(57)【要約】【課題】記録材４１０に作像したトナー像ｔを熱定着する回転式の定着手段４０を有する画像形成装置において、定着手段４０の蓄熱状態に応じて最適な定着性を実現する。【解決手段】定着手段４０が蓄熱している熱量を予測する蓄熱量予測手段６０１・Ａと、定着手段が定着可能状態に至ってから定着手段を空回転させる空回転手段６０１・Ｃ・４２２・Ｍと、定着手段４０を空回転させる時間を決定する空回転時間決定手段６０１・Ｂと、を有し、前記空回転時間は、前記蓄熱量予測手段により予測された予測蓄熱量を元に決定される事を特徴とする画像形成装置。【選択図】図２
2004126191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材に作像したトナー像を熱定着する定着手段を有する画像形成装置において、
前記定着手段が蓄熱している熱量を予測する蓄熱量予測手段と、
前記定着手段が定着可能状態に至ってから前記定着手段を空回転させる空回転手段と、
前記定着手段を空回転させる時間を決定する空回転時間決定手段と、
を有し、前記空回転時間は、前記蓄熱量予測手段により予測された予測蓄熱量に基いて決定される事を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
予測蓄熱量が大きいときには、空回転時間を短く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】
前記蓄熱量予測手段は、前記定着手段の蓄熱量を、定着手段が定着可能準備状態から定着可能状態に至るまでのウォームアップ時間を元に予測する事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】
前記定着手段は、定着ローラ、加圧ローラ、定着ローラを加熱する定着ローラ加熱ヒータ、加圧ローラを加熱する加圧ローラ加熱ヒータ、及び前記定着ローラと前記加圧ローラを回転させる定着モータから構成されている事を特徴とする請求項１から３の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記空回転時間決定手段は、前記予測蓄熱量から空回転時間を決定するための空回転時間決定テーブルを有する事を特徴とする請求項１から４の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記空回転時間決定テーブルは、複数の設定時間から構成されている事を特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記空回転時間決定テーブルは、前記予測蓄熱量が少ない程、前記空回転時間が長くなる様に構成されている事を特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項８】
定着回転体及び加圧回転体から構成される回転体対の定着手段を有する画像形成装置において、
前記画像形成装置がウォームアップに要するウォームアップ時間を計測するウォームアップ時間計測手段と、
前記ウォームアップ時に前記定着手段を回転させるためのウォームアップ回転手段と、
前記画像形成装置が画像形成可能になり、なおかつ画像形成を開始するための画像形成開始信号を受け取る前のスタンバイ時間に、前記定着手段を空回転させる空回転手段と、
前記定着手段を空回転させる空回転時間を決定する空回転時間決定手段と、
を有し、前記空回転時間は、少なくとも前記ウォームアップ時間に基づいて決定される事を特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
この空回転時間は、ウォームアップ時間が短いと短くなることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
画像形成中に定着手段を回転させる画像形成回転手段を有し、前記空回転手段における定着手段の空回転速度は、前記ウォームアップ回転手段における定着手段のウォームアップ回転速度よりも遅く、なおかつ前記画像形成回転手段における定着手段の画像形成回転速度よりも遅い事を特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記空回転時間は、画像形成装置の機内温度、及び機内湿度によっても決定される事を特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真記録方式・静電記録方式などの適宜の作像方式により転写シート・感光紙・静電記録紙等の記録材に転写方式もしくは直接方式にて作像したトナー像を熱定着する回転式の定着手段を有する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の複写機やプリンタ等の画像形成装置では、記録材（以下転写シートと記す）に形成担持させたトナー像を定着させるために、加熱された２本のローラ間を通して、熱及び圧力で定着する、所謂ローラ式定着装置が広く使われている。