(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送状態にある記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
駆動のオン／オフが制御可能な加熱手段を持ち、前記画像形成部により形成された搬送状態にある記録媒体上の画像を該加熱手段によって加熱し記録媒体に定着する定着部と、
前記定着部の温度を検出する定着温度検出手段と、
印刷要求がない状態で前記画像形成部の作動を停止するとともに、前記加熱手段の駆動をオフし、前記定着温度検出手段が検出する定着温度に基づいて前記加熱手段の駆動をオン／オフすることで前記定着部を待機温度に保つ待機時制御を行う一方、待機時に行われる印刷要求に応じて行う復帰時の動作として、停止状態の前記画像形成部を起動するとともに、前記定着部を前記待機時制御から切り替えて、通紙時の定着可能温度に保つ印刷時制御を行う制御手段を有する画像形成装置であって、
前記定着温度検出手段により検出される定着温度をもとに所定時間間隔ごとに下降方向の温度変化勾配を算出する温度変化勾配算出手段と、
前記温度変化勾配算出手段によって算出される下降方向の温度変化勾配と定着温度に関係付けて前記加熱手段の起動から定着温度が定着可能温度に立ち上がる立ち上げ時間を記憶する温度変化勾配記憶手段を備え、
前記制御手段は、画像形成装置の電源オン時又は待機時制御からの復帰時に、その時点の定着温度と前記温度変化勾配に基づいて、前記温度変化勾配記憶手段から前記立ち上げ時間を取得して、前記立ち上げ時間と、画像形成部の起動から１枚目の記録媒体が定着部に進入するまでの進入時間を対比して、前記立ち上げ時間が前記進入時間よりも短いときは、待機時に行われる印刷要求に応じて即時に前記画像形成部の起動を行うと共に、前記加熱手段の起動のタイミングを、前記記録媒体が定着部に進入するタイミングで定着部の温度が定着可能温度に達するように定めることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載された画像形成装置において、
外気温度を検出する手段と、
前記温度変化勾配算出手段によって外気温度ごとに算出される下降方向の温度変化勾配を定着温度に関係付けて記憶する温度変化勾配記憶手段と、を備え、
前記制御手段は、画像形成装置の電源オン時又は待機時からの復帰時に、その時点の定着温度と下降方向の温度変化勾配に基づいて、外気温度に応じた前記温度変化勾配記憶手段から前記加熱手段の起動タイミングを定めることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された画像形成装置において、
前記制御手段は、印刷終了後から待機時制御を行う過程における１回目の前記加熱手段の駆動制御までの間のみに、温度変化勾配又は定着温度と温度変化勾配に基づいて前記加熱手段の起動タイミングを定めて行う前記制御動作を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載された画像形成装置において、
印刷終了後から待機時制御を行う過程における１回目の前記加熱手段の駆動制御直前、前記温度変化勾配算出手段によって算出される下降方向の温度変化勾配を記憶する待機移行時温度変化勾配記憶手段を備え、
前記制御手段は、待機時制御を行う過程における１回目の前記加熱手段の駆動制御の該加熱手段のオフ制御時を起点として所定の経過時間に達するまでは、前記待機移行時温度変化勾配記憶手段に記憶された下降方向の温度変化勾配と印刷要求時に前記定着温度検出手段により検出される定着温度に基づいて前記加熱手段の起動タイミングを定めることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載された画像形成装置において、
印刷終了後から待機時制御を行う過程における１回目の前記加熱手段の駆動制御直前、前記温度変化勾配算出手段によって算出される下降方向の温度変化勾配及び定着温度を記憶する待機移行時温度変化勾配記憶手段を備え、
前記制御手段は、待機時制御を行う過程における１回目の前記加熱手段の駆動制御の該加熱手段のオフ制御時を起点として所定の経過時間に達するまでは、前記待機移行時温度変化勾配記憶手段に記憶された下降方向の温度変化勾配及び定着温度に基づいて前記加熱手段の起動タイミングを定めることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載された画像形成装置において、
印刷終了後から待機時制御を行う過程における各回の前記加熱手段のオン駆動制御時間を計測するオン駆動制御時間計測手段を備え、
前記制御手段は、前記オン駆動制御時間計測手段によって計測される前記加熱手段のオン駆動制御時間が所定以上に達するまでは、温度変化勾配又は定着温度と温度変化勾配に基づいて前記加熱手段の起動タイミングを定めて行う前記制御動作を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
搬送状態にある記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
駆動のオン／オフが制御可能な加熱手段を持ち、前記画像形成部により形成された搬送状態にある記録媒体上の画像を該加熱手段によって加熱し記録媒体に定着する定着部と、
前記定着部の温度を検出する定着温度検出手段と、
印刷要求がない状態で前記画像形成部の作動を停止するとともに、前記加熱手段の駆動をオフし、前記定着温度検出手段が検出する定着温度に基づいて前記加熱手段の駆動をオン／オフすることで前記定着部を待機温度に保つ待機時制御を行う一方、待機時に行われる印刷要求に応じて行う復帰時の動作として、停止状態の前記画像形成部を起動するとともに、前記定着部を前記待機時制御から切り替えて、通紙時の定着可能温度に保つ印刷時制御を行う制御手段を有する画像形成装置における定着制御方法であって、
前記定着温度検出手段により検出される定着温度をもとに所定時間間隔ごとに下降方向の温度変化勾配を算出する温度変化勾配算出工程と、
前記温度変化勾配算出工程において算出される下降方向の温度変化勾配と定着温度に関係付けて前記加熱手段の起動から定着温度が定着可能温度に立ち上がる立ち上げ時間を温度変化勾配記憶手段に記憶する工程と、
前記制御手段における、前記制御手段は、画像形成装置の電源オン時又は待機時制御からの復帰時に、その時点の定着温度と前記温度変化勾配に基づいて、前記温度変化勾配記憶手段から前記立ち上げ時間を取得して、前記立ち上げ時間と、画像形成部の起動から１枚目の記録媒体が定着部に進入するまでの進入時間を対比して、前記立ち上げ時間が前記進入時間よりも短いときは、待機時に行われる印刷要求に応じて即時に前記画像形成部の起動を行うと共に、前記加熱手段の起動のタイミングを、前記記録媒体が定着部に進入するタイミングで定着部の温度が定着可能温度に達するように定める工程と、を有することを特徴とする画像形成装置における定着制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、省電力動作を行う電子写真方式の画像形成装置（複写機、プリンタ、複合機等）に関し、より詳しくは、トナー像を記録媒体に定着させるための加熱手段（ヒータ）を無駄に駆動しないように制御することで省電力を実現する画像形成装置及び定着制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題への意識の高まりから、電子写真方式の画像形成装置においても徹底した省電力が求められている。電子写真方式における画像形成装置は、トナーを印刷用紙に熱定着させており、印刷時には定着装置を高い温度に保つ必要がある。そのため、画像形成装置における消費電力の大部分は、定着装置の加熱手段としてのヒータに供給する電力が占めている。
定着装置の省電力化については多くの技術が開発されており、オンデマンド定着方式や、ＩＨ（電磁誘導加熱）定着方式などが既に実用化されている。
【０００３】
また、定着装置の省電力化だけでなく、定着用のヒータを無駄に駆動し余分な熱量を発生させないようにする制御方法も省電力には必要な技術である。
