JP6800667B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
また、本発明に係る別の画像形成装置は、記録材にトナー像を形成する画像形成部と、筒状の回転体と、前記回転体の内部空間に配置される加熱体であって、電力を供給されることにより発熱して前記回転体を加熱する加熱体と、前記回転体を介して前記加熱体と対向し、前記回転体の外周面と接触する加圧部材と、温度取得手段と、を備える定着部であって、記録材上に形成されたトナー像を、前記回転体と前記加圧部材との間に形成されたニップ部で前記回転体を介して加熱する定着部と、前記加熱体の長手方向で第1の領域、該第1の領域を挟んで両端側の第2及び第3の領域に対応するトナー像の濃度情報をそれぞれ取得する濃度取得手段と、前記温度取得手段の取得結果に応じて、前記加熱体の目標温度を制御する加熱制御部と、を有し、前記温度取得手段は、前記定着部の温度情報を取得し、前記加熱制御部は、前記加熱体に電力を供給する前に前記温度取得手段で取得した温度が基準温度よりも高く、かつ、前記第2及び第3の領域の少なくとも一方における前記トナー像の濃度情報が基準範囲もしくは基準閾値よりも高い場合、予め定めた基準目標温度よりも前記加熱体の目標温度を高く設定し、前記長手方向におけるサイズが基準よりも小さい前記記録材の搬送履歴に応じて、前記基準範囲もしくは前記基準閾値と比較される前記記録材における前記長手方向の領域を前記第1の領域とすることを特徴とする。
また、本発明に係る別の画像形成装置は、記録材にトナー像を形成する画像形成部と、筒状の回転体と、前記回転体の内部空間に配置される加熱体であって、電力を供給されることにより発熱して前記回転体を加熱する加熱体と、前記回転体を介して前記加熱体と対向し、前記回転体の外周面と接触する加圧部材と、温度取得手段と、を備える定着部であって、記録材上に形成されたトナー像を、前記回転体と前記加圧部材との間に形成されたニップ部で前記回転体を介して加熱する定着部と、前記加熱体の長手方向で第1の領域、該第1の領域を挟んで両端側の第2及び第3の領域に対応するトナー像の濃度情報をそれぞれ取得する濃度取得手段と、前記温度取得手段の取得結果に応じて、前記加熱体の目標温度を制御する加熱制御部と、画像形成装置本体の内部を冷却する送風手段と、を有し、前記温度取得手段は、前記定着部の温度情報を取得し、前記加熱制御部は、前記加熱体に電力を供給する前に前記温度取得手段で取得した温度が基準温度よりも高く、かつ、前記第2及び第3の領域のうち、前記長手方向において前記送風手段に最も近い領域における前記トナー像の濃度情報が基準範囲もしくは基準閾値よりも高い場合、予め定めた基準目標温度よりも前記加熱体の目標温度を高く設定することを特徴とする。
(画像形成装置)
以下、本発明の実施形態に係る画像形成装置について説明する。図1は、本実施形態にて用いた画像形成装置Pを示したもので、略直線状に配列された4つの画像形成ステーション3Y,3M,3C,3Kと、を備えている。4つの画像形成ステーション3Y,3M,3C,3Kのうち、3Yはイエロー(以下Yと略記)色の画像を形成する画像形成ステーションである。3Mは、マゼンタ(以下Mと略記)色の画像を形成する画像形成ステーションである。3Cは、シアン(以下Cと略記)色の画像を形成する画像形成ステーションである。3Kは、ブラック(以下Kと略記)色の画像を形成する画像形成ステーションである。
次に、トナー像の定着を行う定着装置(定着部)について述べる。以下の説明において、定着装置及び定着装置を構成する部材に関し、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向である、短手方向とは、記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向である。幅とは、短手方向の寸法である。記録材に関し、長手幅とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向の寸法である。
次に、画像処理手段(画像処理部)としてのビデオコントローラ30について、図4を用いて説明する。ビデオコントローラ30は、CPUバス301を介して相互に接続されたホストインタフェース部302、画像形成装置インタフェース部303、ROM304、RAM305、及びCPU306等の各デバイスを備えている。CPUバス301は、アドレス、データ、コントロールバスを含む。
