JP5915866B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、電子転写方式により記録紙上に画像を形成する画像形成装置に関するものであって、特に、記録紙を循環させる搬送路を有して両面に画像を形成させる画像形成装置に関する。
電子写真方式の画像形成装置は、転写部で像担持体に形成されたトナー像を記録紙に転写した後、定着部で記録紙を加熱・加圧することにより、記録紙上にトナー像を定着させて、画像形成を行う。このとき、転写部では、転写ローラーに転写電圧が印加されることにより、帯電したトナーが像担持体から記録紙に転写される。そして、定着部では、加熱ローラーによる加熱により、転写部で記録紙に転写されたトナーが溶融し、加圧ローラーにより記録紙上に定着される。
画像形成装置には、上述のようにして1面目に画像形成された(印刷された)記録紙を装置内で循環させて、記録紙の2面目にも画像形成させて、記録紙への両面印刷を実行するものがある(特許文献1参照)。特許文献1の画像形成装置は、両面印刷を実行する場合に、1面目を印刷した記録紙にカールが発生することを防止するために、1面目印刷時の定着温度を最適値に制御している。又、記録紙に形成する画像に対する階調処理と階調値に基づいて、記録紙へ定着可能な定着温度を設定する技術が開示されている(特許文献2参照)。
特開2004−317603号公報 特開2012−242751号公報
ところで、転写部では、転写電圧の影響により転写ニップ領域で放電が発生することがあり、この転写部の放電によって、記録紙に形成される画像に白ポチと呼ばれる放電性ノイズが発生することがある。この記録紙への形成画像上に発生する白ポチは、記録紙の用紙抵抗が大きい場合やトナー帯電量が高い場合などといった放電の発生しやすい状態となったときに発生する。そのため、両面印刷時においては、1面目の印刷における定着での加熱により、記録紙の水分が低下して、その用紙抵抗が大きくなることから、2面目の印刷で白ポチが発生することが多い。又、近年では、搬送速度の高速化が求められているため、転写部での転写電圧が高くなり、白ポチが更に発生しやすい状態となっている。
特許文献1の画像形成装置では、記録誌のカールによる2面目印刷時における搬送不良を防止するために、1面目印刷での定着温度を最適なものとしている。しかしながら、2面目印刷においては、定着温度を一定のものとしているため、1面目印刷で設定した定着温度によっては、記録紙に与える熱量が両面印刷に必要な熱量に対して不足して、定着不良となる恐れがある。又、特許文献2の画像形成装置は、片面印刷で連続印刷させる場合に定着温度を最適に制御できるものの、両面印刷に適応した場合、1面目印刷時において定着温度が高くなることから、2面目印刷時における記録紙の抵抗が高くなり、放電性ノイズを発生させることがある。
このような問題を鑑みて、本発明は、両面印刷時において放電性ノイズを抑制できるとともに定着に十分な熱量を記録紙に与えられる画像形成装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、トナー画像を担持する像担持体と、該像担持体のトナー画像を記録紙に転写する転写部と、該転写部で転写されたトナー画像を記録紙上に定着させる定着部と、画像が形成された記録紙が排紙される排紙トレイと、前記転写部及び前記定着部を通紙させた記録紙を反転させて前記転写部及び前記定着部に再度通紙させる循環搬送路と、を備え、記録紙の1面目のみを印刷する片面印刷と、記録紙の1面目及び2面目を印刷する両面印刷とを、実行する画像形成装置において、前記定着部が前記記録紙の定着時に与える熱量を設定する熱量設定部を備え、両面印刷時において、記録紙の1面目にトナー画像を定着させる際の熱量を片面印刷時の熱量よりも小さい値に設定する一方で、前記記録紙の2面目にトナー画像を定着させる際の熱量を前記片面印刷時の熱量よりも大きい値に設定し、前記熱量設定部は、両面印刷の対象となる記録紙の用紙厚に基づいて、前記第1及び第2熱量を設定し、前記第1熱量は、前記用紙厚が厚くなるほど小さい値に設定されることを特徴とする。
上述の画像形成装置において、前記熱量設定部は、前記転写部における転写電圧に基づいて、前記第1及び第2熱量を設定し、前記第1熱量は、前記転写電圧の絶対値が大きくなるほど小さい値に設定されるものとしてもよい。また、前記熱量設定部は、前記転写部より前記記録紙へ転写されるトナー量に基づいて、前記第1及び第2熱量を設定し、前記第1熱量は、前記トナー量が多くなるほど小さい値に設定されるものとしてもよい。更に、前記熱量設定部は、前記記録紙への印刷画像面積に基づいて、前記第1及び第2熱量を設定し、前記第1熱量は、前記印刷画像面積が広くなるほど小さい値に設定されるものとしてもよい。
上述の画像形成装置において、両面印刷時において設定した前記第1及び第2熱量の合計が、前記基準熱量の略2倍となるものとしても構わない
そして、前記熱量設定部は、両面印刷の対象となる記録紙の用紙抵抗に基づいて、前記第1及び第2熱量を設定し、前記第1熱量は、前記用紙抵抗が大きくなるほど小さい値に設定されるものとしても構わない
これらの画像形成装置において、装置内部の湿度を検出する湿度センサーを有し、前記熱量設定部は、前記湿度センサーにより検出された湿度に基づいて、前記第1及び第2熱量を設定し、前記第1熱量は、前記装置内部の湿度が低くなるほど小さい値に設定されるものとしても構わない。
上述の画像形成装置において、前記熱量設定部は、前記定着部における定着温度を設定することで、前記第1及び第2熱量を設定するものとしても構わないし、前記定着部における記録紙の搬送速度を設定することで、前記第1及び第2熱量を設定するものとしても構わないし、前記定着部における記録紙へのニップ圧を設定することで、前記第1及び第2熱量を設定するものとしても構わない。
これらの画像形成装置において、前記熱量設定部は、前記第1熱量を、前記記録紙に転移されたトナーのガラス転移温度以上の熱量に設定する。
本発明によると、両面印刷において1面目印刷時の熱量を片面印刷時と比べて下げる一方で2面目印刷時の熱量を片面印刷時の熱量よりも上げるため、2面目印刷時における記録紙の水分保有量の低下を抑制して、2面目印刷時の放電ノイズ(白ポチ)の発生を防止できると同時に、熱量不足による両面印刷後の定着不良をも防止できる。又、1面目印刷及び2面目印刷それぞれの熱量の合計が、片面印刷の熱量の略2倍となるように最適化されているので、両面印刷時において定着に必要な熱量を与えると同時に、その電力消費を抑制し、省電力化に貢献できる。
は、本発明の画像形成装置の外観斜視図である。 は、図1に示す画像形成装置の内部構成を示す概略構成図である。 は、図1に示す画像形成装置における定着部の構成を示す概略図である。 は、図3の定着部の構成を示す一部断面図である。 は、本発明の第1の実施形態における画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図である。 は、図5の制御部に格納される温度設定用テーブルの構成を示す概略図である。 は、本発明の第1の実施形態における画像形成装置による両面印刷時の制御動作を示すフローチャートである。 は、両面印刷時の定着温度の関係を示す図である。 は、本発明の画像形成装置による両面印刷時の制御動作の別例を示すフローチャートである。 は、本発明の画像形成装置による両面印刷時の制御動作の別例を示すフローチャートである。 は、本発明の第2の実施形態における画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図である。 は、図11の制御部に格納される温度設定用テーブルの構成を示す概略図である。 は、本発明の第2の実施形態における画像形成装置による両面印刷時の制御動作を示すフローチャートである。 は、本発明の第2の実施形態における画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図である。 は、図14の制御部に格納される温度設定用テーブルの構成を示す概略図である。 は、本発明の第2の実施形態における画像形成装置による両面印刷時の制御動作を示すフローチャートである。 は、本発明の第3の実施形態における画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図である。 は、図17の制御部に格納される温度設定用テーブルの構成を示す概略図である。 は、本発明の第3の実施形態における画像形成装置による両面印刷時の制御動作の一部を示すフローチャートである。 は、本発明の第3の実施形態における画像形成装置による両面印刷時の制御動作の一部を示すフローチャートである。 は、本発明の第4の実施形態における画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図である。 は、本発明の第4の実施形態における画像形成装置による両面印刷時の制御動作を示すフローチャートである。
