(57)【要約】【課題】記録材の排紙温度を測定し、測定結果から記録材の種類を判別することが可能な画像形成装置において、同じ記録材でも印字パターンによって排紙温度が異なるため記録材の種類の判別精度が悪くなるという課題を解決する。【課題】  種類を判別するための閾値温度を、連続プリント中の画像情報から得られる印字率に応じて設定する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材上に形成された未定着トナー像を加熱定着装置を通過させることにより永久画像として加熱定着させる画像形成装置であり、加熱定着装置通過後の記録材温度を測定する手段を有し、前記測定温度が所定の閾値温度より高いか低いかによって記録材の種類が判別可能であり、
前記の閾値温度は記録材の印字率に応じて異なることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記記録材温度を測定する手段が、加熱ニップ下流側に設けられた記録材の有無を識別するセンサ裏面に設けられた温度検知素子であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記加熱定着装置がヒータを支持する耐熱性、剛性を有する支持体にルーズに外嵌した円筒状の耐熱性部材からなる加熱部材と芯金上に弾性体を形成した加圧部材により構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記記録材の印字率を、記録材が記録材温度を測定する位置と接する位置のみで決定することを特徴とする請求項１から請求項３いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記記録材の印字率を、定着温度制御用の温度検知素子を通過する位置のみで決定することを特徴とする請求項１から請求項３いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記記録材温度検知手段と定着温度制御用の温度検知素子の長手方向の位置が同一であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記閾値温度は記録材の印字率が大きくなるにつれて高くなることを特徴とする請求項１から請求項６いずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱部材と加圧部材で形成される定着ニップに未定着画像を導入して狭持搬送させることにより永久画像として加熱定着させる加熱定着装置を有し、定着ニップ通過後の記録材温度を測定する手段を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式などの複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に具備させる加熱定着手段としては、熱効率、安全性が良好な接触加熱型の熱ローラ方式の加熱定着装置や、クイックスタート性（オンデマンド性）を有しスタンバイ時に装置に電力を供給せず、消費電力を極力低く抑えた、省エネルギータイプのフィルム加熱方式の加熱定着装置等が採用されている。
【０００３】
熱ローラ方式の加熱定着装置は、ハロゲンヒータ等の内装熱源で加熱されて所定の温度に温調される加熱部材としての回転定着ローラと、この定着ローラに所定に圧接された加圧部材としての回転加圧ローラとを有し、両ローラの圧接ニップ部（定着ニップ部）に記録材を導入して挟持搬送させることで未定着画像を記録材面に加熱定着させるものである。
【０００４】
フィルム加熱方式の加熱定着装置は特許文献１・特許文献２・特許文献３・特許文献４・特許文献５・特許文献６・特許文献７・特許文献８・特許文献９・特許文献１０・特許文献１１・特許文献１２等に提案されており、加熱体に移動部材としての耐熱フィルムを加圧部材で押圧密着させて走行させ、耐熱フィルムを挟んで加熱体と加圧部材とで形成される圧接ニップ部（定着ニップ部）の耐熱フィルムと加圧部材との間に記録材を導入して耐熱フィルムに密着させて耐熱フィルムと一緒に定着ニップ部を通過させることで加熱体の熱を耐熱フィルムを介して記録材に与えて未定着画像を記録材面に加熱定着させるものである。
【０００５】
上記加熱定着装置通過後の記録材は定着ニップから熱を奪うことにより加熱されている。
【０００６】
定着器通過後の記録材温度は記録材の表面粗さ、厚みにより異なる。すなわち表面が粗い記録材ほど定着ニップからの熱伝導の効率が悪くなり記録材温度は低くなる。また、記録材厚みが大きい記録材ほど熱容量が大きくなるため記録材温度は低くなる。
【０００７】
上記特性を利用して定着器通過後の温度を測定して記録材の種類を判別する方法が特許文献１３に開示されている。特許文献１３では記録材の先端から後端にかけての温度変化により記録材の熱容量を算出し、それに応じた定着制御を行っている。
【０００８】
また、通紙中の記録材測定温度が所定閾値を越えるか否かにより記録材の種類を判別する方法もある。この方法では記録材通紙中の温度変化を見る方法に比べて比較的温度検知素子の応答性が悪くても記録材の判別が可能であるため比較的安価である。
【特許文献１】特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】特開平１−２６３６７９号公報
