JP2002031980A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子写真システムを用いた画像形成装置にお
いて、加熱ローラの加熱に要するエネルギー（電力）を
必要最小限にして、定着装置による消費電力を少なくす
る。 【解決手段】 上温度センサ３５及び下温度センサ３６
により、上加熱ローラ３１及び下加熱ローラ３２の表面
の温度を検出し、表面の温度の変化の割合から、各加熱
ローラ３１，３２の表面の温度が所定温度に到達する時
間を予測し、予測した時間に被転写用紙Ｐが定着装置３
０に到達するように、搬送機構２１を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子写真シ
ステムを用いたフルカラープリンタなどの画像形成装
置、特に被転写用紙上に転写されたトナー像を被転写用
紙上に定着させるための定着装置の温度制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から知られているように、電子写真
システムを用いた単色の画像形成装置の定着装置は、内
部にヒータが設けられ、表面が金属製の加熱ローラと、
表面にシリコンゴムなどの弾性体層が形成され、加熱ロ
ーラに所定の圧力で当接する加圧ローラとで構成され、
表面に単色のトナー像が転写された被転写用紙を、加熱
ローラと加圧ローラとの間を通過させ、加熱ローラの熱
でトナーを軟化させ、軟化したトナーを加圧ローラの圧
力で被転写用紙表面に固着させている。

【０００３】ところが、フルカラーの画像形成装置で
は、被転写用紙の表面に、例えばＹ（黄）、Ｍ（マゼン
タ）、Ｃ（シアン）及びＢ（黒）の各色のトナー像が積
層されている。そのため、上記単色の画像形成装置用の
定着装置を用いてトナー像を被転写用紙上に定着させる
と、加熱ローラの表面が硬いとか、加圧ローラの圧力が
強すぎるなどの理由により、積層されたトナーが押しつ
ぶされて色が混じり、被転写用紙上に形成された画像の
画質が低下するという問題がある。

【０００４】そのため、フルカラーの画像形成装置で
は、加熱ローラと加圧ローラの接触圧力を小さくするた
めに、加熱ローラの表面にもシリコンゴムなどの耐熱性
樹脂による弾性体層を形成し、弾性体層による熱伝導性
の低下を補うために加圧ローラの内部にもヒータを設け
ている。換言すれば、加熱ローラと加圧ローラの代わり
に表面に弾性体層を有する一対の加熱ローラを使用し、
一対の加熱ローラを上記加圧ローラが加熱ローラに当接
する圧力よりも小さい圧力で当接させ、表面に複数色の
トナー像が積層転写された被転写用紙を、一対の加熱ロ
ーラ間を通過させ、加熱ローラの熱でトナーを軟化さ
せ、軟化したトナーを加熱ローラ同士の間に作用する圧
力で被転写用紙表面に固着させている。

【０００５】プリント開始スイッチがオンされると、加
熱ローラ内部のヒータがオンされ、加熱ローラ表面の温
度が所定のスタンバイ温度から目標制御温度まで比較的
急速に上昇する。そして、加熱ローラの表面の温度が目
標制御温度に達した時点で、被転写用紙の搬送及び感光
体ドラムの表面への露光などが開始される。

【０００６】プリント枚数が１〜３枚程度のように少な
い場合、加熱ローラの表面の温度制御を行う前にプリン
ト動作が終了してしまう。ところが、プリント枚数が多
くなると、加熱ローラの温度制御が必要となる。従来の
加熱ローラの温度制御では、単色用及びフルカラー用を
問わず、一般的に加熱ローラの表面の温度を温度センサ
で検出し、加熱ローラの表面の温度が目標制御温度範囲
の上限に達した時点でヒータをオフし、目標制御温度範
囲の下限まで低下した時点で再度オンするように制御さ
れている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の画像形成装置に
おける定着装置では、加熱ローラの表面の温度が目標制
御温度に到達した時点から被転写用紙の搬送を開始した
り、感光体ドラムへの露光を開始していたので、ユーザ
が画像形成装置のスイッチをオンするなどしてプリント
開始を指示してから、実際にプリント動作が開始される
間での時間的なロスが大きいという問題点を有してい
た。

