JP2017068260A - 画像形成装置、制御方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】複数枚の記録シートを連続印刷する場合において、定着不良が発生するのを抑えることを目的とする。【解決手段】画像形成装置は、発熱体(ハロゲンランプ120)を有し、画像が形成された記録シート(用紙P)を加熱する加熱体101と、発熱体に電力を供給する電力供給部200と、電力供給部200を制御する制御装置300を備える。制御装置300は、加熱体101に記録シートが突入する前の所定のタイミングで、電力供給部200の出力を、所定時間の間、所定のタイミングの前の出力値よりも高い傾向にする高出力傾向制御を実行可能であり、複数枚の記録シートを連続印刷する場合において、各記録シートを加熱体101に供給するたびに、高出力傾向制御を行う。【選択図】図2
Description
本発明は、定着装置を制御するための制御装置を備えた画像形成装置と、前記制御装置による制御方法と、前記制御装置を動作させるためのプログラムに関する。
従来、印刷指令を受信してから最初の用紙を印刷する際(ファーストプリント時)において、最初の用紙が定着装置に到達する前に、ヒータを強制点灯することで、冷え切った状態の加圧ローラによって加熱ローラの熱が奪われることで加熱ローラの表面温度が下がりすぎて定着不良となるのを抑える技術が知られている(特許文献1参照)。
しかしながら、従来技術では、ファーストプリント時のみにしかヒータの強制点灯を行わないため、複数枚の用紙を連続して印刷する際において、加熱ローラを順次通過する各用紙によって加熱ローラの熱が奪われてしまい、定着不良となるおそれがあった。
そこで、本発明は、複数枚の用紙(記録シート)を連続印刷する場合において、定着不良が発生するのを抑えることを目的とする。
前記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、発熱体を有し、画像が形成された記録シートを加熱する加熱体と、前記発熱体に電力を供給する電力供給部と、前記電力供給部を制御する制御装置と、を備える。
前記制御装置は、前記加熱体に記録シートが突入する前の所定のタイミングで、前記電力供給部の出力を、所定時間の間、前記所定のタイミングの前の出力値よりも高い傾向にする高出力傾向制御を実行可能であり、複数枚の記録シートを連続印刷する場合において、各記録シートを前記加熱体に供給するたびに、前記高出力傾向制御を行う。
前記制御装置は、前記加熱体に記録シートが突入する前の所定のタイミングで、前記電力供給部の出力を、所定時間の間、前記所定のタイミングの前の出力値よりも高い傾向にする高出力傾向制御を実行可能であり、複数枚の記録シートを連続印刷する場合において、各記録シートを前記加熱体に供給するたびに、前記高出力傾向制御を行う。
また、本発明に係る制御方法は、画像が形成された記録シートを加熱する加熱体に電力を供給する電力供給部を制御する制御方法であって、前記加熱体に記録シートが突入する前の所定のタイミングで、前記電力供給部の出力を、所定時間の間、前記所定のタイミングの前の出力値よりも高い傾向にする高出力傾向制御を、複数枚の記録シートを連続印刷する場合において、各記録シートを前記加熱体に供給するたびに行う。
また、本発明に係るプログラムは、画像が形成された記録シートを加熱する加熱体に電力を供給する電力供給部を制御する制御装置を動作させるプログラムであって、前記制御装置を、前記加熱体に記録シートが突入する前の所定のタイミングで、前記電力供給部の出力を、所定時間の間、前記所定のタイミングの前の出力値よりも高い傾向にする高出力傾向制御を、複数枚の記録シートを連続印刷する場合において、各記録シートを前記加熱体に供給するたびに行う手段として機能させる。
前記した各構成によれば、複数枚の記録シートを連続印刷する場合には、記録シートが加熱体に供給されるたびに高出力傾向制御が行われる。そのため、連続印刷時において、冷えた状態の各記録シートが加熱体に突入する前に、高出力傾向制御により加熱体が十分蓄熱された状態となるので、冷えた状態の各記録シートによって加熱体から熱が奪われても、加熱体の温度が下がりすぎるのを抑えることができ、ひいては定着不良が発生するのを抑えることができる。
本発明によれば、複数枚の記録シートを連続印刷する場合において、定着不良が発生するのを抑えることができる。
次に、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明においては、まず、画像形成装置の一例としてのカラープリンタ1の全体構成を説明した後、本発明の特徴部分の詳細を説明することとする。
以下の説明において、方向は、図1に示す方向で説明する。具体的には、図1の右側を「前」とし、図1の左側を「後」とし、図1の紙面手前側を「左」とし、図1の紙面奥側を「右」とする。また、図1の上下方向を「上下」とする。
図1に示すように、カラープリンタ1は、本体筐体10内に、記録シートの一例としての用紙Pを供給する給紙部20と、給紙された用紙Pに画像を形成する画像形成部30と、搬送部90とを備えている。
給紙部20は、用紙Pを収容する給紙トレイ21と、給紙トレイ21から用紙Pを画像形成部30へ搬送する用紙搬送機構22とを備えている。
用紙搬送機構22は、給紙トレイ21内の用紙Pを送り出すピックアップローラ22Aと、用紙Pを1枚ずつに分離する分離ローラ22Bおよび分離パッド22Cと、用紙P上の紙粉を除去する紙粉取りローラ22Dと、用紙Pの先端位置を揃えるためのレジストローラ22Eとを備えている。用紙Pの搬送方向において、レジストローラ22Eの下流側で、かつ、画像形成部30よりも上流側には、用紙Pの有無を検知する、シートセンサの一例としての通紙センサSPが設けられている。
通紙センサSPは、本体筐体10に揺動可能に取り付けられる揺動部材SP1と、揺動部材SP1の揺動を検知する、図示せぬ光センサとを備えている。本実施形態では、揺動部材SP1が用紙Pで押されて倒されたときに、光センサがOFFからONに切り替わって、用紙Pが通紙センサSPの位置に到達したことを検知することとする。なお、本発明はこれに限定されず、例えば、揺動部材SP1が用紙Pで押されて倒されたときに、光センサがONからOFFに切り替わって、用紙Pが通紙センサSPの位置に到達したことを検知するようにしてもよい。
