(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録用紙に転写されたトナー像を加熱定着する定着手段と、
前記定着手段の温度を検知する第１の検知手段と、
前記定着手段から連続して出力される前記記録用紙の連続出力枚数を検出する第２の検知手段と、
前記トナー像が加熱定着された前記記録用紙を積載手段に積載して溜めるように排出する排出手段と、
前記第１の検知手段で検知した前記定着手段の温度状態と前記第２の検知手段で検出した連続出力枚数とから、連続して出力されたときの前記記録用紙の温度を予測し、予測した前記記録用紙の温度がトナー融着の発生が予測される閾値を超える場合に、前記閾値を超えない場合の前記記録用紙の排出間隔よりも広い排出間隔で排出されるように、前記排出手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
更に、前記画像形成装置の周囲の温度を検知する第３の検知手段を有し、
前記制御手段は、前記第１の検知手段が検出した稼動中の発熱体温度と、前記第３の検知手段により検出された温度とに基づいて、前記定着手段の温度状態を決定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記記録用紙の排出間隔を広げるように前記排出手段を制御する場合には、次の前記記録用紙に対する作像処理の開始も遅延させることを特徴とする請求項１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、トナー像を記録用紙に定着させる加熱方式の定着器を備えた画像形成装置に関し、特に、定着処理後のトナー融着を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置では、感光体上に形成された静電潜像をトナーにより現像し、このトナー像を記録用紙に転写・定着させている。この定着処理を行なう定着器は、一般に、加熱処理と加圧処理を同時に行ってトナー像を記録用紙上に定着させる加熱方式のものが使用されている。
【０００３】
加熱方式の定着器から排出された直後の記録用紙は、トナーの融点以上の高温状態となっており、この高温状態の記録用紙同士を接触させると、トナー融着が発生して記録用紙同士が張り付くという不具合が発生する。特に、後処理装置を有する画像形成装置では、記録用紙を整合するために処理ローラで記録用紙を押圧しており、このような圧力がかかった状態ではトナー融着が発生し易くなる。
【０００４】
このトナー融着を防止するために、定着器の下流に記録用紙を冷却するための冷却装置を設けた画像形成装置が実現されている。しかし、小型の画像形成装置の場合、冷却装置を取り付ける空間は限られていて、効果的に記録用紙（トナー像）を冷却することが困難である。また、小型の画像形成装置は、使用者の机上に設置される場合が多く、ファンなどを用いて冷却を行う場合は、騒音が問題となってしまう。
【０００５】
そこで、冷却装置を用いることなく、ＯＨＰシートなど排紙接着が起こりやすい記録用紙の場合に、画像形成速度を遅くし、排出される記録用紙の間隔を広げることで記録用紙を冷却状態で積層する技術が提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
また、特許文献１の技術を改良した技術が特許文献２で提案されている。この特許文献２では、記録用紙上のトナー密度が高い場合や、排紙トレイ付近の温度が高い場合はトナー融着が発生しやすいと判断し、このような場合のみ排紙間隔を広げることを特徴としている。この特許文献２では、トナー融着が起こりにくい場合には、排出される記録用紙の間隔を広げる必要がなくなり、生産性とトナー融着防止を両立できる。
【特許文献１】特開２００３−２４８３４９
【特許文献２】特開２００６−２４３４９８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の画像形成装置では、排紙トレイ付近の温度を検知し、記録用紙の排出間隔を変更することで、トナー融着を防いでいる例があった。しかしながら、後処理装置を有する画像形成装置においては、トナー融着の起こり易さは、主として後処理装置に入る記録用紙の温度によって決まっている。そのため、排紙トレイ付近の温度を検知する方法では、後処理装置でトナー融着が発生するのを防ぐことができない場合があった。
