JP2008257027A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱回転体の空回転を低減し，ファーストプリントタイムの遅延を抑制し，確実にオーバーシュートを抑える定着装置および画像形成装置を提供すること。
【解決手段】定着装置９は，所定の設定温度Ａ℃で加熱ローラ９１の温調制御を行う温調モードと，温調モード後に設定温度Ｂ℃で散熱制御を行う後回転モードとを有している。後回転モードでは，ヒータランプ９５をオフし，加熱ローラ９１の表面温度が直前の温調モードの設定温度Ａ℃から差分温度Ｔを引いたＢ℃に下がるまで加圧ローラ９３を回転させる。後回転モードで使用される差分温度は，温調モードの動作状況や記録媒体の種類によって異なり，その都度最適な差分温度が選択される。
【選択図】 図３

Description

本発明は，トナー画像を記録媒体に加熱定着させる定着装置および定着装置を備えた画像形成装置に関する。さらに詳細には，加熱回転体の表面温度を検知し，加熱回転体の温度制御および異常温度検知時の安全制御を行う定着装置および画像形成装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置では，トナー画像を記録紙に定着させる定着装置が備えられている。定着装置としては，例えば，熱源を備えた加熱ローラとその加熱ローラに圧接する加圧ローラとからなるローラ対を備え，そのローラ対のニップ部に用紙を通過させることによりトナー画像の定着を図っている。

また，定着装置では，加熱ローラの表面温度を所定の温度に維持しなくてはならない。しかし，加熱ローラは，用紙を通紙する際にその用紙に熱を奪われる。そこで，加熱ローラの温度維持のため，サーミスタ等の温度センサによってローラの表面温度を検知し，その検知結果を基に熱源を制御している。

例えば，ヒータランプ等の熱源をローラ内に内蔵し，ローラあるいはベルトを内部加熱する構成の定着装置では，次のように動作する。すなわち，印字中には，定着処理に必要な温度を維持して用紙に熱を供給するため，熱源が頻繁に点灯する。この状態を長時間継続していくと，通紙外領域では記録紙に熱を奪われないため，通紙領域よりも高温になり，熱が蓄積される。また，ローラあるいはベルトの表面のみが熱を奪われることから，ローラ内部や定着装置自体にも熱が蓄積される。

このような状態で印字後にローラの回転を即停止すると，用紙等の熱を奪う媒体がなくなるため，熱源からの応答遅れ分の熱や通紙外領域に蓄積された熱が通紙領域内に流れ込む。その結果，ローラの中央部が過昇温（オーバーシュート）となる。これにより，サーミスタや定着装置を構成する各部材に変形や異臭などの不具合が生じ，ローラの寿命を著しく低下させる。また，ローラ表面がオーバーシュートした状態で通紙した場合に，用紙上のトナーがローラに付着し，ホットオフセットなどの定着不良が発生する。

このようなオーバーシュートを抑えるため，定着装置ではローラの空回転によるクールダウンが行われる。これは，通紙後の後処理として，ローラ対を回転させ，加熱ローラに蓄積した熱を加圧ローラに散熱する技術であり，オーバーシュートのピーク値が所定値以下に抑えられる。定着ローラの回転量は，温度の降下判断や一定期間判断で決定される（例えば，特許文献１，特許文献２）。
特開６−２０２５２６号公報 特開１１−２４９４８９号公報

しかしながら，前記した従来の定着装置には，次のような問題があった。すなわち，外部からの影響が無ければ，加熱ローラの表面温度が一定温度に温調されている限り，長時間印字で定着装置へ蓄積される総熱量はほぼ一定であり，一定値に飽和する。その場合は，一定時間の空回転でオーバーシュートは低く抑えられる。しかし，短時間印字では高温になる飽和値よりも低い熱量しか蓄積されていない。そのため，無駄に温度を下げる結果になる。つまり，制御目標を一定時間に固定してしまうと，１枚のみの印字処理のようなオーバーシュートが起き難い状況であっても，加熱ローラが無駄に空回転してしまう。そのため，長寿命化には不利となる。

また，最適な印字温度は通紙される記録媒体の種類によって異なる。そのため，制御目標温度を一定温度に固定してしまうと，制御目標温度と印字温度とに差がある場合に，一旦制御目標温度まで下げた後に印字温度に上昇するまでの時間が長くなる。そのため，ファーストプリントタイムの遅延を招くことになる。

