(57)【要約】【課題】記録材Ｐに未定着トナー画像ｔを形成担持させ、その記録材を加熱手段１２を有する定着手段１００に導入して未定着トナー画像を記録材に加熱定着させる画像形成装置、特には、定着装置がフィルム加熱方式の定着装置であるカラー画像形成装置において、記録材が定着装置に突入、脱出する際の加熱定着部材のオーバーシュートやアンダーシュートを防止し、定着画像のグロスむらやオフセットを抑えて、常に高品位画質の定着トナー画像を安定して出力させること。【解決手段】記録材が定着手段前の所定の位置にあることを検知する記録材検知手段１５を有し、この記録材検知手段１５が発した信号に応答して、定着手段の１００の加熱手段１２の制御温度を変更する制御手段を有すること。【選択図】図３
2004226818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材に未定着トナー画像を形成担持させ、その記録材を加熱手段を有する定着手段に導入して未定着トナー画像を記録材に加熱定着させる画像形成装置において、
前記定着手段の加熱手段の温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段が検知した加熱手段の温度に従って定着手段の定着条件を制御する制御手段と、
前記記録材が定着手段前の所定の位置にあることを検知する記録材検知手段と、
を有し、前記制御手段は、前記記録材検知手段が発した信号に応答して、前記加熱手段の制御温度を変更することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真プロセス等の適宜の作像プロセス手段により記録材に未定着トナー画像を形成担持させ、その記録材を加熱手段を有する定着手段に導入して未定着トナー画像を記録材に加熱定着させる画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置においては、間接（転写）方式または直接方式の電子写真プロセス、静電記録プロセス、磁気記録プロセス、その他公知の各種の作像原理・プロセスにより転写紙・記録用紙・感光紙・静電記録紙等の記録材に未定着トナー画像を形成担持させ、その記録材を熱ローラ方式等の定着装置に導入して未定着トナー画像を記録材に永久画像として加熱定着させて画像形成物（コピー、プリント）を得ている。
【０００３】
熱ローラ方式の定着装置は、内部にヒータを備えた定着ローラと、これに対向圧接させた加圧ローラとを用い、この一対のローラ間の定着ニップ部に記録材を導入通過させることにより、記録材面に形成担持されている未定着トナー画像を熱と圧力で記録材面に定着させるものである。
【０００４】
近年では、クイックスタートや省エネルギーの観点からフィルム加熱方式の定着装置（加熱装置）が実用化されている。
【０００５】
フィルム加熱方式の定着装置は、例えば特許文献１〜４等に提案されている。即ち、加熱体としてのセラミックヒータと、加圧部材としての加圧ローラとの間に耐熱性フィルム（以下、定着フィルムと記す）を挟ませて圧接ニップ部（以下、定着ニップ部と記す）を形成させ、該定着ニップ部の定着フィルムと加圧ローラとの間に未定着トナー画像を形成担持させた記録材を導入して定着フィルムと一緒に挟持搬送させることで、定着フィルムを介してセラミックヒータの熱を与えながら定着ニップ部の加圧力で未定着トナー画像を記録材面に定着させるものである。
【０００６】
このフィルム加熱方式の定着装置は、セラミックヒータ及びフィルムに低熱容量の部材を用いてオンデマンドタイプの装置を構成することができ、画像形成実行時のみ熱源のセラミックヒータに通電して所定の定着温度に発熱させればよく、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く（クイックスタート性）、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい（省電力）等の利点がある。
【０００７】
このようなフィルム加熱方式の定着装置では従来フィードバック方式の電力制御が行われている。本制御においては例えばセラミックヒータの裏面に接着等されて設けられた温度検知手段で検知された温度により、ヒータに印加する電力量を比例制御等の方法により制御し、ヒータの温度を一定温度に保つ制御である。
【０００８】
また電子写真プロセス等を用いたフルカラーの画像形成方法に使用されるトナーとして、色剤成分を有するバインダーに、離型剤であるワックスを内包したトナーが有る。このトナーを用いることで定着ローラや定着フィルム等の定着部材にオイルを塗布する必要がなく、定着時において、定着ニップ部でトナーからしみ出したワックス成分が定着部材表面に付着し、離型層が形成されることで、オフセットを防止する事が出来る。
【０００９】
また、近年、カラープリントが普及するにつれ、写真画像のみならず、一般のビジネス文書もカラーで出力する機会が増えており、この観点ではプリント出力画像の光沢をなるべく低く抑えたいという要求が高い。この点で、上記のトナーにおいても、溶融粘度をあまり下げず（従来のシャープメルトトナーは低粘度）定着後のプリント画像が低グロスとなる様にトナーを設計することが求められる様になってきた。
【００１０】
