JP6897241B2 - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。

複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置として、電子写真方式を利用した画像形成装置が種々考案されており公知技術となっている。その画像形成プロセスは、像担持体である感光ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化し、現像された画像を転写装置により記録媒体（記録材、用紙、記録紙ともいう）に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用いる定着装置によって記録媒体上の未定着トナー像を定着する過程により成立している。

定着装置としては、様々な方式のものが提案されており、例えば、所定の温度に維持された定着ローラ（定着部材）と、定着ローラに圧接する加圧ローラ（加圧部材）とを備え、加圧ローラと定着ローラとの圧接によって形成された定着ニップ部（ニップ部）により、未定着トナー像を担持した記録媒体を挟持搬送しつつ加熱し、定着させるローラ定着方式が知られている。

また、加圧ローラ（加圧部材）に対向配置される定着ローラ（定着部材）と、定着ローラと、熱源により加熱される加熱ローラとの間に張架される無端状の定着ベルト（定着部材）とを備え、加圧ローラと定着ローラとの定着ベルトを介した圧接によって形成されたニップ部にて、定着ベルトを介して加熱ローラの熱を記録媒体に与えることで、未定着トナー像を記録媒体に加圧し、定着させるベルト定着方式が知られている。

また、定着装置において、加圧ローラを定着ローラに対して接離する方向に移動させる移動機構を備えることが知られている。

このような定着装置においては、ニップ部を通過する記録媒体上の未定着トナー像に最適な熱量を与えて安定した定着性能を得るために、ニップ部の幅（ニップ幅）を適切に制御することが重要である。

例えば、特許文献１には、加圧ローラが定着ローラに当接する際の加圧ローラの温度の変化率が基準値を超えた時点における加圧ローラの位置を、加圧ローラが定着ローラの弾性層に対して接触を開始した接触開始位置として検知するとともに、記録媒体の種類に応じて最適なニップ幅が得られる接触開始位置からの加圧ローラの移動量を算出し、算出した移動量分だけ加圧ローラを定着ローラ側へ移動させる定着装置が開示されている。また、定着ローラの芯金温度を検知して、これに基づいて、熱的に過渡状態か平衡状態かを判別し、過渡状態である場合は、膨張する定着ローラに応じて加圧ローラの移動量を調整することが開示されている。

しかしながら、特許文献１では、最適なニップ幅が得られる接触開始位置から加圧ローラの移動量を算出しているため、例えば、記録媒体を連続で搬送して定着させる動作となる連続通紙時には、最適な加圧ローラ移動量を得るために、加圧ローラ位置を定着ローラと圧接した位置から離間した位置まで移動させてから接触開始位置を求めなければならず、生産性が低下してしまうという課題があった。

特に、記録媒体として封筒などの適正なニップ幅の上限と下限の幅が狭いものを用いる場合には、連続通紙時にニップ幅調整を複数回実施する必要が生じ、毎回のニップ幅調整に時間を要していては生産性の低下が顕著となってしまう。

そこで本発明は、生産性を低下させることなく、最適なニップ幅に制御することで安定した定着性能を維持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。

かかる目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、外周に弾性層が形成されてなる定着ローラと、熱源により加熱される加熱ローラと、少なくとも前記定着ローラと前記加熱ローラとに張架される定着ベルトと、前記定着ベルトを介して前記定着ローラに圧接してニップ部を形成する加圧部材と、を備えた定着装置において、前記定着ローラと前記加熱ローラとの隙間幅を検知する隙間幅検知手段と、前記加圧部材を前記定着ローラに対して接離する方向に移動させる移動手段と、前記隙間幅検知手段が検知した前記隙間幅に基づいて、前記移動手段による前記加圧部材の前記定着ローラ側への移動量を制御する制御手段と、を備えるものである。

本発明によれば、生産性を低下させることなく、最適なニップ幅に制御することで安定した定着性能を維持することができる。

カラーレーザプリンタの概略構成図である。 定着装置の詳細を示す構成図（１）である。 定着ローラと加熱ローラの隙間幅と定着ローラの外径との関係を示すグラフである。 カムの回転角とカム面高さとの関係を示すグラフである。 定着装置の詳細を示す構成図（２）である。 ニップ幅調整制御の一例を示すフローチャートである。 芯金温度とニップ幅との関係を示すグラフ（１）である。 芯金温度とニップ幅との関係を示すグラフ（２）である。 ニップ幅調整制御の他の例を示すフローチャートである。 芯金温度とニップ幅との関係を示すグラフ（３）である。 蓄熱回転制御の一例を示すフローチャートである。 加圧ローラの位置制御の説明図である。 カム回転時間とニップ幅との関係を示すグラフである。 ＩＣタグを備えた定着装置の外観斜視図である。

以下、本発明に係る構成を図１から図１４に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。尚、以下の実施形態では、本発明を適用した画像形成装置の一例としてタンデム方式のカラーレーザプリンタ、本発明を適用した定着装置の一例としてベルト定着方式の定着装置を例示して説明する。

（画像形成装置）
図１は画像形成装置の一例であるカラーレーザプリンタ１００の概略構成図である。カラーレーザプリンタ１００は、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンダ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）の４色分の画像形成ユニット１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを備えており、これら画像形成ユニット１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが転写ベルト１０の走行方向（図中矢印Ｂ方向）に沿って順次配置された、タンデム方式のカラーレーザプリンタである。

画像形成ユニット１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、それぞれ感光体２ａ〜２ｄ、ドラム帯電器３ａ〜３ｄ、露光装置４ａ〜４ｄ、現像器５ａ〜５ｄ、転写器６ａ〜６ｄ、清掃装置７ａ〜７ｄを備えている。感光体２ａ〜２ｄはドラム状に構成され、図中矢印Ａ方向に回転操作される。ドラム帯電器３ａ〜３ｄは、回転操作される感光体２ａ〜２ｄを一様に帯電させる。露光装置４ａ〜４ｄは、ドラム帯電器３ａ〜３ｄにより帯電された感光体２ａ〜２ｄの表面にレーザ光を走査し、画像データに基づく静電潜像を形成する。現像器５ａ〜５ｄは、露光装置４ａ〜４ｄの露光により感光体２ａ〜２ｄに形成された静電潜像をトナーにより現像する。転写器６ａ〜６ｄは、現像器５ａ〜５ｄの現像により感光体２ａ〜２ｄ上に形成されたトナー像を転写ベルト１０に転写する。清掃装置７ａ〜７ｄは、感光体２ａ〜２ｄの表面を清掃する。

カラーレーザプリンタ１００では、画像形成ユニット１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄにより形成されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ４色のトナー像が転写ベルト１０上に重ね合わせて転写されることで、転写ベルト１０上には４色フルカラーのトナー像が形成される。転写ベルト１０上に形成されたトナー像は、用紙転写器９に到達すると同時に用紙転写器９に印加された高電圧の作用により、図中矢印Ｈの方向に搬送されて転写ベルト１０と用紙転写器９との間を通過する記録媒体Ｐ上に転写される。転写ベルト１０上の未転写トナーはベルト清掃装置８で回収される。記録媒体Ｐ上に転写されたトナー像は、定着装置１１（１２）によって記録媒体Ｐに定着される。