図１０は、従来のローラ式定着装置の断面を表した図である。１０１は定着ローラであり、１０２は加圧ローラである。この両ローラ１０１・１０２は所定の押圧力で圧接させて定着ニップ部Ｎを形成させてあり、矢印の方向に所定の周速度にて回転駆動される。
定着ローラ１０１には、筒状に構成されている芯金１０３に定着ヒータ（ハロゲンヒータ等）１０５を挿入して配設してある。この定着ヒータ１０５は通電される事により熱を発し、芯金１０３を暖める。芯金１０３は、定着ヒータ１０５より供給される熱を定着ローラ１０１に伝達する事により定着ローラ１０１を暖める。定着ローラ１０１の表面温度が定着ローラ１０１の長手略中央部位置に対応させて配設したメイン温度センサ１０７で検知され、その検知温度情報が制御回路１１０に入力する。制御回路１１０はメイン温度センサ１０７からの検知温度情報を元に定着ヒータ１０５に対する電力供給回路１１１を制御する。すなわち定着ローラ１０１の表面温度を所定の一定温度に保つように定着ヒータ１０５の点灯を制御している。
また、１０８は定着ローラ１０１の端部（非通紙域）に対応させて配設したサブ表面温度センサであり、該温度センサ１０８の検知温度情報が制御回路１１０に入力する。制御回路１１０は該温度センサ１０８からの入力検知温度情報が所定の限界温度以上になったときには定着ヒータ１０５に対する電力供給を緊急遮断する。すなわち、サブ表面温度センサ１０８はメイン温度センサ１０７の故障等で正しく定着ローラ表面温度を読み取る事ができなくなった時に、定着ローラが過剰加熱されて定着装置が故障することを未然に防止する役割を持っている。
上記の定着ローラ１０１は、転写シート１０９が定着ローラ１０１と加圧ローラ１０２の圧接部である定着ニップ部Ｎを挟持搬送されて通る時、転写シート１０９上のトナー像ｔを転写シートＰに熱定着させるための熱をトナーに提供する。プリント待機中は、定着ローラ１０１及び加圧ローラ１０２は共に回転しないため、定着ローラ１０１から加圧ローラ１０２に対して熱が供給されずに加圧ローラ１０２が冷えている。従って、プリント開始直後に転写シート１０９が定着ニップ部Ｎを通過する時に、本来転写シート１０９に伝導されるべき定着ローラ１０１の熱が加圧ローラ１０２に脱熱され、転写シート１０９のトナー像ｔが定着不良になるという問題があった。
そこで、加圧ローラ１０２の筒状に構成されている芯金１０４に保温ヒータ（ハロゲンヒータ等）１０６を挿入して配設してプリント待機中に該保温ヒータ１０６に電力供給制御するようにしている。すなわち、該保温ヒータ１０６がプリント待機中に加圧ローラ１０２に芯金１０４を通じて加圧ローラへ一定量の熱を伝導し、加圧ローラを保温する事により、プリント開始直後の定着不良を防止している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１１は、従来例における電源投入時の複写機またはプリンタのタイミングチャートを示している。２０１はプリンタがプリント開始可能状態を表している。電源投入タイミング２０３からプリンタはプリント準備動作（ウォームアップ動作）に入り、タイミング２０４でプリント可能状態へと至る。
【０００４】
一方、２０２は図１０で示した定着装置の定着ローラ１０１及び加圧ローラ１０２の回転状態を示したタイミングチャートである。定着ローラ１０１及び加圧ローラ１０２は、定着ローラ全体に熱を均一に伝達させ、なおかつローラ表面温度を素早く上げるために、電源投入後、プリント可能タイミング２０４に至るまで定着ローラおよび加圧ローラを回転させながら加熱を続ける。
【０００５】
次に、メイン温度センサ１０７の検出値が、プリント開始可能温度に達した時がプリント可能タイミング２０４となる。更に、プリント可能タイミング２０４に至った直後は、定着ローラ表面の熱量は均一であっても芯金１０３が十分に温まっていない状態であり、前記状態でプリント命令が入力されずに待機する場合、タイミング２０４でローラの回転を直ぐに止めてしまうとローラへの熱の伝達が十分でなくなり、待機後のプリント命令による転写シート１０９への印刷に定着ムラや定着不良が生じるという問題があった。