以上の内容をまとめると、オンデマンド性や省エネルギーを達成し、なおかつイメージメンテナンス性や良好な両面画像を得るためのフルカラー定着システムとしては、前述の様なフィルム加熱方式の定着装置に、色剤成分を有するバインダーに、離型剤を内包したトナーを適用する画像形成装置を構成するのが望ましい。更に、ビジネス文書も含むカラー画像の画像特性として光沢度があまり高くなりすぎず、適度なグロス値とするのが望ましいので、上記トナーの溶融粘度をあまり下げず、適度な粘性を保たせることが必要となる。
【００１１】
ところが、上記の様な特性を有するワックス含有トナーを、前述したフィルム加熱方式の定着装置で定着させたところ、定着ニップ部における定着フィルムと加圧ローラの当接圧が低いと、トナーがなめらかに溶融されず、中間調から高濃度の画像にかけて「す」と称するこまかいモザイク状の画像欠陥が生じた。特に、オーバーヘッドプロジェクター用の透明シート（ＯＨＴ）では現象が顕著で投映画像が著しく劣化した。
【００１２】
本現象を解決するために本出願人は特許文献５に、定着フィルムの基材上に弾性層を設け、その外側の表層に前記トナーに対して離型性を有する離型層を設けることを提案している。
【特許文献１】
特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】
特開平２−１５７８７８号公報
【特許文献３】
特開平４−４４０７５号公報
【特許文献４】
特開平４−２０４９８０号公報
【特許文献５】
特開２００１−２１５７６７号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように定着フィルム基材上に弾性層さらに離型層を設けた場合、温度検知手段はセラミックヒータ等の加熱体の裏側（フィルムと逆側）に接して設けられているため、実際にトナーに接する定着フィルムの表面の温度と、加熱体の温度検知手段で検知される温度は、それらの間の熱抵抗が弾性層をもたない場合よりも大きくなる。
【００１４】
このため、従来のフィルム加熱方式の定着装置で用いられている、温度検知手段により加熱体に印加する電力を調節するフィードバック方式では、記録材の定着装置への突入、脱出による定着フィルム表面温度の変動に対して、加熱体の温度変化が追従せず、例えば記録材突入時の温度降下時には定着フィルムへの熱供給が遅延し、記録材の先後端でフィルム表面温度の差の拡大による、定着不良やオフセットの発生、光沢ムラ等が発生してしまう。また、記録材が定着装置を脱出した際には加熱体への電力供給量は変わらず、定着フィルム表面温度のオーバーシュートにより、次に突入する記録材の先端でオフセットが発生してしまう。
【００１５】
そこで本発明は、記録材に未定着トナー画像を形成担持させ、その記録材を加熱手段を有する定着手段に導入して未定着トナー画像を記録材に加熱定着させる画像形成装置、特には、定着装置がフィルム加熱方式の定着装置であるカラー画像形成装置において、記録材が定着装置に突入、脱出する際の加熱定着部材のオーバーシュートやアンダーシュートを防止し、定着画像のグロスむらやオフセットを抑えて、常に高品位画質の定着トナー画像を安定して出力させることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、記録材に未定着トナー画像を形成担持させ、その記録材を加熱手段を有する定着手段に導入して未定着トナー画像を記録材に加熱定着させる画像形成装置において、
前記定着手段の加熱手段の温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段が検知した加熱手段の温度に従って定着手段の定着条件を制御する制御手段と、
前記記録材が定着手段前の所定の位置にあることを検知する記録材検知手段と、
を有し、前記制御手段は、前記記録材検知手段が発した信号に応答して、前記加熱手段の制御温度を変更することを特徴とする画像形成装置である。
【００１７】
〈作  用〉
１）定着装置が定着動作状態にあるときに、記録材が定着装置前の所定の位置に達したことを検知した信号に応答して、定着装置の加熱手段の制御温度を変更することで、定着装置において記録材の非通紙状態から通紙状態に移行する際に起こる定着温度の大幅な温度変化を防ぎ、的確な定着温度制御、定着動作が可能となる。これにより、記録材が定着装置に突入、脱出する際の加熱定着部材のオーバーシュートやアンダーシュートを防止し、定着画像のグロスむらやオフセットを抑えて、常に高品位画質の定着トナー画像を安定して出力させることができる。
【００１８】
２）カラー画像形成装置であり、定着装置がフィルム加熱方式である場合において、フィルムとして、基材上に弾性層を設け、その外側の表層にトナーに対して離型性を有する離型層を設けたフィルムを用いることにより、画像欠陥がなく、ＯＨＴの透過性が高く、かつ立ち上げ時間の短い定着装置が提供されるため、高画質かつ省エネルギータイプのカラー画像形成装置が提供される。
【００１９】
３）記録材の厚さを検知し、その結果から通紙時における加熱手段の制御温度（通紙温度）を決定することにより、より一層適切な定着温度制御が可能になり、より一層確実な定着動作が可能になる。
【００２０】
４）また、記録材の材質より、通紙時における加熱手段の制御温度を決定することで、より一層適切な定着温度制御が可能になり、より一層確実な定着動作が可能になる。
【００２１】
５）また、画像形成装置内の温度を検知し、その結果に対応して、通紙時における加熱手段の制御温度を決定することで、より一層適切な定着温度制御が可能になり、より一層確実な定着動作が可能になる。
