JP2005321672A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 例えば連続印刷（連続定着）を行った場合、その定着装置の温度（定着ローラー・加圧ローラーにおける通紙領域の温度）を、継続的に所望の一定温度で維持できるようにした画像形成装置を提供する。
【解決手段】 全画素に対する出力画像データの印字画素の割合から印字率を算出する印字率算出部３と、定着装置２１によって定着されたシートＳの枚数をカウントするカウント部５と、印字率算出部３によって算出された印字率、およびカウント部５によってカウントされたシートＳの枚数とに基づいて、定着装置２１の温度を一定に維持する制御部９（調整部１）とを備えるようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば複写機、ＦＡＸ、プリンター等の電子写真方式の画像形成装置に関するものである。

従来、画像形成装置における定着装置の定着温度は、シート上のトナー付着量（トナー付着率）に関係なく、一定の温度に制御されていた。しかしながら、トナー量が多いと、そのトナーを溶融定着させるために、熱量が多く必要となる。そのため、このように一定温度で制御されている定着装置では、トナー量が多いとトナーの定着強度等が低下していた。

そこで、昨今の画像形成装置（特にカラー機）における定着装置では、トナー付着率（印字率）に応じて、定着温度を制御しているものがある。例えば、印字率が高くなるにつれて定着温度を上昇させた画像形成装置が開発されている（特許文献１参照）。したがって、このような画像形成装置であれば、印字率の影響を受けず定着強度を一定にすることができる。
特開平６−３５３６５号公報（請求項１、図５参照）

確かに、このような画像形成装置では、少量の印刷枚数なら、定着装置の温度、すなわち定着ローラー・加圧ローラーにおける通紙領域の定着温度を一定にすることで、定着強度も一定に維持することができる。しかしながら、多枚数のシートを連続印刷してしまうと、トナー量やシート量によって、通紙領域の熱量が継続的に大きく奪われてしまうことになる（継続的に吸熱されることになる）。そのため、多枚数連続印刷されたシートにおける最初のほうのシートと、最後のほうのシートとでは、定着強度が異なり、それに起因してシート画像の品質が異なってしまうという問題が生じうる。

本発明は、例えば連続印刷（連続定着）を行った場合、その定着装置の温度（定着ローラー・加圧ローラーにおける通紙領域の温度）を、継続的に所望の一定温度で維持できるようにした画像形成装置を提供することにある。

本発明の画像形成装置は、出力画像データに基づくトナー像をシートに定着印刷させるために、熱を供給する定着手段を備えた画像形成装置であって、全画素に対する上記出力画像データの印字画素の割合から印字率を算出する印字率算出手段と、上記定着手段によって定着されたシート枚数をカウントするカウント手段と、上記印字率算出手段によって算出された印字率、および上記カウント手段によってカウントされたシート枚数に基づいて、上記定着手段の温度を一定に維持するように調整する調整手段とを備えることを特徴とする。

これによると、印字率と印刷（定着）されるシートの枚数との双方に基づいて、定着手段の温度調整を行っている。そのため、印字率に起因する定着手段の温度変化のみならず、シートの印刷枚数に起因する温度変化も防止できる。

また、本発明の画像形成装置では、上記調整手段が、上記定着手段に備えられた加熱部の温度を調整することで、その定着手段の温度を一定に維持するように調整していることが好ましい。

これによると、トナー像を溶融させるために必要な温度を維持するために、例えばハロゲンヒーターのような加熱部を用いている。そのため、この加熱部の温度を調整することで、直接的、かつ最も効率的に定着手段の温度を一定に維持できる。

また、本発明の画像形成装置では、上記定着手段により連続定着が行われる場合、上記調整手段は、上記カウント手段によってカウントされるシート枚数が、段階的に設定された各閾印刷枚数以上になるか否かを判定し、そのシート枚数が各閾印刷枚数以上になるにしたがって上記加熱部の温度を段階的に上昇させるとともに、その上昇させる温度を上記印字率に応じて変化させていることが好ましい。

印刷される（定着される）シートが連続すると、そのシートによって定着手段の熱量が奪われていく。しかしながら、本発明は、加熱部の温度を印刷枚数に応じて段階的にあげている。そのため、シート枚数の増加に伴う吸熱によって、定着手段の熱量不足が生じる事態を防止できる。

また、印字率が高い、すなわちトナー量が多いと、そのトナーを溶融定着させるために、熱量が多く必要となる。しかしながら、本発明は、印字率に応じて（例えば印字率が高まるにつれて）加熱部の温度を高温域で調整している（印字率が高まるにつれて定着手段の温度を高めるように調整している）。そのため、印字率に応じた（トナー量に応じた）熱量をも確保できるようになっている。

つまり、本発明の画像形成装置では、連続印刷されるシートに起因した吸熱による定着手段の温度低下を防止できるとともに、印字率の上昇等につれて必要とされる高い熱量をも確保できるようになっている。

また、本発明の画像形成装置では、上記定着手段に上記シートを搬送させるタイミングを調整する搬送タイミング部を備えるとともに、上記調整手段が、上記搬送タイミング部の搬送タイミングを調整することで、その定着手段の温度を一定に維持するように調整していることが好ましい。

