JP6753229B2 - 画像形成システムおよび電力量制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成システムおよび電力量制御方法に関する。

近年、２台の画像形成装置を直列に接続して両面印刷等を行う直列タンデム型の画像形成システムが実用化されている（例えば、特許文献１参照）。例えば、前段の画像形成装置（前段機）で用紙の第１面（例えば、表面）にトナー像を形成し、後段の画像形成装置（後段機）により用紙の第２面（例えば、裏面）にトナー像を形成する。これにより、１台の画像形成装置で両面印刷を行う場合と比較して、生産性の向上を図ることができる。こうした直列タンデム方式の画像形成システムは、一般に、高生産性を追及するプロダクションプリント（Production Print）機に適用される。

このような画像形成システムでは、前段機および後段機のそれぞれに定着部が設けられている。図１Ａおよび図１Ｂは、前段機および後段機のそれぞれの定着部における温度の時間変化を示す図である。

図１Ａに示すように、それぞれの定着部では、画像形成開始時（時刻ｔ０）から所定枚数（例えば、１０〜２０枚）が印刷されるまでの間である初期段階において、定着部における定着ローラーや加圧ローラー等の部材が十分に加熱されていないため、当該部材を加熱するために多くの加熱量が必用となる。そのため、各定着部では、初期段階において大量の電力量が消費される。

また、定着部を加熱するための加熱源は、定着ローラーの内部にあるため、初期段階では、最初に用紙が各定着ニップに到達するタイミング（時刻ｔ１，ｔ２）において、当該用紙に熱を奪われると、定着ローラーの表層への熱伝達が遅れて、温度が下がりやすくなっている。各定着部では、初期段階において、温度が最も下がったときにおいても、定着不良を起こさない程度の定着温度Ｔ（例えば、１８０〜１９０℃）に温度を維持する必要がある。そのため、各定着部では、初期段階における加熱量を増やすために大量の電力量が消費される。

特開２０１０−１８１７２４号公報

しかしながら、画像形成における高速化が進むと、初期段階において定着ニップを通過する用紙の枚数が多くなる。そのため、図１Ｂに示すように、用紙が、各定着部の定着ニップに到達するタイミングにおいて（時刻ｔ１，ｔ２）、用紙の枚数が多くなる分、熱が奪われる量も多くなるので、初期段階における温度の低下量が大きくなる。その結果、定着部の温度が定着温度Ｔよりも小さくなりやすくなり、ひいては定着不良が発生するおそれがあった。

また、この場合において、定着温度Ｔに達するように加熱量を増やすと、電力量がさらに大量に必要となってしまい、画像形成システムで使用可能な電力量を超えてしまうおそれがあった。

本発明の目的は、画像形成システムで使用可能な電力量を超えることなく、定着部における温度低下に起因した定着不良が発生することを抑制することが可能な画像形成システムおよび電力量制御方法を提供することである。

本発明に係る画像形成システムは、
用紙に形成された第１トナー像を定着する第１定着部と、
前記第１定着部において前記用紙に前記第１トナー像が定着された後、前記用紙に形成された第２トナー像を定着する第２定着部と、
を備える画像形成システムにおいて、
前記画像形成システムで使用される電力量が当該画像形成システムで使用可能な電力量を超えない範囲内で、画像形成処理の進行に応じて、前記第１定着部で使用可能な第１電力量と、前記第２定着部で使用可能な第２電力量との相対関係を変更する制御部を備える。

本発明に係る電力量制御方法は、
用紙に形成された第１トナー像を定着する第１定着部と、前記第１定着部において前記用紙に前記第１トナー像が定着された後、前記用紙に形成された第２トナー像を定着する第２定着部と、を備える画像形成システムの電力量制御方法であって、
前記画像形成システムで使用される電力量が当該画像形成システムで使用可能な電力量を超えない範囲内で、画像形成処理の進行に応じて、前記第１定着部で使用可能な第１電力量と、前記第２定着部で使用可能な第２電力量との相対関係を変更する。

本発明によれば、画像形成システムで使用可能な電力量を超えることなく、定着部における温度低下に起因した定着不良が発生することを抑制することができる。

前段機および後段機のそれぞれの定着部における温度の時間変化を示す図である。 本実施の形態における画像形成システムの全体構成を示す図である。 本実施の形態における画像形成システムの制御ブロック図である。 定着温度および電力量の時間変化を示す図である。 画像形成システムにおける電力量制御の動作例の一例を示すフローチャートである。

以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図２に示す画像形成システム１０では、第１画像形成装置１００、中間搬送装置３００、第２画像形成装置２００、排紙搬送装置４００が順に接続されて構成される。

なお、第１画像形成装置１００の上流に給紙トレイユニット（図示せず）を備え、第２画像形成装置２００の下流に後処理装置（図示せず）を備えてもよい。中間搬送装置３００は、反転部３１０及び第１冷却部３２０を備える。図中矢印は、用紙Ｓの搬送経路を示している。図２に示す画像形成システム１０のように２台以上の画像形成装置が直列に接続して構成されるシステムは、一般に、直列タンデム方式の画像形成システムと呼ばれる。

画像形成システム１０は、両面印刷を行う場合、給紙トレイユニットから用紙Ｓを給紙し、第１画像形成装置１００（前段機）により用紙Ｓの第１面（表面）に第１トナー像を形成する。その後、画像形成システム１０は、中間搬送装置３００の反転部３１０により用紙Ｓを反転させて、用紙Ｓを第２画像形成装置２００（後段機）に搬送する。そして、画像形成システム１０は、第２画像形成装置２００により用紙Ｓの第２面（裏面）に第２トナー像を形成する。画像形成システム１０は、用紙Ｓの第２面に第２トナー像を形成した後、排紙搬送装置４００により用紙Ｓを排紙する。

