JP2006308795A - 定着装置、画像形成装置および定着装置の加熱制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】定着昇温時には可能な限り最大の電力を投入し、複写可能となるまでの温度設定に早く移行させることができるようにする。
【解決手段】第１および第２の一対の回転体の間にシート状の記録媒体を通過させることにより、当該記録媒体上に画像を定着させる定着装置において、前記第１の回転体を加熱する第１の加熱源と、前記第１の回転体の表面温度を検知する第１の温度検知手段と、前記第２の回転体を加熱する第２の加熱源と、前記第２の回転体の表面温度を検知する第２の温度検知手段と、前記第１および第２の温度検知手段によって検知された温度に基づいて前記第１および第２の加熱源の加熱量をそれぞれ制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、少なくとも３段階のデューティを設定して前記第１の加熱源の加熱量を制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は、画像形成装置に使用される定着装置、この定着装置を使用したプリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置、および、定着装置の加熱用ヒータの加熱制御方法に関する。

画像形成装置の定着装置においては、機器の立ち上げ時間を短縮するために、定着装置の加熱時の定着可能温度までの到達時間を短縮する必要がある。このため、第１の回転体（加熱ローラ）と第２の回転体（加圧ローラ）を各々加熱する第１および第２の加熱源（加熱ヒータ）と加熱源（加圧ヒータ）は、ヒータ熱容量を大容量化する必要がある。しかし、単純なヒータ熱容量の大容量化は最大消費電力の増加や、フリッカ規制への対応のため困難である。このため、定着ヒータは小容量で複数の配光分布を持つヒータに複数化されている。

このような複数のヒータを有する定着装置としては、例えば特許文献１あるいは２に開示されている。また、関連する発明として特許文献３ないし７に記載の発明も知られている。

このうち特許文献１には、トナーを定着されるシート状媒体を搬送するための無端の定着ベルトと、上記定着ベルトを巻き掛けられた加熱ローラ及び定着ローラと、上記定着ベルトを介して上記定着ローラに対向して配置される加圧ローラと、上記加熱ローラの温度を検知するための第１の温度検知手段と、上記定着ローラの温度を検知するための第２の温度検知手段と、上記加熱ローラの温度を、第１の温度検知手段の検知信号に基づいて設定温度となるよう制御する制御手段とを有する定着装置において、上記加熱ローラの設定温度を、第２の温度検知手段の検知信号に基づいて決定する設定温度決定手段を有し、定着ベルトの回転による温度低下に対応した温度制御を行うことにより定着が良好となるよう温度のコントロールを的確に行い、定着性が安定化したベルトタイプの定着装置を提供することを目的とした発明が開示されている。

また、特許文献２には、露光手段によってオリジナル画像を照明して得られる当該画像の光像に基づいて形成される転写材上の可視画像に対向する側に位置する定着ローラと、当該定着ローラに圧接する加圧ローラとの間に転写材を通紙して転写材上の可視画像を定着させる定着装置において、定着ローラと加圧ローラのそれぞれに温度センサ及び異なる消費電力のヒータが配設され、これらが相互に独立に制御され、加熱ローラの設定温度よりも低めに設定された加圧ローラの制御温度が待機時より通紙時の方が高く、通紙時の加圧ローラ温度が加熱ローラの温度に近づくこと、及び露光手段が作動中は定着ローラと加圧ローラのそれぞれのヒータが同時に点灯しないように制御されるように構成し、消費電力を満足できる範囲に温度制御すべく、加圧ローラの温度低下による定着性の防止して且つ消費電力を予め定められた標準的電源容量内に収めることができるようにした定着装置が開示されている。
特開２００３−１５６９６６号公報 特許第３１８６９０６号公報 特開平０９−０１６０１５号公報 特開平１１−１６１０９５号公報 特開２００１−０５６６２２号公報 特開２００３−３０７９６３号公報 特開２００４−０４５６８７号公報

しかし、上述のような複数のヒータを備えた定着装置では、これらの複数のヒータを全て同時にオンした場合には、ヒータ熱容量の大容量化と同じことになり、最大消費電力の増加や、フリッカ規制への対応が困難になる。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、定着昇温時には可能な限り最大の電力を投入し、複写可能となるまでの温度設定に早く移行させることができるようにすることにある。

