(57)【要約】【課題】通紙開始時からの定着温度を安定させて定着性能を向上させる。【解決手段】ハロゲンヒータ２５により加熱される定着ベルト２１と、定着ベルト２１に圧接して定着ベルト２１との間にニップ部を形成する加圧ローラ３１と、定着ベルト２１、および／または加圧ローラ３１の温度を検出する温度センサ４０と、温度センサ４０により検出された温度に基づいてハロゲンヒータ２５による加熱量を制御する加熱制御手段と、を備え、加熱制御手段は、定着装置２０の定着可能温度到達前に温度センサ４０が検出した温度に応じて、ハロゲンヒータ２５の通電率を抑制制御する。【選択図】図２
2013160985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段により加熱される定着手段と、
該定着手段に圧接して該定着手段との間にニップ部を形成する加圧手段と、
前記定着手段、および／または前記加圧手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段により検出された温度に基づいて前記加熱手段による加熱量を制御する加熱制御手段と、を備え、
前記加熱制御手段は、当該定着装置の定着可能温度到達前に前記温度検出手段が検出した温度に応じて、前記加熱手段の通電率を抑制制御することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記加熱制御手段は、前記加熱手段について設定された目標温度以下となるように、当該定着装置の定着可能温度到達前に前記温度検出手段が検出した温度に応じて、前記加熱手段の通電率を抑制制御することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
当該定着装置の定着可能温度到達前に前記温度検出手段が検出した温度に応じて、当該定着装置への記録媒体の通紙開始までの時間を可変制御する通紙開始制御手段を備えることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の定着装置。
【請求項４】
前記加熱制御手段は、当該定着装置のウォームアップ動作開始時に前記温度検出手段が検出した温度に応じて、前記加熱手段の通電率を抑制制御することを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記定着手段は、回転可能な無端状ベルトと、該無端状ベルトの内周側に固設され、外周面が前記無端状ベルトの内周面と摺接して前記無端状ベルトの回転を支持するパイプ部材と、からなり、
前記加熱制御手段は、前記定着手段と前記加圧手段のうち熱容量の大きい方について前記温度検出手段により検出された温度に応じて、前記加熱手段の通電率を抑制制御することを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
加熱手段により加熱される定着手段と、
該定着手段に圧接して該定着手段との間にニップ部を形成する加圧手段と、
前記定着手段、および／または前記加圧手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段により検出された温度に基づいて前記加熱手段による加熱量を制御する加熱制御手段と、を備え、
前記加熱制御手段は、前記加熱手段について設定された目標温度以下となるように、当該定着装置の定着可能温度到達前に前記温度検出手段が検出した温度に基づいて、前記加熱手段の温度制御を行うことを特徴とする定着装置。
【請求項７】
加熱手段により加熱される定着手段と、
該定着手段に圧接して該定着手段との間にニップ部を形成する加圧手段と、
前記定着手段、および／または前記加圧手段の温度を検出する温度検出手段と、
当該定着装置への記録媒体の通紙開始までの時間を可変制御する通紙開始制御手段と、を備え、
前記通紙開始制御手段は、当該定着装置の定着可能温度到達前に前記温度検出手段が検出した温度に応じて、当該定着装置への記録媒体の通紙開始までの時間を可変制御することを特徴とする定着装置。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか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。さらに詳述すると、像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に定着させる定着装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置として、電子写真方式を利用した画像形成装置が種々考案されており公知技術となっている。その画像形成プロセスは、像担持体である感光ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化し、現像された画像を転写装置により記録紙（用紙、記録材、記録媒体ともいう）に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用いる定着装置によって記録紙上のトナー画像を定着する過程により成立している。
