(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材にトナー像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により前記トナー像が形成された前記記録材を搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬送された前記記録材に当該記録材上の前記トナー像を定着する定着手段とを備える画像形成装置であって、
前記定着手段は、
第１の回転体と、
前記第１の回転体を発熱させる発熱手段と、
前記第１の回転体を押圧する第２の回転体と、
前記第１の回転体の温度を検出する温度検出手段と、を備え、
前記画像形成装置はさらに、
所定枚数の記録材が前記第１の回転体と前記第２の回転体との間のニップ部を通過する前の第１のタイミングにおいて前記温度検出手段により検出された第１の温度と、前記所定枚数の記録材が前記ニップ部を通過した後の第２のタイミングにおいて前記温度検出手段により検出された第２の温度とに基づき、前記第１の回転体の温度が閾値温度を下回るときの前記ニップ部を通過させる記録材の予測枚数を予測する予測手段と、
前記搬送手段が複数の記録材を前記ニップ部に通過させる場合、前記搬送手段を第１モードに制御した後、前記ニップ部を通過した記録材の枚数が前記予測手段により予測された前記予測枚数に達する前に、前記第１モードから、単位時間あたりに前記ニップ部を通過する記録材の枚数が前記第１モードよりも少ない第２モードに切り替える制御手段と、を有し、
前記予測手段は、前記第２のタイミングよりも後の第３のタイミングにおいて前記温度検出手段により検出された第３の温度を含む複数の温度に基づいて前記予測枚数を更新することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記複数の温度は、前記第２の温度と前記第３の温度であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１モードから前記第２のモードに切り替わった場合、前記ニップ部へ搬送される前記記録材の搬送間隔を前記第１モードにおける搬送間隔よりも広げることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第１モードから前記第２のモードに切り替わった場合、前記ニップ部へ搬送されるべき前記記録材の搬送を一時的に停止させることを特徴とする請求項１または２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、第１の回転体と第２の回転体との間に記録材を通過させてトナー像を定着させる定着手段を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置において、定着装置（定着手段）の温度低下を防ぐために、プリント速度を下げる、もしくはプリント間隔を広くする等のダウンシーケンスがなされるものがある。例えば、定着装置の温度が低下した際のダウンシーケンスに関して、定着装置の温度が定着可能な温度に復帰するまでの時間を、画像形成装置の電源オンからの時間に応じて徐々に短くするという技術が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
また、画像形成装置内の定着ローラ（第１の回転体）の温度が所定温度以下に低下した際、定着ローラに対向して配置される加圧ローラ（第２の回転体）の温度が低下したと判断し、定着ローラの温調温度を一律に上げるという技術も提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１８３６８６号公報
【特許文献１】特開平１０−２８２８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１のように、定着装置の温度が定着可能な状態に復帰するまでの時間を設定する技術では、定着装置が十分に温かい状態で電源をＯＦＦ／ＯＮすると、本来短くても良いダウンシーケンスの時間が必要以上に長引いてしまう。その結果、画像形成装置の生産性が低下するという問題がある。
