(57)【要約】【課題】画像形成装置の暖機動作におけるタイムアウトエラーの発生を抑制する手段を提供する。【解決手段】媒体上に形成された現像剤像を加熱定着する加熱体と、加熱体の温度を検出する温度検出手段とを有する定着手段と、温度検出手段で検出された温度に基づいて、加熱体の目標温度を制御する制御部とを備え、制御部は、電源投入後の加熱体の単位時間あたりの温度上昇率に基づいて、温度上昇率が所定の値よりも低い場合は、目標温度を低く設定し、温度上昇率が所定の値よりも高い場合は、目標温度を高く設定する。【選択図】        図２
2011064809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体上に形成された現像剤像を加熱定着する加熱体と、前記加熱体の温度を検出する温度検出手段とを有する定着手段と、
前記温度検出手段で検出された温度に基づいて、前記加熱体の目標温度を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、電源投入後の前記加熱体の単位時間あたりの温度上昇率に基づいて、
前記温度上昇率が所定の値よりも低い場合は、前記目標温度を低く設定し、
前記温度上昇率が所定の値よりも高い場合は、前記目標温度を高く設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記制御部は、前記温度検出手段で検出された温度と時間とから温度上昇率を算出する温度上昇率算出部を有し、
前記温度上昇率に対応させて前記目標温度を設定した温度設定テーブルを記憶する記憶部を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記制御部は、前記温度検出手段で検出された温度と時間とから温度上昇率を算出する温度上昇率算出部と、前記温度上昇率に基づき、前記温度上昇率の差分を算出する差分演算部とを有し、
前記差分に対応させて前記目標温度を設定した設定温度テーブルを記憶する記憶部とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記加熱体は、回転駆動される加熱ローラであり、
前記制御部は、前記温度上昇率を、前記加熱ローラが停止している状態で算出することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、記録紙上に形成されたトナー画像を加熱定着する定着器が実装される画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置においては、用紙の厚さに応じた適切な転写電圧、現像電圧、定着温度等が設定された設定値テーブルを予め記憶部に格納しておき、印刷動作を実行する前に、画像形成を行う用紙の厚さに応じて、その厚さに適した設定値を設定し、上位装置から受信した印刷指示に基づいて、印刷動作を実行している。
【０００３】
また、定着温度に関しては、電源投入後、早期に印刷動作が可能となるように、定着器の温度を所定の待機温度まで上昇させる暖機動作を行っており、その暖機動作には、ある程度の時間を必要とし、画像形成装置が印刷動作可能状態になった後、印刷する用紙が待機温度よりも高い設定温度、または、低い設定温度であれば、１枚目の印刷開始までに、さらに時間を必要とすることになる。
【０００４】
この１枚目の印刷を開始するまでの時間を短縮するために、従来の画像形成装置は、装置に電源が投入されると、記憶部に電源投入以前に記録された紙厚データを読出し、その紙厚を基に設定値テーブルから定着温度を設定し、設定した定着温度から所定の温度を減じた定着器の待機温度を算出し、この待機温度を目標として定着器の温度を監視しながらヒータに電力を供給して定着器の加熱を開始し、定着器の温度が待機温度に達したときに、暖機動作を終了して上位装置からの印刷指示待ち状態で待機し、印刷指示を受信したとき、給紙される用紙の厚さを紙厚センサで検出し、記憶部の紙厚データと同じ紙厚の場合は印刷画像形成処理を開始し、異なる場合は検出した紙厚に応じて待機温度を再設定している（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１５８１６７号公報（段落００４５−００５９、第５図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の技術においては、電源投入後の定着器の待機温度までの上昇時間を制御していないため、定着器への入力電圧が変動すると、暖機時間にバラツキが生じ、暖機動作終了前に、暖機動作ために設定された時間を経過してしまうとタイムアウトエラーになり、定着器の異常と判定され、印刷動作が実行できなくなるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、暖機動作におけるタイムアウトエラーの発生を抑制する手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために、媒体上に形成された現像剤像を加熱定着する加熱体と、前記加熱体の温度を検出する温度検出手段とを有する定着手段と、前記温度検出手段で検出された温度に基づいて、前記加熱体の目標温度を制御する制御部とを備え、前記制御部は、電源投入後の前記加熱体の単位時間あたりの温度上昇率に基づいて、前記温度上昇率が所定の値よりも低い場合は、前記目標温度を低く設定し、前記温度上昇率が所定の値よりも高い場合は、前記目標温度を高く設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
