(57)【要約】【課題】異なる幅の記録紙を処理対象とする複数の定着ジョブを実行する定着装置において、先に実行された定着ジョブの記録紙の幅よりも幅広の記録紙を次の定着ジョブにおいて処理する場合であっても、記録紙の幅方向における定着温度を均一化して印字画像の光沢度の均一性を維持する。【解決手段】定着装置８が、定着温度よりもキュリー温度が高く設定された整磁合金を含む加熱体２１と、整磁合金に印可する交番磁界を発生して加熱体を電磁誘導加熱する誘導加熱部２６と、各定着ジョブにおいてその定着温度を調節すべく誘導加熱部を制御する本体制御部３１とを備え、本体制御部が、定着ジョブ間において加熱体を電磁誘導加熱するように誘導加熱部を制御する構成とし、先に実行された定着ジョブにおいて記録紙の通紙領域と非通紙領域とに対応する部位の間で生じた加熱体の温度差を低減する。【選択図】図２
2008070757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる幅の記録紙を処理対象とする複数の定着ジョブを実行する定着装置であって、
前記各定着ジョブにおける定着温度よりもキュリー温度が高く設定された整磁合金を含む加熱体と、
前記整磁合金に印可する交番磁界を発生して前記加熱体を電磁誘導加熱する誘導加熱手段と、
前記各定着ジョブにおいてその定着温度を調節すべく前記誘導加熱手段を制御する加熱制御手段と
を備え、
前記加熱制御手段は、先の定着ジョブの終了後から次の定着ジョブを開始するまでの定着ジョブ間において、前記加熱体を電磁誘導加熱するように前記誘導加熱手段を制御することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記加熱制御手段は、前記先の定着ジョブにおける記録紙の通紙領域に対応する前記加熱体の部位の温度を、当該先の定着ジョブにおける定着温度以上に上昇させるように、前記定着ジョブ間において前記誘導加熱手段を制御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】
前記加熱制御手段は、前記先の定着ジョブの実行中には第１の設定温度に基づき前記定着温度を調節すべく前記誘導加熱手段を制御し、前記定着ジョブ間には第２の設定温度に基づき前記定着温度を調節すべく前記誘導加熱手段を制御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４】
前記加熱制御手段は、前記次の定着ジョブで処理される記録紙の幅が、前記先の定着ジョブで処理された記録紙の幅よりも大きい場合、前記定着ジョブ間における前記誘導加熱手段の制御を実行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５】
前記第２の設定温度は、前記次の定着ジョブにおける定着温度と同一であることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項６】
前記加熱制御手段は、前記次の定着ジョブが存在しない場合、前記先の定着ジョブの終了後に前記誘導加熱手段の動作を停止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７】
前記第２の設定温度が前記整磁合金のキュリー温度以下に設定されたことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項８】
前記第２の設定温度が前記整磁合金のキュリー温度以上に設定されたことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項９】
前記加熱体の軸方向の中央部及び端部の温度をそれぞれ検出する温度検出手段を更に備え、
前記加熱制御手段は、前記中央部及び端部の温度差が基準値内となった場合、前記定着ジョブ間における前記誘導加熱手段の制御を終了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１０】
請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の定着装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁誘導加熱方式の定着装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ及び複合機等の画像形成装置においては、いわゆる電磁誘導加熱方式の定着装置を用いたものが知られている。この電磁誘導加熱方式の定着装置によれば、従来のハロゲンランプ等を用いたランプヒータ加熱方式の定着装置に比べて、ウォームアップ時間の短縮や消費電力の削減等を実現することが可能となる。
【０００３】
そのような電磁誘導加熱方式の定着装置においては、加熱ローラや定着ローラの昇温時間の短縮するために、それらローラを薄肉化して熱容量を小さくすることが望ましいが、その一方で、ローラの軸方向への熱抵抗が大きくなり、ローラの軸方向に温度差が生じやすくなるという課題がある。そのようなローラの温度差が生じると、印字画像の光沢度のムラやホットオフセットが発生するなどして、定着処理に悪影響を及ぼす場合がある。そこで、そのようなローラの軸方向の温度差を抑制して適切な定着処理を実施するための技術が存在する。
【０００４】
例えば、誘導型発熱ローラに対する誘導コイルを、所定用紙サイズ幅に相当する加熱領域を有する第１誘導コイルと、その第１誘導コイルの加熱領域外を加熱領域とする第２誘導コイルとから構成し、それら第１及び第２誘導コイルの加熱領域のローラ表面温度をそれぞれ検知する第１及び第２温度計測手段を配置し、各誘導コイルのそれぞれの加熱領域で目標温度を設定可能とするとともに、各誘導コイルへの通電量制御を互いに独立して行うようにした定着装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、例えば、トナー像を加熱して当該トナー像を記録媒体に定着させる定着部材と、その定着部材に対向するように幅方向に延設されたコイル部と、このコイル部に対向する対向範囲を変更できるように構成されたコア部とを備え、コア部の対向範囲を変更することで、コイル部の電磁誘導によって加熱される定着部材の幅方向の加熱範囲を調整可能にした定着装置が知られている（特許文献２参照）。
