JP4537841B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置、例えば電子写真プリンタや複写機、ファクシミリなどの定着器に関するものである。

従来、電子写真方式のプリンタやファクシミリ等に用いられる定着器では、記録媒体上に転写された現像剤像を加熱、溶融し、所定の圧力で加圧することにより記録媒体上に現像剤像を定着している。定着器はこの定着に必要な熱量を供給するために熱源を備えており、この熱源は定着器の温度を定着可能な所定の温度範囲（以下「印刷可能温度範囲」という）で推移するように制御されている。（例えば、特許文献１参照。）。

図１３は、従来の制御による定着器の印刷開始時から印刷終了までの定着制御における各制御信号と定着器の温度Ｔｄの変化を示すグラフである。同図のハロゲンヒータ信号は定着器を構成する定着ローラ内部に設けたハロゲンヒータをオンオフする信号である。定着モータ信号は定着モータをオンオフし定着を開始または定着を停止する信号である。また、媒体排出口センサ信号は、印刷が終了し記録媒体が排出口に排出されたことを検出する検出信号である。

定着過程における前述の印刷可能温度範囲とは、記録媒体に良好にトナーが定着可能な温度範囲をいい、この温度範囲よりも低い温度で印刷を開始するとコールドオフセットが発生し、トナーが十分に融解しないために記録媒体への付着力が不足し、トナーが記録媒体ではなく定着ローラヘ付着する現象が発生する。一方、前記温度範囲よりも高い温度で印刷を行うとホットオフセットが発生し、トナーの粘性が低すぎて、トナーが記録媒体ではなく定着ローラヘ付着する現象が発生する。

この印刷可能温度範囲は、記録媒体の種類や厚さ等によって決定されるものであり、通常、記録媒体の種類や厚さなどに対応する設定温度をテーブルとして保持している。

そして、印刷開始時は、まず定着器に設けた温度センサによって定着器が印刷可能温度範囲にあるか否かを検出し、図１３のように、図中左側の待機状態での温度が、印刷する記録媒体の印刷可能温度範囲よりも低い場合、目標温度を印刷する記録媒体に対応する温度に設定した後、定着器のハロゲンヒータに通電して加熱し、印刷可能温度範囲に達するまで待機した後、印刷動作を開始する。

一方、図１４のように、図中左側の待機状態での温度が、すでに印刷する記録媒体の印刷可能温度範囲である場合は、定着器の温度が上昇することを待つことなく、目標温度を印刷する記録媒体に対応する温度に設定した後、定着器のハロゲンヒータに通電を開始し印刷動作を開始する。

また、図１５のように、図中左側の待機状態での温度が、印刷する記録媒体の印刷可能温度範囲よりも高い場合は、目標温度を印刷する記録媒体に対応する温度に設定した後、ハロゲンヒータに通電せず、印刷可能温度範囲になるまで定着器を放熱させ、印刷可能温度範囲に達した後、印刷動作を開始する。

以上のように制御することにより、図１３ないし図１５に示したように定着器の温度制御が行われ、印刷動作が行われている。
特開平１０−１０４９９０号公報

しかしながら、一般に、印刷開始時点では何枚印刷されるか予測できないので印刷枚数が多い場合を考慮し、記録媒体の通過により温度が低下し印刷可能温度範囲以下となることを防止するために、定着器には出来るだけ多くの熱量を投入するようにしている。

上記のように定着器に多くの熱量を投入した場合、印刷枚数が少ない場合では、記録媒体の通過により奪われる熱量が少ないので、記録媒体定着時に奪われず、残った熱量によって定着器の温度が上昇する現象（以下、「オーバーシュート」という）が発生し印刷可能温度範囲を越えてしまうことがある。図１６は、このオーバーシュートを示した図である。

同図に示したように、定着器の熱源であるハロゲンヒータおよび定着モータをオンして定着を行った後、記録媒体の排出が検出され、ハロゲンヒータおよび定着モータオフし印刷を終了すると、前記残った熱量により定着器の温度が急激に上昇し、印刷可能温度範囲の上限を越えてしまう前記オーバーシュートが発生している。

このような状態となると、次の印刷を開始するまでに定着器の温度を印刷可能温度範囲まで下げる必要があるので、図１５で説明したような待ち時間が発生してしまう。

逆に、多量の印刷を行った場合では、定着器の熱量が奪われ、定着器の温度が下がり印刷可能温度範囲の下限を越えてしまう現象（以下、「アンダーシュート」という）が発生し、図１３で説明したような待ち時間が発生してしまうことがあった。

本発明は、前記課題を解決するため次の構成を採用する。即ち、現像剤像を記録媒体上に定着させる定着手段と、前記定着手段を加熱する加熱手段と、前記加熱手段により加熱された前記定着手段の温度を検出する温度検出手段と、前記定着手段を冷却する冷却手段と、前記加熱手段の駆動を制御する加熱制御手段と、前記冷却手段の駆動を制御する冷却制御手段とを備え、前記冷却制御手段は、前記定着手段による定着が終了されると、前記温度検出手段により検出される温度が第１の温度以下であれば前記冷却手段の駆動を制限し、前記第１の温度は、前記定着手段による定着が終了してからの経過時間に応じて増加することを特徴とする。

