(57)【要約】【課題】連続印刷中であっても、定着ローラの表面温度が低下し難い画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】画像形成装置１は、用紙Ｐ上に転写された現像剤画像を、電源供給部７９から供給された電力によって発生する熱を用いて用紙Ｐ上に定着する定着部１９と、定着ローラ４５の表面温度を検出するサーミスタ５１と、温度検出結果に基づいて電源供給部７９から定着部１９に供給される電力を制御する第１通電制御手部７１と、所定のオン／オフ比に従って電源供給部７９から定着部１９に供給される電力を制御する第２通電制御部７３と、電源供給部７９から定着部１９に供給される電力の制御を、第１通電制御７１による制御から第２通電制御手段７３による制御へと切り替える通電制御部６９とを備える。【選択図】  図３
2007241146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の媒体搬送経路に従って搬送された記録媒体上に転写された現像剤画像を定着する定着手段と、
前記定着手段への通電を行う電源供給手段と、
前記定着手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段による温度検出結果に基づいて前記電源供給手段の通電制御を行う第１制御手段と、
所定のオン／オフ比に基づいて前記電源供給手段の通電制御を行う第２制御手段と、
前記電源供給手段の通電制御を第１制御手段による制御と第２制御手段による制御とで切り替える切替手段とを備えること、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記記録媒体の状態を検出する媒体検出手段を備え、
前記切替手段は、前記媒体検出手段による検出結果に基づいて前記電源供給手段の通電制御を第１制御手段による制御から第２制御手段による制御へと切り替えること、
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記媒体検出手段は、前記定着手段によって前記現像剤画像が定着された前記記録媒体の枚数を検出する枚数検出手段であって、
前記切替手段は、前記枚数検出手段による検出結果に基づいて前記電源供給手段の通電制御を第１制御手段による制御から第２制御手段による制御へと切り替えること、
を特徴とする請求項１又は請求項２の何れかの項記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記切替手段は、前記枚数検出手段によって検出された前記記録媒体の枚数が所定の枚数以上であるときに、前記電源供給手段の通電制御を第１制御手段による制御から第２制御手段による制御へと切り替えること、
を特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記媒体検出手段は、前記記録媒体が前記定着手段を通過していることを検出する通過検出手段であって、
前記切替手段は、前記通過検出手段による検出結果に基づいて前記電源供給手段の通電制御を第１制御手段による制御から第２制御手段による制御へと切り替えること、
を特徴とする請求項１又は請求項２の何れかの項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記切替手段は、前記温度検出手段による検出結果に基づいて前記電源供給手段の通電制御を第１制御手段による制御から第２制御手段による制御へと切り替えること、
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記切替手段は、前記温度検出手段による検出された前記定着手段の温度が所定の温度以下であるときに、前記電源供給手段の通電制御を第１制御手段による制御から第２制御手段による制御へと切り替えること、
を特徴とする請求項６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、定着装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、定着装置内部に備えられたヒータを発熱させて定着ローラを加熱し、この熱を用いて用紙等の記録媒体上に転写された現像剤画像を用紙上に定着していた。そして、この様な定着装置を備える画像形成装置においては、定着ローラ表面の温度が予め設定された定着可能温度以下になったことをサーミスタによって検出したときに所定の制御手段によって、ヒータへの通電をオン状態とすることでヒータを発熱させる。一方、定着ローラ表面の温度が定着可能温度以上になったことをサーミスタによって検出したときは、制御手段は、ヒータへの通電をオフ状態とすることでヒータの発熱を停止させていた。この様な定着装置を備える画像形成装置としては、特許文献１に開示された画像形成装置がある。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３２７３５０公報
【０００４】
ところで、近年では、画像形成装置のウォームアップ時間を短縮する為に、定着ローラを薄肉化する傾向があり、薄肉化することにより定着ローラの表面温度を所定の温度に立ち上げるのに要する時間を短くしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、薄肉化することにより定着ローラの熱容量が低下してしまい、用紙に熱が吸収されることで定着ローラの表面温度が低下し、用紙上に定着した現像剤画像の画像品質が低下するという問題があった。この問題は、特に、画像形成装置に入力された画像情報を印刷する為に複数の用紙上に連続して印刷を行う連続印刷中に顕著化する。