【００２２】
６）また、画像形成装置内の湿度を検知し、その結果に対応して、通紙時における加熱手段の制御温度を決定することで、より一層適切な定着温度制御が可能になり、より一層確実な定着動作が可能になる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
〈第１の実施例〉
（１）画像形成装置例
１）基本構成
図１は、本発明の実施の一形態に係るカラー画像形成装置の基本構成を示すブロック図である。
【００２４】
このカラー画像形成装置はカラーレーザプリンタ４７として構成されている。このカラーレーザプリンタ４７の基本制御を行うＣＰＵ５６には、制御プログラムが書き込まれたＲＯＭ５９と、処理を行うためのワークＲＡＭ５８と、入出力ポート５７とがアドレスバス及びデータバスを介して接続されている。入出力ポート５７には、プリンタ４７を制御する、モータ、クラッチ等の各種負荷（不図示）や、後述する定着装置の加熱体（熱源）であるセラミックヒータ１２の温度を検出するセンサ４などの入力が接続されている。
【００２５】
ＣＰＵ５６は、ＲＯＭ５９の内容に従って入出力ポート５７を介して順次入出力の制御を行い、プリント動作を実行する。
【００２６】
さらに、ＣＰＵ５６には、画像処理部５３と、処理された画像を蓄積する画像メモリ部５４、セラミックヒータ１２に電力を印加する電源５１が接続されている。
【００２７】
また、ＣＰＵ５６には、記録材の厚さを検知する紙厚センサ６０、記録材（被記録材）の材質を設定する記録材材質設定部６３、カラーレーザプリンタ４７内の温度を計測する装置内温度センサ部６１と、カラーレーザプリンタ４７内の湿度を検知する装置内湿度センサ部６２、記録材上の画像濃度を検知する画像濃度センサ６４が接続されている。
【００２８】
また、画像メモリ部５４には、次の２）項で例示するような、記録材に未定着の画像形成を行う画像形成部５５と、外部Ｉ／Ｆ処理部５２とが接続されている。外部Ｉ／Ｆ部５２は、外部のコンピュータから入力されたＰＤＬ（ページ記述言語）をビットマップに展開する。
【００２９】
２）画像形成部５５
図２は上記カラーレーザプリンタ４７の画像形成部５５の一例の構成略図である。本例のカラーレーザプリンタは、電子写真プロセス利用、中間転写ドラムタイプのものである。
【００３０】
１０１は有機感光体やアモルファスシリコン感光体でできた感光ドラム（像担持体）であり、矢示の反時計方向に所定のプロセス速度（周速度）で回転駆動される。
【００３１】
感光ドラム１０１はその回転過程で帯電ローラ等の帯電装置１０２で所定の極性・電位の一様な帯電処理を受ける。
【００３２】
次いでその帯電処理面にレーザ光学箱（レーザスキャナー）１１０から出力されるレーザ光１０３により、目的の画像情報の走査露光処理を受ける。レーザ光学箱１１０は不図示の画像読み取り装置等の画像信号発生装置からの目的画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調（オン／オフ）したレーザ光１０３を出力して感光ドラム１０１面を走査露光するもので、この走査露光により感光ドラム１０１面には走査露光した目的画像情報に対応した静電潜像が形成される。１０９はレーザ光学箱１１０からの出力レーザ光１０３を感光ドラム１０１の露光位置に偏向させるミラーである。
【００３３】
フルカラー画像形成の場合は、▲１▼．目的のフルカラー画像の第１の色分解成分画像、例えばイエロー成分画像についての走査露光・潜像形成がなされ、その潜像が４色カラー現像装置１０４のうちのイエロー現像器１０４Ｙの作動でイエロートナー画像として現像される。そのイエロートナー画像は感光ドラム１０１と中間転写ドラム１０５との接触部（或いは近接部）である１次転写部Ｔ１において中間転写ドラム１０５面に転写される。中間転写ドラム１０５面に対するトナー画像転写後の感光ドラム１０１面はクリーナ１０７により転写残トナー等の付着残留物の除去を受けて清掃される。
【００３４】
上記のような帯電・走査露光・現像・一次転写・清掃のプロセスサイクルが、▲２▼．目的のフルカラー画像の第２の色分解成分画像（例えはマゼンタ成分画像、マゼンタ現像器１０４Ｍが作動）、▲３▼．第３の色分解成分画像（例えばシアン成分画像、シアン現像器１０４Ｃが作動）、▲４▼．第４の色分解成分画像（例えば黒成分画像、黒現像器１０４ＢＫが作動）の各色分解成分画像について順次実行され、中間転写ドラム１０５面にイエロートナー画像・マゼンタトナー画像・シアントナー画像・黒トナー画像の４色のトナー画像が順次重ねて転写されて、目的のフルカラー画像に対応したカラートナー画像が形成される。
【００３５】
中間転写ドラム１０５は、金属ドラム上に中抵抗の弾性層と高抵抗の表層を設けたもので、感光ドラム１０１に接触して或いは近接して感光ドラム１０１とほぼ同じ周速度で矢示の時計方向に回転駆動され、中間転写ドラム１０５の金属ドラムにバイアス電位を与えて感光ドラム１０１との電位差で感光ドラム１０１側のトナー画像を前記中間転写ドラム１０５面側に転写させる。
【００３６】
