(57)【要約】【課題】  熱定着方式の定着装置を備える画像形成装置において、電力供給が不安定な状態であっても、画像形成動作開始前に、定着手段の蓄熱量を充分に確保して定着不良の発生を防止できるとともに、印字の高速化を実現できる画像形成装置を提供する。【解決手段】  画像形成装置１は、画像形成部２と中間転写部３と２次転写部４と定着部６と電源７１と電圧検知手段７２と温度検知手段７０と定着部制御回路６ａとを含む。定着部制御回路６ａは、切替制御部６ｂと電圧判定部６ｃと温度判定部６ｄと準備制御部６ｅとを有する。準備制御部６ｅは、切替制御部６ｂが熱源５４および駆動手段７３に対する通電状態を電気の遮断状態から導通状態に切替え、電圧判定部６ｃが閾値電圧未満であると判定した場合、温度判定部６ｄが設定温度以上であると判定した後、切替制御部６ｂが導通状態を所定の空転時間にわたって継続するように加熱手段の準備動作を制御する。【選択図】      図５
2011203504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に電子写真法により形成された静電潜像へ現像装置でトナーを供給して、トナー像を形成する画像形成装置であって、
前記像担持体上に担持されたトナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、
記録媒体上に転写されたトナー像を加熱して定着させる定着手段であって、通電により発熱する熱源が内部に配設され、軸線回りに回転駆動可能に設けられる加熱手段と、加熱手段に圧接して加熱手段との間に圧接部を形成するように設けられる加圧手段と、通電により加熱手段を回転駆動させる駆動手段とを有する定着手段と、
前記定着手段に電圧を印加する電源と、
前記電源から前記定着手段に印加される電圧を検知する電圧検知手段と、
前記加熱手段の表面の温度を検知する温度検知手段と、
前記定着手段の動作を制御する定着制御手段とを含み、
前記定着制御手段は、
前記熱源と前記電源との間、および、前記駆動手段と前記電源との間における電気の導通および遮断の切替動作を制御する切替制御部と、
前記電圧検知手段による検知電圧が所定の閾値電圧以上であるか否かを判定する電圧判定部と、
前記温度検知手段による検知温度が所定の設定温度以上であるか否かを判定する温度判定部と、
前記像担持体上にトナー像を形成する動作が実行される前における、前記加熱手段の準備動作を制御する準備制御部とを有し、
前記準備制御部は、
前記切替制御部が前記熱源および前記駆動手段に対する通電状態を電気の遮断状態から導通状態に切替え、前記電圧判定部が、前記電圧検知手段による検知電圧が前記閾値電圧未満であると判定した場合、
前記温度判定部が、前記温度検知手段による検知温度が前記設定温度以上であると判定した後、前記切替制御部が前記導通状態を所定の空転時間にわたって継続するように、前記加熱手段の準備動作を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記準備制御部は、前記定着手段に前記電源から電圧が印加されたとき、または、スリープモードからの復帰動作が開始されたときに、前記加熱手段の準備動作を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記空転時間と電圧値とを関連付けた第１テーブルを記憶する記憶手段を備え、
前記準備制御部は、前記第１テーブルを用いて前記空転時間を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
画像を形成する記録媒体の予約枚数に対応する予約ジョブ数を検知する予約ジョブ数検知手段を備え、
前記記憶手段は、前記空転時間と前記予約ジョブ数と電圧値とを関連付けた第２テーブルを記憶し、
前記準備制御部は、前記第２テーブルを用いて前記空転時間を決定することを特徴とする請求項１または２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、レーザプリンタ、ファクシミリなどに多く採用されている電子写真方式の画像形成装置には、熱定着方式の定着装置が備えられている。熱定着方式の定着装置は、定着ローラと加圧ローラとを含む。定着ローラおよび加圧ローラは、金属などから構成される芯金と、芯金の表面に形成された、離型性の良好な樹脂またはゴムで構成される弾性体層とを含む。定着ローラの内部には、熱源となるヒータが設けられ、ヒータから発生する熱によって、定着ローラおよび加圧ローラを所定の温度になるよう加熱する。熱定着方式の定着装置では、定着ローラおよび加圧ローラを所定の温度まで加熱した後、加熱定着ローラと加圧ローラとを圧接させることでこれらのローラ間に形成される定着ニップ部に、未定着トナー像が担持された記録媒体を通過させることで、未定着トナー像を構成するトナーを加熱溶融し、未定着トナー像を記録媒体に定着させる。このような熱定着方式の定着装置は、定着ローラおよび加圧ローラ全体が所定の温度に保持されるため、印字の高速化に適している。
【０００３】
しかしながら、上記のような熱定着方式の定着装置は、画像形成装置の電源投入時に、定着ローラの内部に設けたヒータによって、定着ローラおよび加圧ローラを所定の温度まで加熱する必要があるため、電源投入時点から印字可能となるまでの時間（ウォーミングアップ時間）が比較的長くなる。そのため、ユーザーが電源を投入してから、画像が印字された記録媒体が出力されるまでの時間が長くなるという問題がある。
【０００４】
ウォーミングアップ時間を短縮させる方法として、たとえば定着ローラの芯金を薄肉化し、定着ローラの熱容量を小さくする方法がある。また、画像が印字された記録媒体が出力されるまでの時間を短縮する方法として、定着ローラの表面温度が定着可能な所定の温度に到達してからわずかな時間で通紙動作を開始する方法がある。
【０００５】
しかしながら、熱容量が小さい定着ローラを備える定着装置では、ウォーミングアップ完了直後において、定着ローラの蓄熱量が充分ではない場合がある。このような場合、定着動作時に定着ニップ部を通過する記録媒体によって定着ローラ表面の熱が奪われて、定着ローラの表面温度を定着可能な所定の温度に維持することができず、定着不良が発生する。
【０００６】
また、消費電力を極力削減して省エネ化を達成するために、ジョブ停止時に定着ローラの保温を行うスタンバイモード（Ｒｅａｄｙ状態）から、定着ローラの保温を行わないスリープモードに移行するまでの時間が短縮される傾向にある。そのため、スリープモードからジョブ可能状態に復帰させるスリープ復帰動作完了直後において、定着ローラの蓄熱量が充分ではない場合がある。このような場合でも、前述と同様に定着不良が発生する。
【０００７】
このような問題を解決するために、特許文献１には、定着ローラの蓄熱量を予測し、この予測蓄熱量に応じてウォーミングアップ完了後における定着ローラの空転時間を変更する画像形成装置が開示されている。
【０００８】
特許文献１に開示される画像形成装置によれば、電源投入時点からウォーミングアップ動作が完了するまでの時間を計時し、その計時結果に基づいて定着ローラの蓄熱量を予測する。
【０００９】
また、特許文献２には、記録媒体を定着ニップ部に搬送する時間間隔を長くする、または記録媒体の搬送速度を遅くする画像形成装置が開示されている。特許文献２に開示の画像形成装置によれば、単位時間当たりに定着ローラから記録媒体に奪われる熱量を少なくすることで、定着ローラの表面温度の低下を抑制し、定着性を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−１２６１９１号公報
【特許文献２】特開２００６−１１９１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、画像形成装置において、外部電源が、自家発電機などの電源である場合や他のＯＡ（Office  Automation）機器と蛸足配線されて供給されている場合には、画像形成装置への電力供給が不安定な状態となる。または、電源供給ラインのインピーダンスが大きくなり、電流の変動によって電圧が変動してしまう状態となる。さらに、商用交流電源は、各国の電力供給事情によって、定格電圧に対して比較的変動が大きい。
【００１２】
