JP2004354785A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【目的】構成部品公差に影響されず、安定した定着性を確保することができる画像形成装置を提供すること。
【構成】通電により発熱する加熱体と、該加熱体に摺接するよう配設された無端フィルムと、該フィルムを介して上記加熱体を圧接するよう配設された加圧ローラを備え、該圧接部に記録材を搬送し、記録材上に保持されるトナー像を圧接加熱することによって記録材に対してトナー像を定着させる定着装置を備えた画像形成装置において、前記加熱体に対する通電電力を制御する電力制御手段を備え、前記記録材の上記圧接部通過時に前記加熱体に通電される電力を記録材搬送方向途中から記録材先端部より大きくなるよう切り替えるとき、前記切り替え制御タイミングは、前記圧接部の搬送方向上流又は下流に設けられた記録材検知手段による記録材検知に基づいて決定される。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定着装置を有する電子写真方式或は静電記録方式の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機・プリンタ・ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置において、定着ニップ部に導入される記録材に接触し且つ記録材に対する接触面の温度を監視されていない回転体、例えばサーミスタにより監視されない加圧ローラや定着スリーブ等は、コールドスタート時等、熱的に飽和していない状態で記録材を定着ニップに導入すると、記録材及び未定着トナー像に熱エネルギーを奪われ、又、その状態で温度補正されないため、表面温度は低下する。そのため、記録材の定着ニップ突入以降の画像後半、特に回転体の２周目以降、定着性の悪化又は光沢度の低下といった問題を発生する。
【０００３】
ここで、近年、提案・実用化されている（例えば、特許文献１〜５等）フィルム加熱定着装置は、ハロゲンヒータにより金属スリーブを間接加熱する熱ローラ方式の定着装置と比べ、発熱体及び発熱体周辺の構造体の熱容量が小さく、発熱体温度や発熱体に対する入力電力の変化をリニアに記録材の定着ニップ温度に反映できるため、記録材の定着ニップ突入後搬送途中から発熱体の発熱体に対する入力電圧又は制御温度を大きくすることにより、記録材ページ内の定着性や光沢度を一様に保つことができる（以下、このような入力電圧又は温度制御を記録材ページ内で変化させる方法をページ内制御と称する）。
【０００４】
ページ内制御の一例として、フィルム加熱定着装置を用いて、ヒータに対する通電制御によって行うときの制御形態を図５に示す。図５において、縦軸の出力とはヒータに全通電した場合を１００％としたときの割合である。
【０００５】
ヒータの出力値は、目標定着温度、サーミスタの検知温度等に応じて比例制御、積分制御等に基づき、例えば０％〜１００％まで５％刻みの２１段階の中から選択される。
【０００６】
先ず、プリント信号が入ると（図５のＡ点）、定着装置Ｆを急速に立ち上げるために比較的大量の電力が供給され、目標定着温度に到達すると記録材Ｐが定着ニップ部に入るまでそれよりも低い電力が供給される。図５では簡略のため立ち上げ時の出力は２段階で各々一定であるように示しているが、実際には５％刻みで細かく変動している。
【０００７】
記録材が定着ニップ部に突入すると（図５のＢ点）、記録材に熱を奪われるため供給される電力は上昇し、その後も緩やかに増大していく（このときも細かい変動はある）。本例では記録材の定着ニップ突入位置から加圧ローラ１回転後（図５のＣ点）の位置から、出力を通常の制御で決定される値よりもΔＰだけ大きくしている（図５のＣＤ間において、実線がページ内制御を行う場合、破線が行わない場合の制御で、その他の部分に差はない）。
【０００８】
ΔＰの値は例えば１５％とする。ここで、出力を大きくするとヒータの温度が上昇し、出力を下げようとする比例制御、積分制御等が自動的に働いてしまうため、出力を上昇させると同時に比例制御、積分制御等の制御を記録材Ｐが定着ニップ部を抜けるまで停止する。上昇させた出力も記録材Ｐが定着ニップ部を抜けるまで一定値に保つ。
