JP2006119426A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】最大消費電力の制限が定着電力に影響するような高速プリンタや複写機の、様々印刷条件において最適なウォームアップシーケンスを選択し、作業効率の向上を簡単な構成で実現させる。
【解決手段】ヒータを有した加熱手段と、２つのローラを加熱、加圧して、トナー像が形成された転写材を定着させるための定着手段と、加熱されるローラの表面温度を検出する温度検知手段を有した画像形成装置において、前記ローラの表面温度が通常のスループットで定着可能な第１の温度に達したことでローラの回転を終了する第１のタイミング以外に、ローラの表面温度が前記第１の温度より低い温度を少なくとも１つ設け、印刷指令を受け取ったタイミングが第１のタイミングより早い場合は、第１の温度より低い温度に達した第２のタイミングあるいは、印刷指令を受け取った直後に紙の給紙を開始し、且つ２枚目以降の紙を搬送する紙間隔を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は電子写真画像形成装置に関するものである。

ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するものである。電子写真画像形成装置の例としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばレーザープリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。

電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、感光体の表面を帯電装置によって一様に帯電処理し、帯電された電子写真感光体表面を露光装置によって露光して静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像装置で現像してトナー画像を形成し、このトナー画像を転写装置によって用紙などの転写材に転写して、定着装置によりトナー画像が転写材上に永久固着画像として定着され、出力される。

図１に示す画像形成装置の断面図に従って画像形成動作をさらに詳しく説明する。

図１において、レーザビームプリンタ１は記録紙Ｐを収納する紙カセット２を有し、記録紙Ｐはピックアップローラ３によって紙カセット２から繰り出され、給紙ローラ４により紙搬送経路に送られる。この時、記録紙Ｐの重送を防止するために給紙ローラ４と対をなして、リタードローラ５が設けられている。

搬送経路に送られた記録紙Ｐは給紙搬送ローラ６によってさらに下流のレジストローラ７に向けて搬送され、レジストローラ７の駆動によって所定のタイミングでプロセスカートリッジ８に搬送される。

このプロセスカートリッジ８は現像剤（トナー）を収容し、現像剤担持体である現像スリーブ３１を備えた現像剤容器であるトナー容器３４、帯電手段である帯電ローラ３２、クリーニング手段３５、及び電子写真感光体である感光ドラム９が一体的に構成されており、画像形成装置本体１に対して着脱可能に装着される。また、感光体ドラム９及び帯電ローラ３２、現像スリーブ３１は本体のメインモータ２０により従動回転される。

前記感光ドラム９上には、レーザスキャナ部１１からのレーザ光により画像信号に基づいた像露光が行われ、潜像が形成される。また前記レーザスキャナ部１１はレーザ光を発光するレーザユニット２１、レーザユニット２１からのレーザ光を感光体ドラム９上に走査するためのポリゴンミラー２２とスキャナモータ２３、結像レンズ群２４、及び折り返しミラー２５により構成されている。そして、レーザ光の照射により形成された潜像は現像スリーブ３１を含めた現像手段によりトナー像として現像され、トナー像は、転写手段であるローラ部材１０によって、プロセスカートリッジ部に搬送されてきた記録紙Ｐに転写される。

転写位置で画像が転写された記録紙Ｐは熱定着するために内部に複数の加熱用のハロゲンヒータ１２、１３を備えた定着ローラ１４と加圧ローラ１５対により未定着トナー像が定着され、排紙ローラ対１６によってレーザビームプリンタ１の外部に排出される。

２０はメインモータであり、プロセスカートリッジ及び定着ローラ、加圧ローラを駆動している。

以上の一連の印刷処理においては、定着ユニットの温度が、定着性など画質に大きく影響を及ぼす。これら加熱用ヒータを有した定着ローラ及び定着ユニットは温度の低下した状態で電源が投入された場合、まず紙を定着させる為に必要な温度まで温めるウォームアップ動作を行なわなければならない。そして、定着させるために必要な温度に達すると、一定の速度でプリントを開始する。また、プリント終了後は、温度を監視しつつ、ヒータをＯＮ／ＯＦＦすることで、いつでもプリントが開始できるように、最適な温度に保ちつづける。この後、印刷指令が一定時間来ない場合は、電力を節約するために、定着ユニットのヒータの温調を停止したり、最適な温度より低い温度で、一定に保つような制御をしている。