画像形成部30は、スキャナユニット40と、4つのプロセスカートリッジ50と、ホルダ60と、転写ユニット70と、定着装置100とを備えている。
スキャナユニット40は、本体筐体10内の上部に設けられ、図示しないレーザ発光部、ポリゴンミラー、レンズおよび反射鏡などを備えている。スキャナユニット40は、レーザビームを各感光ドラム51の表面上に高速走査にて照射する。
プロセスカートリッジ50は、給紙部20の上方で前後方向に配列されており、感光ドラム51、現像ローラ53、図示しない帯電器およびトナー収容室などを備えて構成されている。
ホルダ60は、4つのプロセスカートリッジ50を一体的に保持しており、本体筐体10の前面に配置されたフロントカバー11を開放することで形成される開口部10Aを通して前後方向に移動可能に構成されている。
転写ユニット70は、給紙部20と4つのプロセスカートリッジ50との間に設けられ、駆動ローラ71と、従動ローラ72と、搬送ベルト73と、転写ローラ74とを備えている。
駆動ローラ71および従動ローラ72は、前後方向に離間して平行に配置され、その間にエンドレスベルトからなる搬送ベルト73が張設されている。また、搬送ベルト73の内側には、各感光ドラム51との間で搬送ベルト73を挟持する転写ローラ74が、各感光ドラム51に対向して4つ配置されている。
定着装置100は、4つのプロセスカートリッジ50および転写ユニット70の後側に配置されている。定着装置100については後述する。
この画像形成部30では、図示せぬ帯電器が、回転する感光ドラム51の表面を一様に帯電する。スキャナユニット40は、感光ドラム51の表面にレーザビームを出射して、感光ドラム51の表面を露光することで、感光ドラム51の表面に画像データに基づく静電潜像を形成する。
次いで、回転駆動される現像ローラ53が、感光ドラム51の静電潜像にトナーを供給して、感光ドラム51の表面上にトナー像を形成する。その後、給紙部20から供給された用紙Pを、感光ドラム51と転写ローラ74との間で搬送することで、感光ドラム51上のトナー像を用紙Pに転写する。次いで、定着装置100が、用紙P上に転写されたトナー像を熱定着する。
搬送部90は、画像形成部30から排出された用紙Pを本体筐体10の外部に排出する排出機構として機能するとともに、画像形成部30により一方の面に画像が形成された用紙Pの表裏を反転させた状態で当該用紙Pを画像形成部30へ再度搬送する再搬送機構として機能している。具体的に、搬送部90は、第1搬送ローラ91と、第2搬送ローラ92と、排出ローラ93と、フラッパ94と、再搬送ローラ95とを主に備えている。
第1搬送ローラ91は、定着装置100の下流側に配置され、定着装置100から排出された用紙Pをフラッパ94に向けて搬送する。第2搬送ローラ92および排出ローラ93は、正逆回転可能に構成されており、正回転時には第1搬送ローラ91から送られてくる用紙Pを本体筐体10の上部の排出トレイ12に向けて排出し、逆回転時には用紙Pを本体筐体10内に引き込むように搬送する。
フラッパ94は、図に実線で示す第1位置と、仮想線で示す第2位置とに揺動可能であり、第1位置に位置するときに、第1搬送ローラ91から送られてきた用紙Pを上方の第2搬送ローラ92に向けて案内する。また、フラッパ94は、第2位置に位置するときに、第2搬送ローラ92から送られてきた用紙Pを下方の再搬送ローラ95に向けて案内する。
再搬送ローラ95は、給紙トレイ21の下側において、前後方向に間隔を空けて複数対設けられている。再搬送ローラ95は、第2搬送ローラ92から送られてきた用紙Pを前方に向けて搬送し、紙粉取りローラ22Dに供給する。
搬送部90では、画像形成が終了した場合には、第1搬送ローラ91から送り出された用紙Pは、正回転する第2搬送ローラ92および排出ローラ93によって本体筐体10の外部に排出されて排出トレイ12上に載置される。また、一方の面に画像が形成された用紙Pの他方の面に画像を形成する場合には、用紙Pの全体が本体筐体10の外部に完全に排出される前に第2搬送ローラ92および排出ローラ93が逆回転することで、用紙Pは再度本体筐体10内に引き戻され、再搬送ローラ95に向けて搬送される。その後、用紙Pは、再搬送ローラ95によって紙粉取りローラ22Dに搬送されて、再度画像形成部30に搬送される。
本体筐体10内の前側上部には、カラープリンタ1の周囲の環境温度を検出する第1温度センサST1が設けられている。第1温度センサST1と通紙センサSPで検出した信号は、後述する制御装置300に出力されている。
図2に示すように、定着装置100は、トナー像が形成された用紙Pを加熱する加熱体101と、加熱体101との間でニップ部NPを形成する加圧ローラ150と、を備えている。加熱体101は、エンドレスベルト110と、発熱体の一例としてのハロゲンランプ120と、ニップ板130と、反射板140と、ステイ160と、第2温度センサST2と、を備えて構成されている。
エンドレスベルト110は、耐熱性と可撓性を有する無端状のベルトであり、左右方向に延びる軸線を中心とした略円筒状に形成されている。エンドレスベルト110は、金属層111と、弾性層112とを備えている。
金属層111は、ステンレスなどの金属からなり、エンドレスベルト110の厚み方向において弾性層112の内側に設けられている。金属層111の内面は、ニップ板130に接触している。
弾性層112は、エンドレスベルト110の厚み方向において金属層111の外側に密着するように設けられている。弾性層112は、シリコンゴムなどの剥離性と弾性を併有するゴムからなり、外周面が加圧ローラ150に接触している。なお、弾性層112の外周面に、フッ素樹脂などからなる非金属の離型層をフッ素コーティング等によってさらに設けてもよい。
ハロゲンランプ120は、ニップ板130を介してエンドレスベルト110を加熱することで用紙P上のトナーを加熱するヒータであり、エンドレスベルト110の内側においてニップ板130から所定の間隔をあけて配置されている。そして、このハロゲンランプ120には、本体筐体10内に設けられた電力供給部200から電力が供給されるようになっている。