【０００８】
後処理装置を備えた画像形成装置では、トナー融着を確実に防ぐためには、定着器から排出された直後で搬送中の記録用紙の温度を検知する必要がある。この場合、記録用紙は熱伝導率が小さいため、接触方式の温度計（温度センサ）で搬送中の記録用紙温度を検知することは困難である。
【０００９】
一方、非接触方式の温度計を用いれば、記録用紙の温度を検知することは可能であるが、非接触方式の温度計は、高価であり、さらに温度計の調整が必要となる。従って、定着器から排出された直後で搬送中の記録用紙の温度を温度計で直接検知することは、実用的ではない。
【００１０】
本発明は、このような背景の下になされたもので、その目的は、簡単且つ安価な構成でトナー融着を確実に防止できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、記録用紙に転写されたトナー像を加熱定着する定着手段と、前記定着手段の温度を検知する第１の検知手段と、前記定着手段から連続して出力される前記記録用紙の連続出力枚数を検出する第２の検知手段と、前記トナー像が加熱定着された前記記録用紙を積載手段に積載して溜めるように排出する排出手段と、前記第１の検知手段で検知した前記定着手段の温度状態と前記第２の検知手段で検出した連続出力枚数とから、連続して出力されたときの前記記録用紙の温度を予測し、予測した前記記録用紙の温度がトナー融着の発生が予測される閾値を超える場合に、前記閾値を超えない場合の前記記録用紙の排出間隔よりも広い排出間隔で排出されるように、前記排出手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、定着手段の温度状態を検知して、この温度状態と、定着手段から連続して出力される記録用紙の連続出力枚数とに基づいて、定着手段から排出される記録用紙の温度を予測する。そして、予測した記録用紙の温度がトナー融着の発生が予測される閾値を超えた場合に、制御手段は、閾値を超えない場合の記録用紙の排出間隔よりも広い排出間隔で排出させるよう制御する。これによって、簡単且つ安価な構成でトナー融着を確実に防止できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１４】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。この画像形成装置は、フルカラーの画像を形成するものであり、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した画像形成カートリッジ１，２，３，４を有している。これら画像形成カートリッジ１，２，３，４は、電子写真方式で画像を形成するものであり、それぞれＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色対応のトナー像を形成する。
【００１５】
画像形成カートリッジ１〜４で形成された各色のトナー像は、一次転写部５〜８により、順次、中間転写ベルト９に一次転写される。この一次転写により、中間転写ベルト９上にフルカラーのトナー像が形成される。このフルカラーのトナー像は、中間転写ベルト９の回転により、二次転写部１０と対向する位置に運ばれる。二次転写部１０は、中間転写ベルト９上のフルカラーのトナー像を給紙部１１から搬送されてくる記録用紙に二次転写する。
【００１６】
この二次転写処理が施された記録用紙は、定着手段としての定着器１５に搬送される。定着器１５は、加熱方式の定着器であり、加熱処理、及び加圧処理により、二次転写に係るトナー像を記録用紙上に定着させる。定着器１５を通過した記録用紙は、後処理装置２３に搬送される。後処理装置２３は、搬送されてきた画像形成処理に係る記録用紙に対してステイプル処理等の後処理を施して、排紙トレイ２４に排出する。
【００１７】
以上の一連の画像形成処理、後処理は、制御装置１４の制御の下に実行される。また、本画像形成装置には、外気温度計１３が設けられている。この外気温度計１３は、トナー融着を防止するためのデバイスとして利用される。
【００１８】
