JP4061868B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタなどに用いられる電子写真方式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機やプリンタなどに用いられる電子写真方式の画像形成装置は、原稿面に沿って光をスキャニングして得た画像信号若しくは外部入力された画像信号に基づいて変調した露光光を、一様に帯電した感光体ドラムに照射して潜像を形成させ、その潜像に現像装置によりトナーで現像して感光体ドラム上にトナー像を形成し、そのトナー像を用紙上に転写、定着させて画像を形成する方法が用いられ、この用紙上に形成した画像の濃度を適正なものとするために、トナーパッチを非画像領域に形成して濃度を測定し、その測定されたトナーパッチの濃度を目標濃度と比較して、画像の濃度に影響を及ぼす画像形成パラメータを調整したり、トナー補給を行なうＡＤＣ（Ａｕｔｏ ｄｅｎｓｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ）方式が一般的に用いられている。
【０００３】
しかし、ＡＤＣ方式においてトナーパッチの濃度測定に用いるＡＤＣセンサは、経時によるトナー付着や環境温度変化に起因して出力が変動する場合が多いので、定期的にＡＤＣセンサのゲイン調整を行なう必要がある。また露光光の中心をなす基準光量に基づいて形成されたトナーパッチの濃度が、環境温湿度の変化に起因して現像剤帯電量が変動し目標値から外れることもあるので、画像濃度に影響を及ぼす画像形成パラメータの調整には不可欠となる基準光量を定期的に補正する必要もある。
そこで、それらＡＤＣセンサのゲイン調整や基準光量の補正といった準備処理は、電源が断となって長時間経過した後に電源が投入された場合など環境が大きく変化したときに行われるのが一般的である。
【０００４】
一方、電子写真方式の画像形成装置は、用紙上に転写された未定着トナー像を加熱および加圧して用紙上にトナー像を定着させるための定着器を用いている。この定着器は、電源が切断されてから長時間経過した後に電源が投入されると、その間の温度降下により定着可能な温度にウオームアップするまでに時間がかかる上、その間はプリント開始ができないという構成になっている。
【０００５】
そこで、このウオームアップ時間を利用してＡＤＣ方式に必要な準備処理等を行なう技術が開示されている（特許昭６２−５２８７２）。
【０００６】
この技術によれば、準備処理を効率的に行うことができるという利点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許昭６２−５２８７２により開示された技術を用いる場合、定着器と現像ロールとを同一のメインモータで駆動する構成の画像形成装置では、準備処理のために電源投入直後にメインモータを回転させるので、定着器は、加熱ロールなどを回転させながらウオームアップを開始する必要がある。
【０００８】
図１は、定着器のウオームアップとＡＤＣ方式を行うための準備処理との関係を示すフローチャートである。
【０００９】
図１に示すように、画像形成装置の電源が投入されると、定着器（Ｆｕｓｅｒ）の加熱ロールが回転を開始するとともに（Ｓ１０１）、加熱ロール内部にある熱源用ランプ（Ｆｕｓｅｒ Ｌａｍｐ）が点灯し、ウオームアップを開始する（Ｓ２０３）。これと同時に、感光体（Ｄｒｕｍ）が回転を開始し（１０２）、ＡＤＣ方式の準備処理（Ｐｒｏｃｏｎ Ｓｅｔｕｐ）を開始する（Ｓ１０４）。所定時間経過して、準備処理（Ｐｒｏｃｏｎ Ｓｅｔｕｐ）が終了すると（Ｓ１０５）、感光体（Ｄｒｕｍ）が回転を停止する（１０６）。定着器（Ｆｕｓｅｒ）の加熱ロールも所定の時間経過すると回転を停止する（Ｓ１０７）。定着器は、加熱ロールが回転を停止しても熱源用ランプは点灯しており、ウオームアップ（Ｗａｒｍｕｐ）は継続して行なわれ、定着器が定着可能な温度に到達すると（Ｓ１０８）、熱源用ランプ（Ｆｕｓｅｒ Ｌａｍｐ）が消灯する（Ｓ１０９）。
【００１０】
図２は、画像形成装置の電源が投入されてから定着器が定着可能な温度に到達するまでの温度推移を示す模式図である。
【００１１】
図２において、縦軸は定着器温度、横軸は電源投入から、プリント可能な状態（Ｃｏｐｙ Ｓｔａｎｂｙ）となるまでのウオームアップ時間を表している。また横軸の下には、画像の濃度に影響を及ぼす画像形成パラメータを調整する画像制御部（Ｐｒｏｃｏｎ制御）、定着器と現像機を駆動するメインモータ（Ｍａｉｎ Ｍｏｔｏｒ）、および感光体を駆動するドラムモータ（Ｄｒｕｍ Ｍｏｔｏｒ）の作用をあらわしている。
【００１２】
図に示すように、画像形成装置の電源が投入されると、メインモータ（Ｍａｉｎ Ｍｏｔｏｒ）は、定着器（Ｆｕｓｅｒ）を回転させ、ドラムモータ（Ｄｒｕｍ Ｍｏｔｏｒ）は、感光体（Ｄｒｕｍ）を回転させ、画像制御部（Ｐｒｏｃｎ制御）は、準備処理（Ｐｒｏｃｏｎ Ｓｅｔｕｐ）を開始する。この間、定着器（Ｆｕｓｅｒ）は、加熱ロールと加圧ロールとが互いに圧接しながら回転するので、熱源用ランプ（Ｆｕｓｅｒ Ｌａｍｐ）で加熱された加熱ロールの熱は、回転する加圧ロールに奪われるとともに、双方の回転により放熱が促進されるので定着器（Ｆｕｓｅｒ）の温度上昇勾配は緩やかとなる。そして、所定の時間が経過するとメインモータおよびドラムモータは回転を停止し、画像制御部は準備処理を終了する。また、メインモータ（Ｍａｉｎ Ｍｏｔｏｒ）が回転を停止し、定着器（Ｆｕｓｅｒ）の加熱ロールと加圧ロールが回転を停止すると、回転による放熱や、加圧ロールにより奪われる熱が減少するので、メインモータ（Ｍａｉｎ Ｍｏｔｏｒ）が回転しているときよりも温度上昇勾配は大きくなる。
【００１３】
すなわち、準備処理のためにメインモータを回転させる時間が長いと、その分、定着器のウオームアップ時間が長くなってしまうという問題がある。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑み、定着器の温度上昇勾配を可能な限り大きくするとともに、定着器を回転させることにより温度上昇勾配が緩くなる時間を減らすことによりウオームアップ時間を短縮させた画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、所定方向に回転する感光体に露光光を照射して該感光体に静電潜像を形成し、表面にトナーを担持し該感光体に対向して回転する現像ロールを有する現像器により該静電潜像にトナーを付与して該感光体上にトナー像を形成し、該トナー像を最終的に所定の用紙上に転写し、用紙上に転写されたトナー像を、内部に熱源を有し所定の方向に回転する加熱ロールと該加熱ロールに接して該加熱とともに回転する加圧ロールとを有する定着器により、該用紙上に定着して、該用紙上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
上記感光体を回転させる第１のモータと、
上記加熱ロールと上記現像ロールとの双方を回転させる第２のモータと、
この画像形成装置に電源が投入されたことを受けて上記加熱ロール内部の熱源に通電することにより該定着器を所定のウオームアップ温度に加熱させるウオームアップを行うウオームアップ手段と、
トナー像の濃度を測定する濃度センサを有し、所定の基準トナー像を形成し該基準トナー像の濃度を該濃度センサにより測定してその測定結果に基づいて、この画像形成装置により形成される画像の濃度に影響を及ぼす画像形成パラメータを調整する画像制御手段とを備え、
上記画像制御手段が、上記ウオームアップ手段による上記ウオームアップの時間を利用して、先ずは上記第１のモータを回転させるとともに上記第２のモータの回転が停止した状態において上記基準トナー像形成前の地の濃度を測定する第１の測定と、その後上記第１のモータとともに上記第２のモータを回転させた状態において上記基準トナー像を形成して該基準トナー像の濃度を測定する第２の測定とを行うものであることを特徴とする。
【００１６】
ここで、上記ウオームアップ手段による前記定着器のウオームアップが開始された後に上記第２のモータを回転させ、上記画像制御手段による上記第２の測定の終了と、予め定められた所定の時間の経過との双方を受けて該第２のモータの回転を停止させるモータ制御手段を備えたものであることが好ましい。
【００１７】
