(57)【要約】【課題】転写紙の種類に応じて、必要以上の冷却動作を抑止することにより、比較的大きいサイズの転写紙について無駄な待機時間を低減する。【解決手段】定着装置１への転写紙Ｐの通紙後に高温オフセットを回避する為の定着装置１の冷却動作を行う際、当該冷却動作を解除する温度を転写紙Ｐの紙種によって変更する。すなわち、冷却を解除するための基準温度を後転写紙の紙種に応じて設定しておき、後転写紙とこの転写紙に対して１枚前の前転写紙の用紙幅または用紙厚を比較し、後転写紙の用紙幅が前転写紙より広い場合、または、前記後転写紙の用紙厚が前記前転写紙より厚い場合、冷却実行中は後転写紙の給紙処理を待機し、加熱部材の温度が基準温度まで低下したときに冷却を解除し後転写紙の給紙動作を再開する。【選択図】図１
2007155786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報に基づいて転写紙にトナー像を形成する作像手段と、
ヒータを内蔵した加熱部材と加圧ローラとが互いに圧接して形成している定着ニップ部にトナー像形成後の転写紙を通過させて、トナー像を転写紙に加熱定着する定着装置と、
前記加熱部材の温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段が検知する温度が所定温度より高い場合は給紙搬送を待機し、前記所定温度に低下してから転写紙の給紙搬送を開始する給紙搬送手段と、
画像形成前の転写紙（後転写紙）の用紙幅が直前の転写紙（前転写紙）より広い場合、または、後転写紙の紙種が前転写紙より厚い場合、給紙搬送の待機中であっても前記所定温度に低下する前の高い温度で給紙搬送するよう前記給紙搬送手段を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記温度検知手段が検知する温度が所定温度より高い場合に給紙搬送を待機する際、前記ヒータへの通電を遮断して待機することにより前記定着装置の冷却を行う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】
冷却ファンをさらに備え、前記温度検知手段が検知する温度が所定温度より高い場合に給紙搬送を待機する際、前記ヒータへの通電を遮断すると共に、前記冷却ファンを駆動させることにより冷却を行う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４】
ヒータを内蔵した加熱部材と加圧ローラとが互いに圧接して形成している定着ニップ部にトナー像形成後の転写紙を通過させて、トナー像を転写紙に加熱定着する定着装置を備えた画像形成装置を制御する方法であって、
転写紙収容部から転写紙を給紙搬送するステップと、
画像情報に基づいて転写紙にトナー像を形成するステップと、
前記定着ニップ部にトナー像形成後の転写紙を通過させて、トナー像を転写紙に加熱定着するステップと、
加熱定着後の転写紙を排出するステップと、
前記加熱部材の温度を検知するステップと、
前記定着装置の冷却を解除するための基準温度を設定するステップと、
検知した温度が前記基準温度より高い場合は冷却を行うステップと、
冷却実行中は後転写紙の給紙処理を待機するステップと、
前記加熱部材の温度が前記基準温度まで低下したときに前記冷却を解除し後転写紙の給紙動作を再開するステップと、
次に給紙する転写紙（後転写紙）とこの転写紙に対して１枚前の給紙済み転写紙（前転写紙）の用紙幅または用紙厚を比較するステップと、
前記後転写紙の用紙幅が前記前転写紙より広い場合、または、前記後転写紙の用紙厚が前記前転写紙より厚い場合、前記基準温度まで低下する前に給紙動作を再開するステップと
を備えたことを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項５】
前記冷却は、前記ヒータへの通電を遮断して待機することにより冷却を行うことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項６】
前記冷却は、前記ヒータへの通電を遮断すると共に、冷却ファンを駆動させることにより冷却を行うことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項７】
加熱部材と加圧ローラとが互いに圧接して形成している定着ニップ部にトナー像形成後の転写紙を通過させて、トナー像を転写紙に加熱定着する定着装置を備えた画像形成装置を制御する方法であって、
