(57)【要約】【課題】電源投入後や省エネモードからの復帰後に、立ち上がり／復帰時間を最低限まで短縮することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】転写紙上の静電潜像にトナーを定着させて画像を形成する画像形成装置において、トナー像が形成された転写紙に対して加圧と加熱によってトナーを定着させるためのトナー定着手段１と、トナー定着手段１の温度を検出する温度検出手段と、電源投入後又は省エネモードからの復帰後に、前記温度検出手段の検出結果から温度推移の所定区間における単位時間当たりの温度変化量を検出し、温度変化量をトナーの定着に必要な温度を維持して印刷できる印刷可能枚数に変換するプリントエンジン２及びコントローラ３とを備えた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成制御部の制御により転写紙上の静電潜像にトナーを定着させて画像を形成する画像形成装置において、
トナー像が形成された転写紙に対して加圧と加熱によって前記トナーを定着させるためのトナー定着手段と、
前記トナー定着手段の温度を検出する温度検出手段と、
電源投入後又は省エネモードからの復帰後に、前記温度検出手段の検出結果から温度推移の所定区間における単位時間当たりの温度変化量を検出し、前記温度変化量を前記トナーの定着に必要な温度を維持して印刷できる印刷可能枚数に変換する情報変換手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
画像形成制御部の制御により転写紙上の静電潜像にトナーを定着させて画像を形成する画像形成装置において、
トナー像が形成された転写紙に対して加圧と加熱によって前記トナーを定着させるためのトナー定着手段と、
前記トナー定着手段の温度を検出する温度検出手段と、
電源投入後又は省エネモードからの復帰後に、前記温度検出手段の検出結果から温度推移の所定区間における単位時間当たりの温度変化量を検出し、前記温度変化量を前記トナーの定着に必要な温度を維持して印刷できる印刷可能レベルに変換する情報変換手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記所定区間は、電源投入による前記トナー定着手段の温度上昇開始の時から前記トナー定着手段の温度下降開始の時までの区間、あるいは前記トナー定着手段の加熱停止時から前記トナー定着手段の温度下降開始の時までの区間、あるいは前記トナー定着手段の加圧動作開始時から前記トナー定着手段の温度下降開始の時までの区間、あるいは前記トナー定着手段の温度下降開始の時から温度が再び上昇し始めた時までの区間、あるいは下降した前記トナー定着手段の温度が再び上昇し始めた時から一定時間経過後までの区間であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記画像形成制御部、あるいは前記画像形成制御部以外の外部制御モジュールが前記情報変換手段の機能を果たして前記単位時間当たりの温度変化量を印刷可能枚数へ変換することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記画像形成制御部、あるいは前記画像形成制御部以外の外部制御モジュールが前記情報変換手段の機能を果たして前記単位時間当たりの温度変化量を印刷可能レベルへ変換することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記温度変化量、あるいは前記印刷可能レベル、あるいは印刷可能枚数を他の制御部にパラメータとして通知することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
トナー定着手段を制御する制御モジュールが前記印刷可能枚数又は前記印刷可能レベルを通知され、外部からの印刷要求を受けたときは、該印刷要求が前記印刷可能枚数又は前記印刷可能レベルを超えているかどうか、あるいは前記印刷可能枚数又は前記印刷可能レベルに達していないかどうか、あるいは前記印刷可能枚数又は前記印刷可能レベルの範囲内にあるかどうかを判定する判定手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７記載の画像形成装置において、
印刷要求が通知されている前記印刷可能レベル又は前記印刷可能枚数以下の場合には、印刷ジョブを前記画像形成制御部に発行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８記載の画像形成装置において、
前記印刷可能レベル又は前記印刷可能枚数に応じて搬送制御や紙間制御などの印刷に関わる制御を変更する変更手段を前記画像形成制御部に備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項７記載の画像形成装置において、
