(57)【要約】【課題】簡単な動作で、媒体の水分量の均質化を図り、熱定着を行う画像形成装置における用紙変形を抑制する手段を提供する。【解決手段】媒体上の現像剤像を加熱と加圧を用いて当該媒体上に定着させる定着部と、時間を計測する時計部と、少なくとも湿度を含む環境情報を検出する環境検出部と、を備えた画像形成装置において、環境検出部から取得した環境情報と、時計部から取得した時刻とを環境履歴情報として蓄積する手段と、媒体の媒体情報を取得する手段と、定着部をウォームアップする際に、環境履歴情報と媒体情報とに基づいて、定着部の空回し時間を延長する手段とを備える。【選択図】        図４
2012198346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体上の現像剤像を加熱と加圧を用いて当該媒体上に定着させる定着部と、
時間を計測する時計部と、
少なくとも湿度を含む環境情報を検出する環境検出部と、を備えた画像形成装置において、
前記環境検出部から取得した環境情報と、前記時計部から取得した時刻とを環境履歴情報として蓄積する手段と、
前記媒体の媒体情報を取得する手段と、
前記定着部をウォームアップする際に、前記環境履歴情報と前記媒体情報とに基づいて、前記定着部の空回し時間を延長する手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記空回し時間の延長を、ウォームアップの終了後に行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において、
前記蓄積された環境履歴情報に、所定期間の環境履歴情報が存在しない場合は、その場合に延長する空回し時間を、所定期間の環境履歴情報が存在する場合に延長する最大空回し時間以上にする手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において、
利用者が環境情報に関する過去の情報を入力する入力手段と、
前記蓄積された環境履歴情報に、所定期間の環境履歴情報が存在しない場合は、その場合に延長する空回し時間を、前記入力手段から入力された前記過去の情報に基づいて設定する手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像形成装置において、
前記過去の情報が装置の放置時間であって、前記放置時間が明らかな場合は、その場合に延長する空回し時間を、所定期間の環境履歴情報が存在する場合に延長する最大空回し時間以下に設定し、入力された前記放置時間が不明の場合は前記最大空回し時間より長く設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記媒体は、再生紙であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記媒体は、坪量が８０ｇ／ｍ２以下であるであ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、プリンタやファクシミリ、複写機等の熱定着を行う画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置は、ピックアップローラと感光体ドラムとの間に配置された湿度センサと、用紙の表裏を反転させる反転機構とを備え、湿度センサで測定した周囲湿度の測定値を予め設定されている基準値と比較して、その測定値が基準値よりも高いときに、用紙に画像を印刷しないで定着部を通過させ、反転機構により用紙を反転させた後に、両面印刷の行程に従って印刷を実行させて用紙中の水分を除去している（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−６６８３４号公報（主に、段落００１９−００３０、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の技術においては、用紙中の水分除去のための処理が複雑になるという問題があった。
また、水分除去のための処理を行わない画像形成装置の場合は、定着部を通過した後の用紙に用紙変形（いわゆるカール）が生ずるという問題があった。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、簡単な動作で、媒体の水分量の均質化を図り、熱定着を行う画像形成装置における用紙変形を抑制する手段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】
本発明は、上記課題を解決するために、媒体上の現像剤像を加熱と加圧を用いて当該媒体上に定着させる定着部と、時間を計測する時計部と、少なくとも湿度を含む環境情報を検出する環境検出部と、を備えた画像形成装置において、前記環境検出部から取得した環境情報と、前記時計部から取得した時刻とを環境履歴情報として蓄積する手段と、前記媒体の媒体情報を取得する手段と、前記定着部をウォームアップする際に、前記環境履歴情報と前記媒体情報とに基づいて、前記定着部の空回し時間を延長する手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【０００６】