画像形成装置に印加される電圧の変動が大きく、定着ローラの内部に設けられるヒータに低い電圧が印加された場合には、ヒータへの通電が不充分となり、ヒータから定着ローラの芯金に供給される熱量が不足する。
【００１３】
たとえば、特許文献１に開示の画像形成装置で、印加電圧が定格電圧よりも低く、定着ローラの表面温度が常温まで充分に冷えた状態ではなく、熱を帯びた状態でヒータへの通電が開始された場合には、既に定着ローラの表面温度が高いため、印加電圧が定格電圧よりも低いにもかかわらずウォーミングアップ動作が完了するまでの計時時間としては短くなる。このとき画像形成装置としては、ウォーミングアップ動作が完了するまでの計時時間を用いて定着ローラの蓄熱量を予測しているので、定着ローラが充分に蓄熱できていると判定される。このような状態でジョブが開始された場合、ヒータに対して定格電圧よりも低い電圧が印加されているので、定着ローラの蓄熱が充分な状態ではなく、定着不良が発生することがある。
【００１４】
また、特許文献２に開示の画像形成装置では、記録媒体を定着ニップ部に搬送する時間間隔を長くする、または記録媒体の搬送速度を遅くするため、印字速度が低下して高速化を実現することができない。
【００１５】
本発明の目的は、熱定着方式の定着装置を備える画像形成装置において、電力供給が不安定な状態であっても、画像形成動作開始前に、定着手段の蓄熱量を充分に確保して定着不良の発生を防止できるとともに、印字の高速化を実現できる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、像担持体上に電子写真法により形成された静電潜像へ現像装置でトナーを供給して、トナー像を形成する画像形成装置であって、
前記像担持体上に担持されたトナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、
記録媒体上に転写されたトナー像を加熱して定着させる定着手段であって、通電により発熱する熱源が内部に配設され、軸線回りに回転駆動可能に設けられる加熱手段と、加熱手段に圧接して加熱手段との間に圧接部を形成するように設けられる加圧手段と、通電により加熱手段を回転駆動させる駆動手段とを有する定着手段と、
前記定着手段に電圧を印加する電源と、
前記電源から前記定着手段に印加される電圧を検知する電圧検知手段と、
前記加熱手段の表面の温度を検知する温度検知手段と、
前記定着手段の動作を制御する定着制御手段とを含み、
前記定着制御手段は、
前記熱源と前記電源との間、および、前記駆動手段と前記電源との間における電気の導通および遮断の切替動作を制御する切替制御部と、
前記電圧検知手段による検知電圧が所定の閾値電圧以上であるか否かを判定する電圧判定部と、
前記温度検知手段による検知温度が所定の設定温度以上であるか否かを判定する温度判定部と、
前記像担持体上にトナー像を形成する動作が実行される前における、前記加熱手段の準備動作を制御する準備制御部とを有し、
前記準備制御部は、
前記切替制御部が前記熱源および前記駆動手段に対する通電状態を電気の遮断状態から導通状態に切替え、前記電圧判定部が、前記電圧検知手段による検知電圧が前記閾値電圧未満であると判定した場合、
前記温度判定部が、前記温度検知手段による検知温度が前記設定温度以上であると判定した後、前記切替制御部が前記導通状態を所定の空転時間にわたって継続するように、前記加熱手段の準備動作を制御することを特徴とする画像形成装置である。
【００１７】
また本発明は、前記準備制御部は、前記定着手段に前記電源から電圧が印加されたとき、または、スリープモードからの復帰動作が開始されたときに、前記加熱手段の準備動作を制御することを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、前記空転時間と電圧値とを関連付けた第１テーブルを記憶する記憶手段を備え、
前記準備制御部は、前記第１テーブルを用いて前記空転時間を決定することを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、画像を形成する記録媒体の予約枚数に対応する予約ジョブ数を検知する予約ジョブ数検知手段を備え、
前記記憶手段は、前記空転時間と前記予約ジョブ数と電圧値とを関連付けた第２テーブルを記憶し、
前記準備制御部は、前記第２テーブルを用いて前記空転時間を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、画像形成装置は、転写手段と、定着手段と、電源と、電圧検知手段と、温度検知手段と、定着制御手段とを含む。定着制御手段は、切替制御部と、電圧判定部と、温度判定部と、準備制御部とを有する。準備制御部は、像担持体上にトナー像を形成する動作が実行される前における、加熱手段の準備動作を制御する。準備制御部は、切替制御部が熱源および駆動手段に対する通電状態を電気の遮断状態から導通状態に切替え、電圧判定部が電圧検知手段による検知電圧を閾値電圧未満であると判定した場合、温度判定部が温度検知手段による検知温度を所定の設定温度以上であると判定した後、切替制御部が熱源および駆動手段に対する導通状態を所定の空転時間にわたって継続するように、加熱手段の準備動作を制御する。
【００２１】
準備制御部は、電圧判定部が電圧検知手段による検知電圧を閾値電圧未満であると判定した場合に、切替制御部が熱源および駆動手段に対する導通状態を所定の空転時間にわたって継続するように準備動作を制御するので、定着手段に印加される電圧が低く、加熱手段への通電が不充分であっても、作像手段による作像動作が実行される前、すなわち画像形成動作開始前に、加熱手段の蓄熱量を充分に確保することができ、定着不良の発生を防止することができる。また、加熱手段の蓄熱量が充分に確保されているので、定着時に大量の記録媒体が連続して圧接部に搬送され、加熱手段の熱が記録媒体に奪われても、蓄熱を利用して加熱手段の温度の低下を抑制することができる。そのため、記録媒体が圧接部に搬送される時間間隔を短くする、または記録媒体の搬送速度を速くすることができ、印字の高速化を実現することができる。
【００２２】
また本発明によれば、準備制御部は、定着手段に電源から電圧が印加されたとき、または、スリープモードからの復帰動作が開始されたときに、加熱手段の準備動作を制御する。定着手段に電源から電圧が印加された直後、または、スリープモードからの復帰動作が開始された直後では、加熱手段表面の温度が定着可能な温度よりも低いので、画像形成動作を行う前に、加熱手段の温度を設定温度以上とする必要がある。このときに、定着手段に低い電圧が印加されると、熱源への通電が不充分となり、熱源から加熱手段に供給される熱量が不足する。
【００２３】
準備制御部が、定着手段に電源から電圧が印加されたとき、または、スリープモードからの復帰動作が開始されたときに、加熱手段の準備動作を制御することによって、画像形成動作開始前に、加熱手段の蓄熱量を充分に確保して定着不良の発生を防止できるとともに、印字の高速化を実現できる。
【００２４】
また本発明によれば、空転時間と電圧値とを関連付けた第１テーブルを記憶する記憶手段を備え、準備制御部は、第１テーブルを用いて空転時間を決定する。これによって準備制御部は、定着手段に印加される電圧に応じた空転時間を決定することができる。
【００２５】
また本発明によれば、画像を形成する記録媒体の予約枚数に対応する予約ジョブ数を検知する予約ジョブ数検知手段を備える。記憶手段は、空転時間と予約ジョブ数と電圧値とを関連付けた第２テーブルを記憶し、準備制御部は、第２テーブルを用いて空転時間を決定する。これによって準備制御部は、電源から定着手段に印加される電圧と予約ジョブ数とに応じて、空転時間を決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の一形態である画像形成装置１の構成を模式的に示す図である。
【図２】作像ユニット１０ｙの構成を模式的に示す図である。
【図３】定着部６の構成を示す断面図である。
【図４】画像形成装置１の制御部９の構成を示すブロック図である。
【図５】定着部制御回路６ａの構成を示すブロック図である。
【図６Ａ】画像形成装置１の動作を示すフローチャートである。
【図６Ｂ】画像形成装置１の動作を示すフローチャートである。
