(57)【要約】      （修正有）【課題】画像形成装置において、ＦＰＯＴ（Ｆｉｒｓｔ  ＰｒｉｎｔＯｕｔ  Ｔｉｍｅ）短縮と、定着部のローラ硬度変化による巻き付きを抑制できる画像形成装置を提供する。【解決手段】装置が置かれた環境の湿度を検知する環境検知部材を有し、環境検知部材で検知した湿度が閾値湿度よりも低い時は高い時よりも定着ローラ１の待機温度を低くする。これにより定着ローラゴム層１ｂの硬度上昇を抑制し、記録紙が巻き付くことを経時にわたって抑制できるとともに、ＦＰＯＴへの影響を少なくすることができる。【選択図】図２
2015087530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
未定着トナー画像を記録材に形成する画像形成部と、
ゴム層を有し前記未定着トナー画像と接触する回転体と、前記回転体を加熱するヒータと、前記回転体と共にニップ部を形成するバックアップ部材と、前記回転体の温度を検知する温度検知部材と、を有し、前記ニップ部で前記未定着トナー画像が形成された記録材を搬送しながら加熱して前記未定着トナー画像を記録材に定着する定着部と、
プリント信号の受信を待つ待機期間に前記温度検知部材で検知した温度が待機温度に維持されるように前記ヒータに供給する電力を制御する制御部と、
を備える画像形成装置において、
前記装置が置かれた環境の湿度を検知する環境検知部材を有し、
前記環境検知部材で検知した湿度が閾値湿度よりも低い時は高い時よりも前記待機温度が低いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ゴム層を第１のゴム層と、前記待機温度を第１の待機温度として、
前記バックアップ部材は第２のゴム層を有する第２の回転体であって、
前記第２の回転体を加熱する第２のヒータと、前記第２の回転体の温度を検知する第２の温度検知部材を有し、
前記待機期間に前記第２の温度検知部材で検知した温度が第２の待機温度になるように前記第２のヒータに供給される電力が制御され、
前記環境検知部材で検知した湿度が前記閾値湿度よりも高い時は、前記第１の待機温度は前記第２の待機温度よりも高く、
前記環境検知部材で検知した湿度が前記閾値湿度よりも低い時は高い時よりも前記第１の待機温度が低く且つ前記第２の待機温度が高い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】
前記第１のゴム層及び前記第２のゴム層には熱伝導フィラーが含有され、前記第１のゴム層の熱伝導フィラーの含有量は前記第２のゴム層よりも多く、
前記環境検知部材で検知した湿度が前記閾値湿度よりも低い時は前記第２の待機温度は前記第１の待機温度より高いことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記環境検知部材で検知した湿度が前記閾値湿度よりも低い時は高い時よりもプリント信号を受信してから１枚目のプリントを完了して前記装置外に排出するまでの時間が長いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施例は、記録材に形成されたトナー画像を記録材に加熱定着させる定着装置を備える画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成プロセスを採用した画像形成装置が備える定着装置として次のようなものが知られている。ハロゲンランプ等のヒータを内包する定着ローラと、定着ローラと共に定着ニップ部を形成する加圧ローラと、を備え、定着ニップ部で未定着トナー画像を担持させた記録材を搬送しながら加熱して未定着トナー画像を記録材に加熱定着させるものである。
【０００３】
定着ローラや加圧ローラは、アルミニウムや鉄の芯金の表面にゴム層を形成し、その外側にフッ素系樹脂の被覆層を形成する構成が一般的である。
【０００４】
通常、このような定着装置では、ローラ表面にサーミスタ等の温度検知部材を設けて温度検知を行う。そして、制御部は、この検知温度に基づきハロゲンヒータの点灯を制御しローラ表面温度を目標温度に維持する。
【０００５】
