JP2006064919A - 画像形成装置と画像形成装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 生産性を優先する場合はウオームアップ後や画像調整後やスタンバイ中等の画像を短時間で出力可能とし、品質を優先する場合は高品質な画像出力を可能とするカラー画像形成装置とその制御方法を提供する。
【解決手段】 少なくとも耐熱性の弾性層が捲着された加熱ローラを有した定着装置を有する画像形成装置において、品質を優先するモード設定時はウオームアップ及び画像調整のいずれかが完了後、もしくはスタンバイ中に前記加熱ローラの表面温度が画像形成時に定着を行う第１の温度範囲以下になると定着を開始可能とし、生産性を優先するモード設定時はウオームアップ及び画像調整のいずれかが完了後もしくはスタンバイ中に、前記加熱ローラの表面温度が画像形成時に定着を行う第１の温度範囲より高い第２の温度範囲以下になると定着を開始可能とする制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、熱ロール方式による定着装置を備えた画像形成装置とその制御方法に関するものである。

従来より、カラーの画像形成装置は多色のトナー画像を重ね合わせて画像を形成するために、モノクロの画像形成装置に比べて色ムラ、また光沢ムラが発生しやすく、それを防止するために少なくともトナーと接触する側の加熱ローラに耐熱性の弾性体（耐熱弾性体）を捲着したローラを用いることが一般に行われており、これらの対応として耐熱弾性体を捲着した定着ローラを有する定着装置（例えば、特許文献１参照。）が知られている。
特開平６−２５８９７６号公報

しかし、特許文献１に記載されたような耐熱弾性体を捲着した加熱ローラを用いた定着装置は、加熱ローラに内装された発熱体によりトナーに接触する加熱ローラの表面温度を所定の温度に加熱する場合、耐熱弾性体の伝熱特性が悪いために、１次遅れである耐熱弾性体の内外面に大きな温度差を生じ、電源投入時のウオームアップ時や画像調整時やスタンバイ時等に、加熱ローラに弾性層を有しないモノクロの画像形成装置に比べてより大きな加熱ローラの表面温度のオーバーシュートを招いてしまい、このオーバーシュートのピーク時前後では加熱ローラの表面温度が通常画像形成時に定着を行うのに適正な温度より高くなってしまう場合があり、この間は画像形成（定着）を中断しており、このために画像形成装置の生産性が低下してしまうという問題点があった。

しかし、近年のオペレータの多様化した要望の中には１台の画像形成装置でたとえばデジタルカメラで撮影した画像を出力する時のように生産性は重視しないがあくまで画像品質を重視したいという要望と、たとえば殆どが文字であるような画像のように高画質は重視しないがとにかく短時間で出力画像を得て生産性を上げたいという要望がある場合があり、従来の画像品質優先の画像形成装置では、短時間で出力画像を得たい場合でも加熱ローラの温度が品質優先の条件に合致してから出力を行うため出力が遅れ、生産性が低下してしまうという問題があった。

本発明の目的は上述した問題点に鑑み、これらの要望を満たすために、生産性を優先する場合はウオームアップ後や画像調整後やスタンバイ中等の状態からの画像出力を短時間で可能とし、品質を優先する場合は高品質な画像出力を可能とする、カラー画像形成装置とその制御方法を提供することを目的とする。

本発明に係る上記目的は下記請求項に記載する構成により達成される。

請求項１に係る発明は、ローラ外周に耐熱性の弾性層が捲着され内部に加熱ローラを加熱する発熱体を有する加熱ローラと、記録紙を前記加熱ローラに圧接する圧接部材と、前記加熱ローラの表面温度を検出する表面温度検出手段と、加熱ローラを回転駆動する駆動手段とを有した定着装置を有する電子写真方式の画像形成装置において、
品質を優先する第１のモードと、生産性を優先する第２のモードとを備え、前記第１のモード設定時はウオームアップ及び画像調整の内少なくとも１が完了後、もしくはスタンバイ中に前記加熱ローラの表面温度が通常画像形成時に定着を行う第１の温度範囲の上限値より高い第２の温度範囲以下になると定着を開始可能とし、前記第２のモード設定時はウオームアップ及び画像調整の内少なくとも１が完了後、もしくはスタンバイ中に前記加熱ローラの表面温度が通常画像形成時に定着を行う第１の温度範囲より高い第２の温度範囲以下になると定着を開始可能とする制御手段を有することを特徴とする画像形成装置である。

請求項２に係る発明は、前記第２の温度範囲は、前記第１の温度範囲より高く、且つスタンバイ時の加熱ローラの表面温度であるスタンバイ温度より高い温度で、色むら、光沢減少、加熱ローラへのトナーの転写が所定量以上発生する温度より低い温度範囲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である。

請求項３に係る発明は、ウオームアップ及び画像調整の内少なくとも１が完了後、画像形成に移行時に発生するオーバーシュート発生中は、ピーク経過後の加熱ローラの表面温度が、前記第１のモード設定時は前記第１の温度範囲に達した時、また前記第２のモード設定時は前記第２の温度範囲に達した時、から定着を可能とする制御手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置である。

