【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を用いて転写材に画像を形成する複写機やプリンタ等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像形成装置としては、例えば、
帯電手段で一様に帯電した電子写真感光体の表面上に、
入力した画像信号に対応した画像露光を行って静電潜像を形成し、該静電潜像を現像手段でトナー像に現像し、
該トナー像を転写手段で転写材に転写し、該転写材上のトナー像を定着手段で定着することで画像を出力する電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置がある。

【０００３】このような従来の画像形成装置における定着手段の構成を図７に示す。 この定着手段は、内部にヒータ110を具備した加熱ローラ111と、表層をゴム層で形成した加圧ローラ112とを互いに圧接して回転し、両ローラ111，112間に転写材106を挟持搬送すると同時に、
加熱ローラ111の表面温度で転写材106上のトナー114を溶融し、該転写材106上にトナー像を定着するものである。

【０００４】また、加熱ローラ111の表面温度の検出は、該加熱ローラ111の表面に接触させた温度検出装置1
15によって行う。 また、温度制御装置116によって予め所定の制御温度を設定しておく。 そして、温度制御装置
116は、温度検出装置115によって検出した加熱ローラ11
1の表面温度と、設定してある制御温度との大小関係を比較し、加熱ローラ111の表面温度の方が設定してある制御温度より低い場合はヒータ110への通電を行い、加熱ローラ111の表面温度の方が設定してある制御温度より高い場合はヒータ110への通電を停止する。

【０００５】また、従来の画像形成装置においては、画像形成動作の実行命令が入り次第、画像形成動作の実行が可能となるように、画像形成装置の主電源（図示省略）のオン／オフを同期して定着手段をスタンバイ状態に保持する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述した従来例にあっては、定着動作は、トナー114を加熱ローラ111で加熱することにより溶融し、更に加圧ローラ1
12からの圧力によって転写材106上にトナー像を定着させている。 このとき、トナー114同士が溶融し結合することによって定着力を強める働きをしている。 従って、
トナー114が１つずつ独立している画像よりも、１箇所にまとまっている画像の方が定着性は良くなる傾向にある。

【０００７】このことにより、解像度の悪い方が良い方に比べて定着し易くなると言える。 また、同じ解像度であれば、１ドット当たりの階調性が、２値である方が多値である方よりも定着し易くなると言える。 更に、画像濃度で比較すると、濃い画像の方が薄い画像よりも定着し易いと言える。

【０００８】従来の画像形成装置では、例えば朝一番等で定着手段が冷えた状態から該定着手段の温度を所定の温度まで立ち上げるために、定着し難い画像の場合には、定着手段の立ち上げ時間を必要以上に長くする必要があったり、また定着手段の温調温度を高くする必要があるために、画像出力が可能となるまでの時間（以下ウエイトタイムと称す）が長くなると共に、電力の無駄遣いになってしまう。

【０００９】本発明は上述した従来の技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ウエイトタイムを短縮し、電力の浪費を防止できる画像形成装置を提供しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するための本発明の第１の構成は、帯電手段で一様に帯電した電子写真感光体の表面上に、入力した画像信号に対応した画像露光を行って静電潜像を形成し、該静電潜像を現像手段でトナー像に現像し、該トナー像を転写手段で転写材に転写し、該転写材上のトナー像を熱定着手段で熱定着することにより画像を出力する画像形成装置において、前記熱定着手段の温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段により検知した温度に基づいて前記熱定着手段の温度を所定の温度に維持するように制御する温度制御手段とを有し、更に前記温度検知手段により検知した温度に応じて出力する画像の解像度等の画像処理方法を選択制御する制御手段を有することを特徴とする。

【００１１】また同様の目的を達成するための本発明の第２の構成は、帯電手段で一様に帯電した電子写真感光体の表面上に、入力した画像信号に対応した画像露光を行って静電潜像を形成し、該静電潜像を現像手段でトナー像に現像し、該トナー像を転写手段で転写材に転写し、該転写材上のトナー像を熱定着手段で熱定着することにより画像を出力する画像形成装置において、前記熱定着手段の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段により検知した温度に基づいて前記熱定着手段の温度を所定の温度に維持するように制御する温度制御手段と、画像処理モードを選択するセレクタとを有し、前記温度検知手段により検知した温度と前記セレクタにより選択した画像処理モードに応じて出力する画像の解像度等の画像処理方法を選択制御する制御手段を設けたことを特徴とする。

