JP4819238B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加熱体を加熱するための加熱体、特に電子写真におけるトナー像を被加熱体に永久固着させるために使用されるフィルム加熱方式の定着装置を有するプリンタ等の画像形成装置に係り、特に定着装置を構成する加熱体を発熱させるための制御及び紙等の記録材を給紙させるタイミング、及び紙の通紙終了後における定着装置の制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
加熱定着装置に代表される像加熱装置としては、従来から熱ローラー方式、フィルム加熱方式等の接触加熱方式が広く用いられている。このような装置はハロゲンランプ、発熱抵抗体に電流をながして発熱させ、ローラーやフィルムを介してトナー像の加熱を行っている。
【０００３】
このようなフィルム加熱式の定着装置としては、セラミックの基板上に抵抗発熱体のパターンを設けて加熱体を作り、これを発熱させて薄いフィルムを介して被加熱体を加熱するものとして、特開昭63‐313182号公報で提案されている。
【０００４】
そして、この定着装置における加熱体の制御としては、非通紙部昇温対策のために、定着装置が冷えている場合でも常に紙間では発熱を抑えるといった方法が特開平６−１４９１０３号公報で提案されている。
【０００５】
フィルム加熱方式の定着装置の機械的構成として、本発明の実施の形態を示す図２の概略断面図を用いて以下に説明する。
【０００６】
図２（ａ）において、２はエンドレスの耐熱性フィルムであり、加熱体を含むフィルムのガイド部材でもある加熱体支持体１に外嵌させている。このエンドレスの耐熱フィルムの内周長と加熱体を含む加熱体支持体１の外周長はフィルム２の方を例えば３mm程度大きくしており、したがってフィルム２はフィルムガイド１に対し周長が余裕をもってルーズに外嵌している。
【０００７】
フィルム２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、フィルム膜厚は１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下２０μｍ以上の耐熱性のあるＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰの単層、あるいはポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ等の外周表面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等をコーティングした複合層フィルムを使用できる。また、ポリイミドフィルムの外周表面にＰＴＦＥをコーティングしたものが用いられている。
【０００８】
３は加熱体であり、アルミナ等でできた基板表面に、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）等の電気抵抗材料を厚み約１０μｍ、幅１〜３mmにスクリーン印刷等により塗工し、その上に保護層７としてガラスやフッ素樹脂等をコートしている。４は加熱体３との間でフィルム２を挟んでニップＮを形成し、フィルムを駆動する回転体としての加圧ローラーであり、芯金４ａとシリコンゴム等の離型性の良い耐熱ゴム４ｂからなり、芯金４ａの端部より不図示の手段により駆動する。
【０００９】
図３（ｂ）は温度制御装置のブロック図である。Ａ／Ｄ変換器１２は、発熱体３上に設けられたサーミスター５の出力をＡ／Ｄ変換し、プリンタ全体の制御を行なうＣＰＵ１０に取り込み、その情報をもとにトライアック１１により、加熱体に通電するＡＣ電圧を位相、波数制御等により、加熱体通電電力を制御することで行う。
【００１０】
図１０は、従来の加熱体の通電電力の制御状態を示しており、横軸に時間、縦軸に定着制御温度を示したものである。５〜６時間本体を動作させていない場合、定着装置はほぼ室温まで冷え切っている。その時の温度はＴａ［℃］を示している。この温度Ｔａは、加熱体に接触しているサーミスターの検出温度であり、サーミスターの位置は通紙可能な紙の最小サイズの幅内に収まる位置に配置している。
【００１１】
プリントを始めると加熱体３は温度上昇を始め、その温度上昇に従ってサーミスター５の検知温度もＴｂ、Ｔｃ…［℃］と変化していく。加熱体３は記録材ＰがニップＮに入る直前ｅに未定着トナー画像を永久固着させるために必要な定着温度Ｔｄに温度上昇している。
【００１２】
いま入力電圧ＡＣ120Ｖ、紙種は小サイズとしてCOM10封筒（幅105mm、長さ241mm）と普通紙としてＡ４サイズ（長さ297mm）のNPI52g/m2 、プロセススピード80mm/sec、室温２３℃／５０％環境において、「薄紙モード」でプリントを行う。
【００１３】
参考までに、本従来例の温調モードと紙の重さの関係を記すと、
「薄紙モード」 〜64g/m2 ex.NPI52g/m2
「普通紙モード」 64〜80g/m2 ex.PB-SK64g/m2
「厚紙モード」 80g/m2 ex.DRY Paper80g/m2
「凹凸モード」 80g/m2 〜且つ凹凸紙 ex.Fox River Bond90ｇ/m2
と４モードである。
【００１４】
さらに、それぞれのモードの特徴について図１１に示す。
【００１５】
図１１に示すように、薄紙モードの１８０℃温調温度から凹凸モードの１９５℃と定着モードが変わるに従って、温調温度、紙間温調温度が変わっているのがわかる。
【００１６】
この理由として、
第一に、紙厚が厚くなる（坪量が大きくなる）に従って紙に含まれる水分量が多くなり、その水分を蒸発させるためのエネルギーが必要だからである。
【００１７】
第二に、加熱体から発せられた熱量が紙の裏まで伝わりにくくなってしまうために定着性が確保できなくなってしまうためである。
【００１８】
また、一方凹凸モードでは、単位時間内の通紙枚数も変更しているのがわかる。これは、定着の際に紙の凹部分まで加熱体の熱量を伝える必要があるためと、ｎ枚目の紙とｎ＋１枚目の紙の紙間において上下の部材（フィルム、フィルムガイド、加圧ローラーなど）を温めなければならないからである。これは、ｎ＋１枚目の定着性を良好にするためである。
【００１９】
図１に定着装置の長手寸法を示している。図１に示すように、定着装置本体での通紙可能な紙のサイズは最大サイズで220mm幅であるため、例えばCOM10封筒を通紙するとしたときに、通紙域対非通紙域の比率（Ｒ：２Ｈ）は約１：１となる。このときの第一及び第二の温度検知手段５ａ、５ｂの温度状態を図１２に示す。この場合、図１の通紙域「Ｒ」ではCOM10封筒が通過するために、加熱体を支持するフィルムガイド１及び加圧ローラー４の温度（第一の温度検知手段検知温度）はさほど上昇しないのである。これは、加熱体からの熱量が通紙部を通過する紙に熱量が奪われるからである。
【００２０】
一方、紙の通過しない非通紙域「Ｈ」では、紙が通紙されていないことと、熱の逃げ場所がないということで温度が上昇してしまう。その非通紙部において異常に温度が上がった状態のまま通紙（プリント）を行うと、先のフィルムガイドや加圧ローラーの破壊が発生してしまう場合がある。そのため、従来では通紙している紙の単位時間内の通紙枚数を変更したり、定着を行っているときの温調温度を低く設定したりすることで破壊の発生を防止している。
【００２１】
ここに記載している紙の通紙比率は約１：１であったが、同様の現象が発生するのは通紙比率が１：１に限っているわけではなく、１：１．２や１：０．２等でも発生することがある。
【００２２】
ここで、一般的に知られている定型紙のサイズの中で、本件が通紙可能なサイズとしてリーガル、レター、Ａ４、Ｂ５、封筒、はがき、COM10封筒サイズなどがある。これらの中で、比較的通紙領域の狭い紙にＢ５、はがき、COM10などがある。これらの紙の特徴としては紙幅が狭くなるとともに紙長さもそれに伴って短くなっているということがわかる。
【００２３】
参考までに紙の種類、紙幅、長さは、
