(57)【要約】【課題】他の駆動系との共用や安価な駆動減を用いた場合であってもウォームアップ時間の短縮化を図ることができ、しかも、昇温ムラの発生を抑制することができる定着装置を提供する。【解決手段】ニップ部を形成するように互いに対向配置されてトナー転写後の転写紙を挟持搬送しつつ転写紙を加熱してトナーを定着させる一対の回転体としての加圧ローラ２６と定着ベルト２７と、一対の回転体２６，２７の一方としての定着ベルト２７の一部を加熱する加熱源３０と、加熱源３０の加熱開始から所定温度に到達するまでの間に一方の回転体の駆動／駆動停止を繰り返す制御回路３２と、を備えている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニップ部を形成するように互いに対向配置されてトナー転写後の転写紙を挟持搬送しつつ転写紙を加熱してトナーを定着させる一対の回転体と、該一対の回転体の一方の一部を加熱する加熱源と、を備えた定着装置において、
前記加熱源の加熱開始から所定温度に到達するまでの間に前記一方の回転体の駆動／駆動停止を繰り返す制御手段を備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記一方の回転体の駆動／駆動停止を繰り返す際の駆動時間と駆動停止時間とを、所定温度に近付く程に駆動時間が長く又は駆動停止時間が短くなるように段階的に変化させることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記制御手段は、駆動時間と駆動停止時間との段階的な変化の切換タイミングを、前記一方の回転体の温度を検出する温度検出センサの検出結果に基づいて制御することを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記制御手段は、駆動時間と駆動停止時間との段階的な変化の切換タイミングを、前記加熱源の加熱開始からの経過時間をカウントするタイマのカウント時間に基づいて制御することを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記一方の回転体の駆動／駆動停止を、前記一対の回転体の駆動側を回転駆動させる駆動モータのＯＮ／ＯＦＦによって制御することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の定着装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記一方の回転体の駆動／駆動停止を、前記一対の回転体の駆動側を回転駆動させる駆動モータの動力伝達系に配置された駆動伝達クラッチのＯＮ／ＯＦＦによって制御することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転写紙をニップ搬送しつつ転写紙表面に形成されたトナー像を定着させる定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、転写紙の表面に転写されたトナー像は、加熱源の加熱によってトナー定着温度にまで加熱された加熱体と、この加熱体とで転写紙を挟持搬送するためにニップ部を形成する加圧ローラと、を備えた定着装置によって定着される。
【０００３】
この際、加熱体の種類としては、中空円筒状の加熱ローラと、加熱ローラの中心に配置されて加熱ローラを略均一に加熱するハロゲンヒータ等の加熱源とを備えたものが周知である。
【０００４】
しかしながら、このような内部に加熱源を配置した加熱ローラにあっては、加熱ローラが大径化するうえ、加熱ローラ全体の耐熱化（例えば、多層化）や表面処理（トナー定着時の溶融トナーの付着防止処理）等を施す必要があり、加熱源の加熱を開始してから所定温度（定着可能温度）に到達するまでのウォームアップ時間が長くなってしまうばかりでなく、加熱ローラが高価となってしまうという問題が生じていた。
【０００５】
そこで、近年では、加圧ローラに対向配置されたニップ形成ローラは安価且つ簡素な層構造のものを採用し、このニップ形成ローラとは別に内部に加熱源を配置した加熱ローラをニップ形成ローラに近接配置し、これら各ローラ間に無端状の定着ベルトを回動移動可能に架設したベルト方式等が採用されつつある。
【０００６】