ニップ板130は、加圧ローラ150との間でエンドレスベルト110を挟むことでエンドレスベルト110と加圧ローラ150との間にニップ部NPを形成するための部材であり、板状に形成され、ハロゲンランプ120の下方に配置されている。そして、このニップ板130は、ハロゲンランプ120から受けた輻射熱をエンドレスベルト110を介して用紙P上のトナーに伝達する。
このニップ板130は、後述するスチール製のステイ160より熱伝導率が大きい、例えば、アルミニウム板などを断面視略U形状に折り曲げることで形成されている。より詳細にニップ板130は、断面視において、前後方向に沿うように延びるベース部131と、ベース部131の前後端から上方に向けて折り曲げられた折曲部132と、後側の折曲部132の上端から後方に向けて延びる延出部133とを主に有している。
そして、延出部133には、ニップ板130の温度を検出するための第2温度センサST2が設けられている。なお、第2温度センサST2は、ニップ板130の左右方向の中央部の温度を検出するセンターサーミスタであってもよいし、ニップ板130の左右方向の端部の温度を検出するサイドサーミスタであってもよい。
そして、第2温度センサST2で検出した検出温度は、本体筐体10内に設けられた制御装置300に出力されるようになっている。
反射板140は、ハロゲンランプ120からの輻射熱をニップ板130に向けて反射する部材であり、エンドレスベルト110の内側においてハロゲンランプ120を取り囲むように、ハロゲンランプ120から所定の間隔をあけて配置されている。
反射板140は、赤外線および遠赤外線の反射率が大きい、例えば、アルミニウム板などを断面視略U形状に湾曲させて形成されている。より詳細に、反射板140は、湾曲形状(断面視略U形状)をなす反射部141と、反射部141の両端部から前後方向外側に沿って延びるフランジ部142とを主に有している。なお、熱反射率を高めるため、反射板140は、鏡面仕上げを施したアルミニウム板などを用いて形成してもよい。
ステイ160は、前後方向におけるニップ板130のベース部131の両端を反射板140のフランジ部142を介して支持することでニップ板130の剛性を確保する部材であり、ニップ板130の加圧ローラ150側とは反対側に配置されている。ステイ160は、上壁161と、上壁161の前端から下方に延びる前壁162と、上壁161の後端から下方に延びる後壁163とによって断面視略U形状に形成され、反射板140を覆うように配置されている。
前壁162および後壁163の内面には、反射板140に向けて突出して、反射板140を保持する突起168が形成されている。このようなステイ160は、比較的剛性が大きい、例えば、鋼板などを断面視略U形状に折り曲げることで形成されている。
加圧ローラ150は、弾性変形可能な部材であり、ニップ板130の下方に配置されている。そして、この加圧ローラ150は、弾性変形した状態でニップ板130との間でエンドレスベルト110を挟むことでエンドレスベルト110との間にニップ部NPを形成している。
この加圧ローラ150は、本体筐体10内に設けられた図示せぬモータから駆動力が伝達されて回転駆動するように構成されており、回転駆動することでエンドレスベルト110または用紙Pとの摩擦力によりエンドレスベルト110を従動回転させる。
制御装置300は、例えば、CPUと、RAMおよびROMなどを有する記憶部と、入出力回路と、を備えている。制御装置300は、前述した通紙センサSP、第1温度センサST1および第2温度センサST2からの入力と、印刷指令の内容と、ROMに記憶されたプログラムやデータなどに基づいて演算処理を行うことによって、電力供給部200の制御を実行している。
具体的に、制御装置300は、加熱体101(詳しくは、加熱体101と加圧ローラ150との間に形成されるニップ部NP)に用紙Pが突入する前の所定のタイミングで、電力供給部200の出力を、所定時間の間、前記所定のタイミングの前の出力値(詳しくは直前の出力値)よりも高い傾向にする高出力傾向制御を実行する機能を有している。ここで、高出力傾向制御は、同じ条件下(温度、使用状況など)において、低出力傾向制御と比較したときにハロゲンランプ120が高出力になる傾向とする制御をいう。制御装置300は、複数枚の用紙Pを連続印刷する場合において、各用紙Pを加熱体101に供給するたびに、高出力傾向制御を行うように構成されている。
また、制御装置300は、複数枚の用紙Pを連続印刷する場合において、各高出力傾向制御の間、高出力傾向制御時よりも電力供給部200の出力値を低い傾向にする低出力傾向制御を行う機能も有している。この低出力傾向制御は、搬送される各用紙Pの間隔に対応するように実行される。
つまり、制御装置300は、複数枚の用紙Pを連続印刷する場合において、用紙Pがニップ部NPに突入する際に、加熱体101が事前に加熱されて蓄熱され、その熱がエンドレスベルト110の弾性層112まで伝熱されているように、用紙Pのニップ部NPへの突入前に高出力傾向制御を行っている。また、制御装置300は、ニップ部NPを用紙Pが通り抜けた後、次の用紙Pがニップ部NPに突入するまでの間において、前述した事前の加熱により無駄に加熱体101が蓄熱されないように、低出力傾向制御を行っている。
具体的に、制御装置300は、第2温度センサST2で検出した温度が、所定の目標温度TEになるように、電力供給部200を制御しており、目標温度TEを第1目標温度TE1とすることで低出力傾向制御を実行し、目標温度TEを第1目標温度TE1よりも高い第2目標温度TE2とすることで高出力傾向制御を実行している。
制御装置300は、画像が片面に形成された用紙Pに対して高出力傾向制御を実行する場合(以下、「表面定着時」ともいう。)には、当該高出力傾向制御でのハロゲンランプ120の発熱量が第1発熱量となるように、電力供給部200を制御している。制御装置300は、画像が両面に形成された用紙Pに対して高出力傾向制御を実行する場合(以下、「裏面定着時」ともいう。)には、当該高出力傾向制御でのハロゲンランプ120の発熱量が、第1発熱量よりも小さな第2発熱量となるように、電力供給部200を制御している。