本発明の画像形成装置によれば、印刷終了後、冷却ファンを回転させて定着器の温度を下げる画像形成装置において、印刷可能温度範囲の略下限温度を起点とし、所定の時間ごとに所定の温度だけ増加させ、徐々に目標温度に近づくように冷却ファン停止温度条件を設定し、当該設定した温度以下に定着器の温度が低下したときに冷却ファンを停止するようにしたので、定着器の温度を確実に印刷可能温度範囲とすることができ、次の印刷開始までの待機時間をなくすことができる。

以下、本発明に係る実施の形態例を、図面を用いて説明する。なお、図面に共通する要素には同一の符号を付す。

実施例１の画像形成装置は、印刷終了からの経過時間に応じた冷却ファンの停止温度条件を設け、印刷終了後、定着器の温度が当該設定した温度条件以下となったとき、冷却ファンを停止するようにしたものである。

（画像形成装置の構成）
図１および図２は実施例１の画像形成装置の印刷機構等の要部構成図および制御系ブロック図である。同図に示したように、画像形成装置は、印刷等の動作を制御する印刷制御部２０と、印刷制御部２０の制御に応じて記録光を発光させる露光部１９と、露光部１９からの記録光に応じた静電潜像を形成するための有機薄膜等の感光体を有する感光ドラム２２と、感光ドラム２２上の静電潜像を現像する現像器２４と、記録媒体３０を搬送する図示しない搬送部と、感光ドラム２２上に現像されたトナー像を記録媒体３０に転写する転写器９と、転写された像を定着させる定着器１８からなる。

現像部２４は、必要に応じ新規或いは追加供給されるトナー２４ｄを現像ローラ２４ｃに供給するトナー供給ローラ２４ａと、現像ローラ２４ｃ上に一定の厚さにトナー層を形成させるための現像ブレード２４ｂと、感光ドラム２２に前記トナー２４ｄを転移させる現像ローラ２４ｃと、から構成されるのが一般的である。

（制御系ブロックの構成）
一方、図１の印刷制御部２０は、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポートおよびタイマ等から構成される制御部であり、図示しないパーソナルコンピュータ等の情報処理装置と接続され、図示しない画像処理部を経由し画像形成装置全体の動作を制御する制御信号やビットマップデータ等の画像データを受信し、印刷動作等の処理を実行させるものである。

前記印刷制御部２０には、前記図示しない画像処理部から後述の印刷データ信号ＳＧ１、制御信号ＳＧ２が接続されており、印刷制御部２０から前記図示しない画像処理部への応答信号としてＳＧ３が接続されている。そして、印刷制御部２０からは、帯電電圧電源２７により帯電器８への帯電を開始するチャージ信号ＳＧＣ、転写用高圧電源２８により転写器９への帯電を開始する転写信号ＳＧ４が出力されている。

さらに印刷制御部２０は、駆動部２５、２６に接続されており、これらを介し現像・転写プロセス用モータ１０、媒体送りモータ１１の回転駆動を制御することができるようになっている。

さらに、印刷制御部２０には、後述する定着器１８のハロゲンヒータ４ａ、４ｂへ通電制御を行う通電制御部５、冷却ファン１のオンオフ或いは回転数等を制御するファン制御部２に接続されており、定着器１８のハロゲンヒータ４ａ、４ｂによる加熱、冷却ファン１による放熱を制御することができる。

さらに、印刷制御部２０には、露光部１９が、データ信号、制御信号として、後述のＳＴＢ−Ｎ信号、ＬＯＡＤ信号、ＣＬＫ信号、ＤＡＴＡ信号により接続されている。

一方、印刷機構等からは、印刷開始時の記録媒体３０を検出する媒体吸入口センサ１２、印刷終了を検出するための媒体排出口センサ１３、媒体の残り量を媒体の厚さ等から検出する媒体残量センサ１４、媒体のサイズを検出するための媒体サイズセンサ１５、後述する定着器温度センサ６ａ、６ｂ、装置内や定着器１８など各部周辺の温度湿度を検出する温湿度センサ１７の出力が印刷制御部２０に入力されている。

（定着器の構成）
図３は実施例１の定着器１８周辺の構成を示す図である。同図に示したように、実施例１の定着器１８は、定着ローラ３ａ、３ｂを冷却する冷却ファン１、冷却ファン１の動作を制御するファン動作制御部２、上部の加熱ローラである定着ローラ３ａと当該定着用発熱手段であるハロゲンヒータ４ａ、同様に下部の加熟ローラである定着ローラ３ｂと当該定着用発熱手段であるハロゲンヒータ４ｂ、前記上下のハロゲンヒータ４ａおよび４ｂへの通電制御を行う通電制御部５、定着ローラ３ａ、３ｂの温度をそれぞれ検出する温度センサ６ａ、６ｂおよび定着器を回転駆動する図示しないモータからなる。

