JP5707867B2 - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

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。

（技術用語）
本明細書において、「印刷ジョブ」には、「プリンタジョブ」、「コピージョブ」および「印刷準備モード」が含まれる。
また、画像形成装置の「オフモード」とは、画像形成装置内の定着装置等の各装置が動作を停止し、制御コントローラ（制御手段）はスリープ状態にあるモードであって、定着回転体、加圧回転体を加熱するそれぞれの加熱部に電力供給しないモードをいう。
また、「待機モード」とは、印刷ジョブ終了時においてオフモードへ移行する際に起動するモードであって、定着回転体及び／または加圧回転体を静止して、または間欠的に回転（例えば、所定時間経過毎に１回転させる等）させる状態において、定着回転体及び／または加圧回転体を加熱する加熱部に電力を継続的、断続的に供給して所定温度に温度維持するモードをいう。
また、「印刷準備モード」とは、画像形成装置の操作パネル、読取り装置、給紙装置等のいずれかを操作しているときに動作するモードであり、定着回転体及び／または加圧回転体を継続的に回転させた状態において、定着回転体及び／または加圧回転体を加熱する加熱部に電力を継続的、断続的に供給して所定温度に温度維持するモードをいう。

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。

この定着装置では、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（定着回転体）及び加圧部材（加圧回転体）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。

定着装置においては、所定の定着温度へ加熱する際における加熱時間を十分に短くすることができれば、画像形成装置の利便性を向上させ、かつ、消費電力の低減化を図ることができる。従来、消費電力の低減を達成するために、定着部材として薄肉のローラや、発泡層を有するローラと樹脂やゴムで構成されるベルトなどの低熱容量の部材などが使用されている。また、定着部材を加熱する加熱部として、ハロゲンヒータや赤外線ヒータのほか、誘導加熱（ＩＨ）手段等が用いられ、例えば、誘導加熱手段により定着部材を外部から加熱することで急速な加熱を実現している。

ところで、従来の画像形成装置では、印刷ジョブが終了すると、すぐにオフモードに移行するように設定されている場合と、所定時間（例えば、６０秒）はすぐに次の印刷ができるように待機モードを維持し、その後にオフモードに移行するように設定されている場合とがある。しかしながら、印刷ジョブが終了後すぐにオフモードに移行するように設定される画像形成装置であっても、実際には、ジョブ終了後の処理が所定時間(例えば、１０秒程度)必要であるため、当該処理の間については、定着装置を待機モードとしている。

このような待機モードにおいては、すぐに印刷を開始できるように、加熱部に電力を継続的、断続的に供給し、定着回転体等を通紙目標温度よりも低い温度に温度制御しているが、例えば、印刷ジョブ終了からすぐに（上記の１０秒程度）にオフモードに移行させる場合には、この間の加熱部への電力供給により不要な電力消費が生じていた。

このような印刷ジョブ終了後からオフモードへの移行時における消費電力の低減を図る技術として、例えば、特許文献１には、最終ページの定着装置のニップ部を通過終了する前に、定着装置のプリント温調を停止して加熱動作を中止、もしくは後回転温調に移行する画像形成装置が開示されている。

また、特許文献２には、一連のジョブが終了した後、加熱ローラの温度を第１設定温度から第２設定温度に下げるとともに、加圧ローラの温度を第３設定温度から第４設定温度に下げ、第１設定温度から第２設定温度への下げ幅よりも、第３設定温度から第４設定温度への下げ幅を大きくする画像形成装置が開示されている。

上記特許文献１に記載の技術では、ジョブが終了する前に加熱部をオフにしており、また、ジョブ終了後は、加熱ローラの表面よりも内部の方が、温度が高くなるため、内部から伝熱によるオーバーシュートが生じ、待機モードに移行してからしばらくの間、加熱部は継続してオフとなる。しかしながら、例えば、誘導加熱（ＩＨ）手段による加熱のように外部加熱の場合は、定着部材の内部よりも表面の方が、温度が高くなるため、オーバーシュートは発生せず、待機モード移行直後から、加熱部はオンされてしまうため不要なエネルギー消費が発生するという問題があった。

また、上記特許文献２に記載の発明は、待機モードにおける設定温度をジョブ中よりも下げるものであるが、加熱部を完全にオフとするものではないため、十分な省エネルギー効果を得ることができないという課題が残されている。

そこで本発明は、定着装置の温度および待機モードにおける目標温度に関わらず、待機モードにおける所定時間、強制的に加圧加熱部の点灯をオフすることにより、印刷ジョブから待機モードを経てオフモードに移行する際における消費エネルギーを低減す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。

