JP2004126173A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【目的】プリント中に長時間の自動調整が入る場合でも、安定した定着性を確保することができる画像形成装置を提供すること。
【構成】電子写真方式により転写シートＰに作像したトナー像を熱定着する定着ユニット（定着手段）４０を有する画像形成装置において、画像形成動作中に複数枚の転写シートＰが所定位置を連続して通過する間隔を計測する計測手段と、該計測手段の計測結果に基づいて前記定着ユニット４０に与える熱量を変更する熱量制御手段を設ける。ここで、定着ユニット４０は、少なくとも定着ローラ４１ａと、該定着ローラ４１ａを加熱する定着ヒータ２０５，２０６と、該定着ヒータ２０５，２０６の発熱した熱を定着ローラ４１ａに伝える芯金２０３と、前記定着ローラ４１ａの表面温度を計測する温度センサ２０８，２０９と、定着ローラ４１ａに加圧される加圧ローラ４１ｂとで構成される。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電記録方式や電子写真記録方式等を採用した画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の複写機等の画像形成装置では、転写シートに転写したトナー像を定着するために、加熱された２本のローラ間に転写シートを通して熱及び圧力でトナー像を転写シートに定着する所謂ローラ式定着装置が広く使用されている。図１１は従来の画像形成装置における定着装置の断面を示す図である。
【０００３】
図１１において、１１０１は定着ローラ、１１０２は加圧ローラである。ここで、定着ローラ１１０１は、ゴムで構成されており、転写シート１１０９が定着ローラ１１０１と加圧ローラ１１０２の間を通るとき、該転写シート１１０９上のトナーを転写シート１１０９に熱定着させるための熱をトナーに提供する。
【０００４】
又、１１０５は定着ヒータ（ハロゲンヒータ等）であり、該定着ヒータ１１０５は、これに通電することによって熱を発し、筒状に構成されてた芯金１１０３を暖める。そして、芯金１１０３は、定着ヒータ１１０５から供給される熱を定着ローラ１１０１に伝達することによって該定着ローラ１１０１を暖める。又、１１０６は保温ヒータ（ハロゲンヒータ）である。
【０００５】
ところで、プリント待機中は、定着ローラ１１０１及び加圧ローラ１１０２は共に回転しないため、定着ローラ１１０１から加圧ローラ１１０２に対して熱が供給されないで加圧ローラ１１０２が冷えている。従って、プリント開始直後に転写シート１１０９が通過するときに、本来は転写シート１１０９に伝導されるべき定着ローラ１１０１の熱が加圧ローラ１１０２に脱熱され、転写シート１１０９のトナー像が定着不良になるという問題があった。
【０００６】
そこで、保温ヒータ１１０６がプリント待機中に芯金１１０４を通じて加圧ローラ１１０２へ一定量の熱を伝導し、該加圧ローラ１１０２を保温することによってプリント開始直後の定着不良を防止するようにしている。
【０００７】
又、１１０７は定着ローラ１１０１の中央部の表面温度センサであり、該表面温度センサ１１０７の出力に基づいて定着ヒータ１１０５の点灯を制御して定着ローラ１１０１を一定温度に保っている。
【０００８】
又、１１０８は定着ローラ１１０１の端部の表面温度センサであり、表面温度センサ１１０７が故障等で正しく表面温度を読み取ることができなくなったときに、定着ローラ１１０１が過剰加熱されて定着装置が故障するのを未然に防止する役割を果たす。
【０００９】
図１２は定着ヒータ１１０５を点滅したときの定着ローラ温度と定着ヒータ１１０５の芯金温度について示す図である。
【００１０】
図１２において、１２０１は定着ヒータ１１０５の点灯状態を表し、１２０２は定着ローラ１１０１の表面温度、１２０３は定着ローラ芯金１１０３の温度を示す。定着ヒータ１１０５を点灯させると、先ず、定着ヒータ１１０５の外周部に配置された芯金１１０３に熱が放射されるために芯金温度が上昇する。その後、芯金１１０３が蓄熱した放射熱が定着ローラ１１０１に徐々に伝達されるため、該定着ローラ１１０１のゴムの表面温度は芯金１１０３の温度上昇よりも遅れて上昇を始める。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、近年、画像形成装置の中でも高速カラープリントが可能なカラー複写機が市場で多く受け入れられるようになってきている。カラー複写機では、モノクロ複写機に比べて転写シートに載るトナー量が多いため、トナー像を十分に定着するためには定着ローラのゴムの厚みをモノクロよりも厚くし、該定着ローラにより多くの熱量を蓄熱してトナーに与える必要がある。図１２において説明したように、定着ヒータ制御に対して追従が遅い定着ローラゴムによって十分な定着性を得るためには、トナー像の定着を始める時刻よりも前に定着ローラへの給熱を始める必要がある。
【００１２】
一方の問題として、カラー複写機はモノクロ複写機よりも色数が多く、又、より精細な階調表現を要するため、連続印刷動作を続けることにより、印刷途中で画像濃度の補正、色ずれ補正、クリーニング等の調整動作で印刷動作が中断される場合が多い。
