(57)【要約】【課題】トナーのすり抜けを防止して安定した画像品質を保つとともに、省電力化を図る。【解決手段】定着ローラ５２と、ヒータ５０により加熱される加熱ローラ５１と、定着ベルト５３と、ヒータ５４により加熱される加圧ローラ５５と、定着ベルト用温度センサ６１と、加圧ローラ用温度センサ６０と、加圧ローラ５５をクリーニングするクリーニング手段と、ヒータ５０，５４の発熱率に上限値を設定するとともに、該上限値内で、ヒータ５０，５４を制御する制御部１０と、を備え、制御部１０は、連続通紙動作中において、加圧ローラ５５の温度Ｔｐが所定値Ｔｐ１を下回った場合に、クリーニング手段の更新間隔を短くすると共に、定着ベルト５３の温度Ｔｆが所定値Ｔｆ１を超え、かつ、加熱ローラ５１の熱源の発熱率Ｄｆが所定値Ｄを超えない場合、ヒータ５０の発熱率上限値を下げるとともに、ヒータ５４の発熱率上限値を上げる。【選択図】図２
2018010194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性層が形成されてなる定着ローラと、
熱源により加熱される加熱ローラと、
少なくとも前記定着ローラと前記加熱ローラとに張架される定着ベルトと、
熱源により加熱され、前記定着ベルトを介して前記定着ローラに圧接してニップ部を形成する加圧ローラと、
前記定着ベルトの温度を検出する定着ベルト用温度検出手段と、
前記加圧ローラの温度を検出する加圧ローラ用温度検出手段と、
所定のタイミングでシート状清掃部材の前記加圧ローラへの圧接面を未使用部へ更新しつつ前記加圧ローラをクリーニングするクリーニング手段と、
前記加熱ローラの熱源と、前記加圧ローラの熱源の発熱率に上限値を設定するとともに、該上限値内で、前記定着ベルトの温度に基づいて前記加熱ローラの熱源を制御するとともに、前記加圧ローラの温度に基づいて前記加圧ローラの熱源を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
連続通紙動作中において、
前記加圧ローラの温度Ｔｐが所定値Ｔｐ１を下回った場合に、前記クリーニング手段の更新間隔を短くすると共に、
前記定着ベルトの温度Ｔｆが所定値Ｔｆ１を超え、かつ、前記加熱ローラの熱源の発熱率Ｄｆが所定値Ｄを超えない場合、前記加熱ローラの熱源の発熱率上限値を下げるとともに、前記加圧ローラの熱源の発熱率上限値を上げることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記定着ベルトの温度Ｔｆが所定値Ｔｆ１を超えない、または、前記加熱ローラの熱源の発熱率Ｄｆが所定値Ｄを超える場合、通紙速度を遅くさせ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】
前記制御手段は、
前記定着ベルトの温度Ｔｆが所定値Ｔｆ１を超えない、または、前記加熱ローラの熱源の発熱率Ｄｆが所定値Ｄを超える場合、用紙間隔を広くさせることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
所定時間Ａの経過後に、前記加圧ローラの温度Ｔｐが所定値Ｔｐ２（ただし、Ｔｐ２＞Ｔｐ１）を上回った場合に、前記クリーニング手段の更新間隔を元に戻すことを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記制御手段は、
所定時間Ａの経過後に、前記加圧ローラの温度Ｔｐが所定値Ｔｐ２（ただし、Ｔｐ２＞Ｔｐ１）を上回らない場合、
通紙速度を遅くさせる、または、用紙間隔を広くさせ、
所定時間Ｂの経過後に、前記加圧ローラの温度Ｔｐが前記所定値Ｔｐ２を上回る場合に、前記クリーニング手段の更新間隔を元に戻すことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項６】
前記制御手段は、
所定時間Ａの経過後に、前記加圧ローラの温度Ｔｐが所定値Ｔｐ２（ただし、Ｔｐ２＞Ｔｐ１）を上回らない場合であって、
前記定着ベルトの温度Ｔｆが所定値Ｔｆ１を超え、かつ、前記加熱ローラの熱源の発熱率Ｄｆが所定値Ｄを超えない場合、前記加熱ローラの熱源の発熱率上限値を下げるとともに、前記加圧ローラの熱源の発熱率上限値を上げ、
所定時間Ｂの経過後に、前記加圧ローラの温度Ｔｐが前記所定値Ｔｐ２を上回る場合に、前記クリーニング手段の更新間隔を元に戻すことを特徴とする請求項２または３に記載の定着装置。
【請求項７】
前記制御手段は、
前記所定時間Ｂの経過後も前記加圧ローラの温度Ｔｐが所定値Ｔｐ２を上回らない場合は、通紙動作を中断させることを特徴とした請求項５または６に記載の定着装置。
【請求項８】
前記制御手段は、
前記用紙間隔を広くさせる前に、前記クリーニング手段の更新を所定量行わせることを特徴とする請求項３または５に記載の定着装置。
【請求項９】
前記制御手段は、
