JP2008009004A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ローラ対の熱容量の増加に伴う機内温度上昇を抑制するとともに、定着開始時における加熱ローラ温度のオーバーシュートを回避して画質の安定化を確保するカラー画像形成装置を提供する。
【解決手段】カラー画像形成装置１００の定着装置１５は、画像形成時における通紙中の第１制御温度Ｔａと、該第１制御温度Ｔａよりも低い紙間の第２制御温度Ｔｂとを有しており、カラー画像形成時には所定の色の現像開始タイミングに同期して温度検知センサ３７により加熱ローラ４０ａの表面温度を検知するとともに、検知結果に基づいて第２制御温度Ｔｂの温度上昇量を決定し、第１制御温度Ｔａまで段階的に上昇させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に４色の画像を順次中間転写体上に重ね合わせてフルカラー画像を形成した後、転写紙上に一括して転写する４パス方式のカラー画像形成装置に関する。

従来、像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付着させて可視画像（トナー像）とし、記録媒体上に転写する電子写真方式の画像形成装置が知られており、近年、複数色のトナーを用いてフルカラー画像を形成可能なカラー画像形成装置の開発が盛んに行われている。

カラー画像形成装置としては、複数色のそれぞれに対応した複数の感光体ドラム（像担持体）を用い、記録媒体の送りに同期させてカラー画像を形成し、記録媒体上で色重ねを行うタンデム方式が開発されている。この方式では、高速性に優れている利点があるものの、各色の電子写真プロセス部材を並べて配置しなければならないために装置が大型化するという欠点を有していた。この対策として、一つの感光体ドラムを用いて複数色（例えば４色）のカラー画像を順次形成し、中間転写体上に順次積層した後、記録媒体上に一度に転写するシングルドラム方式（４パス方式）のカラー画像形成装置が提案されている。

このような４パス方式のカラー画像形成装置としては、ロータリー式の切り換え型現像ユニットを備え、各色のトナー毎に設けられた４つの現像装置を小径の感光体ドラムに対向する位置に順次切り換え配置可能なロータリー現像式のカラー画像形成装置と、４つの固定式の現像装置を大型の感光体ドラムの周囲に配置したカラー画像形成装置とが実用化されている。

図７は、従来のロータリー現像式のカラー画像形成装置の概略構成図である。画像形成装置（ここではカラープリンタ）１００では、コピー動作を行う場合、装置本体内において、図中の反時計回りに回転する感光体ドラム１が帯電ユニット２により一様に帯電される。そして、パーソナルコンピュータ等から画像入力部（図示せず）に入力された原稿画像データに基づいて露光ユニット３から感光体ドラム１上にレーザビームが照射され、感光体ドラム１上に静電潜像が形成される。

感光体ドラム１は、例えばアルミドラムに感光層が積層されたものであり、帯電ユニット２により表面を帯電させるようになっている。そして、露光ユニット３からのレーザビームを受けた表面に帯電を減衰させた静電潜像を形成する。感光層を形成する感光材料としては、アモルファスシリコン感光体や正帯電有機感光体（正ＯＰＣ感光体）が用いられる。感光層として正ＯＰＣを用いた場合、オゾン等の発生が少なく帯電が安定しており、特に単層構造の正ＯＰＣは長期間使用して膜厚が変化した場合においても感光特性に変化が少なく、画質も安定するため長寿命のシステムには好適に用いられる。

４はトナーを感光体ドラム１上に供給するロータリー式の現像ユニットである。現像ユニット４は、現像装置とトナー容器が一体化されたカートリッジ式のイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色の現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄを備えており、現像装置４ａ〜４ｄを感光体ドラム１に対向する位置に順次回転移動させることにより、感光体ドラム１上の静電潜像に正極性トナーが付着されて各色のトナー像が形成される。

５はトナー像が転写される中間転写ベルトであり、中間転写ローラ６ａ、６ｂ、ベルト駆動ローラ８及び従動ローラ９に掛け渡され、感光体ドラム１に当接しながら図示しない駆動手段により図中の時計回りに回転する。中間転写ベルト５には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。

