JP7098345B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
また、本発明に係る画像形成装置は、記録材にトナー画像を形成する画像形成部と、前記トナー画像を加熱することで記録材にトナー画像を定着させる定着部と、前記定着部の温度を検知する温度検知手段と、印字指令を受けて前記定着部がトナー画像を定着可能な所定の温度へ昇温する時の温度勾配を、前記温度検知手段を用いて計測する計測手段と、前記計測手段が計測した前記温度勾配に関する値を記憶する記憶手段と、記録材の給送開始タイミングを制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記温度勾配を計測するのに必要な所定時間の経過後に記録材の給送開始を許可する場合と、前記記憶手段に記憶された前記温度勾配に関する値に応じて前記所定時間経過するよりも前のタイミングで記録材の給送開始を許可する場合と、を設定可能であり、前記記憶手段には、印字指令(N-1)回目の前記温度勾配に関する値が記憶されており、前記制御部は、印字指令(N-1)回目の前記温度勾配に関する値が前記所定時間に関する値より小さい場合、印字指令N回目の給送開始を許可するタイミングを、前記所定時間経過するよりも前のタイミングであって前記記憶手段に記憶された前記温度勾配に関する値に応じたタイミングに設定し、印字指令(N-1)回目の前記温度勾配に関する値と印字指令N回目の前記温度勾配に関する値の差が、閾値を超えた場合、トナー像を記録材に定着させる時の前記定着部の目標温度を補正することを特徴とする。
また、本発明に係る画像形成装置は、記録材にトナー画像を形成する画像形成部と、前記トナー画像を加熱することで記録材にトナー画像を定着させる定着部と、前記定着部の温度を検知する温度検知手段と、印字指令を受けて前記定着部がトナー画像を定着可能な所定の温度へ昇温する時の温度勾配を、前記温度検知手段を用いて計測する計測手段と、前記計測手段が計測した前記温度勾配に関する値を記憶する記憶手段と、記録材の給送開始タイミングを制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記温度勾配を計測するのに必要な所定時間の経過後に記録材の給送開始を許可する場合と、前記記憶手段に記憶された前記温度勾配に関する値に応じて前記所定時間経過するよりも前のタイミングで記録材の給送開始を許可する場合と、を設定可能であり、前記記憶手段には、印字指令(N-1)回目の前記温度勾配に関する値が記憶されており、前記制御部は、印字指令(N-1)回目の前記温度勾配に関する値が前記所定時間に関する値より小さい場合、印字指令N回目の給送開始を許可するタイミングを、前記所定時間経過するよりも前のタイミングであって前記記憶手段に記憶された前記温度勾配に関する値に応じたタイミングに設定し、複数回の印字指令における前記温度勾配の計測結果の変動幅が閾値を超えた場合、記録材の給送開始タイミングを前記所定時間の経過後のタイミングに設定することを特徴とする。
(画像形成装置)
図1は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略断面図である。
本実施形態の画像形成装置は、図5に示すタイムチャートのように動作し、記録材Pの給送開始タイミング(以下、給紙開始タイミング)を決定する。すなわち、印字指令を受けたときにスキャナモータの駆動を開始し、同時に定着可能な温度になるように温度制御を開始している。その後、走査手段(露光装置)3の給紙許可状態となるタイミング(露光許可タイミング、Flag1が1となるタイミング)と定着器(定着手段)11の給紙許可状態となるタイミング(定着許可タイミング、Flag2が1となるタイミング)を監視する。
以下、本実施形態の走査手段(露光装置)3の露光許可タイミングについて説明する。本実施形態の露光許可タイミングは、スキャナモータ30への通電開始後、画像情報に応じた走査を行う際の目標回転数(100%)の98.3%以上になったタイミングである。
次に、本実施形態の定着器(定着手段)11の定着許可タイミングについて説明する。図6は、ヒータ20の温度が環境温度(ここでは常温環境の23℃)で平衡している状態から通電開始した場合の、ヒータ20裏面に当接したサーミスタ21の検知温度(昇温推移)をモニターしたものである。
に固定している。
本実施形態の画像形成装置は、図8に示すフローチャートのように動作し給紙開始タイミング(Flag1とFlag2の両者が1となるタイミング)を決定する。そのために、図9に示すフローチャートのように動作し定着許可タイミング(Flag2が1となるタイミング)を決定する。