かかる目的を達成するため、請求項１に記載の定着装置は、定着回転体と、定着回転体を加圧する加圧回転体と、定着回転体に備えられた発熱層を誘導加熱する定着加熱部と、加圧回転体の内部に配置されて該加圧回転体を加熱する加圧加熱部と、を備え、印刷ジョブの終了後に、少なくとも加圧加熱部をオンとして加圧回転体の温度を所定温度以上に維持する待機モードに移行し、所定時間後に、定着加熱部および加圧加熱部の双方をオフするオフモードに移行する定着装置において、印刷ジョブがプリンタジョブである場合には、加圧回転体の温度に関わらず、待機モード中は、加圧加熱部をオフする制御を行うものである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の定着装置において、印刷ジョブがコピージョブまたは印刷準備モードである場合には、待機モード中における所定時間、加圧加熱部をオフする制御を行うものである。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の定着装置において、印刷ジョブがコピージョブまたは印刷準備モードである場合には、待機モード中は、加圧加熱部をオフする制御を行わないものである。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１から３までのいずれかに記載の定着装置において、待機モードにおいては、該待機モードへの移行後に制御手段からオフモード移行信号を受けた場合、または所定時間維持される該待機モード中に所定の操作がない場合に、オフモードに移行するものであって、印刷ジョブがプリンタジョブである場合には、オフモード移行信号を受けてオフモードに移行し、印刷ジョブがコピージョブまたは印刷準備モードである場合には、所定時間維持される該待機モード中に所定の操作がない場合に、オフモードに移行するものである。

また、請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の定着装置において、印刷ジョブがコピージョブまたは印刷準備モードである場合には、待機モードに移行した直後から所定時間、加圧加熱部をオフする制御を行うものである。

また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の定着装置において、印刷ジョブがコピージョブまたは印刷準備モードである場合における加圧加熱部をオフする所定時間は、印刷ジョブがプリンタジョブである場合の待機モードの時間と同じであるものである。

また、請求項７に記載の発明は、請求項１から６までのいずれかに記載の定着装置において、印刷ジョブが印刷準備モードであって、待機モード中における加圧加熱部がオフの状態において、画像形成装置の操作パネル、読取り装置、給紙装置のいずれかの操作がなされた場合、加圧加熱部をオンにする制御を行うものである。

また、請求項８に記載の発明は、請求項１から７までのいずれかに記載の定着装置において、定着加熱部は、定着回転体の外部に設けられ、該定着回転体の発熱層を外部から加熱する誘導加熱部であり、加圧加熱部は、加圧回転体の内部に設けられるハロゲンヒータであるものである。

また、請求項９に記載の画像形成装置は、請求項１から８までのいずれかに記載の定着装置を備えるものである。

本発明によれば、印刷ジョブから待機モードを経てオフモードに移行する際における消費エネルギーを低減することができる。

本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 本実施形態に係る定着装置の概略構成図である。 プリンタジョブを受信した場合の定着スリーブ、加圧ローラ温度および消費電力の関係を示すグラフである。 プリンタジョブを受信した場合の制御フローチャートの例である。 コピージョブを受信した場合、または印刷準備モードである場合の定着スリーブ、加圧ローラ温度および消費電力の関係を示すグラフの一例である（第１の実施形態）。 コピージョブを受信した場合の制御フローチャートの例である（第１の実施形態）。 印刷準備モードである場合の制御フローチャートの例である（第１の実施形態）。 コピージョブを受信した場合、または印刷準備モードである場合の定着スリーブ、加圧ローラ温度および消費電力の関係を示すグラフの他の例である（第２の実施形態）。 コピージョブを受信した場合の制御フローチャートの例である（第２の実施形態）。 印刷準備モードである場合の制御フローチャートの例である（第２の実施形態）。 定着装置の概略構成図の他の例である。

以下、本発明に係る構成を図１から図１１に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。

＜第１の実施形態＞
（画像形成装置の構成）
まず、図１に示す画像形成装置の概略構成図に基づい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レーザープリンタの装置本体、３は画像情報に基づいた露光光Ｌを感光体ドラム１８上に照射する露光部、４は装置本体１に着脱自在に設置される作像部としてのプロセスカートリッジ、７は感光体ドラム１８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は出力画像が載置される排紙トレイ、１１，１２は転写紙等の記録媒体Ｐが収納された給紙部、１３は記録媒体Ｐを転写部７に搬送するレジストローラ、１５は主として給紙部１１，１２の記録媒体Ｐとは異なるサイズの記録媒体Ｐを搬送する際に用いる手差し給紙部、２０は記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する定着装置を示している。