次に、画像形成システム１０の機能構成について説明する。図３に示すように、画像形成システム１０は、第１画像形成装置１００と、第２画像形成装置２００と、中間搬送装置３００と、排紙搬送装置４００を備える。

第１画像形成装置１００は、制御部１０１、原稿読み取り部１１０、操作表示部１２０、画像処理部１３０、第１画像形成部１４０、搬送部１５０、第１定着部１６０、通信部１７１、記憶部１７２および第１温度検出部１８０等を備える。

制御部１０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０３、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０４等を備えている。ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０３から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０４に展開し、展開したプログラムと協働して第１画像形成装置１００の各ブロックの動作を集中制御する。このとき、記憶部１７２に格納されている各種データが参照される。記憶部１７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。

制御部１０１は、通信部１７１を介して、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で、各種データの送受信を行う。制御部１０１は、例えば、外部の装置から送信された画像データを受信し、この画像データ（入力画像データ）に基づいて用紙Ｓに画像を形成させる。通信部１７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。

制御部１０１は、通信部１７１を介して、第２画像形成装置２００との間で各種データの送受信を行う。また、制御部１０１は、通信部１７１を介して、第２画像形成装置２００の制御部２０１と連携し、第２画像形成装置２００による画像形成動作、及び、中間搬送装置３００の第１冷却部３２０による冷却動作についても制御する。

原稿読み取り部１１０は、コンタクトガラス上に搬送された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）センサーの受光面上に結像させ、原稿を読み取る。なお、コンタクトガラス上への原稿の搬送は、自動原稿給紙装置（ＡＤＦ）により行われるが、手作業で原稿をコンタクトガラス上に載置する場合もある。

操作表示部１２０は、タッチパネル式の画面を有する。ユーザーは、各種の指示および設定のための入力操作を、タッチパネル式の画面を介して行うことができる。

画像処理部１３０は、アナログディジタル（Ａ／Ｄ）変換処理を行う回路およびディジタル画像処理を行う回路を含む。画像処理部１３０は、原稿読み取り部１１０のＣＣＤセンサーにより取得されたアナログ画像信号から、Ａ／Ｄ変換処理によりディジタル画像データを生成して第１画像形成部１４０に出力する。

第１画像形成部１４０は、用紙Ｓの第１面に第１トナー像を形成する。具体的には、第１画像形成部１４０は、画像処理部１３０により生成されたディジタル画像データに基づいてレーザー光を発光し、当該発光したレーザー光を感光体ドラム１４１（像坦持体）に照射することにより、感光体ドラム１４１上に静電潜像を形成する（露光工程）。

第１画像形成部１４０は、上記の露光工程に加え、露光工程前に行われる帯電工程、露光工程後に行われる現像工程、現像工程後の転写工程および転写工程後のクリーニング工程をそれぞれ実行するための構成を備えている。

帯電工程では、第１画像形成部１４０は、帯電装置からのコロナ放電により、感光体ドラム１４１の表面を一様に帯電させる。現像工程では、第１画像形成部１４０は、現像装置内の現像剤に含まれるトナーを感光体ドラム１４１上の静電潜像に付着させることにより、感光体ドラム１４１上にトナー像を形成する。

転写工程では、第１画像形成部１４０は、感光体ドラム１４１上のトナー像を、複数の搬送ローラー対を有する搬送部１５０により搬送された用紙Ｓに転写する。クリーニング工程では、第１画像形成部１４０は、転写工程後の感光体ドラム１４１に残留しているトナーを除去する。

第１定着部１６０は、用紙の定着面、つまり、トナー像が形成されている面側に配置される定着ローラー１６１、定着面の反対の面側に配置される加圧ローラー１６２、第１加熱源１６３、第２加熱源１６４、第３加熱源１６５及び第４加熱源１６６等を備える。

第１加熱源１６３、第２加熱源１６４、第３加熱源１６５及び第４加熱源１６６は、制御部１０１の制御の下、加熱量が制御される。これにより、第１定着部１６０の温度が制御される。

第１加熱源１６３、第２加熱源１６４および第３加熱源１６５は、定着ローラー１６１の内部に配置された内部加熱源であり、第１定着部１６０の内側から第１定着部１６０を加熱する。

第４加熱源１６６は、加圧ローラー１６２に対向する位置に配置された外部加熱源であり、第１定着部１６０の外側から第１定着部１６０を加熱する。第４加熱源１６６は、加圧ローラー１６２に対向しているため、加圧ローラー１６２の温度制御を容易にすることができる。

また、第１加熱源１６３の電力量は１１００Ｗであり、第２加熱源１６４の電力量は１１００Ｗであり、第３加熱源１６５の電力量は３００Ｗであり、第４加熱源１６６の電力量は３００Ｗである。

第１定着部１６０は、定着ニップに導入された用紙Ｓ上のトナー像に熱および圧力を加えること（加熱定着）により、トナー像を用紙Ｓに定着させる（定着工程）。この結果、用紙Ｓの第１面に定着トナー像が形成される。

第１温度検出部１８０は、例えばサーミスターや熱電対であり、第１定着部１６０の温度を検出する。制御部１０１は、第１温度検出部１８０により検出された検出結果に基づいて、第１定着部１６０の温度を制御する。

第２画像形成装置２００は、制御部２０１、第２画像形成部２１０、搬送部２２０、第２定着部２３０、通信部２４１、記憶部２４２及び第２温度検出部２５０等を備えている。

なお、第２画像形成装置２００における制御部２０１、第２画像形成部２１０、搬送部２２０、第２定着部２３０、通信部２４１および記憶部２４２の各部の処理については、第１画像形成装置１００において説明した制御部１０１、第１画像形成部１４０、搬送部１５０、第１定着部１６０、通信部１７１および記憶部１７２の処理と同様であるため、ここでの説明は省略する。制御部１０１，２０１は、本発明の「制御部」に対応する。

