JP2012118481A - 定着装置、画像形成装置、及び定着装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力を低減することができる定着装置、その定着装置を備えた画像形成装置、及び定着装置の制御方法を提供しようとするものである。
【解決手段】定着部材２０と、定着部材２０を押圧する加圧部材３０と、定着部材２０を加熱する加熱手段２５と、加熱手段２５のオン・オフ制御を行う加熱用制御手段６９とを備え、加圧部材３０が定着部材２０に軸方向全域で当接して、定着部材２０と加圧部材３０との定着ニップに搬送された記録媒体上の未定着トナー像を記録媒体上に熱定着する定着装置である。記録媒体の後端側の情報を入手する情報入手手段７０と、情報入手手段７０による情報を基に、記録媒体の後端が定着ニップに到達するよりも前の状態であることを判断したときに、加熱用制御手段６９による制御において、加熱手段２５をオンすべき状態であっても加熱手段をオフさせて、このオフ状態で、記録媒体の後端を定着ニップに到達させる加熱停止制御手段７１を備えた。
【選択図】図５

Description

本発明は、記録媒体を加熱及び加圧して画像を記録媒体に定着させる定着装置、その定着装置を備えた画像形成装置、及び定着装置の制御方法に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置には、記録媒体としての記録用紙に転写されたトナー画像を熱と圧力によって定着させる定着装置が用いられている。定着装置は、一般的に、加熱源によって加熱される定着部材と、その定着部材に圧接される加圧部材を有している。定着部材と加圧部材とが圧接して形成された定着ニップに、トナー画像が転写された記録用紙を通過させることによって、その記録用紙を加熱及び加圧し、トナー画像を記録用紙に定着する。

定着部材と加圧部材との間の定着ニップから記録媒体が通過すると、記録媒体に熱量が奪われる等して定着部材と加圧部材とが低温となる。このため、定着部材表面の温度が所定の定着温度を保つように、加熱源のＯＮ／ＯＦＦ制御が行われる。この場合、定着部材の過剰な昇温（いわゆるオーバーシュート）を防止する方法が提案されている（特許文献１及び特許文献２）。

特許文献１及び特許文献２のものは、記録媒体の後端が定着ニップに入った後で、熱源をＯＦＦにする制御を行う。これにより、記録媒体が定着装置を通過した後において、定着部材の昇温を防止してオーバーシュートの発生を低減している。

しかしながら、特許文献１及び特許文献２のものは、記録媒体の後端が定着ニップを通過した後に熱源をＯＦＦにするものであるため、記録媒体の後端が通過する部分よりも後ろの部分まで定着部材が温められることになる。このため、特許文献１及び特許文献２のものは、定着に必要な部分以上に電力を消費していた。

本発明は、斯かる事情に鑑み、消費電力を低減することができる定着装置、その定着装置を備えた画像形成装置、及び定着装置の制御方法を提供しようとするものである。

本発明の定着装置は、定着部材と、この定着部材を押圧する加圧部材と、前記定着部材を加熱する加熱手段と、加熱手段のオン・オフ制御を行う加熱用制御手段とを備え、前記加圧部材が前記定着部材に軸方向全域で当接して、前記定着部材と前記加圧部材との定着ニップに搬送された記録媒体上の未定着トナー像を前記記録媒体上に熱定着する定着装置において、前記記録媒体の後端側の情報を入手する情報入手手段と、前記情報入手手段による情報を基に、前記記録媒体の後端が定着ニップに到達するよりも前の状態であることを判断したときに、前記加熱用制御手段による制御において、加熱手段をオンすべき状態であっても加熱手段をオフさせて、このオフ状態で、記録媒体の後端を定着ニップに到達させ、一連のジョブにおける最終記録媒体においては、前記加熱停止制御手段による加熱手段の停止後に、再度の加熱を行わない加熱停止制御手段を備えたものである。

