JP2004245895A - 画像形成装置の印刷方法およびレーザープリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】定着装置を備えるレーザープリンタ等の画像形成装置において、長時間の待機状態後の印刷（ファーストプリント）を行う場合、定着ローラの温度を高温度まで上昇させる必要があり、このファーストプリントの長い待ち時間を極力短縮する。
【解決手段】ドラフト印刷が選択された場合、画像データに間引き処理が施される。このとき、画像データの間引き率（黒密度）に応じて、ドラフト印刷が選択されない場合の温度よりも低い温度を定着温度として決定する。この定着温度で定着動作を開始するようにすることで、ファーストプリントまでの待機時間の大部分を占めている定着ローラの温度上昇に要する時間を短縮し、ファーストプリントまでの待ち時間を短縮する。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置の印刷方法およびレーザープリンタに関し、詳しくは、ユーザの選択が印刷品質を重要視しないドラフト印刷の場合には、定着温度を極力低い温度とすることによって、定着ローラの昇温時間（印刷開始までの待ち時間）を短縮しようとする画像形成装置の印刷方法およびその方法を実施するレーザープリンタである。
【０００２】
【従来の技術】従来、レーザープリンタ等の画像形成装置は、印刷用紙のトナーの付着された印刷面を加熱された定着ローラに圧接することで、前記印刷用紙のトナーの完全な定着を行っている。
【０００３】前記定着ローラは、温度検知手段と温度制御手段によって、温度制御されている。定着動作時は、前記定着ローラが、ヒータにより、ローラ内に備えられた加熱装置をＯＮ／ＯＦＦすることで制御している。
【０００４】トナーの定着に最適な温度は、比較的高温（１５０度前後）であるが、印刷用紙上の画像を形成するトナーの量によって、若干左右される。つまり、トナーの量が多い場合は若干高めで、トナーの量が少ない場合は若干低めとすることが望ましい。
【０００５】いずれにしても、高い印刷品質を得るためには、定着ローラがトナーの定着に最適な高温度となっていることが要求されるので、特に電源投入後の最初の印刷（ファーストプリント）時には、定着ローラのほぼ室温並みの温度から所定の温度（例えば、１５０度）までの昇温時間が印刷開始までの待ち時間となっている。
【０００６】一方、公知文献についてみると、長時間の待機状態後には、前記加熱装置がＯＦＦとなっているため、前記定着ローラの温度が前記定着温度よりも低くなることが指摘されている。このとき、前記画像形成装置が印刷命令を受信すると、前記定着ローラの温度が定着温度に到達するまでの時間、印刷することができないという問題が発生している。この問題を解決するために、前記定着温度を変更することで、ファーストプリントを早くする様々な方法は、公開されている。
【０００７】「インクジェット記録装置」という名称の発明は、公開されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】この発明は、インクジェットプリンタのインクの乾燥を早めるために、定着ヒータを備えたインクジェット記録装置であって、この定着ヒータは、印刷用紙裏面側に取り付けられ、印刷用紙に付着したインクの乾燥を、熱を加えることにより促進する。このインクジェット記録装置は、画像データの１ライン毎にドットデューティーを算出し、このデューティー比に応じて、前記定着ヒータの温度を制御するものである。
【０００９】しかしながら、この発明は、１ラインごとの印字密度からドットデューティーを算出し、このデューティー比に応じて、１ライン毎にヒータをＯＮ／ＯＦＦするため、温度制御が煩雑であり、かつ、ユーザの希望に応じて、画像の密度を変更することができなかった。
