JP4246102B2 - 定着装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置およびそれを備えた画像形成装置に関するものである。より詳しくは、定着ローラの表面温度が所望の温度となるように制御された定着装置と、この定着装置を備えた画像形成装置に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置には、未定着トナー像を担持した転写材にトナーを定着させる定着装置が使用されている。従来の定着装置は、例えば、表面が加熱される定着ローラと、該定着ローラに圧接される加圧ローラと、定着ローラの表面温度を検知する表面温度検知手段とを備えた構成を有している。

上記従来の定着装置を備えた画像形成装置では、メインスイッチをＯＮした際に、定着装置を温めるためのウォーミングアップを行うようになっている。しかしながら、朝一番にメインスイッチをＯＮする場合のように、それまでＯＦＦの状態が長く続いている場合には定着装置の温度が低くなっている。このため、ＯＦＦの状態が長く続いた後にコピー等を行うためにメインスイッチをＯＮしたとしても、従来のウォーミングアップだけでは定着装置が十分に温まっていないことがある。

定着装置の温度が十分に温まっていない状態で印字を行った場合には、定着装置の定着ローラの熱が転写材に奪われてしまう。この場合、定着ローラ表面温度の低下が大きくなり、十分な定着性を得ることができない。従って、従来の画像形成装置では、定着装置を十分に温めるための待ち時間が必要であった。このため、ウォーミングアップの時間を増やすことなく、定着ローラ表面温度の低下を軽減する定着装置が提案されている（例えば、特許文献１・２参照）。

上記特許文献１には、内部にそれぞれヒータを設けた定着ローラと加圧ローラとからなる加熱ローラ定着装置において、加圧ローラに設けたヒータの設定温度を、ウォーミングアップ時とウォーミングアップ後とで切り換える様にした加熱ローラ定着装置における温度制御装置が記載されている。

特許文献１では、ウォーミングアップ開始から終了までは加圧ローラの温度を高設定温度にし、ウォーミングアップ終了後は低設定温度に切り換えている。これにより、温度制御幅を小さく抑えることができるようになっている。

また、上記特許文献２には、定着ローラの表面温度の設定温度より高い温度である高温設定温度を設定して、ウォーミングアップ終了後、定着ローラの表面温度を一時的に高温設定温度となるように制御し、高温設定温度の温度の高さまたは時間の長さの少なくとも一方を可変とする定着装置が記載されている。

このように、特許文献２では、ウォーミングアップの終了後においても、定着ローラの表面温度を一時的に高温設定温度にしている。このため、ウォーミングアップ終了後に連続コピーを取った場合であっても設定温度に低下するだけとなっている。また、これに加えて、ウォーミングアップ開始時の定着ローラの表面温度に基づいて、高温設定温度の高さおよび長さの少なくとも一方を変更している。このため、定着ローラの蓄熱状態に応じて温度または時間を制御するので、無駄な電力消費を防止することとなっている。
特開昭５９−２８１７７号公報（昭和５９年(1984)２月１４日公開） 特開平５−１２７５６５号公報（平成５年(1993)５月２５日公開）

しかしながら、上記特許文献１では、ウォーミングアップ開始から終了まで加圧ローラの温度を高設定温度にしているため、ウォーミングアップ時間を増やすことは防止しているものの、ウォーミングアップ終了後は低設定温度に切り換えているため、定着ローラの表面は十分に加熱されていない。

すなわち、特許文献１は、あくまでもウォーミングアップ終了後における定着ローラの表面温度と、十分に回転待機した後における定着ローラの表面温度との温度制御幅を小さくするためのものである。このため、ウォーミングアップは、定着ローラの表面温度が設定温度に達した時点で終了している。この状態で印字を開始した場合には、定着ローラの表面温度は低下してしまい、十分な定着性を得ることができないという問題点を依然有している。

さらに、特許文献１は、ウォーミングアップ終了後であっても定着ローラの表面温度が設定温度を維持するように、定着ローラを加熱し続けている。このため、電力消費量が大きいという問題点をも有している。

上記特許文献２では、連続コピー後であっても定着ローラの表面温度の低下が設定温度までとなるようにしているものの、これは、ウォーミングアップ終了後においても、定着ローラの表面温度を一時的に高温設定温度にすることにより達成している。この場合、ウォーミングアップ時のみならずウォーミングアップ後においても定着ローラを高温で加熱し続ける必要がある。このため、特許文献２においても電力消費量が大きいという問題点を有している。

なお、特許文献２では、無駄な電力消費を防止するために、定着ローラの蓄熱状態に応じて温度または時間の少なくとも一方を変更することとしている。しかしながら、ウォーミングアップ終了後においても、定着ローラを高温で加熱し続けていることに変わりはなく、電力消費量は大きい。

ここで、電力消費量を低減するために、ウォーミングアップ時および印字時以外は定着ローラを加熱しない駆動方法（以下、省エネモードと称する）が考えられる。しかしながら、省エネモードの場合には、画像形成装置のメインスイッチをＯＮした直後に印字を行おうとしても、定着ローラの表面温度が十分に温まっておらず、印字開始の命令を入力してから、印字を開始するまでの待ち時間が長くなるという問題点を有している。

すなわち、画像形成装置のメインスイッチをＯＮした際には、ウォーミングアップとして定着ローラを加熱することの他に、感光体のクリーニングを行っている。省エネモードの場合、感光体のクリーニングが行われている間にウォーミングアップが行われており、感光体のクリーニングが終了するとウォーミングアップも終了するようになっている。

この場合、感光体をクリーニングする間のみ定着ローラを加熱したとしても、その表面温度は十分に加熱されていない。すなわち、図９に示すように、ウォーミングアップを終了した時点ｔ１３で定着ローラの加熱も終了しており、この場合、定着ローラの表面温度が印字可能温度に達する前に加熱を終了することとなる。また、加熱を終了しているため、時間の経過とともに表面温度はさらに低下してしまう。従って、定着を確実に行うためには、印字開始の命令が入力された時点ｔ１４で定着ローラの加熱を開始する必要がある。しかも、この加熱は、定着ローラの温度が印字可能温度となるまで行う必要がある。その結果、印字開始の命令を入力してから、印字を開始するまでの待ち時間が長くなってしまう。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、定着装置の表面温度が十分に低い状態から印字を開始する場合であっても、電力消費量が少なく、かつ、印字開始までの待ち時間が短い定着装置および画像形成装置を実現することにある。

本発明に係る定着装置は、上記課題を解決するために、互いに圧接するように設けられた第１ローラおよび第２ローラと、第１ローラを加熱する加熱手段と、第１ローラの温度を検知する温度検知手段と、温度検知手段にて検知した温度に基づいて加熱手段の駆動開始および駆動停止を制御する加熱制御手段とを備え、第１ローラと第２ローラとの間に搬送された記録材上の顕像剤像を定着させる定着装置において、上記加熱制御手段は、加熱手段の制御を予め設定された時間行うようになっているとともに、加熱手段の制御停止時における第１ローラの温度と、制御停止から一定時間経過後における第１ローラの温度との差に基づいて、加熱手段の制御を再開するようになっていることを特徴としている。

上記の構成によれば、定着装置は、第１ローラと第２ローラとが互いに圧接するように設けられており、記録材をこれら各ローラの間に搬送することによって、顕像剤像を記録材上に定着させるものである。

また、加熱手段によって第１ローラが加熱される。これにより、第１ローラの温度、特に第１ローラの表面温度が上昇する。この場合、顕像剤の記録材上への定着は、顕像剤を加熱溶融して行うこととなり、定着をより効率的に行うことが可能となる。

ここで、第１ローラの温度が高すぎる場合や低すぎる場合には、顕像剤の記録材上への定着を効率的に行うことが困難となる。特に定着装置を起動させた直後や、長時間動作させていない後においては、第１ローラの温度が低下している。このため、定着を適切に行うために第１ローラを加熱する必要がある。一方、第１ローラの温度が高すぎると、記録材がカールしてしまうため好ましくない。

上記第１ローラの温度は、温度検知手段により検知される。温度検知手段が第１ローラの温度を検知することにより、第１ローラの温度が適切な温度であるか否かを定期的に監視することが可能となる。