本発明の定着装置は、記録媒体の後端が定着ニップに到達するよりも前の状態であることを判断したときに、前記加熱手段による加熱を停止する加熱停止制御手段を設けており、記録媒体の後端が定着ニップに到達するよりも早いタイミングで加熱を止めるように加熱用制御手段を制御する。定着部材の加熱される部分が定着ニップに到達するまでにはタイムラグがあり、記録媒体が定着ニップに到達するタイミングよりも少なくとも前記タイムラグ分だけ先に加熱を強制的に停止する。これにより、定着部材の加熱部分の後端が定着ニップに到達するタイミングと記録媒体の後端が定着ニップに到達するタイミングとをほぼ同時にすることができる。従って、定着部材において、加熱の必要がない部分の無駄な加熱を防止することができる。

前記構成において、前記加熱停止制御手段は、前記記録媒体の後端が定着ニップに到達するよりも、定着部材の加熱部分が定着ニップに到達するまでのタイムラグ分だけ前に加熱を停止するものとできる。これにより、記録媒体の後端まで、加熱された定着部材で挟持搬送しながら定着し、それより後の部分を加熱することがない。

前記構成において、前記加熱停止制御手段は、記録媒体送り方向の最終の画像が定着ニップに到達するよりも、定着部材の加熱部分が定着ニップに到達するまでのタイムラグ分だけ前に加熱を停止するものとできる。これにより、最終の画像まで、加熱された定着部材で挟持搬送しながら定着し、それより後の部分を加熱することがない。

本発明に係る定着装置を画像形成装置に適用することができる。

本発明の定着装置の制御方法は、定着部材と、この定着部材を押圧する加圧部材と、前記定着部材を加熱する加熱手段と、加熱手段のオン・オフ制御を行う加熱用制御手段とを備え、前記加圧部材が前記定着部材に軸方向全域で当接して、前記定着部材と前記加圧部材との定着ニップに搬送された記録媒体上の未定着トナー像を前記記録媒体上に熱定着する定着装置の制御方法において、前記記録媒体の後端側の情報を入手し、その情報を基に、前記記録媒体の後端が定着ニップに到達するよりも前の状態であることを判断したときに、加熱手段をオンすべき状態であっても加熱手段をオフさせて、このオフ状態で、記録媒体の後端を定着ニップに到達させ、一連のジョブにおける最終記録媒体においては、加熱手段の停止後に、再度の加熱を行わないものである。

本発明の定着装置の制御方法は、定着部材において、加熱の必要がない部分の無駄な加熱を防止することができる。

前記記録媒体の後端が定着ニップに到達するよりも、定着部材の加熱部分が定着ニップに到達するまでのタイムラグ分だけ前に加熱を停止するものとできる。

記録媒体送り方向の最終の画像が定着ニップに到達するよりも、定着部材の加熱部分が定着ニップに到達するまでのタイムラグ分だけ前に加熱を停止するものとできる。

本発明の定着装置、この定着装置を備えた画像形成装置、及び定着装置の制御方法によれば、加熱の必要がない部分の無駄な加熱を防止することができるため、定着に使われない無駄な熱を省くことができる。これにより、最小限のエネルギーで定着工程を終了して消費電力を低減することができる。

定着部材の加熱部分が定着ニップに到達するまでのタイムラグ分だけ前に加熱を停止するようにすると、一層消費電力を低減することができる。

記録媒体送り方向の最終の画像が定着ニップに到達するよりも、定着部材の加熱部分が定着ニップに到達するまでのタイムラグ分だけ前に加熱を停止すると、特に送り方向先端にしか画像がない場合や、白紙を印刷してしまったときなどに特に有効なものとなる。

本発明の画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 本発明の定着装置を示す断面図である。 本発明の定着装置を示す断面図である。 本発明の定着装置のブロック図である。 本発明の定着装置の加熱手段の消灯タイミングを示すグラフ図である。

