(57)【要約】【課題】定着不良およびヒートローラの耐久性の低下が起こりにくい画像形成装置を提供する。【解決手段】ヒートローラ４１を加熱する加熱手段４２と、温度検知手段４３が検知した温度が閾値以下か否かで加熱手段４２のＯＮ／ＯＦＦを切り換える加熱制御手段と、ニップ部にシート３８が存在するか否かを検知するシート検知手段４５，４６と、ニップ部にシート３８が存在しない場合は閾値を第１の温度とし、存在する場合は第１の温度よりも高い第２の温度とする閾値設定手段と、複数枚連続して搬送されるシート３８のシート間隔が所定値未満の場合に、２枚目以降のシート３８についてはニップ部にシート３８が存在していても閾値設定手段が閾値を第２の温度とすることを禁止し、閾値を第１の温度とする禁止手段とを備える画像形成装置１。【選択図】図１
2009015201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートローラと、ヒートローラを加熱する加熱手段と、ヒートローラの表面温度を検知する温度検知手段と、温度検知手段が検知した温度が閾値以下か否かで前記加熱手段のＯＮ／ＯＦＦを切り換える加熱制御手段と、ヒートローラに圧接される加圧手段とを備え、ヒートローラと加圧手段とで形成するニップ部にトナー像を転写したシートを搬送して、ニップ部でトナー像をシートに定着させる画像形成装置であって、
前記ニップ部にシートが存在するか否かを検知するシート検知手段と、
ニップ部にシートが存在しない場合は前記閾値を第１の温度とし、存在する場合は第１の温度よりも高い第２の温度とする閾値設定手段と、
複数枚連続して搬送されるシートのシート間隔が所定値未満の場合に、２枚目以降のシートについては、前記ニップ部にシートが存在していても前記閾値設定手段が閾値を第２の温度とすることを禁止する禁止手段と
を備え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２】
前記閾値設定手段は、前記禁止手段により前記閾値を前記第２の温度に設定することを禁止された場合は、前記閾値を前記第１の温度で維持し、または、前記第１の温度よりも高く前記第２の温度よりも低い第３の温度に設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】
前記シート検知手段は、シート搬送経路のニップ部上流側に配置されシート先端がその配置位置を通過したことを検知する上流側センサと、シート搬送経路のニップ部下流側に配置されシート後端がその配置位置を通過したことを検知する下流側センサとを備え、
前記閾値設定手段は、上流側センサがシート先端の通過を検知してから下流側センサがシート後端の通過を検知するまでの間をニップ部にシートが存在していると判断することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記温度検知手段は、前記ヒートローラに対して非接触配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記加圧手段は、前記ヒートローラと接触するように配置された無端ベルトを有し、当該無端ベルトとヒートローラとで前記ニップ部を形成していることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
ヒートローラと、ヒートローラを加熱する加熱手段と、ヒートローラの表面温度を検知する温度検知手段と、温度検知手段が検知した温度が閾値以下か否かで前記加熱手段のＯＮ／ＯＦＦを切り換える加熱制御手段と、ヒートローラに圧接される加圧手段と、ヒートローラと加圧手段とで形成するニップ部にシートが存在するか否かを検知するシート検知手段とを備え、前記ニップ部にトナー像を転写したシートを搬送して、ニップ部でトナー像をシートに定着させる画像形成装置における画像形成方法であって、
複数枚連続して搬送されるシートのシート間隔が所定値以上の場合は、ニップ部にシートが存在しなければ前記閾値を第１の温度とし、存在すれば第１の温度よりも高い第２の温度として、
前記シート間隔が所定値未満の場合は、ニップ部にシートが存在しなければ閾値を第１の温度とし、存在すればそのシートが１枚目のときのみ第２の温度とし、２枚目以降のときは第２の温度よりも低い温度とすることを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
複写機、プリンタ、ファクシミリまたはこれらの複合機等の画像形成装置、および、当該画像形成装置における画像形成方法に関する。特に、シートに転写したトナー像を当該シートに定着させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、画像形成装置は、加熱手段を内蔵したヒートローラと当該ヒートローラに圧接される加圧ローラとを備え、それら両ローラで形成するニップ部にトナー像を転写したシートを搬送して、当該ニップ部でトナー像をシートに定着させる。
