JP2004013045A - 像加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】像加熱装置あるいは該像加熱装置を具備する画像形成装置において、小サイズ記録材を通紙して大サイズ記録材を通紙する場合に発生するホットオフセットを防止する。
【解決手段】加熱部材２７と加圧部材１８とのニップＮで画像を担持した記録材Ｐを挟持搬送させて記録材上の画像を加熱する像加熱装置であり、装置の最大通紙幅よりも幅の狭い記録材が通紙された後にそれよりも幅の広い記録材を通紙する場合は装置の加熱温度を通常の設定温度より低く設定するシーケンスを有し、幅の狭い記録材の通紙後の幅の広い記録材の通紙時の設定加熱温度は、幅の狭い記録材の通紙枚数が多いほど低く、且つ幅の狭い記録材の通紙終了から幅の広い記録材の通紙開始までの時間が短いほど低いことを特徴とした像加熱装置。
【選択図】図２
【解決手段】加熱部材２７と加圧部材１８とのニップＮで画像を担持した記録材Ｐを挟持搬送させて記録材上の画像を加熱する像加熱装置であり、装置の最大通紙幅よりも幅の狭い記録材が通紙された後にそれよりも幅の広い記録材を通紙する場合は装置の加熱温度を通常の設定温度より低く設定するシーケンスを有し、幅の狭い記録材の通紙後の幅の広い記録材の通紙時の設定加熱温度は、幅の狭い記録材の通紙枚数が多いほど低く、且つ幅の狭い記録材の通紙終了から幅の広い記録材の通紙開始までの時間が短いほど低いことを特徴とした像加熱装置。
【選択図】図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録材上の画像を加熱する像加熱装置（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定着装置、未定着画像を記録材上に仮定着させる加熱装置、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）、及び該像加熱装置を具備する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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開昭６３−３１３１８２号公報・特開平１−２６３６７９号公報・特開平２−１５７８７８号公報・特開平４−４４０７５〜４４０８３号公報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】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような加熱定着装置において、装置の最大通紙幅よりも幅の狭い記録材（小サイズメディア）を連続的に通紙して加熱定着を続けた場合、定着ニップ部の記録材が通過しない領域（非通紙域）では、熱を奪うメディアが無いため温度が上昇し続ける。一方、定着ニップ部の記録材が通過する領域（通紙域）では温調系により所定の定着温度に保たれているため、定着ニップ部の非通紙域と通紙域の温度差が大きくなる、いわゆる非通紙部過昇温現象を生じる（図１２）。
【０００６】
ここで、図１２のグラフの横軸は時間である。小サイズプリントと記載した領域では小サイズを連続プリントしている。その直後に普通紙を連続プリントしているが、それが普通サイズプリントと記載した領域である。この時の非通紙域と通紙域の温度測定を行っており、非通紙部昇温が大きくなることを説明したグラフである。
【０００７】
このような非通紙部過昇温現象状態の時に上記記録材よりも幅の広い記録材（大サイズメディア）をプリントした場合、定着ニップ部内の長手方向温度分布は図１３のようになっているため、すなわち、小サイズにおける通紙域では所定の定着温度に保たれるため、この小サイズにおける通紙域に対応している画像領域は良好な定着画像が得られるが、非通紙域は幅の狭い記録材プリントにより昇温しているため、通紙域の設定温度より高い温度まで上昇し、この小サイズにおける非通紙域に対応している画像領域は過定着によるホットオフセットが発生してしまう。
【０００８】
また、非通紙域で加圧ローラが異常に昇温すると記録材である紙から蒸発する水分の量が増加し、加圧ローラの搬送力が失われることによって記録材がスリップするという問題もある。
【０００９】
ホットオフセットを防止するために、幅の狭い記録材プリント後に幅の広い記録材をプリントする場合に定着温度を通常より低くするシーケンスを有した場合（特開平１１−１４３２９１号公報）、幅の狭い記録材プリント終了から幅の広い記録材プリントまでの経過時間が短い場合、普通サイズ（大サイズメディア）プリント時のニップ内温度は図１４の▲１▼のようになっており、ホットオフセット、定着性ともに良好な画像が得られる。しかし、経過時間が長い場合は小サイズにおける通紙域で経過時間が短い場合と同様の温調を行うが、加圧ローラ温度が低くなっているため、結果として図１４の▲２▼のように必要以上に定着温度を下げ過ぎて通紙域の定着性が悪化するという問題があった。
【００１０】
本発明は上記課題を解決する、すなわち、画像加熱定着装置に代表される像加熱装置あるいは該像加熱装置を具備する画像形成装置において、小サイズ記録材を通紙して大サイズ記録材を通紙する場合に発生するホットオフセットを防止することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
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像加熱装置及び画像形成装置とする。
【００１２】
（１）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像加熱装置であり、
装置の最大通紙幅よりも幅の狭い記録材が通紙された後にそれよりも幅の広い記録材を通紙する場合は装置の加熱温度を通常の設定温度より低く設定するシーケンスを有し、
幅の狭い記録材の通紙後の幅の広い記録材の通紙時の設定加熱温度は、幅の狭い記録材の通紙枚数が多いほど低く、且つ幅の狭い記録材の通紙終了から幅の広い記録材の通紙開始までの時間が短いほど低いことを特徴とした像加熱装置。
【００１３】
（２）可撓性の移動部材と、該移動部材と摺動する摺動面を有し移動部材を支持する支持部材と、移動部材を挟んで支持部材とニップを形成する加圧部材を有し、ニップにおいて移動部材を支持部材の面に摺動移動させ、ニップの移動部材と加圧部材との間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像加熱装置であり、
装置の最大通紙幅よりも幅の狭い記録材が通紙された後にそれよりも幅の広い記録材を通紙する場合は装置の加熱温度を通常の設定温度より低く設定するシーケンスを有し、
幅の狭い記録材の通紙後の幅の広い記録材の通紙時の設定加熱温度は、幅の狭い記録材の通紙枚数が多いほど低く、且つ幅の狭い記録材の通紙終了から幅の広い記録材の通紙開始までの時間が短いほど低いことを特徴とした像加熱装置。
【００１４】
（３）前記支持部材のニップに対応する部分には加熱体が存在しており、該加熱体により記録材上の画像を移動部材を介して加熱することを特徴とした（１）または（２）に記載の像加熱装置。
【００１５】
（４）前記通常の設定温度より低く設定された幅の広い記録材の加熱温度を通常の設定温度に戻す際に段階的に温度を上げていくことを特徴とした（１）から（３）の何れかに記載の像加熱装置。
【００１６】
（５）前記幅の狭い記録材の通紙後に幅の広い記録材を通紙する場合に加熱温度を通常の設定温度より低くするというシーケンスを保持する時間が幅の狭い記録材の通紙枚数により異なることを特徴とした（１）から（４）の何れかに記載の像加熱装置。
【００１７】
（６）前記ニップに通紙される記録材上の画像は未定着画像であることを特徴とした（１）から（５）の何れかに記載の像加熱装置。
【００１８】
（７）記録材に未定着画像を形成担持させる作像手段と、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手段を有する画像形成装置において、前記加熱定着手段が（１）から（６）の何れかに記載の像加熱装置であることを特徴とした画像形成装置。
【００１９】
〈作 用〉