図２は、ステイプル機能を有する後処理装置２３の概略構成を示す断面図である。定着処理が施された記録用紙は、図２の矢印の部分から後処理装置２３に導入され、排紙ローラ２７により左から右に向かって搬送される。排紙ローラ２７は、排紙ローラ駆動モータ２８（図４参照）により駆動される。後処理装置２３の出口の部分には、処理ローラ２６と処理トレイ２５が設けられている。
【００１９】
ステイプル処理を行う場合、後処理装置２３は、図２に示すように記録用紙２２を処理トレイ２５に溜め、１束の記録用紙が積載された時点でステイプル装置２９によりステイプルを行い、排紙トレイ２４に排出する。後処理装置２３は、処理トレイ２５に記録用紙を溜める際に、処理ローラ２６を用いて記録用紙を整合する。すなわち、処理ローラ２６はゴム製のローラで構成され、この処理ローラ２６を記録用紙に押し付けながら動かすことで、摩擦力により記録用紙が整合される。
【００２０】
記録用紙を整合する場合に、記録用紙の温度が高く、トナー融着が発生すると、処理トレイ２５に積載された記録用紙同士が張り付いてしまい、処理ローラ２６を押し付けて動かしても処理ローラ２６と記録用紙間が滑ってしまい、記録用紙の整合不良を起こしてしまう。そこで、本実施の形態では、後述のような形態でトナー融着を防止している。なお、ステイプル処理を行わない場合、記録用紙は、処理トレイ２５には溜められず、そのまま排紙トレイ２４に排出される。
【００２１】
図３は、定着器１５の概略構成を示す断面図である。定着器１５は、発熱体加圧部材１６、発熱体１７、発熱体温度センサ（第１の検知手段）１８、定着ベルト１９、加圧ローラ２０を有している。発熱体１７は、セラミックの基板上に抵抗体を印刷形成したもので、コントローラ３０（図４参照）による投入電力の制御で発熱量を変化させることができる。発熱体温度センサ１８は、発熱体１７の温度を検知するものであり、本実施の形態では、ＮＴＣサーミスタにより構成されている。なお、定着器１５は、発熱体１７の温度を検知する発熱体温度センサ１８は有しているが、加圧ローラ２０の温度を検知する温度センサは有していない。この加圧ローラ２０の温度は、後述する形態で認識することができる。
【００２２】
発熱体加圧部材１６は、発熱体１７を加圧ローラ２０に押圧するための部材であり、両端をバネ（図示省略）により支持されており、「２７０Ｎ」の力で発熱体１７を加圧している。
【００２３】
定着ベルト１９は、口径３０ｍｍ、厚さ約４０ｕｍの金属素管にシリコーンゴムを約３００ｕｍの厚さで塗布したものであり、加圧ローラ２０の回転に従って回転する。加圧ローラ２０は、金属製の芯金２０ｂの周りに約４ｍｍ厚のシリコーンゴム２０ｃを塗布したものであり、芯金２０ｂの中心部には回転軸２０ａが形成されている。
【００２４】
この加圧ローラ２０は、発熱体や温度センサを有しておらず、発熱体１７からの熱が定着ベルト１９を介して伝導されるここにより加熱される。また、加圧ローラ２０は、図示されていないモータにより、ギア列を介して駆動される。
【００２５】
定着器１５は、稼動中においては、加圧ローラ２０が図３の矢印の方向に回転し、トナー像の二次転写処理が施された記録用紙は、図３の左から右に向かって搬送される。この搬送の過程で、記録用紙は、定着ベルト１９と加圧ローラ２０に挟まれた定着ニップ部で加熱作用及び加圧作用を受け、トナー像が記録用紙上に定着される。
【００２６】
図３に示した定着器１５は、低熱容量であることを特徴とし、常温から定着可能温度までの立ち上がりは１０秒程度である。すなわち、定着器１５は、必要最低限の部分だけを加熱する思想で設計されているため、その立上げ直後は、トナー像を記録用紙に定着させるために必要な発熱体１７と定着ベルト１９が主として加熱され、それ以外の加圧ローラ２０等は低温のままであり、不均一な温度分布となっている。
【００２７】
具体的には、発熱体１７が２２０℃程度まで加熱されるのに対し、立ち上げ直後の加圧ローラ２０の温度は５０℃程度である。加圧ローラ２０の温度は、複数の記録用紙に対して連続して定着処理を施すと徐々に上昇していき、Ａ４版の１００枚の記録用紙に対して定着処理を施した段階で約７５℃、２００枚の段階で約９０℃に上昇する。
【００２８】
この加圧ローラ２０の温度上昇に伴って、定着器１５から排出される記録用紙の温度も上昇する。すなわち、定着器１５から排出される記録用紙の温度は、定着器１５の立ち上げ直後は約６５℃であるが、２００枚の記録用紙に対して定着処理を施した段階では約９０℃となる。