前記定着装置への転写紙の通紙後に高温オフセットを回避する為の定着装置の冷却動作を行う際、当該冷却動作を解除する温度を転写紙の紙種によって変更することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ装置、ファクシミリ装置、複写機等の画像形成過程において、転写紙上に画像形成・転写されたトナー像を熱と圧力を利用して転写紙に定着させる画像形成装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような画像形成装置の一連の画像形成過程では、画像形成指示があれば転写紙収容部に積載されている転写紙を１枚ずつ給紙／搬送し、画像情報に基づいて転写紙にトナー像を形成する。さらに、ヒータを内蔵した加熱部材と加圧ローラとが互いに圧接して形成している定着ニップ部に前記トナー画像形成後の転写紙を通過させて、トナー像を転写紙に熱定着させる。加熱部材としては、加熱ローラの他、加熱制御の即応性の優れた薄肉の加熱部材である定着フィルムが用いられる。
【０００３】
従来、小サイズの転写紙を連続通紙した場合、転写紙が全く通過しない定着領域（以下、非通紙部領域）における加圧ローラの温度は、転写紙が通過する定着領域における加圧ローラの温度に比べ、転写紙によって熱が奪われないため、非常に高くなる。特に、小サイズの転写紙を連続通紙した直後に大サイズの転写紙を通紙すると、温度が非常に高くなった非通紙部領域に高温オフセットが生じる。
【０００４】
上記高温オフセットを回避するために、小サイズ紙を通紙後に大サイズの通紙を行う場合は、上記転写紙収容部からの大サイズの給紙を待機することで画像形成処理を中断し、この間に非通紙部領域を冷却する。すなわち、非通紙部領域の加圧ローラ温度が高温オフセットを回避できる温度まで低下するまで待機し、当該温度まで低下した時点で給紙搬送、画像形成処理を再開する（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１７３１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、転写紙の紙種が厚紙の場合、定着性を確保するために加圧ローラを普通紙の場合よりも高い温度まで温める必要がある。加圧ローラを温めるためには、加圧ローラ温度が所定目標温度に達してからも紙種毎に設定された所定時間転写紙の搬送を待機し加圧ローラを温める。所定時間経過後に転写紙の搬送が再開される。
【０００６】
この為、特に小サイズの連続通紙後に厚紙で且つ大サイズの通紙を行うと、高温オフセット回避のために定着装置を冷却し、さらにその後、定着性確保のために加圧ローラを再加熱してから通紙することになる。冷却中と加圧ローラ加熱中は転写紙の給紙／搬送が停止する為、次の転写紙の給紙が待機状態となる。一方、厚紙のような比較的熱容量の大きい転写紙の場合には、目標温度が高く設定されるため、普通紙と同じだけ冷却した後で再度高い目標温度まで昇温するには時間がかかることになる。すなわち、このような場合には、その指示から画像形成完了までに要する時間が必要以上に長くなる。
【０００７】
本発明はこのような背景においてなされたものであり、その目的は、転写紙の種類に応じて、必要以上の冷却動作を抑止することにより、比較的大きいサイズの転写紙について無駄な待機時間を低減することができる画像形成装置およびその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による画像形成装置は、画像情報に基づいて転写紙にトナー像を形成する作像手段と、ヒータを内蔵した加熱部材と加圧ローラとが互いに圧接して形成している定着ニップ部にトナー像形成後の転写紙を通過させて、トナー像を転写紙に加熱定着する定着装置と、前記加熱部材の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段が検知する温度が所定温度より高い場合は給紙搬送を待機し、前記所定温度に低下してから転写紙の給紙搬送を開始する給紙搬送手段と、画像形成前の転写紙（後転写紙）の用紙幅が直前の転写紙（前転写紙）より広い場合、または、後転写紙の紙種が前転写紙より厚い場合、給紙搬送の待機中であっても前記所定温度に低下する前の高い温度で給紙搬送するよう前記給紙搬送手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
