(57)【要約】【課題】環境温度が所定温度より低い場合でも、印刷可能な所定の温度までに要する熱量や連続通紙時の単位時間あたりの必要熱量を抑え、ウォームアップ時間を延長させずに済む定着装置を提供する。【解決手段】定着装置２０は、熱源によって加熱される定着部材と、定着部材に対向して配置され、定着部材とニップ部を形成する対向部材と、環境温度を検知する環境温度センサＳ１と、を備える定着装置であって、環境温度センサＳ１の出力に基づいて検知した環境温度が第１の閾値以下であり、かつ、次の印刷ジョブにおける画像形成の枚数が第２の閾値以下である場合、ニップ部に挿通する記録媒体の紙間を通常より長い時間間隔に変更する。【選択図】図５
2016109895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源によって加熱される定着部材と、
前記定着部材に対向して配置され、前記定着部材とニップ部を形成する対向部材と、
環境温度を検知する環境温度センサと、
を備える定着装置であって、
前記環境温度センサの出力に基づいて検知した環境温度が第１の閾値以下であり、かつ、次の印刷ジョブにおける画像形成の枚数が第２の閾値以下である場合、前記ニップ部に挿通する記録媒体の紙間を通常より長い時間間隔に変更する定着装置。
【請求項２】
前記定着装置の温度を検知する定着装置温度センサをさらに備え、
前記環境温度センサの出力に基づいて検知した環境温度が第１の閾値以下であり、前記定着装置温度センサの出力に基づいて検知した前記定着装置の温度が第３の閾値以下であり、かつ、当該印刷ジョブにおける画像形成の枚数が第２の閾値以下である場合、前記ニップ部に挿通する記録媒体の紙間を通常より長い時間間隔に変更する請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記第１の閾値は、１７℃以下である請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記第３の閾値は、１００℃以下である請求項２に記載の定着装置。
【請求項５】
前記第２の閾値Ａは、
Ｃａを、通常の前記紙間に対応した生産性（枚／分）、
Ｃｂを、通常より長い前記紙間に対応した生産性（枚／分）、
Ｔ１を、通常の前記紙間における前記定着部材の加熱に必要な時間（分）、とした場合、
以下の式
Ａ≦Ｃａ・Ｃｂ・Ｔ１／（Ｃａ−Ｃｂ）
により定められる請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記環境温度センサの出力に基づいて検知した環境温度が前記第１の閾値以下であり、かつ、次の前記印刷ジョブにおける画像形成の枚数が前記第２の閾値を超える場合、前記ニップ部に挿通する記録媒体の前記紙間を通常より長い時間間隔に変更して画像形成を開始し、当該印刷ジョブにおいて画像形成した記録媒体の枚数が前記第２の閾値を超えた場合、通常の前記紙間に変更して画像形成を継続する請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の定着装置を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置に対し、近年、省エネルギー化・高速化について市場の要求が強くなってきている。
【０００３】
画像形成装置では、電子写真記録、静電記録、磁気記録等の画像形成プロセスにより、像坦持体に現像材像が形成される。この現像材像は、記録材シート、印刷紙、感光紙、静電記録媒体などの記録媒体に転写される。記録媒体に転写された現像材像は、定着装置によって加熱、加圧され、記録媒体に定着される。この定着装置としては、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方式等の接触加熱方式の定着装置が広く採用されている。
【０００４】
定着装置の近年の課題としては以下のものがある。すなわち、ウォームアップ時間、すなわち常温状態から印刷可能な所定の温度までに加熱するために要する時間や、ファーストプリント時間、すなわち印刷要求を受けてから印刷準備を経て印字動作を行い、排紙を完了するまでの時間のさらなる短縮が望まれている。
【０００５】
また、連続印刷の初めに熱量が不足する、いわゆる温度落ち込みの問題がある。この原因は、画像形成装置の高速化に伴い、単位時間当たりの通紙枚数が増えることにより必要な熱量が増大したことによる。
【０００６】
このような課題を解決するために、金属熱伝導体を介して定着ベルトを間接的に加熱する構成をとるのではなく、金属熱伝導体を介さずに定着ベルトを直接加熱する構成を有する定着装置が提案されている。この構成では伝熱効率が大幅に向上させることにより消費電力を低減すると共に、加熱待機時からのファーストプリントタイムを更に短縮することが実現できる。また、金属熱伝導体１０２が無いことによるコストダウンが可能となる。