定着手段の温度を一定にする手段としては、上述の加熱部による直接的な温度上昇を行うほかにも、シートの搬送間隔（紙間）を調整することでも、定着手段の温度を一定にすることができる。このような方法で温度を一定に維持すると、例えば加熱部の温度を上昇させる場合に比べて、多量には電力を消費しない。すなわち、少ない消費電力で定着手段の温度を一定に維持できることになる。

また、本発明の画像形成装置では、上記定着手段により連続定着が行われる場合、上記調整手段は、上記カウント手段によってカウントされるシート枚数が、段階的に設定された各閾印刷枚数以上になるか否かについて判定し、そのシート枚数が各閾印刷枚数以上になるにしたがって、上記搬送タイミング部によるシートの搬送タイミングを段階的に遅延させるとともに、その遅延時間を上記印字率に応じて変化させていることが好ましい。

これによると、搬送タイミングを遅延させる、すなわち紙間を、印刷枚数に応じて段階的に広げていく。つまり、長時間かけてシートを定着することになる。そのため、短時間の間でのシート枚数の増加に伴う吸熱によって、定着手段の熱量不足が生じる事態を防止できる。その上、印字率に応じて（例えば印字率が高まるにつれて）、紙間を高間隔域で調整している（印字率が高まるにつれて紙間を広げるように調整している）。そのため、印字率に応じた（トナー量に応じた）熱量をも確保できるようになっている。

つまり、本発明の画像形成装置では、連続印刷されるシートに起因した吸熱による定着手段の温度低下を防止できるとともに、印字率の上昇等につれて必要とされる高い熱量をも確保できるようになっている。

本発明の画像形成装置によれば、印字率と印刷されるシートの枚数との双方に基づいて、定着手段の温度調整を行っている。そのため、印字率に起因する定着手段の温度変化のみならず、シートの印刷枚数（特に連続印刷するときのシートの印刷枚数）に起因する温度変化も防止できる。

本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。

〔実施の形態１〕
〈画像形成装置について〉
図９は、本発明の画像形成装置６９の概略構成図を示している。この図に示すように、画像形成装置６９は、縦長の本体３１を備えており、その本体３１の最上部には原稿を読み取るＣＣＤ３２ａを備えるスキャナー３２が配置されている。そして、スキャナー３２の下には、放電する帯電部３３、帯電部３３の放電により表面を帯電させる感光体３４、スキャナー３２で読み取った原稿データ（出力画像データ）に応じて光線（レーザー光線等）を発し、感光体３４に静電潜像を形成させるＬＳＵ（レーザースキャニングユニット）３５、静電潜像にトナーを付着させる現像部（Ｙ（イエロー）・Ｍ（マゼンタ）・Ｃ（シアン）・ＢＫ（ブラック）の４色の現像部）３６、トナーの付着した感光体３４のトナー像を、搬送部３７に流れるシートへ転写させる２次転写ベルト３８・転写部３９、シートの搬送タイミングを調節するレジストローラー（レジストローラー対）４１、シート上に転写されたトナー像を定着させる定着装置（定着手段）２１、定着したシートを排出する排出ローラー対４２、および制御部９等が配設されている。以下、本発明において、特に使用される部材について説明する。

〈レジストローラーについて〉
レジストローラー４１は、定着装置２１に進入するシートＳの搬送タイミングを調整（紙間を調整）するものである。

例えば、あるシートＳから次のシートＳを搬送させる時間間隔（タイムラグ）を短くする、すなわち早いタイミングで、定着装置２１に各シートＳを連続進入（連続定着）させることで、シート同士の間隔（シート間；紙間）を狭める一方、タイムラグを長く、すなわち遅いタイミングで定着装置２１各シートを連続進入させることで、紙間を広めるようになっている。

〈定着装置について〉
一方、定着装置２１は、図８（ａ）に示すように、ハウジング１１、定着ローラー１２、加圧ローラー１３、分離爪１４、印刷枚数カウントスイッチ（ＳＣスイッチ）１５、および温度センサー１６を含む構成である。なお、図８（ｂ）は、定着装置２１における定着ローラー１２・加圧ローラー１３・温度センサー１６を重点的に表現した、正面概略構成図である。

ハウジング１１は、定着装置２１の本体（骨格）を成すものであり、定着ローラー用ハウジング（Ｆハウジング）１１ａ（１１）と、加圧ローラー用ハウジング（Ｐハウジング）１１ｂ（１１）とから構成されている。そして、Ｆハウジング１１ａは定着ローラー１２を覆うようになっており、Ｐハウジング１１ｂは加圧ローラー１３を覆うようになっている。

定着ローラー１２は、基材であるアルミ製の芯金（素管）１２ａ（１２）から構成されている。そして、この素管１２ａ上にはシリコンゴムの弾性層（定着シリコンゴム層１２ｂ（１２））が設けられ、さらに、その定着シリコンゴム層１２ｂ上に表層としてＰＦＡ（ベルフルオロアルコキシフッ素樹脂）のチューブ（定着チューブ層１２ｃ（１２））が設けられている（被膜されている）。

なお、定着ローラー１２の外径はφ４５ｍｍ程度であり、素管肉厚は２ｍｍ程度、定着シリコンゴム層１２ｂのゴム厚も２ｍｍ程度、定着チューブ層１２ｃの厚みは３０μｍ程度となっている。また、定着シリコンゴム層１２ｂのゴム硬度は５°程度になっている。また、定着シリコンゴム層１２ｂ・定着チューブ層１２ｃを、定着ローラー１２の表面部材と表現する。

