(57)【要約】【課題】印刷条件の変化に応じた温度の印刷処理の定着性及び高速性を確保する定着装置等を提供する。【解決手段】定着を行う領域近傍における印刷処理中の温度を現在温度として検出する温度センサ１５７ａと、印刷条件に基づいて、印刷処理中の定着に要する温度を第１の目標温度として設定する温度設定手段１５７ｂと、前記現在温度と前記第１の目標温度から決定される定着性能に基づいて印刷処理の可否を判定する判定手段１５７ｃを有する定着部１５７において、印刷処理中に前記印刷条件が変化する場合、前記温度設定手段１５７ｂは前記第１の目標温度から第２の目標温度に設定し、前記判定手段１５７ｃは、前記現在温度と前記第２の目標温度から決定される定着性能に基づいて印刷処理の可否を判定することを特徴とする。【選択図】図１
2007240842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着を行う領域近傍における印刷処理中の温度を現在温度として検出する温度検出手段と、
印刷条件に基づいて、印刷処理中の定着に要する温度を第１の目標温度として設定する温度設定手段と、
前記現在温度と前記第１の目標温度から決定される定着性能に基づいて印刷処理の可否を判定する判定手段を有する定着装置において、
印刷処理中に前記印刷条件が変化する場合、前記温度設定手段は前記第１の目標温度から第２の目標温度に設定し、
前記判定手段は、前記現在温度と前記第２の目標温度から決定される定着性能に基づいて印刷処理の可否を判定することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記第１の目標温度と前記第２の目標温度の差分が閾値より小さい場合、印刷処理可能と判定して印刷処理を継続することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記第１の目標温度と前記第２の目標温度の差分が閾値以上である場合、印刷処理不可と判定して、前記現在温度が前記第２の目標温度と略等しくなるまで印刷処理を待機することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
前記閾値を任意に設定可能とすることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項５】
前記判定手段は、前記現在温度が上昇中であり、前記第２の目標温度が前記第１の目標温度よりも高い場合、印刷処理可能と判定して印刷処理を継続することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項６】
前記判定手段は、前記現在温度が下降中であり、前記第２の目標温度が前記第１の目標温度よりも低い場合、印刷処理可能と判定して印刷処理を継続することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項７】
前記判定手段は、前記第２の目標温度と前記現在温度との差分が前記第１の目標温度と前記現在温度との差分よりも小さい場合、印刷処理可能と判定して印刷処理を継続することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項８】
前記印刷条件は、印刷処理に用いるトナーの重ね数、片面または両面何れの印刷処理であるか、印刷処理の速度、印刷処理に用いる用紙の大きさ、といった要素を少なくとも一つ含むことを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の定着装置。
【請求項９】
請求項１から８の何れかに記載の定着装置を有する画像形成装置。
【請求項１０】
印刷処理中に印刷条件が変化する場合、定着を行う領域近傍における印刷処理中の温度を現在温度として検出する温度検出工程と、
前記印刷条件に基づいて、印刷処理中の定着に要する温度を目標温度として設定する温度設定工程と、
前記現在温度と前記目標温度から決定される定着性能に基づいて印刷処理の可否を判定する判定工程を有することを特徴とする印刷制御方法。
【請求項１１】
コンピュータに、
