JP2011191569A - 印刷装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録材温度を考慮して適切な定着温度に制御可能な定着装置を用いて印刷できる印刷装置及び同装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】定着部材４２０と、該定着部材に押圧される加圧部材４４０と、定着部材及び加圧部材のうち少なくとも定着部材４２０を加熱するヒーターＨとを有し、定着部材と加圧部材とで形成される定着ニップＮに記録材Ｐを通して搬送しつつ該記録材上のトナー像を記録材Ｐに融着させる定着装置４００を有する電子写真方式の印刷装置において、記録材供給部２００に収納されている記録材Ｐの温度を記録材供給部に装着された温度センサー４１で検出し、検出された温度を用いて定着温度を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、プリンタ、複写機、プロッタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられ、定着部材に加圧部材を圧接して両部材間にニップを形成し、そのニップに記録材を通過させて記録材にトナー像を定着するようにして印刷を行なう印刷装置及び画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の印刷装置では、まず、原稿画像相当の静電潜像を感光体上に形成し、この静電潜像より形成した可視トナー像を記録材上に転写し、その転写トナー像を記録材に定着手段により定着し、永久トナー画像を得ている。
この印刷装置で用いる定着装置は、記録材表面の未定着トナー像を加圧加熱処理することで永久トナー画像とする機能を有し、その際に、従来は図１１に示すような定着温度制御を行っている。

ここでの定着温度制御は、紙種（コート紙、非コート紙）や紙厚をパラメーターにして行なっている。実際には、オペレーターが紙種、紙厚を設定する事で、これらのデータ相当の予め設定された定着温度が選択され、修正変更される。更に、通常は、前記した紙種、紙厚以外に環境温度（機内温度、機外温度）を装置内に配置のセンサーにより取得して、基準の定着温度（仮）に補正をかけ、目標値である定着制御温度（決定値）により、印刷装置の設置環境（実際の温度）に対応している。具体的には、夏環境で暑い比較的高温環境時においては、高温側の補正（許容温度幅に修正する温度低下補正）をかけて定着温度を下げ、冬環境の寒い比較的低温環境では、低温側の補正（許容温度幅に修正する温度上昇補正）をかける事で定着温度を上げることとなる。このように、定着温度を許容温度幅内に保持して駆動する定着装置を用いて永久トナー画像を記録材に形成するよう印刷装置が駆動している。

ここで良好な定着を行える許容温度幅は、定着温度が低く、トナーが定着ローラやベルトへ付着するまたは十分に記録材に定着されないというコールドオフセットと、定着温度が高すぎ、トナー同士の吸着力が弱まり、再びトナーが定着ローラやベルトへ付着するというホットオフセットとの間の定着良好域として予め設定されることとなる。

なお、特許文献１（特開２００４−１８４６２１号公報）には、発熱体２Ａ、２Ｂにより加熱される被加熱体３と、その被加熱体３により、被加熱体３に定着フィルム４と加圧ローラ５とを当接させ、その間に記録材を定着させるためのニップＮを形成し、被加熱体３に設けた温度センサの情報により同被加熱体３に設けた発熱体２Ａ、２Ｂを駆動して記録材を適正温度で加熱定着させる定着装置を備えた画像形成装置が開示される。

ところで、上述の図１１に示ような定着装置を備えた印刷装置を常温〜夏環境の比較的暖かい場所に設置して、記録材を空調の効いた保管庫においた場合に、記録材を保管庫から持ってきて印刷装置へ装填して、すぐに印刷を開始したとする。このような場合、印刷装置側の環境温度は高温側の補正（温度低下補正）がかかり定着温度が下がるが、記録材は十分に冷えているため、記録材が環境温度になじむまでの間、定着熱量が十分でなくコールドオフセットが生じ、トナー剥がれ等の定着不良を引き起こす可能性がある。

このように印刷装置が搭載する定着装置が記録材に未定着トナー画像を保持して定着処理を行うに当たり、上述の図１１に示ように、装置内温度に基づき定着を行う場合や、特許文献１に開示されるような定着フィルム４の温度に基づき定着を行う場合には、記録材上のトナー像が実際に溶融される温度に達しているか確実性に乏しい。このため、装置側の環境温度と異なる温度のトナー像を保持する記録材が定着装置に達した場合に、良好な定着を行える許容温度幅にトナー像を保持する記録材が入っていないと、コールドオフセットが生じ、トナー剥がれ等の定着不良を引き起こす可能性がある。

本発明は、上述の問題点に着目してなされたもので、記録材温度を考慮して適切な定着温度に制御可能な定着装置を用いて印刷できる印刷装置を提供することを目的とする。

更に、記録材温度に応じたニップ幅を制御して定着温度を保持して適性定着温度で定着し印刷することを目的とする。
更に、複数記録材供給部の記録材温度を考慮してニップ幅及び定着温度で定着し印刷することを目的とする。
更に、環境温度と定着温度を考慮して定着し印刷することを目的とする。
更に、ピックされる記録材の記録材温度を考慮して適性定着温度で定着し印刷することを目的とする。
更に、記録材を傷つけないようにして記録材温度を取得し、適性定着温度で定着し印刷を行なうことを目的とする。
更に、応答性よく記録材温度を安定化し、適性定着温度で定着し印刷を行なうことを目的とする。
更に、無駄な加熱処理を抑制することを目的とする。
更に、請求項１〜８のいずれかの印刷装置を搭載する画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は前記課題を達成するため以下の構成とした。
第１の発明は、定着部材と、該定着部材に押圧される加圧部材と、前記定着部材及び前記加圧部材のうち少なくとも前記定着部材を加熱するヒーターとを有し、前記定着部材と前記加圧部材とで形成される定着ニップに記録材を通して搬送しつつ該記録材上のトナー像を前記記録材に定着させる定着装置を有する電子写真方式の印刷装置において、記録材供給部に収納されている記録材の温度を前記記録材供給部に装着された温度センサーで検出し、前記検出された温度を用いて定着温度を制御する事を特徴とする。

