(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着部材と、上記定着部材に当接する加圧部材と、外部加熱部材を第１加熱手段によって加熱して上記定着部材の周面に当接させることで上記定着部材を加熱する外部加熱装置とを備え、上記定着部材と上記加圧部材とが当該定着部材と当該加圧部材との当接部に挿入された記録材を挟持しながら回転して上記記録材を搬送することにより、上記記録材上の未定着画像を上記定着部材の周面の熱によって当該記録材に定着させる定着処理を行う定着装置と、ユーザからの指示入力を受け付ける指示入力部とを備え、無彩色の色材を用いて画像形成を行うモノクロモードと有彩色の色材を用いて画像形成を行うカラーモードとをユーザからの指示入力に応じて切り替える画像形成装置であって、
上記定着装置は、
上記外部加熱部材の表面温度を検出する第１温度検出手段と、
上記定着部材の表面温度を検出する第２温度検出手段と、
上記第１温度検出手段の検出温度と上記外部加熱部材の制御目標温度との比較結果である第１比較結果と上記第２温度検出手段の検出温度と上記定着部材の制御目標温度との比較結果である第２比較結果とに基づいて上記第１加熱手段の加熱動作を制御する第１制御、および上記第１比較結果のみに基づいて上記第１加熱手段の加熱動作を制御する第２制御のいずれを行うかを切り替えて上記第１加熱手段の加熱動作を制御する制御手段とを備え、
上記第１制御では、上記第１温度検出手段の検出温度が上記外部加熱部材の制御目標温度よりも低くかつ上記第２温度検出手段の検出温度が上記定着部材の制御目標温度よりも低い場合に上記第１加熱手段による上記外部加熱部材の加熱を行い、上記第１温度検出手段の検出温度が上記外部加熱部材の制御目標温度以上である場合、および上記第２温度検出手段の検出温度が上記定着部材の制御目標温度以上である場合のうちの少なくとも一方に該当する場合には上記第１加熱手段による上記外部加熱部材の加熱を行わないように上記第１加熱手段の加熱動作を制御し、
上記第２制御では、上記第１温度検出手段の検出温度が上記外部加熱部材の制御目標温度よりも低い場合に上記第１加熱手段による上記外部加熱部材の加熱を行い、上記第１温度検出手段の検出温度が上記外部加熱部材の制御目標温度以上である場合に上記第１加熱手段による上記外部加熱部材の加熱を行わないように上記第１加熱手段の加熱動作を制御し、
モノクロモードの場合の方がカラーモードの場合よりも上記記録材が上記当接部を通過する速度が速く、かつモノクロモードの場合の方がカラーモードの場合よりも上記定着部材の制御目標温度および上記外部加熱部材の制御目標温度が高く設定されており、
上記制御手段は、
モノクロモードまたはカラーモードのいずれのモードで定着処理を行うか、および定着処理を連続して行う記録材の数を上記指示入力部を介して入力されるユーザからの指示入力に応じて判断し、
カラーモードで定着処理を行う場合には定着処理を連続して行う記録材の数にかかわらず上記第１制御で上記第１加熱手段の加熱動作を制御し、
モノクロモードで定着処理を行う場合、定着処理を連続して行う記録材の数が所定数以上の場合には上記第２制御で上記第１加熱手段の加熱動作を制御し、定着処理を連続して行う記録材の数が所定数未満の場合には上記第１制御で上記第１加熱手段の加熱動作を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
上記定着部材は、記録材の搬送方向に垂直な方向に長手方向を有する円筒形状の部材であり、
上記第２温度検出手段は、上記定着部材の長手方向中央部、または上記定着部材の長手方向端部、または上記定着部材の長手方向中央部と端部の両方の表面温度を検出する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】
上記外部加熱装置は、複数の支持ローラに張架されたベルトを有し、このベルトを上記第１加熱手段によって加熱して上記定着部材の周面に当接させることで上記定着部材を加熱する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４】
上記外部加熱部材を上記定着部材に接触しない位置に離間させる離接手段を備え、
上記制御手段は、
第１の画像形成モードと、この第１の画像形成モードよりも上記定着部材の制御目標温度が低い第２の画像形成モードとを連続して行う場合、上記第１の画像形成モードの定着処理を終了した後、上記第２温度検出手段によって検出する上記定着部材の表面温度が所定温度ｔ２になるまでの間、上記外部加熱部材を上記定着部材から離間させる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５】
上記定着部材を回転駆動する駆動手段を備え、
上記制御手段は、
上記第１の画像形成モードの定着処理を終了した後、上記第２温度検出手段によって検出する上記定着部材の表面温度が所定温度ｔ１になるまでの間、上記離接手段によって上記外部加熱部材を上記定着部材から離間させた状態で上記駆動手段によって上記定着部材を回転させるとともに、上記定着部材の表面温度が所定温度ｔ１になってから上記定着部材と上記加圧部材との接触部に上記第２の画像形成モードの定着処理を行う記録材を通紙させ、記録材の通紙によって上記定着部材の温度が上記所定温度ｔ１よりも低い上記所定温度ｔ２まで低下したときに上記離接手段を制御して上記外部加熱部材を上記定着部材に接触させることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
上記所定温度ｔ１およびｔ２が、ｔ１≧ｔ２の関係を満たしていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
定着部材と、上記定着部材に当接する加圧部材と、外部加熱部材を第１加熱手段によって加熱して上記定着部材の周面に当接させることで上記定着部材を加熱する外部加熱装置とを備え、上記定着部材と上記加圧部材とが当該定着部材と当該加圧部材との当接部に挿入された記録材を挟持しながら回転して上記記録材を搬送することにより、上記記録材上の未定着画像を上記定着部材の周面の熱によって当該記録材に定着させる定着処理を行う定着装置の温度制御方法であって、
上記定着装置は、無彩色の色材を用いて画像形成を行うモノクロモードと有彩色の色材を用いて画像形成を行うカラーモードとをユーザからの指示入力に応じて切り替える画像形成装置に備えられるものであり、
上記外部加熱部材の表面温度を検出する第１温度検出工程と、
上記定着部材の表面温度を検出する第２温度検出工程と、
上記第１温度検出工程の検出温度と上記外部加熱部材の制御目標温度とを比較する第１比較工程と、
上記第２温度検出工程の検出温度と上記定着部材の制御目標温度とを比較する第２比較工程と、
上記第１比較工程および第２比較工程の比較結果に基づいて上記第１加熱手段の加熱動作を制御する第１制御、および上記第１比較工程の比較結果のみに基づいて上記第１加熱手段の加熱動作を制御する第２制御のいずれを行うかを切り替えて上記第１加熱手段の加熱動作を制御する加熱制御工程とを含み、
上記第１制御では、上記第１温度検出工程の検出温度が上記外部加熱部材の制御目標温度よりも低くかつ上記第２温度検出工程の検出温度が上記定着部材の制御目標温度よりも低い場合に上記第１加熱手段による上記外部加熱部材の加熱を行い、上記第１温度検出工程の検出温度が上記外部加熱部材の制御目標温度以上である場合、および上記第２温度検出工程の検出温度が上記定着部材の制御目標温度以上である場合のうちの少なくとも一方に該当する場合には上記第１加熱手段による上記外部加熱部材の加熱を行わないように上記第１加熱手段の加熱動作を制御し、
上記第２制御では、上記第１温度検出工程の検出温度が上記外部加熱部材の制御目標温度よりも低い場合に上記第１加熱手段による上記外部加熱部材の加熱を行い、上記第１温度検出工程の検出温度が上記外部加熱部材の制御目標温度以上である場合に上記第１加熱手段による上記外部加熱部材の加熱を行わないように上記第１加熱手段の加熱動作を制御し、
上記画像形成装置は、モノクロモードの場合の方がカラーモードの場合よりも上記記録材が上記当接部を通過する速度が速く設定され、かつモノクロモードの場合の方がカラーモードの場合よりも上記定着部材の制御目標温度および上記外部加熱部材の制御目標温度が高く設定されており、
上記加熱制御工程では、
モノクロモードまたはカラーモードのいずれのモードで定着処理を行うか、および定着処理を連続して行う記録材の数をユーザからの指示入力に応じて判断し、
カラーモードで定着処理を行う場合には定着処理を連続して行う記録材の数にかかわらず上記第１制御で上記第１加熱手段の加熱動作を制御し、
モノクロモードで定着処理を行う場合、定着処理を連続して行う記録材の数が所定数以上の場合には上記第２制御で上記第１加熱手段の加熱動作を制御し、定着処理を連続して行う記録材の数が所定数未満の場合には上記第１制御で上記第１加熱手段の加熱動作を制御することを特徴とする定着装置の温度制御方法。
【請求項８】
コンピュータを、請求項１から６のいずれか１項に記載の画像形成装置に備えられる上記制御手段として機能させるための温度制御プログラム。
【請求項９】
請求項８に記載の温度制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、記録紙上の未定着トナー像を接触加熱定着する定着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装置に備えられる従来の定着装置として、定着ローラと加圧ローラで構成されたいわゆるローラ対方式の定着装置がある。
【０００３】
定着ローラとしては、例えば、アルミなどの金属からなる中空芯金の表面に、弾性層が形成され、芯金の内部に加熱源としてハロゲンランプが配置されたものが用いられている。この種の定着ローラでは、一般に、定着ローラ表面に設けた温度センサの信号により温度制御回路においてハロゲンランプをオン／オフ制御させ、定着ローラ表面の温度を一定に保つようになっている。
【０００４】
一方、加圧ローラとしては、芯金上に被覆層としてシリコンゴムなどの耐熱性弾性層を設けたものが用いられている。加圧ローラと定着ローラとを圧接させると、上記弾性層の弾性変形によって所定のニップ領域が形成される。ローラ対方式の定着装置では、このニップ領域に未定着トナー像を転写された用紙を通過させ、トナー像を熱溶融させて用紙に定着させるようになっている。
【０００５】
ところで、従来の一般的なローラ対方式の定着装置では、通紙速度を高速化し、複数の用紙を連続通紙する場合、定着ローラの表面温度が極端に低下し、定着ローラ表面を一定の温度で維持することが困難になるという問題がある。これは、芯金内部から発生した熱が熱伝導率の悪い弾性層（例えばシリコンゴム）を通じてトナー像へ熱伝達されるため、内部の熱源から供給される熱が定着ローラの表面に伝わるには、相当な時間を要するからである。
【０００６】
そこで、この問題を解決する手段として、外部加熱方式の定着装置、すなわち定着ローラの周面に当接してこの定着ローラを外部から加熱する外部加熱装置を設けた定着装置が提案されている。
【０００７】
例えば、特許文献１には、ヒータを内蔵した熱ローラの表面温度を検出する第１検出手段と、熱ローラを加熱する外部加熱装置の温度を検出する第２検出手段と、これらの検出手段の検出結果を受けて外部加熱装置を制御する制御部とを備えた定着装置が開示されている。なお、この制御部は、具体的には、第１検出手段と第２検出手段とが並列に接続されたブリッジ回路と、ブリッジ回路の出力と基準電圧とを比較するコンパレータと、コンパレータからの出力によって外部加熱装置をオン・オフするオン・オフ手段とによって構成されている。
【０００８】
また、特許文献１には、通紙による熱ローラの表面温度の低下を検出し、それに応じて外部加熱装置による補償を行い、かつ外部加熱装置の温度検出結果に応じて外部加熱装置を制御することにより、通紙量の変化によって定着温度が変動することがなくなると記載されている。
【特許文献１】特開昭６４−５２１８４号公報（公開日：１９８９年２月２８日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、第１検出手段と第２検出手段とが並列に接続されているため、この２つの検出手段の抵抗値の平均値が外部加熱装置の温度制御にフィードバックされることになる。このため、定着部材および外部加熱装置の個々の温度検出結果に基づく温度制御が行われず、両部材の温度制御を精度よく行えないという問題がある。
【００１０】
そこで、外部加熱装置の温度制御を、外部加熱装置の表面温度の検出結果のみに基づいて行うことが考えられるが、この場合には、定着部材の温度をモニターしていないため、例えば１枚のみの通紙（シングルコピー）を間欠的に繰り返す場合、定着部材の表面温度が徐々に上昇し、通紙時の定着部材の温度が設定温度以上になってしまう場合がある。一方、外部加熱装置の温度制御を定着部材の表面温度の検出結果のみに基づいて行うと、通紙枚数が少ない場合には定着部材の表面を所定の温度範囲に保つことができたとしても、連続通紙時には検知遅れが生じ、通紙初期にアンダーシュートが生じるという問題がある。
【００１１】
なお、カラー画像形成装置において、モノクロモードとカラーモードとでのプロセス速度（通紙速度）が異なる場合には、外部加熱装置の温度制御を精度よく行うことが重要になる。この理由について以下に説明する。
【００１２】
