(57)【要約】【課題】定着時における加熱ローラの設定温度を適正にして、印刷品質を安定させる手段を提供する。【解決手段】画像形成装置が、媒体のおもて面に転写された現像剤像を加熱ローラによる加熱により定着させる定着部と、定着部から排出される媒体のおもて面温度を検出する第１の温度センサと、定着部から排出される媒体の裏面温度を検出する第２の温度センサと、を備え、第１の温度センサおよび第２の温度センサの検出温度に基づいて、定着部の加熱ローラの設定温度を変更する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体のおもて面に転写された現像剤像を加熱ローラによる加熱により定着させる定着部と、
前記定着部から排出される媒体のおもて面温度を検出する第１の温度センサと、
前記定着部から排出される媒体の裏面温度を検出する第２の温度センサと、
前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサの検出温度に基づいて、前記定着部の前記加熱ローラの設定温度を変更する制御部とを備えた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、
前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサの検出温度に基づいて、前記定着部の前記加熱ローラの設定温度を変更する制御部に替えて、
前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとの検出温度差に基づいて、前記定着部の前記加熱ローラの設定温度を変更する制御部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に記載の画像形成装置において、
前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサの検出温度に基づいて、前記定着部の前記加熱ローラの設定温度を変更する制御部に替えて、
前記第１の温度センサの検出温度が所定の定着温度に達していない場合に、前記第１の温度センサの検出温度に基づいて、前記検出温度が所定の定着温度に達するまで、前記加熱ローラを加熱し、前記検出温度が所定の温度に達した後は、前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとの検出温度差に基づいて、前記定着部の前記加熱ローラの設定温度を修正する制御部を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとが、前記排出される媒体を挟んで、前記媒体の面の鉛直方向に対向配置されてい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、
前記第１および第２の温度センサの、前記媒体の排出方向の前方に、前記排出される媒体を挟持して搬送する搬送ローラを設けると共に、媒体の先端が前記搬送ローラに挟持されたときにその先端の通過を検出する排出媒体検出センサを設け、
前記制御部は、前記排出される媒体の先端が前記搬送ローラに挟持され前記排出媒体検出センサがその先端の通過を検出したときに、前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサにより、当該媒体の表裏の面の温度を検出す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、媒体上に転写された現像剤像を熱定着する定着部を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置の定着部は、内部にヒ−タを備えた加熱ローラと、この加熱ローラを押圧する加圧ロ−ラと、加熱ローラの外周面温度を検出するサーミスタとを有し、用紙に転写されたトナー像を加熱により定着させている。
【０００３】
このときの加熱ローラの外周面の設定温度は、印刷する画像データに添付された用紙の種類に対応する温度に設定され、サーミスタの検出温度が設定温度の所定の範囲内になった後に、回転している加熱ローラと加圧ロ−ラの間をトナー像が転写された用紙を通過させて、用紙上にトナー像を定着させている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３２７３５０号公報（主に、段落００６３−００６４、第４図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に、印刷用の用紙はセルロ−ス等の繊維が絡み合って出来ているため、熱伝導率が低く内部まで温まるのに時間がかかる。特に、用紙面の平滑度が低いラフ紙では、微視的にみて加熱ローラと接触している実質面積が減少するため接触熱抵抗が増え、単位時間あたりに用紙に伝達される熱量が低下し温まり難くなる。また、用紙の厚さが厚い場合は、薄い用紙に較べて熱容量が大きいため温まるまでに時間を要する。
【０００６】