また、加熱制御手段が、温度検知手段にて検知した温度に基づいて加熱手段を制御している。加熱制御手段は、第１ローラの温度が適切な温度となるように、加熱手段の駆動開始および駆動停止を繰り返して行うようになっている。加熱制御手段は、この加熱手段の制御を予め設定された時間行うようになっている。すなわち、設定時間が経過した時点で加熱手段の制御は停止する。

なお、温度検知手段は、加熱手段の制御停止時における第１ローラの温度と、制御停止から一定時間経過後の第１ローラの温度とを検知している。加熱制御手段は、これら温度の差に基づいて加熱手段の制御を再開するようになっている。すなわち、加熱制御手段は、上記温度の差が予め設定された値よりも大きい場合には加熱手段の制御を再開し、小さい場合には加熱手段の制御を再開しない。これにより、加熱手段の制御停止後に、第１ローラの温度が大きく低下した場合には、加熱手段の制御を再開することにより第１ローラを加熱することができる。

その結果、定着を適切に行うための第１ローラの加熱時間を短縮することができる。また、第１ローラの温度低下が大きい場合にのみ加熱手段の制御を再開するため、加熱手段を常に駆動させることがなく、電力消費量を低減することができる。

本発明に係る定着装置では、上記加熱制御手段は、再開した加熱手段の制御を一定時間行うようになっていることが好ましい。上記の構成によれば、再開した加熱手段の制御を一定時間行うため、第１ローラの温度が所望の温度となるように制御することができる。これにより、定着を行うための第１ローラの加熱時間を短縮することができるとともに、電力消費量を低減することができる。

本発明に係る定着装置では、上記加熱制御手段は、再開した加熱手段の制御を、上記温度の差に応じた時間行うようになっていることが好ましい。上記の構成によれば、再開した加熱手段の制御は、温度の差に応じた時間行われる。すなわち、温度の差に応じて、制御時間を可変にすることができる。これにより、第１ローラの温度制御を高効率かつ高精度に行うことができる。

なお、例えば、加熱手段の加熱による第１ローラの温度上昇傾向が予測できる場合には、この傾向に基づいて制御時間を設定することもできる。この場合、温度上昇傾向に基づいて制御時間を設定しているため、第１ローラの温度制御をより容易に行うことができる。

本発明に係る定着装置では、上記加熱制御手段は、加熱手段の駆動開始時における第１ローラの温度および／または季節に基づいて設定された時間経過後に、再開した加熱手段の制御を停止するようになっていることが好ましい。上記の構成によれば、再開した加熱手段の制御は、設定された時間経過後に停止する。この設定時間は、加熱手段の駆動開始時における第１ローラの温度および／または季節に基づいて設定される。

このように、加熱手段の駆動開始時における第１ローラの温度を考慮すれば、第１ローラの温度が所望の温度に達するまでに必要な制御時間を設定することができる。再開した加熱手段の制御が、この設定時間経過後に停止することにより、より高精度な温度制御を行うことができる。また、季節によって定着装置の環境温度が変化するため、季節を考慮して制御時間を設定すれば、第１ローラの温度制御をさらに高精度に行うことができる。

さらに、制御時間が第１ローラの温度や季節に基づいて設定されるため、最適な制御時間を自動的に設定することが可能となる。このため、例えば、ユーザが使用する毎に時間を設定する必要がなく、簡便に温度制御を行うことが可能となる。

本発明に係る定着装置では、上記加熱制御手段は、ユーザが設定した時間経過後に、再開した加熱手段の制御を停止するようになっていることが好ましい。上記の構成によれば、加熱制御手段は、予めユーザが設定した時間経過後に、再開した加熱手段の制御を停止するようになっている。このように、ユーザが加熱手段の制御時間を設定することにより、必要に応じて制御時間の長短を変化させることができる。これにより、第１ローラの温度制御をより高精度に行うことができる。

本発明に係る定着装置では、上記加熱制御手段は、第１ローラの温度が予め設定された温度に到達した後に、再開した加熱手段の制御を停止するようになっていることが好ましい。上記の構成によれば、再開した加熱手段の制御は、第１ローラの温度が設定された温度となった時点で停止する。すなわち、第１ローラの温度が所望の温度となった時点で加熱手段の制御を停止することができるため、第１ローラの温度制御をより高効率かつ高精度に行うことができる。

本発明に係る画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記いずれかに記載の定着装置を備えている。上記の構成によれば、定着装置は、第１ローラの温度低下が大きい場合には、加熱手段の制御を再開している。このため、第１ローラを加熱することに加えて画像形成装置内を加熱することもできる。この場合、加熱手段の制御を停止した後の、第１ローラの温度の下がり具合を緩やかにすることができる。その結果、印字開始命令から実際に印字を開始するまでの時間を短縮することができる。

本発明に係る画像形成装置では、上記加熱手段の制御を、起動時のみ行うようになっていてもよい。画像形成装置が長時間駆動していない状態で、画像形成装置を起動した場合には、第１ローラの温度が十分に低下していることがある。例えば、朝一番で画像形成装置を起動させた場合には、特に第１ローラの温度が低下している。この場合に印字を行おうとすると、印字が可能な温度にまで第１ローラを加熱する必要がある。しかしながら、上記の構成によれば、起動時に加熱手段を制御しているため、起動直後に印字を行いたい場合であっても、印字開始までの時間を短縮することができる。

本発明に係る定着装置は、以上のように、加熱制御手段は、加熱手段の制御を予め設定された時間行うようになっているとともに、加熱手段の制御停止時における第１ローラの温度と、制御停止から一定時間経過後における第１ローラの温度との差に基づいて、加熱手段の制御を再開するようになっているので、第１ローラの加熱時間を短縮することができるとともに、電力消費量を低減することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る画像形成装置は、以上のように、上記定着装置を備えているので、印字開始命令から実際に印字を開始するまでの時間を短縮することができるという効果を奏する。

〔実施の形態１〕
本発明の第１の実施の形態について図１ないし図５に基づいて説明すると以下の通りである。本実施の形態では、画像形成装置としてデジタルカラー複写機１を例に挙げて説明する。図２は、本実施の形態におけるデジタルカラー複写機１の概略構成を示す断面図である。

図２に示すように、デジタルカラー複写機１は、原稿台１１１、両面自動原稿送り装置１１２、画像読取部１１０、画像形成部２１０、給紙部２１１、排紙部２２９を有している。

原稿台１１１は、画像形成に係る原稿を載置するための台であり、デジタルカラー複写機１の本体の上面に設けられている。両面自動原稿送り装置（ＲＡＤＦ；Reversing Automatic Document Feeder）１１２は、原稿台１１１の所定位置に原稿を搬送するものである。両面自動原稿送り装置１１２は、原稿台１１１の上面に装着されており、原稿台１１１の上面に対して所定の位置関係となるように、原稿台１１１に対して開閉可能な状態で支持されている。

両面自動原稿送り装置１１２は、まず、原稿の一方の面が原稿台１１１の所定位置において画像読取部１１０に対向するように原稿を搬送し、この一方の面についての画像読み取りが終了した後に、他方の面が原稿台１１１の所定位置において画像読取部１１０に対向する方に原稿を搬送するようになっている。すなわち、両面自動原稿送り装置１１２は、原稿の片面のみあるいは両面の画像を読み取ることができるように原稿を搬送し、１枚の原稿についての画像読み取りが終了した後に、この原稿を排出し、次の原稿についての読み取り搬送動作を実行するようになっている。これら原稿の搬送および表裏反転の動作は、デジタルカラー複写機１全体の動作に関連して制御される。

画像読取部１１０は、原稿台１１１上に載置された原稿の画像を読み取るものであり、原稿台１１１の下方に配置されている。原稿は、両面自動原稿送り装置１１２より原稿台１１１上に搬送されたものであってもよく、原稿台１１１上に直接載置されたものであってもよい。画像読取部１１０は、原稿走査体１１７と、光学レンズ１１５と、ＣＣＤラインセンサ１１６とを有している。

