JP2014232204A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷温状態からの定着ウォームアップ処理に要する時間を短縮しつつ、定着ウォームアップ処理後の１ページ目の用紙での熱不足による定着不良の発生を防ぐ。
【解決手段】定着装置は、ヒーターと、ヒーターの熱を受ける定着回転体と、定着回転体に圧接し定着ニップを形成する加圧回転体と、定着圧を調整し定着ニップのニップ幅を調整する調整機構と、温度検知体と、温度検知体の出力に基づき、制御部と、を含み、制御部は、定着回転体の温度を上昇させる定着ウォームアップ処理中では、定着圧を第１設定値とし、定着圧を第３設定値とした状態で定着ニップに定着ウォームアップ処理完了後の最初の用紙を通過させ、定着ウォームアップ処理完了後、予め定められたページ数の用紙が定着ニップを通過するまでに定着圧を第２設定値に戻す。定着圧は第３設定値が最大で、次いで第２設定値が大きく、第１設定値が最小である。
【選択図】図７

Description

本発明は、トナー像を用紙に定着させる定着装置及び定着装置を含む画像形成装置に関する。

トナーを用いて印刷を行う画像形成装置には、用紙に転写されたトナーを定着させる定着装置が設けられる。定着装置には、加熱用回転体と加圧用回転体が設けられ、加熱用回転体と加圧用回転体のニップにトナー像が転写された用紙を通過させ、用紙を加熱、加圧する。これにより、トナー像が用紙に定着する。そして、画像形成装置の主電源が入れられたときや、省電力モードから復帰したとき、定着装置に設けられたヒーターに通電し、加熱用回転体を定着に適した温度に温める定着ウォームアップ処理が行われる。ここで、加熱用回転体と加圧用回転体は接するので、加熱用回転体の熱は、加圧用回転体に奪われる。そのため、定着ウォームアップ処理後の１ページ目の印刷では、加熱用回転体の温度不足により、トナーが溶けきらず、定着不良が生ずる場合がある。

このような定着ウォームアップ処理後の１ページ目の定着不良に関する技術が特許文献１に記載されている。具体的に、特許文献１には、定着ローラー、記録紙を定着ローラーに押し付けるための加圧ローラー、定着ローラーを加熱する加熱器、温度センサーの出力に基づいて加熱器を制御し定着ローラーの温度を調整する温度調整手段と、を有し、電源投入後の最初の定着処理の指示に基づいて、１ページ目の記録紙に関する定着処理時に第１定着温度よりも高い第２定着温度を目標温度として定着ローラーの温度調整を行う第２の定着温度調整手段とを備えた画像形成装置が記載されている。この構成により、電源投入後の１ページ目の記録紙に対する定着処理を第１定着温度よりも高い温度で行って、加圧ローラーなどの周辺装置や記録紙に定着ローラーの熱が奪われることに基づく加熱器による加熱不足を抑制しようとする（特許文献１：請求項１、段落［００１０］等参照）。

特開２００８−２１６５４９号公報

従来、使用者の待ち時間を減らし、使いやすくするため、主電源のＯＮのような使用者の操作から、印刷出力がなされるまでの時間（「ファーストプリントタイム」と称する場合もある）を短くするための工夫がなされている。このファーストプリントタイムを短くするには、定着ウォームアップ処理を短くすることが効果的である。

ここで、特許文献１記載の技術では、定着ウォームアップ処理後、最初のページの印刷での定着不良の発生を防げる場合がある。しかし、電源投入後の１ページ目の記録紙に対する定着処理で、定着ローラーの温度を、第１定着温度よりも高い第２定着温度とする。そのため、用紙の定着開始前に、定着ローラーの温度を第２定着温度にまで高めなくてはならない。従って、特許文献１記載の技術では、定着ウォームアップ処理に要する時間が長くなり、その結果、ファーストプリントタイムが長くなるという問題がある。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、定着装置が冷めている状態からの定着ウォームアップ処理に要する時間を短縮しつつ、定着ウォームアップ処理後の１ページ目の用紙での熱不足による定着不良の発生を防ぐ。

上記の課題を解決するため、本願に係る定着装置は、通電により発熱するヒーターと、前記ヒーターの熱を受けて熱せられる定着回転体と、前記定着回転体に圧接し、トナー像が転写された用紙を通過させて定着するための定着ニップを形成する加圧回転体と、前記定着ニップでの前記定着回転体と前記加圧回転体が接する圧力である定着圧を調整し、前記定着ニップのニップ幅を調整する調整機構と、前記定着回転体の温度を検知するための温度検知体と、前記温度検知体の出力に基づき、前記定着回転体の温度を認識し、定着装置を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記調整機構を制御し、前記ヒーターに通電して前記定着回転体の温度をトナー像の定着に適した定着制御温度にまで上昇させる定着ウォームアップ処理中では、前記定着圧を予め定められた第１設定値とし、前記定着圧を予め定められた第３設定値とした状態で、前記定着ニップに前記定着ウォームアップ処理完了後の最初の用紙を通過させ、前記定着ウォームアップ処理完了後、予め定められたページ数の用紙が前記定着ニップを通過するまでに、前記定着圧を予め定められた第２設定値になるように制御し、前記定着圧は、前記第３設定値が最も大きく、次いで前記第２設定値が大きく、前記第１設定値が最も小さいこととした。

本発明によれば、従来よりも、定着装置が冷めている状態からの定着ウォームアップ処理に要する時間を短くすることができる。従って、ファーストプリントタイムが短く、使用者にとって使いやすく、待ち時間の少ない定着装置、画像形成装置を提供することができる。また、定着ウォームアップ処理を従来よりも短くしても、定着不良が一切生じない定着装置や画像形成装置を提供することができる。

複合機の構造を示す図である。 複合機のハードウェア構成を示す図である。 定着装置を示す図である。 定着装置での制御を説明するための図である。 通常モードと省電力モードを説明するための図である。 定着圧の調整の流れを説明するための図である。 定着圧の調整の流れを示すフローチャートである。 変形例での定着圧の調整の流れを説明するための図である。

