JP2010237371A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像形成動作の開始時にプレスローラ２０の温度が低い場合にも、記録紙２へのトナーの定着温度が低くなることを防ぐことができる画像形成装置１を提供する。
【解決手段】 画像形成装置１は、ヒータ２２が設けられたヒートローラ１９と、ヒートローラ１９に圧設されるプレスローラ２０と、ヒートローラ１９の表面温度を検知するサーミスタ２４と、を有する定着装置１１と、定着装置１１を含む画像形成部１６を駆動するモータ１５と、記録紙２を供給する給紙カセット３と、画像形成部１６の動作を制御する制御部２６と、を備える画像形成装置１であって、制御部２６は、画像形成動作開始の入力があった場合に、ヒートローラ１９の表面温度を予め定められた給紙設定温度まで上昇させる処理、及びヒートローラ１９を所定時間回転させる前回転処理の双方を完了させた後に、給紙カセット３により給紙を開始させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、定着装置を備える画像形成装置に関する。

電子写真方式のプリンタ又はファクシミリといった画像形成装置においては、記録紙に転写されたトナーを定着させるために、ヒータを備えたヒートローラとこのヒートローラに圧接するプレスローラとの間に、トナーを転写した記録紙を通して、この記録紙に熱と圧力を加えてトナーを記録紙に定着させる。このとき、温度が低すぎると、トナーの樹脂がガラス転移点に到達せず、定着不良が生じ、適切な印刷品質を保つことができない。そこで、画像形成装置は、従来より、画像形成動作を開始する際に、給紙を開始する前にヒータへの通電を開始し、ヒートローラの表面温度が所定温度に達してから給紙を開始するように構成されている。

しかし、周辺環境が寒い場合又は長時間の待機後に画像形成動作を行う場合のように、ヒートローラの表面温度が所定温度に達したとしても、トナーを転写する記録紙及びヒートローラに圧接されるプレスローラの温度が十分に高くない場合には、画像形成動作中にヒートローラの熱量がプレスローラや記録紙に奪われて、適切な温度でトナーを記録紙に定着させることができない虞があった。そこで、例えば、特許文献１によると、定着ローラの表面温度を検出する温度検出手手段によって検出した定着ローラの表面温度に基づいて、定着ローラの表面温度の変化が上昇勾配になるタイミングを予測して、その予測された表面温度の変化が上昇勾配になるタイミングに同期させて定着装置に用紙を通紙させるように用紙搬送手段を制御する画像形成装置が提案されている。このように構成すると、たとえ搬送される記録紙の温度が低くても、上昇勾配が鈍るだけであるので、定着ローラの温度低下が少なく定着不良を抑制できる。

特開２００８−１９７３０６号公報

本発明は、画像形成動作の開始時にプレスローラの温度が低い場合にも、記録媒体へのトナーの定着温度が低くなることを防ぐことができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、ヒータが設けられたヒートローラと、当該ヒートローラに圧設されるプレスローラと、前記ヒートローラの表面温度を検知する温度検知部と、を有し、トナー顕像が転写された記録媒体にトナーを定着させる定着装置と、該定着装置を含む画像形成部を駆動するモータと、前記定着装置に記録媒体を供給する記録媒体供給装置と、前記画像形成部の動作を制御する制御部と、を備える画像形成装置であって、前記は、画像形成動作開始の入力があった場合に、前記ヒータに電力を供給して前記ヒートローラの表面温度を予め定められた給紙設定温度まで上昇させる処理、及び前記モータにより前記ヒートローラを所定時間回転させる前回転処理の双方を完了させた後に、前記記録媒体供給装置により記録媒体の供給を開始させることを特徴としている。

また、本発明の画像形成装置は、前記制御部は、前記ヒータに電力を供給して前記ヒートローラの表面温度が予め定められた前回転処理開始温度に到達した後に、前記前回転処理を開始することを特徴としている。

本発明の画像形成装置によると、ヒートローラの表面温度が給紙設定温度に到達したとしてもヒートローラの駆動を開始してから所定時間が経過していない場合には、記録媒体の供給を開始せず、所定時間を経過してから記録媒体の供給を開始するので、ヒートローラに圧接して回転するプレスローラは所定時間経過する間に十分に温められることとなり、記録媒体へのトナーの定着温度が低くなることを防ぐことができる。

また、本発明の画像形成装置によると、ヒートローラの表面温度が前回転処理開始温度になってから前回転処理を開始するので、ヒートローラとプレスローラとの温度差が大きくなり、熱量の移動も多くなるため、プレスローラを早く確実に温めることができる。

画像形成装置の内部構成を説明する一部省略断面図。 主に制御部による定着装置の制御動作を説明するブロック図。 画像形成動作開始の入力から給紙トレイの記録紙が給紙されるまでの間の画像記録部の制御を表わすフローチャート。 本発明の別の実施形態を説明するフローチャート。

以下において、本発明における画像形成装置１の実施形態について、各図を参照しつつ説明する。本発明の画像形成装置１は、コピー機、プリンタ、ファクシミリ装置、及びプリンタ・ファクシミリ複合機のように、電子写真方式で形成されたトナー顕像を記録媒体としての記録紙２に定着させることができる画像形成装置１であれば、どのような画像形成装置１においても適用することができる。

