JP5911827B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ、ファクシミリ装置、又は複写機等の画像形成工程において、熱定着工程を有する画像形成装置に関するものである。

従来の、プリンタ、ファクシミリ装置、又は複写機等の電子写真方式の画像形成装置では、像担持体たる感光体ドラム表面に形成された静電潜像に現像剤としてのトナーを付着させることにより現像が行われる。現像により生成した現像剤画像は記録媒体に転写され、定着部に搬送される。

一般的な定着部は、熱源としての加熱体を備えた定着ローラと当該定着ローラとの間で記録媒体を挟持押圧する加圧ローラとを備える。現像剤画像が転写された記録媒体は、定着ローラと加圧ローラとで形成されるニップ部を通過する際に熱及び圧力が付与され、記録媒体上の現像剤画像は定着される。

このような構成を有する画像形成装置には、装置のウォームアップ開始時点で加圧ローラの表面温度を検出し、その検出結果を元にウォームアップを行い、印刷動作を開始するものがあった（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−７６０１９号公報

しかしながら、従来の装置では、加圧ローラの表面温度の検出結果を元にウォームアップを行ったとしても、当該検出結果のみに基づくウォームアップでは、印刷初期の定着不良や用紙変形（カール）が発生しやすくなるといった問題があった。

本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、加圧ローラの表面温度の検出結果を省略しても、定着不良や用紙変形の発生を抑制することが可能な画像形成装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、現像剤により形成された記録媒体上の画像を熱と圧力とで定着させる画像形成装置であって、回転可能に支持され前記現像剤を加熱する定着部材と、前記定着部材との間で前記記録媒体を挟持押圧する加圧部材と、前記定着部材の温度を検出する温度検出部と、前記定着部材の温度を制御する温度制御部と、前記定着部材の回転を制御する回転制御部と、雰囲気温度を検出する環境値検出部と、前記定着部材のウォームアップ終了までに要する時間を計時する計時部と、前記定着部材の回転時間を設定する回転時間設定部とを備え、前記回転時間設定部は、前記雰囲気温度が低温環境として判断される所定温度以上の場合と低い場合とで、前記回転制御部の制御により前記定着部材がウォームアップ温度に到達してからの回転時間を前記計時部による計時結果に基づき変更し、前記雰囲気温度が前記所定温度以上の場合に、前記定着部材がウォームアップ温度に到達してから前記記録媒体上の画像形成が行われるまでに前記回転制御部の制御により前記定着部材が回転する時間より、前記雰囲気温度が前記所定温度よりも低い場合に、前記定着部材がウォームアップ温度に到達してから前記記録媒体上の画像形成が行われるまでに前記回転制御部の制御により前記定着部材が回転する時間を長くすることを特徴としている。

また、本発明に係る画像形成装置は、現像剤により形成された記録媒体上の画像を熱と圧力とで定着させる画像形成装置であって、回転可能に支持され前記現像剤を加熱する定着部材と、前記定着部材との間で前記記録媒体を挟持押圧する加圧部材と、前記定着部材の温度を検出する温度検出部と、前記定着部の温度を制御する温度制御部と、前記定着部材の回転を制御する回転制御部と、雰囲気温度及び雰囲気湿度を検出する雰囲気温湿度検出手段を有する環境値検出部と、前記定着部材のウォームアップ終了までに要する時間を計時する計時部と、前記定着部材の回転時間を設定する回転時間設定部と、前記記録媒体のサイズ、厚さ、媒体重さ情報を管理する媒体情報管理部とを備え、前記回転時間設定部は、前記媒体情報管理部が管理する前記記録媒体の媒体重さが所定量以下で前記雰囲気温度が低温環境と判断される所定温度よりも高い第２所定温度以上で前記雰囲気湿度が所定湿度よりも高い場合と、前記記録媒体の媒体重さが所定量より重い又は前記雰囲気湿度が所定湿度以下の場合とで、前記回転制御部の制御により前記定着部材がウォームアップ温度に到達してからの回転時間を前記計時部による計時結果に基づき変更し、前記媒体重さが所定量よりも重い又は前記雰囲気湿度が所定湿度以下の場合に、前記定着部材がウォームアップ温度に到達してから前記記録媒体上の画像形成が行われるまでに前記回転制御部により前記定着部材が回転する時間より、前記媒体重さが所定量以下で前記雰囲気温度が低温環境と判断される所定温度よりも高い第２所定温度以上で前記雰囲気湿度が所定湿度よりも高い場合に、前記定着部材がウォームアップ温度に到達してから前記記録媒体上の画像形成が行われるまでに前記回転制御部により前記定着部材が回転する時間を長くすることを特徴としている。

本発明に係る画像形成装置によれば、加圧ローラの表面温度の検出結果を省略しても、定着不良や用紙変形の発生を抑制することができる。

第１の実施形態に係るプリンタの要部構成を説明するための側面断面図である。 第１の実施形態に係るプリンタのシステム構成を説明するブロック図である。 第１の実施形態に係るプリンタの機能構成を説明するブロック図である。 第１の実施形態に係るプロセスユニットの構成例を説明する図である。 第１の実施形態に係るパネル部と表示部とを備えた表示パネルの構成例の一例である。 第１の実施形態に係る定着ユニットの要部構成を説明するための側面断面図である。 第１の実施形態に係る面状ヒータの構成例の一例である。 第１の実施形態に係る温度検出素子の配設位置を説明する図である。 第１の実施形態に係る電子写真プロセスユニットが画像形成を終えるまでの動作を説明するフローチャートである。 第１の実施形態に係る電子写真プロセスユニットが画像形成を終えるまでの動作を説明するフローチャートである。 第１の実施形態に係る画像形成制御、転写制御、並びに書込みセンサ及び排出センサの信号出力タイミングと、定着ベルトの温度制御とを説明するタイミングチャートである。 定着ベルト及び加圧ローラとを用いた場合の一般的な定着良好限界範囲の傾向を説明する模式図である。 第１の実施形態に係るウォームアップ時間から空回し時間を算出する計算概要を説明する図である。 第１の実施形態に係る電子写真プロセスユニットによる画像形成が終了した後の動作を説明するフローチャートである。 第２の実施形態に係るプリンタの機能構成を説明するブロック図である。 第２の実施形態に係る制御モードの設定を説明するフローチャートである。 第２の実施形態に係る制御モードの例を説明するテーブルである。 第２の実施形態に係る環境パラメータの決定のために用いられる温度湿度テーブルの構成例である。 第２の実施形態に係る電子写真プロセスユニットが画像形成を終えるまでの動作を説明するフローチャートである。 第２の実施形態に係る電子写真プロセスユニットが画像形成を終えるまでの動作を説明するフローチャートである。 第２の実施形態に係る画像形成制御、転写制御、並びに書込みセンサ及び排出センサの信号出力タイミングと、定着ベルトの温度制御とを説明するタイミングチャートである。 定着ベルト及び加圧ローラとを用いた場合の一般的な用紙変形（カール）の傾向を説明する図である。 第２の実施形態に係るウォームアップ時間から空回し時間を算出する計算概要を説明する図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

[第１の実施形態]
第１の実施形態の説明においては、本発明に係る画像形成装置としてのプリンタ１の構成について説明する。プリンタ１は、電子写真方式のプロセスユニットを複数備え、ホストコンピュータといった外部端末から入力された印刷データに基づくカラー画像を記録媒体としての用紙２に印刷することが可能な中間転写方式の画像形成装置である。

図１は、プリンタ１の要部構成を説明するための側面断面図である。プリンタ１は、印刷前の用紙２を収納する媒体カセット３と、用紙２を図１中Ｄ方向に繰り出すピックアップローラ４０と、ピックアップローラ４０により繰り出された用紙２を搬送するレジストローラ４１，レジストローラ４２と、用紙２の斜行を矯正しながら搬送する搬送ローラ４３，搬送ローラ４４と、搬送ローラ４３，搬送ローラ４４により搬送された用紙２を転写ベルトユニット２０に搬送するローラ４５，ローラ４６と、各現像剤色に対応した現像剤画像を形成する電子写真プロセスユニット１０と、電子写真プロセスユニット１０において形成された現像剤画像を中間転写ベルト２１上に一次転写するとともに、中間転写ベルト２１上に転写された現像剤画像を用紙２に二次転写する転写ベルトユニット２０と、転写ベルトユニット２０により転写された用紙２上の現像剤画像を定着させる定着ユニット３０と、定着ユニット３０により搬送された用紙２を搬送する搬送ローラ５１，搬送ローラ５２と、用紙２を装置外部に排出する排出ローラ５３，排出ローラ５４と、用紙２の通過を検出するインセンサ６０，インセンサ６１，書き込みセンサ６２，排出センサ６３とを備える。

