(57)【要約】【課題】定着ローラの温度のアンダーシュートを確実に防止することで記録紙に安定してトナーを定着させることのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】制御装置９２からレジストローラ８３を所定の回転速度で駆動制御させるための信号が送信されると、レジストローラ８３の回転速度とレジストローラ８３から定着装置６０へ至るまでの記録紙の搬送時間との関係を示すデータテーブルがメモリ９０から読み出されてレジストローラ８３から定着装置６０へ至るまでの記録紙の搬送時間が設定される。そして、カウンタの計測時間が設定されたレジストローラ８３から定着装置６０へ至るまでの記録紙の搬送時間に達するまで温度センサ６４の温度情報に基づく定着ヒータ６２の温度制御が行われるとともに、カウンタの計測時間が設定されたレジストローラ８３から定着装置６０へ至るまでの記録紙の搬送時間に達すると定着ヒータ６２が強制的に点灯される。【選択図】 図２
2006163011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録紙に付着したトナーを前記記録紙に定着させるための定着ローラと、前記定着ローラを加熱するためのヒータと、前記定着ローラの温度を検出する温度センサと、を備える画像形成装置であって、
前記温度センサの温度情報に基づき前記ヒータへ供給する電力の大きさを変化させることにより前記ヒータの温度制御を行う動作と、前記温度センサの温度情報に関係なく前記ヒータに一定の大きさの電力を供給する動作と、を切り換えて行うとともに、
前記温度センサの温度情報に基づき前記ヒータへ供給する電力の大きさを変化させることにより前記ヒータの温度制御を行う動作から前記温度センサの温度情報に関係なく前記ヒータに一定の大きさの電力を供給する動作へ切り換わるタイミングを、前記記録紙が前記定着ローラに到達するまでの時刻に設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記温度センサの温度情報に基づき前記ヒータへ供給する電力の大きさを変化させることにより前記ヒータの温度制御を行う動作から前記温度センサの温度情報に関係なく前記ヒータに一定の大きさの電力を供給する動作へ切り換わるタイミングを、前記記録紙が前記定着ローラに到達したときの時刻に設定す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】
前記記録紙が搬送されるタイミングを調整するためのレジストローラを備え、
前記温度センサの温度情報に基づき前記ヒータへ供給する電力の大きさを変化させることにより前記ヒータの温度制御を行う動作から前記温度センサの温度情報に関係なく前記ヒータに一定の大きさの電力を供給する動作へ切り換わるまでの時間が、前記記録紙が前記レジストローラから送り出されるときを始点として設定されるとともに、前記レジストローラの回転速度に基づく前記記録紙の搬送速度と前記レジストローラから前記定着ローラへ至る前記記録紙の搬送距離とから算出されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記温度センサの温度情報に基づき前記ヒータへ供給する電力の大きさを変化させることにより前記ヒータの温度制御を行う動作から切り換えた後の前記温度センサの温度情報に関係なく前記ヒータに一定の大きさの電力を供給する動作を所定時間だけ行うとともに、当該所定時間の経過後に、前記温度センサの温度情報に関係なく前記ヒータに一定の大きさの電力を供給する動作から前記温度センサの温度情報に基づき前記ヒータへ供給する電力の大きさを変化させることにより前記ヒータの温度制御を行う動作へ切り換わることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記温度センサの温度情報に基づき前記ヒータへ供給する電力の大きさを変化させることにより前記ヒータの温度制御を行う動作から切り換えた後の前記温度センサの温度情報に関係なく前記ヒータに一定の大きさの電力を供給する動作を行う時間が、前記記録紙が前記定着ローラを通過するときに前記記録紙が該定着ローラから吸熱する熱量に基づいて予め設定されることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記記録紙の片面のみを印刷する片面印刷モードと前記記録紙の両面を印刷する両面印刷モードとを備え、
前記温度センサの温度情報に基づき前記ヒータへ供給する電力の大きさを変化させることにより前記ヒータの温度制御を行う動作から切り換えた後の前記温度センサの温度情報に関係なく前記ヒータに一定の大きさの電力を供給する動作を行う時間が、片面印刷モードにおいて前記記録紙の片面を印刷するとき及び両面印刷モードにおいて両面が白紙の状態である前記記録紙の片面を印刷するときの方が、両面印刷モードにおいて片面が既に印刷された前記記録紙のもう一方の面を印刷するときよりも長く設定されることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記記録紙の連続印刷枚数を計測するカウンタを備え、
前記記録紙の連続印刷時には、前記温度センサの温度情報に基づき前記ヒータへ供給する電力の大きさを変化させることにより前記ヒータの温度制御を行う動作から切り換えた後の前記温度センサの温度情報に関係なく前記ヒータに一定の大きさの電力を供給する動作を行う時間が、前記カウンタの計測枚数が増加するにつれて短くなるように設定されることを特徴とする請求項４〜請求項６の何れか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、複写機やプリンタなどの画像形成装置に関し、特に、記録紙に転写されたトナーを記録紙に定着させる定着装置の制御を行うものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、記録紙に画像を印刷するための装置として、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置が知られている。この画像形成装置では、感光ドラムの表面を帯電させる帯電工程、帯電した感光ドラムにレーザ光を照射して該感光ドラムの表面に静電潜像を形成する露光工程、感光ドラムの表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像を行う現像工程、感光ドラムの表面に付着したトナーを記録紙へ転写する転写工程、及び記録紙に転写されたトナーを記録紙に定着させる定着工程の各工程が順に行われることによって、記録紙へ画像が印刷される。
