JP2019184963A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本技術は、加熱源が局所的に定着器を加熱する構成に停止待機を採用しても、待機状態から短時間で定着器を昇温することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、感光体を帯電させる複数の帯電器と、帯電させた感光体にトナー像の形成を行う複数の現像器と、感光体から用紙に転写されたトナー像を、用紙に定着させる定着器１７とを備えている。定着器１７は、定着ベルト５１と、定着ベルト５１の一部を加熱する熱源５６と、定着ベルト５１との間でニップを形成して用紙を搬送する加圧ローラー５８とを含む。熱源５６は、印刷状態での印字温度に比べて、定着ベルト５１の回転が停止する待機状態での待機温度（停止待機モードの設定温度）を高く設定される。【選択図】図２

Description

この発明は画像形成装置に関し、特に、定着器を備える画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式によって用紙に画像を印刷する画像形成装置は、トナー像が転写された用紙を加熱する定着器を備えている（特許文献１参照）。定着器は、加熱によって色材であるトナーを溶融させて用紙に定着させている。そのため、定着器は、トナーを用紙に定着するための加熱源として、ハロゲンランプヒーターまたはセラミックヒーターなどの抵抗発熱型のヒーターおよびＩＨ（induction heating）型の熱源を有している。この定着器は、ウォームアップ動作の終了後や印字動作の終了後に、次にユーザーからの新しい印字指示を受信するまで待機状態をとる。

待機状態は、大きく分けて、定着器を駆動させた状態で待機する回転待機と、定着器の駆動を停止させた状態で待機する停止待機との２種類がある。定着器を回転待機させた場合、定着器を構成する定着ベルトや加圧ローラーなどを回転させた状態で加熱源は定着ベルトなどを加熱し続けている。回転待機では、待機中において定着器全体を暖めることができるので、新しい印字指示を受信した場合でも短時間で定着器を昇温することが可能である。しかし、回転待機では、待機中も定着ベルトや加圧ローラーなどが回転し続けるため、駆動音が発生する欠点がある。

一方、定着器を停止待機させた場合、定着器を構成する定着ベルトや加圧ローラーなどの回転を停止させた状態で加熱源が定着ベルトなどを加熱し続けている。停止待機では、待機中の間、定着ベルトや加圧ローラーなどの回転を停止させているので駆動音の発生がなく静音性が高い。静音性の高さから、近年、定着器の待機状態として停止待機が注目されている。

特開平２−２２２９８２号公報

しかし、停止待機では、待機中の間、定着ベルトや加圧ローラーなどの回転を停止させているので、定着器全体を暖めることができず、局所的にしか定着器を加熱することができない。つまり、停止待機では、新しい印字指示を受信した場合でも回転待機のように短時間で定着器を昇温することができない問題があった。

特に、加熱源が局所的に定着器を加熱する構成である場合に、待機中の静音性を高めるために停止待機を採用すると、加熱源で加熱している箇所以外は、待機中に放熱するため温度が低下する。その結果、新しい印字指示を受信しても定着器を昇温するために時間が必要となり、回転待機を採用している画像形成装置に比べてＦＰＯＴ（First Print Output Time）やＦＣＯＴ（First Copy Output Time）が低下する問題があった。

そこで、本技術は、定着器を備える画像形成装置において、加熱源が局所的に定着器を加熱する構成に停止待機を採用しても、待機状態から短時間で定着器を昇温することが可能な画像形成装置を提供することを一つの目的とする。

本実施のある局面に従う画像形成装置は、像担持体を帯電させる複数の帯電器と、帯電させた像担持体にトナー像の形成を行う複数の現像器と、像担持体から記録媒体に転写されたトナー像を、記録媒体に定着させる定着器とを備え、定着器は、定着回転体と、定着回転体の一部を加熱する加熱源と、定着回転体との間でニップを形成して記録媒体を搬送する加圧回転体とを含み、加熱源は、印刷状態での印字温度に比べて、定着回転体の回転が停止する待機状態での待機温度を高く設定される。

本技術によれば、加熱源が、印刷状態での印字温度に比べて、定着回転体の回転が停止する待機状態での待機温度を高く設定されるので、加熱源が局所的に定着器を加熱する構成に停止待機を採用しても、加熱している箇所以外の温度の低下を抑えて待機状態から短時間で定着器を昇温することができる。

画像形成装置の全体構成を示す図である。 画像形成装置における定着器の構成の一例を示す図である。 画像形成装置における定着器の構成の別の例を示す図である。 画像形成装置における定着器の構成のさらに別の例を示す図である。 本実施の形態１に係る定着器における温度推移を説明するための図である。 本実施の形態１に係る定着器において設定される温度の一例を示す図である。 本実施の形態２に係る定着器における温度制御を説明するための図である。 本実施の形態２に係る定着器において設定される温度の一例を示す図である。 本実施の形態２に係る画像形成装置における定着器の制御を説明するためフローチャートである。

以下に、本実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。

＜実施の形態１＞
図１は、画像形成装置１の全体構成を示す図である。画像形成装置１は、例えば、複写機、プリンタまたはファクシミリ、もしくは、これらの機能を備えた複合機であって、画像をシート状の印刷媒体Ｍ（例えば用紙）に印刷する。図１において、画像形成装置１は、電子写真式のプリンタエンジン１０および複数の給紙カセット２０Ａ，２０Ｂを備えたカラープリンタである。プリンタエンジン１０は、４個のイメージングステーション１１，１２，１３，１４を中心に構成される。給紙カセット２０Ａ，２０Ｂは、互いにサイズの異なる用紙２ａ，２ｂの収納が可能であり、ピックアップローラ１５Ａ，１５Ｂにより用紙２ａ，２ｂを取り出してプリンタエンジン１０へ給紙する。

