(57)【要約】【課題】  消費電力が少ない定着装置を提供する。【解決手段】  定着装置３０は、記録媒体２４の搬送経路を形成する外面を有する伝熱部材４０と、伝熱部材４０を挟んで記録媒体と対向する熱源６０と、外面の温度を測定する外面温度測定手段４８と、伝熱部材４０の熱源側の温度を測定する熱源側温度測定手段５０と、外面温度測定手段４８と熱源側温度測定手段５０との測温結果に基づいて熱源６０を制御する熱源制御手段４４を有する。熱源制御手段４４は、ウォームアップ開始時に所定の外面温度Ｔｓｗより低い外面温度が測定されたとき、熱源６０を所定の外面温度と対応する第１の熱源側温度Ｔｃｗが測定されるまでＯＮで維持し、続いて、熱源６０を定着に必要な定着外面温度Ｔｓｆが測定されるまでＯＦＦで維持する。次に、定着処理に備えて待機している間は、定着外面温度Ｔｓｆで略維持されるように外面温度測定手段４８の測温結果に基づいて熱源６０を制御する。【選択図】図２
2006171621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体にトナー画像を定着させる定着処理を行う定着装置であって、
記録媒体の搬送経路を形成する外面を有する伝熱部材と、
伝熱部材を挟んで搬送中の記録媒体と対向する熱源と、
上記外面の温度を測定する外面温度測定手段と、
伝熱部材の熱源側の温度を測定する熱源側温度測定手段と、
外面温度測定手段と熱源側温度測定手段との測温結果に基づいて熱源を制御する熱源制御手段を有し、
熱源制御手段が、
定着処理を実行可能にするためのウォームアップにおいては、
ウォームアップ開始時に外面温度測定手段によって所定の外面温度より低い外面温度が測定されたとき、熱源を熱源側温度測定手段によって上記所定の外面温度と対応する第１の熱源側温度が測定されるまでＯＮ状態で維持し、続いて、熱源を外面温度測定手段によって定着に必要な定着外面温度が測定されるまでＯＦＦ状態で維持し、
ウォームアップに続く定着処理に備えて待機している間においては、
外面温度が定着外面温度で略維持されるように外面温度測定手段の測温結果に基づいて熱源を制御することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
熱源制御手段が、ウォームアップ開始時に外面温度測定手段によって上記所定の外面温度より高い外面温度が測定されたとき、熱源を外面温度測定手段によって定着外面温度が測定されるまでＯＮ状態で維持することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
熱源制御手段が、熱源を第１の出力で定着処理開始から熱源側温度測定手段によって第２の熱源側温度より低い第３の熱源側温度が測定されるまで維持し、続いて、第１の出力より小さい第２の出力で熱源側温度測定手段によって第２の熱源側温度が測定されるまで維持することを特徴とする請求項１また２のいずれかの定着装置。
【請求項４】
定着処理される記録媒体の枚数をカウントするカウント手段を有し、
熱源制御手段が、複数枚の記録媒体に対し定着処理をおこなう場合、熱源を第１の出力で定着処理開始からカウント手段が所定枚数をカウントするまで維持し、続いて、第１の出力より小さい第２の出力で熱源側温度測定手段によって第２の熱源側温度が測定されるまで維持することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
熱源制御手段が、複数枚の記録媒体に対し定着処理をおこなう場合において、
定着処理される記録媒体の枚数が既知である場合は、最終の記録媒体から逆算して第２の所定枚数目の記録媒体の定着処理が開始されるときから熱源をＯＦＦ状態で維持し、
定着処理される記録媒体の枚数が未知である場合は、最終の記録媒体の定着処理が開始されるときから熱源をＯＦＦ状態で維持し、
熱源のＯＦＦ状態の維持を熱源側温度測定手段によって定着外面温度に対応する第４の熱源側温度が測定されるまで行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関するものであり、特に、トナー画像を記録媒体に定着させる定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置では、帯電された感光体（像担持体）表面に露光によって静電潜像が形成され、静電潜像が形成された像担持体表面に現像剤（トナー）が供給されることにより、その表面に画像（トナー画像）が形成（現像）される。像担持体表面に形成されたトナー画像は、転写装置によって記録媒体に転写される。記録媒体に転写されたトナー画像は、定着装置によって記録媒体に定着される。
【０００３】