【００１２】上記構成に基づき、定着手段の検知温度に応じて画像の解像度等の画像処理方法を選択制御することにより、画像出力が可能となるまでの定着手段の立ち上げ時間を短縮することができ、電力の浪費を防止できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明を適用した画像形成装置の実施の形態について詳しく説明する。 尚、以下の実施形態では、電子写真方式を用いて転写材に画像を形成する複写機やプリンタ等の画像形成装置を例示している。

【００１４】〔第１実施形態〕まず、図１〜図５を参照して、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置について詳しく説明する。

【００１５】図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の要部構成を示す模式構成図である。 図１において、１は回転するドラム状の電子写真感光体であり、
その表面が一次帯電装置２により一様に帯電される。 そして、一次帯電装置２により一様に帯電した電子写真感光体１の表面に画像信号（例えば入力した原稿画像等）
に対応した画像露光３を照射することにより、静電潜像を形成する。 この静電潜像を現像装置４によりトナー像に現像した後、該トナー像を転写帯電装置５により複写用紙等の転写材６に転写する。 トナー像が転写された転写材６は、ガイド７を介して定着装置８に送られ、該定着装置８により前記トナー像が定着された後、出力画像として排出される。

【００１６】図２は、定着装置８の概略構成を示す構成図である。 図２に示すように、定着装置８は、内部にヒータ10を具備した加熱ローラ11と、表層をゴム層で形成した加圧ローラ12とを互いに圧接して回転し、両ローラ
11，12間に転写材６を挟持搬送すると同時に、加熱ローラ11の表面温度で転写材６上のトナー14を溶融し、該転写材６上にトナー像を定着するものである。

【００１７】また、加熱ローラ11の表面温度の検出は、
該加熱ローラ11の表面に接触させた温度検出装置15によって行う。 また、温度制御装置16によって予め所定の制御温度を設定しておく。 そして、温度制御装置16は、温度検出装置15によって検出した加熱ローラ11の表面温度と、設定してある制御温度との大小関係を比較し、加熱ローラ11の表面温度の方が設定してある制御温度より低い場合はヒータ10への通電を行い、加熱ローラ11の表面温度の方が設定してある制御温度より高い場合はヒータ
10への通電を停止する。

【００１８】更に、本実施形態に係る定着装置８は、図２に示すように、定着装置８を制御する定着制御装置17
を有しており、該定着制御装置17は、前記温度検出装置
15により検出した加熱ローラ11の表面温度に応じて、画像処理方法の１つである出力する画像の解像度を選択制御する。 尚、本実施形態では通常画像の解像度のモードを400dpiとしている。

【００１９】図３は、同じ画像を異なる解像度（本実施形態では100dpi，200dpi，400dpi）で出力した場合の画像の定着性との関係を表す比較グラフ図である。 図３において、縦軸は画像の定着性を、横軸は画像の解像度をそれぞれ示し、比較条件としては、モード（解像度）の違い以外は全て同一である。 ここで定着性とは、定着後に画像を摺擦する際の前後の濃度の低下率を示している。 従って、図３においては、定着性の数値の小さい方が画像が良く定着されていると言うことができる。 即ち、図３からも定着性は解像度の低い画像よりも高い画像の方が劣ることが理解できる。

【００２０】このことから解像度が高くなるほど１画素の大きさは小さくなってくる。 従って解像度が高くなるほど、トナー14が定着装置８の加熱ローラ11の表面温度により加熱され溶融した場合に、トナー14同士の結合現象が起こり難くなる。 つまり、定着性が劣るということが言える。

【００２１】次に本実施形態に係る画像形成装置における定着装置８の立ち上げ時間の制御動作を説明する。

【００２２】尚、本実施形態では、通常環境（17℃）で解像度が400dpiの通常画像の定着性を満足させるためには、定着装置８の加熱ローラ11の温調温度は200℃にする必要がある。 図４は、定着装置８の立ち上げ時間の加熱ローラ11の温度と時間の関係を表す図である。 この図４から加熱ローラ11の温調温度を常温から200℃にまで達せさせるには、90秒の立ち上げ時間を要することがわかる。