【０００６】
そこで本発明はこの様な実情に鑑みてさなれたものであり、連続印刷中であっても、定着ローラの表面温度が低下し難い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】
そこで、上記課題を解決する為に、本発明に係る画像形成装置は、所定の媒体搬送経路に従って搬送された記録媒体上に転写された現像剤画像を定着する定着手段と、前記定着手段への通電を行う電源供給手段と、前記定着手段の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段による温度検出結果に基づいて前記電源供給手段の通電制御を行う第１制御手段と、所定のオン／オフ比に基づいて前記電源供給手段の通電制御を行う第２制御手段と、前記電源供給手段の通電制御を第１制御手段による制御と第２制御手段による制御とで切り替える切替手段とを備えることを特徴としている。
【０００８】
この構成によれば、第１制御手段は、検出手段の検出結果に基づいて定着手段の温度を制御し、第２制御手段は、所定のオン／オフ比に基づいて定着手段の温度を制御する。第２制御手段によって定着手段の温度を制御すると、定着手段の温度の検出結果に関わらず定着手段の表面温度を断続的に上昇させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上、本発明によれば、定着手段の表面温度を断続的に上昇させる為、定着手段の表面温度は低下し難くなり、連続印刷中であっても定着手段による定着性能を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
第１の実施の形態に係る画像形成装置は、２つの異なる制御方法を用いて定着ローラの表面温度を制御する画像形成装置である。
【００１２】
図１に示す様に、画像形成装置１は、スタッカ３に堆積した用紙Ｐを、給紙ローラ５を用いて所定の媒体搬送経路の方向に繰り出す。そして、このときスタッカ３から繰り出される用紙は、分離フレーム７によって１枚毎に分離されて繰り出される。そして、給紙ローラ５によって媒体搬送経路の方向へ繰り出された用紙Ｐの先端が、給紙センサ９に到達すると、給紙センサ９は検出結果を後述するコントローラに供給する。そして、コントローラは、給紙センサ９の検出結果に基づいて搬送ローラ１１及びレジストローラ１３の駆動を開始する。
【００１３】
そして、搬送ローラ１１及びレジストローラ１３の媒体搬送経路の下流には、通過センサ１５が設けられている。そして、用紙Ｐの先端が通過センサ１５によって検出されると、この検出結果は後述するコントローラに供給される。そして、コントローラは、この検出結果に基づいて、現像装置１７による現像プロセスを開始する。
【００１４】
その後、用紙Ｐは、現像装置１７の媒体搬送経路の下流に設けられた定着部１９まで搬送される。そして、定着部１９は、用紙Ｐ上に転写された現像剤画像を定着し、用紙Ｐをさらに媒体搬送経路の下流方向へ繰り出す。
【００１５】
媒体搬送経路における定着部１９の下流には、排出センサ２１が設けられており、排出センサ２１は、用紙Ｐの先端を検出すると、この結果を後述するコントローラに供給する。そして、用紙Ｐは、排紙ローラ２３及びレジストローラ２５によって媒体搬送経路の下流方向へ搬送され、排出ローラ２７及びレジストローラ２９によって画像形成装置１の上面に設けられたスタッカ３１上に排出される。
【００１６】
この様な画像形成装置１に備えられた現像装置１７の上部には、図示せぬ情報処理装置から入力された画像情報に基づく潜像画像を露光する露光装置３３が形成されている。
【００１７】
露光装置３３は、画像情報に基づいて発光する、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）アレイを配列して成り、現像装置１７に設けられた像担持手段としての感光体ドラム３５の表面に、画像情報に基づく潜像画像を露光する。
【００１８】
現像装置１７は、上記感光体ドラム３５の他、感光体ドラム３５上に露光された潜像画像に現像剤を付着して現像剤画像を形成する現像ローラ３７と、感光体ドラム３５の表面を帯電する帯電ローラ３９と、感光体ドラム３５に残存した現像剤を除去するクリーニングローラ４１とを備える。この様な現像装置１７では、現像プロセスが開始すると、帯電ローラ３９は、感光体ドラム３５の表面を帯電する。そして、感光体ドラム３５の回転に合せて、露光装置３３は、画像情報に基づく潜像画像を感光体ドラム３５の表面に露光する。そして、感光体ドラム３５上に露光された潜像画像には、現像ローラ３７によって現像剤が付着され、感光体ドラム３５上に現像剤画像が現像される。
【００１９】
そして、この様にして感光体ドラム３５上に現像された現像剤画像は、転写ローラ４３によって用紙Ｐ上に転写される。その後、用紙Ｐは定着部１９に搬送される。
【００２０】