尚、ニップ部を加圧ローラと加熱ローラとで形成し、この加熱ローラ内に加熱源を配置した定着装置では、加熱源の加熱開始から所定温度に到達するまでは加圧ローラと加熱ローラとの駆動を停止することによって、ニップ部形成（接触）に伴う加圧ローラへの伝熱を少なくすることによってウォームアップ時間の短縮を図る技術が知られている。
【０００７】
しかしながら、ニップ形成ローラと加熱ローラとの間に架設された定着ベルトを用いたベルト方式では、加熱ローラに接している定着ベルトは、ベルト全周長に対して部分的であり、定着ベルトの厚さは基本的には薄く熱容量が小さいため、加圧ローラ側への伝熱を抑制するために定着ベルトの長時間の回動移動を停止（各ローラの回転を停止）しての加熱は、定着ベルトの部分的な過昇温によってダメージ発生し易く、しかも、定着ベルトの温度ムラに伴う光沢の違いや定着不良を引き起こす可能性がある。
【０００８】
そこで、定着ベルトを用いた定着装置では、加熱開始直後は通常（定着時）の駆動速度よりも遅く回転させたり（例えば、特許文献１，２参照）、定着ベルト表面の検出温度が高くなるにつれて定着ベルトの線速を早くする（例えば、特許文献３）等、を採用することにより、ウォームアップ時間の短縮化を図る技術が知られている。
【特許文献１】特開２０００−２４２１２６号公報
【特許文献２】特開平１０−２１３９８７号公報
【特許文献３】特開２００４−２８６９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、上記の如く構成された定着装置にあっては、定着装置のみが単独で駆動する駆動源（駆動モータ）を備え、且つ、定着ベルトが低速から高速までの幅広い線速に対応した高価な駆動モータを採用することで成り立つものであり、駆動モータを画像形成装置の他の駆動系と共有している場合や、単なるＯＮ／ＯＦＦ（又は、全速と半速）といった単純な駆動しかできない安価な駆動モータを用いている場合には、上述した駆動速度（回動移動速度）の変化をさせることができないといった問題が発生していた。
【００１０】
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、他の駆動系との共用や安価な駆動源を用いた場合であってもウォームアップ時間の短縮化を図ることができ、しかも、昇温ムラの発生を抑制することができる定着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】
【００１１】
本発明の定着装置は、ニップ部を形成するように互いに対向配置されてトナー転写後の転写紙を挟持搬送しつつ転写紙を加熱してトナーを定着させる一対の回転体と、該一対の回転体の一方の一部を加熱する加熱源と、を備えた定着装置において、前記加熱源の加熱開始から所定温度に到達するまでの間に前記一方の回転体の駆動／駆動停止を繰り返す制御手段を備えていることを特徴とする。
【００１２】
また、前記制御手段は、前記一方の回転体の駆動／駆動停止を繰り返す際の駆動時間と駆動停止時間とを、所定温度に近付く程に駆動時間が長く又は駆動停止時間が短くなるように段階的に変化させることを特徴とする。
【００１３】
この際、前記制御手段は、駆動時間と駆動停止時間との段階的な変化の切換タイミングを、前記一方の回転体の温度を検出する温度検出センサの検出結果に基づいて制御しても良いし、前記加熱源の加熱開始からの経過時間をカウントするタイマのカウント時間に基づいて制御しても良い。
【００１４】
また、前記制御手段は、前記一方の回転体の駆動／駆動停止を、前記一対の回転体の駆動側を回転駆動させる駆動モータのＯＮ／ＯＦＦによって制御しても良いし、前記一対の回転体の駆動側を回転駆動させる駆動モータの動力伝達系に配置された駆動伝達クラッチのＯＮ／ＯＦＦによって制御しても良い。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の定着装置は、他の駆動系との共用や安価な駆動源を用いた場合であってもウォームアップ時間の短縮化を図ることができ、しかも、昇温ムラの発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は本発明の一実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置の説明図、図２は本発明の一実施形態に係る定着装置の説明図、図３は本発明の一実施形態に係る定着装置に適用される制御例におけるウォームアップ時間の比較グラフ図、図４は本発明の一実施形態に係る他の定着装置の説明図である。
