(57)【要約】【課題】ウォームアップ直後の通紙開始から連続通紙を通じてカール量の低減、定着性の確保を図る。【解決手段】互いに対向する一対の定着部材５１及び加圧部材５２により転写紙を挟み込み、熱および圧力を加えてトナー像を前記転写紙上に定着させる定着装置において、定着部材５１を加熱する定着部材加熱手段５３と、定着部材５１の温度を検出する温度検知部材５７と、加圧部材５２を加熱する加圧部材加熱手段５４と、加圧部材５２の温度を検出する温度検知部材５５，５６とを備え、この温度検知部材５５，５６はニップ部の上流と下流とにそれぞれ配置されており、加圧部材５２の温度制御を温度検知部材５５，５６，５７に基づいて行う温度制御手段１００を備える。【選択図】図２
2011191453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する一対の定着部材及び加圧部材により転写紙を挟み込み、熱および圧力を加えてトナー像を前記転写紙上に定着させる定着装置において、
前記定着部材を加熱する定着部材加熱手段と、
定着部材の温度を検出する少なくとも１つの定着部材温度検知手段と、
前記加圧部材を加熱する加圧部材加熱手段と、
前記加圧部材の温度を検出する少なくとも２つの加圧部材温度検知手段と、
前記加圧部材温度検知手段は定着部材と加圧部材から形成されるニップ部の上流と下流とにそれぞれ配置されており、
前記加圧部材の温度制御を前記定着部温度検知手段及び加圧部温度検知手段に基づいて行う温度制御手段を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記温度制御手段は、前記加圧部材温度検知手段における上流側の検知温度Ｔｂ、下流側の検知温度Ｔｃ、ウォームアップに要する時間ｔとし、Ｔｃ−Ｔｂをウォームアップ中の期間中積分した値に機器固有の定数ｋ１を乗じた値Σ〔（Ｔｃ−Ｔｂ）・ｔ〕・ｋ１に基づいてウォームアップ直後における加圧部材待機時設定温度を通常における加圧部材待機時設定温度よりも高く設定することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記温度制御手段は、前記加圧部材の温度検知手段における上流側の検知温度Ｔｂ、下流側の検知温度Ｔｃ、定着部材の検知温度Ｔａ、ウォームアップに要する時間をｔとし、Ｔａ−（Ｔｃ＋Ｔｂ）／２をウォームアップ中の期間中積分した値に機器固有の定数ｋ２を乗じた値Σ〔Ｔａ−（Ｔｃ＋Ｔｂ）／２・ｔ〕・ｋ２に応じてウォームアップ直後の加圧部材待機時設定温度を通常の加圧部材待機時設定温度よりも高く設定することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項４】
前記温度制御手段は、ウォームアップ中の定着部材の第一の目標温度、第二の目標温度を設定し、ウォームアップ中に第一の目標温度に到達した時点で加圧部材温度が加圧部材待機時設定温度に加算分を加えた温度に到達していない場合、定着部材を第二の目標温度まで加熱継続することを特徴とする請求項１から請求項３までの何れか一項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記温度制御手段は、ウォームアップ中の定着部材の第一の目標温度、第二の目標温度を設定し、ウォームアップ中に第一の目標温度に到達した時点で加圧部材温度が加圧部材待機時設定温度に加算分を加えた温度に到達していない場合、定着部材を第二の目標温度まで加熱継続し、加圧部材が加圧部材待機時設定温度に加算分を加えた温度に到達した後に加算分を段階的に戻すことを特徴とする請求項１から請求項４までの何れか一項に記載の定着装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までの何れか一項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】
本発明は定着装値及び画像形成装置に係り、特に互いに対向する一対の定着部材及び加圧部材により転写紙を挟み込み、熱および圧力を加えてトナー像を前記転写紙上に定着させる定着装置及びこの定着装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子複写機等の画像形成装置の定着装置は、ヒートロール定着方式、ベルト定着方式、ＩＨ定着方式等のものがあり、これらは、転写紙の画像面側からトナー像を加熱しこれと圧接する加圧ローラとの間に画像転写済みの転写紙を通過させることによりトナー像を熱定着する。
【０００３】