以下、図に示す実施例による本発明を実施するための形態を説明する。

図１において、１は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機の装置本体、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、４は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部、７は転写紙等の記録媒体Ｐが収容される給紙部、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成される感光体ドラム、１２は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上を帯電する帯電部、１３は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成される静電潜像を現像する現像部、１５は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の未転写トナーを回収するクリーニング部を示す。また、１６は中間転写ベルト１７を清掃する中間転写ベルトクリーニング部、１７は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、１８は中間転写ベルト１７上に形成されたカラー画像を記録媒体Ｐ上に転写する２次転写ローラ、１９は記録媒体Ｐ上のトナー像（未定着画像）を定着する電磁誘導加熱方式の定着装置を示す。

以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。まず、原稿読込部４によって、コンタクトガラス５上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス５上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応する感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に向けて発せられる。

一方、４つの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは、それぞれ、図１の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、帯電部１２との対向部で、一様に帯電される（帯電工程である）。こうして、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。書込み部２において、４つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である）。イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から１番目の感光体ドラム１１Ｙ表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム１１Ｙの回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部１２にて帯電された後の感光体ドラム１１Ｙ上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。

同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から２番目の感光体ドラム１１Ｍ表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から３番目の感光体ドラム１１Ｃ表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目の感光体ドラム１１ＢＫ表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、現像部１３との対向位置に達する。そして、各現像部１３から感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の潜像が現像される（現像工程である）。

その後、現像工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、中間転写ベルト１７との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト１７の内周面に当接するように転写バイアスローラ（不図示である）が設置されている。そして、転写バイアスローラの位置で、中間転写ベルト１７上に、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（１次転写工程である）。

そして、１次転写工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、クリーニング部１５との対向位置に達する。そして、クリーニング部１５で、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である）。

その後、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫにおける一連の作像プロセスが終了する。

その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト１７は、２次転写ローラ１８との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラが、２次転写ローラ１８との間に中間転写ベルト１７を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト１７上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐ上に転写される（２次転写工程である）。このとき、中間転写ベルト１７には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。

その後、中間転写ベルト１７は、中間転写クリーニング部１６の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト１７上の未転写トナーが回収される。こうして、中間転写ベルト１７上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。

ここで、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐは、装置本体１の下方に配設された給紙部７から、給紙ローラ８やレジストローラ等が設置された搬送経路Ｋ１を経由して搬送されたものである。詳しくは、給紙部７には、記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ８が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐが搬送経路Ｋ１に向けて給送される。

搬送経路Ｋ１に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ（不図示である）のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト１７上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラが回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置１９の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ローラ及び加圧ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。そして、定着工程後の記録媒体Ｐは、排紙ローラ９によって、装置本体１外に出力画像として排出されて（破線矢印方向の移動である）、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、画像形成装置本体１に内設される定着装置１９の構成・動作について説明する。図２に示すように、定着装置１９は、加熱手段としての誘導加熱部２５（磁束発生手段）、この誘導加熱部２５のオン・オフ制御を行う加熱用制御手段６９（図４参照）、誘導加熱部２５に対向する定着部材としての定着ローラ２０、定着ローラ２０に圧接する加圧部材としての加圧ローラ３０、入口ガイド板４１、拍車ガイド板４２、分離ガイド板４３、出口ガイド板５０、サーミスタ６１、６２、等で構成される。

ここで、定着部材としての定着ローラ２０は、鉄やステンレス鋼等からなる芯金２３上に、発泡シリコーンゴム等からなる断熱弾性層２２、スリーブ層２１が順次積層されたものであって、その外径が３４ｍｍ程度に形成されている。定着ローラ２０のスリーブ層２１は、内周面側から基材層、第１酸化防止層、発熱層、第２酸化防止層、弾性層、離型層が順次積層された多層構造体である。詳しくは、基材層はステンレスで形成されたものであり、第１酸化防止層及び第２酸化防止層はニッケルをストライクめっき処理にて形成したものであり、発熱層は層厚が１５μｍ程度の銅で形成されたものであり、弾性層は層厚が２００μｍ程度のシリコーンゴムで形成されたものであり、離型層は層厚が３０μｍ程度のＰＦＡ（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）で形成されたものである。