リーガル 幅：２１６mm 長さ：３５６mm
レター 幅：２１６mm 長さ：２７９mm
Ａ４ 幅：２１０mm 長さ：２９７mm
Ｂ５ 幅：１８２mm 長さ：２５７mm
封筒（Ｂ５サイズ） 幅：１７４mm 長さ：２５０mm
COM10封筒 幅：１０５mm 長さ：２４１mm
はがき 幅：１００mm 長さ：１４８mm
３×５ｉｎｃｈ 幅：７６mm 長さ：１２７mm
この一覧の中を見てもわかるように、紙の幅が比較的狭い１８０mm前後の紙種特有の傾向があり、紙の長さは全て２５７mm以下となっている。
【００２４】
このように、紙の幅の狭いものに関しては長さが短く、反対に紙の幅の広いものに関しては長さが長くなるという傾向があり、紙の幅と長さは比較的対応しているということがわかる。本件は定型紙について述べており、ユーザーによって定型紙を切断し不定形な形状にしたものに関しては例として述べない。そのため、本件では便宜上紙の長さ（∝紙の幅）で説明を進めることにする。
【００２５】
このような長さの短い、つまり紙幅の狭い紙種を通紙する場合は、多くの場合に非通紙部における異常なまでの昇温が発生することがある。この現象を軽減させるために、非通紙部領域では非通紙部の温度をモニターするために、定着時に加熱体を温調させるためのサーミスター（第一の温度検出手段とする）とは別の第二の温度検出手段を非通紙部に設ける必要がある。これを使用している画像形成装置では、非通紙部（最小紙幅よりも外側）に第二の温度検知手段を配置させ、上記に示すような破壊に至るまでに画像形成装置の動作を変更して破壊を起こさせないようにしている。
【００２６】
一例として、図１３（ａ）のフローチャートに示すように、通紙中に第二の温度検出手段がある一定の温度になった場合（本従来例では、第二の温度検知手段が２６０℃を検知した場合）には、その時点から「通紙している紙の単位時間内の通紙枚数を変更する」といった方法を実行したり、「定着を行っているときの温調温度を変更する」といった方法を実行して対応をしている。
【００２７】
また他の制御として、図１３（ｂ）のように、通紙している紙種の長さをセンサーなどで測定し、ある一定長さ以下の場合は、初期から「通紙している紙の単位時間内の通紙枚数を変更する」といった方法を実行したり、「定着を行っているときの温調温度を変更する」といった方法を実行して対応している。
【００２８】
プリント中はこのように制御を行いプリントを行っているが、その後のプリント終了後の制御について説明する。図８のフローチャートに示すように、従来ではプリント終了後にもかかわらず、何の制限も無くプリントを受け付けてプリントを行うものであった。
【００２９】
この状態では、非通紙部の昇温が異常に高いために、通紙部であった場所と非通紙部であった場所の状態（グリースの状態や定着器内のトルクやフィルム内外面、加圧ローラーの摩擦係数など）が変わり、オフセットやフィルムのスリップが発生していた。
【００３０】
参考までに、各紙種にともなう通紙領域幅と長さ、非通紙領域幅、普通紙通紙時の非通紙部昇温温度、オフセット状況、スリップ状況を図１４に示す。
【００３１】
図１４中のCOM10封筒を例にして説明を行う。COM10封筒の長さは２４１mm、幅は１０５mmであり、本従来例の通紙領域は２２０mm幅であるために、非通紙領域幅は２２０−１０５＝１１５mmとなる。この紙を連続通紙した際には非通紙部昇温温度は２３０℃まで昇温する。この直後に普通紙を通紙すると、そのときの画像問題点として、オフセットが発生したためＮＧ、フィルムと紙のスリップも発生したため不良（ＮＧ）、さら加圧ローラーと紙のスリップも発生したためＮＧであった。
【００３２】
参考までに非通紙部の昇温温度の限界（画像問題が発生しない安全圏温度）は１６５℃である。
【００３３】
一方、Ａ４普通紙については非通紙部の温度は１４０℃と低いために非通紙部の昇温による画像の乱れや問題点は発生していないことがわかる。
【００３４】
つまり上記の様に問題が生じそうな紙種においては、第二の温度検知手段の検知温度によって紙の排出量を変化させたり、紙の長さを測定して排出量（スループット）を変化させたりしているのである。
【００３５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、幅も長さも短い小サイズ紙の連続通紙後に薄紙を通紙する際の排出量や温度変更は定着モードや紙モードとは関係なく行われていた。
【００３６】
本来、非通紙部昇温によって諸問題が発生するのは、その後に通紙する紙種が薄紙に限られており、厚紙には関係の無い現象である。
【００３７】
このため、すべての紙種に上記制御を導入すると、確かに問題などは発生しないが、紙の排出から次の紙の給紙までのスピードがすべてのモードにおいて一律に遅いという煩わしさが生じてしまう。
【００３８】
すなわち、定着モードや紙モードとは関係なく、記録材の単位時間内の通紙枚数を少なくしたり、定着を行っているときの温調温度を低くしたり、他にも後回転の時間を延長したりして、非通紙領域の昇温防止を図っていた。
【００３９】
これでは、画像関連の諸問題はなくなっても、従来の技術に示したように定着モードによらず小サイズ通紙後の後回転が長くなってしまい、ユーザーにとっては次の紙が排出されない（給紙されない）といった煩わしさが生じているのである。
【００４０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、記録材に未定着画像を形成する画像形成手段と、エンドレスフィルムと、前記エンドレスフィルムの内面に接触する加熱体と、前記エンドレスフィルムを介して前記加熱体と共に未定着画像を担持する記録材を挟持搬送する定着ニップ部を形成する加圧ローラと、通紙可能な最小サイズの記録材が通過する通紙領域の前記加熱体の温度を検知する第１の温度検知部と、前記最小サイズの記録材の非通紙領域の前記加熱体の温度を検知する第２の温度検知部と、を有し、前記定着ニップ部で未定着画像を定着処理する時、前記第１の温度検知部の検知温度が所定の定着制御温度を維持するように前記加熱体への供給電力が制御される定着手段と、を有する画像形成装置において、記録材の後端が前記定着ニップ部を通過した後の前記エンドレスフィルム及び前記加圧ローラの動作であり前記加熱体の前記非通紙領域の温度を下げる後回転動作が完了する前に、次のプリントジョブが入力した場合、前回のプリントジョブにおける記録材サイズが所定サイズ以下であれば前記第２の温度検知部の検知温度が所定温度に低下するまで前記後回転動作を延長した後に次のプリントジョブのプリントを開始し、前回のプリントジョブにおける記録材サイズが前記所定サイズより大きければ前記後回転動作を延長することなく直ちに次のプリントジョブのプリントを開始することを特徴とする。
【００４２】
【発明の実施の形態】
(実施の形態１)
図１〜図６は本発明の第1の実施の形態を示す。
【００４３】
図１は定着装置の平面図を示し、中央基準により定着ニップに記録材としてのCOM10封筒を通紙する際の通紙域に配置された第１の温度検出手段５ａと非通紙域に配置された第１の温度検出手段５ｂとの配置関係を示している。
【００４４】
図２（ａ）において、２はエンドレスの耐熱性フィルムであり、加熱体を含むフィルムのガイド部材でもある加熱体支持体１に外嵌させている。このエンドレスの耐熱フィルムの内周長と加熱体を含む加熱体支持体１の外周長はフィルム２の方を例えば３mm程度大きくしており、したがってフィルム２はフィルムガイド１に対し周長が余裕をもってルーズに外嵌している。
【００４５】
なお、本実施の形態の定着装置は、例えばプリンタに装備され、未定着トナー画像の担持された記録材がニップ部を通過する際に、加熱・加圧により該未定着トナー画像を記録材に定着させるのに使用されている。
【００４６】
