(57)【要約】【課題】電子写真形成装置の印刷待機モードにおける消費電力を低減する。【解決手段】電子写真形成装置が印刷待機モードにある場合，定着部の温度を高温の第１設定温度と低温の第２設定温度との間に制御する。第２設定温度から定着手段の運転温度まで１０秒以内に昇温され，第２設定温度は１００℃以下である。これにより，印刷待機モードから印刷モードへ移行したときのＦＰＯＴを短縮（約１０ｓｅｃ以内）することができる。これに加えて，印刷待機モードにおける電力消費を大幅に低減（約７５％減）することが可能となる。【選択図】　　図７
2004062181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子画像形成装置の電力制御方法であって，
前記電子画像形成装置は，作動流体が収容されたヒートパイプを含み，トナーを用紙に定着させる定着手段と，前記定着手段の発熱部に電力を供給する電力供給部と，前記定着手段の温度を測定する定着温度測定部と，前記定着温度測定部で測定された温度を所定の温度と比較して前記電力供給部から前記発熱部に供給される電力を制御する制御部とを備え，
（ａ）当該電子画像形成装置が印刷待機モードにあるか否かを判断する段階と，
（ｂ）当該電子画像形成装置が印刷待機モードにある場合，前記定着手段の温度を，運転温度よりも低い第１設定温度と，当該第１設定温度よりも低くかつ１００℃以下の第２設定温度との間に制御する段階と，
（ｃ）前記定着手段の温度を，前記第２設定温度から前記運転温度まで１０秒以内に上昇させる段階と，
を有することを特徴とする，電子画像形成装置の電力制御方法。
【請求項２】
前記第２設定温度は，８５℃以下であることを特徴とする，請求項１に記載の電子画像形成装置の電力制御方法。
【請求項３】
前記印刷待機モードにおける前記定着手段の消費電力は，時間平均２０ワット以下であることを特徴とする，請求項１または２に記載の電子画像形成装置の電力制御方法。
【請求項４】
前記（ａ）段階では，
前記用紙に画像が印刷される印刷モードが終了してから第１設定時間が経過したことをもって，当該電子画像形成装置が印刷待機モードにあると判断することを特徴とする，請求項１〜３のいずれかに記載の電子画像形成装置の電力制御方法。
【請求項５】
当該電子画像形成装置は，前記（ａ）段階において，印刷待機モードにあると判断された時点から第２設定時間以内に限り，前記印刷待機モードを維持することを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載の電子画像形成装置の電力制御方法。
【請求項６】
前記（ａ）段階では，
外部から入力された所定信号に基づいて，当該電子画像形成装置が前記印刷待機モードにあると判断することを特徴とする，請求項１〜５のいずれかに記載の電子画像形成装置の電力制御方法。
【請求項７】
前記（ｂ）段階は，
（ｂ１）前記定着手段の温度を測定する段階と，
（ｂ２）前記測定された定着手段の温度を前記第２設定温度と比較する段階と，
（ｂ３）前記定着手段の温度が前記第２設定温度より高ければ，前記発熱部への電力供給を停止する段階と，
（ｂ４）前記定着手段の温度が前記第２設定温度より低ければ，前記発熱部へ電力を供給する段階と，
を備えることを特徴とする，請求項１〜６のいずれかに記載の電子画像形成装置の電力制御方法。
【請求項８】
前記（ｂ４）段階では，
前記定着手段の温度を前記（ｂ１）段階において測定された温度から前記第１設定温度まで上昇させるために必要な時間だけ前記発熱部に電力を供給し，その後，前記発熱部への電力供給を停止することを特徴とする，請求項７に記載の電子画像形成装置の電力制御方法。
【請求項９】
用紙上にトナーを定着させる定着手段の温度を，印刷待機モードにおいて，第１設定温度と，前記第１設定温度より低く１００℃より低い第２設定温度との間に調節する段階と，
印刷モードにおいて，前記定着手段の温度を前記第１設定温度より高い第３設定温度に１０秒以内に調節する段階と，
を有することを特徴とする，定着手段の電力制御方法。
【請求項１０】
前記第３設定温度は，前記定着手段の運転温度であることを特徴とする，請求項９に記載の定着手段の電力制御方法。
【請求項１１】
前記定着手段の温度を測定する段階と，
前記測定された定着手段の温度が前記第２設定温度より低いか否かを検出する段階と，
前記測定された定着手段の温度が前記第２設定温度より低ければ，前記定着手段を加熱するための電力を前記定着手段に供給する段階と，
をさらに備えることを特徴とする，請求項９または１０に記載の定着手段の電力制御方法。
【請求項１２】
前記測定された定着手段の温度が前記第１設定温度より高いか否かを検出する段階と，
前記測定された定着手段の温度が前記第１設定温度より高ければ，前記定着手段を加熱するための電力の前記定着手段への供給を停止する段階と，
をさらに備えることを特徴とする，請求項１１に記載の定着手段の電力制御方法。
【請求項１３】
前記定着手段に対する電力供給の時間を決定する段階と，
前記決定された電力供給の時間が経過した時点で，前記定着手段に対する電力供給を停止する段階と，