前記通紙動作の中断の際に、前記クリーニング手段の更新を所定量行わせることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置として、電子写真方式を利用した画像形成装置が種々考案されており公知技術となっている。その画像形成プロセスは、像担持体である感光ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化し、現像された画像を転写装置により記録媒体（以下、用紙、記録材、記録紙ともいう）に転写して画像を担持させ、圧力および熱等を用いる定着装置によって記録媒体上の未定着トナー像を定着する過程により成立している。
【０００３】
定着装置としては、様々な方式のものが提案されており、例えば、加圧ローラに対向配置される定着ローラと、定着ローラと熱源を有する加熱ローラとの間に張架される無端状の定着ベルト（定着部材）とを備え、加圧ローラと定着ベルトとの圧接によって形成された定着ニップ部にて、定着ベルトを介して加熱ローラの熱を記録媒体に与えることで、未定着トナー像を記録媒体に加圧し、定着させるベルト定着方式が知られている。
【０００４】
加熱ローラの熱源（ヒータ）としては、例えば、ハロゲンヒータが使用されることが多く、また、加圧ローラにも熱源（ヒータ）を設け、定着ベルトおよび加圧ローラともに、適正温度に維持することで、高い定着性を得ることが知られている。
【０００５】
定着装置においては、通紙の際、用紙へ定着し切れなかったトナーが定着ベルトへ付着してしまう定着オフセットという現象が発生し、後続の用紙に付着し、用紙を汚すことがある。このため、それを清掃する方法として定着ベルトへオイル等を含浸させたクリーニングウェブ（クリーニング部材）を、スポンジローラなどで圧接させてトナー汚れを掻き取る方式が用いられている。
【０００６】
しかしながら、クリーニングウェブを圧接させたことによる摩擦や、オイルの流出等により、定着の際に画像にスジなどを発生させてしまう場合がある。ここで、定着ベルトと加圧ローラの温度がともに適正である場合は、オフセットするトナーは微量であり後続の用紙への汚れは目視できない程度のものであるため、初期的かつ安定動作時の状況での使用であれば、上記のような副作用を生じさせるクリーニングウェブの定着ベルトへの配置は必須ではない。
【０００７】
一方で、用紙ジャム等により、用紙が定着装置内で停止した際や、定着ベルトに用紙が巻きつくなどした場合、多量の未定着トナーが定着ベルトへ付着する場合があり、また、経時での微量オフセットの積み重ねによりトナーの固着が発生することがある。これらを清掃する手段として、定着したい画像に面していない加圧ローラ側へクリーニングウェブ（クリーニング部材）を配置することで、上記汚れを清掃し、且つ異常画像を防ぐ定着装置が知られている。
【０００８】
また、近年、画像形成装置には、高速化および省エネルギー化の双方を求められており、高速化するためには、より高い熱源の出力（ヒータ出力）が必要となるが、ヒータ出力を必要最低限に収めなければ省エネルギー化を達成することができない。
【０００９】
これに対し、高いヒータ出力が不要な動作待機中に加圧ローラを温め、通紙動作中は特に高温度が求められる加熱ローラのヒータのみに通電し、加圧ローラのヒータは非点灯とする制御がなされる場合がある。このとき、通紙中の加圧ローラは用紙に熱を奪われ、徐々に温度が低下することがあるが、定着性は満足できるレベルであることが多い。
【００１０】
しかしながら、定着性は満足できるレベルであっても、加圧ローラに圧接されたクリーニングウェブの温度低下によって、クリーニングウェブで堰き止められた微量オフセットトナーが、クリーニングウェブと加圧ローラとのニップ内で溶融させられなくなることが生じる。
【００１１】
微量オフセットトナーが溶融しない場合、クリーニングウェブにトナーを接着しきれず、トナー保持力が大きく下がり、また、連続通紙直後等の用紙通過がなくなったタイミングにて、定着ベルトからの熱供給により加圧ローラ温度が急上昇すると、急激に溶融したトナーはクリーニングウェブから離れ加圧ローラ側へ付着し、さらに定着ベルトへ転移し、次ジョブの用紙へ汚れを付着させるという不具合（これを、トナーのすり抜けという）が確認されている。
【００１２】
この点に関し、特許文献１には、加圧ローラの温度に応じてクリーニングウェブの送り量を決め、温度低下に伴い送り量を増やすことで、クリーニングウェブに堰き止められていたトナーのすり抜けを防止する定着装置が開示されている。また、特許文献２には、定着クリーニング部材の近傍に別途熱源を設け、クリーニング部材の温度低下を防ぐことでトナーのすり抜けを防止する定着装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１の定着装置では、加圧ローラの温度低下を防ぐ手段を設けていないため、例えば、低温環境にて、紙間が狭く、紙幅が広いような温度低下に厳しい条件下では、常にクリーニングウェブの送り量を増やす必要があり、ウェブ寿命が大幅に低減してしまう。