これにより、本発明は、簡単な動作で、定着ローラと加圧ローラとの表面温度の温度差を縮めることができ、媒体の水分量を均質化させて熱定着を行う画像形成装置における用紙変形を抑制することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１の画像形成装置の構成を示す説明図
【図２】実施例１の定着部を示す説明図
【図３】実施例１の温度検出素子の設置位置を示す説明図
【図４】実施例１の画像形成装置の制御系統を示すブロック図
【図５】実施例１の操作パネルを示す説明図
【図６】実施例１の媒体情報を示す説明図
【図７】実施例１の環境履歴情報蓄積処理を示すフローチャート
【図８】実施例１の媒体水分均質化処理を示すフローチャート
【図９】実施例１の媒体水分均質化処理を示すタイムチャート
【図１０】実施例２の媒体水分均質化処理を示すフローチャート
【図１１】実施例２の表示部への表示情報等を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、図面を参照して本発明による画像形成装置の実施例について説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１において、１は画像形成装置としてのプリンタである。本実施例のプリンタ１は、カラー画像を印刷する電子写真方式のカラープリンタである。
このプリンタ１には、図１に示すように、その装置筐体内の下部に、印刷用の媒体としての用紙Ｐを収容する媒体カセット３が着脱自在に装着され、その外部の上面に、画像が印刷された用紙Ｐを集積するスタッカ４が配置されており、これらの間は、図１に破線で示す、概ねＳ字状に形成された用紙搬送路５で接続されている。
【００１０】
用紙搬送路５と媒体カセット３との接続部には、媒体カセット３から用紙Ｐを用紙搬送路５へ１枚毎に繰出すピックアップローラ６が設けられ、ピックアップローラ６の用紙Ｐの搬送方向（図１に矢印で示す方向をいう。以下、単に搬送方向という。）の下流側には、ピックアップローラ６により搬送された用紙Ｐの斜行を修正して搬送するレジストローラ７、レジストローラ７に挟持されて搬送された用紙Ｐの通過を検出する媒体通過検出センサ８、媒体通過検出センサ８を通過した用紙Ｐを挟持して搬送する搬送ローラ９、搬送ローラ９により搬送された用紙Ｐの通過を検出する媒体通過検出センサ１０が配置されている。また、レジストローラ７と搬送ローラ９との間には、プリンタ１内の湿度および温度からなる環境情報を検出するための環境情報検出センサ１１が配置されている。
【００１１】
媒体通過検出センサ１０の搬送方向の下流側には、搬送ローラ９により搬送された用紙Ｐを搬送する搬送ベルト１２が配置され、その搬送ベルト１２の平行部の上面部には、搬送ベルト１２に沿って複数の画像形成ユニット１３が配置され、各画像形成ユニット１３の上方には、静電潜像を形成するための図示しない露光ヘッドが、搬送ベルト１２の上面部を挟んだ反対側には、画像形成ユニット１３の感光体ドラム１４上に形成された現像剤像としてのトナー像を用紙Ｐ上に転写する転写ローラ１５が配置され、搬送ベルト１２の搬送方向の下流側には、転写されたトナー像を用紙Ｐ上に定着させる定着部１７が配置されている。
【００１２】
また、定着部１７の搬送方向の下流側には、定着部１７から排出された用紙Ｐの通過を検出する媒体通過検出センサ１８、媒体通過検出センサ１８を通過して用紙搬送路５により搬送された定着後の用紙Ｐを挟持してスタッカ４上へ排出する排出ローラ１９が配置されている。
なお、媒体通過検出センサ８、１０、１８は用紙Ｐの通過を認識するためのメカニカルセンサであり、用紙Ｐが通過する度に機械的に動作して用紙Ｐの通過を検出する。
【００１３】
本実施例のプリンタ１には、それぞれに設定された設定色、つまりＫ色（ブラック）、Ｙ色（イエロー）、Ｍ色（マゼンダ）、Ｃ色（シアン）の現像剤としてのトナーを収容した、４つの画像形成ユニット１３ｋ、１３ｙ、１３ｍ、１３ｃが搬送方向に沿ってトナー像を形成する順に配置されている。
上記の搬送ベルト１２と、搬送ベルト１２内に各画像形成ユニット１３の感光体ドラム１４に対向して配置された４つの転写ローラ１５により、本実施例の転写ユニット２０が構成され、この転写ユニット２０と４つの画像形成ユニット１３により、本実施例の画像形成部２１が構成される。
【００１４】
このような画像形成部２１の各画像形成ユニット１３と搬送ベルト１２の間を用紙Ｐが通過しているときに、転写ローラ１５によって用紙Ｐ上にトナー像が転写され、トナー像が転写された用紙Ｐは、定着部１７へ搬送される。