すなわち、像加熱装置の最大通紙幅よりも幅の狭い記録材が通紙された後にそれよりも幅の広い記録材を通紙する場合は装置の加熱温度を通常の設定温度より低く設定するシーケンスを有し、幅の狭い記録材の通紙後の幅の広い記録材の通紙時の設定加熱温度は、幅の狭い記録材の通紙枚数が多いほど低く、且つ幅の狭い記録材の通紙終了から幅の広い記録材の通紙開始までの時間が短いほど低くする制御にすることで、幅の狭い記録材プリントから幅の広い記録材プリントまでの間隔に関わらずホットオフセット、定着性ともに問題の無い良好な画像を得ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
〈実施例１〉
以下に、本発明に係る実施例を示すが、まず図１は、本発明に係る画像形成装置の構成略図である。
【００２１】
（１）画像形成装置の説明
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。
【００２２】
１９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。
【００２３】
感光ドラム１９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２０によって一様帯電される。
【００２４】
次に、その回転感光ドラム１９の一様帯電面に対してレーザスキャナユニット２１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１９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２１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。
【００２５】
この静電潜像は現像装置２２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。
【００２６】
可視化されたトナー像は、転写装置としての転写ローラ２３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１９上より転写される。ここで感光ドラム１９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２４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１９と転写ローラ２３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。
【００２７】
このトナー像が転写された記録材Ｐは加熱定着装置２５へと搬送され、永久画像として定着される。
【００２８】
一方、感光ドラム１９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２６により感光ドラム１９表面より除去される。
【００２９】
また、記録材が現像される前の搬送路（感光ドラムと転写ローラによって形成されるニップより前の記録材搬送路上）に記録材が所定以上の幅を持つものである場合に動作する幅センサを設けており、この幅センサの信号または不図示の給紙カセットに設けられたセンサ信号により記録材のサイズを判断し、現像及び定着の制御を自動的に変えることができる。
【００３０】
（２）加熱定着装置２５
図２は加熱定着装置２５の概略構成模型図である。本例の加熱定着装置２５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）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。
【００３１】
１）装置２５の全体的構成
２７は定着部材（定着ユニット）、１８は加圧部材としての加圧ローラであり、両者２７・１８の圧接により定着ニップ部Ｎを形成させている。
【００３２】
定着部材２７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（支持体）１７と、このステイホルダー１７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１５と、該ヒータ１５を取り付けたステイホルダー１７にルーズに外嵌した移動部材としての、熱容量の小さな、円筒状の耐熱性の定着フィルム１４等からなる。
【００３３】
加圧ローラ１８は、芯金２９と、該芯金上に同心一体に形成具備させたシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴムあるいはシリコーンゴムを発泡して形成された弾性層３０とから成る回転体である。弾性層３０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３１を形成してあってもよい。
【００３４】
より具体的に、加圧ローラ１８は芯金２９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３０、さらにその外層にＰＴＦＥあるいはＰＦＡ、ＦＥＰ等の離型性層３１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。
【００３５】
加圧ローラ１８は芯金２９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。
【００３６】
定着部材２７は、この加圧ローラ１８の上側に、ヒータ１５側を下向きにして加圧ローラ１８に並行に配置し、ステイホルダー１７の両端部を不図示のバネ等の加圧手段にて加圧ローラ１８の軸線方向に附勢することで、ヒータ１５の下向き面を定着フィルム１４を介して加圧ローラ１８の弾性層３０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３０側を加圧手段にて定着部材２７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。
【００３７】
加圧ローラ１８は駆動手段Ｍ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１８の回転駆動による該加圧ローラ１８の外面と定着フィルム１４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１４に回転力が作用して該定着フィルム１４がその内面側がヒータ１５の下向き面に密着して摺動しながらステイホルダー１７の外回りを矢印の時計方向に従動回転状態になる。
【００３８】
加圧ローラ１８が回転駆動され、それに伴って円筒状の定着フィルム１４が従動回転状態になり、またヒータ１５に通電がなされ、該ヒータ１５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１４と加圧ローラ１８との間に未定着トナー像を担持した記録材Ｐが耐熱性の定着入口ガイド３２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１４の外面に密着してフィルム１４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１５の熱が定着フィルム１４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１４から曲率分離され、耐熱性の定着排紙ガイド３３に案内されて不図示の排出トレイ上に排出される。
【００３９】
２）ヒータ１５
図３は本例における加熱体としてのセラミックヒータ１５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。
【００４０】
このヒータ１５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１４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２８及びサーミスタ出力用の延長電路部ｋ・ｍ、
等からなる。
【００４１】
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。
【００４２】
上記のヒータ１５は表面側を下向きに露呈させてステイホルダー１７に固定して支持させてある。
【００４３】
上記ヒータ１５の第１と第２の電極部ｃ・ｄ側には給電用コネクタ３４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３５が装着される。
【００４４】