請求項４に係る発明は、前記第１のモードと前記第２のモードとを切り替える切替手段を有することを特徴とする請求項１、２、３のいずれか１項に記載の画像形成装置である。

請求項５に係る発明は、ウオームアップと、画像調整と、スタンバイと、画像形成の内少なくともいずれか１を行なう画像形成装置の制御方法において、
品質を優先する第１のモードに設定時はウオームアップ及び画像調整の内少なくとも１が完了後、もしくは及びスタンバイ中に、定着装置の加熱ローラの表面温度が通常画像形成時に定着を行う第１の温度範囲の上限値より高い第２の温度範囲以下になると、定着装置に未定着トナーを担持した記録材を通過させ定着を行う画像形成を開始可能とし、
生産性を優先する第２のモードに設定時はウオームアップ及び画像調整の内少なくとも１が完了後、もしくは及びスタンバイ中に、前記加熱ローラの表面温度が、通常画像形成時に定着を行う第１の温度範囲より高く、且つスタンバイ時の加熱ローラの表面温度であるスタンバイ温度範囲より高く、色むら、光沢減少、加熱ローラへのトナーの転写が所定量以上発生する温度より低い温度範囲である第２の温度範囲以下になると前記画像形成を開始可能とすることを特徴とする画像形成装置の制御方法である。

請求項６に係る発明は、ウオームアップ及び画像調整の内少なくとも１の処理が完了後、画像形成に移行時に発生するオーバーシュート発生中は、ピーク経過後に加熱ローラの表面温度が前記第１のモード設定時は前記第１の温度範囲の上限、前記第２のモード設定時は前記第２の温度範囲に達した時から定着を可能とすることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置の制御方法である。

請求項７に係る発明は、前記第１のモードと前記第２のモードとを切り替える切替手段により前記第１のモードと前記第２のモードを切り替えることを特徴とする請求項５または６に記載の画像形成装置の制御方法である。

本発明によれば次のような効果を得ることが出来る、すなわち、
請求項１〜３、５、６に係る画像形成装置によれば、定着を可能とする加熱ローラ表面温度が異なる品質優先の第１のモードと生産性優先の第２のモードとを設け、必要に応じモードの変更を行うことにより、総合的な生産性を向上することが可能となる。

請求項４、７に係る画像形成装置によれば、容易に前記第１のモードと前記第２のモードとを切り替えることが可能となる。

以下に本発明の実施の形態を説明するが、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。

カラー画像形成装置にはドラム状の感光体を画像形成体とするものやベルト状の中間転写体を画像形成体とするものがあるが、以下、ベルト状の中間転写体を画像形成体とするカラー画像形成装置を例に取り本発明の説明を行う。

図１は、本発明に係るカラー画像形成装置の１実施の形態を示す断面構成図である。

このカラー画像形成装置１は、タンデム型フルカラー複写機と称せられるもので、自動原稿送り装置３と、原稿画像読み取り装置４と、複数の露光手段３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋと、複数組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、中間転写体ユニット７と、給紙手段５及び定着手段２４とから成る。

画像形成装置の本体２の上部には、自動原稿送り装置３と原稿画像読み取り装置４が配置されており、自動原稿送り装置３により搬送される原稿ｄの画像が原稿画像読み取り装置４の光学系により反射・結像され、ラインイメージセンサＣＣＤにより読み込まれる。

ラインイメージセンサＣＣＤにより読み取られた原稿画像を光電変換されたアナログ信号は、図示しない画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光手段３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに各色毎のデジタル画像データとして送られ、露光手段３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋにより対応する第１の像担持体としてのドラム状の感光体（以下感光体とも記す）１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに各色の画像データの潜像を形成する。

画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、垂直方向に縦列配置されており、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの図示左側方にはローラ７１、７２、７３、７４を巻回して回動可能に張架された半導電性エンドレスベルト状の第２の像担持体である中間転写体７０が配置されている。

そして、中間転写体７０は図示しない駆動装置により回転駆動されるローラ７１を介し矢印方向に駆動されている。

イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、感光体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ、１次転写手段としての１次転写ローラ５Ｙ、クリーニング手段６Ｙを有する。

マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、感光体１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ、１次転写手段としての１次転写ローラ５Ｍ、クリーニング手段６Ｍを有する。

シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、感光体１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ、１次転写手段としての１次転写ローラ５Ｃ、クリーニング手段６Ｃを有する。

黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、感光体１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ、１次転写手段としての１次転写ローラ５Ｋ、クリーニング手段６Ｋを有する。

トナー補給手段８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋは、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにそれぞれ新規トナーを補給する。

ここで、１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、図示しない制御手段により画像の種類に応じて選択的に作動され、それぞれ対応する感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに中間転写体７０を押圧し、感光体上の画像を転写する。

このようにして、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋにより感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に形成された各色の画像は、１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより、回動する中間転写体７０上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。

また、給紙カセット５１内に収容された記録媒体としての記録紙Ｐは、給紙手段５により給紙され、次いで複数の中間ローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、レジストローラ２３を経て、２次転写手段としての２次転写ローラ６まで搬送され、２次転写ローラ６により中間転写体上の合成されたトナー画像が記録紙Ｐ上に一括転写される。

ここで、２次転写手段６は、ここを記録紙Ｐが通過して２次転写を行なう時にのみ、記録紙Ｐを中間転写体７０に圧接させる。

カラー画像が転写された記録紙Ｐは、定着装置２４により定着処理され、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。