【０００７】
しかし、上述のように低熱容量の定着ベルトを用いた定着構成では、冬場の夜間や倉庫等の環境温度が常温より低い場合、印刷可能な所定の温度までに要する熱量や連続通紙時の単位時間あたりの必要熱量が増える。このため環境温度が一定以下になると定着装置を蓄熱させるためにウォームアップ時間を延長させなければいけないという問題があった。
【０００８】
この点に関し、装置の電源ＯＮ時に定着部材側の温度が所定温度未満である場合に、装置の電源ＯＮ後の所要の温度区間での定着部材側の昇温に要する時間又は時間と温度の勾配を計測し、当該時間又は当該勾配に基づいて定着装置の加熱力の大小を判定し、この加熱力の大小に応じて、印刷ジョブ枚数の出力がより早く終了するように、加圧部材側の温度が給紙許可温度に達したときに給紙を許可する給紙許可制御と単位時間当たりの定着枚数を低下させる制御の少なくとも一方を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００９】
しかし、この技術は印刷ジョブの途中に定着部材の温度が定着に適した温度になった後も引き続き単位時間当たりの定着枚数を低下させる制御が行われてしまうことがある。従って、印刷ジョブの完了に係る時間が却って長くなる場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記の問題に鑑み、環境温度が所定温度より低い場合でも、印刷可能な所定の温度までに要する熱量や連続通紙時の単位時間あたりの必要熱量を抑え、ウォームアップ時間を延長させずに済む定着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための本発明は、熱源によって加熱される定着部材と、定着部材に対向して配置され、定着部材とニップ部を形成する対向部材と、環境温度を検知する環境温度センサと、を備える定着装置であって、環境温度センサの出力に基づいて検知した環境温度が第１の閾値以下であり、かつ、次の印刷ジョブにおける画像形成の枚数が第２の閾値以下である場合、ニップ部に挿通する記録媒体の紙間を通常より長い時間間隔に変更する定着装置を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、環境温度が所定温度より低い場合でも、印刷可能な所定の温度までに要する熱量や連続通紙時の単位時間あたりの必要熱量を抑え、ウォームアップ時間を延長させずに済む定着装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】定着装置を有する画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】定着装置２０の例を示す断面図である。
【図３】加熱領域可変部材２７が変位した場合を示す定着装置２０を示す断面図である。
【図４】従来技術による生産性と本実施形態による生産性の比較を表した図である。
【図５】第１の実施形態の定着装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】第２の実施形態の定着装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態に係る定着装置及び画像形成装置について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の定着装置２０を有する画像形成装置１の構成を示す図である。図１に示すように、画像形成装置１は複数の色画像を形成する作像部がベルトの展張方向に沿って並置されたタンデム方式を用いるカラープリンタであるが、本発明はこの方式に限ることはなく、またプリンタだけではなく複写機やファクシミリ装置などを対象とすることも可能である。
【００１６】
図１において画像形成装置１は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な像担持体としての感光体ドラを並設したタンデム構造が採用されている。
【００１７】
画像形成装置１において、各感光体ドラム４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋに形成された可視像が、各感光体ドラム４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋに対峙しながら矢印方向に移動可能な定着ベルトが用いられる中間転写体（以下、転写ベルトという）３０に対して１次転写行程を実行してそれぞれの画像が重畳転写される。