第２の発明は、請求項１記載の印刷装置において、前記記録材供給部に収納されている記録材の温度を前記記録材供給部に装着された温度センサーで検出し、前記検出された温度を用いて前記定着ニップのニップ幅を制御する事を特徴とする。

第３の発明は、請求項１又は請求項２記載の印刷装置において、前述した記録材供給部を複数持ち、前記記録材供給部毎に記録材温度を検出するセンサーが装着され、印刷を行なうために給紙される前記記録材供給部で測定された記録材温度を用いて定着温度及びニップ幅を制御する事を特徴とする。

第４の発明は、請求項１又は請求項２記載の印刷装置において、前述した印刷装置の環境温度と前述した各記録材供給部の記録材温度を定着温度及びニップ幅制御に使用する事を特徴とする。

第５の発明は、請求項１又は請求項２記載の印刷装置において、前述した各記録材供給部の記録材温度は、次にピックされる記録材の温度を検出する事を特徴とする。

第６の発明は、請求項１又は請求項２記載の印刷装置において、前述した各記録材供給部の記録材温度を検出する温度センサーは非接触式センサーを用いる事を特徴とする。

第７の発明は、請求項１又は請求項２記載の印刷装置において、前述した各記録材供給部に熱源を持ち、環境温度と前記記録材供給部の記録材の温度差が大きい場合は、前記記録材供給部に設置された熱源によって記録材を温める事を特徴とする。

第８の発明は、請求項１又は請求項２記載の印刷装置において、前述した印刷装置において、両面印刷時は第一面印刷時のみ記録材温度をフィードバックして定着温度及びニップ幅制御に使用することを特徴とする。

第９の発明は、請求項１〜８のいずれか一つに記載の印刷装置を備えている画像形成装置である、ことを特徴とする。

本発明によれば、記録材温度を考慮して、適切な定着温度に制御可能な画像形成装置を提供することが可能となる。しかも環境温度と記録材温度の温度差が大きい場合でも、適切な定着温度に制御する事ができ、定着性の安定化を図る事ができ、特に、記録材供給部で記録材温度を取得することにより定着温度にフィードバックを行ない、定着温度を制御することで安定した定着性を確保することができる。（請求項１）。

また、本発明によれば、記録材供給部が複数有る場合、それぞれの記録材供給部の記録材温度を取得することにより定着温度及びニップ幅制御にフィードバックを行ない、複数ある記録材供給部毎に定着温度及びニップ幅を制御することで安定した定着性を確保することができる。（請求項３）
また、本発明によれば、記録材供給部で記録材温度を取得することにより定着温度及びニップ幅制御にフィードバックするだけでなく、環境温度を取得することにより定着温度及びニップ幅制御にフィードバックを行い、安定した定着性を確保することができる。（請求項４）
また、本発明によれば、次にピックされる記録材の温度を定着温度及びニップ幅制御にフィードバックすることで、安定した定着性を確保することができる。（請求項５）
また、本発明によれば、記録材供給部の記録材温度を取得するセンサーを非接触式にすることで記録材への傷をつけることなく温度取得することで、安定した定着性を確保することができる。（請求項６）
また、本発明によれば、記録材供給部に熱源を持つことで、環境温度より記録材温度が低い場合、熱源によって記録材を温めることにより応答性がよく安定した定着性を確保することができる。（請求項７）
また、本発明によれば、両面印刷時、第一面印刷時のみ記録材温度を定着温度及びニップ幅制御にフィードバックを行なうことで無駄な加熱処理を抑制できる。（請求項８）
また、本発明の画像形成装置によれば、環境温度と記録材温度の温度差が大きい場合でも、適切な定着温度に制御する事ができ、定着性の安定化を図る事ができるという請求項１〜８のいずれかに記載の印刷装置の効果を同様に得られる。

本発明に係る印刷装置が搭載する定着装置に関する機能ブロック図である。 図１の画像形成装置の全体構成図である。 図１の印刷装置の記録材供給部の記録材の表裏面の必要熱量説明線図である。 図１の印刷装置で用いる温度センサの別の実施例の要部説明図である。 図１の印刷装置に備えられた定着装置の拡大説明図である。 図５の定着装置に付設された昇降装置の拡大斜視図である。 図５の定着装置の制御に用いるリフトカムの制御特性線図である。 図５の定着装置の温度制御における経時的な特性を説明するブロック図である。 図５の定着装置の両面印刷の場合の経時的な温度制御特性を説明するブロック図である。 図１の印刷装置に代え本発明が適用される複写機の概略図である。 従来の印刷装置が搭載する定着装置に関する機能ブロック図である。

本発明の「第１実施形態」に係る印刷装置であるカラープリンタＭ１を説明する。
図１は本発明に係るカラープリンタＭ１の概略構成をブロック図で示しており、このカラープリンタＭ１と、カラープリンタＭ１の上部に取り付けられた表示装置付きの操作パネル１−Ａとの各制御手段７１０、７２０は、お互いの通信ポートを介して通信回線で接続され、相互に信号の授受を行っている。更に、不図示の自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）を有した画像読取装置としての原稿読取装置（スキャナ）の不図示の制御手段ともお互いの通信ポートを介して通信回線で接続され相互に信号の授受を行っている。

