(57)【要約】【課題】良好なＦＰＯＴを維持しつつ、画像加熱装置の無駄な待機時間を抑え、良好なＦＰＯＴと画像加熱装置の長寿命化を両立させる画像形成装置を提供する。【解決手段】オンデマンドの画像加熱手段ないし前記画像加熱手段の周囲の状態を検知する検知手段によって検知される前記加熱手段の状態によって、像形成手段に対する駆動手段と、画像加熱手段の駆動手段及び通電手段の相対的な駆動開始タイミングを変化させる。【選択図】図１
2012128261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の駆動手段により駆動されて記録材にトナー像を形成する像形成手段と、前記像形成手段で前記記録材に前記トナー像を形成するための画像情報を生成する画像情報処理手段と、前記画像情報処理手段の画像情報処理状況に基づき前記像形成手段をコントロールする制御手段と、第２の駆動手段と通電手段により駆動および温度立ち上げがなされて所定の像加熱温度に維持された状態において前記像形成手段から前記トナー像が形成された前記記録材の導入を受けて加熱する画像加熱手段と、を有する画像形成装置において、
前記画像加熱手段は、前記通電手段から通電されて発熱し所定の像加熱温度に維持される加熱体と、一面を前記加熱体と接触摺動し、他面を前記記録材と接触する可撓性部材と、前記加熱体に前記可撓性部材を介して圧接して前記可撓性部材とニップを形成し前記第２の駆動手段により回転駆動される加圧体と、を有し、前記ニップで前記記録材を挟持搬送して前記可撓性部材を介した前記加熱体の熱により加熱するオンデマンドの画像加熱手段であり、
前記画像加熱手段ないし前記画像加熱手段の周囲の状態を検知する検知手段を有し、前記制御手段は、前記検知手段によって検知された前記画像加熱手段の状態によって、前記第１の駆動手段と、前記第２の駆動手段及び前記通電手段との相対的な駆動開始タイミングを変化させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記検知手段は、前記加熱手段の温度を検知する温度検知手段であ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】
前記検知手段は、前記加熱手段ないし画像形成装置の周囲の温度ないし湿度を検知する環境検知手段であ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４】
前記検知手段は、前記加熱手段に通電した際の電流量を検知する電流量検知手段であ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５】
前記検知手段は、前記加熱手段の温度を検知する温度検知手段、前記加熱手段ないし画像形成装置の周囲の温度ないし湿度を検知する環境検知手段、前記加熱手段に通電した際の電流量を検知する電流量検知手段の任意の組み合わせであ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６】
前記画像情報処理手段が画像情報の生成を開始した後に、少なくとも、前記検知手段による検知結果が前記制御手段に入力され、その結果に基づいて前記制御手段は前記記録材が前記画像加熱手段に突入するまでに前記画像加熱手段が所定の像加熱温度に到達するように、前記画像加熱手段の駆動および通電の開始タイミングを同一時点に調節することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記画像情報処理手段が画像情報の生成を開始した後に、少なくとも前記検知手段による検知結果が前記制御手段に入力され、その結果に基づいて前記制御手段は前記記録材が前記画像加熱手段に突入するまでに、前記画像加熱手段が所定の像加熱温度に到達するように、前記画像加熱手段の駆動および通電の開始タイミングを同一時点に調節し、さらに、前記画像加熱手段が所定の像加熱温度に到達した時点で前記画像情報処理手段による画像情報生成が未了の場合は、再び前記画像加熱手段の駆動及び通電を停止することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記画像情報処理手段が画像情報の生成を開始した後に、少なくとも前記検知手段による検知結果が前記制御手段に入力され、その結果に基づいて前記制御手段は前記記録材が前記画像加熱手段に突入するまでに、前記画像加熱手段が所定の像加熱温度に到達するように、前記画像加熱手段の駆動及び通電の開始タイミングを同一時点に調節し、さらに、前記画像加熱手段が所定の像加熱温度に到達した時点で前記画像情報処理手段による画像情報生成が未了の場合は、再び前記画像加熱手段の駆動及び通電を停止するとともに、所定の像加熱温度からの前記画像加熱手段の温度の低下度合いに応じて、再度前記画像加熱手段の駆動及び通電を開始する動作を前記記録材が前記画像加熱手段に突入するまで繰り返すことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項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、例えば、複写機やプリンター、あるいはファクシミリ等、電子写真方式、静電記録方式等の作像プロセスにより記録材上に画像形成可能で画像加熱装置を搭載した画像形成装置に関する。画像加熱装置としては、記録材に形成された未定着画像を定着する定着装置や、記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢度を向上させる光沢処理加熱装置等が挙げられる。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式、静電記録方式等の作像プロセスを利用した画像形成装置では、感光体上に静電潜像を形成し、潜像を現像剤を用いて現像してトナー画像として可視化する。そして、このトナー画像を紙などの記録材の上に転写し、その後、トナー画像が転写された記録材を、画像加熱装置である定着装置に設けられた定着ローラと加圧ローラとで形成されるニップ部を通過させる。このことにより、トナー画像を記録材に画像として加熱定着している。