印刷要求が通知されている前記印刷可能レベル又は前記印刷可能枚数以上の場合には、通知される前記印刷可能レベル又は前記印刷可能枚数が印刷要求の印刷枚数と同等になるまで前記画像形成制御部に対して印刷要求を発行しないことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の画像形成装置において、
前記画像形成制御部への印刷要求を発行するタイミングを切り替えるための設定手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項９又は１１に記載の画像形成装置において、
前記画像形成制御部への印刷要求を発行するタイミングを切り替えるのに必要な切り替えフラグによる記憶手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
通知された前記印刷可能レベル又は前記印刷可能枚数に応じて表示パネルの表示を切り替える制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
通知された前記印刷可能レベル又は前記印刷可能枚数を更にホストに伝達し、該ホストからの印刷要求の変更が可能にな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、複写機、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に、立ち上がり／復帰時間を最低限まで短縮することが可能な画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを用いた画像形成装置は一般的に感光体、現像部、転写部、定着部によって構成され、転写部でトナー画像を紙に転写し、搬送手段によって紙が定着部に搬送され、定着部でトナーを熱により融解して紙に定着させている。一般的に定着装置は加熱ヒータ、温度センサ、定着ローラ、加圧ローラ等で構成されるのが主流で、定着ローラはアルミ芯金でできておりその内部に加熱ヒータが配置される。
また、定着ローラは加圧ローラと対向して配置され、加圧によってニップ部を形成している。加圧ローラは芯金上にシリコンゴムを配する構成となっている。通常画像形成装置は起動時や省エネ復帰時は印刷可能状態に移行する時に、定着部を十分加熱し目標温度まで達した後、印刷可能状態になったとして印刷制御をしている。そのため、高速な画像形成装置の場合には、通紙による定着ローラの温度低下を極力防ぐために、定着ローラ径、加圧ローラ径も大きく熱容量が多い構成となっている。
【０００３】
しかし、その結果として電源投入時、省エネ復帰時などは定着部が室温から印刷可能な温度まで昇温するまで時間がかかってしまう原因になっており、使い勝手を損なう要因であるといえる。このように、電源投入から印刷準備完了までの時間は定着器の昇温にかかる時間に依存する割合が高く、高速機ではその傾向は顕著になる。この立ち上がり／復帰時間を短縮する技術としては定着制御に関するものがあり、例えば、特許文献１では、特に定着装置の動作モード変更という概念を用いて解決法を提案している。
【特許文献１】特開２００３−３３０３１２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、通常、定着装置は制御対象であって加熱ヒータ、温度センサ、定着ローラ、加圧ローラ等で構成されるのが主流で、装置単体で自らを制御する物ではないため、定着装置における動作モードという概念の実現性、現実性は低いと言わざるを得ない。また、上述の特許文献１では目標温度あるいは時間を別に設定し、目標温度あるいは時間の早い方の条件で定着性を満たす状態としているので、少数ページ印刷等の目的においては待機時間が過剰になるという問題がある。また、連続通紙によって定着性が低下する問題が十分考慮されていない。
そこで、本発明は、上述した実情を考慮してなされたもので、電源投入後や省エネモードからの復帰後に、立ち上がり／復帰時間を最低限まで短縮することが可能な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】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、画像形成制御部の制御により転写紙上の静電潜像にトナーを定着させて画像を形成する画像形成装置において、トナー像が形成された転写紙に対して加圧と加熱によって前記トナーを定着させるためのトナー定着手段と、前記トナー定着手段の温度を検出する温度検出手段と、電源投入後又は省エネモードからの復帰後に、前記温度検出手段の検出結果から温度推移の所定区間における単位時間当たりの温度変化量を検出し、前記温度変化量を前記トナーの定着に必要な温度を維持して印刷できる印刷可能枚数に変換する情報変換手段とを備えた画像形成装置を特徴とする。
【０００６】