【００１３】
図１３は転写シート１１０９を連続印刷中に自記調整制御が入った場合の定着ローラ１１０１及び定着ヒータ１１０５の温度変化を示す図である。
【００１４】
図１３において、１３０１は転写シートが定着装置を通過していること示す信号、１３０２は検出した定着ローラ１１０１の表面温度、１３０３は定着ローラ１１０１の表面温度に対する定着ヒータ１１０５の点灯制御を示している。又、１３０４は実際の制御で検出することはないが、定着ローラ１１０１の芯金１１０３の温度を示している。
【００１５】
先ず、区間１３０５では、２枚の転写シート１１０９が定着ローラ１１０１を通過する。このとき、定着ローラ１１０１は転写シート１１０９の通過により熱を奪われることにより、その表面温度が目標温度を下回る（区間１３０８）。定着ローラ１１０１の表面温度が制御目標温度を下回ることにより、定着ヒータ１１０５はオンされ、芯金１１０３の温度が上昇することによって、芯金１１０３から定着ローラ１１０１への熱の伝達が常に行われる状態になり、転写シート１１０９による定着ローラ１１０１の表面温度の奪熱を補っている。
【００１６】
次に、区間１３０６では、上述のように画像調整等の自動調整が入ることにより、定着装置はプリント中と同じ制御のまま転写シート１１０９が通過しない状態が続く。定着ローラ１１０１を転写シート１１０９が通過しない場合は、定着ローラ１１０１から熱を奪う要素がなくなるため、表面温度が目標温度近傍に制御され、定着ヒータ１１０５が点灯される区間（１３１０，１３１２）と、定着ヒータ１１０５が消灯される区間（１３０９，１３１１，１３１３）の割合が転写シート１１０９が通過する場合に比べて小さくなる。すると、自動調整が終了する区間１３１３では、定着ローラ１１０１の芯金１１０３の温度は、自動調整の時間が長くなる程、転写シート１１０９が常に通過している区間１３０５に比べて可成り低くなる。
【００１７】
自動調整が終了すると、区間１３０７で再び転写シート１１０９が定着装置を通過するが、このときには芯金１１０３が有する蓄熱量は定着ローラ１１０１が有する蓄熱量と大差なくなるため、定着ローラ１１０１の表面温度が制御温度を下回ってから定着ヒータ１１０５を点灯しても芯金１１０３から定着ヒータ１１０５に熱が供給されるのが可成り遅れ、自動調整後の転写シート１１０９の定着性の悪化を招いていた。
【００１８】
又、自動調整中は常に定着ローラ制御目標温度をプリント中より高く設定して待機する制御を行うことも考えられてきたが、この場合、自動調整時間が短い場合、定着ローラに対する熱供給が過剰になり、転写シートに定着したトナー像が再び剥がれる所謂ホットオフセット等の定着不良を招く等の問題があった。
【００１９】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、プリント中に長時間の自動調整が入る場合でも、安定した定着性を確保することができる画像形成装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、電子写真方式により転写シートに作像したトナー像を熱定着する定着手段を有する画像形成装置において、画像形成動作中に複数枚の転写シートが所定位置を連続して通過する間隔を計測する計測手段と、該計測手段の計測結果に基づいて前記定着手段に与える熱量を変更する熱量制御手段を設けたことを特徴とする。
【００２１】
又、本発明は、定着ローラ及び加圧ローラから構成されるローラ定着方式の定着手段を有する電子写真方式の画像形成装置において、連続して給紙する転写シートの給紙時間間隔を計測する計測手段を設け、該計測手段が計測した給紙インターバルが所定時間よりも長いことを検知した場合には、次の転写シートが給紙される給紙タイミングで前記定着手段の制御温度を上げることを特徴とする。
【００２２】
更に、本発明は、定着ローラ及び加圧ローラから構成される定着装置を有する画像形成装置において、画像形成動作中に前記定着ローラを温調制御する第１の目標温度で制御し、定着ローラを転写シートの給紙インターバルを計測する給紙インターバル計測手段と、転写シートが給紙された後の経過時間を計測する給紙後経過時間計測手段を設け、前記給紙インターバル計測手段により計測された給紙インターバルが所定インターバル時間よりも長い場合には前記定着ローラを第１の目標温度よりも低い第２の目標温度で制御し、前記給紙後経過時間計測手段が計測する給紙後経過時間が前記所定インターバル時間よりも長い所定給紙後経過時間を経過したときには前記定着ローラを第２の目標温度よりも低い第３の目標温度で制御することを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２４】
＜実施の形態１＞
先ず、本発明に係る画像形成装置の概略構成を図１に基づいて説明する。
【００２５】
詳細な説明は行わないが、図１において、１Ｒは原稿の複写動作を行う場合の原稿読み取り部である。又、１Ｐは画像出力部であり、この画像出力部１Ｐは大別して画像形成部１０（４つのステーションａ，ｂ，ｃ，ｄが並設されており、その構成は同一である）、給紙ユニット２０、中間転写ユニット３０、定着ユニット４０及び制御ユニット（不図示）によって構成されている。