【０００６】
また、上記特許文献２のように、定着ローラの瞬間的な温度状態だけで加圧ローラが温度低下していると判断してしまうと、不適切な場合がある。例えば、主走査方向に短い紙を通紙した際に発生する定着ローラの端部昇温や、高温オフセット（二重転写）といった定着装置の問題が発生するおそれがある。
【０００７】
本発明の目的は、定着手段の温度を上昇させるダウンシーケンスが必要以上に実施されることを抑制できる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明の画像形成装置は、記録材にトナー像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により前記トナー像が形成された前記記録材を搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬送された前記記録材に当該記録材上の前記トナー像を定着する定着手段とを備える画像形成装置であって、前記定着手段は、第１の回転体と、前記第１の回転体を発熱させる発熱手段と、前記第１の回転体を押圧する第２の回転体と、前記第１の回転体の温度を検出する温度検出手段と、を備え、前記画像形成装置はさらに、所定枚数の記録材が前記第１の回転体と前記第２の回転体との間のニップ部を通過する前の第１のタイミングにおいて前記温度検出手段により検出された第１の温度と、前記所定枚数の記録材が前記ニップ部を通過した後の第２のタイミングにおいて前記温度検出手段により検出された第２の温度とに基づき、前記第１の回転体の温度が閾値温度を下回るときの前記ニップ部を通過させる記録材の予測枚数を予測する予測手段と、前記搬送手段が複数の記録材を前記ニップ部に通過させる場合、前記搬送手段を第１モードに制御した後、前記ニップ部を通過した記録材の枚数が前記予測手段により予測された前記予測枚数に達する前に、前記第１モードから、単位時間あたりに前記ニップ部を通過する記録材の枚数が前記第１モードよりも少ない第２モードに切り替える制御手段と、を有し、前記予測手段は、前記第２のタイミングよりも後の第３のタイミングにおいて前記温度検出手段により検出された第３の温度を含む複数の温度に基づいて前記予測枚数を更新することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、定着手段の温度を上昇させるダウンシーケンスが必要以上に実施されることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る定着装置が適用される画像形成装置の構成図である。
【図２】本デジタル複写機の制御機構のブロック図である。
【図３】定着器の構成及びそれの制御機構の構成を示す図である。
【図４】定着ローラの温度遷移を示す図である。
【図５】定着器における熱の遷移を模式的に示した図である。
【図６】定着動作開始後の定着ローラの温度遷移を示す図である。
【図７】プリントジョブ実行時における定着制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施の形態に係る定着装置が適用される画像形成装置の構成図である。この画像形成装置はデジタル複写機として構成され、原稿自動送り装置２０１、読取装置２０２及び画像再生装置３０１を備える。
【００１３】
原稿自動送り装置２０１の原稿載置部２０３に置かれた原稿は、給紙ローラ２０４によって分離、給紙され、搬送ガイド２０６を経由して、読取装置２０２に搬送される。さらに原稿は、搬送ベルト２０８によって一定速度で搬送され、排紙ローラ２０５によって機外に排出される。この間、読取装置２０２の読取位置において照明系２０９で照明された原稿画像は、反射ミラー２１０、２１１、２１２からなる光学系によって画像読取部２１３で画像信号に変換される。
【００１４】
