(57)【要約】【課題】用紙（記録シート）の筒カールの量を小さくする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。【解決手段】画像形成装置（レーザプリンタ１）は、記録シート（用紙３）を加熱部材（加熱ローラ４１）により熱定着する定着装置１８と、定着装置１８を通過した後の記録シートと接触し、かつ、熱伝導性の高い材料を含んで構成される高熱伝導性部材（金属ローラ４３Ａ）と、高熱伝導性部材の温度を推定する温度推定手段（温度センサ５０）と、温度推定手段で推定した温度が所定値以上になったときに加熱部材の温度を下げる制御手段（制御装置１００）と、を備えている。【選択図】図１
2010217444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録シートを加熱部材により熱定着する定着装置と、
前記定着装置を通過した後の記録シートと接触し、かつ、熱伝導性の高い材料を含んで構成される高熱伝導性部材とを備える画像形成装置であって、
前記高熱伝導性部材の温度を推定する温度推定手段と、
前記温度推定手段で推定した温度が所定値以上になったときに前記加熱部材の温度を下げる制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記温度推定手段は、
前記高熱伝導性部材に対向して設けられた温度センサであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記温度推定手段は、
印字ジョブのうち印字枚数の情報を入手し、この情報に基づいて前記高熱伝導性部材の温度を推定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記高熱伝導性部材は、
前記定着装置の直後に配置される一対の搬送ローラのうちの一方の搬送ローラの少なくとも一部を構成することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記一方の搬送ローラは、記録シートに対して前記加熱部材と同じ側に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記高熱伝導性部材は、金属であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記一方の搬送ローラおよび前記高熱伝導性部材が、前記記録シートの幅以上の幅で連続して形成されていることを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記一方の搬送ローラは、逆クラウン形状であることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記一方の搬送ローラに対向する他方の搬送ローラが、前記記録シートの幅以上の幅で弾性変形可能に構成されていることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記一方の搬送ローラの全体が、前記高熱伝導性部材で形成されていることを特徴とする請求項４〜請求項９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記高熱伝導性部材は、前記一方の搬送ローラの一部を構成していることを特徴とする請求項４〜請求項９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記高熱伝導性部材は、前記一方の搬送ローラのうち記録シートの幅方向両端部に対応した部位に設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用紙に印字されたトナー像を熱定着させる定着装置と、定着装置の用紙搬送方向下流側に配置されて定着装置から出てきた用紙を下流側に搬送する一対の搬送ローラとを備えた画像形成装置が知られている（特許文献１参照）。具体的に、この技術では、一対の搬送ローラが、金属ローラとゴムローラとで構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１６２９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、本願発明者は、前述した従来技術のように、定着装置の下流側に金属ローラを設けた場合には、定着装置で加熱された用紙の熱が金属ローラで吸収されることにより、用紙の筒カール（用紙搬送方向に沿った軸を中心としたカール）の量が小さくなることを発見した。つまり、定着装置での加熱が原因で用紙が筒カールしても、用紙の熱が金属ローラで吸収されることで、筒カールの量（程度）が小さくなることを発見した。
【０００５】
