特開 2024-177843 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024177843

(43)【公開日】2024-12-24

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20241217BHJP

   G03G 21/00 20060101ALI20241217BHJP

【ＦＩ】

G03G15/20 505

G03G21/00 538

G03G15/20 555

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023096208

(22)【出願日】2023-06-12

(71)【出願人】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100107423

【弁理士】

【氏名又は名称】城村 邦彦

(74)【代理人】

【識別番号】100120949

【弁理士】

【氏名又は名称】熊野 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100182453

【弁理士】

【氏名又は名称】野村 英明

(72)【発明者】

【氏名】塩寺 広太

(72)【発明者】

【氏名】醒井 雅裕

(72)【発明者】

【氏名】安藤 貴之

【テーマコード（参考）】

2H033

2H270

【Ｆターム（参考）】

2H033AA42

2H033BA34

2H033BB00

2H033BB29

2H033BB30

2H033BE00

2H033BE03

2H033CA03

2H033CA07

2H033CA08

2H033CA26

2H033CA28

2H033CA32

2H270KA35

2H270KA72

2H270LA25

2H270LA70

2H270SA01

2H270SA03

2H270SC08

2H270ZC03

2H270ZC06

(57)【要約】

【課題】部品点数を増加させることなく、画像形成装置から発生する微粒子の量を低減する。
【解決手段】記録媒体Ｐに画像を定着させる定着装置２０を備える画像形成装置において、定着装置２０は、記録媒体Ｐを通過させるニップ部Ｎを形成する一対の回転体２１，２２と、一対の回転体２１，２２の少なくとも一方を加熱する加熱源２と、を有し、印刷時に１枚目の記録媒体Ｐが装置外に排出されてから３分以内に排出される記録媒体Ｐの画像情報に基づいて、１枚目の記録媒体Ｐが装置外に排出されてから３分以内における加熱源２３の出力を、あらかじめ設定された基準値よりも低く設定する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

記録媒体に画像を定着させる定着装置を備える画像形成装置において、
前記定着装置は、
前記記録媒体を通過させるニップ部を形成する一対の回転体と、
前記一対の回転体の少なくとも一方を加熱する加熱源と、
を有し、
印刷時に１枚目の前記記録媒体が装置外に排出されてから３分以内に排出される前記記録媒体の画像情報に基づいて、１枚目の前記記録媒体が装置外に排出されてから３分以内における前記加熱源の出力を、あらかじめ設定された基準値よりも低く設定することを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

前記画像情報は、前記記録媒体に形成される画像の画像面積率である請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項3】

前記画像情報は、前記記録媒体に形成される画像のトナーの重ね合わせ率である請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項4】

前記画像情報は、前記記録媒体の幅方向両端部から画像までの余白の幅である請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項5】

印刷時に１枚目の前記記録媒体が装置外に排出されてから３分以内に排出される前記記録媒体の画像情報に基づいて、前記加熱源の加熱開始から１枚目の前記記録媒体が前記ニップ部へ供給されるまでの前記加熱源による前記定着装置の予熱時間及び予熱温度の少なくとも一方を制御する請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項6】

前記一対の回転体のうち、一方が、前記記録媒体の未定着画像担持面側に配置される第一回転体であり、他方が、前記第一回転体の外周面に対向するように配置される第二回転体であって、
印刷時に１枚目の前記記録媒体が装置外に排出されてから３分以内に排出される前記記録媒体の画像情報に基づいて、前記加熱源の加熱開始から１枚目の前記記録媒体が前記ニップ部へ供給されるまでの前記加熱源による前記第二回転体の予熱時間及び予熱温度の少なくとも一方を制御する請求項１に記載の画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

複写機又はプリンタなどの画像形成装置において、排気中に含まれる微粒子などの異物を除去する技術が知られている。

【0003】

近年、環境問題に対する意識の高まりから、製品から放出される微粒子の発生を抑制する対策が望まれており、電子写真プロセスを用いた複写機、複合機、プリンタなどの画像形成装置においても微粒子の発生が少ない製品の開発が求められている。特に、欧州においては、環境への関心が非常に高く、画像形成時に発生する揮発性有機化合物（ＶＯＣ）、オゾン、ダスト、微粒子などに対する様々な認定基準が存在する。例えば、ドイツ政府の研究機関においては、「ブルーエンジェルマーク」というエコラベル制度があり、認証を受けた製品及びサービスにのみラベルの使用が認められる。「ブルーエンジェルマーク」の認証には、様々な試験をクリアする必要があるが、特に微粒子の試験が非常に厳しい。具体的には、画像形成装置から発生する５．６ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の微粒子を粒子計測器ＦＭＰＳ（Fast Mobility Particle Sizer）で計測した際に得られる微粒子の数が、３．５×１０^１１個／１０分より少ないことが求められ、将来的にはさらに厳しい基準値になることが予想される。

【0004】

画像形成装置から発生する微粒子を除去する技術として、特許文献１（特開２０１６－８５４０７号公報）においては、微粒子が急増する時間帯に、全てのフィルタを捕集可能な状態に切り替えて、微粒子を捕集する方法が提案されている。

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、フィルタのほか、フィルタへ微粒子を案内するダクト及びファンなどが必要になるため、部品点数が多くなる課題がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

そこで、本発明は、部品点数を増加させることなく、画像形成装置から発生する微粒子の量を低減することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、本発明は、記録媒体に画像を定着させる定着装置を備える画像形成装置において、前記定着装置は、前記記録媒体を通過させるニップ部を形成する一対の回転体と、前記一対の回転体の少なくとも一方を加熱する加熱源と、を有し、印刷時に１枚目の前記記録媒体が装置外に排出されてから３分以内に排出される前記記録媒体の画像情報に基づいて、１枚目の前記記録媒体が装置外に排出されてから３分以内における前記加熱源の出力を、あらかじめ設定された基準値よりも低く設定することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、部品点数を増加させることなく、画像形成装置から発生する微粒子の量を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。

【図2】本発明の第一実施形態に係る定着装置の概略構成図である。

【図3】本発明の第一実施形態に係る定着装置の斜視図である。

【図4】連続印刷を行った場合のトナーから発生するＦＰ／ＵＦＰの発生速度を示す図である。

【図5】連続印刷中のハロゲンヒータの通電デューティを示す図である。

【図6】本発明の第一実施形態に係る制御部の構成を示すブロック図である。

【図7】本発明の第一実施形態に係る通電デューティの制御方法を示すフローチャートである。

【図8】画像面積率を説明するための参考図である。

【図9】画像面積率が大きい場合と小さい場合の一例を示す図である。

【図10】トナーの重ね合わせ率が大きい場合と小さい場合の一例を示す図である。

【図11】画像が端部ヒータの加熱領域内に形成されている例を示す図である。

【図12】画像が中央ヒータの加熱領域と端部ヒータの加熱領域の両方にまたがって形成されている例を示す図である。

【図13】画像が中央ヒータの加熱領域内に形成されている例を示す図である。

【図14】余白の幅を説明するための参考図である。

【図15】本発明の第二実施形態に係る定着装置の概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材及び構成部品などの構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付し、一度説明した後ではその説明を省略する。

