(57)【要約】【課題】  記録材の種類およびプリント開始前の定着装置の状態に関わらず、定着に係る制御パラメータの補正を適正に行い、これにより定着品質を安定化させる。【解決手段】  加圧部材（２６）の温度を検知するための第１の温度検知素子（３０）と、圧接ニップ部（Ｎ）を通過した記録材の温度を検知するための第２の温度検知素子（２８）と、プリント動作開始時点において第１の温度検知素子（３０）により検知された第１の温度と、第１の記録材が圧接ニップ部（Ｎ）を通過した時点において第２の温度検知素子（２８）により検知された第２の温度とに基づいて、後続の第２の記録材の定着に係る制御パラメータ（例えば定着温度）に補正を加える補正手段（２７）と、を有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱体を内包した回転体と、該回転体を圧接する加圧部材とを有し、前記回転体と前記加圧部材との圧接ニップ部に、未定着トナー像が形成された記録材を搬送し前記加熱体の熱を加えつつ通過させることで該未定着トナー像を該記録材上に定着させる加熱定着装置であって、
前記加圧部材の温度を検知するための第１の温度検知素子と、
前記圧接ニップ部を通過した記録材の温度を検知するための第２の温度検知素子と、
プリント動作開始時点において前記第１の温度検知素子により検知された第１の温度と、第１の記録材が前記圧接ニップ部を通過した時点において前記第２の温度検知素子により検知された第２の温度とに基づいて、後続の第２の記録材の定着に係る制御パラメータに補正を加える補正手段と、
を有することを特徴とする加熱定着装置。
【請求項２】
前記補正手段は、
前記第１の温度に応じて前記第２の温度に対するしきい値を設定する設定手段と、
この設定手段により設定されたしきい値と前記第２の温度との比較を行い、その比較結果に応じて、前記制御パラメータの補正内容を決定する決定手段と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の加熱定着装置。
【請求項３】
前記第２の温度検知素子は、記録材に非接触であることを特徴とする請求項１または２に記載の加熱定着装置。
【請求項４】
加熱体を内包した回転体と、該回転体を圧接する加圧部材とを有し、前記回転体と前記加圧部材との圧接ニップ部に、未定着トナー像が形成された記録材を搬送し前記加熱体の熱を加えつつ通過させることで該未定着トナー像を該記録材上に定着させる加熱定着装置であって、
前記加圧部材の温度を検知するための第１の温度検知素子と、
前記圧接ニップ部を通過した記録材の温度を検知するための第２の温度検知素子と、
プリント開始時点において前記第１の温度検知素子により検知された第１の温度と、前記プリント開始時において前記第２の温度検知素子により検知された第２の温度と、第１の記録材が前記圧接ニップ部を通過した時点において前記第２の温度検知素子により検知された第３の温度とに基づいて、後続の第２の記録材の定着に係る制御パラメータに補正を加える補正手段と、
を有することを特徴とする加熱定着装置。
【請求項５】
前記補正手段は、
前記第１の温度に応じて、前記第３の温度に対するしきい値を前記第２の温度の一次関数として設定する設定手段と、
この設定手段により設定されたしきい値と前記第３の温度との比較を行い、その比較結果に応じて、前記制御パラメータの補正内容を決定する決定手段と、
を含むことを特徴とする請求項４に記載の加熱定着装置。
【請求項６】
前記第２の温度検知素子は、記録材に接触していることを特徴とする請求項４または５に記載の加熱定着装置。
【請求項７】
前記第２の温度検知素子は、前記圧接ニップ部を通過した後の記録材の非印字面側に配置され、当該記録材の非印字面と当接することにより記録材の有無を検知するための排紙センサに内蔵されていることを特徴とする請求項６に記載の加熱定着装置。
【請求項８】
前記第１の温度検知素子は、前記加熱体に取り付けられていることを特徴とする請求項１から７までのいずれかに記載の加熱定着装置。
【請求項９】
前記制御パラメータは、定着温度であることを特徴とする請求項１から８までのいずれかに記載の加熱定着装置。
【請求項１０】
前記制御パラメータは、記録材のスループットであることを特徴とする請求項１から８までのいずれかに記載の加熱定着装置。
【請求項１１】
前記制御パラメータは、記録材の搬送速度であることを特徴とする請求項１から８までのいずれかに記載の加熱定着装置。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれかに記載の加熱定着装置を有する画像形成装置。
【請求項１３】
加熱体を内包した回転体と、該回転体を圧接する加圧部材とを有し、前記回転体と前記加圧部材との圧接ニップ部に、未定着トナー像が形成された記録材を搬送し前記加熱体の熱を加えつつ通過させることで該未定着トナー像を該記録材上に定着させる加熱定着装置の制御方法であって、
プリント動作開始時点において、前記加圧部材の温度を示す第１の温度を測定する第１の測定ステップと、
第１の記録材が前記圧接ニップ部を通過した時点において、当該第１の記録材の温度を示す第２の温度を測定する第２の測定ステップと、
前記第１および第２の測定ステップでそれぞれ測定された前記第１および第２の温度に基づいて、後続の第２の記録材の定着に係る制御パラメータに補正を加える補正ステップと、
を有することを特徴とする加熱定着装置の制御方法。
【請求項１４】
前記補正ステップは、
前記第１の温度に応じて前記第２の温度に対するしきい値を設定する設定ステップと、
この設定ステップにより設定されたしきい値と前記第２の温度との比較を行い、その比較結果に応じて、前記制御パラメータの補正内容を決定する決定ステップと、