前記温度検知手段による加熱部材の温度の検知結果に基づいて、前記制御手段は、定着装置への比較的小サイズの転写紙の連続通紙などによる定着装置の昇温を認識し、後転写紙の紙種や用紙幅に応じて冷却の必要性を判断する。また、予め、前記冷却解除温度設定手段による冷却を解除するための基準温度を後転写紙の紙種に応じて設定しておく。画像形成装置の動作時、後転写紙の用紙幅が前転写紙より広い場合、または、前記後転写紙の用紙厚が前記前転写紙より厚い場合、冷却手段を機能させるとともに、冷却実行中は後転写紙の給紙処理を待機し、加熱部材の温度が前記基準温度まで低下したときに冷却手段による冷却を解除し後転写紙の給紙動作を再開する。これにより、定着装置の昇温がある場合、後転写紙が厚紙などの紙種でかつ幅広の場合に必要以上に冷却することなく後転写紙の給紙動作を再開できるので、無駄な待機時間が低減される。
【００１０】
前記冷却手段は、単に、前記ヒータへの通電を遮断して待機することにより冷却を行うものであってもよいし、冷却ファンを用いて、前記ヒータへの通電を遮断すると共に、前記冷却ファンを駆動させることにより冷却を行うものであってもよい。
【００１１】
本発明による画像形成装置の制御方法は、ヒータを内蔵した加熱部材と加圧ローラとが互いに圧接して形成している定着ニップ部にトナー像形成後の転写紙を通過させて、トナー像を転写紙に加熱定着する定着装置を備えた画像形成装置を制御する方法であって、転写紙収容部から転写紙を給紙搬送するステップと、画像情報に基づいて転写紙にトナー像を形成するステップと、前記定着ニップ部にトナー像形成後の転写紙を通過させて、トナー像を転写紙に加熱定着するステップと、加熱定着後の転写紙を排出するステップと、前記加熱部材の温度を検知するステップと、前記定着装置の冷却を解除するための基準温度を設定するステップと、検知した温度が前記基準温度より高い場合は冷却を行うステップと、冷却実行中は後転写紙の給紙処理を待機するステップと、前記加熱部材の温度が前記基準温度まで低下したときに前記冷却を解除し後転写紙の給紙動作を再開するステップと、次に給紙する転写紙（後転写紙）とこの転写紙に対して１枚前の給紙済み転写紙（前転写紙）の用紙幅または用紙厚を比較するステップと、前記後転写紙の用紙幅が前記前転写紙より広い場合、または、前記後転写紙の用紙厚が前記前転写紙より厚い場合、前記基準温度まで低下する前に給紙動作を再開するステップとを備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明による画像形成装置の制御方法は、他の見地によれば、加熱部材と加圧ローラとが互いに圧接して形成している定着ニップ部にトナー像形成後の転写紙を通過させて、トナー像を転写紙に加熱定着する定着装置を備えた画像形成装置を制御する方法であって、前記定着装置への転写紙の通紙後に高温オフセットを回避する為の定着装置の冷却動作を行う際、当該冷却動作を解除する温度を転写紙の紙種によって変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、紙種によって適正な冷却時間の管理ができるため、必要以上の冷却動作の実行を抑止し、これによって後続の転写紙の種別（例えば厚紙）によっては、その画像形成を開始するタイミングを早め、結果としてスループットを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて具体的に説明する。
【００１５】
図１は、本実施の形態におけるプリンタ本体内部の概略構成を示す図である。ここで、転写紙収容部５は、複数の転写紙Ｐを積載収容する例えば用紙カセットである。給紙ローラ６は転写紙収納部５から１枚の転写紙Ｐをピックアップして搬送経路に供給する手段である。レジストセンサ７は給紙された転写紙Ｐの先端を検知するセンサである。レジストローラ８は、転写紙Ｐの搬送の同期をとるとともに斜行を矯正するためのローラである。作像装置９は、例えばレーザ照射により形成した潜像をトナーで顕像化することにより、転写紙Ｐにトナー画像を形成する装置（作像手段）である。定着装置１は、転写紙Ｐ上のトナー画像を転写紙Ｐに定着させる為の装置である。
【００１６】
定着装置１は、ヒータ部３を内蔵した加熱部材４と、加熱部材４の中央部の温度を検知するメインサーミスタ２６（後述する図２）と、加熱部材４の端部の温度を検知するサブサーミスタ２７（後述する図２）と、加熱部材４に圧接し、転写紙Ｐに圧力を加える加圧ローラ２から構成される。本発明では加熱部材４として熱容量の小さいフィルム状の加熱部材を想定している。但し、本発明は必ずしもこのような加熱部材に限定されるものではない。
【００１７】