【図７】画像形成装置１における動作のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図８Ａ】画像形成装置１の動作を示すフローチャートである。
【図８Ｂ】画像形成装置１の動作を示すフローチャートである。
【図９】画像形成装置１における動作のタイミングを示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、本発明の実施の一形態である画像形成装置１の構成を模式的に示す図である。画像形成装置１は、画像形成部２と、中間転写部３と、２次転写部４と、記録媒体供給部５と、定着手段である定着部６と、図１には図示しない表示部、操作部および制御部とを備える。
【００２８】
（画像形成部）
作像手段である画像形成部２は、作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂを含む。作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂは、各色相のデジタル信号（以下、「画像情報」と記載する）に対応する静電潜像を形成し、該静電潜像を現像して、各色のトナーでトナー像を形成する。すなわち、作像ユニット１０ｙはイエロー色の画像情報に対応するトナー像を形成し、作像ユニット１０ｍはマゼンタ色の画像情報に対応するトナー像を形成し、作像ユニット１０ｃはシアン色の画像情報に対応するトナー像を形成し、作像ユニット１０ｂはブラック色の画像情報に対応するトナー像を形成する。
【００２９】
作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂは、それぞれイエロー色現像剤、マゼンタ色現像剤、シアン色現像剤またはブラック色現像剤を使用すること、および画像形成部２に入力される画像情報のうち、イエロー色成分像に対応する画素信号、マゼンタ色成分像に対応する画素信号、シアン色成分像に対応する画素信号、ブラック色成分像に対応する画素信号がそれぞれ入力されること以外は同様なので、以下、イエロー色に対応する作像ユニット１０ｙを例として説明し、他の作像ユニットについては説明を省略する。
【００３０】
なお、各色に対応する作像ユニット１０などを個々に示す場合には、アルファベットの添字：ｙ（イエロー色）、ｍ（マゼンタ色）、ｃ（シアン色）、ｂ（ブラック色）を付して表す。作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂは、後述する中間転写ベルト２１の移動方向（副走査方向）、すなわち、矢符２７の方向の上流側から下流側にこの順番で一列に並んで配列される。
【００３１】
図２は、作像ユニット１０ｙの構成を模式的に示す図である。作像ユニット１０ｙは、感光体ドラム１１ｙと、帯電ローラ１２ｙと、光走査ユニット１３ｙと、現像装置１４ｙと、ドラムクリーナ１５ｙとを含む。
【００３２】
感光体ドラム１１ｙは、イエロー色のトナー像が表面に形成される像担持体であり、軸線回りに回転駆動可能に支持され、図示しない円筒状、円柱状または薄膜シート状（好ましくは円筒状）の導電性基体と、導電性基体の表面に形成される感光層とを含む。
【００３３】
感光体ドラム１１ｙとしては、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、導電性基体であるアルミニウム素管と、アルミニウム素管の表面に形成される感光層である有機感光層とを含む、ＧＮＤ（接地）電位に接続される感光体ドラムを使用できる。
【００３４】
有機感光層は、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とを積層して形成されるものであってもよく、電荷発生物質と電荷輸送物質とを含む１つの層によって形成されてもよい。有機感光層の層厚は、特に限定されるものではないが、たとえば、２０μｍである。また有機感光層と導電性基体との間に下地層を設けてもよい。さらに、有機感光層の表面に保護層を設けてもよい。
【００３５】
感光体ドラム１１ｙは、図２には図示しない駆動手段によって、図２の紙面向って反時計周りの方向に、たとえば周速度２２０ｍｍ／ｓで回転する。感光体ドラム１１ｙの駆動手段は、後述する画像形成部制御手段によって制御され、画像形成部制御手段によって感光体ドラム１１ｙの回転速度が制御される。
【００３６】
帯電ローラ１２ｙは、感光体ドラム１１ｙの表面を所定の極性の電位に帯電させる帯電手段である。帯電手段としては、帯電ローラ１２ｙに限定されるものではなく、帯電ローラ１２ｙに代えて、ブラシ型帯電器、チャージャー型帯電器、またはスコロトロンというコロナ帯電器なども使用できる。
【００３７】
光走査ユニット１３ｙは、帯電状態にある感光体ドラム１１ｙの表面にイエロー色の画像情報に対応するレーザ光を照射し、感光体ドラム１１ｙの表面に、イエロー色の画像情報に対応する静電潜像を形成する潜像形成手段である。レーザ光の光源には、半導体レーザ素子などが用いられる。
【００３８】
現像装置１４ｙは、感光体ドラム１１ｙに臨んで設けられ、現像スリーブ１７ｙ表面に、２成分現像剤１６ｙに含まれるイエロー色トナーおよびキャリアのうち、イエロー色トナーを担持し、層厚規制部材１８ｙによって所定量の厚さに規制して感光体ドラム１１ｙ表面に搬送し、感光体ドラム１１ｙ表面に形成される静電潜像を現像して顕像化する現像手段である。なお、現像剤としては、キャリアを含まない１成分現像剤を用いることもできる。
【００３９】
現像スリーブ１７ｙは、感光体ドラム１１ｙに近接する現像ニップ部において、感光体ドラム１１ｙの回転駆動方向と逆の方向に回転駆動する。
【００４０】
ドラムクリーナ１５ｙは、感光体ドラム１１ｙ表面のイエロー色のトナー像が中間転写ベルト２１に中間転写された後、感光体ドラム１１ｙ表面において中間転写ベルト２１に中間転写されずに残存したイエロー色トナーを除去し回収する。
【００４１】
作像ユニット１０ｙによれば、感光体ドラム１１ｙをその軸線回りに回転駆動させながら、図示しない電源により帯電ローラ１２ｙにたとえば−１２００Ｖを印加し、放電させることよって感光体ドラム１１ｙの表面をたとえば−６００Ｖに帯電させる。次に、帯電状態にある感光体ドラム１１ｙの表面に、光走査ユニット１３ｙからイエロー色の画像情報に対応するレーザ光を照射し、イエロー色の画像情報に対応する露光電位−７０Ｖの静電潜像を形成する。
【００４２】
次いで、感光体ドラム１１ｙの表面と現像スリーブ１７ｙ表面に担持されるイエロー色トナーとを近接させる。現像スリーブ１７ｙには現像電位として−４５０Ｖの直流電圧が印加されており、現像スリーブ１７ｙと感光体ドラム１１ｙとの電位差によって、静電潜像にイエロー色トナーが付着し、感光体ドラム１１ｙの表面にイエロー色トナー像が形成される。このイエロー色トナー像は、後述するように、感光体ドラム１１ｙの表面に圧接し、矢符２７の方向に駆動する中間転写ベルト２１に中間転写される。感光体ドラム１１ｙの表面に残留するイエロー色トナーはドラムクリーナ１５ｙにより除去回収される。以後、同様にしてイエロー色のトナー像の形成動作が繰り返し実行される。
【００４３】
以下に、本実施形態の画像形成装置１で用いられる２成分現像剤１６ｙ，１６ｍ，１６ｃ，１６ｂについて詳細に説明する。２成分現像剤１６ｙ，１６ｍ，１６ｃ，１６ｂは、トナーと、キャリアとを含む。
【００４４】
トナーは、結着樹脂、着色剤および離型剤を含有するトナー粒子で構成される。結着樹脂としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、ポリスチレン、スチレンの置換体の単独重合体、スチレン系共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタンなどが挙げられる。結着樹脂は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。
【００４５】
