JP2017223903A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】最適なファーストプリントアウトタイムを実現すること。【解決手段】用紙Ｐを積載する本体カセット１４０、カセット１４１、１４２と、本体カセット１４０、カセット１４１、１４２の各々に対して印刷モードを設定するエンジン制御部２０２と、を備え、エンジン制御部２０２は、本体カセット１４０、カセット１４１、１４２の各々に対して設定された印刷モードに基づいて、準備動作１を実行することにより定着器１３０が上昇する温度を決定する（Ｓ５０１、Ｓ５０２）。【選択図】図４

Description

本発明は、電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関する。

従来から、画像形成動作を指示してから画像が形成された用紙が画像形成装置外に排出されるまでの時間であるファーストプリントアウトタイム（以下、ＦＰＯＴとする）が短い画像形成装置の開発が望まれている。ＦＰＯＴは、画像形成装置のコントローラ部が画像データを準備する処理、画像形成装置のエンジン制御部が画像形成動作を開始するための準備動作及び用紙に画像形成を行う画像形成動作のそれぞれの時間によって決定される。ＦＰＯＴを短縮するために、画像データの準備処理の開始と同時に画像形成の準備動作を開始して、それぞれの処理及び動作を並行して実施する方法がある。具体的には、コントローラ部がホストコンピュータから送信された画像データを解析する時間を要する場合、コントローラ部がエンジン制御部へ印刷モード（普通紙モードなど）や給紙口などを予約する印刷予約コマンドを送信する前にプレコマンドを発行する。エンジン制御部は、プレコマンドを受信するとともに、画像形成の準備動作を開始する。エンジン制御部の準備動作では、定着器を目標温度まで立ち上げるための時間が準備動作時間の律速となる場合があり、画像形成動作時の目標温度が高い印刷モードに対してＦＰＯＴが最適となるように準備動作が実施される場合がある。

また、例えば特許文献１では、プレコマンドによる準備動作時に、過去のページの印刷モードによって、スキャナの駆動や定着器の予備加熱を開始する方法が開示されている。また、例えば特許文献２では、プレコマンドによる準備動作時に、画像形成装置に収容されている記録材に応じた印刷モードによって、定着器の予備加熱を開始する方法が開示されている。

特開２０１０−０３８９２６号公報 特開２０１５−０５７６３６号公報

画像形成装置が複数の用紙収納部を有し、それぞれの収納部に画像形成動作時の定着器の目標温度が異なる用紙が収納されている場合、前回のプリントと次のプリントとで印刷モードが異なる可能性がある。また、プレコマンド受信時の定着器の目標温度と印刷予約コマンド受信後の定着器の目標温度が異なる可能性もある。このような場合、印刷予約コマンド受信後の定着器の目標温度となるように温度を制御する必要があり、最適なＦＰＯＴを実現することができないおそれがある。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、最適なファーストプリントアウトタイムを実現することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。

（１）画像データを処理するコントローラ部と、記録材に画像を形成する形成手段と、前記形成手段により形成された未定着の画像を定着する定着手段と、前記コントローラ部から画像形成動作の指示を受信する前に第１の準備動作における前記定着手段の温度制御を実行し、前記コントローラ部から前記画像形成動作の指示を受信すると前記画像形成動作に応じた印刷モードで第２の準備動作における前記定着手段の温度制御を実行し、前記第２の準備動作が完了すると前記形成手段により記録材に画像形成を行う制御手段と、を備える画像形成装置であって、記録材を積載する複数の積載部と、前記複数の積載部の各々に対して印刷モードを設定する設定手段と、を備え、前記制御手段は、前記設定手段により前記複数の積載部の各々に対して設定された印刷モードに基づいて、前記第１の準備動作を実行することにより前記定着手段が上昇する温度を決定することを特徴とする画像形成装置。

（２）記録材に画像を形成する形成手段と、前記形成手段により形成された未定着の画像を定着する定着手段と、画像形成条件が確定する前に第１の準備動作における前記定着手段の温度制御を実行し、前記画像形成条件が確定すると前記画像形成条件に応じた第２の準備動作における前記定着手段の温度制御を実行し、前記第２の準備動作が完了すると前記形成手段により記録材に画像形成を行う制御手段と、を備える画像形成装置であって、記録材を積載する複数の積載部と、前記複数の積載部の各々に対して印刷モードを設定する設定手段と、を備え、前記制御手段は、前記設定手段により前記複数の積載部の各々に対して設定された印刷モードに基づいて、前記第１の準備動作を実行することにより前記定着手段が上昇する温度を決定することを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、最適なファーストプリントアウトタイムを実現することができる。

実施例１の画像形成装置の概略構成図、システム構成を示すブロック図 実施例１、２の動作を示すタイミングチャート 実施例１の給紙カセットの印刷モードの決定処理を示すフローチャート 実施例１のプレコマンド受信後の動作を示すフローチャート 実施例２の給紙カセットの使用履歴の記憶処理を示すフローチャート 実施例２のプレコマンド受信後の動作を示すフローチャート 実施例３の多色画像形成装置の断面図 実施例３のシステム構成を示すブロック図、定着器の構成を示す図 実施例３の動作を示すタイミングチャート、予備加熱時の目標温度を示す図 実施例３の動作を示すフローチャート 実施例３の指定された目標温度が最低目標温度の場合を示す図 実施例３の指定された目標温度が最高目標温度の場合を示す図 実施例４の加圧ローラの予測表面温度Ｔｆを示すグラフ、最大昇温量と最大降温量を示す図 実施例４の機内温度と加圧ローラの予測表面温度Ｔｆと最大昇温量、最大降温量の関係を示す図 実施例４の用紙毎の予備加熱温度の選択範囲の関係図 実施例４の予備加熱時の目標温度の決定処理を示すフローチャート

以下、本発明を実施するための形態を、実施例により図面を参照しながら詳しく説明する。

［画像形成装置の全体構成］
図１（ａ）は実施例１の画像形成装置の断面図である。感光体である感光ドラム１２２は、有機感光体やアモルファスシリコン感光体でできており、図中矢印方向（時計回り方向）に所定の周速度（プロセススピード）で駆動される。感光ドラム１２２は、帯電ローラ１２３によりその周面が所定の極性、電位に一様に帯電される。スキャナ部１０８は、感光ドラム１２２の帯電面に、画像読取装置やコンピュータ等の画像信号発生装置（不図示）から入力された画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調（オン／オフ変換）されたレーザ光を出射する。スキャナ部１０８から出射されたレーザ光は、ミラー１０７によって偏向されて感光ドラム１２２に照射されることにより、走査露光が行われ、感光ドラム１２２上（感光体上）に画像情報に対応した静電潜像が形成される。感光ドラム１２２の回転方向である副走査方向の露光を開始するタイミングは、／ＴＯＰ信号（副走査方向同期信号）により画像形成装置１００からコントローラ部２０１（図１（ｂ）参照）に通知される。このように目的の画像に対応して感光ドラム１２２上に形成された静電潜像は、現像ローラ１２１により現像される。カートリッジ１２０は、感光ドラム１２２、帯電ローラ１２３、現像ローラ１２１から構成され、画像形成装置本体から着脱可能に構成されている。

本実施例の画像形成装置１００は、用紙を積載する複数の積載部を備えている。画像形成装置１００に備えられた積載部である本体カセット１４０から給紙する場合、本体カセット１４０から記録材である用紙Ｐが給紙ローラ１０１により給紙される。給紙された用紙Ｐは、分離ローラ１０２により分離搬送され、搬送ローラ１０３により搬送される。一方、給紙オプション１５０、１６０から給紙する場合、積載部であるオプションカセット（以下、単にカセットという）１４１、１４２から給紙ローラ１５１、１６１により給紙される。給紙された用紙Ｐは、分離ローラ１５２、１６２により分離搬送され、搬送ローラ１５３、１６３を経由し、搬送ローラ１０３に搬送される。その後、用紙Ｐは、レジストレーションローラ（以下、レジストローラとする）１０４により感光ドラム１２２と転写ローラ１０６により形成される転写ニップ部に搬送される。これにより、転写ニップ部において用紙Ｐに感光ドラム１２２上のトナー像が転写される。転写ローラ１０６は、用紙Ｐの背面からトナーと逆極性の電荷を供給することで、感光ドラム１２２から用紙Ｐにトナー像を転写する。このようにトナー像が転写された用紙Ｐは、感光ドラム１２２から分離されて定着手段である定着器１３０へ搬送される。定着器１３０は、ヒータ１３２、定着フィルム１３３、加圧ローラ１３４によってトナー像に熱定着処理を行う。定着器１３０により熱定着を受けた用紙Ｐは、ローラ１１０、１１１により搬送されトレイ１１２に排出される。感光ドラム１２２、帯電ローラ１２３、現像ローラ１２１、転写ローラ１０６は、形成手段として機能する。

また、画像形成装置１００及び給紙オプション１５０、１６０には、後述する第１の検知手段である紙有無センサ１７０、１７１、１７２が配置されている。紙有無センサ１７０、１７１、１７２は、本体カセット１４０、カセット１４１、１４２に用紙Ｐが積載されているか否かを検知する。また、画像形成装置１００及び給紙オプション１５０、１６０の搬送路上には、後述するトップセンサ１０５、定着排紙センサ１０９が配置されており、用紙Ｐの搬送制御等に用いられている。また、分離ローラ１０２、１５２、１６２と搬送ローラ１０３、１５３、１６３との間には、それぞれ第２の検知手段である超音波センサ１８０、１８１、１８２が配置されている。超音波センサ１８０、１８１、１８２は、本体カセット１４０、カセット１４１、１４２から給紙された用紙Ｐの紙種（坪量等）を検知するためのセンサである。ここで坪量とは、用紙Ｐの単位面積当たりの質量であり、単位は［ｇ／ｍ^２］である。超音波センサ１８０、１８１、１８２は、超音波を照射する照射部１８０ａ、１８１ａ、１８２ａと、受信部１８０ｂ、１８１ｂ、１８２ｂとを有している。なお、超音波センサ１８０を搬送ローラ１０３よりも下流側、すなわち給紙オプション１５０、１６０から給紙された用紙Ｐも検知できる位置に配置すれば、給紙オプション１５０、１６０に超音波センサ１８１、１８２が設けられていなくてもよい。更に、定着器１３０は、ヒータ１３２の温度を検知するサーミスタ１３１を有している。なお、用紙Ｐは、画像が形成された面を下にした状態で、トレイ１１２に排出される。

［画像形成装置のシステム構成］
次に、画像形成装置１００のシステム構成について説明する。図１（ｂ）は、画像形成装置１００のシステム構成を説明するためのブロック図である。図１（ｂ）において、画像形成装置１００は、コントローラ部２０１及び制御手段であるエンジン制御部２０２を備えている。コントローラ部２０１は、外部装置であるホストコンピュータ２００、及びエンジン制御部２０２と相互に通信が可能となっている。エンジン制御部２０２は、ビデオインタフェース部２０３、ＣＰＵ２０５、露光制御部２０８、駆動制御部２０９、高圧制御部２１０、定着制御部２１１、センサ入力部２１２から構成されている。ＣＰＵ２０５は、エンジン制御部２０２を制御するためにＣＰＵ２０５が実行するプログラムやデータを記憶したＲＯＭ２０６、及び一時的なデータの記憶に用いるＲＡＭ２０７を備えている。

外部装置であるホストコンピュータ２００は、画像形成装置１００のコントローラ部２０１に印刷条件、印刷画像の画像データ、印刷指令を送信する。コントローラ部２０１は、ホストコンピュータ２００から受信した画像データを画像形成装置１００に必要な露光データに変換するとともに、受信した印刷条件に基づいて用紙毎の印刷予約情報を作成する。印刷予約情報とは、例えば、用紙Ｐの供給元を示す給紙口（給紙カセット）、用紙サイズ、印刷モード等のことである。コントローラ部２０１は、ホストコンピュータ２００及び操作部である操作パネル２１７と通信可能である。コントローラ部２０１は、ビデオインタフェース部２０３を介して、ＣＰＵ２０５へ印刷予約コマンドを送信し、画像データから露光データへの変換が完了すると、印刷開始コマンドをＣＰＵ２０５へ送信する。ＣＰＵ２０５は、コントローラ部２０１から受信した印刷予約コマンドに基づいて、画像形成条件を決定する。ここで、画像形成条件には、例えば、用紙Ｐの搬送速度、画像形成時における定着器１３０の目標温度、各種の高電圧等が含まれる。このように、ＣＰＵ２０５（エンジン制御部２０２）は、印刷予約コマンドの受信前には画像形成条件を決定できず、印刷予約コマンドの受信後に画像形成条件を決定する。ＣＰＵ２０５は、コントローラ部２０１から画像形成動作の指示である印刷開始コマンドを受信すると、画像形成動作を開始する。

