JP2004061733A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱源を有する定着部材と熱源を有しない加圧部材間のニップ部にて未定着トナー像をシート状媒体に熱溶融定着せしめる定着装置を有する画像形成装置において、該定着装置を構成する定着部材の薄肉化による画像形成装置のウォームアップ時間の短縮化をなすことを前提とし、その上で、定着部材の電力アップを図ることなく、通紙直後における定着部材の温度落ち込みに起因する定着品質の低下を防止して、良好な定着品質を得ること。
【解決手段】所定時間内に出力するシート状媒体の枚数を変更することなく、シート状媒体の搬送間隔２００を変化させて前記定着装置より出力することとした。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱定着を行う定着装置及びこの定着装置を有するフルカラー或いはモノクロのプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱源を有する加熱部材と、熱源を有しない非加熱の加圧部材とのニップ部でシート状媒体（カットされた転写媒体のことで紙に限定されないが、以下、便宜上、用紙という。）上の未定着トナー像を加熱、加圧して用紙にトナー像を熱溶融定着せしめる定着装置を具備した画像形成装置が知られている。
【０００３】
昨今、全世界的な環境対応として、上記のような熱を利用した定着装置を用いた画像形成装置について、該定着装置を構成する熱源を有する定着部材、所謂定着ローラの薄肉化による定着装置、ひいては画像形成装置のウォームアップ時間の短縮化が要請され、画像形成装置の各機種にて対応がなされている。
【０００４】
画像形成装置のウォームアップ短縮は、定着部材としての所謂定着ローラの温度を急速に上昇させて所定の定着温度範囲にもっていくことにより可能となるため、定着ローラの熱容量を非常に小さくする傾向にある。
【０００５】
しかし、定着ローラの熱容量を非常に小さくすると、今度は、通紙直後の定着ローラの温度が、用紙や転写媒体や加圧部材としての所謂加圧ローラなどに奪われるために急激に落ち込むため、狙いの定着品質を得られない場合がある。
【０００６】
＜従来機の対応＞
従来の画像形成装置では、上記の問題に対し、以下の対応を行っているのが一般的である。
▲１▼　加圧ローラの低熱容量化。これは、熱源を有する定着部材から熱を奪う加圧部材を薄肉ベルトやスポンジローラにして低熱容量化を図ることで、定着部材の急激な温度落ち込みを防止しようとするものである。
【０００７】
▲２▼　定着部材の熱源に対する電力アップ。これは、熱源に供給するエネルギーを増大するものであるが、周辺機器との別電源化を伴なう。
【０００８】
▲３▼　定着部材の加熱を効率よく行う。例えば、交番電磁界の電磁誘導により導電性材料に生ずる渦電流、表皮電流の抵抗損を利用して行う誘導加熱などを用いる。
【０００９】
しかし上記▲１▼〜▲３▼の何れについても、定着以外に必要な電力が増える高速機に対しては適用に限界があり、適用可能範囲は、定着部材の加熱に用いる電力が、ＰＰＭ（Ａ４）×２０Ｗ　が可能な約５０枚機までである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、熱を利用した定着装置を用いた画像形成装置について、該定着装置を構成する定着部材の薄肉化による画像形成装置のウォームアップ時間の短縮化をなすことを前提とし、その上で、定着部材の電力アップを図ることなく、通紙直後における定着部材の温度落ち込みに起因する定着品質の低下を防止して、良好な定着品質を得ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を達成するため以下の構成とした。
（１）．熱源を有する定着部材と熱源を有しない加圧部材間のニップ部にて未定着トナー像をシート状媒体に熱溶融定着せしめる定着装置を有する画像形成装置において、所定時間内に出力するシート状媒体の枚数を変更することなく、シート状媒体の搬送間隔を変化させて前記定着装置より出力することとした（請求項１）。
（２）．（１）記載の画像形成装置において、前記シート状媒体の搬送間隔とは、先行シート状媒体の出力から後行シート状媒体の出力までの出力時間の間隔とした（請求項２）。
（３）．（１）記載の画像形成装置において、シート状媒体の搬送間隔とは先行シート状媒体の後端と、後行シート状媒体の先端との間の距離とした（請求項３）。
（４）．（１）乃至（３）の何れか一つに記載の画像形成装置において、前記シート状媒体の搬送間隔の変更は、当該画像形成装置におけるシート状媒体搬送経路上での搬送速度は変更することなく、先行シート状媒体の後端と後行シート状媒体の先端との間の間隔を変化させることにより行うこととした（請求項４）。
（５）．（１）乃至（４）の何れか一つに記載の画像形成装置において、前記シート状媒体の搬送間隔の変更内容は、当該定着装置への通紙開始直後の送り枚数分は通常間隔γよりも短縮された間隔αで、次には前記通紙開始直後の送り枚数分と同数の送り枚数分、前記通常間隔γよりも長いβとし、最後に前記通常間隔γとし、このγの値は前記間隔αと前記間隔βの平均値とした（請求項５）。
（６）．（５）記載の画像形成装置において、前記通紙開始直後とは、仮に、通紙間隔を短縮しないときには、前記定着部材から前記加圧部材に熱が奪われることにより通紙開始からの定着落ち込み温度が定着下限温度を下回る温度まで下降するに至るまでの時間領域とした（請求項６）。
（７）．（１）乃至（６）の何れか一つに記載の画像形成装置において、所定時間内に出力するシート状媒体の枚数とは、当該画像形成装置の仕様としてシート状媒体のサイズに応じて定められた画像形成のための時間当たりの処理枚数をいい、前記通常間隔とは、シート状媒体の搬送間隔を変化させずに、前記「所定時間内に出力するシート状媒体の枚数」の画像形成処理をする際のシート状媒体の搬送間隔とした（請求項７）。
（８）．熱源を有する定着部材と熱源を有しない前記加圧部材間のニップ部にて未定着トナー像をシート状媒体に熱溶融定着せしめる定着装置を有する画像形成装置において、所定時間内に出力するシート状媒体の枚数を変更することなく、先行シート状媒体の後端と後行シート状媒体の先端との間に前記ニップ部が位置しているときに前記定着部材の駆動を一時停止することとした（請求項８）。
（９）．（８）記載の画像形成装置において、前記一時停止は、所定枚数のシート状媒体を通紙する毎に行なうこととした（請求項９）。
（１０）．（９）記載の画像形成装置において、所定通紙枚数を通紙する毎に行なう前記一時停止の停止時間は、所定通紙枚数毎に、一定とした（請求項１０）。
（１１）．（１０）記載の画像形成装置において、前記一時停止の停止開始時期は、前記定着部材からシート状媒体に熱が奪われることにより下降傾向を示す定着温度が定着下限温度に達する以前の時点とし、前記一時停止の停止終了時機は、それまで下降傾向にあった前記定着温度が前記一時停止により上昇傾向に転じた時点とした（請求項１１）。
（１２）．（１１）記載の画像形成装置において、前記定着温度は通紙が継続する間、時間の経過に応じて狙いの定着温度と定着下限の目標温度の範囲で上昇下降を繰返し、時間軸に沿う鋸歯状波形の温度特性を示すようにした（請求項１２）。
（１３）．（９）記載の画像形成装置において、所定通紙枚数を通紙する毎に行なう前記一時停止の停止時間は、通紙に伴なう温度低下により低下した定着温度を、定着下限目標温度近傍から、少なくとも狙いの定着温度を越える程度まで上昇させ得るように定めた（請求項１３）。
（１４）．（１３）記載の画像形成装置において、前記一時停止の停止時間は、当該定着装置への通紙開始直後に比べて、次回以降は前記加圧部材が前記定着部材により加温されるにつれて、短くなるように変動するようにした（請求項１４）。
（１５）．（８）乃至（１４）の何れか一つに記載の画像形成装置において、前記ニップ部のニップ幅を可変とした（請求項１５）。
（１６）．（１）乃至（１５）の何れか一つに記載の画像形成装置において、前記定着部材は低熱容量の定着ローラであって、加熱用の熱源を備え、前記加圧部材は弾性材からなる加圧ローラで構成した（請求項１６）。
（１７）．（１６）記載の画像形成装置において、前記定着装置には温度検知手段が設けれらていて、前記ニップ部の温度が狙いの定着温度になるように、前記熱源の発熱、発熱停止を行なうようにした（請求項１７）。