ヒータ駆動回路部３６から上記の給電用コネクタ３４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１５が迅速に昇温する（ＡＣライン）。
【００４５】
そのヒータ１５の温度がサーミスタ２８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３５を介してヒータ駆動回路部３６に入力する（ＤＣライン）。
【００４６】
ヒータ駆動回路部３６はサーミスタ２８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１４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。
【００４７】
ヒータ１５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。
【００４８】
２）ステイホルダー１７
ステイホルダー１７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１５を保持するとともに定着フィルム１４の搬送ガイドも兼ねている。よって定着フィルム１４との摺動性を高めるために、定着フィルム１４とヒータ１５やステイホルダー１７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。
【００４９】
より具体的に、ステイホルダー１７はヒータ１５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１４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１４は内部のヒータ１５およびステイホルダー１７に摺擦しながら回転するため、ヒータ１５およびステイホルダー１７と定着フィルム１４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１５およびステイホルダー１７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１４はスムーズに回転することが可能となる。
【００５０】
３）定着フィルム１４
移動部材としての定着フィルム１４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。
【００５１】
より具体的には、定着フィルム１４は、定着ニップ部Ｎにおいてヒータ１５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１４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。フィルム基層は絶縁性の高いポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ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１４全体の引裂強度等の機械的強度を保っている。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不図示の導電ブラシが接しており、プリント中はトナーと同極性のバイアスを印加している。離型性層は定着フィルム１４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１４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。
【００５２】
（３）ホットオフセット防止対策
以上のような構成の画像形成装置において、小サイズ記録材を１４５℃温調で連続プリントした後、普通サイズ（大サイズ）の記録材をプリントした時の小サイズ記録材における非通紙域の温度を測定した。結果を図４に示す。なお、「通常の設定温度」は普通サイズの記録材定着時の設定温度である。
【００５３】
ここで図４において横軸は時間である。小サイズ紙を連続プリントした後２０秒後に普通サイズ紙をプリントした場合の非通紙域の温度測定結果が、「２０秒後」というグラフである。また、６０秒後に普通サイズ紙をプリントした場合の非通紙域の温度測定結果が「６０秒後」というグラフである。普通サイズ▲１▼、▲２▼は小サイズ紙プリント終了からそれぞれ２０秒後、６０秒後に普通サイズをプリントしたことを表している。
【００５４】
定着ニップ内を小サイズの記録材が通過する場合、ヒータ１５の発熱層ｂの幅（長さ）と比較して記録材の幅が十分に小さく非通紙域ではヒータの熱が奪われないまま加熱されるため、非通紙域の温度は小サイズの記録材プリント枚数が増加するにつれて高くなっていく。それに対して通紙域は温度検知素子によって一定に保たれているため通紙域と非通紙域温度差は大きくなる。
【００５５】
小サイズプリント終了後、非通紙部温度は時間の経過とともに下がっていく。図４の▲１▼は小サイズプリント終了から２０秒後に通常温度で普通サイズ記録材のプリントを行ったものである。この場合、小サイズプリント終了から普通サイズプリントまでの時間が短かく、非通紙部の温度が下がらないうちから普通サイズ記録材プリントを行ったため小サイズにおける非通紙域で温度が２５０℃以上に上昇してしまい激しいホットオフセットが発生した。
【００５６】
それに対して図４の▲２▼は小サイズプリント終了から６０秒後に通常温度で普通サイズ記録材のプリントを行ったものである。この場合、小サイズプリント終了から普通サイズプリントまでの時間が比較的長く、非通紙部の温度がある程度下がった状態から普通サイズのプリントを行ったため、小サイズにおける非通紙の温度は２３０℃をわずかに越えた程度であった。またこの時もホットオフセットは若干発生していたが、２０秒後にプリントしたものと比較すると格段に良化していた。
【００５７】
そこで、本実施例では図５のように小サイズ記録材をプリントした後所定時間内に普通サイズ記録材を通紙する場合の温度制御を通常の定着温度より低くする。また、その時の温度設定は表１に示すように小サイズ記録材プリント枚数と、小サイズプリントから普通サイズプリントまでの時間ｔによって決定される。
【００５８】
本実施例では図５のように、表１で設定される定着温度でプリントするのは３枚とし、４枚目以降は通常の定着温度でプリントを行い定着性が悪化するのを防止している。
【００５９】
上記の定着温度の設定制御はヒータ駆動回路部３６（図３）でなされる。すなわちこのヒータ駆動回路部３６には画像形成装置のエンジンコントローラー３７から、通紙使用されている記録材の幅情報（サイズ情報）、小サイズプリント枚数情報、小サイズプリントを終了してから普通サイズプリントの実行までの時間情報が入力される。ヒータ駆動回路部３７には表１の定着温度設定テーブルが参照データとしてメモリされており、ヒータ駆動回路部３７はエンジンコントローラー３７から入力する上記の情報に基づいて表１の定着温度設定テーブルに従って定着設定温度を変更し、定着装置をその変更温度で温調制御する。
【００６０】
なお、上記において「通常温度」または「通常の定着温度」は普通紙の定着温度である。また、図５において、縦軸の定着温度は上の目盛りほど温度は高くなる。小サイズの定着温度は１４５℃でであり、普通紙の定着温度である通常の定着温度と１４５℃温調とは異なる。
【００６１】
図６に本実施例においてヒータ駆動回路部３７が実行する「定着温度設定動作」のフローを示した。
【００６２】
【表１】
【００６３】
以上の制御でｃｏｍ＃１０サイズの封筒を６０枚プリントした後、ＬＴＲサイズ紙を３０秒後、６０秒後、９０秒後、１２０秒後にプリントした時の定着性、ホットオフセットを評価した。
【００６４】
比較例１として図７のように小サイズ記録材プリント後の普通サイズプリント時においても通常の定着温度でプリントを行ったもの、比較例２として表２のように普通サイズの定着温度を小サイズ記録材プリント枚数によってのみ決定したものも同様に定着性、ホットオフセットの評価を行った。
【００６５】
図７において、普通サイズの領域の温度が「通常の設定温度」であり、図７は小サイズ通紙後、普通サイズをプリントする場合に通常の設定温度より低くしないことを表している。
【００６６】
【表２】
【００６７】
定着性評価は定着不良の発生しやすいボンド紙、ホットオフセット評価はホットオフセットの発生しやすい薄紙で行った。
【００６８】
結果を表３と表４に示す。
【００６９】
【表３】
【００７０】
【表４】
【００７１】