【００１８】
その後、記録シートなどが用いられる記録媒体Ｐに対して２次転写行程を実行することで一括転写されるようになっている。
【００１９】
各感光体ドラム４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋの周囲には、感光体ドラム５の回転に従い画像形成処理するための装置が配置されており、いま、ブラック画像形成を行う感光体ドラム４Ｋを対象として説明すると、感光体ドラム４Ｋの回転方向に沿って画像形成処理を行う帯電装置、現像装置、１次転写ローラ３１およびクリーニング装置が配置されている。帯電後に行われる書き込みは、光書込装置９が用いられる。
【００２０】
転写ベルト３０に対する転写は、転写ベルト３０が矢印方向に移動する過程において、各感光体ドラムに形成された可視像が、転写ベルト３０の同じ位置に重ねて転写されるよう、転写ベルト３０を挟んで各感光体ドラムに対向して配設された１次転写ローラ３１による電圧印加によって、方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。
【００２１】
画像形成装置１は、色毎の画像形成処理を行う４つの画像ステーションと、各感光体ドラム４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋの上方に対向して配設され、転写ベルト３０及び１次転写ローラ３１を備えた転写ベルトユニット３と、転写ベルト３０に対向して配設され転写ベルト３０に従動し、連れ回りする転写部材としての転写ローラである２次転写ローラ３６と、従動ローラ３４と、転写ベルト３０に対向して配設され転写ベルト３０上をクリーニングするクリーニング装置３５と、これら４つの画像ステーションの下方に対向して配設された光書き込み装置としての光書込装置９とを有している。
【００２２】
光書込装置９は、光源としての半導体レーザ、カップリングレンズ、ｆθレンズ、トロイダルレンズ、折り返しミラーおよび偏向手段としての回転多面鏡などを装備しており、各感光体ドラムに対して色毎に対応した書き込み光を出射して感光体ドラムに静電潜像を形成する構成とされている。
【００２３】
画像形成装置１には、感光体ドラム５と転写ベルト３０との間に向けて搬送される記録媒体Ｐを積載した給紙カセットとしてのシート給送装置１０と、シート給送装置１０から搬送されてきた記録媒体Ｐを、画像ステーションによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、各感光体ドラムと転写ベルト３０との間の転写部に向けて繰り出すレジストローラ対１２と、記録媒体Ｐの先端がレジストローラ対１２に到達したことを検知する図示しないセンサとが設けられている。
【００２４】
画像形成装置１は、トナー像が転写された記録媒体Ｐにトナー像を定着させるためのローラ定着方式の定着ユニットとしての定着装置２０と、定着済みの記録媒体Ｐを画像形成装置１の本体外部に排出する排紙ローラ１３と、を備える。
【００２５】
画像形成装置１は、画像形成装置１がおかれた場所の環境温度を検知する環境温度センサＳ１と、定着装置２０の温度を検知する定着装置温度センサＳ２と、環境温度センサＳ１及び定着装置温度センサＳ２の出力を入力する制御部３０１と、を備える。
【００２６】
環境温度センサＳ１は、定着装置２０の環境温度を検知するように配置してもよい。
【００２７】
定着装置温度センサＳ２は、定着装置２０の筐体の温度を検知するように配置しても、定着装置２０が備える定着ベルト２１の温度を検知するように配置してもよい。
【００２８】
さらに画像形成装置１は、画像形成装置１の本体上部に配設されて排紙ローラ１３により画像形成装置１の本体外部に排出された記録媒体Ｐを積載する排紙トレイ１４と、排紙トレイ１４の下側に位置し、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを充填されたトナーボトル２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋを備える現像材供給部２と、を備える。
【００２９】
転写ベルトユニット３は、転写ベルト３０、１次転写ローラ３１の他に、転写ベルト３０が掛け回されている駆動ローラおよび従動ローラを有している。
【００３０】
従動ローラ３４は、転写ベルト３０に対する張力付勢手段としての機能も備えており、このため、従動ローラ３４には、バネなどを用いた付勢手段が設けられている。このような転写ベルトユニット３と、１次転写ローラ３１と、２次転写ローラ３６と、クリーニング装置３５とで転写装置が構成されている。
