JP2016206479A - 画像形成装置、画像形成方法及び制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】印刷処理を行いつつエージング動作を行うことができる。
【解決手段】画像データに応じて印刷媒体に画像を形成する画像形成装置１は、画像データに基づいて印刷媒体Ｐにトナーを転写する画像形成部２０と、第１のローラ３１と、第２のローラ３２と、第１のローラ３１と第２のローラ３２の少なくとも一方を加熱する加熱部３３とを有する定着部３０と、画像形成部２０から定着部３０まで印刷媒体Ｐを搬送する搬送部４０と、画像形成部２０と搬送部４０とを制御する制御部１０とを備える。制御部１０は、画像データに基づいて印刷枚数を算出し、算出された印刷枚数が予め設定された枚数を超えた場合に、印刷媒体の搬送の時間的な間隔を長くする制御を行う。
【選択図】図４

Description

本発明は、加圧ローラと定着ローラを使用して印刷媒体に画像を定着させる画像形成装置に関する。

典型的な画像形成装置（たとえばプリンター、多機能プリンター、又は複合機（Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｒ）は、印刷媒体上に転写したトナーを印刷媒体に定着する定着部を有している。定着部は、一般に加圧ローラと定着ローラとで印刷媒体を加熱・加圧してトナーを印刷媒体に定着させる。定着部は、必要に応じてエージング動作と呼ばれる動作を行うことがある。エージング動作とは、印刷媒体を通過させることなく、定着ローラを加熱しつつ加圧ローラと定着ローラとを回転させる動作である。たとえば特許文献１では、エージング動作は、印刷ジョブを実行した後に一定時間行われ、次の印刷ジョブの開始時に定着に適した温度とすることができる。これにより、次の印刷ジョブにおけるファーストコピーまでの時間を短縮化することができる。

特開２０１１−４８２７５号公報

しかし、エージング動作については、上述の技術では、ファーストコピーまでの時間を短縮化しつつエネルギー消費を小さくするという観点のみから検討がなされており、他の観点からは定着ローラの温度管理について十分に検討されてはいなかった。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、定着ローラの温度管理を向上させる技術を提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、画像データに応じて印刷媒体に画像を形成する画像形成装置であって、前記画像データに基づいて印刷媒体にトナーを転写する画像形成部と、第１のローラと、第２のローラと、前記第１のローラと前記第２のローラの少なくとも一方を加熱する加熱部とを有する定着部と、前記画像形成部から前記定着部まで前記印刷媒体を搬送する搬送部と、前記画像形成部と前記搬送部とを制御する制御部と、を備える。前記制御部は、前記画像データに基づいて印刷枚数を算出し、前記算出された印刷枚数が予め設定された枚数を超えた場合に、前記印刷媒体の搬送の時間的な間隔を長くする制御を行う。

上記画像形成装置において、前記制御部は、前記画像データに基づいて印刷処理を開始した後に、前記印刷媒体の搬送の時間的な間隔を長くする制御を行うようにしてもよい。

上記画像形成装置において、前記制御部は、前記画像データに基づいて印刷処理を開始した後に前記印刷媒体の搬送の時間的な間隔を長くする場合には、複数の段階で前記時間的な間隔を長くする制御を行うようにしてもよい。

本発明の画像形成方法は、画像データに基づいて印刷媒体にトナーを転写する画像形成工程と、前記画像形成部から前記定着部まで前記印刷媒体を搬送する搬送工程と、第１のローラと、第２のローラと、前記第１のローラと前記第２のローラの少なくとも一方を加熱する加熱部とを有する定着部により印刷媒体にトナーを定着する工程と、前記画像データに基づいて印刷枚数を算出し、前記算出された印刷枚数が予め設定された枚数を超えた場合に、前記印刷媒体の搬送の時間的な間隔を長くする制御を行う制御工程とを備える。

本発明の制御プログラムは、画像データに応じて印刷媒体にトナーを転写する画像形成部と、第１のローラと、第２のローラと、前記第１のローラと前記第２のローラの少なくとも一方を加熱する加熱部とを有する定着部と、前記画像形成部から前記定着部まで前記印刷媒体を搬送する搬送部とを備える画像形成装置を制御するための制御プログラムであって、前記制御プログラムは前記画像データに基づいて印刷枚数を算出し、前記算出された印刷枚数が予め設定された枚数を超えた場合に、前記印刷媒体の搬送の時間的な間隔を長くする制御を行う。