以上のように比較例１では小サイズ記録材プリント後の普通サイズ記録材プリントでの定着温度を通常どおりに設定するため小サイズ記録材における非通紙域でニップ内温度が高くなってしまいホットオフセットが発生している。
【００７２】
ホットオフセットは小サイズ記録材プリント終了から普通サイズ記録材プリント開始までの時間が長くなるほど良化していくが、１２０秒後でも若干発生している。
【００７３】
比較例２では３０秒後は本実施例と同様の温度設定であるため、ホットオフセット、定着性ともに問題のない良好な画像が得られているが、小サイズ記録材プリントからの経過時間が長くなると、ニップ内の温度が低くなっているにもかかわらず経過時間が短い場合と同様に普通サイズ記録材の定着温度を通常より４０℃低くしているため、小サイズ記録材における通紙域で定着不良が発生している。
【００７４】
それに対して本実施例では小サイズ記録材プリント終了から普通サイズ記録材プリント終了までの経過時間に応じて普通サイズ記録材プリント時の定着温度を決定しているためホットオフセット、定着性ともに良好な画像を得ることができた。
【００７５】
以上のように、小サイズ記録材プリント後、普通サイズ記録材をプリントする場合には、定着温度を通常より低く設定するが、その設定温度を、小サイズ記録材プリント枚数が多いほど低くすること、小サイズ記録材プリント終了から普通サイズ記録材プリントまでの時間が短いほど低くすることにより、定着不良、ホットオフセットの発生しない良好な画像を得ることができた。また、非通紙部の昇温を抑えることでスリップに対するマージンも大きくすることができた。
【００７６】
〈実施例２〉
本実施例において、画像形成装置および加熱定着装置全体の構成は前記実施例１と同様であるため再度の説明を省く。
【００７７】
本実施例でも小サイズ記録材プリント後の普通サイズ記録材プリント時に定着温度を通常より低くするが、図８のように普通サイズ記録材が１枚通過する毎に定着温度を徐々に通常温度に近づけることを特徴とする。小サイズプリントによって非通紙部の温度は高くなるが普通サイズ記録材を通紙することで小サイズにおける非通紙部の熱は普通サイズ記録材に奪われるため小サイズにおける非通紙部の温度は低くなる。そのため普通サイズ記録材を数枚プリントするとホットオフセットは発生しなくなる。
【００７８】
ここで、図８において「４枚目以降」における定着温度が通常温度で、１４５℃温調とは異なる。小サイズの定着温度と普通サイズの定着温度はもともと異なり、普通サイズの定着温度の方が高い設定となっている。
【００７９】
そこで本実施例では小サイズ記録材プリント後の普通サイズ記録材プリント時の定着温度を表５〜表８のような設定にする。
【００８０】
【表５】
【００８１】
【表６】
【００８２】
【表７】
【００８３】
【表８】
【００８４】
図９に本実施例においてヒータ駆動回路部３７が実行する「定着温度設定動作」のフローを示した。
【００８５】
以上ような制御でｃｏｍ＃１０封筒のプリントを６０枚行った後、ＬＴＲサイズ記録材のプリントを行った。１枚目は実施例１と同じ定着温度であるためホットオフセット、定着性ともに問題のない画像が得られる。さらに２枚目以降は通常の定着温度になるまで１枚プリント毎に１０℃づつ上げているが、ホットオフセットの発生はなく、定着性は実施例１よりも良くすることができた。
【００８６】
〈その他〉
１）加熱体としてのセラミックヒータ１５の構成形態は実施例のものに限られないことは勿論である。
【００８７】
ヒータ１５は必ずしも定着ニップ部Ｎに位置していなくてもよい。例えば、図１０のようにヒータ１５を定着ニップ部Ｎよりもフィルム移動方向上流側に位置させて配設することも出来る。
【００８８】
２）ヒータ１５はセラミックヒータ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出来る。図１１はヒータとして鉄板等の電磁誘導発熱性部材１５Ａを用い、これを定着ニップ部Ｎ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３８と磁性コア３９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出来る。この場合もヒータとしての電磁誘導発熱性部材１５Ａは必ずしも定着ニップ部Ｎに位置していなくてもよい。
【００８９】
また移動部材としてのフィルム１５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出来る。
【００９０】
３）フィルム加熱方式の加熱定着装置は、実施例のものは加圧用回転体駆動方式であるが、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、フィルムにテンションを加えながら駆動する方式の装置であってもよいし、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の装置であってもよい。
【００９１】
４）本発明において像加熱装置はフィルム加熱方式に限られるものではなく、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像加熱装置であればよい。
【００９２】
５）本発明の像加熱装置には、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定着装置ばかりでなく、未定着画像を記録材上に仮定着させる加熱装置、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される。
【００９３】
６）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。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、像加熱装置の最大通紙幅よりも幅の狭い記録材が通紙された後にそれよりも幅の広い記録材を通紙する場合は装置の加熱温度を通常の設定温度より低く設定するシーケンスを有し、幅の狭い記録材の通紙後の幅の広い記録材の通紙時の設定加熱温度は、幅の狭い記録材の通紙枚数が多いほど低く、且つ幅の狭い記録材の通紙終了から幅の広い記録材の通紙開始までの時間が短いほど低くする制御にすることで、幅の狭い記録材プリントから幅の広い記録材プリントまでの間隔に関わらずホットオフセット、定着性ともに問題の無い良好な画像を得ることができる。
【００９５】
また、通常の設定温度より低く設定された幅の広い記録材の加熱温度を通常の設定温度に戻す際に段階的に温度を上げていくことことでホットオフセットを防止しながら定着性を更に良くすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１における画像形成装置の構成略図
【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】小サイズ非通紙域の温度測定結果
【図５】実施例１における定着設定温度
【図６】実施例１においてヒータ駆動回路部が実行する定着温度設定動作のフロー図
【図７】比較例１における定着設定温度
【図８】実施例２における定着設定温度
【図９】実施例２においてヒータ駆動回路部が実行する定着温度設定動作のフロー図
【図１０】他の構成の加熱定着装置の構成模型図
【図１１】更に他の構成の加熱定着装置の構成模型図
【図１２】従来例における小サイズ非通紙域の温度測定結果
【図１３】従来例におけるヒータ内長手方向温度分布の概念図（その１）
【図１４】従来例におけるヒータ内長手方向温度分布の概念図（その２）
【符号の説明】
２５・・像加熱装置としての画像加熱定着装置、２７・・定着部材、２９・・加圧部材、１５・・加熱体としてのセラミックヒータ、１７・・ステイホルダー、１４・・定着フィルム、Ｎ・・定着ニップ部、Ｐ・・記録材、２８・・温度検知部材（サーミスタ等）、３６・・ヒータ駆動回路部
