JP2012118161A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】分離風により定着部材から用紙を分離しつつも、電力制御を適切に行うことにより、定着温度の制御性の向上を図る。
【解決手段】定着制御部６０は、記憶部６３の電力テーブルを参照して電力指令を設定することにより、分離風の風量に応じて加熱部５３に供給する電力を可変的に制御する。ここで、電力テーブルは、分離部による分離風の風量と、加熱部５３に供給する電力の基準電力量に対する電力増加量との対応関係を規定している。そして、定着制御部６０は、分離風の風量に基づいて電力増加量を決定し、この決定した電力増加量に基準電力量を加味して電力指令を設定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、定着装置およびこれを用いた画像形成装置に関する。

従来より、プリンタ、複写機などとして電子写真方式の画像形成装置が知られている。この画像形成装置では、用紙にトナー画像を形成する場合、用紙にトナー画像を転写し、その後、当該用紙が定着装置を構成する一対の定着部材の圧接部（定着ニップ部）を通過することにより用紙にトナー画像を定着するというプロセスを実行する。ところで、この類の定着装置では、定着ニップ部を通過した用紙が定着部材（例えば、定着ローラ）に巻き付いたままで定着部材から分離しないという不都合が生じることがある。そこで、分離風を用いて定着部材から用紙を分離する定着装置が知られている。

また、特許文献１には、定着部材への用紙の巻き付きを抑制した定着装置が開示されている。この定着装置は、用紙が普通紙と定着条件の異なるＯＨＰシートの場合、定着ローラを最適な目標定着温度に切り換え、サーミスタの検知温度に応じて、定着ローラが目標定着温度に維持するように、電源からヒータへの電力の供給を調整すると共に、定着ローラを急冷するファンの駆動を調整する。

特開２０００−４７５２１号公報

しかしながら、分離風は定着部材にも吹き付けられるため、これが定着部材の熱を奪うこととなり、定着温度が低下するという問題がある。特許文献１に記載のように目標定着温度を維持するために電力制御を行うことはあったが、分離風による影響を考慮して電力制御を行うことまではなされていなかった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、分離風により定着部材から用紙を分離しつつも、電力制御を適切に行うことにより、定着温度の制御性の向上を図ることである。

かかる課題を解決するために、第１の発明は、定着ニップ部に用紙を通過させることにより、用紙にトナー画像を定着する一対の定着部材と、供給される電力に応じた加熱量で定着部材を加熱する加熱部と、定着ニップ部における用紙の排紙側から用紙に分離風を吹き付ける分離部と、定着部材の温度を検出する定着温度検出部と、定着温度検出部の検出結果に基づいて加熱部のオンオフ動作を切り替える温調制御を行うとともに、オン動作時に加熱部に供給する電力を規定する電力指令を設定する温度制御部と、分離部による分離風の風量を制御する風量制御部と、分離部による分離風の風量と、加熱部に供給する電力量との対応関係を規定する電力テーブルを保持する記憶部と、を有する定着装置を提供する。この場合、温度制御部は、記憶部の電力テーブルを参照して電力指令を設定することにより、風量制御部により設定される分離風の風量に応じて加熱部に供給する電力を可変的に制御することを特徴とする定着装置。

ここで、第１の発明において、電力テーブルは、分離部による分離風の風量と、加熱部に供給する電力の基準量に対する電力増加量との対応関係を規定していることが好ましい。この場合、温度制御部は、分離風の風量に基づいて電力増加量を決定し、この決定した電力増加量に基準量を加味して電力指令を設定することが望ましい。

また、第１の発明において、風量制御部は、用紙の紙種に応じて分離風の風量を設定することが好ましい。

また、第１の発明において、温度制御部は、用紙の紙種の選択がなされたことを条件に、電力増加量を決定する処理を行うことが好ましい。または、温度制御部は、ユーザからの印刷開始の指令である印刷開始指令を条件に、電力増加量を決定する処理を行うことが好ましい。

また、第１の発明において、温度制御部は、ユーザからの印刷開始の指令である印刷開始指令を条件に、加熱部を強制的にオンさせるとともに、定着ニップ部への用紙の到達を条件に、温調制御に移行することが好ましい。

さらに、第１の発明において、温度制御部は、定着部材の目標定着温度を基準に、定着部材の温度が安定した状態に移行したことを判断した場合には、電力増加量を加味しないで基準量のみを電力指令として設定することが好ましい。

また、第２の発明は、用紙にトナー画像を転写する画像形成ユニットと、転写されたトナー画像を用紙に定着させる、第１の発明に記載の定着装置と、を有する画像形成装置を提供する。

本発明によれば、分離風の風量に応じて電力指令を設定することにより、加熱部に供給される電力を適正量に設定することができる。これにより、分離風による温度低下を考慮した適切な電力制御を行うことができるので、定着温度の制御性の向上を図ることができる。