多くの画像形成装置で採用されている制御方法は、適正な定着が可能な温度（以下「定着可能温度」という）でヒータを駆動する印刷時に、処理すべき印刷要求がない状態になると、ヒータへの電源供給を停止し、その後、定着装置の温度（以下「定着温度」という）を待機状態に保つ省電力制御（以下、「待機時制御」ともいう）へ移行し、待機時制御を行っている時に印刷要求を受け付けると定着可能温度で駆動する印刷時の制御へ復帰する、という制御方法である。
【０００４】
また、上記省電力制御を行う際、待機時に受け付けた印刷要求の印刷開始後、定着装置の昇温勾配から定着装置が定着可能温度に達するまでの時間を予測して、定着装置が定着可能温度になるタイミングで画像記録媒体を定着装置へ進入させる制御を行うことが、例えば、特許文献１（特開２０１０−１２８４６５号公報）に示すように、既に知られている。
定着装置の昇温特性から必要な定着温度になる時間を予測し、予測結果に従って決定したタイミングで作像を開始するこの制御を行うことで、定着装置が定着可能温度に達した後の待機時間をなくし、ヒータを無駄に駆動し余分な熱量を発生させないようにしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述の従来の制御方法によると、昇温勾配を求めるために検出される定着温度は定着ローラ表面の温度であり、定着装置内の雰囲気温度を検出しているのではないため、検出される温度が等しくても、定着装置が印刷可能な状態になるまでの必要な熱量は異なることがある。例えば、連続印刷終了後など定着装置内の温度が十分高い状態にある場合と待機時制御になって時間経過している場合とでは、必要な熱量は異なる。また、昇温特性から定着可能温度になる時間を予測し、その予測結果に従い作像開始タイミングを決定するので、作像開始タイミングが予測後になり、予測前になることはあり得ない。
従って、連続印刷終了後など定着装置内の温度が十分高い状態にある場合は、定着装置の起動後にすぐに定着可能温度に達するため、画像記録媒体が定着装置に到達するまで待ち時間が生じて、その間、定着装置から熱が放出され、新たに熱量が必要になってしまう。
【０００６】
ここで、上述の定着可能温度になるタイミングで印刷用紙が定着装置に進入することを意図した従来技術の制御動作について、図８及び図９を参照して、より詳しく説明する。
図８は、この従来技術における省電力（待機）時の印刷要求に対応するヒータ駆動制御の１動作例の定着温度の変化を説明する図である。
なお、図８は、画像形成装置が一定時間以上待機状態にあり、加熱ローラを一定の待機温度に保っている状態から印刷動作を行う場合の制御と定着温度の推移の関係を説明した図である。
以下の説明では、この従来技術の画像形成装置のハードウェア構成が後述する本発明に係る図１〜３の構成と共通しているので、これらの図面及び図面に示す構成要素に関する後述の説明を参照することとし、引用する構成要素に参照符号を付す。
【０００７】
図８に示すように、待機時制御で待機温度を保つ制御を行っているときに印刷要求を受理（ジョブ受信）すると、この要求に応じ、定着駆動部２７（図３）を動作させ、加熱ローラ２３及び加圧ローラ２４（図１，図２）を回転させるとともに、ヒータランプ２６を点灯する。このとき、加熱ローラ２３の熱により加圧ローラ２４を温めることになるため、加熱ローラ２３の表面温度を検出するサーミスタ２５により検出される温度は一時的に下がることになる。
定着駆動部２７の動作開始後、先ず、定着温度変化の勾配（ΔＴ／Δｔ）から定着温度が定着可能温度に達する時間までのｔ１を求め、作像駆動部２９・中転駆動部３０を動作させ作像を開始する。この作像開始タイミングは、次のようにして定めることができる。即ち、作像開始から１枚目の印刷用紙が定着装置１８に進入するまでの時間ｔ２は、給紙駆動部２８の動作条件から予め求めることができるので、定着温度変化の勾配に基づいて予測されたｔ１後の時点から時間ｔ２を逆算し、算出される時点を作像開始タイミングとして定める。
このようにすることで、定着温度が定着可能温度に達するタイミングで、１枚目の印刷用紙が定着装置１８に進入するように、給紙駆動部２８を制御し印刷用紙を搬送することが可能になり、ヒータランプ２６を無駄に点灯し余分な熱量を発生させることがない。
【０００８】
ところで、図８の制御動作例は、待機温度を保つ制御期間に印刷要求を受理した場合であるが、印刷要求は随時行われ、次に示すように、待機時制御への移行初期、即ち待機温度を保つ制御に入る前のタイミングで印刷要求を受理する場合がある。次に、このとき図８と同様の制御方法により行う場合の動作例について、説明する。
図９は、この動作例のヒータ駆動制御における定着温度の変化を説明する図である。
【０００９】
図９に示すように、待機時制御への移行初期に印刷要求が行われると、この要求に応じ、定着駆動部２７を動作させ、加熱ローラ２３及び加圧ローラ２４を回転させるとともに、ヒータランプ２６を点灯する。
このとき、印刷後から間がなく、定着装置１８には十分熱があり、加圧ローラ２４も高い温度にあって定着温度の下降が小さい状態、即ち、定着温度が待機温度を保つ制御に入る前の待機温度よりも高い状態にあり、その状態から、印刷時制御に切り替わり、定着駆動部２７を動作させ、定着可能温度への昇温動作に転じる。
【００１０】
印刷時制御に切り替わり、定着駆動部２７が動作を開始し、上記図８の動作例と同様に、温度変化の勾配（ΔＴ／Δｔ）から定着温度が定着可能温度に達するまでの時間ｔ１を求める。
しかし、この動作例の場合におけるｔ１は、作像開始から印刷用紙が定着装置１８に進入するまでの時間ｔ２よりも短いため、図９に示すように、定着温度変化の勾配に基づいて時間ｔ１を予測したとき、即時に作像駆動部２９・中転駆動部３０を動作させたとしても、定着装置１８の温度が定着可能温度に達しても、１枚目の印刷用紙の進入がなく、その時点から時間ｔ３後に、この印刷用紙が進入する、という結果になる。
このように、従来のヒータ駆動制御によると、印刷後から間がなく、定着装置１８が熱を十分に有している状態において次の印刷要求を受理した場合には、定着装置１８の温度が定着可能温度に達した後、印刷用紙が定着装置１８に到達するまで時間ｔ３の間、定着動作に用いることがない状態で印刷用紙の進入を待つことになり、定着装置１８を定着可能温度に保つための熱を無駄に消費してしまう。
【００１１】
本発明は、上述の従来技術の問題に鑑みてなされたもので、その目的は、待機時において印刷要求が何時行われても、定着部の温度が定着可能温度に達するタイミングで印刷用紙を定着器に進入させるようにし、定着部の加熱手段を無駄に駆動しないようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、搬送状態にある記録媒体に画像を形成する画像形成部と、駆動のオン／オフが制御可能な加熱手段を持ち、前記画像形成部により形成された搬送状態にある記録媒体上の画像を該加熱手段によって加熱し記録媒体に定着する定着部と、前記定着部の温度を検出する定着温度検出手段と、印刷要求がない状態で前記画像形成部の作動を停止するとともに、前記加熱手段の駆動をオフし、前記定着温度検出手段が検出する定着温度に基づいて前記加熱手段の駆動をオン／オフすることで前記定着部を待機温度に保つ待機時制御を行う一方、待機時に行われる印刷要求に応じて行う復帰時の動作として、停止状態の前記画像形成部を起動するとともに、前記定着部を前記待機時制御から切り替えて、通紙時の定着可能温度に保つ印刷時制御を行う制御手段を有する画像形成装置であって、前記定着温度検出手段により検出される定着温度をもとに所定時間間隔ごとに下降方向の温度変化勾配を算出する温度変化勾配算出手段と、前記温度変化勾配算出手段によって算出される下降方向の温度変化勾配と定着温度に関係付けて前記加熱手段の起動から定着温度が定着可能温度に立ち上がる立ち上げ時間を記憶する温度変化勾配記憶手段を備え、前記制御手段は、画像形成装置の電源オン時又は待機時制御からの復帰時に、その時点の定着温度と前記温度変化勾配に基づいて、前記温度変化勾配記憶手段から前記立ち上げ時間を取得して、前記立ち上げ時間と、画像形成部の起動から１枚目の記録媒体が定着部に進入するまでの進入時間を対比して、前記立ち上げ時間が前記進入時間よりも短いときは、待機時に行われる印刷要求に応じて即時に前記画像形成部の起動を行うと共に、前記加熱手段の起動のタイミングを、前記記録媒体が定着部に進入するタイミングで定着部の温度が定着可能温度に達するように定めることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、待機時において印刷要求が何時行われても、定着部の温度が定着可能温度に達するタイミングで印刷用紙を定着器に進入させることができ、定着部の加熱手段を無駄に駆動しないようにすることで省電力を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成の概要を示す図である。