また、上記画像制御手段は、上記定着器が所定の測定開始温度に達したことを受けて上記第１の測定を開始するものであることが好ましい。
【００１８】
さらに、上記モータ制御手段は、上記定着器が所定のモータ回転開始温度に達したことを受けて上記第２のモータを回転させるものであることも好ましい態様である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２０】
図３は、本発明の画像形成装置の実施形態を示す概略構成図である。
【００２１】
図３に示す本実施形態の画像形成装置は、矢印Ａ方向に回転する感光体３がある。その感光体３は帯電器２により均一に帯電され、その帯電した感光体３はレーザ露光器１から露光光が照射されて静電潜像を形成する。その感光体３上の静電潜像に、感光体３に対向して回転する現像ロール１６を有する現像機４からトナーが付与され、感光体３上にはトナー像が形成される。
【００２２】
現像機４は、トナーが貯留されているトナー容器１４にパイプ１７で連結されており、そのパイプ１７の中間にはトナー補給モータ１５が設けられている。そして現像機４内のトナー量が減少するとそのトナー補給モータ１５が回転しトナー容器１４内のトナーを現像機４内に供給する。
【００２３】
また、感光体３の下方の感光体３と接触する位置には、感光体３との間に転写部５を形成し、矢印Ｂ方向に循環移動する転写ベルト装置７が配置されている。転写ベルト装置７は、感光体３上のトナー像を、用紙上に転写する転写ベルト６、転写ベルト６を介して感光体３にバイアス電圧を印加する転写器１８、転写ベルト上の残留トナーをクリーニングするベルトクリーナ１９により構成されている。そして転写ベルト装置７の矢印Ｂ方向の端には加熱ロール１０ａと加圧ロール１０ｃとからなりニップ部１０ｂを形成する定着器１０が備えられ、加熱ロール１０ａは、内部に熱源用ランプを有するとともに、表面温度を測定する加熱ロール用温度センサ１０ｅを具備している。そして、加熱ロール１０ａ内部の熱源用ランプは、画像形成装置の電源が投入されるとウオームアップ手段２４により通電され、定着器は定着可能な温度になるまでウオームアップされる。
【００２４】
感光体３上に形成されたトナー像は、用紙上に転写され、用紙上の未定着なトナー像は、定着器１０のニップ部１０ｂに挟まれて加熱とともに加圧され、用紙上には定着トナー像からなる画像が形成される。転写ベルト６上にトナー像を転写した感光体３は、その後、クリーナ１１により残留するトナーがクリーニングされ、また除電器１２により残留電荷が除去されて１つのサイクルを終了する。
【００２５】
本実施形態においては、現像機４の現像ロール１６と定着器１０の加熱ロール１０ａはともにメインモータ（Ｍａｉｎ Ｍｏｔｏｒ）２０で回転駆動され、感光体３はドラムモータ（Ｄｒｕｍ Ｍｏｔｏｒ）２１で回転駆動される。メインモータ２０は、モータ制御手段２３により制御され、定着器の温度が所定のモータ回転開始温度に達したことを受けて回転開始し、加圧ロール１０ｃの周方向の温度ムラが改善される所定の時間の経過と後述する第２の測定の終了との双方を受けて回転を停止する。
【００２６】
また、この画像形成装置には、形成される画像の濃度を制御する画像制御部２２を備えており、画像制御部２２は、感光体３上に基準光量の露光光を照射して基準トナー像を形成し、その基準トナー像の濃度を、感光体３の矢印Ａ方向の転写部５の下流、クリーナ１１の上流に設けたＡＤＣセンサ１３で測定する。画像制御部２２は、その測定された基準トナー像の濃度を目標濃度と比較し、その比較結果に応じてレーザ露光器１から感光体３に照射される露光光の光量を調整することにより用紙上に形成される画像の濃度を制御する。なお、ＡＤＣセンサ１３は転写部５の下流に設けてあるので、感光体３上に形成された基準トナー像が転写部５で転写されることなくＡＤＣセンサ１３の測定点まで移動できるように、基準トナー像が転写部５を通過するときには転写器１８から通常とは逆向きのバイアス電圧が印加される。
【００２７】
ここで、感光体３の感度は温度によって変化したり、現像機４内のトナーは温湿度によって帯電量が変化するなど、画像の濃度に影響を及ぼす画像形成パラメータは周囲の環境条件により絶えず変動している。電源が投入され画像形成装置を運行しているときは、温湿度を検知したり、画像濃度を検知したりして画像形成パラメータを絶えず調整しているので、画像の濃度が大きく変動することは少ない。しかし、電源が断となってから長時間経過した後に電源が投入されると、感光体３の感度等やＡＤＣセンサ１３の感度等が大きく変動し、設定されている画像形成パラメータと乖離している可能性が高く、その状態で画像形成に移行するとＡＤＣ方式による制御がうまく機能せず画質不良などが発生する恐れがある。そこで、電源が断となってから長時間経過した後に電源が投入されたときには、画像制御部２０は、感光体３の地の濃度を測定し、その測定結果に基づいてＡＤＣセンサのゲインを調整したり、感光体３上に形成した基準トナー像の濃度を測定し、その濃度に基づいてレーザ露光器１の基準光量を調整するなどの準備処理を行うこととしている。
【００２８】
この準備処理は、具体的に２つに区分することができる。１つは、感光体３を回転させるが、現像機４の現像ロール１６は回転させずに、感光体３表面の地肌の濃度をＡＤＣセンサ１３で測定する（第１の測定）とともに、その測定値が所定の目標値から乖離している場合には、ＡＤＣセンサ１３のゲインを調整する第１の準備処理である。他の１つは、感光体３を回転させるとともに、現像機４の現像ロール１６を回転させて、感光体３上に基準光量の露光光を照射して基準トナー像を形成して濃度を測定する（第２の測定）とともに、その基準トナー像の濃度を目標濃度と比較し、目標濃度から外れている場合にはレーザ露光器１から照射される基準光量を調整する第２の準備処理である。
【００２９】
ここで、本実施形態のＡＤＣセンサ１３は転写部５より感光体３が回転する矢印Ａ方向の下流側に設けられているので、基準トナー像が転写部５を通過する際に転写ベルト６あるいは記録媒体上に転写されないように通常とは逆向きのバイアス電圧を転写器１８から印加している。しかし、転写器１８の特性は、環境温湿度により大きく変化するので、第２の準備処理で、転写ベルト６を感光体３から離間させて転写部５を通過させた基準トナー像の濃度を測定した濃度測定値と、転写器１８から逆バイアスを印加して転写部５を通過させた基準トナー像の濃度を測定した濃度測定値とを比較し、その差分が許容範囲内にあるか否かをチェックしている。
【００３０】
図４は、本実施形態の画像形成装置で用いる定着器を示す概略斜視図である。
【００３１】
図４に示す定着器１０は、内部に熱源用ランプ（Ｆｕｓｅｒ Ｌａｍｐ）１０ｄを有し、矢印Ａ方向に回転する加熱ロール（Ｈｅａｔ Ｒｏｌｌ）１０ａと、その加熱ロール１０ａを圧接してニップ部１０ｂを形成し、加熱ロール１０ａと同方向に回転する加圧ロール１０ｃとからなる。加熱ロール１０ａの表面には加熱ロール用温度センサ（Ｈｅａｔ Ｒｏｌｌ用Ｓｅｎｓｏｒ）１０ｅを、加圧ロール（Ｐｒｅｓｓｅｒ Ｒｏｌｌ）１０ｃの表面には加圧ロール用温度センサ（Ｐｒｅｓｓｅｒ Ｒｏｌｌ用Ｓｅｎｓｏｒ）１０ｆをそれぞれ備えている。加熱ロール１０ａと加圧ロール１０ｃとが形成するニップ部１０ｂに未定着のトナー像を転写した用紙（ｐａｐｅｒ）２５を挟んで加熱とともに加圧して定着されたトナー像からなる画像を形成する。
【００３２】
本実施形態の定着器の加熱ロール１０ａは、肉厚を薄くしてあるので、内部の熱源用ランプ１０ｄを点灯して加熱したときの温度上昇勾配は、肉厚が厚い従来の加熱ロールよりも大きくなっている。
【００３３】
図５は、定着器の温度上昇パターンを示す模式図である。
【００３４】
図５において、縦軸は定着器温度、横軸は時間を表している。また、横軸の下には、画像制御部（Ｐｒｏｃｏｎ制御）、メインモータ（Ｍａｉｎ Ｍｏｔｏｒ）、ドラムモータ（Ｄｒｕｍ Ｍｏｔｏｒ）それぞれの作用をあらわしている。
【００３５】
図中の点線▲４▼は、電源が投入されてから画像制御部による準備処理（セットアップ）が終了するまで加熱ロールを回転させ、準備処理が終了した後は加熱ロールの回転を停止させてウオームアップを行う図２に示した従来例の定着器の温度上昇パターンを示している。
【００３６】