をさらに備えることを特徴とする，請求項１２に記載の定着手段の電力制御方法。
【請求項１４】
直近に実行された前記用紙に対する印刷動作が終了した時刻を検出する段階と，
現在時刻を検出する段階と，
前記現在時刻と直近に実行された前記用紙に対する印刷動作が終了した時刻との差が第１設定時間を超えれば，前記定着手段が前記印刷待機モードにあると判断する段階と，
前記現在時刻と直近に実行された前記用紙に対する印刷動作が終了した時刻との差が第２設定時間を超えれば，前記定着手段がエネルギー節約モードにあると判断する段階と，
を備えることを特徴とする，請求項９〜１３のいずれかに記載の定着手段の電力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，電子画像形成装置および用紙にトナーを定着させる定着手段の電力制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な電子画像形成装置は，粉末状のトナーが転写された用紙を加熱することによって，その用紙にトナーを融着させるトナー定着手段を備える。トナー定着手段はトナーを紙に融着させる定着ローラと，この定着ローラに対して用紙を加圧する加圧ローラとを備える。
【０００３】
図１は，ハロゲンランプが熱源として適用された従来の定着ローラの概略的な横断面を示しており，図２は，図１の定着ローラを採用したトナー定着手段の概略的な縦断面を示している。
【０００４】
図１に示すように，定着ローラ１０は円筒ローラ１１と，その内部中央に設けられたハロゲンランプ１２とを備える。円筒ローラ１１の表面にはテフロン（登録商標）コーティング層１１ａが形成されている。ハロゲンランプ１２は円筒ローラ１１の内部から熱を生じさせ，円筒ローラ１１はハロゲンランプ１２からの輻射熱により加熱される。
【０００５】
図２に示すように，定着ローラ１０の下部には，用紙１４を挟んで定着ローラ１０と対向する加圧ローラ１３が位置する。この加圧ローラ１３は，バネ１３ａにより付勢されて，定着ローラ１０と加圧ローラ１３との間を通過する用紙１４を定着ローラ１０に所定の圧力で密着させる。粉末状のトナー画像１４ａが形成されている用紙１４が定着ローラ１０と加圧ローラ１３との間を通過するとき，粉末状のトナー画像１４ａは，所定の圧力と熱により用紙１４に融着される。
【０００６】
定着ローラ１０の一側には定着ローラ１０の表面温度を測定するサーミスタ１５と，定着ローラ１０の表面温度が設定値を超えた時，ハロゲンランプ１２への電力供給を遮断するサーモスタット１６が設けられている。
【０００７】
サーミスタ１５は定着ローラ１０の表面温度を測定し，測定結果を電気信号に変換してプリンタ（図示せず）の制御部（図示せず）に伝送する。制御部は，サーミスタ１５から受信した電気信号（すなわち定着ローラ１０の表面温度）に従ってハロゲンランプ１２に供給する電力を制御する。この結果，定着ローラ１１の表面温度は，所定の範囲内に保たれる。
【０００８】
また，サーモスタット１６は，サーミスタ１５と制御部による温度調節にも関わらず，何らかの原因で定着ローラ１０の温度が限界設定値を上回ったときに機能する。具体的には，定着ローラ１０の温度が異常上昇した場合，サーモスタット１６のコンタクト（図示せず）が開放され，ハロゲンランプ１２への電力供給が遮断される。
【０００９】
図１と図２に示した構造のハロゲンランプ１２を熱源として採用した場合，電力消費が大きくなり，また輻射熱により定着ローラが加熱されるために昇温速度が遅くなる。特に電源オフの後，画像形成のために再び電源をオンした時，相当長いウォーミングアップ時間が必要となる。
【００１０】
この問題に関し，下記特許文献１には，所定期間内に連続印刷が行われる場合には，低消費電力モードへ移行せずにハロゲンヒータの温度低下を防止する電力供給手段を備えた画像形成装置が開示されている。
【００１１】
図３は，従来のハロゲンランプを使用する定着ローラの温度プロファイル及びハロゲンランプへの交流（ＡＣ）電力供給タイミングを示している。
【００１２】
画像形成装置は，時刻ｔ１において作動を開始し，時刻ｔ２において画像形成装置の定着ローラ１０の温度は，定着目標温度である１８５℃に到達している。時刻ｔ１から時刻ｔ２までは，画像形成装置が備えるトナー定着手段のウォーミングアップ区間であり，この間，ハロゲンランプ１２に対して連続的に交流電圧が印加される。例えば，定着ローラ１０の昇温速度は４〜５℃／ｓｅｃであり，ウォーミングアップ時間は３５〜４０ｓｅｃである。
【００１３】
時刻ｔ２から時刻ｔ３までは，印刷モード区間であり，時刻ｔ３は印刷待機モードへの移行タイミングである。時刻ｔ２から時刻ｔ３までの区間では，定着ローラ１０の温度を一定に保つために，ハロゲンランプ１２に電力を供給する電源がオン／オフ制御される。なお，実際には，電源のオン／オフ動作は頻繁に繰り返されるが，便宜上図面には交流電源のオン動作のみを示した。
【００１４】