モノクロモードとカラーモードとでのプロセス速度（通紙速度）が異なる場合、モノクロモードでの定着温度（定着部材の温度）と、カラーモードでの定着温度が異なる。このため、両モードにおいて定着温度が低すぎることによる定着不良やオフセット（低温オフセットおよび高温オフセット）が発生しない温度領域（共通非オフセット域）が狭い（共通非オフセット域が存在しない場合もあり得る）。例えば、カラーモードでは定着可能温度を１６０℃以上１９０℃以下にする必要があり（１６０℃未満では定着不良が発生し、１９０℃を超えると高温オフセットが発生する）、モノクロモードでは１８０℃以上２１０℃以下で定着させる必要がある（１８０℃未満では定着不良が発生し、２１０℃を超えると高温オフセットが発生する）場合、共通非オフセット域は、１８０℃以上１９０℃以下である。
【００１３】
このような場合、待機状態からの通紙動作の開始を素早く行うためには、定着部材の温度をどちらのモードでも通紙可能な温度に保って待機する必要がある。すなわち、モノクロモードでの定着可能下限温度（上記の例では１８０℃）と、カラーモードでの定着可能上限温度（上記の例では１９０℃）の間で待機する必要がある。また、両モードの切り替えを素早く行うためには、通紙中にも定着部材の温度をこの範囲内にする必要がある。
【００１４】
定着部材の表面温度を精度よく制御するためには、内部の熱源の温度制御によって表面温度を変化させるより、定着部材の表面に当接する外部加熱装置の温度制御によって定着部材の表面温度を変化させる方が有効である。したがって、上記のようにモノクロモードとカラーモードとでのプロセス速度（通紙速度）が異なる場合など、定着部材の温度を狭い温度範囲内で精度よく制御する必要がある場合には、外部加熱装置の温度制御が特に重要となる。
【００１５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、定着部材を加熱する外部加熱装置を備えた定着装置において、定着部材の温度が定着不良を生じることなく定着処理を行える温度範囲で推移するように、外部加熱部材の温度を適切に制御することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の定着装置は、上記の課題を解決するために、定着部材と、加圧部材と、外部加熱部材を第１加熱手段によって加熱して上記定着部材の周面に当接させることで上記定着部材を加熱する外部加熱装置とを備え、上記定着部材と上記加圧部材とが記録材を挟持しながら搬送することにより、上記記録材上の未定着画像を上記定着部材の周面の熱によって当該記録材に定着させる定着装置において、上記外部加熱部材の表面温度を検出する第１温度検出手段と、上記定着部材の表面温度を検出する第２温度検出手段と、上記第１温度検出手段の検出温度と上記外部加熱部材の制御目標温度との比較結果である第１比較結果と、上記第２温度検出手段の検出温度と上記定着部材の制御目標温度との比較結果である第２比較結果とに基づいて上記第１加熱手段の加熱動作を制御する第１制御を行う制御手段とを備えていることを特徴としている。
【００１７】
第１温度検出手段によって検出した外部加熱部材の表面温度がこの外部加熱部材の制御目標温度に到達していない場合であっても、その時点での定着部材の表面温度によっては、外部加熱部材を加熱すると定着部材の温度が制御目標温度を大きく超えてしまう場合がある。したがって、第１温度検出手段の検出した外部加熱部材の表面温度と外部加熱部材の制御目標温度だけに基づいて第１加熱手段による外部加熱部材の加熱動作を制御すると、定着部材の過昇温が生じて高温オフセット等の不具合が生じる場合がある。
【００１８】
これに対して、上記の構成によれば、上記制御手段が、上記第１温度検出手段の検出温度と予め設定される上記外部加熱部材の制御目標温度との比較結果である第１比較結果と、上記第２温度検出手段の検出温度と予め設定される上記定着部材の制御目標温度との比較結果である第２比較結果とに基づいて第１加熱手段の加熱動作を制御する。これにより、定着部材の温度が定着不良を生じることなく定着処理を行える温度範囲で推移するように、外部加熱部材の温度を適切に制御することができる。
【００１９】
なお、上記第１制御では、上記第１温度検出手段の検出温度が上記外部加熱部材の制御目標温度よりも低く、かつ、上記第２温度検出手段の検出温度が上記定着部材の制御目標温度よりも低い場合に、上記外部加熱部材の温度を昇温させ、上記第１温度検出手段の検出温度が上記外部加熱部材の制御目標温度以上である場合、および／または上記第２温度検出手段の検出温度が上記定着部材の制御目標温度以上である場合には、上記外部加熱部材の温度を昇温させないように上記第１加熱手段の加熱動作を制御する構成としてもよい。
【００２０】
上記の構成によれば、上記第１温度検出手段の検出温度が上記外部加熱部材の制御目標温度よりも低く、かつ、上記第２温度検出手段の検出温度が上記定着部材の制御目標温度よりも低い場合に、上記外部加熱部材の温度を昇温させ、上記第１温度検出手段の検出温度が上記外部加熱部材の制御目標温度以上である場合、および／または上記第２温度検出手段の検出温度が上記定着部材の制御目標温度以上である場合には、上記外部加熱部材の温度を昇温させないように上記第１加熱手段の加熱動作を制御する。したがって、外部加熱部材が制御目標温度に到達していないものの、定着部材が制御目標温度に到達しているような場合には、外部加熱部材を昇温させない。これにより、定着部材が過昇温されて高温オフセットが生じることを防止できる。
【００２１】
また、上記制御手段は、上記第１比較結果と、上記第２比較結果と、上記定着部材が単位時間あたりに記録紙に奪われる熱量とに基づいて上記第１加熱手段の加熱動作を制御する構成としてもよい。
【００２２】
定着処理を行う記録紙の枚数（連続通紙枚数）が多い場合や、定着部材と加圧部材との接触部に記録紙を通紙させる時間間隔（記録紙の搬送時間間隔（紙間）であり、プロセス速度が速く、毎分あたりの紙の通過枚数が多いほど紙間は狭くなる）が短い場合には、定着部材が単位時間当たりに記録紙に奪われる熱量が大きい。そこで、上記制御手段が、上記第１比較結果と、上記第２比較結果と、上記定着部材が単位時間あたりに記録紙に奪われる熱量とに基づいて上記第１加熱手段の加熱動作を制御する構成とすることで、定着部材の表面温度をより適切に制御できる。
【００２３】
具体的には、例えば、上記制御手段が、上記第１比較結果と、上記第２比較結果と、定着処理を行う記録紙の枚数および／または上記定着部材と上記加圧部材との接触部に記録紙を通紙させる時間間隔とに基づいて上記第１加熱手段の加熱動作を制御する構成とすればよい。つまり、連続通紙枚数が多い場合や記録紙の搬送時間間隔が短い場合には、定着部材表面の温度低下が予想されるので、定着部材表面が所定温度を維持できるように第１加熱手段から外部加熱部材に供給する熱量を増加させ（あるいは第１加熱手段による外部加熱部材の加熱動作をＯＮにし）、連続通紙枚数が少ない場合や記録紙の搬送時間間隔が長い場合には、定着部材の表面温度が過上昇しないように第１加熱手段から外部加熱部材に供給する熱量を減少（あるいは第１加熱手段による外部加熱部材の加熱動作をＯＦＦ）させればよい。これにより、定着部材の表面温度を適切に制御できる。
【００２４】
また、上記制御手段は、上記第１比較結果と、上記第２比較結果と、記録紙が上記定着部材と上記加圧部材との接触部を通過する速度（ニップ（接触部）通過時間のことであり、プロセス速度に依存する値）とに基づいて、上記第１加熱手段の加熱動作を制御する構成としてもよい。例えば、無彩色の色材を用いて画像形成を行うモノクロモードと、有彩色の色材を用いて画像形成を行うカラーモードとを実行でき、上記モノクロモードとカラーモードとで画像形成速度が異なる画像形成装置に備えられる定着装置であって、上記制御手段は、上記第１比較結果と、上記第２比較結果と、上記モノクロモードおよびカラーモードのうちの実行されるモードの種類とに基づいて、上記第１加熱手段の加熱動作を制御する構成としてもよい。
【００２５】
記録紙が上記定着部材と上記加圧部材との接触部を通過する速度（プロセス速度）が異なる場合、いずれのプロセス速度においても定着不良（定着部材の表面温度が低すぎることによる定着力の不足、定着部材の表面温度が高すぎることによる高温オフセットなど）を生じることなく定着処理を行える定着部材の温度域（共通非オフセット域）が狭い。このため、第１加熱手段による外部加熱部材の加熱動作の制御を、外部加熱部材の温度検出結果と制御目標温度との比較結果のみに基づいて行うと、定着部材の表面温度を共通非オフセット域に保てない場合がある。例えば、外部加熱部材の表面温度が外部加熱部材の制御目標温度に到達していないものの、定着部材の表面温度が定着部材の制御目標温度に到達している場合、第１加熱手段から外部加熱部材への熱供給を行うと、定着部材の表面温度が制御目標温度よりも高くなってしまう場合がある。一方で、例えば、定着部材の表面温度が定着部材の制御目標温度に到達している場合であっても、定着部材が記録紙に奪われる熱量が大きい場合には、第１加熱手段から外部加熱部材への熱供給を行わないと定着部材の表面温度が低下して定着不良が生じる場合がある。
【００２６】
そこで、上記制御手段が、上記第１比較結果と、上記第２比較結果と、記録紙が上記定着部材と上記加圧部材との接触部を通過する速度とに基づいて、上記第１加熱手段の加熱動作を制御する構成とすることで、定着部材の表面温度を適切に制御できる。
【００２７】
また、上記定着部材の制御目標温度が異なる複数の画像形成モードを実行できる定着装置であって、上記制御手段は、上記第１比較結果と、上記第２比較結果と、実行する画像形成モードとに基づいて、上記第１加熱手段の加熱動作を制御する構成としてもよい。例えば、無彩色の色材を用いて画像形成を行うモノクロモードと、有彩色の色材を用いて画像形成を行うカラーモードとを実行でき、上記モノクロモードとカラーモードとで記録紙に定着させるための温度範囲が異なる色材を用いる画像形成装置に備えられる定着装置であって、上記制御手段は、上記第１比較結果と、上記第２比較結果と、上記モノクロモードおよびカラーモードのうちの実行されるモードの種類とに基づいて、上記第１加熱手段の加熱動作を制御する構成としてもよい。
【００２８】
定着部材の制御目標温度が異なる複数の画像形成モードを実行可能にする場合、いずれの画像形成モードにおいても定着不良（定着部材の表面温度が低すぎることによる定着力の不足、定着部材の表面温度が高すぎることによる高温オフセットなど）を生じることなく定着処理を行える定着部材の温度域（共通非オフセット域）が狭い。このため、第１加熱手段による外部加熱部材の加熱動作の制御を、外部加熱部材の温度検出結果と制御目標温度との比較結果のみに基づいて行うと、定着部材の表面温度を共通非オフセット域に保てない場合がある。例えば、外部加熱部材の表面温度が外部加熱部材の制御目標温度に到達していないものの、定着部材の表面温度が定着部材の制御目標温度に到達している場合、第１加熱手段から外部加熱部材への熱供給を行うと、定着部材の表面温度が制御目標温度よりも高くなってしまう場合がある。一方で、例えば、定着部材の表面温度が定着部材の制御目標温度に到達している場合であっても、定着部材が記録紙に奪われる熱量が大きい場合には、第１加熱手段から外部加熱部材への熱供給を行わないと、定着部材の表面温度が低下して定着不良が生じる場合がある。
【００２９】
そこで、上記制御手段が、上記第１比較結果と、上記第２比較結果と、実行する画像形成モードとに基づいて、上記第１加熱手段の加熱動作を制御する構成とすることで、定着部材の表面温度を適切に制御できる。
【００３０】
また、上記制御手段は、上記第１制御、または上記第１比較結果に基づいて上記第１加熱手段の加熱動作を制御する第２制御のいずれかを選択するかを切り替えることで、上記第１加熱手段の加熱動作の制御を行う構成としてもよい。
【００３１】
例えば、定着部材が単位時間あたりに記録紙に奪われる熱量が大きい場合、あるいは記録紙が上記定着部材と上記加圧部材との接触部を通過する速度（プロセス速度）が異なる場合、あるいは定着部材の制御目標温度が異なる複数の画像形成モードのうちのいずれかを選択して画像形成を行う場合などには、定着不良（定着部材の表面温度が低すぎることによる定着力の不足、定着部材の表面温度が高すぎることによる高温オフセットなど）を生じることなく定着処理を行える定着部材の温度域（共通非オフセット域）が狭い。このため、第１加熱手段の加熱動作の制御を、外部加熱部材の温度検出結果と制御目標温度との比較結果のみに基づいて行うと、共通非オフセット域に保てない場合がある。例えば、外部加熱部材の表面温度が外部加熱部材の制御目標温度に到達していないものの、定着部材の表面温度が定着部材の制御目標温度に到達している場合、第１加熱手段から外部加熱部材への熱供給を行うと、定着部材の表面温度が制御目標温度よりも高くなり、高温オフセットを生じてしまう場合がある。一方で、例えば、定着部材の表面温度が定着部材の制御目標温度に到達している場合であっても、定着部材が記録紙に奪われる熱量が大きい場合、プロセス速度が遅い場合、定着部材の制御目標温度が高い場合などには、第１加熱手段から外部加熱部材への熱供給を行うと、第１加熱手段の加熱動作によって外部加熱部材の温度が昇温するタイミングが遅れて定着部材の表面温度がアンダーシュートし、定着部材の表面温度が不足して定着不良が生じる場合がある。
【００３２】
