(57)【要約】【課題】  紙種検知手段を備えた画像形成装置において、定着部の定着温度を最適化する制御方法を提供する。【解決手段】  画像形成部と、転写部と、定着部と、排紙部と、スイッチバック給紙部と、紙種検知手段と、前記定着部の温度調整手段とを備えた画像形成装置において、記録紙の片面に画像を形成する際、紙種検知手段からの紙種情報に基づき、記録紙が定着部に到達するまでに目標温調温度に達しないと判断した場合は、前記定着部の温度を上げながら、前記記録紙の一方の面にトナー像を画像形成せず、前記定着部を通過した後に、前記記録紙を前記スイッチバック給紙部により再給紙した後、他方の面にトナー像を画像形成し、この後、温調温度が最適化された前記定着部で定着させて排出するよう制御する。【選択図】        図１
2006154455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体にトナー像を形成する画像形成部と、像担持体に形成されたトナー像を記録紙に転写する転写部と、前記トナー像が転写された記録紙を加熱して前記トナー像を該記録紙に定着させる定着部と、前記トナー像が定着された記録紙を排出する排紙部と、前記記録紙を反転させて前記定着部よりも上流側へ再給紙するスイッチバック給紙部とを備えた画像形成装置において、
紙種検知手段と、紙種毎の目標温調温度を持つ記憶手段と、前記定着部の温度調整手段と、記録紙が定着部に到達するまでに目標温調温度に到達可能か判定する判定手段と、前記記録紙の片面に画像を形成する際、紙種検知手段からの紙種情報に基づき、記録紙が定着部に到達するまでに目標温調温度に達しないと判断した場合は、前記定着部の温調温度を上げながら、前記記録紙の一方の面に画像形成せず、前記定着部を通過した後に、前記記録紙を前記スイッチバック給紙部により再給紙した後、他方の面に画像形成し、この後、目標温調温度へ到達した前記定着部で定着させて排出するよう制御する制御部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
複数記録紙連続印刷時、前記制御部は、紙種検知手段からの紙種情報に基づき記録紙種別が同一の場合、２枚目以降の片面印刷は定着部の温調温度を下げず、スイッチバックを行わず、一度目の画像形成部、転写部、定着部の通過でトナー像の画像形成、転写、定着を行う制御を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
複数記録紙連続印刷時、前記制御部は、紙種検知手段からの紙種情報に基づき記録紙種別が異なり、直前に定着を行った記録紙より定着部の目標温調温度が低い記録紙の場合、定着部の温調温度を下げ、スイッチバックを行わず、一度目の画像形成部、転写部、定着部の通過でトナー像の画像形成、転写、定着を行う制御を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、待機時定着部の温調温度を基準温度に保ち、紙種検知手段からの紙種情報に基づき、定着部の温調温度を最適な温調温度へ変更し、記録紙の画像形成、転写、定着終了後、定着部の温調温度を基準温度へ変更し、紙種検知手段から次の紙種情報が入力されるまで、定着部の温調温度を基準温度に保つ制御を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御部は、紙種検知手段からの紙種情報に基づき、定着部の温調温度を最適な温調温度へ変更し、記録紙の画像形成、転写、定着終了後、定着部の温調温度を変更せず、紙種検知手段から次の紙種情報が入力されるまで、定着部の温調温度を直前の記録紙の温調温度に保つ制御を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】