このように、ウォームアップ動作は必要不可欠であり、画質にも影響を及ぼすことから、如何に早くこのウォームアップ動作を終了するかに関して、従来から様々の方法が行なわれている。

例えば、特許文献１に記載されているのをはじめ、ウォームアップ動作時は、複数のヒータを用いたヒータのＯＮ／ＯＦＦ制御の仕方など如何にローラの昇温を効率良く実現できるかに関しての提案がされている。

その他、特許文献２のように記載のように、印刷開始時の加熱部の温度を検出し、その検出した温度に応じて、用紙の走行速度を求め、ページ毎に最短印刷条件でプリンタを制御する画像形成装置が提案されている。
特開平７−２１９３８４号公報 特開２０００−１３７４０７号公報

しかしながら、従来例では、プリンタや複写機を一般商用電源で使用可能とするためには、トータル消費電流を所定値（日本国内では１５Ａ）に抑える必要があり、より多くの熱量を必要とする高速機の場合には、コピー開始温度が高く、また定着ローラ及び加圧ヒータの熱容量が大きいので、十分な電力の供給ができず、ウォームアップ時間に長い時間を要してしまっていた。

また、特許文献２に記載されている画像形成装置は、定着器の温度を印刷前に検出し、最速で印字できる速度を算出し、その算出した紙の走行速度を変更することが提案されている。しかしながら、この文献の発明は、ファームウェアによるモータ制御が複雑化する点や、定着性の悪い紙についての考慮がされておらず、紙種によって、定着不良が発生し、ウォームアップ時間の短縮と定着性能の保持の両立が十分なものとは言えなかった。

本発明は、上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、最大消費電力の制限が定着電力に影響するような高速プリンタや複写機において、定着性能を悪化させることなく、様々印刷条件において、最適なウォームアップシーケンスを選択し、最適なウォームアップ時間の短縮を行ない、作業効率の向上を簡単な構成で実現させることを目的としている。

請求項１記載の画像形成装置は、転写材上にトナー像を形成するトナー画像形成手段と、少なくとも１本以上のヒータを有した加熱手段と、前記加熱手段で加熱することにより、２つのローラを加熱・加圧して、トナー像が形成された転写材を定着させるための定着手段と、前記加熱手段によって加熱されるローラの表面温度を検出する温度検知手段と、前記加熱手段を所定の時間間隔でＯＮ、ＯＦＦ制御できる制御手段と、ウォームアップ中に前記ローラの温度分布を均一にするために前記ローラを回転駆動するための回転駆動手段とを有する画像形成装置において、前記ローラの回転開始後、前記ローラの表面温度が通常のスループットで定着可能な第１の温度に達したことでローラの回転を終了する第１のタイミング以外に、前記ローラの表面温度が前記第１の温度より低い温度を少なくとも１つ設け、印刷指令を受け取ったタイミングが、第１のタイミングより早い場合は、前記第１の温度より低い温度に達した第２のタイミングあるいは、印刷指令を受け取った直後に、紙の給紙を開始し、且つ２枚目以降の紙を搬送する紙間隔を制御することを特徴としている。

これにより、定着限界温度以上且つ、通常スタンバイ温度より低い温度で、給紙を開始することにより、スループットは落ちるものの、ウォームアップ時間の短縮を図ることができ、ユーザの苛立ちを緩和することができるようになる。

請求項２記載の画像形成装置は、請求項１記載の画像形成装置において、紙サイズ検知手段を有し、第１のタイミングまでのウォームアップ中に印刷指令を受け取り、その受け取った印刷サイズが、所定のサイズより大きい場合は、第２のタイミングになったとしても、紙の給紙を行なわずに、第１のタイミングで、印刷を開始することを特徴としている。

これにより、定着温度の高い大サイズに関して、無理にウォームアップ時間を短縮させないので、定着不良の発生を抑制することができる。

請求項３記載の画像形成装置は、請求項２記載の画像形成装置において、少なくとももう１本の加熱ヒータを有し、第１のタイミングまでのウォームアップ中に印刷指令を受け取り、その受け取った印刷サイズが、所定のサイズより小さい場合は、第２のタイミングまでの時間は、前記加熱手段である少なくとも１つのヒータの単位時間辺りの点灯時間を減らし、他のヒータの単位時間辺りの点灯時間を増加させるとともに、第２のタイミングで、前記点灯時間を減らしたヒータの単位時間辺りの点灯時間を増加させることを特徴としている。