具体的に、制御装置300は、両面印刷を行う場合には、前述した所定時間(高出力傾向制御を実行する時間)を変更することで、高出力傾向制御でのハロゲンランプ120の発熱量を変更している。詳しくは、制御装置300は、通紙センサSPでの検出タイミングに対する高出力傾向制御の開始タイミングを変更することで、前記所定時間を変更している。言い換えると、制御装置300は、通紙センサSPの出力状態がOFFからONに切り替わった時点から高出力傾向制御を開始するまでの時間である開始時間(後述する第1タイマ閾値Tth1および第2タイマ閾値Tth2)を、表面定着時において、第1開始時間αに設定し、裏面定着時において、第1開始時間αよりも長い第2開始時間βに設定する。
なお、所定の種類の用紙Pに対する高出力傾向制御の終了タイミングは、通紙センサSPでの検出タイミングに対して一定となっている。言い換えると、通紙センサSPの出力状態がOFFからONに切り替わった時点から高出力傾向制御を終了するまでの時間である終了時間τは、用紙Pの種類ごとにそれぞれ一定値に設定されている。つまり、終了時間τは、用紙Pの種類に応じて複数種類の値に設定されている。
以上により、表面定着時においては、高出力傾向制御を実行する時間である所定時間は、τ−αとなり、裏面定着時における所定時間は、τ−αよりも短いτ−βとなる。なお、所定時間の最大値(τ−α)は、エンドレスベルト110が一周する時間よりも長く、かつ、一枚の用紙Pが加熱体101(ニップ部NP)を通過する時間よりも短い値に設定されている。
また、制御装置300は、環境温度が高いほど、高出力傾向制御でのハロゲンランプ120の発熱量が小さくなるように、第1開始時間αおよび第2開始時間βを設定する機能を有している。具体的には、図3に示すように、第1開始時間αおよび第2開始時間βは、環境温度が高くなるほど、長い時間となるように設定されている。つまり、図3に示すようなマップまたは関数が記憶部に記憶されており、制御装置300は、記憶部に記憶されたマップまたは関数と、第1温度センサST1で検出された環境温度とに基づいて、第1開始時間αおよび第2開始時間βを設定している。
また、制御装置300は、両面印刷を行う場合には、まず、2枚の用紙Pに対して表面の印刷(トナー像の転写および熱定着)を連続して行い、これらの2枚の用紙Pの裏面の印刷を連続して行うように構成されている。つまり、制御装置300は、両面印刷を行う場合には、表面印刷と裏面印刷を2枚ずつ交互に実行するように構成されている。詳しくは、図6に示すように、例えば複数枚の用紙Pの表面をそれぞれ印刷順にSX1,SX2,・・・とし、裏面をDX1,DX2,・・・とした場合においては、まず、1,2枚目の用紙Pの表面SX1,SX2が順次印刷される。その後、1,2枚目の用紙Pの裏面DX1,DX2が順次印刷された後、3,4枚目の用紙Pの表面SX3,SX4が順次印刷される。その後、3,4枚目の用紙Pの裏面DX3,DX4が順次印刷された後、5,6枚目の用紙Pの表面SX5,SX6が順次印刷される。その後は、同様の動作が繰り返される。
次に、制御装置300の動作について詳細に説明する。
制御装置300は、印刷指令を受けると、図4および図5に示す各フローチャートを同時に繰り返し実行する。図4は、第1開始時間αおよび第2開始時間βを設定するためのフローチャートであり、図5は、ハロゲンランプの制御を示すフローチャートである。
制御装置300は、印刷指令を受けると、図4および図5に示す各フローチャートを同時に繰り返し実行する。図4は、第1開始時間αおよび第2開始時間βを設定するためのフローチャートであり、図5は、ハロゲンランプの制御を示すフローチャートである。
図4に示すように、制御装置300は、印刷指令を受けると、まず、第1温度センサST1から環境温度を取得する(S1)。ステップS1の後、制御装置300は、環境温度と図3に示すマップとに基づいて第1開始時間αと第2開始時間βを設定する(S2)。
ステップS2の後、制御装置300は、通紙センサSPがOFFからONに切り替わったか否かを判断する(S3)。ステップS3において通紙センサSPがOFFからONに切り替わっていないと判断した場合には(No)、制御装置300は、再度ステップS3の処理を実行する。
ステップS3において通紙センサSPがOFFからONに切り替わったと判断した場合には(Yes)、制御装置300は、通紙センサSPがONになった回数であるON回数Nをカウントアップする(S4)。ステップS4の後、制御装置300は、ON回数Nが奇数であるか否かを判断する(S5)。
ステップS5においてON回数Nが奇数であると判断した場合には(Yes)、制御装置300は、奇数枚目の用紙Pが通紙センサSPに到達することで通紙センサSPがOFFからONに切り替わった時点からの経過時間である第1経過時間T1の測定を、図示せぬ第1タイマを作動させることで開始する(S6)。ステップS6の後、制御装置300は、印刷指令と、ON回数Nとに基づいて通紙センサSPに到達した用紙Pの印刷(熱定着)の対象となる面が表面であるか裏面であるかを判定する(S7)。
具体的には、制御装置300は、印刷指令に基づいて片面印刷であると判断した場合には、ON回数Nに関わらず、常に表面と判定する。また、制御装置300は、印刷指令に基づいて両面印刷であると判断した場合には、ON回数Nが、1,2,5,6,9,10,・・・である場合には、表面と判定し、ON回数Nが、3,4,7,8,11,12,・・・である場合には、裏面と判定する。
ステップS7の後、制御装置300は、ステップS7において判定した面が表面であるか否かを判断する(S8)。ステップS8において表面であると判断した場合には(Yes)、制御装置300は、高出力傾向制御の開始時間となる第1タイマ閾値Tth1として、第1開始時間αを設定する(S9)。ステップS8において裏面であると判断した場合には(No)、制御装置300は、第1タイマ閾値Tth1として、第2開始時間βを設定する(S10)。
ステップS5においてON回数Nが偶数であると判断した場合には(No)、制御装置300は、偶数枚目の用紙Pが通紙センサSPに到達することで通紙センサSPがOFFからONに切り替わった時点からの経過時間である第2経過時間T2の測定を、図示せぬ第2タイマを作動させることで開始する(S11)。ステップS11の後、制御装置300は、ステップS7と同様の処理、つまり、印刷指令と、ON回数Nとに基づいて通紙センサSPに到達した用紙Pの印刷の対象となる面が表面であるか裏面であるかを判定する(S12)。
