(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源部を有した加熱ローラと定着ローラとによって張架される定着ベルトの表面温度を検出する第１の温度検出手段と、
前記定着ベルトの表面温度があらかじめ定められた目標温度になるように、前記第１の温度検出手段の出力に応じて前記熱源部への通電を所定時間周期にて制御する通電制御部と、
前記定着ベルトを介して前記定着ローラに対向配置された加圧ローラと前記定着ローラとの間で形成されるニップ部に対する押圧力を変更して前記ニップ部の幅を定める接離手段と、
搬送される用紙の有無を検出する用紙検出手段と、
前記定着ベルトの目標温度に対して前記第１の温度検出手段の検出温度が所定値以下となったか否かを判定し、前記定着ベルトの目標温度に対して前記第１の温度検出手段の検出温度が所定値以下となったと判定した場合、前記用紙検出手段が通紙中の直後の用紙無を検出した紙間区間で前記接離手段を制御して前記ニップ部の幅を変更し、次の用紙が前記ニップ部に入る直前に前記接離手段を制御して前記ニップ部の幅を戻す本体制御部と、を備え、
前記本体制御部は、前記用紙無を検出した紙間区間で設定される前記ニップ部の幅を、あらかじめ定められた通常の用紙搬送時の幅よりも狭く制御する、
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記定着ローラまたは前記加圧ローラの回転数を制御する回転駆動制御部を備え、
前記本体制御部は、前記用紙検出手段による紙間区間があらかじめ定められた通常の設定時間よりも長くなったか否かを判定し、前記用紙検出手段による紙間区間があらかじめ定められた通常の設定時間よりも長くなったと判定した場合、前記回転数を下げるように前記回転駆動制御部を制御し、前記ニップ部に次紙が突入する直前の制御周期で、下げた前記回転数を通常の通紙時の回転数に戻す、
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記加圧ローラの表面温度を検出する第２の温度検出手段を備え、
前記本体制御部は、前記用紙無を検出した紙間区間で前記第２の温度検出手段の検出温度が所定値以上であるか否かを判定し、前記用紙無を検出した紙間区間で前記第２の温度検出手段の検出温度が所定値以上であると判定した場合、前記加圧ローラを前記定着ローラから離間するように前記接離手段を制御する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記本体制御部は、前記ニップ部に次紙が突入する直前の制御周期となって、下げた前記回転数を通常の通紙時の回転数に戻した場合、前記目標温度をあらかじめ定められた通常の温度よりも高く設定し、前記次紙が前記ニップ部に入って所定時間経過後に、高く設定した目標温度を前記目標温度に戻す、
ことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置を備えた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】
従来、電子写真方式の複写機、プリンタ等の画像形成装置では、記録媒体上に転写されたトナー像を加熱溶融して記録媒体に定着させる定着装置が備えられている。このような画像形成装置においては、定着装置が像担持体から記録媒体に転写された未定着画像を加熱定着することにより複写物や記録物が得られる。定着においては、未定着画像を担持している記録媒体を定着ローラなどにより狭持加圧しながら未定着画像を加熱し、未定着画像中に含まれる現像剤、特にトナーの溶融軟化及び記録媒体への浸透を行わせ、記録媒体にトナーを定着させている。そして、これらの画像形成装置においては、省エネルギー化としてウォームアップ時の消費電力を低減させるために、定着ローラの芯金肉厚を薄くし、ローラの蓄熱効果を少なくし、また熱源の供給電力も抑制している。
【０００３】
しかし、このような画像形成装置のうちコピー等の処理速度が速い機械では、定着ローラに熱源（ハロゲンヒーター等）から供給される熱量より、記録媒体が奪っていく熱量の方が多いため、連続コピーをすると定着ローラの温度が低下してくる。定着ローラや加圧ローラの温度がある一定温度以下になると、記録媒体に与える熱量が低下しすぎてトナーが充分溶融しないで定着ニップ部を通過するため、トナーの定着性が悪くなる。そこで、定着性を確保するため、定着ローラや加圧ローラの温度がある一定値以下になると定着ニップ部に搬送される用紙の給紙間隔を広げて定着ローラや加圧ローラに十分に蓄熱される時間を確保して定着性を向上させる制御（ＣＰＭダウン制御）が行われている。ここで、ＣＰＭは単位時間当たりのコピー枚数（Ｃｏｐｙｐｅｒ Ｍｉｎｕｔｅｓ）を表す。
【０００４】