本実施例の定着部１７は、図２に示すように、定着ローラ２４と、定着ローラ２４を押圧する加圧ローラ２５、定着ローラ２４の表面温度を検出するサーミスタ等の温度検出素子２６、温度検出素子２６の雰囲気温度を計測するサーミスタ等の温度検出素子２７等により構成されている。
【００１５】
また、定着ローラ２４の内部には、ハロゲンランプ等のヒータ２８、２９が内蔵されており、定着ローラ２４と加圧ローラ２５は図２に示した搬送方向に用紙Ｐを搬送するように回転し、トナーが転写された用紙Ｐが定着ローラ２４と加圧ローラ２５との間を通過するときに、加圧および加熱によって用紙Ｐ上にトナーが定着される。
【００１６】
本実施例の温度検出素子２６は、定着ローラ２４の表面との間に隙間を介して非接触で配置され、温度検出素子２７は温度検出素子２６に接触して配置され、これらの温度検出素子２６、２７は、図３に示すように、定着ローラ２４の長手方向の中央部に配置されている。また、ヒータ２８、２９は、これらの発熱量が異なるように設定されている。
【００１７】
上記の定着ローラ２４は、ヒータ２８、２９を内蔵する芯金２４ａの表面に弾性層２４ｂを接着して構成され、芯金２４ａは鉄等の金属材料からなる厚さｔ１＝０．５ｍｍのパイプで形成され、弾性層２４ｂは厚さｔ２＝０．８ｍｍのシリコン系ゴム等の耐熱弾性体で形成されている。また、定着ローラ２４の直径は２７ｍｍ程度である。
【００１８】
加圧ローラ２５は、芯金２５ａの表面に弾性層２５ｂを接着して構成され、芯金２５ａは鉄等の金属材料からなる厚さｔ３＝０．５ｍｍのパイプで形成され、弾性層２４ｂは厚さｔ４＝０．８ｍｍのシリコン系ゴム等の耐熱弾性体で形成されている。また、加圧ローラ２５の直径は１９ｍｍ程度である。
【００１９】
これら定着ローラ２４および加圧ローラ２５の各部の厚さは、できるだけ薄いほうが熱容量としては少なくなるので、厚さｔ１、ｔ３をさらに薄くする場合は、さらに剛性がある材料を選ぶとよい。また、弾性層２４ｂ、２５ｂの材料は、耐熱弾性体であれば他の合成ゴムであってもよい。
【００２０】
図４は、本実施例のプリンタ１の制御系統を示すブロック図であり、主制御部３０はＣＰＵを備えており、定着温度制御部３１、パネル制御部３２、媒体情報管理部３３、インタフェース部３４、用紙搬送制御部３５、環境履歴情報管理部３６等を制御して、本実施例の印刷処理や環境履歴情報蓄積処理、媒体水分均質化処理等を実行すると共に、インタフェース部３４を介して上位装置３７とのデータ通信を制御する機能等を有している。
【００２１】
記憶部３８は、主制御部３０が実行するプログラムを格納する読出専用のメモリであるＲＯＭ、書換え可能なＲＯＭであるＥＥＰＲＯＭ、一時的な読出し書込みが可能なメモリであるＲＡＭ等を備えており、主制御部３０が、定着温度制御部３１、パネル制御部３２、媒体情報管理部３３、インタフェース部３４、用紙搬送制御部３５、環境履歴情報管理部３６、時計部３９等から取得した情報を格納すると共に、上記各処理に用いる閾値等の各種のデータを格納している。
【００２２】
定着温度制御部３１は、温度検出素子２６および温度検出素子２７からの出力を用いて温度検出部４１および温度検出部４２で検出された温度を基に、定着ローラ２４の表面温度Ｔｃを計算式により推定し、定着温度設定部４３に設定されている制御目標温度Ｔｇに定着ローラ２４の表面温度Ｔｃが近づくように、電源部４４ヘヒータ制御信号を出力して定着ローラ２４の表面温度を制御する。
【００２３】
この場合に、温度検出素子２６、温度検出素子２７は定着ローラ２４に非接触で設置されているため、温度検出素子２６、温度検出素子２７で検出した温度を式（１）に示す所定の計算式で計算した結果を定着ローラ２４表面温度として用いる。
【００２４】
Ｔｃ＝Ａ×（Ｔｎｃ−Ｔａｍｂ）＋Ｔａｍｂ＋Ｂ    ・・・・・・・・・（１）
ここに、Ｔｃは定着ローラ２４の表面温度、Ｔｎｃは温度検出素子２６で検出した温度、Ｔａｍｂは温度検出素子２７で検出した温度、Ａ、Ｂは定数である。
【００２５】
定着温度設定部４３には、制御目標温度Ｔｇと、ウォームアップ終了温度Ｔｗ＝Ｔｇ−Ｔｐとが設定される。この場合の、Ｔｐは表面温度Ｔｃの制御幅であり、０℃以上の値である。本実施例では、制御幅Ｔｐは３〜５℃、制御目標温度Ｔｇは１７０℃程度の温度に設定される。
【００２６】
温度検出部４１は、温度検出素子２６の出力から温度を検出し、定着温度制御部３１に温度情報を出力する。また、温度検出部４２は温度検出素子２７の出力から温度を検出し、定着温度制御部３１に温度情報を出力する。
電源部４４は、定着温度制御部３１からヒータ制御信号を受信し、この制御信号を基に、商用ＡＣ電源４５からの電力をヒータ２８とヒータ２９へ供給する。
【００２７】
用紙搬送制御部３５は、主制御部３０から用紙搬送信号を受信し、回転制御部４６に駆動信号を送信する。定着部回転機構４７、用紙搬送機構４８は、回転制御部４６から出力される駆動信号によって、用紙Ｐを所定の搬送方向に搬送するように動作する。
【００２８】
