(57)【要約】【課題】  スループットダウンモードでの通紙時に不必要な生産性ダウンが発生する。【解決手段】  スループットダウン復帰時、定着部材の所定時間あたりの温度減少量に応じて、記録材の単位時間あたり枚数（ＰＰＭ）を復帰させる。記録材に画像を形成する画像形成部と、画像を担持した前記記録材を挟持搬送するニップ部を形成する第１及び第２の定着部材と、ニップ部を加熱するための発熱体と、定着部材および発熱体の記録材通過域と記録材非通過域の温度を検知する温度検知手段と、温度検知手段により定着部材の記録材通過域の温度を第一温度に維持するように発熱体への通電を制御する温度制御部と、ニップ部へ連続給送する記録材の単位時間あたり枚数を複数段階に変更可能な給送手段を備え、温度検知手段による発熱体の記録材非通過域の温度と、発熱体の記録材非通過域の所定時間あたりの温度減少量に応じて、記録材の単位時間あたり枚数を制御する制御部を有することを特徴とする。【選択図】図８
2020106558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材に画像を形成する画像形成部と、前記画像を担持した前記記録材を挟持搬送するニップ部を形成する第１及び第２の定着部材と、前記ニップ部を加熱するための発熱体と、
前記定着部材および前記発熱体の記録材通過域と記録材非通過域の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段により前記定着部材の記録材通過域の温度を第一温度に維持するように前記発熱体への通電を制御する温度制御部と、前記ニップ部へ連続給送する前記記録材の単位時間あたり枚数を複数段階に変更可能な給送手段を備え、
前記温度検知手段による前記発熱体の記録材非通過域の温度と、前記発熱体の記録材非通過域の所定時間あたりの温度減少量に応じて、前記記録材の単位時間あたり枚数を制御する制御部を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
記録材に画像を形成する画像形成部と、前記画像を担持した前記記録材を挟持搬送するニップ部を形成する第１及び第２の定着部材と、前記ニップ部を加熱するための発熱体と、
前記定着部材および前記発熱体の記録材通過域と記録材非通過域の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段により前記定着部材の記録材通過域の温度を第一温度に維持するように前記発熱体への通電を制御する温度制御部と、前記ニップ部へ連続給送する前記記録材の単位時間あたり枚数を複数段階に変更可能な給送手段を備え、
前記温度検知手段による前記定着部材の記録材非通過域の温度と、前記定着部材の記録材非通過域の所定時間あたりの温度減少量に応じて、前記記録材の単位時間あたり枚数を制御する制御部を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
所定時間あたりの温度減少量とは、Ｎ枚目の記録材後端がニップ部を通過した時間Ｔ０における定着部材の温度と、Ｎ＋１枚目の記録材後端がニップ部を通過した時間Ｔ１における定着部材の温度の差分を示すことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
記録材に画像を形成する画像形成部と、前記画像を担持した前記記録材を挟持搬送するニップ部を形成する第１及び第２の定着部材と、前記ニップ部を加熱するための発熱体と、
前記定着部材の記録材通過域と記録材非通過域の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段により前記定着部材の記録材通過域の温度を第一温度に維持するように前記発熱体への通電を制御する温度制御部と、前記ニップ部へ連続給送する前記記録材の単位時間あたり枚数を複数段階に変更可能な給送手段を備え、
前記温度検知手段による前記定着部材の記録材通過域の温度と、前記定着部材の記録材通過域の所定時間あたりの温度増加量に応じて、前記記録材の単位時間あたり枚数を制御する制御部を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
所定時間あたりの温度増加量とは、Ｎ枚目の記録材先端がニップ部を通過した時間Ｔ０における定着部材の温度と、Ｎ＋１枚目の記録材先端がニップ部を通過した時間Ｔ１における定着部材の温度の差分を示すことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
所定時間とは、単位時間を示すことを特徴とする請求項１、２、４の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
所定時間とは、定着部材の所定走行距離に達するまでに必要である、可変時間量を示すことを特徴とする請求項１、２、４の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