特許文献１は、リロード直後の制御誤差をなくし、定着品質の向上を図るために、待機状態から複写動作に入る場合、用紙サイズ及び紙種を検出してＣＰＭダウン制御開始枚数を決定し、通紙開始時の定着ローラの温度を検出して補正されたＣＰＭダウン制御開始枚数を決定し、連続通紙枚数をカウントし、その枚数に応じてＣＰＭダウン制御を開始する通紙枚数を変更している。また、特許文献２は、電源変動値をチェックし、これと設定複写枚数とにより定着温度の低下とその回復時間を予測して事前に時間当たりの複写速度を低下している。
【０００５】
また、定着装置の例としては、定着ローラや加熱ローラ等の複数のローラ部材に張架・支持された定着ベルトと、定着ベルトを介して定着ローラに圧接して上記のような定着ニップ部を形成する加圧ローラと、加圧ローラを定着ローラに対して接離する方向に移動させる移動機構などを備えたベルト定着方式の定着装置がある。このような定着装置では、定着ベルトを介して定着ローラと加圧ローラとの間に形成される定着ニップ部に記録媒体を挟み込んで送り出す過程で、加熱ローラを熱源とする定着ベルトの熱により記録媒体上のトナー像を加熱溶融し、圧力を加えることによって、トナー像を記録媒体に定着させる。このような定着装置においては、定着ニップ部を通過する記録媒体上のトナー像に最適な熱量を与えて安定した定着性能を得るために、定着ニップ部の幅（ニップ幅）を適切に制御することが重要となる。
【０００６】
特許文献３では、加圧ローラが定着ローラに接離する構成であるが、加圧ローラが定着ローラに当接する際の加圧ローラの温度の変化率が基準値を超えた時点における加圧ローラの位置を、加圧ローラが定着ローラの弾性層に対して接触を開始した接触開始位置として検知する。そして、記録媒体の種類に応じて最適なニップ幅が得られる接触開始位置からの加圧ローラの移動量を算出し、この算出した移動量分だけ加圧ローラを定着ローラ側へ移動させている。また、定着ローラの芯金温度をもとに熱的に過渡状態か平衡状態かを判別し、熱的過渡状態には膨張する定着ローラに応じて加圧ローラの移動量を調整し、一定のニップ幅を形成している。
【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、特許文献１、２では、定着装置の加熱力や通紙枚数に応じた最適な定着不良防止策を選択することができず、場合によっては必要以上に定着装置を加熱させるために加熱時間が長くなってユーザの待機時間を長引かせ、また複数枚の印刷にかかる時間も長くなって生産性が低下していた。
【０００８】
また、特許文献３では、記録媒体を連続で搬送して定着させる動作、いわゆる連続通紙時には、最適な加圧ローラ移動量を得るために加圧ローラ位置を定着ローラと圧接した位置から離間した位置まで移動させてから接触開始位置を求めなければならず、生産性の低下を招いていた。特に、封筒など適正なニップ幅の上限と下限の幅が狭いメディアに関しては、連続通紙時にニップ幅調整を複数回実施する必要があり、毎回のニップ幅調整に時間を要していては生産性の低下が顕著となっていた。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ユーザの待機時間を長引かせることなく、高い生産性を得ることができる定着装置を提供することを目的とする。また、本発明は、生産性を低下させることなく最適なニップ幅を得て安定した定着性能を維持す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】
【００１０】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる定着装置は、熱源部を有した加熱ローラと定着ローラとによって張架される定着ベルトの表面温度を検出する第１の温度検出手段と、前記定着ベルトの表面温度があらかじめ定められた目標温度になるように、前記第１の温度検出手段の出力に応じて前記熱源部への通電を所定時間周期にて制御する通電制御部と、前記定着ベルトを介して前記定着ローラに対向配置された加圧ローラと前記定着ローラとの間で形成されるニップ部に対する押圧力を変更して前記ニップ部の幅を定める接離手段と、搬送される用紙の有無を検出する用紙検出手段と、前記定着ベルトの目標温度に対して前記第１の温度検出手段の検出温度が所定値以下となったか否かを判定し、前記定着ベルトの目標温度に対して前記第１の温度検出手段の検出温度が所定値以下となったと判定した場合、前記用紙検出手段が通紙中の直後の用紙無を検出した紙間区間で前記接離手段を制御して前記ニップ部の幅を変更し、次の用紙が前記ニップ部に入る直前に前記接離手段を制御して前記ニップ部の幅を戻す本体制御部と、を備えることを特徴とする定着装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ユーザの待機時間を長引かせることなく、高い生産性を得ることができる。また、本発明によれば、生産性を低下させることなく最適なニップ幅を得て安定した定着性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】定着装置の断面図である。
【図２】定着装置で行われる制御処理手順を示すフローチャートである。
【図３】他の例における定着装置の構成を表す断面図である。