【０００３】
定着装置では、対向するローラもしくはベルトもしくはそれらの組み合わせにより構成された定着部材（定着手段）及び加圧部材（加圧手段）が当接してニップ部を形成するように配置されており、該ニップ部に記録紙を挟みこみ、熱および圧力を加え、トナー像を記録紙上に定着することを行っている。
【０００４】
例えば、図９に示すようなベルト定着方式の定着装置は、熱源である加熱ヒータ７６を有する加熱ローラ７４と表層にゴム層が設けられた定着ローラ７２を内包した定着ベルト７９と、定着ベルト７９に当接する加圧ローラ７１により形成されるニップ部（定着ニップ部）に、トナー転写済みの記録紙Ｐを通過させる過程で、転写されたトナー像が加熱および加圧され定着するものである。
【０００５】
また、特許文献１には、フィルム加熱方式の定着装置が開示されている。このようなフィルム加熱方式の定着装置は、例えば、図１０に示すように、発熱体としてのセラミックヒータ８１と、加圧部材としての加圧ローラ７１との間に耐熱性フィルム（定着フィルム８４）を挟ませて定着ニップ部を形成させ、定着ニップ部のフィルム８４と加圧ローラ７１との間にトナー転写済みの記録紙Ｐを導入して、フィルム８４と一緒に挟持搬送させることで、ニップ部においてセラミックヒータ８１の熱がフィルム８４を介して記録紙に与えられ、さらに定着ニップ部の加圧力にて未定着トナー画像を記録紙面に熱圧定着させるものである。
【０００６】
このようなフィルム加熱方式の定着装置は、セラミックヒータ及びフィルムとして低熱容量の部材を用いてオンデマンドタイプの装置を構成することができるとともに、画像形成装置の画像形成実行時のみ熱源としてのセラミックヒータに通電して所定の定着温度に発熱させた状態にすれば良く、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く（クイックスタート性）、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい（省電力）等の利点がある。
【０００７】
また、特許文献２には、加圧ベルト方式の定着装置が開示されている。この定着装置は、表面が弾性変形する回転可能な加熱定着ローラと、加熱定着ローラに接触したまま走行可能なエンドレスベルトと、エンドレスベルトの内側に非回転状態で配置されて、エンドレスベルトを加熱定着ローラに圧接させ、エンドレスベルトと加熱定着ローラとの間に記録紙が通過させられるベルトニップを設けると共に、加熱定着ローラの表面を弾性変形させる加圧パッドとを有し、下のローラをベルトにし、記録紙とローラの接触面積を広げることで熱伝導効率を大幅に向上させ、エネルギー消費を抑制すると同時に小型化を実現するものである。
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に記載の定着装置においては、耐久性の問題、ベルト温度安定性の問題があった。すなわち、熱源であるセラミックヒータと、ベルト内面の摺動による耐磨耗性が不十分であり、長時間運転すると連続摩擦を繰り返す面が荒れて摩擦抵抗が増大し、ベルトの走行が不安定になる、もしくは、定着装置の駆動トルクが増大する等の現象が生じるという問題があった（課題１）。
【０００９】
その結果、画像を形成する記録紙のスリップが生じ画像のずれが生じる、または、駆動ギヤに係る応力が増大し、ギヤの破損を引き起こすという、不具合が発生する問題があった。
【００１０】
また、フィルム加熱方式の定着装置においては、ベルトをニップ部で局所的に加熱しているため回転するベルトがニップ入り口に戻ってくる際に、ベルト温度は最も冷えた状態になり、特に高速回転を行う場合において、定着不良が出やすいという問題があった（課題２）。
【００１１】
一方、ベルト内面と固定部材の摺動性の問題を改善する手段として、上記特許文献２においては、圧力パッドの表層に低摩擦シート（シート状摺動材）としてＰＴＦＥを含浸させたガラス繊維シート（ＰＴＦＥ含浸ガラスクロス）を用いる方法が開示されており、摺動性が向上することが示されている。
【００１２】
しかしながら、このような加圧ベルト方式の定着装置（他に、特許文献３）では、定着ローラの熱容量が大きく、昇温が遅いため、ウォームアップ動作（定着可能温度になって通紙動作を開始するまでの動作）にかかる時間が長いという問題があった（課題３）。
【００１３】
上記の課題１〜３をすべて解決する技術として、特許文献４には、無端状ベルト（定着ベルト）の内部にパイプ状の金属熱伝導体を、無端状ベルトの移動をガイドすることが可能に固定し、金属熱伝導体内の熱源により金属熱伝導体を介して無端状ベルトを加熱し、さらに無端状ベルトを介して金属熱伝導体に接してニップ部を形成する加圧ローラを備えた定着装置が開示されている。
【００１４】
