JP3958108B2

JP3958108B2 - Image forming apparatus

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Publication number: JP3958108B2
Application number: JP2002135485A
Authority: JP
Inventors: 雅彦鈴見
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-05-10
Filing date: 2002-05-10
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2022-05-10
Also published as: JP2003330290A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式等を用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
より詳しくは、未定着画像が形成された記録材を、加熱ヒータと、フィルムからなる定着部材と加圧部材とを互いに圧接してなる定着ニップ間を通過させることにより、上記未定着画像を記録材上に永久画像として定着させる、フィルム加熱方式の加熱定着装置を有する画像形成装置に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
従来、例えば電子写真方式の複写機、プリンタ等の多くは像加熱装置である加熱定着装置（定着器）として熱効率、安全性が良好な接触加熱型の熱ローラ定着方式の装置や、省エネルギータイプのフィルム加熱方式の装置を採用している。
【０００４】
熱ローラ定着方式の加熱定着装置は、加熱用回転体としての加熱ローラ（定着ローラ）と、これに圧接させた加圧用回転体としての弾性ローラを基本構成とし、この一対のローラを回転させて該両ローラ対の圧接ニップ部である定着ニップ部に未定着画像（以下、トナー画像と記す）を形成担持させた被加熱材としての記録材（転写材シート・静電記録紙・エレクトロファックス紙・印字用紙等）を導入して定着ニップ部を挟持搬送通過させることで、加熱ローラからの熱と定着ニップ部の加圧力にてトナー画像を記録材面に熱圧定着させるものである。
【０００５】
また、フィルム加熱方式の加熱定着装置は例えば特開昭６３−３１３１８２号公報・特開平２−１５７８７８号公報・特開平４−４４０７５号公報・特開平４−２０４９８０号公報等に提案されており、固定配置したセラミックヒータ等の加熱体に加熱用回転体である耐熱性フィルム（定着フィルム）を加圧用回転体（弾性加圧ローラ）で密着させて摺動搬送させ、該フィルムを挟んで加熱体と加圧用回転体とで形成される圧接ニップ部である定着ニップ部に未定着トナー画像を担持した記録材を導入してフィルムと一緒に搬送させて、フィルムを介して付与される加熱体からの熱と定着ニップ部の加圧力によって未定着トナー画像を記録材上に永久画像として定着させる装置である。
【０００６】
フィルム加熱方式の加熱定着装置は、加熱体としてセラミックヒータ等の低熱容量線状加熱体を、フィルムとして薄膜の低熱容量のものを用いることができるため、省電力化・ウエイトタイム短縮化（クイックスタート性）が可能である。またフィルム加熱方式の加熱定着装置はフィルム駆動方法として用い加圧ローラとの摩擦力でフィルムを駆動する方法が知られているが、近年では部品点数が少なく低コストな構成である加圧ローラ駆動方式が多く用いられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例で示すような定着装置において、紙（記録材）へのトナー画像の定着性は、紙の表面性に大きく左右されることが知られている。特に表面性の粗いボンド紙やレイド紙等の紙種では定着性が著しく損なわれる。これは、定着ニップ部内で加熱部材と紙の接触面積が減るために十分な熱量が記録材上のトナーに供給されない為である。
【０００８】
その結果、表面性の悪い紙種でも良好な定着性を得るためには定着加圧力を高く、定着温度を高くする必要がある。しかしながら、定着圧力を高くする方法は加熱定着装置の駆動トルクが高くなり、装置コストが高くなりやすい為、表面性の悪い紙種の定着性を良くするためには定着温度を高くせざるを得なくなる。
【０００９】
しかしながら単に定着温度を高くした場合、薄紙や表面性の良い紙に対しては過剰な熱量が供給されることになり、ホットオフセットが発生したり、紙のカール量が大となるような弊害が生じる。
【００１０】
このように表面性の粗い紙種と平滑性の良好な紙種でともに最適な定着条件を両立することは難しく、従来はユーザが紙種に応じて定着温度設定を選択することで対応してきたが、表面粗さというユーザには理解しにくいパラメータにより定着モードを設定するのは難しく、紙種（特に表面の粗さ）に応じて最適な定着温度設定が自動的に行われることが望まれていた。
【００１１】
本発明はフィルム加熱方式の像加熱定着装置を有する画像形成装置について上記の要望に応えるものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を特徴とする画像形成装置である。
【００１３】
（１）加熱ヒータと、内周面が前記加熱ヒータと接触しつつ回転する定着フィルムと、前記定着フィルムの外周面に接触し前記定着フィルムを挟んで前記加熱ヒータと共に定着ニップ部を形成する加圧ローラと、前記加熱ヒータの最大通紙領域内に配置されており前記加熱ヒータの温度を検知する第１の温度検知素子と、前記第１の温度検知素子の検知温度が定着温度を維持するように前記加熱ヒータへの通電を制御する制御手段と、を有する定着手段を有し、前記定着手段で未定着画像が形成された記録材を加熱定着した後排出する画像形成装置において、前記定着手段は更に、前記加熱ヒータの最大通紙領域外の温度を検知する第２の温度検知素子を有し、前記制御手段は、記録材が前記定着ニップ通過中の前記第２の温度検知素子の検知温度上昇率が温度上昇率しきい値より大きい場合は記録材が平滑紙であると判断し、後続の記録材定着時の前記定着温度を第１の定着温度に設定し、検知温度上昇率が前記温度上昇率しきい値以下の場合は記録材がラフ紙であると判断し、後続の記録材定着時の前記定着温度を前記第１の定着温度より高い第２の定着温度に設定することを特徴とする画像形成装置。
（２）加熱ヒータと、内周面が前記加熱ヒータと接触しつつ回転する定着フィルムと、前記定着フィルムの外周面に接触し前記定着フィルムを挟んで前記加熱ヒータと共に定着ニップ部を形成する加圧ローラと、前記加熱ヒータの最大通紙領域内に配置されており前記加熱ヒータの温度を検知する第１の温度検知素子と、前記第１の温度検知素子の検知温度が定着温度を維持するように前記加熱ヒータへの通電を制御する制御手段と、を有する定着手段を有し、前記定着手段で未定着画像が形成された記録材を加熱定着した後排出する画像形成装置において、前記定着手段は更に、前記加熱ヒータの最大通紙領域外の温度を検知する第２の温度検知素子を有し、前記制御手段は、記録材が前記定着ニップ通過中の前記第２の温度検知素子の検知温度上昇率が温度上昇率しきい値より大きい場合は記録材が平滑紙であると判断し、検知温度上昇率が前記温度上昇率しきい値以下の場合は記録材がラフ紙であると判断し前記温度上昇率しきい値より大きい場合よりも後続の記録材の単位時間あたりの定着処理枚数を少なく設定することを特徴とする画像形成装置。
【００１４】
この構成により、紙種に応じた適切な定着温度で加熱定着できるため、良好な定着性とホットオフセット・カールを両立することができる。
【００１５】
（３）前記画像形成装置は更に、前記画像形成装置の設置環境温度を検知する環境温度検知センサを有し、前記制御手段は前記環境温度検知センサの検知温度に応じて前記温度上昇率しきい値を変更することを特徴とする（１）又は（２）に記載の画像形成装置。
【００１６】
この構成により、使用環境に依らず、紙種に応じた適切な温度で加熱定着できるため、良好な定着性とホットオフセット・カールを両立できる。
【００１７】
（４）前記画像形成装置は更に、記録材を給紙する複数の給紙口を有し、前記温度上昇率しきい値との比較によって得られた記録材の平滑度の情報は、前記給紙口に対応付けて記憶されていることを特徴とする（１）又は（２）に記載の画像形成装置。
【００１８】
この構成により、プリントモードに依らず紙種に応じた適切な定着温度で加熱定着できるため、良好な定着性とホットオフセット・カールを両立することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
〈第１の実施例〉
（１）画像形成装置例
図１は本発明に従う画像形成装置の一例の概略構成模型である。本例の画像形成装置は、転写式電子写真プロセスを用いた、プロセススピード２６６ｍｍ／ｓ、スループット４５ｐｐｍ（ＬＴＲ）のレーザビームプリンタである。
【００２０】
１は像担持体たる感光ドラムであり、ＯＰＣ、アモルファスＳｅ、アモルファスＳｉ等の感光材料層がアルミニウムやニッケル等のシリンダ状の基盤上に形成されている。
【００２１】
感光ドラム１は矢印の時計方向に所定の周速度をもって回転駆動され、その表面は帯電装置としての帯電ローラ２によって一様に帯電される。
【００２２】
次に、画像露光装置であるレーザスキャナー３による像露光Ｌを受ける。レーザスキャナー３は画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応してＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザビームを出力して、回転する感光ドラム１の帯電処理面を走査露光Ｌする。この走査露光により感光ドラム１上に画像情報の静電潜像が形成される。
【００２３】
この静電潜像は、現像装置４でトナー像として現像されて可視化される。現像方法としては、ジャンピング現像法、２成分現像法、ＦＥＥＤ現像法等が用いられ、イメージ露光と反転現像との組み合わせで用いられることが多い。
【００２４】
３１、３２、３３は第1〜第３の給紙口としての第1〜第３のカセット給紙部（ＣＳＴ）、３４は第４の給紙口としてのＭＰトレイ（マルチ・パーパス・トレイ）である。この第1〜第４の給紙口のうちの選択された何れかの給紙口から記録材（転写材）Ｐが一枚宛給紙され、感光ドラム１と転写装置としての転写ローラ５との圧接部である転写ニップ部に所定の制御タイミングにて供給される。記録材Ｐは転写ニップ部を一定の加圧力で挟持搬送される。転写ニップ部において、感光ドラム１上のトナー像は不図示の電源による転写バイアスの作用で記録材Ｐに転写される。
【００２５】
転写ニップ部を通過した記録材Ｐは、感光ドラム１面から分離され、トナー像を保持して定着手段である定着装置６へ搬送され、定着装置６の定着ニップ部で加熱・加圧されてトナー像が記録材Ｐ上に定着されて、機外へ排出される。
【００２６】