原稿走査体１１７は、第１走査ユニット１１３と第２走査ユニット１１４とから構成されている。第１走査ユニット１１３は、原稿の画像表面を露光する露光ランプと、原稿からの反射光像を所定の方向に向かって偏向する第１ミラーとを有している。第１走査ユニット１１３は、原稿台１１１の下面に対して一定の距離を保ちながら所定の走査速度で平行に往復移動するようになっている。第２走査ユニット１１４は、第１走査ユニット１１３の第１ミラーにより偏向された原稿からの反射光像を、さらに所定の方向（光学レンズ１１５が設けられている方向）に向かって偏向する第２ミラーおよび第３ミラーとを有している。第２走査ユニット１１４は、第１走査ユニット１１３に対して一定の速度関係を保ちながら平行に往復移動するようになっている。

光学レンズ１１５は、第２走査ユニット１１４の第３ミラーによって偏向された原稿からの反射光像を縮小し、縮小した光象をＣＣＤラインセンサ１１６上の受光面に結像させるものである。

ＣＣＤラインセンサ１１６は、光学変換素子であり、光学レンズ１１５によって結像された光像を順次光学変換し、電気信号として出力するものである。ＣＣＤラインセンサ１１６は、白黒画像またはカラー画像を読み取り、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色成分に色分解されたラインデータを出力することのできる、いわゆる３ラインのカラーＣＣＤであることが好ましい。このＣＣＤラインセンサ１１６によって電気信号に変換された原稿画像情報は、さらに、図示しない画像処理部に転送されて所定の画像データ処理が施されるようになっている。

給紙部２１１は、用紙トレイ２３３、給紙ローラ２３４、レジストローラ２１２等から構成されており、用紙トレイ２３３内に積載収容されている用紙（記録媒体）Ｐを１枚ずつ分離して画像形成部２１０に供給するものである。１枚ずつ分離供給された用紙Ｐは、用紙トレイ２３３と画像形成部２１０との間に配置された一対のレジストローラ２１２によってタイミングが制御されて画像形成部２１０に搬送されるようになっている。用紙Ｐの両面に画像を形成する、いわゆる両面画像形成モード時には、一方の面に画像が形成された用紙Ｐは、画像形成部２１０にて他方の面に画像を形成するタイミングに合わせて、画像形成部２１０に再度搬送されるようになっている。

本実施の形態におけるデジタルカラー複写機１では、用紙Ｐとしてカットシート状の紙が使用される。この用紙Ｐは、用紙トレイ２３３から送り出され、給紙部２１１の給紙搬送経路にあるガイド内に供給されると、用紙Ｐの先端部分がセンサ（図示せず）にて検知される。そして、用紙Ｐは、このセンサから出力される検知信号に基づいて、一対のレジストローラ２１２により一旦停止するとともに、画像形成のタイミングに合わせて画像形成部２１０に搬送されるようになっている。

画像形成部２１０は、画像読取部１１０にて画像情報が読み取られた後に、画像処理部にて画像データ処理が施された原稿画像情報に基づいて、用紙Ｐに画像を形成するものである。画像形成部２１０は、転写搬送ベルト機構２１３、定着部（定着装置）２１７、画像形成ステーション２２８、レーザビームスキャナユニット２２７を有している。

転写搬送ベルト機構２１３は、駆動ローラ２１４と、従動ローラ２１５と、この駆動ローラ２１４および従動ローラ２１５の間に略平行に伸びるように張架された転写搬送ベルト（転写担持体）２１６とを有している。転写搬送ベルト２１６は、駆動ローラ２１４の回転に伴い、図２にて矢印Ｚで示す方向に摩擦駆動するようになっている。給紙部２１１を通じて供給された用紙Ｐは、画像形成のタイミングに合わせて転写搬送ベルト２１６上に送られ、静電吸着によって転写搬送ベルト２１６に把持された状態で画像形成ステーション２２８へと搬送されるようになっている。

画像形成ステーション２２８は、原稿の画像情報に対応したトナー像を用紙Ｐ上に再現するものである。画像形成ステーション２２８は、黒色成分に対応する第１画像形成ステーション２２８ａ、シアン色成分に対応する第２画像形成ステーション２２８ｂ、マゼンタ色成分に対応する第３画像形成ステーション２２８ｃ、およびイエロー色成分に対応する第４画像形成ステーション２２８ｄから構成されている。各画像形成ステーション２２８ａ・２２８ｂ・２２８ｃ・２２８ｄは、転写搬送ベルト２１６の上方に、転写搬送ベルト２１６に近接するようにして、用紙搬送経路上流側から順に並設されている。

各画像形成ステーション２２８ａ〜２２８ｄは、実質的に同一の構成を有している。各画像形成ステーション２２８ａ〜２２８ｄは、図２に示す矢印Ｆ方向に回転駆動される感光体ドラム２２２ａ・２２２ｂ・２２２ｃ・２２２ｄをそれぞれ有している。各感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの周辺には、感光体ドラムをそれぞれ一様に帯電する帯電器２２３ａ・２２３ｂ・２２３ｃ・２２３ｄと、感光体ドラム上に形成された静電潜像をそれぞれ現像する現像装置２２４ａ・２２４ｂ・２２４ｃ・２２４ｄと、現像された感光体ドラム上のトナー像を用紙Ｐへ転写する転写用電極として機能する転写ローラ２２５ａ・２２５ｂ・２２５ｃ・２２５ｄと、感光体ドラム上に残留するトナーを除去するクリーニング装置２２６ａ・２２６ｂ・２２６ｃ・２２６ｄとが、感光体ドラムの回転方向に沿って順次配置されている。

レーザビームスキャナユニット２２７は、画像情報に基づいて感光体ドラム２２２に静電潜像を書き込むものである。レーザビームスキャナユニット２２７は、黒色成分に対応する第１レーザビームスキャナユニット２２７ａ、シアン色成分に対応する第２レーザビームスキャナユニット２２７ｂ、マゼンタ色成分に対応する第３レーザビームスキャナユニット２２７ｃ、およびイエロー成分に対応する第４レーザビームスキャナユニット２２７ｄから構成されている。

各レーザビームスキャナユニット２２７ａ〜２２７ｄは、各感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの上方に設けられており、実質的に同一の構成を有している。各レーザビームスキャナユニット２２７ａ〜２２７ｄは、画像データに応じて変調されたドット光を発する半導体レーザ素子（図示せず）、半導体レーザ素子からのレーザビームを主走査方向に偏向させるためのポリゴンミラー（偏向装置）２４０ａ・２４０ｂ・２４０ｃ・２４０ｄ、ポリゴンミラー２４０ａ〜２４０ｄにより偏向されたレーザビームを感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ表面に結像させるためのｆθレンズ２４１ａ・２４１ｂ・２４１ｃ・２４１ｄ、ミラー２４２ａ・２４２ｂ・２４２ｃ・２４２ｄ、ミラー２４３ａ・２４３ｂ・２４３ｃ・２４３ｄなどから構成されている。

レーザビームスキャナユニット２２７ａには、カラー原稿画像の黒色成分像に対応する画素信号が入力され、レーザビームスキャナユニット２２７ｂには、カラー原稿画像のシアン色成分像に対応する画素信号が入力され、レーザビームスキャナユニット２２７ｃには、カラー原稿画像のマゼンタ色成分像に対応する画素信号が入力され、レーザビームスキャナユニット２２７ｄには、カラー原稿画像のイエロー色成分像に対応する画素信号が入力される。

各レーザビームスキャナユニット２２７ａ〜２２７ｄは、入力した画素信号に応じたレーザビームを出射し、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ表面に結像させる。そして、レーザビームを走査して露光することにより、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄへの光書き込みを行う。

これにより、色変換された原稿画像情報に対応する静電潜像が、各感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上に形成される。そして、現像装置２２４ａには黒色のトナーが、現像装置２２４ｂにはシアン色のトナーが、現像装置２２４ｃにはマゼンタ色のトナーが、現像装置２２４ｄにはイエロー色のトナーがそれぞれ収容されており、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上の静電潜像は、これら各色のトナーにより現像される。これにより、画像形成部２１０にて色変換された原稿画像情報が各色のトナー像として再現される。

なお、レジストローラ２１２と第１画像形成ステーション２２８ａとの間には、用紙吸着用帯電器２３０が設けられている。この用紙吸着用帯電器２３０は、転写搬送ベルト２１６の表面を帯電させるものである。給紙部２１６から供給された用紙Ｐは、表面が帯電された転写搬送ベルト２１６上に確実に静電吸着された状態で第１画像形成ステーション２２８ａから第４画像形成ステーション２２８ｄまでの間をずれることなく搬送される。