(画像形成装置の全体構成)
本願発明の実施形態における画像形成装置の全体構成について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の画像形成装置の外観斜視図であり、図2は、当該画像形成装置の内部構成を示す概略図である。
画像形成装置1は、図1及び図2に示すように、原稿から画像を読み取る画像読取部3と、画像が形成される記録紙を収納する給紙部4と、トナー画像を作像した後に該トナー画像を給紙部4から給紙された記録紙に転写する転写部5と、転写部5で記録紙に転写されたトナー画像を定着する定着部6と、定着部6で定着されて画像が形成された記録紙が排紙される排紙トレイ7と、転写部5内の現像部63にトナーを供給するトナー補給装置8と、画像形成装置1への操作を受け付ける操作パネル9とを備える。この画像形成装置1において、その装置本体2上部に画像読取部3が設けられるとともに、装置本体2内部において、図1に示すように、下側から順に、給紙部4、転写部5、定着部6のそれぞれが設けられる。
排紙トレイ7は、定着部6で画像記録されて排紙された記録紙を受けるために、装置本体2の上側に設けられるとともに、給紙部3が、装置本体2における転写部5の下側で挿抜可能に構成される。このように構成されることで、給紙部4に収納された記録紙が装置本体2内部に給紙された後、上昇搬送されることによって、給紙部4の上部に配置された転写部5及び定着部6で画像が形成された後、画像読取部3の下側の空間(凹みスペース)に設けられた排紙トレイ7に排紙される。
装置本体2上部に設けられる画像読取部3は、原稿からの画像を読み取るスキャナー部31と、スキャナー部31の上部に設けられるとともにスキャナー部31に原稿を1枚ずつ搬送させる自動原稿搬送部(ADF:Auto Document Feeder)32とを備える。スキャナー部31は、上面側にプラテンガラス(不図示)を有する原稿台33と、原稿に対して光を照射する光源(発光部)34と、原稿からの反射光を画像データに光電変換するイメージセンサー(受光部)35と、反射光をイメージセンサー35上に結像させる結像レンズ36と、原稿からの反射光を順次反射させて結像レンズ36に入射させるミラー群37とを備えている。又、ADF32は、原稿載置トレイ38と原稿排出トレイ39とを備えるとともに、スキャナー部31の上面側において、原稿台33に対して開閉可能に設けられている。
この画像読取部3では、原稿台33のプラテンガラス(不図示)上の原稿を読み取る場合、副走査方向に移動する光源34から光が原稿に対して照射され、その反射光が、ミラー群37及び結像レンズ36を介して、イメージセンサー35上に結像される。これにより、イメージセンサー35が、原稿からの反射光に基づく電気信号を生成し、画像データとして出力する。一方、原稿載置トレイ38に載置された原稿を読み取る場合、原稿台33内部の所定位置に固定された光源34及びミラー群37が固定されると共に、複数のローラー等で構成される原稿搬送機構40によって原稿が読取位置に搬送される。従って、光源装置34からの光が、原稿搬送機構40により搬送された原稿に対して照射されることで、その反射光がイメージセンサー35上に結像されて、画像データが出力される。
転写部5は、Y(Yellow)、M(Magenta)、C(Cyan)、K(Key tone)各色のトナー画像を生成する作像部51と、作像部51それぞれの下方に設けられた露光部52と、水平方向に並んだ各色の作像部51と当接することで作像部51から各色のトナー画像が転写される中間転写ベルト53と、作像部51と中間転写ベルト53を挟持するように各色の作像部51それぞれに対して上側に対向する位置に設けられた一次転写ローラー54と、中間転写ベルト53を回動させる駆動ローラー55と、駆動ローラー55の回転が中間転写ベルト53を通じて伝達することで回転する従動ローラー56と、中間転写ベルト53を挟んで駆動ローラー55と対向する位置に設置される二次転写ローラー57と、中間転写ベルト53を挟んで従動ローラー56と対向する位置に設置されるクリーナー58とを、備える。
作像部51は、中間転写ベルト53の外周面と当接する感光体ドラム61と、感光体ドラム61の外周面をコロナ放電により帯電させる帯電部62と、攪拌して帯電させたトナーを感光体ドラム61の外周面に付着させる現像部63と、トナー画像を中間転写ベルト53に転写した後に感光体ドラム61の外周面に残留するトナーを除去するクリーナー64と、を備える。このとき、感光体ドラム61は、中間転写ベルト53を挟んで、一次転写ローラー54と対向する位置に設置されるとともに、図1における時計回りの方向に回転する。そして、感光体ドラム61の周囲には、一次転写ローラー54、クリーナー64、帯電部62、及び現像部63が、感光体ドラム61の回転方向に沿って、順番に配置されている。
又、中間転写ベルト53は、例えば導電性を有する無端状のベルト部材から構成され、駆動ローラー55及び従動ローラー56に緩みの無い状態で巻き掛けられることで、駆動ローラー55の回転に従って、図1において反時計回りの方向に回動する。そして、中間転写ベルト53の周囲には、中間転写ベルト53の回転方向に沿って、二次転写ローラー57、クリーナー58、YMCK各色の作像部51それぞれが順番に配置されている。又、中間転写ベルト53の上側には、YMCK各色について、現像部63に補給するトナーを収容したトナー補給装置8が配置されている。トナー補給装置8は、YMCK各色に対応して配置されるとともに、不図示のトナー搬送部材を介してYMCK各色の現像部63と接続され、このトナー搬送部材を通じて現像部63へトナーを補給する。
定着部6は、図3に示すように、記録紙上のトナー画像を定着させるべく加熱する加熱ローラー59と、記録紙を加熱ローラー59と共に挟持して記録紙を加圧する加圧ローラー60とを備える。又、定着部6は、加熱ローラー59の表面に電磁誘導で渦電流を生じさせる磁束発生部65と、加圧ローラー60表面に圧接された均熱ローラー66とを備える。尚、加熱ローラー59及び加圧ローラー60により定着部6を構成する例を挙げて、その構成を説明するが、加熱ローラー59の代わりに、ベルト形状による加熱ベルトにより構成するものとしても構わない。
加熱ローラー59は、図4に示すように、円筒形状の芯金591の外周面に、耐熱性や弾性を有する部材(例えば,ゴム材や樹脂材)のスポンジ体による断熱層592、磁束発生部601による励磁によりジュール熱を発生させる電磁誘導発熱層593、記録紙と加熱ローラー59表面との密着性を高める弾性層594、及び表面の離型性を高める耐熱性部材による離型層595が順次積層されている。加圧ローラー60は、円筒形状の芯金601の外周面に、耐熱性や弾性を有する部材(例えば,ゴム材や樹脂材)のスポンジ体による断熱層602、及び表面の離型性を高める耐熱性部材による離型層603が順次積層されている。
磁束発生部65は、図3に示すように、コイルボビン651に巻かれた励磁コイル652と、励磁コイル652の一方の端部に重ね配置されている消磁コイル653と、励磁コイル652における加熱ローラー59とは反対側の外面を覆うように配置された山形状のメインコア654と、メインコア654の端部に配置された裾コア655とを有する。励磁コイル652は、高周波電力が供給されて磁束を発生する。励磁コイル652により誘導される磁束は、メインコア654の内部を通じて、メインコア654から加熱ローラー59に導かれる。メインコア654は、高透磁率かつ低損失のものであり、磁気回路の効率を上げるとともに磁気遮蔽を行う。又、消磁コイル653は、励磁コイル652によって発生する磁界を打ち消す方向の逆起電力を誘起させ、加熱ローラー59の発熱を抑制する。
均熱ローラー66は、加圧ローラー60に対して長手方向全域で対向するように配置され、加圧ローラー60に従動回転するように構成されている。この均熱ローラー66は、ハロゲンランプや抵抗発熱体等の加熱源を内蔵するものであってもよい。尚、定着部6は、上述の図3の構成に限られるものではなく、加熱ローラー59にハロゲンランプなどの加熱源を内蔵した加熱ローラー59により加熱される構成としてもよい。