パネル制御部３２は、利用者が操作する操作パネル５０の入力手段としての入力ボタン５１からの入力情報の入力を受付けて、入力された情報を主制御部３０に送信すると共に、表示部５２に対して利用者が入力した情報を基に表示情報を送信し、表示部５２は、受信した表示情報を基に、その液晶等の表示画面に利用者が操作するための文言または絵の情報を表示する。なお、入力手段は、ボタンスイッチからなる入力ボタン５１であってもよく、表示部５２に設けたタッチパネル等であってもよい。
【００２９】
本実施例の操作パネル５０には、図５に示すように、表示部５２と、←ボタン、↑ボタン、↓ボタン、Ｅｎｔｅｒボタン、ＯＮＬＩＮＥボタン、ＣＡＮＣＥＬボタン等からなる入力ボタン５１が配置されている。
インタフェース部３４は、パーソナルコンピュータ等の上位装置３７からの印刷情報を受信して主制御部３０に送信すると共に、主制御部３０からの情報を上位装置３７へ送信する機能を有しており、有線ＬＡＮや無線ＬＡＮ、ＵＳＢ、セントロニクスインタフェース等である。
【００３０】
媒体情報管理部３３は、印刷に用いる用紙Ｐに関する情報であって、例えば、図６に示す用紙厚さや用紙種類等の用紙種別および用紙サイズ等の媒体情報を管理する。また、主制御部３０は媒体情報管理部３３が管理している媒体情報を読出すことができる。この媒体情報は、利用者が操作パネル５０の入力ボタン５１や表示部５２を用いて、入力もしくは選択した情報、または利用者が上位装置３７で選択等により入力し印刷情報に含まれた状態で送信された情報である。
【００３１】
環境履歴情報管理部３６は、温度と湿度を検出する環境情報検出センサ１１により環境検出部５４から出力される温度と湿度からなる環境情報と、時間を計測する時計部３９から出力される時刻（月日を含む。）とからなる環境履歴情報を管理する。また、主制御部３０は必要に応じて環境履歴情報管理部３６の環境履歴情報を読出すことができる。
【００３２】
時計部３９は、水晶発振器等を有する周波数発生器とカレンダを記憶したメモリ等を備え、周波数発生器が発生した周波数を計数してそのカウント数から現在時刻を演算すると共にカレンダを参照して年月日を演算し、演算した年月日と時刻とを現在時刻として主制御部３０へ送信する機能を有しており、上記各部が用いる時間を計測するものである。
【００３３】
上記のプリンタ１の記憶部３８には、利用者が上位装置３７から送信した印刷情報を受付け、これを基に媒体カセット３から繰出した用紙Ｐ上にトナー像を転写し、これを定着部１７で定着してスタッカ４上に排出する機能等を有する通常の印刷処理プログラムと、図７を用いて説明する環境履歴情報蓄積処理および図８を用いて説明する媒体水分均質化処理を行う機能を有するアプリケーションプログラム等からなる業務処理実行プログラムが予め格納されており、主制御部３０が実行する業務処理実行プログラムのステップにより本実施例のプリンタ１の各機能手段が形成される。
また、記憶部３８には、環境履歴情報を蓄積するための履歴情報格納領域が予め確保されている。
【００３４】
以下に、図７に示すフローチャートを用い、Ｓで示すステップに従って、本実施例の環境履歴情報蓄積処理について説明する。
Ｓ１：利用者がプリンタ１へ商用ＡＣ電源４５からの電源を投入すると、プリンタ１の記憶部３８に格納されている業務処理実行プログラムが自動的に起動され、主制御部３０は環境履歴情報蓄積処理の実行を開始する。
【００３５】
Ｓ２：環境履歴情報蓄積処理が開始されると、主制御部３０は、時計部３９から現在時刻を取得し、これを環境履歴情報管理部３６に送信する。
Ｓ３：現在時刻を受信した環境履歴情報管理部３６は、環境検出部５４から環境情報検出センサ１１で検出した温度と湿度からなる環境情報を取得し、現在時刻と環境情報とからなる環境履歴情報を生成し、これを主制御部３０へ送信する。
【００３６】
Ｓ４：環境履歴情報を受信した主制御部３０は、受信した環境履歴情報を記憶部３８の履歴情報格納領域に追加して格納し、時系列で環境履歴情報を蓄積する。
Ｓ５：主制御部３０は、記憶部３８の履歴情報格納領域に、過去３６時間分の環境履歴情報が蓄積されたか否かを判定し、蓄積されている環境履歴情報が３６時間分以下の場合（ＮＯ）はステップＳ７へ移行する。蓄積されている環境履歴情報が３６時間分を超える場合（ＹＥＳ）はステップＳ６へ移行する。
【００３７】
Ｓ６：蓄積されている環境履歴情報が３６時間分を超えていると判定した主制御部３０は、３６時間より前の古い環境履歴情報を削除してステップＳ７へ移行する。これにより有限である記憶部３８の記憶領域を有効に活用することができる。
Ｓ７：新たな環境履歴情報の蓄積を終えた主制御部３０は、時計部３９から現在時刻を取得してステップＳ８へ移行する。
【００３８】
Ｓ８：主制御部は、取得した現在時刻が、前回環境履歴情報を格納した時刻から所定の経過時間（本実施例では５分間）を経過したか否かを判定し、所定の経過時間を経過していない場合（ＮＯ）はステップＳ９へ移行する。所定の経過時間を経過した場合（ＹＥＳ、本実施例では５分間経過した場合）はステップＳ２へ戻り、ステップＳ２〜Ｓ６による今回の環境履歴情報の蓄積を行う。