ステップS12の後、制御装置300は、ステップS12において判定した面が表面であるか否かを判断する(S13)。ステップS13において表面であると判断した場合には(Yes)、制御装置300は、高出力傾向制御の開始時間となる第2タイマ閾値Tth2として、第1開始時間αを設定する(S14)。ステップS13において裏面であると判断した場合には(No)、制御装置300は、第2タイマ閾値Tth2として、第2開始時間βを設定する(S15)。
ステップS9、ステップS10、ステップS14またはステップS15の後、制御装置300は、印刷指令で指定されている印刷枚数分の用紙Pの印刷制御が終了したか否かを判断する(S16)。ステップS16において印刷制御が終了していないと判断した場合には(No)、制御装置300は、ステップS3の処理に戻る。ステップS16において印刷制御が終了したと判断した場合には(Yes)、制御装置300は、本制御を終了する。
図5に示すように、制御装置300は、印刷指令を受けると、まず、ハロゲンランプ120をONにする(S21)。ステップS21の後、制御装置300は、第1経過時間T1が第1タイマ閾値Tth1以上であるか否かを判断する(S22)。
ステップS22においてT1<Tth1と判断した場合には(No)、制御装置300は、第2経過時間T2が第2タイマ閾値Tth2以上であるか否かを判断する(S23)。ステップS23においてT2<Tth2と判断した場合には(No)、制御装置300は、目標温度TEとして、第1目標温度TE1を設定する(S24)。
ステップS22においてT1≧Tth1と判断した場合には(Yes)、制御装置300は、第1経過時間T1が終了時間τ未満であるか否かを判断する(S25)。ステップS25においてT1<τと判断した場合には(Yes)、制御装置300は、目標温度TEとして、第1目標温度TE1よりも高い第2目標温度TE2を設定する(S26)。ステップS25においてT1≧τと判断した場合には(No)、制御装置300は、目標温度TEとして、第1目標温度TE1を設定し(S27)、第1経過時間T1を0にリセットする(S28)。
ステップS23においてT2≧Tth2と判断した場合には(Yes)、制御装置300は、第2経過時間T2が終了時間τ未満であるか否かを判断する(S29)。ステップS29においてT2<τと判断した場合には(Yes)、制御装置300は、目標温度TEとして、第2目標温度TE2を設定する(S30)。ステップS29においてT2≧τと判断した場合には(No)、制御装置300は、目標温度TEとして、第1目標温度TE1を設定し(S31)、第2経過時間T2を0にリセットする(S32)。
ステップS24、ステップS26、ステップS28、ステップS30またはステップS32の後、制御装置300は、目標温度TEに基づいてハロゲンランプ120の出力を制御する(S33)。つまり、ステップS33において、制御装置300は、第2温度センサST2で検出した温度が目標温度TEとなるように、ハロゲンランプ120の出力を制御する。
ステップS33の後、制御装置300は、印刷指令で指定されている印刷枚数分の用紙Pの印刷制御が終了したか否かを判断する(S34)。ステップS34において印刷制御が終了していないと判断した場合には(No)、制御装置300は、ステップS22の処理に戻る。
ステップS34において印刷制御が終了したと判断した場合には(Yes)、制御装置300は、ハロゲンランプ120をOFFにし(S35)、ON回数Nを0にリセットにして(S36)、本制御を終了する。
次に、6枚以上の用紙Pを連続して両面印刷する場合における各パラメータの変化について説明する。
図6に示すように、制御装置300は、印刷指令を受けると(時刻t0)、ハロゲンランプ120をONにする。このとき、まだ第1タイマおよび第2タイマは作動していないため、図5の各処理の流れが、S22:No→S23:No→S24となり、目標温度TEは、第1目標温度TE1に設定される。つまり、制御装置300は、印刷指令を受けると、まず、低出力傾向制御を実行する。
図6に示すように、制御装置300は、印刷指令を受けると(時刻t0)、ハロゲンランプ120をONにする。このとき、まだ第1タイマおよび第2タイマは作動していないため、図5の各処理の流れが、S22:No→S23:No→S24となり、目標温度TEは、第1目標温度TE1に設定される。つまり、制御装置300は、印刷指令を受けると、まず、低出力傾向制御を実行する。
そして、この際において、第2温度センサST2で検出した温度Tsが第1目標温度TE1よりも第1所定値以上低いと、制御装置300は、ハロゲンランプ120の出力を略100%とする。その後は、温度Tsが第1目標温度TE1に近づくにつれ、制御装置300は、ハロゲンランプ120の出力を徐々に下げていき、温度Tsと第1目標温度TE1との差が、第1所定値よりも小さな第2所定値以下となると(時刻t1)、制御装置300は、ハロゲンランプ120をOFFにする。
その後、1枚目の用紙Pが通紙センサSPに到達して通紙センサSPがOFFからONになると(時刻t2)、制御装置300は、図4のS4でN=1とし、S5でYesと判断する。次いで、制御装置300は、S6で第1経過時間T1の測定を開始し、S7,S8で表面印刷であると判定・判断して、第1タイマ閾値Tth1として、第1開始時間αを設定する(S9)。
その後、2枚目の用紙Pが通紙センサSPに到達して通紙センサSPがOFFからONになると(時刻t3)、制御装置300は、図4のS4でN=2とし、S5でNoと判断する。次いで、制御装置300は、S11で第2経過時間T2の測定を開始し、S12,S13で表面印刷であると判定・判断して、第2タイマ閾値Tth2として、第1開始時間αを設定する(S14)。
その後、印刷対象となる面が表面SX1である1枚目の用紙Pが通紙センサSPで検知されたとき(時刻t2)から第1開始時間αが経過すると(時刻t4)、つまりT1≧Tth1となると(S22:Yes)、制御装置300は、目標温度TEを第1目標温度TE1から第2目標温度TE2に変更して(S26)、高出力傾向制御を開始する。つまり、時刻t4の時点において、制御装置300は、ハロゲンランプ120の出力を、時刻t4の直前の出力値0%よりも高い値100%に変更する。ここで、出力値としては、例えば、デューティ比(単位時間当たりのハロゲンランプ120の点灯回数)などが挙げられる。