ユーザにより画像形成開始が入力されると、所定のタイミングにより感光体ドラム１上にイエローのトナー像の形成を行う。そして、負極性の転写バイアスが印加された中間転写ローラ６ａ、６ｂにより感光体ドラム１上のイエローのトナー像が中間転写ベルト５上に転写される（一次転写）。その後、感光体ドラム１の表面に残留したトナーがクリーニングローラ７ａ及びクリーニングブレード７ｂにより除去され、現像ユニット４は所定量（ここでは９０°）回転して、上記と同様に今度はマゼンタのトナー像が感光体ドラム１上に形成され、中間転写ベルト５上に転写される。

以下、上述と同様の方法により、感光体ドラム１からシアン及びブラックのトナー像が中間転写ベルト５上に転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。１３は中間転写ベルト５の下部に位置する転写ローラであり、１４は中間転写ベルト５表面の残留トナーを除去するベルトクリーニングブレードである。

上記のようにトナー像が形成された中間転写ベルト５に向けて、用紙Ｐが給紙機構１０から給紙ローラ１１及びレジストローラ対１２を経由して搬送され、中間転写ベルト５の表面に順次形成されたフルカラーのトナー像が負極性の転写バイアスが印加された転写ローラ１３により用紙Ｐに一度に転写される（二次転写）。そして、トナー像が転写された用紙は定着装置１５に搬送されてトナー像が定着される。定着装置１５を通過した用紙Ｐは、用紙搬送路１６及び排出ローラ対１７を介して排出トレイ１８に排出される。

次に、定着装置１５について説明する。定着装置１５としては、通常、内部にハロゲンランプ等の加熱手段を備えた加熱ローラ４０ａと、加熱ローラ４０ａに所定の圧接力で圧接される加圧ローラ４０ｂとから成る定着ローラ対４０のニップ部を用紙Ｐが通過することにより、未定着トナー像が用紙Ｐ上に定着される、熱ローラタイプの定着装置が用いられる。

このような定着装置においては、定着ローラ対を構成する加圧ローラのみでなく、加熱ローラ側にも弾性層（ゴム層）を設け、画質の安定性を確保してきた。しかし、加熱ローラ側に弾性層を設けた場合、その分だけ熱伝導性が低下するため、連続通紙時の温度追従性の悪化、加熱ローラの昇温速度の低下、加熱ローラの熱容量の増加に伴う機内温度の上昇といった問題が発生し、近年の省エネルギー化の要求には適さない技術であった。

４パス方式のカラー画像形成装置において、連続通紙時に加熱ローラの温度制御を行わない場合の加熱ローラ及び加圧ローラ表面の温度推移を図８に示す。加熱ローラの表面温度（曲線Ａ）は１８０℃〜１９０℃の範囲で一定に推移しているが、加圧ローラの表面温度（曲線Ｂ）は、通紙時においては用紙への熱の移行により１５０℃付近まで低下し、紙間においては１８０℃まで上昇している。このように、連続通紙時における紙間が非常に長くなる４パス方式のカラー画像形成装置では、紙間において過度に加熱ローラへの電力供給がなされるため、加圧ローラの表面温度上昇に起因する機内温度の上昇と画像の光沢度変化が問題となっていた。

そこで、連続画像形成中の加熱ローラ温度を制御する方法が提案されており、特許文献１には、余熱が不要なオンデマンドタイプの定着装置において、紙間における定着部材への通電を停止し、次の通紙前に通電を再開する方法が開示されている。特許文献１の紙間制御を熱ローラタイプの定着装置に適用し、連続通紙時の紙間において加熱ローラへの通電を停止した場合の加熱ローラ及び加圧ローラ表面の温度推移を図９に示す。

図９においては、確かに紙間における加圧ローラの表面温度（曲線Ｂ）の上昇は図８に比べて低く（１６５℃程度）抑えられている。しかし、加熱ローラの表面温度を紙間温度（ここでは１６５℃〜１７０℃）から通紙中温度（ここでは１９０℃）まで一気に復帰させるため、過昇温（オーバーシュート）が発生し、加熱ローラの表面温度（曲線Ａ）は一時的に２００℃付近まで上昇している。