このように構成された定着ローラ２０は、誘導加熱部２５から発せられる磁束によってスリーブ層２１の発熱層が電磁誘導加熱されることになる。なお、定着ローラ２０の構成は、本実施例のものに限定されることなく、例えば、スリーブ層２１を断熱弾性層２２（定着補助ローラ）に接着しないで別体化することもできる。ただし、スリーブ層２１（定着スリーブ）を別体化した場合には、稼動中にスリーブ層２１が幅方向（スラスト方向）に移動するのを抑止するための部材を設置することが好ましい。

ここで、定着ローラ２０に対向する位置であって、定着ニップの上流側（搬送方向上流側）には、複数の拍車が幅方向に並設された拍車ガイド板４２が設置されている。拍車ガイド板４２は、定着ニップに送入される記録媒体Ｐの定着面（画像が定着される面である。）に対向する位置に配設されて、記録媒体Ｐを定着ニップに案内するものである。拍車ガイド板４２は、記録媒体Ｐ上の未定着画像に拍車が接触してもその画像に擦れ跡が生じないように、拍車の周面がノコ歯状に形成されている。

また、定着ローラ２０に対向する位置であって、定着ニップから送出される記録媒体Ｐの定着面に対向する位置（定着ニップの搬送方向下流側である。）には、分離ガイド板４３が設置されている。分離ガイド板４３は、定着ニップから送出された定着工程後の記録媒体Ｐが、定着ローラ２０に吸着して巻き付く不具合を防止するためのものである。すなわち、定着工程後の記録媒体Ｐが定着ローラ２０に吸着してしまった場合に、記録媒体Ｐの先端に分離ガイド板４３が接触して、記録媒体Ｐを定着ローラ２０から強制的に分離させる。

また、定着ニップの上流側（記録媒体Ｐの搬送方向上流側である。）であって、定着ニップに近接する位置には、定着ローラ２０に接触する接触型温度検知センサとしてのサーミスタ６２が配設されている。サーミスタ６２は、駆動部側の幅方向端部に配設されていて、定着ローラ２０の幅方向端部の表面温度を検知する。また、図示は省略するが、定着ローラ２０の幅方向中央部に対向する位置には、サーモパイル（非接触型温度検知センサ）が配設されている。そして、サーミスタ６２やサーモパイルによって、定着ローラ２０上の温度（定着温度）を検知して、サーミスタ６２やサーモパイルによる検知結果に基いて、誘導加熱部２５による加熱量を調整する。なお、本実施例では、定着工程時（通紙時）における定着温度が１６０〜１６５℃になるように誘導加熱部２５の制御がおこなわれている。

加圧部材としての加圧ローラ３０は、アルミニウム、銅等からなる円筒部材３２上に、シリコーンゴム等からなる弾性層３１、ＰＦＡ等からなる離型層（不図示である。）が形成されたものである。加圧ローラ３０の弾性層３１は、肉厚が１〜５ｍｍとなるように形成されている。また、加圧ローラ３０の離型層は、層厚が２０〜５０μｍとなるように形成されている。本実施例では加圧ローラ３０は、その外径が３２ｍｍ程度に形成されている。加圧ローラ３０は、定着ローラ２０に圧接している。そして、定着ローラ２０と加圧ローラ３０との圧接部（定着ニップである。）に、記録媒体Ｐが搬送される。

本実施例では、定着ローラ２０の加熱効率を高めるために、加圧ローラ３０にハロゲンヒータ等のヒータ３３が内設されている。ヒータ３３に電力が供給されることにより、ヒータ３３の輻射熱によって加圧ローラ３０が加熱されて、定着ローラ２０の表面が加圧ローラ３０を介して加熱されることになる。