しかしながら、加熱された用紙が何度も金属ローラを通過すると、金属ローラが蓄熱することで用紙の熱が金属ローラで吸収され難くなり、筒カールの量を小さくすることができなくなるといった問題が発生すると予測される。
【０００６】
そこで、本発明は、用紙（記録シート）の筒カールの量を小さくする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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決する本発明は、記録シートを加熱部材により熱定着する定着装置と、前記定着装置を通過した後の記録シートと接触し、かつ、熱伝導性の高い材料を含んで構成される高熱伝導性部材とを備える画像形成装置であって、前記高熱伝導性部材の温度を推定する温度推定手段と、前記温度推定手段で推定した温度が所定値以上になったときに前記加熱部材の温度を下げる制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、高熱伝導性部材の温度が所定値になるまでの間は、加熱部材で加熱されて筒カールした記録シートは、高熱伝導性部材を通過する際にその熱が当該高熱伝導性部材に奪われることで、その筒カールの量が小さくなる。そして、高熱伝導性部材の温度が所定値以上になった場合には、制御手段によって加熱部材の温度が下げられる。
【０００９】
これにより、比較的低温の加熱部材で加熱される記録シートの筒カールの量が小さくなるので、高熱伝導性部材によって記録シートの熱がそれほど奪われなくても、高熱伝導性部材を通過した後の記録シートの筒カールの量を小さくすることができる。
【００１０】
一方、加熱部材の温度を下げることで当該加熱部材による熱定着が不完全な状態となるが、所定値以上の温度まで蓄熱された高熱伝導性部材によって２度目の熱定着を行うことができるので、熱定着も良好に行うことができる。さらに、加熱部材の温度を下げるためには加熱部材（熱源）に流す電気の量を少なくすればよいので、電力消費量を抑えて省エネを図ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高熱伝導性部材の温度が所定値以上になった場合には制御手段によって加熱部材の温度が下げられるので、記録シートの筒カールの量を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの全体構成を示す断面図である。
【図２】一対の搬送ローラを示す説明図である。
【図３】制御装置の記憶装置に記憶されたマップを示す説明図である。
【図４】他の実施形態に係る制御装置が従うプログラムの内容を示すフローチャートである。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は高熱伝導性部材の配置の変形例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜レーザプリンタの全体構成＞
次に、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に示すように、画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ１は、装置本体２内に記録シートの一例としての用紙３を給紙するためのフィーダ部４や、給紙された用紙３に画像を形成するための画像形成部５などを備えている。
【００１４】
フィーダ部４は、装置本体２内の底部に着脱可能に装着される給紙トレイ６と、給紙トレイ６から用紙３を画像形成部５へ搬送する用紙供給機構７を主に備えている。フィーダ部４では、給紙トレイ６内の用紙３が、用紙供給機構７によって一枚ずつ分離されて画像形成部５に供給される。
【００１５】
画像形成部５は、スキャナ部１６、プロセスカートリッジ１７、定着装置１８などを備えている。
【００１６】
スキャナ部１６は、装置本体２内の上部に設けられ、レーザ発光部（図示せず。）、回転駆動されるポリゴンミラー１９、レンズ２０，２１、反射鏡２２，２３，２４などを備えている。そして、スキャナ部１６では、レーザビームが図の鎖線で示す経路を通って、プロセスカートリッジ１７の感光ドラム２７の表面上に高速走査にて照射される。
【００１７】
プロセスカートリッジ１７は、スキャナ部１６の下方に配設され、装置本体２に対して着脱自在に装着される構造となっている。そして、このプロセスカートリッジ１７は、公知の感光ドラム２７、帯電器２９、転写ローラ３０、現像ローラ３１、層厚規制ブレード３２、供給ローラ３３およびトナーホッパ３４などを備えて構成されている。
【００１８】