これにより、複数のヒータへの電力配分を変更するために、消費電流が制限されている状況であっても、決められた電力内で、所定サイズ以下の通紙幅域のヒータ電力を増加させることができ、所定サイズ以下でのウォームアップ時間を短縮することができる。

請求項４記載の画像形成装置は、請求項１〜３いずれか記載の画像形成装置において、紙の搬送路上に紙の種類を検知する紙種検知手段を有し、第１のタイミングまでのウォームアップ中に印刷指令を受け取り、第２のタイミングで給紙しても、印刷する紙が、厚紙やラフ紙など定着性の悪い紙種であると検出した場合は、前記ローラの表面温度が第１の温度になるまで、一度給紙した紙を前記定着手段の手前で搬送を停止することを特徴としている。

これにより、紙種に関わらず、定着不良の発生を起こすことのない高品質な画像形成装置を実現することが可能になる。

請求項５記載の画像形成装置は、請求項１〜３いずれか記載の画像形成装置において、ユーザが紙種を選択できる紙種選択手段を有し、第１のタイミングまでのウォームアップ中に印刷指令を受け取ったとしても、ユーザの選択した紙種が、厚紙やラブ紙である場合は、第２のタイミングになったとしても、紙の給紙を行なわずに、第１のタイミングで、印刷を開始することを特徴としている。

これにより、紙種に関わらず、定着不良の発生を起こすことのない高品質な画像形成装置を実現することが可能になる。

請求項６記載の画像形成装置は、請求項１〜５いずれか記載の画像形成装置において、紙を反転して再給紙を行なう反転再給紙手段を有し、前記反転再給紙手段を利用して両面印刷を行なう画像形成装置であって、第１のタイミングまでのウォームアップ中受け取った印刷指令が両面印字モードだった場合は、第２のタイミング時のローラ温度よりも更に低い温度で、紙の給紙を開始することを特徴としている。

これにより、印刷設定によって最適なウォームアップシーケンスで起動することが可能になり、両面印刷時のユーザの苛立ちを更に緩和することが可能になる。

本発明によれば、紙サイズあるいは、紙の種類など、定着性能に影響を与える各要素について、検出する手段を設け、定着性能を維持できるかどうか判断した上で、ウォームアップ中に受けた印刷指令で、定着性能を維持できる場合は、ウォームアップ時間を短縮できるような動作シーケンスや定着ユニットへの供給電力ｕｐをとることにより、スループットが落ちるものの、ウォームアップ時間短縮と定着性能維持を両立させる高品質な画像形成装置を可能になっている。これに伴い、ウォームアップ中に印刷ができないユーザの苛立ちを緩和できるようになる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

（第１の実施例）
以下、本発明の第１の実施例を図３〜６に基づいて説明する。本実施例における画像形成装置の構成は従来例として図１に示したものと同様のものである。また、近年の画像形成装置は、
ウォームアップ時間の短縮やヒータの端部温度上昇抑制のために、配光特性の異なるヒータを用いる場合が多く、本実施例についても、２本のヒータを用いた場合で説明を行なうが、本発明は必ずしも、ヒータが複数である必要はない。

図２は、前記加熱用ハロゲンヒータ１２、１３の配光特性であり、ここでは紙搬送を中央基準とする場合のヒータ配光を示している。図中Ａの実線がヒータ１２の配光特性であり、ヒータ１２は特に紙が熱を奪う中央部分に大きく配光を振り分けている。一方、図中Ｂの点線はヒータ１３の配光特性であり、ヒータ１３はヒータ１２と組み合わせて大サイズ紙をプリントする際にローラ端部の熱供給の為に使用する。

これら加熱用ヒータを有した定着ローラ及び定着ユニットは温度の低下した状態で電源が投入された場合、まず紙を定着させる為に必要な温度まで温めるウォームアップ動作を行なわなければならない。図３にウォームアップ動作の温度変化を示し、点線が従来例の温度制御の一例で、実線が第１の実施例にかかる温度制御の一例である（以下、ヒータ１２をメインヒータ、ヒータ１３をサブヒータと記載する。）。さらに２本のヒータの定格電力はそれぞれメインヒータが７００Ｗ、サブヒータが３００Ｗであり、通常印字動作時ではサブヒータは大サイズ紙を印字する場合の補助的な役割として使用するものである。

