JP6634048B2 - 定着装置、定着装置の制御方法、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば電子写真方式を用いて記録媒体に画像を形成する画像形成装置に好適な定着装置、及び、定着装置の制御方法に関する。またこの定着装置を備える電子写真複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置に搭載する定着装置として、ヒータと、ヒータに接触して加熱されつつ回転するフィルム（回転ユニット）と、フィルムを加圧して回転する加圧ローラ（加圧部材）を備える構成が知られている。この構成では、フィルムと加圧ローラから形成される定着ニップ部において、未定着のトナー像（現像剤像）を担持する記録材が挟持搬送されつつ加熱され、これにより記録材上の画像が記録材に定着される。

ここで、記録材上の未定着のトナー像は、そのすべてが適度に加熱溶融されて定着されるのが理想的である。しかし、熱で溶けきらないトナーや溶けすぎたトナー、静電的に加圧ローラやフィルムに付着したトナー等が存在する場合、トナーが加圧ローラやフィルムに転移し、またフィルムに転移したトナーは紙間等で加圧ローラに転移する。

この状態で定着動作が繰り返されると、加圧ローラへのトナーの転移が蓄積されていく。そして所定の蓄積量を超えると加圧ローラ上のトナーが次の記録材の裏面に付着してしまい、記録材裏面に目立ったトナー汚れを発生させる。

そこで特許文献１では、定着動作の終了後において、フィルムを停止させた状態でフィルムがトナーの軟化点以上の温度になるまで加熱を行うことで、加圧ローラ上のトナーをフィルムに転移させる吐き出し制御を行う構成が提案されている。このような吐き出し制御を行うことで、加圧ローラをクリーニングすることができ、記録材裏面のトナー汚れを抑制することができる。

特開平１１−３４４８９４号公報

しかし、特許文献１に記載の構成のように、フィルムを停止させた状態でフィルムを加熱し続ける場合、フィルムはヒータと接触する定着ニップ部の部分のみ温度が大きく上昇し、定着ニップ部以外の部分の温度は雰囲気温度のまま大きく変化しない。このようにフィルムの回転方向において、定着ニップ部の部分とそれ以外の部分で温度差が生じた状態で加圧ローラが急に駆動されると、次に説明する通り、フィルムが変形して凹み跡が生じるおそれがある。

図２７は、フィルムの変形のメカニズムを説明するためのフィルムの模式図である。図２７（ａ）はフィルムが停止した（非回転の）状態でヒータを昇温させた状態の図である。図２７（ｂ）は図２７（ａ）の状態から加圧ローラを回転させてフィルムを従動回転させたときの図である。

図２７（ａ）に示す様に、フィルムが停止した状態でヒータを昇温させると、フィルムは定着ニップ部近傍（破線部）が局所的に熱膨張し、他の部分（実線部）は熱膨張しない。このため、フィルムの回転方向（周方向）において、熱膨張する部分と熱膨張しない部分との境界付近で熱応力が加わってフィルムにひずみが生じる。このひずみ量は、フィルムのニップ部の内外の温度差が大きいほど、膨張量に差が出て大きくなる。

次に、図２７（ｂ）に示す様に、熱応力が加わった状態でフィルムが回転すると、フィルムは加圧ローラに引っ張られる状態となり、熱膨張する部分としない部分との境界付近で応力が更に集中し、フィルムが永久変形して凹み跡が発生する。

このように凹み跡がある状態で定着処理が行われると、凹み跡の部分ではフィルム表面と記録材とが接触しないため、トナーに熱が伝わらずに定着が不十分となり、画像が白く抜けて画像不良となる。特に定着性の確保が比較的に困難な低温環境下では、このような画像不良が顕著に発生する。また凹み跡が発生した状態でフィルムを使用し続けると、凹み跡の屈曲が何度も繰り返されてフィルムが割れるおそれがある。

そこで本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、回転して記録材上の現像剤像を加熱する回転ユニットの変形を抑制することができる定着装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明に係る定着装置は、回転可能な筒状のフィルムと、前記フィルムとの間でニップを形成し、該ニップで記録材を挟持搬送する加圧手段と、前記フィルムの内側に設けられ、前記ニップを加熱する加熱ユニットと、前記フィルムを回転状態から停止状態にする場合、前記フィルムが前記回転状態であるときの前記加熱ユニットの加熱温度に応じて、前記フィルムが前記停止状態であるときに前記加熱ユニットによる加熱温度を制御するとともに、前記停止状態での前記加熱ユニットによる前記加圧手段をクリーニングするための加熱を所定時間後に停止するよう制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、回転して記録材上の現像剤像を加熱する回転ユニットの変形を抑制することができる。

画像形成装置の断面概略図である。 定着装置の断面概略図である。 ヒータ基板の平面図である。 画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図である。 ヒータの通電制御経路を示す回路図である。 フィルム凹み跡発生実験の実験結果を示す表である。 立ち上げ制御のフローチャートである。 立ち上げ制御を実行したときのフィルムのニップ内温度とニップ外温度の推 移を示すグラフである。 後回転制御のフローチャートである。 後回転制御を実行したときのフィルムのニップ内温度とニップ外温度の推移を示すグラフである。 吐き出し制御のフローチャートである。 吐き出し制御を実行したときのフィルムのニップ内温度とニップ外温度の推移を示すグラフである。 立ち上げ制御のフローチャートである。 立ち上げ制御を実行したときのフィルムのニップ内温度とニップ外温度の推移を示すグラフである。 定着動作、後回転制御、吐き出し制御のフローチャートである。 定着動作から定着スタンバイ状態に入るまでのフィルムのニップ内温度とニップ外温度の推移を示すグラフである。 吐き出し制御中に画像形成ジョブ信号を受信したときの制御を示すフローチャートである。 フィルムのニップ外温度を算出する制御のフローチャートである。 定着動作から次の画像形成ジョブ信号が受信されるまでのフィルムのニップ内温度とニップ外温度の推移を示すグラフである。 フィルムのニップ外温度を算出する制御のフローチャートである。 定着動作から次の画像形成ジョブ信号が受信されるまでのフィルムのニップ内温度とニップ外温度の推移を示すグラフである。 定着ニップ部の幅が狭い場合と広い場合のフィルムの熱膨張による変形を模式的に示した模式図である。 吐き出し制御中に画像形成ジョブ信号を受信したときの制御を示すフローチャートである。 シート搬送方向における定着ニップ部の幅と加圧ローラ駆動時のフィルムのニップ内外温度差に関する閾値とが関連付けされたテーブルを示す表である。 定着装置の定着枚数と定着ニップ部の幅との関係を示すグラフである。 吐き出し制御中に画像形成ジョブ信号を受信したときの制御を示すフローチャートである。 従来の課題を説明するためのフィルムと加圧ローラの模式図である。

（第１実施形態）
＜画像形成装置＞
以下、まず本発明の第１実施形態に係る定着装置を備える画像形成装置Ａの全体構成を画像形成時の動作とともに図面を参照しながら説明する。なお、部材の種類、形状、配置、個数等は以下の実施形態にものに限定されず、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

図１に示す様に、画像形成装置Ａは記録材としてのシートＰにトナー像を転写する画像形成部と、画像形成部へシートＰを供給するシート給送部と、シートＰにトナー像を定着する定着部と、を備える。

画像形成部は、感光体ドラム１、帯電ローラ２、レーザスキャナユニット３、現像装置４、転写ローラ５などを備える。

画像形成に際しては、図４に示すＣＰＵ８０が画像形成ジョブ信号を受信すると、シート積載部９に積載収納されたシートＰが給送ローラ６によりレジストローラ７に送られる。その後、画像形成部とタイミング補正を行った上で、レジストローラ７によりシートＰが画像形成部に送り出される。

一方、画像形成部においては、帯電ローラ２に帯電バイアスが印加されることにより、帯電ローラ２と接触する感光体ドラム１の表面が帯電させられる。そして、レーザスキャナユニット３が、内部に備える光源（不図示）からレーザ光Ｌを出射し、レーザ光を感光体ドラム１に照射する。これにより、感光体ドラム１の電位が部分的に低下して画像情報に応じた静電潜像が感光体ドラム１の表面上に形成される。

その後、現像装置４が備える現像スリーブ４ａに現像バイアスが印加されることにより、現像スリーブ４ａから感光体ドラム１表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像（現像剤像）が形成される。感光体ドラム１表面に形成されたトナー像は、感光体ドラム１と転写ローラ５との間に形成された転写ニップ部に送り込まれる。トナー像が転写ニップ部に到着すると、転写ローラ５にトナーと逆極性の転写バイアスが印加されてトナー像がシートＰに転写される。

その後、トナー像が転写されたシートＰは定着装置１１に送られ、定着装置１１により加熱・加圧されて定着動作が行われ、シートＰ上（記録材上）のトナー像がシートＰに永久定着される。その後、シートＰは排出ローラ１３によって搬送されて排出トレイ１５に排出される。