印刷処理中に印刷条件が変化する場合、定着を行う領域近傍における印刷処理中の温度を現在温度として検出する温度検出処理と、
前記印刷条件に基づいて、印刷処理中の定着に要する温度を目標温度として設定する温度設定処理と、
前記現在温度と前記目標温度から決定される定着性能に基づいて印刷処理の可否を判定する判定処理を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のプログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電気複写機、ファクシミリ等の画像形成装置の定着装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、市場に流通している画像形成装置では、紙の種類、厚さ、大きさ、片面／両面印刷などの印刷条件によって、印刷に最適な温度が異なる。通常、定着装置における定着が最適な温度になった時に印刷を開始する。
【０００３】
ただ、連続印刷中に印刷条件が変わることで定着性が悪くなることがある。例えば、片面印刷と両面印刷で目標温度が変わるような場合で、両面印刷後に片面印刷が入るような場合、片面印刷可能な温度に達していないと定着性が悪くなる。このため、印刷中に目標温度が変わったりすると印刷可能温度の範囲内に収まるまで待つという動作が必要になってくる。しかし、毎回印刷可能な温度に到達するまで待っていたのでは生産性が悪くなる。
【０００４】
従来の技術、例えば、特許文献１では現在温度が設定下限温度以下であることを検知した時に継続する複写動作を中断、又は禁止することを特徴としている。この他、印刷条件が変化した時に次の目標温度と現在温度との差をとってその差が一定温度以上の時は現在温度が目標温度に到達するまで待ち、それ以下の時はそのままの温度で印刷するという処理を行っている。しかし、これでは低温で印刷処理を行う可能性が生じ、印刷条件の変化に応じた温度の印刷処理の定着性を確保できているとはいえない。
【０００５】
特許文献２は定着温度を制御するために、排紙ファンを停止したり、回転速度を制御することによって実現するという発明について開示している。また、特許文献３は定着ローラの速度を変更することにより定着までの速度を早くする発明について開示している。また、特許文献４は印刷温度が高温になりすぎた場合に画像形成を行わずに印刷動作を行うことにより冷却するという発明について開示している。要は、これらの発明では、より高速に現在温度を目標温度に到達させることを特徴としている。しかし、これでは印刷処理を中断してしまう可能性が生じ、印刷条件の変化に応じた温度の印刷処理の高速性を確保できているとはいえない。
【特許文献１】特開平０８−２２０９２９号公報
【特許文献２】特開２００２−０４０８７３号公報
【特許文献３】特開２００３−３１６２００号公報
【特許文献４】特開２００５−２０２１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記事情を鑑みて、本発明では印刷条件の変化に応じた温度の印刷処理の定着性及び高速性を確保する定着装置等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】
上記目的を達成する本発明の態様は、定着を行う領域近傍における印刷処理中の温度を現在温度として検出する温度検出手段と、印刷条件に基づいて、印刷処理中の定着に要する温度を第１の目標温度として設定する温度設定手段と、前記現在温度と前記第１の目標温度から決定される定着性能に基づいて印刷処理の可否を判定する判定手段を有する定着装置において、印刷処理中に前記印刷条件が変化する場合、前記温度設定手段は前記第１の目標温度から第２の目標温度に設定し、前記判定手段は、前記現在温度と前記第２の目標温度から決定される定着性能に基づいて印刷処理の可否を判定することを特徴とする定着装置に関するものである。
【０００８】
ここで、前記判定手段は、前記第１の目標温度と前記第２の目標温度の差分が閾値より小さい場合、印刷処理可能と判定して印刷処理を継続することを特徴とする。もしくは、前記第１の目標温度と前記第２の目標温度の差分が閾値以上である場合、印刷処理不可と判定して、前記現在温度が前記第２の目標温度と略等しくなるまで印刷処理を待機することを特徴とする。そして、前記閾値を任意に設定可能とすることを特徴とする。
