(57)【要約】【課題】生産性を向上させることができる定着装置、画像形成装置及び温度制御方法を提供する。【解決手段】電力を蓄電し、蓄電した電力を供給するキャパシタ１３０と、キャパシタ１３０から供給される電力である第１電力及びキャパシタ１３０以外から供給される電力である第２電力の少なくとも一方を用いた加熱を行い、記録媒体上に形成された画像を当該記録媒体へ定着させる定着部１１０と、第１電力を用いて、定着部１１０を冷却する冷却部１２０と、定着部１１０の温度を検出する温度検出部１１１と、検出された温度、及び記録媒体上に画像を形成するモードに応じて、キャパシタ１３０から定着部１１０に第１電力を供給するかキャパシタ１３０から冷却部１２０に第１電力を供給するかを制御する制御部１８０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を蓄電し、蓄電した電力を供給する蓄電部と、
前記蓄電部から供給される電力である第１電力及び前記蓄電部以外から供給される電力である第１電力の少なくとも一方を用いた加熱を行い、記録媒体上に形成された画像を当該記録媒体へ定着させる定着部と、
前記第２電力を用いて、前記定着部を冷却する冷却部と、
前記定着部の温度を検出する温度検出部と、
検出された前記温度、及び前記記録媒体上に画像を形成するモードに応じて、前記蓄電部から前記定着部に前記第１電力を供給するか前記蓄電部から前記冷却部に前記第１電力を供給するかを制御する制御部と、
を備える定着装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記モードが変更されると、検出された前記温度及び変更された前記モードに応じて、前記蓄電部から前記定着部に前記第１電力を供給するか前記蓄電部から前記冷却部に前記第１電力を供給するかを制御する請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記モードでの線速で必要とされる定着温度に対し、検出された前記温度が低い場合、前記蓄電部から前記定着部に前記第１電力を供給する制御を行う請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記モードでの線速で必要とされる定着温度に対し、検出された前記温度が高い場合、前記蓄電部から前記冷却部に前記第１電力を供給する制御を行う請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置。
【請求項５】
前記定着部は、第１発熱部と第２発熱部とを有し、
前記第１発熱部は、前記第１電力により加熱され、
前記第２発熱部は、前記第２電力により加熱される請求項１〜４のいずれか１つに記載の定着装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記記録媒体が前記定着部に到達する前に、前記蓄電部から前記定着部に前記第１電力を供給するか前記蓄電部から前記冷却部に前記第１電力を供給するかを制御する請求項１〜５のいずれか１つに記載の定着装置。
【請求項７】
前記冷却部は、少なくとも１つのブロワファンが用いられている請求項１〜６のいずれか１つに記載の定着装置。
【請求項８】
前記冷却部から前記定着部への送風を遮断又は開放する遮断部を更に備える請求項７に記載の定着装置。
【請求項９】
前記冷却部は、少なくとも１つのヒートシンクが用いられている請求項１〜６のいずれか１つに記載の定着装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１つに記載の定着装置を備える画像形成装置。
【請求項１１】
蓄電部が、電力を蓄電し、蓄電した電力を供給する蓄電ステップと、
定着部が、前記蓄電部から供給される電力である第１電力及び前記蓄電部以外から供給される電力である第２電力の少なくとも一方を用いた加熱を行い、記録媒体上に形成された画像を当該記録媒体へ定着させる定着ステップと、
冷却部が、前記第１電力を用いて、前記定着部を冷却する冷却ステップと、
温度検出部が、前記定着部の温度を検出する温度検出ステップと、
制御部が、検出された前記温度、及び前記記録媒体上に画像を形成するモードに応じて、前記蓄電部から前記定着部に前記第１電力を供給するか前記蓄電部から前記冷却部に前記第１電力を供給するかを制御する制御ステップと、
を含む温度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置、画像形成装置及び温度制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、画像が形成された記録紙などの記録媒体に熱及び圧を加えることで、画像を記録媒体に定着させる定着装置が知られている。このような定着装置では、定着に用いる温度が高くなりすぎると画質の低下を招く。なお、定着に適した温度は、線速によって異なる。
【０００３】
このため、例えば特許文献１には、定着部の温度に合わせて線速などのプロセス速度を変更する技術が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、一般的な画像形成装置では、画像形成の条件に合わせて、例えば、線速条件、帯電条件、露光条件、現像条件、及び転写条件などのプロセス条件をモード毎に用意しておき、設定されたモードに応じたプロセス条件で画像形成を行うことが多い。
【０００５】