前述したように、温度勾配ΔTが大きい高電力状態のときには、印字指令を受けてから定着許可タイミングに到達するまでの時間を短縮することができる状態となる。しかしながら、印字指令N回目の給紙開始タイミングを印字指令N回目の温度勾配の計測結果に基づいて定める場合は、必然的に印字指令N回目の給紙開始タイミングを印字指令N回目の計測結果を生ずる計測終了タイミングよりも早くすることができない。すなわち、印字指令を受けてから給紙するまでの時間を温度勾配計測時間1.5[sec]よりも短くできる状態にありながら、温度勾配計測時間1.5[sec]よりも短くできない状況が存在することとなる。
次に、本実施形態と比較例(比較例1)を比較した実験を示す。比較例1の画像形成装置は、基本的な構成および動作は本実施形態のものと実質的に同じであるが、本実施形態で用いた図9に示すフローチャートとは異なり、図10に示すフローチャートを実行可能である。まず、ヒータに通電開始する(t=0)と同時に印字指令N回目の温度勾配の計測を開始する(S31)。温度勾配計測時間経過(t=Δt)したら(S32)、印字指令N回目の温度勾配計測結果から定着許可タイミングをTnに確定する(S33)。その後、定着許可タイミングに到達(t=Tn)したら(S34)、Flag2を1とする(S35)。
環境温度:常温(23℃)
プロセススピード:220mm/sec
印字モード:普通紙モード
紙種:LTRサイズ(紙長297mm)、坪量75g/m2のVitality(Xerox社製、商品名)
通紙方法:1枚10分間欠で6枚プリント。2枚毎、投入電力を850W、950W、1050Wに変動。
図11に、実験結果をまとめたものを示す。印字指令N回目の温度勾配計測結果に基づいて印字指令N回目の定着許可タイミングを確定する比較例1では、印字1回目の給紙タイミングは1.6[sec]である。そして、印字指令2回目以降は順に1.6[sec]、1.5[sec]、1.5[sec]、1.5[sec]、1.5[sec]である。そして、印字1回目のFPOTは5.0[sec]、印字指令2回目以降は順に5.0[sec]、4.9[sec]、4.9[sec]、4.9[sec]、4.9[sec]であった。
以上、本実施形態では、画像形成装置へ投入される電源電圧に大きな変動がない場合を想定して、所定条件下において、印字指令N回目の給紙開始タイミングを印字指令(N-1)回目の温度勾配計測結果から決定される給紙開始タイミングに設定する。この所定条件とは、記憶手段に記憶された印字指令(N-1)回目の温度勾配計測結果から決定される給紙タイミングが、印字指令N回目の印字指令を受けた後から温度勾配計測時間に到達するまでのタイミングよりも時間的に早いという条件である。これにより、FPOTの更なる短縮が可能となる。
本発明の第2の実施形態の画像形成装置については、基本的な構成および動作は第1の実施形態と実質的に同じである。本実施形態は、記憶手段に記憶される印字指令N回目の計測結果が、記憶手段に記憶されている印字指令(N-1)回目の計測結果に対し、第1の閾値より大きく低下した場合、定着部における記録材を加熱制御する制御温度を上昇させることを特徴とする。
上記状況を鑑み、本実施形態の画像形成装置は、第1の実施形態と同様に、図8に示すフローチャートのように動作し給紙開始タイミング(Flag1とFlag2の両者が1となるタイミング)を決定する。そして、図12と図13に示すフローチャートのように動作し、定着許可タイミング(Flag2が1となるタイミング)を決定する。
本実施形態における作用効果については、原理的に第1の実施形態と同様であるため、ここでは省略する。ただし、本実施形態では、印字指令(N-1)回目の温度勾配計測結果から高電力状態と推定されたものの、印字指令N回目までに商用電源の電圧が下がり、低電力側の状態に変移してしまったとしても定着不良の発生を抑制可能である。
本実施形態の画像形成装置は、印字指令(N-1)回目の温度勾配計測結果から高電力状態と推定されたものの、印字指令N回目までに商用電源の電圧が下がり、低電力側の状態に変移してしまったとしても定着不良の発生を抑制しつつ、FPOTを短縮できる。
本発明の第3の画像形成装置については、基本的な構成および動作は第2の実施形態のものと実質的に同じである。本実施形態では、印字指令(N-1)回目の印字指令から印字指令N回目の印字指令までの経過時間が、第2の閾値(閾値β)より短いか短くないかで、印字指令N回目の給紙開始タイミングを変えることを特徴とする。
上記状況に鑑み、本実施形態では、図15に示すフローチャートのように動作し給紙開始タイミング(Flag1とFlag2の両者が1となるタイミング)を決定する。そして、図13と図16に示すフローチャートのように動作し定着許可タイミング(Flag2が1となるタイミング)を決定する。
本実施形態における作用効果については、原理的に第1、第2の実施形態と同様であるため、ここでは省略する。ただし、第1、第2の実施形態に比べ、印字指令(N-1)回目から印字指令N回目までの経過時間が長くなった場合(すなわち、中長周期で電源電圧が変動している場合)に発生し得る定着不良を抑制可能である。