また、定着ニップの上流側（記録媒体Ｐの搬送方向上流側である。）であって、定着ニップに近接する位置には、加圧ローラ３０に接触する接触型温度検知センサとしてのサーミスタ６１が配設されている。サーミスタ６１は、駆動部側の幅方向端部に配設されていて、加圧ローラ３０の幅方向端部の表面温度を検知する。また、図示は省略するが、加圧ローラ３０の幅方向中央部に対向する位置には、サーモパイル（非接触型温度検知センサ）が配設されている。そして、サーミスタ６１やサーモパイルによって、加圧ローラ３０上の温度を検知して、サーミスタ６１やサーモパイルによる検知結果に基いて、ヒータ３３による加熱量を調整する。

ここで、加圧ローラ３０に対向する位置であって、定着ニップに送入される記録媒体Ｐの非定着面に対向する位置（定着ニップの上流側である。）には、入口ガイド板４１が設置されている。入口ガイド板４１は、定着ニップに送入される記録媒体Ｐを定着ニップに案内するものである。また、加圧ローラ３０に対向する位置であって、定着ニップから送出される記録媒体Ｐの非定着面に対向する位置（定着ニップの下流側である。）には、出口ガイド板５０が設置されている。出口ガイド板５０は、定着ニップから送出された定着工程後の記録媒体Ｐを定着工程後の搬送経路に向けて案内するためのものである。

誘導加熱部２５は、コイル部２６（励磁コイル）、コア部２７（励磁コイルコア）、コイルガイド２８、等で構成される。コイル部２６は、定着ローラ２０の外周面の一部を覆うように配設されたコイルガイド２８上に細線を束ねたリッツ線を巻回して幅方向（図２の紙面垂直方向である。）に延設したものである。本実施例において、誘導加熱部２５は、定着ローラ２０の側方（図２の左側の側方である。）に配設されている。

コイルガイド２８は、ガラス材料が４５％程度含有されたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の耐熱性の高い樹脂材料からなり、定着ローラ２０の外周面に対向してコイル部２６を保持する。なお、本実施の形態１では、コイルガイド２８（誘導加熱部２５）の対向面２８ａと、定着ローラ２０の外周面と、のギャップが２±０．１ｍｍに設定されている。コア部２７は、フェライト等の強磁性体（比透磁率が２５００程度である。）からなり、定着ローラ２０の発熱層に向けて効率のよい磁束を形成するためのものでありアーチコア、センターコア、サイドコア等で構成されている。

このように構成された定着装置１９の動作について説明する。まず、不図示の駆動モータによって定着ローラ２０が図２の反時計方向に回転駆動され、それにともない加圧ローラ３０が時計方向に回転する。そして、定着ローラ２０のスリーブ層２１（発熱層）は、誘導加熱部２５との対向位置で、誘導加熱部２５から発生される磁束によって加熱される。

詳しくは、発振回路が周波数可変の電源部（不図示である。）からコイル部２６に１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚ（好ましくは、２０ｋＨｚ〜８００ｋＨｚである。）の高周波交番電流が通電されることで、コイル部２６から定着ローラ２０のスリーブ層２１に向けて磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このように交番磁界が形成されることで、スリーブ層２１の発熱層に渦電流が生じて、発熱層はその電気抵抗によってジュール熱が発生して誘導加熱される。こうして、スリーブ層２１（定着ローラ２０）は、自身の発熱層の誘導加熱によって加熱される。

