JP7535224B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置は、例えば加熱加圧方式の定着器で、プリントシートに転写されたトナー画像を定着させる。定着温度によってプリントシート上に定着したトナー画像の画質が変動するため、定着温度の適切な制御は重要である。

ある画像形成装置（以下、第１画像形成装置という）は、用紙坪量および用紙種別に応じて定着器の定着温度を制御している（例えば特許文献１参照）。

別の画像形成装置（以下、第２画像形成装置という）は、各ページについて、印刷モード（フルカラーモード、単色モード、省トナーモードなど）に基づいて、定着温度を決定している（例えば特許文献２参照）。

さらに別の画像形成装置（以下、第３画像形成装置という）は、プリントシートへのトナー付着量に応じて定着温度を制御している（例えば特許文献３参照）。

特開２００６－２４３３７７号公報 特開２０１３－０７６８５３号公報 特開２０１５－０２５８７６号公報

しかしながら、上述の第１および第２画像形成装置のように用紙種別や印刷モードに基づいて一律に定着温度を設定する場合には、プリントされる（定着される）トナー画像に対して適切な定着温度が設定されない可能性がある。

また、上述の第３画像形成装置のようにプリントシートへのトナー付着量に応じて定着温度を制御する場合には、トナー付着量が特定された後に定着温度制御が開始されるため、プリント時間が長く（プリント速度が低く）なる可能性がある。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、比較的短い時間かつ適切な定着温度でプリントを実行する画像形成装置を得ることを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、プリント要求を受け付けるプリント制御部と、前記プリント要求によりページごとに指定されたページ画像の画像処理を実行しプリントで描画すべき画像を特定し、前記プリントで描画すべき画像のトナー使用量を特定する描画制御部と、前記プリントで描画すべき画像に対応するトナー画像が転写されたプリントシートに対して前記トナー画像を定着させる定着器と、前記定着器の定着温度を制御するエンジン制御部とを備える。そして、前記エンジン制御部は、（ａ）前記プリント要求が受け付けられると、前記プリントシートの１次給紙を開始させるとともに、前記プリント要求によりページごとに指定されたカラー情報に基づいて１次定着温度制御を開始し、（ｂ）前記１次定着温度制御の開始後であって前記画像処理および前記トナー使用量の特定が完了した後、前記プリントシートの２次給紙を開始させるとともに、前記トナー使用量に基づいて２次定着温度制御を開始する。ここで、前記１次定着温度制御では、前記カラー情報に基づく目標定着温度が設定され、前記２次定着温度制御では、前記トナー使用量に基づく目標定着温度が設定される。

本発明によれば、比較的短い時間かつ適切な定着温度でプリントを実行する画像形成装置が得られる。

本発明の上記又は他の目的、特徴および優位性は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から更に明らかになる。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の電気的な構成の一部を示すブロック図である。 図３は、図１および図２に示す画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。図１に示す画像形成装置は、プリンター、ファクシミリ装置、複写機、複合機などといった、電子写真方式のプリント機能を有する装置である。

この実施の形態の画像形成装置は、タンデム方式のカラー現像装置を有する。このカラー現像装置は、感光体ドラム１ａ～１ｄ、露光装置２ａ～２ｄおよび現像ユニット３ａ～３ｄを有する。感光体ドラム１ａ～１ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色の感光体である。

露光装置２ａ～２ｄは、感光体ドラム１ａ～１ｄへレーザー光を走査しつつ照射して静電潜像を形成する装置である。レーザー光は、感光体ドラム１ａ～１ｄの回転方向（副走査方向）に垂直な方向（主走査方向）に走査される。露光装置２ａ～２ｄは、レーザー光の光源であるレーザーダイオード、およびそのレーザー光を感光体ドラム１ａ～１ｄへ導く光学素子（レンズ、ミラー、ポリゴンミラーなど）を含むレーザースキャニングユニットを有する。

さらに、感光体ドラム１ａ～１ｄの周囲には、スコロトロン等の帯電器、クリーニング装置、除電器などが配置されている。クリーニング装置は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ～１ｄ上の残留トナーを除去し、除電器は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ～１ｄを除電する。