【００１４】
また、特許文献２のように、別途熱源を配置する場合、高コスト化に繋がるとともに、装置構成が複雑になってしまうとともに、熱源の追加により最大電力消費量の大幅な増加につながってしまう。
【００１５】
そこで本発明は、トナーのすり抜けを防止して安定した画像品質を保つとともに、省電力化を図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】
【００１６】
かかる目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、弾性層が形成されてなる定着ローラと、熱源により加熱される加熱ローラと、少なくとも前記定着ローラと前記加熱ローラとに張架される定着ベルトと、熱源により加熱され、前記定着ベルトを介して前記定着ローラに圧接してニップ部を形成する加圧ローラと、前記定着ベルトの温度を検出する定着ベルト用温度検出手段と、前記加圧ローラの温度を検出する加圧ローラ用温度検出手段と、所定のタイミングでシート状清掃部材の前記加圧ローラへの圧接面を未使用部へ更新しつつ前記加圧ローラをクリーニングするクリーニング手段と、前記加熱ローラの熱源と、前記加圧ローラの熱源の発熱率に上限値を設定するとともに、該上限値内で、前記定着ベルトの温度に基づいて前記加熱ローラの熱源を制御するとともに、前記加圧ローラの温度に基づいて前記加圧ローラの熱源を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、連続通紙動作中において、前記加圧ローラの温度Ｔｐが所定値Ｔｐ１を下回った場合に、前記クリーニング手段の更新間隔を短くすると共に、前記定着ベルトの温度Ｔｆが所定値Ｔｆ１を超え、かつ、前記加熱ローラの熱源の発熱率Ｄｆが所定値Ｄを超えない場合、前記加熱ローラの熱源の発熱率上限値を下げるとともに、前記加圧ローラの熱源の発熱率上限値を上げるものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、トナーのすり抜けを防止して安定した画像品質を保つとともに、省電力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る定着装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図３】画像形成装置のモードが、待機中から連続通紙動作へ遷移した場合の温度推移の例を示す説明図である。
【図４】図３に示す場合の２つのヒータのＤｕｔｙ制御値の推移の例を示す説明図である。
【図５】定着装置の制御例を示すフローチャートである。
【図６】本実施形態の制御実施時において、画像形成装置のモードが、待機中から連続通紙動作へ遷移した場合の温度推移の例を示す説明図である。
【図７】図６に示す場合の２つのヒータのＤｕｔｙ制御値の推移の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る構成を図１から図７に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
（画像形成装置）
本発明に係る画像形成装置の一実施形態について図１を参照して説明する。図１は画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【００２１】
図１において、読み取りユニット１２は圧板上に置かれた原稿をスキャンするために設けられており、原稿を載置するコンタクトガラス２０と光学走査系で構成されている。光学走査系は、露光ランプ１３、第１ミラー１４、第２ミラー１７、第３ミラー１８、レンズ１５、ＣＣＤイメージセンサ１６等で構成されている。ＣＣＤイメージセンサ１６によって原稿画像が読み取られ、電気信号に変換されて処理される。
【００２２】
シート原稿を自動的に読み取るためのシート原稿自動読み取り装置Ａにおいて、原稿台Ｂに置かれた原稿は給送ローラＣによって原稿読み取りセンサＧの位置に送り込まれる。原稿はそのまま一定の速度で原稿読み取りセンサＧを通過し、このとき原稿の表面側の画像が原稿読み取りセンサＧによって読み取られる。読み取られた画像データは画像処理（各種補正、圧縮等）を行った後に順次、画像メモリに蓄えられる。
【００２３】
書き込みユニット４９はレーザ出力ユニット１９、結像レンズ２１、ミラー２２で構成され、書き込みユニット４９から出力されるレーザ光が画像作像系の感光体３０に照射される。
【００２４】
感光体３０に作像された画像を印刷する手順はおおよそ以下の通りである。第１トレイ２３、第２トレイ２４、第３トレイ２５に積載された用紙は、各々第１給紙装置２６、第２給紙装置２７、第３給紙装置２８によって給紙され、縦搬送ユニット２９によって感光体３０の手前位置まで搬送される。
【００２５】