上記の中間転写ドラム１０５面に形成されたカラートナー画像は、前記中間転写ドラム１０５と転写ローラ１０６との接触ニップ部である二次転写部Ｔ２において、前記二次転写部Ｔ２に給紙部（不図示）から搬送ローラ対、トップセンサ（レジストセンサ）等を含むシートパス（いずれも不図示）を通って所定のタイミングで送り込まれた記録材（転写材、用紙）Ｐの面に転写されていく。転写ローラ１０６は記録材Ｐの背面からトナーと逆極性の電荷を供給することで中間転写ドラム１０５面倒から記録材Ｐ側へ合成カラートナー画像を順次に一括転写する。
【００３７】
二次転写部Ｔ２を通過した記録材Ｐは中間転写ドラム１０５面から分離されて定着装置（像加熱装置）１００へ導入され、未定着トナー画像の加熱定着処理を受けて、機外の不図示の排紙トレーに排出される。
【００３８】
記録材Ｐに対するカラートナー画像転写後の中間転写ドラム１０５はクリーナ１０８により転写残トナー・紙粉等の付着残留物の除去を受けて清掃される。このクリーナ１０８は常時は中間転写ドラム１０５に非接触状態に保持されており、中間転写ドラム１０５から記録材Ｐに対するカラートナー画像の二次転写実行過程において中間転写ドラム１０５に接触状態に保持される。
【００３９】
また転写ローラ１０６も常時中間転写ドラム１０５に非接触状態に保持されており、中間転写ドラム１０５から記録材Ｐに対するカラートナー画像の二次転写実行過捏において中間転写ドラム１０５に転写材Ｐを介して接触状態に保持される。
【００４０】
本例のプリンタは、白黒画像などモノカラー画像のプリントモードも実行できる。また両面画像プリントモードも実行できる。両面画像プリントモードの場合は、定着装置１００を出た１面目画像プリント済みの記録材Ｐは不図示の再循環搬送機構を介して表裏反転されて再び二次転写部Ｔ２へ送り込まれて２面に対するトナー画像転写を受け、再度、定着装置１００に導入されて２面に対するトナー画像の定著処理を受けることで両面画像プリントが出力される。
【００４１】
（２）定着装置１００
１）全体的概略構成
図３の（ａ）は本例における定着装置１００の横断面模型図である。本実施例の定着装置１００は、特開平４−４４０７５〜４４０８３、４−２０４９８０〜２０４９８４号公報等に開示の、フィルム状定着部材としての円筒状フィルムを用いた、フィルム加熱方式、加圧用回転体駆動方式（テンションレスタイプ）のオンデマンド定着装置である。
【００４２】
１０は第１の定着部材（熱定着手段）としてのフィルムアセンブリ、３０は第２の定着部材（加圧部材）としての弾性加圧ローラであり、両者１０・３０の圧接により定着ニップ部Ｎを形成させている。
【００４３】
フィルムアセンブリ１０は、横断面略半円弧状樋型の耐熱性・剛性を有するフィルムガイド部材（ステイ：フィルム状定着部材の内面バックアップ部材）１６と、このフィルムガイド部材１６の下面に、該部材１６の長手に沿って設けた凹溝部に嵌め入れて固定して配設した、加熱手段（加熱体）としてのセラミックヒータ１２と、該ヒータ１２を取り付けたフィルムガイド部材１６にルーズに外嵌した、フィルム状定着部材としてのエンドレスベルト状（円筒状）の耐熱性の定着フィルム１１と、フィルムガイド部材１６内に挿入した加圧用剛性ステイ２２等からなる。
【００４４】
加圧ローラ３０は、芯金３０ａにシリコーンゴム等の弾性層３０ｂを設けて硬度を下げたもので、表面性を向上させるために、さらに外周に、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂層３０ｃを設けてもよい。加圧ローラ３０は芯金３０ａの両端部を装置シャーシー（不図示）の手前側と奥側の側板間に軸受部材を介して回転自由に軸受保持させて配設してある。
【００４５】
フィルムアセンブリ１０は、加圧ローラ３０の上側に、セラミックヒータ１２側を下向きにして加圧ローラ３０に並行に配置し、加圧用剛性ステイ２２を不図示の付勢バネにて加圧ローラ３０の軸線方向に押圧附勢することで、セラミックヒータ１２の下向き面を定着フィルム１１を介して加圧ローラ３０の弾性層に該弾性層の弾性に抗して圧接させ、加熱定着に必要な所定幅の定着ニップ部Ｎを形成させてある。
【００４６】
加圧ローラ３０は駆動手段Ｍにより矢示の反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ３０の回転駆動による加圧ローラ３０と定着フィルム１１の外面との定着ニップ部Ｎにおける摩擦力で定着フィルム１１に回転力が作用して、定着フィルム１１がその内面が定着ニップ部Ｎにおいてセラミックヒータ１２の下面に密着して摺動しながら矢示の時計方向に加圧ローラ３０の回転周速度にほぼ対応した周速度をもってフィルムガイド部材１６の外回りを回転状態になる（加圧ローラ駆動方式）。定着ニップ部Ｎにおけるセラミックヒータ１２の下面と定着フィルム１１の内面との相互摺動摩擦力を低減化させるために定着ニップ部Ｎのセラミックヒータ１２の下面に潤滑部材４０（図３の（ｃ））を配設し定着フィルム１１の内面との間に耐熱性グリスなどの潤滑剤を介在させる。
【００４７】
そして、プリントスタート信号に基づいて加圧ローラ３０の回転が開始され、またセラミックヒータ１２のヒートアップが開始される。セラミックヒータ１２のヒートアップは電源５１（図１）からセラミックヒータ１２の通電発熱層に給電されることで通電発熱層が発熱してセラミックヒータ１２が迅速に昇温する。ＣＰＵ５６は、ヒータ１２に接触させて設けたサーミスタ等の温度センサ４で検知されるヒータ温度が所定のほぼ一定温度（定着温度）に維持されるように通電発熱層に対する通電を制御する。すなわちセラミックヒータ１２は所定の定着温度に加熱・温調される。