また、実線▲３▼は、本実施形態の肉厚が薄い加熱ロールを用いた定着器の温度上昇パターンを示しており、点線▲１▼および▲２▼は、肉厚が薄い加熱ロールを用いた定着器ではあるが、本実施形態の定着器とはウオームアップの方法が異なる比較例である。
【００３７】
点線▲１▼は、従来例と同じウオームアップ方法を行う定着器の温度上昇パターンを示している。電源を投入してから準備処理が終了するまではメインモータを駆動して加熱ロールと加圧ロールを回転させ、準備処理が終了した後に回転を停止させる。点線▲４▼と比較すれば明らかなように、点線▲１▼は、加熱ロールの肉厚を薄くした分だけ、定着器の温度上昇勾配は大きくなっており、従来３分必要であったウオームアップ時間が大幅に短縮されている。
【００３８】
点線▲２▼は、従来とは異なり、先ずはメインモータを停止させてウオームアップを行い、所定の温度に達した後にメインモータを回転させる定着器の温度上昇パターンを示している。定着器の温度が第２の温度に達し、メインモータを駆動して加熱ロールと加圧ロールとを回転させたときに準備処理を行い、準備処理が終了したときに回転を停止する。
【００３９】
ここで、定着器は、ニップ部を介して加圧ロールに熱を伝導しており、加熱ロールと加圧ロールが回転を停止していると、加熱ロールから熱を伝導された加圧ロールにはニップ部を中心とする温度分布ができる。そこで、点線▲２▼は、加圧ロールの周方向に生じた温度ムラを改善するために加熱ロールと加圧ロールを回転させているが、定着器の温度がある程度高くなってから回転させるので、点線▲１▼の場合より熱効率は向上する。
【００４０】
点線▲２▼の場合においても、点線▲１▼の場合と同様に、定着器の温度上昇勾配は大きくなり、従来３分必要であったウオームアップ時間が大幅に短縮される。
【００４１】
実線▲３▼は、本実施形態で用いる定着器の温度上昇パターンを示している。
【００４２】
点線▲２▼と同じような温度上昇パターンを示しているが、メインモータを駆動し加熱ロールと加圧ロールとを回転させたときに行う準備処理が短縮され、メインモータを駆動する時間が短縮されている。
【００４３】
本実施形態では、画像制御部の準備処理は、感光体を回転させるが現像ロールは停止させたまま行う第１の準備処理（セットアップ１）と、感光体を回転させるとともに、現像ロール及び加熱ロールをメインモータで回転させて行う第２の準備処理（セットアップ２）に区分する。
【００４４】
セットアップ１は、電源が投入されても加熱ロールを回転させない状態で定着器のウオームアップを開始し、定着器の温度が第１の温度に達したら、定着器の温度が第２の温度に達するまでの間にメインモータを回転させない状態で行う。また、セットアップ２は、定着器の温度が第２の温度に達したときに加熱ロールを回転させた状態で行う。そして、セットアップ２が終了し、かつ定着器の加熱ロールと加圧ロールの回転により、加圧ロールの周方向の温度ムラが改善される所定の時間の経過したときにメインモータとドラムモータとの回転を停止させる。
【００４５】
ここで、「所定の時間の経過」とは、定着器がウオームアップを完了するまで、もしくは定着器がウオームアップを完了する前までをいう。したがって、定着器の温度特性などに基づいて所要時間で規定してもよいし、所要回転数で規定してもよい。
【００４６】
実線▲３▼では、セットアップ１は、メインモータを回転させずにウオームアップを行っているときに既に終了しているので、メインモータを回転させた状態で行う必要があるのはセットアップ２のみである。したがって、メインモータの回転時間は、点線▲２▼の場合に較べ、セットアップ１を行う時間だけ短くすることが可能となる。
【００４７】
このように本実施形態の定着器では電源が投入されてから、プリント可能な状態（Ｃｏｐｙ Ｓｔａｎｂｙ）となるまでの時間は短縮され、約３０秒とすることができる。
【００４８】
図６は、本実施形態のウオームアップ手段による定着器のウオームアップ手順と、画像制御部による準備処理手順との関係を示すフローチャートである。
【００４９】
図６に示すように、画像形成装置の電源が投入されると、ウオームアップ手段は、加熱ロールの熱源用ランプを点灯させ、定着器のウオームアップを開始する（Ｓ２０１）。定着器の温度が第１の温度に達すると（Ｓ２０２）、画像制御部は感光体を回転させるとともに（Ｓ２０３）、セットアップ１を開始する（Ｓ２０４）。セットアップ１が終了して（Ｓ２０６）、定着器の温度が第２の温度に到達すると（Ｓ２０６）、ウオームアップ手段は、メインモータを回転させ、現像機の現像ロールと定着器の加熱ロールとを回転駆動させる（Ｓ２０７）。画像制御部は、セットアップ２を開始し（Ｓ２０９）、セットアップ２が終了すると（Ｓ２１０）、感光体の回転を停止する（Ｓ２１１）。一方、ウオームアップ手段によりメインモータが回転を開始すると、加熱ロールと加圧ロールが所定の時間空回転し（Ｓ２０８）、加圧ロールの周方向の温度ムラを改善する（Ｓ２１２）。
【００５０】
ここで、加熱ロールと加圧ロールとを所定の時間空回転させる代わりに、制御部がセットアップ２を終了したら回転を停止させることとしてもよいし、加熱ロールと加圧ロールとを所定の回数回転させることもできる。
【００５１】
感光体が回転を停止してセットアップ１が終了するとともに、加熱ロールが所定の時間空回転したら、メインモータの回転を停止させる（Ｓ２１３）。そして、定着器が所定のウオームアップ温度に達したら（Ｓ２１４）、ウオームアップ手段は、加熱ロールの熱源用ランプを消灯し（Ｓ２１５）、所定のウオームアップを終了する。
【００５２】
次にセットアップ１について、詳細に説明する。
【００５３】
図７は、セットアップ１のうちの、ＡＤＣ用濃度センサのゲイン調整（ＡＧＣ）を行う機能を示すフローチャートである。
【００５４】
図７に示すように、画像制御部は、感光体を回転させ（Ｓ３０１）、測定回数をカウントするカウンタを１にセットし（Ｓ３０２）、ＡＤＣセンサのゲイン値を所定の値に切り換え（Ｓ３０３）、ＡＤＣセンサで感光体の地の濃度（Ｖｃｌｅａｎ）を測定する（Ｓ３０４）。測定された濃度（Ｖｃｌｅａｎ）が適正範囲内にあればＡＤＣセンサは正常値を出力するので（Ｓ３０５）、感光体の回転を停止し（Ｓ３０７）、ＡＧＣを終了する。しかし、測定された濃度（Ｖｃｌｅａｎ）が適正範囲内になければ、測定回数のカウンタを２にセットし（Ｓ３０２）、ＡＤＣセンサのゲイン値を切り換え（Ｓ３０３）、再びＡＤＣセンサにより感光体の地の濃度（Ｖｃｌｅａｎ）を測定する（Ｓ３０４）。そして、測定された濃度（Ｖｃｌｅａｎ）が適正範囲内になければ（Ｓ３０５）、さらに、カウンタを増加させるとともに、ＡＤＣセンサのゲイン値を切り換えて感光体の地の濃度を測定するＳ３０２からＳ３０４までの処理を繰り返す。そして測定された濃度（Ｖｃｌｅａｎ）が適正範囲におさまれば（Ｓ３０５）、ＡＤＣセンサは正常を出力するので感光体の回転を停止し（Ｓ３０７）、ゲイン調整を終了する。しかし、カウンタの数値が所定の回数を越えた場合は（Ｓ３０２）、ＡＤＣセンサのゲインの切り換えでは調整が困難と判定し、ＡＧＣフェイル処理に移行する（Ｓ３０６）とともに、感光体の回転を停止させ（Ｓ３０７）、ＡＧＣを終了する。
【００５５】
ここで、本準備処理では、感光体の地の濃度（Ｖｃｌｅａｎ）を測定することによりＡＤＣセンサの感度を調整しているが、中間転写体方式の画像形成装置においては、感光体の地の濃度に替え、中間転写体の地の濃度を測定することによりＡＤＣセンサの感度を調整してもよい。
【００５６】
なお、ＡＧＣフェイル処理は、例えばＡＤＣ方式による制御を中止し、画像信号からトナー消費量を予測するＩＣＤＣ方式のみによる制御に切り換える処理であってもよい。
【００５７】
図８は、セットアップ１のうちの、感光体の地の濃度（Ｖｃｌｅａｎ）測定を行うフローチャートである。
【００５８】
図８に示すように、Ｖｃｌｅａｎの測定は、先ず感光体を回転させ（Ｓ３１０）、その感光体表面の濃度をＡＤＣ用濃度センサで全周にわたり一定間隔で測定する（Ｓ３１１）。そして、その測定されたＶｃｌｅａｎが適正範囲内であるか否かを判定し（Ｓ３１２）、範囲内であればＶｃｌｅａｎの測定を終了し、適正範囲内になければ、ＡＧＣフェイル処理と同様、ＩＣＤＣ方式のみの処理に切り替える、Ｖｃｌｅａｎフェイル処理を行ってから（Ｓ３１３）、Ｖｃｌｅａｎの測定を終了する。
【００５９】
次にセットアップ２について、詳細に説明する。