給紙部4に収納された記録紙を1枚ずつ取り出す給紙機構として、給紙部4に収納された記録紙を最上層から繰り出す繰り出しローラー41と、繰り出された記録紙を1枚ずつに分離する分離ローラー対42と、を備える。又、給紙部4内の記録紙は、繰り出しローラー41及び分離ローラー対42の回転駆動によって、最上層のものから1枚ずつ、主搬送路R0に向けて送り出される。
主搬送路R0には、転写部5の上流側に、搬送ローラー対(タイミングローラー対)43が配置され、定着部6よりも下流側に、印刷済の記録紙を排出する排紙ローラー対71が配置されている。即ち、給紙部4から主搬送路R0に給紙された記録紙は、搬送ローラー対43の回転駆動により、中間転写ドラム53上のトナー像を記録紙に転写されるタイミングで、中間転写ベルト53と二次転写ローラー57のニップ領域(転写領域)に搬送される。又、印刷済の記録紙は、排紙ローラー対71の回転駆動によって排紙トレイ7に排出される。
更に、画像形成装置1の装置本体2内には、片面印刷後の記録紙を表裏反転させて両面印刷するための循環搬送部R1が設けられている。そして、排紙ローラー対71が正逆回転可能に構成されることで、排紙ローラー対71の正転により、記録紙を装置本体2外の排紙トレイ7に排出させる一方、排紙ローラー対71の逆転により、記録紙をスイッチバック(逆送)して循環搬送路R1を介して主搬送路R0に再搬送させる。
循環搬送路R1には、排紙ローラー対71で反転された記録紙を受ける搬送ローラー対44が配置され、搬送ローラー対44の更に下流側に、搬送ローラー対45が配置され、主搬送路R0との接続部よりも上流側に、搬送ローラー46が配置される。即ち、排紙ローラー対71の反転とともに搬送ローラー対44が回転駆動して、排紙ローラー対71でスイッチバックされた記録紙が、循環搬送路R1に搬送される。又、循環搬送路R1において、搬送ローラー対45,46が回転駆動することで、記録紙が、循環搬送路R1を搬送された後、主搬送路R0に再搬送されることとなる。
又、装置本体2の正面側(前面側)には、図1に示すように、操作パネル9が設けられる。そして、ユーザーは、この操作パネル9の表示画面等を見ながらキー操作をすることで、画像形成装置1の各種機能の中から選択した機能について設定操作をしたり、画像形成装置1に作業実行を指示したりできる。
(印刷動作)
画像形成装置1による印刷動作を簡単に説明する。画像形成装置1は、操作パネル9又は外部端末により、開始信号や画像信号等を受信して印刷動作を開始する。印刷動作が開始すると、給紙部4から繰り出された記録紙が、主搬送路R0に沿って画像転写部5に搬送される。この画像転写部5における、YMCK各色の作像部51では、帯電部62によって帯電させた感光体ドラム61の表面に露光部52からレーザー光が照射され、YMCK各色の画像に対応した静電潜像が形成される。
静電潜像が形成された感光体ドラム61の表面に、現像部63で帯電したトナーが移り、感光体ドラム61にトナー画像が形成される。そして、感光体ドラム61の表面に担持されたトナー画像が、中間転写ベルト53と接触する際、一次転写ローラー54の静電気力によって、中間転写ベルト53に転写されるため、中間転写ベルト53の表面に、YMCK各色が重なったトナー画像が形成される。一方、トナー画像を中間転写ベルト53に転写した感光体ドラム61に残った未転写トナーは、クリーナー64にて掻き取られ、感光体ドラム61上から取り除かれる。
中間転写ベルト53に転写されたトナー画像は、駆動ローラー55及び従動ローラー56によって中間転写ベルト53が回転することで、二次転写ローラー57と当接する転写位置まで移動し、主搬送路R0上の転写位置まで搬送される記録紙に転写される。トナー画像を記録紙に転写した中間転写ベルト53に残った未転写トナーは、クリーナー58にて掻き取られ、中間転写ベルト53上から取り除かれる。
又、二次転写ローラー57との当接位置でトナー画像が転写された記録紙は、定着部6に搬送される。このとき、片面に未定着トナー像を載せた記録紙が、定着部6の定着位置を通過し、加熱ローラー59及び加圧ローラー60により加熱されるとともに加圧されて、未定着トナー像が紙面に定着される。
片面印刷の場合、トナー像定着後(片面印刷後)の記録紙は、定着部6を通過した後、排紙ローラー対71の回転駆動(正転)により排紙トレイ7に排出される。一方、両面印刷の場合は、排紙ローラー対71により排紙トレイ7側に搬送された片面印刷後の記録紙が、排紙ローラー対71の逆転によりスイッチバックして、循環搬送路R1に搬送される。両面印刷時にスイッチバックした記録紙は、循環搬送路R1で搬送ローラー対44〜46が回転駆動することで、再び主搬送路R0に反転されて戻される。そして、主搬送路R0を記録紙が通過することで、画像転写部5及び定着部6が記録紙の他面(トナー像の定着されていない面)にトナー像を転写及び定着させた後、排紙ローラー対71の回転駆動(正転)により、排紙トレイ7に両面印刷された記録紙を排出することとなる。
以下の各実施形態の画像形成装置は、上述の画像形成装置1の構成を共通に備えるものである。そして、以下の各実施形態の画像形成装置は、その両面印刷動作について異なるものとなるため、以下の各実施形態において、両面印刷動作に係る構成及び処理について、詳細に説明する。
<第1の実施形態>
本発明の第1の実施形態の画像形成装置について、図面を参照して以下に説明する。図5は、本実施形態における画像形成装置の制御部の構成を示す概略ブロック図であり、図7は、両面印刷時の制御動作を示すフローチャートである。尚、本実施形態の画像形成装置の全体構成は、上述の図1及び図2による構成を有するものである。
本実施形態の画像形成装置1は、図5に示すように、タイミングローラー対43を通過する記録紙の用紙抵抗を検出する用紙抵抗検出器11を有する。用紙抵抗検出器11は、タイミングローラー対43の一方のローラー431を接地させるとともに、他方のローラー432と一端が接続される抵抗R11と、抵抗R11の他端と一端が接続されるとともに他端に直流電圧VR0が印加されたスイッチS11とによって構成される。従って、スイッチS11をONとしたとき、タイミングローラー対43を通過する記録紙の用紙抵抗が抵抗値Rpとなる場合、用紙抵抗検出器11は、抵抗R11の抵抗値R11とによる分圧値VR0×Rp/(R11+Rp)を抵抗検出信号として出力する。
又、画像形成装置1は、用紙抵抗検出器11から入力される抵抗検出信号に基づき記録紙の用紙抵抗Rpを算出する用紙抵抗算出部12を備えており、用紙抵抗算出部12が、検出された用紙抵抗Rpを制御部10に通知する。又、用紙抵抗算出部12は、用紙抵抗検出器11のスイッチS11における接点の接離(ON/OFF)を制御する。従って、例えば、給紙部4から主搬送路R0へ記録紙が給紙されたときに、用紙抵抗算出部12によりスイッチS11がONとされることで、用紙抵抗検出器11により記録紙の用紙抵抗が検出される。このように、タイミングローラー対43を記録紙が通過するときにのみ、用紙抵抗検出器11を動作させることで、検出動作における消費電力を最小限に抑制できる。
更に、画像形成装置1は、図5に示す構成の制御部10を備え、この制御部10によって、画像形成装置1を構成する各部が制御され、記録紙への印字動作や原稿からの画像読取動作などの各種動作が実行される。この制御部10は、各種演算処理や制御を実行するCPU(Central Processing Unit)101と、制御プログラムなどを記憶するROM(Read Only Memory)102と、演算データを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)103と、転写部5で形成させるトナー画像の基となる画像データを生成する画像処理部104と、画像処理部104で得られた画像データを一時的に記憶する画像メモリ105と、画像形成装置1を構成する各部との間で信号の送受信を行う入出力インターフェース106と、外部ネットワーク600と通信接続する通信インターフェース107と、定着部6における定着温度を設定する温度設定部(定着熱量設定部)108と、制御部10内の各ブロック間の通信を成立させるために信号を送受信するバス110と、を備える。
このような構成の制御部10は、温度設定部108において、両面印刷時処理における1面目印刷時の定着温度及び2面目印刷時の定着温度と片面印刷処理における定着温度であって基準値となる基準定着温度Tstdとの温度差(定着温度変化量)ΔTを、用紙抵抗設定算出部12から通知された記録紙の用紙抵抗Rpに基づいて設定する。そして、ROM102は、用紙抵抗Rpに対する定着温度変化量ΔTの関係を示す温度設定用テーブルTa1を有するとともに、基準定着温度Tstdを記憶している。又、RAM103が、温度設定部108で算出した定着温度変化量ΔTを一時的に記憶することで、温度設定部108は、この定着温度変化量ΔTをRAM103から読みだし、1面目印刷時の定着温度T1st(=Tstd−ΔT)、2面目印刷時の定着温度T2nd=Tstd+ΔTそれぞれを設定する。