【０００６】
そこで、プリント可能タイミング２０４に至った後直後、プリント命令が入力されるまでは、ローラを一定時間（時間Ｔ）空回転し続ける事により、プリント待機状態であっても、定着ローラ１０１と加圧ローラ１０２の芯金１０３及び芯金１０４からローラ全体に熱がムラなく伝達されるため、安定した定着性を保つ事が可能になっていた。また、前記空回転中にプリント命令が入力された場合であっても、ローラの回転を継続して転写シートを定着する事が可能であるため、次のプリントのためのプリント準備動作時間が延びる事もなく、操作性を失う事もなかった。
【特許文献１】
特開平　５−３３３６２４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述した従来の技術における空回転時間Ｔは、プリント可能状態２０４から一定時間であり、定着ローラ１０１及び加圧ローラ１０２及び芯金１０３及び芯金１０４が十分に冷えた状態で電源投入２０３される事を前提に時間を決定していた。
【０００８】
従って、例えば前記ローラ１０１・１０２及び芯金１０３・１０４がプリント動作終了後等で十分に加熱された状態で電源を再投入した場合、前記空回転時間Ｔだけローラ１０１・１０２の空回転を行うと、芯金１０３・１０４の熱がローラ表面に行き渡りすぎる事により、転写シート１０９を定着する時に、溶解したトナーが定着ローラ１０１表面に固着するホットオフセットを引き起こし、定着不良の要因となっていた。逆に、空回転時間Ｔを短くしてしまうと、前述した様にローラに対する熱が十分行き渡らずに定着不良を起こしてしまう。
【０００９】
この様に、プリント準備動作が開始する時の定着装置の蓄熱状態により、必要な空回転時間Ｔは異なるため、理想的な空回転時間Ｔを設定する事は困難であった。また、芯金の蓄熱量は定着ローラの表面温度から推測する事が難しく、定着装置の蓄熱状態を推測する事も困難であった。また、芯金の熱量を直接測定するセンサを設ける事は、装置構成の複雑化、制御の複雑化につながるため、安価で、簡易な推測方法が必要とされてきた。
【００１０】
本発明は上記に鑑みて提案されたもので、記録材に作像したトナー像を熱定着する回転式の定着手段を有する画像形成装置において、定着装置の蓄熱状態に応じて最適な定着性を実現して定着装置の蓄熱状態がいかなる状態であっても定着不良を発生させない事を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記の構成を特徴とする画像形成装置である。
【００１２】
（１）記録材に作像したトナー像を熱定着する定着手段を有する画像形成装置において、
前記定着手段が蓄熱している熱量を予測する蓄熱量予測手段と、
前記定着手段が定着可能状態に至ってから前記定着手段を空回転させる空回転手段と、
前記定着手段を空回転させる時間を決定する空回転時間決定手段と、
を有し、前記空回転時間は、前記蓄熱量予測手段により予測された予測蓄熱量に基いて決定される事を特徴とする画像形成装置。
【００１３】
（２）予測蓄熱量が大きいときには、空回転時間を短くすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【００１４】
（３）前記蓄熱量予測手段は、前記定着手段の蓄熱量を、定着手段が定着可能準備状態から定着可能状態に至るまでのウォームアップ時間を元に予測する事を特徴とする（１）または（２）に記載の画像形成装置。
【００１５】
（４）前記定着手段は、定着ローラ、加圧ローラ、定着ローラを加熱する定着ローラ加熱ヒータ、加圧ローラを加熱する加圧ローラ加熱ヒータ、及び前記定着ローラと前記加圧ローラを回転させる定着モータから構成されている事を特徴とする（１）から（３）の何れかに記載の画像形成装置。
【００１６】
（５）前記空回転時間決定手段は、前記予測蓄熱量から空回転時間を決定するための空回転時間決定テーブルを有する事を特徴とする（１）から（４）の何れかに記載の画像形成装置。
【００１７】
（６）前記空回転時間決定テーブルは、複数の設定時間から構成されている事を特徴とする（５）に記載の画像形成装置。
【００１８】
（７）前記空回転時間決定テーブルは、前記予測蓄熱量が少ない程、前記空回転時間が長くなる様に構成されている事を特徴とする（５）に記載の画像形成装置。
【００１９】
（８）定着回転体及び加圧回転体から構成される回転体対の定着手段を有する画像形成装置において、
前記画像形成装置がウォームアップに要するウォームアップ時間を計測するウォームアップ時間計測手段と、
