(57)【要約】【課題】  定着ニップ部が減圧状態で定着処理する際のヒータ保持部材の溶融といった問題の発生しない定着装置を提供する。【解決手段】  二種類以上の加圧力で通紙可能な画像形成装置の定着装置において、加圧力が低いモードに移行しヒータに通電開始する前に定着装置を冷却する動作を行わせる。【選択図】  図６
2007128037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒータと、内周面に前記ヒータが接触するスリーブと、前記スリーブを介して前記ヒータと定着ニップ部を形成するバックアップ部材と、前記スリーブの温度を検知する第１の温度検知素子と、前記ヒータの温度を検知する第２の温度検知素子と、前記第１の温度検知素子の検知温度が設定温度を維持するように前記ヒータへの通電を制御する通電制御部と、前記定着ニップ部に掛かる圧力を第１の圧力と前記第１の圧力よりも低い第２の圧力に設定できる圧力調整機構と、を有し、前記第１の圧力で定着処理を実行する第１の定着モードと、前記第２の圧力で定着処理を実行する第２の定着モードと、を有し、前記定着ニップ部で記録材上の画像を定着する定着装置において、
前記第２の定着モードで定着処理を開始する前の前記第２の温度検知素子の検知温度が基準温度より高い場合、前記基準温度より低い場合よりもプリント信号を受けてから前記第２の定着モードで定着処理を開始するまでの時間が長いことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記第２の定着モードで定着処理を開始する前の前記第２の温度検知素子の検知温度が前記基準温度より高い場合、前記プリント信号を受けてから前記第２の定着モードで定着処理を開始するまでの期間中に、前記ヒータへ通電せずに前記スリーブを回転させる冷却動作を行うことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記第２の定着モードで定着処理を開始する前の前記第２の温度検知素子の検知温度が前記基準温度より高い場合、前記プリント信号を受けてから前記第２の定着モードで定着処理を開始するまでの期間中に、冷却ファンを稼動させて前記ヒータを冷却する冷却動作を行うことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
前記冷却動作は前記定着ニップ部に掛かる圧力を前記第２の圧力に設定する前に実行されることを特徴とする請求項２または３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記第２の定着モードの定着処理速度は前記第１の定着モードより遅いことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項６】
前記第２の定着モードを実行するために前記ヒータへ通電開始し、前記第１の温度検知素子の検知温度が前記設定温度より低い温度に達した時、前記ヒータへの単位時間当りの投入電力が減少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７】
前記ヒータへの投入電力が減少した後、記録材が前記定着ニップ部に進入する直前に前記投入電力が増加することを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
【請求項８】
前記投入電力が増加するタイミングは、記録材の先端が前記定着ニップ部の前記スリーブ略１周分の距離手前に到達した時であることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタに搭載される定着装置に関し、特に、ヒータと、内周面にヒータが接触するスリーブと、スリーブを介してヒータと定着ニップ部を形成するバックアップ部材と、を有する定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタに搭載される定着装置として、セラミック製のヒータと、内周面にこのヒータが接触するポリイミドやステンレス等の材質の定着フィルムと、定着フィルムを介してヒータと定着ニップ部を形成する加圧ローラと、を有するフィルム方式の定着装置が実用化されている。
【０００３】
このフィルム方式の定着装置の一形態として、定着フィルムにシリコーンゴム等の弾性層を設けたものがある。定着フィルムに弾性層を設けているので、記録材上のトナー像を包み込むように定着できる。したがってこの定着装置は、主にフルカラープリンタに搭載する定着装置として利用されている。
【０００４】
なお、弾性層を有する定着フィルムは、弾性層のない定着フィルムよりも定着フィルムの伝熱性が悪く、定着フィルム内面から表面へヒータの熱が伝わりにくいという性質がある。このため、弾性層のない定着フィルムを用いた定着装置の場合のように、ヒータの温度を検知し、この検知温度が定着時の設定温度を維持するようにヒータへの通電を制御するという温度管理方法では、定着ニップ部の温度をトナーの定着に適した温度に管理しづらいという課題がある。
【０００５】
そこで、弾性層を有する定着フィルムを用いた定着装置では、第１の温度検知素子で定着フィルムの温度を検知し、この検知温度が定着時の設定温度を維持するようにヒータへの通電を制御するという温度管理方法を採用することで、定着ニップ部の温度がトナーの定着に適した温度になるようにしている。また、ヒータの温度を検知する第２の温度検知素子も配置することで、ヒータの異常昇温にも対処している。例えば、第２の温度検知素子の検知温度がヒータホルダの耐熱温度を越えたらヒータへの通電を遮断するという制御を行う。
【０００６】
ところで、近年の複写機やプリンタでは、プリントに用いるメディア（記録材）の種類が多様化している。定着装置も種々のメディアに対応するためにメディアに応じた定着条件を設定しなければならない。
【０００７】
定着条件を変更する手段の一つとして、定着ニップ部に掛ける圧力を変更する方法がある。例えば、封筒にプリントする時には普通紙にプリントする時よりも定着ニップ部に掛ける圧力を下げて封筒の皺の発生を抑える等の対策が考えられる。このように、定着装置の加圧力を変化させることを可能とした構成例としては、特許文献１や、特許文献２が存在する。
【０００８】
さらに、定着装置の加圧力を変化させた際に、定着温度も変化させる技術も提案されている。このような例としては、たとえば、特許文献３や、特許文献４が存在する。
【特許文献１】特開平６−１１９９３号公報
【特許文献２】特開平１０−２８２８２８号公報
【特許文献３】特開平２−１３２４８１号公報
【特許文献４】特開２００４−２７９７０２号公報
【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、定着ニップ部に掛ける圧力を下げると、定着ニップ部の記録材搬送方向の幅が狭くなる。このため、定着フィルムと加圧ローラの接触面積が狭くなり、定着フィルムから加圧ローラへの伝熱効率が低下する。また、ヒータから定着フィルムへの伝熱効率も低下する。
【００１０】
このため、定着ニップ部に掛ける圧力を下げた状態（減圧状態）でヒータに通電開始すると、圧力を下げずに通電する場合に比べて（投入電力が同じと仮定した場合）ヒータの昇温速度が速くなる。図５は、定着ニップ部が通常の圧力状態の時と減圧状態の時の、メインサーミスタ（第１の温度検知素子）とサブサーミスタ（第２の温度検知素子）の検知温度の推移である。
【００１１】