定着手段２４は加熱ローラ２４１と圧接部材である圧接ローラ２４２と加熱ローラ２４１の表面温度（厳密には耐熱性の弾性層２４４の表面温度）を検出する非接触の表面温度検出手段２４３とを有し、加熱ローラ２４１はアルミニウム製のローラ基体２４５の内部に発熱体２４６であるハロゲンランプを内装し、ローラ基体２４５の外面周上にシリコンゴムもしくはフッ素ゴムよりなる耐熱性の弾性層２４４（以下耐熱弾性層と記す）が捲着してある。

加熱ローラの表面にシリコンオイル等のトナー離型剤の供給を行わない場合は、弾性層２４４の上に更にフッ素樹脂からなるトナー離型層を設ける。

表面温度検出手段２４３は加熱ローラ２４１から放射される熱（赤外線）を検知して非接触で加熱ローラ２４１の表面温度を測定する非接触温度センサが利用でき、加熱ローラ２４１と表面温度検出手段２４３との間隙は０．２〜８ｍｍ、好ましくは４．５〜５．５ｍｍを有するように取り付けられている。

また、圧接ローラ２４２は圧接手段２４７により、記録紙Ｐを加熱ローラ２４１に圧接／解除する。

本例では、圧接部材はローラ形状のものを示すが、ベルト状のものであっても良い。

そして表面温度検出手段２４３により検出された加熱ローラ２４１の表面温度が図示しない制御手段に入力され、画像形成時には加熱ローラの表面温度が、通常画像形成時に定着を行う第１の温度範囲Ｔ１（例えば１６０〜２１０℃好ましくは１７０〜２１０℃）になるように制御されている（以下、通常画像形成時に定着を行う第１の温度範囲Ｔ１を単に第１の温度範囲Ｔ１とも記す）。

一方、２次転写ローラ６により記録紙Ｐにカラー画像を転写した後、記録紙Ｐを曲率分離した中間転写体７０は、クリーニング手段８により残留トナーが除去される。

以下に、ウオームアップ、画像調整、スタンバイについて概要を説明する。

電源投入後ウオームアップが行われる。

ウオームアップでは画像形成（定着）を可能とするために発熱体２４６をＯＮし、また圧接手段２４７と加熱ローラ２４１の図示しない回転駆動手段をＯＦＦとして加熱ローラを加熱し、スタンバイを行う温度範囲まで表面温度を上昇させる。

スタンバイを行う温度まで上昇させた後、表面温度をスタンバイ温度範囲に保つために発熱体２４６を必要に応じＯＮ／ＯＦＦさせる。

また、スタンバイ中の所定時間毎、或いは所定プリント毎に、画像濃度を一定に保たせるために、露光手段３Ｙ〜３Ｋで基準となるパッチの潜像を感光体１Ｙ〜３Ｋに形成し、現像手段４Ｙ〜４Ｋで顕像化し、図示しないセンサで感光体或いは中間転写体に形成されたパッチ画像濃度を測定して帯電手段のバイアス電圧や露光条件等の画像形成条件を調整して濃度を一定に保たせる画像調整を行なう。画像調整の場合、記録紙の供給、及びパッチの転写は行わず、感光体或いは中間転写体に担持されたパッチはクリーニング手段により除去する。

このスタンバイ状態において画像指令が入力されると画像形成を行う。

画像調整後にまだ仕掛かったプリントが残っている場合は再び画像形成を行うが、オペレータからの画像形成指示がない場合は再びスタンバイ工程に移行し発熱体２４６をＯＮ、また圧接手段２４７と加熱ローラ２４１の図示しない回転駆動手段をＯＦＦとして次の画像形成が開始されるまで待ち、オペレータからの画像形成指示により画像形成を行なう。

図２は、本発明に係るカラー画像形成装置の定着装置に関するブロック図である。

品質を優先する第１のモードと、生産性を優先する第２のモードを切り替える切替手段３０１により選択されたモード選択情報と、表面温度検出手段２４３の検出温度情報がＡ／Ｄ変換を行うセンサアンプ３０２を介してＣＰＵ、各種Ｉ／Ｆ等で構成された制御手段３０に入力される。

記憶手段３１はＲＯＭ（リードオンリーメモリ）を有し、ＲＯＭには予め、通常画像形成時に定着を行う加熱ローラの表面温度範囲である第１の温度範囲Ｔ１の値（例えば１６０〜２１０℃好ましくは１７０〜２１０℃）と、スタンバイ時の加熱ローラの表面温度範囲であるスタンバイ温度範囲Ｔ２の値（例えば２０５℃〜２１５℃）と、前記第１の温度範囲より高く、更にスタンバイ温度範囲Ｔ２より高く、色むら、光沢減少、加熱ローラへのトナーの転写が所定量以上発生する温度より低い加熱ローラの表面温度である第２の温度範囲Ｔ３の値（例えば２４０〜２３０℃内のいずれかの温度）、（以下前記第１の温度範囲より高く、更にスタンバイ温度範囲Ｔ２より高く、色むら、光沢減少、加熱ローラへのトナーの転写が所定量以上発生する温度より低い加熱ローラの表面温度である第２の温度範囲Ｔ３を単に第２の温度範囲Ｔ３と記す）と、第１の温度範囲Ｔ１内の定着を行う温度の所定の温度範囲Ｔ４（以下単に所定の温度範囲Ｔ４と記す）と、が記憶されている。