を含むことを特徴とする請求項１３に記載の加熱定着装置の制御方法。
【請求項１５】
加熱体を内包した回転体と、該回転体を圧接する加圧部材とを有し、前記回転体と前記加圧部材との圧接ニップ部に、未定着トナー像が形成された記録材を搬送し前記加熱体の熱を加えつつ通過させることで該未定着トナー像を該記録材上に定着させる加熱定着装置の制御方法であって、
プリント開始時点において、前記加圧部材の温度を示す第１の温度を測定する第１の測定ステップと、
前記プリント開始時において、前記圧接ニップ部を通過した記録材の温度を検知するために設けられた温度検知素子の初期温度を示す第２の温度を測定する第２の測定ステップと、
第１の記録材が前記圧接ニップ部を通過した時点において、前記温度検知素子により検知される第３の温度を測定する第３の測定ステップと、
前記第１ないし第３の測定ステップでそれぞれ測定された前記第１ないし第３の温度に基づいて、後続の第２の記録材の定着に係る制御パラメータに補正を加える補正ステップと、
を有することを特徴とする加熱定着装置の制御方法。
【請求項１６】
前記補正ステップは、
前記第１の温度に応じて、前記第３の温度に対するしきい値を前記第２の温度の一次関数として設定する設定ステップと、
この設定ステップにより設定されたしきい値と前記第３の温度との比較を行い、その比較結果に応じて、前記制御パラメータの補正内容を決定する決定ステップと、
を含むことを特徴とする請求項１５に記載の加熱定着装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材上に形成されたトナー画像を定着させる加熱定着装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真方式の複写機、プリンタ等の多くは、加熱定着手段として熱効率、安全性の良好な接触加熱型の熱ローラ定着方式や、省エネルギータイプのフィルム加熱方式を採用している。
【０００３】
熱ローラ定着方式の加熱定着装置は、図６に示すように、内部にハロゲンヒータ６１を内包する加熱用回転体としての加熱ローラ（定着ローラ）６２と、これに圧接させた加圧用回転体としての加圧ローラ６３を基本構成とする。この一対のローラを回転させ、この一対のローラの圧接ニップ部である定着ニップ部に、未定着画像（トナー画像）を形成担持した被加熱材としての記録材（転写材シート・静電記録材・エレクトロファックス紙・印字用紙等）６４を導入し、挟持搬送することで、定着ローラ６２からの熱と定着ニップ部の加圧力により、トナー画像を記録材面に永久固着画像として熱圧定着させるものである。
【０００４】
一方、フィルム加熱方式の加熱定着装置は、例えば特開昭６３−３１３１８２号公報（特許文献１）、特開平２−１５７８７８号公報（特許文献２）、特開平４−４４０７５号公報（特許文献３）、特開平４−２０４９８０号公報（特許文献４）等に提案されているように、固定配置したセラミックヒータ等の加熱部材（以下、加熱体）に、加熱用回転体である耐熱性フィルム（以下、定着フィルム）を回転加圧部材（以下、加圧ローラ）で密着させ、そして摺動回動させて、定着フィルムを挟んで加熱体と加圧ローラとで形成される圧接ニップ部である定着ニップ部に、トナー画像を担持形成した記録材を導入し、定着フィルムと一緒に搬送させて、定着フィルムを介して付与される加熱体からの熱と定着ニップ部の加圧力によってトナー画像を記録材面に永久固着画像として熱圧定着させるものである。
【０００５】
フィルム加熱方式の加熱定着装置は、加熱体としてセラミックヒータ等の低熱容量線状加熱体を、定着フィルムとして薄膜の低熱容量のものを用いることができるため、省電力化、ウェイトタイム短縮化（クイックスタート）が可能である。また、フィルム加熱方式の加熱定着装置は、定着フィルム駆動方法として、定着フィルム内面に駆動ローラを設ける方法や、加圧ローラを駆動ローラとして用い加圧ローラとの摩擦力で定着フィルムを駆動する方法（加圧ローラ駆動方式）が知られているが、近年では部品点数が少なく低コストな構成である加圧ローラ駆動方式が多く用いられている。
【０００６】
上述したような加熱定着装置において、記録材へのトナー画像の定着性は、記録材の表面性に大きく左右されることが知られている。特に、表面性の粗いボンド紙やレイド紙等の紙種（以下、ラフ紙）では、定着性が著しく損なわれてしまう。これは、定着ニップ部内で加熱部材と記録材の接触面積が減少するために、充分な熱量が記録材上のトナーに供給されないためである。
【０００７】
ラフ紙でも良好な定着性を得るためには、定着加圧力を高くする、もしくは定着温度を高くする必要がある。定着圧力を高くする手法は加熱定着装置の駆動トルクも高くなるため、画像形成装置が大きく、そしてコストが高くなってしまうことが多い。結果として、ラフ紙でも定着性を満足させるために、定着温度を高くする手法を採用せざるを得なくなる。
【０００８】
しかしながら、単に定着温度を高くしてしまうと、薄紙や表面性の平滑な紙（以下、平滑紙）等の記録材に対しては、過剰な熱量が記録材上のトナーに供給されることになり、ホットオフセットの発生や、記録材のカールが悪化するといった弊害が生じてしまうことがある。
【０００９】
このように、ラフ紙と平滑紙では最適な定着温度が異なり、一つの定着温度で両立させることは非常に困難であったため、従来は記録材に応じてユーザーが任意に定着温度（定着モード）を選択できるような対応を採っていた。しかし、記録材の表面の粗さという分かりにくいパラメータで、ユーザーが定着モードを選択することは難しく、記録材に応じて最適な定着モードに自動的に切り替わることが望まれていた。
【００１０】