また，加熱ローラの空回転は印字処理後に行われているが，オーバーシュートの問題が発生するのは必ずしも印字処理後に限るものではない。例えば，ウォームアップ直後に加熱ローラの回転を停止させる場合にも発生する可能性がある。

本発明は，前記した従来の定着装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，加熱回転体の空回転を低減し，ファーストプリントタイムの遅延を抑制し，確実にオーバーシュートを抑える定着装置および画像形成装置を提供することにある。

この課題の解決を目的としてなされた定着装置は，熱源を有し，回転自在に配設された加熱回転体と，当該加熱回転体に圧接し，加熱回転体との間でニップ部を形成し，回転自在に配設された加圧回転体と，加熱回転体の表面温度を検知する温度検出部とを有し，加熱回転体と加圧回転体との一方を回転駆動させ，他方を従動回転させる定着装置であって，加熱回転体および加圧回転体を回転させ，所定の設定温度で加熱回転体を温調制御する第１モードと，第１モードの終了後であって，第１モードの設定温度からあらかじめ決められた差分温度を引いた温度を第２設定温度とし，加熱回転体の熱源をオフし，加熱回転体の表面温度が第２設定温度よりも下がった後に各回転体の回転を停止する第２モードとを有することを特徴としている。

本発明の定着装置は，所定の設定温度で加熱回転体の温調制御を行う第１モードと，第１モード後に散熱制御を行う第２モードとを有している。第１モードとしては，通常の定着動作やウォーミングアップ動作が該当する。そして，第１モードの設定温度は，その動作状況によって異なる。第２モードでは，熱源をオフし，加熱回転体の表面温度が直前の第１モードの設定温度から差分温度を引いた第２設定温度に下がるまで各回転体を回転させる。つまり，第２モードでは，いわゆる空回転動作を行い，加圧回転体への散熱を行う。これにより，加熱回転体の表面温度が低下し，加熱回転体のオーバーシュートが抑制される。この第２モードで使用される差分温度は，第１モードの動作状況や記録媒体の種類によって異なり，その都度最適な差分温度が選択される。なお，加熱回転体は，記録媒体を加熱定着する回転体であればよく，ローラ状であってもベルト状であってもよい。

すなわち，本発明の定着装置では，実際の温度を検知し，所定の温度となることを検知して空回転動作を停止していることから，一定期間空回転するものと比較して無駄な空回転が少ない。さらに，無駄な空回転が無いことからファーストプリントタイムの遅延も短い。また，本発明の定着装置では，第２設定温度を加熱回転体が回転している状況（例えば，定着動作なのかウォーミングアップ動作なのか，あるいは普通紙なのか厚紙なのか）に応じて切り替えることができる。そのため，一定温度となるまで空回転するものと比較してより適切な温度で後回転制御を行うことができる。その結果，適切な時間で確実にオーバーシュートを抑制できる。

また，本発明の定着装置の第２モードでは，加熱回転体の表面温度が第２設定温度よりも下がる前に他のモードへの移行要求がある場合は，当該モードの設定温度で温調制御および各回転体の回転を継続することとするとよりよい。すなわち，第２モードを中断したとしても，加熱回転体に蓄積された熱が急に奪われることはなく，逆にその熱を利用して印字処理のための温調制御を継続することができる。これにより，印字の待機時間を短縮を図ることができる。

また，本発明の定着装置は，第２モードの終了後であって，各回転体の回転を停止した後に加熱回転体の熱源を一定期間オフする第３モードを有することとするとよりよい。このように，一定期間熱源をオフする期間を設けることで，第２モード直後の熱源オンによるオーバーシュートを抑制することができる。

また，本発明の定着装置の加熱回転体は，熱源を備えた加熱ローラと，加圧回転体と対向する定着ローラと，加熱ローラおよび定着ローラに懸架された無端状のベルト部材とを有し，ニップ部を通過する記録媒体の後端が，当該記録媒体の搬送路中，ニップ部からの距離がニップ部と加熱ローラとの間のベルト部材の周長と等しくなる位置を通過する際に加熱ローラの熱源をオフすることとするとよりよい。すなわち，記録媒体がニップ部を通過中に熱源をオフする。これにより，無駄なエネルギー消費を抑えるとともにオーバーシュートのピーク値の上昇をより抑えることができる。