【０００８】また、ヒータは加熱ローラの内部に設けら
れているため、ヒータから加熱ローラの表面にかけて温
度勾配が形成される。特に、フルカラーの画像形成装置
では、加熱ローラの表面にシリコンゴムなどの弾性体層
が形成されているため、温度勾配の傾斜がきつくなる。
そのため、温度センサで加熱ローラの表面の温度を検出
し、表面の温度が目標制御温度に達した時点でヒータを
オフすると、加熱ローラの内部はそれよりも高い温度に
なっているため、加熱ローラの芯体部分の熱容量によ
り、ヒータをオフした後も表面の温度は上昇する。プリ
ント枚数が少ない場合、プリント終了後の温度上昇はエ
ネルギーの無駄となり、画像形成装置の消費電力の増加
の原因となる。

【０００９】一方、プリント枚数が多く、加熱ローラの
温度制御を必要とする場合、加熱ローラの表面の温度が
目標制御温度範囲の下限まで低下した時点でヒータを再
度オンしても、加熱ローラの表面の温度が上昇するのに
時間がかかり、その間に定着装置を通過したプリントに
定着不良などが発生する可能性がある。

【００１０】本発明は、上記従来例の問題点を解決する
ためになされたものであり、第１に、ユーザがプリント
動作の開始を指示してから実際にプリント動作が開始さ
れるまでの時間を短縮することが可能な画像形成装置を
提供することを目的としている。また、第２に、定着装
置による消費電力を少なくすると共に、定着不良などの
画質低下の原因を少なくした画像形成装置を提供するこ
とを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の画像形成装置は、加熱手段を有し、
加熱手段のオン／オフによりその表面の温度が制御され
る加熱ローラを含む定着装置と、前記加熱ローラの表面
の温度を測定する温度センサと、前記温度センサにより
検出した前記加熱ローラの表面の温度の変化から、前記
加熱ローラの表面の温度が所定温度に到達する時点を予
測する演算手段と、前記加熱ローラの表面の温度が前記
所定温度に到達するときに、表面にトナー像が転写され
た被転写用紙の先端が前記定着装置に到達するように、
前記被転写用紙の搬送開始のタイミングを制御する被転
写用紙搬送制御手段とを具備する。

【００１２】また、本発明の第２の画像形成装置は、加
熱手段を有し、加熱手段のオン／オフによりその表面の
温度が制御される加熱ローラを含む定着装置と、前記加
熱ローラの表面の温度を測定する温度センサと、前記温
度センサにより検出した前記加熱ローラの表面の温度の
変化から、前記加熱ローラの表面の温度が所定温度に到
達する時点を予測する演算手段と、被転写用紙のサイズ
及びプリント枚数に応じて、前記加熱ローラの表面の温
度の変化を予測し、前記加熱手段のオン／オフを制御す
る温度制御手段をさらに具備する。

【００１３】上記各構成において、前記加熱ローラは、
金属製で筒状の芯体と、芯体の表面に設けられた弾性体
層を有し、前記加熱手段は前記芯体の内部に設けられて
いることが好ましい。

【００１４】また、前記加熱ローラは、被転写用紙の搬
送路に対して上下に設けられ、互いに所定圧力で当接す
る一対のローラであることが好ましい。

【００１５】さらに、前記上下に設けられた加熱ローラ
をそれぞれ別々に制御することが好ましい。

【００１６】さらに、前記加熱手段は、発熱体であるこ
とが好ましい。

【００１７】あるいは、前記加熱手段は、コイル及びコ
イルに高周波電圧を印加するための高周波回路を具備す
る誘導加熱装置であることが好ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の画像形成装置の一実施形
態について説明する。図１は、本発明の画像形成装置の
一実施形態であるカラープリンタの構成を示す図であ
る。図１に示すように、このカラープリンタでは、例え
ばＹ（黄）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）及びＢ
（黒）の４色に対応して、４つの画像形成ユニット１０
Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂが並列に配列されている。
各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂ
は、それぞれ実質的に同じものであり、トナーの色のみ
が異なる。従って、画像形成ユニット１０Ｙについての
みその詳細を説明する。

