(57)【要約】      （修正有）【課題】画像形成装置が冷えた状態で印字動作を行う場合に、最初の１０枚程度の記録紙について画像の定着性が落ちるのを防止する手段を提供する。【解決手段】印字開始命令が発せられると、ヒートローラ１５のヒータ１４をＯＮにするとともに装置１が冷えた状態であるか否かを判断し、ヒートローラ１５の表面温度が最初に定着温度に達する時に定着器１０に到達するよう１枚目の記録紙を搬送経路６に繰り込んだ後、印字開始命令が発せられた時に装置１が冷えた状態であると判断した場合には、１枚目の記録紙がヒートローラ１５とプレスローラ１６の間に送り込まれてから所定時間が経過するまではヒータ１４をＯＮ状態に保つプリンタコントローラ１１を備える。【選択図】図１
2010175777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録紙が搬送される搬送経路と、
該搬送経路に配置され、ヒータを収容したヒートローラ及び該ヒートローラに押し付けられたプレスローラで記録紙を挟んで下流側へ送りながら、前記記録紙上に形成された画像を前記ヒータの熱で加熱して前記記録紙に定着させる定着器と、
印字開始命令が発せられると、前記ヒータをＯＮにするとともに装置が冷えた状態であるか否かを判断し、前記ヒートローラの表面温度が最初に前記定着温度に達する時に前記定着器に到達するよう１枚目の記録紙を前記搬送経路に繰り込んだ後、前記印字開始命令が発せられた時に前記装置が冷えた状態であると判断した場合には、１枚目の記録紙が前記ヒートローラと前記プレスローラの間に送り込まれてから所定時間が経過するまでは前記ヒータをＯＮ状態に保つプリンタコントローラと、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記プリンタコントローラは、前記装置が冷えた状態であるか否かの判断を、前記ヒートローラの表面温度が所定の基準温度より低いか否かに基づいて行う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】
前記プリンタコントローラは、１枚目の記録紙が前記ヒートローラと前記プレスローラの間に送り込まれた後、前記ヒートローラの表面温度が所定のヒータＯＦＦ温度に達した時に前記ヒータをＯＦＦにすることを特徴とする請求項１又は２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、ヒートローラとプレスローラとからなる定着器が、記録紙上に形成された画像を加熱して定着させる画像形成装置に関し、特に、装置が冷えた状態で印字動作を行う場合でも、最初の１０枚程度の記録紙について画像の定着性が落ちることのない画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、コピー機、ファクシミリ等には、原稿から読み取った画像データやファクシミリ受信した画像データに基づいて記録紙に文字や図形等の画像を形成する画像形成装置が搭載されている。この画像形成装置は、搬送経路に沿って記録紙を搬送しながら、その経路上で記録紙に画像を形成し、定着器で記録紙を加熱及び加圧することによって画像を定着させた後、排紙トレイに排出するように構成される。ここで、定着器は、ヒータを収容したヒートローラと、このヒートローラに押し付けられたプレスローラとを備え、ヒートローラとプレスローラとで記録紙を挟んで下流側へ送りながら、ヒータの熱で記録紙を加熱する。そして、従来の画像形成装置では、印字開始命令が発せられるとヒータがＯＮされ、ヒートローラの表面温度が画像の定着に必要な所定の定着温度に達するタイミングに合わせて、搬送経路を搬送される記録紙が定着器に到達するよう、記録紙が搬送経路に繰り込まれる。
【０００３】
このように構成される画像形成装置では、ＦＣＯＴ（Ｆｉｒｓｔ  Ｃｏｐｙ  Ｏｕｔ  Ｔｉｍｅ）と呼ばれる時間、すなわち印字開始命令が発せられてから印字が完了した１枚目の記録紙が排出されるまでの時間を短縮することが要請される。ここで、ＦＣＯＴを短縮する一手段としては、ヒートローラの表面温度が定着温度に到達するまでの時間を短縮することによって、記録紙を搬送経路に繰り込むタイミングを早める方法がある。従って、ヒートローラの表面温度が迅速に定着温度まで上昇するよう、ヒータを構成する熱源の高出力化、及びヒートローラの薄肉化が近年進められている（例えば、特許文献１の明細書の段落［００３８］参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３０１４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の画像形成装置では、前回の印字動作が終了してから長時間が経過している等の事情によって装置が冷えた状態で印字動作を行う場合、最初の１０枚程度の記録紙について画像の定着性が落ち、必要な品質を確保できないという問題がある。