JP6025695B2

JP6025695B2 - 画像形成装置、定着装置の温度制御方法、及びプログラム

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Description

本発明は、定着装置を備えた画像形成装置、定着装置の温度制御方法、及び画像形成装置を制御するプログラムに関する。

従来、複写機やプリンター、ファクシミリ等の電子写真方式を採用した画像形成装置が知られている。この画像形成装置は、シートの表面にトナー像を転写させた後に、定着装置によって、トナーを加熱加圧してトナー像をシートに定着させる。このような定着装置は、ヒーター等の熱源を内蔵する定着ローラーと、これに対向して外周面が定着ローラーに圧接する加圧ローラーとからなる一対の回転体を備えている。

一般に、定着装置は、画像形成時に定着可能な状態を維持するために、定着ローラーを予め設定された定着温度に維持するように温度制御される。前記定着装置を加熱するために消費される電力は、前記画像形成装置で消費される電力の７０％〜８０％を占める。前記画像形成装置で消費される電力を減らして省電力化を実現するために、前記定着装置は、その温度を非画像形成時に前記定着温度よりも低い待機温度に維持するように温度制御される。この場合の具体的な温度制御は、前記待機温度未満になると前記熱源を稼働して加熱し、前記待機温度以上になると前記熱源を非稼働にして加熱を停止する。なお、前記待機温度は、非加熱時の温度から前記定着温度の範囲内で任意に設定された温度であり、画像形成指示等が入力された場合に、画像形成のために前記熱源によって前記定着ローラーを前記定着温度まで迅速に加熱することが可能な温度に設定されている。

また、省電力のために、予め定められた一定時間内に印刷用の画像データが前記画像形成装置に入力されない場合には、前記定着装置は、前記定着ローラーの温度を前記定着温度から前記待機温度に移行する温度制御をする。前記温度制御に関連する技術として、例えば、特許文献１には、待機状態からの復帰時に定着ローラーの温度を前記待機温度から前記定着温度に変更し、且つ感光ドラムに画像データを走査させることによって、一枚目の印刷を開始する迄に要する時間を短くする技術が開示されている。また、前記温度制御に関連する技術として、特許文献２には、電源投入直後に初期化処理が必要か否かを判別して、初期化処理が必要な場合には定着装置をウォームアップする技術が開示されている。

特開平０７−１１４２９２号公報特開２０１１−１０７４１９号公報

前記定着装置は、前記画像形成装置に画像形成指示が入力された場合に、短時間で前記待機状態から印刷可能な状態に移行する必要がある。そのため、前記定着ローラーは、短時間で前記待機温度から前記定着温度まで昇温可能なように、熱容量が小さい金属等によって形成されている。一方、前記加圧ローラーは、適正なニップ幅及び適正な圧力でシートを加圧するために、柔軟性があるシリコン樹脂等によって形成されている。一般に、シリコン樹脂等は、金属に比べて熱容量が大きい。このような前記定着装置では、前記定着ローラーの温度が前記待機温度よりも低くなっても、前記加圧ローラーの温度が前記待機温度よりも高い場合がある。この場合、前記待機状態における前記温度制御がなされると、前記定着ローラーは、前記熱源からの加熱に加えて、回転する前記加圧ローラーからニップ部を経由して伝えられる熱によっても温められる。この場合、前記定着ローラーの温度が前記待機温度に達するまでに必要な熱量が回転する前記加圧ローラーから得られる場合があり、前記熱源の加熱が無駄となり、前記画像形成装置において無駄に電力を消費することになる。

本発明の目的は、定着ローラーの温度を待機温度に維持する温度制御中における無駄な消費電力を抑制することが可能な画像形成装置、定着装置の温度制御方法、及び画像形成装置を制御するプログラムを提供することにある。

本発明の一の局面に係る画像形成装置は、熱伝達体、加熱部、加圧ローラー、駆動部、温度検知部、第１温度制御部及び第２温度制御部を備える。前記熱伝達体は、トナー像が転写されたシートに熱を伝達する回転可能に支持されている。前記加熱部は、前記熱伝達体を加熱する。前記加圧ローラーは、前記熱伝達体よりも熱容量が大きい材質で形成され、前記熱伝達体に圧接して圧接部分を形成するとともに前記圧接部分を通過する前記シートに圧力を加える。前記駆動部は、前記熱伝達体及び前記加圧ローラーの何れか一方又は双方を回転駆動する。前記温度検知部は、前記熱伝達体の表面温度を検知する。前記第１温度制御部は、画像形成時に前記トナー像が前記シートに定着可能な第１温度に前記熱伝達体を維持するように前記加熱部を制御する画像形成モードと非画像形成時に前記第１温度よりも低い第２温度に前記熱伝達体を維持するように前記加熱部を制御する省電力モードとのいずれかのモードで前記熱伝達体の温度を制御する。前記第２温度制御部は、前記第１温度制御部が前記画像形成モードから前記省電力モードに移行するときに、前記温度検知部の検知した温度が前記第１温度よりも低く前記第２温度以上の予め定められた第３温度以下になった場合に、前記加熱部を停止させた状態で前記駆動部によって前記熱伝達体を少なくとも１回転させる。

