画像形成装置
【課題】
定着ローラの表面温度値が所望の温度値に達するまでの時間を短くすることで、ウォームアップにかかる時間を短縮することが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】
現像剤画像が転写された画像記録媒体を加熱定着する画像形成装置であって、熱源と、熱源により加熱される定着部と、定着部に対向して配置されると共に、定着部を押圧する加圧部と、定着部の媒体通紙領域に配置されると共に、定着部の温度値を検出する温度検出部と、定着部と加圧部との回転を制御する回転制御部と、を備え、回転制御部は、温度検出部により検出された定着部の検出温度が、予め設定された待機温度から所定温度値だけ低い温度値に到達したときに定着部と加圧部との回転を停止させること、を特徴とする画像形成装置。
定着ローラの表面温度値が所望の温度値に達するまでの時間を短くすることで、ウォームアップにかかる時間を短縮することが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】
現像剤画像が転写された画像記録媒体を加熱定着する画像形成装置であって、熱源と、熱源により加熱される定着部と、定着部に対向して配置されると共に、定着部を押圧する加圧部と、定着部の媒体通紙領域に配置されると共に、定着部の温度値を検出する温度検出部と、定着部と加圧部との回転を制御する回転制御部と、を備え、回転制御部は、温度検出部により検出された定着部の検出温度が、予め設定された待機温度から所定温度値だけ低い温度値に到達したときに定着部と加圧部との回転を停止させること、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】
本発明はプリンタ、ファクシミリ装置、複写機などの画像形成工程において、熱定着を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の、プリンタ、ファクシミリ装置、複写機などの画像形成装置、例えば、プリンタにおいては、像担持体としての感光体ドラムの表面を帯電ローラ等の帯電部材で一様均一に帯電させた後、画像データに基づく光をＬＥＤ（Light Emitting Diode）ヘッド等の露光装置を用いて照射することでその表面に静電潜像を形成させる。
【０００３】
そして、感光体ドラム表面に形成された静電潜像には、現像ローラ等の現像剤供給部材により現像剤としてのトナーが静電的に付着されることにより、トナー画像が反転現像される。感光体ドラム表面に形成されたトナー画像は、転写ローラ等の転写部材により所定のタイミングで搬送された記録媒体上に転写される。その後、トナー画像が転写された記録媒体は定着部に搬送され、熱及び圧力が付与されることにより、トナー画像は記録媒体に定着されることになる。トナー画像が定着された記録媒体はプリンタ外部に排出され、一連の画像形成は終了する。
【０００４】
このような構成を有するプリンタにおいて、一般的に、定着部は加熱体を備えた熱付与体としての定着ローラと、当該定着ローラを押圧するように配設された圧力付与体としての加圧ローラと、を備える。定着ローラと加圧ローラとは互いに圧接した状態に維持されており、回転する定着ローラと加圧ローラとで形成されたニップ部を記録媒体が通過するタイミングにあわせて熱及び圧力が付与される。なお、定着ローラの表面近傍には、当該定着ローラの表面温度値を検出する、例えば、サーミスタ等の温度検出部が設けられている。そして、当該温度検出部によって検出された温度値に基づき、加熱体をオン／オフさせることで、定着ローラの表面温度は制御されている。
【０００５】
このような、定着ローラの回転、加熱体のオン／オフを伴う定着ローラの表面温度の制御は、主にプリンタの電源投入時から実行され、ウォームアップを経て、プリンタが画像形成可能な状態、つまり、定着ローラの表面温度値が所望の温度値となるまで実行される（例えば、特許文献１参照）。そして、画像形成中においては、定着ローラの表面温度値は画像形成に最も適した至適温度に維持される。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２７１９３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の画像形成装置においては、定着ローラの表面温度が所望の温度値に達するまでに非常に長い時間を必要とし、その結果、ウォームアップにかかる時間が長くなるといった問題があった。
【０００８】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、定着ローラの表面温度値が所望の温度値に達するまでの時間を短くすることで、ウォームアップにかかる時間を短縮することが可能な画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明にかかる画像形成装置は、現像剤画像が転写された画像記録媒体を加熱定着する画像形成装置であって、熱源と、熱源により加熱される定着部と、定着部に対向して配置されると共に、定着部を押圧する加圧部と、定着部の媒体通紙領域に配置されると共に、定着部の温度値を検出する温度検出部と、定着部と加圧部との回転を制御する回転制御部と、を備え、回転制御部は、温度検出部により検出された定着部の検出温度が、予め設定された待機温度から所定温度値だけ低い温度値に到達したときに定着部と加圧部との回転を停止させること、を特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる画像形成装置は、現像剤画像が転写された画像記録媒体を加熱定着する画像形成装置であって、熱源と、熱源への通電を制御する通電制御部と、通電制御部による制御に基づき熱源により加熱される定着部と、定着部の媒体通紙領域に配置されると共に、定着部の温度値を検出する温度検出部と、定着部の回転を制御する回転制御部と、を備え、温度検出部による定着部の温度値の検出結果に基づき、第１の温度以上第２の温度値未満では、通電制御部は定着部へ通電させるように熱源を制御すると共に、回転制御部は定着部を回転させるように制御し、第２の温度値以上第３の温度値未満では、通電制御部は定着部へ通電させるように熱源を制御すると共に、回転制御部は定着部の回転を停止させるように制御すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の画像形成装置によれば、定着ローラの表面温度値が所望の温度値に達するまでの時間を短くすることで、ウォームアップにかかる時間を短縮することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００１３】
［第１の実施形態］
第１の実施形態の説明においては、本発明にかかる画像形成装置としてのプリンタ１の構成について説明する。
【００１４】
図１は、プリンタ１の要部構成を説明するための側面断面図である。プリンタ１は、例えば、ホストコンピュータ等の外部装置から入力された画像データに基づく画像を記録媒体に形成可能な電子写真方式の画像形成装置である。
【００１５】
プリンタ１は、記録媒体２が載置される媒体カセット３と、記録媒体２を矢印６０方向に繰り出すピックアップローラ４０と、ピックアップローラ４０により繰り出された記録媒体２を矢印６１方向に搬送するピックアップローラ４１，レジストローラ４２と、記録媒体２の斜行を矯正すると共に、記録媒体２を矢印６２方向に搬送する搬送ローラ４３，４４と、各色に対応した現像剤画像を記録媒体２上に形成する電子写真プロセスユニットとしてのプロセスユニット１１，１２，１３，１４と、記録媒体２を静電吸着して搬送する転写ベルト２０を介して各プロセスユニット１１，１２，１３，１４が備える図示せぬ感光体ドラムに当接するように配置された転写ローラ２１，２２，２３，２４と、現像剤画像が転写された記録媒体２に熱及び圧力を付与する定着ユニット３０と、定着ユニット３０を通過し矢印６４方向に搬送された記録媒体２を矢印６５方向のプリンタ１外部に排出する排出ローラ４７，４８と、記録媒体２の通過を認識する媒体通過センサ５１，５２，５３と、を備える。
【００１６】
媒体カセット３は、内部に記録媒体２を積層した状態で収納し、プリンタ１の下部に着脱自在に装着されている。そして、媒体カセット３の上部には、記録媒体２を１枚ずつ分離し繰り出すピックアップローラ４０が配設されている。
【００１７】
ピックアップローラ４１，レジストローラ４２は互いに圧接した状態で設けられ、図示せぬ駆動源から伝達された駆動力により回転し、媒体カセット３から繰り出された記録媒体２を矢印６１に搬送する。
【００１８】
搬送ローラ４３，４４は互いに圧接した状態で設けられ、記録媒体２の斜行を矯正すると共に、図示せぬ駆動源から伝達された駆動力により回転し、記録媒体２を矢印６２方向、つまりプロセスユニット１１，１２，１３，１４に搬送する。
【００１９】
プロセスユニット１１，１２，１３，１４は、それぞれシアン，マゼンタ，イエロー，ブラックの４色に対応した現像剤としてのトナーを収納し、入力された画像データに基づく現像剤画像、つまりトナー画像を図示せぬ感光体ドラム上に形成する。また、各プロセスユニット１１，１２，１３，１４は転写ベルト２０に沿ってプリンタ１から着脱自在に装着されている。
【００２０】
転写ベルト２０は、記録媒体２を静電吸着して搬送する無端のベルト部材である。そして、転写ローラ２１，２２，２３，２４は、各プロセスユニット１１，１２，１３，１４の感光体ドラム上に形成されたトナー画像を記録媒体２に転写する転写部材である。転写ローラ２１，２２，２３，２４には、トナーと逆極性のバイアス電圧を印加する図示せぬ転写ローラ用電源が接続されており、転写ローラ用電源から印加されたバイアス電圧により、感光体ドラム上に形成されたトナー画像が記録媒体２に転写される。
【００２１】
定着ユニット３０は、定着部としての定着ローラ４６と、加圧部としての加圧ローラ４５と、第１の温度検出素子であり、定着部温度検出素子としてのローラ温度検出素子１０２と、を備える。定着ローラ４６は、例えば、アルミニウム等からなる中空円筒状の芯金にシリコーンゴム等の耐熱弾性層を被覆し、その上にＰＦＡ（テトラフルオロエチレンーパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブを被覆することで形成されている。そして、その芯金内には、例えば、ハロゲンランプ等の加熱体としてのヒータが配設されている。また、加圧ローラ４５は定着ローラ４６と略同一の構成を有しており、定着ローラ４６を押圧するように配設されている。この定着ローラ４６と加圧ローラ４５とにより形成されるニップ部をトナー画像が転写された記録媒体２が通過することにより、熱及び圧力が付与され、トナー画像は記録媒体２上に定着される。また、ローラ温度検出素子１０２は、定着ローラ４６の表面温度を検出するための温度検出素子であり、例えば、サーミスタ等を用いることができる。また、第２の温度検出素子としての加圧部温度検出素子１６２は、加圧ローラ４５の表面温度を検出するための温度検出素子であり、例えば、サーミスタ等を用いることができる。
【００２２】
なお、図１においては、定着ユニット３０を構成する部材として、定着ローラ４６と加圧ローラ４５とを用いた構成例について説明したが、定着ユニット３０の構成はこれに限定されるものではない。例えば、図２及び図３に示すように、ヒータ１０４を有する定着ローラ１０１と、加圧ローラ４５の代わりにローラ１６１を内蔵する無端形状ベルト１０５を用いて定着ユニット３０を構成してもよいし、定着ローラ及び加圧ローラの両ローラの代わりに無端形状ベルトを用いた構成としても構わない。この場合、トナー画像が転写された記録媒体２は、図中、矢印方向に搬送され、定着ローラ１０１と無端形状ベルト１０５とから形成されるニップ部を通過するタイミングにおいて、熱及び圧力が付与される。また、ローラ温度検出素子１０２は、図４に示すように、最小用紙幅（例えば、Ａ６サイズ＿１０５ｍｍ）の幅で定着ローラ１０１においける通紙領域の間に配設されており、定着ローラ１０１の表面の温度、すなわち、定着部の表面の温度を検出する。
【００２３】
排出ローラ４７，４８は、互いに圧接した状態で設けられ、図示せぬ駆動源から伝達された駆動力により回転し、定着ユニット３０においてトナー画像が定着された記録媒体２を矢印６５方向のプリンタ１外部に排出する。
【００２４】
媒体通過センサ５１，５２，５３は、記録媒体２がセンサ上を通過したか否かの情報を出力する部材であり、機械的な動きで記録媒体２を検出できるセンサでも、光学的な光の反射や透過を利用したセンサでもよい。
【００２５】