このため、上述したような従来技術では、所望するモードの線速と定着部の温度が定着に適した温度となるような線速とが一致しなければ、当該所望するモードでの画像形成を行うことができない。所望するモードでの画像形成を行うのであれば、定着部の温度が所望するモードの線速における定着に適した温度となるまで待つ必要があり、生産性の低下を招く。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、生産性を向上させることができる定着装置、画像形成装置及び温度制御方法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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様にかかる定着装置は、電力を蓄電し、蓄電した電力を供給する蓄電部と、前記蓄電部から供給される電力である第１電力及び前記蓄電部以外から供給される電力である第２電力の少なくとも一方を用いた加熱を行い、記録媒体上に形成された画像を当該記録媒体へ定着させる定着部と、前記第１電力を用いて、前記定着部を冷却する冷却部と、前記定着部の温度を検出する温度検出部と、検出された前記温度、及び前記記録媒体上に画像を形成するモードに応じて、前記蓄電部から前記定着部に前記第１電力を供給するか前記蓄電部から前記冷却部に前記第１電力を供給するかを制御する制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、生産性を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本実施形態の定着装置の一例を示す構成図である。
【図２】図２は、本実施形態の定着部及び温度検出部を含む定着機構の一例を示す模式図である。
【図３】図３は、本実施形態のモードテーブルの一例を示す図である。
【図４】図４は、本実施形態の制御部で行われるモード変更時の温度制御処理の一例を示すフローチャート図である。
【図５】図５は、本実施形態の温度制御による印刷枚数、線速、温度、補助ヒータの動作、及び指示信号の遷移の一例を説明するタイミングチャート図である。
【図６】図６は、本実施形態の温度制御による印刷枚数の遷移の詳細例を説明するタイミングチャート図である。
【図７】図７は、本実施形態の定着装置が適用される印刷装置の機械的構成の一例を示す模式図である。
【図８】図８は、変形例１の定着装置の一例を示す構成図である。
【図９】図９は、変形例１のファン速度テーブルの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、変形例１の制御部で行われるモード変更時の冷却制御処理の一例を示すフローチャート図である。
【図１１】図１１は、変形例１の温度制御による印刷枚数、線速、温度、補助ヒータの動作、ファン回転速度、シャッター動作、及び指示信号の遷移の一例を説明するタイミングチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら、本発明にかかる定着装置、画像形成装置及び温度制御方法の実施形態を詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態の定着装置１００の一例を示す構成図である。図１に示すように、定着装置１００は、定着部１１０と、温度検出部１１１と、冷却部１２０と、キャパシタ１３０（蓄電部の一例）と、充放電回路１４０と、ＡＣ電源１５０と、主電源スイッチ（以下、「主電源ＳＷ」と表記する）１５１と、ＤＣ電源生成回路１５２と、駆動回路１６０と、操作部１７８と、制御部１８０とを、備える。
【００１２】
定着部１１０は、キャパシタ１３０から供給される電力（第１電力の一例）及びキャパシタ１３０以外から供給される電力（第２電力の一例）の少なくとも一方を用いた加熱を行い、記録紙などの記録媒体上に形成された画像を当該記録媒体へ定着させる。定着部１１０としては、例えば、加熱ローラや加熱ベルトなどの定着部材が挙げられる。なお本実施形態では、キャパシタ１３０以外から供給される電力は、ＡＣ電源１５０から供給されることを想定しているが、これに限定されるものではない。
【００１３】
定着部１１０は、熱源として、主ヒータ１１０Ａ（第２発熱部の一例）と、補助ヒータ１１０Ｂ（第１発熱部の一例）とを、有する。本実施形態では、主ヒータ１１０Ａは、ＡＣ電源１５０から供給される電力により加熱され、補助ヒータ１１０Ｂは、キャパシタ１３０から供給される電力により加熱されるが、これに限定されるものではない。
【００１４】
本実施形態では、定着部１１０が２つのヒータを有する場合を想定しているが、ヒータ数はこれに限定されず、３つ以上であっても、１つであってもよい。定着部１１０のヒータ数を１つとする場合、補助ヒータ１１０Ｂを省略し、ＡＣ電源１５０から供給される電力とキャパシタ１３０から供給される電力とを合流させて、主ヒータ１１０Ａに供給するようにすればよい。２つの電力を合流させてヒータに供給する技術は、例えば、特開２００７−１４８３４９号公報などに開示されている。
【００１５】
温度検出部１１１は、定着部１１０の温度を検出するものである。温度検出部１１１としては、例えば、サーミスタ、Ｎ．Ｃセンサ、及び熱電対などが挙げられる。なお、１以上のサーミスタ、１以上のＮ．Ｃセンサ、及び１以上の熱電対の少なくともいずれかを温度検出部１１１としてもよい。
【００１６】
具体的には、温度検出部１１１は、定着部１１０の温度に応じた値を検出し、検出した値を示す検出信号Ｓ１を制御部１８０に出力する。例えば、サーミスタは温度により抵抗値が変化するため、温度検出部１１１がサーミスタであれば、温度検出部１１１は、自身の抵抗値を検出し、制御部１８０に出力する。
【００１７】
図２は、本実施形態の定着部１１０及び温度検出部１１１を含む定着機構２００の一例を示す模式図である。図２に示すように、定着機構２００は、主ヒータ１１０Ａ及び補助ヒータ１１０Ｂを有する定着部１１０と、温度検出部１１１と、加圧部１１２とを、備える。なお、図２に示す例では、定着部１１０が加熱ローラである場合を示しているが、これに限定されるものではない。
【００１８】