画像メモリ上の画像データは書き込みユニット４９からのレーザ光によって感光体３０上に書き込まれ、現像ユニット３５を通過することによってトナー像が形成される。用紙はトナー像の移動に合わせて感光体３０の回転と等速で搬送ベルト３１によって搬送されながら、感光体３０上のトナー像が転写される。その後、定着装置１にて画像を定着させ、排紙ユニット３２によって排紙トレイ３３に排出される。
【００２６】
両面に画像を作像する場合は、各給紙トレイ２３〜２５から給紙され、かつ作像された用紙を反転経路切り換え爪を切り換える。これにより用紙を排紙トレイ３３側に導かないで、両面入口搬送路３８に搬送し、両面搬送ユニット３６内に設けてある反転ユニット３７に導き、スイッチバック搬送路４１にいったん収納される。戻し搬送手段により逆方向（再給紙方向）に繰り出され、不図示の反転排紙切り換え爪により下方に導かれ反転し、その下方に設けられた両面中間搬送路４３に送られる。そして、駆動源（モータ）に接続された中間搬送手段４０、両面出口搬送手段４２により、再度、縦搬送ユニット２９に送られて、裏面に画像を印刷された後に排紙される。
【００２７】
また、用紙を反転して排出する場合、上記反転ユニット３７でスイッチバック反転した用紙を排紙反転切り換え爪により、両面中間搬送路４３を通さずに反転排紙搬送路３９に送り出して、再び排紙ユニット３２に戻し本体外に排出する。
【００２８】
本体から排紙される用紙は排紙先切り換え爪により本体の排紙トレイ３３、フィニッシャ４４のどちらかに排紙される。フィニッシャ４４に排紙された用紙はパンチ穴処理をするためのパンチユニット４８を通り、ステープル処理をするために、いったんスタックトレイ４５にスタックされる。
【００２９】
すべての用紙がスタックトレイに溜められた後、この用紙束はステープラユニット４６により綴じられて排出トレイ４７に排出される。
【００３０】
（定着装置）
本発明に係る定着装置の一実施形態について図２を参照して説明する。図２は定着装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【００３１】
定着装置１は、制御部１０と、加熱ローラ５１と、定着ローラ５２と、加熱ローラ５１および定着ローラ５２に張架される定着ベルト５３と、定着ローラ５２を押圧して定着ベルト５３との間にニップ部を形成する加圧ローラ５５、クリーニングウェブ５８などを備えるクリーニング手段、温度センサ６０，６１、等を備えている。また、加熱ローラ５１は、熱源としての加熱ローラ用ヒータ５０、加圧ローラ５５は、熱源としての加圧ローラ用ヒータ５４をそれぞれ内部に有している。加熱ローラ５１と定着ローラ５２の回転動作により加熱ローラ５１から定着ベルト５３が周方向に渡って全面加熱される。
【００３２】
定着装置１の制御部１０（制御手段、コントローラ）は、各ローラの駆動制御、クリーニング手段の制御、各温度センサの検出結果に基づく各ヒータの制御等、定着装置１の各部を制御する。制御部１０は、例えば、演算部としてのＣＰＵ、記憶部としてのＲＯＭやＲＡＭ、入出力部としてのＩ／Ｏインターフェース等を包含するマイクロコンピュータから構成される。なお、本実施形態では、制御部１０を、定着装置１に設ける構成としているがこれに限られず、画像形成装置内の制御部が、制御部１０を兼ねるものであってもよい。
【００３３】
定着装置１は、定着ローラ５２と加圧ローラ５５との圧接によって形成される定着ベルト５３と加圧ローラ５５とのニップ部にトナー像Ｔを担持した記録媒体Ｐを通紙して加熱定着を行うものである。なお、加熱ローラ５１、定着ローラ５２及び加圧ローラ５５は、定着装置１の筐体の長手方向に回転可能に軸支され、各ローラの駆動手段等は、筐体に固定保持されている。
【００３４】
ニップ部を通紙した記録媒体Ｐは、定着ローラ５２側または加圧ローラ５５側に配置された分離手段（分離板、分離爪など）によって先端部が分離されて、次工程に排出される。  
【００３５】
加熱ローラ５１は、例えば、金属材料からなる薄肉の円筒体であって、その円筒体の内部に加熱ローラ用ヒータ５０が固設されている。加熱ローラ用ヒータ５０としては、例えば、ハロゲンヒータやカーボンヒータ等を用いることができる。また、加熱ローラ用ヒータ５０の両端部は、定着装置１の筺体に固定されている。
【００３６】
定着ローラ５２は、熱源を有しておらず、金属（鉄やアルミ）などの剛性の高い芯材（芯金）を、シリコーンゴムなどの厚い弾性層で覆ったものである。
【００３７】
定着ベルト５３は、定着ローラ５２と加熱ローラ５１の周囲に掛けまわされ、加熱ローラ５１および定着ローラ５２に密着している。このように構成した定着ベルト５３に、定着ローラ５２に対応する箇所に加圧ローラ５５を押し当てることで、ニップ部を構成する。
【００３８】
定着ベルト５３は、例えば、ＰＩ（ポリイミド）樹脂からなる層厚９０μｍのベース層上に、シリコーンゴムなどの弾性層、離型層が順次積層された多層構造の無端ベルトである。
【００３９】