近年、画像形成装置のウォームアップ時間の短縮化を図るために、ヒートローラの熱容量を小さくすることが行われている。具体的には、ヒートローラの外径を小さくしたり、ヒートローラの芯金や中間層の肉厚を薄くしたりして熱容量を小さくしている。
【０００３】
しかしながら、ヒートローラの熱容量を小さくすると、シートがニップ部を通過した際にシートがヒートローラの熱を奪うことによって生じるヒートローラの温度低下が大きくなり、１枚のシートがニップ部を通過し終える前にヒートローラの温度が定着に必要な温度を下回って、シートの一部で定着不良が起こる。ヒートローラの温度制御は、例えばサーミスタでヒートローラの温度を検知し、検知温度が閾値以下か否かで加熱手段をＯＮ／ＯＦＦして行っているが、検知温度が閾値以下になってから加熱手段をＯＮにしたのではシートがニップ部を通過し終える前に温度を回復させることは困難である。
【０００４】
そこで、特許文献１の画像形成装置では、シートがニップ部に搬送されると閾値をより高い温度に変更し、ヒートローラの温度が低下したか否かにかかわらず加熱手段をＯＮにするようにしている。この構成であれば、シート通過による温度低下が始まる前に加熱手段による加熱が始まるため、上記定着不良が起こりにくい。
【特許文献１】特開平１０−２０７０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の画像形成装置では、複数枚連続してニップ部にシートを通過させた場合に、ヒートローラが必要以上に高温になったり、ヒートローラの温度がシート間で大きくばらついたりすることがある。このようにヒートローラが必要以上に高温になるとヒートローラの耐久性が低下する。また、定着温度がシート間で大きくばらつくと定着不良の原因となる。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、定着不良およびヒートローラの耐久性の低下が起こりにくい画像形成装置および画像形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、ヒートローラと、ヒートローラを加熱する加熱手段と、ヒートローラの表面温度を検知する温度検知手段と、温度検知手段が検知した温度が閾値以下か否かで前記加熱手段のＯＮ／ＯＦＦを切り換える加熱制御手段と、ヒートローラに圧接される加圧手段とを備え、ヒートローラと加圧手段とで形成するニップ部にトナー像を転写したシートを搬送して、ニップ部でトナー像をシートに定着させる画像形成装置であって、前記ニップ部にシートが存在するか否かを検知するシート検知手段と、ニップ部にシートが存在しない場合は前記閾値を第１の温度とし、存在する場合は第１の温度よりも高い第２の温度とする閾値設定手段と、複数枚連続して搬送されるシートのシート間隔が所定値未満の場合に、２枚目以降のシートについては、前記ニップ部にシートが存在していても前記閾値設定手段が閾値を第２の温度とすることを禁止する禁止手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る画像形成方法は、ヒートローラと、ヒートローラを加熱する加熱手段と、ヒートローラの表面温度を検知する温度検知手段と、温度検知手段が検知した温度が閾値以下か否かで前記加熱手段のＯＮ／ＯＦＦを切り換える加熱制御手段と、ヒートローラに圧接される加圧手段と、ヒートローラと加圧手段とで形成するニップ部にシートが存在するか否かを検知するシート検知手段とを備え、前記ニップ部にトナー像を転写したシートを搬送して、ニップ部でトナー像をシートに定着させる画像形成装置における画像形成方法であって、複数枚連続して搬送されるシートのシート間隔が所定値以上の場合は、ニップ部にシートが存在しなければ前記閾値を第１の温度とし、存在すれば第１の温度よりも高い第２の温度として、前記シート間隔が所定値未満の場合は、ニップ部にシートが存在しなければ閾値を第１の温度とし、存在すればそのシートが１枚目のときのみ第２の温度とし、２枚目以降のときは第２の温度よりも低い温度とすることを特徴とする画像形成方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る画像形成装置および画像形成方法は、シート間隔が所定値未満かつニップ部にシートが存在する場合において、そのシートが１枚目のときのみ閾値を第２の温度とし、２枚目以降のときは第２の温度にしない構成であるため、ニップ部にシートを複数枚連続して通過させたとしても、ヒートローラが必要以上に高温になったり、ヒートローラの温度がシート間で大きくばらついたりすることがない。したがって、定着不良およびヒートローラの耐久性の低下が起こりにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る画像形成装置および画像形成方法の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［画像形成装置の構成］
