(57)【要約】【課題】  時間情報を不揮発情報として保持する機能を搭載していない為、電源停止・再投入に伴う立上げ時に、電源停止前の印字実施状況を反映する事ができない。その為、余熱の影響を受けてしまい、印字実施状況の初期値を高め設定される。その結果、排紙部の温度が抑制を必要とする前の時点で画像形成装置の速度を制限してしまう。【解決手段】  記録材を狭持搬送させる前の定着器への給電時における給電電力量から、放熱の影響を受ける部位の温度を推定し、画像形成装置の画像プロセスを変更する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により発熱する発熱部を有する加熱体と、前記加熱部の温度を検知する温度検知手段と前記加熱部に対向して設置されている加圧部材とを有し、前記加熱部と前記加圧部材の間に記録材を狭持搬送させて前記記録材上に画像を定着させる像加熱定着装置と、前記像加熱装置の放熱により加熱される部材とを有し、前記温度検知手段による温度情報を不揮発情報として保持する手段を有さない画像形成装置において、前記発熱部への投入電力量に応じて前記放熱により加熱される部材の温度を推定し、前記推定した温度に応じて前記像加熱装置の温度制御条件を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像加熱定着装置において、前記記録材が前記加熱体と前記加圧部材とに狭持されていない期間における前記発熱部への投入電力量に応じて前記放熱により加熱される部材の温度を推定する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】
前記画像形成装置において、前記像加熱装置による記録材加熱開始前における前記加熱装置の予熱実施時の投入電力量に応じて前記放熱により加熱される部材の温度を推定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記像加熱装置による画像定着実施回数情報を不揮発情報として保持する手段を有さず、前記画像形成装置の電源投入時における立上げ制御実施時に、前記温度検知手段の検知結果に基づき画像定着実施回数を推定し、前記推定値に応じて前記像加熱装置の温度制御を変更する画像形成装置において、前記像加熱装置による記録材加熱開始前における前記加熱装置の予熱実施時の投入電力量に応じて前記画像定着実施回数の推定値を補正する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５】
前記投入電力量に関し、前記温度検知手段の情報を基に前記加熱体への通電を制御する事で、前記投入電力量が変化することを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れか１項に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、複写機やプリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば複写機やプリンタ等の画像形成装置、すなわち電子写真等の画像プロセス手段により加熱軟化性の樹脂等によるトナーを用いて記録材に形成したトナー画像を加熱処理によって固着画像として形成する装置において、前記加熱処理を行う上で加熱定着装置を使用している。
【０００３】
前記加熱定着装置の加熱対象は主に記録材及び未定着トナー画像であるが、加熱の課程において装置の放熱により加熱対象以外の部品、例えば加熱定着装置を保持する筐体や定着装置を構成するカバー等の温度も上昇してしまう。また、装置の高速化に伴う加熱定着装置の制御温度高温化や装置の小型化に伴い、前記非加熱対象部品は加熱定着装置の放熱の影響をより顕著に受け、例えば加熱定着装置の下流に設置されている記録材排紙部も加熱されてしまう。しかしながら、人手が直接接触できるという機能上、排紙部の温度上昇許容値は制限される。その為、前記排紙部の温度上昇を抑制する手段として、排紙部を直接冷却する方法（特許文献１参照）や、画像形成装置内部の温度検知結果に基づいて画像プロセスを変更し、加熱定着装置の制御を変更するという方法（特許文献２参照）等がある。