【００３９】
Ｓ９：現在時刻が所定の経過時間を経過していないことを判定した主制御部３０は、電源状態を確認し、電源がＯＮ状態の場合（ＮＯ）はステップＳ７へ戻り、ステップＳ７〜Ｓ９による電源状態を監視しながらの経過時間の計数を継続する。電源がＯＦＦ状態の場合（ＹＥＳ）は、環境履歴情報蓄積処理を終了する。
このようにして本実施例の環境履歴情報蓄積処理が実行され、プリンタ１の稼働中は、所定の時間間隔でプリンタ１の内部の環境履歴情報が記憶部３８の履歴情報格納領域に蓄積される。
【００４０】
以下に、図８に示すフローチャートおよび図９に示すタイムチャートを用い、ＳＡで示すステップに従って、本実施例の媒体水分均質化処理について説明する。
ＳＡ１：プリンタ１の稼働中に、主制御部３０は、上位装置３７からインタフェース部３４を介して印刷情報を受信すると、上記した環境履歴情報蓄積処理との並行処理によって、媒体水分均質化処理の実行を開始する。
【００４１】
ＳＡ２：上位装置３７からの印刷情報を受信した主制御部３０は、媒体情報管理部３３が管理している、現在実行しようとしている印刷処理に用いる用紙Ｐの媒体情報（図６（ａ）（ｂ）参照）を取得する。
【００４２】
ＳＡ３：媒体情報を取得した主制御部３０は、その用紙種別によって、印刷に用いる用紙Ｐが、水分量の均質化が必要な要均質化紙であるか否かの判定を行い、用紙Ｐが薄紙またはリサイクル紙であって要均質化紙の場合（ＹＥＳ）はステップＳＡ４へ移行する。用紙Ｐが普通紙または厚紙であって均質化不要紙である場合は、均質化不要と判定してステップＳＡ６へ移行する。
この場合に、薄紙とは、坪量が８０ｇ／ｍ２以下の用紙Ｐのことをいい、リサイクル紙とは原料として古紙を含有する用紙Ｐのことをいう。
【００４３】
ＳＡ４：用紙Ｐを要均質化紙と判定した主制御部３０は、記憶部３８の履歴情報格納領域に蓄積されている環境履歴情報を読出す。
ＳＡ５：主制御部３０は、読みだした環境履歴情報の直近の所定期間（本実施例では、過去１時間）の環境情報の変化幅、つまり温度または湿度の変化幅が所定の変化幅（本実施例では、予め温度で１０℃、湿度で２０％ｒｈに設定されている。）超えているか否かを判定し、環境情報の変化幅が所定の変化幅を超えている場合（ＹＥＳ）はステップＳＡ７へ移行する。環境情報の変化幅が所定の変化幅以内の場合（ＮＯ）は、均質化不要と判定してステップＳＡ６へ移行する。
【００４４】
この場合に、環境情報の変化幅は、過去１時間における湿度または温度の最大値と最小値との差分をいうが、通常の場合は、湿度または温度は単調に増加または減少するので、１時間前の湿度または温度と現在の湿度または温度との差分となる。
また、直近の所定期間を過去１時間とするのは、プリンタ１の外部環境または内部環境の変化によって環境情報検出センサ１１の出力値に変化があったとしても、その変化が用紙Ｐに反映されるまでの間にはタイムラグが存在し、そのタイムラグは１時間以上であるからである。
【００４５】
ＳＡ６：ステップＳＡ３またはＳＡ５において、用紙Ｐの水分量の均質化を不要と判定した主制御部３０は、定着部１７の定着ローラ２４と加圧ローラ２５の空回し時間Ｊｃを「０秒」、つまり空回しの延長不要に設定し、設定した空回し時間Ｊｃを記憶部３８に一時保存してステップＳＡ８へ移行する。
ＳＡ７：用紙Ｐが要均質化紙であって過去１時間の環境情報の変化幅が所定の変化幅を超えていると判定した主制御部３０は、定着部１７の空回し時間Ｊｃを「１０秒」に設定し、設定した空回し時間Ｊｃを記憶部３８に一時保存してステップＳＡ８へ移行する。
【００４６】
ＳＡ８：空回し時間Ｊｃを設定した主制御部３０は、定着温度制御部３１によって、その定着温度設定部４３に制御目標温度Ｔｇ（本実施例では、１７０℃）とウォームアップ終了温度Ｔｗ（＝Ｔｇ−Ｔｐ、本実施例では１６５℃）を設定する。
【００４７】
ＳＡ９：制御目標温度Ｔｇとウォームアップ終了温度Ｔｗを設定した定着温度制御部３１は、ヒータ２８、２９のヒータ制御を開始する。すなわち、定着温度制御部３１は、電源部４４へヒータ制御信号を出力し、定着部１７の定着ローラ２４に内蔵されたヒータ２８および／もしくはヒータ２９へ商用ＡＣ電源４５からの電力を供給して定着ローラ２４の表面温度Ｔｃを上昇させる。これにより、定着部１７は待機状態からウォームアップ状態へと切替わる（図９の時間Ｊ０参照）。
【００４８】
ＳＡ１０：主制御部３０は、定着温度制御部３１によって温度検出部４１、４２から出力される定着ローラ２４の表面温度Ｔｃを監視しながら表面温度Ｔｃが回転開始温度Ｔｒに達したか否かを判定し、表面温度Ｔｃが回転開始温度Ｔｒに達したとき（ＹＥＳ）にステップＳＡ１１へ移行する。表面温度Ｔｃが回転開始温度Ｔｒに達していない場合（ＮＯ）は、ウォームアップを継続しながら表面温度Ｔｃが回転開始温度Ｔｒに達するのを待って待機する。この場合の回転開始温度Ｔｒは、予め設定された固定値であり、本実施例ではＴｒ＝１００℃である。