また、定着ローラー１２には、芯金１２ａの内部に、ハロゲンヒーター１７（図２参照）が設けられている。ただし、ハロゲンヒーターは加圧ローラー１３の内部（ローラー基体１３ａ（後述）の内部）に設けてもよいし、定着ローラー１２・加圧ローラー１３の両方の内部に設けてもよい。

加圧ローラー１３は、合成樹脂、金属その他材料から構成される円筒状のローラー基体１３ａ（１３）から構成されている。そして、このローラー基体１３ａ上には、定着ローラー１２同様、シリコンゴムの弾性層（加圧シリコンゴム層１３ｂ（１３））が設けられ、さらに、その加圧シリコンゴム層１３ｂ上に表層としてＰＦＡのチューブ（加圧チューブ層１３ｃ（１３））が設けられている。

なお、加圧ローラー１３の外径はφ４５ｍｍ程度であり、ローラー基体１３ａの厚みは３ｍｍ程度、加圧シリコンゴム層１３ｂのゴム厚は８ｍｍ程度、加圧チューブ層１３ｃの厚みは３０μｍ程度となっている。また、加圧シリコンゴム層１３ｂのゴム硬度は４０°程度になっている。また、加圧シリコンゴム層１３ｂ・加圧チューブ層１３ｃを、加圧ローラー１３の表面部材と表現する。

また、これらの定着ローラー１２・加圧ローラー１３は、互いに当接する。その上、定着ローラー１２に設けられた定着ローラー回転軸（Ｆ回転軸）１２ｄ（１２）、および加圧ローラー１３に設けられた加圧ローラー回転軸（Ｐ回転軸）１３ｄ（１３）が、ハウジング１１に回転可能に支持（軸支）されている（軸装されている）。つまり、これらの回転軸１２ｄ・１３ｄを中心に、定着ローラー１２・加圧ローラー１３は回転するようになっている。なお、これらのＦ回転軸１２ｄ・Ｐ回転軸１３ｄは、互いに平行関係を保つとともに、シートＳの搬送方向に対しては直角に交差するような関係となっている。

そして、定着ローラー１２と加圧ローラー１３との当接部分（ニップ部分）に進入してくるシートＳに対して（ニップ部を通過するシートＳに対して）、ハロゲンヒーター１７（加熱部）が熱や圧力等のエネルギーを付与し、粉体状態のトナー像をシートＳに溶融定着させるようになっている。

分離爪１４は、定着ローラー１２にシートＳを付着させないようにするための分離機構である。

ＳＣスイッチ（カウント手段）１５は、可倒式のピン１５ａ（１５）を有するスイッチであり、定着装置２１の出口２１ａ（２１）後の搬送部３７に設けられている。そして、このＳＣスイッチ１５では、定着装置２１の出口２１ａを通過していくシートＳの先端（搬送方向側のシート端部）がピン１５ａに接触すると、そのピン１５ａが倒れるようになっている（ＯＮ反応となる）。一方、シートＳが搬送されていきシートＳの後端（シート先端に対向する端部）がピン１５ａから解離し、そのピン１５ａが回復起立するようになっている（ＯＦＦ反応となる）。

そこで、このＳＣスイッチ１５のＯＮ反応・ＯＦＦ反応によって、印刷された枚数をカウントするようになっている。具体的には、ＳＣスイッチ１５がＯＮ反応を示してから所定の時間後に、ＯＦＦ反応を示すことをもって、１枚のシートが印刷されたとカウントする。なお、このカウント枚数を示す旨のデータ（枚数データ）は、制御部９のカウント部５（後述）によって作成されるようになっている。

温度センサー１６は、定着ローラー１２または加圧ローラー１３の表面温度を測定するセンサーである。そして、この温度センサー１６は、定着ローラー１２または加圧ローラー１３に傷等をつけないようにするために、定着ローラー１２・加圧ローラー１３における非通紙領域（定着ローラー１２・加圧ローラー１３において、シートＳが接触しない領域）に設けられている（図８（ｂ）参照）。なお、このようなセンサーとしては種々の構成が考えられるが、例えばサーミスタや赤外線センサー等のようなものであればよい。そして、例えばサーミスタの場合には、温度センサー１６の検知部が定着ローラー１２に当接するようになっている。

なお、定着ローラー１２または加圧ローラー１３に設けられたハロゲンヒーター１７は、通紙領域を通過するシート上のトナーを溶融定着させるためのものである。そのため、ハロゲンヒーター１７の熱は、通紙領域には伝わりやすく、非通紙領域には熱が伝わりにくくなっている（熱伝導性が低い）ものが多い。

〈制御部（調整手段）について〉
ここで、制御部９について説明する。制御部９は、図２に示すように、印字信号変換部２、印字率算出部（印字率算出手段）３、調整部１、メモリ部４、カウント部（カウント手段）５を含む構成である。

印字信号変換部２は、ＣＣＤ３２ａによって読み取られた原稿信号（例えばアナログ信号）を、出力画像（出力画像データ）を構成することになる印字信号（画像信号；例えばデジタル信号）に変換するものである。さらに、印字信号変換部２は、この印字信号を印字率算出部３に送信するようになっている。

