(57)【要約】【課題】使用環境や記録材の種類が異なっても安定した定着性を確保することが可能な定着装置を提供する。【解決手段】少なくとも定着手段１０に備えた加熱手段１３−１が発熱されて加熱されたときの温度検知手段３０−１の検知温度に基づいて該定着手段を調整手段１４−１で所定温度に温調し、制御手段１６は加圧手段２０に備えた温度検知手段３０−２の検知温度が所定の範囲に入るように、間隔調節手段９を制御して記録材Ｔの間隔を調節する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧手段と、未定着トナー像を面上に担持した記録材を前記加圧手段とのニップ部で挟持して定着させる定着手段と、前記定着手段と加圧手段のうち少なくとも定着手段に備えられ、電力を受けて発熱する加熱手段と、前記加熱手段に発熱させるための電力を印加する温調用の調整手段と、前記定着手段および加圧手段の両方に備えられ、該定着手段と加圧手段の温度をそれぞれ検知する温度検知手段を有する加熱装置において、
前記加圧手段に備えた温度検知手段の検知温度に応じて記録材の間隔調節手段を制御する制御手段を有し、前記定着手段に備えた温度検知手段の検知温度に応じて前記調整手段により前記定着手段を所定温度に温調するとともに、前記加圧手段の検知温度が所定の範囲に入るように、前記制御手段により前記間隔調節手段を制御して記録材の間隔を調節することを特徴とする加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、面上に未定着トナー像を担持した記録材を加熱・加圧する加熱装置に関する。
【０００２】
さらに詳しくは、電子写真、静電記録、磁気記録等の適時の画像形成プロセス手段により、加熱溶融性の樹脂等よりなるトナーを用いて、記録材(紙、印刷紙、転写材シート、ＯＨＰシート、光沢紙、光沢フィルム等)の面に直接方式もしくは転写方式で形成担持させた目的の画像情報に対応した未定着トナー画像を、該画像を担持している記録材面上に永久固着画像として加熱定着処理する方式のトナー画像加熱装置に関するものであり、例えば、複写機、レーザビームプリンタ等の画像形成装置に適用して好適なものである。
【０００３】
【従来の技術】
従来、電子写真方式を応用した画像形成装置としてレーザビームプリンタ等が知られている。図１１にレーザビームプリンタの一従来例を示す。図１１において、１は感光体ドラム、２は露光装置、３は現像装置、４は転写部材、５はクリーニング装置、６は帯電部材、７は加熱装置としての定着装置、Ｃは供給する記録材である転写材を収納する給紙カセット、８は給紙装置、Ｐは転写材の搬送路、Ｌは露光装置２から照射されたレーザ光である。
【０００４】
上記プリンタでは、帯電部材６により所望の電位に帯電された感光体ドラム１の表面に対して、露光装置２は画像情報に応じたレーザ光Ｌをオン／オフさせて照射し、電荷を除電することで静電潜像を感光体ドラム１上に形成する。
【０００５】
現像装置３は現像剤（以後トナーと記す）、現像容器、および現像スリーブ３１から構成される。現像スリーブ３１からは、静電潜像に応じてトナーが供給され、感光体ドラム１上にはトナー像が形成される。その後、転写部材４により感光体ドラム１上のトナー像は記録材としての転写材の表面に転写される。この転写材上の未定着トナー像は定着装置７により加熱加圧されることで転写材面上に永久定着され、その転写材は画像形成装置から排出される。
【０００６】
一方、転写時に感光体ドラム１上に残ったトナーや紙紛などはクリーニング装置５により取り除かれる。
【０００７】
定着装置７は、図１２に示されるように、定着ローラ１０と加圧ローラ２０を備え、定着ローラと加圧ローラはそれぞれ内部に設けられたヒータ１３−１，１３−２によって加熱される。定着ローラ１０の温度は、定着ローラ表面に当接されるサーミスタなどの温度検知素子３０−１によって、該定着ローラ１０の表面温度として検出され、定着ヒータ用温度制御回路１４−１によってヒータ１３−１を断続的に作動させることで、上記表面温度は所定の温度に制御される。一方、加圧ロール２０の温度は、加圧ローラ表面に当接されるサーミスタなどの温度検知素子３０−２によって、該加圧ローラ２０の表面温度として検出され、加圧ヒータ用温度制御回路１４−２によってヒータ１３−２を断続的に作動させることで、上記表面温度は所定の温度に制御される。
【０００８】
