(57)【要約】【課題】ＩＨＦなどのオンデマンド定着でのＨＨ環境下の薄紙巻き付きを防止。【解決手段】紙のコシが弱い吸湿紙を事前に検知し、それに応じた温調を行えるため、ＨＨ環境下で発生しやすい先端巻き付きＪａｍを防止できる。【選択図】        図１
2004333822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドレス形状の耐熱性フィルムからなる定着フィルムと、該定着フィルムの内面を長手方向全域にわたって支持するフィルム支持部材としてのフィルムフォルダと、該フィルムフォルダに対向して配置され、被記録材と定着フィルムを共に挟持して搬送を補助する回転加圧部材と、定着フィルムを直接または誘導磁気加熱する加熱手段と、該加熱手段の発熱量を制御する加熱制御手段を有する加熱定着装置を具備した画像形成装置において、
記録紙の分離性能を検知する検知手段を具備し、該検知手段の情報に応じて、前記加熱制御手段を可変することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
エンドレス形状の耐熱性フィルムからなる定着フィルムと、該定着フィルムの内面を長手方向全域にわたって支持するフィルム支持部材としてのフィルムフォルダと、該フィルムフォルダに対向して配置され、被記録材と定着フィルムを共に挟持して搬送を補助する回転加圧部材と、定着フィルムを直接または誘導磁気加熱する加熱手段と、該加熱手段の発熱量を制御する加熱制御手段を有する加熱定着装置を具備した画像形成装置において、
記録紙の分離性能を検知する検知手段を具備し、該検知手段の情報に応じて、前記加熱制御手段を可変することに加え、未定着の記録材上に形成されたトナー画像の画像情報を取得する画像情報取得手段を具備し、該画像情報に応じても前記加熱制御手段を可変することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
記録紙の分離性能を検知する検知手段が、記録材搬送路上に設置され、該記録材に接触する電極と、該電極に所定の電圧を印加する高圧回路と、高圧電圧印加時に記録材に流れ込む電流を測定する電流測定手段とから成る記録材抵抗値測定手段であることを特徴とする請求項１および請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
未定着の記録材上に形成されたトナー画像の画像情報を取得する画像情報取得手段が、印字するドットイメージのピクセルを積算する積算手段であることを特徴とする請求項２および請求項３に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナー画像などの定着を目的とした像加熱装置を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機・プリンタ・ファックス等の画像形成装置には、トナーを用いた電子写真方式が多く用いられている。これらの画像形成装置における画像加熱定着装置を以下に説明する。
【０００３】
画像形成装置における画像加熱定着装置は、作像部において電子写真画像形成プロセス手段により、加熱溶融性樹脂よりなるトナー（顕画剤）を用いて記録材に直接若しくは間接（転写）的に形成した未定着トナー画像を、記録材面に永久画像として、加熱、定着処理する装置である。
【０００４】
従来、そのような画像加熱定着装置としては、装置構成として、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、発熱方式としてセラミックヒータ方式、電磁誘導加熱方式等の各種方式がある。
【０００５】
ａ．熱ローラ方式
これは、ハロゲンランプ等の熱源を内蔵させて所定の定着温度に加熱・温調した定着ローラ（熱ローラ）と加圧ローラとの回転ローラ対からなり、該ローラ対の圧接ニップ部（定着ニップ部）に被加熱材としての未定着トナー画像を形成担持させた記録材を導入して挟持搬送させることで未定着のトナー画像を記録材面に加熱定着する装置である。