また請求項２に記載の発明では、画像形成制御部の制御により転写紙上の静電潜像にトナーを定着させて画像を形成する画像形成装置において、トナー像が形成された転写紙に対して加圧と加熱によって前記トナーを定着させるためのトナー定着手段と、前記トナー定着手段の温度を検出する温度検出手段と、電源投入後又は省エネモードからの復帰後に、前記温度検出手段の検出結果から温度推移の所定区間における単位時間当たりの温度変化量を検出し、前記温度変化量を前記トナーの定着に必要な温度を維持して印刷できる印刷可能レベルに変換する情報変換手段とを備えた画像形成装置を特徴とする。
【０００７】
また請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記所定区間は、電源投入による前記トナー定着手段の温度上昇開始の時から前記トナー定着手段の温度下降開始の時までの区間、あるいは前記トナー定着手段の加熱停止時から前記トナー定着手段の温度下降開始の時までの区間、あるいは前記トナー定着手段の加圧動作開始時から前記トナー定着手段の温度下降開始の時までの区間、あるいは前記トナー定着手段の温度下降開始の時から温度が再び上昇し始めた時までの区間、あるいは下降した前記トナー定着手段の温度が再び上昇し始めた時から一定時間経過後までの区間である画像形成装置を特徴とする。
【０００８】
また請求項４に記載の発明では、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記画像形成制御部、あるいは前記画像形成制御部以外の外部制御モジュールが前記情報変換手段の機能を果たして前記単位時間当たりの温度変化量を印刷可能枚数へ変換する画像形成装置を特徴とする。
また請求項５に記載の発明では、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記画像形成制御部、あるいは前記画像形成制御部以外の外部制御モジュールが前記情報変換手段の機能を果たして前記単位時間当たりの温度変化量を印刷可能レベルへ変換する画像形成装置を特徴とする。
【０００９】
また請求項６に記載の発明では、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記温度変化量、あるいは前記印刷可能レベル、あるいは印刷可能枚数を他の制御部にパラメータとして通知する画像形成装置を特徴とする。
また請求項７に記載の発明では、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置において、トナー定着手段を制御する制御モジュールが前記印刷可能枚数又は前記印刷可能レベルを通知され、外部からの印刷要求を受けたときは、該印刷要求が前記印刷可能枚数又は前記印刷可能レベルを超えているかどうか、あるいは前記印刷可能枚数又は前記印刷可能レベルに達していないかどうか、あるいは前記印刷可能枚数又は前記印刷可能レベルの範囲内にあるかどうかを判定する判定手段を備えた画像形成装置を特徴とする。
【００１０】
また請求項８に記載の発明では、請求項７記載の画像形成装置において、印刷要求が通知されている前記印刷可能レベル又は前記印刷可能枚数以下の場合には、印刷ジョブを前記画像形成制御部に発行する画像形成装置を特徴とする。
また請求項９に記載の発明では、請求項８記載の画像形成装置において、前記印刷可能レベル又は前記印刷可能枚数に応じて搬送制御や紙間制御などの印刷に関わる制御を変更する変更手段を前記画像形成制御部に備えた画像形成装置を特徴とする。
また請求項１０に記載の発明では、請求項７記載の画像形成装置において、印刷要求が通知されている前記印刷可能レベル又は前記印刷可能枚数以上の場合には、通知される前記印刷可能レベル又は前記印刷可能枚数が印刷要求の印刷枚数と同等になるまで前記画像形成制御部に対して印刷要求を発行しない画像形成装置を特徴とする。
【００１１】
また請求項１１に記載の発明では、請求項９又は１０に記載の画像形成装置において、前記画像形成制御部への印刷要求を発行するタイミングを切り替えるための設定手段を設けた画像形成装置を特徴とする。
また請求項１２に記載の発明では、請求項９又は１１に記載の画像形成装置において、前記画像形成制御部への印刷要求を発行するタイミングを切り替えるのに必要な切り替えフラグによる記憶手段を設けた画像形成装置を特徴とする。
【００１２】
また請求項１３に記載の発明では、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の画像形成装置において、通知された前記印刷可能レベル又は前記印刷可能枚数に応じて表示パネルの表示を切り替える制御手段を備えた画像形成装置を特徴とする。