ところで、ユーザからのプリント信号を受信後、すばやく印刷動作に移行するためには、プリント信号の待機（スタンバイ）期間におけるローラ表面温度をある程度の温度に維持しておく必要がある。例えば、特許文献１では、ローラの待機温度を低温環境で高温環境よりも高くなるように設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−３９６７２
【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、ゴム層の材料として一般的に使用されるシリコーンゴムは高温状態で長期間放置されると、ポリマー間の架橋が進行するなどの影響を受けることで、硬度が高くなることがある。特に低湿環境でローラが高温に維持されると、よりローラ硬度の上昇が進行しやすい。
【０００８】
ローラ硬度が高くなると定着ニップ部の形状が変化するため、記録材がローラに巻き付きやすくなるという課題が発生することがある。この対策として、一律に待機温度を低くすることで硬度が上昇を抑制することが考えられる。しかしながら、一律にローラの待機温度を低くするとプリント信号があった時に定着装置を早く立ち上げることが難しくなり、ＦＰＯＴ（Ｆｉｒｓｔ  ＰｒｉｎｔＯｕｔ  Ｔｉｍｅ）が長くなるという課題がある。
【０００９】
（発明の目的）
上記のような課題を鑑み、本発明は、ＦＰＯＴへの影響を抑えつつローラの硬度上昇による記録材の巻き付き等を抑制できる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明の好適な態様としては、未定着トナー画像を記録材に形成する画像形成部と、ゴム層を有し前記未定着トナー画像と接触する回転体と、前記回転体を加熱するヒータと、前記回転体と共にニップ部を形成するバックアップ部材と、前記回転体の温度を検知する温度検知部材と、を有し、前記ニップ部で前記未定着トナー画像が形成された記録材を搬送しながら加熱して前記未定着トナー画像を記録材に定着する定着部と、プリント信号の受信を待つ待機期間に前記温度検知部材で検知した温度が待機温度に維持されるように前記ヒータに供給する電力を制御する制御部と、を備える画像形成装置において、前記装置が置かれた環境の湿度を検知する環境検知部材を有し、前記環境検知部材で検知した湿度が閾値湿度よりも低い時は高い時よりも前記待機温度が低いことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、ＦＰＯＴへの影響を抑えつつローラの硬度上昇による記録材の巻き付きを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１で説明に使用した画像形成装置の概略図
【図２】本発明の実施例１で説明に使用した定着装置の概略図
【図３】本発明の実施例１で説明に使用した定着ローラの待機温度と水分量の相関図
【図４】本発明の実施例１で説明に使用した制御のフローチャート
【図５】本発明の実施例１で説明に使用したローラの硬度変化図
【図６】本発明の実施例１で説明に使用したローラの硬度変化図
【図７】本発明の実施例１で説明に使用したローラの硬度変化図
【図８】本発明の実施例２で説明に使用した定着装置の概略図
【図９】本発明の実施例２で説明に使用したローラの待機温度と水分量の相関図
【図１０】本発明の実施例２で説明に使用した制御のフローチャート
【図１１】本発明の実施例２で説明に使用したローラの硬度変化図
【図１２】本発明の実施例２で説明に使用したローラの硬度変化図
【図１３】本発明の実施例２で説明に使用したローラの硬度変化図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１４】
（１）画像形成装置
図１は本実施形態例１における画像形成装置の一例の概略構成図である。本実施例の画像形成装置は、電子写真方式のＡ３サイズ対応のフルカラープリンタである。このプリンタの最大スループットは２０ＰＰＭ（Ｐａｇｅｓ  Ｐｅｒ  Ｍｉｎｕｔｅ）であり、ＦＰＯＴは１４．０秒である。ここで言うＦＰＯＴは、制御部にプリント信号が入力されてから、画像形成された１枚目の記録材が装置外に排出されるまで要する時間）である。
【００１５】
Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは画像形成部であり、それぞれ、イエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色のトナー画像を形成する画像形成部である。