上記定着装置において、トナー像ｔを担持した転写材Ｔは、定着ローラ１０と加圧ローラ２０との当接ニップ部（定着ニップ）Ｎに導かれ、このニップ部で加熱かつ加圧されることにより転写材面上にトナー像が定着される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このような定着装置を備えるレーザビームプリンタにおいて、プリントスピードの高速化を図って定着性を確保する場合、定着装置の定着ローラの表面温度を一定に維持できるように、定着ヒータ（定着ローラ内のヒータ）側に電力を優先して供給する。よって、加圧ヒータ（加圧ローラ内のヒータ）側に供給される電力が制限されるため、加圧ローラの表面温度を十分に高い温度に維持することができなくなる。
【００１０】
一方、転写材、特に紙の坪量により、定着に必要な熱量が異なるため、例えば、１２８ｇ／ｍ2や１９９ｇ／ｍ2等の坪量の大きな紙（以後厚紙と記す）では多くの熱量が必要である。また、高級感や質感向上のために表面に凹凸がある紙（以後ラフ紙と記す）をプリントする場合は、紙に熱が伝わりにくいため、十分な定着性を確保するためには定着ローラあるいは加圧ローラの温度を高く設定する必要がある。このように、厚紙やラフ紙を十分定着させるためには、加圧ローラの表面温度が重要であるため、従来は厚紙モード、ラフ紙モードなどを設け、ユーザが任意に設定可能にしていた。このような特殊モードは、定着ローラの温調温度を高く設定したり、スループットを下げることにより加圧ローラの温度を高く設定するものである。
【００１１】
しかしながら、特定のモード（特定の温調温度とスループット）で厚紙やラフ紙に対応する場合、加圧ローラの表面温度は紙の熱容量、熱伝達効率の違いにより左右される。つまり、厚紙やラフ紙などの種類の異なる紙種間で定着性が一定とならないばかりか、紙のカール量のばらつきを生じる。また、特定モードとして、坪量の大きい紙、あるいは熱伝達効率の悪い紙に合わせると、全体のスループットが遅くなり、逆に坪量の比較的小さい紙、あるいは熱伝達効率の比較的良い紙に合わせてスループットをある程度速く設定すると、前者のような紙には対応できない。
【００１２】
そこで、本発明は上記点に鑑みてなされたもので、使用環境や記録材の種類が異なっても安定した定着性を確保することが可能な定着装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、加圧手段と、未定着トナー像を面上に担持した記録材を前記加圧手段とのニップ部で挟持して定着させる定着手段と、前記定着手段と加圧手段のうち少なくとも定着手段に備えられ、電力を受けて発熱する加熱手段と、前記加熱手段に発熱させるための電力を印加する温調用の調整手段と、前記定着手段および加圧手段の両方に備えられ、該定着手段と加圧手段の温度をそれぞれ検知する温度検知手段を有する加熱装置において、
前記加圧手段に備えた温度検知手段の検知温度に応じて記録材の間隔調節手段を制御する制御手段を有し、前記定着手段に備えた温度検知手段の検知温度に応じて前記調整手段により前記定着手段を所定温度に温調するとともに、前記加圧手段の検知温度が所定の範囲に入るように、前記制御手段により前記間隔調節手段を制御して記録材の間隔を調節することを特徴とする加熱装置、である。
【００１４】
上記構成において、少なくとも定着手段に備えた加熱手段が発熱して加熱されたときの温度検知手段の検知温度に基づいて該定着手段が所定温度に温調され、制御手段は加圧手段に備えた温度検知手段の検知温度が所定の範囲に入るように、間隔調節手段を制御して記録材の間隔を調節するので、加圧手段の温度を所定の範囲に維持することができる。これにより、例えば、坪量の大きい記録材を連続的に加熱・加圧処理する場合、あるいは低温環境下で記録材を連続的に加熱・加圧処理する場合などにおいて、加圧手段の温度が一定範囲に維持されることから、使用環境や記録材の種類が異なっても安定した定着性を確保できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第1の実施例）
図１は、本発明に係る加熱装置の第1の実施例を示す概略構成断面図である。この加熱装置（以後、定着装置と記す）は、A３（２９７ｍｍ）幅を最大通紙サイズとする転写材（記録材）を装置の通紙中心を基準として搬送する中央基準の例である。
【００１６】