上記の構成によれば、上記第１制御、または上記第１比較結果に基づいて上記第１加熱手段の加熱動作を制御する第２制御のいずれかを選択するかを切り替えることで、上記第１加熱手段の加熱動作の制御を行う。これにより、例えば、高温オフセットが生じやすい条件のときには第１制御で第１加熱手段の加熱動作と制御し、定着部材の表面温度のアンダーシュートが生じやすい条件のときには第２制御で第１加熱手段の加熱動作と制御するなどして、定着部材の表面温度をより適切に制御できる。
【００３３】
なお、上記第２制御では、上記第１温度検出手段の検出温度が上記外部加熱部材の制御目標温度よりも低い場合に上記外部加熱部材の温度を昇温させ、上記第１温度検出手段の検出温度が上記外部加熱部材の制御目標温度以上である場合に上記外部加熱部材の温度を昇温させないように上記第１加熱手段の加熱動作を制御する構成としてもよい。
【００３４】
上記の構成によれば、第１温度検出手段の検出温度が外部加熱部材の制御目標温度よりも低い場合には外部加熱部材の温度を昇温させる。これにより、定着部材が記録紙に奪われる熱量が大きい場合、プロセス速度が遅い場合、定着部材の制御目標温度が高い場合などであっても、外部加熱部材を迅速に昇温させることができ、定着部材の表面温度がアンダーシュートして定着不良が生じることを防止できる。
【００３５】
また、上記定着部材は、記録紙の搬送方向に垂直な方向に長手方向を有する円筒形状の部材であり、上記第２温度検出手段は、上記定着部材の長手方向中央部、または上記定着部材の長手方向端部、または上記定着部材の長手方向中央部と端部の両方の表面温度を検出する構成としてもよい。ここで、定着部材の長手方向中央部とは、どの紙サイズを通紙しても通紙領域（定着部材と記録紙との接触領域）に含まれる位置のことである。また、定着部材の長手方向端部は、所定サイズの記録紙の通紙領域よりも長手方向外側の位置である。例えば、定着部材内部に加熱手段を１つ（１本）しか備えていない場合、上記所定サイズはこの定着装置で定着処理を行える最大サイズの記録紙のサイズに設定される。これにより、接触サーミスタ等の接触型の第２温度検出手段を用いる場合でも、第２温度検出手段と定着部材との接触によって定着部材表面における通紙領域に傷がつくことを防止できる。また、定着部材内部に定着部材中央部を主に加熱する加熱手段Ａと、この加熱手段Ａよりも定着部材における長手方向外側の領域を主に加熱する加熱手段Ｂとを備え、Ａ４サイズやＢ５サイズなどの紙幅の広い記録紙を通紙する場合には加熱手段Ａ，Ｂの両方による加熱を行い、はがきなどの紙幅の狭い記録紙を通紙する場合には加熱手段Ａのみによる加熱を行うような場合、上記所定サイズを加熱手段Ａによる加熱領域に設定してもよい。すなわち、長手方向端部が、加熱手段Ｂによる加熱領域になるように上記所定サイズを設定してもよい。この場合、例えば長手方向中央部および長手方向端部の両方に第２温度検出手段を備えることで、加熱手段ＡおよびＢの温度制御を好適に行える。
【００３６】
また、上記第２温度検出手段によって上記長手方向中央部の温度を検出し、この温度検出結果に基づいて外部加熱部材の温度制御を行う構成とすることにより、制御手段の制御を容易に行うことができる。また、上記第２温度検出手段によって上記長手方向端部の温度を検出し、この温度検出結果に基づいて外部加熱部材の温度制御を行う構成とすることにより、例えば小サイズの記録紙（上記長手方向の長さが短い記録紙）に対する定着処理を行う場合であっても、定着部材両端の温度が高くなるのを防止することができる。また、上記第２温度検出手段によって上記定着部材の長手方向中央部と端部の両方の表面温度を検出し、この温度検出結果に基づいて外部加熱部材の温度制御を行う構成とすることにより、定着部材の長手方向（軸方向）についての温度制御をより適切に行うことができる。
【００３７】
また、上記外部加熱装置は、複数の支持ローラに張架されたベルトを有し、このベルトを上記第１加熱手段によって加熱して上記定着部材の周面に当接させることで上記定着部材を加熱する構成であってもよい。
【００３８】
上記の構成によれば、外部加熱部材としてのベルトを定着部材の周面に当接させる構成なので、外部加熱部材と定着部材との接触面積を大きくすることができ、定着部材の表面を効率的に加熱できる。また、定着部材への熱供給量の切り替えを迅速かつ容易に行うことができる。
【００３９】
また、上記外部加熱部材を上記定着部材に接触しない位置に離間させる離接手段を備え、上記制御手段は、第１の画像形成モードと、この第１の画像形成モードよりも上記定着部材の制御目標温度が低い第２の画像形成モードを連続して行う場合、上記第１の画像形成モードの定着処理を終了した後、上記第２温度検出手段によって検出する上記定着部材の表面温度が所定温度ｔ２になるまでの間、上記外部加熱部材を上記定着部材から離間させる構成としてもよい。なお、上記所定温度ｔ２は、定着部材の表面温度がｔ２になったことを検知した後、外部加熱部材を定着部材に当接させる動作を開始することにより、定着部材の表面温度が定着不良を起こすことのない温度範囲に保たれるように、適宜設定すればよい。
【００４０】
上記の構成によれば、第１の画像形成モードと、この第１の画像形成モードよりも上記定着部材の制御目標温度が低い第２の画像形成モードとを連続して行う場合、上記第１の画像形成モードの定着処理を終了した後、上記第２温度検出手段によって検出する上記定着部材の表面温度が所定温度ｔ２になるまでの間、上記制御手段が、上記外部加熱部材を上記定着部材から離間させる。これにより、定着部材の表面温度をすばやく低下させ、上記第２の画像形成モードにおける制御目標温度に迅速に近づけることができる。
【００４１】
また、上記定着部材を回転駆動する駆動手段を備え、上記制御手段は、上記第１の画像形成モードの定着処理を終了した後、上記第２温度検出手段によって検出する上記定着部材の表面温度が所定温度ｔ１になるまでの間、上記駆動手段によって上記定着部材を回転させるとともに、上記定着部材の表面温度が所定温度ｔ１になってから上記定着部材と上記加圧部材との接触部に上記第２の画像形成モードの定着処理を行う記録紙を通紙させる構成としてもよい。なお、上記所定温度ｔ１は、高温オフセットを生じることなく第２の画像形成モードの定着処理を行えるように、適宜設定すればよい。
【００４２】
上記の構成によれば、第１の画像形成モードの定着処理を終了して外部加熱部材を定着部材から離間させた後、定着部材の表面温度ｔ１になるまでの間、定着部材を空転させる。これにより、定着部材の表面温度をより迅速に制御目標温度に近づけることができる。
【００４３】
また、上記所定温度ｔ１およびｔ２が、ｔ１≧ｔ２の関係を満たしている構成としてもよい。
【００４４】
ｔ１＜ｔ２の場合、記録紙が上記定着部材と上記加圧部材との接触部に通紙される前に外部加熱部材が定着部材に接触する。このため、外部加熱部材の接触によって定着部材の表面温度が瞬時に上昇し、第２の画像形成モードの定着処理を開始したときに高温オフセットを生じる場合がある。これに対して、ｔ１≧ｔ２とすることで、定着部材の表面温度がｔ１になったときに記録紙が通紙されて第２の画像形成モードの定着処理が開始され、定着部材と記録紙との接触によって定着部材の表面温度が低下し、ｔ２になったときに外部加熱部材が定着部材に接触する。これにより、外部加熱部材を定着部材に接触させたときに定着部材の表面温度が瞬時に過上昇して高温オフセットが生じることを防止できる。
【００４５】
本発明の画像形成装置は、上記したいずれかの定着装置を備えていることを特徴としている。それゆえ、定着部材に備えられる外部加熱部材の温度を定着部材の温度を適切に保つように精度よく制御することができる。
【００４６】
本発明の定着装置の温度制御方法は、上記の課題を解決するために、定着部材と、加圧部材と、外部加熱部材を第１加熱手段によって加熱して上記定着部材の周面に当接させることで上記定着部材を加熱する外部加熱装置とを備え、上記定着部材と上記加圧部材とが記録材を挟持しながら搬送することにより、上記記録材上の未定着画像を上記定着部材の周面の熱によって当該記録材に定着させる定着装置の温度制御方法であって、上記外部加熱部材の表面温度を検出する第１温度検出工程と、上記定着部材の表面温度を検出する第２温度検出工程と、上記第１温度検出工程の検出温度と上記外部加熱部材の制御目標温度とを比較する第１比較工程と、上記第２温度検出手段の検出温度と上記定着部材の制御目標温度とを比較する第２比較工程と、上記第１比較工程および第２比較工程の比較結果に基づいて上記第１加熱手段の加熱動作を制御する第１制御工程を含むことを特徴としている。
【００４７】
上記の温度制御方法によれば、上記第１比較工程および第２比較工程の比較結果に基づいて上記第１加熱手段の加熱動作を制御するので、外部加熱部材の温度を定着部材の温度を適切に保つように精度よく制御することができる。
【００４８】
なお、上記定着装置の制御手段は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記制御手段として機能させるための温度制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に含まれる。
【発明の効果】
【００４９】
以上のように、本発明の定着装置は、上記第１温度検出手段の検出温度と上記外部加熱部材の制御目標温度との比較結果である第１比較結果と、上記第２温度検出手段の検出温度と上記定着部材の制御目標温度との比較結果である第２比較結果とに基づいて上記第１加熱手段の加熱動作を制御する第１制御を行う制御手段を備えている。
【００５０】
また、本発明の定着装置の温度制御方法は、上記第１温度検出工程の検出温度と上記外部加熱部材の制御目標温度とを比較する第１比較工程と、上記第２温度検出手段の検出温度と上記定着部材の制御目標温度とを比較する第２比較工程と、上記第１比較工程および第２比較工程の比較結果に基づいて上記第１加熱手段の加熱動作を制御する第１制御工程を含む。
【００５１】
それゆえ、外部加熱部材の温度を定着部材の温度を適切に保つように精度よく制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について説明する。まず、本実施形態にかかる定着装置４０を備えた画像形成装置１について説明する。図２は、画像形成装置１内部の概略構成を示す説明図である。この画像形成装置１は、乾式電子写真方式のカラー画像形成装置であって、例えばネットワーク上の各端末装置から送信される画像データ、あるいは画像読取装置（不図示）によって読み取った画像データ等に基づいて、所定の記録紙に対して多色また単色の画像を形成するものである。
【００５３】
画像形成装置１は、図２に示すように、可視像形成ユニット１０（１０Ｙ・１０Ｍ・１０Ｃ・１０Ｂ）、供給トレイ２０、記録紙搬送手段３０、定着装置４０を備えている。
【００５４】
可視像形成ユニット１０には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の各色に対応して、４つの可視像形成ユニット１０Ｙ・１０Ｍ・１０Ｃ・１０Ｂが並設されている。つまり、可視像形成ユニット１０は４つの可視像形成ユニット１０Ｙ・１０Ｍ・１０Ｃ・１０Ｂからなり、可視像形成ユニット１０Ｙはイエロー（Ｙ）のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット１０Ｍはマゼンダ（Ｍ）のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット１０Ｃはシアン（Ｃ）のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット１０Ｂはブラック（Ｂ）のトナーを用いて画像形成を行う。具体的な配置としては、供給トレイ２０から定着装置４０へ記録紙Ｐを搬送する搬送路に沿って、４組の可視像形成ユニット１０Ｙ・１０Ｍ・１０Ｃ・１０Ｂが配設されており、搬送される記録紙Ｐに各色のトナーを多重転写するようになっている（所謂タンデム式）。
【００５５】
可視像形成ユニット１０Ｙ・１０Ｍ・１０Ｃ・１０Ｂは、それぞれ実質的に同一の構成を有する。すなわち、それぞれに、感光体ドラム１１、帯電器１２、レーザ光照射手段１３、現像器１４、転写ローラ１５、クリーナユニット１６が設けられている。
【００５６】
感光体ドラム１１は、感光性材料を表面に有するドラム形状のローラであり、矢印Ｆ方向に回転駆動される。帯電器１２は、感光体ドラム１１の表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。
【００５７】
レーザ光照射手段１３は、帯電器１２によって帯電させた感光体ドラム１１の表面を画像データに応じて露光し、感光体ドラム１１の表面に静電潜像を形成するものである。可視像形成ユニット１０Ｙ・１０Ｍ・１０Ｃ・１０Ｂのレーザ光照射手段１３には、それぞれ画像データにおける黄色成分、マゼンタ成分、シアン成分、黒色成分に対応する画素信号が入力されるようになっている。そして、各レーザ光照射手段１３は、これらの画像信号に基づいて、帯電された感光体ドラム１１を露光し、静電潜像を生成するようになっている。
【００５８】
現像器１４は、感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像を、トナーによって現像してトナー像を形成するものである。可視像形成ユニット１０Ｙ・１０Ｍ・１０Ｃ・１０Ｂの現像器１４は、それぞれ黄色、マゼンタ、シアン、黒色のトナー（現像剤）を有している。そして、これらのトナーによって、感光体ドラム１１上に生成された静電潜像を現像し、トナー像（顕像）を生成する機能を有している。なお、上記の現像剤としては、例えば、非磁性一成分現像剤（非磁性トナー）、非磁性二成分現像剤（非磁性トナーおよびキャリア）、磁性現像剤（磁性トナー）などを用いることができる。