前記目的を達成するため、第１の手段は、第１および第２の一対の回転体の間にシート状の記録媒体を通過させることにより、当該記録媒体上に画像を定着させる定着装置において、前記第１の回転体を加熱する第１の加熱源と、前記第１の回転体の表面温度を検知する第１の温度検知手段と、前記第２の回転体を加熱する第２の加熱源と、前記第２の回転体の表面温度を検知する第２の温度検知手段と、前記第１および第２の温度検知手段によって検知された温度に基づいて前記第１および第２の加熱源の加熱量をそれぞれ制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、少なくとも３段階のデューティを設定して前記第１の加熱源の加熱量を制御することを特徴とする。

第２の手段は、第１の手段において、前記第１の加熱源は２以上の熱源からなり、前記各熱源の少なくとも１つは中央部に配光特性を持った中央部ヒータであり、少なくとも他の１つは端部に配光特性を持った端部ヒータであることを特徴とする。

第３の手段は、第１または第２の手段において、前記第１の加熱源は定着ベルトをかけて回す第１の回転体の内部に設けられていることを特徴とする。

第４の手段は、第１ないし第３のいずれかの手段において、前記第２の回転体は前記記録媒体の非画像形成面または定着対象となっていない画像形成面側に接触し、前記第２の加熱源は前記記録媒体の非画像形成面側または定着対象となっていない画像形成面側を加熱することを特徴とする。

第５の手段は、第１ないし第４のいずれかの手段において、前記第１の加熱源によって加熱され、定着対象側に接触する加熱部材と、前記記録媒体を加圧する加圧部材との熱容量が、
加熱部材の熱容量＜加圧部材の熱容量
の関係に設定されていることを特徴とする。

第６の手段は、画像データを入力する入力手段と、前記入力手段から入力された画像データに基づいてシート状の記録媒体に画像を形成する画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段によって画像が形成された前記記録媒体上に前記画像を定着させる前記第１ないし第５のいずれかの手段に係る定着装置とを備え、前記制御手段は、少なくとも３段階のデューティを設定して前記第１の加熱源の加熱量を制御することを特徴とする。

第７の手段は、第６の手段において、前記入力手段が原稿画像を光学的に走査して画像を読み取る画像読み取り装置からなり、画像形成を行わない待機時に前記原稿のセット操作を行う場合には、前記制御手段は最も大きな第１のデューティ設定値で制御することを特徴とする。

第８の手段は、第７の手段において、前記原稿のセット操作が原稿圧板を持ち上げる操作であることを特徴とする。

第９の手段は、第７の手段において、前記原稿のセット操作が原稿自動送り部への原稿セットであることを特徴とする。

第１０の手段は、第７の手段において、前記第１のデューティ設定値がオンデューティ１００％であることを特徴とする。

第１１の手段は、第６の手段において、前記定着装置によって画像が定着された記録媒体が搬入され、所定の後処理を行う後処理装置をさらに備え、前記制御手段は、操作部のスタートスイッチが押下された後からｎ枚目の用紙の前記定着装置の通紙が終了し、前記後処理装置による後処理動作が開始するまでは、電力総和が機器定格以下になるようにオンデューティ１００％以下の第２のデューティ設定値でＰＷＭ制御することを特徴とする。

第１２の手段は、第１１の手段において、（前記第１のデューティ設定値＞前記第２のデューティ設定値）であることを特徴とする。

第１３の手段は、第１１の手段において、前記制御手段は、操作部のスタートスイッチが押下された後からｎ枚目の用紙の前記定着装置の通紙が終了し、前記後処理装置による後処理動作が開始した後は、電力総和が機器定格以下になるようにオンデューティ１００％以下の第３のデューティ設定値でＰＷＭ制御することを特徴とする。

第１４の手段は、第１３の手段において、（前記第２のデューティ設定値＞前記第３のデューティ設定値）であることを特徴とする。

第１５の手段は、第１３の手段において、（前記第１のデューティ設定値＞第２のディーティ設定値＞第３のデューティ設定値）であることを特徴とする。

第１６の手段は、第１および第２の一対の回転体の間にシート状の記録媒体を通過させることにより、当該記録媒体上に画像を定着させる定着装置の加熱制御方法において、前記第１の回転体を第１の加熱源により加熱し、前記第１の回転体の表面温度を第１の温度検知手段により検知し、前記第２の回転体を第２の加熱源により加熱し、前記第２の回転体の表面温度を第２の温度検知手段により検知し、前記第１および第２の温度検知手段によって検知された温度に基づいて前記第１および第２の加熱源の加熱量をそれぞれ制御する際、少なくとも３段階のデューティを設定して前記第１の加熱源の加熱量を制御することを特徴とする。