トナー像の定着は、用紙が十分に温まりトナーの溶融温度に達していないと定着が不十分になるので、用紙が十分に温まっていないときは、定着不足による裏移りやトナーの剥がれ等の定着不良や、トナーが十分に温まっていない用紙に定着されずに加熱ローラの外周面に付着し、それが加熱ローラの回転周期毎にかすかな残像として印刷されるコ−ルドオフセット等が生ずる。また、用紙が過剰に温まり過ぎているときは、用紙のカ−ルやしわ、トナーの過度の溶融により加熱ローラの外周面に付着したトナーが加熱ローラの回転周期毎にかすかな残像として印刷されるホットオフセット等が生ずる。
【０００７】
このため、定着時における用紙の温度管理が印刷品質を安定させる上で重要になる。
【０００８】
しかしながら、上述した従来の技術においては、利用者が画像データを送信するときに選択した用紙の種類に応じて、加熱ローラの外周面温度を最適温度に設定しているため、同じ種類の用紙であっても、その表面状態や厚さが異なっている場合、例えば、同じ普通紙であっても、それがラフ紙や想定した普通紙の厚さより厚い場合は、定着時における用紙の温度が低くなって、定着不良やコ−ルドオフセット等の印刷不良が生じ、想定した普通紙の厚さより薄い場合は、定着時における用紙の温度が過大になって、カ−ルやしわ、ホットオフセット等の印刷不良が生ずる恐れがあるという問題がある。
【０００９】
また、このような印刷不良を防止するためには、利用者は、使用する媒体の厚さや種類を把握して、こまめに選択する用紙の種類を変える必要があり、利用者の負担が増加するという問題が生ずる。
【００１０】
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、定着時における加熱ローラの設定温度を適正にして、印刷品質を安定させ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】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するために、画像形成装置が、媒体のおもて面に転写された現像剤像を加熱ローラによる加熱により定着させる定着部と、前記定着部から排出される媒体のおもて面温度を検出する第１の温度センサと、前記定着部から排出される媒体の裏面温度を検出する第２の温度センサと、前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサの検出温度に基づいて、前記定着部の前記加熱ローラの設定温度を変更する制御部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
これにより、本発明は、媒体上の現像剤像の定着時における加熱ローラの設定温度を媒体の状態に関わらずに適正にして、印刷品質を安定させることができると共に、利用者の負担を軽減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】
【００１３】
【図１】実施例１の画像形成装置を示す説明図
【図２】実施例１の画像形成装置を示すブロック図
【図３】実施例１の定着部およびその近傍の断面を示す説明図
【図４】実施例１の加熱ローラの定着温度設定処理を示すフローチャート
【図５】実施例１の媒体面温度検出のタイミングを示すタイムチャート
【図６】実施例２の加熱ローラの定着温度設定処理を示すフローチャート
【図７】実施例２の媒体面温度検出のタイミングを示すタイムチャート
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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】
【００１５】
図１において、１は画像形成装置としてのプリンタであり、その装置筐体内には、印刷用の媒体である用紙Ｐを収容する給紙カセット２、給紙カセット２から用紙Ｐを繰出す給紙ロ−ラ３、給紙ロ−ラ３により繰出される用紙Ｐを１枚毎に分離する分離フレ−ム４、給紙ロ−ラ３により搬送された用紙Ｐの通過を検出する通過媒体検出センサ５、通過媒体検出センサ５を通過した用紙Ｐを挟持して搬送する搬送ロ−ラ６、搬送ロ−ラ６により搬送された用紙Ｐの通過を検出する通過媒体検出センサ７、通過媒体検出センサ７を通過して搬送された用紙Ｐへ転写する現像剤像としてのトナー像を形成する現像部８、現像部８で形成されたトナー像を用紙Ｐ上に転写する転写ローラ９、転写されたトナー像を用紙Ｐに定着する定着部１０、定着部１０から排出された用紙Ｐを検出する排出媒体検出センサ１１、排出媒体検出センサ１１を通過した用紙Ｐを挟持して搬送する搬送ローラ１２、搬送ローラ１２により搬送された用紙Ｐをスタッカ１３上へ排出する排出ロ−ラ１４が、用紙Ｐの搬送経路に沿って順に配置されている。
【００１６】
現像部８は、現像剤としてのトナーを収容したトナーカートリッジ１６、露光手段としての露光ヘッド１７から照射された光により、その表面上にドット単位で静電潜像が形成される感光体ドラム１８等を備えている。