一方、記録材分離後の回転感光ドラム１はその表面に残る転写残留トナーがクリーニング装置７により除去されて、繰り返して作像に供される。
【００２７】
（２）定着装置６
図２は定着装置６部分の拡大横断面模型図である。本例の定着装置６は、特開平４−４４０７５〜４４０８３、４−２０４９８０〜２０４９８４号公報等に開示の、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）の定着装置である。
【００２８】
１０は定着部材（定着ユニット）、２０は加圧部材としての加圧ローラであり、両者１０・２０の圧接により定着ニップ部Ｎを形成させている。
【００２９】
定着部材１０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・剛性を有する断熱ステイホルダー（フィルムホルダー）１２と、この断熱ステイホルダー１２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、通電により発熱する加熱ヒータ（加熱体）１１と、ヒータ１１を取り付けた断熱ステイホルダー１２にルーズに外嵌した円筒状の耐熱性の定着フィルム１３等からなる。
【００３０】
加圧ローラ２０は、芯金２１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２２とから成る回転体である。弾性層２２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２３を形成してあってもよい。
【００３１】
加圧ローラ２０は芯金２１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。
【００３２】
定着部材１０は、この加圧ローラ２０の上側に、加熱ヒータ１１側を下向きにして加圧ローラ２０に並行に配置し、断熱ステイホルダー１２の両端部を不図示のバネ等の加圧手段にて加圧ローラ２０の軸線方向に附勢することで、加熱ヒータ１１の下向き面を定着フィルム１３を介して加圧ローラ２０の弾性層２２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２０側を加圧手段にて定着部材１０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。
【００３３】
加圧ローラ２０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２０の回転駆動による該加圧ローラ２０の外面と定着フィルム１３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１３に回転力が作用して該定着フィルム１３がその内面側がヒータ１１の下向き面に密着して摺動しながら断熱ステイホルダー１２の外周りを矢印の時計方向に従動回転状態になる。
【００３４】
加圧ローラ２０が回転駆動され、それに伴って円筒状の定着フィルム１３が従動回転状態になり、また加熱ヒータ１１に通電がなされ、該加熱ヒータ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１３と加圧ローラ２０との間に未定着トナー像ｔを担持した記録材Ｐが導入され、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１３の外面に密着してフィルム１３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１１の熱が定着フィルム１３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ｔが紙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１３から曲率分離される。
【００３５】
ａ）加熱ヒータ１１
図３は定着ニップ部Ｎ部分の拡大横断面模型図、図４は加熱ヒータ１１の一部切り欠き背面模型図である。本例のヒータ１１は背面加熱型のセラミックヒータである。
【００３６】
１１ａは高熱伝導・電気絶縁性であるＡｌ_２Ｏ_３又はＡｌＮを用いたヒータ基板であり、通紙方向に直交する方向を長手とする横長・薄肉板部材である。
【００３７】
１１ｂ・１１ｂはヒータ基板１１ａの背面側に基板長手に沿って並行に形成具備させた２本の通電発熱抵抗層（以下、発熱体と記す）である。
【００３８】
発熱体１１ｂ・１１ｂは銀パラジューム（Ａｇ／Ｐｄ）・Ｔａ₂Ｎ等の通電発熱抵抗体ペーストを用いてスクリーン印刷等でパターン形成し、焼成することで具備させている。
【００３９】
１１ｄと１１ｅ・１１ｆはヒータ基板１１ａの背面側両端部面にそれぞれ分けて形成具備させた第１・第２・第３の給電用電極パターンである。第１の給電用電極パターン１１ｄは上記２本の発熱体１１ｂ・１１ｂの一端部側と延長電路を介して電気的に導通させた共通電極である。また第２と第３の給電用電極パターン１１ｅ・１１ｆはそれぞれ上記２本の発熱体１１ｂ・１１ｂの他端部側と延長電路を介して電気的に導通させてある。各給電用電極パターン１１ｄ・１１ｅ・１１ｆおよび延長電路は銀（Ａｇ）等の導電体ペーストを用いてスクリーン印刷等でパターン形成し、焼成することで具備させている。
【００４０】
１１ｃは発熱体１１ｂ・１１ｂの保護と絶縁性を確保するためのガラスコーティング層である。
【００４１】
１４と１５はガラスコーティング層１１ｃの面に接触させて設けた温度検知素子としての第１と第２の２つサーミスタである。第１のサーミスタは通紙領域の内側に配設してあり、定着装置温調用の温度検知素子である。第２のサーミスタは最大通紙幅より外側に配設してあり、後述するように、通紙された記録材の紙種検知用の温度検知素子である。
即ち、第１の温度検知素子であるサーミスタ１４は加熱ヒータ１１の最大通紙領域内に配置されており加熱ヒータ１１の温度を検知する。また、第２の温度検知素子であるサーミスタ１５は加熱ヒータ１１の最大通紙領域外の温度を検知する。
【００４２】
上記の加熱ヒータ１１はヒータ基板１１ａの発熱体形成面側とは反対面側をヒータ表面側として、このヒータ表面側を外側にしてフィルムホルダー１２の下面に固定して配設してあり、このヒータ表面に対して定着フィルム１３の内面が密着して摺動する。
【００４３】
１６・１７は上記加熱ヒータ１１の両端部にそれぞれ嵌着した第１と第２の給電コネクタである。第１の給電コネクタ１６により、加熱ヒータ１１の第１の給電用電極パターン１１ｄとＡＣドライバ３６とが電気的に連絡される。また第２の給電コネクタ１７により、加熱ヒータ１１の第２と第３の給電用電極パターン１１ｅ・１１ｆとＡＣドライバ３６とが電気的に連絡される。
【００４４】
３７は商用ＡＣ電源、３５は制御回路（制御手段）である。ＡＣドライバ３６は制御回路３５により制御される。第１及び第２の温度検知素子１４・１５の電気的な温度検知情報はそれぞれＡ／Ｄコンバータ４１・４２を介して制御回路３５に入力する。
【００４５】
制御回路３５はＡＣドライバ３６を制御して加熱ヒータ１１の第１と第２・第３の給電用電極パターン１１ｄと１１ｅ・１１ｆ間に電力供給して発熱体１１ｂ・１１ｂを発熱させる。
【００４６】
上記のように加熱ヒータ１１の発熱体１１ｂ・１１ｂに通電がなされることで、発熱体の発熱で加熱ヒータ１１が迅速に昇温する。その加熱ヒータ１１の温度情報が第１の温度検知素子１４からＡ／Ｄコンバータ４１を介して制御回路３５に入力する。
【００４７】
制御回路３５はその入力温度情報を基に加熱ヒータ１１の通紙領域温度を所定の定着温度に制御すべくＡＣドライバ３６を制御する。即ち加熱ヒータ１１の発熱体へ電力制御されたＡＣ電流を流すことにより、加熱ヒータ温度を所定の定着温度に温調制御する構成となっている。
【００４８】
ｂ）断熱ステイホルダー１２
断熱ステイホルダー１２は、定着フィルム１３の円滑な回転を促す案内部材の役割をしているとともに、加熱ヒータ１１を保持し、定着ニップ部Ｎと反対方向への放熱を防ぐ役目もする断熱部材であり、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１３が余裕をもってルーズに外嵌される。また、定着フィルム１３はその内面が加熱ヒータ１１および断熱ステイホルダー１２に摺擦しながら回転するため、加熱ヒータ１１および断熱ステイホルダー１２と定着フィルム１３の間の摩擦抵抗を小さく抑える必要がある。このため加熱ヒータ１１および断熱ステイホルダー１２の表面に耐熱性グリース等の潤滑剤を少量介在させてある。これにより定着フィルム１３はスムーズに回転することが可能となる。
【００４９】
ｃ）定着フィルム１３
定着フィルム１３は熱容量の小さなフィルムであり、クイックスタートを可能にするために１００μｍ以下の厚みで、耐熱性、熱可塑性を有するポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の樹脂フィルム又はＮｉ、Ａｌ、ＳＵＳ等の金属フィルムである。また、長寿命の加熱定着装置を構成するために十分な強度を持ち、耐久性に優れたフィルムとして、２０μｍ以上の厚みが必要である。よって定着フィルム１３の厚みとしては２０μｍ以上１００μｍ以下が最適である。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ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ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。
【００５０】
（３）通紙された記録材の紙種検知と、定着温度の変更制御
本実施例では、図４のように最大通紙幅を有する紙の通紙領域外に通紙中の温度上昇率測定用の第２のサーミスタ１５を設ける。第２のサーミスタ１５の電気的な温度検知情報はＡ／Ｄコンバータ４２を介して制御回路３５に入力する。制御回路３５は第２のサーミスタ１５から入力する温度検知情報から、記録材を通紙した時の温度上昇率を演算して、温度上昇率しきい値との比較で、通紙された記録材の紙種検知を行なう。以下具体的に説明する。
【００５１】
前述のように記録材Ｐが表面性の良好な平滑紙では紙と定着フィルムとの接触面積が大きく、加熱ヒータからの供給電力が大きい為、非通紙部の昇温が大きくなる。これに対して、表面性の悪いボンド紙、レイド紙では定着フィルムとの接触面積が小さいく、供給電力が小さい為、非通紙部の昇温は平滑紙ほど大きくない。
【００５２】
この非通紙部の温度上昇率の違いをモニターすることによって通紙された記録材Ｐが平滑紙であるかラフ紙であるかを識別し、その識別紙種に応じた定着温度設定を自動的に行う。
【００５３】
表１に代表的な平滑紙（Ｘｘ７５ｇ／ｍ²、Ｘｘ１０５ｇ／ｍ²）とラフ紙（ＦＲＢ７５ｇ／ｍ²、ＮＣＬ１０５ｇ／ｍ²）を加熱定着装置にそれぞれ通紙した時の温度上昇率を示す。尚、温度上昇率は紙が定着ニップに突入してから１００ｍｓ後から１．０秒間の値である。
【００５４】
【表１】