【０００９】
また、前記判定手段は、前記現在温度が上昇中であり、前記第２の目標温度が前記第１の目標温度よりも高い場合、印刷処理可能と判定して印刷処理を継続することを特徴とする。
【００１０】
また、前記判定手段は、前記現在温度が下降中であり、前記第２の目標温度が前記第１の目標温度よりも低い場合、印刷処理可能と判定して印刷処理を継続することを特徴とする。
【００１１】
また、前記判定手段は、前記第２の目標温度と前記現在温度との差分が前記第１の目標温度と前記現在温度との差分よりも小さい場合、印刷処理可能と判定して印刷処理を継続することを特徴とする。
【００１２】
上記態様において、前記印刷条件は、印刷処理に用いるトナーの重ね数、片面または両面何れの印刷処理であるか、印刷処理の速度、印刷処理に用いる用紙の大きさ、といった要素を少なくとも一つ含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明の他の態様は、定着装置を有する画像形成装置に関するものである。
【００１４】
また、本発明の他の態様は、印刷処理中に印刷条件が変化する場合、定着を行う領域近傍における印刷処理中の温度を現在温度として検出する温度検出工程と、前記印刷条件に基づいて、印刷処理中の定着に要する温度を目標温度として設定する温度設定工程と、前記現在温度と前記目標温度から決定される定着性能に基づいて印刷処理の可否を判定する判定工程を有することを特徴とする印刷制御方法に関するものである。
【００１５】
また、本発明の他の態様は、コンピュータに、印刷処理中に印刷条件が変化する場合、定着を行う領域近傍における印刷処理中の温度を現在温度として検出する温度検出処理と、前記印刷条件に基づいて、印刷処理中の定着に要する温度を目標温度として設定する温度設定処理と、前記現在温度と前記目標温度から決定される定着性能に基づいて印刷処理の可否を判定する判定処理を実行させることを特徴とするプログラムに関するものである。
【００１６】
また、本発明の他の態様は、上記プログラムを記録した記録媒体に関するものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の定着装置は、印刷条件が変化しても、現在温度、目標温度とその次の目標温度との関係から、次の目標温度まで印刷処理を待機する必要があるかどうかを判定するので、定着性を重視して待機し、また、高速性を重視して待機不要と判断してすぐに印刷処理を行うことができ、定着性と高速性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の定着装置を有する画像形成装置を実施するための最良の形態について説明する。説明する際には、本明細書と同時に提出する図面を適宜参照する。
【００１９】
〈構成〉
図１は、本形態の画像形成装置の制御系の構成ブロック図である。また、図２は本形態の画像形成装置の機械的構成を示す模式的な断面図である。なお、この図１と図２とでは、本実施の形態例の動作説明に必要な部分のみを記載してあり、その他の既知の部分については省略してある。
【００２０】
この画像形成装置１００は、ＡＣ（交流）１００ＶあるいはＡＣ２００Ｖ程度の商用電源から電力の供給を受けており、この商用電源からの交流を電源部１１０の機能によりそのまま定着部１５７に使用するほか、装置内部で必要な電圧の直流を生成して各部に供給している。
【００２１】
１０１は各部を中央処理制御する制御手段として機能するＣＰＵ(Central Processing Unit)である。ＲＯＭ(Read Only Memory)１０２はＣＰＵ１０１が中央処理制御を行うのに読み出されるプログラムを記録する記録媒体である。ＣＰＵ１０１からの制御により、定着部１５７における印刷処理に関する処理、特に、温度センサ１５７ａ、温度設定手段１５７ｂ、判定手段１５７ｃに所定の動作を実行させるが、詳しくは後述する。なお、ＣＰＵ１０１は、定着部１５７による定着制御を実行する専用の制御手段であってもよいし、画像形成装置１００の全体の制御を行う制御手段との兼用であってもよい。