第１７の手段は、第１６の手段において、前記設定されるデューティ設定値が、オンデューティ１００％の第１の設定値、電力総和が機器定格以下になるように前記第１の設定値よりオンデューティの小さな第２の設定値、この第２の設定値よりさらにオンデューティの小さな第３の設定値を含み、画像形成を行わない待機時に前記原稿のセット操作を行う場合に第１の設定値で、画像形成装置の操作部のスタートスイッチが押下された後からｎ枚目の用紙の前記定着装置の通紙が終了し、前記後処理装置による後処理動作が開始するまでは前記第２の設定値で、画像形成装置の操作部のスタートスイッチが押下された後からｎ枚目の用紙の前記定着装置の通紙が終了し、前記後処理装置による後処理動作が開始した後は前記第３の設定値でそれぞれ制御することを特徴とする。

なお、以下の実施形態において、第１の回転体は定着ローラ、加熱ローラおよび定着ベルトに、第１の加熱源は加熱ヒータ３２１，３２２に、第１の温度検知手段は第１の温度検知センサ３５０に、第２の回転体は加圧ローラ３４０に、第２の加熱源は加圧ヒータ３４１に、第２の温度検知手段は第２の温度検知センサ３５１に、制御手段は制御部６０１に、熱源は第１の加熱ヒータ３２１，第２の加熱ヒータ３２２に、画像形成手段は作像部１００，４２０に、画像読み取り装置は符号５００に、原稿圧板はＡＤＦ５５０に、原稿自動送り部は原稿載置台５５１にそれぞれ対応する。

本発明によれば、少なくとも３段階のデューティを設定して前記第１の加熱源の加熱量を制御し、第１の回転体の表面温度を昇温させるので、定着昇温時には必要に応じて可能な限り最大の電力を投入し、複写可能となるまでの温度設定に早く移行させることができる。

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。

＜第１の実施形態＞
図１は本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置としてのカラープリンタの概略構成を示す図である。図１において、カラープリンタは作像部１００、給紙部２００、定着部（定着装置）３００および排紙部２５０から基本的に構成されている。

作像部１００は、ＣＭＹＫ各色の感光体ドラム１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙ，１０１Ｋと、各感光体ドラム１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙ，１０１Ｋに対して光書き込みを行う図示しない各色毎の書き込みユニットと、各感光体ドラム１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙ，１０１Ｋと接触し、駆動プーリと従動プーリとの間に張設された転写ベルト１０２と、転写ベルト１０２を挟んで各感光体ドラム１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙ，１０１Ｋと対向する位置に設けられた転写ローラ１０３Ｃ，１０３Ｍ，１０３Ｙ，１０３Ｋと、黒転写部の下流側であって縦搬送路１０５を挟んで設けられた転写ローラ１０４とから主に構成されている。

給紙部２００は、第１および第２の給紙トレイ２１０，２２０と、給紙トレイ２１０，２２０から給紙ローラ２１１，２２１によって繰り出された転写紙２１２，２２２を縦搬送路１０５に搬送するための転写紙搬送経路１０６と、縦搬送路１０５に手差しで転写紙を送り込むための手差しトレイ２３０とから構成されている。

定着装置３００は縦搬送路１０５の転写紙搬送方向下流側に設けられ、定着ローラ３１０、加熱ローラ３２０、定着ベルト３３０および加圧ローラ３４０とからなる。

排紙部２５０は、定着装置３００の転写紙搬送方向下流側に設けられ、排紙ローラ４１０と排紙トレイ４２０から構成されている。

このように構成されたカラープリンタでは、給紙トレイ２１０，２２０または手差しトレイ２３０から給紙された転写紙は、縦搬送路１０５に送り出され、現像・転写を行う作像部１００で作像され、転写ベルト１０２の表面に重畳されたフルカラーの画像が転写ローラ１０４によって転写紙に転写される。転写紙上に転写された未定着画像は定着装置３００に送られ、ヒータ等の熱源により表面が加熱された定着ベルト３３０の内側で駆動および従動する定着ローラ３１０と加圧ローラ３４０で形成されるニップを通過することにより転写紙の表面に定着されて半永久画像となり、排紙トレイ４２０に排出される。

図２は定着装置（定着ユニット）３００の詳細な構成を示す図である。定着装置３００は定着ローラ３１０、加熱ローラ３２０及び両者間に張架された定着ベルト３３０を備え、定着ローラ３１０及び加熱ローラ３２０は固定され、図示しないスプリング（加圧手段あるいは弾性付勢手段）によって加圧されたベルト張架部材（テンションローラ）３３１によって適切なテンションを保持する。また、定着ベルト３３０の内部側に位置し、弾性体で形成される定着ローラ３１０と加圧ローラ３２０との間には適切な圧力が加わり、これにより定着ベルト３３０と加圧ローラ３４０間にニップが形成される。