ROM102に格納される温度設定用テーブルTa1は、図6に示される、用紙抵抗Rpと定着温度変化量ΔTとの関係を記憶している。即ち、基準定着温度Tstdで両面印刷を実行した場合に2面目印刷時に許容できないレベルの白ポチ(放電性ノイズ)が発生する用紙抵抗Rpの値が、抵抗値Rp0となるものとすると、用紙抵抗Rpが抵抗値Rp0より大きくなるにつれて、定着温度変化量ΔTを増加させる。
一方、定着温度変化量ΔTの最大値ΔTmaxは、この最大値ΔTmaxで補正した1面目印刷時の定着温度T1stで定着させたときに、1面目に形成されたトナー画像からトナーが離脱しない値に設定される。即ち、定着温度T1stが温度Tstd−ΔTmaxに設定されるとき、この温度Tstd−ΔTmaxは、トナーのガラス転移温度以上となる。従って、定着温度Tstd−ΔTmaxに設定したときの熱量は、記録紙に転移されたトナーに対して、そのトナーのガラス転移温度以上の熱量を供給する値となる。
以下に、制御部10による両面印刷処理の制御動作について、図7に示すフローチャートを参照して説明する。制御部10は、両面印刷動作の開始を指示する信号を入出力インターフェース106又は通信インターフェース107で受け付けると、用紙抵抗算出部12を通じて、用紙抵抗検出器11のスイッチS11をONとし、記録紙の用紙抵抗Rpの検出動作を開始する(STEP1)。そして、制御部10は、給紙部4の繰り出しローラー41及び分離ローラー対42を駆動して、記録紙を主搬送路R0に給紙させる(STEP2)。
給紙部4から繰り出された記録紙は、主搬送路R0を上昇搬送されて、タイミングローラー対43に到達する。タイミングローラー対43を記録紙が通過することで、用紙抵抗検出器11が、記録紙の用紙抵抗Rpに基づく電圧信号による抵抗検出信号を用紙抵抗算出部12に出力する。これにより、用紙抵抗算出部12が、用紙抵抗検出器11からの抵抗検出信号に基づいて、給紙部4から主搬送路R0に繰り出された記録紙の用紙抵抗Rpを算出し、制御部10に通知する(STEP3)。制御部10は、入出力インターフェース106で受けた記録紙の用紙抵抗Rpを、温度設定部108に与える。
温度設定部108は、ROM102における温度設定テーブルTa1を参照して、用紙抵抗Rpに基づく定着温度変化量ΔTを取得し、基準定着温度Tstdから定着温度変化量ΔTを減算した温度Tstd−ΔTを、1面目印刷時の定着温度T1stとして設定する(STEP4)。温度設定部108で設定された1面目印刷時の定着温度T1stは、制御部10より定着部6に通知される。又、温度設定部108は、1面目印刷時の定着温度T1stを設定する際に取得した定着温度変化量ΔTを、RAM103に一時的に記憶させる(STEP5)。
その後、タイミングローラー対43の搬送により記録紙を転写部5による転写ニップ領域に到達させると、二次転写ローラー57に二次転写電圧を印加し、中間転写ベルト53上のトナー画像を記録紙の一面目に転写させる(STEP6)。この記録紙への二次転写の前には、制御部10が転写部5を制御することで、まず、転写部5の作像部51及び露光部52を駆動して、YMCK各色の作像部51における感光体ドラム61にトナー画像を形成させる。そして、駆動ローラー55の回転駆動、及び一次転写ローラー56への一次転写電圧の印加により、YMCKのトナー画像を感光体ドラム61から中間転写ベルト53に転写させる。これにより、STEP6における二次転写電圧の印加により、中間転写ベルト53のトナー画像が、記録紙に転写する。
転写部5でトナー画像が一面目に転写された記録紙は、主搬送路R0を通じて、定着部6に搬送される。定着部6は、設定された定着温度T1stを制御部10から受け、搬送された記録紙に対して、定着温度T1stにより加熱すると同時に及び加圧して、記録紙の一面目にトナー画像を定着させる(STEP7)。そして、一面目にトナー画像が定着された記録紙は、主搬送路R0を通じて、排紙ローラー対71へ搬送される。制御部10により、排紙ローラー対71が正転して記録紙を排紙トレイ7側に搬送した後に、排紙ローラー対71が逆転することで、記録紙をスイッチバックさせ、循環搬送路R1に搬送させる(STEP8)。循環搬送路R1では、制御部10により搬送ローラー対44〜46が回転駆動して、排紙ローラー対71でスイッチバックされた記録紙を主搬送路R0まで搬送するため、主搬送路R0では、記録紙の2面目(1面目の裏面)が印刷面となる。
制御部10では、温度設定部108が、STEP5においてRAM103に記憶された定着温度変化量ΔTを読み出し(STEP9)、温度設定部108による2面目印刷時の定着温度T2ndの設定動作を行う(STEP10)。即ち、温度設定部108は、ROM102に格納されている基準定着温度Tstdに定着温度変化量ΔTを加算した温度Tstd+ΔTを、2面目印刷時の定着温度T2ndとして設定する。この温度設定部108で設定された2面目印刷時の定着温度T2ndは、制御部10より定着部6に通知される。
その後、主搬送路R0に搬送された記録紙が、タイミングローラー対43の搬送により転写部5に搬送されると、STEP6と同様、二次転写ローラー57に二次転写電圧を印加し、中間転写ベルト53上のトナー画像を記録紙の二面目に転写させる(STEP11)。そして、トナー画像が二面目に転写された記録紙が定着部6に搬送されると、定着部6は、記録紙に対して、定着温度T2ndにより加熱すると同時に及び加圧して、記録紙の二面目にトナー画像を定着させる(STEP12)。このようにして両面にトナー画像を定着した記録紙は、主搬送路R0を通じて排紙ローラー対71へ搬送されると、排紙ローラー対71が正転して、記録紙を排紙トレイ7に排紙する(STEP13)。
上記のように、両面印刷時において、制御部10が図7に示すフローチャートに従って各部の動作を制御することにより、記録紙の用紙抵抗Rpに応じて、1面目の定着温度T1stと2面目の定着温度T2ndそれぞれを最適な値に設定できる。即ち、図8に示すように、1面目の定着温度T1stを基準定着温度Tstdよりも定着温度差ΔT(0≦ΔT≦ΔTmax)だけ低い温度とすることで、記録紙の含水率を過分に低下させることがない。従って、2面目印刷時における記録紙の用紙抵抗の低下を抑制でき、2面目印刷時における白ポチ(放電性ノイズ)の発生を抑制できる。一方、2面目の定着温度T2ndを基準定着温度Tstdよりも定着温度差ΔTだけ高い温度とすることで、1面目の定着温度低下分による熱量の不足を補足でき、記録紙両面へのトナー画像の定着状態を良好なものとできる。このように定着温度T1st,T2ndで両面印刷することで、基準定着温度Tstdで片面印刷を2回したときと同等の熱量を、記録紙に与えることができる。
(両面印刷処理の別例1)
本実施形態において、両面印刷時に白ポチ(放電性ノイズ)の発生抑制のために、1面目及び2面目それぞれに対して与える熱量変化として、定着温度T1st,T2ndを変更するものとしたが、定着温度を変化させるものに限るものではない。即ち、両面印刷時に白ポチ(放電性ノイズ)の発生を抑制するには、1面目印刷時と2面目印刷時に記録紙へ与える熱量を変化させるものであればよい。
従って、本例では、1面目印刷時と2面目印刷時において、記録紙の定着部6における搬送速度(定着速度)を変化させる制御動作を一例に挙げ、その制御動作について、図9のフローチャートを参照して説明する。即ち、本例においては、不図示であるが、制御部10は、温度設定部108の代わりに、定着速度を設定する定着速度設定部を、熱量設定部として有する。尚、図9のフローチャートにおいて、図7のフローチャートと同一の動作ステップについては、同一の符号を付して、その詳細な説明については省略する。
本例では、制御部10が、両面印刷動作を開始すると、用紙抵抗検出器11を駆動させた後に、記録紙を主搬送路R0に給紙させ、記録紙の用紙抵抗Rpを取得する(STEP1〜STEP3)。制御部10は、用紙抵抗Rpに基づいて、1面目印刷時の定着速度V1stを設定する(STEP104)。このとき、制御部10は、まず、両面印刷時処理における1面目印刷時の定着速度V1st及び2面目印刷時の定着速度V2ndと片面印刷処理における定着速度であって基準値となる基準定着速度Vstdとの差(定着速度変化量)ΔVを、用紙抵抗設定算出部12から通知された記録紙の用紙抵抗Rpに基づいて設定する。そして、制御部10は、この定着速度変化量ΔVを基準定着速度Vstdに加算した速度Vstd+ΔV、1面目印刷時の定着速度V1stとして設定する。