【００２９】
このように、低熱容量の定着器１５では、定着器１５内の温度分布の変化によって、排出される記録用紙の温度が大きく変化する。本実施の形態では、後述するように、この特性を考慮して、定着器１５から排出される記録用紙の温度を予測している。
【００３０】
図４は、制御装置１４の構成を示すブロック図である。なお、図４では、トナー融着防止に係る構成要素のみを示している。コントローラ３０は、図１に示した画像形成装置の一連の処理を制御するものであり、ＭＰＵ、ＲＯＭ，ＲＡＭを有している。
【００３１】
ＲＯＭには、上記の一連の処理を行うためのプログラムがプリセットされている。ＭＰＵは、このプログラムを実行する際に、ＲＡＭをワークエリアとして利用する。なお、ＲＯＭには、図５のフローチャート等に示したトナー融着防止処理に係るプログラムもプリセットされている。
【００３２】
コントローラ３０の入力部には、発熱体温度センサ１８、外気温度計（第２の検知手段）１３が接続されている。また、コントローラ３０の出力部には、モータドライバ３１を介して排紙ローラ駆動モータ２８が接続されている。
【００３３】
コントローラ３０（実際には上記のＭＰＵ、以下同様）は、発熱体温度センサ１８、外気温度計１３から得られる温度情報を用いて定着器１５から排出される記録用紙の温度を予測し、その予測結果に基づいてトナー融着の発生を予測する（図５参照）。そして、コントローラ３０は、トナー融着が発生すると予測した場合は、排紙ローラ駆動モータ２８の回転速度を制御して記録用紙の排出間隔を広げることにより、トナー融着が発生するのを防止する（ステップＳ９〜Ｓ１０）。
【００３４】
定着器１５から排出される記録用紙の温度予測は、２段階で行なわれる。すなわち、図５に示したように、コントローラ３０は、まず、定着器１５の温度状態を検知して、立ち上げ直後に排出される記録用紙の温度を予測する（ステップＳ１〜Ｓ４）。次に、コントローラ３０は、立ち上げ直後に排出される記録用紙の温度と、通紙した記録用紙の枚数から、任意の時点での排出用紙の温度を予測する（ステップＳ５〜Ｓ８）。
【００３５】
次に、図５のトナー融着防止処理の詳細を説明する。実験の結果、定着器１５から排出される記録用紙の温度を決める主要因は、定着器１５を通過する前の記録用紙の温度、発熱体１７の温度、加圧ローラ２０の温度の３つであった。これを模式的に示すと、図６に示すようになる。
【００３６】
すなわち、熱容量Ｃｐ、温度Ｔａの記録用紙２２が定着器１５に導入されると、記録用紙２２は、発熱体１７からＪｈの熱量を、加圧ローラ２０からＪｒの熱量を受け取る。
【００３７】
この場合、定着器１５から排出される記録用紙２２の温度Ｔｐは、下記の数式１のように示すことができる。
【００３８】
【数１】
0005147323.tif 000002
【００３９】
さらに、発熱体１７と記録用紙２２との間の熱抵抗をＲｈ、加圧ローラ２０と記録用紙２２との間の熱抵抗をＲｒとし、発熱体１７の温度をＴｍ、加圧ローラ２０の温度をＴｒとすると、下記の数式２、数式３の関係が成り立つ。
【００４０】
【数２】
0005147323.tif 000003
【００４１】
【数３】
0005147323.tif 000004
【００４２】
以上の数式１〜数式３を纏めると、定着器１５から排出される記録用紙の温度Ｔｐは、下記の数式４で示される。
【００４３】
【数４】
0005147323.tif 000005
【００４４】
この数式４は、定着器１５から排出される記録用紙の温度Ｔｐは、「定着器通過前の記録用紙温度Ｔａ」、「稼動中の発熱体温度Ｔｍ」、「加圧ローラ温度Ｔｒ」の線形結合で求めることができることを意味している。
【００４５】
定着器１５を稼動させている最中は、発熱体１７の温度を均一に保つ制御を行っているため、「稼動中の発熱体温度Ｔｍ」は簡単に取得することができる。また、「定着器通過前の記録用紙温度Ｔａ」は、外気温度計１３を用いて取得することができる。「加圧ローラ温度Ｔｒ」は、加圧ローラ２０に温度センサを設けて直接測定する方法と、発熱体温度センサ１８から得られる発熱体１７の温度を用いて算出する方法がある。
【００４６】
