(57)【要約】【課題】定着装置の加熱開始から目標温度到達までの時間の予測精度を向上させて、ＦＰＯＴの高速化を図ることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置において、回転部材、ヒータ、温度検出部、加圧部材を有する定着装置と、前記ヒータに電圧の印加が開始された開始時から経過した経過時間と、前記経過時間における前記温度検出部により検出された前記ヒータの温度と、に基づいた前記加圧部材の温度に関連する関連情報が予め記憶された記憶部と、前記定着装置の前記ニップ部に向けてシートを搬送する搬送部と、前記搬送部によるシートの搬送を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記温度検出部により検出された前記ヒータの温度と、前記経過時間と、前記記憶部に記憶された前記関連情報と、に基づいて前記加圧部材の温度を予測し、予測された温度が閾値以上になったときに前記搬送部によるシートの搬送を開始させる。【選択図】図７
2019061012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部材と、
前記回転部材の内面に接触し、通電することで発熱し前記回転部材を加熱するヒータと、
前記ヒータの温度を検出する温度検出部と、
前記回転部材を加圧して前記回転部材を介して前記ヒータとともにニップ部を形成し、前記ニップ部においてシートを挟持搬送しながらシート上の現像剤像を前記ヒータの熱により加熱してシートに定着させる加圧部材と、を有する定着装置と、
前記ヒータに電圧の印加が開始された開始時から経過した経過時間と、前記経過時間における前記温度検出部により検出された前記ヒータの温度と、に基づいた前記加圧部材の温度に関連する関連情報が予め記憶された記憶部と、
前記定着装置の前記ニップ部に向けてシートを搬送する搬送部と、
前記搬送部によるシートの搬送を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記温度検出部により検出された前記ヒータの温度と、前記経過時間と、前記記憶部に記憶された前記関連情報と、に基づいて前記加圧部材の温度を予測し、予測された温度が閾値以上になったときに前記搬送部によるシートの搬送を開始させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像形成装置の周囲の温度を検出する環境検出部をさらに備え、
前記記憶部には、前記関連情報を測定したときの前記定着装置の周囲の温度がさらに記憶され、
前記制御部は、前記環境検出部により検出された温度と、前記記憶部に記憶された前記定着装置の周囲の温度に基づいて、前記制御部により予測される前記加圧部材の温度を補正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】
前記制御部は、前記環境検出部により検出された温度が前記記憶部に記憶された前記定着装置の周囲の温度より小さい場合、前記温度検出部により検出された前記ヒータの温度が所定値以上になったときに前記搬送部によるシートの搬送を開始させる制御を行い、
前記ヒータの温度が前記所定値に達したときの前記ニップ部の温度は、前記加圧部材の温度が前記閾値に達したと予測されるときの前記ニップ部の温度よりも高いことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記関連情報は、前記画像形成装置に前記定着装置を取り付ける前に、事前に、前記経過時間における前記温度検出部により検出された前記ヒータの温度と、前記経過時間における前記加圧部材の測定温度と、を基に作成された情報であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記関連情報とは、前記経過時間における前記温度検出部により検出された前記ヒータの温度と、前記経過時間における前記加圧部材の測定温度と、の差分情報であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記関連情報とは、前記ヒータに電圧の印加が開始された開始時から所定時間経過毎の、前記温度検出部により検出された前記ヒータの温度と前記加圧部材の測定温度との差分情報であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記関連情報は、前記画像形成装置に前記定着装置を取り付ける前に、事前に、前記温度検出部の温度に対する応答速度を基に作成された情報であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記ヒータに電圧の印加が開始された開始時から前記加圧部材が目標温度に達するまでの時間をｔ１、前記搬送部がシートの搬送を開始してからシートが前記定着装置の前記ニップ部に到達するまでの時間をｔ２としたとき、ｔ１−ｔ２から算出される時間をｔ３とし、
前記閾値は、前記ヒータに電圧の印加が開始された開始時からｔ３経過後における、前記関連情報を用いて前記制御部により予測される前記加圧部材の温度であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記温度検出部は、サーミスタであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
通電することで発熱するヒータを内包する回転部材と、