定着装置として、内部にハロゲンランプなどの熱源を有する円筒形状の加熱ローラ（伝熱部材）と、加熱ローラの外周面（外面）と協働してトナー画像が転写された記録媒体を挟持しつつ搬送する加圧ローラとからなるものが知られている。加熱ローラは、金属円筒の芯金と該芯金の外周に設けられたシリコンゴムなどの弾性層で構成されており、加熱ローラの内部空間に熱源を有する。トナー画像が形成された記録媒体は、回転している加熱ローラと加圧ローラに挟持されながら搬送されつつ、加熱ローラの内部空間に配置された熱源によって芯金と弾性層を介して加熱される。それにより、トナー画像が記録媒体に定着される。
【０００４】
熱源がＯＮされている場合、熱源から発生した熱は、弾性層に蓄えられつつ加熱ローラの外周面から記録媒体に伝えられる（芯金は弾性層に比べて熱容量が非常に小さいため、蓄熱される熱量は非常に小さく、無視できる程度である。）。熱源がＯＦＦされている場合、弾性層に蓄えられた熱が記録媒体に伝えられる。
【０００５】
定着処理時において良好な画質の画像を記録媒体に形成するのに必要な、具体的には、トナーを記録媒体に溶着させるために必要な加熱ローラの外周面温度（定着外面温度）は決まっている。定着処理がいつ開始されてもいいように、定着外面温度を維持するように熱源を制御する定着装置が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１の定着装置は、定着処理を実施可能とするウォームアップ時、熱源をＯＮして外周面の温度を定着外面温度に向かって上昇させる。外周面の温度が定着外面温度に達したとき、定着外面温度以上に外周面の温度が上昇しないように（外周面の温度がオーバーシュートしないように）、ファンによって外周面を冷却する。外周面の温度が定着外面温度に達してからは、定着処理が開始されるまで、熱源を加熱ローラの内面温度が定着処理時（外周面に記録媒体が当接している時）に外周面の温度が定着外面温度になるような温度で維持されるように制御するとともに、外周面を冷却するファンを外周面の温度が定着外面温度で維持するように制御する。
【特許文献１】特開平５−１３４５７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の定着装置は、熱源が無駄に熱を発生させていることになり、その無駄の熱によって上昇する外周面の温度を冷却するためにファンを用いている。そのため、定着装置は、無駄にエネルギー（電力）を消費していることになり、好ましくない。
【０００７】
そこで、本発明は、ウォームアップ時、ファンを使用することなく外面の温度を定着外面温度からオーバーシュートすることを防止するとともに、定着処理開始まで定着外面温度を維持するために消費される電力量を抑えることができる定着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の定着装置は、記録媒体にトナー画像を定着させる定着処理を行う定着装置であって、記録媒体の搬送経路を形成する外面を有する伝熱部材と、伝熱部材を挟んで搬送中の記録媒体と対向する熱源と、外面の温度を測定する外面温度測定手段と、伝熱部材の熱源側の温度を測定する熱源側温度測定手段と、外面温度測定手段と熱源側温度測定手段との測温結果に基づいて熱源を制御する熱源制御手段を有し、熱源制御手段が、定着処理を実行可能にするためのウォームアップにおいては、ウォームアップ開始時に外面温度測定手段によって所定の外面温度より低い外面温度が測定されたとき、熱源を熱源側温度測定手段によって上記所定の外面温度と対応する第１の熱源側温度が測定されるまでＯＮ状態で維持し、続いて、熱源を外面温度測定手段によって定着に必要な定着外面温度が測定されるまでＯＦＦ状態で維持し、ウォームアップに続く定着処理に備えて待機している間においては、外面温度が定着外面温度で略維持されるように外面温度測定手段の測温結果に基づいて熱源を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明よれば、ウォームアップ開始時の外面温度が所定の外面温度より低い場合、熱源を熱源側温度測定手段によって所定の外面温度と対応する第１の熱源側温度が測定されるまでＯＮ状態で維持し、続いて、熱源を外面温度測定手段によって定着に必要な定着外面温度が測定されるまでＯＦＦ状態で維持するため、外面温度をオーバーシュートすることなく定着外面温度にすることができる。外面温度が定着外面温度に到達してからは、外面温度測定手段の測温結果に基づいて熱源を制御するため、ファンを必要とせず、その結果、定着処理が開始されるまで定着外面温度を維持するために消費される電力量を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明に係る一実施形態の定着装置を備えた画像形成装置の概略的な構成図である。画像形成装置１０は、回転中心線１２（図面垂直方向）を有する円筒形状の像担持体１４を有し、像担持体１４の周囲に回転方向に沿って順に配置されている、像担持体１４の外周面１６を帯電する帯電装置１８、像担持体１４の外周面１６に静電潜像を形成する露光装置２０、静電潜像が形成された像担持体１４の外周面１６にトナー画像を形成する現像装置２２、トナー画像を記録媒体２４に転写する転写体２６、および像担持体１４の外周面１６をクリーニングするクリーニングブレード２８を有する。また、画像形成装置１０は、搬送手段（図示せず）によって搬送される記録媒体２４の搬送経路上の転写装置２６の下流に、転写されたトナー画像を記録媒体２４に定着させる定着処理を実施する定着装置３０を有する。定着装置３０以外の画像形成装置１０の構成要素は周知であるため、これらの説明は簡略化する。