エンジン制御部２０２の駆動制御部２０９は、画像形成装置１００の各ローラを、ドラムモータ２０４又は定着モータ２１３によって駆動する。駆動制御部２０９により制御されるドラムモータ２０４は、給紙ローラ１０１、分離ローラ１０２、搬送ローラ１０３、給紙ローラ１５１、１６１、分離ローラ１５２、１６２、搬送ローラ１５３、１６３を駆動する。また、ドラムモータ２０４は、レジストローラ１０４、感光ドラム１２２、転写ローラ１０６も駆動する。

ドラムモータ２０４と給紙ローラ１０１は、クラッチ２１４を介して接続されている。駆動制御部２０９は、本体カセット１４０から用紙Ｐを給紙する際は、所定時間、クラッチ２１４を連結し、給紙ローラ１０１を駆動させる。給紙ローラ１５１、１６１も同様に、クラッチ２１５、２１６を介してドラムモータ２０４とそれぞれ接続されている。駆動制御部２０９は、カセット１４１、１４２から用紙Ｐを給紙する際は、所定時間、クラッチ２１５、２１６を連結し、給紙ローラ１５１、１６１を駆動させる。定着モータ２１３は、加圧ローラ１３４、ローラ１１０、１１１を駆動する。

露光制御部２０８は、ＣＰＵ２０５からの指示に応じて、スキャナ部１０８が有する不図示のスキャナモータの回転や、不図示の光源からの光量の補正を行う。露光制御部２０８は、コントローラ部２０１から受信する露光データに基づいて、スキャナ部１０８から感光ドラム１２２への光の照射を行う。高圧制御部２１０は、画像形成装置１００内の各部材、例えば帯電ローラ１２３、現像ローラ１２１、転写ローラ１０６へ直流電圧又は交流電圧を印加する電源の制御を行う。定着制御部２１１は、サーミスタ１３１によってヒータ１３２の表面温度を検知し、検知結果に基づいて、ヒータ１３２への電力供給の制御を行う。センサ入力部２１２は、トップセンサ１０５及び定着排紙センサ１０９の検知情報を取得し、ＣＰＵ２０５に出力する。

［画像形成動作］
次に、画像形成装置１００の画像形成動作を説明する。画像形成動作は、エンジン制御部２０２がコントローラ部２０１から印刷開始コマンドを受けると開始される。まず、印刷を行う準備のため、感光ドラム１２２は、帯電ローラ１２３により表面を均一に帯電される。また、エンジン制御部２０２は、高圧制御部２１０により感光ドラム１２２上に形成された潜像にトナーが付着するように、感光ドラム１２２の帯電極性と同極性で略同電位の交流電圧を現像ローラ１２１に印加する。定着器１３０では、定着制御部２１１により立ち上げ動作としてヒータ１３２に電力の供給が開始される。定着器１３０の立ち上げが開始されてから所定時間が経過すると定着準備が完了したとされ、エンジン制御部２０２はクラッチ２１４を駆動して、本体カセット１４０から給紙ローラ１０１による用紙Ｐの給紙を開始する。エンジン制御部２０２は、用紙Ｐの先端がトップセンサ１０５に到達してから所定のタイミングで、露光データの出力の基準タイミングとなる／ＴＯＰ信号（露光データ開始信号）を、コントローラ部２０１へ出力する。

エンジン制御部２０２は、コントローラ部２０１から受信する露光データをスキャナ部１０８により感光ドラム１２２上へ露光して潜像を形成し、現像ローラ１２１によりトナーを感光ドラム１２２に付着させ、トナー像を形成させる。感光ドラム１２２上に形成されたトナー像は、転写ローラ１０６によって用紙Ｐに転写される。そのために、転写ローラ１０６に感光ドラム１２２上に形成されたトナー像と逆極性、本実施例では正極性の直流電圧を印加して感光ドラム１２２上のトナー像を用紙Ｐに転写する。用紙Ｐは感光ドラム１２２から剥離された後、定着器１３０へ搬送され、定着フィルム１３３と加圧ローラ１３４とで形成された定着ニップ部に挟持される。用紙Ｐ上に形成された未定着のトナー像は、定着器１３０により定着ニップ部において定着処理が行われる。用紙Ｐは、定着ニップ部で定着された後にローラ１１０、１１１を介して本体上部のトレイ１１２上へ画像面を下向きにして排出される。

［プレコマンドを使用した場合の画像形成動作］
図２（ａ）は、エンジン制御部２０２がコントローラ部２０１からプレコマンドを受信してから１ページの画像形成動作を完了するまでのタイミングチャートである。図２（ａ）には、コントローラ部２０１とエンジン制御部２０２の間で送受信されるコマンド等を記載し、各タイミングの間の動作も記載している。プレコマンドとは、コントローラ部２０１がエンジン制御部２０２へ画像形成動作の指示（印刷指示）をする前に、定着器１３０とスキャナ部１０８の不図示のスキャナモータの駆動開始を指示するコマンドである。具体的には、エンジン制御部２０２がプレコマンドを受信すると、定着制御部２１１は、定着モータ２１３の駆動を開始するとともに、所定温度になるようにヒータ１３２への電力の供給を開始する。また、エンジン制御部２０２がプレコマンドを受信すると、露光制御部２０８は、所定の回転数になるようにスキャナモータの駆動を開始する。

タイミングｔ１１で、ホストコンピュータ２００がコントローラ部２０１へ印刷指令をした際、コントローラ部２０１からエンジン制御部２０２にプレコマンドが送信される。エンジン制御部２０２は、タイミングｔ１１でプレコマンドを受信すると、第１の準備動作である準備動作１として、定着器１３０とスキャナモータの駆動を開始する。定着器１３０については、エンジン制御部２０２は、定着器１３０の温度制御を開始する。このように、本実施例では、エンジン制御部２０２は、画像形成条件が確定する前の、画像形成時における定着器１３０の目標温度が決定されていない状態で、準備動作１を実行する。すなわち、準備動作１とは、画像形成条件が確定する前の、画像形成時における定着器１３０の目標温度が決定されていない状態で行われる動作である。コントローラ部２０１は、画像形成を行う用紙Ｐに関する情報が確定したタイミングｔ１２で、印刷予約コマンドをエンジン制御部２０２に送信する。エンジン制御部２０２は、コントローラ部２０１から印刷予約コマンドを受信したタイミングｔ１２で、用紙Ｐの印刷モードや給紙口（本体カセット１４０か給紙オプション１５０、１６０のカセット１４１、１４２か）を確定することができる。ここで、印刷モードとは、普通紙（１／１速）、厚紙（１／２速）等といった用紙Ｐの種類や搬送速度（１／１速や１／２速）のことを指している。

コントローラ部２０１は、タイミングｔ１２でエンジン制御部２０２に対して印刷予約コマンドを送信した後、画像データの変換処理（即ち、画像形成準備）が完了したタイミングｔ１３で、エンジン制御部２０２に印刷開始コマンドを送信する。エンジン制御部２０２は、タイミングｔ１３でコントローラ部２０１から印刷開始コマンドを受信すると、確定した印刷モードに応じて第２の準備動作である準備動作２を開始する。エンジン制御部２０２は、印刷予約コマンドを受信すると画像形成条件を確定し、受信した印刷予約コマンドから決定される印刷モードで準備動作２を実行する。また、エンジン制御部２０２は、決定された画像形成時の目標温度で定着器１３０の温度制御を行う。ここで、準備動作２とは、準備動作１で実施していない画像形成動作に必要な準備動作をいう。具体的には、ドラムモータ２０４や高圧制御部２１０等の動作を開始する。エンジン制御部２０２は、準備動作２を完了し、画像形成動作が可能となったタイミングｔ１４で、印刷予約コマンドで確定された給紙口に応じて駆動制御部２０９により所定のクラッチを駆動し、所定のカセットから用紙Ｐを給紙する。例えば、印刷予約コマンドで、画像形成装置１００の本体カセット１４０が給紙口として指定されていた場合、エンジン制御部２０２は、クラッチ２１４を駆動して給紙ローラ１０１により用紙Ｐの給紙を開始する。

タイミングｔ１１でエンジン制御部２０２が準備動作１を実行する際には、前述したように画像が形成される用紙Ｐに対する印刷モードを確定することができない。したがって、エンジン制御部２０２は、デフォルト設定の印刷モードを設けて、準備動作１ではデフォルト設定の印刷モードに応じて定着器１３０とスキャナモータの駆動を開始する。例えば、デフォルト設定の印刷モードを普通紙モードとする。ここで、印刷モードと定着器１３０の目標温度との関係を表１に示す。印刷モードと定着器１３０の目標温度との関係を示す情報は、例えば予めＲＯＭ２０６に記憶されている。

表１は、左列に印刷モードを示し、右列に定着器１３０の目標温度［℃］を示す。例えば、印刷モードが普通紙モードである場合、定着器１３０の目標温度は２００℃となる。エンジン制御部２０２は、デフォルト設定の印刷モードに対応する目標温度となるように、定着器１３０の温度制御を行う。

エンジン制御部２０２は、タイミングｔ１３でコントローラ部２０１から印刷開始コマンドを受信すると、準備動作２を開始する。エンジン制御部２０２は、準備動作２を開始する際、エンジン制御部２０２が設定しているデフォルト設定の印刷モードと、コントローラ部２０１から指定された印刷モードを比較する。両者の印刷モードが一致している場合には、エンジン制御部２０２は、準備動作１で予め起動した定着器１３０やスキャナモータの動作を切り替える必要はない。デフォルト設定の印刷モードと指定された印刷モードが一致するケース（Ａ）における印刷開始コマンド受信から画像形成動作開始までの時間（タイミングｔ１３からタイミングｔ１４までの区間）を時間Ｔｐｒｅ（Ａ）とする。エンジン制御部２０２は、コントローラ部２０１から指定された印刷モードに対応する目標温度となるように、定着器１３０の温度制御を行う。

一方、デフォルト設定の印刷モードと指定された印刷モードが異なっている場合の動作を図２（ｂ）に示す。なお、図２（ａ）と同じ符号等の説明は省略する。また、図２（ｃ）に、図２（ｂ）の場合の定着器１３０の目標温度とサーミスタ１３１の検知温度（サーミスタ温度）も示す。図２（ｃ）は横軸が図２（ｂ）に対応したタイミングを示す時間、縦軸が定着器１３０の温度を示す。図２（ｂ）の場合、エンジン制御部２０２は、準備動作１で予め起動している定着器１３０やスキャナモータの動作を、タイミングｔ１３でコントローラ部２０１から指定された印刷モードに応じて切り替える必要がある。例えば、デフォルト設定の印刷モードが普通紙モードで、コントローラ部２０１から指定された印刷モードが薄紙モードであったとする。この場合、エンジン制御部２０２は、準備動作１において、定着器１３０の目標温度を表１から普通紙モードで動作するための２００℃として定着器１３０の立ち上げ動作を行う。しかし、タイミングｔ１３で印刷開始コマンドを受信したとき、薄紙モードで動作するために定着器１３０の目標温度を１６０℃に切り替える。

このケース（Ｂ）では、印刷開始コマンドを受信したタイミングｔ１３に定着器１３０の目標温度を２００℃から１６０℃に下げているため、準備動作２の完了と定着器１３０の温度が１６０℃に下がるのを待ち、タイミングｔ２４から画像形成動作を開始する。このケース（Ｂ）における印刷開始コマンド受信から画像形成動作開始までの時間（タイミングｔ１３からタイミングｔ２４の区間）を時間Ｔｐｒｅ（Ｂ）とする。Ｔｐｒｅ（Ｂ）は、定着器１３０の温度が降下するまでの時間分、Ｔｐｒｅ（Ａ）よりも時間を要する（Ｔｐｒｅ（Ａ）＜Ｔｐｒｅ（Ｂ））。その結果、ケース（Ｂ）のＦＰＯＴは、ケース（Ａ）のＦＰＯＴよりも、その差分時間（Ｔｐｒｅ（Ｂ）−Ｔｐｒｅ（Ａ））（待機時間でもある）だけ長くなる。そして、準備動作１での目標温度と準備動作２での目標温度の差が大きいほど、ＦＰＯＴは長くなる。