【特許文献３】特開平２−１５７８７８号公報
【特許文献４】特開平４−４４０７５号公報
【特許文献５】特開平４−４４０７６号公報
【特許文献６】特開平４−４４０７７号公報
【特許文献７】特開平４−４４０７８号公報
【特許文献８】特開平４−４４０７９号公報
【特許文献９】特開平４−４４０８０号公報
【特許文献１０】特開平４−４４０８１号公報
【特許文献１１】特開平４−４４０８２号公報
【特許文献１２】特開平４−４４０８３号公報
【特許文献１３】特開平７−２３０２３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら上記のように排紙部温度検知素子の検知温度が所定閾値を超えるか否かで記録材の種類を判別する方法では、応答性は悪くてもよいが、測定精度が必要である。なぜなら記録材中の温度変化を測定するような相対比較ではなく、所定閾値と測定温度の絶対比較であるからである。すなわち全く同様の記録材をプリントした場合は常に同じ測定温度になる必要がある。しかし実際には全く同様の記録材をプリントした場合でも記録材へのトナーの載り量（印字率）によって異なってしまう。すなわち、記録材上にトナーが存在すると、トナーを溶融するためにより多くの熱を加える必要がある。また、記録材表面の凹部にトナーが入り込むことにより記録材の凹凸の差が小さくなるため効率的に熱が伝わることになる。以上のようにして印字率が高いほうが排紙部温度検知素子の検知温度は高くなる。
【００１０】
印字率により加熱定着器通過後の記録材温度が異なることにより、排紙温度が閾値に近い値を示す記録材については印字率の大小により排紙温度が閾値を超えたり超えなかったりして誤検知をしてしまう可能性がある。
【００１１】
本出願に係る発明の目的は記録材の印字率によって閾値温度を可変とすることにより印字率に関わらず、ラフ紙と平滑紙の識別を精度良く行うことである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明では上記課題を解決するため、以下のことを特徴とする画像形成装置としている。
【００１３】
（１）記録材上に形成された未定着トナー像を加熱定着装置を通過させることにより永久画像として加熱定着させる画像形成装置であり、加熱定着装置通過後の記録材温度を測定する手段を有し、前記測定温度が所定の閾値温度より高いか低いかによって記録材の種類が判別可能であり、
前記の閾値温度は記録材の印字率に応じて異なることを特徴とする画像形成装置。
【００１４】
（２）上記記録材温度を測定する手段が、加熱ニップ下流側に設けられた記録材の有無を識別するセンサ裏面に設けられた温度検知素子であることを特徴とする前記（１）に記載の画像形成装置。
【００１５】
（３）上記加熱定着装置がヒータを支持する耐熱性、剛性を有する支持体にルーズに外嵌した円筒状の耐熱性部材からなる加熱部材と芯金上に弾性体を形成した加圧部材により構成されることを特徴とする（１）または（２）に記載の画像形成装置。
【００１６】
（４）上記記録材の印字率を、記録材が記録材温度を測定する手段と接する位置のみで決定することを特徴とする（１）から（３）いずれかに記載の画像形成装置。
【００１７】
（５）上記記録材の印字率を、記録材が記録材温度を測定する手段と接する位置および定着温度制御用の温度検知素子を通過する位置で決定することを特徴とする（１）から（３）いずれかに記載の画像形成装置。
【００１８】
（６）上記記録材温度検知手段と定着温度制御用の温度検知素子の長手方向の位置が同一であることを特徴とする（４）または（５）に記載の画像形成装置。
【００１９】
（７）上記閾値温度は記録材の印字率が大きくなるにつれて高くなることを特徴とする（１）から（６）いずれかに記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、加熱定着装置通過後の記録材温度を測定し、測定温度が閾値温度を上回っているか下回っているかにより記録材の種類を判別する画像形成装置において、上記閾値を記録材への印字率に応じて変更することを特徴とする。以上のようにすることにより同じ記録材をプリントした場合でも印字率が異なると、加熱定着装置通過後の記録材温度にばらつきが生じ、記録材の種類の判別精度が低下するという問題点を解決し、記録材の種類を精度良く判別することが出来た。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００２２】
（１）画像形成装置例の説明
図１は本実施例における画像形成装置の構成略図である。本例の画像形成装置は電子写真プロセス利用のレーザプリンタである。
【００２３】
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などのシリンダ状の基盤上に形成されている。
【００２４】
感光ドラム１は矢印の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によって一様帯電される。
【００２５】