【００１９】画像形成ユニット１０Ｙは、紙面に垂直な
軸を中心として回転する感光体ドラム（像担持体）１１
と、感光体ドラム１１の表面の所定範囲をほぼ均一に帯
電させるための帯電器１２と、感光体ドラム１１の表面
を選択的に露光することにより潜像を形成するための露
光装置１３と、感光体ドラム１１上に形成された潜像に
対してトナーを付着させることにより現像し、トナー像
を形成するための現像装置１４と、感光体ドラム１１上
のトナー像を被転写用紙上に転写するための転写装置１
５と、感光体ドラム１１上に残ったトナーを除去するた
めのクリーニング装置１６などで構成されている。

【００２０】各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０
Ｃ、１０Ｂの下方には、被転写用紙Ｐを図中右側から左
側に順に搬送するための無端の転写ベルト２０及びその
駆動機構２１が設けられている。各画像形成ユニット１
０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂの転写装置１５は、それ
ぞれ転写ベルト２０の内側に設けられている。被転写用
紙Ｐの表面には、各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、
１０Ｃ、１０Ｂにより各色のトナー像が順に転写され
る。被転写用紙Ｐ上に転写されたトナー像は、転写ベル
ト２０よりも被転写用紙Ｐの搬送方向における下流側に
設けられた定着装置３０により定着され、その後被転写
用紙Ｐは装置の外部へ排出される。

【００２１】定着装置３０は、被転写用紙Ｐの搬送方向
に直交する方向を軸として回転する上加熱ローラ３１
と、上加熱ローラ３１に所定の圧力で当接する下加熱ロ
ーラ３２と、上加熱ローラ３１の内部に設けられた上加
熱装置３３及び下加熱ローラ３２の内部に設けられた下
加熱装置３４と、上加熱ローラ３１及び下加熱ローラ３
２の表面の温度を検出するための上温度センサ３５及び
下温度センサ３６と、上加熱装置３３及び下加熱装置３
４のオン／オフを制御する制御装置１００（図６参照）
などで構成されている。さらに、定着装置３０の近傍
で、例えば被転写用紙Ｐの搬送方向の下流側には、被転
写用紙Ｐの搬送を検出するための排紙スイッチ３７が設
けられている。

【００２２】図２に示すように、上加熱ローラ３１及び
下加熱ローラ３２は、中空筒状体である金属製の芯体３
００と、芯体３００の外周面に設けられたシリコンゴム
などの弾性体層３０１を有し、芯体３００の内部にセグ
メントヒータなどの上加熱装置３３及び下加熱装置３４
が設けられている。

【００２３】上加熱ローラ３１と下加熱ローラ３２は実
質的に同じ構成であるが、トナー像は被転写用紙Ｐの上
側に転写されているので、トナー像と直接接触する上加
熱ローラ３１に設けられる上加熱装置３３のパワー及び
目標制御温度を下加熱ローラ３２に設けられる下加熱装
置３４のパワー及び目標制御温度よりもそれぞれ大きく
及び高くなるように設定する。

【００２４】次に、本実施形態における上加熱装置３３
及び下加熱装置３４の温度制御及び被転写用紙Ｐの搬送
開始のタイミングについて説明する。

【００２５】図３は、プリント枚数が３枚以下の場合を
示し、（ａ）は上加熱ローラ３１及び下加熱ローラ３２
の表面の温度の変化を示すグラフ、（ｂ）は上加熱ロー
ラ３１の内部の上加熱装置３３及び下加熱ローラ３２の
内部の下加熱装置３４のオン／オフのタイミングを示す
タイミングチャート、（ｃ）は定着装置からトナー像が
定着された被転写用紙Ｐを排出するタイミングを示すタ
イミングチャートである。

【００２６】図３（ａ）中、実線は上加熱ローラ３１の
表面の温度の変化を示すグラフであり、一例として、目
標制御温度は１６０℃に設定されている。また、破線は
下加熱ローラ３２の表面の温度の変化を示すグラフであ
り、目標制御温度は１４０℃に設定されている。