プリンタの構成の一例としては、回転駆動される感光ドラムを帯電ローラーによって所定の極性、所定の電位に一様に帯電し、帯電後の感光ドラム1の表面に対しレーザー光学系等の露光装置によって画像情報に基づいた画像露光がなされ、露光部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置によって現像される。前記現像装置は、現像ローラーを有しており、この現像ローラーに現像バイアスを印加し、感光ドラム上の静電潜像にトナーを付着させることでトナー像としての顕像化を行う。トナー像は、転写ローラーによって紙等の記録材Ｐに転写される。記録材Ｐは、例えば給紙カセットあるいは給紙トレイ等に収納されており、給紙ローラー・搬送ローラーによって給紙・搬送され、感光ドラムと転写ローラーとの間の転写ニップ部に搬送され、さらにフィルム定着装置のニップ部に搬送される。
【００４７】
図１に示すサーミスタで構成される第１の温度検出手段５ａは、COM10封筒の通紙域における加熱体３の温度を検出し、同様にサーミスタで構成される第２の温度検出素子５ｂはCOM10封筒の非通紙域における加熱体３の温度を検出する。なお、１３は温度ヒューズである。
【００４８】
本実施の形態では、画像形成装置としてのプリンタを朝一番に電源を投入した状態（朝一状態）からCOM10封筒を連続通紙し、その後にＡ４サイズの記録材を通紙する場合の制御を例にして説明する。なお、上記した従来例における条件〔入力電圧、紙種／COM10封筒（長さ２４１mm）・Ａ４サイズ（長さ２９７mm）ＮＰ１５２ｇ／ｍ2 、プロセススピード、室温、など〕を使用するため、細かい説明は省略する。
【００４９】
画像形成装置本体を朝一状態からCOM10封筒を連続で通紙する。図４にそのときの第一と第二のサーミスター５ａ、５ｂの検知温度を示し、さらに図５には通紙域および非通紙域の加圧ローラー４の温度を示す（破線Ａ、Ｂ以降は後述する）。
【００５０】
図５を見てもわかるように、通紙域に配置している加圧ローラー４の温度は、紙間では温度が上がっていくものの通紙中においては温度が下がっている。これは、加熱体の熱量が通紙中には紙に断熱されて熱が伝わりにくいことを示している。
【００５１】
一方、非通紙域においては、加熱体３及び加圧ローラー４の熱量は通過している紙がないために温度が上昇している。同様に、図４に示しているサーミスターの検知温度を見ると、第一のサーミスター５ａの温度については、本体の制御温度と同じ動作である。一方、第二のサーミスター５ｂの検知温度は、図５と同様に第二のサーミスター５ｂを非通紙域に配置しているために、加熱体３の熱量は通過している紙がないために温度が上昇している。
【００５２】
従来例及び本実施の形態では、耐熱温度限界近くになると、記録材Ｐの単位時間内に通紙する量を少なくして、紙間において温度を下げて定着装置の破壊を防止するという制御を盛り込んでいるものの、それでもCOM10封筒のような紙を連続通紙すると、非通紙部における加圧ローラー（耐熱２３５℃）の温度と、第二のサーミスターさらに、加熱体３を支持しているフィルムガイド２（耐熱２７５℃）の耐熱温度の限界に近い温度まで温度上昇してしまうのである。
【００５３】
次に、このような温度の上がった状態の画像形成装置に普通サイズの紙を通紙する。
【００５４】
図４、図５において、破線Ａのタイミングに普通紙を通紙しており、破線Ｂのタイミングでは非通紙の温度状態が良好になった時点（これ以降は問題が出ない）を示す。図中、Ｂ直後の第二のサーミスター５ｂおよび加圧ローラー４の温度はそれぞれ１５０℃と１４０℃である。
【００５５】
このときの印字画像を見てみると、破線Ａのタイミング直後に通紙した紙の画像に乱れが生じている。この時の印字画像を図６に示す。図６を見てわかるように、画像先端の画像が後端に向かって引きずられてしまっている。
【００５６】
これは、非通紙部昇温によって端部におけるフィルムと加熱体の抵抗（α）が増大したことと、紙の印字領域が狭いことにより紙によるフィルムの駆動力（β）が減ったために起きる現象である。つまり、この（α）（β）の力関係のなかで、（α）の方が大きかったために発生したのである。
【００５７】
この現象を防止するため、本実施の形態では図２に示すプリンタ全体を制御するＣＰＵ１０により、図３のフローチャートに示す動作を行なっている。
【００５８】
図３に示すフローチャートにおいて、COM10封筒の連続通紙のプリント終了後に、プリント自体の信号は受け付けるが（ｓ−１）、プリントを終了していても（ｓ−２）、すぐにプリントを開始せず、第２の温度検知手段の検知温度Ｔｈ２と、終了した紙のサイズ（主に長さ）との情報に基づいて、プリント終了後の後回転時間を延長させるかさせないかの判断を行うといった制御を行なう。
【００５９】
まず、Ｓ―３において、プリントを終了したときの検知温度Ｔｈ２の温度が１６５℃以上であるかを判断する。加熱体の非通紙領域における温度が１６５℃以下であれば問題は発生しないので、そのままプリント信号を受け付け次第、プリントを実行する。
【００６０】
もし、１６５℃以上であれば次のステップＳ―４において、紙サイズを判断材料として使う。もし、紙サイズ（長さ）が２６５mm以上であっても、これは普通紙サイズを通紙した場合であるために、定着器内で温度のムラは生じてなく、そのためにプリントを継続しても何ら問題は発生しないのである。
【００６１】
もし、２６５mm以下の場合は小サイズを通紙したこととなり、定着器内で温度のムラが生じているものである。この状態で通紙を行うと先にも示したように画像に問題が生じてしまう。
【００６２】
そこで、このような場合、温度を均一にするための作業が必要となる。
【００６３】
つまり次のステップＳ−５において、定着装置の加熱体３への通電を止め、加熱しない状態で定着装置内のローラーやフィルムを回転させるのである。こうすることによって定着装置内の温度ムラをなくし、均一にすることができる。もし、ここで回転させずに止めてしまうと定着ニップ内は外気に触れることが無いため、ニップ内で温度ムラが生じたままになってしまうのである。
【００６４】
次に、回転を維持していくが、このまま定着装置が室温まで冷える必要は無く、つまりプリント信号を受け付けてプリントしても画像に問題の出ない領域以下に充分下がれば給紙をしてもよい。
【００６５】
そこで、本実施の形態は、この温度Ｔｈ２を１６５℃と決めることにした。この温度以上では、非通紙部の高温部と定着温度との相乗効果によってホットオフセットが発生してしまう。逆に１４０℃や１００℃と低い温度に設定してしまうと、定着器が冷えるまでに時間がかかってしまい、なかなかプリント動作に移行できないためユーザーにとっては煩わしいものとなってしまう。
【００６６】
いま、ここでCOM10封筒を連続して２００枚通紙したとする。その場合、先に示した温度である１６５℃をはるかに越える温度になることがある。その際、非通紙部の温度Ｔｈ２が１６５℃に下がるまでに後回転の処理が約５５secかかってしまう（その後１６５℃以下になったときからプリント信号を受け付け、通常の動作に移行する）。
【００６７】
このように、ユーザーを５５sec間も長い間待たせる（ユーザーや使用する場所にもよるが）ことは、ＣＳ（Ｃｕｓｔｏｍｅｒ Ｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏｎ＜顧客満足度＞の略）からも避ける必要がある。
【００６８】
よって、本実施の形態では、Ｔｈ２が１６５℃と全く画像に問題の出ない領域まで待たせるのではなく、ある時間の上限を設け、プリントを受付プリントに移行することにする。
【００６９】
この状態では温度が充分に下がって（１６５℃以下）いないために問題がでるのではと思うが、これは間違いである。あくまでも、１６５℃とは問題の出ない領域以下という温度であり、紙上に予定された文字／画像以外の画像が写らない領域である。
【００７０】
本実施の形態では、上限を４５secと決める（S−７）。この場合では、Ｔｈ２の温度は１７０℃までは下がっており、全く問題のでない１６５℃に対して５degの温度差である。
【００７１】
この１７０℃という温度は紙上に予定された文字以外に若干（うっすらとオフセットしている状態）あるが、印刷後の文字／画像の比較試験をするときには別問題となるが、それ以外の目的（通常の出力目的）では全く問題の無いレベルであった。