時刻ｔ３において，ハロゲンランプ１２に供給される電力がオフし，定着ローラ１０の温度が低下する。ここで，ハロゲンランプ１２を熱源として用いる定着ローラ１０の昇温速度が４〜５℃／ｓｅｃであり，印刷待機モードから印刷モードへの移行に製品仕様上与えられた時間が１０ｓｅｃである場合，定着ローラ１０の温度は約１４０℃に維持されなければならない。したがって，定着ローラ１０の温度が１４０℃まで低下したとき（時刻ｔ４），この温度を維持するように，ハロゲンランプ１２に供給される電力が再びオン／オフ制御される。なお，実際には，このオン／オフ動作は頻繁に繰り返されるが，便宜上図面には交流電力のオン状態のみを示した。
【００１５】
【特許文献１】
特開平８−１３７３２７号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のように，ハロゲンランプ１２を定着ローラ１０の熱源として使用した場合，定着ローラ１０の表面温度を上昇させる速度が４〜５℃／ｓｅｃと低くなる。この条件下で，印刷待機モードから印刷モードへの移行時，最初の印刷開始までに要する時間（Ｆｉｒｓｔ　Ｐｒｉｎｔ　Ｏｕｔ　Ｔｉｍｅ：ＦＰＯＴ）を１０秒程度とするためには，定着ローラ１０の表面温度を比較的高い１４０℃程度に保たなければならない。この結果，印刷待機モードでの消費電力が大きくなってしまう。従来，４００〜５００Ｗのハロゲンランプを使用したとき，印刷モードで約２５０Ｗ／ｈ，印刷待機モードで約７０Ｗ／ｈ程度の電力が消費されていた。
【００１７】
本発明は，上記問題点に鑑みてなされたものであり，その目的は，印刷待機モードから印刷モードへの移行時におけるＦＰＯＴを短縮させることが可能であると共に，印刷待機モードでの電力消費を低減させることが可能な，新規かつ改良された電力制御方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため，本発明の第１の観点によれば，作動流体が収容されたヒートパイプを含み，トナーを用紙に定着させる定着手段と，定着手段の発熱部に電力を供給する電力供給部と，定着手段の温度を測定する定着温度測定部と，定着温度測定部で測定された温度を所定の温度と比較して電力供給部から発熱部に供給される電力を制御する制御部とを備える電子画像形成装置の電力制御方法が提供される。そして，この電力制御方法は，（ａ）当該電子画像形成装置が印刷待機モードにあるか否かを判断する段階と，（ｂ）当該電子画像形成装置が印刷待機モードにある場合，定着手段の温度を，第１設定温度と当該第１設定温度よりも低い第２設定温度との間に制御する段階と，（ｃ）定着手段の温度を，第２設定温度から運転温度まで例えば１０秒以内に上昇させる段階とを備えたことを特徴としている。
【００１９】
この電力制御方法によれば，定着手段の温度を，短時間のうちに，トナーを用紙に定着させるために必要な温度（運転温度）まで上昇させることが可能となる。また，印刷待機モードにおいて，定着手段が第１設定温度まで上昇した後は，第２設定温度まで低下するまで定着手段に電力を供給する必要がなくなる。したがって，印刷待機モードにおいて消費される電力も低減する。印刷待機モードから印刷モードへの短時間での移行と，印刷待機モードにおける消費電力の低減を両立させるために，第２設定温度は，定着手段の温度が１０秒以内でこの第２設定温度から運転温度に上昇するように，かつ，１００℃以下となるように設定されることが好ましい。
【００２０】
第２設定温度が８５℃以下である場合，印刷待機モードにおける一層の省電力化が実現する。印刷待機モードにおける定着手段の消費電力は，時間平均２０ワット（２０Ｗ／ｈ）以下であることが好ましい。
【００２１】
（ａ）段階では，用紙に画像が印刷される印刷モードが終了してから第１設定時間が経過したことをもって，当該電子画像形成装置が印刷待機モードにあると判断する。また，外部から入力された所定信号に基づいて，当該電子画像形成装置が印刷待機モードにあると判断するようにしてもよい。この方法によれば，電子画像形成装置の印刷待機モードが確実に判定される。
【００２２】
当該電子画像形成装置は，（ａ）段階において，印刷待機モードにあると判断された時点から第２設定時間以内に限り，印刷待機モードを維持する。この第２設定時間以降，例えば，電子画像形成装置を主電源が停止するモード（エネルギー節約モード）に移行させることによって，消費電力がより低減する。
【００２３】
（ｂ）段階は，（ｂ１）定着手段の温度を測定する段階と，（ｂ２）測定された定着手段の温度を第２設定温度と比較する段階と，（ｂ３）定着手段の温度が第２設定温度より高ければ，発熱部への電力供給を停止する段階と，（ｂ４）定着手段の温度が第２設定温度より低ければ，発熱部へ電力を供給する段階とを備えることが好ましい。これによって，印刷待機モードにおいて，定着手段の温度は，第１設定温度から第２設定温度の間に的確に維持される。
【００２４】
（ｂ４）段階において，定着手段の温度を（ｂ１）段階において測定された温度から第１設定温度まで上昇させるために必要な時間だけ発熱部に電力を供給し，その後，発熱部への電力供給を停止するようにすれば，定着手段に供給する電力量を最小限に抑えることができる。また，第１設定温度を検出する手段の省略が可能となる。
【００２５】