上部の定着ローラ３ａには図示しないモータが接続されており、印刷制御部２０からの指示により正転、逆転または停止する。下部の定着ローラ３ｂは上部の定着ローラ３ａに加圧されて接しており、連れ回りにより上部の定着ローラ３ａにあわせて逆転、正転または停止するようになっている。

そして、上下の定着ローラ３ａ、３ｂにはそれぞれローラ表面温度を検出するサーミスタ等の温度センサ６ａ、６ｂが当接されており、その出力が印刷制御部２０に接続されており、上下の定着ローラ３ａ、３ｂの表面の温度をそれぞれ独立して検出することができるようになっている。

なお、前記定着ローラ３ａ、３ｂの表面温度検出手段としては、接触型のサーミスタではなく熱放射光の波長を非接触に検出して温度を抽出する温度センサなどを用いても勿論よい。

また、前記ハロゲンヒータ４ａ、ハロゲンヒータ４ｂは、印刷制御図２０に接続された通電制御手段５に接続されており、温度センサ６ａ、６ｂにより検出した各温度に基づき、それぞれ独立して制御することができるようになっている。

以上のように、ハロゲンヒータ４ａ、ハロゲンヒータ４ｂはそれぞれ独立して温度制御可能であるが、便宜上、制御された上下の定着ローラ３ａ、３ｂの表面温度を、以下「定着器１８の温度」という。なお、定着ローラ３ａ、３ｂの表面温度は、それぞれの温度が等しくなる温度まで制御した温度を定着器１８の温度としてもよいし、定着ローラ３ａ、３ｂの表面温度を平均した温度を定着器１８の温度としてもよい。

或いは、上部または下部の定着ローラ３ａ、３ｂのいずれかを発熱手段を持たない加圧するだけの加圧ローラとした構成とした場合では、後述のファン停止温度条件等の補正は必要であるが、発熱手段を持った側の定着ローラの温度を定着器１８の温度としてもよい。

なお、以上の説明では、発熱手段としてハロゲンヒータを用いた例を示したが、定着ローラを加熱する手段であればハロゲンヒータでなくてもよい。

また、以上の説明では、冷却ファン１を上部の定着ローラ３ａ側に配置している例を示したが、下部の定着ローラ３ｂ側、或いは上下の定着ローラ３ａ、３ｂの中間位置あたりで記録媒体３０の搬送路に干渉しない位置に配置するようにしてもよい。

（印刷動作）
以上の構成により、実施例１の画像形成装置の印刷動作は、以下のように行われる。まず、図示しない画像処理部が、例えばビットマップ形式の印刷データを一元的に配列したデータとして形成し、制御信号により画像形成装置に印刷を指示すると共に、前記印刷データをビデオ信号として印刷制御部２０に供給する。

印刷制御部２０は、制御信号により情報処理装置からの印刷指示を検出すると、まず、定着器温度センサ６ａ、６ｂによりハロゲンヒータ４ａ、４ｂを内蔵した定着ローラ３ａ、３ｂからなる定着器１８が印刷可能温度範囲にあるか否かを検出し、印刷可能温度範囲になければ、ハロゲンヒータ４ａ、４ｂに通電して印刷可能温度範囲まで定着器１８を加熱する。

次に、印刷制御部２０は、駆動部２５を介し現像・転写プロセス用モータ１０を回転させ、さらに、チャージ信号ＳＧＣを有効とし帯電用高圧電源２７を動作させることにより帯電器８に電圧を印加して、感光ドラム２２表面を帯電させる。

そして、印刷制御部２０は、媒体残量センサ１４、媒体サイズセンサ１５によって画像形成装置にセットされている記録媒体３０の有無および種類を検出し、印刷に使用する記録媒体３０の存在を検出すると、駆動部２６を介し媒体送りを開始させる。なお、媒体送りモータ１１は双方向に回転させることができ、媒体送りを開始する際には、最初に、媒体送りモータ１１を逆回転させて、媒体吸入ロセンサ１２が記録媒体３０を検出するまで、セットされた記録媒体を規定量搬送する。

そして、媒体送りモータ１１を正回転させて記録媒体３０を画像形成装置内部の印刷機構内に搬送する。印刷制御部２０は、記録媒体３０が印刷可能位置まで到達したときに、画像処理部に主走査同期信号、副走査同期信号を含む図示しないタイミング信号を供給する。

すると、画像処理部は、前述のように印刷データを１元的に配列して形成したデータをビデオ信号とし、タイミング信号に同期させて、印刷ラインごとに印刷制御部２０に供給する。

すると、印刷制御部２０は、供給されたビデオ信号を印刷データ信号ＤＡＴＡとして別途発生したクロック信号ＣＬＫに同期させ、順次、露光部１９に供給する。そして、１ライン分の印刷データ信号ＤＡＴＡの供給が終了すると印刷制御部２０は露光部１９に供給するロード信号ＬＯＡＤを、所定の時間、有効（ハイレベル）とし、印刷データ信号ＤＡＴＡに応じた印刷データを露光部１９内に保持させる。