【００１６】
１７は中間転写体である中間転写ベルトであり、駆動ローラ１７ａ、２次転写対向ローラ１７ｂ、ターンローラ（テンションローラ）１７ｃの３つのローラ間に懸回張設してある。上記４つの画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは、テンションローラ１７ｃと駆動ローラ１７ａとの間の水平の中間転写ベルト部分の上側に図面上左側から右側に一定の間隔をおいて順に一列に配置してある。
【００１７】
中間転写ベルト１７には、ポリイミド樹脂にカーボンを分散させて体積抵抗率を略１０＾７Ω・ｃｍに調整した厚み０．１ｍｍのシームレスベルトを用いている。この中間転写ベルト１７は駆動ローラ１７ａが駆動系ｍ１により回転駆動されることで矢印の時計方向に所定のプロセス速度（周速度＝９０ｍｍ／ｓｅｃ）で回転駆動される。
【００１８】
各画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋには、それぞれ像担持体としての感光ドラム１１ａ〜１１ｄが設置されている。各感光ドラムの周囲には、１次帯電器１２ａ〜１２ｄ、レーザースキャナ１３ａ〜１３ｄ、現像器１４ａ〜１４ｄ、クリーニング装置１６ａ〜１６ｄがそれぞれ設置されている。各現像器１４ａ〜１４ｄには、それぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーが収納されている。
【００１９】
各画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの感光ドラム１１ａ〜１１ｄの下面には中間転写ベルト１７を介して、中抵抗の弾性材を芯金に被覆した１次転写ローラ１５ａ〜１５ｄを圧接させて配設している。それぞれ感光ドラム１１ａ〜１１ｄと中間転写ベルト１７との間で１次転写ニップ部Ｔａ〜Ｔｄを形成させている。尚、ここで言う中抵抗とは、１ＫＶ印加時のニップ形成での実抵抗が１０＾６〜１０＾１０Ωのものである。
【００２０】
１８は芯金と、芯金の外側に形成された中抵抗のＥＰＤＭ発泡層を有した２次転写ローラである。２次転写ローラは、２次転写対向ローラ１７ｂと共に中間転写ベルト１７を介して２次転写ニップ部Ｔｅを形成する。
【００２１】
１９は中間転写ベルト１７の面を清掃するブレード式のベルトクリーニング装置であり、ターンローラ１７ｃの位置において中間転写ベルト１７の外面側に配設してある。
【００２２】
１０は記録材上の画像を加熱定着させる加熱装置（以下、定着装置と記す）であり、２次転写ニップ部Ｔｅよりも記録材搬送方向下流側位置に配設してある。
【００２３】
２０は環境検知手段であるところの温湿度センサーで、本体内の機内昇温の影響を受けにくい場所に設置してあり、装置が置かれている環境温湿度をモニターしている。検知した温度、湿度から絶対水分量が算出でき、これらを制御回路（制御部）１００に伝える。制御回路１００は画像形成装置全体の作像シーケンス制御を司る。
【００２４】
画像形成動作開始信号（プリント開始信号）が発せられると、各画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの感光ドラム１１ａ〜１１ｄが矢印の反時計方向に、また中間転写ベルト１７が矢印の時計方向に、所定のプロセス速度（周速度＝９０ｍｍ／ｓｅｃ）で回転駆動される。
【００２５】
そして、各画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋのレーザースキャナ１３ａ〜１３ｄはホストコンピュ−タより送られたフルカラー画像情報の色分解画像信号に対応して変調されたレーザー光を出力して各感光ドラム１１ａ〜１１ｄの一様帯電処理面を走査露光する。これにより各感光ドラム１１ａ〜１１ｄにそれぞれフルカラー画像の色分解画像パターン（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各画像パターン）に対応した静電潜像が形成される。
【００２６】
レーザー光の強度及び照射スポット径は画像形成装置の解像度及び所望の画像濃度によって適正に設定されている。感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上の静電潜像は、レーザー光が照射された部分は明部電位ＶＬ（約−１００Ｖ）に、照射されていない部分は１次帯電器１２ａ〜１２ｄで帯電された暗部電位ＶＤ（約−４００Ｖ）に保持される。