媒体カセット３は内部に用紙２を積層した状態で収納し、プリンタ１の下部に着脱自在に装着されている。媒体カセット３の上部には、用紙２を１枚ずつ分離して繰り出すピックアップローラ４０が配設されている。

レジストローラ４１，レジストローラ４２は互いに圧接した状態で設けられ、後述するモータ駆動制御部１１９を介して図示せぬ駆動源から伝達された駆動力により回転し、媒体カセット３から繰り出された用紙２を図１中矢印Ｅ方向に搬送する。

搬送ローラ４３，搬送ローラ４４は互いに圧接した状態で設けられ、モータ駆動制御部１１９を介して図示せぬ駆動源から伝達された駆動力により回転し、用紙２の斜行を矯正するとともに、用紙２を図１中矢印Ｆ方向に搬送する。

ローラ４５，ローラ４６は互いに圧接した状態で設けられ、モータ駆動制御部１１９を介して図示せぬ駆動源から伝達された駆動力により回転する。ローラ４５，ローラ４６は転写ベルトユニット２０が備える二次転写ローラ４７，二次転写ローラ４８の直前に配接され、回転、停止することで二次転写のタイミングを制御する。

電子写真プロセスユニット１０は、各現像剤色に対応した現像剤画像を形成するプロセスユニット１１，プロセスユニット１２，プロセスユニット１３，プロセスユニット１４，プロセスユニット１５を備える。各プロセスユニットは各色の現像剤としてのトナーを収納し、入力された印刷データに基づく現像剤画像であるトナー画像を後述する感光ドラム表面上に形成する。本実施形態に係るプロセスユニット１１は特色で白やクリアのトナーを、プロセスユニット１２はシアンのトナーを、プロセスユニット１３はマゼンタのトナーを、プロセスユニット１４はイエローのトナーを、プロセスユニット１５はブラックのトナーをそれぞれ収納し、各トナー色に対応したトナー画像を感光ドラム表面上に形成するものとする。

転写ベルトユニット２０は中間転写ベルトユニットであり、電子写真プロセスユニット１０において形成されたトナー画像を中間転写ベルト２１上に一次転写するとともに、中間転写ベルト２１上に転写されたトナー画像を用紙２に二次転写する。このような転写ベルトユニット２０は、中間転写ベルト２１と、電子写真プロセスユニット１０の各プロセスユニットが備える感光ドラム表面上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト２１に一次転写する一次転写ローラ２２，一次転写ローラ２３，一次転写ローラ２４，一次転写ローラ２５，一次転写ローラ２６と、中間転写ベルト２１に転写されたトナー画像を用紙２に二次転写する二次転写ローラ４７，二次転写ローラ４８とを備える。

中間転写ベルト２１は、ローラ２７、ローラ２８、及び二次転写ローラ４８により張架された無端のベルト部材であり、一次転写が行われる際には、後述する転写ベルト駆動制御部３００による制御に基づき、各ローラが回転することで図１中矢印Ａ方向、矢印Ｂ方向、矢印Ｃ方向に駆動する。

一次転写ローラ２２，一次転写ローラ２３，一次転写ローラ２４，一次転写ローラ２５，一次転写ローラ２６は、それぞれ、電子写真プロセスユニット１０のプロセスユニット１１，プロセスユニット１２，プロセスユニット１３，プロセスユニット１４，プロセスユニット１５が備える各感光ドラムと中間転写ベルト２１を介し、圧接して配設されている。一次転写ローラ２２，一次転写ローラ２３，一次転写ローラ２４，一次転写ローラ２５，一次転写ローラ２６には、後述する転写制御部３０２による制御に基づき、高圧電源部３０３から所定の転写電圧が印加されており、各感光ドラム表面上に形成されたトナー画像は当該転写電圧によって中間転写ベルト２１に転写される。

二次転写ローラ４７，二次転写ローラ４８は中間転写ベルト２１を介して互いに圧接して配設されている。二次転写ローラ４７，二次転写ローラ４８には、後述する転写制御部３０２による制御に基づき、高圧電源部３０３から所定の転写電圧が印加されており、中間転写ベルト２１に転写されたトナー画像は、用紙２が二次転写ローラ４７及び二次転写ローラ４８から形成されるニップ部を通過するタイミングに合わせて当該用紙２に転写される。

定着ユニット３０は、互いに圧接して配設された定着ベルト５０と加圧ローラ４９とを内蔵し、用紙２上に転写されたトナー画像に熱及び圧力を付与して定着させる。温度検出素子３１，温度検出素子３２は、それぞれ後述する面状ヒータ８３の裏面の温度と、定着ベルト５０の内側温度を検出する、例えば、サーミスタといった温度検出素子である。なお、本実施形態においては、加圧ローラ４９の表面温度を検出する温度検出素子は存在しない。定着ユニット３０の詳細な構成については、後述する。

搬送ローラ５１，搬送ローラ５２は互いに圧接した状態で設けられ、後述するモータ駆動制御部１１９を介して図示せぬ駆動源から伝達された駆動力により回転し、定着ユニット３０により図１中矢印Ｇ方向に搬送された用紙２を図１中矢印Ｈ方向に搬送する。

排出ローラ５３，排出ローラ５４は互いに圧接した状態で設けられ、後述するモータ駆動制御部１１９を介して図示せぬ駆動源から伝達された駆動力により回転し、搬送ローラ５１，搬送ローラ５２により搬送された用紙２を図１中矢印Ｉ方向に搬送することで、当該用紙２を装置外筐を利用して形成されたスタッカ４に排出する。

インセンサ６０，インセンサ６１，書き込みセンサ６２，排出センサ６３は用紙２の通過を検出するためのメカセンサであり、用紙２が通過する度に機械的に動作する。用紙２が通過すると、インセンサ６０，インセンサ６１，書き込みセンサ６２，排出センサ６３は、その検出結果を後述する制御部１０６に出力する。

次に、プリンタ１のシステム構成について説明する。図２は、本実施形態に係るプリンタ１のシステム構成を説明するブロック図である。

図２に示すように、プリンタ１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）９１と、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）９２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）９３と、Ｉ／Ｏ９４と、外部Ｉ／Ｆ９５と、システムタイマ９６とを備える。

ＣＰＵ９０はＲＯＭ９１に格納されているプログラムを読み出し、実行することでプリンタ１の機能を実現する演算装置である。

ＲＯＭ９１は、ＣＰＵ９０が実行するプログラムを格納する読み出し用のメモリである。

ＥＥＰＲＯＭ９２はＣＰＵ９０によって書き換え可能なＲＯＭであり、例えば、装置の設定情報等を格納する不揮発性メモリである。

ＲＡＭ９３はＣＰＵ９０によって一時的な読み出し、書き換え可能な揮発性メモリであり、主にＣＰＵ９０のワーキングエリアとして使用される。

Ｉ／Ｏ９４は、センサやモータ等のデバイスの入出力を制御する入出力ポートである。

外部Ｉ／Ｆ９５は、プリンタ１に対して印刷を要求するホストコンピュータとの印刷データや制御コマンド等の送受を制御するインタフェースである。

システムタイマ９６は、システムクロックにより刻まれている時間であり、例えば、日時表示や、現時刻情報の取得等に用いられる。

次に、プリンタ１の機能構成について説明する。図３は、本実施形態に係るプリンタ１の機能構成を説明するブロック図である。

制御部１０６は、定着温度制御部１１８、パネル制御部１６０、媒体情報管理部１６３、インタフェース部１５０、用紙搬送制御部１１４、計時部１８１、タイマ１０８を制御する。さらに、制御部１０６は、記憶部１０７に対して、定着温度制御部１１８が備える温度設定部１１７、パネル制御部１６０、媒体情報管理部１６３、インタフェース部１５０、用紙搬送制御部１１４、タイマ１０８からの情報を必要に応じて格納させることができる。

温度制御部としての定着温度制御部１１８は、温度検出部１１５及び温度検出部１１６を用いて、面状ヒータ８３の裏面の温度及び定着ベルト５０の内側温度を取得する。定着温度制御部１１８は、定着ベルト５０が回転しているときには、温度検出部１１６を介して取得した定着ベルト５０の内側温度を元に、温度設定部１１７で設定された温度のうち、制御目標温度Ｔｇなる目標定着温度に定着ベルト５０の内側温度が近づくように、電源部１１２へヒータ制御信号を出力する。

温度設定部１１７は、制御目標温度Ｔｇ、ウォームアップ終了温度Ｔｅを設定する。本実施形態においては、制御目標温度Ｔｇを１６５℃、ウォームアップ終了温度Ｔｅを１６０℃とする。

温度検出部１１５は、温度検出素子３１の出力から面状ヒータ８３の裏面の温度を検出し、定着温度制御部１１８に温度情報を出力する。温度検出部１１６は、温度検出素子３２の出力から定着ベルト５０の内側温度を検出し、定着温度制御部１１８に温度情報を出力する。