記録材の単位時間当たり枚数を変えることにより、前記定着部材の記録材非通過域の温度をＰＩＤ制御する制御部を有することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置およびこれに用いられる定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
定着装置で、小サイズの記録材を大サイズの記録材と同じプリント間隔で連続プリントすると、定着部材における非通紙領域が過度に昇温すること（非通紙部昇温）が知られ、一般に、通紙域端部近傍の非通紙域の温度が最も高くなる。また、非通紙部昇温している状態で大サイズの記録材をプリントすると、その記録材において小サイズ記録材の非通紙領域に対応する部分でトナーが溶け過ぎ、高温オフセットが発生してしまう。
【０００３】
このため、非通紙部昇温を抑制するように、紙間距離を延ばし、定着部材の線速を遅くする等して画像形成処理の生産性（使用する紙種毎の単位時間当たりの規定印刷枚数）を落とすスループットダウン（ＴＰＤ）制御が知られている。例えば、定着部材の端部温度がある温度以上になった場合にスループットダウンさせることで、単位時間あたりの通紙枚数が減少するため、単位時間あたりの電力投入量が低下する。このため、定着部材の記録媒体非通過領域における過度な温度上昇を防止することができる。
【０００４】
しかしながら、スループットダウンすることで、定着部材の記録媒体非通過領域における過度な温度上昇は防止出来るが、生産性が大きく低下するという問題がある。
【０００５】
このような生産性低下を抑制するための方法として、特許文献１が提案されている。特許文献１では、スループットダウンにより下がったＰＰＭを復帰させる際、複数の非通紙部温度しきい値Ｔ１、Ｔ２、・・・、Ｔｎ（Ｔ１＜Ｔ２＜・・・＜Ｔｎ）を設け、１枚あたりの定着部材の最大温度が各しきい値を下回る毎にスループットをＰ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎ（Ｐ１＞Ｐ２＞・・・＞Ｐｎ）と段階的にアップさせる制御を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１６９４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、温度しきい値による制御だと、しきい値を超えるたびにＰＰＭが増減するため、定着部材（非通紙域）の温度リップルが大きくなり、オーバーシュートする可能性がある。通常、非通紙部の温度が所定の許容上限温度を超えないよう、最も良くない条件を考慮し余裕を持たせてＰＰＭを設定するため、温度しきい値による制御では本来設定可能なＰＰＭまで生産性を上げられないという課題があった。
【０００８】
例えば、上記のしきい温度の設定は最も非通紙昇温の厳しい、用紙の坪量が２００ｇ／ｍ２以上の厚紙を想定して行うことになるが、実際に使用される用紙は通常１００ｇ／ｍ２以下のものがほとんどである。１００ｇ／ｍ２以下の用紙の場合、非通紙部の昇温速度は遅いため、２００ｇ／ｍ２以上の厚紙で設定されたしきい温度を超えても所定の許容上限温度に到達するまでは、通常のスループットでもまだまだ余裕がある。したがって、２００ｇ／ｍ２以上の用紙を想定したしきい温度では、不必要なスペックダウンになってしまうことがあった。
【０００９】
本発明の目的は、昇温による定着部材の熱劣化を防止しつつ、スループットダウン復帰時の生産性を最大限高めることのできる画像形成装置およびこれに用いられる定着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、
記録材に画像を形成する画像形成部と、前記画像を担持した前記記録材を挟持搬送するニップ部を形成する第１及び第２の定着部材と、前記ニップ部を加熱するための発熱体と、前記第１及び第２の定着部材の少なくとも一方における、前記記録材の搬送方向に直交する長手方向で前記記録材が通過しない一端側の領域に対する温度検知手段と、前記温度検知手段により前記定着部材の記録材通過域の温度を第一温度に維持するように前記発熱体への通電を制御する温度制御部と、前記ニップ部へ連続給送する前記記録材の単位時間あたり枚数を複数段階に変更可能な給送手段を備え、前記温度検知手段による記録材非通過域の温度と、前記定着部材の記録材非通過域の所定時間あたりの温度減少量に応じて、前記記録材の単位時間あたり枚数を制御する制御部を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る定着装置は、
