(57)【要約】【課題】長ヒータと短ヒータの使用状況の差を少なくし、寿命を長持ちさせることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】印刷実行指示があると、定着器の温度制御を開始して記録紙の幅が短ヒータの幅より広いか否かを判定し、記録紙の幅が広い場合、広い用紙幅用の長ヒータを使用して定着器を定着温度に維持する（ステップ101〜105）。一方、記録紙の幅が狭いとき、長ヒータの過去の通算オン／オフ回数Ｎａと短ヒータの過去の通算オン／オフ回数Ｎｂとの差が少ない場合は、狭い用紙幅用の短ヒータを使用して定着器を定着温度に維持し（ステップ108〜115）、回数Ｎａが回数Ｎｂよりかなり少ない場合は、給紙間隔を広げるためのフラグをオンした（ステップ110）後、広い用紙幅用の長ヒータを使用して定着器を定着温度に維持する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さの異なる複数のヒータを有する定着手段と、上記定着手段の温度に応じて上記複数の各ヒータを制御する制御手段とを備えた画像形成装置であって、
上記複数の各ヒータの使用回数かつ／または使用時間を更新・記憶する記憶手段を備え、上記制御手段が、各ヒータの使用回数かつ／または使用時間を考慮してヒータを選択することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載された画像形成装置において、
上記複数のヒータが広い用紙幅用の長ヒータと狭い用紙幅用の短ヒータであり、長ヒータの使用回数かつ／または使用時間が短ヒータの使用回数かつ／または使用時間より少なく、その差が所定値以上の場合、上記制御手段が、記録用紙の幅にかかわらず、長ヒータを使用して定着時の温度制御を実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載された画像形成装置において、
上記複数のヒータが広い用紙幅用の長ヒータと狭い用紙幅用の短ヒータであり、長ヒータの使用回数かつ／または使用時間が短ヒータの使用回数かつ／または使用時間より少ない場合、上記制御手段が、記録用紙の幅にかかわらず、長ヒータを使用して定着時の温度制御を実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載された画像形成装置において、
記録用紙の幅が狭いにも関わらず、長ヒータを使用する場合、上記制御手段が、記録用紙の給紙間隔拡大処理を実行することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置、特に、定着部のヒータとして長さの異なる複数のヒータを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント画像情報に対応させて記録紙に付着させたトナーを定着部で加熱することにより記録紙に定着させる電子写真方式の画像形成装置においては、プリント画像情報に基づいて変調された光により感光体に静電潜像を形成し、静電潜像の形成された感光体にトナーを付着して現像する。この感光体に付着されたトナーを記録紙に転写した後、トナーの付着された記録紙を定着ヒータにより加熱されるヒートローラに搬送し、ヒートローラによってトナーを記録紙に定着させるようにしている。
【０００３】
このようなファクシミリ装置やコピー機などに用いられる熱定着部を有する電子写真方式の画像形成装置では、定着部の温度をサーミスタなどを使用して検出し、定着部の温度が待機温度あるいは定着温度などに保持されるように、上記温度より高くなればシステムの制御によりヒータへの通電を停止し、低くなれば通電を再開するように制御している。
なお、記録開始時に定着部のヒータをオンしていては、プリント可能になるのに時間がかかり、ユーザを待たせることになるので、通常、電源投入直後から定着部の温度を待機温度に立ち上げて待機状態とすることにより、記録開始から定着温度に達するまでの時間、つまり定着立上げ時間を短縮するようにしている。