前記回転部材の温度を検出する温度検出部と、
前記回転部材を加圧して前記回転部材とともにニップ部を形成し、前記ニップ部においてシートを挟持搬送しながらシート上の現像剤像を前記ヒータの熱により加熱してシートに定着させる加圧部材と、を有する定着装置と、
前記ヒータに電圧の印加が開始された開始時から経過した経過時間と、前記経過時間における前記温度検出部により検出された前記回転部材の温度と、に基づいた前記加圧部材の温度に関連する関連情報が予め記憶された記憶部と、
前記定着装置の前記ニップ部に向けてシートを搬送する搬送部と、
前記搬送部によるシートの搬送を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記温度検出部により検出された前記ヒータの温度と、前記経過時間と、前記記憶部に記憶された前記関連情報と、に基づいて前記加圧部材の温度を予測し、予測された温度が閾値以上になったときに前記搬送部によるシートの搬送を開始させ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、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばレーザビームプリンタ、ＬＥＤプリンタ）などの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置には、トナー像を加熱してシートに定着させる定着装置が搭載されている。定着装置は、定着ニップ部においてシートを挟持搬送するとともに、シート上のトナー像に熱と圧力を付与してトナー像をシートに固着させる。このため、定着装置において定着を行うためには、シートが定着ニップ部に到達するまでに定着ニップ部を所定の目標温度まで加熱しておく必要がある。
【０００３】
ここで近年、画像形成装置において画像形成動作開始から画像形成されたシートが完全に出力されるまでの時間であるファースト・プリント・アウト・タイム（以下、「ＦＰＯＴ」とする）の短縮化が求められている。ＦＰＯＴを短縮するためには、定着ニップ部の加熱開始から目標温度到達までの時間を予測し、その予測値に応じてできるだけ早いタイミングで定着ニップ部に向けてシートの搬送を開始する必要がある。
【０００４】
そこで特許文献１では、定着ニップ部の加熱開始から目標温度到達までの任意の二つの検出時刻におけるサーミスタの検出温度に基づいて目標温度到達までの時間を予測し、その予測時間からシートの搬送開始時刻を決定する構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２３６１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
定着ニップ部の加熱源であるヒータの温度を検出するサーミスタなどの温度検出部は、加えられた熱に応じた温度変化に起因して抵抗値が変化するものの、加えられた熱に対する抵抗値変化の応答速度には素子毎にばらつきがある。また、定着ニップ部（特に、定着ニップ部を構成する加圧部材）は、個々の定着装置により温度上昇にばらつきがある。
【０００７】
しかしながら特許文献１に記載の構成では、上述したような温度検出部の応答性を考慮してヒータによる加熱開始から目標温度到達までの時間を予測することは難しい。このため、応答性が悪い温度検出部に目標温度到達までの時間をあわせる必要があり、余分な待機時間が生じてＦＰＯＴが遅延してしまう。また特許文献１に記載の構成では、定着ニップ部（特に、定着ニップ部を構成する加圧部材）の温度予測に際して、個々の定着装置によりばらつきがある定着ニップ部の温度上昇を正確に予測することは難しい。
【０００８】
そこで本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、定着装置の加熱開始から目標温度到達までの時間の予測精度を向上させて、ＦＰＯＴの高速化を図ることができる画像形成装置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】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、回転部材と、前記回転部材の内面に接触し、通電することで発熱し前記回転部材を加熱するヒータと、前記ヒータの温度を検出する温度検出部と、前記回転部材を加圧して前記回転部材を介して前記ヒータとともにニップ部を形成し、前記ニップ部においてシートを挟持搬送しながらシート上の現像剤像を前記ヒータの熱により加熱してシートに定着させる加圧部材と、を有する定着装置と、前記ヒータに電圧の印加が開始された開始時から経過した経過時間と、前記経過時間における前記温度検出部により検出された前記ヒータの温度と、に基づいた前記加圧部材の温度に関連する関連情報が予め記憶された記憶部と、前記定着装置の前記ニップ部に向けてシートを搬送する搬送部と、前記搬送部によるシートの搬送を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記温度検出部により検出された前記ヒータの温度と、前記経過時間と、前記記憶部に記憶された前記関連情報と、に基づいて前記加圧部材の温度を予測し、予測された温度が閾値以上になったときに前記搬送部によるシートの搬送を開始させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、画像形成装置において、定着装置の加熱開始から目標温度到達までの時間の予測精度を向上させてＦＰＯＴの高速化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置の断面概略図である。