また，本発明は，熱源を有し，回転自在に配設された加熱回転体と，当該加熱回転体に圧接し，加熱回転体との間でニップ部を形成し，回転自在に配設された加圧回転体と，加熱回転体の表面温度を検知する温度検出部とを有し，加熱回転体と加圧回転体との一方を回転駆動させ，他方を従動回転させる定着装置を備えた画像形成装置であって，加熱回転体および加圧回転体を回転させ，所定の設定温度で加熱回転体を温調制御する第１モードと，第１モードの終了後であって，第１モードの設定温度からあらかじめ決められた差分温度を引いた温度を第２設定温度とし，加熱回転体の熱源をオフし，加熱回転体の表面温度が前記第２設定温度よりも下がった後に各回転体の回転を停止する第２モードとを有することを特徴とする画像形成装置を含んでいる。

本発明によれば，加熱回転体の空回転を低減し，ファーストプリントタイムの遅延を抑制し，確実にオーバーシュートを抑える定着装置および画像形成装置が提供されている。

以下，本発明にかかる画像形成装置を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，電子写真方式の画像形成装置およびそのプリンタに装着される定着装置に本発明を適用したものである。

本形態の画像形成装置１００は，タンデム方式のカラープリンタであり，図１に示すように並列に配置された４つの画像形成ユニットを有するものである。具体的に，本形態の画像形成装置１００は，４色の画像形成ユニット１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙを有している。また，その他に露光装置７，中間転写ベルト８，２次転写ローラ５０，定着装置９を有している。各画像形成ユニットは，中間転写ベルト８上に各色のトナー像を形成するものである。各画像形成ユニットは，画像形成ユニット１Ｋがブラック（Ｋ），画像形成ユニット１Ｃがシアン（Ｃ），画像形成ユニット１Ｍがマゼンタ（Ｍ），画像形成ユニット１Ｙがイエロー（Ｙ）の各色に対応し，中間転写ベルト８の回転方向（図１中の矢印方向）の上流側から１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの順に配置されている。なお，各画像形成ユニットの配置は図１の順序に限定されるものではない。

また，画像形成ユニット１Ｋは，図２に示すように，回転ドラム型の電子写真感光体であり，負帯電性の有機光導電体（ＯＰＣ）である感光体ドラム２を有している。感光体ドラム２は，図２中の矢印方向に一定の速度で回転するようになっている。また，感光体ドラム２の周囲には，その回転方向に沿って，帯電装置３，現像装置４，転写装置５，クリーニング装置６が順次配置されている。なお，帯電装置３と現像装置４との間には，潜像が形成される露光エリアが設けられている。その他の画像形成ユニットについても同様の構成となっている。

続いて，本形態のカラープリンタ１００の画像形成動作について説明する。まず，帯電装置３の帯電バイアスにより，感光体ドラム２の表面が−６００Ｖに帯電される。次に，露光エリアにて１ページ目の潜像が形成される。次に，現像装置４により，負帯電性のトナーによる現像が行われ，感光体ドラム２上に１ページ目のトナー像が形成される。次に，転写装置５により，１ページ目のトナー像が中間転写ベルト８上に転写される。すなわち，感光体ドラム２上のトナーは，転写装置５のプラスバイアスにより中間転写ベルト８に転写される。このとき，一部のトナーは，転写されずに感光体ドラム２上に残留し転写残トナーとなる。そして，クリーニング装置６により，転写残トナーが掻き取られて回収される。

このような動作を画像形成ユニットごとに繰り返し，中間転写ベルト８上にそれぞれの色のトナー画像を重ね合わせる。そして，４色のトナー像が重ね合わせられることにより，中間転写ベルト８上にカラー画像が形成される。このカラー画像が２次転写ローラ５０にて記録紙に転写される。そして，その記録紙が定着装置９を介して排出トレイに出力される。

続いて，本形態の定着装置９の構成について，図３を基に説明する。定着装置９は，加熱ローラ９１と，定着ローラ９２と，加圧ローラ９３と，定着ベルト９４と，サーミスタ９６を有している。また，加熱ローラ９１には，熱源となるヒータランプ９５が内蔵されている。さらに，ヒータランプ９５に印加する電圧を制御する制御部９７が設けられている。なお，ヒータランプ９５は１本に限らず複数本であってもよい。また，定着装置９では，無端状の定着ベルト９４が加熱ローラ９１と定着ローラ９２とに張架されており，これらが記録紙を加熱定着する加熱回転体を構成している。