【００１７】
図２において、２０はマイクロコンピュ−タ等のプリンタ１の制御部であり、インタフェース部２１、図示しない通信回線を介してパーソナルコンピュータ等の図示しない上位装置と接続しており、プリンタ１内の各部を制御して印刷処理等を実行する機能、上位装置とのデータ通信を制御する機能等を有している。
【００１８】
２２はプリンタ１の記憶部であり、制御部２０が実行するプログラムやそれに用いる各種のデータが記憶されているＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、制御部２０による処理結果等を記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等を備えている。
【００１９】
２３は操作表示部であり、ＬＣＤ等の表示画面とタッチパネル等の入力手段との組合せで構成されており、利用者からのプリンタ１への直接指示入力を受付けると共に、利用者に対して所定の情報を表示する機能を有している。
【００２０】
２４は搬送駆動部であり、制御部２０からの指令に基づいて、搬送経路に沿って用紙Ｐを搬送する給紙ローラ３、搬送ロ−ラ６、搬送ローラ１２、および排出ロ−ラ１４並びに感光体ドラム１８等を駆動する。
【００２１】
２５は高圧駆動部であり、制御部２０からの指令に基づいて、現像部８の各ローラや転写ローラ９等へ高電圧を印加する。
【００２２】
２６は露光駆動部であり、制御部２０が生成した印刷データに基づいて、露光ヘッド１７を駆動する。
【００２３】
２７は電源供給部であり、制御部２０からの指令に基づいて、定着部１０へ加熱用の電力を供給する。
【００２４】
図３において、３１は定着部１０の加熱ローラであり、定着する用紙Ｐのおもて面（トナー像が転写された面をいう。）側に配置され、その内部にはヒータ３２が設けられており、制御部２０からの指令によって電源供給部２７から供給された電力によるヒータ３２の発熱により加熱ローラ３１が加熱されてその外周面の温度が上昇し、電力を遮断することによって外周面の温度が低下するよう構成され、ヒータ３２へ供給する電力のＯＮ、ＯＦＦによって、加熱ローラ３１の外周面の表面温度が設定された設定温度Ｔｓに制御される。
【００２５】
また、加熱ローラ３１の周囲には、その外周面の表面温度を検出するサーミスタ等の加熱温度検出センサ３４、および外周面に摺接して外周面から用紙Ｐの先端を分離する分離爪３５が配置されている。
【００２６】
３６は加圧ローラであり、加熱ローラ３１に対向配置されて一定の圧力で加熱ローラ３１を押圧しており、用紙Ｐに転写されたトナー像は、加熱ローラ３１と加圧ローラ３６の間で挟持搬送されるときに用紙Ｐ上に定着される。
【００２７】
３８は第１の温度センサとしてのおもて面温度センサであり、定着部１０から排出される定着後の用紙Ｐのおもて面から輻射される赤外光を受光して非接触でその用紙Ｐのおもて面の表面温度（媒体面温度ともいう。）を検出する機能を有している。
【００２８】
３９は第２の温度センサとしての裏面温度センサであり、定着部１０から排出される定着後の用紙Ｐの裏面から輻射される赤外光を受光して非接触でその用紙Ｐの裏面の表面温度（媒体面温度ともいう。）を検出する機能を有している。
【００２９】
おもて面温度センサ３８と、裏面温度センサ３９とは、定着部１０から排出される用紙Ｐを挟んで、その用紙面からの距離が等しくなるように用紙面の鉛直方向に対向配置されており、定着部１０とその用紙Ｐの排出方向の前方に配置された排出媒体検出センサ１１との間に配置されている。
【００３０】
排出媒体検出センサ１１は、図３に示すように、回転支点１１ａに回動可能に支持されて、通常はその一方の端部（検出端という。）が用紙Ｐの搬送経路を塞ぐように配置され、搬送される用紙Ｐの先端がその検出端を押すことによって、回転支点１１ａを中心に回動し、他端に設けられた発光部と受光部とを対向配置した光学式のセンサ１１ｂの発光部からの光を受光部が受光したことによって、定着部１０から排出される用紙Ｐの先端の通過を検出する機能を有しており、その検出端は、用紙Ｐの先端が排出方向前方に設けられた搬送ローラ１２に挟持されたときに、挟持される用紙Ｐの先端に押されて回動する位置に配置されている。
【００３１】
上記のプリンタ１の記憶部２２には、図示しない上位装置からの画像データを受信して、その画像データから生成した印刷データを基に、露光駆動部２６や搬送駆動部２４、高圧駆動部２５から印加する電圧やその極性の設定を制御しながら用紙Ｐに印刷データを印刷して排出する通常の印刷処理プログラムに、おもて面温度センサ３８と裏面温度センサ３９とが検出した用紙Ｐの表裏両面の温度を基に、定着部１０の加熱ローラ３１の設定温度Ｔｓを制御しながら、用紙Ｐ上のトナー像を定着させる定着温度設定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が追加された印刷業務実行プログラムが予め格納されており、制御部２０が実行する印刷業務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。