【００５９】
転写ローラ１５は、トナーとは逆極性のバイアス電圧を印加されており、感光体ドラム１１に形成されたトナー像を、記録紙搬送手段３０によって搬送される記録紙Ｐに転写させるものである。可視像形成ユニット１０Ｙ・１０Ｍ・１０Ｃ・１０Ｂの転写ローラ１５には、それぞれトナーとは逆極性のバイアス電圧が印加されており、このバイアス電圧を記録紙Ｐに与えることによって感光体ドラム１１上のトナー像を記録紙Ｐに転写するようになっている。
【００６０】
可視像形成ユニット１０Ｙ・１０Ｍ・１０Ｃ・１０Ｂのクリーナユニット１６は、現像器１４での現像処理および転写ローラ１５による転写処理の後に、感光体ドラム１１の表面に残留したトナーを除去・回収するものである。以上のような、記録紙Ｐに対するトナー像の転写は、４色についてそれぞれ行われるので、計４回繰り返されることになる。
【００６１】
記録紙搬送手段３０は、駆動ローラ３１、アイドリングローラ３２、搬送ベルト３３からなり、記録紙Ｐに各可視像形成ユニットにてトナー像が形成されるように、記録紙Ｐを搬送するものである。駆動ローラ３１およびアイドリングローラ３２は、無端状の搬送ベルト３３を張架するものであり、駆動ローラ３１が所定の周速度で回転駆動されることで、搬送ベルト３３が回転するようになっている。搬送ベルト３３は、外側表面に静電気を発生させており、記録紙Ｐを静電吸着させながら、上記記録紙Ｐを搬送している。また、搬送ベルト３３の外側表面は所定の電位に帯電しており、記録紙Ｐを静電吸着しながら搬送する。
【００６２】
記録紙搬送手段３０によって搬送されて可視像形成ユニット１０Ｙ・１０Ｍ・１０Ｃ・１０Ｂを通過し、トナー像（未定着トナー像）を転写された記録紙Ｐは、駆動ローラ３１の曲率によって搬送ベルト３３から剥離され、定着装置４０に搬送される。なお、可視像形成ユニット１０Ｙ・１０Ｍ・１０Ｃ・１０Ｂによって記録紙Ｐに転写された後のトナー像は、記録紙Ｐに対して未定着の状態である。
【００６３】
定着装置４０は、記録紙Ｐに転写された未定着のトナー像をこの記録紙Ｐに熱圧着させるものである。具体的には、定着装置４０は、所定の温度に加熱される定着ローラ６０と、この定着ローラ６０にバネ等の弾性部材によって圧接される加圧ローラ７０とを備えている。そして、記録紙搬送手段３０によって所定の搬送速度（プロセス速度；モノクロモード３５５ｍｍ／ｓ、カラーモード１７５ｍｍ／ｓ）および複写速度（１分あたりのコピー枚数；例えばＡ４横送りでモノクロモード７０枚/分、カラーモード４０枚／分）で搬送されてきた記録紙Ｐは、定着ローラ６０と加圧ローラ７０との間に形成されている定着ニップ部（定着ローラ６０と加圧ローラ７０との当接部）に送り込まれる。そして、表面に未定着のトナーが付着した記録紙Ｐを定着ローラ６０と加圧ローラ７０の当接部（定着ニップ部）に通紙することで、トナーを定着ローラ６０の周面の熱によって溶融させ、定着ローラ６０と加圧ローラ７０とによって加圧して記録紙Ｐに画像を固定（定着）させる。これにより、記録紙Ｐ上のトナー像は記録紙Ｐに固定された堅牢な画像として定着する。
【００６４】
なお、画像形成装置１は、記録紙Ｐに対して可視像形成ユニット１０Ｙ・１０Ｍ・１０Ｃ・１０Ｂが画像転写を行ってカラー画像（多色画像）を形成するカラーモード（多色モード）と、記録紙Ｐに対して可視像形成ユニット１０Ｂのみが画像転写を行ってモノクロ画像（単色画像）を形成するモノクロモード（単色モード）とを実行できるようになっている。具体的には、画像形成装置１に備えられている主制御部（制御用集積回路基板またはコンピュータ，不図示）が、利用者からの入力指示に応じて、カラーモードまたはモノクロモードのうちのいずれかのモードを選択し、選択したモードに応じた画像形成を実行するように可視像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂを制御するようになっている。
【００６５】
さらに、上記主制御部は、カラーモード時においては、搬送速度１７０ｍｍ／Ｓ（プロセス速度ともいう）で記録紙Ｐを搬送し、モノクロモード時においては、搬送速度３５０ｍｍ／Ｓで記録紙Ｐを搬送するように画像形成装置１の記録紙搬送手段（記録紙搬送部３０，定着ローラ６０，加圧ローラ７０等）を制御する。これにより、カラーモード時においては、毎分４０枚のペースで連続給紙が可能になり、モノクロモード時においては、毎分７０枚のペースで連続給紙が可能になる。
【００６６】
次に、定着装置４０について、図１を用いてより詳細に説明する。図１は、定着装置４０の概略構成を示す模式図である。この図に示すように、定着装置４０は、上述した定着ローラ（定着部材）６０および加圧ローラ（定着部材）７０の他、外部加熱装置８０、制御装置９０、回転駆動装置９１を備えている。
【００６７】
回転駆動装置９１は、定着ローラ６０を回転駆動するものであり、例えばモータ等から構成される。なお、回転駆動装置９１の動作は、制御装置９０によって制御される。
【００６８】
定着ローラ６０は、図１に示されるＧ方向に回転するローラであり、金属製の中空円筒形状の芯金６１、この芯金６１の外周面を覆う弾性層６２、弾性層６２を覆って形成される離型層６３から構成される。
【００６９】
芯金６１は、外径４６ｍｍのアルミニウムからなるものであり、筒状の形状をしている。ただし、芯金６１の素材は、アルミニウムに限定されるものではなく、例えば、鉄やステンレス等からなるものであってもよい。弾性層６２は、厚さ３ｍｍであって、耐熱性を有するシリコンゴム（ＪＩＳ−Ａ硬度２０度）からなる。離型層６３は、厚み約３０μｍのＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）チューブからなる。なお、離型層６３の材料としては、耐熱性、耐久性に優れ、トナーとの離型性が優れているものであればよく、ＰＦＡの他、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素系材料を使用してもよい。こうして構成された定着ローラ６０の外径は５０ｍｍであって、定着ローラ６０の表面硬度は６８度（アスカーＣ硬度）である。なお、定着ローラ６０表面の回転軸方向の幅は３２０ｍｍである。
【００７０】
定着ローラ６０の周面には当該周面の温度を検出するサーミスタ（温度検出素子）６５が接触しており、芯金６１の内部には、電力が供給されることによって熱輻射を行うハロゲンランプ６４が設置されている。ハロゲンランプ６４は定着ローラ６０の熱源であり、ハロゲンランプ６４に電力供給が行われるとハロゲンランプ６４によって定着ローラ６０内部が所定の温度に加熱され、定着ニップ部Ｎを通過する未定着トナー画像が形成された記録紙を加熱するようになっている。
【００７１】
なお、本実施形態では、ハロゲンランプを１本内蔵しているが、これに限らず、例えば、紙サイズに応じて最適な温度分布を形成できるように、軸方向に発熱分布を分割した複数のハロゲンランプを用いてもよい。また、本実施形態では、定着ローラ６０の長手方向（通紙方向に垂直な方向）中央部にサーミスタ６５が接触するように配置しているが、これに限らず、定着ローラ６０の長手方向端部（非通紙領域）に設置してもよい。また、ハロゲンランプを２本設置するなどして定着ローラ６０の長手方向中央部と長手方向端部で発熱量が異なる場合等には、中央部と端部の両方に設置してもよい。定着ローラ６０の長手方向中央部の温度検出結果に基づいて後述する温度制御部９０ａが外部加熱装置８０の温度制御を行う構成とする場合、温度制御部９０ａの制御あるいは温度制御部９０ａの構成を簡略化できる。一方、定着ローラ６０の長手方向端部の温度検出結果に基づいて後述する温度制御部９０ａが外部加熱装置８０の温度制御を行う構成とする場合、例えば小サイズ紙の通紙時などに、定着ローラ６０の端部（非通紙部分）の温度が高くなるのを防止することができる。また、定着ローラ６０の長手方向中央部および端部の温度検出結果に基づいて後述する温度制御部９０ａが外部加熱装置８０の温度制御を行う構成とする場合、定着ローラ６０の長手方向（軸方向）の温度制御をより精度良く行うことができる。
【００７２】
加圧ローラ７０は、図１に示すＨ方向に回転するローラであり、金属製の中空円筒形状の芯金７１、この芯金７１の外周面を覆う弾性層７２、弾性層７２を覆って形成される離型層７３、から構成される。
【００７３】
芯金７１は、外径４６ｍｍであって、アルミニウムからなるものである。ただし、芯金７１の素材は、アルミニウムに限定されるものではなく、鉄やステンレスからなるものであってもよい。弾性層７２は、厚さ２ｍｍであって、耐熱性を有するシリコンゴムからなる。離型層７３は、厚み約３０μｍのＰＦＡチューブからなる。なお、離型層７３の材料としては、耐熱性、耐久性に優れ、トナーとの離型性が優れるものであればよく、ＰＦＡの他、ＰＴＦＥ等のフッ素系材料を使用してもよい。こうして構成された加圧ローラ７０の外径は５０ｍｍであって、加圧ローラ７０の表面硬度は７５度（アスカーＣ硬度）である。
【００７４】
そして、加圧ローラ７０は、バネ等の弾性部材（不図示）によって、定着ローラ６０に所定の荷重で圧接される。これにより、定着ローラ６０周面と加圧ローラ７０周面との間に定着ニップ部Ｎ（例えば記録紙搬送方向の幅８．５ｍｍ）が形成される。また、加圧ローラ７０は、定着ローラ６０の回転に従動して定着ローラ６０とは逆方向（定着ニップ部における両ローラ表面の移動方向は同じ）に回転する。なお、本実施形態では、加圧ローラ７０は定着ローラ６０に従動回転する構成としているが、これに限らず、定着ローラ６０とは異なる回転駆動手段によって回転駆動される構成であってもよい。
【００７５】
また、加圧ローラ７０の周面には当該周面の温度を検出するサーミスタ７５が接触しており、芯金７１の内部には、電力供給によって熱輻射を行うハロゲンランプ（ヒータランプ）７４が設置されている。ハロゲンランプ７４は加圧ローラ７０の熱源であり、ハロゲンランプ７４に電力供給が行われると加圧ローラ７０内部が所定の温度に加熱されるようになっている。
【００７６】
なお、本実施形態では、定着ローラ６０のゴム硬度（６８度）より加圧ローラ７０のゴム硬度（７５度）を高くしているが、これは、加圧ローラ７０と定着ローラ６０との間に形成される定着ニップ部Ｎを逆ニップ形状（加圧ローラ７０の形状は殆ど変わらず定着ローラ６０が若干凹む形態）にするためである。定着ニップ部Ｎを逆ニップ形状にすることで、定着ニップ部Ｎを通過した記録紙Ｐは、加圧ローラ７０周面に沿った方向に排出されるため、記録紙Ｐが定着ニップ部Ｎから排出される際に自己剥離（剥離爪などの強制剥離補助手段を必要とせず紙のこしで剥離）し易くなる。なお、定着ローラ６０の表面硬度より加圧ローラ７０の表面硬度が低いと、定着ローラ６０と加圧ローラ７０との間の定着ニップ部Ｎは、定着ローラ６０の形状が殆ど変わらず加圧ローラ７０が若干凹む形態になり、定着ニップ部Ｎを通過した記録紙Ｐは定着ローラ６０周面に沿った方向に排出されるため、自己剥離が生じにくい。
【００７７】
外部加熱装置８０は、第１支持ローラ（第１加熱ローラ）８１、第２支持ローラ（第２加熱ローラ）８２、無端ベルト（外部加熱ベルト）８３から構成されている。無端ベルト８３は、裏面（内周面）側が各支持ローラ８１・８２の周面に当接するように各支持ローラ８１・８２に張架されている。無端ベルト８３は、定着ローラ６０に対して定着ニップ部の上流側に設けられており、所定の押圧力で定着ローラ６０に圧接される。これにより、定着ローラ６０との間に加熱ニップ部（無端ベルト８３と定着ローラ６０との当接部；本実施形態では定着ローラ６０の周方向の長さ２０ｍｍ）が形成されている。なお、本実施形態では、無端ベルト８３を２本の支持ローラで張架しているが、これに限らず、必要に応じて別途テンションローラを設けるなどして３本以上の支持ローラで張架してもよい。
【００７８】
また、無端ベルト８３は、回転する定着ローラ６０の周面に当接することにより、定着ローラ６０に従動回転するようになっている。これにより、各支持ローラ８１・８２は、定着ローラ６０の回転方向と逆方向（図１のＫ方向）に回転する。つまり、制御装置９０が定着ローラ６０の回転駆動装置９１を制御して定着ローラ６０を回転駆動させると、無端ベルト８３と定着ローラ６０とが接している部分での摩擦力によって無端ベルト８３が定着ローラ６０に従動して移動し、支持ローラ８１・８２および無端ベルト８３が回転するようになっている。
【００７９】
無端ベルト８３は、厚み９０μｍのポリイミドからなる基材の表面に、離型層としてＰＴＦＥが１０μｍ厚でコーティングされたベルト部材である。ただし、無端ベルト８３の材質および厚みは、これに限定されるものではない。例えば、ニッケル、ステンレス、鉄などの金属製のベルト部材を用いてもよい。また、離型層の材料としては、耐熱性、耐久性に優れ、トナーとの離型性に優れていればよく、例えば、ＰＦＡや、ＰＦＡとＰＴＦＥとをブレンドしたものなどを用いてもよい。
【００８０】
各支持ローラ８１・８２は、外径１５ｍｍ、肉厚１ｍｍのアルミニウム製の芯金からなる。なお、例えばベルト内面と支持ローラ８１・８２の摩擦力を低減させ蛇行による寄り力を低減させたい場合などには、必要に応じて、芯金の上に離型層を設けても良い。離型層の材質は、耐熱性、耐久性に優れ、トナーとの離型性に優れていればよく、例えば、ＰＦＡやＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素系材料を使用することができる。
【００８１】