本実施例では、複数の給紙口（以降、給紙カセットとする）の用紙毎に印刷モードを設定し、それらの印刷モードからデフォルト設定の印刷モードを決定する構成とする。これにより、デフォルト設定の印刷モードにおける定着器１３０の目標温度と、本体カセット１４０、カセット１４１、１４２に収納された用紙Ｐの印刷モードの目標温度との差が大きくなることを防止する。これにより、画像形成動作時の目標温度が相対的に高い印刷モードの用紙を収納する給紙カセット使用時のＦＰＯＴを最速にし、それ以外の給紙カセット使用時のＦＰＯＴの低下を最小限にすることができる。

［給紙カセット毎の印刷モードの決定］
本実施例では、複数の給紙カセット毎に印刷モードを決定し、決定された印刷モードの中から、準備動作１で用いられるデフォルト設定の印刷モードを決定する。まず、複数の給紙カセット毎の印刷モードを決定する方法について説明する。ここでは、エンジン制御部２０２は、各給紙カセットに搭載された紙有無センサ１７０、１７１、１７２によって用紙の有無を検知する。なお、給紙カセットの用紙Ｐがなくなった場合（用紙無しの場合）は、次に給紙カセットに設置される用紙Ｐが不明であるため、決定された印刷モードを変更する動作についても説明する。

本実施例では、コントローラ部２０１が印刷予約コマンドにより用紙Ｐの紙種、用紙サイズ、給紙口を指定する。紙種は、例えば普通紙、薄紙、厚紙の３種類とし、用紙サイズは、例えばＡ４、Ｂ５、給紙口は、例えば、画像形成装置１００の本体カセット１４０、給紙オプション１５０、１６０のカセット１４１、１４２の場合に関して説明する。表２に、紙種と用紙サイズから決定される印刷モード及び各印刷モードにおける定着器１３０の目標温度と搬送速度を示す。表２の情報は、例えばＲＯＭ２０６に記憶されている。

表２で１列目は用紙Ｐの紙種を、２列目は用紙サイズを、３列目は印刷モードを、４列目は定着器１３０の目標温度［℃］を、５列目は搬送速度を、それぞれ示す。例えば、紙種が厚紙で用紙サイズがＢ５である場合、表２から、印刷モードは厚紙小サイズモード、定着器１３０の目標温度は１６５℃、搬送速度は１／２速となる。

［印刷モードの決定処理］
図３（ａ）は、給紙カセット毎に印刷モードを決定する処理を説明するフローチャートである。設定手段であるエンジン制御部２０２は、画像形成装置１００の電源がオンされると、ステップ（以下、Ｓとする）４００以下の処理を開始する。Ｓ４００でエンジン制御部２０２は、本体カセット１４０、カセット１４１、１４２の印刷モードを初期化する。ここでの初期化とは、全ての給紙カセットの印刷モードを所定の印刷モードに設定することであり、例えば本実施例では、全ての給紙カセットの印刷モードを普通紙大サイズモードとする。Ｓ４０１でエンジン制御部２０２は、コントローラ部２０１から印刷予約コマンドを受信したか否かを判断する。Ｓ４０１でエンジン制御部２０２は、印刷予約コマンドを受信していないと判断した場合、処理をＳ４０１に戻し、印刷予約コマンドを受信したと判断した場合、処理をＳ４０２に進める。

Ｓ４０２でエンジン制御部２０２は、コントローラ部２０１から受信した印刷予約コマンドの紙種、用紙サイズ及び給紙口の内容を確認し、表２に基づいて印刷モードを選択する。Ｓ４０３でエンジン制御部２０２は、コントローラ部２０１から印刷開始コマンドを受信したか否かを判断する。Ｓ４０３でエンジン制御部２０２は、印刷開始コマンドを受信していないと判断した場合、処理をＳ４０３に戻し、印刷開始コマンドを受信したと判断した場合、処理をＳ４０４に進める。Ｓ４０４でエンジン制御部２０２は、印刷予約コマンドで指定された給紙カセットの印刷モードを決定する。例えば、コントローラ部２０１から受信した印刷予約コマンドに、使用する給紙口が本体カセット１４０であり、紙種及び用紙サイズが普通紙、Ａ４であるという情報が含まれているとする。この場合、エンジン制御部２０２は、本体カセット１４０の印刷モードを、表２に基づいて普通紙大サイズモードに決定する。これにより、所定の給紙カセットに対応して印刷モードが決定される。その後再度、エンジン制御部２０２は、処理をＳ４０１に戻し、各給紙カセットの印刷モードの決定処理を続ける。これにより、本体カセット１４０の印刷モード、カセット１４１の印刷モード、カセット１４２の印刷モードが、それぞれ決定されることとなる。給紙カセットと印刷モードとが関連付けられた情報は、例えばＲＡＭ２０７に記憶される。

なお、紙種に関しては、各給紙カセットに搭載された超音波センサ１８０、１８１、１８２の出力によって検出した坪量から決定してもよい。そして、エンジン制御部２０２は、超音波センサ１８０、１８１、１８２により検知された紙種に基づき、各給紙カセットの印刷モードを設定する構成としてもよい。具体的には、超音波センサ１８０、１８１、１８２の照射部１８０ａ、１８１ａ、１８２ａから用紙Ｐに超音波を照射し、受信部１８０ｂ、１８１ｂ、１８２ｂにより受信する。このとき、超音波センサ１８０、１８１、１８２は、減衰した超音波の振幅情報に基づいて用紙Ｐの坪量を検知する。エンジン制御部２０２は、超音波センサ１８０、１８１、１８２により検知した坪量に基づいて、用紙Ｐの紙種を決定する。この場合、用紙Ｐの紙種が反映されるのは次回以降のジョブとなる。また、超音波センサ１８０、１８１、１８２により検知された用紙Ｐの紙種の情報は、例えばＲＡＭ２０７に記憶される。また、用紙サイズに関しては、各給紙カセットに搭載されるフォトインタラプタで構成された不図示の用紙サイズセンサにより用紙Ｐの幅が所定の幅よりも大きいか否かを検知した結果に基づき、エンジン制御部２０２が用紙サイズを決定してもよい。

その他、Ｓ４０２で各給紙カセットに対応して印刷モードを選択する方法は、ユーザにより給紙カセット毎に印刷モードが指定される方法でもよい。具体的には、ユーザはホストコンピュータ２００経由で印刷モードを指定し、ホストコンピュータ２００はコントローラ部２０１へ指定された印刷モードを送信する。コントローラ部２０１がエンジン制御部２０２にその内容をコマンドによって通知し、エンジン制御部２０２がそのコマンド内容に応じて給紙カセット毎に印刷モードを選択する。なお、ユーザが印刷モードを指定する手段は、ホストコンピュータ２００経由ではなく、画像形成装置１００に搭載され、コントローラ部２０１に接続された操作パネル２１７経由でもよい。この場合もホストコンピュータ２００経由の場合と同様に、ユーザにより操作パネル２１７経由で印刷モードが指定され、指定された印刷モードが操作パネル２１７からコントローラ部２０１へ送信される。以降の処理はホストコンピュータ経由の場合と同様である。

［印刷モードの変更処理］
図３（ｂ）は、給紙カセット毎に用紙の有無を確認し、その状態に応じて印刷モードの変更を行うフローチャートである。図３（ｂ）のフローチャートは図３（ａ）のフローチャートと並行して実施される。Ｓ４１０でエンジン制御部２０２は、紙有無センサ１７０、１７１、１７２の出力を確認する。Ｓ４１１でエンジン制御部２０２は、紙有無センサ１７０、１７１、１７２（以下、単にセンサともいう）の少なくとも１つの出力が用紙無し（ローレベル）（記録材無し）となっているか否かを判断する。Ｓ４１１でエンジン制御部２０２は、少なくとも１つのセンサの出力が用紙無しとなっていると判断した場合、処理をＳ４１２に進める。エンジン制御部２０２は、少なくとも１つのセンサの出力が用紙無しとなっていない、即ち、全ての出力が用紙有り（ハイレベル）となっていると判断した場合、処理をＳ４１３に進める。

Ｓ４１２でエンジン制御部２０２は、紙有無センサ１７０、１７１、１７２の中で出力が用紙無しとなっているセンサに対応する給紙カセットに対しては、印刷モードを不定とする。例えば、紙有無センサ１７０、１７１、１７２のうち、紙有無センサ１７０の出力が用紙無しとなっている場合、エンジン制御部２０２は、本体カセット１４０に対して印刷モードを不定とする。例えば、エンジン制御部２０２は、ＲＡＭ２０７に、該当するカセットが不定である旨の情報を記憶する。なお、印刷モードが不定である場合のデフォルト設定の印刷モードの決定方法に関しては後述する。

Ｓ４１３でエンジン制御部２０２は、紙有無センサ１７０、１７１、１７２の少なくとも１つの出力が用紙無しから用紙有りに（ローレベルからハイレベルに）変化したか否かを判断する。Ｓ４１３でエンジン制御部２０２は、少なくとも１つの出力が用紙無しから用紙有りに変化したと判断した場合、処理をＳ４１４に進める。Ｓ４１３でエンジン制御部２０２は、少なくとも１つの出力が用紙無しから用紙有りに変化していないと判断した場合、処理をＳ４１０に戻す。Ｓ４１４でエンジン制御部２０２は、用紙無しから用紙有りに変化した給紙カセットに対して、印刷モードを変化時の印刷モードの設定にする。例えば、エンジン制御部２０２は、変化時の印刷モードの設定を、表２で最も目標温度が高い（２００℃）普通紙大サイズモードとする。なお、用紙有無の変化時に設定される印刷モードは、ホストコンピュータ２００又は画像形成装置１００に搭載された操作パネル２１７によって、ユーザにより指定された印刷モードとしてもよい。エンジン制御部２０２は、Ｓ４１４の処理を実行した後、処理をＳ４１０に戻す。例えば、給紙オプション１５０のカセット１４１が用紙無しとなっており、その後用紙無しから用紙有りに変化した場合には、カセット１４１について、変更時の印刷モードである普通紙大サイズモードが設定される。このように、図３（ａ）又は図３（ｂ）が実行されることにより、本体カセット１４０、給紙オプション１５０、１６０のカセット１４１、１４２について、印刷モードがそれぞれ対応して設定される。

［デフォルト設定の印刷モードの決定及び画像形成動作の実施］
続いて、以上により決定された各給紙カセットでの印刷モードに基づいて、プレコマンドを受信したときの準備動作１で使用するデフォルト設定の印刷モードを決定し画像形成動作を実施する方法について説明する。図４は、デフォルト設定の印刷モードを決定し、画像形成動作を開始するまでの処理を説明するフローチャートである。ここでは、図３（ａ）及び図３（ｂ）のフローチャートで説明した処理によって決定された各給紙カセットの印刷モードは、表３のとおりであるとする。

表３は、１列目に給紙カセットを、２列目に印刷モードを、３列目に定着器１３０の目標温度［℃］を、それぞれ示す。例えば、図３（ａ）又は図３（ｂ）の処理によって、画像形成装置１００の本体カセット１４０については、印刷モードが普通紙小サイズモードと決定され、定着器１３０の目標温度は１５０℃と決定されていることを示す。エンジン制御部２０２は、図３（ａ）又は図３（ｂ）を実行し、表３に示すような情報を、例えばＲＡＭ２０７に記憶しておく。