【００４８】
加圧ローラ３０の回転による定着フィルム１１の回転周速度が定常化し、セラミックヒータ１２の温度が所定に立ち上がった状態において、定着ニップ部Ｎの定着フィルム１１と加圧ローラ３０との間に被加熱材としてのトナー画像ｔを担持させた記録材Ｐがトナー画像担持面側を定着フィルム１１側にして導入されることで、記録材Ｐは定着ニップ部Ｎにおいて定着フィルム１１を介してセラミックヒータ１２の下面に密着して定着ニップ部Ｎを定着フィルム１１と一緒に移動通過していく。その移動通過過程においてセラミックヒータ１２の熱が定着フィルム１１を介して記録材Ｐに付与されてトナー画像ｔが転写材Ｐ面に加熱定着される。定着ニップ部Ｎを通過した転写材Ｐは定着フィルム１１の面から分離されて搬送される。
【００４９】
２）定着フィルム１１
本実施例における定着フィルム１１は、図３の（ｂ）の層構成模式図のように、基層２０１、弾性層２０２、離型層２０３から成る。
【００５０】
基層２０１は、熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、フィルム膜厚は１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下２０μｍ以上の耐熱性のポリイミド、ポリイミドアミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等のフィルムを使用できる。本例では、直径２５ｍｍの円筒状ポリイミドフィルムを用いた。
【００５１】
弾性層２０２は、ゴム硬度１０度（ＪＩＳ−Ａ）、熱伝導率４．１８６０５×１０−１Ｗ／ｍ・℃（１×１０−３［ｃａｌ／ｃｍ．ｓｅｃ．ｄｅｇ］）、厚さ２００μｍのシリコーンゴムを用いた。離型層２０３は厚さ２０μｍのＰＦＡコート層を用いた。
【００５２】
離型層２０３は厚さ２０μｍのＰＦＡコート層を用いた。ＰＦＡチューブを用いても良い。ＰＦＡコートは、厚さが薄く出来、材質的にもＰＦＡチューブに比較してトナーをつつみ込む効果がより大きい点が優れている。一方、機械的及び電気的強度はＰＦＡチューブがＰＦＡコートよりも優っているので、場合により使い分けることが出来る。
【００５３】
３）加熱体１２
本実施例における加熱体としてのセラミックヒータ１２は、ヒータ基板としてチッ化アルミニウム等を用いた、裏面加熱タイプのものであり、定着フィルム１１・記録材Ｐの移動方向に直交する方向を長手とする低熱容量の横長の線状加熱体である。
【００５４】
図３の（ｃ）はその横断面模式図であり、チッ化アルミニウム等でできたヒータ基板１２ａと、このヒータ基板１２ａの裏面側（定着フィルム対向面側とは反対面側）にその長手に沿って設けた、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀／パラジウム）等の電気抵抗材料を約１０μｍ、幅１〜５ｍｍにスクリーン印刷等により塗工して設けた発熱層１２ｂと、更にその上に設けたガラスやフッ素樹脂等の保護層１２ｃを基本構成とするものである。本実施例においてはヒータ基板１２ａの表面側（定着フィルム対向面側）に摺動部材４０を設けている。
【００５５】
このセラミックヒータ１２の発熱層１２ｂの両端間に通電されることで発熱層１２ｂは発熱してヒータ１２が急速に昇温する。そのヒータ温度がヒータ保護層１２ｃの外面に接触させて配設した温度センサ４に検知され、ヒータ温度が所定の温度に維持されるようにＣＰＵ５６（図１）で電源５１から発熱層１２ｂに対する通電が制御されてヒータ１２は温調管理される。
【００５６】
上記のセラミックヒータ１２は、摺動部材４０を設けたヒータ基板表面側を下向きに露呈させてフィルムガイド１６の下面の略中央部にガイド長手に沿って形成具備させた溝部に嵌入して固定支持させてある。定着ニップ部Ｎではこのセラミックヒータ１２の摺動部材４０の面と定着フィルム１１の内面が相互接触摺動する。
【００５７】
（３）定着装置１００の温度制御
１）温度制御動作
図３の（ａ）において、１５は記録材が定着装置前の所定の位置にあることを検知する記録材検知手段としての赤外線反射型等の記録材検知センサである。定着装置１００の手前側に配設して、記録材Ｐの到着、通過を検知し、その検知情報が制御手段としてのＣＰＵ５６（図１）に入力する。
【００５８】
そして制御手段としてのＣＰＵ５６は、上記記録材検知手段としての記録材検知センサ１５が発した信号に応答して、定着装置１００の加熱体であるセラミックヒータ１２の制御温度を変更する制御を行う。
【００５９】
以下、図４のフローチャートを用いてカラーレーザプリンタ４７がプリント動作中である場合の、定着装置１００の温度制御動作について説明する。
【００６０】
まず、図３の記録材検知センサ１５が記録材Ｐの通過を検知し、通紙状態か否か判断する（ステップＳ０１）。
【００６１】
定着装置１００が非通紙状態の場合、ヒータ温度をＴ１［℃］、例えば１８０℃に制御するように、ＣＰＵ５６にセットし、ヒータへの通電を温度センサ４とＣＰＵ５６とによるフィードバック制御を行う（ステップＳ０５）。
【００６２】
本実施例で使用するフィードバック制御は比例制御方式を取っており、例えば図５に示すようにヒータ温度の設定値（本実施例では１９０℃）と温度センサ４で測定された温度の偏差に比例した電力をヒータ１２に印加するような方式になっている。
【００６３】