【００２７】
各感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上の静電潜像は感光ドラムの回転により、現像器１４ａ〜１４ｄとの対向部に達し、同一極性（本例ではマイナス極性）に帯電されたトナーが供給されて顕像化される。すなわち各感光ドラム１１ａ〜１１ｄにはそれぞれフルカラー画像の色分解画像パターンであるイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像が形成される。
【００２８】
そして、各１次転写ニップ部Ｔａ〜Ｔｄにおいて中間転写体である中間転写ベルト１７上に各感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上の上記イエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像を順次に重畳転写してフルカラートナー画像を合成する。
【００２９】
各１次転写ニップ部Ｔａ〜Ｔｄでは、中間転写ベルト１７の背面に接している１次転写ローラ１５ａ〜１５ｄに印加された、トナーと逆極性の電圧（＋１００〜＋１０００Ｖ）によって１次転写ニップ域に形成された電界によりトナー像は１次転写される。
【００３０】
中間転写ベルト１７が最後の画像形成部Ｂｋの感光ドラム１１ｄとの１次転写ニップ部Ｔｄを通過した段階でフルカラートナー画像が中間転写ベルト１７上に重畳合成形成されて担持され、１次転写行程は完了する。
【００３１】
一方、中間転写ベルト１７に対するトナー像の１次転写を終えた各感光ドラム１１ａ〜１１ｄの表面はクリーニング装置１６ａ〜１６ｄによりそれぞれ表面を清掃された後、次の画像形成工程に備える。
【００３２】
そして、記録材Ｐは不図示の給紙手段部よって給送され、更にレジストレーションローラ対２１において中間転写ベルト１７上のトナー画像の先端とタイミングが合うように搬送制御されて２次転写ニップ部Ｔｅに挿入される。この時、２次転写ローラ１８にはトナーと逆極性の電圧（＋１Ｋ〜＋６ＫＶ）が印加され、フルカラートナー画像は中間転写ベルト１７から記録材Ｐに２次転写される。
【００３３】
２次転写ニップ域を出た、未定着フルカラートナー画像を載せた記録材Ｐは、定着装置１０に到達し、加熱・加圧されて永久定着像が得られる。
【００３４】
フルカラートナー画像を記録材Ｐに転写し終えた中間転写ベルト１７の表面は、ベルトクリーニング装置１９のウレタンゴムからなるクリーニングブレード１９ａによって２次転写後の残トナーを廃トナーボックス１９ｂへと掻き落とすことにより清掃される。
【００３５】
モノクロ画像形成モードは、上記４つの画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋのうちブラックのトナー画像を形成する画像形成部Ｂｋのみが作像動作することで実行される。
【００３６】
（２）定着装置（定着部）
図２は定着装置１０の概略構成模型図である。この定着装置１０は、回転体としての定着ローラ１と、バックアップ部材としての加圧ローラ３を主体とする。
【００３７】
定着ローラ１は、その中空部に配設したヒータとしてのハロゲンヒータ２によって加熱される。定着ローラ１は外径５０ｍｍであって、厚み３ｍｍのアルミニウム製芯金１ａと、該芯金の外周を被覆させた２ｍｍ厚のシリコーンゴムからなるゴム層１ｂと、その外周を被覆させた５０μｍ厚のＰＦＡ樹脂１ｃと、を有する。ローラ初期硬度は１ｋｇ荷重のＡｓｋｅｒ−Ｃ測定にて７１°、熱伝導率は０．８Ｗ／ｍＫである。
【００３８】
加圧ローラ３は外径４０ｍｍであって、芯金３ａと、該芯金の外周を被覆させた３ｍｍ厚のシリコーンゴムからなるゴム層３ｂと、その外周を被覆させた５０μｍ厚のＰＦＡ樹脂３ｃと、を有する。ローラ初期硬度は１ｋｇ荷重のＡｓｋｅｒ−Ｃ測定にて７０°、熱伝導率は０．２Ｗ／ｍＫである。実施例１では加圧ローラ３はヒータを有していない。
【００３９】