定着ベルト５３の弾性層は、例えば、層厚が２００μｍ程度であって、シリコーンゴム、フッ素ゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性材料で形成されている。定着ベルト５３の離型層は、例えば、層厚が２０μｍ程度であって、ＰＦＡ（４フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）等で形成されている。また、定着ベルト５３の表層に離型層を設けることにより、トナー（トナー像）に対する離型性（剥離性）が確保されることになる。
【００４０】
また、定着ベルト５３は、例えば、厚さ９０μｍの耐熱樹脂の無端フィルムであるＰＩベルトで構成され、表層には、ＰＦＡ（４フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）などのオフセット防止剤がコーティングされている。
【００４１】
加圧ローラ５５は、定着ローラ５２と同様に、例えば、ＳＵＳ３０４等の芯金上に、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性層が形成されたローラ部材である。また、円筒体の内部には熱源としての加圧ローラ用ヒータ５４が固設されている。
【００４２】
定着ローラ５２と加圧ローラ５５とは、対向して配置されるゴムローラであり、加圧ローラ５５が定着ベルト５３を介して定着ローラ５２の中心方向に加圧されることにより、加圧ローラ５５と定着ベルト５３との間でニップ部が形成される。また、加圧ローラ５５の定着ローラ５２側への押圧力（加圧力）を制御することにより、ニップ幅の大きさを制御することが可能である。
【００４３】
加圧ローラ５５には、クリーニング手段が設けられている。クリーニング手段は、クリーニングウェブ５８、押圧ローラ５７、供給部５９、および巻き取りローラ５６を備えている。加圧ローラ５５にはスポンジ状の弾性のある押圧ローラ５７により、不織布や合成繊維からなるクリーニングウェブ５８が圧接されており、トナー像Ｔの定着時に定着ベルト５３へ付着してしまった微量のオフセットトナーが、加圧ローラ５５へ移動し、このクリーニングウェブ５８でかきとられる。
【００４４】
クリーニングウェブ５８の供給部５９は、軸芯へ未使用のクリーニングウェブ５８が巻きつけられており、押圧ローラ５７と加圧ローラ５５間を通り、巻き取りローラ５６へつながっており、巻き取りローラ５６が所定のタイミングでモータ等で巻き取り動作を行うことで、クリーニングウェブ５８は供給部５９から新たな面へ更新することが出来る。
【００４５】
加熱ローラ用ヒータ５０は、画像形成装置本体の電源部（交流電源）により出力制御され、この加熱ローラ用ヒータ５０からの輻射熱によって加熱ローラ５１が加熱される。さらに加熱ローラ５１によって加熱された定着ベルト５３の表面から記録媒体Ｐ上の未定着トナー像Ｔに熱が加えられる。加熱ローラ用ヒータ５０の出力制御は、定着ベルト５３の任意の位置の表面に対向する位置に非接触または接触で設けられるサーモパイル等の定着ベルト用温度センサ６１による表面温度の検出結果に基づいてなされる。
【００４６】
加圧ローラ用ヒータ５４の出力制御も同様に、加圧ローラ５５の任意の位置の表面に対向する位置に非接触または接触で設けられるサーモパイル等の加圧ローラ用温度センサ６０による表面温度の検出結果に基づいてなされる。
【００４７】
（ヒータ制御およびクリーニング手段制御）
本実施形態では、加熱ローラ用ヒータ５０は、定着ベルト用温度センサ６１の表面温度の検出結果に基づいて、定着ベルト５３を目標温度へ追従させるようＰＩＤ（Proportional-Integral-Differential）制御方式等で制御されており、通電時間を制御周期ごとの何パーセントの時間を通電させるかというデューティ（Ｄｕｔｙ、発熱率）調整により、０〜１００％までの間で細かい調整が可能となっている。また、加圧ローラ用ヒータ５４の出力制御も同様である。
【００４８】
定着装置１において、全てのヒータを１００％発光させると、消費電力が大きくなりすぎるため、画像形成装置全体で使用可能な電力を超えないよう、すなわち、ある値以上のＤｕｔｙにならないように、定着装置１の状態（モード（待機中、通紙中、ウォームアップなど））ごとに、加熱ローラ用ヒータ５０と加圧ローラ用ヒータ５４のＤｕｔｙには、それぞれ上限値（Ｄｆ＿ｍａｘ（加熱最大Ｄｕｔｙ），Ｄｐ＿ｍａｘ（加圧最大Ｄｕｔｙ））を設定し、全体で制御周期平均がある電力以上にならないようにしている。
【００４９】
また、高速機等において、通紙中は、特に、加熱ローラ用ヒータ５０がより高いヒータ出力を要求されるため、加圧ローラ用ヒータ５４は、通紙中は、通電オフとしたり、上限値Ｄｐ＿ｍａｘを低い値に設定したりすることがされる。
【００５０】