画像読取部２１３の詳細は図示しないが、レンズ、光電変換素子であるＣＣＤ、及びＣＣＤの駆動回路等からなる。原稿の読み取りモードには、原稿を一定速度で搬送し読取系は停止して読み取る流し読みモードと、原稿を読取装置２０２の原稿ガラス台２１４上に載置して照明系２０９及び反射ミラー２１０、２１１、２１２を一定速度で移動して読み取る固定モードとがある。通常、シート状の原稿は流し読みモードで、綴じられた原稿は固定モードで読み取られる。
【００１５】
画像読取部２１３で変換された画像信号は、画像処理部１０２（図２）で処理された後、ページ単位で画像再生装置３０１において記録材としての記録紙に再生される。画像信号は半導体レーザ（図示せず）等によって光信号に変調される。変調されたレーザ光は、ポリゴンミラーによる光走査装置３１１、ミラー３１２、３１３を経由して、帯電器３１０によって表面を一様に帯電された感光ドラム３０９上に露光され、静電潜像を形成する。静電潜像は現像器３１４のトナーによって現像され、転写分離器３１５によってトナー像が記録紙に転写・形成される。
【００１６】
記録紙は紙カセット３０２、３０４に収納されている。紙カセット３０２には標準紙が収納され、紙カセット３０４には例えばタブ紙が収納されている。紙カセット３０２から供給される記録紙（標準紙）は、給紙ローラ３０３によって給紙され、搬送ローラ３０６によって搬送され、レジストローラ３０８によって画像とのタイミングを調整されて、感光ドラム３０９の転写位置に搬送される。一方、紙カセット３０４の記録紙（タブ紙）は給紙ローラ３０５よって給紙され、搬送ローラ３０７、３０６によって搬送され、レジストローラ３０８によって画像とのタイミングを調整されて、感光ドラム３０９の転写位置に搬送される。トナー像が転写された記録紙は搬送ベルト３１７で定着器（定着装置）３１８に搬送され、記録紙上の未定着のトナーが定着される。
【００１７】
片面モードが設定されている時は、定着器３１８からの記録紙は定着排紙ローラ３１９及び排紙ローラ３２４によって機外に排紙される。両面モードが設定されている場合は、記録紙は定着排紙ローラ３１９から搬送ローラ３２０を経由して反転ローラ３２１によって反転パス３２５へ搬送される。さらに、記録紙の後端が両面パス３２６との合流ポイントを通過した直後に反転ローラ３２１の回転を反転することで記録紙は反転し、両面パス３２６へと搬送される。両面パスに搬送された記録紙はローラ３２２、３２３によって搬送され、再び搬送ローラ３０６を経由してレジストローラ３０８で裏面画像とのタイミングが調整された後、転写、定着されて機外に排出される。
【００１８】
また、定着器３１８からの記録紙の表と裏を反転して機外に排紙する場合には、記録紙を搬送ローラ３２０へ一旦搬送し、記録紙の後端が搬送ローラ３２０を通過する直前に搬送ローラ３２０の回転を反転して、排紙ローラ３２４によって機外に排紙される。
【００１９】
図２は、本デジタル複写機の制御機構のブロック図である。画像処理部１０２は、複写制御部１０５と接続される。
【００２０】
まず、画像読取部２１３で読み取られた画像データは、画像処理部１０２に入力される。その画像データは、画像処理部１０２において、画像処理回路４０２で所定の画像処理が行われた後、メモリ制御回路４０３に入力される。メモリ制御回路４０３は、ＣＰＵ４０１の制御により、入力された画像データをメモリ４０４に格納するとともに、メモリ４０４から画像形成する画像データを読み出して画像書込部１０３に出力する。
【００２１】
ＣＰＵ４０１はメモリ制御回路４０３を制御して、入力画像データのメモリ４０４への格納と、メモリ４０４に格納された画像データを画像書込部１０３に出力する制御とを行う。ＣＰＵ４０１はさらに、メモリ４０４に格納された画像データを読み出して、１ページの画像データ内で、実際に画像形成される画像データが存在する画像領域を検出し、複写制御部１０５に通知する。
【００２２】
複写制御部１０５は、システムコントローラ（計数手段、制御手段）１５１によって統括的にコントロールされる。システムコントローラ１５１は、主に各部の負荷やセンサ類１５９の情報の収集解析の役割を担う。システムコントローラ１５１はさらに、画像処理部１０２とのデータ交換の役割に加えて、ユーザインターフェースである操作部６００とのデータの交換の役割を担っている。
