JP2006242983A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 プリント待ち時間を削減し、印刷枚数や用紙サイズなどの像形成条件に応じて、定着性を確保しながら印刷完了までの時間を短縮できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 像形成条件を設定する条件設定手段２０と、像担持体にトナー像を形成する画像形成手段５１と、像担持体に形成されたトナー像を用紙に転写する転写手段５２と、転写手段５２によりトナー像が転写された用紙を熱定着する定着手段５４と、定着手段５４による定着温度を目標温度に調節する温度調節手段５５とを備え、前記定着温度が設定温度に達したときに前記画像形成手段による像形成プロセスを開始する像形成制御手段１２とを備え、前記条件設定手段２０により設定された像形成条件に基づいて設定温度が可変に設定される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、像形成条件を設定する条件設定手段と、像担持体にトナー像を形成する画像形成手段と、前記像担持体に形成されたトナー像を用紙に転写する転写手段と、前記転写手段によりトナー像が転写された用紙を熱定着する定着手段と、前記定着手段による定着温度を目標温度に調節する温度調節手段とを備え、前記定着温度が設定温度に達したときに前記画像形成手段による像形成プロセスを開始する画像形成制御手段とを備えて構成する画像形成装置に関する。

画像形成装置において、印刷対象となる原稿の画像データに対応したトナー像が転写された用紙を定着させるためには所定の定着温度が必要とされる。そのため、従来は、印刷要求があっても直ちに印刷開始できず、定着装置の温度が所定の定着温度に上昇するまで所定時間待機しなければならなかった。そこで、画像形成装置の給紙部から定着部まで用紙が搬送される間に上昇する温度を予測し、温度上昇に要する時間の分だけ早く印刷指示の受付を行う画像形成装置が提案されている。
特開平６−３１８０１０号公報

しかし、上述した画像形成装置では、印刷する用紙の通過による定着部の温度の低下を考慮して、通常は、定着部の目標温度が高めに設定されており、目標とする所定の定着温度よりも低い温度状態であっても、像形成条件によっては、トナーを十分に定着させることが可能な場合があり、そのような場合であっても一律に所定の定着温度、または、給紙部から定着部まで用紙が搬送される間に所定の定着温度まで上昇するであろうと見込まれる所定の定着温度より低い温度まで待機してから印刷するものに過ぎず、待機時間を短縮するという観点で更なる改良の余地があった。

本発明は、所定の定着性能を満たしながら、印刷条件に応じてスタートキーの操作から印刷完了までの時間をさらに短縮できる画像形成装置を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明による画像形成装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、像形成条件を設定する条件設定手段と、像担持体にトナー像を形成する画像形成手段と、前記像担持体に形成されたトナー像を用紙に転写する転写手段と、前記転写手段によりトナー像が転写された用紙を熱定着する定着手段と、前記定着手段による定着温度を目標温度に調節する温度調節手段とを備え、前記定着温度が設定温度に達したときに前記画像形成手段による像形成プロセスを開始する画像形成制御手段とを備えて構成される画像形成装置であって、前記条件設定手段により設定された像形成条件に基づいて前記設定温度が可変に設定される点にある。

上述の構成によれば、像形成条件によっては目標温度よりも低い定着温度であっても十分な定着性能が確保できる点に着目し、像形成プロセスの開始条件である設定温度、つまり、給紙部から定着部まで用紙が搬送される間に上昇するであろうと見込まれる定着温度よりも低い温度を可変に設定することで、定着性能を確保しながらも、印刷開始時つまり給紙開始時の温度を従来よりもさらに低下させて印刷に要する時間、つまり待ち時間を短縮することができるようになるのである。

同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記像形成条件が、印刷枚数、用紙サイズ、用紙種類の何れか、または、それらの組合せである点にある。

上述の構成によれば、印刷枚数が少ない場合や用紙サイズが小さい場合など、像形成条件によって、用紙の通過による温度低下が少ないと判断される場合は、印刷可能な最低限の定着温度で印刷プロセスの実行が可能となるため、前記設定温度を低くして像形成動作の開始を早めることで印刷に要する時間を短縮することができるようになるのである。

同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記像形成条件が、トナー種類である点にある。

モノクロ印刷を実行する場合に定着に必要な熱量は、カラー印刷を実行する場合に比べて少ないため、目標温度よりも低い定着温度でも印刷可能となり、カラー印刷を実行する場合は、目標温度または前記モノクロ印刷時よりも若干高めの定着温度に設定する必要がある。上述の構成によれば、使用するトナーの種類により像形成プロセスを開始する設定温度を可変に設定することによって、印刷に要する時間を短縮することができるようになるのである