制御部10では、上記定着速度V1stを設定した後に、算出した定着速度変化量ΔVをRAM103に一時的に記憶させる(STEP105)。その後、制御部10が、転写部5及び定着部6を駆動させることにより、記録紙にトナー画像を転写させて、記録紙に定着速度V1stで定着部6を通過させた後、排紙ローラー対71でスイッチバックして、循環搬送路R1へ搬送する(STEP6〜STEP8)。このようにして、トナー画像が第1面に定着された記録紙が反転して主搬送路R0に搬送される。この1面目印刷時において、定着速度V1stを定着速度変化量ΔVだけ基準定着速度Vstdより速くすることにより、定着部6を記録紙が通過する時間が短縮されるため、記録紙への熱量を低減できる。
その後、制御部10は、STEP105においてRAM103に記憶された定着速度変化量ΔVを読み出し(STEP109)、2面目印刷時の定着速度V2ndの設定動作を行う(STEP110)。このとき、制御部10は、ROM102に格納されている基準定着速度Vstdに定着速度変化量ΔVを減算した速度Vstd−ΔVを、2面目印刷時の定着速度V2ndとして設定する。
そして、制御部10が、転写部5及び定着部6を駆動させることにより、記録紙にトナー画像を転写させて、記録紙に定着速度V2ndで定着部6を通過させた後、排紙トレイ7に記録紙を排紙する(STEP11〜STEP13)。この2面目印刷時において、定着速度V2ndを定着速度変化量ΔVだけ基準定着速度Vstdより遅くすることにより、定着部6を記録紙が通過する時間が長くなるため、1面目印刷時で不足した記録紙への熱量を補填できる。
(両面印刷処理の別例2)
上述の別例1では、1面目印刷時と2面目印刷時それぞれにおける定着速度を変化させるものとしたが、本例では、1面目印刷時と2面目印刷時それぞれにおける定着部6におけるニップ圧を変化させる制御動作を一例に挙げる。即ち、本例においては、不図示であるが、制御部10は、温度設定部108の代わりに、ニップ圧を設定するニップ圧設定部を、熱量設定部として有する。以下では、本例における両面印刷処理時の制御動作について、図10のフローチャートを参照して説明する。尚、図10のフローチャートにおいて、図7のフローチャートと同一の動作ステップについては、同一の符号を付して、その詳細な説明については省略する。
本例では、制御部10が、両面印刷動作の開始後、用紙抵抗検出器11をONとするとともに記録紙を給紙させて、記録紙の用紙抵抗Rpを取得すると(STEP1〜STEP3)、用紙抵抗Rpに基づいて、1面目印刷時の定着ニップ圧N1stを設定する(STEP204)。このとき、制御部10は、まず、両面印刷時処理における1面目印刷時の定着ニップ圧N1st及び2面目印刷時の定着ニップ圧N2ndと片面印刷処理における定着ニップ圧であって基準値となる基準定着ニップ圧Nstdとの差(定着ニップ圧変化量)ΔNを、用紙抵抗設定算出部12から通知された記録紙の用紙抵抗Rpに基づいて設定する。そして、制御部10は、この定着ニップ圧変化量ΔNを基準定着ニップ圧Nstdから減算した値Nstd−ΔNを、1面目印刷時の定着ニップ圧N1stとして設定する。
制御部10では、上記定着ニップ圧N1stを設定した後に、算出した定着ニップ圧変化量ΔNをRAM103に一時的に記憶させる(STEP205)。その後、転写部5が記録紙にトナー画像を転写し、定着部6が記録紙を定着ニップ圧N1stで押圧してトナー画像を定着させた後、1面目が印刷された記録紙を循環搬送路R1へ搬送する(STEP6〜STEP8)。この1面目印刷時において、定着ニップ圧N1stを定着ニップ圧変化量ΔNだけ基準定着ニップ圧Nstdより減圧することにより、記録紙への熱量を低減できる。
その後、制御部10は、STEP205においてRAM103に記憶された定着ニップ圧変化量ΔNを読み出し(STEP209)、2面目印刷時の定着ニップ圧N2ndの設定動作を行う(STEP210)。このとき、制御部10は、ROM102に格納されている基準定着ニップ圧Nstdに定着ニップ圧変化量ΔNを加算したニップ圧Nstd+ΔNを、2面目印刷時の定着ニップ圧N2ndとして設定する。そして、転写部5が記録紙にトナー画像を転写し、定着部6が記録紙を定着ニップ圧N2ndで押圧してトナー画像を定着させた後、排紙トレイ7に記録紙を排紙する(STEP11〜STEP13)。この2面目印刷時において、定着ニップ圧N2ndを定着ニップ圧変化量ΔNだけ基準定着ニップ圧Nstdより加圧することにより、1面目印刷時で不足した記録紙への熱量を補填できる。
<第2の実施形態>
本発明の第2の実施形態の画像形成装置について、図面を参照して以下に説明する。図11は、本実施形態における画像形成装置の制御部の構成を示す概略ブロック図であり、図13は、両面印刷時の制御動作を示すフローチャートである。尚、本実施形態の画像形成装置の全体構成は、上述の図1及び図2による構成を有するものである。又、図11における構成において、図5の構成と同一の部分について同一の符号を付すとともに、図13におけるフローチャートにおいて、図7のフローチャートと同一のステップについて同一の符号を付し、その詳細な説明については省略する。
本実施形態における画像形成装置1は、図11に示す構成の制御部10によって、画像形成装置1を構成する各部を制御し、記録紙への印字動作や原稿からの画像読取動作などの各種動作を実行する。本実施形態における画像形成装置1は、第1の実施形態の構成(図5参照)における用紙抵抗検出部11及び用紙抵抗算出部12の代わりに、主搬送路R0に給紙される記録紙の用紙厚XXを検知する用紙厚検知部13を備える。又、制御部10におけるROM102は、第1の実施形態の構成(図5参照)における温度設定用テーブルTa1の代わりに、記録紙の用紙厚XXと定着温度変化量ΔTの関係を示す温度設定用テーブルTa2を格納する。
ROM102に格納される温度設定用テーブルTa2は、図12に示される、用紙厚XXと定着温度変化量ΔTとの関係を記憶している。即ち、基準定着温度Tstdで両面印刷を実行した場合に2面目印刷時に許容できないレベルの白ポチが発生する用紙厚XXの値が、厚さXX0となるものとすると、用紙厚XXが値XX0より厚くなるにつれて、定着温度変化量ΔTを増加させる。一方、定着温度変化量ΔTの最大値については、第1の実施形態と同様の値ΔTmaxに設定される。
用紙厚検知部13は、給紙部4からタイミングローラー対43までの間に設けられており、転写部5の転写ニップ領域に記録紙が通過するまでに記録紙の用紙厚が測定される。又、この用紙厚検知部13として、例えば、透過光や超音波を用いて記録紙の用紙厚さを直接的に測定するものや、タイミングローラー対43の離間距離を測定することで記録紙の用紙厚さを測定するもの等が挙げられる。
以下に、制御部10による両面印刷処理の制御動作について、図13に示すフローチャートを参照して説明する。制御部10が、両面印刷動作の開始指示を受け付けると、主搬送路R0に給紙される記録紙の用紙厚を測定できるよう、用紙厚検知部13を駆動させる(STEP301)。そして、制御部10は、給紙部4より記録紙を主搬送路R0に給紙させる(STEP2)。これにより、主搬送路R0に給紙された記録紙が、タイミングローラー対43に到達するまでの間に、用紙厚検知部13が記録紙の用紙厚XXを検知し、その測定結果を制御部10に通知する(STEP303)。制御部10は、入出力インターフェース106で受けた記録紙の用紙厚XXを、温度設定部108に与える。
温度設定部108は、ROM102における温度設定テーブルTa2を参照して、用紙厚XXに基づく定着温度変化量ΔTを取得し、基準定着温度Tstdから定着温度変化量ΔTを減算した温度Tstd−ΔTを、1面目印刷時の定着温度T1stとして設定する(STEP304)。即ち、制御部10は、記録紙の用紙厚XXが厚くなるにつれて、記録紙の用紙抵抗が大きくなるものと判定し、定着温度変化量ΔTの値が大きくなるように設定し、定着温度T1stを算出する。制御部10は、設定した定着温度T1stを定着部6に通知するとともに、定着温度変化量ΔTをRAM103に一時的に記憶させる(STEP5)。