【０００６】
この装置は、定着ローラの熱容量を必要とし、加熱に要する電力も大きいため、ウエイトタイム（装置電源投入時からプリント出力可能状態になるまでの待ち時間）が長い等の問題があった。
【０００７】
例えば、フルカラー画像形成装置用の定着装置の場合は、最大４層のトナー層を十分加熱溶融させる能力が要求されるために、定着ローラはその芯金を高い熱容量を有するものにし、またトナー層を包み込んで均一に溶融するために芯金外周にゴム弾性層を具備させ、該ゴム弾性層を介してトナー像の加熱を行っている。このように特に熱容量の大きな定着ローラを用いる装置の場合には、該定着ローラの温調とローラ表面の昇温とに遅延が発生するため、定着不良、光沢ムラ、オフセット等の問題も発生していた。
【０００８】
ｂ−１．フィルム加熱方式（セラミックヒータ方式）
これは、加熱体と、その一方がこの加熱体と摺動し、他方の面が記録材と接して移動するフィルムを有し、加熱体の熱をフィルムを介して記録材に付与して未定着のトナー画像を記録材面に加熱定着処理する装置である（特開昭６３−３１３１８２号公報、特開平２−１５７８７８号公報、特開平４−４４０７５〜４４０８３、２０４９８０〜２０４９８４号公報等）。
【０００９】
このようなフィルム加熱方式の装置は、加熱体として低熱容量のセラミックヒータを用い、フィルムとしても耐熱性で薄い低熱容量のものを用いることができる。したがって、熱容量が大きい定着ローラを用いる熱ローラ方式の装置に比べて格段に省電力化・ウエイトタイム短縮化が可能となり、クイックスタート性を実現できるほか、機内昇温も抑えることができる利点がある。
【００１０】
ｂ−２．フィルム加熱方式（電磁誘導加熱方式）
これは加熱体として電磁誘導発熱体を用い、該電磁誘導発熱体に磁場発生手段で磁場を作用させて該電磁誘導発熱体に発生する渦電流に基づくジュール発熱で被加熱材としての記録材に熱を付与して未定着のトナー画像を加熱定着処理する装置である。
【００１１】
本方式は、発熱方式として上記２方式と異なるが、その装置形態としては、熱ローラ方式にもフィルム加熱方式にも展開できる方式である。電磁誘導加熱方式の構成に関する発案は多くなされているが、特に注目すべきは、特開平４−１６６９６６号公報に開示されている熱容量を低減したフィルム状の定着ローラを用いた電磁誘導加熱方式の定着装置である。電磁誘導加熱方式をフィルム加熱方式に応用した場合、フィルムの熱容量を小さくでき、かつ、フィルム自体が発熱するのでフィルム表層に薄層ゴム層をもけることも可能である。したがって、クイックスタート性も実現でき、かつ、薄層ゴム層をもけることも可能であるため、ヒータを用いたフィルム定着方式では不得意とされるカラー画像形成装置へも展開できるなどその利点が多い。それ故、近年、最も注目されている定着技術である。
【００１２】
以上説明したように、近年、オフィス機器の省電力化の流れも手伝って、上記の定着方式では、熱源としてセラミックヒータや電磁誘導加熱を用いたフィルム定着方式が主流と成っている。
【００１３】
これらのフィルム定着方式の多くは、特開平０４−４４０７５などに開示されている駆動方式を用いている。この方式では、テンションフリーに保持されたフィルムを、その内部に設けたフィルムガイドとそれに対向した位置に配置された加圧ローラにより狭持し、該加圧ローラを駆動手段にて回転駆動することで、フィルムを摺動回転させる。本方式は、内部のフィルムガイドに発熱手段を設けることが可能なため、装置を小型化でき、かつ、薄層のフィルムへのストレスが少ないため、長寿命化が期待できる。そのため、フィルム定着方式としては、最も普及している駆動方式である。
【００１４】
図９に本方式の基本的な構成断面と駆動状態のフィルム挙動を示す。図中、加圧ローラ８３の回転により、定着フィルム８１には定着ニップ部Ｎで外力が加わり、その外力と定着フィルム８３がその形状を維持しようとする内部応力との間で、わずかな変形が生じる。
【００１５】