画像形成装置１は、複写機能、ファクシミリ通信機能、インターネットファクシミリ通信機能、スキャナ機能、プリンタ機能を備えている。図１に示すように、画像形成装置１の内部には、記録媒体としての記録紙２を格納する給紙カセット３と、搬送路４に配置されて表面に感光層が形成された感光ドラム５と、この感光ドラム５の表面を帯電させる帯電器６と、感光ドラム５の表面に光を照射する露光器７と、感光ドラム５の表面にトナーを供給する現像器８と、感光ドラム５に圧接された転写ローラ９と、感光ドラム５の表面を清掃する清掃器１０と、搬送路４を搬送される記録紙２を加熱・加圧する定着装置１１と、搬送路４に適宜配置されて記録紙２を下流側へ搬送する搬送ローラ対１２と、搬送路４の終端に配置されて記録紙２を排紙トレイ１３へ排出する排出ローラ対１４と、各装置を駆動するモータ１５と、を具備してなる画像形成部１６が設けられている。

この画像形成部１６では、複写処理又は印刷処理といった画像形成動作が開始されると、まず、モータ１５を駆動するとともに各部に電力を供給して、画像形成部１６を画像形成動作に最適な状態に調整する予備動作が行われる。予備動作が完了すると、感光ドラム５の表面が帯電器６によって一様に帯電される。そして、露光器７から光が照射されることで感光ドラム５の表面に静電潜像が形成され、この静電潜像に対して現像器８からトナーが供給されることでトナー像が形成される。一方、給紙カセット３に格納された記録紙２がピックアップローラ１７によって取り出されて搬送路４へ繰り込まれる。この記録紙２は、搬送路４を下流側へ搬送され、転写ローラ９によって感光ドラム５に押圧されることにより、感光ドラム５上のトナー像が転写される。更に、記録紙２は搬送路４を下流側へ搬送され、定着装置１１によって加熱・加圧されることにより、トナー像が記録紙２に定着する。その後、記録紙２は、排出ローラ対１４によって排紙トレイ１３へと排出される。一方、トナー像転写後の感光ドラム５は、その表面に残留したトナー及び紙粉が清掃器１０によって除去された後、再び帯電器６によってその表面が帯電される。

定着装置１１は、樹脂製の筐体であるケーシング１８の内部に、記録紙２を加熱するためのヒートローラ１９と、記録紙２を加圧するためのプレスローラ２０と、ヒートローラ１９の表面を清掃するためのクリーニングローラ２１と、が収容されたものである。ヒートローラ１９は、例えばアルミニウム合金材等の熱伝導率の高い部材からなる円筒管に、ハロゲンランプ等のヒータ２２が挿通されたものであって、ヒータ駆動回路２３がヒータ２２をＯＮ／ＯＦＦすることによって円筒管が加熱される。また、ヒートローラ１９はモータ１５により回転駆動する。一方、プレスローラ２０は、ウレタンゴム等の熱伝導率の低い部材からなり、ヒートローラ１９に圧接して配置されてその回転に従動して回転する。このヒートローラ１９とプレスローラ２０が、トナー像が転写された記録紙２を加熱及び加圧することにより、記録紙２上のトナー像を定着させる。

また、ヒートローラ１９には、その表面温度を検出する温度検知部としてのサーミスタ２４がその先端がヒートローラ１９の表面であってプレスローラ２０とのニップ部以外の所定箇所に当接するように設けられている。このサーミスタ２４は、半導体の温度特性を利用した従来公知の半導体抵抗温度センサであり、半導体であるサーミスタ素子が耐熱シートで覆われている。

プリンタコントローラ２５は、図２に示すように、ヒートローラ１９を駆動するモータ１５、ヒートローラ１９に内蔵されたヒータ２２を駆動するヒータ駆動回路２３、ヒートローラ１９の表面温度を測定するサーミスタ２４の動作を制御する制御部２６と、ヒートローラ１９の駆動の開始からの時間の経過を計測する計時部２７と、を備えている。そして制御部２６は、所望のタイミングでヒータ２２をＯＮ／ＯＦＦし、またモータ１５をＯＮ／ＯＦＦすることが可能となっている。尚、図示を省略するが制御部２６は、感光ドラム５の表面を帯電させる帯電器６、その表面に光を照射して静電潜像を形成する露光器７、静電潜像をトナー像化する現像器８、トナー像を記録紙２に転写する転写ローラ９、及び感光ドラム５の表面を清掃する清掃器１０の動作も制御している。

次に、以上のように構成される画像形成装置１において、画像形成動作の予備動作について図３を参照しつつ説明する。図３は、画像形成動作の予備動作のルーチンを示すフローチャートである。スタートキーの押下、ファクシミリの受信、図示しないＬＡＮにより接続されたクライアント装置からの印刷コマンドの入力といった画像形成動作を開始すべき入力がなされると（Ｓ１００）、制御部２６は、まずヒータ駆動回路２３を制御してヒータ２２の通電を開始する（Ｓ１０１）。そして次に制御部２６は、モータ１５を制御して、ヒートローラ１９の駆動を開始する（Ｓ１０２）。なお、このとき、ヒートローラ１９の駆動に従動して、このヒートローラ１９に圧接されているプレスローラ２０も回転駆動を開始する。