紙種検知手段からの紙種情報により、制御部が定着部の温調温度が目標温調温度まで到達可能か判定するまでの時間、記録紙が搬送され続けても、画像形成部に記録紙が到達しない距離を有する位置に紙種検知手段を設置することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は紙種により定着温度の制御を行う画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真方式を利用した画像形成装置において、記録紙上のトナー像を加熱定着する定着装置として、熱ローラ方式、フィルム加熱方式等の接触加熱型の定着装置が広く用いられている。
【０００３】
これらの定着装置では、ハロゲンランプや抵抗発熱体等の加熱ヒータに電流を流して発熱させ、その定着温度まで上昇した熱をローラやフィルムを介して記録紙上のトナー像に付与することにより、トナー像を記録紙に加熱定着している。
【０００４】
これらの定着装置を有する画像形成装置において、例えば厚紙については、薄紙について、しわが発生しない定着エネルギーを与える定着温度のまま定着を行うと、定着が不十分になる傾向がある。
【０００５】
また、厚紙といった定着性の悪い記録紙の定着性を満足させるために、単に定着温度を高くした場合，薄紙や表面性の良い紙に対しては過剰な熱量が供給されることになり、ホットオフセットが発生したり、紙のカール量が大となったり、定着装置のローラ寿命を縮めたり、画像形成装置本体内の昇温を招いたり、といった不具合が発生する。
【０００６】
そこで、定着温度が記録紙の定着性を満足する目標定着温調温度で画像形成動作を行い、定着性の向上を図る制御が知られている。
【０００７】
例えば熱定着ローラの表面温度と、装置本体内の温度を検知し、熱定着ローラの温度を調整したり（特許文献１参照。）、紙種を判別し、プロセス条件の最適化をおこなっている（特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平１１−０３０９２８号公報
【特許文献２】特開２００３−１１２８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来例では、高い定着温度が必要な記録紙を印刷する場合に、熱定着ローラが最適温度に上昇するまでの制御について考慮しておらず、熱定着ローラの温度が上昇するまで、記録紙は紙搬送路上で一旦停止し、熱定着ローラの温度が最適化された後、転写、定着処理を行っている。
【０００９】
しかし近年、装置の小型化が進んでおり、紙種検知手段を備えた小型の画像形成装置においては、紙種検知部から転写部、定着部までの紙搬送路が短くなっており、紙搬送路上で停止すると搬送路が曲がった部分で厚紙を停止することになり、紙にクセがついてしまう。
【００１０】
また、停止時に記録紙の先端部が、転写部で感光ローラと接触している場合も考えられる。さらに、紙種検知後、熱定着ローラの温度を上昇しながら、記録紙を停止せず、画像形成、転写、定着を行うと、熱定着ローラは温度を上昇するのに時間が必要なため、記録紙が定着部を通過するときに、熱定着ローラの温度が最適化されていない、低い温度で定着され、画像不良が発生する可能性がある。
【００１１】
本出願に係る第１の発明の目的は、紙種検知手段を備えた画像形成装置において、片面に画像を形成する際、紙種検知手段からの情報を基に、定着部の温調温度が最適化されるまでの制御方法を提供し、様々な紙種において良好な定着性の画像を得ることである。
【００１２】
また、本出願に係る第２の発明の目的は、前記画像形成装置において、複数記録紙連続印刷かつ同一紙種の場合における、定着部の温調温度を最適化する制御方法を提供し、良好な定着性の画像を得ることである。
【００１３】
また、本出願に係る第３の発明の目的は、前記画像形成装置において、複数記録紙連続印刷かつ異なる紙種の場合における、定着部の温調温度を最適化する制御方法を提供し、良好な定着性の画像を得ることである。
【００１４】
また、本出願に係る第４、５の発明の目的は、前記画像形成装置において、待機時における定着部の温調温度の制御及び、画像形成時における定着部の温調温度の制御方法を提供し、良好な定着性の画像を得ることである。
【００１５】