印字率算出部３は、受信した印字信号に基づいて画像の印字率を算出するものである。具体的には、画像における全画素（１００％）に対する印字画素の比率（割合）を算出するものである。なお、カラー機の場合の印字率は、４色で多色刷りされることになるので、全画素（４００％）に対する印字画素の比率から算出される。

例えばＹの印字比率がその色の全画素（１００％）において１％であり、Ｍの印字比率が全画素（１００％）において１％、Ｃの印字比率が全画素（１００％）において１％、ＢＫの印字比率が全画素（１００％）において１％であったとすると、カラー機の印字比率は４％と算出されるようになっている。そして、印字率算出部３は、算出した印字率データを調整部１に送信するようになっている。

カウント部５は、ＳＣスイッチ１５のＯＮ反応・ＯＦＦ反応によって、印刷枚数をカウントするものである。さらに、カウント部５は、印刷枚数を示す旨のデータ（枚数データ）を調整部１に送信するようになっている。

メモリ部４は、ハロゲンヒーター１７の温度制御またはシートＳの搬送間隔（紙間）を制御するための制御テーブルを記憶するものである。この制御テーブルとしては、例えば図３（ａ）に示すような２種類の制御テーブル（定着温度制御テーブル・紙間制御テーブル）がある。なお、図３（ｂ）は制御テーブルの理解を容易にすべく、図３（ａ）の一例を示している。また、この制御テーブルでの温度関係は、ＴＲ≦ＴＳ≦ＴＡ₁≦ＴＢ₁≦ＴＣ₁、ＴＡ₁≦ＴＡ₂≦ＴＡ₃、ＴＢ₁≦ＴＢ₂≦ＴＢ₃、ＴＣ₁≦ＴＣ₂≦ＴＣ₃となっており、紙間関係は、ＬＲ≦ＬＳ≦ＬＡ₁≦ＬＢ₁≦ＬＣ₁、ＬＡ₁≦ＬＡ₂≦ＬＡ₃、ＬＢ₁≦ＬＢ₂≦ＬＢ₃、ＬＣ₁≦ＬＣ₂≦ＬＣ₃となっている。

具体的には、定着温度制御テーブルが、印字率と連続印刷枚数とに対応づけて、目標制御温度（℃）が設定されているテーブルとなっており、閾値となる印字率（閾印字率）に応じた複数のテーブルから構成されている（「印字率≦３０％」の場合のα₁テーブル、「５０％≧印字率＞３０％」の場合のβ₁テーブル、および「印字率＞５０％」の場合のγ₁テーブルから構成されている）。

なお、この閾印字率は、任意に設定変更可能となっており、図３のように３０％等に限定されるものではない。また、各テーブル（α₁テーブル等）は、閾値となる印刷枚数（閾印刷枚数）に応じて、目標制御温度（目標定着温度）が設定されている。なお、上記同様、閾印刷枚数（２０枚等）は、任意に設定変更可能となっている。また、目標定着温度も、種々の画像形成装置に応じて、設定変更可能になっている。

一方、紙間制御テーブルは、印字率と連続印刷枚数とに対応づけて、目標紙間（ｍｍ）が設定されているテーブルとなっており、閾値となる印字率（閾印字率）に応じた複数のテーブルから構成されている（「印字率≦３０％」の場合のα₂テーブル、「５０％≧印字率＞３０％」の場合のβ₂テーブル、および「印字率＞５０％」の場合のγ₂テーブルから構成されている）。また、上記同様、閾印字率・閾印刷枚数・目標紙間は、任意に設定変更可能となっている。

調整部１は、ハロゲンヒーター１７の温度を調整する温度調整部１ａと、紙間の制御、すなわちシートＳを定着装置２１に進入させるタイミング（レジストローラー４１の駆動タイミング）を調整する紙間調整部１ｂとを含む構成である。そして、これら温度調整部１ａ・紙間調整部１ｂは、印字率および印刷枚数に基づいてメモリ部４の制御データを参照し、定着装置２１の温度（具体的には定着ローラー１２・加圧ローラー１３の通紙領域の温度）を一定に維持するように調整を行うものである。なお、ハロゲンヒーター１７の温度とレジストローラー４１の駆動タイミングとをともに調整することで、定着装置２１の温度を一定に維持するように調整することもできるようにしてもよい。

〈制御部による制御過程〉
ここで、以上のような構成を有する画像形成装置６９での、定着温度または紙間の制御過程について、図１のフローチャートを用いて説明する。なお、この実施の形態１では、温度調整部１ａが定着温度制御テーブルに基づいて、定着装置２１の温度を制御する過程について説明している。また、以降の動作のステップをＳと表現する。

《制御テーブルの選択》
まず、図１（ａ）に示すように、調整部１は、メモリ部４に記憶された定着温度制御テーブル・紙間制御テーブルのいずれかのうち、定着温度制御テーブルを選択する（Ｓ１１）。すなわち温度調整部１ａが定着制御テーブルを選択する。次に、印字信号変換部２が、ＣＣＤ３２ａからの原稿信号を、印字信号に変換する。そして、その印字信号から、印字率算出部３が印字率を算出する（Ｓ１２）。