このように、カラープリンタＭ１の制御手段７１０は図示しないパーソナルコンピュータやファクシミリやその他の画像形成装置のスキャナユニットから送信された画像データを受信し、その画像データに応じて各色の階調データを読み取り、これに対応して画像形成を行うプリンタの作像部（画像形成部）としての機能や、その他の印刷機能部の制御を行う。
図２に示すように、カラープリンタＭ１はその装置本体９９に、各色の階調データに対応して画像形成を行う作像部（画像形成部）１００、記録材である記録材Ｐを供給する記録材供給部２００、記録材供給部２００より延びて記録材Ｐを搬送する記録材搬送部３００、搬送路Ｒの途中に設けられた定着装置４００、搬送路Ｒの下流端に設けられた排紙部５００、表示装置付きの操作パネル１−Ａとを備えている。

このカラープリンタＭ１の作像部（画像形成部）１００は、制御手段７１０で受信したカラー画像情報を、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、黒Ｋの各色に色分解し、これに応じて各色の版のデータが形成され、各色の画像形成ユニットの露光装置（光学ユニット）１１、１２に送られている。
ここで、カラープリンタＭ１の作像部（画像形成部）１００は、４色分の画像形成ユニット１０Ｙ（イエロー）、１０Ｍ（マゼンダ）、１０Ｃ（シアン）、１０Ｋ（黒）を所定位置に着脱自在にずれなく支持する。
なお、４色分の画像形成ユニット１０Ｙ〜１０Ｋの上側には制御手段７１０からの各色の版のデータに応じてレーザー光Ｌを照射可能な２色毎２つに分割された露光装置（光学ユニット）１１、１２が対向配備され、露光処理に供される。
更に、露光装置（光学ユニット）１１、１２の上側には４色分の画像形成ユニット１０Ｙ〜１０Ｋに新しいトナーを供給するために、装置本体９９の上部に突き出すようにトナーボトル１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｋが配備されており、これらを回転させ、パイプを通して各現像部１８Ｙ〜１８Ｋにトナーを搬送している。
この４色分の画像形成ユニット１０Ｙ〜１０Ｋの下側に中間転写ユニット２０が対向配備する。なお、光学ユニット１１、１２は４色の版のデータに対応できる単一の光学ユニットでもよいし、レーザー方式に限定するものではなく、ＬＥＤ方式などの方式であっても良い。

作像部（画像形成部）１００は、装置本体９９の中央部に４色分の画像形成ユニット１０Ｙ（イエロー）、１０Ｍ（マゼンダ）、１０Ｃ（シアン）、１０Ｋ（黒）を配備し、その下側に中間転写ユニット２０の中間転写ベルト２１が配備され、中間転写ベルト２１のベルト移動方向Ａ１に沿って直列に４色分の画像形成ユニット２０が配置されたタンデム方式をなしている。
中間転写ユニット２０は、第一中間転写体である中間転写ベルト２１、該中間転写ベルト２１をループ状を成して回動可能に支持する複数の懸架ローラ２２、各感光体ドラム１４Ｙ〜１４Ｋに形成されたトナー像を中間転写ベルト２１に転写する一次転写ローラ２５Ｙ〜２５Ｋ、及び中間転写ベルト２１上に転写されたトナー像を更に記録材Ｐに転写する二次転写ローラ２６を備えている。
中間転写ベルト２１との図１において後方側の対向域には装置本体９９に支持された各感光体ドラム１４Ｙ〜１４Ｋと一次転写位置を介して対向する一次転写ローラ２５Ｙ〜２５Ｋが枢支される。

図２に示すように、感光体ドラム１４Ｙ〜１４Ｋは、不図示の駆動モータによって図２中で反時計方向に回転駆動され、帯電部１７Ｙ〜１７Ｋの位置で、感光体ドラム１４Ｙ〜１４Ｋの表面が一様に帯電される帯電工程が行われ、次いで、露光部１１，１２から発せられたレーザ光Ｌの露光走査を受けて４色に対応した静電潜像が形成される露光工程が行われる。
その後、感光体ドラム１４Ｙ〜１４Ｋの表面は、現像部１８Ｙ〜１８Ｋで静電潜像が現像されて、４色に対応したトナー像が形成される現像工程が行われ、次いで、中間転写ベルト２１および一次転写ローラ２５Ｙ〜２５Ｋとの対向位置において、感光体ドラム１４Ｙ〜１４Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト２１上に転写され、１次転写工程が行われる。

更に、感光体ドラム１４Ｙ〜１４Ｋの表面は、クリーニング部２９Ｙ〜２９Ｋにより残存した未転写トナーがクリーニングブレードｃｂによって不図示の回収部に回収され、クリーニング工程が行われ、次いで、感光体ドラム１４Ｙ〜１４Ｋの表面は、不図示の除電部で残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム１４Ｙ〜１４Ｋ上で行われる一連の作像プロセスが終了する。このような現像工程を経て感光体ドラム１４Ｙ〜１４Ｋ上に形成した各色のトナー像は、中間転写ベルト２１上に重ねて転写され、中間転写ベルト２１上にカラー画像が形成される。
この中間転写ユニット２０は、中間転写ベルト２１、１次転写ローラとしての４つの一次転写ローラ２５Ｙ〜２５Ｋ、複数の懸架ローラ２２によって張架・支持されるとともに、１つの駆動ローラ２２’の回転駆動によって図１中の矢印Ａ１方向に無端走行して移動される。

４つの一次転写ローラ２５Ｙ〜２５Ｋは、それぞれ中間転写ベルト２１を感光体ドラム１４Ｙ〜１４Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップｎ１を形成している。しかも、一次転写ローラ２５Ｙ〜２５Ｋにトナーの極性とは逆の高圧電圧（転写バイアス）が印加される。
更に、中間転写ベルト２１は、図２中時計方向Ａ１に走行して、一次転写ローラ２５Ｙ〜２５Ｋの１次転写ニップｎ１を順次通過する。こうして、感光体ドラム１４Ｙ〜１４Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト２１上に順次重ねて１次転写される。

