(57)【要約】【課題】  定着部の温度をより早くスタンバイ温度まで上げることのできる画像形成装置を提供すること。【解決手段】  記録紙に回転接触することにより記録紙を搬送しながら、記録紙上のトナー像を熱により融解する熱ローラ４５２と、熱ローラ４５２を予め定められた融解可能な温度に加熱するヒータ４５１と、熱ローラ４５２との間に記録紙を挟んで回転することにより、記録紙を搬送しながら加圧してトナー像を記録紙に定着させる圧ローラ４５３と、熱ローラ４５２の温度を検出する温度センサ４５４と、熱ローラ４５２を所定の回転速度で回転させるローラ回転制御部１０３とを画像形成装置に備え、ローラ回転制御部１０３は、熱ローラ４５２の温度が前記融解可能な温度より低い場合には、記録紙が熱ローラ４５２を通過していないときの熱ローラ４５２の回転速度を、記録紙が通過しているときの回転速度より遅くする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録紙に回転接触することにより前記記録紙を搬送しながら、前記記録紙上に形成された未定着のトナー像を熱により融解する熱ローラと、
前記熱ローラを予め定められた融解可能な温度に加熱する加熱手段と、
前記熱ローラとの間に前記記録紙を挟んで回転することにより、前記熱ローラと連動して前記記録紙を搬送しながら加圧して前記トナー像を記録紙に定着させる圧ローラと、
前記熱ローラの表面温度を検出する温度検出手段と、
前記熱ローラ及び前記圧ローラを予め定められた回転速度で回転させる回転制御手段とを備え、
前記回転制御手段は、前記温度検出手段により検出された前記熱ローラの表面温度に応じてその回転速度を可変させる画像形成装置。
【請求項２】
前記回転制御手段は、前記温度検出手段により検出された前記熱ローラの表面温度が前記融解可能な温度より低い場合には、前記記録紙が前記熱ローラ及び前記圧ローラの間を通過していないときの前記熱ローラ及び前記圧ローラの回転速度を、前記記録紙が通過しているときの回転速度より遅くする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記熱ローラの表面温度が前記融解可能な温度の範囲内にあるように前記加熱手段のオンオフを制御する加熱制御手段を更に備え、
前記加熱制御手段は、前記温度検出手段により検出された前記熱ローラの表面温度が、前記温度範囲の上限より高いときには前記加熱手段をオフし、前記温度範囲の加減より低いときには前記加熱手段をオンし、
前記回転制御手段は、前記温度検出手段により検出された前記熱ローラの表面温度が、前記温度範囲の下限より低い予め定められた温度以下のときには、前記記録紙が前記熱ローラ及び前記圧ローラの間を通過していないときの前記熱ローラ及び前記圧ローラの回転速度を、前記記録紙が通過しているときの回転速度より遅い予め定められた速度にする請求項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、記録紙にトナー像を定着させるためのローラを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナー像の形成された記録紙を熱ローラと圧ローラにより挟み込んで加圧し、熱ローラと圧ローラを回転させることにより、記録紙を搬送させながら熱及び圧力によりトナー像を記録紙に定着させる方式の画像形成装置がある。
【０００３】
また、従来、熱ローラと圧ローラにより構成される定着部（以下、熱ローラと圧ローラを合わせて定着ローラという。）に記録紙がない場合においても記録紙がある場合と同じ速度で熱ローラ及び圧ローラ（定着ローラ）を回転させていた。これは、ヒータを内蔵していない圧ローラの表面温度を一様に上げておくためである。近年においては、印刷速度の増加に伴い定着ローラの回転速度も上昇する傾向にある。
【０００４】
また、従来、画像形成装置の電源切断時や、ジャム処理中においては、熱ローラの加熱を行わないようにしていた。このため、電源切断時やジャム処理中においては、熱ローラの温度は時間と共に低下するようになっていた。下記特許文献１には、定着ローラを回転させるための駆動モータを、スタンバイ温度に達した後に空回しして定着温度の低下を緩和させる方法が記載されている。