【００４９】
ＳＡ１１：定着ローラ２４の表面温度Ｔｃが回転開始温度Ｔｒに達したことを判定した主制御部３０は、用紙搬送制御部３５によって回転制御部４６に駆動信号を送信し、回転制御部４６は定着部回転機構４７によって定着ローラ２４の回転を開始させる（図９の時間Ｊ１参照）。このとき、定着部１７は、用紙Ｐへの定着動作を行わずに定着ローラ２４と加圧ローラ２５とが回転する空回し状態で動作する。
【００５０】
ＳＡ１２：主制御部３０は、上記ステップＳＡ１０と同様にして、定着ローラ２４の表面温度Ｔｃを監視しながら表面温度Ｔｃがウォームアップ終了温度Ｔｗに達したか否かを判定し、表面温度Ｔｃがウォームアップ終了温度Ｔｗに達したとき（ＹＥＳ）にステップＳＡ１３へ移行する。表面温度Ｔｃがウォームアップ終了温度Ｔｗに達していない場合（ＮＯ）は、ウォームアップを継続しながら表面温度Ｔｃがウォームアップ終了温度Ｔｗに達するのを待って待機する。
【００５１】
ＳＡ１３：定着ローラ２４の表面温度Ｔｃがウォームアップ終了温度Ｔｗに達したことを判定した主制御部３０は、記憶部３８に一次保存されている空回し時間Ｊｃを読出し、読出した空回し時間Ｊｃが「０秒」の場合（ＹＥＳ）は、定着部１７の空回しを不要と判定し、記憶部３８の空回し時間Ｊｃを消去してステップＳＡ１６へ移行する。読出した空回し時間Ｊｃが「０秒」以外（本実施例では「１０秒」）の場合（ＮＯ）は、定着ローラ２４の空回しの延長を判定してステップＳＡ１４へ移行する。
【００５２】
ＳＡ１４：定着ローラ２４の空回しの延長を判定した主制御部３０は、回転制御部４６による定着ローラ２４の回転を継続させ、定着部１７の空回しを継続させてステップＳＡ１５へ移行する（図９の時間Ｊ２参照）。
【００５３】
ＳＡ１５：定着ローラ２４の回転を継続させた主制御部３０は、時計部３９によってステップＳＡ１３における延長判定時からの回転の継続時間を監視しながら空回し時間Ｊｃの経過を待って待機し、回転の継続時間が空回し時間Ｊｃになったとき（ＹＥＳ）に、記憶部３８の空回し時間Ｊｃを消去してステップＳＡ１６へ移行する。回転の継続時間が空回し時間Ｊｃを経過していない場合（ＮＯ）は定着ローラ２４の回転を継続させる。
【００５４】
ＳＡ１６：上記ステップＳＡ１３において定着部１７の空回しを不要と判定した、またはステップＳＡ１５において空回し時間Ｊｃの経過を判定した主制御部３０は、印刷処理の実行を開始する。この場合の印刷処理の動作は、通常の場合と同様であるので、その説明を省略する。
【００５５】
上記したステップＳＡ８〜ＳＡ１５までの処理における定着ローラ２４の表面温度Ｔｃの変化について、図９に示すタームチャートを用いて説明する。
ステップＳＡ８において、定着温度制御部３１の定着温度設定部４３に制御目標温度Ｔｇとウォームアップ終了温度Ｔｗが設定されると、ステップＳＡ９において時間Ｊ０のタイミングで、ヒータ制御はＯＦＦ制御からＯＮ制御となり、定着部１７の状態は待機状態からウォームアップ状態へと切替わり表面温度Ｔｃが上昇し始める。
【００５６】
このウォームアップ中に、時間Ｊ１のタイミングで定着ローラ２４の表面温度がＴｒに到達したら、ステップＳＡ１１において、定着ローラ２４の回転が開始され、これに伴って加圧ローラ２５も回転するため、定着ローラ２４から伝達された熱によって加圧ローラ２５の表面温度が上昇し始める。
【００５７】
そして、時間Ｊ２のタイミングでは、定着ローラ２４の表面温度Ｔｃが、ウォームアップ終了温度Ｔｗに到達し、定着部１７のウォームアップは終了となる。しかし、印刷する用紙が薄紙やリサイクル紙等の要均質化紙であって、環境履歴情報に大きな変化があった場合には、ステップＳＡ１５において空回しが１０秒間延長され、時間Ｊ３で１０秒間の空回しが終了したときに給紙動作開始となり、印刷処理が開始される。
このような空回しを実行すると、加圧ローラ２５は定着ローラ２４に接しているために、加圧ローラ２５の表面温度は上昇し、定着ローラ２４と加圧ローラ２５との表面温度の温度差は小さくなる。
【００５８】
一般に、用紙種別が薄紙やリサイクル紙であり、かつ、多く吸湿している用紙Ｐに熱定着をするとき、定着ローラ２４と加圧ローラ２５の温度差が大きい場合、印刷した用紙Ｐの用紙変形（カール）が大きいことが分かっている。これは、用紙Ｐが定着ローラ２４と加圧ローラ２５のニップ部を通過する際、定着ローラ２４側の面と加圧ローラ２５側の面との水分の放出量が異なるためである。
【００５９】
用紙Ｐのカールは、用紙Ｐに含まれる水分量の変化によって用紙Ｐが伸縮し、その搬送方向の紙端部が中央部に引っ張られ反り返る現象であり、用紙Ｐが置かれる周囲の温度や湿度で表わされる環境変化に影響され、特に、湿度変化に大きく影響される。
また、プリンタ１内において、用紙Ｐに転写されたトナー像を定着するときは、定着ローラ２４と加圧ローラ２５との間を通過させているため、定着後の用紙Ｐが高温に加熱された結果、急激に乾燥、つまり脱湿され、上向き（定着ローラ２４側）または下向き（加圧ローラ２５側）に反って湾曲する。このような用紙Ｐのカールは、フルカラー化による用紙Ｐに転写されるトナー量の増加や、紙の種類の多様化によって顕著に発生する傾向にある。
