JP2016045465A - 画像形成装置及び画像形成プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の画像形成速度に対応し、稼働中に画像形成速度切り替え制御を行う場合でも、媒体へのトナー像定着の品質低下を抑制する画像形成装置を提供する。
【解決手段】 本発明の画像形成装置は、媒体上の画像を加熱して定着させる定着部と、温度を測定する温度センサと、熱源を制御し、加熱部材の温度を制御する温度制御手段と、搬送を行う媒体搬送部と、温度センサが測定する温度が、所定の媒体搬送温度以上となった後で、媒体搬送部を制御し、媒体を前記定着部方向へ第１の搬送速度又は、第１の搬送速度よりも高速な第２の搬送速度のいずれかの搬送速度で媒体搬送制御する搬送制御部と、搬送制御部が第１の搬送速度で媒体搬送を行っているときに第１の媒体搬送温度を適用し、搬送制御部が第２の搬送速度で媒体搬送を行っているときは第１の媒体搬送温度よりも高温の第２の媒体搬送温度を適用する搬送温度設定部とを有することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、画像形成装置及び画像形成プログラムに関し、例えば、電子写真式のプリンタに適用し得る。

従来、電子写真式のプリンタ（画像形成装置）では、媒体（印刷用紙等）上に、トナー像（現像剤像）を転写させ、その後、定着ユニットの熱及び圧力によってトナー像を媒体に定着させている。

そして、従来の画像形成装置が、媒体へのトナー像の定着処理を良好に行うには媒体に応じた熱量の調節が重要な要素となっている。

従来の定着部を備える画像形成装置としては、特許文献１の記載技術がある。特許文献１には、画像形成プロセスを行う前のウォームアップ状態において、２つある熱源のうち、第１の熱源による制御から第２の熱源の制御に切替ることにより、定着部内の定着ローラの温度を確保する技術が開示されている。

特開２０１２−１１８１４０号公報

しかしながら、従来、画像形成速度の切替えが可能な画像形成装置において、より高速にて画像形成を行う場合に、定着部が定着に適した温度に到達する前に、定着部内に媒体が到達してしまうおそれがあった。

そのため、複数の画像形成速度に対応し、稼働中に画像形成速度切り替え制御を行う場合でも、媒体へのトナー像定着の品質低下を抑制することができる画像形成装置が望まれている。

第１の本発明の画像形成装置は、(１)熱源により加熱される加熱部材を用いて、媒体上の画像を加熱して定着させる定着部と、(２)前記加熱部材の温度を測定する温度センサと、(３)前記熱源を制御し、前記加熱部材の温度を制御する温度制御手段と、(４)当該画像形成装置内で媒体搬送を行う媒体搬送部と、(５)前記温度センサが測定する温度が、所定の媒体搬送温度以上となった後で、前記媒体搬送部を制御し、前記媒体を前記定着部方向へ第１の搬送速度又は、該第１の搬送速度よりも高速な第２の搬送速度のいずれかの搬送速度で媒体搬送制御する搬送制御部と、(６)前記搬送制御部が前記第１の搬送速度で媒体搬送を行っているときに第１の媒体搬送温度を適用し、前記搬送制御部が前記第２の搬送速度で媒体搬送を行っているときは該第１の媒体搬送温度よりも高温の第２の媒体搬送温度を適用する搬送温度設定部とを有することを特徴とする。

第２の本発明の画像形成プログラムは、画像形成装置に搭載されるコンピュータを、(１)熱源により加熱される加熱部材を用いて、媒体上の画像を加熱して定着させる定着部と、(２)前記加熱部材の温度を測定する温度センサと、(３)前記熱源を制御し、前記加熱部材の温度を制御する温度制御手段と、(４)当該画像形成装置内で媒体搬送を行う媒体搬送部と、(５)前記温度センサが測定する温度が、所定の媒体搬送温度以上となった後で、前記媒体搬送部を制御し、前記媒体を前記定着部方向へ第１の搬送速度又は、該第１の搬送速度よりも高速な第２の搬送速度のいずれかの搬送速度で媒体搬送制御する搬送制御部と、(６)前記搬送制御部が前記第１の搬送速度で媒体搬送を行っているときに第１の媒体搬送温度を適用し、前記搬送制御部が前記第２の搬送速度で媒体搬送を行っているときは該第１の媒体搬送温度よりも高温の第２の媒体搬送温度を適用する搬送温度設定部として機能させることを特徴とする。

複数の画像形成速度に対応し、稼働中に画像形成速度切り替え制御を行う場合でも、媒体へのトナー像定着の品質低下を抑制する画像形成装置を提供することができる。

実施形態に係る画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。 実施形態に係る定着ユニットの概略断面図である。 実施形態に係る温度検出素子とサーモスタットの配置を示す説明図である。 実施形態に係る画像形成装置のシステム構成を示すブロック図である。 実施形態に係る画像形成装置の概略断面図である。 実施形態に係るパネルの構成を示す平面図である。 実施形態に係る画像形成装置で通常印刷を行う場合のタイムチャートである。 高速印刷においてタイマ制御等を行わなかった場合のタイムチャートである 実施形態に係る画像形成装置で高速印刷を行う場合のタイムチャートである。 実施形態に係る画像形成装置における印刷速度と定着限界温度の関係を示す説明図である。 実施形態に係る画像形成装置における印刷速度と用紙搬送開始から排出センサが検知するまでの時間との関係を示す説明図である。 実施形態に係る定着ローラの長手方向の温度分布を示す説明図である。 実施形態に係る画像形成装置における環境パラメータと搬送速度、紙間の関係を示す説明図である。 実施形態に係る画像形成装置における環境センサによる検出値と環境パラメータの関係を示す説明図である。 実施形態に係る画像形成装置の全体の動作について示したフローチャートである。 実施形態に係る画像形成装置の搬送速度と紙間を決定するまでの動作について示したフローチャートである。