その一つの手法として、加熱定着装置の定着ニップを通過した記録材の温度（以下、排紙温度）を検知し、定着制御にフィードバックする、すなわち、記録材に与える熱量を一定に保つように定着温度を補正することで、記録材の種類を問わず定着性を安定化させる手法が、例えば、特開平１−１５０１８５号公報（特許文献５）、特開平７−２３０２３１号公報（特許文献６）等に提案されている。
【００１１】
【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】特開平１−１５０１８５号公報
【特許文献６】特開平７−２３０２３１号公報（図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、排紙温度の情報のみで定着に係る制御パラメータ（例えば定着温度）を補正してしまうと、誤って定着不良を起こしてしまうことがある。
【００１３】
それは、スタンバイ状態の定着装置を用いて、一定の定着温度で連続プリントを開始し、排紙温度を測定すると、最初の１枚目が最も高いが、２枚目以降は急に下がり、また10枚目付近から徐々に上昇し始めて、ある所定温度に収束していくという傾向がある。しかし、連続プリント前の定着装置の状態が、間欠プリント等で高温の場合における排紙温度の推移は、最初の１枚目が最も高いのは共通だが、例えば、２枚目以降は徐々に下がり、そのままある所定温度に収束する場合や、２枚目以降は若干下がるが、また５枚目付近から徐々に上昇し始めて、ある所定温度に収束する場合等、定着装置の温まり具合により差が生じてしまう。すなわち、プリント前の定着装置の状態により、連続プリント時の排紙温度推移が異なり、同一枚数時における排紙温度は必ずしも一致しないため、誤った定着温度の補正により定着不良を発生させることがあるのである。
【００１４】
この排紙温度推移のバラツキは、プリント前の定着装置の状態、すなわち加圧ローラの表面温度や蓄熱量の差が大きな原因である。特に、上述したフィルム加熱方式の加熱定着装置は、スタンバイ時にヒータをＯＦＦしているため、上述した熱ローラ方式のように加圧ローラ状態が一定に保持されておらず、またプリント時における加圧ローラ温度の変化量が大きいため、より排紙温度推移のバラツキが大きくなってしまう傾向にある。
【００１５】
本発明は、上記課題を解決するものであり、その目的とするところは、記録材の種類や定着装置の状態に関わらず定着に係る制御パラメータの補正を適正に行い、これにより定着品質を安定化させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一側面は、加熱体を内包した回転体と、該回転体を圧接する加圧部材とを有し、前記回転体と前記加圧部材との圧接ニップ部に、未定着トナー像が形成された記録材を搬送し前記加熱体の熱を加えつつ通過させることで該未定着トナー像を該記録材上に定着させる加熱定着装置に係り、前記加圧部材の温度を検知するための第１の温度検知素子と、前記圧接ニップ部を通過した記録材の温度を検知するための第２の温度検知素子と、プリント動作開始時点において前記第１の温度検知素子により検知された第１の温度と、第１の記録材が前記圧接ニップ部を通過した時点において前記第２の温度検知素子により検知された第２の温度とに基づいて、後続の第２の記録材の定着に係る制御パラメータに補正を加える補正手段とを有することを特徴とする。
【００１７】
本発明の別の側面に係る加熱定着装置は、前記加圧部材の温度を検知するための第１の温度検知素子と、前記圧接ニップ部を通過した記録材の温度を検知するための第２の温度検知素子と、プリント開始時点において前記第１の温度検知素子により検知された第１の温度と、前記プリント開始時において前記第２の温度検知素子により検知された第２の温度と、第１の記録材が前記圧接ニップ部を通過した時点において前記第２の温度検知素子により検知された第３の温度とに基づいて、後続の第２の記録材の定着に係る制御パラメータに補正を加える補正手段とを有することを特徴とする。
【００１８】
本発明の更に別の側面は、加熱体を内包した回転体と、該回転体を圧接する加圧部材とを有し、前記回転体と前記加圧部材との圧接ニップ部に、未定着トナー像が形成された記録材を搬送し前記加熱体の熱を加えつつ通過させることで該未定着トナー像を該記録材上に定着させる加熱定着装置の制御方法に係り、プリント動作開始時点において、前記加圧部材の温度を示す第１の温度を測定する第１の測定ステップと、第１の記録材が前記圧接ニップ部を通過した時点において、当該第１の記録材の温度を示す第２の温度を測定する第２の測定ステップと、前記第１および第２の測定ステップでそれぞれ測定された前記第１および第２の温度に基づいて、後続の第２の記録材の定着に係る制御パラメータに補正を加える補正ステップとを有することを特徴とする。
【００１９】
本発明の更に別の側面に係る加熱定着装置の制御方法は、プリント開始時点において、前記加圧部材の温度を示す第１の温度を測定する第１の測定ステップと、前記プリント開始時において、前記圧接ニップ部を通過した記録材の温度を検知するために設けられた温度検知素子の初期温度を示す第２の温度を測定する第２の測定ステップと、第１の記録材が前記圧接ニップ部を通過した時点において、前記温度検知素子により検知される第３の温度を測定する第３の測定ステップと、前記第１ないし第３の測定ステップでそれぞれ測定された前記第１ないし第３の温度に基づいて、後続の第２の記録材の定着に係る制御パラメータに補正を加える補正ステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、記録材の種類や定着装置の状態に関わらず、定着に係る制御パラメータの補正が適正に行われ、これによって定着品質の安定化が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００２２】