前記２本のヒータ点灯の制御回路を図４に示し、以下に動作について説明する。同図において、４１はマイクロプロセッサ（以下ＣＰＵ）であり、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３及びタイマ等（不図示）を含有している。ＣＰＵ４１は、入力ポートＰＡ０と、出力ポートＰＡ１〜ＰＡ３と、アナログ電圧をデジタル値に変換して検出するＡ／Ｄ機能を有するアナログ入力ポートＡＮ０とを有している。

さらに図中の１２、１３はそれぞれ図１及び図２に示されていた定着ローラ内に配設されている第１のハロゲンヒータ１２（メインヒータ）と第２のハロゲンヒータ１３（サブヒータ）である。

５２は定着ローラに接して配置されているサーミスタであり、一方をグランド、もう一方をプルアップ抵抗５３とＣＰＵ４１のアナログ入力ポートＡＮ０に接続されておりこれによりＣＰＵは定着ローラの温度を検出している。

商用電源である電源たるＡＣ電源４０がハロゲンヒータ１２、１３へ電力を供給することによりヒータを発熱させる。このハロゲンヒータ１２、１３への電力の供給は、フォトトライアックカプラを有したヒータドライバ回路５０、５１により通電又は遮断され所定の電力量に調整される。フォトトライアックカプラは一次−二次間の沿面距離を確保するためのデバイスである。

５０はメインヒータを通電又は遮断する為のメインヒータドライバであり、トライアック５０ａ、ゼロクロス機能を内蔵したフォトトライアックカプラ５０ｂ、トランジスタ５０ｃ、およびトライアックのバイアス抵抗５０ｄ，５０ｅとプルアップ抵抗５０ｆで構成されている。

トライアック５０ａのＴ１端子はＡＣ電源４０に、Ｔ２端子はメインヒータ１２に接続されており、またトランジスタ５０ｃのベースは抵抗６０を介してＣＰＵ４１のポートＰＡ２に接続されている。ＣＰＵ４１がＰＡ２を“Ｈ”レベルとすると、トランジスタ５０ｃがオンして、フォトトライアックカプラ５０ｂ内部のＬＥＤが駆動され、フォトトライアック内部のトライアックがオンする。この結果、トライアック５０ａがオンして、後述するリレー５４が遮断状態になっていなければメインヒータ１２が直接ＡＣ印加により駆動される。

一方、ＣＰＵ４１がＰＡ２を“Ｌ”レベルとすると、トランジスタ５０ｃがオフする。その結果フォトトライアックカプラ５０ｂ内部のＬＥＤが駆動されないので、フォトトライアック内部のトライアックがオフする。これによって、トライアック５０ａがオフする結果、メインヒータ１２へのＡＣ電圧の印加が遮断される。

５１はサブヒータを通電又は遮断する為のサブヒータドライバであり、トライアック５１ａ、ゼロクロス機能を内蔵したフォトトライアックカプラ５１ｂ、トランジスタ５１ｃ、およびトライアックのバイアス抵抗５１ｄ，５１ｅとプルアップ抵抗５１ｆで構成されている。

トライアック５１ａのＴ３端子はＡＣ電源４０に、Ｔ４端子はサブヒータ１３に接続されており、またトランジスタ５１ｃのベースは抵抗６１を介してＣＰＵ４１のポートＰＡ３に接続されている。ＣＰＵ４１がＰＡ３を“Ｈ”レベルとすると、トランジスタ５１ｃがオンして、フォトトライアックカプラ５１ｂ内部のＬＥＤが駆動され、フォトトライアック内部のトライアックがオンする。この結果、トライアック５１ａがオンして、後述するリレー５４が遮断状態になっていなければサブヒータ１３が直接ＡＣ印加により駆動される。

一方、ＣＰＵ４１がＰＡ３を“Ｌ”レベルとすると、トランジスタ５１ｃがオフする。その結果フォトトライアックカプラ５１ｂ内部のＬＥＤが駆動されないので、フォトトライアック内部のトライアックがオフする。これによって、トライアック５１ａがオフする結果、サブヒータ１３へのＡＣ電圧の印加が遮断される。

