JP2009180755A - 定着装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ローラと加圧ローラとを圧接して形成されたニップ部に、未定着トナー像が形成された用紙を通すことにより、トナー像を用紙に溶融定着させる定着装置において、高湿環境下における用紙のカールを抑制する。
【解決手段】ウォームアップ期間の、定着ローラ１１の回転速度として設定可能な回転速度を２種類以上とし、湿度センサＳによる検知湿度に基づいて、検知湿度が高いほど回転速度が高くなるように、ウォームアップ期間における定着ローラ１１の回転速度を、前記２種類以上の回転速度のうちの１つに設定する。
【選択図】図３

Description

本発明は定着装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、より詳細には、加熱手段を有する定着回転体と加圧回転体とが圧接して形成されるニップ部に被転写部材を通過させることによって、未定着トナー像を加熱・加圧して被転写部材に溶融定着させる定着装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。

加熱手段を備えた定着ローラと、加圧ローラとが圧接されてなる定着装置において、被転写部材上の未定着トナー像が接触する定着ローラの表面温度を所定の温度に昇温することによって、トナー像の定着性や光沢などの定着品質が良好になり、加圧ローラの表面温度は定着品質にはあまり寄与しないとされていた。このため、従来の定着装置では、定着ローラが所定温度になった時点でウォームアップを終了する制御が広く行われていた。また、ウォームアップ時間の短縮のために、定着ローラの回転速度を遅くし、加圧ローラに熱を伝えないようにして、定着ローラの昇温速度をより速めようとする制御を採用している定着装置もあった。

このような、定着ローラの表面温度を所定温度まで短時間で昇温させることのみを目的とした制御では、定着ローラと加圧ローラとの表面温度差が拡大する。例えば、本発明者が行った実験では、回転速度（定着ローラ又は加圧ローラの周速度）を８２．５ｍｍ／ｓとした場合、定着ローラの表面温度が所定温度の１９０℃に達した時、加圧ローラの表面温度は未だ７５℃程度であり、その温度差は実に１１５℃もあった。

高温高湿環境下、例えば温度３０℃・湿度８５％の環境下に暴露されていた用紙は多くの水分を吸収している。このような含水率の高い用紙を、表面温度差の大きい定着ローラと加圧ローラとのニップ部に通すと、用紙の表面と裏面とで蒸発する水分量に差が生じ、用紙は、水分蒸発量の多い面側が縮まるようにカールする。

用紙のカールを防止するには、加圧ローラの表面温度を高くして、定着ローラと加圧ローラとの表面温度差を小さくすることが考えられる。その一つとして、加圧ローラにヒーター等の加熱手段を設けて昇温する方法があるが、加圧ローラは一般に熱伝導率が低く、限られた供給電力のなかで効率的に加圧ローラを昇温することは現実的に困難であった。

また、定着ローラと加圧ローラの圧接力を大きくすると共に回転速度を速くして、加圧ローラの表面温度を設定温度まで速やかに昇温する技術が提案されているが（例えば特許文献１等）、かかる提案技術は定着装置における低温オフセットを目的としたものであって、外部環境湿度によって加圧ローラの昇温速度を調整するものではない。また、定着ローラの表面温度によって回転速度を制御して、具体的には定着ローラの表面温度が低いときには回転速度を遅くして、未定着トナーの溶融に必要な熱量を用紙に与えるようにする技術が提案されいるが（例えば特許文献２，３等）、この提案技術は印刷待ち時間を短くすることを目的とするものであって、加圧ローラの速やかな昇温を目的とするものではない。
特開2001-83833号公報 特開2003-255735号公報 特開2005-3818号公報

本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高湿環境下における被転写部材のカールを抑制する定着装置及び画像形成装置を提供することにある。

本発明者は、前記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、加圧ローラの表面温度を速やかに昇温させるには、定着ローラの回転速度を速くして、定着ローラの表面の熱を加圧ローラの表面に伝えるのが確実で最も効率的であるとの知見を得、本発明をなすに至った。すなわち、本発明に係る定着装置は、加熱手段を有する定着回転体と、定着回転体に圧接してニップ部を形成する加圧回転体と、定着回転体及び加圧回転体の少なくとも一方を回転させる回転駆動手段と、環境湿度を検知する湿度検知手段とを備え、一方面に未定着のトナー像が形成された被転写部材をニップ部を通過させることによって、トナー像を加熱・加圧して被転写部材に溶融定着させる定着装置であって、ウォームアップ期間の、定着回転体及び加圧回転体の回転速度として設定可能な回転速度が２種類以上であって、前記湿度検知手段による検知湿度に基づいて、前記検知湿度が高いほど前記回転速度が高くなるように、ウォームアップ期間における前記回転速度を、前記２種類以上の回転速度のうちの１つに設定することを特徴とする。