【００６０】
更に、用紙Ｐのカールは、用紙Ｐが収納される場所の環境変化によっても発生しやすくなり、用紙Ｐに含まれる水分量の変化、特に元々の水分状態よりも少ない水分状態に変化したときに発生する可能性が高くなる。
従って、用紙変形を極力少なくするためには、定着ローラ２４の表面温度Ｔｃと加圧ローラ２５の表面温度の温度差をできるだけ少なくすること、つまり、用紙Ｐの定着ローラ２４側と、加圧ローラ２５側との水分の放出量をできるだけ同じにすることが必要であり、それを実現するために、本実施例では、所定の空回し時間Ｊｃを設定して空回しの延長を行っている。
【００６１】
なお、本実施例では、プリンタ１の起動直後、または待機時間が長かったために、定着ローラ２４の表面温度Ｔｃが回転開始温度Ｔｒ未満になっているときに、上位装置３７から印刷情報を受信した場合における媒体水分均質化処理について説明したが、プリンタ１の待機中であって、印刷情報の受信時に定着ローラ２４の表面温度Ｔｃがウォームアップ終了温度Ｔｗ（＝Ｔｇ−Ｔｐ）以上である場合は、ステップＳＡ８において、制御目標温度Ｔｇとウォームアップ終了温度Ｔｗとを設定した後に、ヒータ制御が開始され（ＳＡ９）、表面温度Ｔｃが回転開始温度Ｔｒ以上であるので（ＳＡ１０のＹＥＳ）、即座に定着ローラ２４の回転が開始され（ＳＡ１１）、表面温度Ｔｃがウォームアップ終了温度Ｔｗ以上であるので（ＳＡ１２のＹＥＳ）、即座にステップＳＡ１３へ移行して、空回し時間Ｊｃが「０秒」以外の値に設定されていれば（ＳＡ１３のＮＯ）、ステップＳＡ１４、ＳＡ１５において、設定された空回し時間Ｊｃ、定着ローラ２４の空回しが延長され、その後に印刷処理が開始される（ＳＡ１６）ため、プリンタ１の稼働中は、いつでも上記した媒体水分均質化処理の実行が可能になる。
【００６２】
以上説明したように、本実施例では、用紙種別と環境履歴情報を基に、ウォームアップ終了後の定着ローラの空回し時間を延長したことによって、簡単な動作で、定着ローラと加圧ローラとの表面温度の温度差を縮めることができ、用紙Ｐの水分量を均質化させて熱定着を行うプリンタにおける用紙変形を抑制することができる。
【実施例２】
【００６３】
以下に、図１０および図１１を用いて本実施例の画像形成装置について説明する。なお、上記実施例１と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施例のプリンタ１の記憶部３８には、上記実施例１と同様の印刷処理プログラムと、図７を用いて説明した環境履歴情報蓄積処理および図１０を用いて説明する本実施例の媒体水分均質化処理を行う機能を有するアプリケーションプログラム等からなる業務処理実行プログラムが予め格納されており、主制御部３０が実行する業務処理実行プログラムのステップにより本実施例のプリンタ１の各機能手段が形成される。
【００６４】
以下に、図１０に示すフローチャートを用い、ＳＢで示すステップに従って、本実施例の媒体水分均質化処理について説明する。
本実施例のステップＳＢ１〜ＳＢ４の処理動作は、上記実施例１のステップＳＡ１〜ＳＡ４の処理動作と同様であるので、その説明を省略する。
【００６５】
ＳＢ５：主制御部３０は、読出した環境履歴情報が、直近の所定期間（本実施例では、過去１時間）以上連続して存在するか否かを判定し、連続した環境履歴情報が所定期間以上の場合（ＹＥＳ）はステップＳＢ１０へ移行する。連続した環境履歴情報が所定期間未満の場合（ＮＯ）は、接続子Ａを介して接続するステップＳＢ６へ移行する。
【００６６】
ＳＢ６：連続した環境履歴情報が所定期間未満と判定した主制御部３０は、パネル制御部３２によって、表示部５２の表示画面に「１時間以上放置されていましたか？」（図１１参照）というような、利用者に装置の放置時間（前回の印刷処理終了時から現在までの時間間隔をいう。）を問う旨の文言を表示した放置時間問合せ画面を表示する。
【００６７】
ＳＢ７：放置時間問合せ画面を表示したパネル制御部３２は、操作パネル５０の入力ボタン５１の押下による入力情報の入力を待って待機し、いずれかの入力ボタン５１が押下されたときにステップＳＢ８へ移行する。いずれの入力ボタン５１も押下されないときは前記の待機を継続する。
この場合の押下された入力ボタン５１の意味は、図１１に示すように、↑ボタンが押下されたときは「はい」を、↓ボタンが押下されたときは「いいえ」を、ＯＮＬＩＮＥボタンが押下されたときは「不明」を意味する。
【００６８】
ＳＢ８：入力ボタン５１の押下により入力された入力情報を認識したパネル制御部３２は、認識した入力情報に応じて、予め設定されたコードを割当て、それを主制御部３０へ送信する。
この場合のコードは、図１１に示すように、↑ボタンが押下されたときは「００Ｈ」が、↓ボタンが押下されたときは「０１Ｈ」が、ＯＮＬＩＮＥボタンが押下されたときは「０２Ｈ」が割当てられる。