【００２６】
更に、個々のユニットについて詳しく説明する。
【００２７】
画像形成部１０は次に述べるような構成になっている。
【００２８】
即ち、像担持体としての感光ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄがその中心で軸支され、これらは矢印方向に回転駆動される。そして、感光ドラム１１ａ〜１１ｄの外周面に対向してその回転方向に、１次帯電器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ、光学系１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、現像装置１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが配置されている。
【００２９】
而して、１次帯電器１２ａ〜１２ｄにおいて感光ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に均一な帯電量の電荷を与え、次いで光学系１３ａ〜１３ｄにより、記録画像信号に応じて変調した例えばレーザービーム等の光線を感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に露光することによって、各感光ドラム１１ａ〜１１ｄに静電潜像を形成する。
【００３０】
そして、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色の現像剤（トナー）をそれぞれ収納した現像装置１４ａ〜１４ｄによって感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上の静電潜像を現像によって顕像化して可視画像を得る。顕像化された可視画像を中間転写ベルト３１に転写する画像転写領域Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄの下流側では、クリーニング装置１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄにより転写シートＰに転写されないで感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に残されたトナーを掻き落として感光ドラム１１ａ〜１１ｄ表面の清掃を行う。以上に示したプロセスにより、各トナーによる画像形成が順次行われる。
【００３１】
前記給紙ユニット２０は、転写シートＰを収納するためのカセット２１ａ，２１ｂ及び手差しトレイ２７、カセット２１ａ，２１ｂ内若しくは手差しトレイ２７より転写シートＰを１枚ずつ送り出すためのピックアップローラ２２ａ，２２ｂ及び２６、各ピックアップローラ２２ａ，２２ｂ及び２６から送り出された転写シートＰをレジストローラ２５ａ，２５ｂまで搬送するための給紙ローラ対２３及び給紙ガイド２４、画像形成部の画像形成タイミングに合わせて転写シートＰを２次転写領域Ｔｅへ送り出すためのレジストローラ２５ａ，２５ｂによって構成されている。
【００３２】
次に、中間転写ユニット３０について詳細に説明する。
【００３３】
中間転写ベルト３１（その材料としては、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン等が用いられる）　は、該中間転写ベルト３１に駆動を伝達する駆動ローラ３２と、ばね（不図示）の付勢によって中間転写ベルト３１に適度な張力を与えるテンションローラ３３と、中間転写ベルト３１を挟んで２次転写領域Ｔｅに対向する従動ローラ３４とに巻回される。これらのうち駆動ローラ３２とテンションローラ３３の間に１次転写平面Ａが形成される。
【００３４】
ここで、駆動ローラ３２は、金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（ウレタン又はクロロプレン）をコーティングして中間転写ベルト３１とのスリップを防いでおり、パルスモータ（不図示）によって回転駆動される。
【００３５】
又、各感光ドラム１１ａ〜１１ｄと中間転写ベルト３１が対向する１次転写領域Ｔａ〜Ｔｄには、中間転写ベルト３１の裏に１次転写ブレード３５ａ〜３５ｄが配置されている。従動ローラ３４に対向して２次転写ローラ３６が配置され、この２次転写ローラ３６は、中間転写ベルト３１とのニップによって２次転写領域Ｔｅを形成する。尚、２次転写ローラ３６は、中間転写ベルト３１に対して適度な圧力で加圧されている。
【００３６】
更に、中間転写ベルト３１上の２次転写領域Ｔｅの下流には、中間転写ベルト３１の画像形成面をクリーニングするためのクリーニング装置５０が配されており、このクリーニング装置５０は、クリーナーブレード５１（材質としては、ポリウレタンゴム等が用いられる）と廃トナーを収納する廃トナーボックス５２とで構成されている。
【００３７】