【０００６】
また、例えば、定着ローラと、この定着ローラに並列して配置され非磁性材料からなる対向ローラと、それら定着ローラと対向ローラとの間に巻き掛けられた無端状の定着ベルトと、その定着ベルトを電磁誘導加熱する誘導加熱手段と、定着ベルトを介して定着ローラを押圧する加圧ローラとを備え、定着ベルトが、下側から順に基材、弾性層、離型層が積層された積層構造をなし、その基材が、整磁合金が分散された材料で形成され、かつその整磁合金のキュリー温度がトナーのホットオフセット温度よりも低く設定されている定着装置が知られている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００２−２３５５７号公報
【特許文献２】特開２００６−３０８８５号公報
【特許文献３】特開２００６−１１２１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記のような定着装置において、所定幅の記録紙を連続的に処理（通紙）すると、ローラにおける当該記録紙の通紙領域と非通紙領域とに対応する部位の間で温度差が生じることとなり、その後、より幅広の記録紙を通紙すると、先の記録紙の通紙領域と非通紙領域との間で定着温度に温度差が生じて光沢度のムラが発生する場合がある。しかしながら、上記従来技術では、そのような課題を適切に解決することは困難であった。
【０００８】
即ち、上記特許文献１に記載の従来技術では、第１誘導コイルの加熱領域に相当する所定のサイズ幅の記録紙を通紙する場合には、軸方向の定着温度を均一に分布させることが可能となるが、これとは異なる幅の記録紙には対応することができずに定着温度のムラが生じてしまうという課題があった。この場合、種々のサイズ幅の記録紙に対応可能なように誘導コイルをより多くのコイルで構成する（即ち、誘導コイルの分割数を増やす）ことも考えられるが、定着装置の構成が複雑になるという不都合がある。
【０００９】
また、上記特許文献２に記載の従来技術では、コイル部に対向する対向範囲を変更するべくコア部を回転させるための機構（モータ等）が必要であり、定着装置の構成が複雑になるという課題があった。とりわけ複数のサイズ幅の記録紙に対応した温度制御を行う場合、各サイズ幅に対応した温度センサの設置が必要となってコストが嵩むとともに、電力制御も複雑になるという課題があった。
【００１０】
上記特許文献３に記載の従来技術では、所定の定着ジョブにおいて非通紙領域をホットオフセット温度以下に維持することができるとしても、そこで通紙領域と非通紙領域との間に一定以上の温度差が生じると、次の定着ジョブでより幅広の記録紙を通紙した場合に光沢度のムラが発生するという課題があった。そのような温度差を小さくするためにキュリー温度を定着温度付近に設定することも考えられるが、この場合、定着温度付近で加熱効率が低下して定着のウォームアップ時間が延びてしまうという不都合があった。
【００１１】
本発明は、このような従来技術の課題を鑑みて案出されたものであり、簡易な構成により、先に実行された定着ジョブにおいて記録紙の通紙領域と非通紙領域とに対応する部位の間で生じた加熱体の温度差を低減することができ、後の定着ジョブにおいてより幅広の記録紙を処理する場合であっても、記録紙の幅方向における定着温度を均一化して印字画像の光沢度の均一性を維持することができる定着装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の定着装置は、異なる幅の記録紙を処理対象とする複数の定着ジョブを実行する定着装置であって、前記各定着ジョブにおける定着温度よりもキュリー温度が高く設定された整磁合金を含む加熱体と、前記整磁合金に印可する交番磁界を発生して前記加熱体を電磁誘導加熱する誘導加熱手段と、前記各定着ジョブにおいてその定着温度を調節すべく前記誘導加熱手段を制御する加熱制御手段とを備え、前記加熱制御手段は、先の定着ジョブの終了後から次の定着ジョブを開始するまでの定着ジョブ間において、前記加熱体を電磁誘導加熱するように前記誘導加熱手段を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
このように本発明によれば、簡易な構成により、先に実行された定着ジョブにおいて記録紙の通紙領域と非通紙領域とに対応する部位の間で生じた加熱体の温度差を低減することができ、後の定着ジョブにおいてより幅広の記録紙を処理する場合であっても、記録紙の幅方向における定着温度を均一化して印字画像の光沢度の均一性を維持することができるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、異なる幅の記録紙を処理対象とする複数の定着ジョブを実行する定着装置であって、前記各定着ジョブにおける定着温度よりもキュリー温度が高く設定された整磁合金を含む加熱体と、前記整磁合金に印可する交番磁界を発生して前記加熱体を電磁誘導加熱する誘導加熱手段と、前記各定着ジョブにおいてその定着温度を調節すべく前記誘導加熱手段を制御する加熱制御手段とを備え、前記加熱制御手段は、先の定着ジョブの終了後から次の定着ジョブを開始するまでの定着ジョブ間において、前記加熱体を電磁誘導加熱するように前記誘導加熱手段を制御する構成とする。
【００１５】