その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト２１は、テンションローラ２２１との対向位置に達する。この位置では、テンションローラ２２１が、２次転写ローラ２６との間に中間転写ベルト２１を挟み込んで２次転写ニップｎ２を形成している。そして、２次転写ローラ２６にトナーの極性とは逆の高圧電圧（２次転写バイアス）が印加される。これにより、中間転写ベルト２１上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップｎ２の位置に搬送された記録材Ｐ上に転写され、２次転写工程が行われる。なお、中間転写ベルト２１は、不図示の中間転写クリーニング部の位置に達することで、中間転写ベルト２１上の未転写トナーが除去される。

こうして、中間転写ベルト２１上で行われる一連の転写プロセスが終了する。
このようなテンションローラ２２１及びこれに巻き掛けられた中間転写ベルト２１と対向する２次転写ローラ２６との間の２次転写ニップｎ２に対し、レジストローラ対４１より記録材Ｐが搬送される場合、その記録材Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対４１の位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト２１上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対４１が回転駆動されることにより、２次転写ニップｎ２に向けて搬送される。こうして、記録材Ｐ上に、所望のカラー画像が一括転写される。

その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録材Ｐは、定着装置４００に搬送される。
この定着装置４００を構成する定着部材である定着ローラ４２０および加圧部材である加圧ローラ４４０による熱と圧力とにより、記録材Ｐの表面に４色のトナー画像が永久画像として定着される。

この定着装置及びその処理は更に後で説明を加える。この後、記録材Ｐは排紙装置５００に搬送される。この排紙装置５００は搬送路の下流端に位置する複数の排紙ローラ対４２と排紙トレー５１０を備え、定着装置４００からの記録材Ｐを装置外へと排出駆動する。排紙ローラ対４２によって装置外の排紙トレー５１０に排出された記録材Ｐは、排紙トレー５１０上に順次スタックされる。
次に、図２に示した装置本体９９の下部に配備される記録材供給部２００を説明する。 図３に示すように、記録材供給部２００は上下に複数の給紙カセット７１〜７３あるいは不図示の手差し給紙トレイを備え、各給紙カセット７１〜７３に各種の記録材Ｐである普通紙、厚紙、薄紙、ＯＨＰフィルムシート等を搭載する。

左右一対の給紙カセット７１、７２は大量消費される普通紙で、図３で右側の搬送路に対向する部位の記録材Ｐ束が使用されると、その後に左側の記録材Ｐ束が右側に移送可能に右カセットの低板は左カセットの底板と同一面を成すことができるように上下移動可能に構成される。
右の給紙カセット７１及び下方の給紙カセット７３からは上方に延び記録材搬送部３００に向かう搬送路Ｒが形成される。
記録材供給部２００の給紙カセット７１〜７３に装填された記録材Ｐは印刷開始信号入力により、制御手段７１０はその際の入力条件に応じた適切な記録材Ｐを選択する。選択された記録材Ｐは記録材搬送部３００に搬送される。

図３に示したように、各給紙カセット７１、７３に装填された記録材Ｐのうちの最上部の記録材Ｐの温度を検知する温度センサー４１が各カセットに取り付けられている。ここで、左上のカセット７２は待機記録材Ｐ束であり、直接使用されないため、温度センサー４１は配備されない。各温度センサー４１は、例えば、サーモパイル赤外線センサの検出素子を用いた非接触式のセンサーでよく、同一ものが採用され、これにより各給紙カセット７１、７３の記録材温度の検知信号を制御手段７１０に入力できる。この温度センサー４１は比較的計測距離幅が大きく、各給紙カセット７１、７３の深さ方向の長さが検知許容幅に収まるものが採用される。このような非接触式の温度センサー４１は、通常印刷過程において記録材と接触せず、画像や記録材そのものにダメージを与えることが無いという利点がある。

なお、場合により接触式の温度センサー４１’を用いてもよい。その場合、図４に示すように、温度センサー４１’はカセット７１、７３の側壁上端に固定された本体４１１と、その本体４１１より延び、不図示のバネにより下方に付勢されたレバー４１２と、そのレバーの揺動端の検知部４１３からなり、検知部４１３の検知信号は制御手段７１０に入力される。

各給紙カセット７１〜７３のうち、最下部の給紙カセット７３の本体の底壁７３１の下面には装置本体９９の低壁９９１が対向している。この低壁９９１側に支持部材を介して記録材供給部ヒーター７５が支持されている。この記録材供給部ヒーター７５は制御手段７１０にヒーター駆動回路７５１を介して接続される。この時、記録材供給部ヒーター７５が発熱源として使用できればよく、その方式及び設置位置は適宜設定される。

このような記録材供給部２００の記録材Ｐは制御手段７１０により適時に選択され、選択された記録材Ｐは搬送路に沿って設けられた複数の給紙ローラ３３、３４に搬送される。搬送路の上部は記録材搬送部３００に達し、そこに配備のレジストローラ対４１に一時停止され、適時に記録材Ｐが二次転写位置に適時に搬送される。

図２に示すように、記録材搬送部３００には両面ユニット４９が配備される。両面ユニット４９は両面プリント時に記録材Ｐを排紙ローラ対４２でスイッチバックさせ、切換え爪４３で両面ユニット４９の搬送路４４へ搬送する。ここでは複数の搬送ローラ対４６によりレジストローラ対４１へ向けて搬送される。

図２に示すように、レジストローラ対４１へ向けて搬送された記録材Ｐは、レジストローラ対４１が所定タイミングで第２転写位置ｎ２への搬送作動に入ることで搬送され、フルカラー画像が２次転写され、後部の搬送路Ｒの途中に設けられた定着装置４００に達する。
次に、このような一連の画像形成プロセスを行う画像形成装置に搭載された定着装置４００を詳細に説明する。