【００７２】
以上のように通紙領域外に配置している第２の温度検知手段５ｂの検知温度と、紙サイズ及び後処理の延長及び延長の上限時間を設けることによって、画像の不良を防止することが出来るとともに、加圧ローラー４と紙のスリップ、紙とフィルムのスリップ、フィルム２とヒーターのスリップなどによる画像の乱れを防止することができる。それとともに、ＣＳを保ちつつ最良なプリントスピードを維持することが出来る。
【００７３】
(実施の形態２)
上記した実施の形態１では、比較的小サイズである紙を（連続）通紙した場合で、かつ第２の温度検知手段の検知温度Ｔｈ２が１６５℃以上をモニターした際に、必ず後回転の延長モードに移行する制御を実行している。
. これに対し本実施の形態では、常に上記動作を行うのではなく、問題の出ない通紙モードであれば後回転の延長モードに移行することなくプリント信号を受け付けるとともにプリントを開始するというものである。
【００７４】
具体的に説明すると、COM10や封筒なども比較的厚い紙や、紙のカセットに常にセットしないものは比較的多くの場合、プリンタの手差し給紙口を使用することが多い。本実施の形態では、プリンタの手差し給紙を使用したか否かに基づいて、COM10や封筒などへの画像形成が行なわれたか否かを判断している。
【００７５】
この動作を図７に示すフローチャートに基づいて以下に説明する。
【００７６】
最初のステップとして、今手差し給紙口から比較的小サイズの紙を連続通紙し、その後連続通紙の終了となり、プリントの終了となるが、その後回転終了前にプリント信号が来たとする。その際、給紙口の切り替え信号が来ているか否かの判断を行う。もし、給紙口がそのまま手差し給紙ならば紙の変更は無いものとして判断できる。これは、後回転という短い時間の間にプリント信号が来るということは、紙の（紙サイズの）変更を行うことは出来ないからである。
【００７７】
紙サイズをユーザーが変える場合は必ず後回転は終了しているものである。つまり、後回転中に来たプリント信号はプリント信号が来る前に通紙していた紙と同一となるため、定着装置内で非通紙部の昇温が発生し、第２の温度検知手段の検知温度Ｔｈ２の温度が１６５℃を越えていたとしても画像上問題が発生しないのは明らかである。
【００７８】
ここで、もし違う給紙口からのプリント信号であれば、上記した実施の形態１に準じて制御を行うのである。
【００７９】
本実施の形態では手差し給紙口の使用の可否により紙サイズの変更を判断するようにしているが、これはカセットの場合やオプションカセットの場合も同じである。
【００８０】
以上述べたように、本実施の形態によれば、給紙口が変わった場合のみに実施の形態１と同じ制御を行うことで、同じ給紙口からのプリントを受け付けすぐにプリントを開始できるため出力に時間がかかることがない。また、プリントアウトまでの時間を長い間待つという煩わしさから開放されることが出来る。
【００８１】
(実施の形態３)
本実施の形態は、COM10封筒の連続通紙後に通紙する紙を普通紙のNP152g/m2 からPB-SK64g/m2へ変更して通紙を行う場合を示す。
【００８２】
定着モードに関しては、画像形成装置本体に配置した紙厚み検知素子によって決定された「普通紙モード」で通紙を行う。その厚み検知素子とは、例えばフォトセンサーを使用したものやピエゾを使用したものである。
【００８３】
この動作モードはユーザーにも設定が出来、その場合でも薄紙と自動設定したものと同じ制御となる。
【００８４】
本実施の形態の場合、上記した各実施の形態のように非通紙部の昇温は発生するものの、PB-SK紙は比較的厚みも重さもある紙なので、紙とフィルム及び、紙と加圧ローラー４のスリップについては発生しない。それは、紙が定着ニップに入った瞬間から加圧ローラーやフィルム、ヒーターから熱を奪う（熱の移動が起こる）ため、定着装置内の温度差が少なくなることによる。そのため、本普通紙モードでは、図８に示すフローチャートのように、プリント終了後の「後回転の延長」をすることなく、次の別種の記録材を給紙しても良い。
【００８５】
つまり、ヒータとフィルム、フィルムと記録材、記録材と加圧ローラといった各部材間におけるスリップは発生しない。また、スリップ以外にもホットオフセットという問題が残っているが、この問題も紙の厚みが比較的厚いために問題の無いレベルである。
【００８６】
通紙する紙をさらに厚く（重く）する場合には、モードも厚紙モード、凹凸モードにする必要がある（これも先と同様にユーザーが設定しなくても自動で判断できるのである）。
【００８７】
この場合も、上記に示した普通紙モードの場合と同じ原理で問題が発生しない。そのため後回転の延長を行う必要は無い。
【００８８】
すなわち本各実施の形態を纏めると、図９に示すような制御となり、後回転の延長を要する制御は薄紙モード設定の際に行い、他のモード（厚紙、凹凸、ＯＨＴなど）は後回転の延長を行わない。
【００８９】
このように、本来後回転の延長を行わなくても問題の発生しないモードでは後回転を延長させることがなくなるため、ユーザーにとってプリントまで時間を長く待つという煩わしさから開放される。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ある温度以下になるまで定着装置の加圧ローラなどの加圧体の回転を延長させることで非通紙部の昇温によるオフセットなどの画像不良を防止し、回転の延長時間を決めることで、問題を最小限に抑えて早いプリントアウトを実現することができる。
【００９１】
また、使用される給紙口に応じて問題の発生しない通紙の仕方を提供することができ、同様に早いプリントアウトを実現することができる。
【００９２】
さらに、複数の定着モード（紙種モード）に対応して後回転の延長の制御を行うために、画像の問題が発生しない定着モードに関しては後回転を延長させず、早いプリントアウトを行うことができ、ユーザーのプリントアウトまでの待ち時間を短縮することが可能になり、しかも、画像の不具合も解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す定着装置の配置図
【図２】（ａ）は図１の定着装置の断面図、（ｂ）はその定着制御回路図
【図３】実施の形態１で行った制御のフローチャート
【図４】従来の制御におけるサーミスターの出力を示した図
【図５】従来の制御における加圧ローラーの温度を示した図
【図６】従来の制御を使用したときに発生する問題画像を示す図。
【図７】実施の形態２で行った制御のフローチャート
【図８】従来の制御のフローチャート。
【図９】実施の形態３で行ったときのモードによる後回転の制御の有無を示す図表
【図１０】従来の定着制御を行ったときのサーミスターの出力図
【図１１】定着モードと温調温度等の関係を示す図表。
【図１２】従来の定着制御におけるサーミスターの検知温度を示す図
【図１３】（ａ）（ｂ）は従来の制御のフローチャート
【図１４】従来例での各紙種の長さ、幅、非通紙領域、非通紙部温度及び問題の発生状況を示す図表。
【符号の説明】
２ 耐熱性フィルム
１ 加熱体支持体
３ 加熱体
４ 加圧ローラー
４ａ 芯金
４ｂ 耐熱ゴム
５ サーミスター
１０ ＣＰＵ
１１ トライアック
１２ Ａ／Ｄ変換器
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加熱体を加熱するための加熱体、特に電子写真におけるトナー像を被加熱体に永久固着させるために使用されるフィルム加熱方式の定着装置を有するプリンタ等の画像形成装置に係り、特に定着装置を構成する加熱体を発熱させるための制御及び紙等の記録材を給紙させるタイミング、及び紙の通紙終了後における定着装置の制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
加熱定着装置に代表される像加熱装置としては、従来から熱ローラー方式、フィルム加熱方式等の接触加熱方式が広く用いられている。このような装置はハロゲンランプ、発熱抵抗体に電流をながして発熱させ、ローラーやフィルムを介してトナー像の加熱を行っている。