＜定着装置＞
次に、定着装置１１の構成について説明する。

図２は、定着装置１１の断面概略図である。図２に示す様に、定着装置１１は、シートＰに担持されたトナー画像を加熱し、トナーを溶融させてシートＰにトナー画像を定着させる加熱ユニット１４を有する。また、加熱ユニット１４が備えるフィルム２２を加圧し、フィルム２２とともにシートＰを挟持搬送する加圧ローラ２４（加圧手段）を有する。

加圧ローラ２４は、回転軸である芯金２４ａと、芯金２４ａの周囲に設けられた弾性体層２４ｂと、弾性体層２４ｂの周囲に設けられた最外層の離型層２４ｃから構成される。芯金２４ａは、両端部が回転可能に支持されており、端部側に配置されたギア（不図示）が定着モータ８６（図４参照）から駆動力を受けて回転し、加圧ローラ２４が回転する。また加圧ローラ２４は、芯金２４ａの両端部は、不図示の加圧ばねにより１２０Ｎの力でフィルム２２側に加圧されている。これにより加圧ローラ２４はフィルム２２を加圧する。

なお、本実施形態では、芯金２４ａはアルミニウム、弾性体層２４ｂはシリコンゴム、離型層２４ｃはＰＦＡチューブを材料として用いた。また加圧ローラの外径は３０ｍｍ、離型層の厚みは５０μｍ、ゴムの長手方向全長は３３０ｍｍとした。

加熱ユニット１４は、フィルム２２、フィルム２２を保持するガイド部材２１、Ｕ字ステー３１、フィルム２２を加熱するヒータ２３、サーミスタ２５（温度検出手段）、非接触温度計８９（図４参照）などを備える。

フィルム２２（回転ユニット）は無端円筒状の耐熱性を持つフィルム状の部材であって、液晶ポリマーで形成された縦断面桶型形状のガイド部材２１に外嵌され、回転する加圧ローラ２０の摩擦力により従動回転する。つまり本実施形態では、加圧ローラ２４に駆動を伝達して回転させる定着モータ８６は、フィルム２２を回転させる駆動手段である。

またフィルム２２の内周長は、ガイド部材２１の外周長よりも３ｍｍ程度大きくなっており、フィルム２２は周長に余裕を持ってガイド部材２１に外嵌される。またフィルム２２の内周面とガイド部材２１の外周面の間には潤滑剤（不図示）が塗布され、これによりガイド部材２１とフィルム２２の内周面とが接触回転するときの摺動抵抗を低下させている。

またフィルム２２は、基材となる基層、基層の表面を覆う表層、表層と基層を接着させる接着層の３層から構成される。基層は膜厚４０μｍのステンレス製フィルムであり、その外周面にＰＦＡがコーティングされている。またフィルム２２の外径は３０mmであり、加圧ローラ２４の回転軸方向である長手方向の全長は３４０ｍｍとして、Ａ３サイズの通紙に対応可能な寸法に設定されている。

なお、フィルム２２は熱容量を小さくして立ち上げ時間を早めるために、膜厚は１００μｍ以下であることが好ましい。また基層はステンレス製の他に、ニッケル等の金属製、或いはポリイミド等の樹脂製のものを使用することができる。また表層にはトナーとの離型性を確保するためにＰＦＡではなくＰＴＦＥ等の他のフッ素系樹脂を使用してもよい。また前述したフィルム２２の凹み跡は、樹脂性フィルムでも発生するものの、金属製フィルムの場合により顕著に発生しやすい。これは、金属のように可撓性が比較的に小さいものは一度局所的に変形をすると永久に凹み跡が残ってしまうためである。

Ｕ字ステー３１は、長手方向に伸びた細長いＵ字状の金属であり、ガイド部材２１の上側に配置されている。このＵ字ステー３１は、ガイド部材２１に均一に圧を加え、加圧ローラ２４によるガイド部材２１の加圧に対して強度を持たせている。また長手方向の熱伝導性を良化させて長手方向の温度ムラを改善させている。このような機能から、材料としては強度が高く、熱伝導性の優れた金属が一般的に用いられる。本実施形態では、材料として亜鉛メッキ鋼板を用いている。

ヒータ２３は、定着ニップ部内においてフィルム２２の内側でフィルム２２の内周面と接触（対向）して配置され、フィルム２２を内周面側から加熱する。ヒータ２３は、窒化アルミニウム製のヒータ基板２７の溝部に嵌め入れて断熱保持され、通電により発熱するセラミックス製の発熱抵抗体２６（加熱源）を備える。また絶縁性を確保するために発熱抵抗体２６をガラスコート２８で覆っている。またヒータ基板２７のフィルム２２との接触面側には、フィルム２２との摺動性を確保するためにポリイミドコーティング３０を１０μｍ印刷している。さらに、フィルム２２とポリイミドコーティング３０との間に潤滑剤を塗布してフィルム２２回転時の摺動性をさらに高めている。ヒータ基板２７は、ガイド部材２１の加圧ローラ２４側の面に長手方向に沿って形成された凹字形状の溝に嵌められて保持され、これによりヒータ２３をヒータ基板２７を介してガイド部材２１に固定している。

またヒータ基板２７のガイド部材２１との対向面側には、ヒータ２３の温度を計測するサーミスタ２５（第１温度検出手段）が配置されている。サーミスタ２５は、支持体（不図示）上に断熱層を設け、その断熱層の上にチップサーミスタの素子を固定させて、その素子をヒータ基板２７に所定の加圧力で加圧して支持体をヒータ基板２７に当接させている。

ここで前述した通り、ヒータ２３はフィルム２２と接触しており、フィルム２２のヒータ２３との接触領域の温度は、ヒータ２３の温度とほぼ同視することができる。つまりサーミスタ２５は、フィルム２２のヒータ２３との接触領域の温度を計測して検出する第１検出手段、ヒータ温度センサである。本実施形態では、フィルム２２のヒータ２３との接触領域は、定着ニップ部の内側にあり、当該接触領域の温度と定着ニップ部の温度はほぼ一致するため、この接触領域の温度を以下ではニップ内温度と称する。

また非接触温度計８９は、フィルム２２のヒータ２３と接触していない領域の温度を測定する。つまり非接触温度計８９は、フィルム２２のヒータ２３との非接触領域の温度を測定する非接触領域温度センサである。具体的には、定着ニップ部からフィルム２２の曲率に沿ってτ°（本実施形態では３０°）傾いた位置（図２のＳ点）のフィルム２２のシート接触面側の温度を測定する。本実施形態では、フィルム２２のヒータ２３との非接触領域は、定着ニップ部の外側であるため、この非接触領域の温度を以下ではニップ外温度と称する。またニップ内温度とニップ外温度との温度差を、ニップ内外温度差と称する。

図３は、ヒータ基板２７のガイド部材２１との対向面側（図３（ａ））とフィルム２２接触面側（図３（ｂ））の構成を示す図である。図３に示す様に、ヒータ基板２７のガイド部材２１との対向面側には、発熱抵抗体２６が２つ並列して配置されている。また発熱抵抗体２６に給電を行うための給電部３３（３３ａ、３３ｂ）が配置されている。

またヒータ基板２７のガイド部材２１との対向面側には、サーミスタ２５が長手方向に３ヶ所設置されている。このうち、長手方向の最も中央付近のメインサーミスタ２５ａは、シートＰの搬送方向と直交するシート幅方向において、全てのシートＰが必ず通過する最小幅サイズのシートＰの通過領域に配置されている。また第１サブサーミスタ２５ｂは、シート幅方向においてＡ４サイズのシートＰをＲ方向で通過させたときに非通過域にあたる領域に配置され、第２サブサーミスタ２５ｃはＢ５サイズのシートＰをＲ方向で通過させたときに非通過域にあたる領域に配置されている。

そしてシートＰの通過域の温度をメインサーミスタ２５ａにより検出し、Ａ４ＲやＢ５Ｒ等の小サイズシート通過時の非通過域の温度をサブサーミスタ２５ｂ、２５ｃにより検出する。これにより小サイズ連続通紙時の非通過域の異常昇温が発生しないようにしている。

またヒータ基板２７上には、長手方向中央部に対してメインサーミスタ２５ａと対称の位置にサーモスイッチ３２（図５参照）が配置されている。サーモスイッチ３２は、サーミスタ２５の故障や、制御部の故障によってヒータ２３が過度に加熱されたときに安全装置として働くスイッチであり、内部にバイメタルが組み込まれている。このバイメタルが所定の温度に到達すると、バイメタルが変形し、発熱抵抗体２６への通電が遮断される。