なお、本発明において「ウォームアップ」とは、主電源がオンされてから所定の定着可能温度まで定着回転体を加熱すること、及び主電源がオンされた状態で、所定時間画像形成信号が入力されず、定着回転体が定着可能温度よりも低い温度で維持されている状態（待機状態）から定着可能温度まで定着回転体を加熱することを意味する。そして、「ウォームアップ期間」とは、以上のようなウォームアップ動作を行う期間である。

ウォームアップ期間における前記回転速度が高速と低速の２種類に設定変更可能とした場合、前記回転速度を決定するための境界値としての湿度の設定値は８５％以上とするのが好ましい。

被転写部材が所定の坪量以上の場合は、被転写部材の表面・裏面の水分蒸発量差によるカールが発生しにくいので、前記湿度検知手段による検知湿度が設定値よりも高くても、定着回転体の回転速度を最も遅くして、定着回転体の昇温を優先させるのが好ましい。

また本発明によれば、前記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が提供される。

また、本発明によれば、加熱手段を有する定着回転体と、定着回転体に圧接してニップ部を形成する加圧回転体と、定着回転体及び加圧回転体の少なくとも一方を回転させる回転駆動手段と、環境湿度を検知する湿度検知手段とを備え、一方面に未定着のトナー像が形成された被転写部材をニップ部を通過させることによって、被転写部材にトナー像を加熱・加圧して溶融定着させる定着装置のウォームアップ方法であって、ウォームアップ期間の、定着回転体及び加圧回転体の回転速度として設定可能な回転速度が２種類以上であって、前記湿度検知手段による検知湿度に基づいて、前記検知湿度が高いほど前記回転速度が高くなるように、ウォームアップ期間における前記回転速度を、前記２種類以上の回転速度のうちの１つに設定することを特徴とする定着装置のウォームアップ方法が提供される。

本発明の定着装置及び画像形成装置では、ウォームアップ期間の、定着回転体及び加圧回転体の回転速度として設定可能な回転速度を２種類以上とし、湿度検知手段による検知湿度に基づいて、検知湿度が高いほど前記回転速度が高くなるように、ウォームアップ期間における前記回転速度を、前記２種類以上の回転速度のうちの１つに設定する。すなわち、検知湿度が設定値よりも高い場合は回転速度を速くして、定着回転体から加圧回転体への伝熱量を多くする。これによって、加圧回転体の表面温度を速やかに上昇させることができ、定着回転体と加圧回転体との表面温度差を従来よりも小さくできる。この結果、被転写部材の表面・裏面の水分蒸発量差に起因するカールを効果的に抑制できるようになる。

以下、本発明に係る定着装置及び画像形成装置について図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。

図１は、本発明の画像形成装置及び定着装置の一実施形態を示す概説図である。図１の画像形成装置Ｄは所謂タンデム方式のカラープリンタである。もちろん、プリンタのほか、さらにスキャナを有する複写機、ファクシミリ又はそれらの機能を複合的に備えた複合機等にも本発明を適用することができる。また、画像形成方式としてはタンデム方式に限定されるものではなく、他の方式、例えば、回転軸の周囲に４つの現像装置を配置し、これらを順次静電潜像担持体に対向させてフルカラー画像を作成する所謂４サイクル方式、あるいは一つの現像装置でモノクロ画像を作成するモノクロ方式であっても構わない。

画像形成装置Ｄは、導電性を有する無端状の中間転写ベルト３３を有する。中間転写ベルト３３は、図の左右両側にそれぞれ配置された一対のローラ３１，３２に掛架されている。ローラ３２は不図示のモータに連結されており、モータの駆動によってローラ３２は反時計回りに回転し、これによって中間転写ベルト３３とこれに接するローラ３１は従動回転する。ローラ３２に支持されているベルト部分の外側には、二次転写ローラ３４が圧接している。この二次転写ローラ３４と中間転写ベルト３３とのニップ部（二次転写領域）において中間転写ベルト３３上に形成されたトナー像が、搬送されてきた用紙Ｐに転写される。