これらの結着樹脂の中でも、カラートナー用としては、保存性および耐久性などの点から、軟化点が１００〜１５０℃であり、ガラス転移点が５０〜８０℃の結着樹脂が好ましく、上記範囲内に軟化点およびガラス転移点を有するポリエステルが特に好ましい。ポリエステルは軟化または溶融状態で高い透明度を示す。結着樹脂がポリエステルである場合、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのトナー像が重ね合わされた多色トナー像を、後述する定着部６で記録媒体８に定着させると、ポリエステル自体は透明化するので、減法混色によって充分な発色が得られる。
【００４６】
着色剤としては、従来から電子写真方式の画像形成技術に用いられるトナー用顔料、および染料を使用できる。トナー顔料としては、たとえば、アゾ系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、キナクリドン系顔料、フタロシアニン系顔料、イソインドリノン系顔料、イソインドリン系顔料、ジオキサジン系顔料、アントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯体系顔料等の有機系顔料、カーボンブラック、酸化チタン、モリブデンレッド、クロムイエロー、チタンイエロー、酸化クロムおよびベルリンブルーなどの無機系顔料、ならびにアルミニウム粉などの金属粉などが挙げられる。トナー顔料は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。
【００４７】
離型剤としては、たとえば、ワックスを使用できる。ワックスとしてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、パラフィンワックスなどが挙げられる。
【００４８】
トナーは、結着樹脂、着色剤および離型剤の他に、帯電制御剤、流動性向上剤、定着促進剤および導電剤などの一般的なトナー用添加剤の１種または２種以上を含有してもよい。
【００４９】
トナーは、粉砕法、懸濁重合法、乳化凝集法などの公知の方法で製造できる。粉砕法では、着色剤および離型剤などを結着樹脂と溶融混練して粉砕することでトナーを得る。懸濁重合法では、結着樹脂、着色剤および離型剤などのモノマーを均一に分散した後、これらのモノマーを重合させることでトナーを得る。乳化凝集法では、結着樹脂、着色剤および離型剤などを凝集剤によって凝集させ、得られる凝集物の微粒子を加熱することでトナーを得る。
【００５０】
トナーの体積平均粒径は、特に制限されないけれども、好ましくは２μｍ以上７μｍ以下である。またトナーの体積平均粒径がこのように適度に小さい場合には、記録媒体８に対する被覆率が高くなるので、低付着量での高画質化、およびトナー消費量の低減化を達成できる。
【００５１】
トナーの体積平均粒径が２μｍ未満では、トナーの流動性が低下し、現像動作の際に、トナーの供給、撹拌および帯電が不充分になるので、感光体ドラム１１に供給されるトナー量の不足や逆極トナーの増加などが発生し、高画質画像が得られないおそれがある。トナーの体積平均粒径が７μｍを超えると、定着時に中心部分まで軟化し難い大粒径のトナー粒子が多くなるので、記録媒体８へのトナー像の定着性が低下するとともに、画像の発色が悪くなり、特にＯＨＰシートへの定着の場合には、画像が暗くなる。
【００５２】
本実施形態の画像形成装置１で用いられるトナーは、ガラス転移点が６０℃であり、軟化点が１２０℃であり、体積平均粒径が６μｍの負帯電性の絶縁性非磁性トナーである。このトナーを用いて、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製３１０による反射濃度測定値が１．４の画像濃度を得るには、記録媒体８の表面において５ｇ／ｍ2のトナー量が必要である。
【００５３】
また、トナーは、結着樹脂としてガラス転移点が６０℃であり軟化点が１２０℃のポリエステルを含み、着色剤として各色の顔料をトナー全量の１２重量％含み、離型剤としてガラス転移点が５０℃であり軟化点が７０℃の低分子ポリエチレンワックスをトナー全量の７重量％含む。このトナーに離型剤として用いられる低分子ポリエチレンワックスは、結着樹脂として用いられるポリエステルよりもガラス転移点および軟化点が低いワックスである。
【００５４】
キャリアとしては、磁性を有する粒子を使用することができる。磁性を有する粒子としては、たとえば、鉄、フェライトおよびマグネタイトなどの金属、これらの金属とアルミニウムまたは鉛などの金属との合金などが挙げられる。これらの中でも、フェライトが好ましい。
【００５５】
また、磁性を有する粒子に樹脂を被覆した樹脂被覆キャリア、または樹脂に磁性を有する粒子を分散させた樹脂分散型キャリアなどをキャリアとして用いてもよい。磁性を有する粒子を被覆する樹脂としては特に制限はないけれども、たとえばオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレンアクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、エステル系樹脂およびフッ素含有重合体系樹脂などが挙げられる。また樹脂分散型キャリアに用いられる樹脂としては特に制限されないけれども、たとえばスチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂およびフェノール樹脂などが挙げられる。
【００５６】
キャリアの体積平均粒径は、特に制限されないけれども、高画質化を考慮すると、好ましくは３０μｍ以上５０μｍ以下である。さらにキャリアの抵抗率は、好ましくは１０8Ω・ｃｍ以上、さらに好ましくは１０12Ω・ｃｍ以上である。
【００５７】
キャリアの抵抗率は、キャリアを０．５０ｃｍ2の断面積を有する容器に入れてタッピングした後、容器内に詰められたキャリアにおもりで１ｋｇ／ｃｍ2の荷重を掛け、おもりと底面電極との間に１０００Ｖ／ｃｍの電界が生ずる電圧を印加したときの電流値を読取ることで得られる値である。キャリアの抵抗率が低いと、現像スリーブ１７ｙにバイアス電圧を印加した場合にキャリアに電荷が注入され、感光体ドラム１１ｙにキャリア粒子が付着し易くなる。またバイアス電圧のブレークダウンが起こり易くなる。
【００５８】
キャリアの磁化強さ（最大磁化）は、好ましくは１０ｅｍｕ／ｇ以上６０ｅｍｕ／ｇ以下、さらに好ましくは１５ｅｍｕ／ｇ以上４０ｅｍｕ／ｇ以下である。磁化強さは現像スリーブ１７ｙの磁束密度にもよるけれども、現像スリーブ１７ｙの一般的な磁束密度の条件下においては、１０ｅｍｕ／ｇ未満であると磁気的な束縛力が働かず、キャリア飛散の原因となるおそれがある。また磁化強さが６０ｅｍｕ／ｇを超えると、キャリアの穂立ちが高くなり過ぎる非接触現像では、感光体ドラム１１ｙと非接触状態を保つことが困難になる。また接触現像ではトナー像に掃き目が現れ易くなるおそれがある。
【００５９】
キャリアの形状は、球形または扁平形状が好ましい。
２成分現像剤１６ｙ，１６ｍ，１６ｃ，１６ｂにおけるトナーとキャリアとの混合割合は特に制限されず、トナーおよびキャリアの種類に応じて適宜選択すればよい。
【００６０】
（中間転写部）
図１に示すように、中間転写部３は、中間転写ベルト２１と、中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂと、支持ローラ２３，２５と、ベルトクリーナ２６とを含む。本実施形態では、中間転写部３と、後述する２次転写部４とによって、転写手段を構成する。
【００６１】
中間転写ベルト２１は、支持ローラ２３，２５と後述する支持ローラ２４との間に張架されてループ状の移動経路を形成する無端ベルト状の像担持体であり、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂとほぼ同じ周速度で、矢符２７の方向に、すなわち、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに臨む像担持面が、感光体ドラム１１ｙから感光体ドラム１１ｂに向って移動するように回転駆動される。
【００６２】
中間転写ベルト２１には、たとえば厚さ１００μｍのポリイミドフィルムを使用できる。中間転写ベルト２１の材料としてはポリイミドのみに限定されず、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエステルおよびポリプロピレンなどの合成樹脂、または各種ゴムなどから構成されるフィルムを使用できる。
【００６３】