【０００３】
上記の各工程のうち、特に、定着工程では、記録紙に転写されたトナーを記録紙に定着させるために、トナーにある程度の熱を与えてトナーを溶解させる必要がある。このため、画像形成装置の定着装置では、定着ローラの温度を検出する温度センサの温度情報に基づき、定着ローラの温度が記録紙にトナーを安定して定着させることのできる温度の範囲内となるように定着ローラを加熱するための定着ヒータが温度制御される。そして、定着工程において、定着ローラと加圧ローラとの間のニップ部を通過する記録紙が定着ローラと接触するとともにこの記録紙に転写されたトナーが定着ローラによって加熱されることで、記録紙に転写されたトナーが溶解する。このとき、加圧ローラによって記録紙へ圧力が加えられることで、この記録紙にトナーが定着される。
【０００４】
このような動作を行う画像形成装置として、目標温度（即ち、記録紙にトナーを安定して定着させることのできる温度）とサーミスタによって検出される定着ローラの温度との温度差に基づいて定着ヒータへの供給電力を制御するものが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平４−１１３３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、画像形成装置の定着工程において、定着ローラと加圧ローラとの間のニップ部を記録紙が通過するとき、記録紙が定着ローラと接触することによってこの記録紙が定着ローラから吸熱する。このとき、記録紙の先端部分が定着ローラと接触して定着ローラから吸熱し始めると、一方で、定着ローラの熱が記録紙に奪われることによって定着ローラの温度が低下し始める。すると、定着ローラの温度を検出する温度センサの温度情報に基づき、定着ローラの温度が記録紙にトナーを安定して定着させることのできる温度の範囲内に保たれるように定着ヒータへ供給される電力が制御される。
【０００６】
しかしながら、定着ヒータへ供給される電力が制御されても、記録紙の搬送速度によっては、記録紙が定着ローラから吸熱する熱量の方が定着ヒータによる定着ローラの加熱量よりも多くなるおそれがある。そして、記録紙が定着ローラから吸熱する熱量の方が定着ヒータによる定着ローラの加熱量よりも多くなると、定着ローラの熱が記録紙に奪われることによって定着ローラの温度が記録紙にトナーを安定して定着させることのできる温度の下限値よりも低下する。つまり、定着ローラの温度のアンダーシュートが生じる。そして、定着ローラの温度のアンダーシュートが生じると、定着ローラによって記録紙に転写されたトナーに充分な熱を与えることができなくなり、記録紙に転写されたトナーを溶解させることが困難となる。よって、このとき、記録紙にトナーを安定して定着させることが困難となり、定着不良が生じる。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、定着ローラの温度のアンダーシュートを確実に防止することで記録紙に安定してトナーを定着させることのできる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、記録紙に付着したトナーを前記記録紙に定着させるための定着ローラと、前記定着ローラを加熱するためのヒータと、前記定着ローラの温度を検出する温度センサと、を備える画像形成装置であって、前記温度センサの温度情報に基づき前記ヒータへ供給する電力の大きさを変化させることにより前記ヒータの温度制御を行う動作と、前記温度センサの温度情報に関係なく前記ヒータに一定の大きさの電力を供給する動作と、を切り換えて行うとともに、前記温度センサの温度情報に基づき前記ヒータへ供給する電力の大きさを変化させることにより前記ヒータの温度制御を行う動作から前記温度センサの温度情報に関係なく前記ヒータに一定の大きさの電力を供給する動作へ切り換わるタイミングを、前記記録紙が前記定着ローラに到達するまでの時刻に設定することを特徴とする。
【０００９】
このように構成された画像形成装置において、前記温度センサの温度情報に基づき前記ヒータへ供給する電力の大きさを変化させることにより前記ヒータの温度制御を行う動作から前記温度センサの温度情報に関係なく前記ヒータに一定の大きさの電力を供給する動作へ切り換わるタイミングを、前記記録紙が前記定着ローラに到達したときの時刻に設定する。
【００１０】
このような構成とすることで、記録紙が定着ローラに到達するまでは、温度センサの温度情報に基づきヒータへ供給する電力の大きさを変化させることによりヒータの温度制御が行われる。一方、記録紙が定着ローラに到達すると、温度センサの温度情報に基づきヒータへ供給する電力の大きさを変化させることによりヒータの温度制御を行う動作から温度センサの温度情報に関係なくヒータに一定の大きさの電力を供給する動作へと切り換わる。
【００１１】
このとき、前記記録紙が搬送されるタイミングを調整するためのレジストローラを備え、前記温度センサの温度情報に基づき前記ヒータへ供給する電力の大きさを変化させることにより前記ヒータの温度制御を行う動作から前記温度センサの温度情報に関係なく前記ヒータに一定の大きさの電力を供給する動作へ切り換わるまでの時間が、前記記録紙が前記レジストローラから送り出されるときを始点として設定されるとともに、前記レジストローラの回転速度に基づく前記記録紙の搬送速度と前記レジストローラから前記定着ローラへ至る前記記録紙の搬送距離とから算出される。
【００１２】