【００６０】
図９は、セットアップ２のうちの、露光光量の補正を行うフローチャートである。
【００６１】
図９において、セットアップ１で測定された感光体の地の濃度（Ｖｃｌｅａｎ）を読み出す（Ｓ４００）。そして、画像データに基づいて変調される露光光の基準となる光量を、第１の露光量ＬＤ１にセットする（Ｓ４０１）。次に、タイマーを０にリセットし（Ｓ４０２）、セットした第１の露光量ＬＤ１の露光光を感光体に照射して静電潜像を形成し、トナーで現像して第１のトナーパッチを形成し（Ｓ４０３）、その第１トナーパッチの濃度をＡＤＣ度センサで測定し測定値Ｖｐａｔｃｈ１を得る（Ｓ４０４）。次に、読み出した感光体の地の濃度（Ｖｃｌｅａｎ）と第１トナーパッチの濃度測定値Ｖｐａｔｃｈ１とから第１トナーパッチの濃度Ｒａｄｃ１＝Ｃ×（Ｖｐａｔｃｈ１／Ｖｃｌｅａｎ）を求める（Ｓ４０５）。ここで、Ｃは、定数である。
【００６２】
次に、求めたＲａｄｃ１を目標濃度と比較する（Ｓ４０６）。
【００６３】
Ｒａｄｃ１が目標濃度に等しい場合は、基準光量の調整は不要なので、セットした第１の露光量ＬＤ１をそのまま基準光量とし（Ｓ４１６）、光量の補正は終了する。
【００６４】
Ｒａｄｃ１が目標濃度より大きい場合は、差分ΔＲａｄｃ＝Ｒａｄｃ１−Ｒａｄｃ目標値を算出する（Ｓ４０７）。
また、Ｒａｄｃ１が目標濃度より小さい場合は、差分ΔＲａｄｃ＝Ｒａｄｃ目標値−Ｒａｄｃ１を算出する（Ｓ４０８）。
【００６５】
そして、算出した差分ΔＲａｄｃから、画像制御部が内蔵するテーブルを参照して対応する補正量を求める（Ｓ４０９）。そして、セットした第１の露光量ＬＤ１にこの補正量を増減補正して第２の露光量ＬＤ２＝ＬＤ１±補正量を算出する（Ｓ４１０）。
【００６６】
次に、タイマーが、感光体１周分の回転を計時したときに（Ｓ４１１）、第１トナーパッチを形成したのと同じ位置に、補正した第２の露光量ＬＤ２を照射し、トナーで現像して第２のトナーパッチを形成し（Ｓ４１２）、その第２のトナーパッチの濃度をＡＤＣセンサで測定して測定値Ｖｐａｔｃｈ２を得る（Ｓ４１３）。次に、読み出した感光体の地の濃度（Ｖｃｌｅａｎ）と第２のトナーパッチの濃度測定値Ｖｐａｔｃｈ２とから、第２のトナーパッチの濃度Ｒａｄｃ２＝Ｃ×（Ｖｐａｔｃｈ２／Ｖｃｌｅａｎ）を求める（Ｓ４１４）。ここで、Ｃは、定数である。
【００６７】
次に、求めたＲａｄｃ１とＲａｄｃ２を用いて内挿し、目標とする濃度を得るための露光量算出値＝ＬＤ１＋（ＬＤ２−ＬＤ１）×（Ｒａｄｃ目標値−Ｒａｄｃ１）／（Ｒａｄｃ２−Ｒａｄｃ１）を算出する（Ｓ４１５）。そして、その露光量算出値を露光光の基準光量とし、光量調整を終了する。
【００６８】
図１０は、セットアップ２のうち、感光体上に形成した基準トナー像（ＡＤＣパッチ）を逆バイアスをかけながら転写部を通過させるときの転写状態をチェックするフローチャートである。
【００６９】
図１０において、先ず感光体を回転させるとともに（Ｓ４２１）、メインモータを駆動し、現像機の現像ロールを回転させる（Ｓ４２２）。次に、転写ベルトを感光体から離間させて（Ｓ４２３）、感光体上にＡＤＣパッチを３回繰り返して作成し（Ｓ４２４）、ＡＤＣセンサでその濃度を測定し、ＡＤＣパッチ濃度の平均値（ＡＤＣ離間）を計算する（Ｓ４２５）。次に、転写ベルトを感光体に接触させて（Ｓ４２６）、転写ベルトに逆バイアスを印加する（Ｓ４２７）。そして、感光体上にＡＤＣパッチを３回繰り返し作成し（Ｓ４２８）、ＡＤＣセンサでその濃度を測定し、そのＡＤＣパッチ濃度の平均値（ＡＤＣ接触）を計算する（Ｓ４２９）。次に、計算されたＡＤＣパッチ濃度の平均値（ＡＤＣ接触とＡＤＣ離間）の差分を求め、その差分を規定値と比較する（Ｓ４３０）。
【００７０】
比較の結果、差分（ＡＤＣ接触−ＡＤＣ離間）が規定値よりも小さいときは、正常と判断し（Ｓ４３０）、感光体の回転を停止するとともに（Ｓ４３３）、メインモータの駆動を停止させ（Ｓ４３４）、チェックを終了する。
【００７１】
しかし、差分が規定値よりも大きいときは、シークレットフェイルを発生させ（Ｓ４３１）、ＡＤＣ異常フラッグを立て（Ｓ４３２）、感光体の回転を停止するとともに（Ｓ４３３）、メインモータの駆動を停止させ（Ｓ４３４）、チェックを終了する。
【００７２】
なお、ＡＤＣ異常フラッグを立てた場合には（Ｓ４３２）、例えばＡＤＣによる制御を中止し、ＩＣＤＣのみで制御を行なってもよい。
【００７３】
ここで、本フローチャートでは、正常値を得るために転写ベルトを感光体から離間させた状態で基準トナー像の濃度を測定しているが、転写ベルトを離間させたり接触させたりするのは時間がかかるので、ＡＤＣによる制御を行っている通常時においては、転写ベルトを感光体に接触させたまま基準トナー像の濃度を測定する。
【００７４】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の画像形成装置によれば、定着装置のウオームアップ時間の短縮やウオームアップの効率化を図ることができる。また、ＡＤＣの準備処理のために感光体を回転させて一連の画像形成プロセスを行う時間も短縮できるので、感光体ライフを延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】定着装置のウオームアップとＡＤＣ方式の事前準備処理との関係を示すフローチャートである。
【図２】画像形成装置の電源をＯＮしてから定着装置がウオームアップを終了するまでの定着器温度の推移を示す模式図である。
【図３】本発明の画像形成装置の実施形態を示す概略構成図である。
【図４】本実施形態の画像形成装置の定着器を示す概略斜視図である。
【図５】定着器の温度上昇パターンを示す模式図である。
【図６】本実施形態のウオームアップ手段による定着器のウオームアップ手順と、画像制御部による準備処理手順との関係を示すフローチャートである。
【図７】セットアップ１のうちの、ＡＤＣセンサのゲイン調整（ＡＧＣ）を行うフローチャートである。
【図８】セットアップ１のうちの、感光体の地の濃度（Ｖｃｌｅａｎ）測定を行うフローチャートである。
【図９】セットアップ２のうちの、露光光量の補正を行うフローチャートである。
【図１０】セットアップ２のうち、感光体に形成した基準トナー像（ＡＤＣパッチ）を逆バイアスをかけながら転写部を通過させるときの転写状態をチェックするフローチャートである。
【符号の説明】
１ レーザ露光器
２ 帯電器
３ 感光体
４ 現像機
５ 転写部
６ 転写ベルト
７ 転写ベルト装置
９ 転写補助帯電器
１０ 定着器
１０ａ 加熱ロール
１０ｂ ニップ部
１０ｃ 加圧ロール
１０ｄ 熱源用ランプ
１０ｅ 加熱ロール用温度センサ
１０ｆ 加圧ロール用温度センサ
１１ クリーナ
１２ 除電器
１３ ＡＤＣセンサ
１４ トナー容器
１５ トナー補給モータ
１６ 現像ロール
１７ パイプ
１８ 転写器
１９ ベルトクリーナ
２０ メインモータ
２１ ドラムモータ
２２ 画像制御部
２３ モータ制御手段
２４ ウオームアップ手段
２５ 用紙
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタなどに用いられる電子写真方式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機やプリンタなどに用いられる電子写真方式の画像形成装置は、原稿面に沿って光をスキャニングして得た画像信号若しくは外部入力された画像信号に基づいて変調した露光光を、一様に帯電した感光体ドラムに照射して潜像を形成させ、その潜像に現像装置によりトナーで現像して感光体ドラム上にトナー像を形成し、そのトナー像を用紙上に転写、定着させて画像を形成する方法が用いられ、この用紙上に形成した画像の濃度を適正なものとするために、トナーパッチを非画像領域に形成して濃度を測定し、その測定されたトナーパッチの濃度を目標濃度と比較して、画像の濃度に影響を及ぼす画像形成パラメータを調整したり、トナー補給を行なうＡＤＣ（Ａｕｔｏ ｄｅｎｓｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ）方式が一般的に用いられている。
【０００３】