加熱ローラ３２０の内部には第１及び第２の加熱ヒータ３２１，３２２が設けられ、この加熱ヒータ３２１，３２２によって加熱ローラ３２０を内部から加熱し、定着ベルト３３０を加熱する。

加熱ヒータ３２１，３２２は２個以上あり、それらは通紙時には互いにオン状態が重なってもよいように制御しているので、最大消費電力を低減し、かつフリッカ規制への対応をしながら、加熱ヒータ３２１，３２２の制御を、お互いの状態によらない単純な制御にすることができる。

複数の加熱ヒータ３２１，３２２の少なくとも１つは中央部に配光特性を持った中央部ヒータから、他の少なくとも１つは端部に配光特性を持った端部ヒータからそれぞれ構成され、機能を分けた複数のヒータによって加熱するようにしているので、最大消費電力を低減し、かつフリッカ規制への対応が可能となる。

なお、この実施形態では、加熱ヒータ３２１，３２２は２個であるが、それ以上多くともよい。また、加熱ローラ３２０の外周部にも温度検知センサ３５０が設けられ、定着ベルト３３０の表面温度を接触または非接触で検知し、この検知した定着ベルト３３０の表面温度に基づいて第１の加熱ヒータ３２１の通電を制御し、定着ベルト３３０の表面温度を適切な温度範囲に制御する。加圧ローラ３４０の内部にも加熱用ヒータ（以下、加圧ヒータと称す）３４１が設けられ、加圧ローラ３４０の外周部に設けられた温度検知センサ３５１により加圧ローラ３４０の表面温度を検知し、この検知した加圧ローラ３４０の表面温度に基づいて加圧ヒータ３４１の通電を制御し、加圧ローラ３４０の表面温度を適切な温度範囲に制御する。なお、加圧ローラ３４０の外周部にはクリーニング部材３６０が設けられ、加圧ローラ３４０の表面に付着した汚れを清掃するようになっている。

この実施形態では、定着側回転体（定着ベルト３３０）側が転写紙Ｐの画像面側、加圧側回転体（加圧ローラ３４０）側が非画像側であり、転写紙２１２に形成された未定着画像Ｔ１は上記の如く加熱されたニップ部を通過する間に転写紙２１２に定着される。すなわち、転写紙２１２の表面に定着トナー像Ｔ２が付着し、定着されることになる。

なお、符号３７１は入口ガイド板、３７２は分離部材、３７３はで出口ガイド板である。

図３は、本実施形態に係る画像形成装置の制御回路の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る制御回路は、ＣＰＵ６０１、ＲＯＭ６０２、ＲＡＭ６０３、ＮＶ−ＲＡＭ６０４、操作部６０５、電送制御部６０６、画像メモリ６０７、画像処理部６０８、ＡＤＦ原稿検知部６０９及びスキャナ圧板検知部６１０からなる。ＣＰＵ６０１は、ＲＯＭ６０２、ＲＡＭ６０３を有し、ＲＡＭ６０３をワークエリアとして使用しながらＲＯＭ６０２に格納されたプログラムを実行することにより画像形成装置全体の制御を行う。ＮＶ−ＲＡＭ６０４は、製品データ保存用の不揮発性メモリとして機能し、その付け替えによりＰＣＢ交換時にも製品データを引き継ぐことができる。また、ＮＶ−ＲＡＭ６０４は内部を複数エリアに分割して同一データを保存する方法で、ソフトウエア上の設定を行う。

操作部６０５はオペレータが本実施形態に係る画像形成装置の操作入力を行うためのものである。電装制御部６０６では、本画像形成装置の電装品のメカコントロール制御全般のＩ／Ｆを行う。さらに、画像メモリ６０７には画像処理のための画像情報及び画像処理後の画像情報が記憶され、画像処理部６０８によって処理すべき画像データ及び処理された画像データが格納される。また、電装制御部６０６には、ＡＤＦ原稿検知部６０９とスキャナ圧板開閉検知部６１０が接続されている。