その後、第1の実施形態と同様、定着温度T1stに基づき、記録紙の1面目を印刷した後、反転させた記録紙を、循環搬送路R1を介して主搬送路R0に搬送する(STEP6〜STEP8)。これにより記録紙の2面目の印刷が開始すると、制御部10は、RAM103内の定着温度変化量ΔTを読み出して、2面目印刷時の定着温度T2ndを温度Tstd+ΔTで設定し、定着温度T2ndに基づき、記録紙の2面目を印刷した後、両面印刷した記録紙を排紙トレイに排紙する(STEP9〜STEP13)。
<第3の実施形態>
本発明の第3の実施形態の画像形成装置について、図面を参照して以下に説明する。図14は、本実施形態における画像形成装置の制御部の構成を示す概略ブロック図であり、図16は、両面印刷時の制御動作を示すフローチャートである。尚、本実施形態の画像形成装置の全体構成は、上述の図1及び図2による構成を有するものである。又、図14における構成において、図5の構成と同一の部分について同一の符号を付すとともに、図16におけるフローチャートにおいて、図7のフローチャートと同一のステップについて同一の符号を付し、その詳細な説明については省略する。
本実施形態における画像形成装置1は、図14に示す構成の制御部10によって、画像形成装置1を構成する各部を制御し、記録紙への印字動作や原稿からの画像読取動作などの各種動作を実行する。本実施形態における画像形成装置1は、第1の実施形態の構成(図5参照)から用紙抵抗検出部11及び用紙抵抗算出部12を省いた構成とされる。そして、制御部10におけるROM102が、第1の実施形態の構成(図5参照)における温度設定用テーブルTa1の代わりに、記録紙の用紙銘柄と定着温度変化量ΔTの関係を示す温度設定用テーブルTa3と、記録紙の用紙種と定着温度変化量ΔTの関係を示す温度設定用テーブルTa4とを格納する。
温度設定用テーブルTa3は、使用頻度の高い用紙銘柄に対する定着温度変化量ΔTを記憶し、温度設定用テーブルTa4は、温度設定用テーブルTa3に格納されていない用紙銘柄の用紙に対して定着温度変化量ΔTを設定するべく、用紙種に対する定着温度変化量ΔTを記憶している。このとき、温度設定用テーブルTa3は、図15に示す例のように、例えば、用紙銘柄P1〜P3それぞれに対する定着温度変化量ΔTとして、値ΔT0〜ΔT2(ΔT0=0<ΔT1<ΔT2<ΔTmax)を記憶している。即ち、用紙銘柄P1〜P3それぞれの用紙抵抗Rp1〜Rp3の関係が、Rp1<Rp0<Rp2<Rp3となることから、それぞれに対応する定着温度変化量ΔTが、値ΔT0〜ΔT2となる。
又、温度設定用テーブルTa4は、図15に示す例のように、例えば、「薄紙」、「普通紙A」、「普通紙B(普通紙Aの2倍の坪量)」、「再生紙X」、「再生紙Y(普通紙Yの2倍の坪量)」の5種類の用紙種類に対する定着温度変化量ΔTを記憶している。このとき、用紙抵抗の大きさが、「普通紙A」<「普通紙B」<「薄紙」<「再生紙X」<「再生紙Y」となり、普通紙Aの用紙抵抗がRp0より小さいものとしたとき、温度設定用テーブルTa4は、用紙種類「普通紙A」、「普通紙B」、「薄紙」、「再生紙X」、「再生紙Y」それぞれに対して、値ΔT0、ΔT2、ΔT3、ΔT4、ΔT5(ΔT0=0<ΔT1<ΔT3<ΔT4<ΔT5<ΔTmax)を記憶している。
以下に、制御部10による両面印刷処理の制御動作について、図16に示すフローチャートを参照して説明する。本実施形態の画像形成装置1は、第1及び第2の実施形態と異なり、予め、ユーザーにより用紙銘柄又は用紙種類が指定されることにより、印字対象となる記録紙に応じた定着温度変化量ΔTを設定して、両面印刷処理がなされる。
制御部10が、両面印刷動作の開始指示を受け付けると、制御部10は、操作パネル(操作部)9に、印刷対象となる記録紙の用紙銘柄を選択させるための画像(銘柄選択画面)を表示させて、ユーザーによる選択を受け付ける(STEP401)。そして、操作パネル9に対するユーザーからの操作を受けると、制御部10は、記録紙の用紙銘柄が選択されたか否かを確認する(STEP402)。このとき、操作パネル9から選択された用紙銘柄が通知された場合(STEP402でYes)、温度設定部108が、ROM102の温度設定テーブルTa3を参照して、通知された用紙銘柄に対する定着温度変化量ΔTを取得する(STEP403)。
一方、用紙銘柄の選択がないことを操作パネル9から通知された場合は(STEP402でNo)、制御部10は、操作パネル9に対して、用紙種選択画面の表示指令を送信する(STEP404)。これにより、操作パネル9は、印刷対象となる記録紙の用紙種を選択させるための画像(用紙種選択画面)を表示させて、ユーザーによる選択を受け付ける。そして、操作パネル9に対するユーザーからの操作を受け付けて、記録紙の用紙種が選択されると、操作パネル9から制御部10に、選択された用紙種が通知される。よって、温度設定部108が、ROM102の温度設定テーブルTa4を参照して、通知された用紙種に対する定着温度変化量ΔTを取得する(STEP405)。
温度設定部108は、STEP403及びSTEP405のそれぞれにおいて、定着温度変化量ΔTを取得すると、取得した定着温度変化量ΔTを基準定着温度Tstdから減算した温度Tstd−ΔTを、1面目印刷時の定着温度T1stとして設定する(STEP406)。そして、制御部10は、設定した定着温度T1stを定着部6に通知するとともに、定着温度変化量ΔTをRAM103に一時的に格納する(STEP407)。
その後、制御部10は、給紙部4より記録紙を主搬送路R0に給紙させると(STEP2)、定着温度T1stに基づき、記録紙の1面目を印刷させた後、反転させた記録紙を、循環搬送路R1を介して主搬送路R0に搬送させる(STEP6〜STEP8)。これにより記録紙の2面目の印刷が開始すると、制御部10は、第1の実施形態と同様、RAM103内の定着温度変化量ΔTを読み出して、2面目印刷時の定着温度T2ndを温度Tstd+ΔTで設定し、定着温度T2ndに基づき、記録紙の2面目を印刷した後、両面印刷した記録紙を排紙トレイ7に排紙する(STEP9〜STEP13)。
尚、本実施形態において、記録紙の給紙動作について、1面目印刷時の定着温度T1stの設定後に実行するものとしたが、タイミングローラー43に記録紙が到着する前に1面目印刷時の定着温度T1stを設定するものであれば、1面目印刷時の定着温度T1stの設定前に記録紙の給紙動作を実行するものとしても構わない。又、ユーザーによる記録紙の用紙銘柄の選択を受け付けることで、制御部10が記録紙の用紙銘柄を認識するものとしたが、例えば、RAM103に給紙部4に収容される記録紙それぞれに対する用紙銘柄又は用紙種が予め記憶され、給紙させる給紙部4が両面印刷動作の指示とともに選択されて、用紙銘柄又は用紙種が指定されるものとしても構わない。
<第4の実施形態>
本発明の第4の実施形態の画像形成装置について、図面を参照して以下に説明する。図17は、本実施形態における画像形成装置の制御部の構成を示す概略ブロック図であり、図19及び図20は、両面印刷時の制御動作を示すフローチャートである。尚、本実施形態の画像形成装置の全体構成は、上述の図1及び図2による構成を有するものである。又、図17における構成において、図14の構成と同一の部分について同一の符号を付すとともに、図19及び図20におけるフローチャートにおいて、図16のフローチャートと同一のステップについて同一の符号を付し、その詳細な説明については省略する。
本実施形態における画像形成装置1は、図17に示す構成の制御部10によって、画像形成装置1を構成する各部を制御し、記録紙への印字動作や原稿からの画像読取動作などの各種動作を実行する。本実施形態における画像形成装置1は、第3の実施形態における構成(図14参照)に、装置本体2内部の湿度を測定する湿度センサー14を追加した構成とされる。そして、制御部10におけるROM102が、温度設定用テーブルTa3,Ta4と共に、湿度センサー14で測定された湿度に基づいて定着温度変化量ΔTを補正する設定温度補正テーブルTa5を格納する。
設定温度補正テーブルTa5から読み出される湿度補正係数αは、湿度センサー14で測定された装置本体2内部の湿度が低いと大きい値に設定される。即ち、装置本体2内部の湿度が低いと、記録紙の用紙抵抗Rpが高くなる一方で、装置本体2内部の湿度が高いと、記録紙の用紙抵抗Rpが低くなる。従って、温度設定部108は、記録紙を密封状態にしたときの湿度を基準とした相対湿度を湿度センサー14からの出力により取得し、設定温度補正テーブルTa5を参照することで、取得した相対湿度に対する温度補正係数αを設定する。