【００２３】更に表１には、解像度400dpiの場合と同等の定着性を得るために画像の解像度を200dpiにした場合と100dpiにした場合のそれぞれの定着可能である加熱ローラ11の温度とその温度にまで立ち上げるのに要する時間の関係を表している。 この表１から解像度400dpiの場合の定着性と同等の定着性を得るためには、解像度を20
0dpiにした場合は定着装置８の立ち上げ時間は75秒必要である。 また、解像度を100dpiにした場合には定着装置８の立ち上げ時間は67秒必要である。

【００２４】

【表１】

【００２５】つまり、解像度が400dpiの通常画像における定着装置８の立ち上げ時間は、常温環境（17℃）において90秒の時間を要するところを、解像度200dpiのモードにおいては定着装置８の立ち上げ時間は、常温環境（17℃）において75秒に立ち上げ時間を短縮することができる。 また、解像度100dpiのモードにおいては定着装置８の立ち上げ時間は、常温環境（17℃）において67秒に立ち上げ時間を短縮することができる。

【００２６】そこで、本実施形態に係る画像形成装置における定着装置８の立ち上げ制御手順を示すフローチャートを図５に示す。 まず、ステップＳ21にて加熱ローラ
11の温度が70℃以上か否かを検知する。 ここで、検知温度が70℃以上ならば、ステップＳ22に進み最初の１枚目から解像度を400dpiに設定する。 70℃のときに加熱ローラ11の温度を200℃に達せさせるには図４から70秒必要であることがわかる。 また、70℃以下のときには、ステップＳ23に進み20℃以上か否かを検知する。 ここで、20
℃以上のときには、ステップＳ24に進み最初の１枚目の解像度を200dpiにし、連続２枚目からの解像度を400dpi
に設定する。 また、20℃以下のときには、ステップＳ55
に進み最初の１枚目の解像度を100dpiに設定し、連続２
枚目の解像度を200dpi、連続３枚目から400dpiに設定する。

【００２７】以上のように、定着装置８の検知温度に応じて、出力する画像の解像度の選択制御を行うことで、
画像出力が可能となるまでの時間（定着装置８の立ち上げにかかる時間）を短縮（本実施形態では90秒から75秒に短縮）することができ、その結果、電力の浪費を防止することができる。 尚、初期の１ジョブのみ解像度を20
0dpiとしても良い。

【００２８】〔第２実施形態〕次に、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置について詳しく説明する。 尚、
画像形成装置、定着装置の構成は、前述した第１実施形態と略同様であるため、ここでは詳しい説明は省略する。

【００２９】本実施形態に係る画像形成装置においては、オペレータがセレクタ（図示省略）により画像処理モードを写真用、文字用の２つのモードから選択することが可能となっている。 そして、前記定着制御装置17により、前記温度検出装置15により検知した温度と前記セレクタにより選択した画像処理モードに応じて、画像処理方法の１つである出力する画像の解像度、階調を選択制御する。

【００３０】また本実施形態では、それぞれのモードの通常画像の解像度を文字用は２値の400dpi、また写真用は多値の400dpiに設定する。 また、写真用の多値に関しては256階調としている。 更に本実施形態では写真用について説明する。 写真モードは中間調の再現に重視をおいて画像処理を行うために、本実施形態では256階調の多値の600dpi制御を行っている。 そのため、１ドット当たりのトナー14間の結合力が２値の場合よりも劣るために、定着性が悪くなる傾向にある。

【００３１】ここで、本実施形態に係る画像形成装置における定着装置８の立ち上げ時間の制御動作を説明する。

【００３２】本実施形態では、通常環境（17℃）で文字モードで２値の400dpiの通常画像の定着性を満足させるためには、定着装置８の加熱ローラ11の温調温度を200
℃にする必要がある。 しかし、本実施形態では写真モードがある。 この場合には、定着性を満足させるためには、定着装置８の加熱ローラ11の温調温度を205℃にする必要がある。