【0011】

＜画像形成装置の全体構成＞
図１は、本発明の第一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。ここで、本明細書中における「画像形成装置」には、プリンタ、複写機、ファクシミリ、印刷機、又は、これらのうちの二つ以上を組み合わせた複合機などが含まれる。なお、以下の説明における「印刷」は「画像形成」と同義語である。また、「画像形成」には、文字及び図形などの意味を持つ画像を形成する場合のほか、パターンなどの意味を持たない画像を形成する場合も含まれる。まず、図１を参照して、本発明の第一実施形態に係る画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。

【0012】

図１に示されるように、本発明の第一実施形態に係る画像形成装置１０００は、画像形成部１００と、定着部２００と、記録媒体供給部３００と、記録媒体排出部４００を備えている。

【0013】

（画像形成部）
画像形成部１００は、用紙などのシート状の記録媒体に画像を形成する部分である。画像形成部１００には、４つの作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋと、露光装置６と、転写装置８が設けられている。

【0014】

各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどの異なる色のトナー（現像剤）を収容している以外、基本的に同じ構成である。具体的に、各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、静電潜像担持体２と、帯電部材３と、現像装置４と、クリーニング部材５などを備えている。

【0015】

静電潜像担持体２は、表面に静電潜像を担持する回転体である。静電潜像担持体２としては、図１に示されるようなドラム状の感光体のほか、無端ベルト状の感光体などが用いられる。

【0016】

帯電部材３は、静電潜像担持体２の表面を帯電させる部材である。帯電部材３としては、静電潜像担持体２の表面に電圧を印加して一様に帯電させることができるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択可能である。具体的には、導電性又は半導電性の帯電ローラ、磁気ブラシ、ファーブラシ、フィルム、ゴムブレードなど接触式の帯電部材のほか、コロナ放電を利用した非接触式の帯電部材が挙げられる。

【0017】

現像装置４は、静電潜像担持体２の静電潜像に現像剤としてのトナーを供給してトナー画像を形成する装置である。現像装置４は、静電潜像担持体２に対して接触又は近接して配置されるトナー担持体などを備えている。トナー担持体が、表面にトナーを担持しながら回転することにより、トナー担持体から静電潜像担持体２へトナーが供給される。

【0018】

クリーニング部材５は、静電潜像担持体２上に残留するトナー及びその他の異物を除去する部材である。クリーニング部材５としては、例えば、静電潜像担持体２の表面に接触するように配置されるクリーニングブレードなどが用いられる。静電潜像担持体２が回転すると、静電潜像担持体２上の残留トナー及び異物がクリーニング部材５によって除去される。

【0019】

露光装置６は、静電潜像担持体２の帯電面を露光して静電潜像を形成する装置である。露光装置６としては、静電潜像担持体２の帯電面に対して露光できる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択可能である。具体的には、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザー光学系、液晶シャッタ光学系、ＬＥＤ光学系などの各種露光装置が挙げられる。

【0020】

転写装置８は、記録媒体に画像を転写する装置である。転写装置８は、中間転写ベルト１１と、一次転写ローラ１２と、二次転写ローラ１３を備えている。中間転写ベルト１１は、無端状のベルト部材であり、複数の支持ローラによって張架されている。一次転写ローラ１２は、中間転写ベルト１１の内側に４つ設けられている。各一次転写ローラ１２が中間転写ベルト１１を介して各静電潜像担持体２に接触することにより、中間転写ベルト１１と各静電潜像担持体２との間に一次転写ニップが形成されている。二次転写ローラ１３は、中間転写ベルト１１の外周面に接触し、二次転写ニップを形成している。

【0021】

（定着部）
定着部２００は、記録媒体に画像を定着させる部分である。定着部２００には、画像を定着させる定着装置２０が設けられている。定着装置２０は、記録媒体を加熱及び加圧しながら搬送する一対の回転体１９Ａ，１９Ｂなどを備えている。

【0022】

（記録媒体供給部）
記録媒体供給部３００は、画像形成部１００へ記録媒体を供給する部分である。記録媒体供給部３００には、記録媒体としての用紙Ｐを収容する給紙カセット１４と、給紙カセット１４から画像形成部１００へ用紙Ｐを供給する給紙ローラ１５が設けられている。以下、「記録媒体」を「用紙」として説明するが、「記録媒体」は紙（用紙）に限定されない。「記録媒体」には、紙（用紙）だけでなくＯＨＰシート又は布帛、金属シート、プラスチックフィルム、あるいは炭素繊維にあらかじめ樹脂を含浸させたプリプレグシートなども含まれる。また、「用紙」には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙及びアート紙など）、トレーシングペーパなども含まれる。

【0023】

（記録媒体排出部）
記録媒体排出部４００は、用紙Ｐ（記録媒体）を画像形成装置外に排出する部分である。記録媒体排出部４００には、用紙Ｐを排出する一対の排紙ローラ１７と、排出された用紙Ｐを載置する排紙トレイ１８が設けられている。

【0024】

＜画像形成動作＞
次に、図１を参照しつつ本実施形態に係る画像形成装置１０００の画像形成動作について説明する。

【0025】

画像形成動作が開始されると、各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの静電潜像担持体２及び転写装置８の中間転写ベルト１１が回転を開始する。また、給紙ローラ１５が、回転を開始し、給紙カセット１４から用紙Ｐが送り出される。送り出された用紙Ｐは、一対のタイミングローラ１６に接触することにより静止し、用紙Ｐに転写される画像が形成されるまで用紙Ｐの搬送が一旦停止される。

【0026】

各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋにおいては、まず、帯電部材３によって、静電潜像担持体２の表面が均一な高電位に帯電される。次いで、原稿読取装置によって読み取られた原稿の画像情報、あるいは端末からプリント指示されたプリント画像情報に基づいて、露光装置６が、各静電潜像担持体２の表面（帯電面）を露光する。これにより、露光された部分の電位が低下して各静電潜像担持体２の表面に静電潜像が形成される。そして、この静電潜像に対して現像装置４からトナーが供給されることにより、静電潜像がトナー画像として現像される。その後、各静電潜像担持体２上のトナー画像は、静電潜像担持体２の回転に伴って一次転写ニップ（一次転写ローラ１２の位置）に到達し、回転する中間転写ベルト１１上に順次重なり合うように転写される。かくして、中間転写ベルト１１上にフルカラーのトナー画像が形成される。なお、画像形成は、４つの作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋを全て用いてフルカラー画像を形成する場合に限らず、各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋのうち、いずれか一つを使用して単色画像を形成したり、いずれか２つ又は３つの作像ユニットを用いて２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。また、トナー画像の転写後は、静電潜像担持体２の表面がクリーニング部材５によって清掃される。これにより、静電潜像担持体２上の残留トナーなどの異物が除去される。