ここで、レジストローラの回転速度から記録紙の搬送速度が求められる。そして、記録紙の搬送速度とレジストローラから定着ローラへ至る記録紙の搬送距離とから、レジストローラから定着ローラへ至る記録紙の搬送時間が求められる。このように、温度センサの温度情報に基づきヒータへ供給する電力の大きさを変化させることによりヒータの温度制御を行う動作から温度センサの温度情報に関係なくヒータに一定の大きさの電力を供給する動作へ切り換わるまでの時間が、記録紙がレジストローラから送り出されるときを始点とし、レジストローラから定着ローラへ至る記録紙の搬送時間に基づいて設定される。
【００１３】
また、このとき、前記温度センサの温度情報に基づき前記ヒータへ供給する電力の大きさを変化させることにより前記ヒータの温度制御を行う動作から切り換えた後の前記温度センサの温度情報に関係なく前記ヒータに一定の大きさの電力を供給する動作を所定時間だけ行うとともに、当該所定時間の経過後に、前記温度センサの温度情報に関係なく前記ヒータに一定の大きさの電力を供給する動作から前記温度センサの温度情報に基づき前記ヒータへ供給する電力の大きさを変化させることにより前記ヒータの温度制御を行う動作へ切り換わる。
【００１４】
このような構成とすることで、記録紙が定着ローラを通過するときに、温度センサの温度情報に関係なくヒータに一定の大きさの電力を供給する動作が行われる。そして、温度センサの温度情報に関係なくヒータに一定の大きさの電力を供給する動作を所定時間だけ行った後、温度センサの温度情報に関係なくヒータに一定の大きさの電力を供給する動作から温度センサの温度情報に基づきヒータへ供給する電力の大きさを変化させることによりヒータの温度制御を行う動作へと再び切り換わる。
【００１５】
また、このとき、前記温度センサの温度情報に基づき前記ヒータへ供給する電力の大きさを変化させることにより前記ヒータの温度制御を行う動作から切り換えた後の前記温度センサの温度情報に関係なく前記ヒータに一定の大きさの電力を供給する動作を行う時間が、前記記録紙が前記定着ローラを通過するときに前記記録紙が該定着ローラから吸熱する熱量に基づいて予め設定される。
【００１６】
ここで、温度センサの温度情報に関係なくヒータに一定の大きさの電力を供給する動作を行う時間は、記録紙の厚さと記録紙のサイズとを様々に設定することで変化する記録紙が定着ローラから吸熱する熱量に基づいて予め計測される。そして、温度センサの温度情報に関係なくヒータに一定の大きさの電力を供給する動作を行う時間の計測値から、温度センサの温度情報に関係なくヒータに一定の大きさの電力を供給する動作を行う時間の最適値が求められる。
【００１７】
或いは、記録紙が定着ローラから吸熱する熱量は、記録紙の紙質や、記録紙に印字されるトナーの量などによっても変化する。このため、記録紙の厚さと記録紙のサイズとを様々に設定するとともに記録紙の紙質を様々に設定して温度センサの温度情報に関係なくヒータに一定の大きさの電力を供給する動作を行う時間を予め計測することにより、温度センサの温度情報に関係なくヒータに一定の大きさの電力を供給する動作を行う時間の最適値を求めるようにしてもよい。また、入力された画像データから記録紙に印字されるトナーの量を算出し、このトナーの量の多少によって温度センサの温度情報に関係なくヒータに一定の大きさの電力を供給する動作を行う時間を変化させるようにしてもよい。
【００１８】
また、上述の画像形成装置において、前記記録紙の片面のみを印刷する片面印刷モードと前記記録紙の両面を印刷する両面印刷モードとを備え、前記温度センサの温度情報に基づき前記ヒータへ供給する電力の大きさを変化させることにより前記ヒータの温度制御を行う動作から切り換えた後の前記温度センサの温度情報に関係なく前記ヒータに一定の大きさの電力を供給する動作を行う時間が、片面印刷モードにおいて前記記録紙の片面を印刷するとき及び両面印刷モードにおいて両面が白紙の状態である前記記録紙の片面を印刷するときの方が、両面印刷モードにおいて片面が既に印刷された前記記録紙のもう一方の面を印刷するときよりも長く設定されるものとしても構わない。
【００１９】
ここで、両面印刷モードにおいて、両面が白紙の状態である記録紙の片面を印刷するとき、記録紙が定着ローラから吸熱することによって記録紙が加熱される。このため、片面が既に印刷された記録紙のもう一方の面を印刷するときには、定着ローラへ供給される記録紙の温度が、両面が白紙の状態である記録紙の片面を印刷するときよりも高くなる。
【００２０】
よって、片面印刷モードにおいて記録紙の片面を印刷するとき及び両面印刷モードにおいて両面が白紙の状態である記録紙の片面を印刷するときの方が、両面印刷モードにおいて片面が既に印刷された記録紙のもう一方の面を印刷するときよりも、温度センサの温度情報に関係なくヒータに一定の大きさの電力を供給する動作を行う時間を長く設定されることにより、記録紙が定着ローラを通過するときに定着ローラの温度のオーバーシュートが起こることが確実に防止される。
【００２１】
また、上述のそれぞれの画像形成装置において、前記記録紙の連続印刷枚数を計測するカウンタを備え、前記記録紙の連続印刷時には、前記温度センサの温度情報に基づき前記ヒータへ供給する電力の大きさを変化させることにより前記ヒータの温度制御を行う動作から切り換えた後の前記温度センサの温度情報に関係なく前記ヒータに一定の大きさの電力を供給する動作を行う時間が、前記カウンタの計測枚数が増加するにつれて短くなるように設定されるものとしても構わない。
【００２２】