このように、特許文献１の方法では所定時間或いは所定温度に到達するまでヒータへの通電を停止し続けるため、余熱が必要な熱ローラタイプの定着装置に適用した場合には加熱ローラを紙間温度から通紙中温度に復帰させる際に余計なオーバーシュートを発生させてしまう。従って、加熱ローラの温度ムラを発生させやすくなり、定着不良を誘発するおそれがあった。
特開２００４−１７７８５３号公報

本発明は、上記問題点に鑑み、定着ローラ対の熱容量の増加に伴う機内温度上昇を抑制するとともに、定着開始時における加熱ローラ温度のオーバーシュートを回避して画質の安定化を確保するカラー画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、一つの像担持体と、該像担持体の周囲に配置され前記像担持体上に形成された静電潜像をトナー像に現像する複数の現像装置と、該現像装置により現像されたトナー像が順次積層される中間転写体と、該中間転写体上に積層されたトナー像を転写紙上に一度に転写する転写手段と、内部に加熱手段を有する加熱ローラ及び該加熱ローラに圧接される加圧ローラから成る定着ローラ対のニップ部を通過させて前記転写手段により転写されたトナー像を転写紙上に定着させる定着装置と、前記加熱ローラの表面温度を検知する温度検知手段と、前記加熱ローラの表面温度を制御する制御手段と、を備えたカラー画像形成装置において、前記加熱ローラの制御温度として、画像形成時における通紙中の第１制御温度Ｔａと、該第１制御温度Ｔａよりも低い紙間の第２制御温度Ｔｂとが設定されており、前記制御手段は、カラー画像形成時の紙間中に前記温度検知手段により前記各現像装置の現像開始タイミングのうちいずれか２色以上の現像開始タイミングと同期して前記加熱ローラの表面温度を検知するとともに、検知結果に基づいて前記第２制御温度Ｔｂを前記第１制御温度Ｔａまで段階的に上昇させることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記加熱ローラの表面温度の検知及び前記第２制御温度Ｔｂの段階的な上昇は、前記各現像装置の現像開始タイミングのうち最後に現像される色を含む連続した複数色の現像開始タイミングと同期して実行されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記温度検知手段により検知された前記加熱ローラの表面温度と前記第１制御温度Ｔａとの差をＴａ−ｂ、残りの現像色数をｎとしたとき、前記第２制御温度Ｔｂの残りの現像色数ｎにおける温度上昇量ΔＴｂｎが以下の条件式（１）で表されることを特徴としている。
ΔＴｂｎ＝Ｔａ−ｂ／ｎ ・・・（１）

本発明の第１の構成によれば、紙間時には加熱ローラに過度の熱供給が行われないため、加熱ローラに圧接される加圧ローラの表面温度を良好な定着性を確保できる範囲に維持可能となり、装置のランニングコストも低減できる。また、紙間において加熱手段への通電を完全に停止せずに、第２制御温度Ｔｂから段階的に第１制御温度Ｔａまで昇温されるため、第１制御温度Ｔａに復帰させる際の過昇温が抑制され、加熱ローラ及び加圧ローラの温度推移を安定化することができる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、最後に現像される色を含む連続した複数色の現像開始タイミングと同期して加熱ローラの表面温度を検知し、第２制御温度Ｔｂの昇温を行うことにより、全ての色の現像終了タイミングに合わせて加熱ローラを第１制御温度Ｔａまで昇温できるため、紙間における加圧ローラの表面温度の上昇がより効果的に抑制され、消費電力も一層低減可能となる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の画像形成装置において、各現像装置の現像開始タイミングと同期して検知された加熱ローラの表面温度と第１制御温度Ｔａとの差をＴａ−ｂ、残りの現像色数をｎとしたとき、ΔＴｂｎ＝Ｔａ−ｂ／ｎを満たすような温度上昇量ΔＴｂｎを設定することにより、第１制御温度Ｔａまでの温度差を残りの現像色数ｎに応じて等間隔で緩やかに上昇させることができる。

以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明のカラー画像形成装置の構成を示すブロック図である。従来例の図７と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。画像形成装置１００は、画像入力部３０、ＡＤ変換部３１、画像形成部３２、制御部３３、記憶部３４、操作パネル３５、温度検知センサ３７、給紙機構１０及び定着装置１５を含む構成である。