前記画像を担持した前記記録材を挟持搬送するニップ部を形成する第１及び第２の定着部材と、前記ニップ部を加熱するための発熱体と、前記第１及び第２の定着部材の少なくとも一方における、前記記録材の搬送方向に直交する長手方向で前記記録材が通過しない一端側の領域に対する温度検知手段と、前記温度検知手段により前記定着部材の記録材通過域の温度を第一温度に維持するように前記発熱体への通電を制御する温度制御部と、前記温度検知手段による記録材非通過域の温度と、前記定着部材の記録材非通過域の所定時間あたりの温度減少量に応じて、前記記録材の単位時間あたり枚数を制御する制御部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、昇温による定着部材の熱劣化を防止しつつ、スループットダウン復帰時の生産性を最大限高めることのできる画像形成装置およびこれに用いられる画像形成装置およびこれに用いられる定着装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置の断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る定着装置の構成および定着部材の層構成の一例を示す概略図である。
【図３】本発明の実施形態に係る温度検知手段の長手方向の配置例を説明する図である。
【図４】本発明の実施形態に係るニップ部を加熱する発熱体を備えるヒータの構成を説明する図である。
【図５】本発明の実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態に係る定着装置の長手方向の位置関係を示す概略図である。
【図７】第１の実施形態におけるスループットダウン時の温度推移を示す概略図である。
【図８】第１の実施形態で実行される制御を示すフローチャートである。
【図９】（ａ）は本発明の実施形態（本実施例）および従来例における定着部材（非通紙域）の温度を説明する図、（ｂ）は本発明の実施形態における効果を示す図である。
【図１０】第２の実施形態におけるスループットダウン時の温度推移を示す概略図である。
【図１１】第２の実施形態で実行される制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。
【００１５】
《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図１は、本発明の実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置の一例であるカラー電子写真プリンタの断面図であり、シートの搬送方向に沿った断面図である。本実施形態では、カラー電子写真プリンタを単に「プリンタ」という。
【００１６】
図１に示すプリンタは、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の各色の画像形成部１０を備えている。感光ドラム１１は、帯電器１２によってあらかじめ帯電される。その後、感光ドラム１１は、レーザスキャナ１３によって、潜像を形成されている。潜像は、現像器１４によってトナー像になる。感光ドラム１１のトナー像は、一次転写ブレード１７によって、像担持体である例えば中間転写ベルト３１に順次転写される。転写後、感光ドラム１１に残ったトナーは、クリーナ１５によって除去される。この結果、感光ドラム１１の表面は、清浄になり、次の画像形成に備える。
【００１７】
一方、記録材（記録紙）としてのシートＰは、給紙カセット２０、又はマルチ給紙トレイ２５から、１枚ずつ送り出されて、レジストローラ対２３に送り込まれる。レジストローラ対２３は、シートＰを一旦受け止めて、シートが斜行している場合、真っ直ぐに直す。そして、レジストローラ対２３は、中間転写ベルト３１上のトナー像と同期を取って、シートを中間転写ベルト３１と二次転写ローラ３５との間に送り込む。
【００１８】
中間転写ベルト上のカラーのトナー像は、転写体である例えば二次転写ローラ３５によって、シートＰに転写される。その後、シートのトナー像は、シートが定着器４０によって、加熱加圧されることでシートに定着される。
【００１９】
（定着装置）
本発明の実施形態に係る定着装置４０の一実施態様を示す断面図を、図２に示す。本実施形態では、加圧部材は加圧ローラ９４として配置されている。以下の説明において、定着装置及びこの定着装置を構成する部材に関し、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向である。また、短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向である。また、長さとは長手方向の寸法である。また、幅とは短手方向の寸法である。そして、記録材に関し、幅方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向であり、幅とは幅方向の寸法である。
【００２０】
定着装置４０は、発熱体（加熱体）としてのセラミックヒータ（以下、ヒータと記す）９１と、支持部材としてのヒータホルダ９２を備える。また、第１の定着部材（加熱回転体）としての無端状の定着フィルム９３と、第１の定着部材と共に画像を担持した記録材を挟持搬送するニップ部（定着ニップ部）を形成する第２の定着部材としての加圧ローラ９４を備える。
【００２１】
