(57)【要約】【課題】  熱ローラ定着方式を採用した画像形成装置において、印字率に応じて定着温度を制御し、定着時に、定着器を必要以上に加熱することなく、省エネルギー化を図ることを課題とする。【解決手段】  印字率に応じて設けられた複数のモードと、各モードに応じて設定した定着目標温度と、各モード入力に応じて定着目標温度を切り換える制御手段である目標定着温度設定プログラム１２ａと、を備えた画像形成装置１とする。また、目標定着温度設定プログラム１２ａは各モードに応じた定着目標温度をページ単位で切り換え可能に構成している。【選択図】  図３
2005043820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱ローラ定着方式を用いた画像形成装置であって、
複数の定着目標温度を設定可能な制御手段を備え、
該制御手段は、プリント内容に応じて設けられる複数のモードに対応して、それぞれ定着目標温度を設定可能とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は各モードに対応した定着目標温度を、ページ単位で切り換え可能に構成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】
前記各モードに対応した定着目標温度を、印字率が高いモードの順に高温とした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。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱ローラ定着方式を採用した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プリンタや、複写機、ファクシミリ等に用いられる、熱ローラ定着方式を採用した電子写真画像形成装置が知られている。
この種の画像形成装置は、プリント原稿の種類の選択として、例えば文字モード、写真モード、文字写真モードといったように、複数のモードを有しており、何れかのモードを手動又は自動で設定し、スタート操作を実行することで、給紙カセットから記録紙が取り込まれ、該記録紙に画像情報が転写されて、定着が行われた後、排紙トレイ上にプリントアウトされるようになっている。
【０００３】
写真などの黒ベタ画像は、文章画像に比べてプリント画像のプリント面に占める画像形成部分の割合（印字率）が多いことから、記録紙に現像剤を定着させる際により多くの熱が奪われる。このため前者は後者に比べて定着温度を高くする必要がある。
【０００４】
そこで、画像形成装置は、黒ベタ画像でも問題がないように、定着温度Ｔｓを高めに設定しており、どのモードの画像に対しても該定着温度Ｔｓで定着を行うようにしている。これにより、どのモードの画像も記録紙に確実に定着されて、信頼性が向上する。
【０００５】
しかしながら、前述のように、文章画像の理想の定着温度Ｔｐは写真などの黒ベタ画像の理想の定着温度Ｔｑに比べて低く、一律に高めに設定した定着温度Ｔｓ（Ｔｐ＜Ｔｑ≦Ｔｓ）で定着を行うとなると、省エネルギー化の観点からは、効率的ではない。
さらに、実使用では、プリント画像の印字率が低い文章画像等のプリントアウトがほとんどで、写真などの黒ベタ画像のプリントアウトは稀であり、このような点を鑑みても、エネルギー効率が良くない。
【０００６】
このような点を鑑みると、文字モード、写真モード、文字写真モードなど、プリント画像の印字率に応じて定着目標温度を変化させることが有効であり、現在のところ、このような技術は発明されていない。
【０００７】
なお、特許文献１には、カラー画像形成装置について、黒色の現像剤と、シアン、マゼンダ、イエローのカラー現像剤との溶融温度が異なることから、定着性を向上させるために、カラー現像剤に対する黒色現像剤の割合を判断し、カラー現像剤の割合が黒色現像剤の割合より多いときと、少ないときとに場合分けして、定着装置で与えられる熱あるいは圧力を変更する技術が開示されている。
【０００８】
具体的には、記録材上に形成される未定着像中のカラー現像剤に対する黒色現像剤の割合を設定せしめるモード選択手段が設けられており、黒色現像剤の溶融温度がカラー現像剤の溶融温度よりも高いときには、モード選択手段によって黒色現像剤の割合が大きいモードが選択された場合、定着装置で与えられる熱あるいは圧力を増加させて定着を行い、黒色現像剤の割合が小さいモードが選択された場合は、定着装置で与えられる熱あるいは圧力を減少させて定着を行うように制御している。
【０００９】
一方、黒色現像剤の溶融温度がカラー現像剤の溶融温度よりも低いときには、モード選択手段によって黒色現像剤の割合の大きなモードが選択された場合、定着装置で与えられる熱あるいは圧力を減少させて定着を行い、黒色現像剤の割合が大きいモードが選択された場合は、定着装置で与えられる熱あるいは圧力を増加させて定着を行うように制御している。
【００１０】