そして、各画像形成ステーション２２８ａ〜２２８ｄにて、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上に現像されたトナー像が用紙Ｐに転写される。すなわち、各画像形成ステーション２２８ａ〜２２８ｄにおいて各色のトナー像がそれぞれ形成され、転写搬送ベルト２１６上に静電吸着にて搬送される用紙Ｐに重ね合わされる。

また、第４画像形成ステーション２２８ｄと定着部２１７との間には、除電器２３１が設けられている。除電器２３１には、転写搬送ベルト２１６上に静電吸着されている用紙Ｐを転写搬送ベルト２１６から分離するための交流電流が印加されている。すなわち、全画像形成ステーション２２８ａ〜２２８ｄによる画像の転写が完了した用紙Ｐは、その先端部分より順に、転写搬送ベルト２１６から剥離され、定着部２１７へと搬送されるようになっている。

定着部２１７は、用紙Ｐ上に転写形成されたトナー像を用紙Ｐ上に定着させるものである。定着部２１７は、用紙搬送路における転写搬送ベルト機構２１３の下流側に配置されており、定着ローラ（第１ローラ）２５０および加圧ローラ（第２ローラ）２５１を有している。用紙Ｐが定着ローラ２５０および加圧ローラ２５１間におけるニップ部を通過することによって、用紙Ｐ上にトナー像が定着される。そして用紙Ｐは、定着ローラから剥離された後に、排紙部２２９へと搬送される。この定着部２１７の詳細な構成については後述する。

排紙部２２９は、画像形成が完了した用紙Ｐをデジタルカラー複写機１外部へと排出するものである。排紙部２２９は、搬送方向切り換えゲート２１８、排出ローラ２１９、排紙トレイ２２０を有している。定着部２１７から搬送された用紙Ｐは、搬送方向切り換えゲート２１８を経て、排出ローラ２１９によって搬送され、用紙排出口（図示せず）からデジタルカラー複写機１本体の外壁に取り付けられている排紙トレイ２２０上へと排出される。

搬送方向切り換えゲート２１８は、トナー像定着後の用紙Ｐの搬送経路を切り換えるものであり、排紙トレイ２２０へ用紙Ｐを排出する経路と、画像形成部２１０に向かって用紙Ｐを再供給する経路とを選択的に切り換えるようになっている。両面画像形成モードでは、用紙Ｐの一方の面に画像が形成された後、用紙Ｐは搬送方向切り換えゲート２１８にて再び画像形成部２１０に向かうように搬送方向が切り換えられ、スイッチバック搬送経路２２１を介して表裏反転された後、画像形成部２１０へと再度供給される。片面画像形成モードでは、用紙Ｐの片面に画像が形成された後、そのまま搬送方向切り換えゲート２１８を経て、排出ローラ２１９によってデジタルカラー複写機１本体の外壁に取り付けられている排紙トレイ２２０上に排出される。

なお、上述の説明では、レーザビームスキャナユニット２２７ａ〜２２７ｄによって、レーザビームを走査して露光することにより、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄへの光書き込みを行うようになっている。ただし、本発明は、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄへの光書き込みを行う手段として、上記レーザビームスキャナユニット２２７ａ〜２２７ｄの代わりに、発光ダイオードアレイと結像レンズアレイ等とからなる固定走査書込み光学系（ＬＥＤヘッド）を用いることもできる。ＬＥＤヘッドは、レーザビームスキャナユニットに比べて、サイズが小さく、また可動部分がないため無音である。このため、複数個の光書込みユニットを必要とするタンデム方式のデジタルカラー複写機等の画像形成装置では、好適に用いることができる。

なお、デジタルカラー複写機１は、一連の動作を制御する制御部を備えている。上記の画像読み取りや、画像処理、画像形成に関する動作は、制御部によって制御されている。また、後述する定着部２１７の温度制御は加熱制御部によって制御されている。この加熱制御部の詳細についても後述する。

次に、本実施の形態に係る定着部２１７について説明する。図１は、定着部２１７の概略構成を示す模式図である。図２に示すように、定着部２１７は、定着ローラ２５０、加圧ローラ２５１、加熱ヒータ（加熱手段）２５２、ヒータ駆動回路２５３、サーミスタ（温度検知手段）２５４、加熱制御部（加熱制御手段）２５５、ＲＯＭ２５６、ＲＡＭ２５７を有している。

定着ローラ２５０および加圧ローラ２５１は、互いに圧接するように配置されており、用紙Ｐがこの圧接する部分（ニップ部）を通過することによって、用紙Ｐ上に転写されたトナー像を定着させるようになっている。定着ローラ２５０および加圧ローラ２５１は、例えばアルミニウム製の芯金上にシリコーンゴム層を有する構成となっている。また、定着ローラの芯金内部には加熱ヒータ２５２が備えられている。

加熱ヒータ２５２は、定着ローラ２５０を加熱するものである。加熱ヒータ２５２は、給電手段であるヒータ駆動回路２５３に接続されており、ヒータ駆動回路２５３からの電力供給の有無によってＯＮ／ＯＦＦするようになっている。加熱ヒータ２５２としては、例えばハロゲンランプを用いることができる。

ヒータ駆動回路２５３は、加熱制御部２５５に接続されている。ヒータ駆動回路２５３は、商用電源から給電されており、加熱制御部２５５から出力されるヒータＯＮ／ＯＦＦ用のトリガ信号を入力することにより駆動し、加熱ヒータ２５２に対してトリガ信号に基づいた電力供給を行うようになっている。

サーミスタ２５４は、定着ローラ２５０の表面に接するように配置されており、定着ローラ２５０の表面温度を検知するものである。また、サーミスタ２５４は、加熱制御部２５５に設けられたＡ／Ｄコンバータ（図示せず）に接続されている。サーミスタ２５４は、検知した結果を温度検出信号として加熱制御部２５５に出力するようになっている。

加熱制御部２５５は、上述のように、定着部２１７の温度を制御するものである。定着部２１７の温度制御は、定着ローラ２５０の表面温度を制御することによって行われる。加熱制御部２５５としては、例えば、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を用いることができる。

加熱制御部２５５は、ヒータ駆動回路２５３に対して上記トリガ信号を出力する。また、加熱制御部２５５は、サーミスタ２５４から出力された温度検出信号をＡ／Ｄコンバータにてデジタル信号に変換してＲＯＭ２５６に出力するようになっている。さらに、加熱制御部２５５は、加熱ヒータ２５２の駆動時間を計測する時間計測手段（図示せず）を有している。ただし、時間計測手段は、加熱制御部２５５に設けられた構成ではなく、別に設けられた構成であってもよい。

上記加熱制御部２５５には、ＲＯＭ２５６およびＲＡＭ２５７が接続されている。ＲＯＭ２５６には、ウォーミングアップの開始および／または終了するタイミングの制御を行うプログラム等が格納されている。例えば、ＲＯＭ２５６には、加熱ヒータ２５２の駆動時間が入力され、この駆動時間に基づいて定着ローラ２５０の表面の温度制御を行うプログラムや、サーミスタ２５４から出力された温度検出信号が加熱制御部２５５を介して入力され、この温度検出信号に基づいて定着ローラ２５０表面の温度制御を行うプログラムが格納されている。

ＲＡＭ２５７には、加熱制御部２５５が定着部２１７の温度を制御する際の種々の制御データが格納されている。例えば、ＲＡＭ２５７には、ウォーミングアップ終了後に定着ローラ２５０の表面温度が到達する設定温度や、定着ローラ２５０の表面温度が低下した後に再度加熱ヒータ２５２を駆動させる設定温度といった定着ローラ２５０の表面温度を制御するための制御データが格納されている。

上記加熱制御部２５５は、これらＲＯＭ２５６やＲＡＭ２５７に格納されている制御データおよびプログラムに基づいて、定着部２１７の温度制御を行うようになっている。すなわち、加熱制御部２５５は、ＲＯＭ２５６に格納されているプログラムに基づいて、定着ローラ２５０の表面温度の制御を行うようになっており、この制御は、必要に応じてＲＡＭ２５７に格納されている制御データを読み込んで行われる。

具体的には、加熱制御部２５５は、サーミスタ２５４にて定着ローラ２５０の表面温度を検知し、その検知結果に基づいて加熱ヒータ２５２のＯＮ／ＯＦＦ（駆動開始／駆動停止）を制御している。また、加熱制御部２５５は、加熱手段の制御を所定時間行うようになっている。