ヒータホルダ９２は、剛性を有する耐熱性材料によって横断面略樋形状に形成されている。そして、ヒータホルダ９２は、ヒータホルダ９２の短手方向中央の下面に設けられた溝部でヒータ９１を支持している。定着フィルム９３は、ヒータ９１を支持させたヒータホルダ９２の外周にルーズに外嵌されている。さらに、定着フィルム９３の内周面（内面）には、ヒータ９１との摺動性を向上させるためにグリスが塗られている。
【００２２】
（定着フィルム）
定着フィルム９３について、更に詳しく説明する。定着フィルム９３は、図２中の定着フィルム層構成図に示すように、内側から基層９３ａ、弾性層９３ｂ、離型層９３ｃが設けられた複層構造を有する、回転可能な無端状のベルト部材（エンドレスベルト）である。基層９３ａは、薄肉の可撓性を有する無端状のベルトである。
【００２３】
基層９３ａの材料として、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ等の薄肉耐熱性樹脂が用いられている。また、より熱伝導性を高めるために、ＳＵＳ、ＮＩ等の薄肉金属を用いてもよい。また、基層９３ａは熱容量を小さくすることでクイックスタート性を満足させ、さらに一定の機械的強度も満足させる必要があるため、厚みは５μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは８μｍ以上２０μｍ以下とすることが望ましい。
【００２４】
基層９３ａの外周には、シリコーンゴム等で形成される弾性層９３ｂが形成されている。弾性層９３ｂを設けることで、高光沢で定着不良のない良質画像を得ることが可能になる。すなわち、離型層９３ｃが定着ニップ部Ｎで記録材Ｐ上のトナーＴや、記録材Ｐの紙繊維の形状に対して変形し、未定着のトナー画像を包み込むことによって、トナー画像に対して均一に熱を与えることができるようになる。
【００２５】
弾性層９３ｂの厚みは薄すぎると弾性が十分に発揮できないため、高光沢で定着ムラのない画像を得ることができず、厚すぎると定着フィルム９３の熱容量が大きくなってしまい、クイックスタート性が低下してしまう。そのため、弾性層９３ｂの厚みとしては、３０μｍ以上５００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以上３００μｍ以下とすることが望ましい。
【００２６】
本実施形態における弾性層９３ｂを形成するシリコーンゴムは、室温で流動性を持つポリマーで、加熱により硬化が進行するものであり、硬化後適度に低硬度で、加熱加圧定着装置で用いるのに十分な耐熱性と変形回復力を有する液状シリコーンゴムである。特に、加工性が良好で寸法精度の安定性が高く、硬化反応時に反応副生成物が発生しないなどの生産性に優れる理由から、付加反応架橋型の液状シリコーンゴムを用いることが、より好ましい。
【００２７】
付加反応架橋型の液状シリコーンゴムは、例えばオルガノポリシロキサン（Ａ液）およびオルガノハイドロジェンポリシロキサン（Ｂ液）を含み、さらに触媒や他の添加物を適宜含む組成物である。オルガノポリシロキサンはシリコーンゴム原料のベースポリマーであり、その分子量は、各種充填剤の混合攪拌や、それにより得られた混合物の流動性を適当な範囲とするために、数平均分子量５０００以上１０万以下が好ましい。そして、重量平均分子量１万以上５０万以下がより好ましい。
【００２８】
弾性層９３ｂとして、シリコーンゴム単体では熱伝導率が低い。熱伝導率が低いと、ヒータ９１から記録材Ｐに対して効果的に熱を伝えることが困難になり、加熱不足による定着ムラなどの画像不良を生じる可能性がある。そのため、本実施形態においては、弾性層９３ｂの熱伝導率を上げるために、弾性層９３ｂに高熱伝導性フィラーを混入、分散させる。
【００２９】
粒状の高熱伝導性フィラーとしては、ＳＩＣ、ＺＮＯ、ＡＬ２Ｏ３、ＡＬＮ、ＭＧＯ、カーボン等が用いられる。また、これらのフィラーは単一で用いても良いし、２種類以上を混合物として使用してもよい。これらフィラーを弾性層９３ｂに混入させることで、弾性層９３ｂに導電性を付与することも可能である。
【００３０】
弾性層９３ｂの外周に、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体樹脂（ＦＥＰ）等のフッ素樹脂から形成される離型層９３ｃを設ける。離型層９３ｃは、１〜５０μｍ、好ましくは８〜２５μｍの厚みとすることが望ましく、チューブを被覆させたものでも、表面を塗料でコートしたものであってもよい。
【００３１】
（加圧ローラ）
加圧ローラ９４は、定着フィルム９３の下方で定着フィルム９３と平行に配置されている。そして、この加圧ローラ９４とヒータ９１とで定着フィルム９３を所定の加圧機構によりヒータ９１側に加圧している。これにより、加圧ローラ９４の外周面（表面）を定着フィルム９３の外周面（表面）に加圧状態で接触させ、弾性層９４ｂを弾性変形させることによって定着フィルム９３表面と加圧ローラ９４表面との間に所定幅の定着ニップ部（ニップ部）Ｎを形成している。
【００３２】