＜制御部＞
次に、画像形成装置Ａを制御部の構成を、特に定着装置１１の制御に関わる部分を中心に説明する。

図４は、画像形成装置Ａの制御部の一部の構成を示すブロック図である。図４に示す様に、制御部は、ＣＰＵ８０（制御手段、設定手段）、ＲＡＭ８１、ＲＯＭ８２を備える。またＣＰＵ８０には、ヒータ２３、操作部８３、環境センサ８８（環境検出手段）、非接触温度計８９、定着モータ８６等が接続されている。

ＲＯＭ８２には、温度制御プログラムや供電力制御プログラム等の各種のプログラムや、定着温度情報などが記憶されている。また、ＣＰＵ８０はＲＯＭ８２に記憶されたプログラムに基づいて各種の演算処理を行う。またＲＡＭ８１は、ＣＰＵ８０の演算処理における作業領域として利用される。

操作部８３は、ユーザ等により入力される外部からの操作指示をＣＰＵ８０に出力する。定着モータ８６は、ＣＰＵ８０の制御に従って加圧ロ−ラ２４を回転駆動させる。

環境センサ８８は、画像形成装置本体に配置され、画像形成装置Ａの雰囲気温度（機内温度）を検出してＣＰＵ８０に出力する。また非接触温度計８９はフィルム２２のニップ外温度を検出してＣＰＵ８０に出力する。またサーミスタ２５はヒータ２３の温度、及びヒータ２３の温度を通じてフィルム２２のニップ内温度を検出してＣＰＵ８０に出力する。ＣＰＵ８０は、これらの温度情報等に基づいて、後述する通り、ヒータ２３の温度や定着モータ８６の駆動を制御する。

次に、画像形成時のヒータ２３の通電制御について説明する。

図５は、ヒータの通電制御経路を示す図である。図５に示す様に、ＣＰＵ８０が画像形成ジョブの信号を受信すると、ＣＰＵ８０がトライアック４２をオンし、これにより交流電源４３からサーモスイッチ３２を介して給電部３３ａから発熱抵抗体２６、給電部３３ｂと通電される。

この通電により発熱抵抗体２６全域が発熱して昇温する。その昇温に応じて加熱されるヒータ基板２７の温度をサーミスタ２５の出力をＡ／Ｄ変換して取り込んで検出し、目標温度にヒータ基板２７の温度、つまりヒータ２３の温度が到達するまで通電を続ける。

すなわちヒータ２３が目標温度に到達すると、サーミスタ２５からの出力信号に基づいて、トライアック４２によりヒータ２３に通電する電力を位相制御あるいは波数制御等により制御して、ヒータ２３の温度制御を行う。具体的には、ＣＰＵ８０はサーミスタ２５の検出温度が設定温度より低い場合には発熱抵抗体２６を昇温させ、設定温度より高い場合には発熱抵抗体２６を降温させるようにトライアック４２を制御してヒータ２３を設定温度に保つ。画像形成動作が終了すると、トライアック４２はオフにされてヒータ２３への通電が終了する。

＜フィルム凹み跡発生実験＞
次に、フィルム２２の凹み跡の発生実験の結果について説明する。

前述した通り、フィルム２２の凹み跡は、フィルム２２の回転方向（周方向）の温度差によってフィルム２２に熱応力が発生してひずみが生じ、そこでフィルム２２に駆動力が加わることで発生する。本実験では、フィルム２２と加圧ローラ２４を停止させた状態でフィルム２２のニップ内外温度差を８０℃〜１００℃の間で変化させた時の定着ニップ部におけるフィルム２２のひずみ量を測定する。その後、加圧ローラ２４の駆動をかけてフィルム２２を回転させてフィルム２２の凹み跡の発生の有無を確認した。

なお、ニップ内温度については定着ニップ部のシート搬送方向の略中央部のシートＰとの接触面側の温度を測定し、ニップ外温度について上述した非接触温度計が配置された位置（図２のＳ点）のフィルム２２のシートＰとの接触面側の温度を測定した。ひずみ量に関しては、加熱前後のフィルム２２形状の変化量（図２２に示す矢印ｈの長さ）を測定した。

図６に実験結果を示す。図６に示す様に、今回の実験では、フィルム２２のニップ内外の温度差が９５℃以上になると、ひずみ量が５０μｍ以上になり、その後にフィルム２２を回転させることでフィルム２２に凹み跡が生じることが検証できた。そこで以下では、フィルム２２の変形（凹み跡の発生）を抑制するため、フィルム２２のニップ内外温度差が９５℃未満になるように、後述する制御を行う。

＜立ち上げ制御＞
まず、画像形成ジョブ信号を受信してヒータ２３を設定温度に立ち上げるときの立ち上げ制御について図７に示すフローチャートを用いて説明する。なお、本実施形態では、ヒータ２３のポリイミドコーティング３０とフィルム２２との間に塗布された潤滑剤が溶け始めて潤滑性を確保できる温度は８０℃である。

図７に示す様に、まず画像形成のジョブ信号を受信すると（Ｓ１）、フィルム２２が停止した状態でヒータ２３への通電を開始する（Ｓ２）。次に、メインサーミスタ２５ａで検出したヒータ２３の温度が８５℃に到達すると（Ｓ３）、定着モータ８６の駆動を開始し（Ｓ４）、加圧ローラ２４を回転させてフィルム２２を回転させる。つまりＣＰＵ８０は、メインサーミスタ２５ａによるヒータ２３の温度の検出結果を取得し、ヒータ２３の温度が８５℃に到達したときに定着モータ８６の駆動を開始させる。その後、ヒータ２３が設定温度に到達すると、定着ニップ部にシートＰを通過させて定着動作を行う（Ｓ５）。

図８は、２５℃の環境下において上記立ち上げ制御を実行したときのフィルムのニップ内温度とニップ外温度の推移を示すグラフである。図８に示す様に、画像形成ジョブの信号を受けるとフィルム２２が停止加熱されてフィルム２２のニップ内温度が上昇する。このとき、フィルム２２は非回転状態のためニップ外温度は雰囲気温度のまま上昇しない。

次に、ヒータが８５℃まで昇温すると、定着モータ５６の駆動が開始されてフィルム２２が回転する。これによりフィルム２２のニップ外温度が上昇する。なお、ここではサーミスタの検出温度が２１０℃になると定着動作を行う制御とし、このときニップ内温度は２００℃付近となっている。

このような制御により、例えば０℃環境のような低温環境であっても、フィルム２２のニップ内外温度差は８５−０＝８５℃となり、ニップ内外温度差を９５℃以内に抑えることができる。つまり立ち上げ制御において、フィルム２２のニップ内外温度差が所定の値以下のときにフィルム２２の回転を開始させることで、フィルム２２の回転時においてフィルム２２の回転方向の温度差を所定の値以下に抑制することができる。このため、フィルム２２の凹み跡の発生を抑制しつつ、潤滑剤を溶かして駆動開始時のフィルム２２とヒータ２３の間の摩擦を軽減させることができる。

なお、本実施形態では、メインサーミスタ２５ａの検出温度が８５℃のときに定着モータ８６の駆動を開始する制御としたが、本発明はこれに限られない。すなわち、フィルム２２とヒータ２３との間に塗布された潤滑剤の潤滑性を確保しつつ、フィルム２２の回転時にフィルムの凹み跡の発生を防止可能な温度領域でフィルム２２を回転させる制御とすれば、上記同様の効果を得ることができる。

＜後回転制御＞
次に、定着動作後に行われる後回転制御について説明する。

定着動作の終了後、すぐに加圧ローラ２４とフィルム２２の回転を停止させると、両者がともに高温になっているため、定着ニップ部において両者が貼り付くおそれがある。両者が貼り付いた状態で再度回転が開始されると、フィルム２２表層のフッ素コートやフッ素チューブ等が剥がれてしまい、加圧ローラ２４やフィルム２２にトナーが付着して画像汚れが発生してしまう。

また、定着動作時にシートＰとの摩擦によって加圧ローラが帯電するチャージアップが発生する事がある。加圧ローラ２４がトナーと同極性にチャージアップする場合、トナーがフィルム２２側に付着して次にトナー像を定着されるシートＰが汚れてしまう。

そこで定着動作後に加圧ローラ２４とフィルム２２を回転させて両者を冷却するとともに加圧ローラ２４を除電するための後回転制御を実施する。

まず従来の後回転制御について説明する。従来は、定着動作の終了後にヒータ２３への通電をオフし、回転制御のみを行ってフィルム２２と加圧ローラ２４を冷却していた。また回転制御を行う時間は、定着に係るシートＰの坪量が大きい場合は２０秒間、坪量が小さい場合は２．５秒間としていた。これは坪量が大きいほどシートＰの電気抵抗が大きくなるため、加圧ローラ２４がシートＰとの摩擦によってチャージアップし易くなるためである。そこでシートＰの坪量が大きい場合は後回転時間を長くすることでシートＰよりも導電性のあるフィルム２２を加圧ローラ２４に長時間接触させて十分な除電を行う。