【特許文献１】特開２００４−１２７５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の画像形成装置においては、画像形成装置への電源投入時や、ジャム処理復帰後等において、一旦下がった定着部の温度がスタンバイ温度になるまでに時間がかかる。また、熱ローラ及び圧ローラ（定着ローラ）の回転速度が速いほどこれらの温度上昇が遅くなる。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みて成されたもので、定着部の温度をより早くスタンバイ温度まで上げることの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】
請求項１に係る画像形成装置は、記録紙に回転接触することにより前記記録紙を搬送しながら、前記記録紙上に形成された未定着のトナー像を熱により融解する熱ローラと、前記熱ローラを予め定められた融解可能な温度に加熱する加熱手段と、前記熱ローラとの間に前記記録紙を挟んで回転することにより、前記熱ローラと連動して前記記録紙を搬送しながら加圧して前記トナー像を記録紙に定着させる圧ローラと、前記熱ローラの表面温度を検出する温度検出手段と、前記熱ローラ及び前記圧ローラを予め定められた回転速度で回転させる回転制御手段とを備え、前記回転制御手段は、前記温度検出手段により検出された前記熱ローラの表面温度に応じてその回転速度を可変させるものである。
【０００８】
この構成によれば、熱ローラ及び圧ローラ（定着ローラ）の回転速度は、熱ローラの表面温度に応じて可変させられるので、熱ローラの表面温度をより速く上げる等、熱ローラの表面温度にあった制御を行うことができる。
【０００９】
請求項２に係る画像形成装置は、請求項１に記載の画像形成装置であって、前記回転制御手段は、前記温度検出手段により検出された前記熱ローラの表面温度が前記融解可能な温度より低い場合には、前記記録紙が前記熱ローラ及び前記圧ローラの間を通過していないときの前記熱ローラ及び前記圧ローラの回転速度を、前記記録紙が通過しているときの回転速度より遅くするものである。
【００１０】
この構成によれば、定着中以外における熱ローラの回転速度は、定着中における回転速度より遅いので、定着中以外における熱ローラの回転速度が、定着中における回転速度と同一であった従来と比較して、熱ローラと圧ローラとの各箇所の一回の接触における接触時間がより長くなることで圧ローラが暖まりやすくなり、これにより、熱ローラの温度の上昇率が大きくなって、記録紙を定着するための所定温度まで温度をより速く上げることができる。
【００１１】
請求項３に係る画像形成装置は、請求項２に記載の画像形成装置であって、前記熱ローラの表面温度が前記融解可能な温度の範囲内にあるように前記加熱手段のオンオフを制御する加熱制御手段を更に備え、前記加熱制御手段は、前記温度検出手段により検出された前記熱ローラの表面温度が、前記温度範囲の上限より高いときには前記加熱手段をオフし、前記温度範囲の加減より低いときには前記加熱手段をオンし、前記回転制御手段は、前記温度検出手段により検出された前記熱ローラの表面温度が、前記温度範囲の下限より低い予め定められた温度以下のときには、前記記録紙が前記熱ローラ及び前記圧ローラの間を通過していないときの前記熱ローラ及び前記圧ローラの回転速度を、前記記録紙が通過しているときの回転速度より遅い予め定められた速度にするものである。
【００１２】
この構成によれば、熱ローラの表面温度を、所定の温度幅を有する融解可能な温度範囲内に保つことができるとともに、熱ローラの表面温度が融解可能な温度範囲より低い所定の温度以下にある場合には、融解可能な温度範囲により速く上げることができる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、熱ローラ及び圧ローラ（定着ローラ）の回転速度は、熱ローラの表面温度に応じて決まるので、熱ローラの表面温度をより速く上げる等、熱ローラの表面温度にあった制御を行うことができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、定着中以外における熱ローラの回転速度は、定着中における回転速度より遅いので、定着中以外における熱ローラの回転速度が、定着中における回転速度と同一であった従来と比較して、熱ローラと圧ローラとの各箇所の一回の接触における接触時間がより長くなることで圧ローラが暖まりやすくなり、これにより、熱ローラの温度の上昇率が大きくなって、記録紙を定着するための所定温度まで温度をより速く上げることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、熱ローラの表面温度を、所定の温度幅を有する融解可能な温度範囲内に保つことができるとともに、熱ローラの表面温度が融解可能な温度範囲より低い所定の温度以下にある場合には、融解可能な温度範囲により速く上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態における画像形成装置について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の一例である複写機の内部構成を概略的に示す側面図である。