【００１１】
像担持体１４は、円筒形状の感光体であって、外周面１６に、露光装置２０や現像装置２２によって静電潜像やトナー画像が形成される。像担持体１４は、例えばモータなどの回転駆動手段（図示せず）によって、回転中心線１２を中心に矢印３２方向に回転される。
【００１２】
帯電装置１８は、像担持体１４の外周面１６を一様に帯電するように構成されている。帯電極性は、使用するトナーの極性によって異なる。
【００１３】
露光装置２０は、最終的に出力される（記録媒体２４表面に形成される）画像に対応する画像データに基づいて、帯電されている像担持体１４の外周面１６に静電潜像を形成するように構成されている。
【００１４】
現像装置２２は、像担持体１４の外周面１６に形成された静電潜像にトナーを供給して現像するように構成されている。トナーの供給は、像担持体１４の回転中心線１２と略平行の回転中心線を有し、像担持体１４の外周面１６と対向している外周面を有するローラ形状の現像剤（トナー）担持体３４を介して行われる。
【００１５】
転写体２６は、像担持体１４の外周面１６に形成されている現像された画像（トナー画像）を、例えば紙などの記録媒体２４に転写するように構成されている。また、転写体２６は、像担持体１４の回転中心線１２と略平行な回転中心線を有するローラ形状であって、その外周面は像担持体１４の外周面１６と対向し、像担持体１４と協働して転写が完了した記録媒体２４を対向部で挟持しながら回転し、これにより、定着装置３０に向かって送り出す。
【００１６】
クリーニングブレード２８は、転写体２６に記録媒体２４に転写されずに像担持体１４の外周面１６上に残ったトナーを掻き取り、像担持体１４の外周面１６をクリーニングする。
【００１７】
定着装置３０は、概略、トナー画像３８が形成された記録媒体２４を外周面で接触する円筒形状の加熱ローラ（伝熱部材）４０と、加熱ローラ４０と協働して記録媒体２４を挟持しつつ搬送する加圧ローラ４２と、加熱ローラ４０内の後述する熱源の出力を調節する熱源制御部４４とから構成される。図２には、搬送される記録媒体２４の表面と垂直で記録媒体２４の搬送方向４６と平行な加熱ローラ４０と加圧ローラ４２の断面が示されている。図３には、図１においてＡ−Ａ線に沿った加熱ローラ４０と加圧ローラ４２の断面図が示されている（ただし、図の見やすさのため、加圧ローラ４２は断面で示されていない。）。
【００１８】
また、定着装置３０は、加熱ローラ４０の外周面の温度（以下、「外面温度」と称する。）を測定する外面温度センサ（外面温度測定手段）４８と、加熱ローラ４０の内周面の温度（以下、「内面温度」と称する。）を測定する内面温度センサ（広義には、加熱ローラの熱源側で温度を測定する熱源側温度測定手段）５０を有する。
【００１９】
加熱ローラ４０は、搬送される記録媒体２４の表面と平行な回転中心線５２（図３参照）を有する円筒形状の芯金５４と、その芯金５４の外周に形成されたシリコンゴムなどの弾性層５６と、弾性層５６を覆うフッ素樹脂チューブ５８から構成される。加熱ローラ４０の内部には、加熱ローラ４０を介して記録媒体２４に熱を供給するための、例えばハロゲンランプなどの熱源６０が配置されている。加熱ローラ４０は、その外周面（フッ素樹脂チューブ５８）で記録媒体２４の幅６２全体に亘って当接する。熱源６０は、記録媒体２４の幅６２全体に熱が加熱ローラ４０を介して伝わるように回転中心線５２に沿って幅６２方向に長い構造を有する。また、熱源６０は、図示しないホルダによって保持されている。
【００２０】
加圧ローラ４２は、加熱ローラ４０の回転中心線５２と平行な回転中心線６４を有する円筒形状の芯金６６と、加熱ローラ４０と同様に、その芯金６６の外周に弾性層６８とフッ素樹脂チューブ７０を有する。加圧ローラ４２は、その外周面で記録媒体２４の幅方向長さ６２全体に亘って当接し、加熱ローラ４０と記録媒体２４を挟持するためのニップ部を形成する。
【００２１】
加熱ローラ４０と加圧ローラ４２は、例えばモータなどの回転駆動手段（図示せず）により、ニップ部における移動方向が記録媒体２４の搬送方向４６と一致するような同一の周速で回転されるように構成されている。これにより、加熱ローラ４０と加圧ローラ４２は、ニップ部で記録媒体２４を挟持しつつ搬送する。