そして、印刷制御部１９は、印刷データが露光部１９に保持された後、ストローブ信号ＳＴＢ−Ｎを、所定の時間、有効（ローレベル）とする。このストローブ信号ＳＴＢ−Ｎは、露光部１９内に保持された印刷データに応じた露光部１９の駆動制御のために用いられている。露光部１９は、このストローブ信号ＳＴＢ−Ｎがローレベルであるときに、保持している印刷データに応じて露光部１９の各ＬＥＤ素子を駆動して記録光を発生させる。

前記各ＬＥＤ素子が発光した記録光は、帯電器８によって負電位に帯電させられた感光ドラム２２に照射され、各々のＬＥＤ素子に対応する照射スポットが電位の上昇したドットとして潜像化される。そして、現像部２４において、負電位に帯電させられた画像形成用のトナー２４ｄが、電気的な吸引力によって各ドットに吸引され、トナー像が形成される。

そして、形成されたトナー像は、感光ドラム２２の回転によって転写器９に対向する位置に送られると、転写信号ＳＧ４によって動作を開始した転写用高圧電源２８により負の電圧が印加された転写器９と感光ドラム２２の間隙を通過する記録媒体３０に転写される。

そして、トナー像が転写された記録媒体３０が、定着器１８の定着ローラ３ａ、３ｂに当接して搬送されると、トナー像が定着器１８の熱によって記録媒体３０に定着される。トナー像が定着させられた記録媒体３０は、さらに搬送されてプリンタの印刷機構から媒体排出ロセンサ１３を通過してプリンタ外部に排出される。

そして、印刷制御部２０は、媒体サイズセンサ１５、媒体吸入ロセンサ１２の検知に対応じて、記録媒体３０が転写器９を通過している間だけ転写用高圧電源２８からの電圧を転写器９に印加する。そして、印刷が終了し、記録媒体３０が媒体排出ロセンサ１３を通過すると、帯電用高圧電圧２７による帯電器８への電圧の印加を終了し、同時に現像・転写プロセス用モータ１０の回転を停止させる。

（定着器の動作）
一方、前記構成により、実施例１の画像形成装置の定着器は以下のように動作する。まず、実施例１の画像形成装置では、図４に示したように、印刷可能温度範囲の下限温度Ｔ０を起点とし、あらかじめ決めた所定の時間Δｔごとに所定の温度△Ｔｄだけ増加させ、徐々に目標温度Ｔｘに近づくように冷却ファン停止温度条件を設定する。

ここで、図４の印刷可能範囲の下限温度Ｔ０では、４回の温度増加により目標温度Ｔｘに到達しているが、図５のように印刷可能温度範囲の下限温度Ｔ０が低くてよい場合では、６回の増加により目標温度Ｔｘに到達するように設定することになる。

なお、図４、図５では、印刷終了時からファン冷却最大継続時間ｔｍａｘをΔｔ×８経過する時、すなわちｔ８までとしているが、Δｔ×８より大きくしてもよいし、逆に小さくしてもよい。また、前記印刷可能範囲の下限温度Ｔ０は、熱容量による加熱および冷却制御の遅れや検出センサの精度を考慮し、実際の限界値ではなく若干マージンを考慮した温度とするのがよい。

以上のように設定した冷却ファン停止温度条件に基づき、実施例１の画像形成装置では、以下に述べるように、定着器１８の温度制御を行う。

（熱量をあまり奪われない場合）
図６は、以上のように設定された冷却ファン停止温度条件により、定着器１８の温度制御を行う一例である。本例では、まず、ハロゲンヒータ４ａ、４ｂをオンし、温度センサ６ａ、６ｂにより定着器１８の温度Ｔｄを検出し、定着器１８の温度Ｔｄが印刷可能温度範囲であることを確認すると、定着モータをオンし印刷を開始する（タイミングｔａ）。そして、媒体排出口センサ１３により印刷の終了を検出すると、冷却ファン１の回転を開始させる（タイミングｔｂ）。

ハロゲンヒータ４ａ、４ｂをオンしながら印刷・定着を行うが、記録媒体３０により熱量を奪われるため、定着器１８の温度Ｔｄは、図のように徐々に低下している。印刷枚数が少ない或いは薄い媒体を印刷する場合では、あまり熱量を奪われないので温度の低下は少ない。

そして、印刷を終了すると、ハロゲンヒータ４ａ、４ｂをオフするが、定着器１８は引続き熱容量による蓄熱で温度が上昇するため、冷却ファン１の回転を開始する（タイミングｔｂ）。

そして、前述のように、定着器１８の温度Ｔｄが印刷終了後の経過時間ごとに冷却ファン停止温度として設定した温度以下となったときに、冷却ファン１の回転を停止する（タイミングｔｃ）。

以上のように制御することにより、冷却ファンを用いない従来の制御の場合では、オーバーシュートが発生し破線Ａ’のように印刷可能温度範囲を越えてしまう場合であっても、実施例１の制御によれば、実線Ａのように定着器１８の温度Ｔｄを推移させて印刷可能温度範囲とすることができ、次の印刷開始までの待ち時間をなくすことができる。

