(57)【要約】【課題】本発明は、画像形成処理される用紙が定着温度に与える影響を抑えるようにきめ細かく定着温度制御を行うことができる画像形成装置を提供することを目的とするものである。【解決手段】記録制御部４０は、定着ローラ２２の定着面の温度を検知する温度検知センサ５０からの検知信号に基づいてヒータ電圧印加回路４４の電圧制御を行い、定着ローラ２２の加熱制御を行う。画像形成指令が出されると、記録制御部４０は、温度検知センサ５０により検知される定着面温度と基準温度とを比較し、基準温度よりも低い場合には給紙開始時の定着面温度を通常の定着設定温度よりも高めに設定する。また、基準温度よりも高い場合には、給紙開始時の定着面温度を通常の定着設定温度よりも低めに設定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、前記像担持体に可視像を形成して用紙に転写する像形成手段と、用紙に転写された可視像を定着させる定着手段と、前記像形成手段及び前記定着手段を制御して用紙に画像形成を行うようにする制御手段と、前記定着手段における定着面温度を検知する定着面温度検知手段とを備え、
前記制御手段は、画像形成処理の指令が出力されたタイミングで前記定着面温度検知手段により検知される温度データと基準温度データとを比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果に基づいて用紙の給紙開始タイミングでの定着面温度を決定する決定手段とを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記決定手段は、前記温度データが前記基準温度データよりも低いと判定された場合の低温時定着面温度を前記温度データが前記基準温度データよりも高いと判定された場合の高温時定着面温度よりも高く設定していることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記低温時定着面温度は、前記定着手段の定着設定温度よりも高く設定されており、前記高温時定着面温度は、前記定着設定温度よりも低く設定されていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記高温時定着面温度は、給紙された用紙が前記定着手段に到達するまでに定着設定温度に昇温可能な温度に設定されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置としては、像担持体として例えば感光体ドラムを用いて、その表面に静電潜像を形成し、静電潜像をトナーにより現像を行って用紙に転写した後用紙に現像された像を定着する−といった画像形成を行うものが知られている。こうした画像形成装置では、感光体ドラムへの像形成動作や定着動作を行う前に予め準備動作を行った後定常動作に入り、画像形成を行うようにされている。
【０００３】
特に、用紙にトナー像を転写した後定着させる場合の定着温度を設定温度にすることが必要で、設定温度からずれた状態で定着動作を行うとトナーがうまく定着しないといった問題が生じ画質の劣化を招くようになる。しかしながら、定着温度が設定温度まで上昇して定常状態になるまで準備動作を行っていると、消費電力がかかるとともに利用者を待たせることになってしまう。そのため、定着に用いるヒータ温度をきめ細かく制御して効率よく画像形成処理を行うことが提案されている。例えば、特許文献１では、ヒートローラの加熱開始に先立って、ヒートローラの温度を検出し、検出温度が基準温度以下の場合にはヒートローラの定着温度を高めに設定し、検出温度が基準温度より超えている場合には定着温度を低めに設定し、検出温度が所定温度以上になるとヒートローラ及びプレスローラの回転を開始させる点が記載されている。
【特許文献１】特開平９−２１２０３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように、ヒートローラが低温の場合には定着温度を高めに設定し、高温の場合には低めに設定することで、ヒートローラの定着温度をきめ細かく制御することで、定着温度が定着に必要な設定温度からずれるのをある程度防止することができる。しかしながら、定着温度に影響を与える要因としては、ヒートローラに圧接するプレスローラ以外に定着される用紙が熱を奪うことが考えられる。特に、用紙に対して連続して画像形成処理を行う場合に、最初の１枚目については、定着手段の定着面が低温状態となっていることが多いため定着不足が発生しやすいが、こうした用紙の定着温度に与える影響については、考慮されていない。