【図２】図１に示す画像形成装置に装備した定着装置の構成を示す図である。
【図３】図１に示す画像形成装置の画像形成制御系を概略構成にて示すブロック図である。
【図４】待機時の印刷要求に対応するヒータ駆動制御の動作例（実施形態１）における定着温度の変化を説明する図である。
【図５】前回印刷からの経過時間及び印刷枚数を変量とする予測時間ｔ４のテーブルである。
【図６】温度変化勾配値及び定着温度を変量とする予測時間ｔ４のテーブルである。
【図７】待機時の印刷要求に対応するヒータ駆動制御（実施形態１）の適用条件を説明する図である。
【図８】従来技術に係る省電力（待機）時の印刷要求に対応するヒータ駆動制御の１動作例における定着温度の変化を説明する図である。
【図９】図８の待機時の印刷要求に対応するヒータ駆動制御の他の動作例における定着温度の変化を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る画像形成装置の実施形態を説明する。
本発明は、省電力動作を行う電子写真方式の画像形成装置（複写機、プリンタ、複合機等）に係り、トナー像を記録媒体に定着させるための加熱手段（ヒータ）を無駄に駆動しないようにすることで省電力を実現するための制御を行う。
この省電力動作を意図して行うヒータの駆動制御は、先ず、待機時制御を行うことであるが、さらに待機時（待機時制御を行っている時）において印刷要求を受理すると定着可能温度で駆動する印刷時制御へ復帰する、という制御動作を行う際、印刷要求が待機時のどの時点で行われても、定着部の温度が定着可能温度に達するタイミングで印刷用紙を定着装置に進入させるようにし、定着部の加熱手段を無駄に駆動しないようにする、という動作を特徴とする。
省電力動作を意図して行う本実施形態のヒータの駆動制御について、以下、添付図を参照して説明するが、このヒータ駆動制御の詳細な説明に先立ち、先ず、本実施形態の画像形成装置の概要を説明する。
【００１６】
［画像形成装置の構成］
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の構成の概要を示す図である。
ここでは、図１を参照して、画像形成に直接係る動作部を主に本画像形成装置に係る動作部の構成及びその動作の概要を説明する。なお、同図には、タンデムタイプのカラー画像形成装置を例示するが、搬送過程で印刷用紙にトナー画像を形成し、形成されたトナー画像を熱定着する一連の画像形成プロセスに従い画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置であれば、カラー／モノクロ機であるかは問わず、また、以下に示す実施形態以外の画像形成方式であってもよい。
また、画像形成に直接係る動作部、その駆動部等を制御する制御系の構成については、後記［制御系の構成］にて説明する。
【００１７】
図１に示すように、画像形成装置１は、中間転写ベルト１２に沿ってカラー成分の色数のＡＩＯ（All In One）カートリッジが並べられた構成を備える。なお、ＡＩＯカートリッジとは、電子写真プロセス部を一体化したモジュールで、交換部品として扱えるようにしたものである。
中間転写ベルト１２は、エンドレスのベルトで反時計方向に（図１中、矢示にて示す）回転し、回転方向の上流側から順に、各カラー成分色のＡＩＯカートリッジ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄが配列され、所謂、タンデムタイプの構成をなす。
これら複数のＡＩＯカートリッジ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの中、２Ａはブラックの画像を、２Ｂはシアンの画像を、２Ｃはマゼンダの画像を、２Ｄはイエローの画像をそれぞれ形成する。
ただし、各ＡＩＯカートリッジは形成するトナー画像の色が異なるだけで内部構成は共通である。したがって、以下の説明では、ＡＩＯカートリッジ２Ａについて具体的に説明するが、他のＡＩＯカートリッジ２Ｂ、２Ｃ、２Ｄについては、後述するＡＩＯカートリッジ２Ａの説明を参照することとし、説明を省略する。
【００１８】
中間転写ベルト１２は、回転駆動される駆動ローラ３と転写ベルトテンションローラ４とに巻回されたエンドレスのベルトである。駆動ローラ３は、不図示の駆動モータにより回転駆動され、この駆動モータと、駆動ローラ３と、転写ベルトテンションローラ４とが、中間転写ベルト１２を移動させる駆動手段として機能する。
電子写真プロセス部としてのＡＩＯカートリッジ２Ａは、ドラム外周を感光面とした感光体５Ａ、この感光体５Ａの周囲に配置された帯電器６Ａ、露光器７、現像器８Ａ、クリーナーブレード９Ａ、等から構成されている。
露光器７は、各ＡＩＯカートリッジ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄが形成するカラー成分色に対応する露光光であるレーザ光１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄを照射するように構成されている。
【００１９】
画像形成に際し、感光体５Ａの外周感光面は、暗中にて帯電器６Ａにより一様に帯電された後、ブラック画像に対応した画像データで点灯制御されるレーザ光源を有する露光器７から射出するレーザ光１０Ａにより露光され、外周感光面に静電潜像が形成される。現像器８Ａは、この静電潜像をブラックトナーにより可視像化する、即ち、感光体５Ａ上にブラックのトナー画像を形成する。
この形成されたトナー画像は、感光体５Ａと中間転写ベルト１２とが接する位置（１次転写位置）で、１次転写ローラ１１Ａの働きにより中間転写ベルト１２上に転写される。この転写により、中間転写ベルト１２上にブラックのトナーによる画像が形成される。
トナー画像の転写が終了した感光体５Ａは、外周面に残留した不要なトナーをクリーナーブレード９Ａにより払拭された後、次の画像形成のために待機する。
以上のようにして、ＡＩＯカートリッジ２Ａでブラックのトナー画像は、中間転写ベルト１２によって次のＡＩＯカートリッジ２Ｂに搬送される。
【００２０】
ＡＩＯカートリッジ２Ｂでは、ＡＩＯカートリッジ２Ａでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより感光体５Ｂ上にマゼンタのトナー画像を形成し、そのトナー画像は、中間転写ベルト１２上に形成されたブラックの画像に重畳されて転写される。
中間転写ベルト１２は、さらに下流のＡＩＯカートリッジ２Ｃ及び２Ｄへと次々に搬送され、同様の動作により、感光体５Ｃ上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体５Ｄ上に形成されたイエローのトナー画像とが、中間転写ベルト１２上に重畳されて転写される。こうして、中間転写ベルト１２上にフルカラーの画像が形成される。このフルカラーの重ね合わされた画像が形成された中間転写ベルト１２は、２次転写ローラ１３の位置まで搬送される。
なお画像形成に際して、ブラックのみの印刷の場合は１次転写ローラ１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄは、それぞれ感光体２Ｂ、２Ｃ、２Ｄから離間された位置に退避し、前述の画像形成プロセスをブラックの場合のみ行なう。
【００２１】