前記ウォームアップ時に前記定着手段を回転させるためのウォームアップ回転手段と、
前記画像形成装置が画像形成可能になり、なおかつ画像形成を開始するための画像形成開始信号を受け取る前のスタンバイ時間に、前記定着手段を空回転させる空回転手段と、
前記定着手段を空回転させる空回転時間を決定する空回転時間決定手段と、
を有し、前記空回転時間は、少なくとも前記ウォームアップ時間に基づいて決定される事を特徴とする画像形成装置。
【００２０】
（９）この空回転時間は、ウォームアップ時間が短いと短くなることを特徴とする（８）に記載の画像形成装置。
【００２１】
（１０）画像形成中に定着手段を回転させる画像形成回転手段を有し、前記空回転手段における定着手段の空回転速度は、前記ウォームアップ回転手段における定着手段のウォームアップ回転速度よりも遅く、なおかつ前記画像形成回転手段における定着手段の画像形成回転速度よりも遅い事を特徴とする（８）に記載の画像形成装置。
【００２２】
（１１）前記空回転時間は、画像形成装置の機内温度、及び機内湿度によっても決定される事を特徴とする（８）に記載の画像形成装置。
【００２３】
（作　用）
すなわち、本発明では、前記空回転時間の設定を複数段階持ち、なおかつ定着ローラ及び定着ローラの芯金の温まり状態を予測する事により、プリント準備開始状態で既に定着ローラ及び芯金の蓄熱量が十分でないと予測される場合にはプリント可能状態に至ってからの空回転時間を長くし、プリント準備開始状態で定着ローラ及び芯金の蓄熱量が十分であると予測される場合には空回転時間を短くする事によって、定着装置の蓄熱状態がいかなる状態であっても定着不良を発生させない事を特徴とする。
【００２４】
また本発明では、定着ローラ及び芯金の蓄熱量の予測手段として，プリント準備動作に要した時間を元に推測する事を特徴とする。
【００２５】
すなわち、芯金の蓄熱量が少ない時には、センサの検出値がプリント開始可能温度に達するまでに要する時間が、蓄熱量が多い場合に比べて長い時間を要するため、芯金の蓄熱量の予測手段として用いることができる。
【００２６】
本発明により、芯金の特別な装置の追加を必要とすることなく、なおかつ比較的容易に芯金の蓄熱量の推定が可能になる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
〈第１の実施例〉
（１）画像形成装置例
図１に、本実施例の画像形成装置の構成略図を示した。本例の画像形成装置は中間転写ベルトを用いた、タンデムタイプの電子写真カラー画像形成装置である。この画像形成装置自体は公知に属するので、その説明は簡単にとどめる。
【００２８】
１Ｒは、原稿の複写動作を行う場合の原稿読み取り部である。１Ｐは、画像出力部であり、大別して、画像形成部１０（４つのステーションａ、ｂ、ｃ、ｄが並設されており、その構成は同一である）、給紙ユニット２０、中間転写ユニット３０、定着ユニット４０及び制御ユニット（不図示）から構成される。
【００２９】
さらに、個々のユニットについて詳しく説明する。画像形成部１０は次に述べるような構成になっている。像担持体としての感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄがその中心で軸支され、矢印方向に回転駆動される。感光ドラム１１ａ〜１１ｄの外周面に対向してその回転方向に一次帯電器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、光学系１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、現像装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが配置されている。一次帯電器１２ａ〜１２ｄにおいて感光ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に均一な帯電量の電荷を与える。
【００３０】