【００３３】図４には、前述したように、定着装置８の立ち上げ時の加熱ローラ11の温度と時間の関係を表している。 この図４から加熱ローラ11の温調温度を常温から
205℃にまで達せさせるには、95秒の立ち上げ時間を要することがわかる。 従って、本実施形態の画像形成装置のウエイトタイム（画像出力が可能となるまでの時間）
は95秒必要であることがわかる。

【００３４】更に表２には、２値の400dpiと多値の400d
piと多値の300dpiのそれぞれの定着可能である加熱ローラ11の温度とその温度にまで立ち上げるために要する時間の関係を表している。 この表２から２値の400dpiの場合の定着性と同等の定着性を得るためには、多値の400d
piにした場合は定着装置８の立ち上げ時間は95秒必要である。 また、多値の300dpiにした場合には定着装置８の立ち上げ時間は85秒必要である。

【００３５】

【表２】

【００３６】つまり、多値の400dpiの写真画像における定着装置８の立ち上げ時間は、常温環境（17℃）において95秒の時間を要するところを、多値の300dpiのモードにおいては定着装置８の立ち上げ時間は、常温環境（17
℃）において85秒に立ち上げ時間を短縮することができる。

【００３７】そこで、本実施形態に係る画像形成装置における定着装置８の立ち上げ制御手順を示すフローチャートを図６に示す。 まず、ステップＳ31にて文字モードか写真モードかを検知する。 ここで、文字モードの場合は、ステップＳ32，Ｓ33に進み加熱ローラ11の温度が70
℃以上か否かを検知する。 ここで、検知温度が70℃以上ならば、ステップＳ34に進み解像度を最初の１枚目から２値の400dpiに設定する。 70℃のときに加熱ローラの温度を200℃に達せさせるには図４から70秒必要であることがわかる。 また、70℃以下のときには、ステップＳ35
に進み最初の１枚目の解像度を200dpiに設定し、連続２
枚目からの解像度を400dpiに設定する。

【００３８】次に写真モードの場合を説明する。 写真モードの場合は、ステップＳ36，Ｓ37に進み加熱ローラ11
の温度が60℃以上か否かを検知する。 ここで、検知温度が60℃以上ならば、ステップＳ38に進み解像度を多値の
400dpiに設定する。 また、60℃以下のときには、ステップＳ39に進み最初の１枚目の解像度を多値の300dpiに設定し、連続２枚目からの解像度を多値の400dpiに設定する。

【００３９】以上のように、定着装置８の検知温度とセレクタによる画像処理モードに応じて、出力する画像の解像度の制御を行うことで、画像出力が可能となるまでの時間（定着装置８の立ち上げにかかる時間）を短縮（本実施形態では95秒から85秒に短縮）することができる。 本実施形態のように、文字モード又は写真モードのように画像処理方法が多様であっても、定着装置８の温度に応じて画像処理方法を制御することで、ウエイトタイムを短縮することが可能であり、その結果、電力の浪費を防止することができる。

【００４０】尚、前述した両実施形態では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置であっても良く、該画像形成装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
定着手段の温度を検知し、その温度に応じて、画像の解像度等の画像処理方法を選択制御するようにしているので、画像出力が可能となるまでの定着手段の立ち上げ時間を短縮することができ、その結果、電力の消費量を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す模式構成図

【図２】第１実施形態に係る画像形成装置における定着装置の概略構成を示す構成図

【図３】第１実施形態に係る画像形成装置における各モードでの解像度と定着性との関係を示すグラフ

【図４】定着装置の立ち上げ時の加熱ローラの温度と時間の関係を表すグラフ

【図５】第１実施形態に係る画像形成装置における定着装置の温度に応じた画像処理の解像度の制御手順を示すフローチャート

【図６】第２実施形態に係る画像形成装置における定着装置の温度に応じた画像処理の解像度の制御手順を示すフローチャート

【図７】従来の画像形成装置における定着装置の概略構成を示す構成図

【符号の説明】

１ …電子写真感光体 ２ …一次帯電装置 ３ …画像露光 ４ …現像装置 ５ …転写帯電装置 ６ …転写材 ７ …ガイド ８ …定着装置 10 …ヒータ 11 …加熱ローラ 12 …加圧ローラ 14 …トナー 15 …温度検出装置 16 …温度制御装置 17 …定着制御装置