JP2019191453A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子写真方式の画像形成装置において、印刷速度の如何を問わず、良好な定着を行うことができ、しかも印刷開始が遅くならないようにする。【解決手段】ウォームアップの際に、定着部材の温度が予め定められた目標値（θｒ）に達するまでの時間（Ｔｐ）を測定し（２３２）、測定された時間が、予め定められた判定時間（Ｔｈ（ｖ））よりも長い場合、測定された時間と、印刷速度とに基づいて空回し時間を設定し（２３３）、定着部材の温度が目標値（θｒ）に達した後、設定された空回し時間が経過した後に、印刷を開始させる。例えば、空回し時間は、印刷速度が速いほどより長い値に設定される。【選択図】図８

Description

本発明は電子写真方式の画像形成装置に関する。本発明の画像形成装置は、例えば、プリンタ、ファクシミリ装置、複写機、又は複合機（ＭＦＰ）として用い得るものである。

電子写真方式の画像形成装置においては、感光ドラム等の像担持体に形成された現像剤画像が記録媒体に転写され、定着される。定着には、定着部材及び加圧部材が用いられる。定着部材は例えば定着ローラであり、加圧部材は例えば加圧ローラである。現像剤画像が転写された記録媒体は、定着部材と加圧部材との間に形成されたニップ部を通過する際に加熱及び加圧されて、現像剤画像が記録媒体上に定着される。

画像形成を開始する場合、ウォームアップ（予熱）により定着部材及び加圧部材を加熱した後に、記録媒体への印刷（特に転写及び定着）が開始される。

定着部材に対する加熱は、定着部材への熱伝達が可能なように設けられたヒータに通電することによって行われ、定着部材の温度が温度検出素子によって検出される。加圧部材は、定着部材に接触しているため、定着部材の温度上昇に伴って、間接的に加熱される。

加圧部材には温度検出素子が設けられておらず、定着部材の温度に基づいてウォームアップの終了及び印刷の開始のタイミングが制御されることが多い。

そのような構成において、定着部材の温度が目標値に達したときに直ちに印刷を開始すると、加圧部材が十分に温まっておらず、そのために定着を良好に行うことができない場合がある。

そこで、定着部材の温度が目標値に達したのち、「空回し」により加圧部材が十分高い温度に達するのを待ってから印刷を開始することが特許文献１に提案されている。ここで言う「空回し」は、定着部材の温度を目標値に保つ制御を続けるとともに、印刷を開始せず（通紙を行わず）に、定着部材及び加圧部材を動作させ、定着部材の熱を加圧部材に伝える処理を意味する。特許文献１には、空回しの時間を、定着部材の温度が目標値に達するまでの時間（定着部材のウォームアップに要した時間）に基づいて定めることが教示されている。例えば、特許文献１の第１の実施形態では、定着部材のウォームアップに要した時間に基づいてトータルウォームアップ時間を求め、トータルウォームアップ時間から、定着部材のウォームアップに要した時間（又はこれに係数を掛けることで得られる値）を減算することで、空回し時間を求めている（段落００８５〜００８７、図１２）。

特開２０１５−００７６８５公報

特許文献１に開示された方法の問題は、印刷速度によっては、空回しの時間が適切でなく、そのために良好な定着を行うことができず、或いは空回しの時間が過度に長くなって、印刷開始が必要以上に遅くなることである。

本発明は、印刷速度の如何を問わず、良好な定着を行うことができ、しかも印刷開始が遅くならないようにすることを目的とする。

本発明の画像形成装置は、
記録媒体を通過させるニップ部を形成し、該ニップ部を通過する記録媒体を加熱及び加圧する定着部材及び加圧部材と
前記定着部材を加熱するヒータと、
前記定着部材の温度を検出する温度検出素子と、
前記定着部材のウォームアップを行った後に、印刷を開始させる印刷制御部とを備え、
前記印刷制御部は、
前記ウォームアップの際に、前記温度検出素子で検出された前記定着部材の温度が予め定められた目標値に達するまでの時間を測定する時間測定部と、
前記時間測定部で測定された時間が、予め定められた判定時間よりも長い場合、前記時間測定部で測定された時間と、印刷速度とに基づいて空回し時間を設定する空回し制御部と、
前記定着部材の温度が前記目標値に達した後、前記空回し制御部で設定された空回し時間が経過した後に、印刷を開始させる印刷開始制御部と
を有することを特徴とする。

本発明によれば、印刷速度の如何を問わず、空回しの時間を適切にすることができ、従って、良好な定着を行うことができ、しかも印刷開始が必要以上に遅くならないようにすることができる。

本発明の実施の形態の画像形成装置の構成を概略的に示す断面図である。 図１の画像形成装置の制御系を示す機能ブロック図である。 記録媒体の厚さに対して定められた印刷速度をテーブル形式で示す図である。 空回しを行わない場合の定着ローラ及び加圧ローラの温度の変化の一例を示す図である。 空回しを行う場合の定着ローラ及び加圧ローラの温度の変化の一例を示す図である。 空回しを行う場合の定着ローラ及び加圧ローラの温度の変化の他の例を示す図である。 空回しを行う場合の定着ローラ及び加圧ローラの温度の変化のさらに他の例を示す図である。 印刷速度に対応して定められた判定時間及び係数をテーブル形式で示す図である。 実施の形態におけるウォームアップ処理のフローチャートである。 実施の形態におけるウォームアップ処理のフローチャートである。 定着部の異なる例を示す図である。