次に、図５を用いてプリンタ１の機能構成について説明する。制御部１０６はプリンタ１全体の動作を統括的に制御し、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０８に格納された制御プログラムを実行することによってプリンタ１の機能を実現するＣＰＵ（Central Processing Unit）１０７と、前述した制御プログラムや設定データ等を格納する不揮発性記憶媒体であるＲＯＭ１０８と、ＣＰＵ１０７のワーキングエリアとして利用されると共に、画像データ等のデータを一次的に格納する、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ１０９と、時間を検出するタイマ１１０と、例えば、ヒータ制御部１１２等のプリンタ１が内蔵する各制御部との制御信号の双方向通信を制御する外部インタフェース１１１と、ホストコンピュータ１５１等の外部接続機器とのデータの双方向通信を制御するホストＩ／Ｆ１５０と、温度値又は湿度値を検出する環境センサ１６７から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部１６６と、を備える。
【００２６】
そして、外部インタフェース１１１には、前述したヒータ制御部１１２と、モータ駆動制御部１１３と、第１の温度検出部としての定着部温度検出部１１５と、操作パネル制御部１１７と、媒体通過センサ１２１と、第２の温度検出部としての加圧部温度検出部１６５が接続されており、制御部１０６は外部インタフェース１１１を介してこれらの制御部を統括的に制御することでプリンタ１の機能を実現する。
【００２７】
ヒータ制御部１１２は、接続コネクタ１３０を介してヒータ１０４と接続されており、定着部温度検出部１１５が検出した温度値に基づいてヒータ１０４のオン／オフを制御する。
【００２８】
モータ駆動制御部１１３は、駆動伝達部１７２を介して定着ローラ１０１やローラ１６１を内蔵する無端形状ベルト１０５の回転機構である定着部回転機構１７３を制御する。
【００２９】
定着部温度検出部１１５は、接続コネクタ１３０を介して接続されたローラ温度検出素子１０２の出力を元に定着ローラ１０１の表面温度値を検出すると共に、検出した表面温度値を制御部１０６に出力する。なお、ローラ温度検出素子１０２は、定着ローラ１０１に接触していても、接触していなくてもどちらでもよい。
【００３０】
操作パネル制御部１１７は、例えば、タッチパネル等から構成される操作パネル１１８やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等から構成される表示部１１９を制御し、ユーザによる設定の入力を操作パネル１８を介して受付けたり、プリンタ１の装置状況を表示部１１９を介して表示させる。
【００３１】
媒体通過センサ１２１は、前述した媒体通過センサ５２に相当するものであり、図４に示すように、定着ローラ１０１と無端形状ベルト１０５から形成されるニップ部を通過後のトナー画像１２３が定着された記録媒体２を検出する
【００３２】
加圧部温度検出部１６５は、接続コネクタ１３０を介して接続された加圧部温度検出素子１６２の出力を元にローラ１６１の表面温度値を検出すると共に、検出した表面温度値を制御部１０６に出力する。
【００３３】
次に、図６を用いてプリンタ１の処理ブロックについて詳細に説明する。
【００３４】
加圧部温度検出部１６５は、温度検出素子１６２が検出した温度値情報を元に温度値を検出し、当該温度値を制御部１０６及び温度比較部１１６に出力する。温度値が入力された温度比較部１１６は、予めメモリ１０９に格納された所定の温度値と、加圧部温度検出部１６５から入力された温度値と、を比較しその結果を制御部１０６に出力する。同様に、定着部温度検出部１１５は、ローラ温度検出素子１０２が検出した温度値情報を元に温度値を検出し、当該温度値を制御部１０６及び温度比較部１１６に出力する。温度値が入力された温度比較部１１６は、予めメモリ１０９に格納された所定の温度値と、定着部温度検出部１１５から入力された温度値と、を比較し、その結果を制御部１０６に出力する。そして、温度比較部１１６から入力された比較結果に基づき、制御部１０６はヒータ制御部１１２及び操作パネル制御部１１７を制御する。
【００３５】
ヒータ制御部１１２は、制御部１０６から制御信号が入力されると、ヒータ１０４のオン／オフを制御するための制御信号を電源部１８０に出力する。電源部１８０はヒータ制御部１１２から入力された制御信号に基づき、ヒータ１０４へ電源を供給する。なお、電源部１８０はヒータ１０４の電源であり、プリンタ１本体の電源でもある。
【００３６】
操作パネル制御部１１７は、制御部１０６から制御信号が入力されると、操作パネル１１８や表示部１１９を制御する。さらに、操作パネル制御部１１７は、操作パネル１１８を介してユーザにより入力された各設定情報を制御部１０６に出力する。
【００３７】
モータ駆動制御部１１３は、制御部１０６から入力された制御信号に基づき、モータ１３１を駆動させたり、停止させたりする。モータ１３１の駆動力は、駆動伝達部１７２を経由して定着部回転機構１７３に伝達される。
【００３８】
また、制御部１０６は定着制御部１４１を有しており、当該定着制御部１４１は、モータ駆動制御部１１３に対してモータ１３１の回転方向や回転数等の制御信号を出力する。
【００３９】
次に、図７、図８、図９を用いてプリンタ１の処理動作について説明する。図７は、プリンタ１の一連の処理動作を説明するフローチャートである。また、図８は温度差Ｎを決定するためのリストの一例を示すものであり、温度差Ｎは、予め予測された定着ローラの回転停止に伴う温度上昇そのものを示している。さらに、図９−Ａはプリンタ１の電源投入時の環境温度値が２０℃以上の場合の温度シーケンスを説明する図であり、図９−Ｂはプリンタ１の電源投入時の環境温度値が２０℃未満の場合の温度シーケンスを説明する図である。
【００４０】
まず、ステップＳ１０１において、プリンタ１の電源が投入されると、制御部１０６は、プリンタ１のイニシャル処理を実行する（ステップＳ１０２）。イニシャル処理とは、ＣＰＵ１０７、メモリ１０９、又はタイマ１１０等を含む制御部１０６の初期化を表す。
【００４１】
次に、ステップＳ１０３において、制御部１０６は環境センサ１６７から入力された温度値情報を読み出すと共に、読み出された温度値情報に基づく温度値が２０℃以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。
【００４２】
ここで、温度値が２０℃以上である場合（ステップＳ１０４ Ｙｅｓ）、制御部１０６は、図８に示したリストを参照し、温度差Ｎの値をＮ１（例えば、２０℃）とし、当該Ｎ１をメモリ１０９に格納させる（ステップＳ１０５）。一方、温度値が２０℃未満である場合（ステップＳ１０４ Ｎｏ）、制御部１０６は、図８に示したリストを参照し、温度差Ｎの値をＮ２（例えば、３０℃）とし、当該Ｎ２をメモリ１０９に格納させる（ステップＳ１０６）。なお、本実施形態においては、２０℃を境目に温度差Ｎを決定する形態としているが、これに限定されるものではない。例えば、環境センサ１６７から入力される温度値情報を１℃刻みや２℃刻みなど、さらに細かく分割して温度差Ｎを決定してもよいし、温度差Ｎを環境センサ１６７から入力される温度値情報の関数として、温度差Ｎを決定してもよい。
【００４３】
次に、制御部１０６は、式：Ｔｅ（Ｔｅ２）＝Ｔｇ（Ｔｇ２）−Ｎから定着ローラ回転停止温度値Ｔｅ（Ｔｅ２）を決定する（ステップＳ１０７）。なお、Ｔｇ（Ｔｇ２）はプリンタ１の待機時の制御目標温度値（以下、単に待機温度値とも称す）であり、記録媒体２や印刷速度、さらには定着ローラ１０１が有する熱容量によって変更可能な温度値である。温度差Ｎは、ステップＳ１０５又はステップＳ１０６において決定され、メモリ１０９に格納された温度差である。
【００４４】
次に、制御部１０６は決定した定着ローラ回転停止温度値Ｔｅ（Ｔｅ２）に基づき、ヒータ１０４のオン／オフを制御するようヒータ制御部１１２に指示を与える。指示を受けたヒータ制御部１１２は、電源部１８０を介してヒータ１０４のオン／オフを制御することで、定着ローラ１０１の表面温度を制御する（ステップＳ１０８）。
【００４５】
なお、ヒータ制御部１１２による制御方法は、待機温度値Ｔｇ（Ｔｇ２）を制御目標とし、この待機温度値Ｔｇ（Ｔｇ２）と現在の定着ローラ１０１の表面温度値との温度差情報を所定時間間隔で逐次読み出し、当該温度差情報に基づきヒータ１０４のオン時間／オフ時間を制御するフィードバック制御である。このフィードバック制御は、待機温度値Ｔｇ（Ｔｇ２）と現在の定着ローラ１０１の表面温度値との温度差成分をＰ、現在の温度差と１処理ステップ前の温度差との勾配成分をＤ、現在から所定時間過去の温度差の累積成分をＩとし、当該Ｐ，Ｄ，Ｉの値と各々の値に掛け合わせる定数Ｋｐ，Ｋｄ，Ｋｉから計算された値（Ｋｐ＊Ｐ＋Ｋｄ＊Ｄ＋Ｋｉ＊Ｉ）と所定の閾値との比較結果から、ヒータ１０４のオン時間とオフ時間とを決定する制御方法である。定数Ｋｐ，Ｋｄ，Ｋｉは、定着ローラ１０１の物理的な熱容量、ヒータ１０４の容量、定着ローラ１０１の回転量など、様々なパラメータから決定される値であり、当該値は常時固定ではなく、制御の用途によって適宜設定可能な値である。
【００４６】
ここで、図９−Ａ及び図９−Ｂに示す温度シーケンスについて説明する。図９−Ａ及び図９−Ｂに示すｔ０，ｔ０’はプリンタ１の主電源が投入された時刻を表す。また、ｔ１，ｔ１’はヒータ１０４の制御（ヒータオン）開始の時刻、ｔ２，ｔ２’は定着ローラ１０１の表面温度値が第１の温度値である定着ローラ回転開始温度値Ｔｒ，Ｔｒ２に到達し、定着ローラ１０１の回転が開始される時刻、ｔ３，ｔ３’は定着ローラ１０１の表面温度値が第２の温度値である定着ローラ回転停止温度値Ｔｅ，Ｔｅ２に到達し、定着ローラ１０１の回転が停止される時刻、ｔ４，ｔ４’は定着ローラ１０１の表面温度値が第３の温度値である待機温度値Ｔｇ，Ｔｇ２に到達する時刻を表す。
【００４７】
第１のウォームアップ制御区間としての区間Ａ，Ａ’（ｔ１−ｔ２，ｔ１’−ｔ２’）は、定着ローラ１０１の回転は停止しており、ヒータは連続的にオン状態である。また、同様に第１のウォームアップ制御区間としての区間Ｂ，Ｂ’（ｔ２−ｔ３，ｔ２’−ｔ３’）は、定着ローラ１０１回転を開始しており、ヒータは連続的にオン状態である。
【００４８】
第２のウォームアップ制御区間としての区間Ｃ，Ｃ’（ｔ３−ｔ４，ｔ３’−ｔ４’）は、定着ローラ１０１の回転は停止しており、ヒータは断続的にオン状態である。また、待機制御区間としての区間Ｄ，Ｄ’（ｔ４以降，ｔ４’以降）は、定着ローラ１０１の回転は停止しており、ヒータは断続的にオン状態である。表１は、上記の時刻とウォームアップ制御区間とをまとめたものである。
【００４９】
【表１】
【００５０】
なお、本実施形態においては、「第１のウォームアップ制御区間」は、ヒータは連続的にオン状態、「第２のウォームアップ制御区間」では、ヒータは断続的にオン／オフが繰り返される形態として説明したが、これに限らず、「第１のウォームアップ制御区間」もヒータが断続的にオン／オフが繰り返される形態としてもかまわない。ただし、この場合、「第１のウォームアップ制御区間」に比べ、ヒータがオンされるｄｕｔｙ比が高い、すなわち、ヒータがオフされる比率よりもオンにされる比率が高い方が好ましい。
【００５１】
そして、図９−Ａ及び図９−Ｂによれば、ウォームアップ開始のタイミングは２０℃近傍であり、本実施形態で制御目標としている待機温度値Ｔｇ（Ｔｇ２）を１７０℃とすると、ステップＳ１０８におけるヒータ１０４の制御開始時においては、約１５０℃の温度差がある。したがって、制御部１０６はヒータ１０４をオンにするようヒータ制御部１１２に指示を与える。ヒータ制御部１１２の制御に基づき、ヒータ１０４がオンされると、定着ローラ１０１の表面温度値は図９−Ａ及び図９−Ｂに示すように、上昇を開始する。
【００５２】
次に、ステップＳ１０９において、制御部１０６は上昇を開始した定着ローラ１０１の表面温度値が定着ローラ１０１回転開始温度値であるＴｒ（Ｔｒ２）に到達したか否かを判定する。ここで、定着ローラ１０１の表面温度値がＴｒ（Ｔｒ２）に到達してない場合（ステップＳ１０９ Ｎｏ）、制御部１０６は判定を繰り返す。一方、定着ローラ１０１の表面温度値がＴｒ（Ｔｒ２）に到達した場合（ステップＳ１０９ Ｙｅｓ）、定着制御部１４１は、モータ駆動制御部１１３に対して定着部回転機構１７３が回転を開始するよう指示を与える。指示を受けたモータ駆動制御部１１３は、モータ１３１に対して回転開始信号を出力し、モータ１３１は回転を開始する。モータ１３１の回転は駆動伝達部１７２を経由して定着部回転機構１７３に伝達され、定着ローラ１０１は回転を開始する（ステップＳ１１０）。
【００５３】
次に、制御部１０６は定着ローラ１０１の表面温度値が定着ローラ回転停止温度値であるＴｅ（Ｔｅ２）に到達したか否かを判定する（ステップＳ１１１）。ここで、定着ローラ１０１の表面温度値がＴｅ（Ｔｅ２）に到達してない場合（ステップＳ１１１ Ｎｏ）、制御部１０６は判定を繰り返す。一方、定着ローラ１０１の表面温度値がＴｅ（Ｔｅ２）に到達した場合（ステップＳ１１１ Ｙｅｓ）、定着制御部１４１は、モータ駆動制御部１１３に対して定着部回転機構１７３が回転を停止するよう指示を与える。指示を受けたモータ駆動制御部１１３は、モータ１３１に対して回転停止信号を出力し、モータ１３１は回転を停止する。モータ１３１の回転の停止により、定着ローラ１０１は回転を停止する（ステップＳ１１２）。