トナー像の熱定着には最適の温度があるため、最適温度を含む所定の温度範囲を維持するよう熱源の通電・非通電は自動制御されている。このような自動制御は、感温素子としてのサーミスタを加熱部材に摺接させたり、サーモパイル等を非接触で赤外線検知したりする等して加熱部材の温度を検知して、その出力を温度制御部へ送り熱源への電力供給を調整することにより実現している。
【０００４】
特許文献１には、加圧ローラ内にヒータを設けた熱ローラ定着装置で、カールが生じないか又は生じても僅かなカール量であるようにするため、加圧ローラを内部にヒータを設けその外側に金属の芯金を配置し、周面は高熱伝導率の弾性体によって被覆して構成し、芯金の太径部分で、弾性体によって被覆されていない端部近くの芯金に直接接触する温度センサを配置し、この温度センサによってヒータの点滅制御を行うものが記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、用紙のカール量を抑制して用紙トレイ上での用紙積載性悪化を改善するため、画像形成装置は、ヒータにより加熱される定着ベルトと、ヒータにより加熱され定着ベルトに圧接されて定着ベルトとの間に定着ニップを形成する加圧ローラとを有する定着装置と、ヒータをそれぞれオンオフ制御することにより定着ベルトおよび加圧ローラをそれぞれ温度調節できる制御部とを備え、制御部は、環境温度が所定値を上回ると加圧ローラの温度を通常より高く設定するものが記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、このように加熱部材の温度を所定の範囲内に制御しても、外気温度や外気湿度の状態によって定着性能は左右される。即ち外気温度が低い場合には、転写紙の温度が低くなり、外気湿度が高い場合には転写紙が吸湿して含水率が高くなり、定着性能が悪化する傾向にある。これは加熱面の温度が同じであってもニップ部での紙の温度上昇の程度が異なってくるからである。
【０００７】
このような定着性能の悪化を防止するため、従来の画像形成装置では、外気温度及び外気湿度を検出する手段を備えその出力に応じて加熱面の温度を制御する定着装置や、あるいは紙の含水率を検出して加熱部材の温度を制御する画像形成装置等が提案されてきた。
【０００８】
これらの方法は定着性を高めるのには有効な手段であるが、一般的には紙の含水率が高くなると温度の低い加圧ローラ側に紙がカールすることが知られており、この傾向は加熱部材と加圧部材の温度差が大きくなるとより顕著になる。このようなカール量の増大は通紙性能を低下させジャムの原因にもなる。
【０００９】
一方、定着後のカールを低減させる手段としては、例えば加熱部材及び加圧部材の双方に熱源を備え、加圧部材の熱源に通電して加圧部材温度を一定値以上にする画像形成装置が提案されている。
【００１０】
ところが加圧部材はシリコンゴム等の弾性部材で備えた層を備えており、一般的にニップ幅を確保する目的からこのシリコンゴムの層の厚みを確保する必要があるため、熱容量が大きくなる。他方、装置が使用可能な電力の制限から加圧部材に与える熱源の電力容量は小さくせざるを得ない。その結果、定着部材に比べて加圧部材を十分に温めるのには時間を要することとなる。特に定着装置が冷えた状態である、電源ＯＮ直後、省エネモードからの復帰直後にはこの傾向が顕著である。
【００１１】
また加圧部材の設定温度は、その補助的な機能のため、定着部材温度より低い設定とされることが一般的である。このため通紙のために装置が回転を始めると高い温度の定着部材表面から熱を貰い加圧部材表面の温度は上昇する。その結果、加熱部材の加熱源は非通電となるが実際は熱容量の大半を占める内部の加熱は不十分のままであり、転写紙がニップ部を通過するとその表面の熱が奪われ、また内部熱源からの供給が間に合わず温度が低下する。しかも上述のように十分な電力が供給されないため、一度落ち込んだ温度が設定温度に戻るためには時間がかかり、結果として用紙のカールが大きくなり、定着不良となる。加圧部材に十分に蓄熱されていないと、この不具合現象が顕著となる。
【００１２】
そこで本発明は、ウォームアップ直後の通紙においても加圧部材の温度が落ち込むことを防止し加熱部材及び加圧部材間の温度差を所定の範囲に維持でき、ウォームアップ直後の通紙開始から連続通紙を通じてカール量の低減、定着性の確保を図ることができる定着装値及び画像形成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】
【００１３】