加圧ローラ９４について、更に詳しく説明する。加圧ローラ９４は、軸芯体及び円筒体９４ａと、その外周面上に設けられている多孔質ゴム弾性層９４ｂと、多孔質ゴム弾性層９４ｂの外周面上に設けられている離型層９４ｃとを有する複層構造である。
【００３３】
１）軸芯体及び円筒体
軸芯体及び円筒体９４ａとして使用する材質は、表面にニッケルメッキやクロムメッキしたＳＵＭ材等の鋼材を含むステンレススチール、リン青銅、アルミニウムなどが好適である。また、加圧ベルトとして用いる際には、その円筒基材に使用する材質として、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ等の薄肉耐熱性樹脂あるいはＳＵＳ、ＮＩ等の薄肉金属からなる無端状のベルトなどが挙げられる。軸芯体及び円筒体９４ａの外径の目安としては４ｍｍ以上８０ｍｍ以下である。本実施形態においては、円筒基材として外径３０ｍｍのＳＵＳ材を用いた。
【００３４】
２）多孔質弾性層および離型層
多孔質弾性層９４ｂは、シリコーンゴムに代表されるような柔軟で耐熱性のある材料からなるゴムで形成されている。また、多孔質弾性層９４ｂは、軸芯体及び円筒体９４ａの上に略均一な厚みで形成されている。多孔質弾性層９４ｂの厚さは、所望の幅のニップ部Ｎを形成することができる厚さであれば特に限定されないが、２．０〜１０．０ｍｍであることが好ましい。多孔質弾性層９４ｂの硬度は、所望の幅のニップ部Ｎを確保する観点から、２０°以上７０°以下の範囲にあることが好ましい。
【００３５】
離型層９４ｃは、多孔質弾性層９４ｂ上にＰＦＡチューブを被せることにより形成しても良いし、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂からなる塗料を高熱伝導性の弾性層上にコーティングすることによって形成しても良い。離型層９４ｃの厚みは、充分な離型性を付与することができる厚さであれば特に限定されないが、好ましくは１５〜８０μｍである。
【００３６】
また、定着フィルム９３の長手方向の端部は、フランジ６（図６）によって狭持され、長手方向の定着フィルム９３の位置が規制されている。
【００３７】
（温度検知部材）
次に、図２、図３において温度検知部材としての接触式サーミスタ７について説明する。
【００３８】
図３は、記録材の搬送方向から見た際の定着装置の内部を表しており、本実施形態の定着装置は、制御部１００（図５）から送られた信号をもとに、図３に示すようにモータＭを動作させ、ギア５を介して加圧ローラ９４並びに定着フィルム９３を回転させる。
【００３９】
図３において、ヒータ裏サーミスタ７ａ（７ａ１、７ａ２、７ａ３）およびフィルム裏サーミスタ７ｂ（７ｂ１、７ｂ２、７ｂ３）を含む接触式サーミスタ７は、長手方向で所定の位置に配置される。ヒータ裏サーミスタ７ａ１、７ａ２、７ａ３は、ヒータ９１の裏面に接触する接触式温度計（サーミスタ）であり、ヒータ９１の温度を計測（検知）する。このヒータ裏サーミスタ７ａ１、７ａ２、７ａ３は、長手方向（加圧ローラ９４の回転軸方向）に３個所配置され、中央部のヒータ裏サーミスタ７ａ１は長手中央位置、端部のヒータ裏サーミスタ７ａ２、７ａ３は中央位置から±１５０［ｍｍ］の位置にある。
【００４０】
また、フィルム裏サーミスタ７ｂ（７ｂ１、７ｂ２、７ｂ３）は、定着フィルム９３の裏面（内面）に接触する接触式温度計（サーミスタ）であり、定着フィルム９３の温度を計測（検知）する。フィルム裏サーミスタ７ｂ１、７ｂ２、７ｂ３は、長手方向（加圧ローラ９４の回転軸方向）に３個所配置され、中央部のフィルム裏サーミスタ７ｂ１は長手中央位置、端部のフィルム裏サーミスタ７ｂ２、７ｂ３は中央位置から±１５０［ｍｍ］の位置にある。
【００４１】
（ヒータ）
図４を用いて、定着フィルム９３の内面に当接して定着フィルム９３を加熱するヒータ９１について詳細に説明する。ヒータ９１は、基板９５と、基板９５上に形成される発熱体９６と、発熱体９６を覆う絶縁コート層９７を備える。基板９５はヒータ９１の寸法や形状を決定する部材であり、材料としては耐熱性、熱伝導性、電気絶縁性に優れたアルミナ、窒化アルミ等のセラミック材料が用いられる。本実施形態では、基板９５として、長手方向の長さが４００ｍｍ、短手方向の長さが８．０ｍｍ、厚さが約１ｍｍのアルミナを用いている。このヒータ９１の熱伝導率は、２０［Ｗ／ｍ＊Ｋ］である。
【００４２】
基板９５上には、スクリーン印刷法によって、発熱体９６と、電源から発熱体９６に電流を流すための導体パターンが形成される。本実施形態では、導体パターンとしては低抵抗率材料である銀ペースト、若しくは銀に少量のパラジウムを混合した合金のペーストを用いている。また、発熱体９６には所望の抵抗値となるように銀−パラジウム合金のペーストを用い、このペーストは、所望の抵抗値になるように、銀９６Ａの中に、パラジウム９６Ｂ、ガラス繊維９６Ｃなどを含ませている。
【００４３】
発熱体９６と導体パターン、は耐熱性ガラスから成る絶縁コート層９７が被覆され、リークやショートが生じないように電気的に保護される。
【００４４】