【図４】定着ベルトの回転速度とニップ幅の関係を示す図である（制御なし）。
【図５】定着ベルトの回転速度とニップ幅の関係を示す図である（制御あり）。
【図６】Ａ４横サイズの用紙を線速３００ｍｍ／ｓｅｃで通紙した際に、各生産性にて紙間の程度を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる定着装置、画像形成装置の実施の形態を詳細に説明する。以下では、本発明にかかる定着装置、画像形成装置を、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機などの画像形成装置のうち、帯電・書込み・現像・転写・クリーニング・除電等を繰り返して像担持体に順次トナー画像を形成し、そのトナー像を逐次転写して、シート・OHPフィルム等の記録媒体に画像を記録する電子写真方式の画像形成装置や、そのような画像形成装置において、画像転写後の記録媒体を有する定着部材と加圧部材間に通して搬送しながらその記録媒体上のトナー画像を定着する定着装置に適用した場合について説明しているが、これに限定されることはない。
【００１４】
図１は、本発明にかかる定着装置を適用した定着装置８０の構成を表す断面図である。また、図２は、定着装置８０で行われる制御処理手順を示すフローチャートである。図１に示すように、定着装置８０は、定着ローラ３と、ハロゲンヒータ１１Ａを有した加熱ローラ１と、定着ローラ３及び加熱ローラ１によって張架されると共に定着ローラ３より回転駆動力を受けて駆動される定着ベルト２と、定着ローラ３に定着ベルト２を介し加圧される加圧ローラ７と、定着ベルト２を介して定着ローラ３と加圧ローラ７とにより形成されるニップ部Ｎと、ニップ部Ｎの下流に近接して配設けられた定着分離板３０と、加圧ローラ７のニップ部Ｎの下流に近接して配置された加圧分離板３１とを有し、定着分離板３０または加圧分離板３１によって、トナー４を担持した用紙Ｐが分離搬送され、定着出口センサ２１によって搬送される用紙の有無を検出する構成となっている。上記定着装置８０の動作は、本体制御部１１０により制御される。本体制御部１１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算回路を備えたＩＣ（Integrated Circuit）チップから構成され、定着装置８０が有する各部の動作を制御する。以下では、本体制御部１１０が定着装置に設けられている場合について説明しているが、画像形成装置に設けられていてもよい。なお、本体制御部１１０は、定着装置８０の全体を制御する手段であるとともに、各ローラの回転駆動を制御する回転駆動制御手段、目標温度を設定する通電制御手段としての機能を司る。
【００１５】
温度検出手段１２Ａは、例えば、サーモセンサから構成され、定着ローラ３の軸方向中央部近傍における定着ベルト２表面の温度を検出する。温度検出手段１２Ｂは、例えば、サーモセンサから構成され、加圧ローラ７の表面の温度を検出する。本体制御部１１０は、前記加熱ローラ１を介した定着ベルト２の表面温度が目標温度になるように、前記温度検知手段１１Ａの出力に応じて前記ハロゲンヒータ１１Ａへの通電を所定時間周期で制御する。本実施例では４００ｍｓｅｃ（ミリ秒）の制御周期でハロゲンヒータ１１Ａへの通電をコントロールしている。また、本体制御部１１０は、加圧ローラ７の表面温度の値に応じて接離手段４０の動作を制御する。
【００１６】
また、本体制御部１１０は、駆動部（図示しない）を制御して、前記定着ローラ３、加圧ローラ７の回転数をコントロール可能としている。
【００１７】
定着ローラ３は、アルミニウム又は鉄の芯金上に所定厚さのシリコンゴムを被覆し、更に定着ベルト２が巻き掛けられる。なお、場合により、定着ローラ３のみで定着ベルト２および加熱ローラ１を持たない構成としてもよく、この場合、定着ローラ３の内部にハロゲンヒータ１１Ａを必要とする。また、熱源がＩＨ（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｈｅａｔｉｎｇ の略で誘導加熱という加熱原理）であってもかまわない。
【００１８】
加圧ローラ７は、中空鉄芯金上に所定厚さの弾性層としてシリコンゴムを被覆し、その外周側が離型層により被覆されている。
【００１９】
定着ベルト２は、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。この定着ベルト２の弾性層は、層厚が２００μｍ程度であって、シリコンゴム、フッ素ゴム、発泡性シリコンゴム等の弾性材料で形成されている。
【００２０】
定着ベルト２の離型層は、層厚が２０μｍ程度であって、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバ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。定着ベルト２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。