（１８）．（１６）記載の画像形成装置において、前記定着装置を構成する定着部材が定着ローラに代えて、シート状若しくはベルト状のもので構成した（請求項１８）。
（１９）．加熱される定着部材と非加熱の加圧部材間のニップ部にて未定着トナー像を転写媒体に熱溶融定着せしめる定着装置であって、前記定着部材は、筒状をしたアルミニウムの外周をシリコーンゴム層で覆った構成の定着ローラで、内部に熱源を具備しており、前記加圧部材は、中実の発泡シリコーンゴムからなる加圧ローラで構成した（請求項１９）。
（２０）．（１９）記載の定着装置において、前記熱源をシート状媒体のサイズに応じて発熱範囲を中央部と端部とで切換えることのできる電気ヒータとした（請求項２０）。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の概要は、次の▲１▼、▲２▼に要約できる。
▲１▼定着の基本機能は「トナーを用紙に熱溶融させる」の原点に立ちかえり、「トナーや用紙以外に無駄な熱を与えない」を観点に、通紙タイミングを変えることにより、定着部材における通紙直後の温度落ち込みを防止し、常に良好な定着画像を得ることを可能にした。
▲２▼定着の基本機能は「トナーを用紙に熱溶融させる」の原点に立ちかえり、「トナー及び用紙以外に無駄な熱を与えない」を観点に、先行用紙の後端と後行用紙の後端との間の紙間に定着部材と加圧部材とのニップ部が位置するタイミングで定着部材の回転動作を停止することにより通紙直後の温度落ち込みを防止し、常に良好な定着画像を得ることを可能にした。以下に、詳細に実施の形態を述べる。
【００１３】
［１］画像形成装置
本発明にかかる画像形成装置の一例を図１により説明する。この画像形成装置は、フルカラー画像の形成を行うものであるが、カラーでない白黒用の画像形成装置においても、定着装置が熱定着装置であれば、本発明の適用は同様に適用可能である。
【００１４】
図１において、画像形成装置のフレームからなる装置本体５００Ａには以下の画像形成用の諸部材が配置されている。上位の位置には、レーザ露光手段４４１が設けられている。このレーザ露光手段４４１の内部には図示省略のレーザ光源があり、このレーザ光源から出たビームは回転多面鏡４４３、ｆθレンズ４４２、ミラー４４４などを経て潜像担持体としての感光体ドラム４１４に照射されるようになっている。
【００１５】
感光体ドラム４１４は矢印Ａの向きに回転駆動されるようになっていて、この感光体ドラム４１４のまわりには、その回転方向順に、回転型現像装置（以下、リボルバ現像装置という。）４２０、中間転写ベルト４１５、クリーニング装置４２１、スコロトロンなどによる帯電手段４１９などが配置されている。
【００１６】
中間転写ベルト４１５の裏側であって感光体ドラム４１４の対向部には第１転写手段（１次転写スコロトロン）４１６が配置されている。中間転写ベルト４１５の下部には用紙搬送路を間にして第２転写手段４１７が配置されている。
【００１７】
装置本体５００Ａの下部には両面複写兼用自動給紙カセット４１２Ａが設けられ、このカセットに収容された用紙１９０Ａが所定のタイミングで給紙コロ４１３Ａにより送り出され、図示省略の分離手段で１枚分離されてレジストローラ４１８Ｒまで送られてタイミング調整のため一旦待機するようになっている。また、手差し用の給紙手段として給紙台４１２Ｂ及び給紙手段４１３Ｂが備えられている。
【００１８】
予め帯電手段４１９により一様に帯電されつつ回転する感光体ドラム４１４は、その回転中にレーザ露光手段４４１からのビームの照射を受けて潜像が形成される。この潜像はリボルバ現像装置４２０を構成する４つの現像ユニット４２０Ｕ（具体的には後述するようにシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４つの現像器）の何れか１つにより現像剤（カラートナー、以下単にトナーＴという。）により可視像化される。
【００１９】
この感光体ドラム４１４上の可視像は第１転写手段４１６により中間転写ベルト４１５上に転写され、感光体ドラム４１４の残現像剤はクリーニング装置４２１によりクリーニングされ、次の画像形成に備えられる。
【００２０】
以下、同様にして順次感光体ドラム４１４上に異なる色用の潜像が形成され、その色に対応する現像器４２０Ｕにより可視像化されて、順次重ねトナー画像が中間転写ベルト４１５上に形成され、最終的には、フルカラー画像が形成される。
【００２１】
このフルカラー画像は、レジストローラ４１８Ｒからタイミングを合わせて送り出される用紙１９０Ａの上面に、第２転写手段４１７により転写される。中間転写ベルト４１５上の残トナーは図示省略のクリーニング手段によりクリーニングされる。
【００２２】
上面にトナー画像を転写された用紙１９０Ａは、搬送ベルト４２２により搬送されて定着装置４２３を通る間に熱溶融定着されて排出ローラ４２４を経て図示しないトレイに排出される。以上が画像形成装置の概要である。
【００２３】
なお、画像形成装置によっては、用紙の下面にトナー画像を転写されて定着されるように構成される場合もあり、この場合においても、以下に述べる本発明の実施の形態に準じて実施できる。
【００２４】
［２］定着装置
本発明にかかる定着装置４２３の概略の構成を示した図２において、定着装置４２３のケース４０内に主要な構成部分が収められている。ケース４０の上部には定着部材としての定着ローラ４１が該ケース４０の側板に軸支されており、この定着ローラ４１の下側には加圧部材としての加圧ローラ４２が該ケース４０の側板に、軸受４４を介して軸支されている。
【００２５】
軸受４４はケース４０の側板（図示されず）の上下方向の長穴内を上下方向に可動に支持されており、この可動の軸受４４は、その一端側を支点として緊縮性のばね４５により付勢されて揺動する加圧レバー４３により接触部Ｇを介して上向きに付勢されている。
【００２６】
これにより、図３にも示すように、加圧ローラ４２は定着ローラ４１に対してニップ幅ＮＰのニップ部を以って圧接されていて、定着ローラ４１の回転駆動により連れ回り若しくは該連れ回り方向に回転駆動される。
【００２７】
加圧ローラ４２は、少なくとも周面部が弾性材からなるので加圧レバー４３の他端側を引くばね４５の力の大きさを変えることにより、ニップ幅ＮＰを可変、調節可能である（請求項１５）。
【００２８】
このように、ニップ幅を可変、調節可能とすることにより、後述する各例において通紙速度との関係で、先行用紙の後端と後行用紙の先端との間の紙間内にニップ幅が収まるように調節可能である。
【００２９】
例えば、ばね４５を異なる強さのものに代えるか、或いは、ばねは代えずに、ばねを引っ掛ける位置を任意の基準位置よりも上側に移動すれば、加圧ローラ４２の定着ローラ４１に対する加圧力が増すのでニップ幅ＮＰが大きくできるし、任意の基準位置よりも下側に移動すればニップ幅ＮＰを小さくできる。
【００３０】
定着ローラ４１の上部には温度検知手段としてのサーミスタ４６が近接して設けられていて、定着ローラ４１の表面温度を検知することでニップ部の定着温度を知ることができる。また、サーミスタ４６には、温度ヒューズ４７が付帯されていて、定着ロ−ラ４１の表面温度が所定の上限温度を越えたときには、筒状をした定着ローラ４１の内側に設けた電熱源Ｈ１、Ｈ２の電気供給を断つようにしている。なお、電熱源Ｈ１、Ｈ２は後述する図５、図６にも示すように制御手段６０により個別に発熱、発熱停止がオンオフ制御される。
【００３１】
図２、３において、上面に未定着のトナーＴを載せた用紙１９０Ａは、定着装置４２３の右側に設けられた入り口ガイド板４８から定着装置４２３に送り込まれ、定着ローラ４１と加圧ローラ４２とのニップ部（ニップ幅ＮＰの領域）を通過する間に未定着のトナーＴによる画像は熱溶融定着される。こうして定着された後、該用紙１９０Ａは出口ガイド板４９にガイドされつつ、排紙コロ対５０により定着装置４２３の外に送り出される。
【００３２】
図２において、定着ローラ４１の矢印で示す回転方向上で、ニップ部よりも下流側の部位には用紙１９０Ａの先端部を定着ローラ４１から分離するための定着分離爪５１が軽く接触摺接しており、また、加圧ローラ４２の矢印で示す回転方向上で、ニップ部よりも下流側の部位にはクリーニングローラ５２が接触して回転するように設けられ、加圧ローラ４２の表面部分を清掃するようになっている。