これによると、定着ジョブ間（その少なくとも一部）において、先の定着ジョブにおける定着温度の調節とは無関係に加熱体を電磁誘導加熱することで、簡易な構成により、先の定着ジョブにおいて記録紙の通紙領域と非通紙領域とに対応する部位の間で生じた加熱体の温度差を短時間で低減することができ、次の定着ジョブにおいてより幅広の記録紙を処理する場合であっても、記録紙の幅方向における定着温度を均一化して印字画像の光沢度の均一性を維持することができる。
【００１６】
この場合、定着ジョブ間における加熱制御手段による制御については、先の定着ジョブにおいて記録紙の通紙領域と非通紙領域とに対応する部位の間で生じた加熱体の温度差が所定の範囲内になるまで実行するように構成することができる。或いは、当該加熱体の温度差が所定の範囲内に到達すると予測される基準時間を設定しておき、その基準時間が経過するまで制御を実行するように構成することもできる。
【００１７】
上記課題を解決するためになされた第２の発明は、前記加熱制御手段は、前記先の定着ジョブにおける記録紙の通紙領域に対応する前記加熱体の部位の温度を、当該先の定着ジョブにおける定着温度以上に上昇させるように、前記定着ジョブ間において前記誘導加熱手段を制御する構成とすることができる。
【００１８】
これによると、定着ジョブ間における加熱体の電磁誘導加熱によって、先の定着ジョブにおける記録紙の通紙領域の温度が定着温度から上昇する一方、先の定着ジョブにおいて比較的高温になっている非通紙領域の温度は、先にキュリー温度付近に到達して上昇が抑制されるので、先の定着ジョブにおいて記録紙の通紙領域と非通紙領域とに対応する部位の間で生じた加熱体の温度差をより短時間で低減することができる。
【００１９】
上記課題を解決するためになされた第３の発明は、前記加熱制御手段は、前記先の定着ジョブの実行中には第１の設定温度に基づき前記定着温度を調節すべく前記誘導加熱手段を制御し、前記定着ジョブ間には第２の設定温度（均し動作温度）に基づき前記定着温度を調節すべく前記誘導加熱手段を制御する構成とすることができる。
【００２０】
これによると、定着ジョブの実行中及び定着ジョブ間において誘導加熱手段の制御を容易に実行することができる。この場合、定着ジョブ間における誘導加熱手段の制御は、定着ジョブの実行中における定着温度の調節と同様に実行することができるという利点がある。ここで、第１の設定温度は、先の定着ジョブにおける定着処理に適した温度に設定される。また、第２の設定温度は、次の定着ジョブの記録紙の種類、定着処理の条件、加熱体の温度ムラの状態、通紙枚数等に応じて、先の定着ジョブにおいて記録紙の通紙領域と非通紙領域とに対応する部位の間で生じた加熱体の温度差を低減することが可能なように、適切に設定される。
【００２１】
上記課題を解決するためになされた第４の発明は、前記加熱制御手段は、前記次の定着ジョブで処理される記録紙の幅が、前記先の定着ジョブで処理された記録紙の幅よりも大きい場合、前記定着ジョブ間における前記誘導加熱手段の制御を実行する構成とすることができる。これによると、定着ジョブ間において誘導加熱手段の制御が必要な場合（即ち、次の定着ジョブで処理される記録紙の幅が先の定着ジョブで処理された記録紙の幅よりも大きい場合）に当該制御を実行することで、処理の効率化を図ることができる。
【００２２】
上記課題を解決するためになされた第５の発明は、前記第２の設定温度は、前記次の定着ジョブにおける定着温度と同一である構成とすることができる。これによると、定着ジョブ間において誘導加熱手段の制御をより容易に実行することができ、また、次の定着ジョブへの円滑な移行が可能となる。
【００２３】
上記課題を解決するためになされた第６の発明は、前記加熱制御手段は、前記次の定着ジョブが存在しない場合、前記先の定着ジョブの終了後に前記誘導加熱手段の動作を停止させる構成とすることができる。これによると、無駄な加熱処理を省略して省エネルギー化を図ることができる。
【００２４】
上記課題を解決するためになされた第７の発明は、前記第２の設定温度が前記整磁合金のキュリー温度以下に設定された構成とすることができる。これによると、定着ジョブ間における定着温度（制御上の形式的な定着温度）の第２の設定温度までの到達時間が短くなり、短時間で次の定着ジョブを開始することが可能となる。
【００２５】
上記課題を解決するためになされた第８の発明は、前記第２の設定温度が前記整磁合金のキュリー温度以上に設定された構成とすることができる。これによると、先の定着ジョブにける記録紙の通紙領域と非通紙領域とに対応する加熱体の温度が、ともにキュリー温度付近に到達して略均一となるので、加熱体の温度差をより確実に低減することができる。
【００２６】
上記課題を解決するためになされた第９の発明は、前記加熱体の軸方向の中央部及び端部の温度をそれぞれ検出する温度検出手段を更に備え、前記加熱制御手段は、前記中央部及び端部の温度差が基準値内となった場合、前記定着ジョブ間における前記誘導加熱手段の制御を終了する構成とすることができる。これによると、適切な指標に基づき先の定着ジョブにおいて記録紙の通紙領域と非通紙領域とに対応する部位の間で生じた加熱体の温度差の均一化の程度を判断することができ、また、短時間で次の定着ジョブを開始することが可能となる。
【００２７】
上記課題を解決するためになされた第１０の発明は、上記第１乃至第９の発明の定着装置を備えた画像形成装置である。
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２９】