【０００３】
最近では、画像加熱装置である定着装置としてクイックスタート性のオンデマンド加熱装置が提案され、実用化されている。即ち、回動可能であってエンドレスの耐熱性・薄肉の可撓性部材を加熱体に摺動移動させて、加熱体の熱を可撓性部材を介して記録材へ与える方式のオンデマンド加熱装置である。
【０００４】
ところで、このような画像形成装置においては、近年、生産性向上のため、ＦＰＯＴ（Ｆｉｒｓｔ  Ｐａｇｅ  Ｏｕｔ  Ｔｉｍｅ：プリント開始から、一枚目の記録材が排出されるまでの時間）が重視されている。ＦＰＯＴを決定する要因は多数存在するものの、大きくは、以下の４項目に分けられる。即ち、ビデオコントローラ等の画像情報処理手段による画像情報生成・展開時間、露光装置内のスキャナミラーを回転させるモーターの立ち上がり時間、給紙から搬送にかけての搬送路の長さと搬送速度、そして、画像加熱装置の温度立ち上がり時間である。
【０００５】
ここで、画像加熱装置の温度立ち上がり時間とは、画像加熱装置内に設けられている定着ヒータに通電を開始し、その加熱部材が画像加熱可能な所定の温度まで昇温するのに要する時間である。この画像加熱装置の温度立ち上がり時間は、画像展開の時間を除いた、画像形成装置側のＦＰＯＴばらつき要因の中で最もばらつきが大きく、プリント開始時の画像加熱装置の温度、周囲の環境温度、電源電圧などによって大きく異なる。
【０００６】
ＦＰＯＴを短縮する手法のひとつとして、定着装置の立ち上げ時間を短縮することが考えられるが、上記オンデマンド加熱装置を使用することはこれに適っている。
【０００７】
一方、画像加熱装置を搭載した画像形成装置は年々高速化・長寿命化しており、構成部品に対しても、従来より高い耐久性が要求されている。画像形成装置の寿命を決定する最も大きな要素の一つは画像加熱装置であり、長期使用によるローラ等の部品の劣化、ローラ軸や軸受けの磨耗などによって寿命が決定される。こうした画像加熱装置の寿命に対する大きな要因となるのが、ローラの回転数であり、回転数が多いほど、画像加熱装置の劣化は進む。特に近年の高速化した画像形成装置においては、一度のプリントの時間はごく短時間であっても、ローラの回転数に換算すると非常に大きな値となる。
【０００８】
また、画像形成装置の高速化と同時に、小型化の要望もあり、小型化のためにローラを小径化すると、同じ分量のプリントであってもより多くの回転数が必要になり、ローラの回転速度はさらに速まっている。
【０００９】
ＦＰＯＴを短縮するための提案として、特許文献１のように、加熱装置の暖まり具合と電源電圧、環境温度に応じて、記録材搬送のタイミングを変化させるものが提案されている。即ち、定着性を確保する上で不利な条件が少ないほど早めに給紙を開始し、できるだけＦＰＯＴを短くし、逆に不利な条件が増えるほど給紙開始タイミングを遅らせている。
【００１０】
また、特許文献２のように、画像展開するまでは目標温度より低い温度で加熱装置を稼動させ、画像展開終了後に目標温度まで立ち上げる構成もある。特許文献２では、ビデオコントローラを有する画像形成装置において、ビデオコントローラは画像情報の生成・展開終了前に、エンジンコントローラに対して加熱装置に対して立ち上げ信号を発する。即ち、画像展開を行っている間に、定着装置を低い温度で立ち上げて待機させ、過剰な昇温を防ぎつつ画像形成動作が完了するまでの待ち時間を短くする。
【００１１】
さらに、特許文献３のように、プリント開始時に温度検知素子の出力を検知し、不要な加熱を抑えて過剰な昇温を防ぐようにした装置が提案されている。即ち、検知温度が高く加熱装置の目標温度との差が小さい場合には、検知温度が低い場合に比べヒータの加熱開始タイミングを遅らせる構成とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−１０８２９７号公報
【特許文献２】特開２００２−０９１２３０号公報
【特許文献３】特開２００２−１６９４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１および３に記載の構成においては、画像加熱装置はプリント開始と共に駆動を開始している。そのため、露光装置や、記録材が画像加熱装置まで搬送されてくるまでの時間よりも早く画像加熱装置が立ち上がってしまうと、画像加熱装置を駆動したまま待機させる時間が発生する。画像加熱装置を駆動したまま待機させることは、前述したようにローラの回転数が多くなることで、画像加熱装置の寿命に対して影響が出る。また、特許文献２に記載の構成においては、画像展開に要する時間が予測できず、その間に画像加熱装置が駆動されているため、特許文献１の構成以上に画像加熱装置を駆動したままの待機時間が発生することが考えられる。
【００１４】
画像加熱装置としての上記オンデマンド加熱装置においては、画像加熱装置の駆動が停止した状態で加熱体への通電のみ行っても、加熱装置内の部材に温度ムラが生じて均一な温度に昇温させることが出来ない。加熱体が熱を与える範囲が定着ニップ近傍に限定されるためである。そのため、上記オンデマンド加熱装置を用いることにより良好なＦＰＯＴを得ようとしても、画像加熱装置を駆動させたままの無駄な待機時間が生じ易く、不要となる加熱による昇温の問題と共に、ローラの回転数など画像加熱装置の寿命に影響があった。
【００１５】