以上、本実施形態では、印字指令(N-1)回目から印字指令N回目までの経過時間が長くなった場合、すなわち、中長周期で電源電圧が変動している場合に発生し得る定着不良を抑制可能としつつ、FPOTの短縮が可能である。
本発明の第4の画像形成装置については、基本的な構成および動作は第3の実施形態のものと実質的に同じである。本実施形態では、印字指令N回目の計測結果の、印字指令(N-1)回目を含むそれ以前の複数回の前記計測結果に対する変動幅が第3の閾値(閾値γ)より小さいか小さくないかで、印字指令N回目の給紙開始タイミングを変えることを特徴とする。
上記状況を鑑み、本実施形態の画像形成装置は、図15に示すフローチャートのように動作し給紙開始タイミング(Flag1とFlag2の両者が1となるタイミング)を決定する。そして、図15と図18に示すフローチャートのように動作し定着許可タイミング(Flag2が1となるタイミング)を決定する。
本実施形態における作用効果については、原理的に第1乃至第3の実施形態のいずれかと同様であるため、ここでは省略する。ただし、第1乃至第3の実施形態のいずれかと比べ、画像形成装置を使用する商用電源の電圧が短周期で変動している場合に発生し得る定着不良を抑制可能である。
以上、本実施形態では、画像形成装置を使用する商用電源の電圧が短周期で変動している場合に発生し得る定着不良を抑制しつつ、FPOTの短縮が可能である。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
上述した本実施形態では、温度勾配の計測結果を生ずる時間として印字指令N回目に設定される所定時間を、各印字指令に共通に設定される一定の温度勾配計測時間である温度勾配計測時間Δtとしたが、本発明はこれに限られない。温度勾配の計測結果を生ずる時間として印字指令N回目に設定される所定時間を、各印字指令に設定される一定でない温度勾配計測時間に設定することもできる。
上述した実施形態では、計測手段でサーミスタ21の検知温度の温度勾配を計測することを前提に、サーミスタ21は加熱部材としてのヒータ20の温度(ヒータ裏面の温度)を検知したが、本発明はこれに限られない。定着部がトナー画像を加熱する加熱部材と、記録材を挟持搬送するニップ部を形成するニップ部形成部材と、を備える前提で、サーミスタは加熱部材及びニップ部形成部材の内の少なくとも一つの部材の温度を検知するものであれば良い。これにより、サーミスタ21は定着フィルム25や加圧ローラ26の温度を検知するようにしても良い。
上述した第1の閾値α、第2の閾値β、第3の閾値γについては、それぞれ定数としても良いが、装置(画像形成装置)が使用される地域の電源電圧事情に応じてそれぞれ設定されるようにしても良い。
上述した実施形態では、記録材であるシートとして記録紙を説明したが、本発明におけるシート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(シート)Pの扱いを給紙、通紙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シートが紙に限定されるものではない。
Claims (10)
- 記録材にトナー画像を形成する画像形成部と、
前記トナー画像を加熱することで記録材にトナー画像を定着させる定着部と、
前記定着部の温度を検知する温度検知手段と、
印字指令を受けて前記定着部がトナー画像を定着可能な所定の温度へ昇温する時の温度勾配を、前記温度検知手段を用いて計測する計測手段と、
前記計測手段が計測した前記温度勾配に関する値を記憶する記憶手段と、
記録材の給送開始タイミングを制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記温度勾配を計測するのに必要な所定時間の経過後に記録材の給送開始を許可する場合と、前記記憶手段に記憶された前記温度勾配に関する値に応じて前記所定時間経過するよりも前のタイミングで記録材の給送開始を許可する場合と、を設定可能であり、
前記記憶手段には、印字指令(N-1)回目の前記温度勾配に関する値が記憶されており、
前記制御部は、
印字指令(N-1)回目の前記温度勾配に関する値が前記所定時間に関する値より小さい場合、印字指令N回目の給送開始を許可するタイミングを、前記所定時間経過するよりも前のタイミングであって前記記憶手段に記憶された前記温度勾配に関する値に応じたタイミングに設定し、
印字指令(N-1)回目が入力されたタイミングと印字指令N回目が入力されたタイミングの時間差が閾値を超えた場合、前記記憶手段に記憶されている前記温度勾配に関する値に拘らず、記録材の給送開始タイミングを前記所定時間の経過後のタイミングに設定することを特徴とする画像形成装置。 - 記録材にトナー画像を形成する画像形成部と、
前記トナー画像を加熱することで記録材にトナー画像を定着させる定着部と、
前記定着部の温度を検知する温度検知手段と、