以下に、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態は例示のためのものであって、本発明には種々の変更が可能である。

図１は本発明の実施の形態の画像形成装置の構成を概略的に示す。図示の画像形成装置は、電子写真方式のモノクロ印刷装置であり、画像形成部を一つだけ有する。

図示の画像形成装置は、給紙ローラ１１１と、搬送ローラ群１１２〜１１５と、画像形成部１２０と、転写部１３１と、定着部１４０と、制御部２００とを有する。

給紙ローラ１１１は、給紙カセット１１０に積み重ねられた記録媒体１０９を１枚ずつ分離して、送り出す。記録媒体１０９は例えば印刷用紙である。
搬送ローラ群１１２〜１１５は、記録媒体１０９を搬送経路１１６に沿って搬送する。

画像形成部１２０は、感光ドラム１２１と、帯電ローラ１２２と、印刷ヘッド１２３と、現像ローラ１２４とを有し、電子写真プロセスにより感光ドラム１２１上に現像剤画像を形成する。

具体的には、帯電ローラ１２２への帯電電圧の印加により感光ドラム１２１を一様に帯電し、印刷ヘッド１２３により感光ドラム１２１を、印刷データに応じて選択的に露光することで、感光ドラム１２１上に静電潜像を形成し、現像ローラ１２４への現像電圧の印加により、感光ドラム１２１上の静電潜像に現像剤を選択的に付着させることで現像を行って現像剤画像を生成する。

転写部１３１は、転写ローラで構成され、転写電圧の印加により、感光ドラム１２１上に形成された現像剤画像を記録媒体１０９に転写する。

定着部１４０は、記録媒体１０９上に転写された現像剤画像に対し加熱及び加圧を行って、現像剤画像を記録媒体１０９に定着させる。
定着部１４０は、定着部材としての定着ローラ１４１と、加圧部材としての加圧ローラ１４２と、ヒータ１４３と、温度検出素子１４４とを有する。

定着ローラ１４１と加圧ローラ１４２とはそれらの間に記録媒体１０９を通過させるニップ部を形成する。このニップ部を記録媒体１０９が通過する際に、記録媒体１０９が定着ローラ１４１及び加圧ローラ１４２によって加圧及び加熱される。その結果、記録媒体１０９上の現像剤画像が記録媒体１０９に定着される。

ヒータ１４３は、例えばハロゲンヒータで構成されており、図示しない加熱電源から電力の供給を受けて発熱し、熱の輻射により定着ローラ１４１を加熱する。

温度検出素子１４４は、例えばサーミスタで構成されており、定着ローラ１４１の温度を検出する。

加圧ローラ１４２は、ヒータ１４３からの熱の輻射を受けず、ヒータ１４３によって直接には加熱されない。一方、加圧ローラ１４２は定着ローラ１４１に押し付けられており、定着ローラ１４１の熱が加圧ローラ１４２に伝達される。即ち、上記ニップ部を記録媒体１０９が通過していないときに、定着ローラ１４１と加圧ローラ１４２との接触により、定着ローラ１４１の熱が加圧ローラ１４２に伝達され、加圧ローラ１４２が加熱される。従って、ウォームアップ時には、加圧ローラ１４２の温度上昇は定着ローラ１４１の温度上昇に対して遅れる。

給紙ローラ１１１、搬送ローラ群１１２〜１１５、感光ドラム１２１、転写部１３１の転写ローラ、及び定着部１４０の定着ローラ１４１及び加圧ローラ１４２は、図示しない１又は２以上の駆動用モータによって駆動される。駆動のオン、オフは、上記駆動用モータのオン、オフ又は上記駆動用モータの回転力を受けるクラッチのオン、オフによって行われる。また、給紙ローラ１１１による繰り出しの速度、搬送ローラ群１１２〜１１５による搬送の速度、感光ドラム１２１、並びに転写部１３１の転写ローラ及び定着部１４０の定着ローラ１４１及び加圧ローラ１４２の回転速度は、これらを駆動するためのモータの回転速度によって決まり、該モータの回転速度によって印刷速度が決まる。

対をなすローラのうちの一方は連れ回りを行う（従動回転する）ものであっても良い。
例えば、定着ローラ１４１及び加圧ローラ１４２のうちの一方、例えば定着ローラ１４１がモータにより駆動され、加圧ローラ１４２は定着ローラ１４１に連れ回るように構成されていても良い。
以下では加圧ローラ１４２は定着ローラ１４１に連れ回るように構成されているものとして説明する。

定着ローラ１４１の駆動に用いられるモータを便宜上定着モータと呼ぶ。定着モータは、定着部１４０の定着ローラ１４１のみならず、他のローラの駆動にも用いられるものであっても良い。