画像形成装置１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、露光部３（書込部）から、画像情報に基づいたレーザ光等の露光光Ｌが、プロセスカートリッジ４の感光体ドラム１８上に向けて発せられる。感光体ドラム１８は図中の反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１８上に画像情報に対応したトナー像が形成される。その後、感光体ドラム１８上に形成されたトナー像は、転写部７で、レジストローラ１３により搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。

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１１，１２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１１が選択されたものとする）。なお、複数の給紙部１１，１２には、それぞれ、異なるサイズの記録媒体Ｐや、搬送方向の異なる同一サイズの記録媒体Ｐが、収納されている。

そして、給紙部１１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。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１３の位置に達する。そして、レジストローラ１３の位置に達した記録媒体Ｐは、感光体ドラム１８上に形成されたトナー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。

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、定着スリーブ２２と加圧ローラ２３との間に送入されて、定着スリーブ２２から受ける熱と加圧ローラ２３から受ける圧力とによってトナー像が定着される。トナー像が定着された記録媒体Ｐは、定着スリーブ２２と加圧ローラ２３との間から送出された後に、出力画像として画像形成装置本体１から排出されて、排紙トレイ１０上に載置される。

こうして、一連の画像形成プロセスが完了する。図１に示す画像形成装置１は単色の印刷用であるが、プロセスカートリッジ４をＫＣＭＹの４色を設置して像を形成することで、フルカラーの印刷が可能となる。

（定着装置の構成）
次に、図２を参照して、画像形成装置本体１が備える定着装置２０の構成、動作について詳述する。定着装置２０は、定着回転体としての定着ローラ２１、定着スリーブ２２、加圧回転体としての加圧ローラ２３、定着加熱部としての誘導加熱部３０、加圧加熱部としての加圧ヒータ４０等で構成される。

定着スリーブ２２は、厚さが３０〜５０μｍの金属材料からなる基材上に弾性層、離型層を順次形成したものであって、外径が４０ｍｍになっている。定着スリーブ２２の基材を形成する材料としては、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、又は、これらの合金、等の磁性金属材料を用いることができる。

また、定着スリーブ２２の弾性層は、シリコーンゴム等の弾性材料からなり、その厚さは１５０μｍになっている。これにより、熱容量がそれ程大きくなく、定着ムラのない良好な定着画像を得ることができる。

また、定着スリーブ２２の離型層は、ＰＦＡ等のフッ素化合物をチューブ状に被覆したものであって、その厚さは５０μｍになっている。離型層は、トナー像（トナー）Ｔが直接的に接する定着スリーブ２２表面のトナー離型性を高めるためのものである。

定着ローラ２１は、ステンレス鋼等の金属材料からなる円筒状の芯金２１a上に、シリコーン発泡体からなる耐熱弾性層２１ｂが形成されたものであって、外径が約４０ｍｍになっている。定着ローラ２１の弾性層２１ｂは、肉厚が９ｍｍで、軸上におけるアスカー硬度が３０〜５０度となるように形成されている。定着ローラ２１は、定着スリーブ２２の内周面に当接して、薄肉の定着スリーブ２２をローラ状に保持している。

加圧ローラ２３は、アルミニウム、銅等の高熱伝導性金属材料からなる芯金２３a上に、シリコーンゴム等の耐熱性弾性層２３ｂ、離型層（不図示）が順次形成されたものであって、外径が４０ｍｍになっている。弾性層２３ｂは、肉厚が２ｍｍとなるように形成されている。離型層は、ＰＦＡチューブを被覆したものであって、厚さが５０μｍになるように形成されている。加圧ローラ２３は、定着スリーブ２２を介して定着ローラ２１に圧接していて、その圧接部にニップ部を形成している。そして、このニップ部に、記録媒体Ｐが搬送されることになる。

加圧ローラ２３の内側には、熱源としての加圧ヒータ４０が設けられ、接触型サーミスタ３５によって、不図示の制御機構を介してヒータの点灯を制御し、温度制御がなされる。なお、熱源としては、ハロゲンヒータや赤外線ヒータ、その他の熱抵抗を用いることができる。

誘導加熱部３０は、励磁コイル３１、コア部３２、消磁コイル部３３等で構成される。励磁コイル３１は、定着スリーブ２２の外周の一部を覆うように配設されたコイルガイド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。消磁コイル部３３は、記録媒体幅方向に相当する位置関係で対称に配置され、励磁コイル３１上に重なって配置されている。コア部３２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、定着スリーブ２２に向けて効率のよい磁束を形成するためにセンターコア３２ｂ、アーチコア３２ｃ、サイドコア３２ａが設けられている。コア部３２は、幅方向に延設された励磁コイル３１に対向するように設置されている。誘導加熱部３０は、サーモパイル３４で検出される温度に基づいて、温度制御がなされる。

