JP2005266241A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 所定のタイミングでプロセス制御を実行するように設定され、さらに、主要な作像動作の駆動力を単一の駆動源によって与えるように構成されている場合であっても、ファーストプリント時間を短縮することができるとともにプロセス制御による効果を十分に得ることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 画像濃度を適正な値にするためのプロセス制御による自動調整機能を備え、画像形成工程における主要な作像動作の駆動力を単一の駆動源によって与える画像形成装置１において、装置に電源が投入された時点での定着部９（加熱ローラ２６）の温度を検知し、検知した温度が予め決められた値以下である場合、若しくは前回のプロセス制御を行ってから所定枚数経過している場合に、電源投入後の最初の作像作業終了時にプロセス制御を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関し、特に、ファーストプリント時間を短縮することができるとともにプロセス制御による効果を十分に得ることができる画像形成装置に関する。

従来より、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を保持するケースと、ケース中に保持するトナーを静電潜像が形成された感光体等の像坦持体表面に供給する現像ローラと、を有する現像装置を備える電子写真方式の画像形成装置がある。
電子写真方式の画像形成装置には、一例として、静電潜像が形成された感光体表面に対して現像ローラを用いてトナーを付着させることで該感光体表面にトナー像を形成し、このトナー像を用紙等に転写した後、転写したトナー像を加熱ローラ等の加熱定着部材によって加熱溶融させて用紙に定着させる。このような画像形成装置には、プリンタエンジンに対する用紙の供給タイミングを調整するレジストローラ等のレジスト部材を備えているものがある。
上述した画像形成装置では、プリンタエンジンにおける感光体、感光体に接触配置された現像ローラや転写ローラ等の感光体に連動して動作すべき部材、加熱ローラ、レジストローラ等を、モータ等の単一の駆動源の駆動力によって駆動するようにしたものがある。これによって、画像形成装置の小型化を図り、消費電力や装置コストを低下させることができる。
ところで、電子写真方式の画像形成装置では、形成する画像濃度が適性値になるような調整（プロセス制御）を自動的に行うものがある。
このようなプロセス制御を行う画像形成装置としては、例えば、画像形成装置を長時間休止させた場合に、画像形成装置を長時間休止させた状態で感光体上に形成される画像濃度と、それ以外の場合に感光体上に形成される画像濃度とに基づいて、ケース中のトナー濃度を制御するための基準値を調整するようにした画像形成装置がある（例えば、特許文献１参照）。
また、例えば、電源がＯＦＦになってから再度ＯＮになるまでの経過時間や加熱ローラの温度変化に応じて、感光体上に形成される画像濃度の調整を行うようにした画像形成装置がある（例えば、特許文献２参照）。
さらに、例えば、電源投入時の加熱ローラの温度が所定温度以下である場合、以降の所定枚数までの連続作像動作に際しては、ケース中のトナー濃度を制御するための基準値を所定の間隔で調整するようにした画像形成装置がある（例えば、特許文献３参照）。
特開２００１−２９６７３３公報 特開２００２−１４４９８公報 特開２００１−１２５３６５公報 特開２００２−８２４８４公報

ところが、上述したように、プリンタエンジンにおける感光体、現像ローラおよび転写ローラと、加熱ローラと、レジストローラとを単一のモータによって駆動する画像形成装置において、上述した特許文献１、２、３に示すようなプロセス制御を行うと、消費電力を低下させるために画像形成装置が備える各部を単一の駆動源によって駆動するようにしているにも拘わらず、プロセス制御に必要のない加熱ローラも駆動されてしまう。
また、加熱ローラは回転時よりも非回転時の方がより早く昇温するという立ち上がり特性を有しており、上述したように、プリンタエンジンにおける感光体、現像装置および転写装置と加熱ローラとレジストローラとを単一のモータによって駆動する画像形成装置において上述したようなプロセス制御をプリントジョブの実行前に行うと、加熱ローラの昇温が遅れてファーストプリント時間が低下してしまう。
この対策として、定着機構と駆動源との間にクラッチを設け、このクラッチによりモータの駆動力を必要時のみに加熱ローラに伝達することが考えられるが、部品数増加により構成が複雑化し、コストアップしてしまう。
別の対策として、加熱ローラの昇温を早めるために、加熱ローラを昇温させるヒータのパワーを上げることが考えられるが、消費電力を低下させるために単一のモータを用いているにも拘わらず、却って消費電力が増加してしまうことが考えられる。
また、別の対策として、プリントジョブの実行後にプロセス制御を行うようにすることが考えられるが、この場合にも、プロセス制御を行わないわけにはいかないという一方で、パフォーマンスが低下するためにプリントジョブを実行する毎にプロセス制御を行うわけにはいかないため、適正なタイミングでプロセス制御を行う必要がある。つまり、制御が複雑化する。