【００２１】
一方、加圧ローラ７は、その両端の軸部は、加圧接離カム１２とカムシャフト１３とを有して構成される接離手段４０によって定着ローラ３に加圧されている。具体的には、加圧ローラ７は、接離手段４０により作用され、複数の押圧力を可変な加圧手段である加圧スプリング９が、カム１１を介して加圧レバー８を押し上げることにより定着ローラ３に加圧され、上記ニップ部Ｎを形成するようになっている。接離手段４０の動作は本体制御部１１０により制御される。
【００２２】
搬送される用紙の有無を検出する用紙検出手段である前記定着出口センサ２１は、用紙Ｐの連続通紙中に、通紙される用紙の間隔である用紙紙間時間を検出する。そして、接離手段４０が、その用紙紙間時間における用紙と用紙との間の距離である紙間区間で、あらかじめ定められた通常通紙中のニップ幅の２５〜５０％となるように、本体制御部１１０は、上記ニップ部Ｎの幅を狭く設定する。さらに、本体制御部１１０は、定着設定温度を下げ、定着ローラ３または加圧ローラ７の通紙時回転速度を下げる。このような制御により、定着ベルト２から加圧ローラ７への熱伝達が抑制され、定着ベルト２の温度低下を起因としたＣＰＭダウンが防止可能となる。上記ニップ幅の設定は、加圧レバー８による加圧ローラ７への押圧力があらかじめ定められた通常時の２５〜５０％となるように、例えば、加圧スプリング９の弾性力が小さくなって加圧ローラ７が定着ローラ３から離れる方向に動くように本体制御部１１０が接離手段４０を制御すればよい。また、上記ニップ部Ｎの幅を戻す場合には、上記とは逆に加圧スプリング９の弾性力が大きくなって加圧ローラ７が定着ローラ３から近づく方向に動くように本体制御部１１０が接離手段４０を制御すればよい。このように、本実施例では、ニップ部Ｎが複数の幅を形成可能となるように、本体制御部１１０が加圧ローラ７の位置を他段階に制御する。
【００２３】
本実施例では、好適な設定として、紙間時のニップ部Ｎの幅をあらかじめ定められた通常の３０％、紙間時回転数を通紙時回転数の４５％とすることで、紙間時の定着ベルト２から加圧ローラ７への熱移行が約５０％に低減し、ＣＰＭダウンを確実に防止することができる。
【００２４】
また、通常よりも紙間時間があいた後の次の用紙が、通常の幅に戻るニップ部Ｎに突入する直前の通電制御周期で、本体制御部１１０は、定着ローラ３または加圧ローラ７の回転数をあらかじめ定められた通紙時の通常回転数に戻す。さらに、定着設定温度をあらかじめ定められた通常の通紙時温度＋１０℃に設定することで、定着ベルト２から加圧ローラ７への熱移行速度が速くなる。そのため、定着ベルト２の温度が低下することを防止するとともに、次紙がニップ部Ｎに突入した際に、ハロゲンヒータ１１Ａが消灯することがないように制御され、定着不良が防止される。
【００２５】
続いて、本実施例における具体的な定着動作の手順について、図２のフローチャートを用いて説明する。以下では、定着装置８０を備えた画像形成装置１の処理フローについて説明する。なお、以下の処理は、装置本体１の電源が入っており、ユーザにより操作パネルからコピースタートボタンが押されたこと又はプリント信号受信を条件に開始される。
【００２６】
本体制御部１１０は、温度検出手段１２Ａが所定値以下の温度を検出したか否かを判定し（ステップＳ１０）、所定温度以下を検出したと判定した場合（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、ステップＳ１１に移行する。一方、本体制御部１１０は、所定温度以下を検出していないと判定した場合（ステップＳ１０；Ｎｏ）、スタートに戻って、引き続き温度を検出し続ける。
【００２７】
ステップＳ１０において、所定温度以下を検出したタイミングが通紙中の紙間であった場合、本体制御部１１０は、その直後の紙間区間で、ニップ部Ｎの幅を通常通紙中の幅の３５％となるように、接離手段４０の動作を制御する（ステップＳ１１）。
【００２８】
本体制御部１１０は、定着出口センサ２１が、紙間時間として通常の紙間時間＋１００ｍｓｅｃ以上の紙間時間を検出しているか否かを判定し（ステップＳ１２）、紙間時間として通常の紙間時間＋１００ｍｓｅｃ以上の紙間時間を検出していると判定した場合（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、ステップＳ１１に移行する。一方、本体制御部１１０は、紙間時間として通常の紙間時間＋１００ｍｓｅｃ以上の紙間時間を検出していないと判定した場合（ステップＳ１２；Ｎｏ）、ステップＳ１６に移行する。（ステップＳ１２）。
【００２９】
本体制御部１１０は、ステップＳ１２にて紙間時間が通常の紙間時間＋１００ｍｓｅｃ以上であったと判定した場合（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、定着ローラ３（または加圧ローラ７）の駆動部（不図示）の駆動回転数が通常時の４５％に変更となるように制御する（ステップＳ１３）。
【００３０】