【００５５】
表１から分かるように平滑紙では非通紙部の昇温が大きいのに対して、ラフ紙では昇温が小さい。この差を利用して、平滑紙とラフ紙の区別が可能である。
【００５６】
次に、図５を用いて本実施例の制御について説明する。
【００５７】
まず、プリント命令がきたら、加熱ヒータの発熱体に通電・加熱を行い（ｓｔｅｐ１）、ラフ紙でも定着可能な定着温度Ｔ℃で加熱ヒータの温度を制御する（ｓｔｅｐ２）。紙先端が定着ニップに突入から所定時間内のサーミスタ温度上昇率を測定する（ｓｔｅｐ３）。本実施例では、紙が定着ニップに突入から１００ｍｓ後に非通紙部の温度上昇率を測定開始し、１．０秒間の間の温度上昇率を測定した。尚、紙の定着ニップ突入タイミングは本体内のセンサー等の信号から知ることができる。この非通紙部の温度上昇率が１０ｄｅｇ以下の場合は、ラフ紙と判断し、第２の定着温度としてのラフ紙用温度テーブル（図６の温調温度テーブル１）により所定枚数までプリントを行う（ｓｔｅｐ４，５）。温度上昇率が１０ｄｅｇより大きい場合は、平滑紙と判断し、第１の定着温度としての平滑紙用温度テーブル（図６の温調温度テーブル２）で所定枚数までプリントを行う（ｓｔｅｐ６，７）。図６のように、第２の定着温度としてのラフ紙用温度テーブルは第１の定着温度としての平滑紙用温度テーブルは高い温度設定にしてある。
【００５８】
上記の制御によりラフ紙と普通紙の定着性及びホットオフセット、カールを比較した結果を表２に示す。尚、定着性はＦＢＲ７５ｇ／ｍ²、ＮＣＬ１０５ｇ／ｍ²紙、ホットオフセット、カールはＸｘ７５ｇ／ｍ²で評価を行った。
【００５９】
【表２】

【００６０】
表２からわかるように、従来のようにラフ紙の定着性を重視して定着温度を設定すると、平滑紙でホットオフセットとカールが悪くなる。また、平滑紙のホットオフセットとカールを重視した定着温度設定ではラフ紙の定着性が満足されない。これに対して、本実施例のように紙種に応じて定着温度設定を自動的に選択することによって、ラフ紙の定着性と平滑紙のホットオフセットとカールを両立することができる。
【００６１】
尚、本実施例では平滑紙とラフ紙で定着温度のみを変更しているが、ラフ紙でスループットを低下させる等の方法によっても同様の効果が得られた。
【００６２】
以上のように、非通紙域に温度検知部材を設け、該温度検知部材の通紙中の温度上昇率によりラフ紙と平滑紙の区別を行い、定着温度を異ならせることにより、良好な定着性とホットオフセットが無く、カールの小さい良好な画像を得ることができる。
【００６３】
（第２の実施例）
本実施例では、画像形成装置に環境センサ（環境温度検知サーミスタ）３８（図４）を具備させる。環境センサ３８の電気的な環境検知情報はＡ／Ｄコンバータ４３を介して制御回路３５に入力する。制御回路３５は環境センサ３８から入力する環境検知情報に基づいて前記第1の実施例の紙種識別の温度上昇率のしきい値を画像形成装置の使用環境に応じて切り換える制御を行う。尚、その他の条件は前記第1の実施例と同様であり再度の説明は省略する。
【００６４】
前記第1の実施例で述べたように、非通紙部の温度上昇率は、定着フィルムと紙の接触面積によって大きく変化するが、紙の温度、つまり、使用環境によっても大きく変化する。表３に非通紙部の温度上昇率の使用環境差を示す。
【００６５】
【表３】