【００５４】
一般的に、定着ローラ１０１の回転が停止すると、定着ローラ１０１の表面温度値はオーバーシュートする。ここで、一般的なオーバーシュートについて説明する。オーバーシュートとは、定着ローラ１０１が停止されるまで、定着ローラ１０１やローラ１６１に対して、ヒータ１０４によって供給された熱エネルギーにより定着ローラ１０１やローラ１６１が加熱され、定着ローラ１０１の表面温度の温度上昇を維持するために必要なエネルギーが、定着ローラ１０１が停止することにより過剰になる。この過剰なエネルギーが外部に放出される現象であり、定着ローラ１０１の表面温度の上昇となって現れる。
【００５５】
例えば、図１０に示すように、ヒータ制御開始時Ａ地点からヒータ制御が開始されると、制御目標温度値Ｅを目指して定着ローラの表面温度値が上昇する。定着ローラの表面温度値が所定の温度値に到達した時点で（ローラ回転開始Ｂの時点）、定着ローラの回転を開始させる。そして、定着ローラの表面温度値が制御目標温度に到達した時点で（ローラ回転停止Ｃの時点）、定着ローラの回転を停止させる。すると、定着ローラの表面温度は急激に上昇する。そして、定着ローラが回転を開始すると、例えば、加圧ローラに熱が奪われ、温度上昇の勾配が少し小さくなると共に、一定の勾配が継続される。これは、前述したように、定着ローラの表面温度の上昇を維持するためにヒータが付与した熱エネルギーが定着ローラの回転停止によって過剰となり、外部に放出され、定着ローラの表面温度の急激な温度上昇を誘発するためである。
【００５６】
このようなオーバーシュートによる温度上昇は、定着ローラが回転しているときの温度上昇の勾配とは違い、急激な温度上昇であり、一般的に「オーバーシュートによる温度上昇勾配」＞「定着ローラが回転しているときの温度上昇勾配」の関係が成立する。
【００５７】
本発明においては、上記のオーバーシュートを利用すると共に、さらに、定着ローラの回転停止後直後からヒータのオン／オフを制御することで、定着ローラの表面温度値が待機温度値Ｔｇに達するまでの時間を短くし、ウォームアップにかかる時間を短縮することができる。なお、以下の説明においては、一般的なオーバーシュートとの混同を避けるために、この定着ローラの回転停止後からのヒータ制御による定着ローラの表面温度の上昇をオーバーシュートとは別に定着ローラの回転停止に伴う温度上昇と表現する。
【００５８】
ここで、図７のフローチャートに戻り、ステップＳ１１３からの処理について説明する。ステップＳ１１３において、制御部１０６は定着ローラ１０１の表面温度値が待機温度値Ｔｇ（Ｔｇ２）に到達したか否かを判定する。ここで、定着ローラ１０１の表面温度値が待機温度値Ｔｇ（Ｔｇ２）に到達していない場合（ステップＳ１１３ Ｎｏ）、制御部１０６は、定着ローラ１０１の表面温度値と待機温度値Ｔｇ（Ｔｇ２）との温度差に基づいて、ヒータ１０４のオン／オフを制御するようヒータ制御部１１２に指示を与える。指示を受けたヒータ制御部１１２は、電源部１８０を介してヒータ１０４のオン／オフを制御し、定着ローラ１０１の表面温度値が待機温度値Ｔｇ（Ｔｇ２）に到達するまで、定着ローラ１０１の表面温度を制御する（ステップＳ１１５）。一方、定着ローラ１０１の表面温度値が待機温度値Ｔｇ（Ｔｇ２）に到達している場合、制御部１０６は、定着ローラ１０１の表面温度値を待機温度値Ｔｇ（Ｔｇ２）に保つようヒータ制御部１１２に指示を与える。指示を受けたヒータ制御部１１２は、定着ローラ１０１の表面温度値が待機温度値Ｔｇ（Ｔｇ２）に保たれるようにヒータ１０４のオン／オフを制御する（ステップＳ１１４）。なお、ステップＳ１１３〜ステップＳ１１５にかかる処理は、ステップＳ１０８の処理で説明したフィードバック処理が実行されている。つまり、ステップＳ１１２において、ヒータ１０４は強制的にオフにされているのではなく、定着ローラ１０１の表面温度値と待機温度値Ｔｇ（Ｔｇ２）との温度差に基づき、ヒータ１０４のオン／オフの制御を行うことで、定着ローラ１０１の表面温度値が待機温度値Ｔ（Ｔｇ２）ｇに達するまでの時間を短くし、ウォームアップにかかる時間を短縮する。
【００５９】
図９−Ａに示すように、区間Ｃにおいて、上記ステップＳ１１３〜ステップＳ１１５にかかるフィードバック制御を行うことにより、定着ローラ温度（Ｔ１）で表される定着ローラの回転停止に伴う温度上昇は、定着ローラ温度（Ｔ１１）で表される定着ローラの回転を停止させずに回転を継続させた場合の温度上昇に比べて、定着ローラ１０１の表面温度値が待機温度値Ｔｇに到達するまでの時間が短くなる。同様に、図９−Ｂに示すように、区間Ｃ’において、上記ステップＳ１１３〜ステップＳ１１５にかかるフィードバック制御を行うことにより、定着ローラ温度（Ｔ２）で表される定着ローラの回転停止に伴う温度上昇は、定着ローラ温度（Ｔ２１）で表される定着ローラの回転を停止させずに回転を継続させた場合の温度上昇に比べて、定着ローラ１０１の表面温度値が待機温度値Ｔｇ２に到達するまでの時間が短くなる。
【００６０】
定着ローラの回転停止に伴う温度上昇量の大小は、定着ローラ１０１の熱容量や回転速度、ウォームグアップ開始からローラ回転停止までの間にヒータをオンにした時間によって決定され、ステップＳ１０５又はステップＳ１０６で決定した温度差Ｎはこれらの条件を考慮して予測した定着ローラの回転停止に伴う温度上昇値である。一般的に、プリンタ１が設置される環境温度値に応じて、ウォームアップ時間が異なる。これは、環境温度値が低い場合、ヒータ制御開始の温度から定着ローラの回転が停止されるま温度に到達するまでの時間が長くなるためである。そのため、本発明においては、図９−Ａ及び図９−Ｂに示すように、２０℃を閾値として、環境温度値が２０℃以上であれば、Ｎ１、２０℃未満であれば、Ｎ２とし、Ｎ１とＮ２との関係はＮ１＜Ｎ２の関係となる。そして、Ｎ１とＮ２との温度差は定着ローラの物理条件、例えば、定着ローラの熱容量によっても温度差の大小関係が生じる。
【００６１】
また、待機温度値Ｔｇは、印刷に供する記録媒体の厚みや装置が設置されている環境によって異なる。記録媒体に関しては、一般にオフィスで使用される普通紙（坪量 ６４ｇ／ｍ２〜８０ｇ／ｍ２）の場合、待機温度値Ｔｇは１７０℃程度であり、厚紙（坪量 １２０ｇ／ｍ２〜２００ｇ／ｍ２）の場合、待機温度値Ｔｇは１６０℃程度である。厚紙の場合、待機温度値Ｔｇはプロセス速度が普通紙に比べ、５０％程度であるために、普通紙よりも待機温度値Ｔｇを低く設定することが可能である。そして、環境に関しては、例えば、環境温度値１０℃において印刷する場合の待機温度値Ｔｇと、環境温度値２８℃において印刷する場合の待機温度値Ｔｇと、では、環境温度値１０℃の場合の待機温度値Ｔｇが高く設定される。これは、使用する記録媒体も環境と同じ温度値に馴染んでいるため、記録媒体が定着ローラを通過する差異、通過する記録媒体は定着ローラの熱を奪うため、定着ローラの表面温度値の低下が、環境温度値２８℃に馴染んだ記録媒体と比べて大きいためである。
【００６２】
以上のように、第１の実施形態によれば、環境センサから入力された温度値情報に基づく温度値から、温度差Ｎ（＝定着ローラの回転停止に伴う温度上昇量）を設定し、待機温度値よりも低い温度でウォームアップを終了させることで、ウォームアップ時間を短縮することができる。また、ヒータをオンさせる時間がウォームアップ時間の短縮により、消費電力を抑える効果もある。さらに、定着ローラの表面温度値が規定以上の温度値に到達する機会が減少するので、定着ローラの寿命を延ばす効果も得ることも可能である。
【００６３】
［第２の実施形態］
第２の実施形態にかかるプリンタ１’の構成は、第１の実施形態にかかるプリンタ１の構成と略同一である。したがって、第２の実施形態にかかるプリンタ１’の説明においては、第１の実施形態にかかるプリンタ１と同一な箇所には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる箇所について説明する。
【００６４】
図１１は、第２の実施形態におけるプリンタ１’の処理ブロックを説明する図である。第２の実施形態にかかる制御部１０６’は、第１の実施形態にかかる構成に加えて媒体情報部１４２を備える。
【００６５】
媒体情報部１４２は、記録媒体２の媒体情報を保持する。この媒体情報の設定方法は、ユーザが操作パネル１１８を介して行う。具体的には、ユーザは、表示部１１９に表示された、例えば、図１２に示すような媒体情報のリストからプリンタ１’の媒体カセット３に収納された記録媒体２がどのようなメディアウェイトなのかを記録媒体２の坪量から選択し入力する。ユーザにより操作パネル１１８を介して入力された媒体情報は操作パネル制御部１１７を介して、媒体情報部１４２に保持される。なお、このメディアウェイト情報は、例えば、図５に示すホストコンピュータ１５１等の外部接続機器から入力されてもよい。
【００６６】
次に、図１３、図１４を用いてプリンタ１’の処理動作について説明する。図１３は、プリンタ１’の一連の処理動作を説明するフローチャートである。また、図１４−Ａはプリンタ１’の媒体カセット３に収納された記録媒体２が普通紙の場合の温度シーケンスを説明する図であり、図１４−Ｂはプリンタ１’の媒体カセット３に収納された記録媒体２が厚紙の場合の温度シーケンスを説明する図である。
【００６７】
まず、ステップＳ２０１において、プリンタ１’の電源が投入されると、制御部１０６’は、プリンタ１’のイニシャル処理を実行する（ステップＳ２０２）。イニシャル処理とは、ＣＰＵ１０７、メモリ１０９、又はタイマ１１０等を含む制御部１０６の初期化を表す。
【００６８】
次に、ステップＳ２０３において、制御部１０６’はユーザにより操作パネル１１８を介して入力された媒体情報を保持する媒体情報部１４２から媒体情報を読み出す。
【００６９】
そして、制御部１０６’は媒体情報部１４２から読み出した媒体情報に基づき、温度差Ｎを決定し（ステップＳ２０４）、次いで、待機温度値Ｔｇを決定する（ステップＳ２０５）。
【００７０】
次に、制御部１０６’は、ステップＳ２０４で決定した温度差Ｎ及びステップＳ２０５で決定した待機温度値Ｔｇをメモリ１０９に格納させる（ステップＳ２０６）。
【００７１】
そして、制御部１０６’は、式：Ｔｅ３（Ｔｅ４）＝Ｔｇ３（Ｔｇ４）−Ｎから定着ローラ回転停止温度値Ｔｅ３（Ｔｅ４）を決定する（ステップＳ２０７）。なお、Ｔｇ３（Ｔｇ４）はプリンタ１’の待機時の制御目標温度値（以下、単に待機温度値とも称す）であり、記録媒体２や印刷速度、さらには定着ローラ１０１が有する熱容量によって変更可能な温度値である。温度差Ｎは、ステップＳ２０４において決定され、メモリ１０９に格納された温度差である。
【００７２】
次に、制御部１０６’は決定した定着ローラ回転停止温度値Ｔｅ３（Ｔｅ４）に基づき、ヒータ１０４のオン／オフを制御するようヒータ制御部１１２に指示を与える。指示を受けたヒータ制御部１１２は、電源部１８０を介してヒータ１０４のオン／オフを制御することで、定着ローラ１０１の表面温度を制御する（ステップＳ２０８）。
【００７３】
なお、ヒータ制御部１１２による制御方法は、待機温度値Ｔｇ３（Ｔｇ４）を制御目標とし、この待機温度値Ｔｇ３（Ｔｇ４）と現在の定着ローラ１０１の表面温度値との温度差情報を所定時間間隔で逐次読み出し、当該温度差情報に基づきヒータ１０４のオン時間／オフ時間を制御するフィードバック制御である。このフィードバック制御は、待機温度値Ｔｇ３（Ｔｇ４）と現在の定着ローラ１０１の表面温度値との温度差成分をＰ、現在の温度差と１処理ステップ前の温度差との勾配成分をＤ、現在から所定時間過去の温度差の累積成分をＩとし、当該Ｐ，Ｄ，Ｉの値と各々の値に掛け合わせる定数Ｋｐ，Ｋｄ，Ｋｉから計算された値（Ｋｐ＊Ｐ＋Ｋｄ＊Ｄ＋Ｋｉ＊Ｉ）と所定の閾値との比較結果から、ヒータ１０４のオン時間とオフ時間とを決定する制御方法である。定数Ｋｐ，Ｋｄ，Ｋｉは、定着ローラ１０１の物理的な熱容量、ヒータ１０４の容量、定着ローラ１０１の回転量など、様々なパラメータから決定される値であり、当該値は常時固定ではなく、制御の用途によって適宜設定可能な値である。
【００７４】
ここで、図１４−Ａ及び図１４−Ｂに示す温度シーケンスについて説明する。図１４−Ａ及び図１４−Ｂに示すｔ０’’，ｔ０’’’はプリンタ１’の主電源が投入された時刻を表す。また、ｔ’’１，ｔ１’’’はヒータ１０４の制御（ヒータオン）開始の時刻、ｔ２’’，ｔ２’’’は定着ローラ１０１の表面温度値が定着ローラ回転開始温度値Ｔｒ３，Ｔｒ４に到達し、定着ローラ１０１の回転が開始される時刻、ｔ３’’，ｔ３’’’は定着ローラ１０１の表面温度値が定着ローラ回転停止温度値Ｔｅ３，Ｔｅ４に到達し、定着ローラ１０１の回転が停止される時刻、ｔ’’４，ｔ４’’’は定着ローラ１０１の表面温度値が待機温度値Ｔｇ３，Ｔｇ４に到達する時刻を表す。
【００７５】
第１のウォームアップ制御区間としての区間Ａ’’，Ａ’’’（ｔ１’’−ｔ２’’，ｔ１’’’−ｔ２’’’）は、定着ローラ１０１の回転は停止しており、ヒータは連続的にオン状態である。また、同様に第１のウォームアップ制御区間としての区間Ｂ’’，Ｂ’’’（ｔ２’’−ｔ３’’，ｔ２’’’−ｔ３’’’）は、定着ローラ１０１回転を開始しており、ヒータは連続的にオン状態である。