なお、前記ファン冷却最大継続時間ｔｍａｘだけ冷却し続けても、定着器１８の温度Ｔｄが冷却ファン停止温度以下とならない場合は、定着器１８を冷却しすぎ温度が下がりすぎることがあるため、冷却ファン１の回転を停止するのがよい。

（熱量を多く奪われる場合）
図７は、前記冷却ファン停止温度条件の設定方法により、定着器１８の温度制御を行った別の例である。本例においても、まず、ハロゲンヒータ４ａ、４ｂをオンし、温度センサ６ａ、６ｂにより定着器１８の温度Ｔｄを検出し、定着器１８の温度Ｔｄが印刷可能温度範囲であることを確認すると、定着モータをオンし印刷を開始する（タイミングｔａ）。そして、媒体排出口センサ１３により印刷の終了を検出すると、冷却ファン１の回転を開始させる（タイミングｔｂ）。

ハロゲンヒータ４ａ、４ｂをオンしながら印刷および定着を行うが、記録媒体３０により熱量を奪われるため、定着器１８の温度Ｔｄは、同図のように徐々に低下する。この場合、印刷枚数が多い或いは厚い記録媒体３０を印刷すると、同図に示すように多くの熱量を奪われるので温度の低下が激しくなる。

そして、印刷を終了すると、ハロゲンヒータ４ａ、４ｂをオフし、定着器１８が、引続き熱容量による蓄熱で温度が上昇するため、冷却ファン１の回転を開始する（タイミングｔｂ）。

そして、前述のように、定着器１８の温度Ｔｄが印刷終了後の経過時間ごとに冷却ファン停止温度条件として設定した温度以下になったときに、冷却ファン１の回転を停止する（タイミングｔｃ）。

以上のように制御することにより、印刷ページが多い場合等で熱量を多く奪われる場合などのように破線Ｂ’のように印刷可能温度範囲を越えて温度が低下してしまう場合であっても、実施例１の制御によれば、実線Ｂのように定着器１８の温度Ｔｄを推移させ、印刷可能温度範囲とすることができ、次の印刷を待機時間なく開始することができる。

（実施例１の効果）
以上詳細に述べたように、実施例１の画像形成装置によれば、印刷終了からの経過時間に応じた冷却ファンの停止温度条件を設定し、当該温度条件以下に定着器温度が低下したときに、冷却ファンを停止するようにしたので、定着器の温度を確実に印刷可能温度の範囲内とすることができ、次の印刷までの待ち時間をなくすことができる。

実施例２の画像形成装置は、印刷終了後の経過時間に応じて冷却ファンの停止温度条件および冷却ファンの回転を再開する冷却ファン回転再開温度条件を設けたものである。

（構成）
実施例２の画像形成装置の制御系プロック図、構成図および定着器の構成図は、実施例１の図１ないし図３と同様であるので、簡略化のためにその説明を省略する。

（印刷動作）
実施例２の印刷動作は、実施例１の画像形成装置の印刷動作と同様であるので、簡略化のために、その説明を省略する。

（定着器の動作）
図８は、実施例２の画像形成装置のファン停止・再開温度条件と定着器１８の動作を示すグラフであり、横軸は印刷終了時からの経過時間ｔを表し、縦軸は定着器の温度Ｔｄを表している。そして、同図の実線および破線は、以下に説明する動作により設定するものであり、それぞれ冷却ファン１の回転を停止させる温度条件、冷却ファン１の回転を再開させる温度条件を表している。

すなわち、実施例２の画像形成装置では、同図に示したように印刷可能範囲の下限温度Ｔ０を起点とし、あらかじめ決めた所定の時間Δｔごとに所定の温度△Ｔｄ増加させ、徐々に目標温度Ｔｘに近づくように冷却ファン停止温度条件を設定する。

同様に、印刷可能範囲の下限温度Ｔ０に所定の温度、本例では２＊△Ｔｄを加算した温度Ｔ０’を起点として、あらかじめ決めた所定の時間Δｔごとに所定の温度△Ｔｄ’増加させ冷却ファン再開温度条件を設定する。

なお、冷却ファン再開温度条件を、前述のようにＴ０’を起点として所定の時間Δｔごとに所定の温度△Ｔｄ’増加させるのではなく、前述冷却ファン停止温度条件に一定の温度を加算して設定するようにしてもよい。

或いは、冷却ファン再開温度条件を、所定の時間Δｔごとに所定の温度△Ｔｄ’分増加させるのではなく、徐々に増加させる温度を少なくし、目標温度Ｔｘに近づくように冷却ファン停止温度を設定するようにしてもよい。

ここで、図８の場合の印刷可能範囲の下限温度Ｔ０では、４回の温度増加により目標温度Ｔｘに到達しているが、実施例１にて説明した図５のように印刷可能範囲の下限温度Ｔ０が低くてよい場合では、冷却ファン停止温度条件は６回の増加により目標温度Ｔｘに到達するように設定することになることになる。このとき、実施例２では、冷却ファン再開温度条件も同様に６回となる。