なお、上記加熱制御部２５５は、デジタルカラー複写機１の一連の動作を制御する制御部とは別に設けられていてもよいが、制御部に設けられていてもよい。また、上記ＲＯＭ２５６が、デジタルカラー複写機１の印字動作や待機処理等のプログラムを格納したものであってもよく、ＲＡＭ２５７が、デジタルカラー複写機１の一連の動作を制御する際の種々の制御データやプログラムを格納したものであってもよい。

この場合、制御部は、これらＲＯＭ２５６やＲＡＭ２５７に格納されている制御データおよびプログラムに基づいて、定着部２１７の動作を含めたデジタルカラー複写機１の一連の動作を制御することとなる。すなわち、制御部は、ＲＯＭ２５６に格納されているプログラムに基づいて、印字動作、ウォーミングアップ、定着ローラ２５０の表面温度の制御等の各種の制御を行うようになっており、これら制御は、必要に応じてＲＡＭ２５７に格納されている制御データを読み込んで行われることとなる。

次に、上記デジタルカラー複写機１における、一連の動作について説明する。

デジタルカラー複写機１は、メインスイッチのＯＮにより起動した際には、精度よく画像形成を行うために、例えば感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄのクリーニングや定着ローラ２５０の加熱（ウォーミングアップ）が行われる。本実施の形態においては、ウォーミングアップや印字時以外は、定着ローラ２５０を加熱しない、いわゆる省エネモードで駆動するデジタルカラー複写機１について説明する。

なお、デジタルカラー複写機１の感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄやトナーは消耗品であるため取り替える場合がある。この取替えは、デジタルカラー複写機１に設けられた取替え用のカバーを開閉して行われる。これらの取替え時には、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄがクリーニングされていない場合がある。従って、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄのクリーニングやウォーミングアップは、デジタルカラー複写機１の起動時の他に、カバーの開閉時にも行われる。本実施の形態では、起動時のウォーミングアップについて図３に基づいて説明する。

図３に示すように、デジタルカラー複写機１のメインスイッチがＯＮされたときには、加熱制御部２５５（または制御部；以下同じ）がウォーミングアップ開始を指示する（Ｓ１０１）。すなわち、加熱制御部２５５が、加熱制御を開始する（Ｓ１０２）。これにより、ヒータ駆動回路２５３がＯＮとなり、加熱ヒータ２５２が定着ローラ２５０の加熱を開始する。定着ローラ２５０は、加熱ヒータ２５２の加熱によりその表面温度が上昇する。

また、サーミスタ２５４は、定着ローラ２５０の表面温度を定期的に検知している。加熱制御部２５５は、サーミスタ２５４の検知結果がある設定温度（高設定温度）に達した場合には加熱ヒータ２５２をＯＦＦし、定着ローラ２５０の温度がある設定温度（低設定温度）まで低下した場合には加熱ヒータ２５０をＯＮする。このようにして、加熱制御部２５５は、定着ローラ２５０の表面温度を制御（加熱制御）する。

加熱制御部２５５は、加熱制御時間を計測しており、加熱制御が設定時間（第１設定時間）行われたか否かについて定期的に監視する（Ｓ１０３）。加熱制御時間が設定時間経過していない場合には、加熱制御部２５５は、加熱制御を継続する（Ｓ１０４）。

一方、加熱制御部２５５が、上記Ｓ１０２の監視にて、設定時間が経過していると判断した場合には、定着ローラ２５０の表面温度が一度でも設定温度まで到達したか否かを判断する（Ｓ１０５）。設定温度に到達していない場合には、加熱制御を継続して行う（Ｓ１０６）。これに対して、設定温度に到達している場合には、ヒータ駆動回路２５３のＯＮ／ＯＦＦに関わらず、加熱制御を停止する（Ｓ１０７）。また、Ｓ１０７では、加熱制御の停止に加えて、サーミスタ２５４によって定着ローラ２５０の表面温度が検知される。

そして、加熱制御部２５５は、加熱制御を停止した後の経過時間を監視し、一定時間経過したか否かを判断する（Ｓ１０８）。Ｓ１０８にて一定時間が経過したと判断された場合に、サーミスタ２５４が定着ローラ２５０の表面温度を検知する（Ｓ１０９）。

そして、加熱制御部２５５は、Ｓ１０７にて検知した温度Ｔａと、Ｓ１０９にて検知した温度Ｔｂとを比較し、（Ｔａ−Ｔｂ）の値が設定値よりも大きいか否かを判別する（Ｓ１１０）。Ｓ１１０にて設定値以下であると判別された場合には、そのままウォーミングアップを終了する（Ｓ１１１）。一方、Ｓ１１０にて設定値よりも大きいと判別された場合には、加熱制御部２５５は、加熱制御を再開する（Ｓ１１２）。

加熱制御が再開された後においても、加熱制御部２５５は、加熱制御時間を計測しており、加熱制御が設定時間（第２設定時間）行われたか否かについて定期的に監視する（Ｓ１１３）。

加熱制御時間が設定時間経過していない場合には、加熱制御部２５５は、加熱制御を継続して行う（Ｓ１１４）。一方、加熱制御部２５５が、上記Ｓ１１０の監視にて、設定時間が経過していると判断した場合には、ヒータ駆動回路２５３のＯＮ／ＯＦＦに関わらず加熱制御を停止する（Ｓ１１５）。そして、ウォーミングアップが終了する（Ｓ１１６）。

ここで、上記ウォーミングアップ時における定着ローラ２５０の表面温度の変化と加熱制御のタイミングとの関係について図４に基づいて説明する。

本実施の形態に係るデジタルカラー複写機１は、定着ローラ２５０の表面温度がＴＬ〜ＴＨの範囲内となるように予め設定されている。また、Ｔｌは加熱ヒータ２５２を駆動開始する温度であり、Ｔｈは加熱ヒータ２５２を駆動停止する温度である。このように、予め設定された温度と、加熱ヒータ２５２の駆動開始温度および駆動停止温度とは異なる。

これは、定着ローラ２５０の加熱される部分と、表面温度が検知される部分とが一定の距離で離れているためである。すなわち、サーミスタ２５４が駆動停止温度Ｔｈを検知した時点で、加熱制御部２５５が加熱ヒータ２５２の駆動を停止したとしても、サーミスタ２５４が温度を検知する部分の温度は直ぐに下がらず、また、サーミスタ２５４が駆動開始温度Ｔｌを検知した時点で、加熱制御部２５５が加熱ヒータ２５２の駆動を開始したとしても、サーミスタ２５４が温度を検知する部分の温度は直ぐに上がらないためである。

このため、ＴＨはＴｈよりも一定温度高い温度に設定されており、ＴＬはＴｌよりも一定温度低い温度に設定されている。ＴＨは、定着を確実に行うことができる温度であればよく、ＴＬは、印字可能温度まで加熱する時間を短縮できる程度の温度であって、消費電力を低減できる温度であることが好ましい。これらＴＨやＴＬは、定着性等を考慮して適宜設定すればよい。また、ＴｈやＴｌは、加熱ヒータ２５２とサーミスタ２５４との距離や加熱ヒータ２５２の種類等を考慮して適宜設定すればよい。

図４に示すように、ウォーミングアップの開始（ｔ１）と同時に定着ローラ２５０の表面温度が上昇する。そして、定着ローラ２５０の表面温度がＴｈに達した時点（ｔ２）で、加熱ヒータ２５２の駆動を停止する。すると、定着ローラ２５０の表面温度は低下する。定着ローラ２５０の表面温度がＴｌに達した時点（ｔ３）で、加熱ヒータ２５２の駆動を開始する。さらに、定着ローラ２５０の表面温度が再びＴｈに達すると（ｔ４）、加熱ヒータ２５２の駆動を停止する。このようにして、加熱制御部２５５は、定着ローラ２５０の表面温度を制御（加熱制御）する。

なお、言うまでもないが、これら加熱ヒータ２５２の駆動開始および駆動停止は、定着ローラ２５０の表面温度が各設定温度に達した時点で行われるものであり、その回数に制限はない。

