(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成時の解像度により記録紙搬送速度を制御し、高解像度による画像形成時の記録紙搬送速度を通常の解像度による画像形成時より低くし、かつ、画像形成時の記録紙搬送速度により定着温度を制御し、高解像度による画像形成時の定着温度を通常の解像度による画像形成時より低くする画像形成装置において、
記録紙が通紙待ちの待機時に定着設定温度を、
通常の解像度の使用頻度が高い場合には、通常の解像度の定着温度以下高解像度の定着温度以上の範囲内で、通常の解像度の定着温度に近い温度に設定し、
高解像度の使用頻度が高い場合には、通常の解像度の定着温度以下高解像度の定着温度以上の範囲内で、高解像度の定着温度に近い温度に設定する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
画像形成時の解像度により記録紙搬送速度を制御し、高解像度による画像形成時の記録紙搬送速度を通常の解像度による画像形成時より低くし、かつ、画像形成時の記録紙搬送速度により定着温度を制御し、高解像度による画像形成時の定着温度を通常の解像度による画像形成時より低くする画像形成装置において、
記録紙が通紙待ちの待機時に定着設定温度を、
直前の印字解像度が通常の解像度の場合には、通常の解像度の定着温度以下高解像度の定着温度以上の範囲内で、通常の解像度の定着温度に近い温度に設定し、
直前の印字解像度が高解像度の場合には、通常の解像度の定着温度以下高解像度の定着温度以上の範囲内で、高解像度の定着温度に近い温度に設定する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、記録紙が給紙手段から搬送開始される前に、前記定着設定温度に設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置において、画像密度の選択と連動して前記定着設定温度に設定されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置において、画像密度の選択と別に前記定着設定温度に設定されることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式による画像形成装置に関する、さらに詳細には、画像形成の解像度により記録紙搬送速度と定着温度を制御する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
記録紙搬送速度を低下させて高解像度を実現させる画像形成装置において、定着手段に左右される画像品質が問題となることがしばしばある。これは定着手段において搬送速度が低下したことによる記録紙への熱量過多が原因であり、トナーへの熱量過多に起因するホットオフセットや排出された記録紙どうしの貼り付き、記録紙への熱量過多に起因する記録紙のシワやカールなどである。また逆に搬送速度を低速から高速に切り替わる場合においても定着温度が上昇する以前に記録紙が定着手段を通過すると熱量不足による定着不良が発生する。
【０００３】
この解決手段としては定着手段における加圧ローラの加圧力を変化させて搬送速度に適合したニップ幅に変更するのが理想的であるが機構的にスペース、コストを必要とする。このために、特開平６−２０２４２３では、画像形成速度を切り換える速度切り換え手段と画像形成速度に対応して加熱定着手段の温度を調整する温度調整手段とを備える画像形成装置が提案されている。特開平７−１３４６１では、温度検知手段により定着ローラ表面温度の立ち上がり特性、下降特性を算出する算出手段と、所定のテーブルを参照する参照手段によりローラ駆動を可変にする定着装置が提案されている。特開平８−１７１３０３では、定着ローラが温度制御範囲より高いときに、回転駆動手段を制御して放熱させる手段を有する熱定着装置が提案されている。
また、特開平９−２３３３１４では、画像密度切り換えにより高画質の記録画素密度で画像形成する場合に、熱ローラ温度が制御高い場合に画像形成を禁止し、制御温度以下の場合に画像を形成する画像形成装置が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらは、定着温度の変更には変更過渡期の時間がかかり、印刷待ちの時間が非常に長くなり、または、この待ち時間を短くするものであっても、十分に短くするものとはいえない。
【０００５】