（Ａ）主たる実施形態
以下、本発明による画像形成装置及び画像形成プログラムの実施形態を、図面を参照しながら詳述する。以下では、本発明の画像形成装置を印刷装置に適用した例について説明する。

（Ａ−１）実施形態の構成
図５は、この実施形態の印刷装置１の全体構成を示す概略断面図である。

印刷装置１は、媒体カセット３、プロセスユニット２５、定着ユニット３０、ピックアップローラ４０、レジストローラ４１、４２、搬送ローラ４３、４４及び媒体通過センサ５０、５１、５２、排出ローラ４７、４８を有している。

媒体カセット３は、印刷（画像形成）に用いる媒体としての用紙Ｍを収納するものであり、印刷装置１の下部に着脱可能に配置されている。

プロセスユニット２５は、電子写真プロセスユニット１０と電子写真プロセスユニット１０に対抗する位置に設置される転写ローラ２０により構成される。

電子写真プロセスユニット１０は、カラー印刷装置の場合は、プロセスの色毎（例えば、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ））に分けられていて、モノクロ印刷装置の場合は、ブラック（Ｋ）のみである。

この実施形態では、電子写真プロセスユニット１０は、ブラックの電子写真プロセスユニットとする。プロセスユニット２５は、電子写真プロセスユニット１０と転写ローラ２０の間を用紙Ｍが通過している時に、トナー等に代表される現像剤が用紙Ｍに転写される。

定着部としての定着ユニット３０は、温度センサとしての温度検出素子３１、加圧ローラ４５、定着ローラ４６及びヒータ７０により構成される。定着ローラ４６と加圧ローラ４５は互いに圧接して設けられている。

温度検出素子３１は、定着ローラ４６の表面の温度を計測するための温度検出素子であり、例えば、サーミスタ等である。ヒータ７０は、定着ローラを内面から加熱するためのヒータであり、例えば、ハロゲンヒータ等である。

ピックアップローラ４０は、媒体カセット３内から用紙Ｍを１枚ずつ給紙する。

レジストローラ４１及び４２は互いに外周面を圧接して設けられている。また、搬送ローラ４３及び４４も互いに外周面を圧接して設けられており、排出ローラ４７、４８も互いに外周面を圧接して設けられている。

媒体通過センサ５０、５１及び５２は、媒体の通過を認識するためのメカセンサであり、媒体が通過するたびに機械的に動作するものである。

用紙Ｍは、矢印６０、矢印６１、矢印６２、矢印６３、矢印６４、矢印６５の順に搬送される。

図２は、定着ユニット３０の構成を示す断面図である。

図２において、トナーに代表される現像剤１２３が付着した用紙Ｍは、矢印Ｚの搬送方向に搬送される。

定着ローラ４６は、内部のヒータ７０によって加熱され（出力は、例えば、８５０Ｗ程度）、用紙Ｍ表面に転写されたトナー像を定着させるものである。定着ローラ４６は、例えば、厚さ１ｍｍ〜２ｍｍ程度の鉄で形成されたパイプ状のものが適用され、鉄に限らず、アルミやさらに厚さが薄く高硬度な鋼材でも良い。

定着ローラ２４の表面温度は、温度検出素子３１により検知される。温度検出素子３１は、例えば、表面温度を検出するサーミスタが用いられる。さらに、定着ローラ４６の異常高温を防止するために、サーモスタット５００が定着ローラ４６表面から所定の間隙を確保して実装されている。

加圧ローラ４５は、図示せぬ押圧手段により定着ローラ４６に押圧されているローラである。加圧ローラ４５の表面は、例えば、断熱性スポンジ素材であり、内部にはヒータは内蔵されていないものとし、空洞若しくは、両端部をふさいだ中空タイプでも良い。

図３は、圧接した定着ローラ４６、加圧ローラ４５と温度検出素子３１の設置位置と、サーモスタット５００の配置と、記録媒体２の通紙領域と位置関係を示している。

図３において、温度検出素子３１は、定着ローラ４６の長手方向における端部に配設され、定着ローラ４６と加圧ローラ４５との間を用紙Ｍが通過する場合に、用紙Ｍが通過する定着ローラ４６の長手方向における端部の表面温度を検知できるようになっている。サーモスタット５００は、定着ローラ４６の長手方向における中心上の離れた位置に配設され、定着ローラ４６と加圧ローラ４５との間を用紙Ｍが通過する場合に、用紙Ｍが通過する定着ローラ４６の長手方向における中央部の表面温度を検知できるようになっている。

図４は、画像形成装置のシステム構成を示すブロック図である。

ＣＰＵ９０は、ＲＯＭ９１に格納されているプログラムを読み出し、実行する装置である。ＲＯＭ９１は、ＣＰＵが実行するプログラムを格納する読み出し用のメモリである。ＥＥＰＲＯＭ９２は、書き換え可能なＲＯＭである。ＲＡＭ９３は一時的に読み出し、書込み可能なメモリである。Ｉ／Ｏ９４は、センサや、モータなどデバイスの入出力を制御するものである。外部Ｉ／Ｆ９５は、印刷装置１と印刷を要求するホストコンピュータ１５１とのインターフェースである。システムタイマ９６は、システムの時間を計測するものである。

図１は、印刷装置１の制御構成を示すブロック図である。

図１において、制御部１０６は、定着温度制御部１１８、パネル制御部１６０、媒体情報管理部１６３、インターフェース部１５０、搬送制御部１１４、温度設定部１１７、タイマ１０８及び印刷速度管理部１０９を制御する。

また、制御部１０６は、メモリ等で構成された記憶部１０７を有する。制御部１０６は、定着温度制御部１１８の温度設定部１１７、搬送温度設定部１１９、パネル制御部１６０、媒体情報管理部１６３、インターフェース部１５０、搬送制御部１１４、タイマ１０８、印刷速度管理部１０９及び環境検出部６００からの情報を必要に応じて記憶部１０７に記憶させたり、記憶部１０７に記憶させた情報を読み出すことができる。