定着部１９は、定着ローラ４５と、加圧ローラ４７とを備える。定着ローラ４５の内部には、後述する電源供給部から供給された電力に基づいて発熱するヒータ４９が設けられており、ヒータ４９が発熱することによって定着ローラ４５の表面は加熱される。また、加圧ローラ４７は、定着ローラ４５と共に用紙Ｐを挟持搬送することで用紙Ｐ上に転写された現像剤画像を用紙Ｐ上に定着させる。
【００２１】
また、図２に示す様に、定着部１９は、定着ローラ４５の端部に、検出手段としてのサーミスタ５１を備える。サーミスタ５１は、ヒータ４９によって加熱された定着ローラ４５の表面の温度を検出し、当該検出結果を後述するコントローラに供給する。具体的には、サーミスタ５１は、用紙Ｐに熱を吸収され難い、定着ローラ４５の一方の端部近傍に設けられている。そして、印刷エンジン制御部５９が定着ローラ４５の表面温度の検出結果に基づいて定着ローラ４５の表面温度を制御するときは、この定着ローラ４５の端部の表面温度に基づいて制御をする。
【００２２】
次に、画像形成装置１の制御系統について詳細な説明をする。
【００２３】
画像形成装置１は、図３に示す様に、図示せぬ情報処理装置と通信を行う為の通信Ｉ／Ｆ（Interface）部５３と、所定の演算処理に基づいて画像形成装置１を構成する各部の制御を行うコントローラ５５と、ユーザが画像形成装置１に直接指令を供給し、又はユーザに対して所定の情報を表示するオペレーションパネル５７と、コントローラ５５の制御のもと、印刷プロセス時に画像形成装置１を構成する各部を制御する印刷エンジン制御部５９と、各種高圧電源系統を制御する駆動部６１と、定着部１９に供給される電力を制御する切替手段としての通電制御部６９と、各種センサから供給された検出結果等を印刷エンジン制御部５９に供給するセンサ入力部７５と、画像形成装置１が駆動する為のプログラムや、各種情報を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）７７と、通電制御部６９の制御のもと、定着部１９に電力を供給する電源供給部７９と、サーミスタ５１を用いて検出した定着ローラ４５の表面温度を通電制御部６９に供給する定着ローラ温度検出部８１とを備える。
【００２４】
印刷エンジン制御部５９は、印刷プロセス時に各部の動作を制御する。具体的には、印刷エンジン制御部５９は、コントローラ５５から印刷プロセスを開始すべき旨の指令を供給されると、駆動部６１の搬送系駆動部６３を用いて用紙Ｐの搬送を開始し、高圧系駆動部６５を用いて現像プロセス、及び転写プロセスの準備を開始し、露光駆動部６７に対して画像情報に基づく印刷情報を供給し、通電制御部６９に対して定着ローラ４５を加熱すべき旨の指令を供給する。また、用紙Ｐが媒体搬送経路に沿って搬送されると、排出センサ２１によって用紙Ｐの先端が通過した旨の検出結果がセンサ入力部７５に供給される為、印刷エンジン制御部５９は、この結果を集計し、印刷枚数を計数する。
【００２５】
駆動部６１は、用紙Ｐを媒体搬送経路に沿って搬送する搬送ローラ１１、排紙ローラ２３、及び排出ローラ２７を駆動する搬送系駆動部６３と、現像装置１７、及び転写ローラ４３の高圧電源を要する各部を駆動する高圧系駆動部６５と、露光装置３３を駆動する露光駆動部６７とを備える。これら搬送系駆動部６３、高圧系駆動部６５、及び露光駆動部６７は、印刷エンジン制御部５９の制御のもと、各部を制御することで、画像形成装置１は一連の印刷プロセスを実行する。
【００２６】
また、通電制御部６９は、電源供給部７９からヒータ４９に供給される電力の量を制御する。そして、この様な通電制御部６９は、第１の制御手段としての第１通電制御部７１と、第２の制御手段としての第２通電制御部７３とを備える。
【００２７】
第１通電制御部７１は、定着ローラ温度検出部８１による温度検出結果に基づいて電源供給部７９からヒータ４９に供給される電力を制御する。また、第２通電制御部７３は、所定のオン／オフ比に従って電源供給部７９からヒータ４９に供給される電力を制御する。
【００２８】
そして、通電制御部６９は、印刷プロセス中の用紙Ｐの状態に応じて、電力供給部７９からヒータ４９に供給される電力の制御を、第１通電制御部７１又は第２通電制御部７３の何れか一方によって制御する様、切り替えを行う。具体的には、画像形成装置１では、印刷した用紙Ｐの枚数に応じて、これらの切り替えを行うこととして詳細な説明をする。
【００２９】
定着ローラ４５の表面温度は、ヒータ４９によって加熱され、これによって左右されるが、定着ローラ４５の表面温度に作用する要素としては、定着ローラ４５周辺の外気の気温や、用紙Ｐによる熱の吸収がある。例えば、印刷プロセス開始時に、定着ローラ４５の温度を一定の温度まで加熱した場合でも、図示せぬ情報処理装置から送信された画像情報が連続印刷に関する場合や、同一のＬＡＮ（Local Area Network）上の複数の情報処理装置から同時に画像情報が画像形成装置１へ送信されたことによって連続印刷を行う必要が生じたときには、用紙Ｐが継続的に定着ローラ４５の表面の熱を吸収してしまう。
【００３０】
従来用いられていた方法によれば、サーミスタによって定着ローラの表面温度が低下したことを検出してから、ヒータによって定着ローラを加熱することとしているが、この方法を用いた状態で連続印刷を行った場合、定着ローラの表面温度が低下した後にヒータを用いて定着ローラを加熱しており、この様に定着ローラ表面の熱が継続的に吸収されている場合は、ヒータによる加熱が追いつかなくなり、定着ローラの表面温度を定着可能温度に保つことができない。