上記設定温度補正テーブルTa5は、図18に示す例では、相対湿度20%未満では、補正係数αを「1.2」とし、相対湿度20%以上40%未満では、補正係数αを「1.1」とし、相対湿度40%以上60%未満では、補正係数αを「1.0」とし、相対湿度60%以上80%未満では、補正係数αを「0.9」とし、相対湿度80%以上では、補正係数αを「0.8」とする。
以下に、制御部10による両面印刷処理の制御動作について、図19及び図20に示すフローチャートを参照して説明する。制御部10は、第3の実施形態と同様、両面印刷動作の開始指示を受けると、温度設定テーブルTa3,Ta4のいずれかを参照し、操作パネル9への操作により選択された用紙銘柄又は用紙種に基づき、定着温度変化量ΔTを設定する(STEP401〜STEP405)。その後、制御部10が、湿度センサー14で測定された装置本体2の湿度を取得して相対湿度を算出すると(STEP450)、温度設定部108が、設定温度補正テーブルTa5を参照して、相対湿度に応じた補正係数αを取得する(STEP451)。
温度設定部108は、STEP403又はSTEP405で設定した定着温度変化量ΔTと、STEP451で取得した補正係数αを乗算し、この乗算した値α×ΔTが最大値ΔTmax(図6参照)より小さいか否かを判定する(STEP452)。このとき、値α×ΔTが最大値ΔTmaxより小さい場合は(STEP452でYes)、温度設定部108は、湿度補正後の定着温度変換量ΔTkを値α×ΔTとする(STEP453)。一方、値α×ΔTが最大値ΔTmax以上となる場合は(STEP452でNo)、温度設定部108は、湿度補正後の定着温度変換量ΔTkを最大値ΔTmaxとする(STEP454)。
そして、温度設定部108は、STEP454で取得した定着温度変化量ΔTkを基準定着温度Tstdから減算した温度Tstd−ΔTkを、1面目印刷時の定着温度T1stとして設定する(STEP456)。制御部10は、設定した定着温度T1stを定着部6に通知するとともに、定着温度変化量ΔTkをRAM103に一時的に格納する(STEP457)。その後、制御部10は、給紙部4より記録紙を主搬送路R0に給紙させると(STEP2)、定着温度T1stに基づき、記録紙の1面目を印刷させた後、反転させた記録紙を、循環搬送路R1を介して主搬送路R0に搬送させる(STEP6〜STEP8)。
STEP8の反転動作により記録紙の2面目の印刷が開始すると、温度設定部108は、RAM103内の定着温度変化量ΔTkを読み出して(STEP459)、ROM102から読み出した基準定着温度Tstdに加算した温度Tstd+ΔTを、2面目印刷時の定着温度T2ndとして設定する(STEP460)。その後、制御部10は、定着温度T2ndに基づき、記録紙の2面目を印刷させた後、両面印刷した記録紙を排紙トレイ7に排紙する(STEP11〜STEP13)。
<第5の実施形態>
本発明の第4の実施形態の画像形成装置について、図面を参照して以下に説明する。図21は、本実施形態における画像形成装置の制御部の構成を示す概略ブロック図であり、図22は、両面印刷時の制御動作を示すフローチャートである。尚、本実施形態の画像形成装置の全体構成は、上述の図1及び図2による構成を有するものである。又、図21における構成において、図14の構成と同一の部分について同一の符号を付すとともに、図22におけるフローチャートにおいて、図16のフローチャートと同一のステップについて同一の符号を付し、その詳細な説明については省略する。
本実施形態における画像形成装置1は、図21に示す構成の制御部10によって、画像形成装置1を構成する各部を制御し、記録紙への印字動作や原稿からの画像読取動作などの各種動作を実行する。この制御部21は、第3の実施形態の構成(図14参照)に、二次転写ローラー57に印加する二次転写電圧を設定する二次転写電圧設定部109を追加した構成とされる。本実施形態における画像形成装置1は、第3の実施形態と異なり、両面印刷処理を実行する際、二次転写ローラー57に印加する二次転写電圧の値に基づいて、定着温度変化量ΔTを補正し、補正後の定着温度変化量ΔTkにより、定着温度を設定する。よって、以下では、制御部10による両面印刷処理の制御動作について、定着温度変化量の補正動作を中心に、図22に示すフローチャートを参照して説明する。
制御部10は、第3の実施形態と同様、両面印刷動作の開始指示を受け、操作パネル9への操作により選択された用紙銘柄又は用紙種に基づき、温度設定部108で定着温度変化量ΔTを設定する(STEP401〜STEP405)。その後、二次転写電圧設定部109は、印刷対象となる画像データを画像メモリ105から確認し(STEP500)、二次転写ローラー57に印加する二次転写電圧を設定する(STEP501)。温度設定部108は、二次転写電圧設定部109で設定された二次転写電圧に基づいて、定着温度変化量ΔTを補正し、補正後の定着温度変化量ΔTkを算出する(STEP502)。
STEP501において、二次転写電圧設定部109は、まず、STEP401〜STEP405で設定された用紙銘柄又は用紙種に基づいて、その用紙抵抗Rpを認識することで、基準となる二次転写電圧(基準転写電圧)を設定する。この基準転写電圧は、例えば、記録紙の用紙抵抗Rpが大きくなると、その絶対値の大きい電圧値に設定される。二次転写電圧設定部109は、基準転写電圧を設定すると、STEP500で確認した1面目及び2面目の画像データに基づいて、1面目印刷時及び2面目印刷時それぞれにおけるトナー量を算出する。
そして、二次転写電圧設定部109は、1面目印刷時のトナー量より、2面目印刷時の印刷画像面積(画像カバレッジ)を取得し、この印刷画像面積の大きさ(広さ)に基づき、基準転写電圧を補正し、2面目印刷用の第1補正転写電圧を算出する。その後、2面目印刷時のトナー量より、2面目印刷時の転写トナーによるトナー帯電量を取得し、2面目印刷時のトナー帯電量の大きさに基づき、第1補正転写電圧を更に補正し、2面目印刷用の第2補正転写電圧を算出する。尚、二次転写電圧設定部109が、2面目印刷時のトナー帯電量に基づいて、第1補正転写電圧を算出した後、2面目印刷時の印刷画像面積(画像カバレッジ)に基づいて、第2補正転写電圧を算出するものであってもよい。
STEP502において、温度設定部108は、二次転写電圧設定部109で設定された基準転写電圧、第1補正転写電圧、及び第2補正転写電圧のいずれかに基づいて、定着温度変化量ΔTを補正して、補正後の定着温度変化量ΔTkを算出する。このとき、二次転写電圧設定部109で設定された転写電圧の絶対値が大きくなるほど、値が大きくなるように定着温度変化量ΔTを補正し、補正後の定着温度変化量ΔTkを算出する。尚、補正後の定着温度変化量ΔTkは、演算後の補正値が最大値ΔTmaxを超える場合、最大値ΔTmaxに設定される。
温度設定部108は、STEP502で補正後の定着温度変化量ΔTkを算出すると、第4の実施形態と同様、1面目印刷時の定着温度T1stとして設定するとともに、定着温度変化量ΔTkをRAM103に一時的に格納する(STEP456,STEP457)。制御部10は、給紙部4より記録紙を給紙させ(STEP2)、定着温度T1stに基づき、記録紙の1面目を印刷させた後、記録紙を反転して主搬送路R0に搬送させる(STEP6〜STEP8)。そして、温度設定部108は、RAM103内の定着温度変化量ΔTkを読み出し、2面目印刷時の定着温度T2ndを設定する(STEP459,STEP460)。制御部10は、定着温度T2ndに基づき、記録紙の2面目を印刷させた後、両面印刷した記録紙を排紙トレイ7に排紙する(STEP11〜STEP13)。
このように構成することで、温度設定部108は、二次転写電圧の絶対値が大きくなるほど、定着温度変化量ΔTkを大きい値に設定することとなる。又、トナー帯電量を条件とする場合は、温度設定部108は、記録紙へ転写されるトナー量が多くなるほど、定着温度変化量ΔTkを大きい値に設定することとなる。更に、記録紙における印刷画像面積を条件とする場合は、温度設定部108は、記録紙への印刷画像面積が広くなるほど、定着温度変化量ΔTkを大きい値に設定することとなる。
尚、第4及び第5の実施形態は、第3の実施形態と同様の構成を有することで、温度設定用テーブルTa3,Ta4を参照して定着温度変化量ΔTを設定した後に補正するものとしたが、第1又は第2の実施形態と同様の構成を有するものとしてもよい。即ち、温度設定用テーブルTa1又はTa2を参照して、測定した用紙抵抗Rp又は用紙厚XXに基づいて定着温度変化量ΔTを設定した後に、装置本体2内の湿度又は二次転写電圧に基づいて補正するものとしてもよい。又、上記第2〜第5の実施形態においても、第1の実施形態における両面印刷処理の別例1又は別例2のように、1面目印刷時と2面目印刷時において、記録紙の定着部6における搬送速度(定着速度)又は定着部6におけるニップ圧を変化させるものとしても構わない。