次に、その回転感光ドラム１の一様帯電面に対してレーザスキャナユニット３によりレーザビーム走査露光Ｌが施されて画像情報の静電潜像が形成される。感光ドラム１に対するレーザビーム走査露光Ｌは画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザビームがレーザスキャナユニット３内で回転するポリゴンミラーにより反射されてなされる。
【００２６】
この静電潜像は現像装置４で現像、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現像法などが用いられ、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。
【００２７】
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、不図示の給紙機構部から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の先端の書き出し位置が合致するようにセンサ６にて記録材Ｐの先端を検知し、タイミングを合わせている。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。なお、本例においては記録材の装置内搬送は中央基準搬送でなされる。
【００２８】
このトナー像が転写された記録材Ｐは加熱定着装置７へと搬送され、永久画像として定着される。
【００２９】
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８により感光ドラム１表面より除去される。
【００３０】
１００は画像形成装置の制御回路部であり、画像形成装置全体の作像動作シーケンス制御を司る。１００では記録材情報や雰囲気温度、プリント履歴など様々な情報をもとに最適な画像形成条件を決定し、制御を行っている。１０１は記録材種類判別回路であり、後述の記録材温度測定手段からの情報と画像情報をもとに記録材の種類を判別し、画像形成装置の制御回路部１００に記録材情報を供給している。
【００３１】
（２）加熱定着装置７
図２は加熱定着装置７の概略構成模型図である。本例の加熱定着装置７は、特開平４−４４０７５〜４４０８３、４−２０４９８０〜２０４９８４号公報等に開示の、移動部材として円筒状（エンドレスベルト状）・可撓性の定着フィルムを用いた、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）の加熱装置である。
【００３２】
１）装置７の全体的構成
９は加熱部材（定着ユニット、定着フィルムアセンブリ）、２４は加圧部材としての加圧ローラであり、両者９・２４の圧接により定着ニップ部Ｎを形成させている。
【００３３】
加熱部材９は図面に垂直方向を長手とする部材であり、横断面略半円弧状樋型の耐熱性・剛性を有するステイホルダー（支持部材）１１と、このステイホルダー１１の下面に、該部材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、加熱体としてのセラミックヒータ２３と、該ヒータ２３を取り付けたステイホルダー１１にルーズに外嵌した移動部材としての、熱容量の小さな、円筒状の可撓性・耐熱性の定着フィルム２２等からなる。
【００３４】
加圧ローラ２４は、芯金１０と、該芯金上に同心一体に形成具備させたシリコンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴムあるいはシリコンゴムを発泡して形成された弾性層１２とから成る回転体である。弾性層１２上にはＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂などから成る耐熱離型性層１３を形成してあってもよい。
【００３５】
より具体的に、加圧ローラ２４は芯金１０の外部にシリコンゴムを成形した弾性層あるいはシリコンゴムを発泡して成るスポンジ弾性層１２、さらにその外層にＰＴＦＥあるいはＰＦＡ、ＦＥＰ等の離型性層１３をチューブ状に、あるいはコーティング塗工して形成して成る。
【００３６】
加圧ローラ２４は芯金１０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。
【００３７】
加熱部材９は、この加圧ローラ２４の上側に、ヒータ２３側を下向きにして加圧ローラ２４に並行に配置し、ステイホルダー１１の両端部を不図示のバネ等の加圧手段にて加圧ローラ２４の軸線方向に附勢することで、ヒータ２３の下向き面を定着フィルム２２を介して加圧ローラ２４の弾性層１２に該弾性層の弾性に抗して所定の押圧力をもって圧接させ、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。加圧ローラ１２側を加圧手段にて加熱部材９の下面に押し上げ附勢して所定幅の定着ニップ部Ｎを形成する装置構成にすることもできる。
【００３８】
加圧ローラ２４は不図示の駆動手段により矢印の反時計方向に所定の周速度で回転駆動される。この加圧ローラ２４の回転駆動による該加圧ローラ２４の外面と定着フィルム２２との、定着ニップ部Ｎにおける圧接摩擦力により円筒状の定着フィルム２２に回転力が作用して該定着フィルム２２がその内面側がヒータ２３の下向き面に密着して摺動しながらステイホルダー１１の外回りを矢印の時計方向に従動回転状態になる。
【００３９】