【０００９】
又、ページ内制御の一例として、フィルム加熱定着装置を用いて、ヒータの温度制御によって行うときの制御形態を図６に示す。図６はヒータを監視するサーミスタの出力の時間変化を示している。
【００１０】
先ず、プリント信号が入ると（図６のＡ点）、ヒータの温度は目標定着温度Ｔに達するまで上昇してＴに達すると所定の方法で一定温調される。記録材が定着ニップ部に突入しても（図６のＢ点）、この温度制御は一定値のままであり、通常の制御では記録材が定着ニップ部を抜けるまで一定値である。
【００１１】
本例では記録材の定着ニップ突入位置から加圧ローラ１回転後の位置から、目標定着温度をΔＴだけ大きくしている（図６のＣ点以降において、実線が本実施形態の制御、破線が通常の制御で、その他の部分は本実施形態の制御も通常制御も同じ）。ΔＴは例えば１０℃とする。
【００１２】
【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４−４４０７５〜４４０８３号公報
【特許文献５】
特開平４−２０４９８０〜２０４９８４号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなページ内制御を行う場合、以下のような問題がある。即ち、ページ内制御の制御タイミングは、帯電−露光−現像−転写といった静電画像形成工程と同様に、記録材給紙タイミング、具体的には転写工程前に供えられたトップセンサと同期されるが、記録材を搬送する各種ローラの外径公差などにより、記録材の搬送速度に差が生じるため、記録材の定着ニップに突入するタイミングは一定とならない。こうした状況でトップセンサを基に、一定のタイミングでページ内制御を行うと、記録材の定着ニップに対する突入の遅いときには、ページ内制御による切り替えのタイミングが早過ぎ、記録材の定着ニップに対する突入の早いときには、ページ内制御による切り替えのタイミングが遅くなり、それらタイミングの合わない部分で、回転体の表面温度は、昇温不足／過昇温となって、画像の定着ムラを発生させてしまう。
【００１３】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、従来の画像形成装置に比べ、記録材の定着ニップへの早着・遅延によるページ内制御の切り替えタイミングの誤差を小さくすることができ、構成部品公差に影響されず、安定した定着性を確保することができる画像形成装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、通電により発熱する加熱体と、該加熱体に摺接するよう配設された無端フィルムと、該フィルムを介して上記加熱体を圧接するよう配設された加圧ローラを備え、該圧接部に記録材を搬送し、記録材上に保持されるトナー像を圧接加熱することによって記録材に対してトナー像を定着させる定着装置を備えた画像形成装置において、前記加熱体に対する通電電力を制御する電力制御手段を備え、前記記録材の上記圧接部通過時に前記加熱体に通電される電力を記録材搬送方向途中から記録材先端部より大きくなるよう切り替えるとき、前記切り替え制御タイミングは、前記圧接部の搬送方向上流又は下流に設けられた記録材検知手段による記録材検知に基づいて決定されることを特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の発明は、通電により発熱する加熱体と、該加熱体に摺接するよう配設された無端フィルムと、該フィルムを介して上記加熱体を圧接するよう配設された加圧ローラを備え、該圧接部に記録材を搬送し、記録材上に保持されるトナー像を圧接加熱することによって記録材に対してトナー像を定着させる定着装置を備えた画像形成装置において、前記加熱体の発熱を制御する温度制御手段を備え、前記記録材の前記圧接部通過時に温度制御手段により制御される加熱体発熱温度を記録材搬送方向途中から記録材先端部より高くなるよう切り替えるとき、前記切り替え制御タイミングは、前記圧接部の搬送方向上流又は下流に設けられた記録材検知手段による記録材検知に基づいて決定されることを特徴とする。
【００１６】