【図２】定着装置の断面概略図である。
【図３】画像形成装置の制御系を示すブロック図である。
【図４】特性情報測定装置の構成を示すブロック図である。
【図５】特性情報測定シーケンスのフローチャートである。
【図６】特性情報ΔＴの測定結果である。
【図７】給紙許可判定シーケンスのフローチャートである。
【図８】ヒータへの最大電力供給開始からの経過時間に対するヒータの温度と加圧ローラの温度の測定結果を示すグラフである。
【図９】給紙許可判定シーケンスのフローチャートである。
【図１０】ヒータへの最大電力供給開始からの経過時間に対するヒータの温度と加圧ローラの温度の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１実施形態）
＜画像形成装置＞
以下、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の全体構成を画像形成時の動作とともに図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１の画像形成装置Ａは、モノクロレーザプリンタである電子写真方式の画像形成装置である。画像形成装置Ａは、紙などの記録材であるシートにトナー像を転写する画像形成部と、画像形成部に向けて紙などの記録材であるシートを供給するシート給送部と、紙などの記録材であるシートにトナー像を定着させる定着部と、を備える。
【００１４】
画像形成部は、感光ドラム１０１（像担持体）、帯電ローラ１０２、現像装置１０４、レーザスキャナユニット１０３、転写ローラ１０６などを備える。
【００１５】
画像形成に際しては、図３に示す制御部２０５が画像形成ジョブ信号を受信すると、給送ローラ１１０（搬送部）、搬送ローラ１１２、１１３によってシート積載部１１１に積載収納されたシートＳが画像形成部に送り出される。
【００１６】
一方、画像形成部においては、帯電ローラ１０２にバイアスが印加されることで、帯電ローラ１０２と接触する感光ドラム１０１の表面が帯電させられる。その後、レーザスキャナユニット１０３は、不図示の光源からレーザ光束を出射し、画像情報に応じてレーザ光束を感光ドラム１０１に照射する。これにより感光ドラム１０１の電位が部分的に低下して画像情報に応じた静電潜像が感光ドラム１０１の表面上に形成される。
【００１７】
その後、現像装置１０４が備える現像スリーブ１２０にバイアスが印加されることで現像スリーブ１２０から感光ドラム１０１表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像（現像剤像）が形成される。
【００１８】
次に、感光ドラム１０１表面に形成されたトナー像は、感光ドラム１０１と転写ローラ１０６との間に形成された転写ニップ部に送り込まれる。トナー像が転写ニップ部に到着すると、転写ローラ１０６にトナーの帯電極性と逆極性のバイアスが印加されてトナー像がシートＳに転写される。なお、転写後に感光ドラム１０１表面に残留したトナーは、クリーニングブレード１０５に掻き取られて除去される。
【００１９】
その後、トナー像が転写されたシートＳは定着装置１０７に送られ、定着装置１０７の定着フィルム１０８と加圧ローラ１０９との間に形成された定着ニップ部において加熱・加圧され、トナー像がシートＳに定着される。その後、シートＳは排出ローラ１１６によって排出トレイ１１７に排出される。
【００２０】
＜定着装置＞
次に、定着装置１０７（定着装置）の構成について説明する。
【００２１】
図２は、定着装置１０７の断面概略図である。図２に示す様に、定着装置１０７は、シートＳに担持されたトナー像を加熱し、トナーを溶融させてシートＳにトナー像を固着させて定着させる加熱ユニットを有する。また加熱ユニットが備える回転部材である定着フィルム１０８に圧接して加圧し、定着フィルム１０８とともに定着ニップ部を形成してシートＳを挟持搬送する加圧部材である加圧ローラ１０９を有する。本実施形態では、加圧ローラを加圧部材として説明しているが、構成によってはフィルム状やベルト状のものでもよい。
【００２２】
加熱ユニットは、回転部材である定着フィルム１０８、定着フィルム１０８を加熱するヒータ２０１、ヒータ２０１の温度を検出するサーミスタ２０２、定着フィルム１０８やヒータ２０１を保持するホルダ部材２１０などを備える。
【００２３】
加圧部材としての加圧ローラ１０９は、両端部が回転可能に支持されており、端部側に配置されたギア（不図示）が駆動源（不図示）から駆動力を受けて回転する。
【００２４】
回転部材としての定着フィルム１０８は、ホルダ部材２１０に外嵌されて回転可能に支持されている。回転部材としての定着フィルム１０８は、回転する加圧部材としての加圧ローラ１０９の摩擦力により従動回転する。
【００２５】
ヒータ２０１は、定着ニップ部内において定着フィルム１０８の内面に接触して配置され、通電により発熱し、定着フィルム１０８を内面側から加熱する。またヒータ２０１は、ヒータ基板２１１の溝部に嵌め入れて断熱保持されている。ヒータ基板２１１は、ホルダ部材２１０に嵌められて保持され、これによりヒータ２０１をヒータ基板２１１を介してホルダ部材２１０に固定している。
【００２６】
またヒータ基板２１１のホルダ部材２１０との対向面側には、ヒータ２０１の温度を検出する温度検出部としてのサーミスタ２０２が設けられている。