図３は、定着温度が１８０℃に設定された従来の画像形成装置について、装置が冷えた状態で印字動作を行う場合にヒートローラの表面温度がどのように時間変化するかを示す図である。尚、図３には、説明の便宜上、ヒートローラの表面温度（太い実線）に加えて、ヒータの制御を示すタイムチャート（一点鎖線）、及びヒートローラとプレスローラのニップ部における記録紙の通過を示すタイムチャート（点線）の２つを合わせて記載している。
【０００６】
この画像形成装置では、時刻Ｔ０で印字開始命令が発せられると、ヒータがＯＮされ、ヒートローラの表面温度が時間経過とともに上昇していく。そして、時刻Ｔ１でヒートローラの表面温度が定着温度である１８０℃付近に達するとヒータがＯＦＦされ、ヒートローラの表面温度は徐々に低下する。その後、時刻Ｔ２で１枚目の記録紙が定着器に到達すると、装置が冷えた状態であって搬送経路を搬送されてきた１枚目の記録紙の温度も低いため、この１枚目の記録紙との接触によってヒートローラの熱が奪われる。ここで、前述のように薄肉化された近年のヒートローラは、熱が加えられると温度が上昇しやすい反面、熱が奪われやすく温度が低下しやすいという特性も有している。従って、時刻Ｔ２以降、ヒートローラの表面温度が大きく低下する。その後、時刻Ｔ３でヒータがＯＮされると、ヒートローラの表面温度は徐々に上昇するが、図３に詳細は示していないものの、ヒートローラの表面温度が定着温度である１８０℃に戻るのは、１０枚程度の記録紙が定着器を通過した後である。これにより、この１０枚程度の記録紙については、ヒートローラの表面温度が定着温度に達しない状態で記録紙を加熱するため、画像が十分に記録紙に定着せず、排出された記録紙を掴んだ際に未定着の画像によって手が汚れるという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、ヒートローラとプレスローラとからなる定着器が、記録紙上に形成された画像を加熱して定着させる画像形成装置において、装置が冷えた状態で印字動作を行う場合に、最初の１０枚程度の記録紙について画像の定着性が落ちるのを防止する手段を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置は、記録紙が搬送される搬送経路と、該搬送経路に配置され、ヒータを収容したヒートローラ及び該ヒートローラに押し付けられたプレスローラで記録紙を挟んで下流側へ送りながら、前記記録紙上に形成された画像を前記ヒータの熱で加熱して前記記録紙に定着させる定着器と、印字開始命令が発せられると、前記ヒータをＯＮにするとともに装置が冷えた状態であるか否かを判断し、前記ヒートローラの表面温度が最初に前記定着温度に達する時に前記定着器に到達するよう１枚目の記録紙を前記搬送経路に繰り込んだ後、前記印字開始命令が発せられた時に前記装置が冷えた状態であると判断した場合には、１枚目の記録紙が前記ヒートローラと前記プレスローラの間に送り込まれてから所定時間が経過するまでは前記ヒータをＯＮ状態に保つプリンタコントローラと、を備えるものである。
【０００９】
また、本発明に係る画像形成装置は、前記プリンタコントローラは、前記装置が冷えた状態であるか否かの判断を、前記ヒートローラの表面温度が所定の基準温度より低いか否かに基づいて行うものである。
【００１０】
また、本発明に係る画像形成装置は、前記プリンタコントローラは、１枚目の記録紙が前記ヒートローラと前記プレスローラの間に送り込まれた後、前記ヒートローラの表面温度が所定のヒータＯＦＦ温度に達した時に前記ヒータをＯＦＦにするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る画像形成装置によれば、装置が冷えた状態であって、定着器に到達する１枚目の記録紙の温度が低い場合でも、１枚目の記録紙が定着器に到達してから所定時間が経過するまではヒータがＯＮ状態に保たれているので、１枚目の記録紙によってヒートローラの熱が奪われてもヒートローラの表面温度が一気に低下することはない。従って、その後にヒータをＯＦＦにすれば、ヒートローラの表面温度を迅速に定着温度まで戻すことができるので、ヒートローラの表面温度が定着温度に戻るまで画像の定着性が落ちる問題を未然に防止することができる。加えて、１枚目の記録紙が搬送経路に繰り込まれるタイミングは、従来の画像形成装置と同じタイミング、すなわちヒートローラの表面温度が最初に定着温度に達する時に定着器に到達するようなタイミングである。従って、従来の画像形成装置と比較して、ＦＣＯＴすなわち印字開始命令が発せられてから１枚目の記録紙の印字が完了して排出されるまでの時間が長くなることもない。