【００３３】
図３において、定着ローラ４１は外径Ｄ１＝５０ｍｍ、筒状の芯金４１ａはアルミニウムからなる厚さ０．５ｍｍの薄肉で形成され、表層部４１ｂは厚さ３００μｍのシリコーンゴムがコーティングされている。加圧ローラ４２は外径Ｄ２＝５０ｍｍの発泡シリコーンによる低硬度ローラである。
【００３４】
こうして、定着ローラ４１の薄肉化による低熱容量化により定着装置のウォームアップ時間の短縮化を図り、７０ＣＰＭ（ｃｏｐｙ　ｐｅｒ　ｍｉｎｕｔｅ）機で定着立上り時間２５ｓｅｃ以下を達成している。すなわち、定着ローラ４１は円筒状をしていて、内部には前記したように、電熱源Ｈ１と、電熱源Ｈ２が設けられている。
【００３５】
このように、定着ローラ４１は、筒状をしたアルミニウムの外周をシリコーンゴム層で覆うことで低熱容量とし、中実の発泡シリコーンゴムなど弾性材からなる加圧ローラ４２と組み合わせることで低熱容量化を達成し、定着ローラ４１の内部にこれら電熱源Ｈ１、Ｈ２による熱源を具備することで短時間での定着ローラの定着温度立ち上がりを可能としている（請求項１６、１９）。
【００３６】
図４に示すように、定着ローラ４１の熱源は定着ローラ４１の円筒内部において長手方向に設けられていて、長手方向の中央部に位置している電熱源Ｈ１は６００Ｗの発光ヒータからなり、長手方向の両端部に位置している電熱源Ｈ２は６５０Ｗの発光ヒータからなる。
【００３７】
電熱源Ｈ１の中央発光部はＬ１＝２１０ｍｍ（Ａ４縦送り定着に適するようにＡ４サイズの短手方向幅に対応）の幅であり、電熱源Ｈ２の両端発光部と合わせると、Ｌ２＝３３０ｍｍ（Ａ３サイズまで対応可能）である。
【００３８】
このように、電熱源Ｈ１、Ｈ２は用紙のサイズに応じて発熱範囲を中央部と端部とで切換えることができる電気ヒータからなるので、用紙サイズに合わせて選択駆動することで効率的に発熱させ省エネルギー化を図ることができる（請求項２０）。
【００３９】
図５、図６に示すように、これらの電熱源Ｈ１、Ｈ２はサーミスタ４６で計測された温度情報に基づき、ＣＰＵを内蔵した制御手段６０を介して独立に発熱、発熱停止がオン、オフ制御されることにより用紙サイズに合わせて定着に必要な所定温度に制御されるようになっている。
【００４０】
このように、定着ローラ４１の周面には温度検知手段としてのサーミスタ４６が設けれらていて、定着ローラ４１の周面温度を検知することで、ニップ部での定着温度が検出されて、狙いの定着温度になるように、電熱源Ｈ１、Ｈ２が制御される。加圧ローラ側に熱源を有する場合には加圧ローラの温度が温度検知手段により検知される。
【００４１】
なお、用紙の下面にトナー画像を転写された用紙について、定着する場合においては、定着ローラと加圧ローラの配置が上下で逆転した構成となる。この場合においても、以下に述べる本発明を実施することができ、同様の作用効果を得ることができる。
【００４２】
［３］実験例
３−１．　実験条件
前記［１］で説明した如き画像形成装置に、前記［２］で説明した如き定着装置４２３を搭載し、本発明を適用せずに、次の通紙条件で定着装置を通紙した。
【００４３】
《通紙条件》
・通紙線速：３６０ｍｍ／ｓｅｃ
・定着ニップ幅：ＮＰ＝９ｍｍ
・電熱源Ｈ１、Ｈ２の電力：９００Ｗ（中央／両端部の合計）
・通紙枚数ＰＰＭ（ｐａｐｅｒ　ｐｅｒ　ｍｉｎｕｔｅ）：７０枚／Ａ４横及び６０枚／Ａ４横
・定着ローラ制御温度（狙いの定着温度）：１８５°Ｃ
・用紙：ＮＢＳリコー９０Ｋ紙／Ａ４横
・通紙枚数：定着温度立上り（１８５°Ｃ）直後より１００枚連続
・画像比率：約３０％全面均一分布
ここで、定着ローラ制御温度：１８５°Ｃとは、定着ローラ４１の表面温度が狙いの定着温度である１８５°Ｃを維持するように、電熱源Ｈ１、Ｈ２の発熱、発熱停止のオン、オフが制御される（請求項１７）。以下の他の実験例でも同じ。
【００４４】
このように供給電力を制御しても、実際には、加圧ローラ４２、トナーや用紙等の吸熱により１８５°Ｃを下回ったり、上回ったりする。
【００４５】
以上の条件で通紙した場合の定着ローラ４１の温度変化を図７に示す。
図７より明らかなように、７０ｐｐｍで通紙した場合も、６０ｐｐｍにて通紙した場合も通紙開始よりわずか１０枚程度にて定着ローラ４１は１８５°Ｃから一気に１６０°Ｃレベルまで落ち込んでいることがわかる。
【００４６】
さらに、落ち込み後、定着ローラ温度は徐々に復帰（上昇）を始め、最終的に狙いの定着温度である１８５°Ｃまで回復しているが、ここでは通紙枚数６０ｐｐｍの方が急勾配で早く復帰していることがわかる。
【００４７】
ここで、使用した用紙であるＮＢＳ９０Ｋ紙の定着下限温度は１６５℃であるので、通紙枚数が１０枚の前後で定着下限温度（１６５°Ｃ）を下回ることになり、当然、未定着画像となってしまう。環境や制御等のバラツキを考慮すると、定着下限の目標温度は１７５°Ｃとするのが現実的であり、そのように考えた場合、通紙開始より通紙枚数で定着下限の目標温度を下回ってしまっている。
【００４８】
３−２．　通紙直後の定着温度落ち込みに対する考察
通紙枚数が７０ｐｐｍの方が６０ｐｐｍに比べて１分当たりで１０枚多いので、この多い分だけ用紙及びトナーが定着ローラ４１から奪う熱量も多い筈であるが、図７によれば、通紙開始から１０枚までの範囲においては、７０ｐｐｍと６０ｐｐｍとで、温度の落ち込みの差としては現れず、略同等に落ちていく傾向にある。
【００４９】
このことは、通紙枚数が少ない６０ｐｐｍのケースについては定着ローラ４１は用紙やトナー以外のものに多く熱を奪われていることを示唆している。そこで、この、定着ローラ４１から熱を奪っているものは何かというと、図３において先行する用紙１９０Ａ（以下、先行用紙という。）の後端と後行の用紙１９０Ａ’（以下、後行用紙という。）の先端との間、所謂紙間２００には何も無く、この紙間２００内にニップ幅ＮＰに位置するときには、定着ローラ４１は熱源を持たない加圧ローラ４２と直接接触していることから、定着ローラ４１から加圧ローラ４２に向けて熱が移動し、定着ローラ４４の温度が急降下しているものと推定される。
【００５０】
因みに、上記実験条件での紙間２００に相当する時間を紙間時間として、これを計ったところ、通紙枚数６０ｐｐｍで紙間時間４１７ｍｓ、通紙枚数７０ｐｐｍで紙間時間２７４ｍｓであることから、定着立上げ直後（加圧ローラが冷えた状態）において加圧ローラ４２が定着ローラ４１から温度を奪う時間は通紙枚数６０ｐｐｍの方が通紙枚数７０ＰＰｍの場合の約１．５倍となっていることになり、紙間において加圧ローラ４２により定着ローラ４４の熱が奪われて定着ローラ４４の温度が低下させられるとの上記の推定は裏付けられ、通紙枚数が６０ｐｐｍの場合にも、通紙枚数７０ｐｐｍの場合と略同様に定着温度が落ちていくことが説明できる。
【００５１】
３−３．　定着温度落ち込み後の回復に関する考察
図７において、通紙開始から１０枚程度通紙の時点で、定着ローラ４１の温度が定着下限温度を下回る温度まで落ち込んでいるが、この落ち込んだ以後における定着ローラ４１の温度の回復の傾向を見てみると、通紙開始直前の１８５°程度のレベルまで復帰する速度は通紙枚数７０ｐｐｍの場合よりも、通紙枚数６０ｐｐｍの方が急勾配の立ち上がり傾向を示していて、速いことがわかる。
【００５２】
その理由を考えると、これは、▲１▼通紙開始から１０枚程度の通紙の時点に至るまでの間に、加圧ローラ３２は定着ローラ４１から熱量を奪うことにより（このため定着ローラ４１は温度降下した）、加圧ローラ４２がある程度暖まった結果、この１０枚程度通紙の時点を境にして定着ローラ４１は加圧ローラ４２より熱量を奪われる度合いが減少することと、▲２▼これに加えて、時間当たり通紙枚数の少ない６０ｐｐｍの方が、定着ローラ４１より用紙及びトナーにより熱を奪われる回数が少ないためである。従って、１分当たりの通紙枚数が１０枚少ない６０ｐｐｍの方が７０ｐｐｍよりも温度復帰が速いのは当然の結果といえる。
【００５３】
３−４．　紙間時間の変更による定着ローラの温度変化
前記３−２における考察から、紙間時間の変化が、定着温度に影響を与えることがわかった。そこで、それでは、単純に紙間時間を変更すると定着ローラの温度落ち込みがどの程度変わるかを実験した。
【００５４】
実験条件は以下の通りである。
【００５５】
・通紙線速：３６０ｍｍ／ｓｅｃ、３３０ｍｍ／ｓｅｃ、３００ｍｍ／ｓｅｃ