【００３２】
また、記憶部２２には、加熱ローラ３１の外周面の表面温度を設定するときに、おもて面温度センサ３８が検出した用紙Ｐのおもて面温度Ｔ１と、裏面温度センサ３９が検出した用紙Ｐの裏面温度Ｔ２との検出温度差（＝Ｔ１−Ｔ２）を区分するための小温度差判定値Ｔｍと大温度差判定値Ｔｈが予め設定されて格納され、小温度差判定値Ｔｍおよび大温度差判定値Ｔｈで区分された３つの範囲に適用する加熱ローラ３１の３つの設定温度Ｔｓ１、Ｔｓ２、Ｔｓ３が予め設定されて格納されている。
【００３３】
本実施例の小温度差判定値Ｔｍおよび大温度差判定値ＴｈはＴｍ＜Ｔｈの関係にあり、例えばＴｍ＝１０℃、Ｔｈ＝２０℃に設定されている。
【００３４】
また、各設定温度Ｔｓは、Ｔｓ１＜Ｔｓ２＜Ｔｓ３の関係にあり、Ｔｓ１は（Ｔ１−Ｔ２）＜Ｔｍの範囲に、Ｔｓ２はＴｍ≦（Ｔ１−Ｔ２）＜Ｔｈの範囲に、Ｔｓ３は（Ｔ１−Ｔ２）≧Ｔｈの範囲に適用され、例えばＴｓ１＝１８５℃、Ｔｓ２＝１９５℃、Ｔｓ３＝２０５℃に設定されている。
【００３５】
なお、設定温度Ｔｓ２は、一般的な厚さおよび用紙面の平滑度を有する普通紙の標準的な加熱ローラ３１の設定温度Ｔｓであり、設定温度Ｔｓ１は、当該普通紙より薄い用紙Ｐ（薄紙という。）に適した設定温度Ｔｓ、設定温度Ｔｓ３は、当該普通紙より厚い用紙Ｐ（厚紙という。）に適した設定温度Ｔｓである。
【００３６】
また、おもて面温度Ｔ１と裏面温度Ｔ２との関係は、加熱ローラ３１がおもて面側に配置されているので、常にＴ１＞Ｔ２の関係にある。
【００３７】
以下に、本実施例のプリンタ１の印刷処理における印刷動作について説明する。
【００３８】
プリンタ１の主電源がＯＮされると、プリンタ１の記憶部２２に格納されている印刷業務実行プログラムが自動的に起動され、制御部２０は、印刷業務実行プログラムにより、プリンタ１の各部をアイドル状態に設定すると共に、図示しない上位装置からの画像データの着信を待って待機する。
【００３９】
そして、制御部２０は、上位装置からの画像データをインタフェース部２１によって受信すると、その画像データを記憶部２２に保存すると共に、給紙カセット２から給紙ローラ３による用紙Ｐの繰出しを開始すると共に、搬送駆動部２４によって、感光体ドラム１８、転写ローラ９、搬送ローラ６、１２、排出ロ−ラ１４、定着部１０の加熱ローラ３１、加圧ローラ３６を回転駆動して暖機運転を開始する。
【００４０】
この暖機運転の開始時には、加熱ローラ３１の設定温度Ｔｓは、設定温度Ｔｓ１（本実施例では、１８５℃）に設定される。これは、用紙Ｐの種類が不明の状態で、仮に給紙カセット２に薄紙がセットされているとした場合に、過加熱によるトナーの溶融によって用紙Ｐが加熱ローラ３１に巻付く等のプリンタ１の停止を伴う重大な不具合を回避するためである。
【００４１】
給紙ロ−ラ３により繰出された用紙Ｐは、分離フレ−ム４を通過するときに１枚毎に分離され、給紙ロ−ラ３の回転により搬送経路の下流に向けて搬送され、搬送ロ−ラ６に挟持されて搬送された用紙Ｐの先端が通過媒体検出センサ７に到達すると、制御部２０は、記憶部２２に保存した画像デ−タにより生成した印刷データを基に露光駆動部２６によって露光ヘッド１７を駆動し、現像部８の感光体ドラム１８の表面上に印刷データに応じた静電潜像を形成し、これをトナーで現像して感光体ドラム１８の表面上にトナー像を形成する。
【００４２】
そして、用紙Ｐが感光体ドラム１８と転写ローラ９に挟まれて搬送されると、感光体ドラム１８の表面上のトナー像は、転写ローラ９によって用紙Ｐ上に転写され、用紙Ｐ上に転写されたトナー像は、定着部１０の加熱ローラ３１および加圧ローラ３６により定着された後、搬送ローラ１２に挟持されて搬送され、排出ロ−ラ１４によりプリンタ１の上面に設けられたスタッカ１３上に排出される。
【００４３】
このようにして、本実施例のプリンタ１による１枚の用紙Ｐへの印刷動作が行われるが、本実施例の定着部１０によるトナー像の定着直後には、以下に説明する定着温度設定処理が実行される。
【００４４】
以下に、図４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定着温度設定処理について説明する。
【００４５】
Ｓ１：トナー像を用紙Ｐ上に転写した制御部２０は、そのトナー像が定着部１０で定着されながら定着部１０から排出される用紙Ｐの先端を排出媒体検出センサ１１が回動して検出するのを待って待機しており、排出媒体検出センサ１１がＯＮしたこと、つまり用紙Ｐの先端が搬送ローラ１２に挟持され排出媒体検出センサ１１がその先端の通過を検出したときにステップＳ２へ移行する。排出媒体検出センサ１１が用紙Ｐの先端を検出しない場合は、前記の待機を継続する。
【００４６】
Ｓ２：排出媒体検出センサ１１が用紙Ｐの先端を検出したことを認識した制御部２０は、おもて面温度センサ３８が検出しているその時点のおもて面温度Ｔ１を検出し、その温度を記憶部２２に保存する。
【００４７】