【００１０】「ヒートローラ温度制御方法」という名称の発明は、公開されている（例えば、特許文献２参照。）。
【００１１】この発明は、定着装置を備えたレーザープリンタ等の画像形成装置において、複数枚の印刷用紙をプリントする場合、１枚目の定着温度と２枚目以降の定着温度を異なる温度にするという発明である。前記定着装置を通過する印刷用紙は、定着ローラの熱を奪うので、定着ローラの温度が低下してしまう。そのため、従来は、定着温度を印刷用紙に熱を奪われても十分に定着可能な温度に設定していた。すると、１枚目の印刷用紙の定着を行う場合、熱が奪われていないため、不必要に高い温度で定着を行うこととなり、不必要に長い間、待機状態となってしまう。つまり、ファーストプリントに長い時間を要する。したがって、１枚目の定着温度だけを低く設定し、定着ローラの温度を不必要な温度まで上昇させないことで、ファーストプリントを早くしている。
【００１２】しかしながら、この発明は、１枚目の画像情報の画像密度に関係なく、２枚目以降の定着温度に対して１枚目の定着温度を低く設定するものであった。そのため、ユーザの希望に応じて、前記定着ローラの温度を変更することでファーストプリントを早くするものではなかった。
【００１３】一方、電源投入後の最初の印刷（ファーストプリント）は、ドラフト印刷（試し印刷）の場合が多く、ドラフト印刷では、それほど高い印刷品質が要求されないという事情がある。本案は、上記事情に着目し、ドラフト印刷が選択された場合には、定着ローラの温度として、通常の印刷時よりも低い温度を設定温度とすることを提案するものである。なお、上記特許文献１および２には、上記のようにドラフト印刷の特殊性に着目して、それを逆に利用して、上述の待ち時間を短縮するという考え方は示されていない。
【００１４】
【特許文献１】
特開平０１−１１３２４９号公報
【特許文献２】
特開平０８−３１４３２２号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のような画像形成装置において、特に電源投入後の最初の印刷（ファーストプリント）における印刷動作が開始されるまでの待ち時間を極力短縮しようとするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明は、印刷情報に基づいて、印刷用紙上に印刷パターンを形成し、該印刷パターンを形成するトナーの定着を行なう発熱部材が第一の所定温度に到達することで、前記印刷用紙上のトナーの定着動作を開始する画像形成装置の印刷方法であって、
前記印刷情報を複数個の分割部に分割し、
前記分割部を該分割部と同じ大きさで構成された別の印刷パターンに書き換える画像形成装置の印刷方法において、
ドラフト印刷モードが選択されたことを制御部が認識した場合、
前記発熱部材が前記第一の所定温度よりも低い第二の所定温度に到達することで定着動作を開始ことを特徴とする画像形成装置の印刷方法である。
【００１７】請求項２記載の本発明は、印刷情報に基づいて、印刷用紙上に印刷パターンを形成し、該印刷パターンを形成するトナーの定着を行う発熱部材が第一の所定温度に到達することで、前記印刷用紙上のトナーの定着動作を開始する画像形成装置の印刷方法であって、
前記印刷情報を複数の分割部に分割し、
該分割部を別の印刷パターンに書き換える画像形成装置の印刷方法において、
所定の印刷モードが選択されたことを制御部が認識した場合、
前記発熱部材が第二の所定温度に到達することで定着動作を開始することを特徴とする画像形成装置の印刷方法である。
【００１８】請求項３記載の本発明は、前記印刷パターンは、複数個の中から決定され、該複数個の前記印刷パターンが複数組の中から決定されることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置の印刷方法である。