ここで、記録紙の印刷時において、記録紙の連続印刷枚数が増加するほど、定着ローラから吸熱した記録紙の放熱量が多くなるために画像形成装置の内部の温度が高くなる。このため、記録紙の連続印刷枚数を計測するカウンタの計測枚数が増加するにつれて温度センサの温度情報に関係なくヒータに一定の大きさの電力を供給する動作を行う時間が短くなるように設定することで、記録紙が定着ローラを通過するときに定着ローラの温度のオーバーシュートが起こることが確実に防止されるとともに、画像形成装置の消費電力が低減される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、温度センサの温度情報に基づきヒータへ供給する電力の大きさを変化させることによりヒータの温度制御を行う動作から温度センサの温度情報に関係なくヒータに一定の大きさの電力を供給する動作へ切り換わるタイミングを記録紙が定着ローラに到達するまでの時刻に設定することにより、記録紙が定着ローラを通過するときに温度センサの温度情報に関係なくヒータに一定の大きさの電力を供給することができる。そして、記録紙が定着ローラを通過するときに温度センサの温度情報に関係なくヒータに一定の大きさの電力を供給することにより、定着ローラと記録紙とが接触することで記録紙が定着ローラから吸熱する熱量とヒータによる定着ローラの加熱量とが相殺されるため、定着ローラの熱が記録紙に奪われても定着ローラの温度を記録紙にトナーを安定して定着させることのできる温度の範囲内に保つことができる。従って、本発明によれば、記録紙が定着ローラを通過するときに定着ローラの温度のアンダーシュートが起こることを確実に防止でき、トナーを記録紙に安定して定着させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
《発明の実施形態》
図１及び図２に示すように、本実施形態の画像形成装置は、感光ドラム１０と、この感光ドラム１０の表面全体を帯電させる帯電装置２０と、感光ドラム１０の表面にレーザ光を照射する露光装置３０と、感光ドラム１０の表面のうちレーザ光が照射された部分にトナー４１を付着させることで現像を行う現像装置４０と、感光ドラム１０の表面に付着したトナー４１を記録紙に転写する転写装置５０と、記録紙に転写されたトナー４１を記録紙に定着させる定着装置６０と、定着装置６０で生じる熱を画像形成装置の外部へ放熱することで画像形成装置の内部を冷却する冷却ファン７０と、を備えている。
【００２６】
また、図１に示すように、この画像形成装置には、給紙カセット８０と、給紙カセット８０から記録紙を送り出す給紙ローラ８１と、給紙ローラ８１から送り出された記録紙を搬送する搬送ローラ８２と、搬送ローラ８２を通過した記録紙の向きを矯正するとともに記録紙が搬送されるタイミングを調整する一対のレジストローラ８３と、一対のレジストローラ８３から感光ドラム１０へ記録紙を搬送するとともに感光ドラム１０を通過した記録紙を定着装置６０へ搬送する搬送ガイド８４と、定着装置６０を通過した記録紙を画像形成装置の外部へ排出するための排紙ローラ８５と、排紙ローラ８５から画像形成装置の外部へ排出された記録紙を貯めておくための排紙トレイ８６と、一対のレジストローラ８３の上流側に設置されるとともに一対のレジストローラ８３へ向けて搬送されてきた記録紙を検知するレジストセンサ８７と、定着装置６０の下流側に設置されるとともに定着装置６０を通過した記録紙を検知する排紙センサ８８と、が設置されている。
【００２７】
更に、図２に示すように、この画像形成装置は、一対のレジストローラ８３の回転速度と一対のレジストローラ８３から定着装置６０へ至るまでの記録紙の搬送時間との関係を示すデータテーブル及び定着ローラ６１を加熱するための定着ヒータ６２を強制的に点灯させる時間が記憶されるメモリ９０と、レジストローラ８３、冷却ファン７０、帯電装置２０、露光装置３０、現像装置４０、転写装置５０、定着装置６０、及び制御装置９２のそれぞれに電力を供給する電源装置９１と、画像形成装置の内部に設置された各装置の動作を制御する制御装置９２と、を備えている。そして、この画像形成装置は、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、及び定着工程の各工程を順に行う。
【００２８】
尚、図２には示さないが、この画像形成装置では、給紙ローラ８１、搬送ローラ８２、及び排紙ローラ８５に対しても電源装置９１から電力が供給されるとともに、制御装置９２によって給紙ローラ８１、搬送ローラ８２、及び排紙ローラ８５のそれぞれが制御される。また、メモリ９０に記憶される一対のレジストローラ８３の回転速度と一対のレジストローラ８３から定着装置６０へ至るまでの記録紙の搬送時間との関係を示すデータテーブル及び定着ローラ６１を加熱するための定着ヒータ６２を強制的に点灯させる時間については、後で詳細に説明する。
【００２９】
このような構成の画像形成装置において、まず、帯電装置２０は、図１に示す帯電ローラ２１を備えており、この帯電ローラ２１は感光ドラム１０に近接する位置に設置されるとともに、帯電した帯電ローラ２１の放電によって感光ドラム１０の表面をマイナスに帯電させる。また、図１に示すように、露光装置３０は、感光ドラム１０へ向けてレーザスキャナ（不図示）からレーザ光を照射するものであり、感光ドラム１０のうちレーザ光が当たった部分をプラスに帯電させることでこの部分に静電潜像を形成する。
【００３０】
また、図１に示すように、現像装置４０は、感光ドラム１０の近傍に設置されており、その内部にトナー４１が収容されるとともにトナー４１を感光ドラム１０へ供給するための現像ローラ４２を備えている。そして、現像装置４０は、感光ドラム１０の表面に形成された静電潜像にトナー４１を付着させることで現像を行う。また、転写装置５０は、図１に示す転写ローラ５１を備えており、この転写ローラ５１と感光ドラム１０との間に記録紙を挟むニップ部が形成されている。そして、転写装置５０は、このニップ部を記録紙が通過する際に、プラスに帯電した転写ローラ５１に感光ドラム１０に付着したトナー４１を引き寄せることでこのトナー４１を記録紙に転写する。
【００３１】
更に、図１に示すように、定着装置６０は、定着ローラ６１と、この定着ローラ６１の内部に設置されるとともに該定着ローラ６１を加熱するための定着ヒータ６２と、加圧ローラ６３と、を備えており、この定着ローラ６１と加圧ローラ６３との間に記録紙を挟むニップ部が形成されている。そして、定着装置６０は、このニップ部を記録紙が通過する際に、定着ローラ６１の熱によって記録紙に転写されたトナー４１を溶解させるとともに加圧ローラ６３によって記録紙に圧力を加えることでトナー４１を記録紙に定着させる。
【００３２】
また、この定着装置６０は、図２に示すように、定着ローラ６１の温度を検出するサーミスタ等の温度センサ６４を備えており、定着ヒータ６２及び温度センサ６４のそれぞれが制御装置９２に接続されている。そして、制御装置９２によって定着装置６０が駆動制御されているときには、温度センサ６４によって定着ローラ６１の温度が検出されるとともに温度センサ６４で検出された温度情報が制御装置９２に入力されることで、制御装置９２がこの温度情報に基づいて定着ヒータ６２の温度を制御する。