以下の説明では、定着モータと定着ローラ１４１との間にはクラッチは設けられておらず、定着モータのオン、オフにより定着モータの回転のオン、オフが決まるものとする。

印刷が行われる際には、画像形成部１２０における画像形成の動作（感光ドラム１２１の回転、静電潜像の形成など）、給紙ローラ１１１による繰り出し、搬送ローラ群１１２〜１１５による搬送、転写部１３１の転写ローラの回転、及び定着部１４０の定着ローラ１４１及び加圧ローラ１４２の回転は互いに同期するように制御される。

後述の空回しの際は、定着部１４０のローラのみが駆動されればよく、その際には、給紙ローラ１１１による繰り出しは行われない。また、搬送ローラ群１１２〜１１５の駆動も行われなくても良い。さらに、感光ドラム１２１の回転を含む、画像形成部１２０の動作も行われなくても良い。

図２は、画像形成装置の制御部２００と、制御部２００に接続された他の構成要素とを示す機能ブロック図である。
制御部２００は、ハードウェアで構成されていても良く、ソフトウェア、即ちプログラムされたコンピュータで構成されていても良く、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより構成されていても良い。

図示の制御部２００は、データ処理部２１０と、印刷制御部２２０とを有する。
データ処理部２１０は、ホストコンピュータ１９０との間でデータの送受信を行い、ホストコンピュータ１９０から印刷指示データを受ける。印刷指示データには、印刷データと制御情報とが含まれる。制御情報は、印刷の制御に必要な種々のパラメータを指定する。このパラメータには、記録媒体１０９のサイズ、厚さ、及び種類が含まれる。

データ処理部２１０は、印刷指示データに含まれる印刷データを画像形成部１２０での画像形成に適した形式に変換する。例えば、ホストコンピュータ１９０から供給される印刷データは、プリンタ記述言語で記述された描画命令を含むものであり、データ処理部２１０は、このような印刷データを、ラスタライズされた印刷データ（画像データ）に変換する。データ処理部２１０は、ラスタライズされた印刷データと、上記の制御情報を印刷制御部２２０に供給する。

印刷制御部２２０は、データ処理部２１０から供給された印刷データ及び上記の制御情報に基づいて、印刷を実行するための制御を行う。

印刷制御部２２０は、印刷速度決定部２２１と、給紙制御部２２３と、搬送制御部２２４と、画像形成制御部２２５と、定着制御部２２６と、印刷開始制御部２２７と、メモリ制御部２２８と、メモリ２２９とを有する。

メモリ２２９には、後述の速度テーブル、温度テーブル、及び空回し時間計算テーブルが記憶されている。
メモリ２２９は、不揮発性メモリで構成されているのが望ましい。
メモリ２２９への書込み及びメモリ２２９からの読出しは、メモリ制御部２２８により行われる。

印刷速度決定部２２１は、データ処理部２１０から供給される制御情報によって指定される記録媒体１０９の厚さに基づいて印刷速度を決定し、決定した印刷速度を、給紙制御部２２３、搬送制御部２２４、画像形成制御部２２５、及び定着制御部２２６に通知する。ここで言う印刷速度は、記録媒体１０９の搬送速度である。
印刷速度決定部２２１は、記録媒体１０９の厚さに基づいて印刷速度を決定する際は、図３に示される速度テーブルを参照する。
図３に示される速度テーブルは、記録媒体の厚さ、即ち単位面積当たりの重量［ｇ／ｍ^２］と印刷速度との関係を示すものであり、予めメモリ２２９に記憶されている。

給紙制御部２２３は、印刷速度決定部２２１で決定された印刷速度に応じて、給紙ローラ１１１の駆動の制御を行う。搬送制御部２２４は、印刷速度決定部２２１で決定された印刷速度に応じて、搬送ローラ１１２〜１１５の駆動の制御を行う。給紙ローラ１１１及び搬送ローラ１１２〜１１５の駆動の制御には、給紙及び搬送のオン、オフの制御、並びに給紙及び搬送の速度（即ち、印刷速度）の制御が含まれる。

画像形成制御部２２５は、印刷速度決定部２２１で決定された印刷速度、及びデータ処理部２１０から出力される印刷データに基づいて、印刷ヘッド１２３、帯電ローラ１２２、現像ローラ１２４、及び転写部１３１の制御を行う。印刷ヘッド１２３の制御には、データ処理部２１０から出力される印刷データに応じた選択的露光のための制御が含まれる。帯電ローラ１２２の制御には、帯電電圧の印加の制御が含まれる。現像ローラ１２４の制御には、現像電圧の印加の制御が含まれる。転写部１３１の制御には、転写電圧の印加の制御が含まれる。

定着制御部２２６は、データ処理部２１０から供給された制御情報によって指定される媒体１０９のサイズ、厚さ、及び種類と、印刷速度決定部２２１で決定された印刷速度とに応じて、定着部１４０の制御を行う。

定着制御部２２６は、温度制御部２３１と、時間測定部２３２と、空回し制御部２３３と、回転制御部２３４とを有する。
温度制御部２３１は、メモリ２２９に記憶されている温度テーブル（図示しない）を参照して、記録媒体１０９のサイズ、厚さ、及び種類から定着温度目標値θｒを決定し、温度検出素子１４４で検出された温度に基づいて、ヒータ１４３のオン、オフの制御を行う。