【０００４】
一方、電子写真方式の画像形成装置では、幅の狭い用紙に画像を形成する場合、印刷用紙のある部分、すなわち、定着部のヒートローラの中央部付近からのみ熱が奪われるために、ヒートローラの端部の温度が上昇するので、ヒートローラ内に広い用紙幅用のヒータと狭い用紙幅用のヒータを設け、記録紙の幅によって使用するヒータを切り替えることにより、はがきなどの幅の短い記録紙の場合にヒートローラの端部の異常昇温を防止するとともに、高速で印字可能となるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−７６２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、従来、ヒートローラ内に広い用紙幅用の長ヒータと狭い用紙幅用の短ヒータを設け、記録用紙の幅に応じて使用するヒータを切り替えるようにしているが、定着部のヒータランプがハロゲンランプの場合、寿命があり規定回数または規定時間しかオン／オフできない。
しかしながら、プリンタの使用状況、すなわち、使用する記録用紙の状況によっては、どちらかのヒータの使用に偏る場合があり、ヒータの使用状況に差が生じて、一方のヒータが早く寿命に到達し、交換しなければならなくなるという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、長ヒータと短ヒータの使用状況の差を少なくし、寿命を長持ちさせる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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するため、請求項１に係る発明の画像形成装置は、長さの異なる複数のヒータを有する定着手段と、上記定着手段の温度に応じて上記複数の各ヒータを制御する制御手段とを備えた画像形成装置であって、上記複数の各ヒータの使用回数かつ／または使用時間を更新・記憶する記憶手段を備え、上記制御手段が、各ヒータの使用回数かつ／または使用時間を考慮してヒータを選択することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に係る発明の画像形成装置は、請求項１に記載された画像形成装置において、上記複数のヒータが広い用紙幅用の長ヒータと狭い用紙幅用の短ヒータであり、長ヒータの使用回数かつ／または使用時間が短ヒータの使用回数かつ／または使用時間より少なく、その差が所定値以上の場合、上記制御手段が、記録用紙の幅にかかわらず、長ヒータを使用して定着時の温度制御を実行することを特徴とする。
【０００９】
さらに、請求項３に係る発明の画像形成装置は、請求項１に記載された画像形成装置において、上記複数のヒータが広い用紙幅用の長ヒータと狭い用紙幅用の短ヒータであり、長ヒータの使用回数かつ／または使用時間が短ヒータの使用回数かつ／または使用時間より少ない場合、上記制御手段が、記録用紙の幅にかかわらず、長ヒータを使用して定着時の温度制御を実行することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に係る発明の画像形成装置は、請求項２または請求項３に記載された画像形成装置において、記録用紙の幅が狭いにも関わらず、長ヒータを使用する場合、上記制御手段が、記録用紙の給紙間隔拡大処理を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１〜請求項３に係る発明の画像形成装置によれば、広い用紙幅用の長ヒータの使用回数あるいは使用時間が狭い用紙幅用の短ヒータの使用回数あるいは使用時間より少ない場合、幅の狭い記録用紙に印刷するときであっても、長ヒータを用いて定着時の温度制御が実行されるので、長ヒータと短ヒータの使用状況の差を少なくし、寿命を長持ちさせることができる。
【００１２】