また、第２定着部２３０は、定着ローラー２３１、加圧ローラー２３２、第１加熱源２３３、第２加熱源２３４、第３加熱源２３５及び第４加熱源２３６等を備える。なお、定着ローラー２３１、加圧ローラー２３２、第１加熱源２３３、第２加熱源２３４、第３加熱源２３５及び第４加熱源２３６は、第１定着部１６０における定着ローラー１６１、加圧ローラー１６２、第１加熱源１６３、第２加熱源１６４、第３加熱源１６５及び第４加熱源１６６と同様の構成である。

また、第１加熱源２３３の電力量は１１００Ｗであり、第２加熱源２３４の電力量は１１００Ｗであり、第３加熱源２３５の電力量は３００Ｗであり、第４加熱源２３６の電力量は３００Ｗである。

第２温度検出部２５０は、第１温度検出部１８０と同様の構成であり、第２定着部２３０の温度を検出する。

中間搬送装置３００は、第１画像形成装置１００から搬送される用紙Ｓを第２画像形成装置２００に搬送する部分であり、第１冷却部３２０等を備えている。第１冷却部３２０は、例えば、ファンであり、制御部１０１の制御に従って、第１画像形成装置１００から搬送される用紙Ｓを冷却する。第２画像形成装置２００では、第１画像形成装置１００で画像形成された用紙Ｓにより、第２画像形成部２１０が昇温しやすいので、第１冷却部３２０により用紙Ｓを冷却することで、第２画像形成部２１０が昇温しすぎるのを抑制する。

排紙搬送装置４００は、第２画像形成装置２００から搬送される用紙Ｓを排紙する部分であり、第２冷却部４１０を備えている。第２冷却部４１０は、例えば、ファンであり、制御部１０１の制御に従って、第２画像形成装置２００から搬送される用紙Ｓを冷却する。画像形成システム１０では、両面印刷されるため、排紙後用紙Ｓが排紙部に積載されると、画像形成された面同士が対面する。そのため、用紙Ｓの温度が高いと、排紙部に積載された際に対面した面のトナーが溶けて互いに貼り付くタッキングが発生しやすくなるが、第２冷却部４１０により用紙Ｓを冷却することにより、当該タッキングの発生を抑制できる。

また、第１冷却部３２０および第２冷却部４１０の電力量は、それぞれ１５０Ｗである。つまり、第１冷却部３２０および第２冷却部４１０の総消費電力量である第３電力量は、第１冷却部３２０および第２冷却部４１０をＯＮにしたとき、３００Ｗとなる。

次に、本実施の形態における第１定着部１６０および第２定着部２３０の電力量制御について説明する。図４は、定着温度および電力量の時間変化を示す図である。なお、図４における上側の図は、定着温度の時間変化を示しており、図４における下側の図は、電力量の時間変化を示している。

ところで、第１定着部１６０および第２定着部２３０では、画像形成開始時から所定枚数（例えば、１０〜２０枚）が印刷されるまでの間である初期段階において、第１定着部１６０および第２定着部２３０における定着ローラーや加圧ローラー等の部材が十分に加熱されていないため、当該部材を加熱するために多くの加熱量が必用となる。そのため、第１定着部１６０および第２定着部２３０では、初期段階において大量の電力量が消費される。

また、第１定着部１６０および第２定着部２３０を加熱するための加熱源は、定着ローラーの内部にあるため、初期段階では、最初に用紙が各定着ニップに到達するタイミングにおいて、当該用紙に熱を奪われると、定着ローラーの表層への熱伝達が遅れて、温度が下がりやすくなっている。第１定着部１６０および第２定着部２３０では、初期段階において、温度が最も下がったときにおいても、定着不良を起こさない程度の定着温度（例えば、１８０〜１９０℃）に温度を維持する必要がある。そのため、第１定着部１６０および第２定着部２３０では、初期段階における加熱量を増やすために大量の電力量が消費される。

従来例（図１Ａおよび図１Ｂ）の初期段階における第１電力量（前段機の定着部の電力量）および第２電力量（後段機の定着部の電力量）は、ともに２５００Ｗである。具体的には、例えば、第１定着部１６０における第１加熱源１６３、第２加熱源１６４および第４加熱源１６６がＯＮとされ、第３加熱源１６５がＯＦＦとされる。第２定着部２３０も同様である。これにより、第１定着部１６０および第２定着部２３０における温度が最も下がったときにおいても、定着温度Ｔが確保される。

第１定着部１６０および第２定着部２３０においては、定着ローラー等の部材が十分に加熱されると、温度が安定して下がりにくくなるので、第１電力量および第２電力量を小さくしてもよくなる。そのため、初期段階における電力量が画像形成システム１０で支四用可能な最大の電力量となる。

しかしながら、画像形成における高速化が進むと、初期段階において定着ニップを通過する用紙の枚数が多くなる。そのため、用紙が定着ニップを通過し始める辺りにおいて（時刻ｔ１，ｔ２）、用紙の枚数が多くなる分、熱が奪われる量も多くなるので、初期段階における温度の低下量が大きくなる。その結果、第１定着部１６０および第２定着部２３０の温度が定着温度Ｔよりも小さくなってしまい、ひいては定着不良が発生するおそれがあった。

そこで、本実施の形態では、制御部１０１，２０１が、画像形成システム１０で使用される電力量が当該画像形成システム１０で使用可能な電力量を超えない範囲内で、画像形成処理の進行に応じて、第１定着部１６０で使用可能な第１電力量と、第２定着部２３０で使用可能な第２電力量との相対関係を変更する。