［第１の実施形態］
本実施形態に係る定着装置は、外周に弾性層（弾性層１５ｂ）が形成されてなる定着ローラ（定着ローラ１５）と、熱源（ヒータ２４）により加熱される加熱ローラ（加熱ローラ１４）と、少なくとも定着ローラと加熱ローラとに張架される定着ベルト（定着ベルト１３）と、定着ベルトを介して定着ローラに圧接してニップ部（ニップ部Ｎ）を形成する加圧部材（加圧ローラ１７）と、を備えた定着装置（定着装置１１）において、定着ローラと加熱ローラとの隙間幅を検知する隙間幅検知手段（隙間幅検知センサ２１）と、加圧部材を定着ローラに対して接離する方向に移動させる移動手段（加圧ローラ移動機構１８）と、隙間幅検知手段が検知した隙間幅に基づいて、移動手段による加圧部材の定着ローラ側への移動量を制御する制御手段（制御部２２）と、を備えるものである。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。

（定着装置の構成）
図２は定着装置１１の詳細を示す構成図である。定着装置１１は、定着部材として定着ベルト１３を用いたベルト定着方式の定着装置であり、定着ベルト１３のほか、加熱ローラ１４、定着ローラ１５、加圧ローラ１７、加圧ローラ移動機構１８、定着ベルト温度センサ１９、加圧ローラ温度センサ２０、隙間幅検知センサ２１、制御部２２等を備えている。

定着部材としての定着ベルト１３は、樹脂材料からなるベース層上に、弾性層、離型層が順次積層された多層構造の無端ベルトである。定着ベルト１３の弾性層は、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性材料で形成されている。定着ベルト１３の離型層は、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）、等で形成されている。定着ベルト１３の表層に離型層を設けることにより、トナー像Ｔに対する離型性（剥離性）が担保されることになる。定着ベルト１３は、２つのローラ部材（加熱ローラ１４、定着ローラ１５）に張架、支持されている。また、定着ベルト１３に一定のテンションを与えるテンションローラを設けてもよい。

加熱ローラ１４は、金属材料からなる薄肉の円筒体であって、その円筒体の内部にはヒータ２４（熱源）が固定して設けられている。

ヒータ２４は、例えば、ハロゲンヒータやカーボンヒータであって、その両端部が定着装置１１の側板に固定されている。また、加熱ローラ１４は、その両端軸部が定着装置１１の側板に軸受を介して回転自在に取り付けられている。

ヒータ２４は、カラーレーザプリンタ１００の電源部（交流電源）から出力制御された電力が供給されることで発熱する。ヒータ２４からの輻射熱によって加熱ローラ１４が加熱されて、さらに加熱ローラ１４からの熱伝導により加熱された定着ベルト１３の表面から記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに熱が加えられる。

定着ベルト１３の表面温度は、定着ベルト１３表面に対向して配置されたサーモパイル等の定着ベルト温度センサ１９によって検知され、定着ベルト１３の表面温度が所望の制御温度（定着温度）で一定となるように、ヒータ２４の出力が制御される。なお、加熱ローラ１４は金属材料からなり、定着ローラ１５に比べ線膨張係数はきわめて小さい。

定着ローラ１５は、ステンレススチール（例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４２０）等からなる芯金１５ａ上に、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性層１５ｂが形成されたローラ部材である。

加圧ローラ１７は、ステンレススチール（例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４２０）等からなる芯金１７ａ上に、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性層１７ｂが形成されたローラ部材である。

加圧ローラ１７は、その両端軸部が定着装置１１の側板に軸受を介して回転自在に取り付けられており、モータなどの駆動手段によって回転駆動される。定着ローラ１５は、その両端軸部が定着装置１１の側板に軸受を介して回転自在に取り付けられており、加圧ローラ１７の回転駆動に連れて時計回り（図中矢印Ｃ方向）に回転駆動する。また、定着ベルト１３も図中矢印Ｄ方向に走行する。なお、定着ローラ１５がモータなどの駆動手段によって回転駆動されるものであってもよい。

加圧ローラ温度センサ２０は、加圧ローラ１７表面に対向して配置されたサーモパイル等の温度センサであって、加圧ローラ１７の表面温度を検知する。

定着装置１１では、加圧ローラ１７が定着ベルト１３を介して定着ローラ１５に圧接してニップ部Ｎを形成している。定着装置１１は、ニップ部Ｎを形成させるために、定着ローラ１５の弾性層１５ｂを、加圧ローラ１７の弾性層１７ｂよりも厚くしている。例えば、加圧ローラ１７の弾性層１７ｂは２ｍｍ、定着ローラ１５の弾性層１５ｂは１５ｍｍ等とするものである。

加圧ローラ移動機構１８は、揺動アーム１８ａを備えており、加圧ローラ１７の両端軸受けは、揺動アーム１８ａに回転自在な状態で支持されている。揺動アーム１８ａは、その一端側に設けられた揺動軸１８ｂを中心として揺動可能とされている。揺動アーム１８ａの他端側にはベアリング１８ｃが固定されている。そして、ベアリング１８ｃの図中下方に接触する位置に、カム１８ｄが設けられている。カム１８ｄは、モータ、例えばステッピングモータといったカム回転角を制御可能なモータにより駆動される。また、カム１８ｄには遮蔽板１８ｅが備えられ、カム位置検出手段１８ｆが遮蔽板１８ｅの位置を検出することでカム１８ｄの基準位置を把握できるようになっている。

カム１８ｄは、揺動アーム１８ａに接続された揺動アームスプリング１８ｇの張力によって、ベアリング１８ｃに接触した状態に保たれている。そして、モータの駆動によりカム１８ｄが図中矢印Ｅ方向に回転すると、ベアリング１８ｃが図中矢印Ｆ方向に移動する。これにより、揺動アーム１８ａに支持された加圧ローラ１７が図中矢印Ｇ方向、つまり定着ローラ１５に近づく方向に移動することとなる。一方、モータの駆動によりカム１８ｄが図中矢印Ｅ’方向に回転すると、ベアリング１８ｃが図中矢印Ｆ’方向に移動する。これにより、揺動アーム１８ａに支持された加圧ローラ１７が図中矢印Ｇ’方向、つまり定着ローラ１５から離間する方向に移動することとなる。

隙間幅検知センサ２１は、例えば、二次元レーザ変位計等であって、定着ベルト１３の内周側に設けられ、定着ローラ１５と加熱ローラ１４の間に形成される隙間の幅を検知する。

制御部２２は、定着ベルト温度センサ１９の検知結果に基づいて、ヒータ２４の出力を制御して、定着ベルト１３の表面温度を所望の定着温度となるように制御する。このとき、加圧ローラ温度センサ２０の検知結果を併せて用いてもよい。

また、制御部２２は、隙間幅検知センサ２１の検知結果に基づいて、加圧ローラ移動機構１８を制御して、加圧ローラ１７の位置を制御する。なお、制御部２２は記憶部を備えており、必要な情報を適宜記憶することが可能となっている。また、制御部２２は、定着装置１１用の制御部として構成されていても、カラーレーザプリンタ１００の制御部の一部として構成されていてもよい。

（定着装置の制御）
記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔを加熱溶融して記録媒体Ｐに安定的に定着させるには、定着ローラ１５と加圧ローラ１７との間で記録媒体Ｐを挟み込む部分であるニップ部Ｎの幅（ニップ幅）を、使用する記録媒体Ｐの種類に応じて適切に設定し、トナー像Ｔに最適な熱量を与えるようにする必要がある。

ニップ幅は、上記の加圧ローラ移動機構１８を利用して加圧ローラ１７を定着ローラ１５に接離する方向に移動させ、定着ローラ１５に対する加圧ローラ１７の位置を制御することによって調整できる。

しかしながら、定着ローラ１５の弾性層１５ｂが温度上昇に伴って膨張することで定着ローラ１５の外径が大きくなると、定着ローラ１５に対する加圧ローラ１７の位置を所定位置に設定してもニップ幅に変動が生じ、結果として定着性のばらつきを招いてしまう場合がある。