【００３３】
このように構成された画像形成装置において、図２に示すように、画像形成装置の電源をＯＮにすると、電源装置９１からレジストローラ８３、冷却ファン７０、帯電装置２０、露光装置３０、現像装置４０、転写装置５０、定着装置６０、及び制御装置９２のそれぞれへ電力が供給されるとともに、制御装置９２からの制御信号によりレジストローラ８３、冷却ファン７０、帯電装置２０、露光装置３０、現像装置４０、転写装置５０、及び定着装置６０がそれぞれ制御される。よって、図１に示す画像形成装置において、上述した帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、及び定着工程の各工程が順に行われる。
【００３４】
具体的に、画像形成装置では、図１に実線の矢印で示すように、給紙ローラ８１によって給紙カセット８０から記録紙が送り出され、給紙カセット８０から送り出された記録紙が搬送ローラ８２へ搬送される。そして、搬送ローラ８２を通過した記録紙は、レジストセンサ８７の設置位置に到達したときに該レジストセンサ８７によって記録紙の先端部分が検知される。このとき、レジストセンサ８７から図２に示す制御装置９２へ検知信号が送信されることで、制御装置９２において一対のレジストローラ８３へ記録紙が搬送されてきたことが確認される。
【００３５】
その後、一対のレジストローラ８３において、記録紙の向きが矯正されるとともに記録紙の感光ドラム１０への搬送タイミングが調整された後、制御装置９２から一対のレジストローラ８３へ該レジストローラ８３を所定の回転速度で駆動制御するための信号が送信される。そして、一対のレジストローラ８３が所定の回転速度で駆動されると、一対のレジストローラ８３の回転速度に応じた搬送速度で記録紙が一対のレジストローラ８３から送り出され、更にこの記録紙が搬送ガイド８４を通って感光ドラム１０と転写ローラ５１との間のニップ部へ搬送される。
【００３６】
このように記録紙が感光ドラム１０へ向かって搬送されるとき、まず、帯電装置２０が、帯電工程において帯電ローラ２１の放電により感光ドラム１０の表面全体を帯電させるとともに、露光装置３０が、露光工程においてレーザスキャナ（不図示）から感光ドラム１０へ向けてレーザ光を照射し、感光ドラム１０の表面のうちレーザ光が当たった部分に静電潜像を形成する。
【００３７】
次に、現像装置４０が、現像工程において帯電したトナー４１を現像ローラ４２により感光ドラム１０へ供給することで感光ドラム１０の表面に形成された静電潜像にこのトナー４１を付着させて現像を行う。続いて、転写装置５０が、転写工程において感光ドラム１０と転写ローラ５１との間のニップ部を通過する記録紙に感光ドラム１０の表面に付着したトナー４１を転写する。そして、転写工程においてトナー４１が転写された記録紙は、搬送ガイド８４を通って定着装置６０における定着ローラ６１と加圧ローラ６３との間のニップ部（以下、「定着装置６０のニップ部」と呼ぶ）へ搬送される。
【００３８】
また、図２に示すように、制御装置９２から定着ヒータ６２へ出力される制御信号をＯＮとすることで電源装置９１から定着ヒータ６２への電力の供給が開始されて定着ヒータ６２が加熱され、この定着ヒータ６２によって記録紙にトナー４１を安定して定着させることが可能な温度まで定着ローラ６１が加熱される。そして、定着装置６０が、定着工程において定着装置６０のニップ部を通過する記録紙のトナー４１を定着ローラ６１の熱によって溶解させるとともに加圧ローラ６３によって記録紙に圧力を加えることで、トナー４１を記録紙に定着させる。
【００３９】
定着工程においてトナー４１が定着した記録紙は、排紙センサ８８の設置位置に到達したときに該排紙センサ８８によって記録紙の先端部分が検知される。このとき、排紙センサ８８から図２に示す制御装置９２へ検知信号が送信されるとともに、記録紙の後端部分が排紙センサ８８の設置位置を通過したときに排紙センサ８８から制御装置９２への検知信号の送信が途絶える。これにより、制御装置９２において、記録紙が定着装置６０のニップ部を通過したことが確認される。その後、排紙センサ８８の設置位置を通過した記録紙は、排紙ローラ８５によって画像形成装置の外部へ送り出され、排紙トレイ８６へ排出される。
【００４０】
このような動作を行う画像形成装置において、上述のように、制御装置９２から一対のレジストローラ８３へ該レジストローラ８３を所定の回転速度で駆動制御させるための信号が送信されたとき、一対のレジストローラ８３の回転速度と一対のレジストローラ８３から定着装置６０のニップ部へ至るまでの記録紙の搬送時間との関係を示すデータテーブルが、メモリ９０から制御装置９２に読み出される。
【００４１】
ここで、一対のレジストローラ８３の回転速度から記録紙の搬送速度が算出されるため、一対のレジストローラ８３の回転速度と一対のレジストローラ８３から定着装置６０のニップ部へ至るまでの記録紙の搬送距離とが分かれば、一対のレジストローラ８３から定着装置６０のニップ部へ至るまでの記録紙の搬送時間を求めることができる。よって、機種ごとに設定される一対のレジストローラ８３から定着装置６０のニップ部へ至るまでの記録紙の搬送距離に対し、一対のレジストローラ８３の回転速度を様々な値に設定することで、一対のレジストローラ８３から定着装置６０のニップ部へ至るまでの記録紙の搬送時間が予め計測される。そして、一対のレジストローラ８３の回転速度と一対のレジストローラ８３から定着装置６０のニップ部へ至るまでの記録紙の搬送時間との関係を示すデータテーブルを作成し、このデータテーブルをメモリ９０に記憶させる。
【００４２】
これにより、制御装置９２において、一対のレジストローラ８３の回転速度と一対のレジストローラ８３から定着装置６０のニップ部へ至るまでの記録紙の搬送時間との関係を示すデータテーブルがメモリ９０から読み出されて参照されることで、一対のレジストローラ８３の回転速度に基づき、一対のレジストローラ８３から定着装置６０のニップ部へ至るまでの記録紙の搬送時間Ｔ1が求められる。
【００４３】