ＣＰＵ４１は、メインヒータ１２、サブヒータ１３への電圧の印加及び遮断を前記サーミスタ５２の温度情報に基づいて行い、ハロゲンヒータの温度調整を行なう。

５４はリレーであり、ＡＣ電源４０からメイン、サブヒータへの共通電流経路に配設されている。また、５５はリレー５４を駆動するトランジスタであり、５６はサージ吸収用のダイオードである。トランジスタ５５のベースは抵抗５９を介してＣＰＵ４１の出力ポートＰＡ１に接続されており、ＣＰＵ４１がＰＡ１を“Ｈ”レベルとするとトランジスタ５５がオンしてリレーはクローズ状態になり、ＰＡ１を“Ｌ”レベルとするとトランジスタ５５がオフしてリレーはオープン状態になる。通常リレーはクローズ状態とし、異常発生時にオープンとする。

５７はカレントトランスであり、１次巻き線は、ＡＣ電源４０からメイン、サブヒータへの共通電流経路に接続されており、２次巻き線は後述する電流検出回路５８内部の整流ブリッジ５８ａに接続されている。

５８は電流検出回路であり、整流ブリッジ５８ａ、平滑コンデンサ５８ｂ、負荷抵抗５８ｃ、しきい値電圧規定抵抗５８ｄ，５８ｅおよび、コンパレータ５８ｆで構成されている。メインヒータ又は、サブヒータにＡＣ電流が流れると、カレントトランス５７の１次巻き線に同じＡＣ電流が流れ、２次巻き線に所定のＡＣ電圧が発生する。

上記ＡＣ電圧は、整流ブリッジ５８ａにより全波整流され、平滑コンデンサ５８ｂおよび負荷抵抗５８ｃのより平滑され、ＡＣ電圧に見合ったＤＣ電圧に変換される。

そして、発生したＤＣ電圧を、しきい値電圧と比較し、しきい値以上であれば、ＣＰＵ４１の入力ポートＰＡ０に“Ｈ”レベルが入力される。しきい値は、しきい値規定抵抗５８ｄ，５８ｅにより規定され、その値は、サブ、メインの何れかのヒータに電流が流れればコンパレータ５８ｆの出力が“Ｈ”レベルとなるように設定されている。

なお、ＤＣ電源Ｖ_ｃｃは不図示の低圧電源（商用ＡＣ電源からＤＣ電源を得る）から供給されている。

本実施例における画像形成装置のウォームアップ制御について、図５を用いて、以下に説明する。

まず、当日の初めてに使用するような定着ユニットが冷えている時の電源投入ｏｒスリープ解除時がＳ１００にあたり、Ｓ１００を検知すると、メインヒータ、サブヒータの同時連続点灯を開始する。次にＳ１０１に進み、定着ローラの表面温度がある所定の値Ｔｅｍ１になることを検知し、Ｓ１０２である前多回転動作に移行する。この前多回転時には、定着ローラの表面温度のオーバーシュートを防止する為にメインヒータをある一定のｄｕｔｙで点滅させ、定着ローラと定着ローラに接している加圧ローラを回転駆動させている。ここで２つのローラを回転駆動することは表面温度の低下している加圧ローラの温度を上昇させる役割も担っている。

前多回転中に印刷指令が来た場合は（Ｓ１０３）、印刷する紙サイズがＡ４サイズ以下であれば、Ｓ１０５に進み、加熱ローラの表面温度がＴｅｍ２に達すると、Ｓ１０７で通常の紙間設定に比べて、紙間を広げるように設定を変更する（広げる紙間は、紙サイズ毎に設定しても構わないし、広げる紙間は固定で、表面温度Ｔｅｍ２の温度設定を可変にするように設定しても構わない。）。

そして、その後Ｓ１０８で、紙の給紙を開始する。これにより、熱吸収の少ない原稿サイズであれば、たとえ表面温度の低いＴｅｍ２で印刷を開始しても、加熱ローラの表面温度が印刷中に定着限界温度を下回らないため、定着不良を起こすこともなく、また、紙間を通常よりも広げることにより、次のページが、定着するまでに、ローラの表面温度を再びＴｅｍ２まで上昇させることが可能になり、連続的に印刷を行なうことも可能になる（連続印刷時の制御については後述する。）。