また、本発明の他の局面に係る定着装置の温度制御方法は、熱伝達体、及び加圧ローラーを備える定着装置の温度制御方法において、以下の第１ステップ乃至第２ステップを含む。前記熱伝達体は、加熱部によって加熱され、トナー像が転写されたシートに熱を伝達する回転可能に支持されている。前記加圧ローラーは、前記熱伝達体よりも熱容量が大きい材質で形成され、前記熱伝達体に圧接して圧接部分を形成するとともに前記圧接部分を通過する前記シートに圧力を加える。前記第１ステップは、前記トナー像が前記シートに定着可能な第１温度に前記熱伝達体の温度を維持する画像形成モードから前記第１温度よりも低い第２温度に前記熱伝達体の温度を維持する省電力モードに移行するときに、前記熱伝達体の表面温度を検知する温度検知部の検知した温度が前記第１温度よりも低く前記第２温度以上の予め定められた第３温度以下になったか否かを判定する。前記第２ステップは、前記第１ステップによって前記検知した温度が前記第３温度以下になったと判定された場合に、前記加熱部を停止させた状態で前記熱伝達体を少なくとも１回転させる。

また、本発明の他の局面に係るプログラムは、熱伝達体、加圧ローラー、駆動部、及び温度制御部を備える画像形成装置を制御するコンピューターに、以下の第１ステップ乃至第２ステップを実行させるためのものである。前記熱伝達体は、加熱部によって加熱され、トナー像が転写されたシートに熱を伝達する回転可能に支持されている。前記加圧ローラーは、前記熱伝達体よりも熱容量が大きい材質で形成され、前記熱伝達体に圧接して圧接部分を形成するとともに前記圧接部分を通過する前記シートに圧力を加える。前記駆動部は、前記熱伝達体及び前記加圧ローラーの何れか一方又は双方を回転駆動する。前記温度検知部は、前記熱伝達体の表面温度を検知する。前記第１ステップは、前記トナー像が前記シートに定着可能な第１温度に前記熱伝達体の温度を維持する画像形成モードから前記第１温度よりも低い第２温度に前記熱伝達体の温度を維持する省電力モードに移行するときに、前記温度検知部の検知した温度が前記第１温度よりも低く前記第２温度以上の予め定められた第３温度以下になったか否かを判定する。前記第２ステップは、前記第１ステップによって前記検知した温度が前記第３温度以下になったと判定された場合に、前記加熱部を停止させた状態で前記駆動部によって前記熱伝達体を少なくとも１回転させる。

本発明によれば、定着ローラーの温度を待機温度に維持する温度制御中における無駄な消費電力を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図。定着装置の構成を示す図。画像形成装置が備える制御システムの構成を示す機能ブロック図。温度制御部により実行される温度制御処理の手順を示すフローチャート。温度制御部により実行される温度制御処理の手順の他の例を示すフローチャート。第１変形例に係る定着装置の構成を示す図。第２変形例に係る定着装置の構成を示す図。第３変形例に係る定着装置の構成を示す図。

［実施形態］
以下、適宜図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

［画像形成装置１の概略構成］
まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る画像形成装置１（本発明の画像形成装置の一例）の概略構成について説明する。

図１に示される画像形成装置１は、プリンター、複写機、ファクシミリ等の各機能を備えた画像形成装置である。この画像形成装置１は、入力された画像データに基づいてトナー等の現像剤を用いて印刷用紙Ｓ（本発明のシートの一例）に画像を印刷する。画像形成装置１は、原稿の画像を読み取る画像読取部１０を上部に備え、電子写真方式の画像形成部２２を下部に備える。なお、本実施形態では、本発明の画像形成装置の一例として画像形成装置１を例示して説明するが、これに限られず、例えばプリンター、ファクシミリ装置、複写機も本発明の画像形成装置に該当する。

［画像読取部１０］
画像読取部１０は、原稿載置面を構成するコンタクトガラス１１と、コンタクトガラス１１に対して開閉する原稿カバー２０とを備える。画像形成装置１が複写機として機能する場合は、コンタクトガラス１１に原稿がセットされて原稿カバー２０が閉じられた後に、不図示の操作パネルからコピー開始指示が入力されると、画像読取部１０による読取動作が開始されて、原稿の画像データが読み取られる。画像読取部１０の内部には、ＬＥＤ光源１２１及びミラー１２２を備えた読取ユニット１２、ミラー１３、ミラー１４、光学レンズ１５、及びＣＣＤ１６等の光学系機器が設けられている。モーター等によって読取ユニット１２が副走査方向７へ移動され、その移動中にＬＥＤ光源１２１からコンタクトガラス１１へ向けて照射される光が副走査方向７へ走査され、この反射光がＣＣＤ１６に入力される。これにより、コンタクトガラス１１上の原稿の画像が読み取られる。

なお、原稿カバー２０には、ＡＤＦ２１が設けられている。ＡＤＦ２１は、原稿セット部２１Ａにセットされた複数の原稿を複数の搬送ローラー（不図示）によって順次搬送して、コンタクトガラス１１上に定められた読取位置を副走査方向７の右向きへ通過するように原稿を移動させる。ＡＤＦ２１による原稿の移動時は、前記読取位置の下方に読取ユニット１２が配置され、この位置で読取ユニット１２によって移動中の原稿の画像が読み取られる。

［画像形成部２２］
画像形成部２２は、画像読取部１０で読み取られた画像データ、又は外部の情報処理装置から入力された画像データに基づいて画像形成処理（印刷処理）を実行する電子写真方式の画像形成部である。画像形成部２２は、図１に示されるように、給紙カセット２５、感光体ドラム３１、帯電装置３２、現像装置３３、転写装置３４、クリーニングブレード３５、除電装置３６、定着装置４、露光装置３７、及び用紙排出部２７等を備えている。

図１に示されるように、給紙カセット２５は、画像形成部２２の下方に設けられている。本実施形態では３つの給紙カセット２５が上下方向に配置されている。各給紙カセット２５には、複数のシート状の印刷用紙Ｓ（シート）が積層された状態で収容される。給紙カセット２５に収容された印刷用紙Ｓは、給送ローラー等を含む給送機構１７によって一枚ずつ取り出された後に、画像形成部２２の内部の搬送路１８を通って転写装置３４へ向けて搬送される。