本実施の形態１において、用紙２ａはＡ４サイズであるものとし、用紙２ｂはＡ３サイズであるものとする。ピックアップローラ１５Ａ，１５Ｂにより取り出された用紙２ａ，２ｂは、搬送方向Ｍ１に搬送されてプリンタエンジン１０へ至る。プリンタエンジン１０は、カラー印刷モードにおいて、４個のイメージングステーション１１〜１４がＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、およびＫ（ブラック）の４色のトナー像を並行して形成することになる。

イメージングステーション１１〜１４は、それぞれ筒状の感光体（像担持体）、帯電チャージャ（帯電器）、現像器、クリーナ、および露光用の光源などを有している。イメージングステーション１１〜１４により形成されたトナー像は、感光体から中間転写ベルト１６に一次転写され担持される。一次転写されたトナー像は、給紙カセット２０Ａ，２０Ｂのうちの選択された一方（例えば給紙カセット２０Ａ）からレジストローラ１５Ｃを経て搬送されて記録媒体である用紙（例えば用紙２ａ）に二次転写される。二次転写の後、用紙は定着器１７の内部を通って上部の排紙トレイ１８へ送り出される。定着器１７を通過するとき、加熱および加圧によってトナー像が用紙に定着する。

定着器１７は、トナー像を用紙に定着させるときに加熱するための加熱部材と、加圧するための加圧ローラーとを少なくとも有している。そして、加熱部材は、局所的に加熱する加熱源４（例えばハロゲンヒータなど）を有しており、定着器１７を駆動することで均一に加熱することができる。なお、加熱源４は、制御部５により温度が制御されている。しかし、定着器１７は、待機状態中に駆動を停止した場合（停止待機）、加熱源４の近い部分と離れた部分とで温度差が生じることになる。定着器１７には、様々な種類の構造あり、以下に代表的な構造を有する定着器を示し、停止待機中における温度推移について説明する。

図２は、画像形成装置１における定着器１７の構成の一例を示す図である。定着器１７は、局所加熱を行う定着器であり、図２に示す定着器１７は、加熱源にハロゲンヒータを採用している。局所的に定着器１７を加熱する構成とは、例えば、定着ベルト５１の一部を加熱することができる加熱部材５７を有しており、定着ベルト５１を駆動することで定着器１７の全体を加熱する構成である。具体的に、定着器１７は、定着ベルト５１（定着回転体）と、加圧ローラー５８と、定着ベルト５１内側に配置され加圧ローラー５８に押圧してニップを形成すると共に定着ベルト５１の回転をガイドする固定の加圧部材５２（５２ａ、５２ｂ）と、定着ベルト５１と加圧部材５２（５２ａ）の間に配置される摺動部材５３と、加圧部材５２を支持する支持部材５４と、フェルト部材５５と、熱源５６を有し、加圧部材５２と共に定着ベルト５１を張架する加熱部材５７とを有している。

加圧ローラー５８は、定着モーター（図示せず）によって、所定の回転速度で回転することできる。これにより、加圧ローラー５８に対して定着ベルト５１を回転させることができる。定着ベルト５１は、基層と、弾性層と、離形層との三層構造から成る。外径は任意であるが、１０ｍｍ〜１００ｍｍ程度が望ましい。基層は、ポリイミドやステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０４など）、Ｎｉ電鋳等から成り、厚さが５μｍ〜１００μｍ程度である。弾性層は、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性の高い材料が望ましく、厚さが１０μｍ〜１００μｍ程度である。離型層は、フッ素チューブおよびフッ素系コーティング等の離型性を付与した構成が望ましく、厚さが５μｍ〜１００μｍ程度である。

加圧部材５２は、ポリフェニレンスルファイド、ポリイミド、液晶ポリマー等の樹脂や、アルミ、鉄等の金属、セラミック等から成り、形状については任意である。加圧部材５２は、加圧する部分と、シリコーンゴム、フッ素ゴム等から成る固定部分との２部品構成としてもよい。

摺動部材５３は、ガラスクロスを基材とし、摺動面をフッ素系樹脂で被覆した構成が一般的であるが、フッ素繊維の織物や、フッ素樹脂シート、ガラスコートなどが用いてもよい。摺動部材５３を設けることで定着ベルト５１と加圧部材５２との摺動抵抗が減少し、安定して定着ベルト５１を回転させることができる。

加熱部材５７は、アルミやステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０４など）等の金属の円筒から成る。加熱部材５７の外径は任意であるが、１０ｍｍ〜１００ｍｍが望ましく、厚みを０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度にするのが望ましい。熱源５６にハロゲンヒータを採用する場合、加熱部材５７の内表面を黒色にすることが望ましい。また、異物等による加熱部材５７の外表面への傷を防止するため、加熱部材５７の外表面にＰＴＦＥ（polytetrafluoroethylene）コートなどを行ってもよい。なお、熱源５６と加熱部材５７とが、定着ベルト５１を加熱する加熱源４に相当する。