上記課題を解決するため，本発明の第２の観点によれば，用紙上にトナーを定着させる定着手段の温度を，印刷待機モードにおいて，第１設定温度と，第１設定温度より低く１００℃より低い第２設定温度との間に調節する段階と，印刷モードにおいて，定着手段の温度を第１設定温度より高い第３設定温度に例えば１０秒以内に調節する段階とを備えることを特徴とする定着手段の電力制御方法が提供される。
【００２６】
この電力制御方法によれば，定着手段の温度を短時間のうちに第３設定温度まで上昇させるとともに，印刷待機モードにおいて定着手段が消費する電力量を低減させることが可能となる。ここで，定着手段の運転温度を第３設定温度とすることができる。
【００２７】
さらに，定着手段の温度を測定する段階と，測定された定着手段の温度が第２設定温度より低いか否かを検出する段階と，測定された定着手段の温度が第２設定温度より低ければ，定着手段を加熱するための電力を定着手段に供給する段階とを備えることが好ましい。また，測定された定着手段の温度が第１設定温度より高いか否かを検出する段階と，測定された定着手段の温度が第１設定温度より高ければ，定着手段を加熱するための電力の定着手段への供給を停止する段階とをさらに備えることが好ましい。これによって，印刷待機モードにおいて，定着手段の温度は，第１設定温度から第２設定温度の間に的確に維持される。
【００２８】
定着手段に対する電力供給の時間を決定する段階と，決定された電力供給の時間が経過した時点で，定着手段に対する電力供給を停止する段階とをさらに備えるようにしてもよい。これらの段階を備えることによって，定着手段に供給する電力量を最小限に抑えることができる。
【００２９】
またさらに，直近に実行された用紙に対する印刷動作が終了した時刻を検出する段階と，現在時刻を検出する段階と，現在時刻と直近に実行された用紙に対する印刷動作が終了した時刻との差が第１設定時間を超えれば，定着手段が印刷待機モードにあると判断する段階と，現在時刻と直近に実行された用紙に対する印刷動作が終了した時刻との差が第２設定時間を超えれば，定着手段がエネルギー節約モードにあると判断する段階とを備えることが好ましい。このような構成によれば，定着手段の印刷待機モードが確実に判定される。しかも，第２設定時間以降，定着手段は，エネルギー節約モードに移行するため，定着手段が消費する電力量をより低減させることが可能となる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書および図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３１】
図４は，本実施の形態に係る電力制御方法が適用される電子画像形成装置としてのプリンタが備える定着手段としてのトナー定着手段の概略的な縦断面を示している。
【００３２】
図４に示すように，トナー定着手段１００は，トナー画像１５１が形成された用紙１５０の排出方向（矢印Ａ方向）に回転する定着ローラ１１０と，用紙１５０を挟んで定着ローラ１１０と対向して設けられて用紙１５０を定着ローラ１１０に加圧しつつ矢印Ｂ方向に回転する加圧ローラ１３０とを備える。
【００３３】
定着ローラ１１０は，表面にテフロン（登録商標）コーティングによるトナー離型層１１１が形成された円筒形のローラ１１２と，ローラ１１２の内部に螺旋状に設けられ，外部電源から電気が供給されて熱を発生させる発熱部１１３と，発熱部１１３の内部に設けられ，その両端が密封されたヒートパイプ１１４とを備える。ヒートパイプ１１４の内には所定体積比の作動流体１１５が収容されている。
【００３４】
一方，定着ローラ１１０の上部にはトナー離型層１１１に接触して定着ローラ１１０の表面温度を測定するサーミスタ１１８と，定着ローラ１１０の表面温度が急に上昇した場合に発熱部１１３への電力供給を遮断して過熱を防止するサーモスタット１１９が設けられている。発熱部１１３はヒートパイプ１１４を螺旋状に取り囲む抵抗発熱コイルであることが望ましい。
【００３５】
ヒートパイプ１１４は管状に形成されており，その両端は密閉されている。また，その内部には作動流体１１５が所定量収容されている。
【００３６】
作動流体１１５は，発熱部１１３から発生した熱が伝達されて気化され，その熱をローラ１１２に伝達してローラ１１２の表面温度偏差を防止し，かつ，ローラ１１２全体を迅速に加熱する熱媒の役割を担う。作動流体１１５の体積については，ヒートパイプ１１４の内部空間の容積に対して，５〜５０％（望ましくは５〜１５％）となるように調整される。特に，ドライアウト現象の発生を防止するためにも，ヒートパイプ１１４の内部空間における作動流体１１５の占める体積比を５％以上に維持する必要がある。
【００３７】
作動流体１１５は，ヒートパイプ１１４の材質に応じて選択される。例えば，ヒートパイプ１１４の材質がステンレススチールである場合は，作動流体１１５として，水を除いた作動流体（例えば，ＦＣ−４０（３Ｍ社製））の使用が可能である。
【００３８】
ヒートパイプ１１４の材質がＣｕ（銅）である場合は，より多くの作動流体を採用することができる。その中でも水（蒸溜水）を利用することによって，作動流体にかかるコストが低減され，さらに，環境汚染が防止される。
【００３９】