また請求項１４に記載の発明では、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、通知された前記印刷可能レベル又は前記印刷可能枚数を更にホストに伝達し、該ホストからの印刷要求の変更が可能になる画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、トナー定着手段の温度状況に応じた印刷可能枚数を知ることができるので、この印刷可能枚数の情報に基づいて効率よく印刷動作を行うことが可能となる。その結果、余分な立ち上げ時間を待たずに小数部の印刷が可能になり、電源投入後や省エネモードからの復帰後に、立ち上がり／復帰時間を最低限まで短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態である画像形成装置について詳細に説明する。本画像形成装置の構成としては、電子写真プロセスに必要な装置と、転写紙上のトナー像を加圧と加熱によって定着させるトナー定着手段と、トナー定着手段に備えられ、トナー定着手段の温度を検出する温度検出手段と、電源投入後又は省エネモードからの復帰後に、温度検出手段の検出結果から温度推移の所定区間における単位時間当たりの温度変化量を検出し、その温度変化量をトナーの定着に必要な温度を維持して印刷できる印刷可能レベル又は印刷可能枚数に変換する情報変換手段と、トナー定着手段を含む周辺機を制御する画像形成制御部であるプリントエンジン制御ボード（以下、プリントエンジンと記載する）と、印刷データを受信し画像データをプリントエンジンに渡す機能を持ち、前記プリントエンジン以外の外部制御モジュールであるシステム制御ボード（以下、コントローラと記載する）等を備えている。なお、この例では、情報変換手段はプリントエンジンとコントローラによってその機能が実現されている。
電源投入後又は省エネモードからの復帰後は、トナー定着手段が例えば室温である場合、トナー定着手段の温度をプリントエンジンが監視しながらトナー定着手段に備えられた加熱ヒータを制御し、トナー定着手段が目標温度に達するまで加熱するようになっている。
【００１５】
図１はトナー定着手段における温度推移の所定区間についての一例を示すグラフである。（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）のような温度変化点あるいは各制御開始時からの時間区間を元にした単位時間当たりの温度変化量を検出する。（ａ）は電源投入時、（ｂ）はトナー定着手段を稼働させるなどで温度が下がり始める点、（ｃ）は定着ヒータの加熱で再び上昇し始める点、（ｄ）はいずれかの制御開始時点からのある時間経過時点である。
各時点においてトナー定着手段の温度状況は異なり定着特性も異なってくる。そこで、各区間の各時点で単位時間当たりの温度変化量及び温度を検出し、予め設定した対応値として段階的に定義した仮想的な印刷可能レベルや印刷可能枚数というパラメータに温度変化量を置き換え、プリントエンジンやコントローラがそのパラメータを使用することで印刷ジョブ制御、パネル表示やホストへの通知などに使用することができる。ここで、どの時点での温度と温度変化量を使用するかは定着特性とプリントエンジンの制御によって決まるため、期待する定着特性とその温度量などを対応させるように決定すればよい。
【００１６】
図２は温度検出手段によって検出した温度変化量及び温度の情報を印刷可能レベルや印刷可能枚数に変換する場合のフローを示す図である。このフローでは、まず、トナー定着手段１の温度を予め段階的に定義した仮想的な印刷可能レベルにプリントエンジン２が置き換える。そして、それをプリントエンジン２の状態としてコントローラ３に通知する（このときはコントローラから要求された応答として、印刷可能レベルを返しても良い）。コントローラ３はプリントエンジン２から通知された印刷可能レベルから、予め定義してあるテーブルを参照して仮想的な印刷可能な枚数に変換する。コントローラ３はこの印刷可能な枚数から操作パネル４に印刷可能枚数を表示することや、印刷要求元のホストＰＣに印刷可能枚数を通知することができる。これにより、印刷可能枚数をユーザーが確認することができる。
【００１７】
また、印刷可能枚数から印刷ジョブ制御やプリントエンジンに対して電子写真プロセス制御を要求することなどが可能になる。ここで、プリントエンジンが印刷可能レベルを通知する場合のメリットとして、トナー定着手段やプリントエンジンのハードウェアなどが変わっても、印刷可能レベルという概念でプリントエンジンとコントローラがやりとりすれば、プリントエンジンとコントローラの組み合わせを気にすることなく汎用性を得ることができる。また、より抽象的な表現を用いてパネル表示やユーザーに通知したい場合において、レベルの概念が利用しやすいというメリットがある。