前記定着ユニット４０は、内部にハロゲンヒータ等の熱源を備えた定着ローラ４１ａと、該定着ローラ４１ａに加圧される加圧ローラ４１ｂ（これにも熱源を備える場合もある）及びローラ対４１ａ，４１ｂのニップ部へ転写シートＰを導くためのガイド４３、ローラ対４１ａ，４１ｂから排出されてきた転写シートＰを更に装置外部に導き出すための内排紙ローラ４４、外排紙ローラ４５等から構成されている。
【００３８】
又、制御ユニットは、上記各ユニット内の機構の動作を制御するための制御基板７０やモータドライブ基板（不図示）等によって構成されている。
【００３９】
次に、以上のように構成された画像形成装置の画像形成動作について説明する。
【００４０】
画像形成動作開始信号が発せられると、先ず、ピックアップローラ２２ａによってカセット２１ａから転写シートＰが１枚ずつ送り出される。そして、給紙ローラ対２３によって転写シートＰが給紙ガイド２４の間を案内されてレジストローラ２５ａ，２５ｂまで搬送される。そのとき、レジストローラ２５ａ，２５ｂは停止しており、転写シートＰの先端はレジストローラ２５ａ，２５ｂのニップ部に突き当たる。その後、画像形成部が画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラ２５ａ，２５ｂは回転を始める。この回転時期は、転写シートＰと画像形成部より中間転写ベルト３１上に１次転写されたトナー画像とが２次転写領域Ｔｅにおいて丁度一致するようにそのタイミングが設定されている。
【００４１】
一方、画像形成部では、画像形成動作開始信号が発せられると、前述したプロセスにより中間転写ベルト３１の回転方向において一番上流にある感光ドラム１１ｄ上に形成されたトナー画像が、高電圧が印加された１次転写用帯電器３５ｄによって１次転写領域Ｔｄにおいて中間転写ベルト３１に１次転写される。そして、１次転写されたトナー像は、次の１次転写領域Ｔｃまで搬送される。そこでは各画像形成部間をトナー像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行われており、前画像の上にレジストを合わせて次のトナー像が転写されることになる。以下も同様の工程が繰り返され、結局、４色のトナー像が中間転写ベルト３１上において１次転写される。
【００４２】
その後、転写シートＰが２次転写領域Ｔｅに進入して中間転写ベルト３１に接触すると、該転写シートＰの通過タイミングに合わせて２次転写ローラ３６に高電圧が印加される。そして、前述したプロセスにより中間転写ベルト３１上に形成された４色のトナー画像が転写シートＰの表面に転写される。その後、転写シートＰは、搬送ガイド４３によって定着ユニット４０の定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂのニップ部まで正確に案内される。そして、定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂの熱及びニップの圧力によってトナー画像が転写シートＰの表面に定着される。その後、転写シートＰは、内外排紙ローラ４４，４５によって搬送されて機外に排出される。
【００４３】
図２は定着ユニット４０の詳細な構成を示す断面図である。
【００４４】
図２において、４１ａは定着ローラ、４１ｂは加圧ローラである。定着ローラ４１ａは、転写シートＰが定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂの間を通るとき、該転写シートＰ上のトナーを熱定着させるための熱をトナーに提供する。
【００４５】
又、２０５，２０６は定着ヒータ（ハロゲンヒータ等）である。定着ヒータ２０５，２０６は通電することにより熱を発し、筒状に構成されている芯金２０３を暖める。尚、本実施の形態では、定着ヒータ２０５は定着ローラ４１ａの中央部に対して熱を供給し、定着ヒータ２０６は定着ローラ４１ａの端部に対して熱を供給する。又、定着ヒータ２０６の点灯制御は、転写シートＰの幅によって複数の点灯時間デューティから選択して制御される。
【００４６】
以上のように加熱源を２本の定着ヒータ２０５，２０６で構成することにより、定着ローラ４１ａの熱量を上げることができるだけでなく、幅の狭い転写シートＰを定着するときに、定着ローラ４１ａの転写シートＰが通過しない端部の温度が異常昇温してしまうのを防止する。
【００４７】
ところで、芯金２０３は、定着ヒータ２０５より供給される熱を定着ローラ４１ａに伝達することによって定着ローラ４１ａを暖める。又、２０７は保温ヒータ（ハロゲンヒータ）である。
【００４８】
プリント待機中は、定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂは共に回転しないため、定着ローラ４１ａから加圧ローラ４１ｂに対して熱が供給されないで加圧ローラ４１ｂが冷えている。従って、プリント開始直後に転写シートＰが通過するときに本来は転写シートＰに伝導されるべき定着ローラ４１ａの熱が加圧ローラ４１ｂに脱熱され、転写シートＰのトナー像が定着不良になるという問題があった。
【００４９】
