(57)【要約】【課題】本発明は、記録する画像データの画質が異なる場合でもプレスローラの表面温度に応じて給紙制御を行うことで、良好な定着処理を行うことができる画像成形装置を提供することを目的とするものである。【解決手段】定着ローラ２８に接触するプレスローラ３３の表面温度を検知するサーミスタ３８を設け、プレスローラ３３を回転させながらサーミスタ３８からの検知信号に基づいて表面温度データを取得する。算出部４０ｃは、記録される画像データの印字率を算出し、判定部４０ｄは、算出された印字率が所定値以上であるか否か判定する。印字率が所定値以上である場合には、プレスローラ３３の表面温度が所定値以上と判定されるまで給紙を開始しないように制御する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体ドラム表面に画像データに基づいて静電潜像を形成し当該静電潜像を現像して用紙にトナー像を転写する像形成部と、トナー像が転写された用紙を定着ローラ及びプレスローラにより挟持して加熱及び加圧することでトナー像を定着させる定着部と、前記プレスローラの表面温度を検知する温度検知部と、前記画像データの印字率を算出する算出部と、算出された前記印字率が設定値以上であるか否か判定する第一判定部と、前記第一判定部により所定値以上と判定された場合に前記温度検知部により検知された表面温度が所定値以上であるか否か判定する第二判定部と、前記第二判定部により所定値以上と判定された場合に給紙動作を開始する搬送制御部とを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
感光体ドラム表面に画像データに基づいて静電潜像を形成し当該静電潜像を現像して用紙にトナー像を転写する像形成部と、トナー像が転写された用紙を定着ローラ及びプレスローラにより挟持して加熱及び加圧することでトナー像を定着させる定着部と、前記画像データの画質に関して選択された設定データを登録する設定登録部と、前記プレスローラの表面温度を検知する温度検知部と、前記設定登録部に所定の前記設定データが登録されている場合に前記温度検知部により検知された表面温度が所定値以上であるか否か判定する判定部と、前記判定部により所定値以上と判定された場合に給紙動作を開始する搬送制御部とを備えてい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、複写機、ファクシミリ装置、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述の画像形成装置では、感光体ドラムの表面に静電潜像を形成してトナーにより可視像化し、形成されたトナー像を用紙に転写して画像形成を行い、用紙に転写されたトナー像を定着装置においてトナー像を用紙に定着させるようにしている。定着装置では、加熱された定着ローラを回転させながらプレスローラとの間のニップ部に用紙を搬入し、トナーを熱融着させて定着動作を行う。
【０００３】
こうした定着装置では、定着ローラの表面温度を常時検知し、表面温度が所定温度より低下する場合に定着ローラの加熱を開始する。そして、表面温度が所定温度に達することで加熱を停止するように加熱制御を行い、定着ローラの表面温度が所定温度に保たれるようにしている。定着処理を行う場合、用紙に転写されたトナー量が増加する場合にトナーを用紙に融着させる熱量が増加することから、良好な定着処理を行うためにはその点についても考慮する必要がある。
【０００４】
特許文献１には、それぞれの種類の画像での定着効率を良好とするため、定着手段のヒートローラの表面温度がそれぞれの画像の種類に応じた定着目標温度に達する時に、用紙への定着がなされるようにした技術が開示されている。また、特許文献２では、用紙の先端付近に形成される画像の印字率を測定して、印字率が所定値より高い場合には定着温度を下げて搬送速度を落とすようにした技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−２５１２６号公報
【特許文献２】特開２００４−２１２９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
定着ローラの加熱制御を行う場合、定着ローラに圧接するプレスローラが定着ローラから熱を奪うため、プレスローラの表面温度についても考慮する必要がある。
【０００６】
画像記録装置の設置場所の室温と同じ温度のようにプレスローラが冷えた状態では、特に１枚目及び２枚目の定着性が十分ではなく画像品質が低下する。また、記録する画像データの画質についても定着性に影響を与える。例えば、写真画質の画像データと文字画質の画像データを比較した場合画像形成に用いられるトナー量が大きく異なるため、定着処理に必要な熱量も大きく異なる。写真画質の画像データを画像形成する場合には文字画質に比べて多くの熱量が必要となり、プレスローラが冷えた状態では、さらに定着性に悪影響を及ぼすことになる。