具体的に、制御部１０１，２０１は、印刷開始前の準備状態から印刷開始状態に切り替わるタイミング（時刻ｔ０）において、第１定着部１６０における第１電力量が第２定着部２３０における第２電力量よりも高い第１状態とする制御を行う。

第１状態においては、第１電力量が２８００Ｗであり、第２電力量が２５００Ｗである。具体的には、第１定着部１６０では、全ての加熱源がＯＮとされ、第２定着部２３０は従来例と同様の加熱源の制御となる。このように第１電力量を高くすることにより、画像形成システム１０の高速化に伴う温度低下量の増加を抑制することができる。つまり、第１定着部１６０において用紙Ｓが通過し始めて（時刻ｔ１）、多くの用紙Ｓが定着ニップを通過しても、第１定着部１６０の温度が、定着不良が起きない程度の第１定着温度Ｔ１（例えば１８０〜１９０℃）以下になることを抑制することができる。

第１状態の場合、第２定着部２３０における第２電力量が第１電力量に対して低くなるが、第２定着部２３０は、第１定着部１６０の下流側に位置するため、第２定着部２３０の定着ニップに用紙Ｓが到達するタイミングが、第１定着部１６０の定着ニップに用紙Ｓが到達するタイミングよりも遅れる。そのため、第２定着部２３０では、第１定着部１６０と同じタイミングで高い電力量を付与する必要がないので、従来例と同様の電力量としている。

また、本実施の形態では、第１冷却部３２０および第２冷却部４１０を準備状態、第１状態および後述する第２状態において、冷却動作を終了するＯＦＦにする。第１冷却部３２０をＯＦＦとすることで、第１定着部１６０で加熱された用紙Ｓの温度により、第２画像形成装置２００の第２画像形成部２１０が昇温しやすくなるが、画像形成における初期段階であるので、第２定着部２３０の周辺が加熱しきっていない。その結果、初期段階であれば、用紙Ｓの温度により第２画像形成部２１０が昇温し過ぎないので、第２画像形成部２１０が昇温し過ぎることに起因した画像不良が発生しにくい。

また、用紙Ｓが冷却されていないため、第２定着部２３０における定着において当該用紙Ｓに残存した熱量も用いられるため、第２定着部２３０の温度が多少小さくても定着不良が起こらない。つまり、第１冷却部３２０をＯＦＦにすることで、第２定着部２３０では、定着不良が起きない程度の第２定着温度Ｔ２（例えば、１７０〜１８０℃）を、第１定着温度Ｔ１よりも小さくすることができる。

また、制御部１０１，２０１は、第１状態としてから第１所定時間経過したタイミング（時刻ｔ０〜ｔ３）で、第２定着部２３０における第２電力量が第１定着部１６０における第１電力量よりも高い第２状態とする制御を行う。

第１状態としてから第２状態に切り替えられるタイミングは、制御部１０１，２０１により、例えば、第２定着部２３０の温度に応じて、決定される。この場合の第２定着部２３０の温度は、第２定着温度Ｔ２よりも例えば３〜４℃高い第１所定温度である。これにより、第２定着部２３０の温度が第２定着温度Ｔ２以下になる前に確実に第１状態から第２状態に切り替えることができる。

第２定着部２３０では、第１冷却部３２０をＯＦＦにすることで、第２定着温度Ｔ２が第１定着温度Ｔ１より小さくなることにより、画像形成システム１０の高速化に起因した温度低下量の増加による影響が多少遅れる。しかし、第１状態における第２電力量が従来例と同じ電力量であるため、時間が経過するにつれ第２定着部２３０の温度が第２定着温度Ｔ２を下回るものと考えられる。そのため、第２状態で、第２定着部２３０における第２電力量を高くすることで、画像形成システム１０の高速化に起因した温度低下量の増加を抑制し、定着不良の発生を抑制することができる。

また、第１状態では、第１電力量が２８００Ｗであり、第２電力量が２５００Ｗであり、第２状態では、第１電力量が２５００Ｗであり、第２電力量が２８００Ｗであることから、第１状態および第２状態における第１定着部１６０および第２定着部２３０の総消費電力量はともに５３００Ｗである。また、第１状態および第２状態では、第１冷却部３２０および第２冷却部４１０をともにＯＦＦしていることから、第１冷却部３２０および第２冷却部４１０をＯＮにしたときの第３電力量である３００Ｗがかからないこととなる。

従来例においては、第１電力量および第２電力量がともに２５００Ｗであることから、本実施の形態では、第１状態および第２状態において、第３電力量の分だけ、従来例における第１電力量および第２電力量の値の何れか一方に第３電力量の分の電力量を加えるだけとなる。つまり、第３電力量を有効に活用して第１定着部１６０および第２定着部２３０の電力量を変えるので、本実施の形態では、第１状態および第２状態において、画像形成システム１０で使用可能な電力量以下となる。これにより、画像形成システム１０で使用可能な電力量を超えることなく、第１定着部１６０および第２定着部２３０の温度低下に起因した定着不良を抑制することができる。

また、従来例においては、第１冷却部３２０および第２冷却部４１０を初期段階からＯＮにするので、第１冷却部３２０および第２冷却部４１０を合わせて３００Ｗの電力量がかかる。その結果、従来例では、その結果、第１定着部１６０、第２定着部２３０、第１冷却部３２０および第２冷却部４１０全体において使用可能な最大の電力量は、合計で５３００Ｗとなる。そのため、本実施の形態では、従来例と同じ電力量でも、画像形成システム１０の高速化に起因した温度低下量の増加を抑制することができる。