以下、本発明の実施形態を図１〜図８を用いて説明する。以下の説明では、定着装置１を含む画像形成装置として、複合機１００を例に挙げて説明する。但し、各実施の形態に記載されている構成、配置等の各要素は発明の範囲を限定するものではなく単なる説明例にすぎない。

（画像形成装置の概要）
まず、図１を用いて、実施形態に係る複合機１００の概要を説明する。図１は、実施形態に係る複合機１００の構造を示す図である。

図１に示すように、本実施形態の複合機１００は、側方に取り付けられた操作パネル２を有する。そして、複合機１００は上部に原稿搬送部３ａと画像読取部３ｂからなる読取部３を有する。又、複合機１００は、内部に、印刷部１０として、給紙部４ａ、第１搬送部４ｂ、画像形成部５、定着装置１、第２搬送部４ｃを含む。

まず、図１に示すように、操作パネル２は、複合機１００の上部右側に設けられたアーム２１の先に設けられる。そして、操作パネル２は、複合機１００の状態や各種メッセージや設定用画面を表示する表示部２２を備える。表示部２２はタッチパネル式である。操作パネル２は、用紙Ｐのサイズ及び種類、原稿のサイズ及び種類のような印刷や送信の条件などの設定を受け付け、装置の状態や注意事項、エラーメッセージなどを表示する。

原稿を搬送して読み取るとき、原稿搬送部３ａは、原稿トレイ３３に載置された原稿を１枚ずつ読取位置（送り読取用コンタクトガラス３１）に向けて搬送する。又、載置読取用コンタクトガラス３２に載置された原稿の読み取りのとき、原稿搬送部３ａは、原稿を押さえるカバーとして機能する。画像読取部３ｂは、送り読取用コンタクトガラス３１を通過する原稿や載置読取用コンタクトガラス３２に載置された原稿を読み取り、原稿の画像データを生成する。

図１に示すように、給紙部４ａは、複合機１００の内部下方に配される。給紙部４ａは、複数枚の用紙Ｐを収容し、印刷のとき、用紙Ｐを送り出す。

第１搬送部４ｂは、給紙部４ａから供給された用紙Ｐを画像形成部５まで搬送する。第１搬送部４ｂには、搬送ローラー対４１、４２やレジストローラー対４３が設けられる。レジストローラー対４３は、搬送されてくる用紙Ｐを転写ローラー５５の手前で待機させ、トナー像の用紙Ｐへの転写のタイミングにあわせて用紙Ｐを送り出す。

画像形成部５は、感光体ドラム５１、帯電装置５２、露光装置５３、現像装置５４、転写ローラー５５、クリーニング装置５６を含む。

感光体ドラム５１は、回転可能に支持され、印刷のとき、所定の速度で回転する。帯電装置５２は、感光体ドラム５１の表面を一定の電位で帯電させる。露光装置５３は、印刷する画像データに基づいた光信号（レーザー光、１点鎖線で図示）を帯電した感光体ドラム５１に照射し、感光体ドラム５１の周面に静電潜像を形成する。現像装置５４は、トナーを飛翔させ、トナーで感光体ドラム５１の周面上の静電潜像を現像しトナー像を形成する。転写ローラー５５は、感光体ドラム５１に圧接する。そして、レジストローラー対４３から送り出された用紙Ｐにトナー像を転写するため、転写ローラー５５には、所定の転写用の電圧が印加される。これにより、トナー像は用紙Ｐに転写される。クリーニング装置５６は、転写後の感光体ドラム５１の清掃を行う。

定着装置１は、感光体ドラム５１と転写ローラー５５のニップよりも用紙搬送方向下流側に配される。そして、トナー像が転写された用紙Ｐを加熱・加圧して、用紙Ｐにトナー像を定着させる。

定着装置１を通過した用紙Ｐは、分岐部４４から複合機１００の左側面に向かって延びる第２搬送部４ｃを通して搬送される。そして、用紙Ｐは、排出ローラー対４５によって複合機１００の左側面上部外側に設けられた排出トレイ４６に排出される。これにより、１ページの印刷が完了する。尚、両面印刷のとき、定着装置１から排出された片面印刷済みの用紙Ｐは、分岐部４４から排出トレイ４６方向に一旦送り出された後、複合機１００の右側面方向に向かって用紙搬送方向がスイッチバックされる。そして、用紙Ｐは分岐部４４を通過し、両面印刷用搬送部４ｄを通して下方に送られ、第１搬送部４ｂを経てレジストローラー対４３に再度送られる。

（複合機１００のハードウェア構成）
次に、図２に基づき、実施形態に係る複合機１００のハードウェア構成を説明する。図２は、複合機１００のハードウェア構成を示す図である。

図２に示すように、本実施形態に係る複合機１００は、主制御部６を含む。主制御部６は、複合機１００に含まれる各部を制御する。主制御部６は、ＣＰＵ６１や、印刷や送信に用いる画像データを生成する画像処理部６２や、その他の電子回路や素子を含む。

ＣＰＵ６１は、中央演算処理装置であり、記憶部６３に格納される制御プログラムや制御用データに基づき複合機１００の各部の制御や演算を行う。記憶部６３は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュＲＯＭ、ＨＤＤ等の不揮発性と揮発性の記憶装置の組み合わせで構成される。

そして、主制御部６は、エンジン制御部７と接続される。エンジン制御部７（制御部に相当）は、主制御部６の指示を受け、用紙搬送やトナー像の形成や、転写、定着により印刷を行う印刷部１０（給紙部４ａ、第１搬送部４ｂ、画像形成部５、定着装置１、第２搬送部４ｃ、両面印刷用搬送部４ｄ）を制御する。

エンジン制御部７は、印刷部１０に含まれる部分を制御するためのデータやプログラムを記憶するエンジンメモリー７１を含む。また、エンジン制御部７は、エンジンメモリー７１の記憶内容に基づき、印刷部１０に含まれる部分を制御するための演算や処理を行うエンジンＣＰＵ７２を含む。