画像形成装置１の構成を模式的に示す説明図 画像形成装置１の制御系を概略的に示すブロック図 第１の実施形態にかかる画像形成装置１の定着処理を中心とした動作を説明するフローチャート 定着上ローラ５１の温度の推移を示す説明図 第２の実施形態にかかる画像形成装置１の定着処理を中心とした動作を説明するフローチャート

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態にかかる画像形成装置１の構成を模式的に示す説明図である。画像形成装置１は、例えば複写機といった電子写真方式の画像形成装置であり、複数の感光体を一本の中間転写ベルトに対面させて縦方向に配列することによりフルカラーの画像を形成する、いわゆる、タンデム型カラー画像形成装置である。

この画像形成装置１は、原稿読取部１０、露光部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ、画像形成部３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ、中間転写部４０、定着装置５０、排紙反転部７０、再給紙部８０、給紙部９０を主体に構成され、これらが一つの筐体内に収められている。

原稿読取部１０は、その上部に自動原稿送り装置ＡＤＦを備えている。自動原稿送り装置ＡＤＦの原稿載置台１５に載置された原稿Ｄは、一枚ずつ分離され原稿搬送路に送り出され、搬送ドラム１６により搬送される。第１搬送ガイドＧ１および原稿排出ローラ１７は、搬送ドラム１６により搬送された原稿Ｄを原稿排出トレイ１８に排出する。

原稿読取部１０は、原稿画像読取位置ＲＰにおいて、搬送ドラム１６により搬送中の原稿Ｄの画像を読み取る。具体的には、原稿画像読取位置ＲＰにおいて原稿Ｄの画像がランプＬにて照射される。照射による反射光は第１ミラーユニット１１、第２ミラーユニット１２、レンズユニット１３によって導かれて撮像素子ＣＣＤの受光面に結像する。撮像素子ＣＣＤは入射した光を光電変換して所定の画像信号を出力する。出力された画像信号は、Ａ／Ｄ変換が施されることにより入力画像データとして作成される。

は
画像読取制御部１４は、入力画像データに、シェーディング補正やディザ処理、圧縮等の処理を施し、この処理により得られるデータを出力画像データとして画像形成制御部５（図２参照）のＲＡＭなどの記憶部に格納する。なお、出力画像データは、原稿読取部１０から出力されるデータのみならず、画像形成装置１に接続されたパーソナルコンピュータや他の画像形成装置から受信したものであってもよい。

露光部２０Ｙ〜２０Ｋは、図示しないレーザ光源、ポリゴンミラー、複数のレンズ等から構成され、レーザビームを生成する。露光部２０Ｙ〜２０Ｋは、出力画像データを基に画像形成制御部５から出力される出力情報に対応して、画像形成部３０Ｙ〜３０Ｋの構成要素である感光体３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋの表面をレーザビームにより走査露光する。レーザビームの走査露光により、感光体３１Ｙ〜３１Ｋには潜像が形成される。

画像形成部３０Ｙは、感光体３１Ｙと、その周辺に配置される、主帯電部３２Ｙ、現像部３３Ｙ、第１転写ローラ３４Ｙおよびクリーニング部３５Ｙから構成されている。他の画像形成部３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋも画像形成部３０Ｙと同様な構成であり、感光体３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの周辺に、主帯電部３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋ、現像部３３Ｍ，３３Ｃ，３３Ｋ、第１転写ローラ３４Ｍ，３４Ｃ，３４Ｋ、クリーニング部３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋがそれぞれ配置されている。

感光体３１Ｙ〜３１Ｋは、主帯電部３２Ｙ〜３２Ｋによりその表面が一様に帯電させられる。現像部３３Ｙ〜３３Ｋは、トナーで現像することによって感光体３１Ｙ〜３１Ｋ上の潜像を顕像化する。これにより、各感光体３１Ｙ〜３１Ｋ上にはトナー画像が形成される。

第１転写ローラ３４Ｙ〜３４Ｋは、感光体３１Ｙ〜３１Ｋ上に形成されたトナー画像を中間転写部４０の中間転写ベルト４１上の所定位置に逐次転写する。クリーニング部３５Ｙ〜３５Ｋは、トナー画像の転写を終えた感光体３１Ｙ〜３１Ｋの表面に残留するトナーを除去する。

第２転写ローラ４２は、中間転写ベルト４１上に転写されたトナー画像を用紙Ｐに転写する。転写に供される用紙Ｐは、給紙部９０を構成するいずれかのトレイＰＧ１，ＰＧ２，ＰＧ３から供給され、給紙ローラ９１によってタイミングが取られつつ第２転写ローラ４２へと送られる。