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す図である。図１に示すように、本実施の形態に係る画像形成装置は、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、ブラック(Ｋ)の各色トナー像を、１つの感光体ドラムを介して中間転写ベルトに順次重ねて転写することによりカラー画像を形成する所謂４サイクル方式のカラープリンタ１（以下、単に「プリンタ１」という。）である。
【００１１】
プリンタ１は、作像部１０、中間転写部２０、搬送部３０、定着部４０、制御部５０および操作部６０等を備え、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色によるカラープリント、またはＫ色によるモノクロプリント等を実行する。
作像部１０は、感光体ドラム１１を備え、さらに感光体ドラム１１の周囲に配置された帯電装置１２、露光装置１３、現像装置１４およびクリーニング装置１５を備える。当該作像部１０は、中間転写ベルト２１にトナー像を形成する。
【００１２】
感光体ドラム１１は、表面に感光体層が形成された円筒形状であって、矢印Ａの方向に回転駆動する。
帯電装置１２は、感光体ドラム１１の表面を所定電位に均一帯電処理する。
露光装置１３は、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応したレーザービームを感光体ドラム１１の表面に照射し、露光部分の帯電電位を変化させて、感光体ドラム１１の表面に静電潜像を形成する。
【００１３】
現像装置１４は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色用の現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋを備え、回転軸１４ａを中心に矢印Ｂの方向に回転駆動する。各現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋは、選択的に感光体ドラム１１に対向配置され、それら現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋに充填された各色トナーによって感光体ドラム１１の表面の静電潜像を顕像化する。
【００１４】
クリーニング装置１５は、感光体ドラム１１の表面の転写残トナーを除去する。
中間転写部２０は、中間転写ベルト２１、一次転写ローラ２２、二次転写ローラ２３、二次転写対向ローラ２４、テンションローラ２５，２６、クリーナ対向ローラ２７、および、ブレード２８を有するクリーナ２９を備える。
中間転写ベルト２１は、無端ベルトであって、一次転写ローラ２２、二次転写対向ローラ２４、テンションローラ２５，２６およびクリーナ対向ローラ２７に張架されており、前記二次転写対向ローラ２４を駆動手段（不図示）で駆動させると矢印Ｃの方向に周回駆動する。
【００１５】
一次転写ローラ２２は、中間転写ベルト２１を挟んで感光体ドラム１１と対向するよう配置されており、一次転写ローラ２２と感光体ドラム１１との間が一次転写位置となっている。
二次転写ローラ２３と二次転写対向ローラ２４とは中間転写ベルト２１を挟んで対向するよう配置されており、二次転写ローラ２３と二次転写対向ローラ２４との間が二次転写位置となっている。
【００１６】
クリーナ２９は、中間転写ベルト２１の表面にブレード２８を当接させて中間転写ベルト２１上の転写残トナーを掻き取り、掻き取ったトナーをクリーナ２９の内部に収容する。
搬送部３０は、給紙カセット３１、ピックアップローラ３２、レジストローラ３３，３４、排紙ローラ３５，３６および排紙トレイ３７等を備える。シートとしての用紙３８は、給紙カセット３１に収容されており、ピックアップローラ３２によって給紙カセット３１から繰り出され、一対のレジストローラ３３，３４によって二次転写のタイミングに合わせて二次転写位置に送り出される。その後用紙３８は、定着部４０を通過し、排紙ローラ３５，３６によって排紙トレイ３７上に排出される。
【００１７】
図２は、本実施の形態に係る定着部を示す概略構成図である。図２に示すように、定着部４０は、ヒートローラ４１と、加熱手段としてのハロゲンランプ４２と、温度検知手段４３と、加圧手段としての加圧ローラ４４と、シート検知手段としての上流側センサ４５と、同じくシート検知手段としての下流側センサ４６とを備える。当該定着部４０は、ヒートローラ４１と加圧ローラ４４とでニップ部を形成し、トナー像が転写された用紙３８がニップ部に搬送されると、加熱および加圧によりトナー像を用紙３８に定着させる。
【００１８】
ヒートローラ４１は、円筒状の芯金４１ａと、芯金４１ａの外周面に形成された中間層４１ｂと、中間層４１ｂの外周面に形成された表層４１ｃとからなり、駆動手段（不図示）により矢印Ｄの方向に回転駆動する。ヒートローラ４１の外径は、２０〜５０ｍｍの範囲が望ましい。
芯金４１ａは、例えばアルミまたは鉄等の金属からなる。芯金４１ａの厚みは、０．１〜５ｍｍの範囲が望ましい。