本実施例で定着ローラ１と加圧ローラ３に採用されているシリコーンゴムは、架橋剤とポリマーの２液混合によって作られている。一般的にポリマー内のビニル基が多く残存していると熱により架橋が進行し、硬化が起こる。本実施例においては、未定着トナー画像と直接接触して熱を伝える定着ローラ１は、加圧ローラ３よりも多い熱伝導フィラーを含有させている。よって、定着ローラ１は、熱伝導フィラーの含有量が多い分、ポリマー間の架橋がさらに進行しやすくなり、硬化が起こりやすくなる。
【００４０】
尚、定着ローラ１のみ熱伝導性フィラーを含有させて加圧ローラ３には熱伝導フィラーを含有させない構成でも良い。
【００４１】
上記の定着ローラ１と加圧ローラ３は互いに上下に圧接させて不図示の装置筐体に組み込んで、両者（定着ローラ１と加圧ローラ３）間に所定幅の定着ニップ（加熱ニップ）部Ｎを形成させてある。
【００４２】
定着ローラ１は駆動手段ｍ２により図２において矢印の時計方向に回転駆動され、加圧ローラ３は定着ニップ部Ｎ内の摩擦により反時計方向に従動回転する。
ハロゲンヒータ２は７００Ｗ（１００Ｖ時）の出力で、電源（不図示）内にあるトライアックにより電流のＯＮ／ＯＦＦを供給されて点灯・消灯する。
【００４３】
定着ローラ１には、第１の温度検知部材としてのサーミスタ５を配設してある。このサーミスタ５の検知温度が目標温度に維持されるように制御回路１００は前記トライアックのＯＮ／ＯＦＦを制御してヒータに供給する電力を制御する。
【００４４】
而して、定着ニップ部Ｎに未定着トナー像ｔを担持した記録材Ｐが導入されると、記録材Ｐは定着ローラ１の外面に密着して定着ローラ１と一緒に定着ニップ部Ｎを通過する。定着ニップ部を通過する過程で、定着ローラ１からの熱伝導によってトナー像ｔが加熱されてトナー像の加熱定着がなされる。定着ニップ部Ｎを通った記録材Ｐは定着ニップ部Ｎの出口側で定着ローラ１の外面から分離されて搬送される。
【００４５】
（３）待機温度
本実施例の特徴であるローラ硬度変化抑制のための待機温度制御について説明する。
【００４６】
本実施例における待機温度とは、ユーザからのプリント信号を待つ待機期間における定着ローラもしくは加圧ローラの表面温度のことである。待機温度は、ユーザからプリント信号が送られたときにすぐさまプリント動作に移行できる温度に設定される。この待機温度はＦＰＯＴに大きく影響する。本実施例の画像形成装置では、装置が設置された環境の水分量（湿度）に応じて、定着ローラ１の待機温度を設定する。
【００４７】
環境の水分量と定着ローラ１の待機温度との相関を表した図を図３に示す。本実施例の待機温度制御における定着ローラ１の待機温度は、水分量が閾値水分量（閾値湿度）である１６ｇ／ｍ＾３以上の場合は１９０℃、水分量が１６ｇ／ｍ＾３より小さい場合は、１６０℃となる。
【００４８】
ここで、待機期間に本実施例の待機温度制御を実行せず、水分量によらず常に定着ローラの待機温度を１９０℃とするものを比較例とする。比較例は、ＦＰＯＴを最優先としたものである。
【００４９】
次に、制御について図４のフローチャートを用いて全体像を説明する。はじめに、ＳＴＥＰ１にて画像形成装置の電源が入れられる。次に、ＳＴＥＰ２に移り、温湿度センサー２０にて本画像形成装置が設置されている環境の水分量を測定する。次に、ＳＴＥＰ３では、ＳＴＥＰ２にて測定した水分量の結果に応じて、定着ローラ１の待機温度を決定する。決定後は、そのままＳＴＥＰ４の待機状態へと移行する。最後に、ＳＴＥＰ５に移り、５分毎に水分量の測定を実施する。測定結果から、定着ローラ１の待機温度を変更する必要があれば、ＳＴＥＰ３へと移行する。変更する必要がなければ、再びＳＴＥＰ４の待機状態へと移行する。
【００５０】
実施例１と比較例１とで、定着ローラ１と加圧ローラ３の硬度変化にどれほどの差がでるのか検証を行った。
【００５１】
図５に２３℃５０％（水分量８．９ｇ／ｍ＾３）環境において、間欠プリント耐久を製品寿命である６万枚まで行った場合の、定着ローラ１と加圧ローラ３の硬度変化を示す。硬度は、Ａｓｋｅｒ−Ｃにて測定している。この間欠プリント耐久は、Ａ４用紙を６０枚連続プリントした後に６０分待機することを繰り返し行う耐久試験である。
【００５２】
水分量は８．９ｇ／ｍ＾３であるので、本実施例の場合、図３より、定着ローラ１の待機温度は１６０℃である。比較例の場合、定着ローラ１の待機温度は１９０℃である。
【００５３】