ベルトクリーニング部４３は用紙Ｐへのトナー画像の転写を終えた中間転写ベルト４１の表面を清掃する。清掃された中間転写ベルト４１は次の画像転写に供される。

ここで、上述した各要素、すなわち、露光部２０Ｙ〜２０Ｋ、画像形成部３０Ｙ〜３０Ｋ、中間転写部４０および第２転写ローラ４２は、画像形成ユニットを構成する。すなわち、画像形成ユニットは、（１）感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋを帯電させる、（２）露光部２０Ｙ〜２０Ｋにより感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋ上に静電潜像を形成する、（３）形成された静電潜像にトナーを付着させる、（４）感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋ上のトナー画像を中間転写ベルト４１に一次転写させる、（５）中間転写ベルト４１上のトナー画像を用紙Ｐに二次転写させる、という一連のプロセスを通じて、用紙Ｐにトナー画像を転写する。転写されたトナー画像、すなわち、未定着な状態のトナー画像を定着対象面に備える用紙Ｐは定着装置５０に送られる。

定着装置５０は、用紙Ｐを加圧加熱することによって、用紙Ｐの定着対象面にトナー画像を定着させる。この定着装置５０は、定着部と、分離部とで構成されている。

定着部は、例えば一対の定着部材である定着上ローラ５１および定着下ローラ５２と、加熱部５３とで構成されている。定着上ローラ５１および定着下ローラ５２は互いに圧接した状態で配置されおり、定着上ローラ５１と定着下ローラ５２との圧接部には定着ニップ部ＮＰが形成されている。ここで、定着ニップ部ＮＰにおける用紙Ｐの通過に際して、用紙面の上方に定着上ローラ５１が配置され、用紙面の下方に定着下ローラ５２が配置されている。

定着上ローラ５１は、円柱形の鋼鉄やアルミニウムの表面に、シリコーンゴムやスポンジ等の弾性層が積層されて構成されている。定着下ローラ５２は、円筒形の鋼鉄やアルミニウムのパイプの表面にシリコーンゴム等の弾性層とフッ素樹脂等による離型層等が積層されて構成されている。

加熱部５３は、定着部材の周囲に配置されており、定着部材を加熱する機能を担っている。具体的には、加熱部５３は、定着上ローラ５１の外側の周囲に配置されており、放射熱を利用して定着上ローラ５１を加熱する。この加熱部５３は、供給される電力に応じて、定着上ローラ５１に対する加熱量を自在に調整することができる構成となっており、本実施形態では、誘導加熱（ＩＨ：Induction Heating）を利用するＩＨヒータである。

この定着部において、用紙Ｐは定着対象面が定着上ローラ５１と向き合う格好で搬送されており、用紙Ｐの搬送過程において定着ニップ部ＮＰを通過する。これにより、定着上ローラ５１および定着下ローラ５２による加圧および定着上ローラ５１の有する熱の作用を通じて、用紙Ｐの定着対象面へのトナー画像の定着が行われる。

一方、分離部は、例えば送風ファン５４と、空気を導くダクト５５とを主体に構成されている。送風ファン５４とダクト５５とは相互に接続されており、これらの部材は、ダクト５５の先端部（空気の吹出口）が定着ニップ部ＮＰにおける用紙Ｐの排紙側に臨むように配置されている。具体的には、ダクト５５の先端部は、定着ニップ部ＮＰの排紙側の正面よりも定着上ローラ５１側へとシフトした位置に配置されている。このようなダクト５５の配置は、定着上ローラ５１および定着下ローラ５２のうち、用紙Ｐの定着対象面側に位置する定着上ローラ５１の方が、用紙Ｐの巻き付き傾向が強いとの知得に基づくものである。

送風ファン５４は、回転するファンにより空気を取り込むとともにこの取り込んだ空気を吹き出すことより分離風を発生する送風手段であり、例えば多数の前向き羽根を回転可能に備える多翼ファンである。本実施形態の送風ファン５４は、回転数が制御されることにより、分離風を送風したり、分離風の送風を停止したり、また、分離風の風速（風量）を調節したりすることができる。

なお、送風ファン５４の形状・構成は上記に限定されず、空気を送る機能を満たせるファンであればどういった形状・構成を採用しても構わない。また、送風ファン５４は、画像形成装置１の内部の空気ではなく、機外の空気を送風してもよく、また、空気以外の気体を送風してもよい。さらに、送風ファン５４に替えて、コンプレッサなどの送風手段を利用してもよい。

ダクト５５は、アルミニウムなどの金属製の断面矩形状のダクトである。ダクト５５はり、これを機能的に捉えた場合、送風ファン５４と接続する送入口と、送入口からの分離風を導くガイド部と、分離風を吹き出す吹出口とで構成されている。

この分離部において、送風ファン５４から送風された空気（分離風）はダクト５５の送入口へと送入された後、ダクト５５のガイド部により導かれ、最終的にダクト５５の吹出口から定着ニップ部ＮＰに向けて排出される。この吹出口５９ｃから吹き付けられる分離風により、定着上ローラ５１から用紙Ｐが分離される（エア分離）。