Ｓ５００でエンジン制御部２０２は、コントローラ部２０１からプレコマンドを受信したか否かを判断する。Ｓ５００でエンジン制御部２０２は、プレコマンドを受信していないと判断した場合、処理をＳ５００に戻し、プレコマンドを受信したと判断した場合、処理をＳ５０１に進める。Ｓ５０１でエンジン制御部２０２は、各給紙カセットに設定されている印刷モード、即ち、図３で決定された表３の印刷モードを確認し、その中で定着器１３０の目標温度が最も高い印刷モードをデフォルト設定の印刷モードとして決定する。例えば、表３のように各給紙カセットの印刷モードが決定されている場合、デフォルト設定の印刷モードとして、定着器１３０の目標温度が最も高い１６０℃である薄紙大サイズモードが決定される。なお、図３（ｂ）の変更処理によって印刷モードが不定に設定された給紙カセットについては、デフォルト設定の印刷モードを決定するための対象から除外する。例えば、カセット１４１が不定となっている場合、エンジン制御部２０２は、カセット１４１を対象から除外し、表３からデフォルト設定の印刷モードを目標温度が最も高い１５０℃である普通紙小サイズモードに設定する。

Ｓ５０２でエンジン制御部２０２は、Ｓ５０１で決定されたデフォルト設定の印刷モードに基づき準備動作１を開始する。即ち、エンジン制御部２０２は、準備動作１として、定着器１３０とスキャナモータの駆動を開始する。例えば、Ｓ５０１でデフォルト設定の印刷モードが薄紙大サイズモードに決定された場合、エンジン制御部２０２は、定着器１３０の目標温度を１６０℃に設定して準備動作１を行う。Ｓ５０３でエンジン制御部２０２は、コントローラ部２０１から印刷予約コマンドを受信したか否かを判断し、印刷予約コマンドを受信していないと判断した場合、処理をＳ５０３に戻し、印刷予約コマンドを受信したと判断した場合、処理をＳ５０４に進める。Ｓ５０４でエンジン制御部２０２は、コントローラ部２０１から印刷開始コマンドを受信したか否かを判断し、印刷開始コマンドを受信していないと判断した場合、処理をＳ５０４に戻し、印刷開始コマンドを受信したと判断した場合、処理をＳ５０５に進める。

Ｓ５０５でエンジン制御部２０２は、コントローラ部２０１の印刷予約コマンドで指定された紙種、用紙サイズと表２に基づいて、印刷モード決定する。Ｓ５０６でエンジン制御部２０２は、Ｓ５０５で決定した印刷モードに基づき準備動作２を開始する。Ｓ５０７でエンジン制御部２０２は、画像形成の準備が完了したか否かを判断し、画像形成の準備が完了していないと判断した場合、処理をＳ５０７に戻し、画像形成の準備が完了したと判断した場合、処理をＳ５０８に進める。Ｓ５０８でエンジン制御部２０２は、指定された給紙カセットに応じたクラッチ（２１４、２１５、２１６のいずれか１つ）を駆動し、画像形成動作を開始する。なお、本実施例では、Ｓ５０４で印刷開始コマンドを受信したタイミングで準備動作２に切り替える例について説明した。別の方法として、Ｓ５０３で印刷予約コマンドを受信したタイミングで準備動作２に切り替える構成としてもよい。

以上説明したように、本実施例では、複数の給紙カセットに収納された用紙に基づいた印刷モードに基づいて、プレコマンド受信時の準備動作を実行することにより定着器１３０が上昇する温度を決定する。これにより印刷開始コマンド受信後から画像形成動作開始までの時間が最適化される。そして、画像形成動作時の目標温度が相対的に高い印刷モードの用紙を収納する給紙カセット使用時のＦＰＯＴを最速にし、それ以外の給紙カセット使用時のＦＰＯＴの低下を最小限にすることができる。即ち、本実施例によれば、最適なファーストプリントアウトタイムを実現することができる。

実施例１では、複数の給紙カセット毎に決定された印刷モードに基づいて、プレコマンド受信時の準備動作を決定していた。実施例２では、各給紙カセットの使用状況に応じてデフォルト設定の印刷モードを決定する。即ち、過去の画像形成履歴から使用される可能性の低い給紙カセットを推測し、該当する給紙カセットに関しては、実施例１で説明したデフォルト設定の印刷モードを決定するための対象から除外する方法について説明する。具体的には、過去に画像形成のために使用された給紙カセットの回数を記憶し、直近の所定回数で使われていない給紙カセットに関しては、次に使われる可能性は低いと推測する。これにより、使用される可能性の高い印刷モードのみでプレコマンド受信後の動作を決定するため、印刷開始コマンド受信後から画像形成動作開始までの時間が長くなるケースを少なくすることができる。なお、本実施例の画像形成装置の構成は実施例１と同様であるため、同一の符号を使用することとし、本実施例での詳しい説明は省略する。

［使用された給紙カセット情報の記憶］
本実施例では、画像形成が開始されてから終了するまでを１ジョブとする。画像形成中に画像形成する給紙カセットを切り替える必要がある場合には、一旦画像形成を終了してから再度画像形成を開始する構成とし、この場合２ジョブとする。また、本実施例ではエンジン制御部２０２は、ジョブ毎に使用された給紙カセットを過去２０ジョブ分、データキュー構造によってＲＡＭ２０７に記憶する構成とする。

図５は、エンジン制御部２０２が使用された給紙カセット情報を記憶する処理を説明するフローチャートであり、図３（ａ）及び図３（ｂ）と並行して実施される。即ち、画像形成装置１００の電源がオンされると開始される処理である。Ｓ６００でエンジン制御部２０２は、印刷予約コマンドを受信したか否かを判断する。Ｓ６００でエンジン制御部２０２は、印刷予約コマンドを受信していないと判断した場合、処理をＳ６００に戻し、印刷予約コマンドを受信したと判断した場合、処理をＳ６０１に進める。Ｓ６０１でエンジン制御部２０２は、印刷開始コマンドを受信したか否かを判断する。エンジン制御部２０２は、印刷開始コマンドを受信していないと判断した場合、処理をＳ６０１に戻し、印刷開始コマンドを受信したと判断した場合、処理をＳ６０２に進める。Ｓ６０２でエンジン制御部２０２は、受信した印刷開始コマンドがジョブ内の１枚目に対するものであるか否かを判断する。Ｓ６０２でエンジン制御部２０２は、ジョブ内の１枚目に対するものであると判断した場合、処理をＳ６０３に進める。Ｓ６０３でエンジン制御部２０２は、印刷予約コマンドによって指定された給紙カセットの情報をデータキューに入れ、処理をＳ６００に戻す。Ｓ６０２でエンジン制御部２０２は、ジョブ内の１枚目に対するものではないと判断した場合、処理をＳ６００に戻す。

表４（ａ）に本実施例において過去２０ジョブ分の給紙カセットの使用状況を表すデータキューの内容を、表４（ｂ）にこの場合の各給紙カセットの使用頻度である使用回数を示す。表４（ａ）は、１列目に１番目のジョブから２０番目のジョブの番号を、２列目にどの給紙カセットに該当するかの情報（給紙カセット情報）を示している。ジョブの番号の数字が小さいほど過去の履歴とする。例えば、１４番目のジョブでは、給紙オプション１６０のカセット１４２が指定されたことが記憶されている。表４（ｂ）は、１列目にどの給紙カセットかを示し、２列目にジョブでの使用回数を示す。例えば、画像形成装置１００の本体カセット１４０は１０回使用され、給紙オプション１５０のカセット１４１は２回使用され、給紙オプション１６０のカセット１４２は８回使用されている。表４（ｂ）のような各カセットの使用回数の情報もＲＡＭ２０７に記憶される。

［デフォルト設定の印刷モードの決定処理及び画像形成の実施］
続いて、給紙カセットの使用状況を用いてプレコマンド受信時の準備動作１で使用するデフォルト設定の印刷モードを決定し、画像形成動作を実施する方法について説明する。図６に本実施例におけるフローチャートを示す。Ｓ８００でエンジン制御部２０２は、コントローラ部２０１からプレコマンドを受信したか否かを判断し、プレコマンドを受信していないと判断した場合、処理をＳ８００に戻し、プレコマンドを受信したと判断した場合、処理をＳ８０１に進める。Ｓ８０１でエンジン制御部２０２は、図５のフローチャートによって測定された給紙カセットの使用状況を確認する。Ｓ８０２でエンジン制御部２０２は、ＲＡＭ２０７に記憶されたデータキューを参照し、使用頻度の総数である総ジョブ数が所定数である規定数に到達したか否かを判断する。ここで、本実施例では、表４（ａ）にも示すように、規定数を２０ジョブとする。Ｓ８０２でエンジン制御部２０２は、データキューの総ジョブ数が規定数の２０ジョブに到達していないと判断した場合、処理をＳ８０４に進める。Ｓ８０４でエンジン制御部２０２は、どの給紙カセットが使われる可能性が高いかを判断するための母数が少ないため、全ての給紙カセットをデフォルト設定の印刷モードの判断対象とし、処理をＳ８０５に進める。

Ｓ８０２でエンジン制御部２０２は、データキューの総ジョブ数が規定数の２０ジョブに到達していると判断した場合、処理をＳ８０３に進める。Ｓ８０３でエンジン制御部２０２は、各給紙カセットにおいて所定の使用頻度である規定ジョブ数に達していない給紙カセットを、デフォルト設定の印刷モードの判断対象から除外し、規定ジョブ数に到達している給紙カセットを判断対象として決定する。ここで、本実施例では、判断対象から除外するか否かを決定するための閾値として規定ジョブ数を５ジョブとする。表４の給紙カセットの使用履歴によると、給紙オプション１５０のカセット１４１は使用ジョブ数が２であり、規定ジョブ数の５に到達していない。このため、エンジン制御部２０２は、給紙オプション１５０のカセット１４１をデフォルト設定の印刷モードの判断対象から除外する。この場合、エンジン制御部２０２は、画像形成装置１００の本体カセット１４０と給紙オプション１６０のカセット１４２は規定ジョブ数に到達しているため、本体カセット１４０、カセット１４２をデフォルト設定の印刷モードの判断対象として決定する。Ｓ８０５でエンジン制御部２０２は、Ｓ８０３又はＳ８０４の処理により決定された判断対象となる給紙カセットの印刷モードから、実施例１の図４のＳ５０１と同様にデフォルト設定の印刷モードを決定する。即ち、判断対象とされた給紙カセットの中で定着器１３０の目標温度が最も高い印刷モードをデフォルト設定の印刷モードとして決定する。なお、図６のＳ８０６からＳ８１２の処理は、実施例１で説明した図４のＳ５０２からＳ５０８の処理と同じであり、説明を省略する。

例えば、各給紙カセットで決定された印刷モードが実施例１で説明した表３の内容であり、使用履歴が表４の内容である場合、図６のＳ８００からＳ８０５の処理によって、デフォルト設定の印刷モードは普通紙小サイズモードが決定される。詳細には、使用履歴に基づいて、判断対象からカセット１４１は除外されるため、定着器１３０の目標温度が最も高いのは普通紙小サイズモードの１５０℃となり、普通紙小サイズモードがデフォルト設定の印刷モードとして決定される。ここで、使用履歴に基づいて判断対象が決定されない場合、定着器１３０の目標温度が最も高い薄紙大サイズモードがデフォルト設定の印刷モードとして決定される。この場合、印刷モードによる目標温度の最大値と最小値の差は２０℃（＝１６０℃−１４０℃）である。これに対し本実施例のように、使用履歴に基づいて判断対象が決定される場合、印刷モードによる目標温度の最大値と最小値の差は１０℃（＝１５０℃−１４０℃）となる。したがって、本実施例では、準備動作１と準備動作２での定着器１３０の目標温度の差がより小さくなるため、印刷開始コマンド受信後から画像形成動作開始までの時間が長くなるケースを少なくすることができる。

以上説明したように、本実施例では、複数の給紙カセットに収納された用紙に基づいた印刷モード及び給紙カセットの使用履歴からプレコマンド受信時の準備動作を決定する。これにより、実際の使用状況に即して印刷開始コマンド受信後から画像形成動作開始までの時間が最適化され、ＦＰＯＴが低下するケースを最小限にすることができる。即ち、本実施例によれば、最適なファーストプリントアウトタイムを実現することができる。