【００２７】図３（ｂ）中、縦軸は上加熱ローラ３１の
上加熱装置３３及び下加熱ローラ３２の下加熱装置３４
に印加する電圧（単位Ｖ）を表している。

【００２８】同様に、図３（ｃ）中、縦軸は、定着装置
の近傍に設けられた排出スイッチ３７の出力（単位Ｖ）
を表しており、被転写用紙が通過していない時の出力が
５Ｖ、被転写用紙の通過中の出力が０Ｖとなるように設
定されている。この場合も、電圧値自体にあまり意味は
なく、排出スイッチ３７のオン／オフのタイミングとし
てとらえればよい。

【００２９】図３（ａ）と（ｂ）を比較してわかるよう
に、上加熱ローラ３１の表面の温度が目標制御温度（１
６０℃）よりも若干低い１５０℃程度に到達したとき
に、上加熱ローラ３１の上加熱装置３３及び下加熱ロー
ラ３２の下加熱装置３４をほぼ同時にオフしている。し
かしながら、上加熱ローラ３１及び下加熱ローラ３２の
内部はその表面よりも温度が高くなっており、内部の熱
が徐々に表面に伝播されるので、上加熱ローラ３１及び
下加熱ローラ３２の表面の温度は上昇を続け、目標制御
温度にそれぞれ到達している。

【００３０】一方、図３（ａ）と（ｃ）を比較してわか
るように、上加熱ローラ３１の表面の温度が１５０℃程
度に到達したときに、最初の被転写用紙Ｐの搬送を開始
している。この場合、プリント枚数が少ないので、上加
熱ローラ３１及び下加熱ローラ３２の表面の温度が目標
制御温度にそれぞれ到達したときには、プリントが終了
している。従って、上加熱ローラ３１の上加熱装置３３
及び下加熱ローラ３２の下加熱装置３４を再度オンする
必要はない。

【００３１】図４は、プリント枚数が４枚以上８枚以下
の場合を示し、（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ
図３の場合と同様である。図４（ｂ）と図３（ｂ）とを
比較してわかるように、上加熱ローラ３１の上加熱装置
３３及び下加熱ローラ３２の下加熱装置３４をほぼ同時
にオフしているが、プリント枚数が多い分だけ、オフす
るタイミングが、図４（ｂ）に示す場合の方が図３
（ｂ）に示す場合よりも遅くなっている。

【００３２】図５は、プリント枚数が９枚以上の場合を
示し、（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ図３の場
合と同様である。この場合、プリント枚数が多いため、
上加熱ローラ３１及び下加熱ローラ３２の各表面の温度
を一定時間目標制御温度に維持する必要がある。そのた
め、図５（ｂ）に示すように、上加熱ローラ３１の上加
熱装置３３と下加熱ローラ３２の下加熱装置３４とを、
それぞれ異なるタイミングでオン／オフするように温度
制御を行う。

【００３３】具体的には、図５（ａ）において、上加熱
ローラ３１の表面の温度が１６０℃以上になるオーバー
シュートを少なくするため、図５（ｂ）に示すように、
パワーの大きい上加熱ローラ３１の上加熱装置３３が先
にオフされる。上加熱ローラ３１の上加熱装置３３がオ
フされている間も、上加熱ローラ３１の内部から伝播さ
れる熱及び下加熱ローラ３２の下加熱装置３４の熱によ
り、上加熱ローラ３１及び下加熱ローラ３２の表面の温
度は、ほぼ目標制御温度に維持される。

【００３４】さらに、上加熱ローラ３１の表面の温度の
変化から、上加熱ローラ３１の表面の温度が１６０℃以
下になるアンダーシュートのタイミングで通常モードに
戻し、上加熱ローラ３１の上加熱装置３３を再度オンす
る。その後、上加熱ローラ３１の表面の温度及び下加熱
ローラ３２の表面の温度の変化を測定しながら、それぞ
れオーバーシュート及びアンダーシュートするタイミン
グを予測し、そのタイミングに合わせて上加熱装置３３
及び下加熱装置３４のオン／オフを制御する。従って、
プリント枚数が９枚以上の場合は、上加熱ローラ３１の
上加熱装置３３と下加熱ローラ３２の下加熱装置３４
は、それぞれ独立して制御されることになる。