排紙部７０は、定着装置５０による定着処理を終えた用紙Ｐを搬送して排紙トレイ７５へ排出する。用紙Ｐを表裏反転して排出する場合、排紙ガイド７２は、一旦、用紙Ｐを下方に導く。排紙反転ローラ７３は用紙Ｐの後端を挟持した後に当該用紙Ｐを反転搬送し、そして、排紙ガイド７２が用紙Ｐを排紙ローラ７４へ導くことで用紙Ｐが排紙トレイ７５へ排出される。

また、用紙Ｐの表面のみに画像形成を行う片面印刷に代えて、用紙Ｐの表面および裏面のそれぞれに画像形成を行う両面印刷の場合、排紙ガイド７２は、用紙Ｐの表面のトナー画像の定着処理を終えた用紙Ｐを下方にある再給紙部８０に搬送する。再給紙部８０の構成要素の一つである再給紙反転ローラ８１は用紙Ｐの後端を挟持した後に逆送することによって用紙Ｐを反転させて、再給紙搬送路８２に送り出す。これにより、再給紙搬送路８２を介して、用紙Ｐが裏面への画像形成に供される。

図２は、本実施形態にかかる画像形成装置１の制御系を概略的に示すブロック図である。画像形成装置１の制御系は、画像形成制御部５と、定着制御部６０とを主体に構成されている。画像形成制御部５と、定着制御部６０とは相互に通信可能に構成されている。

画像形成制御部５としては、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェースを主体に構成されたマイクロコンピュータを用いることができる。画像形成制御部２は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従い、各種の演算を行い、この演算結果に基づいて画像形成装置１の動作状態を制御する。

この画像形成制御部５は、画像形成装置１の本体上部に設けられる入力部６を通じて設定される情報、あるいは、画像形成装置１に接続されたパーソナルコンピュータや他の画像形成装置から出力画像データとともに受信した情報から、印刷条件、例えば片面・両面の印刷種別、印刷対象となる用紙Ｐの紙種（例えば、サイズ、薄紙・普通紙・厚紙といった用紙のタイプや斤量など）、画像の濃度や倍率などを取得することができる。なお、入力部６としては、例えば、ディスプレイ上に表示される情報に従い、入力操作を行うことが可能なタッチパネルを用いることができる。

画像形成制御部５は、画像形成装置１の各部（画像形成ユニット）を制御することにより、以下に示す一連のプロセスを実行し、これにより、搬送される用紙Ｐにトナー画像を転写する。
（１）感光体３１Ｙ〜３１Ｋを帯電させる
（２）露光部２０Ｙ〜２０Ｋにより感光体３１Ｙ〜３１Ｋ上に静電潜像を形成する
（３）形成された静電潜像にトナーを付着させる
（４）感光体３１Ｙ〜３１Ｋ上のトナー画像を中間転写ベルト４１に一次転写させる
（５）用紙Ｐを搬送する
（６）中間転写ベルト４１上のトナー画像を用紙Ｐに二次転写させる

一方、定着制御部６０としては、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェースを主体に構成されたマイクロコンピュータを用いることができる。定着制御部６０は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従い、各種の演算を行い、この演算結果に基づいて定着装置５０の動作状態を制御する。

この定着制御部６０には、各種センサからのセンサ信号や、画像形成制御部５からの信号が入力されている。ここで、定着温度センサ６５は、定着上ローラ５１の周囲に配置されており、定着温度、すなわち、定着上ローラ５１の温度（具体的には、表面温度）を検出する。用紙検出センサ６６は、用紙Ｐの搬送経路において定着ニップ部ＮＰよりも上流側に配置されており、定着装置５０（定着ニップ部ＮＰ）へと到達する用紙Ｐの有無を検出する。

定着制御部６０は、これを機能的に捉えた場合、風量制御部６１と、ＩＨ制御部６２と、記憶部６３とで構成されている。

風量制御部６１は、送風ファン５４の回転数を制御することにより、分離部による分離風の風量を制御する。分離風の風量は、後述する分離風テーブルを参照することにより、紙種に応じて設定される。

ＩＨ制御部６２は、定着温度センサ６５の検出結果に基づいて加熱部５３のオンオフ動作を切り替える温調制御を行うとともに、オン動作時に加熱部５３に供給する電力を規定する電力指令を設定する（温度制御部）。そして、ＩＨ制御部６２は、電力指令をＩＨ駆動回路５６に対して出力すると、ＩＨ駆動回路５６により加熱部５３であるＩＨヒータへ供給される電力が制御される。すなわち、ＩＨ制御部６２は、電力指令を通じて、定着上ローラ５１に対する加熱量を任意に調整することができる。

また、ＩＨ制御部６２は、切換可能な２つの動作モードを有しており、いずれか一方の動作モードに応じて動作する。２つの動作モードのうちの一方の動作モードである通常モードが設定された場合、ＩＨ制御部６２は、予め設定された基準量（以下「基準電力量」という）をＩＨ駆動回路５６に対する電力指令として決定する。一方、２つの動作モードのうちの他方の動作モードである電力アップモードが設定された場合、ＩＨ制御部６２は、前述の基準電力量に分離風の風量に応じて設定される電力アップ量（電力増加量）を加算することにより、電力指令を決定する。電力アップ量は、後述する電力テーブルを参照することにより、分離風の風量に応じて設定される。