＜第１の実施形態＞
■ １．画像形成装置Ｍ ■
図１に、本発明の実施形態に係る画像形成装置、すなわち本発明が適用される加熱定着装置を備えた画像形成装置を示す。この図１は、本発明に係る画像形成装置の一例としてのレーザービームプリンタの概略構成を示す縦断面図である。
【００２３】
まず、図１を参照してレーザービームプリンタ（以下、画像形成装置）の構成を説明する。
【００２４】
図１に示す画像形成装置は、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）１を備えている。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（不図示）によって矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピードで回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、帯電ローラ（帯電装置）２、露光装置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。また、装置本体Ｍの下部には、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、加熱定着装置１１、排紙センサ２９、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。
【００２５】
次に、上記構成の画像形成装置の動作を説明する。駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に回転駆動された感光ドラム１は、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。
【００２６】
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装置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。
【００２７】
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て感光ドラム１上の静電潜像にトナーを付着させトナー像として現像（顕像化）する。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。
【００２８】
記録材Ｐは、給紙カセット７に収納されており、給紙ローラ１５によって給紙され、搬送ローラ８によって搬送され、トップセンサ９を介して、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。このとき記録材Ｐは、トップセンサ９によって先端が検知され、感光ドラム１上のトナー像と同期がとられる。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。
【００２９】
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に沿って加熱定着装置１１に搬送され、ここで未定着トナー像が加熱、加圧されて記録材Ｐ表面に定着される。この加熱定着装置１１については後に詳述する。
【００３０】
トナー像定着後の記録材Ｐは、搬送ローラ１２によって搬送され、排出ローラ１３によって装置本体Ｍ上面の排紙トレイ１４上に排出される。
【００３１】
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、次の画像形成に供される。
【００３２】
以上の動作を繰り返すことで、次々と画像形成を行なうことができる。
【００３３】
■ ２．加熱定着装置１１ ■
（２−１．構成及び動作の概要）
次に、図２を参照して本発明に係る加熱定着装置１１の一例について説明する。図２は、記録材Ｐの搬送方向（矢印Ｋ方向）に沿った断面図である。図２に示す加熱定着装置１１は、可撓性のエンドレスベルトを定着フィルムとする、加圧ローラ駆動方式の定着装置である。
【００３４】
この定着装置１１は、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）２０と、このヒータ２０を内包する回転体としての定着フィルム２５と、定着フィルム２５に当接された加圧部材としての加圧ローラ２６と、ヒータ２０の温度（定着温度）を制御する温度制御部２７と、を主要構成部材として構成されている。
【００３５】
ヒータ２０と加圧ローラ２６は定着フィルム２５を挟んで圧接して定着ニップ部Ｎを形成している。加圧ローラ２６が矢印Ｒ２６に示す反時計方向に回転駆動されることで、加圧ローラ２６と定着フィルム２５との定着ニップ部Ｎにおける圧接摩擦力により定着フィルム２５に回転力が作用して定着フィルム２５がその内面がヒータ２０の下向き面に密着して摺動しながら矢印Ｒ２５に示す時計方向に従動回転する。
【００３６】
加圧ローラ２６が回転駆動され、それに伴って定着フィルム２５が従動回転状態になり、またヒータ２０に電力が供給され、ヒータ２０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２５と加圧ローラ２６との間に未定着トナー像Ｔを担持した記録材Ｐが導入され、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２５の外面に密着して定着フィルム２５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２０の熱が定着フィルム２５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。定着ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐは定着フィルム２５から曲率分離される。
