(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、通電発熱体の温度と環境温度に閾値を設け、閾値との比較を行い条件に応じて前多回転スピードを半速にすることでモータトルクアップを低減する画像形成装置を提供することにある。【解決手段】  記録媒体に画像を形成する画像形成部と、前記形成された画像を加熱する加熱体と前記加熱体に対向配置された加圧部材とを有する定着部と、前記加熱体の温度を検出する加熱体温度検出手段と、環境温度を検出する環境温度検出手段と、前記記録媒体を送り且つ前記定着の加熱体と加熱体に対向配置された加圧部材を回転させるための駆動モータを有する画像形成装置において、前記環境温度と前記加熱体温度に閾値を設定し、前記環境温度と前記加熱体温度と閾値を比較する比較手段を備え、前記環境温度が設定された閾値より高く、且つ前記加熱体温度が設定された閾値より低い場合には、駆動モータを低速モードにして回転させる構成とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に画像を形成する画像形成部と、前記形成された画像を加熱する加熱体と前記加熱体に対向配置された加圧部材とを有する定着部と、前記加熱体の温度を検出する加熱体温度検出手段と、環境温度を検出する環境温度検出手段と、前記記録媒体を送り且つ前記定着の加熱体と加熱体に対向配置された加圧部材を回転させるための駆動モータを有する画像形成装置において、
前記環境温度と前記加熱体温度に閾値を設定し、前記環境温度と前記加熱体温度と閾値を比較する比較手段を備え、前記環境温度が設定された閾値より高く、且つ前記加熱体温度が設定された閾値より低い場合には、駆動モータを低速モードにして回転させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記環境温度が設定された閾値より低く、且つ前記加熱体温度が設定された閾値より高い場合には、駆動モータを全速モードにして回転させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記環境温度及び前記加熱体温度と閾値に応じて、駆動モータを全速モードにするか低速モードにするかをユーザーが設定できることを特徴とする請求項１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、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置に関し、特に、記録媒体に画像を形成する画像形成部と、形成された画像を加熱する加熱装置と、加熱体の温度を検出する加熱体温度検出手段と、画像形成装置が設置されている環境の温度を検出する環境温度検出手段を備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
ここで、画像形成装置は、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成する装置であり、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばＬＥＤプリンタ、レーザービームプリンタ等）、電子写真ファクシミリ装置、及び電子写真ワードプロセッサー等が含まれる。
【背景技術】
【０００３】
電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置は、画像情報に対応した光を像担持体である電子写真感光体に照射して潜像を形成し、この潜像に現像手段で記録材料である現像剤を供給して顕像化し、更に電子写真感光体から記録媒体へ画像を転写することで記録媒体上に画像を形成し、形成された画像を加熱装置で定着させている。この加熱装置は、通電発熱体と通電発熱体の対向に配置された加圧用回転体である加圧ローラから構成されている。この２部品は、圧力で未定着画像を記録媒体に定着させているため、通電発熱体の温度が低い場合には回転させるために非常に大きなモータトルクが必要となる。
【０００４】
またこのような画像形成装置において、電子写真感光体と少なくとも現像手段とを一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能に装着するプロセスカートリッジ方式や、現像剤（以下トナーと表記する）のみを補給する方式がある。どちらの方式を用いた場合でも、高温度環境で放置された場合にトナーが固着してしまうため、トナーを粉砕するために定常回転すると非常にモータトルクが大きくなる。
【０００５】