【０００３】
このようなフィルム加熱式の定着装置としては、セラミックの基板上に抵抗発熱体のパターンを設けて加熱体を作り、これを発熱させて薄いフィルムを介して被加熱体を加熱するものとして、特開昭63‐313182号公報で提案されている。
【０００４】
そして、この定着装置における加熱体の制御としては、非通紙部昇温対策のために、定着装置が冷えている場合でも常に紙間では発熱を抑えるといった方法が特開平６−１４９１０３号公報で提案されている。
【０００５】
フィルム加熱方式の定着装置の機械的構成として、本発明の実施の形態を示す図２の概略断面図を用いて以下に説明する。
【０００６】
図２（ａ）において、２はエンドレスの耐熱性フィルムであり、加熱体を含むフィルムのガイド部材でもある加熱体支持体１に外嵌させている。このエンドレスの耐熱フィルムの内周長と加熱体を含む加熱体支持体１の外周長はフィルム２の方を例えば３mm程度大きくしており、したがってフィルム２はフィルムガイド１に対し周長が余裕をもってルーズに外嵌している。
【０００７】
フィルム２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、フィルム膜厚は１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下２０μｍ以上の耐熱性のあるＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰの単層、あるいはポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ等の外周表面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等をコーティングした複合層フィルムを使用できる。また、ポリイミドフィルムの外周表面にＰＴＦＥをコーティングしたものが用いられている。
【０００８】
３は加熱体であり、アルミナ等でできた基板表面に、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）等の電気抵抗材料を厚み約１０μｍ、幅１〜３mmにスクリーン印刷等により塗工し、その上に保護層７としてガラスやフッ素樹脂等をコートしている。４は加熱体３との間でフィルム２を挟んでニップＮを形成し、フィルムを駆動する回転体としての加圧ローラーであり、芯金４ａとシリコンゴム等の離型性の良い耐熱ゴム４ｂからなり、芯金４ａの端部より不図示の手段により駆動する。
【０００９】
図３（ｂ）は温度制御装置のブロック図である。Ａ／Ｄ変換器１２は、発熱体３上に設けられたサーミスター５の出力をＡ／Ｄ変換し、プリンタ全体の制御を行なうＣＰＵ１０に取り込み、その情報をもとにトライアック１１により、加熱体に通電するＡＣ電圧を位相、波数制御等により、加熱体通電電力を制御することで行う。
【００１０】
図１０は、従来の加熱体の通電電力の制御状態を示しており、横軸に時間、縦軸に定着制御温度を示したものである。５〜６時間本体を動作させていない場合、定着装置はほぼ室温まで冷え切っている。その時の温度はＴａ［℃］を示している。この温度Ｔａは、加熱体に接触しているサーミスターの検出温度であり、サーミスターの位置は通紙可能な紙の最小サイズの幅内に収まる位置に配置している。
【００１１】
プリントを始めると加熱体３は温度上昇を始め、その温度上昇に従ってサーミスター５の検知温度もＴｂ、Ｔｃ…［℃］と変化していく。加熱体３は記録材ＰがニップＮに入る直前ｅに未定着トナー画像を永久固着させるために必要な定着温度Ｔｄに温度上昇している。
【００１２】
いま入力電圧ＡＣ120Ｖ、紙種は小サイズとしてCOM10封筒（幅105mm、長さ241mm）と普通紙としてＡ４サイズ（長さ297mm）のNPI52g/m2 、プロセススピード80mm/sec、室温２３℃／５０％環境において、「薄紙モード」でプリントを行う。
【００１３】
参考までに、本従来例の温調モードと紙の重さの関係を記すと、
「薄紙モード」 〜64g/m2 ex.NPI52g/m2
「普通紙モード」 64〜80g/m2 ex.PB-SK64g/m2
「厚紙モード」 80g/m2 ex.DRY Paper80g/m2
「凹凸モード」 80g/m2 〜且つ凹凸紙 ex.Fox River Bond90ｇ/m2
と４モードである。
【００１４】
さらに、それぞれのモードの特徴について図１１に示す。
【００１５】
図１１に示すように、薄紙モードの１８０℃温調温度から凹凸モードの１９５℃と定着モードが変わるに従って、温調温度、紙間温調温度が変わっているのがわかる。
【００１６】
この理由として、
第一に、紙厚が厚くなる（坪量が大きくなる）に従って紙に含まれる水分量が多くなり、その水分を蒸発させるためのエネルギーが必要だからである。
【００１７】
第二に、加熱体から発せられた熱量が紙の裏まで伝わりにくくなってしまうために定着性が確保できなくなってしまうためである。
【００１８】
また、一方凹凸モードでは、単位時間内の通紙枚数も変更しているのがわかる。これは、定着の際に紙の凹部分まで加熱体の熱量を伝える必要があるためと、ｎ枚目の紙とｎ＋１枚目の紙の紙間において上下の部材（フィルム、フィルムガイド、加圧ローラーなど）を温めなければならないからである。これは、ｎ＋１枚目の定着性を良好にするためである。
【００１９】
図１に定着装置の長手寸法を示している。図１に示すように、定着装置本体での通紙可能な紙のサイズは最大サイズで220mm幅であるため、例えばCOM10封筒を通紙するとしたときに、通紙域対非通紙域の比率（Ｒ：２Ｈ）は約１：１となる。このときの第一及び第二の温度検知手段５ａ、５ｂの温度状態を図１２に示す。この場合、図１の通紙域「Ｒ」ではCOM10封筒が通過するために、加熱体を支持するフィルムガイド１及び加圧ローラー４の温度（第一の温度検知手段検知温度）はさほど上昇しないのである。これは、加熱体からの熱量が通紙部を通過する紙に熱量が奪われるからである。
【００２０】
一方、紙の通過しない非通紙域「Ｈ」では、紙が通紙されていないことと、熱の逃げ場所がないということで温度が上昇してしまう。その非通紙部において異常に温度が上がった状態のまま通紙（プリント）を行うと、先のフィルムガイドや加圧ローラーの破壊が発生してしまう場合がある。そのため、従来では通紙している紙の単位時間内の通紙枚数を変更したり、定着を行っているときの温調温度を低く設定したりすることで破壊の発生を防止している。
【００２１】
ここに記載している紙の通紙比率は約１：１であったが、同様の現象が発生するのは通紙比率が１：１に限っているわけではなく、１：１．２や１：０．２等でも発生することがある。
【００２２】
ここで、一般的に知られている定型紙のサイズの中で、本件が通紙可能なサイズとしてリーガル、レター、Ａ４、Ｂ５、封筒、はがき、COM10封筒サイズなどがある。これらの中で、比較的通紙領域の狭い紙にＢ５、はがき、COM10などがある。これらの紙の特徴としては紙幅が狭くなるとともに紙長さもそれに伴って短くなっているということがわかる。
【００２３】
参考までに紙の種類、紙幅、長さは、
リーガル 幅：２１６mm 長さ：３５６mm
レター 幅：２１６mm 長さ：２７９mm
Ａ４ 幅：２１０mm 長さ：２９７mm
Ｂ５ 幅：１８２mm 長さ：２５７mm
封筒（Ｂ５サイズ） 幅：１７４mm 長さ：２５０mm
COM10封筒 幅：１０５mm 長さ：２４１mm
はがき 幅：１００mm 長さ：１４８mm
３×５ｉｎｃｈ 幅：７６mm 長さ：１２７mm
この一覧の中を見てもわかるように、紙の幅が比較的狭い１８０mm前後の紙種特有の傾向があり、紙の長さは全て２５７mm以下となっている。
【００２４】