【００３７】
さらに、この定着装置１１には、温度検知素子として、ヒータ２０のの温度を測定するために、ヒータ２０の裏面に取り付けられたヒータ温度サーミスタ２１をはじめ、定着ニップを通過した記録材Ｐの表面温度（排紙温度）を測定するための排紙温度サーミスタ２８、加圧ローラ２６の表面温度を測定するための加圧ローラ温度サーミスタ３０が設けられている。それぞれの温度検知素子によって検知される温度はＣＰＵ２３によって監視される。
【００３８】
以下、この定着装置１１を構成する主要部について詳しく説明する。
【００３９】
（２−２．ヒータ２０）
ヒータ２０は、例えばセラミックヒータであり、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く、すなわち、記録材Ｐの幅よりも長く形成されている。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。ヒータホルダ２２は、耐熱樹脂によって横断面半円状に形成された部材であり、次の定着フィルム２５の回転をガイドするガイド部材としても作用する。
【００４０】
（２−３．定着フィルム２５）
定着フィルム２５は、ポリイミド等の耐熱樹脂やＳＵＳ等の金属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に遊嵌されている。定着フィルム２５は、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。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。なお、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（不図示）によって規制されており、ヒータ２０の長手方向にはずれないようになっている。また、定着フィルム２５の内面には、ヒータ２０やヒータガイド２２との間の摺動抵抗を低減するためにグリースを塗布してある。
【００４１】
（２−４．加圧ローラ２６）
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を構成している。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、加圧することができる程度に設定されている。
【００４２】
（２−５．温度制御部２７）
温度制御部２７は、図示のようにＣＰＵ２３およびトライアック２４を含む。ＣＰＵ２３は、排紙温度サーミスタ２８および加圧ローラ温度サーミスタ３０によってそれぞれ検出された温度に基づいてトライアック２４を制御することによりヒータ２０への電力供給を制御し、これによりヒータ２０の温度を調節する。
【００４３】
（２−６．排紙温度サーミスタ２８）
排紙温度サーミスタ２８は、記録材Ｐの搬送方向Ｋに対して、定着ニップ部Ｎの下流側近傍に設けられ、定着ニップを通過した記録材Ｐの表面温度を測定する。本実施形態では一例として、記録材Ｐの定着フィルム２５側と接触する面（片面印字の場合は印字面）の表面温度を検出するサーミスタ２８を採用する。また、記録材Ｐの定着フィルム２５側は、定着ニップ通過直後でトナーがまだ固化していない可能性があるとともに、サーミスタ自体の熱容量を無視できるため、サーミスタ２８は非接触式とする。もちろん、サーミスタ２８の配置を替えて、記録材Ｐの加圧ローラ２６側と接触する面（片面印字の場合は非印字面）の表面温度を検出しても構わない。
【００４４】
（２−７．加圧ローラ温度サーミスタ３０）
加圧ローラ温度サーミスタ３０は、加圧ローラ２６近傍に配置され、加圧ローラ２６の表面温度を測定する。本実施形態では一例として、加圧ローラ２６に対して非接触式のサーミスタ３０を採用する。もちろん、接触式のサーミスタを採用しても構わない。
【００４５】
■ ３．定着温度の補正 ■
（３−１．初期加圧ローラ温度Ｔｒの測定）
まず最初に、プリンタがプリント信号を受信し、画像形成のために駆動（プリント動作）を開始する時点における加圧ローラ２６の初期温度Ｔｒを、加圧ローラサーミスタ３０にて測定する。
【００４６】
（３−２．排紙温度Ｔｐの測定）
次に、プリント開始後は所定の温調で定着を行ない、排紙温度サーミスタ２８にて定着ニップ通過後の記録材Ｐの排紙温度Ｔｐを測定する。排紙温度Ｔｐの測定ポイントは特に制限は無いが、定着装置１１は前回転や紙間により系全体の温度が上昇し、記録材Ｐの通紙により徐々に熱が奪われ系全体の温度が下がっていくため、搬送方向に対して記録材Ｐの先端から後端に向けて排紙温度が低くなっていく傾向にある。そのため、より定着性が厳しいポイントで排紙温度Ｔｐを測定した方が好ましい。
【００４７】
そこで、本実施形態では搬送方向に対し記録材Ｐの後端から約３０ｍｍのポイントで測定を行なっている。もちろん、搬送方向に対して記録材Ｐの全長に渡って排紙温度Ｔｐの推移を測定しても構わない。
【００４８】
（３−３．定着温度の補正）
従来は排紙温度Ｔｐのみに基づいて、後続の記録材に対する定着温度の補正を行うようにしていたことは先述したとおりである。たとえば、図８に示すように、Ｔｐに対するしきい値を７０℃に固定的に設定し、Ｔｐが７０℃未満であれば補正を行わないが、７０℃以上であれば、ヒータの温度を例えば１０℃下げる補正を行う、というものである。
【００４９】