次に、本体制御部１１０は、温度検出手段１２Ｂが加圧ローラ７の表面温度が所定温度以上を検出したか否かを判定する（ステップＳ１４）。本体制御部１１０は、加圧ローラ７の表面温度が所定温度以上であると判定した場合（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、ステップＳ１５に移行する一方、加圧ローラ７の表面温度が所定温度以上でないと判定した場合（ステップＳ１４；Ｎｏ）、ステップＳ１６に移行する。
【００３１】
ステップＳ１４にて、本体制御部１１０が加圧ローラ７の表面温度が所定温度以上であると判定した場合（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、接離手段４０の動作を制御して、加圧ローラ７を定着ローラ３から完全に離間する（ステップＳ１５）。
【００３２】
次に、本体制御部１１０は、定着出口センサ２１が検出した紙間時間を読み取り、ニップ部Ｎに次紙が突入する直前の制御周期であるか否かを判定し（ステップＳ１６）、ニップ部Ｎに次紙が突入する直前の制御周期でないと判定した場合（ステップＳ１６；Ｎｏ）、ステップＳ１３に戻って、ステップＳ１３〜Ｓ１５の各処理を繰り返す。一方、本体制御部１１０は、ニップ部Ｎに次紙が突入する直前の制御周期であると判定した場合（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）、ステップＳ１７に移行する。
【００３３】
本体制御部１１０は、ステップＳ１６にてニップ部Ｎに次紙が突入する直前の制御周期であると判定した場合（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）、ステップＳ１１とは逆の制御により接離手段４０を動作させて加圧ローラ７を戻し、または接離手段４０を動作させてステップＳ１５にて完全に定着ローラ３から離間した加圧ローラ７を戻し、定着ローラ３（または加圧ローラ７）の駆動部（不図示）の回転数を通常の通紙時の回転数に変更となるように制御する（ステップＳ１７）。さらに、本体制御部１１０は、定着目標温度を通常の温度＋１０℃に設定し（ステップＳ１８）、ステップＳ１９に移行する。
【００３４】
次に、本体制御部１１０は、ニップ部Ｎに次紙が突入して１秒経過したか否かを判定し（ステップＳ１９）、ニップ部Ｎに次紙が突入して１秒経過していないと判定した場合（ステップＳ１９；Ｎｏ）、ステップＳ１７に戻って、ステップＳ１７、Ｓ１８の処理を繰り返す。一方、本体制御部１１０は、ニップ部Ｎに次紙が突入して１秒経過したと判定した場合（ステップＳ１９；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０に移行し、定着目標温度を通常に再度設定する（ステップＳ２０）。
【００３５】
さらに、本体制御部１１０は、処理すべき用紙の通紙が終了したか判定し（ステップＳ２１）、処理すべき用紙の通紙が終了したと判定した場合（ステップＳ２１；Ｙｅｓ）、図２に示した処理を終了する、一方、本体制御部１１０は、処理すべき用紙の通紙が終了していないと判定した場合（ステップＳ２１；Ｎｏ）、ステップＳ１０に戻って、以降の処理を繰り返す。具体的には、本体制御部１１０は、処理対象の用紙のうち最後の用紙Ｐが排紙センサ（不図示）により検出されなくなったか否かにより判定する。本体制御部１１０は、上記排紙センサからの信号が検出されている場合には、ステップＳ１０に移行する一方、上記排紙センサ１１３からの信号が検出されなくなった場合には、処理を終了させる。
【００３６】
このように、本実施例では、上記のような制御により、定着ベルトの目標温度に対し、前記温度検出手段の検出温度が所定値よりも低くなった直後の紙間区間に、ニップ幅を下げることで、定着ベルトから加圧ローラへの熱伝達が抑制され、定着ベルトの温度低下を起因としたＣＰＭダウンが防止可能となる。
【００３７】
例えば、ハロゲンヒータ１１Ａを有した加熱ローラ１と定着ローラ３とによって張架される定着ベルト２の表面温度を検出する温度検出部１２Ａと、定着ベルト２の表面温度があらかじめ定められた目標温度になるように、温度検出部１２Ａの出力に応じてハロゲンヒータ１１Ａへの通電を所定時間周期にて制御する本体制御部１１０の通電制御部と、定着ベルト２を介して定着ローラ３に対向配置された加圧ローラ７と定着ローラ３との間で形成されるニップ部Ｎに対する押圧力を変更してニップ部Ｎの幅を定める接離手段４０と、搬送される用紙の有無を検出する定着出口センサ２１と、定着ベルト２の目標温度に対して温度検出部１２Ａの検出温度が所定値以下となったか否かを判定し、定着ベルト２の目標温度に対して温度検出部１２Ａの検出温度が所定値以下となったと判定した場合、定着出口センサ２１が通紙中の直後の用紙無を検出した紙間区間で接離手段４０を制御してニップ部Ｎの幅を変更し、次の用紙がニップ部Ｎに入る直前に接離手段４０を制御してニップ部Ｎの幅を戻す本体制御部１１０と、を備えている。したがって、定着ベルトの目標温度に対し、温度検出部による検出温度が所定値よりも低くなった直後の紙間区間に、ニップ幅を下げるのでで、定着ベルトから加圧ローラへの熱伝達が抑制され、定着ベルト温度低下起因のＣＰＭダウンが防止可能となる。