その後、誘導加熱部２５によって加熱された定着ローラ２０表面は、加圧ローラ３０との当接部（定着ニップ）に達する。そして、搬送される記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔ（トナー）を加熱して溶融する。詳しくは、先に説明した作像プロセスを経てトナー像Ｔを担持した記録媒体Ｐが、入口ガイド板４１（又は拍車ガイド板４２）に案内されながら定着ローラ２０と加圧ローラ３０との間（定着ニップである。）に送入される（矢印Ｙ１の搬送方向の移動である。）。そして、定着ローラ２０から受ける熱と加圧ローラ３０から受ける圧力とによってトナー像Ｔが記録媒体Ｐに定着されて、記録媒体Ｐは定着ローラ２０と加圧ローラ３０との間から送出される（矢印Ｙ２の搬送方向の移動である。）。定着ニップを通過した定着ローラ２０表面は、その後に再び誘導加熱部２５との対向位置に達する。このような一連の動作が連続的に繰り返されて、画像形成プロセスにおける定着工程が完了する。

以下、上記条件に基づく温度制御について説明する。まず、図５において従来の定着装置における定着ローラの温度制御について説明した上で、本実施例での定着ローラの温度制御について説明する。なお、一連のジョブにおける最終記録媒体が定着ニップを通過する場合について説明する。図５において、横軸は時間、縦軸は定着ローラ２０の表面温度を示す。

定着ローラ２０と加圧ローラ３０との間の定着ニップから記録媒体が通過すると、記録媒体に熱量が奪われる等して定着ローラ２０が所定の定着温度よりも低温となる。このため、加熱用制御手段６９により誘導加熱部２５をオンにして定着ローラ２０を昇温させる。一方、定着ローラ２０が定着温度よりも高温となったときは、加熱用制御手段６９により誘導加熱部２５をオフにして定着ローラ２０を降温させる。このようにして、定着ローラ２０の表面の温度が所定の定着温度を保つように、誘導加熱部２５の加熱源のＯＮ／ＯＦＦ制御が行われる。

図５において、二点鎖線で示す時間ｔ０は、記録媒体が定着ニップを通過した時間（つまり、記録媒体の後端が定着ニップに入った時間又は定着ニップを出た時間）である。ここで、第１実施例の記録媒体の後端とは、記録媒体の後端縁をいい、定着ニップを最後に通過する部分である。従来は、二点鎖線で示す時間の直前において、定着ローラ２０の表面が定着温度より小さく、誘導加熱部２５をオンにすべき温度となっている場合には、誘導加熱部２５をオンにして点灯させていた。これにより、定着ローラ２０は、記録媒体の後端よりもさらに後ろまで加熱されていた。

本実施例では、図４に示すように、記録媒体の後端側の情報を入手する情報入手手段７０と、情報入手手段７０による情報を基に、誘導加熱部２５による加熱を停止するように制御する加熱停止制御手段７１とを備えている。

情報入手手段７０は、記録媒体を送るタイミング情報等を入手して、記録媒体の後端が定着ニップに到達する時間ｔ１（図５の点線で示す時間）を割り出すものである。

加熱停止制御手段７１は、情報入手手段７０による情報を基に、記録媒体の後端が定着ニップに到達する時間ｔ１よりも前の状態（図２の状態）であることを判断したときに、誘導加熱部２５をオンすべき状態であってもオフさせて、このオフ状態で、記録媒体の後端を定着ニップに到達させるものである。すなわち、加熱停止制御手段７１は、ｔ１よりも前の時間ｔ２において誘導加熱部２５による加熱を停止するように、加熱用制御手段６９を制御する。時間ｔ２は、記録媒体を送るタイミング情報又は書き込みのタイミング情報等により、記録媒体のサイズや送り速度に応じて決定することができる。