一般的に定着ローラ１と加圧ローラ３との硬度差が大きくなるほど記録材がローラに巻き付きやすくなる傾向が見られる。よって、定着ローラ１と、加圧ローラ３と、のいずれかのローラの硬度変化を小さくすると巻き付きにくくなるという効果が得られる。
【００５４】
本実施例に用いた画像形成装置では、定着ローラ１と加圧ローラ３の硬度差が５．０°以上になると、定着ニップ幅の変化の影響を受け、記録材がローラに巻き付くなどの問題が発生する確率が上がるため、ローラ硬度変化を５．０°未満に抑えることが望ましい。
【００５５】
図５より、比較例１（待機温度１９０℃）は、定着ローラ１は初期値から−１．５°まで軟化が進み、その後、６万枚時点で４．８°まで硬化が進んでいることがわかる。
【００５６】
実施例１（待機温度１６０℃）は、加圧ローラ３は初期値から−１．５°まで軟化が進むが、その後、６万枚時点で−０．８に硬化が抑えられている。従って、実施例１は、比較例１と比較して、硬度上昇の傾きが小さく抑えられていることがわかる。つまり、実施例１は、耐久を通じて、比較例１よりも定着ローラ１の硬度変化が抑制できていることがわかる。
【００５７】
加圧ローラ３については、実施例１、比較例１の両方で大きい差はなく、−１．０まで軟化している。これは、前述したように加圧ローラ３の熱伝導性フィラー含有量が定着ローラ１よりも少ないからである。
【００５８】
次に図６に定着ローラ１と加圧ローラ３の硬度の差分を示す。硬度差は、定着ローラ１の硬度から加圧ローラ３の硬度を減じて算出している。
【００５９】
図６より、比較例１は、通紙枚数が５万枚時点で硬度差が＋５．０を超え、６万枚時点で＋７．０まで到達していることがわかる。実施例１は、６万枚時点で＋１．３であり、硬度差を±５．０以内に抑えられていることがわかる。
【００６０】
これらのメカニズムについて説明する。間欠耐久がスタートし、定着ローラ１が加熱されると、熱によってポリマー間の架橋が進行することによる硬化と、熱と水分によってポリマー間の主鎖の切断が進行することによる軟化が同時に現れる。比較例１の場合は５千枚、実施例１の場合は４万枚まで、硬化よりも軟化の影響の方が大きいことがわかる。実施例１と比較例１とで飽和するまでの枚数に差が出たのは、定着ローラ１の待機温度の差により、軟化の進行速度に差が出たためである。その後、水分量８．９ｇ／ｍ＾３環境におけるポリマー間の主鎖が切断されやすい部分には限りがあり、次第に軟化現象は飽和する。そのため、比較例１の場合は５０００枚以降、実施例１の場合は４万枚以降、ポリマー間の架橋が進行することによる硬化現象が顕著となり、定着ローラの硬度は反転して、硬化傾向に転じている。硬化現象も待機温度の差により進行速度が異なっており、温度が高いほど、架橋の進行速度が速い。また、加圧ローラ３については、定着ローラ１からの熱及び圧による変形によりポリマー間の主鎖の切断が起こるため、６万枚まで−１．０程度軟化している。
【００６１】
実施例１において、水分量による待機温度の制御を入れると、水分量が１６ｇ／ｍ＾３より小さい場合は大きい場合よりも待機温度を低くすることで、ＦＰＯＴを比較例１と同じ時間に保つとトナーの定着性が悪化する。この対策としては、プリント信号を受信後、定着ローラ１内のハロゲンヒータ２を点灯し、定着ローラ１が１９０℃に到達してからプリントを開始する、などが挙げられる。プリント信号を受信した後、定着ローラ１内のハロゲンヒータ２を点灯し、定着ローラ１が１９０℃に到達後にプリントを開始する方法を採用した場合は、ＦＰＯＴは２８秒になり長くなる。しかしながら、水分量１６ｇ／ｍ＾３以上の環境では実施例１についても待機温度１９０℃であり待機温度を低くしないのでＦＰＯＴへの影響はない。
【００６２】
では、ここで実施例１において、水分量１６ｇ／ｍ＾３以上の場合、定着ローラ１の待機温度を比較例１と同じ１９０℃に設定できる理由について説明する。図７に２８℃７０％（水分量１６．９ｇ／ｍ＾３）環境において、間欠プリント耐久を製品寿命である６万枚まで行った場合の、定着ローラ１と加圧ローラ３の硬度変化、及び定着ローラ１と加圧ローラ３の硬度差を示す。硬度は、Ａｓｋｅｒ−Ｃにて測定している。この間欠プリント耐久は、Ａ４用紙を６０枚連続プリントした後に６０分待機することを繰り返し行う耐久試験である。
【００６３】