請求項１の発明は、互いに対向する一対の定着部材及び加圧部材により転写紙を挟み込み、熱および圧力を加えてトナー像を前記転写紙上に定着させる定着装置において、前記定着部材を加熱する定着部材加熱手段と、定着部材の温度を検出する少なくとも１つの定着部材温度検知手段と、前記加圧部材を加熱する加圧部材加熱手段と、前記加圧部材の温度を検出する少なくとも２つの加圧部材温度検知手段と、前記加圧部材温度検知手段は定着部材と加圧部材から形成されるニップ部の上流と下流とにそれぞれ配置されており、前記加圧部材の温度制御を前記定着部温度検知手段及び加圧部温度検知手段に基づいて行う温度制御手段を備えることを特徴とする定着装置である。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１記載の定着装置において、前記温度制御手段は、前記加圧部材温度検知手段における上流側の検知温度Ｔｂ、下流側の検知温度Ｔｃ、ウォームアップに要する時間ｔとし、Ｔｃ−Ｔｂをウォームアップ中の期間中積分した値に機器固有の定数ｋ１を乗じた値Σ〔（Ｔｃ−Ｔｂ）・ｔ〕・ｋ１に基づいてウォームアップ直後における加圧部材待機時設定温度を通常における加圧部材待機時設定温度よりも高く設定することを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１記載の定着装置において、前記温度制御手段は、前記加圧部材の温度検知手段における上流側の検知温度Ｔｂ、下流側の検知温度Ｔｃ、定着部材の検知温度Ｔａ、ウォームアップに要する時間をｔとし、Ｔａ−（Ｔｃ＋Ｔｂ）／２をウォームアップ中の期間中積分した値に機器固有の定数ｋ２を乗じた値Σ〔Ｔａ−（Ｔｃ＋Ｔｂ）／２・ｔ〕・ｋ２に応じてウォームアップ直後の加圧部材待機時設定温度を通常の加圧部材待機時設定温度よりも高く設定することを特徴とする。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までの何れか一項に記載の定着装置において、前記温度制御手段は、ウォームアップ中の定着部材の第一の目標温度、第二の目標温度を設定し、ウォームアップ中に第一の目標温度に到達した時点で加圧部材温度が加圧部材待機時設定温度に加算分を加えた温度に到達していない場合に定着部材を第二の目標温度まで加熱継続することを特徴とする。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までの何れか一項に記載の定着装置において、前記温度制御手段は、ウォームアップ中の定着部材の第一の目標温度、第二の目標温度を設定し、ウォームアップ中に第一の目標温度に到達した時点で加圧部材温度が加圧部材待機時設定温度に加算分を加えた温度に到達していない場合、定着部材を第二の目標温度まで加熱継続し、加圧部材が加圧部材待機時設定温度に加算分を加えた温度に到達した後に加算分を段階的に戻すことを特徴とする。
【００１８】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までの何れか一項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である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、加圧部材の温度制御を前記定着部温度検知手段及び加圧部温度検知手段に基づいて行う温度制御手段で行うので、ウォームアップ直後の通紙においても加圧部材の温度が落ち込むことを防止し加熱部材及び加圧部材間の温度差を所定の範囲に維持でき、ウォームアップ直後の通紙開始から連続通紙を通じてカール量の低減、定着性の確保を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】定着装置の構成を示す模式図である。
【図３】加熱部材の構成を示す模式図である。
【図４】ウォームアップ時における定着部材と加圧部材の温度を示すグラフである。
【図５】加圧部材の内周面から外周面までの温度分布を示すグラフである
【図６】加圧部材のゴム層の断面図である。
【図７】ウォームアップ時の定着部材と加圧部材の表面温度の推移を示すグラフである。
【図８】加圧部材の内周面から外周面までの温度分布を示すグラフである。
【図９】加圧部材の内周面から外周面までの温度分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る定着装値は、互いに対向する一対の定着部材及び加圧部材により転写紙を挟み込み、熱および圧力を加えてトナー像を前記転写紙上に定着させる定着装置において、前記定着部材を加熱する定着部材加熱手段と、定着部材の温度を検出する少なくとも１つの定着部材温度検知手段と、前記加圧部材を加熱する加圧部材加熱手段と、前記加圧部材の温度を検出する少なくとも２つの加圧部材温度検知手段と、前記加圧部材温度検知手段は定着部材と加圧部材から形成されるニップ部の上流と下流とにそれぞれ配置されており、前記加圧部材の温度制御を前記定着部温度検知手段及び加圧部温度検知手段に基づいて行う温度制御手段を備えるものである。