電源部１１２は、定着温度制御部１１８からのヒータ制御信号の入力を受け、当該制御信号を元に、商用ＡＣ電源２００から供給される電流を後述する面状ヒータ８３が備える抵抗体８３０−Ｍ又は抵抗体８３０−Ｓに対して通電するものである。

回転制御部としての定着部回転制御部１１３は、回転時間設定部１８０の制御に基づき、定着部回転機構１７３の回転を制御する。なお、ここでいう定着部回転機構１７３とは、図１で示した定着ローラ８０、加圧ローラ４９、及び定着ローラ８０、圧力パット８１、及び熱拡散部材８２により張架された定着ベルト５０といった定着工程において回転駆動する定着部回転機構全般を示すものとする。

回転時間設定部１８０は制御部１０６により設定された定着部回転機構１７３の空回し時間に基づき、定着部回転制御部１１３を駆動させる。

計時部１８１は、タイマ１０８から定着ベルト５０のウォームアップ開始から終了までの経過時間を読み出す。

用紙搬送制御部１１４は制御部１０６からの用紙搬送信号の入力を受け、モータ駆動制御部１１９に駆動信号を出力する。用紙搬送機構１７４は、モータ駆動制御部１１９から出力される駆動信号によって、用紙２が所定方向に搬送されるように動作する。なお、ここでいう用紙搬送機構１７４とは、図１で示したピックアップローラ４０、レジストローラ４１，レジストローラ４２、搬送ローラ４３，搬送ローラ４４、ローラ４５，ローラ４６、搬送ローラ５１，搬送ローラ５２、排出ローラ５３，排出ローラ５４といった用紙２の搬送に係る搬送機構全般を示すものとする。

転写ベルト駆動制御部３００は制御部１０６からのベルト駆動信号の入力を受け、転写ベルト駆動機構３０１を駆動させる。なお、ここでいう転写ベルト回転機構３０１とは、図１で示したローラ２７、ローラ２８、及び二次転写ローラ４８といった中間転写ベルト２１を張架するとともに、当該中間転写ベルト２１の駆動に係る駆動機構全般を示すものとする。

転写制御部３０２は、制御部１０６からの転写制御信号の入力を受け、高圧電源部３０３に制御信号を出力する。制御信号が入力された高圧電源部３０３は、当該制御信号を元に、一次転写ローラ２２，一次転写ローラ２３，一次転写ローラ２４，一次転写ローラ２５，一次転写ローラ２６、又は二次転写ローラ４７，二次転写ローラ４８に転写電圧を印加する。本実施形態においては、例えば、転写電圧は１ｋＶ〜３ｋＶ程度であるものとする。

画像形成制御部４００も転写制御部３０２と同様に、制御部１０６からの画像形成制御信号の入力を受け、高圧電源部３０３に制御信号を出力する。制御信号が入力された高圧電源部３０３は、当該制御信号を元に、電子写真プロセスユニット１０のプロセスユニット１１，プロセスユニット１２，プロセスユニット１３，プロセスユニット１４，プロセスユニット１５が備える各ローラに電圧を印加し、トナー画像を形成させる。ここで、図４を用いて各プロセスユニットにおける電子写真方式による画像形成プロセスについて説明する。

図４は、プロセスユニットの構成例を説明する図である。本実施形態に係るプロセスユニット１１，プロセスユニット１２，プロセスユニット１３，プロセスユニット１４，プロセスユニット１５は収納するトナーのみが異なり、その他は全て同一構成とすることができる。したがって、ここでの説明は、プロセスユニット１１とプロセスユニット１１が備える感光ドラムに圧接して配設された一次転写ローラ２２について説明する。

プロセスユニット１１は、ドラム状に形成された有機感光体を用いた静電潜像担持体たる感光ドラム９００の周囲に、感光ドラム９００の回転方向（図２中矢印方向）上流側から下流側にかけて帯電ローラ９０１、現像ローラ９０２、クリーニングブレード９０３が配設されている。そして、感光ドラム９００の直上には、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子等の発光素子とレンズアレイとを有するＬＥＤヘッドからなる露光部９０４が配設されている。露光部９０４は、印刷データに基づきＬＥＤ素子から出力される照射光が感光ドラム９００表面に結像する位置となるように配設されている。

感光ドラム９００は、導電性支持体と光導電層によって構成され、例えば、導電性支持体としてのアルミニウム等の金属シャフトに光導電層としての電荷発生層及び電荷輸送層が順次積層されて構成された有機感光体である。

帯電ローラ９０１は、例えば、金属シャフトと半導電性エピクロロヒドリンゴムとによって構成されたローラ部材である。帯電ローラ９０１は、感光ドラム９００に対して接触又は所定の圧力をもって当接しており、高圧電源部３０３からの印加電圧に基づき、感光ドラム９００の表面を一様均一に帯電させる。例えば、帯電ローラ９０１に−１０５０Ｖを印加すると、近接放電により感光ドラム９００表面を−５００Ｖ程度に帯電させる。そして、露光部９０４によって露光された箇所は、例えば、−５０Ｖ程度となる。

現像ローラ９０２は、例えば、ステンレス等の金属シャフトの外周にカーボンブラックを分散させたウレタンゴムを配設し、その表面はイソシアネート処理が施されている。現像ローラ９０２は、感光ドラム９００表面に圧接するように配設され、露光部９０４により照射された照射光に基づき形成された静電潜像に現像電圧や摩擦帯電によって帯電したトナー１２３を供給し、トナー画像を現像する。現像ローラ９０２に印加される現像電圧は、例えば、−２００Ｖ程度であり、トナー１２３の電位と感光ドラム９００表面の露光部９０４により露光された箇所の電位との大小関係により、トナー１２３が感光ドラム９００表面に付着する。

クリーニングブレード９０３は、例えば、ウレタンゴム等のゴムを保持するブラケットにホットメルト等の接着方法で強力に接着したものである。クリーニングブレード９０３は、感光ドラム９００の表面に残留しているトナー１２３を掻きとって処理するために、感光ドラム９００の表面に接触して設けられている。

前述したように、一次転写ローラ２２には、転写制御部３０２による制御に基づき、高圧電源部３０３から所定の転写電圧が印加されており、各感光ドラム表面上に形成されたトナー画像は当該転写電圧によって中間転写ベルト２１に転写される。

このようにして、プロセスユニット１１からプロセスユニット１５にかけて電子写真方式による画像形成プロセスを順次行うことにより、カラーのトナー画像を中間転写ベルト２１上に形成することができる。

再び、図３に戻り、パネル制御部１６０は、ユーザによりパネル部１６１を介して入力された操作情報を制御部１０６に出力し、さらに、表示部１６２に対してユーザにより入力された情報を元に、表示情報を出力する。表示部１６２は、その情報を元に、ユーザが操作するための文字又は絵等の情報を表示する。なお、表示部１６２は、例えば、液晶やＬＥＤ等に代表される表示デバイスであればよい。

図５は、パネル部１６１と表示部１６２とを備えた表示パネルの構成例の一例である。本実施形態においては、表示部１６２は液晶で構成され、パネル部１６１には各種ボタンが配置された構成となっている。パネル部１６１の「↑」、「←」、「→」は、各々入力キーとして割り当てられており、表示部１６２の図示せぬカーソル等の操作に対応している。さらに、パネル部１６１の「ＯＫ」、「ＯＮＬＩＮＥ」、「ＣＡＮＣＥＬ」も各々入力キーとして割り当てられており、「決定」や「取り消し」等の操作に用いられる。

次に、図３に示す媒体情報管理部１６３は、ユーザが操作するパネル部１６１の操作情報のうち、用紙２に関する情報、例えば、媒体サイズ、媒体厚さ、媒体種類、媒体重さ（坪量）等の媒体情報を管理する。なお、制御部１０６は媒体情報管理部１６３が管理している媒体情報を読み出すことができる。

インタフェース部１５０は、ホストコンピュータ１５１からの印刷データを受信し、制御部１０６に出力することができる。一方では、インタフェース部１５０は制御部１０６の情報をホストコンピュータ１５１に送信することができるインタフェースである。インタフェース部１５０としては、有線ＬＡＮ（Local Area Network）、無線ＬＡＮ、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、セントロニクスＩ／Ｆ等のハードウェア資源を用いることができる。

記憶部１０７は制御部１０６が媒体情報管理部１６３から読み出した媒体情報を格納するＥＥＰＲＯＭ９２、ＲＡＭ９３等の記憶装置である。

タイマ１０８は所定時間を計時するためのタイマである。

書き込みセンサ６２は、二次転写される直前の用紙２の位置を制御部１０６が認識するためのメカセンサである。又、排出センサ６３は、定着ユニット３０を通過した用紙２の位置を制御部１０６が認識するためのメカセンサである。