【００２２】
熱源制御部４４は、画像形成装置１０全体を制御する制御部（図示せず）からの信号７２に基づいて熱源６０を制御し、熱源６０の出力を外面温度センサ４８と内面温度センサ５０の測温結果に基づいて調節するように構成されている。
【００２３】
外面温度センサ４８は、非接触式のサーミスタであって、加熱ローラ４０の外周面近傍の記録媒体２４の幅方向略中央に対応する位置に配置されている（図３参照。）。外面温度センサ４８は、加熱ローラ４０の外面温度を監視し、その監視結果である温度に対応する信号７４を熱源制御部４４に出力するように構成されている。なお、図２や図３において、外面温度センサ４８は、加熱ローラ４０を挟んで記録媒体２４と対向する位置（加熱ローラ４０の外周面が最も高温となる加熱ローラ４０部分を挟んで熱源６０と対向する位置）に配置されているが、これに限定されるわけでなく、構造的に可能であれば、例えば加熱ローラ４０の回転方向に関して記録媒体２４との接触部（加熱ローラ４０と加圧ローラ４２のニップ部）近傍の下流側に配置されてもよい。
【００２４】
内面温度センサ５０は、非接触式のサーミスタであって、ニップ部と対向する加熱ローラ４０の芯金５４の内周面近傍の記録媒体２４の幅方向略中央に対応する位置に配置されている。内面温度センサ５０は、加熱ローラ４０の内面温度を監視し、その監視結果である温度に対応する信号７６を熱源制御部４４に出力するように構成されている。内面温度センサ５０は、加熱ローラ４０内のホルダ７８によって保持されている。ホルダ７８は、熱源６０からの輻射熱が直接内面温度センサ５０に当たるのを防止する役割も果たしている。ホルダ７８により、内面温度センサ５０は、回転している加熱ローラ４０のニップ部と対向する内周面近傍で保持され、熱源６０からの輻射熱による測温誤差がなく高精度に内周面を測温することができる。
【００２５】
次に、熱源制御部４４が熱源６０に対して行う制御について説明する。説明は、熱源制御部４４によって変化する熱源６０の出力に対応して変化する外面温度と内面温度を示す図４を用いて行う。熱源制御部４４が行う熱源６０の制御は外面温度に対応する外面温度センサ４８の信号７４と内面温度に対応する内面温度センサ５０の信号７６に基づいて行われているが、説明の簡略化のため、熱源６０の制御を外面温度と内面温度に基づいて行うものとして以下の説明を行う。
【００２６】
図４に示すように、熱源制御部４４の熱源に対する動作は、定着処理を実行可能にするためのウォームアップ動作、定着処理に備えて待機する待機動作、定着処理を行うための定着動作の３つに分類することができる。
【００２７】
ウォームアップ動作は、外面温度Ｔｓを所定の定着外面温度、すなわち、定着時にトナーを記録媒体２４に溶融定着するのに十分な温度Ｔｓｆにするとともに、加熱ローラ４０内に所定の熱量（詳しくは後述）を蓄積するために行われる。
【００２８】
画像形成装置１０の電源が投入された後、熱源制御部４４は、画像形成装置の制御部（図示せず）からウォームアップ動作開始信号（制御部は、電源投入時、ウォームアップ動作開始信号を熱源制御部４４に出力するように構成されている。）を受信すると、熱源６０を出力Ｐｗで維持するように制御する。ウォームアップ動作に要する時間を短くするために、出力Ｐｗは高出力が好ましく、例えば１００％出力である。図４に示すように、出力Ｐｗで熱源６０を維持中、加熱ローラ４０の内面温度Ｔｃと外面温度Ｔｓは、室温と略同一温度であるＴｃｒとＴｓｒから増加していく。
【００２９】
熱源制御部４４は、加熱ローラ４０に所定の熱量が蓄えられるとともに外面温度Ｔｓが定着外面温度Ｔｓｆより低い温度Ｔｓｗ（請求項の所定の外面温度に対応）になるような所定の内面温度（請求項の第１の熱源側温度に対応）Ｔｃｗに内面温度Ｔｃが達したとき、熱源６０をＯＦＦする。
【００３０】
熱源６０がＯＦＦされると、加熱ローラ４０内（特に、弾性層５６の内部）の熱分布が均一状態に遷移していく。すなわち、加熱ローラ４０（弾性層５６）の温度勾配が小さくなり、内面温度Ｔｃが減少して温度（請求項の第４の熱源側温度に対応）Ｔｃｈに近づくとともに、外面温度Ｔｓが上昇して定着外面温度Ｔｓｆに近づいていく。このとき、加熱ローラ４０に蓄えられている所定の熱量の一部が外気に向かって加熱ローラ４０から放出されるが、その流出した量は少なく、また、流出した熱量を補うように加熱ローラ４０の熱源６０によって内部空間内の空気に蓄えられた熱量が加熱ローラ４０に流入してくるため、加熱ローラ４０に蓄えられている熱量は所定の熱量と略同一量である。
【００３１】
外面温度Ｔｓが定着外面温度Ｔｓｆ（このとき、内面温度ＴｃはＴｃｈ）に達したとき、熱源制御部４４は、ウォームアップ動作から待機動作に移行する。
【００３２】