・紙間時間：通紙枚数７０ｐｐｍで２７４ｍｓ、２２０ｍｓ、１５７ｍｓ
通紙枚数６０ｐｐｍで４１７ｍｓ、３６４ｍｓ、３００ｍｓ
・定着時間：２５ｍｓ（各通紙線速に応じて当該定着時間を満足するようにニップ幅ＮＰを図２の加圧手段（ばね４５など）により調整する。）
・電熱源（Ｈ１、Ｈ２）電力：９００Ｗ（中央／両端部の合計）
・ＰＰＭ：７０枚／Ａ４横及び６０枚／Ａ４横
・定着ローラ制御温度（狙いの定着温度）：１８５°Ｃ
・用紙：ＮＢＳリコー９０Ｋ紙／Ａ４横
・通紙枚数：定着温度立上り直後より１００枚連続
・画像比率：約３０％全面均一分布
上記の条件において、電熱源の電力を９００Ｗにしたのは、このクラスの定着装置において一般的な電力だからである。かかる条件における定着ローラ温度の変化の様子を図８に示す。
【００５６】
図８の結果より明らかな様に、通紙枚数６０ｐｐｍ、７０ｐｐｍ共に紙間時間が短くなると定着落込み下限温度は高くなる。これは、紙間時間が短いほど、定着ローラ４１が加圧ローラ４２に直接接触して熱を奪われる時間が短いことを裏付ける。
【００５７】

通紙枚数が６０ｐｐｍの方が通紙枚数７０ｐｐｍよりも、同一時間で比較して紙間時間短縮による定着ローラの温度落ち込みが小さい（紙間時間短縮効果が高い）のは、紙間時間１００ｍｓ短縮は、
通紙枚数６０ｐｐｍ：１００ｍｓ×６０＝６ｓｅｃ
通紙枚数７０ｐｐｍ：１００ｍｓ×７０＝７ｓｅｃ
となり、紙間時間のトータル時間が通紙枚数６０ｐｐｍの方が小さく、加圧ローラ４２に熱を奪われる時間が小さいため、初期温度からの温度降下度合いが小さいためである。
【００５８】
３−５．　請求項１乃至７に対応する例
上記３−１〜３−４までの実験結果よりいえることは以下の通りである。
【００５９】
▲１▼　定着温度落込み防止のためには、紙間時間短縮が有効である。
【００６０】
▲２▼　加圧ローラ温度が低いときには定着ローラの温度は加圧ローラによる吸熱により支配されるのに対して、加圧ローラの温度がある程度上がった時点では定着ローラの温度は紙やトナーによる吸熱により支配される。
【００６１】
従って、上記▲１▼、▲２▼の２項目をうまく組み合わせることにより定着装置ひいては画像形成装置のウオームアップ促進のため薄肉化させた定着ローラによる省エネの達成が可能となる。
【００６２】
具体的には
・通紙直後は紙間（紙間時間）を短縮して通紙し、
・次には紙間（紙間時間）を長くして通紙し、
・最後は定着ローラの加熱と放熱の熱収支が安定する所定間隔で通紙
上記の確認実験結果を図９に示す。
実験条件は以下の通りである。
【００６３】

・電熱源（Ｈ１、Ｈ２）電力：９００Ｗ（中央／短部ヒータＷのトータル）
・定着ローラ制御温度（狙いの定着温度）：１８５°Ｃ
・用紙：ＮＢＳリコー９０Ｋ紙／Ａ４横
・通紙枚数：定着温度立上り直後（１８５°Ｃ）より１００枚連続
・画像比率：約３０％全面均一分布とした。
【００６４】
図９より明らかな様に、
通紙直後は紙間時間が１００ｍｓと短いため加圧ローラ４２に奪われる熱量が少なく定着ローラの温度落ち込みは先回の図７に示した実験結果より約１７度前後改善され、定着下限の目標温度である１７５°Ｃに止まった。
【００６５】
また、加圧ローラ４２が暖まった通紙枚数１５程度を境として紙間時間が４５０ｍｓと長く変更されたため、今度は紙やトナーに奪われる熱量が低減しこのため、定着ローラ４１は狙いの定着温度１８５°Ｃまでの復帰が早くなっている。
【００６６】
定着ローラ４１が狙いの定着温度１８５°Ｃまで復帰した後は、紙間時間は１００ｍｓと４５０ｍｓとの平均値である２７５ｍｓに戻した。この平均値４５０ｍｓの紙間時間は、カタログなどに表示される所定時間内出力枚数の処理能力（××ｐｐｍ）を達成する際における、本発明のように搬送間隔を変化させない場合における紙間時間に相当する。
【００６７】
定着ローラ４１の熱収支は紙間時間２７５ｍｓのときで略安定して１８５°Ｃを維持した。結果として、温度落込み１７５°Ｃ以上で、１分間の通紙枚数も通紙枚数７０ｐｐｍを熱源電力９００Ｗにて達成することができた。
【００６８】
請求項１〜７対応の具体例
このように、熱源（電熱源Ｈ１、Ｈ２）を有する定着部材（定着ローラ４１）と熱源を有しない加圧部材（加圧ローラ４２）間のニップ部にて未定着トナー像を用紙に熱溶融定着せしめる定着装置を有する画像形成装置において、用紙の搬送間隔、ここでは、先行シート状媒体の出力から後行シート状媒体の出力までの出力時間の間隔を、最初の１５枚までは紙間時間１００ｍｓ、次の１６枚から３０枚までは紙間時間４５０ｍｓ、次いで３１枚からは紙間時間２７５ｍｓとすることで、用紙の搬送間隔を変化させて定着装置より出力することにより、通紙枚数全体（本例でいえば平均値４５０ｍｓの紙間時間で出力される通紙開始から３１枚以上の任意の値の連続通紙枚数）、例えば、図９の例では連続通紙枚数１００枚の通紙を通じての所要時間については、紙間時間の変更をしない従来技術における所要時間と変わらず、定着ローラ熱源用の電力アップを図ることなく（従って、画像形成装置のウオームアップ促進のため薄肉化させた定着ローラによる省エネの達成を可能として）通紙直後における定着部材の温度落ち込みに起因する定着品質の低下を防止し、良好な定着品質を得ることができる（請求項１、２）。
【００６９】
用紙の搬送間隔とは、用紙が少なくとも定着装置、より詳細には定着装置４２３のニップ幅ＮＰを通過する際の先行用紙の後端から後行用紙の先端までの間隔を意味し、同一の搬送速度の下でかかる搬送間隔を上記のように変化させれば、定着下限温度目標温度（１７５°Ｃ）以上の温度での定着性能を確保できるのであるが、制御の容易性を考えると、何も定着装置４２３のニップ幅ＮＰを通過する際における用紙の搬送間隔だけを変えるのではなくて、画像形成装置全体の画像形成プロセスとして、先行用紙のための画像形成プロセスの任意の時点から後行用紙のための画像形成プロセスの上記任意の時点に対応する時点までの間隔を変えることで対応でき、結果として、定着装置４２３のニップ幅ＮＰを通過する際の先行用紙の後端から後行用紙の先端までの距離が変わる（請求項３）。
【００７０】
例えば、予め画像形成装置に組込まれた画像形成プロセスの制御プログラムにおける、画像形成プロセスにおける先行画像と後行画像の形成間隔を変えることにより可能となる。
【００７１】
当該画像形成装置の用紙搬送経路上での搬送速度は変えることなく、画像形成プロセスにおける先行画像と後行画像の形成間隔を変えることにより、例えば、上記の例は、排出ローラ４２４から排出される用紙に着目すれば、先行用紙の出力から後行用紙の出力までの時間でみた搬送間隔を所定通紙枚数単位で変更する（請求項４）。
【００７２】
勿論、ここでの、時間でみた搬送間隔の変化は用紙の搬送経路上のどの位置においても現れるので、例えば、定着装置の入口部で観察しても、或いは、排紙コロ対５０部で観察しても、同様の時間間隔の変化、搬送間隔の変化として現れる。
【００７３】
搬送間隔の変化とは、先行用紙の後端から後行用紙の先端までの空間的な距離を変化させるのと同義であり、図３における紙間２００が、図９における通紙開始から１５枚までを３６０ｍｍ／ｓｅｃの通紙線速で１００ｍｓの時間をかけて通過するに要する距離（３６ｍｍ）、次の１６枚から３０枚までは同速度で４５０ｍｓの時間をかけて通過するに要する距離（１６２ｍｍ）、次いで３１枚からは同速度で２７５ｍｓの時間をかけて通過するに要する距離（９９ｍｍ）に、それぞれ変化させるとの同じ意味である。
【００７４】
つまり、画像形成装置における給紙台４１２Ａから第２転写手段４１７、搬送ベルト４２２を経由して定着装置４２３から排出ローラ４２４を経て図示省略の排紙トレイに出力されるまでの用紙搬送経路内の何れの位置においても、用紙の搬送間隔を、上記のように、最初の１５枚までは通常間隔γ’（この通常間隔とは例えば、本発明を実施しない場合における間隔）より小さい紙間時間α’＝１００ｍｓ、次の１６枚から３０枚までは通常間隔γ’よりも大きい紙間時間β’＝４５０ｍｓ、次いで３１枚からは紙間時間をα’とβ’の平均値である２７５ｍｓ（＝通常間隔）とすることで比較的簡単な条件設定により、通紙枚数全体を通じての所要時間については、紙間時間の変更をしない従来技術における所要時間と変わることなく、画像形成装置における先行用紙の出力から後行用紙の出力までの時間間隔を制御するだけで、ウオームアップ促進のため薄肉化させた定着ローラによる省エネの達成が可能となる。