また、請求項４に係る発明の画像形成装置によれば、記録用紙の幅が狭いにも関わらず、広い用紙幅用の長ヒータを使用する場合、記録用紙の給紙間隔拡大処理、すなわち、記録用紙を送出する時間間隔が長くされるので、ヒートローラの端部の温度が異常上昇することを防止することができる。
【実施例】
【００１３】
以下、本発明の画像形成装置を複写機能、ファクシミリ機能、プリント機能、スキャナ機能等を有するデジタル複合機に適用した実施例について説明する。
図１はデジタル複合機のハードウェア構成を示す概略ブロック図であり、図に示すように、デジタル複合機はＣＰＵ１、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）２、ＳＲＡＭ（Static  Random  Access  Memory）３、メモリコントローラ４、画像メモリ５、コーデック６、モデム７、ネットワーク制御ユニット（ＮＣＵ）８、スキャナ９、操作パネル１０、プリンタ用画像処理回路１１、プリンタ機構制御回路１２、ＬＡＮインターフェース（Ｉ／Ｆ）１３等により構成され、各部がバス１４を介して接続されている。
【００１４】
ＣＰＵ１はバス１４を介してデジタル複合機のハードウェア各部を制御するとともに、ＲＯＭ２に記憶されたプログラムに基づいて各種のプログラムを実行する。ＲＯＭ２は、デジタル複合機の動作に必要な種々のプログラムや操作メッセージ等を記憶し、ＳＲＡＭ３は、ヒータ毎のオン／オフ回数を記憶する記憶領域や給紙間隔拡大フラグを記憶する記憶領域を備えるとともに、プログラムの実行時に発生する一時的なデータを記憶する。
【００１５】
メモリコントローラ４は画像メモリ５への画像信号の書込み、読出しを制御し、画像メモリ５はＳＤＲＡＭ等を用いて構成され、送信すべき画像データまたは受信した画像データあるいは読み取った画像データを記憶する。コーデック６は所定の符号化方式に対応して符号化・復号するものであり、読み取った原稿の画像データを送信するためにＭＨ、ＭＲまたはＭＭＲ方式により符号化し、外部から受信した画像データを復号する。
【００１６】
また、モデム７はバス１４に接続されており、ファクシミリ通信が可能なファクスモデムとしての機能を有し、このモデム７は同様にバス１４に接続されたＮＣＵ８と接続されている。ＮＣＵ８はアナログ回線の閉結及び開放の動作を行うハードウェアであり、必要に応じてモデム７を公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）に接続する。
【００１７】
スキャナ９は、オートドキュメントフィーダー（ＡＤＦ）やフラットベッドスキャナ（ＦＢＳ）等の読取り用原稿載置台を備え、ＣＣＤ等を利用して原稿を読み取り、ドットイメージデータを出力する。また、操作パネル１０は、デジタル複合機の動作状態を表示したり、種々の機能の操作画面の表示を行う表示部と、デジタル複合機を操作するための複数のキーよりなる。
【００１８】
さらに、プリンタ用画像処理回路１１は、プリント画像信号を処理してプリンタエンジン１５に入力し、プリンタ機構制御回路１２はプリンタエンジン１５を制御することにより、受信したデータ、コピー原稿データ等をプリントアウトする。このプリンタエンジン１５は、定着器ヒータとして広い用紙幅用の長ヒータ１６と狭い用紙幅用の短ヒータ１７を備えており、これらのヒータは電源スイッチ１８、ヒータのオン／オフ制御スイッチ（ＳＷ）１９、２０を介して商用交流電源ＡＣにより加熱され、サーミスタ２１は定着器の温度を検出し、温度検出信号をプリンタ機構制御回路１２に入力する。
【００１９】
また、ＬＡＮインターフェース１３はＬＡＮに接続され、インターネット網からの信号を受信する一方、ＬＡＮに対して信号やデータを送信するものであり、信号変換やプロトコル変換などのインターフェース処理を実行する。
【００２０】