これにより、本発明は、暖機時間のバラツキを抑制して、暖機動作におけるタイムアウトエラーの発生を抑制することができ、その後の印刷動作を円滑に実行することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１のプリンタの概略構成の側方断面を示す説明図
【図２】実施例１の定着器の制御系統を示す説明図
【図３】実施例１の待機温度設定テーブルを示す説明図
【図４】実施例１の定着器の暖機動作の温度上昇を示すタイムチャート
【図５】実施例１の定着器の入力電圧による温度上昇を示す説明図
【図６】実施例１の定着器の暖機動作を示す説明図
【図７】実施例１の定着器の暖機動作を示す説明図
【図８】実施例２の定着器の制御系統を示す説明図
【図９】実施例２の待機温度設定テーブルを示す説明図
【図１０】実施例２の定着器の暖機動作の温度上昇を示すタイムチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、図面を参照して本発明による画像形成装置の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１において、１は画像形成装置としての電子写真方式のプリンタである。
【００１３】
２は用紙搬送路であり、プリンタ１の本体部１ａとトップカバー部１ｂとで構成される装置筐体内に配設されており、その一端には、印刷用の媒体としての用紙Ｓを収容する媒体収納部としての給紙カセット３が配置され、他端には、印刷を終えた用紙Ｓを集積する排出スタッカ部４が配置されている。
【００１４】
用紙搬送路２と給紙カセット３との接続部には、給紙カセット３から用紙Ｓを用紙搬送路２へ１枚毎に繰出す給紙ローラ５が設けられ、給紙ローラ５により繰出された用紙Ｓは、レジストローラ６ａ、６ｂにより、搬送ベルト７へ搬送され、搬送ベルト７の一の側を挟んで対向配置された複数の画像形成ユニット８と転写ローラ９により用紙Ｓ上に現像剤像としてのトナー像が転写され、そのトナー像を定着器１０で用紙Ｓ上に定着させた後に、排出スタッカ部４上に排出される。
【００１５】
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、通過検知センサであり、用紙搬送路２を挟んで発光部と受光部とを対向配置した光学式のセンサであって、発光部からの光を用紙Ｓが遮ったことにより用紙Ｓの通過を検知する機能を有しており、上記の給紙カセット３から繰出される用紙Ｓや、各部へ搬送される用紙Ｓ等の搬送状態を監視するために複数設けられている。
【００１６】
通過検知センサ１１ａは、レジストローラ６ａ近傍の搬送方向の上流側に配置され、用紙Ｓがレジストローラ６ａに到達したことを検知し、通過検知センサ１１ｂは、レジストローラ６ｂ近傍の搬送方向の上流側に配置され、用紙Ｓがレジストローラ６ｂに到達したことを検知し、通過検知センサ１１ｃは、レジストローラ６ｂ近傍の搬送方向の下流側で、搬送ベルト７との間に配置され、用紙Ｓが画像形成ユニット８に到達したことを検知し、通過検知センサ１１ｄは、定着器１０の搬送方向の下流側で排出口との間に配置され、定着器１０から用紙Ｓが排出されたことを検知する。
【００１７】
本実施例の複数の画像形成ユニット８は、搬送方向の上流側から、Ｋ色（ブラック）、Ｙ色（イエロー）、Ｍ色（マゼンダ）、Ｃ色（シアン）の現像剤としてのトナーをそれぞれ収容した現像剤収容部としてのトナーカートリッジ１２を着脱可能に装着した画像形成ユニット８ｋ、８ｙ、８ｍ、８ｃが搬送方向に沿って順に配設されている。
【００１８】
各画像形成ユニット８には、それぞれ感光体ドラム１３が設けられ、感光体ドラム１３の周囲には、図示しない帯電ローラ、現像ローラ、現像ブレード、供給ローラ、クリーニングブレード等が配置されており、画像形成ユニット８がプリンタ１に装着されたときに、対応する各高圧電源部と電気的に接続される。
【００１９】
１４は露光手段としての露光ヘッドであり、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等の発光体を用紙Ｓの搬送方向の直交方向に複数並べて構成され、トップカバー部１ｂに設置されて図示しないケーブルにより本体部１ａと接続されており、トップカバー部１ｂを閉じた状態で感光体ドラム１３の表面近傍に位置し、感光体ドラム１３の表面を印刷データに応じて露光して静電潜像を形成する機能を有している。