また、装置が使用されていない間の待機時間に消費する電力は当然より少ないことが望まれるため、近年の装置においては印刷動作終了後すぐ（数秒〜数分）に省エネモードに突入するものや、電源が自動的に切られるものが多い。使用者も消費電力に敏感な為に印刷動作終了後すぐに手動で電源を切る場合もある。このような場合、電源ＯＦＦ後すぐに電源ＯＮされることもある。しかし、この時にプロセス制御を行うことは不要であるだけでなく、感光体の摩耗等によって寿命低下を招くという問題も生じる。その為、電源ＯＦＦ後すぐに電源ＯＮされた場合にはプロセス制御を行わないということも装置の信頼性向上の為には重要となる。
このような理由から、例えば、定着部の温度を検知して装置の使用状況を把握してプロセス制御を行うかどうかを判断するという制御方法が有効になると考えられる。しかし、懸念として周囲の温度が高い環境や、使用者が意図的に省エネモードに入る時間を遅らせるような場合が考えられる。このような場合に定着温度をモニタする制御しか持たないと、定着温度は常時高いことから、結果としてプロセス制御に入ることが非常に少なくなり、プロセス制御による効果が十分に得られなくなるという状況に陥ってしまう。
そこで、本発明は、上述した実情を考慮してなされたもので、所定のタイミングでプロセス制御を実行するように設定され、さらに、主要な作像動作の駆動力を単一の駆動源によって与えるように構成されている場合であっても、ファーストプリント時間を短縮することができるとともにプロセス制御による効果を十分に得ることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、静電潜像が形成された像担持体表面にトナーを供給してトナー像を形成し、該トナー像を記録媒体に転写し、転写されたトナーを加熱溶融させて前記記録媒体に定着させる画像形成部と、画像濃度を適正な値にするためのプロセス制御による自動調整機能を備えた制御部と、該画像形成部における主要な作像動作の駆動力を付与する単一の駆動源と、を備えた画像形成装置において、装置に電源が投入された時点での定着温度を検出する定着温度検出手段を備え、前記制御部は、定着温度検出手段が検出した定着温度が予め決められた値以下である場合、若しくは前回のプロセス制御を行ってから所定枚数経過している場合に、電源投入後の最初の作像作業終了時にプロセス制御を行うことを特徴とする。
請求項２の発明は、静電潜像が形成された像担持体表面にトナーを供給してトナー像を形成し、該トナー像を記録媒体に転写し、転写されたトナーを加熱溶融させて前記記録媒体に定着させる画像形成部と、画像濃度を適正な値にするためのプロセス制御による自動調整機能を備えた制御部と、該画像形成工程における主要な作像動作の駆動力を与える単一の駆動源と、を備えた画像形成装置において、通常待機時よりも消費電力が低い省エネモードから復帰した時点での定着温度を検出する定着温度検出手段を備え、前記制御部は、定着温度検出手段が検知した定着温度が予め決められた値以下である場合、若しくは前回のプロセス制御を行ってから所定枚数経過している場合に、省エネモード復帰後の最初の作像作業終了時にプロセス制御を行うことを特徴とする。

本発明によれば、電源投入時の定着温度が規定温度以下である場合、若しくは前回のプロセス制御を行ってから所定枚数経過している場合に電源投入後の最初の作像作業終了時にプロセス制御を行うことにより、例えば、電源切断後直ちに電源投入された場合のように、不必要である状況下でプロセス制御を行うことがなく、適正なタイミングでプロセス制御を行うことに加えて、電源投入時における装置の起動処理をメインモータを駆動することなく行うことができるので、主要な作像動作の駆動力を単一の駆動源によって与える構成であっても回転時よりも非回転時の方がより早く昇温するという立ち上がり特性を有する定着部の昇温を早めることができ、これによって電源を投入してから最初の作像動作までの時間（ファーストプリント時間）を早くすることができるとともに、プロセス制御を実行する条件として定着温度の確認と併用して前回のプロセス制御後の作像枚数の確認を行うように設定しているので、周囲の温度環境や使用者の使い方によって定着温度が比較的高い状態が続いてもプロセス制御の実行回数が少なくなるという状態を回避することができ、プロセス制御による効果を十分に得ることができる。通常待機時よりも消費電力が低い省エネモードから復帰した場合においても同様の効果が得られる。
また、トナー像を形成するトナーを、TetraHydroFran（以下ＴＨＦと表記する）可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィ（以下ＧＰＣと表記する）による分子量分布の値が１０００から１００００の間に少なくとも一つのピークを有し、該分子量分布の半値幅が分子量１５０００以下として、耐オフセット性および熱保存性が良好で、低温での定着性に優れたトナーを用いることで、従来と比較して、定着部が低温でも定着を可能とし、定着部の昇温を待機することによるファーストプリントの遅れを低減して、従来と比較してファーストプリント時間を短縮することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明の実施形態である画像形成装置は像担持体の表面に静電潜像を形成し、この静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成し、このトナー像を記録媒体に転写し、転写されたトナーを加熱溶融させて記録媒体としての用紙に定着させる電子写真方式による画像形成を行う装置である。そのため、画像形成に必要な給紙部、レジスト部、書き込み部、現像部、転写部、定着部、排紙部等を備えている。
なお、静電潜像が形成された像担持体表面にトナーを供給してトナー像を形成し、該トナー像を記録媒体に転写し、転写されたトナーを加熱溶融させて記録媒体に定着させる工程は、画像形成部が実施する。
図１は、本実施形態の画像形成装置１を示す縦断側面図である。画像形成装置１のハウジング２には、記録媒体としてのシート状の用紙３を積層状態で収納する手差しトレイ５と、画像形成装置１の電源のＯＮ／ＯＦＦを行う電源スイッチ６（図７参照）と、が設けられている。ハウジング２内には、用紙３を積層状態で収納する給紙カセット７が設けられている。手差しトレイ５および給紙カセット７には、普通紙等の用紙が収納されていてもよいし、ＯＨＰシート等が収納されていてもよい。
手差しトレイ５または給紙カセット７には、手差しトレイ５または給紙カセット７から電子写真方式のプリンタエンジン８や定着部９を経由して排紙トレイ１０に至る用紙経路１１が連通されている。この用紙経路１１に対しては、ハウジング２内に設けられた手差し給紙ローラ１２または給紙ローラ１３によって、手差しトレイ５または給紙カセット７に収納された用紙３が一枚ずつ給送される。手差しトレイ５、給紙カセット７、手差し給紙ローラ１２、給紙ローラ１３によって給紙部が構成されている。
手差し給紙ローラ１２および給紙ローラ１３は、それぞれ、手差しトレイ５および給紙カセット７に収納された用紙３の最上位紙に当接するように付勢されており、後述するプリントジョブの実行に際しては、手差し給紙ローラ１２または給紙ローラ１３のいずれか一方が駆動される。
プリンタエンジン８は、円筒状に形成されて軸心周りに回転自在とされた像坦持体としての感光体１４、感光体１４の周囲に配設された帯電部１５、書き込み部１６、現像部１７、転写部１８を有している。