ローラ１１２は，発熱部１１３から生じた熱が伝達され加熱されるとともに，ヒートパイプ１１４に収容されている作動流体１１５（および気化した作動流体１１５）によって加熱される。そして，加熱されたローラ１１２は，用紙１５０に形成されている粉末状のトナー画像１５１を用紙１５０に対して融着させる。ローラ１１２の材質は，ステンレススチール，Ａｌ（アルミニウム），またはＣｕなどが好ましい。
【００４０】
図５は，本実施の形態に係るトナー定着手段１００の電力を制御する電力制御手段のブロック図である。
【００４１】
この電力制御手段に属する定着温度測定部１６２は，所定周期，例えば１００ｍｓｅｃ毎に定着ローラ１１０の表面温度を測定する。
【００４２】
定着温度測定部１６２によって測定されたアナログ値は，アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）１６４を通じてデジタル値に変換されて制御部１６６に入力される。
【００４３】
制御部１６６は，プリンタの制御のために必要な演算を行う装置であって，定着温度測定部１６２によって測定された定着ローラ１１０の表面温度（定着温度）を所定の温度と比較し，比較結果に応じた制御信号をＡＣ電力供給部１６８に出力する。ＡＣ電力供給部１６８は，制御部１６６が出力した制御信号（オン／オフ信号）に従ってオン／オフ動作を行い，発熱部１７０に交流電力を供給し，また交流電力の供給を停止する。
【００４４】
なお，定着温度測定部１６２及び発熱部１７０は，各々図４のサーミスタ１１８及び発熱部１１３に対応するものである。説明の便宜上，それぞれ異なる符号を使用した。
【００４５】
図６は，本実施の形態に係る定着ローラ１１０の温度プロファイル及び発熱部１１３（１７０）のＡＣ電力供給タイミングを示している。
【００４６】
図６において，横軸は時間を示しており，縦軸は定着ローラ１１０の表面温度及び発熱部１７０にＡＣ電力を供給する電源のオン／オフタイミングを示す。なお，定着ローラ１１０の表面温度は，上述のように，定着温度測定部１６２（サーミスタ１１８）によって測定される。
【００４７】
本実施の形態に係るプリンタは，時刻ｔ１において作動を開始し，時刻ｔ２においてプリンタの定着ローラ１１０の温度が定着目標温度（運転温度）である１８５℃に達する。時刻ｔ１から時刻ｔ２までは，プリンタが備えるトナー定着手段１００のウォーミングアップ時間であり，この間，発熱部１７０に対して連続的に交流電圧が印加される。このときの定着ローラ１１０の昇温速度は従来よりも速く８〜１５℃／ｓｅｃであり，ウォーミングアップ時間は従来に比べて短縮され１０〜２０ｓｅｃである。
【００４８】
時刻ｔ２から時刻ｔ３までは，印刷モード区間であり，時刻ｔ３は印刷待機モードへの移行タイミングである。時刻ｔ２から時刻ｔ３までの区間では，定着ローラ１１０の温度を定着目標温度である１８５℃一定に保つために，発熱部１７０に電力を供給する電源がオン／オフ制御される。なお，実際には，電源のオン／オフ動作は頻繁に繰り返されるが，便宜上図面には交流電源のオン動作のみを示した。
【００４９】
時刻ｔ３において，発熱部１７０に供給される電力がオフし，定着ローラ１１０の温度が低下する。この際，ヒートパイプ１１４を備えた定着ローラ１１０の表面温度は，作動流体１１５の種類及び使用量，ヒートパイプ１１４の材質に応じて，５〜１０℃／ｍｉｎで低下する。
【００５０】
その後，定着ローラ１１０の温度が所定温度（第２設定温度，例えば８０℃）にまで低下すると，制御部１６６は，定着ローラ１１０の表面温度を所定値（第１設定温度，例えば１４０℃）まで上昇させるように動作する。具体的には，時刻ｔ４から時刻ｔ５までの極めて短い区間，発熱部１７０に交流電力が供給される。この際，定着ローラの昇温速度が１０℃／ｓｅｃであれば，約６秒間交流電圧を発熱部１７０に印加すればよい。
【００５１】
次いで，発熱部１７０に電力を供給する電源をオフすれば，定着ローラ１１０の表面温度は再び低下する。この際，定着ローラ１１０の冷却速度が６℃／ｍｉｎであれば，定着ローラ１１０の表面温度は，約１０ｍｉｎをかけてゆっくりと８０℃まで低下する。このように，本実施の形態によれば，印刷待機モードにおいて定着ローラ１１０の冷却及び昇温過程が繰り返される。印刷待機モードにおける定着ローラ１１０の消費電力は約１７Ｗ／ｈである。
【００５２】
図７は，本実施の形態に係る電力制御方法が適用されたトナー定着手段（電力制御手段）の動作を示すフローチャートである。
【００５３】
図４〜図７を参照しながら，本実施の形態に係るトナー定着手段の印刷待機モードにおける制御方法を説明する。
【００５４】
まず，定着温度測定部１６２は，定着ローラ１１０の温度（定着温度）を所定周期，例えば１００ｍｓ周期で測定してアナログ−デジタル変換器１６４に送信する。アナログ−デジタル変換器１６４は受信したアナログ信号をデジタル信号に変換して制御部１６６に出力する（ステップＳ１０）。
【００５５】
制御部１６６は，プリンタが印刷待機モードにあるか否かを判断する（ステップＳ１２）。
【００５６】