加圧ローラ２４が回転駆動され、それに伴って円筒状の定着フィルム２２が従動回転状態になり、またヒータ２３に通電がなされ、該ヒータ２３が昇温して所定の温度に立ち上がり温調された状態において、定着ニップ部Ｎの定着フィルム２２と加圧ローラ２４との間に未定着トナー像Ｔを担持した記録材Ｐが耐熱性の定着入口ガイド１４に沿って案内されて導入され、定着ニップ部Ｎにおいて記録材Ｐのトナー像担持面側が定着フィルム２２の外面に密着してフィルム２２と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。この挟持搬送過程において、ヒータ２３の熱が定着フィルム２２を介して記録材Ｐに付与され、記録材Ｐ上の未定着トナー像Ｔが記録材Ｐ上に加熱・加圧されて溶融定着される。
【００４０】
また、定着ニップＮ内で記録材Ｐが搬送されている間は定着フィルム２２に接している不図示の給電ブラシからトナーと同極性のバイアスが印加されオフセットや後方トナー飛び散りを抑制している。定着ニップ部Ｎの下流側には排紙センサが配設されており、記録材が排紙センサを回動させることにより定着器通過後の記録材有無を検知している。また、排紙センサの背面には定着器通過後の記録材温度を測定するための温度検知素子３２が取り付けられている。排紙センサの具体的構成については後述する。定着器通過後の記録材は上記排紙センサを回動し、耐熱性の定着排紙ガイドに案内されて不図示の排出トレイに排出される。
【００４１】
２）ヒータ２３
図３は本例における加熱体としてのセラミックヒータ２３の構造模型図であり、（ａ）は一部切欠き表面模型図、（ｂ）は裏面模型図、（ｃ）は拡大横断面模型図である。
【００４２】
このヒータ２３は、
（１）通紙方向と直交する方向を長手とする横長の、アルミナ等のセラミック、ポリイミド、ＰＰＳ、液晶ポリマーなどの耐熱性、高絶縁性・良熱伝導性・低熱容量の部材からなるヒータ基板ａ、
（２）上記のヒータ基板ａの表面側に長手に沿ってスクリーン印刷等により線状あるいは帯状に塗工した、電流が流れることにより発熱する銀パラジウム（Ａｇ／Ｐｄ）、ＲｕＯ２、Ｔａ２Ｎなどの電気抵抗材料の、厚み１０μｍ程度、幅１〜５ｍｍ程度の発熱層（通電発熱抵抗層）ｂ、
（３）上記の発熱層ｂに対する給電パターンとして、同じくヒータ基板ａの表面側に銀ペーストのスクリーン印刷等によりパターン形成した、第１と第２の電極部ｃ・ｄ及び延長電路部ｅ・ｆ、並びに後記するサーミスタ出力用の第３と第４の電極部ｇ・ｈ、
（４）発熱層ｂと延長電路部ｅ・ｆの保護と絶縁性を確保するためにそれ等の上に形成した、定着フィルム２２との摺擦に耐えることが可能な、厚み１０μｍ程度の薄肉のガラスコート、フッ素樹脂層等の保護層ｉ、
（５）ヒータ基板ａの裏面側に設けた、温度検知素子としてのサーミスタ１５及びサーミスタ出力用の延長電路部ｋ・ｍ、
等からなる。
【００４３】
サーミスタ出力用の第３と第４の電極部ｇ・ｈと、サーミスタ出力用の延長電路部ｋ・ｍの端末はそれぞれスルーホールｎ・ｏを介して電気的に導通させてある。
【００４４】
上記のヒータ２３は表面側を下向きに露呈させてステイホルダー１１に固定して支持させてある。
【００４５】
上記ヒータ２３の第１と第２の電極部ｃ・ｄ側には給電用コネクタ１６が装着される。また第３と第４の電極部ｇ・ｈ側には温調回路用コネクタ１７が装着される。
【００４６】
ヒータ駆動回路部１８から上記の給電用コネクタ１６を介して第１と第２の電極部ｃ・ｄに給電されることで発熱層ｂが発熱してヒータ２３が迅速に昇温する（ＡＣライン）。
【００４７】
そのヒータ２３の温度がサーミスタ１５により検知され、検知温度の電気的情報が第３と第４の電極部ｇ・ｈと上記の温調回路用コネクタ１７を介してヒータ駆動回路部１８に入力する（ＤＣライン）。
【００４８】
ヒータ駆動回路部１８はサーミスタ１５の検知温度が所定の設定温度（定着温度）に維持されるように給電回路部の出力電力を、電圧のデューティー比や波数等を適切に制御する。これにより、定着ニップ部Ｎにおいて定着フィルム２２の表面温度を定着可能な温度に保つ。すなわち、定着ニップ部Ｎでの温調温度を略一定に保ち記録材上のトナー像を定着するのに必要な加熱を行う。
【００４９】
ヒータ２３は、金属製基板上の定着ニップ反対側に絶縁層、通電発熱抵抗層を順次積層してなる金属製加熱用ヒータであり、該金属製基板は定着ニップ側が湾曲した形状であっても良い。ヒータ基板ａとして耐摩耗性に優れ、熱伝導性の良好なＡｌＮ（チッ化アルミ）等を用いた場合には発熱層ｂを上記基板に対して定着ニップ部と反対側に形成してあっても良い。
【００５０】
２）ステイホルダー１１
ステイホルダー１１は、例えば耐熱性プラスチック製部材より形成され、ヒータ２３を保持するとともに定着フィルム２２の搬送ガイドも兼ねている。よって定着フィルム２２との摺動性を高めるために、定着フィルム２２とヒータ２３やステイホルダー１１の外周面の間に耐熱性の高いグリース等を介在させてある。
【００５１】
より具体的に、ステイホルダー１１はヒータ２３を保持し、定着ニップ部Ｎと反対方向への放熱を防ぐための断熱部材であり、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等により形成されており、定着フィルム２２が余裕をもってルーズに外嵌されていて、矢印の方向に回転自在に配置されている。定着フィルム２２は内部のヒータ２３およびステイホルダー１１に摺擦しながら回転するため、ヒータ２３およびステイホルダー１１と定着フィルム２２の間の摩擦抵抗を小さく抑える必要がある。このためヒータ２３およびステイホルダー１１の表面に耐熱性グリース等の潤滑剤を介在させてある。これにより定着フィルム２２はスムーズに回転することが可能となる。