デジタル複合機は上記のような構成を備えており、ファクシミリ送信時には、原稿の画像データがスキャナ９により読み取られ、読み取られた画像信号がコーデック６で圧縮されてメモリコントローラ４を介して画像メモリ５に蓄積される。この圧縮された画像データが画像メモリ５から読み出されてモデム７で変調され、ＮＣＵ８からＰＳＴＮを通して通信相手先に送信される。また、ファクシミリ受信時には、受信した画像データがモデム７で復調され、メモリコントローラ４を介して画像メモリ５に蓄積された後、コーデック６で復号され、プリンタ用画像処理回路１１がプリンタエンジン１５にプリント画像信号を供給することによりプリントが実行される。
【００２１】
次に、プリンタエンジン１５の構造の詳細について図２により説明する。
プリンタエンジン１５は、所定の速度で回転駆動される像担持体としての感光ドラム３１を備え、この感光ドラム３１の回りに、その回転方向（図中矢印方向）に順に、転写ローラ３２、感光ドラム３１の電位を除去するメモリ除去ブラシ３３、感光ドラム３１の表面を一様に帯電する帯電器である帯電コロナチャージャー３４、感光ドラム３１の表面に画像を露光して静電潜像を形成する画像露光装置としてのＬＥＤプリントヘッド３５、感光ドラム３１上に形成された静電潜像をトナーで現像する現像器３６が配設され、さらに、この感光ドラム３１の用紙排出側に定着器３７が設けられている。
【００２２】
現像器３６は、現像ローラ３８とこの現像ローラ３８にトナーを供給する供給ローラ３９、及び、その底部に沿ってトナー補給部（図示せず）から補給されたトナーとキャリヤからなる現像剤を撹拌しながら現像ローラ３８の表面に供給する撹拌パドル４０とを備えている。
また、転写ローラ３２、メモリ除去ブラシ３３、帯電コロナチャージャー３４、現像ローラ３８に各々高電圧を供給する転写バイアス用高電圧発生器４１、メモリ除去ブラシ用高電圧発生器４２、帯電バイアス用高電圧発生器４３、現像バイアス用高電圧発生器４４はプリンタ機構制御回路１２によって制御されて各高電圧を発生する。
【００２３】
一方、定着器３７はヒートローラ４５とヒートローラ４５に押し付けられて回転するニップローラ４６よりなり、ヒートローラ４５内には、図３に示すように、広い用紙幅用の長ヒータ１６としてのハロゲンランプ４７と狭い用紙幅用の短ヒータ１７としてのハロゲンランプ４８が配置されている。
そして、ヒートローラ４５に接触する形で設けられた温度検出素子であるサーミスタ２１の出力に基づいて、ＣＰＵ１がプリンタ機構制御回路１２を介してヒータのオン／オフ制御スイッチ１９、２０を制御することにより、ヒートローラ４５の温度を待機温度、定着温度等に制御する。
【００２４】
ＬＥＤプリントヘッド３５は、ＬＥＤアレイの各ＬＥＤチップで発光された光ビームを各対応するマイクロレンズで集光して感光ドラム３１の外周面上に結像させることにより、ＬＥＤプリントヘッド３５全体として、感光ドラム３１の軸線方向に所定の解像度で光ビームを照射可能に構成されている。
また、メモリ除去ブラシ３３は、各々のトナー像の転写工程が終了した後の感光ドラム３１の表面の残留トナーや紙粉等を除去するとともに、帯電を除去して、次の画像形成プロセスに備えさせるものであり、モータ４９はプリンタ機構の各回転部を回転させるためのモータで、モータドライバ５０を介してプリンタ機構制御回路１２により制御される。
【００２５】
プリンタエンジンは以上のように構成されており、このプリンタエンジンで画像を形成する場合には、感光ドラム３１の表面を帯電コロナチャージャー３４によって一様に帯電し、次に、帯電された感光ドラム３１の表面をＬＥＤプリントヘッド３５から画像データに応じて出射される画像形成用の光で露光することにより静電潜像を形成する。このように感光ドラム３１上に形成された静電潜像は、現像器３６によってトナーにより可視トナー像に現像される。この可視トナー像は、転写ローラ３２の帯電作用によって記録紙上に順次転写された後、トナー像が転写された記録紙が定着器３７により加熱及び加圧されてトナー像が定着され、その後、排紙部（図示せず）に排出案内されるようになっている。
【００２６】
次に、ＣＰＵ１がプリンタ機構制御回路１２を介して定着器３７の温度制御を実行する場合の作用について説明する。