従って、本発明によれば、定着ニップ前後に設けたセンサによって記録材先端の定着ニップ突入時間を正確に検知することができるため、ページ内制御を行う場合の制御切り替えタイミングを意図したタイミングで正確に切り替えることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１に本発明に係るカラー画像形成装置の構成図を示す。
【００１９】
図１に示す画像形成装置の形態は、電子写真方式を用いて、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナー像を重ね合わせることでフルカラー画像を得る、フルカラー画像形成装置である。
【００２０】
本実施例の画像形成装置のフルカラー画像形成装置のプロセススピードは、９０ｍｍ／ｓｅｃ、１分間の印字枚数はＵＳレターサイズ紙で１６枚である。
【００２１】
本実施例の画像形成装置においては、像担持体たる感光ドラム（１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ）、帯電手段たる帯電ローラ（３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ）、静電潜像を顕像化するための現像手段（２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ）、感光体ドラムのクリーニング手段（４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋ）等を１つの容器にまとめた、所謂オールインワンカートリッジを使用している。
【００２２】
イエロー（Ｙ）トナーを現像器に充填したイエローカートリッジ、マゼンタ（Ｍ）トナーを現像器に充填したマゼンタカートリッジ、シアン（Ｃ）トナーを現像器に充填したシアンカートリッジ、そしてブラック（Ｋ）トナーを現像器に充填したブラックカートリッジの４つのカートリッジを使用している。
【００２３】
本実施の形態に係る画像形成装置においては、感光体ドラム（１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ）に露光を行うことにより静電潜像を形成する光学系５が、上記４色のトナーカートリッジに対応して設けられている。光学系としては、レーザー走査露光光学系を用いている。
【００２４】
光学系５より、画像データに基づいた走査光が、帯電手段（３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ）により一様に帯電された感光体ドラム（１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ）上を露光することにより、感光体ドラム（１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ）表面に画像に対応する静電潜像が形成される。不図示のバイアス電源より現像ローラ（２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ）に印加される現像バイアスを、帯電電位と潜像（露後部）電位の間の適切な値に設定することで、負の極性に帯電されたトナーが感光体ドラム（１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ）上の静電潜像に選択的に付着されることにより、現像が行われる。
【００２５】
感光体ドラム（１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ）上に現像された単色トナー画像は、該感光体ドラム（１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ）と同期して、略等速で回転する中間転写体上へ転写される。
【００２６】