図１は、本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す模式図である。この画像形成装置１は、トナー像が形成される作像面を有する感光体ドラム２と、その感光体ドラム２の作像面を所定の電位に均一に帯電させる帯電器３と、その均一に帯電させた作像面に対してレーザー光を走査して静電潜像を形成するＬＳＵ(Laser Scanning Unit)４と、その静電潜像をトナーで現像する現像器５と、感光体ドラム２に対向して配置され、転写バイアスの印加によって感光体ドラム２のトナー像を記録紙Ｓに転写するための転写ローラ６と、転写後の感光体ドラム２の作像面に残留するトナー等を除去するクリーニング装置７と、記録紙Ｓに転写された未定着のトナーを記録材に定着させるための定着装置８と、記録紙Ｓを格納する給紙部９とを主として備える。
【００３０】
画像形成装置１において印字処理（画像形成処理）が開始されると、給紙部９の記録紙Ｓは、給紙経路１１に沿って設けられたガイド部材１２上を所定のタイミングで順次搬送され、矢印方向に回転する感光体ドラム２と転写ローラ６とのニップ部にてトナー像が転写された後、定着装置８においてトナー像の定着処理が実施され、装置外部に設けられた排紙トレイ１３に載置される。なお、ここで用いる「記録紙」は、厳密な意味での紙に限定されるものではなく、画像形成処理が可能な樹脂製シート等を含むものとする。
【００３１】
図２は、図１に示した定着装置の詳細構成及びその制御部の構成を示す模式図である。定着装置８は、ヒートローラ（加熱体）２１及び当該ヒートローラ２１から所定の距離をおいて平行に配置された定着ローラ２２と、ヒートローラ２１及び定着ローラ２２に架け渡されて定着ローラ２２の回転にともない回転する定着ベルト２３と、ヒートローラ２１及び定着ベルト２３の一部を外囲するように対向配置され、ヒートローラ２１及び定着ベルト２３を電磁誘導加熱するための交番磁界を発生する励磁コイル２４及びフェライトなどの強磁性体からなるコア２５を有する誘導加熱部（誘導加熱手段）２６と、定着ベルト２３を介して定着ローラ２２に圧接された状態で回転駆動され、定着ローラ２２に対する定着ベルト２３の巻き掛け部分との間に、定着処理される記録紙を挟み込むための定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラ２７と、定着ベルト２３の内周面に当接するように配置され、定着ベルト２３における定着ニップ部Ｎ近傍の温度を検出するサーミスタ（温度検出手段）２８Ａ，２８Ｂとを備えており、未定着トナー像Ｄを形成した記録紙Ｓを、定着ニップ部Ｎにおいて定着ベルト２３及び加圧ローラ２７により押圧しつつ加熱することにより、トナー像Ｄを溶融させて記録紙Ｓに定着させるための定着処理を行う。後述するように、定着装置８は、複数の定着ジョブを適切な間隔をおいて順次実行することができる。この定着ジョブは、画像形成装置１における印字処理の一部を構成し、１枚の記録紙の定着処理または同一サイズ（同一通紙幅）の複数枚の記録紙の一括的な定着処理からなる。各定着ジョブにおいては、互いに異なる幅の記録紙をそれぞれ処理することができる。
【００３２】
定着ベルト２３は、例えば、銀粒子を含有するポリイミドフィルムを基材（発熱層）とし、その上にシリコーンゴム等からなる弾性層及びＰＴＦＥ、ＰＦＡ等の単独あるいは混合樹脂の表面離型層を順に重ね合わせて構成することができる。なお、基材（発熱層）材質は、銅、ニッケル、ステンレス材、整磁合金等のごく薄い金属を用いることもできる。ヒートローラ２１は、整磁合金により作られる。またヒートローラー２１は、整磁合金以外の発熱層として銅やニッケル等をメッキなどで被覆した発熱層を有する構成としてもよい。なお、整磁合金は、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金等からなり、キュリー温度に近づくと透磁率が低下し、キュリー温度を超えると非磁性となる特性を有している。Ｆｅ−Ｎｉ合金を整磁合金として用いる場合には、Ｎｉ含有量を調節することでキュリー温度を所望の値に設定することが可能である。本発明における整磁合金は、定着温度（定着処理時の記録紙Ｓの通紙領域に対応する定着ベルト２３の部位の温度）よりも高いキュリー温度を有するように形成される。従って、例えば、所定幅の記録紙を処理する定着ジョブにおいて、誘導加熱部２６による電磁誘導加熱によってヒートローラ２１の端部（記録紙の非通紙領域に対応する部位）の温度がキュリー温度付近まで上昇すると、当該部位は磁性を失って加熱効率が著しく低下するので、それ以上の温度上昇が抑制されることになる。
【００３３】
なお、本実施形態では、誘導加熱部２６の加熱対象を定着ベルト２３及びヒートローラ２１としたが、定着ベルト２３及びヒートローラ２１のどちらか一方に発熱層を形成せず、どちらか一方のみを加熱対象とする構成も可能である。例えば、発熱層を形成しないポリイミドフィルムからなる基材と上記と同様の弾性層及び離型層とで構成された定着ベルトが、ヒートローラ２１からの熱を受けて間接的に加熱される構成としてもよい。
【００３４】
また、定着ローラ２２は、例えば、その表層をシリコンスポンジ等を用いて形成することができる。さらに、加圧ローラ２７は、その表層をシリコーンゴム等を用いて形成することができる。
【００３５】
サーミスタ２８Ａ、２８Ｂは、図３に示すように、定着ベルト２３の幅方向（記録紙Ｓの通紙方向に垂直な方向）に沿って配置される。本実施形態においては、記録紙の最大通紙可能幅をＡ３（297mm×420mm）サイズとし、中央サーミスタ２８Ａが定着ベルト２３の中央部の温度を検出し、側方サーミスタ２８Ｂが一方の端部（即ち、Ａ４（210mm×297mm）サイズの記録紙が通過しない部位（Ａ４サイズの非通紙領域）かつＡ３サイズの記録紙が通過する部位（Ａ３サイズの通紙領域））の温度をそれぞれ検出するものとする。また、誘導加熱部２６による定着ベルト２３及びヒートローラ２１の加熱は、処理される記録紙のサイズにかかわらず最大通紙可能幅の記録紙の幅に概ね対応する領域に対して行われるものとするが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００３６】
