JP2002214961A - 加熱定着装置及びそれを有する画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】オンデマンド定着装置及び該定着装置を具備し
た画像形成装置について、紙種によらず最適な定着条件
を自動的に設定可能とする。 【解決手段】ヒータ温度・ヒータ供給電力・定着後紙温
度をモニターし、最適定着温度制御を行なう。具体的に
は、ヒータ供給電力が小又は定着後紙温度が低い時はヒ
ータ温度を上げる。又はヒータ供給電力を一定にし、定
着後紙温度が低い時はヒータ供給電力量を増加させる。
この時ヒータ温度は上・下限値を設け、その値を超えな
いように制御を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真記録装置等
に用いられる加熱定着装置（定着器）及びそれを有する
画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の複写機、プリンタ
ー等の多くは定着手段として熱効率、安全性が良好な接
触加熱型の熱ローラ定着方式や、省エネルギータイプの
フィルム加熱方式を採用している。

【０００３】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加圧ローラを基本
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（定着ニップ部）に未定着画像（トナー
画像）を形成担持させた被加熱材としての被記録材（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）を導入して圧接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圧接ニップ部の加圧力
にて未定着画像を被記録材（以下、転写材と記す）面に
永久固着画像として熱圧定着させるものである。

【０００４】また、フィルム加熱方式の定着装置（オン
デマンド定着装置）は例えば特開昭６３−３１３１８２
号公報、特開平２−１５７８７８、４−４４０７５〜４
４０８３、４−２０４９８０〜２０４９８４号公報等に
提案されており、発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（弾性ローラ）
で密着させて摺動搬送させ、該耐熱性定着フィルムを挟
んで加熱体と加圧部材とで形成される圧接ニップ部に未
定着画像を担持した転写材を導入して耐熱フィルムと一
緒に搬送させて、耐熱性フィルムを介して付与される加
熱体からの熱と圧接ニップ部の加圧力によって未定着画
像を転写材上に永久画像として定着させる装置である。

【０００５】フィルム加熱方式の加熱装置は、加熱体と
して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出来るため、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装置はフィルム駆動方
法としてフィルム内面に駆動ローラを設ける方法、また
加圧ローラを駆動ローラ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。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記加熱定着装置にお
いて、転写材上のトナー像の定着性は転写材の厚み、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
性の粗い紙種では定着性が著しく損なわれる。

【０００７】これは定着ニップ内で加熱部材と転写材間
の接触面積が減るために十分な熱量が転写材上のトナー
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する、定着温度を高
くする必要がある。

【０００９】しかしながら定着圧力を高くする方法は定
着器の駆動トルクが高くなり装置コストが高くなりやす
い。特に加熱体としての加熱用ヒータに対し加熱用回転
体である加熱フィルムが定着ニップ部で摺動する為に回
転トルクが大きくなりやすい為、加圧力を大きくするこ
とが難しく、総圧で高々１４７Ｎ（１５ｋｇ）程度が限
界とされ定着ニップ領域内の線圧は低めとされる。その
為表面性の悪い紙種の定着性を良くする為には定着温度
を高くせざる得なくなる。

【００１０】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。

【００１１】また加圧ローラ駆動方式のフィルム型加熱
定着装置においては平滑性が高い薄紙を通紙したとき、
それが吸湿している場合などは高い定着温度で定着動作
を行うと水蒸気が多量に発生し加圧ローラと紙の間に水
蒸気層が生じ加圧ローラの摩擦係数が極端に低下し紙搬
送力が無くなり紙がスリップすることにより定着ニップ
内で停止してしまうという現象が発生しやすい。

【００１２】また転写材上のトナー像の定着性と転写材
のカール、トナーのホットオフセット、転写材のスリッ
プ等の相反する現象に対して定着温度のみでは無く、定
着ニップ幅も重要なパラメータとなる。すなわち定着ニ
ップ幅が大ならば定着温度が低くとも、転写材に熱量が
移動しやすくなるため良好な定着性を示すことが可能と
なるが逆にカール・ホットオフセット・スリップ等の現
象は発生しやすくなる。

【００１３】定着ニップ幅は加圧ローラの硬度、加圧バ
ネの加圧力に主に依存するが、これらはある程度ばらつ
きを有しており、定着器毎に定着ニップ幅は異なる。こ
のため定着ニップ幅のばらつきを考慮した状態で定着温
度設定を行うと、一種類の温度設定のみでは上述のよう
な様々な紙種に対して定着性・カール・ホットオフセッ
ト・スリップ等の現象を全て満足させることは非常に困
難となる。