また、各支持ローラ８１・８２は、バネ等の弾性部材（不図示）によって、無端ベルト８３を介して定着ローラ６０の周面に所定の荷重で押圧される。これにより、無端ベルト８３表面は定着ローラ６０周面に接触し、無端ベルト８３表面と定着ローラ６０周面との間にニップ部が形成される。なお、無端ベルト８３表面と定着ローラ６０周面とのニップ幅（加熱ニップ幅）は２０ｍｍ（定着ローラ６０周方向に沿った幅）である。
【００８２】
無端ベルト８３における第１支持ローラ８１との接触部の外面には、この無端ベルト８３の表面温度を検出するサーミスタ（温度検出素子）８５が接触している。また、第１支持ローラ８１内部には、電力供給によって発熱するハロゲンランプ（第１熱源装置）８６が設けられている。ハロゲンランプ８６は無端ベルト８３の熱源であり、ハロゲンランプ８６に電力供給が行われると、ハロゲンランプ８６から熱が輻射され、支持ローラ８１を介して無端ベルト８３が加熱される。そして、無端ベルト８３は、定着ローラ６０の外部から定着ローラ６０周面に接触しているため、この接触箇所を介して定着ローラ６０周面を加熱することができる。本実施形態では、上記のような２本の薄肉小径の支持ローラ８１・８２と薄膜の無端ベルト８３とを用いているため、無端ベルト８３の温度を早く昇温させることができる。
【００８３】
なお、本実施形態では、支持ローラ８１・８２の形状および熱源を同一にしているので、無端ベルト８３の表面温度を制御するための温度検知素子（サーミスタ）を１つにしているが、これに限るものではない。例えば、支持ローラ８１・８２の形状を異ならせたり、支持ローラ８１・８２の両方に熱源を備えたりしてもよく、その場合には、支持ローラ８１・８２の温度をそれぞれ検出して制御できるように、サーミスタを複数設置してもよい。
【００８４】
制御装置９０は、ハロゲンランプ６４・７４・８６への供給電力や、定着ローラ６０の回転駆動などを制御する制御用集積回路基板であり、温度制御部９０ａおよび回転制御部９０ｂを備えている。
【００８５】
温度制御部９０ａは、サーミスタ６５・７５・８５、加熱電力供給部９９に接続されている。加熱電力供給部９９は、ハロゲンランプ６４・７４・８６に接続され、これらのハロゲンランプに加熱のための電力を供給するものである。そして、温度制御部９０ａが、サーミスタ６５・７５・８５の温度検出結果、画像形成モード、記録紙の連続通紙枚数等に基づいて、加熱電力供給部９９から各ハロゲンランプへの供給電力を切り替えることで、各ハロゲンランプの発熱量を制御し、無端ベルト８３、定着ローラ６０、加圧ローラ７０の温度を所定の温度に制御するようになっている。
【００８６】
回転制御部９０ｂは、定着ローラ６０を回転駆動するための回転駆動装置９１に接続されている。回転制御部９０ｂは、回転駆動装置９１の動作を制御することにより、定着ローラ６０の回転速度を制御する。
【００８７】
表１は、上記のように構成された画像形成装置１において、モノクロモード（プロセス速度３５０ｍｍ／ｓ）およびカラーモード（プロセス速度１７０ｍｍ／ｓ）のそれぞれについて、定着温度（定着ローラ６０の表面温度）を変化させて定着処理を行った結果を示している。なお、本実施形態における定着性の評価方法としては、定着処理を行ったサンプル（記録紙）の印字面を内側にして軽く折り曲げた後、所定重量のおもり（重量１ｋｇｆ）を折り目上の全域に転がした後、記録紙の折り目を広げ、清潔な布で折り目の脱落トナーを払い落としたときに、トナーの脱落が生じなかったのものを◎（定着強度が大変良好）、トナーの脱落部分の幅が０．６ｍｍ未満のものを○（定着性がやや弱いが合格レベル）、トナーの脱落部分の幅が０．６ｍｍ以上のものを×（定着強度不合格（定着不良））とした。また、高温オフセットが生じたものについては××として示す。
【００８８】
【表１】
0004481259.tif 000002
【００８９】
この表に示すように、モノクロモードの場合、定着温度１８０℃未満では定着不良が発生して十分な定着強度が得られず、２１０℃を超えると高温オフセットが発生した。また、カラーモードの場合、１６０℃未満では定着不良が発生し、１９０℃を超えると高温オフセットが発生した。つまり、モノクロモードにおける非オフセット域（オフセット等の定着不良を生じずに定着可能な温度領域）は１８０℃以上２１０℃以下であり、カラーモードにおける非オフセット域は１６０℃以上１９０℃以下であった。したがって、モノクロモードおよびカラーモードの共通非オフセット域は１８０℃以上１９０℃以下であった。
【００９０】
そこで、本実施形態では、待機状態における無端ベルト８３、定着ローラ６０、加圧ローラ７０の制御温度（目標温度）をそれぞれ２０５℃、１８５℃、１５０℃とした。また、モノクロモードでの通紙時の無端ベルト８３、定着ローラ６０、加圧ローラ７０の制御温度をそれぞれ２２０℃、１８５℃、１５０℃とした。また、カラーモードでの通紙時の無端ベルト８３、定着ローラ６０、加圧ローラ７０の制御温度をそれぞれ２０５℃、１８０℃、１５０℃とした。なお、通紙時の無端ベルト８３の制御温度は、例えば、連続通紙を行ったときに定着ローラ６０の表面温度が非オフセット域よりも低くならないように、あるいは連続通紙を行ったときに定着ローラ６０の表面温度を制御温度に保つことができるように適宜設定すればよい。
【００９１】
次に、制御装置９０（温度制御部９０ａ）の行う処理についてより詳細に説明する。図３は、制御装置９０の行う処理の流れを示すフロー図である。
【００９２】
まず、温度制御部９０ａは、上記主制御部から入力される画像形成モード（カラーモードあるいはモノクロモード）および連続通紙枚数（コピー枚数）を示す情報に基づいて、カラーモードであるかモノクロモードであるかを判断する（Ｓ１）。上記コピー枚数および画像形成モードは、例えば、画像形成装置１に備えられる操作パネル（不図示）、あるいは画像形成装置１に対して通信可能に接続されるホストコンピュータにてプリンタドライバの入力画面を介して利用者から入力される。なお、画像形成モードの設定は、後述するように原稿の種別を自動的に判断することにより設定するようにしてもよい。
【００９３】
Ｓ１においてカラーモードであると判断した場合、温度制御部９０ａは、以下に示す相関制御（第１制御）で定着処理を行う（Ｓ２）。そして、予定枚数の通紙が完了したかどうかを判断し（Ｓ３）、完了した場合には待機状態に移行して処理を終了する。
【００９４】
ここで、相関制御とは、無端ベルト８３の検出温度と制御温度、および定着ローラ６０の検出温度と制御温度をそれぞれ独立して比較し、その比較結果に基づいて外部加熱装置８０に備えられたハロゲンランプ８６の温度を制御する制御方法である。より具体的には、外部加熱装置８０に備えられたハロゲンランプ８６を、定着ローラ６０および無端ベルト８３の検出温度がいずれも制御温度に到達していない時にだけＯＮにし、それ以外の場合にはＯＦＦにする。なお、定着ローラ６０に備えられるハロゲンランプ６４の制御については、定着ローラ６０の温度検出結果が制御温度より下回っている時にはＯＮにし、制御温度より上回っている時にはＯＦＦにする。
【００９５】
一方、Ｓ１においてモノクロモードであると判断した場合、温度制御部９０ａは、連続通紙枚数が所定枚数以下であるかどうかを判断する（Ｓ４）。なお、この所定枚数は、通紙する記録紙の種類（サイズ、材質等）、使用するトナーの特性等に応じて、定着ローラ６０の表面温度を非オフセット域内で推移させることができるように適宜設定される。例えば、記録紙の種類（サイズ、材質等）、使用するトナーの特性等と上記所定枚数とを対応付けたテーブルあるいは換算式を予め制御装置９０に備えられる記憶手段に記憶させておき、温度制御部９０ａが記録紙の種類やトナーの種類（特性）に関する情報を取得し、取得した情報に基づいて上記テーブルあるいは換算式を参照して所定枚数を設定するようにしてもよい。
【００９６】
Ｓ４において所定枚数未満であると判断した場合、温度制御部９０ａは、相関制御（第１制御）で定着処理を行い（Ｓ５）、予定枚数の通紙が完了したかどうかを判断し（Ｓ６）、完了した場合には待機状態に移行して処理を終了する。
【００９７】
一方、Ｓ４において所定枚数以上であると判断した場合、温度制御部９０ａは、以下に示す通常制御（第２制御）による定着処理を開始する（Ｓ７）。その後、予定枚数の通紙が完了したかどうかを判断し（Ｓ８）、完了した場合には待機状態に移行して処理を終了する。一方、予定枚数の通紙が完了していない場合、温度制御部９０ａは、通紙開始から所定時間が経過したかどうかを判断し（Ｓ９）、経過していない場合には通常制御による定着処理を継続してＳ８移行の処理を行い、経過した場合には相関制御に切り替えてＳ５以降の処理を行う。
【００９８】
ここで、通常制御とは、定着ローラ６０の内部に備えられたハロゲンランプ６４の制御を定着ローラ６０の検出温度（サーミスタ６５によって検出した定着ローラ６０の表面温度）と定着ローラ６０の制御温度（目標温度）に基づいて行い、外部加熱装置８０に備えられたハロゲンランプ８６の制御を無端ベルト８３の検出温度（サーミスタ８５によって検出した無端ベルト８３の表面温度）と無端ベルト８３の制御温度に基づいて行う制御である。より具体的には、例えば外部加熱装置８０の温度制御に着目すると、サーミスタ８５によって検出した無端ベルト８３の温度が制御温度より下回っている時（温度未達）にはハロゲンランプ８６をＯＮにし、制御温度より上回っている時（温度到達）にはハロゲンランプ８６をＯＦＦにする。定着ローラ６０についても同様に、サーミスタ６５によって検出した定着ローラ６０の温度が制御温度より下回っている時（温度未達）にはハロゲンランプ６４をＯＮにし、制御温度より上回っている時（温度到達）にはハロゲンランプ６４をＯＦＦにする。
【００９９】
つまり、通常制御と相関制御とでは、定着ローラ６０の温度検出結果が制御温度に到達しており、無端ベルト８３の温度検出結果が制御温度に未達の場合に、外部加熱装置８０に備えられるハロゲンランプ８６をＯＮ（通常制御時）するかＯＦＦ（相関制御時）するかが違っている。
【０１００】
上記所定時間は、例えば、通紙開始後、定着ローラ６０の検出温度が通常制御される外部加熱装置８０によって加熱されて制御温度よりも高温になり、その後、連続通紙される記録紙に熱を奪われることによって制御温度まで低下する時間に設定される。なお、ここではＳ９の判断を通紙開始後の経過時間に基づいて行うものとしているが、例えば通紙枚数に応じて判断してもよく、あるいは定着ローラ６０の温度検出結果に基づいて判断してもよい。
【０１０１】
（実施例１）
次に、上記の画像形成装置１を用いて、待機状態から未定着画像（未定着トナー像）を載せた記録紙Ｐを連続通紙して画像形成（印字）する場合および少量枚数を間欠モードで画像形成する場合のそれぞれについて、定着ローラ６０の表面温度の推移と定着性との関係を調べた実験の結果について説明する。ここでいう間欠モードとは、記録紙を１枚通紙させた後、約４秒間通紙を中断し、再度記録紙を１枚通紙し、約４秒通紙を中断するという動作を繰り返し行うモードである。なお、この実験はモノクロモードおよびカラーモードのそれぞれについて行った。表２〜表５は、この実験の実験条件を示している。
【０１０２】
表２に示すように、モノクロモードのプロセス速度は３５５ｍｍ／ｓ、複写速度（Ａ４用紙を横送り（長辺に垂直な方向に搬送）したときの１分あたりのコピー枚数）は７０枚／ｍｉｎとした。また、カラーモードのプロセス速度は１７０ｍｍ／ｓ、複写速度は４０枚／ｍｉｎとした。
【０１０３】
【表２】
0004481259.tif 000003
【０１０４】
表３は、待機時および各画像形成モードでの通紙中における無端ベルト８３、定着ローラ６０、加圧ローラ７０の制御温度（目標温度）を示している。この表に示すように、待機時の無端ベルト８３、定着ローラ６０、加圧ローラ７０の制御温度をそれぞれ２０５℃、１８５℃、１５０℃とした。また、モノクロモードでの通紙時の無端ベルト８３、定着ローラ６０、加圧ローラ７０の制御温度をそれぞれ２２０℃、１８５℃、１５０℃とした。また、カラーモードでの通紙時の無端ベルト８３、定着ローラ６０、加圧ローラ７０の制御温度をそれぞれ２０５℃、１８０℃、１５０℃とした。
【０１０５】
【表３】
0004481259.tif 000004
【０１０６】
表４は、この実験で行った第２制御（通常制御）を示している。この通常制御では、定着ローラ６０の内部に備えられたハロゲンランプ６４の制御を定着ローラ６０の温度検出結果と定着ローラ６０の制御温度に基づいて行い、外部加熱装置８０に備えられたハロゲンランプ８６の制御を無端ベルト８３の温度検出結果と無端ベルト８３の制御温度に基づいて行う。つまり、外部加熱装置８０の温度制御に着目すると、サーミスタ８５によって検出した無端ベルト８３の温度が制御温度より下回っている時（温度未達）にはハロゲンランプ８６をＯＮにし、制御温度より上回っている時（温度到達）にはハロゲンランプ８６をＯＦＦにする。定着ローラ６０についても同様に、サーミスタ６５によって検出した定着ローラ６０の温度が制御温度より下回っている時（温度未達）にはハロゲンランプ６４をＯＮにし、制御温度より上回っている時（温度到達）にはハロゲンランプ６４をＯＦＦにする。
【０１０７】
【表４】
0004481259.tif 000005
【０１０８】
表５は、この実験で行った第１制御（相関制御）を示している。この相関制御では、外部加熱装置８０に備えられたハロゲンランプ８６を、定着ローラ６０および無端ベルト８３の温度検出結果がいずれも制御温度に到達していない時にだけＯＮにし、それ以外の場合にはＯＦＦにする。なお、定着ローラ６０に備えられるハロゲンランプ６４の制御については、表４に示した通常制御の場合と同様、定着ローラ６０の温度検出結果が制御温度より下回っている時にはＯＮにし、制御温度より上回っている時にはＯＦＦにする。つまり、通常制御と相関制御とでは、定着ローラ６０の温度検出結果が制御温度に到達しており、無端ベルト８３の温度検出結果が制御温度に未達の場合に、外部加熱装置８０に備えられるハロゲンランプ８６をＯＮ（通常制御時）するかＯＦＦ（相関制御時）するかが違っている。