【００３５】次に、本実施形態における制御装置１００
のブロック構成を図６に示す。全体制御部１０１は、例
えば演算処理を行うＣＰＵ及び制御プログラムなどを記
憶したＲＯＭなどで構成され、この画像形成装置全体の
制御を行う。温度予測部１０２は、上記ＣＰＵ、温度予
測プログラムなどを記憶したＲＯＭ及び測定データを一
時的に記憶するＲＡＭなどで構成され、上温度センサ３
５及び下温度センサ３６により検出された上加熱ローラ
３１及び下加熱ローラ３２の表面の温度の変化から、上
加熱ローラ３１及び下加熱ローラ３２の表面の温度が所
定の目標制御温度に到達する時間、目標制御温度からオ
ーバーシュート及びアンダーシュートするタイミングな
どを予測する。温度制御部１０３は、例えばＣＰＵ、Ｒ
ＯＭ及びトランジスタなどのスイッチング素子などで構
成され、温度予測部１０２の予測結果及び後述するプリ
ント枚数演算部１０４によるプリント枚数に基づいて、
上加熱装置３３及び下加熱装置３４のオン／オフを制御
する。

【００３６】プリント枚数演算部１０４は、ＣＰＵ及び
ＲＯＭなどで構成され、インターフェース（Ｉ／Ｆ）３
８を介してパーソナルコンピュータなどから送信されて
きた画像データから、プリントサイズやプリント枚数な
どを予測する。また、送信されてきた画像データは、Ｒ
ＡＭなどの記憶部１０５に一旦記憶される。用紙搬送制
御部１０６は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ及びスイッチング
素子などで構成され、温度予測部１０２の予測結果に基
づいて、用紙カセットから被転写用紙Ｐを取り出した
り、被転写用紙Ｐを搬送するための駆動機構２１のオン
／オフなどを制御する。露光制御部１０７は、ＣＰＵ、
ＲＯＭなどで構成され、用紙搬送制御部１０６の制御信
号に同期するように、記憶部１０５に記憶されている画
像データを用いて各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、
１０Ｃ及び１０Ｂを制御する。また、排出スイッチ３７
の出力信号も全体制御部１０１に入力され、用紙搬送制
御部１０６による被転写用紙Ｐの搬送タイミングの制御
に利用される。

【００３７】次に、上記制御回路１００による画像形成
装置のメインスイッチオン直後の制御フローを図７に示
す。まず、画像形成装置のメインスイッチをオンする
と、温度制御部１０３は、スイッチング素子などを制御
して、定着装置３０の上加熱装置３３及び下加熱装置３
４への通電を開始し、上加熱ローラ３１及び下加熱ロー
ラ３２の加熱を開始する（ステップ＃１）。これと並行
して、温度予測部１０２は、上温度センサ３５及び下温
度センサ３６からの出力信号を用いて、上加熱ローラ３
１及び下加熱ローラ３２の表面の温度の測定を開始する
（ステップ＃３）。

【００３８】画像形成装置のメインスイッチをオンした
直後であり、一般的に上加熱ローラ３１及び下加熱ロー
ラ３２の表面の温度は室温であるため、所定の待機温度
までウオーミングアップを行う。そのため、温度予測部
１０２は、上加熱ローラ３１及び下加熱ローラ３２の表
面の温度の変化をモニタしながら、上加熱ローラ３１及
び下加熱ローラ３２の表面の温度が所定の待機温度に到
達するまでのウオーミングアップ時間Ｗ１を演算する
（ステップ＃５）。

【００３９】次に、全体制御部１０１は、プリント枚数
演算部１０４の出力などから、ウオーミングアップに引
き続いてプリント動作を行うか否かを判断する（ステッ
プ＃７）。プリント動作を行わない場合（ステップ＃７
でＮＯ）、温度制御部１０３は、ウオーミングアップ時
間Ｗ１が経過するのを待ち（ステップ＃９）、ウオーミ
ングアップ時間Ｗ１の経過と共に上加熱装置３３及び下
加熱装置３４への通電を停止し、上加熱ローラ３１及び
下加熱ローラ３２の加熱を終了する（ステップ＃１
１）。