帯電部１５は、感光体１４表面を一様に帯電させる。帯電部１５は、例えば、外周面を感光体１４表面に接触させて配設されて感光体１４との間に帯電電圧を印加することによって感光体１４表面を帯電させる接触方式の帯電ローラであってもよいし、感光体１４表面を非接触帯電させるコロナ放電方式のコロナチャージャ等であってもよい。
書き込み部１６は、帯電部１５によって一様に帯電された感光体１４表面を画像データに基づいて露光走査することにより、感光体１４表面に静電潜像を書き込む。公知の技術であるため詳細な図示および説明を省略するが、一例として、書き込み部１６は光を発する光源と、光源で発した光を走査させるポリゴンミラー、ポリゴンミラーを回転させるモータ、および、ポリゴンミラーで走査された光をレンズを介して感光体へ向けて反射させるミラー等によって構成することができる。
現像部１７は、トナーボトル１９から供給されるトナーおよびキャリアからなる二成分現像剤を保持するケース２０と、ケース２０内に保持されたトナーを感光体１４表面に供給する現像ローラ２１とを備えており、現像ローラ２１の動作によって感光体１４表面にトナーを供給することにより、書き込み部１６による光走査によって感光体１４表面に書き込まれた静電潜像を顕像化する。また、現像部１７は、ケース２０内の透磁率を検出することによりケース２０内におけるトナー濃度を検出するセンサ２２を備えている。ケース２０内には、ケース２０内のトナーおよびキャリアを攪拌する攪拌部材２０ａが設けられている。
公知の技術であるため説明を省略するが、トナーボトル１９は、螺旋状に巻回された螺旋状突起を内周面に備え、螺旋軸心方向を中心として回転されることによりトナーボトルの螺旋軸心方向の一端側に設けられたトナー吐出口から現像部のケースにトナーを供給する。トナー吐出口からケースまでは、図示しないトナー経路によって連通されている。
本実施の形態の画像形成装置１で用いられるトナーは、トナーのＴＨＦ可溶分により求められるＧＰＣによる分子量分布の値が１０００〜１００００の間に少なくとも一つのピークを有し、該分子量分布の半値幅が分子量１５０００以下に設定されている。なお、本実施形態の画像形成装置で用いられるトナーについては、特許文献４に記載されているトナーと同様であるため説明を省略するが、ＴＨＦ可溶分により求められるＧＰＣによる分子量分布の値が１０００〜１００００の間に少なくとも一つのピークを有し、該分子量分布の半値幅が分子量１５０００以下に設定されているトナーを用いることにより、良好な耐ホットオフセット性および良好な熱保存性を得ることができる。
ここで、表１は本実施形態の画像形成装置で用いられるトナーの組成を示しており、表２および表３は該トナーの特性を示している。

表１、表２および表３からも判るように、本実施形態の画像形成装置１で用いるトナーは、低融点でありながら、耐オフセット性および熱保存性が良好であることが判る。すなわち、本実施形態の画像形成装置で用いるトナーは、低温での定着性が良好であることが判る。
転写部１８は、感光体１４との間に転写電圧を印加することにより、感光体１４表面に付着するトナーを、用紙経路１１中を搬送される用紙３に転写する。本実施形態の転写部１８は、軸心を用紙搬送方向に直交する方向に沿って配列されて、外周面を感光体１４の表面に接触させたローラ形状を有している。
感光体１４の回転方向で現像部１７より下流側には、後述するプロセス制御処理に際して、感光体１４表面に形成された基準パターン画像の濃度を検出するセンサ２３が設けられている。センサ２３は、後述するプロセス制御処理に際して感光体１４表面に形成される基準パターン画像に対する出力値Ｖｓｐと、後述するプロセス制御処理に際して感光体１４表面に形成される基準パターン画像以外の非画像領域に対する出力値Ｖｓｇとに基づいて、Ｖｓｐ／Ｖｓｇで表わされるＶｐを出力する。
用紙経路１１のプリンタエンジン８より用紙搬送方向上流側には、レジスト部としてのレジストローラ２４が設けられている。レジストローラ２４には、レジストローラ２４方向に付勢されたピンチローラ２５が当接されており、手差しトレイ５または給紙カセット７から給送された用紙３をこのピンチローラ２５との間で狭持することで一旦停止させ、感光体１４表面に形成されたトナー像が、感光体１４と転写部１８との対向位置である転写位置へ移動するタイミングに合わせて回転することで該用紙３を転写位置へ送りこむ。