パネル制御部１６０は、ユーザが操作する操作部１６４の操作情報の入力を制御する。入力手段は、例えば、ボタンスイッチ等に代表されるものであっても良いし、タッチパネルのような入力装置でも良い。

操作部１６４の操作情報は、パネル制御部１６０に入力され、パネル制御部１６０は、ユーザが入力した情報を制御部１０６に送信する。さらに、パネル制御部１６０は、表示部１６２に対してユーザが入力した情報を元に、表示情報を送信する。表示部１６２は、その表示情報を元に、ユーザが操作するための文字または絵の情報を表示する。表示手段は、表示デバイスであれば良く、例えば、液晶パネルやＬＥＤ等が用いられる。

図６には、パネル１６１の構成が示されている。パネル１６１は、ユーザインタフェースの機能を担っている。この実施形態では、表示部１６２は、液晶で構成され、操作部１６４は、各種ボタンが設置されていて、「↑」、「↓」、「←」が各々入力キーとして割り当てられており、表示部１６２のカーソル等の操作に対応するものとする。さらに「ＯＫ」、「ＯＮＬＩＮＥ」、「ＣＡＮＣＥＬ」なども各々入力キーとして割り当てられていて、「決定」や「取り消し」等の操作に用いるものとする。

印刷条件フラグ１６３ａは、印刷条件の情報の一部を管理するフラグである。この実施形態において、印刷条件フラグ１６３ａは、印刷速度よりも印刷品質を優先する「通常印刷」（以下、「通常モード」とも呼ぶ）、又は印刷品質よりも印刷速度を優先する「高速印刷」（以下、「高速モード」とも呼ぶ）のいずれかの値（又はいずれかに対応する数値）が設定されるものとする。印刷装置１において、印刷条件フラグ１６３ａの変更を受付ける方式については限定されないものであるが、例えば、パネル１６１の操作部１６４を用いて変更を受付け付けるようにしても良いし、ホストコンピュータ１５１側からの制御に基づいて変更を受付けるようにしても良い。

また、制御部１０６は、媒体情報管理部１６３が管理している媒体情報と印刷条件フラグ１６３ａが管理している情報を読み出すことができるものとする。

定着温度制御部１１８は、温度検出部１１５により定着ローラ４６表面の温度を検出する。定着温度制御部１１８は、温度検出部１１５で検出した定着ローラ４６の表面温度を元に、温度設定部１１７で設定された温度のうち制御目標温度Ｔｇ（定着ローラ４６の目標温度）に定着ローラ４６の表面温度が近づくように、電源部１１２ヘヒータ制御信号を出力する。

温度設定部１１７は、制御目標温度Ｔｇに係る制御処理を行うものである。この実施形態では、通常印刷と高速印刷の場合に応じて、通常印刷はＴｇ１を用い、高速印刷ではＴｇ２を用いる。なお、制御目標温度Ｔｇ（Ｔｇ１及びＴｇ２）は、媒体の材質や厚さによって変化するものであるが、Ｔｇ２＞Ｔｇ１の関係が成り立つ。この実施形態では、Ｔｇ１は、１６５℃、Ｔｇ２は、１７５℃とする。

搬送温度設定部１１９は、搬送開始温度Ｔｐｒｌ（媒体の搬送を開始する温度）に係る制御処理を行うものである。この実施形態では、Ｔｐｒｌ１、Ｔｐｒｌ２、Ｔｐｒｌ３なる温度を用い、この温度は、制御目標温度Ｔｇを基準とし、固定値ΔＴｐを用いて、Ｔｐｒｌ＝Ｔｇ−ΔＴｐなる式から求められるものとする。なお、Ｔｐｒｌ１は通常印刷時、Ｔｐｒｌ２は高速印刷時、Ｔｐｒｌ３は高速印刷時（タイマー制御あり）、の場合に用いられる搬送開始温度である。固定値ΔＴｐは、この実施形態では、ΔＴｐ１を２０℃、ΔＴｐ２を１０℃とし、Ｔｐｒｌ１、Ｔｐｒｌ２、Ｔｐｒｌ３は、各々、Ｔｇ１−ΔＴｐ１１＝１４５℃、Ｔｇ２−ΔＴｐ１＝１５５℃、Ｔｇ２−ΔＴｐ２＝１６５℃とする。

Ｔｆｕは、定着限界温度であり、トナー定着を満足する温度である。この実施形態では、通常印刷と高速印刷の場合に応じて、通常印刷はＴｆｕ１を用い、高速印刷ではＴｆｕ２を用いる。なお、定着限界温度は、Ｔｆｕ２＞Ｔｆｕ１の関係がある。

ここで、横軸に印刷速度、縦軸に温度をとると、定着限界温度Ｔｆｕ１及びＴｆｕ２は、図１０のような線形グラフとなる。これは、加熱された定着ローラ４６と加圧ローラ４５がニップされた間をトナーが付着した用紙が通過する際、ニップされた幅を通過する時間（ＤｕｅｌＴｉｍｅ）は、高速である方が短い。このため、高速印刷においても、熱定着させるためのエネルギーを維持しようとすると、定着ローラ温度を上昇させるか、ニップされた幅を広げるかの変更が必要である。この実施形態では、定着ローラ温度を上昇させる方法を採用している。従って、定着限界温度は、印刷速度が速くなるに従って、高温方向に変化することとなる。

印刷条件フラグ１６３ａが通常印刷から高速印刷に設定された場合、定着限界温度がＴｆｕ１からＴｆｕ２に変化するため、制御目標温度は、通常印刷のＴｇ１から高速印刷のＴｇ２（高温）へと変更することが必要である。

図１１は、横軸に印刷速度、縦軸に、搬送開始後に用紙の先頭が媒体通過センサ（排出センサ）５２へ到達する時間をとったグラフである。到達する時間は、ｔ１（通常印刷）＞ｔ２（高速印刷）の関係がある。