【００２７】
また定着装置１０７には、記憶部としてのメモリ２０３が搭載されている。メモリ２０３には、個々の定着装置１０７の特性情報ΔＴが予め格納されている。ここで本実施形態における特性情報ΔＴとは、ヒータ２０１への最大電力供給開始からの経過時間に対する、サーミスタ２０２が検出するヒータ２０１の温度Ｔｔｈと加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒとの差分温度情報である。具体的には、ヒータ２０１への最大電力供給開始から所定時間経過毎の、サーミスタ２０２が検出するヒータ２０１の温度と加圧ローラ１０９の測定温度との差分温度情報である。この差分温度情報は、加圧ローラの温度に関連する関連情報でもある。この加圧ローラに関連する関連情報である差分温度情報は、後述する特性情報測定装置３０１により測定される。つまり特性情報ΔＴは、ヒータ２０１に電圧が印加された開始時から経過した経過時間におけるサーミスタ２０２により検出されたヒータ２０１の温度に基づいた加圧ローラ１０９の温度に関する関連情報であり、個々の定着装置１０７がそれぞれ持つ情報である。
【００２８】
＜制御系＞
次に、画像形成装置Ａの制御系の構成について説明する。
【００２９】
図３は、画像形成装置Ａの制御系の一部の構成を示すブロック図である。図３に示す様に、画像形成装置Ａには、ＣＰＵを含む制御部２０５が搭載されている。また制御部２０５には、トライアック２０６、環境温度センサ８０２、及び、定着装置１０７が備えるヒータ２０１、サーミスタ２０２、メモリ２０３が直接的又は通信回線を介して接続されている。
【００３０】
制御部２０５は、トライアック２０６の導通と非導通を切り替えて、商用交流電源２０７から定着装置１０７が備えるヒータ２０１に供給する電力を制御する。ヒータ２０１には、商用交流電源２０７の実効値電圧とヒータ２０１の抵抗値に依存して決まる最大電力が供給される。
【００３１】
またヒータ２０１の発熱によりサーミスタ２０２へ熱が加えられることで、サーミスタ２０２の温度が上昇して抵抗値が変化する。制御部２０５は、このサーミスタ２０２の抵抗値を電圧値に変換する。このように温度検出部としてのサーミスタ２０２は、ヒータ２０１の温度を検出する。
【００３２】
またヒータ２０１の温度（サーミスタ２０２の検出温度）がトナー像を定着可能な目標温度に近づくまでは、トライアック２０６が常に導通状態で最大電力を供給し続ける。そして目標温度に近づくと、制御部２０５がトライアック２０６の半波毎に導通、非導通の切り替えを行ってヒータ２０１への供給電力を制御することで目標温度を維持する。
【００３３】
また環境検出部としての環境温度センサ８０２は、画像形成装置Ａ本体が設置されている環境の室温Ｔｉを検出して制御部２０５に出力する。
【００３４】
また記憶部としてのメモリ２０３には、上述した特性情報ΔＴなどの情報が記憶されている。なお、定着装置１０７が画像形成装置Ａ本体に装着されているとき、制御部２０５と記憶部としてのメモリ２０３は通信可能な状態となる。
【００３５】
＜特性情報測定装置＞
次に、定着装置１０７に搭載されたメモリ２０３に対して、特性情報ΔＴを測定して記憶させるための特性情報測定装置３０１について説明する。なお、特性情報ΔＴの測定は、画像形成装置Ａから定着装置１０７を取り外した上で、定着装置１０７を特性情報測定装置３０１に接続して実施する。
【００３６】
図４は、特性情報測定装置３０１の構成を示すブロック図である。図４に示す様に、特性情報測定装置３０１は、温度測定装置３０３、通電制御装置３０４、演算装置３０５、通信装置３０６、環境温度測定装置９０２から構成される。
【００３７】
温度測定装置３０３は、加圧ローラ１０９に接続され、加圧ローラ１０９の温度を測定する。
【００３８】
通電制御装置３０４は、商用交流電源２０７とヒータ２０１に接続されている。通電制御装置３０４は、商用交流電源２０７からヒータ２０１への電流経路の導通と非導通を切り替えることで、商用交流電源２０７からヒータ２０１に供給される電力を制御する。
【００３９】
通信装置３０６は、定着装置１０７に搭載されたメモリ２０３と接続され、メモリ２０３に情報を書き込む。
【００４０】
環境温度測定装置９０２は、特性情報測定装置３０１による特性情報ΔＴの測定動作の開始直前において特性情報ΔＴの測定環境の室温Ｔｍを検出する。検出された室温Ｔｍは、通信装置３０６を介して、定着装置１０７のメモリ２０３に記憶される。
【００４１】
＜特性情報測定シーケンス＞
次に、特性情報測定装置３０１を用いて定着装置１０７の特性情報ΔＴを測定する特性情報測定シーケンスについて、図５に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４２】
図５に示す様に、まず通電制御装置３０４により電流経路を導通させ、商用交流電源２０７の実効値電圧とヒータ２０１の抵抗値に依存して決まる最大電力を供給開始した時に、特性情報ΔＴの測定を開始する（Ｓ１０１）。
【００４３】
次に、電力供給によるヒータ２０１の温度変化に伴って変化する温度検出部としてのサーミスタ２０２の抵抗値を演算装置３０５により電圧値に変換して、ヒータ２０１の温度Ｔｔｈを検出する（Ｓ１０２）。このとき、演算装置３０５は、温度検出部としてのサーミスタ２０２により最大電力供給開始から温調制御開始まで０．１ｓｅｃ毎にヒータ２０１の温度Ｔｔｈを検出する。
【００４４】