感光体ドラム３１は、ドラム形状に形成された回転体であり、画像形成部２２の内部のフレーム等に回転可能に支持されている。感光体ドラム３１は、図示しないモーター等の駆動源から駆動力が伝達されて、図１における時計回転方向へ回転駆動される。

感光体ドラム３１の外周面に沿うように、帯電装置３２、現像装置３３、転写装置３４、クリーニングブレード３５、及び除電装置３６の順に配置されている。

帯電装置３２は、感光体ドラム３１の上方において、感光体ドラム３１の外周面に対向するように設けられている。帯電装置３２は、画像形成時に感光体ドラム３１の外周面の感光層を所定の極性の表面電位となるように一様に帯電させる。現像装置３３は、帯電装置３２よりも感光体ドラム３１の回転方向の下流側に設けられている。現像装置３３は、表面電位よりも低いバイアス電圧が印加された現像ローラーを有している。現像ローラーによって、図示しないトナーコンテナから運ばれたトナーが感光体ドラム３１へ供給される。

露光装置３７は、帯電装置３２と現像装置３３との間から感光体ドラム３１へ向けてレーザービームを照射して、感光体ドラム３１の外周面を露光する。これにより、レーザービームに含まれる画像情報に応じた静電潜像が感光体ドラム３１の外周面に形成される。感光体ドラム３１の外周面にレーザービームが照射されると、その照射された露光部分の電位が放電し、その露光部分によって静電潜像が形成される。現像装置３３によって感光体ドラム３１にトナーが供給されると、そのトナーは、静電潜像とバイアス電圧との電位差による静電気力によって静電潜像に付着することで、感光体ドラム３１の外周面にトナー像が形成される。

転写装置３４は、現像装置３３よりも感光体ドラム３１の回転方向の下流側に設けられている。転写装置３４は、感光体ドラム３１の下方において、感光体ドラム３１の外周面に対向するように設けられている。転写装置３４は、感光体ドラム３１の外周面に接触して回転する転写ローラーを有している。画像形成時に感光体ドラム３１と転写ローラーとのニップ部に印刷用紙Ｓが挟持された状態になると、感光体ドラム３１の外周面に形成されたトナー像が印刷用紙Ｓの表面に付着（転写）する。

クリーニングブレード３５は、転写装置３４よりも感光体ドラム３１の回転方向の下流側に設けられている。クリーニングブレード３５は、用紙に転写されずに感光体ドラム３１の外周面上に残存したトナーを除去するものであり、シリコンゴム等によって形成されている。

除電装置３６は、クリーニングブレード３５よりも感光体ドラム３１の回転方向の下流側に設けられている。除電装置３６は、感光体ドラム３１の感光層に残った電荷を除去する。

［定着装置４］
図１に示されるように、定着装置４は、転写装置３４よりも印刷用紙Ｓの搬送方向７Ａの下流側に設けられている。定着装置４は、印刷用紙Ｓに転写されたトナー像をその印刷用紙Ｓに定着させる。定着装置４を通過した印刷用紙Ｓは、用紙排出部２７へ排出される。図２及び図３に示されるように、定着装置４は、定着ローラー４１（本発明の熱伝達体の一例）、加圧ローラー４２（本発明の加圧ローラーの一例）、温度センサー４４（本発明の温度検知部の一例）、及び駆動モーター４５（本発明の駆動部の一例）等を備えている。

定着ローラー４１は、トナー像が転写された印刷用紙Ｓに熱を伝達するものであり、回転可能に支持されている。定着ローラー４１は、筒状のステンレス鋼等の金属によってローラー形状に形成されている。そのため、定着ローラー４１は、熱容量が小さく比較的短時間でその温度が昇温される。

ハロゲンランプ４３（本発明の加熱部の一例）は、定着ローラー４１の内部に設けられており、定着ローラー４１を内側から加熱する。ハロゲンランプ４３は、タングステン等の抵抗発熱体によって定着ローラー４１を内側から加熱する。ハロゲンランプ４３は、点灯（稼働）されると定着ローラー４１を加熱し、消灯（非稼働又は停止）されると定着ローラー４１に熱を与えない。ハロゲンランプ４３が消灯されて熱が伝達されなくなると、定着ローラー４１は、周囲の空気により熱が奪われて室温まで徐々に冷やされる。なお、本発明の加熱部は、ハロゲンランプ４３に限らず、セラミックヒーター等でもよい。

加圧ローラー４２は、定着ローラー４１に対向する位置に定着ローラー４１に圧接して配置されている。定着ローラー４１と加圧ローラー４２との圧接部分である定着ニップ部４８を通過する印刷用紙Ｓに、加圧ローラー４２は圧力を加えてトナー像を印刷用紙Ｓに定着させる。加圧ローラー４２は、ステンレス鋼等の円筒型の芯金と、芯金上に形成される例えばシリコン樹脂の弾性層と、弾性層の表面を覆うフッ素樹脂等からなる離型層と、を備える。これによって、加圧ローラー４２は、適正なニップ幅及び適正な圧力で印刷用紙Ｓを加圧することができる。また、熱容量が大きい材質であるシリコン樹脂等で形成される加圧ローラー４２は、金属等で形成される定着ローラー４１よりも熱を保持しやすい。

駆動モーター４５は、加圧ローラー４２に駆動力を付与し、加圧ローラー４２を回転させる。定着ローラー４１は、定着ニップ部４８で圧接する加圧ローラー４２から駆動力が伝達されて従動する。なお、駆動モーター４５は、定着ローラー４１に駆動力を付与し、定着ローラー４１を回転させ、加圧ローラー４２を従動させるものや、定着ローラー４１及び加圧ローラー４２の双方に駆動力を付与して、双方を回転駆動するものでもよい。