また、本出願に係る第６の発明の目的は、前記画像形成装置において、片面に画像を形成する際、紙種検知部からの紙種情報により、定着部が目標温調温度に到達できるか判断し、定着部の温調温度が最適化されるまでの制御方法を選択するまでの時間を提供し、様々な紙種において良好な定着性の画像を得ることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するため、本出願に係る第１の発明は、像担持体にトナー像を形成する画像形成部と、像担持体に形成されたトナー像を記録紙に転写する転写部と、前記トナー像が転写された記録紙を加熱して前記トナー像を該記録紙に定着させる定着部と、前記トナー像が定着された記録紙を排出する排紙部と、前記記録紙を反転させて前記定着部よりも上流側へ再給紙するスイッチバック給紙部とを備えた画像形成装置において、
紙種検知手段と、紙種毎の目標温調温度を持つ記憶手段と、前記定着部の温度調整手段と、記録紙が定着部に到達するまでに目標温調温度に到達可能か判定する判定手段と、前記記録紙の片面に画像を形成する際、紙種検知手段からの紙種情報に基づき、記録紙が定着部に到達するまでに目標温調温度に達しないと判断した場合は、前記定着部の温調温度を上げながら、前記記録紙の一方の面に画像形成せず、前記定着部を通過した後に、前記記録紙を前記スイッチバック給紙部により再給紙した後、他方の面に画像形成し、この後、目標温調温度へ到達した前記定着部で定着させて排出するよう制御する制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、本出願に係る第２の発明は、前記画像形成装置において、複数記録紙連続印刷時、紙種検知手段からの紙種情報に基づき記録紙種別が同一の場合、２枚目以降の片面印刷は定着部の温調温度を下げず、スイッチバックを行わず、一度目の画像形成部、転写部、定着部の通過でトナー像の画像形成、転写、定着を行う制御を特徴とする。
【００１８】
また、本出願に係る第３の発明は、前記画像形成装置において、複数記録紙連続印刷時、紙種検知手段からの紙種情報に基づき記録紙種別が異なり、直前に定着を行った記録紙より定着部の目標温調温度が低い記録紙の場合、定着部の温調温度を下げ、スイッチバックを行わず、一度目の画像形成部、転写部、定着部の通過でトナー像の画像形成、転写、定着を行う制御を特徴とする。
【００１９】
また、本出願に係る第４の発明は、前記画像形成装置において、待機時定着部の温調温度を基準温度に保ち、紙種検知手段からの紙種情報に基づき、定着部の温調温度を最適な温調温度へ変更し、記録紙の画像形成、転写、定着終了後、定着部の温調温度を基準温度へ変更し、紙種検知手段から次の紙種情報が入力されるまで、定着部の温調温度を基準温度に保つ制御を特徴とする。
【００２０】
また、本出願に係る第５の発明は、前記画像形成装置において、紙種検知手段からの紙種情報に基づき、定着部の温調温度を最適な温調温度へ変更し、記録紙の画像形成、転写、定着終了後、定着部の温調温度を変更せず、紙種検知手段から次の紙種情報が入力されるまで、定着部の温調温度を直前の記録紙の温調温度に保つ制御を特徴とする。
【００２１】
また、本出願に係る第６の発明は、前記画像形成装置において、紙種検知手段からの紙種情報により、制御部が定着部の温調温度が目標温調温度まで到達可能か判定するまでの間、記録紙が搬送され続けても、画像形成部に記録紙が到達しない距離を有する位置に紙種検知手段を設置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本出願に係る第１の発明によれば、紙種検知手段を備えた画像形成装置において、片面に画像を形成する際、紙種検知手段からの情報を基に、定着部の温調温度が最適化されるまでの制御方法により、様々な紙種において良好な定着性の画像を得ることができる。
【００２３】
また、本出願に係る第２の発明によれば、前記画像形成装置において、複数記録紙連続印刷かつ同一紙種の場合における、定着部の温調温度を最適化する制御方法により、良好な定着性の画像を得ることができる。