【００１９】
中間層４１ｂは、例えばシリコーンゴムまたはフッ素ゴム等の耐熱性の高い弾性材料からなる。中間層４１ｂの厚みは、０．０５〜５ｍｍの範囲が望ましい。
表層４１ｃは、例えばフッ素チューブまたはフッ素系コーティング剤等の離型性を有する材料からなる。表層４１ｃの厚みは、５〜１００μｍの範囲が望ましい。
ハロゲンランプ４２は、ヒートローラ４１を加熱するための熱源であって、ヒートローラ４１の内部に配置されており、後述する加熱制御部５１によって制御される。
【００２０】
温度検知手段４３は、サーミスタ４３ａとサーミスタ４３ａを支持する支持部材４３ｂとを備える。
サーミスタ４３ａは、温度変化に対応して電気抵抗値が変化する特性を有し、ヒートローラ４１の表面温度を検知する。検知結果は、温度情報として制御部５０に送信される。サーミスタ４３ａは、支持部材４３ｂにおけるヒートローラ４１と対向する面上に取り付けられている。
【００２１】
支持部材４３ｂは、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂からなるフレームにポリイミド等からなる薄膜を張架したものである。このような構成であるため、サーミスタ４３ａとヒートローラ４１との距離が変化しにくく、また、支持部材４３ｂは熱容量が小さい。
温度検知手段４３は、ヒートローラ４１に対して非接触配置されている。サーミスタ４３ａとヒートローラ４１との距離は任意であるが、１〜１０ｍｍの範囲が望ましい。また、サーミスタ４３ａは、ヒートローラ４１の回転中心の鉛直上に配置されていることが望ましい。
【００２２】
加圧ローラ４４は、円筒状の芯金４４ａと、芯金４４ａの外周面に形成された中間層４４ｂと、中間層４４ｂの外周面に形成された導電性を有する表層４１ｃとからなる。当該加圧ローラ４４は、ヒートローラ４１に圧接させた状態でヒートローラ４１に対向配置されており、ヒートローラ４１が回転するとそれに伴って従動回転する。加圧ローラ４４の外径は、２０〜５０ｍｍの範囲が望ましい。なお、加圧ローラ４４は、円筒状のものに限定されず、例えば円柱状であってもよい。
【００２３】
芯金４４ａは、例えばアルミまたは鉄等の金属からなる。芯金４４ａの厚みは、０．１〜５ｍｍの範囲が望ましい。
中間層４４ｂは、例えばシリコーンゴムまたはフッ素ゴム等の耐熱性の高い弾性材料からなる。中間層４４ｂの厚みは、１〜２０ｍｍの範囲が望ましい。
表層４４ｃは、例えばフッ素チューブまたはフッ素系コーティング剤等の離型性を有する材料からなる。表層４４ｃの厚みは、５〜１００μｍの範囲が望ましい。
【００２４】
上流側センサ４５は、搬送経路のニップ部上流側に配置されており、用紙３８の先端がその配置位置を通過したことを検知する。検知結果は先端検知情報として制御部５０に送信される。
上流側センサ４５は、アクチュエータ４５ａとフォトインタラプタ４５ｂとを備える。アクチュエータ４５ａは、搬送経路を遮断する姿勢で配置されているが、用紙３８が前記配置位置を通過している間は当該用紙３８に押されて搬送経路から退避する姿勢となる。フォトインタラプタ４５ｂは、アクチュエータ４５ａの姿勢の変化に応じて透過／遮光状態が変化する位置に配置されており、アクチュエータ４５ａの姿勢の変化によって前記配置位置に用紙３８の先端が通過したことを検知する。
【００２５】
下流側センサ４６は、搬送経路のニップ部下流側に配置されており、用紙３８の後端がその配置位置を通過したことを検知する。検知結果は後端検知情報として制御部５０に送信される。
下流側センサ４６は、アクチュエータ４６ａとフォトインタラプタ４６ｂとを備える。アクチュエータ４６ａは、搬送経路を遮断する姿勢で配置されているが、用紙３８が前記配置位置を通過している間は当該用紙３８に押されて搬送経路から退避する姿勢になる。フォトインタラプタ４６ｂは、アクチュエータ４６ａの姿勢の変化に応じて透過／遮光状態が変化する位置に配置されており、アクチュエータ４６ａの姿勢の変化によって前記配置位置を用紙３８の後端が通過したことを検知する。
【００２６】
図３は、制御部の構成を示すブロック図である。図３に示すように、制御部５０は、加熱制御手段としての加熱制御部５１、閾値設定手段としての閾値設定部５２、禁止手段としての禁止部５３、枚数判定部５４、間隔判定部５５および全体制御部５６を備え、各部５１〜５６はバス（不図示）を介して通信可能になっている。なお、各部５１〜５６は、実際には、コンピュータシステムの記憶媒体に確保された一定の領域にインストールされたプログラムがＣＰＵによってＲＡＭ上に読み出されて実行され各機能を奏するものである。
【００２７】
加熱制御部５１は、サーミスタ４３ａから送信される温度情報に基づいてヒートローラ４１の表面温度に関する情報を取得し、更に閾値設定部５２から閾値に関する情報を取得して、前記表面温度が閾値以下か否かを判断する。そして、その結果に応じてハロゲンランプ４２のＯＮ／ＯＦＦを決定し、ＯＮ／ＯＦＦの切り換えのためのＯＮ／ＯＦＦ情報をハロゲンランプ４２に送信する。より具体的には、表面温度が閾値以下の場合はハロゲンランプ４２をＯＮにし、閾値以下でない場合はハロゲンランプ４２をＯＦＦにする。