【００１４】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。

【００１５】本発明は、この要望に応えるものであり、
紙種によらず最適な定着条件を自動的に設定可能とする
ことを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、被記録材上に形成担持させた未定着ト
ナー像を加熱用回転体、及び加圧用回転体によって形成
されたニップ部内を通過させることにより永久定着する
加熱定着装置において、上記加熱用回転体はエンドレス
フィルムからなり、ニップ部においてはニップ部と対向
するフィルム内周面に接触する加熱用ヒータがフィルム
に対し固定配置され、ニップ部通過後の被記録材温度を
測定する手段を有しており、予め設定された加熱用ヒー
タまたは加熱用回転体の目標温度と目標供給電力量に対
し、ニップ部通過後の被記録材温度に応じて定着時には
少なくとも一方に補正を加えることを特徴とすることに
より、表面性の粗い紙種には同じ定着温度の時低い電力
しか供給されないため、供給電力量に応じて定着目標温
度を補正する等の方法により被記録材の表面粗さに応じ
て適正な定着温度を自動的に制御すると共にニップ部通
過後の被記録材温度を測定することにより、熱容量の大
きな厚紙では被記録材温度が低く、熱容量が小さな薄紙
では被記録材温度が高くなることから紙厚を推定するこ
とが可能となり表面性・紙厚に依らず常に良好な定着性
を得ることができる。

【００１７】より具体的な制御方法として、被記録材上
に形成担持させた未定着トナー像を加熱用回転体、及び
加圧用回転体によって形成されたニップ部内を通過させ
ることにより永久定着する加熱定着装置において、上記
加熱用回転体はエンドレスフィルムからなり、ニップ部
においてはニップ部と対向するフィルム内周面に接触す
る加熱用ヒータがフィルムに対し固定配置され、ニップ
部通過後の被記録材温度を測定する手段を有しており、
加熱用ヒータまたは加熱用回転体の温度を目標温度とな
るように加熱用ヒータヘの通電を制御するのに際し、加
熱用ヒータヘの供給電力量とニップ部通過後の被記録材
温度をモニターしそのモニター結果に応じて上記目標温
度に補正を加えることを特徴とすることにより、上述の
様に紙の表面粗さ・厚みに応じて最適な定着温度設定が
可能となる。

【００１８】さらに他の具体的な制御方法として、被記
録材上に形成担持させた未定着トナー像を加熱用回転
体、及び加圧用回転体によって形成されたニップ部内を
通過させることにより永久定着する加熱定着装置におい
て、上記加熱用回転体はエンドレスフィルムからなり、
ニップ部においてはニップ部と対向するフィルム内周面
に接触する加熱用ヒータがフィルムに対し固定配置さ
れ、ニップ部通過後の被記録材温度を測定する手段を有
しており、加熱用ヒータまたは加熱用回転体の温度を目
標温度となるように加熱用ヒータヘの通電を制御するの
に際し、上記目標温度に対して加熱用ヒータヘの供給電
力量を予め設定しておき、その電力を加熱用ヒータヘ供
給し、ニップ部通過後の被記録材温度に応じて上記目標
温度及び加熱用ヒータヘの供給電力量を補正することを
特徴とすることによっても、上記と同様な効果を得るこ
とができる。

【００１９】要するに、オンデマンド定着装置及び該定
着装置を具備した画像形成装置について、ヒータ温度・
ヒータ供給電力・定着後紙温度をモニターし、紙種によ
らず最適な定着条件を自動的に設定可能にして最適定着
温度制御を行なう。具体的には、ヒータ供給電力が小又
は定着後紙温度が低い時はヒータ温度を上げる。又はヒ
ータ供給電力を一定にし、定着後紙温度が低い時はヒー
タ供給電力量を増加させる。この時ヒータ温度は上・下
限値を設け、その値を超えないように制御を行なう。

【００２０】

【発明の実施の形態】［第1の実施例］ （１）画像形成装置例 図１に本発明に係る画像形成装置の一例を示す。本例の
画像形成装置は転写式電子写真プロセス利用のレーザー
・ビーム・プリンターである。

【００２１】１は感光ドラムであり、ＯＰＣ、アモルフ
ァスＳｉ等の感光材料をアルミニウムやニッケルなどの
シリンダ状の基板上に形成した構成から成る。

【００２２】感光ドラム１は矢印の方向に回転駆動さ
れ、まずはじめに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。

【００２３】次に、露光手段であるレーザースキャナ３
０により、画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレ
ーザー・ビーム走査露光３がなされ、感光ドラム１上に
静電潜像が形成される。

