭持搬送しつつ、ヒータ２０によって記録材Ｐ上のトナーを加熱する。
【００７９】
この際、ＣＰＵ３０によって加圧ローラ２６の回転を制御することにより、記録材Ｐの送りを適宜に制御することができ、又、通電制御手段２７によってヒータ２０の温度を適宜に制御することができるものである。
【００８０】
ここで、トナー軟化点について説明する。本実施の形態ではトナーは、例えばポリエステル樹脂、スチレンアクリル樹脂等を溶融混練、粉砕、分級して製造される。尚、必要ならば、トナーに各種外添剤を添加する外添工程をトナー製造工程に付加してもよい。
【００８１】
軟化特性は、フローテスターＣＦＴ−５００型（島津製作所製）を使用し、ダイ（ノズル）の直径０．５ｍｍ、厚み１．０ｍｍとして５０ｋｇの押出荷重を加え、所期期設定温度８０℃で、予熱時間３００秒の後、５℃／分の速度で等速昇温したときに描かれるトナーのプランジャー降下量−温度曲線（以下軟化Ｓ字曲線という）を求めることによって得られる。尚、試料となるトナーは１ｇ〜３ｇの精製した微粉末を用い、プランジャー断面積は、１．０ｃｍ２とする。
【００８２】
図３に示すように等速昇温するに従い、トナーは徐々に加熱されて流出が開始される（プランジャー降下Ａ→Ｂ）。図３は、図１に示される画像形成装置において使用されるトナーのトナー軟化特性図である。
【００８３】
そして、更に昇温すると、溶融状態となったトナーは大きく流出し（Ｂ→Ｃ→Ｄ）、プランジャーの降下が停止する（Ｄ→Ｅ）。尚、図３において、軟化Ｓ字曲線の高さＨは全流出量を示し、Ｈ／２のＣ点に対応する温度Ｔ０はそのトナーの軟化点を示す。なお、本実施形態のトナーの軟化点は、１１０℃である。当然、トナーの構成によって、トナーの軟化点は異なる。
【００８４】
次に、本発明について図４を参照して更に詳細に説明する。図４は、図１に示される画像形成装置の定着装置における間欠プリント時の加熱体の温度制御及びリレー制御を説明するためのグラフである。先ず、リレー３１をＯＮし、通電制御手段２７によってプリント温度制御を行う。
【００８５】
ここで、プリント温度は、例えば、２００℃である。このプリント温度は、記録材の種類、加圧ローラの温度、ヒータの温度等の環境によって異なるものとしても、本発明の効果には何ら影響はない。記録材がニップ部を通過する動作が終了し、後回転に移行すると、リレー３１はＯＮのまま、通電制御手段２７のみによってヒータ２０に対する通電がＯＦＦとなる。
【００８６】
次に、後回転に移行してから、任意の時間（ｔ０）の間にヒータ２０の温度がどれだけ低下するかの温度変化（ΔＴ１）が、サーミスタ２１によって検知される。このとき、定着装置１１全体が十分に暖まっている状態ならばΔＴ１は小さく、逆に定着装置１１全体が冷たい状態ならばΔＴ１は大きい。このΔＴ１の計測から、後加熱温調時間ｔ１を表１に示すテーブルにより決定する。つまり、ＣＰＵ２３は、サーミスタ２１により計測されるΔＴ１に基づき後加熱温調時間ｔ１を表１（後述）のテーブルに従って決定する時間決定機能を有する。
【００８７】
以上の制御により、後加熱時間を適宜コントロールすることによって、加圧ローラ２６の温度は適度に保たれ、定着ニップ部のトナーを充分に冷却することができる。
【００８８】
よって、定着フィルム２５や加圧ローラ２６の表面のトナーを紙に吐き出させることが可能となり、更にホットオフセット等の画像不良や機内昇温といった問題を防ぐことが可能になる。
【００８９】
上記後加熱が終了すると、通電制御手段２７による通電をＯＦＦとした後に、リレー３１をＯＦＦする。
【００９０】
ここで、本実施形態における変化温度ΔＴと後加熱時間ｔ１との関係を下の表１に示す。
【００９１】
【表１】
2004029430.tif 000003
【００９２】
本実施形態では、上記の表１のような関係であるが、もちろん降下温度、後加熱時間を異ならせることは可能である。
【００９３】
例えば、温度２３℃、湿度６０％の環境下でＣａＣＯ３を１０〜１５％含んだ記録材を用いて２５秒に１枚プリントする（１枚のプリント毎に後加熱が毎回される）モードで通紙耐久テストを行うと、従来５０枚の通紙枚数でホットオフセットが発生し加圧ローラが汚れていたものが、本実施形態では２万枚の通紙枚数でもホットオフセットや加圧ローラ汚れ等の発生は見られなかった。