このように、紙の幅の狭いものに関しては長さが短く、反対に紙の幅の広いものに関しては長さが長くなるという傾向があり、紙の幅と長さは比較的対応しているということがわかる。本件は定型紙について述べており、ユーザーによって定型紙を切断し不定形な形状にしたものに関しては例として述べない。そのため、本件では便宜上紙の長さ（∝紙の幅）で説明を進めることにする。
【００２５】
このような長さの短い、つまり紙幅の狭い紙種を通紙する場合は、多くの場合に非通紙部における異常なまでの昇温が発生することがある。この現象を軽減させるために、非通紙部領域では非通紙部の温度をモニターするために、定着時に加熱体を温調させるためのサーミスター（第一の温度検出手段とする）とは別の第二の温度検出手段を非通紙部に設ける必要がある。これを使用している画像形成装置では、非通紙部（最小紙幅よりも外側）に第二の温度検知手段を配置させ、上記に示すような破壊に至るまでに画像形成装置の動作を変更して破壊を起こさせないようにしている。
【００２６】
一例として、図１３（ａ）のフローチャートに示すように、通紙中に第二の温度検出手段がある一定の温度になった場合（本従来例では、第二の温度検知手段が２６０℃を検知した場合）には、その時点から「通紙している紙の単位時間内の通紙枚数を変更する」といった方法を実行したり、「定着を行っているときの温調温度を変更する」といった方法を実行して対応をしている。
【００２７】
また他の制御として、図１３（ｂ）のように、通紙している紙種の長さをセンサーなどで測定し、ある一定長さ以下の場合は、初期から「通紙している紙の単位時間内の通紙枚数を変更する」といった方法を実行したり、「定着を行っているときの温調温度を変更する」といった方法を実行して対応している。
【００２８】
プリント中はこのように制御を行いプリントを行っているが、その後のプリント終了後の制御について説明する。図８のフローチャートに示すように、従来ではプリント終了後にもかかわらず、何の制限も無くプリントを受け付けてプリントを行うものであった。
【００２９】
この状態では、非通紙部の昇温が異常に高いために、通紙部であった場所と非通紙部であった場所の状態（グリースの状態や定着器内のトルクやフィルム内外面、加圧ローラーの摩擦係数など）が変わり、オフセットやフィルムのスリップが発生していた。
【００３０】
参考までに、各紙種にともなう通紙領域幅と長さ、非通紙領域幅、普通紙通紙時の非通紙部昇温温度、オフセット状況、スリップ状況を図１４に示す。
【００３１】
図１４中のCOM10封筒を例にして説明を行う。COM10封筒の長さは２４１mm、幅は１０５mmであり、本従来例の通紙領域は２２０mm幅であるために、非通紙領域幅は２２０−１０５＝１１５mmとなる。この紙を連続通紙した際には非通紙部昇温温度は２３０℃まで昇温する。この直後に普通紙を通紙すると、そのときの画像問題点として、オフセットが発生したためＮＧ、フィルムと紙のスリップも発生したため不良（ＮＧ）、さら加圧ローラーと紙のスリップも発生したためＮＧであった。
【００３２】
参考までに非通紙部の昇温温度の限界（画像問題が発生しない安全圏温度）は１６５℃である。
【００３３】
一方、Ａ４普通紙については非通紙部の温度は１４０℃と低いために非通紙部の昇温による画像の乱れや問題点は発生していないことがわかる。
【００３４】
つまり上記の様に問題が生じそうな紙種においては、第二の温度検知手段の検知温度によって紙の排出量を変化させたり、紙の長さを測定して排出量（スループット）を変化させたりしているのである。
【００３５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、幅も長さも短い小サイズ紙の連続通紙後に薄紙を通紙する際の排出量や温度変更は定着モードや紙モードとは関係なく行われていた。
【００３６】
本来、非通紙部昇温によって諸問題が発生するのは、その後に通紙する紙種が薄紙に限られており、厚紙には関係の無い現象である。
【００３７】
このため、すべての紙種に上記制御を導入すると、確かに問題などは発生しないが、紙の排出から次の紙の給紙までのスピードがすべてのモードにおいて一律に遅いという煩わしさが生じてしまう。
【００３８】
すなわち、定着モードや紙モードとは関係なく、記録材の単位時間内の通紙枚数を少なくしたり、定着を行っているときの温調温度を低くしたり、他にも後回転の時間を延長したりして、非通紙領域の昇温防止を図っていた。
【００３９】
これでは、画像関連の諸問題はなくなっても、従来の技術に示したように定着モードによらず小サイズ通紙後の後回転が長くなってしまい、ユーザーにとっては次の紙が排出されない（給紙されない）といった煩わしさが生じているのである。
【００４０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、記録材に未定着画像を形成する画像形成手段と、エンドレスフィルムと、前記エンドレスフィルムの内面に接触する加熱体と、前記エンドレスフィルムを介して前記加熱体と共に未定着画像を担持する記録材を挟持搬送する定着ニップ部を形成する加圧ローラと、通紙可能な最小サイズの記録材が通過する通紙領域の前記加熱体の温度を検知する第１の温度検知部と、前記最小サイズの記録材の非通紙領域の前記加熱体の温度を検知する第２の温度検知部と、を有し、前記定着ニップ部で未定着画像を定着処理する時、前記第１の温度検知部の検知温度が所定の定着制御温度を維持するように前記加熱体への供給電力が制御される定着手段と、を有する画像形成装置において、記録材の後端が前記定着ニップ部を通過した後の前記エンドレスフィルム及び前記加圧ローラの動作であり前記加熱体の前記非通紙領域の温度を下げる後回転動作が完了する前に、次のプリントジョブが入力した場合、前回のプリントジョブにおける記録材サイズが所定サイズ以下であれば前記第２の温度検知部の検知温度が所定温度に低下するまで前記後回転動作を延長した後に次のプリントジョブのプリントを開始し、前回のプリントジョブにおける記録材サイズが前記所定サイズより大きければ前記後回転動作を延長することなく直ちに次のプリントジョブのプリントを開始することを特徴とする。
【００４２】
【発明の実施の形態】
(実施の形態１)
図１〜図６は本発明の第1の実施の形態を示す。
【００４３】
図１は定着装置の平面図を示し、中央基準により定着ニップに記録材としてのCOM10封筒を通紙する際の通紙域に配置された第１の温度検出手段５ａと非通紙域に配置された第１の温度検出手段５ｂとの配置関係を示している。
【００４４】
図２（ａ）において、２はエンドレスの耐熱性フィルムであり、加熱体を含むフィルムのガイド部材でもある加熱体支持体１に外嵌させている。このエンドレスの耐熱フィルムの内周長と加熱体を含む加熱体支持体１の外周長はフィルム２の方を例えば３mm程度大きくしており、したがってフィルム２はフィルムガイド１に対し周長が余裕をもってルーズに外嵌している。
【００４５】
なお、本実施の形態の定着装置は、例えばプリンタに装備され、未定着トナー画像の担持された記録材がニップ部を通過する際に、加熱・加圧により該未定着トナー画像を記録材に定着させるのに使用されている。
【００４６】
プリンタの構成の一例としては、回転駆動される感光ドラムを帯電ローラーによって所定の極性、所定の電位に一様に帯電し、帯電後の感光ドラム1の表面に対しレーザー光学系等の露光装置によって画像情報に基づいた画像露光がなされ、露光部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置によって現像される。前記現像装置は、現像ローラーを有しており、この現像ローラーに現像バイアスを印加し、感光ドラム上の静電潜像にトナーを付着させることでトナー像としての顕像化を行う。トナー像は、転写ローラーによって紙等の記録材Ｐに転写される。記録材Ｐは、例えば給紙カセットあるいは給紙トレイ等に収納されており、給紙ローラー・搬送ローラーによって給紙・搬送され、感光ドラムと転写ローラーとの間の転写ニップ部に搬送され、さらにフィルム定着装置のニップ部に搬送される。
【００４７】