【０００４】
また、小型・低価格のプリンタ等においては、装置機械的寸法やコスト等の制約により、専用の冷却装置や温度検知手段を用いず、加熱定着装置の制御に使用されている温度検知手段を利用する事がある。例えば電源投入時の立上げ制御実施時の前記温度検知手段検知結果に基づき印字実施状況の初期値を決定し、その後の印字状況から排紙部温度を予測し、所定の枚数を印字した時点で画像形成装置の速度を制限し、加熱定着装置の単位時間当たりの加熱量を低減させる事により、装置制御のみで排紙部の温度を抑制するという手段がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２４８７６５号公報
【特許文献２】特開２００４−３３３９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、制御のみで排紙部の温度を抑制している前記機種において、時間情報を不揮発情報として保持する機能を搭載していない場合に次の様な現象が発生する。画像形成装置の電源停止・再投入に伴う立上げ制御実施時に、前記温度検知手段からの温度検知結果に基づき印字実施状況の初期値を再設定するが、電源再投入前の時間情報が無い為、電源停止前の印字実施状況を正確に反映する事ができない。例えば数枚印字した後に画像形成装置の電源を停止し、加熱定着装置が十分に冷却される前に電源を再投入すると、前記温度検知手段からの温度検知結果は加熱定着装置の余熱の影響を受けてしまう。その為、印字実施実績が低いにも関わらず、印字実施状況の初期値を高く設定し、排紙部の温度が抑制を必要とする前の時点で画像形成装置の速度を制限してしまう。その結果、画像形成装置の印字速度性能を十分に提供しきる事ができず、ユーザビリティの低下へと繋がる。
【０００７】
本特許に係る技術では、前記の様な専用の冷却装置等を搭載せずかつ時間情報を不揮発情報として保持する機能を有さない画像形成装置において、温度制限がある部位、例えば排紙部の温度を的確に制御し、その画像形成装置の印字速度性能を十分に提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する為に、本出願に係る発明は、次の構成からなることを特徴とする画像形成装置である。
像保持体を帯電する帯電手段と、前記像保持体上に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、前記トナー像を記録材上へ転写する転写手段と、前記記録材を加熱部材と弾性層を有する加圧部材とで狭持搬送させて前記トナー像を前期記録材上に定着する定着手段であって、前記加熱部材には交流電圧を給電すると発熱する発熱体と、前記発熱体の温度を検知する温度検知手段を有する可熱定着手段と、前記温度検知手段の検知結果に基づいて前記発熱抵抗体に給電する電力を制御する制御部とを備え、前記加熱定着手段の駆動情報における時間情報を不揮発に保持する手段を有さない画像形成装置において、前記発熱体への給電時開始から、前記記録材を狭持搬送するまでの期間における給電電力量から、前記加熱定着手段の放熱の影響を受ける部位の温度を推定し、前記画像形成装置の画像プロセスを変更する。
【発明の効果】
【０００９】
上記発明に係わる構成及び制御によれば、前記加熱定着手段の放熱の影響を受ける部位において、前記画像形成装置の前記温度検知手段の検知結果のみで前記部位の温度を推定する場合よりも、高い精度で前記放熱の影響を受ける部位の温度を推定する事ができる。その為、前記部位を対象とした冷却装置や温度検知手段を追加せずに画像形成装置の印字速度性能を提供する事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態１における画像形成装置の概略図