一方、紙サイズがＡ４より大きい場合は、Ｓ１０６で加熱ローラの表面温度がＴｅｍ３以上になるまで、ウォームアップ動作を行なう制御を行っている。この制御は、定着不良の起こしやすかった大サイズの原稿に対しても、無理にウォームアップ時間を短縮させることなく、確実に定着性能を保持する高品質な画像形成装置を提供することを可能にしている。

この制御は、従来の画像形成装置では、早期にウォームアップを終了させた後、連続して定着させると、低い温度であるＴｅｍ２で、給紙を開始したために、印刷中に加熱ローラの表面温度が定着限界温度を下回ってしまい、定着不良を起こすこと欠点を考慮したものである。

但し、第１の実施例では、Ａ４サイズを境界にしたが、ヒータの配光特性や、配置によっては、様々な原稿サイズで実施することが可能であり、他の原稿サイズで、同様の制御を行なった場合も、本発明の技術的範囲に含まれる。

次に低温で給紙を開始した場合の連続印刷制御について、図６のフローチャートをもとに説明する。まず、加熱ローラの表面温度がＴｅｍ２で給紙が開始され（Ｓ２００）、１ページ目の印刷が終了する（Ｓ２０１）。印刷直後の加熱ローラの表面温度を検出し、Ｔｅｍ２と比較を行なう（Ｓ２０２）。

そして、この比較値が、所定の値より大きい場合は、原稿が搬送されてくる紙間の間に、加熱ローラの表面温度がＴｅｍ２まで上昇しないことが、連続印刷中に発生するので、Ｓ２０３に進み、そのようなことが生じる前に、前もって紙間設定変更を再度行ない、次から印刷に備える（Ｓ２０４）。

図７に上記状況を表わすローラ表面温度の温度変化を示す。図７ａ）に従来例を示しているが、従来の制御で、低い温度であるＴｅｍ２で、印刷を開始すると、Ｔｅｍ３に開始するに比べて、十分にローラ等が温まっていないため、温度降下時の勾配が大きい。そのため、既に記載したように、紙間で表面温度をＴｅｍ２まで上昇させることができず、しまいには、ローラの表面温度が定着限界温度を下回ってしまう。一方、本発明の場合は、図７ｂ）に示すように、紙間を図７ａ）に比べて大きくとっているので、紙を通紙していない間に表面温度が少なくともＴｅｍ２を越えるまで上昇するので、連続印刷したとしても、定着限界温度を下回ることがないことがわかる。

次に最終ページかどうかの確認を行ない（Ｓ２０５）、最終ページであれば、印刷を終了する（Ｓ２０６）。このような制御を行なうことにより、連続印刷を継続して行なっても、少なくとも定着限界温度を保つことができ、定着不良を生じることはなくなる。

以上説明したように、本実施例では、定着温度を下げても、定着性能を維持可能な紙サイズのみ、ウォームアップ時間を短縮できるようなシーケンスをとることで、スループットが落ちるものの、ウォームアップ時間短縮と定着性能維持を両立させる高品質な画像形成装置を提供できるようになる。

（第２の実施例）
第２の実施例については、図８、図９に基づいて説明する。第２の実施例も、当日の初めてに使用するような定着ユニットが冷えている時の電源投入あるいは、スリープからの復帰時のウォームアップ動作を特徴としており、図８中のＳ３００〜Ｓ３０２までは、第１の実施例と同じ制御を行なう。次に、Ｓ３０３で、例えばＡ４サイズ以下のような所定サイズ以下の印刷指令が来た場合に、Ｓ３０４に進む。

Ｓ３０４では、今回の印刷領域外であるサブヒータのＯＮ Ｄｕｔｙを下げることにより、この低減された電力分をメインヒータに費やすことができることが可能にし、メインヒータのＯＮ Ｄｕｔｙを増加させることを可能にしている。特に、高速機の場合は、使用できる消費電流に制限されていることが多く、ウォームアップ時間を短縮するためには、ヒータに供給する電力を如何に割り振ることが重要になっており、本実施例では、メインヒータとサブヒータの電力配分を変更することにより、ローラ中央部の表面温度を早急に温める制御を行なっている。