【００６９】
ＳＢ９：入力情報のコードを受信した主制御部３０は、受信したコードに応じて、予め設定された定着部１７の空回し時間Ｊｃを設定し、設定した空回し時間Ｊｃを記憶部３８に一時保存してステップＳＢ１２へ移行する。
この場合の空回し時間Ｊｃは、図１１に示すように、入力情報のコードが「００Ｈ」つまり放置時間が１時間以上の場合は「１０秒」に、入力情報のコードが「０１Ｈ」つまり放置時間が１時間未満の場合は「５秒」に、入力情報のコードが「０２Ｈ」つまり放置時間が「不明」の場合は「１５秒」に設定される。
【００７０】
このように、本実施例では、↑ボタン、↓ボタンの押下により放置時間が入力された場合、つまり放置時間が明らかな場合は、その場合に延長する空回し時間Ｊｃを、ステップＳＢ１１またはＳＢ１２において所定期間の環境履歴情報が存在する場合に延長する最大空回し時間（本実施例では、ステップＳＢ１２における「１０」秒）以下に設定し、ＯＮＬＩＮＥボタンの押下により、放置時間が不明の場合は、その場合に延長する空回し時間Ｊｃを、最大空回し時間より長く（本実施例では「１５」秒）に設定している。
【００７１】
なお、放置時間問合せ画面を表示すべき表示部５２や入力ボタン５１を備えていないプリンタ１の場合、または処理の簡素化を図る場合は、上記ステップＳＢ５において、直近の所定期間の連続した環境履歴情報が存在しないと判定した場合（ＮＯ）に、次ステップにおいて、その場合に延長する空回し時間Ｊｃを、ステップＳＢ１１またはＳＢ１２において所定期間の環境履歴情報が存在する場合に延長する最大空回し時間（本実施例では、ステップＳＢ１２における「１０」秒）以上、例えば「１５秒」に設定し、これを記憶部３８に一時保存してステップＳＢ１２へ移行するようにしてもよい。このようにすれば、操作パネル５０、表示部５２、パネル制御部３２の有無に関らず、空回し時間Ｊｃを設定することができる。
その後のステップＳＢ１０〜ＳＢ２１の処理動作は、上記実施例１のステップＳＡ５〜ＳＡ１６の処理動作と同様であるので、その説明を省略する。
【００７２】
以上説明したように、本実施例では、直近の所定期間の環境履歴情報が得られない場合であっても、上記実施例１と同様の効果をえることができる。
なお、上記各実施例においては、用紙Ｐの水分均質化の要否の判定に用いる環境情報の変化幅は、湿度または温度の変化幅であるとして説明したが、湿度の変化幅のみを用いるようにしてもよい。本実施例の媒体水分均質化処理では、少なくとも湿度の変化によって用紙Ｐの水分均質化の要否を判定すれば、上記と同様の効果を得ることができるからである。
【００７３】
また、上記各実施例においては、定着部は加圧ローラを備えるとして説明したが、加圧ローラに替えて加圧ベルトを備えるようにしてもよい。
更に、上記各実施例においては、温度検出素子２６は定着ローラの表面と非接触に配置されているとして説明したが、定着ローラの表面に接触させて配置するようにしてもよい。
更に、上記各実施例においては、画像形成装置は、両面印刷機構を持たないカラープリンタであるとして説明したが、両面印刷機構を備えたプリンタやモノクロプリンタ、ＭＦＰ装置、ファクシミリ、複写機等であってもよい。これらの機器であっても本発明を適用すれば、上記と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００７４】
１    プリンタ
３    媒体カセット
４    スタッカ
５    用紙搬送路
６    ピックアップローラ
７    レジストローラ
８、１０、１８  媒体通過検出センサ
９    搬送ローラ
１１  環境情報検出センサ
１２  搬送ベルト
１３、１３ｋ、１３ｙ、１３ｍ、１３ｃ  画像形成ユニット
１４  感光体ドラム
１５  転写ローラ
１７  定着部
１９  排出ローラ
２０  転写ユニット
２１  画像形成部
２４  定着ローラ
２４ａ、２５ａ  芯金
２４ｂ、２５ｂ  弾性層
２５  加圧ローラ
２６、２７  温度検出素子
２８、２９  ヒータ
３０  主制御部
３１  定着温度制御部
３２  パネル制御部
３３  媒体情報管理部
３４  インタフェース部
３５  用紙搬送制御部
３６  環境履歴情報管理部
３７  上位装置
３８  記憶部
３９  時計部
４１、４２  温度検出部
４３  定着温度設定部
４４  電源部
４５  商用ＡＣ電源
４６  回転制御部
４７  定着部回転機構
４８  用紙搬送機構
５０  操作パネル
５１  入力ボタン
５２  表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2012198346.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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