主ヒータ１１０Ａ及び補助ヒータ１１０Ｂは、定着部１１０の内部に配置され、定着部１１０を内側から加熱する。但し、主ヒータ１１０Ａ及び補助ヒータ１１０Ｂの配置位置はこれに限定されず、定着部１１０を加熱可能な位置であればどのような位置であってもよい。
【００１９】
温度検出部１１１は、定着部１１０の表面近傍に設けられているが、温度検出部１１１の配置位置はこれに限定されず、定着部１１０の表面温度（定着温度）を検出可能な位置であれば、どのような位置であってもよい。
【００２０】
加圧部１１２は、加圧を行う。加圧部１１２としては、例えば、加圧ローラや加圧ベルトなどの加圧部材が挙げられる。なお、図２に示す例では、加圧部１１２が加圧ローラである場合を示しているが、これに限定されるものではない。
【００２１】
定着部１１０及び加圧部１１２は、後述するモードで定められた線速で搬送される記録媒体Ｐが定着部１１０と加圧部１１２とのニップ部を通過する際に加熱及び加圧を行い、記録媒体Ｐに形成された画像を記録媒体Ｐへ定着させる。
【００２２】
図１に戻り、冷却部１２０は、キャパシタ１３０から供給される電力を用いて、定着部１１０を冷却する。冷却部１２０としては、ブロワファンなどのファン、ヒートシンク、ペルチェ、及びヒートポンプなどが挙げられる。なお、１以上のファン、１以上のヒートシンク、１以上のペルチェ、及び１以上のヒートポンプの少なくともいずれかを冷却部１２０としてもよい。
【００２３】
キャパシタ１３０は、電力を蓄電し、蓄電した電力を供給する蓄電池であり、本実施形態では、補助電源として機能する。キャパシタ１３０としては、例えば、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタなどが挙げられる。キャパシタ１３０による電力の蓄電及び電力の供給（放電）は、制御部１８０が充放電回路１４０を介して行う。
【００２４】
充放電回路１４０は、制御部１８０からの指示信号Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を受け、キャパシタ１３０に充放電を行わせる。本実施形態では、指示信号Ｓ２が定着部１１０への放電を指示し、指示信号Ｓ３が冷却部１２０への放電を指示し、指示信号Ｓ４が充電を指示するものとするが、充放電の指示方式はこれに限定されるものではない。
【００２５】
具体的には、指示信号Ｓ２が放電を指示していれば、充放電回路１４０は、キャパシタ１３０に蓄積された電力を放電させ、定着部１１０（補助ヒータ１１０Ｂ）に電力を供給させる。これにより、補助ヒータ１１０Ｂはオンするので、温度が上昇し、発熱する。
【００２６】
一方、指示信号Ｓ２が放電を指示していなければ、充放電回路１４０は、キャパシタ１３０に蓄積された電力を放電させず、定着部１１０（補助ヒータ１１０Ｂ）に電力を供給させない。これにより、補助ヒータ１１０Ｂはオフするので、温度は上昇しない。
【００２７】
また、指示信号Ｓ３が放電を指示していれば、充放電回路１４０は、キャパシタ１３０に蓄積された電力を放電させ、冷却部１２０に電力を供給させる。これにより、冷却部１２０はオンするので、定着部１１０を冷却する。
【００２８】
一方、指示信号Ｓ３が放電を指示していなければ、充放電回路１４０は、キャパシタ１３０に蓄積された電力を放電させず、冷却部１２０に電力を供給させない。これにより、冷却部１２０はオフするので、定着部１１０を冷却しない。
【００２９】
また、指示信号Ｓ４が充電を指示していれば、充放電回路１４０は、キャパシタ１３０に電力を充電させる。これにより、キャパシタ１３０は、電力を蓄積する。本実施形態では、充放電回路１４０は、ＡＣ電源１５０から供給される電力をキャパシタ１３０に充電させることを想定しているが、充電に用いられる電力はこれに限定されるものではない。一方、指示信号Ｓ４が充電を指示していなければ、充放電回路１４０は、キャパシタ１３０に電力を充電させない。
【００３０】
ＡＣ電源１５０は、商用交流電源であり、本実施形態では、主電源として機能する。ＡＣ電源１５０は、充放電回路１４０（キャパシタ１３０）、ＤＣ電源生成回路１５２、及び駆動回路１６０などに電力（ＡＣ電源）を供給する。
【００３１】
主電源ＳＷ１５１は、ＡＣ電源１５０からの電力の供給のオン／オフを切り替える。
【００３２】
ＤＣ電源生成回路１５２は、ＡＣ電源１５０から供給される電力を用いてＤＣ電源Ｖｃｃを生成する。詳細な説明は省略するが、ＤＣ電源Ｖｃｃは、主として、画像形成装置（図１では、図示省略）の制御系に用いられる。
【００３３】
駆動回路１６０は、制御部１８０からの指示信号Ｓ５を受け、ＡＣ電源１５０から供給される電力を定着部１１０（主ヒータ１１０Ａ）に供給する。具体的には、指示信号Ｓ５が供給を指示していれば、駆動回路１６０は、ＡＣ電源１５０から供給される電力を、定着部１１０（主ヒータ１１０Ａ）に供給する。これにより、主ヒータ１１０Ａはオンするので、温度が上昇し、発熱する。一方、指示信号Ｓ５が供給を指示していなければ、駆動回路１６０は、ＡＣ電源１５０から供給される電力を、定着部１１０（主ヒータ１１０Ａ）に供給しない。これにより、主ヒータ１１０Ａはオフするので、温度は上昇しない。
【００３４】
操作部１７８は、ユーザからの操作を受け、記録媒体上に画像を形成するモードの設定入力を行うものである。操作部１７８としては、例えば、キースイッチやタッチパネルなどのオペレーションパネルが挙げられる。
【００３５】
モードは、複数用意されており、例えば、高画質とする高画質モード、騒音を抑えた低騒音モード、及び電力消費を抑えた省電力モードなどが挙げられる。なお、線速条件、帯電条件、露光条件、現像条件、及び転写条件などのプロセス条件は、モード毎に異なっている。例えば、高画質モードでは、線速を含むプロセス速度が低速となる。また例えば、低騒音モードでは、回転体の速度が低速となる。
【００３６】