【００１２】
また、本発明に係る画像形成装置によれば、簡易な構成により、装置が冷えた状態であるか否かの判断を正確且つ迅速に行うことができる。
【００１３】
また、本発明に係る画像形成装置によれば、簡易な構成により、ヒータをＯＦＦにするタイミングを正確且つ迅速に決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例に係る画像形成装置１の構成を示す模式図。
【図２】本発明の実施例に係るヒートローラ１５の表面温度の時間変化を示す図。
【図３】従来例に係る画像形成装置について、装置が冷えた状態で印字動作を行う場合におけるヒートローラの表面温度の時間変化を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
まず、本発明の実施例に係る画像形成装置の構成について説明する。本実施例に係る画像形成装置は、原稿の複写機能のほか、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、などを備えるコピーファクシミリ複合機である。尚、本画像形成装置を、複写機能のみを備えるコピー専用機、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、或いはプリンタとして構成することも可能である。
【００１６】
図１は、本画像形成装置１の構成を示す模式図である。本画像形成装置１は、表面に感光体層が形成された感光ドラム２と、感光ドラム２の表面を一様に帯電させる帯電ブラシ３と、感光ドラム２の表面に光を照射して部分的に除電することにより潜像を形成するＬＥＤプリントヘッド４と、潜像にトナーを供給してトナー像化する現像器５と、不図示の給紙カセットにセットされた記録紙を搬送経路６に繰り込む給紙ローラ７と、搬送経路６を搬送される記録紙を感光ドラム２に密着させて前記トナー像を転写する転写ローラ８と、記録紙に転写されずに感光ドラム２に残留したトナーを除去するメモリ除去ブラシ９と、搬送経路６における感光ドラム２より下流側に設けられて記録紙を加熱及び加圧することでトナー像を記録紙に定着させる定着器１０と、これら各部の動作を制御するプリンタコントローラ１１と、を備えるものである。尚、このプリンタコントローラ１１は、図に詳細は示さないが、画像形成装置１の各部を制御するＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）によって制御されている。
【００１７】
給紙ローラ７は、図１に示すように、給紙モータ１２によって回転駆動され、給紙モータ１２と給紙ローラ７の間には、給紙モータ１２の回転を給紙ローラ７に伝達し又は遮断する給紙クラッチ１３が設けられている。そして、プリンタコントローラ１１が給紙モータ１２と給紙クラッチ１３の動作を制御することにより、任意のタイミングで記録紙が搬送経路６に繰り込まれる。
【００１８】
定着器１０は、図１に示すように、ヒータ１４を収容して不図示の駆動モータによって回転駆動されるヒートローラ１５と、このヒートローラ１５に押し付けられてヒートローラ１５に従って回転するプレスローラ１６と、ヒートローラ１５の表面温度を検出する温度センサ１７と、ヒータ１４のＯＮまたはＯＦＦを切り替えるヒータ駆動回路１８と、を有している。そして、温度センサ１７の検出結果がプリンタコントローラ１１に入力される一方、ヒータ駆動回路１８の動作がプリンタコントローラ１１によって制御される。
【００１９】
このように構成される定着器１０では、印字動作を行う際には、プリンタコントローラ１１がヒータ駆動回路１８を制御してヒータ１４のＯＮまたはＯＦＦを適宜切り替えることにより、ヒートローラ１５の表面温度が所定の定着温度、すなわちトナー像を記録紙に定着させるのに十分な温度に保たれる。そして、搬送経路６を搬送される記録紙が、ヒートローラ１５とプレスローラ１６とが密着したニップ部１９に送り込まれると、ヒートローラ１５とプレスローラ１６が記録紙を両側から挟んで加圧する。更に、ヒートローラ１５の回転に伴って、ヒータ１４によって加熱されたヒートローラ１５の表面が、記録紙のトナー像が転写された側の面を加熱する。このような加圧及び加熱を受けることにより、記録紙に転写されたトナー像が記録紙に定着する。
【００２０】