【００３１】
そこで、画像形成装置１では、特に連続印刷中に、印刷した用紙の枚数が所定の枚数以下である場合は、第１通電制御部７１を用いて定着ローラ４５の表面温度を制御し、印刷した用紙の枚数が所定の枚数以上である場合は、通電制御部６９は、ヒータ４９に供給される電力の制御を第１通電制御部７１による制御から、第２通電制御部７３による制御に切り替える。そして、第２通電制御部７３は、定着ローラ４５の表面の温度に関わらず、所定のオン／オフ比に従って、ヒータ４９に供給される電力を制御する為、画像形成装置１は、定着ローラ４５の表面温度を定着可能温度に保つことが可能となる。
【００３２】
以下、上述の構成を有する画像形成装置１の印刷プロセス時の動作について、図４を参照しながら詳細な説明をする。
【００３３】
画像形成装置１は、図示せぬ情報処理装置から画像情報を受信し、一連の印刷プロセスを開始すると、ステップＳ１において通電制御部６９は、第１通電制御部７１を用いて第１通電制御を行う。
【００３４】
第１通電制御とは、定着ローラ４５の表面温度に基づいて、第１通電制御部７１によって、電源供給部７９からヒータ４９に供給される電力を制御することをいい、具体的には、図５に示す様な制御である。そして、この様な第１通電制御の開始のタイミングは、画像形成装置１の電源が投入された後、又は図示せぬ情報処理装置からの印刷起動の指令を受信した後等である。そして、第１通電制御が終了するタイミングとしては、印刷が終了した後、所定の時間内に印刷起動の指令を受信しなかった場合である。
【００３５】
第１通電制御が開始すると、ステップＳ１１において第１通電制御部７１は、定着ローラ４５の表面温度を上昇させるべく、電源供給部７９からヒータ４９へと電力が供給される様、両者間を通電状態とする。そして、電源供給部７９とヒータ４９との間が導通状態となると、電源供給部７９からヒータ４９へ電力が供給される為、ヒータ４９はオン状態となり、定着ローラ４５の表面温度は上昇する。
【００３６】
次に、ステップＳ１２において第１通電制御部７１は、定着ローラ温度検出部８１、及びサーミスタ５１による定着ローラ４５の表面温度の検出結果に基づいて、定着ローラ４５の表面温度が定着可能温度に達したか否かを判断する。そしてここで、第１通電制御部７１が、定着ローラ４５の表面温度が定着可能温度に達していないと判断した場合は、第１通電制御部７１は、定着ローラ４５の表面温度が定着可能温度に達するまで同様の処理を繰り返し行う。
【００３７】
一方、ステップＳ１２において第１通電制御部７１が、定着ローラ４５の表面温度が定着可能温度に達したと判断した場合、ステップＳ１３において第１通電制御部７１は、電源供給部７９からヒータ４９への電力の供給が停止する様、両者間を非導通状態とする。そして、電源供給部７９とヒータ４９との間が非導通状態となると、電源供給部７９からヒータ４９へ供給されていた電力が停止する為、ヒータ４９はオフ状態となり、定着ローラ４５の表面温度は下降する。
【００３８】
その後、ステップＳ１４において第１通電制御部７１は、定着ローラ４５の表面温度が、定着可能温度を下回ったか否かを判断する。そしてここで、第１通電制御部７１が、定着ローラ４５の表面温度が定着可能温度を下回っていないと判断した場合は、第１通電制御部７１は、定着ローラ４５の表面温度が定着可能温度を下回るまで同様の処理を繰り返し行う。
【００３９】
一方、ステップＳ１４において第１通電制御部７１が、定着ローラ４５の表面温度が定着可能温度を下回ったと判断した場合、定着ローラ４５の表面温度を上昇させるべく、再度ステップＳ１１の処理を実行する。
【００４０】
第１通電制御は、以上の様なステップＳ１１からステップＳ１４の順番で行われる。そして、この様な処理は通電制御部６９によって後述する第２通電制御への切り替えが行われるまで継続して行われ続ける。そして、第１通電制御の実行を継続したまま、画像形成装置１は、図４に示す、ステップＳ２の処理を実行する。
【００４１】
ステップＳ１において第１通電制御が開始した後、ステップＳ２において印刷エンジン制御部５９は、連続印刷枚数に値１を加算する。連続印刷枚数は、１つのジョブの印刷時において、排出センサ２１を通過した用紙の枚数を計数した値である。具体的には、排出センサ２１は、用紙Ｐが排出センサ２１を通過する度にこれを検出しセンサ入力部７５に当該検出結果を供給する。そしてセンサ入力部７５に検出結果が入力されると、この入力は印刷エンジン制御部５９に供給される。そして、印刷エンジン制御部５９は、センサ入力部７５からの入力がある度に、この連続印刷枚数の値に１を加算する。尚、ここで連続印刷枚数の計数は、排出センサ２１の検出結果に基づいて行っているが、媒体搬送経路上に設けられた何れのセンサの検出結果を用いるものであっても良い。
【００４２】
次に、ステップＳ３において印刷エンジン制御部５９は、計数した連続印刷枚数Ｎが、ＲＯＭ７７に記憶された切替枚数Ｎｏを超えたか否かを判断する。ここで、印刷エンジン制御部５９が、連続印刷枚数Ｎが切替枚数Ｎｏを超えたと判断した場合は、印刷エンジン制御部５９は、その旨を通電制御部６９に通知する。
【００４３】
通電制御部６９は、印刷エンジン制御部５９から通知を受けると、第１通電制御を強制的に終了させ、第２通電制御を開始する。なお、ここで通電制御部６９が第１通電制御を終了させるときは、継続して行われていた第１通電制御が何れの処理を実行しているかに関わらず終了させる必要がある。