【０００７】
そこで、本発明は、記録する画像データの画質が異なる場合でもプレスローラの表面温度に応じて給紙制御を行うことで、良好な定着処理を行うことができる画像成形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】
【０００８】
本発明に係る画像形成装置は、感光体ドラム表面に画像データに基づいて静電潜像を形成し当該静電潜像を現像して用紙にトナー像を転写する像形成部と、トナー像が転写された用紙を定着ローラ及びプレスローラにより挟持して加熱及び加圧することでトナー像を定着させる定着部と、前記プレスローラの表面温度を検知する温度検知部と、前記画像データの印字率を算出する算出部と、算出された前記印字率が設定値以上であるか否か判定する第一判定部と、前記第一判定部により所定値以上と判定された場合に前記温度検知部により検知された表面温度が所定値以上であるか否か判定する第二判定部と、前記第二判定部により所定値以上と判定された場合に給紙動作を開始する搬送制御部とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る別の画像形成装置は、感光体ドラム表面に画像データに基づいて静電潜像を形成し当該静電潜像を現像して用紙にトナー像を転写する像形成部と、トナー像が転写された用紙を定着ローラ及びプレスローラにより挟持して加熱及び加圧することでトナー像を定着させる定着部と、前記画像データの画質に関して選択された設定データを登録する設定登録部と、前記プレスローラの表面温度を検知する温度検知部と、前記設定登録部に所定の前記設定データが登録されている場合に前記温度検知部により検知された表面温度が所定値以上であるか否か判定する判定部と、前記判定部により所定値以上と判定された場合に給紙動作を開始する搬送制御部とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記のような構成を有することで、画像データの印字率を算出して印字率が所定値以上である場合にプレスローラの表面温度が所定値以上と判定されてから給紙を開始するので、画像データの画質に応じて最適の定着処理を行うことができる。
【００１１】
すなわち、画像データの印字率が大きい場合には画像形成に用いられるトナー量が多くなり、定着処理に必要な熱量が多くなるが、印字率が大きい場合にプレスローラが十分温まった状態になるまで給紙が開始されない。そのため、定着処理の際に定着ローラからの熱量がトナーの融着に使用されるようになり、トナー量が多くても良好な定着処理を行うことが可能となる。
【００１２】
ここで、印字率とは、画像データを記録する用紙１枚当りの全画素のうちトナーが付着される黒画素の比率であり、ベタ塗りの画像データで印字率が１００％となる。一般に文字のみの画質では印字率が数％であるが、写真画質では５０％程度になる。
【００１３】
また、画像データの画質に関して選択された設定データが登録されている場合には、設定データが所定データの場合にプレスローラの表面温度が所定値以上と判定されてから給紙を開始すれば、画像データの画質に応じて最適の定着処理を行うことができる。
【００１４】
例えば、読み取る原稿の画質について文字のみの画質又は写真が含まれる画質といったように画質を選択して画像データを読み取る場合画質に関する設定データが登録される。そのため、こうして登録された画質に関する設定データを用いて定着処理を行えば、例えば、写真画質の場合にはトナー量が多くなるため、プレスローラを十分温めた状態で給紙を開始することで、設定された画質にかかわらず良好な定着処理が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。
【００１６】
図１は、本発明に係る実施形態である定着装置を備えた画像形成装置全体の概略図を示している。画像形成装置の上部には原稿を搬送して原稿を読み取る原稿読取部１が配置され、その下部に画像を記録する記録部２、画像を記録する用紙を搬送する用紙搬送部３及び給紙部４が配されている。
【００１７】
原稿読取部１は、原稿搬送装置（ＡＤＦ）を内部に備えたカバー部１０と、スキャナ１１を備えた読取本体部１２からなる。読取本体部１２の上面には、搬送される原稿を読み取る部分にプラテンガラス１３が配置され、原稿又は本等を載置して読み取る部分に透明なガラス材からなる載置ベッド１４が配置されている。搬送原稿を読み取る場合にはスキャナ１１をプラテンガラス１３に対向する位置に静止させて読取動作を行い、載置ベッド１４に載置された原稿等を読み取る場合にはスキャナ１１で原稿等の読取面に対して走査して読取動作を行う。