本画像形成装置においては、中間転写体として、中間転写ベルト６を用いており、駆動ローラ７によって駆動され、テンションローラ８によって張架されている。中間転写ベルト６へ感光体ドラム（１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ）上のトナー像を転写する、一次転写手段としては、一次転写ローラ（９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋ）を用いている。一次転写ローラ（９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋ）に対して、不図示のバイアス電源より、トナーと逆極性の一次転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト６に対して、トナー像が一次転写される。
【００２７】
一次転写後、感光体（１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ）上に転写残として残ったトナーは、クリーニング手段（４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋ）により除去される。本実施の形態においては、クリーニング手段として、ウレタンブレードによるブレードクリーニングを用いている。
【００２８】
上記工程を中間転写ベルト６の回転に同調して、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対して行い、中間転写ベルト６上に、各色の一次転写トナー画像を順次重ねて形成していく。単色のみの画像形成（単色モード）時には、上記工程は、目的の色についてのみ行われる。
【００２９】
又、記録材供給部となる記録材カセット１０にセットされた記録材Ｐは、給送ローラ１１により給送され、レジストローラ１２直後に設けられたトップセンサＳ１により先端が検知され、中間転写ベルト上の画像位置とタイミングを合わせた上で、レジストローラ１２により、中間転写ベルト６と二次転写手段とのニップ部に搬送される。
【００３０】
中間転写ベルト６上に形成された一次転写トナー像は、二次転写手段たる二次転写ローラ１３に、不図示のバイアス印加手段より印加される、トナーと逆極性のバイアスにより、記録材Ｐ上に一括転写される。又、１４は二次転写ローラ対向ローラである。
【００３１】
尚、前述のプロセススピードとは、本実施の形態に係る画像形成装置においては、記録材Ｐに対する二次転写ローラ１３の搬送速度である。又、レジストローラ１２は二次転写部のバックテンションにならないよう、プロセススピード比＋１．０％の速度で記録材Ｐを搬送する。
【００３２】
二次転写後中間転写ベルト６上に残った二次転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング手段１５により除去される。本実施の形態に係る画像形成装置においては、感光体ドラムのクリーニング手段と同様、ウレタンブレードによる中間転写体クリーニングを行っている。
【００３３】
記録材Ｐ上に二次転写されたトナー画像は、定着手段たる定着装置Ｆを通過することによって記録材Ｐ上に溶融定着され、画像形成装置の出力画像となる。２７は定着排紙センサであり、定着装置Ｆ内での記録材Ｐの滞留を監視しており、滞留検知時には、画像形成装置は緊急停止する。
【００３４】
次に、図２を参照して、本発明に係る定着装置Ｆについて詳述する。
【００３５】
定着装置は、ヒータ、ヒーターホルダ、サーミスタ、定着フィルム、加圧ローラ、入り口ガイドにより構成される。
【００３６】
ヒータ１６は、アルミナの基板上に、銀・パラジウム合金を含んだ導電ペーストをスクリーン印刷法によって均一な厚さの膜状に塗布することで抵抗発熱体を形成した上に耐圧ガラスによるガラスコートを施したものを使用している。
【００３７】
ヒーターホルダ１７は、耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂で形成し、ヒータを保持し、定着フィルムをガイドする役割を果たす。
【００３８】
本実施の形態に係る定着装置においては、液晶ポリマーとして、デュポン社のゼナイト７７５５（商品名）を使用した。ゼナイト７７５５の最大使用可能温度は、約２７０℃である。
【００３９】
サーミスタは、定着フィルム内面及びヒータ裏面の温度を検知し、温調制御を行うために配設されている。本実施の形態に係る定着装置においては、メインサーミスタ１８及びサブサーミスタ１９の２つのサーミスタを用いている。
【００４０】