制御部１８０は、定着装置１００の各部を制御するものであり、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、及びＲＯＭ（Read  Only  Memory）などを有する制御装置により実現できる。
【００３７】
制御部１８０は、モード及び温度検出部１１１により検出された温度に応じて、キャパシタ１３０から定着部１１０に電力を供給するかキャパシタ１３０から冷却部１２０に電力を供給するかを制御する。なお制御部１８０は、温度検出部１１１から出力された検出信号Ｓ１が示す値から定着部１１０の温度を特定する。
【００３８】
具体的には、制御部１８０は、モードが変更されると、変更されたモード及び温度検出部１１１により検出された温度に応じて、キャパシタ１３０から定着部１１０に電力を供給するかキャパシタ１３０から冷却部１２０に電力を供給するかを制御する。
【００３９】
なお本実施形態では、制御部１８０は、操作部１７８からのモードの設定入力を受け、設定入力されたモードへの変更を行う。制御部１８０は、モードが変更されると、記録媒体が定着部１１０に到達する前に、キャパシタ１３０から定着部１１０に電力を供給するかキャパシタ１３０から冷却部１２０に電力を供給するかを制御する。なお本実施形態では、モードの変更は、待機中であってもジョブの実行中であっても可能である。但し、制御部１８０は、ジョブの実行中にモードが変更された場合、当該ジョブでの記録媒体が定着部１１０通過後であって、次のジョブでの記録媒体が定着部１１０に到達する前に、キャパシタ１３０から定着部１１０に電力を供給するかキャパシタ１３０から冷却部１２０に電力を供給するかを制御する。
【００４０】
例えば、制御部１８０は、モードでの線速で必要とされる定着温度に対し、温度検出部１１１により検出された温度が低い場合、キャパシタ１３０から定着部１１０に電力を供給する制御を行う。つまり、制御部１８０は、充放電回路１４０に出力している指示信号Ｓ２を定着部１１０（補助ヒータ１１０Ｂ）への放電を指示する値に変更する。そして制御部１８０は、温度検出部１１１により検出された温度が必要とされる定着温度となれば、指示信号Ｓ２を定着部１１０（補助ヒータ１１０Ｂ）への放電を指示しない値に変更する。
【００４１】
また例えば、制御部１８０は、モードでの線速で必要とされる定着温度に対し、温度検出部１１１により検出された温度が高い場合、キャパシタ１３０から冷却部１２０に電力を供給する制御を行う。つまり、制御部１８０は、充放電回路１４０に出力している指示信号Ｓ３を冷却部１２０への放電を指示する値に変更する。そして制御部１８０は、温度検出部１１１により検出された温度が必要とされる定着温度となれば、指示信号Ｓ３を冷却部１２０への放電を指示しない値に変更する。
【００４２】
一般的に、線速が早くなるほど、必要とされる定着温度は高くなる。これは、線速が早くなるほど、定着時間が短くなるためである。このため、線速が低いモードから線速が高いモードに変更されると、必要とされる定着温度に対し、温度検出部１１１により検出された温度が低いという状況が生じる。また、線速が高いモードから線速が低いモードに変更されると、必要とされる定着温度に対し、温度検出部１１１により検出された温度が高いという状況が生じる。
【００４３】
なお、線速と当該線速で必要とされる定着温度との対応関係については、プロセス条件としてモード毎に定められており、制御部１８０は、これらの情報をモードテーブルとして保持（ＲＯＭが記憶）している。
【００４４】
図３は、本実施形態のモードテーブルの一例を示す図である。図３に示す例では、モードのＩＤと、当該モードでの線速と、当該線速で必要とされる定着温度とが、対応付けられている。なお、図３に示す例では、線速及び定着温度以外のプロセス条件については、記載を省略している。また、図３に示す例では、モードの種類を４種類としているが、これに限定されるものではない。
【００４５】
なお制御部１８０は、定着部１１０（主ヒータ１１０Ａ）を加熱する場合、駆動回路１６０に出力している指示信号Ｓ５を定着部１１０（主ヒータ１１０Ａ）への放電を指示する値に変更する。定着部１１０（主ヒータ１１０Ａ）を加熱する場合は、定着部１１０（補助ヒータ１１０Ｂ）を加熱する場合と同様とすることができる。また制御部１８０は、定着部１１０（主ヒータ１１０Ａ）を加熱しない場合、駆動回路１６０に出力している指示信号Ｓ５を定着部１１０（主ヒータ１１０Ａ）への放電を指示しない値とする。定着部１１０（主ヒータ１１０Ａ）を加熱しない場合も、定着部１１０（補助ヒータ１１０Ｂ）を加熱しない場合と同様とすることができる。
【００４６】
また制御部１８０は、キャパシタ１３０を充電する場合、充放電回路１４０に出力している指示信号Ｓ４を、充電を指示する値に変更する。キャパシタ１３０を充電する場合としては、例えば、定着装置１００で使用している電力（ＡＣ電源）が定格に対して余っている場合などが挙げられる。また制御部１８０は、キャパシタ１３０を充電しない場合、充放電回路１４０に出力している指示信号Ｓ４を、充電を指示しない値とする。
【００４７】
図４は、本実施形態の制御部１８０で行われるモード変更時の温度制御処理の一例を示すフローチャート図である。
【００４８】
まず、制御部１８０は、操作部１７８からのモードの設定入力を受けると（ステップＳ１０１でＹｅｓ）、設定入力されたモードへの変更を行う（ステップＳ１０３）。
【００４９】
続いて、制御部１８０は、モードテーブルを参照して、変更したモードでの線速で必要とされる定着温度と、温度検出部１１１により検出された温度と、を比較し、加熱制御を行うか冷却制御を行うかを判定する（ステップＳ１０５）。
【００５０】