【００５２】
３）定着フィルム２２
移動部材としての定着フィルム２２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、膜厚を総厚１００μｍ以下、好ましくは６０μｍ以下とするのがよい。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（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（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（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）、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）、ＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）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たものである。
【００５３】
より具体的には、定着フィルム２２は、定着ニップ部Ｎにおいてヒータ２３の熱を効率よく記録材に与えるため、厚みは２０〜７０μｍとかなり薄くしている。定着フィルム２２はフィルム基層、導電性プライマー層、離型性層の３層構成で構成されており、フィルム基層側がヒータ側であり、離型性層が加圧ローラ側である。
【００５４】
フィルム基層はポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＳＵＳ等であり、耐熱性、高弾性を有しており、可撓性のある厚み１５〜６０μｍ程度で形成されている。また、フィルム基層により定着フィルム２２全体の引裂強度等の機械的強度を保っている。
【００５５】
導電性プライマー層は厚み２〜６μｍ程度の薄い層で形成されており、定着フィルム表面に一部露出している。静電オフセット等を防止するため、定着フィルム表面に露出した導電性プライマー層には導電ブラシが接しており、プリント中は電源Ｅからトナーと同極性のバイアス（定着バイアス）を印加している。
【００５６】
離型性層は定着フィルム２２に対するトナーオフセット防止層であり、離型性の良好なＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂を厚み５〜１５μｍ程度に被覆して形成してある。また、定着フィルム２２表面のチャージアップを軽減し、静電オフセットを防止するため、離型性層中には比抵抗が１０３Ωｃｍ〜１０６Ωｃｍ程度のカーボンブラック等の導電部材が混入されている。
【００５７】
４）記録材温度測定手段
排紙センサは、排紙センサレバー２９とフォトインタラプタ３０により構成される。排紙センサレバーは、主としてポリアセタールなどの摺動性の高いプラスチック部材などでできており、先端の転写材通過部が定着ニップ部とＦＵ排紙ローラニップ部を結ぶ線Ａを遮る位置に設置される。排紙センサレバーは、転写材が通過する時には用紙搬送方向に倒れ（図４）、遮蔽部はフォトインタラプタの赤外線光を遮断する。転写材がない時には排紙センサレバーはホームポジションに戻り、遮蔽部はフォトインタラプタの赤外線光を遮断しない位置に来る（図５）。このように、排紙センサレバーの動きによってフォトインタラプタの赤外線光のオンオフを行い、転写材の有無を検出する。
【００５８】
図６は排紙センサレバー付近の詳細図である。排紙センサレバー先端の転写材通過部には、熱容量の小さいアルミニウムやステンレスなどの厚み０．１ｍｍ程度の薄板でできた集熱板３１がアウトサート成型などにより排紙センサレバー２９と一体的に構成されており、バネなどの付勢手段（図示せず）により加熱定着装置から排出される転写材の非印字面側に接触する。
【００５９】
集熱板は、定着ニップ部とＦＵ排紙ローラニップ部を結ぶ線Ａよりも上方に設置されている。定着ニップ部を通過した転写材の先端部は、まずは排紙センサレバーのプラスチック部に接触する。さらに転写材が下流側に送られると排紙センサレバーが回動し、集熱板が転写材の非印字面側に接触する。このように、集熱板の熱容量を小さくし、積極的に転写材と当接させることにより、集熱板の温度を短時間で転写材の温度とほぼ同じにすることが可能になる。ここで、集熱板の熱容量を小さくするために、集熱板は転写材搬送方向、および、転写材搬送方向と直交かつ転写材の幅と略平行方向の大きさを極力小さくすることが望ましい。
【００６０】
両面印字を行う場合は、２面目の通紙時に排紙センサレバー上の集熱板は転写材の１面目の印字面と接触することになるため、集熱板表面へのトナーの付着が懸念される。この対策として、集熱板の表面にテフロン（登録商標）等のコーティングや、ＵＶ塗装などの表面処理を、集熱板の熱伝導に影響のない範囲で施してもよい。また、集熱板の表面にＰＩ（ポリイミド）などで被覆を施してもよい。