【００６６】
表３より、低温環境では非通紙部の温度上昇率が大きく、高温環境では温度上昇率が小さいことがわかる。これは低温環境では、紙の温度が低い分だけ加熱ヒータから紙への供給電力が大きく、高温環境では紙の温度が高い分だけ紙への供給電力が減少する為である。従って、低温環境では、ラフ紙が平滑紙に誤検知されやすくなり、高温環境では、平滑紙がラフ紙に誤検知されやすくなる。
【００６７】
そこで、本実施例では使用環境に応じて前記第１の実施例の温度上昇率しきい値を変える制御を行う。図７を用いて本実施例の制御について説明する。
【００６８】
まず、プリント命令がきたら、加熱ヒータの発熱体に通電加熱を行い、定着温度Ｔ℃で温調制御する（ｓｔｅｐ１，２）。
【００６９】
次に、環境温度検知サーミスタ３８により使用環境を特定する（ｓｔｅｐ３）。
【００７０】
低温環境（１７℃以下）の場合は、非通紙部の温度上昇率が１５ｄｅｇ以下で有ればラフ紙と判断し、ラフ紙用定着温度テーブルを使用し（ｓｔｅｐ５，６）、１５ｄｅｇより大きい場合は平滑紙と判断し、平滑紙用温度テーブルを用いて指定枚数までプリントを行う（ｓｔｅｐ７，８）。
【００７１】
次に、使用環境が高温環境（３０℃以上）の場合、非通紙部の温度上昇率が７ｄｅｇ以下で有ればラフ紙と判断し（ｓｔｅｐ１０，１１）、７ｄｅｇより大きい場合は平滑紙と判断し、それぞれの紙種に応じた定着温度テーブルを選択して指定枚数までプリントを行う（ｓｔｅｐ１２，１３）。
【００７２】
使用環境が通常環境（１７〜３０℃）の場合は、前記実施例１と同様の方法で定着温度の設定を行いプリントを行う（ｓｔｅｐ１４）。
【００７３】
上記制御を行った時のラフ紙の定着性及び平滑紙のホットオフセット・カールを比較した結果を低温環境は表４、高温環境は表５に示す。
【００７４】
【表４】