【００２４】この静電潜像は、現像装置４で現像され、
可視化される。現像方法としては、ジャンピング現像
法、２成分現像法などが用いられ、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。

【００２５】一方、給紙部８から被記録材としての転写
材Ｐが一枚分離給送され、シートパス８１を通って転写
装置である転写ローラ５と感光ドラム１との圧接ニップ
部である転写部に所定のタイミングで給紙、搬送され、
感光ドラム１上の可視化されたトナー像が転写材Ｐ上に
転写される。

【００２６】トナー像を保持した転写材Ｐは加熱定着装
置６へ搬送され、定着装置６のニップ部で加熱・加圧さ
れて転写材上に定着され永久画像となる。定着装置６を
出た転写材Ｐはシートパス８２を通って排紙部８３に排
出される。

【００２７】一方、転写後に感光ドラム１上に残留する
転写残留トナーは、クリーニング装置７により感光ドラ
ム１表面より除去される。

【００２８】１００はプリンターの制御系を示してい
る。

【００２９】（２）加熱定着装置６ 本実施例における加熱定着装置６は、特開平２−１５７
８７８、４−４４０７５〜４４０８３、４−２０４９８
０〜２０４９８４号公報等に開示の加圧ローラ駆動タイ
プのフィルム加熱型定着装置である。

【００３０】図２に本実施例のフィルム加熱型定着装置
の概略断面模型図を示した。１０は加熱用回転体として
の、厚みが２０〜１５０μｍの薄肉の可撓性のエンドレ
スベルト状の定着フィルムであり、表層には離型層を形
成してある。このエンドレスベルト状の定着フィルム１
０は半円弧状のフィルムガイド部材（スティ）１３に対
して周長に余裕を持たせた形で外嵌している。

【００３１】フィルム１０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、肉厚を総厚１００μ
ｍ以下、好ましくは６０μｍ以下２０μｍ以上としポリ
イミド、ＰＥＥＫ等の耐熱樹脂フィルムまたはＮｉ電鋳
フィルム、ステンレスシームレスフィルム等の金属フィ
ルムを使用する。金属フィルムの場合は熱伝導性が良好
なためその厚みは１５０μｍ以下で十分実用可能とな
る。

【００３２】１１は加圧用回転体としての加圧ローラで
あり、鉄、アルミ等の芯金の上にシリコーンゴム層の上
に離型層としてＰＦＡチューブ層を有する。

【００３３】フィルム１０は加圧ローラ１１の回転駆動
により、少なくとも画像定着実行時は矢示の時計方向に
加熱体（加熱用ヒータ）１２面に密着して該加熱体面を
摺動しながら所定の周速度、即ち不図示の画像形成部側
から搬送されてくる未定着トナー画像Ｔを担持しだ転写
材Ｐの搬送速度と略同一周速度でシワなく回転駆動され
る。

【００３４】加熱体１２は例えばセラミックヒータであ
り、電力供給により発熱する発熱源としての通電発熱体
（抵抗発熱体）１２ａを含み、該通電発熱体１２ａの発
熱により昇温する。

【００３５】通電発熱体１２ａに対する電力供給により
加熱体１２が加熱され、またフィルム１０が回転駆動さ
れている状態において、加圧ローラ１１の弾性層１１ｂ
の変形によって生じる弾性力により該加熱体１２との間
に形成された圧接ニップ部Ｎ（定着ニップ部）に転写材
Ｐが導入されることで、該転写材Ｐがフィルム１０に密
着してフィルムと一緒の重なり状態で定着ニップ部Ｎを
通過していく。

【００３６】この転写材Ｐの定着ニップ部通過過程で加
熱体１２からフィルム１０を介して転写材Ｐに熱エネル
ギーが付与されて転写材Ｐ上の未定着トナー画像Ｔが加
熱溶融定着され、転写材Ｐは定着ニップ部通過後フィル
ム１０から分離して排出される。

【００３７】本実施例の加熱定着装置に用いられる定着
フィルム１０は円筒型上にポリイミドワニスを塗布した
後、加熱硬化させることで所定厚みのポリイミド層を形
成しその上に接着層を塗布し、ＰＦＡ粉体を静電塗装又
はＰＦＡ、ＰＴＦＥディスパージョンをスプレー塗装ま
たはディッピング塗装等行い、その後焼成またはＰＦＡ
チューブをポリイミドフィルムに被覆し溶着することで
所定の厚みのフッ素樹脂層を形成する。