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録材上の画像を加熱する像加熱装置（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定着装置、未定着画像を記録材上に仮定着させる加熱装置、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）、及び該像加熱装置を具備する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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開昭６３−３１３１８２号公報・特開平１−２６３６７９号公報・特開平２−１５７８７８号公報・特開平４−４４０７５〜４４０８３号公報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】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような加熱定着装置において、装置の最大通紙幅よりも幅の狭い記録材（小サイズメディア）を連続的に通紙して加熱定着を続けた場合、定着ニップ部の記録材が通過しない領域（非通紙域）では、熱を奪うメディアが無いため温度が上昇し続ける。一方、定着ニップ部の記録材が通過する領域（通紙域）では温調系により所定の定着温度に保たれているため、定着ニップ部の非通紙域と通紙域の温度差が大きくなる、いわゆる非通紙部過昇温現象を生じる（図１２）。
【０００６】
ここで、図１２のグラフの横軸は時間である。小サイズプリントと記載した領域では小サイズを連続プリントしている。その直後に普通紙を連続プリントしているが、それが普通サイズプリントと記載した領域である。この時の非通紙域と通紙域の温度測定を行っており、非通紙部昇温が大きくなることを説明したグラフである。
【０００７】
このような非通紙部過昇温現象状態の時に上記記録材よりも幅の広い記録材（大サイズメディア）をプリントした場合、定着ニップ部内の長手方向温度分布は図１３のようになっているため、すなわち、小サイズにおける通紙域では所定の定着温度に保たれるため、この小サイズにおける通紙域に対応している画像領域は良好な定着画像が得られるが、非通紙域は幅の狭い記録材プリントにより昇温しているため、通紙域の設定温度より高い温度まで上昇し、この小サイズにおける非通紙域に対応している画像領域は過定着によるホットオフセットが発生してしまう。
【０００８】
また、非通紙域で加圧ローラが異常に昇温すると記録材である紙から蒸発する水分の量が増加し、加圧ローラの搬送力が失われることによって記録材がスリップするという問題もある。
【０００９】
ホットオフセットを防止するために、幅の狭い記録材プリント後に幅の広い記録材をプリントする場合に定着温度を通常より低くするシーケンスを有した場合（特開平１１−１４３２９１号公報）、幅の狭い記録材プリント終了から幅の広い記録材プリントまでの経過時間が短い場合、普通サイズ（大サイズメディア）プリント時のニップ内温度は図１４の▲１▼のようになっており、ホットオフセット、定着性ともに良好な画像が得られる。しかし、経過時間が長い場合は小サイズにおける通紙域で経過時間が短い場合と同様の温調を行うが、加圧ローラ温度が低くなっているため、結果として図１４の▲２▼のように必要以上に定着温度を下げ過ぎて通紙域の定着性が悪化するという問題があった。
【００１０】
本発明は上記課題を解決する、すなわち、画像加熱定着装置に代表される像加熱装置あるいは該像加熱装置を具備する画像形成装置において、小サイズ記録材を通紙して大サイズ記録材を通紙する場合に発生するホットオフセットを防止することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
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像加熱装置及び画像形成装置とする。
【００１２】
（１）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像加熱装置であり、
装置の最大通紙幅よりも幅の狭い記録材が通紙された後にそれよりも幅の広い記録材を通紙する場合は装置の加熱温度を通常の設定温度より低く設定するシーケンスを有し、
幅の狭い記録材の通紙後の幅の広い記録材の通紙時の設定加熱温度は、幅の狭い記録材の通紙枚数が多いほど低く、且つ幅の狭い記録材の通紙終了から幅の広い記録材の通紙開始までの時間が短いほど低いことを特徴とした像加熱装置。
【００１３】
（２）可撓性の移動部材と、該移動部材と摺動する摺動面を有し移動部材を支持する支持部材と、移動部材を挟んで支持部材とニップを形成する加圧部材を有し、ニップにおいて移動部材を支持部材の面に摺動移動させ、ニップの移動部材と加圧部材との間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像加熱装置であり、
装置の最大通紙幅よりも幅の狭い記録材が通紙された後にそれよりも幅の広い記録材を通紙する場合は装置の加熱温度を通常の設定温度より低く設定するシーケンスを有し、
幅の狭い記録材の通紙後の幅の広い記録材の通紙時の設定加熱温度は、幅の狭い記録材の通紙枚数が多いほど低く、且つ幅の狭い記録材の通紙終了から幅の広い記録材の通紙開始までの時間が短いほど低いことを特徴とした像加熱装置。
【００１４】
（３）前記支持部材のニップに対応する部分には加熱体が存在しており、該加熱体により記録材上の画像を移動部材を介して加熱することを特徴とした（１）または（２）に記載の像加熱装置。
【００１５】
（４）前記通常の設定温度より低く設定された幅の広い記録材の加熱温度を通常の設定温度に戻す際に段階的に温度を上げていくことを特徴とした（１）から（３）の何れかに記載の像加熱装置。
【００１６】
（５）前記幅の狭い記録材の通紙後に幅の広い記録材を通紙する場合に加熱温度を通常の設定温度より低くするというシーケンスを保持する時間が幅の狭い記録材の通紙枚数により異なることを特徴とした（１）から（４）の何れかに記載の像加熱装置。
【００１７】
（６）前記ニップに通紙される記録材上の画像は未定着画像であることを特徴とした（１）から（５）の何れかに記載の像加熱装置。
【００１８】
（７）記録材に未定着画像を形成担持させる作像手段と、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手段を有する画像形成装置において、前記加熱定着手段が（１）から（６）の何れかに記載の像加熱装置であることを特徴とした画像形成装置。
【００１９】
〈作 用〉
すなわち、像加熱装置の最大通紙幅よりも幅の狭い記録材が通紙された後にそれよりも幅の広い記録材を通紙する場合は装置の加熱温度を通常の設定温度より低く設定するシーケンスを有し、幅の狭い記録材の通紙後の幅の広い記録材の通紙時の設定加熱温度は、幅の狭い記録材の通紙枚数が多いほど低く、且つ幅の狭い記録材の通紙終了から幅の広い記録材の通紙開始までの時間が短いほど低くする制御にすることで、幅の狭い記録材プリントから幅の広い記録材プリントまでの間隔に関わらずホットオフセット、定着性ともに問題の無い良好な画像を得ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
〈実施例１〉
以下に、本発明に係る実施例を示すが、まず図１は、本発明に係る画像形成装置の構成略図である。
【００２１】
（１）画像形成装置の説明
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。
【００２２】
１９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。
【００２３】
感光ドラム１９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２０によって一様帯電される。
【００２４】
次に、その回転感光ドラム１９の一様帯電面に対してレーザスキャナユニット２１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１９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２１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。
【００２５】
この静電潜像は現像装置２２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。
【００２６】