【００７５】
【表５】

【００７６】
表４、５から分かるように、ラフ紙定着性まで考慮した定着温度設定（図６の定着温度テーブル１）では平滑紙のホットオフセット及びカールが非常に悪い。また、平滑紙のホットオフセット及びカールを考慮した定着温度設定（図６の定着温度テーブル２）では低温環境のラフ紙定着性が非常に悪くなる。これに対して、本実施例の制御により、低温環境のラフ紙定着性から高温環境のホットオフセット及びカールまで両立することが可能である。
【００７７】
以上のように、非通紙部の温度上昇率しきい値を使用環境温度によって切り換えることによって、紙種及び使用環境に依らず、ラフ紙の定着性と平滑紙のホットオフセット・カールを両立することができる。
【００７８】
尚、本実施例においても、平滑紙とラフ紙で定着温度のみを変更しているが、ラフ紙でスループットを低下させる等の方法によっても同様の効果が得られた。
【００７９】
（第３の実施例）
本実施例では、前記第１または第２の実施例のように非通紙部の温度上昇率から得られた紙種情報を、記録材Ｐを通紙した給紙口３１〜３４（図１）毎に制御回路３５に記憶させる。尚、その他の条件は前記第１または第２の実施例と同様であり、再度の説明は省略する。
【００８０】
前記第１または第２の実施例の制御では、プリントジョブの１枚目でラフ紙と平滑紙の判別を行うため、１枚間欠プリント等のプリントモードでは検知結果が反映されにないか又は紙の途中からしか反映されないこともある。
【００８１】
そこで本実施例では紙種の判別結果を、記録材Ｐを通紙した給紙口３１〜３４毎に制御回路３５に記憶させ、同一の給紙口からのプリントは同一紙種として定着温度設定を行なう。これにより、１枚間欠プリント等のプリントモードでも、ラフ紙は良好な定着性が得られ、また、平滑紙では過剰な熱量を与えることなく、ホットオフセットの発生がなく、カールのない良好な出力画像が得られる。
【００８２】
尚、本実施例では、給紙口である、各カセット給紙部３１〜３３における給紙カセットの出し入れ及びＭＰトレイ３４が紙無しになった場合は、制御回路３５に記憶されているその給紙口の紙種情報をクリアする設定とし、紙種が変更された可能性がある時は紙種情報をリセットするようにした。
【００８３】
本実施例の制御を図８を用いて説明する。まず、プリント命令がきたら、加熱ヒータの発熱体に通電加熱を行い、定着温度Ｔ℃で温調制御する（ｓｔｅｐ１，２）。次に、指定された給紙口に紙種情報があるかを判別し（ｓｔｅｐ３）、紙種情報がある場合はその紙種データから定着温度テーブルを決定し、プリントを行い（ｓｔｅｐ４、５）、指定された給紙口に紙種情報がない場合は前記実施例１または２の方法により定着温度テーブルを決定し、プリントを行う（ｓｔｅｐ６）。
【００８４】
上記に説明した制御でプリントモードに依らず良好なラフ紙定着性と平滑紙のホットオフセット・カールのレベルが改善される。
【００８５】
以上に述べたように、非通紙部の温度上昇率により得られたラフ紙、平滑紙識別結果を給紙口毎に所定タイミングまで記憶することにより、プリントモードによらず、ラフ紙定着性と平滑紙のホットオフセット・カールを両立することができる。
【００８６】
尚、本実施例においても、平滑紙とラフ紙で定着温度のみを変更しているが、ラフ紙でスループットを低下させる等の方法によっても同様の効果が得られた。
【００８７】
（その他）
１）加熱ヒータ１１としてのセラミックヒータ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。
【００８９】
２）加熱ヒータ１１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９は加熱ヒータとして鉄板等の電磁誘導発熱性部材１１Ａ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４４と磁性コア４５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。
【００９１】
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。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により、フィルム加熱方式の加熱定着装置を有する画像形成装置において、通紙される記録材の紙種に応じて適切な定着温度で定着が可能となるため、紙種によらず良好な定着性とホットオフセット・カールを両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第1の実施例における画像形成装置の概略構成模型図
【図２】加熱定着装置部分の拡大模型図
【図３】定着ニップ部部分の拡大模型図
【図４】加熱ヒータとしてのセラミックヒータの構成模型図と給電系統のブロック図
【図５】シーケンスのフローチャートを表す図
【図６】定着温度テーブルを表す図
【図７】第２の実施例におけるシーケンスのフローチャートを表す図
【図８】第３の実施例におけるシーケンスのフローチャートを表す図
【図９】他の構成の加熱定着装置の構成模型図
【符号の説明】
１１‥‥加熱部材（ヒータ）
１１ａ‥‥セラミック基板
１１ｂ‥‥通電発熱抵抗層
１１ｃ‥‥薄肉ガラス保護層
１２‥‥ステイホルダー
１３‥‥薄肉フィルム（定着フィルム）
１４‥‥温調用温度検知部材（サーミスタ）
１５‥‥温度上昇率測定用温度検知部材（サーミスタ）
２０‥‥加圧ローラ
２１‥‥加圧ローラ芯金[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic system, an electrostatic recording system, or the like.
[0002]
More specifically, the unfixed image is recorded by passing the recording material on which the unfixed image is formed through a fixing nip formed by pressing a heater, a fixing member made of a film, and a pressure member together. The present invention relates to an image forming apparatus having a film heating type heat fixing device for fixing as a permanent image on a material.
[0003]
[Prior art]
Conventionally, for example, many electrophotographic copying machines, printers, and the like are image heating devices, such as a heat fixing device (fixing device), a contact heating type heat roller fixing method device having good thermal efficiency and safety, and an energy saving type device. A film heating system is used.
[0004]
  The heat fixing device of the heat roller fixing system is in contact with a heating roller (fixing roller) as a rotating body for heating.PressurizationAn elastic roller as a rotating body for the rotation is a basic structure, and the pair of rollers is rotated to form and carry an unfixed image (hereinafter referred to as a toner image) in a fixing nip portion that is a pressure nip portion of the pair of rollers. By introducing a recording material (transfer material sheet, electrostatic recording paper, electrofax paper, printing paper, etc.) as the material to be heated and passing through the fixing nip, the heat from the heating roller and the fixing nip The toner image is recorded on the recording material surface by the applied pressure.HeatIt is for fixing by pressure.
[0005]
Also, film heating type heat fixing devices have been proposed in, for example, JP-A-63-313182, JP-A-2-157878, JP-A-4-44075, and JP-A-4-204980. A heat-resistant film (fixing film), which is a heating rotator, is brought into close contact with a heating element such as a ceramic heater fixedly arranged by a pressure rotator (elastic pressure roller), and is slid and conveyed. A recording material carrying an unfixed toner image is introduced into a fixing nip portion, which is a pressure nip portion formed by a pressure rotating body, and conveyed together with the film, from a heating body applied through the film In this apparatus, an unfixed toner image is fixed on a recording material as a permanent image by the heat of the toner and the pressure applied to the fixing nip.
[0006]
A film heating type heat fixing device can use a low heat capacity linear heating element such as a ceramic heater as a heating element, and a thin film having a low heat capacity as a heating element, thus saving power and shortening the wait time (quick start) Sex) is possible. In addition, a film heating type heat fixing device is used as a film driving method, and a method of driving a film by a frictional force with a pressure roller is known. Many methods are used.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the fixing device as shown in the conventional example, it is known that the fixability of a toner image on paper (recording material) is greatly influenced by the surface property of the paper. In particular, in the case of a paper type such as a bond paper or a raid paper having a rough surface, the fixing property is remarkably impaired. This is because a sufficient amount of heat is not supplied to the toner on the recording material because the contact area between the heating member and the paper is reduced in the fixing nip portion.
[0008]
As a result, in order to obtain good fixability even with a paper type having poor surface properties, it is necessary to increase the fixing pressure and the fixing temperature. However, the method of increasing the fixing pressure increases the driving torque of the heat fixing device and tends to increase the cost of the device. Therefore, in order to improve the fixing property of the paper type having poor surface properties, the fixing temperature must be increased. Disappear.
[0009]
However, if the fixing temperature is simply raised, an excessive amount of heat will be supplied to thin paper or paper with good surface properties, which may cause hot offsets or increase the amount of paper curl. Arise.
[0010]
In this way, it is difficult to achieve both optimal fixing conditions for paper types with rough surface properties and paper types with good smoothness. Conventionally, the user has selected the fixing temperature setting according to the paper type. However, it is difficult to set the fixing mode due to a parameter that is difficult for the user to understand such as surface roughness, and it is desirable that the optimum fixing temperature is automatically set according to the paper type (especially the surface roughness). It was.
[0011]
  The present invention relates to a film heating type image heating fixing device.PlaceThe present invention meets the above-mentioned demands for an image forming apparatus having the above-described image forming apparatus.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is an image forming apparatus having the following configuration.
[0013]
  (1)A heater, a fixing film whose inner peripheral surface rotates while being in contact with the heater, and a pressure roller that is in contact with the outer peripheral surface of the fixing film and forms a fixing nip portion with the heater while sandwiching the fixing film; The first temperature detecting element disposed in the maximum sheet passing area of the heater and detecting the temperature of the heater, and the detected temperature of the first temperature detecting element maintain the fixing temperature. And an image forming apparatus that heats and fixes a recording material on which an unfixed image is formed by the fixing unit and then discharges the recording material. The fixing unit further includes: a fixing unit that controls energization of the heater. And a second temperature detecting element for detecting a temperature outside the maximum sheet passing area of the heater, wherein the control means detects the temperature detected by the second temperature detecting element while the recording material passes through the fixing nip. If the rate of increase is greater than the temperature increase rate threshold, it is determined that the recording material is smooth paper, the fixing temperature at the time of subsequent recording material fixing is set to the first fixing temperature, and the detected temperature increase rate is If the temperature rise rate threshold value or less, it is determined that the recording material is rough paper, and the fixing temperature at the subsequent fixing of the recording material is set to a second fixing temperature higher than the first fixing temperature.An image forming apparatus.
  (2) A heater, a fixing film whose inner peripheral surface rotates while being in contact with the heater, and a heating nip that forms a fixing nip portion with the fixing film in contact with the outer peripheral surface of the fixing film. A pressure roller, a first temperature detecting element that is disposed within a maximum sheet passing region of the heater, and detects the temperature of the heater, and a detected temperature of the first temperature detector maintains a fixing temperature. In the image forming apparatus, the fixing unit having a control unit that controls energization to the heater, and discharging the recording material on which an unfixed image is formed by the fixing unit is heated and fixed. The means further includes a second temperature detection element that detects a temperature outside the maximum sheet passing area of the heater, and the control means includes a second temperature detection element that is passing through the fixing nip of the second temperature detection element. Inspection If the temperature increase rate is larger than the temperature increase rate threshold, it is determined that the recording material is smooth paper. If the detected temperature increase rate is equal to or less than the temperature increase rate threshold, it is determined that the recording material is rough paper. Then, the number of fixing processes per unit time of the subsequent recording material is set to be smaller than when the temperature rise rate threshold is exceeded.An image forming apparatus.
[0014]
With this configuration, since heat fixing can be performed at an appropriate fixing temperature according to the paper type, both good fixability and hot offset curl can be achieved.
[0015]
  (3) The image forming apparatus further includes an environmental temperature detection sensor for detecting an installation environmental temperature of the image forming apparatus, and the control means detects the temperature increase rate according to the detected temperature of the environmental temperature detection sensor. The image forming apparatus according to (1) or (2), wherein the value is changed.
[0016]
With this configuration, heat fixing can be performed at an appropriate temperature according to the paper type regardless of the use environment, so that both good fixability and hot offset curl can be achieved.
[0017]
  (4) The image forming apparatus further includes a plurality of paper feed ports for feeding the recording material, and information on the smoothness of the recording material obtained by comparison with the temperature increase rate threshold value Stored in association with the paper mouthThe image forming apparatus as described in (1) or (2) above.
[0018]
With this configuration, heat fixing can be performed at an appropriate fixing temperature corresponding to the paper type regardless of the print mode, so that both good fixability and hot offset / curl can be achieved.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<First embodiment>
(1) Example of image forming apparatus
FIG. 1 is a schematic structural model of an example of an image forming apparatus according to the present invention. The image forming apparatus of this example is a laser beam printer using a transfer type electrophotographic process and having a process speed of 266 mm / s and a throughput of 45 ppm (LTR).
[0020]
Reference numeral 1 denotes a photosensitive drum as an image carrier, and a photosensitive material layer such as OPC, amorphous Se, or amorphous Si is formed on a cylindrical substrate such as aluminum or nickel.
[0021]
The photosensitive drum 1 is rotationally driven in a clockwise direction indicated by an arrow with a predetermined peripheral speed, and the surface thereof is uniformly charged by a charging roller 2 as a charging device.
[0022]
Next, the image exposure L by the laser scanner 3 which is an image exposure apparatus is received. The laser scanner 3 outputs a laser beam that is ON / OFF controlled in accordance with the time-series electric digital pixel signal of the image information, and performs scanning exposure L on the charging processing surface of the rotating photosensitive drum 1. By this scanning exposure, an electrostatic latent image of image information is formed on the photosensitive drum 1.
[0023]
The electrostatic latent image is developed as a toner image by the developing device 4 and visualized. As a development method, a jumping development method, a two-component development method, a FEED development method, or the like is used, and is often used in combination with image exposure and reversal development.
[0024]