図２は定着部９周辺の構成を示す断面図である。定着部９は、用紙に転写されたトナー像を形成するトナー粒を加熱溶融させる加熱ローラ２６と、トナー像が転写された用紙に対して加圧する加圧ローラ２７とを備えており、加熱ローラ２６および加圧ローラ２７によって加熱および加圧することでトナー像を用紙に定着させる。加熱ローラ２６および加圧ローラ２７は用紙搬送方向に直交する方向を軸心方向として配設されており、加熱ローラ２６の内周部には加熱ローラ２６を昇温させるヒータ２８（図７参照）が軸心方向に沿って設けられている。
また、定着部９は、図２および図３に示すように、加熱ローラ２６の温度を検出するサーミスタ（定着温度検出手段）２９およびサーモスイッチ３０を備えている。公知の技術であるが、サーミスタ２９は、温度によって電気抵抗が変化する半導体素子である。また、サーモスイッチ３０は、検出した温度に応じた電流を、サーモスイッチ３０に接続されたヒューズ３１に流す。公知の技術であるが、ヒューズ３１は、既知の抵抗値を有しており、流れた電流に応じて発熱し、過剰電流が流れると溶断する。すなわち、ヒューズ３１は、加熱ローラ２６の温度が所定温度以上に上昇した場合に飛ぶ（遮断する）ようになっている。
ここで、図４は、回転時と非回転時とにおける加熱ローラ２６の温度の立ち上がり特性を示している。図４からも判るように、加熱ローラ２６は、回転時よりも非回転時の方がより早く昇温するという立ち上がり特性を有している。
定着部９より用紙搬送方向下流側の排紙部には、ピンチローラ３２ａが当接された排紙ローラ３２が設けられている。排紙ローラ３２は、トナー像定着後の用紙を排紙トレイ上に排出する。排紙ローラ３２の近傍には、排紙センサ３３が設けられている。排紙センサ３３は、用紙が通過することによって出力が変化する。

本実施形態では、少なくともレジスト部（レジストローラ２４）から定着部９までにおける作像関連動作を「画像形成工程における主要な作像動作」とする。なお、例えば、外周面を感光体１４に接触させたクリーニングローラによって感光体１４表面に残存するトナーを除去する図示しないクリーニング部を設ける場合、このクリーニング部を「画像形成工程における主要な作像動作」に含めるようにしてもよい。
また、本実施形態の画像形成装置では、レジスト部（レジストローラ２４）から定着部９までの動作に必要な駆動力は単一の駆動源としてのメインモータ３４（図５および図６参照）から与えられる。ここで、図５は、メインモータ３４の駆動力を、メインモータ３４によって駆動される各部に伝達するギア構成を示す側面図であり、図６はメインモータ３４から定着部９周辺に至るギア構成を示す斜視図である。
図５、図６に示すように、メインモータ３４の駆動軸３５には、ギア３６を介して、現像部１７の現像ローラ２１を回転駆動するギア３７が連結されている。このギア３７には、ギア３８、３９、４０、４１を介して、ギア４２が連結されている。ギア４２は、回転中心が加熱ローラ２６の軸心と同心円上に位置するように加熱ローラ２６に固定されている。これにより、メインモータ３４を駆動するとギア４２が回転駆動され、ギア４２とともに加熱ローラ２６が回転駆動される。加圧ローラ２７は、外周面が加熱ローラ２６の外周面に圧接されているため、加熱ローラ２６の回転に連動して回転する。
また、図５に示すように、メインモータ３４の駆動軸３５には、ギア４３、４４を介して、ギア４５が連結されている。ギア４５は、回転中心が感光体１４の軸心と同心円上に位置するように感光体１４に固定されている。これにより、メインモータ３４を駆動するとギア４５が回転駆動され、ギア４５とともに感光体１４が回転駆動される。