基板９５の長手方向の端側には、電源と電気的に接続される電極が設けられる（不図示）。発熱体９６の総抵抗は約１０Ωであり、印加電圧１００Ｖで電力１０００［Ｗ］まで出すことができる。
【００４５】
（画像形成装置の制御部）
図５に、本実施形態の定着装置４０に関する画像形成装置の制御部の構成を示す。制御部としては、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）を有している。
【００４６】
ＲＯＭには、この装置の動作制御プログラムが格納されている。ＲＡＭには、一時的な演算結果やデータなどが格納されている。画像形成装置全体の制御は、制御部１００が行っており、これに液晶タッチパネルやボタン等によって構成される操作部１０１、ＰＣからプリントするときのプリントジョブ情報を制御部に伝達するドライバ１０２が接続される。操作部１０１、ドライバ１０２からの使用者の諸条件の入力によって、画像形成装置は動作を開始する。通紙する用紙のサイズ、坪量などの情報は、操作部１０１、ドライバ１０２から制御部１００に情報が送信される。
【００４７】
定着装置４０のサーミスタデータ１０３は、接触式サーミスタ７（図３）から取得するデータであり、制御部１００に情報が送信される。制御部１００は上記の接触式サーミスタ７からの情報を基に、ヒータ制御手段１０４、ファン制御手段１０５を操作している。また、通紙する用紙情報（紙種・紙サイズ）に基づいて記録材の単位時間あたり枚数を制御する、給紙制御手段１０６を操作している。
【００４８】
（評価条件）
＜非通紙部昇温評価＞
非通紙部昇温の評価には、上記方法にて作製した図３に示すフィルム加熱方式の定着装置を使用した。なお、本実施形態においては、第１の定着部材として定着フィルムを用いたが、第１の定着部材としてローラタイプの定着部材を用いても良い。
【００４９】
図３の定着装置に搭載された加圧ローラ９４の周速度を３００ｍｍ／ｓｅｃとなるように調整し、中央部のフィルム裏サーミスタ７ｂ１の温度が１７０℃になるように温調を設定した。温度１５℃、湿度１５％の環境下において、図２の定着装置のニップ部Ｎに記録材Ｐとして通紙した紙は坪量が１００ｇ／ｍ２のＳＴＭＴＲサイズ紙（用紙幅１４０ｍｍ）である。初期の生産性を６０ＰＰＭとして連続５００枚を通紙した。端部のヒータ裏サーミスタ７ａ２、７ａ３によって検知される、定着部材（非通紙域）の温度が２３０℃になった際にスループットダウンが発動する条件で通紙を行った。
【実施例１】
【００５０】
本実施例においては、図７に示すように、端部のヒータ裏サーミスタ７ａ２、７ａ３によって検知される定着部材（非通紙域）の、時刻ｔでの温度Ｔ０（ｔ）、時刻ｔ−αでの温度Ｔ０（ｔ−α）、ターゲット温度Ｔ１を規定する。また、αは通紙条件によって決定される所定の時間を示す。通紙時と紙間時で昇温カーブが異なるため、通紙時間と紙間時間を足し合わせた時間の倍数で規定することが望ましい。本実施例では、αを記録材ｎ枚目の後端からｎ＋１枚目の後端までの時間として規定した。
【００５１】
また、これらのパラメータから、ΔＴ１、ΔＴ０を定義する。ΔＴ１は、ターゲット温度Ｔ１と温度Ｔ０（ｔ）との差分を示す。ΔＴ０は、温度Ｔ０（ｔ）と温度Ｔ０（ｔ−α）の差分を示す。今回、定着部材のターゲット温度Ｔ１は定着部材が熱劣化しない温度であるＴ１＝２３０℃とした。
【００５２】
図８は、制御部１００により実行される制御を示すフローチャートである。
【００５３】
制御部１００は、用紙情報をドライバ１０２から受け取る（ステップＳ１０１）。そして、用紙情報から、初期のＰＰＭを決定し、所定のＰＰＭで連続通紙を行う（ステップＳ１０２）。通紙中、定着部材の温度をモニターし、スループットダウン温度を検知したかどうかを判定する（ステップＳ１０３）。スループットダウン温度を検知した場合、初期のＰＰＭよりも低いＰＰＭに変更する（ステップＳ１０４）。
【００５４】
スループットダウンし、定着部材の温度がスループットダウン温度より下回ったかどうかを判断する（ステップＳ１０５）。スループットダウン温度より下回った場合、所定時間あたりの温度減少量ΔＴ０と、ターゲット温度Ｔ１までの差分ΔＴ１から、ターゲット温度Ｔ１を維持するのに最適なＰＰＭを算出する（ステップＳ１０６）。
【００５５】
次に、ステップＳ１０６で算出したＰＰＭに復帰させて通紙動作を行う（ステップＳ１０７）。基本的には、連続ＪＯＢの１枚ごとにＰＰＭ計算し、次のＪＯＢでＰＰＭを変更できるようにすることが望ましい。この際、定着器によっては、ｎ＋１枚目の用紙後端においてＰＰＭを変更しても、ｎ＋２枚目やｎ＋３枚目まで、すでに給紙命令が発せられていることがある。その場合は、ｎ＋４枚目の給紙命令からＰＰＭを変更することになる。また、それ以降のＰＰＭ変更のタイミングに関しても、ｎ＋７枚目、ｎ＋１０枚目と等間隔にＰＰＭが切り替わるようにする。
【００５６】