画像入力部３０は、画像形成装置１００が複写機である場合、複写時に原稿を照明するスキャナランプや原稿からの反射光の光路を変更するミラーが搭載された走査光学系、原稿からの反射光を集光して結像する集光レンズ、及び結像された画像光を電気信号に変換するＣＣＤ等から構成される画像読取部であり、画像形成装置１００が図７のようなプリンタである場合、パーソナルコンピュータ等から送信される画像データを受信する受信部である。画像入力部３０より入力された画像信号はＡＤ変換部３１においてデジタル信号に変換された後、後述する記憶部３４内の画像メモリ６０に送出される。

画像形成部３２は、感光体ドラム１、帯電ユニット２、露光ユニット３、現像ユニット４、中間転写ベルト５、転写ローラ１３等を含み、例えばフルカラー画像を形成する場合、ＡＤ変換部３１において変換されたデジタル信号に基づいて感光体ドラム１上に静電潜像を形成し、現像ユニット４により各色のトナー像に現像する。これを中間転写ベルト５上の所定位置に順次転写し、フルカラー画像を形成した後、転写ローラ１３により給紙機構１０から搬送されてくる用紙上に一括して転写する。画像形成プロセスの詳細については従来例の図７における説明と同様である。

定着装置１５は、加熱ローラ４０ａ及びこれに圧接される加圧ローラ４０ｂから成る定着ローラ対４０を有し、転写ローラ１３で転写されたトナー像を加熱、溶融して用紙上に定着させる。なお、ここでは加熱ローラ４０ａとして、アルミニウムや鉄等の金属を用いて形成された円筒状の芯金の表面にフッ素樹脂のコーティングやチューブを被覆しただけの、いわゆるハードローラを用い、加圧ローラ４０ｂとして、用紙の裏面に接触してニップを形成する弾性層（ゴム層）を設けたソフトローラを用いている。

この構成により、加熱ローラ４０ａの高熱伝導化と低熱容量化を実現して昇温速度及び温度追従性を向上させることができ、消費電力の削減が可能で定着性能も安定するため、特に定着温度のばらつきの影響を受けやすいカラー画像形成装置の定着システムとして好適である。なお、加熱ローラ４０ａにソフトローラを用いる場合は、温度追従性に優れた弾性層が薄肉タイプのローラを用いることが好ましい。

記憶部３４は、画像メモリ６０、ＲＡＭ６１、及びＲＯＭ６２を備えており、画像メモリ６０は、画像入力部３０で読み取られ、ＡＤ変換部３１においてデジタル変換された画像信号を記憶し、制御部３３に送出する。ＲＡＭ６１及びＲＯＭ６２は、制御部３３の処理プログラムや処理内容等を記憶する。

また、ＲＡＭ６１（或いはＲＯＭ６２）には、画像形成時における加熱ローラ４０ａの通紙中の制御温度（以下、第１制御温度Ｔａという）、及び第１制御温度Ｔａよりも低い紙間の制御温度（以下、第２制御温度Ｔｂという）も記憶されており、後述するように温度検知センサ３７により検知された加熱ローラ４０ａの表面温度の検知結果に基づいて第２制御温度Ｔｂを制御する場合に読み出されて制御部３３に送出される。

操作パネル３５は、複数の操作キーから成る操作部と、設定条件や装置の状態等を表示する表示部（いずれも図示せず）とから構成されており、ユーザが印刷条件等の設定や印刷開始命令を入力する他、画像形成装置１００がファクシミリ機能を有する場合は記憶部３４にファクシミリ送信先を登録し、さらに登録された送信先の読み出しや書き換えを行う等の種々の設定にも使用される。

温度検知センサ３７は、加熱ローラ４０ａの表面温度を検知するとともに、検知結果を制御部３３に送信する。温度検知センサ３７としては、加熱ローラ４０ａの表面温度を直接検知する接触式サーミスタや非接触式の赤外線サーミスタ、及びそれらを組み合わせた従来公知の温度センサが用いられる。