【００９４】
尚、本実施形態では、ｔ０＝０．５ｓｅｃ、後加熱温調温度Ｔ１＝２００℃とした。しかし、それ以外の温調温度に設定する、ΔＴの値によって後加熱時の温調温度を変更させる等の設定を行っても、何ら本発明の効果には影響を与えない。
【００９５】
また、後加熱を行うか否か、後加熱を行う時間等を判断する際の別の判断手法について説明する。
【００９６】
次に、図５に、図１に示される画像形成装置において使用される、サーミスタが配置されたヒータの概略図を示す。記録材を定着器を通紙する場合に、記録材の略中央部に第１の温度検知手段としてのサーミスタ２１ａ、記録材の搬送方向と直角方向での記録材の最大通紙幅内で最大通紙幅の端部に第２の温度検知手段としてのサーミスタ２１ｂを設ける。
【００９７】
なお、サーミスタ２１ｂは少なくとも通紙可能な最小サイズと最大通紙幅との間に設けられるものである。ここで、ヒータの説明を簡単に行う。４０、４１は抵抗発熱体に通電する接点電極、４２は抵抗発熱体を覆うガラスコート部材、４３はサーミスタ２１ａの電圧を検知するための接点電極、４４はサーミスタ２１ａへの導電部である。
【００９８】
本実施形態では、記録材の略中央部のサーミスタ２１ａは、ヒータ裏に取り付けられていると共に、記録材の通紙域端部のサーミスタ２１ｂは、不図示のヒータホルダーから、ヒータ裏に接触するタイプのものであるが、その他の構成であっても何ら問題はない。
【００９９】
また、本実施形態では最大通紙幅はＡ４であったが、そのサイズはＡ４に限られるものではなく、例えばＡ３、その他のサイズであっても問題はない。
【０１００】
この判断方法は、記録材が定着器を通過した時のサーミスタ２１ａとサーミスタ２１ｂとの温度差ΔＴ２に基づいて、後加熱を行うかの判断、後加熱を行う時間の判断等をするものである。
【０１０１】
ここで、サーミスタ２１ａにより検知された温度をＴ２、サーミスタ２１ｂにより検知された温度をＴ３とする。ここで、本実施形態における温度差ΔＴ２を、Ｔ２からＴ３を引いた値とする。温度差ΔＴ２（ΔＴ２＝Ｔ２−Ｔ３）と後加熱時間ｔ２との関係を表２に示す。
【０１０２】
【表２】
2004029430.tif 000004
【０１０３】
例えば、温度２３℃、湿度６０％の環境下でＣａＣＯ３を１０〜１５％含んだ記録材を用いて２５秒に１枚プリントする（１枚のプリント毎に後加熱が毎回される）モードで通紙耐久テストを行うと、従来５０枚の通紙枚数でホットオフセットが発生し加圧ローラが汚れていたものが、本実施形態では２万枚の通紙枚数でもホットオフセットや加圧ローラ汚れ等の発生は見られなかった。
【０１０４】
尚、本実施形態では、後加熱温調温度Ｔ２＝２００℃とした。しかし、それ以外の温調温度に設定する、ΔＴ２の値によって後加熱時の温調温度を変更させる等の設定を行っても、何ら本発明の効果には影響を与えない。
【０１０５】
よって、本実施形態によれば、画像不良や機内昇温等の問題の発生を防ぎ、更に定着回転体に対するトナー汚れの蓄積を防止し、これにより、定着回転体に対する記録材の巻き付きや定着回転体に蓄積されたトナー汚れが一気に記録材を汚すといった不具合を防止することが可能になった。
【０１０６】
最後に、図６に記述したフローチャートを用いて、上述の内、リレーの制御について詳細に説明する。図６は、図１に示される画像形成装置の定着装置におけるリレー制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【０１０７】
プリントが開始されると（Ｓ４０１）、最初にリレー３１をＯＮにする（Ｓ４０２）。その後、すぐにプリント加熱を開始する（Ｓ４０３）。プリント終了後、後回転制御に移行する（Ｓ４０４）。後回転終了後、前述のアルゴリズムに基づき、後加熱の可否を判断する（Ｓ４０５）。もし、後加熱を行うのであれば、後加熱を行い（Ｓ４０６）、もし行わなければそのままリレー３１をＯＦＦする（Ｓ４０７）。その後、プリント動作を終了する（Ｓ４０８）。
【０１０８】
以上のように、本実施形態においては、ヒータの温度分布に応じて、後加熱を行うか否かの判断を適切に行うことが可能であり、この判断により、開閉手段の寿命の伸長化と開閉手段の切り替え時のノイズの低減化を図ることができる。
【０１０９】
（画像形成装置の第２の実施形態）