また、実施例２の画像形成装置では、図８のように、印刷終了時からファン冷却最大継続時間ｔｍａｘをΔｔ×８経過する時、すなわちｔ８までとしているが、ｔ８より大きく或いは逆に小さくするようにしてもよいことは実施例１と同様である。また、前記印刷可能範囲の下限温度Ｔ０は、熱容量による加熱および冷却制御の遅れや検出センサの精度を考慮し、実際の限界値ではなく若干マージンを考慮した温度とするのがよい。

次に、以上のように設定した冷却ファン停止温度に基づき、印刷終了後の定着器１８の温度Ｔｄが、前記冷却ファン停止温度条件以下となったときに冷却ファン１の回転を停止し、その後、冷却ファン再開温度条件以上となったときに冷却ファン１の回転を再開させるようにする。以下、この動作を詳細に説明する。

すなわち、印刷終了後、印刷制御部２０はオーバーシュートを抑えるために冷却ファン１を回転させる（タイミングｔ０）。印刷制御部２０は定着器１８の温度Ｔｄを温度センサ６ａ、６ｂにより検出して、ファン停止温度条件以下となるまで冷却ファン１の回転を継続させる。

そして、ファン停止温度条件以下となったとき、すなわち本例では温度Ｔ２以下となったとき、印刷制御部２０は冷却ファン１の回転を停止し（タイミングｔｄ）、再び定着器１８の温度Ｔｄが上昇しファン冷却再開条件温度以上となったとき、すなわち本例では温度Ｔ２’以上となったとき、冷却ファン１の回転を再開させて定着ローラ５の冷却を再開する（タイミングｔｅ）。

そして、冷却ファン１により冷却され定着器１８の温度Ｔｄが下がりファン停止温度条件、すなわち本例では、温度Ｔ３以下となったとき冷却ファン１の回転を停止する（タイミングｔｆ）。

以上の動作を印刷終了（タイミングｔ０）からファン冷却最大継続時間ｔｍａｘまで繰り返す。これにより、図８に示したように、定着器１８の温度Ｔｄを、ファン停止温度条件とファン再開温度条件の範囲内とすることができる。

図９は、定着器１８の熱容量や印刷する枚数等により奪われる熱量が異なる場合において、実施例２の温度制御の方法により定着器１８の温度Ｔｄを制御した結果を示したものである。

すなわち、実施例２の温度制御の方法によれば、図９下側に記載した印刷終了のタイミングｔｕ０にて冷却ファン１をオンし、続くタイミングｔｕ１ないしｔｕ６において、交互に、ファン停止温度条件以下、ファン再開温度条件以上となるので、冷却ファン１をそれぞれオフ、オンを繰り返し図中実線のＣのように定着器１８の温度Ｔｄが制御されることになる。

以上の制御結果から分かるように、実施例２の定着器１８の温度制御方法によれば、図中Ｃ’のように定着器１８の蓄熱量が多い場合或いは印刷枚数が少なくあまり熱量を奪われないときの急激なオーバーシュートの発生により印刷可能温度範囲以上となる場合や、図中Ｃ”のように定着器１８の蓄熱量が少ない場合或いは印刷枚数が多く多量の熱量を奪われアンダーシュートが発生する場合であっても、確実に印刷温度範囲内となるように制御することができる。

（実施例２の効果）
以上詳細に述べたように、実施例２の画像形成装置によれば、印刷終了からの経過時間に応じた冷却ファンの停止温度条件および冷却ファンの回転を再開する冷却ファン回転再開温度条件を設けて定着器１８の温度Ｔｄを制御するようにしたので、定着器の蓄熱量が変化或いは印刷枚数等が変化しても、定着器の温度を確実に印刷可能温度範囲とすることができ、次の印刷開始までの待ち時間が発生することがない。

実施例３の画像形成装置は、経過時間に応じた冷却ファンの回転を減速する温度および冷却ファンの回転を増加する温度条件を設け、印刷終了後の時間と定着器の温度に応じファンの回転数を変化させるようにしたものである。

（構成）
実施例３の画像形成装置の制御系ブロック図、構成図および定着器の構成図は、実施例１の図１ないし図３と同様であるので、簡略化のためにその説明を省略する。

（印刷動作）
印刷動作は、実施例１や実施例２の画像形成装置の印刷動作と同様であるので、簡略化のために、その説明を省略する。

（定着器の動作）
図１０は、実施例３の画像形成装置のファン減速・加速温度条件と動作説明図である。図８と同様に横軸は印刷終了時からの経過時問を、縦軸は定着器１８の温度Ｔｄを表している。本例では、図１０中の実線が冷却ファン１の回転数を下げる方向とする設定温度であり、破線が冷却ファン１の回転数を上げる方向とする設定温度である。

前記ファン減速温度条件およびファン加速温度条件は、図８を用いて説明した実施例２のファン停止温度条件およびファン再開温度条件と同様であるので、簡略化のためにその説明を省略する。