【0027】

その後、中間転写ベルト１１上のトナー画像は、中間転写ベルト１１の回転に伴って二次転写ニップ（二次転写ローラ１３の位置）へ搬送され、タイミングローラ１６によって搬送されてきた用紙Ｐ上に転写される。そして、用紙Ｐは、定着装置２０へと搬送され、一対の回転体１９Ａ，１９Ｂによって加熱及び加圧される。これにより、用紙Ｐ上のトナー画像が用紙Ｐに定着される。そして、用紙Ｐは、排紙ローラ１７によって装置外へ排出され、排紙トレイ１８上に用紙Ｐが載置されることにより、一連の画像形成動作が終了する。

【0028】

＜定着装置の基本構成＞
続いて、本発明の第一実施形態に係る定着装置２０の構成について説明する。

【0029】

図２に示されるように、本発明の第一実施形態に係る定着装置２０は、一対の回転体１９Ａ，１９Ｂのほか、ハロゲンヒータ２３、ニップ形成部材２４、支持部材２５、反射部材２６、遮蔽部材２７、回転体保持部材２８、温度センサ２９を備えている。

【0030】

一対の回転体１９Ａ，１９Ｂは、用紙Ｐの未定着画像担持面側（トナー画像Ｔ側）に配置される第一回転体１９Ａとしての定着ベルト２１と、第一回転体１９Ａの外周面に対向するように配置される第二回転体１９Ｂとしての加圧ローラ２２により構成される。

【0031】

定着ベルト２１は、無端状のベルトであり、内側から順に、基材、弾性層、離型層などを有する。基材は、例えば、層厚が３０～５０μｍであって、ニッケル、ステンレスなどの金属材料、あるいはポリイミドなどの樹脂材料により形成される。弾性層は、層厚が１００～３００μｍであって、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴムなどのゴム材料により形成される。定着ベルト２１が弾性層を有することにより、定着ベルト２１の表面に微小な凹凸が形成されにくくなるため、用紙Ｐ上のトナー画像Ｔに熱が均一に伝わりやすくなる。離型層は、層厚が１０～５０μｍであって、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン－パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、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）などの材料により構成される。定着ベルト２１が、離型層を有することにより、用紙Ｐ上のトナー画像Ｔに対する離型性が確保される。また、小型化及び低熱容量化を図る場合は、定着ベルト２１の全体の厚さが１ｍｍ以下で、直径が３０ｍｍ以下であることが好ましい。

【0032】

加圧ローラ２２は、円筒状又は円柱状の芯材と、芯材の外周面に設けられる弾性層と、弾性層の外周面に設けられる離型層などを有する。芯材は、例えば、鉄などの金属材料により形成される。弾性層の材料としては、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。離型層は、例えば、ＰＦＡ又はＰＴＦＥなどのフッ素樹脂により形成される。

【0033】

ハロゲンヒータ２３は、赤外線（赤外光）を放射し、赤外線の輻射熱により対象物を加熱する輻射熱式の加熱源である。本実施形態においては、ハロゲンヒータ２３が、定着ベルト２１の内側に２つ配置されている。ハロゲンヒータ２３から赤外線が放射されると、輻射熱により定着ベルト２１が内側から加熱される。なお、加熱源として、ハロゲンヒータ以外に、カーボンヒータなどの他の輻射熱式のヒータを用いてもよい。また、定着ベルト２１に金属層を設け、金属層を電磁誘導により発熱させる電磁誘導加熱（ＩＨ）方式の加熱源を用いることも可能である。また、加熱源の数は、２つに限らず、１つ又は３つ以上であってもよい。

【0034】

ニップ形成部材２４は、定着ベルト２１の内側に配置され、加圧ローラ２２との間に定着ベルト２１を挟んでニップ部Ｎを形成する部材である。ニップ形成部材２４は、耐熱温度が２００℃以上の耐熱性部材により構成されることが好ましい。ニップ形成部材２４の材料として、例えば、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、又は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの一般的な耐熱性樹脂が挙げられる。このような耐熱性材料を用いることにより、ニップ形成部材２４の熱による変形を防止でき、ニップ部Ｎの形状を安定させることができる。なお、ニップ部Ｎの形状は、図２に示されるような平面状のほか、曲面状、あるいはそれ以外の形状であってもよい。

【0035】

支持部材２５は、ニップ形成部材２４を支持する部材である。支持部材２５が、ニップ形成部材２４を加圧ローラ２２側とは反対側から支持することにより、加圧ローラ２２からの加圧力によるニップ形成部材２４の撓みが抑制され、均一な幅のニップ部Ｎが形成される。支持部材２５の材料としては、剛性を確保するため、ＳＵＳ又はＳＥＣＣなどの鉄系金属材料が好ましい。

【0036】

反射部材２６は、ハロゲンヒータ２３の輻射熱を定着ベルト２１に向けて反射する部材である。反射部材２６は、輻射熱を反射するため、定着ベルト２１の内側でハロゲンヒータ２３に対向するように配置されている。ハロゲンヒータ２３の輻射熱が反射部材２６によって定着ベルト２１へ反射されると、反射された輻射熱により定着ベルト２１が効果的に加熱される。また、本実施形態においては、反射部材２６が、ハロゲンヒータ２３と支持部材２５との間に配置されているため、支持部材２５への不要な輻射熱の付与も抑制され、省エネルギー化を図れる。

【0037】

遮蔽部材２７は、ハロゲンヒータ２３と定着ベルト２１との間に介在し、ハロゲンヒータ２３から定着ベルト２１への輻射熱を遮蔽する部材である。遮蔽部材２７は、例えば、定着ベルト２１の内周面に倣って円弧状に形成された厚さ０．１ｍｍ～１．０ｍｍの金属板により構成される。遮蔽部材２７の材料としては、輻射熱を遮蔽できる材料であればよく、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレスなどの金属材料、又はセラミックなどの耐熱性を有する材料が好ましい。なお、遮蔽部材２７は、輻射熱を完全に遮蔽する場合のほか、輻射熱の一部を遮蔽する場合であってもよい。

【0038】

回転体保持部材２８は、定着ベルト２１を回転可能に保持する部材である。回転体保持部材２８が定着ベルト２１の内側に挿入されることにより、定着ベルト２１の内周面が回転体保持部材２８によって回転可能に支持される。