そして、Ｓ３０５で、ローラ中央部の表面温度がＴｅｍ２を越えたことを検知して、Ｓ３０６に進み、給紙を開始する。また、給紙を開始すると同時に、メインヒータは、Ｔｅｍ２を維持するようなプリントＤｕｔｙに変更するとともに、サブヒータ側の表面温度は、未だＴｅｍ２に達していないので、可能な限りサブヒータのＯＮ Ｄｕｔｙを増加させ、加熱ローラの表面温度が一様になるよう制御を行なう。このときのヒータ駆動タイミングチャートが図９のようになる。

次に、現在も、印刷中であるか確認し（Ｓ３０７）、印刷を継続中であれば、サブヒータ部で温めるローラ端部の表面温度が、Ｔｅｍ２以上になるのか検出し（Ｓ３０８）、サブヒータ側もプリントＤｕｔｙに変更を行なう（Ｓ３０９）。一方、印刷が終了していれば、メインヒータのみ、スタンバイ時のＯＮ Ｄｕｔｙに変更する（Ｓ３１０）。所定サイズより大きい場合及び連続印刷時の制御に関しては、第１の実施例と同じなので、ここでは省略する。

（第３の実施例）
第３の実施例は、第１、第２の実施例よりも、更に定着不良をなくすために、紙種検知手段を設けたことを特徴にしている。第３の実施例についてのフローチャートを図１０及び図１１に示す。図１０は、紙搬送路上に紙種を検出する手段を有した画像形成装置の場合のフローチャートであり、図１１は、予めユーザによって、給紙カセットに入っている紙種を入力するあるいは、プリンタドライバ等によって印刷する紙種を選択する紙種選択手段を有した画像形成装置の場合のフローチャートである。図１０、図１１ともに、第１、第２の実施例と異なる部分のみを図１０から順に説明する。

図１０は、まず、ローラ表面温度がＴｅｍ２以上になり、給紙を開始から始まる（Ｓ４００）。その後、紙搬送路上にある紙種検知手段によって、紙種を検出し（Ｓ４０１）、もし、普通紙であれば、Ｓ４０６に進み、第１の実施例と同じ制御を以下に行なう。一方、ラフ紙ｏｒ厚紙と判断した場合は、Ｓ４０２に進み、紙が定着されるまでに、紙搬送の停止を行ない、ローラの表面温度がＴｅｍ３以上になるのを待って定着を行なう（Ｓ４０３）。これにより、定着不良を起こす危険性のある紙種でのウォームアップ制御を最適化できる。次に、所定温度に達したら、紙間設定を元に戻し（Ｓ４０４）、給紙を再開するとともに、通常の動作シーケンスで印刷を行なう（Ｓ４０５）。

次に、図１１については、第１の実施例である図５とほぼ同じ処理で、Ｓ１０４とＳ５０４のみが異なっている。第３の実施例であるＳ５０４は、予めユーザによって入力・選択された紙種を元に、紙の給紙タイミングを図るローラ表面温度の選択を行なっている。

これにより、図１０の動作シーケンスと同じく、無理にウォームアップ時間を短縮させることなく、定着性能を維持した高性能の画像形成装置を得ることができる。

（第４の実施例）
第４の実施例は、ウォームアップ中に受けたジョブが両面印刷の場合に適用するものであり、両面印刷の場合には、第１の実施例記載のＴｅｍ２を更に下げることを特徴としている。この制御は、両面印刷の場合には、裏面を定着する際には、紙に奪われる熱が少ないために、定着限界温度を下がること、及び、画像形成装置の定着温度は、３枚程度以下の連続通紙に限定すれば（通常、連続通紙を行なっても、定着性能が落ちないように温度が設定されている）、更に定着温度を下げることも可能であることを利用したものである。

上記２点を利用すれば、第１の実施例におけるＴｅｍ２を下げたとしても、印刷中に通常の定着限界温度を下回る状態が生じてしまう危険性があるが、その状態は原稿の裏面を定着させるときに発生するように、給紙開始ローラ表面温度を設定することで、両面印刷時に限り、定着性能を維持することが可能になる。