また、制御部１０１，２０１は、第２状態としてから第２所定時間経過したタイミング（時刻ｔ４）で、第１冷却部３２０および第２冷却部４１０をＯＮにし、かつ、第１冷却部３２０および第２冷却部４１０における第３電力量の分だけ第２電力量を小さくする第３状態とする制御を行う。なお、この場合、第１電力量を第３電力量の分だけ小さくしても良いし、第１電力量および第２電力量の両方を小さくしても良い。

第２状態としてから第３状態に切り替えられるタイミングは、制御部１０１，２０１により、第２定着部２３０の温度により決定される。この場合の第２定着部２３０の温度は、第１定着温度Ｔ１よりも例えば３〜４℃高い第２所定温度である。これにより、第２定着部２３０の温度が最も下がりきった位置から上昇していることを判断することができるので、第２定着部２３０が十分に加熱されていることを推測することができる。

なお、第３状態においては、第１冷却部３２０がＯＮとなり、用紙Ｓの温度が下げられるため、第２定着部２３０の温度は第１定着温度Ｔ１が定着不良の発生の基準となる。

また、第３状態においては、第１電力量および第２電力量が従来例と同様に２５００Ｗであり、第３電力量が、第１冷却部３２０の１５０Ｗと、第２冷却部４１０の１５０Ｗとの和である３００Ｗである。そのため、第３状態に切り替わったときおける総消費電力量は５３００Ｗであるので、第１状態および第２状態のときの総消費電力量と変わらない。つまり、第３状態のときも、第１状態および第２状態と同様に画像形成システム１０全体の総消費電力量以下となる。

また、第３状態における時刻ｔ５において、第１電力量を第２状態時よりも小さくする制御を行う。第３状態における時刻ｔ６において、第２電力量を時刻ｔ６以前の電力量よりも小さくする制御を行う。

第３状態になると、ある程度印刷枚数が多くなって第１定着部１６０の部材が十分に加熱された状態となるので、用紙Ｓが定着ニップを通過しても当該用紙Ｓに熱を奪われることにより、第１定着部１６０および第２定着部２３０の温度が第１定着温度Ｔ１よりも下がらなくなるためである。また、第１状態および第２状態の何れかにおいて、第１電力量または第２電力量を２５００Ｗから２８００Ｗに上昇させる期間があるため、常時２５００Ｗとする構成と比較して、時刻ｔ５，ｔ６のタイミングを早くすることができる。これにより、印刷枚数全体における全消費電力量を下げることができる。

また、制御部１０１，２０１は、第２定着部２３０の温度に応じて、用紙Ｓの搬送速度を変更しても良い。具体的には、制御部１０１，２０１は、第２定着部２３０の温度が小さいほど、用紙Ｓの搬送速度を遅くする。このようにすることで、第１定着部１６０および第２定着部２３０の温度が上昇する時間を稼ぐことができる。

次に、画像形成システム１０における電力量制御の動作例について説明する。図５は、画像形成システム１０における電力量制御の動作例の一例を示すフローチャートである。図５における処理は、例えば、印刷ジョブの実行指示を受け付けたときに実行される。

図５に示すように、制御部１０１，２０１は、印刷開始時において第１状態となるように各加熱源を制御する（ステップＳ１０１）。具体的には、制御部１０１は、第１加熱源１６３、第２加熱源１６４、第３加熱源１６５および第４加熱源１６６を全てＯＮとして、第１定着部１６０における第１電力量を２８００Ｗとする。制御部２０１は、第１加熱源２３３、第２加熱源２３４および第３加熱源２３５をＯＮとし、第４加熱源２３６をＯＦＦとして、第２定着部２３０における第２電力量を２５００Ｗとする。また、制御部１０１，２０１は、第１冷却部３２０および第２冷却部４１０をＯＦＦとしている。

次に、第２定着部２３０の温度が第１所定温度以下であるか否かについて判定する（ステップＳ１０２）。判定の結果、第２定着部２３０の温度が第１所定温度より大きい場合（ステップＳ１０２、ＮＯ）、制御部１０１，２０１は、ステップＳ１０２の処理を繰り返す。

一方、第２定着部２３０の温度が第１所定温度以下である場合（ステップＳ１０２、ＹＥＳ）、制御部１０１、２０１は、第２状態となるように各加熱源を制御する（ステップＳ１０３）。具体的には、制御部１０１は、第１加熱源１６３、第２加熱源１６４および第３加熱源１６５をＯＮとし、第４加熱源１６６をＯＦＦとして、第１定着部１６０における第１電力量を２５００Ｗとする。制御部２０１は、第１加熱源２３３、第２加熱源２３４、第３加熱源２３５および第４加熱源２３６を全てＯＮとして、第２定着部２３０における第２電力量を２８００Ｗとする。また、制御部１０１，２０１は、第１冷却部３２０および第２冷却部４１０をＯＦＦとしている。

次に、第２定着部２３０の温度が第２所定温度以上であるか否かについて判定する（ステップＳ１０４）。判定の結果、第２定着部２３０の温度が第２所定温度より小さい場合（ステップＳ１０４、ＮＯ）、制御部１０１，２０１は、ステップＳ１０４の処理を繰り返す。

一方、第２定着部２３０の温度が第２所定温度以上である場合（ステップＳ１０４、ＹＥＳ）、制御部１０１，２０１は、第３状態となるように各加熱源、第１冷却部３２０および第２冷却部４１０を制御する（ステップＳ１０５）。具体的には、制御部１０１は、第１加熱源１６３、第２加熱源１６４および第３加熱源１６５をＯＮとし、第４加熱源１６６をＯＦＦとして、第１定着部１６０における第１電力量を２５００Ｗとする。制御部２０１は、第１加熱源２３３、第２加熱源２３４および第３加熱源２３５をＯＮとし、第４加熱源２３６をＯＦＦとして、第２定着部２３０における第２電力量を２５００Ｗとする。制御部１０１，２０１は、第１冷却部３２０および第２冷却部４１０をＯＮとし、第３電力量を３００Ｗとする。