次に、印字動作時における定着器１０の制御について、定着温度を１８０℃に設定した場合を例に説明する。図２は、ヒートローラ１５の表面温度の時間変化を示す図である。尚、図２には、説明の便宜上、ヒートローラ１５の表面温度（太い実線）に加えて、ヒートローラ１５を駆動する駆動モータの制御を示すタイムチャート（細い実線）、ヒータ１４の制御を示すタイムチャート（一点鎖線）、給紙クラッチ１３の制御を示すタイムチャート（二点鎖線）、及びヒートローラ１５とプレスローラ１６のニップ部１９における記録紙の通過を示すタイムチャート（点線）の４つを合わせて記載している。
【００２１】
まず、時刻Ｔ０で、ユーザがスタートボタンを押す等して印字開始命令が発せられると、プリンタコントローラ１１が、ヒータ駆動回路１８を制御してヒータ１４をＯＮにする。これにより、ヒートローラ１５の表面温度が上昇し始める。同時に、プリンタコントローラ１１は、この時刻Ｔ０で、温度センサ１７からヒートローラ１５の表面温度を取得する。その結果、ヒートローラ１５の表面温度が所定の基準温度より低い場合、プリンタコントローラ１１は、前回の印字動作から長時間が経過している等の事情により、現在の画像形成装置１は冷えた状態であると判断する。一方、ヒートローラ１５の表面温度が所定の基準温度より高い場合、プリンタコントローラ１１は、現在の画像形成装置１は既に暖まった状態であると判断する。
【００２２】
そして、時刻Ｔ１で、ヒートローラ１５の表面温度が駆動開始温度である１６０℃に達すると、プリンタコントローラ１１は、引き続きヒータ１４をＯＮにしたまま駆動モータをＯＮにする。そうすると、ヒートローラ１５とプレスローラ１６が回転を開始し、ヒートローラ１５とプレスローラ１６の接触部分が刻々と変化するようになるため、ヒートローラ１５はプレスローラ１６によって熱を奪われやすくなる。これにより、ヒートローラ１５の表面温度は上昇し続けるものの、その上昇率は時刻Ｔ１までと比較して若干低下する。
【００２３】
その後、時刻Ｔ２で、ヒートローラ１５の表面温度がピックアップ温度である１７５℃に達すると、プリンタコントローラ１１は給紙クラッチ１３を接続する。そうすると、給紙モータ１２の回転が伝達されて給紙ローラ７が回転を開始することにより、給紙カセットにセットされた記録紙のうち１枚目の記録紙が搬送経路６に繰り込まれる。
【００２４】
そして、時刻Ｔ３で、ヒートローラ１５の表面温度が定着温度である１８０℃付近に達すると、プリンタコントローラ１１は、時刻Ｔ０での判断結果を参照し、現在の画像形成装置１が冷えた状態である場合には、時刻Ｔ３の経過後もヒータ１４をＯＮにしたままにする。これにより、ヒートローラ１５の表面温度は、時刻Ｔ１以降と同じ上昇率で上昇し続ける。その後、時刻Ｔ４で、１枚目の記録紙がヒートローラ１５とプレスローラ１６のニップ部１９に到達するが、プリンタコントローラ１１は、この時刻Ｔ４の経過後もヒータ１４をＯＮにしたままにする。そうすると、１枚目の記録紙がニップ部１９を通過する際にヒートローラ１５の熱を奪うので、ヒートローラ１５の表面温度は上昇し続けるものの、記録紙に熱を奪われる分だけ上昇幅が少なくなり、図２に示すように下向きに凸なカーブを描きながら上昇する。
【００２５】
ここで、前述のように従来の画像形成装置１では、ヒートローラ１５の表面温度が定着温度である１８０℃付近に到達すると、画像形成装置１が冷えた状態であるか暖まった状態であるかに拘わらず、プリンタコントローラ１１がヒータ１４をＯＦＦにしていた。従って、１枚目の記録紙がニップ部１９に到達する時にはヒータ１４がＯＦＦ状態になっているため、画像形成装置１が冷えた状態であって１枚目の記録紙の温度が低い場合には、この１枚目の記録紙との接触でヒートローラ１５の熱が大きく奪われる。これにより、ヒートローラ１５の表面温度が定着温度を大きく下回り、その後ヒータ１４がＯＮされて定着温度に戻るまでの間、画像の定着性が低下するという問題があった。これに対し、本画像形成装置１では、画像形成装置１が冷えた状態であると判断した場合には、１枚目の記録紙がニップ部１９に到達する時刻Ｔ４以降もヒータ１４をＯＮにしている。従って、温度の低い１枚目の記録紙がヒートローラ１５の表面に接触しても、ヒートローラ１５の表面温度は上昇幅が若干小さくなる程度であって、定着温度を大きく下回ることはないので、画像の定着性は低下しない。
【００２６】
その後、時刻Ｔ５で、ヒートローラ１５の表面温度がヒータＯＦＦ温度である２００℃に達すると、プリンタコントローラ１１は、ヒータ駆動回路１８を制御してヒータ１４をＯＦＦにする。これにより、ヒートローラ１５の表面温度が低下し始める。そして、時刻Ｔ６で、１枚目の記録紙の後端がニップ部１９を通過すると、プリンタコントローラ１１が給紙クラッチ１３を接続する。そうすると、給紙ローラ７が回転を開始することにより、給紙カセットから２枚目の記録紙が搬送経路６に繰り込まれる。