【００３１】
シート給送装置１０は、画像形成装置１の本体下部に配設されており、最上位の記録媒体Ｐの上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ１１を有しており、給送ローラ１１が反時計回り方向に回転駆動されることにより、最上位の記録媒体Ｐをレジストローラ対１２に向けて給送するようになっている。
【００３２】
転写装置に装備されているクリーニング装置３５は、詳細な図示を省略するが、転写ベルト３０に対向、当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードとを有しており、転写ベルト３０上の残留トナー等の異物をクリーニングブラシとクリーニングブレードとにより掻き取り、除去して、転写ベルト３０をクリーニングするようになっている。
【００３３】
クリーニング装置３５はまた、転写ベルト３０から除去した残留トナーを搬出し廃棄するための図示しない排出手段を有している。
【００３４】
図２は定着装置２０の例を示す断面図である。図２に示すように、定着装置２０は、定着部材としての定着ベルト２１と、定着ベルト２１との間でニップ部である定着ニップＮを形成する対向部材としての加圧ローラ２２と、定着ベルト２１を加熱する加熱手段としてのハロゲンヒータ２３と、加圧ローラ２２と対向する位置において定着ベルト２１を内周側から支持するニップ形成部材２４と、ニップ形成部材２４を支持する支持部材としてのステー２５と、ハロゲンヒータ２３からの熱を定着ベルト２１へ反射する反射部材２６と、ハロゲンヒータ２３による定着ベルト２１の加熱領域を可変する加熱領域可変部材２７と、定着ベルト２１の温度を検知する温度検知手段としての定着装置温度センサＳ２等を備える。
【００３５】
上記定着ベルト２１は、薄肉で可撓性を有する無端状のベルト部材（フィルムも含む）によって構成される。詳しくは、定着ベルト２１は、ニッケルもしくはＳＵＳ等の金属材料又はポリイミド（ＰＩ）などの樹脂材料で形成された内周側の基材と、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などで形成された外周側の離型層によって構成される。また、基材と離型層との間に、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等のゴム材料で形成された弾性層を介在させてもよい。
【００３６】
また、弾性層が無い場合は、熱容量が小さくなり定着性が向上するが、未定着トナーを押しつぶして定着させ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光沢ムラが生じる可能性がある。これを防止するには、厚さ１００μｍ以上の弾性層を設けることが望ましい。厚さ１００μｍ以上の弾性層を設けることにより、弾性層の弾性変形により微小な凹凸を吸収することができるため、光沢ムラの発生を回避することができるようになる。
【００３７】
本実施形態では、定着ベルト２１の低熱容量化を図るために、定着ベルト２１を薄くかつ小径化している。具体的には、定着ベルト２１を構成する基材、弾性層、離型層のそれぞれの厚さを、２０〜５０μｍ、１００〜３００μｍ、１０〜５０μｍの範囲に設定し、全体としての厚さを１ｍｍ以下に設定している。また、定着ベルト２１の直径は、２０〜４０ｍｍに設定している。さらに低熱容量化を図るためには、望ましくは、定着ベルト２１全体の厚さを０．２ｍｍ以下にするのがよく、さらに望ましくは、０．１６ｍｍ以下の厚さとするのがよい。また、定着ベルト２１の直径は、３０ｍｍ以下とするのが望ましい。
【００３８】
上記加圧ローラ２２は、芯金２２ａと、芯金２２ａの表面に設けられた発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等から成る弾性層２２ｂと、弾性層２２ｂの表面に設けられたＰＦＡ又はＰＴＦＥ等から成る離型層２２ｃによって構成される。加圧ローラ２２は、図示しない加圧手段によってニップ形成部材２４側へ加圧され定着ベルト２１に圧接する。この加圧ローラ２２と定着ベルト２１とが圧接する箇所においては、加圧ローラ２２の弾性層２２ｂが押しつぶされることにより、所定の幅の定着ニップＮが形成される。なお、定着部材と対向部材は、互いに圧接する場合に限らない。所定の定着ニップＮを形成できれば、両部材を圧接せずに単に接触させるだけの構成であってもよい。
【００３９】
また、加圧ローラ２２は、プリンタ本体に設けられた図示しないモータ等の駆動源によって回転駆動するように構成されている。加圧ローラ２２が回転駆動すると、その駆動力が定着ニップＮで定着ベルト２１に伝達され、定着ベルト２１が従動回転するようになっている。