【００２４】
また、本出願に係る第３の発明によれば、前記画像形成装置において、複数記録紙連続印刷かつ異なる紙種の場合における、定着部の温調温度を最適化する制御方法により、良好な定着性の画像を得ることができる。
【００２５】
また、本出願に係る第４の発明によれば、前記画像形成装置において、待機時における定着部の温調温度の制御及び、画像形成時における定着部の温調温度の制御方法により、良好な定着性の画像を得ることができる。
【００２６】
また、本出願に係る第５の発明によれば、前記画像形成装置において、待機時における定着部の温調温度の制御及び、画像形成時における定着部の温調温度の制御方法により、良好な定着性の画像を得ることができる。
【００２７】
また、本出願に係る第６の発明によれば、前記画像形成装置において、片面に画像を形成する際、紙種検知部からの紙種情報から定着部が目標温調温度に到達できるか判断し、定着部の温調温度が最適化されるまでの制御方法を選択する時間を提供することにより、様々な紙種において良好な定着性の画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００２９】
以下、本発明の第１の実施例の形態を図面を用いて詳細に説明する。
【００３０】
図１は本発明における第１の実施例の画像形成装置の構成図である。
図１に示すように、レーザースキャナ１１０から照射される画像光によって静電潜像が形成される感光体ドラム１０８、感光体ドラム表面に形成された静電潜像を現像する現像手段１０７、像担持体である感光体ドラム１０８上に形成されたトナー像を記録紙Ｐに転写する転写帯電器１０９、記録紙Ｐに転写されたトナー像を加熱することによって定着させる定着部である熱定着器１１１を備えている。
【００３１】
なお、同図において、１０１は記録紙Ｐを収納する記録紙カセット、１０２は記録紙カセット１０１に収納された記録紙Ｐを１枚ずつ分離搬送する給紙ローラ、１０６は分離された記録紙Ｐの斜行を補正するレジストローラ対、１０４はレジストローラ対１０６によって搬送された記録紙Ｐの先端位置を検知するトップセンサ、１０５は記録紙Ｐの紙種検知部である。
【００３２】
また、同図において、１１５は定着排紙ローラであり、トナー像が定着された記録紙Ｐは、この定着排紙ローラ１１５と定着排紙コロ１１９とにより挟持されて排紙ローラ対１１６により排紙部である排紙トレイ１１７に排出される。なお、本実施の形態においては、この排紙ローラ対１１６は正逆回転可能となっており、記録紙Ｐの両面に画像を形成する場合、或は後述する記録紙Ｐの片面に画像を形成する場合における定着器加熱モードの際、逆転するようになっている。
【００３３】
また、１１８は排紙ローラ対１１６の逆転により搬送される記録紙Ｐを、定着排紙ローラ１１５と挟持して搬送するスイッチバックコロ、１２０は定着排紙ローラ１１５とスイッチバックコロ１１８とにより構成されるスイッチバック給紙部によりスイッチバックして搬送される記録紙Ｐを、再度レジストローラ対１０６へと導くスイッチバック搬送路、１１４は記録紙Ｐの後端が定着排紙ローラ１１２と定着排紙コロ１１９のニップを抜けたことを検知する排紙センサである。
【００３４】
ところで、本実施の形態において、画像形成装置は、片面に画像形成を行う場合、紙種検知部からの紙種情報を基に記録紙が定着部に到達したときに、定着部の温調温度が紙種に対し最適な温調温度に到達するか判定し、通常の印刷モードである第１の印刷モードと、定着部の温調温度を上げるため記録紙Ｐを両面印刷の搬送路を経由し、２度目の転写、定着部通過時に画像形成を行う定着器加熱モードである第２の印刷モードを選択的に行うようにしている。
【００３５】
次に、画像形成装置のそれぞれの印刷モードにおける画像形成動作について詳細に説明する。
【００３６】