温度検出部１１５は、温度検出素子３１の出力から温度を検出し、定着温度制御部１１８に温度情報を出力する。

電源部１１２は、定着温度制御部１１８からの制御信号に基づいて、商用ＡＣ電源２００から供給される電源をヒータ７０に対して通電するものである。ヒータ７０への給電の経路に過熱防止装置として、定着ローラ４６表面から所定の間隙を確保して、サーモスタット５００が設置されている。この間隙は、この実施形態では、１ｍｍ程度であるものとする。

搬送制御部１１４は、制御部１０６の制御信号に基づいて、搬送駆動部１１３に駆動信号を出力し、定着部回転機構１７３と、用紙搬送機構１７４を制御し、全体として、用紙搬送を制御する。

搬送駆動部１１３は、搬送制御部１１４の制御信号に基づいて、定着部回転機構１７３と用紙搬送機構１７４を駆動し、用紙が所定方向に搬送されるように、搬送制御部１１４によって制御される。

搬送駆動部１１３は、モータに代表される電動機であり、例えば、ＤＣモータやステッピングモータを適用できる。ただし、この実施形態では、搬送駆動部１１３は１個だけ実装されているものとする。

インターフェース部１５０は、ホストコンピュータ１５１からの印刷情報を受信し、制御部１０６に送信することができる。一方では、インターフェース部１５０は、制御部１０６からの情報をホストコンピュータ１５１に送信できる。インターフェース部１５０には、種々のインターフェースを適用でき、例えば、有線ＬＡＮや無線ＬＡＮ、ＵＳＢ及びセントロニクスＩ／Ｆを適用できる。

タイマ１０８は、所定時間を計測するためのタイマである。記憶部１０７は、制御部１０６が媒体情報管理部１６３等、各種ブロックから読み出した情報等を記憶する。

環境検出部６００は、温度センサ６０１と湿度センサ６０２から得られる信号を元に温度値、湿度値として検出するユニットである。制御部１０６は、必要に応じて、環境検出部６００の環境検出値（温度データ／湿度データ）を読み出すことが可能である。

環境パラメータＦ２は、環境検出部６００が検出した環境検出値を基として、図１４に示す環境情報テーブル３００から決定される。

環境情報テーブル３００は、環境検出値Ｆ８、環境パラメータＦ２、記事Ｆ１０を構成要素として含む。環境パラメータＦ２は、数値１〜８の間で１刻みに設定されるパラメータ値である。環境パラメータＦ２は、基本的には、温度センサ６０１が測定する印刷装置１の外部温度である環境検出値Ｆ８によって決定される。環境検出値Ｆ８は、５℃の範囲毎に、環境パラメータＦ２が割り当てられる。ただし、環境検出値Ｆ８が５℃未満と４０℃以上は、一区切りの範囲として環境パラメータが割り当てられる。記事Ｆ９は、湿度センサ６０２が測定した外部湿度によって、環境パラメータＦ２を変化させる例外を示している。この実施形態では、記事Ｆ９は、環境検出値Ｆ８が、２０〜２５℃の範囲において、湿度が７０％ＲＨ以上の場合には環境パラメータＦ２を４とし、それ以外の場合は５としている。なお。環境パラメータＦ２の使用方法は、後述する動作の項で明らかにする。

印刷速度管理部１０９は、媒体情報管理部１６３、環境検出部６００及びパネル制御部１６０を介してユーザにより設定された情報を基に決定した搬送速度Ｆ５と紙間Ｆ６を管理する。搬送速度Ｆ５と紙間Ｆ６は、搬送情報テーブル２００により定まる。

図１３に示す搬送情報テーブル２００は、印刷速度設定Ｆ１、環境パラメータＦ２、メディア設定Ｆ３、媒体情報Ｆ４、搬送速度Ｆ５、紙間Ｆ６を構成要素として含む。印刷速度設定Ｆ１は、印刷条件フラグ１６３ａが保持する高速印刷か通常印刷かのフラグである。環境パラメータＦ２は、先に述べた、環境情報テーブル３００により定まるパラメータである。メディア設定Ｆ３は、媒体の重さによって定まる名称であり、軽い物から順に、「Ｌｉｇｈｔ」、「Ｍｅｄｉｕｍ Ｌｉｇｈｔ」、「Ｍｅｄｉｕｍ」、「Ｍｅｄｉｕｍ Ｈｅａｖｙ」と名称される。媒体情報Ｆ４は、メディア設定Ｆ３を決める媒体の重さを示している。搬送速度Ｆ５は、媒体を搬送する速度である。紙間Ｆ６は、各媒体の間の距離を示している。搬送速度Ｆ５と紙間Ｆ６は、印刷速度設定Ｆ１、環境パラメータＦ２、メディア設定Ｆ３（媒体情報Ｆ４）により決定される。図１３では、環境パラメータＦ２が属する区分において、メディア設定Ｆ３（媒体情報Ｆ４）の値は、搬送速度Ｆ５と紙間Ｆ６の決定に影響を与えないが、メディア設定Ｆ３（媒体情報Ｆ４）の値によって、搬送速度Ｆ５と紙間Ｆ６を変更しても良い。

制御部１０６は、印刷速度管理部１０９の情報を基に、搬送制御部１１４が当該情報に従って搬送制御するように、搬送制御部１１４を制御する。

（Ａ−２）実施形態の動作
次に、以上のような構成を有するこの実施形態の印刷装置１の動作を説明する。

この実施形態の印刷装置１の通常印刷時の動作について図７のタイムチャートを用いて説明する。

Ｔｃｅｎｔは、定着ローラ４６中央部温度、Ｔｅｄｇｅは定着ローラ４６端部の温度であり、制御用として用いられる温度である。図７に示されたＴｅｄｇｅは、サーモスタット５００の位置において温度センサにより測定された実験値である。