本発明の目的は、良好なＦＰＯＴを維持しつつ、画像加熱装置の無駄な待機時間を抑え、画像加熱装置の不要な駆動および不要な加熱を抑えて画像加熱装置の長寿命化を図れる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明に係わる画像形成装置の代表的な構成は、第１の駆動手段により駆動されて記録材にトナー像を形成する像形成手段と、前記像形成手段で前記記録材に前記トナー像を形成するための画像情報を生成する画像情報処理手段と、前記画像情報処理手段の画像情報処理状況に基づき前記像形成手段をコントロールする制御手段と、第２の駆動手段と通電手段により駆動および温度立ち上げがなされて所定の像加熱温度に維持された状態において前記像形成手段から前記トナー像が形成された前記記録材の導入を受けて加熱する画像加熱手段と、を有する画像形成装置において、前記画像加熱手段は、前記通電手段から通電されて発熱し所定の像加熱温度に維持される加熱体と、一面を前記加熱体と接触摺動し、他面を前記記録材と接触する可撓性部材と、前記加熱体に前記可撓性部材を介して圧接して前記可撓性部材とニップを形成し前記第２の駆動手段により回転駆動される加圧体と、を有し、前記ニップで前記記録材を挟持搬送して前記可撓性部材を介した前記加熱体の熱により加熱するオンデマンドの画像加熱手段であり、前記画像加熱手段ないし前記画像加熱手段の周囲の状態を検知する検知手段を有し、前記制御手段は、前記検知手段によって検知された前記画像加熱手段の状態によって、前記第１の駆動手段と、前記第２の駆動手段及び前記通電手段との相対的な駆動開始タイミングを変化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、オンデマンドの画像加熱手段を用い、画像加熱装置の駆動および温度立ち上げの開始タイミングを、検知される画像加熱手段の状態によって調整でき、不要な駆動および不要な加熱を抑えることができる。これにより、ＦＰＯＴの短縮と、画像加熱装置の長寿命化とを両立することが可能となる。本発明を用いることで、ＦＰＯＴを短縮するために画像形成装置の起動タイミングを早めたり、画像処理が終了する以前にプリント信号を画像形成装置に送信したりした場合にも対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態における画像形成装置の駆動開始、画像加熱装置の駆動開始および通電開始に関し、（ａ）はプリントスタート時に定着ヒータ温度が１５０℃以上である場合であって、画像情報展開に要する時間が比較的短い場合、（ｂ）は画像情報展開に要する時間が比較的長い場合を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における画像形成装置の駆動開始、画像加熱装置の駆動開始および通電開始に関し、（ａ）はプリントスタート時に定着ヒータ温度が１００℃未満である場合であって、画像情報展開に要する時間が比較的長い場合、（ｂ）は画像情報展開に要する時間が比較的短い場合を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における画像形成装置の駆動開始、画像加熱装置の駆動開始および通電開始に関し、（ａ）はプリントスタート時に定着ヒータ温度が１００℃以上１５０℃未満である場合であって、画像情報展開に要する時間が比較的短い場合、（ｂ）は画像情報展開に要する時間が比較的長い場合を示す図である。
【図４】第１の実施形態における画像形成装置を示す断面図である。
【図５】第１の実施形態における画像加熱装置である定着装置を示す断面図である。
【図６】第１の実施形態における制御部を説明するためのブロック図である。
【図７】第１の実施形態における定着装置の温度立ち上がりカーブを示す図である。
【図８】（ａ）は第１の比較例における画像形成装置の駆動開始、画像加熱装置の駆動開始および通電開始を示す図、（ｂ）は第２の比較例における画像形成装置の駆動開始、画像加熱装置の駆動開始および通電開始を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態における制御部を説明するためのブロック図である。
【図１０】第２の実施形態の定着装置の投入電流値による立ち上がりカーブを示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態における制御部を説明するためのブロック図である。
【図１２】第３の実施形態における定着装置の使用環境による立ち上がりカーブを示す図である。
【図１３】画像形成装置の動作シーケンスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図４は、本発明の第１実施形態の画像形成装置としての、レーザービームプリンタの概略断面図である。画像読取スキャナ３０が接続可能に設けられ、読み取られた画像情報は制御手段としてのＣＰＵ１１に入力可能である。同図において、１は像担持体として有機感光ドラム、２は帯電部材としての帯電ローラ、３はレーザー露光装置としてのレーザースキャナ、４は現像スリーブ及び現像ブレード並びに１成分磁性トナー等から成る現像装置である。５はクリーニングブレード、廃トナー容器からなるクリーニング装置、６は転写ローラ、７は加熱定着装置である。なお、図で記録材の概略流れを実線で、具体的な流れを破線で示している。
【００２０】
ドラム１は、不図示のメインモータによって駆動され、帯電ローラ２によって一様に負の電荷に帯電し、レーザースキャナ３からのレーザービームによってドラム１に静電潜像が形成される。レーザースキャナ３は、記録材にトナー像を形成するための画像情報を生成する画像情報処理手段として機能する。
【００２１】
次に、現像装置４の中で帯電したトナーがドラム１上の静電潜像に付着し可視像となり、転写ローラ６上で、記録材Ｐとしての用紙に転写され、定着装置としての定着器７で定着される。用紙は、不図示の給紙モータにより駆動される給紙手段によって、図の矢印方向に搬送される。クリーニング装置５は、有機感光ドラム１上に残ったトナーを除去する。以上の各ユニットの働きにより、画像が形成される。
【００２２】
（画像加熱装置）
図５は、本実施形態における、画像加熱装置の一例としてのオンデマンド定着装置である定着器７の概略断面図である。通電手段から通電されて発熱し所定の画像加熱温度に維持される加熱体としての定着ヒータ７２と、一面を定着ヒータ７２と接触摺動し、他面を記録材と接触する可撓性部材１３と、温度検知手段であるサーミスタ７３を備える。そして、定着ヒータ７２に可撓性部材１３を介して圧接して可撓性部材１３とニップを形成し画像加熱装置の駆動手段により回転駆動される加圧体としての加圧ローラ１６と、を有する。このように形成されたニップで記録材を挟持搬送して可撓性部材１３を介した定着ヒータ７２の熱により加熱する。