特許文献４に記載の定着装置では、定着装置を構成する無端状ベルト全体を温めることを可能にし、加熱待機時からのファーストプリントタイムを短縮することができ、かつ高速回転時の熱量不足を解消することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、例えば、特許文献４のような低熱容量の熱定着方式を用いた定着装置では、昇温速度が速いために、特に、定着部材が温まった状態からのウォームアップ時等において、温度検出手段により検知された温度が実際の加熱手段（加熱部材）の温度制御に反映されるまでの間に加熱手段がオーバーシュート（過加熱）し、目標温度よりも高くなってしまったり、オーバーシュートの反動として、急な冷却により目標温度より低くなってしまったりして、通紙開始時からの定着温度を安定させることができず、定着不良が発生するおそれがあるという問題があった。
【００１６】
そこで本発明は、定着装置の定着可能温度到達前に温度検出手段が検出した温度に応じて、加熱手段の加熱制御を行うことにより、通紙開始時からの温度を安定させて定着不良の発生を抑え、定着性能を向上させることができる定着装置およびこれを備えた画像形成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】
【００１７】
かかる目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、加熱手段により加熱される定着手段と、該定着手段に圧接して該定着手段との間にニップ部を形成する加圧手段と、前記定着手段、および／または前記加圧手段の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段により検出された温度に基づいて前記加熱手段による加熱量を制御する加熱制御手段と、を備え、前記加熱制御手段は、当該定着装置の定着可能温度到達前に前記温度検出手段が検出した温度に応じて、前記加熱手段の通電率を抑制制御するものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、通紙開始時からの温度を安定させて定着性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本実施形態に係る定着装置の概略構成図である。
【図３】（Ａ）ウォームアップ動作開始からの時間と加熱部材温度との関係、（Ｂ）ウォームアップ動作開始からの時間とヒータ最大通電率との関係を示すグラフ（１）である。
【図４】目標温度を変更制御した場合のウォームアップ動作開始からの時間と加熱部材温度との関係を示すグラフである。
【図５】通紙開始制御手段による制御フローチャートである。
【図６】ウォームアップ時間を延長した場合のウォームアップ動作開始からの時間と加熱部材温度との関係を示すグラフである。
【図７】（Ａ）ウォームアップ動作開始からの時間と加熱部材温度との関係、（Ｂ）ウォームアップ動作開始からの時間とヒータ最大通電率との関係を示すグラフ（２）である。
【図８】目標温度を変更制御した場合のウォームアップ動作開始からの時間と加熱部材温度との関係を示すグラフ（２）である。
【図９】ベルト定着方式の定着装置の概略構成図である。
【図１０】フィルム加熱方式の定着装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る構成を図１から図８に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
＜第１の実施形態＞
（画像形成装置）
図１を参照して、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。図１において、１は画像形成装置としての複写機の装置本体、２は原稿Ｄの画像情報を光学的に読み込む原稿読込部、３は原稿読込部２で読み込んだ画像情報に基づいた露光光Ｌを感光体ドラム５上に照射する露光部、４は感光体ドラム５上にトナー像（画像）を形成する作像部、７は感光体ドラム５上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する転写部、１０はセットされた原稿Ｄを原稿読込部２に搬送する原稿搬送部、１２〜１４は転写紙等の記録媒体Ｐが収納された給紙部、２０は記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する定着装置、２１は定着装置２０に設置された定着部材としての定着ベルト、３１は定着装置２０に設置された加圧部材としての加圧ローラを示す。
【００２２】
図１に示す画像形成装置における、通常の画像形成時の動作について説明する。まず、原稿Ｄは、原稿搬送部１０の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部２上を通過する。このとき、原稿読込部２では、上方を通過する原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。
【００２３】