【００２８】
閾値設定部５２は、ニップ部に用紙３８が存在するか否かを判断し、存在しない場合は閾値を第１の温度に設定し、存在する場合は第１の温度よりも高い第２の温度に設定する。また、それら閾値に関する情報をＲＡＭで保持する。ニップ部に用紙３８が存在するか否かの判断は、上流側センサ４５から送信される先端検知情報および下流側センサ４６から送信される後端検知情報に基づいて行う。具体的には、上流側センサ４５が用紙３８の先端の通過を検知してから下流側センサ４６が用紙３８の後端の通過を検知するまでの間ニップ部に用紙３８が存在していると判断する。
【００２９】
なお、本実施の形態において、第１の温度は１９０℃であり、第２の温度は２０５℃である。第１の温度を１９０℃にすることで、ニップ部に用紙３８が存在しないときのヒートローラ４１の温度を定着に適した２００℃付近に保つことができる。また、第２の温度を２００℃よりも高い２０５℃とすることで、ニップ部に用紙３８が搬送されるとヒートローラ４１の温度低下の有無にかかわらずハロゲンランプ４２をＯＮにすることができる。なお、第１の温度および第２の温度がそれぞれ１９０℃および２０５℃に限定されないことは言うまでもなく、プリンタ１の仕様等に応じて適宜最適な値に設定される。
【００３０】
禁止部５３は、複数枚連続して搬送される用紙３８の用紙間隔が所定値未満の場合に、２枚目以降の用紙３８については、ニップ部に用紙３８が存在していたとしても閾値設定部５２が閾値を第２の温度に設定することを禁止し、閾値を第１の温度のままで維持する。
枚数判定部５４は、上流側センサ４５から送信される上端検知情報、および、下流側センサ４６から送信される下端検知情報に基づいて、ニップ部を通過した用紙３８の枚数をジョブ毎にカウントし、ニップ部を次に通過する用紙３８がそのジョブにおける何枚目の用紙３８であるのかを枚数情報として取得する。また、枚数情報に基づいてニップ部を通過する用紙３８が１枚目の用紙３８か否かを判断する。
【００３１】
間隔判定部５５は、操作部６０から送信されるジョブ情報に基づいて用紙間隔に関する情報を取得し、用紙間隔が所定値未満か否かを判断する。ジョブ情報には、カラープリントかモノクロプリントかについての情報、用紙サイズについての情報、および、用紙の種類についての情報等が含まれており、それら情報に基づいて用紙間隔に関する情報を取得する。一般に、カラープリントは印刷速度が遅いためモノクロプリントよりも用紙間隔が大きい。特にサイクル方式のプリンタ１の場合は、カラープリントかモノクロプリントかによって用紙間隔の差か顕著である。
【００３２】
本実施の形態において用紙間隔とは、下流側センサがある用紙３８の後端を検知してから上流側がその用紙３８の次に搬送される用紙３８の先端を検知するまでの時間である。なお、用紙間隔は前記時間に限定されず、例えばある用紙３８の後端と次に搬送される用紙３８の先端との距離であってもよい。
全体制御部５６は、作像部１０や中間転写部２０等の動作を統括的に制御し、円滑なプリント動作を実現する。
【００３３】
操作部６０は、タッチパネル液晶ディスプレイ、並びに、テンキー、スタートキー、ストップキーおよび画面切替えキー等の各種キーを備えており、ユーザがプリンタ１を操作するための専用のコントロールデバイスとしての役割を果たす。ジョブが入力されると操作部６０はジョブ情報を制御部５０へ送信する。
［画像形成装置の動作］
次に、本実施形態に係る画像形成装置の動作について説明する。本実施の形態に係る画像形成装置は、画像形成時に閾値設定処理を実行する点が従来の画像形成装置と大きく異なる。そこで、閾値設定処理に重点をおいて説明する。
【００３４】
＜閾値設定処理の内容＞
図４は、閾値設定処理の内容を示すフローチャートである。図４に示すように、全体制御部５６がプリンタ１の電源がＯＮになったことを検知すると（ステップＳ１で「ＹＥＳ」）、閾値設定部５２が閾値を第１の温度（１９０℃）に設定する（ステップＳ２）。プリンタ１の電源がＯＦＦにならなければ（ステップＳ３で「ＮＯ」）、閾値は基本的に第１の温度で維持される。
【００３５】
上流側センサ４５が用紙３８の先端を検知すると（ステップＳ４で「ＹＥＳ」）、枚数判定部５４が当該用紙３８が１枚目か否かを判断する（ステップＳ５）。１枚目である場合（ステップＳ５で「ＹＥＳ」）、閾値設定部５２が閾値を第２の温度（２０５℃）にする（ステップＳ６）。
一方、１枚目でない場合（ステップＳ５で「ＮＯ」）、用紙判定部５５が用紙間隔が所定値未満か否かを判断する（ステップＳ６）。所定値未満でない場合（ステップＳ７で「ＮＯ」）、閾値設定部５２が閾値を第２の温度にする（ステップＳ６）。所定値未満の場合（ステップＳ７で「ＹＥＳ」）、閾値を第２の温度にせず第１の温度で維持する。
【００３６】
下流側センサ４６が用紙３８の後端を検知すると（ステップＳ８で「ＹＥＳ」）、閾値設定部５２が閾値を第１の温度に設定し（ステップＳ２）、以下ステップＳ３からステップＳ８が繰り返される。