図１において、１０は定着ローラであり、一例として、アルミニウムや鉄などの芯金１１上にＰＦＡ、ＰＩＴＥ等の離型性樹脂層１２を設け、また、内部はヒータ１３−１によって加熱されるようになっている。本実施例に示す定着ローラ１０は、例えば、アルミニウムを芯金１１とする直径５０ｍｍ、厚さ３．０ｍｍのローラであり、表層にはＰＦＡの離型層１２を被覆している。定着ローラ１０の温度は、該定着ローラ１０に当接される温度検知素子３０−１（以後サーミスタと記す）によって、該定着ローラ１０の表面温度として検出され、その検出温度（検知温度）に基づき定着ヒータ用温度制御回路１４−１によってヒータ１３−１を断続的に作動（オン（導通）・オフ（遮断）作動）させ、商用電源１５から該温度制御回路を介してヒータ１３−１に電力を印加することで、定着ローラ１０の表面温度は所定の温度に制御される。
【００１７】
２０は上記定着ローラ１０に圧接回転する加圧ローラであり、一例として、アルミニウムや鉄等の金属芯金２１上に、耐熱性を有しかつ硬度の低いシリコーンゴムやシリコーンスポンジ等の弾性層２２を設け、その表面にＰＦＡ、ＰＩＴＥ等の離型性の高い樹脂による被覆層２３を有した構造をなしており、内部のヒータ１３−２によって加熱されるようになっている。本実施例に示す加圧ローラ２０は、例えば、厚さ５．０ｍｍのアルミニウム芯金２１上にシリコーンゴムの弾性層２２、表層にＰＦＡの離型層２３を有し、直径４０ｍｍ、製品硬度６３°（Ａｓｋｅｒ−Ｃ／１ｋｇ荷重）の物を用いており、６００Ｎの加圧力を適宜の加圧機構を用いてかけることで定着ローラとの間に７．０ｍｍのニップ幅を作ることができる。加圧ローラ２０の温度は、該加圧ローラ２０に当接されるサーミスタ３０−２によって該加圧ローラ２０の表面温度として検出され、その検出温度（検知温度）に基づき加圧ヒータ用温度制御回路１４−２によってヒータ１３−２を断続的に作動（オン（導通）・オフ（遮断）作動）させ、商用電源１５から該温度制御回路を介してヒータ１３−２に電力を印加することで、加圧ローラ２０の表面温度は所定の温度に制御される。また、サーミスタ１３−２で検出した加圧ローラ表面温度は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリなどを備えるマイクロプロセッサからなる制御部１６に入力される。メモリには、サーミスタ１３−２の検出温度に応じて転写材Ｔの紙間（転写材を連続的にプリントする場合の転写材間の間隔）を調整するための紙間調節温調テーブルや紙間調節温調処理プログラムなどが記憶され、ＣＰＵは同プリンタに設けられた図示しない紙間調節モードが選択された場合に、上記プログラムに従って後述するレーザビームプリンタのレジストローラ対９などの駆動を制御する。
【００１８】
ヒータ１３−１，ヒータ１３−２は１００Ｖ入力時に１０００Ｗの出力がでるものを使用し、ヒータ配光も通紙基準に対して対称な分布になっている。サーミスタ３０−１，３０−２は定着ローラ１０および加圧ローラ２０の長手方向略中央部に設置している。
【００１９】
本実施例に示す定着装置では、温度制御回路１４−１で定着ローラ表面を１９０℃に温調制御することにより、プロセススピードを２３３．３ｍｍ/ｓｅｃ、紙間を７０ｍｍとして、Ａ４横で最高スループット５０ｐｐｍを実現している。
【００２０】
上記定着装置において、未定着トナー像ｔを面上に担持した転写材Ｔは、入口ガイド２４によって定着ローラ１０と加圧ローラ２０との当接ニップ部（定着ニップ）Ｎに導かれ、このニップ部で加熱かつ加圧されることで転写材面上にトナー像ｔが定着される。この入口ガイド２４はＰＢＴ等の抵抗制御材（１０8から１０10Ω）で作るか、もしくはステンレス等の金属でガイド面を構成し、定着フレームとの接点に前記抵抗制御材を用いることが行われている。これは、絶縁物等で入口ガイドを形成すると、転写材との摺擦によりガイド面が帯電し、トナーの飛び散り等の弊害が生じるためである。また、転写材Ｔがニップ部を通過するときにシワが発生しないように、前記定着ローラ１０及び加圧ローラ２０の長手方向に適正な逆クラウン形状を付けるとともに、入口ガイド２４により定着ニップへの侵入位置を適正化することが行われている。
【００２１】
定着ニップＮにおいて加熱かつ加圧されてトナー像を固着した転写材Ｔは、定着ローラ分離爪２５あるいは、加圧ローラ分離爪２６によりいずれかのローラから分離され、排紙ガイド２７により排紙ローラ２８に導かれ装置外へ排出される。