次に、本実施形態の後回転制御について図９に示すフローチャートを用いて説明する。

図９に示す様に、まず定着動作の終了後（Ｓ２１）、定着に係るシートＰの坪量、すなわちトナー像が定着されたシートＰの坪量が所定以上か否かを判定する（Ｓ２２）。本実施形態では、シートＰの坪量が９０ｇ／ｍ^２以上か否かを判定する。なお、シートＰの坪量はユーザが操作部８３（図４参照）上で設定したシートＰの種類を基に読み取る。

ここでシートＰの坪量が９０ｇ／ｍ^２未満の場合、ヒータの通電をオフし（Ｓ２３）、２．５秒間加圧ローラ２４とフィルム２２を回転させ（Ｓ２４）、その後に定着モータ８６の駆動をオフし（Ｓ２８）、後回転制御を終了する。

一方、シートＰの坪量が９０ｇ／ｍ^２以上の場合、加圧ローラ２４を除電するため、従来同様に加圧ローラ２４とフィルム２２を２０秒間回転させる。このとき、前半１０秒間はヒータ２３の通電オンを継続した状態で加圧ローラ２４とフィルム２２を回転させる（Ｓ２５）。なお、このときのヒータ２３の温度は、定着動作時の温調温度に制御する。

その後、ヒータ２３の通電をオフし（Ｓ２６）、加圧ローラ２４とフィルム２２を１０秒間回転させる（Ｓ２７）。その後、定着モータ８６の駆動をオフし（Ｓ２８）、後回転制御を終了する。

図１０は、後回転制御を行った後、前述した吐き出し制御を行ったときのフィルム２２のニップ内外温度の推移を示すグラフである。ここで、図１０（ａ）は従来の後回転制御を行ったときの温度推移を示し、図１０（ｂ）は本実施形態の後回転制御を行ったときの温度推移を示す。なお、この温度推移は０℃の低温環境下において、定着動作時にヒータ温調を２１０℃温調で坪量１００ｇ／ｍ^２のシートＰを５枚定着動作後の温度推移である。またこのグラフにおいて、０秒時点は定着動作終了後の後回転制御開始時点である。

図１０に示す様に、従来の制御では、後回転制御開始時点でヒータ２３への通電が遮断されるため、フィルム２２のニップ内温度とニップ外温度はともに低下し、且つ、ニップ内外温度差は小さくなっていく。その後、吐き出し制御時に停止加熱を行うと、フィルム２２のニップ内温度が急激に上昇するものの、ニップ外温度は継続して低下していく。このため、吐き出し制御中にニップ内外温度差が大きくなり、その後の吐き出し制御中や吐き出し制御直後に画像形成ジョブが受信されて定着モータ８６が駆動されると、フィルム２２に凹み跡が発生する。

一方、本実施形態の制御では、後回転制御開始後も前半１０秒はヒータへの通電を行いながら回転を行うため、後回転制御終了時のフィルム２２のニップ内温度は従来の制御と比較すると高い温度になる。このため、その後に吐き出し制御で停止加熱を行っても、フィルム２２のニップ内外温度差は９５℃未満となり、このときに定着モータ８６が駆動された場合でもフィルム２２の凹の跡は抑制される。

このように、後回転制御において直ぐにヒータ２３の通電をオフせずに通電を続けることで、後回転制御終了時のフィルム２２のニップ内温度を高くすることができ、その後に停止加熱を行ってもニップ内外温度差を小さくすることができる。つまり、フィルム２２の非回転時においてフィルム２２のニップ内外温度差が小さくなるようにヒータ２３の温度を制御することで、その後に定着モータ８６がオンされた場合でもフィルム２２の凹み跡の発生を抑制することができる。

なお、後半１０秒でヒータ２３への通電を行わずにフィルム２２と加圧ローラ２４を冷却するので、フィルム２２と加圧ローラ２４との張り付きの防止は可能である。またヒータ２３への通電を行いながら回転を行ってもフィルム２２表面や加圧ローラ２４表面の電気抵抗は大きく変化しないため、加圧ローラ２４の除電効果は変わらず、加圧ローラ２４のチャージアップによるトナー汚れを防止することができる。

＜吐き出し制御＞
次に、後回転制御の終了後に加圧ローラ２４をクリーニングするための吐き出し制御について説明する。

吐き出し制御は、定着モータ８６停止状態で、フィルム２２がトナーの軟化点以上の温度になるまでヒータ２３を昇温させることでフィルム２２の加熱を行い、加圧ローラ２４上のトナーをフィルム２２に転移させて加圧ローラ２４をクリーニングする制御である。これにより、次の定着動作時にフィルム２２からシートＰ表面にトナーを少しずつ転移させ、これが繰り返されることで加圧ローラ２４上へのトナーの蓄積を防ぎ、シートＰ裏面の目立ったトナー汚れを抑制する。

まず従来の吐き出し制御について説明する。従来の制御は、後回転制御の終了後に定着モータ８６の駆動がオフされると、まずヒータ２３への通電を開始する。その後、メインサーミスタ２５ａが１９０℃を検出するまで通電を続ける。１９０℃に到達後、メインサーミスタ２５ａにより１９０℃温調でＰＩ制御を行う。そしてヒータ２３が１９０℃を検出してから５秒経過後にヒータ２３への通電をオフする。これにより加圧ローラ２４上のトナーをフィルム２２に転移させる。

次に、本実施形態の吐き出し制御を図１１に示すフローチャートを用いて説明する。なお、本実施形態ではトナーの軟化点は１６０℃を想定する。

図１１に示す様に、まず定着モータ８６がオフされて後回転制御が終了すると、ヒータ２３への通電をオンして吐き出し制御を開始する（Ｓ３１）。

次に、定着動作時のヒータ２３の温調温度が２１０℃以上（第１温度）の場合、吐き出し制御中のヒータ２３の温調温度を１９０℃（第２温度）に設定する（Ｓ３２、Ｓ３３）。一方、定着動作時のヒータ２３の温調温度が１９０℃以上２１０℃未満（第３温度）の場合には吐き出し制御中の温調温度を１８０℃（第４温度）に設定する（Ｓ３４、Ｓ３５）。またヒータ２３の温調温度が１９０℃未満の場合には吐き出し制御時の温調温度を１７０℃に設定する（Ｓ３４、Ｓ３６）。なお、一般的にヒータ２３の温調温度は、坪量が大きいシートＰでは定着性を確保するために高めに設定され、小さいシートＰではトナーのホットオフセットを防止するために低めに設定される。

次に、上記設定温度に到達してから５秒経過後（Ｓ３７）、ヒータ２３をオフし（Ｓ３８）、吐き出し制御を終了して定着スタンバイ状態に入る。

図１２は、０℃環境下で、定着に係るシートＰの坪量と定着動作時のヒータ２３の設定温調温度を変化させたときの、定着動作から後回転制御、吐き出し制御までのフィルム２２のニップ内温度とニップ外温度の推移を示すグラフである。ここで、図１２（ａ）は定着に係るシートＰの坪量が８０ｇ／ｍ^２、定着動作時のヒータ２３の設定温調温度２１０℃で従来の吐き出し制御と本実施形態の吐き出し制御を行ったときの温度推移である。また図１２（ｂ）は定着に係るシートの坪量が６０ｇ／ｍ^２、定着動作時のヒータ２３の設定温調温度１９０℃で従来の吐き出し制御と本実施形態の吐き出し制御を行ったときの温度推移である。

図１２（ａ）に示す様に、定着に係るシートＰの坪量が８０ｇ／ｍ^２の場合、本実施形態、従来の制御ともに吐き出し制御時の温調温度は１９０℃となるため、従来の制御と本実施形態の制御とで温度推移は同等となる。具体的には、定着動作が終了して後回転動作中にフィルム２２のニップ内外の温度は低下していく。その後、吐き出し制御が始まってフィルム２２のニップ内の温度は上昇して１９０℃に温調制御される。一方、ニップ外の温度は吐き出し制御中も低下し続けるため、吐き出し制御終了時のフィルムニップ内外の温度差は８０℃となる。このとき、ニップ内外の温度差は９５℃以内であるため、この状態で加圧ローラを駆動させてフィルムを回転させてもフィルム凹み跡は発生しない。

一方、図１２（ｂ）に示す様に、定着に係るシートの坪量が６０ｇ／ｍ^２、定着動作時のヒータの設定温調温度１９０℃の場合、坪量８０ｇ／ｍ^２のときよりもヒータの温調温度が低いため、定着動作においてフィルム２２に蓄えられる熱量が少ない。このため、後回転制御終了時のフィルムの温度は全体的に低くなる。この場合、従来の制御では、吐き出し制御の開始後にフィルムのニップ内の温度が上昇して１９０℃に温調制御されると、吐き出し制御終了時のフィルムのニップ内外の温度差は１００℃となる。このため、吐き出し制御の終了時にモータの駆動を開始すると、温度差は９５℃よりも大きいため、フィルム凹み跡が発生する。