時刻t2から終了時間τが経過すると(時刻t5)、制御装置300は、目標温度TEを第2目標温度TE2から第1目標温度TE1に変更することで(S27)、高出力傾向制御を終了して、低出力傾向制御を実行する。この際、温度Tsが第1目標温度TE1に近い値であると、図に示すように、制御装置300は、ハロゲンランプ120をOFFにする。また、制御装置300は、第1経過時間T1を0にリセットする(S28)。
ここで、1回目の高出力傾向制御によってハロゲンランプ120の出力が100%になっている時間と、温度のグラフに示す用紙Pの表面SX1がニップ部NPを通過している時間は、時間的にずれている。つまり、表面SX1がニップ部NPを通過する前に、ハロゲンランプ120の高出力傾向制御により加熱体101が加熱されて蓄熱され、この蓄熱された熱は、表面SX1がニップ部NPを通過する際に表面SX1に伝達されている。
その後、印刷対象となる面が表面SX2である2枚目の用紙Pが通紙センサSPで検知されたとき(時刻t3)から第1開始時間αが経過すると(時刻t6)、つまりT2≧Th2となると(S23:Yes)、制御装置300は、高出力傾向制御を開始する(S30)。時刻t3から終了時間τが経過すると(時刻t7)、制御装置300は、高出力傾向制御を終了して、低出力傾向制御を実行する。また、この際、制御装置300は、第2経過時間T2を0にリセットする(S32)。
このときも、前述と同様に、2回目の高出力傾向制御を行う時間と、表面SX2がニップ部NPを通過する時間とがずれているので、2回目の高出力傾向制御により加熱体101に蓄熱された熱は、表面SX2のニップ部NPの通過時に良好に表面SX2に伝達される。
その後、印刷対象となる面が裏面DX1である1枚目の用紙Pが通紙センサSPで検知されると(時刻t8)、制御装置300は、図4のS4でN=3とし、S5でYesと判断する。次いで、制御装置300は、S6で第1経過時間T1の測定を開始し、S7,S8で裏面印刷であると判定・判断して、第1タイマ閾値Tth1として、第1開始時間αよりも長い第2開始時間βを設定する(S10)。
その後、印刷対象となる面が裏面DX2である2枚目の用紙Pが通紙センサSPで検知されると(時刻t9)、制御装置300は、図4のS4でN=4とし、S5でNoと判断する。次いで、制御装置300は、S11で第2経過時間T2の測定を開始し、S12,S13で裏面印刷であると判定・判断して、第2タイマ閾値Tth2として、第1開始時間αよりも長い第2開始時間βを設定する(S15)。
その後は、表面SX1のときと同様に、印刷対象となる面が裏面DX1である用紙Pの検知(時刻t8)から第2開始時間βの経過後に、高出力傾向制御が実行され、時刻t8から終了時間τの経過後に高出力傾向制御が終了する。また、表面SX2のときと同様に、印刷対象となる面が裏面DX2である用紙Pの検知(時刻t9)から第2開始時間βの経過後に、高出力傾向制御が実行され、時刻t8から終了時間τの経過後に高出力傾向制御が終了する。
そして、制御装置300は、前述したような制御を、表面SX3,SX4,・・・および裏面DX3,DX4,・・・に対しても同様に行う。これにより、各用紙Pの表裏面のそれぞれについて、1回ずつ高出力傾向制御が行われ、各用紙Pの紙間については、低出力傾向制御が行われる。なお、用紙Pの片面のみを印刷する場合にも、同様に、各用紙Pがニップ部NPに供給されるたびに高出力傾向制御が行われる。具体的には、片面印刷においては、図4のS7,S12において常に表面であると判断される。
以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
複数枚の用紙Pを連続印刷する場合には、用紙Pが加熱体101に供給されるたびに高出力傾向制御が行われるので、連続印刷時において、冷えた状態の各用紙Pが加熱体101に突入する前に、高出力傾向制御により加熱体101を十分蓄熱しておくことができる。そのため、冷えた状態の各用紙Pによって加熱体101から熱が奪われても、加熱体101の温度が下がりすぎるのを抑えることができ、ひいては定着不良が発生するのを抑えることができる。
複数枚の用紙Pを連続印刷する場合には、用紙Pが加熱体101に供給されるたびに高出力傾向制御が行われるので、連続印刷時において、冷えた状態の各用紙Pが加熱体101に突入する前に、高出力傾向制御により加熱体101を十分蓄熱しておくことができる。そのため、冷えた状態の各用紙Pによって加熱体101から熱が奪われても、加熱体101の温度が下がりすぎるのを抑えることができ、ひいては定着不良が発生するのを抑えることができる。
なお、このように加熱体101への用紙Pの突入前に高出力傾向制御を行うことは、本実施形態のような弾性層112を有するエンドレスベルト110を備えた構成において、特に有効となる。つまり、弾性層112は、熱を伝えにくいため、加熱体101への用紙Pの突入前に高出力傾向制御を行うことで、ニップ板130からエンドレスベルト110の弾性層112の表面に熱が伝達される時間を稼ぐことができ、加熱体101への用紙Pの突入時において、弾性層112の表面で用紙Pを良好に熱定着することができる。
低出力傾向制御を、搬送される各用紙Pの間隔に対応するように実行したので、ニップ部NPに用紙Pが存在しない状況において、加熱体101に蓄熱された熱によって加圧ローラ150が無駄に加熱されるのを抑えることができる。
画像が片面に形成された用紙Pに対して高出力傾向制御を実行する場合(表面定着時)には、当該高出力傾向制御でのハロゲンランプ120の発熱量を第1発熱量とし、画像が両面に形成された用紙Pに対して高出力傾向制御を実行する場合(裏面定着時)には、当該高出力傾向制御でのハロゲンランプ120の発熱量を、第1発熱量よりも小さな第2発熱量としたので、両面印刷された用紙Pを過剰に加熱するのを抑えることができる。ここで、画像が両面に形成された用紙Pは、片面印刷時において既に加熱体101で加熱されているので、このときの発熱量を小さくすることで、両面印刷された用紙Pを過剰に加熱するのを抑えることができる。
環境温度が高い場合には、給紙トレイ21に収容された用紙Pの温度も高いため、環境温度が大きいほど、高出力傾向制御でのハロゲンランプ120の発熱量を小さくすることで、過剰な加熱を抑えることができる。