加熱ローラ９１は，外径が３０ｍｍであり，肉厚が０．４ｍｍのアルミ芯金上にＰＴＦＥコート層が設けられている。加熱ローラ９１内のヒータランプ９５の配光は１１５％−１００％−１１５％，配光長は２０ｍｍ−２５０ｍ−２０ｍｍである。このように端部を中央部より強い配光にすることで，端部の定着性を確保している。

定着ローラ９２は，外径が３０ｍｍであり，外径が１８ｍｍの鉄芯金上に厚さが４ｍｍのシリコーンゴム弾性層，厚さが２ｍｍのシリコーンスポンジ層が順次積層されている。また，定着ベルト９４は，外径が６５ｍｍであり，内側から厚さが３５μｍのニッケル層，厚さが２００μｍのシリコーンゴム弾性層，厚さが２０μｍのＰＦＡチューブ表層が順次積層されている。

加圧ローラ９３は，外径が３５ｍｍであり，肉厚が２．５ｍｍの鉄芯金上に厚さが２．５ｍｍのシリコーンゴム弾性層，厚さが３０μｍのＰＦＡ層が順次積層されている。加圧ローラ９３は，定着ベルト９４を挟んで定着ローラ９２と対向した状態で回転可能に支持されている。すなわち，定着ベルト９４と加圧ローラ９３との接触部がニップ部９８を構成している。ニップ部９８は，ニップ荷重が５０Ｎ〜４５０Ｎ，ニップ幅が９ｍｍ，ニップ長手方向幅が３２０ｍｍとなっている。なお，記録紙の種別等により荷重を変化させてもよい。

定着装置９では，加圧ローラ９３が駆動モータ９０によって回転駆動され，表面速度が１６５ｍｍ／ｓで回転する。そして，加圧ローラ９３を回転させることで，定着ベルト９４および定着ローラ９２も加圧ローラ９３に従動して回転するようになっている。さらに，加熱ローラ９１も定着ベルト９４に従動して回転するようになっている。なお，加圧ローラ９３ではなく，定着ローラ９２を回転させ，他のローラが定着ローラ９２に従動して回転するようにしてもよい。定着ベルト９４は，回転することで加熱ローラ９１によって全周が加熱され，全周が所定の温度まで昇温する。

サーミスタ９６は，加熱ローラ９１に接触配置されており，加熱ローラ９１の表面部分の温度を取得する。なお，サーミスタ９６は，定着ベルト９４の温度を取得するものとしてもよい。また，サーミスタ９６は，非接触タイプのものであってもよい。制御部９７は，サーミスタ９６からの信号に応じてヒータランプ９５のオンオフ制御を行う。これにより，加熱ローラ９１および定着ベルト９４が所定の温度，例えば１８５℃になるように制御する。

上記のように構成された定着装置９の動作について説明する。まず，ヒータランプ９５の点灯によって加熱ローラ９１が加熱され，それに伴って定着ベルト９４が所定の温度に加熱される。定着ベルト９４が所定の温度まで達すると，トナー画像が転写された記録紙Ｓが定着装置９に向けて搬送される。そして，定着装置９まで搬送された記録紙が，定着ローラ９２（定着ベルト９４）と加圧ローラ９３とによって形成されるニップ部９８を通過する。このとき，図２に示したように，記録紙Ｓの印字面が定着ローラ９２側になるような状態でニップ部９８を通過させる。そして，トナーが定着ベルト９４により熱せられて溶融し，記録紙Ｓに固定される。つまり定着される。

続いて，本形態の定着装置９の，印字処理終了後あるいはウォームアップ終了後の動作について説明する。定着装置９では，印字処理あるいはウォームアップ処理に伴って加熱ローラ９１の温調処理を行う「温調モード」と，温調モードの直後であってヒータランプ９５をオフし，加圧ローラ９３を圧接させた状態で定着ベルト９４の空回転処理（以下，「後回転処理」とする）を実行する「後回転モード」とを有している。