そして、ｔ１からの経過時間が予め設定した時間になると（ｔ５）、加熱制御部２５５は定着ローラ２５０の加熱制御（温度制御）を停止する。以下においては、ｔ１からｔ５までの時間を第１設定時間と称する。また、ｔ５では、定着ローラ２５０の加熱制御を停止することに加えて、サーミスタ２５４が、定着ローラ２５０の表面温度Ｔａを検知する。

定着ローラ２５０の加熱制御を停止した後の一定時間経過後（ｔ６）に、サーミスタ２５４は、定着ローラ２５０の表面温度Ｔｂを検知する。加熱制御部２５５は、ＴａとＴｂとを比較して、（Ｔａ−Ｔｂ）の値（低下値）が予め設定した値（設定値）より大きいか否かを判別する。デジタルカラー複写機１内部の温度が低いと、定着ローラ２５０の加熱制御を停止してから短時間で定着ローラ２５０の表面温度が低下してしまう。定着ローラ２５０の表面温度の低下に伴って、低下値は大きくなる。

従って、低下値が設定値よりも大きい場合には、加熱制御部２５５が、再度加熱制御を行う。すなわち、加熱ヒータ２５２の駆動を開始して定着ローラ２５０を加熱する。加熱制御部２５５は、上記第１設定時間内に行う加熱制御と同様にして、定着ローラ２５０の表面温度を制御する。すなわち、定着ローラ２５０の表面温度がＴｈに達すると（ｔ７）、加熱ヒータ２５２の駆動を停止し、Ｔｌに達すると加熱ヒータ２５２の駆動を開始するようになっており、加熱制御を再開した時点（ｔ６）からの経過時間が予め設定された時間になると（ｔ８）、加熱制御を停止する。以下においては、ｔ６からｔ８までの時間を第２設定時間と称する。

これにより、ウォーミングアップが終了する。なお、上記低下値と設定値との比較において、低下値が設定値以下である場合には、上記第２設定時間の加熱制御を行わず、そのままウォーミングアップを終了する。

なお、図５に示すように、第１設定時間内に定着ローラ２５０の表面温度がＴｈまで達しない場合には、第１設定時間終了後においても継続して加熱ヒータ２５２を駆動させる。そして、定着ローラ２５０の表面温度がＴｈに達した時点（ｔ９）で定着ローラ２５０の加熱制御を停止する。

この場合においても、ｔ９にて定着ローラ２５０の表面温度を検知するとともに、ｔ９から一定時間経過した後の定着ローラ２５０の表面温度を検知する。そして、上記と同様に、加熱制御部２５５がこれら温度の差と設定値とを比較して、再度加熱制御を行うか、またはウォーミングアップを終了するかについて判別する。再び加熱制御を行う場合には、第２設定時間と同じ時間（ｔ１０からｔ１１まで）加熱制御を行った後、ウォーミングアップを終了する。

なお、温度Ｔｈは、印字可能温度よりも高い温度に設定されている。このように温度を設定することにより、ウォーミングアップ終了後に定着ローラ２５０の表面温度が低下した場合であっても、定着ローラ２５０の表面温度が印字可能温度よりも高い場合には、印字開始命令が入力されてから、実際に印字が開始されるまでの時間を短縮することが可能となる。

また、ウォーミングアップ終了後に定着ローラ２５０の表面温度が低下して、印字可能温度よりも低い温度となった場合には、再度加熱制御を行う必要があるものの、予め印字可能温度よりも高い温度であるＴｈまで加熱しているため、印字開始命令が入力されてから印字可能温度まで加熱するための時間を短縮することができる。

また、省エネモードで駆動するデジタルカラー複写機１では、通常、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄのクリーニングが終了した時点で定着ローラ２５０の加熱を停止するようになっている。すなわち、この場合、上記第１設定時間は、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄのクリーニング時間となる。

デジタルカラー複写機１は、特に朝一番でメインスイッチをＯＮした際の定着ローラ２５０の表面温度が最も低下していると考えられる。従って、朝一番に行われるウォーミングアップの時間が、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄのクリーニング時間と同じでは、定着ローラ２５０が十分に温められていない。このため、朝一番にて印字を行う場合には、印字を行うために定着ローラ２５０を加熱する必要がある。従って、朝一番の印字では、印字開始までの時間を特に多く必要とする。

本発明では、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄのクリーニング時間分の加熱を行った後に、定着ローラ２５０の表面温度の低下が大きい場合には、さらに加熱するように制御している。このため、例え朝一番に行う印字であっても、印字開始命令の入力から印字開始までの時間を短縮することができる。

上記制御を行う場合、第２設定時間を変化させて行うこともできる。すなわち、第２設定時間は、定着ローラ２５０の表面温度に応じて適宜設定すればよい。第２設定時間は、例えば、用いる加熱ヒータ２５２の種類に応じて適宜設定すればよく、通常１秒〜１分の範囲内であることが好ましい。

また、上記第２設定時間は、ユーザが直接設定時間を入力してもよい。この場合、デジタルカラー複写機１には入力部や表示部が備えられており、ユーザが入力部を使用して第２設定時間を設定すればよい。

また、第２設定時間は、デジタルカラー複写機１を設置している環境温度や季節に応じて設定してもよく、メインスイッチをＯＮした際の定着ローラ２５０表面温度に応じて設定してもよい。この場合には、上記と同様にユーザが直接入力することも可能であるが、加熱制御部２５５がこれら環境温度や季節、または表面温度等を検知し、それに応じて適切な制御時間を自動的に設定することもできる。この場合、メインスイッチのＯＮと同時に制御時間が自動的に設定されるため、ユーザによる操作が不要となる。

従って、ウォーミングアップを上記のように制御すれば、必要に応じて加熱制御時間を設定できるため、最小限の電力消費量で制御することが可能となる。また、定着ローラ２５０の表面温度の低下が大きい場合に、さらに加熱制御を行うため、印字開始までの時間を短縮することが可能となる。

そして、印字可能な状態となった後に、以下のようにして画像形成が行われる。まず、デジタルカラー複写機１に画像データが入力されると、入力される画像データに応じて、各レーザ書き込みユニット２２７ａ〜２２７ｄが感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの表面を露光し、この感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上に静電潜像が形成される。

上記静電潜像は、現像装置２２４ａ〜２２４ｄによってトナー像に現像される。一方、用紙トレイ２３３に蓄積された用紙Ｐは、給紙ローラ２３４によって、一枚ずつに分離され、用紙搬送経路に搬送され、レジストローラ２１２にて一旦保持される。レジストローラ２１２は、図示しないレジスト前検知スイッチの検知信号に基づいて、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上のトナー像の先端を、用紙Ｐの画像形成領域の先端に合わせるように搬送のタイミングを制御し、用紙Ｐを感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの回転にあわせて転写ベルト７へ搬送する。用紙Ｐは、転写搬送ベルト２１６上に静電吸着されて搬送される。

感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄから用紙Ｐへのトナー像の転写は、転写搬送ベルト２１６を介して感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄに対向して設けられている転写ローラ２２５ａ〜２２５ｄによって行われる。転写ローラ２２５ａ〜２２５ｄには、トナーとは逆極性を有する高電圧が印加されており、これによって、用紙Ｐにトナー像が形成される。転写搬送ベルト２１６によって搬送される用紙Ｐには、各色に応じた４種類のトナー像が順次重ねられる。

その後、用紙Ｐは定着部２１７に搬送される。用紙Ｐは定着ローラ２５０および加圧ローラ２５１間におけるニップ部を通過する。この際、定着ローラ２５０および加圧ローラ２５１の加熱および加圧によって用紙Ｐ上にトナー像が定着される。トナー像が定着した用紙Ｐは、定着ローラ２５０から剥離し、搬送方向切換えゲート２１８に搬送される。そして、搬送方向切換えゲート２１８にて、搬送路の切換えが行われ、排紙トレイ２２０、あるいは、画像形成部２１０へ搬送される。

用紙Ｐへの転写が終了すると、クリーニング装置２２６ａ〜２２６ｄによって、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄに残留したトナーの回収・除去が行われる。また、転写搬送ベルト２１６に付着したトナーの回収・除去を行って、一連の画像形成動作を終了する。

なお、上記では省エネモードで駆動するデジタルカラー複写機１について説明したが、本発明は、待機状態（ウォーミングアップや印字を行っていない状態）においても定着ローラの温度制御を行うモード（非省エネモード）で駆動するデジタルカラー複写機にも適用することができる。