【００２７】
その後、時刻Ｔ７で、２枚目の記録紙がニップ部１９に到達すると、この２枚目の記録紙との接触でヒートローラ１５の熱が奪われることにより、ヒートローラ１５の表面温度は更に低下する。しかし、この２枚目の記録紙について印字動作を行う頃には、画像形成装置１は既に暖まった状態になっており、ニップ部１９に到達する時の２枚目の記録紙の温度は適度に高くなっている。従って、ヒータ１４がＯＦＦされた状態で２枚目の記録紙がヒートローラ１５に接触するものの、温度の低い状態でニップ部１９に到達する１枚目の記録紙と比較すれば、２枚目の記録紙がヒートローラ１５から奪う熱量は小さい。これにより、２枚目の記録紙がニップ部１９を通過してもヒートローラ１５の表面温度が一気に低下することはないため、その後にヒータ１４をＯＮにすれば、ヒートローラ１５の表面温度を迅速に定着温度に戻すことができる。このことは、３枚目以降の記録紙についても同様である。
【００２８】
そして、時刻Ｔ８で、ヒートローラ１５の表面温度が定着温度である１８０℃をある程度下回ると、プリンタコントローラ１１は、ヒータ駆動回路１８を制御してヒータ１４をＯＮにする。これにより、ヒートローラ１５の表面温度が上昇し始める。その後、時刻Ｔ９で、ヒートローラ１５の表面温度が定着温度をある程度上回ると、プリンタコントローラ１１は、ヒータ駆動回路１８を制御してヒータ１４をＯＦＦにする。これにより、ヒートローラ１５の表面温度が低下し始める。その後、図２に示すように、プリンタコントローラ１１がヒータ１４のＯＮまたはＯＦＦを適宜繰り返すことにより、ヒートローラ１５の表面温度は定着温度である１８０℃に保たれる。
【００２９】
一方、例えば前回の印字動作からあまり時間が経過していないといった事情によって、時刻Ｔ０での判断において、現在の画像形成装置１が既に暖まった状態であると判断される場合もある。この場合、時刻Ｔ３で、ヒートローラ１５の表面温度が定着温度である１８０℃付近に達すると、図２に詳細は示さないが、プリンタコントローラ１１はヒータ駆動回路１８を制御してヒータ１４をＯＦＦにする。しかし、この場合は、画像形成装置１が既に暖まった状態であるため、ニップ部１９に到達する時の１枚目の記録紙の温度は適度に高くなっている。そうすると、１枚目の記録紙がヒートローラ１５から奪う熱量は小さく、ヒートローラ１５の表面温度が一気に低下することがないため、その後にヒータ１４をＯＮにすれば、ヒートローラ１５の表面温度を迅速に定着温度に戻すことができる。従って、この場合は、ヒートローラ１５の表面温度が定着温度に戻るまでの間、画像の定着性が落ちるという問題は生じない。
【００３０】
尚、定着温度は、トナー像を記録紙に定着させるのに十分な温度であれば１８０℃に限定されるものではなく、トナーの種類または記録紙の種類等、種々の条件を考慮して適宜設定変更が可能である。
【００３１】
また、本実施例では、印字開始命令が発せられた時刻Ｔ０で画像形成装置１が冷えた状態であるか否かを判断するに際し、ヒートローラ１５の表面温度に基づいて判断したが、これに代えて、例えば前回の印字動作が終了してからの経過時間を計測し、この経過時間が所定の基準時間を超えているか否かによって判断してもよい。
【００３２】
また、本実施例では、１枚目の記録紙がニップ部１９に到達した後、最初にヒータ１４をＯＦＦにするタイミングを、ヒートローラ１５の表面温度がヒータＯＦＦ温度である２００℃に達する時刻Ｔ５とした。しかし、このヒータＯＦＦ温度は、２００℃に限定されるものではなく、種々の条件を考慮して適宜設定変更が可能である。更に、最初にヒータ１４をＯＦＦにするタイミングを、必ずしもヒートローラ１５の表面温度に基づいて決定する必要はなく、他の要因に基づいて決定してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、ヒートローラとプレスローラとからなる定着器が、記録紙上に形成された画像を加熱及び加圧して記録紙に定着させる画像形成装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１  画像形成装置（装置）
６  搬送経路
１０  定着器
１１  プリンタコントローラ
１４  ヒータ
１５  ヒートローラ
１６  プレスローラ
【図１】
2010175777.tif 000003
【図２】
2010175777.tif 000004
【図３】
2010175777.tif 000005