ギア４３には、ギア４６を介して、トナーボトルクラッチ４７が連結されている。トナーボトルクラッチ４７は、回転中心がトナーボトル１９を回転させる図示しないボトル回転機構の回転中心と同心円上に位置するようにボトル回転機構に連結されている。トナーボトルクラッチ４７は、ＯＮ状態にあるときにボトル回転機構に対してメインモータ３４の駆動力を伝達し、ＯＦＦ状態にあるときにボトル回転機構に対するメインモータ３４からの駆動力の伝達を遮断する。これにより、メインモータ３４が駆動するとともにトナーボトルクラッチ４７がＯＮ状態にある場合にのみ、ボトル回転機構が回転駆動される。
さらに、メインモータ３４の駆動軸３５には、２段ギア４８が連結されており、この２段ギア４８にはギア４９を介してギア５０が連結されている。ギア５０は、レジストクラッチ５１を介して、回転中心がレジストローラ２４の軸心と同心円上に位置するようにレジストローラ２４に連結されている。レジストクラッチ５１は、ＯＮ状態にあるときにレジストローラ２４に対してメインモータ３４の駆動力を伝達し、ＯＦＦ状態にあるときにレジストローラ２４に対するメインモータ３４からの駆動力の伝達を遮断する。これにより、メインモータ３４が駆動するとともにレジストクラッチ５１がＯＮ状態にある場合にのみ、レジストローラ２４が回転駆動される。
ギア４９には、ギア５２、５３、５４を介して、ギア５５が連結されている。ギア５５は、手差用給紙クラッチ５６を介して、回転中心が手差し給紙ローラ１２の軸心と同心円上に位置するように手差し給紙ローラ１２に連結されている。手差用給紙クラッチ５６は、ＯＮ状態にあるときに手差し給紙ローラ１２に対してメインモータ３４の駆動力を伝達し、ＯＦＦ状態にあるときに手差し給紙ローラ１２に対するメインモータ３４からの駆動力の伝達を遮断する。これにより、メインモータ３４が駆動するとともに手差用給紙クラッチ５６がＯＮ状態にある場合にのみ、手差し給紙ローラ１２が回転駆動される。

ギア５２は、給紙クラッチ５７を介して、回転中心が給紙ローラ１３の軸心と同心円上に位置するように給紙ローラ１３に連結されている。給紙クラッチ５７は、ＯＮ状態にあるときに給紙ローラ１３に対してメインモータ３４の駆動力を伝達し、ＯＦＦ状態にあるときに給紙ローラ１３に対するメインモータ３４からの駆動力の伝達を遮断する。これにより、メインモータ３４が駆動するとともに給紙クラッチ５７がＯＮ状態にある場合にのみ、給紙ローラ１３が回転駆動される。
なお、手差用給紙クラッチ５６と給紙クラッチ５７とは、いずれか一方がＯＮ状態にある場合、他方がＯＦＦ状態となるように制御される。これにより、メインモータ３４からの駆動力は、手差用給紙クラッチ５６および給紙クラッチ５７により、手差し給紙ローラ１２または給紙ローラ１３のいずれか一方に伝達される。
加えて、ギア４２には、ギア３２ｂ、３２ｃを介して、排紙ローラ３２を回転駆動するギア３２ｄが連結されている。
本実施形態では、メインモータ３４、ギア３６〜４６、トナーボトルクラッチ４７、ギア４８〜５０、レジストクラッチ５１、ギア５２〜５５、手差用給紙クラッチ５６および給紙クラッチ５７によって駆動機構５９が実現されている。
このように、感光体１４、現像部１７、転写部１８、レジスト部（レジストローラ２４）、定着部９（加熱ローラ２６）等を、単一のメインモータ３４によって駆動することにより、複数のモータを用いる場合と比較して、消費電力の低減を図るとともに、画像形成装置１の小型化を図ることができる。

次に、画像形成装置１が備える各部の電気的接続について図７を参照して説明する。図７は、画像形成装置１が備える各部の電気的接続を示すブロック図である。
画像形成装置１は、画像形成装置１が備える各部を駆動制御する制御部５８を備えている。特に図示しないが、制御部５８は、画像形成装置１が備える各部を駆動制御するＣＰＵや、ＲＯＭやＲＡＭ等によって構成されてＣＰＵが実行する各種制御プログラムを記憶するプログラムファイルや、制御プログラムの実行に際して使用される各種データが設定されるテーブルおよびバッファ等を備える記憶装置を接続することにより構成されるマイクロコンピュータを主体として構成されている。また、特に図示しないが、制御部５８は計時機能を有しており、この計時機能を利用して、プリントジョブを実行しない状態が予め設定された規定待機時間以上連続したことを判断することができる。画像形成装置１は、プリントジョブを実行しない状態が予め設定された規定待機時間以上連続した場合に、画像形成装置１の動作モードを、画像形成装置１が備える各部を休止状態とする省エネモードに設定する。ここに、モード設定手段としての機能が実現される。なお、画像形成装置１の動作モードを省エネモードに設定する技術については公知の技術であるため説明を省略する。
記憶装置には、例えば、後述するプロセス制御処理に際して参照される基準パターンのデータ等が記憶されている。

制御部５８の記憶装置には、図７に示すように、後述するプロセス制御選択実行処理に際して参照され、同様に後述するフラグ設定処理で０または１がセットされるプロセス制御フラグエリア６０が確保されている。プロセス制御フラグエリア６０には、通常、０がデフォルトとして設定されている（図８）。
また、記憶装置には、図９に示すように、後述するプロセス制御選択実行処理に際して参照される温度判定テーブル６１が設けられている。温度判定テーブル６１に設定される判定温度値Ｔｓは、例えば、トナーを溶融させ、用紙に定着させることが可能である温度に基づいて設定される値である。本実施の形態では、温度判定テーブル６１に設定される判定温度値Ｔｓに基づいて取得される温度を規定温度とする。
さらに、記憶装置には、図１０に示すように、補正値ファイル６２が格納されている。補正値ファイル６２は、センサ２３の出力値に基づき取得されるＶｐと、濃度補正値ΔＶｔｒｅｆとを対応付けて記憶するファイル構造を備えている。ここで、センサ２３の出力値に基づき取得されるＶｐは、上述したように、Ｖｐ＝Ｖｓｐ／Ｖｓｇで表わされる。また、補正値ファイル６２における濃度補正値ΔＶｔｒｅｆは、例えば、実験等により予め設定される。
加えて、記憶装置には、図１１に示すように、後述するプロセス制御選択実行処理のプロセス制御に際して、センサ２２の目標濃度値Ｖｔｒｅｆが設定される目標値設定テーブル６３が設けられている。目標値設定テーブル６３に設定されるセンサ２２の目標濃度値Ｖｔｒｅｆは、Ｖｔｒｅｆ＝Ｖｔｐ＋ΔＶｔｒｅｆで表わされる。詳細は後述するが、トナーボトル１９からケース２０へ供給されるトナー量は、目標値設定テーブル６３に設定された目標濃度値Ｖｔｒｅｆに応じて決められる。