図５、図６に示すように、定着装置４００は本体４１０の内部に定着ローラ４２０と加熱ローラ４２１と、両ローラに亘り巻き掛けた無端ベルト４３０と、無端ベルト４３０が巻き掛けられた定着ローラ４２０に圧接する加圧ローラ４４０とを備える。ここで、定着ローラ４２０と加圧ローラ４４０はそれぞれの駆動手段４７ｄ、４８ｄに駆動され、これら両駆動手段４７ｄ、４８ｄは制御手段７１０により定着ローラ４２０と加圧ローラ４４０を適時に回転駆動するよう駆動する。なお、符号４２２は無端ベルト４３０に所望のテンションを加えて保持するアイドラーを示す。このアイドラは離型剤の塗布装置と兼用するようにしてもよい。ここでの加熱ローラ４２１は内部に複数の加熱源Ｈを分散配備し、それにより無端ベルト４３０を加熱する。

一方、加圧ローラ４４０は中空金属筒４４１内にヒーター４４２を備え、同ヒーター４４２はヒーター駆動回路４４３を介して制御手段７１０に接続される。更に、加圧ローラ４４０はその左右端に中空金属筒４４１の外周面より膨出する軸受け状の膨出リング４４３を備え、これらの外輪部には図６に示すようなリフト装置４５のリフトカム４５１が当接する。
左右のリフトカム４５１はリフト軸４５２に一体形成されており、リフト軸４５２はその一端に設けたウオームギヤ４５３及びこれに噛み合うウオーム４５４からなる減速機を介してモータ４５５に連結される。このモータ４５５はモータ駆動回路４５６を介して制御手段７１０に接続される。

リフト軸４５２の端部には回転角検知ローター４５７が一体形成され、そのローターには複数の角度検知センサー４５８、４５９が対向配備される。回転角検知ローター４５７は円を成す様に単位角毎の小穴ｈが多数形成される。制御手段７１０はその小穴ｈを通過する光の断続信号をフォトカプラーからなる角度検知センサー４５８、４５９で検出し、基準カム角位置を示す基準穴ｈ１を通過する光の断続によるオンオフ信号とを検知する。制御手段７１０はこれら信号を受けることで、現在のリフト軸４５２上の一対のリフトカム４５１の回転角を検知できるように構成される。

ここで図５、７に示すように、リフトカム４５１の回転角は、リフトカム４５１の基準位置である定常の中間角位置ｃ０と、リフトカム４５１が最大リフト量となる加圧位置ｃ１と、リフトカム４５１が最小リフト量となる退避位置ｃ２との間で変位する。
定常時Ｔ０の中間角位置ｃ０は機器の雰囲気温度が定常許容域にある場合に選択され、この中間角位置ｃ０で定着ローラ４２０と加圧ローラ４４０の形成する定着ニップＮのニップ幅Ｌｎ（図５参照）は通常時に加熱定着が適正に成される程度の値に設定される。

最大リフト量となる加圧位置ｃ１は、雰囲気温度が過度に低い時期Ｔ１、例えば冬場に選択され、この加圧位置ｃ１で定着ローラ４２０と加圧ローラ４４０の形成する定着ニップＮのニップ幅Ｌｎは通常時より拡大し、必要熱量が得られるようにし、コールドオフセットを防止できるような値に設定される。
最小リフト量となる退避位置ｃ２は雰囲気温度が過度に高温化している時期Ｔ２、例えば夏場に選択され、この退避位置ｃ２で定着ローラと加圧ローラの形成するニップ幅Ｌｎは通常時より低減し、過熱を抑制し、過度の加熱定着によるホットオフセットを防止するような値に設定される。なお、このようなリフトカムの切換え特性線図を図７に示した。

次に、このような一連の画像形成プロセスを行うカラープリンタＭ１の作動を制御装置の印刷制御機能に沿って説明する。
まず、操作パネル１−Ａの表示装置を用いて印刷画像が選択され、複数の画像形成の設定情報が入力され、スタートスイッチがオンされるとする。
これに応じて、カラープリンタＭ１の制御手段７１０は各色の階調データに対応して画像形成を行う作動を作像部（画像形成部）１００で行い、選択された記録材Ｐの供給動作を記録材供給部２００で開始させ、搬送路Ｒの途中に設けられた定着装置４００を待機状態より定着開始制御に入る。

このカラープリンタＭ１の作像部（画像形成部）１００は、制御手段７１０で受信したカラー画像情報、画像形成モードに沿い、フルカラーモードでの画像形成工程がＹ，Ｍ、Ｃ、Ｋ用の各像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋにおいて行われて各色のトナー像が形成され、先に形成されたトナー像に順次重ねて２次転写位置に運ばれる。
同時に、画像形成部１００の下側の給紙トレイ７１〜７３から選択された記録材Ｐは、レジストローラ対４１に達し、ここでスキューを修正されてレジストローラ対４１により所定のタイミングで二次転写位置ｎ２で記録材Ｐに二次転写され、定着装置４００へ搬送される。

この際、図８に示す時点ｔ１で、制御手段７１０は給紙カセット７１〜７３を特定し、そこに堆積する記録材温度及び環境温度（雰囲気温度）を読み取り、記録材温度に応じた加熱モードで定着装置４００のヒーター７５（図３参照）を加熱駆動する。