加圧ローラー５８は、芯金と、弾性層と、離形層との３つの部材から成る。外径は任意であるが、２０ｍｍ〜１００ｍｍ程度が望ましい。弾性層は、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性の高い材料が望ましく、厚さが１ｍｍ〜２０ｍｍ程度である。芯金はアルミ、鉄等の金属が望ましく、パイプ形状で厚さが０．１ｍｍ〜１０ｍｍ程度の場合や、中実や断面形状が三ツ矢形状等の異型の場合もある。離型層は、フッ素チューブおよびフッ素系コーティング等の離型性を付与した構成が望ましく、厚さが５μｍ〜１００μm程度である。

熱源５６は、ハロゲンヒータを採用し、温度センサ６０により検出した温度が予め設定した温度となるように供給する電力が制御されている。ここで、熱源５６付近の定着ベルト５１の箇所を加熱箇所７１とし、熱源５６から離れた定着ベルト５１の箇所を非加熱箇所７２とする。なお、加熱箇所７１の温度は温度センサ６０により検出するが、非加熱箇所７２の温度は別途温度センサを設けて検出している。

図２に示す定着器１７では、加圧部材５２が定着ベルト５１を加圧ローラー５８に押圧して定着ニップ部Ｌを形成している。なお、定着ニップ部Ｌの近傍には、図示していないが搬送されてきた用紙を検出するセンサが設けられている。定着器１７に搬送された用紙は、トナー像が転写された表面を加熱された定着ベルト５１に向けた状態で、搬送方向Ｍ１より定着ニップ部Ｌを通過することで、定着ベルト５１により加熱および加圧されてトナー像が用紙に定着する。

次に、図３は、画像形成装置１における定着器１７の構成の別の例を示す図である。図３に示す定着器１７は、加熱源４にＩＨ（induction heating）を採用している。図３に示す定着器１７は、誘導加熱型であり、筒状の可撓性の定着ベルト２３を加熱する磁束発生器２４を備えている。定着ベルト２３は、定着ローラー２１とガイドプレート２３１とに支持されながら定着ローラー２１と共に回転する。磁束発生器２４は、定着ベルト２３の周面に沿うボビン２４２およびボビン２４２に支持された励磁コイル２４３を有する。励磁コイル２４３には、図示していないＡＣ入力部に接続されたＩＨ電源から励磁のための電力が供給される。

図３に示す定着器１７では、定着ベルト２３の内側に配置された定着ローラー２１と外側に配置された加圧ローラー２２とが、定着ベルト２３を挟んで定着ニップ部Ｌを形成している。定着ローラー２１は、図示していない定着モーターによって用紙を搬送する搬送方向Ｍ１に所定の周速度となるように回転駆動する。定着ローラー２１を回転駆動することで、当該定着ローラー２１との摩擦力によって定着ベルト２３および加圧ローラー２２は定着ローラー２１の回転に従動して回転する。

ＩＨ電源は、画像形成装置１の制御部５からの命令に従って、磁束発生器２４の励磁コイル２４３に供給する電力を増減させる。定着ベルト２３が加熱されると、定着ベルト２３からの熱伝導によって定着ローラー２１および加圧ローラー２２が昇温する。つまり、定着ローラー２１および加圧ローラー２２は、磁束発生器２４によって間接的に加熱されている。

加熱源４に磁束発生器２４を含むＩＨを採用し、温度センサ６０により検出した温度が予め設定した温度となるように磁束発生器２４に供給する電力を制御している。ここで、磁束発生器２４付近の定着ベルト２３の箇所を加熱箇所７１とし、磁束発生器２４から離れた定着ベルト２３の箇所を非加熱箇所７２とする。

図３に示す定着器１７に搬送された用紙は、トナー像が転写された表面を加熱された定着ベルト２３に向けた状態で、搬送方向Ｍ１より定着ニップ部Ｌを通過することで、定着ベルト２３により加熱および加圧されてトナー像が用紙に定着する。

次に、図４は、画像形成装置１における定着器１７の構成のさらに別の例を示す図である。図４に示す定着器１７は、加熱源４に抵抗加熱を採用している。定着器１７は、図示していない電源から供給される電力によって発熱するヒーター２０２を有している。具体的に、ヒーター２０２は、セラミックヒーターである。ヒーター２０２は、図示していないヒータホルダにより固定され、当該ヒータホルダが定着ベルト２０３の内面ガイドとしての役割を果たしている。

加圧ローラー２０５は、ヒーター２０２と定着ベルト２０３を挟んで圧接するように配置されている。ヒーター２０２と加圧ローラー２０５とが定着ベルト２０３を挟んで圧接している部分が定着ニップ部Ｌである。加圧ローラー２０５は、定着モーター（図示せず）により所定の周速度で回転駆動される。定着ニップ部Ｌにおける加圧ローラー２０５と定着ベルト２０３の外周との摩擦力により、加圧ローラー２０５の回転力が定着ベルト２０３に直接的に作用することで、定着ベルト２０３はヒーター２０２の下面に圧接摺動されつつ回転駆動される。

加圧ローラー２０５の回転による定着ベルト２０３の従動回転が定常化し、ヒーター２０２の温度が所定温度に立ち上がった状態で、定着ニップ部Ｌに定着すべき用紙が搬送される。定着器１７に搬送された用紙は、トナー像が転写された表面を加熱された定着ベルト２０３に向けた状態で、搬送方向Ｍ１より定着ニップ部Ｌを通過することで、定着ベルト２０３により加熱および加圧されてトナー像が用紙に定着する。

加熱源４に抵抗加熱するヒーター２０２を採用し、温度センサ６０により検出した温度が予め設定した温度となるようにヒーター２０２に供給する電力を制御している。ここで、ヒーター２０２付近の定着ベルト２０３の箇所を加熱箇所７１とし、ヒーター２０２から離れた定着ベルト２０３の箇所を非加熱箇所７２とする。