そして、制御部１８０は、加熱制御を行う場合（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、即ち、必要とされる定着温度に対し、温度検出部１１１により検出された温度が低い場合、キャパシタ１３０から定着部１１０に電力を供給する加熱制御を行い（ステップＳ１０７）、加熱制御完了後、温度検出部１１１により検出された温度を確認する。なお本実施形態では、ＡＣ電源１５０から定着部１１０への電力の供給も併用して行われているものとする。但し、これに限定されるものではない。
【００５１】
一方、制御部１８０は、加熱制御を行わない場合（ステップＳ１０５でＮｏ）、即ち、必要とされる定着温度に対し、温度検出部１１１により検出された温度が高い場合、キャパシタ１３０から冷却部１２０に電力を供給する冷却制御を行い（ステップＳ１０９）、冷却制御完了後、温度検出部１１１により検出された温度を確認する。
【００５２】
図５及び図６は、本実施形態の温度制御により印刷（定着）待ち時間が短縮される原理の一例を説明するタイミングチャート図である。
【００５３】
なお、図５及び図６に示す例では、斜線部の時間は、定着部の温度が所望するモードの線速における定着に適した温度となるまで待機する場合（以下、「比較例」と称する）に対し、本実施形態で短縮した待ち時間を示している。つまり、比較例の場合、斜線部の期間は、待ち時間となるが、本実施形態では、印刷（定着）が実行される期間となる。
【００５４】
また、図５に示す例では、印刷枚数、線速、温度、補助ヒータ１１０Ｂの動作それぞれにおいて、点線が、比較例の場合を示し、実線が、本実施形態を示す。なお、図６に示す例では、印刷枚数の動作において、（Ａ）が、比較例の場合を示し、（Ｂ）が、本実施形態を示す。
【００５５】
また、図５及び図６に示す例では、モードが図３で説明したモードであり、モード４、モード３、モード２、モード１、モード４の順番で変更するものとする。
【００５６】
ｔ１の時点でモード４からモード３に移行されると、線速が高いモードから線速が低いモードに変更される。
【００５７】
この際、本実施形態では、制御部１８０が冷却制御を行うため、ｔ２の時点では、定着部１１０の温度がモード３での線速で必要とされる定着温度となり、ｔ２の時点でモード３での印刷を開始できる。
【００５８】
一方、比較例では、自然放熱で、定着部１１０の温度をモード３での線速で必要とされる定着温度まで下げるので、ｔ３の時点で、定着部１１０の温度がモード３での線速で必要とされる定着温度となり、ｔ３の時点でモード３での印刷を開始できる。
【００５９】
このため本実施形態では、ｔ３−ｔ２（Ｔ１０３）時間、待ち時間を短縮しており、印刷物の生産性が向上されている。
【００６０】
次に、ｔ４の時点でモード３からモード２に移行されると、線速が高いモードから線速が低いモードに変更される。
【００６１】
この際、本実施形態では、制御部１８０が冷却制御を行うため、ｔ５の時点では、定着部１１０の温度がモード２での線速で必要とされる定着温度となり、ｔ５の時点でモード２での印刷を開始できる。
【００６２】
一方、比較例では、自然放熱で、定着部１１０の温度をモード２での線速で必要とされる定着温度まで下げるので、ｔ６の時点で、定着部１１０の温度がモード２での線速で必要とされる定着温度となり、ｔ６の時点でモード２での印刷を開始できる。
【００６３】
このため本実施形態では、ｔ６−ｔ５（Ｔ１０６）時間、待ち時間を短縮しており、印刷物の生産性が向上されている。
【００６４】
次に、ｔ７の時点でモード２からモード１に移行されると、線速が高いモードから線速が低いモードに変更される。
【００６５】
この際、本実施形態では、制御部１８０が冷却制御を行うため、ｔ８の時点では、定着部１１０の温度がモード１での線速で必要とされる定着温度となり、ｔ８の時点でモード１での印刷を開始できる。
【００６６】
一方、比較例では、自然放熱で、定着部１１０の温度をモード１での線速で必要とされる定着温度まで下げるので、ｔ９の時点で、定着部１１０の温度がモード１での線速で必要とされる定着温度となり、ｔ９の時点でモード１での印刷を開始できる。
【００６７】
このため本実施形態では、ｔ９−ｔ８（Ｔ１０９）時間、待ち時間を短縮しており、印刷物の生産性が向上されている。
【００６８】
次に、ｔ１０の時点でモード１からモード４に移行されると、線速が低いモードから線速が高いモードに変更される。
【００６９】
この際、本実施形態では、制御部１８０が加熱制御（主ヒータ１１０Ａ及び補助ヒータ１１０Ｂの加熱制御）を行うため、ｔ１１の時点では、定着部１１０の温度がモード４での線速で必要とされる定着温度となり、ｔ１１の時点でモード４での印刷を開始できる。
【００７０】
一方、比較例では、補助ヒータの加熱制御は行われないので、ｔ１２の時点で、定着部１１０の温度がモード４での線速で必要とされる定着温度となり、ｔ１２の時点でモード４での印刷を開始できる。
【００７１】
このため本実施形態では、ｔ１２−ｔ１１（Ｔ１１２）時間、待ち時間を短縮しており、印刷物の生産性が向上されている。
【００７２】
以上のように本実施形態によれば、定着部の温度がモードでの線速で必要とされる定着温度となるように、キャパシタから定着部に電力を供給するかキャパシタから冷却部に電力を供給するかを制御するため、定着部の温度がモードでの線速で必要とされる定着温度となるまでの待ち時間を短縮でき、印刷物の生産性を向上させることができる。
【００７３】
特に本実施形態によれば、少なくともキャパシタから定着部に電力供給を行い、ＡＣ電源のみから定着部に電力供給を行うわけではないので、モードの変更により、必要とされる定着温度が大幅に上昇し、大きな電力が必要となる場合であってもフリッカーの発生を抑えることができる。
【００７４】
また本実施形態では、定着部に電力を供給するキャパシタと冷却部に電力を供給するキャパシタとを異なるキャパシタではなく同一のキャパシタとしているため、キャパシタを有効活用することができ、定着装置の小型化などに寄与できる。
【００７５】