すなわち、上記非省エネモードで駆動するデジタルカラー複写機は、一定時間動作していない場合には定着ローラの表面温度が低下し続ける。そして、ある一定の温度まで低下した時点で、ウォーミングアップを開始する。このウォーミングアップにおいても、上記デジタルカラー複写機１のウォーミングアップと同様にして行われる。

なお、定着ローラの表面温度がある一定の温度まで低下した場合にウォーミングアップを開始することとしているが、ウォーミングアップ終了後から一定時間経過した後における定着ローラの表面温度を検知し、ウォーミングアップ終了時における定着ローラの表面温度と比較して、その差がある一定の値以上の場合に開始してもよい。

この場合、定着ローラの表面温度を定期的に監視しておき、定着ローラの表面温度が所望の温度となるように制御される。このため、印字開始命令を入力してから印字開始までの時間を短縮することができる。

〔実施の形態２〕
本発明の第２の実施の形態について図６ないし図８に基づいて説明する。本実施の形態では、上記実施の形態１と比較して、ウォーミングアップ時の加熱制御方法が異なるのみであり、他の構成については同一である。このため、実施の形態１にて説明した部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。また、本実施の形態では、主として、実施の形態１と異なる定着部２１７の加熱制御（温度制御）に関して説明する。

図６は、本実施の形態に係る定着部２１７の概略構成を示す模式図である。図６に示す定着部２１７は、定着ローラ２５０、加圧ローラ２５１、加熱ヒータ２５２、ヒータ駆動回路２５３、サーミスタ２５４、加熱制御部（加熱制御手段）２５８、ＲＯＭ２５６、ＲＡＭ２５７を有している。

本実施の形態に係る加熱制御部２５８は、定着部２１７の温度を制御するものである。定着部２１７の加熱制御は、定着ローラ２５０の表面温度を制御することによって行われる。加熱制御部２５８は、ヒータ駆動回路２５３に対してヒータＯＮ／ＯＦＦ用のトリガ信号を出力するようになっている。また、加熱制御部２５８は、サーミスタ２５４から出力された温度検出信号をＡ／Ｄコンバータにてデジタル信号に変換してＲＯＭ２５６に出力するようになっている。加熱制御部２５８としては、例えば、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を用いることができる。

上記加熱制御部２５８は、ＲＯＭ２５６やＲＡＭ２５７に格納されている制御データおよびプログラムに基づいて、定着部２１７の加熱制御を行うようになっている。すなわち、加熱制御部２５８は、ＲＯＭ２５６に格納されているプログラムに基づいて、定着ローラ２５０の表面温度の制御を行うようになっており、この制御は、必要に応じてＲＡＭ２５７に格納されている制御データを読み込んで行われる。具体的には、加熱制御部２５８は、サーミスタ２５４にて定着ローラ２５０の表面温度を検知し、その検知結果に基づいて加熱ヒータ２５２のＯＮ／ＯＦＦ（駆動開始／駆動停止）を制御している。

なお、上記加熱制御部２５８は、デジタルカラー複写機１の一連の動作を制御する制御部とは別に設けられていてもよいが、制御部に設けられていてもよい。加熱制御部２５８が制御部に設けられている場合、上記実施の形態１と同様に、制御部は、ＲＯＭ２５６に格納されているプログラムに基づいて、印字動作、ウォーミングアップ、定着ローラ２５０の表面温度の制御等の各種の制御を行うようになっており、これら制御は、必要に応じてＲＡＭ２５７に格納されている制御データを読み込んで行われることとなる。

次に、本実施の形態に係る上記デジタルカラー複写機１の一連の動作について説明する。

本実施の形態に係るデジタルカラー複写機１は、上記実施の形態１と同様に、メインスイッチのＯＮにより起動した際や取替え用のカバー開閉時には、ウォーミングアップを行う。また、デジタルカラー複写機１は、省エネモードで駆動する。以下、本実施の形態における起動時のウォーミングアップについて図７に基づいて説明する。

図７に示すように、デジタルカラー複写機１のメインスイッチがＯＮされたときには、加熱制御部２５８（または制御部；以下同じ）がウォーミングアップ開始を指示する（Ｓ２０１）。すなわち、加熱制御部２５８が、加熱制御を開始する（Ｓ２０２）。これにより、ヒータ駆動回路２５３がＯＮとなり、加熱ヒータ２５２が定着ローラ２５０の加熱を開始する。定着ローラ２５０は、加熱ヒータ２５２の加熱によりその表面温度が上昇する。

また、サーミスタ２５４は、定着ローラ２５０の表面温度を定期的に検知している。加熱制御部２５８は、サーミスタ２５４の検知結果がある設定温度（高設定温度）に達した場合には加熱ヒータ２５２をＯＦＦし、定着ローラ２５０の温度がある設定温度（低設定温度）まで低下した場合には加熱ヒータ２５０をＯＮする。このようにして、加熱制御部２５８は、定着ローラ２５０の表面温度を制御（加熱制御）する。

加熱制御部２５８は、加熱制御時間を計測しており、加熱制御が設定時間（第１設定時間）行われたか否かについて定期的に監視する（Ｓ２０３）。加熱制御時間が設定時間経過していない場合には、加熱制御部２５８は、加熱制御を継続する（Ｓ２０４）。

一方、加熱制御部２５８が、上記Ｓ２０２の監視にて、設定時間が経過していると判断した場合には、定着ローラ２５０の表面温度が一度でも設定温度まで到達したか否かを判断する（Ｓ２０５）。設定温度に到達していない場合には、加熱制御を継続して行う（Ｓ２０６）。これに対して、設定温度に到達した場合には、ヒータ駆動回路２５３のＯＮ／ＯＦＦに関わらず、加熱制御を停止する（Ｓ２０７）。また、Ｓ２０７では、加熱制御の停止に加えて、サーミスタ２５４によって定着ローラ２５０の表面温度が検知される。

そして、加熱制御部２５８は、加熱制御を停止した後の経過時間を監視し、一定時間経過したか否かを判断する（Ｓ２０８）。Ｓ２０８にて一定時間が経過したと判断された場合に、サーミスタ２５４が定着ローラ２５０の表面温度を検知する（Ｓ２０９）。

そして、加熱制御部２５８は、Ｓ２０７にて検知した温度Ｔａと、Ｓ２０９にて検知した温度Ｔｂとを比較し、（Ｔａ−Ｔｂ）の値が設定値よりも大きいか否かを判別する（Ｓ２１０）。Ｓ２１０にて設定値以下であると判別された場合には、そのままウォーミングアップを終了する（Ｓ２１１）。一方、Ｓ２１０にて設定値よりも大きいと判別された場合には、加熱制御部２５８は、加熱制御を再開する（Ｓ２１２）。

加熱制御部２５８は、加熱制御が再開された後においても、サーミスタ２５４の検知結果に基づいて、定着ローラ２５０の表面温度が設定温度に達したか否かについて定期的に監視する（Ｓ２１３）。

定着ローラ２５０の表面温度が設定温度まで達していない場合には、加熱制御部２５８は、加熱制御を継続して行う（Ｓ２１４）。一方、加熱制御部２５８が、上記Ｓ２１３の監視にて、定着ローラ２５０の表面温度が設定温度に達していると判断した場合には、ヒータ駆動回路２５３をＯＦＦにして、加熱制御を停止する（Ｓ２１５）。そして、ウォーミングアップが終了する（Ｓ２１６）。

ここで、上記ウォーミングアップ時における定着ローラ２５０の表面温度の変化と加熱制御のタイミングとの関係について図８に基づいて説明する。

本実施の形態に係るデジタルカラー複写機１においても、上記実施の形態と同様に、定着ローラ２５０の表面温度がＴＬ〜ＴＨの範囲内となるように予め設定されている。また、Ｔｌは加熱ヒータ２５２を駆動開始する温度であり、Ｔｈは加熱ヒータ２５２を駆動停止する温度である。