冷却ファン３０は定着装置１を冷却するための手段である。但し、この冷却ファン３０は本発明において必須の要素ではない。これらの各部は制御部２０により制御される。制御部２０は、制御プログラムや各種データを記憶したメモリ２２と、この制御プログラムを実行することにより画像形成装置の全体の動作を司るＣＰＵ２１とを備えている。本発明における「比較手段」、「冷却解除温度設定手段」は、本実施の形態では制御部２０によるソフトウェア制御により実現される。
【００１８】
次に図２に、本実施の形態におけるヒータ部３の構成例を示す。ヒータ部３はフィルムガイド２５に設けられた細長い凹部に長尺のセラミックヒータ２４を組み込んで構成されている。凹部の長手方向中央部にはメインサーミスタ２６が配置され、端部にはサブサーミスタ２７が配置されている。これらが本発明における温度検知手段を構成する。
【００１９】
フィルムガイド２５に固定された図示しない補強部材が設けられており、加圧ローラ２が図１において図示矢印方向に回転することによってエンドレスの定着フィルム（加熱部材４）がフィルムガイド２５の回りを移動するようになっている。図１において、記録材Ｐが搬送方向上流側から搬送されてくると、ニップ部に進入する。記録材Ｐがニップ部に入るとヒータ部３により定着フィルムを介して加熱され、加圧ローラ２によって加圧されて定着が行われる。
【００２０】
一連の画像形成過程において、図示しないＰＣなどの外部装置からプリント指示があると、まず、転写紙Ｐを給紙ローラ６の駆動によって転写紙収容部５から給紙する。この時、作像装置９と定着装置１はそれぞれ画像作像と定着処理が最適に行えるように準備を開始する。給紙／搬送された転写紙Ｐの先端をレジストセンサ７が検知すると、搬送を転写紙Ｐの先端がレジストローラ８の位置でループを作った処で一旦停止させる。作像装置９と定着装置１の画像形成準備がそれぞれ終了するとレジストローラ８を駆動（以下、レジＯＰＥＮ）させ、転写紙Ｐの搬送を再開し、作像装置９で転写紙Ｐにトナー画像を作像後、定着装置１で転写紙Ｐにトナー画像を定着させる。画像形成が終了した転写紙Ｐは排紙ローラ１１によってプリンタ本体機外に排紙される。排紙の完了は排紙センサ１０により検出される。
【００２１】
図３は転写紙Ｐの搬送タイミングと定着装置１のヒータ制御の流れを表したフローチャートである。この処理は制御部２０内のメモリ２２に記憶された制御プログラムをＣＰＵ２１が読み出して実行することにより実現される。後述する他のフローチャートの処理についても同様である。
【００２２】
まず、温調開始指示があれば（Ｓ１１，Ｙｅｓ）、定着装置１のヒータ部３を制御し、加熱部材４の温調を開始する。メインサーミスタ２６が検知する温度（以下、中央温度）が定着装置１における画像形成前準備完了までの温度（以下、レジＯＰＥＮ目標温度）に到達するまで（Ｓ１３）、温度立ち上げ用のヒータ部３の点灯制御を行う（Ｓ１２）。中央温度がレジＯＰＥＮ目標温度を検知してから所定の時間経過すれば、定着装置１の画像形成準備が完了する。以下、定着装置１において、温調開始から画像形成準備が完了するまでを前回転温調という。
【００２３】
また、中央温度がレジＯＰＥＮ目標温度に到達してから画像形成準備完了までには所定の時間がかかるが、この所定時間は、通紙する転写紙Ｐの紙種、印字開始時の定着装置１（特に加圧部材が定着フィルムの場合には加圧ローラ）が保持している温度などによって変化する。例えば、プリンタ本体の電源ＯＮ直後にプリント指示があった場合の所定時間は、紙種が普通紙であれば０ｓｅｃ、厚紙であれば８ｓｅｃとなり、また、転写紙Ｐを大量に通紙（例えば２００枚）した直後にプリント指示があった場合の所定時間は、紙種が普通紙であれば０ｓｅｃ、厚紙であれば３ｓｅｃとなる。
【００２４】
全ての画像形成準備が完了すると、レジＯＰＥＮさせ転写紙Ｐを作像装置９へ搬送し画像作像処理を行う（Ｓ１４）。さらに画像作像済みの転写紙Ｐを定着装置１まで搬送し、転写紙Ｐの先端が、定着ニップに突入するタイミングで（Ｓ１５，Ｙｅｓ）、レジＯＰＥＮ目標温度から通紙用目標温度に変更し、ヒータ部３を通紙温調で制御する（Ｓ１６）。さらに、転写紙Ｐの後端が定着ニップを抜けるタイミングで（Ｓ１７，Ｙｅｓ）、紙間用目標温度に変更し、ヒータ部３を紙間温調で制御する（Ｓ１８）。複数枚の画像形成処理を行う場合は、通紙温調および紙間温調を定着ニップでの転写紙Ｐの先後端の通過タイミングで切り替え、温調停止指示があるまで（ジョブが終了するまで）（Ｓ１９）、ステップＳ１５に戻り、上記の処理を繰り返す。ジョブが終了したら（Ｓ１９，Ｙｅｓ）、定着後回転処理用のヒータ制御を行って（Ｓ２０）、図３の処理を終了する。