画像形成時の用紙搬送動作の際、給紙トレイ１４に収納された印刷用紙１５は、上のものから給紙ローラ１６を反時計回りに回転駆動することにより順に送り出され、レジストローラ１７位置にて待機する。
レジストローラ１７の駆動開始は、中間転写ベルト１２により搬送されるトナー画像と２次転写ローラ１３上で、トナー画像と印刷用紙１５の位置が重なり合うタイミングで行なわれる。この時、レジストローラ１７は反時計方向に回転駆動することで印刷用紙１５を送り出す。
【００２２】
レジストローラ１７にて送り出された印刷用紙１５は、２次転写ローラ１３にて中間転写ベルト１２上のトナー画像を印刷用紙１５に転写した後、定着装置１８（後記で詳述）にてトナー画像を熱および圧力にて定着し、反時計回りに回転駆動された排紙ローラ１９にて画像形成装置１の外部に排紙される。
両面印刷を行なう場合は、印刷用紙１５が排紙ローラ１９を通過する手前で、排紙ローラ１９を時計回りに回転駆動し、印刷用紙１５を両面搬送経路２２に搬送する。両面搬送経路２２に搬送された印刷用紙１５は両面ローラ２０を経由し、再びレジストローラ１７まで搬送される。レジストローラ１７に到達した印刷用紙１５は再びレジストローラ１７から再給紙され、２次転写ローラ１３にて先ほどと逆側の用紙面にトナー画像を転写後、定着装置１８にてトナー画像を熱および圧力にて定着し、反時計回りに回転駆動された排紙ローラ１９にて画像形成装置の外部に排紙される。
【００２３】
［定着装置の構成］
本発明の特徴部分に関係する定着装置１８について、より詳しく説明する。
図２は、図１のカラー画像形成装置１に装備した定着装置１８の構成を示す図である。
図２に示すように、定着装置１８は、加熱ローラ２３、加圧ローラ２４、前記加熱ローラ２３内に設けた加熱手段としてのヒータランプ２６及び前記加熱ローラ２３の表面に設けた温度を検出するサーミスタ２５を有する。
加熱ローラ２３と加圧ローラ２４とは、圧接した状態で回転可能であり、加熱ローラ２３と加圧ローラ２４を回転させることにより、加熱ローラ２３内のヒータランプ２６で発生する熱を加圧ローラ２４に供給し温めて、印刷用紙上のトナーを定着しながら、図２中の破線矢印の方向に当該用紙を搬送する。
【００２４】
ヒータランプ２６は、サーミスタ２５が検出した温度に応じて前記加熱ローラ２３の表面温度が目標温度になるように点灯／消灯（オン／オフ）制御される。
定着装置１８の温度（加熱ローラ２３の表面温度）は、印刷用紙の通紙時に、トナー画像の定着を適正に行うための温度を保つことが必要であるから、サーミスタ２５が検出した温度をもとに、目標とする定着可能温度に保つように、ヒータランプ２６をオン／オフし定着装置１８の温度制御を行う。また、後記で詳述するが、印刷要求がない時に行う省電力動作においても、待機温度（目標温度）を保つように、ヒータランプ２６のオン／オフ制御を行う。
なお、図２では、加熱手段としてのヒータランプ２６を加熱ローラ２３内に設けているが、加圧ローラ２４内に設ける加熱方式でもよく、また、採用する加熱方式は、後述する制御方法が適用できる方式であれば、ヒータランプ以外の加熱手段を用いてもよい。
【００２５】
［制御系の構成］
上記画像形成装置１（図１）の画像形成に直接係る動作部等の制御系（以下「画像形成制御系」という）の構成について、説明する。
図３は、本実施形態の画像形成装置に係る画像形成制御系を概略構成にて示すブロック図である。
この実施形態では、画像形成制御系が有する制御機能の１つを定着装置の制御とする形態を例に示すものであり、従って、定着装置１８のヒータ駆動制御系は、この制御系に含まれる。
図３に示す画像形成制御系は、画像形成装置全体を制御するメインコントローラ１０３の制御下で動作をする。
【００２６】
図３に示すように、本実施形態の画像形成制御系は、メインコントローラ１０３の制御下に画像形成制御を司る制御手段（コントローラ）として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１００、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０２の各要素で構成するコンピュータもしくはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）をハードウェアとして有する。
ＲＯＭ１０１には、本実施形態に係る定着装置の制御を実現するための制御プログラム等が格納され、ＣＰＵ１００はＲＯＭ１０１に格納された前記プログラムを読み取って実行する。ＲＡＭ１０２は、プログラムを実行するときに必要なデータを格納するためのワークメモリとして使用される。
メインコントローラ１０３とＣＰＵ１００はバスで接続されており、画像形成装置のエラー発生状態、省電力（省エネ）等のモード指示状態を互いにやり取りし、また、ユーザーＩ／Ｆ（インターフェース）やネットワークＩ／Ｆを通じて受付けた印刷要求に基づく印刷指示の通知を行う。
【００２７】
ＣＰＵ１００には、サーミスタ２５、センサ類３１の検出結果が入力され、また、ＣＰＵ１００の制御下に、ヒータランプ２６、定着駆動部２７、給紙駆動部２８、作像駆動部２９等の作動部を接続する。
サーミスタ２５は、加熱ローラ２３の表面温度を検出するもので、センサ類３１は印刷用紙の搬送状態等の機器の動作状態を検知するためのものである。ＣＰＵ１００は、サーミスタ２５が検出した温度結果に応じて、加熱ローラ２３の表面温度が所定の温度になるようにヒータランプ２６をオン／オフする（図２の説明、参照）。
定着駆動部２７は定着装置１８を駆動させる機構、給紙駆動部２８は給紙ローラ１６、レジストローラ１７を駆動させる機構、作像駆動部２９は感光体５、帯電器６、現像器８を駆動する機構、中転駆動部３０は中間転写ベルト１２の駆動ローラ３を駆動する機構であり、それぞれＣＰＵ１００によりオン／オフ、及び、回転数の制御を行う。
【００２８】
［省電力動作］
この実施形態における省電力動作は、印刷要求がない状態で前記画像形成部の作動を停止するとともに、定着装置１８を待機温度に保つ待機時制御を行う。なお、印刷要求がない状態は、機器のステータスから印刷要求がなく、制御モードを移行しても不都合のないタイミングであること等を条件とし、この条件を満たすか否かがメインコントローラ１０３によって確認される。メインコントローラ１０３は、この確認結果に従って、待機時制御への移行を画像形成制御系のＣＰＵ１００に指示する。
この待機時制御は、加熱手段としてのヒータランプ２６の駆動をオフし、サーミスタ２５が検出する定着温度に基づいて、待機温度に達するまで検出温度が低下したときには再びオンする、というオン／オフ動作を繰り返すことで、定着装置１８を待機温度に保つ制御である。
【００２９】
また、待機時に行われる印刷要求に応じて行う復帰時の動作として、停止状態の画像形成部を起動するとともに、定着装置１８を前記待機時制御から切り替えて、通紙時の定着可能温度に保つ印刷時制御を行う。なお、印刷要求の発生は、ユーザーＩ／Ｆとしての操作部（不図示）の入力操作、ネットワークＩ／Ｆ（不図示）における印刷要求の受理等を条件とし、この条件を満たすか否かがメインコントローラ１０３によって確認される。メインコントローラ１０３は、この確認結果に従って、印刷時制御への復帰を画像形成制御系のＣＰＵ１００に指示する。
印刷時制御への復帰は、加熱手段としてのヒータランプ２６の駆動をオンし、サーミスタ２５が検出する定着温度に基づいて、通紙時の定着可能温度に達するまで定着温度を上昇させ、定着装置１８をその温度に保つ制御である。
【００３０】
上記した待機時制御への移行及び印刷時制御への復帰を繰り返す定着装置１８の温度制御は、基本的には既存の省電力動作である。
ただ、この実施形態では、上記省電力動作を基礎とする従来技術において、発生し得る問題を解決することを意図する手法によっており、この手法については、下記［待機時の印刷要求に対応するヒータ制御］以降で説明する。
【００３１】
［待機時の印刷要求に対応するヒータ制御］
省電力を意図して行うヒータランプ２６の駆動制御は、上述のように、待機時制御への移行及び印刷時制御への復帰を繰り返し、待機時において省電力が図られる。