【００１９】請求項４記載の本発明は、前記複数個の印刷パターンは、前記分割部のトナー使用量によって決定されることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置の印刷方法である。
【００２０】請求項５記載の本発明は、前記複数組の印刷パターンは、前記複数の印刷モードと関連して決定されることを特徴とする請求項３または請求項４記載の画像形成装置の印刷方法である。
【００２１】請求項６記載の本発明は、印刷情報に基づいて、印刷用紙上に印刷パターンを形成し、該印刷パターンを形成したトナーが付着された印刷用紙上に発熱部材が圧接して、トナーの定着が行われるレーザープリンタであって、
ドラフト印刷と通常印刷の印刷モードの切替えが可能であり、かつドラフト印刷モードを実行する際には、画像の間引き処理が行われるレーザープリンタにおいて、
ドラフト印刷モード選択時の発熱部材のトナー定着温度Ｐ０が通常印刷モード選択時の発熱部材のトナー定着温度Ｐ１よりも低い温度に設定されることを特徴とするレーザープリンタである。
【００２２】請求項７記載の本発明は、前記ドラフト印刷モード選択時の発熱部材のトナー定着温度Ｐ０および前記通常印刷モード選択時の発熱部材のトナー定着温度Ｐ１が共に固定値である請求項６記載のレーザープリンタである。
【００２３】請求項８記載の本発明は、前記通常印刷モード選択時の発熱部材のトナー定着温度Ｐ１が固定値であり、前記ドラフト印刷モード選択時の発熱部材のトナー定着温度Ｐ０が可変値であり、この可変なトナー定着温度Ｐ０は、固定値であるトナー定着温度Ｐ１を基準として、前記間引き処理後の印刷パターンの黒密度に応じた低下幅で演算され決定される請求項６記載のレーザープリンタである。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第一の実施形態を図１から図７に基づいて詳細に説明する。
【００２５】本発明におけるレーザープリンタ等の画像形成装置は、印刷用紙に対して、トナーの転写を行う転写ローラと、前記印刷用紙上に転写されたトナーの完全な定着を行う定着ローラを備えている。給紙トレイに装填された印刷用紙は、紙送りされ、前記転写ローラにより、一次的なトナーの定着が行われる。さらに、印刷用紙は、紙送りされ、前記定着ローラにより、トナーの定着を完全なものとするために、定着動作が行われる。
【００２６】図１は、本発明における画像形成装置に設けられた定着装置７と、印刷用紙４を模式的に表した前記画像形成装置の内部構造の斜視図である。前記定着装置７は、お互いが平行な位置関係で当接して配設されている定着ローラ２と圧接ローラ３を備えている。この２本のローラの間を送られる前記印刷用紙４は、前記定着ローラ２の熱と前記圧接ローラ３の押圧力によりトナーの完全な定着が行われる。前記定着ローラ２は、内部にヒータ５を有しており、このヒータ５により、ローラは加熱される。また、この定着ローラ２は、図示しない駆動モータにより回転する。前記圧接ローラ３は、バネ部材（図示せず。）により前記定着ローラ２方向に付勢されている。
【００２７】前記定着ローラ２は、適切な温度で定着が行われるように、温度制御されている。前記ヒータ５により加熱された前記定着ローラ２表面の温度を検知するため、この定着ローラ２近傍には、サーミスタ１が配接されている。このサーミスタ１からの信号をフィードバック信号として、前記定着ローラ２は、パルス幅変調方式の制御（以下、ＰＷＭ制御という。）により温度制御されている。
【００２８】図２は、前記定着装置全体を制御する構成を示したブロック図である。操作部６からの印刷モードを含んだ印刷命令は、ＣＰＵ８に送信される。前記定着ローラ２は、前記ＣＰＵ８の命令を受けて、駆動制御部９により回転制御されることで、前記圧接ローラ３との間に挟まれた印刷用紙４を送り出す。この定着ローラ２内部に設けられた前記ヒータ５には、温度制御部１０を介して電源１１が供給されている。この温度制御部１０はＣＰＵ８の命令により、スイッチの切り替えを行い、前記ヒータ５のＯＮ／ＯＦＦを行っている。前記定着ローラ２近傍に配接されたサーミスタ１は、前記定着ローラ２の表面温度を検知し、Ａ／Ｄボード１２を介して、前記定着ローラ２の温度を制御するためのフィードバック信号をＣＰＵ８に送る。また、データを格納するためのＲＯＭ１３とＲＡＭ１４が用意されている。