定着装置８の制御部は、本体制御部（加熱制御手段）３１及び定着制御部３２から主として構成される。本体制御部３１には、定着装置８の処理動作を統括的に制御するＣＰＵ３３と、ＣＰＵ３３が制御を行うための制御プログラムが格納されるＲＯＭ３４と、ＣＰＵ３３の制御のためのワークエリアを提供するＲＡＭ３５とが設けられている。ＣＰＵ３３は、操作入力部３６と接続されており、オペレータが入力した各種動作指示や設定に関する入力情報を取得することが可能となっている。また、定着制御部３２には、ＡＣ入力部３７と、ＡＣ入力部３７から励磁コイル２４に入力される電力を制御するＩＨ電源３８とが設けられている。
【００３７】
定着ジョブにおいては、ＣＰＵ３３は、定着ニップ部Ｎにおける定着温度を未定着トナー像Ｄの定着に適した温度に維持するように加熱制御を実行する。より詳細には、ＣＰＵ３３は、中央サーミスタ２８Ａの検出温度の情報を取得し、その中央サーミスタ２８Ａの温度を、記録紙の種類等に基づき設定される目標温度（以下、「設定温度」という。）に近づけるように加熱制御を実行する。このとき、ＣＰＵ３３は、中央サーミスタ２８Ａの検出温度に応じて設定電力値を設定し、ＩＨ電源３８は、ＣＰＵ３３からの命令に従って、誘導加熱部２６の励磁コイル２４に投入される電力がその設定電力値となるように制御する。
【００３８】
ここで、例えば、定着ジョブにおいて所定幅（例えば、Ａ４サイズ）の記録紙を連続的に通紙すると、定着ベルト２３及びヒートローラ２１における当該記録紙の通紙領域と非通紙領域とに対応する部位の間で温度差が生じ（即ち、非通紙領域に対応する部位は、記録紙に熱を奪われる通紙領域に対応する部位に比べて高温になる）、次の定着ジョブにおいてより幅広（例えば、Ａ３サイズ）の記録紙を通紙すると、先の記録紙の通紙領域と非通紙領域とに対応する部位の間で定着温度に差が生じて光沢度にムラが生じてしまう場合がある。
【００３９】
そこで、定着ジョブ間（即ち、先の定着ジョブの終了後から次の定着ジョブを開始するまでの間）においては、ＣＰＵ３３は、上述の定着ジョブにおける定着温度の調節を目的とする加熱制御とは無関係に、先の定着処理における記録紙の通紙領域と非通紙領域とに対応する部位の間で生じた定着ベルト２３及びヒートローラ２１における温度差を均一化するための加熱制御（以下、「均し加熱制御」という。）を実行する。この均し加熱制御は、定着ジョブで実行する加熱制御における設定温度を、定着ベルト２３及びヒートローラ２１における温度差の均一化に適した温度に設定することで、定着ジョブにおける加熱制御と同様に実行することができる。このような均し加熱制御により、定着ベルト２３及びヒートローラ２１のそれぞれにおける軸方向の温度差を低減することができ、その結果、次の定着ジョブでの記録紙の印字画像の光沢度の均一性を維持することが可能となる。なお、本実施形態では、定着ベルト２３及びヒートローラ２１における軸方向の温度差の均一化の程度を判断する指標として、側方サーミスタ２８Ｂと中央サーミスタ２８Ａとの温度差を用いる。
【００４０】
図４〜図６は、本発明に係る定着装置において均し加熱制御を実施した場合の定着ベルトの温度推移の例を示すグラフである。均し加熱制御では、対象となる定着ジョブにおいて印字画像の光沢度のムラを発生させない定着温度の偏差の許容範囲ΔＴｐが設定され、この許容範囲ΔＴｐに基づき当該定着ジョブの開始前における定着ベルト２３及びヒートローラ２１における軸方向の温度差の基準値（最大許容値）が設定される。ここで、図４及び図５は、定着温度の偏差の許容範囲ΔＴｐが１０℃の場合を示し、図６は、定着温度の偏差の許容範囲ΔＴｐがより狭い場合（ΔＴｐ＝５℃）を示している。各図において、左縦軸は、中央サーミスタ２８Ａの温度Ｔｈ１（℃）及び側方サーミスタ２８Ｂの温度Ｔｈ２（℃）、右縦軸は、側方サーミスタ２８Ｂの温度Ｔｈ２と中央サーミスタ２８Ａの温度Ｔｈ１との差Ｔｈ２−Ｔｈ１（℃）、横軸は、定着処理開始（ウォームアップ開始）からの経過時間（ｍｉｎ）を示している。なお、サーミスタの温度差Ｔｈ２−Ｔｈ１は、定着ジョブにおいて定着温度の偏差を示すとともに、定着ジョブ間においては、定着ベルト２３及びヒートローラ２１における軸方向の温度差の均一化の程度を判断する指標となる。
【００４１】
これらの定着ベルトの温度推移は、ウォームアップ後、ジョブ１（先の定着ジョブ）及びジョブ２（次の定着ジョブ）を順次実行した場合を示しており、ジョブ１ではＡ４サイズの記録紙が処理され、ジョブ２ではより幅広のＡ３サイズの記録紙が処理されるものとする。このとき、図３に示したように、ジョブ１では、中央サーミスタ２８Ａが記録紙の通紙領域に位置し、側方サーミスタ２８Ｂが記録紙の非通紙領域に位置する。また、ジョブ２では、中央サーミスタ２８Ａ及び側方サーミスタ２８Ｂがともに記録紙の通紙領域に位置する。
【００４２】
各図において、ウォームアップが完了すると、ジョブ１ではＴｈ１の設定温度が１７０℃に設定され定着処理が実行される。このとき、側方サーミスタ２８Ｂが非通紙領域に位置するため、サーミスタの温度差Ｔｈ２−Ｔｈ１は許容範囲ΔＴｐ（１０℃または５℃）を越えるが、記録紙幅内における定着温度は許容範囲ΔＴｐ内にある。一方、ジョブ２では、ジョブ１で非通紙領域であった領域が通紙領域となるので、定着温度の偏差（ここでは、サーミスタの温度差Ｔｈ２−Ｔｈ１）を許容範囲ΔＴｐ内に収めるための措置が必要となる。そこで、定着装置８は、定着ジョブ間（ジョブ１の終了後からジョブ２を開始するまでの間）において均し加熱制御を実行する。なお、ジョブ２で処理する記録紙の幅が、ジョブ１で処理した記録紙の幅と同一またはより狭い場合には、ジョブ１での記録紙幅内は許容範囲内に維持されていることから、均し加熱制御を省略することができる。このように、定着ジョブ間において均し加熱制御が必要な場合にのみ当該制御を実行することで、処理の効率化を図ることができる。
【００４３】