Reference numerals

31, 32, and 33 denote first to third cassette paper feed units (CST) as first to third paper feed ports, and 34 denotes an MP tray (multipurpose tray) as a fourth paper feed port. It is. A recording material (transfer material) P is fed to one sheet from any one of the first to fourth paper feed ports, and a photosensitive drum 1 and a transfer roller 5 as a transfer device are provided. Is supplied at a predetermined control timing to the transfer nip portion which is the pressure contact portion. The recording material P is nipped and conveyed in the transfer nip portion with a constant pressure. In the transfer nip portion, the toner image on the photosensitive drum 1 is transferred to the recording material P by the action of a transfer bias by a power source (not shown).
[0025]
The recording material P that has passed through the transfer nip is separated from the surface of the photosensitive drum 1 and holds the toner image.Fixing meansThe toner image is conveyed to the fixing device 6 and heated and pressurized at the fixing nip portion of the fixing device 6 to fix the toner image on the recording material P.AndIt is discharged outside the machine.
[0026]
On the other hand, the transfer photosensitive toner remaining on the surface of the rotary photosensitive drum 1 after separation of the recording material is removed by the cleaning device 7 and is repeatedly used for image formation.
[0027]
(2) Fixing device 6
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional model view of the fixing device 6 portion. The fixing device 6 of this example is a film heating method and a rotating body for pressurization using a cylindrical (endless belt-shaped) fixing film disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 4-44075 to 44083 and 4-20980 to 204984. This is a driving method (tensionless type) fixing device.
[0028]
Reference numeral 10 denotes a fixing member (fixing unit), and reference numeral 20 denotes a pressure roller as a pressure member, and a fixing nip portion N is formed by the pressure contact of both 10 and 20.
[0029]
The fixing member 10 is a member having a longitudinal direction in the drawing as a longitudinal direction. The fixing member 10 has a heat-resistant / rigid heat insulating stay holder (film holder) 12 having a substantially semicircular arc-shaped cross section and a lower surface of the heat insulating stay holder 12. A heater (heated body) 11 that generates heat by energization, and a heat insulating stay holder 12 to which the heater 11 is attached, are loosely fitted around the concave groove provided along the length of the member. It consists of a cylindrical heat-resistant fixing film 13 or the like.
[0030]
The pressure roller 20 is a rotating body including a cored bar 21 and an elastic layer 22 formed by foaming a heat-resistant rubber such as silicone rubber or fluorine rubber or silicone rubber formed integrally on the cored bar. It is. On the elastic layer 22, a heat-resistant release layer 23 made of a fluororesin such as PFA, PTFE, or FEP may be formed.
[0031]
The pressure roller 20 is arranged such that both ends of the cored bar 21 are rotatably supported by bearings between side plates on the front side and the back side of the apparatus chassis (not shown) via a bearing member.
[0032]
The fixing member 10 is disposed on the upper side of the pressure roller 20 with the heater 11 facing downward in parallel with the pressure roller 20, and both ends of the heat insulating stay holder 12 are used as pressure means such as a spring (not shown). By urging the pressure roller 20 in the axial direction, the downward surface of the heater 11 is applied to the elastic layer 22 of the pressure roller 20 via the fixing film 13 with a predetermined pressing force against the elasticity of the elastic layer. And a fixing nip portion N having a predetermined width necessary for heat fixing is formed. It is also possible to adopt an apparatus configuration in which the pressure roller 20 side is pushed and urged by the pressure means to the lower surface of the fixing member 10 to form a fixing nip portion N having a predetermined width.
[0033]
The pressure roller 20 is rotationally driven by the driving means M in a counterclockwise direction indicated by an arrow at a predetermined peripheral speed. A rotational force acts on the cylindrical fixing film 13 by the pressure frictional force at the fixing nip N between the outer surface of the pressure roller 20 and the fixing film 13 by the rotational driving of the pressure roller 20, and the fixing film 13 is The inner surface of the heat-insulating stay holder 12 is driven to rotate in the clockwise direction indicated by the arrow while sliding with the inner surface in close contact with the downward surface of the heater 11.
[0034]
The pressure roller 20 is rotationally driven, and accordingly, the cylindrical fixing film 13 is driven and rotated, and the heater 11 is energized. The heater is heated up to a predetermined temperature, and the temperature is adjusted. In this state, the recording material P carrying the unfixed toner image t is introduced between the fixing film 13 and the pressure roller 20 in the fixing nip N, and the toner image carrying surface side of the recording material P is fixed to the fixing nip N. The fixing nip portion N is nipped and conveyed together with the film 13 in close contact with the outer surface of the fixing film 13. In this nipping and conveying process, the heat of the heater 11 is applied to the recording material P via the fixing film 13, and the unfixed toner image t on the recording material P is heated and pressurized on the paper P to be melted and fixed. The recording material P that has passed through the fixing nip N is separated from the fixing film 13 by curvature.
[0035]
a) Heater 11
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional model view of the fixing nip portion N, and FIG. 4 is a partially cutaway rear model view of the heater 11. The heater 11 in this example is a backside heating type ceramic heater.
[0036]
11a is Al having high thermal conductivity and electrical insulation.₂O₃Or heater substrate using AlN, paper feeding directionDirection perpendicular toIs a horizontally long and thin plate member.
[0037]

Reference numerals

11b and 11b denote two energization heating resistance layers (hereinafter referred to as heating elements) formed and provided in parallel along the length of the substrate on the back side of the heater substrate 11a.
[0038]
The

heating elements

11b and 11b are silver palladium (Ag / Pd) and Ta.₂A pattern is formed by screen printing or the like using a conductive heating resistor paste such as N, and is fired.
[0039]
Reference numerals 11d, 11e, and 11f denote first, second, and third power supply electrode patterns that are separately formed and provided on both ends of the heater substrate 11a. The first power supply electrode pattern 11d is a common electrode electrically connected to one end side of the two

heating elements

11b and 11b through an extension electric circuit. The second and third power supply electrode patterns 11e and 11f are electrically connected to the other end portions of the two

heating elements

11b and 11b through an extension electric circuit, respectively. Each of the power supply electrode patterns 11d, 11e, and 11f and the extension electric circuit are provided by patterning by using a conductive paste such as silver (Ag) by screen printing and baking.
[0040]
11c is a glass coating layer for ensuring the protection and insulation of the

heating elements

11b and 11b.
[0041]

Reference numerals

14 and 15 denote first and second thermistors as temperature detecting elements provided in contact with the surface of the glass coating layer 11c. The first thermistor is disposed inside the sheet passing area and is a temperature detection element for adjusting the temperature of the fixing device. The second thermistor is disposed outside the maximum sheet passing width, and is a temperature detecting element for detecting the sheet type of the recording material that has been passed through, as will be described later.
That is, the thermistor 14 as the first temperature detection element is disposed in the maximum sheet passing region of the heater 11 and detects the temperature of the heater 11. The thermistor 15 as the second temperature detecting element detects the temperature outside the maximum sheet passing area of the heater 11.
[0042]
The heater 11 is fixed to the lower surface of the film holder 12 with the heater substrate 11a facing away from the heating element forming surface and the heater surface facing outward. The inner surface of the fixing film 13 is in close contact with the heater surface and slides.
[0043]

Reference numerals

16 and 17 denote first and second power supply connectors respectively fitted to both ends of the heater 11. The first power supply connector 16 electrically connects the first power supply electrode pattern 11 d of the heater 11 and the AC driver 36. Further, the second power supply connector 17 electrically connects the second and third power supply electrode patterns 11 e and 11 f of the heater 11 and the AC driver 36.
[0044]
37 is a commercial AC power supply, 35 is a control circuit(Control means)It is. The AC driver 36 is controlled by the control circuit 35. The electrical temperature detection information of the first and second

temperature detection elements

14 and 15 is input to the control circuit 35 via the A / D converters 41 and 42, respectively.
[0045]
The control circuit 35 controls the AC driver 36 to supply power between the first, second, and third feeding electrode patterns 11d, 11e, and 11f of the heater 11 to cause the