タイミングＴ１０１は、印刷データ受信のタイミングである。タイミングＴ１０２は、タイミングＴ１０１から所定時間ｔａ後に、タイマ１０８が起動するタイミングである。タイミングＴ１０３は、タイミングＴ１０２からｔ１後に用紙Ｍの先頭が媒体通過センサ（排出センサ）５２へ到達するタイミングである。タイミングＴ１０４は、用紙Ｍの搬送が終了するタイミングである。Ｔｇ１は、温度設定部１１７が設定する制御目標温度であり、Ｔｅｄｇｅが到達する目標とする温度である。Ｔｆｕ１は、定着限界温度であり、トナー定着を満足する温度である。Ｔｐｒｌ１は、搬送温度設定部１１９が設定する用紙搬送開始温度であり、Ｔｐｒｌ１＝Ｔｇ１−ΔＴｐ１の関係を持つ。この実施形態では、ΔＴｐ１は、２０℃とする。このΔＴｐ１は固定値であり、搬送開始温度を算出する際の数値として扱い、メディアや環境よって変化しないものである。用紙Ｍは、Ｔｅｄｇｅ≧Ｔｐｒｌ１の条件で搬送が開始される。

図７において、タイミングＴ１０１で印刷データを受信したとすると（タイミングＴ１０１）、定着温度制御部１１８は、ＴｅｄｇｅがＴｇ１に達していないため、Ｔｅｄｇｅが制御目標温度Ｔｇ１に近づくようにヒータ７０を加熱する。ところが、Ｔｅｄｇｅは、搬送開始温度Ｔｐｒｌ１よりも高い温度にあるため、Ｔｅｄｇｅ≧Ｔｐｒｌ１の条件を満たしている。よって、タイミングＴ１０１から時間ｔａ後に、搬送制御が開始され、用紙Ｍが搬送される。この実施形態において、ｔａは、制御部１０６の処理時間とし、０．１秒程度とする。

この実施形態のプリンタ１の高速印刷時の動作について、図９のタイムチャートを用いて説明する。タイミングＴ３０１は、印刷データ受信のタイミングである。タイミングＴ３０２は、タイミングＴ３０１から所定時間ｔａ後に、タイマ１０８が起動するタイミングである。この実施形態では、ｔａは、０．１秒程度とする。タイミングＴ３０５は、タイミングＴ３０２でタイマ１０８を起動してから、時間ｔ３後に用紙Ｍの先頭が媒体通過センサ（排出センサ）５２に到達するタイミングである。用紙Ｍの先頭が媒体通過センサ（書込センサ）５１通過後、媒体通過センサ（排出センサ）５２を通過するまでに、ヒータ７０は、後述する定着限界温度Ｔｆｕ２に定着ローラ４６を加熱しなければならない。

タイマ１０８は、最大ｔ３’まで計時するタイマである。タイミングＴ３０４は、タイミングＴ３０２でタイマ１０８を起動してから、ｔ３’経過したタイミングである。タイマｔ４は、ｔ３０２のタイミングからＴｅｄｇｅがＴｐｒｌ３に到達するタイミングＴ３０３までの時間を示している。

Ｔｐｒｌ３は、搬送温度設定部１１９が設定する高速印刷速度における搬送開始温度である。Ｔｐｒｌ３は、制御目標温度Ｔｇ２を元に、Ｔｐｒｌ３＝Ｔｇ２−ΔＴｐ２にて算出される。ここで、ΔＴｐ２は、ΔＴｐ２＜ΔＴｐ１の関係がある温度であり、ΔＴｐ２は、高速印刷速度の印刷でのみ使用する固定値である。

Ｔｇ２は、温度設定部１１７が設定する、制御目標温度である。Ｔｆｕ２は定着限界温度であり、Ｔｆｕ２〉Ｔｆｕ１の関係がある。Ｔｔｈｍは、Ｔｃｅｎｔ温度がＴｔｈｍに到達するとサーモスタット５００が動作する温度である。タイミングＴ３０６は、用紙搬送が終了するタイミングである。

搬送開始温度Ｔｐｒｌ３は、ΔＴｐ２を個別に設定することで、通常印刷速度での搬送開始温度Ｔｐｒｌ１よりも高い温度で設定することができる。

搬送開始温度Ｔｐｒｌ３は、用紙Ｍを媒体通過センサ（排出センサ）５２が検知するタイミングＴ３０５において、Ｔｄｅｇｅが定着限界温度Ｔｆｕ２を超える温度に到達するように設定した値である。

搬送制御部１１４は、Ｔｅｄｇｅ≧Ｔｐｒｌ３の条件を満たすタイミングであるＴ３０４において、高速印刷速度での用紙Ｍの搬送を開始できるものとする。

一方で、制御部１０６は、タイマ１０８をタイミングＴ３０２から計時し、定着ローラ４６中央部温度が上がりすぎないように（オーバーシュートしないよう）、監視するものとする。

監視が必要な理由は、以下である。図１２は、定着ローラ４６の長手方向位置の温度分布を示している。中央部温度Ｔｃｅｎｔが最も温度が高く、端部側ほど温度が下がる。端部温度Ｔｅｄｇｅは、温度検出素子３１が検知する温度であり、Ｔｃｅｎｔ温度＞Ｔｅｄｇｅ温度の関係がある。この関係が生じるのは、定着ローラ４６端部の方が外気に放熱しやすく、さらに、定着ローラ４６や加圧ローラ４５を固定し支える図示しない筐体への熱エネルギーの放出（熱伝導）もあるためである。Ｔｅｄｇｅ温度が、Ｔｐｒｌ３温度に到達するまでの時間（ｔ４）が長いと、Ｔｃｅｎｔ温度は、異常な高温となり、サーモスタット５００の動作温度Ｔｔｈｍに到達する可能性が考えられる。この可能性を除去するために、制御部１０６は、ｔ３’時間をタイマ１０８にて計時する。例えば、Ｔｅｄｇｅ温度がＴｐｒｌ３温度に到達する前に、タイマ１０８がｔ３’の計時を完了した場合（タイミングＴ３０４）には、その時点で、制御部１０６は、搬送制御を開始するものとする。Ｔｃｅｎｔ温度がＴｔｈｍに到達した場合には、定着ローラ４６の中央部（長手方向の中央部）での定着性が劣化するおそれがあるため、サーモスタット５００が動作する事態は可能な限り避けることが望ましい。