以上説明した通り、本発明によれば、プリント待ち時間を削減し、印刷枚数や用紙サイズなどの像形成条件に応じて、定着性を確保しながら印刷完了までの時間を短縮できる画像形成装置を提供することができるようになった。

以下に本発明による画像形成装置の実施形態について説明する。本発明による複写機１は、図１に示すように、各種の複写モードを設定する複写モード設定キーや設定された複写モードで複写動作を起動するプリントキーなどが配置された条件設定手段としての操作部２と、原稿載置部３にセットされた一連の原稿を順次読込んで電子データに変換する画像読取部４と、前記画像読取部４の下部に設けられ、前記画像読取部４によって電子データに変換された画像データに基づいて感光体に形成されたトナー像を用紙に転写して出力する画像形成手段としての画像形成部５と、それぞれ異なるサイズまたは種類の用紙が収容された上下四段の給紙カセット６（６ａ〜６ｄ）を備えて構成されている。

図２に示すように、前記画像形成装置１の制御部１０は、前記操作部２、前記画像読取部４、前記画像形成部５を制御し、前記画像形成部５による像形成プロセスを制御する画像形成制御手段として機能する。

前記操作部２に配置された操作キー及び液晶表示パネル（図示しない）は、印刷対象となる原稿の複写画像を出力する際に、印刷枚数、用紙サイズ、用紙種類、カラー／モノクロモードなどの像形成条件を設定する条件設定手段２０として機能する。

前記画像形成部５は、像担持体にトナー像を形成する画像形成手段５１と、前記像担持体に形成されたトナー像を用紙に転写する転写手段５２と、前記転写手段５２に用紙を給紙する給紙手段５３と、トナー像が転写された用紙を熱定着する定着手段５４と、前記定着手段５４の定着温度を目標温度に調節する温度調節手段５５とを備えて構成され、前記画像形成制御手段によってそれらが有機的に制御されて画像形成プロセスが実行される。

図３（ａ）に示すように、装置の電源投入後またはスリープモードや省電力モードから復帰して所定の目標温度Ｔ１に達するまでのウォーミングアップ時間Δｔ１、目標温度に到達して印刷指示を待つ印刷待ち時間、印刷指示を受けて印刷中の夫々の定着温度特性を図３に示すが、図から明らかなように、用紙に転写されたトナー像を定着させるために所定の目標温度は、画像形成プロセスの実行中に用紙の通過等による放熱を加味して、通常、トナーの定着に必要な最低限の温度よりも高めに設定されており、これにより定着温度が最低限必要な温度よりも低下することなく印刷処理を継続することができる。

上述のウォーミングアップ時間Δｔ１中に前記原稿載置部３に原稿がセットされ、プリントスイッチがオン操作されると、前記画像形成制御手段は、先ず原稿の読込み動作を開始し、読み込んだ原稿画像データを不図示の記憶手段に格納して像形成プロセスの起動を待つ。前記画像形成制御手段は、前記条件設定手段２０により設定された像形成条件に基づいて予め定められている設定温度に達したか否かを前記温度調節手段５５からの検出温度信号に基づいて判断し、設定温度に達したと判断したときに像形成プロセスを起動する。つまり、このときに前記給紙手段５３による給紙動作を開始し、前記画像形成手段５１による画像形成動作を開始する。

前記設定温度は、給紙カセット６から給紙された用紙にトナー像が転写され、定着手段５４に搬送される迄に上昇するであろうと見込まれる定着温度、つまり図３に示す印刷中温度よりも低い温度であって、当該印刷指示による一連の印刷動作中に前記定着温度が確保されると判断される温度をいい、前記像形成条件に基づいて複数段階に設定され、前記制御部１０に備えた記憶手段にテーブルデータとして格納されている。

例えば、目標温度を２００℃、印刷中温度、つまり定着温度を１９０℃とするときに、像形成条件がＡ４サイズの印刷を３枚行なうものである場合には給紙された用紙が定着手段に到達時に２００℃になると予測される設定温度１８０℃に到った時点、つまり図４に示す印刷開始Ｐ１の時点で像形成プロセスが起動される。この場合、図４に太い実線で示すように、３枚の印刷動作中に定着温度を下回ることがないように設定温度が決定されている。また、像形成条件がＡ５サイズの印刷を１枚行なうものである場合には給紙された用紙が定着手段に到達時に２００℃よりも低い１９５℃になると予測される設定温度１７５℃に到った時点、つまり図４に示す印刷開始Ｐ２の時点で像形成プロセスが起動される。この場合、図４に細い実線で示すように、１枚の印刷動作中に定着温度を下回ることがないように設定温度が決定されている。従って、前者に比較して後者の場合には時間Δｔだけ早く像形成プロセスが起動されるので、それだけ印刷時間が短縮されることになる。