【００１８】
カバー部１０の載置ベッド１４に対向する面には原稿押え１５が取り付けられており、また、その上部には複数枚の原稿を載置しておく原稿トレイ１６が設けられている。原稿トレイ１６に載置された原稿は、ピックアップローラ１７及びセパレートローラ１８によりＡＤＦ内に搬入されてフィードローラ１９によりプラテンガラス１３に対向する読取位置に搬送される。そして、スキャン１１により読み取られ排出ローラ２０により原稿排出トレイ２１に排出される。
【００１９】
記録部２では、用紙搬送部３により搬送された用紙に記録するために、像形成部として、現像器２２、帯電ブラシ２３、感光体ドラム２４、転写ローラ２５、露光ヘッド２６及びメモリ除去ブラシ２７を備えている。また、定着部として、定着ローラ２８及びプレスローラ３３を備えている。まず、感光体ドラム２４の表面を帯電ブラシ２３により一様に帯電させ、帯電された感光体ドラム２４の表面に露光ヘッド２６で画像記録信号に応じて露光することで静電潜像を形成する。次に、現像器２２内のトナーを供給ローラ及び現像ローラによって感光体ドラム２４に形成された静電潜像に転移させて可視像化し、転写ローラ２５により感光体ドラム２４表面に形成されたトナー像を用紙に転写する。そして、転写されたトナー像は、定着ローラ２８によって加熱及び加圧して用紙に定着される。
【００２０】
こうして、感光体への帯電、露光、現像、用紙への転写及び定着といった一連のプロセスが行われて、用紙に画像形成がなされる。転写後に感光体ドラム２４の表面に残留したトナーは、メモリ除去ブラシ（ＥＲＳブラシ）２７により付着力が弱められ、感光体ドラム１０の表面上に分散させられる。そして、残留トナーは、現像器２２の現像ローラに回収される。
【００２１】
給紙部４には、給紙カセット５に複数枚の用紙が積載してセットされており、給紙ローラ２９により一枚ずつ用紙搬送部３に給紙される。給紙された用紙は、フィードローラ３０により搬送されてフィードローラ３１及び３２に挟持される。そして、フィードローラ３１により記録部２に用紙が搬送されて画像形成され、画像形成処理された用紙は定着ローラ２８及びプレスローラ３３の間に挟持されて定着処理を行った後排紙ローラ３４及びプレスローラ３５により排紙トレイ３６に搬出される。
【００２２】
図２は、定着ローラ２８を含む定着機構及び排紙ローラ３４を含む排紙機構をユニット化した定着ユニットに関する概略断面図である。定着ユニットは、ユニットフレームＵ１に定着ローラ２８及び排紙ローラ３４が取り付けられている。下部フレームＵ２には、定着ローラ２８に対向してプレスローラ３３が設けられており、排紙ローラ３４に対向してプレスローラ３５が取り付けられている。下部フレームＵ２をユニットフレームＵ１の下部に固定することで組み立てられている。
【００２３】
定着ローラ２８の表面には、表面温度を検知するサーミスタ３７が接触しており、サーミスタ３７はユニットフレーム６に取り付けられて定着ローラ２８に向かって付勢されている。サーミスタ３７は、定着ローラ２８の表面に搬送される用紙が接触する範囲内であればどの位置に設定されてもよい。プレスローラ３３の表面には、表面温度を検知するサーミスタ３８が接触しており、サーミスタ３８は下部フレーム７に取り付けられてプレスローラ３３に向かって付勢されている。サーミスタ３８のプレスローラ３３に対する接触位置は、定着ローラ２８とのニップ位置近傍でプレスローラ３３の回転方向の上流側に設定する。
【００２４】
図３は、記録部２における回路構成を示す概略図である。記録動作全体の制御を行う記録制御部４０は、像形成制御部４０１、定着制御部４０２、算出部４０３、判定部４０４及び搬送制御部４０５を備えている。
【００２５】
像形成制御部４０１は、帯電ブラシ２３に帯電電圧を印加する帯電電圧印加回路４１、現像器２２の現像ローラ及び供給ローラに現像電圧及び供給電圧を印加する現像電圧印加回路４２に制御信号を送信してそれぞれの部材の電圧制御を行う。また、メモリ除去ブラシ２７に分散電圧を印加する分散電圧印加回路４３、転写ローラ２５に転写電圧を印加する転写電圧印加回路４４に制御信号を送信してそれぞれの部材の電圧制御を行う。また、記録制御部４０は、画像信号に基づいてＬＥＤヘッド２６の露光制御を行い、帯電ブラシ２３により一様に帯電された感光体ドラム２４の表面に静電潜像を形成する。
【００２６】