温調モードでは，制御目標となる温度が設定されている（以下，温調モードでの設定温度をＡ℃とする）。また，後回転モードでも制御目標となる温度が設定されている（以下，後回転モードでの設定温度をＢ℃とする）。設定温度Ｂ℃は，Ａ℃から△℃下げた値（すなわちＢ℃＝Ａ℃−△℃，以下，この△℃を「差分温度Ｔ」とする）であり，この差分温度Ｔは印字処理，ウォームアップ処理等の動作状況に応じて，あるいは印字処理後においては記録媒体の種類に応じて適切な値が設定されている。すなわち，設定温度Ｂ℃は，設定温度Ａと差分温度Ｔとによって決定される。

後回転モードでは，加熱ローラ９１が回転し続ける。加熱ローラ９１の表面温度は，ヒータランプ９５がオフされ，さらに加圧ローラ９３が圧接したままであることから徐々に低下する。そして，表面温度がＢ℃まで低下した後，加熱ローラ９１の回転を停止し，後回転モードから次のモードへ移行する。

後回転モードの直後，印字中あるいはウォームアップ中に蓄積された熱によりローラの中央部が昇温する（いわゆるオーバーシュートの状態となる）。しかしながら，後回転モード後では，印字処理時の設定温度Ａ℃から差分温度Ｔ（△℃）下げたＢ℃からの昇温となる。また，後回転によってローラ全体が一様に低い温度になる。これにより，オーバーシュートのピーク値が抑制される。

なお，サーミスタ９６がＢ℃まで低下したことを検出するまでの間に新たな印字要求があった場合には，その記録媒体の設定温度で温調し，各種ローラの回転を継続する。これにより，後回転処理の終了を待つことなく印字を開始することができる。

図４は，設定温度の遷移と駆動モータ９０およびヒータランプ９５の挙動とを示している。印字処理期間（温調モード）中は，加熱ローラ９１が所定の温度Ａ℃となるようにヒータランプ９５がオンオフされ，駆動モータ９０が加圧ローラ９３を回転駆動する。次に，最終の記録紙を定着処理した後，後回転モードに移行してヒータランプ９５をオフする。なお，ヒータランプ９５をオフする詳細なタイミングについては後述する。ヒータランプ９５のオフと同時に，加熱ローラ９１の設定温度を印字温度Ａ℃からＢ℃に変更する。なお，加圧ローラ９３の回転は継続する。すなわち，各回転体の空回転を行う。

その後，サーミスタ９６が差分温度Ｔ（△℃）低下したことを検出すると，駆動モータ９０をオフし，後回転モードを終了する。加圧ローラ９３の回転を停止した後，一定期間はヒータランプ９５をオフしたままにする（後回転モードの終了後，ヒータランプ９５をオフしている期間を「カウント期間」とする）。すなわち，待機温度Ｃ℃が差分温度Ｔ分下げたときよりも高い場合，ヒータオフ期間を設けないとヒータランプ９５が即時にオンしてしまう。そのため，後回転モード終了直後に生じるオーバーシュートを助長することになる。そのため，カウント期間の経過後にヒータランプ９５のオンを許可することで確実にオーバーシュートが抑制される。カウント期間の経過後は，待機温度Ｃ℃で温調される。

本形態では，差分温度Ｔを適切に設定することで，定着装置９の動作状況あるいは印字処理状況に応じて適切な差分温度を設定できる。例えば，通常の定着動作における温調時とウォーミングアップ動作における温調時とで異なる差分温度Ｔを設けることができる。また，定着動作時においても，通紙される記録媒体の種類に応じて適切な差分温度Ｔを設けることができる。

また，印字時間が短い場合には，高温になる箇所が少なく，通紙内領域への熱の流れ込みが少ない。そのため，差分温度Ｔ分低下するまでの時間は長時間印字の場合と比較して短い。また，通紙外領域は本来加熱する位置ではないため，短時間印字では通紙内領域よりも温度が低い。そのため，通紙内領域の熱が通紙外領域に流れ込み，通紙内領域の温度低下は早い。これにより，短時間印字の場合の無駄な空回転動作は生じない。

また，ニップ部９８を圧接し続けることによって変形してしまう定着装置であれば，印字処理後に加圧ローラ９３の離間動作が必要になる。この離間動作時間内に差分温度Ｔ分低下してしまえば，空回転そのものを行わなくても済む。