次に、図２〜図４で示した定着器１７において、停止待機中の加熱箇所７１および非加熱箇所７２の温度推移について説明する。図５は、本実施の形態１に係る定着器１７における温度推移を説明するための図である。図５では、定着器１７の動作モードが印字モードから停止待機モードに遷移したときの時間に対する温度の推移が図示されている。そのため、図５に示すグラフでは、横軸が時間で、縦軸が温度である。定着器１７は、動作モードが印字モードの場合、温度センサ６０により検出した温度が予め設定してある印字温度となるように熱源に電力が供給されている。

本実施の形態１に係る定着器１７では、図５（ａ）に示すように動作モードが印字モードから停止待機モードに遷移したとき停止待機モードの設定温度を印字温度よりも高くしている。なお、図５（ａ）に示すグラフ中の実線は、印字モードおよび停止待機モードの設定温度をそれぞれ示している。熱源付近の定着ベルト５１の加熱箇所７１の温度は破線で、熱源５６から離れた定着ベルト５１の非加熱箇所７２の温度は点線でそれぞれ示している。また、定着器１７は、待機状態において停止待機を採用しているの、待機中、定着モーターが停止している。

本実施の形態１に係る定着器１７では、停止待機モードの設定温度を印字温度よりも高くすることで、以下の２つの作用により、熱源から離れた非加熱箇所７２の定着ベルトの温度を高く保持ができる。

１つ目の作用は、定着ベルト５１の周方向への伝熱である。停止待機モードの設定温度を高くすることで、加熱箇所７１の温度も高くなる。そうすると、熱源から離れた位置にある定着ベルト５１にも伝熱量が多くなり、非加熱箇所７２の温度も高く保持することができる。

２つ目の作用は、定着器１７の内部温度を高くすることで、熱源から離れた非加熱箇所７２からの放熱量を抑えることである。停止待機モードの設定温度を高くすることで、定着器１７の内部温度を印字モード時よりも高くなる。そうすると、熱源から離れた非加熱箇所７２からの大気への放熱量が減り、その結果、非加熱箇所７２の温度を高く保持することができる。

一方、図５（ｂ）では、本実施の形態１のように動作モードが印字モードから停止待機モードに遷移したとき停止待機モードの設定温度を印字温度よりも高くせずに、印字温度よりも少し低く設定した場合の比較例である。本実施の形態１のような温度制御を行わない場合、加熱箇所７１の温度は、熱源に近いため印字中も待機中も設定温度に保持されるが、非加熱箇所７２の温度は、待機中、定着モーターが停止しているので加熱された定着ベルトと接触することができず放熱により温度が低下する。

図５（ｂ）の比較例では、停止待機モードの設定温度が、印字中と同等かそれ以下になっているため、停止待機中の非加熱箇所７２の温度低下が大きい。そのため、停止待機中に印字指示を受信して、印字温度まで定着ベルトを昇温させようとした場合に、加熱箇所７１付近以外の定着ベルトの温度を、低い温度から加熱する必要があるため定着ベルトの昇温に時間がかかる。そのため、図５（ｂ）の比較例のような温度制御を行った場合、ＦＰＯＴ（First Print Output Time）やＦＣＯＴ（First Copy Output Time）が低下する問題が生じる。

しかし、本実施の形態１のように動作モードが印字モードから停止待機モードに遷移したとき停止待機モードの設定温度を印字温度よりも高くすることで（図５（ａ））、熱源から離れた非加熱箇所７２の停止待機中の温度低下を軽減することできる。そのため、本実施の形態１に係る画像形成装置１では、待機中に印字指示を受信して、印字温度まで定着ベルトを昇温させようとした場合、停止待機中の非加熱箇所７２での温度低下を軽減しているので、定着ベルト５１を昇温する時間を短縮することができ、ＦＰＯＴやＦＣＯＴを向上させることができる。

なお、図２〜図５に示した定着器１７では、定着ベルトを採用していたが、定着ベルトでなくてもドラム形態を採用してもよい。ドラム形態を採用した定着器１７でも、上記したように停止待機モードの設定温度を印字温度よりも高くすることで、同様の効果を得ることができる。

以上のように、本実施の形態１に係る画像形成装置１では、感光体を帯電させる複数の帯電器と、帯電させた感光体にトナー像の形成を行う複数の現像器と、感光体から用紙に転写されたトナー像を、用紙に定着させる定着器１７とを備えている。定着器１７は、定着ベルト５１（２３，２０３）と、定着ベルト５１（２３，２０３）の一部を加熱する熱源５６（磁束発生器２４，ヒーター２０２）と、定着ベルト５１（２３，２０３）との間でニップを形成して用紙を搬送する加圧ローラー５８（２２，２０２）とを含む。熱源５６（磁束発生器２４，ヒーター２０２）は、印刷状態での印字温度に比べて、定着ベルト５１（２３，２０３）の回転が停止する待機状態での待機温度（停止待機モードの設定温度）を高く設定される。これにより、本実施の形態１に係る画像形成装置１は、熱源５６（磁束発生器２４，ヒーター２０２）が局所的に定着器１７を加熱する構成に停止待機を採用しても、加熱している箇所以外の温度の低下を抑えて待機状態から短時間で定着器１７を昇温することができる。