そこで、保温ヒータ２０７がプリント待機中に加圧ローラ４１ｂの芯金４４を通じて加圧ローラ４１ｂへ一定量の熱を伝導して該加圧ローラ４１ｂを保温することによってプリント開始直後の定着不良を防止している。又、２０８は定着ローラ４１ａの中央部の表面温度センサであり、図５で後述するように、表面温度センサ２０８の出力に基づいて定着ヒータ２０５の点灯を制御し、定着ローラ４１ａを一定温度に保っている。更に、２０９は定着ローラ４１ａの端部の表面温度センサであり、故障等で表面温度センサ２０８が正しく表面温度を読み取ることができなくなったときに、定着ローラ４１ａが過剰加熱されて定着装置が故障するのを未然に防ぐ機能を果たす。
【００５０】
図３は本実施の形態に係る画像形成装置を制御する制御コントローラの構成を示すブロック図であり、制御コントローラは、ＣＰＵ３０１、イメージリーダー制御部３０２、画像信号制御部３０３、プリンタ制御部３０４、ＲＯＭ３０５、ＲＡＭ３０６、操作パネル制御部３０７によって構成されている。
【００５１】
上記ＣＰＵ３０１は、ＲＯＭ３０５に格納されているプログラムを実行することにより、イメージリーダー制御部３０２を通じて原稿読み取り部１Ｒを制御する。又、画像信号制御部３０３は、原稿読み取り部１Ｒから読み込まれた原稿の画像データ若しくはネットワークを通じて画像信号制御部に入力された画像データを蓄積し、プリンタ制御部３０４に対してプリントデータを出力する。ＣＰＵ３０１は、操作パネル制御部３０７を介して操作パネル（不図示）を制御するとともに、不図示のＡ／Ｄ変換器を介して前記表面温度センサ２０８，２０９のアナログ出力値をディジタルデータへ変換することによって定着ローラ４１ａの表面の温度を計測する。
【００５２】
図４はＲＯＭ３０５及びＲＡＭ３０６の領域割付についての説明図である。
【００５３】
図４において、４０１はＲＯＭ３０５上に格納されたデータであり、プログラムが格納された領域４０３と、プログラム実行に必要な固定パラメータが格納された領域４０４と、定着ローラ制御目標温度が格納されたテーブル４０５及び自動調整時間から自動調整終了後の定着ローラ制御目標温度を決定するための自動調整時間閾値データ４０６によって構成されている。４０２はＲＡＭ３０６の格納領域であり、これはプログラム実行に必要なスタック領域４０７、変数領域４０８、測定した自動調整時間を格納する（ＴａｕｔｏＡｄｊ）格納領域４０９によって構成されている。
【００５４】
図５はＣＰＵ３０１が制御する定着ユニット４０の温度制御アルゴリズムを示すフローチャートである。
【００５５】
先ず、電源投入後、ステップ５０１では定着装置の制御目標温度格納変数Ｔｒｅｆ　に初期値１９０℃を格納する。次に、ステップ５０２で、図６において後述するテーブルを参照し、画像形成装置の状態に従って制御目標温度Ｔｒｅｆ　を変更する（ステップ５０３）。次に、Ａ／Ｄ変換器より、表面温度センサ２０８の入力値を変換した値をＴｓｎｓ　に格納する（ステップ５０４）。次に、ステップ５０５では、制御温度Ｔｒｅｆ　と検出温度Ｔｓｎｓとを比較し、Ｔｓｎｓ　がＴｒｅｆ　以下であれば図７において後述するヒータ点灯シーケンスにより定着ヒータ２０５，２０６を点灯制御する（ステップ５０７）。一方、Ｔｓｎｓ　がＴｒｅｆ　を上回っているときには、ステップ５０６で定着ヒータ２０５，２０６は点灯しない。
【００５６】
図６は画像形成装置の状態とＴｒｅｆ　の設定値の関係を示すテーブルである。
【００５７】
図６において、６０１は画像形成装置がプリント準備動作をしているときの制御温度、６０２はプリント開始したときの制御温度をそれぞれ示している。６０３は後述する自動調整時間が所定時間よりも長いと判断したときの制御温度を示している。６０４はプリントが終了したときの制御温度であり、これはウォームアップ開始温度に等しい。又、用紙ＪＡＭ等で画像形成装置を緊急停止させる必要がある状態では、制御温度を０℃に設定することにより、定着ヒータ２０５，２０６を点灯させないように制御している（６０５）。又、図示しないが、ＣＰＵ３０１は定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂを回転させる制御も行っている。
【００５８】
図７は図５において説明した定着ヒータ点灯シーケンスについてのフローチャートである。
【００５９】
ステップ７０１では、画像形成装置がプリント可能状態（スタンバイ状態）であるか否かを判断する。画像形成装置がスタンバイ状態にあるときには、画像形成装置内部の機内温度の上昇防止と消費電力の低減のため、定着ヒータ２０５を消灯し、定着ヒータ２０６のみを点灯する（ステップ７０２）。一方、画像形成装置がスタンバイ状態外にある場合は、定着ローラ４１ａに対して十分熱量を与える必要があるため、定着ヒータ２０５，２０６を共に点灯させる（ステップ７０３）。
【００６０】
図８は自動調整の時間を計測してその計測した自動調整時間に従って定着目標温度を決定するサブルーチンでの処理手順を示すフローチャートである。
【００６１】
先ず、図示しないが、画像形成装置には、転写シートＰが給紙されるタイミングを検知する給紙センサが設けられており、ステップ８０１で給紙センサによる給紙信号が検知されたか否かを判断する。ステップ８０１で給紙センサによる給紙信号が検知されると、ステップ８０２で自動調整時間計測タイマーをスタートさせる。