まず、第１の印刷モードについて図１及び図３のフローチャートを用いて説明する。制御部から片面印刷開始信号が出されると、記録紙カセット１０１に収納された記録紙Ｐは、まず給紙ローラ１０２によって１枚ずつ分離されてレジストローラ対１０６に搬送され（Ｓ１）、このレジストローラ対１０６により斜行が補正される。
【００３７】
次に、レジストローラ対１０６により斜行が補正された記録紙Ｐは、トップセンサ１０４により先端位置が検知され、次に紙種検知部１０５で紙種が検知され（Ｓ２）普通紙の場合（Ｓ３のＮ）、タイミングを合わせて感光体ドラム１０８と転写帯電器１０９とで構成される転写部に搬送され、この転写部において転写帯電器１０９により、感光体ドラム１０８の表面に画像形成されたトナー像が転写される（Ｓ１４）。
【００３８】
次に、このようにトナー像が転写された後、記録紙Ｐは熱定着器１１１に搬送され、熱定着ローラ１１２において加熱、熱定着ローラ１１２と加圧ローラ１１３間で加圧されることによってトナー像が定着される（Ｓ１５）。
【００３９】
次に、トナー像が定着された記録紙Ｐは、定着排紙ローラ１１５と定着排紙コロ１１９により排紙搬送路に沿って搬送され、下流側に配置された排紙ローラ対１１６に搬送される。そして、この後、記録紙Ｐは排紙ローラ対１１６により、画像形成された面を下にして排紙トレイ１１７へ排出される（Ｓ１６）。
【００４０】
次に、第２の印刷モードについて図１及び図３のフローチャートを用いて説明する。制御部から片面印刷開始信号が出されると、記録紙カセット１０１に収納された記録紙Ｐは、まず給紙ローラ１０２によって１枚ずつ分離されてレジストローラ対１０６に搬送され（Ｓ１）、このレジストローラ対１０６により斜行が補正される。
【００４１】
次に、レジストローラ対１０６により斜行が補正された記録紙Ｐは、トップセンサ１０４により先端位置が検知され、次に紙種検知部１０５で紙種が検知され（Ｓ２）厚紙を検出した場合（Ｓ３のＹ、Ｓ４のＮ）、感光体ドラム１０８と転写帯電器１０９とで構成される転写部に搬送された際、この第２の記録モードの場合、ここでは記録紙Ｐに画像形成せず（Ｓ６）、記録紙Ｐはそのまま熱定着器１１１へ送り込まれる。また同時に、制御部は熱定着ローラ１１２の温度を厚紙に最適な温度まで上昇させる制御を行う（Ｓ５）。
【００４２】
次に、このように表面に画像が形成されていない記録紙Ｐは、定着排紙ローラ１１５と定着排紙コロ１１９により排紙搬送路に沿って搬送され、下流側に配置された排紙ローラ対１１６に搬送される。
【００４３】
次に、排紙センサ１１４によって記録紙Ｐの後端が定着排紙ローラ１１５と定着排紙コロ１１９のニップを抜けたことを検知すると、制御部は記録紙Ｐを挟持している排紙ローラ対１１６を逆転させる。これにより、記録紙Ｐの後端が定着排紙ローラ１１５とスイッチバックコロ１１８のニップへ搬送され、この後、記録紙Ｐはスイッチバック搬送路１２０を通ってレジストローラ対１０６へ再給紙される（Ｓ７）。
【００４４】
次に、このように表裏が反転されて再給紙された記録紙Ｐは、レジストローラ対１０６により斜行が補正された後、トップセンサ１０４により先端位置が検知され、タイミングを合わせて感光体ドラム１０８と転写帯電器１０９との間に搬送される。この後、感光体ドラム１０８の表面に形成されたトナー像が転写帯電器１０９により画像形成された後（Ｓ８）、記録紙Ｐは記録紙搬送路に沿って熱定着器１１１に搬送されて、熱定着ローラ１１２において加熱、熱定着ローラ１１２と加圧ローラ１１３間で加圧されることによってトナー像が定着される（Ｓ９）。なお、熱定着ローラ１１２の温度は厚紙に最適な温度まで上昇されている（Ｓ５）。
【００４５】
次に、トナー像が定着された記録紙Ｐは、定着排紙ローラ１１５と定着排紙コロ１１９により排紙搬送路に沿って搬送され、下流側に配置された排紙ローラ対１１６に搬送される。そして、最後に、排紙ローラ対１１６へ搬送された記録紙Ｐは画像形成された面を下にして排紙トレイ１１７へ排出される（Ｓ１０）。
【００４６】