第１の実施の形態では、小型化のために加圧ローラ２０に温度センサを設けることはせず、次のようにして発熱体温度センサ１８から得られる発熱体１７の温度を用いて「加圧ローラ温度Ｔｒ」を算出している。
【００４７】
すなわち、定着器１５を稼動させた直後は、発熱体１７の温度が高く、加圧ローラ２０の温度は低い状態となっている。定着器１５を停止した後、時間が経過するにつれて、発熱体１７から加圧ローラ２０に熱が移動し、両者の温度差は小さくなっていく。
【００４８】
この状況を模式的に描くと、図７に示すようになる。すなわち、発熱体１７の温度をＴｈ（ｔ）、熱容量をＣｈとし、加圧ローラ２０の温度をＴｒ（ｔ）、の熱容量をＣｒとし、発熱体１７と加圧ローラ２０との間の熱抵抗をＲとして放熱の影響も無視できるとすると、発熱体１７の温度降下の状況は、下記のように表すことができる。  
【００４９】
【数５】
0005147323.tif 000006
【００５０】
【数６】
0005147323.tif 000007
【００５１】
【数７】
0005147323.tif 000008
【００５２】
ここで、ｔ＝０における発熱体１７の温度降下率は、下記の数式８のように表すことができる。
【００５３】
【数８】
0005147323.tif 000009
【００５４】
従って、定着器１５が停止中（稼動直前）の加圧ローラ２０の温度Ｔｒ（０）は、発熱体温度及び発熱体温度降下率（発熱体１７の加熱開始前の温度及び温度降下率）を用いて、形式的に下記の数式９のように表すことができる。
【００５５】
【数９】
0005147323.tif 000010
【００５６】
ここで、定着器１５が稼動中の加圧ローラ２０の温度上昇は非常に緩やかである。従って、数式４の「Ｔｒ」としては、数式９で表される稼動直前の加圧ローラ温度を用いることとすると、定着器１５から排出される記録用紙の温度Ｔｐは、下記の数式１０のように表すことができる。
【００５７】
【数１０】
0005147323.tif 000011
【００５８】
以上の結果から、定着器１５が稼動した直後に排出される記録用紙の温度Ｔｐは、「定着器通過前の記録用紙温度Ｔａ」、「稼動中の発熱体制御温度Ｔｍ」、「稼動直前の停止状態での発熱体温度Ｔｈ（０）」、「停止状態での発熱体温度降下率ｄＴｈ／ｄｔ」の４変数の線形結合で予測できる。
【００５９】
実際の画像形成装置では、次のようにして記録用紙の温度を予測する。コントローラ３０は、定着器１５の停止中に、発熱体１７の温度を０．２秒間隔で発熱体温度センサ１８から取得し、最新の１０秒間の発熱体１７の温度推移をＲＡＭに記録する。
【００６０】
コントローラ３０は、定着器１５を起動する際には、外気温度計１３から外気温度を取得し、この外気温度を「定着器通過前の記録用紙温度Ｔａ」として用いる。コントローラ３０内のＲＯＭに予め記録用紙の紙種類に応じた発熱体１７の制御温度が記憶されているので、コントローラ３０は、その制御温度をＲＯＭから取得し、「定着器稼動中の発熱体制御温度Ｔｍ」として利用する。この「発熱体制御温度Ｔｍ」は、例えば普通紙の場合は「２２０℃」であり、コントローラ３０は、発熱体１７が「２２０℃」の状態を維持するように定着器１５を制御する。
【００６１】
コントローラ３０は、発熱体１７の加熱を開始する前に発熱体温度センサ１８から発熱体１７の温度を取得しておき、これを「稼動直前の停止状態での発熱体温度Ｔｈ（０）」として用いる。
【００６２】
コントローラ３０は、「停止状態での発熱体温度降下率ｄＴｈ（ｔ）／ｄｔ」は、次のようにして取得する。すなわち、コントローラ３０は、数式１１に示したように、１０秒前の発熱体温度Ｔｈ（−１０）と現在の発熱体温度Ｔｈ（０）の差を「１０」で除算して１秒当たりの平均温度降下率ΔＴを算出する。そして、コントローラ３０は、１秒当たりの平均温度降下率ΔＴを、時間微分、すなわち「停止状態での発熱体温度降下率ｄＴｈ（ｔ）／ｄｔ」として用いる。
【００６３】
【数１１】
0005147323.tif 000012
【００６４】
なお、実験の結果、上記の４つの変数Ｔｍ、Ｔａ、Ｔｈ（０）、ΔＴの係数を下記の数式１２のように選んだ場合に、定着器１５から排出される記録用紙の温度Ｔｐを高精度に予測できることが判明した。
【００６５】
【数１２】
0005147323.tif 000013