【００４０】一方、インターフェース３８を介してパー
ソナルコンピュータなどから画像信号が出力されている
場合（ステップ＃７でＹＥＳ）、プリント枚数演算部１
０４は、画像信号を用いてプリントサイズやプリント枚
数などプリント開始からプリント終了までに要する時間
に関わるデータを演算する（ステップ＃１３）。

【００４１】プリント枚数などが演算されると、温度制
御部１０３はプリント枚数が３枚以下か否か（ステップ
＃１５）あるいは８枚以下か否か（ステップ＃１７）を
判断する。プリント枚数が３枚以下の場合（ステップ＃
１５でＹＥＳ）、温度制御部１０３は、上加熱装置３３
及び下加熱装置３４をほぼ同時にオフするタイミングＳ
１（図３（ｂ）参照）を演算する（ステップ＃１９）。
これと並行して、用紙搬送制御部１０６は、温度予測部
１０２の予測結果から、上加熱ローラ３１の表面の温度
が所定温度に到達するときに、表面にトナー像が転写さ
れた被転写用紙Ｐの先端がちょうど定着装置３０に到達
するように、被転写用紙Ｐの搬送開始のタイミングＴ１
（図３（ｃ）参照）を演算する（ステップ＃２１）。

【００４２】同様に、プリント枚数が４枚以上８枚以下
の場合（ステップ＃１７でＹＥＳ）、温度制御部１０３
は、上加熱装置３３及び下加熱装置３４をほぼ同時にオ
フするタイミングＳ２（図４（ｂ）参照）を演算する
（ステップ＃２３）。また、用紙搬送制御部１０６は、
温度予測部１０２の予測結果から、被転写用紙Ｐの搬送
開始のタイミングＴ１（図４（ｃ）参照）を演算する
（ステップ＃２５）。

【００４３】プリント枚数が９枚以上の場合（ステップ
＃１７でＮＯ）、温度制御部１０３は、上加熱装置３３
及び下加熱装置３４をほぼ同時にオフするタイミングＳ
３（図５（ｂ）参照）を演算する（ステップ＃２７）。
また、用紙搬送制御部１０６は、温度予測部１０２の予
測結果から、被転写用紙Ｐの搬送開始のタイミングＴ１
（図５（ｃ）参照）を演算する（ステップ＃２９）。な
お、プリント枚数が９枚以上の場合、前述のように上加
熱装置３３及び下加熱装置３４のオン／オフを制御し
て、プリント動作が完了するまで上加熱ローラ３１及び
下加熱ローラ３２の表面の温度がそれぞれ目標制御温度
（例えば、１６０℃及び１４０℃）に対して一定の温度
範囲内に維持されるように温度制御を行う（ステップ＃
３１、＃３３）。プリント動作を完了すると、ステップ
＃３に戻って、次のプリントに備える。また、このフロ
ーは、画像形成装置のメインスイッチをオフすることに
よって強制的に終了される。