実施例３の画像形成装置では、図１１に示したように印刷終了後の経過時間ごとにあらかじめ冷却ファン１を減速する段数或いは加速する段数を設定し、印刷制御部２０のメモリ等に格納して置く。例えば、印刷終了後、ｔ２〜ｔ３時間の間に、定着器１８の温度Ｔｄがファン減速温度条件以下に下がり、冷却ファン１を減速する場合は、当該テーブルよりｔ２〜ｔ３時間の減速段数を参照すると“２”が抽出されるので、冷却ファン１の回転数を２段下げることになる。

再び、図１０に戻って、印刷終了時点の定着器１８の温度Ｔｄに応じて設定したファン減速温度条件およびファン加速温度条件に基づき、印刷制御部２０は、以下のように定着器１８の温度Ｔｄを制御する。

すなわち、印刷制御部２０は、印刷を終了すると（タイミングｔ０）、定着器１８の温度Ｔｄを温度センサ６ａ、６ｂにより検出し、検出された温度が実線で示されるファン減速温度条件以下となったとき、前述図１１のテーブルに従い、経過時間ごとに設定された回転数までファンの回転数を下げる（タイミングｔｇ）。本例の場合では、ｔ１〜ｔ２間においてファン減速温度条件以下となっているので２段階回転数を下げる。

また、破線で示されるファン加速温度条件以上となったときは、経過時間毎に設定された回転数まで冷却ファン１の回転数を上げるように制御することになるが、本例においては、ファン加速温度条件まで達していないので、冷却ファン１の回転を加速することなく、冷却ファン回転数ＯＦＦまで順次減速するようになっている。

以上の動作を印刷終了（タイミングｔ０）からファン冷却最大継続時間ｔｍａｘまで繰り返す。これにより、図１０に示したように、定着器１８の温度Ｔｄを、ファン停止温度条件とファン再開温度条件の範囲内とすることができる。

図１２は、定着器１８の熱容量や印刷する枚数等により奪われる熱量が異なる場合において、実施例３の温度制御の方法により定着器１８の温度Ｔｄを制御した結果を示したものである。

すなわち、図１２の下側に記載した印刷終了のタイミングｔ０にて冷却ファン１の回転数を最大の「４」とし、続くタイミングｔｇないしｔｉにより徐々に、冷却ファン１の回転数を下げて冷却制御を行う。このようにファンの回転を制御することにより、図中実線のＣのように定着器１８の温度Ｔｄが滑らかに制御され、確実に印刷温度範囲内となるように制御される。

以上の制御結果から分かるように、実施例３の定着器１８の温度制御方法によれば、図中Ｄ’のように定着器１８の蓄熱量が多い場合或いは印刷枚数が少なくあまり熱量を奪われないときの急激なオーバーシュートの発生により印刷可能温度範囲以上となる場合であっても、図中Ｄ”のように定着器１８の蓄熱量が少ない場合或いは印刷枚数が多く多量の熱量を奪われアンダーシュートが発生する場合であっても、確実に印刷温度範囲内となるように制御することができる。

なお、以上の実施例３の説明では、冷却ファン１の回転数の段数を４段階として説明したが、４段階に限ることなく、さらに多段、或いは４段階より少ない段数としてもよい。或いは、多少処理が複雑になるが、冷却ファン１の回転数の切替えを１つの直線や複数の直線、或いは曲線で近似して制御するようにしてもよい。

（実施例３の効果）
印刷終了からの経過時間に応じた冷却ファンの回転を減速する温度条件および冷却ファン１の回転を増加する温度条件を設け、印刷終了後の時間と定着器１８の温度に応じて冷却ファン１の回転数を可変とするようにし、実施例１や実施例２のようにオンオフ制御によらず回転数により制御するので、滑らかな制御をすることができる。その結果、定着器１８の温度を確実に印刷可能温度範囲とすることができ、次の印刷開始までの待機時間が発生することがない。

《その他の変形例》
以上述べた実施例の他、以下の変形例の実施形態としても本発明の同様の作用、効果が得られる。すなわち、

（１）実施例の画像形成装置の説明では、定着器１８の温度Ｔｄにより冷却ファン１の回転のオンオフ制御或いは回転数を制御するように説明したが、定着器１８の温度Ｔｄにより冷却の効果を変化させればよいので、例えば冷却ファン１と定着器１８の距離を制御し冷却の効果を変化させるように制御してもよいし、或いは複数のファンを設け、各ファンのオンオフ制御或いは回転数の制御を行うようにしてもよいし、併せて行うようにしてもよい。

（２）また、実施例の画像形成装置の説明では、印刷装置内温度や定着器１８近傍の温度湿度などによる影響については記載しなかったが、制御がやや複雑になるが、図１の温湿度センサ１７の検出値に応じ、装置内温度或いは定着器１８周辺の温度が高い場合は、冷却の効果が少なくなるので、ファン停止温度条件、ファン再開温度条件、ファン加速温度条件、ファン減速温度条件などの設定温度を一定値下げたり、一定の率で下げたりするようにしてもよい。