最後に、全ジョブが終了したタイミングでＰＰＭ制御を終了し、ＰＰＭ情報を初期設定にリセットする（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０３でスループットダウン温度を検知しなかった場合は、通紙終了したらジョブを終了する（ステップ１０９）。
【００５７】
ステップＳ１０６において算出されるＰＰＭ復帰量を表１に示す。ここでのＰＰＭ復帰量とは、現在のＰＰＭに加算される値のことを示す。
【００５８】
【表１】
2020106558.tif 000003
【００５９】
（効果）
図９は、スループットダウンに入った場合の、本実施形態の制御によって得られる効果を示す図である。図９（ａ）は、通紙時の端部のヒータ裏サーミスタ７ａ２、７ａ３によって検知される定着部材（非通紙域）の温度推移を示す。破線が従来例、実線が本実施形態を示す。本実施形態では、従来例に比べ、定着部材（非通紙域）の温度がターゲットである２３０度に追従しており、定着部材が熱劣化しない温度範囲内でより高温の領域に推移していることがわかる。
【００６０】
今回、記録材ｎ枚目の後端温度とｎ＋１枚目の後端温度からΔＴ０を算出しているが、このように設定することで、１枚ごとのピーク温度の傾きが検出できるため、より精度高くＰＰＭを制御することが出来る。
【００６１】
図９（ｂ）は、総プリント枚数の時間推移を示したものである。表２に、実施例１における１分間あたりのプリント枚数を示す。比較例として、異なる坪量の用紙を通紙した際のデータを追記した（８０ｇ／ｍ２、２００ｇ／ｍ２）。
【００６２】
【表２】
2020106558.tif 000004
【００６３】
本実施形態では、定着部材（非通紙域）の温度を、定着部材が熱劣化しない温度範囲内でターゲット温度に追従させ、所定の許容上限温度に到達するまでの温度範囲を最大限活用することで、必要以上にスループットダウンさせず、生産性の最大化を図ることが出来る。
【実施例２】
【００６４】
実施例１では、非通紙部の過度の昇温を抑えつつ、生産性を最大化させる方法を述べたが、通紙域の温度が下がった場合に通紙域の温度を上げるためのスループットダウンに関しても同様の操作で、通紙部の温度低下を抑えつつ、生産性の最大化を図ることが出来る。
【００６５】
＜通紙部温度低下評価＞
通紙部の昇温評価には、上記方法にて作製した図３に示すフィルム加熱方式の定着装置を使用した。なお、本実施形態においては、第１の定着部材として定着フィルムを用いたが、第１の定着部材としてローラタイプの定着部材を用いても良い。
【００６６】
図３の定着装置に搭載された加圧ローラ９４の周速度を３００ｍｍ／ｓｅｃとなるように調整し、中央部のフィルム裏サーミスタ７ｂ１の温度が１７０℃になるように温調を設定した。温度１５℃、湿度１５％の環境下において、図２の定着装置のニップ部Ｎに記録材Ｐとして通紙した紙は坪量が１５０ｇ／ｍ２のＡ４サイズ紙（用紙幅２９７ｍｍ）である。初期のＰＰＭを６０ＰＰＭとして連続５００枚を通紙した。スループットダウンを発動する条件を、フィルム裏サーミスタ７ｂ１によって検知される、フィルム裏サーミスタ７ｂ１の温度とターゲット温度との差分が、１０℃以上開いた場合とした。
【００６７】
本実施例においては、図１０に示すように、中央部のフィルム裏サーミスタ７ｂ１によって検知される定着部材（通紙域）の、時刻ｔでの温度Ｔ０（ｔ）、時刻ｔ−αでの温度Ｔ０（ｔ−α）、ターゲット温度Ｔ２を規定する。また、αは通紙条件によって決定される所定の時間を示す。通紙時と紙間時で昇温カーブが異なるため、通紙時間と紙間時間を足し合わせた時間の倍数で規定することが望ましい。本実施例では、αを記録材ｎ枚目の先端からｎ＋１枚目の先端までの時間として規定した。
【００６８】
また、これらのパラメータから、ΔＴ２、ΔＴ０を定義する。ΔＴ２は、ターゲット温度Ｔ２と温度Ｔ０（ｔ）との差分を示す。ΔＴ０は、温度Ｔ０（ｔ）と温度Ｔ０（ｔ−α）の差分を示す。今回、定着部材のターゲット温度Ｔ２はＴ２＝１７０℃とした。
【００６９】
図１１は、制御部１００により実行される制御を示すフローチャートである。制御部１００は、用紙情報をドライバ１０２から受け取る（ステップＳ１０１）。そして、用紙情報から、初期のＰＰＭを決定し、所定のＰＰＭで連続通紙を行う（ステップＳ１０２）。通紙中、定着部材の温度をモニターし、スループットダウン温度を検知したかどうかを判定する（ステップＳ１０３）。スループットダウン温度を検知した場合、初期のＰＰＭよりも低いＰＰＭに変更する（ステップＳ１０４）。
【００７０】
スループットダウンし、定着部材の温度がスループットダウン温度より上回ったかどうかを判断する（ステップＳ１０５）。スループットダウン温度より上回った場合、所定時間あたりの温度減少量ΔＴ０と、ターゲット温度Ｔ１までの差分ΔＴ２から、ターゲット温度Ｔ２を維持するのに最適なＰＰＭを算出する（ステップＳ１０６）。
【００７１】
次に、ステップＳ１０６で算出したＰＰＭに復帰させて通紙動作を行う（ステップＳ１０７）。基本的には、連続ＪＯＢの１枚ごとにＰＰＭ計算し、次のＪＯＢでＰＰＭを変更できるようにすることが望ましい。この際、定着器によっては、ｎ＋１枚目の用紙後端においてＰＰＭを変更しても、ｎ＋２枚目やｎ＋３枚目まで、すでに給紙命令が発せられていることがある。その場合は、ｎ＋４枚目の給紙命令からＰＰＭを変更することになる。