本発明の画像形成装置や画像形成方法によれば、印刷処理を行いつつエージング動作を行うことができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の機能構成を示すブロックダイアグラムである。 一実施形態に係る画像形成装置１の加圧ローラ３１と定着ローラ３２の配置構成を示す模式図である。 一実施形態に係る画像形成装置１における印刷処理手順を示すフローチャーである。 一実施形態に係る画像形成装置１における第１の印刷処理（サブルーチン）を示すフローチャートである。 一実施形態に係る画像形成装置１における第２の印刷処理（サブルーチン）を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という）を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１の機能構成を示すブロックダイアグラムである。画像形成装置１は、制御部１０と、画像形成部２０と、定着部３０と、搬送部４０と、記憶部５０とを備えている。画像形成部２０は、複数の原稿をセット可能な自動原稿送り装置（ＡＤＦ）２１と、ＡＤＦ２１から供給される原稿から画像を読み取って画像データを生成する画像読取部２２と、画像データに基づいてトナーを印刷用紙に転写する転写部２３とを備えている。定着部３０は、加圧ローラ３１と、定着ローラ３２と、定着ローラ３２を加熱する誘導加熱部３３とを備えている。

制御部１０は、ＲＡＭやＲＯＭ等の主記憶手段、及びＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の制御手段を備えている。また、制御部１０は、各種Ｉ／Ｏ、ＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）、バス、その他バードウェア等のインターフェイスに関連するコントローラ機能を備え、画像形成装置１全体を制御する。

記憶部５０は、非一時的な記録媒体であるハードディスクドライブやフラッシュメモリー等からなる記憶装置で、制御部１０が実行する処理の制御プログラムやデータを記憶する。

図２は、一実施形態に係る画像形成装置１の加圧ローラ３１と定着ローラ３２の配置構成を示す模式図である。定着工程は、誘導加熱部３３によって加熱された定着ローラ３２に対して印刷媒体Ｐを加圧ローラ３１で押しつけることによって印刷媒体Ｐに転写されたトナーを印刷媒体Ｐに定着する工程である。一方、エージング動作とは、前述のように印刷媒体Ｐを加圧ローラ３１と定着ローラ３２との間に通過させることなく、定着ローラ３２を加熱しつつ加圧ローラ３１と定着ローラ３２とを回転させる動作である。加圧ローラ３１と定着ローラ３２は、それぞれ第１のローラと第２のローラとも呼ばれる。

特許文献１の技術では、ジョブ終了後における定着ローラ３２の温度管理を目的としてエージング動作が行われている。すなわち、特許文献１の技術は、定着工程の時間が長くなって定着ローラが加熱される時間も長くなると、定着ローラの温度が定着に必要な温度を超えた温度となることに着目して省エネルギーを目的としてジョブ間のエージング動作を省略する。しかしながら、本願発明者は、印刷処理速度の高速度化に伴って別の観点から定着ローラ３２の温度管理が望まれることを見いだした。

本願発明者は、定着ローラ３２が加熱される時間が長くなると、定着ローラ３２の温度の不均一が生じて熱膨張等によって定着ローラ３２にダメージが発生する可能性があることを見いだした。温度の不均一は、印刷媒体Ｐによって定着ローラ３２から熱が奪われることによって生じる。

定着ローラ３２は、その外表面において印刷媒体Ｐが通過する通紙領域３２Ｓ２と、印刷媒体Ｐが通過しない両端の非通紙領域３２Ｓ１、３２Ｓ３とを有している。すなわち、定着ローラ３２の３つの領域３２Ｓ１、３２Ｓ２、３２Ｓ３のうち印刷媒体Ｐによって熱が奪われる通紙領域３２Ｓ２が比較的に低い温度となる一方、印刷媒体Ｐによって熱が奪われない両端の非通紙領域３２Ｓ１、３２Ｓ３が比較的に高い温度となる。

本願発明者は、エージング動作によって３つの領域３２Ｓ１、３２Ｓ２、３２Ｓ３の熱の不均一を緩和できることを見いだした。このエージング動作は、定着エージングとも呼ばれ、特許文献１に開示されているエージング動作と同一の動作である。具体的には、印刷媒体Ｐを加圧ローラ３１と定着ローラ３２との間に通過させることなく、定着ローラ３２を誘導加熱部３３によって加熱しつつ加圧ローラ３１と定着ローラ３２とを回転させる動作である。

これにより、高温となった定着ローラ３２の両端の非通紙領域３２Ｓ１、３２Ｓ３から定着ローラ３２の中央の通紙領域３２Ｓ２に熱伝導で熱が伝達されるとともに、定着ローラ３２の両端の非通紙領域３２Ｓ１、３２Ｓ３から加圧ローラ３１の両端の非通紙領域３１Ｓ１、３１Ｓ３と加圧ローラ３１の中央の通紙領域３１Ｓ２を経て定着ローラ３２の中央の通紙領域３２Ｓ２に熱伝導で熱が伝達される。この結果、定着ローラ３２の３つの領域３２Ｓ１、３２Ｓ２、３２Ｓ３における温度の不均一が緩和されることになる。