通紙センサSPでの検出タイミングに対する高出力傾向制御の開始タイミングを変更することで、所定時間を変更、ひいては発熱量を変更したので、本実施形態のように高出力傾向制御の終了タイミングを一定にすることができる。そのため、高出力傾向制御によって加熱体101に蓄熱された熱がエンドレスベルト110の外周面に伝達されるタイミングに合わせて、用紙Pをニップ部NPに突入させることができるので、用紙Pの熱定着を良好に行うことができる。
高出力傾向制御を実行する時間である所定時間の最大値を、一枚の用紙Pがニップ部NPを通過する時間よりも短くしたので、各用紙Pごとに行う高出力傾向制御の実行時間が重なるのを抑えることができ、各用紙P間での無駄な出力を抑えることができる。
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。以下の説明においては、前記実施形態と略同様の構造や制御の処理については同一の符号を付し、その説明は省略する。
前記実施形態では、ステップS2で設定した第1開始時間αと第2開始時間βが印刷制御の終了まで変更されない構成としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、印刷制御の開始から終了までの間において、印刷枚数の増加に応じて、第1開始時間αおよび第2開始時間βを徐々に増加させていってもよい。言い換えると、制御装置300は、印刷制御の開始から終了までの間において、印刷枚数が増えるほど、高出力傾向制御でのハロゲンランプ120の発熱量を小さくするように構成されていてもよい。
具体的には、制御装置300は、前記実施形態で利用した図4に示すフローチャートに代えて、図7に示すフローチャートに従って各閾値Tth1,Tth2を設定するように構成されていてもよい。この形態では、図5のS2の代わりに、新たなステップS102を設け、図5のS4とS5の間に、新たなステップS150を設け、図5のS9,S10,S14,S15の代わりに、新たなステップS109,S110,S114,S115を設けている。
ステップS102において、制御装置300は、環境温度と図3に示すマップとに基づいて第1開始時間の初期値α1と第2開始時間の初期値β1を設定する。ステップS150において、制御装置300は、第1開始時間の今回値αnを、以下の式(1)によって算出し、第2開始時間の今回値βnを、以下の式(2)によって算出する。
αn=α1+(N−1)×a ・・・ (1)
βn=β1+(N−1)×b ・・・ (2)
N:ON回数
αn=α1+(N−1)×a ・・・ (1)
βn=β1+(N−1)×b ・・・ (2)
N:ON回数
このような式(1),(2)によってαn,βnを算出することで、αn,βnは、ON回数Nが増加するにつれ、徐々に増加していく。
ステップS109において、制御装置300は、第1タイマ閾値Tth1として、第1開始時間の今回値αnを設定する。ステップS110において、制御装置300は、第1タイマ閾値Tth1として、第2開始時間の今回値βnを設定する。
ステップS114において、制御装置300は、第2タイマ閾値Tth2として、第1開始時間の今回値αnを設定する。ステップS115において、制御装置300は、第2タイマ閾値Tth2として、第2開始時間の今回値βnを設定する。
そして、このような制御を制御装置300が実行することで、図8に示すように、例えば複数枚の片面印刷を連続して行う場合において、第1開始時間は、ON回数Nが増加するにつれて、α1,α2,α3,・・・,α10の順で徐々に長くなっていく。これにより、ここで、α1〜α10の関係は、末尾に付する数字が大きくなるほど、長い時間を表している。
このようにON回数Nの増加に応じて第1開始時間が徐々に長くなっていくことで、高出力傾向制御の実行時間Tdは、ON回数Nが増加するほど、徐々に短くなっていく。つまり、高出力傾向制御での発熱量が徐々に小さくなっていく。なお、両面印刷の場合にも、同様に、ON回数Nの増加に応じて、第1開始時間が徐々に長くなるとともに、第2開始時間が徐々に長くなることで、高出力傾向制御での発熱量が表面定着時と裏面定着時の両方で徐々に小さくなっていく。
ここで、ON回数N、つまり印刷枚数が多いほど、長い時間の間、ハロゲンランプ120で加熱体101が加熱されるので、加熱体101での蓄熱量は大きくなる。これに対し、この形態によれば、加熱体101の蓄熱量の増加に合わせて、高出力傾向制御での発熱量を徐々に小さくするので、印刷枚数が多い場合において用紙Pを過剰に加熱するのを抑えることができる。
なお、印刷枚数が多すぎて、αn≧τまたはβn≧τとなった場合には、制御装置300は、実質、高出力傾向制御を行わない。つまり、印刷枚数が所定枚数以上になった場合には、制御装置300は、高出力傾向制御を実行しないように構成されている。なお、このような構成は、前記実施形態についても同様に適用することができる。
前記実施形態では、目標温度TEを第2目標温度TE2に設定することで高出力傾向制御を実行したが、本発明はこれに限定されず、例えば目標温度を設定せずに、ハロゲンランプ120の出力を、単に高出力(例えば100%)にすることで、高出力傾向制御を実行してもよい。つまり、高出力傾向制御において、強制的に高出力値を設定してもよい。ここで、強制的とは、目標温度を参照しながらヒータ制御するフィードバック制御を解除し、目標温度を参照しないで特定の出力値で制御することを指す。
また、高出力傾向制御として、高出力傾向制御になったときに、温度センサで検知された温度から所定の値X1を引いて減少値とし、その減少値と目標温度を比較してヒータを制御する方法を採用してもよい。つまり、低出力傾向制御と高出力傾向制御とで目標温度を変えずに、高出力傾向制御において温度センサで検知した温度を所定の減算量だけ減算することで、高出力傾向制御を行ってもよい。なお、この場合には、低出力傾向制御の時も、温度センサから所定の値X2を差し引いてもよいが、この場合、X2<X1となる。
前記実施形態では、高出力傾向制御の実行時間を変更することで、高出力傾向制御でのハロゲンランプ120の発熱量を変更したが、本発明はこれに限定されず、高出力傾向制御でのハロゲンランプ120の出力値を変更することで、ハロゲンランプ120の発熱量を変更してもよい。
前記実施形態では、高出力傾向制御の開始時間を変更することで、高出力傾向制御の実行時間を変更したが、本発明はこれに限定されず、例えば高出力傾向制御の終了時間を変更することで、高出力傾向制御の実行時間を変更してもよい。