そして、原稿読込部２で読み取られた光学的な画像情報は、電気信号に変換された後に、露光部３（書込部）に送信される。そして、露光部３からは、その電気信号の画像情報に基づいたレーザ光等の露光光Ｌが、作像部４の感光体ドラム５上に向けて発せられる。
【００２４】
一方、作像部４において、感光体ドラム５は図中の時計方向に回転しており、所定の作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程）を経て、感光体ドラム５上に画像情報に対応した画像（トナー像）が形成される。その後、感光体ドラム５上に形成された画像は、転写部７で、レジストローラにより搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。 
【００２５】
一方、転写部７に搬送される記録媒体Ｐは、次のように動作する。まず、画像形成装置本体１の複数の給紙部１２，１３，１４のうち、１つの給紙部が自動又は手動で選択される（例えば、最上段の給紙部１２が選択されたものとする）。そして、給紙部１２に収納された記録媒体Ｐの最上方の１枚が、搬送経路Ｋの位置に向けて搬送される。
【００２６】
その後、記録媒体Ｐは、搬送経路Ｋを通過してレジストローラの位置に達する。そして、レジストローラの位置に達した記録媒体Ｐは、感光体ドラム５上に形成された画像と位置合わせをするためにタイミングを合わせて、転写部７に向けて搬送される。
【００２７】
そして、転写工程後の記録媒体Ｐは、転写部７の位置を通過した後に、搬送経路を経て定着装置２０に達する。定着装置２０に達した記録媒体Ｐは、定着ベルト２１と加圧ローラ３１との間に送入されて、定着ベルト２１から受ける熱と双方の部材から受ける圧力とによって画像が定着される。画像が定着された記録媒体Ｐは、定着ベルト２１と加圧ローラ３１との間（ニップ部）から送出された後に、画像形成装置本体１から排出される。こうして、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００２８】
（定着装置の構成）
次に、画像形成装置本体１に設置される定着装置２０の構成、動作について詳述する。図２に示すように、定着装置２０は、定着ベルト２１、金属熱伝導体（金属パイプ、加熱パイプともいう）２２、支持体２３、ハロゲンヒータ２５、ニップ形成部材２６、加圧ローラ３１、温度センサ４０等で構成される。
【００２９】
なお、本実施形態では、定着装置として、図２に示すような、加圧回転体（加圧ローラ）と定着ベルトと定着ベルトの内摺面に近接させた金属パイプを有し、熱源により金属パイプが加熱される定着装置を例に説明するが、定着装置の構成は、これに限られるものではなく、上記特許文献に記載の定着装置や、その他種々の構成の定着装置に適用することができる。
【００３０】
[定着ベルト]
定着部材としての定着ベルト２１は、薄肉で可撓性を有する無端状ベルト（またはフィルム）であって、外部のローラにより連れ回り回転する。図２に示す例では、加圧ローラ３１が不図示の駆動手段により回転し、ニップ部でベルトに駆動力が伝達されることにより定着ベルト２１が回転する。
【００３１】
定着ベルト２１は、基材上に弾性層、離型層が順次積層されていて、その全体の厚さが１ｍｍ以下に設定されている。定着ベルト２１の基材は、層厚が３０〜５０μｍであって、ニッケル、ステンレス等の金属材料やポリイミド等の樹脂材料で形成されている。
【００３２】
定着ベルト２１の弾性層は、層厚が１００〜３００μｍであって、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム、等のゴム材料で形成されている。弾性層がない場合、熱容量が小さくなり、定着性が向上するが、未定着画像を押し潰して定着するときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部にユズ肌状の跡が残るおそれがある。これに対し、１００μｍ以上の弾性層を設けることで、ニップ部における定着ベルト２１表面の微小な凹凸が形成されなくなり、記録媒体Ｐ上のトナー像に均一に熱が伝わりユズ肌画像の発生が抑止される。
【００３３】
定着ベルト２１の離型層は、層厚が１０〜５０μｍ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）、等の材料で形成されている。離型層を設けることで、トナー像に対する離型性（剥離性）が担保される。
【００３４】
なお、本実施形態では、定着ベルト２１の直径が３０ｍｍに設定されている。定着ベルト２１の内部（内周面側）には、金属熱伝導体２２、支持体２３、ハロゲンヒータ２５、ニップ形成部材２６等が固設されている。
【００３５】
[ニップ形成部材]
ニップ形成部材２６は、定着ベルト２１の内周面側に固設されていて、定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１に当接してニップ部を形成する。なお、ニップ形成部材２６と定着ベルト２１とが摺接しても定着ベルト２１の磨耗が軽減されるように、ニップ形成部２３の摺接面を摩擦係数の低い材料で形成することが好ましい。また、ニップ形成部材２６と定着ベルト２１の内周面との間に摺動シートを設けるようにしても良い。