一方、本実施形態の制御では、フィルムのニップ外温度は従来の制御と同等の推移を示すが、吐き出し制御時のヒータの温調温度が定着動作時の温調温度に応じて変化し、１８０℃となる。このため、吐き出し制御終了時のフィルムニップ内外の温度差は９０℃となり、吐き出し制御の終了時にモータへの駆動を開始してもフィルム凹み跡は発生しない。

このように定着動作時のヒータの温調温度に基づいて吐き出し制御時のヒータの温調温度を変化させ、吐き出し制御時のフィルムのニップ内外温度の温度差を小さくする。つまり、フィルムの非回転時において、ニップ内外温度差が所定の値以下となるようにヒータの温度を制御する。これにより、その後に画像形成ジョブを受信してモータを駆動させるような場合でも、フィルムの凹み跡の発生を抑制することができる。

なお、本実施形態では加熱ユニットとしてヒータ２３を用いる構成について説明したが、これに限定されるものではない。例えば加熱ユニットとしてヒータを用いずに、フィルム２２に対向するＩＨコイルを備え、フィルム自体を発熱させる構成でも良い。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る定着装置を備える画像形成装置の第２実施形態について図を用いて説明する。上記第１実施形態と説明の重複する部分については、同一の図面、同一の符号を付して説明を省略する。

第１実施形態では、立ち上げ制御において、メインサーミスタが８５℃を検出した時点で定着モータ８６を駆動させ、加圧ローラ２４やフィルム２２の回転を開始させた。しかし、例えば−１５℃環境のような超低温環境下において、定着動作が長い間行われない場合には、フィルム２２の温度は−１５℃環境付近まで低下する。この場合、立ち上げ制御時に８５℃で定着モータ８６を駆動させる制御では、フィルム２２のニップ内外温度差が９５℃以上となり、凹み跡を発生させるおそれがある。

そこで本実施形態では、メインサーミスタ２５ａの検出温度、前回の画像形成ジョブ受信時からの経過時間、不図示の環境センサの検出温度に基づいて、定着モータ８６の駆動開始温度を変化させる。以下、本実施形態の立ち上げ制御について図１３に示すフローチャートを用いて説明する。

図１３に示す様に、まず画像形成ジョブ信号を受信すると（Ｓ４１）、ヒータ２３の通電をオンする（Ｓ４２）。次に、環境センサ８８により雰囲気温度を検出する（Ｓ４３）。次に、雰囲気温度が所定の温度（本実施形態では０℃）未満か否かを判定する（Ｓ４４）。

ここで雰囲気温度が０℃より高い場合、超低温環境ではないため、第１実施形態の制御と同様に、８５℃を検出した時点で定着モータ８６の駆動を開始させる（Ｓ４５、Ｓ５０）。

一方、雰囲気温度が０℃未満の場合、前回の画像形成ジョブ信号の受信時から４５分以上経過しているか否かを判定する（Ｓ４６）。ここで４５分以上経過している場合、フィルム２２の温度も雰囲気温度と同等になっていると考えられるため、環境センサ８８の検出温度＋８５℃をメインサーミスタ２５ａが検出した時点で定着モータ８６の駆動を開始させる（Ｓ４７、Ｓ５０）。

一方、４５分以上経過していない場合、メインサーミスタ２５ａの検出温度が０℃未満か否かを判定する（Ｓ４８）。ここで検出温度が０℃未満の場合、フィルム２２の温度もこの検出温度とほぼ同等になっていると考えられるため、検出温度＋８５℃をメインサーミスタ２５ａが検出した時点で定着モータ８６の駆動を開始させる（Ｓ４９、Ｓ５０）。

一方、メインサーミスタ２５ａの検出温度が０℃以上の場合、８５℃をメインサーミスタ２５ａが検出した時点で定着モータ８６の駆動を開始させる（Ｓ４５、Ｓ５０）。

図１４は、−１５℃〜３５℃の様々な環境下において、第１実施形態の立ち上げ制御と本実施形態の立ち上げ制御を実施したときの定着モータ８６の駆動開始時のフィルム２２のニップ内外温度差を測定した結果を示すグラフである。なお、定着装置１１は室温に馴染むまで放置している。

図１４に示す様に、第１実施形態の制御では、−１５℃環境下においても８５℃で定着モータ８６を駆動させるため、フィルム２２のニップ部内外温度差は８５−（−１５）＝１００℃となり、凹み跡を発生させるおそれがある。一方、本実施形態の制御では、例えば−１５℃環境のような超低温環境下に定着装置１１が置かれた場合であっても、定着モータ８６は８５＋（−１５）＝７０℃をメインサーミスタ２５ａが検出した時点で駆動を開始する。このため、フィルム２２のニップ内外温度差は８５℃となり、９５℃以内に収まる。このように立ち上げ制御時の定着モータ８６の駆動開始温度を環境温度に応じて変更する制御とすることで、フィルム２２の凹み跡の発生を抑制することができる。

なお、本実施形態ではフィルム２２のニップ内外の温度差が所定の範囲以内となったときに定着モータ８６の駆動を開始したが、ニップ内外の温度差が所定の範囲を超える状態で定着モータ８６の駆動を開始する場合に、徐々に（断続的に）駆動したり、画像形成時よりも緩やかに加速と遅い速度で駆動したりしても良い。

（第３実施形態）
次に、本発明に係る定着装置を備える画像形成装置の第３実施形態について図を用いて説明する。上記第１実施形態、第２実施形態と説明の重複する部分については、同一の図面、同一の符号を付して説明を省略する。

定着装置１１において、定着に係るシートＰが例えば坪量５０ｇ／ｍ^２のように薄い場合、シート詰まりやシート巻きつき等を防止するため、半速駆動回転でヒータ２３の温調温度を低めにして定着動作を行うのが一般的である。この場合、ヒータ２３の温調温度が低めに設定されるため、後回転制御から吐き出し制御までの間にフィルム２２の温度が低くなる。

一方、定着に係るシートＰの坪量が小さい場合、シートＰに奪われる熱量は比較的小さく、シートＰへのトナーの定着性は良い傾向にある。このため、加圧ローラ２４表面へのトナーの蓄積量は比較的に少ない傾向にあり、吐き出し制御の実行の必要性は少ない。

そこで本実施形態では、定着動作時のヒータ２３の温調温度に応じて、吐き出し制御の実行の有無の判定を行う。以下、本実施形態の制御を図１５に示すフローチャートを用いて説明する。

図１５に示す様に、まず定着モータ８６の駆動がオフされて後回転制御が終了すると（Ｓ５１）、定着動作時のヒータ２３の温調温度が所定以上か否かを判定する（Ｓ５２）。本実施形態では１７０℃か否かを判定する。なお、この１７０℃の数値は環境等に応じて適宜変更可能な数値である。

ここで、ヒータ２３の温調温度が１７０℃未満の場合、上述した理由により吐き出し制御の必要性が少ないため、吐き出し制御を行わずに定着スタンバイ状態に入る（Ｓ６１）。一方、ヒータ２３の温調温度が１７０℃以上の場合、第１実施形態と同様の吐き出し制御を行った上で、定着スタンバイ状態に入る（Ｓ５３〜Ｓ６１）。つまりＣＰＵ８０は、フィルム２２の回転状態での加熱温度に応じて、フィルム２２の停止後のヒータ２３による加熱を制御する。具体的には、フィルム２２の回転状態でのヒータ２３の温調温度が１７０℃以上の場合（所定値以上）には、フィルム２２の停止後のヒータ２３による加熱を行い、１７０℃未満（所定値未満）の場合にはヒータ２３による加熱を行わない。

図１６は、０℃環境、定着に係るシートＰを薄紙とし、定着動作時のヒータ２３の温調温度１６０℃で、定着動作から定着スタンバイ状態に入るまでのフィルム２２のニップ内温度とニップ外温度の推移を示すグラフである。ここで図１６（ａ）は第１実施形態の制御を行ったときの温度推移を示し、図１６（ｂ）は本実施形態の制御を行ったときの温度推移を示す。

まず図１６（ａ）に示す様に、第１実施形態の制御では、定着動作時のヒータ２３の温調温度が１６０℃と低いため、後回転制御後のフィルム２２の温度も低くなる。このため、最も低温な１７０℃の温調温度で吐き出し制御を実行した場合でも、吐き出し制御終了時のフィルム２２のニップ内外温度差は１２０℃と非常に大きくなる。