【００４０】
本実施形態では、加圧ローラ２２を中実のローラとしているが、中空のローラであってもよい。その場合、加圧ローラ２２の内部にハロゲンヒータ等の加熱源を配設してもよい。また、弾性層２２ｂはソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ２２の内部に加熱源が無い場合は、スポンジゴムを用いてもよい。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルト２１の熱が奪われにくくなるのでより望ましい。
【００４１】
上記ハロゲンヒータ２３は、定着ベルト２１の内周側であって、かつ、定着ニップＮの用紙搬送方向の上流側に配置される。詳しくは、図２において、定着ニップＮの用紙搬送方向の中央Ｑと、加圧ローラ２２の回転中心Ｏを通る仮想直線をＬとすると、ハロゲンヒータ２３はこの仮想直線Ｌよりも用紙搬送方向の上流側（図２の下側）に配置される。
【００４２】
ハロゲンヒータ２３は、プリンタ本体に設けられた電源部により出力制御されて発熱するように構成されており、その出力制御は、定着装置温度センサＳ２による定着ベルト２１の表面温度の検知結果に基づいて行われる。斯かるハロゲンヒータ２３の出力制御によって、定着ベルト２１の温度（定着温度）が所望の温度に設定される。なお、定着ベルト２１の温度を検知する定着装置温度センサＳ２の代わりに、加圧ローラ２２の温度を検知する温度センサ（図示省略）を設け、その温度センサで検知した温度により、定着ベルト２１の温度を予測するようにしてもよい。
【００４３】
本実施形態では、ハロゲンヒータ２３は２本設けられているが、プリンタで使用する用紙のサイズ等に応じて、ハロゲンヒータ２３の本数を１本又は３本以上としてもよい。また、定着ベルト２１を加熱する加熱源として、ハロゲンヒータに代えて、ＩＨコイル、抵抗発熱体、又はカーボンヒータ等を用いてもよい。
【００４４】
上記ニップ形成部材２４は、ベースパッド２４１と、ベースパッド２４１の定着ベルト２１と対向する面に設けられた低摩擦性の摺動シート２４０とを有する。ベースパッド２４１は、定着ベルト２１の軸方向又は加圧ローラ２２の軸方向に渡って長手状に形成されている。ベースパッド２４１が加圧ローラ２２の加圧力を受けることで、定着ニップＮの形状が決まる。本実施形態では、定着ニップＮの形状が平坦状であるが、凹形状やその他の形状としてもよい。ベースパッド２４１の定着ベルト２１と対向する面に摺動シート２４０が設けられていることで、定着ベルト２１が回転する際の摺動摩擦が低減される。なお、ベースパッド２４１自体が低摩擦性の部材で形成されている場合、摺動シート２４０を有しない構成とすることも可能である。
【００４５】
ベースパッド２４１は、耐熱温度２００℃以上の耐熱性部材で構成されており、トナー定着温度域で熱によるニップ形成部材２４の変形を防止し、安定した定着ニップＮの状態を確保して、出力画質の安定化を図っている。ベースパッド２４１の材料としては、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの一般的な耐熱性樹脂を用いることが可能である。
【００４６】
また、ベースパッド２４１は、ステー２５によって固定支持されている。これにより、加圧ローラ２２による圧力でニップ形成部材２４に撓みが生じるのを防止し、加圧ローラ２２の軸方向に渡って均一なニップ幅が得られるようにしている。ステー２５は、ニップ形成部材２４の撓み防止機能を満足するために、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料で形成することが望ましい。また、ベースパッド２４１も、強度確保のためにある程度硬い材料で構成されていることが望ましい。ベースパッド２４１の材料としては、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等の樹脂や、金属、あるいはセラミックなどを適用することができる。
【００４７】
上記反射部材２６は、ハロゲンヒータ２３と対向するようにステー２５に固定支持されている。この反射部材２６によって、ハロゲンヒータ２３から放射された輻射熱（又は光）を定着ベルト２１へ反射することで、熱がステー２５等に伝達されるのを抑制し、定着ベルト２１を効率良く加熱すると共に省エネルギー化を図っている。反射部材２６の材料としては、アルミニウムやステンレス等が用いられる。特に、アルミニウム製の基材に輻射率の低い（反射率の高い）銀を蒸着したものを用いた場合、定着ベルト２１の加熱効率を向上させることが可能である。
【００４８】