図４は本実施形態における処理手順を示すフローチャートであり、図３のＣＰＵ６０１がＲＯＭ６０２に格納されたプログラムを実行することにより処理される。この処理では、この実施形態では図示していないＡＤＦ原稿検知（（第２の実施形態ではＡＤＦ６００の原稿検知センサによる原稿検知）タイミングまたはスキャナ圧板開閉検知（第２の実施形態ではＡＤＦ６００の開閉検知）タイミングから画像形成装置の図示しない操作部のスタートスイッチの押下までは（ステップＳ１，Ｓ２）、定着点灯デューティを設定１（例えば１００％を想定）で制御（ヒータを点灯）する（ステップＳ３）。これは、スタートスイッチの押下前にステップＳ１，Ｓ２でＡＤＦにおいて原稿ありを検知し、あるいは圧板の開閉ありを検知したと言うことは、原稿をコピーすべく原稿をセットし、これから複写を行う意志があるということを意味しており、待機時の複写操作要求を事前に判断していることになる。

次いで、前記スタートスイッチ押下からフィニッシャ装置（第２の実施形態では後処理装置に対応）等の後処理動作が開始するまで（ステップＳ４）は、電力総和が機器定格以下になる様にオンデューティ１００％以下の第２段階の制限設定（設定２）で昇温制御する（ステップＳ５）。フィニッシャ装置等の後処理動作が開始するｎ枚目の定着部通紙終了以降（ステップＳ６）は、電力総和が機器定格以下になる様にオンデューティ１００％以下の第３段階の制限設定（設定３）で昇温制御する（ステップＳ７、Ｓ８）。設定デューティは、
第１設定＞第２設定＞第３設定 ・・・（１）
とする。

定着点灯デューティは図５に示すようにオンデューティが１００％では次の制御周期がくるまで連続してオンしていることを意味し、デューティ制御はＣＰＵ６０１によって実行され、オンデューティを数％刻みで変更する。すなわち、制御周期ごとにＣＰＵ６０１は定着ヒータ（第１、第２の加熱ヒータ３２０，３２１）のオン／オフを設定するが、このオン／オフ１周期内でのオンデューティを数％刻みで変更する。

本実施形態では、加熱ヒータは符号３２１，３２２で示すように２個設けられているが、２以上の複数のヒータを使用する場合においても前記（１）のデューティの設定値の条件を守れば、各ヒータで個別にディーティ比を設定しても良く、共通に設定しても良い。

なお、以上の実施形態では、転写紙２１２の片面に画像を形成し、画像を定着することについて述べているが、片面ずつ両面に画像を形成する場合も同様である。この場合には、非定着側の画像形成面が加圧ローラ３４０に接触することになる。

また、本実施形態では、加熱部材の熱容量を
加熱部材の熱容量＜加圧部材の熱容量
に設定する。ここで、加熱部材は直接加熱に関与する部材、すなわち、加熱用ローラ３２０及び定着ベルト３３０に、加圧部材は圧を付与する部材、すなわち、加圧ローラ３４０及び定着ローラ３１０に対応している。このように構成すると、加圧部材側の熱容量が大きく、熱変動も少ないので加熱部材側の複数の熱源による加熱制御により定着状態を制御可能なので、加熱部材側の加熱源である加圧ヒータ３４１を複数化しなくとも十分に定着ユニット３００の温度制御を行うことができる。

＜第２の実施形態＞
図６は第２の実施形態に係る画像形成装置の一例を示すシステム全体の概略構成図である。同図において、画像形成装置はモノクロ画像形成用のもので本体４００と、画像形成装置本体４００の上部の設置された画像読み取り装置５００と、さらにその上に装着された自動原稿給送装置（以下、「ＡＤＦ」と称す）５５０と、画像形成装置本体４００の図１において右側に配置された大容量給紙装置７００と、画像形成装置本体４００の図１において左側に配置された用紙後処理装置８００とから基本的に構成されている。

画像形成装置本体４００は画像書き込み部４１０と、作像部４２０と、定着部４３０と、両面搬送部４４０と、給紙部４５０と、垂直搬送部４６０と、手差し部４７０とからなる。

画像書き込み部４１０は画像読み取り装置５００で読み取った原稿の画像情報に基づいて発光源であるＬＤを変調し、ポリゴンミラー、ｆθレンズなどの走査光学系により感光体ドラム４２１にレーザ書き込みを行うものである。作像部４２０は感光体ドラム４２１と、この感光体ドラム４２１の外周に沿って設けられた現像ユニット４２２、転写ユニット４２３、クリーニングユニット４２４及び除電ユニットなどの公知の電子写真方式の作像要素とからなる。