＜閾値設定処理による効果＞
（１）閾値変更の意味
【００３７】
まず、図５および図６に基づいて、ニップ部に用紙が存在するか否かで閾値を変更する意味ついて説明する。図５は、閾値変更を行わない場合のヒートローラの温度変化を表すグラフである。図６は、閾値変更を行う場合のヒートローラの温度変化を表すグラフである。
閾値変更を行わない場合、すなわち、用紙がニップ部を通過するときに閾値を第１の温度（１９０℃）から第２の温度（２０５℃）に変更しない場合、ヒートローラの表面温度は図５に示すように変化する。
【００３８】
ヒートローラの表面温度は、用紙がニップ部を通過し始めたことにより低下し始めるが、表面温度が閾値に達したとしてもハロゲンランプが直ちにＯＮになるわけではなく温度低下はしばらく止まらない。この場合、用紙の先端と後端との温度差は約１５℃あり定着不良が起こる。
表面温度が閾値に達しても直ちにハロゲンランプがＯＮにならない理由として、サーミスタによる検知温度（グラフ中に破線で示す）と実際の表面温度（グラフ中に実線で示す）との間に誤差あることが挙げられる。当該誤差は、温度検知手段がヒートローラに対して非接触配置されている場合に特に顕著になる。なお、実際の表面温度は、熱電温度計または放射温度計等で測定する。
【００３９】
ハロゲンランプ４２は、用紙がニップ部を通過し終えてからようやくＯＮになり、その後にヒートローラの表面温度は上がり始める。
一方、閾値変更を行う場合、すなわち、用紙がニップ部を通過するときに閾値を第１の温度から第２の温度に変更する場合、ヒートローラの表面温度は図６に示すように変化する。用紙がニップ部を通過し始めると直ちにハロゲンランプがＯＮになるため、ヒートローラの表面温度が低下し始めた頃には既にハロゲンランプによる加熱が始まっており、用紙通過によるヒートローラの表面温度の低下が小さい。この場合、用紙の先端と後端との温度差は約１０℃であり定着不良は起こらない。
【００４０】
（２）用紙間隔に応じて異なる処理を行う意味
ニップ部に用紙が複数枚連続して搬送される場合は、用紙間隔が所定値未満か否かで異なる処理を行う必要がある。
図７は、用紙間隔が所定値以上かつ閾値変更を行わない場合のヒートローラの温度変化を表すグラフである。図８は、用紙間隔が所定値以上かつ閾値変更を行う場合のヒートローラの温度変化を表すグラフである。図９は、用紙間隔が所定値未満かつ閾値変更を行わない場合のヒートローラの温度変化を表すグラフである。図１０は、用紙間隔が所定値未満かつ閾値変更を行う場合のヒートローラの温度変化を表すグラフである。
【００４１】
なお、上記グラフを得るための実験には、用紙としてＡ４サイズの厚紙を使用した。厚紙はヒートローラから奪う熱量が普通紙よりも大きく、ヒートローラに温度変化が現れやすいからである。ヒートローラの表面温度は２００℃付近となるように調整した。用紙間隔が所定値以上になる例として印字速度を毎分５枚とし、用紙間隔が所定値未満になる例として印字速度を毎分１２枚とした。
【００４２】
図７に示すように、用紙間隔が所定値以上である場合、閾値変更を行わなければ、各用紙がニップ部を通過する度にヒートローラの表面温度が２００℃を大きく下回る。
一方、図８に示すように、用紙間隔が所定値以上である場合、閾値変更を行えば、ヒートローラの表面温度の低下は小さくなる。
このように、用紙間隔が所定値以上である場合は、複数枚連続してプリントしても１枚だけをプリントする場合と同じように表面温度が変化する。すなわち、図７に示すグラフの温度変化は図５に示すグラフの温度変化のほぼ繰り返しであり、図８に示すグラフの温度変化は図６に示すグラフの温度変化のほぼ繰り返しである。
【００４３】
ところが、用紙間隔が所定値未満である場合、ヒートローラの表面温度は必要以上に高温になったり用紙間で大きくばらついたりする。
図９に示すように、用紙間隔が所定値未満である場合、閾値変更を行わなければ、１枚目の用紙でヒートローラの表面温度が２００℃を大きく下回り、２枚目以降の用紙でも２００℃を大きく下回りうる。
【００４４】
一方、図１０に示すように、用紙間隔が所定値未満である場合、閾値変更を行えば、ヒートローラの表面温度はほとんど２００℃を下回らない。しかし、ヒートローラの表面温度が用紙間で大きくばらつき、その結果ヒートローラが必要以上に高温になる場合がある。
以上のように、用紙間隔が所定値未満の場合、ニップ部に用紙が存在すれば閾値を第１の温度から第２の温度に変更する処理をただ単に行っただけでは問題が生ずる。したがって、用紙間隔が所定値未満の場合は、別の処理を行う必要がある。
【００４５】
（３）所定値の臨界的意義
次に、所定値の臨界的意義について説明する。図１１は、用紙間隔とヒートローラの表面温度との関係を示すグラフである。図１２は、用紙間隔ごとの温度のばらつきを示すグラフである。