【００２０】
１６は表示部であり、液晶表示パネルおよびスイッチ等により構成され、プリンタ１の状態表示および利用者による入力操作を受付ける機能を有している。
【００２１】
像担持体としての感光体ドラム１３は、露光ヘッド１４により形成された静電潜像に、図示しない現像ローラからのトナーを静電的に付着させて現像剤像としてのトナー像を形成する機能を有している。
【００２２】
現像剤像転写手段としての転写ローラ９は、用紙搬送路２を搬送される用紙Ｓを挟んで感光体ドラム１３に対向配置されており、図示しない高圧電源部から印加される電圧による電界によって、感光体ドラム１３の表面に形成されたトナー像を用紙Ｓ上に転写する機能を有している。
【００２３】
定着手段としての定着器１０は、用紙Ｓ上に形成されたトナー画像を熱と圧力により加熱定着させる機能を有しており、加熱ローラ２１と加圧ローラ２２とを対向配置して構成されている。
【００２４】
加熱ローラ２１は、図２に示すように、交流電源２３から供給される電力により発熱する発熱体としてのヒータ２１ａを内蔵しており、加圧ローラ２２との間に挟持した用紙Ｓを加熱する機能を有している。なお、交流電源２３は、１００Ｖの商用交流電源である。
【００２５】
加圧ローラ２２は、加熱ローラ２１を押圧して用紙Ｓに圧力を加えるローラであって、印刷動作の実行中は、加熱ローラ２１を押圧してニップ部を形成するが、暖機動作を除く印刷動作の非実行中は押圧が解除されている。これはニップ状態が継続することにより発生する押圧面の凹みを回避するためである
本実施例の加熱体は、これら加熱ローラ２１と加圧ローラ２２とから構成され、ＤＣモータ等のアクチュエータである定着モータ２４により回転駆動される。
【００２６】
２５は温度検出手段としてのサーミスタであり、温度により抵抗値が変化する特性を有する温度検出素子であって、加熱ローラ２１の表面近傍に設置され、直流電圧（例えば、＋５Ｖ）が印加されると分圧値が得られる、直列に固定抵抗Ｒ１が接続された回路構成として制御部２７（後述）に接続されており、加熱ローラ２１の表面温度Ｔの温度変化を電圧信号に変換して検出し、その電圧信号からなる検出温度を制御部２７へ出力する機能を有している。ここに表面近傍とは、加熱ローラ２１に接触しない程度の距離（例えば、０．５ｍｍ）である。
【００２７】
なお、制御部２７は、出力された電圧信号をＡ／Ｄ変換したデジタル値によって、加熱ローラ２１の表面温度Ｔを認識する。
【００２８】
２６は低圧電源部であり、フオトカプラ等のドライブ回路およびトライアック等の双方向スイッチング素子によりヒータ２１ａに交流電源を供給する機能、プリンタ１の制御用の直流電源を生成する機能、定着モータ２４を駆動するパルス波形を生成する機能等を有している。
【００２９】
２７はプリンタ１の制御部であり、ＣＰＵ等で構成され、図示しない上位装置（例えば、パーソナルコンピュータ）と接続して上位装置とのデータ通信を制御する機能、定着器１０を含めたプリンタ１内の各部を制御して印刷処理等を実行する機能等を有している。
【００３０】
２８はプリンタ１の記憶部であり、制御部２７が実行するプログラムやそれに用いる各種のデータ、および制御部２７による処理結果等が格納される。
【００３１】
２９は計時部であり、水晶発振器等を有する周波数発生器等を備え、発生した周波数を基に時間を計測する機能を有しており、制御部２７の指示により時間の経過を計測し、所定の時間に達したことを制御部２７へ通知する。
【００３２】
３０は温度上昇率算出部であり、サーミスタ２５で検出した加熱ローラ２１の表面温度Ｔ（単位：℃）と、計時部２９で計測した経過時間Ｐ（単位：秒）とから表面温度Ｔの単位時間あたりの温度上昇率α（単位：℃／ｓ）を算出し、その算出結果を出力する機能を有するソフトウェアと制御部２７により形成される機能手段である。
【００３３】
この温度上昇率αは、所定の時間幅をΔＰ、その間の温度上昇幅をΔＴとすると、
α＝ΔＴ／ΔＰ    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
で算出される。
【００３４】
上記のプリンタ１の記憶部２８には、図示しない上位装置からの印刷指示を受信して、その印刷データを、画像形成ユニット８の感光体ドラム１３等の回転動作、および各ローラに各高圧電源部から印加する電圧やその極性の設定を制御しながら用紙Ｓに画像等を印刷して排出する印刷動作を実行させる機能を有する通常の印刷処理プログラムに、暖機時間のバラツキを抑制するために、暖機動作における暖機時の目標温度としての待機温度の設定値（設定待機温度Ｔｗという。）を、温度上昇率αを基に変更する機能を有するアプリケーションプログラム等が追加された印刷業務実行プログラムが予め格納されており、制御部２７が実行する印刷業務実行プログラムのステップにより本実施例のプリンタ１の各機能手段が形成される。