またヒータ２０１の温度検出と同時に、温度測定装置３０３は、加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒを測定する（Ｓ１０３）。このとき、温度測定装置３０３は、最大電力供給開始から温調制御開始まで０．１ｓｅｃ毎に加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒを測定する。
【００４５】
次に、０．１秒毎に検出（測定）されたヒータ２０１の温度Ｔｔｈと加圧ローラ１０９の測定温度Ｔｐｒとの差分情報である特性情報ΔＴを算出する（Ｓ１０４）。算出された特性情報ΔＴは、通信装置３０６によりメモリ２０３に書き込まれて格納される（Ｓ１０５）。即ち特性情報ΔＴは、画像形成装置Ａに定着装置１０７を取り付ける前に事前にヒータ２０１への最大電力供給開始からの経過時間におけるサーミスタ２０２により検出されたヒータ２０１の温度と、加圧ローラ１０９の測定温度と、を基に作成された情報である。また特性情報ΔＴは、画像形成装置Ａに定着装置１０７を取り付ける前に、事前に、サーミスタ２０２の温度に対する応答速度を基に作成された情報ともいえる。なお、図６は商用交流電源２０７の入力実効値電圧２２０Ｖ、周波数５０Ｈｚ、周囲環境温度２３．５℃の条件における特性情報ΔＴの測定結果である。
【００４６】
このようにメモリ２０３に特性情報ΔＴが記憶された定着装置１０７は、画像形成装置Ａに装着される。そして画像形成装置Ａが画像形成ジョブ信号を受信した時、画像形成装置Ａに搭載された制御部２０５は、メモリ２０３に記憶された特性情報ΔＴを用いて、次に説明するシートＳの給紙許可判定を行う給紙許可判定シーケンスを実施する。
【００４７】
＜給紙許可判定シーケンス＞
次に、給紙許可判定シーケンスについて、図７に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４８】
図７に示す様に、まず画像形成装置Ａの電源がＯＮされると、制御部２０５は定着装置１０７に搭載されたメモリ２０３と通信を行って（Ｓ２０１）、メモリ２０３に記憶された特性情報ΔＴと特性情報ΔＴ測定時の室温Ｔｍを読み込む（Ｓ２０２）。
【００４９】
次に制御部２０５は、画像形成ジョブを受信したとき（Ｓ２０３）、環境検出部としての環境温度センサ８０２により画像形成装置Ａ本体が設置されている環境の室温Ｔｉを検出する（Ｓ２０４）。そして環境検出部としての環境温度センサ８０２により検出された画像形成装置Ａが設置された環境の室温Ｔｉが、特性情報ΔＴ測定時の室温Ｔｍ以上であるか否かを判定する（Ｓ２０５）。
【００５０】
ここで環境検出部としての環境温度センサ８０２により検出された画像形成装置Ａが設置された環境の室温Ｔｉが、特性情報ΔＴ測定時の室温Ｔｍ以上の場合、ヒータ２０１に最大電力の供給を開始する（Ｓ２０６）。その後、制御部２０５は、最大電力供給開始からの経過時間（ｔ）と、サーミスタ２０２が検出するヒータ２０１の温度Ｔｔｈと、取得された特性情報ΔＴに基づいて、次の式１より０．１秒経過毎の加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒを算出する（Ｓ２０７）。
【００５１】
Ｔｐｒ（ｔ）＝Ｔｔｈ（ｔ）−ΔＴ（ｔ）・・・（１）
【００５２】
次に、制御部２０５は、算出された加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒが閾値ω以上（閾値以上）となったときに給紙許可判定をする（Ｓ２０８、Ｓ２１１）。なお、閾値ωの設定方法は後述する。これにより給紙許可判定シーケンスが終了する。その後、制御部２０５は、給紙許可判定の信号に基づいて給送ローラ１１０によるシートＳの給紙を開始させる。つまり制御部２０５は、ヒータ２０１への最大電力供給開始からの経過時間、ヒータ２０１の温度、メモリ２０３に格納された個々の定着装置１０７の特性情報ΔＴに基づいて加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒを算出して予測する。そして予測された温度が閾値以上になったときに給送ローラ１１０によるシートＳの給紙を開始させる。シートＳの給紙開始から定着ニップ部にシートＳが到達するまでに必要な時間の経過後、定着ニップ部はトナー像をシートＳに定着可能な目標温度に到達する。
【００５３】
このように本実施形態では、加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒを基準に定着ニップ部の温度を判定してシートＳの給紙タイミングを制御する。ここでいう加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒは、メモリ２０３に格納された個々の定着装置１０７がそれぞれ有する特性情報ΔＴに基づいて算出された予測温度である。従って、個々の定着装置１０７によりばらつきがあるサーミスタ２０２の温度変化に対する応答性や加圧ローラ１０９の温度上昇のし易さなどを考慮して、定着ニップ部の目標温度到達までの時間を予測することができる。このため、従来の構成よりも定着ニップ部の目標温度到達までの時間の予測精度を向上させることができ、ＦＰＯＴの高速化を図ることができる。
【００５４】