複写機１は、本体部１ａと、本体部１ａの左方に配設されたスタックトレイ１ｂと、本体部１ａの上部に配設された原稿読取部１ｃと、原稿読取部１ｃの上方に配設された原稿給送部１ｄとを有している。
【００１７】
原稿読取部１ｃは、ＣＣＤ（電荷結合素子）センサ及び露光ランプ等からなるスキャナ部５１と、ガラス等の透明部材により構成された原稿台５２及び原稿読取スリット５３とを備える。スキャナ部５１は、図略の駆動部によって移動可能に構成され、原稿台５２に載置された原稿を読み取るときは、原稿台５２に対向する位置で原稿面に沿って移動され、原稿画像を走査しつつ取得した画像データを画像形成制御部（図示省略）へ出力する。また、原稿給送部１ｄにより給送された原稿を読み取るときは、原稿読取スリット５３と対向する位置に移動され、原稿読取スリット５３を介して原稿給送部１ｄによる原稿の搬送動作と同期して原稿の画像を取得し、その画像データを画像形成制御部へ出力する。
【００１８】
原稿給送部１ｄは、原稿を載置するための原稿載置部６１と、画像読み取り済みの原稿を排出するための原稿排出部６２と、原稿載置部６１に載置された原稿を１枚ずつ繰り出して原稿読取スリット５３に対向する位置へ搬送し、原稿排出部６２へ排出するための給紙ローラ（図略）、搬送ローラ（図略）等からなる原稿搬送機構６３を備える。原稿搬送機構６３は、さらに原稿を表裏反転させて原稿読取スリット５３と対向する位置へ再搬送する用紙反転機構（図略）を備え、原稿の両面の画像を原稿読取スリット５３を介してスキャナ部５１から読取可能にしている。
【００１９】
また、原稿給送部１ｄは、その前面側が上方に移動可能となるように本体部１ａに対して回動自在に設けられている。原稿給送部１ｄの前面側を上方に移動させて原稿台５２上面を開放することにより、原稿台５２の上面に読み取り原稿、例えば見開き状態にされた書籍等を操作者が載置できるようになっている。
【００２０】
本体部１ａは、それぞれ用紙種（両面に印刷が可能な普通紙、片面のみに印刷が可能な再利用紙等）やサイズが異なる記録紙を収納する複数の給紙カセット４６１と、給紙カセット４６１から記録紙を１枚ずつ繰り出して記録部４０へ搬送する給紙ローラ４６２と、給紙カセット４６１から搬送されてきた記録紙に画像を形成する記録部４０とを備える。なお、各給紙カセット４６１に収容されている用紙種及び用紙サイズは画像形成制御部に記憶されており、操作者が印刷に用いる用紙種を設定すると、その用紙種が収容されている給紙カセット４６１から記録紙が給紙されるようになっている。
【００２１】
記録部４０は、スキャナ部５１で取得された画像データに基づきレーザ光等を出力して感光体ドラム４３を露光する光学ユニット４２と、感光体ドラム４３上にトナー像を形成する現像部４４と、感光体ドラム４３上のトナー像を記録紙に転写する転写部４１と、トナー像が転写された記録紙を加熱してトナー像を記録紙に定着させる定着部４５と、記録部４０内の用紙搬送路中に設けられ、記録紙をスタックトレイ１ｂ又は排出トレイ４８まで搬送する搬送ローラ４６３，４６４等とを備える。
【００２２】
図２は、定着部４５の更に詳細な構成を示す側面概略図である。定着部４５は、熱ローラ４５２、圧ローラ４５３、ヒータ４５１及び温度センサ４５４を備える。熱ローラ４５２と圧ローラ４５３は、互いに図の矢印の方向に回転し、熱ローラ４５２と圧ローラ４５３との間に挟まれた記録紙Ｐを加熱及び加圧しながら搬送する。熱ローラ４５２は、ヒータ４５１を内蔵し、このヒータ４５１により加熱される。熱ローラ４５２の付近には温度センサ４５４が設置され、この温度センサ４５４により熱ローラ４５２の表面（付近の）温度が検出される。温度センサ４５４は例えばサーミスタである。この検出温度に基づきヒータ４５１のオン／オフが制御され、所定の定着可能な温度範囲内、例えば１６０℃〜１８０℃になるよう制御される。
【００２３】