【００７６】
第２のウォームアップ制御区間としての区間Ｃ’’，Ｃ’’’（ｔ３’’−ｔ４’’，ｔ３’’’−ｔ４’’’）は、定着ローラ１０１の回転は停止しており、ヒータは断続的にオン状態である。また、待機制御区間としての区間Ｄ’’，Ｄ’’’（ｔ４’’以降，ｔ４’’’以降）は、定着ローラ１０１の回転は停止しており、ヒータは断続的にオン状態である。
【００７７】
そして、図１４−Ａ及び図１４−Ｂによれば、ウォームアップ開始のタイミングは２０℃近傍であり、本実施形態で制御目標としている待機温度値Ｔｇ３，Ｔｇ４を１７０℃とすると、ステップＳ２０８におけるヒータ１０４の制御開始時においては、約１５０℃の温度差がある。したがって、制御部１０６’はヒータ１０４をオンにするようヒータ制御部１１２に指示を与える。ヒータ制御部１１２の制御に基づき、ヒータ１０４がオンされると、定着ローラ１０１の表面温度値は図１４−Ａ及び図１４−Ｂに示すように、上昇を開始する。
【００７８】
次に、ステップＳ２０９において、制御部１０６’は上昇を開始した定着ローラ１０１の表面温度値が定着ローラ１０１回転開始温度値であるＴｒ３（Ｔｒ４）に到達したか否かを判定する。ここで、定着ローラ１０１の表面温度値がＴｒ３（Ｔｒ４）に到達してない場合（ステップＳ２０９ Ｎｏ）、制御部１０６’は判定を繰り返す。一方、定着ローラ１０１の表面温度値がＴｒ３（Ｔｒ４）に到達した場合（ステップＳ２０９ Ｙｅｓ）、定着制御部１４１は、モータ駆動制御部１１３に対して定着部回転機構１７３が回転を開始するよう指示を与える。指示を受けたモータ駆動制御部１１３は、モータ１３１に対して回転開始信号を出力し、モータ１３１は回転を開始する。モータ１３１の回転は駆動伝達部１７２を経由して定着部回転機構１７３に伝達され、定着ローラ１０１は回転を開始する（ステップＳ２１０）。
【００７９】
次に、制御部１０６’は定着ローラ１０１の表面温度値が定着ローラ回転停止温度値であるＴｅ３（Ｔｅ４）に到達したか否かを判定する（ステップＳ２１１）。ここで、定着ローラ１０１の表面温度値がＴｅ３（Ｔｅ４）に到達してない場合（ステップＳ２１１ Ｎｏ）、制御部１０６’は判定を繰り返す。一方、定着ローラ１０１の表面温度値がＴｅ３（Ｔｅ４）に到達した場合（ステップＳ２１１ Ｙｅｓ）、定着制御部１４１は、モータ駆動制御部１１３に対して定着部回転機構１７３が回転を停止するよう指示を与える。指示を受けたモータ駆動制御部１１３は、モータ１３１に対して回転停止信号を出力し、モータ１３１は回転を停止する。モータ１３１の回転の停止により、定着ローラ１０１は回転を停止する（ステップＳ２１２）。
【００８０】
そして、ステップＳ２１３において、制御部１０６’は定着ローラ１０１の表面温度値が待機温度値Ｔｇ３（Ｔｇ４）に到達したか否かを判定する。ここで、定着ローラ１０１の表面温度値が待機温度値Ｔｇ３（Ｔｇ４）に到達していない場合（ステップＳ２１３ Ｎｏ）、制御部１０６’は、定着ローラ１０１の表面温度値と待機温度値Ｔｇ３（Ｔｇ４）との温度差に基づいて、ヒータ１０４のオン／オフを制御するようヒータ制御部１１２に指示を与える。指示を受けたヒータ制御部１１２は、電源部１８０を介してヒータ１０４のオン／オフを制御し、定着ローラ１０１の表面温度値が待機温度値Ｔｇ３（Ｔｇ４）に到達するまで、定着ローラ１０１の表面温度を制御する（ステップＳ２１５）。一方、定着ローラ１０１の表面温度値が待機温度値Ｔｇ３（Ｔｇ４）に到達している場合、制御部１０６’は、定着ローラ１０１の表面温度値を待機温度値Ｔｇ３（Ｔｇ４）に保つようヒータ制御部１１２に指示を与える。指示を受けたヒータ制御部１１２は、定着ローラ１０１の表面温度値が待機温度値Ｔｇ３（Ｔｇ４）に保たれるようにヒータ１０４のオン／オフを制御する（ステップＳ２１４）。なお、ステップＳ２１３〜ステップＳ２１５にかかる処理は、ステップＳ２０８の処理で説明したフィードバック処理が実行されている。つまり、ステップＳ２１２において、ヒータ１０４は強制的にオフにされているのではなく、定着ローラ１０１の表面温度値と待機温度値Ｔｇ３（Ｔｇ４）との温度差に基づき、ヒータ１０４のオン／オフの制御を行うことで、定着ローラ１０１の表面温度値が待機温度値Ｔｇ３（Ｔｇ４）に達するまでの時間を短くし、ウォームアップにかかる時間を短縮する。
【００８１】
第１の実施形態において説明したが、定着ローラの回転停止に伴う温度上昇量の大小は、定着ローラ１０１の回転速度やウォームアップ開始からローラ回転停止までの間にヒータをオンにした時間によって決定される。したがって、メディアウェイトが「普通紙」で「待機温度値Ｔｇ＝１７０℃」の場合と、メディアウェイトが「厚紙」で「待機温度値Ｔｇ＝１６０℃」の場合と、では制御目標として設定した待機温度値Ｔｇがそれぞれ異なるため、ウォームアップ開始からローラ回転停止までの時間が異なる。一般的に、印刷に用いられる記録媒体の種類、例えば、紙厚が厚い記録媒体などでは、定着に必要な熱量が多く必要とされる。つまり、定着ローラ１０１の回転速度が一定である場合は、紙厚が厚い記録媒体などでは高い定着温度が必要とされる。しかし、高い定着温度を実現するためには、多くの電力量が必要とされ、そのため消費電力が多くなってしまうといった問題がある。そのため、紙厚が厚い記録媒体においては、定着ローラ１０１の回転速度を遅くする場合があり、その際、定着温度が低めに設定されることもある。この場合、待機温度値Ｔｇも低く設定されるため、ヒータがオンとされる時間も短くなる。そのため、定着ローラ１０１の回転速度を遅くし、かつ、待機温度を低めとなる設定の下では、ローラ回転停止温度が低めとされる。このようなことから、図１４−Ａ、図１４−Ｂに示した温度差ＮのＮ１とＮ２には、Ｎ１＞Ｎ２の関係を持たせており、温度差ＮのＮ１、Ｎ２は、ステップＳ２０４において、ウォームアップ終了後に発生を予測した定着ローラの回転停止に伴う温度上昇量である。
【００８２】
なお、本実施形態においては、待機温度値Ｔｇと温度差Ｎをユーザにより入力されたメディアウェイト情報に基づいて設定しているが、第１の実施形態でも説明した通り、装置が設置されている環境温度値によって待機温度値Ｔｇを任意に変更することができるため、メディアウェイト情報と環境温度値によって、様々な待機温度値Ｔｇと温度差Ｎを設定することが可能である。
【００８３】
以上のように、第２の実施形態によれば、媒体トレイに収納している記録媒体の情報に基づき、制御目標としての待機温度値を設定することができるため、印刷に供する記録媒体ごとに、ウォームアップ時間を短縮することが可能である。また、ウォームアップ時間を短縮することにより、ヒータをオンさせる時間を短くすることができるため、消費電力を抑えることもできる。さらに、定着ローラの表面温度値が規定以上の温度値に到達する機会が減少するので、定着ローラの寿命を延ばす効果も得ることも可能である。
【００８４】
本発明にかかる実施形態においては、画像形成装置として、プリンタを一例として説明したが、プリンタ以外にも、例えば、ＭＦＰ（Multi Function Peripheral）、ファクシミリ、複写装置等にも本発明を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】プリンタの要部構成を説明する側面断面図である。
【図２】定着ユニットを説明する図である。
【図３】定着ユニットを説明する図である。
【図４】ローラ温度検出素子の配設例を説明する図である。
【図５】プリンタの機能構成を説明するブロック図である。
【図６】プリンタの処理ブロックを説明する図である。
【図７】プリンタの一連の処理動作を説明するフローチャートである。
【図８】温度差Ｎを決定するためのリストの一例である。
【図９−Ａ】温度シーケンスを説明する図である。
【図９−Ｂ】温度シーケンスを説明する図である。
【図１０】オーバーシュートを説明する図である。
【図１１】プリンタの処理ブロックを説明する図である。
【図１２】媒体情報のリストの一例である。
【図１３】プリンタの一連の処理動作を説明するフローチャートである。
【図１４−Ａ】温度シーケンスを説明する図である。
【図１４−Ｂ】温度シーケンスを説明する図である。
【符号の説明】
【００８６】
１，１’ プリンタ
２ 記録媒体
３ 媒体カセット
１１，１２，１３，１４ プロセスユニット
２０ 転写ベルト
２１，２２，２３，２４ 転写ローラ
３０ 定着ユニット
４０，４１ ピックアップローラ
４２ レジストローラ
４３，４４ 搬送ローラ
４５ 加圧ローラ
４６ 定着ローラ
４７，４８ 排出ローラ
５１，５２，５３ 媒体通過センサ
１０１ 定着ローラ
１０２ ローラ温度検出素子
１０４ ヒータ
１０５ 無端形状ベルト
１０６，１０６’ 制御部
１０７ ＣＰＵ
１０８ ＲＯＭ
１０９ メモリ
１１０ タイマ
１１１ 外部インタフェース
１１２ ヒータ制御部
１１３ モータ駆動制御部
１１５ 定着部温度検出部
１１６ 温度比較部
１１７ 操作パネル制御部
１１８ 操作パネル
１１９ 表示部
１２１ 媒体通過センサ
１３０ 接続コネクタ
１３１ モータ
１４１ 定着制御部
１４２ 媒体情報部
１５０ Ｉ／Ｆ
１５１ ホストコンピュータ
１６１ ローラ
１６２ 温度検出素子
１６５ 加圧部温度検出部
１６６ Ａ／Ｄ変換部
１６７ 環境センサ
１７２ 駆動伝達部
１７３ 定着部回転機構
１８０ 電源部
【技術分野】
【０００１】
本発明はプリンタ、ファクシミリ装置、複写機などの画像形成工程において、熱定着を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の、プリンタ、ファクシミリ装置、複写機などの画像形成装置、例えば、プリンタにおいては、像担持体としての感光体ドラムの表面を帯電ローラ等の帯電部材で一様均一に帯電させた後、画像データに基づく光をＬＥＤ（Light Emitting Diode）ヘッド等の露光装置を用いて照射することでその表面に静電潜像を形成させる。
【０００３】
そして、感光体ドラム表面に形成された静電潜像には、現像ローラ等の現像剤供給部材により現像剤としてのトナーが静電的に付着されることにより、トナー画像が反転現像される。感光体ドラム表面に形成されたトナー画像は、転写ローラ等の転写部材により所定のタイミングで搬送された記録媒体上に転写される。その後、トナー画像が転写された記録媒体は定着部に搬送され、熱及び圧力が付与されることにより、トナー画像は記録媒体に定着されることになる。トナー画像が定着された記録媒体はプリンタ外部に排出され、一連の画像形成は終了する。
【０００４】
このような構成を有するプリンタにおいて、一般的に、定着部は加熱体を備えた熱付与体としての定着ローラと、当該定着ローラを押圧するように配設された圧力付与体としての加圧ローラと、を備える。定着ローラと加圧ローラとは互いに圧接した状態に維持されており、回転する定着ローラと加圧ローラとで形成されたニップ部を記録媒体が通過するタイミングにあわせて熱及び圧力が付与される。なお、定着ローラの表面近傍には、当該定着ローラの表面温度値を検出する、例えば、サーミスタ等の温度検出部が設けられている。そして、当該温度検出部によって検出された温度値に基づき、加熱体をオン／オフさせることで、定着ローラの表面温度は制御されている。
【０００５】
このような、定着ローラの回転、加熱体のオン／オフを伴う定着ローラの表面温度の制御は、主にプリンタの電源投入時から実行され、ウォームアップを経て、プリンタが画像形成可能な状態、つまり、定着ローラの表面温度値が所望の温度値となるまで実行される（例えば、特許文献１参照）。そして、画像形成中においては、定着ローラの表面温度値は画像形成に最も適した至適温度に維持される。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２７１９３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の画像形成装置においては、定着ローラの表面温度が所望の温度値に達するまでに非常に長い時間を必要とし、その結果、ウォームアップにかかる時間が長くなるといった問題があった。