ステップＳ１０５の後、第１定着部１６０および第２定着部２３０の電力量が下げられて、印刷ジョブにおける印刷枚数が終了次第、本制御は終了する。

以上のように構成された本実施の形態によれば、画像形成システム１０で使用可能な電力量を超えることなく、第１定着部１６０および第２定着部２３０における温度低下に起因した定着不良が発生することを抑制することができる。

なお、上記実施の形態では、第１状態としてから第２状態に切り替えられるタイミングは、第２定着部２３０の温度に応じて決定されるが、本発明はこれに限定されない。第１状態としてから第２状態に切り替えられるタイミングは、例えば印刷開始（時刻ｔ０）からの印刷枚数（例えば、２０枚）に応じて決定されても良い。これにより、ある程度用紙Ｓが印刷されることにより、第１定着部１６０および第２定着部２３０が十分に加熱されていると推測することができる。

また、第１状態としてから第２状態に切り替えられるタイミングは、第１定着部１６０の温度に応じて決定されても良い。この場合の第１定着部１６０の温度は、第１定着温度Ｔ１よりも例えば３〜４℃高い温度である。これにより、第１定着部１６０の温度が最も下がりきった位置から上昇していることを判断することができるので、第１定着部１６０が十分に加熱されていることを推測することができる。

また、第１状態としてから第２状態に切り替えられるタイミングは、第２定着部２３０の温度、印刷開始からの印刷枚数および第１定着部１６０のうち少なくとも２以上の組み合わせに応じて決定されても良い。

また、上記実施の形態では、第２状態としてから第３状態に切り替えられるタイミングは、第２定着部２３０の温度に応じて決定されるが、本発明はこれに限定されない。第２状態としてから第３状態に切り替えられるタイミングは、例えば印刷開始（時刻ｔ０）からの印刷枚数（例えば、２０枚）に応じて決定されても良い。これにより、ある程度用紙Ｓが印刷されることにより、第１定着部１６０および第２定着部２３０が十分に加熱されていると推測することができる。

また、第２状態としてから第３状態に切り替えられるタイミングは、中間搬送装置３００内の搬送経路、つまり、第１定着部１６０を通過した用紙Ｓを第２定着部２３０に向けて搬送する搬送経路における用紙Ｓの温度に応じて決定されても良い。この場合の用紙Ｓの温度は、例えば７０℃〜８０℃である。搬送経路中の温度が上昇すると、搬送される用紙Ｓの温度が下がりにくくなり、第２画像形成部２１０の温度が上昇し過ぎることに起因した画像不良等を起こしやすくなる。そのため、第１冷却部３２０を駆動させる必要性が高まるためである。また、この場合、搬送経路の適宜な位置に用紙Ｓの温度を検出可能な経路温度検出部を設ける必要がある。

また、第２状態としてから第３状態に切り替えられるタイミングは、第２画像形成部２１０の温度に応じて決定されても良い。この場合の第２画像形成部２１０の温度は、例えば５０℃である。第２画像形成部２１０が温度上昇し過ぎることに起因した画像不良を起こしやすい。そのため、第１冷却部３２０を駆動させる必要性が高まるためである。また、この場合、第２画像形成部２１０の適宜な位置に、第２画像形成部２１０の温度を検出可能な画像形成部温度検出部を設ける必要がある。

また、第２状態としてから第３状態に切り替えられるタイミングは、第２定着部２３０の温度、印刷開始からの印刷枚数、搬送経路における用紙Ｓの温度、第２画像形成部２１０の温度のうち少なくとも２以上の組み合わせに応じて決定されても良い。

また、第１状態としてから第２状態に切り替えられるタイミング、および、第２状態としてから第３状態に切り替えられるタイミングを、用紙Ｓの種類に応じて変更しても良い。例えば、用紙Ｓの坪量が大きいほど、または、用紙Ｓの表面粗さが粗いほど、第１状態としてから第２状態に切り替えられるタイミング、および、第２状態としてから第３状態に切り替えられるタイミングを長くするように変更する。用紙Ｓの坪量が大きくなる、または、用紙Ｓの表面粗さが粗くなると、熱量が必要となることから、第１電力量または第２電力量の何れか一方の電力量を高くしておく必要があるからである。

また、第１状態としてから第２状態に切り替えられるタイミング、および、第２状態としてから第３状態に切り替えられるタイミングは、画像形成条件に応じて変更しても良い。例えば、用紙Ｓに形成されるトナー像のカバレッジが多くなるほど、第１状態としてから第２状態に切り替えられるタイミング、および、第２状態としてから第３状態に切り替えられるタイミングを長くするように変更する。トナー像のカバレッジが多くなると、熱量が必用となることから、第１電力量または第２電力量の何れか一方の電力量を高くしておく必要があるからである。

また、第１状態としてから第２状態に切り替えられるタイミング、および、第２状態としてから第３状態に切り替えられるタイミングは、画像形成システム１０の周囲の環境条件に応じて、変更しても良い。例えば、画像形成システム１０の周囲の温度が低くなるほど、第１状態としてから第２状態に切り替えられるタイミング、および、第２状態としてから第３状態に切り替えられるタイミングを長くするように変更する。画像形成システム１０の周囲の温度が低くなると、定着性が悪くなるので、第１電力量または第２電力量の何れか一方の電力量を高くしておく必要があるからである。