制御部１６６は，印刷モードにあるプリンタが印刷作業を終了した後，第１設定時間が経過するまでに新たな印刷作業を行わなければ，プリンタが印刷待機モードにあると判断する。また，プリンタの使用者が制御部１６６に対して，外部入力手段を用いて，プリンタを印刷待機モードへ移行させるように指示することもできる。この機能によれば，例えば，印刷作業終了後，第１設定時間が経過する前であっても，プリンタを強制的に印刷待機モードへ移行せることが可能となる。
【００５７】
プリンタが印刷待機モードへ移行した後，第２設定時間以内に新たな印刷作業が行われない場合には，プリンタはエネルギー節約モードに移行する。このモードでは，発熱部１７０に電力を供給する電源がオフされ，新たな印刷作業命令があるまで発熱部１７０に対して電力は供給されない。
【００５８】
印刷待機モード判断段階（ステップＳ１２）において，プリンタが印刷待機モードにあると判断された場合，制御部１６６は，定着ローラ１１０の温度を設定温度，例えば８０℃と比較する（ステップＳ１４）。一方，印刷待機モード判断段階（ステップＳ１２）において，プリンタが印刷待機モードにないと判断された場合，制御部１６６は，ステップＳ１０の動作を継続する。
【００５９】
制御部１６６は，ステップＳ１４において，定着温度が上記設定温度より高いと判断した場合，発熱部１７０への電力供給をオフ（停止）する（ステップＳ２０）。
【００６０】
これに対して，制御部１６６は，ステップＳ１４において，定着温度が上記設定温度以下であると判断した場合，発熱部１７０に電力を供給する（ステップＳ１６）。
【００６１】
次いで，制御部１６６は，発熱部１７０への電力供給時間を計測する（ステップＳ１８）。制御部１６６は，発熱部１７０へ電力供給を所定時間（例えば６秒間）供給し，その後電力供給をオフする（ステップＳ２０）。所定時間が経過していなければ，制御部１６６は，発熱部１７０へ電力を供給し続ける。
【００６２】
なお，ステップＳ１８では，制御部１６６は，発熱部１７０への電力供給に関し，時間に基づく制御を行っているが，定着ローラ１１０の温度を検出しながら電力供給をおこなうようにしてもよい。すなわち，定着ローラ１１０の温度が所定値（例えば，１４０℃）に達するまで発熱部１７０へ電力を供給し，定着ローラ１１０の温度が所定値に達した時点でその電力供給を停止する。
【００６３】
以上のように，本実施の形態によれば，印刷待機モードにおいて，定着ローラ１１０の表面温度が，第１設定温度（１４０℃）と第２設定温度（８０℃）をスイングするように制御される。これによって，印刷待機モードにおける消費電力の低減が図られるとともに，短い時間（例えば，約１０ｓｅｃ）で印刷待機モードから印刷モードへ切り替えることが可能となる。
【００６４】
また，本実施の形態に係るトナー定着手段１００において，ヒートパイプ１１４内に作動流体１１５が収容されているため，発熱部１１３への電力供給停止後における定着ローラ１１０の表面温度の下降速度を緩やかにすることができる。上述のように，本実施の形態によれば印刷待機モードにおいて，定着ローラ１１０の表面温度を第２設定温度から第１設定温度へ上昇させるために，発熱部１１３へ電力を供給する工程（図６の時刻ｔ４〜ｔ５）が行われるが，第１設定温度から第２設定温度へ長い時間をかけて低下するため，電力供給工程を実施する周期も長くなる。この結果，印刷待機モードにおいて消費される電力量が一層低減（例えば，約７５％減）する。比熱の小さい作動流体を採用することは，定着ローラ１１０の表面温度の低下が更に緩速化され，結果的に消費電力の低減に繋がる。
【００６５】
添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６６】
例えば，運転温度，第１設定温度，第２設定温度については，それぞれ１８５℃，１４０℃，８０℃である場合に即して本発明の実施の形態を説明したが，各値は一例であって本発明はこれに限定されるものではない。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば，印刷待機モードから印刷モードへ移行したときのＦＰＯＴを短縮することができる。これに加えて，印刷待機モードにおける電力消費を大幅に低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハロゲンランプが熱源として適用された従来の定着ローラの概略的な横断面図である。
【図２】図１の定着ローラを採用したトナー定着手段の概略的な縦断面図である。
【図３】従来のハロゲンランプを用いる定着ローラの温度プロファイル及びハロゲンランプへのＡＣ電力供給タイミングを示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る電力制御方法が適用されるプリンタのトナー定着手段の概略的な縦断面図である。
【図５】同実施の形態に係るトナー定着手段の電力を制御する電力制御手段のブロック図である。
【図６】同実施の形態に係る定着ローラの温度プロファイル及び発熱部のＡＣ電力供給タイミングを示す図である。
【図７】同実施の形態に係る電力制御方法が適用されたトナー定着手段の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００　　　トナー定着手段