又、主制御部６には、通信部６４が接続される。通信部６４は、パーソナルコンピューターやサーバーのようなコンピューター２００やＦＡＸ装置３００と通信を行うためのインターフェイスである。通信は、ネットワーク、公衆回線及び接続ケーブルなどを介して行われる。通信部６４は、コンピューター２００から画像データや印刷設定を含む印刷用データを受信する。そして、主制御部６は、印刷部１０に印刷用データに基づき印刷を行わせる（プリンター機能）。又、通信部６４は、読取部３による原稿の読み取りに基づく画像データをコンピューター２００に送信することができる（送信機能）。

又、主制御部６は、画像読取部３ｂや原稿搬送部３ａを含む読取部３の動作を制御する。又、主制御部６は、操作パネル２の表示等の動作を制御する。又、主制御部６は、操作パネル２でなされた設定内容を認識しジョブの内容、設定及び実行指示を認識する。

（定着装置１）
次に、図１、図３を用いて、本実施形態に係る定着装置１を説明する。図３は、定着装置を示す図である。

図１を用いて説明したように、複合機１００は定着装置１を含む。定着装置１は、用紙Ｐに転写されたトナー像を加熱、加圧して定着させる。図１、図３に示すように、定着装置１は、ヒーター１３により熱せられる定着ローラー１１（定着回転体に相当）と、これに圧接される加圧ローラー１２（加圧回転体に相当）を含む。定着ローラー１１と加圧ローラー１２は軸線方向が平行となるように、回転可能に支持される。

定着ローラー１１の周面は筒状やスリーブ状である。そして、定着ローラー１１は、金属製（アルミや鉄製）である。ヒーター１３は、定着ローラー１１に内蔵される。本実施形態の複合機１００ではハロゲンヒーターが用いられる。しかし、ヒーター１３は、通電により定着ローラー１１に熱を与えることができるものであればよく、ＩＨヒーターのような他種の熱源でもよい。一方、加圧ローラー１２は、周面に定着ローラー１１の形状に応じて変形する弾性層を有するローラーである。弾性層は、シリコンスポンジなどの樹脂製である。

そして、定着ローラー１１と加圧ローラー１２の圧接により、定着ニップＮが生成される。トナー像の転写された用紙Ｐは、定着ローラー１１と加圧ローラー１２との間の定着ニップＮを通過する。これにより、用紙Ｐ及び用紙Ｐに転写されたトナー像は、加熱・加圧される。その結果、トナー像が用紙Ｐに定着する。

（定着装置１の温度制御）
次に、図３、図４を用いて、定着装置１での温度制御を説明する。図４は、定着装置１での制御を説明するための図である。

図４に示すように、エンジン制御部７（エンジンＣＰＵ７２）は、ヒーター１３への通電（ヒーター１３の出力）を制御する。

そして、定着装置１には、定着ローラー１１に接触する温度センサー１４（温度検知体に相当）が設けられる（図３参照）。尚、温度センサー１４は、非接触式のものでもよい。温度センサー１４は、サーミスターを含み、定着ローラー１１の温度により出力電圧値が変化する。エンジン制御部７（エンジンＣＰＵ７２）は、温度センサー１４の出力に基づき定着ローラー１１の温度を認識する。

又、エンジン制御部７（エンジンＣＰＵ７２）は、定着ローラー１１を回転駆動させる定着モーター１５の動作を制御する。印刷を行うときなど、ヒーター１３に通電するとき、エンジン制御部７は、定着モーター１５を回転させて定着ローラー１１を回転させる。加圧ローラー１２が定着ローラー１１に圧接しているとき、定着ローラー１１の回転にあわせ、加圧ローラー１２は従動する。このように、定着装置１を制御するので、エンジン制御部７は、定着装置１の一部として機能する。

複合機１００の主電源ＯＮや、省電力モードから通常モードに復帰したとき、エンジン制御部７は、ヒーター１３に通電を行い、冷めた定着ローラー１１の温度を、予め定められた定着制御温度にまで上昇させる定着ウォームアップ処理を行う。尚、本実施形態の複合機には、主電源のＯＮ／ＯＦＦ用のメインスイッチ１０１が設けられる（図５参照）。エンジン制御部７は、ヒーター１３に通電を行い、温度センサー１４の出力に基づき、定着ローラー１１の温度を認識しつつ、定着ローラー１１の温度が定着制御温度に到達したか否かを認識する。定着制御温度は、トナーの定着を行う上で適切な温度であり、本実施形態の複合機１００では１７０°Ｃ程度とされる。

定着制御温度に到達すると、省電力モードに移行する前の通常モードの間、エンジン制御部７は、定着ローラー１１の温度を定着制御温度で維持する温度維持制御を行う。温度維持制御を行うとき、エンジン制御部７は、温度センサー１４の出力に基づき、定着ローラー１１の温度が定着制御温度以下になるとヒーター１３に通電を行い、定着ローラー１１の温度が定着制御温度を上回るとヒーター１３への通電を停止させる。

（定着圧の調整機構８）
次に、図３、図４を用いて、実施形態に係る定着装置１での定着圧の調整機構８を説明する。

本実施形態の定着装置１には、定着ローラー１１に近づけたり遠ざけたりして、加圧ローラー１２の位置を移動させ、定着圧を調整するための調整機構８が設けられる。定着圧は、定着ニップＮにおける定着ローラー１１に対する加圧ローラー１２の圧接力である。尚、本実施形態では、加圧ローラー１２を移動させて定着圧を調整する例を説明するが、定着ローラー１１を移動させて定着圧を調整してもよい。あるいは、定着ローラー１１と加圧ローラー１２の両方を移動させて、定着圧を調整するようにしてもよい。

定着圧を調整することにより、定着ニップＮのニップ幅Ｗが変化する。言い換えると、調整機構８は、定着ニップＮのニップ幅Ｗを変化させることができる。定着ニップＮのニップ幅Ｗは、用紙搬送方向における、定着ローラー１１と加圧ローラー１２が接している幅である。定着圧が大きくなるほど、加圧ローラー１２は定着ローラー１１に押しつけられ、ニップ幅Ｗは広くなる。定着圧が小さくなるほど、加圧ローラー１２の弾性により、ニップ幅Ｗは狭くなる。尚、定着圧を弱めたとき、定着ローラー１１から加圧ローラー１２が速やかに離れるように（速やかにニップ幅Ｗが変わるように）、加圧ローラー１２を定着ローラー１１から引き離す方向に付勢する付勢部材１２０を設けてもよい。