合成樹脂または各種ゴムから構成されるフィルム中には、中間転写ベルト２１の電気抵抗値を調整するために、ファーネスブラック、サーマルブラック、チャネルブラックおよびグラファイトカーボンなどの導電材が配合される。また中間転写ベルト２１には、トナーに対する付着力の弱いフッ素樹脂組成物、またはフッ素ゴムなどから構成される被覆層が設けられていてもよい。被覆層の構成材料としては、たとえば、ＰＴＦＥ(ポリテトラフルオロエチレン)およびＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）などが挙げられる。被覆層には導電材が配合されていてもよい。
【００６４】
中間転写ベルト２１の像担持面は、中間転写ベルト２１の回転駆動方向における上流側から、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂにこの順番で圧接するが、中間転写ベルト２１の感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに圧接する位置が、各色トナー像の中間転写位置である。
【００６５】
中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂは、それぞれ、中間転写ベルト２１を介して感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに対向するように設けられ、かつ中間転写ベルト２１における像担持面の反対面に圧接し、かつ図示しない駆動手段によりその軸線回りに回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。
【００６６】
中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂには、たとえば金属製軸体と、金属製軸体の表面に形成される導電性層とを含むローラ状部材が用いられる。
【００６７】
金属製軸体は、たとえばステンレス鋼などの金属によって構成される。金属製軸体の直径は特に制限されないけれども、好ましくは８ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。
【００６８】
導電性層は、導電性の弾性体などによって構成される。導電性の弾性体としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえばカーボンブラックなどの導電剤を含む、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、発泡ＥＰＤＭおよび発泡ウレタンなどが挙げられる。導電性層によって、中間転写ベルト２１に高電圧が均一に印加される。
【００６９】
中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂには、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂの表面に形成されるトナー像を中間転写ベルト２１上に転写するために、トナーの帯電極性とは逆極性の中間転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに形成されるイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラック色のトナー像が中間転写ベルト２１の像担持面に順次重ね合わさって転写され、多色のトナー像が形成される。ただし、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラック色の一部のみの画像情報が入力される場合には、作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂのうち、入力される画像情報の色に対応する作像ユニット１０のみにおいてトナー像が形成される。
【００７０】
支持ローラ２３，２４，２５は、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能に設けられ、中間転写ベルト２１を張架して矢符２７の方向に回転駆動させる。支持ローラ２３，２５には、たとえば直径３０ｍｍ、および肉厚１ｍｍのアルミニウム製円筒体（パイプ状ローラ）が用いられる。このうち、支持ローラ２４は、中間転写ベルト２１を介して後述する２次転写ローラ２８に圧接して２次転写ニップ部を形成し、かつ電気的に接地される。
【００７１】
ベルトクリーナ２６は、中間転写ベルト２１の像担持面上のトナー像を後述の２次転写部４において記録媒体８に転写した後に、像担持面上に残存するトナーを除去する部材であり、中間転写ベルト２１を介して支持ローラ２５に対向するように設けられる。
【００７２】
中間転写部３によれば、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂ上に形成されるトナー像は、中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂにトナーの帯電極性とは逆極性の高電圧が均一に印加されることによって、中間転写ベルト２１の像担持面の所定位置に重ね合わされて中間転写され、多色のトナー像が形成される。このトナー像は、後述するように、２次転写ニップ部において記録媒体８に２次転写される。２次転写後に中間転写ベルト２１の像担持面に残留するトナー、および紙粉などがベルトクリーナ２６によって除去され、中間転写ベルト２１の像担持面には再度多色のトナー像が転写される。
【００７３】
（２次転写部）
２次転写部４は、支持ローラ２４と、２次転写ローラ２８とを含む。支持ローラ２４は、中間転写ベルト２１を張架する機能と共に、中間転写ベルト２１上の多色のトナー像を記録媒体８に２次転写させる機能を有する。２次転写ローラ２８は、中間転写ベルト２１を介して支持ローラ２４に圧接し、かつ軸線方向に回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。
【００７４】
２次転写ローラ２８は、たとえば、金属製軸体と、金属製軸体の表面に形成される導電性層とを含む。金属製軸体は、たとえばステンレス鋼などの金属によって形成される。導電性層は、導電性弾性体などによって形成される。
【００７５】
導電性弾性体としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえばカーボンブラックなどの導電材を含む、ＥＰＤＭ、発泡ＥＰＤＭおよび発泡ウレタンなどが挙げられる。２次転写ローラ２８には図示しない電源が接続され、トナーの帯電極性とは逆極性の高電圧が均一に印加される。支持ローラ２４と中間転写ベルト２１と２次転写ローラ２８との圧接部が２次転写ニップ部である。
【００７６】
２次転写部４によれば、中間転写ベルト２１上のトナー像が２次転写ニップ部に搬送されるのに同期して、後述する記録媒体供給部５から送給される記録媒体８が２次転写ニップ部に搬送される。そして、２次転写ニップ部において多色のトナー像と記録媒体８とが重ね合わされ、２次転写ローラ２８にトナーの帯電極性とは逆極性の高電圧が均一に印加されることによって、未定着のトナー像が記録媒体８に２次転写される。そして、未定着トナー像を担持した記録媒体８は、定着部６に搬送される。
【００７７】
（記録媒体供給部）
記録媒体供給部５は、記録用紙収容トレイ４２と、記録用紙搬出ローラ４３と、搬送ローラ４４ａ，４４ｂと、搬送路Ｐとを含む。記録用紙収容トレイ４２は、記録媒体である記録媒体８を収容する。記録用紙搬出ローラ４３は、記録用紙収容トレイ４２に収容されている記録媒体８を搬出する。搬送ローラ４４ａ，４４ｂは、搬出された記録媒体８を２次転写部４へ搬送する。
【００７８】
（定着部）
図３は、定着部６の構成を示す断面図である。定着手段である定着部６は、定着ローラ５０と、加圧ローラ６０と、図３には図示しない駆動手段とを含む。
【００７９】
加熱手段である定着ローラ５０は、芯金５１と、弾性体層５２と、表面層５３とを含む。定着ローラ５０は、図示しない支持手段によって回転自在に支持され、かつ定着ローラ駆動手段によって矢符５６の方向に所定の速度で回転駆動されるローラ状部材であり、記録媒体８に担持される未定着トナー像を構成するトナーを加熱溶融させて記録媒体８に定着させる。