さらに連続印刷時（Ｓ１１のＮ）、紙種検知部１０５で検知した記録紙が（Ｓ２）、直前に熱定着器１１１で定着された記録紙と同一の場合（Ｓ３のＮ、Ｓ１２のＮ）、熱定着ローラ１１２の温度は変更せず（Ｓ１２のＮ）、一度目の転写部で画像形成を行い（Ｓ１４）、熱定着器１１１でトナー像の定着を行い（Ｓ１５）、スイッチバックを行わず排紙トレイ１１７へ排紙される（Ｓ１６）。
【００４７】
さらに連続印刷時（Ｓ１１のＮ）、紙種検知部１０５で検知した記録紙が（Ｓ２）、直前に熱定着器１１１で定着された記録紙と異なり直前の記録紙より定着温度が低い記録紙の場合（Ｓ３のＮ、Ｓ１２のＹ）、一度目の転写部で画像形成を行い（Ｓ１４）、熱定着ローラの温度を下げ（Ｓ１３）、熱定着器１１１でトナー像の定着を行い（Ｓ１５）、スイッチバックを行わず排紙トレイ１１７へ排紙される（Ｓ１６）。
【００４８】
このように本実施の形態において、画像形成装置は、片面に画像形成を行う場合、紙種検知部からの紙種情報を基に記録紙が定着部に到達したときに、定着部の温調温度が紙種に対し最適な温調温度に到達するか判定し、印刷モードを選択的に行うことにより、紙種毎に良好な定着性の画像を得ることができる。
【実施例２】
【００４９】
図２は本発明における第２の実施例の画像形成装置の構成図である。
【００５０】
図２に示すように、紙種検知部１０５をレジストローラ対１０６より上流側へ配置する。給紙から画像形成、画像定着、排紙までの動作制御は実施例１と同様の為省略する。
【００５１】
図２に示す位置に紙種検知部１０５を配置することにより、紙種判定から画像形成部及び定着部までの記録紙の搬送距離を長くでき、定着部の温調温度の調整時間が増える為、第１の印刷モードで定着部の温調温度が目標温度まで到達する紙種を増やすことができる。
【実施例３】
【００５２】
上記実施例においては、画像形成装置を構成する紙種検知部からの紙種情報を基に、印刷モードを選択しているが、紙種検知手段以外の方法で与えられた紙種情報を基に印刷モードを選択することも可能である。
【００５３】
ユーザが紙種情報を入力できるインタフェースを有する画像形成装置においては、印刷時、紙種入力インタフェースから入力された紙種情報を基に、記録紙が定着部に到達したときに、定着部の温調温度が紙種に対し最適な温調温度に到達するか判定し、印刷モードを選択できる。また、画像形成装置に入力される画像情報の中に紙種情報が追加されている場合も適用可能である。このように紙種検知手段を有しない画像形成装置に対しても、本制御方法の適用が可能である。
【実施例４】
【００５４】
上記実施例においては、定着部の温調温度が目標温調温度に到達するまで、１回の画像形成なしとスイッチバックを行う制御となっているが、１回の制御では定着部が目標温調温度まで到達しない場合、画像形成なしとスイッチバック制御の回数を増やすことも可能である。
【００５５】
これにより、１回の画像形成なしとスイッチバックの制御では目標温調温度に到達しない高い定着温度が必要な記録紙に対しても、良好な定着性の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施例１における画像形成装置の構成図である。
【図２】本発明の実施例２における画像形成装置の構成図である。
【図３】本発明の実施例１、２における紙種検知から排紙までの制御フローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
１０    画像形成装置
１０１  記録紙カセット
１０２  給紙ローラ
１０３  フィード／リタードローラ
１０４  トップセンサ
１０５  紙種検知部
１０６  レジストローラ対
１０７  現像ユニット
１０８  感光体ドラム
１０９  転写帯電器
１１０  レーザースキャナ
１１１  熱定着器
１１２  熱定着ローラ
１１３  加圧ローラ
１１４  排紙センサ
１１５  定着排紙ローラ
１１６  排紙ローラ対
１１７  排紙トレイ
１１８  スイッチバックコロ
１１９  定着排紙コロ
【図１】
2006154455.tif 000003
【図２】
2006154455.tif 000004
【図３】
2006154455.tif 000005