この変形により、図中点線で示したように、定着フィルム８１は回転方向上流で内包するフィルムガイド８２に接触または近接するが、回転方向下流では内包するフィルムガイド８２から遠ざかる挙動を示す。
【００１６】
したがって、回転中の定着フィルム８１のニップ部Ｎ近傍では、図中実線で示した静止状態との比較からも理解できるように、回転方向上流側では、静止時より曲率が小さくなり、反対に定着ニップの回転方向下流側では静止時よりそれが大きく成る事になる。
【００１７】
ところで、定着ニップの回転方向下流側の曲率は、溶融したトナーにより記録材が定着フィルム表面に巻き付くことを記録材のコシで防止する、所謂、曲率分離に大きく関係する。記録材の秤量やニップ形状にもよるが、排紙時のカールなどへの影響が少ないフラットなニップ形状の定着器では、電子写真に多く用いられる６４ｇ／ｃｍ２程度の記録紙を用いた場合、分離補助手段を用いずに曲率分離するには、熱ローラ方式でもφ４５以下、好ましくはφ４０以下とされている。熱ローラ方式では、これらの不具合を改善するため、定着ニップ幅が必要な定着装置では、加圧ローラの硬度を定着ローラより高くし、定着ニップの形状を上に凸になるようにして、ローラ外径が大きくなることで不利になった転写材の定着後の分離性を補助している。
【００１８】
しかし、フィルムの耐久性の問題等から上に凸のニップ形状を作成しにくい前記駆動方式を用いたフィルム定着方式では、上述した回転中の定着ニップ回転方向下流側のフィルム挙動、すなわち、フィルム変形時の曲率が、ニップを増やせば増やすほど大きくなり、記録紙の安定した分離に大きく寄与することが知られている。また、フィルム定着方式の場合、フィルムの強度、耐久性の観点から記録材分離部において接触式の分離補助手段を用いることが困難であるため、これらの方式では、定着フィルムの外径を、例えばφ３５以下と小さく抑え、かつ、ニップ幅も６から８ｍｍ程度に設計がなされている。
【００１９】
しかしながら、近年、高速化、カラー化の流れから、上記フィルム定着方式にも高い定着性が求められており、定着フィルムの外径を小さく抑えることが困難状況になってきている。
【００２０】
一般に、定着性を向上させる手段としては、定着温度、加圧力、定着時間などを増加させることが、多く用いられている。しかし、定着温度を上げるとゴム材などの耐久性の低下や、機内昇温、ホットオフセットを招き、また、大幅に加圧力を上げると、定着装置自体の剛性アップが必要となる。これらは、定着装置自体のみならず、定着装置を内包する画像形成装置自体のコストアップにつながる虞があった。
【００２１】
したがって、上記フィルム定着方式で高速化、カラー化を実現するためには、定着時間、すなわち、定着ニップを広げることが最も安価で、本体装置への影響度を少なくできる可能性がある。この場合、フィルムフォルダの摺動部を広げ、加圧ローラ硬度を下げるか、該加圧ローラの外径を変更することが行われる。
【００２２】
しかし、定着ニップを広げると、上述した回転中の定着ニップ回転方向下流側のフィルム挙動、すなわち、フィルム変形時の曲率が大きくならざるを得ず、そのため、記録材分離部における分離性能が低下する欠点があった。
【００２３】
この問題は、記録材のコシが低下する、高温高湿環境下で著しく、特に、コシが弱い薄紙やリサイクル紙での分離性の低下が問題であった。また、カラートナーなど低融点トナーを用いた画像形成装置では、低温環境下で定着性を確保する定着温度では、高湿高温環境下にてホットオフセットが発生する直前までトナーが溶融されるため、トナーの粘着力が高まっており、さらに分離性を低下させる要因となっていた。
【００２４】
本発明者は、これらの条件を最適化することを目的に、定着ニップ幅の変更による低温環境下（１５℃  １０％）の定着性と、高湿高温環境下（３０℃  ８０％）の分離性能を調査した。
【００２５】
