(57)【要約】【課題】  印刷の生産性と定着性能を両立させること。【解決手段】  加熱ローラと定着ローラより構成され、少なくとも加熱ローラ内部にローラを加熱する加熱用ヒータを設け、加熱ローラまたは定着ローラを周長方向に回転させるローラ回転機構と定着ローラ近傍の温度を検出する温度検出手段を設けた定着装置を有する画像形成装置において、印刷要求を受け付けた際に、前記ローラ回転機構により定着ローラまたは加熱ローラを回転させて、前記温度検出手段により検出した温度が印刷可能な温度に到達したか否かを判断する印刷前定着温度判断手段と、当該印刷要求の直前に受け付けた印刷要求に対応する印刷動作が、定着装置を通過したか否かを判定する定着装置通過判定手段とを有し、前記印刷前温度判断手段ならびに前記定着装置通過判定手段の双方の判断結果にしたがって、印刷動作を開始させる印刷動作開始制御手段を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱ローラと定着ローラより構成され、少なくとも加熱ローラ内部にローラを加熱する加熱用ヒータを設け、加熱ローラまたは定着ローラを周長方向に回転させるローラ回転機構と定着ローラ近傍の温度を検出する温度検出手段を設けた定着装置を有する画像形成装置において、
印刷要求を受け付けた際に、前記ローラ回転機構により定着ローラまたは加熱ローラを回転させて、前記温度検出手段により検出した温度が印刷可能な温度に到達したか否かを判断する印刷前定着温度判断手段と、
当該印刷要求の直前に受け付けた印刷要求に対応する印刷動作が、定着装置を通過したか否かを判定する定着装置通過判定手段とを有し、
前記印刷前温度判断手段ならびに前記定着装置通過判定手段の双方の判断結果にしたがって、印刷動作を開始させる印刷動作開始制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１において、前記印刷動作開始制御手段は、印刷要求として通知される転写紙種別、転写紙サイズが、当該印刷要求の直前に受け付けた印刷要求の転写紙種別、転写紙サイズから、少なくともいずれか一方が切り替わったときに作動させる画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記印刷動作開始制御手段を実行するか否かを切り換える切り換え制御手段を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着方式に係る画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置、とくに定着方式についての提案は数多いが、定着温度との関係で述べたものは意外に少なく、いずれも機構の工夫により、紙シワ等の物理的な問題を解決しようとするもの（特許文献１）、あるいは定着器の加熱方法そのものについて述べたものなど（特許文献２、３）、数えるほどである。そのなかで、転写紙の性質に応じて定着温度を切り替えたり（特許文献４）するものもあるが、あくまで静的な切り替えを考慮したものであり、従来のシステムでは、転写紙の性質や転写紙のサイズによって、定着温度が目標に到達したか否かを動的に判定しながら切り替える制御を実施しているものは見あたらない。
【０００３】
画像形成装置、とくに電子写真方式の画像形成装置にはさまざまな形式があるが、基本的にモノクロタイプでは黒色のトナー像を使用し、カラー方式ではＹＭＣＫのトナー像を重ね合わせて作像するという違いがあるだけで、あらかじめ帯電した感光体上をレーザー光などで露光して静電潜像を形成し、その潜像にトナーを付着させて現像したうえで、それを最終的に紙上に写しとって（「転写」と呼ぶ）印刷画像を得る、という基本的な考え方には変わりがない。
【０００４】
像を形成するためのこの「トナー」は、基本的に合成樹脂からつくられているので、最終的にトナー像を紙上に転写する際、しっかりとトナー像を形成するために、熱を加えて樹脂を硬化させ、定着させるという工程が重要となる。
【０００５】
この定着工程を実現するため、一般には画像形成装置内にヒータを使った発熱装置（＝「定着装置」と呼ぶ）が設けられている。近年この発熱装置としては、従来のハロゲン・ランプなどを使ったヒータにゴム・ローラを組み合わせた「定着ローラ方式」から、コイル状の金属に発生する誘導起電力を利用した誘導加熱方式（「ＩＨ定着方式」）やゴムローラーの熱容量を小さくする目的でローラの替わりにベルトを用いた「ベルト定着方式」など、さまざまな方式が考案されている。