デジタル複合機の電源が投入されると、ＣＰＵ１は、プリンタ機構制御回路１２を介してＳＷ１９へのヒータオン／オフ信号をオンにすることにより、長ヒータ１６、すなわち、広い用紙幅用のハロゲンランプ４７をオンしてヒートローラ４５を加熱し、その後、サーミスタ２１の検出温度、すなわち、ヒートローラ４５の温度が待機温度に維持されるようにＳＷ１９へのヒータオン／オフ信号を制御する。
なお、ＣＰＵ１は、長ヒータ１６または短ヒータ１７がオン／オフするたびに、ＳＲＡＭ３に記憶されている各ヒータのオン／オフ回数を１増加させるものとする。
【００２７】
上記の待機状態において、印刷実行指示があると、ＣＰＵ１は、図４のフローチャートに示すプリント時の温度制御プログラムを開始して記録紙の幅が短ヒータ１７の幅より広いか否かを判定し（ステップ１０１）、記録紙がＡ３で、記録紙の幅が短ヒータ１７の幅より広いと判定した場合、サーミスタ２１の検出温度、すなわち、ヒートローラ４５の温度が定着温度より低いか否かを判定する（ステップ１０２）。
【００２８】
ヒートローラ４５の温度が定着温度より低いと判定した場合、ＣＰＵ１は、ＳＷ１９へのヒータオン／オフ信号をオンにすることにより、長ヒータ１６、すなわち、広い用紙幅用のハロゲンランプ４７をオンし（ステップ１０３）、ヒートローラ４５の温度が定着温度より高いと判定した場合、ＳＷ１９へのヒータオン／オフ信号をオフにすることにより、長ヒータ１６をオフする（ステップ１０４）。
【００２９】
ステップ１０３またはステップ１０４で長ヒータ１６をオン／オフした後、ＣＰＵ１は、１頁の印刷が終了したか否かを判定し（ステップ１０５）、１頁の印刷が終了していないと判定した場合、ステップ１０２に戻って、ヒートローラ４５の温度が定着温度より低いか否かを判定する。
ステップ１０５で１頁の印刷が終了したと判定した場合、ＣＰＵ１は、ＳＲＡＭ３に記憶されている、記録紙を送出する時間間隔を長くするためのフラグがオンしている場合には、フラグをオフした（ステップ１０６）後、印刷が完了したか否かを判定し（ステップ１０７）、印刷が完了していないと判定した場合、ステップ１０１に戻って、次の記録紙の幅が短ヒータ１７の幅より広いか否かを判定してプリント処理を実行し、印刷が終了したと判定した場合、プログラムを終了する。
【００３０】
一方、ステップ１０１で記録紙の幅が短ヒータ１７の幅より広くないと判定した場合、ＣＰＵ１は、ＳＲＡＭ３から長ヒータ１６の過去の通算オン／オフ回数Ｎａと短ヒータ１７の過去の通算オン／オフ回数Ｎｂとを読み出し、回数Ｎｂが回数Ｎａより多いか否かを判定し（ステップ１０８）、回数Ｎｂが回数Ｎａより多いと判定した場合、回数Ｎｂと回数Ｎａとの差が所定のしきい値Ｎｏより大きいか否かを判定する（ステップ１０９）。
【００３１】
ステップ１０９で長ヒータ１６の過去の通算オン／オフ回数Ｎａと短ヒータ１７の過去の通算オン／オフ回数Ｎｂとの差が所定のしきい値Ｎｏより大きいと判定した場合、ＣＰＵ１は、ＳＲＡＭ３に記憶されている、記録紙を送出する時間間隔を長くするためのフラグをオンにした（ステップ１１０）後、長ヒータ１６を使用して定着器の温度制御を行う。
このように、記録用紙がＡ４またはレターサイズであるにも関わらず、長ヒータ１６を使用して定着を行う場合、記録紙を送出する時間間隔が長くされるので、ヒートローラの端部の温度が異常に上昇することを防止することができる。
【００３２】
また、ステップ１０８で長ヒータ１６の過去の通算オン回数Ｎａが短ヒータ１７の過去の通算オン回数Ｎｂより多いと判定した場合、あるいは、ステップ１０９で回数Ｎｂと回数Ｎａとの差が所定のしきい値Ｎｏより小さいと判定した場合、ＣＰＵ１は、長ヒータ１６がオンしていた場合には、ＳＷ１９へのヒータオン／オフ信号をオフにすることにより長ヒータ１６をオフした（ステップ１１１）後、サーミスタ２１の検出温度、すなわち、ヒートローラ４５の温度が定着温度より低いか否かを判定する（ステップ１１２）。
【００３３】