環境値検出部５００は、温度センサ５０１又は湿度検出手段としての湿度センサ５０２から得られる信号を元に、装置周辺の温度又は湿度である雰囲気温度又は雰囲気湿度を検出するユニットである。なお、制御部１０６は必要に応じて、環境検出部５００が検出した環境データ（雰囲気温度、雰囲気湿度）を読み出すことができる。

次に、本実施形態に係る定着ユニット３０の構成について説明する。図６は、定着ユニット３０の要部構成を説明するための側面断面図であり、トナー１２３が付着した用紙２が図６中矢印方向に搬送され、定着部材としての定着ベルト５０と加圧部材としての加圧ローラ４９とで形成されるニップ部を通過する様子を示す図である。

定着ユニット３０は、定着ベルト５０と加圧ローラ４９とが圧接して配設されている。定着ベルト５０内部には定着ローラ８０と、圧力パット８１と、面状ヒータ８３を格納した熱拡散部材８２と、面状ヒータ８３の裏面の温度を検出する温度検出素子３１と、定着ベルト５０の内側温度を検出する温度検出素子３２とを備える。

定着ベルト５０は、定着ローラ８０、圧力パット８１、及び熱拡散部材８２により張架される無端のベルト部材であり、定着ローラ８０の回転に従動して図６中矢印ｘ方向に駆動可能となるように構成されている。定着ベルト５０は、当接する熱拡散部材８２を介して面状ヒータ８３により加熱されながら駆動する。このような定着ベルト５０は、例えば、ポリイミドの基材に対して、その外周をシリコーンゴムで被覆し、さらにその外周をＰＦＡ（テトラフルオロエチレンーパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブで被覆することによって形成することができる。

加圧ローラ４９は、芯金部４９ａと弾性層４９ｂとを有する。本実施形態に係る加圧ローラ４９としては、弾性層４９ｂをシリコーンスポンジ等の断熱性スポンジ素材で構成し、その外周をＰＦＡチューブで被覆したローラ形状として構成することができる。なお、加圧ローラ４９の芯金部４９ａ内部にはヒータは内蔵されず、空洞若しくは、当該芯金部４９ａの両端部が塞がれた中空タイプとして構成することも可能である。加圧ローラ４９は定着ベルト５０と圧接しており、その潰れ変形領域がニップ部として形成される。加圧ローラ４９は定着ベルト５０の駆動に従動し、ニップ部を形成した状態で図６中矢印ｙ方向に回転することができる。

定着ローラ８０は、芯金部８０ａと弾性層８０ｂとを有する。本実施形態に係る定着ローラ８０としては、弾性層８０ｂをシリコーンスポンジで構成したローラ形状として構成することができる。芯金部８０ａの端部には図示せぬ定着ギアが設けられており、図３で示した定着部回転制御部１１３の制御に基づき、伝達された駆動力により図６中ｚ方向に回転することで定着ベルト５０を図６中ｘ方向に駆動させることができる。

圧力パット８１は定着ベルト５０の張架及びガイド目的とし、定着ベルト５０の短手方向長さを長手方向長さとする棒状部材であり、その両端は定着ユニット３０の図示せぬサイドフレームに支持されている。

熱拡散部材８２は面状ヒータ８１から発せられた熱の伝達、定着ベルト５０の張架及びガイドを兼ねた金属部材である。

面状ヒータ８３は、略平面状に形成された板状の基材の上に抵抗体が設けられた構成を有しており、当該抵抗体に電流が流れることで発熱する加熱体である。本実施形態に係る面状ヒータ８３は、図７に示すように、ステンレスやアルミニウム等に代表される基材としての金属の板８３１に、電気的絶縁を確保するためのガラス層８３２が載置され、さらにその上に抵抗体８３０−Ｍと抵抗体８３０−Ｓとが塗布されて形成されている。抵抗体８３０−Ｍと抵抗体８３０−Ｓとには違いがあり、通電したときの出力において「８３０−Ｍの出力」≧「８３０−Ｓの出力」の関係を有する。抵抗体８３０−Ｍ及び抵抗体８３０−Ｓに通電するための銀や金等からなる電極８３０−Ｌ１、電極８３０−Ｌ２、及び電極８３０−Ｃを塗布することで抵抗体との導電性を確保し、さらに、これらの電極をガラス８３３等で覆うことで、本実施形態に係る面状ヒータ８３は構成されている。

温度検出素子３１及び温度検出素子３２は、図８に示すように、定着ベルト５０の内側、長手方向の略中央部に配設されている。前述したように、温度検出素子３１及び温度検出素子３２は、例えば、サーミスタ等で構成することができ、当該温度検出素子３１及び温度検出素子３２の出力は温度検出部１１５及び温度検出部１１６において、各々面状ヒータ８３の裏面の温度及び定着ベルト５０の内側温度として検出され、定着温度制御部１１８に温度情報として出力される。なお、図８においては、各々の温度検出素子が定着ベルト５０内部に配設されていることが把握できるよう、配設位置を破線で囲んで示した。

次に、本実施形態に係るプリンタ１の動作について図９（ａ），図９（ｂ）、図１０、図１１、図１２、及び図１３等を用いて説明する。図９（ａ），図９（ｂ）は、電子写真プロセスユニット１０が画像形成を終えるまでの動作を説明するフローチャートである。図１０は、画像形成制御、転写制御、並びに書込みセンサ６２及び排出センサ６３の信号出力タイミングと、定着ベルト５０の温度制御とを説明するタイミングチャートである。図１１は、定着ベルト及び加圧ローラとを用いた場合の一般的な定着良好限界範囲の傾向を説明する模式図である。図１２は、ウォームアップ時間から空回し時間を算出する計算概要を説明する図である。図１３は電子写真プロセスユニット１０による画像形成が終了した後の動作を説明するフローチャートである。

まず、図９（ａ）のステップＳ１０１において、印刷データの受信を待機する制御部１０６は、インタフェース部１５０を介してホストコンピュータ１５１から印刷データを受信すると（ステップＳ１０２）、媒体情報管理部１６３が管理する媒体サイズ、媒体厚さ、媒体種、媒体重さ（坪量）類等の媒体情報を読み出し、記憶部１０７に格納させる（ステップＳ１０３）。ここでの説明においては、印刷に供する記録媒体の媒体サイズは「Ａ４」で「横送り」、媒体重さ設定は「普通紙（坪量８０ｇ／ｍ^２）とする。

次に、制御部１０６は、環境値検出部５００により検出された環境データの内、雰囲気温度を読み出し、当該雰囲気温度が所定温度よりも低いか否かを判断する。ここでの説明においては、所定温度を１６℃とし、所謂、低温環境の例について説明する。

雰囲気温度が所定温度よりも低い場合（ステップＳ１０４ Ｙｅｓ）、制御部１０６はその旨を定着温度制御部１１８の温度設定部１１７に通知する。通知を受けた温度設定部１１７は、制御部１０６が記憶部１０７に格納させた媒体情報を参照し、制御目標温度Ｔｇ、ウォームアップ終了温度Ｔｅを設定する（ステップＳ１０５）。ここでの説明においては、温度設定部１１７は制御目標温度Ｔｇを１６５℃、ウォームアップ終了温度Ｔｅを１６０℃と設定する。

ステップＳ１０６において、制御部１０６は記憶部１０７に格納させた媒体情報を参照し、中間転写ベルト２１と定着ユニット３０の駆動を開始させる。

次に、定着温度制御部１１８は、電源部１１２に対して面状ヒータ８３に通電するように制御し、ウォームアップを開始させる（ステップＳ１０７）。

ステップＳ１０８において、計時部１８１は、タイマ１０８を用いウォームアップ開始をトリガに時間計時を開始する。図１０における、タイマ１０８による時間計時の開始タイミングは図中"ｍ"のタイミングである。

そして、定着温度制御部１１８は、定着ベルト５０の内側温度がウォームアップ終了温度Ｔｅに到達したか否かを判断する（ステップＳ１０９）。図１０における、定着温度制御部１１８による判断タイミングは図中"ｎ"のタイミングである。このとき、温度検出部を実装していない加圧ローラ４９の表面温度をイメージすると、図１０中の破線で示したラインとなり、実験により求めた必要温度である加圧ローラ終了温度Ｔｂｕに到達していないことが分かる。したがって、加圧ローラ４９の表面温度を加圧ローラ終了温度Ｔｂｕに到達させるためには、図１０中"ｎ"のタイミングから、定着部回転機構１７３の空回しをさらに延長する必要がある。