一方、本実施形態では、初期加圧ローラ温度Ｔｒと記録材Ｐの排紙温度Ｔｐとに基づいて、後続の記録材に対する定着温度の補正を行う。たとえば、図７に示すように、まず、初期加圧ローラ温度Ｔｒに応じて変化する排紙温度Ｔｐに対するしきい値を設定する。具体的には、Ｔｒ＜５０℃のときはしきい値が６０℃に設定され、５０℃≦Ｔｒ＜１００℃のときはしきい値が７０℃に設定され、Ｔｒ≧１００℃のときは、排紙温度Ｔｐに対するしきい値が８０℃に設定される。つまり、初期加圧ローラ温度Ｔｒが高いほど、排紙温度Ｔｐに対するしきい値も高い値に設定される。そして、排紙温度がしきい値未満であれば補正は行わず、しきい値以上ある場合にヒータ２０を１０℃下げる補正が行われる。
【００５０】
なお、補正を行う場合のその補正量は−１０℃とされているが、この補正量が一例にすぎない値であることはいうまでもなく、ＴｒとＴｐの両者の温度の組み合わせ等に応じて異なる補正量を設定してもよい。また、Ｔｐがしきい値未満のときは補正を行わないように設定されていたが、ここでも補正をまったく行わないのではなく別の補正を加えるようにしてもよいことはもちろんである。要するに、Ｔｐとしきい値との比較結果に応じて補正内容が決定されるのである。
【００５１】
また、データの信頼性の向上のため、設定されたしきい値と比較する対象として、一枚の記録材に対する排紙温度Ｔｐを用いるのではなく、たとえば連続する５枚の記録材のの排紙温度の平均値を使用し、次の６枚目以降における定着温度の補正内容を決定するようにしてもよい。もちろん、その平均値をとる枚数や、何枚目から補正を適用するかについては別の値を適用してもよい。
【００５２】
（３−４．従来例との比較実験）
上述の如く初期加圧ローラ温度Ｔｒと排紙温度Ｔｐとに基づいて定着温度の補正内容を設定する本実施形態の効果を調べるため、従来例との比較実験を行なった。比較対象は、従来例１として、定着温度の補正は無くラフ紙の定着性を重視した定着温度に設定した場合と、従来例２として、図８のように、排紙温度Ｔｐのみから補正の内容を決めて定着温度の補正を行なった場合である。従来例２における排紙温度Ｔｐには、本実施形態と同様に、連続する５枚の平均値を使用した。
【００５３】
ここでは、本実施形態、従来例１，２のそれぞれについて、ラフ紙の定着性と薄紙のカールの評価を、定着装置１１のプリント前の状態を変えて実施した。定着装置１１のプリント前の状態を変えるため、一度１枚間欠で１００枚通紙させて非常に高温状態にさせた後、５秒停止、５分停止、１時間以上停止、と停止時間を変えて評価を行なった。また、ラフ紙はFox River Paper社製のFox River Bond #24、薄紙はキヤノン社製のオフィースプランナーを使用し、２３℃／５０％ＲＨの環境下で２４時間以上放置後、文字パターンを連続１００枚印字して定着性とカールの評価を行なった。
【００５４】
結果を図９に示す。図中の○は良好レベル、△は○よりも多少劣るものの実用上問題の無いレベル、×は不良レベルを示す。
【００５５】
まず、定着温度の補正を行わない従来例１について検討すると、この従来例１は定着性を重視した定着温度の設定であったため、ラフ紙の定着性には問題はなかったが、100枚通紙から５秒しか経過していない高温状態では、過剰な熱量が記録材上のトナーに供給され、薄紙にカールを生じてしまった。
【００５６】
また、プリント前の定着装置１１の状態、すなわち初期加圧ローラ温度Ｔｒが、100枚通紙後１時間以上経過した場合のように周辺温度と等しくなるまで低くなっている場合と、逆にＴｒが非常に高い場合とでは、連続プリント時の排紙温度Ｔｐの推移が異なり、同一枚数時における排紙温度Ｔｐは必ずしも一致しないため、従来例２では、記録材Ｐのラフ紙と薄紙の識別を誤検知してしまっている。そのため、従来例２では、初期加圧ローラ温度Ｔｒが低すぎる場合は定着温度が適正値よりも高く補正され、またＴｒが高すぎる場合は定着温度が適正値よりも低く補正されてしまい、薄紙のカールやラフ紙の定着性という定着品質の問題が生じた。
【００５７】
一方、本実施形態は排紙温度Ｔｒに加え、あらかじめプリント前の定着装置１１の状態、すなわち初期加圧ローラ温度Ｔｒをも考慮に入れて、補正の内容が決定されるため、記録材Ｐの識別力の精度を向上させることができ、誤検知による定着品質の問題を防止することができる。このため、本実施形態はプリント前の定着装置１１の状態に依らず、ラフ紙の定着性と薄紙のカールともに良好なレベルを両立させることができた。
【００５８】
（３−５．初期加圧ローラ温度Ｔｒの測定方法の他例）
定着装置１１の構成の簡略化とコスト低減のため、図３に示すように、加圧ローラ温度サーミスタ３０を使用せず、加圧ローラ温度Ｔｒのかわりにヒータ温度サーミスタ２１での測定値を用いてもよい。このヒータ温度サーミスタ２１での測定値は、ヒータ２０と定着フィルム２５を介しているため、加圧ローラ温度サーミスタ３０で直接測定した加圧ローラ温度とは若干異なるが、ヒータ２０はセラミック製であり、また、定着フィルム２５も肉薄であり、共に低熱容量品を使用しているためその温度差は非常に小さく、実用上は問題無い。
【００５９】
（３−６．定着温度補正の変形例）
上述の実施形態では、定着に係る制御パラメータである定着温度を補正の対象として説明してきたが、記録材の定着品質に影響を与える制御パラメータであれば定着温度以外を補正の対象としてもよい。例えば、記録材Ｐのスループットや、記録材Ｐの搬送速度（プロセススピード）を補正の対象としてもよいであろう。ここで、記録材Ｐのスループットの補正とは、搬送速度（プロセススピード）は変えずに、給紙ローラが給紙カセットから記録材Ｐを給紙するタイミングを変えること、すなわち連続プリント時の紙間の長さを変えて、単位時間あたりのプリント枚数を変えることである。また記録材Ｐの搬送速度（プロセススピード）の補正とは、搬送ローラが記録材を搬送する速度を変えること、すなわち画像形成装置を駆動させるモータの回転速度を変えて、単位時間あたりのプリント枚数を変えることである。