heating elements

11b and 11b to generate heat.
[0046]
By energizing the

heating elements

11b and 11b of the heater 11 as described above, the heating heater 11 is quickly heated by the heat generated by the heating elements. The temperature information of the heater 11 is input from the first temperature detection element 14 to the control circuit 35 via the A / D converter 41.
[0047]
The control circuit 35 controls the AC driver 36 to control the sheet passing area temperature of the heater 11 to a predetermined fixing temperature based on the input temperature information. In other words, the heater temperature is controlled to a predetermined fixing temperature by supplying an AC current whose power is controlled to the heating element of the heater 11.
[0048]
b) Insulated stay holder 12
The heat insulating stay holder 12 serves as a guide member that promotes smooth rotation of the fixing film 13 and is a heat insulating member that holds the heater 11 and also serves to prevent heat radiation in the direction opposite to the fixing nip portion N. Yes, it is made of liquid crystal polymer, phenol resin, PPS, PEEK or the like, and the fixing film 13 is loosely fitted with a margin. Further, since the inner surface of the fixing film 13 rotates while rubbing against the heater 11 and the heat insulating stay holder 12, it is necessary to reduce the frictional resistance between the heater 11, the heat insulating stay holder 12 and the fixing film 13. For this reason, a small amount of lubricant such as heat-resistant grease is interposed on the surfaces of the heater 11 and the heat insulating stay holder 12. Thereby, the fixing film 13 can be smoothly rotated.
[0049]
c) Fixing film 13
The fixing film 13 is a film having a small heat capacity and has a thickness of 100 μm or less to enable quick start, such as polyimide, polyamideimide, PEEK, PES, PPS, PFA, PTFE, FEP having heat resistance and thermoplasticity. It is a resin film or a metal film such as Ni, Al, SUS. Further, the film needs to have a thickness of 20 μm or more as a film having sufficient strength and excellent durability for constituting a long-life heat fixing device. Therefore, the thickness of the fixing film 13 is optimally 20 μm or more and 100 μm or less. Further, in order to prevent offset and ensure the separation of the recording material, the surface layer is mixed or singly coated with a heat-resistant resin having a good releasability such as PFA, PTFE, FEP.
[0050]
(3) Paper type detection of the passed recording material and fixing temperature change control
In this embodiment, as shown in FIG. 4, a second thermistor 15 for measuring the rate of temperature rise during paper feeding is provided outside the paper feeding region having the maximum paper feeding width. The electrical temperature detection information of the second thermistor 15 is input to the control circuit 35 via the A / D converter 42. The control circuit 35 calculates the temperature rise rate when the recording material is passed from the temperature detection information input from the second thermistor 15 and compares the temperature rise rate threshold value with the temperature rise rate threshold value. Paper type detection. This will be specifically described below.
[0051]
As described above, when the recording material P is smooth paper with good surface properties, the contact area between the paper and the fixing film is large, and the power supplied from the heater is large, so that the temperature rise in the non-sheet passing portion is large. On the other hand, bond paper and raid paper with poor surface properties have a small contact area with the fixing film and low power supply, so the temperature rise in the non-sheet passing portion is not as great as that of smooth paper.
[0052]
By monitoring the difference in the temperature rise rate of the non-sheet passing portion, it is discriminated whether the recording material P that has been passed is smooth paper or rough paper, and the fixing temperature setting is automatically set according to the identification paper type. Do it.
[0053]
Table 1 shows typical smooth paper (Xx75 g / m², Xx105g / m²) And rough paper (FRB 75g / m², NCL105g / m²) Shows the rate of temperature rise when each sheet is passed through the heat fixing device. The temperature rise rate is a value for 1.0 second after 100 ms after the paper enters the fixing nip.
[0054]
[Table 1]

[0055]
As can be seen from Table 1, the temperature rise at the non-sheet passing portion is large for smooth paper, whereas the temperature rise is small for rough paper. Using this difference, it is possible to distinguish between smooth paper and rough paper.
[0056]
Next, the control of this embodiment will be described with reference to FIG.
[0057]
First, when a print command is received, the heating element of the heater is energized and heated (step 1), and the temperature of the heater is controlled at a fixing temperature T ° C. that can be fixed even on rough paper (step 2). The rate of temperature increase of the thermistor within a predetermined time after the leading edge of the paper enters the fixing nip is measured (step 3). In this embodiment, the temperature rise rate of the non-sheet passing portion is measured 100 ms after the paper enters the fixing nip, and the temperature rise rate for 1.0 second is measured. It should be noted that the timing for entering the fixing nip of the paper can be known from a signal from a sensor in the main body. If the temperature rise rate of this non-sheet passing portion is 10 deg or less, it is determined as rough paper,As the second fixing temperaturePrinting is performed up to a predetermined number of sheets by using a rough paper temperature table (temperature control temperature table 1 in FIG. 6) (steps 4 and 5). If the temperature rise rate is greater than 10 deg, it is determined as smooth paper,As the first fixing temperaturePrinting is performed up to a predetermined number of sheets using the smooth paper temperature table (temperature control temperature table 2 in FIG. 6) (steps 6 and 7).As shown in FIG. 6, the rough paper temperature table as the second fixing temperature is set to a high temperature in the smooth paper temperature table as the first fixing temperature.
[0058]
Table 2 shows the result of comparing the fixability, hot offset, and curl between rough paper and plain paper by the above control. The fixability is FBR 75g / m.², NCL105g / m²Paper, hot offset, curl is Xx75g / m²Was evaluated.
[0059]
[Table 2]

[0060]
As can be seen from Table 2, when the fixing temperature is set with emphasis on the fixability of rough paper as in the prior art, hot offset and curl deteriorate on smooth paper. In addition, the fixing property of rough paper is not satisfied with the fixing temperature setting that emphasizes hot offset and curl of smooth paper. On the other hand, by automatically selecting the fixing temperature setting according to the paper type as in the present embodiment, it is possible to achieve both the fixing property of rough paper and the hot offset and curl of smooth paper.
[0061]
In this embodiment, only the fixing temperature is changed between smooth paper and rough paper, but the same effect can be obtained by a method of reducing throughput with rough paper.
[0062]
As described above, the temperature detection member is provided in the non-sheet passing area, and the rough detection paper and the smooth paper are distinguished according to the temperature rise rate during the sheet passing of the temperature detection member, and the fixing temperature is made different, thereby achieving good fixing. Therefore, a good image with little curling can be obtained.
[0063]
(Second embodiment)
In this embodiment, the image forming apparatus is provided with an environmental sensor (environmental temperature detection thermistor) 38 (FIG. 4). The electrical environment detection information of the environment sensor 38 is input to the control circuit 35 via the A / D converter 43. The control circuit 35 performs control to switch the threshold value of the temperature increase rate for paper type identification according to the first embodiment according to the use environment of the image forming apparatus based on the environment detection information input from the environment sensor 38. The other conditions are the same as in the first embodiment, and a repetitive description is omitted.
[0064]
As described in the first embodiment, the temperature increase rate of the non-sheet passing portion varies greatly depending on the contact area between the fixing film and the paper, but also varies greatly depending on the paper temperature, that is, the use environment. Table 3 shows the use environment difference of the temperature rise rate of the non-sheet passing portion.
[0065]
[Table 3]

[0066]
From Table 3, it can be seen that the temperature increase rate of the non-sheet passing portion is large in the low temperature environment and the temperature increase rate is small in the high temperature environment. This is because, in a low temperature environment, the power supplied from the heater to the paper is large as the paper temperature is low, and in the high temperature environment, the power supplied to the paper is reduced as the paper temperature is high. Therefore, rough paper is likely to be erroneously detected as smooth paper in a low temperature environment, and smooth paper is likely to be erroneously detected as rough paper in a high temperature environment.
[0067]
Therefore, in this embodiment, control is performed to change the temperature rise rate threshold value of the first embodiment according to the use environment. The control of this embodiment will be described with reference to FIG.
[0068]
First, when a print command is received, the heating element of the heater is energized and heated, and the temperature is controlled at the fixing temperature T ° C. (steps 1 and 2).
[0069]
Next, the use environment is specified by the environment temperature detection thermistor 38 (step 3).
[0070]
In the case of a low temperature environment (17 ° C. or less), if the rate of temperature rise in the non-sheet passing portion is 15 deg or less, it is determined as rough paper, and a fixing temperature table for rough paper is used (steps 5 and 6), which is larger than 15 deg. In this case, the paper is determined to be smooth paper, and printing is performed up to the designated number of sheets using the smooth paper temperature table (steps 7 and 8).
[0071]
Next, when the usage environment is a high temperature environment (30 ° C. or higher), if the temperature increase rate of the non-sheet passing portion is 7 deg or less, it is determined as rough paper (steps 10 and 11), and if it is larger than 7 deg, smooth paper is used. The fixing temperature table corresponding to each paper type is selected and printing is performed up to the designated number of sheets (steps 12 and 13).
[0072]
When the usage environment is a normal environment (17 to 30 ° C.), the fixing temperature is set by the same method as in the first embodiment and printing is performed (step 14).
[0073]
Table 4 shows the results of comparing the fixability of rough paper and hot offset curl of smooth paper when the above control is performed, and Table 5 shows the results of high temperature environment.
[0074]
[Table 4]