現像ユニット３ａ～３ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色のトナーがそれぞれ充填されるトナーカートリッジと、トナーカートリッジ内のトナーホッパーから搬送されてくるトナーを感光体ドラム１ａ～１ｄへ付着させる現像器とを有し、そのトナーを感光体ドラム１ａ～１ｄ上の静電潜像に付着させてトナー画像を形成する。

感光体ドラム１ａ、露光装置２ａおよび現像ユニット３ａにより、マゼンタの現像が行われ、感光体ドラム１ｂ、露光装置２ｂおよび現像ユニット３ｂにより、シアンの現像が行われ、感光体ドラム１ｃ、露光装置２ｃおよび現像ユニット３ｃにより、イエローの現像が行われ、感光体ドラム１ｄ、露光装置２ｄおよび現像ユニット３ｄにより、ブラックの現像が行われる。

中間転写ベルト４は、感光体ドラム１ａ～１ｄに接触し、感光体ドラム１ａ～１ｄ上のトナー画像を１次転写される環状の像担持体（中間転写体）である。中間転写ベルト４は、駆動ローラー５に張架され、駆動ローラー５からの駆動力によって、感光体ドラム１ｄとの接触位置から感光体ドラム１ａとの接触位置への方向へ周回していく。

転写ローラー６は、後述するように搬送されてくるプリントシートを中間転写ベルト４に接触させ、中間転写ベルト４上のトナー画像をプリントシートに２次転写する。なお、トナー画像を転写されたプリントシートは、定着器９へ搬送され、トナー画像がプリントシートへ定着される。定着器９は、後述のプリントで描画すべき画像に対応するトナー画像が転写されたプリントシートに対してトナー画像を、ここでは加熱加圧方式で定着させる。

ローラー７は、クリーニングブラシを有し、クリーニングブラシを中間転写ベルト４に接触させ、プリントシートへのトナー画像の転写後やキャリブレーション後に中間転写ベルト４に残ったトナーを除去する。

センサー８は、中間転写ベルト４に光線を照射し、中間転写ベルト４の表面またはその表面上のトナーパターンからの反射光を検出する。例えば、センサー８は、トナー階調やトナー濃度のキャリブレーションの際に、中間転写ベルト４の所定の領域（キャリブレーション用のトナーパッチが転写される領域）に光線を照射し光線の反射光を検出し、その光量に応じた電気信号を出力する。

さらに、この実施の形態に係る画像形成装置は、複数の給紙カセット１１，１２を備えている。給紙カセット１１，１２は、プリントシート３１，３２を収容しており、リフト板２１，２４でプリントシート３１，３２を上方に押し上げてピックアップローラー２２，２５に当接させる。給紙カセット１１，１２に載置されたプリントシート３１，３２は上側から１枚ずつピックアップローラー２２，２５によって給紙ローラー２３，２６へピックアップされる。給紙ローラー２３，２６は、給紙カセット１１，１２からピックアップローラー２２，２５によって給紙されたプリントシート３１，３２を１枚ずつ搬送路上へ搬送するローラーである。

搬送ローラー２７は、給紙カセット１１，１２から搬送されてくるプリントシート３１，３２に共通な搬送路上の搬送ローラーである。

レジストローラー２８は、搬送されてくるプリントシートを一時停止させ、２次給紙タイミングでそのプリントシートを中間転写ベルト４および転写ローラー６による転写位置へ搬送する。２次給紙タイミングは、そのプリントシート上の指定された位置に中間転写ベルト４上のトナー画像が転写されるように後述のコントローラー４１によって指定される。

レジストセンサー２９は、レジストローラー２８の近傍に設置され、プリントシートがレジストローラー２８（つまり、２次給紙位置）へ到達したことを光学的に検出するセンサーである。

図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の電気的な構成の一部を示すブロック図である。図２に示すように、この画像形成装置は、コントローラー４１と、プリント装置４２と、操作パネル４３と、通信装置４４とを備える。