【００３５】
また、記憶部２８には、電源投入時の暖機動作における当初の設定待機温度Ｔｗｉや、用紙Ｓの種類、カラー／モノクロ、および環境等の処理条件に対応させて、一連の印刷動作（帯電、現像、転写および定着等を含む）で使用される電圧値および定着温度Ｔｔを適切な値に設定した各部の電圧および温度の設定値を記録した設定値テーブルが予め設定されて格納されている。この設定値は、印別品質向上のために、設計値として充分な評価を基に設定された値である。
【００３６】
本実施例の暖機動作の当初の設定待機温度Ｔｗｉは、基準となる設定待機温度Ｔｗｓに設定され、その設定待機温度Ｔｗｓは、ヒータ２１ａに供給される入力電圧が基準電圧（例えば、ＡＣ１００Ｖ）の場合に、プリンタ１の定着器１０がその温度に到達した後、直ぐに印刷動作の開始が可能となる設定温度である。また、設定待機温度Ｔｗに到達するまでに必要とする時間を暖機時間という。
【００３７】
更に、記憶部２８には、暖機時間の超過を判定するための暖機判定時間、温度上昇率αに対応させて設定待機温度Ｔｗを設定した温度設定テーブルとしての待機温度設定テーブルが予め設定されて格納されている。
【００３８】
本実施例の記憶部２８には、温度上昇率αを基に暖機状態を判定するための複数の判定値Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ（単位：℃／ｓ）が予め設定されて格納され、待機温度設定テーブルには、図３に示すように、その判定値Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃにより区分される範囲に対応させて、その範囲に適用される設定待機温度Ｔｗａ、Ｔｗｂ、Ｔｗｃ（単位：℃）が記録されている。
【００３９】
なお、判定値Ｗａは、温度上昇率αが判定値Ｗａに満たない場合に、ヒータ２１ａの損傷やサーミスタ２５の検出異常等による定着器１０の異常を判定するための異常判定値である。
【００４０】
上記の構成のプリンタ１の印刷動作について以下に説明する。
【００４１】
プリンタ１の制御部２７は、上位装置からの印刷指示の着信を待って待機しており、印刷指示を受信すると、印刷業務実行プログラムに基づいて印刷動作の実行を開始し、印刷指示の用紙Ｓや印刷色等の処理条件を基に、記憶部２８の設定値テーブルからその処理条件に対応する各部の電圧および温度の設定値を読出し、図示しないモータ等の各アクチュエータにより、給紙ローラ５、レジストローラ６ａ、６ｂを駆動して、用紙Ｓを給紙カセット３からプリンタ１内部の画像形成ユニット８が配列された画像形成部へ搬送する。
【００４２】
このとき、給紙ローラ５、レジストローラ６ａ、６ｂの駆動タイミングは、搬送される用紙Ｓの位置が、通過検知センサ１１ａ、通過検知センサ１１ｂおよび通過検知センサ１１ｃ等の走行系センサにより検知されることで決定される。
【００４３】
通過検知センサ１１ｃで用紙Ｓの先端が検知されると、制御部２７は、画像形成動作を開始し、図示しない高圧電源部を制御して、処理条件に対応した帯電および現像のための電圧を感光体ドラム１３の周囲の各ロータ等に印加して、感光体ドラム１３の表面を均一に帯電させ、印刷指示の印刷データ信号に応じて、各露光ヘッド１４からそれぞれの感光体ドラム１３の表面へ光を照射して、感光体ドラム１３の表面上に、印刷データの静電潜像を形成する。
【００４４】
このとき、感光体ドラム１３および転写ローラ９はそれぞれのアクチュエータにより、用紙Ｓを下流方向へ搬送する方向に駆動されており、形成された感光体ドラム１３表面上の静電潜像に、トナーカートリッジ１２からのトナーが、現像電圧による電気的な力によって付着し、感光体ドラム１３の表面上にトナー像が形成される。
【００４５】
そして、制御部２７は、各転写ローラ９に、高圧電源部から処理条件に応じた電圧を印加し、感光体ドラム１３上に形成されたトナー像を、搬送されてくる用紙Ｓ表面に順次に転写していく。この場合に、印刷データがカラー画像データであれば、ＫＹＭＣの各色の処理動作が実行され、用紙Ｓ表面上にはカラー画像が形成されることになる。
【００４６】
用紙Ｓ上に画像を転写した制御部２７は、画像が転写された用紙Ｓを定着器１０まで搬送し、所定の定着温度Ｔｔと圧力により用紙Ｓ上に画像を定着させ、画像を定着させた用紙Ｓを更に搬送して通過検知センサ１１ｄを通過させ、排出スタッカ部４上に排出して集積する。
【００４７】
このようにして、印刷指示の全ての印刷データの印刷動作が終了すると、制御部２７は表示部１６に「ＲＥＡＤＹ」等の印刷可能状態であることを示す文言を表示し、次の印刷指示の着信を待って待機する。
【００４８】
以下に、図４、図５を用いて、定着器１０の温度制御について説明する。
【００４９】