定着制御部４０２は、定着ローラ２８に内蔵されたヒータを通電して駆動するヒータ駆動回路４６に対してオン・オフ制御信号を送信して定着制御を行う。その際に、サーミスタ３７を備えた温度検知回路４７からの定着ローラ２８の表面温度に関する検知信号を受信して定着制御が行われる。
【００２７】
図４は、定着ローラの加熱制御に関する表面温度の推移を示すグラフである。縦軸に表面温度（Ｔ）をとり、横軸に時間（ｔ）をとっている。ヒータの通電が行われていない装置の電源オフの状態では定着ローラの表面温度はＴ0である。そして、時刻ｔ0で電源がオンされるとヒータに通電されて加熱制御が開始される。
【００２８】
加熱制御が開始することで定着ローラが加熱されて表面温度が上昇していく。時刻ｔ1に装置の待機状態における設定温度（待機温度）Ｔ1に到達することで、待機温度Ｔ1に保つようにヒータの通電をオン・オフ制御する。そのため、定着ローラの表面温度は、待機温度Ｔ1を中心に所定の振幅で温度変化するようになる。
【００２９】
装置の待機状態で時刻ｔ2に記録開始信号が入力されることで、ヒータの連続通電による加熱制御が開始され、定着ローラの表面温度が再び上昇していく。そして、時刻ｔ3に駆動開始温度Ｔ2に到達することで、主モータの駆動を開始し定着ローラの回転駆動を開始する。さらに、表面温度が上昇して時刻ｔ4にピックアップ温度Ｔ3に到達することで、ピックアップローラを回転駆動して給紙動作を開始する。
【００３０】
ピックアップ温度Ｔ3からさらに表面温度が上昇して、時刻ｔ5に定着温度Ｔ4に到達することで、定着温度Ｔ4に保つようにヒータの通電をオン・オフ制御する。そのため、定着ローラの表面温度は、定着温度Ｔ4を中心に所定の振幅で温度変化するようになる。
【００３１】
温度検知部であるサーミスタ３８を備えた温度検知回路４８は、プレスローラ３３の表面温度を検知する。表面温度の検知開始タイミングは、定着ローラ２８が回転駆動されてプレスローラ３３が回転を開始した時点から行うとよい。そして、所定の時間間隔で表面温度をサンプリングして検知信号を記録制御部４０に送信する。
【００３２】
算出部４０３では、入力された記録信号に基づいて印字率の算出処理を行う。例えば、１ライン分の画素データのうち、トナーが付着される黒画素のデータの割合を算出し、１ページ分のラインについて集計して黒画素のデータの割合を求めて印字率を算出する。
【００３３】
判定部４０４は、第一判定部及び第二判定部としての機能を備えており、まず、第一判定部として算出された印字率が所定値以上であるか判定する。次に、第二判定部として、印字率が所定値以上であると判定された場合には、さらに温度検知回路４８から送信されるプレスローラの表面温度が所定値以上であるか判定する。
【００３４】
搬送制御部４０５は、主モータ（ＲＸ）４５に対して制御信号を送信して回転駆動制御を行う。主モータ４５は、記録制御部４０からの制御信号に基づいて、ピックアップローラ２９、フィードローラ３１、感光体ドラム２４、現像器２２の供給ローラ及び現像ローラ、転写ローラ２５、定着ローラ２８を回転駆動させる。
【００３５】
そして、搬送制御部４０５は、印字率が所定値以上である場合にはプレスローラの表面温度が所定値以上になるとピックアップローラ２９の回転制御により給紙を開始する。ピックアップローラの回転制御は、主モータ４５の駆動を接離するクラッチ５０をオン・オフ制御して行われる。
【００３６】
図５は、記録処理を行う場合における用紙の給紙制御に関するフローである。まず、記録信号が入力されたかチェックし（Ｓ１００）、記録信号が入力されることで、記録される画像データから印字率が算出される（Ｓ１０１）。そして、算出された印字率が所定値以上であるか否か判定される（Ｓ１０２）。
【００３７】
印字率が所定値以上と判定された場合には、定着ローラのヒータ加熱が開始されて（Ｓ１０３）定着ローラの表面温度が駆動開始温度に到達したと判定される（Ｓ１０４）ことで、定着ローラの回転駆動が開始される（Ｓ１０５）。
【００３８】
次に、プレスローラの表面温度が検知されて（Ｓ１０６）その表面温度が所定温度以上であるか否か判定する（Ｓ１０７）。そして、プレスローラの表面温度が所定値以上と判定された場合に定着ローラの表面温度がピックアップ温度以上に到達しているか判定し（Ｓ１０８）、ピックアップ温度以上であると判定された場合に給紙が開始される（Ｓ１０９）。給紙開始後用紙に画像形成処理が行われる（Ｓ１１０）。
【００３９】
ステップＳ１０２において、印字率が所定値以上でないと判定された場合には、定着ローラのヒータ加熱が開始されて（Ｓ１１１）定着ローラの表面温度が駆動開始温度に到達したと判定される（Ｓ１１２）ことで、定着ローラの回転駆動が開始される（Ｓ１１３）。そして、プレスローラの表面温度はチェックすることなく、定着ローラの表面温度がピックアップ温度以上に到達しているか判定し（Ｓ１１４）、ピックアップ温度以上であると判定された場合にステップＳ１０９に進み、給紙が開始される。