一方、本実施形態の制御では、１７０℃以下の温調温度のときは吐き出し制御を実行せずに定着スタンバイ状態に入るため、吐き出し制御時の停止加熱によるフィルム２２のニップ内外温度差の拡大がない。従って、定着スタンバイ状態に入ってからもフィルム２２のニップ内外温度差は小さいままとなる。よって、その後に画像形成ジョブ信号を受信して定着モータ８６が駆動する場合でも、定着モータ８６駆動時のフィルム２２のニップ内外温度差が９５℃未満となるため、フィルム２２の凹み跡の発生を抑制することができる。

（第４実施形態）
次に、本発明に係る定着装置を備える画像形成装置の第４実施形態について図を用いて説明する。上記第１〜３実施形態と説明の重複する部分については、同一の図面、同一の符号を付して説明を省略する。

従来、吐き出し制御時に画像形成ジョブ信号を受信した場合、吐き出し制御が中止されて画像形成動作に移行し、定着装置１１では定着モータ８６が駆動されて加圧ローラ２４やフィルム２２が回転していた。しかし、吐き出し制御においては停止加熱が行われているため、フィルム２２のニップ内外温度差が大きい状態となっており、その状態でフィルム２２が回転すると凹み跡が発生するおそれがある。

そこで本実施形態では、吐き出し制御中に画像形成ジョブ信号を受信した場合、フィルム２２のニップ内外温度差が所定以下となるまで画像形成動作の開始を待つ構成とした。以下、図１７に示すフローチャートを用いて本実施形態の制御を説明する。

図１７に示す様に、まず定着動作後に後回転制御が終了すると、フィルム２２が非回転状態でヒータ２３の通電がオンされ、吐き出し制御が開始される（Ｓ７１）。次に、吐き出し制御中に画像形成ジョブ信号を受信しない場合、通常通りヒータ２３が所定の設定温度に到達後に５秒経過してからヒータ２３の通電がオフされ（Ｓ７２〜Ｓ７４）、吐き出し制御が終了する。

一方、吐き出し制御中に画像形成ジョブ信号を受信すると、まずメインサーミスタ２５ａと非接触温度計８９によりフィルム２２のニップ内温度とニップ外温度を検出し、ニップ内外温度差を算出する（Ｓ７２、Ｓ７５、Ｓ７６、Ｓ７７）。次に、フィルム２２のニップ内外温度差が所定以上か否かを判定する（Ｓ７８）。本実施形態では、フィルム２２のニップ内外温度差が９０℃以上か否かを判定する。

ここで、フィルム２２のニップ内外温度差が９０℃未満のとき、定着モータ８６の駆動をオンし（Ｓ７９）、画像形成動作を実行する（Ｓ８７）。

一方、フィルム２２のニップ内外温度差が９０℃以上のとき、直ぐに画像形成動作に移らずにヒータ２３の通電をオフして冷却を行う（Ｓ８０）。その後、上記同様にフィルム２２のニップ内外温度差を再度検出し（Ｓ８２〜Ｓ８４）、９０℃以内になったときにヒータ２３の通電をオンし（Ｓ８５）、定着モータの駆動をオンして（Ｓ８６）、画像形成動作を実行する（Ｓ８７）。

このように吐き出し制御中のフィルム２２のニップ内外温度差が所定以上の状態でＣＰＵ８０が定着モータ８６を駆動させる信号を受信したとき、ニップ内外温度差が所定未満となるまで待機して冷却してから定着モータ８６を駆動させる。つまりＣＰＵ８０は、停止状態のフィルム２２をヒータ２３で加熱中にフィルム２２を回転動作をさせる信号を受信したとき、ニップ内外温度差が所定の値以下と判定する場合には回転動作を開始させ、所定の値より大きいと判定する場合には回転動作を規制する。これによりフィルム２２回転時におけるニップ内外温度差を小さくすることができ、フィルム２２の凹の跡の発生を抑制することができる。

（第５実施形態）
次に、本発明に係る画像形成装置Ａの第５実施形態について図を用いて説明する。上記第１〜４実施形態と説明の重複する部分については、同一の図面、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態では、第４実施形態の吐き出し制御において、フィルム２２のニップ外温度を不図示の非接触温度計で計測するのではなく、ニップ内温度の単位時間当たりの変化量をもとに算出する。つまり、第４実施形態で説明したステップＳ７６とステップＳ８３のフィルム２２のニップ外温度の検出を後述する制御で行い、その他の制御は第４実施形態の制御と同様の制御を行う。以下、本実施形態のフィルム２２のニップ外温度の算出手順を、図１８に示すフローチャートと、図１９に示すフィルム２２のニップ内温度とニップ外温度の推移を示すグラフを用いて説明する。

図１８に示す様に、まず画像形成動作の終了後にヒータ２３の通電をオフして後回転制御を開始するとき、後回転制御の開始時間をＲＯＭ８２に記録し、またフィルム２２のニップ内温度をメインサーミスタ２５ａにより検出してＲＯＭ８２に記憶する（Ｓ９１）。次に、定着モータ８６の駆動をオフして後回転制御を終了するとき、後回転制御の終了時間をＲＯＭ８２に記録し、またフィルム２２のニップ内温度をメインサーミスタ２５ａにより検出してＲＯＭ８２に記憶する（Ｓ９２）。

次に、後回転制御中のフィルム２２のニップ内温度の変化量と、後回転制御の時間に基づいて、後回転制御における単位時間当たりのニップ内温度の変化量を温度低下率η（図１９参照）として算出する（Ｓ９３）。本実施形態では、後回転制御を２秒間実行し、フィルム２２のニップ内温度は１９０℃から１２０℃に変化したため、温度変化率η＝３５となる。

ここで、温度低下率ηと、吐き出し制御における単位時間当たりのフィルム２２のニップ外温度の変化量である温度低下率α（図１９参照）は、実験で予め温度低下率α＝０．２８６ηの関係があることがわかっている。このため、この式に温度低下率η（＝３５）を代入し、吐き出し制御におけるニップ外温度の温度低下率α＝０．２８６×３５＝１０を算出する（Ｓ９４）。

また前述した通り、後回転制御においては、一定時間経過するとフィルム２２のニップ内とニップ外温度がほぼ同等になる。本実施形態では、図１９に示す様に、後回転制御開始から２秒後（後回転制御終了時）には、フィルム２２のニップ内温度とニップ外温度がほぼ同等になった。つまり、ステップＳ２において検出した後回転制御終了時のフィルム２２のニップ内温度は、吐き出し制御開始時のフィルム２２のニップ外温度とほぼ同じになる。

このため、吐き出し制御開始時（＝後回転制御終了時）からの経過時間に基づいて、フィルム２２のニップ外温度を判定する事が出来る。つまり、吐き出し制御開始時からの経過時間をＴ、吐き出し制御開始時のフィルム２２のニップ内温度βとしたとき、次の式１によりフィルム２２のニップ外温度θを算出する（Ｓ９５）。

θ＝β−（αＴ）・・・（式１）

例えば図１９に示す様に、吐き出し制御開始時のフィルム２２のニップ内温度βが１２０℃、吐き出し制御開始後４秒後に画像形成ジョブ信号を受信した場合、温度低下率α＝１０のため、フィルムのニップ内温度θ＝１２０−（４×１０）＝８０℃となる。

このようにフィルム２２のニップ外温度を、非接触温度計等の温度センサにより計測するのではなく、フィルム２２のニップ内温度を検出する温度センサの検出温度等に基づいて算出することで、部品点数を減らしてコストを削減することができる。

（第６実施形態）
次に、本発明に係る定着装置を備える画像形成装置の第６実施形態について図を用いて説明する。上記第１〜５実施形態と説明の重複する部分については、同一の図面、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態では、第４実施形態の吐き出し制御において、フィルム２２のニップ外温度を不図示の非接触温度計で計測するのではなく、ニップ内温度の単位時間当たりの変化量をもとに算出する。つまり、第４実施形態で説明したステップＳ７６とステップＳ８３のフィルム２２のニップ外温度の検出を後述する制御で行い、その他の制御は第４実施形態の制御と同様の制御を行う。以下、本実施形態のフィルム２２のニップ外温度の算出手順を、図２０に示すフローチャートと、図２１に示すフィルム２２のニップ内温度とニップ外温度の推移を示すグラフを用いて説明する。

図２０に示す様に、まず後回転制御の終了後、すぐに立ち上げ制御を開始せずに、ヒータ２３の通電と定着モータ８６の駆動をオフの状態にする冷却期間を設ける。このとき、冷却期間の開始時（ヒータの通電とモータの駆動が両方オフになった時）の時間と、冷却期間開始時のフィルム２２のニップ内温度をＲＯＭ８２に記憶する（Ｓ１０１）。なお、ニップ内温度はメインサーミスタ２５ａにより検出する。