【００２３】
システムコントローラ１５１には、上述した役割を担うために、ＣＰＵ１７１、ＲＯＭ１７２及びＲＡＭ１７３が備えられている。システムコントローラ１５１にはまた、Ａ／Ｄ変換器１５３を介してサーミスタ（検出手段）１５４が接続されると共に、高圧ユニット１５６を制御するための高圧制御部１５５が接続される。システムコントローラ１５１にはまた、モータ制御部１５７、ＤＣ負荷制御部１５８、上記のセンサ類１５９が接続され、さらに、ＡＣドライバ１６０を介して定着ヒータ１６１が接続される。
【００２４】
ＣＰＵ１７１は、ＲＯＭ１７２に格納されたプログラムによって、予め決められた画像形成シーケンスに関わる様々なシーケンスを実行する。またその際、一次的または恒久的に保存することが必要な書換え可能なデータがＲＡＭ１７３に格納される。ＲＡＭ１７３には、例えば高圧制御部１５５への高圧設定値、後述する各種データ、操作部６００からの画像形成指令情報等が保存されることになる。
【００２５】
システムコントローラ１５１は、画像処理部１０２に必要な各部の仕様設定値データを送出することに加えて、各部からの信号、例えば原稿画像濃度信号等を受信する。それらにより、高圧制御部１５５や画像処理部１０２を制御して最適な画像形成を行うための設定を行う。
【００２６】
システムコントローラ１５１は、操作部６００から、ユーザにより設定された複写倍率、濃度設定値等の情報を得る。それに加えて、操作部６００に対して、画像形成装置の状態、例えば画像形成枚数や画像形成中か否かの情報、ジャムの発生やその箇所等をユーザに示すためのデータを送出する。
【００２７】
図３は、定着器３１８の構成及びそれの制御機構の構成を示す図である。
【００２８】
定着器３１８には、定着ローラ４１１と、定着ローラ４１１に対向する加圧ローラ４１２とが配設される。定着ローラ４１１には、加熱手段（熱源）としての定着ヒータ１６１が内蔵される。加圧ローラ４１２は、回転自在に配設され、不図示の加圧スプリング等によって定着ローラ４１１に圧接状態で当接し、定着ローラ４１１の回転に従動回転するようになっている。定着ローラ４１１と加圧ローラ４１２との間に未定着のトナー像が形成された記録紙を通過させることで、両ローラの圧力によってトナー像が記録紙に熱溶融定着される。
【００２９】
定着ローラ４１１の表面温度は、サーミスタ１５４によって検出され、システムコントローラ１５１のＣＰＵ１７１（図２）に通知される。ＣＰＵ１７１では、サーミスタ１５４によって検出された温度（検出温度Ｔ）に応じて、定着ローラ４１１を温めるべきか否かを判断し、温める際には、ＡＣドライバ１６０を制御して定着ヒータ１６１を駆動する。
【００３０】
図４は、定着ローラ４１１の温度遷移を示す図である。この図では、定着器３１８が冷えた状態から、電源オン→ウォームアップ→スタンバイ→プリント開始へと動作状態が移行した場合における時間的推移を示す。経過時間Ｔｉｍｅを横軸に、サーミスタ１５４による定着ローラ４１１の検出温度Ｔを縦軸に示している。
【００３１】
ウォームアップからプリントに移行する際の定着ローラ４１１の温度の遷移は、加圧ローラ４１２の初期温度（プリント開始時の温度）にも依存する。加圧ローラ４１２の温度状態に応じてウォームアップ後に、定着ローラ４１１の温度が下降する度合いが異なる。そのメカニズムを説明する。図４に示す曲線ＬＡ、ＬＢ、ＬＣは、それぞれ、加圧ローラ４１２の初期温度が相対的に高い、中間、低い場合の定着ローラ４１１の温度の遷移曲線である。
【００３２】
本デジタル複写機の電源がオンされるとウォームアップが開始される。定着ローラ４１１は、温度の低い状態から所定温度になるまで定着ヒータ１６１により加熱される。時間軸における「Ｔｉｍｅ（Ｗａｒｍ＿ｕｐ）」までがウォームアップ状態で、それ以降がプリントジョブとなる。ウォームアップ中は、定着ヒータ１６１が、定着ローラ４１１内部の空気を温め、加圧ローラ４１２も温められる。プリントジョブ中にはさらに、定着ヒータ１６１と加圧ローラ４１２との間を通過する記録紙が熱を奪っていく。