図１に示すサーミスタで構成される第１の温度検出手段５ａは、COM10封筒の通紙域における加熱体３の温度を検出し、同様にサーミスタで構成される第２の温度検出素子５ｂはCOM10封筒の非通紙域における加熱体３の温度を検出する。なお、１３は温度ヒューズである。
【００４８】
本実施の形態では、画像形成装置としてのプリンタを朝一番に電源を投入した状態（朝一状態）からCOM10封筒を連続通紙し、その後にＡ４サイズの記録材を通紙する場合の制御を例にして説明する。なお、上記した従来例における条件〔入力電圧、紙種／COM10封筒（長さ２４１mm）・Ａ４サイズ（長さ２９７mm）ＮＰ１５２ｇ／ｍ2 、プロセススピード、室温、など〕を使用するため、細かい説明は省略する。
【００４９】
画像形成装置本体を朝一状態からCOM10封筒を連続で通紙する。図４にそのときの第一と第二のサーミスター５ａ、５ｂの検知温度を示し、さらに図５には通紙域および非通紙域の加圧ローラー４の温度を示す（破線Ａ、Ｂ以降は後述する）。
【００５０】
図５を見てもわかるように、通紙域に配置している加圧ローラー４の温度は、紙間では温度が上がっていくものの通紙中においては温度が下がっている。これは、加熱体の熱量が通紙中には紙に断熱されて熱が伝わりにくいことを示している。
【００５１】
一方、非通紙域においては、加熱体３及び加圧ローラー４の熱量は通過している紙がないために温度が上昇している。同様に、図４に示しているサーミスターの検知温度を見ると、第一のサーミスター５ａの温度については、本体の制御温度と同じ動作である。一方、第二のサーミスター５ｂの検知温度は、図５と同様に第二のサーミスター５ｂを非通紙域に配置しているために、加熱体３の熱量は通過している紙がないために温度が上昇している。
【００５２】
従来例及び本実施の形態では、耐熱温度限界近くになると、記録材Ｐの単位時間内に通紙する量を少なくして、紙間において温度を下げて定着装置の破壊を防止するという制御を盛り込んでいるものの、それでもCOM10封筒のような紙を連続通紙すると、非通紙部における加圧ローラー（耐熱２３５℃）の温度と、第二のサーミスターさらに、加熱体３を支持しているフィルムガイド２（耐熱２７５℃）の耐熱温度の限界に近い温度まで温度上昇してしまうのである。
【００５３】
次に、このような温度の上がった状態の画像形成装置に普通サイズの紙を通紙する。
【００５４】
図４、図５において、破線Ａのタイミングに普通紙を通紙しており、破線Ｂのタイミングでは非通紙の温度状態が良好になった時点（これ以降は問題が出ない）を示す。図中、Ｂ直後の第二のサーミスター５ｂおよび加圧ローラー４の温度はそれぞれ１５０℃と１４０℃である。
【００５５】
このときの印字画像を見てみると、破線Ａのタイミング直後に通紙した紙の画像に乱れが生じている。この時の印字画像を図６に示す。図６を見てわかるように、画像先端の画像が後端に向かって引きずられてしまっている。
【００５６】
これは、非通紙部昇温によって端部におけるフィルムと加熱体の抵抗（α）が増大したことと、紙の印字領域が狭いことにより紙によるフィルムの駆動力（β）が減ったために起きる現象である。つまり、この（α）（β）の力関係のなかで、（α）の方が大きかったために発生したのである。
【００５７】
この現象を防止するため、本実施の形態では図２に示すプリンタ全体を制御するＣＰＵ１０により、図３のフローチャートに示す動作を行なっている。
【００５８】
図３に示すフローチャートにおいて、COM10封筒の連続通紙のプリント終了後に、プリント自体の信号は受け付けるが（ｓ−１）、プリントを終了していても（ｓ−２）、すぐにプリントを開始せず、第２の温度検知手段の検知温度Ｔｈ２と、終了した紙のサイズ（主に長さ）との情報に基づいて、プリント終了後の後回転時間を延長させるかさせないかの判断を行うといった制御を行なう。
【００５９】
まず、Ｓ―３において、プリントを終了したときの検知温度Ｔｈ２の温度が１６５℃以上であるかを判断する。加熱体の非通紙領域における温度が１６５℃以下であれば問題は発生しないので、そのままプリント信号を受け付け次第、プリントを実行する。
【００６０】
もし、１６５℃以上であれば次のステップＳ―４において、紙サイズを判断材料として使う。もし、紙サイズ（長さ）が２６５mm以上であっても、これは普通紙サイズを通紙した場合であるために、定着器内で温度のムラは生じてなく、そのためにプリントを継続しても何ら問題は発生しないのである。
【００６１】
もし、２６５mm以下の場合は小サイズを通紙したこととなり、定着器内で温度のムラが生じているものである。この状態で通紙を行うと先にも示したように画像に問題が生じてしまう。
【００６２】
そこで、このような場合、温度を均一にするための作業が必要となる。
【００６３】
つまり次のステップＳ−５において、定着装置の加熱体３への通電を止め、加熱しない状態で定着装置内のローラーやフィルムを回転させるのである。こうすることによって定着装置内の温度ムラをなくし、均一にすることができる。もし、ここで回転させずに止めてしまうと定着ニップ内は外気に触れることが無いため、ニップ内で温度ムラが生じたままになってしまうのである。
【００６４】
次に、回転を維持していくが、このまま定着装置が室温まで冷える必要は無く、つまりプリント信号を受け付けてプリントしても画像に問題の出ない領域以下に充分下がれば給紙をしてもよい。
【００６５】
そこで、本実施の形態は、この温度Ｔｈ２を１６５℃と決めることにした。この温度以上では、非通紙部の高温部と定着温度との相乗効果によってホットオフセットが発生してしまう。逆に１４０℃や１００℃と低い温度に設定してしまうと、定着器が冷えるまでに時間がかかってしまい、なかなかプリント動作に移行できないためユーザーにとっては煩わしいものとなってしまう。
【００６６】
いま、ここでCOM10封筒を連続して２００枚通紙したとする。その場合、先に示した温度である１６５℃をはるかに越える温度になることがある。その際、非通紙部の温度Ｔｈ２が１６５℃に下がるまでに後回転の処理が約５５secかかってしまう（その後１６５℃以下になったときからプリント信号を受け付け、通常の動作に移行する）。
【００６７】
このように、ユーザーを５５sec間も長い間待たせる（ユーザーや使用する場所にもよるが）ことは、ＣＳ（Ｃｕｓｔｏｍｅｒ Ｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏｎ＜顧客満足度＞の略）からも避ける必要がある。
【００６８】
よって、本実施の形態では、Ｔｈ２が１６５℃と全く画像に問題の出ない領域まで待たせるのではなく、ある時間の上限を設け、プリントを受付プリントに移行することにする。
【００６９】
この状態では温度が充分に下がって（１６５℃以下）いないために問題がでるのではと思うが、これは間違いである。あくまでも、１６５℃とは問題の出ない領域以下という温度であり、紙上に予定された文字／画像以外の画像が写らない領域である。
【００７０】
本実施の形態では、上限を４５secと決める（S−７）。この場合では、Ｔｈ２の温度は１７０℃までは下がっており、全く問題のでない１６５℃に対して５degの温度差である。
【００７１】
この１７０℃という温度は紙上に予定された文字以外に若干（うっすらとオフセットしている状態）あるが、印刷後の文字／画像の比較試験をするときには別問題となるが、それ以外の目的（通常の出力目的）では全く問題の無いレベルであった。
【００７２】
以上のように通紙領域外に配置している第２の温度検知手段５ｂの検知温度と、紙サイズ及び後処理の延長及び延長の上限時間を設けることによって、画像の不良を防止することが出来るとともに、加圧ローラー４と紙のスリップ、紙とフィルムのスリップ、フィルム２とヒーターのスリップなどによる画像の乱れを防止することができる。それとともに、ＣＳを保ちつつ最良なプリントスピードを維持することが出来る。
【００７３】
(実施の形態２)
上記した実施の形態１では、比較的小サイズである紙を（連続）通紙した場合で、かつ第２の温度検知手段の検知温度Ｔｈ２が１６５℃以上をモニターした際に、必ず後回転の延長モードに移行する制御を実行している。