図１５は、この実施形態の印刷装置１の動作を示したフローチャートである。なお、以下では、図１３で示したメディア設定Ｆ３がＭｅｄｉｕｍ設定に該当する媒体情報Ｆ４が２０１ｂの用紙を用いた場合の例を中心に説明する。

まず、制御部１０６は、待機中に（Ｓ１０１）、ホストコンピュータ１５１からインターフェース部１５０を介して印刷データを受信したものとする（Ｓ１０２）。

制御部１０６は、媒体情報管理部１６３から媒体厚やサイズ等の媒体情報を入手し、その媒体情報を記憶部１０７へ保管する（Ｓ１０３）。

そして、制御部１０６は、環境検出部６００から環境情報（環境パラメータ）を入手し、その環境情報（環境パラメータ）を記憶部１０７へ保管する（Ｓ１０４）。

次に、制御部１０６は、取得した情報（媒体情報、環境情報）等に基づいて高速モードでの印刷を実行するか否か判定し（Ｓ１０５）、高速モードでの印刷を行うと判定した場合、後述するステップＳ１０６から動作し、そうでない場合（通常モードでの印刷を行うと判定した場合）には後述するステップＳ１０９から動作する。

次に、上述のステップＳ１０５の判定処理の詳細について図１６のフローチャートを用いて詳述する。

制御部１０６は、媒体情報管理部１６３が管理する印刷条件フラグ１６３ａにより、パネル１６１に高速モードが設定されているか若しくは通常モードが設定されているかの情報を入手する（Ｓ２０１）。

制御部１０６は、高速モードが選択されていると判断した場合には、後述するステップＳ２０２から動作し、そうでない場合には、通常モードでの印刷を行うと判断して（Ｓ２０６）、処理を終了する。

高速モードが選択されている場合、制御部１０６は、環境検出部６００から取得した環境情報（温度データ及び湿度データ）を参照する（Ｓ２０２、Ｓ２０３）。

次に、制御部１０６は、取得した環境情報（温度データ及び湿度データ）に基づいて環境パラメータを取得（上述の図１４のテーブルに基づいて取得）する（Ｓ２０２）。

そして、制御部１０６は、環境パラメータの値が３〜６の範囲内の場合には、高速モードでの印刷を実行可能と判断し、ステップＳ２０５に移行して、高速モードでの印刷を行うと判断する。一方、環境パラメータの値が上述の３〜６の範囲外であった場合、制御部１０６は、高速モードでの印刷を実行不可と判断し、上述のステップＳ２０６に移行して通常モードでの印刷を行うと判断する。

この実施形態では常温（例えば、２２℃／５０％ＲＨ）を想定しているため、環境パラメータＦ２は、環境情報テーブル３００から「５」であることが分かる。従って、制御部１０６は、環境検出部６００による検出値として、環境パラメータＦ２は「５」であるという情報を入手することになる。したがって、環境パラメータＦ２が「５」の場合、制御部１０６は、ステップＳ２０４で高速モードでの印刷が実行可能と判断して、上述のステップＳ２０５に移行（高速モードでの印刷を行うと判断）することになる。

上述のステップＳ１０５で、高速印刷速度が選択された場合、制御部１０６は、搬送情報テーブル２００から、該当する高速モードの搬送速度Ｆ５（２５７ｍｍ／ｓ）及び紙間Ｆ６（４５ｍｍ）という情報を入手し、各値を印刷速度管理部１０９に設定する（Ｓ１０６）。以下、印刷装置１は、搬送速度Ｆ５（２５７ｍｍ／ｓ）と紙間Ｆ６（４５ｍｍ）を高速印刷速度として扱う。

一方、上述のステップＳ１０５で、高速モードではなく通常モードが選択された場合、制御部１０６は、搬送情報テーブル２００から、通常モードの搬送速度Ｆ５（２２８ｍｍ／ｓ）、紙間Ｆ６（６０ｍｍ）という情報を入手し、入手した情報を印刷速度理部１０９に設定する。以下、印刷装置１は、搬送速度Ｆ５（２２８ｍｍ／ｓ）と紙間Ｆ６（６０ｍｍ）を通常印刷速度として扱う（Ｓ１０９）。

高速印刷速度が選択された場合には、制御部１０６は、定着温度制御部１１８がヒータ７０を加熱するように制御する（Ｓ１０７）。この時、温度設定部１１７は、先述の制御目標温度Ｔｇ２（この実施形態では、１７５℃とする）を設定する。つまり、温度検出素子３１を設置した位置の定着ローラ４６の表面温度（Ｔｅｄｇｅ）がＴｇ２に到達するように、定着温度制御部１１８は、ヒータを制御する。次に、後述するステップＳ１０８に移行する。

また、通常印刷速度が選択された場合も同様に、温度設定部１１７は、制御目標温度Ｔｇ１を設定し、制御目標温度Ｔｇ１（本実施形態では、１６５℃とする）で示される温度にＴｅｄｇｅが到達するように定着温度制御部１１８がヒータ７０を制御する（Ｓ１１０）。次に、後述するステップＳ１１３に移行する。

制御部１０６は、図９に示したタイミングＴ３０２で所定時間（例えば、３秒）タイマ１０８の計時を開始する（Ｓ１０８）。制御部１０６は、タイマ１０８が所定時間に達したかを判断する（Ｓ１１１）。所定時間に達していないと判断された場合には、制御部１０６は、Ｔｅｄｇｅが搬送開始温度Ｔｐｒｌ３に到達したかを判断する（Ｓ１１２）。

Ｔｅｄｇｅが搬送開始温度Ｔｐｒｌ３に到達したと判断された場合には、制御部１０６は、印刷速度管理部１０９から速度情報を入手し、搬送制御部１１４を制御する（Ｓ１１４）。速度情報とは、先述の高速モードの搬送速度Ｆ５（２５７ｍｍ／ｓ）及び紙間Ｆ６（４５ｍｍ）である。