【００３６】
また、図２に示す例では、ニップ部の形状が凹形状２６ａであるが、平坦形状やその他の形状であっても良い。ニップ部の形状を凹形状２６ａとすることで、記録紙先端の排出方向が加圧ローラ寄りになり、分離性を向上させて、ジャムの発生を抑制することができる。
【００３７】
[ヒータ]
熱源は、ハロゲンヒータ２５であって、その両端部が定着装置２０の側板（図示しない）に固定されている。そして、画像形成装置１の電源部により出力制御されたハロゲンヒータ２５の輻射熱によって、金属熱伝導体２２が加熱される。さらに、金属熱伝導体２２によって定着ベルト２１が全体的に加熱されて、加熱された定着ベルト２１の表面から記録媒体Ｐ上のトナー像に熱が加えられる。
【００３８】
なお、ハロゲンヒータ２５の出力制御は、定着ベルト２１表面に対向するサーミスタ等の温度センサ４０によるベルト表面温度の検知結果に基づいて制御される。また、このようなハロゲンヒータ２５の出力制御によって、定着ベルト２１の温度（定着温度）を所望の温度に制御している。
【００３９】
なお、温度センサ４０は、定着ベルト２１表面のいずれかの位置（ニップ部を除く）に設けられるものであればよく、定着ベルト２１表面の温度を検出する温度センサ４０に替えて、または、これに併せて、加圧ローラ３１表面の温度を検出する温度センサ４１（不図示）を設けても良い。この場合、温度センサ４１を用いて加圧ローラ３１表面温度の検知結果に基づいてハロゲンヒータ２５の出力制御を行う。
【００４０】
また、図２に示す例では、熱源として、ハロゲンヒータ２５を用いたが、これに限られるものではなく、熱源として、誘導加熱手段（ＩＨコイル）、抵抗発熱体、カーボンヒータ等を用いても良い。
【００４１】
[金属熱伝導体]
中空の金属熱伝導体２２は、ニップ部を除く位置で定着ベルト２１の内周面に対向するように固設されていて、ハロゲンヒータ２５の輻射熱により加熱されて定着ベルト２１を加熱する（熱を伝える）。定着ベルト２１はニップ部で挟み込まれて回転するが、ニップ部以外では金属熱伝導体２２にガイドされており、一定の距離以上にベルトの位置が金属熱伝導体２２から離れてしまわないよう案内されている。
【００４２】
なお、金属熱伝導体２２の材料としては、アルミニウム、鉄、ステンレス等の熱伝導性を有する材料を用いることができる。本実施形態では、強度にすぐれるＳＵＳを用いた。なお、図２に示す例では、金属熱伝導体２２は、円形形状になっているが、これに限られるものではなく、頂上部分が潰れた円形形状や角型等、その他の断面形状であっても良い。
【００４３】
定着ベルト２１の一部のみが局所的に加熱されることなく、金属熱伝導体２２によって定着ベルト２１が周方向広範囲にわたって加熱されることになるために、装置を高速化した場合であっても定着ベルト２１が充分に加熱されて定着不良の発生を抑止することができる。
【００４４】
さらに、定着ベルト２１の加熱効率を向上させるために金属熱伝導体２２を薄肉化した場合であっても、金属熱伝導体２２は加圧ローラ３１から加圧力を受けるニップ形成部材２６とは別に設けられているために、金属熱伝導体２２が撓んで定着ベルト２１の内周面が強くこすれる不具合や、金属熱伝導体２２が撓んで定着ベルト２１の駆動トルクが増加する不具合等が抑止される。
【００４５】
このように、定着装置２０は、定着ベルト２１の一部のみが局所的に加熱されることなく、金属熱伝導体２２によって定着ベルト２１が周方向広範囲にわたって加熱されることになるために、装置を高速化した場合であっても定着ベルト２１が充分に加熱されて定着不良の発生を抑止することができる。すなわち、比較的簡易な構成で効率よく定着ベルト２１を加熱できるために、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短縮化されるとともに、装置の小型化が達成される。
【００４６】
なお、定着ベルト２１と金属熱伝導体２２との外径差は、１ｍｍ以内とすることが好ましい。これにより、金属熱伝導体２２と定着ベルト２１とが摺接する面積が大きくなって定着ベルト２１の磨耗が加速する不具合を抑止するとともに、金属熱伝導体２２と定着ベルト２１とが離れ過ぎて定着ベルト２１の加熱効率が低下する不具合を抑止することができる。さらに、金属熱伝導体２２が定着ベルト２１に近設されることで、可撓性を有する定着ベルト２１の円形姿勢がある程度維持されるため、定着ベルト２１の変形による劣化・破損を軽減することができる。
【００４７】
また、金属熱伝導体２２と定着ベルト２１とが摺接しても定着ベルト２１の磨耗が軽減されるように、金属熱伝導体２２の摺接面を摩擦係数の低い材料で形成することとしても良い。また、定着ベルト２１と金属熱伝導体２２との界面には、シリコーンオイルやフッ素グリス等の潤滑剤が塗布される。
【００４８】
[支持体]