このプロセスカートリッジ１７では、帯電器２９で帯電された感光ドラム２７の表面が、スキャナ部１６からのレーザビームで露光されることで、感光ドラム２７上に静電潜像が形成される。この静電潜像に、トナーホッパ３４内のトナーが供給ローラ３３や現像ローラ３１を介して供給されることで、感光ドラム２７上にトナー像（現像剤像）が形成される。その後、感光ドラム２７と転写ローラ３０との間で用紙３が搬送される際に、感光ドラム２７上のトナー像が用紙３に転写される。
【００１９】
＜定着装置の構成＞
定着装置１８は、ハロゲンヒータＨＨと、加熱部材の一例としての加熱ローラ４１と、加圧ローラ４２とを備えている。
【００２０】
ハロゲンヒータＨＨは、円筒状の加熱ローラ４１内に配設されており、加熱ローラ４１を内側から加熱している。そして、このハロゲンヒータＨＨは、後で詳述する制御手段としての制御装置１００によって適宜制御されている。
【００２１】
加熱ローラ４１は、略円筒状に形成される金属製の部材であり、装置本体２に回転可能に支持されている。そして、この加熱ローラ４１は、制御装置１００からの制御信号で駆動する図示せぬ駆動装置から駆動力を受けることで回転するようになっている。なお、この加熱ローラ４１としては、例えば、アルミニウムの円筒部材の表面をＰＴＦＥコーティングしたものを採用することができる。
【００２２】
加圧ローラ４２は、図示せぬバネによって加熱ローラ４１に押圧されており、回転する加熱ローラ４１と接触して従動回転するようになっている。なお、この加圧ローラ４２としては、例えば、芯金の周囲にシリコンゴムを設け、このシリコンゴムの表面をＰＴＦＥチューブで覆ったものを採用することができる。
【００２３】
そして、この定着装置１８の後方（直後）には、定着装置１８を通過した後の用紙３と接触する一対の搬送ローラ４３が略上下方向に並ぶように配設されている。一対の搬送ローラ４３のうち上方（一方）の搬送ローラ４３は金属製の金属ローラ４３Ａ（斜めのハッチングで図示）として構成され、下方（他方）の搬送ローラ４３は例えばゴムやスポンジなどの弾性変形可能な材料で形成される弾性ローラ４３Ｂとして構成されている。
【００２４】
金属ローラ４３Ａは、その全体が熱伝導性の高い材料を含んで構成される高熱伝導性部材の一例としての金属で形成されており、用紙３に対して前述した加熱ローラ４１と同じ側（上側）に配置されている。ここで、「高熱伝導性部材」とは、熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上、望ましくは１５Ｗ／ｍＫ以上の部材を意味する。具体的に、高熱伝導性部材としては、アルミニウム等の金属の他、カーボンナノチューブなどを採用することができる。
【００２５】
図２に示すように、金属ローラ４３Ａは、レーザプリンタ１で印字可能な複数種類の用紙３のうち最大幅の用紙３の幅以上の幅で連続して形成されている。また、金属ローラ４３Ａは、その幅方向（軸方向）の中央部が凹むように両端部から中央部に向けて滑らかに縮径していく逆クラウン形状に形成されている。
【００２６】
弾性ローラ４３Ｂは、金属ローラ４３Ａと同様に、レーザプリンタ１で印字可能な複数種類の用紙３のうち最大幅の用紙３の幅以上の幅で連続して形成されている。
【００２７】
そして、図１に示すように、金属ローラ４３Ａの周囲（上方）には、温度推定手段の一例としての温度センサ５０が設けられている。温度センサ５０は、金属ローラ４３Ａの温度を検出するセンサであり、金属ローラ４３Ａに対向して配置されている。そして、この温度センサ５０で検出した温度は、制御装置１００に出力されるようになっている。
【００２８】
そして、以上のように構成される定着装置１８周りの構造では、ハロゲンヒータＨＨによって加熱ローラ４１が加熱されることで、用紙３が加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との間を通過する間に用紙３に転写されたトナー像が熱定着される。その後、用紙３は、搬送ローラ４３によって、排紙パス４４に搬送される。なお、排紙パス４４に送られた用紙３は、排紙ローラ４５によって排紙トレイ４６上に排紙される。
【００２９】
＜制御装置＞
次に、制御装置１００について説明する。
制御装置１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、通信機器などの公知のハードウェアを有しており、主に、温度センサ５０で検出した温度に基づいてハロゲンヒータＨＨを制御して加熱ローラ４１の温度を制御している。
【００３０】
具体的に、制御装置１００の記憶装置（ＲＯＭ等）には、図３に示すようなマップが記憶されている。ここで、図３のマップ中において、「Ｔｅ」は温度センサ５０で検出した金属ローラ４３Ａの温度を示し、「Ｔｈ」は加熱ローラ４１（またはハロゲンヒータＨＨ）の目標温度を示している。すなわち、このマップに従って制御を実行する制御装置１００は、温度センサ５０で検出した温度Ｔｅが所定値（本実施形態では「８０℃」）未満の場合には、加熱ローラ４１の目標温度Ｔｈを初期値「α℃」とする。また、温度センサ５０で検出した温度Ｔｅが所定値以上になったときは、制御装置１００は、加熱ローラ４１の目標温度Ｔｈを「α℃」から「α−５℃」に下げる。