印字中および待機中の設定温度は固定ではなく、環境に応じて温度を変更して設定されてもよい。環境として、例えば、画像形成装置１の内部温度（装置温度）、待機状態を開始してからの経過時間、外気温度、用紙の温度などがある。なお、画像形成装置１は、画像形成装置１の内部温度を検出するために、図示していない温度センサ（温度検出手段）を設けてある。以下、環境として装置温度および待機状態を開始してからの経過時間を採用し、装置温度および待機状態を開始してからの経過時間に応じて設定温度を変更する場合について具体的に説明する。

図６は、本実施の形態１に係る定着器において設定される温度の一例を示す図である。図６に示す表では、装置温度および停止待機開始からの経過時間に応じて設定される停止待機モードの設定温度が示されている。例えば、装置温度が１５℃未満の場合、停止待機開始からの経過時間が０〜６０秒であれば停止待機モードの設定温度は１８５℃に設定され、停止待機開始からの経過時間が１８１秒以上であれば停止待機モードの設定温度は２００℃に設定される。つまり、停止待機開始からの経過時間が長くなるに連れて非加熱箇所７２からの大気への放熱量が増えるので、停止待機モードの設定温度を高く設定する。

また、停止待機開始からの経過時間が０〜６０秒の場合、装置温度が１５℃未満であれば停止待機モードの設定温度は１８５℃に設定され、装置温度が２８℃以下であれば停止待機モードの設定温度は１８０℃に設定される。つまり、装置温度が低くなるに連れて非加熱箇所７２からの大気への放熱量が増えるので、停止待機モードの設定温度を高く設定する。なお、装置温度に応じて印字温度（印字モードの設定温度）も変化する。例えば、装置温度が１５℃未満であれば印字温度は１７０℃に設定され、装置温度が２８℃以下であれば印字温度は１６５℃に設定される。つまり、装置温度が低くなるに連れて非加熱箇所７２からの大気への放熱量が増えるので、印字温度も高く設定する。

待機温度（停止待機モードの設定温度）は、環境に応じて温度を変更して設定してもよい。例えば、待機温度は、待機状態を開始してからの時間に応じて温度を変更して設定されてもよく、画像形成装置１の内部温度を検出する温度センサで検出した内部温度が低くなるに従い高く設定してもよい。このように、環境に応じて待機温度を設定することで、環境に応じた温度に設定することができ、必要以上に高い設定温度を採用する状態を減らすことで消費電力を抑制することができる。また、待機温度は、待機状態を開始してからの時間（停止待機開始からの経過時間）が長くなるに従い高く設定されてもよい。

本実施の形態１に係る画像形成装置１は、複数のイメージングステーション１１，１２，１３，１４を有するカラープリンタについて停止待機モードの設定温度を印字温度より高く設定すると説明したが、単一のイメージングステーションを有するモノクロプリンタについても同様に適用することができる。なお、複数のイメージングステーション１１，１２，１３，１４を有するカラープリンタでは、単一のイメージングステーションを有するモノクロプリンタに比べて、トナー像をより高温で用紙に定着させる必要があるため、停止待機モードの設定温度を印字温度より高く設定するとことで、ＦＰＯＴやＦＣＯＴの向上に有効である。

＜実施の形態２＞
次に、本実施の形態２に係る画像形成装置１では、本実施の形態１で説明した停止待機モードでの温度制御が行われている場合に印字指示を受信したとき、定着器１７を昇温する温度制御を行っている。図７は、本実施の形態２に係る定着器１７における温度制御を説明するための図である。図７では、停止待機中に印字指示を受信した場合に、定着器１７を昇温するときの時間に対する温度の推移が図示されている。そのため、図７に示すグラフでは、横軸が時間で、縦軸が温度である。なお、本実施の形態２に係る画像形成装置１および定着器１７の構成は、図１〜図４に示した画像形成装置１および定着器１７の構成と同じであるため、同じ構成ついて同じ符号を付して詳細な説明を繰返さない。以下、定着器１７の構成は、図２に示す定着器１７の構成を用いて説明を行うが、他の定着器１７の構成についても同様に適用することができる。

本実施の形態２に係る定着器１７では、図７に示すように動作モードが停止待機モードから印字モードに遷移したとき印字準備中の設定温度を停止待機モードの設定温度よりも高くしている。なお、図７に示すグラフ中の実線は、停止待機モード、印字準備モードおよび印字モードの設定温度をそれぞれ示している。熱源付近の定着ベルト５１の加熱箇所７１の温度は破線で、熱源５６から離れた定着ベルト５１の非加熱箇所７２の温度を点線でそれぞれ示している。また、定着器１７は、待機状態において停止待機を採用しているの、待機中、定着モーターが停止している。

定着器１７は、動作モードが停止待機モードの場合、温度センサ６０により検出した温度が予め設定してある停止待機モードの設定温度となるように熱源に電力が供給されている。局所的に加熱する構成を採用する定着器１７では、定着モーターの駆動を停止させたまま熱源５６を動作させると、熱源５６付近の加熱箇所７１と、熱源５６から離れた非加熱箇所７２とで温度差が生じるため、定着ベルト５１の周方向で温度分布が生じる。定着ベルト５１に温度分布が生じたまま、用紙が定着ニップ部Ｌに突入すると、温度分布に応じて、光沢ムラが発生する。そのため、停止待機中に印字指示を受信した場合に、定着器１７を昇温するために、印字指示を受信して印刷状態を開始してから準備期間の間、印字準備モードに遷移する。印字準備モードにおいては、温度が低下している非加熱箇所７２の定着ベルト５１の温度を昇温させて、早期に温度分布を解消する必要がある。