図７は、本実施形態の定着装置１００が適用される印刷装置１０（画像形成装置の一例）の機械的構成の一例を示す模式図である。図７に示すように、印刷装置１０は、給紙トレイ１２と、給紙ローラ１４と、分離ローラ対１６と、画像形成部１８と、定着機構２００とを、備える。なお図７に示す例では、後述するように、搬送ベルトに沿って各色の作像部が配列されたいわゆるタンデムタイプと称される印刷装置を示しているが、これに限定されるものではない。
【００７６】
給紙トレイ１２には、複数の記録紙が重ね合わせて収容される。
【００７７】
給紙ローラ１４は、給紙トレイ１２の最上部に位置する記録紙Ｐに当接されており、当接している記録紙Ｐを給紙する。
【００７８】
分離ローラ対１６は、給紙ローラ１４により給紙された記録紙Ｐを画像形成部１８へ送る。なお、給紙ローラ１４により２枚以上の記録紙が給紙された場合には、分離ローラ対１６は、記録紙Ｐ以外の記録紙を押し戻すことにより、記録紙Ｐと記録紙Ｐ以外の記録紙とを分離し、記録紙Ｐのみを画像形成部１８へ送る。
【００７９】
画像形成部１８は、分離ローラ対１６から送られた記録紙Ｐに画像を形成するものであり、作像部２０Ｂ、２０Ｍ、２０Ｃ、及び２０Ｙと、ＬＥＤＡヘッド３２と、搬送ベルト３４と、駆動ローラ３６と、従動ローラ３８とを、備える。
【００８０】
作像部２０Ｂ、２０Ｍ、２０Ｃ、及び２０Ｙは、分離ローラ対１６から送られた記録紙Ｐを搬送する搬送ベルト３４の搬送方向の上流側から作像部２０Ｂ、２０Ｍ、２０Ｃ、及び２０Ｙの順番で搬送ベルト３４に沿って配列されている。
【００８１】
作像部２０Ｂは、感光体ドラム２２Ｂ、並びに感光体ドラム２２Ｂの周囲に配置された帯電器２４Ｂ、現像器２６Ｂ、転写器２８Ｂ、感光体クリーナ（図示省略）、及び除電器３０Ｂを備える。作像部２０Ｂ及びＬＥＤＡヘッド３２は、感光体ドラム２２Ｂ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程、及び除電工程）を行うことにより、感光体ドラム２２Ｂ上にブラックのトナー画像を形成する。
【００８２】
なお、作像部２０Ｍ、２０Ｃ、及び２０Ｙは、いずれも作像部２０Ｂと共通の構成要素を備えており、作像部２０Ｍは、作像プロセスを行うことによりマゼンタのトナー画像を形成し、作像部２０Ｃは、作像プロセスを行うことによりシアンのトナー画像を形成し、作像部２０Ｙは、作像プロセスを行うことによりイエローのトナー画像を形成する。このため、以下では、作像部２０Ｂの構成要素についての説明を主に行い、作像部２０Ｍ、２０Ｃ、及び２０Ｙの構成要素については、作像部２０Ｂの構成要素の符号に付したＢに替えてそれぞれＭ、Ｃ、Ｙを付すに留め、その説明を省略する。
【００８３】
感光体ドラム２２Ｂは、図示せぬ駆動モータにより回転駆動される。
【００８４】
まず、帯電工程では、帯電器２４Ｂは、回転駆動されている感光体ドラム２２Ｂの外周面を暗中にて一様に帯電する。
【００８５】
続いて、露光工程（書込工程）では、ＬＥＤＡヘッド３２は、回転駆動されている感光体ドラム２２Ｂの外周面をブラック画像に応じた照射光で露光し（書き込み）、感光体ドラム２２Ｂ上にブラック画像に基づく静電潜像を形成する。なお、ＬＥＤＡヘッド３２は、感光体ドラム２２Ｍの場合、外周面をマゼンタ画像に応じた照射光で露光し、感光体ドラム２２Ｃの場合、外周面をシアン画像に応じた照射光で露光し、感光体ドラム２２Ｙの場合、外周面をイエロー画像に応じた照射光で露光する。
【００８６】
続いて、現像工程では、現像器２６Ｂは、感光体ドラム２２Ｂ上に形成された静電潜像をブラックトナーで現像し、感光体ドラム２２Ｂ上にブラックのトナー画像を形成する。
【００８７】
続いて、転写工程では、転写器２８Ｂは、感光体ドラム２２Ｂと搬送ベルト３４により搬送される記録紙Ｐとが接する転写位置で、感光体ドラム２２Ｂ上に形成されたブラックのトナー画像を記録紙Ｐに転写する。なお、感光体ドラム２２Ｂ上には、トナー画像の転写後においても未転写トナーが僅かながら残存する。
【００８８】
続いて、クリーニング工程では、感光体クリーナは、感光体ドラム２２Ｂ上に残存している未転写トナーを払拭する。
【００８９】
最後に、除電工程では、除電器３０Ｂは、感光体ドラム２２Ｂ上の残留電位を除電する。そして、作像部２０Ｂは、次回の画像形成を待機する。
【００９０】
搬送ベルト３４は、駆動ローラ３６と従動ローラ３８とに巻回されたエンドレスのベルトであり、分離ローラ対１６から送られた記録紙Ｐが静電吸着作用により吸着される。搬送ベルト３４は、駆動ローラ３６が図示せぬ駆動モータにより回転駆動させられることにより無端移動し、吸着されている記録紙Ｐを作像部２０Ｂ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙの順に搬送する。
【００９１】
そして、搬送ベルト３４により搬送される記録紙Ｐには、まず、作像部２０Ｂによりブラックのトナー画像が転写され、続いて、作像部２０Ｍによりマゼンタのトナー画像、作像部２０Ｃによりシアンのトナー画像、作像部２０Ｙによりイエローのトナー画像が重畳して転写される。これにより、記録紙Ｐ上にフルカラーの画像が形成される。
【００９２】
定着機構２００は、搬送ベルト３４から剥離された記録紙Ｐを加熱及び加圧することにより、作像部２０Ｂ、２０Ｍ、２０Ｃ、及び２０Ｙにより形成されたフルカラーの画像を記録紙Ｐに定着させる。画像が定着された記録紙Ｐは、印刷装置１０の外部に排紙される。
【００９３】
（変形例１）
変形例１では、冷却部にファンを用いるとともに、冷却部から定着部への送風を遮断又は開放するシャッターを更に用いる例について説明する。以下では、上記実施形態との相違点の説明を主に行い、上記実施形態と同様の機能を有する構成要素については、上記実施形態と同様の名称・符号を付し、その説明を省略する。
【００９４】