ステップＳ０１で記録材検知センサ１５が通紙状態と判断した場合は、また、この時間を時間０としてタイマカウントの起点とする記録材の搬送方向長さｌ及び記録材検知センサ１５と定着ニップ部Ｎの間隔Ｌと記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに突入する前の特定の時間τ１、及び定着ニップ部Ｎから脱出する前の特定の時間τ２から、第１電力変更時間（ｔ１）及び第２電力変更時間（ｔ２）の算出をし、それらの値をＣＰＵ５６にセットする。τ１、τ２に関しては後述する。
【００６４】
ここにおいてｔ１、及びｔ２は
ｔ１＝Ｌ／ｐ−τ１
ｔ２＝（Ｌ＋ｌ）／ｐ−τ２    ｐ：プロセススピード［ｍｍ／ｓｅｃ］
の式で表される。
【００６５】
さらにステップＳ０３でヒータ温度の温調をＴ１［℃］にＣＰＵ５６にセットし、フィードバック制御を行う。
【００６６】
続いてステップＳ０８において、タイムカウント値がｔ１になったかどうかを判断し、ｔ１になったことが判断されたら、ステップＳ０９に進み、ヒータをＴ２［℃］に温調制御する。これらＳ０３〜Ｓ０９の動作はごく短時間で行われるため、見かけ上はｔ１になった瞬間に電力が変更されているように見える。
【００６７】
続いてｔ２を経過したら（ステップＳ１２）、再度ヒータ温調をＴ１［℃］に変更する（ステップＳ０５）。
【００６８】
これらの温調変更タイミングの効果を図６、図７にて説明する。
【００６９】
図６は「フィードバック制御のみ」を用いた定着温度制御のグラフで、図７は「フィードバック制御と本発明による予測制御を併用」した場合のグラフである。
【００７０】
図６の（ａ）及び図７の（ａ）は縦軸にヒータ温度、横軸に時間、図６の（ｂ）及び図７の（ｂ）は縦軸にフィルム表面温度、横軸に時間を表しており、図６の（ａ）と（ｂ）、及び図７の（ａ）と（ｂ）の時間は同期している。また、図６と図７のグラフ（ａ）、（ｂ）の点線で区切ってある部分は、定着装置１００に記録材が１枚通過している状態を表している。
【００７１】
図６の（ａ）は非通紙状態でフィルム表面温度１９０℃で安定しているが、通紙状態に入ると、紙の先後端で温度差が生じ、後端部においては１９０℃より低い温度になってしまう。これは記録材の通紙により定着フィルム１１の熱が奪われるものの、ヒータ１２からの熱供給が間に合わないためである。
【００７２】
図７の（ａ）は通紙、非通紙状態に関わらず、定着フィルム表面温度は１９０℃近傍で安定している。これは図７の（ｂ）のように、非通紙状態ではフィードバック制御を用い、通紙状態以前の時間ｔ１［秒］を起点に温調温度を２１０℃に上げたため、通紙中に熱量不足になることなく、定着フィルム表面温度を維持できるためである。
【００７３】
記録材として坪量６４ｇＡ４紙を用い、変更後の温調温度Ｔ２（℃）及びｔ１［秒］を変え、数枚通紙し、そのときの定着フィルム表面の温度を測定し、最高温度（Ｔｈ）と最低温度（Ｔｌ）と変動幅ΔＴ（℃）を求めた。また、その際の画像濃度の最大値と最小値の差ΔＯＤを求めた。結果を表１に示す。
【００７４】
定着ニップ部Ｎでの記録材Ｐの通過速度：１００ｍｍ／ｓｅｃ
非通紙時ヒータ温調温度：Ｔ１＝１９０℃
【００７５】
【表１】
2004226818.tif 000003
【００７６】
表１からわかるように、Ｔ２＝１９０℃のとき、つまり温調変更を行わない場合、定着フィルム１１の温度は下降しつづけ、記録材後端で低温オフセットが発生した。
【００７７】
またＴ２＝２３０℃のとき、温調変更により定着フィルム１１の温度が過度に上昇しホットオフセットが発生した。
【００７８】
ｔ１が６００ｍ［ｓｅｃ］，Ｔ２が２１０［℃］のときには、ΔＴは最小となり、画像濃度のΔＯＤも最小となる。
【００７９】
次に同じ記録材を用い、上記ｔ１及びＴ２［℃］が最適な条件のもとでｔ２を変え、数枚通紙し、そのときの定着フィルム表面の温度を測定し、最高温度（Ｔｈ）と最低温度（Ｔｌ）と変動幅ΔＴ（℃）を求めた。また、その際の画像濃度の最大値と最小値の差ΔＯＤを求めた。結果を表２に示す。
【００８０】
定着ニップ部Ｎでの記録材Ｐの通過速度：１００ｍｍ／ｓｅｃ
非通紙時温調温度：Ｔ１＝１９０℃、通紙時温調温度：Ｔ２＝２１０℃
温調変更時間ｔ１＝６００ｍｓｅｃ
【００８１】
【表２】
2004226818.tif 000004
【００８２】
表２からわかるように、ｔ２が２００［ｍｓｅｃ］のとき、オーバーシュートが低く抑えられ、ΔＴが最小となり、ΔＯＤも最小となる。
【００８３】
以上より、非通紙状態から通紙状態に移行する際に、温調温度をタイミングよく変更することで、定着温度からの大幅な温度変化を防ぎ、的確な定着温度制御、定着動作が可能となる。
【００８４】
これにより、アンダーシュートおよびオーバーシュートが抑制され、フィルム表面の温度の変動（ΔＴ）が小さくなり、定着不良や記録担体のオフセットの発生が防止されて、均質なカラー定着像を安定して得ることができる。
【００８５】
〈第２の実施例〉
本実施例は、上記第１の実施例において図４の定着温度制御ルーチンの、スタートとステップＳ０１の間に図８に示すような処理を追加するもので、通紙時のヒータ温調温度Ｔ２を、図１の記録材厚み検出手段６０で検出した結果により決定する構成となっている。
【００８６】
すなわち、図８において、記録材の厚みを検知し（ステップＳ１０１）、厚み検知結果より通紙時のヒータ温調温度Ｔ２を決定する（ステップＳ１０２）。
【００８７】