【００２２】
また、本発明に係る定着装置において、前記温度制御手段は、前記加圧部材温度検知手段における上流側の検知温度Ｔｂ、下流側の検知温度Ｔｃ、ウォームアップに要する時間ｔとし、Ｔｃ−Ｔｂをウォームアップ中の期間中積分した値に機器固有の定数ｋ１を乗じた値Σ〔（Ｔｃ−Ｔｂ）・ｔ〕・ｋ１に基づいてウォームアップ直後における加圧部材待機時設定温度を通常における加圧部材待機時設定温度よりも高く設定することができる。
【００２３】
また、発明に係る定着装値において、前記温度制御手段は、前記加圧部材の温度検知手段における上流側の検知温度Ｔｂ、下流側の検知温度Ｔｃ、定着部材の検知温度Ｔａ、ウォームアップに要する時間をｔとし、Ｔａ−（Ｔｃ＋Ｔｂ）／２をウォームアップ中の期間中積分した値に機器固有の定数ｋ２を乗じた値Σ〔Ｔａ−（Ｔｃ＋Ｔｂ）／２・ｔ〕・ｋ２に応じてウォームアップ直後の加圧部材待機時設定温度を通常の加圧部材待機時設定温度よりも高く設定することができる。
【００２４】
また、本発明に係る定着装置において、前記温度制御手段は、ウォームアップ中の定着部材の第一の目標温度、第二の目標温度を設定し、ウォームアップ中に第一の目標温度に到達した時点で加圧部材温度が加圧部材待機時設定温度に加算分を加えた温度に到達していない場合に定着部材を第二の目標温度まで加熱継続することができる。
【００２５】
さらに、本発明に係る定着装置において、前記温度制御手段は、ウォームアップ中の定着部材の第一の目標温度、第二の目標温度を設定し、ウォームアップ中に第一の目標温度に到達した時点で加圧部材温度が加圧部材待機時設定温度に加算分を加えた温度に到達していない場合、定着部材を第二の目標温度まで加熱継続し、加圧部材が加圧部材待機時設定温度に加算分を加えた温度に到達した後に加算分を段階的に戻すことができる。
【００２６】
そして、本発明に係る画像形成装置は、前記定着装置を備えるものである。
【実施例】
【００２７】
以下実施例に係る画像形成装置について説明する。以下、本発明を、画像形成装置であるカラーレーザプリンタ（以下、単に「プリンタ」という）に適用した実施形態について説明する。図１は実施例に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。このプリンタは、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの４つの画像形成手段を横に並べて配置してタンデム画像形成部を構成する。タンデム画像形成部においては、個々のトナー像形成手段である画像形成手段１０１Ｙ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｋが、図中有左から順に配置されている。ここで、各符号の添字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示す。また、タンデム画像形成部においては、個々の画像形成手段１０１Ｙ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋのまわりに、帯電装置、現像装置１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋ、感光体クリーニング装置等を備えている。プリンタの上部には、イエロー、シアン、マゼンタ、黒の各色トナーが充填されたトナーボトル２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋが配置されている。そして、このトナーボトル２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋから図示しない搬送経路によって、所定の補給量だけ各色の現像装置１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋ、に各色トナーが補給される。
【００２８】
また、タンデム画像形成部の下部に潜像形成手段としての光書込ユニット９を設ける。この光書込ユニット９は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋの表面にレーザ光を走査しながら照射するように構成されている。
【００２９】