【0039】

温度センサ２９は、定着ベルト２１の温度を検知する温度検知部材である。本実施形態においては、温度検知部材として、定着ベルト２１の外周面に対して非接触に配置される非接触式の温度センサが用いられている。なお、温度検知部材は、非接触式の温度センサのほか、定着ベルト２１の表面に接触して表面温度を検知する接触式の温度センサであってもよい。

【0040】

図３は、本発明の第一実施形態に係る定着装置２０の斜視図である。

【0041】

図３に示されるように、遮蔽部材２７は、最大幅の用紙Ｐが通過する最大通紙領域（最大記録媒体通過領域）Ｗ１よりも外側の非通紙領域（非通過領域）Ｗ２に配置されている。

【0042】

ハロゲンヒータ２３は、その特性上、発熱部の端部ほど発熱強度が低下する傾向にある。このため、ハロゲンヒータ２３の発熱部が最大通紙領域Ｗ１と同じ範囲に配置されると、最大通紙領域Ｗ１の端部側において定着ベルト２１の温度が低下する虞がある。そこで、従来においては、最大通紙領域Ｗ１内の発熱強度が一定となるように、発熱部の長さを最大通紙領域Ｗ１を超える長さまで延長し、最大通紙領域Ｗ１の端部側における温度低下を解消する対策が採られている。しかしながら、発熱部の長さを最大通紙領域Ｗ１を超える長さまで延長すると、非通紙領域Ｗ２において発熱部の端部から赤外線が照射されるため、連続通紙時に定着ベルト２１の非通紙領域Ｗ２が過剰に温度上昇する虞がある。そのため、本実施形態においては、遮蔽部材２７を非通紙領域Ｗ２に配置している。遮蔽部材２７を非通紙領域Ｗ２配置することにより、非通紙領域Ｗ２における赤外線の照射が遮蔽されるため、連続通紙時の定着ベルト２１の過剰な温度上昇を抑制できるようになる。一方、遮蔽部材２７が配置されていない通紙領域Ｗ１においては、定着ベルト２１が一定の発熱強度で良好に加熱される。

【0043】

また、図３に示されるように、定着ベルト２１は、その長手方向Ｘの両端部側に配置される一対の回転体保持部材２８によって回転可能に保持される。なお、ここでいう「長手方向」とは、定着ベルト２１の回転方向に対して直交し、かつ、定着ベルト２１の外周面に沿った方向を意味する。すなわち、「長手方向」は、図３中の矢印Ｘにて示される方向であり、加圧ローラ２２の長手方向又は回転軸方向、あるいは、ニップ部Ｎを通過する用紙の幅方向（用紙搬送方向とは交差する方向）と同じ方向ある。

【0044】

回転体保持部材２８は、断面Ｃ字状の保持部２８ａと、規制部２８ｂと、固定部２８ｃを有する。保持部２８ａは、定着ベルト２１の端部内に挿入される部分である。保持部２８ａが定着ベルト２１の内に挿入されることにより、定着ベルト２１が保持部２８ａによって回転可能に保持される。規制部２８ｂは、定着ベルト２１の長手方向Ｘの寄りを規制する部分である。すなわち、定着ベルト２１に長手方向Ｘの寄りが生じた場合は、定着ベルト２１の端部が保持部２８ａよりも大径の規制部２８ｂに突き当たることによって、定着ベルト２１の長手方向Ｘの寄りが規制される。固定部２８ｃは、定着装置２０の側板などのフレーム部材に固定される部分である。固定部２８ｃがフレーム部材に固定されることにより、定着ベルト２１が回転体保持部材２８を介して回転可能に保持される。

【0045】

本発明の第一実施形態に係る定着装置２０は、次のように動作する。

【0046】

画像形成動作が開始されると、加圧ローラ２２が図２中の矢印方向へ回転を開始し、これに伴って定着ベルト２１が従動回転する。また、ハロゲンヒータ２３への通電が開始され、ハロゲンヒータ２３から放射される赤外線によって定着ベルト２１が加熱される。そして、定着ベルト２１の温度が所定の目標温度になった状態において、未定着画像（トナー画像Ｔ）を担持する用紙Ｐが定着ベルト２１と加圧ローラ２２との間（ニップ部Ｎ）へ搬送され、用紙Ｐが加熱及び加圧される。これにより、未定着画像が用紙Ｐに定着される。その後、用紙Ｐは、装置外へ排出される。

【0047】

＜微粒子発生のメカニズム＞
ここで、画像形成装置における微粒子発生のメカニズムについて説明する。なお、本明細書中の「微粒子」とは、ブルーエンジェルの微粒子基準に準拠した装置及び条件により測定される微粒子及び超微粒子であって、粒径が５．６ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の粒子を意味する。以下、「微粒子」を「ＦＰ／ＵＦＰ」と称する。

【0048】

ＦＰ／ＵＦＰの発生要因として、トナーに含有されるワックスがある。トナー画像が転写された用紙が定着装置へ搬送されると、用紙及びトナー画像が定着装置において加熱及び加圧されることによりトナー画像が用紙に定着される。このとき、トナーが加熱され、トナー中のワックスが温度上昇して揮発すると、その後、ワックスが冷えて固体となることによりＦＰ／ＵＦＰが生成される。

【0049】

＜連続印刷中のＦＰ／ＵＦＰの発生量＞
図４に、連続印刷を行った場合のトナーから発生するＦＰ／ＵＦＰの発生速度を示す。図４において、横軸は１枚目の用紙が画像形成装置外に排出されてからの経過時間を示し、縦軸は時間ごとのＦＰ／ＵＦＰの発生速度（１秒あたりの発生個数）を示す。

【0050】

図４に示されるＦＰ／ＵＦＰ発生速度の測定試験においては、画像形成装置をブルーエンジェルＤＥ－ＵＺ２１９に準拠する試験室に配置し、ブルーエンジェルＤＥ－ＵＺ２１９に準拠した方法により約９分間、連続印刷を行った。そして、連続印刷中のＦＰ／ＵＦＰの発生速度を、高速応答型パーティクルサイザーFMPS（Fast Mobility Particle Sizer）を用いて測定した。

【0051】

また、測定されるＦＰ／ＵＦＰを、トナーから生じるＦＰ／ＵＦＰのみに限定するため、トナー以外のＦＰ／ＵＦＰ発生要因を除外した。ＦＰ／ＵＦＰは、トナーのほか、定着ベルトの摺動性を向上させるなど目的で使用される液状又は半固体状の潤滑剤からも発生する。このため、本試験においては、定着装置に潤滑剤を使用しないようにした。

【0052】

図４に示される試験結果では、ＦＰ／ＵＦＰの発生速度が、１枚目の用紙が排出されてから３分経過までの間に急激に速くなり、３分経過以降は次第に遅くなった。このことから、ＦＰ／ＵＦＰは、特に印刷開始から３分までの間に多く発生することが分かった。