また、ローラ３１に支持されているベルト部分の外側には、中間転写ベルト３３の表面をクリーニングするクリーニング部材３５が設けられている。このクリーニング部材３５は中間転写ベルト３３を介してローラ３１に圧接しており、その接触部で未転写トナーを回収する。

ローラ３１とローラ３２とに掛架された中間転写ベルト３３の下側には、中間転写ベルト３３の回転方向上流側から順に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの作像部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ（以下、「作像部２」と総称することがある）が配置されている。これらの作像部２では、各色の現像剤をそれぞれ用いて対応する色のトナー像が作成される。

作像部２は、静電潜像担持体として円筒状の感光体２０を有する。そして、感光体２０の周囲には、その回転方向（時計回り方向）に沿って順に、帯電器２１、現像装置２３、一次転写ローラ２４、および感光体クリーニング部材２５が配置されている。一次転写ローラ２４は中間転写ベルト３３を挟んで感光体２０に圧接し、ニップ部（一次転写領域）を形成している。また、作像部２の下方には露光装置２２が配置されている。

この図に示す実施形態では、帯電器２１としてローラ帯電方式のものを用いているが、帯電器２１の種類は特に限定されるものでなく、コロナ放電方式の帯電チャージャ、ブレード状の帯電部材、ブラシ状の帯電部材等を用いてももちろん構わない。また、この実施形態では、感光体クリーニング部材２５として板状ブレードを用い、その一端側を感光体２０の外周面に接触させて、感光体２０の表面に残留するトナーを回収除去しているが、感光体クリーニング部材２５は板状ブレードに限られるものでなく、例えば、固定ブラシ、回転ブラシ、ローラ、及びそれら複数の部材を組み合わせたものを使用することもできる。なお、感光体クリーニング部材２５は必ずしも設ける必要はなく、感光体２０上の未転写トナーの回収を現像装置２３によって行うクリーナレス方式を採用することもできる。

中間転写ベルト３３の上方には、各色の現像装置２３に補給するトナーを収容したホッパー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ（以下、「ホッパー４」と総称することがある）がそれぞれ配置されている。また、露光装置２２の下部には、給紙装置として給紙カセット５０が着脱可能に配置されている。給紙カセット５０内に積載収容された用紙（被転写部材）Ｐは、給紙カセット５０の近傍に配置された給紙ローラ５１の回転によって最上紙から順に１枚ずつ搬送路に送り出される。給紙カセット５０から送り出された用紙Ｐは、レジストローラ対５２に搬送され、ここで所定のタイミングで二次転写領域に送り出される。

また、図１の画像形成装置Ｄには、３つ湿度センサー（湿度検知手段）Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３が（以下、単に「Ｓ」と総称することがある）、二次転写ローラ３４と中間転写ベルト３３とのニップ部の近傍、給紙カセット５０の上方、画像形成装置Ｄの外側壁にそれぞれ設置されている。これらの湿度センサーＳ_１，Ｓ_２，Ｓ_３で検知された湿度によって、後述するように、ウォームアップ期間の定着装置１の回転速度が決定される。

画像形成装置Ｄは、１色のトナー（例えばブラック）を用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードと、４色のトナーを用いてカラー画像を形成するカラーモードとに切り替え可能となっている。

カラーモードにおける画像形成動作例について簡単に説明すると、まず、各作像部２において、所定の周速度で回転駆動される感光体２０の外周面が帯電器２１により帯電される。次に、帯電された感光体２０の表面に、画像情報に応じた光が露光装置２２から投射されて静電潜像が形成される。続いて、この静電潜像は、現像装置２３から供給される現像剤としてのトナーにより顕在化される。このようにして感光体２０の表面に形成された各色のトナー像は、感光体２０の回転によって一次転写領域に達すると、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で、感光体２０から中間転写ベルト３３上へ転写（一次転写）されて重ねられる。