【図２】本発明の実施形態１における画像加熱定着装置の概略図
【図３】本発明の実施形態１における画像プロセスに係わるフローチャート図
【図４】本発明の実施形態１における印字枚数と排紙トレイ１１０温度の関係を示す図
【図５】本発明の実施形態１における定着器１０７投入電力と印字枚数の関係を示す図
【図６】本発明の実施形態２における画像プロセスに係わるフローチャート図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［実施例１］
図１は本発明の実施形態の１例として、本発明で提案する像加熱定着制御を用い、電源投入期間に関する時間情報を不揮発情報として保持する機能を搭載していない画像形成装置の概略構成を示した図であり、例えばレーザビームプリンタの場合を示している。
【００１２】
レーザビームプリンタ本体１０１（以下、本体１０１）は、被記録材Ｐを収納するカセット１０２を有し、カセット１０２から被記録材Ｐを繰り出す給紙ローラ１０３が設けられている。給紙ローラ１０３の搬送路下流には被記録材Ｐを同期搬送するレジストローラ対１０４が設けられている。また、レジストローラ対１０４の下流にはレーザスキャナ部１０５からのレーザ光に基づいて被記録材Ｐ上にトナー像を形成する画像形成部１０６が設けられている。さらに、画像形成部１０６の下流には被記録材Ｐ上に形成されたトナー像を熱定着する定着器１０７が設けられており、画像形成部１０６の上流には給紙した紙を検知するトップセンサ１０８、定着器１０７の下流には排紙部の搬送状態を検知する排紙センサ１０９、記録の完了した被記録材１０８を積載する排紙トレイ１１０が設けられている。尚、排紙トレイ１１０は、定着器１０７がトナー像を熱定着する際の放熱によって温度が上昇してしまう位置にある。
【００１３】
前記レーザスキャナ１０５は、ビデオコントローラ１２２から送出される画像信号に基づいて変調されたレーザ光を射出する。画像形成部１０６は、感光ドラム１１１、１次帯電ローラ１１２、現像ローラ１１３、転写ローラ１１４等から構成されている。また、メインモータ１１５は、給紙ローラ１０３には給紙ソレノイド１１６を介して、レジストローラ対１０４にはレジクラッチ１１７を介して、搬送ローラ１１９には搬送クラッチ１１８を介して駆動力を与えており、更に感光ドラム１１１を含む画像形成部１０６の各ユニット、定着器１０７にも駆動力を与えている。
【００１４】
そして１２０は電源回路、高圧回路、ＣＰＵ１２１及び周辺回路が実装されたエンジンパワーユニットであり、レーザスキャナ部１０５、高圧回路部（画像形成部１０６）の制御、定着器１０７による電子写真プロセスの制御、前記本体１０１内の記録紙の搬送制御を行っている。
【００１５】
図２は定着器１０７及びその制御部の概略構成を示した図である。２０１は加熱体としてのヒータであり、図２垂直方向を長手方向とする細長薄板形状の低熱容量ヒータである。このヒータ２０１は絶縁性と高熱伝導率の細長薄板形状のヒータ基板２０２と、この基板に具備させた発熱抵抗体部２０３と、この発熱抵抗体をコーティングするガラス２０４を基本構成とする。２０５はヒータ２０１の温度を検知する為のサーミスタであり、サーミスタ２０５の温度検知結果に基づきＣＰＵ１２１は発熱抵抗体部２０３への通電により昇温、通電遮断により降温を制御する。２０６は加熱体支持部材としてのヒータホルダであり、剛性・断熱性を有している。ヒータホルダ２０６は下面に部材長手方向に沿ってヒータ２０１を嵌め込む溝が形成されており、ヒータ２０１を前記溝に嵌め込んで固定支持し、金属ステイ２０７によって補強されている。ヒータホルダ２０６に支持されたヒータ２０１の露呈面に対し、耐熱性フィルム２０８を弾性ゴム製の加圧ローラ２０９で加圧密着させて摺動搬送させる。前記定着フィルム２０８を挟んでヒータ２０１と加圧ローラ２０９とで形成される定着ニップ部Ｎにおける定着フィルム２０８と加圧ローラ２０９との間に被加熱材として、トナー未定着画像２１０を形成担持させた被記録材Ｐを導入する。定着フィルム２０８と一緒に定着ニップ部Ｎを狭持搬送させる事により、ヒータ２０１の熱が定着フィルム２０８を介して被記録材Ｐに付与され、トナー未定着画像２１０を被記録材Ｐの表面に加熱定着される。定着ニップ部Ｎを通った被記録材Ｐは定着フィルム２０８の表面から分離され搬送される。