【０００８】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、定着ローラの表面温度値が所望の温度値に達するまでの時間を短くすることで、ウォームアップにかかる時間を短縮することが可能な画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明にかかる画像形成装置は、現像剤画像が転写された画像記録媒体を加熱定着する画像形成装置であって、熱源と、熱源により加熱される定着部と、定着部に対向して配置されると共に、定着部を押圧する加圧部と、定着部の媒体通紙領域に配置されると共に、定着部の温度値を検出する温度検出部と、定着部と加圧部との回転を制御する回転制御部と、を備え、回転制御部は、温度検出部により検出された定着部の検出温度が、予め設定された待機温度から所定温度値だけ低い温度値に到達したときに定着部と加圧部との回転を停止させること、を特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる画像形成装置は、現像剤画像が転写された画像記録媒体を加熱定着する画像形成装置であって、熱源と、熱源への通電を制御する通電制御部と、通電制御部による制御に基づき熱源により加熱される定着部と、定着部の媒体通紙領域に配置されると共に、定着部の温度値を検出する温度検出部と、定着部の回転を制御する回転制御部と、を備え、温度検出部による定着部の温度値の検出結果に基づき、第１の温度以上第２の温度値未満では、通電制御部は定着部へ通電させるように熱源を制御すると共に、回転制御部は定着部を回転させるように制御し、第２の温度値以上第３の温度値未満では、通電制御部は定着部へ通電させるように熱源を制御すると共に、回転制御部は定着部の回転を停止させるように制御すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の画像形成装置によれば、定着ローラの表面温度値が所望の温度値に達するまでの時間を短くすることで、ウォームアップにかかる時間を短縮することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００１３】
［第１の実施形態］
第１の実施形態の説明においては、本発明にかかる画像形成装置としてのプリンタ１の構成について説明する。
【００１４】
図１は、プリンタ１の要部構成を説明するための側面断面図である。プリンタ１は、例えば、ホストコンピュータ等の外部装置から入力された画像データに基づく画像を記録媒体に形成可能な電子写真方式の画像形成装置である。
【００１５】
プリンタ１は、記録媒体２が載置される媒体カセット３と、記録媒体２を矢印６０方向に繰り出すピックアップローラ４０と、ピックアップローラ４０により繰り出された記録媒体２を矢印６１方向に搬送するピックアップローラ４１，レジストローラ４２と、記録媒体２の斜行を矯正すると共に、記録媒体２を矢印６２方向に搬送する搬送ローラ４３，４４と、各色に対応した現像剤画像を記録媒体２上に形成する電子写真プロセスユニットとしてのプロセスユニット１１，１２，１３，１４と、記録媒体２を静電吸着して搬送する転写ベルト２０を介して各プロセスユニット１１，１２，１３，１４が備える図示せぬ感光体ドラムに当接するように配置された転写ローラ２１，２２，２３，２４と、現像剤画像が転写された記録媒体２に熱及び圧力を付与する定着ユニット３０と、定着ユニット３０を通過し矢印６４方向に搬送された記録媒体２を矢印６５方向のプリンタ１外部に排出する排出ローラ４７，４８と、記録媒体２の通過を認識する媒体通過センサ５１，５２，５３と、を備える。
【００１６】
媒体カセット３は、内部に記録媒体２を積層した状態で収納し、プリンタ１の下部に着脱自在に装着されている。そして、媒体カセット３の上部には、記録媒体２を１枚ずつ分離し繰り出すピックアップローラ４０が配設されている。
【００１７】
ピックアップローラ４１，レジストローラ４２は互いに圧接した状態で設けられ、図示せぬ駆動源から伝達された駆動力により回転し、媒体カセット３から繰り出された記録媒体２を矢印６１に搬送する。
【００１８】
搬送ローラ４３，４４は互いに圧接した状態で設けられ、記録媒体２の斜行を矯正すると共に、図示せぬ駆動源から伝達された駆動力により回転し、記録媒体２を矢印６２方向、つまりプロセスユニット１１，１２，１３，１４に搬送する。
【００１９】
プロセスユニット１１，１２，１３，１４は、それぞれシアン，マゼンタ，イエロー，ブラックの４色に対応した現像剤としてのトナーを収納し、入力された画像データに基づく現像剤画像、つまりトナー画像を図示せぬ感光体ドラム上に形成する。また、各プロセスユニット１１，１２，１３，１４は転写ベルト２０に沿ってプリンタ１から着脱自在に装着されている。
【００２０】
転写ベルト２０は、記録媒体２を静電吸着して搬送する無端のベルト部材である。そして、転写ローラ２１，２２，２３，２４は、各プロセスユニット１１，１２，１３，１４の感光体ドラム上に形成されたトナー画像を記録媒体２に転写する転写部材である。転写ローラ２１，２２，２３，２４には、トナーと逆極性のバイアス電圧を印加する図示せぬ転写ローラ用電源が接続されており、転写ローラ用電源から印加されたバイアス電圧により、感光体ドラム上に形成されたトナー画像が記録媒体２に転写される。
【００２１】
定着ユニット３０は、定着部としての定着ローラ４６と、加圧部としての加圧ローラ４５と、第１の温度検出素子であり、定着部温度検出素子としてのローラ温度検出素子１０２と、を備える。定着ローラ４６は、例えば、アルミニウム等からなる中空円筒状の芯金にシリコーンゴム等の耐熱弾性層を被覆し、その上にＰＦＡ（テトラフルオロエチレンーパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブを被覆することで形成されている。そして、その芯金内には、例えば、ハロゲンランプ等の加熱体としてのヒータが配設されている。また、加圧ローラ４５は定着ローラ４６と略同一の構成を有しており、定着ローラ４６を押圧するように配設されている。この定着ローラ４６と加圧ローラ４５とにより形成されるニップ部をトナー画像が転写された記録媒体２が通過することにより、熱及び圧力が付与され、トナー画像は記録媒体２上に定着される。また、ローラ温度検出素子１０２は、定着ローラ４６の表面温度を検出するための温度検出素子であり、例えば、サーミスタ等を用いることができる。また、第２の温度検出素子としての加圧部温度検出素子１６２は、加圧ローラ４５の表面温度を検出するための温度検出素子であり、例えば、サーミスタ等を用いることができる。
【００２２】
なお、図１においては、定着ユニット３０を構成する部材として、定着ローラ４６と加圧ローラ４５とを用いた構成例について説明したが、定着ユニット３０の構成はこれに限定されるものではない。例えば、図２及び図３に示すように、ヒータ１０４を有する定着ローラ１０１と、加圧ローラ４５の代わりにローラ１６１を内蔵する無端形状ベルト１０５を用いて定着ユニット３０を構成してもよいし、定着ローラ及び加圧ローラの両ローラの代わりに無端形状ベルトを用いた構成としても構わない。この場合、トナー画像が転写された記録媒体２は、図中、矢印方向に搬送され、定着ローラ１０１と無端形状ベルト１０５とから形成されるニップ部を通過するタイミングにおいて、熱及び圧力が付与される。また、ローラ温度検出素子１０２は、図４に示すように、最小用紙幅（例えば、Ａ６サイズ＿１０５ｍｍ）の幅で定着ローラ１０１においける通紙領域の間に配設されており、定着ローラ１０１の表面の温度、すなわち、定着部の表面の温度を検出する。
【００２３】
排出ローラ４７，４８は、互いに圧接した状態で設けられ、図示せぬ駆動源から伝達された駆動力により回転し、定着ユニット３０においてトナー画像が定着された記録媒体２を矢印６５方向のプリンタ１外部に排出する。
【００２４】
媒体通過センサ５１，５２，５３は、記録媒体２がセンサ上を通過したか否かの情報を出力する部材であり、機械的な動きで記録媒体２を検出できるセンサでも、光学的な光の反射や透過を利用したセンサでもよい。
【００２５】
次に、図５を用いてプリンタ１の機能構成について説明する。制御部１０６はプリンタ１全体の動作を統括的に制御し、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０８に格納された制御プログラムを実行することによってプリンタ１の機能を実現するＣＰＵ（Central Processing Unit）１０７と、前述した制御プログラムや設定データ等を格納する不揮発性記憶媒体であるＲＯＭ１０８と、ＣＰＵ１０７のワーキングエリアとして利用されると共に、画像データ等のデータを一次的に格納する、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ１０９と、時間を検出するタイマ１１０と、例えば、ヒータ制御部１１２等のプリンタ１が内蔵する各制御部との制御信号の双方向通信を制御する外部インタフェース１１１と、ホストコンピュータ１５１等の外部接続機器とのデータの双方向通信を制御するホストＩ／Ｆ１５０と、温度値又は湿度値を検出する環境センサ１６７から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部１６６と、を備える。
【００２６】
そして、外部インタフェース１１１には、前述したヒータ制御部１１２と、モータ駆動制御部１１３と、第１の温度検出部としての定着部温度検出部１１５と、操作パネル制御部１１７と、媒体通過センサ１２１と、第２の温度検出部としての加圧部温度検出部１６５が接続されており、制御部１０６は外部インタフェース１１１を介してこれらの制御部を統括的に制御することでプリンタ１の機能を実現する。
【００２７】
ヒータ制御部１１２は、接続コネクタ１３０を介してヒータ１０４と接続されており、定着部温度検出部１１５が検出した温度値に基づいてヒータ１０４のオン／オフを制御する。
【００２８】
モータ駆動制御部１１３は、駆動伝達部１７２を介して定着ローラ１０１やローラ１６１を内蔵する無端形状ベルト１０５の回転機構である定着部回転機構１７３を制御する。
【００２９】
定着部温度検出部１１５は、接続コネクタ１３０を介して接続されたローラ温度検出素子１０２の出力を元に定着ローラ１０１の表面温度値を検出すると共に、検出した表面温度値を制御部１０６に出力する。なお、ローラ温度検出素子１０２は、定着ローラ１０１に接触していても、接触していなくてもどちらでもよい。
【００３０】
操作パネル制御部１１７は、例えば、タッチパネル等から構成される操作パネル１１８やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等から構成される表示部１１９を制御し、ユーザによる設定の入力を操作パネル１８を介して受付けたり、プリンタ１の装置状況を表示部１１９を介して表示させる。
【００３１】
媒体通過センサ１２１は、前述した媒体通過センサ５２に相当するものであり、図４に示すように、定着ローラ１０１と無端形状ベルト１０５から形成されるニップ部を通過後のトナー画像１２３が定着された記録媒体２を検出する
【００３２】
加圧部温度検出部１６５は、接続コネクタ１３０を介して接続された加圧部温度検出素子１６２の出力を元にローラ１６１の表面温度値を検出すると共に、検出した表面温度値を制御部１０６に出力する。
【００３３】
次に、図６を用いてプリンタ１の処理ブロックについて詳細に説明する。
【００３４】
加圧部温度検出部１６５は、温度検出素子１６２が検出した温度値情報を元に温度値を検出し、当該温度値を制御部１０６及び温度比較部１１６に出力する。温度値が入力された温度比較部１１６は、予めメモリ１０９に格納された所定の温度値と、加圧部温度検出部１６５から入力された温度値と、を比較しその結果を制御部１０６に出力する。同様に、定着部温度検出部１１５は、ローラ温度検出素子１０２が検出した温度値情報を元に温度値を検出し、当該温度値を制御部１０６及び温度比較部１１６に出力する。温度値が入力された温度比較部１１６は、予めメモリ１０９に格納された所定の温度値と、定着部温度検出部１１５から入力された温度値と、を比較し、その結果を制御部１０６に出力する。そして、温度比較部１１６から入力された比較結果に基づき、制御部１０６はヒータ制御部１１２及び操作パネル制御部１１７を制御する。
【００３５】
ヒータ制御部１１２は、制御部１０６から制御信号が入力されると、ヒータ１０４のオン／オフを制御するための制御信号を電源部１８０に出力する。電源部１８０はヒータ制御部１１２から入力された制御信号に基づき、ヒータ１０４へ電源を供給する。なお、電源部１８０はヒータ１０４の電源であり、プリンタ１本体の電源でもある。
【００３６】
操作パネル制御部１１７は、制御部１０６から制御信号が入力されると、操作パネル１１８や表示部１１９を制御する。さらに、操作パネル制御部１１７は、操作パネル１１８を介してユーザにより入力された各設定情報を制御部１０６に出力する。
【００３７】
モータ駆動制御部１１３は、制御部１０６から入力された制御信号に基づき、モータ１３１を駆動させたり、停止させたりする。モータ１３１の駆動力は、駆動伝達部１７２を経由して定着部回転機構１７３に伝達される。
【００３８】
また、制御部１０６は定着制御部１４１を有しており、当該定着制御部１４１は、モータ駆動制御部１１３に対してモータ１３１の回転方向や回転数等の制御信号を出力する。
【００３９】
次に、図７、図８、図９を用いてプリンタ１の処理動作について説明する。図７は、プリンタ１の一連の処理動作を説明するフローチャートである。また、図８は温度差Ｎを決定するためのリストの一例を示すものであり、温度差Ｎは、予め予測された定着ローラの回転停止に伴う温度上昇そのものを示している。さらに、図９−Ａはプリンタ１の電源投入時の環境温度値が２０℃以上の場合の温度シーケンスを説明する図であり、図９−Ｂはプリンタ１の電源投入時の環境温度値が２０℃未満の場合の温度シーケンスを説明する図である。