メインサーミスタ１８は、ステンレス製のアーム先端にサーミスタ素子が取り付けられ、アームが揺動することにより、定着フィルム２０内面の動きが不安定になった状態においても、サーミスタ素子が定着フィルム２０内面に常に接する状態に保たれる。
【００４１】
サブサーミスタ１９は、ヒータ１６裏面に接触するように固定される。
【００４２】
メインサーミスタ１８及びサブサーミスタ１９は、ＣＰＵ２１に接続され、ＣＰＵ２１は、メインサーミスタ１８、サブサーミスタ１９の出力に基づいてヒータ１６の温調制御内容を決定し、ヒータ１６への通電を制御する。
【００４３】
定着フィルム２０は、ポリイミド樹脂を、厚み５０μｍの円筒状に形成したエンドレスフィルム上に、厚み約２００μｍのシリコーンゴム層を、リングコート法により形成した上に、厚み３０μｍのＰＦＡ樹脂チューブを被覆してなる。シリコーンゴム層には、熱伝導率が約４．２×１０^−３Ｊ／ｓｅｃ・ｍ・Ｋの材質を用いた。
【００４４】
こうして形成した定着フィルムの熱容量を測定したところ、３０．７Ｊ／Ｋであった。更に、定着フィルム２０表面にフッ素樹脂層を設けることで、表面の離型性を向上し、定着フィルム２０表面にトナーが一旦付着し、再度記録材Ｐに移動することで発生するオフセット現象を防止することができる。
【００４５】
又、定着フィルム２０表面のフッ素樹脂層をＰＦＡチューブとすることで、より簡便に、均一なフッ素樹脂層を形成することが可能となる。
【００４６】
加圧ローラ２２は、ステンレス製の芯金に、射出成形により、厚み約３ｍｍのシリコーンゴム層を形成し、その上に厚み約４０μｍのＰＦＡ樹脂チューブを被覆してなる。こうして形成した加圧ローラの熱容量は２０４Ｊ／Ｋであった。尚、二次転写部と定着ニップ部で、記録材Ｐ引っ張り合わないよう、加圧ローラ２２は、プロセススピード比―２．０％で記録材Ｐを搬送する。
【００４７】
入り口ガイド２３は、二次転写ニップを抜けた記録材が、定着ニップ部に正確にガイドされるよう記録材Ｐを導く役割を果たす。本実施の形態の入り口ガイドは、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂により形成されている。又、定着排紙ガイド２５は、定着ニップを通過した記録材を支持し、定着排紙ローラ２６は、記録材を定着装置Ｆから排出する機能を持つ。
【００４８】
加圧ローラ２２、入り口ガイド２３、排紙ガイド２５は、それぞれフレーム２４に組み付けられ、その上にヒーターホルダ１７に接着されたヒータ１６を内蔵した定着フィルム２０が置かれ、不図示の加圧機構により、２０ｋｇｆ（片側１０ｋｇｆ）の力で加圧されている。加圧機構は、不図示の圧解除機構を有し、ジャム処理時等に、加圧を解除し、記録材Ｐの除去が容易な構成となっている。
【００４９】
図３は本実施の形態に係る定着装置におけるヒータ１６、メインサーミスタ１８、サブサーミスタ１９の位置関係を示す斜視図である。
【００５０】
図３において、メインサーミスタ１８、サブサーミスタ１９共に長手中央付近に配設され、それぞれ定着フィルム２０内面、ヒータ１６裏面に接触するよう配置されている。
【００５１】
本定着装置は、加圧ローラ２２が回転することによって、定着フィルム２０が従動回転する。その際、定着フィルム２０内面とヒータホルダ１７は摺動する構成となっている。定着フィルム２０内面にはグリスが塗布され、ヒータホルダ１７と定着フィルム２０内面との摺動性を確保している。
【００５２】
通常使用においては、定着装置の回転開始とともに、定着フィルム２０の従動回転が開始し、ヒータ１６の温度の上昇と共に定着フィルム２０内面温度も上昇していく。
【００５３】
ヒータ１６への通電は、ＰＩＤ制御によりコントロールされ、定着フィルム２０内面温度、即ち、メインサーミスタ１８の検知温度が任意の温度なるように入力電力が制御される。
【００５４】
以下に本発明の特徴とするページ内制御の手法について説明する。尚、ページ内制御の基本動作は従来の技術において説明したものと同じであり、詳細な説明は省略する。
【００５５】
［実施例１］
従来のページ内制御では、トップセンサＳ１によって記録材Ｐ先端を検知し、電力上昇のタイミングを決定していたが、トップセンサＳ１通過後の記録材Ｐの搬送スピードは、記録材Ｐを搬送するローラの外径公差に影響され、記録材Ｐは常に一定のタイミングで定着ニップに突入する訳ではない。