次いで光学系１３ａ〜１３ｄにより、記録画像信号に応じて変調した例えばレーザービームなどの光線を感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に露光させることによって、そこに静電潜像を形成する。さらに、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックといった４色の現像剤（トナー）をそれぞれ収納した現像装置１４ａ〜１４ｄによって上記静電潜像を顕像化する。顕像化された可視画像を中間転写体に転写する画像転写領域Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄの下流側では、クリーニング装置１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄにより記録材（転写材）に転写されずに感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に残されたトナーを掻き落としてドラム表面の清掃を行う。以上に示したプロセスにより、各トナーによる画像形成が順次行われる。
【００３１】
給紙ユニット２０は，記録材４１０を収納するためのカセット２１ａ・ｂおよび手差しトレイ２７、カセット内もしくは手差しトレイより記録材４１０を一枚ずつ送り出すためのピックアップローラ２２ａ・ｂおよび２６、各ピックアップローラから送り出された記録材４１０をレジストローラまで搬送するための給紙ローラ対２３及び給紙ガイド２４、そして画像形成部の画像形成タイミングに合わせて記録材４１０を二次転写領域Ｔｅへ送り出すためのレジストローラ２５ａ、２５ｂから成る。
【００３２】
中間転写ユニット３０について詳細に説明する。中間転写ベルト３１（その材料として例えば、ＰＥＴ［ポリエチレンテレフタレート］やＰＶｄＦ［ポリフッ化ビニリデン］などが用いられる）は、中間転写ベルト３１に駆動を伝達する駆動ローラ３２、ばね（不図示）の付勢によって中間転写ベルト３１に適度な張力を与えるテンションローラ３３、ベルトを挟んで二次転写領域Ｔｅに対向する従動ローラ３４に巻回させる。これらのうち駆動ローラ３２とテンションローラ３３の間に一次転写平面Ａが形成される。駆動ローラ３２は金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（ウレタンまたはクロロプレン）をコーティングしてベルトとのスリップを防いでいる。駆動ローラ３２はパルスモータ（不図示）によって回転駆動される。各感光ドラム１１ａ〜１１ｄと中間転写ベルト３１が対向する一次転写領域Ｔａ〜Ｔｄには、中間転写ベルト３１の裏に一次転写ブレード３５ａ〜３５ｄが配置されている。従動ローラ３４に対向して二次転写ローラ３６が配置され、中間転写ベルト３１とのニップによって二次転写領域Ｔｅを形成する。二次転写ローラ３６は中間転写体に対して適度な圧力で加圧されている。また、中間転写ベルト上、二次転写領域Ｔｅの下流には中間転写ベルト３１の画像形成面をクリーニングするためのクリーニング装置５０が配され、前記クリーニング装置５０は、クリーナーブレード５１（材質としては、ポリウレタンゴムなどが用いられる）および廃トナーを収納する廃トナーボックス５２から成る。
【００３３】
定着装置（定着ユニット）４０は、次の（２）項で説明するように、内部にハロゲンヒータなどの熱源を備えた定着ローラ４０１とそのローラに加圧される加圧ローラ４０２、及び上記ローラ対が形成する定着ニップ部へ記録材（転写材）４１０を導くためのガイド４３、また、上記ローラ対から排出されてきた記録材４１０をさらに装置外部に導き出すための内排紙ローラ４４、外排紙ローラ４５などから成る。
【００３４】
制御ユニットは、上記各ユニット内の機構の動作を制御するための制御基板７０や、モータドライブ基板（不図示）などから成る。
【００３５】
次に装置の動作に即して説明を加える。画像形成動作開始信号が発せられると、まずピックアップローラ２２ａにより、カセット２１ａから記録材４１０が一枚ずつ送り出される。そして給紙ローラ対２３によって記録材４１０が給紙ガイド２４の間を案内されてレジストローラ２５ａ、２５ｂまで搬送される。その時レジストローラは停止されており、紙先端はニップ部に突き当たる。その後、画像形成部が画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラは回転を始める。この回転時期は、記録材４１０と画像形成部より中間転写ベルト上に一次転写されたトナー画像とが二次転写領域Ｔｅにおいてちょうど一致するようにそのタイミングが設定されている。
【００３６】
一方画像形成部では、画像形成動作開始信号が発せられると、前述したプロセスにより中間転写ベルト３１の回転方向において一番上流にある感光ドラム１１ｄ上に形成されたトナー画像が、高電圧が印加された一次転写用帯電器３５ｄによって一次転写領域Ｔｄにおいて中間転写ベルト３１に一次転写される。一次転写されたトナー像は次の一次転写領域Ｔｃまで搬送される。そこでは各画像形成部間をトナー像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行われており、前画像の上にレジストを合わせて次のトナー像が転写される事になる。以下も同様の工程が繰り返され、結局４色のトナー像が中間転写ベルト３１上において一次転写される。