１１０　　　定着ローラ
１１１　　　トナー離型層
１１２　　　ローラ
１１３　　　発熱部
１１４　　　ヒートパイプ
１１５　　　作動流体
１１８　　　サーミスタ
１１９　　　サーモスタット
１３０　　　加圧ローラ
１５０　　　用紙
１５１　　　トナー画像
１６２　　　定着温度測定部
１６４　　　ＡＤＣ
１６６　　　制御部
１６８　　　ＡＣ電力供給部
１７０　　　発熱部
【図１】
2004062181.tif 000003
【図２】
2004062181.tif 000004
【図３】
2004062181.tif 000005
【図４】
2004062181.tif 000006
【図５】
2004062181.tif 000007
【図６】
2004062181.tif 000008
【図７】
2004062181.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成15年10月7日(2003.10.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙上にトナーを定着させる定着ローラを備える画像形成装置の印刷待機モードにおける電力制御方法であって，
（ａ）前記定着ローラの温度を測定する段階と，
（ｂ）測定された前記定着ローラの温度が定着目標温度より低い第２設定温度に到達したか否かを判断する段階と，
（ｃ）測定された前記定着ローラの温度が前記第２設定温度に到達したと判断した場合，前記定着ローラの温度を，前記第２設定温度よりも高く前記定着目標温度よりも低い第１設定温度と，前記第２設定温度との間に制御する段階と，
を含むことを特徴とする，電力制御方法。
【請求項２】
前記定着ローラの温度は，前記第２設定温度から前記第１設定温度まで１０秒以内に昇温することを特徴とする，請求項１に記載の電力制御方法。
【請求項３】
前記第２設定温度は１００℃以下であることを特徴とする，請求項１または２に記載の電力制御方法。
【請求項４】
用紙上にトナーを定着させる定着ローラと，前記定着ローラを加熱する発熱部とを備える画像形成装置の印刷待機モードにおける電力制御方法であって，
（ａ）前記定着ローラの温度を測定する段階と，
（ｂ）測定された前記定着ローラの温度が定着目標温度より低い設定温度に到達したか否かを判断する段階と，
（ｃ）測定された前記定着ローラの温度が前記設定温度に到達したと判断した場合，前記発熱部に所定時間電力を供給して，前記定着ローラの温度を，前記設定温度と前記定着目標温度の間の所定温度に昇温させる段階と，
（ｄ）前記定着ローラの温度を，前記所定温度から前記設定温度まで降温させる段階と，
を含むことを特徴とする，電力制御方法。
【請求項５】
前記所定時間は１０秒以内であることを特徴とする，請求項４に記載の電力制御方法。
【請求項６】
前記設定温度は１００℃以下であることを特徴とする，請求項４または５に記載の電力制御方法。
【請求項７】
前記（ｄ）段階は，
前記発熱部への電力供給を遮断する段階を含むことを特徴とする，請求項４〜６のいずれかに記載の電力制御方法。
【請求項８】
用紙上にトナーを定着させる定着ローラと，前記定着ローラを加熱する発熱部とを備える画像形成装置の印刷待機モードにおける電力制御方法であって，
（ａ）前記定着ローラの温度を測定する段階と，
（ｂ）測定された前記定着ローラの温度が定着目標温度より低い設定温度に到達したか否かを判断する段階と，
（ｃ）測定された前記定着ローラの温度が前記設定温度に到達したと判断した場合，前記定着ローラの温度を，前記設定温度と前記定着目標温度の間の所定温度に昇温させる段階と，
（ｄ）前記定着ローラの温度を，前記所定温度から前記設定温度まで降温させる段階と，
を含むことを特徴とする，電力制御方法。
【請求項９】
前記定着ローラの温度は，前記設定温度から前記所定温度まで１０秒以内に昇温することを特徴とする，請求項８に記載の電力制御方法。
【請求項１０】
前記設定温度は１００℃以下であることを特徴とする請求項８または９に記載の電力制御方法。
【請求項１１】
前記（ｄ）段階は，
前記発熱部への電力供給を遮断する段階を含むことを特徴とする，請求項８〜１０のいずれかに記載の電力制御方法。
【請求項１２】
用紙上にトナーを定着させる定着ローラと，前記定着ローラを加熱する発熱部とを備える画像形成装置の印刷待機モードにおける電力制御方法であって，
（ａ）前記定着ローラの温度を測定する段階と，
（ｂ）測定された前記定着ローラの温度が定着目標温度より低い設定温度に到達したか否かを判断する段階と，
（ｃ）測定された前記定着ローラの温度が前記設定温度に到達したと判断した場合，前記発熱部に所定時間電力を供給して，前記定着ローラの温度を，前記設定温度と前記定着目標温度の間の所定温度に昇温させる段階と，
（ｄ）前記所定時間が経過した後，前記所定時間よりも長い時間をかけて前記定着ローラの温度を，前記所定温度から前記設定温度まで降温させる段階と，
を含むことを特徴とする，電力制御方法。
【請求項１３】