【００６６】
ここまでが、図５のステップＳ１の「発熱体温度測定」からステップＳ４の「１枚目記録用紙温度予測」に対応する。なお、コントローラ３０は、定着器１５から排出される１枚目の記録用紙の温度Ｔｐを数式１２の係数を用いて予測する。
【００６７】
次に、定着器１５を連続稼動させた場合の記録用紙の温度予測を説明する。連続稼動時の記録用紙の温度を決定する主な要因は、定着器１５を起動する際の定着器１５の状態と連続通紙枚数である。定着器１５を起動する際の起動時の定着器１５の状態は、前述の定着器１５が稼動した直後に排出される記録用紙の温度Ｔｐで代表することができる。
【００６８】
連続通紙枚数と記録用紙温度の関係は、例えば図８のような関係となる。図８は、定着器１５の内部が常温である状態から定着器１５を起動し、続けて連続通紙（連続稼動、連続印刷、連続出力と同義）させたときの記録用紙の温度の推移を示している。この温度の推移は、記録用紙の種類によって異なるが、それ以外の外気温度や、電源電圧の変動といった要因にはほとんど影響されない。従って、定着器１５の起動直後の記録用紙の温度と、連続通紙枚数が判れば、任意の通紙枚数の時点での記録用紙の温度を予測することが可能となる。
【００６９】
次に、画像形成装置での連続通紙（連続稼動）時の実際の記録用紙の温度予測について説明する。
【００７０】
コントローラ３０のＲＯＭには、図９に示すような連続通紙枚数と記録用紙温度の対応を示すテーブルが予め記憶されている。このテーブルは、図８の連続通紙枚数と記録用紙温度の関係を、コントローラ３０のＭＰＵで取り扱えるような形式で記録したものである。      
【００７１】
コントローラ３０は、定着器１５を起動する前に、図５のステップＳ１〜Ｓ４の処理を行い、１枚目の記録用紙の温度Ｔｐ（１）を求める。次に、コントローラ３０は、図９のテーブルを参照して、１枚目の記録用紙の温度Ｔｐ（１）を連続印刷枚数（連続出力枚数）Ｎ１に換算する（図５のステップＳ５）。例えば、１枚目の記録用紙の温度Ｔｐ（１）が７５℃であった場合、Ｎ１＝２０となる。これは、１枚目の記録用紙の温度が７５℃である定着器１５の状態は、定着器１５が常温から２０枚連続稼動させた状態と同等とみなせるということを意味している。
【００７２】
定着器１５を起動してＮ枚連続で印刷した場合、記録用紙の温度は、図９のＮ１＋Ｎに相当する温度となっている。先ほどの例のように、起動時に１枚目の記録用紙の温度がＴｐ（１）＝７５℃であった場合、続けて５０枚連続で出力した後の記録用紙の温度は、図９のテーブルのＮ１＋Ｎ＝７０の連続出力枚数の部分をみて８５℃となる（図５のステップＳ６〜Ｓ８）。なお、現実の連続出力枚数に一致する連続出力枚数が図９のテーブル中に記録されていない場合は、現実の連続出力枚数に最も近い枚数に対応する記録用紙の温度に変換する。或いは、現実の連続出力枚数の前後の連続出力枚数を用いて線形補完を行い、その線形補完で得られた枚数に対応する記録用紙の温度に変換する。
【００７３】
実験の結果、後処理装置２３に突入する記録用紙の温度が８５℃を超えると、処理ローラ２６が記録用紙２２を押圧した際にトナー融着が発生し、記録用紙同士が張り付き、結果として記録用紙の整合不良が発生していた。
【００７４】
そこで、記録用紙の温度の予測値が８５℃を超えた場合は、記録用紙が冷却状態で後処理装置２３に突入するように排出動作を行う。具体的には、コントローラ３０は、排紙ローラ駆動モータ２８の回転速度を遅くすることにより、処理トレイ２５へ記録用紙を排出する際の排出速度を１／３に低下させる（図５のステップＳ１０）。これにより、処理トレイ２５に排出される記録用紙の間隔が広がり、処理ローラ２６が記録用紙を押圧する時間間隔が延びるので、その間に記録用紙は自然冷却されてトナー融着が発生することを防止することが可能となる。なお、図５のステップＳ１０では、次の記録用紙に対する作像処理の開始も遅延させる。
【００７５】
以上で説明したように、第１の実施形態によれば、記録用紙の温度の予測値（つまり、決定された温度）が閾値（所定の温度）を超えた場合、コントローラ３０は記録用紙の排出動作の制御態様を変更して、記録用紙の排出間隔を広くしている。これによって、簡単且つ安価な構成でトナー融着を確実に防止できるようになる。
【００７６】