【0053】

＜ハロゲンヒータの通電デューティとＦＰ／ＵＦＰの発生量との関係＞
図５に、連続印刷中のハロゲンヒータの通電デューティを示す。

【0054】

定着装置が備えるハロゲンヒータの出力は、ハロゲンヒータに供給される電力の通電デューティを制御することにより決定される。「通電デューティ」とは、単位時間あたりの通電時間の割合である。通電デューティは、通常、定着ベルトの温度情報に基づいて制御される。例えば、定着ベルトの温度が目標温度に対して大幅に低いときは、通電デューティを大きくすることにより、ハロゲンヒータの出力を増大させ、定着ベルトへ付与される熱量を多くする。反対に、定着ベルトの温度が目標温度に近い時は、通電デューティを小さくすることにより、ハロゲンヒータの出力を減少させ、定着ベルトの温度が目標温度を大きく超えないように制御される。

【0055】

図５に示されるように、１枚目の用紙が画像形成装置外に排出されてから６０秒経過するまでにおいては、通電デューティが比較的大きい値となり、その後、通電デューティは次第に小さくなっている。そして、１枚目の用紙排出から２４０秒経過以降は、通電デューティが比較的小さい値で安定した。このように、印刷開始後の初期段階において通電デューティが大きくなり、その後、通電デューティが小さくなったのは、次のような制御が行われたことによる。

【0056】

ウォームアップ動作が完了し、印刷が開始された直後は、定着ベルトが所定の目標温度に達しているものの加圧ローラはそれほど蓄熱されていない。このため、印刷が開始されると、通紙に伴って定着ベルトの温度が低下する傾向にある。そのため、１枚目の用紙が排出されてから６０秒経過までにおいては、定着ベルトの温度が急激に低下しないように、通電デューティが大きい値に制御され、定着ベルトに対して多くの熱量が付与される制御が行われる。

【0057】

これに対して、印刷開始から一定時間が経過すると、加圧ローラの蓄熱量が増えるため、通紙に伴って消費される定着ベルトの熱を加熱ローラの熱により補填することができるようになる。従って、１枚目の用紙が排出されてから２４０秒経過後は、通電デューティを大きくしなくても、通紙に伴う定着ベルトの温度低下を抑制でき、比較的小さい通電デューティでも定着ベルトの温度を所定の温度に維持できるようになる。

【0058】

上記の通り、印刷開始後の初期段階においては、ハロゲンヒータの通電デューティが大きくなる傾向にあるため、加熱される未定着トナーの温度も高くなる傾向にある。その結果、図４に示されるように、１枚目の用紙が排出されてから３分経過までの間においては、トナーから発生するＦＰ／ＵＦＰが多くなったものと考えられる。一方、１枚目の用紙が排出されてから３分経過以降は、加圧ローラがある程度蓄熱された状態となるため、比較的小さい通電デューティでも定着ベルトの温度を目標温度に維持できるようになり、未定着トナーの加熱温度も抑えられ、ＦＰ／ＵＦＰの発生が抑制されたものと考えられる。

【0059】

従って、本試験結果から、画像形成に伴って発生するＦＰ／ＵＦＰを少なくするには、特に印刷開始後の初期段階におけるＦＰ／ＵＦＰの発生量を少なくすることが有効であるといえる。そこで、本発明の第一実施形態においては、印刷開始後の初期段階におけるＦＰ／ＵＦＰの発生を抑制すべく、次のようにハロゲンヒータの通電デューティを制御するようにしている。以下、本発明の第一実施形態において、ハロゲンヒータの通電デューティを制御する制御部の構成、及び、通電デューティの制御について説明する。

【0060】

＜制御部の構成＞
図６は、本発明の第一実施形態に係る制御部の構成を示すブロック図である。

【0061】

図６に示されるように、制御部６００は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)６１と、ＲＯＭ(Read Only Memory)６２と、ＲＡＭ(Random Access Memory)６３と、外部機器接続Ｉ／Ｆ６４と、ネットワークＩ／Ｆ６５と、画像情報取得部６６とを有している。

【0062】

ＣＰＵ６１は、ハロゲンヒータの通電デューティのほか画像形成装置の全体動作を制御する。すなわち、ＣＰＵ６１は、画像形成部１００、定着部２００、記録媒体供給部３００及び記録媒体排出部４００などの各種動作を制御する。ＲＯＭ６２は、ＩＰＬなどのＣＰＵの駆動に用いられるプログラムなどを記憶する。ＲＡＭ６３は、ＣＰＵ６１のワークエリアとして使用される。

【0063】

外部機器接続Ｉ／Ｆ６４は、ＵＳＢ(Universal Serial Bus)ケーブルなどにより、ＰＣ(Personal Computer)に接続され、ＰＣとの間で制御信号及び印刷用の画像情報の通信を行う。ネットワークＩ／Ｆ６５は、インターネットなどの通信ネットワークを利用してデータ通信をするためのインターフェースである。画像情報取得部６６は、外部機器接続Ｉ／Ｆ６４を介して印刷用の画像情報を取得し、記憶する。

【0064】

＜通電デューティの制御＞
続いて、図７を参照しつつ、本発明の第一実施形態に係る通電デューティの制御について説明する。

【0065】

印刷動作が開始されると、まず、画像情報取得部６６が、取得した画像情報のうち、印刷時に１枚目の用紙が画像形成装置外に排出されてから３分以内に排出される用紙の画像情報をＣＰＵ６１へ送る。そして、ＣＰＵ６１は、１枚目の用紙排出から３分以内に排出される用紙の画像情報に基づき、１枚目の用紙排出から３分以内のハロゲンヒータの通電デューティを制御する（図７のＳｔｅｐ１）。

【0066】

１枚目の用紙排出から３分以内は、加圧ローラなどが十分に蓄熱されていない。このため、多くの定着熱量を必要とする画像が形成されると、ハロゲンヒータの通電デューティが大きくなり、ＦＰ／ＵＦＰが発生する虞がある。そのため、ＣＰＵ６１が画像情報に基づいて多くの定着熱量を必要とするか否かを判断し、１枚目の用紙排出から３分以内の通電デューティがあらかじめ設定された基準値以上になりそうな場合は、通電デューティを基準値よりも低い値に設定する。なお、ここでいう「基準値」とは、通電デューティが定着ベルトの温度情報に基づいて決定される通常の制御において、トナー中のワックスが揮発する虞がある通電デューティの値である。また、以下の説明における「基準値」も同じ意味である。すなわち、通電デューティがあらかじめ設定された基準値以上になりそうな場合は、通電デューティを基準値よりも低くし、トナー中のワックスが揮発しないような値に設定する。一方、１枚目の用紙排出から３分以内の通電デューティが基準値未満になると予想される場合は、温度センサによる定着ベルトの検知温度に基づいて通電デューティが決定される。