上記加熱領域可変部材２７は、厚さ０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの金属板を、定着ベルト２１の内周面に沿った円弧状の断面形状に形成して構成されている。また、加熱領域可変部材２７は、必要に応じて定着ベルト２１の周方向に移動可能となっている。本実施形態では、定着ベルト２１の周方向領域において、ハロゲンヒータ２３が定着ベルト２１に直接対向して加熱する直接加熱領域と、ハロゲンヒータ２３と定着ベルト２１との間に加熱領域可変部材２７以外の他部材（反射部材２６、ステー２５、ニップ形成部材２４等）が介在する非直接加熱領域と、があるが、熱遮蔽する必要がある場合は、図２に示すように、加熱領域可変部材２７を直接加熱領域側の遮蔽位置に配置する。
【００４９】
図３は、加熱領域可変部材２７が変位した場合を示す定着装置２０を示す断面図である。図３に示すように、熱遮蔽の必要がない場合は、加熱領域可変部材２７を非直接加熱領域側の退避位置へ移動させ、加熱領域可変部材２７を反射部材２６やステー２５の裏側へ退避させることが可能となっている。また、加熱領域可変部材２７は耐熱性を要するため、その素材には、アルミニウム、鉄、ステンレス等の金属材料、又はセラミックを用いることが好ましい。
【００５０】
続いて、図２を参照しつつ、本実施形態に係る定着装置の基本動作について説明する。
【００５１】
プリンタ本体の電源スイッチが投入されると、ハロゲンヒータ２３に電力が供給されると共に、加圧ローラ２２が図２中の時計回りに回転駆動を開始する。これにより、定着ベルト２１は、加圧ローラ２２との摩擦力によって、図２中の反時計回りに従動回転する。
【００５２】
その後、上述の画像形成工程により未定着のトナー画像Ｔが担持された用紙Ｐが、不図示のガイド板に案内されながら図２の矢印Ａ１方向に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト２１及び加圧ローラ２２の定着ニップＮに送入される。そして、ハロゲンヒータ２３によって加熱された定着ベルト２１による熱と、定着ベルト２１と加圧ローラ２２との間の加圧力とによって、用紙Ｐの表面にトナー画像Ｔが定着される。
【００５３】
トナー画像Ｔが定着された用紙Ｐは、定着ニップＮから図２中の矢印Ａ２方向に搬出される。このとき、用紙Ｐの先端が図示しない分離部材の先端に接触することにより、用紙Ｐが定着ベルト２１から分離される。その後、分離された用紙Ｐは、上述のように、排紙ローラによって機外に排出され、排紙トレイにストックされる。
【００５４】
制御部３０１は演算装置を含み、別途設けられる記憶部から制御プログラムを読み出して順次実行する。
【００５５】
記憶部は、メモリ、不揮発性メモリなどの記憶装置を備え、第１の閾値である閾値枚数Ａ（枚）と、第２の閾値である環境閾値温度Ｔａ（℃）と、を格納する。
【００５６】
また、制御部３０１は、環境温度センサＳ１によって検知した環境温度に基づいて定着装置２０に挿通される記録媒体の紙間を制御する。ここで、紙間とは定着装置２０に先行する記録媒体が挿通されてから、次に後続する記録媒体が定着装置２０に挿通されるまでの時間間隔をいう。制御部３０１は、例えばレジストローラ対１２の動作を制御することにより定着装置２０に挿通される記録媒体の紙間を制御することができる。
【００５７】
次に、定着装置２０の動作について説明する。
【００５８】
図４は、従来技術による生産性と本実施形態による生産性の比較を表した図である。図４において、縦軸は定着装置２０が定着を行い、画像形成装置１が排紙した記録媒体の排紙枚数Ｃ（枚）を、横軸は連続して定着装置２０に通紙する時間である通紙時間Ｔ（分）を、それぞれ示す。グラフ４０１は従来技術による生産性を、グラフ４０２は紙間制御中の生産性を、グラフ４０５は本発明の実施形態による生産性を示す。
【００５９】
従来技術においては、グラフ４０１に示すように、定着ベルト２１の温度が定着に適した温度になるように時間Ｔ１（分）をかけて定着ベルト２１が加熱される。
【００６０】
その後、通常の紙間にて定着が行われる。通常の紙間に対応した生産性をＣａ（枚／分）とすると、従来技術の排紙枚数Ｃは次の（１）式によって表される。
【００６１】
Ｃ＝Ｃａ（Ｔ−Ｔ１）・・・（１）
【００６２】
本実施形態においては、制御部３０１は、画像形成装置１が置かれている場所の環境温度又は定着装置２０の環境温度を検知し、印刷情報取得時に環境温度と温度の閾値である定数Ｔａ（℃）との比較を行う。
【００６３】
制御部３０１は、環境温度である外気温が環境閾値温度Ｔａ（℃）より低い場合、印刷要求された枚数と閾値枚数Ａとを比較し、印刷要求された枚数が閾値枚数Ａより小さい場合、紙間を通常より長くして生産性を落とす。