【００５６】
例えば、上述のような構成の画像形成装置において、記録材Ｐの定着ニップ突入タイミングに最も影響を与えているのは、二次転写ローラ１３の搬送力である。レジストローラ１２は二次転写部より上流であるため、定着部への搬送速度に対する影響は小さい。
【００５７】
ここで、上記構成の画像形成装置において、従来通りにトップセンサＳ１の記録材Ｐ検知を基に、固定のタイミングで電力上昇を行う場合、上記画像形成装置の二次転写ローラ外径はφ１６．０±０．１、二次転写部から定着ニップ部までの長さ３００ｍｍ、プロセススピード９０ｍｍ／ｓｅｃであることから、二次転写ローラの外径公差による、記録材Ｐの定着ニップ突入タイミングと、記録材Ｐ上の電力上昇タイミングのズレは、下記表１の示すようになる。
【００５８】
【表１】

上記表１のように電力上昇のタイミングは、二次転写ローラの外径公差により、記録材Ｐ上で約±１．９ｍｍずれる。こうしたずれについて、図７〜図９に示す概念図を基に説明する。これら図は記録材Ｐをイメージしたものであり、上方向が記録材Ｐの搬送方向であって、記録材Ｐ先端が定着ニップ突入後、加圧ローラ一周後の位置とページ内制御による電力上昇タイミングを示している。
【００５９】
図７は二次転写ローラ外径中心品を用いた場合である。同様に図８は二次転写ローラ外径上限品を用い、記録材Ｐが定着ニップに対して早着となる場合であり、図９は二次転写ローラ外径下限品を用い、記録材Ｐが定着ニップに対し遅延となる場合である。記録材に対し所定の位置（実施の形態に係る画像形成装置では、記録材Ｐの定着ニップ突入位置から加圧ローラ回転１周後）に合うよう設定されるので（図７）、図８に示すような記録材が定着ニップに早く突入する場合は、所定タイミングに対し電圧上昇タイミングが遅くなり、例えばベタ画像等で光沢不足となる。又、図９に示すような記録材が定着ニップに遅く突入する場合は、所定タイミングに対し電圧上昇タイミングが早くなり、ベタ画像等で光沢過多となる。
【００６０】
そこで、本実施の形態に係る画像形成装置においては、図１に示すように定着装置Ｆの搬送方向上流に第２トップセンサＳ２を配し、記録材Ｐ先端の定着ニップへの突入タイミングより正確に検知する。第２トップセンサＳ２は定着ニップより３６ｍｍ上流に配置した。このときの二次転写ローラ１３外径公差に対する、電力立ち上げのずれを表２に示す。
【００６１】
【表２】

上記表２に示すように、記録材Ｐ上でのずれは約±０．２ｍｍで、従来の画像形成装置に比べ、１／１０程度となる。
【００６２】
以上の表から分かるように、第２トップセンサＳ２は、可能な限り定着ニップに近づけて設置することにより電力立ち上げのずれは小さくなる。その設置範囲は、記録材Ｐ搬送に影響する各種ローラ外径や搬送速度に合わせ、記録材Ｐ上の電力上昇タイミングのずれを０．５ｍｍ未満になるように設定することが望ましい。０．５ｍｍ未満の範囲であれば、画像に対する影響は殆どない。
【００６３】
次に、第２トップセンサＳ２にて、記録材Ｐ先端を検知した以降の、通電電力制御を図１０及び図１１に基づいて説明する。図１０は記録材Ｐ早着時の電力制御を示し、図１１は記録材Ｐ遅延時の電力制御を示している。
【００６４】
記録材Ｐの定着ニップに対する突入が早着の場合、それと共に電力上昇タイミングを早め（図１０中Ｃ１点）、又、記録材Ｐの定着ニップに対する突入が遅延の場合、それと共に電力上昇タイミングを遅くし（図１１中Ｃ２点）、記録材Ｐ上所定の位置（本実施例では、記録材Ｐ先端から加圧ローラ１周後）で電力上昇を始めるよう制御される。同様に記録材Ｐが定着ニップを通過した後の電力ＯＦＦのタイミングも、記録材Ｐの早着の場合は早め（図１０中Ｄ１点）、記録材Ｐの遅延の場合は遅くする（図１１中Ｄ２点）。
【００６５】
以上のような本実施例のページ内制御により、本実施例の画像形成装置において、二次転写ローラ１３外径の公差中心品及び上下限品を用いて、ＣＡＮＯＮ ＣＬＣ用紙Ａ４に対しイエロー全ベタ画像を印字した際の結果と、従来のページ内制御で同様の評価を行った際の結果を表３に示す。
【００６６】
【表３】