図３、図４に示すように、調整機構８は、モーター駆動部８１、調整モーター８２、ギア列８３、カム８４を含む。調整機構８は、調整モーター８２が生じさせる駆動力に基づいて、カム８４を回転させて加圧ローラー１２の位置を移動させる。

調整モーター８２は、正逆回転自在なモーターである。調整モーター８２には、ＤＣブラシモーターのようなモーターを用いることができる。そして、定着装置１には調整モーター８２の端子に印加する電圧や、電流を流す方向を制御して、調整モーター８２の回転方向、回転速度及び回転時間を制御するモーター駆動部８１が設けられる。モーター駆動部８１は、エンジン制御部７（エンジンＣＰＵ７２）の指示に応じた方向に調整モーター８２を回転させる。

また、調整機構８には、加圧ローラー１２の回転軸１２ａと接するカム８４や、複数のギアからなるギア列８３が含まれる。調整モーター８２を回転させると、ギア列８３を介してカム８４に駆動力が伝わる。その結果、カム８４が回転する。カム８４の回転により、加圧ローラー１２の回転軸１２ａが移動する。このように、調整モーター８２やカム８４を回転させることにより、加圧ローラー１２の回転軸１２ａの位置を変化させて定着圧を調整することができる。

図３で示す矢印Ａの方向にカム８４が回転するように調整モーター８２を回転させると、カム８４は、加圧ローラー１２の回転軸１２ａを定着ローラー１１方向に移動させる（押しやる）。この場合、定着圧は大きくなり、ニップ幅Ｗは広くなる。一方、図３に示す矢印Ｂの方向にカム８４が回転するように調整モーター８２を回転させると、加圧ローラー１２を定着ローラー１１方向に押す力が弱くなり、加圧ローラー１２は、その弾性により、定着ローラー１１から離れる方向に移動する。言い換えると、加圧ローラー１２は、定着圧の減圧方向に退避する。

尚、本実施形態では、調整モーター８２、ギア列８３、カム８４を用いて定着圧の調整を行う例を説明している。しかし、調整機構８には、他の構成が用いられてもよい。調整機構８は、ソレノイドを用い、ソレノイドで加圧ローラー１２の回転軸１２ａに力を加え、加圧ローラー１２が定着ローラー１１を押す力を変化させて定着圧を調整するものでもよい。また、加圧ローラー１２の回転軸１２ａに対して力を加えるのではなく、調整機構８は、加圧ローラー１２の回転軸１２ａを支えるフレームの位置を移動させることにより、加圧ローラー１２が定着ローラー１１を押す力を変化させて定着圧を調整するものでもよい。

（通常モードと省電力モード）
本実施形態の定着装置１（複合機１００）では、主電源ＯＮや省電力モードから通常モードに復帰したときになされる定着ウォームアップ処理や定着ウォームアップ処理後の印刷の過程において、定着圧は調整される。そこで、図５を用いて、通常モードと省電力モードについて説明しておく。図５は、通常モードと省電力モードを説明するための図である。

通常モードは、複合機１００の全ての部分に電力を供給し、コピーやスキャンや送信のようなジョブを実行できる状態で保つモードである。通常モードでは、定着ローラー１１の温度維持のためにヒーター１３への電力供給がなされるなど、ジョブを実行していない待機状態でも、一定の電力が消費される。そこで、本実施形態の複合機１００は、通常モードよりも消費電力を減らす省電力モードを有する。省電力モードでは、複合機１００中、予め定められた部分への電力供給が停止される。

図２、図５に示すように、複合機１００には、電源部９が設けられる。電源部９は、商用電源と接続され、コンバーターやレギュレーターやスイッチング電源のような交流電力を直流電力に変換する電力変換回路として、１次電源部９１と２次電源部９２を含む。そして、１次電源部９１は、各種モーターなどの駆動に必要な各種電圧を生成する。２次電源部９２は、複合機１００内の各種回路に供給する電圧を生成する。

また、複合機１００には、複合機１００の各部分への電力供給を制御するための電源制御部９０が設けられる。電源制御部９０は、電力供給をＯＮ／ＯＦＦするための複数のスイッチング素子を含むスイッチ部９３を有する。スイッチ部９３によって、読取部３、操作パネル２、記憶部６３、主制御部６、印刷部１０、通信部６４への電力供給のＯＮ／ＯＦＦを制御することができる。

メインスイッチ１０１により複合機１００の主電源がＯＮされると、複合機１００の最初のモードは、通常モードとされる。通常モードでは、電源制御部９０は、読取部３、操作パネル２、記憶部６３、主制御部６、印刷部１０、通信部６４のような複合機１００に含まれる全ての部分への電力供給を行う。

予め定められた移行条件が満たされると、複合機１００は、通常モードから省電力モードに移行する。移行条件は、適宜定めることができる。具体的には、移行条件は、操作パネル２が省電力モードへの移行指示を受け付けたときや、ジョブがなされず、複合機１００に対する操作がなされない待機状態の時間が予め定められた時間を超過したとき、主制御部６や電源制御部９０は、移行条件が満たされたと判断する。

省電力モードに移行すると、電源制御部９０は、予め定められた部分への電力供給を停止する。本実施形態の複合機１００では、省電力モードでは、電源制御部９０は、読取部３、印刷部１０への電力供給を停止する。また、電源制御部９０は、主制御部６、記憶部６３、操作パネル２の一部の回路に対してのみ電力供給を続ける。尚、電源制御部９０は、省電力モードでも通信部６４への電力供給を続ける。

予め定められた復帰条件が満たされると、複合機１００は、省電力モードから通常モードに復帰行する。復帰条件は、適宜定めることができる。具体的に、複合機１００への操作、入力が検知されたことを操作検知部９４が検知したことが復帰条件とされる。尚、電力は、省電力モードでも操作検知部９４に供給される。