【００６４】
制御部３０１は、定着装置温度センサＳ２によって検知された定着ベルト２１の温度が定着に適した温度まで上昇した後に、紙間が通常より長い状態にて、直ちに記録媒体を定着装置に挿通して定着を開始する。
【００６５】
制御部３０１は、環境温度である外気温が環境閾値温度Ｔａ（℃）より低く、印刷要求された枚数が閾値枚数Ａより大きい場合、紙間を通常より長くして生産性を落とし、画像形成され、定着装置に挿通された枚数が閾値枚数Ａを超えた場合に、紙間を通常に戻し、生産性を通常にする。
【００６６】
このように制御することにより、２枚目以降は紙間において定着部材を加熱するため、その分の蓄熱量を電源オフ時又はスリープ時から最初の１枚目を定着するまで間において低減できる。このため、ウォームアップ時間やファーストプリント時間を短縮することができるとともに、印刷ジョブに要する時間を短くすることができる。例えば、環境温度が１０℃の場合、従来は蓄熱時間を３０秒程度まで長くしていたが、この制御を行うことによりファーストプリント時間が画像形成装置のスペック通りの５秒まで短縮することが可能となる。
【００６７】
制御部３０１は、外気温が環境閾値温度Ｔａ（℃）と同じ、もしくは高い場合、又は、外気温が環境閾値温度Ｔａ（℃）より低く、印刷枚数が定数Ａ（枚）より多い場合、制御部３０１は通常の紙間にて定着動作を行う。
【００６８】
環境閾値温度Ｔａ（℃）は標準のオフィスの環境の気温よりも低い値とすることが望ましく、例えば１８℃付近が望ましい。環境閾値温度Ｔａ（℃）は１７℃以下であることがさらに望ましい。
【００６９】
また、閾値枚数Ａ（枚）は本発明を実施することにより生産性が低下することを防ぐため、次のような範囲にすることが望ましい。
【００７０】
通常より長い紙間に対応した生産性をＣｂ（枚／分）とすると、本実施形態の排紙枚数Ｃは次の（２）式によって表される。
【００７１】
Ｃ＝Ｃｂ・Ｔ・・・（２）
【００７２】
そして、紙間の変更前の生産性と紙間の変更後の生産性が等しくなる排紙枚数Ｃは、次の（３）式のように表される。
Ｃａ・Ｃｂ・Ｔ１／（Ｃａ−Ｃｂ）・・・（３）
【００７３】
従って、閾値枚数Ａは次の（４）式の範囲であることが望ましい。
Ａ≦Ｃａ・Ｃｂ・Ｔ１／（Ｃａ−Ｃｂ）・・・（４）
【００７４】
例えばＣａを６０枚、Ｃｂを３０枚、Ｔ１を３０秒（０．５分）とした場合、閾値枚数Ａは３０枚以下が望ましい。
【００７５】
図５は、定着装置２０の動作を示すフローチャートである。図５に示すように、ステップ５０１において、制御部３０１は、印刷要求を入力する。この際、制御部３０１は次のジョブの印刷枚数を記憶部に格納する。
【００７６】
ステップ５０２において、制御部３０１は、環境温度センサＳ１によって画像形成装置１がおかれた環境温度を検知する。
【００７７】
ステップ５０３において、制御部３０１は検知した環境温度が環境温度閾値Ｔａ（℃）以下であるかを判定する。制御部３０１は検知した環境温度が環境温度閾値Ｔａ（℃）以下であると判定した場合、ステップ５０４に進み、環境温度閾値Ｔａ（℃）以下でないと判定した場合、ステップ５０５に進む。
【００７８】
ステップ５０４において、制御部３０１は、紙間を通常より長く設定する。
【００７９】
ステップ５０５において、制御部３０１は、通常の紙間により画像形成を開始する。
【００８０】
ステップ５０６において、制御部３０１は画像形成を実行する。この際、記録媒体が１枚定着装置２０に挿通される。制御部３０１は、印刷ジョブごとに画像形成した記録媒体の枚数をカウントする。
【００８１】
ステップ５０７において、制御部３０１は、画像形成した記録媒体の枚数が閾値枚数Ａ以下であるかを判定する。制御部３０１は、画像形成した記録媒体の枚数が閾値枚数Ａ以下であると判定した場合、ステップ５０８に進み、閾値枚数Ａ以下でないと判定した場合、ステップ５０９に進む。
【００８２】
ステップ５０８において、制御部３０１は、画像形成した記録媒体が当該ＪＯＢの最終紙であるかを判定する。制御部３０１は、画像形成した記録媒体が当該ＪＯＢの最終紙であると判定した場合、処理を終了し、当該ＪＯＢの最終紙でないと判定した場合、ステップ５０６に戻る。
【００８３】
ステップ５０９において、制御部３０１は、紙間の設定を通常に戻す。
【００８４】
ステップ５１０において、制御部３０１は通常の紙間にて画像形成を継続する。
【００８５】
以上述べたように、本実施形態の定着装置２０は、画像形成装置１が置かれている場所の環境温度が閾値温度Ｔａ（℃）以下であった場合、閾値枚数Ａ（枚）まで、紙間を長くして定着を行い、定着枚数が閾値枚数Ａ（枚）を超えた場合には、紙間を通常に戻して定着動作を継続する。
【００８６】