本実施例では、ｔ２は、記録媒体の後端が定着ニップに到達する時間ｔ１よりも、定着ローラ２０の加熱部分が定着ニップに到達するまでのタイムラグΔｔ分だけ前としている。すなわち、誘導加熱部２５にて加熱される部分（加熱終了位置）は、図２に示す位置Ａとなる。この位置Ａが定着ニップＢに到達するまでにはタイムラグΔｔがある。図５に示すように、ｔ１よりもΔｔだけ前の時間ｔ２が加熱すべきタイミング（つまり、定着ローラ２０が定着温度よりも低い温度）であっても、誘導加熱部２５による加熱を強制的に停止する。これにより、位置Ａで加熱された部分が定着ニップＢに到達したとき、記録媒体の後端も定着ニップＢに到達する。すなわち、定着ローラ２０の加熱部分の後端が定着ニップＢに到達するタイミングと、記録媒体の後端が定着ニップＢに到達するタイミングとをほぼ同時にすることができて、記録媒体の後端まで加熱された定着ローラ２０で挟持搬送しながら定着し、記録媒体の後端まで加熱することができる。このようにすると、記録媒体の後端より後の部分を加熱することがなくなる。

加熱停止制御手段７１により加熱を停止した後は、再度の加熱は行わないようにする。すなわち、加熱用制御手段６９は、誘導加熱部２５がオフ状態を維持するように制御する。

本実施例では定着ローラ径は34mmで線速154mm/sとなっており、加熱終了位置から定着ニップ位置までの距離を時間に直すと200ms程度で、低速モード線速77mm/sでは400ms程度である。記録媒体の後端が定着ニップを抜けたと判断するセンサは定着ニップから100mm程度に配置されているため、定着ニップからセンサまでは線速154mm/sで400ms程度、低速モード線速77mm/sでは800ms程度なので、従来よりも線速154mm/sで600ms程度、低速モード線速77mm/sでは1200ms程度早く加熱を止めることができる。

このように、本発明の第１実施例の定着装置及び定着装置の制御方法では、記録媒体の後端が定着ニップに到達するよりも前の状態であることを判断したときに、誘導加熱部２５による加熱を停止する加熱停止制御手段７１を設け、記録媒体の後端が定着ニップに到達するよりも早いタイミングで加熱を止めるように加熱用制御手段６９を制御する。定着ローラ２０において、加熱される部分が定着ニップに到達するまでにはタイムラグがあり、記録媒体が定着ニップに到達するタイミングよりも前記タイムラグ分だけ先に加熱を強制的に停止する。これにより、定着ローラ２０の加熱部分の後端が定着ニップに到達するタイミングと記録媒体の後端が定着ニップに到達するタイミングとをほぼ同時にすることができる。従って、定着ローラ２０において、加熱の必要がない部分の無駄な加熱を防止することができる。これにより、定着に使われない無駄な熱を省くことができて、最小限のエネルギーで定着工程を終了して消費電力を低減することができる。

加熱停止制御手段７１は、記録媒体の後端が定着ニップに到達するよりも、定着ローラ２０の加熱部分が定着ニップに到達するまでのタイムラグ分だけ前に加熱を停止しているので、一層消費電力を低減することができる。

本発明の第２実施例の定着装置及び定着装置の制御方法として、加熱停止制御手段は、記録媒体送り方向の最終の画像が定着ニップに到達するよりも、定着ローラの加熱部分が定着ニップに到達するまでのタイムラグ分だけ前に加熱を停止するものとしている。すなわち、第２実施例における記録媒体の後端とは最終の画像がある位置をいい、記録媒体のサイズによらずに、最終の画像が定着ニップに到達する時間よりもタイムラグ分だけ前に加熱を強制的に停止する。これにより、位置Ａで加熱された部分が定着ニップＢに到達したとき、記録媒体送り方向の最終の画像も定着ニップに到達する。

このようにすると、定着ローラの加熱部分の後端が定着ニップに到達するタイミングと最終の画像が定着ニップに到達するタイミングとをほぼ同時にすることができて、最終の画像まで加熱された定着部材で挟持搬送しながら定着し、記録媒体の後端まで加熱することができる。このようにすると、最終の画像より後の部分を加熱することがなくなる。