中間転写ベルト３３に転写されることなく感光体２０上に残留した未転写トナーは、感光体クリーニング部材２５で掻き取られ、感光体２０の外周面から除去される。

重ね合わされた４色のトナー像は、中間転写ベルト３３によって二次転写領域に搬送される。一方、そのタイミングに合わせて、レジストローラ対５２から二次転写領域に用紙Ｐが搬送される。そして、４色のトナー像が、二次転写領域において中間転写ベルト３３から用紙Ｐに転写（二次転写）される。４色のトナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置１へ搬送される。定着装置１において用紙Ｐは、定着ローラ１１と加圧ローラ１２とのニップ部を通過する。この間に用紙Ｐは加熱・加圧され、用紙Ｐ上のトナー像は用紙Ｐに溶融定着する。なお、定着装置１の具体的な構成については後述する。トナー像が定着した用紙Ｐは排出ローラ対５３によって排紙トレイ５４に排出される。

一方、二次転写領域を通過した中間転写ベルト３３は、クリーニングブレード３５で清掃される。その後、各感光体２０及び中間転写ベルト３３の回転駆動が停止される。

図２に、図１の画像形成装置Ｄに搭載されている定着装置１の概略構成図を示す。この定着装置１では、加熱ローラ（加熱手段）１３と定着ローラ１１との間に定着ベルト１４が掛架されて定着回転体が構成されており、加圧ローラ（加圧回転体）１２が定着ベルト１４及び定着ローラ１１に圧接している。そして、定着ベルト１４と加圧ローラ１２とのニップ部の下流側には、定着ベルト１４に接するように分離爪１６が揺動自在に軸支されている。定着ローラ１１は、不図示の回転駆動手段によって反時計回りに回転し、これによって定着ベルト１４及び加圧ローラ１２、加熱ローラ１３はそれぞれ従動して回転する。なお、回転駆動手段を定着ローラ１１ではなく、加熱ローラ１３又は加圧ローラ１２に設けて駆動回転させ、他のローラを従動回転させるようにしてもよい。

加熱ローラ１３には、加熱ローラ１３の長手方向の中央部を加熱する加熱ヒータ１５Ａと、加熱ローラ１３の両端部を加熱する加熱ヒータ１５Ｂとが内蔵されている。また加熱ローラ１３の外周部には、表面温度を検知するサーミスタ１７とサーモスタット１８が設置されている。サーミスタ１７の検知温度によって加熱ヒータ１５Ａ，１５Ｂが入切制御され、加熱ローラ１３の表面は所定温度に維持される。一方、サーモスタット１８は、加熱ローラ１３の表面温度が特定温度以上に過熱されたときに、加熱ヒータ１５Ａ，１５への電気供給を停止させる安全装置である。なお、サーミスタ１７は、定着ベルト１４の温度を検知するものとしても構わない。

このような構成の定着装置１において、搬送されてきた用紙Ｐは、未定着のトナー像ｔが載った面が定着ベルト１４側になるように、定着ベルト１４と加圧ローラ１２とによって形成されたニップ部を通過する。ニップ部を通過する間に、トナー像ｔに対して加熱及び加圧がなされ、トナー像ｔは溶融して用紙Ｐに定着する。そして、分離爪１６によって定着ベルト１４から用紙Ｐは分離され排紙トレイ５４（図１に図示）へ排出される。

トナー像ｔを用紙Ｐに定着させるためには、定着ベルト１４を所定温度まで昇温させる必要がある。定着ベルト１４を、定着処理可能な温度まで昇温させるウォームアップ動作について説明すると、まず、主電源がオンされると、加熱ヒータ１５Ａ，１５Ｂがオンとなり加熱ローラ１３が加熱される。同時に、定着ローラ１１が駆動回転する。この時の定着ローラ１１の回転速度は後述のように設定される。なお、ここで設定された定着ローラ１１の回転に伴い定着ベルト１４が従動回転し、この回転速度（周速度）が定着回転体の回転速度となる。定着ローラ１１の回転により、加熱ローラ１３から定着ベルト１４と加圧ローラ１２とに熱が伝えられる。このとき、加圧ローラ１２への伝熱量は定着ローラ１１の回転速度が速いほど多くなる。そして、定着ベルト１４の表面温度が所定温度に達したところで、定着処理可能と判断されウォームアップ動作は終了する。