可視化されたトナー像は、転写装置としての転写ローラ２３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１９上より転写される。ここで感光ドラム１９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２４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１９と転写ローラ２３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。
【００２７】
このトナー像が転写された記録材Ｐは加熱定着装置２５へと搬送され、永久画像として定着される。
【００２８】
一方、感光ドラム１９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２６により感光ドラム１９表面より除去される。
【００２９】
また、記録材が現像される前の搬送路（感光ドラムと転写ローラによって形成されるニップより前の記録材搬送路上）に記録材が所定以上の幅を持つものである場合に動作する幅センサを設けており、この幅センサの信号または不図示の給紙カセットに設けられたセンサ信号により記録材のサイズを判断し、現像及び定着の制御を自動的に変えることができる。
【００３０】
（２）加熱定着装置２５
図２は加熱定着装置２５の概略構成模型図である。本例の加熱定着装置２５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）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。
【００３１】
１）装置２５の全体的構成
２７は定着部材（定着ユニット）、１８は加圧部材としての加圧ローラであり、両者２７・１８の圧接により定着ニップ部Ｎを形成させている。
【００３２】
定着部材２７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（支持体）１７と、このステイホルダー１７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１５と、該ヒータ１５を取り付けたステイホルダー１７にルーズに外嵌した移動部材としての、熱容量の小さな、円筒状の耐熱性の定着フィルム１４等からなる。
【００３３】
加圧ローラ１８は、芯金２９と、該芯金上に同心一体に形成具備させたシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴムあるいはシリコーンゴムを発泡して形成された弾性層３０とから成る回転体である。弾性層３０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３１を形成してあってもよい。
【００３４】
より具体的に、加圧ローラ１８は芯金２９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３０、さらにその外層にＰＴＦＥあるいはＰＦＡ、ＦＥＰ等の離型性層３１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。
【００３５】
加圧ローラ１８は芯金２９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。
【００３６】
定着部材２７は、この加圧ローラ１８の上側に、ヒータ１５側を下向きにして加圧ローラ１８に並行に配置し、ステイホルダー１７の両端部を不図示のバネ等の加圧手段にて加圧ローラ１８の軸線方向に附勢することで、ヒータ１５の下向き面を定着フィルム１４を介して加圧ローラ１８の弾性層３０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３０側を加圧手段にて定着部材２７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。
【００３７】
加圧ローラ１８は駆動手段Ｍ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１８の回転駆動による該加圧ローラ１８の外面と定着フィルム１４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１４に回転力が作用して該定着フィルム１４がその内面側がヒータ１５の下向き面に密着して摺動しながらステイホルダー１７の外回りを矢印の時計方向に従動回転状態になる。
【００３８】
加圧ローラ１８が回転駆動され、それに伴って円筒状の定着フィルム１４が従動回転状態になり、またヒータ１５に通電がなされ、該ヒータ１５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１４と加圧ローラ１８との間に未定着トナー像を担持した記録材Ｐが耐熱性の定着入口ガイド３２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１４の外面に密着してフィルム１４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１５の熱が定着フィルム１４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１４から曲率分離され、耐熱性の定着排紙ガイド３３に案内されて不図示の排出トレイ上に排出される。
【００３９】
２）ヒータ１５
図３は本例における加熱体としてのセラミックヒータ１５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。
【００４０】
このヒータ１５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１４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２８及びサーミスタ出力用の延長電路部ｋ・ｍ、
等からなる。
【００４１】
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。
【００４２】
上記のヒータ１５は表面側を下向きに露呈させてステイホルダー１７に固定して支持させてある。
【００４３】
上記ヒータ１５の第１と第２の電極部ｃ・ｄ側には給電用コネクタ３４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３５が装着される。
【００４４】
ヒータ駆動回路部３６から上記の給電用コネクタ３４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１５が迅速に昇温する（ＡＣライン）。
【００４５】
そのヒータ１５の温度がサーミスタ２８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３５を介してヒータ駆動回路部３６に入力する（ＤＣライン）。
【００４６】
ヒータ駆動回路部３６はサーミスタ２８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１４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。
【００４７】
ヒータ１５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。
【００４８】
２）ステイホルダー１７
ステイホルダー１７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１５を保持するとともに定着フィルム１４の搬送ガイドも兼ねている。よって定着フィルム１４との摺動性を高めるために、定着フィルム１４とヒータ１５やステイホルダー１７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。
【００４９】
より具体的に、ステイホルダー１７はヒータ１５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１４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１４は内部のヒータ１５およびステイホルダー１７に摺擦しながら回転するため、ヒータ１５およびステイホルダー１７と定着フィルム１４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１５およびステイホルダー１７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１４はスムーズに回転することが可能となる。