【００２３】
可撓性部材１３としてはエンドレスベルト状若しくは円筒状のものを用い、可撓性部材１３の周長の少なくとも一部は常にテンションフリー（テンションが加わらない状態）とし、可撓性部材１３は加圧ローラ１６の回転駆動力で回転駆動するようにされている。エンドレスの可撓性部材１３は、加熱体たる定着ヒータ７２を含む可撓性部材のガイド部材であるステー１５に外嵌されている。
【００２４】
このエンドレスの可撓性部材１３の内周長と定着ヒータ７２を含むステー１５の外周長は、可撓性部材１３の方を若干大きくしてあり、従って、可撓性部材１３は周長に余裕を持って外嵌している。ステー１５はポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ、液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂や、これらの樹脂とセラミックス、金属、ガラス等との複合材料等で構成している。本実施の形態では液晶ポリマーを用いた。
【００２５】
可撓性部材１３は熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるため、膜厚１００μｍ以下の耐熱性のあるＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等の単層可撓性部材を使用できる。或いはポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ等の可撓性部材の外周表面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等をコーティングした複合層可撓性部材を使用できる。この他に、膜厚５０μｍ以下のステンレス製の可撓性部材の外周表面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等をコーティングした複合層可撓性部材なども使用できる。本実施の形態では、膜厚約５０μｍのポリイミド可撓性部材の外周表面にＰＴＦＥ・ＰＦＡをブレンドした離形層をコーティングしたものを用いた。
【００２６】
加圧ローラ１６は定着ヒータ７２との間に可撓性部材１３を挟んでニップＮを形成し、且つ、可撓性部材１３を回転駆動させる可撓性部材外面接触駆動手段としての加圧ローラである。加圧ローラ１６と可撓性部材１３外面との摩擦力と、加圧ローラ１６の回転駆動により、可撓性部材１３に回転力が作用する。この可撓性部材駆動ローラ兼加圧ローラ１６は、芯金と弾性体層と最外層の離形層から成り、不図示の軸受け手段、付勢手段により所定の押圧力をもって可撓性部材１３を挟ませて定着ヒータ７２の表面に圧接させて配設してある。
【００２７】
（画像形成装置の制御手段）
図６は、本実施形態における画像形成装置の制御手段を模式化したブロック図である。ＣＰＵ１１は、レーザースキャナ３、メインモータ２０、給紙モータ１２、定着器７内部の、加熱装置たる定着器のモータ駆動装置（以下「定着モータ」とする）７１、加熱装置の加熱体としての定着ヒータ７２を制御している。ＣＰＵ１１には、レーザースキャナ３から、レーザースキャナに内蔵されたモータの駆動状態を示すスキャナ回転数情報が入力され、また定着ヒータ７２の温度検知手段たるサーミスタ７３から、その出力信号が入力される。それらの情報を基に、第１の駆動手段としての給紙モータ１２、レーザースキャナ３を駆動する像形成手段におけるメインモータ２０、画像加熱装置７の駆動を行う第２の駆動手段としての定着器モータ７１および定着ヒータ７２の温調制御を行っている。
【００２８】
後述するように、画像加熱装置の駆動および通電の開始タイミングを同一時点として、その同一時点を記録材が画像加熱手段に突入するまでに画像加熱装置が所定の像加熱温度に到達する時点となるように制御手段であるＣＰＵ１１が定める。この制御手段は、画像情報処理手段であるスキャナ３の画像情報処理状況に基づき像形成手段をコントロールする。そして、この制御手段により、検知手段であるサーミスタ７３によって検知された画像加熱手段の状態によって、像形成手段の駆動手段と、画像加熱手段の駆動手段及び通電手段の相対的な駆動開始タイミングが変化させられる。
【００２９】
（画像形成装置の駆動制御のベースとなる画像展開）
画像展開とは、プリントしたいカラー画像の各色をコントローラで解析及び展開する処理である。画像情報を展開するための画像情報展開手段１７は、画像情報が展開される以前に、画像形成装置に対して駆動信号（以下、「プレプリントコマンド」と称する）を送信し、画像情報展開終了以前に画像形成装置の駆動を開始することが可能になっている。さらに、画像展開終了時点で、画像形成装置にプリント開始を指示する信号（以下「プリント信号）を送信する。プリント信号に基づいて画像形成装置の駆動を開始することを制御手段が行うことが可能となる。
【００３０】
（画像加熱装置の通電制御のベースとなる温度立上り時間）
図７は、本実施形態における画像加熱装置たる定着器の、温度立ち上がりカーブを示したものであり、横軸に立ち上げ開始からの時間、縦軸に定着ヒータ温度を取っている。室温（２０℃）から定着器を立ち上げた場合、目標温度（１８０℃）に到達するまでの時間は、約８秒であった。同様に、５０℃から立ち上げた場合は約６秒、１００℃から立ち上げた場合は４秒、１５０℃から立ち上げ場合は２秒であった。なお、Ａ４サイズの用紙を給紙してから画像形成装置内を搬送し、定着器に突入までの時間を測定したところ、約５秒であった。さらに用紙が定着器に突入後、画像形成装置外に排出されるまでの時間を測定したところ、約４秒であった。
【００３１】
画像形成装置の制御手段は、温度検知手段であるサーミスタ７３による検知結果に基づいて、記録材が画像加熱手段に突入するまでに所定の像加熱温度に到達するように、画像加熱手段の駆動及び通電の開始タイミングを、突入の「３秒前」等と定める。
【００３２】
（画像加熱装置の駆動および通電の開始タイミング）