【００３８】
また、本体制御部１１０は、用紙無を検出した紙間区間で設定されるニップ幅をあらかじめ定められた通常の用紙搬送時の幅よりも狭く制御するので、上記同様、紙間中のニップ幅を狭く接離制御することで、温度検出部の検出温度が所定値よりも低くなった直後の紙間区間に、ニップ幅を下げることで、定着ベルトから加圧ローラへの熱伝達が抑制され、定着ベルト温度低下起因のＣＰＭダウンが防止可能となる。
【００３９】
また、定着ローラ３または加圧ローラ７の回転数を制御する本体制御部１１０の回転駆動制御部を備え、本体制御部１１０は、定着出口センサ２１による紙間区間があらかじめ定められた通常の設定時間よりも長くなったか否かを判定し、定着出口センサ２１による紙間区間があらかじめ定められた通常の設定時間よりも長くなったと判定した場合、前記回転数を下げるように回転駆動制御部を制御する。したがって、用紙後処理等で通常の紙間よりも時間が空いた場合に上昇する加圧ローラ温度への熱移行を抑制することができ、紙間区間が通常の時間よりも長くなった場合に、前記回転駆動制御部により回転速度を下げることで、さらに定着ベルトと加圧ローラの接触機会を減少させ、加圧ローラへの熱移行を防止し、定着ローラで熱を蓄えることで定着ベルト温度低下起因のＣＰＭダウンが防止可能となる。
【００４０】
また、加圧ローラ７の表面温度を検出する温度検出部１２Ｂを備え、本体制御部１１０は、用紙無を検出した紙間区間で温度検出部１２Ｂの検出温度が所定値以上であるか否かを判定し、用紙無を検出した紙間区間で温度検出部１２Ｂの検出温度が所定値以上であると判定した場合、加圧ローラ７を定着ローラ３から離間するように接離手段４０を制御する。したがって、通常よりも紙間時間が長くなる区間での加圧ローラへの熱伝達を遮断し、温度落ち込みを防止でき、通常よりも紙間時間が長くなる区間でニップ離間することで加圧ローラへの温度移動を抑制することが可能となる。
【００４１】
また、本体制御部１１０は、定着出口センサ２１による紙間区間があらかじめ定められた通常の設定時間よりも長くなったと判定した場合において、ニップ部Ｎに次紙が突入する直前の制御周期であるか否かを判定し、ニップ部Ｎに次紙が突入する直前の制御周期であると判定した場合、定着ローラ３の回転数をあらかじめ定められた通常の通紙時の回転数に変更し、目標温度をあらかじめ定められた通常の温度よりも高く設定し、次紙がニップ部Ｎに入って所定時間経過後に、高く設定した目標温度を目標温度に戻す。したがって、紙間時間が長くなった次紙の温度不足による定着不良を防止でき、定着出口センサ２１による紙間区間が通常の時間が長くなった次紙が再度前記ニップ部Ｎに突入する直前の制御周期の切替わり時に、回転速度、定着目標温度を通常よりも高くすることで、温度不足による定着不良を防止可能となる。
【００４２】
さらに、これらのいずれかまたはこれらを組み合わせた定着装置を備えた転写紙に転写されたトナー像を熱・圧力により定着させる画像形成装置では、用紙搬送間隔が長くなった場合の加圧ローラ温度上昇による、用紙ブリスター、ホットオフセット、用紙の光沢度変動を防止すること可能な定着装置備えた画像形成装置を提供することができ、用紙の連続通紙中に、定着出口センサ２１に所定時間以上の用紙有無検出が無い紙間（用紙搬送間隔が長くなる）で定着部の回転速度を低下させることで、定着ベルトから加圧ローラへの熱伝達が抑制され定着ベルト温度低下起因のＣＰＭダウンが防止可能となる。
【００４３】
上記したように、定着装置では、ニップ部を通過する用紙上のトナー像に最適な熱量を与えて安定した定着性能を得るために、ニップ部の幅（ニップ幅）を適切に制御することが重要となる。以下では、上記制御のための他の例について説明する。
【００４４】
図３は、上記他の例における定着装置１００の構成を表す断面図である。まず、図３を用いて、加圧ローラ移動機構について説明する。
【００４５】
加圧ローラ移動機構１８は、揺動アーム１８ａを備えている。加圧ローラ１７の両端軸受けは、この揺動アーム１８ａに回転自在な状態で支持されている。揺動アーム１８ａは、その一端側に設けられた揺動軸１８ｂを中心として揺動可能とされている。揺動アーム１８ａの他端側にはベアリング１８ｃが固定されている。そして、このベアリング１８ｃの図中下方に接触する位置に、カム１８ｄが設けられている。このカム１８ｄは、図示しないモータ、例えばステッピングモータといったカム回転角を制御可能なモータにより駆動される。また、カム１８ｄには遮蔽板１８ｅが備えられ、カム位置検出手段１８ｆが遮蔽板１８ｅの位置を検出することでカム１８ｄの基準位置を把握できるようになっている。カム１８ｄは、揺動アーム１８ａに接続された揺動アームスプリング１８ｇの張力によって、常にベアリング１８ｃに接触した状態に保たれている。そして、モータの駆動によりカム１８ｄが図中矢印Ｅ方向に回転すると、ベアリング１８ｃが図中矢印Ｆ方向に移動する。これにより、揺動アーム１８ａに支持された加圧ローラ１７が図中矢印Ｇ方向、つまり定着ローラ１５に近づく方向に移動することとなる。一方、モータの駆動によりカム１８ｄが図中矢印Ｅ’方向に回転すると、ベアリング１８ｃが図中矢印Ｆ’方向に移動する。これにより、揺動アーム１８ａに支持された加圧ローラ１７が図中矢印Ｇ’方向、つまり定着ローラ１５から離間する方向に移動することとなる。上記各部の動作は、制御部２２により制御される。制御部２２は、定着装置８０における本体制御部１１０と同様、定着装置１００の各部の動作を制御する。