【００４４】
ここで、第２通電制御とは、所定のオン／オフ比に従って電源供給部７９からヒータ４９に供給される電力を制御することをいい、具体的には、図６に示す様な制御である。
【００４５】
第２通電制御が開始すると、ステップＳ２１において第２通電制御部７３は、定着ローラ４５の表面温度を上昇させるべく、電源供給部７９とヒータ４９との間を導通状態として所定の時間だけヒータ４９をオン状態とする。
【００４６】
次に、ステップＳ２２において第２通電制御部７３は、定着ローラ４５の表面温度を低下させるべく、電源供給部７９とヒータ４９との間を非導通状態として、所定の時間だけヒータ４９をオフ状態とする。
【００４７】
次に、ステップＳ２３において通電制御部６９は、定着ローラ温度検出部８１及びサーミスタ５１を用いて、定着ローラ４５の表面温度を検出し、定着ローラ４５の表面温度が定着可能温度に達したか否かを判断する。そしてここで、第２通電制御部７３が、定着ローラ４５の表面温度が定着可能温度に達していないと判断した場合は、第２通電制御部７３は、定着ローラ４５の表面温度が定着可能温度に達するまで同様の処理を繰り返し行う。
【００４８】
一方、ステップＳ２３において第２通電制御部７３が、定着ローラ４５の表面温度が定着可能温度に達していると判断した場合、ステップＳ２４において第２通電制御部７３は、電源供給部７９からヒータ４９への電力の供給が停止する様、両者間を非導通状態とする。
【００４９】
その後、ステップＳ２５において第２通電制御部７３は、定着ローラ４５の表面温度が、定着可能温度を下回ったか否かを判断する、そしてここで、第２通電制御部７３が、定着ローラ４５の表面温度が定着可能温度を下回っていないと判断した場合は、第２通電制御部７３は、定着ローラ４５の表面温度が定着可能温度を下回るまで同様の処理を繰り返し行う。
【００５０】
一方、ステップＳ２５において第２通電制御部７３が、定着ローラ４５の表面温度が定着可能温度を下回ったと判断した場合、定着ローラ４５の表面温度を上昇させるべく、再度ステップＳ２１の処理を実行する。
【００５１】
第２通電制御は、以上の様なステップＳ２１からステップＳ２５の順番で行われる。そして、この様な処理は通電制御部６９によって第１通電制御への切り替えが行われるまで継続して行われ続ける。また、第２通電制御では、定着ローラ４５の表面温度に基づく制御を行っていない為、連続印刷が長時間継続した場合は、定着ローラ４５の表面温度が必要以上に上昇してしまう場合がある。そこで、この様な事態を防止すべく、定着ローラ４５の表面温度の上限を予め設定し、定着ローラ４５の温度がこの上限に達したときに、印刷エンジン制御部５９は、通電制御部６９に対して定着ローラ４５の加熱を停止する指令を供給する構成としても良い。
【００５２】
そして、第２通電制御の状態を維持したまま、画像形成装置１は、図４に示す、ステップＳ５の処理を実行する。
【００５３】
第２通電制御が開始した後、ステップＳ５において印刷エンジン制御部５９は、画像情報に基づく印刷情報の印刷が全て終了したか否かを判断する。ここで、印刷エンジン制御部５９が、全ての印刷情報の印刷が終了していないと判断した場合、全ての印刷が終了するまでこの処理を繰り返し実行する。
【００５４】
一方、ステップＳ５において印刷エンジン制御部５９が、全ての印刷が終了したと判断した場合、通電制御部６９は、ステップＳ６において第２通電制御を強制的に終了させ、一連の処理を終了する。
【００５５】
また、ステップＳ３において印刷エンジン制御部５９が、連続印刷枚数Ｎが切替枚数Ｎｏを超えていないと判断した場合は、印刷エンジン制御部５９は、ステップＳ７の処理を実行する。
【００５６】
ステップＳ７において印刷エンジン制御部５９は、全ての印刷が終了したか否かを判断する。そして、印刷エンジン制御部５９が全ての印刷が終了したと判断した場合は、通電制御部６９は、ステップＳ８において第１通電制御を強制的に終了させ、一連の処理を終了する。一方、ステップＳ７において印刷エンジン制御部５９が、全ての印刷が終了していないと判断した場合は、ステップＳ２に戻り、次の用紙Ｐが排出センサ２１を通過するまで待機する。
【００５７】
この様にして制御される定着ローラ４５の表面温度は、図７に示す様に推移する。
【００５８】
このとき、波形Ａは、定着ローラ４５の中央部における表面温度の推移を示し、波形Ｂは、定着ローラ４５の両端部における表面温度の推移を示す。そして、温度Ｔ１は、定着ローラ４５の中央部における制御温度であり、温度Ｔ２は、定着ローラ４５の両端部における制御温度である。また、波形Ｃは、ヒータ４９のオン／オフ状態の推移を示し、波形Ｄは、排出センサ２１のオン／オフ状態の推移を示す。そして、図７では、切替枚数Ｎｏを５枚として示している。
【００５９】
また、従来用いられていた定着ローラの表面温度は、図８に示す様に推移する。
【００６０】
このとき、波形Ｅは、従来用いられていた定着ローラの中央部における表面温度の推移を示し、波形Ｆは、同定着ローラの端部における表面温度の推移を示す。そして、波形Ｆは、同定着ローラを加熱するヒータのオン／オフ状態の推移を示し、波形Ｇは、同定着ローラを搭載する画像形成装置の排出センサのオン／オフ状態の推移を示す。
【００６１】