【００４４】なお、上記実施形態の説明では、上加熱ロ
ーラ３１の内部に設けられた上加熱装置３３及び下加熱
ローラ３２の内部に設けられた下加熱装置３４として、
それぞれセグメントヒータなどの発熱体を用いたが、こ
れに限定されるものではなく、コイル及びコイルに高周
波電圧を印加する高周波回路などで構成され、芯体３０
０に流れる渦電流を利用して芯体３００を直接発熱させ
る誘導加熱装置などを用いてもよい。また、画像形成装
置の一例としてフルカラーのプリンタについて説明した
が、本発明の対象はこれに限定されるものではなく、カ
ラー又は単色のプリンタ、複写機、ファクシミリ装置
等、定着装置として加熱を利用するもの全般に応用でき
ることはいうまでもない。また、加熱装置も、加熱ロー
ラの内部に設けられたものに限定されず、加熱ローラの
外部に設けられているものであってもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の画
像形成装置によれば、加熱手段を有し、加熱手段のオン
／オフによりその表面の温度が制御される加熱ローラを
含む定着装置と、加熱ローラの表面の温度を測定する温
度センサと、温度センサにより検出した加熱ローラの表
面の温度の変化から、加熱ローラの表面の温度が所定温
度に到達する時点を予測する演算手段と、加熱ローラの
表面の温度が前記所定温度に到達するときに、表面にト
ナー像が転写された被転写用紙の先端が定着装置に到達
するように、被転写用紙の搬送開始のタイミングを制御
する被転写用紙搬送制御手段とを具備するので、従来例
と比較して、加熱ローラの表面が所定温度に達してから
被転写用紙が定着装置に到達するまでに要する時間を短
縮することができ、プリントに要する時間が短縮され
る。

【００４６】また、本発明の第２の画像形成装置によれ
ば、加熱手段を有し、加熱手段のオン／オフによりその
表面の温度が制御される加熱ローラを含む定着装置と、
加熱ローラの表面の温度を測定する温度センサと、温度
センサにより検出した加熱ローラの表面の温度の変化か
ら、加熱ローラの表面の温度が所定温度に到達する時点
を予測する演算手段と、被転写用紙のサイズ及びプリン
ト枚数に応じて、加熱ローラの表面の温度の変化を予測
し、加熱手段のオン／オフを制御する温度制御手段を具
備するので、プリント枚数が少ない場合に、加熱ローラ
の表面の温度に到達する時点を予測して加熱手段をオフ
することにより、加熱ローラの加熱に要するエネルギー
（電力）を必要最小限にすることができ、定着装置によ
る消費電力を少なくすることが可能である。また、従来
例のように実際に温度が変化したときに加熱手段のオン
／オフを制御するのではなく、加熱ローラの表面の温度
の変化を予測して記加熱手段のオン／オフを制御するの
で、加熱ローラの表面の温度の変化の幅を小さくするこ
とができ、複数枚をプリントした場合でも定着条件が安
定し、定着不良などの画質低下を防止することが可能と
なる。

【００４７】また、加熱ローラとして、金属製で筒状の
芯体と、芯体の表面に設けられた弾性体層を有するもの
を用い、加熱手段を芯体の内部に設けることにより、被
転写用紙上に複数色のトナー像が積層されている場合で
あっても、良好にトナー像を被転写用紙上に定着するこ
とができると共に、加熱装置自体をコンパクトにするこ
とができる。特に、加熱ローラの表面に耐熱性樹脂など
の弾性体層が設けられている場合、熱伝導性が低く、そ
の表面が所定温度に加熱されるまでに一定の時間を要す
るため、本発明が有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の画像形成装置の一実施形態であるカ
ラープリンタの構成を示す図である。

【図２】 上記実施形態における上加熱ローラ３１及び
下加熱ローラ３２の詳細な構成を示す断面図である。

【図３】 （ａ）はプリント枚数が３枚以下の場合にお
ける上加熱ローラ３１及び下加熱ローラ３２の表面の温
度の変化を示すグラフ、（ｂ）は上加熱装置３３及び下
加熱装置３４のオン／オフのタイミングを示すタイミン
グチャート、（ｃ）は定着装置からトナー像が定着され
た被転写用紙Ｐを排出するタイミングを示すタイミング
チャートである。

【図４】 （ａ）はプリント枚数が４枚以上８枚以下の
場合における上加熱ローラ３１及び下加熱ローラ３２の
表面の温度の変化を示すグラフ、（ｂ）は上加熱装置３
３及び下加熱装置３４のオン／オフのタイミングを示す
タイミングチャート、（ｃ）は定着装置からトナー像が
定着された被転写用紙Ｐを排出するタイミングを示すタ
イミングチャートである。

【図５】 （ａ）はプリント枚数が９枚以上の場合にお
ける上加熱ローラ３１及び下加熱ローラ３２の表面の温
度の変化を示すグラフ、（ｂ）は上加熱装置３３及び下
加熱装置３４のオン／オフのタイミングを示すタイミン
グチャート、（ｃ）は定着装置からトナー像が定着され
た被転写用紙Ｐを排出するタイミングを示すタイミング
チャートである。