上記条件（通電発熱体の温度が低い，高温度環境に放置）においては、非常に大きなモータトルクを必要とする。このようなモータトルクＵＰを抑制する手段として、電源投入時に必ず低速モードで立ち上げるように構成しているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭６３−１２９３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、必ず低速モードで立ち上げる構成となっているため、トルクが厳しくない場合にも低速モードで立ち上げてしまう。そのため、ファーストプリントタイムが遅くなる。
【０００７】
本発明の目的は、通電発熱体の温度と環境温度に閾値を設け、閾値との比較を行い、条件に応じて前多回転スピードを半速にすることでモータトルクアップを低減することのできる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本出願に係る第１の発明ないし第３の発明は、以下（１）〜（３）の構成を備える。
【０００９】
（１）記録媒体に画像を形成する画像形成部と、前記形成された画像を加熱する加熱体と前記加熱体に対向配置された加圧部材とを有する定着部と、前記加熱体の温度を検出する加熱体温度検出手段と、環境温度を検出する環境温度検出手段と、前記記録媒体を送り且つ前記定着の加熱体と加熱体に対向配置された加圧部材を回転させるための駆動モータを有する画像形成装置において、前記環境温度と前記加熱体温度に閾値を設定し、前記環境温度と前記加熱体温度と閾値を比較する比較手段を備え、前記環境温度が設定された閾値より高く、且つ前記加熱体温度が設定された閾値より低い場合には、駆動モータを低速モードにして回転させることを特徴とする画像形成装置。
【００１０】
（２）前記環境温度が設定された閾値より低く、且つ前記加熱体温度が設定された閾値より高い場合には、駆動モータを全速モードにして回転させることを特徴とする前項（１）記載の画像形成装置。
【００１１】
（３）前記環境温度及び前記加熱体温度と閾値に応じて、駆動モータを全速モードにするか低速モードにするかをユーザーが設定できることを特徴とする前項（１）記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１２】
本出願に係る第１の発明によれば、記録媒体に画像を形成する画像形成部と、前記形成された画像を加熱する加熱体と前記加熱体に対向配置された加圧部材とを有する定着部と、前記加熱体の温度を検出する加熱体温度検出手段と、環境温度を検出する環境温度検出手段と、前記記録媒体を送り且つ前記定着の加熱体と加熱体に対向配置された加圧部材を回転させるための駆動モータを有する画像形成装置において、前記環境温度と前記加熱体温度に閾値を設定し、前記環境温度と前記加熱体温度と閾値を比較する比較手段を備え、前記環境温度が設定された閾値より高く、且つ前記加熱体温度が設定された閾値より低い場合には、駆動モータを低速モードにして回転させることでモータトルクを低減する効果がある。
【００１３】
本出願に係る第２の発明によれば、第１の発明の環境温度が設定された閾値より低く、且つ前記加熱体温度が設定された閾値より高い場合には、駆動モータを全速モードにして回転させることでファーストプリントアウトを速くする効果がある。
【００１４】
本出願に係る第３の発明によれば、第１の発明の環境温度及び前記加熱体温度と閾値に応じて、駆動モータを全速モードにするか低速モードにするかをユーザーが設定できることでユーザビリティを向上する効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１６】
本実施例では、特に電子写真記録装置に用いられる加熱定着装置（以後定着器と表記する）を有する画像形成装置について説明する。特に、画像形成装置のうちプリンタを例にとって説明する。プリンタは図１のごとき機構をしている。図１において、１０１は静電担持体である感光体ドラム、１０２は光源としての半導体レーザ、１０３はスキャナモータ１０４にて回転する回転多面鏡、１０５は半導体レーザ１０２から発射され、感光体ドラム１０１上を走査するレーザビームである。１０６は感光体ドラム１０１上を一様に帯電するための帯電ローラ、１０７は感光体ドラム１０１上に形成された静電潜像をトナーにて現像するための現像器である。１０８は現像器１０７にて現像されたトナー像を所定の記録用紙に転写するための転写ローラ、１０９は記録用紙に転写されたトナーを熱にて融着するための定着器である。１１０は記録用紙のサイズを識別する機能を有し、用紙を格納する給紙カセット、１１１は１回転することにより、前記給紙カセット１１０から用紙を給紙し、搬送路に送り出すカセット給紙ローラ、１１２はカセット１１０から給紙された記録用紙を搬送する搬送ローラである。１１３は給紙された用紙の先端と後端を検出するためのプレフィードセンサ、１１４は搬送された用紙を感光体ドラム１０１へ送り込む転写前ローラ、１１５は給紙された用紙に対し、感光体ドラム１０１への画像書き込み（記録／印字）と用紙搬送の同期を取るとともに、給紙された用紙の搬送方向の長さを測定するためのトップセンサである。１１６は定着後の用紙の有無を検出するための排紙センサ、１１７は定着後の用紙を排紙トレイ１１８へ搬送するための排出ローラ、１１９は排出ローラ１１７から搬送された用紙を排紙トレイ１１８へ排出するための排紙ローラである。１２０は、環境温度サーミスタであり、画像形成装置が設置されている箇所の温度を検知する温度検出素子である。