停止待機中に放熱により温度が低下している非加熱箇所７２の定着ベルト５１の温度を早く昇温させるためには、印字準備モードの間、熱源５６を常時点灯させる必要がある。例えば、印字準備モードの間、熱源５６に供給する電力のＤｕｔｙ比を１００％とすることで、フル電力を熱源５６に印加して点灯状態にすることができる。なお、印字準備モードの熱源５６を駆動する設定テーブルには、供給する電力のＤｕｔｙ比を１００％とする設定が記憶されている。

しかし、熱源５６が点灯するか消灯するかは、加熱箇所７１の定着ベルト５１の温度で決定される。そこで、印字準備モードでの設定温度Ｔｅｍｐ１を、停止待機モードの設定温度よりも高く設定することで、印字準備モードが開始した直後から熱源５６を点灯状態にすることができる。設定温度Ｔｅｍｐ１は、停止待機モードの設定温度に応じて温度を変更して設定され、例えば、停止待機モードの設定温度が１８０℃であれば設定温度Ｔｅｍｐ１を１９０℃に設定し、停止待機モードの設定温度が１９０℃であれば設定温度Ｔｅｍｐ１を２００℃に設定する。

熱源５６が点灯状態となっても、実際に定着ベルト５１の温度が昇温するまでにはタイムラグがあるため数秒間、定着ベルト５１の温度は一定のままである。ここで、タイムラグには、熱源５６を点灯状態にするための通電指示を行ってから、熱源５６に通電が開始されるまでの時間、熱源５６への通電が開始されてから熱源５６が温まる時間、および熱源５６への突入電流を防ぐためにスルーアップ制御をとっている場合のスルーアップ時間などが含まれる。

印刷準備モードでは、定着ベルト５１が駆動しているため、熱源５６で加熱され高温になっている定着ベルト５１の部分は、加圧ローラー５８と接する位置に移動して加圧ローラー５８に伝熱することで温度が低下する。しかし、この定着ベルト５１の部分は、再び熱源５６と接する位置に移動することで、点灯状態の熱源５６と接して昇温される。ここで、印字準備モードでは、定着モーターの回転数を印字モードでの速度Ｖ１に比べて低速の速度Ｖ２にすることで、定着ベルト５１の加圧ローラー５８との単位時間当たりの接触回数を減らすことができ、昇温した定着ベルト５１の熱を加圧ローラー５８へ伝熱され難くして、より早く定着ベルト５１の温度を昇温するようにしてもよい。

また、図７に示すように、印字準備モードでの設定温度は、停止待機モードの設定温度よりも高い設定温度Ｔｅｍｐ１を設定した後、所定時間経過後に設定温度Ｔｅｍｐ２に変更してもよい。設定温度Ｔｅｍｐ１は、停止待機モードの設定温度よりも高い温度であるため、長時間その温度を設定している場合に不具合が生じる可能性ある。また、定着ベルト５１が駆動しているため、温度センサ６０付近（加熱箇所７１）の定着ベルト５１の温度は、図７に示すように定着ベルト５１が駆動されると定着ベルト５１が停止していたときよりも低下するので、設定温度Ｔｅｍｐ１のような高い設定温度でなくても熱源５６を点灯させることができる。そこで、設定温度Ｔｅｍｐ２は、熱源５６を点灯させることができる設定温度であればよく、例えば、設定温度Ｔｅｍｐ１および停止待機モードの設定温度より低いが、印字モードでの設定温度（印字温度Ｔｅｍｐ３）より高い温度に設定される。設定温度Ｔｅｍｐ２により熱源５６が点灯することで、図７に示すように加熱箇所７１および非加熱箇所７２の定着ベルト５１を昇温することができる。

なお、設定温度Ｔｅｍｐ２を印字モードでの印字温度Ｔｅｍｐ３よりも高く設定する理由は、印字準備モードから印字モードに遷移したときに定着モーターの回転数を速度Ｖ２から速度Ｖ１に切り替えて高速にするので、定着ベルト５１の加圧ローラー５８との単位時間当たりの接触回数が増え、昇温した定着ベルト５１の熱を加圧ローラー５８へ伝熱され易くなり定着ベルト５１の温度が低下するためである。つまり、印字準備モードから印字モードに遷移したときに低下する温度分だけ、予め印字準備モードでの設定温度Ｔｅｍｐ２を印字温度Ｔｅｍｐ３よりも高く設定してある。

このように、印字準備モードでの設定温度Ｔｅｍｐ２は、定着モーターの回転数および印字モードでの印字温度Ｔｅｍｐ３により決まることになる。そこで、定着モーターの回転数および印字モードでの印字温度Ｔｅｍｐ３により、印字準備モードでの設定温度Ｔｅｍｐ２がどのように変化するのかについて説明する。図８は、本実施の形態２に係る定着器１７において設定される温度の一例を示す図である。図８に示す表では、定着モーターの回転数および印字温度Ｔｅｍｐ３に応じて設定される設定温度Ｔｅｍｐ２が示されている。例えば、定着モーターの回転数を印字モードでの速度Ｖ１と印字準備モードでの速度Ｖ２とを同じ（Ｖ１＝Ｖ２）にした場合、設定温度Ｔｅｍｐ２は印字温度Ｔｅｍｐ３が１５０℃であれば１５０℃、印字温度Ｔｅｍｐ３が１６５℃であれば１６５℃となる。つまり、定着モーターの回転数が印字モードと印字準備モードとで同じであれば、設定温度Ｔｅｍｐ２は印字温度Ｔｅｍｐ３と同じ温度に設定される。