【００２２】
図２に本実施例に示される定着装置を搭載したレーザビームプリンタ（画像形成装置）の概略構成を示す。図２を参照して、同プリンタの給紙動作の説明を行う。図２に示すレーザビームプリンタにおいて、定着装置以外の主な装置構成は図１１の従来例と同様であるため説明を省略する。同図に示すレーザビームプリンタにおいては、ピックアップローラ８´により転写材ＴがカセットＣから取り出され、重送を防止するためにフィードローラ８−１とリタードローラ８−２によって１枚だけ搬送される。そして、レジストローラ対９により画像形成前に転写材Ｔが待機され、待機しているかどうかはセンサＳによって検知する。感光体ドラム１の画像形成の準備が整うと、ＶＳＹＮＣ（垂直同期）信号に同期して画像形成が開始されるとともに、レジストローラ対９が転写材Ｔを転写部へ搬送する。
【００２３】
図３に温度制御回路１４−１，１４−２が実行するヒータ駆動、および制御部１6が実行する紙間調節温調のフローチャートを示す。本実施例においては、転写材Ｔであるラフ紙の定着性が十分確保できる値として、加圧ローラ２０の表面温度を１２０℃から１６０℃の値に設定する場合の方法を以下に示す。
【００２４】
図３において、ユーザが紙間調節モードを選択（Ｓ０）した場合、プリントを開始すると、紙間ＤｎはＤｒｅｆ（デフォルト値）＝７０ｍｍにセットされる（Ｓ１）。サーミスタ３０−１による定着ローラ１０の表面温度ｔは１９０℃となるよう温度制御回路１４−１によりヒータ１３−１が駆動される。ここで、定着ヒータ３０−１は加圧ヒータ３０−２とは独立に駆動されるものであり、従来と同様な制御方法を用いるため説明を省略する。
【００２５】
制御部では、サーミスタ３０−２で検出した加圧ローラの表面温度ｔ´が１６０℃未満であるとき（Ｓ２のｎｏ）、Ｓ３に進み、定着ヒータ１３−１がＯＦＦであれば（Ｓ３のｙｅｓ）、Ｓ４に進み、加圧ヒータ１３−２を点灯（ＯＮ）させ、加圧ヒータ１３−２は加圧ローラ２０の表面温度を１６０℃となるように駆動される。加圧ローラ２０の表面温度が１６０℃以上であれば（Ｓ２のｙｅｓ）、Ｓ５に進み、加圧ヒータ１３−２はＯＦＦとして、紙間はＤｒｅｆのまま連続プリントを継続する。
【００２６】
続いて、紙間調節方法について説明する。本実施例においては、表１に示すように、紙間Ｄｎを５０ｍｍ刻みで７段階のステップ（０から６）に設定し、最大紙間は３７０ｍｍとした。連続プリント中において、レジストローラ９で待機している紙（転写材）の次の搬送タイミングは、以下の制御に従う。まず、サーミスタ３０−２の検出温度に基づいて加圧ローラ表面温度ｔ´の最低値（十分な定着性を確保できる温度）ｔ´ｍｉｎを計測する。ｔ´ｍｉｎが１４０℃未満である場合（Ｓ６のｎｏ）、紙間の長さを広げる制御を行う。例えば、前回の紙間が最大値（３７０ｍｍ）でなければ（Ｓ７のｎｏ）、前回の紙間よりも５０ｍｍ拡大する（Ｓ８）。逆にｔ´minが１４０℃以上のとき（Ｓ６のｙｅｓ）、前回の紙間がデフォルト値（Ｄｒｅｆ＝７０ｍｍ）でなければ（Ｓ９のｎｏ）、紙間を５０ｍｍ短縮する（Ｓ１０）。紙間変更後に加圧ローラの最低温度ｔ´ｍｉｎをリセット（Ｓ１１）して（Ｓ２）に戻り、（Ｓ２）〜（Ｓ１１）の一連の制御を繰り返す。ここで、ｔ´minの計測は、Ｄｒｅｆ＝７０ｍｍで連続プリント可能なタイミングで行うものとする。また、上記したように、レジストローラ９で転写材の間隔を大きくするための加圧ローラの検知温度は、転写材の間隔を小さくするための加圧手段の検知温度よりも高く設定されている。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
図４にＡ４サイズで坪量１２８ｇ/ｍ2の紙を連続プリントした場合の定着および加圧ローラ表面温度と紙間の関係を示す。図４において、Iは定着ローラ表
面温度を示し、プリント中は１９０℃に維持されていることを示す。IIは加圧ローラ表面温度を示し、１４０℃を下回ったときに本実施例の紙間調節を行ったときの紙間（表１のステップに対応する数字で記載）と加圧ローラ表面温度の関係を示す。同図に示されるように、表１に示すステップ（０，１，２，．．．６）の紙間Ｄｎに応じて加圧ローラ表面の温度の回復状況が異なるため、紙間の長さを調節することにより、加圧ローラ表面を１２０℃から１６０℃の範囲に設定するものである。この設定範囲は定着器の熱伝達能力やプロセススピードによって任意に設定可能である。本実施例においては十分な定着性を確保できる温度として１４０℃前後の加圧ローラ表面温度にするとともに、それ以上の温度になる場合は紙間を小さく設定して、高い生産性を維持するものである。IIIは同条件で連続プリントしたときの加圧ローラ表面温度の推移を示し、IVはさらに加圧ヒータをＯＦＦにしたときの加圧ローラ表面温度の推移を示す。