そこで、本実施形態に係る定着装置１１では、制御部２２は、隙間幅検知センサ２１によって検知した定着ローラ１５と加熱ローラ１４の隙間幅から定着ローラ１５の外径変位量を算出し、定着ローラ１５の外径変位量をもとに加圧ローラ移動機構１８が加圧ローラ１７を定着ローラ１５側に移動させる量を制御することで、最適なニップ幅が得られるようにしている。

図３は定着ローラ１５と加熱ローラ１４の隙間幅と定着ローラ１５の外径との関係を示すグラフである。図３に示すように、定着ローラ１５の外径が小さいときは、隙間幅検知センサ２１によって検知される定着ローラ１５と加熱ローラ１４の隙間幅が大きく、定着ローラ１５の弾性層１５ｂが温度上昇により膨張して定着ローラ１５の外径が大きくなると、検知される定着ローラ１５と加熱ローラ１４の隙間幅は小さい。すなわち、隙間幅検知センサ２１によって隙間幅を検知することにより、定着ローラ１５の膨張度合いを算出することができる。

図４は、カム１８ｄの回転角θとカム１８ｄの回転軸中心からのカム面距離（中心穴からのカム面距離）との関係を示したグラフである。図４に示すように、カム１８ｄの回転角θに応じてカム面高さが決定する。

本実施形態に係る定着装置１１では、制御部２２は、例えば、定着ローラ１５と加熱ローラ１４の隙間幅がある値だけ小さくなったことを隙間幅検知センサ２１が検知したときに、小さくなった隙間幅に応じてどれだけ定着ローラ１５の外径が拡大したかが算出できる。

そして、定着ローラ１５の外径拡大量に応じて、加圧ローラ１７を定着ローラ１５から離間するＧ’方向にどれだけ移動させればよいかを判断することができる。ここで、加圧ローラ１７を移動させる量に応じてカム面の高さを現在位置からどれだけ変位させるかは一意に算出できるため、そのカム面の高さ変位量を得るためにカム１８ｄをＥの方向にどれだけ回転させればよいかを求めることができる。

そして、求めた回転角分、カム１８ｄを回転させることで、加圧ローラ移動機構１８が加圧ローラ１７をＧ’方向に所定量移動させる。

また、例えば、定着ローラ１５と加熱ローラ１４の隙間幅がある値だけ大きくなった場合も同様に、加圧ローラ１７のＧ方向の移動量とその移動量に応じたカム１８ｄの回転角を求め、加圧ローラ移動機構１８が加圧ローラ１７をＧ方向に所定量移動させる。

これにより、定着ローラ１５の膨張度合いに応じて、最適なニップ幅に制御することができ、安定した定着性能を維持することができる。また、この制御方法によれば、最適なニップ幅に制御することで定着装置１１の生産性を維持することができる。特に、加圧ローラ１７を基準位置に戻すことなく、加圧ローラ１７を移動前の位置から移動後の位置まで直接移動させて、加圧ローラ１７を所望の位置とすることができるため、簡易かつ迅速にニップ幅を制御し、生産性を維持することが可能となっている。

また、特許文献１の技術は、定着ローラ１５が加圧ローラ１７により連れ回る構成の定着装置には、適用することができないが、本発明は、定着ローラ１５が加圧ローラ１７により連れ回る構成の定着装置にも好適である。

本実施形態に係る定着装置１１のさらに好適な実施形態について説明する。定着装置１１は、連続した通紙動作中において、ニップ部Ｎに記録媒体Ｐが無い時（紙間時）において、隙間幅検知センサ２１が検知した隙間幅に基づいて、ニップ幅の調整量を算出することが好ましい。

記録媒体Ｐがニップ部Ｎに進入すると、記録媒体Ｐの厚み分だけ定着ローラ１５と加圧ローラ１７に加わる圧力が増加し、圧力に変動が生じると定着ローラ１５の弾性層１５ｂの圧縮量が変動し、定着ローラ１５と加熱ローラ１４の隙間幅が変動する。すなわち、記録媒体Ｐの厚みにより定着ローラ１５と加熱ローラ１４の隙間幅が変動するといえる。定着装置１１には、様々な厚みの記録媒体Ｐが通紙されることから、記録媒体Ｐの厚みの影響を受けない紙間時の定着ローラ１５と加熱ローラ１４の隙間幅に基づいて、ニップ幅の調整量を算出することが好ましい。

また、定着装置１１は、連続した通紙動作中において、ニップ部Ｎに記録媒体Ｐが無い時（紙間時）において、カム１８ｄを回転させてニップ幅を調整することが好ましい。ニップ部Ｎに記録媒体Ｐがあるときにカム１８ｄが回転してニップ幅を調整すると、１ページ内で定着性が変動することがあるため、ニップ部Ｎに記録媒体Ｐがあるときにはニップ幅の調整を行わないことが好ましい。

また、定着装置１１において、通紙動作を開始するときの定着ローラ１５の温度は、十分に冷えた冷間状態から前回の通紙動作が終了した直後の熱間状態まで多岐にわたる。すなわち、通紙動作開始時の定着ローラ１５の弾性層１５ｂの膨張量は一定ではない。

そこで、定着装置１１は、記録媒体Ｐがニップ部Ｎに進入する前である通紙動作前の定着ローラ１５と加熱ローラ１４の隙間幅をもとに加圧ローラ１７の移動量を決定することが好ましい。

以上説明した本実施形態に係る定着装置１１によれば、生産性を低下させることなく、最適なニップ幅に制御することで安定した定着性能を維持することができる。

［第２の実施形態］
以下、本発明に係る定着装置の他の実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同様の点についての説明は適宜省略する。

第２の実施形態に係る定着装置は、芯金（芯金１５ａ）の外周に弾性層（弾性層１５ｂ）が形成されてなる定着ローラ（定着ローラ１５）と、定着ローラに圧接してニップ部（ニップ部Ｎ）を形成する加圧部材（加圧ローラ１７）と、を備えた定着装置（定着装置１２）において、定着ローラの芯金の温度を検知する芯金温度検知手段（芯金温度検知センサ２３）と、加圧部材を定着ローラに対して接離する方向に移動させる移動手段（加圧ローラ移動機構１８）と、芯金温度には複数の閾値が設けられており、芯金温度検知手段が検知した芯金温度の値が大きくなり閾値を超えるたびに、移動手段により、加圧部材を初期位置から定着ローラから離れる方向に徐々に移動させる制御をする制御手段（制御部２２）と、を備えるものである。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。

（定着装置の構成）
図５は第２の実施形態に係る定着装置１２の詳細を示す構成図である。定着装置１２は、定着部材として定着ベルト１３を用いたベルト定着方式の定着装置であり、定着ベルト１３のほか、加熱ローラ１４、定着ローラ１５、加圧ローラ１７、加圧ローラ移動機構１８、定着ベルト温度センサ１９、加圧ローラ温度センサ２０、芯金温度検知センサ２３、制御部２２等を備えている。

この定着装置１２は、第１の実施形態に示した定着装置１１とは、隙間幅検知センサ２１に替えて、定着ローラ１５の芯金１５ａの温度を検知する芯金温度検知センサ２３を備える点で異なっている。

芯金温度検知センサ２３は、定着装置１２内部のヒータ（熱源）２４からの影響が小さく、その温度変化がニップ幅変動への影響が大きい部位に設けることが好ましく、例えば、定着ローラ１５の芯金１５ａに圧接して設置され、芯金１５ａの表面温度を直接検知するサーミスタ等を用いることができる。