本実施形態では、通紙中のＤｕｔｙ上限値について、Ｄｆ＿Ｍａｘ＝９０％，Ｄｐ＿ｍａｘ＝１０％とする場合を例に説明する。尚、Ｄｕｔｙ分配している様子を分かりやすくするため、ここでは２つの上限値の合計が１００％となるような値を例にしているが、合計１００％である必要はない。２つのヒータの消費電力は、通常異なる（加圧ローラ用ヒータ５４は加熱ローラ用ヒータ５０より消費電力が小さい）ため、電力換算では、加圧ローラ用ヒータ５４の１００％時の電力が、例えば、加熱ローラ用ヒータ５０の４０％程度の電力に相当する。２つのヒータの合計値が所定の電力値を超えないように、２つのヒータのＤｕｔｙ分配を設定すればよい。
【００５１】
図３は、画像形成装置のモードが、待機中から連続通紙動作へ遷移した場合の温度推移の例を示す説明図である。図３では、定着ベルト５３の温度（ベルト温度Ｔｆ）と、その目標温度（ベルト目標温度）、加圧ローラ５５の温度（加圧温度Ｔｐ）とその目標温度（加圧目標温度）、および閾値Ｔｐ１を示している。
【００５２】
図３では、待機状態から通紙が開始されると、用紙へ温度が吸熱されるため、温度が落ち込んでいる様子を表している。そして、加熱ローラ用ヒータ５０は高出力を出せるＤｕｔｙ設定（Ｄｆ＿ｍａｘ＝９０％）のためベルト温度Ｔｆは、すぐにベルト目標温度まで復帰する。
【００５３】
一方、加圧ローラ用ヒータ５４は出力が小さいＤｕｔｙ設定（Ｄｐ＿ｍａｘ＝１０％）のため、加圧温度Ｔｐが、加圧目標温度以下となり、さらに、閾値Ｔｐ１以下まで低下する。Ｔｐ１は、加圧目標温度以下であってクリーニングウェブ５８へ回収されたトナーが溶融不足となり、トナーがすり抜ける可能性が高い温度に設定される閾値であり、Ｔｐ１以下で、トナーのすり抜けが発生する可能性が高いことを示している。
【００５４】
図４は、図３に示す待機中から連続通紙動作へ遷移した際の、加熱ローラ用ヒータ５０と加圧ローラ用ヒータ５４のＤｕｔｙ制御値（加熱ヒータＤｕｔｙ：Ｄｆ、加圧ヒータＤｕｔｙ：Ｄｐ）の推移の例を示す説明図である。図４に示すように、加熱ローラ用ヒータ５０は、連続通紙の後半になるほど出力が不要となり、Ｄｕｔｙが低下する。これは、ゴム材質からなる定着ローラ５２が連続通紙動作の後半になるほど温まるため、定着ローラ５２からの吸熱による温度低下がなくなり、出力を下げても目標温度に追従できるためである。
【００５５】
一方、加圧ローラ用ヒータ５４は、加圧温度が加圧目標温度以下の状態が続いているため、Ｄｕｔｙ上限値（Ｄｐ＿ｍａｘ＝１０％）での制御が続いている。
【００５６】
そして、本実施形態に係る定着装置（定着装置１）は、弾性層が形成されてなる定着ローラ（定着ローラ５２）と、熱源（加熱ローラ用ヒータ５０）により加熱される加熱ローラ（加熱ローラ５１）と、少なくとも定着ローラと加熱ローラとに張架される定着ベルト（定着ベルト５３）と、熱源（加圧ローラ用ヒータ５４）により加熱され、定着ベルトを介して定着ローラに圧接してニップ部を形成する加圧ローラ（加圧ローラ５５）と、定着ベルトの温度を検出する定着ベルト用温度検出手段（定着ベルト用温度センサ６１）と、加圧ローラの温度を検出する加圧ローラ用温度検出手段（加圧ローラ用温度センサ６０）と、所定のタイミングでシート状清掃部材（クリーニングウェブ５８）の加圧ローラへの圧接面を未使用部へ更新しつつ加圧ローラをクリーニングするクリーニング手段（５６〜５９）と、加熱ローラの熱源と、加圧ローラの熱源の発熱率に上限値を設定するとともに、該上限値内で、定着ベルトの温度に基づいて加熱ローラの熱源を制御するとともに、加圧ローラの温度に基づいて加圧ローラの熱源を制御する制御手段（制御部１０）と、を備え、制御手段は、連続通紙動作中において、加圧ローラの温度Ｔｐが所定値Ｔｐ１を下回った場合に（図５のＳ１０３）、クリーニング手段の更新間隔を短くすると共に（Ｓ１０４）、定着ベルトの温度Ｔｆが所定値Ｔｆ１を超え、かつ、前記加熱ローラの熱源の発熱率Ｄｆが所定値Ｄを超えない場合（Ｓ１０５）、前記加熱ローラの熱源の発熱率上限値を下げるとともに、前記加圧ローラの熱源の発熱率上限値を上げるものである（Ｓ１０６）。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。
【００５７】
図５は、本実施形態に係る定着装置１の制御部１０による制御の一例を示すフローチャートである。なお、フローチャート中の不等号（＜，＞）は、すべて等号付不等号（≦，≧）であってもよい。
【００５８】
まず、画像形成装置のモードが、待機中から連続通紙動作へと遷移する（通紙開始：Ｓ１０１）。通紙開始時の各ヒータのＤｕｔｙ上限値は、予め設定された値であり、上述のように、加熱ローラ用ヒータ５０では、Ｄｆ＿Ｍａｘ＝９０％、加圧ローラ用ヒータ５４では、Ｄｐ＿ｍａｘ＝１０％である（Ｓ１０２）。
【００５９】