【００１７】
このような機構部を制御する制御系の回路構成のブロック図を図２に示す。図２において、２００はプリンタ本体、２０１は不図示のホストコンピュータ等の外部機器から送られる画像コードデータをプリンタの印字に必要なビットデータに展開するとともに、プリンタ内部情報を読み取り、それを表示するためのプリンタコントローラである。２０２はプリンタエンジンの各部をプリンタコントローラ２０１の指示にしたがってプリント動作制御するとともに、プリンタコントローラ２０１へプリンタ内部情報を報知するためのプリンタエンジン制御部である。２０３は帯電、現像、転写等各工程における各高圧出力制御をプリンタエンジン制御部２０２の指示にしたがって行う高圧制御部である。２０４はスキャナモータ１０４の駆動／停止、レーザビーム１０５の点灯をエンジン制御部２０２の指示にしたがって制御する光学系制御部である。２０５は定着ヒータへの通電の駆動／停止をプリンタエンジン制御部２０２の指示にしたがって行う定着器制御部である。２０６はプレフィードセンサ１１３，トップセンサ１１５，排紙センサ１１６の紙有無状態とをプリンタエンジン制御部２０２へ報知するセンサ入力部、２０７はプリンタエンジン制御部２０２の指示にしたがい、記録用紙搬送のためにモータ／ローラ等の駆動／停止を行う用紙搬送制御部で、図1の給紙ローラ１１１、搬送ローラ１１２、転写前ローラ１１４、定着器１０９のローラ、排紙ローラ１１９の駆動／停止の制御をつかさどるものである。
【００１８】
図３に本実施例における定着器１０９の概略断面模型図を示す。３０１は加熱用回転体としての、厚みが２０〜１５０μｍの薄肉の可撓性エンドレスベルト状定着フィルムであり、表層には離型層を形成してある。このエンドレスベルト状の定着フィルム３０１は半円弧状のフィルムガイド部材（ステイ）３０２に対して周長に余裕を持たせた形で外嵌している。フィルム３０１は熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させている。
３０３は加圧用回転体としての加圧ローラであり、鉄、アルミ等の芯金の上にシリコーンゴム層の上に離型層としてＰＦＡチューブ層を有する。定着フィルム３０１は加圧ローラ３０３の回転駆動により、少なくとも画像定着実行時は矢示の時計方向に加熱体（加熱用ヒータ）３０４面に密着して該加熱体面を摺動しながら所定の周速度、即ち不図示の画像形成部側から搬送されてくる未定着トナー画像を担持しだ転写材３０５の搬送速度と略同一周速度でシワなく回転駆動される。加熱体３０４は例えばセラミックヒータであり、電力供給により発熱する発熱源としての通電発熱体（抵抗発熱体）３０６を含み、該通電発熱体３０６の発熱により昇温する。通電発熱体３０６に対する電力供給により加熱体３０４が加熱され、また定着フィルム３０１が回転駆動されている状態において、加圧ローラ３０３の弾性層の変形によって生じる弾性力により該加熱体３０４との間に形成された圧接ニップ部Ｎ（定着ニップ部）に転写材３０５が導入されることで、該転写材３０５がフィルム３０１に密着してフィルムと一緒の重なり状態で定着ニップ部Ｎを通過していく。この転写材３０５の定着ニップ部通過過程で加熱体３０４から定着フィルム３０１を介して転写材３０５に熱エネルギーが付与されて転写材３０５上の未定着トナー画像が加熱溶融定着され、転写材３０５は定着ニップ部Ｎ通過後定着フィルム３０１から分離して排出される。加熱用ヒータである加熱体３０４は基板にアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を用い、基板上に銀・パラジウムからなる抵抗体を厚膜印刷し、所望の抵抗値を有する発熱体パターン（抵抗発熱体）３０６を形成する。更に発熱体３０６上に保護層・定着フィルム３０１との摺動層としてのガラス層３０７を形成する。発熱体形成面の裏側には温度検知素子であるサーミスタ３０８を接着固定し、ヒータ温度をモニタする。
【００１９】
本実施例のモータトルクの低減手段について述べる。図４のフローチャートより、ステップ４０２で電源スイッチ又はドアスイッチがＯＮされるとエンジン制御部２０２が環境温度サーミスタ１２０より環境温度を検出する。ここで、エンジン制御部２０２内にはトナーが固着するときの温度が閾値として格納されている。そして、環境温度サーミスタ１２０より検出された温度と格納されている閾値の比較を行う（ステップ４０３〜ステップ４０４）。前記比較ステップ４０４で検出された温度が閾値より低い場合には、ステップ４１０からステップ４１１に進み、駆動モータを通常回転で前多回転させ、スタンバイ状態に入る（ステップ４１５）。前記比較ステップ４０４で検出された温度が閾値より高い場合には、ステップ４０５で駆動モータを低速モードに切替えて、ステップ４０６で前多回転をし、終了後にスタンバイ状態に入る（ステップ４１５）。そして、プリント信号がプリンタコントローラ２０１よりエンジン制御部２０２に送られ次第、プリントを開始する。