【００３８】加圧ローラ１１は鉄、アルミ等の芯金１１
ａをブラスト等の表面粗し処理を行った後、洗浄を行
い、次いで芯金１１ａを筒型に挿入し、液状のシリコー
ンゴムを型内に注入し加熱硬化させる。この時加圧ロー
ラ表面層に離型層としてＰＦＡチューブ等の樹脂チュー
ブ層１１ｃを形成する為に、型内に予め内面にプライマ
ーを塗布したチューブを挿入しておくことにより、ゴム
の加熱硬化と同時にチューブとゴム層１１ｂの接着を行
う。このようにして成型された加圧ローラは脱型処理し
た後、２次加硫を行う。

【００３９】加熱用ヒータである加熱体１２は基板１２
ｄにアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）または窒化アルミニウム（Ａ
ｌＮ）を用い、基板１２ｄ上に銀・パラジウムからなる
抵抗体を厚膜印刷し所望の抵抗値を有する発熱体パター
ン１２ａを形成する。更に発熱体上に保護層・定着フィ
ルムとの摺動層としてのガラス層１２ｂを形成する。発
熱体形成面の裏側には温度検知素子であるサーミスタ１
２ｃを接着固定しヒータ温度をモニターしそのモニター
温度情報が制御回路部２０に入力する。制御回路部２０
はヒータ温度（定着ニップ部温度）を所定温度に維持す
るためにＡＣドライバ２１を制御してＡＣ電源２２から
加熱体１２の発熱体１２ａへの通電量を制御する。

【００４０】又定着フィルム１０として高熱伝導性の金
属フィルムを用いた場合、図３に示すように定着ニップ
Ｎの直後の金属フィルム温度をサーミスタ１２ｅにより
測定し、加熱体１２の発熱体１２ａへの供給電力を制御
することも可能である。

【００４１】また定着ニップ通過後の転写材温度モニタ
ー用に非接触の温度検知素子（焦電式温度センサーと集
光レンズを内蔵したタイプ）１６を設け、転写材の印字
面裏面側の温度をモニターする。そのモニター温度情報
が制御回路部２０に入力する。

【００４２】加熱体１２の発熱体１２ａへの通電量（供
給電力）はＰＩ（比例・積分）制御に基づき、位相制御
・波数制御等の周知の手段によりきめ細かく電力供給が
行われ、同時にエンジン制御部は位相角または波数情報
を記憶しておくことで通電電力量を知ることが可能とな
る。

【００４３】ここでＰＩ制御は下記のような式に応じて
供給電力量Ｗを決定する。

【００４４】Ｗ１＝Ａ＊（Ｔ０−Ｔ）＋Ｉ Ｗ＝（Ｖ／Ｖ０）＊Ｗ１ （単位は％でフル通電の時の電力量を１００％とする） ここで、Ａは常数（例えば５）、Ｔ０は目標温度、Ｔは
サーミスタ検知温度で、この部分がＰ制御に相当する。

【００４５】Ｉは一定時間（例えば５００ｍｓｅｃ）ご
とにヒータ温度をモニターした結果が目標温度に対し低
ければ５％供給電力を増加、逆に高ければ５％供給電力
を減少させる。これがＩ制御に相当する。

【００４６】この結果得られたＷ１はＰＩ制御によって
得られる供給電力となり、画像形成装置がモニターした
電源電圧Ｖと標準電圧Ｖ０（例えば１００Ｖ）の比に応
じて補正したＷが加熱用ヒータに供給される電力とな
る。ここで電源電圧は不図示の電圧検出回路によってモ
ニターされる。

【００４７】図４は本実施例の加熱用ヒータ制御温度テ
ーブルを示すグラフである。本制御を適用するレーザー
・ビーム・プリンタは最大サイズ幅がレターサイズ（幅
２１６ｍｍ）でプリントスピードが毎分レターサイズで
２０枚、転写材送り速度は１２０ｍｍ／ｓｅｃである。
本実施例では連続プリント枚数に応じてヒータ制御温度
を低下させていくアルゴリズムを採用している。これは
加圧ローラ温度が連続プリント時に上昇することにより
十分な定着性を得るために必要な定着温度が低くて済む
ためである。

【００４８】また間欠プリント時には間欠プリントの２
枚目は連続プリント時の１１枚目に相当するというよう
な間欠時にカウントする枚数を連続時に対して一定量増
加させるという制御方法を採用する。また間欠プリント
・連続プリントの判断はプリント間隔を測定することに
より行われる。本実施例では間欠プリント時の増加枚数
は１０枚としている。