記憶部６３は、紙種と分離風の風量との関係を規定したテーブル（以下「分離風テーブル」という）を保持する。この分離風テーブルは、前述の風量制御部６１によって参照される。一般に、用紙Ｐの厚さが薄いほど、定着上ローラ５１に対して用紙Ｐが巻き付き易くなる。そこで、分離風テーブルは、定着上ローラ５１に巻き付きやすい紙種ほど分離風の風量が大きくなるように、実験やシミュレーションを通じて種々の紙種に応じて分離風の風量が設定されている。なお、用紙Ｐの巻き付きやすさは、コート紙や上質紙といった紙質にも左右されるため、紙種としては、紙質を採用してもよいし、紙質と厚みとの組み合わせを採用することもできる。

また、記憶部６３は、分離風の風量と電力アップ量との関係を規定したテーブル（以下「電力テーブル」という）を保持する。この電力テーブルは、前述のＩＨ制御部６２によって参照される。分離風が吹き付けられることにより定着上ローラ５１の熱が奪われるため、定着上ローラ５１の表面温度が低下する。そこで、電力アップ量を加味して電力指令を決定することにより、定着温度の制御性の向上を図ることとする。例えば、分離風の風量が５０ｍ／ｓの場合、電力アップ量を５００Ｗとし、分離風の風量が３０ｍ／ｓの場合、電力アップ量を３００Ｗとするといった如くである。電力テーブルは、実験やシミュレーションを通じて種々の分離風の風量に応じて電力アップ量が設定されている。

図３は、本実施形態にかかる画像形成装置１の定着処理を中心とした動作を説明するフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、画像形成装置１の電源投入をトリガーとして、定着制御部６０によって実行される。

まず、ステップ１０（Ｓ１０）において、定着制御部６０は、用紙Ｐの紙種を選択する。例えば、ユーザがトレイＰＧ１〜ＰＧ３に用紙Ｐをセットした際に、入力部６を通じて用紙Ｐの紙種を入力させ、定着部制御部６０はこれを保持する。そして、定着制御部６０は、この保持している入力情報をもとに用紙Ｐの紙種を選択する。

ステップ１１（Ｓ１１）において、定着制御部６０は、記憶部６３に格納される分離風テーブルを参照し、選択された紙種に対応する分離風の風量を決定する。

ステップ１２（Ｓ１２）において、定着制御部６０は、記憶部６３に格納される電力テーブルを参照し、分離風の風量に対応する電力アップ量を決定する。

ステップ１３（Ｓ１３）において、定着制御部６０は、印刷がスタートしたか否かを判断する。印刷スタートの判断は、ユーザからの印刷開始の指令である印刷開始指令を入力部６を通じて受信したこと、あるいは、画像形成装置１に接続されたパーソナルコンピュータや他の画像形成装置から印刷開始指令を受信したことにより行うことができる。

ステップ１４（Ｓ１４）において、定着制御部６０は、エア分離を開始する。具体的には、定着制御部６０は、ステップ１１の処理で決定された分離風の風量となるように、送風ファン５４を制御する。このエア分離は、後述するステップ２０の判断処理で肯定判定されるまで継続して実行される。

ステップ１５（Ｓ１５）において、定着制御部６０は、動作モードを電力アップモードに設定する。

ステップ１６（Ｓ１６）において、定着制御部６０は、ローラ温調制御を開始する。このローラ温調制御は、定着温度センサ６５の検出結果を参照し、定着上ローラ５１の表面温度が目標定着温度に追従するように、加熱部５３であるＩＨヒータをオンしたりオフしたりする。例えば、定着上ローラ５１の表面温度が目標定着温度よりも所定温度だけ低下したことを判断した場合には、加熱部５３をオンし、定着上ローラ５１の表面温度が目標定着温度に復帰した場合には、加熱部５３をオフするといった如くである。この加熱部５３をオンする場合、ＩＨ制御部６２は電力指令をＩＨ駆動回路５６に対して出力することにより実行する。したがって、動作モードが電力アップモードにおいて加熱部５３をオンする場合には、基準電力量に、分離風の風量に応じて設定された電力アップ量（ステップ１２）を加算した値が電力指令としてＩＨ駆動回路５６に出力される。

ステップ１７（Ｓ１７）において、定着制御部６０は、用紙検出センサ６６の検出結果を参照し、定着ニップ部ＮＰに用紙Ｐが到達するか否かを判断する。このステップ１７において肯定判定された場合、すなわち、用紙Ｐが定着ニップ部ＮＰに到達する場合には、ステップ１８（Ｓ１８）に進む。一方、ステップ１７において否定判定された場合、すなわち、用紙Ｐが定着ニップ部ＮＰに到達しない場合には、ステップ１７の判断を再度行う。