図に示す記号Ｔは、サーミスタ２５が検出した加熱ローラ２１の表面温度Ｔを示しており、Ｔａは電源投入直後の加熱ローラ２１の表面温度Ｔの初期温度（例えば、２０℃）、Ｔｎは、電源投入時に加圧ローラ２２の押圧解除状態から押圧状態へ移行するニップ開始温度（例えば、１００℃）、Ｔｗｉは上記した記憶部２８に格納されている電源投入時の当初の設定待機温度（＝Ｔｗｓ、例えば、１５０℃）、Ｔｔは上記した記憶部２８の設定値テーブルに記録されている処理条件に対応した印刷動作における定着温度（例えば、１７０℃）である。
【００５０】
また、記号Ｐは、電源投入直後から計時部２９で計測した経過時間（単位：秒）を示し、ＰａはＴａに、ＰｂはＴｎに、ＰｃはＴｗｉに、Ｐｄは印刷動作の開始時に対応する経過時間である。
【００５１】
まず、図４を用いて、通常の暖機動作における定着器１０の温度制御について説明する。
【００５２】
プリンタ１に電源が投入されると、制御部２７は、印刷業務実行プログラムに基づいて、記憶部２８に格納されている当初の設定待機温度Ｔｗｉを読出し、この温度を暖機動作の終了温度として設定し、定着モータ２４を停止させ加熱ローラ２１と加圧ローラ２２との押圧を解除した状態で、サーミスタ２５からの電圧信号によって、経過時間Ｐａ（０秒）における電源投入直後の加熱ローラ２１の表面温度Ｔの初期温度Ｔａを検出し、加熱ローラ２１の表面温度Ｔが設定待機温度Ｔｗｉとなるように暖機動作における温度制御を開始する。
【００５３】
この場合の温度制御は、制御部２７が、表面温度Ｔを監視しながら、加熱ローラ２１の内部に配置されているヒータ２１ａに、低圧電源部２６によって交流電源２３からの商用交流電源１００Ｖを供給し続けて行われる。
【００５４】
そして、制御部２７は、加熱ローラ２１の表面温度Ｔが、ニップ開始温度Ｔｎに到達すると（経過時間Ｐｂ）、これと同時に定着モータ２４を制御し、加熱ローラ２１と加圧ローラ２２とを押圧させた状態にして回転駆動する。これは加熱ローラ２１の表面温度Ｔが全体的に均一になるようにするためである。
【００５５】
表面温度Ｔが設定待機温度Ｔｗｉに到達すると（経過時間Ｐｃ）、制御部２７は、定着モータ２４を停止させ、定着器１０を印刷動作が可能な待機状態（Ｐｃ〜Ｐｄ間）として待機させる。
【００５６】
この待機状態では、上記した印刷動作の開始、またはヒータ２１ａをＯＦＦしてしまう消費電力低減モード（省電力モード等）に移行するまで、設定待機温度Ｔｗｉを維持するようにヒータ２１ａへの供給電力を制御する温度制御が継続される。
【００５７】
この場合の温度制御は、制御部２７が、表面温度Ｔを監視しながら、加熱ローラ２１の内部に配置されているヒータ２１ａに低圧電源部２６の双方向スイッチング素子を介して接続されている交流電源２３からの商用交流電源１００Ｖを、ドライブ回路によってＯＮ／ＯＦＦ制御することにより行われる。
【００５８】
待機状態において印刷指示を受信すると（経過時間Ｐｄ）、制御部２７は、記憶部２８の設定値テーブルから、印刷指示の処理条件に対応する定着温度Ｔｔを読出して、加熱ローラ２１の表面温度Ｔが定着温度Ｔｔになるように温度制御を開始し、表面温度Ｔが定着温度Ｔｔに到達したときに、上記した印刷動作を開始する。
【００５９】
このようにして、定着器１０の温度制御が行われるのが、電源投入後の設定待機温度Ｔｗｉまでの到達時間（暖機時間）は、図５に示すように、温度制御時にヒータ２１ａに供給される交流電源の電圧値の変動により大きく変動する。これは、プリンタ１の設置環境、例えば大容量の電力を必要とする電気設備への電力の投入時や電力の切替時等に生ずる電圧の変化によりヒータ２１ａに供給される電力が変動し、ヒータ２１ａの発熱量が変動するためである。
【００６０】
この場合の暖機時間Ｐｃは、図５に示すように、ＡＣ１００Ｖが入力されたときはＰｃ１、ＡＣ９０Ｖが入力されたときはＰｃ２、ＡＣ８０Ｖが入力されたときはＰｃ３、ＡＣ７０Ｖが入力されたときはＰｃ４（Ｐｃ１＜Ｐｃ２＜Ｐｃ３＜Ｐｃ４）というように、入力電圧が低い程、暖機時間が長くなっていることが判る。
【００６１】
通常、定格入力は所定の変動範囲を設定して設計がなされているが、設置環境（電源事情等）によっては、さらに大きな入力変動も考えられ、例えば、入力電圧が設計段階の想定よりも低い場合は、暖機時間が長くなって利用者に不快感を与えかねず、はるかに低い場合は、暖機時間が大幅に長くなり、暖機判定時間（図５参照）を超えてタイムアウトエラーになると、定着器異常等の誤った判定によって、印刷動作が実行できなくなってしまうことになる。
【００６２】
この暖機時間のバラツキを抑制して、タイムアウトエラーによる誤判定等を回避するために、本実施例のプリンタ１では、以下に、図６、図７を用いて説明する待機温度設定処理を実行する。
【００６３】