制御部５８には、メインモータ３４が接続されている。メインモータ３４は、制御部５８からの制御信号に応じて回転駆動される。
また、制御部５８には、レジストクラッチ５１、手差用給紙クラッチ５６、給紙クラッチ５７およびトナーボトルクラッチ４７が接続されている。各クラッチ４７、５１、５６、５７は、制御部５８によってそれぞれＯＮ／ＯＦＦ駆動される。
さらに、制御部５８には、排紙センサ３３、サーミスタ２９およびサーモスイッチ３０が接続されている。制御部５８は、排紙センサ３３の出力変化に基づいて、排紙トレイ１０に用紙３が排紙されたか否かを判断する。制御部５８は、サーミスタ２９における電気抵抗の変化に基づいて加熱ローラ２６の温度を検出する。上述したように、サーモスイッチ３０が検出する加熱ローラ２６の温度が所定温度以上になるとヒューズ３１が飛んで制御部５８への信号出力が断たれるため、制御部５８は、サーモスイッチ３０からの検出信号の有無に応じて加熱ローラ２６の昇温限界を判断し、サーモスイッチ３０からの検出信号の出力が断たれた場合には加熱ローラ２６の温度が所定温度以上になったと判断して、ヒータ２８による加熱ローラ２６の昇温を停止する。
また、制御部５８には、電源スイッチ６が接続されている。電源スイッチ６は、画像形成装置１の電源のＯＮ／ＯＦＦ状態を制御部に出力する。制御部５８は、電源スイッチ６から出力される信号に基づいて画像形成装置１の状態を判断する。
加えて、特に図示しないが、制御部５８には、例えば、パーソナルコンピュータ等の図示しない外部装置との間でデータ通信を行うインターフェイスが接続されている。インターフェイスを介して外部装置から受信するデータとしては、例えば、実プリントデータおよびこの実プリントデータのプリントコマンド等によって構成されるプリントデータがある。本実施の形態では、インターフェイスを介して外部装置からプリントデータを受信することにより、該プリントデータ中の実プリントデータに基づく作像動作の実行が宣言される。ここに、作像宣言手段としての機能が実現される。

次に、記憶装置に記憶された制御プログラムに基づいてＣＰＵが実行するフラグ設定処理について図１２を参照して説明する。図１２は、記憶装置に記憶された制御プログラムに基づいてＣＰＵが実行するフラグ設定処理を概略的に説明するフローチャートである。フラグ設定処理は、電源スイッチ６の操作によって画像形成装置１の電源が投入された場合、または、印刷命令の受信（パーソナルコンピュータ等の外部装置から転送されたプリントデータを受信することなど）により省エネモードから復帰した場合に開始される。
電源スイッチ６の操作によって画像形成装置１の電源が投入されたと判断する、または、パーソナルコンピュータ等の外部装置から転送されたプリントデータを受信することなどにより省エネモードから復帰したと判断するまで待機しており（Ｓ１のＮｏ）、電源スイッチ６の操作によって画像形成装置１の電源が投入されたと判断する、または、パーソナルコンピュータ等の外部装置から転送されたプリントデータを受信することなどにより省エネモードから復帰したと判断した場合には（Ｓ１のＹｅｓ）、サーミスタ２９からの出力値に基づいて、定着部９における加熱ローラ２６の温度を検出し（Ｓ２）、温度判定テーブル６１を参照して、検出した加熱ローラ２６の温度が判定温度値Ｔｓに基づいて取得される温度以下であるか否かを判断する（Ｓ３）。ここに、ステップＳ２によって、温度検出手段としての機能が実行される。
検出した加熱ローラ２６の温度が判定温度値Ｔｓに基づいて取得される温度以下であると判断した場合（Ｓ３のＹｅｓ）、プロセス制御フラグエリア６０に１をセットする（Ｓ４）。
一方、検出した加熱ローラ２６の温度が判定温度値Ｔｓに基づいて取得される温度以下ではないと判断した場合（Ｓ３のＮｏ）は、Ｓ５へ移り、前回のプロセス制御を行ってから規定枚数以上経過しているかを判断し、規定枚数以上であると判断した場合（Ｓ５のＹｅｓ）、プロセス制御フラグエリア６０に１をセットする（Ｓ６）。
一方、規定枚数以上経過していないと判断した場合（Ｓ５のＮｏ）は、プロセス制御フラグエリア６０のセット状態を維持したまま処理を終了する。