一方、画像形成装置Ａが設置された環境の室温Ｔｉが、特性情報ΔＴ測定時の室温Ｔｍ未満の場合、ヒータ２０１に最大電力の供給を開始する（Ｓ２０９）。その後、サーミスタ２０２が検出するヒータ２０１の温度Ｔｔｈが予め設定された目標温度Ｔｇ以上（所定値以上）になったとき、制御部２０５は給紙許可判定を行う（Ｓ２１０、Ｓ２１１）。ここでサーミスタ２０２が検出するヒータ２０１の温度Ｔｔｈが目標温度Ｔｇに達したときの定着ニップ部の温度は、式１を用いて算出された加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒが閾値ωに達したときの定着ニップ部の温度よりも高くなるように設定されている。
【００５５】
このように制御部２０５は、画像形成装置Ａが設置された環境の室温Ｔｉが、特性情報ΔＴ測定時の室温Ｔｍ未満の場合、室温Ｔｉが室温Ｔｍ以上の場合よりも定着ニップ部の温度が高い状態で給紙許可判定を行う。これにより特性情報ΔＴ測定時よりも加圧ローラ１０９の温度が上がりにくい環境でも、定着装置１０７の定着性を良好に保つことができる。
【００５６】
＜比較例の構成との比較＞
次に、比較例の構成と本実施形態の構成との比較を行う。
【００５７】
図８は、応答性の異なる２種類のサーミスタ２０２を搭載した定着装置１０７（１０７ａ、ｂ）において、ヒータ２０１への最大電力供給開始からの経過時間に対するヒータ２０１の温度と加圧ローラ１０９の温度を測定した結果を示すグラフである。ここでヒータ２０１の温度と加圧ローラ１０９の温度は、特性情報測定装置３０１に接続して測定された温度である。
【００５８】
また図８において、実線は定着装置１０７ａの測定結果を示し、破線は定着装置１０７ａが備えるサーミスタ２０２よりも応答性が良好なサーミスタ２０２を備える定着装置１０７ｂの測定結果を示す。なお、加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒは、ヒータ２０１から離れた箇所の温度のため、ヒータ２０１の温度Ｔｔｈより低くなる。また測定条件は、入力実効値電圧２２０Ｖ、周波数５０Ｈｚ、周囲環境温度２３．５℃で（図６に示す特性情報ΔＴの測定時と同一条件）である。
【００５９】
図８に示す様に、加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒが同一であっても、サーミスタ２０２の素子の応答性の違いにより、サーミスタ２０２により検出されるヒータ２０１の温度Ｔｔｈが異なることが分かる。つまりヒータ２０１の温度を検出する温度検出部としてのサーミスタ２０２は、加えられた熱に応じた温度変化に起因して抵抗値が変化するものの、加えられた熱に対する抵抗値変化の応答速度には素子毎にばらつきがある。つまり個々の定着装置１０７によって、サーミスタ２０２により検出されるヒータ２０１の温度Ｔｔｈと加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒとの相関関係が異なることがわかる。
【００６０】
ここで、例えば加圧ローラ１０９の温度が１５０℃以上のときに、定着ニップ部がトナー像を定着可能な状態となる場合について考える。また定着装置１０７において、制御部２０５の給紙許可判定に基づいてシートＳの給紙が開始されてから定着ニップ部にシートＳが搬送されるまでに要する時間（時間ｔ２）は１．８秒とする。
【００６１】
この場合、制御部２０５による給紙許可判定は、加圧ローラ１０９の温度が１５０℃に到達する時間の１．８秒前に行えばよい。つまり図８に示す様に、ヒータ２０１への最大電力供給開始から加圧ローラ１０９の温度が１５０℃に達する時間（時間ｔ１）は３．３秒である。このため、本来であれば、制御部２０５による給紙許可判定の時間（ｔ３）は、ヒータ２０１への最大電力供給開始から１．５秒後（ｔ１−ｔ２）に行えばよい。
【００６２】
比較例の構成では、サーミスタ２０２の検出温度を基準に定着ニップ部の温度を判定して給紙許可判定を行う。ここでは、サーミスタ２０２の検出温度が閾値を超えたときに制御部２０５が給紙許可判定を行う構成について考える。図７に示す様に、応答性が良い素子のサーミスタ２０２を搭載した定着装置１０７ｂでは、ヒータ２０１への最大電力供給開始から１．５秒後のサーミスタ２０２の検出温度は１２２℃である。このため、閾値を１２２℃に設定したとする。このとき、応答性が悪い素子のサーミスタ２０２を搭載する定着装置１０７ａでは、本来はサーミスタ２０２の検出温度が１０７℃の時にシートＳの給送が開始できるにも関わらず１２２℃を検出するまで待機する。このため、約０．３秒の余分な待機時間が生じてＦＰＯＴが遅延する。
【００６３】
これに対して本実施形態の構成では、最大電力供給開始から１．５秒後（ｔ３経過後）の加圧ローラ１０９の温度である７５℃を閾値ωに設定する。そしてメモリ２０３に格納された個々の定着装置１０７の特性情報ΔＴに基づいて加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒを算出する。このため、定着装置１０７ａ、１０７ｂのサーミスタ２０２の温度変化に対する応答性にばらつきがある場合でも、画像形成装置Ａは最大電力供給開始から１．５秒後に加圧ローラ１０９が７５℃であることを算出して給紙許可判定を行うことができる。このように本実施形態の構成によれば、サーミスタ２０２の検出温度を基準に定着ニップ部の温度を判定する比較例の構成よりも、定着ニップ部の目標温度到達までの時間の予測精度を向上させることができ、ＦＰＯＴの高速化を図ることができる。