次に、待機動作について説明する。熱源制御部４４の待機動作は、定着処理に備えて待機する動作であって、定着処理が開始されるまで、具体的には、画像形成装置１０の制御部（図示せず）から定着処理開始信号（制御部は、定着処理開始時、言い換えると画像形成時、熱源制御部４４に定着処理開始信号を出力するように構成されている。）が受信するまで行われる。熱源制御部４４は、待機動作中、加熱ローラ４０の外面温度Ｔｓを定着外面温度Ｔｓｆで維持するとともに、加熱ローラ３０に蓄えられている熱量を所定の熱量で維持するために熱源６０を制御する。
【００３３】
具体的に、待機動作は、加熱ローラ４０の外面温度Ｔｓに基づいて行われる。熱源制御部４４は、外面温度Ｔｓが定着外面温度Ｔｓｆから変化すると外面温度Ｔｓが定着外面温度Ｔｓｆに戻るように、すなわち、定着外面温度Ｔｓｆを維持するように熱源６０を制御する。外周面温度Ｔｓが定着外面温度Ｔｓｆより低下した場合、例えば、図４に示すように、熱源６０を定着外面温度Ｔｓｆに戻るように出力Ｐｈで制御する。
【００３４】
ここで、外面温度Ｔｓに基づいて定着外面温度Ｔｓｆを維持するように熱源６０を制御する理由を説明する。理由は、外面温度Ｔｓが定着外面温度Ｔｓｆから変化したとき、内面温度Ｔｃの変化は、加熱ローラ４０の弾性層５６の熱伝導率が低いために、遅れて起こるためである。仮に内面温度Ｔｃに基づいて（内面温度ＴｃをＴｃｈで維持するように）熱源６０を制御して定着外面温度Ｔｓｆを維持する場合、変化した内面温度ＴｃをＴｃｈに戻すように熱源６０を制御し、変化した外面温度Ｔｓを定着外面温度Ｔｓｆに戻そうとしても、加熱ローラ４０の弾性層５６の熱伝導率が低いために戻るのに時間がかかる。この間は、外面温度Ｔｓが定着外面温度Ｔｓｆでないために定着処理が実行できないことになる。したがって、定着処理が開始されるまで待機している間は、内面温度Ｔｃに基づくより、外面温度Ｔｓに基づいて熱源６０を制御する方がよい。
【００３５】
次に、定着動作について説明する。定着動作は、加熱ローラ４０の外周面に当接する記録媒体２４に奪われる熱量を加熱ローラ４０に供給しつつ、定着外面温度Ｔｓｆを維持するために熱源６０を制御する動作である。図４に示す定着動作は、複数枚の記録媒体２４に対して連続して定着処理を行うために熱源を制御する動作である。なお、定着動作時、加熱ローラ４０と加圧ローラ４２は、画像形成装置１０の制御部（図示せず）によって回転される。
【００３６】
待機動作中の熱源制御部４４は、画像形成装置１０の制御部（図示せず）から定着処理開始信号を受信して定着動作を開始する。このとき、図４に示すように、定着動作における内面温度Ｔｃを待機動作中の内面温度Ｔｃｈよりも高くする。
【００３７】
この理由の理解のため、仮に定着動作において内面温度Ｔｃを待機動作中の内面温度Ｔｃｈより高くしない場合に生じる問題点を以下に説明する。
【００３８】
定着処理時、加熱ローラ４０に当接する記録媒体２４は、加熱ローラ４０の定着外面温度Ｔｓｆの外周面によって加熱されてトナーが溶融定着されつつ、加熱ローラ４０から熱量を奪う。
【００３９】
まず、１枚目の記録媒体２４が、定着外面温度Ｔｓｆの外周面に加熱されてトナーを確実に溶融定着されつつ、加熱ローラ４０から熱量を奪う。このとき、外面温度Ｔｓは、略定着外面温度Ｔｓｆで維持されている。この目的のために、１枚目の記録媒体２４が熱量を奪っても、外面温度Ｔｓが定着外面温度Ｔｓｆから低下しないような（定着外面温度Ｔｓｆで略維持されるような）十分な熱量（上述の所定の熱量）が定着処理開始前から加熱ローラ４０に蓄えられている。
【００４０】
続く、２枚目の記録媒体２４も、略定着外面温度Ｔｓｆの外周面に加熱されてトナーが確実に溶融定着される。２枚目の記録媒体２４も、１枚目の記録媒体２４と同様に加熱ローラ４０から熱量を奪う。２枚目の記録媒体２４が熱量を奪うことにより、外面温度Ｔｓが定着外面温度Ｔｓｆ以下に低下する。これは、１枚目の記録媒体２４が熱量を奪っても定着外面温度Ｔｓｆで略維持されるのとは異なり、２枚目の記憶媒体２４が熱量を奪うことにより、加熱ローラ４０内の熱量が、定着外面温度Ｔｓｆで略維持されるような十分な熱量以下に減少したことによって生じる。
【００４１】
３枚目の記録媒体２４は、２枚目の記録媒体２４が加熱ローラ４０から熱量を奪うことよって低下した定着外面温度Ｔｓｆより低い温度の外周面に加熱される。その結果、３枚目の記録媒体２４へのトナーの溶融定着は不完全なものになる。４枚目以降の記録媒体２４も、３枚目の記録媒体２４と同様に、定着外面温度Ｔｓｆより低い温度の外周面に加熱されることになり、トナーの溶融定着は不完全なものになる。
【００４２】
そこで、本実施形態では、３枚目以降の記録媒体２４へのトナーの溶融定着が完全に行われるように、熱源制御部４４は、連続して外周面に当接する複数の記録媒体２４が熱量を奪っても、外面温度Ｔｓが定着外面温度Ｔｓｆで略一定であるような熱量が加熱ローラ４０に蓄えられているように熱源６０の制御を行う。具体的に言うと、熱源制御部４４は、各記録媒体２４が熱量を奪っても、図４に示すように、外面温度Ｔｓが定着外面温度Ｔｓｆで略一定であるような上記所定の熱量より大きな熱量が加熱ローラ４０に蓄えられるよう、内面温度ＴｃをＴｃｈより高いＴｃｆ（請求項の第２の熱源側温度に対応）となるように熱源６０を制御する。