図７より、定着ローラ１は初期値から２万枚時点で−３．０°まで軟化が進み、その後、６万枚時点で１．０までで硬化が抑えられている。また、加圧ローラ３は６万枚時点で−１．５まで軟化が進んでいる。図５の水分量８．９ｇ／ｍ＾３の環境時の結果と比較して、定着ローラ１も加圧ローラ３も軟化側にシフトしている。これらは、水分量１６．９ｇ／ｍ＾３の絶対水分量の高い環境においては、水分量８．９ｇ／ｍ＾３の環境よりも軟化現象が硬化現象と比較して支配的なためである。
【００６４】
硬度差については、耐久を通して、最大でも６万枚時点での−３．５であり、水分量１６．９ｇ／ｍ＾３環境であれば、待機温度を１９０℃にしても、硬度変化は±５．０以内に収まることが分かる。したがって、絶対水分量の高い環境においては、定着ローラ１の待機温度を定着性に最適な温度である１９０℃に設定しても良いと判断できる。
【００６５】
本実施例では、環境検知部材で検知した湿度が閾値湿度よりも低い時は高い時よりも前記待機温度が低くすることでローラ硬度上昇抑制を優先する。そして、環境検知部材で検知した湿度が閾値湿度よりも高い時は低い時よりも待機温度を上げてＦＰＯＴ短縮を優先する。これによって、ＦＰＯＴへの影響を抑えつつローラの硬度上昇による記録材の巻き付き等を抑制できるという効果が得られる。
【実施例２】
【００６６】
本実施例の画像形成装置は、実施例１と基本構成は同じであるが、より高速印刷に対応しており、印刷速度は４０ＰＰＭ（プロセス速度（周速度）＝１８０ｍｍ／ｓｅｃ）、ＦＰＯＴは９．０秒である。
【００６７】
図８は定着装置４０の概略構成模型図である。本実施例で使用する定着装置４０では、加圧ローラ３０が自身の中空部に第２のヒータとしてのハロゲンヒータ３１を有する。ハロゲンヒータ３１は７００Ｗ（１００Ｖ時）の出力で、電源（不図示）内にあるトライアックにより電流のＯＮ／ＯＦＦを供給されて点灯・消灯する。加圧ローラ３０には、第２の温度検知部材としてのサーミスタ５０を配設してある。このサーミスタ５０による検知温度が第２の目標温度に維持されるようにハロゲンヒータ３１へ供給する電力が制御回路１００によって制御される。加圧ローラ３０のその他の構成は実施例１の加圧ローラ３と同じであり省略する。
【００６８】
その他、実施例２の画像形成装置、定着装置の基本構成は、実施例１のものと同じであるので、実施例１のものと同一若しくは相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００６９】
実施例２で実施例１と異なる部分は、水分量検知手段（環境検知部材）により検知した水分量が閾値水分量より少ない場合は多い場合よりも加圧ローラ３０の待機温度を高くすることである。実施例１では、定着ローラ１の硬度変化抑制を行うために、低水分量環境で定着ローラ１の待機温度を低くしたので定着装置の立ち上げに時間がかかりＦＰＯＴが長くなった。しかしながら、実施例２では、加圧ローラ３０がハロゲンヒータ３１を備えているため、低水分量環境において定着ローラ１の待機温度を低くすると共に加圧ローラ３０の待機温度を高くして補うことができる。その結果、加圧ローラ３０からの熱量が、定着ローラ１から記録材に与えられる熱量が減った分を加圧ローラからの熱で補うことができるので、ＦＰＯＴを長くすることなく定着ローラ１の硬度上昇を抑制できる。
【００７０】
（３）待機温度
本実施例の特徴である待機温度の制御方法について説明する。本画像形成装置では、装置が設置された環境の水分量（湿度）に応じて、定着ローラ１と加圧ローラ３０の待機温度を設定する。
【００７１】
環境の水分量と定着ローラ１、加圧ローラ３０の待機温度との相関図を図９に示す。実施例２において、水分量が１６ｇ／ｍ＾３以上の場合は、定着ローラ１の待機温度は１９０℃、加圧ローラ３０の待機温度は１６０℃である。また、実施例２において、水分量が１６ｇ／ｍ＾３より小さい場合は、定着ローラ１の待機温度は１６０℃、加圧ローラ３０の待機温度は１８０℃である。
【００７２】
比較例２の場合は、水分量によらず、ＦＰＯＴを最優先として定着ローラ１の待機温度は１９０℃、加圧ローラ３０の待機温度は１６０℃である。
【００７３】