プリンタ１に電源が投入されると、制御部２７は、上記した通常の暖機動作における温度制御と同様にして、記憶部２８に格納されている当初の設定待機温度Ｔｗｉを読出し、この温度を暖機動作の終了温度として設定し、定着モータ２４を停止させ加熱ローラ２１と加圧ローラ２２との押圧を解除した状態で、電源投入直後の加熱ローラ２１の表面温度Ｔの初期温度Ｔａを検出し、暖機動作における温度制御を開始する。
【００６４】
これと並行して、制御部２７は、温度上昇率算出部３０によって、加熱ローラ２１の表面温度Ｔの単位時間当たりの温度上昇率αを算出し、設定待機温度Ｔｗの再設定を行う。
【００６５】
すなわち、制御部２７は、サーミスタ２５からの出力によって、電源投入直後の最初の時間幅ΔＰ（例えば、５秒間）の間の表面温度Ｔの温度上昇幅ΔＴを求め、これらから式（１）を用いて温度上昇率αを算出し、その算出結果を、記憶部２８に格納されている判定値Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃと比較して算出した温度上昇率αが属する範囲を特定し、記憶部２８に格納されている待機温度設定テーブル（図３参照）からその範囲に適用される設定待機温度Ｔｗを読出して目標とする設定待機温度Ｔｗを再設定する。
【００６６】
たとえば、図３に示すように、算出した温度上昇率αが、判定値Ｗｃを超えている（α＞Ｗｃ）場合は、入力電圧が高いと判定して基準となる設定待機温度Ｔｗｓより高い設定待機温度Ｔｗｃに再設定する。算出した温度上昇率αが、判定値Ｗｃ以下、Ｗｂ以上（Ｗｃ≧α≧Ｗｂ）の場合は、入力電圧が基準電圧（ＡＣ１００Ｖ）と同程度と判定して基準となる設定待機温度Ｔｗｓと同じ設定待機温度Ｔｗｂに再設定する。算出した温度上昇率αが、判定値Ｗｂ未満、Ｗａ以上（Ｗｂ＞α≧Ｗａ）の場合は、入力電圧が低いと判定して基準となる設定待機温度Ｔｗｓより低い設定待機温度Ｔｗａに再設定する。
【００６７】
なお、算出した温度上昇率αが、異常判定値である判定値Ｗａ未満（α＜Ｗａ）の場合は、ヒータ２１ａの損傷やサーミスタ２５の検出異常等による定着器１０の異常と判定して暖機動作を停止させ、表示部１６に定着器異常の旨を表示して処理を終了させる。
【００６８】
このように、本実施例では、電源投入直後の最初の時間幅ΔＰの間の温度上昇率αを用いて、その上昇率が、想定よりもはるかに低い場合に定着器異常と判定するので、単に表面温度Ｔのみを用いて判定する場合に比べて、定着器１０の部品等に生じた異常を迅速に判定することができる。
【００６９】
設定待機温度Ｔｗを再設定した制御部２７は、表面温度Ｔがニップ開始温度Ｔｎに到達する（経過時間Ｐｂ）と、これと同時に定着モータ２４を制御し、加熱ローラ２１と加圧ローラ２２とを押圧させた状態にして回転駆動し、再設定された設定待機温度Ｔｗに到達するまで温度制御を実行する。
【００７０】
その後の作動は、上記した通常の暖機動作における温度制御と同様であるので、その説明を省略する。
【００７１】
本実施例の待機温度設定処理の一例として、以下に具体的な数値を用いて説明する。
【００７２】
判定値Ｗａ＝０．３℃／ｓ、Ｗｂ＝１℃／ｓ、Ｗｃ＝２℃／ｓであって、設定待機温度Ｔｗａ＝１３０℃、Ｔｗｂ＝１５０℃、Ｔｗｃ＝１７０℃である場合に、電源投入直後の初期温度Ｔａ＝２０℃、当初に設定された設定待機温度Ｔｗｓ＝１５０℃とし、所定の時間幅ΔＰ＝５秒後の表面温度Ｔ＝２８℃とすると、温度上昇率算出部３０で算出される温度上昇率αが、α＝１．６℃／ｓ（＝８／５）となり、算出結果α＝１．６℃／ｓは、判定値Ｗｂ（＝１℃／ｓ）以上、かつ判定値Ｗｃ（＝２℃／ｓ）以下であるので、その範囲に適用されるＴｗｂ＝１５０℃が待機温度設定テーブルから読出され、当初設定された設定待機温度Ｔｗｉと同じ温度として再設定されることになる。
【００７３】
このように、本実施例では、ヒータ２１ａへの入力電圧が基準となる電圧より低く、温度上昇率αが所定の範囲より低いときは、設定待機温度Ｔｗを低く再設定し、入力電圧が基準となる電圧より高く、温度上昇率αが所定の範囲より高いときは、設定待機温度Ｔｗを高く再設定するので、図７に示すように、入力電圧が変動しても、設定待機温度Ｔｗに到達するまでの暖機時間の変動幅を抑制することが可能となり、暖機時間が長くなることによる利用者に与える不快感を解消することができると共に、暖機時間が暖機判定時間を超えてしまうタイムアウトエラーを回避して、その後の印刷動作を円滑に実行することができる。
【００７４】
なお、本実施例では、温度上昇率αを算出する時期は、電源投入直後の最初の時間幅ΔＰの経過時として説明したが、定着モータ２４が停止している期間、つまりニップ開始温度Ｔｎに到達する経過時間Ｐｂより前であれば、どの時期であってもよい。定着モータ２４が駆動されている状態、つまり加熱ローラ２１が回転している状態では、回転運動に伴って発生する周回温度の変化等の要因により温度上昇率αが変動してしまう可能性あるからである。
【００７５】