この際、記録材温度は、最新の定着装置に達する記録材の次にピックされる記録材Ｐの温度の定着温度の制御に採用することとなる。これは搬送路Ｒの搬送経過時間を考慮すると、記録材温度検出時点で定着装置に達する記録材の次にピックされる記録材Ｐの温度を検出することが妥当であることによる。このように検出された記録材温度の値と環境温度（変動幅が低く、応答性の問題は無い）に応じて制御手段７１０は最新の適正な定着温度（目標温度）を決定し、同温度を確保するように加圧ローラ４４０のヒーター４４２や加熱ローラ４２１の加熱源Ｈを駆動制御する。しかも、リフト装置４５のリフトカム４５１を介して、ニップ幅Ｌｎ（定着ローラ４２０と加圧ローラ４４０が形成）を適正な値に制御し、目標値にフィードバックすることができ、制御性が安定化する。
この場合、図７に示すように、定着ローラ４２０と加圧ローラ４４０の形成するニップ幅Ｌｎの適正値（目標値）は環境温度（雰囲気温度）が定常時Ｔ０ではリフトカム４５１の回転角を中間角位置ｃ０とされ、通常時の幅に保持され、雰囲気温度が過度に低い時期Ｔ１ではリフトカム４５１の回転角を加圧位置ｃ１としニップ幅Ｌｎは通常時より拡大し、必要熱量が得られるようにし、更に、雰囲気温度が過度に高い時期Ｔ２ではリフトカム４５１の回転角を退避位置ｃ２としてニップ幅Ｌｎを狭め、その上で駆動手段４７ｄ、４８ｄを介して定着ローラ４２０と加圧ローラ４４０を回転させ、記録材Ｐへの加熱を抑制する。

更に、制御手段７１０はこのような定着装置４００側の温度調整と平行して、給紙カセット７２、７３側でも早期の記録材の温度調整を行うよう制御する。
ここで、制御手段７１０は記録材温度を検出し、プリント処理前から長時間積載されている記録材Ｐでなく、記録材Ｐが低温環境下より搬入されたばかりの場合、環境温度になじむ（接近する）まで、記録材温度が刻々と変化する。このため、記録材温度と環境温度の差を計算して、その温度差が大きい場合には、制御をより短時間で安定させ応答性を確保するため図３に示す記録材供給部２００に装着された記録材供給部ヒーター７５を使用して記録材Ｐを温める動作を定着温度のフィードバック制御と平行して行う（図８の時点ｔ２）。

なお、給紙カセット７２、７３の記録材Ｐは装置に搭載されて時間経過と共に雰囲気温度に接近するが、例えば、低温の倉庫に保持されていた記録材Ｐが給紙カセット７３に搭載され、装置の温度より大幅に低温化しているような場合に、直ちに使用されるような場合、雰囲気温度と記録材の温度との差が大きく、装置の雰囲気温度に応じて定着装置４００を駆動する制御手段７１０の制御作動ではトナーが溶融温度に達しない可能性があり、このままでの定着制御ではトナーの剥がれが生じる可能性がある。しかし、ここでは、制御手段７１０は短時間で定着制御を安定させるため、記録材供給部ヒーター７５で給紙カセット７３に搭載する記録材Ｐを直接温める動作を行い、記録材Ｐを早期に雰囲気温度に接近させて定着を安定化させる。

このように、ここでのカラープリンタＭ１は記録材温度を考慮して、適正な定着温度を保持して定着制御可能な機能を備える。

しかも、このような記録材Ｐの温度に応じて供給熱量を増減させる制御を継続して行うと共に雰囲気温度と記録材温度の差が大きい場合は、記録材供給部ヒーター７５で給紙カセット７３に搭載する記録材Ｐを加熱するので、記録材供給部２００で記録材温度を取得することにより定着温度にフィードバックを行ない、適正な定着温度を制御することで安定した定着性を確保することができる。特に、たとえ記録材の温度が大きく雰囲気温度とずれていても、カラープリンタＭ１の印刷物における永久トナー画像の定着性が早期に向上し、安定化する。

しかも、記録材供給部で記録材温度を取得することによりニップ幅Ｌｎにフィードバックを行ない、ニップ幅を制御するので、定着性が早期に向上し、安定化する。
また、記録材供給部２００が複数有る場合でも、それぞれの記録材供給部２００の記録材温度を取得し、定着温度及びニップ幅制御にフィードバックを行ない、安定した定着性を確保することができる。
また、記録材供給部２００で記録材温度を取得することにより定着温度及びニップ幅制御にフィードバックするだけでなく、環境温度を取得することにより環境温度を考慮しての適正な定着温度及びニップ幅制御を保持してのフィードバックを行うことができる。

また、図１のカラープリンタＭ１の制御手段７１０では、次にピックされる記録材Ｐの温度を適正な定着温度及びニップ幅制御にフィードバックするので、制御性が安定化する。
特に、図９に示すように、両面印刷モードでの印刷時に、第１面の印刷工程と第２面（裏面）の印刷工程を交互に行う場合、第１面で記録材の温度が雰囲気温度に接近処理される。この場合、通常時より温度補正分だけ加熱を加える領域（必要熱量追加領域ｈｃ）で処理される。このため、次の第２面（裏面）の印刷時には定着装置内のヒーター４４２、Ｈの加熱駆動を抑制してローラ温度を定常温度に保持し、加熱制御（通常加熱状態ｎｃ領域）に切り替え、無駄な加熱を防止することができる。

また、記録材供給部２００の記録材温度を取得する温度センサー４１を非接触式にすることで記録材への傷をつけることなく温度取得するので、安定した定着性を確保することができる。
また、記録材供給部２００に熱源を持つことで、雰囲気温度より記録材温度が低い場合、熱源によって記録材Ｐを温めることにより安定した定着性を確保することができる。
また、カラープリンタＭ１が両面印刷時にあると、第一面印刷時のみ記録材温度を定着温度及びニップ幅制御にフィードバックを行ない、第二面印刷時には記録材がすでに環境温度に接近しているので、無駄となるような第２面の温度調整制御を排除することもできる。
記録材温度を考慮して、適切な定着温度に制御可能な画像形成装置を提供することが可能となる。