このように構成された定着装置２０は、次のように動作する。不図示の駆動モータによって、加圧ローラ２３が図２の時計方向に回転駆動されると、定着スリーブ２２も反時計方向に回転する。このとき、定着スリーブ２２を保持する定着ローラ２１は、積極的に回転駆動されないことになる。そして、定着スリーブ２２は、誘導加熱部３０との対向位置で、誘導加熱部３０から発生される磁束によって加熱される。

詳しくは、不図示の電源部から励磁コイル３１に１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚ（好ましくは、２０ｋＨｚ〜８００ｋＨｚである）の高周波交番電流を流すことで、励磁コイル３１に対向する定着スリーブ２２の近傍に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、定着スリーブ２２の基材（発熱層）に渦電流が生じて、基材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、定着スリーブ２２は、自身の基材の誘導加熱によって加熱される。

誘導加熱部３０によって加熱された定着スリーブ２２の表面は、加圧ローラ２３とのニップ部に達する。そして、搬送される記録媒体Ｐ上の、未定着トナー像Ｔ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、ガイド板２４に案内されながら定着スリーブ２２と加圧ローラ２３との間に送入される（矢印Ｙ１で示す搬送方向の移動）。そして、定着スリーブ２２から受ける熱と加圧ローラ２３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、定着分離板２５、加圧分離板２６によって定着スリーブ２２から分離されながら、記録媒体Ｐはニップ部から送出される。ニップ部を通過した定着スリーブ２２表面は、その後に再び誘導加熱部３０との対向位置に達する。

小サイズ紙が連続通紙された場合には、消磁コイル部３３は、制御回路によってリレーが短絡（ＯＮ）され、励磁コイル３１とは逆向きの磁場が発生し、消磁コイル部３３が配置された領域の磁場が減少し、非通紙領域での定着スリーブ２２でのジュール熱の発生が抑制される。

以上説明した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。

（定着装置の制御）
以下、本実施形態の定着装置２０の特徴的な加熱制御について詳述する。印刷ジョブがプリンタジョブである場合、ジョブの終了後すぐ（実際には、移行するための装置の制約時間である１０秒程度）にオフモードに移行しても、ユーザの利便性を損なうことは少ない、一方で、コピージョブ終了後や、印刷準備モードからすぐにオフモードに移行すると、後述するように利便性が損なわれることがあるため、所定時間（例えば、６０秒）は待機モードを維持して、すぐに使用可能な状態にしておくことが好ましい。

そこで、本実施形態に係る定着装置２０は、定着回転体（定着ローラ２１、定着スリーブ２２）と、定着回転体を加圧する加圧回転体（加圧ローラ２３）と、定着回転体に備えられた発熱層（定着ローラ弾性層２１ｂ）を誘導加熱する定着加熱部（誘導加熱部３０）と、加圧回転体の内部に配置されて該加圧回転体を加熱する加圧加熱部（加圧ヒータ４０）と、を備え、印刷ジョブの終了後に、少なくとも加圧加熱部をオンとする待機モードに移行し、所定時間後に、定着加熱部および加圧加熱部の双方をオフするオフモードに移行する定着装置（２０）において、印刷ジョブがプリンタジョブである場合、待機モード中における所定時間、加圧加熱部をオフする制御を行うものである。なお、本実施形態においては、「待機モード」では、定着加熱部（誘導加熱部３０）への電力供給をせず、加圧加熱部（加圧ヒータ４０）のみへの電力供給を継続的または断続的に行うことにより温度制御を行うものであるが、定着加熱部（誘導加熱部３０）への電力供給量を制限し、併せて加圧加熱部（加圧ヒータ４０）への電力供給を継続的または断続的に行うことにより温度制御を行うものであっても良い。

[プリンタジョブ受信時]
図３は、定着装置２０が印刷ジョブとしてプリンタジョブを受信した場合の一連の動作における定着スリーブ２２の温度、加圧ローラ２３の温度および消費電力を示すグラフである。

プリンタジョブは、ユーザが、画像形成装置、または当該画像形成装置に接続される情報処理装置（パーソナルコンピュータ等）から印刷する画像情報、印刷方法、枚数等を指定して、画像形成装置に送信することにより起動し、記録媒体の通紙が終了することで終了する。図３にも示すように、記録媒体の通紙時以外は、消費エネルギーを低減するため、オフモードにされる。