【００２９】前記定着ローラ２は、前記ヒータ５により加熱されており、このヒータ５は、ＰＷＭ制御による制御方法でＯＮ／ＯＦＦを繰り返している。電源１１を投入した直後や、長時間の待機状態後、前記定着ローラ２の温度は、ほぼ室温まで低下している。このとき、前記定着ヒータ５は、ＯＮの時間を長く、ＯＦＦの時間を短くする（デューティー比を高くする）ことで急速に前記定着ローラ２を加熱する。
【００３０】図３は、本発明に係る画像形成装置の一連の動作をフローチャートにして表したものである。まず初めにＰＣ等からの印刷指示がある（ステップ１）と、前記定着ヒータ５の制御が開始され、前記定着ローラ２が加熱される（ステップ２）。このとき、ドラフト印刷モードが選択されているかどうかを判別する（ステップ３）。モード選択により予めドラフト印刷モードが選択されているときは、前記定着ローラ２の温度が固定値であるＰ０（後述の温度Ｐ１よりも低い温度）に達したことをＣＰＵ８により判断して（ステップ４）、一定の温度Ｐ０を保つようにデューティー比を下げて制御を行う（ステップ６）。次に画像を形成するトナーの量を削減するために画像間引き処理を行い（ステップ８）、この画像間引き処理が終了すると前記定着装置７への紙送りを開始する（ステップ９）。また、ドラフト印刷モードが選択されていないときは、前記定着ローラ２の温度が固定値であるＰ１に達したことをＣＰＵ８により判断して（ステップ５）、一定の温度Ｐ１を保つようにデューティー比を下げて制御を行う（ステップ７）。このとき、前記画像間引き処理を行うことなく、印刷を実行する（ステップ９）。印刷終了後、引き続き印刷命令がないときは、前記定着ヒータ５の制御を終了する（ステップ１０）。
【００３１】図４は、前記定着ローラ２の加熱時間に対する温度変化を表すグラフである。前記画像形成装置の電源１１を投入した直後や、長時間の待機状態後は、前記定着ローラ２の温度がほぼ室温（温度ＰＳ）となっている。ＰＣ等から印刷指示を受けたとき、前記定着ヒータ５の制御を時間ＴＳで開始する。ドラフト印刷モードが選択されず通常印刷モードのときは、Ｔ１−ＴＳの時間を要して、前記定着ローラ２が温度Ｐ１まで加熱される。ドラフト印刷モードが選択されているときは、Ｔ０−ＴＳの時間を要して、前記定着ローラ２が温度Ｐ０まで加熱される。したがって、ドラフト印刷モードが選択された場合には、最初から通常印刷モードを選んだ場合に比べて、印刷開始までの時間をＴ１−Ｔ０だけ短縮している。
【００３２】図５は、前記画像間引き処理の動作をフローチャートにして表したものである。この画像間引き処理では、まず初めに、ｎ個のピクセルで構成された描画可能領域を図７に示すように４×４のピクセルで構成されるｍ個の分割部に分割する（ステップ１１）。次に１つの前記分割部を選択し、この分割部に含まれる黒のピクセルの数（以下、Ｋとする。）をＣＰＵ８により計数する（ステップ１２）。この数値に応じて、変更するパターンを決定する（ステップ１３）。この数値が０〜３個のときは、前記分割部を予めＲＯＭ１３に記録されているパターンＡに書き換える（ステップ１４）。４〜８個のときは、パターンＢ（ステップ１５）、９〜１６個のときは、パターンＣ（ステップ１６）に、それぞれ書き換える。同様の方法で各分割部を順次変更していき、全ての分割部の変更を終了したかを判別し（ステップ１７）、全て終了したときは、この画像間引き処理を終了する。まだ終了していないときは、次の分割部を選択し（ステップ１８）、同様の手順でステップ１２から変更パターンの書き換えを行う。