以下、画像加熱装置の駆動および通電を同一時点で開始するものとして説明するが、
本発明の範囲内で双方が互いに所定時間内でずれていても構わない。図１乃至図３は、本実施形態における画像形成装置の制御内容を表すシーケンス図である。本実施形態においては、プリントスタート時にサーミスタ７３により検知された定着ヒータ温度により、三段階の加熱装置駆動開始タイミングを持つ。
【００３３】
（１）第１の制御シーケンス
プリントスタート時に定着ヒータ温度が１５０℃以上である場合の制御シーケンスを以下に示す。図１（ａ）に、定着ヒータ７２の温度が１５０℃以上であった場合の、画像形成装置の制御内容を表すシーケンス図を示す。図１（ａ）において、Ｔ１１３のタイミングで画像展開が開始され、同時にプレプリントコマンドも送信される。しかし、画像形成装置本体は特に動作開始することなく、画像展開終了を待機している。Ｔ１１４で画像展開が終了し、プリント信号が出された時点で、スキャナモータとメインモータ、給紙モータが回転を開始する。スキャナはＴ１１５のタイミングでスキャナレディとなり、描画が可能になる。
【００３４】
定着器モータ７１および定着ヒータ７２は定着器に紙が突入する３秒前にＴ１１６のタイミングで回転・通電を開始する。この「３秒前」という時点に関しては、以下のように定まる。即ち、画像情報処理手段であるスキャナが画像情報の生成を開始した後に、温度検知手段であるサーミスタ７３による検知結果が制御手段に入力される。その結果に基づいて、制御手段が記録材が画像加熱手段に突入するまでに所定の像加熱温度に到達するように、画像加熱手段の駆動及び通電の開始タイミングを「３秒前」と定める。
【００３５】
この場合において、Ｔ１１７のタイミングで定着器に用紙が突入するまでの間に定着ヒータ７２の温度は十分立ち上がるため、定着能力は十分確保できる。用紙はＴ１１８のタイミングで画像形成装置から排出され、プリントは終了する。
【００３６】
図１（ａ）に示す例においては、画像展開に要する時間が比較的短く、定着器温度が画像展開開始から定着器モータ７１、定着ヒータ７２の駆動、通電までの間にほとんど変化しない場合を想定している。しかし、画像展開に要する時間によっては、定着器温度が低下してしまい、図１（ａ）に示す制御を用いた場合に、定着器に用紙が突入するまでに定着器温度が十分立ち上がらないケースがありえる。そのような問題を生じさせないようにする制御を、図１（ｂ）に示す。図１（ｂ）において、Ｔ１１９で画像展開を開始する。
【００３７】
画像展開中においても、サーミスタ７３は、定着ヒータ７２の温度をモニタし、定着ヒータ７２の温度が１５０℃未満を検知した時点（Ｔ１２０）で定着器モータ７１および定着ヒータ７２の駆動を開始する。定着ヒータ温度が１８０℃になった時点（Ｔ１２１）で、再び定着器モータ７１と定着ヒータ７２をオフし、定着器７は待機状態に戻る。さらに画像展開が継続し、再び定着ヒータ温度が１５０℃未満になった場合（Ｔ１２２）も、同様に定着ヒータ温度が１８０℃になるまで定着ヒータ７２と定着器モータ７１を駆動し、常に定着ヒータ温度が１５０℃以上を保つよう、制御を行う。
【００３８】
Ｔ１２４で画像展開が終了した時点で給紙モータ１２、メインモータ２０、スキャナモータの駆動を開始し、Ｔ１２５でスキャナレディとなり、描画が可能となる。その後Ｔ１２６で定着ヒータ７２および定着器モータ７１の駆動を開始し、Ｔ１２７で用紙が定着器７に突入する。Ｔ１２８で用紙が画像形成装置外に排出され、プリント動作が終了する。
【００３９】
（２）第２の制御シーケンス
プリントスタート時に定着ヒータ温度が１００℃未満である場合の制御シーケンスを以下に示す。図２（ａ）に示すように、Ｔ１０１のタイミングで画像情報の展開が開始される。同時にプレプリントコマンドがプリンタエンジンに送信され、プリンタがプリント準備に入る。定着器モータ７１と定着ヒータ７２は、Ｔ１０１と同じタイミングでそれぞれ回転・通電を開始する。そして、Ｔ１０２で、給紙開始から用紙が定着器突入時までに定着可能温度（１８０℃）に到達できると見込める温度になった時点でヒータレディ信号を出し、そのまま待機する。
【００４０】
Ｔ１０３で画像展開が終了すると、プリンタエンジンに対するプリント信号が送られる。同時にスキャナモータは回転を開始し、約２秒後にスキャナレディ状態となり、Ｔ１０４で画像描画が可能になる。メインモータ２０および給紙モータ１２は、スキャナモータと同様、Ｔ１０３で回転を開始し、給紙動作が開始される。画像形成装置内を用紙が通過し、Ｔ１０５のタイミングで用紙が定着器に突入してから約４秒後に用紙が画像形成装置外に排出され、Ｔ１０６で画像形成装置の動作は終了する。
【００４１】
図２（ａ）に示す例では、画像展開の途中でヒータレディ信号が出力されるとしたものの、実際には、画像展開に要する時間はあらかじめ予想できるわけではなく、不確定である。したがって、ヒータレディ信号が出力される以前に画像展開が終了し、プリント信号が出力される可能性もある。そのような場合のシーケンス図を図２（ｂ）に示す。
【００４２】
図２（ｂ）において、Ｔ１０７のタイミングで画像展開が開始されると同時に、定着器モータ７１と定着ヒータ７２は、それぞれ回転・通電を開始する。ヒータ温度が十分立ち上がる以前に画像展開がＴ１０８のタイミングで終了すると同時に、スキャナモータ、メインモータ２０が回転を開始する。即ち、Ｔ１０８のタイミングでプリント信号が出力されるものの、ヒータ温度が立ち上がっていないため、画像形成装置はしばらく待機状態となる。
【００４３】
定着ヒータ７２が、給紙開始から、用紙が定着器７に突入する以前に目標温度に到達することが見込める温度まで立ち上がると、Ｔ１１０のタイミングでヒータレディが出る。ヒータレディが出た直後に、スキャナモータ、メインモータ２０、給紙モータ１２が回転を開始して用紙が給紙され、Ｔ１１１のタイミングで定着器７に突入・定着された後に、Ｔ１１２のタイミングで画像形成装置外に排出され、プリントを終了する。
【００４４】
（３）第３の制御シーケンス