図３に示すように、オフモードにおいてプリンタジョブを受信すると、先ず、ウォームアップを行い、定着スリーブ２２が、所定の目標温度となるまで加熱制御し、定着スリーブ２２の温度を上昇させる。

例えば、誘導加熱部３０に最大１２００Ｗの電力が入力され、加圧ローラ２３は定着スリーブ２２からの伝熱により、７０℃まで温度上昇する。また、定着スリーブ２２が１６０℃に到達すると、印刷ジョブが開始され、記録媒体Ｐを通紙する。印刷ジョブ中においては、定着スリーブ２２の温度は１６０℃を維持するよう制御され、加圧ローラ２３の温度は定着スリーブ２２からの伝熱により、７０〜９０℃の範囲を維持する。

ジョブの最終紙が、定着装置２０のニップ部を通過すると、画像形成装置の制御コントローラがオフモードに移行するための処理を行い、定着装置２０にオフモード移行を通知するのは１０秒後である。また、定着装置２０は、印刷ジョブ終了後は必ず待機モードに移行するように設定されており、制御コントローラからオフモード移行の信号を受けると、定着装置２０もオフモードに移行するように設定されている。したがって、「待機モードの時間＝オフモード移行の通知までの時間」となる。

図３に示すように、印刷ジョブ中の加圧ローラ２３の温度は、７０〜９０℃である。ここで、従来の定着装置では、待機モードの間は、誘導加熱部３０への電力供給をせず、加圧ヒータ４０を点灯させ、加圧ローラ２３の温度をジョブ中の加圧部材の温度よりも高い目標温度（例えば、１００℃）に維持して、次のジョブを開始するときの待ち時間を短縮するようにしていた。

このような定着装置では、ジョブ終了時における加圧ローラ２３の温度は７０〜９０℃であるため、ジョブ終了時における加圧ローラ２３の温度は、待機モードにおける目標温度よりも低いこととなり、定着装置は、ジョブ終了後、加圧ローラ２３の温度が目標温度に追従するまでは、加圧ヒータ４０に最大電力（デューティ１００％）を入力しようとする。このため、不要なエネルギーを消費することとなっていた。

これに対し、本実施形態に係る定着装置では、印刷ジョブがプリンタジョブの場合、そのプリンタジョブの終了後において、すぐに（１０秒後）にオフモードに移行するか、待機モードを所定時間継続するかの判断をせず、待機モード移行後１０秒間は、目標温度と加圧ローラ２３の温度に関わらず、強制的に加圧ヒータ４０の点灯をオフにする制御を行い、オフモードに移行する際の消費エネルギーを抑えるものである。そして、上記のように、１０秒後に、制御コントローラからオフモード移行の信号を受信するので、定着装置２０は加圧ヒータ４０をオフにしたまま、オフモードに移行するものである。

以上説明した定着装置２０の制御フローチャートを図４に示す。オフモードまたは待機モードである場合において（Ｓ１０１）、プリンタジョブを受信すると、ウォームアップを行い、プリンタジョブが実行される（Ｓ１０２）。プリンタジョブの終了後すぐに待機モードに移行し（Ｓ１０３）、同時に加圧ヒータ４０をオフにする制御を行う（Ｓ１０４）。定着装置２０が制御コントローラからオフモード終了通知を受けると（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、オフモードに移行するものである（Ｓ１０６）。

[コピージョブ受信時]
次に、コピージョブが終了し、待機モードへ移行した場合について説明する。図５は、印刷ジョブがコピージョブ、または印刷準備モードである場合における、定着装置２０の一連の動作における定着スリーブ２２の温度、加圧ローラ２３の温度および消費電力を示すグラフである。コピージョブが終了した場合は、プリンタジョブの場合とは異なり、ユーザが画像形成装置の近傍で操作を継続しており、コピージョブが一旦終了したても、再びコピージョブを送信する可能性が高い。

このためコピージョブの終了後にすぐにオフモードに移行してしまうと、再びコピージョブが送信された場合にウォームアップ等に時間がかかることとなり、画像形成装置の利便性を損なうこととなる。このような理由から、コピージョブ終了後のオフモードへの移行に際しては、プリンタジョブ終了後の待機モードとは異なり、ある程度長い所定時間（例えば、６０秒間）の待機モードを維持するように制御され、この待機モード中に、画像形成装置の操作がなされない場合にオフモードに移行するように設定されている。

そこで、本実施形態に係る定着装置では、コピージョブが終了して待機モードに移行した場合には、待機モードへの移行直後から、待機モードの間中加圧ヒータ４０を点灯し、目標温度（例えば、１００℃）に維持するようにしている。そして、設定された待機モード中に、操作がされない場合に、オフモードに移行し、加圧ヒータ４０をオフにするものである。