従って、本実施例によれば、使用する記録材の厚みに応じて、より一層適切な定着温度制御が可能になり、より一層確実な定着動作が可能となる。
【００８８】
〈第３の実施例〉
本実施例は、上記第１の実施例において図４の定着温度制御ルーチンの、スタートとステップＳ０１の間に図９に示すような処理を追加するもので、通紙時のヒータ温調温度Ｔ２を使用する記録材の材質により決定する構成となっている。
【００８９】
すなわち、使用する記録材をレーザプリンタ装置に格納する際に、あらかじめ記録材の材質とを図１の記録材材質設定手段６３等で装置側に認識させておき、図９において、記録材の材質により通紙時のヒータ温調温度Ｔ２を決定する（ステップＳ１０３）。
【００９０】
従って、本実施例によれば、使用する記録材の材質に応じて、より一層適切な定着温度制御が可能になり、より一層確実な定着動作が可能となる。
【００９１】
〈第４の実施例〉
本実施例は、上記第１の実施例において図４の定着温度制御ルーチンの、スタートとステップＳ０１の間に図１０に示すような処理を追加するもので、通紙時のヒータ温調温度Ｔ２を、図１の装置内温度センサ部６１でレーザプリンタ装置内の温度を検知した結果により決定する構成となっている。
【００９２】
すなわち、図１０において、レーザプリンタ内の温度を検知し（ステップＳ１０４）、装置内温度より通紙時のヒータ温調温度Ｔ２を決定する（ステップＳ１０５）。
【００９３】
従って、本実施例によれば、装置内の温度に応じて、より一層適切な定着温度制御が可能になり、より一層確実な定着動作が可能となる。
【００９４】
〈第５の実施例〉
本実施例は、上記第１の実施例において図４の定着温度制御ルーチンの、スタートとステップＳ０１の間に図１１に示すような処理を追加するもので、通紙時のヒータ温調温度Ｔ２を、図１の装置内湿度センサ部６２でレーザプリンタ装置内の湿度を検知した結果により決定する構成になっている。
【００９５】
すなわち、図１１において、レーザプリンタ内の湿度を検知し（ステップＳ１０６）、装置内湿度より通紙時のヒータ温調温度Ｔ２を決定する（ステップＳ１０７）。
【００９６】
従って、本実施例によれば、装置内の湿度に応じて、より一層適切な定着温度制御が可能になり、より一層確実な定着動作が可能となる。
【００９７】
〈第６の実施例〉
本実施例は、上記第１の実施例において図４の定着温度制御ルーチンの、スタートとステップＳ０１の間に図１２に示すような処理を追加するもので、通紙時のヒータ温調温度を、図１の画像濃度センサ部６３で記録材上画像の濃度を検知した結果により決定する構成になっている。
【００９８】
すなわち、図１２において、記録材上の画像濃度を検知し（ステップＳ１０８）、画像濃度より通紙時のヒータ温調温度Ｔ２を決定する（ステップＳ１０９）。
【００９９】
従って、本実施例によれば、記録材上の画像濃度に応じて、より一層適切な定着温度制御が可能になり、より一層確実な定着動作が可能となる。
【０１００】
〈その他〉
１）フィルム加熱方式の定着装置は、例示のような加圧ローラ駆動方式、テンションフリータイプのフィルム加熱方式の装置に限られるものではなく、エンドレスのフィルム状定着部材の内周面に駆動ローラを設け、該フィルム状定着部材にテンションを加えながら駆動する装置構成のものにすることもできるし、フィルム状定着部材を有端のウエブ状にして、これを走行移動させる装置構成のものにすることもできる。
【０１０１】
２）フィルム状定着部材を加熱する加熱手段としての加熱体は必ずしも定着ニップ部に対応位置している必要はなく、例えば、定着ニップ部よりもフィルム状定着部材移動方向上流側に位置させて配設した構成にすることもできる。フィルム状定着部材の外面側を加熱体で加熱する外部加熱タイプにすることもできる。
【０１０２】
３）加熱手段としての加熱体は、ＳＵＳ材や金属材をヒータ基板とした平板型ヒータや異型湾曲ヒータとすることもできる。加熱体はセラミックヒータに限られず、例えば、電磁誘導発熱性部材にすることも出来る。フィルム状定着部材自体を電磁誘導発熱性部材にすることも出来る。
【０１０３】
４）加圧部材としての加圧ローラは回動ベルト形態等のものにすることもできる。
【０１０４】
５）定着装置はフィルム加熱方式のものに限られない。
【０１０５】
６）画像形成装置の作像原理・プロセスは実施例の電子写真方式に限れるものではないことは勿論であり、静電記録方式、磁気記録方式、中間転写方式等の装置であってもよい。また、画像形成装置は転写方式に限られず、記録材として感光紙（エレクトロファックス紙）や静電記録紙等を用いた直接方式の画像形成装置であってもよい。
【０１０６】
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。
【０１０７】
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
【０１０８】
［実施態様１］
記録材に未定着トナー画像を形成担持させ、その記録材を加熱手段を有する定着手段に導入して未定着トナー画像を記録材に加熱定着させる画像形成装置において、
前記定着手段の加熱手段の温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段が検知した加熱手段の温度に従って定着手段の定着条件を制御する制御手段と、
前記記録材が定着手段前の所定の位置にあることを検知する記録材検知手段と、