更に、タンデム画像形成部の直上には、中間転写体として無端ベルト状の中間転写ベルト１を設けている。この中間転写ベルト１は、支持ローラ１ａ、１ｂに掛け回され、この支持ローラのうち駆動ローラとなる支持ローラ１ａの回転軸には駆動源としての図示しない駆動モータが連結されている。この駆動モータを駆動させると、中間転写ベルト１が図中反時計回りに回転移動するとともに、従動可能な支持ローラ１ｂが回転する。中間転写ベルト１０の内側には、感光体２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１上に転写するための一次転写装置１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｋを設ける。
【００３０】
また、上記一次転写装置１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｋより中間転写ベルト１の駆動方向下流に二次転写装置としての二次転写ローラ４を設ける。この二次転写ローラ４と中間転写ベルト１を挟んで反対の側には、支持ローラ１ｂが配置されており、押部材としての機能を果たしている。また、給紙カセット８、給紙コロ７、レジストローラ６等を備えている。さらに、二次転写ローラ４によりトナー像を転写された記録媒体Ｓの進行方向に関して二次転写ローラ４の下流部には、記録媒体Ｓ上の画像を定着する定着装置５、排紙ローラ３を備えている。前記定着装置５は本実施例に係る構成を備える。
【００３１】
次に、上記プリンタの動作を説明する。個々の画像形成手段でその感光体２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋを回転し、感光体２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋの回転とともに、まず帯電装置１７Ｙ，１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｋで感光体２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋの表面を一様に帯電する。次いで画像データを光書込ユニット９からのレーザによる書込み光を照射して感光体２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋ上に静電潜像を形成する。その後、現像装置１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋによりトナーが付着され静電潜像を可視像化することで各感光体２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋ上にそれぞれ、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの単色画像を形成する。また、不図示の駆動モータで駆動ローラとなる支持ローラ１ａを回転駆動して従動ローラである支持ローラ１ｂ、二次転写ローラ４を従動回転し、中間転写ベルト１を回転搬送して、その可視像を一次転写装置１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｋで中間転写ベルト１上に順次転写する。これによって中間転写ベルト１上に合成カラー画像を形成する。画像転写後の感光体２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋの表面は感光体クリーニング装置で残留トナーを除去して清掃して再度の画像形成に備える。
【００３２】
また、上記画像形成のタイミングにあわせて、給紙カセット８からは記録媒体Ｓ先端が給紙コロ７により繰り出され、レジストローラ６まで搬送され、一旦停止する。そして、上記画像形成動作とタイミングを取りながら、二次転写ローラ４と中間転写ベルト１の間に搬送される。ここで、中間転写ベルト１と二次転写対向ローラである支持ローラ１ｂとは記録媒体Ｓを挟んでいわゆる二次転写ニップを形成し、二次転写ローラ４にて中間転写ベルト１０上のトナー像を記録媒体Ｓ上に二次転写する。
【００３３】
画像転写後の記録媒体Ｓは定着装置５へと送り込まれ、定着部材加熱手段５３を有し、温度制御手段１００によって表面を所定の温度に維持された定着部材５１、定着部材５１に対向し定着部材５１に圧接される加圧部材５２により形成されるニップ部に用紙を挟持搬送することで用紙上のトナー像を加熱加圧し用紙に定着させる。またニップ部から排出された用紙は、排紙ローラ３から機外に排出される。一方、画像転写後の中間転写ベルト１は、中間転写体クリーニング装置１２で、画像転写後に中間転写ベルト１上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部による再度の画像形成に備える。
【００３４】
次に定着装置５について説明する。以下ローラを使用した定着装置について説明するがローラを使用する定着装値に限定されず、例えばベルトを使用する定着装置に適用することができる。