また、制御装置９２には、一対のレジストローラ８３へ所定の回転速度による駆動制御を開始するように指示したときからの経過時間を計測するカウンタ（不図示）が設置されている。そして、図３に示すように、カウンタの計測値がＴ1に達するまで、即ち、記録紙が定着装置６０のニップ部に到達するまで、制御装置９２によって温度センサ６４の温度情報に基づく定着ヒータ６２の温度制御が行われる。つまり、記録紙が定着装置６０のニップ部に到達するまで、定着ローラ６１の温度が記録紙にトナーを安定して定着させることのできる温度の範囲内に保たれるように、温度センサ６４の温度情報に基づいて定着ヒータ６２へ供給する電力の大きさが制御される。
【００４４】
そして、図３に示すように、カウンタの計測値がＴ1に達すると、カウンタの計測値がＴ1を越えてＴ2に達するまで、制御装置９２によって温度センサ６４の温度情報に関係なく定着ヒータ６２が強制的に点灯される。つまり、カウンタの計測値がＴ1を越えてＴ2に達するまで、定着ヒータ６２の温度変化が大きくなるように、温度センサ６４の温度情報に関係なく一定の大きさで、且つ、大きな電力が定着ヒータ６２に供給される。
【００４５】
ここで、メモリ９０に記憶される定着ヒータ６２を強制的に点灯させる時間（Ｔ2−Ｔ1）は、定着装置６０のニップ部を通過する記録紙が定着ローラ６１と接触するときにこの定着ローラ６１から吸熱する熱量に基づいて算出されるものであり、予め計測することでその最適値が求められる。すなわち、記録紙の厚さが厚いほど記録紙の吸熱量が多くなり、記録紙のサイズが大きいほど記録紙の吸熱量が多くなる。
【００４６】
よって、厚さが最も厚く、且つサイズが最も大きい記録紙が定着装置６０のニップ部を通過するときに、定着ローラ６１の温度のアンダーシュート量が基準値よりもΔｔ以上多くならないような定着ヒータ６２を強制的に点灯させる時間を予め計測する。また、厚さが最も薄く、且つサイズが最も小さい記録紙が定着装置６０のニップ部を通過するときに、定着ローラ６１の温度のオーバーシュート量が基準値よりもΔｔ以上多くならないような定着ヒータ６２を強制的に点灯させる時間を予め計測する。
【００４７】
そして、予め計測された定着ローラ６１の温度のアンダーシュート量が基準値よりもΔｔ以上多くならないような定着ヒータ６２を強制的に点灯させる時間と、予め計測された定着ローラ６１の温度のオーバーシュート量が基準値よりもΔｔ以上多くならないような定着ヒータ６２を強制的に点灯させる時間とから、定着ヒータ６２を強制的に点灯させる時間の最適値を求め、この定着ヒータ６２を強制的に点灯させる時間の最適値をメモリ９０に記憶させる。
【００４８】
これにより、制御装置９２から一対のレジストローラ８３へ該レジストローラ８３を所定の回転速度で駆動制御させるための信号が送信されたとき、定着ヒータ６２を強制的に点灯させる時間（Ｔ2−Ｔ1）がメモリ９０から制御装置９２に読み出される。そして、制御装置９２において、この定着ヒータ６２を強制的に点灯させる時間（Ｔ2−Ｔ1）が一対のレジストローラ８３から定着装置６０のニップ部へ至るまでの記録紙の搬送時間Ｔ1に加えられる。
【００４９】
よって、制御装置９２において、図３に示すように、カウンタの計測値がＴ1を越えてＴ2に達するまで、温度センサ６４の温度情報に関係なく定着ヒータ６２が強制的に点灯される。そして、図３に示すように、カウンタの計測値がＴ2に達すると、再び制御装置９２によって温度センサ６４の温度情報に基づく定着ヒータ６２の温度制御が行われる。
【００５０】
また、このような動作を行う画像形成装置において、制御装置９２による定着ヒータ６２の制御方法を図３に示すタイムチャート及び図４に示すフローチャートに基づいて説明する。尚、上述した画像形成装置の動作と重複する部分については、その詳細な説明を省略する。
【００５１】
まず、記録紙の印刷を開始するためにユーザによって印刷開始ボタン（不図示）が押されると、制御装置９２へ信号が送信される。そして、電源装置９１から定着ヒータ６２への電力供給が開始されるとともに（ステップＳ１１）、定着ローラ６１の温度が記録紙にトナー４１を安定して定着させることのできる温度の範囲内に達するまで、制御装置９２によって温度センサ６４の温度情報に基づく定着ヒータ６２の温度制御が行われる（ステップＳ１２）。
【００５２】
次に、制御装置９２において、温度センサ６４の温度情報に基づき定着ローラ６１の温度が記録紙にトナー４１を安定して定着させることのできる温度の範囲内に達したと判断されると、記録紙の給紙が開始される（ステップＳ１３）。続いて、画像形成装置の内部を搬送される記録紙の先端部分がレジストセンサ８７に検知されると、レジストセンサ８７から制御装置９２へ検知信号が送信され、制御装置９２において記録紙が一対のレジストローラ８３に到達したことが確認される（ステップＳ１４でＹｅｓ）。
【００５３】
そして、制御装置９２から一対のレジストローラ８３へ該レジストローラ８３を所定の回転速度で駆動制御させるための信号が送信されると、制御装置９２において、上述したデータテーブルがメモリ９０から読み出されて参照されることで、一対のレジストローラ８３から定着装置６０のニップ部へ至るまでの記録紙の搬送時間Ｔ1が設定される（ステップＳ１５）。また、定着ヒータ６２を強制的に点灯させる時間（Ｔ2−Ｔ1）がメモリ９０から読み出される（ステップＳ１６）。
【００５４】
続いて、カウンタが起動して該カウンタによる経過時間の計測が開始される（ステップＳ１７）。そして、制御装置９２においてカウンタの計測値がＴ1に達したことが確認されると（ステップＳ１８でＹｅｓ）、制御装置９２によって温度センサ６４の温度情報に関係なく定着ヒータ６２が強制的に点灯される（ステップＳ１９）。一方、制御装置９２において、カウンタの計測値がＴ1に達していないと確認されたとき（ステップＳ１８でＮｏ）、カウンタの計測値がＴ1に達するまで、制御装置９２によって温度センサ６４の温度情報に基づく定着ヒータ６２の温度制御が継続して行われる（ステップＳ１２参照）。
【００５５】