次に、所定時間経過後、ヒータ２３の通電をオンし、吐き出し制御を開始する。つまり、吐き出し制御の開始時は、冷却期間終了時と同じ時である。このとき、吐き出し制御の開始時（冷却期間の終了時）における時間とメインサーミスタ２５ａにより検出したフィルム２２のニップ内温度をＲＯＭ８２に記憶する（Ｓ１０２）。

次に、冷却期間におけるフィルム２２のニップ内温度の単位時間当たりの変化量を温度変化率εとして算出する（Ｓ１０３）。図２１に示す様に、本実施形態では、冷却期間開始時のフィルム２２のニップ内温度は１２０℃であり、冷却期間終了時のニップ内温度は１１０℃であった。また冷却期間は１秒である。従って、温度変化率εは、（１２０−１１０）／１＝１０である。

ここで前述した通り、後回転制御においては、一定時間経過するとフィルム２２のニップ内とニップ外温度がほぼ同等になる。本実施形態では、後回転制御終了時にはフィルム２２のニップ内温度とニップ外温度はほぼ同等となっている（図２１）。また冷却期間中はヒータ２３の通電と定着モータ８６の駆動がオフのため、ニップ内温度とニップ外温度はほぼ同じ温度のまま推移する。つまり、ステップＳ１０２で検出した吐き出し制御開始時（冷却期間終了時）のフィルム２２のニップ内温度は、ニップ外温度とほぼ同等となる。

また吐き出し制御開始時にヒータ２３の通電がオンされて停止加熱が行われると、フィルム２２のニップ内温度は上昇するものの、ニップ外温度は冷却期間と同様の温度変化率で低下していく。つまり吐き出し制御における単位時間当たりのフィルム２２のニップ外温度の変化量である温度低下率Ψと、冷却期間におけるフィルム２２のニップ内温度の温度変化率εは同じである（図２１）。つまり、温度低下率Ψ＝温度低下率εが成立するため、ＣＰＵ８０は温度低下率Ψの値を温度低下率εの値とする（Ｓ１０４）。なお、この結果は実験結果からも判明している。

このため、吐き出し制御開始時（＝冷却期間終了時）からの経過時間が決まれば、フィルム２２のニップ外温度が決まる。つまり、吐き出し制御開始時からの経過時間をＴ、吐き出し制御開始時のフィルム２２のニップ内温度βとし、次の式２によりフィルム２２のニップ外温度γを算出する（Ｓ１０５）。

γ＝β−（ΨＴ）・・・（式２）

例えば図２１に示す様に、吐き出し制御開始時のフィルム２２のニップ内温度βが１１０℃、吐き出し制御開始後３秒後に画像形成ジョブ信号を受信した場合、温度低下率Ψ＝１０のため、フィルムのニップ内温度θ＝１１０−（３×１０）＝８０℃となる。

このようにフィルム２２のニップ外温度を、非接触温度計等の温度センサにより計測するのではなく、フィルム２２のニップ内温度を検出する温度センサの検出温度等に基づいて算出することで、部品点数を減らしてコストを削減することができる。

（第７実施形態）
次に、本発明に係る定着装置を備える画像形成装置の第７実施形態について図を用いて説明する。上記第１〜６実施形態と説明の重複する部分については、同一の図面、同一の符号を付して説明を省略する。

図２２は、定着ニップ部の幅が狭い場合（図２２（ａ））と広い場合（図２２（ｂ））のフィルム２２の熱膨張による変形を模式的に示した模式図である。図２２に示す様に、定着ニップ部の幅が広い場合、狭い場合よりも熱膨張によるフィルム２２の伸び量は大きくなり、フィルム２２の温度境界面におけるひずみ量も大きくなる。なお、定着ニップ部は定着装置１１におけるシート搬送方向だけでなく、加圧ローラ２４の回転軸方向にも幅を持つため、フィルム２２の変形は両方向に発生する。このようにひずみ量が大きくなるとフィルム２２が永久変形しやすくなって凹み跡が発生しやすくなる。このため、フィルム２２の凹み跡の発生を抑制するためには、定着ニップ部の幅が広い場合、狭い場合よりも加圧ローラ２４駆動時のフィルム２２のニップ内外温度差を小さくする必要がある。

そこで本実施形態では、定着ニップ部の幅に応じて、加圧ローラ２４駆動時のフィルム２２のニップ内外温度差を設定する。これによりフィルム２２の凹み跡の発生を抑制することができる。以下、図２３に示すフローチャートを用いて本実施形態の制御を説明する。

図２３に示す様に、まず定着動作後に後回転制御が終了すると、フィルム２２が非回転状態でヒータ２３の通電がオンされ、吐き出し制御が開始される（Ｓ１１１）。次に、吐き出し制御中に画像形成ジョブ信号を受信しない場合、通常通りヒータ２３が所定の設定温度に到達後に５秒経過してからヒータ２３の通電がオフされ（Ｓ１１２〜Ｓ１１４）、吐き出し制御が終了する。

一方、吐き出し制御中に画像形成ジョブ信号を受信すると、まずメインサーミスタ２５ａと非接触温度計８９によりフィルム２２のニップ内温度とニップ外温度を検出し、ニップ内外温度差を算出する（Ｓ１１２、Ｓ１１５〜Ｓ１１７）。

次にＣＰＵ８０は、定着ニップ部の幅情報をＲＯＭ８２から取得する（Ｓ１１８）。定着ニップ部の幅は部材のバラつきにより１台１台異なるため、幅情報は出荷時に予めＲＯＭ８２に記憶させておく。本実施形態では、出荷時のシート搬送方向（フィルム２２の回転方向）における定着ニップ部の幅は９．０ｍｍである。

次にＣＰＵ８０は、シート搬送方向における定着ニップ部の幅Ｎと加圧ローラ２４駆動時のフィルム２２のニップ内外温度差に関する閾値ν（所定の温度）とが関連付けされたテーブルμ（図２４）を参照して閾値νを設定する（Ｓ１１９）。なお、テーブルμはＲＯＭ８２に予め記憶されている。また図２４に示す様に、テーブルμにおいて、閾値νは定着ニップ部の幅が大きい場合、小さい場合よりも小さくなるように設定される。本実施形態ではシート搬送方向における定着ニップ部の幅Ｎは９．０ｍｍであるため、閾値νは８０℃に設定される。

次に、ＣＰＵ８０は、フィルム２２のニップ内外温度差が閾値ν以上か否かを判定する（Ｓ１２０）。つまり本実施形態では、フィルム２２のニップ内μ外温度差が８０℃以上か否かを判定する。

ここで、フィルム２２のニップ内外温度差が８０℃未満のとき、定着モータ８６の駆動をオンし（Ｓ１２７）、画像形成動作を実行する（Ｓ１２９）。

一方、フィルム２２のニップ内外温度差が８０℃以上のとき、直ぐに画像形成動作に移らずにヒータ２３の通電をオフして冷却を行う（Ｓ１２３）。その後、上記同様にフィルム２２のニップ内外温度差を再度検出し（Ｓ１２４〜Ｓ１２６）、８０℃以内になったときにヒータ２３の通電をオンし（Ｓ１２７）、定着モータの駆動をオンして（Ｓ１２８）、画像形成動作を実行する（Ｓ１２９）。

このように加圧ローラ２４の駆動時におけるフィルム２２のニップ内外温度差を定着ニップ部の幅に応じて設定することで、定着ニップ部の幅が広い定着装置においても、フィルム２２の凹み跡の発生を抑制することができる。

なお、本実施形態では定着ニップ部におけるシート搬送方向の幅に基づいて閾値νを設定したものの、本発明はこれに限られず、加圧ローラ２４の回転軸方向の幅に基づいて閾値νを設定してもよい。

（第８実施形態）
次に、本発明に係る定着装置を備える画像形成装置の第８実施形態について図を用いて説明する。上記第１〜７実施形態と説明の重複する部分については、同一の図面、同一の符号を付して説明を省略する。

図２５は、定着装置１１の定着枚数と定着ニップ部の幅との関係を示すグラフである。図２５に示す様に、定着ニップ部の幅は、定着枚数が増加するにつれて加圧ローラ２４のゴムの軟化劣化等が発生して徐々に広がっていく。なお、線Ａ、線Ｂ、線Ｃは、異なる定着装置１１の定着ニップ部の幅の変化を示すものであり、前述した通り定着ニップ部の幅は部材のバラつきにより１台１台異なる。

そこで本実施形態では、定着ニップ部の幅を判定し、判定された定着ニップ部の幅に応じて加圧ローラ２４駆動時のフィルム２２のニップ内外温度差を設定する。以下、図２６に示すフローチャートを用いて本実施形態の制御を説明する。

図２６に示す様に、まず定着動作後に後回転制御が終了すると、フィルム２２が非回転状態でヒータ２３の通電がオンされ、吐き出し制御が開始される（Ｓ１３１）。次に、吐き出し制御中に画像形成ジョブ信号を受信しない場合、通常通りヒータ２３が所定の設定温度に到達後に５秒経過してからヒータ２３の通電がオフされ（Ｓ１３２〜Ｓ１３４）、吐き出し制御が終了する。