コントローラー４１は、コンピューター、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などを備え、ソフトウェアおよび／またはハードウェアで各種処理部を実現し、プリント装置４２などの内部デバイスを監視および制御するとともに、各種データ処理を行う。

また、プリント装置４２は、図１に示すような機械的構成で、原稿画像をプリントする内部デバイスである。

操作パネル４３は、ユーザー操作を受け付けるタッチパネル、ハードキーなどの入力装置４３ａと、ユーザーに対して操作画面を表示する液晶ディスプレイなどの表示装置４３ｂとを備える。

通信装置４４は、有線または無線のネットワークインターフェイス、モデム、周辺機器インターフェイスなどであって、図示せぬホスト装置などとの間でデータ通信を行う。

さらに、コントローラー４１は、プリント制御部５１と、描画制御部５２と、エンジン制御部５３とを備える。

プリント制御部５１は、プリント要求を受け付け、受け付けたプリント要求に従って、描画制御部５２およびエンジン制御部５３を使用してプリントジョブを実行する。例えば、プリント制御部５１は、通信装置４４を使用して、図示せぬホスト装置からプリント要求を受信する。

描画制御部５２は、プリント要求によりページごとに指定されたページ画像の画像処理（色変換、色補正、ハーフトーニングなど）を実行しプリントで描画すべき画像を特定し、プリントで描画すべき画像のトナー使用量を特定する。

この実施の形態では、描画制御部５２は、プリントで描画すべき画像のトナードット数を特定し、そのトナードット数に基づいてトナー使用量を特定する。なお、カラープリントである場合には、複数のカラープレーン（ここでは、シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラック）のトナードット数に基づいて、例えばそれらのトナードット数の合計に基づいてトナー使用量が特定される。トナー使用量は、例えば実験などで既知である所定の関数を使用して、トナードット数から計算される。

エンジン制御部５３は、上述のローラーなどを駆動する図示せぬ駆動源、現像バイアスおよび１次転写バイアスを印加するバイアス印加回路、露光装置２ａ～２ｄ、定着器９の定着温度（例えば定着ヒーター９ａの温度）を制御して、静電潜像の形成、トナー画像の現像、転写および定着、並びに給紙および排紙を実行させる。

特に、エンジン制御部５３は、プリント要求によりページごとに指定されたカラー情報（カラープリント、モノクロプリント、およびブランク（プリント画像なし）のいずれかを示す設定情報）に基づいて１次定着温度制御を開始し、１次定着温度制御の開始後であってトナー使用量が特定された後、トナー使用量に基づいて２次定着温度制御を開始する。

１次定着温度制御では、カラー情報に基づく目標定着温度が設定され、２次定着温度制御では、トナー使用量に基づく目標定着温度が設定される。なお、目標定着温度は、カラー情報やトナー使用量からルックアップテーブルや関数で導出される。そのルックアップテーブルや関数は実験などで予め特定されエンジン制御部５３に実装される。

ここでは、エンジン制御部５３は、カラー情報およびトナー使用量の両方に基づいて２次定着温度制御を行う。つまり、２次定着温度制御では、カラー情報およびトナー使用量に基づく目標定着温度が設定される。

さらに、エンジン制御部５３は、プリントシートの１次給紙中に（つまり、プリントシートが給紙カセット１１，１２からレジストローラー２８へ搬送される期間において）１次定着温度制御を行い、プリントシートの２次給紙中に（つまり、プリントシートがレジストローラー２８から定着器９へ搬送される期間において）２次定着温度制御を行う。

次に、上記画像形成装置の動作について説明する。図３は、図１および図２に示す画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。

プリント制御部５１は、プリント要求を受け付けると、エンジン制御部５３に、プリント要求により指定されたプリントシートの１次給紙を開始させるとともに（ステップＳ１）、カラー情報に基づいて１次定着温度制御の目標定着温度（以下、１次目標定着温度という）を特定し、その１次目標定着温度をエンジン制御部５３に通知し、エンジン制御部５３に、１次定着温度制御を開始させる（ステップＳ２）。エンジン制御部５３は、定着ヒーター９ａの温度が１次目標定着温度となるように１次定着温度制御を行う。つまり、１次定着温度制御では、定着温度が、現時点の定着ヒーター９ａの温度から１次目標定着温度へ調整される。