プリントスタート時に定着ヒータ温度が１００℃以上１５０℃未満である場合の制御シーケンスを以下に示す。図３（ａ）に示すように、Ｔ１２９で画像展開が始まり、Ｔ１３０で画像展開が終了する。この間、画像形成装置は駆動せず、Ｔ１３０でプリント信号が送信された後に、スキャナモータ、メインモータ２０、給紙モータ１２、定着器モータ７１、定着ヒータ７２はそれぞれ駆動を開始する。Ｔ１３３で用紙が定着器に突入する以前のＴ１３２のタイミングでヒータレディが出ているため、用紙の定着性は十分確保できる。定着された用紙はＴ１３４のタイミングで画像形成装置外に排出され、プリントを終了する。
【００４５】
図３（ａ）では、画像展開に要する時間が短く、定着ヒータ温度がほとんど低下しない状況を想定している。画像展開中に定着ヒータ温度が低下する場合に対応した制御概要を図３（ｂ）に示す。図３（ｂ）において、Ｔ１３５のタイミングで画像展開が開始される。その間、サーミスタ７３により定着ヒータ７２の温度をモニタし、定着ヒータ温度が１００℃未満になった場合は、画像展開時間中に定着器モータ７１および定着ヒータ７２の駆動を開始する（Ｔ１３６）。
【００４６】
即ち、定着ヒータ温度が１８０℃に立ち上がるまで定着器モータ７１、定着ヒータ７２の駆動を継続し、定着ヒータ温度が１８０℃に達したら、定着器モータ７１、定着ヒータ７２の駆動を停止する（Ｔ１３７）。二回目以降は、定着ヒータ温度が１５０℃未満に低下した場合に、定着器モータ７１、定着ヒータ７２の駆動を再開する（Ｔ１３８）。この場合も、定着ヒータ温度が１８０℃に達した時点で、定着ヒータ７２、定着器モータ７１の駆動を停止する（Ｔ１３９）。
【００４７】
即ち、制御手段は記録材が画像加熱手段に突入するまでに、画像加熱手段が所定の像加熱温度に到達するように、画像加熱手段の駆動及び通電の開始タイミングを調節する。さらに、画像加熱手段が所定の像加熱温度に到達した時点で画像情報処理手段による画像情報生成が未了の場合は、再び画像加熱手段の駆動及び通電を停止する。そして、所定の像加熱温度からの画像加熱手段の温度の低下度合いに応じて、再度前記画像加熱手段の駆動及び通電を開始する動作を記録材が画像加熱手段に突入するまで繰り返す。
【００４８】
画像加熱手段に対し、像形成手段に関してはＴ１４０で画像展開が終了すると同時にプリント信号が出され、給紙モータ１２、メインモータ２０、スキャナモータが回転を開始する。Ｔ１４１でスキャナレディが出され、画像形成装置での描画が可能となる。その間に用紙は搬送路を給紙され、Ｔ１４３で定着器に突入する。
【００４９】
画像加熱手段に戻って、用紙が定着器に突入する以前のＴ１４２で、定着器モータ７１と定着ヒータ７２は駆動を開始し、Ｔ１４３までに所定の温度に立ち上がるため、用紙の定着性は十分確保できる。用紙はＴ１４４で画像形成装置外に排出され、プリント動作は終了する。
【００５０】
ここで、本実施形態の定着器７を用いて画像形成装置の耐久試験を行った。１枚の用紙をプリントし、用紙が排出された瞬間に次のプリントを開始する、という、一枚間欠耐久試験を行ったところ、約１５万枚の通紙を行っても、特に定着器７に異常は生じなかった。
【００５１】
（比較例１）
図８（ａ）に、本発明の比較例としての画像形成装置の制御内容を表すシーケンス図を示す。図８（ａ）においては、定着ヒータ温度が１５０℃だった場合のシーケンス図を示した。図８（ａ）に示すように、定着器は、Ｔ６０１で画像展開が介しされ、プレプリントコマンドが送信されると常に定着器を立ち上げ、用紙が定着器に突入する以前に定着ヒータ７２が目標温度に到達した場合は、そのまま目標温度で保持・待機させている。
【００５２】
本比較例の定着器を用いて、第１の実施形態と同様の一枚間欠耐久試験を行ったところ、約１０万枚の通紙後に、用紙が定着ローラに対してスリップし、通紙が不可能になる現象が発生した。これは、加圧ローラが高温で長時間回転したためにトルクが上昇し、用紙が突入した際に、定着ローラによる駆動がかからず、加圧ローラ回転が停止してしまったために発生したと考えられる。
【００５３】
（比較例２）
図８（ｂ）に、本発明の第二の比較例としての画像形成装置の制御内容を表すシーケンス図を示す。本比較例においても、定着ヒータ温度が１５０℃時点からスタートすることを前提としている。図８（ｂ）において、Ｔ７０１で画像展開が開始された時点では画像形成装置は動作せず、Ｔ７０２で画像展開が終了した時点でプリント信号が送信される。ここで初めてスキャナモータ、メインモータ２０、給紙モータ１２、定着器モータ７１、定着ヒータ７２が同時に駆動を開始する。
【００５４】
本比較例において、画像展開時間を除き、Ｔ７０２からＴ７０５で用紙が排出されるまでの時間を測定したところ、定着ヒータ７２の初期温度によって異なり、定着ヒータ７２が室温（２０℃）の状態からのＦＰＯＴは１２秒であった。また、定着ヒータ温度が５０℃の状態からのＦＰＯＴは１０秒、定着ヒータ温度が１００℃以上の状態からのＦＰＯＴは９秒であった。これは第１の実施形態における、画像展開終了後のＦＰＯＴが常に９秒であるのに対して、ＦＰＯＴが遅くなってしまうケースが存在することを意味する。
【００５５】
なお、第１の実施形態において、定着器７の温度を三段階に分けた例を示したものの、この段階数は任意であり、本実施形態より多くても少なくてもかまわない。また、本実施形態においては、ヒータレディから用紙の定着器突入までに約２秒程度の余裕を見込んでいるものの、この時間をさらに短縮したり、一枚目のみ、ヒータレディ温度以前に用紙が定着器に突入するようなシーケンスとしても構わない。これは、通紙一枚目においては、複数の用紙を連続通紙したときに比べ、加圧ローラ温度が高くなる傾向があるため、厳密にヒータレディ温度に至らなくても、十分な定着性を確保できることが多いためである。
【００５６】
さらに、スキャナの立ち上がり条件は本実施形態では考慮しなかったものの、スキャナモータの回転数の立ち上がりを見て、スキャナ立ち上がりに要する時間を予測しても良い。そして、予測された立ち上げ時間からの差と、定着ローラ温度の組み合わせで、定着器の立ち上げ開始タイミングを決定することとしても良い。
【００５７】
《第２の実施形態》