ここで上記所定量とは、目視で容易に色むら等が確認できる量を指す。

上述したＴ１、Ｔ２、Ｔ３の値は使用するトナーの性質、ローラ等の部材の材質・構成により適時設計的に最適値が選択される。

制御手段３０は、切替手段３０１から入力された第１，第２のモード選択情報およびウオームアップ、画像調整、スタンバイ等の工程の進捗状況に応じて、電力変換をするドライバ２４８を介してソレノイドやモータ等により駆動される圧接手段２４７を制御して、圧接ローラ２４２を加熱ローラ２４１に圧接／解除し、また、モータコントローラ２５０を介して駆動手段であるモータ２５１、たとえばパルスモータ、ＤＣサーボモータを制御して加熱ローラ２４１を回転駆動し、また、記憶手段３１から必要に応じて上述したＴ１、Ｔ２、Ｔ３の値を読み出して、上述したＴ１、Ｔ２、Ｔ３の値と表面温度検出手段２４３が検出した表面温度ｔの値とを比較して加熱ローラ２４１の表面温度が上述したＴ１、Ｔ２になるようにヒータコントローラ２４９を介して発熱体２４６をＯＮ／ＯＦＦする。

図３は、本発明に係るモードによる加熱ローラの表面温度と定着の可否を示す概念図である。

横軸は時間、縦軸は加熱ローラの表面温度を示している。

図では、電源投入した後、ウオームアップで加熱ローラが加熱され加熱ローラの表面温度をスタンバイ温度範囲Ｔ２に向け上昇させ、画像形成を開始可能とし、オペレータからの画像形成指示により画像形成を行い、画像形成中に必要に応じて基準となるパッチ等を感光体或いは中間転写体に形成して、その濃度を測定してバイアス電圧等の画像形成条件を調整して濃度を一定に保たせる画像調整を行い、まだ仕掛かりのプリントが残っているため再び画像形成を行い、画像形成が行われないためスタンバイ工程に移行し次の画像形成が開始されるまで待ち、オペレータからの画像形成指示により画像形成を行なう場合を例に取り説明する。

図３（ａ）は第１のモードにおける定着の可否を示す図で、図３（ｂ）は第２のモードにおける定着の可否を示す図である。

図３（ａ）において、ウオームアップ領域Ａでは電源投入により発熱体２４６がＯＮとなり加熱ローラの表面温度ｔが上昇する。

この時、圧接手段２４７と駆動手段はＯＦＦ状態であり、圧接ローラ２４２は加熱ローラ２４１から離間し停止している。

表面温度ｔが所定の温度範囲Ｔ４内の設定温度に到達すると発熱体２４６はＯＦＦとなり、この時、加熱ローラは停止している。定着不能となっているため定着（通紙）は行わない。

画像形成領域Ｂは、ウオームアップにより表面温度ｔが所定の温度範囲Ｔ４に到達して発熱体２４６がＯＦＦされた後に、課題の項で述べた定着ローラの耐熱弾性体内外で大きな温度差を生ずるという、１次遅れに起因した表面温度ｔのオーバーシュート領域Ｂ１と、表面温度ｔが所定の温度範囲Ｔ４に制御され画像形成を行う画像形成領域Ｂ２に分けられる。

オーバーシュート領域Ｂ１の温度上昇中では発熱体２４６と圧接手段２４７と駆動手段２５１はＯＦＦとなり、圧接ローラ２４２を加熱ローラ２４１から離間するように解除し、加熱ローラ２４１は停止している。定着不能となっているため定着（通紙）は行わない。

オーバーシュート領域Ｂ１のピーク（ａ）経過後に加熱ローラの表面温度ｔがスタンバイ温度範囲Ｔ２の上限値に達すると圧接手段２４７と駆動手段２５１はＯＮとなり圧接ローラ２４２を加熱ローラ２４１に圧接し、加熱ローラ２４１が回転する。そして、加熱ローラの表面温度ｔが第１の温度範囲Ｔ１の上限値に達する（ｂ）と発熱体２４６をＯＮとして定着（通紙）を可能とし、以降画像形成領域Ｂ２では圧接手段２４７と駆動手段２５１と発熱体２４６はＯＮを継続し加熱ローラ２４１に圧接ローラ２４２が圧接しながら回転し、画像形成が行われると共に定着（通紙）が行われる。

ここで、発熱体２４６は表面温度ｔを所定の温度範囲Ｔ４に制御するために必要に応じてＯＮ／ＯＦＦを繰り返す。

すなわち、第１のモード設定時はウオームアップが完了後、加熱ローラの表面温度が通常画像形成時に定着を行う第１の温度範囲（上限）以下になると定着（通紙）を開始可能とする。

画像調整領域Ｃでは圧接手段２４７と駆動手段２５１はＯＮを継続し加熱ローラ２４１に圧接ローラ２４２が圧接しながら回転しており、発熱体２４６は強制的にＯＦＦされるが記録紙の通紙による吸熱がなくなるため、前述した１次遅れによる表面温度ｔのオーバーシュート（ｃ）が発生する。画像調整領域Ｃでは定着（通紙）は行わず、基準となるパッチ等を感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ或いは中間転写体７０に画像形成し、図示しないセンサによりパッチの濃度等を測定し、測定値に応じてバイアス電圧等の画像形成条件を調整して濃度を一定に保つ画像調整を行う。ここで画像調整の場合、上述したように記録紙の供給、及びパッチの転写は行わず、感光体或いは中間転写体に担持されたパッチはクリーニング手段により除去する。