次いで、連続通紙において、加圧温度Ｔｐが、クリーニングウェブ５８のトナー保持力が大きく下がる閾値Ｔｐ１を下回った場合（Ｓ１０３：Ｙ）、すり抜け防止のためクリーニングウェブ５８の巻き取り間隔を短くする（Ｓ１０４）。なお、クリーニングウェブ５８の巻き取り量は、例えば、ウェブシート０．８ｍｍ分である。また、巻き取り間隔は、一般的に、一定通紙枚数の経過毎、一定時間毎、通紙時駆動時間毎、等に基づいて予め設定されているが、本実施形態では、例えば、予め設定された一定時間（例えば２０秒）毎の巻き取り間隔を、より短い時間（例えば１０秒）毎へ短くするものである。
【００６０】
次いで、ベルト温度Ｔｆが、ベルト目標温度より若干（例えば、５ｄｅｇ程度）低い値に設定された設定値Ｔｆ１よりも高温であって、かつ、加熱ローラ用ヒータ５０のＤｕｔｙ制御値Ｄｆが、所定値Ｄよりも小さい場合のみ（Ｓ１０５：Ｙ）、加熱ローラ用ヒータ５０による熱供給は十分な状態であると判断し、加熱ローラ用ヒータ５０のＤｕｔｙ上限値を下げ（Ｄｆ＿Ｍａｘ＝８０％）、加圧ローラ用ヒータ５４のＤｕｔｙ上限値を上げる（Ｄｐ＿ｍａｘ＝２０％）（Ｓ１０６）。
【００６１】
なお、ベルト目標温度より低い設定値Ｔｆ１を設定している理由は、温度リップルによる誤検知防止のためである。
【００６２】
また、本実施形態では、所定値Ｄは、８０％である。本実施形態では、Ｄｆ＿Ｍａｘの初期値（９０％）に対し、引き下げる値と同じ値（８０％）にしているが、必ずしも一致させる必要はなく、例えば、マージンを持たせ、所定値Ｄ＝７０％にし、Ｄｆ＜Ｄとなった場合に、８０％としてもよい。
【００６３】
これに対し、ベルト温度Ｔｆが設定値Ｔｆ１以下、または、加熱ローラ用ヒータ５０のＤｕｔｙ制御値Ｄｆが、所定値Ｄ以上である場合（Ｓ１０５：Ｎ）、定着ベルト温度が低下するおそれがあるため、Ｄｕｔｙ上限値の変更は実行しない。本実施形態では、印刷（通紙）速度（プロセス線速）を下げる（遅くする）、または用紙間隔（紙間）を広げる（ＣＰＭを低下させる）ことにより、加圧温度Ｔｐの低下を防いでいる（Ｓ１０７）。また、用紙間隔を広げる場合は、クリーニング手段を未使用面へ更新する。
【００６４】
Ｓ１０６またはＳ１０７の処理の後、この状態を一定時間（所定時間Ａ）保ち（Ｓ１０８）、加圧温度Ｔｐが、閾値Ｔｐ１より高い値に設定された閾値Ｔｐ２以上へ温度復帰した場合（Ｓ１０９：Ｙ）、Ｓ１０４で短くしたクリーニングウェブ５８の巻き取り間隔を元の間隔に戻し（Ｓ１１０）、印刷プロセス終了までこの状態を保つ。
【００６５】
これに対し、加圧温度Ｔｐが、閾値Ｔｐ２以下である場合（Ｓ１０９：Ｎ）、Ｓ１０７の処理（印刷速度低下または用紙間隔空けを実行していないかどうかを判断し（Ｓ１１１）、これを行っていない場合（Ｓ１１１：Ｙ）は、これを実行する（Ｓ１１２）。なお、用紙間隔を広げる場合は、クリーニング手段を未使用面へ更新する。
【００６６】
そして、一定時間（所定時間Ｂ）経過後（Ｓ１１３）に、加圧温度Ｔｐが、閾値Ｔｐ２以上へ温度復帰した場合（Ｓ１１４：Ｙ）、Ｓ１０４で短くしたクリーニングウェブ５８の巻き取り間隔を元の間隔に戻し（Ｓ１１０）、印刷プロセス終了までこの状態を保つ。
【００６７】
これに対し、加圧温度Ｔｐが、閾値Ｔｐ２以下である場合（Ｓ１１４：Ｎ）、いったん印刷（通紙）動作を中断することで温度を上昇させ、その後再開させる（Ｓ１１７）。Ｓ１１７では、クリーニングウェブ５８の巻き取りを所定量実行する。
【００６８】
また、Ｓ１１１の判断において、すでにＳ１０７の処理（印刷速度低下または用紙間隔空け）を実行している場合（Ｓ１１１：Ｎ）は、再度、Ｓ１０５と同様に、定着温度Ｔｆが設定値Ｔｆ１よりも高温であって、かつ、Ｄｕｔｙ制御値Ｄｆが、所定値Ｄよりも小さい場合かどうかを判断する（Ｓ１１５）。これを満たす場合（Ｓ１１５：Ｙ）、加熱ローラ用ヒータ５０のＤｕｔｙ上限値を下げ（Ｄｆ＿Ｍａｘ＝８０％）、加圧ローラ用ヒータ５４のＤｕｔｙ上限値を上げる（Ｄｐ＿ｍａｘ＝２０％）（Ｓ１１６）。
【００６９】
また、一定時間経過後（Ｓ１１３）に加圧温度Ｔｐが、閾値Ｔｐ２以上へ温度復帰しているか否か確認し、温度復帰した場合（Ｓ１１４：Ｙ）、Ｓ１０４で短くしたクリーニングウェブ５８の巻き取り間隔を元の間隔に戻し（Ｓ１１０）、印刷プロセス終了までこの状態を保つ。
【００７０】
一方、加圧温度Ｔｐが、閾値Ｔｐ２以下である場合（Ｓ１１４：Ｎ）、いったん印刷動作を中断することで温度を上昇させ、その後再開させる（Ｓ１１７）。また、Ｓ１１５において、ベルト温度Ｔｆが設定値Ｔｆ１以下、または、加熱ローラ用ヒータ５０のＤｕｔｙ制御値Ｄｆが、所定値Ｄ以上である場合（Ｓ１１５：Ｎ）も、いったん印刷動作を中断することで温度を上昇させ、その後再開させる（Ｓ１１７）。Ｓ１１７では、クリーニングウェブ５８の巻き取りを所定量実行する。
【００７１】
図６は、本実施形態において、図５のフローチャートに示す制御実施時の温度推移の例を示す説明図である。図６は、図５のフローチャートにおいて、Ｓ１０３，Ｓ１０５，Ｓ１０９のいずれもＹとなった場合の例を示している。また、図７は、図６に示した待機中から連続通紙動作へ遷移した際の、加熱ローラ用ヒータ５０と加圧ローラ用ヒータ５４のＤｕｔｙ制御値（Ｄｆ，Ｄｐ）の推移の例を示す説明図である。