［第２の実施の形態］
第１の実施の形態では、画像形成装置の小型化を優先して、加圧ローラ２０には温度センサが設けられていなかった。これに対し、第２の実施の形態では、図１０に示すように加圧ローラ２０に加圧ローラ温度センサ（第３の検知手段）２１を設けている。
【００７７】
この加圧ローラ温度センサ２１を設けた場合、記録用紙の温度予測は、数式４を用いて行い、数式４中の変数「加圧ローラ温度Ｔｒ」は、加圧ローラ温度センサ２１から直接取得することができる。すなわち、この方法では、記録用紙の連続出力枚数から記録用紙の温度を予測する必要はなく、記録用紙の温度予測に必要な変数「定着器通過前の記録用紙温度Ｔａ」、「稼動中の発熱体温度Ｔｍ」、「加圧ローラ温度Ｔｒ」の全てをセンサから直接取得することができる。従って、第２の実施の形態では、連続出力時の記録用紙の温度を、第１の実施の形態よりも高精度に予測することができる。
【００７８】
加圧ローラ温度センサ２１は、加圧ローラ２０の蓄熱量を代表する部分の温度を検知すべきであり、加圧ローラ２０の最も熱容量の大きな部材に対して加圧ローラ温度センサ２１を当接させるのが好ましい。図３の加圧ローラ２０の場合、最も熱容量の大きな部分は、金属製の芯金２０ｂであり、ここの温度を検知するのが好ましい。第２の実施の形態では、具体的には、図１０（ｂ）に示すように、加圧ローラ２０の端部で金属製の芯金２０ｂが表面に出ている部分（回転軸２０ａ）に加圧ローラ温度センサ２１を当接させている。
【００７９】
芯金２０ｂは、熱伝導度の高い金属製であり、芯金２０ｂの長手中央と長手端部（回転軸２０ａ）の温度差は小さいため、回転軸２０ａの検知温度を加圧ローラ２０の温度としても十分にトナー融着を防止できるからである。ただし、芯金２０ｂを中空構造とし、内部の長手中心位置に加圧ローラ温度センサ２１を設けることにより、より正確に加圧ローラ２０の温度を検知してもよい。
【００８０】
加圧ローラ温度センサ２１を金属部分に当接させる場合、加圧ローラ温度センサ２１と加圧ローラ２０との間は電気的に絶縁されるべきである。すなわち、記録用紙２２は、二次転写部１０で帯電されており、電荷をもった状態で定着器１５に突入するため、加圧ローラ２０の芯金２０ｂにも電位が発生する。特に、記録用紙２２が定着器１５を通過する瞬間に加圧ローラ２０の芯金２０ｂの電位が高くなる。従って、加圧ローラ温度センサ２１と加圧ローラ２０の間が電気的に絶縁されず通電可能状態であれば、上記の電位変動を雑音として拾ってしまう。そこで、加圧ローラ温度センサ２１と加圧ローラ２０との間は電気的に絶縁する必要がある。
【００８１】
この加圧ローラ温度センサ２１と加圧ローラ２０との間の電気的な絶縁処理は、例えば、加圧ローラ温度センサ２１にポリイミド製のフィルムを巻き付けることで行なうことができる。
【００８２】
加圧ローラ温度センサ２１をＮＴＣサーミスタで構成して実験を行った結果、下記の数式１３のような係数を選んだ場合に、記録用紙の温度を高精度に予測することができた。
【００８３】
【数１３】
0005147323.tif 000014
【００８４】
次に、第２の実施の形態における具体的なトナー融着の防止動作を説明する。
【００８５】
コントローラ３０は、記録用紙２２が定着器１５を通過し終えて、次の記録用紙２２が定着器１５に突入するまでの間に、加圧ローラ温度センサ２１を用いて加圧ローラ２０の温度Ｔｒを測定する。また、コントローラ３０は、同時に外気温度計１３から検知された温度を定着器を通過する前の記録用紙の温度Ｔａとし、数式１３に基づいて、定着器から排出される記録用紙の温度Ｔｐを算出する。
【００８６】
定着器から排出される記録用紙の温度Ｔｐが８５℃を超えた場合、コントローラ３０は、第１の実施の形態の場合と同様に、記録用紙の排出間隔を広げることにより、記録用紙が冷却された状態で処理トレイ２５に排出されるようにする。これにより、トナー融着
が発生することを防止することができ、記録用紙同士の張り付き、ひいては記録用紙の整合不良を回避することが可能となる。
【００８７】
なお、本発明は、上記の第１、第２の実施の形態に限定されることなく、例えば、発熱体温度センサ１８、加圧ローラ温度センサ２１としては、ＮＴＣサーミスタ以外の白金測温抵抗体、熱電対等の温度センサを用いることも可能である。また、後処理装置２３を有することなく、記録用紙を排紙トレイに直接排紙する画像形成装置に上記の第１、第２の実施の形態に係る記録用紙の温度予測処理・排出形態の変更処理を適用することも可能である。