ステップＳ１１１において、タイマ１０８により所定時間が経過した場合には、先述のステップＳ１１４の処理が実行される。

次に、ステップＳ１１５、ステップＳ１１６にて用紙Ｍは前記速度情報にて設定された搬送速度で搬送され、印刷が開始される。

一方、ステップＳ１１３おいて同様に、通常印刷速度を選択された場合でも、Ｔｅｄｇｅが搬送開始温度に到達したかどうかが判断され、到達した場合には先述のステップＳ１１４〜ステップＳ１１６が実行される。

（Ａ−３）実施形態の効果
この実施形態では、以下のような効果を奏することができる。

この実施形態の印刷装置１では、上述の図７、図９に示すように、制御目標温度Ｔｇ、用紙搬送開始温度Ｔｐｒｌ、及び定着限界温度Ｔｆｕについて、通常モードと異なる値（通常モードよりも高温の値）を高速モードに適用している。すなわち、上述の図７に示すように、印刷装置１が通常モードで動作する場合、印刷装置１では、定着ユニット３０の温度制御及び用紙Ｍの搬送制御に用いられるパラメータとして、制御目標温度Ｔｇ１、用紙搬送開始温度Ｔｐｒｌ１（＝Ｔｇ１−ΔＴｐ１）、及び定着限界温度Ｔｆｕ１を適用する。一方。上述の図９に示すように、印刷装置１が高速モードで動作する場合、印刷装置１では、定着ユニット３０の温度制御及び用紙Ｍの搬送制御に用いられるパラメータとして、制御目標温度Ｔｇ２（＞Ｔｇ１）、用紙搬送開始温度Ｔｐｒｌ３（＝Ｔｇ２−ΔＴｐ２）、及び定着限界温度Ｔｆｕ２（＞Ｔｆｕ１）を適用する。特に、印刷装置１では、高速モードで動作する際に、通常モードとの搬送速度の差分に応じたΔＴｐ２を設定することで、通常モードとの搬送速度の差分に応じた用紙搬送開始温度Ｔｐｒｌ３を得ることができるため、用紙Ｍが定着ユニット３０に到達するまでのＴｃｅｎｔ、Ｔｅｄｇｅを適切な値（少なくとも定着限界温度Ｔｆｕ２以上の値）に上昇させることができる。これにより、印刷装置１では、複数の印刷速度（通常モード及び高速モード）に対応しつつ、高速モードで動作させた場合でも定着効率の低下を抑制することができる。例えば、印刷装置１が、通常モードの印刷速度にしか対応しない状態で、ソフトウェアのバージョンアップ等により、限られた条件で意図的に高速モードの印刷処理を行う場合、単純な構成（例えば、ソフトウェア的な処理変更のみ）で、定着性を確保するための適切な用紙搬送のタイミング制御を実現することができる。

また、この実施形態の印刷装置１では、高速モードで印刷を行う際に、上述の図９に示すように、定着ユニット３０で加熱を開始してから（ヒータ７０をＯＮとしてから）タイマ１０８での計時を起動し、その計時する時間が所定期間ｔ３’に達した時点で、 用紙Ｍの搬送制御を開始する処理を行う。これにより、印刷装置１では、Ｔｃｅｎｔ温度がＴｔｈｍに到達（異常高温に到達）することを避け、定着ローラ４６の中央部（長手方向の中央部）での定着性の低下を抑制することができる。

次に、本発明の効果について具体例を用いて説明する。

図８のタイムチャートは、仮に本発明の印刷装置が高速モードで動作する際に、通常モードと同様にタイマ制御を行わず、さらに、単に制御目標温度Ｔｇ１及び定着限界温度Ｔｆｕ１を、制御目標温度Ｔｇ２及び定着限界温度Ｔｆｕ２に置き換えた例について示している。なお、図８において、Ｔｐｒｌ２＝Ｔｇ２−ΔＴｐ１となっている。

用紙Ｍの搬送速度が、高速印刷速度に設定された場合、定着限界温度がＴｆｕ１からＴｆｕ２に変化するため、制御目標温度は、通常印刷速度のＴｇ１から高速印刷速度のＴｇ２（高温）へと変更することが必要である。搬送開始温度Ｔｐｒｌ２をＴｇ２−ΔＴｐ１により算出すると、印刷装置１がタイミングＴ２０１で印刷データを受信した場合、図７の場合と同様、Ｔｅｄｇｅ≧Ｔｐｒｌ２の条件を満たしている。よって、時間ｔａ後に、搬送制御が開始され、用紙Ｍが搬送される。

このことから、印刷装置１が高速モード動作時に、Ｔｐｒｌ２を求めるためのΔＴｐ１をそのまま用いただけでは、Ｔｅｄｇｅが媒体通過センサ（排出センサ）５２へ到達するタイミングでＴｆｕ２に到達していないため、用紙Ｍへのトナー定着は、不良となってしまう。したがって、印刷装置１が、高速モードに設定されたとき、通常印刷速度のＴｆｕ１よりも高温である定着限界温度Ｔｆｕ２にＴｅｄｇｅを到達させるためには、時間ｔａで示している時間を長く確保してＴｅｄｇｅを高くすること等が必要であることがわかる。そのため、上記の実施形態の印刷装置１では、高速モードでの印刷開始時に、通常モードとの搬送速度の差分に応じた用紙搬送開始温度Ｔｐｒｌ３を適用（通常モードとの搬送速度の差分に応じたΔＴｐ２を適用）することにより、定着性の低下を抑制している。

また、図８では、印刷装置１が高速モードで動作する場合でも、タイマ１０８を用いた用紙Ｍの搬送制御を行っていないため、Ｔｃｅｎｔ温度がＴｔｈｍに到達（異常高温に到達）してしまうおそれがある。

（Ｂ）他の実施形態
（Ｂ−１）この実施形態においては、印刷装置による例を示したが、本発明は、この例に限らず、複合機（ＭＦＰ）、ファクシミリ装置、複写機等の電子写真方式で印刷処理を行う手段を備える装置に適用できる