従来用いられていた方法によって定着ローラの表面を加熱した場合、波形Ｅに示す様に、同定着ローラの中央部の温度は、印刷枚数が増加するにつれて温度Ｔ１に対してアンダーシュート量が増加する。また、同定着ローラの両端部の温度は、印刷枚数が増加しても温度Ｔ２を維持し続ける。
【００６２】
一方、本発明を適用した画像形成装置１では、第１通電制御が開始すると、定着ローラ４５の中央部の温度は次第に上昇して温度Ｔ１以上になり、定着ローラ４５の両端部の温度も次第に上昇して温度Ｔ２以上となる。そして、印刷エンジン制御部５９は、定着ローラ４５の中央部の温度が温度Ｔ１以上となり、且つ、定着ローラ４５の端部の温度が温度Ｔ２以上となったとき、ヒータ４９への通電をオフ状態とする。その後、通電制御部６９は、定着ローラの中央部の温度、及び端部の温度を監視しながら、５枚目の用紙Ｐが排出センサ２１を通過するまで、定着ローラ４５の温度が急激に低下しない様、ヒータ４９のオン／オフ状態を制御する。そして、５枚目の用紙Ｐが排出センサ２１を通過する頃には、定着ローラ４５の中央部の温度は、温度Ｔ１以下となってしまい、オーバーシュート量が著しく減少する。また、定着ローラ４５の端部の温度も、温度Ｔ２以下となり、オーバーシュート量が減少する。
【００６３】
そして、５枚目の用紙が排出センサ２１を通過して、第２通電制御が開始すると、ヒータ４９は、所定のオン／オフ比で制御される為、定着ローラ４５の中央部の温度の低下は緩やかになり、定着ローラ４５の端部の温度は次第に上昇する。
【００６４】
そして、このとき、第２通電制御におけるオン／オフ比は、パルス波の周期を時間ｔ０＝０．１秒程度とすることが好ましい。時間ｔ０＝０．１秒とすれば、Ａ４サイズの用紙Ｐが定着ローラ４５を通過する際に、ヒータ４９は、定着ローラ４５を４回程度加熱することができる為、定着ローラ４５は用紙Ｐ上に転写された現像剤画像を定着させることができる温度を保つことができる。
【００６５】
以上の様に、画像形成装置１によれば、印刷枚数が少ないときは第１通電制御により定着ローラ４５の表面温度を制御し、印刷枚数が多くなったときに、定着ローラ４５の表面温度の制御を、第２通電制御に切り替えることで、連続印刷が行われた場合でも、定着ローラ４５の表面温度を、現像剤画像を定着する為に適格な温度に保つことが可能となる。また、第２通電制御では、０．１秒間隔でオン／オフ状態が繰り返されるので、ヒータ４９や、電源の寿命への影響を抑えることができ、さらにフリッカー等の発生も防止することができる。
【００６６】
尚、画像形成装置１では、印刷した用紙Ｐの枚数に応じて、第１通電制御及び第２通電制御の切り替えを行うこととして詳細な説明を行ったが、通電制御部６９が第１通電制御及び第２通電制御の切り替えを行うか否かの判断の基準となる要素は、印刷枚数のみに限らず、例えば用紙Ｐの連量や表面粗さ、又は環境条件に応じて定着ローラ４５の表面温度を制御することも可能である。
【００６７】
以下、本発明を適用した第２の実施の形態について詳細な説明をする。
【００６８】
第２の実施の形態に係る画像形成装置では、画像形成装置１と同一の構成を有する箇所がある為、同一の構成を有する箇所については同一符号を付して詳細な説明を省略する。また、第２の実施の形態に係る画像形成装置では、定着ローラ４５の表面温度の制御の方法が異なる為、その点についてのみ詳細な説明をする。
【００６９】
第２の実施の形態に係る画像形成装置は、用紙Ｐが定着部１９を通過している間は、定着ローラ４５の制御を第２通電制御によって行い、用紙Ｐが定着部１９に到達する前、及び定着部１９を完全に通過した後は、定着ローラ４５の表面温度の制御を第１通電制御によって行う。以下、具体的な動作を図９を参照しながら詳細な説明を行う。
【００７０】
画像形成装置は、図示せぬ情報処理装置から画像情報を受信し、一連の印刷プロセスを開始すると、ステップＳ３１において通電制御部６９は、第１通電制御部７１を用いて第１通電制御を行う。
【００７１】
次に、ステップＳ３２において印刷エンジン制御部５９は、連続印刷枚数に値１を加算する。
【００７２】
次に、ステップＳ３３において印刷エンジン制御部５９は、計数した連続印刷枚数Ｎが、ＲＯＭ７７に記憶された切替枚数Ｎｏを超えたか否かを判断する。
【００７３】
次に、ステップＳ３４において印刷エンジン制御部５９は、用紙Ｐの先端が排出センサ２１に到達したか否かを判断する。そしてここで、印刷エンジン制御部５９が、用紙Ｐの先端が排出センサ２１に到達していないと判断した場合、印刷エンジン制御部５９は同様の判断を繰り返し行う。
【００７４】
次に、ステップＳ３５において通電制御部６９は、第１通電制御を強制的に終了させ、第２通電制御を開始する。
【００７５】
次に、ステップＳ３６において印刷エンジン制御部５９は、用紙Ｐの後端が排出センサ２１を通過したか否かを判断する。そしてここで、印刷エンジン制御部５９が、用紙Ｐの後端が排出センサ２１を通過していないと判断した場合、印刷エンジン制御部５９は同様の判断を繰り返し行う。
【００７６】
次に、ステップＳ３７において通電制御部６９は、第２通電制御を強制的に終了し、第１通電制御を開始する。
【００７７】
次に、ステップＳ３８において印刷エンジン制御部５９は、印刷が終了したか否かを判断する。そして、ここで印刷エンジン制御部５９は、印刷が終了していないと判断した場合は、ステップＳ３２に戻り、次の用紙Ｐが排出センサ２１を通過するまで待機する。一方、ステップＳ３８において印刷エンジン制御部５９は、印刷が終了したと判断した場合は、第１通電制御を強制的に終了させ、画像形成装置は一連の処理を終了する。