【００３３】
図５は、定着器３１８における熱の遷移を模式的に示した図である。図５（ａ）は、ウォームアップ時の熱遷移、図５（ｂ）はコピー（プリント）時の熱遷移である。
【００３４】
図５において、出入りする熱量Ｑを以下のように定義する。
Ｑ１：定着ヒータ１６１が発生させる熱量
Ｑ２：加圧ローラ４１２が定着ヒータ１６１から吸熱する熱量
Ｑ３：加圧ローラ４１２が放熱する熱量
Ｑ４：定着ローラ４１１が放熱する熱量
Ｑ５：記録紙が定着ローラ４１１及び加圧ローラ４１２から奪っていく熱量
まず、ウォームアップ時においては、記録紙は通過しないから、常に、Ｑ１＞Ｑ２＋Ｑ３＋Ｑ４という関係が成り立つ。また、Ｑ１−（Ｑ２＋Ｑ３＋Ｑ４）で計算される熱量によってウォームアップ時の温度立ち上がり速さが決定される。ウォームアップ時においてはまた、加圧ローラ４１２の吸熱量Ｑ２は、加圧ローラ４１２に蓄えられている熱量によって変化する。すなわち、加圧ローラ４１２の温度が低ければ吸熱量Ｑ２は大きくなるが、加圧ローラ４１２の温度が高ければ吸熱量Ｑ２は小さくなる。
【００３５】
一方、ウォームアップが終了した後のコピー時においては、加圧ローラ４１２が温まっている時と温まっていない時とでＱ１とＱ２〜Ｑ５との関係が変化する。例えば、加圧ローラ４１２が温まっていない場合は、Ｑ１＜Ｑ２＋Ｑ３＋Ｑ４＋Ｑ５という関係が成り立つ。ウォームアップ時と同様に、加圧ローラ４１２の吸熱量Ｑ２は、加圧ローラ４１２に蓄えられている熱量によって変化し、加圧ローラ４１２の温度が高いほど吸熱量Ｑ２は小さくなる。従って、加圧ローラ４１２が温まるまでは、定着ローラ４１１の温度は低下していき、特に、定着動作において記録紙が通過することによってもその度に低下する。
【００３６】
反対に加圧ローラ４１２が十分に温まってきた場合は、加圧ローラ４１２の吸熱量Ｑ２がほぼ０になるから、Ｑ１＞Ｑ３＋Ｑ４＋Ｑ５という関係が成り立つ。すなわち、加圧ローラ４１２への熱供給が不要になり、定着ローラ４１１の温度が徐々に回復していくのである。Ｑ１＞Ｑ３＋Ｑ４＋Ｑ５という関係が成立している状態では、サーミスタ１５４による検出温度Ｔに基づいて、定着ローラ４１１が所定温度になるようにＣＰＵ１７１が温調制御する。その結果、やがて、Ｑ１＝Ｑ３＋Ｑ４＋Ｑ５という関係が成り立つ状態に遷移し、平衡状態となる。
【００３７】
従って、図４に示すように、ウォームアップ終了後、定着ローラ４１１の温度は一旦下がり、その後上昇して安定する。コピー中、定着動作により定着ローラ４１１の温度が最も低くなったときの温度を「最下点Ｔｍｉｎ」と定義する。上記説明したメカニズムから、最下点Ｔｍｉｎは、加圧ローラ４１２のプリント開始時の初期温度によって相違し、初期温度が低いほど低くなる。
【００３８】
図６は、定着動作開始後の定着ローラ４１１の温度遷移を示す図である。特に、最下点Ｔｍｉｎ付近の拡大図である。図の見方は図４と同じである。図６において、時間軸におけるＴｉｍｅ（ｘ）、例えば、Ｔｉｍｅ（０）〜Ｔｉｍｅ（５）は、図４におけるＴｉｍｅ（ｗａｒｍ＿ｕｐ）が経過した以降における、１枚分の記録紙の定着動作の前後の時刻である。
【００３９】
加圧ローラ４１２の吸熱量Ｑ２は、加圧ローラ４１２の温度に依存することを既に説明した。これは、加圧ローラ４１２に熱容量（単位Ｊ／Ｋ）が存在していることを意味している。加圧ローラ４１２の熱容量と、加圧ローラ４１２に蓄えられている熱量と、加圧ローラ４１２に吸収される熱量とによって、定着ローラ４１１の最下点Ｔｍｉｎが決まる。言い換えると、加圧ローラ４１２の温度が高い／低いによって、定着ローラ４１１の最下点Ｔｍｉｎが変化する。また、加圧ローラ４１２の熱容量と蓄えられている熱量とによって、加圧ローラ４１２に吸収される熱量が決まってくるため、最下点Ｔｍｉｎに到達する時間はほぼ一定になるのである。本実施の形態では、これらの特性を用いる。
【００４０】
図６におけるダウンシーケンス移行温度Ｔｈ１は、従来の制御においてダウンシーケンスに移行する温度の閾値である。定着可能最低温度Ｔｈ２は、記録紙上に形成された未定着のトナー像を適切に定着させ、所望の定着性を確保するために最低限必要な定着ローラ４１１の温度である。ダウンシーケンス移行温度Ｔｈ１は定着可能最低温度Ｔｈ２より高く設定されている。