その結果を、図１０に示す。この図から、プロセススピードが上がるにつれて、低温環境下で定着性を満足できる定着ニップ幅には、より広い値が要求され、反対に高温高湿下での分離性は、それに応じて、低下していることが理解できる。しかし、トナーの粘着力と紙のコシが著しく低下していないと思われる通常の環境下（２２．５℃  ６５％）では、定着性を満足できる定着ニップ幅でも分離性の低下は観られていない。このことから、記録材のコシおよびトナーの粘着力が著しく変化する高温高湿環境下での分離不良さえ改善できれば、フィルム定着方式をより高速化できることになる。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を鑑み、高温高湿環境下での記録材の定着分離性を向上させ、該分離性の制約から困難であったフィルム定着方式の高速化やカラー機への応用を可能にすることを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を特徴とする加熱装置および画像形成装置である。
【００２８】
（１）エンドレス形状の耐熱性フィルムからなる定着フィルムと、該定着フィルムの内面を長手方向全域にわたって支持するフィルム支持部材としてのフィルムフォルダと、該フィルムフォルダに対向して配置され、被記録材と定着フィルムを共に挟持して搬送を補助する回転加圧部材と、定着フィルムを直接または誘導磁気加熱する加熱手段と、該加熱手段の発熱量を制御する加熱制御手段を有する加熱定着装置を具備した画像形成装置において、記録紙の分離性能を検知する検知手段を具備し、該検知手段の情報に応じて、前記加熱制御手段を可変することを特徴とする画像形成装置。
【００２９】
（２）エンドレス形状の耐熱性フィルムからなる定着フィルムと、該定着フィルムの内面を長手方向全域にわたって支持するフィルム支持部材としてのフィルムフォルダと、該フィルムフォルダに対向して配置され、被記録材と定着フィルムを共に挟持して搬送を補助する回転加圧部材と、定着フィルムを直接または誘導磁気加熱する加熱手段と、該加熱手段の発熱量を制御する加熱制御手段を有する加熱定着装置を具備した画像形成装置において、記録紙の分離性能を検知する検知手段を具備し、該検知手段の情報に応じて、前記加熱制御手段を可変することに加え、未定着の記録材上に形成されたトナー画像の画像情報を取得する画像情報取得手段を具備し、該画像情報に応じても前記加熱制御手段を可変することを特徴とする画像形成装置。
【００３０】
（３）記録紙の分離性能を検知する検知手段が、記録材搬送路上に設置され、該記録材に接触する電極と、該電極に所定の電圧を印加する高圧回路と、高圧電圧印加時に記録材に流れ込む電流を測定する電流測定手段とから成る記録材抵抗値測定手段であることを特徴とする（１）および（２）に記載の画像形成装置。
【００３１】
（４）未定着の記録材上に形成されたトナー画像の画像情報を取得する画像情報取得手段が、印字するドットイメージのピクセルを積算する積算手段であることを特徴とする（２）および（３）に記載の画像形成装置。
【００３２】
〈作用〉
本発明では、記録紙の分離性能を検知する手段により、記録紙の分離性能を予測し、分離性能が低下すると判断した際は、定着温調温度を部分的または全体的に低下させ、分離不良の要因の一つであるトナーの粘着性の増加を抑制することで、高温高湿環境下での記録材の定着分離性を向上させ、該分離性の制約から困難であったフィルム定着方式の高速化やカラー機への応用を可能にする。
【００３３】
また、トナー画像を形成する工程において、加熱定着装置にかかる以前の記録材の搬送方向先端部でのトナーの印字状況を検知することで、分離不良を生じやすい記録材先端部での巻きつきを確実に防止し、より安定した定着性と分離性能を両立する。
【００３４】
さらに、印字前に印字する画像の画像先端部の印字比率を予測することで、温調温度を可変した際の弊害である光沢度のムラ等の発生頻度を低減する。
【００３５】
【発明の実施の形態】
〈実施形態例１〉
図１は本発明を実施した画像形成装置の第１の実施形態例である。本図は、本発明を実施したタンデムカラー画像形成装置である。以下、本実施例での画像形成プロセスを説明する。
【００３６】