【００６１】
排紙センサレバー先端の集熱板３１の裏面には、サーミスタなどの応答性の高い温度検出センサ３２が接着等の方法で貼り付けられている。加熱定着装置から画像定着後の転写材Ｐが搬送されると、排紙センサレバーは回動し、集熱板３１が転写材Ｐの非印字面に接触し、転写材の熱を奪い、裏面に設置された温度検出センサ３２（以後、排紙温度センサと記す）に熱を伝導して転写材の温度を検出する。このとき排紙温度センサは、排紙センサレバーが回動した時、すなわち排紙センサレバーが転写材有りを検知した時に転写材と集熱板が接触する位置の真下に取り付けられており、集熱板内での温度勾配の影響を最小限にすることにより、転写材の温度検出の精度を高めている。また、転写材との摺動部に金属部材を使うことにより、摺動部の磨耗を防止し、排紙センサレバーの耐久性を向上させることができる。
【００６２】
サーミスタは、温度により抵抗値を変化させる素子であり、サーミスタチップの電極にデュメット線３３を焼き付けた状態でガラスに封入されている。また排紙センサレバー２９は、ステンレスなどの金属でできた２本の電極３４がアウトサート成型などでプラスチック部と一体的に構成されている（図７、８）。前述のデュメット線は、これら２本の電極に溶接される。さらに、これらの電極は制御回路部に接続されており、サーミスタで検出した温度情報を伝える。
【００６３】
電極３４は、厚さ０．１ｍｍ程度の薄いステンレスなどの板金でできており、サーミスタの温度情報を制御回路部に伝える役割を果たすと同時に、排紙センサレバーに回動力を付勢する機能をもあわせ持っている。電極の一方の端部は排紙センサレバーのプラスチック部と一体的に構成され、サーミスタのデュメット線と溶接されており、もう一方の端部は定着排紙ガイドに固定された端子に接続されている。電極は排紙センサレバーが回動すると、排紙センサレバーとともに動き、固定された端子接続部からねじられることにより、排紙センサレバーをホームポジションに戻す方向に回動力を付勢する。また電極は、排紙センサレバーに適正な回動力を付勢し、かつ繰り返し応力を受けることによって電極自身が永久変形や破断などをおこさないよう、クランク形状にて構成される。
【００６４】
排紙センサレバー先端部について更に詳細に説明する。前述したように排紙センサレバー先端部には熱容量の小さい材質でできた集熱板３１が、熱伝導率の低いプラスチックの排紙センサレバー２９と一体的に構成されている。ここで、集熱板の裏面は排紙センサレバー部との接合部を除いて空洞３５になっており、集熱部近傍の熱容量を小さくするとともに、集熱板と排紙センサレバーを断熱することにより、排紙温度センサ３２に集まる熱を逃がさないようすることができ、排紙温度センサ３２の応答性を高めることが可能になる。
【００６５】
さらに、定着排紙ガイドの排紙センサレバー近傍部について図９を用いて説明する。定着排紙ガイド２８は、排紙センサレバー２９が回動する位置に対して逃げ３６を大きく取っており、転写材と排紙センサレバーが接触する部分の近傍において転写材と定着排紙ガイドの通紙面が接触しないように構成されている。これにより、集熱板近傍の熱を定着排紙ガイドへと逃がさないようにすることができ、転写材の温度検出の精度を高めている。また、排紙センサレバーはＦＵ排紙ローラゴムとＦＵ排紙コロのニップを軸方向（転写材の幅方向）に避けた位置に設置されており、転写材通過時にはＦＵ排紙ローラとオーバーラップするようになっており、排紙センサレバーの付勢力によって転写材がたわむのを防いでいる。
【００６６】
５）記録材判別方法
次に上記排紙温度センサ３２からの情報をもとに記録材種類を判別する方法について説明する。本実施例ではトナー画像が定着されやすい記録材と定着しずらい記録材の判別を行う。トナー画像が定着されやすい記録材の特徴は記録材表面が平滑であること、記録材の厚みが小さいことである。記録材表面が平滑であれば定着ニップの熱を記録材が効率的に吸収することができるためトナーが溶融され易くなる。また、記録材の厚みが小さければ記録材の熱容量が小さいため記録材の温度が高くなりトナーが溶融されやすくなる。同様に、トナー画像が定着されやすい記録材は定着装置通過後の温度が高い。これは定着されやすい理由とほぼ同じであり、表面が平滑であれば定着ニップ内の熱をより多く吸収するため記録材温度が上昇し、厚みが小さければ、記録材の熱容量が小さくなるため定着ニップから同量の熱量を得た場合でも厚みの大きい記録材に比べて記録材温度が上昇しやすくなる。以上説明したようにトナー画像が定着され易い度合いと加熱定着装置通過後の記録材温度には相関があり、加熱定着装置通過後の温度が高い記録材ほどトナー画像が定着されやすい記録材であることが分かる。
【００６７】
図１０は定着されやすい記録材と定着が比較的困難な記録材を印字率５％で連続プリントした時の加熱定着装置通過後の記録材温度測定結果である。どちらの記録材でもプリント枚数が増加するにつれて温度が上昇しており、６０秒プリントした所でほぼ安定している。
【００６８】