【００２２】
１１０は電源手段としての電源部であり、ＡＣ１００ＶあるいはＡＣ２００Ｖの商用電源から電力の供給を受け、装置内部で必要な電圧の直流を生成するため、ＡＣを整流してＤＣを生成する。
【００２３】
１２０は操作表示部であり、画像形成装置１００に対するユーザからの各種操作入力がなされ、また、画像形成装置１００の各種状態・メッセージの表示が行われる。
【００２４】
１３０は外部機器やスキャナ部（図示せず）などからの画像データに対して必要な所定の画像処理を施す画像処理部であり、処理された画像データは後述する画像形成部１５０に対して送られる。
【００２５】
１４０は記録紙ｐを後述する画像形成部１５０に対して給送するとともに、ＣＰＵ１０１の制御を受けて画像形成中の記録紙ｐを所定の速度で搬送する給紙搬送部である。なお、給紙搬送部１４０は、給紙のための給紙ローラ１４１と、画像形成の際にタイミングを合わせて記録紙ｐを送り出すレジストローラ１４２と、トナー像が転写された記録紙ｐを定着部まで搬送する搬送ベルト１４３と、定着された記録紙ｐを機外に出力する出力ローラ１４４と、を備えて構成されている。
【００２６】
１５０は画像データに応じた画像を記録紙ｐ上に形成する画像形成部であり、帯電極１５２によって静電気が付与された像担持体１５１上に画像データに応じた静電潜像を書き込む画像書込部１５３、像担持体１５１上の静電潜像を現像してトナー像にする現像部１５４、像担持体１５１上のトナー像を記録紙ｐ上に転写する転写部１５５、像担持体１５１上の残留トナーを除去するクリーニング部１５６、記録紙ｐ上のトナー像を熱と圧力とによって安定させる定着部１５７、定着部１５７の定着加熱ローラ１５７ｄ・ｅの表面温度を検出し、その検出結果をＣＰＵ１０１に伝達する温度検出手段としての温度センサ１５７ａ、とを備えている。なお、定着温度センサ１５７ａが検知した検知結果である定着加熱ローラ１５７ｄ・ｅの表面温度を「現在温度」と呼ぶことにする。
【００２７】
なお、１５７は転写紙に転写されているトナー像を熱定着させる定着部であり、加熱源としてのメインヒータとなる定着ヒータが定着ローラ１５７ｄ内部に配置され、同様にして、加熱源としてのサブヒータとなる定着ヒータが定着ローラ１５７ｅ内部に配置されている。
【００２８】
定着部１５７は、温度設定手段１５７ｂ、判定手段１５７ｃを有している。温度設定手段１５７ｂはＣＰＵ１０１の制御により、印刷条件に基づいて、記録紙ｐに印刷処理を施すのに必要な温度である目標温度を設定する。また、判定手段１５７ｃはＣＰＵ１０１の制御により、温度センサ１５７ａが検出した現在温度と、温度設定手段１５７ｂが設定した目標温度から決定される定着性能に基づいて印刷処理の可否を判定する。印刷条件の変更に伴って、目標温度は変更され、印刷処理の可否の判定も変更される。また、印刷条件とは、記録紙ｐに対して印刷処理を実行するときに定める条件であるが、印刷処理に用いるトナーの重ね数、片面または両面何れの印刷処理であるか、印刷処理の速度、印刷処理に用いる用紙の大きさ、といった要素を少なくとも一つ含むものとする。
【００２９】
〈動作〉
次に、本形態の画像形成装置１００における定着部１５７の定着に係る処理動作について説明する。図３は、定着部１５７の定着に係る処理動作をフローチャートとして図示したものである。
【００３０】
印刷処理を行うときは、印刷条件に基づいて、温度設定手段１５７ｂが設定した目標温度で定着制御を行うようにしている。連続印刷等により印刷処理を継続して行う場合には、印刷条件を変更する必要が生じる場合がある。操作表示部１２０からのユーザの操作により、印刷される各々の記録紙に施す印刷の形式が異なって設定されている場合もあるし、設定は同じでも印刷処理を継続して行うと各記録紙に対する定着性能が刻々と変化するものだからである。従って、各記録紙に最適な定着を行うため、そして、高速な印刷処理を行うためには、印刷を行うことになる記録紙が印刷される前に事前に定着性能に基づく印刷処理の可否を判断する必要がある。
【００３１】