【００４９】さらに最初のプリント時にはプリント開始
時にヒータ温度をモニターしその温度に応じてスタート
時の枚数を決定する。

【００５０】具体的には、１枚目のプリント時のヒータ
温度が８５℃以下の時は１枚目の設定温度からスタート
し、１枚目のプリント時のヒータ温度が８５℃よりも高
い時には２１枚目の設定温度からスタートし、その後は
連続プリント時には２２枚、２３枚といように枚数カウ
ントを増加させていく。

【００５１】また１枚目のプリント時のヒータ温度が１
００℃以上の時には４１枚目の設定温度からスタート
し、その後は連続プリント時には４２枚、４３枚といよ
うに枚数カウントを増加させていく。

【００５２】図４中、ａ，ｂ，ｃの３本のラインは、ａ
が厚紙用、ｂが普通紙用、ｃが薄紙用と設定され、転写
材温度モニター結果によりどのラインの温調モードには
いるかが制御回路部２０で選択される。

【００５３】具体的には、転写材温度モニター値が所定
値Ｔ１よりも高い場合には薄紙用のラインが選択され、
所定値Ｔ１より低いＴ２よりも転写材温度モニター値が
低い場合は厚紙用のラインが選択され、それ以外は普通
紙用のラインを選択する。

【００５４】本実施例では、厚紙用は坪量が１３５ｇ／
ｍ²以上、普通紙用は坪量が６０〜１３５ｇ／ｍ²未満、
薄紙用は坪量が６０ｇ／ｍ²未満及びＯＨＰ用紙・コー
ティング用紙等の特殊用紙に対応した定着温度設定とし
ている。

【００５５】図５は紙の坪量とヒータ温度を一定とした
時の定着後の紙温度の関係を示すグラフである。このグ
ラフより紙厚に応じて定着後の紙温度が変化することが
判る。

【００５６】図６は図４に示した設定温度テーブルに対
応した目標供給電力量テーブルを示すグラフである。こ
れらは実験により各定着モードにおける代表紙種の各設
定温度に対し必要とされる供給電力から求められた値を
代入している。

【００５７】図７は本実施例の定着温度制御方法を示す
フローチャートである。プリント命令を受信した後（ス
テップＳ１）、設定された定着モード（連続プリント時
は前回のプリントで設定された定着モード、その他はデ
フォルトの普通紙モード）を確認後（Ｓ２）、サーミス
タ１２ｃの温度をモニターしプリント開始時１枚目の枚
数を設定し目標温度を決定する（Ｓ３）。

【００５８】その後一定傾きでヒータ温度を立ち上げ
る。このときの供給電力Ｗ１はＰＩ制御によって決定さ
れる。

【００５９】次いでヒータ温度が目標温度に連しだ時点
で転写材が定着器に突入するようヒータ温度立ち上げ傾
きを制御し、転写材が定着ニップ領域に突入した時点で
ＰＩ制御によりヒータ温度が目標温度になるように供給
電力Ｗ１を制御する。

【００６０】この時所定時間（本実施例では１００ｍｓ
ｅｃ）供給電力量（ＰＩ制御を行っている間に供給必要
と判断した電力量の平均値）をモニターし、図６に示し
た目標温度に対する目標供給電力量Ｗ０のテーブルと対
応させる。この時画像形成装置が認識した供給電力量は
あくまでも波数又は位相角の平均値にすぎず、電力量の
絶対値を認識することができない。従って画像形成装置
に供給される電源電圧をモニターし、標準電圧（例えば
１００Ｖ）との比で換算した値が実際にヒータに供給さ
れた電力量となる。即ち測定された電源電圧Ｖと、標準
電圧Ｖ0の比Ｖ/Ｖ0を供給電力量Ｗ１との積Ｗを目標供
給電力量Ｗ０と比較することが必要となる。

【００６１】この結果、供給電力量Ｗが目標供給電力量
Ｗ０より小の時は転写材の表面粗さが大きく、定着フィ
ルムと転写材間の接触面積が小さく定着性が良くないと
判断し目標温度を上昇させる。

【００６２】具体的に、普通紙モードの時の説明を行う
と、目標供給電力量に対し３％以上電力量が異なると目
標制御温度を５℃上昇させる。更に６％以上電力量が異
なると目標制御温度を１０℃上昇させ、この温度を上限
温度と設定する。

【００６３】この結果、平滑性の良好なＰＰＣ用紙（表
面粗さＲａ：３．１μｍ、坪量７５ｇ／ｍ²）では例え
ば１枚目の目標設定温度で定着させたとき、供給電力量
は６７０Ｗで目標供給電力量６６０Ｗよりも大の為設定
温度の変更は無い。