【特許文献１】特開平５−２４１４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明では、以上の点を鑑み、熱ローラ定着方式を採用した画像形成装置において、プリント画像のプリント面に占める画像形成部分の割合である印字率に応じて定着温度を制御し、定着時に、定着器を必要以上に加熱することなく、省エネルギー化を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の解決しようとする課題は以上のとおりであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１３】
まず、請求項１に記載のように、熱ローラ定着方式を用いた画像形成装置であって、複数の定着目標温度を設定可能な制御手段を備え、該制御手段は、プリント内容に応じて設けられる複数のモードに対応して、それぞれ定着目標温度を設定可能とする。
この制御手段は、プリント画像のプリント面に占める画像形成部分の割合である印字率に応じたモードが入力されると、該モードに対応した定着目標温度が設定され、該定着目標温度に基づいて定着器が加熱制御されるように構成されている。
このような構成で、プリント原稿に対応した定着目標温度が設定されるため、定着時に、定着器が必要以上に加熱されることなく今回定着が行われる記録紙にとっては適正な温度に加熱され、無駄なエネルギー消費が抑えられて、省エネルギー化を図ることができる。
【００１４】
また、請求項２に記載のように、前記制御手段は各モードに対応した定着目標温度を、ページ単位で切り換え可能に構成する。
ページによっても、文章画像のみのページや、写真画像を含むページなどがあり、ページ単位で、各モードに応じた定着目標温度を切り換え可能とすることで、より一層無駄なエネルギー消費が抑えられて、省エネルギー化を図ることができる。
【００１５】
そして、請求項３に記載のように、前記各モードに対応した定着目標温度を、印字率が高いモードの順に高温とした。
プリント画像の印字率が多いと、記録紙に現像剤を定着させる際により多くの熱が奪われ、このため前記各モードは、プリント画像のプリント面に付する現像剤の占める割合の多い順に高温としている。
このような構成で、プリント原稿に対応した定着目標温度が適正に設定されるため、定着時に、定着器が必要以上に加熱されることなく今回定着が行われる記録紙にとっては適正な温度に加熱され、無駄なエネルギー消費が抑えられて、省エネルギー化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、以上のような構成で、プリント原稿に対応した定着目標温度が設定されるため、定着時に、定着器が必要以上に加熱されることなく、無駄なエネルギー消費が抑えられて今回定着が行われる記録紙にとっては適正な温度に加熱され、省エネルギー化が図られている。
また、ページによっても、文章画像のみのページや、写真画像を含むページなどがあることから、さらに、ページ単位でも、各モードに応じた定着目標温度を切り換え可能とすることで、より一層無駄なエネルギー消費が抑えられて、省エネルギー化が図られている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明の実施の一形態を、図面を参照しながら説明する。
図１はプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置１の概略構成であり、画像形成装置１は給紙カセット５の上方に配置されている。画像記録装置１の内部には、給紙カセット５から繰り込まれた記録紙８を搬送する記録紙搬送路９が形成されており、該記録紙搬送路９に沿い、下流側へ向けて、現像器ユニット２、感光体ユニット３、定着器ユニット４が配置されている。これらの装置により、画像記録装置１が構成され、給紙カセット５から取り込まれた記録紙８に画像情報が転写されて、定着が行われる。
【００１８】
定着器ユニット４は、ヒートローラ４１と、記録紙搬送路９を挟んでヒートローラ４１の外周面と接触するように配置されるプレスローラ４２とを備えている。ヒートローラ４１内の軸心位置には熱源としてハロゲンランプ等のランプヒータ４３が内装されており、ランプヒータ４３にて発生した熱がヒートローラ４１の外周部に伝達されるように構成されている。また、ヒートローラ４１の外周表面には、温度検出手段であるサーミスタ４５が設けられており、ヒートローラ４１の外周温度を検出するように構成されている。
このように定着器ユニット４は、定着熱ローラ方式に構成されており、ヒートローラ４１とプレスローラ４２とにより、トナー像を保持した記録紙８を、加熱および加圧しながら記録紙搬送路９に沿って挟持搬送し、トナー像を記録紙８に定着させている。
【００１９】
次に、ヒートローラ４１の加熱温度設定について説明する。
この画像形成装置１は、プリント画像のプリント面に占める画像形成部分の割合である印字率に対応させて複数のモードが設けられおり、この複数のモードは、例えば、ユーザーが容易に判別できるように、「文字モード」、「文字写真モード」、「写真モード」とする。
以下では、この「文字モード」、「文字写真モード」、「写真モード」の３つのモードに基づいたヒートローラ４１の加熱温度設定を説明することとする。