そして、次に制御部２６は、印刷準備が完了しているか否か判断する（Ｓ１０３）。印刷準備とは、画像形成部１６を画像形成動作に最適な状態に調整する予備動作であり、例えば、給電を開始した各回路にエラーがないか自己診断する処理、感光ドラム５に残留したトナー及び紙粉を清掃器１０によって除去する処理、記録紙２が搬送路４上でジャムを起こしていないか確認する処理といった画像形成の準備処理である。そして、印刷準備が完了していないと判断すると（Ｓ１０３：ＮＯ）、印刷準備が完了するまでそのまま待機する。

一方、印刷準備が完了していると判断すると（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、次に制御部２６は、サーミスタ２４により測定したヒートローラ１９の表面温度が、トナーを記録紙２に定着することできる温度として予め設定された給紙設定温度に到達しているか否か判断する（Ｓ１０４）。ヒートローラ１９の表面温度が給紙設定温度に到達していないと判断すると（Ｓ１０４：ＮＯ）、ヒートローラ１９の表面温度が給紙設定温度に到達するまで、このまま待機する。

一方、ヒートローラ１９の表面温度が給紙設定温度に到達していると判断すると（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、次に制御部２６は、計時部２７を参照してヒートローラ１９の駆動から所定時間経過したか否か判断する。ここで所定時間とは、ヒートローラ１９の駆動に従動して回転するプレスローラ２０が温められる時間を予め計算して設定した時間である。ヒートローラ１９の駆動から所定時間経過していないと判断すると（Ｓ１０５：ＮＯ）、所定時間経過するまでそのまま待機する。一方、ヒートローラ１９の駆動から所定時間経過したと判断すると（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、ピックアップローラ１７を駆動して給紙カセット３から記録紙２を給紙して（Ｓ１０６）、記録紙２上にトナー画像を形成する画像形成処理を開始する（Ｓ１０７）。

このように本実施形態の画像形成装置１は、印刷準備が完了した後、ヒートローラ１９の表面温度が給紙設定温度に到達しており、ヒートローラ１９の駆動から所定時間が経過した場合に、記録紙２の供給を開始するので、ヒートローラ１９のみならず、ヒートローラ１９に圧接するプレスローラ２０についても回転駆動している間に温められるので、定着装置１１に記録紙２が供給される時に、記録紙２へのトナーの定着温度が低くなることを防ぐことができ、印刷品質を維持することができる。

なお、本発明の実施の形態は上述の形態に限ることなく、本発明の思想の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができることは云うまでもない。

本実施形態においては、ヒートローラ１９に設置されたヒータ２２への通電の開始（Ｓ１０１）と、ヒートローラ１９の駆動の開始（Ｓ１０２）と、をほぼ同じタイミングで行っているが、例えば図４に示すように、ヒータ２２への通電を開始した後（Ｓ１０１）、予め定められた前回転開始温度に到達するのを待って（Ｓ１０１１）ヒートローラ１９の駆動を開始する（Ｓ１０２）形態であっても良い。このように構成すると、ヒートローラ１９の表面温度が前回転処理開始温度になってから前回転処理を開始するので、ヒートローラ１９とプレスローラ２０との温度差が大きくなり、熱量の移動も多くなるため、プレスローラ２０を早く確実に温めることができる。

本画像形成装置１は、コピー・ファクシミリ複合機に限られず、例えば、複写機能のみを備えるコピー専用機、又はファクシミリ通信機能のみを備えるファクシミリ専用機として構成することも可能である。

１ 画像形成装置
２ 記録紙（記録媒体）
３ 給紙カセット（記録媒体供給装置）
１１ 定着装置
１５ モータ
１９ ヒートローラ
２０ プレスローラ
２２ ヒータ
２４ サーミスタ（温度検知部）
２６ 制御部
２７ 計時部

Claims (2)

1. ヒータが設けられたヒートローラと、当該ヒートローラに圧設されるプレスローラと、前記ヒートローラの表面温度を検知する温度検知部と、を有し、トナー顕像が転写された記録媒体にトナーを定着させる定着装置と、
   該定着装置を含む画像形成部を駆動するモータと、
   前記定着装置に記録媒体を供給する記録媒体供給装置と、
   前記画像形成部の動作を制御する制御部と、を備える画像形成装置であって、
   前記制御部は、画像形成動作開始の入力があった場合に、前記ヒータに電力を供給して前記ヒートローラの表面温度を予め定められた給紙設定温度まで上昇させる処理、及び前記モータにより前記ヒートローラを所定時間回転させる前回転処理の双方を完了させた後に、前記記録媒体供給装置により記録媒体の供給を開始させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記ヒータに電力を供給して前記ヒートローラの表面温度が予め定められた前回転処理開始温度に到達した後に、前記前回転処理を開始することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
   

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