Ｓ３：これと同時に制御部２０は、裏面温度センサ３９が検出しているその時点の裏面温度Ｔ２を検出し、その温度を記憶部２２に保存する。
【００４８】
Ｓ４：定着部１０から排出される用紙Ｐのおもて面温度Ｔ１および裏面温度Ｔ２を検出した制御部２０は、記憶部２２から読出したおもて面温度Ｔ１および裏面温度Ｔ２を基に、用紙Ｐのおもて面と裏面の検出温度差（＝Ｔ１−Ｔ２）を算出し、用紙Ｐの表裏の検出温度差が、小温度差判定値Ｔｍ（本実施例では、１０℃）未満の場合はステップＳ５へ移行する。検出温度差が、小温度差判定値Ｔｍ以上の場合はステップＳ６へ移行する。
【００４９】
Ｓ５：検出温度差が小温度差判定値Ｔｍ未満であることを判定した制御部２０は、加熱ローラ３１の設定温度ＴｓをＴｓ１（本実施例では、１８５℃）に変更して１枚目の用紙Ｐに対する定着温度設定処理を終了させる。
【００５０】
なお、現段階では、設定温度Ｔｓは暖機運転を開始時に設定温度Ｔｓ１に設定されているので、設定温度Ｔｓは変化しない。
【００５１】
Ｓ６：検出温度差が小温度差判定値Ｔｍ以上であることを判定した制御部２０は、用紙Ｐの表裏の検出温度差が、大温度差判定値Ｔｈ（本実施例では、２０℃）未満の場合はステップＳ７へ移行する。検出温度差が、大温度差判定値Ｔｈ以上の場合はステップＳ８へ移行する。
【００５２】
Ｓ７：検出温度差が小温度差判定値Ｔｍ以上、大温度差判定値Ｔｈ未満であることを判定した制御部２０は、加熱ローラ３１の設定温度ＴｓをＴｓ２（本実施例では、１９５℃）に変更して１枚目の用紙Ｐに対する定着温度設定処理を終了させる。
【００５３】
Ｓ８：検出温度差が大温度差判定値Ｔｈ以上であることを判定した制御部２０は、加熱ローラ３１の設定温度ＴｓをＴｓ３（本実施例では、２０５℃）に変更して１枚目の用紙Ｐに対する定着温度設定処理を終了させる。
【００５４】
なお、１つの画像データによって複数枚の用紙Ｐに連続して印刷する場合は、先行する用紙Ｐのときに設定された設定温度Ｔｓはそのまま維持され、次の用紙Ｐに対してはその設定温度Ｔｓを基準に、検出温度差に基づいて設定温度Ｔｓを上下させるように１枚毎に制御される。
【００５５】
また、全ての画像データの印刷を終えた場合は、所定時間経過後に、制御部２０は、プリンタ１をアイドル状態にして新たな画像データの着信を待って待機する。
【００５６】
以下に、図５に示すタイムチャートを用いて、媒体面温度検出のタイミングについて説明する。
【００５７】
１枚の用紙Ｐがおもて面温度センサ３８と裏面温度センサ３９を通過する場合のおもて面温度Ｔ１および裏面温度Ｔ２の推移は、図５に示すように、おもて面温度センサ３８と裏面温度センサ３９がそれぞれ検出する媒体面温度は、用紙Ｐの先端がそれぞれのセンサを通過した直後（時間ｔ１）に急激に上昇し、排出媒体検出センサが用紙Ｐの先端を検出した時点（時間ｔ２）で、そのときにおもて面温度センサ３８および裏面温度センサ３９が検出している検出温度がおもて面温度Ｔ１および裏面温度Ｔ２として記憶部２２に保存される。
【００５８】
そして、用紙Ｐの後端がおもて面温度センサ３８と裏面温度センサ３９を通過し終えると（時間ｔ３）急激に低下する。この間、制御部２０は定着部１０の加熱温度検出センサ３４は検出した加熱ローラ３１の表面温度を基に、電源供給部２７によってヒータ３２をＯＮ、ＯＦＦしながらその表面温度を設定温度Ｔｓに一定に保持（本実施例では±１〜２℃の範囲）しており、途中でヒータ３２がＯＮして発熱すると各媒体面温度が上昇する。用紙Ｐの後端が排出媒体検出センサ１１を通過し終えると排出媒体検出センサ１１がＯＦＦになる。
【００５９】
このように検出されるおもて面温度Ｔ１および裏面温度Ｔ２温度は通常変動しているが、  本実施例では、用紙Ｐの先端が搬送ローラ１２に挟持され排出媒体検出センサ１１がその先端の通過により回動したときに排出媒体検出センサ１１がＯＮする構造になっているので、おもて面温度センサ３８と用紙Ｐのおもて面との間および裏面温度センサ３９と用紙Ｐの裏面との間の距離を、ほぼ等距離として安定した状態でそれぞれの媒体面温度を検出することができると共に、排出媒体検出センサ１１がＯＮしたとき（時間ｔ２）、つまりおもて面温度センサ３８と裏面温度センサ３９との間に必ず用紙Ｐが存在するときに、設定温度Ｔｓの設定に用いるおもて面温度Ｔ１および裏面温度Ｔ２を検出してそれらを記憶部２２に保存するので、確実に用紙Ｐの表裏の媒体面温度を検出することができる。
【００６０】
上記したように、一般的に、印刷用の用紙はセルロ−ス等の繊維が絡み合って出来ているため、熱伝導率が低く内部まで温まるのに時間を要する。特に、用紙面の平滑度が低いラフ紙や用紙の厚さが厚い場合は、温まるまでに時間を要する。
【００６１】
トナー像の定着は、用紙Ｐが十分に温まりトナーの溶融温度に達していないと定着が不十分になるが、本実施例では、定着後の用紙Ｐの表裏両面の温度差を検出することで用紙Ｐが芯まで十分温まっているか否かを判定している。
【００６２】