【００８０】
芯金５１を形成する金属には熱伝導率の高い金属を使用でき、たとえばアルミニウムおよび鉄などが挙げられる。芯金５１の形状としては、円筒状および円柱状などが挙げられるけれども、芯金５１からの放熱量が少ない円筒状が好ましい。芯金５１の厚さは定着ローラ５０の熱容量を少なくする目的で薄い方が望ましく、厚さが０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であれば、ウォーミングアップ時間の短縮が可能となるだけでなく、定着ローラ５０がたわむことによる、記録媒体８の中央部での定着不良を防止することができる。
【００８１】
弾性体層５２は、芯金５１の外周面上に形成された層である。弾性体層５２を構成する材料としては、ゴム弾性を有するものであれば特に制限はないけれども、さらに耐熱性にも優れるものが好ましい。このような材料としては、たとえば、シリコーンゴム、フッ素ゴムおよびフルオロシリコーンゴムなどが挙げられる。これらの中でも、特にゴム弾性に優れるシリコーンゴムが好ましい。弾性体層５２の厚みは熱容量の観点から薄い方が望ましく、０．５ｍｍ以下が最適である。また、弾性体層５２は設けなくても良い。
【００８２】
表面層５３は、弾性体層５２の外周面上に形成された層である。表面層５３を構成する材料は、耐熱性および耐久性に優れ、トナーとの付着力が弱いものであれば特に制限されず、たとえばＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）およびＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素系樹脂材料、ならびにフッ素ゴムなどが挙げられる。表面層５３の厚さは５μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。
【００８３】
そして、定着ローラ５０の内部には熱源５４が配設されている。具体的には、熱源５４は、円筒状に形成される芯金５１の半径方向内方に形成される内部空間に配設され、通電によって発熱する。本実施形態では、熱源５４にはハロゲンランプが用いられる。
【００８４】
定着ローラ５０においては、熱源５４で発生した熱が芯金５１、弾性体層５２、表面層５３の順に伝達し、この熱によって、定着ローラ５０の表面、すなわち表面層５３の外周面に接触する記録媒体８に担持される未定着トナー像を加熱する。また、熱源５４で発生した熱は、一部が定着ローラ５０の表面から放熱されるけれども、定着ローラ５０の内部に蓄熱される。
【００８５】
加圧手段である加圧ローラ６０は、芯金６１と、弾性体層６２と、表面層６３とを含む。加圧ローラ６０は、定着ローラ５０の鉛直方向最下点よりも定着ローラ５０の回転方向下流側において、図示しない加圧機構によって定着ローラ５０に圧接された状態で回転自在に設けられるローラ状部材である。定着ローラ５０と加圧ローラ６０との圧接部が定着ニップ部５５である。加圧ローラ６０は定着ローラ５０の回転に従動して回転する。加圧ローラ６０は、定着ローラ５０によるトナー像の記録媒体８への加熱定着に際し、溶融状態にあるトナーを記録媒体８に対して押圧することによって、トナー像の記録媒体８への定着を促進する。
【００８６】
加圧ローラ６０の芯金６１、弾性体層６２および表面層６３を形成する材料としては、それぞれ定着ローラ５０の芯金５１、弾性体層５２および表面層５３を形成する金属または材料と同じものを使用できる。本実施形態では、加圧ローラ６０の直径は４０ｍｍである。
【００８７】
また、画像形成装置１は、図３に示すように、電圧検知手段７２と、温度検知手段７０と、画像形成動作を制御する後述の制御部９とを備える。温度検知手段７０は、定着ローラ５０の表面近傍に設けられ、定着ローラ５０表面の温度を検知する。電圧検知手段７２は、電源７１から定着部６に印加される電圧を検知する。
【００８８】
図４は、画像形成装置１の制御部９の構成を示すブロック図である。制御部９は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）９ａ、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）９ｂ、メモリ９ｃ、表示部制御回路９ｄ、操作部制御回路９ｅ、ＬＡＮ（Local Area network）制御回路９ｆ、画像形成部制御回路２ａ、中間転写部制御回路３ａ、２次転写部制御回路４ａ、記録媒体供給部制御回路５ａおよび定着部制御回路６ａで構成される。
【００８９】
ＨＤＤ９ｂには、画像形成装置１を制御するのに用いられるＯＳ（Operation System）や各種の制御プログラムやアプリケーションプログラムなどのソフトウエアが記憶されている。ＣＰＵ９ａは、マイクロプロセッサで構成され、ＨＤＤ９ｂに記憶されるソフトウエアに基づいて各種の制御や処理を行う。
【００９０】
表示部制御回路９ｄは、ＬＣＤ（液晶表示装置）で形成された表示部７ａの動作を制御する。操作部制御回路９ｅは、各種のキーを備えた操作部７ｂの動作を制御する。ＬＡＮ制御回路９ｆは、ＬＡＮインターフェイスの動作を制御する。画像形成部制御回路２ａは、画像形成部２の動作を制御する。中間転写部制御回路３ａは、中間転写部３の動作を制御する。２次転写部制御回路４ａは、２次転写部４の動作を制御する。記録媒体供給部制御回路５ａは、記録媒体供給部５の動作を制御する。定着制御手段である定着部制御回路６ａは、定着部６の動作を制御する。
【００９１】
図５は、定着部制御回路６ａの構成を示すブロック図である。
定着部制御回路６ａは、切替制御部６ｂと、電圧判定部６ｃと、温度判定部６ｄと、準備制御部６ｅと、計時判定部６ｆとを含む。
【００９２】
切替制御部６ｂは、熱源５４と電源７１との間、および、定着ローラ５０を回転駆動させる駆動手段７３と電源７１との間における電気の導通および遮断の切替動作を制御する。
【００９３】
電圧判定部６ｃは、電圧検知手段７２による検知電圧が所定の閾値電圧以上であるか否かを判定する。
【００９４】
温度判定部６ｄは、温度検知手段７０による検知温度が所定の設定温度以上であるか否かを判定する。
【００９５】
準備制御部６ｅは、画像形成部２による感光体ドラム１１上にトナー像を形成する作像動作が実行される前における、定着ローラ５０の準備動作を制御する。
【００９６】
計時判定部６ｆは、画像形成装置１に備えられる計時手段７４による計時時間が所定の時間以上であるか否か判定する。
【００９７】
次に、画像形成装置１の画像形成動作について、図６Ａ，６Ｂおよび図７を用いて説明する。
【００９８】
図６Ａ，６Ｂは、画像形成装置１の動作を示すフローチャートである。図７は、画像形成装置１における動作のタイミングを示すタイミングチャートである。画像形成装置１においては、ＣＰＵ９ａが、電源７１に対する電源投入信号、またはスリープモードからの復帰信号を検知した時点（時刻Ｔ１）でステップＳ１に進み、画像形成装置１における画像形成動作が開始される。
【００９９】
ステップＳ１では、電圧検知手段７２は、電源７１から定着部６に印加される印加電圧Ｖｉｎを時刻Ｔ１に検知する。
【０１００】
ステップＳ２では、切替制御部６ｂが、定着ローラ５０の内部に設けられる熱源５４に電力を供給する電源７１に制御信号を送信して、電源７１と熱源５４との間における通電状態を電気の遮断状態から導通状態に切替え、時刻Ｔ２に熱源５４に電力を供給する。それとともに、切替制御部６ｂが、電源７１と駆動手段７３との間における通電状態を電気の遮断状態から導通状態に切替え、時刻Ｔ２に定着ローラ５０を矢符５６の方向に回転駆動させる。これによって、定着ローラ５０は加熱され、加圧ローラ６０が定着ローラ５０の駆動に伴って従動回転する。
【０１０１】
ステップＳ３では、温度検知手段７０は、定着ローラ５０の表面温度を時刻Ｔ２に検知する。
【０１０２】
ステップＳ４では、温度判定部６ｄは、ステップＳ３で検知した定着ローラ５０の表面温度が第１設定温度ｔａ以上であるか判定する。第１設定温度ｔａ未満であれば、ステップＳ３に戻り、定着ローラ５０の表面温度が第１設定温度ｔａ以上となるまでこの動作を繰り返す。第１設定温度ｔａ以上であれば、ステップＳ５に進む。第１設定温度ｔａは、たとえば２００℃である。