【００１６】
図３は本実施例における印刷プロセスのフローチャートを示しており、本図を基に本実施例の印刷プロセスについて詳細に説明する。ユーザによる本体１０１の電源投入後、本体は初期化を行い、排紙トレイ１１０昇温カウンタＴｏｕｔを例えば０に設定した後にスタンバイ状態となる（Ｓ１０１−Ｓ１０３）。ＰＣ等を介してユーザによるプリント要求が発生した場合（Ｓ１０４）、サーミスタ２０５の温度を確認し、以下の式に従って排紙トレイ１１０温度の予測値Ｔｏｕｔを算出した後に定着器１０７の予熱を開始する（Ｓ１０５）。
【００１７】
Ｔｏｕｔ  ＝  Ｔｔｈ  ｘ  Ｋ  ＋  Ｔａｍｂｉｅｎｔ        （式２−１）
ここで、Ｔｔｈはサーミスタ２０５温度検知結果を、Ｔａｍｂｉｅｎｔは本体１０１の周囲温度を示し、本実施例においては２５℃とする。また、係数Ｋは定着器１０７が駆動していない際のサーミスタ２０５検知温度値と排紙トレイ１１０の実測温度値から算出された係数であり、ここでは０．６程度とする。また、予熱動作実施時において、サーミスタ２０５の温度検知結果に基き、ヒータ２０１が予熱温度に到達するようＣＰＵ１２１にて投入電力を指定する為、予熱用投入電力Ｐｐｒｅｈｅａｔが確定する。前記予熱用投入電力Ｐｐｒｅｈｅａｔに基づき排紙トレイ１１０予測温度値Ｔｏｕｔを更新する（Ｓ１０６）。予測温度値Ｔｏｕｔは、予熱用投入電力Ｐｐｒｅｈｅａｔ及び排紙トレイ１１０温度の関係を実験的に確認したデータに基づき決定する。
【００１８】
図４及び図５にそれぞれ印字枚数と排紙トレイ１１０温度との関係及び予熱実施時投入電力率と印字枚数との関係を示している。尚、図５における電力量は、所定枚数が０枚の際の予熱実施時に要する電力量を１００％とした場合の比率で表している。排紙トレイ１１０部の温度上昇は定着器１０７の放熱時間が長くなっていく為であり、電力量の低下は、予熱実施時に加圧ローラ２０９によって吸収される熱量が低下していく為である。印字枚数、つまり排紙トレイの温度状態に応じて予熱時に要する電力量が異なる事が確認できる。また、予熱時に熱量を最も吸収する構成部品はヒータ２０１にフィルム２０８を介して押し当てられている加圧ローラ２０９であり、予測温度値Ｔｏｕｔ決定時の段階では被記録材１０８等の定着器１０７構成部品以外は定着ニップＮの位置には不在である為、安定した系における予測温度値Ｔｏｕｔ決定が実施できる。Ｔｏｕｔ決定後、排紙トレイ１１０の温度限度値に相当するＴｌｉｍｉｔと比較（Ｓ１０７）し、下回る場合印字動作を行う（Ｓ１０９）。Ｓ１０７にてＴｏｕｔがＴｌｉｍｉｔと同等という結果となった場合、所定時間ｔ１１の間給紙動作を禁止し（Ｓ１０８）、所定時間ｔ１１経過後に印字動作を開始する。所定時間ｔ１１は、プリント動作を行っていない際の時間経過に対する温度低下データに基づき決定する。
【００１９】
印字動作（Ｓ１０９）実施後、印字動作終了前に次のプリントコマンド有無によって次の動作を決定する（Ｓ１１０）。プリントコマンドが無い場合、プリント動作終了処理に移行（Ｓ１１１）しスタンバイ状態となる。プリントコマンドが連続した場合、Ｔｏｕｔを加算し（Ｓ１１２）Ｔｌｉｍｉｔと比較する（Ｓ１１３）。Ｓ１０７と同様にＴｏｕｔがＴｌｉｍｉｔを下回る場合は印字動作を行うが（Ｓ１０９）、同等という結果となった場合、所定時間ｔ１２の間給紙動作を禁止し（Ｓ１１４）、所定時間ｔ１２経過後に給紙動作を行う。所定時間ｔ１２は、ｔ１１と同様に実験データに基づいて決定するが、本実施例ではｔ１１と同じ値とする。印字動作（Ｓ１０９）実施後、継続してプリントコマンドが無い場合はプリント動作終了処理に移行（Ｓ１１１）しスタンバイ状態となる。
【００２０】