そして、温度調整部１ａは、印字率算出部３から印字率データを受信し、その印字率を定着温度制御テーブルのデータと比較する。具体的には、まず、最小の閾印字率である「３０％」以下であるか否かについて判定する（Ｓ１３）。そして、印字率が３０％以下の場合、α₁テーブルを参照することを決定する（Ｓ１４）。

一方、印字率が３０％を超える場合、その印字率が５０％以下であるか否かについて判定する（Ｓ１５）。そして、印字率が５０％以下の場合、β₁テーブルを参照することを決定する（Ｓ１６）。

一方、印字率が５０％を超える場合、γ₁テーブルを参照することを決定する（Ｓ１７）。

《定着温度の制御過程》
そして、上述の制御過程を経て、テーブルを選択し、そのテーブルに基づいて、定着温度を段階的に変化させていく過程について説明する。なお、以下の説明では、α₁テーブルが選択された場合についての説明になっている。また、制御過程における定着温度の変移を図４によって図示し、この図を参照するものとする。なお、この図では、目標定着温度を具体的な値で示し、理解を容易にしている。

まず。図１（ｂ）に示すように、温度調整部１ａは、α₁テーブルの待機温度（ＴＲ）に基づいて、その温度となるようにハロゲンヒーター１７に命令する（Ｓ２１）。そして、印刷が開始されると（Ｓ２２）、温度調整部１ａは、通紙スタート時の温度（スタート開始温度）であるスタート開始温度（ＴＳ）となるようにハロゲンヒーター１７に命令する（Ｓ２３）。

そして、印刷が開始されると、カウント部５は、ＳＣスイッチ１５によって、印刷枚数をカウントし、枚数データを随時、温度調整部１ａに送信していく。すると、温度調整部１ａは、印刷枚数が５枚（最小の閾印刷枚数；第１の閾印刷枚数）以上であるか否かについて判定する（Ｓ２４）。そして、印刷枚数が５枚に満たないときは、スタート開始温度（ＴＳ）を維持しながら（Ｓ２５）、所望の枚数（５枚未満の枚数）まで印刷する（Ｓ３１）。つまり、待機状態を経て、印刷を開始し、所望の枚数の印刷を完了するまでに、温度調整部１ａは、定着温度をＴＲ→ＴＳと段階的に上昇させるように制御するようになっている。

しかしながら、印刷枚数が５枚を超えるようになると、温度調整部１ａは、印刷枚数が２０枚（第２の閾印刷枚数）以上であるか否かについて判定する（Ｓ２６）。そして、印刷枚数が２０枚に満たないときは、スタート開始温度（ＴＳ）よりも高温である定着温度（ＴＡ₁）を維持しながら（Ｓ２７）、所望の枚数（２０枚未満の枚数）まで印刷する（Ｓ３１）。つまり、待機状態を経て、印刷を開始し、所望の枚数の印刷を完了するまでに、温度調整部１ａは、定着温度をＴＲ→ＴＳ→ＴＡ₁と段階的に上昇させるように制御するようになっている。

さらに、印刷枚数が２０枚を超える場合には、温度調整部１ａは、印刷枚数が５０枚（第３の閾印刷枚数）以上であるか否かについて判定する（Ｓ２８）。そして、印刷枚数が５０枚に満たないときは、定着温度（ＴＡ₁）よりも高温である定着温度（ＴＢ₁）を維持しながら（Ｓ２９）、所望の枚数（５０枚未満の枚数）まで印刷する（Ｓ３１）。つまり、待機状態を経て、印刷を開始し、所望の枚数の印刷を完了するまでに、温度調整部１ａは、定着温度をＴＲ→ＴＳ→ＴＡ₁→ＴＢ₁と段階的に上昇させるように制御するようになっている。

また、印刷枚数が５０枚を超える場合には、温度調整部１ａは、定着温度（ＴＢ₁）よりも高温である定着温度（ＴＣ₁）を維持しながら（Ｓ３０）、所望の枚数（５０枚以上の枚数）まで印刷する（Ｓ３１）。つまり、待機状態を経て、印刷を開始し、所望の枚数の印刷を完了するまでに、温度調整部１ａは、定着温度をＴＲ→ＴＳ→ＴＡ₁→ＴＢ₁→ＴＣ₁と段階的に上昇させるように制御するようになっている。

つまり、α₁テーブルを参照しながら、温度調整部１ａが定着温度を制御することによって、図４（ａ）に示すように、定着ローラー１２・加圧ローラー１３の通紙領域（通紙部）の温度は、所定の温度（およそ１６０℃）に維持されるようになる。

しかしながら、仮に印字率が５０％を超えているにもかかわらず、α₁テーブルに基づいて、定着温度を制御していくと、図４（ｂ）に示すように、通紙部の温度が徐々に低下していく。

そこで、このような通紙部の温度低下を防止すべく、印字率が５０％を超えるときは、上述したように、γ₁テーブルを参照し（図１（ａ）、Ｓ１７参照）、そのテーブルに基づいて制御するようにする。すると、図４（ｃ）に示すように、定着ローラー１２・加圧ローラー１３の通紙部の温度は、上記同様、所定の温度に維持されるようになる。