制御部２２は、芯金温度検知センサ２３の検知結果に基づいて、加圧ローラ移動機構１８を制御して、加圧ローラ１７の位置を制御する。なお、制御部２２は記憶部を備えており、必要な情報を適宜記憶することが可能となっている。また、制御部２２は、定着装置１２用の制御部として構成されていても、カラーレーザプリンタ１００の制御部の一部として構成されていてもよい。

（定着装置の制御）
図６は、第２の実施形態に係る定着装置１２の制御部２２によるニップ幅調整制御の一例を示すフローチャートである。

ニップ幅調整制御では、通紙前に初期加圧ポジションの決定処理（Ｓ１０１〜Ｓ１０６）を実行する。なお、加圧ローラ移動機構１８により制御される加圧ローラ１７の位置を加圧ポジションという。また、ニップ幅調整制御において以下に説明する各種の情報（直前のジョブ終了時の加圧ポジション、各時点での芯金温度、紙種の情報、等）は、制御部２２の記憶部に一時記憶されるものであればよい。

先ず、ジョブ（印刷ジョブ）を受信すると、通紙される紙種の情報を読み取る（Ｓ１０１）。そして、読み取った紙種の情報が、直前のジョブで通紙された紙種と同一であるかどうかを判断する（Ｓ１０２）。

受信したジョブの紙種が、直前のジョブと異なる紙種の場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、初期加圧ポジションを紙種ごとに設定された所定のポジションにする（Ｓ１０６）。また、直前のジョブの情報がない場合、すなわち、電源オン後、または、オフスリープモードなどからの復帰後１回目のジョブの場合も同様に、初期加圧ポジションを紙種ごとに設定された所定のポジションにする（Ｓ１０６）。

一方、受信したジョブの紙種が、直前のジョブと同一の紙種の場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、ジョブ受信時において、芯金温度検知センサ２３により芯金温度ｔｊを検知する（Ｓ１０３）。

次いで、検知した芯金温度ｔｊと、直前のジョブ終了時の芯金温度ｔｂの差分が所定の値（ｔｓ）以下であるかどうかを判断する（Ｓ１０４）。

芯金温度ｔｊと、芯金温度ｔｂの差分がｔｓ以下である場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、すなわち、直前のジョブと紙種が同一であって、芯金温度の差分が小さい条件においては、前状態の加圧ポジションを引き継ぐ（Ｓ１０５）。これにより、ジョブの最初から適正なニップ幅を確保することができる。

一方、芯金温度ｔｊと、芯金温度ｔｂの差分がｔｓ以下でない場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、初期加圧ポジションを紙種ごとに設定された所定のポジションにする（Ｓ１０６）。

初期加圧ポジションの決定処理（Ｓ１０１〜Ｓ１０６）において、直前のジョブ終了から時間が空き、定着ローラ１５が放熱過程に入っている場合には、芯金温度と定着ローラ１５の熱膨張量の関係性が崩れ、芯金温度に対して熱膨張が進行していない場合がある。この場合、検知した芯金温度に基づいて、加圧ローラの位置制御を行うと、適正なニップ幅が得られず定着不良が発生するおそれがある。このため、直前のジョブと紙種が異なる場合のほか、電源オン後の場合、オフスリープモードなどからの復帰後１回目のジョブの場合、および芯金温度の差が大きい場合は、初期加圧ポジションを紙種ごとに設定された所定のポジションとしている。

次いで、連続通紙中の処理（Ｓ１０７〜Ｓ１１０）について説明する。連続通紙中は現在の芯金温度ｔｎを所定の制御周期ごとに検出する（Ｓ１０７）。制御周期は、特に限られるものではないが、例えば、４００ｍｓｅｃ等とすることができる。

次いで、ジョブ受信から所定時間（除外時間）Ｔｊを経過しているか、または、現在の芯金温度ｔｎとジョブ受信時の芯金温度ｔｊとの差が、所定の温度（Δｔ）以上となるか（すなわち、ｔｎ−ｔｊ≧Δt）のいずれかを満たすかを判断する（Ｓ１０８）。いずれか一方を満たすまでの期間は（Ｓ１０８：ＮＯ）、制御除外期間とし、通紙中の加圧ポジション変更は実施しない。

一方、いずれか一方を満たした場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、制御除外期間を終了し、ニップ部Ｎに記録媒体Ｐが無い時（紙間時）において、現在の芯金温度ｔｎが、閾値温度ｔｉ（ｉ＝１，２，３，・・・）よりも高い温度となった場合（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、加圧ポジションを初期加圧ポジションから加圧ポジション減少量Ａｉ（ｉ＝１，２，３，・・・）ずつ変更する（Ｓ１１０）。なお、閾値温度ｔｉおよび加圧ポジション減少量Ａｉは、紙種ごとに決定される値である。

このように、制御除外期間を設けることで、前状態が不明確な状態からのジョブでも適切な制御を実施することができ、定着不良を未然に防ぐことができる。なお、前状態が明確な場合には、前ジョブの情報を参照することによって、制御除外期間を設けることなく適切なニップ幅に調整することができる。

加圧ポジションの変更後も、繰り返し、現在の芯金温度ｔｎと閾値温度ｔｉとの大小判定を行い、現在の芯金温度ｔｎが閾値温度ｔｉを超えるたびに、加圧ポジションを初期加圧ポジションからＡｉずつ定着ローラから離れる側へ移動させる。上記制御においては、連続通紙中に加圧ローラ１７のポジションが定着ローラ１５に近づく方向に移動させる制御を実施することはなく、常に、定着ローラ１５から離れる側への方向へ移動させる制御となる。

図７は、芯金温度とニップ幅との関係を示すグラフである。図７に示すように、芯金温度が上昇するにしたがってニップ幅は広がっていき、適正ニップ幅から外れてしまう。適正なニップ幅から外れると、搬送品質や画像品質が低下してしまうおそれがある。

図８は、芯金温度とニップ幅との関係を示すグラフであって、上述したニップ幅調整制御を実施した場合の例である。すなわち、図８に示すように、ニップ幅が芯金温度の上昇にしたがって広がっていっても、適正ニップ幅の上限近くになると、加圧ポジションをＡｉ（ｉ＝１，２，３，・・・）分、定着ローラ１５から離れる側に移動させることで、再度、適正なニップ幅の下限近くになるように調整することができる。

このように、適正ニップ幅上限近くになるたびに、加圧ポジションを制御することで、芯金温度が上昇（すなわち、定着ローラ１５が熱膨張）しても、常に適正なニップ幅を維持することが可能となっている。

なお、通紙中において、ニップ幅を直接検知するわけでないため、事前に芯金温度とニップ幅の関係を求めておき、かつ、ニップ幅上限付近となる温度（すなわち、閾値温度ｔｉ（ｉ＝１，２，３，・・・）を紙種ごとに求めておくことで、通紙中の芯金温度ｔｎがｔｉを超えるたびに制御を実施して、適正なニップ幅を常に維持することが可能となる。

次に、紙間でのニップ幅調整制御の実施可能性について説明する。表１は、Ａ４横サイズの記録媒体Ｐを、線速３００ｍｍ／ｓｅｃで通紙した際に、各生産性にて紙間がどの程度あるかを示す表である。

表１に示すように、例えば、生産性が６０枚／ｍｉｎの場合、紙間は３００ｍｓｅｃであり、生産性が８０枚／ｍｉｎでは紙間が５０ｍｓｅｃである。ここで、通紙中の加圧ポジション変更ではニップ幅を１ｍｍ変動させるのにかかる加圧ポジションの変更時間を５０〜１００ｍｓｅｃ程度の場合、生産性が６０枚／ｍｉｎ程度であれば、紙間での制御が可能である。