【００４０】
まず、ステップＳ１０１において、プリンタ１の電源が投入されると、制御部１０６は、プリンタ１のイニシャル処理を実行する（ステップＳ１０２）。イニシャル処理とは、ＣＰＵ１０７、メモリ１０９、又はタイマ１１０等を含む制御部１０６の初期化を表す。
【００４１】
次に、ステップＳ１０３において、制御部１０６は環境センサ１６７から入力された温度値情報を読み出すと共に、読み出された温度値情報に基づく温度値が２０℃以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。
【００４２】
ここで、温度値が２０℃以上である場合（ステップＳ１０４ Ｙｅｓ）、制御部１０６は、図８に示したリストを参照し、温度差Ｎの値をＮ１（例えば、２０℃）とし、当該Ｎ１をメモリ１０９に格納させる（ステップＳ１０５）。一方、温度値が２０℃未満である場合（ステップＳ１０４ Ｎｏ）、制御部１０６は、図８に示したリストを参照し、温度差Ｎの値をＮ２（例えば、３０℃）とし、当該Ｎ２をメモリ１０９に格納させる（ステップＳ１０６）。なお、本実施形態においては、２０℃を境目に温度差Ｎを決定する形態としているが、これに限定されるものではない。例えば、環境センサ１６７から入力される温度値情報を１℃刻みや２℃刻みなど、さらに細かく分割して温度差Ｎを決定してもよいし、温度差Ｎを環境センサ１６７から入力される温度値情報の関数として、温度差Ｎを決定してもよい。
【００４３】
次に、制御部１０６は、式：Ｔｅ（Ｔｅ２）＝Ｔｇ（Ｔｇ２）−Ｎから定着ローラ回転停止温度値Ｔｅ（Ｔｅ２）を決定する（ステップＳ１０７）。なお、Ｔｇ（Ｔｇ２）はプリンタ１の待機時の制御目標温度値（以下、単に待機温度値とも称す）であり、記録媒体２や印刷速度、さらには定着ローラ１０１が有する熱容量によって変更可能な温度値である。温度差Ｎは、ステップＳ１０５又はステップＳ１０６において決定され、メモリ１０９に格納された温度差である。
【００４４】
次に、制御部１０６は決定した定着ローラ回転停止温度値Ｔｅ（Ｔｅ２）に基づき、ヒータ１０４のオン／オフを制御するようヒータ制御部１１２に指示を与える。指示を受けたヒータ制御部１１２は、電源部１８０を介してヒータ１０４のオン／オフを制御することで、定着ローラ１０１の表面温度を制御する（ステップＳ１０８）。
【００４５】
なお、ヒータ制御部１１２による制御方法は、待機温度値Ｔｇ（Ｔｇ２）を制御目標とし、この待機温度値Ｔｇ（Ｔｇ２）と現在の定着ローラ１０１の表面温度値との温度差情報を所定時間間隔で逐次読み出し、当該温度差情報に基づきヒータ１０４のオン時間／オフ時間を制御するフィードバック制御である。このフィードバック制御は、待機温度値Ｔｇ（Ｔｇ２）と現在の定着ローラ１０１の表面温度値との温度差成分をＰ、現在の温度差と１処理ステップ前の温度差との勾配成分をＤ、現在から所定時間過去の温度差の累積成分をＩとし、当該Ｐ，Ｄ，Ｉの値と各々の値に掛け合わせる定数Ｋｐ，Ｋｄ，Ｋｉから計算された値（Ｋｐ＊Ｐ＋Ｋｄ＊Ｄ＋Ｋｉ＊Ｉ）と所定の閾値との比較結果から、ヒータ１０４のオン時間とオフ時間とを決定する制御方法である。定数Ｋｐ，Ｋｄ，Ｋｉは、定着ローラ１０１の物理的な熱容量、ヒータ１０４の容量、定着ローラ１０１の回転量など、様々なパラメータから決定される値であり、当該値は常時固定ではなく、制御の用途によって適宜設定可能な値である。
【００４６】
ここで、図９−Ａ及び図９−Ｂに示す温度シーケンスについて説明する。図９−Ａ及び図９−Ｂに示すｔ０，ｔ０’はプリンタ１の主電源が投入された時刻を表す。また、ｔ１，ｔ１’はヒータ１０４の制御（ヒータオン）開始の時刻、ｔ２，ｔ２’は定着ローラ１０１の表面温度値が第１の温度値である定着ローラ回転開始温度値Ｔｒ，Ｔｒ２に到達し、定着ローラ１０１の回転が開始される時刻、ｔ３，ｔ３’は定着ローラ１０１の表面温度値が第２の温度値である定着ローラ回転停止温度値Ｔｅ，Ｔｅ２に到達し、定着ローラ１０１の回転が停止される時刻、ｔ４，ｔ４’は定着ローラ１０１の表面温度値が第３の温度値である待機温度値Ｔｇ，Ｔｇ２に到達する時刻を表す。
【００４７】
第１のウォームアップ制御区間としての区間Ａ，Ａ’（ｔ１−ｔ２，ｔ１’−ｔ２’）は、定着ローラ１０１の回転は停止しており、ヒータは連続的にオン状態である。また、同様に第１のウォームアップ制御区間としての区間Ｂ，Ｂ’（ｔ２−ｔ３，ｔ２’−ｔ３’）は、定着ローラ１０１回転を開始しており、ヒータは連続的にオン状態である。
【００４８】
第２のウォームアップ制御区間としての区間Ｃ，Ｃ’（ｔ３−ｔ４，ｔ３’−ｔ４’）は、定着ローラ１０１の回転は停止しており、ヒータは断続的にオン状態である。また、待機制御区間としての区間Ｄ，Ｄ’（ｔ４以降，ｔ４’以降）は、定着ローラ１０１の回転は停止しており、ヒータは断続的にオン状態である。表１は、上記の時刻とウォームアップ制御区間とをまとめたものである。
【００４９】
【表１】
【００５０】
なお、本実施形態においては、「第１のウォームアップ制御区間」は、ヒータは連続的にオン状態、「第２のウォームアップ制御区間」では、ヒータは断続的にオン／オフが繰り返される形態として説明したが、これに限らず、「第１のウォームアップ制御区間」もヒータが断続的にオン／オフが繰り返される形態としてもかまわない。ただし、この場合、「第１のウォームアップ制御区間」に比べ、ヒータがオンされるｄｕｔｙ比が高い、すなわち、ヒータがオフされる比率よりもオンにされる比率が高い方が好ましい。
【００５１】
そして、図９−Ａ及び図９−Ｂによれば、ウォームアップ開始のタイミングは２０℃近傍であり、本実施形態で制御目標としている待機温度値Ｔｇ（Ｔｇ２）を１７０℃とすると、ステップＳ１０８におけるヒータ１０４の制御開始時においては、約１５０℃の温度差がある。したがって、制御部１０６はヒータ１０４をオンにするようヒータ制御部１１２に指示を与える。ヒータ制御部１１２の制御に基づき、ヒータ１０４がオンされると、定着ローラ１０１の表面温度値は図９−Ａ及び図９−Ｂに示すように、上昇を開始する。
【００５２】
次に、ステップＳ１０９において、制御部１０６は上昇を開始した定着ローラ１０１の表面温度値が定着ローラ１０１回転開始温度値であるＴｒ（Ｔｒ２）に到達したか否かを判定する。ここで、定着ローラ１０１の表面温度値がＴｒ（Ｔｒ２）に到達してない場合（ステップＳ１０９ Ｎｏ）、制御部１０６は判定を繰り返す。一方、定着ローラ１０１の表面温度値がＴｒ（Ｔｒ２）に到達した場合（ステップＳ１０９ Ｙｅｓ）、定着制御部１４１は、モータ駆動制御部１１３に対して定着部回転機構１７３が回転を開始するよう指示を与える。指示を受けたモータ駆動制御部１１３は、モータ１３１に対して回転開始信号を出力し、モータ１３１は回転を開始する。モータ１３１の回転は駆動伝達部１７２を経由して定着部回転機構１７３に伝達され、定着ローラ１０１は回転を開始する（ステップＳ１１０）。
【００５３】
次に、制御部１０６は定着ローラ１０１の表面温度値が定着ローラ回転停止温度値であるＴｅ（Ｔｅ２）に到達したか否かを判定する（ステップＳ１１１）。ここで、定着ローラ１０１の表面温度値がＴｅ（Ｔｅ２）に到達してない場合（ステップＳ１１１ Ｎｏ）、制御部１０６は判定を繰り返す。一方、定着ローラ１０１の表面温度値がＴｅ（Ｔｅ２）に到達した場合（ステップＳ１１１ Ｙｅｓ）、定着制御部１４１は、モータ駆動制御部１１３に対して定着部回転機構１７３が回転を停止するよう指示を与える。指示を受けたモータ駆動制御部１１３は、モータ１３１に対して回転停止信号を出力し、モータ１３１は回転を停止する。モータ１３１の回転の停止により、定着ローラ１０１は回転を停止する（ステップＳ１１２）。
【００５４】
一般的に、定着ローラ１０１の回転が停止すると、定着ローラ１０１の表面温度値はオーバーシュートする。ここで、一般的なオーバーシュートについて説明する。オーバーシュートとは、定着ローラ１０１が停止されるまで、定着ローラ１０１やローラ１６１に対して、ヒータ１０４によって供給された熱エネルギーにより定着ローラ１０１やローラ１６１が加熱され、定着ローラ１０１の表面温度の温度上昇を維持するために必要なエネルギーが、定着ローラ１０１が停止することにより過剰になる。この過剰なエネルギーが外部に放出される現象であり、定着ローラ１０１の表面温度の上昇となって現れる。
【００５５】
例えば、図１０に示すように、ヒータ制御開始時Ａ地点からヒータ制御が開始されると、制御目標温度値Ｅを目指して定着ローラの表面温度値が上昇する。定着ローラの表面温度値が所定の温度値に到達した時点で（ローラ回転開始Ｂの時点）、定着ローラの回転を開始させる。そして、定着ローラの表面温度値が制御目標温度に到達した時点で（ローラ回転停止Ｃの時点）、定着ローラの回転を停止させる。すると、定着ローラの表面温度は急激に上昇する。そして、定着ローラが回転を開始すると、例えば、加圧ローラに熱が奪われ、温度上昇の勾配が少し小さくなると共に、一定の勾配が継続される。これは、前述したように、定着ローラの表面温度の上昇を維持するためにヒータが付与した熱エネルギーが定着ローラの回転停止によって過剰となり、外部に放出され、定着ローラの表面温度の急激な温度上昇を誘発するためである。
【００５６】
このようなオーバーシュートによる温度上昇は、定着ローラが回転しているときの温度上昇の勾配とは違い、急激な温度上昇であり、一般的に「オーバーシュートによる温度上昇勾配」＞「定着ローラが回転しているときの温度上昇勾配」の関係が成立する。
【００５７】
本発明においては、上記のオーバーシュートを利用すると共に、さらに、定着ローラの回転停止後直後からヒータのオン／オフを制御することで、定着ローラの表面温度値が待機温度値Ｔｇに達するまでの時間を短くし、ウォームアップにかかる時間を短縮することができる。なお、以下の説明においては、一般的なオーバーシュートとの混同を避けるために、この定着ローラの回転停止後からのヒータ制御による定着ローラの表面温度の上昇をオーバーシュートとは別に定着ローラの回転停止に伴う温度上昇と表現する。
【００５８】
ここで、図７のフローチャートに戻り、ステップＳ１１３からの処理について説明する。ステップＳ１１３において、制御部１０６は定着ローラ１０１の表面温度値が待機温度値Ｔｇ（Ｔｇ２）に到達したか否かを判定する。ここで、定着ローラ１０１の表面温度値が待機温度値Ｔｇ（Ｔｇ２）に到達していない場合（ステップＳ１１３ Ｎｏ）、制御部１０６は、定着ローラ１０１の表面温度値と待機温度値Ｔｇ（Ｔｇ２）との温度差に基づいて、ヒータ１０４のオン／オフを制御するようヒータ制御部１１２に指示を与える。指示を受けたヒータ制御部１１２は、電源部１８０を介してヒータ１０４のオン／オフを制御し、定着ローラ１０１の表面温度値が待機温度値Ｔｇ（Ｔｇ２）に到達するまで、定着ローラ１０１の表面温度を制御する（ステップＳ１１５）。一方、定着ローラ１０１の表面温度値が待機温度値Ｔｇ（Ｔｇ２）に到達している場合、制御部１０６は、定着ローラ１０１の表面温度値を待機温度値Ｔｇ（Ｔｇ２）に保つようヒータ制御部１１２に指示を与える。指示を受けたヒータ制御部１１２は、定着ローラ１０１の表面温度値が待機温度値Ｔｇ（Ｔｇ２）に保たれるようにヒータ１０４のオン／オフを制御する（ステップＳ１１４）。なお、ステップＳ１１３〜ステップＳ１１５にかかる処理は、ステップＳ１０８の処理で説明したフィードバック処理が実行されている。つまり、ステップＳ１１２において、ヒータ１０４は強制的にオフにされているのではなく、定着ローラ１０１の表面温度値と待機温度値Ｔｇ（Ｔｇ２）との温度差に基づき、ヒータ１０４のオン／オフの制御を行うことで、定着ローラ１０１の表面温度値が待機温度値Ｔ（Ｔｇ２）ｇに達するまでの時間を短くし、ウォームアップにかかる時間を短縮する。
【００５９】
図９−Ａに示すように、区間Ｃにおいて、上記ステップＳ１１３〜ステップＳ１１５にかかるフィードバック制御を行うことにより、定着ローラ温度（Ｔ１）で表される定着ローラの回転停止に伴う温度上昇は、定着ローラ温度（Ｔ１１）で表される定着ローラの回転を停止させずに回転を継続させた場合の温度上昇に比べて、定着ローラ１０１の表面温度値が待機温度値Ｔｇに到達するまでの時間が短くなる。同様に、図９−Ｂに示すように、区間Ｃ’において、上記ステップＳ１１３〜ステップＳ１１５にかかるフィードバック制御を行うことにより、定着ローラ温度（Ｔ２）で表される定着ローラの回転停止に伴う温度上昇は、定着ローラ温度（Ｔ２１）で表される定着ローラの回転を停止させずに回転を継続させた場合の温度上昇に比べて、定着ローラ１０１の表面温度値が待機温度値Ｔｇ２に到達するまでの時間が短くなる。
【００６０】