【０００６】
なかでも、ベルト定着方式は、ローラの替わりに薄いベルト状の物質を使用するため、熱せられる部分の熱容量が著しく小さい。このため、発熱開始から、実際に樹脂定着が可能になるまでに要する時間が短くなり、時間短縮だけでなく所用電力が低くて済む、という利点があり、定着方式として主流になりつつある。
【０００７】
定着ローラの問題点は、ローラ上を通過する転写紙へ伝えるべき熱量を加えるための加熱領域が、ローラの長さ方向＝主走査方向に沿って、ほぼローラの長さ分だけとられているため、印画を行う転写紙のサイズ（とくに主走査方向の長さ）によっては、ローラ長さ方向に著しい温度差（温度分布）を生じてしまう、ということである。とくに、転写紙が主走査方向長さの短いサイズ（小サイズ）であった場合、温度分布は、内側の転写紙が通過する部分では熱定着に熱量を奪われるためローラ表面温度は低くなり、外側の転写紙が通過しない部分は加熱された分の熱量が消費されないため、ローラ表面温度は上昇する。このため、印画動作を連続して繰り返すと、ローラ中央部分の温度は徐々に下がっていくが、反対にローラ端部の温度は上昇していく。すなわち、小サイズで連続印刷を繰り返すと、中央部分の温度は下がっていくので、定着性能が徐々に低下するばかりでなく、端部は逆に温度が上がっていくので、安全性の面でも問題がある。
【０００８】
これに対応するため、従来は小サイズの連続印刷を行った場合、ある一定枚数を印画すると、いったん印刷を停止（休止）してインターバルを開け、中央部が低く、端部が高くなってしまった温度が十分復旧してから印刷を再開する、というような工夫を行っている（図２参照）。
【０００９】
上記の工夫により定着性能は確かに改善され、安全性への考慮も払われてはいるが、生産性が著しく悪化するという別の問題点も出てくる。このため、定着性能を改善し、安全性も考慮したうえで、生産性を不必要に悪化させないように、定着温度をモニタして、ある目標温度に対して温度が十分復帰したら、印刷を再開するようにすることが必要になる。
【００１０】
図３はそのような制御を行った場合の問題点を記したものである。いま連続して３枚の印刷が行われると仮定して、説明を進める。３枚連続印刷の場合、理想的には、
［印刷温度到達待ち］→［少し待ち］→［印刷］→［印刷温度到達待ち］→［少し待ち］→［印刷］→［印刷温度到達待ち］→［少し待ち］→［印刷］→…
という動作を繰り返すことになるので、図３上部のようになる。
【００１１】
従来は印刷開始温度へ向けての加熱は常時行うものの、
＜方式１＞「印刷温度に到達するまで待ち」という制御は行わない。
＜方式２＞上記の［印刷温度到達待ち］→［少し待ち］の時間を確保するため、印刷間（＝いわゆる「紙間」）を一定時間あける。
といった方式のいずれかを採るのが一般的であった。
【００１２】
しかし上記の各方式では、
＜方式１の場合＞
「印刷温度に到達するまで待ち」という制御は行わないので、印刷時にいったんは低下した定着温度が十分上がりきらないうちに次の印刷動作が行われることになり、２枚目→３枚目と連続して印刷動作が行われるたびに定着温度はどんどん低下していくことになる（図３中央）。すなわち、生産性は確保されるが定着性能は確保されない。
＜方式２の場合＞
このようなケースでは各印刷の前に必ず印刷温度に到達するまで待つ動作が入るので、定着性能は十分確保される。しかし実際に３枚印刷が終了するまでには、かなり時間がかかることが想像できる。すなわち連続印刷の枚数によっては、定着性能が低下することが避けられない。
このように、従来のやり方では生産性と定着性能を両立させることが非常に困難であった。
【特許文献１】特開２００２−２０７３８１号公報
【特許文献２】特開平６−１３０８５６号公報
【特許文献３】特許第３４２２００３号公報
【特許文献４】特開２００１−２８２０３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記のような問題に対処するため、定着温度をモニタして、ある目標温度に対して温度が復帰したら、印刷を開始するような制御を行う仕組みをもうけ、これを毎回行うのではなく、たとえば紙種や紙サイズが切り替わったときにこれを実行する、というように、条件判断を組み合わせる方式にする。このやり方で生産性と定着性能を両立させ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】