一方で、生産性が８０枚／ｍｉｎの場合には、紙間が加圧ポジションの変更時間よりも短いため加圧ポジションの変更制御中に、記録媒体Ｐがニップ部Ｎに進入してしまう。このため、制御部２２にて、紙間が、加圧ポジションの変更時間よりも短いかどうかを判断し、短いと判断される場合には、一時的に紙間を長くすることが好ましい。これにより、加圧ポジションの変更制御中に、記録媒体Ｐがニップ部Ｎに進入しないようにすることができる。なお、加圧ポジションの変更時間は予め記憶される値であればよい。

以上説明した第２の実施形態に係る定着装置１２によれば、定着ローラ１５の芯金温度によって紙間でニップ幅調整を実施することで、生産性を落とすことなく最適な適正なニップ幅を維持することが可能となる。また、紙種ごとに最適な閾値を設定することで、あらゆる紙種に対して最適なニップ幅を維持することができる。

［第３の実施形態］
上述のように、封筒など、シワや定着不良が発生しやすい記録媒体では、画像品質（定着性）と、搬送品質（搬送性）の双方を満足するニップ幅の範囲が非常に狭いため、定着ローラ１５の熱膨張によるニップ幅の変動が発生した際に、この変動を打ち消して、適切なニップ幅に調整することが望まれる。

第２の実施形態では、定着ローラ１５の芯金温度を検出し、芯金温度から定着ローラ１５の熱膨張量およびニップ幅を予測して、段階的に加圧ローラ１７を移動させ、ニップ幅を調整する例を説明した。

しかしながら、上述のように、定着ローラ１５の芯金温度と定着ローラ１５の熱膨張量との関係は、常に同じではなく、所定の条件下でその関係性が崩れてしまう。例えば、一旦加熱したのちに定着ローラ１５が冷えていく過程では、芯金温度の温度低下には時間がかかるのに対し、定着ローラ１５の表面は内部よりも冷えやすく熱収縮が素早く進行するために、芯金温度に基づいて予測熱膨張量に対し、実際の熱膨張量は小さくなる。

そして、定着ローラ１５の芯金温度と定着ローラ１５の熱膨張量との関係が予測から外れると、予測された関係に基づいてニップ幅を制御しても、所望のニップ幅が得られないことになり、通紙時の定着不良や搬送不良に繋がるおそれがある。

そこで、第３の実施形態に係る定着装置は、芯金（芯金１５ａ）の外周に弾性層（弾性層１５ｂ）が形成されてなる定着ローラ（定着ローラ１５）と、定着ローラに圧接してニップ部（ニップ部Ｎ）を形成する加圧部材（加圧ローラ１７）と、を備えた定着装置（定着装置１２）において、定着ローラの芯金の温度を検知する芯金温度検知手段（芯金温度検知センサ２３）と、加圧部材を定着ローラに対して接離する方向に移動させる移動手段（加圧ローラ移動機構１８）と、通紙中に芯金温度検知手段が検知した芯金温度に応じて、移動手段により加圧部材の位置を制御する制御手段（制御部２２）と、を備え、制御手段は、印刷ジョブの受信後であって通紙前に、定着装置の蓄熱状態を判断し、判断結果に応じて蓄熱回転制御を実施するものである。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。すなわち、定着ローラ１５の芯金温度と定着ローラ１５の熱膨張量との関係が、予め予測された関係から変化する条件下では、通紙前に、蓄熱回転制御を実行することで、芯金温度と熱膨張量との関係を、予め予測された関係に近づけるものである。

図９は、第３の実施形態に係る定着装置１２の制御部２２によるニップ幅調整制御の一例を示すフローチャートである。なお、図９に示す本実施形態に係るニップ幅調整制御において、上述した各実施形態のニップ幅調整制御における各処理も実行するようにしてもよいのは勿論である。

第３の実施形態のニップ幅調整制御では、通紙前に初期加圧ポジションの決定処理（Ｓ２０１〜Ｓ２０４）を実行する。

先ず、ジョブ（印刷ジョブ）を受信すると（Ｓ２０１）、蓄熱回転制御（Ｓ２０２）を実施する。蓄熱回転制御の詳細は後述する。次いで、芯金温度検知センサ２３により現在の芯金温度ｔｎを検知する（Ｓ２０３）。この芯金温度の検知は、例えば、記録媒体Ｐが給紙トレイから給紙されるタイミングで実施される。そして、検知した現在の芯金温度Ｔｎに応じた加圧ポジション（初期加圧ポジション）とする（Ｓ２０４）。

次いで、通紙中の処理（Ｓ２０５〜Ｓ２０９）について説明する。通紙開始（Ｓ２０５）後は、現在の芯金温度ｔｎを所定の制御周期ごとに検出する（Ｓ２０６）。制御周期は、特に限られるものではないが、例えば、４００ｍｓｅｃ等とすることができる。

ニップ部Ｎに記録媒体Ｐが無い時（紙間時）において、現在の芯金温度ｔｎが、閾値温度ｔｉ（ｉ＝１，２，３，・・・）よりも高い温度（ｔｎ≧ｔｉ）となった場合（２０７：ＹＥＳ）、加圧ポジションを初期加圧ポジションから加圧ポジション減少量Ａｉ（ｉ＝１，２，３，・・・）ずつ変更する（Ｓ２０８）。なお、閾値温度ｔｉおよび加圧ポジション減少量Ａｉは、紙種ごとに決定される値である。

加圧ポジションの変更後も上記の処理をジョブの終了（Ｓ２０９：Ｙｅｓ）まで繰り返し、現在の芯金温度ｔｎと閾値温度ｔｉとの大小判定を行い、現在の芯金温度ｔｎが閾値温度ｔｉを超えるたびに、加圧ポジションを初期加圧ポジションからＡｉずつ定着ローラから離れる側へ移動させる。上記制御においては、連続通紙中に加圧ローラ１７のポジションが定着ローラ１５に近づく方向に移動させる制御を実施することはなく、常に、定着ローラ１５から離れる側への方向へ移動させる制御となる。

これにより、図７および図８を参照して上述したように、適正ニップ幅上限近くになるたびに、加圧ポジションを制御することで、芯金温度が上昇（すなわち、定着ローラ１５が熱膨張）しても、それに応じて適正なニップ幅を維持することが可能となっている。

（蓄熱回転制御）
蓄熱回転制御（Ｓ２０２）の詳細を説明する。図１０は、定着装置１２の芯金温度［℃］とニップ幅［ｍｍ］との関係を示すグラフの一例である。図１０を参照して、蓄熱回転制御の目的について説明する。

昇温過程から通紙をする場合、（１）で示す芯金温度とニップ幅の関係となる。しかしながら、熱膨張した状態から一旦冷却し、その状態から通紙をする場合、（２）で示すような関係となり、（１）に示す芯金温度とニップ幅の関係との間にずれが生じてしまう。

このように予測されている関係性からずれてしまうと、結果として、ニップ幅調整制御により所望のニップ幅が得られなくなってしまい、画像品質や搬送品質に影響が生じてしまう。

このため冷却過程で（２）に示す関係に従っているものを（１）に示す関係に従うように蓄熱回転制御を実行することで、ニップ幅調整制御により所望のニップ幅を得るようにするものである。

図１１は、蓄熱回転制御の一例を示すフローチャートである。先ず、蓄熱回転制御の実施のオンオフを判断する（Ｓ３０１）。この判断は、蓄熱回転制御を実施する（オン）、実施しない（オフ）を、スイッチや操作パネルなどからユーザに選択可能としておき、その設定を確認するものである。蓄熱回転制御のオンオフ設定を可能とすることで、ユーザが通紙前に待ち時間を入れたくない場合（印刷速度を優先する場合）には、制御を無効自体にすることができる。