【００２９】
本実施例に示す定着装置では、通常よりも坪量の大きい紙を連続プリントした場合、または、低温環境下で連続プリントした場合など、消費電力が増えても加圧ローラ２０の温度を一定範囲にすることができ、定着性を低下させることなく、置かれた環境において最大のプリントスピードを実現することが可能となる。また、ラフ紙などの熱を伝えにくい紙においては、加圧ローラ２０の表面温度が下がりにくいため、厚紙よりも速いスループットで良好な定着性を確保することが可能となる。
【００３０】
ここで、紙間調節モードはユーザ設定としたが、プリントドライバにより設定してもよいし、レーザビームプリンタの本体パネルから直接設定してもよい。また、紙カセットＣ、もしくは他の給紙手段に紙間調節モードを設定できるようにすることで、ユーザがその紙を選択したときには自動的に紙間調節モードでプリントさせることも可能である。
【００３１】
レーザビームプリンタの給紙動作については、レジストローラ９によってＶＳＹＮＣ信号の同期をとって画像形成を行う場合の応用例を示したが、紙カセットＣからの給紙タイミングを変更することにより紙間を調節してもよい。このとき、紙先端を検知するＴＯＰセンサを転写部の手前に設置することにより、画像形成と紙の同期をとることが可能である。
【００３２】
また、ユーザが誤って紙間調節モードを選択した場合、つまり薄紙をプリントするときに紙間調節モードを選択するようなことがあっても、加圧ローラ２０の表面温度が下がらないようであれば通常の紙間でプリントすることが可能である。
【００３３】
（第２の実施例）
本発明に係る加熱装置の第２の実施例を示す。第１の実施例においては、Ａ４サイズの紙を毎分５０枚プリント可能な高速機のレーザビームプリンタに搭載した定着装置を示したが、本実施例に示す定着装置においては、A４サイズの紙（転写材）を毎分３０枚プリント可能な中速機のレーザビームプリンタに搭載した場合の例を示す。図５に本実施例の定着装置の概略構成を示す。本例の定着装置は、第１図に示した定着装置の加圧ローラ２０からヒータ１３−２を除いた他は該装置と同様な構成になっている。
【００３４】
この定着装置は、Ａ３（２９７ｍｍ）幅を最大通紙サイズとする転写材を装置の通紙中心を基準として搬送する中央基準の例であり、ヒータ１３は１００Ｖ入力時に１０００Ｗの出力がでるものを使用し、ヒータ配光も通紙基準に対して対称な分布になっている。定着ローラ１０はアルミニウムを芯金１１とする直径４０ｍｍ、厚さ２．０ｍｍのローラであり、表層にはＰＦＡの離型層１２を被覆している。加圧ローラ２０は厚さ５．０ｍｍのアルミニウム芯金２１上にシリコーンゴムの弾性層２２、表層にＰＦＡの離型層２３を有し、直径３０ｍｍ、製品硬度５８°（Ａｓｋｅｒ−Ｃ／１ｋｇ荷重）の物を用いており、３００Ｎの加圧力をかけることで定着ローラとの間に５．５ｍｍのニップ幅を作ることができる。温度検知素子３０−１，３０−２は定着ローラおよび加圧ローラの略中央部に設置している。本実施例においては定着ローラ表面を１９０℃に温調制御を行うことにより、プロセススピードを１３５ｍｍ/ｓｅｃ、紙間を６０ｍｍとして、Ａ４横で最高スループット３０ｐｐｍを実現している。レーザビームプリンタ（画像形成装置）の概略については第1の実施例と同様であるため説明を省略する。
【００３５】
図６に本実施例の定着装置における温度制御回路１４−１が実行するヒータ駆動、および制御部１６が実行する紙間調節温調のフローチャートを示す。本実施例においても、ラフ紙の定着性が十分確保できる値として、加圧ローラ２０の表面温度を１２０℃から１６０℃の値に設定する場合の方法を以下に示す。
【００３６】
図６において、ユーザが紙間調節モードを選択（Ｓ０）した場合、プリントを開始すると紙間ＤｎはＤｒｅｆ＝６０ｍｍにセットされる（Ｓ１）。サーミスタ３０−１による定着ローラ１０の表面温度ｔは１９０℃となるようヒータ１３−１が駆動される。ここで、定着ヒータ３０−１は従来と同様な制御方法を用いるため説明を省略する。