ただ、待機時において印刷要求を受理すると、定着可能温度で駆動する印刷時制御へ復帰する、という制御動作の切り替えを行う際、上記［発明が解決しようとする課題］で述べたように、従来技術によれば、印刷後から間がなく、定着温度が待機温度を保つ制御に入る前の時点で行われる印刷要求に応じる場合に、定着可能温度に昇温しても、印刷用紙の定着装置１８への進入が間に合わず無駄に電力が消費されてしまう。
そこで、印刷要求が待機時のどの時点で行われても、特に、従来技術によると無駄な電力消費を招く上記時点で行われても、定着装置１８の温度が定着可能温度に達するタイミングで用紙を定着装置１８に進入させることができるようにする。
【００３２】
“実施形態１”
このために、待機時において行われる印刷要求に応じ即時に画像形成部（作像や転写等を行う動作部）を起動するとともに、当該印刷要求時点においてサーミスタ２５が検出する定着温度の推移を温度変化勾配値として求め、求めた温度変化勾配値に基づいて、待機時制御から印刷時制御へ切り替えるタイミング、即ち、通紙時の定着可能温度にするヒータランプ２６の駆動タイミングを定める。
ここに、印刷要求時点における上記温度変化勾配値は、サーミスタ２５が検出する定着温度を待機時制御期間、即ち印刷時制御から待機時制御へ移行した時から少なくともヒータランプ２６の駆動タイミング（印刷時制御への切り替えタイミング）を定めるまで、所定時間間隔で、その時間間隔における平均値といった形で算出する処理によって得る。
【００３３】
後記で詳述するが、例えば、印刷要求時点で算出される温度変化勾配値が大きいほど、定着装置１８を待機温度から通紙時の定着可能温度にするためのヒータランプ２６の起動タイミングを早めに定め、定めた起動タイミングでヒータランプ２６の駆動を開始する。
なお、この待機時から印刷時への切り替え動作において、印刷要求に応じ起動される画像形成部（作像や転写等を行う動作部）は、起動時から１枚目の印刷用紙が定着装置１８に進入するまでの時間はほぼ一定であるが、この時間よりも、ヒータランプ２６の起動時から定着可能温度に立ち上がるまでに掛かる時間が短くなる場合があり、こうした場合であっても、印刷要求に応じ即時に画像形成部を起動する動作にすれば、定着装置１８への１枚目の印刷用紙の進入時に定着可能温度への立ち上げを合わせることができ、しかも最短時間で行える。
以下、温度変化勾配に基づいて待機時の印刷要求に対応するヒータ制御を行う本実施形態について、添付図を参照して説明する。
【００３４】
図４は、本実施形態に係る待機時の印刷要求に対応するヒータ駆動制御の動作例における定着温度の変化を説明する図である。
図４に示すように、この動作例は、印刷要求（ジョブ受信）が待機時制御への移行初期に行われた場合、即ち、印刷要求時点が、印刷後から間がなく、定着装置１８には十分熱があり、加圧ローラ２４も高い温度にあって定着温度の下降が小さい状態であり、定着温度を待機温度に保つ制御に入る前の待機温度よりも高く、ヒータオフ状態にある場合の例を示している。
同図に示す動作の特徴は、待機時に行われる印刷要求時に、温度変化勾配を求め、同時に画像形成部（作像や転写等を行う動作部）を起動することである。
図４の動作例のように、待機時制御への移行初期で定着装置１８に十分熱がある場合、定着可能温度に立ち上がるまでの時間は短くなるので、この立ち上げに掛かる時間に比べ、画像形成部の起動から１枚目の印刷用紙が定着装置１８に進入するまでの時間の方が、通常、長く掛かる。また、この実施形態では、待機時の印刷要求に対し、要求時点で画像形成部を起動することを可能とする制御システムの構成を採用している。
したがって、印刷要求に対し、最短時間で１枚目の印刷用紙を出力するために、要求時点で即時に画像形成部の起動を掛ける。
【００３５】
また、定着温度を待機温度に保つ制御に入る前の高い状態にあっても、時間経過とともに下降する温度変化の勾配が段々と大きくなるに連れて、定着可能温度に立ち上がるまでに掛かる時間が長くなって、条件によっては、この時間が上記した画像形成部の起動から進入までの時間を超える可能性もある。
よって、こうした場合に最短時間で１枚目の印刷用紙を出力するためには、温度変化勾配についても、印刷要求に即応し、印刷要求時に取得することが望ましい。温度変化勾配を早く取得できれば、それだけ、後述するヒータランプ２６の駆動タイミングを早く定め、定着可能温度への立ち上げに掛かる時間を短くできる。
【００３６】
このため、印刷時制御から待機時制御へ移行した時から少なくともヒータランプ２６の駆動タイミング（印刷時制御への切り替えタイミング）を定めるまで、サーミスタ２５が検出する定着温度をもとに、所定時間間隔で温度変化勾配値（ΔＴ／Δｔ）を算出し、印刷要求（ジョブ受信）時に即応して、この値を利用できるようにする。
具体的には、所定周期（例えば、５００ｍｓｅｃ）でサーミスタ２５が検出する定着温度を取得し、取得した定着温度から各周期における温度変化勾配を計算し、また、求めた各周期の温度変化勾配をもとに所定時間間隔（例えば、１０ｓｅｃ）ごとの温度変化勾配値（ΔＴ／Δｔ；℃／ｓｅｃ）を算出する。このとき、所定時間間隔ごとの温度変化勾配値は、所定時間間隔に含まれる各周期の温度変化勾配の平均温度変化勾配値として算出する。
なお、印刷要求時が所定時間間隔未満である場合（上記の例では印刷要求時点が１０ｓｅｃに満たない場合）、そこまでに取得している定着温度を用いて温度変化勾配値を算出する。
【００３７】
上記のようにして温度変化勾配（ΔＴ／Δｔ）を求め、求めた温度変化勾配に基づいて下記〈定着可能温度への立ち上げ時間ｔ４〉に示す手法によって定着温度が定着可能温度に達するまでに掛かる予測時間ｔ４を求める。
このとき、ｔ２＞ｔ４、即ち定着可能温度に達するまでに掛かる予測時間ｔ４よりも画像形成部（作像や転写等を行う動作部）の起動時から１枚目の印刷用紙が定着装置１８に進入するまでに掛かる予測時間ｔ２が長くなる場合は、定着装置１８は動作させずに画像形成部のみを動作させ、作像動作を開始する。
その後、画像形成部の起動時から１枚目の印刷用紙が定着装置１８に進入するまでに掛かる予測時間ｔ２によって予め定められる１枚目の印刷用紙が定着装置１８に進入する予定時刻から、定着温度が定着可能温度に達するまでに掛かる予測時間ｔ４分を逆算して、定着装置１８が動作を開始するタイミングを定める。
定着装置１８が動作を開始するタイミングになると、定着駆動部２７を動作させ、加熱ローラ２３及び加圧ローラ２４を回転させるとともに、ヒータランプ２６を点灯する。
【００３８】
〈定着可能温度への立ち上げ時間ｔ４〉
ここで、待機時の印刷要求（ジョブ受信）に対し、要求時点で得た温度変化勾配値に基づいて定着温度が定着可能温度へ立ち上げるまでに掛かる予測時間ｔ４を求める手法について、説明する。
この予測時間ｔ４は、温度変化勾配値によって変わるほか、温度変化勾配を算出した時点の定着温度によっても変わる。
温度変化勾配値については、温度変化勾配値が大きいほど、定着可能温度へ立ち上げるまでに長い時間が掛かる。また、定着温度については、定着温度が低いほど、定着可能温度へ立ち上げるまでに長い時間が掛かる。
【００３９】
温度変化勾配値及び定着温度を変量とする場合に、印刷要求に即応して予測時間ｔ４を求めるための方法として、予め温度変化勾配値および定着温度を変量とする予測時間ｔ４のテーブル（以下「予測時間ｔ４テーブル（１）」という）を作成、保管しておき、この予測時間ｔ４を求める際に、予測時間ｔ４テーブル（１）を参照することによりこの値を求める方法を適用する。
図５は、この予測時間ｔ４テーブル（１）の１例を示す説明図である。同図に示すテーブルは、横方向に温度変化勾配値を４段階の変化で、また、縦方向に定着温度を６段階の変化でとり、縦横それぞれに選択した値の交点に記された数値（ここでは、秒数で示される）を予測時間ｔ４として得る。
【００４０】
例えば、待機時の印刷要求を受付けた際、要求時点の定着温度が１６５℃であり、そのとき求めた温度変化勾配値が−０．０５℃／ｓｅｃである場合、予測時間ｔ４テーブル（１）を参照することにより得られる予測時間ｔ４は１２秒である。
また、印刷要求（ジョブ受信）に応じ即時に画像形成部（作像や転写等を行う動作部）を起動し、起動時から１枚目の印刷用紙が定着装置１８に進入するまでに掛かる予測時間ｔ２が２０秒の場合、予測時間ｔ２＞予測時間ｔ４となり、図４に示した動作例にあたる。