【００３７】
その後記録材４１０が二次転写領域Ｔｅに進入、中間転写ベルト３１に接触すると、記録材４１０の通過タイミングに合わせて二次転写ローラ３６に、高電圧を印加させる。そして前述したプロセスにより中間転写ベルト上に形成された４色のトナー画像が記録材４１０の表面に転写される。その後記録材４１０は搬送ガイド４３によって定着ローラニップ部まで正確に案内される。そしてローラ対４１Ａ、４１Ｂの熱及びニップの圧力によってトナー画像が紙表面に定着される。その後、内外排紙ローラ４４、４５により搬送され、紙は機外の排紙トレイ４８に排出される。
【００３８】
（２）定着装置４０
図２は、本実施例における定着装置４０の構成略図である。４０１は定着ローラであり、４０２は加圧ローラである。この両ローラ４０１・４０２は所定の押圧力で圧接させて定着ニップ部Ｎを形成させてあり、矢印の方向に所定の周速度にて回転駆動される。
定着ローラ４０１には、筒状に構成されている芯金４０３に第１と第２の定着ヒータ（ハロゲンヒータ等）４０５・４０６を挿入して配設してある。この定着ヒータ４０５・４０６は通電される事により熱を発し、芯金１０３を暖める。
定着ローラ４０１の表面温度が定着ローラ４０１の長手略中央部位置に対応させて配設したメイン温度センサ４０８で検知され、その検知温度情報がＡ／Ｄ変換器６０８を介してＣＰＵ（制御回路）６０１に入力する。ＣＰＵ６０１はメイン温度センサ４０８からの検知温度情報を元に定着ヒータ４０５・４０６に対する電力供給回路４２１を制御する、すなわち定着ローラ４０１の表面温度を所定の一定温度に保つように定着ヒータ４０５・４０６の点灯を制御している。
本実施例では、第１の定着ヒータ４０５は定着ローラ４０１の中央部に対して熱を供給し、第２の定着ヒータ４０６は定着ローラ４０１の端部に対して熱を供給する。また、第２の定着ヒータ４０６の点灯制御は、通紙される記録材４１０の幅によって複数の点灯時間デューティから選択して制御される。
【００３９】
ＣＰＵ６０１は、Ａ／Ｄ変換器６０８を通じて、前述したメインとサブの定着温度センサ４０８及び４０９のアナログ出力値をディジタルデータへ変換することにより定着ローラ表面の温度を計測する。
前述の様に定着ヒータを２本４０５・４０６で構成する事により、定着ローラ４０１の熱量を上げる事が出来るだけでなく、用紙幅の狭い用紙を定着させる時に、用紙が通過しない定着ローラ端部温度が異常昇温してしまう事を防止する。
また、４０９は定着ローラ４０１の端部（非通紙域）に対応させて配設したサブ表面温度センサであり、該温度センサ４０９の検知温度情報がＣＰＵ６０１に入力する。ＣＰＵ６０１は該温度センサ４０９からの入力検知温度情報が所定の限界温度以上になったときには定着ヒータ４０５・４０６・４０７に対する電力供給を緊急遮断する。すなわち、サブ表面温度センサ１０８はメイン温度センサ１０７の故障等で正しく定着ローラ表面温度を読み取る事ができなくなった時に、定着ローラが過剰加熱されて定着装置が故障することを未然に防止する役割を持っている。
上記の定着ローラ４０１は、記録材４１０が定着ローラ４０１と加圧ローラ４０２の圧接部である定着ニップ部Ｎを挟持搬送されて通る時、記録材４１０上のトナー像ｔを記録材４１０に熱定着させるための熱をトナーに提供する。
４０７は加圧ローラ４０２の筒状に構成されている芯金４０４に挿入して配設して保温ヒータ（ハロゲンヒータ）であり、プリント待機中に該保温ヒータ４０４に電力供給制御するようにしている。すなわち、該保温ヒータ４０４がプリント待機中に加圧ローラ４０２に芯金４０４を通じて加圧ローラ４０２へ一定量の熱を伝導し、加圧ローラを保温する事により、プリント開始直後の定着不良を防止している。
【００４０】
Ｍは定着ローラ４０１・加圧ローラ４０２を回転駆動させる定着モータであり、ＣＰＵ６０１によりコントローラ４２２を介して駆動制御される。４２３は温度・湿度センサ（環境センサ）であり、プリンタ内の温度・湿度情報をＣＰＵ６０１に入力する。またＣＰＵ６０１は、定着装置の蓄熱量予測機能部Ａ、定着装置の空回転時間決定機能部Ｂ、定着装置の空回転実行機能部Ｃ等を有する。
【００４１】