以上説明した定着装置２０の制御フローチャートを図６に示す。オフモードまたは待機モードである場合において（Ｓ２０１）、コピージョブを受信すると、ウォームアップを行い、コピージョブが実行される（Ｓ２０２）。コピージョブの終了後すぐに待機モードに移行し（Ｓ２０３）、加圧ヒータ４０をオフとはしない制御を行う（Ｓ２０４：加圧ヒータオン）。次の操作がなく、６０秒経過すると（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、加圧ヒータ４０の点灯をオフにして（Ｓ２０６）、オフモードに移行するものである（Ｓ２０７）。

[印刷準備モード]
次に、印刷準備モードから待機モードへ移行する場合について説明する（図５参照）。なお、本実施形態に係る定着装置２０は、印刷準備モードでは、誘導加熱部３０で定着スリーブ２２を加熱し、定着スリーブ２２の温度を通紙目標温度の近傍に維持している。

印刷準備モードは、上述のようにユーザが頻繁に画像形成装置を使っている場合であるため、コピージョブが終了した場合と同様に、印刷準備モードの終了後にすぐにオフモードに移行してしまうと、再びコピージョブが送信された場合にウォームアップ等に時間がかかることとなり、画像形成装置の利便性を損なうこととなる。

このような理由から、印刷準備モード終了後のオフモードへの移行に際しては、コピージョブが終了した場合と同様に、ある程度長い所定時間（例えば、６０秒間）の待機モードを維持するように制御され、この待機モード中に、画像形成装置の操作がなされない場合にオフモードに移行するように設定されている。なお、待機モードの設定時間として、コピーモードからの移行時と異なる設定時間としても良いのは勿論である。

そこで、本実施形態に係る定着装置では、印刷準備モードが終了して待機モードに移行した場合には、待機モードへの移行直後から、待機モードの間中加圧ヒータ４０を点灯し、目標温度（例えば、１００℃）に維持するようにしている。そして、設定された待機モード中に、操作がされない場合に、オフモードに移行し、加圧ヒータ４０をオフにするものである。

以上説明した定着装置２０の制御フローチャートを図７に示す。オフモードまたは待機モードである場合において（Ｓ３０１）、印刷準備モードに移行する場合、ウォームアップを行い、印刷準備モードが継続する（Ｓ３０２）。その後、待機モードに移行した場合（Ｓ３０３）、加圧ヒータ４０をオフとはしない制御を行う（Ｓ３０４：加圧ヒータオン）。次の操作がなく、６０秒経過すると（Ｓ３０５：ＹＥＳ）、加圧ヒータ４０の点灯をオフにして（Ｓ３０６）、オフモードに移行するものである（Ｓ３０７）。

以上説明したように、本実施形態に係る定着装置によれば、印刷ジョブがプリンタジョブであって、プリンタジョブから待機モードに移行した場合に、ジョブ終了後の待機モード中における加圧ヒータの点灯を強制的にオフとすることにより、プリンタジョブ終了からオフモード移行までの間の不要な消費エネルギーの発生を抑えて、消費電力の低減を図ることができる。

ここで、本実施形態では、待機モード（ジョブ終了からオフモード移行処理の通知まで）が１０秒間であり、その間（１０秒間）加圧ヒータ４０の点灯をオフとする例について説明したが、必ずしも、待機モードにおけるすべての時間、加圧ヒータ４０の点灯がオフであることは必要ではなく、待機モードにおける所定時間、加圧ヒータ４０の点灯がオフであり、ある一定時間（例えば、モード移行後の数秒など）は加圧ヒータ４０の点灯がオンである時間を含むものであっても良い。

＜第２の実施形態＞
以下、本発明に係る画像形成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。

図８は、第２の実施形態において、印刷ジョブがコピージョブ、または印刷準備モードである場合における、定着装置２０の一連の動作における定着スリーブ２２の温度、加圧ローラ２３の温度および消費電力を示すグラフである。

上記第１の実施形態では、定着装置２０がコピージョブまたは印刷準備モードから待機モードに移行する場合には、待機モード中、加圧ヒータ４０の点灯をオンにする例について説明した。これに対し、本実施形態では、図８に示すように、コピージョブおよび印刷準備モードから待機モードに移行する場合も、プリンタジョブから移行する場合と同様に、待機モード移行直後の所定時間（プリンタジョブの場合と同じ設定時間であることが好ましい）は、加圧ヒータ４０の点灯をオフにするものである。