よって、画像形成部を起動してから８秒後に定着装置１８の動作を開始し、加熱ローラ２３及び加圧ローラ２４を回転させるとともに、ヒータランプ２６を点灯することになる。こうしたタイミングでヒータランプ２６を点灯することで、定着装置１８が定着可能温度へ立ち上がるときを、定着装置１８への１枚目の印刷用紙の進入タイミングに合わせることができる。
【００４１】
なお、上記した予測時間ｔ４テーブル（１）は、テストを行う等によって予め経験値を取得し、作成する。
また、高度な性能を求めない低コストの機器に適用する場合には、定着温度の変動を考慮せずに、機器状態や使用状態に最も適した温度変化勾配値の変化に対応する予測時間ｔ４を見付け出し、温度変化勾配値のみによって定着可能温度への立ち上げ時間ｔ４を予測する簡便な方法を採用してもよい。
【００４２】
ところで、予測時間ｔ４は、外気温度の影響を受ける。即ち、外気温度が高い場合には、ヒータランプ２６の発生する熱の放出は少ないので、比較的早く定着可能温度へ立ち上がり、予測時間ｔ４は短くなる一方、外気温度が低い場合には、ヒータランプ２６の発生する熱の放出は多くなるので、定着可能温度へ立ち上がるのに時間が掛かり、予測時間ｔ４は長くなる。
この外気温度の変化に対応して、動作を適正化するためには、外気温度を検出する手段を設け、検出した外気温度に対応して予測時間ｔ４を変更することにより実施することができる。例えば、変化する外気温度ごとに適正な動作を保証する値を持つ予測時間ｔ４テーブル（１）を用意し、その中から外気温度の現況に適応するテーブルを選択し、使用するテーブルを変更する方法を採用する。このような対応をすることにより、ヒータランプ２６の起動タイミングを適正化できる。
【００４３】
〈電源オン時等への対応〉
本実施形態における上述の動作は、定着温度を待機温度に保つ制御に入る前におけるヒータオフの状態で、定着温度が待機温度よりも高く、下降方向に定着温度が変化する状況で、所定時間間隔で温度変化勾配値を求めることを前提としている。このため、温度変化勾配値を算出する動作は、待機時制御へ移行した時からヒータランプ２６の駆動タイミング（印刷時制御への切り替えタイミング）を定めるまでとしている。
よって、温度変化勾配値に基づくヒータの起動タイミング制御は、この画像形成装置１の電源オン時或いは定着温度を待機温度に保つ制御に入ってからは、温度変化勾配値がないために実行できない。
【００４４】
そこで、電源オン時或いは定着温度を待機温度に保つ制御に入ってからも、この実施形態のヒータの起動タイミング制御を次に示す手法によって実行可能とする。
この手法は、本実施形態において図４を参照して説明した上述の動作において、所定時間間隔で算出される温度変化勾配値を転用することにより実行可能にする方法である。
具体的には、所定時間間隔で算出される温度変化勾配値をそのとき検出された定着温度と関係付けて不揮発ＲＡＭに記録し、参照できる形式で保管する。
このような形式で画像形成装置１においてこれまでに発生した機器状態を把握し、温度変化勾配値がない画像形成装置１の電源オン時又は待機（スリープ）時からの復帰時に、その時点に検出される定着温度に基づいて、不揮発ＲＡＭに記録した中から最も近い機器状態の温度変化勾配値を参照する。
このようにして、機器状態の履歴から参照した温度変化勾配値を、電源オン時又は待機（スリープ）時からの復帰時の動作に転用することにより、当該動作においても本実施形態のヒータの起動タイミング制御が実施できる。
【００４５】
上記のように、実施形態１によれば、待機時の印刷要求に応じて印刷時制御へ復帰する制御動作を行う際、印刷要求が待機時のどの時点で行われても、特に、印刷後から間がなく、定着温度を待機温度に保つ制御に入る前の時点で行われても、定着部の温度が定着可能温度に達するタイミングで印刷用紙を定着装置に進入させるようにし、定着部の加熱手段を無駄に駆動することがなく、省電力の動作を行うことができる。
【００４６】
“実施形態２”
上記実施形態１では、温度変化勾配値に基づいて定着可能温度への立ち上げ時間ｔ４を求め、ヒータの起動タイミング制御を行う実施形態を示した。
ただ、待機時制御に移行し、移行初期（図４の動作例、参照）の段階から定着装置１８を待機温度に保つ制御に入り、その後しばらくその状態が継続すると、画像形成装置１の機器条件、機器の周囲環境等によっては温度変化特性がかなり変わってしまい、実施形態１の手法（以下「温度変化勾配法」という）における予測時間ｔ４テーブル（１）によって予測される予測時間ｔ４が必ずしも適切ではなく、意図した結果が得られない場合が生じる。
【００４７】
そこで、温度変化勾配法に代えて、次に示す手法によって適切な予測時間ｔ４を得ることを可能とする。
この実施形態の手法は、前回、印刷要求に応じて行った印刷終了時の時刻及び実行した印刷枚数と、前回の印刷終了時からの経過時間によって定められる現時点の定着装置１８の温度状態とに一定の関係があることを前提にして、認識される現時点の定着装置１８の温度状態に適応する定着可能温度への立ち上げ時間ｔ４を予測し、予測結果に従い定めるタイミングでヒータランプ２６の起動制御を行う手法である。
【００４８】
具体的には、印刷要求に応じて行った印刷の終了時に当該印刷の終了時刻と印刷枚数を印刷情報として不揮発ＲＡＭに記録し、参照できる形式で保管しておく。
印刷終了時における印刷情報の保管後、印刷要求がなければ、待機時制御に移行し、その後、定着装置１８を待機温度に保つ制御に入る。
このような待機時制御の動作状態のもとで印刷要求を受付けた場合、この印刷要求に応じ、待機時制御から定着装置１８を定着可能温度に立ち上げる印刷時制御へと切り替わる。
【００４９】
このとき、本実施形態では、不揮発ＲＡＭに記録された前回の印刷情報を参照し、取得した印刷の印刷終了時刻と印刷枚数により現時点の定着装置１８の状態を認識する。つまり、前回の印刷終了時からの経過時間（現時点の時刻と前回の印刷終了時刻から求まる）と印刷枚数により表される前回の印刷終了時の定着装置１８の状態という形で認識する。
また、この認識結果に基づいて後述する〈定着可能温度への立ち上げ時間ｔ４〉に示す手法によって現時点の定着装置１８の状態に適応する、ヒータランプ２６の起動から定着可能温度に達するまでに掛かる予測時間ｔ４を求める。
予測時間ｔ４を求めてから、定着装置１８が動作を開始するタイミング、即ち、通紙時の定着可能温度にするヒータランプ２６の起動タイミングの制御動作は、先に実施形態１で述べたと同じであり、ここでは説明を省略する。
【００５０】
〈定着可能温度への立ち上げ時間ｔ４〉
ここで、待機時の印刷要求に対し、要求時点で認識した定着装置１８の状態、即ち、前回の印刷終了時からの経過時間と前回の印刷枚数に基づいて、定着温度が定着可能温度へ立ち上げるまでに掛かる予測時間ｔ４を求める手法について、説明する。
前回の印刷終了時からの経過時間、前回の印刷枚数それぞれと予測時間ｔ４の関係については、前回の印刷終了時からの経過時間が長くなるほど、定着装置１８が冷めてしまうので、定着可能温度へ立ち上げるまでに長い時間が掛かる。また、前回の印刷枚数が少ないほど、印刷終了時の定着装置１８が低い温度状態であるので、定着可能温度へ立ち上げるまでに長い時間が掛かる。
【００５１】
前回の印刷終了時からの経過時間及び前回の印刷枚数を変量とする場合に、印刷要求に即応して予測時間ｔ４を求めるための方法として、予め前回の印刷終了時からの経過時間及び前回の印刷枚数を変量とする予測時間ｔ４のテーブル（以下「予測時間ｔ４テーブル（２）」という）を作成、保管しておき、この予測時間ｔ４を求める際に、予測時間ｔ４テーブル（２）を参照することによりこの値を求める方法を適用する。なお、この予測時間ｔ４テーブル（２）は、テストを行う等によって予め経験値を取得し、作成する。
また、高度な性能を求めない低コストの機器に適用する場合には、前回の印刷枚数を考慮せずに、機器状態や使用状態に最も適した、前回の印刷終了時からの経過時間の変化に対応する予測時間ｔ４を見つけ出し、前回の印刷終了時からの経過時間のみによって定着可能温度への立ち上げ時間ｔ４を予測する簡便な方法を採用してもよい。