以上説明したように、本実施例では、プリンタの電源投入後の暖機動作における加熱ローラの表面温度Ｔの単位時間あたりの温度上昇率αが所定の判定値Ｗａよりも低い場合は、暖機時の設定待機温度Ｔｗを低く設定し、温度上昇率αが所定の判定値Ｗｂよりも高い場合は、暖機時の設定待機温度Ｔｗを高く設定するようにしたことによって、暖機時間のバラツキを抑制して、暖機動作におけるタイムアウトエラーの発生を抑制することができ、その後の印刷動作を円滑に実行することができる。
【００７６】
なお、本実施例においては、温度上昇率αの算出は、電源投入直後の最初の時間幅ΔＰの経過時に１回として説明したが、ニップ開始温度Ｔｎに到達する経過時間Ｐｂまでの間に、複数回算出してこれらの平均値等を基に、設定待機温度Ｔｗを再設定するようにしてもよい。
【００７７】
また、電源投入直後からの表面温度Ｔの温度上昇が安定しない場合、例えば、電源投入後の表面温度Ｔが周囲環境によって変化し、温度上昇率αが異なってくる場合は、周囲環境に対応させた待機温度設定テーブルを複数準備して上記の制御を実行するようにしてもよい。
【実施例２】
【００７８】
以下に、図８ないし図１０を用いて本実施例の画像形成装置について説明する。なお、上記実施例１と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７９】
本実施例の制御部２７には、図８に示すように、温度上昇率算出部３０で算出した温度上昇率αに基づいて、基準となる基準温度上昇率α０からの温度上昇率αの差分Δαを算出し、その算出結果を出力する機能を有するソフトウェアと制御部２７により形成された機能手段である差分算出部３１が形成されている。
【００８０】
この差分Δαは、
Δα＝α０−α    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）
で算出される。
【００８１】
本実施例のプリンタ１の記憶部２８には、上記実施例１と同様の通常の印刷処理プログラムに、暖機時間のバラツキを抑制するために、暖機動作における暖機時の設定待機温度Ｔｗの設定値を温度上昇率αの差分Δαを基に変更する機能を有するアプリケーションプログラム等が追加された印刷業務実行プログラムが予め格納されており、制御部２７が実行する印刷業務実行プログラムのステップにより本実施例のプリンタ１の各機能手段が形成される。
【００８２】
また、記憶部２８には、上記実施例１と同様の、当初の設定待機温度Ｔｗｉ（＝設定待機温度Ｔｗｓ）、設定値テーブル、暖機判定時間が予め設定されて格納されている。
【００８３】
更に、記憶部２８には、温度上昇率αの差分Δαに対応させて設定待機温度Ｔｗを設定した温度設定テーブルとしての待機温度設定テーブルが予め設定されて格納されている。
【００８４】
本実施例の記憶部２８には、温度上昇率αの差分Δαを算出するための基準温度上昇率α０、およびヒータ２１ａの損傷やサーミスタ２５の検出異常等による定着器１０の異常を判定するための異常判定値Δαｉ（Δαｉは正の値、単位：℃／ｓ）が予め設定されて格納され、待機温度設定テーブルには、図９に示すように、「０」と異常判定値Δαｉにより区分される範囲に対応させて、その範囲に適用される待機温度の設定温度Ｔｗａ、Ｔｗｂ、Ｔｗｃ（単位：℃）が記録されている。
【００８５】
以下に、図１０を用いて本実施例の待機温度設定処理について説明する。
【００８６】
なお、プリンタ１の印刷動作、および通常の暖機動作における温度制御は、上記実施例１と同様であるので、その説明を省略する。
【００８７】
プリンタ１に電源が投入されると、制御部２７は、上記実施例１と同様にして、当初の設定待機温度Ｔｗｉを設定し、電源投入直後の加熱ローラ２１の表面温度Ｔの初期温度Ｔａを検出して、暖機動作における温度制御を開始する。
【００８８】
これと並行して、制御部２７は、上記実施例１と同様にして、温度上昇率算出部３０によって、加熱ローラ２１の表面温度Ｔの単位時間当たりの温度上昇率αを算出し、算出した温度上昇率αを差分算出部３１へ送って、差分算出部３１により式（２）を用いて温度上昇率αの差分Δαを算出し、その差分Δαの算出結果を、「０」および記憶部２８に格納されている異常判定値Δαｉと比較して算出した差分Δαが属する範囲を特定し、記憶部２８に格納されている待機温度設定テーブル（図９参照）からその範囲に適用される設定待機温度Ｔｗを読出して目標とする設定待機温度Ｔｗを再設定する。
【００８９】
たとえば、図９に示すように、算出した差分Δαが「０」未満（Δα＜０）の場合、つまり算出した温度上昇率αが基準温度上昇率α０を超えている場合は、入力電圧が高いと判定して基準となる設定待機温度Ｔｗｓより高い設定待機温度Ｔｗｃに再設定する。算出した差分Δαが「０」（Δα＝０）の場合、つまり算出した温度上昇率αが基準温度上昇率α０と一致する場合は、入力電圧が基準電圧（ＡＣ１００Ｖ）と同じと判定して基準となる設定待機温度Ｔｗｓと同じ設定待機温度Ｔｗｂに再設定する。算出した差分Δαが「０」を超え、異常判定値Δαｉ以下（０＜Δα≦Δαｉ）の場合、つまり算出した温度上昇率αが基準温度上昇率α０より低く、異常判定値Δαｉに相当する温度上昇率αを超えている場合は、入力電圧が低いと判定して基準となる設定待機温度Ｔｗｓより低い設定待機温度Ｔｗａに再設定する。