【００７２】
図６および図７に示すように、加熱ローラ用ヒータ５０のＤｕｔｙ制御値Ｄｆが、所定値Ｄよりも小さく、かつ、ベルト温度Ｔｆが、設定値Ｔｆ１よりも高温であるため、加熱ローラ用ヒータ５０のＤｕｔｙ上限値を下げ（Ｄｆ＿Ｍａｘ＝８０％）、加圧ローラ用ヒータ５４のＤｕｔｙ上限値を上げ（Ｄｐ＿ｍａｘ＝２０％）ることで、加圧温度Ｔｐがトナーのすり抜けが発生する可能性が高い温度（Ｔｐ１）以下になることを防いでいる。図６に示すように、加圧温度Ｔｐを連続通紙の後半で復帰させることができ、トナーのすり抜けの発生を防ぐことができる。
【００７３】
以上説明したように本実施形態に係る定着装置１は、通紙中の使用電力を監視し、通紙が進み、加熱ローラ５１での最大電力が必要ない状態になった際、余剰となる加熱ローラ用ヒータ５０の最大発熱率を下げ、加圧ローラ用ヒータ５４へ分配して加圧ローラ５５の温度低下を防止し、加圧温度の低下により生じるクリーニングウェブ５８へのトナー接着不足によるウェブすり抜け汚れを防止することができる。したがって、安定した画像品質を保つとともに、省電力化を図るものである。
【００７４】
また、加圧温度がすり抜けしやすくなる温度になった場合、クリーニング手段の未使用部への更新を早めることで、回収オフセットトナーのすり抜けの可能性を更に下げることができる。
【００７５】
また、温度が最適になった場合、クリーニング手段の未使用部への更新頻度を元に戻すことでクリーニング手段の寿命低下を最低限にとどめることができる。
【００７６】
また、別途、熱源などの新たな構成を設ける必要がないため、装置の高コスト化、複雑化も抑えつつ、上記効果を得ることができることができる。
【００７７】
また、加熱ローラ用ヒータ５０の最大発熱率を下げると定着ベルト５３の温度低下による定着性不良が懸念されるため、所定条件下では、まずは、Ｄｕｔｙ分配をせず印刷速度を落とす、または、用紙間隔を広げることで、加熱ローラ用ヒータ５０の出力を下げても目標温度に追従する状況にし、余剰となった加熱ローラ用ヒータ５０のＤｕｔｙを加圧ローラ用ヒータ５４へ分配している。これにより、良好な定着性を得ることができる。
【００７８】
また、用紙間隔を広げる場合には、電力分配せずとも、定着ベルト５３からの熱供給により加圧温度が急上昇し、その瞬間に回収オフセットトナーのすり抜けが発生する場合があるので、一旦クリーニング手段を未使用面へ更新することで、すり抜けを防止することができる。
【００７９】
また、加圧温度の低下が防げない場合には、印刷動作を一時中断させて、温度復帰後に再開することでクリーニング手段からの回収オフセットトナーのすり抜けを防止することができる。
【００８０】
尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１  定着装置
１０  制御部
１２  読み取りユニット
１３  露光ランプ
１４  第１ミラー
１５  レンズ
１６  ＣＣＤイメージセンサ
１７  第２ミラー
１８  第３ミラー
１９  レーザ出力ユニット
２０  コンタクトガラス
２１  結像レンズ
２２  ミラー
２３  第１トレイ
２４  第２トレイ
２５  第３トレイ
２６  第１給紙装置
２７  第２給紙装置
２８  第３給紙装置
２９  縦搬送ユニット
３０  感光体
３１  搬送ベルト
３２  排紙ユニット
３３  排紙トレイ
３５  現像ユニット
３６  両面搬送ユニット
３７  反転ユニット
３８  両面入口搬送路
３９  反転排紙搬送路
４０  中間搬送手段
４１  スイッチバック搬送路
４２  両面出口搬送手段
４３  両面中間搬送路
４４  フィニッシャ
４５  スタックトレイ
４６  ステープラユニット
４７  排出トレイ
４８  パンチユニット
４９  書き込みユニット
５０  加熱ローラ用ヒータ
５１  加熱ローラ
５２  定着ローラ
５３  定着ベルト
５４  加圧ローラ用ヒータ
５５  加圧ローラ
５６  巻き取りローラ
５７  押圧ローラ
５８  クリーニングウェブ
５９  供給部
６０  加圧ローラ用温度センサ
６１  定着ベルト用温度センサ
Ａ  シート原稿自動読み取り装置
Ｂ  原稿台
Ｃ  給送ローラ
Ｇ  原稿読み取りセンサ
Ｐ  記録媒体
Ｔ  トナー像
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８２】
【特許文献１】特開２０１３−  ２９５７４号公報
【特許文献２】特開２０１３−  ３３１４８号公報
【図１】
2018010194.tif 000003
【図２】
2018010194.tif 000004
【図３】
2018010194.tif 000005
【図４】
2018010194.tif 000006
【図５】
2018010194.tif 000007
【図６】
2018010194.tif 000008
【図７】
2018010194.tif 000009