【００６０】
＜第２の実施形態＞
次に第２の実施形態として、定着温度の補正方法の他例を図４に示す。なお、前述した第１の実施形態と同一機能を有する部分は同一符号を使用し説明を援用する。
【００６１】
■ １．排紙温度サーミスタ２８の構成 ■
排紙温度サーミスタ２８は、記録材Ｐの搬送方向Ｋに対して、定着ニップ部Ｎの下流側近傍に設けられ、定着ニップを通過した記録材Ｐの表面温度を測定する。本実施形態では、記録材Ｐの加圧ローラ２６側と接触する面（片面印字の場合は非印字面）の表面温度を検出する接触式を採用するとともに、構成の簡略化のため、排紙温度サーミスタ２８は、定着ニップ部Ｎの下流側近傍に配置された排紙センサ２９に内蔵され、記録材Ｐの非印字面側に当接することにより記録材Ｐの有無を検知する機能も有する。
【００６２】
■ ２．定着温度の補正 ■
（２−１．初期加圧ローラ温度Ｔｒの測定）
まず最初に、プリンタがプリント信号を受信し、プリント動作を開始する時点における加圧ローラ２６の初期温度Ｔｒを測定する。加圧ローラ温度Ｔｒは、加圧ローラ表面を直接サーミスタで測定することが好ましいが、本実施形態では構成の簡略化とコスト低減のため、ヒータ温度サーミスタ２１での測定値を代用している。このヒータ温度サーミスタ２１での測定値は、ヒータ２０と定着フィルム２５を介しているため、実際の加圧ローラの表面温度とは若干異なるが、第１の実施形態でも述べたように、ヒータ２０はセラミック製であり、また、定着フィルム２５も肉薄で、共に低熱容量品を使用しているためその温度差は非常に小さく、実用上は問題無い。もちろん、より高い精度が必要な場合は、図２に示したような、加圧ローラ２６の温度測定専用のサーミスタ３０を配置し、これを利用しても構わない。
【００６３】
（２−２．排紙温度サーミスタの初期温度Ｔｐ0の測定）
上述した初期加圧ローラ温度Ｔｒの測定と同様に、プリンタがプリント信号を受信し、プリント動作を開始する時点における、排紙温度サーミスタ２８の初期温度Ｔｐ0の測定を行なう。本実施形態のように、接触式でかつ排紙センサ２９に内蔵されたサーミスタ２８を使用する場合には排紙センサ２９が熱容量を持ってしまうため、プリント開始時点における排紙センサ２９の状態により、排紙温度Ｔｐの推移は異なってしまう。そのため、プリント開始時点における排紙センサ２９の状態をあらかじめ認識するために、排紙温度サーミスタ２８の初期温度Ｔｐ０の測定を行なうのである。
【００６４】
（２−３．排紙温度Ｔｐの測定）
プリント開始後は所定の温調で定着を行ない、排紙温度サーミスタ２８にて定着ニップ通過後の記録材Ｐの排紙温度Ｔｐを測定する。排紙温度Ｔｐの測定ポイントは特に制限は無いが、本実施形態では、接触式でかつ排紙センサ２９に内蔵させたサーミスタ２８を使用しているため、排紙センサ２９の熱容量の影響があり、搬送方向に対して記録材Ｐの先端から後端に向けて、サーミスタ２８によって検出される排紙温度Ｔｐは徐々に上がりながら真の排紙温度に近付く傾向にある。そのため、より真の排紙温度に近いポイントで排紙温度Ｔｐを測定した方が好ましい。
【００６５】
そこで、本実施形態では搬送方向に対し記録材Ｐの後端から約３０ｍｍのポイントで測定を行なっている。もちろん、搬送方向に対して記録材Ｐの全長に渡って排紙温度Ｔｐの推移を測定しても構わない。
【００６６】
（２−４．定着温度の補正）
本実施形態では、実施形態１と同様に、一例として定着に係る制御パラメータの補正として定着温度の補正を実施する。もちろん記録材の定着品質に影響を与える制御パラメータであれば定着温度以外の制御パラメータを補正の対象としてもよい。例えば、記録材Ｐのスループットや、記録材Ｐの搬送速度（プロセススピード）を補正の対象としてもよいであろう。
【００６７】
本実施形態では、初期加圧ローラ温度Ｔｒ、排紙温度サーミスタ２８の初期温度Ｔｐ0、および記録材Ｐの排紙温度Ｔｐに基づいて、後続の記録材に対する定着温度の補正を行う。たとえば、図１０に示すように、まず、初期加圧ローラ温度Ｔｒに応じた排紙温度Ｔｐに対するしきい値を設定する。このしきい値は、上述した第１の実施形態のように一定値ではなく、Ｔｐ0の一次関数で表される。
【００６８】
たとえば、５０℃≦Ｔｒ＜１００℃のときは、排紙温度Ｔｐに対するしきい値が０．２×Ｔｐ0＋６５℃に設定される。図５において、実線で示される直線ａがこのときに設定されるしきい値である。また、初期加圧ローラ温度Ｔｒ＜５０℃の場合には、排紙温度Ｔｐに対するしきい値が、直線ａのＴｐ軸切片が−１０された０．２×Ｔｐ0＋５５℃に設定され、Ｔｒ≧１００℃の場合には、排紙温度Ｔｐに対するしきい値が、直線ａのＴｐ軸切片が＋１０された０．２×Ｔｐ0＋７５℃に設定される。図５の一点鎖線で示される直線ｂがＴｒ＜５０℃の場合に設定されるしきい値、破線で示される直線ｃがＴｒ≧１００℃の場合に設定されるしきい値である。
【００６９】
そして、排紙温度Ｔｐがこのしきい値に満たないときは補正なし、Ｔｐがこのしきい値以上のときはヒータ２０を１０℃下げる補正が行われる。
【００７０】
また本実施形態では、実施形態１と同様に、データの信頼性の向上のため、設定されたしきい値と比較する対象として、一枚の記録材に対する排紙温度Ｔｐを用いるのではなく、連続する５枚の記録材の排紙温度の平均値を使用し、後続の６枚目以降における定着温度の補正内容を決めるようにしてもよい。もちろん、その平均値をとる枚数や、何枚目から補正を適用するかについては別の値を適用してもよい。
【００７１】
（２−５．第１の実施形態との比較実験）