【0067】

その後、１枚目の用紙排出から３分が経過した場合（図７のＳｔｅｐ２で「ＹＥＳ」の場合）は、ハロゲンヒータの通電デューティの制御を、画像情報に基づく制御から、定着ベルトの温度情報に基づく通常の制御へ変更する。すなわち、ＣＰＵ６１が、画像情報取得部６６から送られた画像情報ではなく、温度センサによって検知される定着ベルトの温度情報に基づいてハロゲンヒータの通電デューティを制御する（図７のＳｔｅｐ３）。以降、同じように、定着ベルトの温度情報に基づく通常の制御が行われる。そして、全ての用紙に対する印刷が終了すると（図７のＳｔｅｐ４で「ＹＥＳ」の場合）、通電デューティの制御も終了する。

【0068】

以上のように、本発明の第一実施形態においては、１枚目の用紙排出から３分以内に排出される用紙の画像情報に基づき、１枚目の用紙排出から３分以内のハロゲンヒータの通電デューティを制御することにより、印刷開始後の初期段階におけるＦＰ／ＵＦＰの発生量を少なくすることができる。すなわち、１枚目の用紙排出から３分以内に排出される用紙の画像情報の中に通電デューティが大きくなるような画像が含まれる場合は、通電デューティを基準値よりも低い値に設定することにより、ニップ部の温度がトナー中のワックスの揮発温度よりも高くならないようにすることができる。これにより、印刷開始後の初期段階において、トナー中のワックスが揮発するのを防止でき、画像形成装置から発生するＦＰ／ＵＦＰの量を低減できるようになる。

【0069】

また、本発明の第一実施形態に係る制御によれば、通電デューティを制御するだけでＦＰ／ＵＦＰの発生を抑制することができる。すなわち、ＦＰ／ＵＦＰを捕集するフィルタなどの部品を追加することなく、画像形成装置から発生するＦＰ／ＵＦＰの量を減少させることができるので、部品点数を少なくでき、低コスト化を図れるようになる。

【0070】

１枚目の用紙排出から３分以内に排出される用紙の画像情報の中に、通電デューティが大きくなるような画像が含まれるか否かは、必ずしも１枚目の用紙排出から３分以内に排出される全ての用紙の画像情報に基づいて判断されなくてもよい。例えば、任意に選択された５枚の用紙の画像情報の中に、通電デューティが基準値以上になると予想される画像が３枚以上含まれる場合、通電デューティを基準値よりも低い値に設定するようにしてもよい。なお、任意に選択される用紙の枚数、及び、通電デューティを決定する判断基準となる画像の枚数は、適宜変更可能である。

【0071】

続いて、画像情報に基づく通電デューティの制御の具体例について説明する。

【0072】

＜画像面積率に基づく制御＞
定着ベルトの温度情報に基づいて通電デューティの制御を行う場合、ニップ部を通過する用紙の画像面積率が異なると、通電デューティも変化する。ここでいう「画像面積率」は、用紙上の画像形成可能な面積のうち、実際に画像が形成される部分の面積の割合である。例えば、用紙に対して画像を余白無く形成可能な仕様においては、図８の（ａ）に示されるように、用紙Ｐの片面全体の半分の面積にトナーＴが付着する場合、５０％の画像面積率となる。一方、全面印刷しても余白が生じる仕様においては、図８の（ｂ）に示されるように、用紙の余白部分を除いた点線部分のうち半分の面積にトナーＴが付着する場合、５０％の画像面積率となる。

【0073】

図９の（ａ）に示されるような画像面積率が大きい画像は、図９の（ｂ）に示されるような画像面積率が小さい画像に比べて、画像の定着に必要な熱量が多くなる。このため、定着ベルトの温度情報に基づく通常の制御の場合、特に印刷開始後の初期段階に画像面積率の大きい画像が含まれていると、ハロゲンヒータの通電デューティが大きくなり、ＦＰ／ＵＦＰが発生する虞がある。そのため、１枚目の用紙排出から３分以内に排出される用紙の画像の中に、あらかじめ設定された画像面積率よりも大きい画像面積率の画像が所定枚数以上含まれる場合は、通電デューティを基準値よりも低い値に設定する。これにより、印刷開始後の初期段階におけるＦＰ／ＵＦＰの発生量を低減できるようになる。なお、画像面積率は、画像情報取得部６６によって取得される画像情報の１つである。従って、画像情報取得部６６から送られる画像面積率の情報に基づいて、ＣＰＵ６１が１枚目の用紙排出から３分以内のハロゲンヒータの通電デューティを制御する。

【0074】

＜トナーの重ね合わせ率に基づく制御＞
また、通電デューティに影響する画像情報として、トナーの重ね合わせ率がある。ここでいう「トナーの重ね合わせ率」は、用紙の指定領域内において最も多くのトナー同士が重なり合う部分の重ね合わせ率を意味する。例えば、指定領域内に、トナーの重ね合わせ率が１００％の黒単色文字と、トナーの重ね合わせ率が２００％の青色文字が含まれる場合は、青色文字の２００％が指定領域におけるトナーの重ね合わせ率となる。トナーの重ね合わせ率は、画像情報取得部６６によって取得される画像情報から算出することができる。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどの４色のトナーを用いる場合、トナーの重ね合わせ率の最大値は４００％になる。

【0075】

図１０の（ａ）に示されるようなトナーＴの重ね合わせ率が大きい画像（例えば青色画像９０Ｌ）は、図１０の（ｂ）に示されるようなトナーＴの重ね合わせ率が小さい画像（例えば黒単色画像９０Ｋ）に比べて、単位面積当たりのトナー量が多くなるため、定着に必要な熱量も多くなる。このため、定着ベルトの温度情報に基づく通常の制御の場合、特に印刷開始後の初期段階において、トナーの重ね合わせ率の大きい画像が含まれていると、ハロゲンヒータの通電デューティが大きくなり、ＦＰ／ＵＦＰが発生する虞がある。そのため、１枚目の用紙排出から３分以内に排出される用紙の画像の中に、あらかじめ設定されたトナーの重ね合わせ率よりも大きい重ね合わせ率の画像が所定枚数以上含まれる場合は、ＣＰＵ６１が１枚目の用紙排出から３分以内のハロゲンヒータの通電デューティを基準値よりも低い値に設定する。これにより、印刷開始後の初期段階におけるＦＰ／ＵＦＰの発生量を低減できるようになる。

【0076】

また、トナーの重ね合わせ率のほか、画像面積率を加味して、通電デューティを制御してもよい。すなわち、画像のトナーの重ね合わせ率と画像面積率との両方に基づいて判断し、ＦＰ／ＵＦＰの発生の虞がある場合は、通電デューティを基準値よりも低くなるように設定してもよい。