【００４６】
次に通紙中のニップの幅の調整制御について説明する。制御部２２は、通紙中において現在の定着ベルト１３の回転速度ｖｎを制御周期ごとに検出しておく。上記回転速度は、例えば、速度検知センサ２１が、定着ベルト１３のエッジ付されたマークの回転周期を測定すればよい。制御周期はたとえば４００ｍｓｅｃで実施する。制御部２２は、ｖｎ≧ｖｉとなったことを検出した場合、定着ニップに紙がない紙間にて、加圧ローラ１７の加圧ポジションを初期ポジションからＡｉだけ定着ローラ１５から離れる側へ移動する。ここで、ｖｉはあらかじめ定められた制御閾値回転速度、Ａｉは加圧ポジション減少量であり、紙種ごとに決定される値である。紙間の検知は、例えば、先の実施例に記載した定着出口センサ２１により実現することができる。
【００４７】
制御部２２は、加圧ローラ１７の加圧ポジション変更後も繰り返しｖｎとｖｉの大小判定を行い、式を満たすたびに加圧ローラ１７の加圧ポジションを変更する。ただし、制御部２２は、連続通紙中に加圧ローラ１７の加圧ポジションを定着ローラ１５に近づける側に制御を実施することはなく、常に定着ローラから離れる側への一方向に制御するが、先の実施例のように、上記加圧ポジションを戻すような場合には定着ローラに近づく方向に制御してもよい。
【００４８】
続いて、ベルト回転速度とニップ幅調整の関係について記載する。図４は、定着ベルト１３の回転速度とニップ幅の関係を示す図である。図４では、縦軸にニップ幅、横軸に回転速度をとった場合の相関関係を示している。図４に示すように、定着ベルト１３の回転速度が上昇する（例えば、定着ローラが熱膨張して回転速度が上昇する）にしたがいニップ幅が広がり、制御を実施しない場合だと途中で適正なニップ幅から外れてしまう。適正なニップ幅から外れるとシワ・ミミズ等搬送品質や画像品質に悪影響が及ぶ。本制御では、図５のように定着ニップが定着ベルト１３の回転速度上昇に従い広がっても、あらかじめ定められた適正なニップ幅の上限近くになると、その都度、制御部２２が加圧ローラ１７の加圧ポジションをＡｉ（i=1,2,3…）だけ定着ローラ１５から離れる側に移動させることで、適正なニップ幅の下限近くになるように調整する。上記の制御をニップ幅上限近くになるたびに実施することによって、定着ローラが熱膨張したとしても常に適正なニップ幅を維持することが可能となる。実際の通紙中では、制御部２２が画像等を参照してニップ幅を直接判定しているわけでないため、速度検知センサ２１により事前に定着ベルト回転速度に対するニップ幅のデータをとっておき、ニップ幅上限付近となる回転速度ｖｉ（i=1,2,3…）を各紙種ごとに求めておくことで、通紙中の回転速度ｖｎがｖｉを超えるたびに制御を実施する。これにより定着ベルト回転速度の検出によって適正なニップ幅を常に維持することが可能となる。なお、制御部２２は、加圧ローラ１７の移動量が、あらかじめ定められた初期位置からの移動量の上限値以上となる場合は、その上限値を加圧ローラ１７の移動量としてもよい。
【００４９】
最後に、紙間での制御の実施可能性について記載する。図６は、Ａ４横サイズの用紙を線速３００ｍｍ／ｓｅｃで通紙した際に、各生産性にて紙間がどの程度あるかを示した表である。生産性が６０枚／ｍｉｎでは紙間が３００ｍｓｅｃ程度であり、生産性が８０枚／ｍｉｎでは紙間が５０ｍｓｅｃである。通紙中の加圧ローラ１７の加圧ポジション変更では、ニップ幅を１ｍｍ変動させるのにかかる加圧ローラ１７の加圧ポジション変更時間は５０〜１００ｍｓｅｃ程度であるので、生産性が６０枚／ｍｉｎ程度であれば、紙間での制御が可能である。一方で、生産性が８０枚／ｍｉｎの場合には、紙間が制御にかかる時間よりも短いため、制御中に用紙が定着ニップに進入してしまう。そのため、紙間が制御にかかる時間よりも短いと判断される場合には、制御部２２は一時的に紙間を長くすることで、制御中に用紙が定着ニップに進入しないようにする。
【００５０】
以上のように、他の例では定着ベルトの回転速度の検知によって紙間でニップ幅調整を実施することで、生産性を落とすことなく常に適正なニップ幅を維持することが可能となる。
【００５１】