ここで、図１１を用いて定着ベルト及び加圧ローラとを用いた場合の一般的な定着良好限界範囲の傾向について説明する。低温環境に馴染んだ用紙２を定着ベルト５０と加圧ローラ４９とで形成されるニップ部を通紙させるときのベルト温度ドロップを示すと、図１１に示すようになり、定着良好限界範囲（境界）を示す実線との間で交点が生じる。本実施形態においては、この交点における加圧ローラ４９の表面温度を加圧ローラ終了温度Ｔｂｕとして設定した。この交点は実験により求められ、本実施形態では１２５℃とする。そして、加圧ローラ４９の表面温度が加圧ローラ終了温度Ｔｂｕよりも高い領域において、定着を行えば定着性は良好であることを意味する。一方、加圧ローラ４９の表面温度が加圧ローラ終了温度Ｔｂｕよりも低い領域において、定着を行えば定着性は悪化し、定着不良となることを意味する。なお、上記交点における定着ベルト５０の内側温度Ｔｄ１は１４０℃とする。

そして、良好な定着性を得るためには、加圧ローラ４９の表面温度が加圧ローラ終了温度Ｔｂｕに到達する必要がある。本実施形態においては、加圧ローラ４９の表面温度を検出する手段を有していないため、定着部回転機構１７３の空回し時間にて制御を行う必要がある。どれだけの空回し時間が必要かは図１２に示したグラフより算出することができる。

図１２において、定着ベルト５０のベルトウォームアップ時間をｔ１、計算して求められる図１０の"ｍ"から"ｏ"までのトータルウォームアップ時間をｔｂ、計算用ウォームアップ時間をｔａとする。ここで、計算用ウォームアップ時間ｔａはｔａ＝ｔ１とし、トータルウォームアップ時間ｔｂは、ｔｂ＝Ｎ＊ｔａで与えられる。ここで、係数Ｎは、Ｎ＝３．７５とする。ただし、ウォームアップ時間ｔ１≦５のときは、Ｎ＝１とする。

そして、本実施形態においては、トータルウォームアップ時間ｔｂが上限値を超えないようにＹｍａｘなる上限値を設定するものとする。このＹｍａｘの値は、加圧ローラ４９の表面温度が加圧ローラ終了温度Ｔｂｕに到達するために必要な時間を想定した値である。Ｙｍａｘの値は、加圧ローラ４９の物性や面状ヒータ８３の出力、定着ローラ８０の回転速度、印刷モードによって変更することができるが、本実施形態においては、Ｙｍａｘの値を１１０秒と設定する。

そして、ｔｂ≦Ｙｍａｘのとき、ｔｂ−ｔａを残りの空回し時間とする。一方、ｔｂ＞Ｙｍａｘのとき、ｔ１を含め図１０の"ｍ"から"ｏ"までの区間のトータルウォームアップ時間をＹｍａｘで示される時間となるように残りの空回し時間を設定する。

ここで、係数ＮのＮ＝３．７５なる値は、加圧ローラ４９の表面温度が加圧ローラ終了温度Ｔｂｕに到達するまでの時間を算出するために、定着ベルト５０のベルトウォームアップ時間にどれだけの値を乗じればよいかを実測データから求めた値である。また、ｔ１≦５のときは、定着ベルト５０や加圧ローラ４９が十分温まっていることが予測できるため、定着部回転機構１７３の空回しは不必要であるという意図で係数Ｎの値は１と設定されている。

再び、図９（ａ）に戻り、定着ベルト５０の内側温度がウォームアップ終了温度Ｔｅに到達した場合（ステップＳ１０９ Ｙｅｓ）、計時部１８１は、タイマ１０８からウォームアップ終了までに経過した時間を読み出す（図９（ｂ）ステップＳ１１０）。

そして、制御部１０６は、計時部１８１により読み出された時間の値からトータルウォームアップ時間ｔｂを算出する（ステップＳ１１１）。

次に、制御部１０６は算出したトータルウォームアップ時間ｔｂが上限値であるＹｍａｘよりも小さいか否かを判断する。ここで、トータルウォームアップ時間ｔｂがＹｍａｘよりも小さい場合（ステップＳ１１２ Ｙｅｓ）、制御部１０６は、算出したトータルウォームアップ時間ｔｂから定着部回転機構１７３の残りの空回し時間を設定する（ステップＳ１１３）。一方、トータルウォームアップ時間ｔｂがＹｍａｘ以上である場合（ステップＳ１１２ Ｎｏ）、制御部１０６は、トータルウォームアップ時間がＹｍａｘとなるように定着部回転機構１７３の残りの空回し時間を設定する（ステップＳ１１４）。

ステップＳ１１５において、回転時間設定部１８０は制御部１０６により設定された空回し時間分だけ、回転を継続するように定着部回転制御部１１３を駆動させる。

そして、制御部１０６は定着部回転制御部１１３が駆動させる定着ローラ８０等の定着部回転機構１７３が求められた空回し時間分回転したか否かを判断する。定着部回転機構１７３が求められた空回し時間分回転した場合（ステップＳ１１６ Ｙｅｓ）、制御部１０６はその旨を画像形成制御部４００に通知し、通知を受けた画像形成制御部４００は電子写真プロセスユニット１０を制御し画像形成を行わせる（ステップＳ１２０）。一方、定着部回転機構１７３が求められた空回し時間分回転していない場合（ステップＳ１１６ Ｎｏ）、定着部回転制御部１１３は定着部回転機構１７３の回転を継続させる。

ところで、ステップＳ１０４において、雰囲気温度が所定温度以上である場合（ステップＳ１０４ Ｎｏ）、制御部１０６はその旨を定着温度制御部１１８の温度設定部１１７に通知する。通知を受けた温度設定部１１７は、制御部１０６が記憶部１０７に格納させた媒体情報を参照し、制御目標温度Ｔｇ、ウォームアップ終了温度Ｔｅを設定する（ステップＳ１１７）。

次に、制御部１０６は記憶部１０７に格納させた媒体情報を参照し、中間転写ベルト２１と定着ユニット３０の駆動を開始させる（ステップＳ１１８）。

そして、定着温度制御部１１８は、定着ベルト５０の内側温度がウォームアップ終了温度Ｔｅに到達したか否かを判断する。定着ベルト５０の内側温度がウォームアップ終了温度Ｔｅに到達した場合（ステップＳ１１９ Ｙｅｓ）、制御部１０６はその旨を画像形成制御部４００に通知し、通知を受けた画像形成制御部４００は電子写真プロセスユニット１０を制御し画像形成を行わせる（ステップＳ１２０）。図１０における、電子写真プロセスユニット１０による画像形成開始タイミングは図中"ｏ"のタイミングである。

次に、図１３を用いて電子写真プロセスユニット１０による画像形成が終了した後の動作について説明する。

まず、制御部１０６は電子写真プロセスユニット１０により画像形成がなされたか否かを判断する。電子写真プロセスユニット１０により画像形成がなされたと判断した場合（ステップＳ１５０ Ｙｅｓ）、制御部１０６はその旨を転写制御部３０２に通知する。通知を受けた転写制御部３０２は、高圧電源部３０３を制御し、一次転写ローラ２２，一次転写ローラ２３，一次転写ローラ２４，一次転写ローラ２５，一次転写ローラ２６に転写電圧を印加させ、中間転写ベルト２１に電子写真プロセスユニット１０により形成されたトナー画像を一次転写させる（ステップＳ１５１）。本実施形態においては、例えば、一次転写ローラ２２，一次転写ローラ２３，一次転写ローラ２４，一次転写ローラ２５，一次転写ローラ２６に印加される転写電圧は３ｋＶ程度であるものとする。一方、電子写真プロセスユニット１０により画像形成がなされていないと判断した場合（ステップＳ１５０ Ｎｏ）、制御部１０６は画像形成が終了するまで待機する。

次に、ステップＳ１５２において、用紙搬送制御部１１４は制御部１０６からの用紙搬送信号の入力を受け、モータ駆動制御部１１９に駆動信号を出力する。用紙搬送機構１７４は、モータ駆動制御部１１９から出力される駆動信号によって、用紙２の搬送を開始する。

用紙２の先端が書込みセンサ６２の位置に到達すると、書込みセンサ６２がＯＮとなる（ステップＳ１５３）。書込みセンサ６２がＯＮとなり、用紙２の位置を制御部１０６が認識すると、制御部１０６はその旨を転写制御部３０２に通知する。通知を受けた転写制御部３０２は、高圧電源部３０３を制御し、二次転写ローラ４７，二次転写ローラ４８に転写電圧を印加させ、搬送されてきた用紙２に中間転写ベルト２１上のトナー画像を転写させる（ステップＳ１５４）。本実施形態においては、例えば、二次転写ローラ４７，二次転写ローラ４８に印加される転写電圧は１ｋＶ程度であるものとする。