図４では、ジョブ１が終了すると、中央サーミスタ２８Ａの設定温度がジョブ１における設定温度よりも低い温度（１６５℃）に設定され、均し加熱制御が開始される。このとき、ジョブ１の終了時において、側方サーミスタ２８Ｂの温度Ｔｈ２（即ち、定着ベルト２３においてＡ４サイズの記録紙の非通紙領域に対応する部位の温度）は約１９３℃であり、一方、中央サーミスタ２８Ａの温度Ｔｈ１（即ち、記録紙の通紙領域に対応する部位の温度）は約１７０℃である。
【００４４】
ここで、ヒートローラ２１については、その発熱層を構成する整磁合金のキュリー温度に向けて温度を上昇させると加熱効率が徐々に低下するので、励磁コイル２４に同一の電力を入力し続けた場合であっても、その発熱量は、例えば、図７に示すように温度（ここでは、約１３０℃以上の範囲）の上昇につれて低下することになる。従って、ジョブ１の終了後のジョブ間において設定温度を１６５℃とした場合、側方サーミスタ２８Ｂが位置するより高温の非通紙領域では中央サーミスタ２８Ａが位置する通紙領域に比べて発熱量が小さくなり、中央サーミスタ２８Ａの温度Ｔｈ１が１６５℃に維持された状態となった後も側方サーミスタ２８Ｂの温度Ｔｈ２は更に降下することになる。これにより、サーミスタの温度差Ｔｈ２−Ｔｈ１が所定の基準値（ここでは、１０℃）以下になると、中央サーミスタ２８Ａに対する設定温度が１７０℃（ジョブ２における設定温度）に設定され、その後、中央サーミスタ２８Ａの温度Ｔｈ１が設定温度付近に到達するとジョブ２が開始される。ここでは、均し加熱制御におけるサーミスタの温度差Ｔｈ２−Ｔｈ１に対する基準値は、定着温度の偏差の許容範囲ΔＴｐと同一とするが、これに限らずジョブ２における定着温度の偏差を許容範囲ΔＴｐ内に収めることが可能な範囲で変更することができる。
【００４５】
このような均し加熱制御を実施することによって、ジョブ２における定着温度を許容範囲ΔＴｐ内に収めることができる。この場合、定着処理の停止時間（即ち、ジョブ１の終了後からジョブ２を開始するまでの時間）は、約３０ｓｅｃである。
【００４６】
ここで、図８には、比較例として定着ジョブ間において上述のような均し加熱制御を実施せずに放置（自然放冷）した場合の例を示す。以下で特に言及しない事項については、図４の場合と同様である。図８においては、ジョブ１が終了すると、中央サーミスタ２８Ａの温度Ｔｈ１及び側方サーミスタ２８Ｂの温度Ｔｈ２は徐々に低下するが、最終的にサーミスタの温度差Ｔｈ２−Ｔｈ１が基準値（ここでは、１０℃）以下になってジョブ２の処理を開始可能となるのは６０ｓｅｃ後である。従って、図４に示したような均し加熱制御を実行した場合には、均し加熱制御を実行しない場合に比べて定着処理の停止時間を大幅に短縮できることがわかる。
【００４７】
なお、図４における均し加熱制御の設定温度は、ここに示した温度（１６５℃）に限らずジョブ１の定着温度（１７０℃）以下の任意の値に設定することが可能であるが、次の点を考慮する必要がある。
【００４８】
図７に示した発熱量の低下の度合は、定着ベルト２３がより高温になるとより大きくなる傾向にある。即ち、例えば図７において、設定温度が１６５℃のときにＴｈ１＝１６５℃、Ｔｈ２＝１９０℃であるとした場合の発熱量の差ΔＱ１とし、設定温度がより低い１３０℃のときにＴｈ１＝１３０℃、Ｔｈ２＝１４５℃であるとした場合の発熱量の差ΔＱ２とすると、ΔＱ２はΔＱ１に比べてより小さな値となる。従って、設定温度をより低く設定すると、側方サーミスタ２８Ｂが位置する非通紙領域と中央サーミスタ２８Ａが位置する通紙領域との発熱量の差が小さくなり、サーミスタの温度差Ｔｈ２−Ｔｈ１が低下し難くなる（即ち、温度差Ｔｈ２−Ｔｈ１が基準値以下となるまでにより長い時間がかかる）。また、設定温度を所定の温度以下（ここでは、約１０５℃以下）にすると、図８に示した均し加熱制御を実施しない場合と同様となる。
【００４９】
よって、均し加熱制御における設定温度は、通常は発熱量の差が大きいジョブ２における設定温度付近に設定することが好ましい。特に、均し加熱制御の設定温度を次の定着ジョブにおける設定温度と同一の値（ここでは、１７０℃）に設定することで、定着ジョブ間において均し加熱制御をより容易に実行することができ、また、次の定着ジョブへの円滑な移行が可能となる。
【００５０】
次に、図５では、ジョブ１が終了すると、中央サーミスタ２８Ａの設定温度がジョブ１における設定温度よりも高い温度（１８０℃）に設定され、均し加熱制御が開始される。このとき、中央サーミスタ２８Ａの温度Ｔｈ１は、ジョブ１の定着温度（１７０℃）から設定温度の１８０℃に向けて上昇する一方、側方サーミスタ２８Ｂの温度Ｔｈ２は既にキュリー温度（ここでは、２００℃）付近にあるので、加熱効率の低下によりその後の温度上昇が抑制される。これにより、サーミスタの温度差Ｔｈ２−Ｔｈ１をより短時間で基準値（１０℃）以下にすることが可能となる。そこで、サーミスタの温度差Ｔｈ２−Ｔｈ１が基準値以下になると、中央サーミスタ２８Ａに対する設定温度が１７０℃（ジョブ２における設定温度）に設定され、その後、中央サーミスタ２８Ａの温度Ｔｈ１が設定温度付近に到達するとジョブ２が開始される。
【００５１】
このように設定温度をキュリー温度付近に設定し、均し加熱制御を実施することによって、ジョブ２における定着温度を許容範囲ΔＴｐ内に収めることができる。この場合、定着処理の停止時間は、約１５ｓｅｃであり、図４の場合に比べて定着処理の停止時間を更に短縮することが可能となる。
【００５２】