画像形成領域Ｄは発熱体２４６がＯＦＦのためオーバーシュートした表面温度ｔが下降する領域Ｄ１と、表面温度ｔが所定の温度範囲Ｔ４に制御され画像形成を行う画像形成領域Ｄ２に分けられる。

オーバーシュート領域Ｄ１の温度下降中では発熱体２４６はＯＦＦとなり、圧接手段２４７と駆動手段２５１はＯＮを継続し、圧接ローラ２４２を加熱ローラ２４１に圧接し、加熱ローラ２４１は回転している。

オーバーシュート領域Ｄ１のピーク（ｄ）経過後に加熱ローラの表面温度ｔが第１の温度範囲Ｔ１の上限値に達する（ｅ）と発熱体２４６をＯＮとして定着（通紙）を可能とし、以降画像形成領域Ｄ２では圧接手段２４７と駆動手段２５１と発熱体２４６はＯＮを継続し加熱ローラ２４１に圧接ローラ２４２が圧接しながら回転し、画像形成が行われると共に定着（通紙）が行われる。

ここで、発熱体２４６は表面温度ｔを所定の温度範囲Ｔ４に制御するために必要に応じてＯＮ／ＯＦＦを繰り返す。

すなわち、第１のモード設定時は画像調整が完了後、加熱ローラの表面温度ｔが通常画像形成時に定着を行う第１の温度範囲（上限）以下になると定着（通紙）を開始可能とする。

スタンバイ領域Ｅに移行した直後、発熱体２４６は強制的にＯＦＦされるが、通紙が行われなくなるため上述した１次遅れによる表面温度ｔがオーバーシュート（ｆ）するオーバーシュート領域Ｅ１が生じる。

オーバーシュート後発熱体２４６のＯＦＦにより表面温度ｔが下降し、表面温度ｔがスタンバイ温度範囲Ｔ２の上限に到達するとスタンバイ領域Ｅ２となり、スタンバイ温度範囲Ｔ２内になるように発熱体２４６を必要に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御する。

スタンバイ領域Ｅ２では画像形成を受け付ける。

オーバーシュート領域Ｅ１では発熱体２４６と圧接手段２４７と駆動手段２５１はＯＦＦとなり、圧接ローラ２４２を加熱ローラ２４１から離間するように解除し、加熱ローラ２４１は停止している。オーバーシュート領域Ｅ１では定着不能となっているため定着（通紙）は行わない。

オーバーシュート領域Ｅ１のピーク（ｇ）経過後に加熱ローラの表面温度ｔがスタンバイ温度範囲Ｔ２の上限に達する（ｈ）と、それ以降スタンバイ領域Ｅ２では発熱体２４６をＯＮ／ＯＦＦして表面温度ｔをスタンバイ温度範囲Ｔ２内に制御し次の画像形成指令を待機する。

画像形成領域Ｆでは発熱体２４６がＯＮを継続するが圧接手段２４７と駆動手段２５１がＯＮとなるため吸熱され表面温度ｔが下降する温度下降領域Ｆ１と、表面温度ｔが所定の温度範囲Ｔ４に制御され画像形成を行う画像形成領域Ｆ２に分けられる。

温度下降領域Ｆ１の温度下降中では発熱体２４６と圧接手段２４７と駆動手段２５１はＯＮとなり、圧接ローラ２４２を加熱ローラ２４１に圧接し、加熱ローラ２４１は回転している。

加熱ローラの表面温度ｔが第１の温度範囲Ｔ１に達する（ｉ）とそれ以降画像形成領域Ｆでは圧接手段２４７と駆動手段２５１と発熱体２４６はＯＮを継続し加熱ローラ２４１に圧接ローラ２４２が圧接しながら回転し、画像形成が行われると共に定着（通紙）が行われる。

ここで、発熱体２４６は表面温度ｔを所定の温度範囲Ｔ４に制御するために必要に応じてＯＮ／ＯＦＦを繰り返す。

すなわち、第１のモード設定時はスタンバイ中から、加熱ローラの表面温度ｔが通常画像形成時に定着を行う第１の温度範囲（上限）以下になると定着（通紙）を開始可能とする。

ここで、第１のモード設定時はスタンバイ中から、加熱ローラの表面温度ｔがスタンバイ温度範囲以下になると定着（通紙）を開始可能としても良い。

図３（ｂ）において、ウオームアップ領域Ｇでは電源投入により発熱体２４６がＯＮとなり加熱ローラの表面温度ｔが上昇し、表面温度ｔが所定の温度範囲Ｔ４内の設定温度に到達すると発熱体２４６がＯＦＦされる。

圧接手段２４７はＯＦＦとなり圧接ローラ２４２を加熱ローラ２４１から離間するように解除し、駆動手段はＯＦＦとなり加熱ローラは停止している。定着不能となっているため定着（通紙）は行わない。

画像形成領域Ｈは発熱体２４６がＯＦＦされた後に、前述した１次遅れにより表面温度ｔがオーバーシュートする。

オーバーシュート領域の温度上昇中では発熱体２４６と圧接手段２４７と駆動手段２５１はＯＦＦとし、圧接ローラ２４２を加熱ローラ２４１から離間するように解除し、加熱ローラ２４１は停止している。