１…印刷装置、３…媒体カセット、１０…電子写真プロセスユニット、２５…プロセスユニット、２０…転写ローラ、３０…定着ユニット、３１…温度検出素子、４６…定着ローラ、４５…加圧ローラ、７０…ヒータ、４０…ピックアップローラ、４１、４２…レジストローラ、４３、４４…搬送ローラ、４７、４８…排出ローラ、５０、５１、５２…媒体通過センサ、６０、６１、６２、６３、６４、６５…矢印、Ｍ…用紙、１２３…現像剤、５００…サーモスタット、Ｚ…矢印、９０…ＣＰＵ、９１…ＲＯＭ、９２…ＥＥＰＲＯＭ、９３…ＲＡＭ、９４…Ｉ／Ｏ、９５…外部Ｉ／Ｆ、９６…システムタイマ、１０６…制御部、１０７…記憶部、１０８…タイマ、１０９…印刷速度管理部、１１２…電源部、１１３…搬送駆動部、１１４…用紙搬送制御部、１１５…温度検出部、１１７…温度設定部、１１８…定着温度制御部、１１９…搬送温度設定部、１５０…インターフェース部、１５１…ホストコンピュータ、１６０…パネル制御部、１６１…パネル、１６２…表示部、１６４…操作部、１６３…媒体情報管理部、１６３ａ…印刷条件フラグ、１７３…定着部回転機構、１７４…用紙搬送機構、２００…商用ＡＣ電源、６００…環境検出部、６０１…温度センサ、６０２…湿度センサ、２００…搬送情報テーブル、Ｆ１…印刷速度設定、Ｆ２…環境パラメータ、Ｆ３…メディア設定、Ｆ４…媒体情報、Ｆ５…搬送速度、Ｆ６…紙間、３００…環境情報テーブル、Ｆ８…環境検出値、Ｆ９…記事

Claims (10)

1. 熱源により加熱される加熱部材を用いて、媒体上の画像を加熱して定着させる定着部と、
   前記加熱部材の温度を測定する温度センサと、
   前記熱源を制御し、前記加熱部材の温度を制御する温度制御手段と、
   当該画像形成装置内で媒体搬送を行う媒体搬送部と、
   前記温度センサが測定する温度が、所定の媒体搬送温度以上となった後で、前記媒体搬送部を制御し、前記媒体を前記定着部方向へ第１の搬送速度又は、該第１の搬送速度よりも高速な第２の搬送速度のいずれかの搬送速度で媒体搬送制御する搬送制御部と、
   前記搬送制御部が前記第１の搬送速度で媒体搬送を行っているときに第１の媒体搬送温度を適用し、前記搬送制御部が前記第２の搬送速度で媒体搬送を行っているときは該第１の媒体搬送温度よりも高温の第２の媒体搬送温度を適用する搬送温度設定部と
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第２の媒体搬送温度は、前記第１の媒体搬送温度よりも、第１の搬送速度と前記第２の搬送速度の差分に応じた分高温に設定され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. 前記温度制御手段は、当該画像形成装置で画像形成処理の開始が決定されてから、前記熱源を制御して加熱を開始させ、前記温度センサにより計測される温度が、所定の制御目標温度となるように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記搬送制御部は、前記温度センサが測定する温度が前記媒体搬送温度未満で、前記熱源の加熱を開始してから所定時間を経過すると前記媒体搬送部を制御し前記媒体を前記定着部方向へ搬送させることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記搬送温度設定部は、前記媒体の搬送開始前に前記温度センサが測定する温度が、所定の前記媒体搬送温度となるか、前記熱源の加熱を開始してから所定期間を経過すると、前記搬送制御部に媒体搬送を開始させることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記搬送制御部は、ユーザの操作に応じて、第１の搬送速度又は第２の搬送速度で動作することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 当該画像形成装置が設置されている環境に係る状態を検出する環境検出部と、
   当該画像形成装置で用いる媒体に係る媒体情報を保持する媒体情報管理部とをさらに備え、
   前記搬送制御部は、第２の搬送速度で動作することが設定されている場合でも、前記環境検出部が検出した環境に係る状態、及び又は前記媒体情報管理部が保持する媒体情報とに基づいて、第２の搬送速度で動作することが可能であるか否かを判定し、第２の搬送速度で動作することが可能であると判断した場合は第２の搬送速度で前記媒体搬送部による媒体搬送を制御し、そうでない場合には第１の搬送速度で、前記媒体搬送部による媒体搬送を制御する
   ことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記媒体情報管理部が保持する媒体情報には、少なくとも媒体の用紙連量の情報が含まれており、
   前記搬送制御部は、媒体の用紙連量が２０ポンド以下の場合に、第２の搬送速度で動作することが可能であると判断する
   ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記環境検出部は、少なくとも当該画像形成装置が設置されている環境の環境温度を測定し、
   前記搬送制御部は、環境温度が１６℃以上３０℃未満の場合に、第２の搬送速度で動作することが可能であると判断する
   ことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 画像形成装置に搭載されるコンピュータを、
    熱源により加熱される加熱部材を用いて、媒体上の画像を加熱して定着させる定着部と、
    前記加熱部材の温度を測定する温度センサと、
    前記熱源を制御し、前記加熱部材の温度を制御する温度制御手段と、
    当該画像形成装置内で媒体搬送を行う媒体搬送部と、
    前記温度センサが測定する温度が、所定の媒体搬送温度以上となった後で、前記媒体搬送部を制御し、前記媒体を前記定着部方向へ第１の搬送速度又は、該第１の搬送速度よりも高速な第２の搬送速度のいずれかの搬送速度で媒体搬送制御する搬送制御部と、
    前記搬送制御部が前記第１の搬送速度で媒体搬送を行っているときに第１の媒体搬送温度を適用し、前記搬送制御部が前記第２の搬送速度で媒体搬送を行っているときは該第１の媒体搬送温度よりも高温の第２の媒体搬送温度を適用する搬送温度設定部と
    して機能させることを特徴とする画像形成プログラム。

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