【０１０９】
【表５】
0004481259.tif 000006
【０１１０】
図４は、モノクロモードにおいて、間欠モードかつ通常制御で定着処理を行ったときの、無端ベルト８３および定着ローラ６０の検出温度の推移を示すグラフである。この図に示すように、待機時と通紙時とで定着ローラ６０の制御温度は１８５℃で一定であるが、無端ベルト８３の制御温度は待機時の２０５℃から通紙時には２２０℃に上昇する。したがって、ハロゲンランプ８６がＯＮされて無端ベルト８３の温度が上昇する。そして、この無端ベルト８３の温度上昇に伴って定着ローラ６０の温度も上昇し、定着ローラ６０の温度は制御温度の１８５℃よりも高い１９５℃前後で推移する。このときの定着性を調査した結果を表６に示す。
【０１１１】
【表６】
0004481259.tif 000007
【０１１２】
この表に示すように、待機時から間欠モードで定着処理した計１３枚の記録紙について、定着性を調査したところ、いずれの記録紙にも良好な定着強度で定着処理を行えた。
【０１１３】
図５は、モノクロモードにおいて、間欠モードかつ相関制御で定着処理を行ったときの、無端ベルト８３および定着ローラ６０の検出温度の推移を示すグラフである。この図に示すように、待機状態から通紙状態に移行する際、無端ベルト８３の温度は制御温度（２２０℃）に達していないが、定着ローラ６０の温度は制御温度（１８５℃）に到達しているので、ハロゲンランプ６４・８６はＯＦＦのままになる。そして、定着ローラ６０の温度が低下して制御温度を下回ったときに、ハロゲンランプ６４・８６がＯＮされる。これにより、定着ローラ６０の温度は制御温度である１８５℃に近い状態で推移する。このときの定着性を調査した結果を表７に示す。
【０１１４】
【表７】
0004481259.tif 000008
【０１１５】
この表に示すように、待機時から間欠モードで定着処理した計１３枚の記録紙について、定着性を調査したところ、いずれの記録紙にも良好な定着強度で定着処理を行えた。
【０１１６】
このように、モノクロモードかつ間欠モードの場合、通常制御および相関制御のいずれの制御を行っても、定着ローラ６０の温度は非オフセット域（１８０℃以上２１０℃以下）で推移するので、定着性が低下することはない。
【０１１７】
ただし、通常制御では、定着ローラ６０の温度が制御温度を上回るので、モノクロモードの通紙終了後、待機時の制御温度（１８５℃）に下げるのに時間がかかる。このため、例えばモノクロモードの定着処理を行った直後にカラーモードの定着処理を開始する場合、定着ローラ６０の温度を瞬時に下げることが困難なので、定着ローラ６０の温度がカラーモードの非オフセット域よりも高い状態でカラー画像の定着処理が行われ、高温オフセットが発生する。このような高温オフセットを防止するためには、定着ローラ６０の表面温度が非オフセット域（１９０℃以下）に下がるまで、一定の時間待たなければならない。また、必要以上の電力をハロゲンランプ８６に供給することになり、消費電力が増加する。
【０１１８】
これに対して、相関制御の場合、モノクロモードの通紙時に制御温度で精度よく制御されるので、通紙終了時点で待機時の制御温度になっている。このため、モノクロモードの定着処理を行った直後にカラーモードの定着処理を開始する場合であっても、高温オフセットを生じることなく即座に定着処理を行うことができる。また、通紙時に余分な加熱が行われないので、消費電力を削減できる。
【０１１９】
したがって、モノクロモードにおいて少量枚数を間欠動作で定着処理を行う場合には、相関制御により定着ローラ６０および外部加熱装置８０の温度制御を行うことが好ましい。
【０１２０】
表８は、相関制御でモノクロモードの定着処理を行う場合であって、少枚数(実施例中では５枚)の連続通紙を間欠的に行う場合（少数枚の連続通紙をした後、約３秒間通紙を中断し、再度少数枚の連続通紙するという処理を繰り返した場合）の、連続通紙を行う枚数と定着性との関係を調べた結果を示している。また、図６は、相関制御でモノクロモードの定着処理を行う場合であって、４枚の連続通紙を間欠的に行った場合の、無端ベルト８３および定着ローラ６０の検出温度の推移を示すグラフである。
【０１２１】
【表８】
0004481259.tif 000009
【０１２２】
この表に示すように、連続通紙枚数４枚以下で間欠的に通紙した場合、図６に示すように定着ローラ６０の温度はモノクロモードの非オフセット域内で推移し、定着ローラ６０の温度はモノクロモードの非オフセット域（定着可能な温度領域）内で推移し、良好な定着性が得られた。
【０１２３】
しかしながら、連続通紙枚数５枚以上で間欠的に通紙する場合には、５枚目以降で定着ローラ６０の温度が非オフセット域以下になってしまい、定着不良が発生した。したがって、モノクロモードにおいて１回あたりの連続通紙枚数が４枚以下の場合には相関制御を行うことが好ましく、５枚以上の場合には通常制御を行うことが好ましい。ただし、この枚数は、通紙する記録紙の種類（サイズ、材質等）、使用するトナーの特性等によって異なるので、記録紙の種類やトナーの特性等に応じて適宜設定することが好ましい。
【０１２４】
図７は、モノクロモードにおいて相関制御で待機状態から連続通紙を行ったときの、無端ベルト８３および定着ローラ６０の検出温度の推移を示すグラフである。この図に示すように、連続通紙の場合、定着ローラ６０が記録紙に奪われる熱量が大きく、定着ローラ６０の温度低下速度が速いので、定着ローラ６０の検出温度が制御温度より低くなってから外部加熱装置８０の加熱を行う相関制御では、通紙初期に定着ローラ６０の温度が制御温度を大きく下回ってしまう（アンダーシュートが発生する）。その結果、表９に示すように、１枚目〜４枚目では良好な定着処理を行えたが、５枚目〜３５枚目の記録紙において定着不良が発生した。なお、３６枚目以降では定着ローラ６０の温度を非オフセット域内で制御でき、定着不良は生じなかった。
【０１２５】
【表９】
0004481259.tif 000010
【０１２６】
図８は、モノクロモードにおいて待機状態から通常制御で連続通紙を行ったときの、無端ベルト８３および定着ローラ６０の検出温度の推移を示すグラフである。より詳細には、図８に示したグラフは、待機状態から通常制御で連続通紙を開始した後、一定時間経過後（定着ローラ６０の検出温度が外部加熱装置８０によって加熱されて制御温度よりも高温になり、その後、連続通紙される記録紙に熱を奪われることによって制御温度まで低下した後）、制御方法を通常制御から相関制御に変更した場合の無端ベルト８３および定着ローラ６０の検出温度の推移を示すグラフである。
【０１２７】
この図に示すように、通常制御で連続通紙した場合には、連続通紙の開始直後から無端ベルト８３の加熱が開始されるため、定着ローラ６０の検出温度は非オフセット域内（ほぼ制御温度の１８５℃）で推移した。その結果、表１０に示すように、定着不良は生じなかった。
【０１２８】
【表１０】
0004481259.tif 000011
【０１２９】
したがって、連続通紙の場合には、連続通紙の開始直後は相関制御よりも通常制御を行うことが好ましい。なお、連続通紙の開始直後は通常制御を行い、通紙開始から所定時間経過後（例えば、定着ローラ６０の検出温度が外部加熱装置８０によって加熱されて制御温度よりも高温になり、その後、連続通紙される記録紙に熱を奪われることによって制御温度まで低下した後）、相関制御に切り替えることがより好ましい。これにより、通紙時間が長い場合であっても、定着ローラ６０が過加熱されることを防止し、制御温度に近い温度になるように精度よく制御できる。
【０１３０】
図９は、カラーモードにおいて相関制御で待機状態から間欠モードの通紙を行ったときの、無端ベルト８３および定着ローラ６０の検出温度の推移を示すグラフである。また、図１０は、カラーモードにおいて通常制御で待機状態から間欠モードの通紙を行ったときの、無端ベルト８３および定着ローラ６０の検出温度の推移を示すグラフである。
【０１３１】
図１０に示すように、通常制御の場合、無端ベルト８３の検出温度および定着ローラ６０の検出温度は、いずれも制御温度近傍（定着ローラ６０の検出温度は制御温度より高いが定着可能範囲内）で推移し、良好な定着処理を行うことができた。
【０１３２】
また、図９に示すように、相関制御の場合にも、カラーモードにおける非オフセット域内で推移させることができ、良好な定着処理を行うことができた。ただし、相関制御の場合、無端ベルト８３の検出温度が約１９０℃まで低下した。このため、仮に、無端ベルト８３の温度が約１９０℃まで低下した時にカラーモードの通紙動作を終了し、次にモノクロモードで連続通紙する場合、無端ベルト８３の温度が低下した状態からスタートするため、無端ベルト８３を昇温させるのに時間がかかり、無端ベルト８３が十分に加熱される前に印字動作を行うと、定着ローラ６０の表面温度が低下して定着不良が発生する可能性がある。特に、外部加熱装置８０（支持ローラ８１・８２，無端ベルト８３等）の熱容量が大きい場合には、無端ベルト８３を昇温させるのに特に時間がかかるので、このような定着不良が生じやすい。
【０１３３】
したがって、上記の例において、カラーモードの場合には、少量枚数を通紙する場合であっても通常制御を行ってもよい。例えば、通紙枚数が１枚あるいは少量の場合、カラーモードのときには通常制御を行い、モノクロモードのときには相関制御を行うといったように、温度制御部９０ａが、モードによって（あるいは通紙速度によって）外部加熱装置８０の温度制御を通常制御で行うか、相関制御で行うか選択するようにすることで、どちらのモードの場合にも最適な温度制御を行える。
【０１３４】
ただし、上記の例で、カラーモードの温度制御をより正確に行うには、相関制御の方が望ましい。また、上記の例では、カラーモードでは外部加熱装置８０（無端ベルト８３）の制御温度をモノクロモードよりも下げているため（モノクロモード時の外部加熱装置８０の制御温度２２０℃に対してカラーモード時の外部加熱装置８０の制御温度２０５℃）、通常制御でも定着ローラ６０の表面温度が極端に上昇することがない。もし、外部加熱装置８０の制御温度を２０５℃より高く設定する必要がある場合(例えば、カラーモードで連続通紙を行った場合に、外部加熱装置８０の制御温度が２０５℃では、アンダーシュートが発生して定着不良が発生するような場合)、カラーモードで少量枚数の通常制御を行うと、モノクロモードの時のように定着ローラ６０の検出温度が制御温度より高くなることがあるので、このような場合には、少量枚数でも相関制御を行うことが望ましい。
【０１３５】
上記の例では、例えば、通紙枚数が１枚あるいは少量の場合、カラーモードかモノクロモードかにかかわらず相関制御を行い、モノクロモードで連続通紙する時にだけ通常制御を行うことがより好ましい。
【０１３６】
なお、例えば、モノクロトナーの非オフセット域をモノクロモードで１７０℃以上２１０℃以下の範囲で確保できるようなトナーであれば、モノクロモードでは通紙枚数によらず相関制御で制御することも可能である。
【０１３７】
以上のように、本実施形態にかかる定着装置４０では、温度制御部９０ａが、モノクロモードあるいはカラーモードで所定枚数未満の連続通紙あるいは１枚のみの通紙（シングルモード）を行う場合、カラーモード時の外部加熱装置８０の制御温度が高くない場合（例えば上記例では、カラーモード時の外部加熱装置８０の制御温度を２０５℃に設定している場合）、あるいは、カラーモードで通常制御を開始してから所定時間経過した後に、相関制御で各部を制御する。すなわち、温度制御部９０ａは、サーミスタ８５による無端ベルト８３の表面温度検出結果と無端ベルト８３の制御温度との比較結果、およびサーミスタ６５による定着ローラ６０の表面温度検出結果と定着ローラ６０の制御温度との比較結果とに基づいて、温度制御部９０ａがハロゲンランプ８６のＯＮ／ＯＦＦを制御する。これにより、外部加熱装置８０（無端ベルト８３）の温度を精度よく制御でき、無端ベルト８３の温度が過度に低下したり昇温したりすることを防止できる。
【０１３８】
つまり、上記した特許文献１に開示されている従来の制御方法では第１検出手段と第２検出手段とが並列に接続されているため、この２つの検出手段の抵抗値の平均値が外部加熱装置の温度制御にフィードバックされることになり、定着部材および外部加熱装置の個々の温度検出結果に基づく温度制御が行われず、両部材の温度を所望の目標温度に精度よく制御できなかった。その結果、定着部材の温度より外部加熱装置の温度が低くなってしまったり、外部加熱装置の温度が異常に昇温してしまったりする場合があった。
【０１３９】
これに対して、本実施形態にかかる定着装置４０では、サーミスタ８５による無端ベルト８３の表面温度検出結果と無端ベルト８３の制御温度との比較結果、およびサーミスタ６５による定着ローラ６０の表面温度検出結果と定着ローラ６０の制御温度との比較結果とに基づいて、温度制御部９０ａがハロゲンランプ８６のＯＮ／ＯＦＦを制御するので、外部加熱装置８０（無端ベルト８３）の温度を精度よく制御でき、無端ベルト８３の温度が過度に低下したり昇温したりすることを防止できる。
【０１４０】
また、上記特許文献１の技術では、１枚のみの通紙を行う場合や少数枚の連続通紙を行う場合、あるいは定着温度の低いカラーモードでの画像形成を長時間連続して行う場合などに、外部加熱装置の温度低下あるいは過昇温などの問題が特に顕著に発生する。