特に、定着装置が温まっている状態で定着ニップ部に掛ける圧力を下げてヒータへ通電開始すると、ヒータの温度上昇が急激なため、第２の温度検知素子が反応するよりも早くヒータが高温になる場合がある。このような場合は、樹脂製のヒータホルダの溶融が発生する可能性がある。ヒータホルダが溶融すると定着ニップ部に掛かる圧力のバランスが崩れて、画像の光沢が不均一になる等の弊害が発生する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の課題を解決するための本発明は、ヒータと、内周面に前記ヒータが接触するスリーブと、前記スリーブを介して前記ヒータと定着ニップ部を形成するバックアップ部材と、前記スリーブの温度を検知する第１の温度検知素子と、前記ヒータの温度を検知する第２の温度検知素子と、前記第１の温度検知素子の検知温度が設定温度を維持するように前記ヒータへの通電を制御する通電制御部と、前記定着ニップ部に掛かる圧力を第１の圧力と前記第１の圧力よりも低い第２の圧力に設定できる圧力調整機構と、を有し、前記第１の圧力で定着処理を実行する第１の定着モードと、前記第２の圧力で定着処理を実行する第２の定着モードと、を有し、前記定着ニップ部で記録材上の画像を定着する定着装置において、前記第２の定着モードで定着処理を開始する前の前記第２の温度検知素子の検知温度が基準温度より高い場合、前記基準温度より低い場合よりもプリント信号を受けてから前記第２の定着モードで定着処理を開始するまでの時間が長いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、定着ニップ部に掛かる圧力をさげた状態でヒータに通電しても装置の異常を抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、説明する。
【実施例１】
【００１５】
（１）画像形成装置例
図２は、本発明に係る定着装置を搭載した画像形成装置の一例の構成模型図である。本実施例に示す画像形成装置は電子写真画像形成プロセス利用のレーザープリンタである。
【００１６】
この画像形成装置は、イエロー色の画像を形成する画像形成部１ａと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１ｂと、シアン色の画像を形成する画像形成部１ｃと、ブラック色の画像を形成する画像形成部１ｄの４つの画像形成部（画像形成ユニット）を備えており、これらの４つの画像形成部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは一定の間隔をおいて一列に配置されている。
【００１７】
各画像形成部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄには、それぞれ像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光体ドラムという）２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが設置されている。各感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの周囲には、帯電器３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、ドラムクリーニング装置５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄがそれぞれ設置されており、帯電器３と現像装置４間の上方には露光装置、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄがそれぞれ設置されている。各現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ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。
【００１８】
各感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、帯電極性が負のＯＰＣ（ｏｒｇａｎｉｃ  ｐｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）であり、アルミニウム製のドラム基体上に光導電層を有している。そして、駆動装置（図１６に示すメインモータ）によって矢印方向（反時計回り）に所定のプロセススピードで回転駆動される。帯電手段としての帯電器３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、帯電バイアス電源（不図示）から印加される帯電バイアスによって各感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ表面を負極性の所定電位に均一に帯電する。
【００１９】
現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、それぞれ感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ上に形成される各静電潜像に各色のトナーを付着させてトナー像として現像（可視像化）する。現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄによる現像方法としては、例えばトナー粒子に対して磁性キャリアを混合したものを現像剤として用いて磁気力によって搬送し、各感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに対して接触状態で現像する２成分接触現像法を用いることができる。
【００２０】
転写手段としての転写ローラ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは弾性部材で構成されており、各転写のニップ部にて無端ベルト状の記録材搬送ベルト（以下、転写ベルトという）８を介して各感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに当接している。尚、ここでは転写手段として、転写ローラ７を使用したが、トナー像を記録材に転写する際に高圧が印加され、かつ転写ベルト８に対して当接する転写ブレードとしてもよい。
【００２１】
ドラムクリーニング装置５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ表面にそれぞれ残った転写残トナーを除去して回収する。
【００２２】
露光装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザ光をレーザ出力部（不図示）から出力する。この装置は、高速回転するポリゴンミラー（不図示）等を介して各感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ表面を露光することにより、各帯電器３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄで帯電された各感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ表面に画像情報に応じた各色の静電潜像を形成する。
【００２３】
転写ベルト８は、駆動ローラ９、テンションローラ１０間に張架されており、駆動ローラ９の駆動によって矢印方向（反時計回り）に回転（移動）される。転写ベルト８は、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルム等のような誘電体樹脂によって構成されている。
【００２４】
また転写ベルト８の記録材搬送方向の下流側には、熱源を内包する定着フィルム（スリーブ）１１と加圧ローラ（バックアップ部材）１２を有する定着装置１３が設置されている。また、画像形成装置には、不図示のファンが配置されており、電装基板や定着装置により発生する熱による画像形成装置が昇温した際に、上記ファンにより気流を発生させることにより、画像形成装置を冷却する働きをする。
【００２５】
次に、上記した画像形成装置による画像形成動作について説明する。
【００２６】