【０００５】
そこで、本発明は、画像形成処理される用紙が定着温度に与える影響を抑えるようにきめ細かく定着温度制御を行うことができる画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体に可視像を形成して用紙に転写する像形成手段と、用紙に転写された可視像を定着させる定着手段と、前記像形成手段及び前記定着手段を制御して用紙に画像形成を行うようにする制御手段と、前記定着手段における定着面温度を検知する定着面温度検知手段とを備え、前記制御手段は、画像形成処理の指令が出力されたタイミングで前記定着面温度検知手段により検知される温度データと基準温度データとを比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果に基づいて用紙の給紙開始タイミングでの定着面温度を決定する決定手段とを備えていることを特徴とする。さらに、前記決定手段は、前記温度データが前記基準温度データよりも低いと判定された場合の低温時定着面温度を前記温度データが前記基準温度データよりも高いと判定された場合の高温時定着面温度よりも高く設定していることを特徴とする。さらに、前記低温時定着面温度は、前記定着手段の定着設定温度よりも高く設定されており、前記高温時定着面温度は、前記定着設定温度よりも低く設定されていることを特徴とする。さらに、前記高温時定着面温度は、給紙された用紙が前記定着手段に到達するまでに定着設定温度に昇温可能な温度に設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記のような構成を有することで、画像形成処理の指令が出力されたタイミングで定着面温度を検知して用紙の給紙開始タイミングの定着面温度を決定するようにしているので、定着面温度の高低に応じて定着の際に用紙に熱を奪われて定着温度が影響を受けることを抑えることができる。上述したように、用紙に対して連続して画像形成処理を行う場合に最初の１枚目については、像担持体の回転駆動開始時での定着面の温度状態により定着動作時での定着温度に影響が出やすい。例えば、定着面の温度状態が低い場合には、定着面の温度上昇に必要な熱が多くなるため、用紙の定着動作の際に用紙に熱を奪われると定着面温度が変動して定着不足に陥ってしまう。したがって、用紙の給紙開始タイミングでの定着面温度を画像形成処理の指令が出力されたタイミングで検知される定着面温度により決定することで、用紙の定着動作の際の定着不足を抑えることができる。
【０００８】
そして、画像形成処理の指令が出力されたタイミングで検知された定着面温度の温度データが基準温度データよりも低いと判定された場合の低温時定着面温度を、前記温度データが前記基準温度データよりも高いと判定された場合の高温時定着面温度よりも高く設定することで、像担持体の回転駆動開始のタイミングで検知された定着面温度が低い場合に低温時定着面温度が高く設定されるので、定着面の温度状態が低い場合でも定着動作の際に用紙に熱が奪われても定着不足に陥ることが防止される。
【０００９】
また、低温時定着面温度を定着手段の定着設定温度よりも高く設定し、高温時定着面温度を定着設定温度よりも低く設定することで、定着面温度が基準温度よりも低温の場合において定着動作の際に用紙に熱が奪われても定着設定温度よりも低下して定着不足となることが防止され、さらに、定着面温度が基準温度よりも高温の場合には定着設定温度に昇温する前に用紙の給紙を開始して画像処理を行うことができ、画像形成処理時間を短縮することが可能となり、また、定着温度が定着設定温度より高温になる前に定着動作が行われて定着面温度が過剰に高温になることを防止する。そして、高温時定着面温度を給紙された用紙が定着手段に到達するまでに定着設定温度に昇温可能な温度に設定すれば、給紙された用紙が定着手段に到達したときに定着面温度が定着設定温度に昇温した状態となっており、定着設定温度に昇温するという準備動作と並行して用紙の搬送動作が行われて画像形成処理時間が短縮されるとともに定着手段の準備動作において消費電力を最小限に抑えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。
【００１１】
図１は、本発明に係る画像形成装置全体の概略断面図である。画像形成装置１の上部には用紙排出トレイ１０が設けられ、その下部には、記録部２及び給紙部３が配されている。
【００１２】