図８は、変形例１の定着装置１１００の一例を示す構成図である。図８に示すように、変形例１の定着装置１１００は、冷却部１１２０及び制御部１１８０が上記実施形態と相違するとともに、シャッター１１２１（遮断部の一例）及び開閉モータ１１２２を更に備える点で上記実施形態と相違する。
【００９５】
変形例１では、冷却部１１２０をファンにより実現するものとする。冷却部１１２０は、制御部１１８０からの指示信号Ｓ６を受け、ファンの回転速度を制御する。これにより、定着部１１０への送風量が制御される。変形例１では、指示信号Ｓ６がファンの回転速度を指示するものとする。
【００９６】
シャッター１１２１は、冷却部１１２０から定着部１１０への送風を遮断又は開放する。開閉モータ１１２２は、制御部１１８０からの指示信号Ｓ７を受け、シャッター１１２１の開閉を制御する。変形例１では、指示信号Ｓ７が開閉モータ１１２２の回転の有無を指示するものとする。例えば、指示信号Ｓ７により回転有が指示され、開閉モータ１１２２が回転を開始すると、開閉モータ１１２２が回転している間、シャッター１１２１が開く。これにより、冷却部１１２０から定着部１１０への送風が開放される。一方、指示信号Ｓ７により回転無が指示され、開閉モータ１１２２が回転を終了すると、シャッター１１２１が閉じる。これにより、冷却部１１２０から定着部１１０への送風が遮断される。
【００９７】
なお、変形例１では、冷却部１１２０、シャッター１１２１、及び開閉モータ１１２２を、定着部１１０の後段（定着部１１０から記録紙が排出される方向）に配置することを想定しているが、配置場所はこれに限定されるものではない。
【００９８】
制御部１１８０は、モードでの線速で必要とされる定着温度に対し、温度検出部１１１により検出された温度が高い場合、開閉モータ１１２２にシャッター１１２１を開けさせるとともに、冷却部１１２０に、モードの遷移パターンに応じた回転速度でファンを回転させる制御を行う。
【００９９】
つまり、制御部１１８０は、開閉モータ１１２２に出力している指示信号Ｓ７の値を回転有に変更するとともに、冷却部１１２０に出力している指示信号Ｓ６の値をモードの遷移パターンに応じた回転速度に変更する。そして制御部１１８０は、温度検出部１１１により検出された温度が必要とされる定着温度となれば、指示信号Ｓ７の値を回転無に変更するとともに、冷却部１１２０に出力している指示信号Ｓ６の値を回転速度０に変更する。
【０１００】
なお、モードの遷移パターンとファンの回転速度との対応関係については、予め定められており、制御部１１８０は、これらの情報をファン速度テーブルとして保持（ＲＯＭが記憶）している。
【０１０１】
図９は、変形例１のファン速度テーブルの一例を示す図である。図９に示す例では、モードの遷移パターンと、当該遷移パターンでのモード遷移前及び遷移後の定着温度の組と、当該遷移パターンでのファンの回転速度とが、対応付けられている。なお、図９に示す例では、一部の遷移パターンについて記載し、他の遷移パターンについては記載を省略している。また、図９に示す例では、モードの種類を４種類としているが、これに限定されるものではない。
【０１０２】
図１０は、変形例１の制御部１１８０で行われるモード変更時の冷却制御処理の一例を示すフローチャート図であり、図４のフローチャート図のステップＳ１０９の詳細例である。
【０１０３】
まず、制御部１１８０は、開閉モータ１１２２に出力している指示信号Ｓ７の値から、シャッター１１２１が開いているか否かを確認する（ステップＳ２０１）。
【０１０４】
シャッター１１２１が開いていない場合（ステップＳ２０１でＮｏ）、制御部１１８０は、開閉モータ１１２２に出力している指示信号Ｓ７の値を回転有に変更し、開閉モータ１１２２にシャッター１１２１を開けさせる（ステップＳ２０３）。なお、ステップＳ２０１でＹｅｓの場合、ステップＳ２０３の処理は行われない。
【０１０５】
続いて、制御部１１８０は、ファン速度テーブルを参照して、モードの遷移パターンに応じたファンの回転速度を特定する（ステップＳ２０５）。
【０１０６】
続いて、制御部１１８０は、冷却部１１２０に出力している指示信号Ｓ６の値を特定した回転速度に変更し、所定タイミングが経過するまで冷却部１１２０にファンを回転させる動作制御を継続する（ステップＳ２０７、ステップＳ２０９でＮｏ）。
【０１０７】
なお、ここでは、ステップＳ２０９からステップＳ２０７へ戻る毎に、制御部１１８０は、温度検出部１１１により検出された温度を取得し、ファン速度テーブルを参照して、当該温度とモード遷移後の定着温度の組と一致（近似）するモード遷移前及び遷移後の定着温度の組に対応付けられたファンの回転速度を特定し、指示信号Ｓ６の値を特定した回転速度に変更するものとするが、これに限定されるものではない。また、所定タイミングは、モードの遷移パターンに依らず一定の期間であることを想定しているが、これに限定されるものではない。
【０１０８】
所定タイミングが経過すると（ステップＳ２０９でＹｅｓ）、制御部１１８０は、冷却部１１２０に出力している指示信号Ｓ６の値を回転速度０に変更し、冷却部１１２０にファンの回転を停止させる（ステップＳ２１１）。
【０１０９】
続いて、制御部１１８０は、開閉モータ１１２２に出力している指示信号Ｓ７の値を回転無に変更し、開閉モータ１１２２にシャッター１１２１を閉じさせる（ステップＳ２１３）。
【０１１０】
図１１は、変形例の温度制御により印刷（定着）待ち時間が短縮される原理の一例を説明するタイミングチャート図である。
【０１１１】
なお、図１１は、上記実施形態で説明した図５のタイミングチャート図にファン回転速度及びシャッター動作のタイミングチャート図を追加したものなので、ここでは、ファン回転速度及びシャッター動作のタイミングチャート図を中心に説明する。
【０１１２】
ｔ１の時点でモード４からモード３に移行されると、線速が高いモードから線速が低いモードに変更される。