【００７２】
また、それ以降のＰＰＭ変更のタイミングに関しても、ｎ＋７枚目、ｎ＋１０枚目と等間隔にＰＰＭが切り替わるようにする。最後に、全ジョブが終了したタイミングでＰＰＭ制御を終了し、ＰＰＭ情報を初期設定にリセットする（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０３でスループットダウン温度を検知しなかった場合は、通紙終了したらジョブを終了する（ステップ１０９）。
【００７３】
ステップＳ１０６において算出されるＰＰＭ復帰量を表３に示す。ここでのＰＰＭ復帰量とは、現在のＰＰＭに加算される値のことを示す。
【００７４】
【表３】
2020106558.tif 000005
【００７５】
本実施形態では、フィルム裏サーミスタ７ｂ１での温度をターゲット温度に追従させることで、必要以上にスループットダウンさせないので、生産性の最大化を図ることが出来る。
【００７６】
（変形例）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００７７】
（変形例１）
上述した実施形態では、画像形成装置の制御部が、単位時間あたりの通紙枚数（ＰＰＭ）を制御するものであった。このようなＰＰＭ制御に係る制御部は、画像形成装置に備わるものに限らず、定着装置に備わるものであっても良い。
【００７８】
（変形例２）
上述した実施形態では、発熱体として定着フィルム（エンドレスベルト）の内面に当接して定着フィルムを加熱するヒータを示したが、本発明はこれに限られるものではない。
【００７９】
定着フィルムが発熱層を備え、励磁コイルにより、もしくは通電により発熱する構成（第１の定着部材としての定着フィルムが発熱体を兼ねる構成）であっても良い。
【００８０】
（変形例３）
上述した実施形態では、所定時間αをＮ枚目の記録材後端がニップ部を通過した時間とＮ＋１枚目の記録材後端がニップ部を通過した時間の差分時間として規定した。
【００８１】
本発明は、これに限らず、所定時間αの規定方法として、記録材が複数枚流れた際の通紙時間でも良いし、定着部材の走行距離や、用紙情報（紙種・紙サイズ）から算出される可変量としても良い。
【００８２】
（変形例４）
上述した実施形態では、回転体としての無端ベルトに対向する加圧体として加圧ローラを用いたが、加圧ローラに替えて無端ベルトで構成することもできる。
【００８３】
そして、上述した実施形態では、回転体および加圧体としての加圧用回転体が定着回転体を加圧する場合を示した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、加圧体としてなく対向体としての回転体が定着回転体から加圧される場合にも同様に適用できる。
【００８４】
（変形例５）
上述した実施形態では、記録材として記録紙を説明したが、本発明における記録材は紙に限定されるものではない。一般に、記録材とは、画像形成装置によってトナー像が形成されるシート状の部材であり、例えば、定型或いは不定型の普通紙、厚紙、薄紙、封筒、葉書、シール、樹脂シート、ＯＨＰシート、光沢紙等が含まれる。なお、上述した実施形態では、便宜上、記録材（シート）Ｐの扱いを通紙、給紙などの用語を用いて説明したが、これによって本発明における記録材が紙に限定されるものではない。
【００８５】
（変形例６）
上述した実施形態では、未定着トナー像をシートに定着する定着装置を例に説明したが、本発明は、これに限らず、画像の光沢を向上させるべく、シートに仮定着されたトナー像を加熱加圧する装置（この場合も定着装置と呼ぶ）にも同様に適用可能である。
【００８６】
（変形例７）
上述した実施形態では、発熱体の記録材非通過域の温度により前記記録材の単位時間あたり枚数を制御したが、本発明は、これに限らず、定着部材の記録材非通過域の温度により、前記記録材の単位時間あたり枚数を制御する装置にも同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１０  画像形成部、９１  ヒータ、９３  定着フィルム、９４  加圧ローラ、
１００  制御部、Ｎ  ニップ部
【図１】
2020106558.tif 000006
【図２】
2020106558.tif 000007
【図３】
2020106558.tif 000008
【図４】
2020106558.tif 000009
【図５】
2020106558.tif 000010
【図６】
2020106558.tif 000011
【図７】
2020106558.tif 000012
【図８】
2020106558.tif 000013
【図９】
2020106558.tif 000014
【図１０】
2020106558.tif 000015
【図１１】
2020106558.tif 000016