金属熱伝導体２２の内部において、ニップ部におけるニップ形成部材２６を支持し、強度を補強する支持体２３を設けることも好ましい。また、支持体２３がハロゲンヒータ２５の輻射熱などにより加熱されてしまう場合は、その表面に断熱もしくは鏡面処理を行うことも好ましい。これにより、過度の加熱を防止して、無駄なエネルギー消費を抑制することができる。
【００４９】
[加圧ローラ]
加圧部材としての加圧ローラ３１は、例えば、直径が３０ｍｍであって、中空構造の芯金上に弾性層を形成したものである。加圧ローラ３１の弾性層は、発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の材料で形成されている。なお、弾性層の表層にＰＦＡ、ＰＴＦＥ等からなる薄肉の離型層を設けることもが好ましい。加圧ローラ３１は、スプリングなどにより定着ベルト２１に圧接され、ゴム層が押し潰されて変形することにより、双方の部材間に所定のニップ幅を形成する。
【００５０】
なお、加圧ローラ３１の弾性層を発泡性シリコーンゴム等のスポンジ状の材料で形成した場合には、ニップ部に作用する加圧力を減ずることができるために、金属熱伝導体２２に生じる撓みをさらに軽減することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ３１の直径と同等になるように形成したが、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ３１の直径よりも小さくなるように形成することもできる。その場合、ニップ部における定着ベルト２１の曲率が加圧ローラ３１の曲率よりも小さくなるために、ニップ部から送出される記録媒体Ｐが定着ベルト２１から分離され易くなる。
【００５２】
また、加圧ローラ３１は、モータなどの駆動手段からギヤを介して駆動力が伝達され回転する。また、加圧ローラ３１は中実のローラであっても良いが、中空のほうが熱容量は少なくて良い。また、加圧ローラ３１側にもハロゲンヒータなどの熱源を有していても良い。なお、加圧ローラ内部にヒータが無い場合は、スポンジゴムを用いても良い。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルトの熱が奪われにくくなるので、より望ましい。
【００５３】
上記のような構成により、低コスト、低熱容量化によりウォームアップが早く金属熱伝導体２２が熱を拡散し、定着ベルト２１全体に均質な熱を与えることで、定着ベルト２１全体の温度が安定する定着装置２０とすることができる。
【００５４】
（定着装置の制御）
上述のように、低熱容量の定着装置２０では、ウォームアップ動作を行うと、昇温速度が速いために、温度センサ４０により検知された温度が実際にハロゲンヒータ２５の温度制御に反映されるまでの間に、オーバーシュートが発生する場合がある。特に、定着ベルト２１が温まった状態でウォームアップ動作を行うと、低温状態から昇温させる時よりも昇温速度が速いため、オーバーシュートが生じやすい。また、オーバーシュート時の温度検知結果に基づいてハロゲンヒータ２５の温度制御されることにより、オーバーシュートの反動として急な冷却が生じ、目標温度より低くなる場合がある。このため、通紙開始初期の温度が安定せず定着性能に影響が生じるという問題がある。
【００５５】
そこで、本実施形態に係る定着装置２０は、ハロゲンヒータ２５（加熱手段）により加熱される定着ベルト２１（定着手段）と、定着ベルト２１に圧接して定着ベルト２１との間にニップ部を形成する加圧ローラ３１（加圧手段）と、定着ベルト２１、および／または加圧ローラ３１の温度を検出する温度センサ４０（温度検出手段）と、温度センサ４０により検出された温度に基づいてハロゲンヒータ２５による加熱量を制御する加熱制御手段と、を備え、加熱制御手段は、定着装置２０の定着可能温度到達前に温度センサ４０が検出した温度に応じて、ハロゲンヒータ２５の通電率を抑制制御するものである。なお、加熱制御手段は、例えば、定着装置２０の全体を制御する制御手段（マイクロコンピュータ）の一部として構成され、加熱手段の検知結果に基づいて、加熱手段の出力制御を行うものである。なお、加熱制御手段は、画像形成装置本体の制御部の一部として構成しても良い。また、後述する通紙開始制御手段についても同様である。
【００５６】
本実施形態では、温度センサ４０により検出された定着可能温度到達前（好ましくは、ウォームアップ動作開始時）の定着ベルト２１表面の温度（以下、定着部材温度）に対し、加熱制御手段は、表１に示すようにハロゲンヒータ２５のヒータ最大通電率（以下、単に通電率ともいう）を変更する。なお、ヒータ最大通電率は単位時間あたりのハロゲンヒータ２５の最大出力に対する比で示されている。また、加熱制御手段は、定着部材温度に基づいて適当なヒータ最大通電率を算出するものであっても、表１に示すような定着部材温度とヒータ最大通電率との関係を示す情報テーブルを保持しているものでも良い。
【００５７】
【表１】
2013160985.tif 000003
【００５８】