【００３５】
図２は実施例に係る定着装置を示す断面図である。定着装置５は、定着部材５１と加圧部材５２は対向し図示しない加圧部材により押圧されニップ部を形成している。定着部材５１は、定着部材５１を加熱するための定着部材加熱手段５３を内蔵すると共に、周囲に定着部材５１の温度を検知する定着部材温度検知手段としての温度検知部材５７を配置している。また、加圧部材５２は、加圧部材５２を加熱するための加圧部材加熱手段５４を内蔵すると共に、周囲に加圧部材５２の温度を検知する加圧部材温度検知手段としての２つの温度検知部材５５，５６を配置している。ここで、温度検知部材５５は、ニップ部に対して上流側に、温度検知部材５６はニップ部を挟んで下流側に配置する。
【００３６】
これらの温度検知部材５７、温度検知部材５５，５６は、温度制御手段１００に接続されており、温度制御手段１００はこれらの検知結果に基づいて定着部材加熱手段５３及び加圧部材加熱手段５４の給電のＯＮ／ＯＦＦを制御することにより定着部材５１の表面温度を狙いの温度である設定温度に保つ。なお、この例では定着部材加熱手段５３及び加圧部材加熱手段５４は、ハロゲンヒータとし、温度検知部材５５，５６，５７は非接触式としたが、これらは他の手段であってもよい。
【００３７】
温度制御手段１００は、設定温度となるよう前記定着部材加熱手段５３，加圧部材加熱手段５４の加熱を制御する。温度制御手段１００は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えたマイクロコンピュータで構成され、前記温度検知部材５５，５６，５７からの検出温度、設定された温度を入力信号として、所定の制御プログラムを実行して定着部材加熱手段５３及び加圧部材加熱手段５４のＯＮ・ＯＦＦ制御を行う。
【００３８】
ここで、加圧部材５２の構造について説明する。図３は加圧部材の詳細な構造を示す断面図である５２。加圧部材５２は、金属管等により形成される基材５２ａの外周にシリコンゴム等の弾性体よりなるゴム層５２ｂを設けて構成される。また最外周をなすゴム層５２ｂの表面は、トナーとの離型性を確保するためにＰＦＡ等のフッ素系樹脂を被服することができる。
【００３９】
上述のように加圧部材５２は定着部材５１と圧接されニップ部を形成するためにゴム層５２ｂを有している。ニップを必要な幅確保するためにはゴム層５２ｂの厚みを増すことが有効であるが、その結果として加圧部材５２は高熱容量となることが多い。加圧力に対して変形せずに形状保持するためには基材５２ａ（一般的には金属、概ね鉄系）もある程度の厚みが必要である。その結果加圧部材５２の熱容量は大きくならざるを得ない。
【００４０】
また定着処理の基本性能に大きく寄与するのは、定着部材５１の温度である。これは、定着性、ウォームアップタイム、温度維持等定着部材温度を第一に考える必要があるためである。そのため定着部材５１の熱容量は小さくする必要があるとともに、定着部材５１の定着部材加熱手段５３には大きい電力を供給する必要がある。一方装置全体に使用できる電力は決まっており（省エネの観点からなるべく小さいことが好ましい）その加圧部材加熱手段５４には十分な熱量が与えることができない場合が多い。以上のことから加圧部材５２の熱応答性は悪くならざるを得ない。
【００４１】
加圧部材５２の表面温度による転写紙カール、定着性への影響があるので設定温度に制御することが重要であるが、加圧部材５２は、熱容量が大きいため狙いの温度である設定温度に制御することが難しい。特に加圧部材５２を室温の状態から温めるウォームアップ直後は上記傾向が顕著である。
【００４２】
この傾向について説明する。図４はウォームアップ時における定着部材と加圧部材の温度を示すグラフである。図４に示すように、加圧部材５２には温度の落ち込みが発生する。符号Ｊで示す線は加圧部材５２を加圧部材加熱手段５４だけで温めた場合の温度推移とほぼ等しくなり、加圧部材５２の温度の実態を正確に捉えている。一方、符号Ｋで示す線は定着部材５１からの熱量を表面から得るため実態よりも高く推移している。その結果加圧部材５２の目標到達温度に実態よりも早く到達し立ち上げ動作完了し回転停止する。回転を停止すると定着部材５１からの熱供給がなくなるので加圧部材５２の表面温度は低下を始め、Ｊに示す実態温度と均衡が取れた時点でＪと同じ温度となる。この見かけ上の温度により立ち上げ完了した状態（Ｍに示す期間）に印刷するとニップ部で転写紙に熱を奪われると加圧部材５２温度が低下し転写紙カールが大きくなってしまう。本例ではこのようなウォームアップ直後の不具合を防止するためにウォームアップ時に効率よく確実に加圧部材５２を温める。
【００４３】