蓄熱回転制御がオンに設定されている場合（Ｓ３０１：Ｙｅｓ）、ジョブの記録媒体Ｐの種別が、蓄熱回転制御を必要とする所定の紙種であるかどうかを判断する（Ｓ３０２）。一方、蓄熱回転制御がオフに設定されている場合（Ｓ３０１：Ｎｏ）、蓄熱回転制御を実施しない（Ｓ３０８）。

Ｓ３０２では、例えば、記録媒体Ｐの種別が封筒であるかどうかを判断するものである。封筒はニップ幅の成立範囲が一般紙と比較すると狭いため、高品質な画像を得るためには、定着ローラ１５の熱膨張状態を正確に捉えて、ニップ幅を適切に制御することが要求される。このため、封筒の場合、ジョブの受信後の給紙前に、芯金温度から定着ローラ１５の熱膨張状態が予測できるようになるまで蓄熱回転を実施する必要がある。蓄熱回転制御を必要とする所定の紙種は、予め設定されるものであればよい。

蓄熱回転を必要とする紙種である場合（Ｓ３０２：Ｙｅｓ）、今回のジョブの前に他のジョブがあったかどうかを判断する（Ｓ３０３）。前ジョブがあったか否かにより、定着装置１２の蓄熱状態が膨張過程か冷却過程にあるかを判断するものである。一方、蓄熱回転を必要としない紙種である場合（Ｓ３０２：Ｎｏ）、蓄熱回転制御を実施しない（Ｓ３０８）。

前ジョブがない場合（Ｓ３０３：Ｎｏ）は、画像形成装置の電源オンから所定時間（ｔ１秒）以上経過しているかどうかを判断する（Ｓ３０４）。画像形成装置の電源オン時はウォーミングアップを実施するため、電源オン直後の定着装置１２は熱膨張過程にある。

このため、画像形成装置の電源オンからｔ１秒経過していない場合（Ｓ３０４：Ｎｏ）は、熱膨張過程にあると判断して、蓄熱回転制御を実施しない（Ｓ３０８）。一方、画像形成装置の電源オンからｔ１秒以上経過している場合（Ｓ３０４：Ｙｅｓ）、冷却過程に入ったと判断して、蓄熱回転制御を実施する（Ｓ３０７）。

このように、画像形成装置の電源オンからジョブ受信までの経過時間に基づいて、定着装置が冷却過程にあるか熱膨張過程にあるかを判断し、冷却過程にある場合に蓄熱回転制御を実施することで、定着装置の状態に応じた制御を実施することが可能となっている。

前ジョブがあった場合（Ｓ３０３：Ｙｅｓ）は、前ジョブの記録媒体Ｐの種別によって蓄熱回転制御の必要有無を判断する（Ｓ３０５）。定着温度の設定値は記録媒体Ｐの種別ごとに設定されているため、前ジョブにおける記録媒体Ｐが定着温度の設定値が高いものである場合、定着装置１２は、十分蓄熱されているといえ、設定値が低いものである場合、蓄熱が不十分であるといえる。前ジョブの記録媒体Ｐの種別によって定着装置１２の蓄熱状態を判断することで、蓄熱回転制御の必要性を判断可能となる。

そこで、本実施形態では、前ジョブの記録媒体Ｐの種別が封筒であるかどうかを判断している（Ｓ３０５）。封筒は、一般紙よりもシワが発生しやすいためニップ幅を狭めているが、その分、定着温度を上げることで定着可能な熱量をトナーに与えている。そのため、前ジョブが封筒通紙である場合には定着装置１２の蓄熱が十分であると判断している。

前ジョブが封筒通紙であった場合（Ｓ３０５：Ｙｅｓ）、前ジョブ終了から所定時間（ｔ２秒）以上経過しているかどうかを判断する（Ｓ３０６）。前ジョブからｔ２秒以上経過している場合（Ｓ３０６：Ｙｅｓ）、定着装置１２が冷却過程にあると判断し、蓄熱回転制御を実施する（Ｓ３０７）。また、前ジョブからｔ２秒以上経過していない場合（Ｓ３０６：Ｎｏ）、定着装置１２が熱膨張過程にあると判断し、蓄熱回転制御を実施しない（Ｓ３０８）。一方、前ジョブが封筒通紙以外の場合（Ｓ３０５：Ｎｏ）、前ジョブからの経過時間は関係なく蓄熱回転制御を実施する（Ｓ３０７）。

このように、前ジョブ終了時から現ジョブ受信までの経過時間に基づいて、定着装置１２が冷却過程にあるか熱膨張過程にあるかを判断し、冷却過程にある場合に蓄熱回転制御を実施することで、定着装置１２の状態に応じた制御を実施することが可能となっている。

また、蓄熱回転制御（Ｓ３０７）の実施時間（ｔ３秒）は、今回のジョブで通紙される記録媒体Ｐの種別（用紙銘柄）ごとに個別に設定可能としている。表２は、記録媒体Ｐの種別ごとの蓄熱回転制御の実施時間（ｔ３秒）の設定例を示す一覧である。

表２において、ニップ幅の成立範囲が広い種別（用紙カテゴリー１，２）では、ニップ幅と芯金温度の関係が、所望の関係から多少ずれていても成立可能であるため、蓄熱回転制御を非実施（用紙カテゴリー１）、または、実施時間を短くしている（用紙カテゴリー２）、一方、成立範囲が狭い種別（用紙カテゴリー３）では、所望の関係となるまで、蓄熱回転制御を十分な時間実施するものである。このように用紙銘柄ごとに最適な蓄熱回転時間を設定可能とすることが好ましい。

以上説明した第３の実施形態に係る定着装置１２によれば、通紙直前の定着装置１２が冷却過程にあり、芯金温度と定着ローラ１５の熱膨張の関係が所望の関係から崩れていると判断した場合には、上記所望の関係に復旧させるための蓄熱回転制御を実施することで、定着ローラ１５の熱膨張量およびニップ幅を、芯金温度に基づいて正確に予測し、ニップ幅を適切に調整する制御を実施できるようになる。

また、蓄熱回転制御の実施に際し、搬送性と定着性の双方が成立するニップ幅範囲が狭いと判断される用紙銘柄が通紙される際は通紙前に蓄熱回転時間を設けている。また、前ジョブにて、定着ローラ１５への蓄熱が不十分であると判断される場合には、通紙前に蓄熱回転時間を設けている。また、前ジョブ終了時からジョブ受信までの経過時間が長く、定着装置１２が冷却過程であると判断される場合に蓄熱回転時間を設けている。また、画像形成装置の電源オンからジョブ受信までの経過時間が長く、定着装置１２が冷却過程であると判断される場合に蓄熱回転時間を設けている。

よって、通紙する記録媒体Ｐの種別や、定着装置１２の蓄熱状態に関わらず、安定した定着品質および搬送品質を保証するニップ幅を常に維持することが可能となる。

［第４の実施形態］
定着装置１２は、加圧ローラ移動機構１８の制御により、加圧ローラ１７を所望の位置とすることができる。第１の実施形態では、加圧ローラ１７を基準位置に戻すことなく、加圧ローラ１７を移動前の位置から移動後の位置まで直接移動させて、加圧ローラ１７を所望の位置とする例について説明したが、加圧ローラ移動機構１８の制御は、これに限られるものではなく、例えば、基準位置からのカム１８ｄの回転時間などの制御により、加圧ローラ１７を所望の位置とすることができる。

また、第３の実施形態では、芯金温度と熱膨張量との関係が、変化することが予測される条件下では、通紙前に、蓄熱回転制御を実行することで、芯金温度と熱膨張量との関係を、予め予測された関係に戻す例を説明した。