ここで加熱制御手段は、定着部材温度が高くなるに連れてヒータ最大通電率を下げるように設定するものである。なお、定着部材温度とヒータ最大通電率との関係（表１）は一例であってこれに限られるものではなく、例えば、温度センサ４０の配設位置（検知位置）に応じて、適当な定着部材温度とヒータ最大通電率との関係が適用されるものである。
【００５９】
加熱制御手段は、ウォームアップ開始から、定着部材温度から表１に基づいて算出されるヒータ通電率をハロゲンヒータ２５の最大通電率となるようにハロゲンヒータ２５を加熱制御する。
【００６０】
図３を参照しつつ、本実施形態の定着装置の制御と従来の制御について説明する。図３（Ａ）はウォームアップ動作開始からの時間と加熱部材温度との関係、（Ｂ）はウォームアップ動作開始からの時間とヒータ最大通電率との関係を示すグラフである。
【００６１】
従来の制御では、ウォームアップ開始時は目標温度（１５０℃）に到達させるため、図３（Ｂ）に示すように、通電率を１００％として開始し、温度センサ４０での検知温度に基づいて通電率を低減させる制御を行っている。しかしながら、急速な加熱により、図３（Ａ）に示すようにオーバーシュートが発生し、また、オーバーシュート時の温度に基づいて通電率が制御されることで、今度は目標温度を下回ってしまい、温度が不安定な状態のまま通紙が開始されてしまう。
【００６２】
これに対し、本実施形態では、温度センサ４０での検知温度に基づいてヒータ通電率の最大値を可変的に抑えることでウォームアップ動作時のハロゲンヒータ２５の急な加熱を抑え、オーバーシュートを減らすことでオーバーシュートの反動による温度低下なども抑えることができる。よって、通紙開始時から安定した定着温度に制御することが可能になり、安定した定着品質を確保することができる。
【００６３】
また、通電率は、ウォームアップ開始時において、温度センサ４０により検知される定着ベルト２１の温度に応じて可変制御されるので、定着ベルト２１の熱量がどのような状態でも同じ昇温速度で、通紙開始時から定着温度を安定して制御することができる。例えば、温まった状態からのウォームアップ開始時には、ハロゲンヒータ２５の通電率を下げることで、ヒータ出力を下げることができるので、オーバーシュートを防止することができる。
【００６４】
＜第２の実施形態＞
以下、本発明に係る定着装置のその他の実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同様の点についての説明は省略する。
【００６５】
加熱制御手段は、ハロゲンヒータ２５について設定された目標温度以下となるように、当該定着装置２０の定着可能温度到達前に温度センサ４０が検出した温度に基づいて、ハロゲンヒータ２５の通電率を抑制制御することが好ましい。
【００６６】
すなわち、予め想定されるオーバーシュート分を差し引いた温度を目標温度とし、温度センサ４０により検出された定着部材温度に対し、加熱制御手段は、表２に示すようにハロゲンヒータ２５の目標温度を変更するものである。
【００６７】
【表２】
2013160985.tif 000004
【００６８】
ここで加熱制御手段は、定着部材温度が高くなるに連れて目標温度を下げるように設定するものである。なお、定着部材温度と目標温度との関係（表２）は一例であってこれに限られるものではない。
【００６９】
図４を参照しつつ、本実施形態の定着装置の制御と従来の制御について説明する。図４はウォームアップ動作開始からの時間と加熱部材温度との関係を示すグラフである。
【００７０】
図４に示すように、従来の制御では、ウォームアップ開始時から目標温度（１５０℃）に到達させるよう、ハロゲンヒータ２５の温度制御を行っている。しかしながら、急速な加熱により、オーバーシュートが発生し、また、オーバーシュート時の温度に基づいて通電率が制御されることで、今度は目標温度を下回ってしまい、定着温度が不安定な状態で通紙が開始されてしまう。
【００７１】
これに対し、本実施形態では、温度センサ４０での検知温度に基づいてウォームアップ動作（通紙開始直後を含んでも良い）時の目標温度を抑え（図４中の点線で示す１３０℃）、通紙開始後に本来の目標温度（１５０℃）に制御することで、ウォームアップ時のオーバーシュートを減らすことでオーバーシュートの反動による温度低下なども抑え、安定した温度制御が可能になり、安定した定着品質を確保することができる。
【００７２】
なお、本実施形態では、加熱手段の温度制御を、ヒータ最大通電率の抑制以外の方法により行って、目標温度以下になるように温度制御するようにしても良い。
【００７３】
＜第３の実施形態＞
また、定着装置２０の定着可能温度到達前に温度センサ４０が検出した温度に基づいて、ウォームアップ時間を可変制御する通紙開始制御手段を備えることが好ましい。
【００７４】
例えば、表３に示すように、ウォームアップ動作開始時において、温度センサ４０が検出した定着部材温度に基づいて、ウォームアップ時間を延長させた後、印刷（通紙）を開始するようにするものである。
【００７５】
【表３】
2013160985.tif 000005
【００７６】