まず、温度設定手段１５７ｂはＣＰＵ１０１の制御により通知された印刷条件により、目標温度を変化させるかどうかを判定する（Ｓ０１）。ここで、判定の基準となるものとしては、例えば、印刷処理に用いるトナーの重ね数、片面または両面何れの印刷処理であるか、印刷処理の速度、印刷処理に用いる用紙の大きさ、といった要素が挙げられる。
【００３２】
目標温度が変化しないと判断した場合は（Ｓ０１でＮＯ）、そのまま印刷処理を行う（Ｓ０４）。目標温度が変化すると判断した場合は（Ｓ０１でＹＥＳ）、判定手段１５７ｃはその温度で印刷を継続して定着不良が生じるかどうかを判定する（Ｓ０２）。そして、定着不良が生じると判定したときは（Ｓ０１でＮＯ）、目標温度に達するまで印刷を待機する（Ｓ０３）。また、定着不良が生じないと判定した場合は（Ｓ０２でＹＥＳ）、そのまま印刷を行う（Ｓ０４）。
【００３３】
このように、現在温度、目標温度、そして新たに設定した目標温度の関係から，次の目標温度まで印刷を待つ必要があるかどうかを判定することにより、待つ必要がないと判断した場合すぐに印刷を行うことができ印刷速度の向上に繋がり、印刷処理の高速性を確保することができる。また、待つ必要があると判断した場合は、定着性能の向上に繋がり、定着性を確保することができる。このような判断方法として以下のものが考えられる。
【００３４】
〈方法１〉
図４は定着部１５７における定着に関する温度と時間との関係を表したグラフである。温度設定手段１５７ｂは現在の目標温度としてＴ１を設定しており、温度センサ１５７ａは現在温度としてＴ１と略等しい温度を検出している。
【００３５】
ここで、印刷条件を変化して、温度設定手段１５７ｂが次の目標温度Ｔ２を設定する場合を考える。このとき、判定手段１５７ｃは次の目標温度Ｔ２と現在の目標温度Ｔ１との差分をとり、その差分より判定する。
【００３６】
もし、この差分がある決められた値であるスレッシュ温度値よりも小さな場合は、目標温度の変化｜Ｔ２−Ｔ１｜が小さいために、定着不良が起きないと考える。例えば、現在の目標温度が１６０℃で制御されていて、スレッシュ温度値が１０度、新たな目標温度が１６５℃のとき、
｜１６５−１６０｜＜  １０
となり、そのまま印刷を継続しても定着性に問題ないと判断し、印刷を継続する。
ただ、次の目標温度Ｔ２が１８０℃の場合、
｜１８０−１６０｜≧  １０
となり、そのまま印刷したのでは定着不良が生じると判断し、定着ヒータにより定着ローラｄ・ｅを加熱して、現在温度が次の目標温度Ｔ２に達するまで待機する。なお、スレッシュ温度値は操作表示部１２０により任意に設定できる。
【００３７】
このように、印刷条件の変化による目標温度の変化が小さな場合は、継続して印刷しても定着性に問題がないと判断することにより、印刷速度の向上に繋がる。また、印刷条件の変化による目標温度の変化が大きな場合は、継続して印刷すると定着性に問題があると判断することにより、定着性能の向上に繋がる。また、スレッシュ温度値を任意に設定するので、目標温度から定着不良が起きない範囲を任意に設定することができ、最低限の定着性を確保することができる。
【００３８】
〈方法２〉
図５は定着部１５７における定着に関する温度と時間との関係を表したグラフである。現在温度が上昇中において、温度設定手段１５７ｂにより、現在温度よりも高い位置に次の目標温度が設定されている場合を考える。
【００３９】
例えば、現在の目標温度１６０℃に温度から上昇しているときに次の目標温度１７０℃が設定されたとき、定着ヒータにより定着ローラｄ・ｅを加熱し続けるだけで新たな目標温度に到達することができる。しかし、現在温度が１６０℃よりも高い状態で、現在の目標温度である１６０℃に落としているときに次の目標温度１７０度が設定されたときは、定着ヒータを点けて温度をあげるという制御が必要になる。このとき、フリッカー対策として、定着ヒータを徐々に点ける必要がある等、すぐに１００％Ｄｕｔｙで定着ヒータを制御することが出来ないことが考えられ、その場合は次の目標温度に追従させるための時間が長く掛かり、印刷処理の高速性を実現することに支障をきたしてしまう。
【００４０】