すなわち、用紙Ｐのおもて面と裏面との検出温度差が大きいときは、用紙Ｐが十分に温まりきっていないため、定着不足による裏移りやトナーの剥がれ、コ−ルドオフセット等の印刷不良が生ずるが、本実施例では、用紙Ｐのおもて面と裏面との検出温度差に応じて加熱ローラ３１の設定温度Ｔｓを高めて用紙Ｐの加熱温度を上げることで、単位時間当たりに用紙Ｐに伝わる熱量を増やすので、用紙Ｐが芯まで十分温まって定着不足にならずに印刷品質を安定させることが可能になる。また、用紙Ｐのおもて面と裏面の検出温度差が小さいときは、用紙Ｐが十分に温まっているかまたは過剰に温まり過ぎている恐れがあるので、加熱ローラ３１の設定温度Ｔｓを下げることでカ−ルやしわ、ホットオフセットを等の印刷不良の発生を防止すると同時に、省エネルギにもつなげることができる。
【００６３】
この場合に、用紙Ｐのおもて面温度Ｔ１のみをフィードバックした場合は、用紙Ｐ内部の温度を正確に把握できないため、また、図５に示すヒータ３２がＯＮ、ＯＦＦするタイミングによっては検出温度が上下してしまうため、フィードバックが良好に機能しない場合が生ずるが、本実施例においては、裏面温度Ｔ２を測定して、おもて面温度Ｔ１との差を求めてフィードバックをかける制御を行っているため、ヒータ３２のＯＮ、ＯＦＦに関わらず高い精度で加熱ローラ３１の加熱温度を制御することが可能になる。
【００６４】
このように、本実施例の定着温度設定処理においては、定着後に定着部から排出される用紙Ｐの表裏両面の温度を直接測定し、その検出温度差をフィードバックして加熱ローラの設定温度Ｔｓを変更するので、用紙Ｐの厚さ、表面状態、用紙Ｐが放置されていた温度等の用紙Ｐの状態に関わらず、高精度な定着温度の制御が可能になり定着過不足による印刷不良を防止することができる。
【００６５】
以上説明したように、本実施例では、プリンタに、定着部から排出される用紙Ｐのおもて面温度を検出するおもて面温度センサと、定着部から排出される用紙Ｐの裏面温度を検出する裏面温度センサとを設け、おもて面温度センサと裏面温度センサとの検出温度差を基に、定着部の加熱ローラの設定温度を変更するようにしたことによって、用紙Ｐ上のトナー像の定着時における加熱ローラの設定温度を用紙Ｐの状態に関わらずに適正にして、印刷品質を安定させることができると共に、利用者の負担を軽減することができる。
【００６６】
なお、本実施例においては、用紙Ｐのおもて面と裏面の検出温度差に応じて加熱ローラの設定温度Ｔｓを変更するとして説明したが、加熱ローラの温度制御に替えて、用紙Ｐの搬送速度または、搬送間隔を変更するようにしても同様の効果が得られる。
【実施例２】
【００６７】
以下に、図６および図７を用いて本実施例のプリンタについて説明する。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。
【００６８】
本実施例のプリンタ１の構成は、上記実施例１のプリンタ１の構成と同様である。
【００６９】
本実施例のプリンタ１の記憶部２２には、上記実施例１と同様の印刷処理プログラムに、おもて面温度センサ３８が検出したおもて面温度Ｔ１を基に、そのおもて面温度Ｔ１が所定の定着温度Ｔｏに達するまで、設定温度Ｔｓを段階的に上昇させて加熱ローラ３１を加熱し、その後に、おもて面温度センサ３８と裏面温度センサ３９とで検出した用紙Ｐの表裏両面の温度を基に、定着部１０の加熱ローラ３１の設定温度Ｔｓを変更しながら、用紙Ｐ上のトナー像を定着させる定着温度設定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が追加された印刷業務実行プログラムが予め格納されており、制御部２０が実行する印刷業務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。
【００７０】
また、記憶部２２には、上記実施例１と同様の検出温度差を区分するための小温度差判定値Ｔｍと大温度差判定値Ｔｈが予め設定されて格納される他、用紙Ｐのトナー像を定着させるに適した用紙Ｐのおもて面の表面温度である所定の定着温度Ｔｏ、用紙Ｐのおもて面温度Ｔ１が所定の定着温度Ｔｏに達していない場合に、おもて面温度Ｔ１を所定の定着温度Ｔｏに達するまで加熱するときの加熱ローラ３１の設定温度Ｔｓを段階的に増加させる増加分ΔＴｘ、加熱ローラ３１の設定上限温度Ｔｓｍａｘ、小温度差判定値Ｔｍおよび大温度差判定値Ｔｈで区分された３つの範囲の中で、検出温度差＜Ｔｍの範囲に適用する設定温度Ｔｓの減少分ΔＴｙ、検出温度差≧Ｔｈの範囲に適用する設定温度Ｔｓの増加分ΔＴｚが予め設定されて格納されている。
【００７１】
本実施例の所定の定着温度Ｔｏは、トナーのバインダ材料のガラス転移温度付近の温度に設定され、例えば１００℃である。また、設定上限温度Ｔｓｍａｘは、本実施例の定着部１０が安定して動作する最大温度に設定され、例えば２０５℃である。
【００７２】
本実施例の小温度差判定値Ｔｍおよび大温度差判定値Ｔｈは、上記実施例１と同様にＴｍ＜Ｔｈの関係にあり、例えばＴｍ＝１０℃、Ｔｈ＝２０℃に設定されている。
【００７３】