[0075]
[Table 5]

[0076]
As can be seen from Tables 4 and 5, with the fixing temperature setting (fixing temperature table 1 in FIG. 6) considering rough paper fixing properties, the hot offset and curl of smooth paper are very poor. In addition, when the fixing temperature is set in consideration of hot offset and curl of smooth paper (fixing temperature table 2 in FIG. 6), the rough paper fixing property in a low temperature environment becomes very poor. On the other hand, the control of the present embodiment makes it possible to achieve compatibility from rough paper fixability in a low temperature environment to hot offset and curl in a high temperature environment.
[0077]
As described above, by switching the temperature increase rate threshold value of the non-sheet passing portion depending on the use environment temperature, both the fixing property of rough paper and the hot offset curl of smooth paper can be achieved regardless of the paper type and use environment. be able to.
[0078]
In this embodiment, only the fixing temperature is changed between smooth paper and rough paper, but the same effect can be obtained by a method of reducing throughput with rough paper.
[0079]
(Third embodiment)
In the present embodiment, as in the first or second embodiment, the paper type information obtained from the temperature increase rate of the non-sheet passing portion is used as the paper feed ports 31 to 34 through which the recording material P is passed (FIG. 1). ) Is stored in the control circuit 35 every time. The other conditions are the same as those in the first or second embodiment, and the description thereof will be omitted.
[0080]
In the control of the first or second embodiment, since the rough paper and the smooth paper are discriminated at the first print job, the detection result is not reflected in the print mode such as one-sheet intermittent print or the paper. It may be reflected only from the middle.
[0081]
Therefore, in this embodiment, the paper type discrimination result is stored in the control circuit 35 for each of the paper feed ports 31 to 34 through which the recording material P is passed, and the fixing temperature is set as the same paper type for printing from the same paper feed port. To do. As a result, even in a printing mode such as single sheet intermittent printing, rough paper has good fixability, smooth paper does not give excessive heat, does not generate hot offset, and has good output without curling. An image is obtained.
[0082]
In this embodiment, when the paper feed cassettes 31 to 33 serving as the paper feed ports are loaded and unloaded and the MP tray 34 runs out of paper, the paper feed stored in the control circuit 35 is stored. The paper type information of the paper mouth is set to be cleared, and when there is a possibility that the paper type has been changed, the paper type information is reset.
[0083]
The control of this embodiment will be described with reference to FIG. First, when a print command is received, the heating element of the heater is energized and heated, and the temperature is controlled at the fixing temperature T ° C. (steps 1 and 2). Next, it is determined whether or not there is paper type information at the designated paper feed port (step 3). If there is paper type information, a fixing temperature table is determined from the paper type data and printing is performed (steps 4 and 5). If there is no paper type information at the designated paper feed port, the fixing temperature table is determined by the method of the first or second embodiment, and printing is performed (step 6).
[0084]
With the control described above, good rough paper fixability and smooth paper hot offset curl level are improved regardless of the print mode.
[0085]
As described above, the rough paper and smooth paper identification results obtained from the temperature rise rate of the non-sheet passing portion are stored up to a predetermined timing for each paper feed port, so that the rough paper fixability can be obtained regardless of the print mode. And smooth paper hot offset curl.
[0086]
In this embodiment, only the fixing temperature is changed between smooth paper and rough paper, but the same effect can be obtained by a method of reducing throughput with rough paper.
[0087]
(Other)
1) Of course, the configuration of the ceramic heater as the heater 11 is not limited to that of the embodiment.
[0089]
2) The heater 11 is not limited to a ceramic heater. For example, an electromagnetic induction exothermic member such as an iron plate may be used.FIG.Uses an electromagnetic induction exothermic member 11A such as an iron plate as a heater, and is disposed at the position of the fixing nip N, and a high frequency generated by an electromagnetic coil 44 and a magnetic core 45 as alternating magnetic flux generating means. A device configuration that generates heat by applying a magnetic field can also be used.The
[0091]
3) The heating fixing device of the film heating type is a rotating body driving system for pressurization, but the driving roller is provided on the inner peripheral surface of the endless fixing film and driven while applying tension to the film. It may be an apparatus, or may be an apparatus of a system in which a film is formed into a roll-wrapped end web and this is driven to travel.
[0092]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in an image forming apparatus having a film heating type heat fixing device, fixing can be performed at an appropriate fixing temperature according to the paper type of the recording material to be passed. Regardless of this, both good fixability and hot offset / curl can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration model diagram of an image forming apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is an enlarged model view of the heat fixing device part.
FIG. 3 is an enlarged model view of a fixing nip portion.
FIG. 4 is a structural model diagram of a ceramic heater as a heater and a block diagram of a power feeding system.
FIG. 5 is a diagram showing a flowchart of a sequence
FIG. 6 is a diagram illustrating a fixing temperature table.
FIG. 7 is a flowchart showing a sequence in the second embodiment.
FIG. 8 is a flowchart showing a sequence in the third embodiment.
FIG. 9 is a structural model diagram of a heat fixing apparatus having another configuration.
[Explanation of symbols]
11. Heating member (heater)
11a ... Ceramic substrate
11b ... energization heating resistance layer
11c ... Thin glass protective layer
12 ... Stay holder
13. Thin film (fixing film)
14. Temperature control member for temperature control (thermistor)
15. Temperature detection member for measuring temperature rise rate (thermistor)
20 ... Pressure roller
21 ... Pressure roller cored bar

Claims

A heater, a fixing film whose inner peripheral surface rotates while being in contact with the heater, and a pressure roller that is in contact with the outer peripheral surface of the fixing film and forms a fixing nip portion with the heater while sandwiching the fixing film; The first temperature detecting element disposed in the maximum sheet passing area of the heater and detecting the temperature of the heater, and the detected temperature of the first temperature detecting element maintain the fixing temperature. An image forming apparatus that includes a fixing unit that controls energization of the heater, and discharges the recording material on which an unfixed image is formed by heating and fixing the recording material.
The fixing unit further includes a second temperature detecting element that detects a temperature outside the maximum sheet passing area of the heater, and the control unit detects the second temperature while the recording material passes through the fixing nip. If the detected temperature increase rate of the element is larger than the temperature increase rate threshold value, it is determined that the recording material is smooth paper, the fixing temperature at the time of subsequent recording material fixing is set to the first fixing temperature, and the detected temperature When the rate of increase is equal to or less than the temperature increase rate threshold, it is determined that the recording material is rough paper, and the fixing temperature at the time of subsequent recording material fixing is set to a second fixing temperature higher than the first fixing temperature. An image forming apparatus comprising: setting .

A heater, a fixing film whose inner peripheral surface rotates while being in contact with the heater, and a pressure roller that is in contact with the outer peripheral surface of the fixing film and forms a fixing nip portion with the heater while sandwiching the fixing film; The first temperature detecting element disposed in the maximum sheet passing area of the heater and detecting the temperature of the heater, and the detected temperature of the first temperature detecting element maintain the fixing temperature. An image forming apparatus that includes a fixing unit that controls energization of the heater, and discharges the recording material on which an unfixed image is formed by heating and fixing the recording material.
The fixing unit further includes a second temperature detecting element that detects a temperature outside the maximum sheet passing area of the heater, and the control unit detects the second temperature while the recording material passes through the fixing nip. If the detected temperature rise rate of the element is larger than the temperature rise rate threshold value, the recording material is judged to be smooth paper. If the detected temperature rise rate is less than the temperature rise rate threshold value, the recording material is rough paper. An image forming apparatus characterized in that the number of fixing processes per unit time of a subsequent recording material is set to be smaller than that determined when there is a temperature increase rate threshold value .

The image forming apparatus further includes an environmental temperature detection sensor for detecting an installation environmental temperature of the image forming apparatus, and the control unit changes the temperature increase rate threshold value according to the detected temperature of the environmental temperature detection sensor. the image forming apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that.

The image forming apparatus further includes a plurality of paper feed ports for feeding the recording material, and information on the smoothness of the recording material obtained by the comparison with the temperature increase rate threshold is stored in the paper feed port. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is stored in association with each other.