【００４１】
従来の定着動作の制御方法では、定着ローラ４１１の温度が定着可能最低温度Ｔｈ２を下回らないようにしていた。すなわち、定着ローラ４１１の温度がダウンシーケンス移行温度Ｔｈ１以下になったらダウンシーケンスに移行する。ダウンシーケンスは、例えば、プリント動作を停止する、もしくはプリントの時間間隔を広げることでなされる。
【００４２】
ところが、前述した通り、加圧ローラ４１２の蓄熱量によって最下点Ｔｍｉｎが変化するため、従来の制御方法が適切でない場合がある。図６の例では、曲線ＬＣの最下点Ｔｍｉｎは定着可能最低温度Ｔｈ２を下回るが、曲線ＬＡ、ＬＢの最下点Ｔｍｉｎは定着可能最低温度Ｔｈ２を下回ることがない。しかし、従来の制御方法によれば、曲線ＬＢ、ＬＣは、いずれもダウンシーケンス移行温度Ｔｈ１を下回るため、ダウンシーケンスがなされることになる。本当にダウンシーケンスが必要なのは定着可能最低温度Ｔｈ２を下回る曲線ＬＣの場合であって、曲線ＬＢの場合はダウンシーケンスを行う必要ないのである。
【００４３】
本実施の形態では、プリント開始後、ＣＰＵ１７１は、定着モードとして、通常の第１のモードと、該第１のモードよりも単位時間当たりの定着枚数を少なくする第２のモードとを選択的に切り替えて定着動作を制御する。第１のモードは、定着効率を維持するモードであり、第２のモードは、ダウンシーケンスを行って、定着ローラ４１１を通じた加圧ローラ４１２への熱供給を優先させるモードである。
【００４４】
詳細は図７で後述するが、ＣＰＵ１７１は、記録紙の定着動作を挟んだ異なる時刻にサーミスタ１５４によって検出される２つの検出温度Ｔと定着可能最低温度Ｔｈ２とに基づいて定着モードを選択する。ＣＰＵ１７１は、定着動作開始時には第１のモードを選択する。さらに、２つの検出温度Ｔから、定着ローラ４１１の温度が定着可能最低温度Ｔｈ２を下回ることなく定着可能な最大枚数の予測値である「定着可能枚数Ｘ」を算出する。そして、当該定着動作開始後の定着枚数（通紙枚数Ｐ）が定着可能枚数Ｘに達したときに、第１のモードから第２のモードに切り替える。これにより、不要なダウンシーケンスの実行を極力回避する。以下、フローチャートにより定着制御を説明する。
【００４５】
図７は、プリントジョブ実行時における定着制御のフローチャートである。この処理は、プリントジョブ実行の指示があるとシステムコントローラ１５１によって実行される。
【００４６】
図６、図７において、Ｔｉｍｅ（ｎ）は、記録紙の定着動作がｎ回なされた後（通紙枚数Ｐ分の記録紙が通紙された後）の時刻である。従って、Ｔｉｍｅ（０）は、プリントジョブ開始直後であって、１枚分の記録紙の定着動作開始前の時刻である。具体的には、Ｔｉｍｅ（０）は、プリントジョブ開始から、予め定めた短い所定時間経過後の時刻とする。Ｔｉｍｅ（１）は、１枚目の記録紙の定着動作がなされた直後の時刻である。検出温度Ｔ（ｎ）は、時刻Ｔｉｍｅ（ｎ）におけるサーミスタ１５４の検出値である。
【００４７】
なお、本実施の形態の１次関数を用いる制御（後述）では、Ｔｉｍｅ（２）以降の時刻における検出温度Ｔは用いる必要がないので、検出温度Ｔ（２）以降の温度検出自体を行う必要はない。
【００４８】
図７において、プリントが開始されると、システムコントローラ１５１のＣＰＵ１７１は、初期設定を行う（ステップＳ１０１）。ここでは、通紙枚数Ｐを０にリセットする。次に、ＣＰＵ１７１は、時刻Ｔｉｍｅ（０）において、サーミスタ１５４により検出された検出温度Ｔを検出温度Ｔ（０）としてＲＡＭ１７３（図２）に取り込む。
【００４９】
次に、ＣＰＵ１７１は、今回のプリントジョブにおいて１枚目の記録紙の定着器３１８への通紙が終了したか否かを判別する（ステップＳ１０３）。すなわち、定着動作開始後の定着枚数である通紙枚数Ｐを計数するために、まずは１枚分の記録紙の定着動作が終了したかどうかを判別する。その判別を継続し、１枚目の通紙が終了すると、ＣＰＵ１７１は、ステップＳ１０４で、時刻Ｔｉｍｅ（１）において、サーミスタ１５４により検出された検出温度Ｔを検出温度Ｔ（１）としてＲＡＭ１７３に取り込む。