また，後回転モードの設定温度Ｂ℃を決定する際に差分温度Ｔを利用することによって，印字時間によらず，ほぼ一定のオーバーシュートに抑えることができる。そのオーバーシュートの上限が定着温度範囲内であれば，次の定着動作に入る前にプレ回転動作をせずに済む。また，厚紙通紙時やカラー／モノクロ印字で設定温度を変えている場合であっても，一定温度に固定されていないため，どんな印字状況でも一定量のオーバーシュートに抑えることができる。

また，印字終了後にサーミスタ９６がＢ℃を検出するまでに印字要求がある場合には，その印字要求の印字温度Ａ’℃で温調し，加圧ローラ９３の回転を継続する。空回転制御を中断終了したとしても，蓄積されている熱が一気に失われることはない。そのため，早期に印字温度Ａ’℃まで達することができ，印字までの待ち時間が短い。なお，長時間連続印字の直後に１枚の印字ジョブがある場合であっても，その１枚印字ジョブ後に通紙内領域の昇温が起こりうる。しかし，蓄積された熱量を履歴としてとらえることができるので，最終ジョブ後でオーバーシュートが抑制される。

続いて，本形態の定着装置９のヒータランプ９５をオフする際のタイミングについて説明する。本形態では，図５に示すように，用紙の搬送経路中，定着装置９のニップ部９８とタイミングローラのニップ部９９との間の所定の位置Ｐを用紙の後端が通過するのを検知し，その検知タイミングにてヒータランプ９５をオフする。

すなわち，本形態の定着装置９は，熱源である加熱ローラ９１と加熱定着処理が行われるニップ部９８とが離れた位置に存在する。そのため，用紙が定着ニップ部９８を通過した後にヒータランプ９５をオフすると，用紙通過後も加熱ローラ９１とニップ部９８との距離分だけ余分に温めることになる。そこで，用紙の通過を予測し，用紙の後端が加熱ローラ９１の相対位置となる位置Ｐを通過する際に，すなわち用紙がニップ部９８を通過中にヒータランプ９５をオフする。これにより，無駄なエネルギー消費を抑えるとともにオーバーシュートのピーク値の上昇が抑えられる。具体的に，本形態の位置Ｐの定着ニップ部９８からの距離Ｄ１は，定着ローラ長をＬｂ，加熱ローラ長をＬｒ，ニップ幅をＬｎとすると，次の式（１）で表される。そして，ニップ部９８から位置Ｐまでの距離Ｄ２がＤ１と等しくなるように位置Ｐを設定する。
Ｄ１＝（Ｌｂ×１／２）−（Ｌｒ×１／４）−（Ｌｎ×１／２） （１）

印字制御開始から空回転制御開始までの処理手順を，図６のフローチャートを基に説明する。印字制御を開始すると，まず対象用紙に合わせて各種の設定を行う（Ｓ１）。具体的には，差分温度Ｔの設定，ニップ部９８を形成するローラの圧接離間タイミングの設定，駆動モータ９０の速度設定，ヒータランプ９５のオンオフ設定等が行われる。

次に，用紙の後端が加熱ヒータ９１の相対位置Ｐを通過したか否かを判断する（Ｓ２）。用紙の後端が位置Ｐを通過した場合（Ｓ２：ＹＥＳ），次の用紙があるか否かを判断する（Ｓ３）。次の用紙があれば（Ｓ３：ＮＯ），Ｓ１の処理に戻って再度その用紙の設定を行う。一方，次の用紙がなければ（Ｓ３：ＹＥＳ），ヒータランプ９５をオフする（Ｓ４）。その後，用紙の後端がニップ部９８を通過したか否かを判断する（Ｓ５）。用紙が完全にニップ部９８を通過した場合には（Ｓ５：ＹＥＳ），印字制御を終了し，空回転制御を行う。

続いて，連続印字を行った際のオーバーシュート量についての評価結果について説明する。本評価では，本形態の後回転制御を行った場合と後回転制御を行わなかった場合とに分けて評価を行った。

図７は，本形態の後回転制御を行わなかったときの，加熱ローラ９１の中央部の温度履歴を示している。本評価では，およそ１７００秒の連続印字を行っている。図７に示すように，印字処理の終了後，両端部に蓄積された熱が中央部に流れ込み，中央部の温度が急上昇する。本評価では，印字温度に対しておよそ３５℃のオーバーシュートが発生した。