【００１８】
（画像形成装置１の外観構成）
図１において、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１は、装置本体２の上部に配置されて複写機・ファクシミリ・スキャナの各種機能として原稿を読み取る際に使用する自動原稿送り装置（ＡＤＦ）３と、装置本体２の正面側上部に配置された液晶モニタ等の表示画面４と併用して各種機能等の設定・選択操作を行う操作部５とを備えている。
【００１９】
尚、この画像形成装置１の形状や構成・機能等は図示例のものに限定されるものではない。また、例えば、ＡＤＦ３やソーター（図示せず）等の公知のオプション機器等の設置を妨げるものではない。
【００２０】
（画像形成装置１の内部構成）
また、画像形成装置１は、装置本体２の正面から引き出し可能となるように装置本体２の内部下方に配置されて印刷前の転写紙（図示せず）が積載収容される給紙カセット６と、給紙カセット６に積載収納された転写紙を最上位のものから１枚ずつ分離搬送する給紙搬送部７と、給紙カセット６とは別に装置本体２の側壁面から起倒可能に設けられて転写紙（図示せず）が積載収容可能な手差トレイ８と、手差トレイ８に積載収納された転写紙を最上位のものから１枚ずつ分離搬送する手差給紙搬送部９と、装置本体２の底面に設置されたオプション等の給紙カセット（図示せず）に積載収納された転写紙が搬送される給紙搬送部１０と、各給紙搬送部７，９，１０から搬送された転写紙に転写するための画像を形成する画像形成部１１と、画像形成部１１で形成された画像を転写紙に転写する二次転写部１２と、二次転写部１２よりも転写紙搬送方向上流側に配置されて二次転写部１２へと搬送する転写紙の突き当て整合並びに搬送タイミングを制御するレジストローラ対１３と、転写後のトナー像を転写紙に定着させる定着部１４と、定着後の転写紙を排出する排出部１５と、排出部１５から排出された定着後の転写紙を積載する積載部１６と、転写紙の裏面に画像形成を行う場合に二次転写部１２へと転写紙をスイッチバックする反転経路１７と、を備えている。
【００２１】
（画像形成部１１の構成）
画像形成部１１は、ＡＤＦ３を利用して読み取った原稿画像の画像データや外部コンピュータ（図示せず）等から送信された印刷データに含まれる画像データに基づいてレーザ光Ｌを照射する露光デバイス１８と、ベルト状の中間転写体１９と、中間転写体１９の下方にタンデム方式で配置された複数の画像形成デバイス２０と、を備えている。
【００２２】
（中間転写体１９）
中間転写体１９は、複数のローラに巻き掛けられて支持され、図示しない駆動装置により所定方向に回動移動（図１の矢印参照）する。また、中間転写体１９は、合成樹脂等からなる基層表面にゴム層を積層した弾性ベルトで構成される。
【００２３】
（画像形成デバイス２０）
画像形成デバイス２０は、中間転写体１９の回動移動方向に沿うように、回動移動方向上流側から下流側に向けて一列にタンデム方式で配置されている。この４台の画像形成デバイス２０は、例えば、上流側から順に、マゼンタ用、シアン用、イエロー用、ブラック用の順に配置され、これらの画像形成デバイス２０には、各色に対応するトナーコンテナ２１から現像剤（トナー）が補給される。尚、画像形成デバイス２０並びにトナーコンテナ２１には公知のものが用いられており、図示例のものに限定されるものではない。
【００２４】
また、各画像形成デバイス２０は、露光デバイス１８によって照射されたレーザ光Ｌにより原稿画像の静電潜像が形成される感光体ドラム２２を備え、この静電潜像から感光体ドラム２２にトナー像が現像される。また、そのトナー像は、各画像形成デバイス２０の上方に備えられた一次転写部２３で中間転写体１９に表面に一次転写される。そして、中間転写体１９の回動移動によって、所定のタイミングで各画像形成デバイス２０のトナー像が中間転写体１９に転写されることにより、中間転写体１９表面には画像データに応じたマゼンタ・シアン・イエロー・ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。