ところで、定着装置１２は、装置ごとに、定着ローラ１５の外径や硬度のばらつき、加圧ローラ移動機構１８のカム１８ｄの寸法のばらつき、等がある程度生じることは避け難い。このため、すべての定着装置１２で同一の制御内容（例えば、カムの回転時間）として加圧ローラ１７の位置を設定しても、ニップ幅に差異が生じるおそれがある。そして、これにより所望のニップ幅が得られない場合は、通紙時の定着不良や搬送不良に繋がるおそれがある。

そこで、第４の実施形態では、定着装置１２のユニット間（ロット間）での部材等のばらつきを考慮して、このばらつきを打ち消す制御（装置間補正制御という）を実施することで、定着装置１２のロットに関わらず、安定した定着品質および搬送品質を保証するニップ幅を維持するものである。また、第４の実施形態で説明する装置間補正制御は、第３の実施形態で説明した蓄熱回転制御と併せて実施することが好ましい。これらのニップ幅を適切に調整する制御をあわせて実行することで、定着装置１２のロット、通紙する記録媒体Ｐの種別、定着装置１２の蓄熱状態に関わらず、安定した定着品質および搬送品質を保証するニップ幅を維持することができる。

装置間補正制御について説明する。第４の実施形態では、ニップ幅調整制御における加圧ローラ１７の位置は、カム１８ｄの基準位置からの回転時間の制御により制御される。

図１２は、加圧ローラ１７の位置制御の説明図である。加圧ローラ１７の位置は、例えば、加圧ローラ移動機構１８のカム１８ｄと同回転軸上に設けられた形状の異なる２つのフィラーを２つのセンサ（センサＡ、センサＢ）により検知することで決定される。図１２に、離間時ポジション、基準ポジション、調整ポジション、通常加圧ポジション、上限ポジションを示している。

記録媒体Ｐが、普通紙などの場合は加圧ポジションが固定のもの（通常加圧ポジション）で通紙されるが、封筒などのニップ幅の成立範囲が狭い用紙を通紙する場合は、加圧ポジションが調整される（調整ポジション）。

ここで、調整ポジションは、基準ポジションからのカムの回転時間（カム回転時間Ｐ１［ｍｓｅｃ］）で規定されるため位置を連続的に変更可能である。しかしながら、カム回転時間Ｐ１を同じ値としても、定着装置１２の定着ローラ１５の外径や硬度のばらつき、カム１８ｄの寸法ばらつきによって定着装置１２ごとに差異が生じ、ロットにおいて、所望のニップ幅を得られない定着装置１２が存在する可能性がある。そのため、以下に説明する装置間補正制御を実施する。

図１３は、カム回転時間Ｐ１とニップ幅との関係を示すグラフである。装置間補正制御では、先ず、各定着装置１２において、カム回転時間Ｐ１に対するニップ幅のデータを少なくとも２点取得する。このデータの取得は、定着ローラ１５の熱膨張の影響を避けるため、熱飽和状態にて実施する。

次いで、得られた少なくとも２点のデータから一次関数を導出する。データ量を増やすことで一次以上の関数を導出することも好ましい。そして、得られた関係式に基づいて、所望のニップ幅を得るためのカム回転時間Ｐ１を算出することが可能となる。例えば、図１３において定着装置Ａではニップ幅Ａを得るためにはカム回転時間Ａ１、ニップ幅Ｂを得るためにはカム回転時間Ｂ１であり、定着装置Ｂではニップ幅Ａを得るためにはカム回転時間Ａ２、ニップ幅Ｂを得るためにはカム回転時間Ｂ２となる。これにより、所望のニップ幅に基づいて、各定着装置１２でそのニップ幅を達成するためのカム回転時間Ｐ１を算出することができる。

以上説明した第４の実施形態に係る定着装置１２では、定着装置１２のユニット間（ロット間）での部材等のばらつきを考慮して、このばらつきを打ち消す制御を実施している。具体的には、加圧ローラ１７の位置決定に使用されるカム回転時間を、定着装置１２ごとに算出したカム回転時間とニップ幅との関係式に基づいて決定している。これにより、定着装置１２のロットによるばらつきを打ち消すことが可能となり、定着装置１２のロットに関わらず、安定した定着品質および搬送品質を保証するニップ幅を維持することができる。また、第３の実施形態で説明した制御を併せて実施することで、定着装置１２のロット、通紙される用紙銘柄、定着装置の蓄熱状態にかかわらず、安定した定着品質・搬送品質を保証するニップ幅を維持することが可能となる。

［第５の実施形態］
第４の実施形態では、定着装置１２ごとの定着ローラ１５の外径や硬度のばらつき、加圧ローラ移動機構１８のカム１８ｄの寸法のばらつきを打ち消す装置間補正制御を実行する定着装置１２について説明した。装置間補正制御では、定着装置１２ごとにカム回転時間Ｐ１とニップ幅との関係性を表す値をパラメータ（例えば、一次関数の場合の相関係数）として予め記憶しておき、定着装置１２ごとに、最適なニップ幅を得るためのカム回転時間を求めている。これにより、定着装置１２ごとに最適な加圧ローラ１７の位置を設定することを可能としている。

この相関係数などのパラメータについては、定着装置１２の筐体に貼られたラベルや、収容箱、付属書類等に記載しておき、定着装置１２の交換時において、交換作業者（サービスマンやユーザ）が画像形成装置の操作部から入力することで、本体側の制御部の記憶部に記憶させることが考えられる。

しかしながら、これを交換作業者による入力とすると、入力作業は煩雑であるとともに入力ミスの発生も考えられる。また、ユーザの中には、１台の画像形成装置に対し、複数の定着装置１２を使い分けて使用するユーザもいるため、定着装置１２の交換の度に、入力を必要とすることは煩雑であり、効率的な使用とは言えない。

そこで、第５の実施形態では、このパラメータを定着装置１２が備えるＩＣタグに記憶させておき、定着装置１２の交換時において、ＩＣタグに記憶されたパラメータを画像形成装置本体側で読み込んで、本体側の記憶部に書き込む（換言すれば、ＩＣタグに記憶されたパラメータが本体側の記憶部に送信される）ものである。これにより、画像形成装置本体側の記憶部に書き込まれたパラメータに基づいて、装置間補正制御を実行することが可能となる。

図１４は、第５の実施形態に係る定着装置１２の外観斜視図である。図１４に示す定着装置１２は、筐体２５にＩＣタグ２６を設けている。ＩＣタグ２６は、電波を受けて働く小型の電子装置の１つであり、例えば、既存のＲＦＩＤタグなどを用いることができる。ＩＣタグ２６は、例えば、０．４〜１．０ｍｍ角程度の小さな半導体チップ部と、外部との無線通信を可能とする通信部としてのアンテナ部（ループアンテナ）から構成され、半導体チップ部には記憶部（メモリ）が搭載されている。

ＩＣタグ２６は、ＩＣタグリーダから発射される電波によって微量な電力を生み出し（電磁誘導方式）、その電力で、内蔵されているタグＩＤなどの情報処理を行い、電波を送信する。

ＩＣタグリーダは、例えば、アンテナ、チューナー、リーダＩＣ等で構成される。ＩＣタグリーダは、画像形成装置の本体側であって、ＩＣタグ２６との通信可能な範囲に設けられる。ＩＣタグリーダは、画像形成装置の制御部の一部として構成されても、画像形成装置の制御部とは別途設けられて、該制御部と情報の送受信が可能に接続されるものであってもよい。