ウォームアップ期間中の定着ローラ１１の回転速度は、湿度センサーＳ_１，Ｓ_２，Ｓ_３で検知される検知湿度によって決定される。すなわち、検知された湿度が、予め設定された設定値（例えば８５％）以上の場合、定着ローラ１１の回転速度を速くする。他方、検知された湿度が設定値未満の場合、定着ローラ１１の回転速度を遅くする。環境湿度が高い場合は、用紙Ｐの含水率も高く、定着ベルト１４と加圧ローラ１２との表面温度差が大きいと、用紙Ｐの表面と裏面とで水分蒸発量に差が生じ、定着処理によって用紙Ｐにカールが生じる。そこで、定着ローラ１１の回転速度を速くして加圧ローラ１２への伝熱量を増やし、定着ベルト１４と加圧ローラ１２との温度差を小さくするのである。一方、環境湿度が低い場合は用紙Ｐの含水率も低く、定着ベルト１４と加圧ローラ１２との温度差が大きくても用紙のカールは生じにくい。そこで、定着ベルト１４の昇温時間の短縮、すなわちウォームアップ期間の短縮化を優先させて定着ローラ１１の回転速度を遅くする。なお、ウォームアップ期間中の回転速度を適切に設定するために、検知湿度は、ウォームアップ開始時に検知した湿度であることが好ましい。

なお、坪量の大きい用紙の場合は、もともと定着装置におけるカールが生じにくいので、検知湿度が高い場合であっても定着ベルト１４と加圧ローラ１２との温度差を小さくする必要性が低い。したがって、坪量の大きい用紙の場合には、検知湿度にかかわらず定着ローラ１１の回転速度を遅くして、定着ベルト１４の昇温時間の短縮（ウォームアップ期間の短縮）を図るのが好ましい。坪量の大きい用紙としては、通常、坪量１２０ｇ／ｍ２以上のものが該当する。

図３に、ウォームアップ期間の定着ローラ１１の回転速度が、低速度と高速度の２種類に設定変更可能な場合のフローチャートを示す。画像形成装置の主電源がオンされると（ステップＳ１０１）、加熱ローラ１３の加熱ヒータ１５Ａ，１５Ｂが点灯し加熱ローラ１３の加熱が開始される（ステップＳ１０２）。そして、使用される用紙Ｐの坪量が所定値以下かどうかが判断される（ステップＳ１０３）。使用される用紙Ｐが所定坪量以下の場合、湿度センサＳによる検知湿度が設定値ａ_１未満かどうかが次に判断される（ステップＳ１０４）。検知湿度が設定値ａ_１未満であると、定着ローラ１１は低速度ｂ_１で回転駆動される（ステップＳ１０５）。これにより、定着ベルト１４から加圧ローラ１２へ伝わる熱量が少なくなり、定着ベルト１４は定着可能温度まで速やかに昇温される。一方、検知湿度がａ_１以上であると（ステップＳ１０４）、定着ローラ１１は高速度ｂ_２で回転駆動される（ステップＳ１０６）。これにより、定着ベルト１４から加圧ローラ１２へ伝わる熱量が多くなる結果、加圧ローラ１２が加熱されて、定着ベルト１４と加圧ローラ１２との温度差が小さくなる。

他方、使用される用紙Ｐが所定坪量より大きい場合（ステップＳ１０３）、定着ローラ１１は、検知湿度のいかんにかかわらず低速度ｂ_１で回転駆動される（ステップＳ１０５）。

このように検知湿度によって決定された回転速度で定着ローラ１１は、定着ベルト１４の表面温度が所定温度に達するまで回転駆動される（ステップＳ１０７）。そして、定着ベルト１４の表面温度が所定温度に達すると、定着処理可能状態になったとして、定着ローラ１１の回転駆動が停止される（ステップＳ１０８）。

定着ローラ１１の回転速度を決定するための境界値としての湿度の設定値は、環境湿度と用紙Ｐのカール状態との関係などから適宜決定すればよい。回転速度を決定する湿度の設定値としては、通常、８５％〜１００％の間で定めるのが好ましい。また、この設定値の数に限定はなく、１つであってもよいし、２つ以上であってもよい。なお、図１の画像形成装置では、３つの湿度センサーＳ_１，Ｓ_２，Ｓ_３を設けているが、湿度センサーの設置位置及び個数に限定はなく、湿度センサーを１つとしてももちろん構わない。２つ以上の湿度センサーを設けた場合は、いずれか１つの湿度センサーが所定の設定値を超えれば、定着ローラ１１の回転速度を速くするように制御するのがよい。