【0077】

＜余白の大きさに基づく制御＞
図１１は、用紙Ｐの搬送方向Ａとは直交する幅方向Ｂの両端側にトナー画像９０が形成されている場合の例を示す。ここで、定着装置が備える２つのハロゲンヒータ２３は、定着ベルト２１の長手方向中央部を加熱する中央加熱源としての中央ヒータ２３Ａと、定着ベルト２１の長手方向両端部側を加熱する端部加熱源としての端部ヒータ２３Ｂとにより構成される。

【0078】

中央ヒータ２３Ａは、用紙Ｐの幅方向中央部を含む中央部側の範囲に配置される発熱部２３１を有する。一方、端部ヒータ２３Ｂは、中央ヒータ２３Ａの発熱部２３１よりも用紙Ｐの幅方向両端部側に配置される２つの発熱部２３２を有する。

【0079】

図１１の例においては、画像９０が端部ヒータ２３Ｂの加熱領域Ｈ２内に形成されるため、端部ヒータ２３Ｂを発熱させることにより、画像９０を加熱して定着させることができる。このとき、端部ヒータ２３Ｂの発熱が、印刷開始後の１枚目の用紙排出から３分以内に行われる場合は、端部ヒータ２３Ｂの通電デューティを基準値よりも低い値に設定することにより、ＦＰ／ＵＦＰの発生量を低減できる。

【0080】

なお、図１１の例において、中央ヒータ２３Ａの加熱領域Ｈ１には画像が形成されていないが、端部ヒータ２３Ｂを発熱させる際、併せて中央ヒータ２３Ａを発熱させてもよい。ただし、中央ヒータ２３Ａの発熱によるＦＰ／ＵＦＰの発生の虞は無いので、中央ヒータ２３Ａの通電デューティは、定着ベルトの温度情報に基づく通常の制御によって決定される。

【0081】

次に、図１２の例のように、画像９０が中央ヒータ２３Ａの加熱領域Ｈ１と端部ヒータ２３Ｂの加熱領域Ｈ２の両方にまたがって形成される場合は、中央ヒータ２３Ａと端部ヒータ２３Ｂの両方を発熱させることにより、画像９０を加熱できる。このとき、中央ヒータ２３Ａ及び端部ヒータ２３Ｂの発熱が、１枚目の用紙排出から３分以内に行われる場合は、中央ヒータ２３Ａ及び端部ヒータ２３Ｂのそれぞれの通電デューティを基準値よりも低い値に設定することにより、ＦＰ／ＵＦＰの発生量を低減できる。

【0082】

また、図１３の例のように、画像９０が中央ヒータ２３Ａの加熱領域Ｈ１のみに形成される場合は、中央ヒータ２３Ａのみを発熱させることにより、画像９０を加熱できる。なお、端部ヒータ２３Ｂは発熱させなくてもよい。このとき、中央ヒータ２３Ａの発熱が、１枚目の用紙排出から３分以内に行われる場合は、中央ヒータ２３Ａの通電デューティを基準値よりも低い値に設定することにより、ＦＰ／ＵＦＰの発生量を低減できる。

【0083】

このように、画像９０が形成される位置に応じて発熱させるヒータが異なる場合は、主に画像９０を加熱するヒータの通電デューティを低くすることにより、ＦＰ／ＵＦＰの発生量を低減することが可能である。

【0084】

また、画像９０が形成される位置は、図１４に示される用紙Ｐの幅方向両端部から画像９０までの余白の幅ｄ１，ｄ２により把握できる。また、余白の幅ｄ１，ｄ２は、画像情報取得部６６によって取得される画像情報から得ることが可能である。従って、余白の幅ｄ１，ｄ２から、用紙Ｐ上の画像９０の位置を把握し、画像９０の位置に基づいてＣＰＵ６１が当該画像９０を加熱するヒータの通電デューティを制御すればよい。

【0085】

また、通電デューティは、画像の位置のほか、トナーの重ね合わせ率を加味して制御されてもよい。例えば、下記表１のように通電デューティを設定してもよい。

【0086】

【表1】

【0087】

表１においては、中央ヒータ２３Ａ及び端部ヒータ２３Ｂの通電デューティの低減レベルを、画像の位置とトナーの重ね合わせ率とに基づいて、各ヒータ２３Ａ，２３Ｂの加熱領域Ｈ１，Ｈ２ごとに個別に設定している。具体的に、中央ヒータ２３Ａの加熱領域Ｈ１におけるトナーの重ね合わせ率が１５０％である場合、中央ヒータ２３Ａの通電デューティの低減レベルを「レベル１」に設定し、トナーの重ね合わせ率が大きくなるにつれて通電デューティの低減レベルを「レベル２」、「レベル３」に上げ、通電デューティを大きく下げるようにしている。すなわち、定着ベルトの温度情報に基づく通常の制御では、トナーの重ね合わせ率が大きいほど通電デューティは大きくなるので、基準値に対する低減幅を大きくして、ニップ部の温度がトナー中のワックスの揮発温度よりも高くならないようにしている。また、端部ヒータ２３Ｂについても、中央ヒータ２３Ａと同じように、加熱領域Ｈ２におけるトナーの重ね合わせ率が大きいほど、通電デューティの低減幅を大きくしている。また、この例においては、トナーの重ね合わせ率が同じであっても、端部ヒータ２３Ｂの通電デューティの低減レベルを中央ヒータ２３Ａに比べて高く設定し、用紙の幅方向中央よりも温度上昇しやすい両端部側におけるＦＰ／ＵＦＰの発生を効果的に抑制できるようにしている。

【0088】

このように、通電デューティを、余白情報から得られる画像の位置のほか、トナーの重ね合わせ率を加味して制御することにより、画像形成装置から発生するＦＰ／ＵＦＰの量をより効果的に低減できるようになる。

【0089】

また、通電デューティを、画像の位置とトナーの重ね合わせ率に基づいて制御する場合に限らず、画像の位置と各加熱領域Ｈ１，Ｈ２における画像面積率に基づいて制御してもよい。さらに、画像の位置と画像面積率に加え、トナーの重ね合わせ率を考慮して、通電デューティを制御してもよい。

【0090】

＜予熱制御＞
ところで、１枚目の用紙排出から３分以内のハロゲンヒータの出力を低減する制御が行われる場合、ＦＰ／ＵＦＰの発生を抑制できる一方で、画像の定着性が低下する可能性がある。そのため、１枚目の用紙排出から３分以内のハロゲンヒータの出力を低減する必要があると判断された場合は、あらかじめ定着装置の蓄熱量を多くしておくことが好ましい。そのために、定着装置又は加圧ローラなどの構成部材の予熱時間及び予熱温度の少なくとも一方を制御することが好ましい。ここでいう「予熱時間」及び「予熱温度」は、ハロゲンヒータの加熱が開始されてから１枚目の用紙が定着装置のニップ部へ供給されるまでのハロゲンヒータによる定着装置又は構成部材の加熱時間及び加熱温度である。