そこで、温度設定手段１５７ｂにより、現在温度が上昇中に次の目標温度が現在の目標温度よりも高い温度として設定された場合は印刷処理を継続し、逆に、低い温度として設定された場合はその温度になるまで待機するという処理を行う。このような処理により、定着制御では定着ヒータをＯＦＦ状態からＯＮ状態にするとき、徐々に定着ヒータを点灯させており、そのため、現在温度から目標温度まで温度を上昇させるうえで、ＯＮ状態からの方がＯＦＦ状態からの方よりも早く到達できる。定着の温度を上げているときに次の目標温度が現在の目標温度よりも高く設定された場合には継続して印刷処理を行っても定着性に問題がないと判定され、印刷速度の向上に繋がる。
【００４１】
〈方法３〉
図６は定着部１５７における定着に関する温度と時間との関係を表したグラフである。現在温度が下降中において、温度設定手段１５７ｂにより、現在温度よりも低い位置に次の目標温度が設定されている場合を考える。
【００４２】
温度上昇中に定着ヒータを切ってもすぐに温度が下がるということは起きない。そのため、温度上昇中に新たに低い位置に目標温度が設定されたとき、目標温度に追従させる時間が長くなり、印刷処理の高速性に支障をきたすおそれがある。
【００４３】
そのため、温度設定手段１５７ｂにより、現在温度が下降中に次の目標温度が現在の目標温度よりも低い温度として設定された場合は印刷処理を継続し、逆に、高い温度として設定された場合はその温度になるまで待機するという処理を行う。このような処理により、定着制御では定着ヒータをＯＮ状態からＯＦＦ状態にするとき、徐々にヒータを消しており、そのため、現在温度から目標温度まで温度を落とすうえで、ＯＦＦ状態からの方がＯＮ状態からの方よりも早く到達できる。定着の温度を下げているときに次の目標温度が現在の目標温度よりも低く設定された場合には継続して印刷しても定着性に問題がないと判定され、印刷速度の向上に繋がる。
【００４４】
〈方法４〉
図７は定着部１５７における定着に関する温度と時間との関係を表したグラフである。現在温度Ｔ０と現在の目標温度Ｔ１との差分、および、次の目標温度Ｔ２との差分をとり比較する方法について説明する。
【００４５】
現在温度Ｔ０で定着していても特に定着性に問題がないと考え、現在温度Ｔ０と現在の目標温度Ｔ１との差分をとる。この差分｜Ｔ１−Ｔ０｜が十分小さければ、定着性において問題がないと考える。そして、次の目標温度Ｔ２が設定されたとき、その時の現在温度との差分｜Ｔ２−Ｔ０｜を取り、この差分が先ほどの差分｜Ｔ１−Ｔ０｜よりも小さい場合は定着性に問題がないと判断し、印刷処理を継続するというものである。
【００４６】
このように、現在温度でも定着不良が無いものと考えた場合、現在の目標温度と現在温度との差分が次の目標温度と現在温度との差分よりも小さい場合は定着不良が無いものだと判定され、印刷速度の向上に繋がる。
【００４７】
なお、上述した形態は本発明の定着装置を実施するための最良のものであるが、かかる実施形式に限定される趣旨ではない。従って、本発明の要旨を変更しない範囲においてその実施形式を種々変形することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本形態の画像形成装置の制御系の構成ブロック図である。
【図２】本形態の画像形成装置の機械的構成を示す模式的な断面図である。
【図３】定着部１５７の定着に係る処理動作をフローチャートとして図示したものである。
【図４】定着部１５７における定着に関する温度と時間との関係を表したグラフである。
【図５】定着部１５７における定着に関する温度と時間との関係を表したグラフである。
【図６】定着部１５７における定着に関する温度と時間との関係を表したグラフである。
【図７】定着部１５７における定着に関する温度と時間との関係を表したグラフである。
【符号の説明】
【００４９】
１５７    定着部
１５７ａ    温度センサ
１５７ｂ    温度設定手段
１５７ｃ    判定手段
１５７ｄ    定着加熱ローラ
１５７ｅ    定着加熱ローラ
【図１】
2007240842.tif 000003
【図２】
2007240842.tif 000004
【図３】
2007240842.tif 000005
【図４】
2007240842.tif 000006
【図５】
2007240842.tif 000007
【図６】
2007240842.tif 000008
【図７】
2007240842.tif 000009