Ｄは、像担持体としての感光ドラムである。タンデムカラー画像形成装置では、転写搬送手段としての転写ベルト２上に各色毎に該感光ドラムＤを中心とした作像ステーションを配置している。各色の感光ドラムＤの外周には、その表面を一様に帯電する１次帯電器３、帯電した感光ドラムＤ上に静電潜像を作成する露光装置４、該静電潜像を現像材としてのトナーＴで顕像化する現像器５、該トナー像を転写ベルト上の転写材に静電的に転写する転写装置６が配置されている。
【００３７】
転写ベルト２の回転方向下流には、転写材Ｐを給紙する給紙装置７、また、上流には各色ステーションで重ね転写された未定着画像を定着する定着装置８が配置されている。
【００３８】
まず、給紙装置７より給紙された転写材Ｐは、レジローラ９でその先端レジを整えられた後、転写ベルト２上流に搬送され、転写ベルト２と、これに当接配置された吸着ローラ１０に狭持される。このとき、転写材Ｐは、吸着ローラ１０に印加された吸着バイアスにより、前記転写ベルト２に静電的に吸着保持される。転写材Ｐは、転写ベルト２の回転により回転方向下流側に搬送され、かつ、各ステーションの転写装置６によって各色の感光ドラムＤ上のトナーＴを重ね転写される。未定着のトナーＴを重ね転写された転写材Ｐは、転写ベルト２の回転により、さらにその回転方向下流に搬送され、下流に配置した分離搬送手段１１により転写ベルト２より分離させられ、定着手段としての定着装置８に搬送され、永久像となる。図２は本実施例に用いた定着装置８の横断面模型図である。
【００３９】
この定着装置８は、誘導発熱体としてフィルム状の定着ローラ、所謂、定着フィルム８１を用いた電磁誘導加熱方式の定着装置である。本定着装置８の上部は、定着フィルム８１に加え、該定着フィルム８１を支持するフィルム支持部材としてのフィルムフォルダ８２と、該定着フィルム８１を発熱させる発熱手段としての磁場発生手段８３を組み合わせた加熱アセンブリ８０から構成されている。この加熱アセンブリ８０に対向して、金属芯金８４１にシリコーンゴムなど耐熱性のゴム層８４２を被覆した回転加圧部材としての加圧ローラ８４が配置され、これらを並行に配列、圧接して定着ニップ部Ｎを形成している。本実施例で使用した回転加圧部材としての加圧ローラ８４は、芯金８４１の両端部をこの装置筐体の側板（不図示）の軸受を介して駆動装置Ｍに接続されており、該加圧ローラ８４の回転により上記定着フィルム８１を摺動回転させ、転写材Ｐを加圧、搬送する。
【００４０】
本実施形態例に使用した定着装置の定着フィルム８１は、内側から順に、ニッケルからなる厚み５０μｍの発熱層と、シリコーンゴムからなる厚み２００μｍの弾性層と、フッ素樹脂からなる厚み３０μｍの離型層からなる３層複合層フィルムである。定着フィルム８１の寸法は、外径４０ｍｍ、長さ３７０ｍｍである。また、加圧ローラ８４は、芯金８４１上にアスカーＣ６０°のシリコーンゴムをゴム厚３ｍｍで被覆したφ２５のゴムローラである。さらに、加熱アセンブリ８０と加圧ローラ８３の圧接圧は、芯金加重で２５Ｋｇである。このときのニップ幅Ｎは、約９ｍｍであり、従来例で示した設定Ｃである。
【００４１】
この定着フィルム８１の温度すなわち定着ニップＮの温度制御は、温度検知手段８３２を含む加熱アセンブリ８０内の磁場発生手段８３としての励磁コイル８３１に対する電流供給で制御され、所定の温度が維持されるように温調されている。定着フィルム８１の温度を検知するサーミスタなどからなる温度検知手段としての温度センサ８３２を定着フィルム８１内面の発熱域にフィルムフォルダ８２の外面に配置し、該定着フィルム８１の内面に該温度センサ８３２を接触させて定着フィルム８１の温度を検知している。この温度センサ８３２で測定した定着フィルム８１の温度情報が上述したＣＰＵ１３に入力され、ＣＰＵ１３はその入力温度情報をもとに励磁回路８０１を制御して励磁コイル８３１に対する電流供給を制御し定着フィルム８１の温度すなわち定着ニップＮの温度を所定の温度に温調している。
【００４２】