定着部４３０は前記転写ユニット４２３で転写された画像を転写紙に定着する。両面搬送部４４０は定着部４２０の転写紙搬送方向下流側に設けられ、転写紙の搬送方向を用紙後処理装置８００側、あるいは両面搬送部４４０側に切り換える第１の切換爪４４１と、第１の切換爪４４１によって導かれた反転搬送路４４２と、反転搬送路４４２で反転した転写紙を再度転写ユニット４２３側に搬送する画像形成側搬送路４４３と、反転した転写紙を用紙後処理装置８００側に搬送する後処理側搬送路４４４とを含み、画像形成側搬送路４４３と後処理側搬送路４４４との分岐部には第２の切換爪４４５が配されている。

給紙部４５０は４段の給紙段からなり、それぞれピックアップローラ、給紙ローラによって選択された給紙段に収納された転写紙が引き出され、垂直搬送部４６０に導かれる。垂直搬送部４６０では、各給紙段から送り込まれた転写紙を転写ユニット４２３の用紙搬送方向上流側直前のレジストローラ４６１まで搬送し、レジストローラ４６１では、感光体ドラム４２１上の顕像の画像先端とタイミングを取って転写紙を転写ユニット４２３に送り込む。手差し部４７０は開閉自在な手差しトレイ４７１を備え、必要に応じて手差しトレイ４７１を開いて転写紙を手差しにより供給する。この場合もレジストローラ４６１で転写紙の搬送タイミングが取られ、搬送される。

大容量給紙装置７００は同一サイズの転写紙を大量にスタックして供給するもので、転写紙が消費されるにしたがって底板７０２が上昇し、常にピックアップローラ７０１から用紙のピックアップが可能に構成されている。ピックアップローラ７０１から給紙される転写紙は、垂直搬送部４６０からレジストローラ４６１のニップまで搬送される。

用紙後処理装置８００はパンチ、整合、ステイプル、仕分けなどの所定の処理を行うもので、この実施形態では、前記機能のためにパンチ８０１、ステイプルトレイ（整合）８０２、ステイプラ８０３、シフトトレイ８０４を備えている。すなわち、画像形成装置４００から用紙後処理装置８００に搬入された転写紙は、孔明けを行う場合にはパンチ８０１で１枚ずつ孔明けが行われ、その後、特に処理するものがなければ、プルーフトレイ８０５へ、ソート、スタック、仕分けを行う場合にはシフトトレイ８０４にそれぞれ排紙される。仕分けは、この実施形態は、シフトトレイ８０４が用紙搬送方向に直交する方向に所定量往復動することにより行われる。このほかに、用紙搬送路で用紙を用紙搬送方向と直交する方向に移動させて仕分けを行うこともできる。

整合する場合には、孔明けが行われた、あるいは孔明けが行われていない転写紙が下搬送路８０６に導かれ、ステイプルトレイ８０４において後端フェンスで用紙搬送方向を直交する方向が整合され、ジョガーフェンスで用紙搬送方向と平行な方向の整合が行われる。ここで、綴じが行われる場合には、整合された用紙束の所定位置、例えば角部、中央２個所など所定の位置がステイプラ８０３によって綴じられ、放出ベルトによってシフトトレイ８０４に排紙される。また、この実施形態では、下搬送路８０６にはプレスタック搬送路８０７が設けられ、搬送時に複数枚の用紙をスタックし、後処理中の画像形成装置本体４００側の画像形成動作の中断を避けることができるようになっている。

画像読み取り装置５００は、ＡＤＦ６００によってコンタクトガラス５１０上に導かれ、停止した原稿を光学的にスキャンし、第１ないし第３のミラーを経て結像レンズで結像された読み取り画像をＣＣＤやＣＭＯＳなどの光電変換素子によって読み取る。読み取られた画像データは、図示しない画像処理回路で所定の画像処理が実行され、記憶装置に一旦記憶される。そして、画像形成時に画像書き込み部４１０によって記憶装置から読み出され、画像データに応じて変調し、光書き込みが行われる。

ＡＤＦ５５０は両面読み取り機能を有するもので、画像読み取り装置５００のコンタクトガラス５１０設置面に開閉自在に取り付けられている。このＡＤＦ５５０では、原稿載置台５５１に載置された原稿が原稿読み取り時に自動的にコンタクトガラス５１０上に送り出される。

なお、本実施形態における作像部４２０を第１の実施形態における作像部１００に、給紙部４５０を第１の実施形態における給紙部２００に置き換えれば画像読み取り装置、自動原稿送り装置及び後処理装置を備えたフルカラーの複写装置を構成することができる。また、原稿をコンタクトガラス５１０上に置いて読み取らせる場合には、ＡＤＦ５５０を装置後側の図示しないヒンジを回転中心にして開いて、コンタクトガラス５１０を露出させることにより行う。