【００７５】
画像形成装置における先行用紙の出力から後行用紙の出力までの時間間隔を制御するとは、画像形成装置における先行用紙のための画像形成プロセスから後行用紙のための画像形成プロセスの時間間隔に相当し、画像形成に係わる一切の時間を先行用紙のための画像形成プロセスの任意の時点から、この画像形成プロセスに相当する後行用紙のための画像形成プロセスの時点までの間の時間間隔を変化させることにより可能である。
【００７６】
定着装置を通過する部分についてのみ、先行用紙と後行用紙の通過時間を変えるのではなく（勿論そのような制御も不可能ではないが）、画像形成プロセスの時間間隔全体としての先行用紙から後行用紙までの時間間隔（先行用紙の後端から後行用紙の先端との距離）を変えるのであるから、制御としては比較的容易に実施可能である。
【００７７】
このように、用紙の搬送間隔の変更は、当該画像形成装置における用紙の搬送経路、つまり、図１の例でいえば、給紙コロ４１３Ａからレジストローラ４１８Ｒ、第２転写手段４１７、搬送ベルト４２２、定着装置４２３を経て排出ローラ４２４から出力されるまでの用紙の搬送経路、上での搬送速度（通紙線速）は変化することなく、この搬送経路上での先行用紙の後端と後行用紙の先端との間の間隔を変化させることにより行うのである。
【００７８】
図３における紙間２００を、当該定着装置４２３への通紙開始直後においては当該画像形成装置における所定時間内の出力枚数に相当する通常間隔γ＝９９ｍｍ（Ａ４横サイズ、３６０ｍｍ／ｓｅｃの通紙線速）で通紙されるものとすると、当該定着装置４２３への通紙開始直後は最初の１５枚までは上記通常間隔γよりも短縮された間隔α＝３６ｍｍ（３６０ｍｍ／ｓｅｃの通紙線速で１００ｍｓの時間をかけて通過するに要する距離）で、次の１６枚から３０枚までは前記通常間隔γよりも長い間隔β＝１６２ｍｍ（３６０ｍｍ／ｓｅｃの通紙線速で４５０ｍｓの時間をかけて通過するに要する距離）で、最後に前記通常間隔γとし、このγの値は、前記間隔αと前記間隔βの平均値である１６．５ｍｍである。
【００７９】
このような関係をなす搬送間隔に設定する結果、比較的簡単に、カタログなどに表示された所定時間内の出力枚数を変更することなく、ウオームアップ促進のため薄肉化させた定着ローラによる省エネの達成が可能となる（請求項５）。
【００８０】
なお、ここで、通紙開始直後とは、仮に、上記のように通紙間隔を３６ｍｍに短縮しないときには、定着ローラ４１から加圧ローラ４２に熱が奪われることにより、前記図７に示したように、通紙開始から通紙枚数１０枚までの通紙の間に定着落ち込み温度が定着下限温度（１６５°Ｃ）を下回る温度まで下降するに至るまでの時間領域といい、本例では、図９に示すように、通紙開始から１５枚目として設定している（請求項６）。
このように通紙開始直後の時間を設定することにより、通紙開始直後において、加圧ローラ４２により熱量を奪われる機会を少なくして定着不良を回避する。
【００８１】
上記における、所定時間内に出力する用紙（シート状媒体）の枚数とは、当該画像形成装置の仕様としてシート状媒体のサイズに応じて定められた画像形成のための時間当たりの処理枚数をいい、例えば、カタログに示された用紙サイズ別の時間当たり処理枚数を意味する。
【００８２】
上記における、通常間隔とは、用紙（シート状媒体）の搬送間隔を変化させずに、上記「所定時間内に出力するシート状媒体の枚数」の画像形成処理をする際の用紙（シート状媒体）の搬送間隔、上記通常間隔γの意味であり、カタログなどに表示された所定時間内の出力枚数を変更することなく、ウオームアップ促進のため薄肉化させた定着ローラによる省エネの達成が可能となる（請求項７）。
【００８３】
具体的な制御の手法としては、当該定着装置４２３が画像形成装置駆動系と別箇の定着装置駆動系により画像形成装置駆動系と連動して駆動する場合には図５に示すような制御系で通紙枚数のカウント数に対応して画像形成装置駆動系と連動させて定着装置駆動系を起動停止させて制御するし、当該定着装置４２３が画像形成装置駆動系に含まれる共通の駆動系により駆動される場合には図６に示すような制御系で通紙枚数のカウント数に対応して画像形成装置駆動系とともに定着装置駆動系を起動停止させて制御することで実施することができ、容易な制御が可能である。
【００８４】
３−６．請求項８乃至１４に対応する例
上記３−１〜３−４までの実験結果よりいえることは以下の通りである。
▲１▼　定着温度落込み防止のためには、紙間時間短縮が有効である。
▲２▼　加圧ローラ温度が低いときには定着ローラの温度は加圧ローラによる吸熱により支配されるのに対して、定着ローラの温度がある程度上がった時点では定着ローラの温度は紙やトナーによる吸熱により支配される。
【００８５】
しかし、定着ローラから加圧ローラ４２に熱を与えないことにより定着ローラの温度降下を避けるという着眼点からいうと、加圧ローラの回転動作を止めることが、定着ローラと接触する加圧ローラ４２の同一箇所のみに熱移動がなされることから定着ローラ４１の温度復帰に最も効果があることはいうまでもない。
【００８６】
さらに、定着ローラ４１の薄肉化により時間当たりのローラ昇温勾配が非常に高くなったので、停止時間は短くても十分な温度復帰が狙える。因みに、本実験によれば、昇温勾配は約６．６ｄｅｇ／秒であった。
【００８７】
従って、所定時間内に出力するシート状媒体の枚数を変更することなく、先行用紙の後端と後行用紙の間にニップ部（ニップ幅ＮＰ）が位置しているときに定着ローラ４１の回転を一時停止することにより薄肉定着ローラによる省エネの達成が可能となる（請求項８）。以下に、具体的な実験結果を２例示す。
【００８８】
＜例１＞図１０参照
実験条件は以下の通り
・通紙枚数：７０ｐｐｍ
・通紙線速：３６０ｍｍ／ｓｅｃ
・定着ローラ４１の回転停止時間：８００ｍｓ（駆動用モータの立上り／立下り時間２００ｍｓを含む）
・停止タイミング：１０枚毎
・停止時の紙間：３６０ｍｍ（１０００ｍｓ相当）
・本例による停止をしないときの通常時紙間：６７．６ｍｍ（１８８ｍｓ相当）
・ニップ幅（ＮＰ）：９ｍｍ
・電熱源（Ｈ１、Ｈ２）電力：９００Ｗ（中央／短部ヒータＷのトータル）
・定着ローラ制御温度（狙いの定着温度）：１８５°Ｃ
・転写紙：ＮＢＳリコー９０Ｋ紙／Ａ４横
・通紙枚数：定着温度立上り直後より１００枚連続
・画像比率：約３０％全面均一分布である。
【００８９】
図１０より明らかな様に、
▲１▼　定着温度立上り（１８５°Ｃ）より通紙直後は、加圧ローラ４１、用紙、トナー等に熱を奪われるため、どんどん定着ローラ４１の温度は低下し、１０枚通紙した時点で定着ローラ温度は定着下限の目標温度（１７５°Ｃ）まで低下してしまうが、ここで定着ローラ４１の回転動作が８００ｍｓ停止するので、定着ローラ４１の温度は急激に上がり１８１°Ｃ迄復帰する。
【００９０】
▲２▼　通紙１１枚目より再度、紙間時間１８８ｍｓにて通紙が始まるが、既に１０枚通紙によって加圧ローラ４１の温度も上がってきているために最初の１０枚の時よりも定着温度の落込みは少なく、２０枚通紙時点での定着ローラ温度は同様に１７６°Ｃ程度であり、ここで再度、定着ローラ４１の回転動作が８００ｍｓ停止するため、定着ローラ４１の温度は再度１８１〜２°Ｃ程度まで復帰する。
【００９１】
▲３▼　２１枚以降も同様の動作を繰り返す。
【００９２】
結果として、温度落込みも１分間の通紙枚数も定着下限の目標温度１７５°Ｃを下回ることなく、通紙待行数７０ｐｐｍを電熱源（Ｈ１、Ｈ２）電力９００Ｗにて達成した。
【００９３】
このように、定着ローラ４１の一時停止を、定着下限の目標温度１７５°Ｃを下回ることがない所定枚数、本例では１０枚という一定枚数を通紙する毎に行なうことで、かかる簡単な制御により薄肉定着ローラによる省エネの達成を可能としている（請求項９）。
【００９４】
一定枚数の通紙毎に一時停止を行うのであるから、当該定着装置４２３が画像形成装置駆動系と別箇の定着装置駆動系により画像形成装置駆動系と連動して駆動される場合には図５に示すような制御系で、制御手段６０内の通紙枚数カウンタからの通紙枚数情報に基づき、所定の通紙枚数毎に画像形成装置駆動系と連動させて定着装置駆動系を起動停止させて制御するし、当該定着装置４２３が画像形成装置駆動系に含まれる共通の駆動系により駆動される場合には図６に示すような制御系で制御手段６０内の通紙枚数カウンタからの通紙枚数情報に基づき、所定の通紙枚数毎に画像形成装置駆動系とともに定着装置駆動系を起動停止させて制御することで実施することができ、容易な制御が可能である。