そして、トナー画像が転写された用紙２は定着ユニット３０に搬送され、当該定着ユニット３０において熱及び圧力が付与され、用紙２上のトナー像は定着される（ステップＳ１５５）。

次に、ステップＳ１５６において、制御部１０６は定着された用紙２を排出するように定着部回転制御部１１３を制御し、当該定着回転制御部１１３は定着部回転機構１７３を駆動させることにより、用紙２を排出する。このとき、用紙２は排出センサ６３を通過するため、制御部１０６は用紙２が排出されたことを認識することができる。

以降、連続して用紙２が定着ユニット３０に搬送されてくる。このときの用紙搬送速度は例えば、２３５ｍｍ／ｓ、用紙２の後端と次の用紙２の先端との間隔（所謂、紙間）は７０ｍｍとすることができる。なお、このときの定着ベルト５０の内側温度は、制御目標温度Ｔｇに近づくように面状ヒータ８３の制御が行われる。

以上のように、第１の実施形態によれば、検出した雰囲気温度と、定着ベルトのウォームアップ時間の情報とから定着ユニットの空回し時間を算出することにより、加圧ローラの表面温度の検出結果を省略しても、印刷初期の定着不良の発生を抑制することができる。

[第２の実施形態]
第２の実施形態に係るプリンタの構成は第１の実施形態に係るプリンタ１と略同一である。したがって、以下の説明においては、第１の実施形態と同一な部材、動作については同一の符号を付してその説明は省略する。

図１４は本実施形態に係るプリンタの機能構成を説明するブロック図である。図１４に示すように、本実施形態においては、第１の実施形態に係るプリンタ１の機能構成に加え、制御モード設定部６００を備える。

制御モード設定部６００は、ユーザがパネル部１６１を操作し設定して得られた情報や、制御部１０６が環境値検出部５００から読み出した環境データを元に、制御部１０６が設定した制御モードを格納する。制御部１０６は制御モード設定部６００が格納した制御モードを読み出すことが可能である。

次に、本実施形形態に係るプリンタの動作について図１５、図１６、図１７、図１８（ａ），図１８（ｂ）、図１９、図２０、及び図２１等を用いて説明する。図１５は制御モードの設定を説明するフローチャートである。図１６は制御モードの例を説明するテーブルである。図１７は環境パラメータの決定のために用いられる温度湿度テーブルである。図１８（ａ），図１８（ｂ）は、電子写真プロセスユニット１０が画像形成を終えるまでの動作を説明するフローチャートである。図１９は、画像形成制御、転写制御、並びに書込みセンサ６２及び排出センサ６３の信号出力タイミングと、定着ベルト５０の温度制御とを説明するタイミングチャートである。図２０は、定着ベルト及び加圧ローラとを用いた場合の一般的な用紙変形（カール）の傾向を説明する図である。図２１は、ウォームアップ時間から空回し時間を算出する計算概要を説明する図である。

まず、図１５のステップＳ２００において、ユーザは所望の制御モードを選択するために、図５で示した表示パネルの表示部１６２に制御モードの選択肢が表示されるまでパネル部１６１のキーを操作する。

ステップＳ２０１において、制御部１０６はユーザにより操作されたパネル部１６１の情報を元に、パネル制御部１６０を介して表示部１６２に制御モードの選択肢を表示させる。

そして、ユーザはパネル部１６１を操作し、図１６に示すような幾つかの制御モードから１つの制御モードを選択する。本実施形態においては、ユーザは制御モードとして"Ｍｏｄｅ１"を選択したものとする。図１６のテーブルにおいて、制御モードとは、ユーザが選択するプリンタの制御モードを表し、本実施形態においては、デフォルトの制御モードである"ＯＦＦ"と、"Ｍｏｄｅ１"と、"Ｍｏｄｅ２"との３種類が設けられているものとする。コード番号とは、パネル制御部１６０と制御部１０６とが情報をやり取りするために用いる情報である。コード番号は、パネル制御部１６０と制御部１０６とが互いに制御モードを認識するために用いられるものであり、独立した値であればよい。本実施形態においては、 "ＯＦＦ"のコード番号として"０"が、"Ｍｏｄｅ１"のコード番号として"１"が、 "Ｍｏｄｅ２"のコード番号として"２"が割り振られている。環境パラメータ条件とは、図１７に示す温度湿度テーブルにおいて、雰囲気温度（範囲）、雰囲気湿度（範囲）のそれぞれに対応して設定された環境パラメータである。例えば、制御モードが"Ｍｏｄｅ１"である場合、環境パラメータ条件の値は"１〜２"として設定されており、当該環境パラメータ条件に対応する雰囲気温度、雰囲気湿度が制御モード"Ｍｏｄｅ１"の動作条件に必須であることを意味している。また、例えば、制御モードが"Ｍｏｄｅ２"である場合、環境パラメータ条件の値は"問わず"として設定されており、制御モード"Ｍｏｄｅ２"の動作条件には雰囲気温度、雰囲気湿度は必須ではないことを意味している。Ｙｍａｘ値は、第１の実施形態で説明したトータルウォームアップ時間の上限値であり、例えば、制御モードが"Ｍｏｄｅ１"の場合、６０秒が設定され、制御モードが"Ｍｏｄｅ２"の場合、９０秒が設定される。なお、"Ｍｏｄｅ１"及び"Ｍｏｄｅ２"のそれぞれの制御モードにおいて設定されるＹｍａｘ値は実験的に求められた値である。そして、制御モードが"ＯＦＦ"の場合、Ｙｍａｘ値は設定されないものとする。

再び、図１５に戻り、ステップＳ２０３において、パネル制御部１６０はパネル部１６１を介してユーザにより選択された制御モードのコード番号を制御部１０６に通知する。

そして、制御部１０６は通知を受けたコード番号から制御モードとして"Ｍｏｄｅ１"が選択された情報と、環境パラメータ条件と、Ｙｍａｘ値とを制御モード設定部６００に格納させる（ステップＳ２０４）。

次に、制御部１０６は、環境値検出部５００により検出された環境データ（雰囲気温度と雰囲気湿度）を読み出し（ステップＳ２０５）、図１７で示した温度湿度テーブルから環境パラメータを参照する（ステップＳ２０６）。

次に、制御部１０６は、ステップＳ２０６において参照した結果が、ステップＳ２０４で制御モード設定部６００に格納させた環境パラメータ条件である、"１"又は"２"であるか否かを判断する。ここで、参照した結果が"１"又は"２"である場合（ステップＳ２０７ Ｙｅｓ）、制御部１０６は、制御モードを"Ｍｏｄｅ１"と確定して制御モード設定部６００に格納させる。一方、参照した結果が"１"又は"２"でない場合（ステップＳ２０７ Ｎｏ）、制御部１０６は、制御モードを"通常モード"と確定して制御モード設定部６００に格納させる。なお、環境パラメータ"１"又は"２"は、高湿の条件であるため、制御モード"Ｍｏｄｅ１"は、高湿モードとも言い換えることができる。

次に、本実施形態に係る電子写真プロセスユニット１０が画像形成を終えるまでの動作について説明する。なお、第１の実施形態の図９で説明した動作と同一な箇所については同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。

まず、図１８（ａ）のステップＳ１０１において、印刷データの受信を待機する制御部１０６は、インタフェース部１５０を介してホストコンピュータ１５１から印刷データを受信すると（ステップＳ１０２）、媒体情報管理部１６３が管理する媒体サイズ、媒体厚さ、媒体種、媒体重さ（坪量）類等の媒体情報を読み出し、記憶部１０７に格納させる（ステップＳ１０３）。ここでの説明においては、印刷に供する記録媒体の媒体サイズは「Ａ４」で「横送り」、媒体重さ設定は「普通紙（坪量８０ｇ／ｍ^２）とする。

次に、制御部１０６は、制御モードの判断と、媒体重さ設定の判断を行う。まず、制御部１０６は、図１５で説明した制御モードを制御モード設定部６００から読み出し、当該制御モードが高湿モードであるか否か判断する。なお、ここでの説明においては、高湿モードとは、制御モードが"Ｍｏｄｅ１"又は"Ｍｏｄｅ２"の何れかであるかを示す。 "Ｍｏｄｅ１"は高湿条件（環境パラメータ"１"又は"２"）にマッチする条件であるため、高湿モードであるとし、"Ｍｏｄｅ２"は制御上、制御モード"Ｍｏｄｅ１"の延長線上にある制御であるため、高湿モードであるものとみなす。また、"通常モード"とは制御モードが"ＯＦＦ"である場合を示す。さらに、制御部１０６は、媒体重さ設定（坪量）が所定量以下であるか否かを判断する。