また、プリント制御部５１は、プリント要求を受け付けると、描画制御部５２に、必要な画像処理およびトナー使用量の導出をページごとに実行させる（ステップＳ３）。

その後、その画像処理およびトナー使用量の導出が完了すると、プリント制御部５１は、エンジン制御部５３に、プリントシートの２次給紙を開始させるとともに（ステップＳ４）、トナー使用量およびカラー情報に基づいて２次定着温度制御の目標定着温度（以下、２次目標定着温度という）を特定し、その２次目標定着温度をエンジン制御部５３に通知し、エンジン制御部５３に、２次定着温度制御を開始させる（ステップＳ５）。エンジン制御部５３は、定着ヒーター９ａの温度が２次目標定着温度となるように２次定着温度制御を行う。つまり、２次定着温度制御では、定着器９の定着温度が、１次目標定着温度から２次目標定着温度へ調整される。したがって、２次定着温度制御での定着温度調整幅は小さくなり、定着器９の定着温度が２次目標定着温度へ短時間で設定される。

そして、中間転写ベルト４からプリントシートにトナー画像が転写され、その後、プリントシートが定着器９に搬送され、定着器９は、２次目標定着温度で、プリントシートへのトナー画像の定着を行う（ステップＳ６）。定着後、プリントシートは排出される。

以上のように、上記実施の形態によれば、プリント制御部５１は、プリント要求を受け付ける。描画制御部５２は、そのプリント要求によりページごとに指定されたページ画像の画像処理を実行しプリントで描画すべき画像を特定し、プリントで描画すべき画像のトナー使用量を特定する。定着器９は、プリントで描画すべき画像に対応するトナー画像が転写されたプリントシートに対してトナー画像を定着させる。エンジン制御部５３は、定着器９の定着温度を制御する。そして、エンジン制御部５３は、プリント要求によりページごとに指定されたカラー情報に基づいて１次定着温度制御を開始し、１次定着温度制御の開始後であってトナー使用量が特定された後、トナー使用量に基づいて２次定着温度制御を開始する。

これにより、比較的短い時間かつ適切な定着温度でプリントが実行される。

なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。

例えば、上記実施の形態に係る画像形成装置は、間接転写方式の画像形成装置であるが、直接転写方式の画像形成装置としてもよい。

本発明は、例えば、電子写真方式の画像形成装置に適用可能である。

９ 定着器
５１ プリント制御部
５２ 描画制御部
５３ エンジン制御部

Claims (3)

1. プリント要求を受け付けるプリント制御部と、
   前記プリント要求によりページごとに指定されたページ画像の画像処理を実行しプリントで描画すべき画像を特定し、前記プリントで描画すべき画像のトナー使用量を特定する描画制御部と、
   前記プリントで描画すべき画像に対応するトナー画像が転写されたプリントシートに対して前記トナー画像を定着させる定着器と、
   前記定着器の定着温度を制御するエンジン制御部とを備え、
   前記エンジン制御部は、（ａ）前記プリント要求が受け付けられると、前記プリントシートの１次給紙を開始させるとともに、前記プリント要求によりページごとに指定されたカラー情報に基づいて１次定着温度制御を開始し、（ｂ）前記１次定着温度制御の開始後であって前記画像処理および前記トナー使用量の特定が完了した後、前記プリントシートの２次給紙を開始させるとともに、前記トナー使用量に基づいて２次定着温度制御を開始し、
   前記１次定着温度制御では、前記カラー情報に基づく目標定着温度が設定され、
   前記２次定着温度制御では、前記トナー使用量に基づく目標定着温度が設定されること、
   を特徴とする画像形成装置。
2. 前記エンジン制御部は、前記カラー情報および前記トナー使用量の両方に基づいて前記２次定着温度制御を行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記描画制御部は、前記プリントで描画すべき画像のトナードット数に基づいて前記トナー使用量を特定することを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形成装置。

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