定着ローラの回転停止に伴う温度上昇量の大小は、定着ローラ１０１の熱容量や回転速度、ウォームグアップ開始からローラ回転停止までの間にヒータをオンにした時間によって決定され、ステップＳ１０５又はステップＳ１０６で決定した温度差Ｎはこれらの条件を考慮して予測した定着ローラの回転停止に伴う温度上昇値である。一般的に、プリンタ１が設置される環境温度値に応じて、ウォームアップ時間が異なる。これは、環境温度値が低い場合、ヒータ制御開始の温度から定着ローラの回転が停止されるま温度に到達するまでの時間が長くなるためである。そのため、本発明においては、図９−Ａ及び図９−Ｂに示すように、２０℃を閾値として、環境温度値が２０℃以上であれば、Ｎ１、２０℃未満であれば、Ｎ２とし、Ｎ１とＮ２との関係はＮ１＜Ｎ２の関係となる。そして、Ｎ１とＮ２との温度差は定着ローラの物理条件、例えば、定着ローラの熱容量によっても温度差の大小関係が生じる。
【００６１】
また、待機温度値Ｔｇは、印刷に供する記録媒体の厚みや装置が設置されている環境によって異なる。記録媒体に関しては、一般にオフィスで使用される普通紙（坪量 ６４ｇ／ｍ２〜８０ｇ／ｍ２）の場合、待機温度値Ｔｇは１７０℃程度であり、厚紙（坪量 １２０ｇ／ｍ２〜２００ｇ／ｍ２）の場合、待機温度値Ｔｇは１６０℃程度である。厚紙の場合、待機温度値Ｔｇはプロセス速度が普通紙に比べ、５０％程度であるために、普通紙よりも待機温度値Ｔｇを低く設定することが可能である。そして、環境に関しては、例えば、環境温度値１０℃において印刷する場合の待機温度値Ｔｇと、環境温度値２８℃において印刷する場合の待機温度値Ｔｇと、では、環境温度値１０℃の場合の待機温度値Ｔｇが高く設定される。これは、使用する記録媒体も環境と同じ温度値に馴染んでいるため、記録媒体が定着ローラを通過する差異、通過する記録媒体は定着ローラの熱を奪うため、定着ローラの表面温度値の低下が、環境温度値２８℃に馴染んだ記録媒体と比べて大きいためである。
【００６２】
以上のように、第１の実施形態によれば、環境センサから入力された温度値情報に基づく温度値から、温度差Ｎ（＝定着ローラの回転停止に伴う温度上昇量）を設定し、待機温度値よりも低い温度でウォームアップを終了させることで、ウォームアップ時間を短縮することができる。また、ヒータをオンさせる時間がウォームアップ時間の短縮により、消費電力を抑える効果もある。さらに、定着ローラの表面温度値が規定以上の温度値に到達する機会が減少するので、定着ローラの寿命を延ばす効果も得ることも可能である。
【００６３】
［第２の実施形態］
第２の実施形態にかかるプリンタ１’の構成は、第１の実施形態にかかるプリンタ１の構成と略同一である。したがって、第２の実施形態にかかるプリンタ１’の説明においては、第１の実施形態にかかるプリンタ１と同一な箇所には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる箇所について説明する。
【００６４】
図１１は、第２の実施形態におけるプリンタ１’の処理ブロックを説明する図である。第２の実施形態にかかる制御部１０６’は、第１の実施形態にかかる構成に加えて媒体情報部１４２を備える。
【００６５】
媒体情報部１４２は、記録媒体２の媒体情報を保持する。この媒体情報の設定方法は、ユーザが操作パネル１１８を介して行う。具体的には、ユーザは、表示部１１９に表示された、例えば、図１２に示すような媒体情報のリストからプリンタ１’の媒体カセット３に収納された記録媒体２がどのようなメディアウェイトなのかを記録媒体２の坪量から選択し入力する。ユーザにより操作パネル１１８を介して入力された媒体情報は操作パネル制御部１１７を介して、媒体情報部１４２に保持される。なお、このメディアウェイト情報は、例えば、図５に示すホストコンピュータ１５１等の外部接続機器から入力されてもよい。
【００６６】
次に、図１３、図１４を用いてプリンタ１’の処理動作について説明する。図１３は、プリンタ１’の一連の処理動作を説明するフローチャートである。また、図１４−Ａはプリンタ１’の媒体カセット３に収納された記録媒体２が普通紙の場合の温度シーケンスを説明する図であり、図１４−Ｂはプリンタ１’の媒体カセット３に収納された記録媒体２が厚紙の場合の温度シーケンスを説明する図である。
【００６７】
まず、ステップＳ２０１において、プリンタ１’の電源が投入されると、制御部１０６’は、プリンタ１’のイニシャル処理を実行する（ステップＳ２０２）。イニシャル処理とは、ＣＰＵ１０７、メモリ１０９、又はタイマ１１０等を含む制御部１０６の初期化を表す。
【００６８】
次に、ステップＳ２０３において、制御部１０６’はユーザにより操作パネル１１８を介して入力された媒体情報を保持する媒体情報部１４２から媒体情報を読み出す。
【００６９】
そして、制御部１０６’は媒体情報部１４２から読み出した媒体情報に基づき、温度差Ｎを決定し（ステップＳ２０４）、次いで、待機温度値Ｔｇを決定する（ステップＳ２０５）。
【００７０】
次に、制御部１０６’は、ステップＳ２０４で決定した温度差Ｎ及びステップＳ２０５で決定した待機温度値Ｔｇをメモリ１０９に格納させる（ステップＳ２０６）。
【００７１】
そして、制御部１０６’は、式：Ｔｅ３（Ｔｅ４）＝Ｔｇ３（Ｔｇ４）−Ｎから定着ローラ回転停止温度値Ｔｅ３（Ｔｅ４）を決定する（ステップＳ２０７）。なお、Ｔｇ３（Ｔｇ４）はプリンタ１’の待機時の制御目標温度値（以下、単に待機温度値とも称す）であり、記録媒体２や印刷速度、さらには定着ローラ１０１が有する熱容量によって変更可能な温度値である。温度差Ｎは、ステップＳ２０４において決定され、メモリ１０９に格納された温度差である。
【００７２】
次に、制御部１０６’は決定した定着ローラ回転停止温度値Ｔｅ３（Ｔｅ４）に基づき、ヒータ１０４のオン／オフを制御するようヒータ制御部１１２に指示を与える。指示を受けたヒータ制御部１１２は、電源部１８０を介してヒータ１０４のオン／オフを制御することで、定着ローラ１０１の表面温度を制御する（ステップＳ２０８）。
【００７３】
なお、ヒータ制御部１１２による制御方法は、待機温度値Ｔｇ３（Ｔｇ４）を制御目標とし、この待機温度値Ｔｇ３（Ｔｇ４）と現在の定着ローラ１０１の表面温度値との温度差情報を所定時間間隔で逐次読み出し、当該温度差情報に基づきヒータ１０４のオン時間／オフ時間を制御するフィードバック制御である。このフィードバック制御は、待機温度値Ｔｇ３（Ｔｇ４）と現在の定着ローラ１０１の表面温度値との温度差成分をＰ、現在の温度差と１処理ステップ前の温度差との勾配成分をＤ、現在から所定時間過去の温度差の累積成分をＩとし、当該Ｐ，Ｄ，Ｉの値と各々の値に掛け合わせる定数Ｋｐ，Ｋｄ，Ｋｉから計算された値（Ｋｐ＊Ｐ＋Ｋｄ＊Ｄ＋Ｋｉ＊Ｉ）と所定の閾値との比較結果から、ヒータ１０４のオン時間とオフ時間とを決定する制御方法である。定数Ｋｐ，Ｋｄ，Ｋｉは、定着ローラ１０１の物理的な熱容量、ヒータ１０４の容量、定着ローラ１０１の回転量など、様々なパラメータから決定される値であり、当該値は常時固定ではなく、制御の用途によって適宜設定可能な値である。
【００７４】
ここで、図１４−Ａ及び図１４−Ｂに示す温度シーケンスについて説明する。図１４−Ａ及び図１４−Ｂに示すｔ０’’，ｔ０’’’はプリンタ１’の主電源が投入された時刻を表す。また、ｔ’’１，ｔ１’’’はヒータ１０４の制御（ヒータオン）開始の時刻、ｔ２’’，ｔ２’’’は定着ローラ１０１の表面温度値が定着ローラ回転開始温度値Ｔｒ３，Ｔｒ４に到達し、定着ローラ１０１の回転が開始される時刻、ｔ３’’，ｔ３’’’は定着ローラ１０１の表面温度値が定着ローラ回転停止温度値Ｔｅ３，Ｔｅ４に到達し、定着ローラ１０１の回転が停止される時刻、ｔ’’４，ｔ４’’’は定着ローラ１０１の表面温度値が待機温度値Ｔｇ３，Ｔｇ４に到達する時刻を表す。
【００７５】
第１のウォームアップ制御区間としての区間Ａ’’，Ａ’’’（ｔ１’’−ｔ２’’，ｔ１’’’−ｔ２’’’）は、定着ローラ１０１の回転は停止しており、ヒータは連続的にオン状態である。また、同様に第１のウォームアップ制御区間としての区間Ｂ’’，Ｂ’’’（ｔ２’’−ｔ３’’，ｔ２’’’−ｔ３’’’）は、定着ローラ１０１回転を開始しており、ヒータは連続的にオン状態である。
【００７６】
第２のウォームアップ制御区間としての区間Ｃ’’，Ｃ’’’（ｔ３’’−ｔ４’’，ｔ３’’’−ｔ４’’’）は、定着ローラ１０１の回転は停止しており、ヒータは断続的にオン状態である。また、待機制御区間としての区間Ｄ’’，Ｄ’’’（ｔ４’’以降，ｔ４’’’以降）は、定着ローラ１０１の回転は停止しており、ヒータは断続的にオン状態である。
【００７７】
そして、図１４−Ａ及び図１４−Ｂによれば、ウォームアップ開始のタイミングは２０℃近傍であり、本実施形態で制御目標としている待機温度値Ｔｇ３，Ｔｇ４を１７０℃とすると、ステップＳ２０８におけるヒータ１０４の制御開始時においては、約１５０℃の温度差がある。したがって、制御部１０６’はヒータ１０４をオンにするようヒータ制御部１１２に指示を与える。ヒータ制御部１１２の制御に基づき、ヒータ１０４がオンされると、定着ローラ１０１の表面温度値は図１４−Ａ及び図１４−Ｂに示すように、上昇を開始する。
【００７８】
次に、ステップＳ２０９において、制御部１０６’は上昇を開始した定着ローラ１０１の表面温度値が定着ローラ１０１回転開始温度値であるＴｒ３（Ｔｒ４）に到達したか否かを判定する。ここで、定着ローラ１０１の表面温度値がＴｒ３（Ｔｒ４）に到達してない場合（ステップＳ２０９ Ｎｏ）、制御部１０６’は判定を繰り返す。一方、定着ローラ１０１の表面温度値がＴｒ３（Ｔｒ４）に到達した場合（ステップＳ２０９ Ｙｅｓ）、定着制御部１４１は、モータ駆動制御部１１３に対して定着部回転機構１７３が回転を開始するよう指示を与える。指示を受けたモータ駆動制御部１１３は、モータ１３１に対して回転開始信号を出力し、モータ１３１は回転を開始する。モータ１３１の回転は駆動伝達部１７２を経由して定着部回転機構１７３に伝達され、定着ローラ１０１は回転を開始する（ステップＳ２１０）。
【００７９】
次に、制御部１０６’は定着ローラ１０１の表面温度値が定着ローラ回転停止温度値であるＴｅ３（Ｔｅ４）に到達したか否かを判定する（ステップＳ２１１）。ここで、定着ローラ１０１の表面温度値がＴｅ３（Ｔｅ４）に到達してない場合（ステップＳ２１１ Ｎｏ）、制御部１０６’は判定を繰り返す。一方、定着ローラ１０１の表面温度値がＴｅ３（Ｔｅ４）に到達した場合（ステップＳ２１１ Ｙｅｓ）、定着制御部１４１は、モータ駆動制御部１１３に対して定着部回転機構１７３が回転を停止するよう指示を与える。指示を受けたモータ駆動制御部１１３は、モータ１３１に対して回転停止信号を出力し、モータ１３１は回転を停止する。モータ１３１の回転の停止により、定着ローラ１０１は回転を停止する（ステップＳ２１２）。
【００８０】
そして、ステップＳ２１３において、制御部１０６’は定着ローラ１０１の表面温度値が待機温度値Ｔｇ３（Ｔｇ４）に到達したか否かを判定する。ここで、定着ローラ１０１の表面温度値が待機温度値Ｔｇ３（Ｔｇ４）に到達していない場合（ステップＳ２１３ Ｎｏ）、制御部１０６’は、定着ローラ１０１の表面温度値と待機温度値Ｔｇ３（Ｔｇ４）との温度差に基づいて、ヒータ１０４のオン／オフを制御するようヒータ制御部１１２に指示を与える。指示を受けたヒータ制御部１１２は、電源部１８０を介してヒータ１０４のオン／オフを制御し、定着ローラ１０１の表面温度値が待機温度値Ｔｇ３（Ｔｇ４）に到達するまで、定着ローラ１０１の表面温度を制御する（ステップＳ２１５）。一方、定着ローラ１０１の表面温度値が待機温度値Ｔｇ３（Ｔｇ４）に到達している場合、制御部１０６’は、定着ローラ１０１の表面温度値を待機温度値Ｔｇ３（Ｔｇ４）に保つようヒータ制御部１１２に指示を与える。指示を受けたヒータ制御部１１２は、定着ローラ１０１の表面温度値が待機温度値Ｔｇ３（Ｔｇ４）に保たれるようにヒータ１０４のオン／オフを制御する（ステップＳ２１４）。なお、ステップＳ２１３〜ステップＳ２１５にかかる処理は、ステップＳ２０８の処理で説明したフィードバック処理が実行されている。つまり、ステップＳ２１２において、ヒータ１０４は強制的にオフにされているのではなく、定着ローラ１０１の表面温度値と待機温度値Ｔｇ３（Ｔｇ４）との温度差に基づき、ヒータ１０４のオン／オフの制御を行うことで、定着ローラ１０１の表面温度値が待機温度値Ｔｇ３（Ｔｇ４）に達するまでの時間を短くし、ウォームアップにかかる時間を短縮する。
【００８１】
第１の実施形態において説明したが、定着ローラの回転停止に伴う温度上昇量の大小は、定着ローラ１０１の回転速度やウォームアップ開始からローラ回転停止までの間にヒータをオンにした時間によって決定される。したがって、メディアウェイトが「普通紙」で「待機温度値Ｔｇ＝１７０℃」の場合と、メディアウェイトが「厚紙」で「待機温度値Ｔｇ＝１６０℃」の場合と、では制御目標として設定した待機温度値Ｔｇがそれぞれ異なるため、ウォームアップ開始からローラ回転停止までの時間が異なる。一般的に、印刷に用いられる記録媒体の種類、例えば、紙厚が厚い記録媒体などでは、定着に必要な熱量が多く必要とされる。つまり、定着ローラ１０１の回転速度が一定である場合は、紙厚が厚い記録媒体などでは高い定着温度が必要とされる。しかし、高い定着温度を実現するためには、多くの電力量が必要とされ、そのため消費電力が多くなってしまうといった問題がある。そのため、紙厚が厚い記録媒体においては、定着ローラ１０１の回転速度を遅くする場合があり、その際、定着温度が低めに設定されることもある。この場合、待機温度値Ｔｇも低く設定されるため、ヒータがオンとされる時間も短くなる。そのため、定着ローラ１０１の回転速度を遅くし、かつ、待機温度を低めとなる設定の下では、ローラ回転停止温度が低めとされる。このようなことから、図１４−Ａ、図１４−Ｂに示した温度差ＮのＮ１とＮ２には、Ｎ１＞Ｎ２の関係を持たせており、温度差ＮのＮ１、Ｎ２は、ステップＳ２０４において、ウォームアップ終了後に発生を予測した定着ローラの回転停止に伴う温度上昇量である。