このような問題は、画像形成装置の性能の向上による印刷処理速度の高速化に伴って、今後ますます顕在化する問題である。

図３は、一実施形態に係る画像形成装置１における印刷処理手順を示すフローチャートである。印刷処理手順は、定着エージングを行いつつ印刷処理を行う。

ステップＳ１０では、ユーザは、ＡＤＦ２１に原稿をセットする。画像形成装置１は、ＡＤＦ２１にセットされた原稿を検知する。本検知によって本印刷処理手順は起動される。ＡＤＦ２１に複数枚の原稿がセットされた場合には、エージング動作が必要となる可能性があるからである。

ステップＳ２０では、ユーザは、部数その他の設定後にコピースイッチ（図示せず）を操作する。本操作によって、制御部１０は、以下の処理を開始して平行して実行する。（１）定着部３０のウォームアップ処理、（２）ＡＤＦ２１による画像形成部２０への給紙、（３）画像形成部２０による原稿画像の読み取り。

ステップＳ３０では、制御部１０は、定着部３０のウォームアップ処理が完了すると、処理をステップＳ４０に進める。ステップＳ４０では、制御部１０は、画像形成部２０による原稿画像の読み取りが完了しているか否かに応じてステップＳ５０又はステップＳ６０に処理を進める。すなわち、制御部１０は、原稿画像の読み取りが完了している場合には、処理をステップＳ５０に進め、原稿画像の読み取りが完了していない場合には、処理をステップＳ６０に進める。

ステップＳ５０では、制御部１０は、第１の印刷処理を実行する。この場合は、原稿画像の読み取りが完了しているので、印刷予定の印刷枚数が確定していることになる。本実施形態では、たとえば原稿画像の読み取りが完了した原稿の枚数が５０枚と仮定して説明する。

図４は、一実施形態に係る画像形成装置１における第１の印刷処理（サブルーチン）を示すフローチャートである。ステップＳ５１では、制御部１０は、印刷枚数算出処理を実行する。印刷枚数算出処理とは、印刷処理が行われる印刷用紙Ｐの枚数を予測する処理である。

印刷用紙Ｐの枚数は、原稿画像の読み取りが完了した原稿の枚数（５０枚）と印刷設定に応じて決定される。具体的には、以下のケースがある。
（１）複数部数（たとえば５部）印刷する場合：２５０枚（＝５０枚×５部）。
（２）２頁分の原稿画像が１枚の印刷用紙Ｐに印刷される場合：２５枚（＝５０枚÷２）。
（３）両面印刷の場合：５０枚（＝２５枚（印刷用紙Ｐ）×２面）。
なお、両面印刷の場合には、１枚の印刷用紙Ｐが定着部３０を２回通過するので、印刷用紙Ｐの枚数の２倍として印刷枚数が算出される。このように、本実施形態における印刷枚数とは、印刷用紙Ｐが定着部３０を通過する回数（定着枚数）を意味している。

ステップＳ５２では、制御部１０は、印刷枚数が予め設定されている設定値（１５０枚と仮定）よりも大きいか否かを判定する。制御部１０は、印刷枚数が設定値よりも大きい場合には、ステップＳ５３を経由してステップＳ５４に処理を進める。一方、制御部１０は、印刷枚数が設定値以下の場合にはステップＳ５３を経由せずに処理をステップＳ５４に進める。すなわち、印刷枚数が設定値以下の場合には、紙間調整処理を行うことなく印刷処理が実行される。ここでは、印刷枚数を２５０枚と仮定する。

ステップＳ５３では、制御部１０は、紙間調整処理を行う。紙間調整処理は、印刷処理の対象となる印刷用紙Ｐの紙送りの時間的な間隔（時間間隔）を長くする処理である。本実施形態では、予め設定されている連続印刷枚数（たとえば２０１枚）に達した場合には、印刷処理を途中で停止して予め設定された時間（たとえば５０秒）だけ連続してエージング動作が実行される画像形成装置に本発明を適用した場合を想定する。