画像形成開始信号が発せられると、所定のプロセススピード（１２０ｍｍ／ｓｅｃ）で回転駆動される各画像形成部１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、それぞれ帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄによって一様に負極性に帯電される。そして、露光装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは、出力画像の画像信号をレーザ出力部（不図示）にて光信号にそれぞれ変換し、変換された光信号であるレーザ光は帯電された各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ上をそれぞれ走査露光して静電潜像を形成する。
【００２７】
そして、先ず感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、感光ドラム２ａの帯電極性（負極性）と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａによりイエローのトナーを付着させて、トナー像として可視像化する。
【００２８】
そして、感光ドラム２ａ上のトナー像先端が感光ドラム２ａと転写ローラ７ａ間の転写部に移動されるタイミングに合わせて、給紙カセット１４から記録材搬送ガイド１５を通して給紙される記録材（用紙）Ｐが、レジストローラ１６により転写部Ｔａに搬送される。そして、転写部に搬送された記録材Ｐに、転写バイアス（トナーと逆極性（正極性））が印加された転写ローラ７ａによりイエローのトナー像が記録材Ｐ上に転写される。
【００２９】
イエローのトナー像が転写された記録材Ｐは、記録材搬送ベルト８によって画像形成部１ｂに移動される。そして、画像形成部１ｂと転写ローラ７ｂによって構成された転写部においても、前記同様にして感光ドラム２ｂに形成されたマゼンタのトナー像が、記録材Ｐ上のイエローのトナー像上に重ね合わせて、転写される。
【００３０】
以下、同様にして記録材Ｐ上に重畳転写されたイエロー、マゼンタのトナー像上に、画像形成部１ｃ，１ｄの感光ドラム２ｃ，２ｄで形成されたシアン、ブラックのトナー像を各転写部にて順次重ね合わせて、フルカラーのトナー像を記録材Ｐ上に形成する。
【００３１】
フルカラーのトナー像が形成された記録材Ｐは定着器１３に搬送されて、定着フィルム１１と加圧ローラ１２間の定着ニップでフルカラーのトナー像を加熱、加圧して記録材Ｐ表面に熱定着した後に、排紙ローラ１７によって排紙トレイ１８上に排出して、一連の画像形成動作を終了する。
【００３２】
上記した画像を感光ドラムから記録材に転写した際において、各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ上に残留している転写残トナーは、各ドラムクリーニング装置５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄによってそれぞれ除去されて回収される。
【００３３】
モノクロ画像出力時は、上記の画像形成プロセスをブラック色の画像を形成する画像形成部１ｄにおいてのみ行う。
【００３４】
次に、図３及び図１５を用いて、本実施例における定着装置について説明する。
図３は、図２に示した定着装置の拡大断面図である。
【００３５】
本実施例における定着装置は、ヒータ１９、ヒータホルダ２０、メインサーミスタ（第１の温度検知素子）２１、サブサーミスタ（第２の温度検知素子）２２、定着フィルム（スリーブ）１１、加圧ローラ（バックアップ部材）１２、入り口ガイド２３を有する。
【００３６】
ヒータホルダ２０は、耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂で形成されており、ヒータ１９を保持する役割と、定着フィルム１１をガイドする役割を果たす。本実施例においては、液晶ポリマーとして、デュポン社のゼナイト７７５５（商品名）を使用した。ゼナイト７７５５の最大使用可能温度は、約２７０℃である。
【００３７】
メインサーミスタ２１は、定着フィルム１１内面の温度を検知し、温調制御を行うために配設されている。
メインサーミスタ２１は、ステンレス製のアーム先端にサーミスタ素子が取り付けられ、アームが揺動することにより、定着フィルム１１内面の動きが不安定になった状態においても、サーミスタ素子が定着フィルム１１内面に常に接する状態に保たれる。
【００３８】
メインサーミスタ２１は、図１５に示すように、Ａ／Ｄ変換器１５０６を介してＣＰＵ１５０１に接続されている。ＣＰＵ１５０１は、メインサーミスタ２１の出力に基づきヒータ１９の温調制御内容を決定し、ヒータ駆動回路１５０３を制御することによってヒータ１９への通電を制御する。つまり、ＣＰＵ１５０１がヒータへの通電を制御する通電制御部の役割を担っており、この通電制御部はメインサーミスタ２１の検知温度が設定温度を維持するようにヒータへの通電を制御する。本実施例の設定温度は１７０℃である。
【００３９】
サブサーミスタ２２は、図１５に示すように、Ａ／Ｄ変換器１５０６を介してＣＰＵ１５０１に接続されている。このサブサーミスタ２２は、ヒータ１９裏面に配置されている。ヒータ１９の端部が何らかの理由により過昇温すると、ＣＰＵ１５０１がヒータの設定温度を下げる。このように、サブサーミスタ２２はヒータ１９の昇温のリミッタ制御を行うトリガの役割を果たす。本実施例においては、サブサーミスタ２２は、ヒータ１９の長手方向端部（小サイズ紙が通過しない領域）に配置され、小サイズ紙を通紙した時等の定着装置１３端部の昇温を検知する。端部が昇温しているとＣＰＵ１５０１が判断した場合は、定着温度（設定温度）を下げる制御を行うことにより、定着装置の過昇温を防いでいる。本実施例では、ヒータ１９の設定温度を下げるためのサブサーミスタ２２の判定温度（第１の判定温度）は２５０℃に設定されている。また、ヒータ１９への通電を遮断するための判定温度（第２の判定温度）も設定されている。サブサーミスタ２２の第２の判定温度はヒータホルダ２０の耐熱温度と略同じ２７０℃に設定されている。
【００４０】
本実施例の定着装置は更に、ヒータ１９の異常昇温によって作動し電源１５０７からヒータ１９への通電を遮断する温度ヒューズ（感熱素子）１５１２を有する。この温度ヒューズ１５１２の作動温度もヒータホルダ２０の耐熱温度と略同じ２７０℃に設定されている。
【００４１】
定着フィルム１１は、ＳＵＳ（ステンレス）の素管を引き抜き加工により、厚さ５０μｍの厚みのシームレスベルト状に形成したＳＵＳフィルム（ベース層）を有する。更に定着フィルム１１は、ベース層の上にシリコーンゴム層を、リングコート法により形成し、更にその上に、離型性層として、厚み３０μｍのＰＦＡ樹脂チューブを被覆してなる。シリコーンゴム層には、極力熱伝導率の高い材質を用いるのが望ましい。つまり、定着フィルム１１の熱容量を小さくすることが、ヒータへ通電開始した後の温度立上げに要する時間を短くする観点からは望ましい。本実施例のシリコーンゴム層は熱伝導率が約１．０×１０−３ｃａｌ／ｓｅｃ・ｃｍ・Ｋであり、シリコーンゴムとしては、熱伝導率が高い部類に属する材質である。
【００４２】
一方、ＯＨＴ（ｏｖｅｒｈｅａｄ  ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ）の透過性を良くすること、及び画像上の微小なグロスムラを抑えることといった、画質の観点からは、定着フィルム１１のシリコーンゴム層を極力厚くすることが望ましい。本発明者らの検討によれば、満足のいくレベルの画質を得るためには、２００μｍ以上のゴム厚みが必要であることが分かっている。
【００４３】
本実施例におけるシリコーンゴム層は、シリコーンゴム層の熱伝導性及び画質を考慮して、厚み２５０μｍとした。また、本実施例における定着フィルム１１の内径は２４ｍｍとした。
【００４４】
こうして形成した定着フィルム１１の熱容量を測定したところ、２．８×１０−２ｃａｌ／ｃｍ２Ｋ（定着フィルム１ｃｍ２あたりの熱容量）であった。一般に、定着フィルム１１の熱容量が１．０ｃａｌ／ｃｍ２Ｋ以上となると、温度立ち上がりが鈍くなり、オンデマンド性が損なわれる。また、逆に１．０×１０−２ｃａｌ／ｃｍ２Ｋ以下にしようとすると、定着フィルム１１のゴム層を極端に薄くせざるを得なくなり、ＯＨＴ透過性やグロスむらのレベル等、画質を維持するために必要なゴム層の厚みを確保できない。このため、オンデマンド性と、画質の両方を満足する定着フィルム１１の熱容量は、１．０×１０−２ｃａｌ／ｃｍ２Ｋ以上１．０ｃａｌ・ｃｍ２Ｋ以下の範囲に含まれることが分かる。