ところで、本実施例では、特開２００１−２０９２３３（Ｐ２００１−２０９２３３Ａ）に開示されている転写バイアス制御手段が用いられている。この転写バイアス制御手段は、転写ベルト２を用いたインライン方式の各ステーションにおける最適な転写効率を実現するために、第１ステーションよりも上流側の吸着ローラ１０に定電流制御でバイアスを印加して、このとき紙が通過した時の電圧を検知し、そこで得られた電流−電圧の関係から、そのときの環境（Ｌ／Ｌ、Ｈ／ＨまたはＪ／Ｊ）における転写材Ｐの抵抗から各環境での転写バイアスを設定している。本実施例では、上述したＣＰＵ１３が本転写バイアス制御も制御しており、吸着ローラ１０へ高圧電圧を供給する高圧電源ＨＶとＣＰＵ１３間は制御用の信号線で結線されている。すなわち、このとき検知される電圧値Ｖは、転写紙Ｐが雰囲気中の水分を吸収して低抵抗化した状態を検知しており、この数値と各秤量の転写材Ｐの状態変化と測定される電圧値Ｖの変化には相関がある。その関係を図３に示す。
【００４３】
本発明者は、上述した図  に示したニップ幅Ｎ８ｍｍ〜９ｍｍの設定Ｃの定着器での分離／定着不良条件をさらに詳細に調査した結果、ＨＨ環境下で６０ｇ／ｍ３や６４ｇ／ｍ３紙に頻発する分離不良は、環境によって変動する転写材Ｐのコシ（こわさ）の値として約２８ｃｍ３／１００以下になった条件下で発生することが判明した。さらに、図４に示すように、秤量の異なる転写材Ｐのコシ（こわさ）とその転写材Ｐが放置されている環境の絶対水分量との関係を検討した結果、７５ｇ／ｍ紙やそれ以上の転写材Ｐでは、装置の稼働環境下では、上記の条件下までには紙のコシが低下しないことも判明した。また、この図から上記のコシ（こわさ）の値と絶対水分量の値を以下になる条件は、絶対水分量として約２０．０ｇ／ｍ３以下であることも判明した。
【００４４】
以上、図３および図４の関係を用いれば、転写バイアス制御手段から分離不良が生じやすい環境と、印字しようとしている転写材Ｐの状態を予測できることになり、最も電流が流れ、かつ、最もコシが小さくなる６０ｇ／ｍ２を基準に求めると、転写バイアス手段として検知される電圧値Ｖとしては、約９５０Ｖをその閾値とすることができる。
【００４５】
すなわち、この閾値以下で分離不良を防止できる手段があれば、上記の転写バイアス制御手段からの信号に従って分離不良を制御できることになる。
【００４６】
本発明者は、これらの観点から、絶対水分量で約２０．０ｇ／ｍ３を若干上回る２３℃７０％で定着温度を可変した場合の６０ｇ／ｃｍ２紙での分離性能を測定した。
【００４７】
その結果を図５に示す。この図から上述した設定温度（１９０℃）より約１０℃減じた設定温度Ｔ２では分離不良の発生が見られなかった。
【００４８】
すなわち、上述した転写バイアス制御手段からの信号に従って、閾値の上下で設定温度を可変すれば、高温高湿環境下であっても６０ｇ／ｍ２紙や６４ｇ／ｍ２紙での分離性を確保できることになる。
【００４９】
ところで、上記の制御では、転写バイアス制御手段からの電圧Ｖの値が閾値を下回った場合、温調温度を下げてしまうため、例えば、図３の高湿側の１０５ｇ／ｍ３紙も設定温度を下げられてしまう可能性がある。しかし、上述した分離不良が生じる絶対水分量約２０．０ｇ／ｍ３という条件は、概略２２．５℃での飽和水分量であることから、この条件は室温２２．５℃以上の環境下でしか存在しないことを意味している。
【００５０】
そこで、本発明者は、この設定温度Ｔ２にて本装置にかかる定着性が悪い１０５ｇ／ｍ２の転写材Ｐでの定着性が室温の変化に対してどのように変化するかという測定も行った。その結果を図６に示す。この図から、室温が上昇するにつれ、定着性も向上することが理解できる。また、設定温度Ｔ２では低温環境下にて濃度低下率２５％と定着性が満足できない１０５ｇ／ｃｍ２の紙でも、室温が概略１５℃以上では、定着性が満足とされる濃度低下率１０％以下になることが理解できる。
【００５１】
よって、たとえ１０５ｇ／ｍ３紙が吸湿した状態で給紙され、転写バイアス制御によって検知された電圧値が所望の電圧値より低かったとしても、そのときの室温は少なくとも２２．５℃以上であり、そのとき設定温度Ｔ２に可変しても定着不良は生じないことになる。