【００２５】
一方、二次転写部１２は二次転写ローラ２４を備え、中間転写体１９の表面に形成されたカラートナー像は、中間転写体１９と二次転写ローラ２４との圧接に伴う転写紙のニップ搬送時の転写バイアスの印加によって転写紙の表面に転写される。
【００２６】
この際、二次転写後の、中間転写体１９の表面に残留する未定着トナー等の付着物は、二次転写部１２とは反対側に配置されたクリーニングデバイス２５によってクリーニングされる。
【００２７】
（定着部１４）
定着部１４は、二次転写部１２にて未定着トナー像が形成された転写紙をニップ搬送しつつ、転写紙に形成された未定着トナー像を加熱・加圧して定着するもので、図２に示すように、加圧ローラ２６と、加圧ローラ２６に無端状の定着ベルト２７を介して対向配置された定着ローラ２８と、定着ローラ２８と共同して定着ベルト２７を回動移動させる加熱ローラ２９と、加熱ローラ２９の内部に配置された加熱源（例えば、ハロゲンヒータ）３０と、を備えている。
【００２８】
（定着ベルト２７の構成）
定着ベルト２７は、定着ローラ２８と加熱ローラ２９との間に掛け回され、加圧ローラ２６の回転駆動によって図示矢印方向に回動移動される。尚、ここで採用されている定着ベルト２７は、例えば、ニッケル薄板等の無端ベルトであって、外周表面にシリコンゴム膜等のオフセット防止剤がコーティングされている。また、定着ベルト２７は、その表面温度が温度検出センサ３１によって監視され、その検出結果は制御回路３２に出力されている。
【００２９】
（ローラ２６，２８，２９の構成）
定着ローラ２８と加圧ローラ２６とは、対向して配置されたゴムローラであり、加圧ローラ２６が定着ベルト２７を介して定着ローラ２８の中心方向に加圧されることによりニップ部を形成する。また、加熱ローラ２９は定着ベルト２７にテンションを与えるものであり、肉厚が軸方向で一定の円筒形をしたアルミ管等で形成されている。また、加熱ローラ２９の内部に配置された加熱源３０の発熱によって加熱ローラ２９を介して定着ベルト２７が所定温度（例えば、定着温度）にまで加熱される。
【００３０】
（制御回路３２の機能）
制御回路３２は、ＲＯＭ３３に格納された本発明に係わる加熱制御に関する制御プログラムに基づいて加熱制御を実行する。尚、ＲＯＭ３３には、画像形成処理全般に係わる各種制御プログラムが格納されており、制御回路３２とＲＯＭ３３とは、本発明に係わる加熱制御を実行するマイクロコンピュータを構成している。
【００３１】
また、制御回路３２は、メイン電源３４が投入されたり、公知のスリープモード（待機モード・省エネモード）が解除されると、加熱源３０の点灯・消灯等を実行するヒータドライバ３５の駆動を制御する。
【００３２】
この際、制御回路３２は、定着ベルト２７の表面温度を検出する温度検出センサ３１からの検出結果や、メイン電源３４の投入やスリープモードの解除から加熱源３０の加熱時間をカウントするタイマ３６のカウント時間等に基づいて、加圧ローラ２６を回転駆動させる駆動モータ（図示せず）のモータドライバ３７や、この駆動モータ或いは他の駆動モータからの駆動を加圧ローラ２６の回転駆動のために動力伝達する駆動系中に配置されたクラッチをＯＮ／ＯＦＦするクラッチドライバ３８の駆動を制御する。
【００３３】
具体的には、制御回路３２は、メイン電源３４が投入されたり、スリープモードが解除されると、加熱源３０の加熱を開始（ヒータドライバ３５をＯＮ制御する）する。
【００３４】
このとき、制御回路３２は、モータドライバ３７又はクラッチドライバ３８をＯＦＦ制御することによって、加圧ローラ２６の回転駆動、即ち、定着ベルト２７の回動移動を停止し、加熱ローラ２７は定着ベルト２７の一部（接触部付近）のみを加熱する。
【００３５】
これにより、定着ベルト２７の回動移動停止中には、加圧ローラ２６への伝熱量が少なくなるため、加熱源３０の加熱量（発熱量）に対して定着ベルト２７の保有熱量は大きくなる。
【００３６】
そして、定着ベルト２７の回動移動停止時間が大きくなればなるほど、定着ベルト２７の保有熱量は大きくなり昇温速度は速くなるが、加熱ローラ２９と定着ベルト２７との接触部付近でも回動移動が停止しているため、定着ベルト２７の部分的（接触部付近）な箇所にのみ集中して加熱されるので、このまま通紙がなされた場合には、転写紙がニップ部に到達するまでに温度ムラを解消することはできない。