【０１４１】
これに対して、本実施形態では、モノクロモードおよびカラーモードで所定枚数未満の連続通紙あるいは１枚のみの通紙（シングルモード）を行うとき、外部加熱装置の制御温度が高くない場合、あるいは、カラーモードで通常制御を開始してから所定時間経過した後に、相関制御でハロゲンランプ８６を制御する。これにより、外部加熱装置の温度低下あるいは過昇温を適切に防止できる。
【０１４２】
また、本実施形態では、モノクロモードで所定枚数以上の連続通紙を行うとき、あるいはカラーモードで連続通紙を開始するときから所定時間経過するまでの期間には、温度制御部９０ａが通常制御でハロゲンランプ８６のＯＮ／ＯＦＦを制御する。すなわち、サーミスタ８５による無端ベルト８３の表面温度検出結果が無端ベルト８３の制御温度よりも低い場合にはハロゲンランプ８６をＯＮし、サーミスタ８５による無端ベルト８３の表面温度検出結果が無端ベルト８３の制御温度よりも高い場合にはハロゲンランプ８６をＯＦＦする。これにより、定着ローラ６０の表面温度が非オフセット域よりも低下して定着不良が生じることを防止できる。
【０１４３】
なお、本実施形態では、温度制御部９０ａがハロゲンランプ８６のＯＮ／ＯＦＦを制御するものとしたが、これに限るものではない。例えば、温度制御部９０ａが加熱電力供給部９９を制御してハロゲンランプ８６に供給する電力量を制御することで、ハロゲンランプ８６の発熱量を段階的あるいは連続的に変化させるようにしてもよい。つまり、例えば相関制御の場合、温度制御部９０ａが、サーミスタ８５による無端ベルト８３の表面温度検出結果と無端ベルト８３の制御温度との比較結果、およびサーミスタ６５による定着ローラ６０の表面温度検出結果と定着ローラ６０の制御温度との比較結果とに基づいて、温度制御部９０ａがハロゲンランプ８６の発熱量（無端ベルト８３への供給熱量）を制御するようにしてもよい。また、通常制御の場合、温度制御部９０ａが、サーミスタ８５による無端ベルト８３の表面温度検出結果と無端ベルト８３の制御温度との比較結果に基づいてハロゲンランプ８６の発熱量を制御するようにしてもよい。
【０１４４】
また、画像形成装置１において、カラーモードとモノクロモードの切り替えを、原稿から読み取った画像に基づいて上記主制御部が行うようにしてもよい。この場合、画像形成装置１を、原稿から画像データを読み取るスキャナ（不図示）と、この画像データを処理する画像処理部（不図示）とが備えられており、画像処理部にて処理された画像データに基づいて記録紙Ｐに対して画像を形成する構成とすればよい。また、画像処理部では、上記画像データを用いて上記原稿の種類（カラー原稿かモノクロ原稿か）を判別する原稿種別判定処理が行われる。
【０１４５】
カラー原稿とモノクロ原稿の判別方法としては、例えば、特開平４−２８２９６８に記載されている方法を用いることができる。この方法は、各画素毎にカラー画素であるかモノクロ画素であるかを判別し、与えられる画素順で所定数以上の連続するカラー画素の存在が検知されると、この連続カラー画素分をカラーブロックと認識し、１ライン中に所定数以上のカラーブロックが存在していれば、そのラインをカラーラインとして計数する。そして、原稿中のカラーラインが所定数存在していればカラー画像と判断し、そうでない場合はモノクロ画像と判断するものである。カラー原稿とモノクロ原稿の判別は、画像処理部にて行われる、画像処理部は、スキャナなどのカラー画像入力装置にて原稿から読み取られたＲＧＢのアナログ信号に対して、Ａ／Ｄ変換処理、シェーディング補正処理、入力階調補正処理、領域分離処理、色補正処理、黒生成下色除去処理、空間フィルタ処理、及び階調再現処理などの予め定められる処理を施して、ＣＭＹＫのデジタルカラー信号として、カラー画像出力装置（電子写真方式、インクジェット方式などエンジン部）へ出力するものである。したがって、この場合、例えば画像入力装置、画像処理部、画像出力装置により画像形成装置１が構成される。
【０１４６】
また、本実施形態の画像形成装置１は、カラーモード時の搬送速度とモノクロモード時の搬送速度とを異ならせる形態、つまり、カラーモードとモノクロモードとの切り替えに伴って搬送速度も切り替わる形態である。しかし、搬送速度の切り替えは、カラーモードとモノクロモードとの切り替えに伴って実行される必要はない。
【０１４７】
例えば、本実施形態の画像形成装置１において、利用者からの入力指示に応じて、搬送速度３５０ｍｍ／Ｓで画像形成プロセスを実行する高速処理モードと、搬送速度１７０ｍｍ／Ｓで画像形成プロセスを実行する低速処理モードとを切り替え可能に構成してもよい。そして、制御装置９０は、高速処理モード時と低速処理モード時とで制御温度Ｔ１の値を変更すればよい。このような構成であっても、給紙状態における記録紙Ｐの搬送速度に応じて無端ベルト８３の温度を変更することが可能である。
【０１４８】
また、画像形成装置１においては、原稿から画像データを読み取るスキャナ（不図示）と、この画像データを処理する画像処理部（不図示）とが備えられており、画像処理部にて処理された画像データに基づいて記録紙Ｐに対して画像が形成される。また、画像処理部では、上記画像データを用いて上記原稿の種類（例えば、文字および下地から構成される文字原稿、印画紙原稿等）を判別する原稿種別判定処理が行われる。
【０１４９】
そこで、画像形成装置１において、画像処理部にて判定された原稿の種類に応じて用紙搬送速度を異ならせてもよく、この場合、制御装置９０は、上記原稿の種類に応じて制御温度Ｔ１の値を変更すればよい（例えば、文字原稿から読み取られた画像を記録紙Ｐに形成する場合、高速処理を行っても画質劣化の虞が少ないものと考えられるため、用紙搬送速度を高速に設定し、印画紙原稿から読み取られた画像を記録紙Ｐに形成する場合、高速処理を行うと画質劣化の虞があることから、用紙搬送速度を低速に設定するような形態が考えられる）。
【０１５０】
なお、上述した原稿種別判定処理としては、例えば、特開２００２−２３２７０８号公報等に記載の周知の方法によって実現可能であるが、特にこの公報に記載されている方法に限定されるものではない。なお、原稿種別判定処理について簡単に説明すれば以下の手順となる。
【０１５１】
原稿から読み取られた画像データにおける各画素を順に注目画素として扱い、注目画素を中心としたｎ×ｍのブロックにおいて以下に示す（１）〜（６）の処理を実行する。
（１）最小濃度値および最大濃度値を算出する。
（２）算出された最小濃度値及び最大濃度値を用いて最大濃度差を算出する。
（３）隣接する画素間における濃度差の絶対値の総和である総和濃度繁雑度を算出する。
（４）算出された最大濃度差と最大濃度差閾値との比較、及び算出された総和濃度繁雑度と総和濃度繁雑度閾値との比較を行う。ここで、最大濃度差＜最大濃度差閾値、且つ総和濃度繁雑度＜総和濃度繁雑度閾値の条件を満たすときは、注目画素を下地・印画紙画素と判断し、この条件を満たさないときは、注目画素を文字・網点画素と判断する。
（５）下地・印画紙画素と判断された注目画素については、最大濃度差を下地・印画紙判定閾値と比較し、最大濃度差＜下地・印画紙判定閾値の条件を満たす時は、注目画素を下地画素と判断し、この条件を満たさないときは、注目画素を印画紙画素と判断する。
（６）文字・網点画素と判断された注目画素については、総和濃度繁雑度と、最大濃度差に文字・網点判定閾値を乗じて得られた乗算値とを比較し、総和濃度繁雑度＜乗算値の条件を満たす時は、注目画素を文字画素と判断する。この条件を満たさないときは、注目画素を網点画素と判断する。
【０１５２】
そして、印画紙画素数、文字画素数、網点画素数、下地画素数をカウントしていき、カウントされた各画素数に基づいて原稿の種類を判別する。例えば、文字画素数が全画素数の３０％の場合には文字原稿、印画紙画素数の比率が全画素数の１０％の場合には印画紙原稿と判別される。
【０１５３】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１で説明した部材と同じ機能を有する部材については同じ符号を付し、説明を省略する。
【０１５４】
図１１は、本実施形態にかかる定着装置４０ａの概略構成を示す説明図である。本実施形態では、この定着装置４０ａを、実施形態１にかかる定着装置４０に代えて画像形成装置１に備える。なお、図１１に示すように、定着装置４０ａは、外部加熱装置８０を定着ローラ６０から離間させる離接装置１１０と、制御装置９０に備えられ、離接装置１１０の動作を制御する離接制御部９０ｃとを備えている点が実施形態１にかかる定着装置４０と異なっている。
【０１５５】
図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、離接装置１１０の構成例を示す説明図であり、外部加熱装置８０を定着ローラ６０に当接させた状態、および外部加熱装置８０を定着ローラ６０から離間させた状態をそれぞれ示している。
【０１５６】
この図に示すように、離接装置１１０は、側板１０１、アーム１０２、偏心カム１０３、支点１０４、支点１０５、バネ１０６を備えている。側板１０１は、支持ローラ８１・８２の両端側にそれぞれ設けられており、軸受等（不図示）を介して支持ローラ８１・８２を回転可能に支持するものである。また、この側板１０１は、アーム１０２に対して支点１０４で支持ローラ８１・８２の軸方向に垂直な方向に対して回転可能に軸支されている。
【０１５７】
アーム１０２の一端は、定着装置４０のフレーム（不図示）と支点１０５で回転可能に支持されており、支点１０５を中心としてバネ１０６によって定着ローラ６０に接する方向に付勢されている。
【０１５８】
偏心カム１０３は、アーム１０２の他端に当接するように備えられている。この偏心カム１０３は、モータ等の駆動手段（不図示）によって回転駆動される。なお、この駆動手段の動作は制御装置９０に備えられる離接制御部９０ｃによって制御される。これにより、離接制御部９０ｃが上記駆動手段を制御して偏心カム１０３を回転させ、アーム１０２を定着ローラ６０から離れる方向へ移動させたり（図１２（ａ）参照）、当接する方向へ移動させたりできるようになっている（図１２（ｂ）参照）。そして、アーム１０２の動きに連動して無端ベルト８３を定着ローラ６０へ圧接させたり押圧を解除して離間させたりできるようになっている。
【０１５９】
次に、定着装置４０ａにおいて、モノクロモードの画像形成を行った後、カラー画像の画像形成を行う場合の動作について説明する。図１３はモノクロモードの画像形成を行った後、カラー画像の画像形成を行う場合の制御装置９０の行う処理の流れを示すフロー図である。
【０１６０】
モノクロモードの画像形成が終了すると（Ｓ２１）、離接制御部９０ｃは、離接装置１１０を制御して無端ベルト８３を定着ローラ６０から離間させ（Ｓ２２）、その状態で定着ローラ６０を回転（空転）させる。その後、温度制御部９０ａは、サーミスタ６５の検出する定着ローラ６０の表面温度が所定温度ｔ１（本実施形態では１８０℃）まで低下したかどうかを判断する（Ｓ２３）。そして、所定温度ｔ１まで低下していない場合には、無端ベルト８３を離間させた状態で定着ローラ６０の回転を継続させ、定着ローラ６０の表面温度が所定温度ｔ１まで低下することを監視する。
【０１６１】
一方、Ｓ２３において、定着ローラ６０の表面温度がｔ１まで低下したと判断した場合、温度制御部９０ａは、画像形成装置１の主制御部に信号を送ってカラーモードの画像形成動作を開始させる（Ｓ２４）。
【０１６２】
その後、温度制御部９０ａは、サーミスタ６５の検出する定着ローラ６０の表面温度が所定温度ｔ２（本実施形態では１７２℃）まで低下したかどうかを判断する（Ｓ２５）。そして、所定温度ｔ２まで低下していない場合には無端ベルト８３を定着ローラ６０から離接させたままの状態で画像形成動作を継続させ、定着ローラ６０の表面温度が所定温度ｔ２まで低下することを引き続き監視する。
【０１６３】
一方、Ｓ２５において、定着ローラ６０の表面温度がｔ２（本実施形態では１７２℃）まで低下したと判断した場合、温度制御部９０ａは、離接制御部９０ｃにそのことを通知する。この通知を受けた離接制御部９０ｃは、離接装置１１０を制御して無端ベルト８３を定着ローラ６０に当接させ（Ｓ２６）、当接させた状態で画像形成動作を継続させる。
【０１６４】
以上のように、定着装置４０ａでは、モノクロモードの画像形成後、カラーモードの画像形成を行うときに、モノクロモードの画像形成が終了した時点から定着ローラ６０の方面温度が所定温度ｔ２になるまでの間、無端ベルト８３を定着ローラ６０から離間させる。
【０１６５】
画像形成装置１では、モノクロモードとカラーモードとで処理速度（プロセス速度，複写速度）が異なる。このような場合、カラー原稿とモノクロ原稿とが混在した原稿を印字する場合（モノクロモードとカラーモードとを組み合わせた画像形成処理を行う場合）、モノクロモード（プロセス速度３５０ｍｍ／ｓ）およびカラーモード（プロセス速度１７５ｍｍ／ｓ）の両方のモードで不具合を生じることなく定着できる温度域（共通非オフセット域）は非常に狭い（本実施形態の場合、共通非オフセット域は、１８０℃以上１９０℃以下）。
【０１６６】
このため、本実施形態のように、モノクロモード（プロセス速度３５０ｍｍ／ｓ）時の定着ローラ６０の制御温度を１８５℃としている場合、モノクロモードの画像形成の終了直後に、カラーモード（プロセス速度１７ｍｍ／ｓ）で画像形成する場合、無端ベルト８３を定着ローラ６０に当接させたままにしておくと、定着ローラ６０の表面温度が上昇してしまう。
【０１６７】