ヒータ１４３のオン、オフの制御は、温度検出素子１４４による温度検出の結果に基づいて行われる。即ち、温度制御部２３１は、定着ローラ１４１のウォームアップ中、即ち定着ローラ１４１の温度が目標値θｒに達するまではヒータ１４３をオンの状態に維持し、空回し中は、定着ローラ１４１の温度が目標値θｒに維持されるようにヒータ１４３をオン又はオフにする。
なお、発熱量が調整可能のヒータが用いられる場合には、オン、オフ制御ではなく、発熱量の調整によって温度が目標値に維持されるような制御を行っても良い。

時間測定部２３２は、定着ローラ１４１の温度が目標値θｒに達するまでの時間（定着ローラのウォームアップ時間）を測定する。

空回し制御部２３３は、時間測定部２３２で測定された時間と、印刷速度決定部２２１で決定された印刷速度とに基づいて空回し時間を設定する。

空回し制御部２３３による空回し時間の設定は、予め定められたパラメータを用いて行われる。このパラメータには、判定時間と係数とが含まれる。判定時間と係数とは、印刷速度毎に予め実験等により定められ、空回し時間計算テーブルの形でメモリ２２９に記憶されている。

回転制御部２３４は、定着モータのオン、オフの制御及び回転速度の制御を行う。回転制御部２３４は、印刷速度決定部２２１で決定された印刷速度に基づいて、定着モータの制御を行う。回転制御部２３４は、定着ローラ１４１が、印刷速度、即ち記録媒体１０９の搬送速度に合致する表面速度で回転するよう定着モータの回転速度を制御する。

以下、図４及び図５を参照して、画像形成装置の印刷開始時の動作（定着ローラ１４１及び加圧ローラ１４２の温度の変化）を説明する。図４及び図５で、実線θｆは定着ローラ１４１の温度、破線θｇは加圧ローラ１４２の温度を示す。また、縦軸上のθｒは定着温度、即ち、定着ローラ１４１の温度の目標値、θａは定着可能温度下限、即ち定着が適切に行われる温度範囲の下限、θｂは定着可能温度上限、即ち定着が適切に行われる温度範囲の上限を示す。

図４は、空回しを行わない場合の動作を示し、図５は、空回しを行う場合の動作を示す。
図４及び図５において、時点ｔ１で、定着モータ及びヒータ１４３をオンにし、定着ローラ１４１のウォームアップを開始する。ウォームアップの開始後、時点ｔ２で定着ローラ１４１の温度θｆが目標値θｒに達したものとする。目標値に達したら、その後は定着ローラ１４１の温度θｆが目標値θｒに維持されるように、ヒータ１４３のオン、オフの制御が行われる。ウォームアップの開始から、定着ローラ１４１の温度θｆが目標値θｒに達するまでの期間を定着ローラ１４１のウォームアップ期間と言い、符号Ｔｐで表す。

上記のように、加圧ローラ１４２の加熱は、定着ローラ１４１から熱伝達を受ける形で行われるので、ウォームアップ時には、加圧ローラ１４２の温度上昇は定着ローラ１４１の温度上昇に対して遅れる。
図示の例では、時点ｔ２における加圧ローラ１４２の温度θｇは、目標値θｒよりも低い。

この状態で、図４に示すように、回転制御部２３４が、いったん期間Ｔｓだけ定着モータを停止させたのち、時点ｔ３で印刷を開始すると、記録媒体１０９によって定着ローラ１４１の熱が奪われ、定着ローラ１４１の温度θｆが大幅に低下する。定着ローラ１４１の温度θｆが定着可能温度下限θａよりも低くなると、適切な定着が行われない。

なお、図４で、θｅは印刷開始時（時点ｔ３）の定着ローラ１４１と加圧ローラ１４２の温度差を示す。また、図４及び図５において、定着モータは、印刷中のみならず、ウォームアップ期間（Ｔｐ）中も、空回し期間（Ｔｑ）中も、定着ローラ１４１の表面速度が１５０ｍｍ／ｓとなるように駆動される場合を想定している。

図５に示すように時点ｔ２から時点ｔ４までの期間Ｔｑだけ空回しを行って、加圧ローラ１４２の温度θｇが十分に高くなってから、いったん定着ローラ１４１を期間Ｔｓだけ停止させた後に、時点ｔ５で印刷を開始すると、定着ローラ１４１の温度θｆの低下の幅θｄを小さくすることができる。温度の低下の幅θｄが小さくなるのは、加圧ローラ１４２も十分高い温度になっており、印刷開始時（時点ｔ５）における定着ローラ１４１と加圧ローラ１４２の温度差θｅが小さくなっており、定着ローラ１４１のみならず、加圧ローラ１４２からも記録媒体１０９への熱の伝達が行われるためである。