また、環境温度と記録材温度の温度差が大きい場合でも、適切な定着温度に制御でき定着性の安定化を図ることができるというカラープリンタＭ１を説明したが、このカラープリンタＭ１に代えて、このカラープリンタＭ１を含む複合機からなる画像形成装置を構成してもよく、この場合も同様の効果を得られる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態の具体的構成に限らず、特許請求の範囲で記載した範囲内で様々な構成とすることができる。
たとえば、第１実施形態では、カラープリンタＭ１を説明したが、図１０に示すような画像形成装置である複写機に本発明を適用し、第２実施形態を構成してもよい。

第２実施形態のカラーデジタル複写機Ｍ２（画像形成装置）はその装置本体１９９に、各色の階調データに対応して画像形成を行う画像形成部１００ｂ、記録材Ｐを搬送する記録材供給部２００ｂ、記録材供給部２００ｂより延びる搬送路Ｒの途中の記録材搬送部３００ｂ、定着装置４００ｂ、及び搬送路Ｒの下流端に設けられた排紙部５００ｂを備えている。更に、図示しないパーソナルコンピュータやファクシミリや画像形成部１００の上部のスキャナユニット１９８から受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理装置（ＩＰＳ）７００、この画像処理装置７００や画像形成部１００ｂや記録材供給部２００ｂ等を有するカラーデジタル複写機Ｍ２を制御する制御部７１０ｂを備えている。

カラーデジタル複写機Ｍ２ではスキャナユニット１９８等で読み取られた原稿から送信されるカラー画像情報が画像処理装置（ＩＰＳ）７００において、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色に色分解され、各色の版のデータが形成され、各色の画像形成ユニットの露光装置（光学ユニット）１０８ｂに送られている。
画像形成部１００ｂは、４色分の画像形成ユニット１０Ｙ（イエロー）、１０Ｍ（マゼンダ）、１０Ｃ（シアン）、１０Ｋ（黒）を所定位置に着脱自在に支持する。
この４色分の画像形成ユニットの上側に中間転写ユニット１１０ｂが、下側に画像処理装置（ＩＰＳ）７００からの各色の版のデータに応じてレーザー光を照射可能な露光装置（光学ユニット）１０８ｂが対向配備される。なお、中間転写ユニット１１０ｂの上方には４色分の画像形成ユニット１０Ｙ〜１０Ｋに不図示のパイプを通して各現像部１８Ｙ〜１８Ｋに、新しいトナーを供給するためのトナーボトル１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｋが配備されている。

光学ユニット１０８ｂの下方には記録材供給部２００ｂの複数の給紙カセット１２５、１２６が配備され、給紙カセット１２５、１２６から延びる搬送路Ｒは中間転写ユニット１１０ｂの側方の２次転写ニップｎ２を経て、定着ユニット４００ｂを通過して排紙装置５００ｂの排紙トレイ５１０に達している。
ここでの画像形成部１００ｂは第１実施形態の画像形成部１００と対比すると上下反転した構成を採り、ここでは同一部材に同一符号を付し、説明を簡略化する。
装置本体１９９の中央部には４色分の画像形成ユニット１０Ｙ〜１０Ｋを配備し、その上側には中間転写ユニット１１０ｂの中間転写ベルト２１が配備され、４色分の画像形成ユニット１０Ｙ〜１０Ｋが配置されたタンデム方式をなしている。

中間転写ユニット１１０ｂは、中間転写ベルト２１をループ状を成して回動可能に支持する３つの張架ローラ１７３、１７４、１７５、各感光体ドラム１４Ｙ〜１４Ｋに形成されたトナー像を中間転写ベルト２１に転写する一次転写ローラ２５Ｙ〜２５Ｋ、及び中間転写ベルト２１上に転写されたトナー像を更に記録材Ｐに転写する二次転写ローラ２６を備えている。
図１０中、矢印Ａ１は中間転写ベルト２１の移動方向を、矢印Ｂ１は感光体ドラム１４Ｙ〜１４Ｋの回転方向を示している。
図１０に示した給紙カセット１２５、１２６あるいは手差し給紙トレイ１２７から記録材Ｐを給紙する給紙ローラ１２４、給紙された記録材Ｐを二次２次転写ニップｎ２に搬送するレジストローラ対４１ｂを備えている。

更に、装置本体１９９の側部の膨出部９９１には両面ユニット４９ｂが配備される。この両面ユニット４９ｂは両面プリント時に記録材Ｐを排紙ローラ対４２ｂでスイッチバックする。更に、その記録材Ｐを切換え爪４３ｂで両面ユニット４９ｂの搬送路Ｒ２へ搬送し、更に、搬送ローラ対４４ｂによりレジストローラ対４１ｂへ向けて搬送される。符号１２９は手差し給紙の給紙ローラを、１２８は搬送ローラ対を示す。

上記構成においても第１実施形態と同様のフルカラーの画像形成工程がＣ、Ｍ、Ｋ用の各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋにおいても行われて各色のトナー像が形成され、先に形成されたトナー像に順次重ねて転写される。
画像形成部１００の下側の各給紙カセットから給紙された記録材Ｐは、レジストローラ対４１ｂでスキューを修正された上で所定のタイミングで二次２次転写ニップｎ２に搬送される。