次に、本発明に係る画像形成装置の第２の実施形態について説明する。本実施形態において前述の第１の実施形態と同じ部品等は同じ番号を付し、説明は省略する。
【０１１０】
本実施形態は、用紙サイズを検知することにより、後加熱を行うか否かの判断をする構成である。
【０１１１】
ここで用紙サイズの検知方法について説明する。まず、用紙がトップセンサ９を経由する時間をもって用紙の長さが検知される。小サイズか否かは、用紙の長さに基づき決定される。また、搬送方向と直角方向の通紙幅が所定の幅より小さいことを検知する手段であるセンサーを設けることにより小サイズに該当するか否かの判断が行われる場合でもよい。
【０１１２】
次に、本実施形態について更に詳細に説明する。本実施形態では、図７で示すように、先ず、リレー３１をＯＮし、通電制御手段２７によってプリント温度制御を行う。図７は、本発明に係る画像形成装置の第２の実施形態の定着装置における間欠プリント時の加熱体の温度制御およびリレー制御を説明するためのグラフである。
【０１１３】
ここで、プリント温度は、例えば、２００℃である。このプリント温度は、記録材の種類、加圧ローラの温度、ヒータの温度等の環境によって異なるものとしても、本発明の効果には何ら影響はない。記録材がニップ部を通過する動作が終了し、通紙されていた用紙が小サイズであることを検知すると、リレー３１はＯＮのまま後回転に移行し、通電制御手段２７のみによってヒータ２０に対する通電がＯＦＦとなる。
【０１１４】
後回転が停止すると、第１の実施形態に示す方法と同様の方法で、任意の時間（ｔ０）の間にヒータ２０の温度がどれだけ低下するかの温度変化（ΔＴ）が、サーミスタ２１によって検知される。
【０１１５】
このΔＴの計測から、後加熱温調時間ｔ１を第１の実施形態に示す表１のテーブルにより決定する。つまり、ＣＰＵ２３は、サーミスタ２１により計測されるΔＴに基づき後加熱温調時間ｔ１を表１のテーブルに従って決定する時間決定機能を有する。
【０１１６】
以上の制御により、後加熱時間を適宜コントロールすることによって、加圧ローラ２６の温度は適度に保たれ、定着ニップ部のトナーを充分に冷却することができる。
【０１１７】
また、後加熱時間を検知する方法を示す。この方法は、第１の実施形態に示したものと同様である。
【０１１８】
記録材が定着器を通過した時のサーミスタ２１ａとサーミスタ２１ｂとの温度差ΔＴ２に基づいて、後加熱を行うかの判断、後加熱を行う時間の判断等をするものである。
【０１１９】
ここで、サーミスタ２１ａにより検知された温度をＴ２、サーミスタ２１ｂにより検知された温度をＴ３とする。ここで、本実施形態における温度差ΔＴ２を、Ｔ２からＴ３を引いた値とする。温度差ΔＴ２（ΔＴ２＝Ｔ２−Ｔ３）と後加熱時間ｔ２との関係を第１の実施形態の表２に示す。
【０１２０】
この場合にも、定着フィルム２５や加圧ローラ２６の表面のトナーを紙に吐き出させることが可能となり、更にホットオフセット等の画像不良や機内昇温といった問題を防ぐことが可能になる。
【０１２１】
上記後加熱が終了すると、通電制御手段２７による通電をＯＦＦとした後に、リレー３１をＯＦＦする。
【０１２２】
また、記録材が小サイズ紙である場合は、図４の最後の用紙に示すように、後回転移行時に通電制御手段２７による温度制御を終了した後、リレー３１をＯＦＦとする。
【０１２３】
最後に、図８に記述したフローチャートを用いて、上述の内、リレーの制御について詳細に説明する。図８は、本発明に係る画像形成装置の第２の実施形態の定着装置におけるリレー制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【０１２４】
プリントが開始されると（Ｓ８０１）、最初にリレー３１をＯＮにする（Ｓ８０２）。
【０１２５】
その後、すぐにプリント加熱を開始する（Ｓ８０３）。プリント終了後、検知したサイズに基づき、後加熱を行うかどうかを決定する（Ｓ８０４）。
【０１２６】
後加熱を行うと判断した場合は、後回転（Ｓ８０５）終了後、後加熱（Ｓ８０６）を行い、リレー３１をＯＦＦし（Ｓ８０７）、プリント終了する（Ｓ８１０）。もし、Ｓ８０４において後加熱を行わないと判断した場合は、その時点でリレー３１をＯＦＦする（Ｓ８０８）。そして、後回転（Ｓ８０９）終了後、プリント動作を終了する（Ｓ８１０）。