【００２０】
図２は操作部７の平面図であり、操作部７の略中央には、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）で構成された表示パネル７０が配置されている。また、操作部７には各種操作キーが配置されており、表示パネル７０のユーザーの操作位置側には表示パネル７０に呼び出された設定事項を選択設定するための表示対応キー７１・７２・７３が配置され、表示パネル７０の一側方には表示パネル７０での表示事項をスクロールさせるためカーソルキー７５が配置されている。
【００２１】
３つの表示対応キー７１・７２・７３のうち、例えば、中央の表示対応キー７２に、前記複数のモードを設定する機能を持たせ、カーソルキー７５を操作しながら「文字モード」、「文字写真モード」、「写真モード」、又は「自動モード選択」とスクロールさせ、適当なモードの設定画面を表示した後、「該モードを設定するか否か」の問いかけに対し、「はい」に対応する中央の表示対応キー７２を押すことで、該モードが設定されるように構成されている。また、「いいえ」に対応する一側の表示対応キー７３を押すことで、次のモードの設定画面に切り換わるように構成されている。
【００２２】
なお、操作部７上に、これらの複数のモード及び自動モード選択に対応させた複数の操作キーを設け、これらの操作キーを操作することによって、適当なモードを設定するように構成してもよい。この場合、各操作キーにＬＥＤランプを取り付け、あるいは、各操作キーの近傍にＬＥＤランプを設けて、該操作キーのオン操作に連動させてそのＬＥＤランプを点灯させ、どのモードが設定されているかをユーザーに報知するように構成してもよい。
【００２３】
図３は画像形成装置１の制御構成を示すブロック図であり、画像形成装置１の制御部には、制御手段であるＭＰＵ１０、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、画像メモリ（ＤＲＡＭ）１４が備えられ、前記の各部がバス１９を介して、通信可能に接続されている。
【００２４】
ＭＰＵ１０は、操作部７への入力操作及び制御プログラム等に基づいて、画像形成装置１の各部を制御する制御手段である。ＲＯＭ１２には、画像形成装置１を制御する制御プログラム等が記憶されている。また、ＲＡＭ１３には、画像形成装置１の制御状態等の各種情報が一時的に記憶され、画像メモリ１４には、コピー処理で読み取られた原稿画像やファクシミリ受信した受信画像等の画像情報が一時的に記憶される。
【００２５】
また、制御手段であるＭＰＵ１０には、表示手段としての表示パネル７０、モード入力手段としての表示対応キー７２、温度検出手段としてのサーミスタ４５、ハロゲンランプ４３への電力を供給又は遮断を行うための電源スイッチ１６等がバス１９を介して通信接続されている。
さらに、ＭＰＵ１０は、ハロゲンランプ４３への電力を供給又は遮断を行うための電源スイッチ１６と信号伝達可能に接続されており、該電源スイッチ１６のオン／オフを切り換えることで、ハロゲンランプ４３の通電を制御し、ヒートローラ４１の表面の温度を制御している。
【００２６】
ＲＯＭ１２には、定着目標温度を設定する手段として、目標温度設定プログラム１２ａが組み込まれている。定着時におけるヒートローラ４１の表面の目標温度が、定着目標温度である。目標温度設定プログラム１２ａは、前記複数のモード中から何れかのモードに設定されると、該モードに対応した定着目標温度に設定を変更して、ＭＰＵ１０が異なる定着目標温度で等温度制御することを可能としている。
【００２７】
定着目標温度の設定は、具体的には、サーミスタ４５の検出温度に応じて、ハロゲンランプ４３の通電をオンするオン温度と、同じくオフするオフ温度との設定値を、変更することで行われる。
【００２８】
この定着目標温度として、「文字モード」、「文字写真モード」、「写真モード」のそれぞれに対応させた、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の３つの目標温度値が設定されている。この目標温度値Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は、プリント画像のプリント面に占める画像形成部分の割合である印字率の高い順に高温としており、すなわち、印字率の最も少ない文字モードに対応する目標温度値Ｔ１、その次に少ない文字写真モードに対応する目標温度値Ｔ２、そして、印字率の最も多い写真モードに対応する目標温度値Ｔ３の順に高温としている。この理由は、印字率が多いと、記録紙８に現像剤を定着させる際により多くの熱が奪われ、このため、印字率の高い順に高温としている。
なお、文字写真モードに対応する目標温度値Ｔ２と、写真モードに対応する目標温度値Ｔ３とを同じにしてもよく、一例として、これらの目標温度値は、Ｔ１は１８０℃、Ｔ２は１９０℃、Ｔ３は１９０℃に設定される。
【００２９】
記録紙８の定着を行う際には、ヒートローラ４１の表面の温度が平均的に等温度となるように、ＭＰＵ１０は、ハロゲンランプ４３の通電をオン／オフ制御する。