【００９５】
また、所定通紙枚数を通紙する毎に行なう前記一時停止の停止時間は、所定通紙枚数（１０枚通紙）毎に、一定の８００ｍｓとしており（請求項１０）、このように、通紙枚数と停止時間を適切な固定値に設定することで、簡単な制御により熱収支のバランスから、定着ローラ４１の狙いの定着温度を「１８５°Ｃ近傍〜定着下限の目標温度である１７５°Ｃ」の間で変動させることができる。
【００９６】
その際、定着ローラ４１の一時停止の停止開始時期は、定着ローラ４１から用紙に熱が奪われることにより下降傾向を示す定着温度が定着下限温度（若しくは、定着下限温度に若干の余裕をプラスした定着下限目標温度）に達する以前の時点とし、前記一時停止の停止終了時機は、それまで下降傾向にあった定着温度が上昇傾向に転じた時点とする（請求項１１）。
【００９７】
このように定着ローラの温度を制御することにより、定着温度は通紙が継続する間、時間の経過に応じて上昇下降を繰返し、時間軸に沿う鋸歯状波形の温度特性を示し、定着ローラ４１を狙いの定着温度１８５°Ｃ近傍〜定着下限の目標温度である１７５°Ｃの間で変動させて収めることができる（請求項１２）。
【００９８】
＜例２＞図１１参照
実験条件は以下の通り
・通紙枚数：７０ｐｐｍ
・通紙線速：３６０ｍｍ／ｓｅｃ
・定着ローラ４１の回転停止時間：
通紙開始より１０枚目：１８００ｍｓ停止（駆動用モータの立上り／立下り時間２００ｍｓを含む）
通紙開始より２０枚目：１８００ｍｓ停止
通紙開始より３０枚目以降は停止無し
・停止時紙間：７２０ｍｍ（２０００ｍｓ相当）
・（本例による停止をしないときの）通常時紙間：７８．１２ｍｍ（２１７ｍｓ相当）
（１分間のトータル通紙枚数：７０枚）
・ニップ幅ＮＰ：９ｍｍ
・電熱源（Ｈ１、Ｈ２）電力：９００Ｗ（中央／短部ヒータＷのトータル）
・定着ローラ制御温度（狙いの定着温度）：１８５°Ｃ
・用紙：ＮＢＳリコー９０Ｋ紙／Ａ４横
・通紙枚数：定着温度立上り直後より１００枚連続
・画像比率：約３０％全面均一分布
図１１のグラフより明らかな様に、
（１）　通紙直後は加圧ローラ４２及びトナー、用紙などに熱を奪われ、どんどん定着ローラ温度は低下し、１０枚通紙した時点で定着ローラ温度は定着下限の目標温度１７５°Ｃまで低下してしまうが、ここで定着ローラ４１の回転動作が１８００ｍｓ停止するので定着ローラ４１の温度は急激に上がり１８７°Ｃ迄復帰する。
【００９９】
（２）通紙開始から１１枚目より再度紙間時間２１７ｍｓにて通紙が始まるが、定着ローラ４１の温度は１８７°Ｃまで復帰していたので、２０枚通紙時点での定着ローラ温度は１７９°Ｃであり、ここで再度定着ローラの回転動作が１８００ｍｓ停止するため定着ローラの温度は再度１９１°Ｃ程度まで完全に復帰する。
【０１００】
（３）　通紙開始から２１枚以降は定着ローラの回転停止動作は入らずに紙間時間２１７ｍｓで通紙されるが、加圧ローラ４２の温度は或る程度上がっているので、定着ローラ４１の温度は約１８０°Ｃをキープして推移する。
結果として、温度落込みも１分間の通紙枚数も狙いの１７５°Ｃ及び７０ｐｐｍを９００Ｗにて達成した。
【０１０１】
以上において、本例では、所定通紙枚数を通紙する毎に行なう定着ローラ４１の一時停止の停止時間を適宜変動可能とした（請求項１３）。ここでは、停止時間の目安として、通紙に伴なう温度低下により低下した定着ローラ４１の温度をニップ部における定着温度とみなし、定着下限目標温度（１７５°Ｃ）近傍から、少なくとも狙いの定着温度（１８５°Ｃ）を越える程度（１８７°Ｃ、１９１°Ｃ）まで上昇させ得るように定めた。
【０１０２】
この停止時間は、初回と、次回は等しい所定時間（１８００ｍｓ）であり、それ以後は停止無しとして狙いの定着温度から定着下限の目標温度の間に収めることができた。
【０１０３】
ここで、定着ローラの一時停止の停止時間は、当該定着装置への通紙開始直後に比べて、次回以降は短くなるように、上記例では停止時間をゼロとすることで加圧ローラ４２が定着ローラ４１により加温されるにつれて、停止時間を変動させることで、狙いの定着温度から定着下限の目標温度の間に収めることができた（請求項１４）。
【０１０４】
このように、停止時間を変動させることで、所定時間内に出力する用紙の枚数、つまり、当該画像形成装置の仕様として用紙のサイズに応じて定められた画像形成のための時間当たりの処理枚数を変えることなく、定着ローラの温度（定着温度）を所望の範囲に収めて通紙することができる。
３−７．　組み合わせによる制御
（Ａ）．　前記した例では、図９に示した事例では▲１▼通紙開始初期の段階で紙間時間を通常よりも短くして定着温度が定着下限の目標温度より下回るのを回避し、▲２▼以後は紙間時間を通常より長くしたのち、狙いの定着温度に達したら、▲３▼上記▲１▼と▲２▼の紙間時間の平均の紙間時間にして通紙することで定着温度を狙いの定着温度と定着下限の目標温度の範囲に収めることができた。
（Ｂ）．　図１０に示した事例では▲１▼’通紙開始初期の段階で紙間がニップ部に位置しているときに定着ローラを一時停止することで定着温度が定着下限の目標温度より下回るのを回避し、▲２▼’以後は定着ローラの一時停止時間を少なくするように制御して定着温度を狙いの定着温度と定着下限の目標温度の範囲に収めることができた。
【０１０５】
上記（Ａ）、（Ｂ）の何れの事例においても、所定時間内に出力する用紙の枚数、つまり、当該画像形成装置の仕様として用紙のサイズに応じて定められた画像形成のための時間当たりの処理枚数を変えることなく、定着ローラの温度（定着温度）を所望の範囲に収めて通紙することができる。
【０１０６】
そこで、通紙初期は上記の▲１▼の内容で定着し、次いで、上記▲２▼’の内容で定着する。或いは、通紙初期は上記▲１▼’の内容で定着し、次いで、上記▲２▼、上記▲３▼の内容で定着することで、前記したと同様、画像形成装置のウオームアップ促進のため薄肉化させた定着ローラによる省エネの達成が可能となる。
【０１０７】
（Ｃ）．　また、上記（１）の変形として、▲１▼”通紙開始初期の段階で紙間時間を通常よりも長くして加圧ローラの温度を先に十分暖め、▲２▼”以後は紙間時間を通常より短くしたのち、狙いの定着温度に達したら、▲３▼上記▲１▼”と▲２▼”の紙間時間の平均の紙間時間にして通紙することで定着温度を狙いの定着温度と定着下限の目標温度の範囲に収め、当該画像形成装置の仕様として用紙のサイズに応じて定められた画像形成のための時間当たりの処理枚数を変えることなく、定着ローラの温度（定着温度）を所望の範囲に収めて通紙することも可能である。
【０１０８】
［４］定着装置の他の構成例（請求項１８）
前記例の定着装置４２３ではローラ状の定着部材である定着ローラ４１を使用したが、以下では、図１２〜図１７に例示するように、前記図２における定着ローラ４１に代えて、シート状若しくはベルト状の定着部材で構成されている定着装置を例示する。これらの定着装置についても、図１に示した画像形成装置における定着装置４２３に置き換えて使用し、定着装置４２３に基づいて説明した内容に準ずる作用効果を奏することができる。
【０１０９】
これらの例で加圧ローラ４２は、前記図２、３等に示したものに対応し、対向して設けられた定着部材への加圧力を変えることにより、ニップ幅を変化させることができる。
【０１１０】
図１２に示す例では定着部材は、エンドレスベルト状の耐熱性フィルム４１−１である。このフィルム４１−１はテンションローラを兼ねる従動ローラ７０により該フィルム４１−１を張る方向にテンションを与えられ、駆動ローラ７１により駆動力を与えられて矢印の向きに回動する。
【０１１１】
熱容量を小さくするため、フィルム４１−１の膜厚は総厚１００μｍ以下、耐熱、離型、耐久性のあるポリイミドなどのフィルム表面にＰＴＦＥを離型層としてコーティングした複合層フィルムである。
【０１１２】
加圧ローラ４２は熱源としての加熱体７２との間にフィルム４１−１を挟んで、フィルムを加熱体７２の面に押圧されつつ従動回転される。加熱体７２は前記電熱源Ｈ１、Ｈ２に準ずる電熱ヒータである。上面に未定着のトナーＴを載せた用紙１９０Ａはニップ部を通過する間に該トナーＴがフィルム４１−１に押圧されて加熱溶融定着される。
【０１１３】