図９は、本実施形態における画像形成装置の制御手段を模式化したブロック図である。第１の実施形態と同様、ＣＰＵ１１は、レーザースキャナ３、給紙モータ１２、定着器７内部の定着モータ７１、定着ヒータ７２を制御している。ＣＰＵ１１には、レーザースキャナ３から、レーザースキャナに内蔵されたモータの駆動状態を示すスキャナ回転数情報が入力され、また定着ヒータ７２の温度検知手段たるサーミスタ７３から、その出力信号が入力される。そして、それらの情報をもとに、給紙モータ１２、メインモータ２０、レーザースキャナ３を駆動するモータ、加熱装置７の駆動および温調の制御を行っている。
【００５８】
また、画像情報展開手段１７からの情報は、ＣＰＵに入力され、画像情報の展開状況により、画像形成装置に対して駆動信号を送ることが可能となっている。さらに、本実施形態においては、定着ヒータ７２に流れる電流量としての電流値を検知することが可能な、電流量検知手段１８が設けられている。電流量検知手段１８は、定着ヒータ７２に流れる電流値をモニタすることによって、定着ヒータ７２が利用可能な電力の大きさを求めることができる。
【００５９】
本実施形態において、定着ヒータ７２の抵抗値の中心値を１０Ω、投入電圧の中心値は１００Ｖである。この場合、電流値は１０Ａ、電力は１０００Ｗとなる。定着ヒータ抵抗値は１０％の割合で振れる可能性がある。また、電圧値も同様に１０％程度の変動幅を持つため、電流値は最大１２．２Ａから最小８．１７Ａまで変動する可能性がある。同様に、電力の値も１３４０Ｗから７４０Ｗまで変動する可能性がある。
【００６０】
図１０に、電力最大値の場合と、電力最小値の場合、中心値の場合の定着ヒータ温度の、室温（２０℃）からの立ち上がりのグラフを示す。図に示すように、電流値が中心値（１０Ａ）の時に、目標温度（１８０℃）まで８秒で立ち上がるのに対して、１２Ａの電流が流れた場合には、約４秒で立ち上がる。９Ａの電流が流れた場合には、約１２秒を要する。
【００６１】
本実施形態において、電流値が１２Ａ未満であった場合の画像形成装置の動作を示すシーケンスは、図２（ａ）と同様である。すなわち、Ｔ１０１のタイミングで画像情報の展開が開始される。同時にプレプリントコマンドがプリンタエンジンに送信され、プリンタがプリント準備に入る。定着器モータ７１と定着ヒータ７２は、Ｔ１０１と同じタイミングでそれぞれ回転・通電を開始し、Ｔ１０２で定着可能温度（１８０℃）になった時点でヒータレディ信号を出し、そのまま待機する。
【００６２】
Ｔ１０３で画像展開が終了すると、プリンタエンジンに対するプリント信号が送られる。同時にスキャナモータは回転を開始し、約２秒後にスキャナレディ状態となり、Ｔ１０４で画像描画が可能になる。メインモータ２０および給紙モータ１２は、スキャナモータと同様、Ｔ１０３で回転を開始し、画像形成動作および給紙動作が開始される。画像形成装置内を用紙が通過し、Ｔ１０５のタイミングで用紙が定着器７に突入してから約４秒後に用紙が画像形成装置外に排出され、Ｔ１０６で画像形成装置の動作は終了する。
【００６３】
また、本実施形態において、電流値が１２Ａ以上であった場合の画像形成装置の動作を示すシーケンスは、図３（ａ）と同様である。すなわち、Ｔ１２９で画像展開が終了するまで、画像形成装置は駆動せず、Ｔ１３０でプリント信号が送信された後に、スキャナモータ、メインモータ２０、給紙モータ１２、定着器モータ７１、定着ヒータ７２はそれぞれ駆動を開始する。Ｔ１３３で用紙が定着器に突入する以前のＴ１３２のタイミングでヒータレディが出ているため、用紙の定着性は十分確保できる。定着された用紙はＴ１３４のタイミングで画像形成装置外に排出され、プリントを終了する。
【００６４】
本実施形態に示すように、電流値検知手段による検知結果によって、画像形成装置の動作シーケンスを変化させることにより、第１の実施形態と同様、良好なＦＰＯＴと定着装置の長寿命化を両立することができる。
【００６５】
なお、本実施形態に示した、電流検知手段による電流値検知結果と、第１の実施形態に示した定着ヒータ温度とを組み合わせることによって、シーケンスを決定することとすることも可能である。また、第１の実施形態と同様、画像展開中に定着ヒータ温度が低下した場合、所定温度まで定着器を駆動・停止を繰り返すシーケンスを導入することも可能である。さらに、本実施形態においては電流値１２Ａ未満と１２Ａ以上の二通りに分類しているものの、三通り以上のケースに分割することも可能である。
【００６６】
《第３の実施形態》
図１１は、本実施形態における画像形成装置の制御手段を模式化したブロック図である。第１の実施形態と同様、ＣＰＵ１１は、レーザースキャナ３、メインモータ２０、給紙モータ１２、定着器７内部の定着モータ７１、定着ヒータ７２を制御している。ＣＰＵ１１には、レーザースキャナ３から、レーザースキャナに内臓されたモータの駆動状態を示すスキャナ回転数情報が入力され、ヒータの温度検知手段たるサーミスタ７３から、その出力信号が入力される。そして、それらの情報をもとに、給紙モータ１２、メインモータ２０、レーザースキャナ３を駆動するモータ、加熱装置７の駆動および温調の制御を行っている。
【００６７】
また、画像情報展開手段１７からの情報は、ＣＰＵ１１に入力され、画像情報の展開状況により、画像形成装置に対して駆動信号を送ることが可能となっている。さらに、本実施形態においては、画像形成装置周辺の温度を検知する環境検知手段としての環境センサ１９が設けられている。環境センサ１９は、画像形成装置がおかれている周囲環境の温度を測定し、その情報をＣＰＵ１１へ随時送信している。
【００６８】
図１２に、画像形成装置の周囲温度による、定着ヒータ温度の立ち上がりの違いを表すグラフを示す。周囲環境温度が２０℃の場合、定着ヒータ７２が１００℃の状態から、目標温度（１８０℃）まで定着ヒータ温度が立ち上がるまでの時間は、４秒である。これに対して、画像形成装置周辺温度が１０℃の場合は、定着ヒータ温度が１００℃から１８０℃まで上昇するのに５秒を要している。
【００６９】