【００３７】
本実施例の定着装置においては、加圧ローラ２０にヒータが無いため、第1の実施例の図３に示す（S２）から（S５）を省略する。
【００３８】
続いて、紙間調節方法について説明する。本実施例においては加圧ローラがヒータを備えていないため、紙間の変更幅を加圧ローラ１周分（９４．２ｍｍ）強とし、変更するステップ数は４段階と少なく設定した。ここで、変更する紙間の幅が不規則であるため、表２に示すようなルックアップテーブル（紙間調節温調テーブル）により、各ステップＳｔｅｐに対応した紙間Ｄｎを設定するものである。また、本実施例においては、紙間を変更する基準温度に対してヒステリシスを持たせて制御を行い、１４０℃未満で紙間を増加させ、１４５℃よりも高いときに紙間を減少させるように紙間を制御するものである。
【００３９】
連続プリント中において、レジストローラ９で待機している紙の次の搬送タイミングは、以下の制御に従う。まず、加圧ローラ表面温度ｔ´の最低値ｔ´ｍｉｎを検出する。ｔ´ｍｉｎが１４０℃未満である場合（Ｓ１２のｎｏ）、紙間の長さを広げる制御を行う。前回の紙間が最大値（Step＝３）でなければ（Ｓ１３のｎｏ）、前回の紙間よりも拡大する（Ｓ１４）。逆にｔ´ｍｉｎが１４５℃よりも高い場合（Ｓ１５のｎｏ）、紙間がデフォルト値（Ｓｔｅｐ＝０）でなければ（Ｓ１６のｎｏ）、紙間を短縮する（Ｓ１７）。紙間変更後に加圧ローラの最低温度ｔ´ｍｉｎをリセット（Ｓ１１）して（Ｓ１２）に戻り、（Ｓ１２）〜（Ｓ１１）の一連の制御を繰り返す。ここで、ｔ´ｍｉｎの計測は、Ｄｒｅｆ＝６０ｍｍで連続プリント可能なタイミングで行うものとする。
【００４０】
【表２】
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【００４１】
図７にＡ４サイズで坪量１２８ｇ/ｍ2の紙を連続プリントした場合の定着および加圧ローラ表面温度と紙間の関係を示す。Iは定着ローラ表面温度を示し、
プリント中は１９０℃に維持されていることを示す。II´は加圧ローラ表面温度を示し、１４０℃を下回ったときに本実施例の紙間調節を行ったときの紙間（表２のステップに対応する数字で記載）と加圧ローラ表面温度の関係を示す。表２に示すステップ（０，１・・３）の紙間Ｄｎに応じて加圧ローラ表面の温度の回復状況が異なるため、紙間の長さを調節することにより、加圧ローラ表面を１２０℃から１６０℃の範囲に設定するものである。この設定範囲は定着器の能力やプロセススピードによって任意に設定可能であるが、本実施例においては十分な定着性を確保できる温度として１４０℃前後の加圧ローラ表面温度にするとともに、それ以上の温度になる場合は紙間を小さく設定して高い生産性を維持するものである。
【００４２】
本実施例においては、加圧ローラ２０にヒータを備えない定着装置において、加圧ローラの紙間回転数により紙間を調節する一例を示したが、第１の実施例のように細かく紙間を設定しても良い。また、第１の実施例において、第2の実施例で示したヒステリシス制御を行うことにより、さらに安定した加圧ローラ表面温度の制御を行うことが可能となる。
【００４３】
（第３の実施例）
本発明に係る加熱装置（定着装置）の第３の実施例として、図８にその定着装置の概略構成断面図を示す。この定着装置は、Ａ３（２９７ｍｍ）幅を最大通紙サイズとする転写材を装置の通紙中心を基準として搬送する中央基準の例であり、定着ローラ１０のヒータ以外は第１の実施例と同じものを用いたため説明を省略する。同図に示されるように、定着ローラ１０の内部には複数（図示例では２本）のヒータ１３ａ，１３ｂが設けれらている。ヒータ１３ａは１００Ｖ入力時に７００Ｗ、ヒータ１３ｂは１００Ｖ入力時に３００Ｗ、ヒータ１３−２は１００V入力時に３００Ｗの出力がでるものを使用する。ヒータ１３ａ，１３ｂのセグメント配置を図９に示し、同ヒータの配光分布を図１０に示す。図９に示されるように、ヒータ１３ａ，１３ｂは、それぞれ、通紙基準Ｃに対して対称な分布になっており、通紙幅Ｗにおいて、図１０に示されるように、中央部に重点的に配光分布をもつヒータ１３ａと、端部に重点的に配光分布を持つヒータ１３ｂの２本のヒータを使用する。この2本のヒータを組み合わせることにより、様々な紙サイズ♯に対して高いプリントスピードを確保することができる。これは、Ａ３からＡ５などサイズの異なる紙をプリントする場合に非通紙域の昇温を防止して、全てのサイズの紙種に対して高いスペックを実現する目的で構成されている。