図８に示すように、ウォーミングアップの開始（ｔ１）と同時に定着ローラ２５０の表面温度が上昇する。そして、定着ローラ２５０の表面温度がＴｈに達した時点（ｔ２）で、加熱ヒータ２５２の駆動を停止する。そして、定着ローラ２５０の表面温度がＴｌに達した時点（ｔ３）で、加熱ヒータ２５２の駆動を開始する。さらに、定着ローラ２５０の表面温度が再びＴｈに達すると（ｔ４）、加熱ヒータ２５２の駆動を停止する。このようにして、加熱制御部２５８は、定着ローラ２５０の表面温度を制御（加熱制御）する。なお、本実施の形態においても、加熱ヒータ２５２の駆動開始および駆動停止の回数に制限はない。

そして、第１設定時間経過後（ｔ５）に、加熱制御部２５８は定着ローラ２５０の加熱制御を停止する。また、ｔ５では、定着ローラ２５０の加熱制御を停止することに加えて、サーミスタ２５４が、定着ローラ２５０の表面温度Ｔａを検知する。

定着ローラ２５０の加熱制御を停止した後の一定時間経過後（ｔ６）に、サーミスタ２５４は、定着ローラ２５０の表面温度Ｔｂを検知する。加熱制御部２５８は、ＴａとＴｂとを比較して、（Ｔａ−Ｔｂ）の値（低下値）が予め設定した値（設定値）より大きいか否かを判別する。

低下値が設定値よりも大きい場合には、加熱制御部２５８が、再度加熱制御を行う。この再開された加熱制御は、定着ローラ２５０の表面温度を検知しながら行われ、定着ローラ２５０の表面温度がＴｈに達すると（ｔ１２）、加熱制御手段２５８は、定着ローラ２５０の加熱制御を停止する。

これにより、ウォーミングアップが終了する。なお、上記低下値と設定値との比較において、低下値が設定値以下である場合には、上記第２設定時間の加熱制御を行わず、そのままウォーミングアップを終了する。

なお、本実施の形態においても、上記実施の形態１と同様に、第１設定時間内に定着ローラ２５０の表面温度がＴｈまで達しない場合には、第１設定時間終了後においても継続して加熱ヒータ２５２を駆動させる。そして、定着ローラ２５０の表面温度がＴｈに達した時点で定着ローラ２５０の加熱制御を停止する。そして、加熱制御手段２５８が、再度加熱制御を行うか、またはウォーミングアップを終了するかについて判別する。再び加熱制御を行う場合には、定着ローラ２５０の表面温度がＴｈとなった時点で加熱制御を停止し、ウォーミングアップを終了する。

なお、温度Ｔｈは、印字可能温度よりも高い温度に設定されている。これにより、上記実施の形態１と同様に、ウォーミングアップ終了後に定着ローラ２５０の表面温度が低下した場合であっても、定着ローラ２５０の表面温度が印字可能温度よりも高い場合には、印字開始命令が入力されてから、実際に印字が開始されるまでの時間を短縮することが可能となる。また、定着ローラ２５０の表面温度が印字可能温度よりも低い場合には、再度加熱制御を行う必要があるものの、印字開始命令が入力されてから印字可能温度まで加熱するための時間を短縮することができる。また、実施の形態１と同様に、例え朝一番に行う印字であっても、印字開始命令の入力から印字開始までの時間を短縮することができる。

従って、ウォーミングアップを上記のように制御すれば、定着ローラ２５０の加熱制御を、最小限の電力消費量で行うことが可能となる。また、定着ローラ２５０の表面温度の低下が大きい場合に、さらに加熱制御を行うため、印字開始までの時間を短縮することが可能となる。

そして、印字可能な状態となった後に、上記実施の形態１と同様にして画像形成が行われる。

なお、上記では省エネモードで駆動するデジタルカラー複写機１について説明したが、本実施の形態においても、上記実施の形態１と同様に、非省エネモードで駆動するデジタルカラー複写機にも適用することができる。この場合、定着ローラの表面温度を定期的に監視しておき、定着ローラの表面温度が所望の温度となるように制御される。このため、印字開始命令を入力してから印字開始までの時間を短縮することができる。

なお、本発明は、加熱手段により加熱され、表面温度が予め設定された設定温度に制御される定着ローラと、該定着ローラに圧接される加圧ローラと、前記定着ローラの表面温度を検知する表面温度検知手段とを有し、前記定着ローラと加圧ローラとにより未定着トナー像を担持した転写材を挟持搬送し、その際未定着トナー像を転写材に定着するようにした画像形成装置の定着装置において、メインスイッチをＯＮした後のウォーミングアップのみ、そのウォーミングアップの時間をユーザの指定した時間だけ長くウォーミングアップする定着装置とも表現できる。

さらに、上記定着装置のウォーミングアップ時間は、メインスイッチをＯＮした時点での温度または季節により自動的にウォーミングアップ時間（補正時間）を設定してもよい。

また、本発明は、加熱手段により加熱され、表面温度が予め設定された設定温度に制御される定着ローラと、該定着ローラに圧接される加圧ローラと、前記定着ローラの表面温度を検知する表面温度検知手段とを有し、前記定着ローラと加圧ローラとにより未定着トナー像を担持した転写材を挟持搬送し、その際未定着トナー像を転写材に定着するようにした画像形成装置の定着装置において、メインスイッチをＯＮした後のウォーミングアップのみ、前記定着ローラの表面温度が予め設定した温度になるまで、ウォーミングアップをする定着装置とも表現できる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

以上のように、本発明に係る定着装置を用いることによって、印字開始までの待ち時間を短縮することができるとともに、電力消費量を低減することができる。それゆえ、本発明に係る定着装置は種々の画像を形成する装置に特に好適に用いることができる。したがって、本発明は、定着装置や画像形成装置に関する産業分野を始めとして、各種の電子・電気機器やその部品を製造する産業分野に好適に用いることができる。

本発明の実施の一形態を示すものであり、定着装置の概略構成を示す模式図である。 本発明の実施の一形態を示すものであり、デジタルカラー複写機の概略構成を示す断面図である。 本発明の実施の一形態を示すものであり、定着装置の加熱制御（温度制御）を示すフローチャートである。 本発明の実施の一形態を示すものであり、定着装置の加熱制御（温度制御）を示すグラフである。 本発明の実施の一形態を示すものであり、定着装置の加熱制御（温度制御）を示すグラフである。 本発明の実施の他の形態を示すものであり、定着装置の概略構成を示す模式図である。 本発明の実施の他の形態を示すものであり、定着装置の加熱制御（温度制御）を示すフローチャートである。 本発明の実施の他の形態を示すものであり、定着装置の加熱制御（温度制御）を示すグラフである。 従来の定着装置の温度制御を示すグラフである。

符号の説明

２１７ 定着部（定着装置）
２５０ 定着ローラ（第１ローラ）
２５１ 加圧ローラ（第２ローラ）
２５２ 加熱ヒータ（加熱手段）
２５４ サーミスタ（温度検知手段）
２５５・２５８ 加熱制御部（加熱制御手段）

Claims (8)

1. 互いに圧接するように設けられた第１ローラおよび第２ローラと、第１ローラを加熱する加熱手段と、第１ローラの温度を検知する温度検知手段と、温度検知手段にて検知した温度に基づいて加熱手段の駆動開始および駆動停止を制御する加熱制御手段とを備え、第１ローラと第２ローラとの間に搬送された記録材上の顕像剤像を定着させる定着装置において、
   上記加熱制御手段は、加熱手段の制御を予め設定された時間行うようになっているとともに、加熱手段の制御停止時における第１ローラの温度と、制御停止から一定時間経過後における第１ローラの温度との差に基づいて、加熱手段の制御を再開するようになっていることを特徴とする定着装置。
2. 上記加熱制御手段は、再開した加熱手段の制御を一定時間行うようになっていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 上記加熱制御手段は、再開した加熱手段の制御を、上記温度の差に応じた時間行うようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
4. 上記加熱制御手段は、加熱手段の駆動開始時における第１ローラの温度および／または季節に基づいて設定された時間経過後に、再開した加熱手段の制御を停止するようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
5. 上記加熱制御手段は、ユーザが設定した時間経過後に、再開した加熱手段の制御を停止するようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
6. 上記加熱制御手段は、第１ローラの温度が予め設定された温度に到達した後に、再開した加熱手段の制御を停止するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
7. 上記請求項１ないし６のいずれか１項に記載の定着装置を備えた画像形成装置。
8. 上記加熱手段の制御を、起動時のみ行うようになっていることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。

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