【００４３】
なお、上では説明の都合上、３枚目の記録媒体２４が加熱ローラ４０の外周面に当接したときには、外面温度Ｔｓが定着外面温度Ｔｓｆから低下していると記載しているが、当然、記録媒体のサイズや厚さ（奪う熱量が異なる）によって２枚目であったり、４枚目又はそれ以上となる場合もある。
【００４４】
また、確認のために、内面温度Ｔｃｆも、記録媒体のサイズや厚さによって加熱ローラ４０から奪う熱量が違うため、記録媒体のサイズや厚さによって異なる。
【００４５】
さらに、本実施形態の熱源制御部４４は、定着処理開始と同時に、図４に示すような略一定の定着内面温度Ｔｃｆに内面温度Ｔｃができるだけ短期間に到達するように熱源６０を制御する。具体的には、出力Ｐｗ（請求項の第１の出力に対応）で内面温度Ｔｃが定着内面温度Ｔｃｆより低い温度Ｔｃｕ（請求項の第３の熱源側温度に対応）になるまで維持し、続いて、出力Ｐｗより小さい出力Ｐｆ（請求項の第２の出力に対応）で内面温度Ｔｃが定着内面温度Ｔｃｆになるまで維持する。このように熱源を制御することにより、連続して外周面に当接する複数の記録媒体２４が熱量を奪っても、外面温度Ｔｓが定着外面温度Ｔｓｆで略一定であるような熱量が短期間に加熱ローラ４０に蓄えられる。
【００４６】
ここで、熱源制御部４４が、出力Ｐｗで内面温度Ｔｃが定着内面温度Ｔｃｆになるまで維持しないのは、図４に示すように、外面温度Ｔｓが定着外面温度Ｔｓｆで略一定であり、また、内面温度Ｔｃが定着外面温度Ｔｃｆで略一定であるような熱量以上の熱量が蓄えられるのを防止するためである（必要以上の熱量が蓄えられるのを防止するためである。）。加熱ローラ４０内に必要以上の熱量が蓄えられると、外面温度Ｔｓが定着外面温度Ｔｓｆを超えてしまう（超えると、定着外面温度Ｔｓｆに戻るのに時間がかかる。）。また、その分の熱量を発生させる熱源６０の電力は無駄である。したがって、熱源制御部４４は、出力Ｐｗで内面温度Ｔｃを温度Ｔｃｕになるまで熱源６０を維持し、続いて、出力Ｐｗより小さい出力Ｐｆで内面温度Ｔｃが定着内面温度Ｔｃｆになるまで維持することにより、加熱ローラ４０に供給される熱源６０からの熱量を制御し、加熱ローラ４０に必要以上の熱量が蓄えられる（外面温度Ｔｓが定着外面温度Ｔｓｆを超える）のを防止している。
【００４７】
熱源制御部４４は、定着処理開始と同時に、内面温度ＴｃがＴｃｕになるまで熱源６０を出力Ｐｗで維持しているが、定着処理開始から所定枚数目の記録媒体２４がカウントされるまで熱源６０を出力Ｐｗで維持するように構成することも可能である。ただし、所定枚数目の記録媒体２４がカウントされたとき、内面温度Ｔｃは略Ｔｃｕであるように所定枚数を設定する必要がある。
【００４８】
所定枚数目の記録媒体２４をカウントするには、記録媒体２４の搬送経路において定着装置３０近傍に設けられた記録媒体２４の通過を検出する通過センサ（図示せず）と、通過センサからのパルス波形の出力信号（例えば、通過センサを記録媒体２４が通過している間は所定の電圧値を出力し、記録媒体２４が通過していないときは略０の電圧値を出力することによって形成される出力信号））のパルス数をカウントするパルスカウント装置（図示せず）が必要である。
【００４９】
なお、熱源制御部４４は、定着処理開始からは出力Ｐｗで、続いて出力Ｐｆで熱源６０を制御しているが、定着処理開始から維持される出力に比べて、続いて維持される出力が小さければ、これに限定されない。
【００５０】
また、３枚目の記録媒体２４が外周面に当接したときにも（２枚目の記録媒体２４が熱量を奪っても）、定着外面温度Ｔｓｆで略維持されるような上述の所定の熱量以上の熱量を定着処理前から加熱ローラに蓄えることが考えられるが、そのためには、定着処理前において所定の熱量が加熱ローラに蓄えられるように制御されている熱源に使用される電力以上の電力が必要になるため、上記のように所定の熱量を設定するのが好ましい。
【００５１】
内面温度Ｔｃが定着内面温度Ｔｃｆに達したときから、熱源制御部４４は、外面温度Ｔｓに基づいて、具体的には、定着外面温度Ｔｓｆを維持するように熱源６０を制御する。外面温度Ｔｓが定着外面温度Ｔｓｆより低下した場合、例えば、図４に示すように、熱源６０を定着外面温度Ｔｓｆに戻るように出力Ｐｆで維持する。
【００５２】
また、内面温度Ｔｃが定着内面温度Ｔｃｆに達したときから、外面温度Ｔｓに基づいて熱源６０を制御する理由は、待機動作時に外面温度Ｔｓに基づいて熱源６０を制御する理由と同じである。外面温度Ｔｓが定着外面温度Ｔｓｆより低下すると、定着処理が不完全に終了（トナーが完全に溶融せずに定着が不完全に終了）して画質に悪影響を与えることになる。