【００８２】
なお、本実施形態においては、待機温度値Ｔｇと温度差Ｎをユーザにより入力されたメディアウェイト情報に基づいて設定しているが、第１の実施形態でも説明した通り、装置が設置されている環境温度値によって待機温度値Ｔｇを任意に変更することができるため、メディアウェイト情報と環境温度値によって、様々な待機温度値Ｔｇと温度差Ｎを設定することが可能である。
【００８３】
以上のように、第２の実施形態によれば、媒体トレイに収納している記録媒体の情報に基づき、制御目標としての待機温度値を設定することができるため、印刷に供する記録媒体ごとに、ウォームアップ時間を短縮することが可能である。また、ウォームアップ時間を短縮することにより、ヒータをオンさせる時間を短くすることができるため、消費電力を抑えることもできる。さらに、定着ローラの表面温度値が規定以上の温度値に到達する機会が減少するので、定着ローラの寿命を延ばす効果も得ることも可能である。
【００８４】
本発明にかかる実施形態においては、画像形成装置として、プリンタを一例として説明したが、プリンタ以外にも、例えば、ＭＦＰ（Multi Function Peripheral）、ファクシミリ、複写装置等にも本発明を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】プリンタの要部構成を説明する側面断面図である。
【図２】定着ユニットを説明する図である。
【図３】定着ユニットを説明する図である。
【図４】ローラ温度検出素子の配設例を説明する図である。
【図５】プリンタの機能構成を説明するブロック図である。
【図６】プリンタの処理ブロックを説明する図である。
【図７】プリンタの一連の処理動作を説明するフローチャートである。
【図８】温度差Ｎを決定するためのリストの一例である。
【図９−Ａ】温度シーケンスを説明する図である。
【図９−Ｂ】温度シーケンスを説明する図である。
【図１０】オーバーシュートを説明する図である。
【図１１】プリンタの処理ブロックを説明する図である。
【図１２】媒体情報のリストの一例である。
【図１３】プリンタの一連の処理動作を説明するフローチャートである。
【図１４−Ａ】温度シーケンスを説明する図である。
【図１４−Ｂ】温度シーケンスを説明する図である。
【符号の説明】
【００８６】
１，１’ プリンタ
２ 記録媒体
３ 媒体カセット
１１，１２，１３，１４ プロセスユニット
２０ 転写ベルト
２１，２２，２３，２４ 転写ローラ
３０ 定着ユニット
４０，４１ ピックアップローラ
４２ レジストローラ
４３，４４ 搬送ローラ
４５ 加圧ローラ
４６ 定着ローラ
４７，４８ 排出ローラ
５１，５２，５３ 媒体通過センサ
１０１ 定着ローラ
１０２ ローラ温度検出素子
１０４ ヒータ
１０５ 無端形状ベルト
１０６，１０６’ 制御部
１０７ ＣＰＵ
１０８ ＲＯＭ
１０９ メモリ
１１０ タイマ
１１１ 外部インタフェース
１１２ ヒータ制御部
１１３ モータ駆動制御部
１１５ 定着部温度検出部
１１６ 温度比較部
１１７ 操作パネル制御部
１１８ 操作パネル
１１９ 表示部
１２１ 媒体通過センサ
１３０ 接続コネクタ
１３１ モータ
１４１ 定着制御部
１４２ 媒体情報部
１５０ Ｉ／Ｆ
１５１ ホストコンピュータ
１６１ ローラ
１６２ 温度検出素子
１６５ 加圧部温度検出部
１６６ Ａ／Ｄ変換部
１６７ 環境センサ
１７２ 駆動伝達部
１７３ 定着部回転機構
１８０ 電源部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤画像が転写された画像記録媒体を加熱定着する画像形成装置であって、
熱源と、
前記熱源により加熱される定着部と、
前記定着部に対向して配置されると共に、前記定着部を押圧する加圧部と、
前記定着部の媒体通紙領域に配置されると共に、前記定着部の温度値を検出する温度検出部と、
前記定着部と前記加圧部との回転を制御する回転制御部と、
を備え、
前記回転制御部は、
前記温度検出部により検出された前記定着部の検出温度値が、予め設定された待機温度値から所定温度値だけ低い温度値に到達したときに前記定着部と前記加圧部との回転を停止させること、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
環境温度値を検出する環境温度検出部を備え、
前記所定温度値は、
前記環境温度検出部による前記環境温度値の検出結果に基づき変更されること、
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
入力された媒体情報を保持する媒体情報保持部を備え、
前記待機温度値と前記所定温度値とは、
前記媒体情報保持部に保持された前記媒体情報に基づき変更されること、
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
現像剤画像が転写された画像記録媒体を加熱定着する画像形成装置であって、
熱源と、
前記熱源への通電を制御する通電制御部と、
前記通電制御部による制御に基づき前記熱源により加熱される定着部と、
前記定着部の媒体通紙領域に配置されると共に、前記定着部の温度値を検出する温度検出部と、
前記定着部の回転を制御する回転制御部と、
を備え、
前記温度検出部による前記定着部の温度値の検出結果に基づき、
第１の温度値以上第２の温度値未満では、前記通電制御部は前記定着部へ通電させるように前記熱源を制御すると共に、前記回転制御部は前記定着部を回転させるように制御し、
第２の温度値以上第３の温度値未満では、前記通電制御部は前記定着部へ通電させるように前記熱源を制御すると共に、前記回転制御部は前記定着部の回転を停止させるように制御すること、
を特徴とる画像形成装置。
【請求項５】
前記第１の温度値は、
前記回転制御部が前記定着部の回転を開始させるタイミングの指標となる設定温度値であること、
を特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第２の温度値は、
前記回転制御部が前記定着部の回転を停止させるタイミングの指標となる設定温度値であること、
を特徴とする請求項４又は５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第３の温度値は、
前記現像剤画像が転写された前記画像記録媒体の加熱定着を開始するタイミングの指標となる設定温度値であること、
を特徴とする請求項４乃至６の何れに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記第１の温度値に到達するまでは、
前記通電制御部は前記定着部へ通電させるように前記熱源を制御すると共に、前記回転制御部は前記定着部の回転を停止させるように制御すること、
を特徴とする請求項４乃至７の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記第２の温度値と前記第３の温度値との温度差は、
環境温度に基づいて設定されること、
を特徴とする請求項４乃至７の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記第２の温度値と前記第３の温度値との温度差は、
前記環境温度が低いほど大きく設定されること、
を特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１】
現像剤画像が転写された画像記録媒体を加熱定着する画像形成装置であって、
熱源と、
前記熱源により加熱される定着部と、
前記定着部に対向して配置されると共に、前記定着部を押圧する加圧部と、
前記定着部の媒体通紙領域に配置されると共に、前記定着部の温度値を検出する温度検出部と、
前記定着部と前記加圧部との回転を制御する回転制御部と、
を備え、
前記回転制御部は、
前記温度検出部により検出された前記定着部の検出温度値が、予め設定された待機温度値から所定温度値だけ低い温度値に到達したときに前記定着部と前記加圧部との回転を停止させること、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
環境温度値を検出する環境温度検出部を備え、
前記所定温度値は、
前記環境温度検出部による前記環境温度値の検出結果に基づき変更されること、
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
入力された媒体情報を保持する媒体情報保持部を備え、
前記待機温度値と前記所定温度値とは、
前記媒体情報保持部に保持された前記媒体情報に基づき変更されること、
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
現像剤画像が転写された画像記録媒体を加熱定着する画像形成装置であって、
熱源と、
前記熱源への通電を制御する通電制御部と、
前記通電制御部による制御に基づき前記熱源により加熱される定着部と、
前記定着部の媒体通紙領域に配置されると共に、前記定着部の温度値を検出する温度検出部と、
前記定着部の回転を制御する回転制御部と、
を備え、
前記温度検出部による前記定着部の温度値の検出結果に基づき、
第１の温度値以上第２の温度値未満では、前記通電制御部は前記定着部へ通電させるように前記熱源を制御すると共に、前記回転制御部は前記定着部を回転させるように制御し、
第２の温度値以上第３の温度値未満では、前記通電制御部は前記定着部へ通電させるように前記熱源を制御すると共に、前記回転制御部は前記定着部の回転を停止させるように制御すること、
を特徴とる画像形成装置。
【請求項５】
前記第１の温度値は、
前記回転制御部が前記定着部の回転を開始させるタイミングの指標となる設定温度値であること、
を特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第２の温度値は、
前記回転制御部が前記定着部の回転を停止させるタイミングの指標となる設定温度値であること、
を特徴とする請求項４又は５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第３の温度値は、
前記現像剤画像が転写された前記画像記録媒体の加熱定着を開始するタイミングの指標となる設定温度値であること、
を特徴とする請求項４乃至６の何れに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記第１の温度値に到達するまでは、
前記通電制御部は前記定着部へ通電させるように前記熱源を制御すると共に、前記回転制御部は前記定着部の回転を停止させるように制御すること、
を特徴とする請求項４乃至７の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記第２の温度値と前記第３の温度値との温度差は、
環境温度に基づいて設定されること、
を特徴とする請求項４乃至７の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記第２の温度値と前記第３の温度値との温度差は、
前記環境温度が低いほど大きく設定されること、
を特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９−Ａ】
【図９−Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４−Ａ】
【図１４−Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９−Ａ】
【図９−Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４−Ａ】
【図１４−Ｂ】
【公開番号】特開２０１０−１０２２１０（Ｐ２０１０−１０２２１０Ａ）
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７５０６０（Ｐ２００８−２７５０６０）
【出願日】平成２０年１０月２７日（２００８．１０．２７）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２７日（２００８．１０．２７）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
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