そこで、本発明では、上記問題点を解決するためになされたものであり、記録紙搬送速度を変化させて高解像度を実現させる画像形成装置においても、印刷待ち時間が短く、記録紙への熱量過多あるいは熱量不足による画像品質の低下のない画像形成装置を提供することを目的とする。
さらに、自動的に待機定着温度を変更することで印刷命令に適応した状態で、印刷待ち時間が短く、記録紙への熱量過多あるいは熱量不足による画像品質の低下のない画像形成装置を提供することを目的とする。また、オペレータ等による外部操作により使用環境により合致した状態で、印刷待ち時間が短く、記録紙への熱量過多あるいは熱量不足による画像品質の低下のない画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、画像形成時の解像度により記録紙搬送速度を制御し、高解像度による画像形成時の記録紙搬送速度を通常の解像度による画像形成時より低くし、かつ、画像形成時の記録紙搬送速度により定着温度を制御し、高解像度による画像形成時の定着温度を通常の解像度による画像形成時より低くする画像形成装置において、記録紙が通紙待ちの待機時に定着設定温度を、通常の解像度の使用頻度が高い場合には、通常の解像度の定着温度以下高解像度の定着温度以上の範囲内で、通常の解像度の定着温度に近い温度に設定し、高解像度の使用頻度が高い場合には、通常の解像度の定着温度以下高解像度の定着温度以上の範囲内で、高解像度の定着温度に近い温度に設定する画像形成装置とする。請求項２に記載の発明は、画像形成時の解像度により記録紙搬送速度を制御し、高解像度による画像形成時の記録紙搬送速度を通常の解像度による画像形成時より低くし、かつ、画像形成時の記録紙搬送速度により定着温度を制御し、高解像度による画像形成時の定着温度を通常の解像度による画像形成時より低くする画像形成装置において、記録紙が通紙待ちの待機時に定着設定温度を、直前の印字解像度が通常の解像度の場合には、通常の解像度の定着温度以下高解像度の定着温度以上の範囲内で、通常の解像度の定着温度に近い温度に設定し、直前の印字解像度が高解像度の場合には、通常の解像度の定着温度以下高解像度の定着温度以上の範囲内で、高解像度の定着温度に近い温度に設定する画像形成装置とする。請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、記録紙が給紙手段から搬送開始される前に、前記定着設定温度に設定する画像形成装置とする。請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置において、画像密度の選択と連動して前記定着設定温度に設定される画像形成装置とする。請求項５に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置において、画像密度の選択と別に前記定着設定温度に設定される画像形成装置とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態である画像形成装置を示す中央断面図である。
矢印方向に回転する感光体１のまわりには、帯電手段２、クリーニング手段３、レーザー光学系４、トナー５を供給して感光体１上の静電潜像を顕像化する現像手段６、及び転写手段７が配置されている。
また、図１の下側に配置され矢印Ａ方向に着脱可能な給紙手段１０内の記録紙Ｐは、底板１１で給紙ローラ１２に押しつけられ（加圧手段は図示しない）、給紙ローラ１２が回転すると記録紙Ｐの最上紙は分離パッド１３で一枚づつに分離されながらレジストローラ２０まで搬送され、感光体１上の画像と同期するようにタイミングがとられて、さらに記録紙Ｐは転写手段７に送り出される。転写手段７によって感光体１から画像を得た記録紙Ｐはさらに定着手段３０に搬送され、ヒータ３１を内蔵した定着ローラ３２と圧接対向する加圧ローラ３３との間を通り、トナー像が定着される。その後、画像形成の終わった記録紙Ｐは排紙ローラ対３４により画像面を下にして、排紙トレイ４０の上に排出される。
また本発明における画像形成装置においては通常の画像密度印字時の記録紙搬送速度Ｖ１に対し、高解像度印字時には記録紙搬送速度を低下させたＶ２を設定している。これは高解像度画像形成に伴うレーザー光学系４のポリゴンモーターの高速回転性能不足を補うため、回転速度を低くし、同時にその他のプロセス条件の速度も、これに合わせて低くする。
【０００８】