なお、図４及び図５の例では、印刷開始の前にいったん期間Ｔｓだけ定着モータを停止させているが、これは、ウォームアップ及び空回しの際と、印刷の際とで回転速度が異なる場合があることを考慮し、印刷速度の如何を問わず同じ手順で動作をさせるためである。ウォームアップ及び空回しの際と、印刷の際とで回転速度が同じ場合には、いったん停止させる必要はない。また回転しながら速度を変えられる機構を有する場合にも、いったん停止させる必要がない。ただし、このようにいったん停止させるとしてもその時間は短いので、或いはいったん停止させる動作も印刷動作の一部とみなすことができるので、ウォームアップの終了後、いったん停止させて、印刷を開始する場合も、「ウォームアップの終了後直ちに印刷を開始する」に該当するものとし、空回しの終了後、いったん停止させて、印刷を開始する場合も、「空回しの終了後直ちに印刷を開始する」に該当するものとする。

加圧ローラ１４２には温度検出素子が設けられていないので、加圧ローラ１４２の温度θｇが十分な温度に達したか否かは直接には分からない。そこで、空回し時間に基づいて、加圧ローラ１４２が十分な温度に達したか否かを推定することとしている。
具体的には、空回し時間を決定し、決定された空回し時間だけ空回しすれば、加圧ローラ１４２が十分な温度に達したものと推定し、その後印刷を開始する。

特許文献１には、ウォームアップ時間（定着ローラの温度が目標値に達するまでの時間）が長い場合には、空回し時間をより長くすることが開示されている。
このようにするのは、ウォームアップ時間が長いのは、ウォームアップ前の定着ローラ及び加圧ローラの温度が低かったものと推定され、その場合には、加圧ローラが十分な温度に達するまでにより長い時間がかかると推定されるためである。

しかるに、上記の「十分な温度」は、印刷速度、即ち記録媒体１０９が通過する速度によって異なる。印刷速度が高いほど、定着ローラ１４１及び加圧ローラ１４２はより多くの熱を奪われる。印刷速度が高いほど、定着ローラ１４１と加圧ローラ１４２の間のニップ部を通過する記録媒体１０９の単位時間当たりの量（定着ローラ１４１及び加圧ローラ１４２に接触する記録媒体１０９の単位時間当たりの面積）が大きいためである。従って印刷速度が高いほど、印刷開始前に、加圧ローラ１４２をより高い温度にしておく必要がある。
逆に言えば、記録媒体１０９が供給される速度が低い場合には、印刷開始の時点での加圧ローラ１４２の温度θｇは比較的低くても良い。印刷速度を考慮に入れずに空回し時間を定めると、印刷速度が低い場合には、空回し時間が長すぎて、その分印刷の開始が遅れることになる。

図６及び図７は、図５に比べて印刷速度が低い場合の動作（定着ローラ１４１及び加圧ローラ１４２の温度の変化）を示す。具体的には、図５は印刷速度が１５０ｍｍ／ｓである場合の動作を示すのに対し、図６及び図７は、印刷速度が７５ｍｍ／ｓである場合の動作を示す。図６は、空回し時間Ｔｑを図５と同じ値に設定した場合を示し、図７は、空回し時間Ｔｑを図５よりも短く設定した場合を示す。尚、図６及び図７でも、定着モータは、ウォームアップ期間（Ｔｐ）中及び空回し期間（Ｔｑ）中には、図４及び図５と同じく、定着ローラ１４１の表面速度が１５０ｍｍ／ｓとなるように駆動される場合を想定している。

図６及び図７に示すように、印刷速度が低い場合には、記録媒体１０９によって定着ローラ１４１が熱を奪われる程度がより少なく、従って、図６に示すように、空回し時間Ｔｑが図５と同じである場合には、定着ローラ１４１の温度θｆの低下幅θｄがより小さく、図７に示すように、空回し時間Ｔｑが比較的短くても、定着ローラ１４１の温度θｆの低下幅θｄは、過度に大きくはならず、定着ローラ１４１の温度θｆは定着可能温度下限θａ以上に維持される。従って、印刷速度が７５ｍｍ／ｓである場合には、空回し時間Ｔｑは図７に示すように比較的短くても良く、空回し時間Ｔｑを図６のように設定した場合には、空回し時間が過度に長く、印刷開始が必要以上に遅くなることが分かる。

以上のような検討結果を元に、本実施の形態では、印刷速度を考慮に入れて、空回し時間を決定することとしている。

具体的には、印刷速度毎に定められる判定時間Ｔｈ（ｖ）及び係数Ｋ（ｖ）を用いて、空回し時間Ｔｑを、以下のように定める。
ウォームアップ時間Ｔｐが判定時間Ｔｈ（ｖ）以下である場合、
Ｔｑ＝０ 式（１ａ）
ウォームアップ時間Ｔｐが判定時間Ｔｈ（ｖ）よりも長い場合、
Ｔｑ＝（Ｔｐ−Ｔｈ（ｖ））×Ｋ（ｖ） 式（１ｂ）

このようにして空回し時間Ｔｑを定めた場合、トータルウォームアップ時間Ｔｔは
Ｔｔ＝Ｔｐ 式（２ａ）
又は
Ｔｔ＝Ｔｐ＋（Ｔｐ−Ｔｈ（ｖ））×Ｋ（ｖ） 式（２ｂ）
で表される関係を有する。