【００６２】
ここで、本実施の形態では、自動調整時間の計測を給紙時間間隔を用いて測定する。つまり、本実施の形態に係る画像形成装置では、給紙間に自動調整がない場合は給紙間隔が一定であるため、給紙間隔を計測し、通常の給紙間隔との差分を自動調整時間と見なすことができる。
【００６３】
ところで、ステップ８０３では、ステップ８０２でスタートしたタイマー（Ｔｐｒｅｒｏｔ）　が２分以上経過したか否かを判断する。２分以上経過している場合は、芯金２０３の蓄熱量は少なくなっていると判断できるため、ステップ８０６で定着目標温度をプリント開始目標温度（１９３℃）よりも高い自動調整後状態の目標温度２００℃に設定して自動調整を継続し、自動調整直後の転写シートＰの更に次の転写シートＰが給紙されるまでは、定着目標温度をプリント開始目標温度（１９３℃）よりも高い自動調整後状態の目標温度２００℃に設定し続ける（ステップ８０８）。
【００６４】
一方、ＴＡｕｔｏＡｄｊが２分以上経過していない時点で給紙信号が検知されたとき（ステップ８０４）、ＴＡｕｔｏＡｄｊが１分以上であるか否かを判断する（ステップ８０５）。ＴａｕｔｏＡｄｊが１分以上である場合は、ステップ８０３の場合程ではないが、芯金２０３の蓄熱量は少なくなっていると判断できるため、定着目標温度を自動調整後状態の目標温度２００℃に設定する（ステップ８０６）。
【００６５】
一方、自動調整時間が１分に満たない場合は、自動調整が行われていないか、自動調整時間が短かった場合であり、定着目標温度はプリント開始温度（１９０℃）のままである（ステップ８０７）。
【００６６】
図９は本実施の形態に係る制御を行った場合の転写シートＰのプリント間の自動調整時間が１分以上、２分未満の場合の定着ローラ４１ａ及び定着ヒータ２０５，２０６の温度変化を示す図である。
【００６７】
図９において、９０１は転写シートＰが定着装置を通過していること表す信号であり、９０２は検出した定着ローラ４１ａの表面温度を表している。９０３は定着ローラ４１ａの表面温度に対する定着ヒータ２０５，２０６の点灯制御を表している。又、９０４は、実際の制御で検出することはないが、定着ローラ４１ａの芯金２０３の温度を表している。
【００６８】
先ず、区間９０５では、２枚の転写シートＰが定着ローラ４１ａを通過する。このとき、定着ローラ４１ａは転写シートＰの通過により熱を奪われることにより、定着ローラ４１ａの表面温度が目標温度を下回る（区間９０８）。定着ローラ４１ａの表面温度が制御目標温度を下回ることにより、定着ヒータ２０５，２０６はオンされ、芯金２０３の温度が上昇することにより、芯金２０３から定着ローラ４１ａへの熱の伝達が常に行われる状態になり、転写シートＰによる定着ローラ４１ａの表面温度の奪熱を補っている。
【００６９】
次に、区間９０６では上述のように画像調整等の自動調整が入ることにより、定着装置はプリント中と同じ制御のまま、転写シートＰが通過しない状態が続く。定着ローラ４１ａを転写シートＰが通過しない場合は、定着ローラ４１ａから熱を奪う要素がなくなるため、表面温度が目標温度近傍に制御され、定着ヒータ４１ａが点灯される区間（９１０，９１２）と、定着ヒータ２０５，２０６が消灯される区間（９０９，９１１，９１３）の割合が転写シートＰが通過する場合に比べて小さくなる。すると、自動調整が終了する区間９１３では定着ローラ４１ａの芯金温度は、自動調整の時間が長くなる程、転写シートＰが常に通過している区間９０５に比べて可成り低くなる。
【００７０】
ところが、自動調整が終了すると区間９０７で再び転写シートＰが定着装置を通過するが、自動調整時間９０６は１分を超えているため、定着ローラ制御目標温度は１９０℃から２００℃に引き上げられた状態になり、自動調整終了直後から直ちに定着ヒータ２０５，２０６は点灯状態が続く。従って、区間９１４では、最初は芯金２０３の持つ蓄熱量は定着ローラ４１ａの持つ蓄熱量と大差ないが、前述のように定着ヒータ２０５，２０６の点灯が続くことにより芯金２０３に対して速やかに熱の供給が再開され、自動調整後の転写シートＰの定着性の悪化を防ぐことが可能になる。
【００７１】
図１０は本実施の形態に係る制御を行った場合の、転写シートＰのプリント間の自動調整時間が２分以上の場合の定着ローラ４１ａ及び定着ヒータ２０５，２０６の温度変化を示す図である。
【００７２】
図１０において、１００１は転写シートＰが定着装置を通過していること表す信号である。１００２は検出した定着ローラ４１ａの表面温度を表し、１００３は定着ローラ４１ａの表面温度に対する定着ヒータ２０５，２０６の点灯制御を表している。又、１００４は、実際の制御で検出することはないが、定着ローラ４１ａの芯金２０３の温度を表している。
【００７３】
先ず、区間１００５では、２枚の転写シートＰが定着ローラ４１ａを通過する。このとき、定着ローラ４１ａは転写シートＰの通過により熱を奪われることによって、定着ローラ４１ａの表面温度が目標温度を下回る（区間１００８）。定着ローラ４１ａの表面温度が制御目標温度を下回ることによって定着ヒータ２０５，２０６はオンされ、芯金２０３の温度が上昇することによって芯金２０３から定着ローラ４１ａへの熱の伝達が常に行われる状態になり、転写シートＰによる定着ローラ４１ａの表面温度の奪熱を補っている。