その後、制御装置９２においてカウンタの計測値がＴ1を越えてＴ2に達したことが確認されると（ステップＳ２０でＹｅｓ）、制御装置９２によって温度センサ６４の温度情報に基づく定着ヒータ６２の温度制御が行われる（ステップＳ２１）。一方、制御装置９２において、カウンタの計測値がＴ2に達していないと確認されたとき（ステップＳ２０でＮｏ）、カウンタの計測値がＴ2に達するまで、制御装置９２によって温度センサ６４の温度情報に関係なく定着ヒータ６２の強制点灯が継続して行われる（ステップＳ１９参照）。
【００５６】
そして、記録紙の先端部分が排紙センサ８８に検知されると排紙センサ８８から制御装置９２へ検知信号が送信されるとともに、記録紙の後端部分が排紙センサ８８の設置位置を通過したときに排紙センサ８８から制御装置９２への検知信号の送信が途絶える。このとき、制御装置９２において、記録紙が定着装置６０のニップ部を通過したことが確認されなければ（ステップＳ２２でＮｏ）、記録紙が定着装置６０のニップ部を通過したことが確認されるまで、温度センサ６４の温度情報に基づく定着ヒータ６２の温度制御が継続して行われる（ステップＳ２１参照）。
【００５７】
一方、制御装置９２において、記録紙が定着装置６０のニップ部を通過したことが確認されると（ステップＳ２２でＹｅｓ）、次に印刷を行う記録紙があるか否かが判断される（ステップＳ２３）。ここで、記録紙の印刷時には、ユーザによって設定された印刷枚数の情報がメモリ９０に記憶される。また、制御装置９２には、記録紙の印刷枚数を計測するカウンタ（不図示）が設置されている。そして、複数枚の記録紙が連続して印刷されるとき、記録紙が１枚印刷されるごとにカウンタの計測枚数が１枚ずつ増えてゆくとともに、ステップＳ２３では、制御装置９２において、メモリ９０に記憶された印刷枚数とカウンタの計測枚数との大小が比較されることで次に印刷を行う記録紙があるか否かが判断される。
【００５８】
これにより、制御装置９２において、次に印刷を行う記録紙がないことが確認されると（ステップＳ２３でＮｏ）、電源装置９１から定着ヒータ６２への電力供給が停止されて（ステップＳ２４）、処理が終了する。一方、制御装置９２において、次に印刷を行う記録紙があることが確認されると（ステップＳ２３でＹｅｓ）、再びステップＳ１３へ戻って給紙が開始されるとともに、ステップＳ１４からステップＳ２３までの動作が繰り返し行われる。
【００５９】
このように、本実施形態によれば、定着装置６０における定着ローラ６１と加圧ローラ６３との間のニップ部（定着装置６０のニップ部）に記録紙が到達したときに定着ヒータ６２の強制点灯を開始することにより、定着ローラ６１と記録紙とが接触することで記録紙が定着ローラ６１から吸熱する熱量と定着ヒータ６２による定着ローラ６１の加熱量とが相殺される。つまり、記録紙が定着装置６０のニップ部を通過するときに、定着ローラ６１の熱が記録紙に奪われても、定着ローラ６１の温度が記録紙にトナーを安定して定着させることのできる温度の範囲内に保たれる。従って、本実施形態によれば、記録紙が定着装置６０のニップ部を通過するときに定着ローラ６１の温度のアンダーシュートが起こることを確実に防止でき、トナー４１を記録紙に安定して定着させることができる。
【００６０】
また、定着ヒータ６２の強制点灯を所定時間だけ行った後、再び定着ローラ６１の温度を検出する温度センサ６４の温度情報に基づいて定着ヒータ６２の温度制御を行うことにより、記録紙が定着装置６０のニップ部を通過した後に定着ローラ６１の温度のアンダーシュートやオーバーシュートが起こることを確実に防止できる。
【００６１】
更に、本実施形態では、定着ヒータ６２の強制点灯を開始するまでの時間や定着ヒータ６２の強制点灯を開始した後に温度センサ６４の温度情報に基づく定着ヒータ６２の温度制御に切り換えるまでの時間を、一対のレジストローラ８３から記録紙が送り出された時間を始点として設定している。従って、本実施形態によれば、記録紙の位置を検知するためにセンサを新たに画像形成装置の内部に設置する必要がないため、画像形成装置の構成を簡素化できる。
【００６２】
尚、上記画像形成装置では、カウンタの計測値がＴ1に達したときに、即ち、記録紙が定着装置６０における定着ローラ６１と加圧ローラ６３との間のニップ部（定着装置６０のニップ部）へ達したときに、制御装置９２によって定着ヒータ６２の強制点灯が開始される構成としたが、これに限るものではない。すなわち、カウンタの計測値がＴ1に達する直前に、換言すれば、記録紙が定着装置６０のニップ部へ到達する直前に、制御装置９２によって定着ヒータ６２の強制点灯が開始される構成としてもよい。
【００６３】
このような構成とすることにより、定着ローラ６１の温度が記録紙にトナー４１を安定して定着させることのできる温度の上限値付近まで上昇したときに定着装置６０のニップ部へ記録紙を搬送することができ、厚さが厚く、且つサイズが大きい記録紙に対しても、記録紙が定着装置６０のニップ部を通過するときに定着ローラ６１の温度のアンダーシュートが起こることを確実に防止できる。
【００６４】
また、上記画像形成装置では、定着ヒータ６２を強制的に点灯させる時間を記録紙の厚さと記録紙のサイズとを様々に設定することで変化する記録紙の吸熱量に基づいて予め計測するとともに、定着ヒータ６２を強制的に点灯させる時間の計測値から定着ヒータ６２を強制的に点灯させる時間の最適値を求めることとしたが、これに限るものではない。すなわち、記録紙の吸熱量は、記録紙の紙質や、記録紙に印字されるトナー４１の量などによっても変化する。よって、記録紙の厚さと記録紙のサイズとを様々に設定するとともに記録紙の紙質を様々に設定して定着ヒータ６２を強制的に点灯させる時間を予め計測することにより、定着ヒータ６２を強制的に点灯させる時間の最適値を求めるようにしてもよい。また、制御装置９２において、入力された画像データから記録紙に印字されるトナー４１の量を算出し、このトナー４１の量の多少によって定着ヒータ６２を強制的に点灯させる時間Ｔ2を変化させるようにしてもよい。
【００６５】