制御モードが高湿モードで、かつ、媒体重さ設定（坪量）が所定量以下である場合（ステップＳ２２４ Ｙｅｓ）、制御部１０６はその旨を定着温度制御部１１８の温度設定部１１７に通知する。通知を受けた温度設定部１１７は、制御部１０６が記憶部１０７に格納させた媒体情報を参照し、制御目標温度Ｔｇ、ウォームアップ終了温度Ｔｅを設定する（ステップＳ１０５）。ここでの説明においては、温度設定部１１７は制御目標温度Ｔｇを１６５℃、ウォームアップ終了温度Ｔｅを１６０℃と設定した。

ステップＳ１０６において、制御部１０６は記憶部１０７に格納させた媒体情報を参照し、中間転写ベルト２１と定着ユニット３０の駆動を開始させる。

次に、定着温度制御部１１８は、電源部１１２に対して面状ヒータ８３に通電するように制御し、ウォームアップを開始させる（ステップＳ１０７）。

ステップＳ１０８において、計時部１８１は、タイマ１０８を用いウォームアップ開始をトリガに時間計時を開始する。図１９における、タイマ１０８による時間計時の開始タイミングは図中"ｍ'"のタイミングである。

そして、定着温度制御部１１８は、定着ベルト５０の内側温度がウォームアップ終了温度Ｔｅに到達したか否かを判断する（ステップＳ１０９）。図１９における、定着温度制御部１１８による判断タイミングは図中"ｎ'"のタイミングである。このとき、温度検出部を実装していない加圧ローラ４９の表面温度をイメージすると、図１９中の破線で示したラインとなり、実験により求めた必要温度である加圧ローラ終了温度Ｔｂｕ２に到達していないことが分かる。したがって、加圧ローラ４９の表面温度を加圧ローラ終了温度Ｔｂｕ２に到達させるためには、図１９中"ｎ'"のタイミングから、定着部回転機構１７３の空回しをさらに延長する必要がある。

ここで、図２０を用いて定着ベルト及び加圧ローラとを用いた場合の一般的な用紙変形（カール）の傾向について説明する。用紙変形（カール）は、用紙に含まれる水分量の変化（放湿）によって用紙が伸縮し、紙端部が中央部に引っ張られて反り返る現象である。用紙変形は、用紙が置かれる周囲の温度や湿度によって表される環境変化に影響され、特に、薄手の用紙、かつ、湿度変化に大きく影響される。

吸湿された水分が用紙の表裏で均等に放湿されれば、用紙変形はできるだけ抑えられることができると考えられることから、可能な限り定着ベルト５０と加圧ローラ４９との温度差を縮めることが有効であると考えられている。このような考え方から、横軸に定着ベルト温度と加圧ローラとの温度差、縦軸に用紙変形量をとり、グラフ化したものが図２０である。仕様として許容できる変形量をＣ１とすると、用紙変形の閾値となる定着ベルト５０と加圧ローラ４９との温度差は、図１９に示すＴｕｐ−ｂｕとなる。このとき、変化量とは、平面に用紙を置き、用紙端部と平面との距離のことを指すものとする。

ところで、定着ベルト５０と加圧ローラ４９との温度差Ｔｕｐ−ｂｕという値は変動する値であり、制御上、扱い難いものである。そこで、制御目標温度Ｔｇ−加圧ローラ終了温度Ｔｂｕ２≒定着ベルトと加圧ローラとの温度差Ｔｕｐ−ｂｕの傾向があることから、加圧ローラ表面温度がＴｂｕ２に到達すると、定着ベルト５０と加圧ローラ４９との温度差は、用紙変形の閾値となる定着ベルト５０と加圧ローラ４９との温度差Ｔｕｐ−ｂｕよりも小さくなると見なすものとする。

よって、良好な反用紙変形性を得るためには、加圧ローラ４９の表面温度がＴｂｕ２に到達する必要があると考えられる。本実施形態においては、加圧ローラ４９の表面温度を検出する手段を有していないため、定着部回転機構１７３の空回し時間にて制御を行う必要がある。どれだけの空回し時間が必要かは図２１に示したグラフより算出することができる。

図２１において、定着ベルト５０のベルトウォームアップ時間をｔ１、計算して求められる図１９の"ｍ'"から"ｏ'"までのトータルウォームアップ時間をｔｂ、計算用ウォームアップ時間をｔａとする。ここで、計算用ウォームアップ時間ｔａはｔａ＝ｔ１とし、トータルウォームアップ時間ｔｂは、ｔｂ＝Ｎ＊ｔａで与えられる。ここで、係数Ｎは、Ｎ＝３．７５とする。ただし、ウォームアップ時間ｔ１≦５のときは、Ｎ＝１とする。

そして、本実施形態においては、トータルウォームアップ時間ｔｂが上限値を超えないようにＹｍａｘなる上限値を設定するものとする。このＹｍａｘの値は、加圧ローラ４９表面温度が加圧ローラ終了温度Ｔｂｕ２に到達するために必要な時間を想定した値である。Ｙｍａｘの値は、加圧ローラ４９の物性や面状ヒータ８３の出力、定着ローラ８０の回転速度、印刷モードによって変更することができるが、本実施形態においては、制御モードが"Ｍｏｄｅ１"に設定されているため、Ｙｍａｘの値は６０となる。

そして、ｔｂ≦Ｙｍａｘのとき、ｔｂ−ｔａを残りの空回し時間とする。一方、ｔｂ＞Ｙｍａｘのとき、ｔ１を含め図１９の"ｍ'"から"ｏ'"までの区間のトータルウォームアップ時間をＹｍａｘで示される時間となるように残りの空回し時間を設定する。

ここで、係数ＮのＮ＝３．７５なる値は、加圧ローラ４９の表面温度が加圧ローラ終了温度Ｔｂｕ２に到達するまでの時間を算出するために、定着ベルト５０のベルトウォームアップ時間にどれだけの値を乗じればよいかを実測データから求めた値である。また、ｔ１≦５のときは、定着ベルト５０や加圧ローラ４９が十分温まっていることが予測できるため、定着部回転機構１７３の空回しは不必要であるという意図で係数Ｎの値は１と設定されている。

再び、図１８（ａ）に戻り、定着ベルト５０の内側温度がウォームアップ終了温度Ｔｅに到達した場合（ステップＳ１０９ Ｙｅｓ）、計時部１８１は、タイマ１０８からウォームアップ終了までに経過した時間を読み出す（図１８（ｂ）ステップＳ１１０）。

そして、制御部１０６は、計時部１８１により読み出された時間の値からトータルウォームアップ時間ｔｂを算出する（ステップＳ１１１）。

次に、制御部１０６は算出したトータルウォームアップ時間ｔｂが上限値であるＹｍａｘよりも小さいか否かを判断する。ここで、トータルウォームアップ時間ｔｂがＹｍａｘよりも小さい場合（ステップＳ１１２ Ｙｅｓ）、制御部１０６は、算出したトータルウォームアップ時間ｔｂから定着部回転機構１７３の残りの空回し時間を設定する（ステップＳ１１３）。一方、トータルウォームアップ時間ｔｂがＹｍａｘ以上である場合（ステップＳ１１２ Ｎｏ）、制御部１０６は、トータルウォームアップ時間がＹｍａｘとなるように定着部回転機構１７３の残りの空回し時間を設定する（ステップＳ１１４）。

ステップＳ１１５において、回転時間設定部１８０は制御部１０６により設定された空回し時間分だけ、回転を継続するように定着部回転制御部１１３を駆動させる。

そして、制御部１０６は定着部回転制御部１１３が駆動させる定着ローラ８０等の定着部回転機構１７３が求められた空回し時間分回転したか否かを判断する。定着部回転機構１７３が求められた空回し時間分回転した場合（ステップＳ１１６ Ｙｅｓ）、制御部１０６はその旨を画像形成制御部４００に通知し、通知を受けた画像形成制御部４００は電子写真プロセスユニット１０を制御し画像形成を行わせる（ステップＳ１２０）。一方、定着部回転機構１７３が求められた空回し時間分回転していない場合（ステップＳ１１６ Ｎｏ）、定着部回転制御部１１３は定着部回転機構１７３の回転を継続させる。

ところで、ステップＳ２２４において、制御モードが高湿モードで、かつ、媒体重さ設定（坪量）が所定量以下でない場合（ステップＳ２２４ Ｎｏ）、制御部１０６はその旨を定着温度制御部１１８の温度設定部１１７に通知する。通知を受けた温度設定部１１７は、制御部１０６が記憶部１０７に格納させた媒体情報を参照し、制御目標温度Ｔｇ、ウォームアップ終了温度Ｔｅを設定する（ステップＳ１１７）。