用紙間隔を６段階に設定し、それぞれの用紙間隔で５枚の連続プリントを行ったところ、図１１に示すように、用紙間隔が小さくなる程ヒートローラの表面温度が激しく変化することがわかった。なお、この実験では、ニップ部に用紙が存在すれば閾値を第１の温度から第２の温度に変更する処理を実行している。
【００４６】
本実施の形態に係るプリンタ１のような構成の場合、一般に、定着不良を抑制するためにはヒートローラの表面温度のばらつきを５℃以内に抑えることが望ましい。図１２に示すように、用紙間隔が５秒以上の場合に、表面温度のばらつきを５℃以内に抑えることができる。なお、ここでのばらつきとは、図１１に示す結果に基づき各用紙間隔について表面温度の最大値と最小値との差を求めた結果である。
【００４７】
以上のように、用紙間隔が５秒以上であれば、ニップ部に用紙が存在するときに閾値を第１の温度から第２の温度に変更する処理を行っても、ヒートローラの表面温度は大きくばらつかない。一方、用紙間隔が５秒未満であれば、同様の処理を行うとヒートローラの表面温度が大きくばらつく。したがって本実施の形態における所定値は５秒である。
（４）用紙間隔が所定値未満の場合の閾値変更の処理
上記のように、用紙間隔が所定値未満の場合は、用紙間隔が所定値以上の場合とは異なる処理を実行しなければ問題が生じる。そこで、用紙間隔が５秒未満の場合は、ニップ部に用紙が存在しなければ閾値を第１の温度とし、存在すればその用紙が１枚目のときのみ第２の温度とし、２枚目以降のときは第１の温度に維持する処理を行うことにした。
【００４８】
図１３は、用紙間隔が所定値未満のときに１枚目の用紙のみ閾値変更を行った場合のヒートローラの温度変化を表すグラフである。上記処理を行った結果、図１３に示すように、ヒートローラの温度低下を抑えながら、表面温度のばらつきも抑えることができた。また、表面温度のばらつきが抑えられているため、ヒートローラが必要以上に高温になっていない。
【００４９】
なお、用紙が２枚目以降のときに、閾値を第２の温度に変更しないにもかかわらずヒートローラの表面温度が低下し過ぎないのは、用紙間隔が小さくなると、用紙がニップ部を通過するタイミングと、ハロゲンランプがＯＮの状態との関係が不規則になるからであると考えられる。
（５）まとめ
以上のことから、複数枚連続して搬送される用紙の用紙間隔が所定値以上の場合は、ニップ部に用紙が存在しなければ閾値を第１の温度とし、存在すれば第１の温度よりも高い第２の温度とすればよいことがわかる。一方、用紙間隔が所定値未満の場合は、ニップ部に用紙が存在しなければ閾値を第１の温度とし、存在すればその用紙が１枚目のときのみ第２の温度とし、２枚目以降のときは第１の温度とすればよいことがわかる。これにより、定着不良およびヒートローラの耐久性の低下を抑えることができる。
【００５０】
［変形例］
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は本実施の形態に限定されないことはいうまでもない。例えば、以下のような変形例が考えられる。
＜変形例１＞  
図１４は、変形例１に係る定着部を示す概略構成図である。図１４に示すように、変形例１に係る定着部１４０は、温度検知手段１４３がヒートローラ４１に対して接触配置されている点において本実施の形態に係る定着部４０と相違する。その他の構成については、基本的に本実施の形態に係る定着部４０と同様である。したがって、共通の構成には本実施の形態と同じ符号を付してその説明は省略するか簡略するにとどめ、上記相違点を中心に説明する。
【００５１】
温度検知手段１４３は、サーミスタ１４３ａと、サーミスタ１４３ａを支持する支持部材１４３ｂとを備える。
サーミスタ１４３ａは、温度変化に対応して電気抵抗値が変化する特性を有し、ヒートローラ４１の表面温度を検知する。検知結果は、温度情報として制御部５０に送信される。サーミスタ１４３ａは、ヒートローラ４１の表面と接触するように配置されており、その接触部分にはヒートローラ４１が傷付くことを防止するためのフッ素系薄膜等が設けられている。
【００５２】
支持部材１４３ｂは、サーミスタ１４３ａをヒートローラ４１の表面に適度な押圧力で接触させるために板バネ構造となっている。
このように温度検知手段１４３をヒートローラ４１に対して接触配置することで、非接触配置する場合と比べて、サーミスタ１４３ａによる検知温度と実際の表面温度との間に誤差が生じにくくなる。すなわち、図５および図６に示すグラフおいて、実線と破線とのずれが小さくなり破線はより実線に近づくようになる。
【００５３】
＜変形例２＞  
図１５は、変形例２に係る定着部を示す概略構成図である。図１５に示すように、変形例２に係る定着部２４０は、加圧手段２４４がヒートローラ４１と接触するように配置された無端ベルト２４４ａを有し、当該無端ベルト２４４ａとヒートローラ４１とでニップ部を形成している点において本実施の形態に係る定着部４０と相違する。その他の構成については、基本的に本実施の形態に係る定着部４０と同様である。したがって、共通の構成には本実施の形態と同じ符号を付してその説明は省略するか簡略するにとどめ、上記相違点を中心に説明する。
【００５４】