［画像形成装置］
実施例３は、多色画像形成装置としてのカラーレーザプリンタを例に説明する。図７はカラーの画像形成装置（以下、プリンタともいう）の構成を示す図である。用紙２ａ、２ｂ、２ｃ（以下、単に用紙２ともいう）は、給紙トレイ１ａ、１ｂ、１ｃにそれぞれ格納されている。用紙２ａ、２ｂ、２ｃは、給紙ローラ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ及びレジストローラ対１４によって二次転写ローラ１３ａまで搬送される。二次転写部１３において、二次転写ローラ１３ａに正極性の電圧を印加することにより、搬送された用紙２に、中間転写ベルト１２上の４色のトナー像が転写される。トナー像が転写された後の用紙２は、定着部１５に搬送され、定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとによって加熱、圧接されてその表面にトナー像が定着される。定着された用紙２は、排紙ローラ対１６に向けて搬送され、そのまま排紙トレイ１７上へ排出される。また、排紙ローラ対１６の用紙２の搬送方向における下流側には排紙センサ２８が配置されている。

形成手段である画像形成部は、現像色分並置したステーション毎の感光ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋを有している。ここで、Ｙはイエロー色、Ｍはマゼンタ色、Ｃはシアン色、Ｋはブラック色を表し、以降、特定の色について説明を行う場合を除き、添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略する。また、画像形成部は、帯電手段である帯電器７、現像器８、一次転写ローラ４、中間転写ベルト１２を有している。現像器８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋは、それぞれ現像ローラ８ＹＲ、８ＭＲ、８ＣＲ、８ＫＲを有している。帯電器７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋは、それぞれ帯電ローラ７ＹＲ、７ＭＲ、７ＣＲ、７ＫＲを有している。感光ドラム５、帯電ローラ７、現像器８は、プリンタ本体に着脱可能なカートリッジ２２に搭載されている。スキャナ部６は、図中一点鎖線で示されるレーザ光を感光ドラム５に照射することにより、感光ドラム５上に潜像を形成する。また、給紙ローラ４０ａ、４０ｂ、４０ｃとレジストローラ対１４の間には、用紙２の紙種を判別する第２の検知手段である用紙判別センサ４０７が配置されている。更に、用紙２ａが積載されている給紙トレイ１ａとスキャナ部６の間であって、給紙ローラ４０が配置されている側とは反対側には、第３の検知手段である環境センサ４０４が設置されており、画像形成装置の温度や湿度等を検知する。環境センサ４０４は、定着部１５等の熱源から離れた位置に配置されればよい。

［プリンタシステム構成］
次に図８（ａ）を用いて、プリンタのシステム構成及びインタフェースについて説明する。図８（ａ）は、図７に示すプリンタのシステム構成を示すブロック図である。センサ入力部２１２には、メインサーミスタ４０１、サブサーミスタ４０２、環境センサ４０４、用紙判別センサ４０７のそれぞれの出力が入力される。なお、本実施例では、定着制御部２１１は、後述する発熱部４０３の温度を制御する。また、実施例１の図１（ｂ）と同じ構成には同じ符号を付し、説明を省略する。

［定着部］
図８（ｂ）は、本実施例の定着部１５の構成を示す図である。メインサーミスタ４０１は、用紙２の搬送方向に直交する方向（以下、主走査方向という）における定着部１５の略中央部に配置される。サブサーミスタ４０２は、定着部１５に小サイズ紙が搬送されたときの、定着部１５の非通紙部の昇温を検知しやすいよう、中央から例えば１００ｍｍ程度離れた位置に設置される。ここで、小サイズ紙とは、プリンタの仕様で決定される印刷可能な最も小さいサイズの用紙をいう。また、定着部１５の非通紙部とは、小サイズ紙が定着部１５に搬送されたときに、主走査方向において用紙を挟持していない部分をいい、定着部１５の主走査方向における両端部に相当する。また、本実施例の定着部１５の発熱部４０３は、定着ローラ１５ａの表面全周を加熱するように配設されている。メインサーミスタ４０１及びサブサーミスタ４０２は、センサ入力部２１２を介してエンジン制御部２０２に接続される。エンジン制御部２０２は、メインサーミスタ４０１とサブサーミスタ４０２の出力やその温度差等に基づいて、発熱部４０３の温度制御に関するパラメータ等を決定し、発熱部４０３への電力供給を制御する。

［予備加熱制御］
図９（Ａ）は、エンジン制御部２０２がコントローラ部２０１からプレコマンドを受信してから画像形成動作を行うまでのタイミングチャートである。図９（Ａ）は、（ｉ）にコントローラ部２０１とエンジン制御部２０２の間のコマンドの送受信を示し、（ｉｉ）にプリンタの状態（準備動作１、準備動作２等）を示す。また、図９（Ａ）は、（ｉｉｉ）にエンジン制御部２０２からコントローラ部２０１へ画像形成の開始を通知するための／ＴＯＰ信号を示し、（ｉｖ）に画像データに相当するビデオ信号を示し、（ｖ）に排紙センサ２８の出力を示す。横軸はいずれも時間である。

タイミングｔ３０でユーザがコピーを行うべく、機器操作を開始すると、タイミングｔ３１でコントローラ部２０１は、エンジン制御部２０２にプレコマンドを送信する。ここで、ユーザによる機器操作とは、操作パネル２１７を操作することや、不図示のスキャナユニットを操作すること、図７には不図示の手差しトレイに用紙２を積載すること等を指す。タイミングｔ３１でエンジン制御部２０２は、コントローラ部２０１からプレコマンドを受信すると、準備動作１を実行する。準備動作１では、エンジン制御部２０２は、定着部１５の予備加熱を実行し、画像形成動作を行うための印刷準備を予め行っておく。このように、本実施例では、エンジン制御部２０２は、定着器１３０の画像形成時の目標温度が決定されていない状態で準備動作１を実行する。

ユーザが不図示のスキャナユニットを用いてコピー元の原稿をスキャンすると、タイミングｔ３２でコントローラ部２０１は、スキャン動作によって画像形成を行う用紙２の情報を確定し、印刷モード情報を含む印刷予約コマンドを送信する。エンジン制御部２０２は、コントローラ部２０１から印刷予約コマンドを受信したタイミングｔ３２で、用紙２の印刷モードを確定することができる。本実施例での印刷モードとは、普通紙（１／１速）、厚紙（１／２速）、グロス紙（１／３速）等といった用紙２の種類や、用紙２の用紙サイズ、また用紙２の種類に対応付けられた用紙２の搬送速度のことを指している。

コントローラ部２０１は、タイミングｔ３２でエンジン制御部２０２に対して印刷予約コマンドを送信した後、コントローラ部２０１における画像形成準備ができたタイミングｔ３３で、エンジン制御部２０２に印刷開始コマンドを送信する。エンジン制御部２０２は、タイミングｔ３３でコントローラ部２０１から印刷開始コマンドを受信すると、コントローラ部２０１から指定された印刷モードに応じた準備動作２を実行する。エンジン制御部２０２は、決定された画像形成時の目標温度で定着器１３０の温度制御を行い、準備動作２を実行する。実施例１で説明したように、準備動作２とは、画像形成動作に必要な準備動作の中で、準備動作１でまだ行っていない動作を行うシーケンスであり、準備動作２の区間であるタイミングｔ３３〜ｔ３４をＴｐｒｅ（Ｃ）とする。具体的には、各モータの駆動や中間転写ベルト１２の駆動、感光ドラム５の駆動等を、コントローラ部２０１から指定された印刷モードに応じて動作させることを指している。エンジン制御部２０２は、準備動作２が完了し、画像形成動作ができる状態になったタイミングｔ３４で、コントローラ部２０１に対して／ＴＯＰ信号を出力する（図９（Ａ）（ｉｉｉ））。コントローラ部２０１は、エンジン制御部２０２から／ＴＯＰ信号を受信すると、ビデオ信号を出力する（図９（Ａ）（ｉｖ））。そして、エンジン制御部２０２は、タイミングｔ３４以降、画像形成動作を行う。また、画像形成装置は、タイミングｔ３５で画像形成動作が終了すると、印刷後動作に移行する。なお、エンジン制御部２０２が印刷開始コマンドを受信したタイミングｔ３３から画像形成動作が終了したタイミングｔ３５までが、ＦＰＯＴ（ファーストコピーアウトタイム）であり、ＦＰＯＴの時間をＴｆｐｏｔとしている。なお、タイミングｔ３６で用紙２の後端が機外に排出され、このタイミングに同期して排紙センサ２８から出力される信号がハイレベルからローレベルに変化する。

エンジン制御部２０２は、タイミングｔ３１で準備動作１を実行する際には、前述したように用紙２の印刷モードを確定することができない。したがって、エンジン制御部２０２は、準備動作１を実行する際には予め設定されている、後述する予備加熱時の目標温度を用いて定着部１５の予備加熱を行う。その後、タイミングｔ３３でコントローラ部２０１から印刷開始コマンドを受信して準備動作２を行う際に、エンジン制御部２０２は指定された印刷モードに応じた目標温度に再設定し、定着部１５の温度制御を実行する。

［用紙に応じた目標温度］
エンジン制御部２０２は、給紙トレイ１ａ、１ｂ、１ｃに収容されている記録材に関する情報である用紙２ａ、２ｂ、２ｃの情報（以下、用紙情報という）に基づいて、定着ローラ１５ａの予備加熱時の目標温度を設定する。用紙情報は、予めコントローラ部２０１から通知された情報を用いる。また、用紙情報は、ユーザによって操作パネル２１７を介して指定された用紙情報を用いるか、又は用紙判別センサ４０７によって判別された用紙情報を用いてもよい。用紙判別センサ４０７は、実施例１の超音波センサ１８０、１８１、１８２と同様に、搬送されてくる用紙２に超音波を照射し、超音波の減衰した振幅情報に基づいて、用紙情報の検知を行う。

エンジン制御部２０２は、給紙トレイ１ａ、１ｂ、１ｃに収容されている用紙のうち、最も低い目標温度となる用紙の印刷モードを、予備加熱時における最低目標温度となる用紙の印刷モードとして、例えばＲＡＭ２０７に保持する。また、エンジン制御部２０２は、給紙トレイ１ａ、１ｂ、１ｃに収容されている用紙のうち、最も高い目標温度となる用紙の印刷モードを、予備加熱時における最高目標温度となる用紙の印刷モードとして、例えばＲＡＭ２０７に保持する。更に、エンジン制御部２０２は、保持した最低目標温度となる用紙の印刷モードと、最高目標温度となる用紙の印刷モードと、図９（Ｂ）に示すような情報とに基づいて、予備加熱時の目標温度を決定する。図９（Ｂ）に示すような情報は、予め開発段階等で設定され、例えばＲＯＭ２０６に記憶されている。図９（Ｂ）に示すように、本実施例の予備加熱時の目標温度は、最低目標温度以上、最高目標温度以下、即ち、最も低い目標温度と最も高い目標温度との間の温度に設定される。

ここで、図９（Ｂ）は、エンジン制御部２０２が予備加熱時の定着部１５の目標温度を決定するために用いられる情報を示す。図９（Ｂ）は、縦に最低目標温度となる用紙を、横に最高目標温度となる用紙を記載し、それぞれに対応する予備加熱時の目標温度を記載している。また、紙種とともに、搬送速度（１／１速等）と目標温度（２００℃等）も記載している。例えば、最低目標温度がグロス紙で最高目標温度が普通紙である場合、予備加熱時の目標温度は１７６℃に決定される。また、普通紙が最低目標温度の用紙となっている場合、給紙トレイ１には厚紙及びグロス紙は収納されていないこととなる。また、厚紙が最低目標温度の用紙となっている場合、給紙トレイ１にはグロス紙は収納されていないこととなる。このため、図９（Ｂ）の該当箇所に「−」で示している。