このように構成された画像形成装置では、第７の手段における画像形成を行わない待機時に前記原稿のセット操作は、原稿圧板としても機能するＡＤＦ５５０を持ち上げる操作、あるいはＡＤＦ５５０の原稿自動送り部である原稿載置台５５１へ原稿をセットする操作に対応し、これらの操作を行ったときに第１設定でのオンデューティで点灯制御が行われる。

その他、特に説明しない各部は前述の第１の実施形態と同等に構成され、同等に機能する。

以上のように第１及び第２の実施形態によれば、
１）待機時にＡＤＦ５５０で原稿を検知し、あるいは圧板の開閉があったときには複写操作要求があると判断し、スタートスイッチ押下操作前の定着昇温時に可能な限り最大の電力を投入するので、複写可能までの温度設定に早く移行させることができる。

２）操作部で複写スタートスイッチが押下された後からｎ枚目の定着部通紙終了するまでの定着ニップ部の温度が低い状態でも可能な限り最大の電力を投入しているので、記録紙に熱を奪われ温度低下による定着不良の発生を防止することができる。

３）後処理装置（フィニッシャ装置等）８００の後処理動作が開始するｎ枚目の定着部通紙終了以降は、前記後処理装置８００等の後処理動作分の電力が必要になることから、電力総和が機器定格以下になるように設定値に制限をかけているので、電力総和が機器定格以上になることを防止することができる。

４）定着ニップ部温度が低い状態での電力投入量を多くする設定にしているので、定着不良を防止し、かつ電力総和が機器定格以上になることを防止することができる。

５）複数の加熱ヒータ３２１，３２２の少なくとも１ヶは中央部に配光特性を持つ中央部ヒータに、少なくとも１ヶは端部に配光特性を持った端部ヒータに複数化しているので、最大消費電力を低減し、かつフリッカ規制への対応を可能にできる。

６）加熱ヒータ３２１，３２２は定着ベルト３３０をかけて回す加熱ローラ３２０の中に配置されているので、加熱ヒータ３２１，３２２の構造を簡単にすることができる。また、外部に放散しないので、熱効率を向上させることができる。

７）加圧ローラ３４０を加熱する加圧ヒータ３４１は記録媒体の画像の裏側を加熱しているので、熱定着を効率的に行うことができる。

８）加熱部材と加圧部材の熱容量を（加熱部材の熱容量）＜（加圧部材の熱容量）の関係に設定しているので、加圧ヒータを複数化する必要がなく、低コストで構成することができる。

本発明の第１の実施形態に係るカラー画像形成装置としてのカラープリンタの概略構成を示す図である。 図１に示した定着装置の詳細な構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るカラープリンタの制御回路の定着装置に関する部分を示したブロック図である。 本発明の第１の実施形態で実行される制御の制御手順を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態で実行される制御の制御タイミングの一例を示すタイミングチャートである。 本発明の第２の実施形態で実行される画像形成装置のシステム構成を示す図である。

符号の説明

１００，４２０ 作像部
１０５，４６０ 縦搬送路
２００，４５０ 給紙部
２１２ 転写紙
２５０ 排紙部
３００，４３０ 定着装置（ユニット）
３１０ 定着ローラ
３２０ 加熱ローラ
３２１，３２２ 加熱ヒータ
３３０ 定着ベルト
３４０ 加圧ローラ
３４１ 加圧ヒータ
３５０ 第１の温度検知センサ
３５１ 第２の温度検知センサ
４００ 画像形成装置本体
５００ 画像読み取り装置
５５０ 自動原稿給装装置（ＡＤＦ）
６００ 制御回路
６０１ ＣＰＵ
８００ 用紙後処理装置

Claims (17)