【００１４】
上記目的を実現する本発明の態様は、加熱ローラと定着ローラより構成され、少なくとも加熱ローラ内部にローラを加熱する加熱用ヒータを設け、加熱ローラまたは定着ローラを周長方向に回転させるローラ回転機構と定着ローラ近傍の温度を検出する温度検出手段を設けた定着装置を有する画像形成装置において、印刷要求を受け付けた際に、前記ローラ回転機構により定着ローラまたは加熱ローラを回転させて、前記温度検出手段により検出した温度が印刷可能な温度に到達したか否かを判断する印刷前定着温度判断手段と、当該印刷要求の直前に受け付けた印刷要求に対応する印刷動作が、定着装置を通過したか否かを判定する定着装置通過判定手段とを有し、前記印刷前温度判断手段ならびに前記定着装置通過判定手段の双方の判断結果にしたがって、印刷動作を開始させる印刷動作開始制御手段を有するものである。
【００１５】
従来のように生産性を重視するために定着性能を犠牲にするような制御方式と異なり、「印刷温度に到達するまで待つ」という制御を行うので、印刷時にいったん低下した定着温度が十分上がりきらないうちに次の印刷動作が行われることもなく、定着性能が確保できる。またいっぽうで、定着性能を十分確保するために従来行われていたような、各印刷の前に必ず印刷温度に到達するまで待つために、印刷間（＝いわゆる「紙間」）を一定時間あける動作も入らないので、生産性も確保することができる（図３下部参照）。
すなわち、定着温度をモニタして、ある目標温度に対して温度が復帰したら、印刷を開始するような制御を行う仕組みをもうけ、これを毎回行うのではなく、ある条件がそろったときにこれを実行する、というように、条件判断を組み合わせる方式にすることによって、生産性と定着性能を両立させることが可能になる。
【００１６】
このとき、前記印刷動作開始制御手段は、印刷要求として通知される転写紙種別、転写紙サイズが、当該印刷要求の直前に受け付けた印刷要求の転写紙種別、転写紙サイズから、少なくともいずれか一方が切り替わったときに作動させると良い。
【００１７】
紙種や紙サイズが切り替わるときには、従来は生産性を犠牲にして定着性能を確保するようなやり方を採っていたのであるが、本発明により定着性能に加え、生産性も確保することが可能になる。
【００１８】
さらに前記印刷動作開始制御手段を実行するか否かを切り換える切り換え制御手段を有すると良い。
【００１９】
サービス調整プログラム、またはユーザー・プログラムで、この制御法式を有効にするか／無効にするかを切り替えられるようにしておくことで、例えば顧客側で、（１）印刷スピードはあまり重要でないが、それよりも（十分画像が定着していて）画質が良いほうよい、というケース、あるいは、（２）多少定着していない印刷があっても良いが、印刷終了を待たされるのは困る、というケースでも、サービス技術者、または顧客の判断によって選ぶことで、その両方に対応することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明により、条件判断を組み合わせる方式にすることによって、生産性と定着性能を両立させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１に本実施形態の画像形成装置に搭載されているベルト定着方式を採る定着装置の構成図を示す。定着装置は加熱ローラと定着ローラより構成され、少なくとも加熱ローラ内部にローラを加熱する加熱ヒータを有する。
【００２２】
印刷要求を受け付けた際に画像形成装置のプログラム処理を行うことにより、加熱ローラまたは定着ローラを周長方向に回転させるローラ回転機構と定着ローラ近傍の温度を検出する温度検出手段と、前記ローラ回転機構により定着ローラまたは加熱ローラを回転させて、前記温度検出手段により検出した温度が印刷可能な温度に到達したか否かを判断する印刷前定着温度判断手段と、当該印刷要求の直前に受け付けた印刷要求に対応する印刷動作が、定着装置を通過したか否かを判定する定着装置通過判定手段と、前記印刷前温度判断手段ならびに前記定着装置通過判定手段の双方の判断結果にしたがって、印刷動作を開始させる印刷動作開始制御手段と、前記印刷動作開始制御手段を実行するか否かを切り換える切り換え制御手段を実行させる。