本実施形態の複合機１００では、操作検知部９４として、給紙部４ａの取り付け取り外しを検知する挿脱検知センサーＳ１、複合機１００のカバー１０２の開閉を検知するカバー開閉検知センサーＳ２、原稿搬送部３ａ（原稿トレイ３３）への原稿の載置を検知する原稿載置検知センサーＳ３、原稿搬送部３ａの上げ下げを検知する開閉検知センサーＳ４（図１参照）が設けられる。また、通信部６４を操作検知部９４として用いてもよい。この場合、印刷を指示するデータを受信したとき、復帰条件が満たされたとされる。また、操作パネル２を操作検知部９４として用いてもよい。この場合、操作パネル２の何れかのキーがタッチされたとき、復帰条件が満たされたとされる。

（定着圧の調整）
次に、図６を用いて、本実施形態の複合機１００での定着圧の調整を説明する。図６は、定着圧の調整の流れを説明するための図である。

エンジン制御部７は、調整機構８を制御し、定着ウォームアップ処理から定着ウォームアップ処理後の印刷ジョブで、定着ニップＮにおける定着圧を変化させる。具体的に、エンジン制御部７は、調整機構８を制御し、定着ウォームアップ処理の間、定着圧を第１設定値とし、定着ウォームアップ処理完了後の最初の１ページ目の印刷では、定着圧を第３設定値とする。そして、定着ウォームアップ処理完了後の最初の２ページ目以降の印刷では、定着圧を第２設定値に戻す。

ここで、定着圧の大小関係を、以下に示す。
第３設定値＞第２設定値＞第１設定値

まず、定着圧の変更での第１設定値について説明する。主電源がＯＦＦされているときや、省電力モードでは、ヒーター１３への電力供給がなされない。定着ローラー１１が温まっていても、主電源のＯＦＦ状態や省電力モードが長く続くと温度が低下してゆき、やがて、定着ローラー１１の温度は、室温程度となる。

そして、主電源ＯＮや、省電力モードから通常モードに復帰したときに、エンジン制御部７は、定着ローラー１１をトナー像の定着に適した定着制御温度にまで熱する（定着ウォームアップ処理）。室温程度まで定着ローラー１１の温度が低下しているとき、主電源ＯＮや通常モードへの復帰時になされる各種処理のうち、定着ウォームアップ処理が、最も時間を要することが多い。そのため、定着ウォームアップ処理の時間を短くすれば、ファーストプリントタイムを短くできる。

そして、定着ローラー１１から加圧ローラー１２に逃げる（伝わる）熱を少なくすれば、定着ローラー１１の温度が定着制御温度に到達するまでの時間を短くできる。そこで、エンジン制御部７は、調整機構８を制御し、定着圧を、第２設定値や第３設定値よりも定着圧が小さい第１設定値とする。これにより、定着ウォームアップ処理のとき、ニップ幅Ｗは狭くなる。そして、印刷のときよりも、定着ローラー１１のうち加圧ローラー１２と接する部分から奪われる熱は減り、定着ローラー１１の温度を素早く上昇させることができる。

図６の最上段の図は、定着ウォームアップ処理時の加圧ローラー１２と定着ローラー１１の状態を示す図である。図６の最上段の図に示すように、エンジン制御部７は、定着ウォームアップ処理の間、定着ローラー１１の熱が加圧ローラー１２に奪われないようにするため、定着ウォームアップ処理中、定着圧を小さく、又は、０とし、定着ニップＮのニップ幅Ｗを狭く、又は、０とする。

本実施形態の定着装置１では、エンジン制御部７は、定着ウォームアップ処理中、調整機構８を制御し、定着ローラー１１と加圧ローラー１２を非接触の状態とさせる。尚、必ずしも定着ローラー１１と加圧ローラー１２を非接触とする必要は無く、エンジン制御部７は、非接触ではなくても可能な限り定着圧が最小となるように調整機構８を制御する。

定着ローラー１１の温度が上昇して定着制御温度に到達した後（定着ウォームアップ処理完了後）、省電力モードに移行する前の印刷ジョブでは、トナー像を用紙Ｐに定着できるほど加圧するために、定着圧を一定の大きさ以上とする必要がある。尚、印刷ジョブは、コピージョブやコンピューター２００からのデータに基づくプリンターとしてのジョブなどである。

ここで、定着ウォームアップ処理が完了したとき、定着ローラー１１の温度は定着制御温度に到達しているが、加圧ローラー１２の温度は、定着ローラー１１の温度よりも低いままである。そして、調整機構８が加圧ローラー１２の回転軸１２ａを移動させ、定着圧を一定の大きさに戻したとき、加圧ローラー１２は温まりきっておらず、定着ローラー１１の熱が奪われ、定着不良が生ずる恐れがある。

そこで、エンジン制御部７は、定着ウォームアップ処理完了後、１ページ目（最初のページ）の印刷では、定着圧が第３設定値となるように、調整機構８に加圧ローラー１２を移動させる。言い換えると、エンジン制御部７は、定着圧を第３設定値とした状態で、定着ニップＮに定着ウォームアップ処理完了後、１ページ目の用紙Ｐを通過させる。第３設定値の定着圧は、加圧ローラー１２が温まっているときの定着圧に対応し、仕様上予め定められた第２設定値の定着圧よりも高い。これにより、定着ウォームアップ処理完了後の１ページ目の用紙Ｐは、定着圧が第２設定値のときよりもニップ幅Ｗが広げられた定着ニップＮを通過する。

尚、図６では、第２設定値の定着ニップＮのニップ幅ＷをＷ０で図示している（図６の最下段の図を参照）。また、第３設定値の定着ニップＮのニップ幅ＷをＷ１で図示している（図６の上から２段目の図を参照）。

定着ニップＮのニップ幅Ｗを広げるので、用紙Ｐに対する圧力が通常時よりも高められるとともに、用紙Ｐの定着ニップＮの通過時間が通常時よりも長くなる。その結果、多少、加圧ローラー１２の影響によって定着ローラー１１の温度が下がっても、用紙Ｐにトナー像を強固に定着させることができる。

しかし、定着圧が高ければ高いほど、定着モーター１５の負荷や、定着ローラー１１や加圧ローラー１２を回転させるギアにかかる力が大きくなる。また、定着ニップＮで用紙Ｐがつまったとき、用紙Ｐを除去しづらくなる。また、定着圧が大きいことにより、加圧ローラー１２が変形したまま戻りにくくなることもある。