1. 第１および第２の一対の回転体の間にシート状の記録媒体を通過させることにより、当該記録媒体上に画像を定着させる定着装置において、
   前記第１の回転体を加熱する第１の加熱源と、
   前記第１の回転体の表面温度を検知する第１の温度検知手段と、
   前記第２の回転体を加熱する第２の加熱源と、
   前記第２の回転体の表面温度を検知する第２の温度検知手段と、
   前記第１および第２の温度検知手段によって検知された温度に基づいて前記第１および第２の加熱源の加熱量をそれぞれ制御する制御手段と、
   を備え、前記制御手段は、少なくとも３段階のデューティを設定して前記第１の加熱源の加熱量を制御することを特徴とする定着装置。
2. 前記第１の加熱源は２以上の熱源からなり、前記各熱源の少なくとも１つは中央部に配光特性を持ったヒータであり、少なくとも他の１つは端部に配光特性を持ったヒータであることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 前記第１の加熱源は定着ベルトをかけて回す第１の回転体の内部に設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
4. 前記第２の回転体は前記記録媒体の非画像形成面または定着対象となっていない画像形成面側に接触し、前記第２の加熱源は前記記録媒体の非画像形成面側または定着対象となっていない画像形成面側を加熱することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記第１の加熱源によって加熱され、定着対象側に接触する加熱部材と、前記記録媒体を加圧する加圧部材との熱容量が、
   加熱部材の熱容量＜加圧部材の熱容量
   の関係に設定されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 画像データを入力する入力手段と、
   前記入力手段から入力された画像データに基づいてシート状の記録媒体に画像を形成する画像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段によって画像が形成された前記記録媒体上に前記画像を定着させる前記第１ないし第５のいずれか１項に記載の定着装置と、
   を備え、
   前記制御手段は、少なくとも３段階のデューティを設定して前記第１の加熱源の加熱量を制御することを特徴とする画像形成装置。
7. 前記入力手段が原稿画像を光学的に走査して画像を読み取る画像読み取り装置からなり、
   画像形成を行わない待機時に前記原稿のセット操作を行う場合には、前記制御手段は最も大きな第１のデューティ設定値で制御することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記原稿のセット操作が原稿圧板を持ち上げる操作であることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
9. 前記原稿のセット操作が原稿自動送り部への原稿セットであることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
10. 前記第１のデューティ設定値がオンデューティ１００％であることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
11. 前記定着装置によって画像が定着された記録媒体が搬入され、所定の後処理を行う後処理装置をさらに備え、
    前記制御手段は、操作部のスタートスイッチが押下された後からｎ枚目の用紙の前記定着装置の通紙が終了し、前記後処理装置による後処理動作が開始するまでは、電力総和が機器定格以下になるようにオンデューティ１００％以下の第２のデューティ設定値で制御することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
12. 前記第１のデューティ設定値＞前記第２のデューティ設定値
    であることを特徴とする請求項１１記載の画像形成装置。
13. 前記制御手段は、操作部のスタートスイッチが押下された後からｎ枚目の用紙の前記定着装置の通紙が終了し、前記後処理装置による後処理動作が開始した後は、電力総和が機器定格以下になるようにオンデューティ１００％以下の第３のデューティ設定値で制御することを特徴とする請求項１１記載の画像形成装置。
14. 前記第２のデューティ設定値＞前記第３のデューティ設定値
    であることを特徴とする請求項１３記載の画像形成装置。
15. 前記第１のデューティ設定値＞第２のディーティ設定値＞第３のデューティ設定値
    であることを特徴とする請求項１３記載の画像形成装置。
16. 第１および第２の一対の回転体の間にシート状の記録媒体を通過させることにより、当該記録媒体上に画像を定着させる定着装置の加熱制御方法において、
    前記第１の回転体を第１の加熱源により加熱し、
    前記第１の回転体の表面温度を第１の温度検知手段により検知し、
    前記第２の回転体を第２の加熱源により加熱し、
    前記第２の回転体の表面温度を第２の温度検知手段により検知し、
    前記第１および第２の温度検知手段によって検知された温度に基づいて前記第１および第２の加熱源の加熱量をそれぞれ制御する際、少なくとも３段階のデューティを設定して前記第１の加熱源の加熱量を制御することを特徴とする定着装置の加熱制御方法。
17. 前記設定されるデューティ設定値が、オンデューティ１００％の第１の設定値、電力総和が機器定格以下になるように前記第１の設定値よりオンデューティの小さな第２の設定値、この第２の設定値よりさらにオンデューティの小さな第３の設定値を含み、
    画像形成を行わない待機時に前記原稿のセット操作を行う場合に第１の設定値で、
    画像形成装置の操作部のスタートスイッチが押下された後からｎ枚目の用紙の前記定着装置の通紙が終了し、前記後処理装置による後処理動作が開始するまでは前記第２の設定値で、
    画像形成装置の操作部のスタートスイッチが押下された後からｎ枚目の用紙の前記定着装置の通紙が終了し、前記後処理装置による後処理動作が開始した後は前記第３の設定値でそれぞれ制御することを特徴とする請求項１６記載の定着装置の加熱制御方法。

Images