【００７４】
次に、区間１００６では、上述のように画像調整等の自動調整が入ることにより、定着装置はプリント中と同じ制御のまま転写シートＰが通過しない状態が続く。定着ローラ４１ａを転写シートＰが通過しない場合は、定着ローラ４１ａから熱を奪う要素がなくなるため、表面温度が目標温度近傍に制御され、定着ヒータ２０５，２０６が点灯される区間（区間１０１０）と、定着ヒータ２０５，２０６が消灯される区間（区間１００９，１２１１）の割合が転写シートＰが通過する場合に比べて小さくなる。
【００７５】
しかし、自動調整時間が２分に達した時点で定着ヒータ目標制御温度が１９０℃から２００℃に引き上げられるため、自動調整の残りの時間で定着ヒータ２０５，２０６は点灯が状態が続き、自動調整が終了する区間１００７には、定着ローラ４１ａの芯金温度は十分回復している（区間１０１３）。
【００７６】
本実施の形態では、連続プリント中に給紙インターバルが通常のインターバルよりも長くなる場合を総じて自動調整と表現している。自動調整の内容は、例えば画像濃度調整であり、例えばクリーニング動作であり、例えばカラー出力モードとモノクロ出力モードの切り替えであり、例えば普通紙、厚紙、ＯＨＰ等の用紙種類の切り替えであり、図示しないが例えば画像形成装置がホストコンピュータからネットワークを通じて画像データを印刷する所謂ネットワークプリント機能の連続プリント動作中においてホストコンピュータが画像形成装置に対する画像データの転送に通常よりも時間を要するために連続プリントが中断される場合であり、例えば画像形成装置に接続されたフィニッシャやソータ等の所謂後処理装置への排紙動作において連続プリント中に複数の排紙先を切り替えて排紙するときの後処理装置装置の排紙先移動を含む。
【００７７】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
【００７８】
本実施の形態では、特に図示しないが、自動調整に要する時間が自動調整の内容によって予め分かっている場合には、自動調整の直前に自動調整時間を計算し、定着ヒータの制御目標温度の設定を前記自動調整時間に基づいてスケジューリングすることにより、前記実施の形態１の方法よりも簡単なルーチンで同様の効果を得ることができる。
【００７９】
又、特に図示しないが、実施の形態１で述べた自動調整時間の閾値をより細かい段階に設定し、各閾値に合わせて自動調整後の定着ヒータの制御目標温度を複数持ち、要する自動調整時間に合わせてより細かい段階に温度設定することにより、より一層安定した定着性を実現することができる。
【００８０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、新しいセンサを追加することなく、容易なアルゴリズムにより自動調整後の芯金の蓄熱量を予測し、自動調整直後の芯金の蓄熱量が如何なる状態であっても、定着性を保証することができるという効果が得られる。
【００８１】
又、自動調整の内容により定着ヒータの制御目標温度を予めスケジューリングすることと、自動調整時間による定着ヒータの制御目標温度テーブルを複数段階持つことにより、より安定した定着性を保証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】
【図１】本発明に係る画像形成装置の断面図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の定着ユニットの断面図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置を制御する制御コントローラの構成を示すブロック図である。
【図４】ＲＯＭ及びＲＡＭの領域割付についての説明図である。
【図５】定着ユニットの温度制御アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図６】画像形成装置の状態と定着装置制御温度の設定値の関係を示すテーブルである。
【図７】定着ヒータ点灯シーケンスについてのフローチャートである。
【図８】自動調整時間の計測と自動調整時間に応じた定着ヒータ制御目標温度の設定についての説明図である。
【図９】プリント中に制御される自動調整時間が１分以上、２分未満であった場合の定着ローラの状態について説明する図である。
【図１０】プリント中に制御される自動調整時間が２分以上であった場合の定着ローラの状態について説明する図である。
【図１１】従来の画像形成装置の定着装置について説明した図である。
【図１２】従来の画像形成装置の定着ローラと芯金の温度上昇カーブについての説明図である。
【図１３】従来例におけるプリント中に自動調整が入る場合の定着ローラの状態についての説明図である。
【符号の説明】
１０　　　　　　画像形成部
２０　　　　　　給紙ユニット
３０　　　　　　中間転写ユニット
４０　　　　　　定着ユニット