また、上記実施の形態では、第２定着部２３０の温度に応じて、用紙Ｓの搬送速度を変更していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、印刷開始からの印刷枚数に応じて、用紙Ｓの搬送速度を変更しても良いし、第１定着部１６０の温度に応じて、用紙Ｓの搬送速度を変更しても良い。また、搬送経路における用紙Ｓの温度に応じて、用紙Ｓの搬送速度を変更しても良いし、第２画像形成部２１０の温度に応じて、用紙Ｓの搬送速度を変更しても良い。

また、上記実施の形態では、複数の加熱源を制御することで、第１定着部１６０および第２定着部２３０の電力量を調節していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御部１０１，２０１が、所定のデューティー比の半波単位のオン／オフパターンに基づいて加熱源を制御しても良い。加熱源の出力を制御するための半波単位の波形は、例えば、特開２０１５−９９３３４号公報に開示されたような半波単位の波形を用いると良い。これによれば、加熱源における加熱量を正確に制御することができる。

また、上記実施の形態では、中間搬送装置３００が用紙Ｓを反転させる構成となっていたが、本発明はこれに限定されず、中間搬送装置３００が用紙Ｓを反転させない構成であっても良い。すなわち、第１画像形成装置１００および第２画像形成装置２００において、用紙Ｓの第１面に２度トナー像を形成するようにしても良い。言い換えると、第１定着部１６０により用紙Ｓの第１面に形成された第１トナー像を定着した後、第２定着部２３０により用紙Ｓの第１面に形成された第２トナー像を定着するようにしても良い。

また、上記実施の形態では、第１定着部１６０および第２定着部２３０は、定着ローラーおよび加圧ローラーより構成されていたが、本発明はこれに限定されず、例えば定着ベルトを有する構成であっても良いし、加熱源がＩＨ（Induction Heating）方式によるものであっても良い。ただし、定着ローラーの内部に加熱源を有する構成だと、温度検出部と加熱源との距離が離れているため、初期段階における電力量がより必用になる。また、定着ローラーの表面にシリコンゴム等の弾性層を有する構成だと、熱伝導が悪くなり、初期段階における電力量がより必用になる。そのため、本発明に係る制御は、定着ローラーを有する第１定着部１６０および第２定着部２３０を備えた構成において、特に有用である。

また、上記実施の形態では、第３電力量の分を第１電力量または第２電力量に加えることで、画像形成システム１０で使用可能な電力量以下である電力量としていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１状態のとき、第１電力量を増やす分だけ第２電力量を減らしても良い。また、第２状態のとき、第２電力量を増やす分だけ第１電力量を減らしても良い。

また、上記実施の形態では、印刷開始前の準備状態から印刷開始状態に切り替わるタイミングで、第１定着部１６０および第２定着部２３０の電力量を制御していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、印刷開始前の準備状態以外の状態から第１状態とした後、第１状態としてから第１所定時間経過したタイミングで、第２状態とするようにしても良い。

また、上記実施の形態に係る画像形成システム１０は、カラー画像を形成する画像形成システムでもよく、単色の画像（例えば、モノクロ画像）を形成する画像形成システムでもよい。また、カラー画像を形成する画像形成装置と、単色の画像を形成する画像形成装置とを接続した画像形成システムでも良い。

また、上記実施の形態では、画像形成システム１０が、２つの画像形成装置を接続する構成であったが、本発明はこれに限定されない。例えば、画像形成システムが、第１定着部および第２定着部を１つの画像形成装置に含むような構成であっても良い。

その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１０ 画像形成システム
１００ 第１画像形成装置
１０１ 制御部
１４０ 第１画像形成部
１６０ 第１定着部
１８０ 第１温度検出部
２００ 第２画像形成装置
２０１ 制御部
２１０ 第２画像形成部
２３０ 第２定着部
２５０ 第２温度検出部
３００ 中間搬送装置
３２０ 第１冷却部
４００ 排紙搬送装置
４１０ 第２冷却部

Claims (24)