次に、待機温度制御について図１０のフローチャートを用いて全体像を説明する。はじめに、ＳＴＥＰ１にて画像形成装置の電源が入りになる。次に、ＳＴＥＰ２に移り、温湿度センサー２０にて本画像形成装置が設置されている環境の水分量を測定する。次に、ＳＴＥＰ３では、ＳＴＥＰ２にて測定した水分量の結果に応じて、定着ローラ１及び加圧ローラ３０の待機温度を決定する。決定後は、そのままＳＴＥＰ４の待機状態へと移行する。最後に、ＳＴＥＰ５に移り、５分毎に水分量の測定を実施する。測定結果から、定着ローラ１及び加圧ローラ３０の待機温度を変更する必要があれば、ＳＴＥＰ３へと移行する。変更する必要がなければ、再びＳＴＥＰ４の待機状態へと移行する。
【００７４】
図１１に２３℃５０％（水分量８．９ｇ／ｍ＾３）環境において、間欠プリント耐久（を製品寿命である６万枚まで行った場合の、定着ローラ１と加圧ローラ３０の硬度変化を示す。硬度は、Ａｓｋｅｒ−Ｃにて測定している。この間欠プリント耐久は、Ａ４用紙を６０枚連続プリントした後に６０分待機することを繰り返し行う耐久試験である。
【００７５】
水分量８．９ｇ／ｍ＾３環境において、実施例２（制御あり）の場合は、図９より定着ローラ１の待機温度は１６０℃、加圧ローラ３０の待機温度は１８０℃である。比較例２（制御なし）は、定着ローラ１の待機温度は１９０℃、加圧ローラ３０の待機温度は１６０℃である。
【００７６】
図１１より、実施例２及び比較例２の両方について硬度変化は、各々実施例１及び比較例１と大きくは変わらないことがわかる。加圧ローラ３０については、比較例２の場合は６万枚時点で−１．５°、実施例２の場合は６万枚時点で−２．５°まで軟化している。実施例１では−０．８〜−１．０程度だった軟化現象が実施例２でより進んだのは、実施例１と異なり、実施例２では加圧ローラ３０自身も待機温度が設定されているため、実施例１ではまだ飽和していなかった軟化現象が加速するためである。
【００７７】
次に図１２に定着ローラ１と加圧ローラ３０の硬度の差分を示す。硬度差は、定着ローラ１の硬度−加圧ローラ３０で算出している。
【００７８】
本実施例２においても実施例１と同じく硬度差を±５．０以内に抑えることがより好ましい。図１２より、比較例２においては、通紙枚数が４万５千枚時点で硬度差が＋５．０を超え、６万枚時点で＋７．３まで到達していることがわかる。実施例２においては、６万枚時点で＋２．３であり、硬度差を±５．０以内に抑えられていることがわかる。
【００７９】
続けて、実施例１と同じく水分量１６ｇ／ｍ＾３以上の環境で、実施例２においても比較例２と同じ待機温度に設定している理由について説明する。
【００８０】
図１３に２８℃７０％（水分量１６．９ｇ／ｍ＾３）環境において、間欠プリント耐久を製品寿命である６万枚まで行った場合の、定着ローラ１と加圧ローラ３の硬度変化、及び定着ローラ１と加圧ローラ３０の硬度差を示す。硬度は、Ａｓｋｅｒ−Ｃにて測定している。この間欠プリント耐久は、Ａ４用紙を６０枚連続プリントした後に６０分待機することを繰り返し行う耐久試験である。
【００８１】
図１３より、定着ローラ１は初期値から２万枚時点で−３．０°まで軟化が進み、その後、６万枚時点で１．０までで硬化が抑えられている。また、加圧ローラ３０は６万枚時点で−２．０まで軟化が進んでいる。
【００８２】
硬度差については、耐久を通して、最大でも６万枚時点での−４．０であり、水分量１６．９ｇ／ｍ＾３環境であれば、待機温度を１９０℃にしても、硬度変化は±５．０以内に収まることが分かる。つまり、水分量１６．９ｇ／ｍ＾３環境であれば、実施例１と同じく軟化現象が硬化現象と比較して支配的なため、待機温度を１９０℃にしても、硬度変化は±５．０以内に収まるからである。したがって、絶対水分量の高い環境においては、ローラ硬度変化による巻き付き等が発生しにくいので定着ローラ１と加圧ローラ３０との待機温度をＦＰＯＴ優先設定にしても良いのである。
【００８３】
以上述べたことから、実施例２の画像形成装置は、実施例１よりも更にＦＰＯＴに与える影響を抑えつつローラ硬度変化による巻き付きを抑制することのできるという効果がある。
【符号の説明】
【００８４】
１  定着ローラ
２  ヒータ
３、３０  加圧ローラ
５、５０  サーミスタ
１０、４０  定着装置
１１ａ〜１１ｄ  感光ドラム
２０  環境センサー
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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