【図６】 上記実施形態における制御装置１００の構成
を示すブロック図である。

【図７】 上記実施形態における画像形成装置の動作を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂ：画像形成ユニット ２０：転写ベルト ２１：搬送機構 ３０：定着装置 ３１：上加熱ローラ ３２：下加熱ローラ ３３：上加熱装置 ３４：下加熱装置 ３５：上温度センサ ３６：下温度センサ ３７：排出スイッチ ３８：インターフェース １００：制御装置 １０１：全体制御部 １０２：温度予測部 １０３：温度制御部 １０４：プリント枚数演算部 １０５：記憶部 １０６：用紙搬送制御部 １０７：露光制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 3/00 ３１０ Ｈ０５Ｂ 3/00 ３３５ ３３５ 6/06 ３９３ 6/06 ３９３ 6/14 6/14 Ｇ０３Ｇ 21/00 ３７２ (72)発明者 土橋 祥兼 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 京セラ ミタ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H027 DA12 DA38 DA46 DC10 DC19 EA12 EC02 EC20 ED17 ED25 EE02 EE07 EF06 2H033 AA32 BA07 BA25 BA32 BB03 BB13 BB15 BB18 BB28 BE06 CA03 CA07 CA17 CA19 CA28 CA30 CA32 CA37 CA45 3K058 AA02 AA04 AA24 AA72 BA18 CA02 CA23 CB02 CE17 DA02 3K059 AB04 AC33 AD02 AD16 AD17 CD09 CD10 5H323 AA36 BB04 BB05 CA08 CB02 CB06 CB42 DA01 EE01 FF01 HH02 HH05 KK05 LL12 LL13 MM02

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱手段を有し、加熱手段のオン／オフ
   によりその表面の温度が制御される加熱ローラを含む定
   着装置と、 前記加熱ローラの表面の温度を測定する温度センサと、 前記温度センサにより検出した前記加熱ローラの表面の
   温度の変化から、前記加熱ローラの表面の温度が所定温
   度に到達する時点を予測する到達時間予測手段と、 前記加熱ローラの表面の温度が前記所定温度に到達する
   ときに、表面にトナー像が転写された被転写用紙の先端
   が前記定着装置に到達するように、前記被転写用紙の搬
   送開始のタイミングを制御する被転写用紙搬送制御手段
   とを具備することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 加熱手段を有し、加熱手段のオン／オフ
   によりその表面の温度が制御される加熱ローラを含む定
   着装置と、 前記加熱ローラの表面の温度を測定する温度センサと、 前記温度センサにより検出した前記加熱ローラの表面の
   温度の変化から、前記加熱ローラの表面の温度が所定温
   度に到達する時点を予測する到達時間予測手段と、 被転写用紙のサイズ及びプリント枚数に応じて、前記加
   熱ローラの表面の温度の変化を予測し、前記加熱手段の
   オン／オフを制御する温度制御手段をさらに具備するこ
   とを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記加熱ローラは、金属製で筒状の芯体
   と、芯体の表面に設けられた弾性体層を有し、前記加熱
   手段は前記芯体の内部に設けられていることを特徴とす
   る請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記加熱ローラは、被転写用紙の搬送路
   に対して上下に設けられ、互いに所定圧力で当接する一
   対のローラであることを特徴とする請求項３記載の画像
   形成装置。
5. 【請求項５】 前記上下に設けられた加熱ローラをそれ
   ぞれ別々に制御することを特徴とする請求項４記載の画
   像形成装置。
6. 【請求項６】 前記加熱手段は、発熱体であることを特
   徴とする請求項３から５のいずれかに記載の画像形成装
   置。
7. 【請求項７】 前記加熱手段は、コイル及びコイルに高
   周波電圧を印加するための高周波回路を具備する誘導加
   熱装置であることを特徴とする請求項３から５のいずれ
   かに記載の画像形成装置。