前記所定時間は１０秒以内であることを特徴とする，請求項１２に記載の電力制御方法。
【請求項１４】
前記設定温度は１００℃以下であることを特徴とする，請求項１２または１３に記載の電力制御方法。
【請求項１５】
前記（ｄ）段階は，
前記発熱部への電力供給を遮断する段階を含むことを特徴とする，請求項１２〜１４のいずれかに記載の電力制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
【課題を解決するための手段】
　上記課題を解決するため，本発明の第１の観点によれば，用紙上にトナーを定着させる定着ローラを備える画像形成装置の印刷待機モードにおける電力制御方法が提供される。そして，この電力制御方法は，（ａ）定着ローラの温度を測定する段階と，（ｂ）測定された定着ローラの温度が定着目標温度より低い第２設定温度に到達したか否かを判断する段階と，（ｃ）測定された定着ローラの温度が第２設定温度に到達したと判断した場合，定着ローラの温度を，第２設定温度よりも高く定着目標温度よりも低い第１設定温度と，第２設定温度との間に制御する段階と，を含むことを特徴としている。ここで，定着ローラの温度は，第２設定温度から第１設定温度まで１０秒以内に昇温することが好ましい。また，第２設定温度は１００℃以下であることが好ましい。
　上記課題を解決するため，本発明の第２の観点によれば，用紙上にトナーを定着させる定着ローラと，定着ローラを加熱する発熱部とを備える画像形成装置の印刷待機モードにおける電力制御方法が提供される。そして，この電力制御方法は，（ａ）定着ローラの温度を測定する段階と，（ｂ）測定された定着ローラの温度が定着目標温度より低い設定温度に到達したか否かを判断する段階と，（ｃ）測定された定着ローラの温度が設定温度に到達したと判断した場合，発熱部に所定時間電力を供給して，定着ローラの温度を，設定温度と定着目標温度の間の所定温度に昇温させる段階と，（ｄ）定着ローラの温度を，所定温度から設定温度まで降温させる段階と，を含むことを特徴としている。ここで，所定時間は１０秒以内であることが好ましい。また，設定温度は１００℃以下であることが好ましい。また，（ｄ）段階は，発熱部への電力供給を遮断する段階を含むことが好ましい。
　上記課題を解決するため，本発明の第３の観点によれば，用紙上にトナーを定着させる定着ローラと，定着ローラを加熱する発熱部とを備える画像形成装置の印刷待機モードにおける電力制御方法が提供される。そして，この電力制御方法は，（ａ）定着ローラの温度を測定する段階と，（ｂ）測定された定着ローラの温度が定着目標温度より低い設定温度に到達したか否かを判断する段階と，（ｃ）測定された定着ローラの温度が設定温度に到達したと判断した場合，定着ローラの温度を，設定温度と定着目標温度の間の所定温度に昇温させる段階と，（ｄ）定着ローラの温度を，所定温度から設定温度まで降温させる段階と，を含むことを特徴としている。ここで，定着ローラの温度は，設定温度から所定温度まで１０秒以内に昇温することが好ましい。
　上記課題を解決するため，本発明の第４の観点によれば，用紙上にトナーを定着させる定着ローラと，定着ローラを加熱する発熱部とを備える画像形成装置の印刷待機モードにおける電力制御方法が提供される。そして，この電力制御方法は，（ａ）定着ローラの温度を測定する段階と，（ｂ）測定された定着ローラの温度が定着目標温度より低い設定温度に到達したか否かを判断する段階と，（ｃ）測定された定着ローラの温度が設定温度に到達したと判断した場合，発熱部に所定時間電力を供給して，定着ローラの温度を，設定温度と定着目標温度の間の所定温度に昇温させる段階と，（ｄ）所定時間が経過した後，所定時間よりも長い時間をかけて定着ローラの温度を，所定温度から設定温度まで降温させる段階と，を含むことを特徴としている。
上記課題を解決するため，本発明の他の観点によれば，作動流体が収容されたヒートパイプを含み，トナーを用紙に定着させる定着手段と，定着手段の発熱部に電力を供給する電力供給部と，定着手段の温度を測定する定着温度測定部と，定着温度測定部で測定された温度を所定の温度と比較して電力供給部から発熱部に供給される電力を制御する制御部とを備える電子画像形成装置の電力制御方法が提供される。そして，この電力制御方法は，（ａ）当該電子画像形成装置が印刷待機モードにあるか否かを判断する段階と，（ｂ）当該電子画像形成装置が印刷待機モードにある場合，定着手段の温度を，第１設定温度と当該第１設定温度よりも低い第２設定温度との間に制御する段階と，（ｃ）定着手段の温度を，第２設定温度から運転温度まで例えば１０秒以内に上昇させる段階とを備えたことを特徴としている。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
上記課題を解決するため，本発明の別の観点によれば，用紙上にトナーを定着させる定着手段の温度を，印刷待機モードにおいて，第１設定温度と，第１設定温度より低く１００℃より低い第２設定温度との間に調節する段階と，印刷モードにおいて，定着手段の温度を第１設定温度より高い第３設定温度に例えば１０秒以内に調節する段階とを備えることを特徴とする定着手段の電力制御方法が提供される。