しかし、ＡＤＣ方式においてトナーパッチの濃度測定に用いるＡＤＣセンサは、経時によるトナー付着や環境温度変化に起因して出力が変動する場合が多いので、定期的にＡＤＣセンサのゲイン調整を行なう必要がある。また露光光の中心をなす基準光量に基づいて形成されたトナーパッチの濃度が、環境温湿度の変化に起因して現像剤帯電量が変動し目標値から外れることもあるので、画像濃度に影響を及ぼす画像形成パラメータの調整には不可欠となる基準光量を定期的に補正する必要もある。
そこで、それらＡＤＣセンサのゲイン調整や基準光量の補正といった準備処理は、電源が断となって長時間経過した後に電源が投入された場合など環境が大きく変化したときに行われるのが一般的である。
【０００４】
一方、電子写真方式の画像形成装置は、用紙上に転写された未定着トナー像を加熱および加圧して用紙上にトナー像を定着させるための定着器を用いている。この定着器は、電源が切断されてから長時間経過した後に電源が投入されると、その間の温度降下により定着可能な温度にウオームアップするまでに時間がかかる上、その間はプリント開始ができないという構成になっている。
【０００５】
そこで、このウオームアップ時間を利用してＡＤＣ方式に必要な準備処理等を行なう技術が開示されている（特許昭６２−５２８７２）。
【０００６】
この技術によれば、準備処理を効率的に行うことができるという利点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許昭６２−５２８７２により開示された技術を用いる場合、定着器と現像ロールとを同一のメインモータで駆動する構成の画像形成装置では、準備処理のために電源投入直後にメインモータを回転させるので、定着器は、加熱ロールなどを回転させながらウオームアップを開始する必要がある。
【０００８】
図１は、定着器のウオームアップとＡＤＣ方式を行うための準備処理との関係を示すフローチャートである。
【０００９】
図１に示すように、画像形成装置の電源が投入されると、定着器（Ｆｕｓｅｒ）の加熱ロールが回転を開始するとともに（Ｓ１０１）、加熱ロール内部にある熱源用ランプ（Ｆｕｓｅｒ Ｌａｍｐ）が点灯し、ウオームアップを開始する（Ｓ２０３）。これと同時に、感光体（Ｄｒｕｍ）が回転を開始し（１０２）、ＡＤＣ方式の準備処理（Ｐｒｏｃｏｎ Ｓｅｔｕｐ）を開始する（Ｓ１０４）。所定時間経過して、準備処理（Ｐｒｏｃｏｎ Ｓｅｔｕｐ）が終了すると（Ｓ１０５）、感光体（Ｄｒｕｍ）が回転を停止する（１０６）。定着器（Ｆｕｓｅｒ）の加熱ロールも所定の時間経過すると回転を停止する（Ｓ１０７）。定着器は、加熱ロールが回転を停止しても熱源用ランプは点灯しており、ウオームアップ（Ｗａｒｍｕｐ）は継続して行なわれ、定着器が定着可能な温度に到達すると（Ｓ１０８）、熱源用ランプ（Ｆｕｓｅｒ Ｌａｍｐ）が消灯する（Ｓ１０９）。
【００１０】
図２は、画像形成装置の電源が投入されてから定着器が定着可能な温度に到達するまでの温度推移を示す模式図である。
【００１１】
図２において、縦軸は定着器温度、横軸は電源投入から、プリント可能な状態（Ｃｏｐｙ Ｓｔａｎｂｙ）となるまでのウオームアップ時間を表している。また横軸の下には、画像の濃度に影響を及ぼす画像形成パラメータを調整する画像制御部（Ｐｒｏｃｏｎ制御）、定着器と現像機を駆動するメインモータ（Ｍａｉｎ Ｍｏｔｏｒ）、および感光体を駆動するドラムモータ（Ｄｒｕｍ Ｍｏｔｏｒ）の作用をあらわしている。
【００１２】
図に示すように、画像形成装置の電源が投入されると、メインモータ（Ｍａｉｎ Ｍｏｔｏｒ）は、定着器（Ｆｕｓｅｒ）を回転させ、ドラムモータ（Ｄｒｕｍ Ｍｏｔｏｒ）は、感光体（Ｄｒｕｍ）を回転させ、画像制御部（Ｐｒｏｃｎ制御）は、準備処理（Ｐｒｏｃｏｎ Ｓｅｔｕｐ）を開始する。この間、定着器（Ｆｕｓｅｒ）は、加熱ロールと加圧ロールとが互いに圧接しながら回転するので、熱源用ランプ（Ｆｕｓｅｒ Ｌａｍｐ）で加熱された加熱ロールの熱は、回転する加圧ロールに奪われるとともに、双方の回転により放熱が促進されるので定着器（Ｆｕｓｅｒ）の温度上昇勾配は緩やかとなる。そして、所定の時間が経過するとメインモータおよびドラムモータは回転を停止し、画像制御部は準備処理を終了する。また、メインモータ（Ｍａｉｎ Ｍｏｔｏｒ）が回転を停止し、定着器（Ｆｕｓｅｒ）の加熱ロールと加圧ロールが回転を停止すると、回転による放熱や、加圧ロールにより奪われる熱が減少するので、メインモータ（Ｍａｉｎ Ｍｏｔｏｒ）が回転しているときよりも温度上昇勾配は大きくなる。
【００１３】
すなわち、準備処理のためにメインモータを回転させる時間が長いと、その分、定着器のウオームアップ時間が長くなってしまうという問題がある。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑み、定着器の温度上昇勾配を可能な限り大きくするとともに、定着器を回転させることにより温度上昇勾配が緩くなる時間を減らすことによりウオームアップ時間を短縮させた画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、所定方向に回転する感光体に露光光を照射して該感光体に静電潜像を形成し、表面にトナーを担持し該感光体に対向して回転する現像ロールを有する現像器により該静電潜像にトナーを付与して該感光体上にトナー像を形成し、該トナー像を最終的に所定の用紙上に転写し、用紙上に転写されたトナー像を、内部に熱源を有し所定の方向に回転する加熱ロールと該加熱ロールに接して該加熱とともに回転する加圧ロールとを有する定着器により、該用紙上に定着して、該用紙上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
上記感光体を回転させる第１のモータと、
上記加熱ロールと上記現像ロールとの双方を回転させる第２のモータと、
この画像形成装置に電源が投入されたことを受けて上記加熱ロール内部の熱源に通電することにより該定着器を所定のウオームアップ温度に加熱させるウオームアップを行うウオームアップ手段と、
トナー像の濃度を測定する濃度センサを有し、所定の基準トナー像を形成し該基準トナー像の濃度を該濃度センサにより測定してその測定結果に基づいて、この画像形成装置により形成される画像の濃度に影響を及ぼす画像形成パラメータを調整する画像制御手段とを備え、
上記画像制御手段が、上記ウオームアップ手段による上記ウオームアップの時間を利用して、先ずは上記第１のモータを回転させるとともに上記第２のモータの回転が停止した状態において上記基準トナー像形成前の地の濃度を測定する第１の測定と、その後上記第１のモータとともに上記第２のモータを回転させた状態において上記基準トナー像を形成して該基準トナー像の濃度を測定する第２の測定とを行うものであることを特徴とする。
【００１６】
ここで、上記ウオームアップ手段による前記定着器のウオームアップが開始された後に上記第２のモータを回転させ、上記画像制御手段による上記第２の測定の終了と、予め定められた所定の時間の経過との双方を受けて該第２のモータの回転を停止させるモータ制御手段を備えたものであることが好ましい。
【００１７】
また、上記画像制御手段は、上記定着器が所定の測定開始温度に達したことを受けて上記第１の測定を開始するものであることが好ましい。
【００１８】
さらに、上記モータ制御手段は、上記定着器が所定のモータ回転開始温度に達したことを受けて上記第２のモータを回転させるものであることも好ましい態様である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２０】
図３は、本発明の画像形成装置の実施形態を示す概略構成図である。
【００２１】
図３に示す本実施形態の画像形成装置は、矢印Ａ方向に回転する感光体３がある。その感光体３は帯電器２により均一に帯電され、その帯電した感光体３はレーザ露光器１から露光光が照射されて静電潜像を形成する。その感光体３上の静電潜像に、感光体３に対向して回転する現像ロール１６を有する現像機４からトナーが付与され、感光体３上にはトナー像が形成される。
【００２２】
現像機４は、トナーが貯留されているトナー容器１４にパイプ１７で連結されており、そのパイプ１７の中間にはトナー補給モータ１５が設けられている。そして現像機４内のトナー量が減少するとそのトナー補給モータ１５が回転しトナー容器１４内のトナーを現像機４内に供給する。
【００２３】