更に、本願発明における画像形成装置として、コピー機能、スキャナー機能、プリンター機能、ファックス機能を有するMFP(Multifunction Peripheral)であっても構わないし、プリンター、コピー機、ファクシミリ等であっても構わない。その他、各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。
1 画像形成装置
2 装置本体
3 画像読取部
4 給紙部
5 作像ユニット
6 定着部
7 排紙トレイ
8 トナー補給装置
9 操作パネル(操作部)
10 制御部
11 用紙抵抗検出器
12 用紙抵抗算出部
13 用紙厚検知部
14 湿度センサー
31 スキャナー部
32 自動原稿搬送部(ADF)
33 原稿台
34 光源部
35 イメージセンサー
36 結像レンズ
37 ミラー群
38 原稿載置トレイ
39 原稿排出トレイ
40 原稿搬送機構
41 繰り出しローラー
42 分離ローラー対
43〜46 搬送ローラー対
51 作像部
52 露光部
53 中間転写ベルト
54 一次転写ローラー
55 駆動ローラー
56 従動ローラー
57 二次転写ローラー
58 クリーナー部
59 加熱ローラー
60 加圧ローラー
61 感光体ドラム
62 帯電器
63 現像器
64 クリーナー部
65 磁束発生部
66 均熱ローラー
71 排紙ローラー対
101 CPU
102 ROM
103 RAM
104 画像処理部
105 画像メモリ
106 入出力インターフェース
107 通信インターフェース
108 温度設定部
109 二次転写電圧設定部
110 バス
591 芯金
592 断熱層
593 電磁誘導発熱層
594 弾性層
595 離型層
601 芯金
602 断熱層
603 離型層
651 コイルボビン
652 励磁コイル
653 消磁コイル
654 メインコア
655 裾コア

Claims (11)

  1. トナー画像を担持する像担持体と、該像担持体のトナー画像を記録紙に転写する転写部と、該転写部で転写されたトナー画像を記録紙上に定着させる定着部と、画像が形成された記録紙が排紙される排紙トレイと、前記転写部及び前記定着部を通紙させた記録紙を反転させて前記転写部及び前記定着部に再度通紙させる循環搬送路と、を備え、記録紙の1面目のみを印刷する片面印刷と、記録紙の1面目及び2面目を印刷する両面印刷とを、実行する画像形成装置において、
    前記定着部が前記記録紙の定着時に与える熱量を設定する熱量設定部を備え、
    両面印刷時において、記録紙の1面目にトナー画像を定着させる際の第1熱量を片面印刷時の基準熱量よりも小さい値に設定する一方で、前記記録紙の2面目にトナー画像を定着させる際の第2熱量を前記基準熱量よりも大きい値に設定し、
    前記熱量設定部は、両面印刷の対象となる記録紙の用紙厚に基づいて、前記第1及び第2熱量を設定し、
    前記第1熱量は、前記用紙厚が厚くなるほど小さい値に設定される、
    画像形成装置。
  2. トナー画像を担持する像担持体と、該像担持体のトナー画像を記録紙に転写する転写部と、該転写部で転写されたトナー画像を記録紙上に定着させる定着部と、画像が形成された記録紙が排紙される排紙トレイと、前記転写部及び前記定着部を通紙させた記録紙を反転させて前記転写部及び前記定着部に再度通紙させる循環搬送路と、を備え、記録紙の1面目のみを印刷する片面印刷と、記録紙の1面目及び2面目を印刷する両面印刷とを、実行する画像形成装置において、
    前記定着部が前記記録紙の定着時に与える熱量を設定する熱量設定部を備え、
    両面印刷時において、記録紙の1面目にトナー画像を定着させる際の第1熱量を片面印刷時の基準熱量よりも小さい値に設定する一方で、前記記録紙の2面目にトナー画像を定着させる際の第2熱量を前記基準熱量よりも大きい値に設定し、
    前記熱量設定部は、前記転写部における転写電圧に基づいて、前記第1及び第2熱量を設定し、前記第1熱量は、前記転写電圧の絶対値が大きくなるほど小さい値に設定される、
    画像形成装置。
  3. トナー画像を担持する像担持体と、該像担持体のトナー画像を記録紙に転写する転写部と、該転写部で転写されたトナー画像を記録紙上に定着させる定着部と、画像が形成された記録紙が排紙される排紙トレイと、前記転写部及び前記定着部を通紙させた記録紙を反転させて前記転写部及び前記定着部に再度通紙させる循環搬送路と、を備え、記録紙の1面目のみを印刷する片面印刷と、記録紙の1面目及び2面目を印刷する両面印刷とを、実行する画像形成装置において、
    前記定着部が前記記録紙の定着時に与える熱量を設定する熱量設定部を備え、
    両面印刷時において、記録紙の1面目にトナー画像を定着させる際の第1熱量を片面印刷時の基準熱量よりも小さい値に設定する一方で、前記記録紙の2面目にトナー画像を定着させる際の第2熱量を前記基準熱量よりも大きい値に設定し、
    前記熱量設定部は、前記転写部より前記記録紙へ転写されるトナー量に基づいて、前記第1及び第2熱量を設定し、前記第1熱量は、前記トナー量が多くなるほど小さい値に設定される、
    画像形成装置。
  4. トナー画像を担持する像担持体と、該像担持体のトナー画像を記録紙に転写する転写部と、該転写部で転写されたトナー画像を記録紙上に定着させる定着部と、画像が形成された記録紙が排紙される排紙トレイと、前記転写部及び前記定着部を通紙させた記録紙を反転させて前記転写部及び前記定着部に再度通紙させる循環搬送路と、を備え、記録紙の1面目のみを印刷する片面印刷と、記録紙の1面目及び2面目を印刷する両面印刷とを、実行する画像形成装置において、
    前記定着部が前記記録紙の定着時に与える熱量を設定する熱量設定部を備え、
    両面印刷時において、記録紙の1面目にトナー画像を定着させる際の第1熱量を片面印刷時の基準熱量よりも小さい値に設定する一方で、前記記録紙の2面目にトナー画像を定着させる際の第2熱量を前記基準熱量よりも大きい値に設定し、
    前記熱量設定部は、前記記録紙への印刷画像面積に基づいて、前記第1及び第2熱量を設定し、前記第1熱量は、前記印刷画像面積が広くなるほど小さい値に設定される、
    画像形成装置。
  5. 両面印刷時において設定した前記第1及び第2熱量の合計が、前記基準熱量の略2倍となる、
    請求項1〜4のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  6. 前記熱量設定部は、両面印刷の対象となる記録紙の用紙抵抗に基づいて、前記第1及び第2熱量を設定し、
    前記第1熱量は、前記用紙抵抗が大きくなるほど小さい値に設定される、
    請求項2〜5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  7. 装置内部の湿度を検出する湿度センサーを有し、
    前記熱量設定部は、前記湿度センサーにより検出された湿度に基づいて、前記第1及び第2熱量を設定し、前記第1熱量は、前記装置内部の湿度が低くなるほど小さい値に設定される、
    請求項1〜のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  8. 前記熱量設定部は、前記定着部における定着温度を設定することで、前記第1及び第2熱量を設定する、
    請求項1〜7のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  9. 前記熱量設定部は、前記定着部における記録紙の搬送速度を設定することで、前記第1及び第2熱量を設定する、
    請求項1〜のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  10. 前記熱量設定部は、前記定着部における記録紙へのニップ圧を設定することで、前記第1及び第2熱量を設定する、
    請求項1〜のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  11. 前記熱量設定部は、前記第1熱量を、前記記録紙に転移されたトナーのガラス転移温度以上の熱量に設定する、
    請求項1〜のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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