例えば、回転自在に設けられた定着ベルト１３と、定着ベルト１３内部に設けられた定着ローラ１５と、定着ベルト１３の外周側を加圧し、定着ニップ部を形成する加圧ローラ１７と、定着ベルト１３を加熱する加熱手段であるハロゲンヒータ２４と、定着ベルト１３の回転速度を検知する速度検知センサ２１と、加圧ローラ１７を定着ローラ１５に対して接離する方向に移動させる加圧ローラ移動機構１８と、連続通紙中に速度検知センサ２１が閾値速度以上を検出したか否かを判定し、速度検知センサ２１が所定の閾値速度以上を検出したと判定した場合、定着ニップ部に紙がない紙間時に、加圧ローラ１７を加圧ローラ初期位置から定着ローラ１５から離れる方向へ移動させ、定着ニップ部の幅を調整する制御部２２と、を備えている。したがって、定着ベルトの回転速度を検知し、回転速度が基準値から制御閾速度ｖｉ（i=1,2,3…）を超えるたびに加圧ポジションを初期加圧ポジションからＡｉ(i=1,2,3…)ずつ定着ローラから離れる側へ移動する制御を紙間で実施することによって、生産性を落とすことなく、常に適正なニップ幅を維持することができる。
【００５２】
また、制御部２２は、閾値速度および加圧ローラ初期位置は、通紙される用紙種類ごとに設定する。したがって、上記Ｖｉ、Ａｉおよび初期加圧ポジションを紙種ごとに設定することで、あらゆる紙種に対して常に適正なニップ幅を維持することができる。
【００５３】
また、速度検知センサ２１は、定着ベルト１３のエッジ付されたマークの回転周期をセンサで測定することにより、定着ベルト１３の回転速度を検知する。したがって、定着ベルト１３のエッジ部に付されたマークの回転周期から容易に回転速度を算出することができる。
【００５４】
また、制御部２２は、加圧ローラ１７の移動量が、あらかじめ定められた加圧ローラ初期位置からの移動量の上限値以上となる場合は、その上限値を加圧ローラ１７の移動量とする。したがって、例えば、速度検知センサ２１が検知した定着ベルト１３の回転速度に異常が発生し、加圧ローラ１７の移動量が異常な値で算出された場合、その移動量の上限値に固定することで、過度な定着オフセットを防止することができる。
【００５５】
また、制御部２２は、前記紙間時に加圧ローラ１７の移動が完了しない場合には、前記紙間を広げる。したがって、加圧ポジション変更にかかる時間が紙間よりも長いと判断された場合には、紙間を広げる制御を実施し、加圧ポジション変更中に定着ニップに用紙が進入しないように制御することができる。
【００５６】
また、これらのいずれかまたはこれらを組み合わせた定着装置を備えた転写紙に転写されたトナー像を熱・圧力により定着させる画像形成装置では、生産性を低下させることなく最適なニップ幅を得て安定した定着性能を維持することができる画像形成装置を提供することができる。
【００５７】
以上、本実施例、変形例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらの一部または全部を組み合わせて実施することも可能である。画像形成装置各部の構成は任意であり、例えば、タンデム式における各色プロセスカートリッジの並び順などは任意である。また、タンデム式に限らず、一つの感光体の周囲に複数の現像装置を配置したものや、リボルバ型現像装置を用いる構成も可能である。また、３色のトナーを用いるフルカラー機や、２色のトナーによる多色機、あるいはモノクロ装置にも本発明を適用することができる。もちろん、画像形成装置としては複写機に限らず、プリンタやファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。
【符号の説明】
【００５８】
８０、１００    定着装置
１              加熱ローラ
２              定着ベルト
３              定着ローラ
７              加圧ローラ
１１Ａ          ハロゲンヒータ
１２Ａ、１２Ｂ  温度検出手段
２１            定着出口センサ
３０            定着分離板
３１            加圧分離板
１１０          本体制御部
Ｎ              ニップ部
１３            定着ベルト（他の例）
１５            定着ローラ（他の例）
１７            加圧ローラ（他の例）
１８            加圧ローラ移動機構（他の例）
２１            速度検知センサ（他の例）
２２            制御部（他の例）
２４            ハロゲンヒータ（他の例）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５９】
【特許文献１】特開２００７−２２６０２８号公報
【特許文献２】特開昭５７−６７９７０号公報
【特許文献３】特開２０１２−４２７５５号公報
【図１】
0006699392.tif 000002
【図２】
0006699392.tif 000003
【図３】
0006699392.tif 000004
【図４】
0006699392.tif 000005
【図５】
0006699392.tif 000006
【図６】
0006699392.tif 000007