本実施例では４０枚連続プリントした後、測定温度が安定した所で記録材種類の判別を行う。定着されやすい記録材の方が温度が高く、温度差が１０℃以上あるため間に閾値を設定すれば十分に判別可能である。一方、定着装置通過後の記録材温度は印字パターンによっても異なる。記録材上にトナーが存在すると、トナーを溶融するためにより多くの熱を加える必要がある。また、記録材表面の凹部にトナーが入り込むことにより記録材の凹凸の差が小さくなるため効率的に熱が伝わることになる。以上の理由により、同じ記録材であっても印字率が高いほうが加熱定着装置通過後の記録材温度は高くなる。図１１は定着されやすい記録材Ａと定着されづらい記録材Ｂを印字率０％と１００％で連続プリントした時の定着器通過後の記録材温度である。また表１はそのときの４０枚目の排紙温度センサ検知温度である。
【００６９】
【表１】
2005352235.tif 000003
【００７０】
同じ記録材であるにもかかわらず、記録材温度は７℃異なっており、高印字率のほうが記録材温度が高いことが分かる。したがって、定着されづらい記録材を印字率１００％でプリントした場合と、定着されやすい記録材を印字率０％でプリントした場合では温度差が小さくなり、温度差が３℃と小さくなってしまうため判別制度が悪くなりプリント時の初期状態、環境、部品のばらつきなどにより記録材の種類が性格に判別できない可能性がある。これを防止するために記録材判別回路が予め画像情報を得ておき、印字率に応じて記録材種類を判別するための閾値を補正することで、印字率による記録材温度のばらつきがあっても正確に記録材の種類を判別できるようになる。具体的にはプリント開始から４０枚目までの画像情報のトータル印字率により閾値を下表２のように補正する。
【００７１】
以上のようにすることで画像の印字率による排紙温度のばらつきを補正し、誤検知を防止することが出来た。
【００７２】
【表２】
2005352235.tif 000004
【実施例２】
【００７３】
本実施例において、画像形成装置及び加熱定着装置全体の構成は前記実施例１で示した図と同様であるため再度の説明を省く。
【００７４】
本実施例では実施例１における印字率を決定する領域を、排紙温度検知手段を通過する領域のみとする。
【００７５】
図１２は定着ニップ、記録材、排紙温度検知手段の長手方向位置関係を表した図である。図１２のように排紙温度検知手段が記録材と接する部分は記録材において僅かの幅である。実施例１で説明したように記録材上にトナーが存在すると、トナーを溶融するためにより多くの熱を加える必要がある。また、記録材表面の凹部にトナーが入り込むことにより記録材の凹凸の差が小さくなるため効率的に熱が伝わることになる、という理由により、記録材上にトナーが存在すると領域と存在しない領域では記録材の温度は異なる。したがって記録材が排紙温度検知手段と接する部分にトナーが存在する場合と存在しない場合では排紙温度検知素子で検地する温度は異なる。
【００７６】
例えば図１３（ａ）のように記録材の排紙温度検知素子が接する位置にトナーが存在する画像パターンを連続プリントした場合は検知温度は高い。一方、図１３（ｂ）のように印字率は図１３（ａ）と同じであるが記録材の排紙温度検知素子が接する位置にトナーが存在しない画像パターンを連続プリントした場合は印字率が同じであるにもかかわらず検知温度は低い。下表はそれぞれ画像パターン１３（ａ）、１３（ｂ）を連続プリントした時の４０枚目の排紙温度検知素子の検知温度である。パターン１３（ａ）の方がパターン１３（ｂ）よりも検知温度が高くなっている。
【００７７】
【表３】
2005352235.tif 000005
【００７８】
以上のように画像パターンによって印字率と排紙温度検知素子の検知温度の相関が取れなくなることを防止するために本実施例では図１４のように記録材において印字率を決定する領域を、記録材が排紙温度検知素子を通過する領域とすることを特徴とする。
【００７９】
以上説明したように実施例２では記録材が排紙温度検知素子を通過する領域の印字率に応じて紙種を判別するための閾値を変更することにより画像パターンによらず正確に紙種を判別することが出来た。
【実施例３】
【００８０】
本実施例において、画像形成装置及び加熱定着装置全体の構成は前記実施例１で示した図と同様であるため再度の説明を省く。
【００８１】
本実施例では実施例１における印字率を決定する領域を、定着温度検知素子を通過する領域付近とする。
【００８２】
図１５は定着ニップ、定着温度制御用サーミスタ（以下温調サーミスタと記す）、記録材の長手方向位置関係を表した図である。図１５のように温調サーミスタ幅は僅かであるので記録材と温調サーミスタがオーバーラップする部分は僅かの幅である。記録材が定着ニップに突入すると記録材により定着ニップ内の熱が奪われるため一時的に温調サーミスタの検知温度が低くなる。プリント中はサーミスタの検知温度を一定に保つように制御するため、サーミスタの検知温度が低下するとそれを一定に保つためにヒータへの電力供給がなされる。このときの電力供給量はサーミスタの検知温度低下量が大きい場合、つまり記録材が定着ニップにおける温調サーミスタ付近の熱を奪う量が大きい場合に大きくなる。記録材が定着ニップの熱を奪う量は、記録材上にトナーが存在する状態と存在しない状態で異なる。記録材上にトナーが存在するとトナーの分だけ熱容量が大きくなる。またトナーにより記録材の凹凸が低減されるため効率的に定着ニップの熱が記録材に移動しやすくなり記録材が定着ニップの熱を奪う量が多くなる。したがって温調サーミスタ付近にトナーが存在する場合とトナーが存在しない場合では電力の供給量が異なりトナーが存在する方が電力供給量が大きくなるため加熱定着装置通過後の記録材温度が高くなる。