また、この画像形成装置に記録紙を反転させる反転ローラ（不図示）やその他の電子部品を設置することにより、記録紙の片面印刷と両面印刷の両方を行うことが可能となる。すなわち、上述のように、定着装置６０のニップ部を通過した後の片面が印刷された記録紙をそのまま排紙トレイ８６へ排出することで、記録紙の片面印刷を行うことができる。一方、定着装置６０を通過した後の片面が印刷された記録紙を反転ローラで反転させると、記録紙の印刷面が反転する。そして、印刷面が反転した記録紙を再び搬送ローラ８２へ搬送するとともに上述した各工程を行うことにより、印刷された記録紙の面と反対の面にも印刷を行うことができる。つまり、記録紙の両面印刷を行うことができる。
【００６６】
ここで、上述のように、記録紙が定着装置６０のニップ部を通過するとき、記録紙が定着ローラ６１と接触することによって記録紙が定着ローラ６１から吸熱する。そして、記録紙の片面印刷時において、記録紙が１枚だけ印刷されるときよりも複数枚の記録紙が連続して印刷されるときの方が、定着装置６０のニップ部を通過した記録紙の放熱量が多くなるために画像形成装置の内部の温度が高くなる。このとき、給紙カセット８０から送り出された記録紙が画像形成装置の内部の温度の影響を受けることで、記録紙が１枚だけ印刷されるときよりも複数枚の記録紙が連続して印刷されるときの方が、定着装置６０のニップ部へ供給される記録紙の温度が高くなる。
【００６７】
このため、記録紙の片面印刷時において、記録紙が１枚だけ印刷される場合を想定して定着ヒータ６２が強制的に点灯される時間（Ｔ2−Ｔ1）を設定すると、複数枚の記録紙が連続して印刷される場合に、記録紙が定着装置６０のニップ部を通過するときに定着ローラ６１の温度のオーバーシュートが起こるおそれがある。よって、記録紙の片面印刷時において、記録紙が１枚だけ印刷される場合と複数枚の記録紙が連続して印刷される場合とで、定着ヒータ６２が強制的に点灯される時間（Ｔ2−Ｔ1）を変更することにより、記録紙が定着装置６０のニップ部を通過するときに定着ローラ６１の温度のオーバーシュートが起こることを確実に防止できる。すなわち、このとき、記録紙が１枚だけ印刷されるときの方が、複数枚の記録紙が連続して印刷されるときよりも、定着ヒータ６２が強制的に点灯される時間（Ｔ2−Ｔ1）が長く設定される。
【００６８】
また、記録紙の片面印刷時と同様に、記録紙の両面印刷時においても、記録紙が１枚だけ印刷されるときよりも複数枚の記録紙が連続して印刷されるときの方が、記録紙の放熱量が多くなるために画像形成装置の内部の温度が高くなる。よって、記録紙の両面印刷時において、記録紙が１枚だけ印刷される場合と複数の記録紙が連続して印刷される場合とで定着ヒータ６２が強制的に点灯される時間（Ｔ2−Ｔ1）を変更することにより、記録紙が定着装置６０のニップ部を通過するときに定着ローラ６１の温度のオーバーシュートが起こることを確実に防止できる。すなわち、このとき、記録紙が１枚だけ印刷されるときの方が、複数枚の記録紙が連続して印刷されるときよりも、定着ヒータ６２が強制的に点灯される時間（Ｔ2−Ｔ1）が長く設定される。
【００６９】
また、記録紙の片面印刷時及び記録紙の両面印刷時において、記録紙の連続印刷枚数が増加するほど、記録紙の放熱量が多くなるために画像形成装置の内部の温度が高くなる。このため、記録紙の連続印刷枚数が増加するにつれて、即ち、制御装置９２に設置されるカウンタの計測枚数が増加するにつれて、定着ヒータ６２が強制的に点灯される時間（Ｔ2−Ｔ1）が短くなるように構成されていてもよい。このような構成とすることで、記録紙が定着装置６０のニップ部を通過するときに定着ローラ６１の温度のオーバーシュートが起こることをより一層確実に防止できるとともに、画像形成装置の消費電力を低減することができる。
【００７０】
更に、記録紙の両面印刷時において、両面が白紙の状態の記録紙が定着装置６０のニップ部を通過するとき、この記録紙が定着ローラ６１によって加熱される。つまり、片面が印刷された記録紙は、熱を有している。このため、記録紙が定着ローラ６１から吸熱する熱量は、両面が白紙の状態の記録紙が定着装置６０のニップ部を通過するときよりも片面が印刷された記録紙が定着装置６０のニップ部を通過するときの方が少なくなる。
【００７１】
よって、記録紙の両面印刷時において、両面が白紙の状態の記録紙に印刷を行う場合と片面が印刷された記録紙のもう一方の面に印刷を行う場合とで定着ヒータ６２が強制的に点灯される時間（Ｔ2−Ｔ1）を変更することにより、記録紙が定着装置６０のニップ部を通過するときに定着ローラ６１の温度のオーバーシュートが起こることを確実に防止できる。すなわち、このとき、両面が白紙の状態の記録紙に印刷を行うときの方が、片面が印刷された記録紙のもう一方の面に印刷を行うときよりも、定着ヒータ６２が強制的に点灯される時間（Ｔ2−Ｔ1）が長く設定される。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上説明したように、本発明は、複写機やプリンタなどの画像形成装置に関し、特に、記録紙に転写されたトナーを記録紙に定着させる定着装置の制御を行うものについて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】実施形態に係る画像形成装置の動作を示すブロック図である。
【図３】実施形態に係る画像形成装置において、カウンタの計測値によって変更される定着ヒータの制御方法を示すタイムチャートである。
【図４】実施形態に係る画像形成装置において、定着ヒータの制御方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７４】
１０  感光ドラム
２０  帯電装置
２１  帯電ローラ
３０  露光装置
４０  現像装置
４１  トナー
４２  現像ローラ
５０  転写装置
５１  転写ローラ
６０  定着装置
６１  定着ローラ
６２  定着ヒータ
６３  加圧ローラ
６４  温度センサ
７０  冷却ファン
８０  給紙カセット
８１  給紙ローラ
８２  搬送ローラ
８３  レジストローラ
８４  搬送ガイド
８５  排紙ローラ
８６  排紙トレイ
８７  レジストセンサ
８８  排紙センサ
９０  メモリ
９１  電源装置
９２  制御装置
【図１】
2006163011.tif 000003
【図２】
2006163011.tif 000004
【図３】
2006163011.tif 000005
【図４】
2006163011.tif 000006