温度センサー４４は、定着ローラー４１の表面温度を検知して、検知温度（本発明の検知結果の一例）を制御部５に出力する。温度センサー４４は、温度の上昇に伴って抵抗が比例的に減少するＮＴＣサーミスターを用いている。温度センサー４４の検出部分は、定着ローラー４１による印刷用紙Ｓの搬送方向７Ａの上流側に配置されている。

［制御部５の構成］
制御部５は、画像形成装置１を統括制御する。図１に示されるように、制御部５は、ＣＰＵ５Ａ、ＲＯＭ５Ｂ、及びＲＡＭ５Ｃ等を主な構成要素とするマイクロコンピュータとして構成されている。なお、制御部５は、集積回路（ＡＳＩＣ、ＤＳＰ）等の電子回路で構成されたものであってもよい。

制御部５は、画像形成装置１の内部において、画像読取部１０、ＡＤＦ２１、画像形成部２２、及び給送機構１７等に接続されており、これらの構成要素を制御する。また、図３に示されるように、制御部５は、画像形成部２２に含まれる定着装置４を構成する各要素、具体的には、温度センサー４４、駆動モーター４５、及びハロゲンランプ４３等にも接続されている。ＲＯＭ５Ｂには、画像形成処理を実行するためのプログラムが記憶されている。ＣＰＵ５Ａは、ＲＯＭ５Ｂ内の制御プログラムを実行することによって、制御部５に接続された各要素を制御して、印刷用紙Ｓに画像を印刷する。

本実施形態では、制御部５のＲＯＭ５Ｂに、後述する温度制御処理を実行するためのプログラム等が記憶されている。ＣＰＵ５Ａは、このプログラムを実行することにより、前記温度制御処理を実行する。また、ＣＰＵ５Ａが前記プログラムを実行することにより、前記温度制御処理において、制御部５は、温度判定部５１、駆動制御部５２、加熱制御部５３、第１温度制御部５４（本発明の第１温度制御部の一例）、及び第２温度制御部５５（本発明の第２温度制御部の一例）として機能する（図３参照）。

また、ＲＯＭ５Ｂには、前記プログラムの他に、前記温度制御処理に用いられる温度値、回転時間等が記憶されている。例えば、温度判定部５１で比較対象となる定着温度Ｔ１（本発明の第１温度の一例）、待機温度Ｔ２（本発明の第２温度の一例）、モーター回転開始温度Ｔ３（本発明の第３温度の一例）等の設定値がＲＯＭ５Ｂに記憶されている。なお、定着温度Ｔ１は、トナー像が印刷用紙Ｓに定着可能な温度であり、例えば１８０度から２００度である。待機温度Ｔ２は、非加熱時の温度から定着温度Ｔ１の範囲内で任意に設定された温度であり、画像形成指示等が入力された場合に、ハロゲンランプ４３によって定着ローラー４１を画像形成のために定着温度Ｔ１まで迅速に加熱することが可能な非画像形成時の温度であり、例えば５０度である。モーター回転開始温度Ｔ３は、定着温度Ｔ１よりも低く待機温度Ｔ２以上の予め定められた温度であり、例えば５１度である。また、駆動制御部５２が定着ローラー４１及び加圧ローラー４２を回転駆動させるために必要な通電時間等の設置値がＲＯＭ５Ｂに記憶されている。また、加熱制御部５３がハロゲンランプ４３を点灯させる点灯時間等の設定値がＲＯＭ５Ｂに記憶されている。なお、ＲＡＭ５Ｃには、温度判定部５１が判定した温度、駆動制御部５２が稼働している稼働時間、及び加熱制御部５３がハロゲンランプ４３を点灯している点灯時間等が一時的に記憶される。

温度判定部５１は、温度センサー４４の検知温度を定着温度Ｔ１、待機温度Ｔ２、及びモーター回転開始温度Ｔ３と比較して、検知温度が定着温度Ｔ１、待機温度Ｔ２、及びモーター回転開始温度Ｔ３よりも高いか又は低いかを判定する。なお、温度判定部５１による具体的な温度判定については後述する。

駆動制御部５２は、定着ローラー４１及び加圧ローラー４２を回転駆動及び停止させる。駆動制御部５２は、温度判定部５１の判定結果がモーター回転開始温度Ｔ３以下になったと判定した場合に、少なくとも定着ローラー４１を１回転させる。駆動制御部５２が、定着ローラー４１及び加圧ローラー４２を回転駆動させる回数及び時間は、予め定めておくことも可能である。なお、駆動制御部５２による具体的な駆動制御については後述する。

加熱制御部５３は、温度判定部５１による温度センサー４４の検知温度が待機温度Ｔ２より高いと判定された場合には、ハロゲンランプ４３を消灯する。加熱制御部５３は、温度判定部５１により温度センサー４４の検知温度が待機温度Ｔ２より高くないと判定された場合には、ハロゲンランプ４３を点灯し、定着ローラー４１が待機温度Ｔ２以下にならないように維持する。なお、加熱制御部５３による具体的な加熱制御については後述する。

第１温度制御部５４は、画像形成時に定着ローラー４１を定着温度Ｔ１に維持するように加熱制御部５３にハロゲンランプ４３の点灯及び消灯を制御させる画像形成モードを実行する。また、第１温度制御部５４は、非画像形成時に定着ローラー４１を待機温度Ｔ２に維持するように加熱制御部５３にハロゲンランプ４３の点灯及び消灯を制御させる省電力モードを実行する。第１温度制御部５４は、前記画像形成モードと前記省電力モードとのいずれかのモードで定着装置４の温度を制御する。