そこで、図６の上から３段目、及び、最下段の図に示すように、エンジン制御部７は、定着ウォームアップ処理完了後、２ページ目以降に、定着圧が第２設定値にとなるように、調整機構８に加圧ローラー１２を移動させる。言い換えると、エンジン制御部７は、定着ウォームアップ処理完了後、２ページ目以降のいずれかのページであって、あらかじめ定められたページが定着ニップＮに進入する前の紙間に、定着圧を予め定められた第２設定値に戻す。そして、定着圧を第２設定値に戻した状態で、定着ニップＮにあらかじめ定められたページの用紙Ｐを通過させる。第２設定値は、好適として予め定められた仕様上の定着圧である。これにより、定着圧が高すぎることによる弊害が生じないようにする。

具体的に、本実施形態の定着装置１では、エンジン制御部７は、定着装置１が用紙Ｐを通過するごとに、調整機構８に定着圧を段階的に下げさせる。そして、エンジン制御部７は、定着ウォームアップ処理完了後、（ｎ−１）ページ目の用紙Ｐが定着ニップＮを通過してから予め定められたページであるｎページ目の用紙Ｐが定着ニップＮに進入する前に、定着圧が第２設定値となるように調整機構８に定着圧を調整させる。このように、定着圧を紙間で第２設定値にまで段階的に下げていく。図６に示すように、第２設定値の定着ニップＮのニップ幅ＷはＷ１→Ｗａ→Ｗ０の順に、次第に狭くなっていく。これにより、定着ウォームアップ処理完了後の２ページ目以降の用紙Ｐで、加圧ローラー１２に定着ローラー１１の熱が奪われることによる定着不良の発生を防ぐことができる。

予め定められたページ数は、加圧ローラー１２の温度上昇の度合いを勘案し、適宜定めることができる。本実施形態の定着装置１では、予め定められたページ数は、３〜１０枚程度とすることができる。大きな用紙サイズの用紙Ｐでは、定着ニップＮの通過時間が長くなるので、予め定められたページ数は、印刷に用いる用紙Ｐのサイズに応じて定めてもよい。この場合、用紙サイズが大きいほど予め定められたページ数を少なくし、用紙サイズが小さいほど、予め定められたページ数を多くする。

尚、本実施形態では、紙間で定着圧を変化させる例を説明するが、用紙Ｐが定着ニップＮを通過している間に定着圧を変化させてもよい。

ここで、用紙搬送速度は決まっており、給紙部４ａから定着ニップＮまでの距離は決まっている。そのため、エンジン制御部７は、給紙開始からの時間を計時するなどにより、用紙Ｐの定着ニップＮへの進入開始時点や、用紙Ｐが定着ニップＮを通過しきる時点を認識できる。尚、定着圧を変化させるときには、給紙部４ａからの給紙、画像形成及び転写を通常よりも遅い時点で開始し、紙間を広げるようにしてもよい。

そして、定着圧が第２設定値に到達すると、エンジン制御部７は、少なくとも通常モードの間、調整機構８に定着圧を第２設定値で維持させ、定着ニップＮのニップ幅Ｗを通常のニップ幅Ｗで維持させる。

（定着圧の調整の流れ）
次に、図７を用いて、実施形態に係る定着装置１での定着圧の調整の流れを説明する。図７は、定着圧の調整の流れを示すフローチャートである。

まず、図７のスタートは、主電源がＯＮされたときや、省電力モードから通常モードに復帰したときであって、定着ウォームアップ処理を開始する時点である。

まず、エンジン制御部７は、温度センサー１４の出力に基づき、定着ローラー１１の温度が定着制御温度以上であるか否かを確認する（ステップ♯１）。リセット的に、複合機１００の主電源のＯＦＦとＯＮがなされる場合もあるためである。

もし、定着ローラー１１の温度が定着制御温度以上であれば（ステップ♯１のＹｅｓ）、定着ローラー１１や加圧ローラー１２は十分に温まっていると見なせるので、エンジン制御部７は、調整機構８に定着圧を第２設定値に調整させる（ステップ♯２）。そして、エンジン制御部７は、省電力モードへの移行条件が満たされたか否かを確認する（ステップ♯３）。もし、省電力モードへの移行条件が満たされたとき（ステップ♯３のＹｅｓ）、定着装置１のような複合機１００の予め定められた部分への電力供給が停止され、省電力モードとなり、本フローは終了する（エンド）。一方、省電力モードの移行条件が満たされていないとき（ステップ♯３のＮｏ）、フローはステップ♯２に戻る。

一方、定着ローラー１１の温度が定着制御温度未満であれば（ステップ♯１のＮｏ）、エンジン制御部７は、定着ウォームアップ処理を開始する（ステップ♯４）。エンジン制御部７は、定着ウォームアップ処理の開始に伴い、ヒーター１３への電力供給を開始させ、定着モーター１５を回転させ、定着ローラー１１や加圧ローラー１２を回転させる。

定着ウォームアップ処理の開始に伴い、エンジン制御部７は、調整機構８を制御し、定着圧を第１設定値とする（ステップ♯５。図６の最上段の図）。

そして、エンジン制御部７は、定着ローラー１１の温度が定着制御温度以上となったか否かを確認する（ステップ♯６）。エンジン制御部７は、定着ローラー１１の温度が定着制御温度となるまで確認を続ける（ステップ♯６のＮｏ→ステップ♯６）。定着ローラー１１の温度が定着制御温度以上となれば（ステップ♯６のＹｅｓ）、エンジン制御部７は、ヒーター１３への通電を停止させ、定着モーター１５を停止させ、温度維持制御を開始する（ステップ♯７）。

そして、エンジン制御部７は、定着装置１の定着ニップＮを通過させようとする用紙Ｐがあるかを確認する（ステップ♯８）。言い換えると、エンジン制御部７は、実行すべき印刷ジョブあるか否かを確認する。