次に、図６では、ジョブ１が終了すると、中央サーミスタ２８Ａの設定温度が整磁合金のキュリー温度（２００℃）よりも高い温度（２１０℃）に設定され、均し加熱制御が開始される。このとき、中央サーミスタ２８Ａの温度Ｔｈ１は、ジョブ１の定着温度（１７０℃）から設定温度の２１０℃に向けて上昇する一方、側方サーミスタ２８Ｂの温度Ｔｈ２は既にキュリー温度付近にあるので、加熱効率の低下によりその後の温度上昇が抑制される。最終的に、中央サーミスタ２８Ａの温度Ｔｈ１が側方サーミスタ２８Ｂの温度Ｔｈ２と同様にキュリー温度付近まで到達すると、加熱効率が低下して温度上昇が抑制される。これにより、サーミスタの温度差Ｔｈ２−Ｔｈ１を略ゼロにすることが可能となる。そこで、サーミスタの温度差Ｔｈ２−Ｔｈ１が略ゼロになると、中央サーミスタ２８Ａに対する設定温度が１７０℃（ジョブ２における設定温度）に設定され、その後、中央サーミスタ２８Ａの温度Ｔｈ１が設定温度付近に到達するとジョブ２が開始される。
【００５３】
このような設定温度をキュリー温度以上に設定する均し加熱制御を実施することによって、ジョブ２における定着温度をより狭い許容範囲ΔＴｐ内に収めることができるので、特に光沢度のムラが生じやすい光沢紙やＯＨＰ用フィルム等の定着処理に適する。この場合、定着処理の停止時間は、約２０ｓｅｃであり、図８に示した均し加熱制御を実行しない場合に比べて定着処理の停止時間を大幅に短縮することが可能となる。
【００５４】
図９は、本発明に係る定着装置の第１の均し加熱制御の手順を示すフロー図である。この第１の均し加熱制御では、サーミスタの温度差Ｔｈ２−Ｔｈ１に基づき均し加熱制御の実行の適否を判断する。
【００５５】
まず、画像形成装置１において印字処理が開始されると、ＣＰＵ３３は、操作入力部３６からの入力情報に基づき、先に実行した定着ジョブ（以下、「先ジョブ」という。）における記録紙の幅が次に実行予定の定着ジョブ（以下、「次ジョブ」という。）における記録紙の幅よりも大きいか否かを判定する（ＳＴ１０１）。ここで、次ジョブにおける記録紙の幅が先ジョブにおける記録紙の幅より大きい場合、ＣＰＵ３３は、サーミスタ２８Ａ，２８Ｂの検出温度Ｔｈ１，Ｔｈ２に基づき、それらの温度差Ｔｈ２−Ｔｈ１が所定の基準値（例えば、１０℃）を越えているか否かを判定する（ＳＴ１０２）。
【００５６】
そこで、サーミスタの温度差Ｔｈ２−Ｔｈ１が基準値を越えている場合、定着ジョブ間（ここでは、先ジョブの終了後から次ジョブを開始するまでの間）において均し加熱制御を実行開始する（ＳＴ１０３）。このとき、ＣＰＵ３３は、先ジョブにおける記録紙の通紙領域と非通紙領域とに対応する部位の間で生じた定着ベルト２３及びヒートローラ２１における温度差を均一化するために、先ジョブにおける定着温度の調節を目的とする加熱制御とは無関係に、中央サーミスタ２８Ａの設定温度を設定する。このジョブ間における設定温度は、先ジョブにおける設定温度（例えば、１７０℃）よりも低い温度（例えば、１６５℃）に設定することもできるが、定着処理の停止時間をより短縮するためには、先ジョブにおける設定温度よりも高い温度（例えば、１８０℃）に設定することがより好ましい。また、ＯＨＰ用フィルム等のように光沢度のムラが生じやすいく定着温度の偏差の許容範囲ΔＴｐが狭い場合、ジョブ間における設定温度をキュリー温度（例えば、２００℃）付近またはそれ以上の温度（例えば、２１０℃）に設定することができる。
【００５７】
次に、ＣＰＵ３３は、サーミスタの温度差Ｔｈ２−Ｔｈ１が所定の基準値以下になったと判定すると（ＳＴ１０４：Ｙｅｓ）、中央サーミスタ２８Ａの設定温度を次ジョブにおける設定温度（例えば、１７０℃）に変更し、通常の定着ジョブにおける加熱制御を開始する（ＳＴ１０５）。これにより、定着ベルト２３の温度が設定温度付近に到達すると、次ジョブの印字処理が開始される（ＳＴ１０６）。そこで、次ジョブが終了すると（ＳＴ１０７）、ＣＰＵ３３は、操作入力部３６で受け付けたジョブに未処理のジョブが存在するか否かを判定する（ＳＴ１０８）。そこで、未処理のジョブが存在する場合には、ＳＴ１０１に戻って上述と同様の動作を実行する。このとき、上述の次ジョブは、新たな定着ジョブに対する先ジョブとして扱われることになる。
【００５８】
また、ＳＴ１０１において次ジョブにおける記録紙の幅が先ジョブにおける記録紙の幅と同一またはより小さいと判定された場合、或いは、ＳＴ１０２においてサーミスタの温度差Ｔｈ２−Ｔｈ１が所定の基準値以下であると判定された場合、ＣＰＵ３３は、定着ジョブ間における均し加熱制御は不要であると判断し、均し加熱制御を実行せずに次ジョブの印字処理が開始される（ＳＴ１０６）。また、ＳＴ１０１において、画像形成装置１の起動直後で先ジョブが存在しない場合、或いは、先ジョブが実行されてから一定以上の時間が経過している場合、ＣＰＵ３３は、同様に均し加熱制御は不要であると判断する。最終的に、全ての定着ジョブが実行されると（ＳＴ１０８：Ｎｏ）、一連の手順が終了する。
【００５９】
図１０は、本発明に係る定着装置の第２の均し加熱動作の流れを示すフロー図である。この第２の均し加熱動作は、先ジョブにおける通紙枚数（処理枚数）に基づき均し加熱制御の実行の適否を判断する点において、図９に示した第１の均し加熱制御とは異なる。このように、通紙枚数に基づき判断することで、図３に示したような側方サーミスタ２８Ｂを必要とせずに簡易な構成により均し加熱制御を実行することが可能になるという利点がある。図１０において、ＳＴ２０１、ＳＴ２０５〜ＳＴ２０８については、図９に示したＳＴ１０１、ＳＴ１０５〜ＳＴ１０８にそれぞれ相当するものであり、第２の均し加熱動作について以下で特に言及しない事項については、第１の均し加熱制御の場合と同様とする。
【００６０】
ここで、ＳＴ２０１において、次ジョブにおける記録紙の幅が先ジョブにおける記録紙の幅より大きい場合、ＣＰＵ３３は、操作入力部３６からの入力情報に基づき、先ジョブの通紙枚数が所定の基準枚数を越えているか否かを判定する（ＳＴ２０２）。この基準枚数は、先ジョブの終了後に次ジョブを実行する場合に、均し加熱制御を実行せずに所定の時間（例えば、３０ｓｅｃ）内で次ジョブを開始した場合に、その次ジョブにおける定着温度の偏差を許容範囲ΔＴｐ内に収めることが可能なように設定される。そこで、先ジョブの通紙枚数が基準枚数を越えている場合、定着ジョブ間における均し加熱制御を実行開始する（ＳＴ２０３）。