【００８３】
図１６（ａ）のように記録材において温調サーミスタを通過する領域付近にトナー画像が存在する場合は電力の供給量が増加するため記録材温度は高くなる。一方、図１６（ｂ）のように印字率は１６（ａ）と同じであるが記録材において温調サーミスタを通過する領域付近にトナー画像が存在しない場合は電力の供給量が増加しないため記録材温度は高くならない。
【００８４】
下表はそれぞれ画像パターン１６（ａ）、１６（ｂ）を連続プリントした時の４０枚目の排紙温度検知素子の検知温度である。パターン１６（ａ）の方がパターン１６（ｂ）よりも検知温度が高くなっている。
【００８５】
【表４】
2005352235.tif 000006
【００８６】
以上のように画像パターンによって印字率と排紙温度検知素子の検知温度の相関が取れなくなることを防止するために本実施例では図１７のように記録材において印字率を決定する領域を、記録材が温調サーミスタを通過する領域付近とすることを特徴とする。
【００８７】
以上説明したように実施例３では記録材が温調サーミスタ付近を通過する領域の印字率に応じて紙種を判別するための閾値を変更することにより画像パターンによらず正確に紙種を判別することが出来た。
【実施例４】
【００８８】
本実施例において、画像形成装置及び加熱定着装置全体の構成は前記実施例１で示した図と同様であるため再度の説明を省く。
【００８９】
本実施例では排紙温度検知素子と温調サーミスタの長手方向の位置を同一にすることを特徴とする。
【００９０】
実施例２で説明したように記録材において排紙温度検知素子が通過する位置にトナー画像がある場合は排紙温度が高くなる。また、実施例３で説明したように記録材において温調サーミスタが通過する位置にトナー画像がある場合も排紙温度が高くなる。したがって排紙温度による紙種判別の精度を向上させるためには、排紙温度検知素子を通過する位置と温調サーミスタを通過する位置の印字率を考慮して紙種を判別するための閾値を変更するのが望ましい。しかしながら、２つの領域の印字率を考慮して閾値を決定すると制御が複雑になってしまう。
【００９１】
そこで本実施例では図１８のように排紙温度検知素子と温調サーミスタの長手方向の位置を同一にし、一つの領域の印字率で排紙温度検知素子と温調サーミスタを通過する印字率を考慮して閾値を決定することが出来た。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】実施例１における画像形成装置の概略図
【図２】加熱定着装置の構成略図
【図３】加熱体としてのセラミックヒータの構成模型図
【図４】実施例１における記録材プリント中の排紙センサの動作を表す概略図
【図５】実施例１における記録材が無い場合の排紙センサの動作を表す概略図
【図６】実施例１における記録材プリント中の排紙センサの動作を表す概略図
【図７】実施例１における排紙センサの斜視図
【図８】実施例１における排紙センサの斜視図
【図９】実施例１における排紙センサ近傍の斜視図
【図１０】実施例１において異なる種類の記録材をプリントした時の排紙温度センサの検知温度を示す図
【図１１】実施例１において異なる種類の記録材を異なる印字率でプリントした時の排紙温度センサの検知温度を示す図
【図１２】実施例２における記録材と排紙センサの位置関係を表す図
【図１３】実施例２においてプリントする印字パターンを表す図
【図１４】実施例２における印字率を決定する領域を表す図
【図１５】実施例３における記録材と温調サーミスタの位置関係を表す図
【図１６】実施例３においてプリントする印字パターンを表す図
【図１７】実施例３における印字率を決定する領域を表す図
【図１８】実施例４における記録材と排紙センサと温調サーミスタの位置関係を表す図
【符号の説明】
【００９３】
７  加熱定着装置
１５  温調サーミスタ
２２  定着フィルム
２３  加熱体（ヒータ）
２４  加圧ローラ
２８  定着排紙ガイド
２９  排紙センサレバー
３１  集熱板
３２  温度検出センサ
３３  デュメット線
３４  電極
【図１】
2005352235.tif 000007
【図２】
2005352235.tif 000008
【図３】
2005352235.tif 000009
【図４】
2005352235.tif 000010
【図５】
2005352235.tif 000011
【図６】
2005352235.tif 000012
【図７】
2005352235.tif 000013
【図８】
2005352235.tif 000014
【図９】
2005352235.tif 000015
【図１０】
2005352235.tif 000016
【図１２】
2005352235.tif 000017
【図１３】
2005352235.tif 000018
【図１４】
2005352235.tif 000019
【図１５】
2005352235.tif 000020
【図１６】
2005352235.tif 000021
【図１７】
2005352235.tif 000022
【図１８】
2005352235.tif 000023
【図１１】
2005352235.tif 000024