印刷用紙Ｐの紙送りの時間間隔は、たとえば以下のようにして設定することができる。本実施形態では、予め設定されている連続印刷枚数である設定値（たとえば２００枚）の印刷中に予め設定されたエージング動作の時間Ｔａ（たとえば５０秒）だけエージング動作を実行するものとする。具体的には、画像形成装置１の印字速度が６０枚／分と仮定すると、印刷用紙Ｐの紙送りの時間間隔Ｔｉは、１秒となる。この時間間隔Ｔｉ（１秒）に対して、追加時間間隔Ｔｉａ（０．２５秒＝５０秒÷（２０１枚−１））だけ追加して、時間間隔Ｔｉ（１．２５秒）とすると、２０１枚の印刷中に約５０秒のエージング動作が実行されたことになる。なお、紙間は、印刷枚数（２０１枚）より１つ少ないため１を減算している。

エージング動作は、前述のように印刷媒体Ｐを加圧ローラ３１と定着ローラ３２との間に通過させることなく、定着ローラ３２を加熱しつつ加圧ローラ３１と定着ローラ３２とを回転させる動作である。一方、時間間隔Ｔｉは、印刷媒体Ｐの紙送りの時間間隔Ｔｉである。よって、時間間隔Ｔｉを延長すれば、実質的にエージング動作が実行されたことになる。

図５は、一実施形態に係る画像形成装置１における第２の印刷処理（サブルーチン）を示すフローチャートである。ステップＳ６１では、制御部１０は、印刷予定の印刷枚数が確定する前なので、紙間調整処理を行うことなく印刷処理を開始する。制御部１０は、原稿画像の読み取りが完了すると、処理をステップＳ６３に進める（ステップＳ６２）。第２の印刷処理では、印刷処理を開始した後に紙間調整処理が行われる。

ステップＳ６３では、制御部１０は、印刷枚数算出処理を実行する。印刷枚数算出処理の処理内容は、印刷枚数算出処理（ステップＳ５１）と同一である。ステップＳ６４では、制御部１０は、印刷枚数が予め設定されている設定値よりも大きいか否かを判定する。制御部１０は、印刷枚数が設定値よりも大きい場合には、ステップＳ６５を経由してステップＳ６６に処理を進める。一方、制御部１０は、印刷枚数が設定値以下の場合にはステップＳ６５を経由せずに処理をステップＳ６６に進める。すなわち、印刷枚数が設定値以下の場合には、紙間調整処理を行うことなく最後まで印刷処理が実行される。

ステップＳ６５では、制御部１０は、紙間調整処理を行う。ステップＳ６５の紙間調整処理は、印刷処理の対象となる印刷用紙Ｐの紙送りの時間間隔を長くする処理である点で、ステップＳ５３の紙間調整処理と共通する。ただし、ステップＳ６５の紙間調整処理は、以下の点でステップＳ５３の本紙間調整処理と相違する。

ステップＳ６５の紙間調整処理においては、制御部１０は、印刷用紙Ｐの紙送りの時間間隔は、たとえば以下のようにして設定する。本実施形態では、残りの印刷枚数の印刷中に予め設定されたエージング動作の時間Ｔａ（たとえば５０秒）だけエージング動作を実行するものとする。具体的には、たとえば既に７４枚印刷済みであると仮定すると、残りの印刷枚数（１２６枚＝２００枚−７４枚）の印刷中に予め設定されたエージング動作の時間Ｔａ（たとえば５０秒）だけエージング動作を実行することになる。この結果、追加時間間隔Ｔｉａ（０．４秒＝５０秒÷（１２６枚−１枚））だけ追加して、時間間隔Ｔｉ（１．４秒）とすると、残り１２６枚の印刷中に約５０秒のエージング動作が実行されたことになる。なお、紙間は、印刷枚数（１２６枚）より１つ少ないため１を減算している。

ただし、時間間隔Ｔｉが突然１秒から１．４秒に変更されると、ユーザに違和感を与える可能性があるので、複数の段階で段階的に増やすようにすることが好ましい。具体的には、たとえば１．２秒に変更して４０枚印刷し、１．４秒に変更して４０枚印刷し、１．６秒に変更して４６枚印刷するようにしてもよい。こうすれば、残り１２６枚の印刷中に約５１秒のエージング動作が実行されたことになる。

このように、一実施形態に係る制御部１０は、印刷用紙Ｐの紙送りの時間間隔を延長することによってエージング動作を行う。よって、印刷途中で印刷処理を停止してエージング動作を行う場合と比較して、ユーザに与えるストレスを小さくする事ができる。特に、印刷途中で印刷処理を停止してエージング動作を行う場合には、一定間隔で排出されていた印刷用紙Ｐが排出されなくなるので、ユーザは印刷処理が完了したものと誤認識する可能性がある。本実施形態は、このようなユーザの誤認識を防ぐことできるという顕著な効果を奏することもできる。