【００４５】
さらに、定着フィルム１１表面にフッ素樹脂層を設けることで、フィルム１１の表面の離型性を向上し、定着フィルム１１表面にトナーが一旦付着し、再度記録材Ｐに移動することで発生するオフセット現象を防止することができる。
【００４６】
また、定着フィルム１１表面の離型性層２０ｃを、ＰＦＡチューブとすることで、より簡便に、均一な厚みの離型性層を形成することが可能となる。
【００４７】
加圧ローラ１２は、ステンレス製の芯金に、射出成形により、厚み約３ｍｍのシリコーンゴム層を形成し、その上に厚み約４０μｍのＰＦＡ樹脂チューブを被覆してなる。
【００４８】
入り口ガイド２３は、二次転写ニップを抜けた記録材Ｐが、定着ニップ部に正確にガイドされるよう、記録材を導く役割を果たす。本実施例の入り口ガイド２３は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂により形成されている。
加圧ローラ１２、入り口ガイド２３は、それぞれフレーム２４に組みつけられる。
【００４９】
その下に、ヒータホルダ２０に装着された定着ヒータ１９、メインサーミスタ２１、サブサーミスタ２２、を内蔵した定着フィルムユニット２５が置かれる。定着フィルムユニット２５は、ヒータホルダ２０に沿って配置される断面がＵ字形の金属製のステー２６を介して、定着装置の長手方向両端に設けられた加圧機構（図１）により、２０ｋｇｆ（片側１０ｋｇｆ）の力で加圧ローラ１２に向かって加圧されている。
【００５０】
本実施例の定着装置においては、加圧ローラ１２が回転することによって、定着フィルム１１が従動回転する。その際、定着フィルム１１内面とヒータホルダ２０は摺動する構成となっている。定着フィルム１１内面にはグリスが塗布され、ヒータホルダ２０と定着フィルム１１内面との摺動性を確保している。加圧ローラ１２は図１５に示す定着器用モータ１５０９によって駆動される。このモータ１５０９はモータ駆動回路１５０２によって制御されており、モータ駆動回路１５０２はＣＰＵ１５０１によって制御されている。
【００５１】
通常使用においては、加圧ローラ１２の回転開始とともに、定着フィルム１１が従動回転を開始する。また、ヒータ１９への通電開始によりヒータ１９の温度が上昇し、定着フィルム１１内面温度も上昇していく。
【００５２】
次に、本実施例の定着装置の電気的構成を図１５のブロック図を用いて説明する。
プリンタエンジンがパソコン等の外部装置よりプリント信号を受信すると、ＣＰＵ１５０１は、所定のタイミングでモータ駆動回路１５０２およびヒータ駆動回路１５０３へ駆動開始信号を送信する。Ａ／Ｄ変換器１５０６は、メインサーミスタ２１およびサブサーミスタ２２からの信号をＡ／Ｄ変換し、ＣＰＵ１５０１へ送信する。ＣＰＵ１５０１はメインサーミスタ２１およびサブサーミスタ２２の検知温度に基づきヒータ駆動回路１５０３を制御し、ＡＣ電源１５０７から必要な電力をヒータ１９へ供給する。
【００５３】
次に、図１および図４を用いて、本実施例における、圧力調整機構について説明する。
図１は、本実施例における定着器１３の圧力調整機構を模式化したものである。本実施例は、カム２９の位相を変えることによって、ヒータ１９と加圧ローラ１２によって形成される定着ニップ部に掛かる圧力を調整できる。
【００５４】
図１の（１）は、定着ニップ部に掛かる圧力を第１の圧力に設定している状態を示している。図１の（２）は、定着フィルムユニット２５を加圧ローラ１２から離間した加圧解除状態を示している。さらに図１（３）は、定着ニップ部に掛かる圧力を第１の圧力よりも低い第２の圧力に設定している状態を示している。
【００５５】
図１（１）に示すように、定着装置のステー２６の長手方向両端部には、ステー２６を所定の圧力で加圧する加圧バネ２８、レバー２７、及びカム２９がそれぞれ設けられている。この所定の圧力とは、定着性および記録材の搬送性によって最適化されるもので、通常１０〜５０ｋｇｆの範囲の中で定められ、定着フィルムユニット２５と加圧ローラ１２の間には、ニップＮ１が確保されている。カム２９は、レバー２７をはさんで加圧バネ２８に略対向して配置される。カム２９は回転軸を中心に矢印Ｂの方向に、不図示の駆動源によって回転可能なように構成されている。
カム２９は、図４に示すように、四つのカム面２９ａ〜２９ｄにより構成されている。
【００５６】
図１（１）は、定着装置の通常加圧状態を示す図である。この図において、カム２９のカム面２９ｃがレバー２７に対向しており、カム面２９ｃは、レバー２７に対して非接触になっている。そのため、定着フィルムユニット２５を加圧ローラに対して加圧する力は、完全に加圧バネ２８によってのみ決定されることとなる。この通常加圧状態（第１の圧力の状態）は、トナー像が形成された普通紙を定着処理する第１の定着モードの時に設定される。
【００５７】
次に、図１（２）に示す加圧解除状態は、画像出力中に発生した紙詰まりを処理する時、画像形成装置が一定時間使用されない場合に移行する低電力モードに入った時、および画像形成装置本体の電源を切った時、等に設定される。この状態は、不必要に高い圧力を加圧ローラ１２および定着フィルムユニット２５に掛けることを防止するために、カム２９の位相を図１（２）の位置に設定することによって実現する。具体的には、カム２９を図１（１）に示す位相から略９０°時計方向に回転させている。図１（２）の状態では、カム２９のカム面２９ｄが、レバー２７を加圧バネ２８の付勢力に対抗して押し下げ、フラットな形状のカム面２９ｄによってカム２９の姿勢を図１（２）の状態に保持する。これにより、定着フィルムユニット２５および加圧ローラ１２間にギャップＧが生じる。このギャップＧは、定着装置から紙詰まりを起こしたメディア（記録材）を除去する作業を容易にする程度の距離があればよい。なお、必ずしもギャップＧを必要とするものではなく、紙詰まりを起こしたメディアを容易に除去するのに十分な程度定着ニップ部に掛かる圧力が下がれば、ギャップＧが０であっても良い。
【００５８】
図１（２）の状態でジャムしたメディアを除去する処理を行った後、画像形成装置本体を画像出力可能状態にする為に、この加圧解除状態から図１（１）に示すような加圧状態を再現する場合は、カム２９を図１（２）の位相から再度矢印Ｂ方向に略２７０°回転させ、カム面２９ｃがレバー２７に対向する状態にする。
【００５９】
さらに、本実施例における定着装置は、図１（３）に示すように、通常加圧状態と加圧解除状態の中間の、半加圧状態（第２の圧力の状態）に設定できる。半加圧状態を実現するためには、カム２９を図１（１）の位相から略２７０°時計方向に回転させればよい。図１（３）の状態では、カム面２９ｂがレバー２７を、加圧バネ２８の付勢力に対抗して押し下げ、フラットな形状のカム面２９ｂによってカム２９の姿勢を図１（３）の状態に保持する。ただし、カム面２９ｂがレバー２７を押し下げる量は、カム面２９ｄがレバー２７を押し下げる量よりも小さく設定している。そのため、図１（３）に示す状態では、加圧ローラ１２と定着フィルムユニット２５は当接状態を維持するものの、図１（１）に示す通常加圧状態に比較して定着ニップ部に掛かる圧力が低い。よって、図１（３）の状態では、通常加圧状態のニップ幅Ｎ１よりも狭い幅のニップＮ２が形成されている。この半加圧状態（第２の圧力の状態）は、トナー像が形成された封筒を定着処理する第２の定着モードの時に設定される。
【００６０】
なお、本実施例及び後述する全ての実施例において、第２の定着モードでプリントが終了した後は、定着ニップ部に掛かる圧力を第２の圧力から第１の圧力に戻すようにカム２９の位相が制御される。
【００６１】