【００７８】
また、ステップＳ３３において印刷エンジン制御部５９が、連続印刷枚数Ｎが切替枚数Ｎｏを超えていないと判断した場合は、印刷エンジン制御部５９は、ステップＳ３９の処理を実行する。
【００７９】
ステップＳ３９において印刷エンジン制御部５９は、全ての印刷が終了したか否かを判断する。そして、印刷エンジン制御部５９が全ての印刷が終了したと判断した場合は、通電制御部６９は、第１通電制御を強制的に終了させ、一連の処理を終了する。一方、ステップＳ３９において印刷エンジン制御部５９は、印刷が終了していないと判断した場合は、ステップＳ３２に戻り、次の用紙Ｐが排出センサ２１を通過するまで待機する。
【００８０】
この様な画像形成装置の一連の処理において、ヒータ４９と排出センサ２１との関係は図１０の様な関係を示す。このとき、波形Ｉは、ヒータ４９のオン／オフ状態の推移を示し、波形Ｊは、排出センサ２１のオン／オフ状態の推移を示し、時間Ｋは用紙Ｐの先端から後端までが定着部１９、又は排出センサ２１を通過する為に要する時間を示し、時間Ｌは、次の用紙Ｐが定着部１９、又は排出センサ２１に搬送されるまでの時間を示す。
【００８１】
この様に、画像形成装置では、用紙Ｐの先端が排出センサ２１を通過するタイミングに合せて、第１通電制御を強制的に終了させると共に、第２通電制御を開始する。そして、時間Ｋ後に、用紙Ｐの後端が排出センサ２１を通過するタイミングに合せて第２通電制御を強制的に終了させると共に、第１通電制御を開始する。
【００８２】
以上、第２の実施の形態に係る画像形成装置では、用紙Ｐが定着部１９を通過している間、即ち定着ローラ４５の表面温度が用紙Ｐによって吸収されている間は、画像形成装置は、定着ローラ４５の表面温度が低下し難い第２通電制御を行う。そして、用紙Ｐが定着部１９を完全に通過した後は、定着ローラ４５の表面温度の低下は緩やかになる為、第２通電制御を強制的に終了させる。そして、この様な画像形成装置によれば、定着ローラ４５の表面温度が低下し易い状況で、定着ローラ４５を断続的に加熱する為、定着ローラ４５の表面温度が大幅に低下することを防止することができる。また、画像形成装置では、ヒータ４９のオン／オフ状態を頻繁に切り替える為、ヒータ４９や電源にかかる負担を抑制することができる。
【００８３】
また、第２の実施の形態では、排出センサ２１を使用して、用紙Ｐが定着部１９を通過中であるか否かを検出する構成としているが、本発明に係る画像形成装置では、上記排出センサ２１を使用する検出方法に関わらず、用紙Ｐが定着部１９を通過中であるか否かを検出することができる方法であればどの様な方法を用いるものであっても良い。
【００８４】
以下、本発明を適用した第３の実施の形態について詳細な説明をする。
【００８５】
第３の実施の形態に係る画像形成装置では、画像形成装置１と同一の構成を有する箇所がある為、同一の構成を有する箇所については同一符号を付して詳細な説明を省略する。また、第２の実施の形態に係る画像形成装置では、定着ローラ４５の表面温度の制御の方法が異なる為、その点についてのみ詳細な説明をする。
【００８６】
第３の実施の形態に係る画像形成装置は、定着ローラ４５の表面温度が、所定の温度よりも高い場合は第１通電制御を行い、定着ローラ４５の表面温度が当該所定の温度を下回ったときに、定着ローラ４５の表面温度の制御を第２通電制御によって行う。以下、具体的な動作を、図１１を参照しながら詳細な説明を行う。
【００８７】
画像形成装置は、図示せぬ情報処理装置から画像情報を受信し、一連の印刷プロセスを開始すると、ステップＳ５１において通電制御部６９は、第１通電制御部７１を用いて第１通電制御を行う。
【００８８】
次に、ステップＳ５２において印刷エンジン制御部５９は、定着ローラ４５の表面温度Ｔが、切替温度Ｔｏより低いか否かを判断する。この切替温度Ｔｏは、ＲＯＭ２７に予め記憶された温度であり、定着ローラ４５によって現像剤画像を用紙Ｐに定着する為に適格な温度を示す。そしてここで印刷エンジン制御部５９は、定着ローラ４５の表面温度Ｔが切替温度Ｔｏよりも低いと判断した場合は、ステップＳ５３の処理を実行する。
【００８９】
ステップＳ５３において通電制御部６９は、第１通電制御を強制的に終了させ、第２通電制御を開始する。
【００９０】
次に、ステップＳ５４において印刷エンジン制御部５９は、印刷が終了したか否かを判断する。そして、ここで印刷エンジン制御部５９は、印刷が終了していないと判断した場合は、同様の判断を繰り返し行う。一方、ステップＳ５４において印刷エンジン制御部５９は、印刷が終了したと判断した場合は、ステップＳ５５において第１通電制御を強制的に終了させ、画像形成装置は一連の処理を終了する。
【００９１】
また、ステップＳ５３において印刷エンジン制御部５９は、定着ローラ４５の表面温度Ｔが切替温度Ｔｏよりも高いと判断した場合は、ステップＳ５６の処理を実行する。
【００９２】
ステップＳ５６において印刷エンジン制御部５９は、全ての印刷が終了したか否かを判断する。そして、印刷エンジン制御部５９が全ての印刷が終了したと判断した場合は、ステップＳ５７において通電制御部６９は、第１通電制御を強制的に終了させ、一連の処理を終了する。一方、ステップＳ５７において印刷エンジン制御部５９は、印刷が終了していないと判断した場合は、ステップＳ５２に戻る。