次に、記憶装置に記憶された制御プログラムに基づいてＣＰＵが実行するプロセス制御選択実行処理について図１３を参照して説明する。図１３は、記憶装置に記憶された制御プログラムに基づいてＣＰＵが実行するプロセス制御選択実行処理を概略的に説明するフローチャートである。プロセス制御選択実行処理は、印刷命令を受信（パーソナルコンピュータ等の外部装置から転送されたプリントデータを受信することなど）した場合に開始され、図１２のフローチャートの説明で示したプロセス制御フラグエリア６０のフラグを確認して、その印刷動作終了付近にプロセス制御を行うかどうかを判断する動作である。
まず、受信したプリントデータに基づいて作像・印刷作業を行う（Ｓ１１）。公知の技術であるため説明を省略するが、ステップＳ１１では、受信したプリントデータに含まれる実プリントデータに基づいて書き込み部１６を駆動制御して、帯電部１５によって一様に帯電された感光体１４表面に静電潜像を形成し、現像ローラ２１によって静電潜像を顕像化したトナー像を、転写部１８によって用紙３に転写する。そして、トナー像が転写された用紙３が定着部９を通過する際に、加熱ローラ２６によって用紙３上のトナーを加熱溶融させるとともに、加圧ローラ２７によって加圧することで、転写されたトナー像を用紙３に定着させ排紙トレイ１０に排紙する。このとき、駆動機構５９によって、感光体１４、現像部１７、転写部１８、レジスト部（レジストローラ２４）、定着部９（加熱ローラ２６）等が、単一のメインモータ３４の駆動力によって駆動されることにより用紙３上に対する作像動作が行われるため、ここに、作像手段としての機能が実行される。
作業が終了すると（Ｓ１２）、Ｓ１３へ移ってプロセス制御フラグエリア６０をチェックする。そして、チェックしたプロセス制御フラグエリア６０に１がセットされている場合（Ｓ１４のＹｅｓ）、以下に説明するプロセス制御処理を行い（Ｓ１５）、チェックしたプロセス制御フラグエリア６０に０がセットされている場合（Ｓ１４のＮｏ）、プロセス制御処理を行わずにステップＳ１６に進む。ここに、ステップＳ１５によって、プロセス制御手段としての機能が実現される。

ここで、ステップＳ１５で実行するプロセス制御処理は、まず、プリンタエンジン８において、感光体１４表面を一様に帯電させ、一様に帯電させた感光体１４表面に対して、書き込み部１６によって基準パターン潜像を形成し、この基準パターンの静電潜像に現像部１７によってトナーを付着させることで感光体１４表面に基準パターン画像を形成する。ここに、基準画像形成手段としての機能が実現される。そして、センサ２３からの出力値Ｖｐに基づいて、感光体１４表面の基準パターン画像の濃度を検出する。ここに、像濃度検出手段としての機能が実現される。また、センサ２２からの出力値Ｖｔｐに基づいて、ケース２０中のトナー濃度を検出する。ここに、トナー濃度検出手段としての機能が実現される。
続いて、センサ２３からの出力値Ｖｐ、および、センサ２２からの出力値Ｖｔｐに基づいて、補正値ファイル６２より濃度補正値ΔＶｔｒｅｆを取得する。そして、センサ２２からの出力値Ｖｔｐと濃度補正値ΔＶｔｒｅｆとを加算して目標濃度値Ｖｔｒｅｆを取得し、取得した目標濃度値Ｖｔｒｅｆを目標値設定テーブル６３に設定する。その後、目標濃度値Ｖｔｒｅｆを参照して、メインモータ３４の駆動中にトナーボトルクラッチ４７をＯＮにしてトナーボトル１９を回転させ、トナー吐出口およびトナー経路を介してケース２０内にトナーを供給する。ここに、トナー供給手段としての機能が実現される。
そして、プロセス制御フラグエリア６０に０をセットし（Ｓ１６）、作像後処理を実行して（Ｓ１７）、処理を終了する。なお、ステップＳ１７で実行する作像後処理については公知の技術であるため説明を省略する。

本実施の形態の画像形成装置１によれば、画像形成装置１が電源ＯＮとされたとき、または、省エネモードから復帰したときの定着部９の加熱ローラ２６の温度に応じ、若しくは前回のプロセス制御後の作像枚数に応じてプロセス制御処理を行うか否かを判定するため、例えば、電源ＯＦＦ後直ちに電源ＯＮとされた場合のように、不必要である状況下でプロセス制御処理を行うことがなく、適正なタイミングでプロセス制御処理を行うことができる。
また、本実施の形態の画像形成装置１によれば、プロセス制御処理を行うタイミングをプリントジョブ実行後とするため、電源ＯＮ時における画像形成装置１の起動処理に際してメインモータ３４を駆動させる必要がない。上述したように、加熱ローラ２６は回転時よりも非回転時の方がより早く昇温するという立ち上がり特性を有しているため、電源ＯＮ時における画像形成装置１の起動処理をメインモータ３４を駆動することなく行うことで加熱ローラ２６の昇温を早めることができ、画像形成装置１の電源ＯＮとされてから、または、省エネモードから復帰してから一回目の作像動作までの時間（ファーストプリント時間）を早くすることができるとともに、プロセス制御を実行する条件として定着温度の確認と併用して前回のプロセス制御後の作像枚数の確認を行うように設定しているので、周囲の温度環境や使用者の使い方（例えば、使用者が意図的に省エネモードに入る時間を遅らせるような場合）によって定着温度が比較的高い状態が続いてもプロセス制御の実行回数が少なくなるという状態を回避することができ、プロセス制御による効果を十分に得ることができる。
さらに、本実施の形態の画像形成装置１によれば、低温での定着性が良好なトナーを用いているため、従来の定着温度と比較して、定着温度を低く設定することができ、加熱ローラ２６の昇温を待機することによるファーストプリントの遅れを低減し、従来の装置と比較してファーストプリント時間を早くすることができる。
なお、本実施の形態では、感光体１４を像担持体として、感光体１４表面に形成した基準パターン画像の濃度を検出するようにしたが、これに限るものではなく、例えば、感光体１４表面に形成したトナー像を図示しない中間転写ベルト等の中間転写媒体を介して用紙に転写する中間転写方式の画像形成装置における中間転写ベルトを像担持体とし、中間転写ベルト上の基準パターン画像の濃度を検出するようにしてもよい。