【0091】

１枚目の用紙排出から３分以内のハロゲンヒータの出力を低減する制御が行われる場合は、出力を低減しない場合に比べて予熱時間を長くすることにより、定着装置又は加圧ローラなど構成部材の蓄熱量を多くすることができる。また、予熱温度を高くすることによっても、蓄熱量を多くすることができる。

【0092】

このように、予熱時間を長くしたり、予熱温度を高くしたりすることにより、定着装置又は加圧ローラなどの各構成部材の蓄熱量を多くすることができるので、定着ベルトの熱量不足を補填できるようになる。これにより、ハロゲンヒータの出力低減に伴う定着性の低下を抑制でき、良好な定着性が得られるようになる。

【0093】

以上、本発明の第一実施形態について説明した。

【0094】

上述のように、本発明の第一実施形態においては、１枚目の用紙排出から３分以内に排出される用紙の画像情報（画像面積率、トナーの重ね合わせ率、余白の幅など）に基づき、１枚目の用紙排出から３分以内のハロゲンヒータの出力（通電デューティ）を制御することにより、印刷開始後の初期段階におけるＦＰ／ＵＦＰの発生量を少なくすることができるので、環境に配慮した画像形成装置を提供できるようになる。しかも、ＦＰ／ＵＦＰを捕集するフィルタなどの部品を追加することなく、ＦＰ／ＵＦＰの量を減少させることができるので、部品点数を少なくでき、低コスト化も図れるようになる。

【0095】

本発明に係る制御が適用される印刷動作は、印刷が１枚目の用紙排出から３分以上継続される場合のほか、印刷が１枚目の用紙排出から３分以内に終了する場合にも適用可能である。印刷が３分以内に終了する場合であっても本発明に係る制御を適用することにより、ＦＰ／ＵＦＰが多く発生する傾向にある初期段階におけるＦＰ／ＵＦＰの発生量を低減することができる。

【0096】

また、本発明に係る制御が適用される印刷動作には、画像形成装置の電源投入後に開始される印刷動作のほか、電源投入後、定着装置が待機状態に移行してから開始される印刷動作なども含まれる。すなわち、本発明に係る制御は、定着装置への通紙が無く、ハロゲンヒータの発熱も行われていない状態から、ハロゲンヒータの発熱が開始されて印刷動作が開始される場合に適用される。

【0097】

また、本発明に係る画像形成装置が備える定着装置は、図２に示される定着装置２０に限らない。本発明は、例えば次のような定着装置を備える画像形成装置にも適用可能である。

【0098】

図１５に、本発明の第二実施形態に係る定着装置の構成を示す。

【0099】

図１５に示される定着装置３０は、用紙Ｐの未定着画像担持面側（トナー画像Ｔ側）に配置される第一回転体１９Ａとして、定着ローラ３１を備えている。定着ローラ３１は、第二回転体１９Ｂとしての加圧ローラ３２と接触し、ニップ部Ｎを形成する。定着ローラ３１は、例えば、円筒状の芯材と、芯材の外周面に設けられる弾性層と、弾性層を被覆する離型層を有する。定着ローラ３１の芯材の内側には、ハロゲンヒータ３３が配置されている。これにより、ハロゲンヒータ３３から赤外線が放射されると、輻射熱により定着ローラ３１が内側から加熱される。また、ハロゲンヒータ３３の出力は、温度センサ３４によって検知される定着ローラ３１の温度などに基づいて制御される。

【0100】

このような定着ローラ３１を備える定着装置３０においても、印刷開始後の初期段階においてハロゲンヒータ３３の通電デューティが大きくなると、ニップ部Ｎにおいて加熱されるトナー中のワックスが揮発し、ＦＰ／ＵＦＰが発生する虞がある。そのため、本発明を適用し、印刷開始後の初期段階においてＦＰ／ＵＦＰが発生する虞がある場合は、画像情報に基づいて１枚目の用紙排出から３分以内のハロゲンヒータ３３の通電デューティを低減することにより、発生するＦＰ／ＵＦＰの量を低減できるようになる。

【0101】

また、本発明の態様をまとめると、本発明には、少なくとも下記の態様が含まれる。

【0102】

［第１の態様］
第１の態様は、記録媒体に画像を定着させる定着装置を備える画像形成装置において、前記定着装置は、前記記録媒体を通過させるニップ部を形成する一対の回転体と、前記一対の回転体の少なくとも一方を加熱する加熱源と、を有し、印刷時に１枚目の前記記録媒体が装置外に排出されてから３分以内に排出される前記記録媒体の画像情報に基づいて、１枚目の前記記録媒体が装置外に排出されてから３分以内における前記加熱源の出力を、あらかじめ設定された基準値よりも低く設定する画像形成装置である。

【0103】

［第２の態様］
第２の態様は、第１の態様において、前記画像情報は、前記記録媒体に形成される画像の画像面積率である画像形成装置である。

【0104】

［第３の態様］
第３の態様は、第１又は第２の態様において、前記画像情報は、前記記録媒体に形成される画像のトナーの重ね合わせ率である画像形成装置である。

【0105】

［第４の態様］
第４の態様は、第１から第３のいずれか１つの態様において、前記画像情報は、前記記録媒体の幅方向両端部から画像までの余白の幅である画像形成装置である。

【0106】

［第５の態様］
第５の態様は、第１から第４のいずれか１つの態様において、印刷時に１枚目の前記記録媒体が装置外に排出されてから３分以内に排出される前記記録媒体の画像情報に基づいて、前記加熱源の加熱開始から１枚目の前記記録媒体が前記ニップ部へ供給されるまでの前記加熱源による前記定着装置の予熱時間及び予熱温度の少なくとも一方を制御する画像形成装置である。

【0107】

［第６の態様］
第６の態様は、第１から第４のいずれか１つの態様において、前記一対の回転体のうち、一方が、前記記録媒体の未定着画像担持面側に配置される第一回転体であり、他方が、前記第一回転体の外周面に対向するように配置される第二回転体であって、印刷時に１枚目の前記記録媒体が装置外に排出されてから３分以内に排出される前記記録媒体の画像情報に基づいて、前記加熱源の加熱開始から１枚目の前記記録媒体が前記ニップ部へ供給されるまでの前記加熱源による前記第二回転体の予熱時間及び予熱温度の少なくとも一方を制御する画像形成装置である。

【符号の説明】

【0108】

２０ 定着装置
１９Ａ 回転体（第一回転体）
１９Ｂ 回転体（第二回転体）
２１ 定着ベルト（第一回転体）
２２ 加圧ローラ（第二回転体）
２３ ハロゲンヒータ（加熱源）
１０００ 画像形成装置
Ｎ ニップ部
Ｐ 用紙（記録媒体）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0109】

【特許文献1】特開２０１６－８５４０７号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】