第２温度制御部５５は、第１温度制御部５４が前記画像形成モードから前記省電力モードに移行するときに、温度判定部５１により温度センサー４４の検知温度がモーター回転開始温度Ｔ３以下であると判定された場合に、駆動制御部５２によって駆動モーター４５に定着ローラー４１を少なくとも１回転させる。その間、加熱制御部５３はハロゲンランプ４３を消灯（停止）させた状態を維持させる。また、第２温度制御部５５は、駆動制御部５２によって駆動モーター４５に定着ローラー４１を少なくとも１回転させた後に、温度判定部５１により温度センサー４４の検知温度が待機温度Ｔ２よりも低くないと判定された場合に、駆動制御部５２に駆動モーター４５の回転駆動を停止させる。なお、第２温度制御部５５による具体的な温度制御については後述する。

［温度制御処理］
次に、図４のフローチャートを参照して、制御部５によって実行される温度制御処理の手順とともに、本発明の定着装置の温度制御方法及びプログラムについて説明する。図中のＳ１、Ｓ２、・・・は処理手順（ステップ）の番号を表している。各ステップにおける処理は、制御部５によって、より詳細にはＣＰＵ５ＡがＲＯＭ５Ｂ内のプログラムを実行することによって行われる。ここに、前記温度制御処理を実行するときの制御部５が本発明に係る第２温度制御部の一例である。

以下の説明においては、ステップＳ１の時点で、画像形成装置１が印刷可能な前記画像形成モードから前記省電力モードに移行するものとする。言い換えると、設定された所定の省電力モード移行時間内に、ファクスの送受信やパソコンからの印刷、コピー等が行なわれなかったため、画像形成装置１は、前記画像形成モードから前記省電力モードに移行するものとする。なお、制御部５が前記温度制御処理を実行している最中に画像を形成する指示が入力されると、制御部５は、前記温度制御処理を中断して、画像形成装置１を前記省電力モードから前記画像形成モードに移行させる。

（ステップＳ１）
まず、ステップＳ１では、制御部５は、画像形成装置１に対して所定の前記省電力モード移行時間内に画像形成の指示が無かったため、画像形成装置１を前記画像形成モードから前記省電力モードに移行する。制御部５は、ハロゲンランプ４３を消灯し、駆動モーター４５を停止して定着ローラー４１及び加圧ローラー４２の回転駆動を停止させる。これによって、定着ローラー４１の表面温度は、定着温度Ｔ１から徐々に低くなる。

（ステップＳ２）
ステップＳ２では、制御部５は、温度センサー４４の検知温度である定着ローラー４１の表面温度を取得し、取得した定着ローラー４１の表面温度がモーター回転開始温度Ｔ３以下になったか否かを判定する。ステップＳ２において、制御部５は、モーター回転開始温度Ｔ３以下になるまで待ち続ける（Ｓ２のＮＯ側）。一方、モーター回転開始温度Ｔ３以下になったと判定すると、制御部５は、処理をステップＳ３に移行させる（Ｓ２のＹＥＳ側）。ここで、ステップＳ１及びステップＳ２は、本発明の第１ステップの一例である。

（ステップＳ３）
ステップＳ３では、制御部５は、駆動モーター４５を駆動させて定着ローラー４１及び加圧ローラー４２を回転駆動させる。定着ローラー４１の熱容量が加圧ローラー４２の熱容量よりも小さいため、前記省電力モードに移行後の一定時間において、定着ローラー４１の表面温度は、加圧ローラー４２の表面温度よりも早く低下する。定着ローラー４１の表面温度は、モーター回転開始温度Ｔ３よりも低いが、加圧ローラー４２の表面温度は、モーター回転開始温度Ｔ３よりも高い場合がある。そのため、定着ローラー４１は、少なくとも１回転させられると、定着ニップ部４８で圧接する加圧ローラー４２から定着ローラー４１へ熱が伝搬し、定着ローラー４１の全外周表面の温度が上昇する。なお、ステップＳ３を実行する制御部５は、ハロゲンランプ４３を消灯し続ける。

（ステップＳ４）
ステップＳ４では、制御部５は、駆動モーター４５によって回転駆動させられた定着ローラー４１の回転数が、予め定められた設定回転数Ｈ１になったか否かを判定する。ステップＳ４において、制御部５は、設定回転数Ｈ１になるまで待ち続ける（Ｓ４のＮＯ側）。一方、設定回転数Ｈ１になったと判定すると、制御部５は、処理をステップＳ５に移行させる（Ｓ４のＹＥＳ側）。なお、設定回転数Ｈ１は、加圧ローラー４２から定着ローラー４１に熱を伝えるために必要な回転数であり、定着ローラー４１及び加圧ローラー４２の材質、厚さ、大きさ、回転速度等により予め定められる。設定回転数Ｈ１は、少なくとも定着ローラー４１が１回転するように設定されていれば、後述するステップＳ９で停止するまで回転駆動し続けるものでもよい。ここで、ステップＳ３及びステップＳ４は、本発明の第２ステップの一例である。

（ステップＳ５）
ステップＳ５では、制御部５は、温度センサー４４の検知温度である定着ローラー４１の表面温度を取得し、取得した定着ローラー４１の表面温度が待機温度Ｔ２より低いか否かを判定する。ステップＳ５において、制御部５は、定着ローラー４１の表面温度が待機温度Ｔ２より低くないと判定すると、制御部５は、処理をステップＳ９に移行させる（Ｓ５のＮＯ側）。一方、待機温度Ｔ２より低いと判定すると、制御部５は、処理をステップＳ６に移行させる（Ｓ５のＹＥＳ側）。