【００６４】又いわゆるボンド紙と呼ばれる表面粗さの
粗い用紙（表面粗さＲａ：４．０μｍ、坪量７５ｇ／ｍ
²）では同様の条件下での供給電力量は６３５Ｗで目標
供給電力量６６０Ｗよりも３％以上低いため設定温度を
５℃上昇させる。

【００６５】また更に表面性の粗いレイド紙と呼ばれる
紙種（表面粗さＲａ：４．５４ｍ、坪量７５ｇ／ｍ²）
では供給電力量は６１５Ｗと更に減少し目標供給電力量
６６０Ｗよりも６％以上低いため設定温度を１０℃上昇
させる。

【００６６】これは表面粗さの大の紙種が定着ニップ部
で定着フィルムと接触する面積が小のため、熱流が小さ
くなるために生じる現象である。

【００６７】またこのようにリアルタイムで供給電力量
がモニターできるのはニップ部で直接加熱用ヒータの温
度制御を行っているためであり、熱ローラ定着装置では
本実施例のような制御は不可能である。

【００６８】更に紙先端部が定着ニップ部を通過後紙温
度測定センサーの測定領域を通過する時点で紙温度をモ
ニターし紙温度が９０〜１００℃の間では普通紙と判断
し上記制御を継続する。

【００６９】又紙温度が９０℃（Ｔ２）より低い場合は
厚紙と判断し厚紙モードとなり自動的にヒータ目標温度
を上記供給電力量による目標温度補正値に対し１０℃ア
ップさせる。

【００７０】一方、紙温度が１００℃（Ｔ１）よりも高
い時には薄紙と判断し薄紙モードとなり同様にヒータ目
標温度を１０℃低下させる。

【００７１】連続プリント時には前回の紙温度モニター
値に応じて厚紙・普通紙・薄紙の温度テーブルを選択し
その状態下で供給電力量によるヒータ目標温度補正を行
う。又連続プリント時で厚紙モードになっている場合は
紙温度が１００℃（Ｔ１）よりも高い時に普通紙モード
に移行する。

【００７２】連続プリント時で薄紙モードになっている
ときは９０℃より低い時に普通紙モードに以降する。

【００７３】このように本実施例では転写材先端の供給
電力量をモニターし、その値に応じて目標制御温度を可
変とすると同時に定着後の紙の温度をモニターし、その
モニター結果に応じて温度制御テーブルを変更する為
に、表面性の粗い紙種、厚紙ではヒータ制御温度は自動
的に高くなり、薄紙では自動的にヒータ制御温度は低く
なる。

【００７４】更に本実施例では転写材先端で供給電力量
をモニターすることで、多くの場合トナー像が形成され
ていない領域で供給電力量がモニターできトナー量によ
る供給電力変化の影響を受けがたいという利点も有して
いる。

【００７５】以上本実施例では目標供給電力量を設定し
ておき、それを下回ったときのみ定着温度を上昇させて
いるが、逆に表面性の悪い紙種にあわせて目標供給電力
量を設定し、それを上回ったときに定着温度を下げると
いう手法も可能である。

【００７６】さらには両者の中間で目標供給電力量に対
し下回ったときには定着設定温度を上昇させる、上回っ
たときには定着設定温度を低下させるという制御を組み
合わせることも可能である。

【００７７】［第２の実施例］図８は本実施例を説明す
るためのフローチャートである。本制御は前記第1の実
施例と同条件のレーザー・ビーム・プリンタに適用さ
れ、目標温度設定テーブル（図４）、目標供給電力設定
テーブル（図５）は前記第1の実施例と同じものを用い
ている。

【００７８】プリント命令を受信した後（ステップＳ
１）、設定された定着モード（連続プリント時は前回の
プリントで設定された定着モード、その他はデフォルト
の普通紙モード）を確認後（Ｓ２）、サーミスク１４の
温度をモニターしプリント開始時１枚目の枚数を設定し
目標温度を決定する（Ｓ３）。

【００７９】その後一定傾きでヒータ温度を立ち上げ
る。このときの供給電力ＷはＰＩ制御によって決定され
る。

【００８０】次いでヒーク温度が目標温度に連しだ時点
で転写材が定着器に突入するようヒータ温度立ち上げ傾
きを制御し、転写材が定着ニップ領域に突入した時点で
目標供給電力テーブルに応じた電力を供給する。この時
供給電力は画像形成装置に供給される電源電圧値に応じ
て補正した波数又は位相角によって決定する。