このようなオーバーシュートによる温度上昇中は表面温度が安定していないため、画像形成指令を受け付けないことが好ましい。

オーバーシュート領域Ｈ１のピーク（ｍ）経過後に表面温度が下降し、加熱ローラの表面温度ｔが、第２の温度範囲Ｔ３に達する（ｎ）と定着（通紙）を可能とし、以降画像形成領域Ｈ２では圧接手段２４７と駆動手段２５１とはＯＮし、発熱体２４６は表面温度ｔを所定の温度範囲Ｔ４に制御するために必要に応じてＯＮ／ＯＦＦを繰り返す。

そして、加熱ローラ２４１に圧接ローラ２４２が圧接しながら回転し、画像形成が行われると共に定着（通紙）が行われる。

すなわち、第２のモード設定時はウオームアップが完了後、加熱ローラの表面温度ｔが第２の温度範囲Ｔ３以下になると定着（通紙）を開始可能とする。

図示の場合はピーク（ｍ）時には表面温度ｔが第２の温度範囲Ｔ３を下回っているためピーク（ｍ）経過直後に圧接手段２４７と駆動手段２５１とをＯＮし、発熱体２４６は所定の温度範囲Ｔ４に制御するために必要に応じてＯＮ／ＯＦＦを繰り返し、定着（通紙）を可能とする。

画像調整領域Ｉでは圧接手段２４７と駆動手段２５１はＯＮを継続し加熱ローラ２４１に圧接ローラ２４２が圧接しながら回転しており、発熱体２４６は強制的にＯＦＦされるが記録紙の通紙による吸熱がなくなるため、前述した１次遅れによる表面温度ｔのオーバーシュート（ｏ）が発生する。画像調整領域Ｉでは定着（通紙）は行わず、基準となるパッチ等を感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ或いは中間転写体７０に画像形成し、図示しないセンサによりパッチの濃度等を測定し、測定値に応じてバイアス電圧等の画像形成条件を調整して濃度を一定に保つ画像調整を行う。

画像形成領域Ｊは発熱体２４６がＯＦＦのためオーバーシュートした表面温度ｔが下降し、画像形成指令を受け付けても待機している領域Ｊ１と、表面温度ｔが所定の温度範囲Ｔ４に制御され画像形成を行う画像形成領域Ｊ２に分けられる。

領域Ｊ１の温度下降中では発熱体２４６はＯＦＦとなり、圧接手段２４７と駆動手段２５１はＯＮを継続し、圧接ローラ２４２を加熱ローラ２４１に圧接し、加熱ローラ２４１は回転している。

オーバーシュート領域Ｊ１のピーク（ｐ）経過後に加熱ローラの表面温度ｔが第２の温度範囲Ｔ３に達する（ｑ）と定着（通紙）を可能とし、以降画像形成領域Ｊ２では圧接手段２４７と駆動手段２５１とはＯＮを継続し、発熱体２４６は表面温度ｔを所定の温度範囲Ｔ４に制御するために必要に応じてＯＮ／ＯＦＦを繰り返し、加熱ローラ２４１に圧接ローラ２４２が圧接しながら回転し、画像形成が行われると共に定着（通紙）が行われる。

すなわち、第２のモード設定時は画像調整が完了後、加熱ローラの表面温度ｔが第２の温度範囲Ｔ３以下になると定着（通紙）を開始可能とする。

スタンバイ領域Ｋに移行した直後発熱体２４６が強制的にＯＦＦされるが、通紙が行われなくなるため上述した１次遅れによる表面温度ｔがオーバーシュート（ｒ）するオーバーシュート領域Ｋ１が生じる。

そして、表面温度ｔがスタンバイ温度範囲Ｔ２の上限まで低下し、スタンバイ温度範囲Ｔ２に表面温度ｔが入るように制御されるスタンバイ領域Ｋ２となる。

オーバーシュート領域Ｋ１の温度上昇中では発熱体２４６と圧接手段２４７と駆動手段２５１はＯＦＦとなり、圧接ローラ２４２を加熱ローラ２４１から離間するように解除し、加熱ローラ２４１は停止している。

オーバーシュート領域Ｋ１の中で、ピーク（ｓ）を経過後、表面温度ｔが第２の温度範囲Ｔ３以下になった時点（ｔ）で画像形成指令を受け付ける。

定着不能となっているため定着（通紙）は行わない。

オーバーシュート領域Ｋ１のピーク（ｓ）経過後に加熱ローラの表面温度ｔがスタンバイ温度範囲Ｔ２の上限に達する（ｕ）と、スタンバイ領域Ｋ２に移行し、発熱体２４６と圧接手段２４７と駆動手段２５１とをＯＮとして、表面温度ｔがスタンバイ温度範囲Ｔ２に制御され次の画像形成指令を待機する。定着（通紙）は可能となっている。

画像形成領域Ｌの温度下降中では発熱体２４６と圧接手段２４７と駆動手段２５１はＯＮを継続し、圧接ローラ２４２は加熱ローラ２４１に圧接し、加熱ローラ２４１は回転している。

画像形成領域Ｌでは発熱体２４６は表面温度ｔを所定の温度範囲Ｔ４に制御するために必要に応じてＯＮ／ＯＦＦを繰り返し、加熱ローラ２４１に圧接ローラ２４２が圧接しながら回転し、画像形成が行われると共に定着（通紙）が行われる。