【００５０】
３）定着フィルム１４
移動部材としての定着フィルム１４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。
【００５１】
より具体的には、定着フィルム１４は、定着ニップ部Ｎにおいてヒータ１５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１４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。フィルム基層は絶縁性の高いポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ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１４全体の引裂強度等の機械的強度を保っている。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不図示の導電ブラシが接しており、プリント中はトナーと同極性のバイアスを印加している。離型性層は定着フィルム１４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１４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。
【００５２】
（３）ホットオフセット防止対策
以上のような構成の画像形成装置において、小サイズ記録材を１４５℃温調で連続プリントした後、普通サイズ（大サイズ）の記録材をプリントした時の小サイズ記録材における非通紙域の温度を測定した。結果を図４に示す。なお、「通常の設定温度」は普通サイズの記録材定着時の設定温度である。
【００５３】
ここで図４において横軸は時間である。小サイズ紙を連続プリントした後２０秒後に普通サイズ紙をプリントした場合の非通紙域の温度測定結果が、「２０秒後」というグラフである。また、６０秒後に普通サイズ紙をプリントした場合の非通紙域の温度測定結果が「６０秒後」というグラフである。普通サイズ▲１▼、▲２▼は小サイズ紙プリント終了からそれぞれ２０秒後、６０秒後に普通サイズをプリントしたことを表している。
【００５４】
定着ニップ内を小サイズの記録材が通過する場合、ヒータ１５の発熱層ｂの幅（長さ）と比較して記録材の幅が十分に小さく非通紙域ではヒータの熱が奪われないまま加熱されるため、非通紙域の温度は小サイズの記録材プリント枚数が増加するにつれて高くなっていく。それに対して通紙域は温度検知素子によって一定に保たれているため通紙域と非通紙域温度差は大きくなる。
【００５５】
小サイズプリント終了後、非通紙部温度は時間の経過とともに下がっていく。図４の▲１▼は小サイズプリント終了から２０秒後に通常温度で普通サイズ記録材のプリントを行ったものである。この場合、小サイズプリント終了から普通サイズプリントまでの時間が短かく、非通紙部の温度が下がらないうちから普通サイズ記録材プリントを行ったため小サイズにおける非通紙域で温度が２５０℃以上に上昇してしまい激しいホットオフセットが発生した。
【００５６】
それに対して図４の▲２▼は小サイズプリント終了から６０秒後に通常温度で普通サイズ記録材のプリントを行ったものである。この場合、小サイズプリント終了から普通サイズプリントまでの時間が比較的長く、非通紙部の温度がある程度下がった状態から普通サイズのプリントを行ったため、小サイズにおける非通紙の温度は２３０℃をわずかに越えた程度であった。またこの時もホットオフセットは若干発生していたが、２０秒後にプリントしたものと比較すると格段に良化していた。
【００５７】
そこで、本実施例では図５のように小サイズ記録材をプリントした後所定時間内に普通サイズ記録材を通紙する場合の温度制御を通常の定着温度より低くする。また、その時の温度設定は表１に示すように小サイズ記録材プリント枚数と、小サイズプリントから普通サイズプリントまでの時間ｔによって決定される。
【００５８】
本実施例では図５のように、表１で設定される定着温度でプリントするのは３枚とし、４枚目以降は通常の定着温度でプリントを行い定着性が悪化するのを防止している。
【００５９】
上記の定着温度の設定制御はヒータ駆動回路部３６（図３）でなされる。すなわちこのヒータ駆動回路部３６には画像形成装置のエンジンコントローラー３７から、通紙使用されている記録材の幅情報（サイズ情報）、小サイズプリント枚数情報、小サイズプリントを終了してから普通サイズプリントの実行までの時間情報が入力される。ヒータ駆動回路部３７には表１の定着温度設定テーブルが参照データとしてメモリされており、ヒータ駆動回路部３７はエンジンコントローラー３７から入力する上記の情報に基づいて表１の定着温度設定テーブルに従って定着設定温度を変更し、定着装置をその変更温度で温調制御する。
【００６０】
なお、上記において「通常温度」または「通常の定着温度」は普通紙の定着温度である。また、図５において、縦軸の定着温度は上の目盛りほど温度は高くなる。小サイズの定着温度は１４５℃でであり、普通紙の定着温度である通常の定着温度と１４５℃温調とは異なる。
【００６１】
図６に本実施例においてヒータ駆動回路部３７が実行する「定着温度設定動作」のフローを示した。
【００６２】
【表１】
以上の制御でｃｏｍ＃１０サイズの封筒を６０枚プリントした後、ＬＴＲサイズ紙を３０秒後、６０秒後、９０秒後、１２０秒後にプリントした時の定着性、ホットオフセットを評価した。
【００６４】
比較例１として図７のように小サイズ記録材プリント後の普通サイズプリント時においても通常の定着温度でプリントを行ったもの、比較例２として表２のように普通サイズの定着温度を小サイズ記録材プリント枚数によってのみ決定したものも同様に定着性、ホットオフセットの評価を行った。
【００６５】
図７において、普通サイズの領域の温度が「通常の設定温度」であり、図７は小サイズ通紙後、普通サイズをプリントする場合に通常の設定温度より低くしないことを表している。
【００６６】
【表２】
定着性評価は定着不良の発生しやすいボンド紙、ホットオフセット評価はホットオフセットの発生しやすい薄紙で行った。
【００６８】
結果を表３と表４に示す。
【００６９】
【表３】
【表４】
以上のように比較例１では小サイズ記録材プリント後の普通サイズ記録材プリントでの定着温度を通常どおりに設定するため小サイズ記録材における非通紙域でニップ内温度が高くなってしまいホットオフセットが発生している。
【００７２】
ホットオフセットは小サイズ記録材プリント終了から普通サイズ記録材プリント開始までの時間が長くなるほど良化していくが、１２０秒後でも若干発生している。
【００７３】
比較例２では３０秒後は本実施例と同様の温度設定であるため、ホットオフセット、定着性ともに問題のない良好な画像が得られているが、小サイズ記録材プリントからの経過時間が長くなると、ニップ内の温度が低くなっているにもかかわらず経過時間が短い場合と同様に普通サイズ記録材の定着温度を通常より４０℃低くしているため、小サイズ記録材における通紙域で定着不良が発生している。
【００７４】
それに対して本実施例では小サイズ記録材プリント終了から普通サイズ記録材プリント終了までの経過時間に応じて普通サイズ記録材プリント時の定着温度を決定しているためホットオフセット、定着性ともに良好な画像を得ることができた。
【００７５】
以上のように、小サイズ記録材プリント後、普通サイズ記録材をプリントする場合には、定着温度を通常より低く設定するが、その設定温度を、小サイズ記録材プリント枚数が多いほど低くすること、小サイズ記録材プリント終了から普通サイズ記録材プリントまでの時間が短いほど低くすることにより、定着不良、ホットオフセットの発生しない良好な画像を得ることができた。また、非通紙部の昇温を抑えることでスリップに対するマージンも大きくすることができた。
【００７６】
〈実施例２〉
本実施例において、画像形成装置および加熱定着装置全体の構成は前記実施例１と同様であるため再度の説明を省く。
【００７７】
本実施例でも小サイズ記録材プリント後の普通サイズ記録材プリント時に定着温度を通常より低くするが、図８のように普通サイズ記録材が１枚通過する毎に定着温度を徐々に通常温度に近づけることを特徴とする。小サイズプリントによって非通紙部の温度は高くなるが普通サイズ記録材を通紙することで小サイズにおける非通紙部の熱は普通サイズ記録材に奪われるため小サイズにおける非通紙部の温度は低くなる。そのため普通サイズ記録材を数枚プリントするとホットオフセットは発生しなくなる。