ステップ１８において、定着制御部６０は、定着温度センサ６５の検出結果を参照し、定着ニップ部ＮＰに用紙Ｐが供給されることにより低下した定着上ローラ５１の表面温度が目標定着温度に到達したか否かを判断する。すなわち、このステップ１８の判断により、用紙Ｐの通紙により一旦低下した定着上ローラ５１の温度が安定した状態に移行したか否かが判断される。なお、本実施形態では、安定した状態を判断する目安として、目標定着温度を採用しているが、これ以外の値を用いることも可能である。例えば、低下した定着上ローラ５１の最低温度と目標定着温度との中間値を採用するといったように、目標定着温度を基準に温度が安定した状態に移行したことが判断できればよい。

ステップ１８において肯定判定された場合、すなわち、定着上ローラ５１の表面温度が目標定着温度に到達している場合には、ステップ１９（Ｓ１９）に進む。一方、ステップ１８において否定判定された場合、すなわち、定着上ローラ５１の表面温度が目標定着温度に到達していない場合には、ステップ２０（Ｓ２０）に進む。

ステップ１９において、定着制御部６０は、動作モードを通常モードに設定する。このステップ１９において動作モードが通常モードに設定されると、定着制御部６０は、通常モードによりローラ温調制御を継続する。すなわち、動作モードが通常モードにおいて加熱部５３であるＩＨヒータをオンする場合には、定着制御部６０は、基準電力量のみを電力指令としてＩＨ駆動回路５６に出力される。

ステップ２０において、定着制御部６０は、最終紙が定着装置５０を通過したか否かを判断する。このステップ２０において肯定判定された場合、すなわち、印刷スタートにより開始されたジョブにおける最終の用紙Ｐが定着装置５０を通過した場合には、ステップ２１（Ｓ２１）に進む。一方、ステップ２０において否定判定された場合、すなわち、最終紙が定着装置５０を通過していない場合には、ステップ１８の処理に戻る。

ステップ２１（Ｓ２１）において、定着制御部６０は、画像形成装置１の電源がオフされたか否かを判断する。このステップ２１において肯定判定された場合、画像形成装置１の電源がオフされた場合には、本ルーチンを終了する。一方、ステップ２１において否定判定された場合、画像形成装置１の電源がオフされていない場合には、ステップ２２（Ｓ２２）に進む。

ステップ２２において、定着制御部６０は、用紙Ｐの紙種が変更されたか否かが判断される。このステップ２２において肯定判定された場合、すなわち、用紙Ｐの紙種が変更された場合には、ステップ１０の処理に戻る。一方、ステップ２２において否定判定された場合、すなわち、用紙Ｐの紙種が変更されていない場合には、ステップ１３の処理に戻る。

このように本実施形態において、定着制御部６０は、記憶部６３の電力テーブルを参照して電力指令を設定することにより、分離風の風量に応じて加熱部５３に供給する電力を可変的に制御する。ここで、電力テーブルは、分離部による分離風の風量と、加熱部５３に供給する電力の基準電力量に対する電力増加量との対応関係を規定している。そして、定着制御部６０は、分離風の風量に基づいて電力増加量を決定し、この決定した電力増加量に基準電力量を加味して電力指令を設定する。

図４は、定着上ローラ５１の温度の推移を示す説明図である。同図に示すように、印刷がスタートすると、用紙Ｐが順次定着ニップ部ＮＰを通過することにより、定着上ローラ５１の温度が低下する。以下の説明において、定着対象用紙として「薄紙」を想定して説明を行う。

同図（ａ）において、Ｌ１１は、基準電力量に所定の電力量を加算した値を電力指令として設定した状態でローラ温調制御を行った場合の温度推移を示し、Ｌ１２は、基準電力量を電力指令として設定した状態でローラ温調制御を行った場合の温度推移を示す。なお、同図（ａ）に示すケースでは、エア分離に伴う分離風は停止した状態になっている。

両者のケースを比較すると、基準電力量よりも増加させた電力量を電力指令として採用することで、用紙Ｐの通過に伴う定着温度の低下量を抑制することができ、また、その後目標定着温度Ｔｔへの温度復帰も早期に達成することができる。このように、基準電力量に電力アップ量を加味することにより、定着温度の制御性の向上を図ることができる。

同図（ｂ）において、Ｌ２１，Ｌ２２は、基準電力量に電力アップ量を加味した電力量を電力指令として設定した状態でローラ温調制御を行った場合の温度推移を示す。ここで、Ｌ２１において設定される電力アップ量は、Ｌ２２において設定される電力アップ量よりも大きな値となるように設定されている。また、同図（ｂ）に示すケースでは、分離風が所定の風量で定着ニップ部ＮＰに吹き付けられているものとする。