図３は、熱ローラ４５２及び圧ローラ４５３（定着ローラ）の回転速度の制御システムの機能構成を示すブロック図である。本制御システムは、ヒータ４５１、熱ローラ４５２、ヒータ駆動部４５８、温度センサ４５４、圧ローラ４５３、クロック制御モータ４５５、モータ駆動制御部４５７及び制御部１０を備える。ヒータ駆動部４５８は、ヒータ４５１を駆動するものである。クロック制御モータ４５５は、圧ローラ４５３及び熱ローラ４５２を回転させるためのモータで、例えばステッピングモータである。ステッピングモータを用いてローラを回転させることにより、回転速度や回転距離等のより細かな制御が可能となる。モータ駆動制御部４５７は、クロック制御モータ４５５を所定の回転速度に制御するものである。
【００２４】
制御部１０は、温度制御部１０１、ヒータオフ制御部１０２及びローラ回転制御部１０３を備える。ヒータオフ制御部１０２は、画像形成装置がヒータ４５１をオフすべき所定の状態、例えばジャム処理中であることを検出し、この状態が解除されるまでの間、ヒータオフ信号を温度制御部１０１及びローラ回転制御部１０３に出力するものである。
【００２５】
温度制御部１０１は、ヒータ４５１の温度を制御するものである。温度制御部１０１は、温度センサ４５４から入力されている温度の信号を読み取るとともに、ヒータオフ制御部１０２からのヒータオフ信号を読み取り、読み取り温度が１６０℃以下で、かつヒータオフ信号が入力されていない場合には、ヒータ駆動部４５８を制御してヒータ４５１をオンし、読み取り温度が１８０℃以上の場合、又はヒータオフ信号が入力されている場合には、ヒータ駆動部４５８を制御してヒータ４５１をオフする。
【００２６】
ローラ回転制御部１０３は、ヒータオフ信号及び温度センサ４５４が検知した温度によって熱ローラ４５２及び圧ローラ４５３の回転速度を制御するものである。具体的には、ローラ回転制御部１０３は、ヒータオフ信号が入力されているときには、熱ローラ４５２及び圧ローラ４５３の回転を停止するようにモータ駆動制御部４５７を制御する。ローラ回転制御部１０３は、ヒータオフ信号が入力されていないときで、検知温度が１０℃以下の場合には、熱ローラ４５２及び圧ローラ４５３の回転を通常の約半分の速度で回転するようにモータ駆動制御部４５７を制御する。ローラ回転制御部１０３は、ヒータオフ信号が入力されていないときで、検知温度が１０℃より高い場合には、熱ローラ４５２及び圧ローラ４５３の回転を通常の速度で回転するようにモータ駆動制御部４５７を制御する。
【００２７】
図４は、本実施形態における熱ローラ４５２及び圧ローラ４５３の回転速度の制御を示すフローチャートである。ステップＳ１では、ヒータオフ制御部１０２は、複写機１がジャム処理中の状態であるか否かをチェックし、ジャム処理中である場合には（ステップＳ１でＹＥＳ）、ヒータオフ制御部１０２は、温度制御部１０１及びローラ回転制御部１０３にヒータオフ信号を出力し（既に出力している場合には継続して出力し）、ステップＳ２へ進む。ステップＳ２では、温度制御部１０１は、ヒータ４５１をオフするようにヒータ駆動部４５８を制御する。ステップＳ３では、ローラ回転制御部１０３は、熱ローラ４５２及び圧ローラ４５３の回転を停止するようにモータ駆動制御部４５７を制御する。ステップＳ３の処理が終了した場合には、ステップＳ１に処理を戻す。
【００２８】
ステップＳ１の分岐において、ジャム処理中でない場合には（ステップＳ１でＮＯ）、ヒータオフ制御部１０２は、（ヒータオフ信号を出力している場合にはその出力を停止し）、ステップＳ４へ進む。ステップＳ４では、温度センサ４５４により温度を検出する。ステップＳ５では、ステップＳ４で検出した温度が１８０℃より高い場合には（ステップＳ５でＹＥＳ）、ステップＳ６へ進む。ステップＳ６では、温度制御部１０１は、ヒータ４５１をオフするようにヒータ駆動部４５８を制御する。ステップＳ７では、ローラ回転制御部１０３は、熱ローラ４５２及び圧ローラ４５３の回転を停止するようにモータ駆動制御部４５７を制御する。ステップＳ７の処理が終了した場合には、ステップＳ１に処理を戻す。
【００２９】
ステップＳ５の分岐において、検出温度が１８０℃以下の場合には（ステップＳ５でＮＯ）、ステップＳ８へ進む。ステップＳ８では、ステップＳ４で検出した温度が１６０℃以上である場合には（ステップＳ８でＮＯ）、ステップＳ１に処理を戻す。ステップＳ８で、検出温度が１６０℃未満である場合には（ステップＳ８でＹＥＳ）、ステップＳ９へ進む。ステップＳ９では、温度制御部１０１は、ヒータ４５１をオンするようにヒータ駆動部４５８を制御する。ステップＳ１０では、ステップＳ４で検出した温度が１０℃より高い場合には（ステップＳ１０でＮＯ）、ステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１では、ローラ回転制御部１０３は、熱ローラ４５２及び圧ローラ４５３を通常の回転速度（記録紙が定着部４５を通過する場合における熱ローラ４５２及び圧ローラ４５３の回転速度）で回転させるようにモータ駆動制御部４５７を制御する。ステップＳ１１の処理が終了した場合には、ステップＳ１に処理を戻す。