【００７８】
ここで、図８において「４枚目以降」における定着温度が通常温度で、１４５℃温調とは異なる。小サイズの定着温度と普通サイズの定着温度はもともと異なり、普通サイズの定着温度の方が高い設定となっている。
【００７９】
そこで本実施例では小サイズ記録材プリント後の普通サイズ記録材プリント時の定着温度を表５〜表８のような設定にする。
【００８０】
【表５】
【表６】
【表７】
【表８】
図９に本実施例においてヒータ駆動回路部３７が実行する「定着温度設定動作」のフローを示した。
【００８５】
以上ような制御でｃｏｍ＃１０封筒のプリントを６０枚行った後、ＬＴＲサイズ記録材のプリントを行った。１枚目は実施例１と同じ定着温度であるためホットオフセット、定着性ともに問題のない画像が得られる。さらに２枚目以降は通常の定着温度になるまで１枚プリント毎に１０℃づつ上げているが、ホットオフセットの発生はなく、定着性は実施例１よりも良くすることができた。
【００８６】
〈その他〉
１）加熱体としてのセラミックヒータ１５の構成形態は実施例のものに限られないことは勿論である。
【００８７】
ヒータ１５は必ずしも定着ニップ部Ｎに位置していなくてもよい。例えば、図１０のようにヒータ１５を定着ニップ部Ｎよりもフィルム移動方向上流側に位置させて配設することも出来る。
【００８８】
２）ヒータ１５はセラミックヒータ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出来る。図１１はヒータとして鉄板等の電磁誘導発熱性部材１５Ａを用い、これを定着ニップ部Ｎ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３８と磁性コア３９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出来る。この場合もヒータとしての電磁誘導発熱性部材１５Ａは必ずしも定着ニップ部Ｎに位置していなくてもよい。
【００８９】
また移動部材としてのフィルム１５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出来る。
【００９０】
３）フィルム加熱方式の加熱定着装置は、実施例のものは加圧用回転体駆動方式であるが、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、フィルムにテンションを加えながら駆動する方式の装置であってもよいし、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の装置であってもよい。
【００９１】
４）本発明において像加熱装置はフィルム加熱方式に限られるものではなく、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像加熱装置であればよい。
【００９２】
５）本発明の像加熱装置には、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定着装置ばかりでなく、未定着画像を記録材上に仮定着させる加熱装置、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される。
【００９３】
６）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。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、像加熱装置の最大通紙幅よりも幅の狭い記録材が通紙された後にそれよりも幅の広い記録材を通紙する場合は装置の加熱温度を通常の設定温度より低く設定するシーケンスを有し、幅の狭い記録材の通紙後の幅の広い記録材の通紙時の設定加熱温度は、幅の狭い記録材の通紙枚数が多いほど低く、且つ幅の狭い記録材の通紙終了から幅の広い記録材の通紙開始までの時間が短いほど低くする制御にすることで、幅の狭い記録材プリントから幅の広い記録材プリントまでの間隔に関わらずホットオフセット、定着性ともに問題の無い良好な画像を得ることができる。
【００９５】
また、通常の設定温度より低く設定された幅の広い記録材の加熱温度を通常の設定温度に戻す際に段階的に温度を上げていくことことでホットオフセットを防止しながら定着性を更に良くすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１における画像形成装置の構成略図
【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】小サイズ非通紙域の温度測定結果
【図５】実施例１における定着設定温度
【図６】実施例１においてヒータ駆動回路部が実行する定着温度設定動作のフロー図
【図７】比較例１における定着設定温度
【図８】実施例２における定着設定温度
【図９】実施例２においてヒータ駆動回路部が実行する定着温度設定動作のフロー図
【図１０】他の構成の加熱定着装置の構成模型図
【図１１】更に他の構成の加熱定着装置の構成模型図
【図１２】従来例における小サイズ非通紙域の温度測定結果
【図１３】従来例におけるヒータ内長手方向温度分布の概念図（その１）
【図１４】従来例におけるヒータ内長手方向温度分布の概念図（その２）
【符号の説明】
２５・・像加熱装置としての画像加熱定着装置、２７・・定着部材、２９・・加圧部材、１５・・加熱体としてのセラミックヒータ、１７・・ステイホルダー、１４・・定着フィルム、Ｎ・・定着ニップ部、Ｐ・・記録材、２８・・温度検知部材（サーミスタ等）、３６・・ヒータ駆動回路部
Claims (7)
- 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像加熱装置であり、
装置の最大通紙幅よりも幅の狭い記録材が通紙された後にそれよりも幅の広い記録材を通紙する場合は装置の加熱温度を通常の設定温度より低く設定するシーケンスを有し、
幅の狭い記録材の通紙後の幅の広い記録材の通紙時の設定加熱温度は、幅の狭い記録材の通紙枚数が多いほど低く、且つ幅の狭い記録材の通紙終了から幅の広い記録材の通紙開始までの時間が短いほど低いことを特徴とした像加熱装置。 - 可撓性の移動部材と、該移動部材と摺動する摺動面を有し移動部材を支持する支持部材と、移動部材を挟んで支持部材とニップを形成する加圧部材を有し、ニップにおいて移動部材を支持部材の面に摺動移動させ、ニップの移動部材と加圧部材との間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像加熱装置であり、
装置の最大通紙幅よりも幅の狭い記録材が通紙された後にそれよりも幅の広い記録材を通紙する場合は装置の加熱温度を通常の設定温度より低く設定するシーケンスを有し、
幅の狭い記録材の通紙後の幅の広い記録材の通紙時の設定加熱温度は、幅の狭い記録材の通紙枚数が多いほど低く、且つ幅の狭い記録材の通紙終了から幅の広い記録材の通紙開始までの時間が短いほど低いことを特徴とした像加熱装置。 - 前記支持部材のニップに対応する部分には加熱体が存在しており、該加熱体により記録材上の画像を移動部材を介して加熱することを特徴とした請求項１または請求項２に記載の像加熱装置。
- 前記通常の設定温度より低く設定された幅の広い記録材の加熱温度を通常の設定温度に戻す際に段階的に温度を上げていくことを特徴とした請求項１から請求項３の何れかに記載の像加熱装置。
- 前記幅の狭い記録材の通紙後に幅の広い記録材を通紙する場合に加熱温度を通常の設定温度より低くするというシーケンスを保持する時間が幅の狭い記録材の通紙枚数により異なることを特徴とした請求項１から請求項４の何れかに記載の像加熱装置。
- 前記ニップに通紙される記録材上の画像は未定着画像であることを特徴とした請求項１から請求項５の何れかに記載の像加熱装置。
- 記録材に未定着画像を形成担持させる作像手段と、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手段を有する画像形成装置において、前記加熱定着手段が請求項１から請求項６の何れかに記載の像加熱装置であることを特徴とした画像形成装置。
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