【００８１】この後一定電力を供給し続け、サーミスタ
１４によりヒータ温度をモニターする。ここでヒータ温
度が図４の目標温度テーブルに対し一定量変動したとき
には供給電力に補正を加える。

【００８２】具体的には、ヒータモニター温度が目標温
度よりも１０℃モニター温度が高くなった時点（厚紙モ
ードでは５℃）で目標温度＋１０℃（厚紙モードでは＋
５℃）の温度を維持するようにＰＩ制御を行う。

【００８３】同様に目標温度に対し１０℃モニター温度
が低くなった時点（薄紙モードでは５℃）で目標温度−
１０℃（薄紙モードでは目標温度−５℃）の温度を維持
するようにＰＩ制御を行う。

【００８４】更に紙先端部が定着ニップ部を通過後紙温
度測定センサーの測定領域を通過する時点で紙温度をモ
ニターし、紙温度が９０〜１００℃の間では普通紙と判
断し上記制御を継続する。

【００８５】又紙温度が９０℃（Ｔ２）よりも低い場合
は厚紙と判断し厚紙モードとなり自動的にヒータ供給電
力量を厚紙モードの供給電力量テーブルに応じて切り替
える。

【００８６】その後の温度制御は上記と同様に行う。

【００８７】一方、紙温度が１００℃（Ｔ１）よりも高
い時には、薄紙と判断し薄紙モードとなり同様に自動的
にヒータ供給電力量を薄紙モードの供給電力量テーブル
に応じて切り替える。

【００８８】連続プリント時には前回の紙温度モニター
値に応じて厚紙・普通紙・薄紙の温度テーブルを選択し
その状態下で供給電力量を決定する。

【００８９】又連続プリント時で厚紙モードになってい
る場合は紙温度が１００℃（Ｔ１）よりも高い時に普通
紙モードに移行する。連続プリント時で薄紙モードにな
っているときは９０℃よりも低い時に普通紙モードに以
降する。

【００９０】このような制御を行うことにより前記第１
の実施例と同様に平滑性が良い紙種に対しては供給電力
量を一定としているために自動的にヒータ制御温度が低
下し、一方表面性の粗い紙種に対しては自動的にヒータ
制御温度が上昇するために紙種に応じて良好な定着性を
維持したままカールやホットオフセット等の問題を回避
可能となる。

【００９１】又ヒータ温度モニター結果により目標温度
から一定値以上ずれたときには一定電力供給制御からヒ
ータ温度を一定とする制御に切り替えることにより、平
滑性が良好な厚紙でべた黒のような印字率の高いパター
ンを定着する場合などは電力供給が多くなりやすくなる
ために単純な定電力制御のみではヒータ温度降下量が大
きくなりやすく、それによる定着性の悪化が懸念される
場合もあるが、本制御のようなアルゴリズムを採用する
ことでこのような弊害も最小限に抑えることが可能とな
る。

【００９２】同様に薄紙で表面平滑性が粗い紙種では逆
に電力が消費されにくくなるために単純な定電力制御の
みではヒータ温度上昇量が大きくなりやすく、それによ
るホットオフセットの発生等が懸念される場合もある
が、本制御のようなアルゴリズムを採用することにより
このような弊害も最小限に抑えることが可能となる。更
に定着後の紙温度をモニターすることにより紙厚を推定
することが可能となり制御精度が大幅にアップする。

【００９３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の加熱定着装
置及びそれを有する画像形成装置によれば、表面性の粗
い紙種には同じ定着温度の時低い電力しか供給されない
ため、供給電力量に応じて定着目標温度を補正する等の
方法により被記録材の表面粗さに応じて適正な定着温度
を自動的に制御することが可能となり表面性に依らず常
に良好な定着性を得ることができる。また定着装置毎に
定着ニップ幅が異なった場合でも、同様に電力が被記録
材に供給されやすいニップ幅の広い定着装置では定着目
標温度を低めに補正することが可能となり、逆に電力が
転写材に供給されにくいニップ幅の狭い定着装置では定
着目標温度を高めに補正することが可能となり、定着装
置間の定着性ばらつき等も最小限に抑えることが可能と
なる。この結果部品精度も下げることが可能となり定着
装置の低コスト化も可能となる。

【００９４】また定着後の被記録材温度をモニターする
ことにより被記録材の厚みに応じて通電電力量モニター
結果による目標温度補正量を可変とすることを特徴とす
ることにより供給電力が変動する他のパラメータである
被記録材の厚みに対し最適な定着温度設定を可能とし、
より精度の高い定着温度制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の画像形成装置の概略構成模型図