【０１０３】
ＣＰＵ９ａが、定着ローラ５０の表面温度が第１設定温度ｔａ以上に到達したことを検知した時点（時刻Ｔ３）がウォーミングアップ期間Ｈ１の完了となる。また、温度検知手段７０は、定着ローラ５０の表面温度の検知を時刻Ｔ３に停止する。
【０１０４】
ステップＳ５では、準備制御部６ｅが切替制御部６ｂを制御して、熱源５４に対する通電状態を導通状態から遮断状態に切替えることで、熱源５４への電力供給を時刻Ｔ３に停止させる。それとともに、準備制御部６ｅが切替制御部６ｂを制御して、駆動手段７３に対する通電状態を導通状態から遮断状態に切替えることで、定着ローラ５０の回転駆動を時刻Ｔ３に停止させる。
【０１０５】
ステップＳ６では、電圧判定部６ｃが、印加電圧Ｖｉｎと所定の閾値電圧Ｖａとの比較を行い、印加電圧Ｖｉｎが閾値電圧Ｖａ以上であるか否か時刻Ｔ３に判定する。印加電圧Ｖｉｎが閾値電圧Ｖａ以上であれば、ステップＳ１６に進む。印加電圧Ｖｉｎが閾値電圧Ｖａ未満であれば、ステップＳ７に進む。印加電圧Ｖｉｎが閾値電圧Ｖａ未満であれば、熱源５４に対する供給電力が充分ではないことを示す。なお、本実施形態において、閾値電圧Ｖａは、２０５Ｖである。
ステップＳ７では、計時手段７４が、時間の計時を時刻Ｔ３に開始する。
【０１０６】
以下、準備制御部６ｅが定着ローラ５０の準備動作を制御する、準備動作期間Ｈ２に移行する。
【０１０７】
ステップＳ８では、準備制御部６ｅが、第１テーブルを用いて第１空転時間を決定する。第１テーブルは、空転時間と電圧値とを関連付けたものであり、印加電圧Ｖｉｎ値が大きくなるほど空転時間が短くなるように関連付けられている。第１テーブルは、メモリ９ｃに記憶されている。これによって準備制御部６ｅは、印加電圧Ｖｉｎに応じた空転時間を決定することができる。第１テーブルの例を表１に示す。
【０１０８】
【表１】
2011203504.tif 000003
【０１０９】
電源７１から定着部６に印加される電圧が大きいほど、定着ローラ５０に蓄熱される熱量が多く、電源７１から定着部６に印加される電圧が小さいほど、定着ローラ５０に蓄熱される熱量が少ない。そのため、表１に示されるように、電源７１から定着部６に印加される電圧が大きいほど、第１空転時間が相対的に短くて済み、電源７１から定着部６に印加される電圧が小さいほど、第１空転時間が相対的に長く必要となる。
【０１１０】
準備制御部６ｅが、電圧値が大きくなるほど空転時間が短くなるように空転時間と電圧値とを関連付けた第１テーブルを用いて第１空転時間を決定することによって、電源７１から定着部６に印加される電圧に基づいて、最適な第１空転時間を決定することができるので、安定して定着ローラ５０の蓄熱量を充分に確保し、定着不良の発生を防止できるとともに、さらなる印字の高速化を実現できる。
【０１１１】
ステップＳ９では、準備制御部６ｅが切替制御部６ｂを制御して、電源７１と熱源５４との間における通電状態を電気の遮断状態から導通状態に切替えることで、時刻Ｔ４に熱源５４に電力を供給する。それとともに、準備制御部６ｅが切替制御部６ｂを制御して、駆動手段７３に対する通電状態を遮断状態から導通状態に切替えることで、定着ローラ５０を時刻Ｔ４に回転駆動させる。
【０１１２】
ステップＳ１０では、定着ローラ５０を回転駆動させた状態で、定着ローラ５０表面の温度制御を行う。定着ローラ５０表面の温度制御は、準備制御部６ｅが切替制御部６ｂを制御して、電源７１と熱源５４との間における通電状態を適宜切替えることで行う（ＯＮ・ＯＦＦ制御）。本実施形態では、定着ローラ５０表面の温度を２００℃に維持する。
ステップＳ１１では、計時判定部６ｆが、時刻Ｔ３から経過した時間を取得する。    
【０１１３】
ステップＳ１２では、計時判定部６ｆが、ステップＳ１１で取得した時間が、ステップ８で決定した第１空転時間以上であるか判定する。取得した時間が第１空転時間未満であれば、ステップＳ１０に戻り、定着ローラ５０表面の温度制御を行いつつ、取得した時間が第１空転時間以上となるまでこの動作を繰り返す。取得した時間が第１空転時間以上であれば、ステップＳ１３に進む。定着ローラ５０表面の温度が一定温度に維持された状態で定着ローラ５０を第１空転時間にわたって、回転駆動させることによって、熱源５４から芯金５１に充分な熱が供給されて芯金５１の蓄熱量が充分となる。
ステップＳ１３では、計時手段７４が時間の計時を時刻Ｔ５に停止する。
【０１１４】
以上のように、画像形成動作が開始される前であり、ウォーミングアップ動作完了後の準備動作期間Ｈ２において、準備制御部６ｅは、電圧判定部６ｃが電圧検知手段７２による印加電圧Ｖｉｎを閾値電圧Ｖａ未満であると判定した場合に、切替制御部６ｂが熱源５４および駆動手段７３に対する導通状態を第１空転時間にわたって継続するように準備動作を制御するので、定着部６に印加される電圧が低く、熱源５４への通電が不充分であっても、画像形成部２による作像動作が実行される前、すなわち画像形成動作開始前に、定着ローラ５０の蓄熱量を充分に確保することができ、定着不良の発生を防止することができる。また、定着ローラ５０の蓄熱量が充分に確保されているので、定着時に大量の記録媒体８が連続して定着ニップ部５５に搬送され、定着ローラ５０の熱が記録媒体８に奪われても、蓄熱を利用して定着ローラ５０の表面温度の低下を抑制することができる。そのため、記録媒体８が定着ニップ部５５に搬送される時間間隔を短くする、または記録媒体８の搬送速度を速くすることができ、印字の高速化を実現することができる。
【０１１５】
ステップＳ１４では、ＣＰＵ９ａが、ジョブ要求があるかどうか判断する。ジョブ要求があれば、ステップＳ１５に進み、ジョブ要求がないのであれば、ステップＳ１７に進む。
ステップＳ１５では、ＣＰＵ９ａが、ジョブ動作を時刻Ｔ６に開始する。
【０１１６】
ステップＳ１７では、ＣＰＵ９ａが、スタンバイモードへ移行させる。
ステップＳ６からステップＳ１６へ進んだ場合、ステップＳ１６では、準備制御部６ｅが切替制御部６ｂを制御して、熱源５４に対する通電状態を遮断状態から導通状態に切替えることで熱源５４に電力を供給し、準備制御部６ｅが切替制御部６ｂを制御して、駆動手段７３に対する通電状態を遮断状態から導通状態に切替えることで定着ローラ５０を回転駆動させた後、ステップＳ１４に進む。
【０１１７】
なお、上記の画像形成装置１の動作では、第１テーブルを用いて第１空転時間を決定したが、第１空転時間はあらかじめ所定の時間に定められておいてもよい。
【０１１８】
図８Ａ，８Ｂは、画像形成装置１の動作を示すフローチャートである。図９は、画像形
成装置１における動作のタイミングを示すタイミングチャートである。画像形成装置１においては、ＣＰＵ９ａが、電源７１に対する電源投入信号、またはスリープモードからの復帰信号を検知した時点（時刻Ｔ１）でステップＳ３０に進み、画像形成装置１における画像形成動作が開始される。
【０１１９】
ステップＳ３０では、図４に示す操作部制御回路９ｅが予約枚数検知手段としての機能を果たし、その予約枚数検知手段が、画像を形成する記録媒体８の予約枚数に対応する予約ジョブ数の検知を時刻Ｔ１に開始する。具体的には、予約枚数検知手段は、操作部７ｂから入力された、画像を形成する記録媒体８の予約枚数に対応する予約ジョブ数を検知する。
【０１２０】
ステップＳ３１では、電圧検知手段７２が、図６Ａ，６Ｂに示すフローチャートのステップＳ１と同様に、電源７１から定着部６に印加される印加電圧Ｖｉｎを時刻Ｔ１に検知する。
【０１２１】
ステップＳ３２〜Ｓ３５は、図６Ａ，６Ｂに示すフローチャートのステップＳ２〜Ｓ５と同様である。
【０１２２】
ステップＳ３６では、予約枚数検知手段が、予約ジョブ数の検知を時刻Ｔ３に停止する。
【０１２３】
ステップＳ３７，３８は、図６Ａ，６Ｂに示すフローチャートのステップＳ６，７と同様である。
【０１２４】
ステップＳ３９では、準備制御部６ｅは、予約枚数検知手段で検知した、ウォーミングアップ期間Ｈ１に予約された予約ジョブ数を取得する。
【０１２５】
ステップＳ４０では、準備制御部６ｅが、第２テーブルを用いて第２空転時間を決定する。第２テーブルは、空転時間と予約ジョブ数と電圧値とを関連付けたものであり、電圧値が大きく、予約ジョブ数が少ないほど空転時間が短くなるように関連付けられている。これによって準備制御部６ｅは、電源７１から定着部６に印加される電圧と予約ジョブ数とに応じて、第２空転時間を決定することができる。第２テーブルは、メモリ９ｃに記憶されている。第２テーブルの例を表２に示す。