加圧手段２４４は、無端ベルト２４４ａ、パッド支持部材２２４ｂ、高硬度パッド２２４ｃおよび弾性体パッド２２４ｄを備える。
無端ベルト２４４ａは、ベース層およびベース層の外表面に設けられた表層からなる。
ベース層は、耐熱性、機械的強度および表面平滑性等を考慮して、ポリイミド、ポリアミドまたはポリイミドアミド等の耐熱性樹脂や、アルミニウムまたはステンレス等の金属からなることが望ましい。
【００５５】
表層は、例えばフッ素チューブまたはフッ素系コーティング剤等の離型性を有する材料からなり、厚みは５〜１００μｍの範囲であることが望ましい。なお、表層は導電性を有していてもよい。
パッド支持部材２２４ｂは、高硬度パッド２２４ｃおよび弾性体パッド２２４ｄが所定の位置で固定されるようそれらを支持している。
【００５６】
高硬度パッド２２４ｃは、ＰＰＳまたはＬＣＰ（液晶ポリマー）等の合成樹脂や、ステンレス、アルミニウムまたは鉄等の金属からなる。なお、形状は任意である。
弾性体パッド２２４ｄは、シリコン系ゴム、フッ素系ゴム等のように弾性と高い耐熱性とを有する材質からなることが望ましい。組み付け性、生産性等を考慮して、ステンレス、アルミニウムまたは鉄等からなる金属板と一体としてもよい。
【００５７】
このように、本発明に係る加圧手段は、ローラ形状に限定されず、ヒートローラに適度に圧接されニップ部を形成することのできる構成であればよい。
＜その他の変形例＞
本実施の形態では、シート間隔が所定値未満の場合において、ニップ部にシートが存在すればそのシートが２枚目以降のときは閾値を第１の温度とする構成であったが、本発明はこの構成に限定されず、閾値を第２の温度よりも低い温度にする構成であればよい。例えば、第１の温度よりも高く第２の温度よりも低い第３の温度とすることが考えられる。
【００５８】
本実施の形態では、シート検知手段が上流側センサと下流側センサとで構成されていたが、本発明はこの構成に限定されず、シート検知手段が上流側センサのみで構成されていてもよい。その場合、シートのサイズ等からシート後端がニップ部を通過し終えるタイミングを予想する構成とすることが考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリまたはこれらの複合機等の画像形成装置に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本実施の形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す図である。
【図２】本実施の形態に係る定着部を示す概略構成図である。
【図３】制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】閾値設定処理の内容を示すフローチャートである。
【図５】閾値変更を行わない場合のヒートローラの温度変化を表すグラフである。
【図６】閾値変更を行う場合のヒートローラの温度変化を表すグラフである。
【図７】用紙間隔が所定値以上かつ閾値変更を行わない場合のヒートローラの温度変化を表すグラフである。
【図８】用紙間隔が所定値以上かつ閾値変更を行う場合のヒートローラの温度変化を表すグラフである。
【図９】用紙間隔が所定値未満かつ閾値変更を行わない場合のヒートローラの温度変化を表すグラフである。
【図１０】用紙間隔が所定値未満かつ閾値変更を行う場合のヒートローラの温度変化を表すグラフである。
【図１１】用紙間隔とヒートローラの表面温度との関係を示すグラフである。
【図１２】用紙間隔ごとの温度のばらつきを示すグラフである。
【図１３】用紙間隔が所定値未満のときに１枚目の用紙のみ閾値変更を行った場合のヒートローラの温度変化を表すグラフである。
【図１４】変形例１に係る定着部を示す概略構成図である。
【図１５】変形例２に係る定着部を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  画像形成装置
３８  シート
４１  ヒートローラ
４２  加熱手段
４３  温度検知手段
４４  加圧手段
４５  上流側センサ（シート検知手段）
４６  下流側センサ（シート検知手段）
５１  加熱制御手段
５２  閾値設定手段
５３  禁止手段
２４４ａ  無端ベルト
【図１】
2009015201.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2009015201.tif 000006
【図５】
2009015201.tif 000007
【図６】
2009015201.tif 000008
【図７】
2009015201.tif 000009
【図８】
2009015201.tif 000010
【図９】
2009015201.tif 000011
【図１０】
2009015201.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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