ＭＰＵ１０による等温度制御は、サーミスタ４５によるヒートローラ４１の表面の温度検出値がオン温度を下回ると、ヒートローラ４１の加熱を開始し、該温度検出値がオフ温度を上回ると、ヒートローラ４１の加熱を停止して、行われる。
【００３０】
このようにして、ヒートローラ４１の表面の温度が、オフ温度からオン温度までの不感帯に収まるようにして、ヒートローラ４１の表面の温度が平均して定着目標温度Ｔ１、Ｔ２、又はＴ３に保たれるように制御している。
【００３１】
また、ＲＯＭ１２には、表示パネル７０で「自動モード選択」に設定することにより、印字率を自動的に判別する手段として判別プログラム１２ｂが組み込まれている。コピー処理で読み取られた原稿画像の画像情報や、ファクシミリ受信した受信画像の画像情報は、一旦、画像メモリ１４に格納されるが、判別プログラム１２ｂでは、この画像メモリ１４に一旦格納された画像情報に基づき、プリント画像のプリント面に占める画像形成部分の割合である印字率、又はプリント面に占める黒字率を算出して、この算出結果が第１の基準値未満であれば「文字モード」として、第１の基準値以上、第２の基準値未満であれば「文字写真モード」として、第２の基準値以上であれば、「写真モード」として判別するように構成されている。
なお、これらの基準値は、第１の基準値、第２の基準値の順に大きな値となっている。
そうして、この判別プログラム１２ｂにより何れかのモードが判別されると、前述のように、目標温度設定プログラム１２ａで、そのモードに対応した定着目標温度に設定される。
【００３２】
以上、本発明に係る画像形成装置１の一実施の形態であり、この画像形成装置１は、印字率に応じて設けられた複数のモードと、各モードに応じて設定した定着目標温度と、各モード入力に応じて定着目標温度を切り換える制御手段である目標温度設定プログラム１２ａと、を備え、該目標温度設定プログラム１２ａは、印字率に応じたモードが手動又は自動で入力されると、該モードに対応した定着目標温度Ｔ１、Ｔ２、又はＴ３を設定して、該定着目標温度Ｔ１、Ｔ２、又はＴ３に基づいてヒートローラ４１を加熱制御するように構成されている。
このような構成で、プリント原稿に対応した定着目標温度Ｔ１、Ｔ２、又はＴ３が設定されるため、定着時に、ヒートローラ４１が必要以上に加熱されることなく適正に加熱され、無駄なエネルギー消費が抑えられて、省エネルギー化が図られている。
【００３３】
さらに、前記目標温度設定プログラム１２ａは、各モードに応じた定着目標温度をページ単位で切り換えることができるようにも構成されている。
表示パネル７０で「自動モード選択」に設定した場合、「文字モード」、「文字写真モード」、又は「写真モード」に自動的に選択されて、各モードに応じた定着目標温度がページ単位で設定されるようになっている。
【００３４】
また、フラットベッドスキャナーで原稿画像を読み取るときなどには、表示パネル７０で「文字モード」、「文字写真モード」、又は「写真モード」に選択して、１枚１枚原稿画像を目で確認しながら、表示パネル７０でモードを手動で変更することにより、各モードに応じた定着目標温度をページ単位で切り換えることもできる。
【００３５】
このようにページによっても、文章画像のみのページや、写真画像を含むページなどがあることから、ページ単位で、各モードに応じた定着目標温度を設定可能とすることで、より一層無駄なエネルギー消費が抑えられて、省エネルギー化が図られている。
【００３６】
以上の画像形成装置１は、「文字モード」、「文字写真モード」、「写真モード」の３つのモードを備えたモノクロプリンタであるが、本発明はカラープリンタにも適用することができる。カラープリンタの場合は、「文字モード」、「文字写真モード」、「写真モード」、「カラーモード」の４つのモードを備え、カラーモードの定着目標温度は写真モードの定着目標温度よりも高温に設定する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】画像形成装置１の概略構成を示す側面断面図。
【図２】操作部７の平面図。
【図３】画像形成装置１の制御構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００３８】
１    画像形成装置
４    定着器ユニット
７    操作部
８    記録紙
１０    ＭＰＵ
１２    ＲＯＭ
１２ａ  目標定着温度設定プログラム
１２ｂ  判別プログラム
１３    ＲＡＭ
１４    画像メモリ
１６    電源スイッチ
４１    ヒートローラ
４２    プレスローラ
４３    ハロゲンランプ
４５    サーミスタ
７０    表示パネル
７１    表示対応キー
７２    表示対応キー
７３    表示対応キー
７５    スクロールキー
【図１】
2005043820.tif 000003
【図２】
2005043820.tif 000004
【図３】
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