【００５２】
図６は、この予測時間ｔ４テーブル（２）の１例を示す説明図である。同図に示すテーブルは、横方向に前回の印刷枚数を４段階の変化で、また、縦方向に前回の印刷終了時からの経過時間を４段階の変化でとり、縦横それぞれに選択した値の交点に記された数値（ここでは、秒数で示される）を予測時間ｔ４として得る。なお、このテーブルは、コールドスタートから所定の枚数印刷し、所定時間経過後に印刷した場合における予測時間ｔ４であり、ここに示す数値は、画像形成装置１の仕様範囲内で使用する限り、図示のテーブルの数値よりも長くなることはない。
【００５３】
例えば、待機時の印刷要求を受付けた際、前回の印刷終了時から要求時点の経過時間が２０秒であり、前回の印刷枚数が８枚である場合、予測時間ｔ４テーブル（２）を参照することにより得られる予測時間ｔ４は７秒である。
また、印刷要求に応じ即時に画像形成部（作像や転写等を行う動作部）を起動し、起動時から１枚目の印刷用紙が定着装置１８に進入するまでに掛かる予測時間ｔ２が２０秒の場合、画像形成部を起動してから１３秒後に定着装置１８の動作を開始し、加熱ローラ２３及び加圧ローラ２４を回転させるとともに、ヒータランプ２６を点灯することになる。こうしたタイミングでヒータランプ２６を点灯することで、定着装置１８が定着可能温度へ立ち上がるときを、定着装置１８への１枚目の印刷用紙の進入タイミングに合わせることができる。
【００５４】
ところで、予測時間ｔ４は、外気温度の影響を受ける。即ち、外気温度が高い場合には、ヒータランプ２６の発生する熱の放出は少ないので、比較的早く定着可能温度へ立ち上がり、予測時間ｔ４は短くなる一方、外気温度が低い場合には、ヒータランプ２６の発生する熱の放出は多くなるので、定着可能温度へ立ち上がるのに時間が掛かり、予測時間ｔ４は長くなる。
この外気温度の変化に対応して、動作を適正化するためには、外気温度を検出する手段を設け、検出した外気温度に対応して予測時間ｔ４を変更することにより実施することができる。例えば、変化する外気温度ごとに適正な動作を保証する値を持つ予測時間ｔ４テーブル（２）を用意し、その中から外気温度の現況に適応するテーブルを選択し、使用するテーブルを変更する方法を採用する。このような対応をすることにより、ヒータランプ２６の起動タイミングを適正化できる。
【００５５】
〈電源オン時等への対応〉
また、本実施形態の手法は、温度変化勾配法による実施形態１が適用できない電源オン時又は待機（スリープ）時からの復帰時（これらの場合、温度変化勾配値が算出されない）における印刷要求に対応して、ヒータランプ２６の起動タイミング制御を行う際にも適用することが可能である。
つまり、前回の印刷終了時刻及び前回の印刷枚数を印刷情報として不揮発ＲＡＭに記録しておくことで、電源オフ又は待機時（スリープ）の制御過程を経て行われる現時点の印刷要求に応じる場合にも、不揮発ＲＡＭに記録しておいた印刷情報から求めることができる前回の印刷終了時からの経過時間及び前回の印刷枚数に基づいて、ヒータの起動タイミング制御を本実施形態の手法によって実行することができる。
【００５６】
上記のように、実施形態２によれば、待機時の印刷要求に応じて印刷時制御へ復帰する制御動作を行う際、印刷要求が待機時のどの時点で行われても、特に、印刷後からかなり時間が経過し、定着温度を待機温度に保つ制御に入った時点もしくは電源オン時又は待機（スリープ）時からの復帰時の各時点で行われても、定着部の温度が定着可能温度に達するタイミングで印刷用紙を定着装置に進入させる動作を行えるようにし、定着部の加熱手段を無駄に駆動することがなく、省電力の動作を行うことができる。
【００５７】
“実施形態３”
上記実施形態２では、温度変化勾配法による実施形態１に代わり得る手法として、前回の印刷終了時からの経過時間及び前回の印刷枚数に基づいて定着可能温度への立ち上げ時間ｔ４を求め、ヒータランプ２６の起動タイミング制御を行う実施形態を示した（以下、実施形態２の手法を「前回印刷情報参照法」という）。
ただ、温度変化勾配法、前回印刷情報参照法それぞれは、前者が印刷後、間もなく定着温度が十分高く、定着温度を待機温度に保つ制御に入る前の時点で行うのに適しているのに対し、後者は、印刷後からかなり時間が経過し、定着温度を待機温度に保つ制御に入った時点で行うのに適しており、それぞれ適用に向く領域を分けている。
そこで、本実施形態では、温度変化勾配法、前回印刷情報参照法を組み合わせて適用することを意図した実施形態を示す。
【００５８】
本実施形態では、〈実施例１〉及び〈実施例２〉として、温度変化勾配法と前回印刷情報参照法の組み合わせ方の異なる２例について、以下に説明する。
〈実施例１〉
この実施例は、印刷要求を受付けた時点が画像形成装置の電源オン時又は待機時（スリープ）制御からの復帰時を起点として定めた所定経過時間に達していない場合にのみ、前回印刷情報参照法を適用し、これ以外の場合には、温度変化勾配法を適用する、という組み合わせ方による。
上記所定経過時間は、温度変化勾配値がない電源オン時又は待機時制御からの復帰時が起点で、温度変化勾配値を適正な値として求めることができるようになる時点を定める時間とする。このように上記所定経過時間を定め、この期間で前回印刷情報参照法を用いることによって、ヒータランプ２６の起動タイミング制御を適切に行うようにする。
制御手順としては、印刷要求を受付けた時に、当該受付け時点が電源オン時又は待機時制御からの復帰時を起点として定めた所定経過時間に達しているか否かを確認し、確認結果に従い温度変化勾配法と前回印刷情報参照法のいずれかの制御を選択する。
【００５９】
〈実施例２〉
この実施例は、画像形成装置の電源オン時又は待機時（スリープ）制御からの復帰時が、前回印刷終了時を起点として定めた所定経過時間に達している場合にのみ、前回印刷情報参照法を適用し、これ以外の場合には、温度変化勾配法を適用する、という組み合わせ方による。
上記所定経過時間は、電源オン時又は待機時制御からの復帰時が、印刷後間もなくであり、定着温度が十分高く、定着温度を待機温度に保つ制御に入る前の時点であることを前提にしているので、温度変化勾配法を適用できる時点を定める時間とする。このように上記所定経過時間を定め、この所定経過時間に達した場合にのみ前回印刷情報参照法を用いることによって、ヒータランプ２６の起動タイミング制御を適切に行うようにする。
【００６０】
制御手順としては、電源オン時又は印刷要求の受理等で待機時制御から復帰した時に、当該復帰時点が前回印刷終了時を起点として定めた所定経過時間に達しているか否かを確認し、確認結果に従い温度変化勾配法と前回印刷情報参照法のいずれかの制御を選択する。
なお、温度変化勾配法を適用する場合、電源オン時又は待機時制御からの復帰時の直後に行われる印刷要求に対しては、条件によっては、上記実施形態１の〈電源オン時等への対応〉に示した方法を採ることが必要になる。
【００６１】
上記のように、実施形態３によれば、待機時の印刷要求に応じて印刷時制御へ復帰する制御動作を行う際、印刷要求が待機時のどの時点で行われても、温度変化勾配法、前回印刷情報参照法のうち、適正な動作が得られる方を選択することで、定着装置の加熱手段の無駄な電力消費をさらに減らすことができる。
【００６２】
“実施形態４”
本実施形態は、温度変化勾配法による制御動作を適正化するための適用条件を設定した実施形態について説明する。
この実施形態では、〈適用条件１〉〜〈適用条件４〉として、４例の異なる設定例について、以下に説明する。
図７は、印刷終了後から待機時制御を行う過程の定着温度の変化を示す図である。同図において縦軸は定着温度、横軸は時間であり、図中には本実施形態の温度変化勾配法の適用条件を説明するためのヒータオン／オフ状態及び温度状態を付加している。
【００６３】
〈適用条件１〉
印刷を終了すると（図７の時間の初め）、画像形成装置１は、一旦定着装置１８の動作を停止し、次の印刷要求を待つ。この間、ヒータランプ２６による熱の供給はないから、定着温度は低下する。このままの状態で印刷要求がないと、待機時制御に切り替わるが、定着温度は、図７の状態（１）に示すように、待機温度を保つために次にヒータランプ２６が駆動を開始する（図７中の１回目のヒータ点灯）まで低下を続ける。