ヒートローラ４５の温度が定着温度より低いと判定した場合、ＣＰＵ１は、ＳＷ２０へのヒータオン／オフ信号をオンにすることにより、短ヒータ１７、すなわち、狭い用紙幅用のハロゲンランプ４８をオンし（ステップ１１３）、ヒートローラ４５の温度が定着温度より高いと判定した場合、ＳＷ２０へのヒータオン／オフ信号をオフにすることにより、短ヒータ１７をオフする（ステップ１１４）。
【００３４】
ステップ１１３またはステップ１１４で短ヒータ１７をオン／オフした後、ＣＰＵ１は、１頁の印刷が終了したか否かを判定し（ステップ１１５）、１頁の印刷が終了していないと判定した場合、ステップ１１２に戻って、ヒートローラ４５の温度が定着温度より低いか否かを判定する。
そして、ステップ１１５で１頁の印刷が終了したと判定した場合、ＣＰＵ１は、印刷が完了したか否かを判定し（ステップ１０７）、印刷が完了していないと判定した場合、ステップ１０１に戻って、次の記録紙の幅が短ヒータ１７の幅より広いか否かを判定してプリント処理を実行し、印刷が終了したと判定した場合、プログラムを終了する。
【００３５】
以上のように、長ヒータ１６の使用回数が短ヒータ１７の使用回数よりかなり少ない場合で、幅の狭い記録紙に印刷するとき、広い用紙幅用の長ヒータを用いて定着時の温度制御が実行されるので、長ヒータ１６と短ヒータ１７の使用状況の差を少なくし、短ヒータ１７の寿命を長持ちさせることができる。
【００３６】
なお、上記の実施例では、各ヒータのオン／オフ回数に基づいて使用頻度を把握したが、オン／オフ回数ではなく、各ヒータの通算使用時間をＳＲＡＭ３に更新・記憶し、長ヒータの通算使用時間が短ヒータの通算使用時間よりかなり少ない場合、幅の狭い記録用紙に印刷するときに、長ヒータを用いて定着時の温度制御を実行するようにすることもできる。
【００３７】
また、上記の実施例では、長ヒータのオン／オフ回数が短ヒータのオン／オフ回数よりかなり少ない場合に、幅の狭い記録紙に印刷するとき、長ヒータを用いて定着時の温度制御を実行したが、単純に、幅の狭い記録紙に印刷するとき、長ヒータのオン／オフ回数または通算使用時間が短ヒータのオン／オフ回数または通算使用時間より少なければ、長ヒータを用いて定着時の温度制御を実行してもよい。
【００３８】
さらに、上記の実施例では、ヒートローラに長ヒータ、短ヒータの二つのヒータを備えた実施例について説明したが、長ヒータ、中ヒータ、短ヒータの三種類のヒータを備えた画像形成装置にも本発明を適用することができ、この場合には、中ヒータまたは短ヒータを使用するとき、長ヒータのオン／オフ回数または通算使用時間が少なければ、長ヒータを用いて定着時の温度制御を実行する。
【００３９】
また、上記の実施例では、本発明の画像形成装置を、デジタル複合機に適用した場合について説明したが、本発明の画像形成装置はファクシミリ装置やコピー機等の他の画像形成装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】デジタル複合機のハードウェア構成を示す概略ブロック図である。
【図２】プリンタエンジンの構造の詳細を示す図である。
【図３】ヒートローラ内のハロゲンランプの配置状態を示す図である。
【図４】プリント時の定着器温度制御の作用を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４１】
１  ＣＰＵ
２  ＲＯＭ
３  ＳＲＡＭ
４  メモリコントローラ
５  画像メモリ
６  コーデック
７  モデム
８  ＮＣＵ
９  スキャナ
１０  操作パネル
１１  プリンタ用画像処理回路
１２  プリンタ機構制御回路
１３  ＬＡＮ  Ｉ／Ｆ
１４  バス
１５  プリンタエンジン
１６  長ヒータ
１７  短ヒータ
１８  電源スイッチ
１９、２０  スイッチ（ＳＷ）
２１  サーミスタ
【図１】
2008203685.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2008203685.tif 000006