従って、本実施形態においては、印刷要求を受けてからすぐに定着装置２０への通紙が可能となるため、少数枚印刷時に従来よりも速く印刷ジョブを終了することができるという効果がある。
【００８７】
（第２の実施形態）
本実施形態の画像形成装置１の構成、及び定着装置２０の構成は、第１の実施形態における画像形成装置１の構成、及び定着装置２０の構成とそれぞれ同じである。
【００８８】
本実施形態においては、記憶部は更に第３の閾値である定着装置閾値温度Ｔｆ（℃）を格納する。定着装置閾値温度Ｔｆ（℃）は１００℃以下であることが望ましい。
【００８９】
次に、定着装置２０の動作について説明する。
【００９０】
図６は、定着装置２０の動作を示すフローチャートである。図６に示すように、ステップ６０１において、制御部３０１は、印刷要求を入力する。この際、制御部３０１は次のジョブの印刷枚数を記憶部に格納する。
【００９１】
ステップ６０２において、制御部３０１は、定着装置温度センサＳ２によって定着装置２０の温度、より具体的には定着ベルト２１の温度を検知する。
【００９２】
ステップ６０３において、制御部３０１は、環境温度センサＳ１によって画像形成装置１がおかれた環境温度を検知する。
【００９３】
ステップ６０４において、制御部３０１は検知した定着装置２０の温度が定着装置閾値温度Ｔｆ（℃）以下であるかを判定する。制御部３０１は検知した定着装置２０の温度が定着装置閾値温度Ｔｆ（℃）以下であると判定した場合、ステップ６０５に進み、定着装置閾値温度Ｔｆ（℃）以下でないと判定した場合、ステップ６０６に進む。
【００９４】
ステップ６０５において、制御部３０１は検知した環境温度が環境温度閾値Ｔａ（℃）以下であるかを判定する。制御部３０１は検知した環境温度が環境温度閾値Ｔａ（℃）以下であると判定した場合、ステップ６０７に進み、環境温度閾値Ｔａ（℃）以下でないと判定した場合、ステップ６０６に進む。
【００９５】
ステップ６０６において、制御部３０１は、通常の紙間により画像形成を開始する。
【００９６】
ステップ６０７において、制御部３０１は、紙間を通常より長く設定する。
【００９７】
ステップ６０８において、制御部３０１は画像形成を実行する。この際、記録媒体が１枚定着装置２０に挿通される。制御部３０１は、印刷ジョブごとに画像形成した記録媒体の枚数をカウントする。
【００９８】
ステップ６０９において、制御部３０１は、画像形成した記録媒体の枚数が閾値枚数Ａ以下であるかを判定する。制御部３０１は、画像形成した記録媒体の枚数が閾値枚数Ａ以下であると判定した場合、ステップ６１０に進み、閾値枚数Ａ以下でないと判定した場合、ステップ６１１に進む。
【００９９】
ステップ６０９において、制御部３０１は、画像形成した記録媒体が当該ＪＯＢの最終紙であるかを判定する。制御部３０１は、画像形成した記録媒体が当該ＪＯＢの最終紙であると判定した場合、処理を終了し、当該ＪＯＢの最終紙でないと判定した場合、ステップ６０８に戻る。
【０１００】
ステップ６１１において、制御部３０１は、紙間の設定を通常に戻す。
【０１０１】
ステップ６１２において、制御部３０１は通常の紙間にて画像形成を継続する。
【０１０２】
以上述べたように、本実施形態の定着装置２０は、定着装置２０の温度が定着装置閾値温度Ｔｆ（℃）以下であり、かつ画像形成装置１が置かれている場所の環境温度が閾値温度Ｔａ（℃）以下であった場合、閾値枚数Ａ（枚）まで、紙間を長くして定着を行い、定着枚数が閾値枚数Ａ（枚）を超えた場合には、紙間を通常に戻して定着動作を継続する。
【０１０３】
従って、本実施形態においては、定着装置２０の温度が定着装置閾値温度Ｔｆ（℃）を超えている場合には紙間を通常より長くしないため、少数枚印刷時により速く印刷ジョブを終了することができるという効果がある。
【符号の説明】
【０１０４】
１：画像形成装置
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ：感光体ドラム
２０：定着装置
２１：定着ベルト
２２：加圧ローラ
２３：ハロゲンヒータ
３０：転写ベルト
３１：１次転写ローラ
３６：２次転写ローラ
３０１：制御部
Ｓ１：環境温度センサ
Ｓ２：定着装置温度センサ
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０５】
【特許文献１】特許第５４５４２５４号公報
【図１】
2016109895.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2016109895.tif 000006
【図５】
2016109895.tif 000007
【図６】
2016109895.tif 000008