一方，図８は，本形態の後回転制御（差分温度Ｔは１０℃）を行ったときの，加熱ローラ９１の中央部の温度履歴を示している。本評価でも同様に，およそ１７００秒の連続印字を行っている。図８に示すように，本形態では，後回転処理によって一旦加圧ローラ９３に熱が奪われて温度が低下する。そして，後回転処理の終了後，先の例と同様に温度が急上昇する。しかし，本評価では，一旦表面温度を下げた後からのオーバーシュートとなる。具体的には，印字温度に対して１８℃のオーバーシュートとなり，オーバーシュートのピーク値が抑制されていることがわかる。

また，図９は，印字時間（ｓ）とオーバーシュート量（℃）との関係をプロットしている。また，本評価では，差分温度Ｔを１０℃とした場合と１５℃とした場合との２パターンの評価を行っている。後回転制御を行わなかった場合，オーバーシュート量が大きく，さらに印字時間が長くなるとともにそのオーバーシュート量も大きくなることがわかる。一方，本形態の後回転制御を行うと，長時間の連続印字を行ったとしても，差分温度Ｔの大きさに関わらず，オーバーシュート量をほぼ一定に抑えることができることがわかる。

以上詳細に説明したように本形態の定着装置９は，Ａ℃（設定温度）で加熱ローラ９１の温調制御を行う温調モード（第１モード）と，温調モード後であってＢ℃（第２設定温度）となるように散熱制御を行う後回転モード（第２モード）とを有している。後回転モードでは，ヒータランプ９５をオフし，加熱ローラ９１の表面温度が直前の温調モードの設定温度Ａ℃から差分温度Ｔを引いたＢ℃に下がるまで加圧ローラ９３を回転させる。この後回転モードでは，加熱ローラ９１の表面温度がＢ℃まで下がった段階で各ローラの回転を停止することから，オーバーシュートの発生の際の起算温度が低い。よって，加熱ローラ９１のオーバーシュートのピーク値が低減される。また，後回転モードで使用される差分温度は，温調モードの動作状況や記録媒体の種類によって異なり，その都度最適な差分温度が選択される。

すなわち，定着装置９では，実際の温度を検知し，所定の温度となることを検知して空回転動作を停止していることから，一定期間空回転するものと比較して無駄な空回転が少ない。さらに，無駄な空回転が無いことからファーストプリントタイムの遅延も短い。また，定着装置９では，設定温度を加熱ローラ９１が回転している状況（例えば，定着動作なのかウォーミングアップ動作なのか，あるいは普通紙なのか厚紙なのか）に応じて切り替えることができる。そのため，一定温度となるまで空回転するものと比較してより適切な温度で後回転制御を行うことができる。その結果，適切な時間で確実にオーバーシュートを抑制できる。従って，加熱回転体の空回転を低減し，ファーストプリントタイムの遅延を抑制し，確実にオーバーシュートを抑える定着装置および画像形成装置が実現している。

また，後回転モードでは，加熱ローラ９１の表面温度がＢ℃に下がる前に他のモードへの移行要求がある場合は，そのモードの設定温度で温調制御および各回転体の回転を継続している。すなわち，後回転モードを中断したとしても，加熱ローラ９１に蓄積された熱が急に奪われることはなく，逆にその熱を利用して印字処理のための温調制御を継続することができる。これにより，印字の待機時間を短縮を図ることができる。

また，定着装置９は，後回転モードの終了後であって，各回転体の回転を停止した後に加熱ローラ９１のヒータランプ９５を一定期間オフするカウント期間（第３モード）を有している。このように，一定期間熱源をオフする期間を設けることで，後回転モード直後の熱源オンによるオーバーシュートを抑制することができる。

また，定着装置９は，ニップ部９８を通過する用紙の後端が，ニップ部９８と加熱ローラ９１との間の定着ベルト９４の周長と等しくなる位置Ｐを通過する際にヒータランプ９５をオフしている。すなわち，用紙がニップ部９８を通過中に熱源をオフする。これにより，無駄なエネルギー消費を抑えるとともにオーバーシュートのピーク値の上昇をより抑えることができる。

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，実施の形態ではプリンタに本発明を適用しているがこれに限るものではない。すなわち，複写機，スキャナ，ＦＡＸあるいはワードプロセッサ等であっても定着装置を備えるものであれば適用可能である。また，カラーに限らず，モノクロ画像専用のものであってもよい。また，タンデム方式であっても，４サイクル方式であってもよい。