制御部３３は、設定されたプログラムに従って画像入力部３０、画像形成部３２、給紙機構１０、定着装置１５やそれらを駆動するモータ及びクラッチ（図示せず）を全般的に制御するとともに、画像入力部３０から入力された画像信号を、必要に応じて変倍処理或いは階調処理して画像データに変換する。露光ユニット３は、処理後の画像データに基づいてレーザ光を照射し、感光体ドラム１上に潜像を形成する。さらに制御部３３は、温度検知センサ３７により現像開始タイミングと同期して検知された加熱ローラ４０ａの表面温度の検知結果に基づいて、加熱ローラ４０ａの表面温度を制御する機能も有している。

図２は、カラー画像形成時の現像出力信号に基づく本発明の定着温度制御の一例を示すタイミングチャートである。図１を参照しながら、図２を用いて本発明の画像形成装置における定着温度（加熱ローラ４０ａの表面温度）の制御動作について説明する。プリント出力信号が送信されると、定着駆動信号がＯＮとなり、同時に定着温度が待機中温度Ｔｃから紙間の第２制御温度Ｔｂまで上昇する。また、定着装置１５は継続駆動するため、加熱ローラ４０ａから加圧ローラ４０ｂに熱が供給され続ける。

次に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の各現像出力信号が送信され、中間転写ベルト５の回転周期に合わせて感光体ドラム１上の静電潜像が各色のトナー像に現像される。このとき、シアンの現像出力信号ＣのＯＮタイミング（シアンの現像開始タイミング）に同期して温度検知センサ３７により加熱ローラ４０ａの表面温度を検知し、第２制御温度Ｔｂから紙間目標温度Ｔｂ１まで昇温させ、次にブラックの現像出力信号ＢのＯＮタイミングに同期して加熱ローラ４０ａの表面温度を検知し、紙間目標温度Ｔｂ１から第１制御温度Ｔａまで昇温させる。

具体的には、各現像出力信号のＯＮタイミングで検知された加熱ローラ４０ａの表面温度の実測値と第１制御温度Ｔａとの温度差Ｔａ−ｂを算出し、これを残りの現像色数ｎで除した値（Ｔａ−ｂ／ｎ）だけ上昇させる。即ち、第２制御温度Ｔｂの残りの現像色数ｎにおける温度上昇量をΔＴｂｎとすると、以下の条件式（１）
ΔＴｂｎ＝Ｔａ−ｂ／ｎ ・・・（１）
を満たすように第２制御温度Ｔｂを段階的に上昇させることにより、表面温度の実測値から第１制御温度Ｔａまでの温度差を、残りの現像色数ｎに応じて等間隔で緩やかに上昇させることができる。

定着ローラ対４０のニップ部を用紙が通過し、第１制御温度Ｔａで用紙上へのトナー像の定着が行われると、加圧ローラ４０ｂの熱は用紙に奪われて表面温度が低下する。そして、定着装置の下流側に配置された用紙検知センサにより用紙の通過が確認されると、再び加熱ローラ４０ａの表面温度を第２制御温度Ｔｂまで下降させ、所定枚数のプリント出力終了までこの制御を繰り返す。プリント出力が終了すると、再び待機中温度Ｔｃまで下降させて次のプリント出力信号に備える。

本発明においては、カラー画像形成時には所定の色の現像開始タイミングに同期して加熱ローラ４０ａの表面温度を検知するとともに、検知結果に基づいて第２制御温度を段階的に上昇させることを特徴としている。これにより、紙間時には加熱ローラ４０ａに過度の熱供給が行われないため、加圧ローラ４０ｂの表面温度を良好な定着性を確保できる範囲に維持可能となり、装置のランニングコストも低減できる。また、紙間においてヒータへの通電を完全に停止した後、第１制御温度Ｔａまで一度に復帰させるような極端な制御を行わないため、第１制御温度Ｔａに復帰させる際の過昇温（オーバーシュート）が抑制され、温度推移を安定化することができる。

図２の温度制御を行った場合の加熱ローラ及び加圧ローラ表面の温度推移を図３に示す。図３から明らかなように、加熱ローラ４０ａの表面温度（曲線Ａ）は、第２制御温度Ｔｂ（１７０℃）から紙間目標温度Ｔｂ１（１８０℃）まで一旦上昇させ、さらに第１制御温度Ｔａ（１９０℃）まで上昇させる２段階制御としたので、第１制御温度Ｔａに復帰させる際に過昇温が発生しない。また、加圧ローラ４０ｂの表面温度（曲線Ｂ）の上昇は１６５℃程度に抑えられるため、機内温度の上昇や画像の光沢度変化も抑制される。