【００５０】
次に、ＣＰＵ１７１は、ステップＳ１０５で、上記取り込んだ検出温度Ｔ（０）、Ｔ（１）と、時刻Ｔｉｍｅ（０）、Ｔｉｍｅ（１）と、定着可能最低温度Ｔｈ２とに基づいて、温度勾配Ａと定着可能枚数Ｘとを算出する。温度勾配Ａは定着ローラ４１１の温度変化の度合いである。本実施の形態では、１次関数である下記数式１と下記数式２とを用いて演算により温度勾配Ａ及び定着可能枚数Ｘを求める。
［数１］
ｙ＝Ａｘ＋ｂ
［数２］
Ａ＝｛Ｔ（１）−Ｔ（０）｝／｛Ｔｉｍｅ（１）−Ｔｉｍｅ（０）｝
ここで、上記数式１において、「ｙ」、「ｘ」には、定着ローラ４１１の温度Ｔ、経過時間Ｔｉｍｅが対応する。温度勾配Ａが直線の傾きであり、「ｂ」は演算により定まる定数である。上記数式２により温度勾配Ａが算出される。そして、算出した温度勾配Ａと、検出温度Ｔ（０）及び時刻Ｔｉｍｅ（０）、または、検出温度Ｔ（１）及び時刻Ｔｉｍｅ（１）を数式１に代入することで、定数ｂが定まる。これにより、上記数式１の１次関数が一義的に定まる。
【００５１】
一方、隣接する時刻Ｔｉｍｅの間隔はほぼ一定である。従って、定まった上記数式１の１次関数と定着可能最低温度Ｔｈ２とから、何枚分の定着動作を行うと定着ローラ４１１の温度Ｔが定着可能最低温度Ｔｈ２を下回るかを推測することができる。
【００５２】
これを、図６で曲線ＬＢを例にとって説明する。座標｛Ｔｉｍｅ（０），Ｔ（０）｝と座標｛Ｔｉｍｅ（１），Ｔ（１）｝の２点を通る直線ＬＺが、上記数式１の１次関数に相当する。当該直線ＬＺと定着可能最低温度Ｔｈ２との交点Ｔｉｍｅ（Ｔｈ２）の時間軸における位置は、時刻Ｔｉｍｅ（３）と時刻Ｔｉｍｅ（２）との間であることがわかる。従って、２枚目と３枚目の通紙の間に、定着ローラ４１１の温度Ｔが定着可能最低温度Ｔｈ２を下回ることが推測される。これらから、定着可能枚数Ｘは「２」であると決定することができる。
【００５３】
このようにして、温度勾配Ａ及び定着可能枚数Ｘが決定されると、次に、ステップＳ１０６で、ＣＰＵ１７１は、通紙枚数Ｐをインクリメントし（Ｐ＝Ｐ＋１）、プリントが終了したか否かを判別する（ステップＳ１０７）。プリントが終了すれば図７の処理が終了するが、プリントが未終了であれば、ＣＰＵ１７１は、ステップＳ１０８に処理を進める。
【００５４】
ステップＳ１０８では、ＣＰＵ１７１は、２枚目以降の記録紙について、その定着器３１８への通紙が終了したか否かを判別する。ＣＰＵ１７１は、判別を継続し、２枚目以降の通紙が完了すると処理をステップＳ１０９に進める。ステップＳ１０９では、ＣＰＵ１７１は、通紙枚数Ｐをインクリメントし（Ｐ＝Ｐ＋１）、続くステップＳ１１０で、通紙枚数Ｐが定着可能枚数Ｘ以上（Ｘ≦Ｐ）となったか否かを判別する。Ｘ＞Ｐである場合は、ＣＰＵ１７１は、処理を前記ステップＳ１０７に戻す一方、Ｘ≦Ｐとなると、処理をステップＳ１１１に進める。
【００５５】
ステップＳ１１１では、ＣＰＵ１７１は、仮にこのまま次の定着動作を行うとすると、定着ローラ４１１の温度Ｔが定着可能最低温度Ｔｈ２を下回ると予想されるため、一旦、第２のモードに切り替えてダウンシーケンス処理を行う。その後、前記ステップＳ１０７に処理を進める。
【００５６】
ここで第２のモードで行うダウンシーケンス処理としては、従来と同様の処理でもよく、例えば、第１のモードに比し、記録材の搬送間隔を広くするよう制御する。あるいは、第１のモードに比し、記録材の搬送を一時的に停止させるよう制御する。このように、通紙間隔を広げる方法や定着ローラ４１１の温度が適値に回復するまで待つ方法があるが、特に限定されるものではない。すなわち、第２のモードは、第１のモードよりも単位時間当たりの定着枚数を少なくするモードであればよい。例えば、上記したＱ１＞Ｑ２＋Ｑ３＋Ｑ４という関係が成り立つような制御を適切な時間だけ行えばよい。
【００５７】