このように、第２実施例でも前記第１実施例と同様の効果を奏することができる。特に、加熱停止制御手段は、記録媒体送り方向の最終の画像が定着ニップに到達するよりも、定着部材の加熱部分が定着ニップに到達するまでのタイムラグ分だけ前に加熱を停止するものとしているので、送り方向先端にしか画像がない場合や、白紙を印刷してしまったときなどに特に有効なものとなる。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上述の実施例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で種々の変更を加え得ることは勿論である。画像形成装置としては、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置等であってもよい。前記実施例では、一連のジョブにおける最終記録媒体が定着ニップを通過する場合について説明したが、最終の記録媒体以外の記録媒体について本発明の制御を行ってもよく、全ての記録媒体の印字時に本発明のような制御を行うことや、所定の時間間隔、所定の印字枚数毎に本発明のような制御を行うこともできる。

２５ 誘導加熱部
３０ 加圧ローラ
３１ 定着ローラ
６９ 加熱用制御手段
７０ 情報入手手段
７１ 加熱停止制御手段

特開２００３−７６１８９号公報 特開２００７−１９３２４１号公報

Claims (7)

1. 定着部材と、この定着部材を押圧する加圧部材と、前記定着部材を加熱する加熱手段と、加熱手段のオン・オフ制御を行う加熱用制御手段とを備え、前記加圧部材が前記定着部材に軸方向全域で当接して、前記定着部材と前記加圧部材との定着ニップに搬送された記録媒体上の未定着トナー像を前記記録媒体上に熱定着する定着装置において、
   前記記録媒体の後端側の情報を入手する情報入手手段と、
   前記情報入手手段による情報を基に、前記記録媒体の後端が定着ニップに到達するよりも前の状態であることを判断したときに、前記加熱用制御手段による制御において、加熱手段をオンすべき状態であっても加熱手段をオフさせて、このオフ状態で、記録媒体の後端を定着ニップに到達させ、一連のジョブにおける最終記録媒体においては、前記加熱停止制御手段による加熱手段の停止後に、再度の加熱を行わない加熱停止制御手段を備えたことを特徴とする定着装置。
2. 前記加熱停止制御手段は、前記記録媒体の後端が定着ニップに到達するよりも、定着部材の加熱部分が定着ニップに到達するまでのタイムラグ分だけ前に加熱を停止することを特徴とする請求項１の定着装置。
3. 前記加熱停止制御手段は、記録媒体送り方向の最終の画像が定着ニップに到達するよりも、定着部材の加熱部分が定着ニップに到達するまでのタイムラグ分だけ前に加熱を停止することを特徴とする請求項１の定着装置。
4. 前記請求項１〜請求項３のいずれか１項の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
5. 定着部材と、この定着部材を押圧する加圧部材と、前記定着部材を加熱する加熱手段と、加熱手段のオン・オフ制御を行う加熱用制御手段とを備え、前記加圧部材が前記定着部材に軸方向全域で当接して、前記定着部材と前記加圧部材との定着ニップに搬送された記録媒体上の未定着トナー像を前記記録媒体上に熱定着する定着装置の制御方法において、
   前記記録媒体の後端側の情報を入手し、
   その情報を基に、前記記録媒体の後端が定着ニップに到達するよりも前の状態であることを判断したときに、加熱手段をオンすべき状態であっても加熱手段をオフさせて、このオフ状態で、記録媒体の後端を定着ニップに到達させ、
   一連のジョブにおける最終記録媒体においては、加熱手段の停止後に、再度の加熱を行わないことを特徴とする定着装置の制御方法。
6. 前記記録媒体の後端が定着ニップに到達するよりも、定着部材の加熱部分が定着ニップに到達するまでのタイムラグ分だけ前に加熱を停止することを特徴とする請求項６の定着装置の制御方法。
7. 記録媒体送り方向の最終の画像が定着ニップに到達するよりも、定着部材の加熱部分が定着ニップに到達するまでのタイムラグ分だけ前に加熱を停止することを特徴とする請求項６の定着装置の制御方法。

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