上述の如く初期加圧ローラ温度Ｔｒと排紙温度Ｔｐのみならず、排紙温度サーミスタ２８の初期温度Ｔｐ０を加味して定着温度の補正内容を設定する本実施形態の効果を調べるため、初期温度Ｔｐ０を考慮せず定着温度の補正内容を決定する第１の実施形態との比較実験を行った。実験の内容は第１の実施形態で行った比較実験と同様である。
【００７２】
結果を図１１に示す。図９に示したように、第１の実施形態は、プリント前の定着装置１１の状態に依らず、ラフ紙の定着性と薄紙のカールともに良好なレベルを両立させることができたが、これが常に維持されるわけではなく、図１１に示すように定着性およびカールに問題が生じる場合もあった。しかし、本実施形態によれば、このような場面でもラフ紙の定着性と薄紙のカールともに良好なレベルを両立させることができた。本実施形態は、定着温度の補正内容を設定するにあたり、排紙温度サーミスタ２８の初期温度Ｔｐ０を加味しているぶん、より適正な定着温度の補正が行われたといえる。
【００７３】
＜その他の実施形態＞
以上、現時点で最も現実的かつ好適な実施形態でもって本発明を説明したが、本発明は、開示した実施形態に限定されるものではなく、各種の改変や均等な構成を包含するものである。
【００７４】
たとえば、上述の実施形態におけるフィルム加熱方式の加熱定着装置では、定着フィルム駆動方式として、加圧ローラを駆動ローラとして用い加圧ローラとの摩擦力で定着フィルムを駆動する加圧用ローラ駆動方式を採用した。これは、部品点数が少なく低コストな構成であるという理由で採用したものである。しかし、この代わりにその他の定着フィルム駆動方式、たとえば、エンドレスの定着フィルムの内周面に駆動ローラを設け、この定着フィルムにテンションを加えながら駆動する方式や、フィルムをロール巻きの有端ウエブ状にし、これを走行駆動させる方式など、を採ってもよい。
【００７５】
また、本発明は、加熱部材と加圧部材とのニップで画像を担持した記録材を挟持搬送させて記録材上の画像を加熱する加熱定着装置であればよく、上述の実施形態のようなフィルム加熱方式のみならず、熱ローラ方式などを採用することが可能である。
【００７６】
また、上述の実施形態では、トナーを加熱するための加熱体としてのヒータ２０はセラミックヒータとしたが、これに限られるものではない。例えば鉄板等の電磁誘導発熱性部材とすることもできる。ヒータとして鉄板等の電磁誘導発熱性部材を用い、これを定着ニップ部の位置に配設して、これに交番磁束発生手段としての電磁コイルと磁性コアにより発生させた高周波磁界を作用させることで発熱させる装置構成にすることもできる。また、移動部材としてのフィルム自体を電磁誘導発熱性部材にして交番磁束発生手段で発熱させる装置構成にすることもできる。
【００７７】
本発明は、未定着画像を記録材上に永久画像として加熱定着させる加熱定着装置のみならず、未定着画像を記録材上に仮定着させるための加熱装置や、画像を担持した記録材を再加熱してつや等の画像表面性を改質する加熱装置なども包含するものである。
【００７８】
また、画像形成装置の作像方式は電子写真方式に限られず、静電記録方式、磁気記録方式等であってもよいし、また転写方式でも直接方式でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１の実施形態における画像形成装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における加熱定着装置の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における加熱定着装置の変形例の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態における加熱定着装置の構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における定着温度の補正内容を決定するためのしきい値の例を示す図である。
【図６】従来例における加熱定着装置の断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態における定着温度の補正を説明する図である。
【図８】従来の定着温度の補正を説明する図である。
【図９】本発明の第１の実施形態の効果を確認するための実験の結果を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態における定着温度の補正内容を決定するために参照されるテーブルの一例を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態の効果を確認するための実験の結果を示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１‥‥像担持体（感光ドラム）
１１‥‥定着装置
２０‥‥加熱体（ヒータ）
２１‥‥ヒータ温度サーミスタ
２２‥‥ヒータホルダ
２３‥‥ＣＰＵ
２４‥‥トライアック
２５‥‥定着フィルム
２６‥‥加圧ローラ
２７‥‥温度制御部
２８‥‥排紙温度サーミスタ
２９‥‥排紙センサ
３０‥‥加圧ローラ温度サーミスタ
Ｎ‥‥定着ニップ部
Ｐ‥‥記録材
【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】
2005242188.tif 000009
【図８】
2005242188.tif 000010
【図９】
2005242188.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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