本実施例においては、カム面２９ｄでレバー２７を押し下げることにより、図１（１）の状態の場合よりも約１．５ｍｍだけレバー２７が下方に移動する。このことによって、通常加圧時に記録材搬送方向の幅が約８．５ｍｍあったニップＮ１が、幅約４ｍｍのニップＮ２となった。
【００６２】
図５に、通常加圧状態（第１の定着モード）および半加圧状態（第２の定着モード）で、ヒータ１９に一定電力を投入した際の定着装置の温度上昇カーブを示す。それぞれ、室温状態から、ヒータ１９に一定電力を投入した際のメインサーミスタ２１、サブサーミスタ２２温度をモニタし、グラフにプロットしたものである。図５に示すように、通常加圧状態と比較して、半加圧状態においては、メインサーミスタの温度上昇が緩やかになるのに対し、サブサーミスタの温度上昇速度が非常に急峻になっている。これは、ヒータから定着フィルムへの熱供給が通常加圧状態に比べて半加圧状態においては小さくなるため、ヒータに投入された電力のうち定着フィルムの温度上昇に用いられる割合が少なくなり、ヒータ温度が相対的に上昇しやすくなっているためである。
【００６３】
次に、図６を用いて、本実施例における温調制御の一部を説明する。なお、図６のＳ６０１の時点で、定着ニップ部が図１（１）の状態、すなわち第１の圧力状態であると仮定する。
【００６４】
Ｓ６０２において、モード選択を行い、Ｓ６０３において、選択されたモードが封筒モードか否かを判定する。もし、選択されたモードが封筒モードでなければ、Ｓ６０８で定着装置を第１の圧力状態に設定したままモータ１５０９の回転及びヒータ１９への通電を共に開始し通常プリント動作（定着処理動作）を行う。
【００６５】
もし、選択されたモードが封筒モードであるならば、Ｓ６０４において、圧力調整機構を動作させ、加圧状態を半加圧状態（第２の圧力状態）とした後、Ｓ６０６において、サブサーミスタ検知温度を求める。その結果サブサーミスタ温度が基準温度である８０℃以上であるならば、Ｓ６０７において、ヒータ１９への通電は行わずモータ１５０９の回転だけを開始し定着装置冷却動作を行う。その後、ヒータ１９に通電開始し通常プリントを行う。サブサーミスタ温度が基準温度である８０℃未満であったならば、この冷却動作は行わず、モータ１５０９の回転及びヒータ１９への通電を共に開始してプリントを開始する。
【００６６】
冷却動作の内容としては、ヒータ１９へ電力を投入しない状態で定着装置を駆動（モータ１５０９を駆動）し、サブサーミスタ２２の温度をモニタしながら、サブサーミスタ２２の温度が８０℃まで低下した時点で、通常のプリント動作に入る制御を行っている。
【００６７】
図１６および図１７は、図６に示す第２の定着モード（封筒モード）を実行する場合のメインサーミスタ２１とサブサーミスタ２２の温度推移を示している。なお、メインモータは感光体２や現像器４を駆動するモータであり、給紙モータは給紙カセット１４から記録材を給紙するローラを駆動するモータである。また、ＣＰＵ１５０１は、メインサーミスタ２１の検知温度が設定温度１７０℃を維持するようにヒータ駆動回路１５０３を制御している。
【００６８】
図１６は、プリンタエンジンにプリント信号が入力することによって定着ニップ部を図１（３）の状態に設定した時のヒータ１９の温度が８０℃未満の場合である。
図１６のように、ヒータ１９の温度が８０℃未満の場合、サブサーミスタ２２の検知温度が８０℃未満であるので、加圧ローラ１２を駆動するモータ１５０９の駆動開始と同時にヒータ１９への通電も開始する。そして、メインサーミスタ２１の検知温度がトナー像の定着処理に十分な設定温度に達した時点で給紙モータが動作し、給紙が開始される。画像形成部で記録材上にトナー画像が形成された後、記録材は定着ニップＮ２に突入し、定着ニップ部Ｎ２で定着処理される。図１６においては、３枚の記録材を連続して通紙した場合の動作を示す。３枚目の記録材が定着器から排出された時点で、ヒータへの通電、モータ１５０９およびメインモータの駆動は全て停止し、画像形成動作を終了する。
【００６９】
このとき、サブサーミスタ２２の検知温度、即ちヒータ１９の温度は、オーバーシュートにより一時的に２７０℃付近まで達するものの、ヒータホルダ２０の耐熱温度２７０℃を越えることはない。なお、メインサーミスタ２１の検知温度が上昇するとヒータ１９への投入電力が抑制されるので、ヒータ１９の温度（サブサーミスタ２２の検知温度）は２７０℃付近をピークにして下降する。その後、定着ニップ部Ｎ２で定着処理が行なわれるとサブサーミスタ２２の検知温度は２００℃近辺を推移する。
【００７０】
図１７は、プリンタエンジンにプリント信号が入力することによって定着ニップ部を図１（３）の状態に設定した時のヒータ１９の温度が８０℃以上の場合である。
【００７１】
図１７のように、ヒータ１９の温度が８０℃以上の場合、サブサーミスタ２２の検知温度が８０℃以上であるので、加圧ローラ１２を駆動するモータ１５０９の駆動を開始するものの、モータ１５０９の駆動開始とヒータ１９への通電開始は同期しない。換言すると、サブサーミスタ２２の検知温度が８０℃未満の場合よりも、プリント信号が入力したタイミングからヒータ１９へ通電開始するまでの時間が長い。ヒータ１９へ通電しない状態で加圧ローラ１２と定着フィルム１１が回転するので、ヒータ１９の温度は降下していく。そしてサブサーミスタ２２の検知温度が８０℃まで低下した時点で、ヒータ１９への通電を開始する。このように、ヒータ１９へ通電しない状態で加圧ローラ１２及び定着フィルム１１を回転させる冷却期間を設けたので、その後ヒータ１９へ通電開始しても、サブサーミスタ２２の検知温度、即ちヒータ１９の温度は、オーバーシュートにより一時的に２７０℃付近まで達するものの、ヒータホルダ２０の耐熱温度２７０℃を越えることはない。なお、図１７に示す制御を行う場合も図１６の場合と同様、メインサーミスタ２１の検知温度が上昇するとヒータ１９への投入電力が抑制されるので、ヒータ１９の温度（サブサーミスタ２２の検知温度）は２７０℃付近をピークにして下降する。その後、定着ニップ部Ｎ２で定着処理が行なわれるとサブサーミスタ２２の検知温度は２００℃近辺を推移する。
【００７２】
なお、定着ニップ部を図１（１）の状態に設定してヒータ１９へ通電開始する時（第１の定着モードの時）のヒータ温度のオーバーシュートは、第２の定着モードの場合より小さい。よって、定着ニップ部を図１（１）の状態に設定する時（第１の定着モードの時）は上述した基準温度８０℃との比較は行わず、モータ１５０９の駆動開始と同時にヒータ１９への通電も開始する。
【００７３】
（実験１）
本実施例の定着装置を用いて、定型の普通紙と封筒の交互通紙試験を行った。普通紙を用いる場合は定着ニップ部を図１（１）の状態に設定し、封筒を用いる場合は定着ニップ部を図１（３）の状態に設定する。定型の普通紙としては、ゼロックス社製Ｐｒｅｍｉｕｍ  Ｍｕｌｔｉｐｕｒｐｏｓｅ  ４０２４  Ｐａｐｅｒ（坪量７５ｇ／ｍ２）のレターサイズ紙を用いた。また、封筒として、Ｍａｉｌ  Ｗｅｌｌ社製ＣＯＭ−１０  ＃５８４（坪量９０ｇ／ｍ２）を用いた。
【００７４】
本実施例の定着装置を用いて、定型の普通紙と封筒を三枚ずつ、間をおかずに交互に通紙した。すなわち、図１８に示すごとく、定着ニップ部が図１（１）の状態でトナー像を担持する普通紙を３枚連続して定着処理する。３枚目の普通紙を排出した後、３秒以内に封筒を処理するためのプリント信号をプリンタエンジンに送信する。封筒を処理するためのプリント信号がプリンタエンジンに入力すると、定着ニップ部が図１（３）の状態に設定される。この時、上述したように基準温度８０℃との比較が行われて、ヒータ１９への通電開始タイミングが設定される。そして、定着ニップ部が図１（３）の状態でトナー像を担持する封筒を３枚連続して定着処理する。３枚目の封筒を排出した時点で１セット分の定着処理が終了し、３秒以内に次のセットの定着処理に移行する。
【００７５】
このような交互通紙を２０セット（計１２０枚）行ったところで、オーバーヘッドプロジェクタ用透明シート（ＯＨＴ）にイエローのベタ画像を形成後定着処理し、画像不良がないか確認したところ、特に異常はなかった。また、定着装置を分解し、部品の破損等がないかを調査したところ、特に問題はなかった。つまり、ヒータホルダ２０の変形等、ヒータ１９の異常昇温が原因の不具合は見受けられなかった。