1. 用紙に形成された第１トナー像を定着する第１定着部と、
   前記第１定着部において前記用紙に前記第１トナー像が定着された後、前記用紙に形成された第２トナー像を定着する第２定着部と、
   を備える画像形成システムにおいて、
   前記画像形成システムで使用される電力量が当該画像形成システムで使用可能な電力量を超えない範囲内で、画像形成処理の進行に応じて、前記第１定着部で使用可能な第１電力量と、前記第２定着部で使用可能な第２電力量との相対関係を変更する制御部を備える画像形成システム。
2. 前記制御部は、印刷開始前の準備状態から印刷開始状態に切り替わるタイミングで、前記第１電力量が前記第２電力量よりも高い第１状態とする制御を行う、
   請求項１に記載の画像形成システム。
3. 前記制御部は、前記第１状態としてから第１所定時間経過したタイミングで、前記第２電力量が前記第１電力量よりも高い第２状態とする制御を行う、
   請求項２に記載の画像形成システム。
4. 前記制御部は、前記第１電力量が前記第２電力量よりも高い第１状態としてから第１所定時間経過したタイミングで、前記第２電力量が前記第１電力量よりも高い第２状態とする制御を行う、
   請求項１に記載の画像形成システム。
5. 前記制御部は、印刷開始からの印刷枚数に応じて、前記第１状態としてから前記第２状態に切り替えるタイミングを決定する、
   請求項３または請求項４に記載の画像形成システム。
6. 前記第１定着部の温度を検出する第１温度検出部を備え、
   前記制御部は、前記第１温度検出部により検出された前記第１定着部の温度に応じて、前記第１状態としてから前記第２状態に切り替えるタイミングを決定する、
   請求項３〜５の何れか１項に記載の画像形成システム。
7. 前記第２定着部の温度を検出する第２温度検出部を備え、
   前記制御部は、前記第２温度検出部により検出された前記第２定着部の温度に応じて、前記第１状態としてから前記第２状態に切り替えるタイミングを決定する、
   請求項３〜６の何れか１項に記載の画像形成システム。
8. 搬送される前記用紙を冷却する冷却部を備え、
   前記制御部は、前記第２状態としてから第２所定時間経過したタイミングで、前記冷却部による冷却動作を開始し、かつ、前記冷却部における第３電力量の分だけ前記第１電力量および前記第２電力量の少なくとも一方を小さくする第３状態とする制御を行う、
   請求項３〜７の何れか１項に記載の画像形成システム。
9. 前記制御部は、前記第１状態および前記第２状態のとき、前記冷却部による冷却動作を終了する、
   請求項８に記載の画像形成システム。
10. 前記制御部は、印刷開始からの印刷枚数に応じて、前記第２状態としてから前記第３状態に切り替えるタイミングを決定する、
    請求項８または請求項９に記載の画像形成システム。
11. 前記第２定着部の温度を検出する第２温度検出部を備え、
    前記制御部は、前記第２温度検出部により検出された前記第２定着部の温度に応じて、前記第２状態としてから前記第３状態に切り替えるタイミングを決定する、
    請求項８〜１０の何れか１項に記載の画像形成システム。
12. 前記第１定着部を通過した用紙を前記第２定着部に向けて搬送する搬送経路と、
    前記搬送経路における前記用紙の温度を検出する経路温度検出部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記経路温度検出部により検出された前記搬送経路における前記用紙の温度に応じて、前記第２状態としてから前記第３状態に切り替えるタイミングを決定する、
    請求項８〜１１の何れか１項に記載の画像形成システム。
13. 前記用紙に前記第１トナー像を形成する第１画像形成部と、
    前記第１トナー像が形成された前記用紙に前記第２トナー像を形成する第２画像形成部と、
    前記第２画像形成部の温度を検出する画像形成部温度検出部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記画像形成部温度検出部により検出された前記第２画像形成部の温度に応じて、前記第２状態としてから前記第３状態に切り替えるタイミングを決定する、
    請求項８〜１２の何れか１項に記載の画像形成システム。
14. 前記制御部は、前記用紙の種類に応じて、前記第１状態としてから前記第２状態に切り替えるタイミング、および、前記第２状態としてから前記第３状態に切り替えるタイミングを変更する、
    請求項８〜１３の何れか１項に記載の画像形成システム。
15. 前記制御部は、画像形成条件に応じて、前記第１状態としてから前記第２状態に切り替えるタイミング、および、前記第２状態としてから前記第３状態に切り替えるタイミングを変更する、
    請求項８〜１４の何れか１項に記載の画像形成システム。
16. 前記制御部は、前記画像形成システムの周囲の環境条件に応じて、前記第１状態としてから前記第２状態に切り替えるタイミング、および、前記第２状態としてから前記第３状態に切り替えるタイミングを変更する、
    請求項８〜１５の何れか１項に記載の画像形成システム。
17. 前記制御部は、印刷開始からの印刷枚数に応じて、前記用紙の搬送速度を変更する、
    請求項１〜１６の何れか１項に記載の画像形成システム。
18. 前記第１定着部の温度を検出する第１温度検出部を備え、
    前記制御部は、前記第１温度検出部により検出された前記第１定着部の温度に応じて、前記用紙の搬送速度を変更する、
    請求項１〜１７の何れか１項に記載の画像形成システム。
19. 前記第２定着部の温度を検出する第２温度検出部を備え、
    前記制御部は、前記第２温度検出部により検出された前記第２定着部の温度に応じて、前記用紙の搬送速度を変更する、
    請求項１〜１８の何れか１項に記載の画像形成システム。
20. 前記第１定着部を通過した用紙を前記第２定着部に向けて搬送する搬送経路と、
    前記搬送経路における前記用紙の温度を検出する経路温度検出部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記経路温度検出部により検出された前記搬送経路における前記用紙の温度に応じて、前記用紙の搬送速度を変更する、
    請求項１〜１９の何れか１項に記載の画像形成システム。
21. 前記用紙に前記第１トナー像を形成する第１画像形成部と、
    前記第１トナー像が形成された前記用紙に前記第２トナー像を形成する第２画像形成部と、
    前記第２画像形成部の温度を検出する画像形成部温度検出部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記画像形成部温度検出部により検出された前記第２画像形成部の温度に応じて、前記用紙の搬送速度を変更する、
    請求項１〜２０の何れか１項に記載の画像形成システム。
22. 前記第１定着部および前記第２定着部を加熱するための加熱源を備え、
    前記制御部は、所定のデューティー比の半波単位のオン／オフパターンに基づいて前記加熱源を制御する、
    請求項１〜２１の何れか１項に記載の画像形成システム。
23. 前記第１定着部および前記第２定着部の内側から前記第１定着部および前記第２定着部を加熱する内部加熱源と、
    前記第１定着部および前記第２定着部の加圧部材の外側から前記加圧部材を加熱する外部加熱源と、
    を備え、
    前記制御部は、前記内部加熱源および前記外部加熱源を制御することにより、前記第１定着部および前記第２定着部の温度を制御する、
    請求項１〜２２の何れか１項に記載の画像形成システム。
24. 用紙に形成された第１トナー像を定着する第１定着部と、前記第１定着部において前記用紙に前記第１トナー像が定着された後、前記用紙に形成された第２トナー像を定着する第２定着部と、を備える画像形成システムの電力量制御方法であって、
    前記画像形成システムで使用される電力量が当該画像形成システムで使用可能な電力量を超えない範囲内で、画像形成処理の進行に応じて、前記第１定着部で使用可能な第１電力量と、前記第２定着部で使用可能な第２電力量との相対関係を変更する電力量制御方法。
    

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