［予備加熱時の目標温度の設定］
図１０は、プレコマンド受信時に給紙トレイ１に収納されている用紙２に応じて、予備加熱時の定着部１５の目標温度を決定する制御処理について示したフローチャートである。Ｓ１０１でエンジン制御部２０２は、コントローラ部２０１から指定された給紙トレイ１ａ、１ｂ、１ｃの用紙情報をＲＡＭ２０７に保持する。Ｓ１０２でエンジン制御部２０２は、給紙トレイ１ａ、１ｂ、１ｃの用紙情報のうち、定着部１５の目標温度が最も高い用紙を最高目標温度の用紙として設定する。Ｓ１０３でエンジン制御部２０２は、給紙トレイ１ａ、１ｂ、１ｃの用紙情報のうち、目標温度が最も低い用紙を最低目標温度の用紙として設定する。例えば、給紙トレイ１ａに普通紙（２００℃）が、給紙トレイ１ｂに厚紙（１８０℃）が、給紙トレイ１ｃにグロス紙（１６０℃）が、それぞれ収納されている場合、次のようになる。即ち、最高目標温度の用紙は給紙トレイ１ａに収納されている普通紙となり、最低目標温度の用紙は給紙トレイ１ｃに収納されているグロス紙となる。Ｓ１０４でエンジン制御部２０２は、Ｓ１０２で設定した最高目標温度の用紙とＳ１０３で設定した最低目標温度の用紙、図９（Ｂ）に基づいて予備加熱時の目標温度を決定する。例えば、上述した例の場合、最低目標温度の用紙がグロス紙、最高目標温度の用紙が普通紙となるため、図９（Ｂ）から予備加熱時の目標温度は１７６℃となる。

Ｓ１０５でエンジン制御部２０２は、コントローラ部２０１からプレコマンドを受信したか否かを判断し、プレコマンドを受信していないと判断した場合、処理をＳ１０５に戻し、プレコマンドを受信したと判断した場合、処理をＳ１０６に進める。Ｓ１０６でエンジン制御部２０２は、準備動作１を開始し、Ｓ１０４で決定した予備加熱時の目標温度で温度制御を実行する（図９（Ａ） タイミングｔ３１）。Ｓ１０７でエンジン制御部２０２は、コントローラ部２０１から印刷予約コマンドを受信したか否かを判断する。Ｓ１０７でエンジン制御部２０２は、印刷予約コマンドを受信していないと判断した場合、処理をＳ１０７に戻し、印刷予約コマンドを受信したと判断した場合、処理をＳ１０８に進める（図９（Ａ） タイミングｔ３２）。Ｓ１０８でエンジン制御部２０２は、コントローラ部２０１から印刷開始コマンドを受信したか否かを判断する。Ｓ１０８でエンジン制御部２０２は、印刷開始コマンドを受信していないと判断した場合、処理をＳ１０８に戻し、印刷開始コマンドを受信したと判断した場合、処理をＳ１０９に進める。

Ｓ１０９でエンジン制御部２０２は、準備動作２を開始し、印刷予約コマンドで指定された印刷モードに応じた目標温度に切り替えて温度制御を実行する（図９（Ａ） タイミングｔ３３）。Ｓ１１０でエンジン制御部２０２は、画像形成の準備が完了したか否かを判断し、画像形成の準備が完了していないと判断した場合、処理をＳ１１０に戻し、画像形成の準備が完了したと判断した場合、処理をＳ１１１に進める。Ｓ１１１でエンジン制御部２０２は、画像形成動作を開始し（図９（Ａ） タイミングｔ３４）、処理を終了する。なお、エンジン制御部２０２は、印刷予約コマンドを受信したタイミングで、準備動作２の他の動作に先立って、定着部１５の目標温度を予備加熱時の目標温度に設定して温度制御を開始してもよい。

［目標温度と画像形成動作］
（画像形成時の目標温度が最低目標温度の場合）
図１１、図１２を用いて、予備加熱時の目標温度とエンジン制御部２０２の動作シーケンスの関係について説明する。なお、図１１、図１２では、エンジン制御部２０２は、印刷予約コマンドを受信したタイミングで、準備動作２の他の動作に先立って、定着部１５の目標温度を予備加熱時の目標温度に設定して温度制御を開始する構成で説明する。図１１は、画像形成時の目標温度が予備加熱時の最低目標温度と同じ場合の、プレコマンドを受信した際の定着部１５の温度と時間の関係と、その際のエンジン制御部２０２の動作シーケンスを表したタイミングチャートである。図１１の（ｉ）で縦軸はメインサーミスタ４０１の温度を示し、横軸は時間を示している。

図１１（ｉ）中の温度プロファイル〔２〕は、本実施例の制御を用いた場合の温度プロファイルである。温度プロファイル〔２〕は、最高目標温度、最低目標温度及び図９（Ｂ）に基づいて予備加熱時の目標温度を決定した場合の温度プロファイルである。本実施例の制御を用いた場合のエンジン制御部２０２の動作シーケンスを表したタイミングチャートを、図１１（ｉｉｉ）にタイミングチャート〔２〕として示す。エンジン制御部２０２は、プレコマンドを受信すると準備動作１を開始し、本実施例の予備加熱時の目標温度に設定して定着部１５の温度を制御する。その後、印刷予約コマンドを受信すると、エンジン制御部２０２は、定着部１５の目標温度を予備加熱時の目標温度から指定された目標温度に切り替えて制御する。印刷開始コマンドを受信すると、エンジン制御部２０２は、準備動作２を開始する。／ＴＯＰ信号を出力するタイミングになったところで、エンジン制御部２０２は、現在の定着部１５の温度が目標温度に到達しているため、画像形成動作を開始し、画像形成が終了すると、続いて印刷後動作を実行する。

一方、図１１（ｉ）中の温度プロファイル〔１〕は、本実施例の制御を用いなかった場合の温度プロファイルである。温度プロファイル〔１〕は、プレコマンドを受信した後の目標温度を、収納されている用紙の目標温度の中で最高の目標温度で設定した場合の温度プロファイルである。本実施例の制御を用いなかった場合のエンジン制御部２０２の動作シーケンスを表したタイミングチャートを図１１（ｉｉ）にタイミングチャート〔１〕として示す。エンジン制御部２０２は、プレコマンドを受信すると準備動作１を開始し、目標温度を最高目標温度として温度制御する。その後、印刷予約コマンドを受信すると、エンジン制御部２０２は、目標温度を指定された目標温度に切り替えて制御する。印刷開始コマンドを受信すると、エンジン制御部２０２は、準備動作２を開始する。／ＴＯＰ信号を出力するタイミングになったところで、エンジン制御部２０２は、現在の定着部１５の温度がまだ目標温度まで下がっていないため、定着部１５の目標温度に下がるまでの待ち状態に遷移する。その後、現在の定着部１５の温度が目標温度まで下がったところで画像形成動作を開始し、画像形成が終了すると、続いて印刷後動作を実行する。このように、温度プロファイル〔１〕の場合には、待ち時間が発生する。

図１１中の温度プロファイル〔１〕と温度プロファイル〔２〕、タイミングチャート〔１〕とタイミングチャート〔２〕に示されるとおり、次のようなことがいえる。即ち、本実施例を用いることで、エンジン制御部２０２の動作シーケンス中で画像形成動作の開始タイミングを早めることができ、ＦＰＯＴの短縮が可能となる。

（画像形成時の目標温度が最高目標温度の場合）
図１２は、画像形成時の目標温度が予備加熱時の最高目標温度と同じ場合の、プレコマンドを受信した際の定着部１５の温度と時間の関係と、その際のエンジン制御部２０２の動作シーケンスを表したタイミングチャートである。図１２の縦軸はメインサーミスタ４０１の温度を示し、横軸は時間を示している。

図１２（ｉ）中の温度プロファイル〔４〕は、本実施例の制御を用いた場合の温度プロファイルである。温度プロファイル〔４〕は、最高目標温度、最低目標温度及び図９（Ｂ）に基づいて予備加熱時の目標温度を決定した場合の温度プロファイルである。本実施例の制御を用いた場合のエンジン制御部２０２の動作シーケンスを表したタイミングチャートを図１２（ｉｉｉ）に示すタイミングチャート〔４〕として示す。エンジン制御部２０２は、プレコマンドを受信すると準備動作１を開始し、目標温度を本実施例の予備加熱時の目標温度として温度制御する。その後、印刷予約コマンドを受信すると、エンジン制御部２０２は、目標温度を指定された目標温度に切り替えて制御する。印刷開始コマンドを受信すると、エンジン制御部２０２は、準備動作２を開始する。／ＴＯＰ信号を出力するタイミングになったところで、エンジン制御部２０２は、現在の定着部１５の温度が目標温度に到達しているため、画像形成動作を開始し、画像形成が終了すると、続いて印刷後動作を実行する。

図１２（ｉ）中の温度プロファイル〔３〕は、本実施例の制御を用いなかった場合の温度プロファイルである。温度プロファイル〔３〕は、プレコマンドを受信した後の目標温度を、収納されている用紙の目標温度の中で最低の目標温度で設定した場合の温度プロファイルである。本実施例の制御を用いなかった場合のエンジン制御部２０２の動作シーケンスを表したタイミングチャートを（ｉｉ）にタイミングチャート〔３〕として示す。エンジン制御部２０２は、プレコマンドを受信すると準備動作１を開始し、目標温度を最低目標温度として温度制御する。その後、印刷予約コマンドを受信すると、エンジン制御部２０２は、目標温度を指定された目標温度に切り替えて制御する。印刷開始コマンドを受信すると、エンジン制御部２０２は、準備動作２を開始する。／ＴＯＰ信号タイミングになったところで、エンジン制御部２０２は、現在の定着部１５の温度がまだ目標温度に到達していないため、定着部１５の温度が目標温度に到達するまで待ち状態に遷移する。その後、エンジン制御部２０２は、定着部１５の現在の温度が目標温度に到達したところで、画像形成動作を開始し、画像形成が終了すると、続いて印刷後動作を実行する。このように、本実施例の制御を用いることで、エンジン制御部２０２の動作シーケンス中における画像形成動作の開始タイミングを早めることができ、ＦＰＯＴの短縮が可能となる。

このように、本実施例によれば、プレコマンドを受信したときに、定着部１５の目標温度について、給紙トレイに収納されている用紙に対応して設定されている目標温度の中から最高目標温度と最低目標温度を決定する。そして、最高目標温度と最低目標温度とに基づいて、予備加熱時の目標温度を決定する。そして、決定した目標温度を用いて定着部１５の予備加熱における温度制御を行う。これにより、画像形成動作の開始タイミングを早めることが可能となり、ＦＰＯＴの短縮化を実現できる。即ち、本実施例によれば、最適なファーストプリントアウトタイムを実現することができる。

実施例４では、実施例３と同じ部分についての説明は省略し、異なる構成について説明を行う。本実施例では、給紙トレイに収納されている用紙情報、プリンタ内の温度（以下、機内温度という）、定着部１５の加圧ローラ１５ｂの予測した表面温度（以下、予測表面温度という）に基づいて、予備加熱時の目標温度を決定する。

［加圧ローラの表面温度の予測］
図１３（ａ）を用いて、加圧ローラ１５ｂの表面温度の予測について説明する。図１３（ａ）は、横軸に時間ｔを、縦軸に定着部１５の加圧ローラ１５ｂの予測表面温度Ｔｆを、示したグラフである。また、図１３（ａ）には、環境センサ４０４により検知された温度Ｔｓも示しており、温度Ｔｓは一定とする。加圧ローラ１５ｂの予測表面温度Ｔｆの温度遷移の仕方は、定着ニップ部に用紙が搬送されている期間（以下、搬送期間）と用紙が搬送されていない期間（以下、非搬送期間）とで異なる。ここで、定着ニップ部とは、定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂにより形成されるニップ部である。加圧ローラ１５ｂの予測表面温度Ｔｆのグラフにおいて９０１で示される曲線は、搬送期間における定着部１５の加圧ローラ１５ｂの予測表面温度の遷移を示している。搬送期間における加圧ローラ１５ｂの予測表面温度Ｔｆの温度遷移は、次の式（１）で表される。ここで、加圧ローラ１５ｂの予測表面温度をＴｆ、目標温度をＴｔｇｔ、用紙２の搬送時の温度勾配定数をＬとしている。温度勾配定数Ｌは、予め開発段階において決定されている値であり、例えばＲＯＭ２０６に記憶されている。また、前回のＴｆは、搬送期間における単位時間Δｔ前のＴｆを示す。
Ｔｆ＝前回のＴｆ＋Ｌ×（Ｔｔｇｔ−前回のＴｆ）・・・（１）
なお、搬送期間における単位時間Δｔの間の温度差をΔＴｆとすると、ΔＴｆ＝Ｔｆ−前回のＴｆ＝Ｌ×（Ｔｔｇｔ−前回のＴｆ）となり、ΔＴｆは関数Ｆ（Ｌ，Ｔｆ，Ｔｔｇｔ）で表される。搬送期間では、時間の経過とともに加圧ローラ１５ｂの表面温度は上昇していき、やがて目標温度Ｔｔｇｔに収束すると予測される。