. これに対し本実施の形態では、常に上記動作を行うのではなく、問題の出ない通紙モードであれば後回転の延長モードに移行することなくプリント信号を受け付けるとともにプリントを開始するというものである。
【００７４】
具体的に説明すると、COM10や封筒なども比較的厚い紙や、紙のカセットに常にセットしないものは比較的多くの場合、プリンタの手差し給紙口を使用することが多い。本実施の形態では、プリンタの手差し給紙を使用したか否かに基づいて、COM10や封筒などへの画像形成が行なわれたか否かを判断している。
【００７５】
この動作を図７に示すフローチャートに基づいて以下に説明する。
【００７６】
最初のステップとして、今手差し給紙口から比較的小サイズの紙を連続通紙し、その後連続通紙の終了となり、プリントの終了となるが、その後回転終了前にプリント信号が来たとする。その際、給紙口の切り替え信号が来ているか否かの判断を行う。もし、給紙口がそのまま手差し給紙ならば紙の変更は無いものとして判断できる。これは、後回転という短い時間の間にプリント信号が来るということは、紙の（紙サイズの）変更を行うことは出来ないからである。
【００７７】
紙サイズをユーザーが変える場合は必ず後回転は終了しているものである。つまり、後回転中に来たプリント信号はプリント信号が来る前に通紙していた紙と同一となるため、定着装置内で非通紙部の昇温が発生し、第２の温度検知手段の検知温度Ｔｈ２の温度が１６５℃を越えていたとしても画像上問題が発生しないのは明らかである。
【００７８】
ここで、もし違う給紙口からのプリント信号であれば、上記した実施の形態１に準じて制御を行うのである。
【００７９】
本実施の形態では手差し給紙口の使用の可否により紙サイズの変更を判断するようにしているが、これはカセットの場合やオプションカセットの場合も同じである。
【００８０】
以上述べたように、本実施の形態によれば、給紙口が変わった場合のみに実施の形態１と同じ制御を行うことで、同じ給紙口からのプリントを受け付けすぐにプリントを開始できるため出力に時間がかかることがない。また、プリントアウトまでの時間を長い間待つという煩わしさから開放されることが出来る。
【００８１】
(実施の形態３)
本実施の形態は、COM10封筒の連続通紙後に通紙する紙を普通紙のNP152g/m2 からPB-SK64g/m2へ変更して通紙を行う場合を示す。
【００８２】
定着モードに関しては、画像形成装置本体に配置した紙厚み検知素子によって決定された「普通紙モード」で通紙を行う。その厚み検知素子とは、例えばフォトセンサーを使用したものやピエゾを使用したものである。
【００８３】
この動作モードはユーザーにも設定が出来、その場合でも薄紙と自動設定したものと同じ制御となる。
【００８４】
本実施の形態の場合、上記した各実施の形態のように非通紙部の昇温は発生するものの、PB-SK紙は比較的厚みも重さもある紙なので、紙とフィルム及び、紙と加圧ローラー４のスリップについては発生しない。それは、紙が定着ニップに入った瞬間から加圧ローラーやフィルム、ヒーターから熱を奪う（熱の移動が起こる）ため、定着装置内の温度差が少なくなることによる。そのため、本普通紙モードでは、図８に示すフローチャートのように、プリント終了後の「後回転の延長」をすることなく、次の別種の記録材を給紙しても良い。
【００８５】
つまり、ヒータとフィルム、フィルムと記録材、記録材と加圧ローラといった各部材間におけるスリップは発生しない。また、スリップ以外にもホットオフセットという問題が残っているが、この問題も紙の厚みが比較的厚いために問題の無いレベルである。
【００８６】
通紙する紙をさらに厚く（重く）する場合には、モードも厚紙モード、凹凸モードにする必要がある（これも先と同様にユーザーが設定しなくても自動で判断できるのである）。
【００８７】
この場合も、上記に示した普通紙モードの場合と同じ原理で問題が発生しない。そのため後回転の延長を行う必要は無い。
【００８８】
すなわち本各実施の形態を纏めると、図９に示すような制御となり、後回転の延長を要する制御は薄紙モード設定の際に行い、他のモード（厚紙、凹凸、ＯＨＴなど）は後回転の延長を行わない。
【００８９】
このように、本来後回転の延長を行わなくても問題の発生しないモードでは後回転を延長させることがなくなるため、ユーザーにとってプリントまで時間を長く待つという煩わしさから開放される。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ある温度以下になるまで定着装置の加圧ローラなどの加圧体の回転を延長させることで非通紙部の昇温によるオフセットなどの画像不良を防止し、回転の延長時間を決めることで、問題を最小限に抑えて早いプリントアウトを実現することができる。
【００９１】
また、使用される給紙口に応じて問題の発生しない通紙の仕方を提供することができ、同様に早いプリントアウトを実現することができる。
【００９２】
さらに、複数の定着モード（紙種モード）に対応して後回転の延長の制御を行うために、画像の問題が発生しない定着モードに関しては後回転を延長させず、早いプリントアウトを行うことができ、ユーザーのプリントアウトまでの待ち時間を短縮することが可能になり、しかも、画像の不具合も解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す定着装置の配置図
【図２】（ａ）は図１の定着装置の断面図、（ｂ）はその定着制御回路図
【図３】実施の形態１で行った制御のフローチャート
【図４】従来の制御におけるサーミスターの出力を示した図
【図５】従来の制御における加圧ローラーの温度を示した図
【図６】従来の制御を使用したときに発生する問題画像を示す図。
【図７】実施の形態２で行った制御のフローチャート
【図８】従来の制御のフローチャート。
【図９】実施の形態３で行ったときのモードによる後回転の制御の有無を示す図表
【図１０】従来の定着制御を行ったときのサーミスターの出力図
【図１１】定着モードと温調温度等の関係を示す図表。
【図１２】従来の定着制御におけるサーミスターの検知温度を示す図
【図１３】（ａ）（ｂ）は従来の制御のフローチャート
【図１４】従来例での各紙種の長さ、幅、非通紙領域、非通紙部温度及び問題の発生状況を示す図表。
【符号の説明】
２ 耐熱性フィルム
１ 加熱体支持体
３ 加熱体
４ 加圧ローラー
４ａ 芯金
４ｂ 耐熱ゴム
５ サーミスター
１０ ＣＰＵ
１１ トライアック
１２ Ａ／Ｄ変換器
Claims (1)
- 記録材に未定着画像を形成する画像形成手段と、
エンドレスフィルムと、前記エンドレスフィルムの内面に接触する加熱体と、前記エンドレスフィルムを介して前記加熱体と共に未定着画像を担持する記録材を挟持搬送する定着ニップ部を形成する加圧ローラと、通紙可能な最小サイズの記録材が通過する通紙領域の前記加熱体の温度を検知する第１の温度検知部と、前記最小サイズの記録材の非通紙領域の前記加熱体の温度を検知する第２の温度検知部と、を有し、前記定着ニップ部で未定着画像を定着処理する時、前記第１の温度検知部の検知温度が所定の定着制御温度を維持するように前記加熱体への供給電力が制御される定着手段と、
を有する画像形成装置において、
記録材の後端が前記定着ニップ部を通過した後の前記エンドレスフィルム及び前記加圧ローラの動作であり前記加熱体の前記非通紙領域の温度を下げる後回転動作が完了する前に、次のプリントジョブが入力した場合、前回のプリントジョブにおける記録材サイズが所定サイズ以下であれば前記第２の温度検知部の検知温度が所定温度に低下するまで前記後回転動作を延長した後に次のプリントジョブのプリントを開始し、前回のプリントジョブにおける記録材サイズが前記所定サイズより大きければ前記後回転動作を延長することなく直ちに次のプリントジョブのプリントを開始することを特徴とする画像形成装置。
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