【０１１３】
この際、変形例１では、制御部１１８０が、開閉モータ１１２２にシャッター１１２１を開けさせるとともに、冷却部１１２０に、モードの遷移パターンに応じた回転速度でファンを回転させる制御を行うため、ｔ２の時点では、定着部１１０の温度がモード３での線速で必要とされる定着温度となり、ｔ２の時点でモード３での印刷を開始できる。このため上記実施形態で説明したように、ｔ３−ｔ２時間、待ち時間を短縮でき、印刷物の生産性を向上できる。
【０１１４】
次に、ｔ４の時点でモード３からモード２に移行されると、線速が高いモードから線速が低いモードに変更される。
【０１１５】
この際、変形例１では、制御部１１８０が、開閉モータ１１２２にシャッター１１２１を開けさせるとともに、冷却部１１２０に、モードの遷移パターンに応じた回転速度でファンを回転させる制御を行うため、ｔ５の時点では、定着部１１０の温度がモード２での線速で必要とされる定着温度となり、ｔ５の時点でモード２での印刷を開始できる。このため上記実施形態で説明したように、ｔ６−ｔ５時間、待ち時間を短縮でき、印刷物の生産性を向上できる。
【０１１６】
次に、ｔ７の時点でモード２からモード１に移行されると、線速が高いモードから線速が低いモードに変更される。
【０１１７】
この際、変形例１では、制御部１１８０が、開閉モータ１１２２にシャッター１１２１を開けさせるとともに、冷却部１１２０に、モードの遷移パターンに応じた回転速度でファンを回転させる制御を行うため、ｔ８の時点では、定着部１１０の温度がモード１での線速で必要とされる定着温度となり、ｔ８の時点でモード１での印刷を開始できる。このため上記実施形態で説明したように、ｔ９−ｔ８時間、待ち時間を短縮でき、印刷物の生産性を向上できる。
【０１１８】
なお、図１１に示す例では、制御部１１８０は、温度検出部１１１により検出された温度に応じて、冷却部１１２０にファンの回転速度を可変制御させているため、定着部１１０の温度制御を精細に行うことができる。
【０１１９】
以上のように変形例１においても、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。
【０１２０】
なお変形例１では、ファンの回転速度を可変することで送風量を制御する例について説明したが、これに限定されず、シャッター１１２１の開閉度合いを制御することで送風量を制御するようにしてもよい。
【０１２１】
（変形例２）
上記実施形態及び変形例１では、モードの変更時を想定して説明したが、これに限定されず、上記実施形態及び変形例１の温度制御は、主電源オンによる立ち上げ時などにも適用できる。
【０１２２】
（変形例３）
また上記実施形態及び変形例１において、線速だけでなく紙種に応じて、必要とされる定着温度を定めておいてもよい。このようにすれば、低い温度で十分な定着が必要とされる紙種にも対応できる。
【０１２３】
（変形例４）
また上記実施形態では、印刷装置を例に取り、画像形成装置について説明したが、これに限定されず、画像形成装置は、複写機、複合機（ＭＦＰ：Multifunction  Peripheral）、及びファクシミリ装置などであってもよい。複合機は、複写機能、印刷機能、スキャナ機能、及びファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有するものである。
【符号の説明】
【０１２４】
１０  印刷装置
１２  給紙トレイ
１４  給紙ローラ
１６  分離ローラ対
１８  画像形成部
２０Ｂ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙ  作像部
２２Ｂ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｙ  感光体ドラム
２４Ｂ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｙ  帯電器
２６Ｂ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｙ  現像器
２８Ｂ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｙ  転写器
３０Ｂ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｙ  除電器
３２  ＬＥＤＡヘッド
３４  搬送ベルト
３６  駆動ローラ
３８  従動ローラ
１００、１１００  定着装置
１１０  定着部
１１０Ａ  主ヒータ
１１０Ｂ  補助ヒータ
１１１  温度検出部
１１２  加圧部
１２０、１１２０  冷却部
１３０  キャパシタ
１４０  充放電回路
１５０  ＡＣ電源
１５１  主電源スイッチ（主電源ＳＷ）
１５２  ＤＣ電源生成回路
１６０  駆動回路
１７８  操作部
１８０、１１８０  制御部
２００  定着機構
１１２１  シャッター
１１２２  開閉モータ
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２５】
【特許文献１】特開２０１０−２５６４９２号公報
【図１】
2015187722.tif 000003
【図２】
2015187722.tif 000004
【図３】
2015187722.tif 000005
【図４】
2015187722.tif 000006
【図５】
2015187722.tif 000007
【図６】
2015187722.tif 000008
【図７】
2015187722.tif 000009
【図８】
2015187722.tif 000010
【図９】
2015187722.tif 000011
【図１０】
2015187722.tif 000012
【図１１】
2015187722.tif 000013