給紙部３では、給紙カセット１１が配置されており、フラッパ１２に所定のサイズの用紙が複数枚積載されている。給紙カセット１１の右端部には、ピックアップローラ１３が配置されている。フラッパ１２は、積載された用紙の上面がピックアップローラ１３に圧接するように、図示しないバネ部材により上方に付勢されている。この状態でピックアップローラ１３が回転駆動すると、摩擦力により用紙が１枚ずつ用紙搬送路に給紙されるようになる。
【００１３】
給紙された用紙は、まずフィードローラ１４及びプレスローラ１５により記録部２に搬送される。記録部２では、搬送された用紙に記録するために、現像器１６、清掃手段１７、コロナ帯電器１８、感光体ドラム１９、転写ローラ２０、露光ヘッド２１及び定着ローラ２２が備えられている。清掃手段１７は、転写後の感光体ドラム１９の表面に付着した残留トナーや紙粉等の異物を捕捉して感光体ドラム１９の表面を清掃する。コロナ帯電器１８は、コロトロンからの放電により感光体ドラム１９の表面を一様に帯電する。一様に帯電された感光体ドラム１９に、露光ヘッド（ＬＥＤヘッド）２１で画像記録信号に応じて露光することで静電潜像が形成される。そして、現像器１６内のトナーを感光体ドラム１９に形成された静電潜像に転移させて、静電潜像を可視像化する。転写ローラ２０は、用紙を挟んで感光体ドラム１９と対向する位置に設置されており、所定の電圧が印加されると感光体ドラム１９表面に形成されたトナー像が用紙に転写される。そして、転写されたトナー像は、定着ローラ２２及びプレスローラ２３によって挟持されて加熱・プレスされ用紙に定着される。定着された用紙は、排紙ローラ２４及びプレスローラ２５の間に挟持されて用紙排出トレイ１０に搬出される。
【００１４】
また、装置本体の側面には、手差し給紙機構及び反転搬送機構が設けられており、手差し給紙を行う場合には、側面カバー２６を開いて給紙ローラ２７に用紙を差し込むことで行われる。差し込まれた用紙は、給紙ローラ２７によりフィードローラ１４及びプレスローラ１５に搬送されて記録動作が行われる。また、反転搬送を行う場合には、片面に記録した用紙が一旦排紙ローラ２４及びプレスローラ２５の間に挟持されて搬出された後排紙ローラ２４を逆回転して反転搬送路に搬送して、フィードローラ２８及びプレスローラ２９、フィードローラ３０及びプレスローラ３１の２対の搬送ローラにより下方に向けて搬送する。そして、再度フィードローラ１４及びプレスローラ１５に搬送されてもう一方の面に記録動作が行われ、用紙の両面に記録されるようになる。
【００１５】
図２は、記録部２における回路構成を示す概略図である。記録動作全体の制御を行う記録制御部４０は、コロナ帯電器１８に所定の電圧を印加する帯電電圧印加回路４１、現像ローラ３２及び供給ローラ３３に所定の電圧を印加する現像電圧印加回路４２、クリーニングローラ３４、回収ローラ３５及びスポンジ体３６に所定の電圧を印加するクリーニング電圧印加回路４３、定着ローラ２２に設けられたヒータに電圧を印加するヒータ電圧印加回路にそれぞれ電圧制御信号を送信してそれぞれの部材の電圧制御を行う。また、記録制御部４０は、定着ローラ２２の定着面温度を検知する温度検知センサ５０から検知信号を受信してヒータ電圧印加回路の制御を行って定着ローラ２２の定着面温度の調整を行う。なお、記録制御部４０は、転写ローラ２０の電圧制御も行うようになっているが、本実施形態では省略している。また、記録制御部４０は、画像信号に基づいてＬＥＤヘッド２１の露光制御を行う。
【００１６】
図３は、本実施形態における画像形成処理フローを示している。用紙への画像形成処理を指令する信号を受信すると、記録制御部４０は、装置内の温度を検知して主モータの駆動開始タイミングとなる定着面温度Ｔｅｍｐ１の決定を行う（Ｓ１００ａ）。Ｔｅｐｍ１の決定は、予め装置内温度に対応したＴｅｍｐ１のデータを記憶しておき、処理指令が出されたタイミングで装置内温度を検知してそれに対応したＴｅｍｐ１のデータを読み出すようにすればよい。次に、給紙開始タイミングとなる定着面温度Ｔｅｍｐ２の決定タスクを行う（Ｓ１００ｂ）。
【００１７】
図４は、Ｔｅｍｐ２決定タスクを示す処理フローである。このタスクでは、まず画像形成処理される用紙が１枚目か否かチェックされる（Ｓ２００）。１枚目である場合には、現時点の定着面温度Ｔｅｍｐを温度検知センサ５０からの検知信号により検知し（Ｓ２０１）、検知された定着面温度Ｔｅｍｐが基準温度Ｔｓ以上であるか否かチェックされる（Ｓ２０２）。基準温度Ｔｓ以上である場合にはＴｅｍｐ２を高温時定着面温度ＴＬに設定し（Ｓ２０３）、基準温度Ｔｓより低い場合にはＴｅｍｐ２を低温時定着面温度ＴＨに設定する（Ｓ２０４）。また、ステップＳ２００において用紙が１枚目でない場合には、Ｔｅｍｐ２を高温時定着面温度ＴＬに設定する。