（ステップＳ６）
ステップＳ６では、制御部５は、ハロゲンランプ４３を点灯させる。先のステップＳ３において、制御部５は、駆動モーター４５によって定着ローラー４１及び加圧ローラー４２を回転駆動させているため、ハロゲンランプ４３から放射される熱は、定着ローラー４１の表面に均等に伝わり、定着ニップ部４８を介して加圧ローラー４２にも熱が伝わる。

（ステップＳ７）
ステップＳ７では、制御部５は、温度センサー４４の検知温度である定着ローラー４１の表面温度を取得し、取得した定着ローラー４１の表面温度が待機温度Ｔ２より高くなったか否かを判定する。ステップＳ７において、制御部５は、定着ローラー４１の表面温度が待機温度Ｔ２より高くなるまで待ち続ける（Ｓ７のＮＯ側）。一方、待機温度Ｔ２より高くなったと判定すると、制御部５は、処理をステップＳ８に移行させる（Ｓ７のＹＥＳ側）。これによって、制御部５は、定着ローラー４１の表面温度が、待機温度Ｔ２より低くなることを防止して、画像を形成する指示が入力されたことに応じて、直ちに画像形成装置１が前記省電力モードから前記画像形成モードに移行できる状態を維持する。

（ステップＳ８）
ステップＳ８では、制御部５は、ハロゲンランプ４３を消灯させる。制御部５は、定着ローラー４１の表面温度が待機温度Ｔ２より高くなることを防止して、定着ローラー４１の表面温度を維持するために余分な電力が消費されることを防ぐ。ステップＳ８を実行した後に、制御部５は、処理をステップＳ５に移行する。なお、ステップＳ８を経てステップＳ５に移行された場合、定着ローラー４１の表面温度は待機温度Ｔ２より高いため（Ｓ５のＮＯ側）、ステップＳ５において、制御部５は、処理をステップＳ９へ移行する。

（ステップＳ９）
ステップＳ５において、定着ローラー４１の表面温度が待機温度Ｔ２より低くないと判定すると（Ｓ５のＮＯ側）、ステップＳ９において、制御部５は、駆動モーター４５の駆動を停止することで、定着ローラー４１及び加圧ローラー４２の回転駆動を停止させる。この場合、定着ローラー４１の表面温度が待機温度Ｔ２以上であるため、制御部５は、定着ローラー４１及び加圧ローラー４２を回転駆動させる必要がない。制御部５は、画像形成装置１の電力消費を抑えるために、定着ローラー４１及び加圧ローラー４２の回転駆動を停止する。ステップＳ９を実行した制御部５は、処理をステップＳ２に移行する。

制御部５は、画像を形成する指示が入力されるまで、ステップＳ２乃至ステップＳ９の処理を繰り返し実行する。ステップＳ２乃至ステップＳ５及びステップＳ９の処理を実行する制御部５が、本発明の第２温度制御部５５の一例に相当する。これらの処理の場合に、制御部５は、ハロゲンランプ４３を点灯させずに、駆動モーター４５によって、定着ローラー４１及び加圧ローラー４２を回転駆動させて、定着ローラー４１の表面温度が待機温度Ｔ２に低下するまでの時間を長くする。

上述したように、本実施形態では、制御部５による前記温度制御処理の際に、定着ローラー４１の表面温度は、モーター回転開始温度Ｔ３よりも低いが、加圧ローラー４２の表面温度は、モーター回転開始温度Ｔ３よりも高い場合がある。この場合に、制御部５が、駆動モーター４５によって定着ローラー４１を少なくとも１回転させると、加圧ローラー４２から定着ローラー４１へ熱が伝搬し、定着ローラー４１の表面温度が上昇する。これによって、制御部５は、ハロゲンランプ４３を点灯させて電力を消費することなく、定着ローラー４１の表面温度が待機温度Ｔ２に低下するまでの時間を長くすることができる。

同様に、制御部５による前記温度制御処理の際に、定着ローラー４１の表面温度は、待機温度Ｔ２よりも低いが、加圧ローラー４２の表面温度は、待機温度Ｔ２よりも高い場合がある。この場合に、制御部５が、駆動モーター４５によって定着ローラー４１を少なくとも１回転させると、加圧ローラー４２から定着ローラー４１へ熱が伝搬し、定着ローラー４１の表面温度が上昇する。これによって、制御部５は、ハロゲンランプ４３を点灯せて電力を消費することなく、定着ローラー４１の表面温度を待機温度Ｔ２以上に維持することができる。

［温度制御処理の他の例］
上述した実施形態の説明では、温度センサー４４の検知温度が待機温度Ｔ２であることを条件に、制御部５は、駆動モーター４５の回転駆動を停止させる場合について説明したが、この例に限るものではない。例えば、制御部５は、温度センサー４４の検知温度が予め定められたモーター停止温度Ｔ４（本発明の第４温度の一例）になった場合に、制御部５は、駆動モーター４５の回転駆動を停止させることが考えられる。

実施形態と異なり、制御部５が、温度センサー４４の検知温度が予め定められたモーター停止温度Ｔ４以上であるか否かを判定する処理が必要である。その他の部分は実施形態の構成及び処理と共通するため、ここでは、異なる部分だけ説明して、共通する部分の説明は省略する。

実施形態の変形例では、温度判定部５１は、温度センサー４４の検知温度をモーター停止温度Ｔ４と比較して、検知温度がモーター停止温度Ｔ４以上か否かを判定する。なお、モーター停止温度Ｔ４は、定着温度Ｔ１よりも低くモーター回転開始温度Ｔ３以上の温度であり、例えば５５度である。