本実施形態における、室温２０℃時の画像形成装置動作を示すシーケンス図は、図３（ａ）と同様である。すなわち、Ｔ１２９で画像展開が終了するまで、画像形成装置は駆動せず、Ｔ１３０でプリント信号が送信された後に、スキャナモータ、メインモータ２０、給紙モータ１２、定着器モータ７１、定着ヒータ７２はそれぞれ駆動を開始する。Ｔ１３３で用紙が定着器に突入する以前のＴ１３２のタイミングでヒータレディが出ているため、用紙の定着性は十分確保できる。定着された用紙はＴ１３４のタイミングで画像形成装置外に排出され、プリントを終了する。
【００７０】
また、本実施形態における、室温１０℃以下の時の画像形成装置動作を示すシーケンス図は、図２（ａ）と同様である。すなわち、Ｔ１０１のタイミングで画像情報の展開が開始される。同時にプレプリントコマンドがプリンタエンジンに送信され、プリンタがプリント準備に入る。定着器モータ７１と定着ヒータ７２は、Ｔ１０１と同じタイミングでそれぞれ回転・通電を開始し、Ｔ１０２で定着可能温度（１８０℃）になった時点でヒータレディ信号を出し、そのまま待機する。
【００７１】
Ｔ１０３で画像展開が終了すると、プリンタエンジンに対するプリント信号が送られる。同時にスキャナモータは回転を開始し、約２秒後にスキャナレディ状態となり、Ｔ１０４で画像描画が可能になる。メインモータ２０、給紙モータ１２は、スキャナモータと同様、Ｔ１０３で回転を開始し、給紙動作が開始される。画像形成装置内を用紙が通過し、Ｔ１０５のタイミングで用紙が定着器に突入してから約４秒後に用紙が画像形成装置外に排出され、Ｔ１０６で画像形成装置の動作は終了する。
【００７２】
本実施形態に示すように、画像形成装置周囲環境検知手段による検知結果によって、画像形成装置の動作シーケンスを変化させることにより、第１の実施形態と同様、良好なＦＰＯＴと定着装置の長寿命化を両立することができる。
【００７３】
本実施形態においては、画像形成装置周囲環境の検知手段には、周囲温度のみを検知させているものの、温度のみならず湿度等の情報を検知させてもかまわない。また、第１の実施形態、第２の実施形態におけるサーミスタ７３で検知される温度、定着ヒータ７２に投入される電流値検知結果と連動させて、画像形成装置のシーケンスを決定することとしてもかまわない。即ち、検知手段として、環境センサ、温度検知手段、電流量検知手段の任意の組み合わせであってもよい。
【００７４】
（画像形成装置の全体動作シーケンス）
ここで、画像形成装置の全体動作シーケンスについて図１３を用いて説明する。図中の工程は動作を意味する。上述した実施形態におけるプリントスタートであるプレコマンド出力時が、図１３のプリントスタート信号Ｓの時点に対応している。
【００７５】
ａ．前多回転動作：画像形成装置の始動動作期間（起動動作期間、ウォーミング期間）である。メイン電源スイッチ−オンにより、装置のメインモータを駆動させて感光ドラム１を回転駆動させ、所定のプロセス機器の準備動作を実行させる。
【００７６】
ｂ．前回転動作：プリント前動作を実行させる期間である。この前回転動作は前多回転動作中にプリント信号が入力したときには前多回転動作に引き続いて実行される。プリント信号の入力がないときには前多回転動作の終了後にメインモータの駆動が一旦停止されて感光ドラム１の回転駆動が停止され、画像形成装置はプリント信号が入力されるまでスタンバイ（待機）状態に保たれる。プリント信号が入力すると、前回転動作が実行される。
【００７７】
ｃ．プリント動作：所定の前回転動作が終了すると、引き続いて感光ドラム１に対する作像プロセスが実行され、回転感光ドラム面に形成されたトナー像の記録材Ｐへの転写、定着器７によるトナー像の定着処理がなされて画像形成物がプリントアウトされる。連続プリントモードの場合は上記のプリント動作が所定の設定プリント枚数分繰り返して実行される。
【００７８】
ｄ．紙間：連続印字モードにおいて一の記録材の後端部が転写ニップ部を通過した後、次の記録材の先端部が転写ニップ部に到達するまでの間の、転写ニップ部における記録材の非通紙状態期間である。
【００７９】
ｅ．後回転動作：最後の記録材のプリント動作が終了した後もしばらくの間メインモータの駆動を継続させて感光ドラム１を回転駆動させ、所定の後動作を実行させる期間である。
【００８０】
ｆ．待機（スタンバイ）：所定の後回転動作が終了すると、メインモータの駆動が停止され感光ドラム１の回転駆動が停止され、画像形成装置は次のプリントスタート信号が入力するまでスタンバイ状態に保たれる。１枚だけのプリントの場合は、そのプリント終了後、プリンタは後回転動作を経てスタンバイ状態になる。スタンバイ状態においてプリントスタート信号が入力すると、プリンタは前回転動作に移行する。
【００８１】
ｃのプリント動作時が画像形成時であり、ａの前多回転動作、ｂの前回転動作、ｄの紙間、ｅの後回転動作が非画像形成時（非プリント時）となる。
【符号の説明】
【００８２】
１・・感光ドラム、２・・帯電ローラ、３・・レーザースキャナ、４・・現像装置、５・・クリーニング装置、６・・転写ローラ、７・・定着器、１１・・ＣＰＵ、１２・・給紙モータ、１３・・可撓性部材、１５・・ステー、１６・・加圧ローラ、１８・・電流値検知手段、１９・・環境センサ、２０・・メインモータ、３０・・読取スキャナ、７１・・定着器モータ、７２・・定着ヒータ、７３・・サーミスタ、Ｐ・・記録材、Ｎ・・ニップ
【図１】
2012128261.tif 000003
【図２】
2012128261.tif 000004
【図３】
2012128261.tif 000005
【図４】
2012128261.tif 000006
【図５】
2012128261.tif 000007
【図６】
2012128261.tif 000008
【図７】
2012128261.tif 000009
【図８】
2012128261.tif 000010
【図９】
2012128261.tif 000011
【図１０】
2012128261.tif 000012
【図１１】
2012128261.tif 000013
【図１２】
2012128261.tif 000014
【図１３】
2012128261.tif 000015