【０１２７】
このように、本実施形態の画像形成装置では、記録材のサイズを検知することで、早期に後加熱を行うか否かの判断を行うことができるとともに、画像形成装置の停止加熱を行うときに後回転開始時にリレー３１をＯＦＦし、停止加熱開始時にＯＮするという動作を省くことで、リレー３１の寿命の伸長化とリレー３１の切り替え時のノイズの低減化を図ることができる。
【０１２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、用紙サイズに基づいて後加熱を行う定着装置又は画像形成装置において、開閉手段の通電／遮断の回数を減らすことにより、開閉手段の接点の寿命を長く設定すること、及び、開閉手段の切り替えに伴うノイズを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の第１の実施形態の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】図１に示される画像形成装置に備えられた定着装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図３】図１に示される画像形成装置において使用されるトナーのトナー軟化特性図である。
【図４】図１に示される画像形成装置の定着装置における間欠プリント時の加熱体の温度制御およびリレー制御を説明するためのグラフである。
【図５】図１に示される画像形成装置において使用される、サーミスタが配置されたヒータの概略図を示す。
【図６】図１に示される画像形成装置の定着装置におけるリレー制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図７】本発明に係る画像形成装置の第２の実施形態の定着装置における間欠プリント時の加熱体の温度制御およびリレー制御を説明するためのグラフである。
【図８】本発明に係る画像形成装置の第２の実施形態の定着装置におけるリレー制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図９】従来の画像形成装置の定着装置における間欠プリント時の加熱体の温度制御およびリレー制御を説明するためのグラフである。
【図１０】従来の画像形成装置の定着装置における間欠プリント時の加熱体の温度制御およびリレー制御を説明するためのグラフである。
【図１１】従来の画像形成装置の定着装置におけるリレー制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１　感光ドラム
２　帯電ローラ
３　露光手段
４　現像装置
４ａ　現像ローラ
５　転写ローラ
６　クリーニング装置
６ａ　クリーニングブレード
７　給紙カセット
８　搬送ローラ
９　トップセンサ（サイズ検知手段）
１０　搬送ガイド
１１　定着装置
１２　搬送ローラ
１３　排紙ローラ
１４　排紙トレイ
２０　セラミックヒータ（加熱体）
２０ａ　基材
２０ｂ　抵抗パターン
２０ｃ　ガラス層
２１　サーミスタ（温度検知手段）
２２　ヒータホルダ
２３　ＣＰＵ（後加熱決定手段、制御手段、後加熱温度制御手段）
２４　トライアック
２５　定着フィルム
２６　加圧ローラ
２６ａ　芯金
２６ｂ　離型層
２７　通電制御手段
２９　モータ（駆動手段）
３０　ＣＰＵ（回転制御手段）
３１　リレー（開閉手段）
４０、４１　抵抗発熱体用のＡＣ電極
４２　ガラスコート部材
４３　サーミスタ用のＤＣ電極
４４　サーミスタ用の導電線
ａ　ニップ幅
Ｌ　画像露光
Ｍ　装置本体
Ｎ　定着ニップ部（ニップ）
Ｐ　記録材
【図１】
2004029430.tif 000005
【図２】
2004029430.tif 000006
【図３】
2004029430.tif 000007
【図４】
2004029430.tif 000008
【図５】
2004029430.tif 000009
【図６】
2004029430.tif 000010
【図７】
2004029430.tif 000011
【図８】
2004029430.tif 000012
【図９】
2004029430.tif 000013
【図１０】
2004029430.tif 000014
【図１１】
2004029430.tif 000015