以上の事から、定着器１０７の予熱に要する投入電力Ｐｐｒｅｈｅａｔから排紙トレイ１１０の温度を予測し、その結果に応じてプリント速度を適宜変更する事が可能となる。また、プリント動作開始時に本制御を行う為、時間情報を不揮発情報として保持する機能を搭載する必要が無く、本体１０１電源オフ・オンの影響を受けない事になる。
【００２１】
尚、本実施形形態においてプリント開始前の予熱実施時の投入電力に基づいて排紙トレイの温度を予測しているが、定着器の放熱によって過熱されてしまうその他の部材に対しても同様な手法で温度予測する事は可能である。
【００２２】
［実施例２］
図６は、第２の実施例に関するものであり、印刷プロセスのフローチャートを示している。本図を基に本実施例の印刷プロセスについて詳細に説明する。ユーザによる本体１０１の電源投入後、本体はサーミスタ２０５の温度を確認し（Ｓ２０１）、実施例１と同様の方法でＴｏｕｔを算出し、初期化を継続行う（Ｓ２０２）。また、初期化Ｓ２０２にて定着器１０７を駆動した際の投入電力値に基づきＴｏｕｔを補正する（Ｓ２０３）。Ｔｏｕｔ決定後、スタンバイ状態となる（Ｓ２０５）。ＰＣ等を介してユーザによるプリント要求が発生した場合（Ｓ２０６）、定着器１０７の予熱を開始する（Ｓ２０７）。その予熱動作実施時において、予熱用投入電力Ｐｐｒｅｈｅａｔに基づいて排紙トレイ１１０温度予測値Ｔｏｕｔを補正する（Ｓ２０８）。
【００２３】
温度予測値Ｔｏｕｔは、実施例１の場合と同様に、Ｐｐｒｅｈｅａｔ及び排紙トレイ１１０温度の関係を実験的に確認したデータに基づき補正する。ユーザによりプリント要求が発生した場合（Ｓ２０５）、ＴｏｕｔとＴｌｉｍを比較し（Ｓ２０６）、ＴｏｕｔがＴｌｉｍを下回る場合に予熱動作及び印字動作を行う（Ｓ２０７）。ここで、ＴｏｕｔがＴｌｉｍを下回る場合、指定時間ｔ２１間経過した後に（Ｓ２０８）予熱動作及び印字動作を行う（Ｓ２０７）。また、印字動作Ｓ２０７を実行するに当り、Ｔｏｕｔを所定の値加算する（Ｓ２０９）。プリントコマンドが連続して要求された場合（Ｓ２１０）、ＴｏｕｔとＴｌｉｍを比較し（Ｓ２１２）、ＴｏｕｔがＴｌｉｍを下回る場合に継続して印字動作を行う（Ｓ２０７）。ＴｏｕｔがＴｌｉｍを上回る場合は、所定時間ｔ２２間給紙動作を禁止（Ｓ２１３）、ｔ２２経過後に印字動作を行う。連続したプリントコマンドの要求が無い場合、プリント動作終了処理に移行し（Ｓ２１１）、スタンバイ（Ｓ２０４）へ移行する。追加のプリントコマンドが無い場合、所定時間ｔ２３経過毎にＴｏｕｔをデクリメントする。尚、Ｔｏｕｔの最低値はＴａｍｂｉｅｎｔとする。
【００２４】
以上の事から、電源投入毎に投入電力から排紙トレイ１１０の温度を予測、補正する事が可能となる。その為、時間情報を不揮発情報として保持する機能を搭載する必要が無く、本体１０１電源オフ・オンの影響を受けない事になる。
【符号の説明】
【００２５】
１０１・・・レーザビームプリンタ本体
１０２・・・カセット
１０３・・・給紙ローラ
１０４・・・レジストローラ対
１０５・・・レーザスキャナ部
１０６・・・画像形成部
１０７・・・定着器
１０８・・・トップセンサ
１０９・・・排紙センサ
１１０・・・排紙トレイ
１１１・・・感光ドラム
１１２・・・１次帯電ローラ
１１３・・・現像ローラ
１１４・・・転写ローラ
１１５・・・メインモータ
１１６・・・給紙ソレノイド
１１７・・・レジクラッチ
１１８・・・搬送クラッチ
１１９・・・搬送ローラ
１２０・・・エンジンパワーユニット
１２１・・・ＣＰＵ
２０１・・・ヒータ
２０２・・・ヒータ基板
２０３・・・発熱抵抗体部
２０４・・・ガラス
２０５・・・サーミスタ
２０６・・・ヒータホルダ
２０７・・・金属ステイ
２０８・・・定着フィルム
２０９・・・加圧ローラ
２１０・・・トナー未定着画像
【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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