すなわち、本実施形態に係る定着装置２０は、１０秒後にオフモードに移行するかどうかは判断する必要がなくなるため、その判断手段を備える必要がなく、待機モード移行後１０秒間は、印刷ジョブや加圧ローラや定着装置の温度に関わらず、強制的に加圧ヒータ４０をオフにする制御を行うものである。

上述のように、コピージョブや印刷準備モードの終了後では、６０秒は待機モードを維持するように設定されているため、待機モード移行直後に加圧ヒータ４０の点灯をオフにし、その１０秒後に加圧ヒータ４０をオンとして、加圧ローラ２３の温度が目標温度に到達するまで加熱する。待機モードに移行してから６０秒経過した場合は、コントローラからオフモード移行の信号を受信し、定着装置２０は加圧ヒータ４０をオフにして、オフモードに移行するものである。

このような温度制御としても、待機モードに移行してから１０秒のみであれば、加圧ヒータ４０をオフにしても、定着ローラ２１、加圧ローラ２３には十分蓄熱されており、次のジョブの待ち時間は長くならず、影響を与えない。

以上説明した定着装置２０の制御フローチャートを図９および図１０に示す。オフモードまたは待機モードである場合において（Ｓ４０１，Ｓ５０１）、コピージョブを受信、または印刷準備モードへの移行となると、ウォームアップを行い、コピージョブが実行、または印刷準備モードが継続する（Ｓ４０２，Ｓ５０２）。コピージョブ、または印刷準備モードの終了後すぐに待機モードに移行し（Ｓ４０３，Ｓ５０３）、同時に直後の１０秒間について加圧ヒータ４０をオフにする制御を行う（Ｓ４０４，Ｓ５０４）。１０秒経過後（Ｓ４０５，Ｓ５０５：Ｙｅｓ）、加圧ヒータ４０をオンにする（Ｓ４０６，Ｓ５０６）。次の操作がなく、待機モード移行から６０秒経過すると（Ｓ４０７，Ｓ５０７：ＹＥＳ）、再び加圧ヒータ４０の点灯をオフにして（Ｓ４０８，Ｓ５０８）、オフモードに移行するものである（Ｓ４０９，Ｓ５０９）。

このように、第２の実施形態に係る定着装置によれば、待機モード移行後から所定時間経過するまでは、加圧ヒータの点灯を強制的にオフすることにより、その分、不要なエネルギー消費を発生させずにオフモードに移行することができる。なお、強制的に加熱ヒータをオフにするのは待機モード移行から初期の所定時間のみであるので、定着装置は十分蓄熱されており、待機モードからはすぐに印刷を開始できる。

さらに、この場合において、待機モードへの移行直後の加圧ヒータ４０の点灯をオフする設定時間を、プリンタジョブから移行する場合の待機モードの時間と同じ時間（例えば、１０秒）に設定することにより、定着装置は、印刷ジョブの種別に関わらず、すなわち、印刷ジョブの終了後にすぐにオフモードに移行するか、待機モードを維持してからオフモードに移行するかに関わらず、待機モードに移行してから所定の時間は加圧ヒータ４０を強制的にオフにすればよいので、制御コントローラからジョブの終了後すぐにオフモードに移行するか、所定時間待機モードを継続させるかの信号を送信して定着装置に判断させるような、複雑な仕組みを構築する必要も無く制御が容易となる。

なお、本実施形態では、待機モード移行直後から１０秒間、加圧ヒータ４０の点灯をオフとする例について説明したが、必ずしも、待機モード移行直後から加圧ヒータ４０の点灯がオフであることは必要ではなく、移行直後のある一定時間（例えば、モード移行後の数秒など）は加圧ヒータ４０の点灯がオンである時間を含むものであっても良い。

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、上述のように機能する画像形成装置を構成することができる。なお、印刷準備モードから待機モードに移行した場合であって、加圧ヒータ４０の点灯をオフにしている場合において、画像形成装置の操作パネル、読取り装置、給紙装置等のいずれかの操作がなされたことを検知した場合には、加熱ヒータ４０をオフとする設定時間の経過にかかわらず、加熱ヒータをオンに戻す制御を行うことが好ましい。

これにより、待機モード中に強制的に加圧ヒータ４０をオフとしているときでも、利便性を損なうことがない。

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。

例えば、上記実施形態では、定着ローラ２１、定着スリーブ２２および加圧ローラ２３により構成され、誘導加熱手段により定着スリーブ２２を加熱制御する定着装置を例に説明したが、定着装置の構成は、これに限られるものではなく、例えば、定着部材が定着ローラと加熱ローラに張架された定着ベルトで構成されるベルト定着方式の定着装置に適用してもよい。