図３は、本実施例の画像形成装置を制御する制御コントローラの構成を示すブロック図であり、ＣＰＵ６０１、イメージリーダー制御部６０２、画像信号制御部６０３、プリンタ制御部６０４、ＲＯＭ６０５、ＲＡＭ６０６、操作パネル制御部６０７等から構成される。
【００４２】
ＣＰＵ６０１は、ＲＯＭ６０５に格納されているプログラムを実行することにより、リーダー制御部６０２を通じて原稿読み取り部１Ｒを制御する。
【００４３】
画像信号制御部６０３は、原稿読み取り部１Ｒから読み込まれた原稿の画像データもしくは、ネットワークを通じて画像信号制御部６０３に入力された画像データを蓄積し、プリンタ制御部６０４に対してプリントデータを出力する。
【００４４】
ＣＰＵ６０１は、操作パネル制御部６０７を介して、操作パネル（不図示）を制御する。
【００４５】
図４は、ＲＯＭ６０５及びＲＡＭ６０６の領域割付について述べた図である。７０１はＲＯＭ６０５上に格納されたデータであり、プログラムが格納された領域７０３と、プログラム実行に必要な固定パラメータが格納された領域７０４と、定着モータ空回転時間テーブル７０５及び、前記空回転時間テーブルから空回転時間を決定するための、ウォームアップ時間閾値データ７０６から構成される。
【００４６】
７０２はＲＡＭ６０６の領域割付で、プログラム実行に必要なスタック領域７０７、変数領域７０８、測定したウォームアップ回転時間を格納する変数領域７０９から構成される。
【００４７】
図５により、ＣＰＵ６０１が制御する、図１で示した定着装置４０の温度制御アルゴリズムについて述べる。
【００４８】
まず、電源投入後、８０１では定着装置の制御目標温度格納変数Ｔｒｅｆに初期値１９０℃を格納する。次に８０２で、図６に示したテーブルを参照し、画像形成装置の状態に従って、制御目標温度Ｔｒｅｆを変更する（８０３）。次にＡ／Ｄ変換器６０８より、温度センサ４０８の入力値を変換した値をＴｓｎｓに格納する（８０４）。次に８０５では、制御温度Ｔｒｅｆと検出温度Ｔｓｎｓを比較し（８０５）、ＴｓｎｓがＴｒｅｆ以下であれば図７に示したヒータ点灯シーケンスにより第１・第２の定着ヒータ４０５、４０６を点灯制御する（８０７）。一方、ＴｓｎｓがＴｒｅｆを上回っている時には８０６で、第１・第２の定着ヒータ４０５、４０６は点灯しない。
【００４９】
図６は、画像形成装置の状態とＴｒｅｆの設定値の関係を表したテーブルである。９０１は、画像形成装置４０がプリント準備動作をしている時の制御温度を示している。９０２は、プリント開始した時の制御温度を示している。９０４は、プリントが終了した時の制御温度で、ウォームアップ開始温度と等しい。また、用紙ＪＡＭ等で、画像形成装置を緊急停止させる必要がある状態では、制御温度を０℃に設定することにより、ヒータを点灯させないように制御している。また、図示しないが、ＣＰＵ６０１は定着ローラ４０１、および加圧ローラ４０２を回転させる制御も行っている。
【００５０】
図７は、図５で述べた定着ヒータ担当シーケンスについて述べている。１００１では、画像形成装置がプリント可能状態（スタンバイ状態）であるかどうかを判断する。スタンバイ状態の時は、画像形成装置内部の機内温度の上昇防止、および消費電力の低減のため、第１の定着ヒータ４０５を消灯し、第２の定着ヒータ４０６のみを点灯する（１００２）。一方、スタンバイ状態外の場合は、定着ローラに対して十分熱量を与える必要があるため、定着ヒータ４０５、４０６共に点灯させている（１００３）。
【００５１】
図８は、本実施例１における、電源投入時から、プリント終了までの定着装置の制御タイムチャートを示している。５０１はプリンタがプリント開始可能状態を表している。電源投入タイミング５０３からプリンタはプリント準備動作（ウォームアップ動作）に入り、タイミング５０４でプリント可能状態へと至る。
【００５２】
一方、５０２は図２で示した定着装置の定着ローラ４０１及び加圧ローラ４０２の回転状態を示したタイミングチャートである。定着ローラ４０１及び加圧ローラ４０２は、定着ローラ全体に熱を均一に伝達させ、なおかつローラ表面温度を素早く上げるために、電源投入後、プリント可能タイミング５０４に至るまで定着ローラおよび加圧ローラを回転させながら加熱を続ける。
【００５３】
次に、ＣＰＵ６０１は、電源投入５０３からプリント可能状態５０４へと至るに要した時間をカウントし、ＲＡＭ６０５（図３・図４）におけるＴｐｒｅｒｏｔ格納領域７０９に記憶しておく。次に、プリント可能タイミング５０４に至った後直後、プリント命令が入力されるまでは、図９で決定する空回転時間Ｔｉｄｌｅｒｏｔだけ空回転し続ける事により、プリント待機状態であっても、芯金４０３及び芯金４０４からローラ全体に熱がムラなく伝達されるため、安定した定着性を保つ事が可能になる。