定着ニップＮを通過させようとする用紙Ｐがなければ（ステップ♯８のＮｏ）、エンジン制御部７は、省電力モードへの移行条件が満たされたか否かを確認する（ステップ♯９）。もし、省電力モードへの移行条件が満たされたとき（ステップ♯９のＹｅｓ）、定着装置１のような複合機１００の予め定められた部分への電力供給が停止され、省電力モードとなり、本フローは終了する（エンド）。一方、省電力モードの移行条件が満たされていないとき（ステップ♯９のＮｏ）、フローはステップ♯８に戻る。

一方、印刷ジョブのため、定着ニップＮに用紙Ｐを通過させようとしているとき（ステップ♯８のＹｅｓ）、エンジン制御部７は、定着ニップＮに通過させようとする用紙Ｐが定着ウォームアップ処理完了後、定着ニップＮを通過させる１ページ目の用紙Ｐであるか否かを確認する（ステップ♯１０）。

１ページ目の用紙Ｐであれば（ステップ♯１０のＹｅｓ）、エンジン制御部７は、調整機構８を制御し、１ページ目の用紙Ｐが定着ニップＮを通過し始める前に、定着圧を第３設定値とする（ステップ♯１１）。その結果、１ページ目の用紙Ｐは、定着圧が第３設定値の定着ニップＮを通過する。そして、フローはステップ♯８に戻る。

一方、１ページ目の用紙Ｐでなければ（ステップ♯１０のＮｏ）、定着ニップＮを通過させようとする用紙Ｐが、定着ウォームアップ処理の完了後、予め定められたページ数以上であるか否かを確認する（ステップ♯１２）

定着ニップＮを通過させようとする用紙Ｐが定着ウォームアップ処理完了後から数えて予め定められたページ数以上のページであれば（ステップ♯１２のＹｅｓ）、エンジン制御部７は、調整機構８を制御し、その用紙Ｐが定着ニップＮを通過し始める前から定着圧を第２設定値とさせる（ステップ♯１３）。予め定められたページ数を超えるページでは、エンジン制御部７は、調整機構８に定着圧を第２設定値で維持させる。そして、フローは、ステップ♯８に戻る。

一方、定着ニップＮを通過させようとする用紙Ｐが定着ウォームアップ処理完了後から数えて予め定められたページ数未満のページであれば（ステップ♯１２のＮｏ）、エンジン制御部７は、前の用紙Ｐが定着ニップＮを通過した後、その用紙Ｐが定着ニップＮを通過し始める前に、調整機構８に定着圧を１段階弱めさせる（ステップ♯１４）。このステップ♯１３での定着圧は、第２設定値よりも大きく、前の用紙Ｐの定着ニップＮの通過時の定着圧よりも大きい。そして、フローは、ステップ♯８に戻る。

（変形例）
次に、図８を用いて、変形例を説明する。図８は、変形例での定着圧の調整の流れを説明するための図である。

上記の実施形態では、定着圧を第３設定値とした後、段階的に定着圧を下げる例を説明した。具体的には、定着ウォームアップ処理の完了後、定着圧を第２設定値に戻すのは、３ページ目以降の何れかの用紙Ｐを定着ニップＮに通過させようとするときとした。

本変形例では、定着ウォームアップ処理の完了後、定着圧を第３設定値とした状態で定着ニップＮに１ページ目の用紙Ｐを通過させる点は、上記の実施形態と同様である。一方で、本変形例では、定着圧を第２設定値とした状態で定着ニップＮに２ページ目の用紙Ｐを通過させる点が異なる。言い換えると、エンジン制御部７は、第３設定値から第２設定値まで複数段階かけて定着圧を調整させず、１ページ目の用紙Ｐが定着ニップＮを通過し、２ページ目の用紙Ｐが進入する前に、調整機構８に定着圧を第２設定値になるように制御する。

具体的に、図８を用いて説明する。図８の最上段の図は、定着ウォームアップ処理のときの定着装置１の状態を示す図である。この状態は、上記の実施形態と同様である。

また、図８の中段の図は、定着圧が第３設定値であるときの定着装置１の状態を示す図である。図８中段の図の状態は、定着ウォームアップ処理完了後、定着圧を第３設定値とした状態を示し、上記の実施形態と同様である。

そして、図８の最下段の図は、定着ウォームアップ処理完了後、１ページ目の用紙通過後、２ページ目の用紙通過前に、エンジン制御部７が調整機構８に定着圧が第２設定値になるように制御した状態（定着圧を第２設定値に戻させた状態）を示している。このように、第３設定値から複数枚かけて段階的に定着圧を第２設定値に戻すのではなく、第３設定値の後、１ページ目で定着圧を第２設定値に戻しても良い。

尚、定着圧の調整の流れについては、図６のフローチャートのうち、ステップ♯１２とステップ♯１４を除き、図６の内容、説明が本変形例そのまま適用できる。

このようにして、本願に係る定着装置１は、通電により発熱するヒーター１３と、ヒーター１３の熱を受けて熱せられる定着回転体（定着ローラー１１）と、定着回転体に圧接し、トナー像が転写された用紙Ｐを通過させて定着するための定着ニップＮを形成する加圧回転体（加圧ローラー１２）と、定着ニップＮでの定着回転体と加圧回転体が接する圧力である定着圧を調整し、定着ニップＮのニップ幅Ｗを調整する調整機構８と、定着回転体の温度を検知するための温度検知体（温度センサー１４）と、温度検知体の出力に基づき、定着回転体の温度を認識し、定着装置１を制御する制御部（エンジン制御部７）と、を含み、制御部（エンジン制御部７）は、調整機構８を制御し、ヒーター１３に通電して定着回転体の温度をトナー像の定着に適した定着制御温度にまで上昇させる定着ウォームアップ処理中では、定着圧を予め定められた第１設定値とし、定着圧を予め定められた第３設定値とした状態で、定着ニップＮに定着ウォームアップ処理完了後の最初の用紙Ｐを通過させ、定着ウォームアップ処理完了後、予め定められたページ数の用紙が定着ニップを通過するまでに（２ページ目以降に）、定着圧を予め定められた第２設定値になるように制御し、定着圧は、第３設定値が最も大きく、次いで第２設定値が大きく、第１設定値が最も小さくする。