【００７６】
なお、本実施例の圧力調整機構は、通常加圧状態、半加圧状態、離間状態の三つの状態を設けたが、さらに多くの加圧状態を設定できるようにしても差し支えない。また、離間状態は、本実施例においては、完全に定着フィルムと加圧ローラが離れた状態としたものの、ジャム処理の利便性のために設定する状態であるので、実際にはわずかに当接した状態であっても差し支えない。
【００７７】
画像形成装置についても、カラー画像形成装置だけでなく、モノクロ画像形成装置に対して本発明の定着装置を適用することも可能である。
【００７８】
また、本実施例においては、冷却動作時におけるヒータへの電力供給を完全にＯＦＦとしていたが、冷却動作開始時点のサブサーミスタ温度Ｔｓが８０℃近辺であった場合、冷却動作を行うことにより、極端にヒータ温度が低下し、トルクが上昇することがあるため、冷却動作時に、ごく低電力をヒータ１９に投入しても差し支えない。
【００７９】
さらに、本実施例における定着フィルムとして、金属製の基層と弾性層を有するタイプを使用した。しかしながら、金属製の基層のみの定着フィルムや、金属製の基層にごく薄いコーティングを施したタイプの定着フィルムを用いた定着装置に本発明を適用してもよい。また、基層として金属でなく、ポリイミド等の樹脂を用いたタイプの定着フィルムを使用する定着装置に本発明を適用しても一向に差し支えない。
【００８０】
また、上述したようなヒータ１９への通電開始時以外の期間の温調制御も、普通紙モードと封筒モードとで異なるものとしても良い。たとえば、封筒モード時は、普通紙に比べて熱供給量を多くする必要があるため、定着温度を普通紙モードに比べて高く設定したり、定着装置の駆動速度を、普通紙モードよりも遅くしたり、といった変更が可能である。さらに、上記冷却動作として、本実施例においては単に定着装置の回転時間を延長することのみで行っている。しかしながら、この方法に加えて、画像形成装置に配置されたファンの風量を増してもよい。または、ファンにより発生した気流の流れを冷却動作中のみ変更する事により、定着装置の冷却のために使用される風量を増してもよい。
【００８１】
（比較例１）
本比較例は、実施例１と同様の定着装置を用いるが、定着装置の温調制御において、封筒通紙前の冷却動作を行わないことが実施例１と異なる。
【００８２】
図７を用いて、本比較例における温調制御の一部を説明する。
７０２において、モード選択を行い、７０３において、選択されたモードが封筒モードか否かを判定する。そして、選択されたモードが封筒モードであるか否かにかかわらず、即座にモータ１５０９の回転及びヒータ１９への通電を共に開始して通常のプリント動作を行う。
【００８３】
図１９は、比較例の第２の定着モード（封筒モード）を実行する場合のメインサーミスタ２１とサブサーミスタ２２の温度推移を示している。この図は定着ニップ部を図１（３）の状態に設定した時のヒータ１９の温度が８０℃以上の場合である。
【００８４】
この比較例では、基準温度８０℃との比較を行っていないので、定着ニップ部を図１（３）の状態に設定した時のヒータ１９の温度が８０℃以上であるにも拘わらず、モータ１５０９の回転開始と同時にヒータ１９へ通電開始している。このため、サブサーミスタ２２の検知温度、即ちヒータ１９の温度が、オーバーシュートにより一時的にヒータホルダ２０の耐熱温度２７０℃を越える３３０℃付近まで上昇する。
【００８５】
（実験２）
実験１と同じ定着装置を用いて、実験１と同様の、定型の普通紙と封筒の交互通紙試験を行った。交互通紙を２０セット行った後にイエローのベタ画像を担持するＯＨＴを定着処理したところ、ＯＨＴ幅方向端部のトナー像の透過性が著しく低下していた。また、定着装置を分解し、部品の破損等がないか調査したところ、ヒータホルダの長手方向端部が溶融し、ヒータがヒータホルダにめり込むような形になっていた。これが原因で、定着装置端部において、定着フィルムに十分な熱が供給されなくなり、端部のＯＨＴ透過性低下を招いたと思われる。
【００８６】
以上のように、本実施例は、第２の定着モードで定着処理を開始する前の第２の温度検知素子の検知温度が基準温度より高い場合、基準温度より低い場合よりもプリント信号を受けてから第２の定着モードで定着処理を開始するまでの時間が長い。これにより、ヒータホルダの損傷等の不具合を抑えることができる。
【実施例２】
【００８７】
実施例１では、第２の定着モードが設定された場合、定着ニップ部を半加圧状態（第２の圧力状態）に移行した後のサブサーミスタの検知温度と基準温度を比較した。これに対し本実施例では、定着ニップ部を半加圧状態（第２の圧力状態）に移行する前のサブサーミスタの検知温度と基準温度を比較する。そして、サブサーミスタの検知温度が基準温度以上の場合は第１の圧力状態のまま冷却動作を行う。
【００８８】
図８に、本実施例における定着装置の温調制御内容の一部を説明するためのフローチャートを示す。
Ｓ８０２において、モード選択を行い、Ｓ８０３において、選択されたモードが封筒モードか否かを判定する。もし、選択されたモードが封筒モードでなければ、Ｓ８０８で定着装置を第１の圧力状態に設定したままモータ１５０９の回転及びヒータ１９への通電を共に開始し通常プリント動作を行う。
【００８９】
もし、選択されたモードが封筒モードであるならば、Ｓ８０４において、サブサーミスタ検知温度を求める。その結果サブサーミスタ温度が８０℃以上であるならば、Ｓ８０６において、通常加圧状態（第１の圧力状態）のまま、サブサーミスタの検知温度が８０℃未満になるまで冷却動作を行う。サブサーミスタ温度が８０℃未満であったならば、この冷却動作は行わずに、Ｓ８０７において、圧力調整機構を動作させ、定着ニップ部を第２の圧力状態とし、その後に、Ｓ８０８において、実施例１と同様、ヒータ１９へ通電を開始し通常のプリント動作を行う。
【００９０】
冷却動作の内容は、実施例１と同様である。
なお、実施例１と同様、定着ニップ部を図１（１）の状態に設定する時（第１の定着モードの時）は上述した基準温度８０℃との比較は行わず、モータ１５０９の駆動開始と同時にヒータ１９への通電も開始する。
【００９１】
本実施例のように、冷却動作を、通常加圧状態で行うことにより、定着フィルムユニットから加圧ローラへ伝達される熱量が大きくなり、半加圧状態で冷却動作を行う場合に比べて、冷却動作に要する時間が短くなるというメリットがある。
【００９２】
本実施例においては、半加圧状態に移行する直前の普通紙通紙時の、サブサーミスタ温度の最大値が、約２４０℃であった。この状態から、実施例１のように定着装置を半加圧状態に移行させた後に冷却動作を行った場合に、サブサーミスタ温度が８０℃まで冷却するのに約１００秒を要した。一方、本実施例のようにサブサーミスタ温度が２４０℃であったときに、通常加圧状態で冷却動作を行った場合は、約６０秒でサブサーミスタ温度が８０℃まで低下した。
【００９３】
本実施例の定着装置を用いて、実施例１と同様の定型の普通紙と封筒の交互通紙試験を行ったところ、全く問題ない結果が得られた。
【００９４】
本実施例で説明したように、冷却動作を行う際は、通常加圧状態で行うことにより、冷却動作に要する時間を短縮することが可能となり、より生産性の高い画像形成装置の定着装置を提供することが可能となる。
【実施例３】
【００９５】
本実施例は、複数のジョブを処理する最中に封筒モードが選択された場合、即ち、直前のジョブ（前回のプリント処理）が終了しないうちに封筒にプリントする新たなジョブが発生した場合の動作に特徴がある。本実施例の場合、封筒モードに入ってから冷却動作を行うのではなく、封筒ジョブの直前のジョブの直後に冷却動作を行う。そして、その後に封筒モードに移行する。なお、実施例１、２と同様、第２の定着モードでプリントが終了した後は、定着ニップ部に掛かる圧力を第２の圧力から第１の圧力に戻すようにカム２９の位相を制御する。