【００５２】
以上、説明した画像形成装置での画像作成時の定着温調シーケンスのアルゴリズムを図７に示す。以下、本図に従い本発明の温度制御を説明する。
【００５３】
まず、レディ状態からプリント開始信号が発せられると、装置は前多回転を開始し、駆動装置Ｍにより定着装置も駆動され、プリント開始温度Ｔ１まで加熱させられる。転写材Ｐがプリント開始温度Ｔ１まで加熱されると、給紙装置より転写材Ｐが給紙され、上記転写バイアス制御手段の検知手段である吸着ローラ１０と転写ベルト２の間に給紙される。
【００５４】
このとき得られた電圧値ＶからＣＰＵにて上述した図３の関係にしたがって定着前の転写材Ｐの絶対水分量が予測され、さらに、この予測された絶対水分量が閾値より高いか否かをＣＰＵが判断し、高い場合には通常の定着設定温度Ｔ０にその温調目標温度を設定する。また、予測された絶対水分量が閾値より低い場合は、分離不良を防止できる設定温度Ｔ２に変更する。
【００５５】
本実施例で用いた電磁誘導方式をはじめ多くのフィルム定着器の応答性は、機敏であり、例えば、本実施例で用いた定着装置では、Ｔ１を１７５℃、Ｔ０を１９０℃、Ｔ２を１８０℃とした場合、Ｔ１→Ｔ２は５００ｍｓｅｃ、Ｔ１→Ｔ０は１５００ｍｓｅｃであり、プロセススピードが１８０ｍｍ／ｓｅｃの条件下でも吸着ローラから定着ニップまでの距離（概略３６０ｍｍ）を転写材Ｐが搬送されてくる時間内に十分に温調が完了する。
【００５６】
〈実施形態例２〉
上記実施例により、フィルム定着器を高速機に用いた場合の問題である高湿環境下での分離不良と低湿環境下の定着性が満足できるようになったものの、上記実施例では、閾値の前後で温調温度を可変するため、例えば、同一画像をこの閾値の近傍にある環境下で複数枚印字した場合、印字された画像間で転写紙Ｐのカール量や画像の光沢性が異なる問題が生じてしまった。特に、同一の写真画像などを複数枚印字する場合などは、印字毎に画像の光沢性が微妙に異なるため、ユーザーに違和感を与えていた。
【００５７】
本実施例では、前述した実施例での上記問題点を軽減することを目的とする。
【００５８】
すなわち、前記実施例を用いる条件をさらに限定することにより、分離不良が発生する条件下のみに前記実施例を用いて上記問題点の発生を軽減することである。
【００５９】
従来例でも説明したが、定着分離部での分離不良は、トナーの粘着力と転写材Ｐとのバランスで発生する。さらに、一旦その先端が分離したならば、分離部より下流に存在する転写材搬送ローラ１２などにより転写材Ｐが牽引されるため、転写材Ｐの中央部より定着フィルム８１に巻き付くことは無い。また、画像の印字比率によっても分離性は異なり、ＴＥＸＴなど比較的印字比率が低い画像では、分離不良の発生は殆ど無い。
【００６０】
したがって、上記実施例の温度制御は、転写材Ｐの先端部で、かつ、定着すべき未定着画像のトナーがその部分に存在したときだけで良いことになる。
【００６１】
本実施例では、上記の条件を判別する方法について説明する。
【００６２】
図８は、本実施例に用いた画像形成装置のプリント信号を装置の露光装置へのビットマップ信号に変換する画像展開回路のブロック図である。
【００６３】
従来の画像展開回路では、コンピュータまたは画像スキャナから送られたＲＧＢのプリント信号を、色変換処理回路にて画像形成装置で使用する各色のトナー色ＣＭＹＫの画像信号に変換し、各色毎にＤｉｔｈｅｒ処理などを施した後、各ステーションでの露光装置の点灯を制御するビットイメージ信号に変換する。変換されたビットイメージ信号は、各色毎の画像メモリに格納され、各色毎の印字開始信号に応じて、該画像メモリから露光装置のドライブ回路に転送される。
【００６４】