印字指令を受けて前記定着部がトナー画像を定着可能な所定の温度へ昇温する時の温度勾配を、前記温度検知手段を用いて計測する計測手段と、
前記計測手段が計測した前記温度勾配に関する値を記憶する記憶手段と、
記録材の給送開始タイミングを制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記温度勾配を計測するのに必要な所定時間の経過後に記録材の給送開始を許可する場合と、前記記憶手段に記憶された前記温度勾配に関する値に応じて前記所定時間経過するよりも前のタイミングで記録材の給送開始を許可する場合と、を設定可能であり、
前記記憶手段には、印字指令(N-1)回目の前記温度勾配に関する値が記憶されており、
前記制御部は、
印字指令(N-1)回目の前記温度勾配に関する値が前記所定時間に関する値より小さい場合、印字指令N回目の給送開始を許可するタイミングを、前記所定時間経過するよりも前のタイミングであって前記記憶手段に記憶された前記温度勾配に関する値に応じたタイミングに設定し、
印字指令(N-1)回目の前記温度勾配に関する値と印字指令N回目の前記温度勾配に関する値の差が、閾値を超えた場合、トナー像を記録材に定着させる時の前記定着部の目標温度を補正することを特徴とする画像形成装置。 - 記録材にトナー画像を形成する画像形成部と、
前記トナー画像を加熱することで記録材にトナー画像を定着させる定着部と、
前記定着部の温度を検知する温度検知手段と、
印字指令を受けて前記定着部がトナー画像を定着可能な所定の温度へ昇温する時の温度勾配を、前記温度検知手段を用いて計測する計測手段と、
前記計測手段が計測した前記温度勾配に関する値を記憶する記憶手段と、
記録材の給送開始タイミングを制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記温度勾配を計測するのに必要な所定時間の経過後に記録材の給送開始を許可する場合と、前記記憶手段に記憶された前記温度勾配に関する値に応じて前記所定時間経過するよりも前のタイミングで記録材の給送開始を許可する場合と、を設定可能であり、
前記記憶手段には、印字指令(N-1)回目の前記温度勾配に関する値が記憶されており、
前記制御部は、
印字指令(N-1)回目の前記温度勾配に関する値が前記所定時間に関する値より小さい場合、印字指令N回目の給送開始を許可するタイミングを、前記所定時間経過するよりも前のタイミングであって前記記憶手段に記憶された前記温度勾配に関する値に応じたタイミングに設定し、
複数回の印字指令における前記温度勾配の計測結果の変動幅が閾値を超えた場合、記録材の給送開始タイミングを前記所定時間の経過後のタイミングに設定することを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御部は、前記記憶手段に記憶された印字指令(N-1)回目の前記温度勾配に関する値が前記所定時間に関する値よりも小さい場合、印字指令N回目の記録材の給送開始を許可するタイミングを、前記所定時間経過するよりも前のタイミングであって前記記憶手段に記憶された前記温度勾配に関する値のタイミングに設定す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。
- 前記制御部は、前記記憶手段に記憶された印字指令(N-1)回目の前記温度勾配に関する値が前記所定時間に関する値よりも大きい場合、印字指令N回目の記録材の給送開始の許可タイミングを、前記所定時間経過後のタイミングに設定す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。
- 印字指令の度に前記計測手段によって前記温度勾配を計測し、計測した前記温度勾配に関する値を前記記憶手段に記憶させ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。
- 前記温度勾配に関する値は、時間であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記定着部は、記録材上のトナー像と接触する筒状のフィルムと、前記フィルムの内面に接触し前記フィルムを介してトナー像を加熱するヒータと、を有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記定着部は、前記フィルムを介して前記ヒータと共に記録材を挟持搬送する定着ニップ部を形成する加圧ローラを有することを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
- 記温度検知手段は、前記フィルムと前記ヒータと前記加圧ローラのうちの少なくとも一つの温度を検知することを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
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