一方、加圧ローラ１５ｂの予測表面温度Ｔｆのグラフにおいて９０２で示される曲線は、用紙２の非搬送期間における定着部１５の加圧ローラ１５ｂの予測表面温度の遷移を示している。非搬送期間における加圧ローラ１５ｂの予測表面温度Ｔｆの温度遷移は、次の式（２）で表される。ここで、加圧ローラ１５ｂの予測表面温度をＴｆ、環境温度をＴｓ、用紙２の非搬送時の温度勾配定数をＨとしている。温度勾配定数Ｈは、予め開発段階において決定されている値であり、例えばＲＯＭ２０６に記憶されている。また、前回のＴｆは、非搬送期間における単位時間Δｔ前のＴｆを示す。
Ｔｆ＝前回のＴｆ＋Ｈ×（Ｔｓ−前回のＴｆ）・・・（２）
なお、非搬送期間における単位時間Δｔの間の温度差をΔＴｆとすると、ΔＴｆ＝Ｔｆ−前回のＴｆ＝Ｈ×（Ｔｓ−前回のＴｆ）となり、ΔＴｆは関数Ｇ（Ｈ，Ｔｆ，Ｔｓ）で表される。曲線９０２は、搬送期間において蓄えられた熱の放熱を示すグラフともいえ、その意味で蓄熱温度９０２ともいえる。非搬送期間では、時間の経過とともに加圧ローラ１５ｂの表面温度は下降していき、やがて環境センサ４０４により検知される画像形成装置内の環境温度である温度Ｔｆに収束すると予測される。予測手段であるエンジン制御部２０２は、上述した式（１）、式（２）から加圧ローラ１５ｂの表面温度Ｔｆを予測する。

［最大昇温量と最大降温量］
図１３（ｂ）を用いて所定の時間内に昇温することが可能な昇温量である最大昇温量と所定の時間内に降温することが可能な降温量である最大降温量について説明する。図１３（ｂ）において、縦軸は温度を示し、横軸は時間を示す。エンジン制御部２０２は、プレコマンドを受信すると準備動作１を開始し、定着部１５の目標温度を予備加熱時の目標温度（以下、予備加熱温度という）として制御する。その後、印刷予約コマンドを受信すると、エンジン制御部２０２は、定着部１５の目標温度を指定された目標温度（以下、指定加熱温度という）に切り替えて制御する。ここで、エンジン制御部２０２は、印刷予約コマンドと印刷開始コマンドは同時に受信するものとし、印刷予約コマンドを受信してから／ＴＯＰ信号を出力するタイミングまでの時間をＴ０とする。時間Ｔ０は、開発段階において決定される固定時間であり、例えばＲＯＭ２０６に記憶される。

所定の時間である時間Ｔ０中に、定着部１５に投入することが可能な最大電力を投入した場合に、定着部１５を昇温させることができる温度を最大昇温量といい、時間Ｔ０経過後に到達した温度を昇温可能温度とする。また、時間Ｔ０中に、定着部１５に投入する電力をゼロにした場合に、定着部１５を降温させることができる温度を最大降温量といい、時間Ｔ０経過後に到達した温度を降温可能温度とする。最大昇温量、最大降温量ともに、定着部１５の加圧ローラ１５ｂの予測表面温度、機内温度によって異なり、開発段階において同定試験によって決定され、例えばＲＯＭ２０６に記憶される。図１３（ｂ）の１００１は昇温可能温度を示し、１００２は降温可能温度を示す。

図１４（ａ）は、最大昇温量、加圧ローラ１５ｂの予測表面温度Ｔｆ、機内温度の関係について表した図である。縦は機内温度を、横は加圧ローラ１５ｂの予測表面温度Ｔｆを表しており、各機内温度、各加圧ローラ１５ｂの予測表面温度に対応する最大昇温量が表されている。例えば、機内温度は環境センサ４０４により検知される。環境センサ４０４により検知された温度Ｔｓが２１℃で、用紙２の搬送が開始されてからの時間に応じて求められた加圧ローラ１５ｂの予測表面温度Ｔｆが１５０℃と予測された場合、最大昇温量は２８℃となる。

また、図１４（ｂ）は、最大降温量、加圧ローラ１５ｂの予測表面温度Ｔｆ、機内温度の関係について表した図である。縦は機内温度を、横は加圧ローラ１５ｂの予測表面温度Ｔｆを表しており、各機内温度、各加圧ローラ１５ｂの予測表面温度に対応する最大降温量が表されている。例えば、環境センサ４０４により検知された温度Ｔｓが３２℃で、用紙２の搬送が開始されてからの時間に応じて求められた加圧ローラ１５ｂの予測表面温度Ｔｆが１００℃と予測された場合、最大降温量は１４℃となる。

［印刷モード毎のＦＰＯＴ優先順位と予備加熱目標温度］
図１５を用いて、ＦＰＯＴを優先させて画像形成動作を行う印刷モードを順位付けした情報である印刷モード毎のＦＰＯＴの優先順位について説明する。図１５の縦軸は温度、横軸は時間を表している。図１５に示す破線は、いずれも、画像形成時の目標温度を表している。破線〔１〕は印刷モードが普通紙の場合の目標温度（指定加熱温度）を示している。破線〔２〕は印刷モードが厚紙の場合の目標温度を示している。破線〔３〕は印刷モードがグロス紙の場合の目標温度を示している。実線〔１〕は、時間Ｔ０以内に普通紙の目標温度（破線〔１〕）まで降温可能な温度である。即ち、降温可能温度を普通紙の目標温度とし、時間Ｔ０中に最大降温量で降温した場合に普通紙の目標温度となるような、降温前の温度が実線〔１〕で示されている。また、実線〔２〕は、時間Ｔ０以内に普通紙の目標温度（破線〔１〕）まで昇温可能な温度である。即ち、昇温可能温度を普通紙の目標温度とし、時間Ｔ０中に最大昇温量で昇温した場合に普通紙の目標温度となるような、昇温前の温度が実線〔２〕で示されている。実線〔１〕と実線〔２〕の間を、普通紙における温度の範囲である予備加熱温度の選択範囲とし、例えばこの選択範囲はＲＯＭ２０６に格納される。印刷開始コマンドを受信してから／ＴＯＰ信号が出力されるタイミングまでに、普通紙の目標温度に到達するためには、実線〔１〕と実線〔２〕の範囲内で予備加熱をしておく必要がある。

また、実線〔３〕は、時間Ｔ０以内に厚紙の目標温度（破線〔２〕）まで降温可能な温度である。即ち、降温可能温度を厚紙の目標温度とし、時間Ｔ０中に最大降温量で降温した場合に厚紙の目標温度となるような、降温前の温度が実線〔３〕で示されている。また、実線〔４〕は、時間Ｔ０以内に厚紙の目標温度（破線〔２〕）まで昇温可能な温度である。即ち、昇温可能温度を厚紙の目標温度とし、時間Ｔ０中に最大昇温量で昇温した場合に厚紙の目標温度となるような、昇温前の温度が実線〔４〕で示されている。実線〔３〕と実線〔４〕の間を、厚紙における温度の範囲である予備加熱温度の選択範囲とし、例えばこの選択範囲はＲＯＭ２０６に格納される。印刷開始コマンドを受信してから／ＴＯＰ信号が出力されるタイミングまでに、厚紙の目標温度に到達するためには、実線〔３〕と実線〔４〕の範囲内で予備加熱をしておく必要がある。

また、実線〔５〕は、時間Ｔ０以内にグロス紙の目標温度（破線〔３〕）まで降温可能な温度である。即ち、降温可能温度をグロス紙の目標温度とし、時間Ｔ０中に最大降温量で降温した場合にグロス紙の目標温度となるような、降温前の温度が実線〔５〕で示されている。また、実線〔６〕は、時間Ｔ０以内にグロス紙の目標温度（破線〔３〕）まで昇温可能な温度である。即ち、昇温可能温度をグロス紙の目標温度とし、時間Ｔ０中に最大昇温量で昇温した場合にグロス紙の目標温度となるような、昇温前の温度が実線〔６〕で示されている。実線〔５〕と実線〔６〕の間を、グロス紙における温度の範囲である予備加熱温度の選択範囲とし、例えばこの選択範囲はＲＯＭ２０６に格納される。印刷開始コマンドを受信してから／ＴＯＰ信号が出力されるタイミングまでに、グロス紙の目標温度に到達するためには、実線〔５〕と実線〔６〕の範囲内で予備加熱をしておく必要がある。

コントローラ部２０１は、印刷モード毎のＦＰＯＴの優先順位を有しており、プレコマンドを送信する際にエンジン制御部２０２に対して印刷モードの優先順位を指定する。本実施例における印刷モード毎のＦＰＯＴの優先順位とは、優先してＦＰＯＴを短縮する順位である。例えば、普通紙を優先順位１位、厚紙を優先順位２位、グロス紙を優先順位３位とする。エンジン制御部２０２は、コントローラ部２０１からプレコマンドを受信して予備加熱温度を設定する際に、コントローラ部２０１から指定されたＦＰＯＴの優先順位に従って、該当する印刷モードの選択範囲内に予備加熱温度を設定する。予備加熱温度の設定については図１６を用いて詳しく説明する。

［予備加熱温度の設定］
図１６は、プレコマンドを受信した際に給紙トレイ１に収納されている用紙２と定着部１５の加圧ローラ１５ｂの予測表面温度と機内温度に応じて予備加熱温度を決定する処理を示すフローチャートである。Ｓ２０１でエンジン制御部２０２は、コントローラ部２０１から指定された、印刷モード毎のＦＰＯＴの優先順位をＲＡＭ２０７に保持する。Ｓ２０２でエンジン制御部２０２は、定着部１５の加圧ローラ１５ｂの予測表面温度と機内温度から最大昇温量と最大降温量を求める。エンジン制御部２０２は、加圧ローラ１５ｂの予測表面温度Ｔｆを図１３（ａ）のグラフから予測し、機内温度を環境センサ４０４の検知結果に基づいて検知し、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）から最大昇温量及び最大降温量を求める。Ｓ２０３でエンジン制御部２０２は、用紙毎に予備加熱温度の選択範囲をＲＯＭ２０６から取得する。例えば、コントローラ部２０１から通知された優先順位が上述したような順番であった場合、１位の普通紙の選択範囲、２位の厚紙の選択範囲、３位のグロス紙の選択範囲を、それぞれＲＯＭ２０６から取得する。

Ｓ２０４でエンジン制御部２０２は、コントローラ部２０１から指定された給紙トレイ１ａ、１ｂ、１ｃの用紙情報をＲＡＭ２０７に保持する。例えば、給紙トレイ１ａに普通紙が収納され、給紙トレイ１ｂに厚紙が収納され、給紙トレイ１ｃにグロス紙が収納されている場合、それらの情報をＲＡＭ２０７に保持する。なお、エンジン制御部２０２が用紙情報を取得する際には、本実施例のようにコントローラ部２０１から指定される構成に限定されない。エンジン制御部２０２が用紙情報を取得する際には、例えば、操作パネル２１７から入力された情報に基づいてもよいし、給紙された用紙を用紙判別センサ４０７により判別した結果に基づいてもよい。Ｓ２０５でエンジン制御部２０２は、ＦＰＯＴの優先順位に相当する、ＲＡＭ２０７に確保した変数ｎに初期値である１をセットする。Ｓ２０６でエンジン制御部２０２は、Ｓ２０１で指定されたＦＰＯＴの優先順位ｎ位の用紙が給紙トレイ１ａ、１ｂ、１ｃの少なくとも１つのトレイに収納されているか否かを判断する。上述の例の場合、エンジン制御部２０２は、ｎ＝１のとき、優先順位１位となっている普通紙が、給紙トレイ１ａ、１ｂ、１ｃの少なくとも１つのトレイに収納されているか否かを判断する。Ｓ２０６でエンジン制御部２０２は、優先順位ｎ位の用紙がどのトレイにも収納されていないと判断した場合、処理をＳ２０７に進める。Ｓ２０７でエンジン制御部２０２は、ＲＡＭ２０７に確保した変数ｎにｎ＋１をセットし、処理をＳ２０６に戻す。