【００９０】
なお、算出した差分Δαが、異常判定値Δαｉを超える（Δα＞Δαｉ）場合、つまり算出した温度上昇率αが、異常判定値Δαｉに相当する温度上昇率αより低い場合は、ヒータ２１ａの損傷やサーミスタ２５の検出異常等による定着器１０の異常と判定して暖機動作を停止させ、表示部１６に定着器異常の旨を表示して処理を終了させる。これにより、上記実施例１と同様に、定着器１０の部品等に生じた異常を迅速に判定することができる。
【００９１】
設定待機温度Ｔｗを再設定した後の作動は、上記実施例１の作動と同様であるので、その説明を省略する。
【００９２】
本実施例の待機温度設定処理の一例として、以下に具体的な数値を用いて説明する。
【００９３】
基準温度上昇率α０＝１℃／ｓ、異常判定値Δαｉ＝１℃／ｓであって、設定待機温度Ｔｗａ＝１３０℃、Ｔｗｓ＝１５０℃、Ｔｗｃ＝１７０℃である場合に、電源投入直後の初期温度Ｔａ＝２０℃、当初に設定された設定待機温度Ｔｗｉ＝１５０℃とし、所定の時間幅ΔＰ＝５秒後の表面温度Ｔ＝２８℃とすると、温度上昇率算出部３０で算出される温度上昇率αは、α＝１．６℃／ｓ（＝８／５）、差分算出部３１で算出される差分Δαは、Δα＝−０．６℃／ｓ（＝１−１．６）となり、算出結果Δα＝−０．６℃／ｓは、「０」以下であるので、その範囲に適用されるＴｗｃ＝１７０℃が待機温度設定テーブルから読出され、当初と設定された設定待機温度Ｔｗｓより高い温度として再設定されることになる。
【００９４】
このように、本実施例では、ヒータ２１ａへの入力電圧が基準となる電圧より低く、温度上昇率αが基準温度上昇率α０より低いことを、温度上昇率αの差分Δαで判定して設定待機温度Ｔｗを低く再設定し、入力電圧が基準となる電圧より高く、温度上昇率αが基準温度上昇率α０より高いことを、温度上昇率αの差分Δαで判定して設定待機温度Ｔｗを高く再設定するので、入力電圧が変動しても、設定待機温度Ｔｗに到達するまでの暖機時間の変動幅を抑制することが可能となり、暖機時間が長くなることによる利用者に与える不快感を解消することができると共に、暖機時間が暖機判定時間を超えてしまうタイムアウトエラーを回避して、その後の印刷動作を円滑に実行することができる。
【００９５】
以上説明したように、本実施例では、プリンタの電源投入後の暖機動作における加熱ローラの表面温度Ｔの単位時間あたりの温度上昇率αを、温度上昇率αの差分Δαで判定して温度上昇率αが基準温度上昇率α０より低い場合は、暖機時の設定待機温度Ｔｗを低く設定し、温度上昇率αが基準温度上昇率α０よりも高い場合は、暖機時の設定待機温度Ｔｗを高く設定するようにしたことによって、上記実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００９６】
なお、上記各実施例においては、温度上昇率αの変化は、加熱ローラのヒータへの入力電圧の変動により生ずるとして説明したが、このような温度上昇率αの変化は、前記に限らず、設置場所の環境温度の高低による加熱ロータからの放熱量の多寡や、サーミスタの設置位置の変化等によって生ずる場合であってもよい。このような場合であっても、本発明を適用すれば、上記と同様の効果を得ることができる。
【００９７】
また、上記各実施例においては、画像形成装置はプリンタであるとして説明したが、画像形成装置は前記に限らず、定着器を備えたこれを温度制御している複写機、ファクシミリ装置等であっても、同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１    プリンタ
１ａ  本体部
１ｂ  トップカバー部
２    用紙搬送路
３    給紙カセット
４    排出スタッカ部
５    給紙ローラ
６ａ、６ｂ  レジストローラ
７    搬送ベルト
８、８ｋ、８ｙ、８ｍ、８ｃ  画像形成ユニット
９    転写ローラ
１０  定着器
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ  通過検知センサ
１２  トナーカートリッジ
１３  感光体ドラム
１４  露光ヘッド
１６  表示部
２１  加熱ローラ
２１ａ  ヒータ
２２  加圧ローラ
２３  交流電源
２４  定着モータ
２５  サーミスタ
２６  低圧電源部
２７  制御部
２８  記憶部
２９  計時部
３０  温度上昇率算出部
３１  差分算出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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