以上のように、本発明は、出力画像データに基づくトナー像をシートＳに定着印刷させるために、熱を供給する定着装置２１を備えた画像形成装置であって、全画素に対する出力画像データの印字画素の割合から印字率を算出する印字率算出部３と、定着装置２１によって定着されたシートＳの枚数をカウントするカウント部５・ＳＣスイッチ１５と、印字率算出部３によって算出された印字率、およびカウント部５・ＳＣスイッチ１５によってカウントされたシートＳの枚数とに基づいて、定着装置２１（定着ローラー１２・加圧ローラー１３における通紙領域）の温度を一定に維持する制御部９（具体的には調整部１）とを備えている。

これによると、従来のように印字率のみに応じて、定着装置２１の温度を一定にするように調整していない。つまり、印字率と印刷されるシートの枚数との双方に基づいて、定着装置２１の温度調整を行っている。そのため、印字率に起因する定着装置２１の温度変化のみならず、シートＳの印刷枚数に起因する温度変化も防止できる。

そして、具体的には、この温度調整部１ａが、定着装置２１に備えられたハロゲンヒーター１７の温度を調整することで、定着装置２１の温度を一定に維持するようにしている。

定着装置２１は、トナー像を溶融させるために必要な定着温度を維持するためにハロゲンヒーター１７を用いている。そのため、このハロゲンヒーター１７の温度を調整することが、直接的、かつ最も効率的に定着装置２１の温度を一定に維持できる。

また、特に、定着装置２１が連続定着を行う場合、すなわち画像形成装置６９が連続印刷を行う場合、温度調整部１ａは、カウント部５・ＳＣスイッチ１５によってカウントされるシート枚数が、段階的に設定された各閾印刷枚数以上になるか否かを判定し、そのシート枚数が各閾印刷枚数以上になるにしたがってハロゲンヒーター１７の温度を段階的に上昇させる。その上、その上昇させる温度を印字率に応じて変化させている。

一般的に、シートＳの印刷枚数に起因する温度変化が大きい例としては、連続印刷が考えられる。つまり、複数のシートＳが定着ローラー１２・加圧ローラー１３の通紙領域を連続通過するにしたがって、そのシートＳが両ローラー１２・１３の熱を徐々に奪っていくためである（吸熱するためである）。しかしながら、上記のように、ハロゲンヒーター１７の温度を印刷枚数に応じて段階的にあげていくと、徐々に吸熱されることで不足していく熱量を補完することができる。

また、印字率が高い、すなわちトナー量が多いと、そのトナーを溶融定着させるために、熱量が多く必要となる。しかしながら、上記のように、印字率に応じて（例えば印字率が高まるにつれて）、ハロゲンヒーター１７の温度を高温域で調整している（印字率が高まるにつれて目標定着温度を高めるように調整している）。そのため、印字率に応じた（トナー量に応じた）熱量をも確保できるようになっている。

つまり、本発明の画像形成装置６９では、連続印刷されるシートＳに起因した吸熱による定着装置２１の温度低下を防止できるとともに、印字率の上昇等につれて必要とされる高い熱量をも確保できるようになっている。

〔実施の形態２〕
本発明の第２の実施形態について説明する。なお、実施の形態１で用いた部材と同様の機能を有する部材については、同一の符号を付記し、その説明を省略する。

実施の形態１では、画像形成装置６９が連続印刷する場合、印字率とその印刷される枚数とに応じて、段階的に定着装置２１の定着温度を制御する構成について説明した。しかし、本発明は、定着温度のみの制御に限らず、レジストローラー４１のタイミングの調整、すなわちシート間（紙間）を調整することで、連続印刷（連続定着）されるシートに起因した定着ローラー１２・加圧ローラー１３の吸熱を防止することもできる。そこで、紙間調整部１ｂによる紙間の制御について説明する。

《紙間の制御過程》
まず、調整部１は、メモリ部４に記憶している紙間制御テーブルを選択する。すなわち紙間調整部１ｂが、紙間制御テーブルを選択する。その後、紙間調整部１ｂは、実施の形態１にて説明した《制御テーブルの選択》の過程（Ｓ１２〜Ｓ１７；図１参照）と、同様の過程を経て、テーブル（例えばγ₂テーブル）を選択する。

そして、そのγ₂テーブルに基づいて、紙間を段階的に変化させていく過程について、図５のフローチャートを参照しながら説明する。なお、紙間の制御過程における通紙領域の温度の変移を図６によって図示し、この図を参照するものとする。なお、この図６では、目標紙間を具体的な値で示し、理解を容易にしている。

まず。図５に示すように、印刷が開始すると（Ｓ２２）、紙間調整部１ｂは、γ₂テーブルの通紙スタート時の紙間であるスタート開始紙間（ＬＳ）となるように、レジストローラー４１に命令し搬送タイミングを調整する（Ｓ４１）。

そして、印刷が開始されると、カウント部５は、ＳＣスイッチ１５によって、印刷枚数をカウントし、枚数データを随時、紙間調整部１ｂに送信していく。すると、紙間調整部１ｂは、印刷枚数が５枚以上であるか否かについて判定する（Ｓ４２）。そして、印刷枚数が５枚に満たないときは、スタート開始紙間（ＬＳ）を維持しながら（Ｓ４３）、所望の枚数（５枚未満の枚数）まで印刷する（Ｓ３１）。つまり、印刷を開始してから、所望の枚数の印刷を完了するまでに、紙間調整部１ｂは、レジストローラー４１に命令し、紙間をＬＳに維持した状態になるように制御している。