前記実施形態では、発熱体の一例としてハロゲンランプ120を例示したが、本発明はこれに限定されず、発熱体は、例えば発熱抵抗体や、カーボンヒータや、セラミックヒータや、IH熱源と当該IH熱源によって発熱する部材とで構成される発熱体などであってもよい。ここで、IH熱源は、それ自体は発熱しないが、ローラや金属ベルトを電磁誘導加熱方式により発熱させるものをいう。
前記実施形態では、記録シートの一例として、厚紙、はがき、薄紙などの用紙Pを例示したが、本発明はこれに限定されず、例えばOHPシートであってもよい。
前記実施形態では、エンドレスベルト110やニップ板130等を有する加熱体101を例示したが、本発明はこれに限定されず、加熱体は、例えば、内部にハロゲンランプが配置された金属製の加熱ローラなどであってもよい。
前記実施形態では、カラープリンタ1に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。
1 カラープリンタ
101 加熱体
120 ハロゲンランプ
200 電力供給部
300 制御装置
P 用紙
101 加熱体
120 ハロゲンランプ
200 電力供給部
300 制御装置
P 用紙
Claims (14)
- 発熱体を有し、画像が形成された記録シートを加熱する加熱体と、
前記発熱体に電力を供給する電力供給部と、
前記電力供給部を制御する制御装置と、を備えた画像形成装置であって、
前記制御装置は、
前記加熱体に記録シートが突入する前の所定のタイミングで、前記電力供給部の出力を、所定時間の間、前記所定のタイミングの前の出力値よりも高い傾向にする高出力傾向制御を実行可能であり、
複数枚の記録シートを連続印刷する場合において、各記録シートを前記加熱体に供給するたびに、前記高出力傾向制御を行うことを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御装置は、複数枚の記録シートを連続印刷する場合において、各高出力傾向制御の間、高出力傾向制御時よりも前記電力供給部の出力値を低い傾向にする低出力傾向制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記低出力傾向制御は、各記録シートの間隔に対応するように実行されることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記制御装置は、
画像が片面に形成された記録シートに対して前記高出力傾向制御を実行する場合には、当該高出力傾向制御での前記発熱体の発熱量を第1発熱量とし、
画像が両面に形成された記録シートに対して前記高出力傾向制御を実行する場合には、当該高出力傾向制御での前記発熱体の発熱量を、前記第1発熱量よりも小さな第2発熱量とすることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記制御装置は、
印刷制御の開始から終了までの間において、印刷枚数が増えるほど、前記高出力傾向制御での前記発熱体の発熱量を小さくすることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記制御装置は、
環境温度が大きいほど、前記高出力傾向制御での前記発熱体の発熱量を小さくすることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記制御装置は、前記所定時間を変更することで、前記発熱量を変更することを特徴とする請求項4から請求項6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記加熱体よりも前記記録シートの搬送方向上流側に、前記記録シートを検出するシートセンサを備え、
前記制御装置は、前記シートセンサでの検出タイミングに対する前記高出力傾向制御の開始タイミングを変更することで、前記所定時間を変更することを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。 - 所定の種類の記録シートに対する前記高出力傾向制御の終了タイミングが、前記シートセンサでの検出タイミングに対して一定となっていることを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
- 前記所定時間の最大値は、一枚の記録シートが前記加熱体を通過する時間よりも短いことを特徴とする請求項7から請求項9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記加熱体は、弾性層を有するエンドレスベルトを備えることを特徴とする請求項7から請求項10のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記所定時間の最大値は、前記エンドレスベルトが一周する時間よりも長いことを特徴とする請求項11に記載の画像形成装置。
- 画像が形成された記録シートを加熱する加熱体に電力を供給する電力供給部を制御する制御方法であって、
前記加熱体に記録シートが突入する前の所定のタイミングで、前記電力供給部の出力を、所定時間の間、前記所定のタイミングの前の出力値よりも高い傾向にする高出力傾向制御を、複数枚の記録シートを連続印刷する場合において、各記録シートを前記加熱体に供給するたびに行うことを特徴とする制御方法。 - 画像が形成された記録シートを加熱する加熱体に電力を供給する電力供給部を制御する制御装置を動作させるプログラムであって、
前記制御装置を、
前記加熱体に記録シートが突入する前の所定のタイミングで、前記電力供給部の出力を、所定時間の間、前記所定のタイミングの前の出力値よりも高い傾向にする高出力傾向制御を、複数枚の記録シートを連続印刷する場合において、各記録シートを前記加熱体に供給するたびに行う手段として機能させることを特徴とするプログラム。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
AA64 | Notification of invalidation of claim of internal priority (with term) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A241764 Effective date: 20161018 |