【００６４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の構成について説明する。上記第１実施形態と説明の重複する部分については、同一の図面、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６５】
本実施形態では、給紙許可判定シーケンスにおいて、特性情報ΔＴ測定時の室温Ｔｍと画像形成装置Ａ本体が設置されている環境の室温Ｔｉに基づいて、特性情報ΔＴを用いて算出される加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒを補正する。以下、本実施形態に係る給紙許可判定シーケンスについて、図９に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図９において、第１実施形態で図７を用いて説明した工程と同じ処理を行う工程については、同じ符号を付して説明を省略又は簡略化する。
【００６６】
本実施形態の給紙許可判定シーケンスと第１実施形態の給紙許可判定シーケンスとの違いは、加圧ローラ１０９Ｔｐｒの算出方法のみである。すなわち図９に示す様に、本実施形態の給紙許可判定シーケンスでは、まず画像形成装置Ａが設置された環境の室温Ｔｉが、特性情報ΔＴ測定時の室温Ｔｍ以上の場合、ヒータ２０１に最大電力の供給を開始する（Ｓ２０６）。そして制御部２０５は、最大電力供給開始からの経過時間（ｔ）に対する、サーミスタ２０２が検出するヒータ２０１の温度Ｔｔｈと、取得された特性情報ΔＴと、室温Ｔｍ、Ｔｉに基づいて、次の式２より加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒを算出する（Ｓ３０３）。このとき、制御部２０５は、０．１秒経過毎の加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒを算出する。
【００６７】
Ｔｐｒ（ｔ）＝Ｔｔｈ（ｔ）−ΔＴ（ｔ）−ΔＴｅｎ（ｔ）・・・（２）
【００６８】
ここでΔＴｅｎは、ΔＴｅｎ＝補正係数×環境温度差×環境温度の時間補正項＝α×（Ｔｉ−Ｔｍ）×（ａ×ｔ＋ｂ）
（α＝ ０．１５５、ａ＝−３．３９９２、ｂ＝１２．９７１）
で表される値である。
【００６９】
なお、環境温度の時間補正項とは、入力実効電圧と周波数が同一で周囲環境温度のみ異なる条件下で測定した、異なる特性情報ΔＴの差分から算出可能な値である。補正係数とは、環境温度差の時間依存性情報を含んだΔＴｅｎを用いて加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒを補正するために実験的に算出した値である。
【００７０】
その後、制御部２０５は、予測された加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒが閾値ω以上（閾値以上）となったときに給紙許可判定をする（Ｓ２０８、Ｓ２１１）。これにより給紙許可判定シーケンスが終了する。その後、制御部２０５は、給紙許可判定の信号に基づいて給送ローラ１１０によるシートＳの給紙を開始させる。つまり制御部２０５は、ヒータ２０１への最大電力供給開始からの経過時間、ヒータ２０１の温度、メモリ２０３に格納された個々の定着装置１０７の特性情報ΔＴ、環境温度に基づいて加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒを算出して予測する。そして予測された温度が閾値以上になったときに給送ローラ１１０によるシートＳの給紙を開始させる。
【００７１】
このように本実施形態では、メモリ２０３に格納された個々の定着装置１０７の特性情報ΔＴに基づいて算出された加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒに対して、特性情報ΔＴ測定時の室温Ｔｍと、画像形成装置Ａの設置環境の室温Ｔｉに基づいて補正を行う。つまりヒータ２０１への最大電力供給開始からの経過時間、ヒータ２０１の温度、メモリ２０３に格納された個々の定着装置１０７の特性情報ΔＴに基づいて加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒを算出して予測し、予測された温度を環境温度情報に基づいて補正する。従って、個々の定着装置１０７によりばらつきがあるサーミスタ２０２の温度変化に対する応答性や、加圧ローラ１０９の温度上昇のし易さに加えて、周囲の環境温度も考慮して、定着ニップ部の目標温度到達までの時間を予測することができる。このため、定着ニップ部の目標温度到達までの時間の予測精度をさらに向上させることができ、ＦＰＯＴの高速化を図ることができる。
【００７２】
図１０は、定着装置１０７において、ヒータ２０１への最大電力供給開始からの経過時間に対する、サーミスタ２０２が検出するヒータ２０１の温度Ｔｔｈと加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒの測定結果又は算出結果を示すグラフである。ここで図１０において、線Ｌ１は上記式１を用いて算出された加圧ローラ１０９の温度である。また線Ｌ２は上記式２を用いて算出された加圧ローラ１０９の温度である。また線Ｌ３は実測された加圧ローラ１０９の温度である。
【００７３】
なお、測定条件は、商用交流電源２０７の入力実効値電圧２２０Ｖ、周波数５０Ｈｚ、画像形成装置Ａ本体が設置されている環境の室温Ｔｉが１７．２℃である。また特性情報ΔＴの測定時の室温Ｔｍは２３．５℃である。つまり特性情報ΔＴの測定時よりも画像形成装置Ａ本体が設置された環境の室温Ｔｉが６．３℃低い条件下で測定を行っている。