また、加熱ローラ３１の設定温度Ｔｓを段階的に上昇させるときの設定温度Ｔｓの増加分ΔＴｘは、例えば３℃に、検出温度差の区分に応じた設定温度Ｔｓの減少分ΔＴｙは、例えば１０℃に、検出温度差の区分に応じた設定温度Ｔｓの増加分ΔＴｚは、例えば１０℃に設定されている。
【００７４】
本実施例のプリンタ１による１枚の用紙Ｐへの印刷動作は、以下に説明する定着温度設定処理を除いて、上記実施例１の場合と同様であるので、その説明を省略する。
【００７５】
以下に、図６に示すフローチャートを用い、ＳＡで示すステップに従って本実施例の定着温度設定処理について説明する。
【００７６】
ＳＡ１：トナー像を用紙Ｐ上に転写した制御部２０は、上記実施例１のステップＳ１と同様にして排出媒体検出センサ１１が用紙Ｐの先端を検出するのを待って待機し、用紙Ｐの先端が搬送ローラ１２に挟持され排出媒体検出センサ１１がその先端の通過を検出したときにステップＳＡ２へ移行する。排出媒体検出センサ１１が用紙Ｐの先端を検出しない場合は、前記の待機を継続する。
【００７７】
ＳＡ２：排出媒体検出センサ１１が用紙Ｐの先端を検出したことを認識した制御部２０は、おもて面温度センサ３８が検出しているその時点のおもて面温度Ｔ１を検出し、その温度を記憶部２２に保存する。
【００７８】
ＳＡ３：これと同時に制御部２０は、裏面温度センサ３９が検出しているその時点の裏面温度Ｔ２を検出し、その温度を記憶部２２に保存する。
【００７９】
ＳＡ４：定着部１０から排出される用紙Ｐのおもて面温度Ｔ１および裏面温度Ｔ２を検出した制御部２０は、記憶部２２から読出したおもて面温度Ｔ１と記憶部２２に格納されている所定の定着温度Ｔｏ（本実施例では、１００℃）とを比較し、おもて面温度Ｔ１が所定の定着温度Ｔｏ未満の場合はステップＳＡ５へ移行する。おもて面温度Ｔ１が所定の定着温度Ｔｏ以上の場合はステップＳＡ７へ移行する。
【００８０】
ＳＡ５：用紙Ｐのおもて面温度Ｔ１が所定の定着温度Ｔｏ未満であることを判定した制御部２０は、記憶部２２に格納されている加熱ローラ３１の設定上限温度Ｔｓｍａｘ（本実施例では、２０５℃）と現在の設定温度Ｔｓ（現段階では、暖機運転開始時に設定された設定温度Ｔｓ＝１８５℃）とを比較し、現在の設定温度Ｔｓが設定上限温度Ｔｓｍａｘ以上の場合はステップＳＡ７へ移行する。現在の設定温度Ｔｓが設定上限温度Ｔｓｍａｘ未満の場合はステップＳＡ６へ移行する。
【００８１】
ＳＡ６：現在の設定温度Ｔｓが設定上限温度Ｔｓｍａｘ未満であることを判定した制御部２０は、加熱ローラ３１の現在の設定温度Ｔｓに、それを段階的に上昇させるときの設定温度Ｔｓの増加分ΔＴｘ（本実施例では、３℃）を加えて加熱ローラ３１の設定温度Ｔｓを上昇させ、ステップＳＡ２へ戻ってステップＳＡ２〜ＳＡ４の作動を繰返し、ステップＳＡ４において、おもて面温度Ｔ１が所定の定着温度Ｔｏ以上になったときにステップＳＡ７へ移行する。
【００８２】
なお、おもて面温度Ｔ１が所定の定着温度Ｔｏに達するまでの間で、ステップＳＡ２、ＳＡ３において検出されたおもて面温度Ｔ１および裏面温度Ｔ２は、上書きにより更新されながら記憶部２２に保存される。
【００８３】
ＳＡ７：上記ステップＳＡ４において、用紙Ｐのおもて面温度Ｔ１が所定の定着温度Ｔｏ以上であること、またはステップＳＡ５において加熱ローラ３１の現在の設定温度Ｔｓが設定上限温度Ｔｓｍａｘ以上であることを判定した制御部２０は、記憶部２２から読出したおもて面温度Ｔ１および裏面温度Ｔ２を基に、用紙Ｐのおもて面と裏面の検出温度差（＝Ｔ１−Ｔ２）を算出し、用紙Ｐの表裏の検出温度差が、小温度差判定値Ｔｍ（本実施例では、１０℃）未満の場合はステップＳＡ８へ移行する。検出温度差が、小温度差判定値Ｔｍ以上の場合はステップＳＡ９へ移行する。
【００８４】
ＳＡ８：検出温度差が小温度差判定値Ｔｍ未満であることを判定した制御部２０は、加熱ローラ３１の設定温度Ｔｓに検出温度差の区分に応じた設定温度Ｔｓの減少分ΔＴｙ（本実施例では、１０℃）を減じて設定温度Ｔｓを修正し、１枚目の用紙Ｐに対する定着温度設定処理を終了させる。
【００８５】
ＳＡ９：検出温度差が小温度差判定値Ｔｍ以上であることを判定した制御部２０は、用紙Ｐの表裏の検出温度差が、大温度差判定値Ｔｈ（本実施例では、２０℃）未満の場合、つまり、検出温度差が小温度差判定値Ｔｍ以上、大温度差判定値Ｔｈ未満の場合は、設定温度Ｔｓを現在のままとして１枚目の用紙Ｐに対する定着温度設定処理を終了させる。検出温度差が、大温度差判定値Ｔｈ以上の場合はステップＳＡ１０へ移行する。
【００８６】
ＳＡ１０：検出温度差が大温度差判定値Ｔｈ以上であることを判定した制御部２０は、加熱ローラ３１の設定温度Ｔｓに検出温度差の区分に応じた設定温度Ｔｓの増加分ΔＴｚ（本実施例では、１０℃）を加えて設定温度Ｔｓを修正し、１枚目の用紙Ｐに対する定着温度設定処理を終了させる。
【００８７】
なお、１つの画像データによって複数枚の用紙Ｐに連続して印刷する場合は、先行する用紙Ｐのときに設定された設定温度Ｔｓはそのまま維持され、次の用紙Ｐに対してはその設定温度Ｔｓを基準に、おもて面温度Ｔ１または検出温度差に基づいて設定温度Ｔｓを上下させるように１枚毎に制御される。