このような像形成条件は、印刷枚数、用紙サイズ、用紙種類の何れか、またはそれらの組合せ、さらには使用されるトナー種類（カラー／モノクロ）、及びそれらの組合せで規定され、各像形成条件に対して実験やシミュレーションにより定着温度の変化を解析した上で設定温度が設定されるものである。像形成条件である印刷枚数や用紙サイズは所定の範囲でグループ化することも可能である。

図５に示すフローチャートを用いて、前記画像形成装置１の動作について説明する。前記画像形成装置１がスリープモードによる待機状態にあるときに印刷指示が行われると（Ｓ１）、スリープモードが解除されてウォーミングアップのための定着手段の温度制御が開始されるとともに、前記読取部４によって印刷対象となる原稿が読み取られる（Ｓ２，Ｓ３）。原稿枚数と設定された複写枚数の積が全印刷枚数として確定される。前記画像形成装置１がウォーミングアップのための待機状態から印刷可能な状態に復帰するまで所定の時間を必要とするが、原稿を読み取った後、上述のテーブルデータに基づいて今回の像形成条件に対応する設定温度に基づいて、前記定着手段５４の定着温度が設定温度に到達しているか否かを判断し（Ｓ４）、設定温度に達している場合には前記給紙手段５３によって給紙が開始される（Ｓ５）。印刷処理が完了すると、前記画像形成装置１は再び待機状態となり、前記定着手段５４の温度は待機時の設定温度に制御される（Ｓ６，Ｓ７）。

ステップ４（Ｓ４）において、前記定着手段５４の定着温度が設定温度に到達していないと判断された場合、印刷可能な温度に上昇するまで待機し（Ｓ８）、印刷可能な温度に到達すると給紙が開始される構成となっている。

前記条件設定手段２０によって設定された印刷条件に応じて、印刷動作の開始が可能な最低限の温度が設定温度となる。定着手段による消費熱量が像形成条件で把握できるので、例えば印刷枚数にのみ基づく場合には印刷枚数が少ないほど設定温度を低くできる。印刷が可能な最低限の温度に達した時点で給紙が開始される構成となっているので、通常の印刷時に目標温度まで上昇してから給紙された場合と比較すると、印刷指示を受けてから印刷完了までの時間が短縮されるのであり、この短縮時間が像形成条件によって可変となるのである。

以下に別実施形態について説明する。上述の実施例では、前記画像形成装置１の待機状態としてスリープモードで待機している場合を例に説明したが、待機状態はこれに限定されるものではなく、プレヒートモード、電源起動時など、前記定着手段５４の温度が低下しているときの状態一般を意味するものである。

上述の実施例では、図５のフローチャートのステップＳ５において、前記定着手段５４の定着温度が設定温度に達してから給紙を開始する構成について説明したが、それ以前に給紙を開始してレジストローラに待機させ、レジストローラの駆動により搬送される用紙にトナー像が転写されて前記定着手段５４に到達する時点で設定温度に達するようなタイミングで像形成プロセス開始するように構成してもよい。

上述の実施例では、印刷終了後ただちに待機状態になる例について説明したが、これに代えて、印刷終了後一旦印刷可能な状態となり、所定時間何ら操作等がない場合に待機状態になるように構成してもよい。

画像形成装置の概略図 画像形成装置のブロック図 定着温度と印刷処理時間の関係を示すグラフ 定着温度と印刷処理時間の関係を示すグラフ フローチャート

符号の説明

１：画像形成装置
１２：画像形成制御手段
２０：条件設定手段
５４：定着手段
５５：温度調節手段

Claims (3)

1. 像形成条件を設定する条件設定手段と、像担持体にトナー像を形成する画像形成手段と、前記像担持体に形成されたトナー像を用紙に転写する転写手段と、前記転写手段によりトナー像が転写された用紙を熱定着する定着手段と、前記定着手段による定着温度を目標温度に調節する温度調節手段とを備え、前記定着温度が設定温度に達したときに前記画像形成手段による像形成プロセスを開始する画像形成制御手段とを備えて構成される画像形成装置であって、
   前記条件設定手段により設定された像形成条件に基づいて前記設定温度が可変に設定される画像形成装置。
2. 前記像形成条件が、印刷枚数、用紙サイズ、用紙種類の何れか、または、それらの組合せである請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記像形成条件が、トナー種類である請求項１または２記載の画像形成装置。

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