次に実施例に係る定着装置の温度制御について説明する。まず、立ち上げ動作時について説明する。立ち上げ動作時は定着部材加熱手段５３、加圧部材加熱手段５４に給電する。定着部材５１、加圧部材５２は温度均一化のために回転状態とする。なお、ベルト定着方式の場合はベルトを均一に温めるために回転が必要となる。
【００４４】
このときの加圧部材５２のゴム層の内側から外側への温度変化の状態は以下のとおりである。図５は加圧部材内周面から外周面までの温度分布を示すグラフ、図６は加圧部材のゴム層の断面図、図７は定着部材と加圧部材の表面温度の推移を示すグラフである。
【００４５】
加圧部材５２が室温状態にあるときから、定着部材５１及び加圧部材５２の加熱を開始する。定着部材５１のほうが熱容量小さく、定着部材加熱手段５３の電力も大きいため定着部材５１のほうが早く昇温する。一方加圧部材５２は内部の加圧部材加熱手段５４から温められると同時に定着部材５１と接している表面からも熱量を得て昇温する。このときの加圧部材５２内の温度分布は図５に示すとおりである。加熱前は内周面、外周面ともに室温である（（Ａ）の状態）。加熱が始まると熱を受けている内周面と外周面の温度が上昇するが挟まれた内側の温度上昇は遅れる（（Ｂ）の状態）。
【００４６】
一方温度検知は外周面のみで行うため、図５の（Ｃ）に示すような、外周面温度検知部材が設定温度を検知したときの温度分布となる。ところが、実際に必要な熱量は待機時等温度が釣り合った状態である。同図（Ｄ）の状態を想定して外周面温度を決めており（Ｃ）の状態では蓄熱が十分にされていない。ここで、（Ｃ）と（Ｄ）で囲まれた斜線部分が蓄熱の不足両を表す。
【００４７】
この蓄熱不十分な状態で通紙開始する場合加圧部材の熱量が不足して、カール、定着不良等の不具合発生してしまう、これを回避するために加圧部材５２の外周面温度が定着部材５１から得る熱量によって見かけ上、上昇している分を見積もることで加圧部材５２の蓄熱量を正確に把握する。
【００４８】
本例では、加圧部材５２には、２つの温度検知部材５５，５６を設けている。ニップ部に対して上流側の温度検知部材５５の検知温度をＴｂ、下流側の温度検知部材５６の検知温度をＴｃとする。前述のように加圧部材５２は内部の加圧部材加熱手段５４から温められると同時に定着部材５１と接している表面からも熱量を得ている。回転中ＴｂからＴｃの区間（ニップを通過する）では内面と定着部材５１の両方から熱を受ける、一方ＴｃからＴｂの区間は内面からの熱量のみで昇温する。
【００４９】
ここで、この両区間の昇温の差をウォームアップ期間中について積分した値Σ〔（Ｔｃ−Ｔｂ）・ｔ〕・ｋ１が定着部材５１から受け取っている熱量と比例関係にあると考えられる。この熱量が図７のＥに示す外周面の温度差にあたる。この関係は定着部材５１、加圧部材５２、ニップ幅等により左右され決まる機器固有の定数を乗じた値になると考えられ、この定数ｋ１を実験から求め次式に当てはめることで前述の表面上昇分を求めることが可能となる。温度制御手段１００は、このように求めた表面上昇分を加圧部材の待機温度に加算して定着部材加熱手段５３及び加圧部材加熱手段５４を加熱することで十分な蓄熱量を得ることができる。
【００５０】
同様な考え方を定着部材５１の温度検知部材５７について適用する。定着部材５１から加圧部材５２へ移動する熱量は定着部材５１と加圧部材５２の温度差と比例関係にある。そこで同様に温度検知部材５７の検知温度をＴａとしＴａと加圧部材との温度差を考える。ことのき加圧部材の温度としてＴｂ、Ｔｃどちらを用いることも可能である。またＴｂとＴｃの平均値を用いることも可能である。ここでは一例として平均値（Ｔｂ＋Ｔｃ）／２を用いて考える。（Ｔｂ＋Ｔｃ）／２をウォームアップ期間中について積分した値Σ〔Ｔａ−（Ｔｂ＋Ｔｃ）／２・ｔ〕・ｋ２が定着部材５１から受け取っている熱量と比例関係にあると考えられる。
【００５１】
この関係は定着部材、加圧部材、ニップ幅等により左右され決まる機器固有の定数ｋ２を乗じた値になると考えられ、この定数ｋ２を実験から求め次式に当てはめることで前述の表面上昇分を求めることが可能となる。このように求めた表面上昇分を加圧部材の待機温度に加算して加熱することで十分な蓄熱量を得ることができる。これは定着部材５１と加圧部材５２の温度推移を示す図７のＥに示す部分の加圧部材５２の設定温度アップ分である。
【００５２】
早く加圧部材５２に蓄熱するためには、定着部材５１の熱量を有効に使うことが考えられる。定着部材５１の温度を本来定着部材５１に必要な温度以上に加熱する。これは定着部材の熱容量が小さいことに加えて加熱源の容量が大きいため効率よく温度を上げられるので、加圧加熱部材から加圧部材に与える熱量を減らすことなく達成できる（前述のように加圧加熱源の容量は定着加熱源の容量よりも小さい、加圧加熱源をフル点灯している場合でも、通常定着加熱源に電力投入できる余裕がある）。そのような高い温度を維持しているので定着部材と加圧部材の温度差が大きい状態で接触回転されることで定着部材から加圧部材への熱の移動量を増やし、結果として加圧部材全体の蓄熱を早くできる。その場合のウォームアップ時の定着部材の温度挙動を図７のＦに示す。