【００３０】
ステップＳ１０の分岐において、検出温度が１０℃以下である場合には（ステップＳ１０でＹＥＳ）、ステップＳ１２へ進む。ステップＳ１２では、ローラ回転制御部１０３は、熱ローラ４５２及び圧ローラ４５３を通常の約半分の回転速度で回転させるようにモータ駆動制御部４５７を制御する。ステップＳ１２の処理が終了した場合には、ステップＳ１に処理を戻す。
【００３１】
このように本実施形態によれば、複写機１がジャム処理中の状態でなく、温度センサ４５４により検出された熱ローラ４５２の温度が１０℃以下である場合には、ヒータ４５１をオンして熱ローラ４５２及び圧ローラ４５３を通常の約半分の回転速度で回転させた。また、複写機１がジャム処理中の状態でなく、温度センサ４５４により検出された熱ローラ４５２の温度が１０℃より高く１６０℃未満である場合には、ヒータ４５１をオンして熱ローラ４５２及び圧ローラ４５３を通常の回転速度で回転させた。また、複写機１がジャム処理中の状態でなく、温度センサ４５４により検出された熱ローラ４５２の温度が１８０℃より高い場合には、ヒータ４５１をオフして熱ローラ４５２及び圧ローラ４５３の回転も停止させた。また、複写機１がジャム処理中の状態でなく、温度センサ４５４により検出された熱ローラ４５２の温度が１６０℃以上で１８０℃以下である場合には、ヒータ４５１のオンオフ、並びに熱ローラ４５２及び圧ローラ４５３の回転速度についてそれまでの状態を継続するようにした。したがって、熱ローラ４５２の温度が低い（例えば１０℃以下）場合には熱ローラ４５２及び圧ローラ４５３が通常より遅い速度で回転させられ、より速くスタンバイ温度（例えば１６０℃以上１８０℃以下）まで達することができる。
【００３２】
なお、本発明は、上記実施形態のものに限定されるものではなく、以下に述べる態様を採用することができる。本実施形態においては、複写機を例に用いて説明したが、複写機以外の画像形成装置、例えばプリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置にも本発明は適用可能である。また、スタンバイ温度（又は定着温度）は、１６０℃以上１８０℃以下としたが、これは一例にすぎずどのような温度であってもかまわない。また、熱ローラの表面温度が１０℃以下の場合に定着ローラを遅い速度で回転させるようにしたが、この温度の閾値（１０℃）も一例であり、どのような温度であってもかまわない。
【００３３】
本実施形態においては、熱ローラ４５２の温度が１０℃以下の場合には、記録紙の通過時の約半分の回転速度で熱ローラ４５２及び圧ローラ４５３を回転させ、それより高い温度の場合には、記録紙の通過時と同じ回転速度で熱ローラ４５２及び圧ローラ４５３を回転させたが、回転速度を変化させる閾値としての温度、及びその分割数、或いは回転速度は任意であり、必ずしも本実施形態と同じである必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態における画像形成装置の機械的構成を示す側面概略図である。
【図２】本発明の一実施形態における画像形成装置の定着部４５の機械的構成を示す側面概略図である。
【図３】本発明の一実施形態における画像形成装置の定着部４５の機能構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態における画像形成装置の定着部４５のローラの回転制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３５】
１  複写機（画像形成装置）
１０３  ローラ回転制御部（回転制御手段）
４５１  ヒータ（加熱手段）
４５２  熱ローラ（熱ローラ）
４５３  圧ローラ（圧ローラ）
４５４  温度センサ（温度検出手段）
Ｐ  記録紙
【図１】
2006071735.tif 000003
【図２】
2006071735.tif 000004
【図３】
2006071735.tif 000005
【図４】
2006071735.tif 000006