Ｌ２１に示すケースは、電力アップ量を加味して電力指令を設定しているが、この電力指令（電力アップ量）が大きすぎる状況となっている。この場合、目標定着温度Ｔｔへと復帰する時間が短いものの、大電力により定着上ローラ５１が加熱されるため、加熱部５３のオフ動作後も定着上ローラ５１の温度が増加し、これがオーバーシュートしてしまうといった事態を招来する。一方、Ｌ２２に示すケースは、電力アップ量を加味するものの、電力指令（電力アップ量）が小さすぎる状況となっている。この場合、オーバーシュートといった事態を招来することはないが、目標定着温度Ｔｔへ復帰するまでの時間が長くなってしまうという問題が起こりえる。前述の如く、用紙Ｐの通紙とともに定着上ローラ５１の温度は低下するが、エア分離が実施された場合には、分離風も定着上ローラ５１の温度を低下させる要因となる。そのため、電力指令（電力アップ量）を決定する際には、分離風による温度低下を考慮するために、この分離風に応じて電量指令（電力アップ量）を適切に設定する必要がある。

この点、本実施形態によれば、分離風の風量に応じて電力指令を設定することにより、加熱部に供給される電力を適正量に設定することができる。具体的には、同図（ｃ）に示すように、電力指令を適切に設定することにより、オーバーシュートといった事態、すなわち、Ｌ２１に示すような温度推移が解消され、Ｌ３１に示すような適切な温度推移を取り得ることとなる。同様に、電力指令を適切に設定することにより、目標定着温度Ｔｔへの復帰が遅くなるといった事態、すなわち、Ｌ２２に示すような温度推移が解消され、Ｌ３２に示す適切な温度推移を取り得ることとなる（Ｌ３１，Ｌ３２は同一の温度推移を示す）。これにより、オーバーシュートや、目標定着温度Ｔｔへの復帰が遅くなるといった事態を効果的に抑制することができる。その結果、分離風による温度低下を考慮した電力制御を行うことができるので、定着温度の制御性の向上を図ることができる。

また、例えば、温度センサの検出値により電力指令を設定する手法も考えられるが、温度時定数による遅れが生じたりする。この点、本実施形態によれば、電力テーブルを使用して電力指令を設定することにより、応答性よく温度制御を行うことができる。

また、本実施形態において、定着制御部６０は、用紙の紙種に応じて分離風の風量を設定する。これにより、定着上ローラ５１からの用紙Ｐの分離を適切に行うことができる。

また、本実施形態において、定着制御部６０は、用紙Ｐの紙種の選択がなされたことを条件に、電力アップ量の決定処理を行う。これにより、定着動作時には電力アップ量を確実に反映することができる。なお、電力アップ量の決定処理は、紙種の選択時に限定されず、例えば、ユーザからの印刷開始の指令である印刷開始指令を条件に行ってもよい。

また、本実施形態において、目標定着温度を基準に、定着上ローラ５１の温度が安定した状態に移行したことを判断した場合には、電力アップ量を加味しないで基準電力量のみを電力指令として設定する。印刷がスタートした直後は、定着上ローラ５１や定着下ローラ５２およびこれらの周辺部材が備える熱量が小さいため、用紙Ｐの通紙や分離風の影響により温度が低下しやすい。しかしながら、用紙Ｐの印刷がある程度進むと、安定的な熱量が確保され、温度が安定し易くなる。そこで、このような状況を判断した場合には、電力指令を基準電力量のみとすることで、安定した定着性能を維持しつつも電力消費の抑制を図ることができる。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態にかかる画像形成装置１の定着処理を中心とした動作を説明するフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、画像形成装置１の電源投入をトリガーとして、定着制御部６０によって実行される。

ステップ３０からステップ３５（Ｓ３０〜Ｓ３５）では、第１の実施形態と同様に、用紙Ｐの紙種の選択、分離風の風量の決定、電力アップ量の決定、印刷がスタートしたか否かの判断、エア分離の開始、電力アップモードの設定がそれぞれ行われる。

ステップ３６（Ｓ３６）において、定着制御部６０は、加熱部５３を強制的にオンする。このステップ３６で加熱部５３が強制的にオンされると、ローラ温調制御に移行するまで、加熱部５３はオン状態が継続される。この強制オンにおいて加熱部５３をオンする場合には、動作モードが電力アップモードに設定されている関係上、基準電力量に分離風の風量に応じて設定された電力アップ量を加算した値が電力指令としてＩＨ駆動回路５６に出力される。

ステップ３７（Ｓ３７）において、定着制御部６０は、用紙検出センサ６６の検出結果を参照し、定着装置５０に用紙Ｐが到達したか否かを判断する。このステップ３７において肯定判定された場合、すなわち、用紙Ｐが定着装置５０に到達した場合には、ステップ３８（Ｓ３８）に進む。一方、ステップ３７において否定判定された場合、すなわち、用紙Ｐが定着装置５０に到達していない場合には、ステップ３７の判断を再度行う。