【００９６】
図９に、本実施例における定着装置の温調制御内容の一部を説明するためのフローチャートを示す。なお、直前のジョブが封筒モード（第２の定着モード）の場合、この直前のジョブが終了しないうちに新たな封筒モードのジョブが発生しても、新たな封筒モードのジョブのための冷却動作は必要ない。したがって、直前のジョブが通常モード（第１の定着モード）である、即ち図９のＳ９０１の時点で、定着ニップ部が第１の圧力状態であると仮定して説明する。
【００９７】
図９において、Ｓ９０２で、新たなジョブとして封筒モードが選択されたかどうかを判定する。新たなジョブとして封筒モードが選択された場合、Ｓ９０３で、直前のジョブが終了しているかどうかを判定し、直前のジョブがすでに終了している場合は、実施例１、２と同様、Ｓ９０５においてサブサーミスタ温度を検知し、サブサーミスタ温度によって、冷却動作を行うかどうかを決定する。
【００９８】
直前のジョブが終了していなかった場合は、Ｓ９０７において、直前のジョブ終了直後に冷却動作を行う。
【００９９】
冷却動作の内容は、実施例２と同様、ヒータ１９へ電力を投入しない状態で定着フィルム及び加圧ローラを駆動させ、サブサーミスタの検知温度が８０℃以下になった時点で定着装置の駆動を停止する。
【０１００】
定着装置の冷却動作終了後、Ｓ９０９において、圧力調整機構を動作させ、半加圧状態（第２の圧力状態）にしてから、Ｓ９１０で、モータ１５０９の駆動及びヒータ１９への通電を開始し封筒の通紙を開始する。
【０１０１】
本実施例の制御方法を用いることにより、直前のジョブが終了しない間に封筒モードが選択された場合においては、直前のジョブ終了時に冷却動作を入れることで、画像形成装置を停止させる回数が一回少なくすむため、封筒通紙に移行するまでの時間を短くすることが可能となる。
【０１０２】
本実施例の定着装置を用いて、実施例１と同様の普通定型紙と封筒の交互通紙試験を行ったところ、全く問題ない結果が得られた。
【０１０３】
本実施例で説明したように、冷却動作を行う際に、直前のジョブが終了しているか否かを判断し、直前のジョブが終了していない場合は、直前のジョブ終了時に冷却動作を行うことにより、さらに冷却動作に要する時間を短縮し、生産性の高い画像形成装置の定着装置を提供することが出来る。
【実施例４】
【０１０４】
本実施例においては、実施例１において、封筒モードが選択された際に、半加圧状態に移行した後に、定着装置の駆動速度を通常モード時に比べて遅くすることにより、封筒モードにおいても十分な定着性を確保できるようにしたものである。
【０１０５】
図１０に、本実施例における定着装置制御の内容の一部を説明するためのフローチャートを示す。
【０１０６】
Ｓ１００２において、モード選択を行い、Ｓ１００３において、選択されたモードが封筒モードか否かを判定する。もし、選択されたモードが封筒モードでなければ、Ｓ１００８でモータ１５０９の駆動開始と同時にヒータ１９への通電も開始し通常プリント動作を行う。
【０１０７】
もし、選択されたモードが封筒モードであるならば、Ｓ１００４において圧力調整機構を動作させ、定着ニップ部を半加圧状態とした後、Ｓ１００５において、サブサーミスタ検知温度を求める。その結果サブサーミスタ温度が８０℃以上であるならば、Ｓ１００７において、定着装置冷却動作を行った後、プリントを行う。このときのプリント速度は、通常時（第１の定着モード時）の１／２の速度、すなわち６０ｍｍ／ｓｅｃで駆動される。
【０１０８】
このときの封筒上のトナー像の定着性は、第１の定着モード（第１の圧力状態、且つ１２０ｍｍ／ｓｅｃ）にて封筒を通紙した場合とほぼ同じであった。これは、通常時の定着ニップＮ１に対して、半加圧状態の定着ニップＮ２の記録材搬送方向の幅が約半分であるため、定着駆動速度を１／２に落とすことにより、記録材記録材が定着ニップから熱を受ける時間がほぼ等しくなるためである。
【０１０９】
これに対して、第２の圧力状態で第１の定着モードと同じ速度（１２０ｍｍ／ｓｅｃ）で封筒を通紙した場合、定着はしているものの、複数色のトナーのベタ画像が重なった場所等で、場合によっては画像の定着性不足が生じ、定着処理後のトナー像を強くこする事により、トナー像が欠落する場合があった。
【０１１０】
なお、第１の圧力状態で且つ１２０ｍｍ／ｓｅｃの定着速度で封筒上のトナー像を定着すれば上述のように定着性は満足するが、圧力が高いために封筒に皺が発生しやすい。このため、本実施例で封筒上のトナー像を定着処理する際は、第２の圧力状態で且つ６０ｍｍ／ｓｅｃの定着速度に設定している。
【実施例５】
【０１１１】
本実施例は、実施例１と同様、半加圧状態に移行した直後のサブサーミスタ２２の検知温度が８０℃未満の時、或いは半加圧圧状態に移行した後サブサーミスタ２２の検知温度が８０℃未満まで低下した時にヒータ１９へ通電開始する。ただし、ヒータ１９へ通電開始してメインサーミスタ２１の検知温度が設定温度に達するまでのヒータ１９への投入電力を制限している。これにより、半加圧状態の定着装置立ち上げの際のオーバーシュートを更に少なくし、ヒータ保持部材の溶融の発生を更に起き難くしたものである。
【０１１２】
本実施例における定着装置の構成、定着装置制御の概略については、実施例１に準ずる。ただし、実施例１においては、半加圧状態（第２の圧力状態）でヒータ１９に投入する電力は、通常圧力状態（第１の圧力状態）でヒータ１９に投入する電力と同じである。すなわち、メインサーミスタ検知温度が目標（設定温度）に到達するまでは、１００％の電力を投入していた。
【０１１３】
これに対して、本実施例の定着装置においては、半加圧状態で、メインサーミスタ検知温度が目標に到達するまでにヒータ１９に投入する電力は通常圧力状態の場合の５０％を限度とし、それ以上の大電力を投入しないこととした。
【０１１４】
図１１に、このときの、メインサーミスタ検知温度およびサブサーミスタ検知温度をモニタし、グラフにプロットしたグラフを示す。図５の半加圧状態の時の温度推移と図１１を比較すればわかるように、封筒モードにおける立ち上げ時の投入電力を制限することにより、メインサーミスタ温度の立ち上がりは遅くなるものの、サブサーミスタのオーバーシュートは小さくなり、ヒータ保持部材の溶融といった問題は更に起き難くなっていることが分かる。
【実施例６】
【０１１５】
本実施例は、ヒータ１９に通電開始しメインサーミスタ２１が目標温度に到達する直前に、ヒータ１９へ供給する電力を一定の値（オフセット電力）減ずる制御を行う。
【０１１６】
図１２に、本実施例における定着制御のフローチャートを示す。なお、直前のジョブが封筒モード（第２の定着モード）の場合、この直前のジョブが終了しないうちに新たな封筒モードのジョブが発生しても、新たな封筒モードのジョブのための冷却動作は必要ない。したがって、直前のジョブが通常モード（第１の定着モード）である、即ち図１２のＳ１２０１の時点で、定着ニップ部が第１の圧力状態であると仮定して説明する。
【０１１７】
まず、Ｓ１２０２において、モード選択を行う。封筒モードが選択され、且つ直前のジョブが終了していない場合は実施例３と同様に冷却動作を行い（Ｓ１２０７）、モータ１５０９を停止した後、半加圧状態へ移行する（Ｓ１２０９）。封筒モードが選択され、且つ直前のジョブが終了している場合はＳ１２０５において、冷却動作を行うか否かの判断を行い、必要に応じて冷却動作を行い、モータ１５０９の回転を停止する。その後、Ｓ１２１１で半加圧状態に移行する。Ｓ１２０９またはＳ１２１１で半加圧状態に移行した後、モータ１５０９の回転及びヒータ１９への通電を開始する。その際、メインサーミスタ検知温度が、目標温度マイナス２０℃に到達した時点で、投入電力を一定値減じる。本実施例では（目標温度−２０℃）までに投入する単位時間当りの電力（１００％）に対して４０％減少させる動作を行う。その後は、通常プリント時と同様の制御を行い、プリント終了する。
【０１１８】