本実施の形態によれば、１枚分の記録材の定着動作を挟んだ異なる時刻Ｔｉｍｅ（０）、Ｔｉｍｅ（１）で検出される２つの検出温度Ｔ（０）、Ｔ（１）と定着可能最低温度Ｔｈ２とから、温度勾配Ａを求め、さらに定着可能枚数Ｘを求める。そして、通紙枚数Ｐが定着可能枚数Ｘに達するまでは第１のモードを継続し、定着効率を確保してプリント時間を短縮する。一方、通紙枚数Ｐが定着可能枚数Ｘに達したときには、第１のモードから第２のモードに切り替えてダウンシーケンス処理を行い、定着ローラ４１１の熱供給時間を確保する。
【００５８】
これにより、従来のダウンシーケンス移行温度Ｔｈ１を下回ったとしても、Ｘ＞Ｐである間はダウンシーケンスが行われない。従って、本来実行しなくても良いダウンシーケンスの実行を回避することができる。よって、定着ローラが過剰に高温になることを回避しつつ、生産性の低下を抑えることができる。
【００５９】
また、定着モードの切り替え判断には、従来から備えられるサーミスタ１５４の検出値を用いるので、構成が複雑化することがない。
【００６０】
ところで、本実施の形態では、プリントジョブの開始後に、定着可能枚数Ｘの算出を行い、定着モードの切り替え制御を行うようにしたが、必ずしも毎回のプリントジョブで行う必要はない。ウォームアップ後において１回だけ行うとしてもよい。
【００６１】
また、２つの時刻Ｔｉｍｅ（０）、Ｔｉｍｅ（１）の間に通紙（定着動作）する枚数は１枚に限るものではなく、２枚以上であってもよい。
【００６２】
また、本実施の形態では、２つの検出温度Ｔを得る２つの時刻のうち、最初の時刻は、１枚目の定着動作の開始前の時刻Ｔｉｍｅ（０）としたが、これに限るものではない。最初の時刻は、１枚目の定着動作の開始後の時刻、例えば、２枚目の定着動作の開始前の時刻であってもよい。
【００６３】
ところで、算出される温度勾配Ａによっては、定着可能枚数Ｘが無限大となることも想定される。その場合は、定着可能枚数Ｘとして巨大な定数（例えば、１０万）を採用するようにしてもよい。またその場合、図７において、ステップＳ１０７で「ＮＯ」と判別された後に、「Ｘ＝巨大な定数？」の判別ステップを設け、Ｘ＝巨大な定数である場合は、直ちに図７の処理を終了させるようにし、処理負担を軽減するようにしてもよい。
【００６４】
ところで、本実施の形態では、定着可能枚数Ｘを、２つの検出温度Ｔから推測したが、３つ以上の検出温度Ｔを用いてもよい。その場合、例えば、２つの検出温度Ｔから定着可能枚数Ｘを算出することを、新たな検出温度Ｔが得られる毎に、最新の２つの検出温度Ｔを用いて算出し直し、定着可能枚数Ｘを更新する。そして、通紙枚数Ｐが、更新した最新の定着可能枚数Ｘ以上となったときに、定着モードを第２のモードに切り替えればよい。
【００６５】
ところで、本実施の形態では、図７のステップＳ１０５において、定着可能枚数Ｘの算出に１次関数を用いたが、これに限るものではない。例えば、上記数式１、２に代えて、ｙ＝ａｘ２＋ｂｘ＋ｃのような２次関数を用いる手法も考えられる。その場合、曲線の放物線形状は、製品出荷前の段階で各種条件下での実測によってほぼ知ることができ、近似式として上記２次関数を得る。従って、ａは既知となる。しかし、製品使用時における曲線の頂点位置は一義的に定まらず、ｂ、ｃが未知となる。放物線の頂点の座標は｛−ｂ／２ａ，−（ｂ２−４ａｃ）／４ａ）｝である。上記２次関数のｘ、ｙに時刻Ｔｉｍｅ（０）、検出温度Ｔ（０）を代入した式と、時刻Ｔｉｍｅ（１）、検出温度Ｔ（１）を代入した式とから、ｂ、ｃが判明する。これらから、放物線の頂点が判明するので、定着可能枚数Ｘも判明することになる。ちなみに、放物線の頂点は、最下点Ｔｍｉｎに相当する。
【００６６】
なお、本発明の定着装置は、デジタル複写機に限られず、トナーの熱定着がなされる各種の装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１５１  システムコントローラ
１５４  サーミスタ
１６１  定着ヒータ
１７１  ＣＰＵ
３１８  定着器
４１１  定着ローラ
４１２  加圧ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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