【００５３】
ウォームアップ時に定着部材温度は加圧部材温度よりも早く上昇する。その結果定着部材が通常の目標温度に達した時点で加圧部材は目標温度に到達していない。そこで定着部材は通常の目標温度を過ぎても加熱を継続し所定の加算温度を目指して加熱し、さらに加算温度に到達後は少なくとも加圧部材が目標温度に到達するまで加算温度を維持する。このように制御することで加圧部材は定着部材からもらう熱量が増え結果として早く蓄熱できる。
【００５４】
このときの加圧部材内部の温度分布を図８に示す。図８中斜線に示す部分が温度加算した定着部材から得た熱量であり、全体として蓄熱量が増えている。ただし、加圧部材表面のみ加熱される状態となっているため、前述の通り表面部分温度差を蓄熱量に盛り込んで考える必要がある。これは前述の蓄熱量積分値の計算から算出可能である。
【００５５】
定着部材５１及び加圧部材５２が設定の温度に到達しウォームアップ動作が終了したときに加圧部材の蓄熱は十分であり直ぐに通紙開始した場合においても加圧部材は狙いの設定表面温度を維持できる。一方ウォームアップ動作が終了し印刷要求がない場合は回転を停止し装置は待機状態となる。
【００５６】
このとき定着部材表面からの熱量がなくなるので加圧部材はその内部の加圧加熱部材からの熱量によって温度維持される。従って表面内面から加熱された状態から内面の熱による加熱へ遷移していく温度分布を考慮して蓄熱量を制御しながら加圧部材加算分を減らして通常待機温度に戻す必要がある。急に待機温度を戻した場合、外周面のみ高温状態が残っていると図５（Ｃ）の状態となり蓄熱不足となる。
【００５７】
図９に示すように外周面温度はＤ、Ｇ、Ｃの順に温度分布は定常状態Ｃに戻っていくので、ウォームアップ直後に加算した設定温度をｄとしたときに時間経過とともに設定温度ｇからｃと変化させることで全体の蓄熱量を一定に保ったまま定常の待機状態に戻すことができる。
【００５８】
以上説明したように本実施例によれば、ウォームアップ直後の通紙においても加圧部材の温度が落ち込むことを防止し加熱部材及び加圧部材間の温度差を所定の範囲に維持でき、ウォームアップ直後の通紙開始から連続通紙を通じてカール量の低減、定着性の確保を図ることができる。
【符号の説明】
【００５９】
１  中間転写ベルト
１ａ、１ｂ  支持ローラ
１ａ、１ｂ  支持ローラ
２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ  トナーボトル
３  排紙ローラ
４  二次転写ローラ
５  定着装置
６  レジストローラ
７  給紙コロ
８  給紙カセット
９  光書込ユニット
１０  中間転写ベルト
１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋ  現像装置
１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｋ  一次転写装置
１２  中間転写体クリーニング装置
１７Ｙ，１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｋ  帯電装置
５１  定着部材
５２  加圧部材
５２ａ  基材
５２ｂ  ゴム層
５３  定着部材加熱手段
５４  加圧部材加熱手段
５５，５６  温度検知部材（加圧部材温度検知手段）
５７  温度検知部材（定着部材温度検知手段）
１００  温度制御手段
１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｋ  画像形成手段
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６０】
【特許文献１】特開平１０−２５４２８１号公報
【特許文献２】特開２００５−３４５４８８号公報
【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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【図８】
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【図９】
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