このときのメインサーミスタ、サブサーミスタの検知温度挙動を、図１３に示す。図１３に示すごとく、メインサーミスタ検知温度が、目標マイナス２０℃を検知した時点で、投入電力が減じられることにより、サブサーミスタ温度の立ち上がり速度は鈍り、オーバーシュートも小さくなっていることが分かる。これに対して、メインサーミスタ温度は、サブサーミスタほどの影響は受けず、定着性も良好であった。
【０１１９】
本実施例においては、封筒モードが選択されたときのみ、メインサーミスタ検知温度が目標マイナス２０℃に到達した時点で、電力のオフセットを行った。封筒以外の通常プリント時（第１の定着モード時）においても、オーバーシュート防止のため、封筒モード時より少ない量の電力オフセットを行っても差し支えない。例えば、（目標温度−２０℃）に到達した時点で、（目標温度−２０℃）までに投入する単位時間当りの電力（１００％）に対して２０％減じる制御を行っても良い。
【実施例７】
【０１２０】
本実施例は、記録材が定着ニップに突入した際に生じるオーバーシュートをさらに抑えるために、記録材が定着ニップに突入する直前に電力のオフセットを行う量を、通常モードと封筒モードで異ならせることを特徴とする。
【０１２１】
一般に、ＰＩＤ制御に代表されるフィードバック制御は、制御量の変動を検知し、それに対応した操作量を加えることによって成り立っているため、制御量の変動検知後、投入電力を加えてから定着フィルムの温度が適切な温度になるまでに時間がかかる。このことによるオーバーシュートやアンダーシュートが生じやすい。
【０１２２】
特に、記録材が定着ニップに突入した直後は、定着フィルムから記録材へ、急激に熱が奪われるため、大電力が投入され、オーバーシュートが発生しやすい。
【０１２３】
そのため、記録材が定着ニップに突入する直前に、あらかじめ記録材によって奪われる熱量を予測し、その分の電力を上乗せする制御を盛り込むことにより、定着装置のオーバーシュートを防止し、安定した温調制御を行うことを可能としている。
【０１２４】
図１４に、本実施例における定着装置の制御を説明するためフローチャートを示す。なお、直前のジョブが封筒モード（第２の定着モード）の場合、この直前のジョブが終了しないうちに新たな封筒モードのジョブが発生しても、新たな封筒モードのジョブのための冷却動作は必要ない。したがって、直前のジョブが通常モード（第１の定着モード）である、即ち図１４のＳ１４０１の時点で、定着ニップ部が第１の圧力状態であると仮定して説明する。
【０１２５】
図１４において、Ｓ１４０２にてモード選択後、Ｓ１４０３で封筒モードが選択されているか否かを判断する。封筒モードが選択されていない場合は、通常のプリント動作に入り、記録材が定着ニップに突入する直前に、電力を（目標温度−２０℃）までに投入する単位時間当りの電力（１００％）に対して＋１０％上乗せ（以後、通紙時オフセット電力と呼ぶ）し、通常プリントを継続する（Ｓ１４１１、Ｓ１４１２）。通紙時オフセット電力を上乗せするタイミングは、記録材が定着ニップに突入する、定着フィルム一周手前の時点である。
【０１２６】
Ｓ１４０３において封筒モードが選択され、且つ直前のジョブが終了している場合、Ｓ１４０５において、冷却動作の必要性を判断し、必要に応じて冷却動作を行う。直前のジョブが終了していない場合はＳ１４０７で冷却動作を実行する。Ｓ１４１３において、半加圧状態に移行した後、モータ１５０９の回転及ヒータ１９への通電を共に開始する。本実施例においても、実施例６と同様に、Ｓ１４１４においてメインサーミスタ温度が目標マイナス２０℃に到達した時点で、（目標温度−２０℃）までに投入する単位時間当りの電力（１００％）に対して電力を４０％減じることで、オーバーシュート対策を行っている。その後、記録材が定着ニップに突入する直前のタイミングで、通紙時オフセット電力を上乗せする（Ｓ１４１６）。封筒は、搬送方向と直交する方向の幅が普通紙に比べ狭く、定着フィルムから封筒へ奪われる熱量が比較的小さいこと、および、封筒モード（第２の定着モード）では定着ニップ部の搬送方向の幅も狭いため、定着フィルムから奪われる熱量はさらに少なくなる。よって、第２の定着モードで上乗せする通紙時オフセット電力は第１の定着モードの場合よりも少なくしている。本実施例の封筒モードにおける通紙時オフセット電力の上乗せ量は（目標温度−２０℃）までに投入する単位時間当りの電力（１００％）に対して、２．５％とした。したがって、封筒の先端が定着ニップ部に対して定着フィルム１周分手前に到達した時点からヒータ１９に投入される電力は（１００−４０＋２．５＝）６２．５％になる。このことにより、通紙時オフセット電力過剰によるオーバーシュートを生じることなく、適切な定着制御を行うことが可能となる。
【０１２７】
本発明は上述の実施例にとらわれるものではなく、技術思想内の変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】（１）は本発明の定着装置の第１の圧力状態を表す図である。（２）圧力解除状態を表す図である。（３）は第２の圧力状態を表す図である。
【図２】本発明の定着装置を搭載する画像形成装置の断面図である。
【図３】本発明を適用した定着装置の断面図である。
【図４】圧力調整機構の一部であるカムの形状を示す図である。
【図５】第１の圧力状態でヒータに所定電力を投入した場合、及び第２の圧力状態でヒータに所定電力を投入した場合の、ヒータ及び定着フィルムの温度推移を表すグラフである。
【図６】実施例１の制御を示すフローチャートである。
【図７】比較例の制御を示すフローチャートである。
【図８】実施例２の制御を示すフローチャートである。
【図９】実施例３の制御を示すフローチャートである。
【図１０】実施例４の制御を示すフローチャートである。
【図１１】実施例５を実施した時のヒータ及び定着フィルムの温度推移を示すグラフである。
【図１２】実施例６の制御を示すフローチャートである。
【図１３】実施例６を実施した時のヒータ及び定着フィルムの温度推移を示すグラフである。
【図１４】実施例７の制御を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の定着装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図１６】定着ニップ部を図１（３）の状態に設定した時のヒータ１９の温度が８０℃未満の場合の実施例１の動作、及びこの動作を実行した時のヒータ及び定着フィルムの温度推移を示す図である。
【図１７】定着ニップ部を図１（３）の状態に設定した時のヒータ１９の温度が８０℃以上の場合の実施例１の動作、及びこの動作を実行した時のヒータ及び定着フィルムの温度推移を示す図である。
【図１８】実施例１の効果を確かめるための実験で行った普通紙と封筒の通紙シーケンスを説明する図である。
【図１９】定着ニップ部を図１（３）の状態に設定した時のヒータ１９の温度が８０℃以上の場合の比較例の動作、及びこの動作を実行した時のヒータ及び定着フィルムの温度推移を示す図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１ａ〜１ｄ  画像形成部
２ａ〜２ｄ  感光体ドラム
３ａ〜３ｄ  帯電器
４ａ〜４ｄ  現像装置
５ａ〜５ｄ  ドラムクリーニング装置
６ａ〜６ｄ  露光装置
７ａ〜７ｄ  転写ローラ
８  転写材搬送ベルト（転写ベルト）
９  駆動ローラ
１０  テンションローラ
１１  定着フィルム
１２  加圧ローラ
１３  定着装置
１４  給紙カセット
１５  転写材搬送ガイド
１６  レジストローラ
１７  排紙ローラ
１８  排紙トレイ
１９  ヒータ
２０  ヒータホルダ
２１  メインサーミスタ
２２  サブサーミスタ
２３  入り口ガイド
２４  フレーム
２５  定着フィルムユニット
２６  Ｔステー
２７  連結部材
２８  加圧バネ
２９  加圧解除カム
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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