ＩＣタグリーダは、ＩＣタグ２６から発信される電波信号を読み取ってＩＣタグ２６の情報を得る。電波出力の関係から、ＩＣタグリーダはＩＣタグ２６に近接配置される。また、ＩＣタグリーダは必要に応じてＩＣタグ２６の内容を書き換えられるライタ機能が備わり、ＩＣリーダ／ライタとなる。

定着装置１２におけるＩＣタグ２６の取り付け位置は、熱の影響を受けにくくするため、ヒータ２４よりも下側（加圧ローラ側）に設けることが好ましい。例えば、図１４に示すように、ＩＣタグ２６は、筐体２５において、定着装置１２を画像形成装置の本体側と接続するための接続部２７（ドロワコネクタ）の下方に設けることが好ましい。なお、定着装置１２におけるＩＣタグ２６の取り付け位置および画像形成装置の本体側のＩＣタグリーダの取り付け位置は、ＩＣタグリーダがＩＣタグ２６から発信される電波情報を受信できる位置に取り付けられればよく、図１４の例に限定されるものではない。

以上説明した第５の実施形態に係る定着装置１２では、定着装置１２ごとに異なるカム回転時間Ｐ１とニップ幅との関係を表す情報を、定着装置１２のＩＣタグ２６に記憶させておき、定着装置１２の交換時において、ＩＣタグ２６に記憶されたパラメータを画像形成装置本体側で読み込んで本体側の記憶部に書き込み、これに基づいて、装置間補正制御を実行している。

したがって、交換時にユーザやサービスマンがパラメータを直接入力する必要を無くし、ユーザビリティの向上を図ることができる。特に、複数の定着装置１２を使い分ける場合において、交換の度に、パラメータを直接入力する必要を無くし、ユーザビリティの向上を図ることができる。

なお、第５の実施形態では、カム回転時間Ｐ１とニップ幅との関係を示す情報を定着装置１２のＩＣタグ２６に記憶する例について説明したが、これに替えて、またはこれに合わせて、その他の必要な情報を適宜記憶させておき、定着装置１２の交換時に画像形成装置本体側で読み込んで記憶部に記憶させるようにしてもよいのは勿論である。また、必要に応じて、ＩＣタグリーダ／ライタとして機能させて、定着装置１２のＩＣタグ２６への情報の追加、更新を行うようにしてもよい。

尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。

上記実施形態は、本発明をタンデム方式のカラーレーザプリンタ１００に適用した例であるが、本発明は、定着装置を備えるあらゆる画像形成装置に対して有効に適用可能である。また、本発明をベルト定着方式の定着装置１１，１２に適用した例であるが、本発明は、他の方式の定着装置にも有効に適用可能である。また、各実施形態で説明した構成、制御は、他の実施形態にも適用可能であることは勿論である。

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 画像形成ユニット
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ 感光体
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ ドラム帯電器
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ 露光装置
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ 現像器
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ 転写器
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ 清掃装置
８ ベルト清掃装置
９ 用紙転写器
１０ 転写ベルト
１１，１２ 定着装置
１３ 定着ベルト
１４ 加熱ローラ
１５ 定着ローラ
１５ａ 芯金
１５ｂ 弾性層
１７ 加圧ローラ
１７ａ 芯金
１７ｂ 弾性層
１８ 加圧ローラ移動機構
１８ａ 揺動アーム
１８ｂ 揺動軸
１８ｃ ベアリング
１８ｄ カム
１８ｅ 遮蔽板
１８ｆ カム位置検出手段
１８ｇ 揺動アームスプリング
１９ 定着ベルト温度センサ
２０ 加圧ローラ温度センサ
２１ 隙間幅検知センサ
２２ 制御部
２３ 芯金温度検知センサ
２４ ヒータ
２５ 筐体
２６ ＩＣタグ
２７ 接続部
１００ カラーレーザプリンタ
Ｎ ニップ部
Ｐ 記録媒体
Ｔ トナー像

特開２０１２−４２７５５号公報

Claims (13)

1. 外周に弾性層が形成されてなる定着ローラと、
   熱源により加熱される加熱ローラと、
   少なくとも前記定着ローラと前記加熱ローラとに張架される定着ベルトと、
   前記定着ベルトを介して前記定着ローラに圧接してニップ部を形成する加圧部材と、を備えた定着装置において、
   前記定着ローラと前記加熱ローラとの隙間幅を検知する隙間幅検知手段と、
   前記加圧部材を前記定着ローラに対して接離する方向に移動させる移動手段と、
   前記隙間幅検知手段が検知した前記隙間幅に基づいて、前記移動手段による前記加圧部材の前記定着ローラ側への移動量を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする定着装置。
2. 芯金の外周に弾性層が形成されてなる定着ローラと、
   前記定着ローラに圧接してニップ部を形成する加圧部材と、を備えた定着装置において、
   前記定着ローラの芯金温度を検知する芯金温度検知手段と、
   前記加圧部材を前記定着ローラに対して接離する方向に移動させる移動手段と、
   前記芯金温度には複数の閾値が設けられており、前記芯金温度検知手段が検知した前記芯金温度の値が大きくなり前記閾値を超えるたびに、前記移動手段により、前記加圧部材を初期位置から前記定着ローラから離れる方向に徐々に移動させる制御をする制御手段と、を備え、
   印刷ジョブの受信時から所定時間が経過する、または、印刷ジョブの受信時の芯金温度よりも所定温度以上上昇する、のいずれかの条件を満たすまでは、前記制御手段による制御を待機する制御除外期間を設けることを特徴とする定着装置。
3. 芯金の外周に弾性層が形成されてなる定着ローラと、
   前記定着ローラに圧接してニップ部を形成する加圧部材と、を備えた定着装置において、
   前記定着ローラの芯金温度を検知する芯金温度検知手段と、
   前記加圧部材を前記定着ローラに対して接離する方向に移動させる移動手段と、
   通紙中に前記芯金温度検知手段が検知した前記芯金温度に応じて、前記移動手段により前記加圧部材の位置を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、印刷ジョブの受信後であって通紙前に、定着装置の蓄熱状態を判断し、判断結果に応じて蓄熱回転制御を実施し、当該定着装置について定着装置ごとに予め導出された前記移動手段の駆動時間とニップ部の幅との関係に基づいて、前記移動手段を制御することを特徴とする定着装置。
4. 前記移動手段は、通紙動作中においてニップ部に記録媒体が通紙していない紙間時において、前記加圧部材を移動させることを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の定着装置。
5. 前記制御手段は、前記紙間時内に前記加圧部材の移動が完了しないと判断する場合、一時的に紙間を広げることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
6. 前記移動手段は、前記加圧部材を前記定着ローラ側に移動させる際に、移動前の位置から移動後の位置まで直接移動させることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
7. 前記隙間幅検知手段は、通紙動作前、または通紙動作中においてニップ部に記録媒体が通紙していない紙間時において、前記隙間幅を検知することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
8. 前記閾値、前記初期位置、および、前記定着ローラから離れる方向への各移動量は、記録媒体の種別ごとに設定されることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
9. 前記制御手段は、直前の印刷ジョブの記録媒体の情報、前記直前の印刷ジョブからの経過時間、当該定着装置の起動からの経過時間の少なくともいずれかに基づいて、前記蓄熱状態を判断することを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
10. 前記蓄熱回転制御の実施可否を設定可能としたことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
11. 前記関係を表すパラメータを記憶するＩＣタグを備え、
    前記ＩＣタグに記憶された前記パラメータは、画像形成装置の記憶部に送信されることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
12. 前記定着ローラは、前記加圧部材の回転駆動に連れ回ることを特徴とする請求項１から１１までのいずれかに記載の定着装置。
13. 請求項１から１２までのいずれかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

Images