すなわち、前記第２のモード設定時はスタンバイ中から前記加熱ローラの表面温度ｔが第２の温度範囲Ｔ３以下になると定着（通紙）を開始可能とする。

ここで、前記第２のモード設定時はスタンバイ完了後前記加熱ローラの表面温度ｔがスタンバイ温度範囲Ｔ２（上限）以下になったばあいに定着（通紙）を開始可能としても良い。

図４は本発明に係るモードに対応した加熱ローラの表面温度ｔにより定着の可否を決定する制御フローの概念図である。

電源の投入により（ステップＳ１０）ウオームアップが開始され（ステップＳ１１）、定着装置２４の加熱ローラ２４１の表面温度ｔが所定の温度範囲Ｔ４に達すると、発熱体２４６をＯＦＦし、第１ジョブの受け付けを可とする。但しこの段階では定着（通紙）は行われない（ステップＳ１２）。この時ウオームアップの完了時に既述した表面温度ｔのオーバーシュートが発生する。

オーバーシュートのピーク温度を通過したか否かの確認を行い（ステップＳ１３）、通過を確認する（Ｙ）と品質を重視する第１のモードに設定されているか否かを確認し（ステップＳ１４）、第１のモードに設定されている場合（Ｙ）は加熱ローラの表面温度ｔが第１の温度範囲Ｔ１以下となっているか否かを確認する（ステップＳ１５）。

第１の温度範囲Ｔ１以下となっている場合（Ｙ）は定着（通紙）を開始可能とし（ステップＳ１６）、第１の温度範囲Ｔ１以下となっていない場合（Ｎ）は以下となるまで待つ。

（ステップＳ１３）でピークが通過していない場合は通過するまで待つ。

（ステップＳ１４）で第１のモードに設定されていない場合（Ｎ）は生産性を重視する第２のモードに設定されているか否かを確認し（ステップＳ１７）、第２のモードに設定されている場合（Ｙ）は加熱ローラの表面温度ｔが第２の温度範囲Ｔ３以下となっているか否かを確認する（ステップＳ１８）。

第２の温度範囲Ｔ３以下となっている場合（Ｙ）は定着（通紙）を開始し（ステップＳ１６）、第２の温度範囲Ｔ３以下となっていない場合（Ｎ）は以下となるまで待つ。

（ステップＳ１７）で第２のモードが設定されていない場合（Ｎ）は（ステップＳ１４）に戻りモードの設定を促す。

定着（通紙）が開始され、画像出力が行われているなかで画像調整が行われているか否かを確認する（ステップＳ１９）、画像調整の場合は（Ｙ）定着（通紙）を中断して（ステップＳ２０）画像調整が完了するのを待つ（ステップＳ２１）。完了後の画像形成開始時にオーバーシュートを発生する。

オーバーシュートのピーク温度を通過したか否かの確認を行い（ステップＳ２２）、通過を確認する（Ｙ）と品質を重視する第１のモードに設定されているか否かを確認し（ステップＳ２３）、第１のモードに設定されている場合（Ｙ）は加熱ローラの表面温度ｔが第１の温度範囲Ｔ１以下となっているか否かを確認する（ステップＳ２４）。

第１の温度範囲Ｔ１以下となっている場合（Ｙ）は定着（通紙）を再開可能とし（ステップＳ２５）、第１の温度範囲Ｔ１以下となっていない場合（Ｎ）は以下となるまで待つ。

（ステップＳ２２）でピークが通過していない場合は通過するまで待つ。

（ステップＳ２３）で第１のモードに設定されていない場合（Ｎ）は生産性を重視する第２のモードに設定されていると判断して加熱ローラの表面温度ｔが第２の温度範囲Ｔ３以下となっているか否かを確認する（ステップＳ２６）。

第２の温度範囲Ｔ３以下となっている場合（Ｙ）は定着（通紙）を再開し（ステップＳ２５）、第２の温度範囲Ｔ３以下となっていない場合（Ｎ）は以下となるまで待つ。

（ステップＳ１９）で画像調整となっていない場合（Ｎ）、および、（ステップ２５）で定着（通紙）（画像出力）が再開されると、定着を完了していないジョブが残っていないか否かを確認する（ステップＳ２７）。

残っていない場合は（Ｙ）定着（通紙）を終了して（ステップＳ２８）、第２ジョブの指令が来るのを待つ（スタンバイ）。ここで第２ジョブの指令によりスタンバイが完了する時にオーバーシュートが発生する。（ステップＳ２９）。

オーバーシュートのピーク温度を通過したか否かの確認を行い（ステップＳ３０）、通過を確認する（Ｙ）と品質を重視する第１のモードに設定されているか否かを確認し（ステップＳ３１）、第１のモードに設定されている場合（Ｙ）は加熱ローラの表面温度ｔが第１の温度範囲Ｔ１以下となっているか否かを確認する（ステップＳ３２）。

第１の温度範囲Ｔ１以下となっている場合（Ｙ）は定着（通紙）を開始可能とし（ステップＳ３３）、第１の温度範囲Ｔ１以下となっていない場合（Ｎ）は以下となるまで待つ。

（ステップＳ３０）でピークが通過していない場合は通過するまで待つ。

（ステップＳ３１）で第１のモードに設定されていない場合（Ｎ）は生産性を重視する第２のモードに設定されていると判断し加熱ローラの表面温度ｔが第２の温度範囲Ｔ３以下となっているか否かを確認する（ステップＳ３４）。