【００３７】
そこで、制御回路３２は、タイマ３６のカウント時間を利用して、モータドライバ３７又はクラッチドライバ３８のＯＦＦを、所定時間経過後にＯＮし、以降、モータドライバ３７又はクラッチドライバ３８をＯＦＦ／ＯＮ切換制御する。
【００３８】
この際、実際の定着ベルト２７の回動移動時間並びに回動移動停止時間は、定着ベルト２７が所定の（定着時の）周速で１周する時間（例えば、３秒）を考慮して、定着ベルト２７の回動移動を停止する毎に、定着ベルト２７と加熱ローラ２９との接触箇所が異なるように設定することが望ましい。
【００３９】
また、定着ベルト２７の回動移動時間及び回動移動停止時間は、温度検出センサ３１の検出温度結果に応じて、即ち、検出温度が高くなるにつれて（所定温度に近付く程）、回動移動時間を長く又は回動移動停止時間を短くしても良い。
【００４０】
図３は、ウォームアップ開始から所定温度に達するまで定着ベルト２７の回動移動を停止しなかった場合（図の鎖線）、ウォームアップ開始から所定温度に達するまで定着ベルト２７を２秒間回動移動した後に１秒間停止の動作を交互に行った場合（図の二点鎖線）、ウォームアップ開始から所定温度に達するまで定着ベルト２７を２秒間回動移動した後に２秒間停止の動作を交互に行った場合（図の一点鎖線）、ウォームアップ開始から所定温度に達するまで定着ベルト２７を１秒間回動移動した後に１秒間停止の動作を交互に行った場合（図の実線）、を実機レベルで行った際の、所定温度として定着可能温度（１４０℃）に達するまでの所要時間を示す。
【００４１】
この図３に示すように、本発明の加熱制御を行った場合、定着ベルト２７の回動移動停止を全く行わなかった場合に比べて、ウォームアップ時間の短縮化を実現することができた。
【００４２】
尚、クラッチドライバ３８をＯＮ／ＯＦＦ制御した場合、ジャム時にクラッチをOFFすることにより、定着装置１４のニップ部でジャムが発生した際の解除操作作業性の容易化に貢献することも可能である。
【００４３】
また、上記実施の形態では、所謂、ローラ−ベルト方式の定着装置１４に適用した場合で説明したが、例えば、図４に示すように、加圧ローラ２６と定着ローラ２８とを直接圧接させると共に、ＩＨヒータ等の加熱源３９によって定着ローラ２８の一部を部分的に加熱する場合や、加熱ローラを直接定着ローラやベルトに外部より接触させる、いわゆる外部加熱タイプ等、少なくとも、加熱源の加熱が部分的である加熱方式を採用した定着装置全般に効果を奏することができる。
【００４４】
ところで、上記実施の形態では、本発明の画像形成装置をフルカラーの複合機に適用して説明したが、例えば、モノクロ複合機やフルカラープリンタ等の単独機等の画像形成装置全般に適用することができることは勿論である。
【００４５】
また、上記実施の形態では、制御回路３２によって加熱源３０の加熱開始から所定温度に到達するまでの間に定着ベルト２７の駆動／駆動停止を繰り返すものを開示したが、例えば、ＲＯＭ３３に格納された加熱制御プログラムソフトそのものによる制御でも良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置の説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る定着装置の説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る定着装置に適用される制御例におけるウォームアップ時間の比較グラフ図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る他の定着装置の説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
１４…定着装置
２６…加圧ローラ
２７…定着ベルト
２８…定着ローラ
２９…加熱ローラ
３０…加熱源
３１…温度検出センサ
３２…制御回路（制御手段）
【図１】
2010096786.tif 000003
【図２】
2010096786.tif 000004
【図３】
2010096786.tif 000005
【図４】
2010096786.tif 000006