先ず、画像データ処理について説明する。図5に、画像データ処理フローを示す。ホストコンピュータからは画像情報として画像データとともに、紙サイズ、動作モード等のコマンドが送られてくる(処理S10)。画像データがカラー画像に関するものである場合には、RGB(レッド、グリーン、ブルー)データによる色情報の形式となっており、それぞれの色情報が本装置で再現可能なデバイスRGBデータに割り付けられ変換される(処理S11)。続いて、画像データの色情報は、デバイスRGBデータからデバイスYMCK(イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック)データに変換される(処理S12)。
先ず、濃度情報と記録材S上のトナー量の関係について述べる。濃度情報は、各画像情報取得領域内における最大露光量となるピクセルの濃度情報である。本実施形態では、濃度情報の最小値は0%、最大濃度を200%としている。濃度情報は、実際の記録材S上の単位面積当たりのトナー量と相関があり、濃度情報100%のときの記録材S上の単位面積当たりのトナー量は0.45〜0.50mg/cm2である。また、濃度情報200%のときの記録材S上の単位面積当たりのトナー量は0.90〜1.00mg/cm2である。
次に、記録材S上のトナー量と定着装置F1のヒータ23の温調温度の関係について述べる。記録材S上のトナー量によって温調温度を好適な値に変更することが、好ましい。好適な温調温度は、記録材S上のトナー量と温調温度を変更してトナーの定着具合を確認することで決定できる。ある量のトナーに対して過小な熱量しか与えられない場合には、定着不良が発生し、トナー画像の欠損などが発生する。好適な温調温度とは、定着不良が発生しない最低の温度であり、最も消費電力の低い設定である。なお、好適な温調温度は、構成やプロセススピードによって異なる。
記録材S上のトナー量と好適な温調温度に関し、本実施形態の画像形成装置で実験を行い、記録材S上の未定着トナー画像tの画像濃度を変えて、好適な温調温度を確認した。
実験に用いた画像形成装置のプロセススピードは100mm/sで、先行する記録材Sと次の記録材Sの間隔(紙間)は30mmである。定着装置F1は、本実施形態で用いた定着装置である。実験には、一般的なLBP印刷用紙、坪量80g/m2、LTR(幅216mm縦279mm)サイズ紙を用いた。
このようにして、実験は、環境温度23℃、湿度50%の環境に画像形成装置を設置して行った。
次に、加熱定着動作を繰り返し、定着装置F1が暖まった状態から以下の実験2を行った。
加熱定着動作を20秒毎に、10回以上繰り返した後に待機し、定着装置F1のヒータ23の温度検知素子26の検知温度が120℃の条件になってから実験を開始した。このような定着装置F1が暖まった状態から開始する実験条件を、以後ホットスタートと呼ぶ。
その他の実験条件は、実験1と同様である。そして、ヒータ23の温調温度を変えて、ホットスタートでの定着動作を行い、各画像濃度において、トナー画像の欠損が発生しない温調温度を確認した。
本実施形態の画像形成装置および定着装置F1では、長手方向で画像領域を複数の領域に分割し、各領域毎に画像濃度情報を取得し、所定の領域の画像濃度に応じて、定着装置F1の温調温度を変更する。更に、定着装置F1の暖気状態に応じて、温調温度変更の判断に利用する画像領域を変更する。
本実施形態では、所定の領域の画像濃度が所定の閾値を超えると、定着装置F1の温調温度を変更する画像形成装置において、画像領域を複数の領域に分割し、各領域それぞれに濃度閾値を設定する。そして、定着装置の暖気状態に応じて、各画像情報取得領域の閾値を変更する。本実施形態の画像形成装置の基本構成は、第1の実施形態と同じであるため、第1の実施形態と同一もしくはこれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。
本実施形態の画像形成装置および定着装置F1は、画像領域を複数の領域に分割し、各領域毎に画像濃度情報を取得し、所定の領域の画像濃度に応じて、定着装置F1の温調温度を変更する。更に、定着装置F1の通紙履歴(搬送履歴)に応じて、温調温度変更の判断に利用する画像領域を変更する。本実施形態の画像形成装置の基本構成は、第1の実施形態と同じであるため、第1の実施形態と同一もしくはこれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。
実験に用いた画像形成装置のプロセススピードは100mm/sで、先行する記録材Sと次の記録材Sの間隔(紙間)は100mmである。定着装置F1は、第1の実施形態にて用いた加熱定着装置である。実験には、一般的なLBP印刷用紙、坪量80g/m2、A5サイズ(幅148mm縦210mm)サイズ紙を用いた。そして、実験は、環境温度23℃、湿度50%の環境に画像形成装置を設置して行った。