【００６１】
このとき、ジョブ間における設定温度は、定着温度の偏差の許容範囲ΔＴｐを考慮して先ジョブにおける定着温度と整磁合金のキュリー温度との間の温度（例えば、１９５℃）に設定することができるが、定着温度の偏差を最小化したい場合には、整磁合金のキュリー温度以上の温度（例えば、２１０℃）に設定することが好ましい。これにより、サーミスタの温度差Ｔｈ２−Ｔｈ１を略ゼロにすることが可能となる。そこで、ＣＰＵ３３は、中央サーミスタ２８Ａの温度Ｔｈ１が設定温度以上になったと判定すると（ＳＴ２０４：Ｙｅｓ）、続いて、ＳＴ２０５〜ＳＴ２０８を図９のＳＴ１０５〜ＳＴ１０８と同様に実行する。
【００６２】
図１１は、図２に示した定着装置の第１の変更例を示す図である。この定着装置１０８は、図２に示したヒートローラ２１と同様の整磁合金を含む発熱層を有する定着ローラ（加熱体）１２２と、この定着ローラ１２２の一部を外囲するように対向配置され、定着ローラ１２２を電磁誘導加熱するための交番磁界を発生する励磁コイル１２４及びフェライトなどの強磁性体からなるコア１２５を有する誘導加熱部（誘導加熱手段）１２６と、定着ローラ１２２に圧接された状態で回転駆動され、定着ローラ１２２との間に定着処理される記録紙を挟み込むための定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラ１２７とを備えており、未定着トナー像Ｄを形成した記録紙Ｓを、定着ニップ部Ｎにおいて定着ローラ１２２及び加圧ローラ１２７により押圧しつつ加熱することにより、トナー像Ｄを溶融させて記録紙Ｓに定着させるための定着処理を行う。図示しないが、定着装置１０８は、図２に示した制御部及びサーミスタ２８Ａ，２８Ｂと同様の温度検出手段を備えている。ここでの説明は省略するが、このような構成を有する定着装置１０８においても、図２に示した定着装置と同様の均し加熱制御を実行することが可能である。
【００６３】
図１２は、図２に示した定着装置の第２の変更例を示す図である。この定着装置２０８は、図２に示したヒートローラ２１と同様の整磁合金を含む発熱層を有する定着ローラ（加熱体）２２２と、この定着ローラ１２２の内部に配置され、定着ローラ２２２を電磁誘導加熱するための交番磁界を発生する励磁コイル２２４及びフェライトなどの強磁性体からなるコア２２５を有する誘導加熱部（誘導加熱手段）２２６と、定着ローラ２２２に圧接された状態で回転駆動され、定着ローラ２２２との間に定着処理される記録紙を挟み込むための定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラ２２７とを備えており、未定着トナー像Ｄを形成した記録紙Ｓを、定着ニップ部Ｎにおいて定着ローラ２２２及び加圧ローラ２２７により押圧しつつ加熱することにより、トナー像Ｄを溶融させて記録紙Ｓに定着させるための定着処理を行う。図示しないが、定着装置２０８は、図２に示した制御部及びサーミスタ２８Ａ，２８Ｂと同様の温度検出手段を備えている。ここでの説明は省略するが、このような構成を有する定着装置２０８においても、図２に示した定着装置と同様の均し加熱制御を実行することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明に係る定着装置及びこれを備えた画像形成装置は、簡易な構成により、先に実行された定着ジョブにおいて記録紙の通紙領域と非通紙領域とに対応する部位の間で生じた加熱体の温度差を低減することができ、後の定着ジョブにおいてより幅広の記録紙を処理する場合であっても、記録紙の幅方向における定着温度を均一化して印字画像の光沢度の均一性を維持することを可能とするので、電磁誘導加熱方式の定着装置及びこれを備えた画像形成装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す模式図
【図２】図１の定着装置の詳細構成及びその制御部の構成を示す模式図
【図３】定着装置におけるサーミスタの配置を示す図
【図４】均し加熱制御を実施した場合の定着ベルトの温度推移の例を示す図
【図５】均し加熱制御を実施した場合の定着ベルトの温度推移の例を示す図
【図６】均し加熱制御を実施した場合の定着ベルトの温度推移の例を示す図
【図７】ヒートローラの温度変化に対する発熱量の変化の一例を示す図
【図８】均し加熱制御を実施しない場合の定着ベルトの温度推移の例を示す図
【図９】定着装置の第１の均し加熱制御の手順を示すフロー図
【図１０】定着装置の第２の均し加熱制御の手順を示すフロー図
【図１１】図２に示した定着装置の第１の変更例を示す図
【図１２】図２に示した定着装置の第２の変更例を示す図
【符号の説明】
【００６６】
１  画像形成装置
８，１０８，２０８  定着装置
２１  ヒートローラ
２２，１２２，２２２  定着ローラ
２３  定着ベルト
２４,１２４，２２４  励磁コイル
２６，１２６，２２６  誘導加熱部
２７，１２７，２２７  加圧ローラ
２８Ａ，２８Ｂ  サーミスタ
３１  本体制御部
３２  定着制御部
３３  ＣＰＵ
３６  操作入力部
Ｄ  未定着トナー像
Ｎ  ニップ部
Ｓ  記録紙
【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】
2008070757.tif 000009
【図８】
2008070757.tif 000010
【図９】
2008070757.tif 000011
【図１０】
2008070757.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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