（３）また、実施例の説明では、あらかじめ決めた所定の時間Δｔを一定の時間、増加させる所定の温度△Ｔｄを一定の温度として説明したが、徐々にΔｔを増加或いは減少させ、△Ｔｄをそれに応じて変化させるようにしてもよいし、定着器１８の温度に応じ、その間隔を変化させるなど、特に固定しない間隔としてもよい。或いは、ファン停止温度条件などを、時間ｔを変数とする１つの直線や複数の直線、或いは曲線により表して設定するようにしてもよい。

例えば、印刷可能温度範囲の下限温度Ｔ０、目標温度Ｔｘ、ファン冷却最大継続時間ｔｍａｘを用いて、ファン停止温度条件＝｛（Ｔｘ−Ｔ０）／ｔｍａｘ｝ｔ＋Ｔ０として表す。そして、印刷終了後の現時点での経過時間ｔにおけるファン停止温度条件を前式により算出し、算出した温度より定着器１８の温度が下がったときにファンを停止するようにする。

実施例２や実施例３の場合などでは、さらにファン再開温度条件、ファン加速温度条件も同様に直線などで表し、同様に各条件を算出し、定着器１８の温度と比較するようにすればよい。

（４）また、実施例の説明では、冷却ファン１の回転を開始する印刷終了時について具体的に記載しなかったが、印刷終了としては、１ページの印刷終了の時点としてもよいし、１つの文書ファイルなどの印刷を終了する時点としてもよいし、印刷後情報処理装置から一定時間の間、印刷データの転送がない時を印刷終了として、定着器１８の温度制御を開始するようにしてもよい。或いは、冷却ファン１を印刷終了時とは関係なく開始して置くようにしてよい。

以上述べたように、本発明は、定着装置を備えた電子写真プリンタ、複写機等の画像形成装置に広く用いることができる。

実施例１の画像形成装置の制御系ブロック図である。 実施例の画像形成装置の要部構成図である。 実施例の画像形成装置の定着器周辺の構成図である。 実施例１の画像形成装置のファン停止温度条件１である。 実施例１の画像形成装置のファン停止温度条件２である。 実施例１の画像形成装置の定着器温度制御のタイムチャートである。 実施例１の画像形成装置の定着器温度制御のタイムチャートである。 実施例２の画像形成装置のファン停止・再開温度条件と動作説明図である。 実施例２の画像形成装置の定着器温度制御のタイムチャートである。 実施例３の画像形成装置のファン減速・加速温度条件と動作説明図である。 実施例３のファン減速・加速段数テーブルの例である。 実施例３の画像形成装置の定着器温度制御のタイムチャートである。 従来の画像形成装置の定着器温度推移を説明する図である。 従来の画像形成装置の定着器温度推移を説明する図である。 従来の画像形成装置の定着器温度推移を説明する図である。 従来の画像形成装置の定着器温度推移を説明する図である。

符号の説明

１ 冷却ファン
３ 定着ローラ
４ ハロゲンヒータ
６ 温度センサ
１８ 定着器
２０ 印刷制御部

Claims (9)

1. 現像剤像を記録媒体上に定着させる定着手段と、
   前記定着手段を加熱する加熱手段と、
   前記加熱手段により加熱された前記定着手段の温度を検出する温度検出手段と、
   前記定着手段を冷却する冷却手段と、
   前記加熱手段の駆動を制御する加熱制御手段と、
   前記冷却手段の駆動を制御する冷却制御手段と
   を備え、
   前記冷却制御手段は、前記定着手段による定着が終了されると、前記温度検出手段により検出される温度が第１の温度以下であれば前記冷却手段の駆動を制限し、
   前記第１の温度は、前記定着手段による定着が終了してからの経過時間に応じて増加することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記冷却制御手段は、前記定着手段による定着が終了されると、前記冷却手段の駆動を開始し、前記温度検出手段により検出される温度が第１の温度以下であれば、前記冷却手段の駆動を停止することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記冷却制御手段は、前記定着手段による定着が終了されると、前記冷却手段の駆動を開始し、前記温度検出手段により検出される温度が第１の温度以下であれば、前記冷却手段の回転数を低下させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記冷却手段の駆動が停止されたあと、前記温度検出手段により検出される温度が第２の温度以上であれば前記冷却制御手段は前記冷却手段の駆動を再開することを特徴する請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記冷却制御手段は前記温度検出手段により検出される温度に応じ、前記第１の温度と前記第２の温度との間で前記冷却手段の駆動停止と駆動再開とを繰り返すことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記温度検出手段により検出される温度が第２の温度以上であれば前記冷却制御手段は前記冷却手段の回転数を増加させることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
7. 前記冷却制御手段は前記温度検出手段により検出される温度に応じ、前記第１の温度と前記第２の温度との間で前記冷却手段の回転数の低下と増加とを繰り返すことを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記第２の温度は、前記定着手段による定着が終了してからの経過時間に応じて増加することを特徴とする請求項４から請求項７いずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記第１の温度は、前記定着手段による定着が終了してからの経過時間に応じて所定温度ずつ増加する複数の温度であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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