【００８８】
また、第１の実施の形態に係る図９のテーブルは、紙厚の薄い普通紙に対応するテーブルだけを用意し、第１の実施の形態では、他の種類の記録用紙上に画像を形成する場合も当該テーブルを利用することを想定していた。これに対し、記録用紙の種類に応じた同様のテーブルを複数用意し、使用する記録用紙の種類に応じてテーブルを使い分けることも可能である。
【００８９】
さらに、本発明の目的は、上述した各実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体によっても達成される。すなわち、この記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出して実行することによって達成される。
【００９０】
この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した各実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００９１】
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、次のものを用いることができる。例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク等を用いることができる。また、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。
【００９２】
また、本発明は、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、上記の各実施の形態の機能が実現される場合だけに限定されるものではない。その他、例えば、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００９３】
さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれることにより各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。この場合、当該書込みの後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行うこととなる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１の画像形成装置が搭載している後処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】図１の画像形成装置が搭載している定着器の概略構成を示す断面図である。
【図４】図１の画像形成装置が搭載している制御装置の構成を示すブロック図である（トナー融着防止に係る構成要素のみ）。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるトナー融着防止処理を示すフローチャートである。
【図６】定着器が稼動している場合の熱流を説明するための模式図である。
【図７】定着器が停止している場合の熱流を説明するための模式図である。
【図８】定着器から排出される記録用紙の温度の推移を示す図である。
【図９】記録用紙の連続出力枚数と温度との関係を示すテーブルの記録内容を示す図である（図８に対応）。
【図１０】加圧ローラ温度センサが設けられた定着器の概略構成を示す断面図である（第２の実施の形態）。
【符号の説明】
【００９５】
１３…外気温度計
１４…制御装置
１５…定着器
１７…発熱体
１８…発熱体温度センサ
２０…加圧ローラ
２１…加圧ローラ温度センサ
２２…記録用紙
２３…後処理装置
２４…排紙トレイ
２５…処理トレイ
２６…処理ローラ
２７…排紙ローラ
３０…コントローラ
３１…モータ駆動回路
【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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