【００１８】
ここで、高温時定着面温度ＴＬは、低温時定着面温度ＴＨよりも低く設定されており、通常の定着設定温度ＴＦと比較すると、
ＴＬ＜ＴＦ＜ＴＨ
となるように設定されている。そして、ＴＬは、ピックアップローラ１３により用紙が給紙開始されてから定着ローラ２２に到達するまでの時間で定着面温度がＴＦに昇温可能な温度に設定されている。
【００１９】
以上のようにＴｅｍｐ２が決定されると、ヒータ電圧印加回路４４の電圧制御が開始されて定着ローラ２２のヒータが加熱開始する（Ｓ１００ｃ）。そして、定着面温度ＴｅｍｐがＴｅｍｐ１まで昇温したかチェックされ（Ｓ１０１）、Ｔｅｍｐ１に昇温すると感光体ドラムの前回転処理が行われる（Ｓ１０２）。前回転処理では、主モータが回転開始し、感光体ドラム１９、供給ローラ３３、現像ローラ３２、転写ローラ２０及びクリーニングローラ３４が回転を開始する。そして、帯電電圧印加回路４１、現像電圧印加回路４２、クリーニング電圧印加回路４３の電圧制御が開始される。
【００２０】
次に、定着面温度ＴｅｍｐがＴｅｍｐ２まで昇温したかチェックされ（Ｓ１０３）、Ｔｅｍｐ２まで昇温すると、ピックアップローラ１３が駆動回転されて給紙が開始されて用紙が搬送制御される（Ｓ１０４ａ）。そして、それと並行して画像形成のための電圧制御が開始されて、上述したように帯電、露光、現像、転写といった一連の画像形成処理が行われる（Ｓ１０４ｂ）。
【００２１】
画像形成処理が終了すると、後回転処理が行われる（Ｓ１０５）。後回転処理では、転写ローラ２０の電圧制御を行い、転写ローラ２０に付着した残留トナーの回収が行われ、後回転処理後所定のタイミングで主モータの回転が停止されて（Ｓ１０６）待機時制御に移る。
【００２２】
図５は、Ｔｅｍｐ２が低温時定着面温度ＴＨに設定された場合（図５（ａ））と高温時定着面温度ＴＬに設定された場合（図５（ｂ））における定着面温度Ｔｅｍｐの推移を示すグラフである。グラフにおいて、画像形成指令が出されたタイミングが時刻ｔsであり、給紙開始のタイミングが時刻ｔkである。
【００２３】
Ｔｅｍｐ２が低温時定着面温度ＴＨに設定された場合には、画像形成指令が出されたときの温度が基準温度Ｔｓよりの低いため、定着設定温度ＴＦよりも高い低温時定着面温度ＴＨまで定着面温度を昇温させて給紙開始されるようになる。そのため、定着ローラ２２とプレスローラ２３との間に用紙が挟持されて用紙に熱を奪われたとしても定着設定温度ＴＦより低下して定着不足が生じることはない。そして、１枚目の画像形成処理が終了した後２枚目以降については、通常の定着設定温度ＴＦに基づいてヒータの加熱制御を行うようにして定着面温度が過剰に高温になることを防止する。
【００２４】
Ｔｅｍｐ２が高温時定着面温度ＴＬに設定された場合には、定着設定温度ＴＦよりも低い高温時定着面温度ＴＬで給紙開始タイミングが設定される。そのため、定着面温度が定着設定温度ＴＦに昇温する前に給紙開始が行われるようになるが、高温時定着面温度ＴＬの温度設定は、上述したように給紙された用紙が定着ローラに到達するまでの時間で定着設定温度ＴＦに昇温可能に設定されているため、定着動作が行われる際には定着設定温度ＴＦに昇温して定着不足となることはない。そのため、定着面温度が過剰に高温になることがなく、また定着面温度の昇温動作時に並行して用紙搬送が行われるため画像処理時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る実施形態に関する画像形成装置全体の概略断面図である。
【図２】記録部の回路構成に関する概略図である。
【図３】本発明に係る実施形態における画像形成処理フローである。
【図４】給紙開始温度であるＴｅｍｐ２の決定タスクフローである。
【図５】定着面温度Ｔｅｍｐの推移を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２６】
１    画像形成装置
２    記録部
３    給紙部
17    清掃手段
18    コロナ帯電器
19    感光体ドラム
20    転写ローラ
21    露光ヘッド
22    定着ローラ
32    現像ローラ
34    クリーニングローラ
50    温度検知センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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