また、昇温タイミングを経過時間や温度により決定した場合は、何らかの原因により画像形成が遅れた場合、或いはプリント出力信号が送信された後、画像書き出し前に濃度補正等のキャリブレーションが実行された場合には、用紙が定着装置に到達するかなり以前に第１制御温度Ｔａまで昇温されることとなり、加圧ローラ４０ｂの表面温度も必要以上に上昇してしまう。所定の色の現像開始タイミングと同期して温度上昇量ΔＴｂｎを決定し、第１制御温度Ｔａまで昇温する本発明の制御とすることにより、画像形成過程に応じて安定した間隔で定着温度を昇温させることができる。

図４は、定着温度の他の制御例を示すタイミングチャートである。図４に示す制御では、マゼンタ、シアン及びブラックの現像出力信号Ｍ、Ｃ、ＢのＯＮタイミングに同期して加熱ローラの表面温度を検知し、第２制御温度Ｔｂから紙間目標温度Ｔｂ１、Ｔｂ２を経由して、第１制御温度Ｔａまで３段階で昇温させている。

これにより、図２の制御に比べて第１制御温度Ｔａまでの昇温が更に緩やかになるため、第１制御温度Ｔａまで復帰させる際の過昇温の発生をより一層効果的に抑制することができる。なお、各段階における温度上昇量ΔＴｂｎの算出は図２の場合と同様に条件式（１）により行われる。

図５は、本発明の定着温度制御手順を示すフローチャートである。図１を参照しながら図５のステップに従い、カラー画像形成時の第２制御温度Ｔｂの制御手順について説明する。先ず、操作パネル３５の操作によりプリント出力信号が送信され画像形成が開始されると（ステップＳ１）、制御部３３においてプリント出力がカラー印刷であるか否かが判断される（ステップＳ２）。

カラー印刷である場合は、先ず加熱ローラ４０ａの表面温度を待機中温度Ｔｃから第２制御温度Ｔｂに上昇させる（ステップＳ３）。そして、残り現像色数ｎをカウントし（ステップＳ４）、ｎが所定の現像色数である場合は現像開始タイミングに同期して加熱ローラ４０ａの表面温度を検知する（ステップＳ５）。検知結果は制御部３３に送信され、制御部３３において第１制御温度Ｔａと実測値との温度差Ｔａ−ｂ及び残り現像色数ｎを用いて温度上昇量ΔＴｂｎ（＝Ｔａ−ｂ／ｎ）を算出する（ステップＳ６）。そして、第２制御温度ＴｂをΔＴｂｎだけ上昇させる（ステップＳ７）。

これを残り現像色数ｎが１になるまで繰り返し（ステップＳ８）、ｎが１になった時、即ちブラックの現像開始タイミングでは加熱ローラ４０ａの表面温度は第１制御温度Ｔａまで上昇する（ステップＳ９）。そして、全ての色が現像されフルカラー画像が形成された用紙が定着装置１５に搬送され、第１制御温度Ｔａで定着処理が行われる。一方、ステップＳ２でモノクロ印刷である場合は、カラー印刷のように紙間が長くないため待機中温度Ｔｃから直接第１制御温度Ｔａに上昇させて（ステップＳ９）定着処理が行われる。

その後、画像形成処理が終了したか否かが判断され（ステップＳ１０）、画像形成が継続している場合は再びステップＳ２に戻り、以下同様の手順を繰り返す（ステップＳ３〜Ｓ９）。一方、画像形成が終了している場合は加熱ローラ４０ａの表面温度を待機中温度Ｔｃまで下降させ（ステップＳ１１）、処理を終了する。

図５の制御では、図２のようにシアン及びブラックの現像出力信号に同期して２段階に昇温する場合、図４のようにマゼンタ、シアン及びブラックの現像出力信号に同期して３段階に昇温する場合はもちろん、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの現像出力信号Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂに同期して第１制御温度Ｔａまで４段階に昇温する場合も同様に説明することができる。