上記のように、判定時間Ｔｈ（ｖ）及び係数Ｋ（ｖ）は印刷速度ｖ毎に予め実験等により定められ、空回し時間計算テーブルとしてメモリ２２９に記憶されている。図８は、空回し時間計算テーブルの一例を示す。

以下、印刷開始時の印刷制御部２２０の動作を図９及び図１０を参照して説明する。
印刷は、ホストコンピュータ１９０からの印刷指示に応じて行われる。

データ処理部２１０は、ホストコンピュータ１９０からの印刷指示データに含まれる印刷データを変換して画像形成部１２０での画像形成に適した印刷データ（画像データ）に変換し、変換により生成された印刷データと、印刷指示データに含まれる制御情報とを印刷制御部２２０に供給する。印刷制御部２２０は、これらの印刷データ及び制御情報を印刷指示として受ける。

印刷制御部２２０はデータ処理部２１０からの印刷指示を受けると（Ｓ１０１でＹｅｓ）、まず制御情報によって指定される記録媒体１０９のサイズ、厚さ、及び種類から印刷速度ｖ及び定着温度目標値θｒを決定する（Ｓ１０２）。
印刷速度の決定は、印刷速度決定部２２１で行われる。印刷速度決定部２２１は、メモリ２２９に記憶されている速度テーブル（図３）を参照し、記録媒体１０９の厚さから印刷速度ｖを決定する。

定着温度目標値θｒの決定は、温度制御部２３１で行われる。温度制御部２３１は、メモリ２２９に記憶されている温度テーブル（図示しない）を参照して、記録媒体１０９のサイズ、厚さ、及び種類から定着温度目標値θｒを決定する。

次に、温度制御部２３１は、その時点で温度検出素子１４４によって測定されている定着ローラ１４１の温度θｆが、ステップＳ１０２で決定した定着温度目標値θｒより低いかどうかの判定を行う（Ｓ１０３）。そして、測定温度θｆが目標値θｒよりも低ければ（Ｓ１０３でＹｅｓ）、定着制御部２２６は、ウォームアップを開始させる。

ウォームアップの開始に当たっては、回転制御部２３４が定着モータの駆動を開始させ、温度制御部２３１がヒータ１４３をオンする（Ｓ１０４）。

ヒータ１４３がオンされると、時間測定部２３２は、ウォームアップ開始からの経過時間の測定（ウォームアップ時間の測定）を開始する（Ｓ１０５）。

その後、温度制御部２３１は、温度検出素子１４４によって測定される定着ローラ１４１の温度θｆが目標値θｒを超えたら（Ｓ１０６でＹｅｓ）、ヒータ１４３をオフする（Ｓ１０７）。

ヒータ１４３がオフされると、時間測定部２３２は、ウォームアップ開始からの経過時間の測定を終了し（Ｓ１０８）、当該終了時点までの経過時間をウォームアップ時間Ｔｐの測定結果として記憶する。

ステップＳ１０８の次に、空回し制御部２３３は、空回し時間Ｔｑの決定を行う。空回し時間Ｔｑの決定は、以下のように行われる。

まず、空回し制御部２３３は、メモリ２２９に記憶されている空回し時間計算テーブル（図８）から、ステップＳ１０２で決定された印刷速度に対応する判定時間Ｔｈ（ｖ）を取得する（Ｓ１０９）。
空回し制御部２３３は、ステップＳ１０８までの測定で得られたウォームアップ時間Ｔｐを、ステップＳ１０９で取得した判定時間と比較する（Ｓ１１０）。

測定したウォームアップ時間Ｔｐが、取得した判定時間Ｔｈ（ｖ）以下の場合は（Ｓ１１０でＮｏ）、空回し制御部２３３は、空回し時間Ｔｑを０とする（Ｓ１１２）。
即ち、
Ｔｑ＝０ 式（１ａ）
により空回し時間Ｔｑを定める。

測定したウォームアップ時間Ｔｐが、取得した判定時間Ｔｈ（ｖ）よりも長い場合は（Ｓ１１０でＹｅｓ）、空回し制御部２３３は、メモリ２２９に記憶されている空回し時間計算テーブル（図８）から、ステップＳ１０２で決定された印刷速度に対応する係数Ｋ（ｖ）を取得し（Ｓ１１１）、以下の計算式（１ｂ）により、空回し時間Ｔｑを算出する（Ｓ１１３）。
Ｔｑ＝（Ｔｐ−Ｔｈ（ｖ））×Ｋ（ｖ） 式（１ｂ）
上記の式（１ｂ）の判定時間Ｔｈ（ｖ）としては、ステップＳ１０９で取得した値が用いられる。

次に空回し制御部２３３は、空回し時間の測定(空回し開始からの経過時間の測定)を開始する（Ｓ１１４）。

空回し中は、ステップＳ１１２又はＳ１１３で決定された空回し時間Ｔｑが経過したか否かの判定（Ｓ１１５）及び定着ローラ１４１の測定温度θｆが定着温度の目標値θｒよりも高いか否かの判定（Ｓ１１７）が繰り返される。
ステップＳ１１５の処理は、空回し制御部２３３により行われ、ステップＳ１１７の処理は、温度制御部２３１により行われる。