【００９３】
この様な画像形成装置の一連の処理において、定着ローラ４５の表面温度、ヒータ４９のオン／オフ状態及び排出センサ２１の出力の関係は図１２の様な関係を示す。このとき、波形Ｍは、定着ローラ４５の表面温度の推移を表し、波形Ｎは、ヒータ４９のオン／オフ状態の推移を示し、波形Ｍは、排出センサ２１のオン／オフ状態の推移を示す。
【００９４】
また、従来用いられていた定着ローラの表面温度は、図１３に示す様に推移する。
【００９５】
このとき、波形Ｐは、従来用いられていた定着ローラの中央部における表面温度の推移を示し、波形Ｑは、同定着ローラを加熱するヒータのオン／オフ状態の推移を示し、波形Ｒは、同定着ローラを搭載する画像形成装置の排出センサのオン／オフ状態の推移を示す。
【００９６】
従来用いられていた方法によって定着ローラの表面を加熱した場合、波形Ｐに示す様に、同定着ローラの表面温度は、印刷枚数が増加するにつれてリップルが増加する。
【００９７】
一方、第３の実施の形態に係る画像形成装置では、第１通電制御によって所定の枚数を印刷して、リップルの幅が大きくなり、定着ローラ４５の表面温度が切替温度Ｔｏを下回ったときに、第１通電制御を終了し、第２通電制御を開始する。そして、画像形成装置が第２通電制御を開始すると、定着ローラ４５の表面温度は上昇し、波形Ｍが示すリップルが少なくなる。
【００９８】
この様に、画像形成装置では、定着ローラ４５の表面温度が切替温度Ｔｏを下回ったときに、第１通電制御から第２通電制御への切り替えを行うため、定着ローラ４５の表面温度の低下を抑制することができると共に、定着斑や、定着不足を防止することができる。また、画像形成装置では、ヒータ４９のオン／オフ状態を頻繁に切り替える為、ヒータ４９や電源にかかる負担を抑制することができる。
【００９９】
尚、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】第１の実施の形態として示す画像形成装置の断面図であり、同画像形成装置の構成について説明する為の図である。
【図２】同画像形成装置の定着装置の要部立面図であり、同定着装置の構成について説明する為の図である。
【図３】同画像形成装置のブロック図であり、同画像形成装置の制御系統の構成について説明する為の図である。
【図４】同画像形成装置の印刷時の動作を示すフロー図である。
【図５】同画像形成装置の第１通電制御時の動作を示すフロー図である。
【図６】同画像形成装置の第２通電制御時の動作を示すフロー図である。
【図７】同画像形成装置の定着ローラの表面温度の推移を示す図である。
【図８】従来用いられていた画像形成装置の定着ローラの表面温度の推移を示す図である。
【図９】第２の実施の形態として示す画像形成装置の印刷時の動作を示すフロー図である。
【図１０】同画像形成装置のヒータのオン／オフ状態と、排出センサの検出結果との関係を示す図である。
【図１１】第３の実施の形態として示す画像形成装置の印刷時の動作を示すフロー図である。
【図１２】同画像形成装置の定着ローラの表面温度の推移を示す図である。
【図１３】従来用いられていた画像形成装置の定着ローラの表面温度の推移を示す図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１    画像形成装置
３    スタッカ
５    給紙ローラ
７    分離フレーム
９    給紙センサ
１１    搬送ローラ
１３    レジストローラ
１５    通過センサ
１７    現像装置
１９    定着装置
２１    排出センサ
２３    排紙ローラ
２５    レジストローラ
２７    排出ローラ
２９    レジストローラ
３１    スタッカ
３３    露光装置
３５    感光体ドラム
３７    現像ローラ
３９    帯電ローラ
４１    クリーニングローラ
４３    転写ローラ
４５    定着ローラ
４７    加圧ローラ
４９    ヒータ
５１    サーミスタ
５３    通信Ｉ／Ｆ部
５５    コントローラ
５７    オペレーションパネル
５９    印刷エンジン制御部
６１    駆動部
６３    搬送系駆動部
６５    高圧系駆動部
６７    露光駆動部
６９    通電制御部
７１    第１通電制御部
７３    第２通電制御部
７５    センサ入力部
７７    ＲＯＭ
７９    電源供給部
８１    定着ローラ温度検出部
【図１】
2007241146.tif 000003
【図２】
2007241146.tif 000004
【図３】
2007241146.tif 000005
【図４】
2007241146.tif 000006
【図５】
2007241146.tif 000007
【図６】
2007241146.tif 000008
【図７】
2007241146.tif 000009
【図８】
2007241146.tif 000010
【図９】
2007241146.tif 000011
【図１０】
2007241146.tif 000012
【図１１】
2007241146.tif 000013
【図１２】
2007241146.tif 000014
【図１３】
2007241146.tif 000015