また、定着モーターの回転数について印字モードでの速度Ｖ１を印字準備モードでの速度Ｖ２の１．５倍（Ｖ１＝１．５×Ｖ２）にした場合、設定温度Ｔｅｍｐ２は印字温度Ｔｅｍｐ３が１５０℃であれば１６０℃、印字温度Ｔｅｍｐ３が１６５℃であれば１７５℃となる。つまり、定着モーターの回転数について印字モードを印字準備モードの１．５倍とするのであれば、設定温度Ｔｅｍｐ２は印字温度Ｔｅｍｐ３に対して１０℃加算した温度に設定される。さらに、定着モーターの回転数について印字モードでの速度Ｖ１を印字準備モードでの速度Ｖ２の２倍（Ｖ１＝２×Ｖ２）にした場合、設定温度Ｔｅｍｐ２は印字温度Ｔｅｍｐ３が１５０℃であれば１６５℃、印字温度Ｔｅｍｐ３が１６５℃であれば１８０℃となる。つまり、定着モーターの回転数について印字モードを印字準備モードの２倍とするのであれば、設定温度Ｔｅｍｐ２は印字温度Ｔｅｍｐ３に対して１５℃加算した温度に設定される。

図８では、定着モーターの回転数について印字モードでの速度Ｖ１が印字準備モードでの速度Ｖ２よりも早ければ早いほど、印字温度Ｔｅｍｐ３が高ければ高いほど設定温度Ｔｅｍｐ２の温度を高く設定している。なお、図８では、速度Ｖ１と速度Ｖ２との速度比で説明しているが、速度Ｖ１と速度Ｖ２との速度差で、速度Ｖ１が速度Ｖ２よりも早ければ早いほど設定温度Ｔｅｍｐ２の温度を高く設定してもよい。また、定着モーターの回転数について印字モードでの速度Ｖ１が印字準備モードでの速度Ｖ２よりも早ければ早いほど、設定温度Ｔｅｍｐ１の温度を高く設定してもよい。

次に、本実施の形態２に係る画像形成装置１における停止待機中からの印字モードへの復帰制御についてフローチャートを用いて説明する。図９は、本実施の形態２に係る画像形成装置１における定着器１７の制御を説明するためフローチャートである。まず、画像形成装置１の制御部５は、新たな印字指示を受信したか否かを判断する（ステップＳ１）。印字指示を受信していない場合（ステップＳ１でＮＯ）、制御部５は、処理をステップＳ１に戻し、停止待機モードの動作を続ける。印字指示を受信した場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、制御部５は、定着モーターの回転数を印字準備モードでの速度Ｖ２で駆動を開始する（ステップＳ２）。

次に、制御部５は、熱源５６の設定温度を印字準備モードでの設定温度Ｔｅｍｐ１に設定する（ステップＳ３）。熱源５６の設定温度を設定温度Ｔｅｍｐ１にすることで熱源５６を点灯状態にして、加熱部材５７から離れているため温度低下が発生している定着ベルト５１の部分を昇温させる。

次に、制御部５は、印字準備モードを開始してからの経過時間がＴｉｍｅ１（例えば、数秒間）以上かどうかを判断する（ステップＳ４）。経過時間がＴｉｍｅ１未満の場合（ステップＳ４でＮＯ）、制御部５は、処理をステップＳ４に戻し、熱源５６の設定温度を設定温度Ｔｅｍｐ１のまま継続する。経過時間がＴｉｍｅ１以上の場合（ステップＳ４でＹＥＳ）、制御部５は、熱源５６の設定温度を印字準備モードでの設定温度Ｔｅｍｐ２に設定する（ステップＳ５）。定着ベルト５１が駆動することで、温度センサ６０上にある定着ベルト５１の部分の温度が低下し、設定温度Ｔｅｍｐ２としても熱源５６が点灯されるため、設定温度Ｔｅｍｐ１より低い設定温度Ｔｅｍｐ２に変更する。なお、設定温度Ｔｅｍｐ２に変更しても熱源５６の点灯が維持される。

次に、制御部５は、記録媒体（用紙）が定着ニップ部Ｌの下にあるかどうかを判定する（ステップＳ７）。未だ記録媒体が定着ニップ部Ｌの下に到着していない場合（ステップＳ７でＮＯ）、制御部５は、処理をステップＳ７に戻し、熱源５６の設定温度を設定温度Ｔｅｍｐ２のまま継続する。記録媒体が定着ニップ部Ｌの下に到着している場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、制御部５は、印字準備モードを終了し、印字モードに切り替える（ステップＳ８）。具体的に、制御部５は、定着モーターの回転数を印字準備モードでの速度Ｖ１で駆動し、熱源５６の設定温度を印字モードでの印字温度Ｔｅｍｐ３に設定して、記録媒体を定着ニップ部Ｌに通過させる。

以上のように、本実施の形態２に係る定着器１７では、印字指示を受信して印刷状態を開始してから準備時間（印字準備モード）の間、熱源５６を常時点灯させる。例えば、定着器１７は、準備時間の間、熱源５６に供給する電力のＤｕｔｙ比を１００％とする。これにより、停止待機中に放熱により温度が低下している非加熱箇所７２の定着ベルト５１の温度を早く昇温させることができる。

また、定着器１７は、印字指示を受信して印刷状態を開始した後に設定される熱源５６の設定温度（設定温度Ｔｅｍｐ１）を、待機温度（停止待機モードの設定温度）より高くしてもよい。これにより、印字準備モードが開始した直後から熱源５６を点灯状態にすることができる。