上記表に示すように、本実施例の画像形成装置においては、二次転写ローラ１３外径に拘らず、画像不良は発生しなかったが、従来の画像形成装置では、二次転写ローラ１３外径上限のとき、画像全体の光沢に比べ、光沢の弱い約１ｍｍ幅の横スジが発生した。又、二次転写ローラ１３外径下限のときでは、画像全体の光沢に比べ、光沢の強い約１ｍｍ幅の横スジが発生した。
【００６７】
このように本実施例の画像形成装置は、定着装置Ｆの定着ニップ近傍に設けた第２トップセンサＳ２により記録材Ｐ先端を検知するため、従来の画像形成装置に比べ、記録材Ｐの定着ニップに対する突入タイミングを正確に検知でき、記録材Ｐの搬送スピードのばらつきに拘らず、安定した定着画像を得られる。
【００６８】
［実施例２］
図４に示す本実施例の画像形成装置では、定着装置Ｆの搬送方向下流に第２トップセンサＳ２を配し、記録材Ｐ先端の早着・遅延を検知する。このとき、第２トップセンサは定着排紙センサを兼ねる。このため、実施例１の画像形成装置のように検知センサを増設する必要がない。第２トップセンサＳ２は定着ニップより３６ｍｍ下流に配置した。その他の構成及びページ内制御の手法は、実施例１の画像形成装置と同様である。定着装置の下流に第２トップセンサを配置する場合、検知誤差要因である記録材Ｐの搬送速度を支配するのは、本実施例での定着装置の場合加圧ローラ２２となる。加圧ローラ外径２２は、φ２０．０±０．１であり、搬送スピードは２次転写ローラ１３の搬送スピード比−２．０％、８８．２ｍｍ／ｓｅｃに設定される。このときの加圧ローラ２２外径公差に対する電力立ち上げのずれを下記表４に示す。
【００６９】
【表４】

上記表４に示すように、記録材Ｐ上でのずれは約±０．２ｍｍで、従来の画像形成装置のようにトップセンサＳ１を基にページ内制御を行う場合と比べ、１／１０程度となる。従って、本実施の画像形成装置のように、第２トップセンサを定着装置Ｆの搬送方向下流に第２トップセンサを設置する場合においても、実施例１に説明した、第２トップセンサを定着装置Ｆ上流に設置する画像形成装置と同様の効果が得られる。尚、第２トップセンサＳ２の設置範囲は、実施例１の場合と同様である。
【００７０】
［実施例３］
本実施例の画像形成装置は、第２トップセンサＳ２からの検知情報を基にしたページ内制御の方法及び第２トップセンサＳ２の設置場所は、実施例１の画像形成装置と同様であるが、ページ内制御をヒータ１６への通電電力制御で行うのではなく、温度制御によって行うことを特徴とする。尚、第２トップセンサＳ２の設置場所は、第２実施例の画像形成装置のように定着装置搬送方向下流に設けても構わない。その外の構成及びページ内制御の手法は、実施例１の画像形成装置と同様である。
【００７１】
第２トップセンサＳ２にて、記録材Ｐ先端を検知した以降の、温度制御を図１２及び図１３に説明する。図１２は記録材Ｐ早着時の温度制御を示し、図１３は記録材Ｐ遅延時の温度制御を示している。
【００７２】
記録材Ｐの定着ニップに対する突入が早着の場合、それと共に温度上昇タイミングを早め（図１２中Ｃ１点）、又、記録材Ｐの定着ニップに対する突入が遅延の場合、それと共に温度上昇タイミングを遅くし（図１３中Ｃ２点）、記録材Ｐ上所定の位置（本実施例では、記録材Ｐ先端から加圧ローラ１周後）で電力上昇を始めるよう制御される。同様に記録材Ｐが定着ニップを通過した後の電力ＯＦＦのタイミングも、記録材Ｐの早着の場合は早め（図１２中Ｄ１点）、記録材Ｐの遅延の場合は遅くする（図１３中Ｄ２点）。
【００７３】
以上のような本実施例のページ内制御で、本実施例の画像形成装置において、二次転写ローラ１３外径の公差中心品及び上下限品を用いて、ＣＡＮＯＮ ＣＬＣ用紙Ａ４に対しイエロー全ベタ画像を印字した際の結果と、従来のページ内制御で同様の評価を行った際の結果を表５に示す。
【００７４】
【表５】

上記表５に示すように、本実施例の画像形成装置においては、二次転写ローラ１３外径に拘らず、画像不良は発生しなかったが、従来の画像形成装置では、二次転写ローラ１３外径上限のとき、画像全体の光沢に比べ、光沢の弱い約１ｍｍ幅の横スジが発生した。又、二次転写ローラ１３外径下限のときでは、画像全体の光沢に比べ、光沢の強い約１ｍｍ幅の横スジが発生した。
【００７５】