また、感光体３の下方の感光体３と接触する位置には、感光体３との間に転写部５を形成し、矢印Ｂ方向に循環移動する転写ベルト装置７が配置されている。転写ベルト装置７は、感光体３上のトナー像を、用紙上に転写する転写ベルト６、転写ベルト６を介して感光体３にバイアス電圧を印加する転写器１８、転写ベルト上の残留トナーをクリーニングするベルトクリーナ１９により構成されている。そして転写ベルト装置７の矢印Ｂ方向の端には加熱ロール１０ａと加圧ロール１０ｃとからなりニップ部１０ｂを形成する定着器１０が備えられ、加熱ロール１０ａは、内部に熱源用ランプを有するとともに、表面温度を測定する加熱ロール用温度センサ１０ｅを具備している。そして、加熱ロール１０ａ内部の熱源用ランプは、画像形成装置の電源が投入されるとウオームアップ手段２４により通電され、定着器は定着可能な温度になるまでウオームアップされる。
【００２４】
感光体３上に形成されたトナー像は、用紙上に転写され、用紙上の未定着なトナー像は、定着器１０のニップ部１０ｂに挟まれて加熱とともに加圧され、用紙上には定着トナー像からなる画像が形成される。転写ベルト６上にトナー像を転写した感光体３は、その後、クリーナ１１により残留するトナーがクリーニングされ、また除電器１２により残留電荷が除去されて１つのサイクルを終了する。
【００２５】
本実施形態においては、現像機４の現像ロール１６と定着器１０の加熱ロール１０ａはともにメインモータ（Ｍａｉｎ Ｍｏｔｏｒ）２０で回転駆動され、感光体３はドラムモータ（Ｄｒｕｍ Ｍｏｔｏｒ）２１で回転駆動される。メインモータ２０は、モータ制御手段２３により制御され、定着器の温度が所定のモータ回転開始温度に達したことを受けて回転開始し、加圧ロール１０ｃの周方向の温度ムラが改善される所定の時間の経過と後述する第２の測定の終了との双方を受けて回転を停止する。
【００２６】
また、この画像形成装置には、形成される画像の濃度を制御する画像制御部２２を備えており、画像制御部２２は、感光体３上に基準光量の露光光を照射して基準トナー像を形成し、その基準トナー像の濃度を、感光体３の矢印Ａ方向の転写部５の下流、クリーナ１１の上流に設けたＡＤＣセンサ１３で測定する。画像制御部２２は、その測定された基準トナー像の濃度を目標濃度と比較し、その比較結果に応じてレーザ露光器１から感光体３に照射される露光光の光量を調整することにより用紙上に形成される画像の濃度を制御する。なお、ＡＤＣセンサ１３は転写部５の下流に設けてあるので、感光体３上に形成された基準トナー像が転写部５で転写されることなくＡＤＣセンサ１３の測定点まで移動できるように、基準トナー像が転写部５を通過するときには転写器１８から通常とは逆向きのバイアス電圧が印加される。
【００２７】
ここで、感光体３の感度は温度によって変化したり、現像機４内のトナーは温湿度によって帯電量が変化するなど、画像の濃度に影響を及ぼす画像形成パラメータは周囲の環境条件により絶えず変動している。電源が投入され画像形成装置を運行しているときは、温湿度を検知したり、画像濃度を検知したりして画像形成パラメータを絶えず調整しているので、画像の濃度が大きく変動することは少ない。しかし、電源が断となってから長時間経過した後に電源が投入されると、感光体３の感度等やＡＤＣセンサ１３の感度等が大きく変動し、設定されている画像形成パラメータと乖離している可能性が高く、その状態で画像形成に移行するとＡＤＣ方式による制御がうまく機能せず画質不良などが発生する恐れがある。そこで、電源が断となってから長時間経過した後に電源が投入されたときには、画像制御部２０は、感光体３の地の濃度を測定し、その測定結果に基づいてＡＤＣセンサのゲインを調整したり、感光体３上に形成した基準トナー像の濃度を測定し、その濃度に基づいてレーザ露光器１の基準光量を調整するなどの準備処理を行うこととしている。
【００２８】
この準備処理は、具体的に２つに区分することができる。１つは、感光体３を回転させるが、現像機４の現像ロール１６は回転させずに、感光体３表面の地肌の濃度をＡＤＣセンサ１３で測定する（第１の測定）とともに、その測定値が所定の目標値から乖離している場合には、ＡＤＣセンサ１３のゲインを調整する第１の準備処理である。他の１つは、感光体３を回転させるとともに、現像機４の現像ロール１６を回転させて、感光体３上に基準光量の露光光を照射して基準トナー像を形成して濃度を測定する（第２の測定）とともに、その基準トナー像の濃度を目標濃度と比較し、目標濃度から外れている場合にはレーザ露光器１から照射される基準光量を調整する第２の準備処理である。
【００２９】
ここで、本実施形態のＡＤＣセンサ１３は転写部５より感光体３が回転する矢印Ａ方向の下流側に設けられているので、基準トナー像が転写部５を通過する際に転写ベルト６あるいは記録媒体上に転写されないように通常とは逆向きのバイアス電圧を転写器１８から印加している。しかし、転写器１８の特性は、環境温湿度により大きく変化するので、第２の準備処理で、転写ベルト６を感光体３から離間させて転写部５を通過させた基準トナー像の濃度を測定した濃度測定値と、転写器１８から逆バイアスを印加して転写部５を通過させた基準トナー像の濃度を測定した濃度測定値とを比較し、その差分が許容範囲内にあるか否かをチェックしている。
【００３０】
図４は、本実施形態の画像形成装置で用いる定着器を示す概略斜視図である。
【００３１】
図４に示す定着器１０は、内部に熱源用ランプ（Ｆｕｓｅｒ Ｌａｍｐ）１０ｄを有し、矢印Ａ方向に回転する加熱ロール（Ｈｅａｔ Ｒｏｌｌ）１０ａと、その加熱ロール１０ａを圧接してニップ部１０ｂを形成し、加熱ロール１０ａと同方向に回転する加圧ロール１０ｃとからなる。加熱ロール１０ａの表面には加熱ロール用温度センサ（Ｈｅａｔ Ｒｏｌｌ用Ｓｅｎｓｏｒ）１０ｅを、加圧ロール（Ｐｒｅｓｓｅｒ Ｒｏｌｌ）１０ｃの表面には加圧ロール用温度センサ（Ｐｒｅｓｓｅｒ Ｒｏｌｌ用Ｓｅｎｓｏｒ）１０ｆをそれぞれ備えている。加熱ロール１０ａと加圧ロール１０ｃとが形成するニップ部１０ｂに未定着のトナー像を転写した用紙（ｐａｐｅｒ）２５を挟んで加熱とともに加圧して定着されたトナー像からなる画像を形成する。
【００３２】
本実施形態の定着器の加熱ロール１０ａは、肉厚を薄くしてあるので、内部の熱源用ランプ１０ｄを点灯して加熱したときの温度上昇勾配は、肉厚が厚い従来の加熱ロールよりも大きくなっている。
【００３３】
図５は、定着器の温度上昇パターンを示す模式図である。
【００３４】
図５において、縦軸は定着器温度、横軸は時間を表している。また、横軸の下には、画像制御部（Ｐｒｏｃｏｎ制御）、メインモータ（Ｍａｉｎ Ｍｏｔｏｒ）、ドラムモータ（Ｄｒｕｍ Ｍｏｔｏｒ）それぞれの作用をあらわしている。
【００３５】
図中の点線▲４▼は、電源が投入されてから画像制御部による準備処理（セットアップ）が終了するまで加熱ロールを回転させ、準備処理が終了した後は加熱ロールの回転を停止させてウオームアップを行う図２に示した従来例の定着器の温度上昇パターンを示している。
【００３６】
また、実線▲３▼は、本実施形態の肉厚が薄い加熱ロールを用いた定着器の温度上昇パターンを示しており、点線▲１▼および▲２▼は、肉厚が薄い加熱ロールを用いた定着器ではあるが、本実施形態の定着器とはウオームアップの方法が異なる比較例である。
【００３７】
点線▲１▼は、従来例と同じウオームアップ方法を行う定着器の温度上昇パターンを示している。電源を投入してから準備処理が終了するまではメインモータを駆動して加熱ロールと加圧ロールを回転させ、準備処理が終了した後に回転を停止させる。点線▲４▼と比較すれば明らかなように、点線▲１▼は、加熱ロールの肉厚を薄くした分だけ、定着器の温度上昇勾配は大きくなっており、従来３分必要であったウオームアップ時間が大幅に短縮されている。
【００３８】
点線▲２▼は、従来とは異なり、先ずはメインモータを停止させてウオームアップを行い、所定の温度に達した後にメインモータを回転させる定着器の温度上昇パターンを示している。定着器の温度が第２の温度に達し、メインモータを駆動して加熱ロールと加圧ロールとを回転させたときに準備処理を行い、準備処理が終了したときに回転を停止する。
【００３９】
ここで、定着器は、ニップ部を介して加圧ロールに熱を伝導しており、加熱ロールと加圧ロールが回転を停止していると、加熱ロールから熱を伝導された加圧ロールにはニップ部を中心とする温度分布ができる。そこで、点線▲２▼は、加圧ロールの周方向に生じた温度ムラを改善するために加熱ロールと加圧ロールを回転させているが、定着器の温度がある程度高くなってから回転させるので、点線▲１▼の場合より熱効率は向上する。