同様のことが印刷可能枚数に関しても言える。プリントエンジンはトナー定着手段の温度を予め定義してあるテーブルから仮想的な印刷可能枚数に置き換える。それをプリントエンジンの状態としてコントローラに通知する（このときはコントローラから要求された応答として印刷可能枚数を返しても良い）。コントローラはプリントエンジンから通知された印刷可能枚数を操作パネルに表示することや、印刷要求元のホストＰＣに印刷可能枚数を通知することができ、これにより、ユーザーが確認できるようになる。また、印刷可能枚数から印刷ジョブ制御やプリントエンジンに対する電子写真プロセス制御を切り替えることなどが可能になる。
【００１８】
これまで、プリントエンジンコントローラ間の概念（コマンド）レベルでの例を示したが、ここでは印刷制御について述べる。例えば、電源投入時に印刷可能枚数が通知されてきた場合、時系列でみると印刷可能枚数は図３のように定義された階段状の状態になる。この時、図３の例のように、ホストからの印刷要求枚数がプリントエンジンからの第１段階の印刷可能枚数よりも多く第２段階の枚数よりも少ない場合には、次の第２段階の印刷可能枚数がプリントエンジンから通知されるまで印刷要求を保持したまま印刷を保留するか、印刷要求をホストから受けた時点で印刷可能な枚数だけ印刷してしまうなどの選択肢がある。
【００１９】
この場合の動作を図４のフローチャートで説明すると、ステップＳ１で印刷要求を受信すると、ステップＳ２へ進んで印刷可能枚数の情報を取得する。そして、ステップＳ３へ移って、印刷要求枚数と印刷可能枚数とを比較し、印刷要求枚数の方が印刷可能枚数より少ない場合はステップＳ４へ進んで印刷要求枚数分の印刷を行う。ステップＳ３において、印刷要求枚数が印刷可能枚数を超えている場合はステップＳ５へ進んで、順次印刷のフラグが設定されているかを確認し、設定されていなければ、印刷を保留してステップＳ２へ戻り、印刷可能枚数が印刷要求枚数を超えたのを確認するまでこのフローを繰り返す。
ステップＳ５で順次印刷のフラグが設定されているのを確認した場合は、ステップＳ６へ進んで印刷可能な枚数のみを印刷する。順次印刷のフラグは、印刷要求枚数が印刷可能枚数を超えている場合の判断として、予め外部の設定手段（この例では操作パネル）から印刷を保留するかあるいは可能な分だけ印刷するかを選択したときに設定される記憶手段である。もちろん印刷要求をホストから受信したときに、その印刷要求枚数がプリントエンジンからの印刷可能枚数を下回っていれば、そのまま通常の印刷制御を行えばよい。
【００２０】
このフロー動作により、印刷要求が印刷可能枚数又は印刷可能レベルを超えているかどうか、あるいは印刷可能枚数又は印刷可能レベルに達していないかどうか、あるいは印刷可能枚数又は印刷可能レベルの範囲内にあるかどうかを判定する判定手段としての機能が果たされている。また、印刷可能レベル又は印刷可能枚数に応じて搬送制御や紙間制御などの印刷に関わる制御を変更する変更手段としての機能はプリントエンジンが有している。
【００２１】
このように、本画像形成装置によれば、ホストにトナー定着手段の状態を通知してホストでの印刷制御が可能になる。例えば、印刷可能レベル、印刷可能枚数がコントローラに通知された場合、コントローラはホストとの通信によって、ホストに印刷可能レベル又は印刷可能枚数を通知する。ホストはその通知を処理してユーザーに通知する。ユーザーはその通知から自分が処理したい枚数を印刷要求として発行する。又は、ユーザーはプリントエンジンの状態を把握して、印刷発行をするタイミングを考慮する。例えば、時間がかかりそうであれば、他の装置へ印刷要求を発行することで結果的に業務効率を上げる効果を得ることができる。なお、通知された印刷可能レベル又は印刷可能枚数に応じて表示パネルの表示を切り替える制御手段はホスト側に備えられている。
【００２２】
以上説明したように、本画像形成装置では、トナー定着手段の温度状況に応じた印刷可能枚数を知ることができるので、この印刷可能枚数の情報に基づいて効率よく印刷動作を行うことが可能となる。その結果、余分な立ち上げ時間を待たずに小数部の印刷が可能になり、電源投入後や省エネモードからの復帰後に、立ち上がり／復帰時間を最低限まで短縮することができる。また、ユーザーの使用形態に沿った利便性の高い仕組みの提供が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】トナー定着手段における温度推移の所定区間についての一例を示すグラフ図である。
【図２】温度検出手段によって検出した温度変化量及び温度の情報を印刷可能レベルや印刷可能枚数に変換する場合のフロー図である。
【図３】時間経過と印刷可能ページ数の関係を示すグラフ図である。
【図４】印刷動作を行うかどうかを判定するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００２４】
１  トナー定着手段、２  プリントエンジン、３  コントローラ、４  操作パネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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