【００３１】
ここで、温度センサ５０で検出した温度Ｔｅと比較する所定値（本実施形態では「８０℃」）や、加熱ローラ４１の温度の下げ幅（本実施形態では５℃）は、実験やシミュレーション等によって任意に設定することができる。
【００３２】
次に、制御装置１００で適宜制御される加熱ローラ４１と金属ローラ４３Ａによる作用について説明する。
図１に示すように、用紙３に印字を行う際、金属ローラ４３Ａの温度が所定値（８０℃）になるまでの間は、「α℃」の加熱ローラ４１で加熱された用紙３は、多少大きく筒カールする。そして、このように筒カールの量が大きい用紙３は、その後金属ローラ４３Ａを通過する際にその熱が金属ローラ４３Ａに奪われることで、その筒カールの量が小さくなる。
【００３３】
そして、このような印字が比較的短い時間の間で連続して行われることで、複数枚の用紙３から熱を奪った金属ローラ４３Ａの温度が所定値（８０℃）以上になった場合には、制御装置１００によって加熱ローラ４１の温度が５℃下げられる。
【００３４】
これにより、「α−５℃」の加熱ローラ４１で加熱される用紙３の筒カールの量は、「α℃」で加熱されたときよりも小さくなる。そのため、蓄熱された金属ローラ４３Ａによって用紙３の熱がそれほど奪われなくても、金属ローラ４３Ａを通過した後の用紙３の筒カールの量を小さくすることができる。
【００３５】
一方、加熱ローラ４１の温度を下げることで当該加熱ローラ４１による熱定着が不完全な状態となるが、所定値（８０℃）以上の温度まで蓄熱された金属ローラ４３Ａによって２度目の熱定着を行うことができるので、熱定着も良好に行うことができる。さらに、加熱ローラ４１の温度を下げるためには加熱ローラ４１（ハロゲンヒータＨＨ）に流す電気の量を少なくすればよいので、電力消費量を抑えて省エネを図ることもできる。
【００３６】
以上によれば、前述した効果の他、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
金属ローラ４３Ａの温度を推定する温度推定手段として温度センサ５０を採用したので、金属ローラ４３Ａの温度を高精度に推定することができ、高精度な制御を行うことができる。
【００３７】
金属ローラ４３Ａが定着装置１８の直後に配置されるので、定着装置１８から出た直後の高温の用紙３から多量の熱を金属ローラ４３Ａで奪うことができ、より早く加熱ローラ４１の温度を下げて電力消費量をより抑えることができる。
【００３８】
金属ローラ４３Ａが用紙３に対して加熱ローラ４１と同じ側に配置されているので、用紙３の一方の面に印字されるトナー像を２つのローラ４１，４３Ａで良好に加熱して定着させることができる。
【００３９】
金属ローラ４３Ａが用紙３の幅以上の幅で連続して形成されることにより、金属ローラ４３Ａが用紙３から熱をもらいやすくなるので、より早く加熱ローラ４１の温度を下げて電力消費量をより抑えることができる。
【００４０】
金属ローラ４３Ａが逆クラウン形状であるため、用紙３に皺が寄るのを抑えることができる。
【００４１】
金属ローラ４３Ａに対向する搬送ローラ４３が、用紙３の幅以上の幅で弾性変形可能に構成される弾性ローラ４３Ｂであるため、金属ローラ４３Ａとの間で用紙３を良好に搬送することができる。また、例えばゴムやスポンジなどで形成される弾性ローラ４３Ｂには熱が伝わり難いため、熱を金属ローラ４３Ａに効率良く伝達させることができる。
【００４２】
金属ローラ４３Ａの全体が金属で形成されることにより、金属ローラ４３Ａ全体で用紙３から熱を奪うことができるので、より早く加熱ローラ４１の温度を下げて電力消費量をより抑えることができる。
【００４３】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記実施形態では、温度推定手段として温度センサ５０を採用したが、本発明はこれに限定されず、制御装置のＲＯＭ等の記憶装置に記憶されるプログラムを採用してもよい。具体的に、このプログラムとしては、例えば図４に示すように、印字ジョブの中から印字枚数の情報を入手し、この情報に基づいて金属ローラの温度を推定するプログラムを採用することができる。なお、以下の説明では、加熱ローラの目標温度Ｔｈの初期値を前記実施形態と同様に「α℃」として説明することとする。
【００４４】