【００４０】
点線▲２▼の場合においても、点線▲１▼の場合と同様に、定着器の温度上昇勾配は大きくなり、従来３分必要であったウオームアップ時間が大幅に短縮される。
【００４１】
実線▲３▼は、本実施形態で用いる定着器の温度上昇パターンを示している。
【００４２】
点線▲２▼と同じような温度上昇パターンを示しているが、メインモータを駆動し加熱ロールと加圧ロールとを回転させたときに行う準備処理が短縮され、メインモータを駆動する時間が短縮されている。
【００４３】
本実施形態では、画像制御部の準備処理は、感光体を回転させるが現像ロールは停止させたまま行う第１の準備処理（セットアップ１）と、感光体を回転させるとともに、現像ロール及び加熱ロールをメインモータで回転させて行う第２の準備処理（セットアップ２）に区分する。
【００４４】
セットアップ１は、電源が投入されても加熱ロールを回転させない状態で定着器のウオームアップを開始し、定着器の温度が第１の温度に達したら、定着器の温度が第２の温度に達するまでの間にメインモータを回転させない状態で行う。また、セットアップ２は、定着器の温度が第２の温度に達したときに加熱ロールを回転させた状態で行う。そして、セットアップ２が終了し、かつ定着器の加熱ロールと加圧ロールの回転により、加圧ロールの周方向の温度ムラが改善される所定の時間の経過したときにメインモータとドラムモータとの回転を停止させる。
【００４５】
ここで、「所定の時間の経過」とは、定着器がウオームアップを完了するまで、もしくは定着器がウオームアップを完了する前までをいう。したがって、定着器の温度特性などに基づいて所要時間で規定してもよいし、所要回転数で規定してもよい。
【００４６】
実線▲３▼では、セットアップ１は、メインモータを回転させずにウオームアップを行っているときに既に終了しているので、メインモータを回転させた状態で行う必要があるのはセットアップ２のみである。したがって、メインモータの回転時間は、点線▲２▼の場合に較べ、セットアップ１を行う時間だけ短くすることが可能となる。
【００４７】
このように本実施形態の定着器では電源が投入されてから、プリント可能な状態（Ｃｏｐｙ Ｓｔａｎｂｙ）となるまでの時間は短縮され、約３０秒とすることができる。
【００４８】
図６は、本実施形態のウオームアップ手段による定着器のウオームアップ手順と、画像制御部による準備処理手順との関係を示すフローチャートである。
【００４９】
図６に示すように、画像形成装置の電源が投入されると、ウオームアップ手段は、加熱ロールの熱源用ランプを点灯させ、定着器のウオームアップを開始する（Ｓ２０１）。定着器の温度が第１の温度に達すると（Ｓ２０２）、画像制御部は感光体を回転させるとともに（Ｓ２０３）、セットアップ１を開始する（Ｓ２０４）。セットアップ１が終了して（Ｓ２０６）、定着器の温度が第２の温度に到達すると（Ｓ２０６）、ウオームアップ手段は、メインモータを回転させ、現像機の現像ロールと定着器の加熱ロールとを回転駆動させる（Ｓ２０７）。画像制御部は、セットアップ２を開始し（Ｓ２０９）、セットアップ２が終了すると（Ｓ２１０）、感光体の回転を停止する（Ｓ２１１）。一方、ウオームアップ手段によりメインモータが回転を開始すると、加熱ロールと加圧ロールが所定の時間空回転し（Ｓ２０８）、加圧ロールの周方向の温度ムラを改善する（Ｓ２１２）。
【００５０】
ここで、加熱ロールと加圧ロールとを所定の時間空回転させる代わりに、制御部がセットアップ２を終了したら回転を停止させることとしてもよいし、加熱ロールと加圧ロールとを所定の回数回転させることもできる。
【００５１】
感光体が回転を停止してセットアップ１が終了するとともに、加熱ロールが所定の時間空回転したら、メインモータの回転を停止させる（Ｓ２１３）。そして、定着器が所定のウオームアップ温度に達したら（Ｓ２１４）、ウオームアップ手段は、加熱ロールの熱源用ランプを消灯し（Ｓ２１５）、所定のウオームアップを終了する。
【００５２】
次にセットアップ１について、詳細に説明する。
【００５３】
図７は、セットアップ１のうちの、ＡＤＣ用濃度センサのゲイン調整（ＡＧＣ）を行う機能を示すフローチャートである。
【００５４】
図７に示すように、画像制御部は、感光体を回転させ（Ｓ３０１）、測定回数をカウントするカウンタを１にセットし（Ｓ３０２）、ＡＤＣセンサのゲイン値を所定の値に切り換え（Ｓ３０３）、ＡＤＣセンサで感光体の地の濃度（Ｖｃｌｅａｎ）を測定する（Ｓ３０４）。測定された濃度（Ｖｃｌｅａｎ）が適正範囲内にあればＡＤＣセンサは正常値を出力するので（Ｓ３０５）、感光体の回転を停止し（Ｓ３０７）、ＡＧＣを終了する。しかし、測定された濃度（Ｖｃｌｅａｎ）が適正範囲内になければ、測定回数のカウンタを２にセットし（Ｓ３０２）、ＡＤＣセンサのゲイン値を切り換え（Ｓ３０３）、再びＡＤＣセンサにより感光体の地の濃度（Ｖｃｌｅａｎ）を測定する（Ｓ３０４）。そして、測定された濃度（Ｖｃｌｅａｎ）が適正範囲内になければ（Ｓ３０５）、さらに、カウンタを増加させるとともに、ＡＤＣセンサのゲイン値を切り換えて感光体の地の濃度を測定するＳ３０２からＳ３０４までの処理を繰り返す。そして測定された濃度（Ｖｃｌｅａｎ）が適正範囲におさまれば（Ｓ３０５）、ＡＤＣセンサは正常を出力するので感光体の回転を停止し（Ｓ３０７）、ゲイン調整を終了する。しかし、カウンタの数値が所定の回数を越えた場合は（Ｓ３０２）、ＡＤＣセンサのゲインの切り換えでは調整が困難と判定し、ＡＧＣフェイル処理に移行する（Ｓ３０６）とともに、感光体の回転を停止させ（Ｓ３０７）、ＡＧＣを終了する。
【００５５】
ここで、本準備処理では、感光体の地の濃度（Ｖｃｌｅａｎ）を測定することによりＡＤＣセンサの感度を調整しているが、中間転写体方式の画像形成装置においては、感光体の地の濃度に替え、中間転写体の地の濃度を測定することによりＡＤＣセンサの感度を調整してもよい。
【００５６】
なお、ＡＧＣフェイル処理は、例えばＡＤＣ方式による制御を中止し、画像信号からトナー消費量を予測するＩＣＤＣ方式のみによる制御に切り換える処理であってもよい。
【００５７】
図８は、セットアップ１のうちの、感光体の地の濃度（Ｖｃｌｅａｎ）測定を行うフローチャートである。
【００５８】
図８に示すように、Ｖｃｌｅａｎの測定は、先ず感光体を回転させ（Ｓ３１０）、その感光体表面の濃度をＡＤＣ用濃度センサで全周にわたり一定間隔で測定する（Ｓ３１１）。そして、その測定されたＶｃｌｅａｎが適正範囲内であるか否かを判定し（Ｓ３１２）、範囲内であればＶｃｌｅａｎの測定を終了し、適正範囲内になければ、ＡＧＣフェイル処理と同様、ＩＣＤＣ方式のみの処理に切り替える、Ｖｃｌｅａｎフェイル処理を行ってから（Ｓ３１３）、Ｖｃｌｅａｎの測定を終了する。
【００５９】
次にセットアップ２について、詳細に説明する。
【００６０】
図９は、セットアップ２のうちの、露光光量の補正を行うフローチャートである。
【００６１】
図９において、セットアップ１で測定された感光体の地の濃度（Ｖｃｌｅａｎ）を読み出す（Ｓ４００）。そして、画像データに基づいて変調される露光光の基準となる光量を、第１の露光量ＬＤ１にセットする（Ｓ４０１）。次に、タイマーを０にリセットし（Ｓ４０２）、セットした第１の露光量ＬＤ１の露光光を感光体に照射して静電潜像を形成し、トナーで現像して第１のトナーパッチを形成し（Ｓ４０３）、その第１トナーパッチの濃度をＡＤＣ度センサで測定し測定値Ｖｐａｔｃｈ１を得る（Ｓ４０４）。次に、読み出した感光体の地の濃度（Ｖｃｌｅａｎ）と第１トナーパッチの濃度測定値Ｖｐａｔｃｈ１とから第１トナーパッチの濃度Ｒａｄｃ１＝Ｃ×（Ｖｐａｔｃｈ１／Ｖｃｌｅａｎ）を求める（Ｓ４０５）。ここで、Ｃは、定数である。
【００６２】
次に、求めたＲａｄｃ１を目標濃度と比較する（Ｓ４０６）。
【００６３】
Ｒａｄｃ１が目標濃度に等しい場合は、基準光量の調整は不要なので、セットした第１の露光量ＬＤ１をそのまま基準光量とし（Ｓ４１６）、光量の補正は終了する。
【００６４】
Ｒａｄｃ１が目標濃度より大きい場合は、差分ΔＲａｄｃ＝Ｒａｄｃ１−Ｒａｄｃ目標値を算出する（Ｓ４０７）。
また、Ｒａｄｃ１が目標濃度より小さい場合は、差分ΔＲａｄｃ＝Ｒａｄｃ目標値−Ｒａｄｃ１を算出する（Ｓ４０８）。