設定温度Ｔｅｍｐ１は、図８に示すように印字温度Ｔｅｍｐ３に応じて温度を変更して設定されてもよい。また、定着器１７は、印刷状態（印字モード）において定着モーターの回転数を速度Ｖ１（第１の速度）で回転させ、準備時間（印字準備モード）の間、定着モーターの回転数を速度Ｖ２（第２の速度）で回転させるように設定し、速度Ｖ２を速度Ｖ１以下に設定してもよい。定着器１７は、印字指示を受信して印刷状態を開始した後に設定される熱源５６の設定温度Ｔｅｍｐ２を、図８に示すように速度Ｖ１と速度Ｖ２との速度比に応じて変更して設定してもよい。なお、速度Ｖ１と速度Ｖ２との速度差に応じて熱源５６の設定温度Ｔｅｍｐ２を変更して設定してもよい。これにより、定着ベルト５１の加圧ローラー５８との単位時間当たりの接触回数を減らすことができ、より早く定着ベルト５１の温度を昇温することができる。

準備時間（印字準備モード）は、記録媒体の搬送を開始してから定着ニップ部Ｌに至るまでの時間であるとしてもよい。また、設定温度（設定温度Ｔｅｍｐ１，Ｔｅｍｐ２）は、図７に示すように、記録媒体の搬送を開始してから定着ニップ部Ｌに至るまでの時間に応じて温度を複数回変更されてもよい。これにより、停止待機モードの設定温度よりも高い設定温度Ｔｅｍｐ１を長時間、設定することを回避することができる。

本実施の形態２に係る画像形成装置１は、複数のイメージングステーション１１，１２，１３，１４を有するカラープリンタについて印字指示を受信して印刷状態を開始した後に設定される熱源５６の設定温度Ｔｅｍｐ１を、停止待機モードの設定温度より高く設定すると説明したが、単一のイメージングステーションを有するモノクロプリンタについても同様に適用することができる。なお、複数のイメージングステーション１１，１２，１３，１４を有するカラープリンタでは、単一のイメージングステーションを有するモノクロプリンタに比べて、トナー像をより高温で用紙に定着させる必要があるため、設定温度Ｔｅｍｐ１を停止待機モードの設定温度より高く設定するとことで、ＦＰＯＴやＦＣＯＴの向上に有効である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 画像形成装置、２ａ，２ｂ 用紙、４ 加熱源、５ 制御部、１０ プリンタエンジン、１１，１２，１３，１４ イメージングステーション、１５Ａ，１５Ｂ ピックアップローラ、１５Ｃ レジストローラ、１６ 中間転写ベルト、１７ 定着器、１８ 排紙トレイ、２０Ａ，２０Ｂ 給紙カセット、２１ 定着ローラー、２２，５８，２０５ 加圧ローラー、２３，５１，２０３ 定着ベルト、２４ 磁束発生器、５２ 加圧部材、５３ 摺動部材、５４ 支持部材、５６ 熱源、５７ 加熱部材、６０ 温度センサ、７１ 加熱箇所、７２ 非加熱箇所、２０２ ヒーター、２３１ ガイドプレート、２４２ ボビン、２４３ 励磁コイル。

Claims (13)

1. 像担持体を帯電させる複数の帯電器と、
   帯電させた前記像担持体にトナー像の形成を行う複数の現像器と、
   前記像担持体から記録媒体に転写された前記トナー像を、前記記録媒体に定着させる定着器とを備え、
   前記定着器は、
   定着回転体と、
   前記定着回転体の一部を加熱する加熱源と、
   前記定着回転体との間でニップを形成して前記記録媒体を搬送する加圧回転体とを含み、
   前記加熱源は、印刷状態での印字温度に比べて、前記定着回転体の回転が停止する待機状態での待機温度を高く設定される、画像形成装置。
2. 前記待機温度は、環境に応じて温度を変更して設定される、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記待機温度は、待機状態を開始してからの時間に応じて温度を変更して設定される、請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記画像形成装置の内部温度を検出する温度検出手段をさらに備え、
   前記待機温度は、前記温度検出手段で検出した前記内部温度が低くなるに従い高く設定される、請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記待機温度は、待機状態を開始してからの時間が長くなるに従い高く設定される、請求項１または請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記定着器は、印字指示を受信して印刷状態を開始してから準備時間の間、前記加熱源を常時点灯させる、請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記定着器は、印字指示を受信して印刷状態を開始した後に設定される前記加熱源の設定温度を、前記待機温度より高くする、請求項１または請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記設定温度は、前記印字温度に応じて温度を変更して設定される、請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記定着器は、前記準備時間の間、前記加熱源に供給される電力のＤｕｔｙ比を１００％とする、請求項６に記載の画像形成装置。
10. 前記定着器は、印刷状態において前記定着回転体を第１の速度で回転させ、前記準備時間の間、前記定着回転体を第２の速度で回転させるように設定し、前記第２の速度を前記第１の速度以下に設定する、請求項６に記載の画像形成装置。
11. 前記定着器は、印字指示を受信して印刷状態を開始した後に設定される前記加熱源の設定温度を、前記第１の速度と前記第２の速度との速度比に応じて変更して設定する、請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記準備時間は、前記記録媒体の搬送を開始してから前記定着回転体のニップ部に至るまでの時間である、請求項６、請求項９および請求項１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
13. 前記設定温度は、前記記録媒体の搬送を開始してから前記定着回転体のニップ部に至るまでの時間に応じて温度を複数回変更される、請求項７、請求項８および請求項１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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