小サイズの記録材Sが定着装置F1を通過し、20秒が経過ごとに、小サイズ積算カウントを1枚分減らす(S405〜S408)。これは放熱などにより、非通紙部昇温のレベルが緩和されることを考慮している。画像形成装置にプリント信号が送られなくなり、プリントが終了した後も、小サイズ積算カウントが0になるまで処理(S406〜410)を繰り返す。
定着装置F1の温調温度を基準温調温度よりも5℃低い温度に設定する(S508)。
本実施形態では、小サイズ通紙による定着装置F1の長手方向の定着性能の変化と、画像の濃度分布に合わせ、より細かい温調温度設定が可能となり、定着性を確保しつつ、省電力化を図ることができる。
本実施形態における画像形成装置は、画像形成装置本体の内部を冷却する少なくとも1つの送風手段としての冷却ファンを備える。そして、この冷却ファンの動作履歴(駆動状態の有無)に応じて、定着装置F1の温調温度を変更する判断に使用する画像情報取得領域の位置を変更する。本実施形態の画像形成装置の基本構成は、第1の実施形態と同じであるため、第1の実施形態と同一もしくはこれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。
定着装置F1の温調温度を基準温調温度より5℃低い温度に設定する(S609)。
上述した実施形態では、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の範囲内で種々の変形が可能である。
上述した実施形態では、暖気状態を示すプリント前温度で、定着装置F1の長手方向の温度状態を推定により取得したが、定着装置の長手方向の温度状態を他の方法で取得することもできる。例えば、以前の加熱定着動作の履歴として、加熱定着した記録材Sの枚数、加熱定着した記録材Sの厚み、以前の加熱定着動作を行ってからの経過時間、定着装置F1の温調温度や積算加熱時間などから、定着装置の暖気状態を見積もる(特定する)こともできる。すなわち、定着装置の長手方向の温度状態を加熱定着動作の履歴に基づいて見積もることで取得することもできる。
上述した実施形態では、画像濃度情報に応じて、加熱量制御として定着装置F1の温調温度を変更したが、記録材S上のトナー画像にあたえる熱量を、適正な熱量に変更することができれば、別の手段であってもよい。例えば、画像濃度情報に応じて加熱量制御として、温調温度を変える替りに、プロセススピード(記録材を挟持搬送しながら定着する速度)を変更してもよい。
上述した実施形態では、記録材として記録紙を説明したが、本発明における記録材は紙に限定されるものではない。一般に、記録材とは、画像形成装置によってトナー像が形成されるシート状の部材であり、例えば、定型或いは不定型の普通紙、厚紙、薄紙、封筒、葉書、シール、樹脂シート、OHPシート、光沢紙等が含まれる。なお、上述した実施形態では、便宜上、記録材Pの扱いを通紙、紙間などの用語を用いて説明したが、これによって本発明における記録材が紙に限定されるものではない。
上述した実施形態では、未定着トナー像をシートに定着する定着装置を例に説明したが、本発明は、これに限らず、画像の光沢を向上させるべく、シートに仮定着されたトナー像を加熱加圧する装置(この場合も定着装置と呼ぶ)にも同様に適用可能である。
Claims (8)
- 記録材にトナー像を形成する画像形成部と、
筒状の回転体と、前記回転体の内部空間に配置される加熱体であって、電力を供給されることにより発熱して前記回転体を加熱する加熱体と、前記回転体を介して前記加熱体と対向し、前記回転体の外周面と接触する加圧部材と、温度取得手段と、を備える定着部であって、記録材上に形成されたトナー像を、前記回転体と前記加圧部材との間に形成されたニップ部で前記回転体を介して加熱する定着部と、
前記加熱体の長手方向で第1の領域、該第1の領域を挟んで両端側の第2及び第3の領域に対応するトナー像の濃度情報をそれぞれ取得する濃度取得手段と、
前記温度取得手段の取得結果に応じて、前記加熱体の目標温度を制御する加熱制御部と、
を有し、
前記温度取得手段は、前記定着部の温度情報を取得し、
前記加熱制御部は、
前記加熱体に電力を供給する前に前記温度取得手段で取得した温度が基準温度よりも高く、かつ、前記第2及び第3の領域の少なくとも一方における前記トナー像の濃度情報が基準範囲もしくは基準閾値よりも高い場合、予め定めた基準目標温度よりも前記加熱体の目標温度を高く設定し、
前記加熱体に電力を供給する前に前記温度取得手段で取得した温度が基準温度よりも高く、かつ、前記第2及び第3の領域における前記トナー像の濃度情報が前記基準範囲もしくは前記基準閾値よりも低い場合、予め定めた前記基準目標温度よりも前記加熱体の目標温度を低く設定することを特徴とする画像形成装置。 - 記録材にトナー像を形成する画像形成部と、