これにより、印刷設定によって最適なウォームアップシーケンスで起動することが可能になり、両面印刷時のユーザの苛立ちを更に緩和することが可能になる。

従来例及び本発明の第１の実施例における画像形成装置の断面図 従来例及び本発明の実施例におけるヒータ配光特性図 従来例及び本発明にかかる定着ローラの温度変化を示す図 本発明の実施例におけるヒータ制御回路図の例を示す図 第１の実施例における動作フローチャート１ 第１の実施例における動作フローチャート２ 印刷時のローラ表面温度の温度変化を示す図 第２の実施例における動作フローチャート 第２の実施例におけるヒータ制御タイムチャートを示す図 第３の実施例における動作フローチャート１ 第３の実施例における動作フローチャート２

符号の説明

１ ＬＢＰ本体
２ ＬＢＰ給紙カセット
３ ピックアップローラ
４〜７ 搬送ローラ
８ プロセスカートリッジ
１１ レーザスキャナユニット
１２ メインヒータ
１３ サブヒータ
２０ 画像形成装置駆動メインモータ
３６ ドラムモータ
３７ 定着モータ
３８ リフトアップモータ
４１ ＣＰＵ
５０、５１ ヒータドライバ回路
５２ サーミスタ
５４ リレー
５８ 電流検出回路

Claims (6)

1. 転写材上にトナー像を形成するトナー画像形成手段と、少なくとも１本以上のヒータを有した加熱手段と、前記加熱手段で加熱することにより、２つのローラを加熱・加圧して、トナー像が形成された転写材を定着させるための定着手段と、前記加熱手段によって加熱されるローラの表面温度を検出する温度検知手段と、前記加熱手段を所定の時間間隔でＯＮ、ＯＦＦ制御できる制御手段と、ウォームアップ中に前記ローラの温度分布を均一にするために前記ローラを回転駆動するための回転駆動手段とを有する画像形成装置において、前記ローラの回転開始後、前記ローラの表面温度が通常のスループットで定着可能な第１の温度に達したことでローラの回転を終了する第１のタイミング以外に、前記ローラの表面温度が前記第１の温度より低い温度を少なくとも１つ設け、印刷指令を受け取ったタイミングが、第１のタイミングより早い場合は、前記第１の温度より低い温度に達した第２のタイミングあるいは、印刷指令を受け取った直後に、紙の給紙を開始し、且つ２枚目以降の紙を搬送する紙間隔を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、紙サイズ検知手段を有し、第１のタイミングまでのウォームアップ中に印刷指令を受け取り、その受け取った印刷サイズが、所定のサイズより大きい場合は、第２のタイミングになったとしても、紙の給紙を行なわずに、第１のタイミングで、印刷を開始することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２記載の画像形成装置において、少なくとももう１本の加熱ヒータを有し、第１のタイミングまでのウォームアップ中に印刷指令を受け取り、その受け取った印刷サイズが、所定のサイズより小さい場合は、第２のタイミングまでの時間は、前記加熱手段である少なくとも１つのヒータの単位時間辺りの点灯時間を減らし、他のヒータの単位時間辺りの点灯時間を増加させるとともに、第２のタイミングで、前記点灯時間を減らしたヒータの単位時間辺りの点灯時間を増加させることを特徴とした画像形成装置。
4. 請求項１〜３いずれか記載の画像形成装置において、紙の搬送路上に紙の種類を検知する紙種検知手段を有し、第１のタイミングまでのウォームアップ中に印刷指令を受け取り、第２のタイミングで給紙しても、印刷する紙が、厚紙やラフ紙など定着性の悪い紙種であると検出した場合は、前記ローラの表面温度が第１の温度になるまで、一度給紙した紙を前記定着手段の手前で搬送を停止することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１〜３いずれか記載の画像形成装置において、ユーザが紙種を選択できる紙種選択手段を有し、第１のタイミングまでのウォームアップ中に印刷指令を受け取ったとしても、ユーザの選択した紙種が、厚紙やラブ紙である場合は、第２のタイミングになったとしても、紙の給紙を行なわずに、第１のタイミングで、印刷を開始することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１〜５いずれか記載の画像形成装置において、紙を反転して再給紙を行なう反転再給紙手段を有し、前記反転再給紙手段を利用して両面印刷を行なう画像形成装置であって、第１のタイミングまでのウォームアップ中受け取った印刷指令が両面印字モードだった場合は、第２のタイミング時のローラ温度よりも更に低い温度で、紙の給紙を開始することを特徴とした画像形成装置。

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