４１ａ　　　　　定着ローラ
４１ｂ　　　　　加圧ローラ
２０３，２０４　芯金
２０５，２０６　定着ヒータ
２０７　　　　　保温ヒータ
２０８，２０９　表面温度センサ
３０１　　　　　ＣＰＵ
３０２　　　　　イメージリーダー制御部
３０３　　　　　画像信号制御部
３０４　　　　　プリンタ制御部
３０５　　　　　ＲＯＭ
３０６　　　　　ＲＡＭ
３０７　　　　　操作パネル制御部
Ｐ　　　　　　　転写シート

Claims (15)

1. 電子写真方式により転写シートに作像したトナー像を熱定着する定着手段を有する画像形成装置において、
   画像形成動作中に複数枚の転写シートが所定位置を連続して通過する間隔を計測する計測手段と、該計測手段の計測結果に基づいて前記定着手段に与える熱量を変更する熱量制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記定着手段は、少なくとも定着ローラと、該定着ローラを加熱する定着ヒータと、該定着ヒータの発熱した熱を定着ローラに伝える芯金と、前記定着ローラの表面温度を計測する温度センサと、定着ローラに加圧される加圧ローラとで構成されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記計測手段は、転写シートを給紙する給紙タイミングに基づいて計測することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記計測手段は、転写シートの前記定着手段の通過を検知する用紙通過センサの信号に基づいて計測することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記熱量制御手段は、前記定着手段に熱を与えるインターバルを変えることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
6. 定着ローラ及び加圧ローラから構成されるローラ定着方式の定着手段を有する電子写真方式の画像形成装置において、
   連続して給紙する転写シートの給紙時間間隔を計測する計測手段を設け、該計測手段が計測した給紙インターバルが所定時間よりも長いことを検知した場合には、次の転写シートが給紙される給紙タイミングで前記定着手段の制御温度を上げることを特徴とする画像形成装置。
7. 前記給紙インターバルは、給紙インターバル信号に基づき決定されることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記給紙インターバルは、　転写シートの用紙サイズにより決定されるとともに、連続給紙中に調整する自動調整制御の有無により決定されることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
9. 前記自動調整制御は、画像濃度を調整する濃度調整制御を含むことを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
10. 前記自動調整制御は、クリーニングを行うクリーニング制御を含むことを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
11. 前記自動調整制御は、　画像形成モードがモノクロモードからカラーモードへの切り替え若しくはカラーモードからモノクロモードへの切り替えを含むことを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
12. 前記自動調整制御は、　印刷する転写シートの種類が切り替わるマテリアル切り替えを含むことを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
13. 前記自動調整制御は、　複数の用紙排出トレイのトレイ切り替えを含むことを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
14. 前記自動調整制御は、印刷する画像データのデータフォーマットを変換するために必要な時間を含むことを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
15. 定着ローラ及び加圧ローラから構成される定着装置を有する画像形成装置において、
    画像形成動作中に前記定着ローラを温調制御する第１の目標温度で制御し、定着ローラを転写シートの給紙インターバルを計測する給紙インターバル計測手段と、転写シートが給紙された後の経過時間を計測する給紙後経過時間計測手段を設け、前記給紙インターバル計測手段により計測された給紙インターバルが所定インターバル時間よりも長い場合には前記定着ローラを第１の目標温度よりも低い第２の目標温度で制御し、前記給紙後経過時間計測手段が計測する給紙後経過時間が前記所定インターバル時間よりも長い所定給紙後経過時間を経過したときには前記定着ローラを第２の目標温度よりも低い第３の目標温度で制御することを特徴とする画像形成装置。

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