ステップＳ１１７で、測定温度θｆが目標値θｒよりも高いと判定されたら（Ｓ１１７でＹｅｓ）、ヒータ１４３をオフにし（Ｓ１１８）、そうでなければヒータ１４３をオンにする（Ｓ１１９）。ここで、「ヒータ１４３をオンにする」とは、もしもそれまでヒータ１４３がオフの状態であればオンの状態に切り替え、それまでヒータ１４３がオンの状態であれば、オンの状態を維持することを意味する。同様に、「ヒータ１４３をオフにする」とは、もしもそれまでヒータ１４３がオンの状態であればオフの状態に切り替え、それまでヒータ１４３がオフの状態であれば、オフの状態を維持することを意味する。
ステップＳ１１８及びＳ１１９の処理も温度制御部２３１により行われる。

ステップＳ１１５で、空回し時間Ｔｑが経過したと判定されたら（Ｓ１１５でＹｅｓ）、空回し制御部２３３は、その判定結果を回転制御部２３４に通知し、回転制御部２３４はこれに応じて定着モータを停止させる（Ｓ１１６）。
これにより定着部１４０（定着ローラ１４１及び加圧ローラ１４２）のウォームアップが終了となる。
ステップＳ１０３で、測定温度θｆが目標値θｒ以上である場合（Ｓ１０３でＮｏ）には直ちに「ウォームアップが終了」となる。

ウォームアップが終了したことは空回し制御部２３３から印刷開始制御部２２７に通知される。
この通知に応じて、印刷開始制御部２２７が印刷を開始させる。即ち、印刷開始制御部２２７は、給紙制御部２２３、搬送制御部２２４、画像形成制御部２２５、定着制御部２２６に対し印刷開始の指示を与えることで、印刷を開始させる。
印刷開始に当たっては、図５及び図７に示すように、いったん期間Ｔｓだけ停止させることとしても良い。

式（１ａ）及び（１ｂ）を用い、図９及び図１０を参照して説明した方法で空回し時間Ｔｑを定めると、印刷速度が低い場合の空回し時間Ｔｑを比較的短くすることができる。

例えば、式（１ａ）及び（１ｂ）と同じ考えを採用しながら、印刷速度の如何を問わず、最も高い印刷速度に対して定められた判定時間及び係数を用いて空回し時間Ｔｑを定めた場合に比べて、空回し時間Ｔｑを短くすることができる。

例えば、印刷速度が７５ｍｍ／ｓである場合に、最も高い印刷速度（１５０ｍｍ／ｓ）に対して定められた判定時間及び係数を用いて空回し時間Ｔｑを定めた場合には、空回し時間Ｔｑが図６に示されるように比較的長くなり、印刷開始が必要以上に遅くなる。これに対し、印刷速度に対応する判定時間及び係数を用いて空回し時間Ｔｑを定めた場合には、空回し時間Ｔｑが図７に示すように比較的短くなり、印刷開始を早めることができる。

例えば、測定したウォームアップ時間Ｔｐが１００秒であった場合を想定する。最大の印刷速度である１５０ｍｍ／ｓに対して定められた判定時間（Ｔｈ（ｖ）＝１５秒）及び係数（Ｋ（ｖ）＝０．４５）を用いて空回し時間Ｔｑを定めると、
Ｔｑ＝（１００−１５）×０．４５＝３８．２５秒
となる。

これに対し、印刷速度＝７５ｍｍ／ｓに対して定められた判定時間（Ｔｈ（ｖ）＝８０秒）及び係数（Ｋ（ｖ）＝０．１１）を用いて空回し時間Ｔｑを定めると、
Ｔｑ＝（１００−８０）×０．１１＝２．２秒
となり、約３６秒の短縮が可能となる。

以上の様に本実施の形態によれば、印刷速度毎に定められた判定時間及び係数を用いて空回し時間を定めて、空回しを行う。そのため印刷速度が遅くなるほど空回し時間を短くすることができ、印刷速度とは無関係に一律に判定時間及び係数を用いた場合に比べて、印刷開始までの待ち時間を短縮することが可能となる。

以上、図１〜図１０を参照して説明した画像形成装置に対しては種々の変形が可能である。
例えば、図１〜図１０を参照して説明した画像形成装置では、定着部１４０のヒータ１４３としてハロゲンヒータが用いられているが、ヒータ１４３は発熱抵抗体であっても良い。

また、図１〜図１０を参照して説明した画像形成装置では、加圧ローラ１４２を直接加熱するヒータが設けられていないが、加圧ローラ１４２を直接加熱するヒータが設けられていても良い。その場合でも、そのようなヒータは補助的な役割しか持たず、主たる加熱は、定着ローラ１４１に対して設けられたヒータにより行われることが多い。これは、総消費電力等の制約で、発熱量の大きいヒータを定着ローラ１４１と加圧ローラ１４２の双方に設けることができないためである。本発明はそのような場合にも適用可能である。