（ステップＳ１１）
前記温度制御処理のステップＳ５において、待機温度Ｔ２より低くないと判定すると（Ｓ５のＮＯ側）、ステップＳ１１において、制御部５は、温度センサー４４から検知温度である定着ローラー４１の表面温度を取得し、取得した定着ローラー４１の表面温度がモーター停止温度Ｔ４以上か否かを判定する。ステップＳ１１において、制御部５は、モーター停止温度Ｔ４以上でないと判定すると、処理をステップＳ５に移行する（Ｓ１１のＮＯ側）。そのため、制御部５は、定着ローラー４１の表面温度が待機温度Ｔ２以上でありモーター停止温度Ｔ４未満の間、駆動モーター４５によって、定着ローラー４１及び加圧ローラー４２を回転駆動させる。一方、モーター停止温度Ｔ４以上であると判定すると、制御部５は、処理をステップＳ９に移行する（Ｓ１１のＹＥＳ側）。続く、ステップＳ９において、制御部５は、駆動モーター４５の駆動を停止することで、定着ローラー４１及び加圧ローラー４２を停止させる。

このように、モーター停止温度Ｔ４をモーター回転開始温度Ｔ３よりも高い温度にすることによって、駆動モーター４５は、待機温度Ｔ２より高くモーター停止温度Ｔ４未満の間では、駆動し続けることになる。仮に、モーター停止温度Ｔ４を待機温度Ｔ２に近い温度に設定された場合に、定着ローラー４１の表面温度が待機温度Ｔ２付近になると、制御部５は、駆動モーター４５の駆動と停止とを繰り返し実行する可能性がある。一般的に、駆動モーター４５は、一定速度で回転駆動し続けている定常回転時の消費電力よりも駆動開始時の電力消費の方が大きくなる特性がある。そのため、駆動モーター４５の停止時間が短い場合には、駆動モーター４５が回転駆動し続けた方が消費される電力が低い。これによって、制御部５は、少ない電力によって定着ローラー４１の表面温度が待機温度Ｔ２に低下するまでの時間を長くすることができる。

［実施形態の第１変形例］
上述の実施形態では、定着ローラー４１の内部にハロゲンランプ４３が設けられた場合について説明したが、この例に限るものではない。例えば、図６に示されるように、定着装置４のハロゲンランプ４３の代わりに、定着装置４Ｂには、ローラー形状に形成された定着ローラー４１の表面を誘導加熱するＩＨコイル４３Ｂを定着ローラー４１の外側に設けられている。一般的に、ＩＨコイル４３Ｂは、ハロゲンランプ４３よりも定着ローラー４１を加熱する時間が短く、消費電力が小さいため、画像形成装置１の消費電力を少なくすることができる。

［実施形態の第２変形例］
また、上述の実施形態では、定着ローラー４１の内部にハロゲンランプ４３が設けられた場合について説明したが、この例に限るものではない。例えば、図７に示されるように、定着装置４Ｃは、定着装置４の定着ローラー４１及びハロゲンランプ４３の代わりに、加熱ローラー４７、ハロゲンランプ４３Ｃ、定着ベルト４６（本発明の熱伝達体の一例）、及び加圧パッド４１Ｃ（本発明の押圧部の一例）を備える。ハロゲンランプ４３Ｃは、加熱ローラー４７の内部に設けられており、フィラメント等の抵抗発熱体によって加熱ローラー４７を内側から加熱する。加熱ローラー４７は、ハロゲンランプ４３Ｃによって加熱された熱を定着ベルト４６に伝達する。定着ベルト４６は、回動可能に支持された無端状のベルトであり、加熱ローラー４７と加圧パッド４１Ｃにより懸架されている。定着ベルト４６は、加熱ローラー４７を介してハロゲンランプ４３Ｃにより加熱される。加圧パッド４１Ｃは、定着ベルト４６に内接し、定着ベルト４６を加圧ローラー４２に押圧する。なお、加圧ローラー４２は、定着ベルト４６の外周面に対向して配置されている。画像形成装置１がカラーの画像を形成するものであり、各色の定着装置４Ｃが定着ベルト４６によって搬送路上に配置されている場合に適した構成である。なお、第２適用例の加熱部は、ハロゲンランプ４３Ｃの代わりに誘導加熱により定着ベルト４６を直接加熱するものでもよい。また、第２適用例の前記加熱部は、定着ベルト４６を外部から加熱するものでも、内部から加熱するものでもよい。

［実施形態の第３変形例］
また、上述の実施形態では、定着ローラー４１の内部にハロゲンランプ４３が設けられた場合について説明したが、この例に限るものではない。例えば、図８に示されるように、定着装置４Ｄは、定着装置４の定着ローラー４１及びハロゲンランプ４３の代わりに、ＩＨコイル４３Ｄ、定着ベルト４６、及びプーリー４１Ｄ（本発明のプーリーの一例）を備える。ＩＨコイル４３Ｄは、誘導加熱によって定着ベルト４６の表面を加熱する。定着ベルト４６は、回動可能に支持された無端状のベルトであり、ローラー４７Ｄと加圧パッド４１Ｃにより懸架されている。プーリー４１Ｄは、定着ベルト４６に内接し、定着ベルト４６を加圧ローラー４２に押圧しながら回転駆動する。なお、加圧ローラー４２は、定着ベルト４６の外周面に対向して配置されている。画像形成装置１がカラーの画像を形成するものであり、各色の定着装置４Ｄが定着ベルト４６によって搬送路上に配置されている場合に適した構成である。なお、第３適用例の加熱部は、ＩＨコイル４３Ｄの代わりに、ハロゲンランプにより定着ベルト４６を加熱するものでもよい。