ニップ幅ＮＰを以って構成されるニップ部の温度を測るサーミスタがフィルム４１−１の周面あるいは加圧ローラ４２表面に近接して設けられているが図示を省略している。
【０１１４】
図１３に示す例では定着部材は無端のベルト４１−２であり、支持ローラ７３と熱源を具備した加熱ローラ７４とに巻きかけられて回転させられ、支持ローラ７３に対してベルト４１−２を介して加圧ローラ４２を圧接させている。ベルト４１−２と加圧ローラ４２との圧接部位であるニップ部を用紙１９０Ａが通過する間に定着がなされる。
【０１１５】
このベルト４１−２の基部はニッケル製の厚さ１００μｍの薄いフィルム状態で表面上に２００μｍのシリコンゴムの離型層を形成され、熱容量を小さくしている。上面に未定着のトナーＴを載せた用紙１９０Ａはニップ部を通過する間に該トナーＴがベルト４１−２に押圧されて加熱溶融定着される。
【０１１６】
ニップ幅ＮＰを以って構成されるニップ部の温度を測るサーミスタがベルト４１−２の周面あるいは加圧ローラ４２表面に近接して設けられているが図示を省略している。
【０１１７】
図１４に示す例では定着部材は無端のベルト状をした電磁誘導発熱性フィルム４１−３であり、複数のテンションローラ７５、駆動ローラ７６、熱源としての電磁誘導加熱コイルアッセンブリ７６０（励磁コイルを含む）、の３部材間に巻回張設し、該電磁誘導加熱コイルアッセンブリ７６０の下面に構成されたフィルムガイドに対して加圧ローラ４２を圧接してニップ幅ＮＰからなるニップ部を構成し、駆動ローラ７６によりフィルム４１−３を回動する。
【０１１８】
フィルム４１−３はニッケルなどの強磁性の導電性部材から構成される厚さ１０〜１００μｍの電磁誘導発熱層と、その外面に積層したシリコンなどからなる厚さ１００〜１０００μｍの弾性層と、その外面に積層したフッ素樹脂などの厚さ１〜１００μｍの離型・耐熱層の３層複合層からなる。上記電磁誘導発熱層が内面に、上記離型・耐熱層が最外面側にして上記３部材間に巻回されている。
【０１１９】
電磁誘導加熱コイルアッセンブリ７６０は伸張性のばね７７によりフィルム４１−３を介して加圧ローラ４２に押圧されている。この電磁誘導加熱コイルアッセンブリ７６０には励磁コイルが巻かれており、図示しない励磁回路から供給される高周波電流により交番磁束を発生し、フィルム４１−３の上記電磁誘導発熱層に渦電流を発生させる。この渦電流はフィルム４１−３の電磁誘導発熱層の固有抵抗によりジュール熱を発生し、フィルム４１−３が電磁誘導発熱する。電磁誘導加熱コイルアッセンブリ７６０は前記電熱源Ｈ１、Ｈ２に対応する定着部材加熱用の熱源である。
【０１２０】
上面に未定着のトナーＴを載せた用紙１９０Ａはニップ部を通過する間に該トナーＴがフィルム４１−３に押圧されて加熱溶融定着される。
【０１２１】
図１５に示す例は、図１４に示す例の変形例である。図１４の例ではフィルム４１−３がエンドレスベルト状に構成されていたが、図５に示す例では繰り出し軸７８と巻き取り軸７９にそれぞれ巻き取られて張設された構成となっている点が異なるだけで、他の構成は前記１４に示した構成と同じである。よって、機能的に同じ部材には同じ符号を付し、説明は省略する。
図１４、図１５の例において、ニップ幅ＮＰを以って構成されるニップ部の温度を測るサーミスタがベルト４１−２の周面あるいは加圧ローラ４２表面に近接して設けられているが図示を省略している。
【０１２２】
図１６に示した例は、前記電熱源Ｈ１、Ｈ２に対応するものとしてセラミックヒータを用いたフィルム加熱方式の定着装置例である。この定着装置は、横断面略半円弧状桶型の耐熱性・断熱性のフィルムガイド８０と、このフィルムガイド８０の下面の略中央部に設けたセラミックヒータ８１（ヒータ基板に電気抵抗材料を塗工した線状加熱体）と、このセラミックヒータ８１を含むフィルムガイド８０にルーズに外嵌されたエンドレス状の耐熱性の定着部材としてのフィルム４１−４と、フィルムガイド部材８０側のセラミックヒータ８１の下面との間にフィルム４１−４を挟んでニップ幅ＮＰを形成する加圧ローラ４２からなる。
【０１２３】
フィルム４１−４は、熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、ポリイミドフィルムの外周面にＰＴＦＥをコーティングした直径２５ｍｍ、厚さ１００μｍ以下のものを用いている。
【０１２４】
ばねを利用した加圧機構８２によりフィルムガイド８０と一体的なセラミックヒータ８１の下面と加圧ローラ４２の上面とがフィルム４１−４を挟んで圧接し、ニップ幅ＮＰのニップ部を形成している。
【０１２５】
加圧ローラ４２が駆動されると、その回転駆動により加圧ローラ４２とフィルム４１−４の外面との摩擦力によりフィルム４１−４に回動力が作用し、該フィルム４１−４の内周面がニップ部においてセラミックヒータ８１の下面に密着して摺動しながら、加圧ローラ４２の周速に略対応した速度でフィルムガイド８１の外回りを回転状態になる。上面に未定着のトナーＴを載せた用紙１９０Ａはニップ部を通過する間に該トナーＴがフィルム４１−４に押圧されて加熱溶融定着される。
【０１２６】
ニップ幅ＮＰを以って構成されるニップ部の温度を測るサーミスタがフィルム４１−４の周面あるいは加圧ローラ４２表面に近接して設けられているが図示を省略している。
【０１２７】
図１７に示した例では、定着部材としてフィルム４１−５はポリイミドなどによる樹脂を厚さ１０μｍから１００μｍに形成した低熱伝導性のフィルム基体３０と、該フィルム基体３０上にＦｅ等の金属を１μｍ〜１００μｍの厚さで形成した導電層３１、最外層としてのＰＦＡ等の離型性の良好な耐熱樹脂を混合ないし単独で被覆した離型層３２とから構成されている。
【０１２８】
フィルム４１−５の内側にはフィルム４１−５の走行を保つためのステー３３が配設されており、該ステー３３には液晶ポリマーなどで構成された摺擦板３４がフィルム４１−５と接触する部位に貼りつけられている。
【０１２９】
ステー３３は、鉄などで構成された芯材３５に巻き付けて構成された励磁コイル３６を支持しており、導電層３１に渦電流を発生させる。芯材３５に設けられた安全素子３７は過昇温（暴走）した場合に発火や発煙を防止する。
【０１３０】
上面に未定着のトナーＴを載せた用紙１９０Ａはニップ部を通過する間に該トナーＴがフィルム４１−５に押圧されて加熱溶融定着される。
【０１３１】
ニップ幅ＮＰを以って構成されるニップ部の温度を測るサーミスタがフィルム４１−５の周面あるいは加圧ローラ４２表面に近接して設けられているが図示を省略している。
【０１３２】
【発明の効果】
請求項１、８記載の発明では、定着部材の電力アップを図ることなく、通紙直後における定着部材の温度落ち込みに起因する定着品質の低下を防止して、良好な定着品質を得ることが可能となる。
【０１３３】
請求項２〜４記載の発明では、画像形成プロセスの時間間隔全体としての先行用紙の処理から後行用紙の処理までの時間間隔を変えるのに相当するから、制御としては比較的容易に実施可能である。
【０１３４】
請求項５、７記載の発明では、所定時間内の出力枚数を変更することなく、ウオームアップ促進のため薄肉化させた定着ローラによる省エネの達成が可能となる。
【０１３５】
請求項６記載の発明では、通紙開始直後において、加圧部材により熱量を奪われる機会を少なくして定着不良を回避する。
【０１３６】
請求項９記載の発明では、所定の一定枚数を通紙する毎に停止を行なうことで、簡単な制御により薄肉定着ローラによる省エネの達成を可能としている。
【０１３７】
請求項１０記載の発明では、定着部材の停止時間が一定であるので簡単な制御により、定着温度を所望の範囲に収めて変動させることができる。
【０１３８】
請求項１１乃至１３記載の発明では、定着温度を所望の範囲に収めて変動させることができる。
【０１３９】
請求項１４記載の発明では、当該画像形成装置の仕様として用紙のサイズに応じて定められた画像形成のための時間当たりの処理枚数を変えることなく、定着部材の温度（定着温度）を所望の範囲に収めて通紙することができる。
【０１４０】
請求項１５記載の発明では、先行するシート状媒体と後行のシート状媒体の先端との間の所謂紙間内にニップ幅が収まるように調節可能である。
【０１４１】
請求項１６記載の発明では、短時間での定着温度立ち上がりを可能としている。
【０１４２】
請求項１７記載の発明では、狙いの定着温度に向けての温度制御がなされる。
【０１４３】