しかしながら、印刷枚数が５枚を超えるようになると、紙間調整部１ｂは、印刷枚数が２０枚以上であるか否かについて判定する（Ｓ４４）。そして、印刷枚数が２０枚に満たないときは、スタート開始紙間（ＬＳ）よりも長い紙間（ＬＡ₃）を維持しながら（Ｓ４５）、所望の枚数（２０枚未満の枚数）まで印刷する（Ｓ３１）。つまり、印刷を開始してから、所望の枚数の印刷を完了するまでに、紙間調整部１ｂは、レジストローラー４１に命令し、紙間をＬＳ→ＬＡ₃と段階的に延長させるように制御している。

さらに、印刷枚数が２０枚を超える場合には、紙間調整部１ｂは、印刷枚数が５０枚以上であるか否かについて判定する（Ｓ４６）。そして、印刷枚数が５０枚に満たないときは、紙間（ＬＡ₃）よりも長い紙間（ＬＢ₃）を維持しながら（Ｓ４７）、所望の枚数（５０枚未満の枚数）まで印刷する（Ｓ３１）。つまり、印刷を開始してから、所望の枚数の印刷を完了するまでに、紙間調整部１ｂは、レジストローラー４１に命令し、紙間をＬＳ→ＬＡ₃→ＬＢ₃と段階的に延長させるように制御している。

また、印刷枚数が５０枚を超える場合には、紙間調整部１ｂは、紙間（ＬＢ₃）よりも長い紙間（ＬＣ₃）を維持しながら（Ｓ４８）、所望の枚数（５０枚以上の枚数）まで印刷する（Ｓ３１）。つまり、印刷を開始してから、所望の枚数の印刷を完了するまでに、紙間調整部１ｂは、レジストローラー４１に命令し、紙間をＬＳ→ＬＡ₃→ＬＢ₃→ＬＣ₃と段階的に延長させるように制御している。

以上のように、γ₂テーブルを参照しながら、紙間調整部１ｂが、レジストローラー４１に命令し、紙間を制御することによって、図６に示すように、定着ローラー１２・加圧ローラー１３の通紙領域の温度は、所定の温度に維持されるようになる。

つまり、本発明の画像形成装置６９は、シートＳを搬送させるタイミングを調整するレジストローラー４１を備えており、制御部９（調整部１）が、レジストローラー４１の搬送タイミングを調整する、すなわち紙間を調整することで、その定着装置２１の温度を一定に維持している。

具体的には、定着装置２１が連続定着を行う場合に、カウント部５・ＳＣスイッチ１５によりカウントされるシートＳの枚数が段階的に設定された閾印刷枚数以上になるにつれて、調整部１の紙間調整部１ｂは、レジストローラー４１によるシートＳの搬送タイミングを遅延させる。その上、その遅延時間を上記印字率に応じて変化させている。

例えば実施の形態１に示すように、ハロゲンヒーター１７の温度を調整することで、定着装置２１（定着ローラー１２・加圧ローラー１３の通紙領域）の温度を一定にすることもできる。しかし、ハロゲンヒーター１７を高温に変化（温度上昇）させるためには、多量の電力を要する。

一方、実施の形態２に示すように、紙間を調整するには、ハロゲンヒーター１７の温度を上昇させる場合に比べて、多量には電力を消費しない。少ない消費電力で定着装置２１の温度を一定に維持することができる。

また、上記のように、紙間調整部１ｂが、搬送タイミングを遅延させる、すなわち紙間を、印刷枚数に応じて段階的に広げていく。つまり、長時間かけてシートＳを定着することになる。そのため、短時間でのシート枚数の増加（連続印刷）に伴う吸熱によって、定着装置２１の熱量不足が生じる事態を防止できる。すなわち本発明では、紙間を印刷枚数に応じて段階的に広げていくことで、徐々に吸熱されて不足していく熱量を補完することができる。その上、紙間調整部１ｂが、印字率に応じて（例えば印字率が高まるにつれて）、紙間を高間隔域で調整している（印字率が高まるにつれて目標紙間を広げるように調整している）。そのため、印字率に応じた（トナー量に応じた）熱量をも確保できるようになっている。

つまり、本発明の画像形成装置６９では、連続印刷されるシートＳに起因した吸熱による定着装置２１の温度低下を防止できるとともに、印字率の上昇等につれて必要とされる高い熱量をも確保できるようになっている。

〔その他の実施の形態〕
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。制御テーブル（定着温度制御テーブル・紙間制御テーブル）では、閾印刷枚数が段階的に複数設けられているが、これに限定されるものではない。例えば、１種類の閾印刷枚数であっても、その閾印刷枚数以上であるか否かによって、定着温度・紙間を制御するだけでも（例えば閾印刷枚数以上になれば定着温度を上昇させるだけでも）、充分に効果はある。その上、印字率に応じて、上昇させる温度を変化（例えば印字率の高いものほど、高温に上昇させる）させていれば、一層効果は高い。