そこで、本実施形態では、上記のようにモノクロモードの画像形成終了後、定着ローラ６０が所定温度ｔ２に低下したことを検知するまで、無端ベルト８３を定着ローラ６０から離間させる。これにより、定着ローラ６０の表面温度が過上昇することを防止できる。
【０１６８】
なお、上記の所定温度ｔ１は、高温オフセットを生じることなくカラーモードの画像形成を行える温度に設定すればよい。また、上記の所定温度ｔ２は、この温度ｔ２を検知した後に無端ベルト８３を定着ローラ６０に当接させる動作を行うことで、定着ローラ６０の表面温度がカラーモードの非オフセット域以下に低下しないように、適宜設定すればよい。つまり、偏心カム１０３の駆動を開始してから無端ベルト８３が所定の圧接力で定着ローラ６０に当接するまでの時間、無端ベルト８３の当接によって定着ローラ６０の表面温度の上昇が始まるまでの時間などを考慮して、適宜設定すればよい。
【０１６９】
ただし、上記の温度ｔ１とｔ２とは、ｔ１≧ｔ２の条件を満たすように設定することが好ましい。ｔ１＜ｔ２の場合、記録紙が定着ローラ６０に通紙される前に、無端ベルト８３が定着ローラ６０に接触することになる。この場合、無端ベルト８３の接触によって定着ローラ６０の表面温度が瞬時に上昇し、その後に行うカラーモードの画像形成において高温オフセットが発生する場合がある。
【０１７０】
そこで、ｔ１≧ｔ２となるように設定することで、定着ローラ６０の表面温度がｔ１まで低下したときに記録紙の通紙を開始してカラーモードの画像形成を行い、記録紙の通紙によって定着ローラ６０の温度がｔ１よりも低いｔ２まで低下したときに無端ベルト８３を定着ローラ６０に接触させることができる。これにより、無端ベルト８３の接触によって定着ローラ６０の表面温度が過上昇し、高温オフセットが生じることを防止できる。
【０１７１】
また、本実施形態では、モノクロモードの画像形成とカラーモードの画像形成とを連続して行う場合に、モノクロモードの画像形成終了後、無端ベルト８３を定着ローラ６０から離間させるものとしたが、これに限るものではない。例えば、プロセス速度の速い画像形成モードを行った後、プロセス速度の遅い画像形成モードを行う場合、定着温度の高い画像形成モードを行った後、定着温度の低い画像形成モードを行う場合、記録紙の給紙間隔（時間間隔）が短い画像形成モードを行った後、記録紙の給紙間隔が短い画像形成モードを行う場合などにも、定着ローラ６０の表面温度が過上昇してしまう場合があるので、このような場合、プロセス速度の速い画像形成モードあるいは定着温度の高い画像形成モードあるいは記録紙の給紙間隔が短い画像形成モードを行った後に、無端ベルト８３を離間させるようにしてもよい。
【０１７２】
また、定着装置４０ａでは、無端ベルト８３を定着ローラ６０から離間させた後、定着ローラ６０の表面温度が所定温度ｔ１まで低下したときに、無端ベルト８３を定着ローラ６０に当接させる。つまり、無端ベルト８３を定着ローラ６０から離間させた後、定着ローラ６０の表面温度が所定温度ｔ１に低下するまでの間、無端ベルト８３を定着ローラ６０から離間させた状態で定着ローラ６０を空転させる。これにより、定着ローラ６０の表面温度を素早く低下させることができる。
【０１７３】
（実施例２）
上記の定着装置４０ａを用いてカラー原稿とモノクロ原稿が混在する原稿を連続印字した時の定着ローラ６０の温度推移と定着性との関係を検討する実験を行った。なお、カラーモードおよびモノクロモードのプロセス速度，複写速度は上記表１と同様に設定し、定着ローラ６０および無端ベルト８３の制御温度は上記表２と同様に設定し、外部加熱装置８０の温度制御方法は上記表４と同様に設定した。
【０１７４】
図１４は、無端ベルト８３を定着ローラ６０から離間させることなく、１枚目から１８枚目までの記録紙にカラーモードで画像形成を行った後、１９枚目〜３８枚目までの記録紙にモノクロモードで画像形成を行い、３９枚目〜５３枚目までの記録紙にカラーモードで画像形成を行った場合の無端ベルト８３および定着ローラ６０の表面温度の推移を示すグラフである。
【０１７５】
この図に示すように、モノクロモードの画像形成終了後、カラーモードの画像形成に切り替わる際、プロセス速度が遅くなって紙間が開くため、モノクロモードで画像形成を行う最後の記録紙（３８枚目の記録紙）が定着ローラ６０を通過してから、次にカラーモードで画像形成を行う１枚目の記録紙（３９枚目の記録紙）が定着ローラ６０を通過するまで約４秒要する。このため、無端ベルト８３を定着ローラ６０から離間させない場合には、この４秒間の間に定着ローラ６０の表面温度が１９２℃まで上昇する。その結果、モノクロモード終了後、カラーモードで画像形成する１枚目の記録紙（３９枚目の記録紙）において高温オフセットが発生する。
【０１７６】
図１５は、１枚目〜３５枚目の記録紙にモノクロモードで画像形成を行った後、無端ベルト８３を定着ローラ６０から離間させて定着ローラ６０を空転させ、定着ローラ６０の表面温度が所定温度ｔ１（１８０℃）まで低下した時、カラーモードの画像形成動作を開始させ、さらに、定着ローラ６０の表面温度が所定温度ｔ２（１７２℃）まで低下したときに無端ベルト８３を定着ローラ６０に接触させて３６枚目〜５０枚目の記録紙にカラーモードで画像形成を行った場合の、無端ベルト８３および定着ローラ６０の表面温度の推移を示すグラフである。
【０１７７】
この図に示すように、カラーモードの１枚目（３６枚目の記録紙）は、温度ｔ１（１８０℃）で通紙され、さらに通紙枚数が進むと定着ローラ６０の表面温度が低下し、ｔ２（１７２℃）に到達した時に無端ベルト８３が定着ローラ６０に接触して定着ローラ６０の表面温度が上昇する。ただし、過昇温が生じることはなく、定着ローラ６０の表面温度は１８５℃以下で推移している。
【０１７８】
すなわち、図１５に示したように、モノクロモードの画像形成からカラーモードの画像形成に切り替わる際、無端ベルト８３を離間させるとともに定着ローラ６０を空転させ、定着ローラ６０の温度がｔ１まで低下したときに通紙を開始することで、高温オフセットを防止できる。また、定着ローラ６０の表面温度がｔ２まで低下したときに無端ベルト８３を定着ローラ６０に接触させることで、無端ベルト８３の接触によって定着ローラ６０を温度上昇させ、定着ローラ６０の表面温度を非オフセット域に維持することができる。
【０１７９】
なお、上記各実施形態では、制御装置９０は制御用集積回路基板から構成されているものとしたが、これに限らず、制御装置９０に備えられる各制御部の機能はＣＰＵ等のプロセッサを用いてソフトウェアによって実現するものであってもよい。この場合、例えば、制御装置９０は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などから構成される。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである制御装置９０の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記制御装置９０に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによって達成される。
【０１８０】
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【０１８１】
また、制御装置を通信ネットワークと接続可能に構成し、通信ネットワークを介して上記プログラムコードを供給してもよい。この通信ネットワークは、特に限定されるものではなく、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体は、特に限定されるものではなく、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号（データ信号列）の形態でも実現され得る。
【０１８２】
また、本実施形態では、ローラ形状の定着部材（定着ローラ６０）および加圧部材（加圧ローラ７０）を用いているが、これに限るものではなく、例えばベルト状の部材などを用いてもよい。
【０１８３】
また、本実施形態では、定着ローラ６０の内部および加圧ローラ７０の内部にハロゲンランプをそれぞれ備えているが、これに限るものではない。例えば、加圧ローラ７０にはハロゲンランプを設けない構成としてもよい。
【０１８４】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、上述した実施形態において開示された各技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１８５】
本発明は、外部加熱方式の定着装置、およびそれを備えた画像形成装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１８６】
【図１】本発明の一実施形態にかかる定着装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる定着装置を備えた画像形成装置の概略構成を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる定着装置の行う処理の流れを示すフロー図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる定着装置において、モノクロモードの定着処理を間欠モードかつ通常制御で行ったときの、無端ベルトおよび定着ローラの検出温度の推移を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施形態にかかる定着装置において、モノクロモードの定着処理を間欠モードかつ相関制御で行ったときの、無端ベルトおよび定着ローラの検出温度の推移を示すグラフである。
【図６】本発明の一実施形態にかかる定着装置において、モノクロモードの定着処理を相関制御で行う場合であって、４枚の連続通紙を間欠的に行った場合の、無端ベルトおよび定着ローラの検出温度の推移を示すグラフである。
【図７】本発明の一実施形態にかかる定着装置において、モノクロモードの定着処理を相関制御で行う場合であって、待機状態から連続通紙を行ったときの、無端ベルトおよび定着ローラの検出温度の推移を示すグラフである。
【図８】本発明の一実施形態にかかる定着装置において、モノクロモードの定着処理を通常制御で行う場合であって、待機状態から連続通紙を行ったときの、無端ベルトおよび定着ローラの検出温度の推移を示すグラフである。
【図９】本発明の一実施形態にかかる定着装置において、カラーモードの定着処理を相関制御で行う場合であって、待機状態から間欠モードの通紙を行ったときの、無端ベルトおよび定着ローラの検出温度の推移を示すグラフである。
【図１０】本発明の一実施形態にかかる定着装置において、カラーモードの定着処理を通常制御で行う場合であって、待機状態から間欠モードの通紙を行ったときの、無端ベルトおよび定着ローラの検出温度の推移を示すグラフである。
【図１１】本発明の他の実施形態にかかる定着装置の概略構成を示す説明図である。
【図１２】本発明の他の実施形態にかかる定着装置に備えられる離接装置の構成を示す説明図であり、（ａ）は外部加熱装置を定着ローラに当接させた状態、（ｂ）は外部加熱装置を定着ローラから離間させた状態をそれぞれ示している。
【図１３】本発明の他の実施形態にかかる定着装置において、モノクロモードの画像形成を行った後、カラー画像の画像形成を行う場合の処理の流れを示すフロー図である。
【図１４】本発明の他の実施形態にかかる定着装置において、モノクロモードの定着処理を複数枚連続して行った後、無端ベルトを定着ローラから離間させることなく、カラーモードの定着処理を続けて行った場合の無端ベルトおよび定着ローラの表面温度の推移を示すグラフである。
【図１５】本発明の他の実施形態にかかる定着装置において、モノクロモードの定着処理を複数枚連続して行った後、無端ベルトを定着ローラから離間させて定着ローラを空転させ、定着ローラの表面温度が所定温度ｔ１まで低下した時、カラーモードの画像形成動作を開始させ、さらに、定着ローラの表面温度が所定温度ｔ２まで低下したときに無端ベルトを定着ローラに接触させて以降のカラーモードの画像形成を行った場合の、無端ベルトおよび定着ローラの表面温度の推移を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１８７】
１    画像形成装置
４０，４０ａ  定着装置
６０    定着ローラ（定着部材）
６４    ハロゲンランプ
６５    サーミスタ（第２温度検出手段）
７０    加圧ローラ（加圧部材）
８０    外部加熱装置
８１    第１支持ローラ（支持ローラ）
８２    第２支持ローラ（支持ローラ）
８３    無端ベルト（外部加熱部材、ベルト）
８５    サーミスタ（第１温度検出手段）
８６    ハロゲンランプ（第１加熱手段）
９０    制御装置（制御手段）
９０ａ  温度制御部（制御手段）
９０ｂ  回転制御部（制御手段）
９０ｃ  離接制御部（制御手段）
９１    回転駆動装置（駆動手段）
９９    加熱電力供給部（電力供給手段）
１１０  離接装置（離接手段）
【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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【図１４】
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【図１５】
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