【００７４】
図１０に示す様に、室温Ｔｉ＜室温Ｔｍの場合、室温環境温度の補正を行わずに式１を用いて算出した加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒは、実測した加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒより高くなることが分かる。これに対して、本実施形態のように式２を用いて環境補正を行って算出した加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒは、実測した加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒとほぼ一致している。従って、本実施形態のように環境補正を行うことで加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒの算出精度が向上したことが分かる。
【００７５】
ここで、例えば加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒが１５０℃を超えたときに、定着ニップ部がトナー像を定着可能な状態となる場合について考える。また定着装置１０７において、制御部２０５の給紙許可判定に基づいてシートＳの給紙が開始されてから定着ニップ部にシートＳが搬送されるまでに要する時間（時間ｔ２）は１．８秒とする。
【００７６】
この場合、制御部２０５による給紙許可判定は、加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒが１５０℃に到達する時間の１．８秒前に行えばよい。つまり図１０に示す様に、ヒータ２０１への最大電力供給開始から加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒが１５０℃に達する時間（時間ｔ１）は３．４秒である。このため、制御部２０５による給紙許可判定の時間（ｔ３）は、ヒータ２０１への最大電力供給開始から１．６秒後（ｔ１−ｔ２）に行えばよい。そこで最大電力供給開始から１．６秒後の加圧ローラ１０９の温度である７３℃を閾値ωに設定する。
【００７７】
ここで特性情報ΔＴの測定環境より温度が低い環境下において、環境補正項を用いずに式１により加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒを算出して給紙許可判定を行う場合、加圧ローラ１０９が７３℃を超えていないにも関わらず給紙許可判定をするおそれがある。この場合、定着不良などの画像不良が発生するおそれがある。
【００７８】
反対に、特性情報ΔＴの測定環境より温度が高い環境下において、環境補正項を用いずに式１により加圧ローラ１０９の温度Ｔｐｒを算出して給紙許可判定を行う場合、加圧ローラ１０９が７３℃を超えているにも関わらず給紙許可判定されないおそれがある。この場合、ＦＰＯＴが遅延する。
【００７９】
これに対して本実施形態のように、式２により環境補正項を用いて加圧ローラ１０９の温度を算出することで、加圧ローラ１０９の温度の予測精度を向上させて、従来の構成よりも定着ニップ部の目標温度到達までの時間の予測精度を向上させることができる。従って、定着不良の抑制やＦＰＯＴの高速化を図ることができる。
【００８０】
なお、上記第１、２実施形態では、メモリ２０３を定着装置１０７に設ける構成について説明したものの、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、画像形成装置Ａ本体にメモリ２０３を配置し、特性情報測定装置３０１による測定結果を通信等の方法でメモリ２０３に記憶する構成としても上記同様の効果を得ることができる。
【００８１】
また上記第１、２実施形態では、定着フィルム１０８によってシートＳ上のトナー像を加熱するフィルム加熱方式を採用したものの、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、ハロゲンランプ等のヒータを内包する回転部材としての加熱ローラと加圧部材としての加圧ローラ１０９により定着ニップ部を形成する構成にも本発明を適用することができる。つまり特性情報ΔＴとして、ヒータへの電力供給開始からの経過時間に対する回転部材としての加熱ローラの温度と加圧部材としての加圧ローラ１０９の測定温度との差分情報を記憶部であるメモリ２０３に予め記憶させておく。そしてヒータへの電力供給開始からの経過時間と加熱ローラの温度に基づいて、上記同様に加圧ローラ１０９の温度を算出して予測し、予測された温度が閾値以上になったときに給紙許可判定をする構成としても、上記同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００８２】
１０７…定着装置
１０８…定着フィルム（回転部材）
１０９…加圧ローラ（加圧部材）
１１０…給送ローラ（搬送部）
２０１…ヒータ
２０２…サーミスタ（温度検出部）
２０３…メモリ（記憶部）
２０５…制御部
８０２…環境温度センサ（環境検出部）
Ａ…画像形成装置
Ｓ…シート
【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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