【００３３】図７（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）は、変更パターンを表している。前記パターンＡ，パターンＢ、およびパターンＣは、前記分割部に含まれる黒のピクセル数（以下、Ｋ０という。）に応じて選択され、書き換えが行われる。例えば、０≦Ｋ０≦３のときは、パターンＡが選択され、書き換えが行われる。同様に、４≦Ｋ０≦８のときは、パターンＢに、９≦Ｋ０≦１６のときは、パターンＣに書き換えが行われる。一方、前記変更パターンに含まれる黒のピクセル数（以下、Ｋ１という。）は、対応する前記分割部のＫ０よりも、少ない数で構成されている。つまり、前記分割部と前記変更パターンは、Ｋ１≦Ｋ０（Ｋ０＝０のとき等号。）の関係である。したがって、前記画像間引き処理により、画像を形成している黒のピクセル数を間引くことで、トナーの使用量を確実に削減することができる。
【００３４】上記の実施形態では、定着ローラの温度Ｐ０、Ｐ１はともに固定値であったが、以下において、ドラフト印刷モード時の定着ローラ温度Ｐ０を可変とする実施形態を第二の実施形態として、図８および図９に基づいて説明する。
【００３５】すなわち、この第二の実施形態では、通常印刷モードを選択した場合の定着ローラ２の温度Ｐ１を固定値とし、ドラフト印刷モードを選択した場合の定着ローラ２の温度Ｐ０を、上記温度Ｐ１を基準として（図９参照）、次の演算によって決定するようになっている。
【００３６】ドラフト印刷モードが選択されると、画像間引き処理を実行する（ステップ１９）。画像間引き処理の終了を確認すると、黒密度の演算を行う（ステップ２０）。ステップ２０では、間引き処理を行う前の黒のピクセル数に対する黒密度を１００％とし、この間引き処理前の黒密度に対する間引き処理後の黒密度ＭをＣＰＵ８により演算する。次に、黒密度Ｍの演算結果に基づいて、黒密度Ｍが６０％未満であることを確認する（ステップ２１）。そして、黒密度Ｍが６０％未満であるなら、可変値Ｐ０をＰ１×０．８５に変更する（ステップ２２）。黒密度Ｍが６０％未満でないときは、さらに８０％未満であるかを確認する（ステップ２３）。このときの黒密度Ｍが８０％未満であるなら、つまり黒密度Ｍが６０％以上８０％未満であるなら、可変値Ｐ０をＰ１×０．９に変更する（ステップ２４）。黒密度Ｍが８０％以上のときは、可変値Ｐ０をＰ１×０．９５に変更する（ステップ２５）。ステップ２２、２４、２５を経て、決定された可変値Ｐ０に基づいて、定着ローラ２の加熱が開始される（ステップ２６）。
【００３７】具体的な数値で例を挙げると、固定値Ｐ１が１５０度の場合、次のようになる。黒密度が６０％未満なら、１５０×０．８５＝１２７．５度が定着ローラ温度として設定され、黒密度が６０％以上８０％未満なら、１５０×０．９＝１３５度が定着ローラ温度として設定され、黒密度が８０％以上なら、１５０×０．９５＝１４２．５度が定着ローラ温度として設定される。
【００３８】第一の実施形態では、Ｐ０が固定値であったのに対して、第二の実施形態では、Ｐ０を可変値としている。このことにより、黒密度Ｍに基づいて、可変値Ｐ０が自動的に決定されるため、ユーザの処理が煩雑とならず、不必要な温度まで定着温度を上昇させる必要がなく、適切な定着温度で定着動作を開始することができる。したがって、前記待ち時間も可及的に短くできる。
【００３９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、ファーストプリント時の定着ローラが所定の温度となるまでの長い待ち時間を平均的に短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置に搭載される定着装置の主要部と定着動作中の印刷用紙の状態を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に示す画像形成装置のブロック図であり、特に定着装置の制御ブロック図である。