また，実施の形態では，加熱ローラを備え，定着ベルトを加熱するものであるが，これに限るものではない。例えば，加熱ローラと加圧ローラとがニップ部を形成するタイプであってもよい。また，磁束発生部によって加熱される定着ベルトを備え，その定着ベルトと加圧ローラとを対向配置したタイプであってもよい。

実施の形態にかかる画像形成装置の構成を示す概略図である。 実施の形態にかかる画像形成ユニットの構成を示す概略図である。 実施の形態にかかる定着装置の構成を示す概略図である。 後回転処理時の設定温度と駆動モータの挙動とを示すグラフである。 定着装置と用紙搬送経路との位置関係を示す概略図である。 印字制御開始から後回転制御を開始するまでの手順を示すフローチャートである。 加熱ローラの中央部の温度履歴を示すグラフ（温調制御無し）である。 加熱ローラの中央部の温度履歴を示すグラフ（温調制御有り）である。 オーバーシュート量と印字時間との関係を示すグラフである。

符号の説明

９ 定着装置
９１ 加熱ローラ（加熱回転体）
９２ 定着ローラ
９３ 加圧ローラ（加圧回転体）
９４ 定着ベルト（加熱回転体）
９５ ヒータランプ（熱源）
９６ サーミスタ（温度検知部）
９７ 制御部
９８ ニップ部
１００ 画像形成装置

Claims (5)

1. 熱源を有し，回転自在に配設された加熱回転体と，前記加熱回転体に圧接し，前記加熱回転体との間でニップ部を形成し，回転自在に配設された加圧回転体と，前記加熱回転体の表面温度を検知する温度検出部とを有し，前記加熱回転体と前記加圧回転体との一方を回転駆動させ，他方を従動回転させる定着装置において，
   前記加熱回転体および前記加圧回転体を回転させ，所定の設定温度で前記加熱回転体を温調制御する第１モードと，
   前記第１モードの終了後であって，前記第１モードの設定温度からあらかじめ決められた差分温度を引いた温度を第２設定温度とし，前記加熱回転体の熱源をオフし，前記加熱回転体の表面温度が前記第２設定温度よりも下がった後に各回転体の回転を停止する第２モードとを有することを特徴とする定着装置。
2. 請求項１に記載する定着装置において，
   前記第２モードでは，前記加熱回転体の表面温度が前記第２設定温度よりも下がる前に他のモードへの移行要求がある場合は，当該モードの設定温度で温調制御および各回転体の回転を継続することを特徴とする定着装置。
3. 請求項１または請求項２に記載する定着装置において，
   前記第２モードの終了後であって，各回転体の回転を停止した後に前記加熱回転体の熱源を一定期間オフする第３モードを有することを特徴とする定着装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１つに記載する定着装置において，
   前記加熱回転体は，熱源を備えた加熱ローラと，前記加圧回転体と対向する定着ローラと，前記加熱ローラおよび前記定着ローラに懸架された無端状のベルト部材とを有し，
   前記ニップ部を通過する記録媒体の後端が，当該記録媒体の搬送路中，前記ニップ部からの距離が前記ニップ部と前記加熱ローラとの間の前記ベルト部材の周長と等しくなる位置を通過する際に前記加熱ローラの熱源をオフすることを特徴とする定着装置。
5. 熱源を有し，回転自在に配設された加熱回転体と，前記加熱回転体に圧接し，前記加熱回転体との間でニップ部を形成し，回転自在に配設された加圧回転体と，前記加熱回転体の表面温度を検知する温度検出部とを有し，前記加熱回転体と前記加圧回転体との一方を回転駆動させ，他方を従動回転させる定着装置を備えた画像形成装置において，
   前記加熱回転体および前記加圧回転体を回転させ，所定の設定温度で前記加熱回転体を温調制御する第１モードと，
   前記第１モードの終了後であって，前記第１モードの設定温度からあらかじめ決められた差分温度を引いた温度を第２設定温度とし，前記加熱回転体の熱源をオフし，前記加熱回転体の表面温度が前記第２設定温度よりも下がった後に各回転体の回転を停止する第２モードとを有することを特徴とする画像形成装置。

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