【００５３】
熱源制御部４４は、図４に示すように、定着動作において最終の記録媒体２４が加熱ローラ４０と加圧ローラ４２のニップ部に到着したときから（最終の記録媒体の定着処理が開始されるときから）、熱源６０をＯＦＦ状態で維持する。熱源６０のＯＦＦ状態の維持は、内面温度Ｔｃが待機動作時の内面温度Ｔｃｈになるまで続く。最終の記録媒体２４のニップ部の到着は、例えば、記録媒体２４の搬送経路においてニップ部上流に設けたセンサ（上述の通過センサまたは別に設けたセンサ）によって確認される。具体的には、センサが記録媒体２４の通過を検出しなくなったとき、直前に検出した記録媒体２４が最終のものであると分かる。また、熱源制御部４４が定着動作から待機動作に素早く移行できるように、画像形成装置１０の制御部（図示せず）は、加熱ローラ４０の放熱を促進するために定着処理時に回転させた加熱ローラ４０の回転を、内面温度ＴｃがＴｃｈに戻るまで維持する。
【００５４】
なお、定着処理時において、定着処理が行われる記録媒体の枚数が既知である場合（例えば、プリンタなどの画像形成装置は、プリンタに接続されたコンピュータから文章などのデータを受信する際、データを印刷する際に必要な記録媒体の枚数の情報をコンピュータから提供される。）、熱源６０のＯＦＦ状態の維持を開始するタイミングは、最終の記録媒体の定着処理開始時でなくてもよく、例えば、最終の記録媒体から逆算して所定枚数目の記録媒体の定着処理開始時でもよい。ただし、その枚数は、その枚数の記録媒体が加熱ローラに蓄えられている熱量が所定の熱量に戻るような量（最終の記録媒体から逆算して所定枚数の記録媒体が奪う熱量の総合計の熱量）を奪うように設定するのが好ましい。
【００５５】
なお、定着処理において処理される記録媒体２４の枚数が所定枚数以下のＸ枚である場合、熱源制御部４４は、Ｘ枚目（最終）の記録媒体２４が加熱ローラ４０と加圧ローラ４２のニップ部に到着したときから、熱源制御部４４は、熱源６０をＯＦＦ状態で維持する。記録媒体２４が１枚である場合、記録媒体２４の通過を検出する上述のセンサ（図示せず）が次に続く記録媒体２４が所定時間検出できなかったときから、熱源６０をＯＦＦ状態で維持する。
【００５６】
熱源制御部４４は、内面温度ＴｃがＴｃｈに戻ったとき定着動作を終了し（これにより、定着処理が終了する）、外面温度Ｔｓに基づく（定着外面温度Ｔｓｆで維持するような）待機動作に移行する。
【００５７】
以上、熱源制御部４４の動作をウォームアップ動作、待機動作、定着動作と順に説明してきたが、これは、画像形成装置１０がウォームアップ動作開始前、すなわち、電源投入前、しばらく使用されていなかった場合のものである。ここからは、電源投入直前まで画像形成装置１０が使用されていた、すなわち、加熱ローラ４０に熱量が残っている場合も想定した熱源制御部４４のウォームアップ動作を説明する。
【００５８】
熱源制御部４４は、ウォームアップ開始時に外面温度センサ４８が測定した外面温度Ｔｓに基づいて熱源６０を制御する。具体的には、外面温度Ｔｓが温度Ｔｓｗ（定着外面温度Ｔｓｆより低い温度）より低い温度である場合、加熱ローラに短期間に所定の熱量を蓄えるために、待機動作時の内面温度Ｔｃｈ以上の温度Ｔｃｗになるまで熱源をＰｗで維持する（上述のウォームアップ動作）。一方、外面温度ＴｓがＴｓｗより高い場合は、外面温度Ｔｓが定着外面温度Ｔｓｆになるまで熱源をＰｗで維持するようにする。理由は、仮に内面温度ＴｃがＴｃｗになるまで熱源Ｐｗで維持すると、外面温度Ｔｓが定着外面温度Ｔｓｆを超えてしまうことがあるためである。定着外面温度Ｔｓｆを超えた外面温度Ｔｓが定着外面温度Ｔｓｆに戻るには時間がかかり、その結果、ウォームアップ動作は長くなる。このように、ウォームアップ開始時の外面温度Ｔｓによって異なる熱源６０の制御を行うことにより、ウォームアップに要する時間を短くすることができる。
【００５９】
ここまで、本発明を上述の実施形態の定着装置に基づいて説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、他の実施形態も実施可能である。
【００６０】
例えば、加熱ローラの外面温度を正確に測定するために、外面温度センサは、上述のように非接触式ではなく接触式であってもよい。非接触式外面温度センサの場合、加熱ローラの外周面と外面温度センサの間に空間が存在するため（外周面と外面温度センサが接触していないため）、外乱（例えば、周囲の空気の温度や振動など）によって該空間の温度や外周面と外面温度センサの間の距離が変動したとき、測定精度が変化することがある。そのため、測温結果にばらつきが生じてしまうことがある。
【００６１】