【０１２６】
【表２】
2011203504.tif 000004
【０１２７】
電源７１から定着部６に印加される電圧が大きいほど、ウォーミングアップ期間Ｈ１の完了直後において定着ローラ５０に蓄熱される熱量が多く、電源７１から定着部６に印加される電圧が小さいほど、ウォーミングアップ期間Ｈ１の完了直後において定着ローラ５０に蓄熱される熱量が少ない。すなわち、電源７１から定着部６に印加される電圧が大きいほど、第２空転時間が相対的に短くて済み、電源７１から定着部６に印加される電圧が小さいほど、第２空転時間が相対的に長く必要となる。
【０１２８】
さらに、画像を形成する記録媒体８の予約枚数が多いほど、定着動作時に定着ニップ部５５を通過する記録媒体８によって定着ローラ５０表面の熱が多く奪われて、定着ローラ５０の表面温度が低下しやすい。また、画像を形成する記録媒体８の予約枚数が少ないほど、定着動作時に定着ニップ部５５を通過する記録媒体８によって奪われる定着ローラ５０表面の熱が少なくて済むので、定着ローラ５０の表面温度が低下しにくい。すなわち、記録媒体８の予約枚数が多いほど、第３空転時間が相対的に長く必要となり、記録媒体８の予約枚数が少ないほど、第２空転時間が相対的に少なくて済む。
【０１２９】
準備制御部６ｅが、電圧値が大きく、予約ジョブ数が少ないほど空転時間が短くなるように空転時間と予約ジョブ数と電圧値とを関連付けた第２テーブルを用いて第２空転時間を決定することによって、電源７１から定着部６に印加される電圧と予約ジョブ数に基づいて、最適な第２空転時間を決定することができるので、安定して定着ローラ５０の蓄熱量を充分に確保し、定着不良の発生を防止できるとともに、さらなる印字の高速化を実現できる。
【０１３０】
ステップＳ４１〜Ｓ４３は、図６Ｂに示すフローチャートのステップＳ９〜Ｓ１１と同様である。
【０１３１】
ステップＳ４４では、計時判定部６ｆが、ステップＳ４３で取得した時間が、ステップＳ４０で決定した第２空転時間以上であるか否か判断する。第２空転時間未満であれば、ステップＳ４２に戻り、第２空転時間以上となるまでこの動作を繰り返す。第２空転時間以上であれば、ステップＳ４５に進む。熱源５４が通電によって発熱した状態で定着ローラ５０を第１空転時間にわたって、回転駆動させることによって、熱源５４から芯金５１に充分な熱が供給されて定着ローラ５０の芯金５１の蓄熱量が充分となる。
【０１３２】
ステップＳ４５〜Ｓ４９は、図６Ａ，６Ｂに示すフローチャートのステップＳ１３〜Ｓ１７と同様である。
【０１３３】
以上のように、画像形成動作が開始される前であり、ウォーミングアップ動作完了後の準備動作期間Ｈ２において、準備制御部６ｅは、電圧判定部６ｃが電圧検知手段７２による印加電圧Ｖｉｎを閾値電圧Ｖａ未満であると判定した場合に、切替制御部６ｂが熱源５４および駆動手段７３に対する導通状態を第３空転時間にわたって継続するように準備動作を制御するので、定着部６に印加される電圧が低く、熱源５４への通電が不充分であっても、画像形成部２による作像動作が実行される前、すなわち画像形成動作開始前に、定着ローラ５０の蓄熱量を充分に確保することができ、定着不良の発生を防止することができる。また、定着ローラ５０の蓄熱量が充分に確保されているので、定着時に大量の記録媒体８が連続して定着ニップ部５５に搬送され、定着ローラ５０の熱が記録媒体８に奪われても、蓄熱を利用して定着ローラ５０の温度の低下を抑制することができる。そのため、記録媒体８が定着ニップ部５５に搬送される時間間隔を短くする、または記録媒体８の搬送速度を速くすることができ、印字の高速化を実現することができる。
【実施例】
【０１３４】
（実施例１）
電源の定格電圧が２３０Ｖである画像形成装置（商品名：ＭＸ−Ｍ７００、ＳＨＡＲＰ製）を用い、ＣＰＵが、電源に対する電源投入信号を検知してから、図６Ａ，６Ｂに示すフローチャートの動作を行った。この画像形成装置のプロセススピードは３９５ｍｍ／ｓｅｃであり、１分間に７５枚印字を行うことができる。
【０１３５】
定着部では、直径が４０ｍｍであり、芯金の厚みが０．８ｍｍであり、弾性体層の厚みが２００μｍであり、表面層の厚さが４０μｍの定着ローラを用いた。また、直径が４０ｍｍであり、芯金の厚みが３ｍｍであり、弾性体層の厚みが５ｍｍであり、表面層の厚みが０．０５ｍｍの加圧ローラを用いた。定着ニップ部にかかる総荷重は７０ｋｇに調整した。第１空転時間を５０秒とし、閾値電圧Ｖａを２１２Ｖとし、交流安定化電源によって定着部に印加される電圧を２０７Ｖとして、準備動作期間終了後に１００枚連続のジョブを行った。
【０１３６】
（実施例２）
スリープモードに移行して１時間経過し、ＣＰＵがスリープモードからの復帰信号を検知してから、図６Ａ，６Ｂに示すフローチャートの動作を行ったこと以外は実施例１と同様にしてジョブを行った。
【０１３７】
（実施例３）
上記表１に示す第１テーブルを用いて第１空転時間を決定したこと以外は実施例１と同様にしてジョブを行った。
【０１３８】
（実施例４）
定着部に印加する電圧を２０７Ｖから２１８Ｖに変更したこと以外は実施例３と同様にしてジョブを行った。
【０１３９】
（実施例５〜１０）
実施例１で用いた画像形成装置を使用し、上記表２に示す第２テーブルを用い、ＣＰＵが、電源に対する電源投入信号を検知してから図８Ａ，８Ｂのフローチャートに示す動さを行った。定着部に印加する電圧および予約ジョブ枚は、下記表３に示す。
【０１４０】
（比較例１）
ウォーミングアップ完了直後に準備動作期間を設けなかったこと以外は実施例１と同様にジョブを行った。
【０１４１】
＜評価＞
実施例１〜１０および比較例１で得られた出力画像を用い、黒ベタ部分の定着性を以下のようなこすり試験によって評価した。
【０１４２】
こすり試験は、出力画像の黒ベタ部分に、おもりで９．８Ｎの荷重をかけた砂消しゴムを押し付け、砂消しゴムを３回往復させた前後の反射濃度をＸ−Ｒｉｔｅ社製Ｍｏｄｅｌ９３８を用いて測定し、反射濃度の変化の割合を数値化することで行った。
【０１４３】
反射濃度の変化の割合を数値化した定着強度が７０以上であれば、充分な定着性が得られたと判断できる。
【０１４４】
実施例１〜４および比較例１の評価結果を表３に示し、実施例５〜１０の評価結果を表４に示す。
【０１４５】
【表３】
2011203504.tif 000005
【０１４６】
【表４】
2011203504.tif 000006
【０１４７】
実施例１〜１０では、充分な定着性が得られたことが分かる。また、実施例５〜１０のように、印加電圧と予約ジョブの枚数とに基づいて制御を行うことで、予約ジョブの枚数が少ない場合に、空転期間を短くすることができ、画像形成装置の電源が投入されてから画像が出力されるまでの時間をさらに短縮できるとともに、充分な定着性を得ることができる。
【０１４８】
比較例１は、指で強めにこすると黒ベタ部分のトナーが流れ、充分な定着性を得ることができなかった。
【符号の説明】
【０１４９】
１  画像形成装置
２  画像形成部
３  中間転写部
４  ２次転写部
５  記録媒体供給部５
６  定着部
９  制御部
９ａ  ＣＰＵ
９ｂ  ＨＤＤ
９ｃ  メモリ
９ｄ  表示部制御回路
９ｅ  操作部制御回路
９ｆ  ＬＡＮ制御回路
２ａ  画像形成部制御回路
３ａ  中間転写部制御回路
４ａ  ２次転写部制御回路
５ａ  記録媒体供給部制御回路
６ａ  定着部制御回路
【図１】
2011203504.tif 000007
【図２】
2011203504.tif 000008
【図３】
2011203504.tif 000009
【図４】
2011203504.tif 000010
【図５】
2011203504.tif 000011
【図６Ａ】
2011203504.tif 000012
【図６Ｂ】
2011203504.tif 000013
【図７】
2011203504.tif 000014
【図８Ａ】
2011203504.tif 000015
【図８Ｂ】
2011203504.tif 000016
【図９】
2011203504.tif 000017