ステップ３８において、定着制御部６０は、加熱部の強制オンを解除し、続くステップ３９（Ｓ３８）において、定着制御部６０は、ローラ温調制御を開始する。

ステップ３９からステップ４４（Ｓ３９〜Ｓ４４）において、定着制御部６０は、定着上ローラ５１の表面温度が目標定着温度に到達したか否かの判断、通常モードの設定、最終紙が通過したか否かの判断、電源がオフされたか否かの判断、紙種が変更されたか否かの判断を行う。

このように本実施形態によれば、定着制御部６０は、ユーザからの印刷開始の指令である印刷開始指令を条件に、加熱部５３を強制的にオンさせるとともに、定着ニップ部ＮＰへの用紙Ｐの到達を条件に、ローラ温調制御に移行する。

かかる構成によれば、印刷初期段階において加熱部５３を強制的にオンさせておくことで、用紙Ｐが定着ニップ部ＮＰに到達するまでに、定着温度を高めておくことができる。これにより、定着温度が低いタイミングで用紙Ｐが定着ニップ部ＮＰへと到達してしまうといった事態を抑制することができる。

以上、本発明の実施形態にかかる画像形成装置について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その発明の範囲内において種々の変形が可能であることはいうまでもない。また、画像形成装置を構成する定着装置それ自体も本発明の一部として機能する。さらに、上述した実施形態では、定着装置を制御する制御部を定着制御部として独自に備えているが、画像形成制御部が定着制御部の機能を担ってもよい。また、加熱部としてＩＨヒータを例示したが、供給される電力量に応じて加熱量を自在に調整することができるものであれば、これに限定されない。

１ 画像形成装置
５ 画像形成制御部
６ 入力部
１０ 原稿読取部
２０Ｙ〜２０Ｋ 露光部
３０Ｙ〜３０Ｋ 画像形成部
４０ 中間転写部
４１ 中間転写ベルト
４２ 第２転写ローラ
４３ ベルトクリーニング部
５０ 定着装置
５１ 定着上ローラ
５２ 定着下ローラ
５３ 加熱部
５４ 送風ファン
５５ ダクト
６０ 定着制御部
６１ 風量制御部
６２ ＩＨ制御部
６３ 記憶部
６５ 定着温度センサ
６６ 用紙検出センサ
７０ 排紙部
７２ 排紙ガイド
７３ 排紙反転ローラ
７４ 排紙ローラ
８０ 再給紙部
８１ 再給紙反転ローラ
８２ 再給紙搬送路
９０ 給紙部

Claims (8)

1. 定着ニップ部に用紙を通過させることにより、用紙にトナー画像を定着する一対の定着部材と、
   供給される電力に応じた加熱量で前記定着部材を加熱する加熱部と、
   前記定着ニップ部における用紙の排紙側から用紙に分離風を吹き付ける分離部と、
   前記定着部材の温度を検出する定着温度検出部と、
   前記定着温度検出部の検出結果に基づいて前記加熱部のオンオフ動作を切り替える温調制御を行うとともに、オン動作時に前記加熱部に供給する電力を規定する電力指令を設定する温度制御部と、
   前記分離部による分離風の風量を制御する風量制御部と、
   前記分離部による分離風の風量と、前記加熱部に供給する電力との対応関係を規定する電力テーブルを保持する記憶部と、を有し、
   前記温度制御部は、前記記憶部の電力テーブルを参照して前記電力指令を設定することにより、前記風量制御部により設定される分離風の風量に応じて前記加熱部に供給する電力を可変的に制御することを特徴とする定着装置。
2. 前記電力テーブルは、前記分離部による分離風の風量と、前記加熱部に供給する電力の基準量に対する電力増加量との対応関係を規定しており、
   前記温度制御部は、前記分離風の風量に基づいて前記電力増加量を決定し、当該決定した電力増加量に前記基準量を加味して前記電力指令を設定することを特徴とする請求項１に記載された定着装置。
3. 前記風量制御部は、用紙の紙種に応じて前記分離風の風量を設定することを特徴とする請求項１または２に記載された定着装置。
4. 前記温度制御部は、用紙の紙種の選択がなされたことを条件に、前記電力増加量を決定する処理を行うことを特徴とする請求項２に記載された定着装置。
5. 前記温度制御部は、ユーザからの印刷開始の指令である印刷開始指令を条件に、前記電力増加量を決定する処理を行うことを特徴とする請求項２に記載された定着装置。
6. 前記温度制御部は、ユーザからの印刷開始の指令である印刷開始指令を条件に、前記加熱部を強制的にオンさせるとともに、前記定着ニップ部への用紙の到達を条件に、前記温調制御に移行することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載された定着装置。
7. 前記温度制御部は、前記定着部材の目標定着温度を基準に、前記定着部材の温度が安定した状態に移行したことを判断した場合には、前記電力増加量を加味しないで前記基準量のみを前記電力指令として設定することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載された定着装置。
8. 用紙にトナー画像を転写する画像形成ユニットと、
   転写されたトナー画像を用紙に定着させる、請求項１から７のいずれかに記載された定着装置と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。

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