すなわち、図５の制御フローチャートに示すように、通紙開始制御手段は、温度センサ４０により定着部材温度を取得した後（Ｓ１０）、この定着部材温度に応じた待ち時間が経過するまで待機し（Ｓ２０：ＮＯ）、待ち時間が経過すると（Ｓ２０：ＹＥＳ）、印刷を開始するものである。
【００７７】
なお、定着部材温度と印刷開始までの待ち時間との関係（表３）は一例であってこれに限られるものではないが、ウォームアップ開始時の定着部材温度の変化に応じた待ち時間の変化はあまり変わらないように設定されることが好ましい。
【００７８】
このようにウォームアップ時間を可変制御することで、図６に示すように、オーバーシュートや温度低下などが収まり、定着部材温度が安定した後に通紙を開始することができるので、所望の定着温度で定着することができ、定着不良の発生を防ぐことが出来る。
【００７９】
なお、通紙開始制御手段による制御は、上記加熱制御手段によるヒータ最大通電率の制御と併せて実行しても、上記加熱制御手段によるヒータ最大通電率の制御に替えて実行するものであっても良い。
【００８０】
＜第４の実施形態＞
また、加熱部材からニップ部へ効率よく熱を伝達し、昇温速度を速めるために加熱部材が低熱容量化されている定着装置（例えば、特許文献４）では、加圧部材が熱容量の大半を占めている。このような定着装置では、ウォームアップ開始時は加熱部材の熱量よりも加圧部材の熱量の方が昇温速度に大きく影響することとなる。
【００８１】
このような定着装置では、定着部材温度に替えて、加圧部材側に設けた温度検出手段で検出した加圧温度部材に基づいて、上記第１〜第２の実施形態で説明した加熱部材の制御を行うことが好ましい。
【００８２】
例えば、図７に示すように、ウォームアップ開始時の加圧部材温度が１００℃の場合、従来の制御では１００%の通電率で制限なしに制御されていたハロゲンヒータ２５を、７０％を上限としてヒータ最大通電率を抑制することにより、オーバーシュートを防ぐことが可能となり、安定した温度制御が可能になり、安定した定着品質を確保することができる。
【００８３】
また、例えば、図８に示すように、ウォームアップ開始時の加圧部材温度が１００℃の場合、ウォームアップ時の加熱部材の目標温度を、従来の制御における１５０℃から１３５℃に抑える変更を行うことで、オーバーシュートを防ぐことができ、安定した温度制御が可能になり、安定した定着品質を確保することができる。
【００８４】
以上説明したように、定着部材と加圧部材のうち熱容量の大きい方の部材温度に基づいて、加熱制御手段が加熱制御（ヒータ最大通電率の設定、目標温度の設定）を行うことにより、より効果的にオーバーシュートを防ぐことが出来る。また、通紙開始制御手段による制御も同様である。また、定着部材温度および加圧温度部材の双方の温度に基づいて加熱制御を行うものであっても良い。
【００８５】
以上説明した構成による定着装置２０を備えた画像形成装置（図１）とすることにより、上記制御を行う定着装置を使用することで、より安定した定着品質を実現する画像形成装置を提供することができる。
【００８６】
尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１  画像形成装置
２  原稿読込部
３  露光部
４  作像部
５  感光体ドラム
７  転写部
１０  原稿搬送部
１２，１３，１４  給紙部
２０  定着装置
２１  定着ベルト（定着手段）
２２  金属熱伝導体（金属パイプ）
２３  支持体
２５  ハロゲンヒータ（加熱手段）
２６  ニップ形成部材
２６ａ  凹形状
３１  加圧ローラ（加圧手段）
４０  温度センサ（温度検出手段）
７１  加圧ローラ
７２  定着ローラ
７３  分離爪
７４  加熱ローラ
７５  定着カバー
７６  ヒータ
７７  テンションローラ
７８  スプリング
７９  定着ベルト
８０  サーミスタ
８１  セラミックヒータ
８２  ステー
８３  ホルダ
８４  定着フィルム
Ｄ  原稿
Ｋ  搬送経路
Ｌ  露光光
Ｐ  記録媒体
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８８】
【特許文献１】特開平４−４４０７５号公報
【特許文献２】特開平８−２６２９０３号公報
【特許文献３】特開平１０−２１３９８４号公報
【特許文献４】特開２００７−３３４２０５号公報
【図２】
2013160985.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
2013160985.tif 000009
【図６】
2013160985.tif 000010
【図７】
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【図８】
2013160985.tif 000012
【図１】
2013160985.tif 000013
【図９】
2013160985.tif 000014
【図１０】
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