定着ローラ１１の各回転速度に特に限定はなく、定着ベルト１４の昇温速度や加圧ローラ１２への伝熱速度等を考慮して適宜決定すればよいが、最も遅い回転速度を基準として、２倍、３倍、・・・と定めることが推奨される。なお、定着ローラ１１の回転速度の設定変更可能な数は、検知湿度の設定値の数によって定まり、具体的には［（設定値の数）＋１］個となる。図４に、湿度設定値を２つにした場合の、検知湿度と定着ローラの回転速度との関係を示す図を示す。検知湿度が設定値ａ_１未満の場合には、定着ローラ１１の回転速度は最も遅いｂ_１とされ、検知湿度が設定値ａ_１〜ａ_２の範囲の場合には、定着ローラ１１の回転速度はｂ_２とされる。そして、検知湿度が設定値ａ_２以上の場合には、定着ローラ１１の回転速度は最も速いｂ_３とされる。湿度の設定値が３つ以上となった場合も同様にして、定着ローラの回転速度は、検知湿度が設定値を超えるにしたがって段階的に速くなるように設定される。

図２に示す定着装置では、定着回転体として定着ベルト１４を用いているが、定着ローラ１１に加熱ヒータ（加熱手段）１５Ａ，１５Ｂを内蔵させ、定着ローラ１１と加圧ローラ１２とを圧接させて、定着ローラ１１を定着回転体として用いてももちろん構わない。

また、いわゆる待機状態から定着可能状態への移行する場合にも、本発明のウォームアップ方法は適用できる。

以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが本発明はこれらの例に何ら限定されるものではない。

実施例１
図２に示した定着装置を備えた画像形成装置を用いて、環境湿度８５％ＲＨの条件下で、定着ローラ１１の回転速度を周速度で１６５ｍｍ／ｓとし、ウォームアップ終了条件を定着ローラ表面温度の１９２℃到達として定着処理を行い、排出された用紙のカール度合いを後述のようにして測定した。測定結果を表１に示す。また、このときの定着ローラ及び加圧ローラの昇温特性を図５に示す。なお、定着装置の具体的構成は次の通りである。加熱ローラ（外径３０ｍｍ：アルミ芯金＋０．４ｍｍＰＴＦ（ポリテトラフルオロエチレン）コート）、定着ローラ（外径３０ｍｍ：鉄芯金外径１８ｍｍ＋弾性層シリコーンゴム４ｍｍ＋シリコーンスポンジ２ｍｍ）、定着ベルト（外径６５ｍｍ：ニッケル基材３５μｍ＋弾性層シリコーンゴム２００μｍ＋表層ＰＦＡ（パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブ３０μｍ）、加圧ローラ（外径３５ｍｍ：鉄芯金２．５ｍｍ＋弾性層シリコーンゴム２．５ｍｍ＋表層ＰＦＡチューブ３０μｍ）、ニップ荷重５０〜４５０Ｎ、ニップ幅およそ８ｍｍ、ニップ長手方向幅およそ３２０ｍｍ、加熱ヒータは１０００Ｗ、加圧ヒータは２３０Ｗであった。

（用紙のカール度合い）
定着装置を通った、弓形となった用紙の中央を下方にして平面台に載置し、平面台から用紙の最も高い部分までの距離を測定し、これを用紙のカール度合いの指標とした。すなわち、当該測定距離が長いほど用紙のカールが大きいことを意味する。通常、このカール度合いは２０ｍｍ以下であることが要求される。

比較例１
定着ローラの回転速度を８２．５ｍｍ／ｓとした以外は、実施例１と同様にして定着処理を行い、排出された用紙のカール度合いを測定した。測定結果を表１に合わせて示すとともに、このときの定着ローラ及び加圧ローラの昇温特性を図６に示す。

表１及び図５，６から理解されるように、実施例１の画像形成装置の場合、ウォームアップ終了時での定着ローラと加圧ローラとの表面温度差が８５．６℃と比較的小さく、排出された用紙のカール度合いも１１ｍｍと実使用上許容範囲内であった。これに対し、比較例１の画像形成装置では、ウォームアップ終了までの時間が２３．７秒と実施例１と比べて短かったものの、ウォームアップ終了時での定着ローラと加圧ローラとの表面温度差が１１６．６℃もあり、この結果、用紙のカール度合いは５２ｍｍと使用上支障を来すものであった。