なお、上記実施形態では、ブラックの現像開始タイミングまでの連続した２色、或いは３色の現像開始タイミングに同期させて加熱ローラ４０ａの表面温度を検知し、それに基づいて２段階、或いは３段階で第１制御温度Ｔａまで上昇させる制御としたが、例えば図６のように、イエローとマゼンタの現像開始タイミングに同期させて加熱ローラ４０ａの表面温度を検知し、それに基づいて２段階で第１制御温度Ｔａまで上昇させる制御としても良いし、イエローとシアン、マゼンタとシアン、或いはイエロー、マゼンタ及びシアン等、任意の２色或いは３色の現像開始タイミングに同期させる制御としても良い。

しかし、例えばイエローとマゼンタの２色の現像開始タイミングに同期させて表面温度の検知及び第２制御温度Ｔｂの段階的な上昇を実行した場合、図６に示すように、シアンの現像開始タイミングで既に第１制御温度Ｔａに到達することとなり、加熱ローラ４０ａの表面温度が第１制御温度Ｔａに維持される時間が長くなる。そのため、図２、図４の制御に比べて加圧ローラ４０ｂの表面温度も高くなる上、消費電力も大きくなる。

従って、全ての色の現像終了タイミングに合わせて加熱ローラ４０ａを第１制御温度Ｔａまで昇温するためには、各現像装置４ａ〜４ｄの現像開始タイミングのうち、最後に現像される色（ここではブラック）を含む連続した複数色の現像開始タイミングと同期させて温度制御を実行することが好ましい。

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば各色の画像を順次積層する中間転写体として、中間転写ベルト５に代えて中間転写ドラムを用いても良い。中間転写ドラムとしては、例えば発泡ウレタンに導電性ゴムを被覆したものが用いられる。また、本発明はロータリー現像式のカラー画像形成装置のみでなく、大型の感光体ドラムの周囲に複数の固定式の現像装置を配置したカラー画像形成装置にも適用できるのはもちろんである。

本発明は、一つの像担持体と、該像担持体の周囲に配置され像担持体上に形成された静電潜像をトナー像に現像する複数の現像装置と、該現像装置により現像されたトナー像が順次積層される中間転写体と、該中間転写体上に積層されたトナー像を転写紙上に一度に転写する転写手段と、内部に加熱手段を有する加熱ローラ及び該加熱ローラに圧接される加圧ローラから成る定着ローラ対のニップ部を通過させて転写手段により転写されたトナー像を転写紙上に定着させる定着装置と、加熱ローラの表面温度を検知する温度検知手段と、加熱ローラの表面温度を制御する制御手段とを備えたカラー画像形成装置において、加熱ローラの制御温度として、画像形成時における通紙中の第１制御温度Ｔａと、該第１制御温度Ｔａよりも低い紙間の第２制御温度Ｔｂとが設定されており、制御手段は、カラー画像形成時の紙間中に温度検知手段により各現像装置の現像開始タイミングのうちいずれか２色以上の現像開始タイミングと同期して加熱ローラの表面温度を検知するとともに、検知結果に基づいて第２制御温度Ｔｂを第１制御温度Ｔａまで段階的に上昇させる。

これにより、加熱ローラはカラー画像形成時の紙間において第２制御温度から段階的に第１制御温度まで昇温されるため、加熱ローラに過度の熱供給が行われず、加熱ローラに圧接される加圧ローラの表面温度を良好な定着性を確保できる範囲に維持可能となり、装置のランニングコストも低減可能な画像形成装置を提供することができる。また、第１制御温度に復帰させる際の過昇温が抑制され、加熱ローラ及び加圧ローラの温度推移も安定化できる。さらに、各色の現像開始タイミングと同期して昇温を開始するので、何らかの原因により画像形成が遅れた場合にも画像形成過程に応じた速度で定着温度を昇温させることができる。

また、最後に現像される色を含む連続した複数色の現像開始タイミングと同期して加熱ローラの表面温度の検知及び第２制御温度の段階的昇温を行うこととしたので、全ての色の現像終了タイミングに合わせて加熱ローラを第１制御温度まで昇温できるため、紙間における加圧ローラの表面温度の上昇及びそれに起因する機内温度の上昇がより効果的に抑制され、消費電力も一層低減可能な画像形成装置となる。