筒状の回転体と、前記回転体の内部空間に配置される加熱体であって、電力を供給されることにより発熱して前記回転体を加熱する加熱体と、前記回転体を介して前記加熱体と対向し、前記回転体の外周面と接触する加圧部材と、温度取得手段と、を備える定着部であって、記録材上に形成されたトナー像を、前記回転体と前記加圧部材との間に形成されたニップ部で前記回転体を介して加熱する定着部と、
前記加熱体の長手方向で第1の領域、該第1の領域を挟んで両端側の第2及び第3の領域に対応するトナー像の濃度情報をそれぞれ取得する濃度取得手段と、
前記温度取得手段の取得結果に応じて、前記加熱体の目標温度を制御する加熱制御部と、
を有し、
前記温度取得手段は、前記定着部の温度情報を取得し、
前記加熱制御部は、
前記加熱体に電力を供給する前に前記温度取得手段で取得した温度が基準温度よりも高く、かつ、前記第2及び第3の領域の少なくとも一方における前記トナー像の濃度情報が基準範囲もしくは基準閾値よりも高い場合、予め定めた基準目標温度よりも前記加熱体の目標温度を高く設定し、
前記長手方向におけるサイズが基準よりも小さい前記記録材の搬送履歴に応じて、前記基準範囲もしくは前記基準閾値と比較される前記記録材における前記長手方向の領域を前記第1の領域とすることを特徴とする画像形成装置。 - 記録材にトナー像を形成する画像形成部と、
筒状の回転体と、前記回転体の内部空間に配置される加熱体であって、電力を供給されることにより発熱して前記回転体を加熱する加熱体と、前記回転体を介して前記加熱体と対向し、前記回転体の外周面と接触する加圧部材と、温度取得手段と、を備える定着部であって、記録材上に形成されたトナー像を、前記回転体と前記加圧部材との間に形成されたニップ部で前記回転体を介して加熱する定着部と、
前記加熱体の長手方向で第1の領域、該第1の領域を挟んで両端側の第2及び第3の領域に対応するトナー像の濃度情報をそれぞれ取得する濃度取得手段と、
前記温度取得手段の取得結果に応じて、前記加熱体の目標温度を制御する加熱制御部と、
画像形成装置本体の内部を冷却する送風手段と、
を有し、
前記温度取得手段は、前記定着部の温度情報を取得し、
前記加熱制御部は、
前記加熱体に電力を供給する前に前記温度取得手段で取得した温度が基準温度よりも高く、かつ、前記第2及び第3の領域のうち、前記長手方向において前記送風手段に最も近い領域における前記トナー像の濃度情報が基準範囲もしくは基準閾値よりも高い場合、予め定めた基準目標温度よりも前記加熱体の目標温度を高く設定することを特徴とする画像形成装置。 - 前記温度取得手段を、前記長手方向に複数設けることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記基準範囲は、前記第1の領域並びに前記第2及び第3の領域に拘らず、かつ前記加熱体に電力を供給する前に前記温度取得手段で取得した温度に拘らず共通であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記基準閾値は、前記第1の領域並びに前記第2及び第3の領域に応じて、かつ前記加熱体に電力を供給する前に前記温度取得手段で取得した温度に応じて変更可能であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記基準閾値は、前記加熱体に電力を供給する前に前記温度取得手段で取得した温度が前記基準温度よりも高い場合において、前記第2及び第3の領域で前記第1の領域よりも低い閾値となることを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
- 受信した画像データから画像形成用の画像信号を生成する画像処理部と、
前記画像信号により記録材上にトナー像を形成する画像形成部と、
筒状の回転体と、前記回転体の内部空間に配置される加熱体であって、電力を供給されることにより発熱して前記回転体を加熱する加熱体と、前記回転体を介して前記加熱体と対向し、前記回転体の外周面と接触する加圧部材と、を備える定着部であって、記録材上に形成されたトナー像を、前記回転体と前記加圧部材との間に形成されたニップ部で前記回転体を介して加熱する定着部と、
前記加熱体の目標温度を制御する加熱制御部と、を備え、
前記記録材の画像形成領域内に、複数の画像情報検知領域を設け、
前記画像処理部によって、画像情報検知領域ごとに前記記録材上のトナー像の濃度情報を検知し、
複数の画像情報検知領域で得られた濃度情報のうち、全ての画像情報検知領域、あるいは所定の画像情報検知領域の濃度情報を用いて、前記加熱体の目標温度を変更する画像形成装置であって、
前記定着部の暖気状態に応じて、濃度情報を用いる画像情報検知領域を選択することを特徴とする画像形成装置。
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