一方、吐き出し制御中に画像形成ジョブ信号を受信すると、まずメインサーミスタ２５ａと非接触温度計８９によりフィルム２２のニップ内温度とニップ外温度を検出し、ニップ内外温度差を算出する（Ｓ１３２、Ｓ１３５〜Ｓ１３７）。

次にＣＰＵ８０は、出荷時における定着ニップ部の幅情報と現在の画像形成枚数を取得する（Ｓ１３８）。なお、定着ニップ部の幅情報は出荷時に予めＲＯＭ８２に記憶させておく。また本実施形態では出荷時のシート搬送方向における定着ニップ部の幅Ｎは９．５ｍｍである。そしてこれらの情報に基づいて、次に説明する通り、現在の定着ニップ部の幅を判定する（Ｓ１３９）。

本実施形態では、画像形成枚数をｎとするとき、定着ニップ部の幅の増加量Δは実験的にΔ＝２×１０^−５×ｎ（ｍｍ）であることが確認されている。このため、例えば現在の画像形成枚数が５万枚であることを想定する場合、現在のシート搬送方向における定着ニップ部の幅Ｎは１０．５ｍｍと判定される。つまりＣＰＵ８０は、定着装置１１により定着を行ったシートの累積枚数が多いほど、定着ニップ部の幅が大きいと判定する。

ここで本実施形態では、第７実施形態と同様に、シート搬送方向における定着ニップ部の幅Ｎと加圧ローラ２４駆動時のフィルム２２のニップ内外温度差に関する閾値ν（所定の温度）とが関連付けされたテーブルμ（図２４）がＲＯＭ８２に予め記憶されている。従って、次にＣＰＵ８０は、判定された定着ニップ部の幅に基づいて、テーブルμを参照して閾値νを設定する（Ｓ１４０）。本実施形態では、閾値νは７０℃に設定される。

次に、フィルム２２のニップ内外温度差が閾値ν以上か否かを判定する（Ｓ１４１）。つまり本実施形態では、フィルム２２のニップ内外温度差が７０℃以上か否かを判定する。

ここで、フィルム２２のニップ内外温度差が７０℃未満のとき、定着モータ８６の駆動をオンし（Ｓ１４２）、画像形成動作を実行する（Ｓ１５０）。

一方、フィルム２２のニップ内外温度差が７０℃以上のとき、直ぐに画像形成動作に移らずにヒータ２３の通電をオフして冷却を行う（Ｓ１４３）。その後、上記同様にフィルム２２のニップ内外温度差を再度検出し（Ｓ１４５〜Ｓ１４７）、７０℃以内になったときにヒータ２３の通電をオンし（Ｓ１４８）、定着モータの駆動をオンして（Ｓ１４９）、画像形成動作を実行する（Ｓ１５０）。

このように加圧ローラ２４駆動時におけるフィルム２２のニップ内外温度差を、判定された定着ニップ部の幅に応じて設定することで、使用状況によって定着ニップ部の幅が変化した場合であってもフィルム２２の凹み跡の発生を抑制することができる。

なお、本実施形態では定着ニップ部におけるシート搬送方向の幅に基づいて閾値νを設定したものの、本発明はこれに限られず、加圧ローラ２４の回転軸方向の幅に基づいて閾値νを設定してもよい。

なお、上記第１〜第８実施形態で述べたフィルム２２のニップ外温度の検出方法の他には、例えばフィルム２２のニップ外温度の温度推移テーブルをＲＯＭ８２に予め記憶させておく構成としても、上記同様の効果を得ることができる。

１１…定着装置
２２…フィルム（回転ユニット）
２３…ヒータ
２４…加圧ローラ（加圧部材）
２５…サーミスタ（第１検出手段、ヒータ温度センサ）
８０…ＣＰＵ（制御手段、設定手段）
８６…定着モータ（駆動手段）
８８…環境センサ（環境検出手段）
８９…非接触温度計（第２検出手段、非接触領域温度センサ）
Ａ…画像形成装置
Ｐ…シート（記録材）

Claims (8)

1. 回転可能な筒状のフィルムと、
   前記フィルムとの間でニップを形成し、該ニップで記録材を挟持搬送する加圧手段と、
   前記フィルムの内側に設けられ、前記ニップを加熱する加熱ユニットと、
   前記フィルムを回転状態から停止状態にする場合、前記フィルムが前記回転状態であるときの前記加熱ユニットの加熱温度に応じて、前記フィルムが前記停止状態であるときに前記加熱ユニットによる加熱温度を制御するとともに、前記停止状態での前記加熱ユニットによる前記加圧手段をクリーニングするための加熱を所定時間後に停止するよう制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする定着装置。
2. 回転可能な筒状のフィルムと、
   前記フィルムとの間でニップを形成し、該ニップで記録材を挟持搬送する加圧手段と、
   前記フィルムの内側に設けられ、前記ニップを加熱する加熱ユニットと、
   前記フィルムを回転状態から停止状態にする場合、前記フィルムが前記回転状態であるときの前記加熱ユニットの加熱温度が所定値以上である場合には前記フィルムが停止状態であるときに前記加熱ユニットによる加熱を行うとともに前記停止状態での前記加熱ユニットによる前記加圧手段をクリーニングするための加熱を所定時間後に停止し、前記フィルムが回転状態であるときの前記加熱ユニットの加熱温度が前記所定値未満である場合には前記フィルムが停止状態であるときに前記加熱ユニットによる加熱を行わないよう制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする定着装置。
3. 定着装置の周囲の温度を検出する環境検出手段と、
   前記加熱ユニットの温度を検出する温度検出手段と、
   をさらに有し、
   前記制御手段は、定着装置の周囲の温度と、前回の画像形成動作からの経過時間と、前記加熱ユニットの温度と、に基づいて停止状態の前記フィルムの回転を開始することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の定着装置。
4. 回転可能な筒状のフィルムと、
   前記フィルムとの間でニップを形成し、該ニップで記録材を挟持搬送する加圧手段と、
   前記フィルムの内側に設けられ、前記ニップを加熱する加熱ユニットと、
   前記フィルムを回転状態から停止状態にする場合、前記回転状態における前記加熱ユニットによる加熱温度が第１温度である場合は、前記停止状態における前記加熱ユニットによる加熱温度を第２温度とし、前記回転状態における前記加熱ユニットによる加熱温度が前記第１温度よりも低い第３温度である場合は、前記停止状態における前記加熱ユニットによる加熱温度を前記第２温度よりも低い第４温度とし、前記停止状態における前記加熱ユニットによる前記加圧手段をクリーニングするための加熱を所定時間後に停止するよう制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする定着装置。
5. 前記制御手段は、記録材の坪量の情報に応じて前記回転状態での前記加熱温度を設定することを特徴とする、請求項４に記載の定着装置。
6. 記録媒体上に形成されたトナー像へ熱と圧力を加えて、前記トナー像を前記記録媒体上に定着する定着装置であって、
   回転可能な筒状のフィルムと、
   前記フィルムとの間でニップを形成し、該ニップで記録材を挟持搬送する加圧手段と、
   前記ニップを加熱動作によって加熱する加熱ユニットと、
   前記フィルムを回転状態から停止状態へ制御し、前記記録媒体としてのシートに前記トナー像を定着するために、前記フィルムが前記回転状態であるときに行う前記加熱動作の加熱温度を、前記シートの坪量の情報に基づいて設定する制御手段であって、
   前記シートに前記トナー像を定着した後、前記フィルムが前記停止状態であるときに前記加熱動作を行い、前記加熱動作を所定時間後に停止する第１のモードと、前記シートに前記トナー像を定着した後、前記フィルムが前記停止状態であるときに前記加熱動作を行わない第２のモードと、から、前記坪量の情報に基づいてモードを一つ選択して制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする定着装置。
7. 回転可能な筒状のフィルムと、
   前記フィルムとの間でニップを形成し、該ニップで記録材を挟持搬送する加圧手段と、
   前記フィルムの内側に設けられ、前記ニップを加熱する加熱ユニットと、
   前記フィルムを回転状態から停止状態にする場合、前記回転状態における前記加熱ユニットによる加熱温度が第１温度である場合は、前記停止状態における前記加熱ユニットによる加熱温度を第２温度とするとともに前記停止状態における前記加熱ユニットによる前記加圧手段をクリーニングするための加熱を所定時間後に停止し、前記回転状態における前記加熱ユニットによる加熱温度が前記第１温度よりも低い第３温度である場合は、前記停止状態における前記加熱ユニットによる加熱を行わないように制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする定着装置。
8. 画像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部により形成された画像を記録材に定着させる請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の定着装置と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。

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