さらに、図１〜図１０を参照して説明した画像形成装置では、定着部１４０が定着部材としての定着ローラ１４１と加圧部材としての加圧ローラ１４２とを備えたものであるが、定着部材及び加圧部材の少なくとも一方は、ローラと無端ベルトとの組み合わせで構成されたものであっても良い。例えば、定着部材が、定着ローラと、無端の定着ベルトと、定着ベルトに圧接される加圧ローラとを備えたものであっても良い。そのような定着部１４０ｂの一例を図１１に示す。

図１１に示される定着部１４０ｂは、定着ローラ３０１と、無端の定着ベルト３０２と、圧力パッド３０３と、熱拡散部材３０４と、ヒータ３０５と、温度検出素子３０６と、加圧ローラ３０７とを有する。
定着ベルト３０２は、定着ローラ３０１と、圧力パッド３０３と、熱拡散部材３０４とに張架されており、定着ローラ３０１によって駆動されている。
ヒータ３０５は例えば発熱抵抗体で構成されている。
熱拡散部材３０４はヒータ３０５で発せられた熱を拡散し、定着ベルト３０２に伝える。

加圧ローラ３０７は定着ベルト３０２に圧接されており、記録媒体１０９は、加圧ローラ３０７と定着ベルト３０２との間のニップ部を通過して、該通過の際に熱及び圧力が記録媒体１０９に加えられて、定着が行われる。
温度検出素子３０６は、定着ベルト３０２の温度を測定する。

図１１に示される定着部１４０ｂが用いられる場合にも図２に示されるのと同様の制御部を用いることができる。
この場合、温度制御部２３１は、温度検出素子３０６で検出された温度が目標値に達するまでは、ヒータ３０５をオンのままとし、温度検出素子３０６で検出された温度が目標値に維持されるように、ヒータ３０５のオン、オフを制御する。

図１〜図１０を参照して説明した画像形成装置は、画像形成部を１色分しか持たないモノクロ印刷装置であるが、本発明は、画像形成部を複数色分持つカラー印刷装置にも適用可能である。

本発明の画像形成装置は、プリンタ、ファクシミリ装置、複写機、又は複合機（ＭＦＰ）として用い得るものである。

１０９ 記録媒体、 １１１ 給紙ローラ、 １１２〜１１５ 搬送ローラ群、 １２０ 画像形成部、 １３１ 転写部、 １４０ 定着部、 １４１ 定着ローラ、 １４２ 加圧ローラ、 １４３ ヒータ、 １４４ 温度検出素子、 ２００ 制御部、 ２１０ データ処理部、 ２２０ 印刷制御部、 ２２１ 印刷速度決定部、 ２２３ 給紙制御部、 ２２４ 搬送制御部、 ２２５ 画像形成制御部、 ２２６ 定着制御部、 ２２７ 印刷開始制御部、 ２２８ メモリ制御部、 ２２９ メモリ、 ２３１ 温度制御部、 ２３２ 時間測定部、 ２３３ 空回し制御部、 ２３４ 回転制御部。

Claims (8)

1. 記録媒体を通過させるニップ部を形成し、該ニップ部を通過する記録媒体を加熱及び加圧する定着部材及び加圧部材と
   前記定着部材を加熱するヒータと、
   前記定着部材の温度を検出する温度検出素子と、
   前記定着部材のウォームアップを行った後に、印刷を開始させる印刷制御部とを備え、
   前記印刷制御部は、
   前記ウォームアップの際に、前記温度検出素子で検出された前記定着部材の温度が予め定められた目標値に達するまでの時間を測定する時間測定部と、
   前記時間測定部で測定された時間が、予め定められた判定時間よりも長い場合、前記時間測定部で測定された時間と、印刷速度とに基づいて空回し時間を設定する空回し制御部と、
   前記定着部材の温度が前記目標値に達した後、前記空回し制御部で設定された空回し時間が経過した後に、印刷を開始させる印刷開始制御部と
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記空回し制御部は、前記印刷速度が速いほど、前記空回し時間をより長い値に設定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記空回し制御部は、前記印刷速度が低いほど前記判定時間としてより長い値を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記空回し制御部は、前記時間測定部で測定された時間をＴｐとし、前記判定時間をＴｈ（ｖ）とし、予め定められた係数をＫ（ｖ）として、前記空回し時間をＴｑとするとき、
   Ｔｑ＝（Ｔｐ−Ｔｈ（ｖ））×Ｋ（ｖ）
   により、前記空回し時間を決定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記空回し制御部は、前記係数として、前記印刷速度が高いほど前記係数としてより大きな値を用いることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記時間測定部で測定された時間が、前記判定時間以下である場合、前記印刷開始制御部は、前記定着部材の温度が前記目標値に達したら、直ちに印刷を開始させることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記印刷制御部は、前記定着部材の温度が前記目標値に達してから、前記空回し制御部で設定された空回し時間が経過するまでの間、前記定着部材の温度を前記目標値に維持する温度制御部をさらに有する請求項１から６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記定着部材が定着ローラで構成され、前記加圧部材が加圧ローラで構成されている
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置。

Images