を有し、前記制御手段は、前記記録材検知手段が発した信号に応答して、前記加熱手段の制御温度を変更することを特徴とする画像形成装置。
【０１０９】
［実施態様２］
記録材に複数色のトナー像の重ね合わせによる未定着カラー画像を形成担持させ、その記録材を定着手段により加熱及び加圧して未定着カラー画像を記録材に定着する画像形成装置において、
前記記録材が定着手段前の所定の位置にあることを検知する記録材検知手段を具備し、
前記定着手段は、フィルム状定着部材と、そのフィルム状定着部材の内面側バックアップ部材と、そのバックアップ部材に対し前記フィルム状定着部材を介して圧接ニップ部を形成する加圧部材と、前記フィルム状定着部材を昇温せしめフィルム状定着部材と共に前記圧接ニップ部内を搬送される記録材を加熱する加熱手段と、この加熱手段の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段が検知した加熱手段の温度に従って定着手段の定着条件を制御する制御手段を有し、
前記制御手段は、前記記録材検知手段が発した信号に応答して、前記加熱手段の制御温度を変更することを特徴とする画像形成装置。
【０１１０】
［実施態様３］
前記フィルム状定着部材は、少なくとも基材上に弾性層を設け、その外側の表層に前記トナーに対して離型性を有する離型層を設けることで構成されることを特徴とする実施態様２に記載の画像形成装置。
【０１１１】
［実施態様４］
前記加熱手段で変更される制御温度は、記録材の厚さにより決定することを特徴とする実施態様１から３の何れかに記載の画像形成装置。
【０１１２】
［実施態様５］
前記加熱手段で変更される制御温度は、記録材の材質により決定することを特徴とする実施態様１から３の何れかに記載の画像形成装置。
【０１１３】
［実施態様６］
前記加熱手段で変更される制御温度は、画像形成装置内の温度により決定することを特徴とする実施態様１から３の何れかに記載の画像形成装置。
【０１１４】
［実施態様７］
前記加熱手段で変更される制御温度は、画像形成装置内の湿度により決定することを特徴とする実施態様１から３の何れかに記載の画像形成装置。
【０１１５】
［実施態様８］
前記加熱手段で変更される制御温度は、記録材上の画像濃度により決定することを特徴とする実施態様１から３の何れかに記載の画像形成装置。
【０１１６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、記録材に未定着トナー画像を形成担持させ、その記録材を加熱手段を有する定着手段に導入して未定着トナー画像を記録材に加熱定着させる画像形成装置、特には、定着装置がフィルム加熱方式の定着装置であるカラー画像形成装置において、記録材が定着装置に突入、脱出する際の加熱定着部材のオーバーシュートやアンダーシュートを防止し、定着画像のグロスむらやオフセットを抑えて、常に高品位画質の定着トナー画像を安定して出力させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係るカラー画像形成装置の基本構成を示すブロック図である。
【図２】画像形成部の一例の構成略図である。
【図３】（ａ）は定着装置の横断面模型図、（ｂ）は定着フィルムの層構成模式図、（ｃ）は加熱体の横断面模式図である。
【図４】第１の実施例における定着装置の制御におけるフローチャートである。
【図５】第１の実施例における定着装置の制御に用いるフィードバック制御の検知温度と入力電力の関係とそのグラフである。
【図６】第１の実施例における定着装置にフィードバック制御のみを用いた定着温度制御の説明である。
【図７】第１の実施例における定着装置にフィードバック制御と本予測制御を併用した定着温度制御の説明である。
【図８】第２の実施例における制御のフローチャートである。
【図９】第３の実施例における制御のフローチャートである。
【図１０】第４の実施例における制御のフローチャートである。
【図１１】第５の実施例における制御のフローチャートである。
【図１２】第６の実施例における制御のフローチャートである。
【符号の説明】
４…温度センサ、１１…定着フィルム、１２…セラミックヒータ、３０…加圧ローラ、５１…電源、５３…画像処理部、５４…メモリ、５６…ＣＰＵ、５９…ＲＯＭ、５７…入出力ポート、５８…ＲＡＭ、６０…紙厚センサ、６１…温度センサ、６２…湿度センサ、６３…紙材質設定部、６４…画像濃度センサ、１００…定着装置、１０１…感光ドラム、１０２…帯電装置、１０３…レーザ光、１０４…現像器、１０５…中間転写ドラム
【図１】
2004226818.tif 000005
【図２】
2004226818.tif 000006
【図３】
2004226818.tif 000007
【図４】
2004226818.tif 000008
【図５】
2004226818.tif 000009
【図６】
2004226818.tif 000010
【図７】
2004226818.tif 000011
【図８】
2004226818.tif 000012
【図９】
2004226818.tif 000013
【図１０】
2004226818.tif 000014
【図１１】
2004226818.tif 000015
【図１２】
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