図４に示すプログラムに従って制御を実行する制御装置は、印字ジョブを受けると（ＳＴＡＲＴ）、まず、印字ジョブの中から印字枚数に関する情報を入手し、この情報に基づいて連続印字枚数が１０枚以上であるか否かを判断する（Ｓ１）。なお、ステップＳ１の時点で、印字ジョブを複数受けている場合には、制御装置は、各印字ジョブの印字枚数を足し合わせた枚数を連続印字枚数として設定する。
【００４５】
ステップＳ１において連続印字枚数が１０枚未満である場合には（Ｎｏ）、制御装置は本制御を終了する（ＥＮＤ）。また、ステップＳ１において連続印字枚数が１０枚以上である場合には（Ｙｅｓ）、制御装置は、連続印字枚数のうち１０枚分の印字が完了したか否かを判断する（Ｓ２）。
【００４６】
ステップＳ２において１０枚分の印字が完了した場合には（Ｙｅｓ）、制御装置は、加熱ローラの目標温度Ｔｈを初期値「α℃」から「α−５℃」に下げる（Ｓ３）。ステップＳ３の後、制御装置は、印字ジョブ（ＪＯＢ）が終了したか否か、すなわち例えば連続印字枚数が１５枚である場合には残り５枚の印字が完了したか否かを判断する（Ｓ４）。
【００４７】
ステップＳ４において印字ジョブが終了した場合には（Ｙｅｓ）、制御装置は、前回の印字停止から１分以上経過したか否かを判断することで、金属ローラの温度が所定値未満まで下がってしまったか否かを判断する（Ｓ５）。ここで、「前回の印字」とは、ステップＳ４で終了した印字をいう他、ステップＳ１〜Ｓ５が終わるまでの間に新たな印字ジョブを制御装置が受けた場合には、その新たな印字ジョブで実行される印字も含まれる。そのため、例えば、制御装置は、ステップ５中において１分待っている間に新たな印字ジョブを受けた場合には、カウントしていた時間をリセットし、新たな印字ジョブに基づく印字が終了した後に、１分のカウントをやり直す。
【００４８】
ステップＳ５において前回の印字停止から１分以上経過したと判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御装置は、金属ローラの温度が所定値未満になったと判断して、加熱ローラ４１の目標温度を初期値「α℃」に戻して、本制御を終了する（ＥＮＤ）。
【００４９】
以上のように、印字ジョブから金属ローラの温度を推定する場合には、前記実施形態のような温度センサを設ける必要がないので、コストを低くすることができる。なお、図４のフローチャートにおける各数値（「１０枚」、「α−５℃」、「１ｍｉｎ（分）」等）は、実験やシミュレーション等によって任意に設定することができる。
【００５０】
前記実施形態では、搬送ローラ４３（金属ローラ４３Ａ）の全体を金属で形成したが、本発明はこれに限定されず、例えば図５（ａ）に示すように、一方の搬送ローラ４３Ｃの一部のみを金属などの高熱伝導性部材ＨＴで形成してもよい。また、図５（ｂ）に示すように、一方の搬送ローラ４３Ｄのうち用紙３（印字可能な複数種類の用紙３のうち最大幅の用紙３）の幅方向両端部に対応した部位のみに２つの高熱伝導性部材ＨＴを互いに間隔が空くように設けてもよい。この場合には、用紙３の両端部分の熱が積極的に高熱伝導性部材ＨＴに吸収されるので、用紙３の筒カールを良好に直すことができる。
【００５１】
また、図５（ｃ）に示すように、一方の搬送ローラ４３Ｅのうち複数種類（図では２種類）の各用紙３，３Ａの幅方向両端部に対応した部位のみに複数の高熱伝導性部材ＨＴを互いに間隔が空くように設けてもよい。この場合は、各種類の用紙３，３Ａの筒カールを良好に直すことができる。
【００５２】
前記実施形態では、高熱伝導性部材として搬送ローラ４３を採用したが、本発明はこれに限定されず、定着装置を通過した後の記録シートと接触する部材であればどのような部材でもよく、例えば用紙をガイドする部材を高熱伝導性部材としてもよい。
前記実施形態では、加熱部材として加熱ローラ４１を採用したが、本発明はこれに限定されず、例えばガイドによって摺動可能に支持される円筒状の定着フィルムであってもよい。
【００５３】
前記実施形態では、レーザプリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。
前記実施形態では、記録シートの一例として、厚紙、はがき、薄紙などの用紙３を採用したが、本発明はこれに限定されず、例えばＯＨＰシートであってもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１      レーザプリンタ
３      用紙
１８    定着装置
４１    加熱ローラ
４３    搬送ローラ
４３Ａ  金属ローラ
４３Ｂ  弾性ローラ
５０    温度センサ
１００  制御装置
【図１】
2010217444.tif 000003
【図２】
2010217444.tif 000004
【図３】
2010217444.tif 000005
【図４】
2010217444.tif 000006
【図５】
2010217444.tif 000007