それに伴い定着手段３０においても低速時は記録紙Ｐに与える熱量を少なくする必要がある。理想的には加圧ローラ３３の押圧力を減じてニップ幅を小さくすることが望ましいが圧力変更の機構を別途設けるスペース、コストの問題があり、比較的容易に実現できる通紙時定着温度を下げる対応を実施している場合が多い。
本発明はこのような複数の記録紙搬送速度を設定可能な画像形成装置の定着手段３０の定着温度設定、特に待機時温度設定に関するものである。これにより簡単な機構で、低コストで記録紙搬送速度に対応した定着性能を有する画像形成装置を提供することができる。
【０００９】
定着設定温度が１種類の場合は待機時温度と通紙時温度を同じくしておくことで何ら問題ないが、２種類以上の通紙時定着温度を設定可能な場合次のような不具合の発生が懸念される。
図２は、時間に対する定着ローラ３２の温度推移を概略的に表したグラフである。ここで、通常画像形成時定着温度（以下、「通常定着温度」と記す。）をＴ１、高解像度画像形成時定着温度（以下、「高解像度定着温度」と記す。）をＴ２とする。
通常定着温度Ｔ１での待機あるいは通紙状態から高解像度定着温度Ｔ２に移行する場合を考える。実線にて示される温度推移は定着ローラ３２温度がＴ１からＴ２に下降するまで装置は待機状態を維持しているものであり高解像度定着温度Ｔ２への移行開始が図中Ｓ１のタイミングにて指示され温度降下が開始される。定着ローラ３２温度がＴ２まで下降するのを待機状態で待った後通紙開始すると図中に示す待ち時間１が発生してしまう。しかして温度降下を待たずに通紙開始すると定着ローラ３２温度は図中破線にて表す推移を示すがこのとき図中熱量過多にて示す範囲においてはホットオフセット、シワ、カール等の不具合が発生してしまう。ここでＳ２にて表すタイミングは定着温度移行の信号Ｓ１から画像展開等に要する時間経過後、実際の通紙動作開始のタイミングであり最短ではＳ１＝Ｓ２の場合もある。Ｓ３は待機状態のままＴ２まで温度降下を待った場合の給紙開始のタイミングである。また定着ローラ３２温度推移が破線に示すように温度降下が早くなるのは、装置が通紙動作を開始すると定着ローラ３２温度は対向し押圧されている加圧ローラ３３、あるいは通過する記録紙Ｐに熱を奪われるためであり、待機状態で待つよりも早く高解像度時定着温度Ｔ２での制御に移行する。
【００１０】
逆に高解像度時定着温度Ｔ２から通常定着温度Ｔ１に移行する場合において、Ｔ１到達まで待機状態を維持すると図中右側に示すような温度変更信号Ｓ４からＳ６までに示される待ち時間２が発生してしまう。画像展開終了後温度上昇を待たずに通紙開始すると破線に示すＳ５からＳ６の定着ローラ３２温度の間定着不良等不具合を伴うこととなる。ここでＳ５はＳ２同様画像展開等に要する時間差、Ｓ６は待機状態のまま定着ローラ３２温度がＴ１に到達するのを待ったときの給紙開始のタイミングである。
また、破線に示すように、Ｓ５にて給紙開始すると加圧ローラ３３、記録紙Ｐに熱を奪われるため定着ローラ３２の温度上昇は遅くなってしまう。本発明においてはこのような不具合に対し待機時の設定温度を可変とすることで改善をはかる。この待機時設定温度の変更は使用頻度によって最適温度を選択するものである。
【００１１】
第１のケースとして、通常の解像度での使用に限られる場合においては、高解像度時定着温度への移行を考慮しなくて良いので待機時温度は通紙時定着温度と同様にＴ１とするのが効果的である。
【００１２】
第２のケースとしては高解像度画像の使用に限られる場合においては、待機時温度は高解像度時温度Ｔ２と同様にする。これらは通常設定温度を１種類しか持たない場合と同様である。
【００１３】
第３のケースとして通常の解像度と高解像度とどちらも使用するが通常解像度の使用頻度のほうが高い場合である。この場合、図３に示すように待機時温度Ｔ３をＴ１以下Ｔ２以上の範囲内ただし、Ｔ１に近いほうに設定する。破線にて示すが定着温度Ｔ３での待機状態であり待機時から高解像度印字する場合、Ｓ７に示すタイミングで定着ローラ３２温度は下降を開始し、画像展開等を経てＳ８にて給紙動作開始する。このとき待機温度Ｔ３が通常印字時の待機温度Ｔ１よりも低い設定であるため温度下降開始温度が通常よりも低くなる。その結果、通紙動作開始時の定着ローラ３２温度は従来よりも温度Ｔ２に近くなり、図中熱量過多範囲は通常待機温度Ｔ１のときよりも小さくなる。
また、図中右側に示す待機温度Ｔ３から通常解像度印字を行う場合ではＴ３とＴ１の温度差が小さいので画像展開等時間差があれば、時間差がなくても給紙手段１０から定着手段３０への記録紙搬送中の定着ローラ３２温度上昇分により定着ローラ３２温度はＴ１に達すると考えられ、熱量不足状態にて記録紙Ｐが定着手段３０を通過することはない。