【００８８】
また、全ての画像データの印刷を終えた場合は、所定時間経過後に、制御部２０は、プリンタ１をアイドル状態にして新たな画像データの着信を待って待機する。
【００８９】
以下に、図７に示すタイムチャートを用いて、媒体面温度検出のタイミングについて説明する。
【００９０】
１枚の用紙Ｐがおもて面温度センサ３８と裏面温度センサ３９を通過する場合のおもて面温度Ｔ１および裏面温度Ｔ２の推移は、図７に示すように、おもて面温度センサ３８と裏面温度センサ３９がそれぞれ検出する媒体面温度は、用紙Ｐの先端がそれぞれのセンサを通過した直後（時間ｔ１）に急激に上昇し、排出媒体検出センサが用紙Ｐの先端を検出した時点（時間ｔ２）で、おもて面温度Ｔ１が所定の定着温度Ｔｏを超えていない場合は、ヒータ３２がＯＮし用紙Ｐのおもて面温度Ｔ１が上昇して、おもて面温度センサ３８の検出温度が所定の定着温度Ｔｏ以上になった時点でヒータ３２がＯＦＦし、その直後の時点（時間ｔ４）でおもて面温度センサ３８および裏面温度センサ３９が検出している検出温度がおもて面温度Ｔ１およびＴ２として記憶部２２に保存されている。
【００９１】
時間ｔ２の時点で、おもて面温度Ｔ１が所定の定着温度Ｔｏを超えている場合は、上記実施例１と同様に、時間ｔ２の時点でおもて面温度センサ３８および裏面温度センサ３９が検出している検出温度がおもて面温度Ｔ１および裏面温度Ｔ２として記憶部２２に保存される。
【００９２】
そして、用紙Ｐの後端がおもて面温度センサ３８と裏面温度センサ３９を通過し終えると（時間ｔ３）急激に低下する。この間、制御部２０は定着部１０の加熱温度検出センサ３４は検出した加熱ローラ３１の表面温度を基に、電源供給部２７によってヒータ３２をＯＮ、ＯＦＦしながらその表面温度を設定温度Ｔｓに一定に保持（本実施例では±１〜２℃の範囲）する。用紙Ｐの後端が排出媒体検出センサ１１を通過し終えると排出媒体検出センサ１１がＯＦＦになる。
【００９３】
このように、本実施例の定着温度設定処理においては、定着部から排出される用紙Ｐの表裏両面の温度を直接測定し、そのおもて面温度Ｔ１が所定の定着温度Ｔｏに達しているか否かを判定してその結果をフィードバックし、おもて面温度Ｔ１が所定の定着温度Ｔｏに達した後に、用紙Ｐの表裏両面の検出温度差をフィードバックして加熱ローラの設定温度Ｔｓを修正するので、用紙Ｐの厚さ、表面状態、用紙Ｐが放置されていた温度の用紙Ｐの状態に関わらず、更に高精度な定着温度の制御が可能になり定着過不足による印刷不良を防止することができる。
【００９４】
以上説明したように、本実施例では、上記実施例１と同様の効果に加えて、おもて面温度センサの検出温度が所定の定着温度に達していない場合に、おもて面温度センサの検出温度を基に、その検出温度が所定の定着温度に達するまで加熱ローラを加熱し、その後に、おもて面温度センサと裏面温度センサとの検出温度差を基に、定着部の加熱ローラの設定温度を修正するようにしたことによって、用紙Ｐ上のトナー像の定着時における加熱ローラの設定温度を用紙Ｐの状態に関わらずにより適正に設定することができる。
【００９５】
なお、上記各実施例においては、おもて面温度センサと裏面温度センサの位置関係は、定着部から排出される用紙Ｐを挟んで、その用紙面からの距離が等しくなるように用紙面の鉛直方向に対向配置するとして説明したが、実装上の都合等で多少ずらして配置することも可能である。
【００９６】
更に、上記各実施例においては、制御部がプリンタの各部を統括して制御するとして説明したが、制御部の機能を分散させて、制御の全体を統括する主制御部からの指令に基づいて、印刷処理時にプリンタ１を構成する各部を制御する印刷制御部、各種高圧電源系統を制御する高圧制御部、露光を制御する露光制御部、定着部に供給する電力を制御する通電制御部等を設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１    プリンタ
２    給紙カセット
３    給紙ローラ
４    分離フレーム
５、７  通過媒体検出センサ
６、１２  搬送ローラ
８    現像部
９    転写ローラ
１０  定着部
１１  排出媒体検出センサ
１１ａ  回転支点
１１ｂ  センサ
１３  スタッカ
１４  排出ローラ
１６  トナーカートリッジ
１７  露光ヘッド
１８  感光体ドラム
２０  制御部
２１  インタフェース部
２２  記憶部
２４  搬送駆動部
２５  高圧駆動部
２６  露光駆動部
２７  電源供給部
３１  加熱ローラ
３２  ヒータ
３４  加熱温度検出センサ
３５  分離爪
３６  加圧ローラ
３８  おもて面温度センサ
３９  裏面温度センサ
【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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