本発明は、上記実施形態だけでなく、以下のような変形例でも実施することができる。

変形例１：本発明は、紙送りの時間間隔を延長することによって印刷処理の最中にエージング動作を実行しているが、たとえば用紙搬送の速度を低下させるようにしてもよい。ただし、上述の実施形態は以下のような優れた点を有している。
（１）用紙搬送の速度を低下させるためには、用紙搬送の様々なパラメータ（たとえばモータ回転数）を変更することになるため制御が複雑になり様々なケースに対応することが難しくなる。これに対して、紙送りの時間間隔を延長する方法は、紙送りのタイミングを変更するだけなので簡易な実装が可能である。
（２）用紙搬送の速度を途中で低下させることは困難であるが、紙送りのタイミングを途中で変更することは容易である。このように、紙送りの時間間隔を延長する方法は、第２の印刷処理（ステップＳ６０）の実装を容易にすることができる。特に、パーソナルコンピュータからの印刷ジョブの処理では、１枚分の印刷データが画像形成装置に入力された時点で印刷処理を開始し、印刷処理の最中にエージング動作と並行して実行する印刷処理の準備（たとえば時間間隔の設定）を実行することができるという利点がある。
（３）用紙搬送の速度を低下させると、ファーストプリントタイムが長くなってしまうのに対して、紙送りの時間間隔を変更する構成では、ファーストプリントタイムへの影響がないという利点がある。

変形例２：本発明は、ウォームアップ処理が完了した時点で原稿画像の読み取りが完了しているか否かに応じて処理内容を切り替えているが、たとえば読み取りが完了したときに割り込み処理で紙送りの時間間隔を変更するようにしてもよい。本発明は、印刷処理を「開始前」、「開始後」、及び「双方（上記実施形態）」のいずれのタイミングで印刷媒体の搬送の時間的な間隔を長くするように構成してもよい。ただし、双方のタイミングで搬送の時間的な間隔を長くするようにできれば、ファーストプリントタイムへの影響を小さくする事ができるという利点がある。

１ 画像形成装置
１０ 制御部
２０ 画像形成部
２１ 自動原稿送り装置（ＡＤＦ）
２２ 画像読取部
２３ 転写部
３０ 定着部
３１ 加圧ローラ
３２ 定着ローラ
３３ 誘導加熱部
４０ 搬送部
５０ 記憶部

Claims (5)

1. 画像データに応じて印刷媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
   前記画像データに基づいて印刷媒体にトナーを転写する画像形成部と、
   第１のローラと、第２のローラと、前記第１のローラと前記第２のローラの少なくとも一方を加熱する加熱部とを有する定着部と、
   前記画像形成部から前記定着部まで前記印刷媒体を搬送する搬送部と、
   前記画像形成部と前記搬送部とを制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記画像データに基づいて印刷枚数を算出し、前記算出された印刷枚数が予め設定された枚数を超えた場合に、前記印刷媒体の搬送の時間的な間隔を長くする制御を行う画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置であって、
   前記制御部は、前記画像データに基づいて印刷処理を開始した後に、前記印刷媒体の搬送の時間的な間隔を長くする制御を行う画像形成装置。
3. 請求項１記載の画像形成装置であって、
   前記制御部は、前記画像データに基づいて印刷処理を開始した後に前記印刷媒体の搬送の時間的な間隔を長くする場合には、複数の段階で前記時間的な間隔を長くする画像形成装置。
4. 画像を形成する方法であって、
   画像データに基づいて印刷媒体にトナーを転写する画像形成工程と、
   前記画像形成部から前記定着部まで前記印刷媒体を搬送する搬送工程と、
   第１のローラと、第２のローラと、前記第１のローラと前記第２のローラの少なくとも一方を加熱する加熱部とを有する定着部により印刷媒体にトナーを定着する工程と、
   前記画像データに基づいて印刷枚数を算出し、前記算出された印刷枚数が予め設定された枚数を超えた場合に、前記印刷媒体の搬送の時間的な間隔を長くする制御を行う制御工程と、
   を備える画像形成方法。
5. 画像データに応じて印刷媒体にトナーを転写する画像形成部と、第１のローラと、第２のローラと、前記第１のローラと前記第２のローラの少なくとも一方を加熱する加熱部とを有する定着部と、前記画像形成部から前記定着部まで前記印刷媒体を搬送する搬送部とを備える画像形成装置を制御するための制御プログラムであって、
   前記制御プログラムは前記画像データに基づいて印刷枚数を算出し、前記算出された印刷枚数が予め設定された枚数を超えた場合に、前記印刷媒体の搬送の時間的な間隔を長くする制御を行う制御プログラム。