【実施例２】
【００２０】
前記実施例１では、環境温度に応じて駆動モータの低速モード切替を行った。しかし、加熱装置も温度に応じて大きなモータトルクが必要となる。そこで、本実施例では加熱装置の温度に応じて駆動モータを低速モードに切替えることを特徴とする。
【００２１】
本実施例の説明で前記実施例１と重複する個所については、省略する。
【００２２】
図５は、本実施例のフローチャートである。フローチャートより、ステップ５０２で電源スイッチ又はドアスイッチがＯＮされるとエンジン制御部２０２が発熱体温度検出素子（サーミスタ）３０８より加熱装置の温度を検出する。ここでエンジン制御部２０２内には、加熱装置のトルクが使用しているモータトルクを超える可能性がある温度が閾値として格納されている。そして、発熱体温度検出素子（サーミスタ）３０８より検出された温度と格納されている閾値の比較を行う（ステップ５０３〜ステップ５０４）。前記比較ステップ５０４で検出された温度が閾値より高い場合には、ステップ５１０からステップ５１１に進み、駆動モータを通常回転で前多回転させ、スタンバイ状態に入る（ステップ５１５）。前記比較ステップ５０４で検出された温度が閾値より高い場合には、ステップ５０５で駆動モータを低速モードに切替えて、ステップ５０６で前多回転をし、終了後にスタンバイ状態に入る（ステップ５１５）。そして、プリント信号がコントローラ２０１よりエンジン制御部２０２に送られ次第、プリントを開始する。
【実施例３】
【００２３】
前記実施例１、２では、環境温度に応じた駆動モータの低速モード切替、加熱装置に応じた駆動モータの低速切替を各々で行った。しかし、トナーが固着した場合と、加熱装置の温度が低い場合に一方のみであればトルクを満足できることがある。そこで、本実施例では、前記２つの条件を検知して駆動モータを低速モードに切替えることを特徴とする。
【００２４】
図６は、本実施例のフローチャートである。フローチャートより、ステップ６０２で電源スイッチ又はドアスイッチがＯＮされるとエンジン制御部２０２が環境温度サーミスタ１２０より環境温度を検出する。ここで、エンジン制御部２０２内にはトナーが固着するときの温度が閾値として格納されている。そして、環境温度サーミスタ１２０より検出された温度と格納されている閾値の比較を行う（ステップ６０３〜ステップ６０４）。前記比較ステップ６０４で検出された温度が閾値より低い場合には、ステップ６１２からステップ６１３に進み、駆動モータを通常回転で前多回転させ、スタンバイ状態に入る（ステップ６１７）。前記比較ステップ６０４で検出された温度が閾値より高い場合には、エンジン制御部２０２が発熱体温度検出素子（サーミスタ）３０８より加熱装置温度の検出を行う。ここでエンジン制御部２０２内には、加熱装置のトルクが使用しているモータトルクを超える可能性がある温度が閾値として格納されている。そして、発熱体温度検出素子（サーミスタ）３０８より検出された温度と格納されている閾値の比較を行う（ステップ６０５〜ステップ６０６）。前記比較ステップ６０６で検出された温度が閾値より高い場合には、ステップ６１２からステップ６１３に進み、駆動モータを通常回転で前多回転させスタンバイ状態に入る（ステップ６１７）。前記比較ステップ６０６で検出された温度が閾値より高い場合には、ステップ６０７で駆動モータを低速モードに切替えて、ステップ６０８で前多回転をし、終了後にスタンバイ状態に入る（ステップ６１７）。そして、プリント信号がコントローラ２０１よりエンジン制御部２０２に送られ次第、プリントを開始する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１、第２、第３の実施例に係るプリント構成を示す構成図
【図２】本発明の第１、第２、第３の実施例に係る回路ブロック図
【図３】本発明の第１、第２、第３の実施例に係る定着器概略断面図
【図４】本発明の第１の実施例のフローチャート
【図５】本発明の第２の実施例のフローチャート
【図６】本発明の第３の実施例のフローチャート
【符号の説明】
【００２６】
１２０  環境温度サーミスタ
２０１  プリンタコントローラ
２０２  エンジン制御部
２０３  高圧制御部
２０４  光学系制御部
２０５  定着器制御部
２０６  センサ入力部
２０７  用紙搬送制御部
３０８  発熱体温度検出素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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