【００４４】
そこで、定着ローラの温調制御を行う際、ヒータ１３ｂは表３に示すデューティー比に従って点灯時間が決定される。ヒータの駆動方法については、特開平７-３３４０３１号公報で提案されている方法を採用したため、説明は省略する。
【００４５】
【表３】
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【００４６】
本実施例においては、加圧ローラ２０のヒータ１３−２と定着ローラ１０のヒータ１３ｂを同じ出力のものを使用したため、ヒータ１３ｂとヒータ１３−２は同一の電源で駆動することができる。つまり、表３の点灯デューティーに基づいてヒータ１３ｂは駆動されるため、該ヒータ１３ｂが消灯時には加圧ローラ２０のヒータ１３−２を点灯させることが可能である。よって、定着ローラ１０に複数本のヒータを備える定着装置においても、第1の実施例と同様に紙間制御を行うことができる。
【００４７】
また、紙サイズが小さくなればなるほど定着ローラ１０のヒータ１３ｂの点灯デューティーが下がり、加圧ローラ２０のヒータ１３−２に電力を振り分けられるため、加圧ローラ表面温度を高く設定しやすくなる。このため、加圧ローラ２０の表面温度を基準に紙間を調節する制御においては、加圧ローラの表面温度が高ければ、より紙間を短く制御することが可能となる。
【００４８】
よって、本実施例のように、発熱分布の異なるヒータ１３ａ，１３ｂを定着ローラ１０に複数備える定着装置において、加圧ローラ１０の温度を基準に紙間を調節可能とすることで、あらゆるサイズの紙に対して、厚紙、ラフ紙の定着性を十分確保しつつ、可能な限り高いスループットを実現可能である。
【００４９】
上記の構成により、プリント時に通常よりも坪量の大きい紙を連続プリントした場合、または、低温環境下で連続プリントした場合など、ヒータの供給熱量を超えた消費電力が要求されることになった場合でも、極端にプリントスピードを低下させることなく、ヒータの供給電力を十分に使用し、置かれた環境において最大のプリントスピードを実現することが可能となる。
【００５０】
上記の各実施例の定着装置によれば、厚紙、もしくはラフ紙をプリントする場合、既存の厚紙モード、ラフ紙モードと異なり、加圧ローラの表面温度を基準に紙間を調節することにより加圧ローラ表面温度を所定の範囲に維持することができるため、安定した定着性を確保することが可能である。また、紙の坪量増加や低温環境下における消費電力の増加に対しても、紙間を調節することにより、紙に対して一定の熱量を供給できるため、カールや積載性能などが安定し、プリントクオリティー優先の定着装置を提供することができる。
【００５１】
（その他）
本発明の加熱装置は実施形態例の画像加熱定着装置としてに限らず、画像を担持した記録材を加熱してつや等の表面性を改質する像加熱装置、仮定着する像加熱装置、その他、被加熱材の加熱乾燥装置、加熱ラミネート装置など、広く被加熱材を加熱処理する手段・装置として使用できる。
【００５２】
以上、本発明の様々な例と実施例が示され説明されたが、当業者であれば、本発明の趣旨と範囲は本明細書内の特定の説明と図に限定されるのではなく、本願特許請求の範囲に全て述べられた様々の修正と変更に及ぶことが理解されるであろう。
【００５３】
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
【００５４】
〔実施形態１〕加圧手段と、未定着トナー像を面上に担持した記録材を前記加圧手段とのニップ部で挟持して定着させる定着手段と、前記定着手段および加圧手段の両方に備えられ、電力を受けて発熱する加熱手段と、前記加熱手段のそれぞれに発熱させるための電力を印加する温調用の調整手段と、前記定着手段および加圧手段の両方に備えられ、該定着手段と加圧手段の温度をそれぞれ検知する温度検知手段を有する加熱装置において、
前記加圧手段に備えた温度検知手段の検知温度に応じて記録材の間隔調節手段を制御する制御手段を有し、前記定着手段に備えた温度検知手段の検知温度に応じて前記調整手段により前記定着手段を所定温度に温調するとともに、前記加圧手段の検知温度が所定の範囲に入るように、前記制御手段により前記間隔調節手段を制御して記録材の間隔を調節することを特徴とする加熱装置。
【００５５】