このように本実施例の画像形成装置は、定着装置Ｆの定着ニップ近傍に設けた第２トップセンサＳ２により記録材Ｐ先端を検知するため、従来の画像形成装置に比べ、記録材Ｐの定着ニップに対する突入タイミングを正確に検知でき、記録材Ｐの搬送スピードのばらつきに拘らず、安定した定着画像を得られる。
【００７６】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、定着ニップ近傍にて記録材先端位置を検知し、その検知情報を基にページ内制御を行うため、従来の画像形成装置に比べ、記録材の定着ニップへの早着・遅延によるページ内制御の切り替えタイミングの誤差を小さくすることができ、画像形成装置の構成部品公差に影響されず、安定した定着性を確保することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の画像形成装置の基本構成を説明する概念構成図である。
【図２】実施例１の画像形成装置に用いられる定着装置の基本構成を説明する概念構成図である。
【図３】実施例１の画像形成装置に用いられる定着装置のヒータ・メインサーミスタ・サブサーミスタの位置関係を示す斜視図である。
【図４】実施例２の画像形成装置の基本構成を説明する概念構成図である。
【図５】従来のページ内制御よる電源からヒータへの電力制御を示す図である。
【図６】従来のページ内制御よるヒータの温度制御を示す図である。
【図７】実施例１に説明する、二次転写ローラ径中心品を用いる場合の記録材上での電力上昇タイミングを示す概念図である。
【図８】実施例１に説明する、二次転写ローラ径上限品を用いる場合の記録材上での電力上昇タイミングを示す概念図である。
【図９】実施例１に説明する、二次転写ローラ径下限品を用いる場合の記録材上での電力上昇タイミングを示す概念図である。
【図１０】実施例１の画像形成装置でのページ内制御による定着ニップに対する記録材早着時の電源からヒータへの電力制御を示す図である。
【図１１】実施例１の画像形成装置でのページ内制御による定着ニップに対する記録材遅延時の電源からヒータへの電力制御を示す図である。
【図１２】実施例２の画像形成装置でのページ内制御による定着ニップに対する記録材早着時のヒータの温度制御を示す図である。
【図１３】実施例２画像形成装置でのページ内制御による定着ニップに対する記録材遅延時のヒータへの温度制御を示す図である。
【符号の説明】
１６ ヒータ
１７ ヒータホルダ
１８ メインサーミスタ
１９ サブサーミスタ
２０ 定着フィルム
２２ 加圧ローラ
Ｆ 定着装置
Ｓ１ トップセンサ
Ｓ２ 第２トップ

Claims (2)

1. 通電により発熱する加熱体と、該加熱体に摺接するよう配設された無端フィルムと、該フィルムを介して上記加熱体を圧接するよう配設された加圧ローラを備え、該圧接部に記録材を搬送し、記録材上に保持されるトナー像を圧接加熱することによって記録材に対してトナー像を定着させる定着装置を備えた画像形成装置において、
   前記加熱体に対する通電電力を制御する電力制御手段を備え、前記記録材の上記圧接部通過時に前記加熱体に通電される電力を記録材搬送方向途中から記録材先端部より大きくなるよう切り替えるとき、前記切り替え制御タイミングは、前記圧接部の搬送方向上流又は下流に設けられた記録材検知手段による記録材検知に基づいて決定されることを特徴とする画像形成装置。
2. 通電により発熱する加熱体と、該加熱体に摺接するよう配設された無端フィルムと、該フィルムを介して上記加熱体を圧接するよう配設された加圧ローラを備え、該圧接部に記録材を搬送し、記録材上に保持されるトナー像を圧接加熱することによって記録材に対してトナー像を定着させる定着装置を備えた画像形成装置において、
   前記加熱体の発熱を制御する温度制御手段を備え、前記記録材の前記圧接部通過時に温度制御手段により制御される加熱体発熱温度を記録材搬送方向途中から記録材先端部より高くなるよう切り替えるとき、前記切り替え制御タイミングは、前記圧接部の搬送方向上流又は下流に設けられた記録材検知手段による記録材検知に基づいて決定されることを特徴とする画像形成装置。

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