また、図７に示すように、ハロゲンヒーター１７の温度と紙間とを同時に制御することで、定着装置２１の温度を制御してもよい。これによると、両方の制御手段にて、定着装置２１の温度制御を行うため、低電力で、かつ短時間で定着装置２１の温度制御が可能となる。なお、図７での温度・紙間の数値は、一例であって、種々の変更が可能である。

なお、上述の実施の形態１では、温度センサー１６が、定着ローラー１２・加圧ローラー１３の非通紙領域に設けられているものについて例示した。しかし、これに限定されることはなく、通紙領域に設けていても構わない。

ただし、非通紙領域に温度センサー１６を設けると、定着ローラー１２等の熱伝導性が低いため、通紙領域の温度が温度センサー１６の検出温度よりも高い場合がある。逆に、連続印刷では、連続通過するシートによって定着ローラー等の熱が急激にかつ多量に奪われるにもかかわらず、定着ローラー１２等の熱伝導性が低いため、通紙領域の温度が温度センサーの検出温度よりも低い場合もある。

特に、上述の連続印刷の場合、印刷枚数が多ければ多いほど、非通紙領域における温度センサーの検出温度と、通紙領域の実際の温度との誤差が大きくなっていく。したがって、温度センサー１６の検知結果に基づいて、定着装置２１の温度を制御すると、ニップ部（定着ローラーと加圧ローラーとの当接部分）の温度では、トナーを溶融定着させるのに必要な熱量を確保できなくなる場合がある。

本発明は、定着ローラー１２・加圧ローラー１３における非通紙領域に温度センサー１６を設けた定着装置２１であっても、印字率および印刷枚数に基づいて、温度制御を行っている。そのため、連続印刷（連続定着）を行った場合であっても、その定着ローラー１２・加圧ローラー１３におけるニップ部の温度を確実に一定温度に維持できる。

定着装置を有する画像形成装置に有用である。

制御部による制御ステップのフローチャートであり、（ａ）は温度調整部が定着温度制御テーブルから各テーブルのいずれかを選択する過程を示しており、（ｂ）は温度調整部が、印刷枚数に応じて、定着温度を変更している過程を示している。 制御部のブロック図である。 （ａ）は定着温度制御テーブル・紙間制御テーブルを示しており、（ｂ）は両テーブルの一例である。 （ａ）は印字率が３０％未満のとき、温度調整部がα₁テーブルを参照しながら、定着温度を制御している過程を示す説明図であり、（ｂ）は印字率が５０％を超えているにもかかわらず、温度調整部がα₁テーブルに基づいて定着温度を制御している過程を示す説明図であり、（ｃ）は印字率が５０％を超えるとき、温度調整部がγ₁テーブルを参照しながら、定着温度を制御している過程を示す説明図である。 紙間調整部が、印刷枚数に応じて、定着温度を変更している過程を示すフローチャートである。 紙間調整部が、γ₂テーブルに基づいて紙間を制御している過程を示す説明図である。 温度調整部・紙間調整部が、定着温度制御・紙間制御を行っている過程を示す説明図である。 （ａ）は定着装置近傍の概略構成図であり、（ｂ）は、定着ローラー・加圧ローラー近傍の概略構成図である。 本発明の画像形成装置の概略構成図である。

符号の説明

１ 調整部（制御部）
１ａ 温度調整部（制御部）
１ｂ 紙間調整部（制御部）
３ 印字率算出部（印字率算出手段）
４ メモリ部（制御部）
５ カウント部（カウント手段）
９ 制御部（調整手段）
１５ ＳＣスイッチ（カウント手段）
１７ ハロゲンヒーター（加熱部）
２１ 定着装置（定着手段）
４１ レジストローラー（搬送タイミング部）

Claims (5)

1. 出力画像データに基づくトナー像をシートに定着印刷させるために、熱を供給する定着手段を備えた画像形成装置において、
   全画素に対する上記出力画像データの印字画素の割合から印字率を算出する印字率算出手段と、
   上記定着手段によって定着されたシート枚数をカウントするカウント手段と、
   上記印字率算出手段によって算出された印字率、および上記カウント手段によってカウントされたシート枚数に基づいて、上記定着手段の温度を一定に維持するように調整する調整手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 上記調整手段が、上記定着手段に備えられた加熱部の温度を調整することで、その定着手段の温度を一定に維持するように調整していることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 上記定着手段に上記シートを搬送させるタイミングを調整する搬送タイミング部を備えるとともに、
   上記調整手段が、上記搬送タイミング部の搬送タイミングを調整することで、その定着手段の温度を一定に維持するように調整していることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 上記定着手段により連続定着が行われる場合、
   上記調整手段は、上記カウント手段によってカウントされるシート枚数が、段階的に設定された各閾印刷枚数以上になるか否かを判定し、そのシート枚数が各閾印刷枚数以上になるにしたがって上記加熱部の温度を段階的に上昇させるとともに、その上昇させる温度を上記印字率に応じて変化させていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
5. 上記定着手段により連続定着が行われる場合、
   上記調整手段は、上記カウント手段によってカウントされるシート枚数が、段階的に設定された各閾印刷枚数以上になるか否かについて判定し、そのシート枚数が各閾印刷枚数以上になるにしたがって、上記搬送タイミング部によるシートの搬送タイミングを段階的に遅延させるとともに、その遅延時間を上記印字率に応じて変化させていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。

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