なお、上記従来回路に加え、本実施例では、ビットイメージ信号を画像メモリに転送する回路上に、該ビットイメージ信号の点灯比率を積算する画像情報取得手段としての積算回路が設けられている。本回路は、ビットイメージ信号を転送する際、該ビットイメージ信号の先頭からの点灯／非点灯を画像クロック毎に判別してその総数を積算する、所謂、ピクセルカウント回路である。また、本回路でのビットイメージの積算は、画像先端部の限られた領域のみで行われ、その積算領域は、印字される転写材Ｐの先端から概略２０ｍｍの印字領域内のビット数である。例えば、６００ｄｐｉ×６００ｄｐｉのＡ３伸びサイズ（３２０ｍｍ）ならば、１色毎に約１８万ピクセル内の点灯比率を求めていることになる。
【００６５】
上記積算回路で積算されたカウント数のデータは、各色毎に本体装置を制御するＣＰＵに転送され、該ＣＰＵにて所定の値と比較され、その比較結果に応じて上述した実施形態例１の制御を有効にするか否かを判断している。本実施例では、各色の積算数で少なくとも１色以上の色にて各色の総カウント数の２０％以上を占める点灯比率があった場合は、上述した実施形態例１の制御を有効にしている。
【００６６】
本実施例を用いた結果、無作為に抽出した画像サンプル内、概略７０％以上の画像で制御を無効にする積算数に留まった。
【００６７】
もちろん、本実施例は、実施例１の制御自体を無効にする形態で説明したが、実施例１の設定温度Ｔ１をＴ１’、Ｔ１’’と複数段階設け、点灯比率に応じてこれらの温度を切り分けても良い。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、記録紙の分離性能を検知する手段により、記録紙の分離性能を予測し、分離性能が低下すると判断した際は、定着温調温度を部分的または全体的に低下させ、分離不良の要因の一つであるトナーの粘着性の増加を抑制することで、高温高湿環境下での記録材の定着分離性を向上させ、該分離性の制約から困難であったフィルム定着方式の高速化やカラー機への応用を可能にした。
【００６９】
また、トナー画像を形成する工程において、加熱定着装置にかかる以前の記録材の搬送方向先端部でのトナーの印字状況を検知することで、分離不良を生じやすい記録材先端部での巻きつきを確実に防止でき、より安定した定着性と分離性能を両立することを可能にした。
【００７０】
さらに、印字前に印字する画像の画像先端部の印字比率を予測することで、温調温度を可変した際の弊害である光沢度のムラ等の発生頻度を低減することも可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態例である。
【図２】本発明の第一の実施形態例の定着器である。
【図３】本発明の各環境下での転写材の吸着電圧の関係。
【図４】本発明の各環境下での転写材のコシ（こわさ）の関係。
【図５】設定Ｃの定着器の定着温度と分離性能の関係。
【図６】設定Ｃの各環境下での定着温度と厚紙の定着性の関係。
【図７】本発明の第一の実施形態例のシーケンスアルゴリズム。
【図８】本発明の第二の実施形態例の画像展開回路のブロック図。
【図９】従来例の定着装置のフィルムの挙動。
【図１０】従来例の分離性能と定着性。
【符号の説明】
Ｄ  感光ドラム
Ｃ  クリーナ
Ｐ  転写材
ＨＶ  高圧回路
Ｍ  駆動装置
２  転写ベルト
３  １次帯電器（帯電ローラ）
４  露光装置
５  現像装置
６  転写装置
７  給紙装置（ピックアップローラ）
８  定着装置
９  給紙装置（レジローラ）
１０  吸着ローラ
１１  分離搬送手段
１２  転写材搬送ローラ
１３  ＣＰＵ
【図１】
2004333822.tif 000003
【図２】
2004333822.tif 000004
【図３】
2004333822.tif 000005
【図４】
2004333822.tif 000006
【図５】
2004333822.tif 000007
【図６】
2004333822.tif 000008
【図７】
2004333822.tif 000009
【図８】
2004333822.tif 000010
【図９】
2004333822.tif 000011
【図１０】
2004333822.tif 000012