上記構成において、定着手段に備えた加熱手段が発熱して加熱されたときの温度検知手段の検知温度に基づいて該定着手段が所定温度に温調され、制御手段は加圧手段に備えた加熱手段が発熱して加熱されたときの温度検知手段の検知温度が所定の範囲に入るように、間隔調節手段を制御して記録材の間隔を調節するので、加圧手段の温度を所定の範囲に維持することができる。よって、使用環境や記録材の種類が異なっても安定した定着性を確保できる。
【００５６】
〔実施形態２〕加圧手段と、未定着トナー像を面上に担持した記録材を前記加圧手段とのニップ部で挟持して定着させる定着手段と、前記定着手段に備えられ、電力を受けて発熱する加熱手段と、前記加熱手段に発熱させるための電力を印加する温調用の調整手段と、前記定着手段および加圧手段の両方に備えられ、該定着手段と加圧手段の温度をそれぞれ検知する温度検知手段を有する加熱装置において、
前記加圧手段に備えた温度検知手段の検知温度に応じて記録材の間隔調節手段を制御する制御手段を有し、前記定着手段に備えた温度検知手段の検知温度に応じて前記調整手段により前記定着手段を所定温度に温調するとともに、前記加圧手段の検知温度が所定の範囲に入るように、前記制御手段により前記間隔調節手段を制御して記録材の間隔を調節することを特徴とする加熱装置。
【００５７】
上記構成において、定着手段に備えた加熱手段が発熱して加熱されたときの温度検知手段の検知温度に基づいて該定着手段が所定温度に温調され、制御手段は加圧手段に備えた温度検知手段の検知温度が所定の範囲に入るように、間隔調節手段を制御して記録材の間隔を調節するので、加圧手段の温度を所定の範囲に維持することができる。よって、例えば、使用環境や記録材の種類が異なっても安定した定着性を確保できる。
【００５８】
〔実施形態３〕複数の加熱手段を前記定着手段に有することを特徴とする実施形態１または２に記載の加熱装置。
【００５９】
〔実施形態４〕前記間隔調節手段により記録材の間隔を大きくするための加圧手段の検知温度は、記録材の間隔を小さくするための加圧手段の検知温度よりも高く設定されることを特徴とする実施形態１ないし３のいずれかに記載の加熱装置。
【００６０】
〔実施形態５〕実施形態１ないし４のいずれかに記載の加熱装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の定着装置によれば、定着手段を所定温度に温調するとともに、加圧手段の検知温度が所定の範囲に入るように記録材の間隔を調節するので、加圧手段の温度が一定範囲に維持され、よって、使用環境や記録材の種類が異なっても安定した定着性を確保することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る定着装置の第1の実施例を示す概略構成断面図。
【図２】第1の実施例定着装置を搭載したレーザビームプリンタの概略構成図。
【図３】第1の実施例の定着装置で実行するヒータ駆動、および紙間調節温調のフローチャート。
【図４】第1の実施例の定着装置における定着ローラおよび加圧ローラの表面温度、ヒータの点灯状態、紙間の関係図。
【図５】本発明に係る定着装置の第２の実施例を示す概略構成断面図。
【図６】第２の実施例の定着装置で実行するヒータ駆動、および紙間調節温調のフローチャート。
【図７】第２の実施例の定着装置図２における定着ローラおよび加圧ローラの表面温度、ヒータの点灯状態、紙間の関係図。
【図８】本発明に係る定着装置の第３の実施例を示す概略構成断面図。
【図９】第３の実施例の定着装置における定着ローラのヒータのセグメント配置を示す図。
【図１０】図９に示すヒータ配光を示す図。
【図１１】従来のレーザビームプリンタを示す概略構成図。
【図１２】従来の定着装置を示す概略構成図。
【符号の説明】
１‥‥‥感光体ドラム、２‥‥‥露光装置、３‥‥‥現像装置、４‥‥‥転写部材、５‥‥‥クリーニング装置、６‥‥‥帯電部材、７‥‥‥加熱装置（定着装置）、９‥‥‥レジストローラ対、１０‥‥‥定着ローラ、１３−１，１３−２，１３ａ，１３ｂ‥‥‥ヒータ、１４−１，１４−２‥‥‥温度制御回路、１６‥‥‥制御部、２０‥‥‥加圧ローラ、２５‥‥‥定着分離爪、２６‥‥‥加圧分離爪。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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