【００２３】
この構成において定着装置は、以下（Ａ）〜（Ｅ）の７つの機能を有する。
（Ａ）定着器の温度（＝定着温度）を検出する機能
（Ｂ）定着温度が所定の「印刷可能温度」に到達しているか否かを判断する機能
（Ｃ）一つ前の印刷要求を実行中であるか、あるいは実行前であるかを判定する機能
（Ｄ）定着温度が所定の「印刷開始温度」に到達していない場合、温度上昇するのを待つ      機能
（Ｅ）定着温度が十分上昇し、「印刷可能温度」になったか否かを検出する機能
（Ｆ）所定の条件が満足されたときに、印刷動作をスタートさせる機能
（Ｇ）上記（Ａ）〜（Ｅ）を実行するか否かの組み合わせを切り替える機能
【００２４】
印刷処理において、定着温度をモニタして、ある目標温度に対して温度が復帰したら、印刷を開始するような制御を行う。その際このような制御を毎回行うのではなく、ある条件がそろったときにこれを実行する、というように、条件判断を組み合わせる方式を採る。
なお、印刷を実行することにより、図２に示したように定着ローラの主走査方向に温度分布が発生するが、他にも図４に示すように定着ベルトの周長方向においても定着ローラ位置におけるベルト表面の温度は熱定着により小さくなり、加熱ローラ位置におけるそれは逆に大きくなり、温度分布が生じることにも留意する必要がある。
【００２５】
具体的な動作としては、次に述べるような手順で行う。
（１）印刷要求受信時に、まず加熱ローラ側の定着ヒータをＯＮし、定着温度を「印刷可      能温度」へ遷移させる（まだこの時点では「遷移させようと動き始めた」だけであ      り、温度は上昇中である。
（２）（１）と同時に定着ベルトの回転を開始し、加熱ローラでの加熱がベルト全体に均      一にゆきわたるようにする（ベルト定着ではない方式では、もちろん、この処理は      必要ない）。
（３）定着工程機構部での温度を検出する。この際、ちょうど一つ前の印刷要求を実行中      であるか、あるいは実行前であるかをあわせて判定する。判定手段としては、一つ      前の印刷要求に対応する紙搬送の紙後端が定着器を抜けているかどうかで判定す        る。
（４）定着工程機構部での温度が「印刷可能温度」に到達するのを待つ。
（５）定着工程機構部での温度が「印刷可能温度」に到達したら、印刷動作を開始する。
（６）印刷動作が終了したら、定着ベルトの回転を停止し、加熱ローラでの加熱を停止す      る。
（７）以上の（３）〜（５）を、直前の要求から紙種または紙サイズが切り替わったとき      だけ、実行する。
【００２６】
また、サービス・プログラム（またはユーザー・プログラム）上で、上記（７）で
（α）「紙種」が切り替わったときに上記制御（３）〜（５）を実行するか否かを選択で      きるようにしておく。
（β）「紙サイズ」が切り替わったときに上記制御（３）〜（５）を実行するか否かを選      択できるようにしておく。
【００２７】
上記（α）が選択されたときは、印刷時に「紙種」が切り替わったときに（３）〜（５）を行う。
上記（β）が選択されたときは、印刷時に「紙サイズ」が切り替わったときに（３）〜（５）を行う。
上記（α）と（β）の双方が選択されたときは、印刷時に「紙種」または「紙サイズ」のいずれか一方が切り替わったときに（３）〜（５）を行うようにする。
以上の処理手順は、図５のフローに図示したようにプログラム上で実行される。
【００２８】
なお、上述した形態は本発明を実施するための最良のものであるがこれに限定する主旨ではない。従って、本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ベルト定着方式の場合における定着装置の構成図である。
【図２】印刷開始時と印刷中の定着ローラ温度の分布図である。
【図３】３枚連続印刷を行った時の定着温度の様子を表した図である。
【図４】ベルト上の温度分布である。
【図５】定着温度到達待ち制御の制御フローである。
【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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