【００５４】
また、前記空回転中にプリント命令が入力された場合であっても、ローラの回転を継続して転写シートを定着する事が可能であるため、プリント準備動作時間が延びる事もなく、操作性を失う事もなかった。
【００５５】
更に、図９によりＴｐｒｅｒｏｔから最適な空回転時間を求めているため、定着ローラが十分温まった状態での電源投入であっても、長時間電源が投入されていない状態からの電源投入であっても、定着性を悪化させることがなくなる。
【００５６】
前述した図９は、空回転時間Ｔｉｄｌｅｒｏｔ決定ルーチンを示している。１１０１では、ウォームアップ時間Ｔｐｒｅｒｏｔが、本実施例で述べているウォームアップ時間閾値データ７０６（図４）に格納されている閾値２分３０秒よりも長いかどうかを判断する（１１０１）。長い場合は、芯金４０３、４０４の蓄熱量は少ないと判断し、データ７０５（空回転時間テーブル）から取り出した設定値５分をＴｉｄｌｅｒｏｔに設定する。短い場合は、同様にデータ７０５から取り出した設定値１分をＴｉｄｌｅｒｏｔに設定する。
【００５７】
〈第２の実施例〉
第２の実施例は、図９におけるＴｉｄｌｅｒｏｔを決定するＴｐｒｅｒｏｔ時間の閾値を複数持ち、芯金の予測蓄熱量に応じて、定着ローラのより細かい空回転時間の設定を行える様にする。更に、スタンバイ状態での定着ローラの空回転は、第１の実施例で述べた画像形成装置の静粛性を考慮すると、なるべく遅い速度で回った方がよい。そこで第２の実施例では、定着ローラがウォームアップ回転から空回転に移行した時、回転速度を遅くすることにより、画像形成装置の静粛性と安定した定着性を同時に実現する。また、第２の実施例では、芯金の予測蓄熱量を機内の温度、及び湿度から判断する。その他の装置構成制御は第１の実施例と同様であるので再度の説明を省略する。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、新しいセンサを追加することなく、容易なアルゴリズムにより芯金の蓄熱量を予測し、予測蓄熱量に応じて最適な空回転時間を決定することにより、いかなる状態でのウォームアップであっても高品質な定着性を実現することができる。
【００５９】
更に、より細かい空回転時間の段階を持つことにより、より高品質な定着性を実現すると共に、定着ローラ空回転速度を遅くすることにより、画像形成装置の静粛性も同時に実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１、第２の実施例における画像形成装置について説明した図である。
【図２】第１、第２の実施における定着装置について説明した図である。
【図３】第１、第２の実施例における画像形成装置の制御回路について説明した図である。
【図４】第１、第２の実施例における画像形成装置制御回路のＲＯＭおよびＲＡＭマップについて説明した図である。
【図５】第１、第２の実施例における定着装置の制御アルゴリズムについて説明した図である。
【図６】第１、第２の実施例における画像形成装置の状態と定着装置制御温度について説明した図である。
【図７】第１、第２の実施例における画像形成装置の定着ヒータ点灯シーケンスについて説明した図である。
【図８】第１、第２の実施例における画像形成装置の電源投入からプリント終了までのタイムチャートを示した図である。
【図９】第１の実施例における画像形成装置の定着ローラ空回転時間決定ルーチンについて説明した図である。
【図１０】従来例における画像形成装置の定着装置について説明した図である。
【図１１】従来例における画像形成装置の電源投入からプリント終了までのタイムチャートを示した図である。
【符号の説明】
４０・・定着装置、４０１・・定着ローラ、４０２・・加圧ローラ、４０５〜４０７・・ヒータ
【図１】
2004126191.tif 000003
【図２】
2004126191.tif 000004
【図３】
2004126191.tif 000005
【図４】
2004126191.tif 000006
【図５】
2004126191.tif 000007
【図６】
2004126191.tif 000008
【図７】
2004126191.tif 000009
【図８】
2004126191.tif 000010
【図９】
2004126191.tif 000011
【図１０】
2004126191.tif 000012
【図１１】
2004126191.tif 000013