さらに、第２制御温度の温度上昇量を条件式（１）により算出すれば、加熱ローラの表面温度の実測値から第１制御温度Ｔａまでの温度差Ｔａ−ｂを残りの現像色数ｎに応じて等間隔で緩やかに上昇させることができ、第１制御温度に復帰させる際の過昇温をより効果的に抑制可能な画像形成装置となる。

は、本発明のカラー画像形成装置の構成を示すブロック図である。 は、本発明の定着温度制御（２段階制御）の一例を示すタイミングチャートである。 は、図２の温度制御を行った場合の加熱ローラ及び加圧ローラ表面の温度推移を示すグラフである。 は、本発明の定着温度制御（３段階制御）の一例を示すタイミングチャートである。 は、本発明のカラー画像形成装置における定着温度制御手順の一例を示すフローチャートである。 は、本発明の定着温度制御（２段階制御）の他の例を示すタイミングチャートである。 は、従来のロータリー現像式のカラー画像形成装置の内部構成を示す側面断面図である。 は、連続通紙時に加熱ローラの温度制御を行わない場合の加熱ローラ及び加圧ローラ表面の温度推移を示すグラフである。 は、連続通紙時の紙間において加熱ローラへの通電を停止した場合の加熱ローラ及び加圧ローラ表面の温度推移を示すグラフである。

符号の説明

１ 感光体ドラム（像担持体）
２ 帯電ユニット
３ 露光ユニット
４ 現像ユニット
４ａ〜４ｄ 現像装置
５ 中間転写ベルト（中間転写体）
６ａ、６ｂ 中間転写ローラ
１３ 転写ローラ（転写手段）
１５ 定着装置
３２ 画像形成部
３３ 制御部（制御手段）
３７ 温度検知センサ（温度検知手段）
４０ 定着ローラ対
４０ａ 加熱ローラ
４０ｂ 加圧ローラ
１００ 画像形成装置
Ｔａ 第１制御温度
Ｔｂ 第２制御温度
Ｔｃ 待機中温度

Claims (3)

1. 一つの像担持体と、該像担持体の周囲に配置され前記像担持体上に形成された静電潜像をトナー像に現像する複数の現像装置と、該現像装置により現像された複数色のトナー像が順次積層される中間転写体と、該中間転写体上に積層されたトナー像を転写紙上に一度に転写する転写手段と、
   内部に加熱手段を有する加熱ローラ及び該加熱ローラに圧接される加圧ローラから成る定着ローラ対のニップ部を通過させて前記転写手段により転写されたトナー像を転写紙上に定着させる定着装置と、
   前記加熱ローラの表面温度を検知する温度検知手段と、
   前記加熱ローラの表面温度を制御する制御手段と、
   を備えたカラー画像形成装置において、
   前記加熱ローラの制御温度として、画像形成時における通紙中の第１制御温度Ｔａと、該第１制御温度Ｔａよりも低い紙間の第２制御温度Ｔｂとが設定されており、前記制御手段は、カラー画像形成時の紙間中に前記温度検知手段により前記各現像装置の現像開始タイミングのうちいずれか２色以上の現像開始タイミングと同期して前記加熱ローラの表面温度を検知するとともに、検知結果に基づいて前記第２制御温度Ｔｂを前記第１制御温度Ｔａまで段階的に上昇させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記加熱ローラの表面温度の検知及び前記第２制御温度Ｔｂの段階的な上昇は、前記各現像装置の現像開始タイミングのうち最後に現像される色を含む連続した複数色の現像開始タイミングと同期して実行されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記温度検知手段により検知された前記加熱ローラの表面温度と前記第１制御温度Ｔａとの差をＴａ−ｂ、残りの現像色数をｎとしたとき、前記第２制御温度Ｔｂの残りの現像色数ｎにおける温度上昇量ΔＴｂｎが以下の条件式（１）で表されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
   ΔＴｂｎ＝Ｔａ−ｂ／ｎ ・・・（１）

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