実施例２
ウォームアップ終了条件を加熱ヒータ点灯開始から３０秒後とした以外は、実施例１と同様にして定着処理を行い、排出された用紙のカール度合いを測定した。測定結果を表２に合わせて示すとともに、このときの定着ローラ及び加圧ローラの昇温特性を図７に示す。

比較例２
定着ローラの回転速度を８２．５ｍｍ／ｓとした以外は、実施例２と同様にして定着処理を行い、排出された用紙のカール度合いを測定した。測定結果を表２に合わせて示すとともに、このときの定着ローラ及び加圧ローラの昇温特性を図８に示す。

表２及び図７，８から理解されるように、実施例２の画像形成装置の場合、加熱ヒータ点灯開始から３０秒後のウォームアップ終了時における定着ローラ温度は１８７．５℃と、定着処理が十分に行える温度であった。また定着ローラと加圧ローラとの表面温度差は８６．４℃と比較的小さく、排出された用紙のカール度合いも１５ｍｍと実使用上許容範囲内であった。これに対し、比較例２の画像形成装置では、ウォームアップ終了時における定着ローラ温度が１９２．９℃と実施例２の装置よりもほんの少し高かったものの、ウォームアップ終了時での定着ローラと加圧ローラとの表面温度差が１０３．３℃もあり、この結果、用紙のカール度合いは３２ｍｍと使用上支障を来すものであった。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概説図である。 本発明に係る定着装置の一実施形態を示す概説図である。 定着装置のウォームアップ期間の定着ローラの回転制御例を示すフローチャートである。 湿度設定値を２つとした場合の回転速度の制御例を示す図である。 実施例１の定着ローラと加圧ローラの表面温度の経時変化を示す図である。 比較例１の定着ローラと加圧ローラの表面温度の経時変化を示す図である。 実施例２の定着ローラと加圧ローラの表面温度の経時変化を示す図である。 比較例２の定着ローラと加圧ローラの表面温度の経時変化を示す図である。

符号の説明

１ 定着装置
１１ 定着ローラ（定着回転体）
１２ 加圧ローラ（加圧回転体）
１３ 加熱ローラ（加熱手段）
１４ 定着ベルト（定着回転体）
１５Ａ，１５Ｂ 加熱ヒータ（加熱手段）
Ｐ 用紙（被転写部材）
Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３ 湿度センサ（湿度検知手段）
ｔ トナー像

Claims (5)

1. 加熱手段を有する定着回転体と、定着回転体に圧接してニップ部を形成する加圧回転体と、定着回転体及び加圧回転体の少なくとも一方を回転させる回転駆動手段と、環境湿度を検知する湿度検知手段とを備え、一方面に未定着のトナー像が形成された被転写部材をニップ部を通過させることによって、トナー像を加熱・加圧して被転写部材に溶融定着させる定着装置において、
   ウォームアップ期間の、定着回転体及び加圧回転体の回転速度として設定可能な回転速度が２種類以上であって、
   前記湿度検知手段による検知湿度に基づいて、前記検知湿度が高いほど前記回転速度が高くなるように、ウォームアップ期間における前記回転速度を、前記２種類以上の回転速度のうちの１つに設定することを特徴とする定着装置。
2. ウォームアップ期間における前記回転速度が高速と低速の２種類に設定変更可能で、前記回転速度を決定するための境界値としての湿度の設定値が８５％以上である請求項１記載の定着装置。
3. 被転写部材が所定の坪量以上の場合は、前記湿度検知手段による検知湿度にかかわらず、定着回転体の回転速度を最も遅くする請求項１又は２記載の定着装置。
4. 請求項１〜３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。
5. 加熱手段を有する定着回転体と、定着回転体に圧接してニップ部を形成する加圧回転体と、定着回転体及び加圧回転体の少なくとも一方を回転させる回転駆動手段と、環境湿度を検知する湿度検知手段とを備え、一方面に未定着のトナー像が形成された被転写部材をニップ部を通過させることによって、被転写部材にトナー像を加熱・加圧して溶融定着させる定着装置のウォームアップ方法であって、
   ウォームアップ期間の、定着回転体及び加圧回転体の回転速度として設定可能な回転速度が２種類以上であって、
   前記湿度検知手段による検知湿度に基づいて、前記検知湿度が高いほど前記回転速度が高くなるように、ウォームアップ期間における前記回転速度を、前記２種類以上の回転速度のうちの１つに設定することを特徴とする定着装置のウォームアップ方法。