また、図１１に示すように、ニップ形成部材５３と摺動する定着ベルト５１（定着回転体）、加熱パイプ（定着加熱部）５２で構成された定着装置に適用しても良い。このような加圧ローラ側に加熱部を備えない定着装置では、印刷ジョブが終了した直後に、定着ベルト５１の回転を停止すると、２００℃を超えた加熱パイプ５２からの伝熱によって、定着ベルト５１の温度はオーバーシュートするため、所定時間（例えば、５秒間）、ハロゲンヒータ５５をオフしたまま、定着ベルト５１を回転させ、温度を低下させてから、待機モードに移行するようにすれば良い。その他の制御については、図２に示した定着装置２０と同様とすればよい。

１ 画像形成装置
３ 露光部
４ プロセスカートリッジ（作像部）
７ 転写部
１０ 排紙トレイ
１１，１２ 給紙部
１３ レジストローラ
１５ 手差し給紙部
１８ 感光体ドラム
２０ 定着装置
２１ 定着ローラ
２１ａ 定着ローラ芯金
２１ｂ 定着ローラ弾性層
２２ 定着スリーブ
２３ 加圧ローラ
２３ａ 加圧ローラ芯金
２３ｂ 加圧ローラ弾性層
２４ 入口ガイド板
２５ 定着分離板
２６ 加圧分離板
３０ 誘導加熱部
３１ 励磁コイル
３２ コア部
３２ａ サイドコア
３２ｂ センターコア
３２ｃ アーチコア
３３ 消磁コイル
３４ サーモパイル
３５ 接触型サーミスタ
４０ 加圧ヒータ
５１ 定着ベルト
５２ 加熱パイプ
５３ ニップ形成部材
５４ 摺動部材
５５ ハロゲンヒータ
Ｌ 露光光
Ｋ 搬送経路
Ｐ 記録媒体
Ｔ トナー

特開２００４−１０２１０４号公報 特許第３８８０４２４号公報

Claims (9)

1. 定着回転体と、
   前記定着回転体を加圧する加圧回転体と、
   前記定着回転体に備えられた発熱層を誘導加熱する定着加熱部と、
   前記加圧回転体の内部に配置されて該加圧回転体を加熱する加圧加熱部と、を備え、
   印刷ジョブの終了後に、少なくとも前記加圧加熱部をオンとして前記加圧回転体の温度を所定温度以上に維持する待機モードに移行し、所定時間後に、前記定着加熱部および前記加圧加熱部の双方をオフするオフモードに移行する定着装置において、
   前記印刷ジョブがプリンタジョブである場合には、
   前記加圧回転体の温度に関わらず、前記待機モード中は、前記加圧加熱部をオフする制御を行うことを特徴とする定着装置。
2. 前記印刷ジョブがコピージョブまたは印刷準備モードである場合には、
   前記待機モード中における所定時間、前記加圧加熱部をオフする制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記印刷ジョブがコピージョブまたは印刷準備モードである場合には、
   前記待機モード中は、前記加圧加熱部を前記オフする制御を行わないことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 前記待機モードにおいては、
   該待機モードへの移行後に制御手段からオフモード移行信号を受けた場合、または所定時間維持される該待機モード中に所定の操作がない場合に、前記オフモードに移行するものであって、
   前記印刷ジョブがプリンタジョブである場合には、前記オフモード移行信号を受けて前記オフモードに移行し、
   前記印刷ジョブがコピージョブまたは印刷準備モードである場合には、前記所定時間維持される該待機モード中に所定の操作がない場合に、前記オフモードに移行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。
5. 前記印刷ジョブがコピージョブまたは印刷準備モードである場合には、
   前記待機モードに移行した直後から所定時間、前記加圧加熱部をオフする制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
6. 前記印刷ジョブがコピージョブまたは印刷準備モードである場合における前記加圧加熱部をオフする前記所定時間は、
   前記印刷ジョブがプリンタジョブである場合の前記待機モードの時間と同じであることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 前記印刷ジョブが印刷準備モードであって、前記待機モード中における前記加圧加熱部がオフの状態において、
   画像形成装置の操作パネル、読取り装置、給紙装置のいずれかの操作がなされた場合、
   前記加圧加熱部をオンにする制御を行うことを特徴とする請求項１から６までのいずれかに記載の定着装置。
8. 前記定着加熱部は、前記定着回転体の外部に設けられ、該定着回転体の発熱層を外部から加熱する誘導加熱部であり、
   前記加圧加熱部は、加圧回転体の内部に設けられるハロゲンヒータであることを特徴とする請求項１から７までのいずれかに記載の定着装置。
9. 請求項１から８までのいずれかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。