【図３】印刷開始から印刷終了までの動作を示すフローチャートである。
【図４】通常印刷設定時とドラフト印刷設定時の温度変化を示すグラフである。
【図５】図３に示す画像間引き処理の動作を示すフローチャートである。
【図６】印刷用紙をピクセル単位で分割し、さらに４×４の分割部に分割した状態を示す図である。
【図７】画像間引き処理で使用する変更用パターンを示したものであり、（ａ）はパターンＡを、（ｂ）はパターンＢを、（ｃ）は、パターンＣを示したものである。
【図８】可変値Ｐ０を演算する動作を示すフローチャートである。
【図９】間引き処理後の黒密度に対する可変値Ｐ０を示した対応表である。
【符号の説明】
１：サーミスタ
２：定着ローラ
３：圧接ローラ
４：印刷用紙
５：ヒータ

Claims (8)

1. 印刷情報に基づいて、印刷用紙上に印刷パターンを形成し、該印刷パターンを形成するトナーの定着を行なう発熱部材が第一の所定温度に到達することで、前記印刷用紙上のトナーの定着動作を開始する画像形成装置の印刷方法であって、
   前記印刷情報を複数個の分割部に分割し、
   前記分割部を該分割部と同じ大きさで構成された別の印刷パターンに書き換える画像形成装置の印刷方法において、
   ドラフト印刷モードが選択されたことを制御部が認識した場合、
   前記発熱部材が前記第一の所定温度よりも低い第二の所定温度に到達することで定着動作を開始する画像形成装置の印刷方法。
2. 印刷情報に基づいて、印刷用紙上に印刷パターンを形成し、該印刷パターンを形成するトナーの定着を行う発熱部材が第一の所定温度に到達することで、前記印刷用紙上のトナーの定着動作を開始する画像形成装置の印刷方法であって、
   前記印刷情報を複数の分割部に分割し、
   該分割部を別の印刷パターンに書き換える画像形成装置の印刷方法において、
   所定の印刷モードが選択されたことを制御部が認識した場合、
   前記発熱部材が第二の所定温度に到達することで定着動作を開始する画像形成装置の印刷方法。
3. 前記印刷パターンは、複数個の中から決定され、該複数個の前記印刷パターンが複数組の中から決定される請求項２記載の画像形成装置の印刷方法。
4. 前記複数個の印刷パターンは、前記分割部のトナー使用量によって決定される請求項３記載の画像形成装置の印刷方法。
5. 前記複数組の印刷パターンは、前記複数の印刷モードと関連して決定される請求項３または請求項４記載の画像形成装置の印刷方法。
6. 印刷情報に基づいて、印刷用紙上に印刷パターンを形成し、該印刷パターンを形成したトナーが付着された印刷用紙上に発熱部材が圧接して、トナーの定着が行われるレーザープリンタであって、
   ドラフト印刷と通常印刷の印刷モードの切替えが可能であり、かつドラフト印刷モードを実行する際には、画像の間引き処理が行われるレーザープリンタにおいて、
   ドラフト印刷モード選択時の発熱部材のトナー定着温度Ｐ０が通常印刷モード選択時の発熱部材のトナー定着温度Ｐ１よりも低い温度に設定されることを特徴とするレーザープリンタ。
7. 前記ドラフト印刷モード選択時の発熱部材のトナー定着温度Ｐ０および前記通常印刷モード選択時の発熱部材のトナー定着温度Ｐ１が共に固定値である請求項６記載のレーザープリンタ。
8. 前記通常印刷モード選択時の発熱部材のトナー定着温度Ｐ１が固定値であり、前記ドラフト印刷モード選択時の発熱部材のトナー定着温度Ｐ０が可変値であり、この可変なトナー定着温度Ｐ０は、固定値であるトナー定着温度Ｐ１を基準として、前記間引き処理後の印刷パターンの黒密度に応じた低下幅で演算され決定される請求項６記載のレーザープリンタ。

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