なお、前記実施形態の前記温度制御処理及び実施形態の他の一例の前記温度制御処理では、制御部５は、ステップＳ３において駆動モーター４５の駆動を開始させ、ステップＳ９において駆動モーター４５の駆動を停止させる制御をする場合について説明したがこの場合に限るものではない。例えば、制御部５は、ステップＳ４において、定着ローラー４１の回転数が設定回転数Ｈ１になった場合に、駆動モーター４５の駆動を停止させるものでもよい。

１：画像形成装置
４：定着装置
５：制御部
５Ａ：ＣＰＵ
５Ｂ：ＲＯＭ
５Ｃ：ＲＡＭ
４１：定着ローラー
４２：加圧ローラー
４３：ハロゲンランプ
４４：温度センサー
４５：駆動モーター
４８：定着ニップ部
５１：温度判定部
５２：駆動制御部
５３：加熱制御部
５４：第１温度制御部
５５：第２温度制御部

Claims

トナー像が転写されたシートに熱を伝達する回転可能に支持された熱伝達体と、
前記熱伝達体を加熱する加熱部と、
前記熱伝達体よりも熱容量が大きい材質で形成され、前記熱伝達体に圧接して圧接部分を形成するとともに前記圧接部分を通過する前記シートに圧力を加える加圧ローラーと、
前記熱伝達体及び前記加圧ローラーの何れか一方又は双方を回転駆動する駆動部と、
前記熱伝達体の表面温度を検知する温度検知部と、
画像形成時に前記トナー像が前記シートに定着可能な第１温度に前記熱伝達体を維持するように前記加熱部を制御する画像形成モードと非画像形成時に前記第１温度よりも低い第２温度に前記熱伝達体を維持するように前記加熱部を制御する省電力モードとのいずれかのモードで前記熱伝達体の温度を制御する第１温度制御部と、
前記第１温度制御部が前記画像形成モードから前記省電力モードに移行するときに、前記温度検知部の検知した温度が前記第１温度よりも低く前記第２温度以上の予め定められた第３温度以下になった場合に、前記加熱部を停止させた状態で前記駆動部によって前記熱伝達体を少なくとも１回転させる第２温度制御部と、
を備え、
前記第２温度制御部は、前記駆動部によって前記熱伝達体を少なくとも１回転させた後に、前記温度検知部の検知した温度が前記第１温度よりも低く前記第３温度以上の予め定められた第４温度以上か否かを判定し、前記温度検知部の検知した温度が前記第４温度以上の場合に、前記駆動部の回転駆動を停止し、前記温度検知部の検知結果が前記第４温度以上でない場合に、前記駆動部による前記熱伝達体の回転を継続させる画像形成装置。
加熱部によって加熱され、トナー像が転写されたシートに熱を伝達する回転可能に支持された熱伝達体と、
前記熱伝達体よりも熱容量が大きい材質で形成され、前記熱伝達体に圧接して圧接部分を形成するとともに前記圧接部分を通過する前記シートに圧力を加える加圧ローラーと、
を備える定着装置の温度制御方法であって、
前記トナー像が前記シートに定着可能な第１温度に前記熱伝達体の温度を維持する画像形成モードから前記第１温度よりも低い第２温度に前記熱伝達体の温度を維持する省電力モードに移行するときに、前記熱伝達体の表面温度を検知する温度検知部の検知した温度が前記第１温度よりも低く前記第２温度以上の予め定められた第３温度以下になったか否かを判定する第１ステップと、
前記第１ステップによって前記検知した温度が前記第３温度以下になったと判定された場合に、前記加熱部を停止させた状態で前記熱伝達体を少なくとも１回転させる第２ステップと、
を含み、
前記第２ステップでは、前記駆動部によって前記熱伝達体を少なくとも１回転させた後に、前記温度検知部の検知した温度が前記第１温度よりも低く前記第３温度以上の予め定められた第４温度以上か否かが判定され、前記温度検知部の検知した温度が前記第４温度以上の場合に、前記駆動部の回転駆動が停止され、前記温度検知部の検知結果が前記第４温度以上でない場合に、前記駆動部による前記熱伝達体の回転が継続される定着装置の温度制御方法。
加熱部によって加熱され、トナー像が転写されたシートに熱を伝達する回転可能に支持された熱伝達体と、
前記熱伝達体よりも熱容量が大きい材質で形成され、前記熱伝達体に圧接して圧接部分を形成するとともに前記圧接部分を通過する前記シートに圧力を加える加圧ローラーと、
前記熱伝達体及び前記加圧ローラーの何れか一方又は双方を回転駆動する駆動部と、
前記熱伝達体の表面温度を検知する温度検知部と、
を備える画像形成装置を制御するコンピューターに、
前記トナー像が前記シートに定着可能な第１温度に前記熱伝達体の温度を維持する画像形成モードから前記第１温度よりも低い第２温度に前記熱伝達体の温度を維持する省電力モードに移行するときに、前記温度検知部の検知した温度が前記第１温度よりも低く前記第２温度以上の予め定められた第３温度以下になったか否かを判定する第１ステップと、
前記第１ステップによって前記検知した温度が前記第３温度以下になったと判定された場合に、前記加熱部を停止させた状態で前記駆動部によって前記熱伝達体を少なくとも１回転させる第２ステップと、
を実行させるためのプログラムであって、
前記第２ステップでは、前記駆動部によって前記熱伝達体を少なくとも１回転させた後に、前記温度検知部の検知した温度が前記第１温度よりも低く前記第３温度以上の予め定められた第４温度以上か否かが判定され、前記温度検知部の検知した温度が前記第４温度以上の場合に、前記駆動部の回転駆動が停止され、前記温度検知部の検知結果が前記第４温度以上でない場合に、前記駆動部による前記熱伝達体の回転が継続されるプログラム。