図５に、接触式の外面温度センサを用いた定着装置の一実施形態を示す。図３に示す上述の実施形態の定着装置とは、外面温度センサの加熱ローラに対する配置位置と、熱源制御部が行う定着動作が内面温度Ｔｃのみに基づいて実行している点で異なる（上述の実施形態では定着動作時においてに外面温度Ｔｓに基づいて熱源を制御している期間がある。）。第１の実施形態の構成要素と同じ構成要素は、第１の実施形態の構成要素の符号の数字に１００を加えた数字の符号を付し、必要とする以外説明は省略する。以下、外周面温度センサ１８０、熱源制御部１８２に関して言及する。
【００６２】
図５に示すように、外面温度センサ１８０は、接触式であって、加熱ローラ１４０の回転中心線１５２の伸びる方向に関して端部の加熱ローラ４０の外周面に接触している。外面温度センサ１８０が接触している加熱ローラ１４０の外周面の部分は、定着処理時において記録媒体１２４の搬送経路から外れた部分（記録媒体１２４の幅方向長さ１６２の範囲外部分）である。外面温度センサ１８０は、加熱ローラ１４０の外周面と接触しているため、安定した精度で外面温度を測定できる。また、加熱ローラ１４０の外周面に外面温度センサ１８０が接触することによって仮にその接触部分に傷跡が形成されたとしても、該接触部分には記録媒体１２４が当接しないので記録媒体１２４の画質に影響を与えることがない。
【００６３】
熱源制御部１８２は、定着動作において、上述のように内面温度Ｔｃが定着内面温度Ｔｃｆに達するように熱源１６０を制御した後、定着内面温度Ｔｃｆを維持するように熱源１６０を制御するように構成されている。これは、第１の実施形態の外面温度センサ４８が記録媒体２４の幅方向略中央に対応する位置に配置されているのに対し、本実施形態の外面温度センサ１８０が記録媒体１２４の幅方向長さ１６２の範囲外の位置に配置されていることによる。第１の実施形態の外面温度センサ４８は、記録媒体２４の幅方向略中央に配置されているため、記録媒体２４の幅方向の大きさに影響されない。一方、外面温度センサ１８２が接触している加熱ローラ１４０の外周面の部分（記録媒体１２４が当接しない部分）は、記録媒体１２４の幅方向長さ１６２によって外面温度が変化する（この部分の外面温度は、幅方向長さ１６２が異なることによって加熱ローラ１４０から奪う熱量が異なる記録媒体１２４によって異なる。）。そのため、記録媒体１２４が当接しない部分の外面温度に基づくよりは、加熱ローラ１４０の内面温度に基づいて熱源１６０を制御するほうが好ましい。
【００６４】
記録媒体１２４の搬送経路から外れた加熱ローラ１４０の外周面の部分を測定している外面温度センサ１８０は、加熱ローラの過剰な温度上昇を防止するために使用できる。例えば、連続して定着処理される複数の記録媒体の幅方向長さが小さい場合、定着処理時、加熱ローラの外面温度Ｔｓが過剰に上昇することがある。過剰に上昇した外面温度Ｔｓを測定した外面温度センサ１８０の出力信号１７４に基づいて熱源制御部１８２が熱源１６０をＯＦＦすることにより、加熱ローラの過剰な温度上昇が防止される。
【００６５】
また、加熱ローラの内面（芯金の内周面近傍）の温度を熱源側温度として用いて熱源を制御する以外に、熱源の出力の変化によって温度が変化する位置（加熱ローラの外周面以外の位置）、例えば、芯金と弾性層の間や加熱ローラの内周面近傍以外の内部空間内の位置で測定した温度を熱源側温度としてもよい。芯金と弾性層の間の温度を熱源側温度とする場合、弾性層が伝熱部材に該当する。
【００６６】
さらに、熱源は、出力調整できるものであれば、ハロゲンランプ以外のものでもよく、加熱ローラの芯金に組み込まれた熱源であってもよい。
【００６７】
さらにまた、記録媒体にトナー画像を定着させるために伝熱する伝熱部材は加熱ローラでなくてもよく、例えば、記録媒体の搬送経路を形成する外面を有する加熱ガイドであってもよい。また、加熱ローラとニップ部を形成する加圧ローラも同様に、記録媒体を加熱ローラ（加熱ガイド）に当接させる部材であればよく、例えば、加圧ベルトであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の一実施形態に係る定着装置を備えた画像形成装置の概略図である。
【図２】図１の定着装置の断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿った定着装置の部分断面図である。
【図４】熱源の出力に対応して変化する外面温度と内面温度を示す図である。
【図５】別の実施形態に係る定着装置の概略図である。
【符号の説明】
【００６９】
２４：記録媒体
３０：定着装置
３８：トナー画像
４０：伝熱部材
４４：熱源制御手段
４８：外面温度測定手段
５０：熱源側温度測定手段
６０：熱源
【図１】
2006171621.tif 000003
【図２】
2006171621.tif 000004
【図３】
2006171621.tif 000005
【図４】
2006171621.tif 000006
【図５】
2006171621.tif 000007