これにより、定着ウォームアップ処理中では、定着圧は抑えられ、定着ニップＮの幅（用紙搬送方向での幅）は狭くされ、定着回転体（定着ローラー１１）と加圧回転体（加圧ローラー１２）の接触面積が狭くなる。従って、定着回転体の熱を加圧回転体に奪われ難くすることができ、定着回転体の温度を速やかに定着制御温度にまで到達させることができる。そして、ファーストプリントタイムを従来よりも短くすることができる。

又、定着ウォームアップ処理完了後、１ページ目の印刷では、定着圧を第３設定値にまで高め、通常よりもニップ幅Ｗを広げるので、トナー像を加熱する時間を通常よりも長くするとともに、定着圧を通常よりも大きくする。これにより、定着ウォームアップ処理完了後に最初に定着ニップＮを通過させる用紙Ｐでの定着不良の発生を防ぐことができる。

更に、定着ウォームアップ処理完了後、予め定められたページ数の用紙が定着ニップを通過するまでに（２ページ目以降に）、一旦大きくされた定着圧は、通常の定着圧のレベル（第２設定値）に戻される。これにより、定着圧を通常に戻すことで、第３設定値のときよりも定着回転体（定着ローラー１１）や加圧回転体（加圧ローラー１２）の回転に要するトルク、負荷を減らし、定着装置１内の駆動に関する部分や、定着回転体自体や加圧回転体自体が傷むことを防ぐことができる。また、定着圧が高い状態で維持せず、用紙Ｐが定着ニップＮを通過しやすいようにする。

又、予め定められたページは、３ページ目以降の何れかのページであり、制御部（エンジン制御部７）は、定着ウォームアップ処理完了後、予め定められたページが定着ニップＮに進入する前に定着圧を予め定められた第２設定値になるように制御し、用紙Ｐが定着ニップＮを通過するごとに、定着圧を第３設定値から次第に小さくさせるようにしてもよい。これにより、２ページ目以降でも加圧回転体（加圧ローラー１２）に定着回転体（定着ローラー１１）の熱が奪われることによる定着不良の発生を防ぐことができる。このように、定着ウォームアップ処理の完了後の２ページ目以降でも良好に定着がなされるように、定着回転体から熱を受ける加圧回転体の昇温のしやすさを考慮しつつ、定着圧を通常に戻すことができる。

又、制御部（エンジン制御部７）は、１ページ目の用紙Ｐが定着ニップＮを通過した後、２ページ目の用紙Ｐが定着ニップＮに進入する前に、定着圧が第２設定値になるように調整機構８を制御するようにしてもよい。これにより、定着不良が生じないようにしつつ、定着装置１での定着を速やかに通常の状態に戻すことができる。また、定着圧を大きくしていることによるデメリットを最低限度に抑えることができる。

又、制御部（エンジン制御部７）は、第１設定値のとき、調整機構８に定着回転体（定着ローラー１１）と加圧回転体（加圧ローラー１２）を接しない状態とさせる。これにより、定着ウォームアップ処理では、接触による加圧回転体から定着回転体への熱の移動はない。従って、高速に定着回転体を温め、定着回転体の温度を高速に定着制御温度にまで高めることができる。

又、画像形成装置（複合機１００）は、上記の定着装置１を含む。従って、定着ウォームアップ処理に要する時間が短く、ファーストプリントタイムが短い画像形成装置を提供することができる。また、定着ウォームアップ処理後、１ページ目の用紙Ｐからずっと、定着不良の無い画像形成装置を提供することができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は、定着装置１と、定着装置１を含む画像形成装置に利用可能である。

複合機１００（画像形成装置）
１ 定着装置
１１ 定着ローラー（定着回転体）
１２ 加圧ローラー（加圧回転体）
１３ ヒーター
１４ 温度センサー（温度検知体）
７ エンジン制御部（制御部）
８ 調整機構
Ｎ 定着ニップ
Ｗ（Ｗ１、Ｗ０、Ｗａ） ニップ幅

Claims (5)

1. 通電により発熱するヒーターと、
   前記ヒーターの熱を受けて熱せられる定着回転体と、
   前記定着回転体に圧接し、トナー像が転写された用紙を通過させて定着するための定着ニップを形成する加圧回転体と、
   前記定着ニップでの前記定着回転体と前記加圧回転体が接する圧力である定着圧を調整し、前記定着ニップのニップ幅を調整する調整機構と、
   前記定着回転体の温度を検知するための温度検知体と、
   前記温度検知体の出力に基づき、前記定着回転体の温度を認識し、定着装置を制御する制御部と、を含み、
   前記制御部は、前記調整機構を制御し、
   前記ヒーターに通電して前記定着回転体の温度をトナー像の定着に適した定着制御温度にまで上昇させる定着ウォームアップ処理中では、前記定着圧を予め定められた第１設定値とし、
   前記定着圧を予め定められた第３設定値とした状態で、前記定着ニップに前記定着ウォームアップ処理完了後の最初の用紙を通過させ、
   前記定着ウォームアップ処理完了後、予め定められたページ数の用紙が前記定着ニップを通過するまでに、前記定着圧を予め定められた第２設定値になるように制御し、
   前記定着圧は、前記第３設定値が最も大きく、次いで前記第２設定値が大きく、前記第１設定値が最も小さいことを特徴とする定着装置。
2. 前記予め定められたページは、３ページ目以降の何れかのページであり、
   前記制御部は、前記定着ウォームアップ処理完了後、予め定められたページが前記定着ニップに進入する前に前記定着圧を予め定められた第２設定値になるように制御し、用紙が前記定着ニップを通過するごとに、前記定着圧を前記第３設定値から次第に小さくさせることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 前記制御部は、１ページ目の用紙が前記定着ニップを通過した後、２ページ目の用紙が前記定着ニップに進入する前に、前記定着圧が前記第２設定値になるように前記調整機構を制御することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
4. 前記制御部は、前記第１設定値のとき、前記調整機構に前記定着回転体と前記加圧回転体を接しない状態とさせることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の定着装置。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載の定着装置を含むことを特徴とする画像形成装置。

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