次に、制御部１０６は記憶部１０７に格納させた媒体情報を参照し、中間転写ベルト２１と定着ユニット３０の駆動を開始させる（ステップＳ１１８）。

そして、定着温度制御部１１８は、定着ベルト５０の内側温度がウォームアップ終了温度Ｔｅに到達したか否かを判断する。定着ベルト５０の内側温度がウォームアップ終了温度Ｔｅに到達した場合（ステップＳ１１９ Ｙｅｓ）、制御部１０６はその旨を画像形成制御部４００に通知し、通知を受けた画像形成制御部４００は電子写真プロセスユニット１０を制御し画像形成を行わせる（ステップＳ１２０）。図１９における、電子写真プロセスユニット１０による画像形成開始タイミングは図中"ｏ'"のタイミングである。

電子写真プロセスユニット１０による画像形成が終了した後の動作については、第１の実施形態の図１３を用いて説明した動作と同様に行うことができるため、ここでの説明は省略する。

以上のように、第２の実施形態によれば、検出した雰囲気温度と雰囲気湿度、媒体情報を条件として、定着ベルトのウォームアップ時間の情報から定着ユニットの空回し時間を算出することにより、加圧ローラの表面温度の検出結果を省略しても、用紙変形の発生を抑制することができる。

本実施形態の説明においては、好適な画像形成装置の一例としてプリンタについて説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ＭＦＰ装置、ファクシミリ装置、あるいは複写機といった熱定着を実施している装置にも適用可能である。

１ プリンタ
２ 用紙
３ 媒体カセット
４ スタッカ
１０ 電子写真プロセスユニット
１１，１２，１３，１４，１５ プロセスユニット
２０ 転写ベルトユニット
２１ 中間転写ベルト
２２，２３，２４，２５，２６ 一次転写ローラ
２７，２８ ローラ
３０ 定着ユニット
３１，３２ 温度検出素子
４０ ピックアップローラ
４１，４２ レジストローラ
４３，４４ 搬送ローラ
４５，４６ ローラ
４７，４８ 二次転写ローラ
４９ 加圧ローラ
５０ 定着ベルト
５１，５２ 搬送ローラ
５３，５４ 排出ローラ
６０，６１ インセンサ
６２ 書込みセンサ
６３ 排出センサ
８０ 定着ローラ
８１ 圧力パット
８２ 熱拡散部材
８３ 面状ヒータ
９０ ＣＰＵ
９１ ＲＯＭ
９２ ＥＥＰＲＯＭ
９３ ＲＡＭ
９４ Ｉ／Ｏ
９５ 外部Ｉ／Ｆ
９６ システムタイマ
１０６ 制御部
１０７ 記憶部
１０８ タイマ
１１２ 電源部
１１３ 定着部回転制御部
１１４ 用紙搬送制御部
１１５，１１６ 温度検出部
１１７ 温度設定部
１１８ 定着温度制御部
１１９ モータ駆動制御部
１２３ トナー
１５０ インタフェース部
１５１ ホストコンピュータ
１６０ パネル制御部
１６１ パネル部
１６２ 表示部
１６３ 媒体情報管理部
１７３ 定着部回転機構
１７４ 用紙搬送機構
１８０ 回転時間設定部
１８１ 計時部
２００ 商用ＡＣ電源
３００ 転写ベルト駆動制御部
３０１ 転写ベルト駆動機構
３０２ 転写制御部
３０３ 高圧電源部
４００ 画像形成制御部
５００ 環境値検出部
６００ 制御モード設定部
９００ 感光ドラム
９０１ 帯電ローラ
９０２ 現像ローラ
９０３ クリーニングブレード
９０４ 露光部

Claims (8)

1. 現像剤により形成された記録媒体上の画像を熱と圧力とで定着させる画像形成装置であって、
   回転可能に支持され前記現像剤を加熱する定着部材と、
   前記定着部材との間で前記記録媒体を挟持押圧する加圧部材と、
   前記定着部材の温度を検出する温度検出部と、
   前記定着部材の温度を制御する温度制御部と、
   前記定着部材の回転を制御する回転制御部と、
   雰囲気温度を検出する環境値検出部と、
   前記定着部材のウォームアップ終了までに要する時間を計時する計時部と、
   前記定着部材の回転時間を設定する回転時間設定部とを備え、
   前記回転時間設定部は、
   前記雰囲気温度が低温環境として判断される所定温度以上の場合と低い場合とで、前記回転制御部の制御により前記定着部材がウォームアップ温度に到達してからの回転時間を前記計時部による計時結果に基づき変更し、
   前記雰囲気温度が前記所定温度以上の場合に、前記定着部材がウォームアップ温度に到達してから前記記録媒体上の画像形成が行われるまでに前記回転制御部の制御により前記定着部材が回転する時間より、
   前記雰囲気温度が前記所定温度よりも低い場合に、前記定着部材がウォームアップ温度に到達してから前記記録媒体上の画像形成が行われるまでに前記回転制御部の制御により前記定着部材が回転する時間を長くすること
   を特徴とする画像形成装置。
2. 前記回転時間設定部は前記環境値検出部が検出した前記雰囲気温度と前記計時部が計時した経時結果とに基づき算出した値と、所定の上限値を比較し、その比較結果に基づいて、前記定着部材の回転時間を設定する
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記環境値検出部は雰囲気湿度を検出する湿度検出手段を有し、
   操作者の入力情報を元に制御モードを設定する制御モード設定部と、
   前記記録媒体のサイズ、厚さ、媒体重さ情報を管理する媒体情報管理部とを備え、
   前記媒体情報管理部が管理する前記記録媒体の媒体重さが所定量以下で前記雰囲気温度が前記所定温度以上、前記雰囲気湿度が所定湿度よりも高い場合、前記回転時間設定部は前記回転制御部がウォームアップ温度に到達してからの回転時間を前記計時部による経時結果に基き変更する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記雰囲気湿度が所定湿度よりも高い場合の前記ウォームアップ温度に到達してからの回転時間は前記雰囲気湿度が所定湿度以下の場合のウォームアップ温度に到達してからの回転時間より長い
   ことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記回転時間設定部は前記環境値検出部が検出した前記雰囲気湿度と前記計時部が計時した経時結果とに基づき算出した値と、所定の上限値を比較し、その比較結果に基づいて、前記定着部材の回転時間を設定する
   ことを特徴とする請求項３又は請求項４記載の画像形成装置。
6. 現像剤により形成された記録媒体上の画像を熱と圧力とで定着させる画像形成装置であって、
   回転可能に支持され前記現像剤を加熱する定着部材と、
   前記定着部材との間で前記記録媒体を挟持押圧する加圧部材と、
   前記定着部材の温度を検出する温度検出部と、
   前記定着部の温度を制御する温度制御部と、
   前記定着部材の回転を制御する回転制御部と、
   雰囲気温度及び雰囲気湿度を検出する雰囲気温湿度検出手段を有する環境値検出部と、
   前記定着部材のウォームアップ終了までに要する時間を計時する計時部と、
   前記定着部材の回転時間を設定する回転時間設定部と、
   前記記録媒体のサイズ、厚さ、媒体重さ情報を管理する媒体情報管理部とを備え、
   前記回転時間設定部は、
   前記媒体情報管理部が管理する前記記録媒体の媒体重さが所定量以下で前記雰囲気温度が低温環境と判断される所定温度よりも高い第２所定温度以上で前記雰囲気湿度が所定湿度よりも高い場合と、前記記録媒体の媒体重さが所定量より重い又は前記雰囲気湿度が所定湿度以下の場合とで、前記回転制御部の制御により前記定着部材がウォームアップ温度に到達してからの回転時間を前記計時部による計時結果に基づき変更し、
   前記媒体重さが所定量よりも重い又は前記雰囲気湿度が所定湿度以下の場合に、前記定着部材がウォームアップ温度に到達してから前記記録媒体上の画像形成が行われるまでに前記回転制御部により前記定着部材が回転する時間より、
   前記媒体重さが所定量以下で前記雰囲気温度が低温環境と判断される所定温度よりも高い第２所定温度以上で前記雰囲気湿度が所定湿度よりも高い場合に、前記定着部材がウォームアップ温度に到達してから前記記録媒体上の画像形成が行われるまでに前記回転制御部により前記定着部材が回転する時間を長くすること
   を特徴とする画像形成装置。
7. 前記記録媒体の媒体重さは坪量で８０ｇ／ｍ ^２ 以下であること
   を特徴とする請求項３乃至請求項６の何れか１項記載の画像形成装置。
8. 前記定着部材は、
   回転する無端形状ベルト状のベルト定着部材と、
   前記ベルト定着部材の内周側にあって、当該ベルト定着部材に当接して配置される熱拡散部材と、
   前記熱拡散部材に当接して配置された抵抗体を用いた熱源とを備えたこと
   を特徴とする請求項１乃至７の何れか１項記載の画像形成装置。