【００４０】
以上のように処理することで、印字率が大きく定着処理の際に多くのトナーを融着する必要がある場合には、プレスローラの表面温度が所定温度以上となるまで給紙を開始しないように制御される。そのため、プレスローラが十分温まった状態で定着処理が行われ、多くのトナーを融着する熱量を定着ローラから供給でき、良好な定着処理が可能となる。  図６は、別の実施形態に関する回路構成を示す概略図である。この例では、図３に示す例において、印字率を算出する算出部４０３に代えて設定登録部４０６を備えている。
【００４１】
設定登録部４０６は、キーボード等の操作入力部８から入力される設定データを登録する。設定データとしては、画像形成される画像データに画質に関連するデータとして、例えば、ドキュメントのように文字からなる画質、イメージデータのように写真画質といったように利用者が予め操作して選択された設定データが挙げられる。
【００４２】
そして、この例では、判定部４０４では、写真画質のようにトナー量が多くなる設定の場合を予め選択しておき、設定登録部４０６に登録された設定データが選択された所定の設定に該当するか否か判定する。
【００４３】
図７は、記録処理を行う場合における用紙の給紙制御に関するフローである。記録される画像データの画質に関する設定データは、予め設定登録部４０６により登録されている。まず、記録信号が入力されたかチェックし（Ｓ２００）、記録信号が入力されることで、記録される画像データの画質に関する設定データを読み出す（Ｓ２０１）。そして、読み出された設定データが予め選択された所定の設定のものと一致するか否か判定される（Ｓ２０２）。
【００４４】
印字率が所定値以上と判定された場合には、定着ローラのヒータ加熱が開始されて（Ｓ２０３）定着ローラの表面温度が駆動開始温度に到達したと判定される（Ｓ２０４）ことで、定着ローラの回転駆動が開始される（Ｓ２０５）。
【００４５】
次に、プレスローラの表面温度が検知されて（Ｓ２０６）その表面温度が所定温度以上であるか否か判定する（Ｓ２０７）。そして、プレスローラの表面温度が所定値以上と判定された場合に定着ローラの表面温度がピックアップ温度以上に到達しているか判定し（Ｓ２０８）、ピックアップ温度以上であると判定された場合に給紙が開始される（Ｓ２０９）。給紙開始後用紙に画像形成処理が行われる（Ｓ２１０）。
【００４６】
ステップＳ２０２において、印字率が所定値以上でないと判定された場合には、定着ローラのヒータ加熱が開始されて（Ｓ２１１）定着ローラの表面温度が駆動開始温度に到達したと判定される（Ｓ２１２）ことで、定着ローラの回転駆動が開始される（Ｓ２１３）。そして、プレスローラの表面温度はチェックすることなく、定着ローラの表面温度がピックアップ温度以上に到達しているか判定し（Ｓ２１４）、ピックアップ温度以上であると判定された場合にステップＳ２０９に進み、給紙が開始される。
【００４７】
以上のように処理することで、定着処理するトナー量が多い設定の場合には、プレスローラが十分温まってから給紙を開始するように制御され、トナーを融着するための十分な熱量が供給されて良好な定着処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る実施形態を備えた画像形成装置全体の概略図である。
【図２】定着ユニットに関する概略断面図である。
【図３】本発明に係る実施形態に関する回路構成図である。
【図４】定着ローラの加熱制御に関する定着ローラの表面温度の推移を示すグラフである。
【図５】記録処理を行う場合における用紙の給紙制御に関するフローである。
【図６】本発明に係る別の実施形態に関する回路構成図である。
【図７】記録処理を行う場合における用紙の給紙制御に関するフローである。
【符号の説明】
【００４９】
１    原稿読取部
２    記録部
３    用紙搬送部
４    給紙部
８    入力部
28    定着ローラ
33    プレスローラ
34    排紙ローラ
35    プレスローラ
37    サーミスタ
38    サーミスタ
【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】
2009216732.tif 000007
【図６】
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【図７】
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