【図２】 実施例の加熱定着装置の横断面模型図（その
１）

【図３】 実施例の加熱定着装置の横断面模型図（その
２）

【図４】 実施例の定着制御温度テーブルを示すグラフ

【図５】 紙厚と定着後の紙温度を示すグラフ

【図６】 実施例の供給電力テーブルを示すグラフ

【図７】 第1の実施例のヒータ温度・供給電力制御を
示すフローチャート

【図８】 第２の実施例のヒータ温度・供給電力制御を
示すフローチャート

【符号の説明】

１‥‥感光体ドラム、２‥‥帯電ローラ、６‥‥加熱定
着装置、１０‥‥定着フィルム（加熱用回転体）、１１
‥‥加圧用回転体

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被記録材上に形成担持させた未定着トナー
   像を加熱用回転体、及び加圧用回転体によって形成され
   たニップ部内を通過させることにより永久定着する加熱
   定着装置において、 上記加熱用回転体はエンドレスフィルムからなり、ニッ
   プ部においてはニップ部と対向するフィルム内周囲に接
   触する加熱用ヒータがフィルムに対し固定配置され、ニ
   ップ部通過後の被記録材温度を測定する手段を有してお
   り、予め設定された加熱用ヒータまたは加熱用回転体の
   目標温度と目標供給電力量に対し、ニップ部通過後の被
   記録材温度に応じて定着時には少なくとも一方に補正を
   加えることを特徴とする加熱定着装置。
2. 【請求項２】被記録材上に形成担持させた未定着トナー
   像を加熱用回転体、及び加圧用回転体によって形成され
   たニップ部内を通過させることにより永久定着する加熱
   定着装置において、 上記加熱用回転体はエンドレスフィルムからなり、ニッ
   プ部においてはニップ部と対向するフィルム内周囲に接
   触する加熱用ヒータがフィルムに対し固定配置され、ニ
   ップ部通過後の被記録材温度を測定する手段を有してお
   り、加熱用ヒータまたは加熱用回転体の温度を目標温度
   となるように加熱用ヒータヘの通電を制御するのに際
   し、加熱用ヒータヘの供給電力量とニップ部通過後の被
   記録材温度をモニターしそのモニター結果に応じて上記
   目標温度に補正を加えることを特徴とする加熱定着装
   置。
3. 【請求項３】被記録材上に形成担持させた未定着トナー
   像を加熱用回転体、及び加圧用回転体によって形成され
   たニップ部内を通過させることにより永久定着する加熱
   定着装置において、 上記加熱用回転体はエンドレスフィルムからなり、ニッ
   プ部においてはニップ部と対向するフィルム内周面に接
   触する加熱用ヒータがフィルムに対し固定配置され、ニ
   ップ部通過後の被記録材温度を測定する手段を有してお
   り、加熱用ヒータまたは加熱用回転体の温度を目標温度
   となるように加熱用ヒータヘの通電を制御するのに際
   し、上記目標温度に対して加熱用ヒータヘの供給電力量
   を予め設定しておき、その電力を加熱用ヒータヘ供給
   し、ニップ部通過後の被記録材温度に応じて上記目標温
   度及び加熱用ヒータヘの供給電力量を補正することを特
   徴とする加熱定着装置。
4. 【請求項４】フィルムは厚みが２０〜１５０μｍで、表
   層には離型層が形成されていることを特徴とする請求項
   １から３のいずれかに記載の加熱定着装置。
5. 【請求項５】被記録材上に未定着トナー像を形成担持さ
   せる作像手段部と、 被記録材上に形成担持させた未定着トナー像を加熱用回
   転体、及び加圧用回転体によって形成されたニップ部内
   を通過させることにより永久定着する加熱定着装置であ
   って、上記加熱用回転体はエンドレスフィルムからな
   り、ニップ部においてはニップ部と対向するフィルム内
   周面に接触する加熱用ヒータがフィルムに対し固定配置
   され、ニップ部通過後の被記録材温度を測定する手段を
   有しており、予め設定された加熱用ヒータまたは加熱用
   回転体の目標温度と目標供給電力量に対し、ニップ部通
   過後の被記録材温度に応じて定着時には少なくとも一方
   に補正を加えることを特徴とする加熱定着装置を有する
   画像形成装置。
6. 【請求項６】フィルムは厚みが２０〜１５０μｍで、表
   層には離型層が形成されていることを特徴とする請求項
   ５に記載の画像形成装置。