印刷終了後から待機時制御を行う過程における、定着温度が待機温度に至るまで下降方向の変化を続ける上記の状態において定着温度を検出し、温度変化勾配を求め、この温度変化勾配法による制御を行うことが、当該方法が意図する結果が最も有効に得られる状態である。
【００６４】
よって、この時期、即ち、印刷終了後から待機時制御を行う過程における１回目のヒータランプ２６の駆動制御までの間（図７の状態（１））のみに温度変化勾配法による制御を行うことを適用条件とすることによって、制御が簡素化でき、省電力効果も高めることができる。
なお、１回目のヒータランプ２６の駆動制御を行ってから以降に、印刷要求を受理（印刷ジョブ受信）した場合、定着装置内の熱は不十分とみなして、従来技術（図８、参照）に示したように、この印刷要求の受理後、即時に定着装置１８を動作させる制御を行ってもよい。
【００６５】
〈適用条件２〉
上記〈適用条件１〉に示したように、印刷終了後から１回目のヒータランプ２６の点灯までは、定着装置１８に熱を加えず、下降方向への温度変化勾配をもとに図５に示した予測時間ｔ４テーブル（１）を参照し予測時間ｔ４を求めることができるが、待機時制御になり待機温度に保つため、ヒータランプ２６を点灯すると、図７中の状態（２）に示すように、温度上昇部分が生じるため、温度上昇部分を温度変化勾配の算出対象から除く必要がある。
【００６６】
温度変化勾配の算出対象とする範囲は、ヒータランプ２６の点灯による影響を受けない範囲であり、例えば、図７中の状態（３）に示すように、ヒータランプ２６をオンからオフにした後、１０秒後から定着温度を取得することが適当である。
よって、この期間を温度変化勾配の算出対象とすることを、適用条件とする。
このようにして定めた適用条件に従い温度変化勾配を求め、求めた温度変化勾配を図５に示した予測時間ｔ４テーブル（１）を参照するための温度変化勾配として用いることによって、待機温度を保つ制御中においてもヒータランプ２６の点灯開始タイミングを定め、省電力を意図したヒータ駆動制御を行うことができる。
【００６７】
〈適用条件３〉
上記〈適用条件１〉及び〈適用条件２〉に述べたように、印刷終了後から待機時制御を行う過程における限られた時期の定着温度検出に基づく温度変化勾配法の実行が有効であるが、印刷要求に即応するためには、上記の限られた時期以外にも、同様に温度変化勾配法が適用できることが望ましい。
そこで、上述の〈適用条件１〉又は〈適用条件２〉の動作において、限られた時期に算出される温度変化勾配値を転用することにより実行可能にする方法である。
具体的には、上記の限られた時期に算出される温度変化勾配値をそのとき検出された定着温度と関係付けて不揮発ＲＡＭに記録し、参照できる形式で保管する。なお、図５に示した予測時間ｔ４テーブル（１）との適合性を考慮すると、〈適用条件１〉の時期、即ち、印刷終了後から待機時制御を行う過程における１回目のヒータランプ２６のオン駆動制御までの間（図７の状態（１））を採用する方がよい。
【００６８】
このような形式で不揮発ＲＡＭに記録された定着温度・温度変化勾配値は、待機時制御の間、温度変化勾配値が算出できない、例えば、ヒータランプ２６のオン期間のような時期を含め、任意の時期に利用が可能になり、時期を選ばずに温度変化勾配法が適用できる。なお、記録された定着温度・温度変化勾配値を利用する際、その時点に検出される定着温度に基づいて、不揮発ＲＡＭに記録した中から最も近い機器状態の温度変化勾配値を参照する。
ただ、１回目のヒータランプ２６のオン駆動制御までの間（図７の状態（１））を採用して、定着温度・温度変化勾配値を不揮発ＲＡＭに記録する場合、機器状態が経時的に変化するので、記録された定着温度・温度変化勾配値が適合性を失い利用できなくなるまでの適用限界の管理をする必要がある。具体的には、待機時制御を行う過程における１回目のヒータランプ２６のオン駆動制御時を起点として、不揮発ＲＡＭに記録する定着温度・温度変化勾配値が適合性を失う所定の経過時間に達したか否かを確認し、確認結果に従い適用の可否を判断する。
【００６９】
また、高度な性能を求めない低コストの機器に適用する場合には、予測時間ｔ４テーブルとして、機器状態や使用状態に最も適した温度変化勾配値の変化に対応する予測時間ｔ４を見付け出し、温度変化勾配値のみによって定着可能温度への立ち上げ時間ｔ４を予測する簡便な方法を採用できる。
この簡便な方法を採用する場合、本〈適用条件３〉において、予測時間ｔ４テーブルの参照に用いるために不揮発ＲＡＭに記録する定着装置１８の機器（温度）状態を表す情報は、温度変化勾配値だけとなり、定着温度は不用である。
【００７０】
〈適用条件４〉
本実施形態の温度変化勾配法の適用限界を設定し、設定した条件を満たすか否かを確認することにより、意図した動作を保証するようにしたものである。
待機時制御においては、定着温度を待機温度に保つ制御を行う。この制御では、図７に示したように、待機温度を保つためにヒータランプ２６がオン・オフを繰り返し、このオン・オフに連れて、定着温度が昇温・下降を繰り返す。
ただ、この昇温・下降の繰り返しは一定ではなく、前に行った印刷時に蓄積された熱の放出等によっても機器状態が経時変化し、待機温度に保つためのヒータランプ２６のオン制御時間が徐々に長くなるとともに、ヒータランプ２６のオフ制御時間にも温度状態の変化として現れる。
本実施形態の温度変化勾配法は、上述のように、図７に示す状態（１）、即ち、１回目のヒータランプ２６のオン制御時に至るまでの状態に適応するように、動作条件（予測時間ｔ４テーブルの値等）が決められている。したがって、上記温度状態に現れる変化は、決められた動作条件からのずれを意味し、徐々に適合性を失って適用の限界になってしまう。
【００７１】
そこで、この定着装置１８における温度状態の経時変化を、ヒータランプ２６のオン制御時間によって検出し、検出したオン制御時間に対して適用限界を予め定めておき、確認するという手法により適用限界を管理する。
具体的には、ヒータランプ２６のオン制御を行う度ごとにオン制御時間を検出し、検出したオン制御時間が予め定めた適用限界の時間に達したか否かを確認し、確認結果に従い適用の可否を判断する。ここで、適用が可能であると判断された場合、その後行われる印刷要求に対して温度変化勾配法を適用してヒータランプ２６の点灯開始タイミングを定め、省電力を意図したヒータ駆動制御を行う。
なお、上記の判断を行い、適用限界に達したと判断された場合、定着装置内の熱は不十分とみなして、その後、印刷要求を受理（印刷ジョブ受信）した場合、従来技術（図８、参照）に示したように、この印刷要求の受理後、即時に定着装置１８を動作させる制御を行ってもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１・・画像形成装置、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ・・ＡＩＯカートリッジ、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ・・感光体、１２・・中間転写ベルト、１５・・印刷用紙、１８・・定着装置、２３・・加熱ローラ、２５・・サーミスタ、２６・・ヒータランプ、１００・・ＣＰＵ、１０３・・メインコントローラ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７３】
【特許文献１】特開２０１０―１２８４６５号公報
【図１】
0005625861.tif 000002
【図２】
0005625861.tif 000003
【図３】
0005625861.tif 000004
【図４】
0005625861.tif 000005
【図５】
0005625861.tif 000006
【図６】
0005625861.tif 000007
【図７】
0005625861.tif 000008
【図８】
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【図９】
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