【００２５】
図４は、給紙動作を開始する前に実行される定着装置１の高温オフセット回避動作の処理例を表したフローチャートである。
【００２６】
転写紙給紙タイミングとなったとき（Ｓ２１，Ｙｅｓ）、給紙動作を開始する前に、これから給紙する転写紙Ｐ（以下、後転写紙Ｐ）の用紙幅（ｓｉｚｅ）と、すでに給紙済みの直前の転写紙Ｐ（以下、前転写紙Ｐ）の用紙幅（ｂｕｆ＿ｓｉｚｅ）とを比較する（Ｓ２２）。この比較の結果、後転写紙Ｐの用紙幅の方が広いと判断された場合（Ｓ２３，Ｙｅｓ）、冷却処理（Ｓ２４）を実行後、後転写紙Ｐを給紙／搬送し画像形成を行う（Ｓ２５）。後転写紙Ｐの用紙幅が同じあるいは狭い場合（Ｓ２３，Ｎｏ）、冷却処理は行わず、すぐに後転写紙Ｐを給紙／搬送し画像形成を行う（Ｓ２５）。なお、本実施の形態における冷却のための手段は特に問わない。例えば、ヒータオフ後の単なる待機によるものであってもよいし、冷却ファン３０（図１）などで積極的に冷却を行ってもよい。
【００２７】
図５に、図４のステップＳ２４における冷却処理の具体的な処理例を示す。
【００２８】
まず、後転写紙Ｐの紙種を判断する（Ｓ３１）。この紙種判断により冷却処理を解除する基準温度である冷却解除温度ＷＴ（℃）を設定する。ここでは、普通紙１３０℃、厚紙１５０℃とする。ここでは２種類の紙種についてのみ示したが、さらに他の紙種について、別の設定温度を用意してもよい。
【００２９】
次に、冷却解除温度ＷＴ（℃）と端部温度を比較し、端部温度が冷却解除温度ＷＴより高い場合（Ｓ３４，Ｙｅｓ）、ヒータ部３への通電を遮断（ＯＦＦ）し（Ｓ３５）、および／または冷却ファン３０を駆動することで定着装置１を冷却する。ステップＳ３５において既にヒータ部３がＯＦＦされていれば、何もせずに次のステップＳ３６へ進む。冷却処理は端部温度が冷却解除温度以下となったことを検知した時点で（Ｓ３４，Ｎｏ）終了となる。ただし、転写紙Ｐを大量通紙した場合、端部温度は低下し難くなるためタイムアウト時間を設けておく。冷却処理において、端部温度が設定したタイムアウト時間経過しても（Ｓ３６，Ｙｅｓ）、上記冷却解除温度まで下がらない場合は、端部温度に関係なく、図５の処理を終了して、後転写紙Ｐの給紙動作（図４、Ｓ２５）を開始する。
【００３０】
このような冷却処理の終了後は、上述したように、後転写紙Ｐを給紙開始すると後転写紙Ｐの紙種毎の上記前回転温調を実行し、後転写紙Ｐがレジストローラ８の位置で搬送一時停止中に加圧ローラ２を温める。画像形成準備が完了後、搬送を再開し、作像処理、定着処理を行う。
【００３１】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、上記で言及した以外にも種々の変形、変更を行うことが可能である。
【００３２】
例えば図４に示した処理例ではすべての転写紙給紙タイミングで転写紙のサイズ判定を行ったが、端部温度が所定温度以上であることが検出されたとき、サイズ判定およびその結果に基づく冷却処理を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態におけるプリンタ本体内部の概略構成を示す図である。
【図２】図１のヒータ部３の構成例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における転写紙の搬送タイミングと定着装置のヒータ制御の流れを表したフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態において給紙動作を開始する前に実行される定着装置の高温オフセット回避動作の処理例を表したフローチャートである。
【図５】図４のステップＳ２４における冷却処理の具体的な処理例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３４】
１…定着装置
２…加圧ローラ
３…ヒータ
４…加熱部材
５…転写紙収容部
６…給紙ローラ
７…レジストセンサ
８…レジストローラ
９…作像装置
１０…排紙センサ
１１…排紙ローラ
２０…制御部
２１…ＣＰＵ
２２…メモリ
３０…冷却ファン
【図１】
2007155786.tif 000003
【図２】
2007155786.tif 000004
【図３】
2007155786.tif 000005
【図４】
2007155786.tif 000006
【図５】
2007155786.tif 000007