二次２次転写ニップｎ２の対向位置にある張架ローラ１７３には、図示しない２次転写電源により、トナーの帯電極性と同極性の２次転写バイアスが印加される。これに対し、ベルトのおもて面に当接している２次転写ローラ２６ｂは接地されている。これにより、中間転写ベルト２１のおもて面に形成された４色トナー像は、中間転写ベルト２１の移動に伴って２次転写ニップｎ２に進入し記録材Ｐに２次転写処理される。

上述のところにおいて、中間転写ベルト２１、張架ローラ１７３、２次転写ローラ２６ｂの各素材構成は第１実施形態で用いる中間転写ベルト２１と同様であり、ここでは重複説明を略す。
更に、第２実施形態の複写機Ｍ２に搭載された定着装置である定着ユニット４００ｂは、２次転写処理が成された上で、案内された記録材Ｐ上の未定着トナー像に定着ローラ４６０、加圧ローラ４７０を用いて熱と圧を加えて定着を行う。

ここでの定着ローラ４６０、加圧ローラ４７０も図５に示した定着ローラ４２０、加圧ローラ４４０と同様に中空金属筒４６１、４７１内にヒーター４６２、４７２を備え、各ヒーターは不図示のヒーター駆動回路を介して制御手段７１０ｂに接続される。ここでも加圧ローラ４７０は第１実施形態と同様に、図６に示したリフト装置４５と同様のリフト装置４５ｂを装備する。これにより、リフト装置４５ｂを駆動して、ニップ幅Ｌｎ（定着ローラ４６０と加圧ローラ４７０が形成）を適正値（図７の制御特性と同様の特性）に制御し、目標値にフィードバックすることができ、定着性の安定化を図る事ができる。

更に、第２実施形態における記録材供給部２００ｂも第１実施形態と同様に、給紙カセット１２５、１２６には、記録材Ｐのうちの最上部の記録材Ｐの温度を検知する非接触の温度センサー４１ｂが各カセット毎に取り付けられている。更に、給紙カセット１２５、１２６の各温度センサー４１ｂは第１実施形態におけるものと同様の制御が成され、給紙カセット１２５、１２６の記録材Ｐの温度が制御手段７１０ｂに送信される。

この制御手段７１０ｂでは、第１実施形態と同様の制御が成され、記録材温度に応じて、加圧ローラ４７０の定着ローラ４６０への圧接程度が切換えられ、両ローラが形成する定着ニップＮのニップ幅Ｌｎ（図５参照）を同様に切換える。このため、定着性が早期に向上し、安定化する。
また、給紙カセット１２５、１２６が複数有る場合でも、それぞれの給紙カセット１２５、１２６に積載する記録材Ｐの記録材温度を取得し、定着温度及びニップ幅制御にフィードバックを行ない、安定した定着性を確保することができる。

更に、図１０の上述した画像形成装置Ｍ２で用いたと同様の構成を他の印刷装置や、ファクシミリに適用してもよく、またはそれらを含む複合機からなる画像形成装置に適用してもよい。これらの各実施形態の場合も、図２や図１０の画像形成装置と同様の効果を得ることができる。

２ 給紙装置
２００、２００ｂ 記録材供給部
４１、４１ｂ 温度センサー
４５ リフト装置
４５１ リフトカム
４２０ 定着ローラ（定着部材）
４４０ 加圧ローラ（加圧部材）
４４２、４６２ ヒーター
４６０ 定着部材
４７０ 加圧部材
７１０ 制御手段
Ｈ ヒーター
Ｌｎ ニップ幅
Ｎ 定着ニップ
Ｍ１ カラープリンタ（印刷装置）
Ｍ２ カラーデジタル複写機（画像形成装置）
Ｐ 記録材
Ｒ 搬送路

特開２００４−１８４６２１号公報

Claims (9)

1. 定着部材と、該定着部材に押圧される加圧部材と、前記定着部材及び前記加圧部材のうち少なくとも前記定着部材を加熱するヒーターとを有し、前記定着部材と前記加圧部材とで形成される定着ニップに記録材を通して搬送しつつ該記録材上のトナー像を前記記録材に定着させる定着装置を有する電子写真方式の印刷装置において、記録材供給部に収納されている記録材の温度を前記記録材供給部に装着された温度センサーで検出し、前記検出された温度を用いて定着温度を制御する事を特徴とした印刷装置。
2. 前記記録材供給部に収納されている記録材の温度を前記記録材供給部に装着された温度センサーで検出し、前記検出された温度を用いて前記定着ニップのニップ幅を制御する事を特徴とした請求項１記載の印刷装置。
3. 前述した記録材供給部を複数持ち、前記記録材供給部毎に記録材温度を検出するセンサーが装着され、印刷を行なうために給紙される前記記録材供給部で測定された記録材温度を用いて定着温度及びニップ幅を制御する事を特徴とした請求項１又は請求項２記載の印刷装置。
4. 前述した印刷装置の環境温度と前述した各記録材供給部の記録材温度を定着温度及びニップ幅制御に使用する事を特徴とした請求項１又は請求項２記載の印刷装置。
5. 前述した各記録材供給部の記録材温度は、次にピックされる記録材の温度を検出する事を特徴とした請求項１又は請求項２記載の印刷装置。
6. 前述した各記録材供給部の記録材温度を検出する温度センサーは非接触式センサーを用いる事を特徴とした請求項１又は請求項２記載の印刷装置。
7. 前述した各記録材供給部に熱源を持ち、環境温度と前記記録材供給部の記録材の温度差が大きい場合は、前記記録材供給部に設置された熱源によって記録材を温める事を特徴とした請求項１又は請求項２記載の印刷装置。
8. 前述した印刷装置において、両面印刷時は第一面印刷時のみ記録材温度をフィードバックして定着温度及びニップ幅制御に使用することを特徴とした請求項１又は請求項２記載の印刷装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一つに記載の印刷装置を備えている、ことを特徴とする画像形成装置。

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