本発明の実施形態の画像形成装置を示す断面図。 定着部周辺の構成を示す側面図。 定着部周辺の構成を示す斜視図。 回転時と非回転時とにおける加熱ローラの温度の立ち上がり特性をグラフで示す図。 メインモータの駆動力を、メインモータによって駆動される各部に伝達するギア構成を示す側面図。 メインモータから定着部周辺に至るギア構成を示す斜視図。 画像形成装置が備える各部の電気的接続を示すブロック図。 プロセス制御フラグエリアの構成を示す説明図。 温度判定テーブルの構成を示す説明図。 補正値ファイルのファイル構造を示す説明図。 目標値設定テーブルの構成を示す説明図。 記憶装置に記憶された制御プログラムに基づいてＣＰＵが実行するフラグ設定処理を概略的に説明するフローチャート。 記憶装置に記憶された制御プログラムに基づいてＣＰＵが実行するプロセス制御選択実行処理を概略的に説明するフローチャート。

符号の説明

１ 画像形成装置、２ ハウジング、３ 用紙、５ 手差しトレイ、６ 電源スイッチ、７ 給紙カセット、８ プリンタエンジン、９ 定着部、１０ 排紙トレイ、１１ 用紙経路、１２ 手差し給紙ローラ、１３ 給紙ローラ、１４ 感光体、１５ 帯電部、１６ 書き込み部、１７ 現像部、１８ 転写部、１９ トナーボトル、２０ ケース、２０ａ 攪拌部材、２１ 現像ローラ、２２、２３ センサ、２４ レジストローラ、２５、３２ａ ピンチローラ、２６ 加熱ローラ、２７ 加圧ローラ、２８ ヒータ、２９ サーミスタ、３０ サーモスイッチ、３１ ヒューズ、３２ 排紙ローラ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３６、３７、３８、３９、４０、４１ ギア、４２、４３、４４、４５、４６、４９、５０、５２、５３、５４、５５ ギア、３３ 排紙センサ、３４ メインモータ、３５ 駆動軸、４７ トナーボトルクラッチ、４８ ２段ギア、５１ レジストクラッチ、５６ 手差用給紙クラッチ、５７ 給紙クラッチ、５８ 制御部、６０ プロセス制御フラグエリア、６１ 温度判定テーブル、６２ 補正値ファイル、６３ 目標値設定テーブル

Claims (3)

1. 静電潜像が形成された像担持体表面にトナーを供給してトナー像を形成し、該トナー像を記録媒体に転写し、転写されたトナーを加熱溶融させて前記記録媒体に定着させる画像形成部と、画像濃度を適正な値にするためのプロセス制御による自動調整機能を備えた制御部と、該画像形成部における主要な作像動作の駆動力を付与する単一の駆動源と、を備えた画像形成装置において、
   装置に電源が投入された時点での定着温度を検出する定着温度検出手段を備え、
   前記制御部は、定着温度検出手段が検出した定着温度が予め決められた値以下である場合、若しくは前回のプロセス制御を行ってから所定枚数経過している場合に、電源投入後の最初の作像作業終了時にプロセス制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 静電潜像が形成された像担持体表面にトナーを供給してトナー像を形成し、該トナー像を記録媒体に転写し、転写されたトナーを加熱溶融させて前記記録媒体に定着させる画像形成部と、画像濃度を適正な値にするためのプロセス制御による自動調整機能を備えた制御部と、該画像形成工程における主要な作像動作の駆動力を与える単一の駆動源と、を備えた画像形成装置において、
   通常待機時よりも消費電力が低い省エネモードから復帰した時点での定着温度を検出する定着温度検出手段を備え、
   前記制御部は、定着温度検出手段が検知した定着温度が予め決められた値以下である場合、若しくは前回のプロセス制御を行ってから所定枚数経過している場合に、省エネモード復帰後の最初の作像作業終了時にプロセス制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
   トナー像を形成するトナーは、トナーのＴＨＦ可溶分により求められたゲルパーミエーションクロマトグラフィによる分子量分布の値が１０００から１００００の間に少なくとも一つのピークを有し、該分子量分布の半値幅が分子量１５０００以下の静電荷現像トナーであることを特徴とする画像形成装置。
   

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