【００１４】
第４のケースとしては通常の解像度と高解像度とどちらも使用するが高解像度の使用頻度のほうが高い場合である。この場合図４に示すように待機時温度Ｔ４をＴ１以下Ｔ２以上で、Ｔ２に近いほうに設定する。破線にて示すように待機時から高解像度印字する場合、Ｓ９に示すタイミングで定着ローラ３２温度は下降を開始し、画像展開等を経てＳ１０にて給紙動作開始する。このときの温度下降開始温度は待機温度Ｔ４が前記Ｔ３よりも更に低い設定であるため給紙開始時により高解像度定着温度Ｔ２に近づいているので図中熱量過多範囲も通常待機温度Ｔ１のときやＴ３のときよりも小さくなる。
【００１５】
また、待機温度Ｔ４から通常解像度印字を行う場合ではＴ４とＴ１の温度差がＴ２よりは小さいので画像展開等時間差があれば給紙手段１０から定着手段３０への記録紙搬送中の定着ローラ３２温度上昇により、熱量不足にて記録紙Ｐが定着手段３０を通紙される時間は非常に短くなる。
【００１６】
次に、上述した使用条件と異なるが、断続的に印字が繰り返される場合について考える。特に高解像度印字の場合データ展開に時間を要するため、複数ページに及ぶジョブのページ間隔が空いてしまうことが多々ある。この様な場合ページ間ごとに装置が停止し待機状態となるため待機時定着温度の設定が通紙時温度と異なっているとその都度記録紙Ｐに対する熱量に過不足が生じ不具合画像が発生してしまう。従来例にあるように設定温度になるまで印字を禁止する方法も考えられるがページ間での待ち時間が非常に長くなってしまう。このような不具合を解決するため、次のような温度制御が考えられる。ここで、図５は、本発明の画像形成装置の簡単な制御のフローチャートを示す図である。すなわち、印字作業が終了し、待機状態へ移行するときに直前の印字解像度に応じて通常解像度印字後は通常待機温度、高解像度印字後は高解像度待機温度にて制御するものである。ここで前出の例でいえば通常待機温度にはＴ１、Ｔ３が、高解像度待機温度にはＴ２、Ｔ４が該当するといえる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１乃至３の記載に係る画像形成装置では、記録紙通紙待ちのスタンバイ時の待機時定着温度を変更可能としているので印刷待ち時間が短く、記録紙への熱量過多あるいは熱量不足による画像品質の低下のない画像形成装置を提供することができる。特に、記録紙の搬送開始時から定着温度を変更することで、さらに、印刷待ち時間を短くすることができる。請求項４の記載に係る画像形成装置では、待機時定着温度の変更は選択された画像密度の設定に連動して自動的に行われるので、印刷命令に適応した状態で、印刷待ち時間が短く、記録紙への熱量過多あるいは熱量不足による画像品質の低下のない画像形成装置を提供することができる。請求項５の記載に係る画像形成装置では、待機時定着温度の変更はオペレータ等により外部から操作可能としているので、使用環境により合致した状態で、印刷待ち時間が短く、記録紙への熱量過多あるいは熱量不足による画像品質の低下のない画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である画像形成装置を示す中央断面図である。
【図２】時間に対する定着ローラの温度推移を概略的に表したグラフである。
【図３】時間に対する定着ローラの温度推移を概略的に表したグラフである。
【図４】時間に対する定着ローラの温度推移を概略的に表したグラフである。
【図５】本発明の画像形成装置の簡単な制御のフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
１  感光体
２  帯電手段
３  クリーニング手段
４  レーザー光学系
５  トナー
６  現像手段
７  転写手段
１０  給紙手段
１１  底板
１２  給紙ローラ
１３  分離パッド
２０  レジストローラ
３０  定着手段
３１  ヒータ
３２  定着ローラ
３３  加圧ローラ
３４  排紙ローラ対
４０  排紙トレイ
Ｐ  記録紙
【図１】
0003847056.tif 000002
【図２】
0003847056.tif 000003
【図３】
0003847056.tif 000004
【図４】
0003847056.tif 000005
【図５】
0003847056.tif 000006