Ｓ２０６でエンジン制御部２０２は、印刷モードのＦＰＯＴの優先順位ｎ位の用紙が給紙トレイ１ａ、１ｂ、１ｃの少なくとも１つのトレイに収納されていると判断した場合、処理をＳ２０８に進める。Ｓ２０８でエンジン制御部２０２は、予備加熱温度の選択範囲がまだ設定されていないか否かを判断する。Ｓ２０８でエンジン制御部２０２は、予備加熱温度の選択範囲がまだ設定されていないと判断した場合、処理をＳ２０９に進める。Ｓ２０９でエンジン制御部２０２は、優先順位ｎ位の予備加熱温度の選択範囲を、新たな予備加熱温度の選択範囲として設定する。Ｓ２１０でエンジン制御部２０２は、ｎが優先順位の最後か否かを判断し、最後であると判断した場合、処理をＳ２１４に進め、最後ではないと判断した場合、処理をＳ２０７に進める。Ｓ２１４でエンジン制御部２０２は、設定された予備加熱温度の選択範囲の下限温度を、予備加熱温度と決定する。例えば、ここで設定されている予備加熱温度の選択範囲が普通紙の選択範囲である場合、図１５の実線〔２〕の温度が予備加熱温度と決定される。

Ｓ２０８でエンジン制御部２０２は、予備加熱温度の選択範囲がすでに設定されていたと判断した場合、処理をＳ２１１に進める。Ｓ２１１でエンジン制御部２０２は、優先順位ｎ位の予備加熱温度の選択範囲が、すでに設定されている予備加熱温度の選択範囲と重複するか否かを判断する。Ｓ２１１でエンジン制御部２０２は、優先順位ｎ位の選択範囲が、すでに設定されている選択範囲と重複すると判断した場合、処理をＳ２１２に進める。Ｓ２１２でエンジン制御部２０２は、重複する範囲を、新たな予備加熱温度の選択範囲として設定し、処理をＳ２１０に進める。例えば、優先順位１位の普通紙の選択範囲がすでに設定されており、優先順位２位の厚紙がある給紙トレイに収納されている場合、次のようになる。この場合、図１５に示す普通紙の選択範囲と厚紙の選択範囲とが重複する、両矢印αで示す範囲が新たな予備加熱温度の選択範囲として設定される。

Ｓ２１１でエンジン制御部２０２は、優先順位ｎ位の予備加熱温度の選択範囲が、すでに設定されている選択範囲と重複しないと判断した場合、処理をＳ２１３に進める。例えば、普通紙の選択範囲とグロス紙の選択範囲は重複しないため、普通紙とグロス紙についてこのような条件が成り立つ（図１５参照）。Ｓ２１３でエンジン制御部２０２は、優先順位ｎ位の選択範囲が、すでに設定されている選択範囲の下方にあるか否かを判断し、下方にあると判断した場合、処理をＳ２１４に進める。例えば、すでに設定されている選択範囲が普通紙の選択範囲であり、優先順位ｎ位の選択範囲がグロス紙の選択範囲である場合、Ｓ２１３の判断がＹｅｓとなりＳ２１４の処理が実行される。Ｓ２１４でエンジン制御部２０２は、すでに設定されている選択範囲の下限温度を予備加熱温度と決定する。例えば、普通紙の選択範囲が設定されており、優先順位ｎ位がグロス紙である場合、下限温度である実線〔２〕の温度が予備加熱温度に決定される。

Ｓ２１３でエンジン制御部２０２は、優先順位ｎ位の選択範囲が、すでに設定されている選択範囲の下方にない、即ち、上方にあると判断した場合、処理をＳ２１５に進める。例えば、すでに設定されている選択範囲がグロス紙の選択範囲であり、優先順位ｎ位が普通紙である場合、Ｓ２１３の判断がＮｏとなりＳ２１５の処理が実行される。Ｓ２１５でエンジン制御部２０２は、既に設定された選択範囲の上限温度を予備加熱温度と決定し、処理をＳ２１６に進める。例えば、ここで設定されている予備加熱温度の選択範囲がグロス紙の選択範囲である場合、図１５の実線〔５〕の温度が予備加熱温度と決定される。なお、Ｓ２１６からＳ２２２の処理は、図１０のＳ１０５からＳ１１１の処理と同様であり、説明を省略する。

以上、本実施例によれば、プレコマンド受信時に、給紙トレイに収納されている用紙と定着部１５の加圧ローラ１５ｂの予測表面温度と機内温度から決定した予備加熱温度を用いて温度制御を行う。これにより、定着部１５の加圧ローラ１５ｂの予測表面温度と目標温度の差を小さくすることができ、定着処理が可能となるまでの立ち上げ時間を短縮することができる。その結果、ＦＰＯＴが重視される印刷モードにおけるＦＰＯＴの短縮化を実現できる。即ち、本実施例によれば、最適なファーストプリントアウトタイムを実現することができる。
なお、実施例１から実施例４の構成は、図１（ａ）や図７で説明したレーザプリンタの構成に限定されない。例えば、インクジェットプリンタ等、他の印刷方式のプリンタ、又は複写機でもよい。

また、上述した実施例では、コントローラ部２０１とエンジン制御部２０２の２つの制御手段を備える構成について説明した。しかし、いずれか一方の制御手段、例えばエンジン制御部２０２を備える構成としてもよい。この場合、エンジン制御部２０２は、画像形成条件が確定する前の定着器１３０の目標温度が決定されていない状態で準備動作１を実行する。そして、エンジン制御部２０２は、画像形成条件が確定すると準備動作２を実行する。準備動作２を実行する際には、エンジン制御部２０２は、画像形成条件に応じて決定された画像形成時の目標温度で定着器１３０の温度制御を行う。このような構成により、１つの制御手段でも、最適なファーストプリントアウトタイムを実現することができる。

１２０ カートリッジ
１３０ 定着器
１４０ 本体カセット
１４１、１４２ オプションカセット
２０１ コントローラ部
２０２ エンジン制御部

Claims (20)

1. 画像データを処理するコントローラ部と、
   記録材に画像を形成する形成手段と、
   前記形成手段により形成された未定着の画像を定着する定着手段と、
   前記コントローラ部から画像形成動作の指示を受信する前に第１の準備動作における前記定着手段の温度制御を実行し、前記コントローラ部から前記画像形成動作の指示を受信すると前記画像形成動作に応じた印刷モードで第２の準備動作における前記定着手段の温度制御を実行し、前記第２の準備動作が完了すると前記形成手段により記録材に画像形成を行う制御手段と、
   を備える画像形成装置であって、
   記録材を積載する複数の積載部と、
   前記複数の積載部の各々に対して印刷モードを設定する設定手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記設定手段により前記複数の積載部の各々に対して設定された印刷モードに基づいて、前記第１の準備動作を実行することにより前記定着手段が上昇する温度を決定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記設定手段により前記複数の積載部の各々に対して設定された印刷モードの中で、前記定着手段の目標温度が最も高い印刷モードを前記第１の準備動作を実行する際の印刷モードに決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記積載部の用紙の有無を検知する第１の検知手段を備え、
   前記制御手段は、前記第１の検知手段により記録材無しを検知した積載部を、前記第１の準備動作を実行する際の印刷モードを決定する際の対象から除外することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記複数の積載部の使用状況に応じて、前記第１の準備動作を実行する際の印刷モードを決定することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、使用頻度が所定の使用頻度に達していない積載部を、前記第１の準備動作を実行する際の印刷モードを決定する際の対象から除外することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、前記複数の積載部の使用頻度の総数が所定数に達していない場合には、全ての積載部を対象として前記第１の準備動作を実行する際の印刷モードを決定することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記コントローラ部は、前記画像形成動作の指示とともに、又は、前記画像形成動作の指示に先だって、前記画像形成動作における印刷モードを前記設定手段に通知し、
   前記設定手段は、前記コントローラ部から通知された印刷モードに基づいて、前記複数の積載部の各々に対して印刷モードを設定することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記画像形成動作を指示する操作部を備え、
   前記設定手段は、前記操作部から指示された印刷モードに基づいて、前記複数の積載部の各々に対して印刷モードを設定することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記積載部から搬送された記録材の種類を検知する第２の検知手段を備え、
   前記設定手段は、前記第２の検知手段により検知された記録材の種類に基づいて、前記複数の積載部の各々に対して印刷モードを設定することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記制御手段は、前記複数の積載部に収納されている用紙に設定されている前記定着手段の目標温度の中で最も高い目標温度と、前記複数の積載部に収納されている用紙に設定されている前記定着手段の目標温度の中で最も低い目標温度と、に基づき、前記第１の準備動作を実行する際の前記定着手段の温度を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
11. 前記制御手段は、前記第１の準備動作における前記定着手段の温度を、前記最も高い目標温度と前記最も低い目標温度との間の温度に決定することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記画像形成装置内の温度を検知する第３の検知手段と、
    前記定着手段の温度を予測する予測手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、前記第３の検知手段により検知された温度と、前記予測手段により予測された温度と、に基づいて、前記第１の準備動作における前記定着手段の温度を決定することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
13. 前記定着手段は、ヒータを有する定着ローラと、前記定着ローラとともにニップ部を形成し前記ニップ部において記録材を搬送する加圧ローラと、を有し、
    前記予測手段は、記録材が前記ニップ部を搬送されている期間においては、時間の経過とともに前記加圧ローラの温度が前記定着手段の目標温度に収束するように前記加圧ローラの温度を予測し、記録材が前記ニップ部を搬送されていない期間においては、時間の経過とともに前記加圧ローラの温度が前記第３の検知手段により検知された温度に収束するように前記加圧ローラの温度を予測することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 前記制御手段は、前記予測手段により予測された前記加圧ローラの温度と、前記第３の検知手段により検知された温度とに基づいて、所定の時間内に昇温することが可能な昇温量と、前記所定の時間内に降温することが可能な降温量と、を求め、前記昇温量と前記降温量に基づき、記録材の種類に対応する温度の範囲を求めることを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
15. 前記コントローラ部は、ファーストコピーアウトタイムを優先させて画像形成動作を行う印刷モードを順位付けした情報を前記制御手段に通知し、
    前記制御手段は、前記順位付けした情報と、前記複数の積載部に積載された記録材の各々に対して求めた前記温度の範囲とに基づいて、前記第１の準備動作における前記定着手段の温度を決定することを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。
16. 前記設定手段は、前記コントローラ部であり、
    前記コントローラ部は、前記画像形成動作の指示とともに、又は、前記画像形成動作の指示に先だって、前記複数の積載部の各々に対して記録材に関する情報を設定することを特徴とする請求項１０から請求項１５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
17. 前記画像形成動作を指示する操作部を備え、
    前記設定手段は、前記操作部から指示された情報に基づいて、前記複数の積載部の各々に対して記録材に関する情報を設定することを特徴とする請求項１０から請求項１５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
18. 前記積載部から搬送された記録材の種類を検知する第２の検知手段を備え、
    前記設定手段は、前記第２の検知手段により検知された記録材の種類に基づいて、前記複数の積載部の各々に対して記録材に関する情報を設定することを特徴とする請求項１０から請求項１５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
19. 記録材に画像を形成する形成手段と、
    前記形成手段により形成された未定着の画像を定着する定着手段と、
    画像形成条件が確定する前に第１の準備動作における前記定着手段の温度制御を実行し、前記画像形成条件が確定すると前記画像形成条件に応じた第２の準備動作における前記定着手段の温度制御を実行し、前記第２の準備動作が完了すると前記形成手段により記録材に画像形成を行う制御手段と、
    を備える画像形成装置であって、
    記録材を積載する複数の積載部と、
    前記複数の積載部の各々に対して印刷モードを設定する設定手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、前記設定手段により前記複数の積載部の各々に対して設定された印刷モードに基づいて、前記第１の準備動作を実行することにより前記定着手段が上昇する温度を決定することを特徴とする画像形成装置。
20. 前記印刷モードは、前記積載部に積載された記録材の紙種、又は記録材のサイズの情報に基づいて決定されることを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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