請求項１８、１９記載の発明では、低熱容量化を達成した定着部材を用いることにより、短時間での定着ローラの定着温度立ち上がりを可能としている。
【０１４４】
請求項２０記載の発明では、シート状媒体のサイズに合わせて効率的に発熱されて省エネルギー化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の構成図である。
【図２】定着装置の構成図である。
【図３】定着装置の定着ローラ及び加圧ローラの。
【図４】定着ローラの熱源の構成を説明した図である。
【図５】制御ブロック図である。
【図６】制御ブロック図である。
【図７】本発明を実施しない場合における定着ローラの初期温度降下特性を説明した図である。
【図８】紙間時間の変化に伴う定着ローラの温度変化を示した図である。
【図９】本発明の実施形態であって、紙間時間を変えた場合の定着ローラ温度特性を示した図である。
【図１０】本発明の実施形態であって、定着ローラを一時停止（停止時間固定）させた場合における定着ローラ温度特性を示した図である。
【図１１】本発明の実施形態であって、定着ローラを一時停止（停止時間変動）させた場合における定着ローラ温度特性を示した図である。
【図１２】定着装置の他の構成を例示した説明図である。
【図１３】定着装置の他の構成を例示した説明図である。
【図１４】定着装置の他の構成を例示した説明図である。
【図１５】定着装置の他の構成を例示した説明図である。
【図１６】定着装置の他の構成を例示した説明図である。
【図１７】定着装置の他の構成を例示した説明図である。
【符号の説明】
４１　定着ローラ（定着部材）
４２　加圧ローラ（加圧部材）
１９０Ａ、１９０Ａ’　用紙（シート状媒体）
ＮＰ　ニップ幅

Claims (20)

1. 熱源を有する定着部材と熱源を有しない加圧部材間のニップ部にて未定着トナー像をシート状媒体に熱溶融定着せしめる定着装置を有する画像形成装置において、
   所定時間内に出力するシート状媒体の枚数を変更することなく、シート状媒体の搬送間隔を変化させて前記定着装置より出力することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記シート状媒体の搬送間隔とは、先行シート状媒体の出力から後行シート状媒体の出力までの出力時間の間隔であることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１記載の画像形成装置において、
   シート状媒体の搬送間隔とは先行シート状媒体の後端と、後行シート状媒体の先端との間の距離であることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１乃至３の何れか一つに記載の画像形成装置において、
   前記シート状媒体の搬送間隔の変更は、当該画像形成装置におけるシート状媒体搬送経路上での搬送速度は変更することなく、先行シート状媒体の後端と後行シート状媒体の先端との間の間隔を変化させることにより行うことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１乃至４の何れか一つに記載の画像形成装置において、
   前記シート状媒体の搬送間隔の変更内容は、当該定着装置への通紙開始直後の送り枚数分は通常間隔γよりも短縮された間隔αで、次には前記通紙開始直後の送り枚数分と同数の送り枚数分、前記通常間隔γよりも長いβとし、最後に前記通常間隔γとし、このγの値は前記間隔αと前記間隔βの平均値に相当することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５記載の画像形成装置において、
   前記通紙開始直後とは、仮に、通紙間隔を短縮しないときには、前記定着部材から前記加圧部材に熱が奪われることにより通紙開始からの定着落ち込み温度が定着下限温度を下回る温度まで下降するに至るまでの時間領域とすることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１乃至６の何れか一つに記載の画像形成装置において、
   所定時間内に出力するシート状媒体の枚数とは、当該画像形成装置の仕様としてシート状媒体のサイズに応じて定められた画像形成のための時間当たりの処理枚数をいい、
   前記通常間隔とは、シート状媒体の搬送間隔を変化させずに、前記「所定時間内に出力するシート状媒体の枚数」の画像形成処理をする際のシート状媒体の搬送間隔とすることを特徴とする画像形成装置。
8. 熱源を有する定着部材と熱源を有しない前記加圧部材間のニップ部にて未定着トナー像をシート状媒体に熱溶融定着せしめる定着装置を有する画像形成装置において、
   所定時間内に出力するシート状媒体の枚数を変更することなく、先行シート状媒体の後端と後行シート状媒体の先端との間に前記ニップ部が位置しているときに前記定着部材の駆動を一時停止することを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項８記載の画像形成装置において、
   前記一時停止は、所定枚数のシート状媒体を通紙する毎に行なうことを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項９記載の画像形成装置において、
    所定通紙枚数を通紙する毎に行なう前記一時停止の停止時間は、所定通紙枚数毎に、一定としたことを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項１０記載の画像形成装置において、
    前記一時停止の停止開始時期は、前記定着部材からシート状媒体に熱が奪われることにより下降傾向を示す定着温度が定着下限温度に達する以前の時点とし、前記一時停止の停止終了時機は、それまで下降傾向にあった前記定着温度が前記一時停止により上昇傾向に転じた時点とすることを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項１１記載の画像形成装置において、
    前記定着温度は通紙が継続する間、時間の経過に応じて狙いの定着温度と定着下限の目標温度の範囲で上昇下降を繰返し、時間軸に沿う鋸歯状波形の温度特性を示すことを特徴とする画像形成装置。
13. 請求項９記載の画像形成装置において、
    所定通紙枚数を通紙する毎に行なう前記一時停止の停止時間は、通紙に伴なう温度低下により低下した定着温度を、定着下限目標温度近傍から、少なくとも狙いの定着温度を越える程度まで上昇させ得るように定めることを特徴とする画像形成装置。
14. 請求項１３記載の画像形成装置において、
    前記一時停止の停止時間は、当該定着装置への通紙開始直後に比べて、次回以降は前記加圧部材が前記定着部材により加温されるにつれて、短くなるように変動することを特徴とする画像形成装置。
15. 請求項８乃至１４の何れか一つに記載の画像形成装置において、
    前記ニップ部のニップ幅は可変であることを特徴とする画像形成装置。
16. 請求項１乃至１５の何れか一つに記載の画像形成装置において、
    前記定着部材は低熱容量の定着ローラであって、加熱用の熱源を備え、
    前記加圧部材は弾性材からなる加圧ローラで構成されていることを特徴とする画像形成装置。
17. 請求項１６記載の画像形成装置において、
    前記定着装置には温度検知手段が設けれらていて、前記ニップ部の温度が狙いの定着温度になるように、前記熱源の発熱、発熱停を行なうようにしたことを特徴とする画像形成装置。
18. 請求項１６記載の画像形成装置において、
    前記定着装置を構成する定着部材が定着ローラに代えて、シート状若しくはベルト状のもので構成されていることを特徴とする画像形成装置。
19. 加熱される定着部材と非加熱の加圧部材間のニップ部にて未定着トナー像を転写媒体に熱溶融定着せしめる定着装置であって、
    前記定着部材は、筒状をしたアルミニウムの外周をシリコーンゴム層で覆った構成の定着ローラで、内部に熱源を具備しており、
    前記加圧部材は、中実の発泡シリコーンゴムからなる加圧ローラで構成されていることを特徴とする定着装置。
20. 請求項１９記載の定着装置において、
    前記熱源はシート状媒体のサイズに応じて発熱範囲を中央部と端部とで切換えることのできる電気ヒータからなることを特徴とする定着装置。

Images