第２の温度範囲Ｔ３以下となっている場合（Ｙ）は定着（通紙）を開始し（ステップＳ３３）、第２の温度範囲Ｔ３以下となっていない場合（Ｎ）は以下となるまで待つ。

（ステップ２８）でジョブが残っている場合（Ｎ）は定着を継続する（ステップ３５）。

そして、（ステップ３３、３５）で定着を行った後、定着を完了していないジョブが残っていないか否かを確認する（ステップＳ３６）。その結果ジョブが残っている場合（Ｎ）は残ったジョブが無くなるまで定着を継続し（ステップ３７）エンドに進む。

また、ジョブが残っていない場合（Ｙ）はエンドに進む。

本発明に係るカラー画像形成装置の１実施の形態を示す断面構成図である。 本発明に係るカラー画像形成装置の定着装置に関するブロック図である。 本発明に係るモードによる加熱ローラの表面温度と定着の可否を示す概念図である。 本発明に係るモードに対応した加熱ローラの表面温度により定着の可否を決定する制御フローの概念図である。

符号の説明

１ カラー画像形成装置
２４ 定着装置
２４１ 加熱ローラ
２４２ 圧接ローラ
２４３ 表面温度検出手段
２４４ 耐熱弾性層
２４６ 発熱体
２４７ 圧接手段
２５１ 駆動手段
３０１ 切替手段
Ｔ１ 第１の温度範囲（通常画像形成時に定着を行う第１の温度範囲）
Ｔ２ スタンバイ温度範囲
Ｔ３ 第２の温度範囲（第１の温度範囲より高く、更にスタンバイ温度範囲Ｔ２より高く、色むら、光沢減少、加熱ローラへのトナーの転写が所定量以上発生する温度より低い加熱ローラの表面温度である第２の温度範囲）

Claims (7)

1. ローラ外周に耐熱性の弾性層が捲着され内部に加熱ローラを加熱する発熱体を有する加熱ローラと、記録紙を前記加熱ローラに圧接する圧接部材と、前記加熱ローラの表面温度を検出する表面温度検出手段と、加熱ローラを回転駆動する駆動手段とを有した定着装置を有する電子写真方式の画像形成装置において、
   品質を優先する第１のモードと、生産性を優先する第２のモードとを備え、前記第１のモード設定時はウオームアップ及び画像調整の内少なくとも１が完了後、もしくはスタンバイ中に前記加熱ローラの表面温度が通常画像形成時に定着を行う第１の温度範囲の上限値より高い第２の温度範囲以下になると定着を開始可能とし、前記第２のモード設定時はウオームアップ及び画像調整の内少なくとも１が完了後、もしくはスタンバイ中に前記加熱ローラの表面温度が通常画像形成時に定着を行う第１の温度範囲より高い第２の温度範囲以下になると定着を開始可能とする制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第２の温度範囲は、前記第１の温度範囲より高く、且つスタンバイ時の加熱ローラの表面温度であるスタンバイ温度より高い温度で、色むら、光沢減少、加熱ローラへのトナーの転写が所定量以上発生する温度より低い温度範囲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。
3. ウオームアップ及び画像調整の内少なくとも１が完了後、画像形成に移行時に発生するオーバーシュート発生中は、ピーク経過後の加熱ローラの表面温度が、前記第１のモード設定時は前記第１の温度範囲に達した時、また前記第２のモード設定時は前記第２の温度範囲に達した時、から定着を可能とする制御手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１のモードと前記第２のモードとを切り替える切替手段を有することを特徴とする請求項１、２、３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. ウオームアップと、画像調整と、スタンバイと、画像形成の内少なくともいずれか１を行なう画像形成装置の制御方法において、
   品質を優先する第１のモードに設定時はウオームアップ及び画像調整の内少なくとも１が完了後、もしくは及びスタンバイ中に、定着装置の加熱ローラの表面温度が通常画像形成時に定着を行う第１の温度範囲の上限値より高い第２の温度範囲以下になると、定着装置に未定着トナーを担持した記録材を通過させ定着を行う画像形成を開始可能とし、
   生産性を優先する第２のモードに設定時はウオームアップ及び画像調整の内少なくとも１が完了後、もしくは及びスタンバイ中に、前記加熱ローラの表面温度が、通常画像形成時に定着を行う第１の温度範囲より高く、且つスタンバイ時の加熱ローラの表面温度であるスタンバイ温度範囲より高く、色むら、光沢減少、加熱ローラへのトナーの転写が所定量以上発生する温度より低い温度範囲である第２の温度範囲以下になると前記画像形成を開始可能とすることを特徴とする画像形成装置の制御方法。
6. ウオームアップ及び画像調整の内少なくとも１の処理が完了後、画像形成に移行時に発生するオーバーシュート発生中は、ピーク経過後に加熱ローラの表面温度が前記第１のモード設定時は前記第１の温度範囲の上限、前記第２のモード設定時は前記第２の温度範囲に達した時から定着を可能とすることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置の制御方法。
7. 前記第１のモードと前記第２のモードとを切り替える切替手段により前記第１のモードと前記第２のモードを切り替えることを特徴とする請求項５または６に記載の画像形成装置の制御方法。

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