【００６５】
そして、算出した差分ΔＲａｄｃから、画像制御部が内蔵するテーブルを参照して対応する補正量を求める（Ｓ４０９）。そして、セットした第１の露光量ＬＤ１にこの補正量を増減補正して第２の露光量ＬＤ２＝ＬＤ１±補正量を算出する（Ｓ４１０）。
【００６６】
次に、タイマーが、感光体１周分の回転を計時したときに（Ｓ４１１）、第１トナーパッチを形成したのと同じ位置に、補正した第２の露光量ＬＤ２を照射し、トナーで現像して第２のトナーパッチを形成し（Ｓ４１２）、その第２のトナーパッチの濃度をＡＤＣセンサで測定して測定値Ｖｐａｔｃｈ２を得る（Ｓ４１３）。次に、読み出した感光体の地の濃度（Ｖｃｌｅａｎ）と第２のトナーパッチの濃度測定値Ｖｐａｔｃｈ２とから、第２のトナーパッチの濃度Ｒａｄｃ２＝Ｃ×（Ｖｐａｔｃｈ２／Ｖｃｌｅａｎ）を求める（Ｓ４１４）。ここで、Ｃは、定数である。
【００６７】
次に、求めたＲａｄｃ１とＲａｄｃ２を用いて内挿し、目標とする濃度を得るための露光量算出値＝ＬＤ１＋（ＬＤ２−ＬＤ１）×（Ｒａｄｃ目標値−Ｒａｄｃ１）／（Ｒａｄｃ２−Ｒａｄｃ１）を算出する（Ｓ４１５）。そして、その露光量算出値を露光光の基準光量とし、光量調整を終了する。
【００６８】
図１０は、セットアップ２のうち、感光体上に形成した基準トナー像（ＡＤＣパッチ）を逆バイアスをかけながら転写部を通過させるときの転写状態をチェックするフローチャートである。
【００６９】
図１０において、先ず感光体を回転させるとともに（Ｓ４２１）、メインモータを駆動し、現像機の現像ロールを回転させる（Ｓ４２２）。次に、転写ベルトを感光体から離間させて（Ｓ４２３）、感光体上にＡＤＣパッチを３回繰り返して作成し（Ｓ４２４）、ＡＤＣセンサでその濃度を測定し、ＡＤＣパッチ濃度の平均値（ＡＤＣ離間）を計算する（Ｓ４２５）。次に、転写ベルトを感光体に接触させて（Ｓ４２６）、転写ベルトに逆バイアスを印加する（Ｓ４２７）。そして、感光体上にＡＤＣパッチを３回繰り返し作成し（Ｓ４２８）、ＡＤＣセンサでその濃度を測定し、そのＡＤＣパッチ濃度の平均値（ＡＤＣ接触）を計算する（Ｓ４２９）。次に、計算されたＡＤＣパッチ濃度の平均値（ＡＤＣ接触とＡＤＣ離間）の差分を求め、その差分を規定値と比較する（Ｓ４３０）。
【００７０】
比較の結果、差分（ＡＤＣ接触−ＡＤＣ離間）が規定値よりも小さいときは、正常と判断し（Ｓ４３０）、感光体の回転を停止するとともに（Ｓ４３３）、メインモータの駆動を停止させ（Ｓ４３４）、チェックを終了する。
【００７１】
しかし、差分が規定値よりも大きいときは、シークレットフェイルを発生させ（Ｓ４３１）、ＡＤＣ異常フラッグを立て（Ｓ４３２）、感光体の回転を停止するとともに（Ｓ４３３）、メインモータの駆動を停止させ（Ｓ４３４）、チェックを終了する。
【００７２】
なお、ＡＤＣ異常フラッグを立てた場合には（Ｓ４３２）、例えばＡＤＣによる制御を中止し、ＩＣＤＣのみで制御を行なってもよい。
【００７３】
ここで、本フローチャートでは、正常値を得るために転写ベルトを感光体から離間させた状態で基準トナー像の濃度を測定しているが、転写ベルトを離間させたり接触させたりするのは時間がかかるので、ＡＤＣによる制御を行っている通常時においては、転写ベルトを感光体に接触させたまま基準トナー像の濃度を測定する。
【００７４】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の画像形成装置によれば、定着装置のウオームアップ時間の短縮やウオームアップの効率化を図ることができる。また、ＡＤＣの準備処理のために感光体を回転させて一連の画像形成プロセスを行う時間も短縮できるので、感光体ライフを延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】定着装置のウオームアップとＡＤＣ方式の事前準備処理との関係を示すフローチャートである。
【図２】画像形成装置の電源をＯＮしてから定着装置がウオームアップを終了するまでの定着器温度の推移を示す模式図である。
【図３】本発明の画像形成装置の実施形態を示す概略構成図である。
【図４】本実施形態の画像形成装置の定着器を示す概略斜視図である。
【図５】定着器の温度上昇パターンを示す模式図である。
【図６】本実施形態のウオームアップ手段による定着器のウオームアップ手順と、画像制御部による準備処理手順との関係を示すフローチャートである。
【図７】セットアップ１のうちの、ＡＤＣセンサのゲイン調整（ＡＧＣ）を行うフローチャートである。
【図８】セットアップ１のうちの、感光体の地の濃度（Ｖｃｌｅａｎ）測定を行うフローチャートである。
【図９】セットアップ２のうちの、露光光量の補正を行うフローチャートである。
【図１０】セットアップ２のうち、感光体に形成した基準トナー像（ＡＤＣパッチ）を逆バイアスをかけながら転写部を通過させるときの転写状態をチェックするフローチャートである。
【符号の説明】
１ レーザ露光器
２ 帯電器
３ 感光体
４ 現像機
５ 転写部
６ 転写ベルト
７ 転写ベルト装置
９ 転写補助帯電器
１０ 定着器
１０ａ 加熱ロール
１０ｂ ニップ部
１０ｃ 加圧ロール
１０ｄ 熱源用ランプ
１０ｅ 加熱ロール用温度センサ
１０ｆ 加圧ロール用温度センサ
１１ クリーナ
１２ 除電器
１３ ＡＤＣセンサ
１４ トナー容器
１５ トナー補給モータ
１６ 現像ロール
１７ パイプ
１８ 転写器
１９ ベルトクリーナ
２０ メインモータ
２１ ドラムモータ
２２ 画像制御部
２３ モータ制御手段
２４ ウオームアップ手段
２５ 用紙
Claims (4)
- 所定方向に回転する感光体に露光光を照射して該感光体に静電潜像を形成し、表面にトナーを担持し該感光体に対向して回転する現像ロールを有する現像器により該静電潜像にトナーを付与して該感光体上にトナー像を形成し、該トナー像を最終的に所定の用紙上に転写し、用紙上に転写されたトナー像を、内部に熱源を有し所定の方向に回転する加熱ロールと該加熱ロールに接して該加熱とともに回転する加圧ロールとを有する定着器により、該用紙上に定着して、該用紙上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
前記感光体を回転させる第１のモータと、
前記加熱ロールと前記現像ロールとの双方を回転させる第２のモータと、
この画像形成装置に電源が投入されたことを受けて前記加熱ロール内部の熱源に通電することにより前記定着器を所定のウオームアップ温度に加熱させるウオームアップを行うウオームアップ手段と、
トナー像の濃度を測定する濃度センサを有し、所定の基準トナー像を形成し該基準トナー像の濃度を該濃度センサにより測定してその測定結果に基づいて、この画像形成装置により形成される画像の濃度に影響を及ぼす画像形成パラメータを調整する画像制御手段とを備え、
前記画像制御手段が、前記ウオームアップ手段による前記ウオームアップの時間を利用して、先ずは前記第１のモータを回転させるとともに前記第２のモータの回転が停止した状態において前記基準トナー像形成前の地の濃度を測定する第１の測定と、その後前記第１のモータとともに前記第２のモータを回転させた状態において前記基準トナー像を形成して該基準トナー像の濃度を測定する第２の測定とを行うものであることを特徴とする画像形成装置。 - 前記ウオームアップ手段による前記定着器のウオームアップが開始された後に前記第２のモータを回転させ、前記画像制御手段による前記第２の測定の終了と、予め定められた所定の時間の経過との双方を受けて該第２のモータの回転を停止させるモータ制御手段を備えたものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
- 前記画像制御手段は、前記定着器が所定の測定開始温度に達したことを受けて前記第１の測定を開始するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
- 前記モータ制御手段は、前記定着器が所定のモータ回転開始温度に達したことを受けて前記第２のモータを回転させるものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
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