(57)【要約】【課題】低出力・低コストの駆動手段でかつシンプルな構成でありながら、大きな起動トルクで定着手段を起動することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】定着モータ６５の正転、逆転の回転方向に関わらず常に定着装置１６を記録紙の排出方向に駆動できるようにギア列の途中に振り子ギア６６を設け、さらに定着モータ６５の正転時と逆転時のギア列の減速比を変え、逆転時の減速比を正転時の減速比より大きくし、定着装置起動時（Ｓ１０１  ＹＥＳ）は定着モータ６５を逆回転させて大きな起動トルクで定着装置１６を駆動し（Ｓ１０２）、セラミックヒータ１７の熱によってグリスが温められ負荷トルクが低下したら（Ｓ１０５  ＹＥＳ）、定着モータ６５を正転させる（Ｓ１０７）。【選択図】図５
2008268561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
未定着画像を記録媒体に定着させる定着手段と、
前記定着手段を駆動し正逆転可能な駆動手段と、
前記定着手段へ前記駆動手段の駆動力を伝達する第一の駆動伝達手段と、
前記第一の駆動伝達手段に比べて大きい減速比で前記定着手段へ前記駆動手段の駆動力を伝達する第二の駆動伝達手段と、
前記第一の駆動伝達手段と前記第二の駆動伝達手段とを切り換えて、前記駆動手段の正転、逆転に関わらず常に前記記録媒体を排出する方向に前記定着手段を回転させる駆動伝達切換手段と、
前記定着手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記定着手段の起動時は前記駆動手段を逆転させて前記駆動伝達切換手段により前記第二の駆動伝達手段に切り換えて前記定着手段を駆動し、その後、所定の条件を満たしたときに、前記駆動手段を正転させて前記駆動伝達切換手段により前記第一の駆動伝達手段に切り換えて前記定着手段を駆動するよう制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
未定着画像を記録媒体に定着させる定着手段と、
前記定着手段を駆動し正逆転可能な駆動手段と、
前記定着手段へ前記駆動手段の駆動力を伝達する第一の駆動伝達手段と、
前記第一の駆動伝達手段に比べて大きい減速比で前記定着手段へ前記駆動手段の駆動力を伝達する第二の駆動伝達手段と、
前記第一の駆動伝達手段と前記第二の駆動伝達手段とを切り換えて、前記駆動手段の正転、逆転に関わらず常に前記記録媒体を排出する方向に前記定着手段を回転させる駆動伝達切換手段と、
前記定着手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記定着手段の起動時に前記温度検出手段で検出した温度が所定値より高い場合は、前記駆動手段を正転させて前記駆動伝達切換手段により前記第一の駆動伝達手段に切り換えて前記定着手段を駆動し、前記温度検出手段で検出した温度が前記所定値より低い場合は、前記駆動手段を逆転させて前記駆動伝達切換手段により前記第二の駆動伝達手段に切り換えて前記定着手段を駆動し、その後、所定の条件を満たしたときに、前記駆動手段を正転させて前記駆動伝達切換手段により前記第一の駆動伝達手段に切り換えて前記定着手段を駆動するよう制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
未定着画像を記録媒体に定着させる定着手段と、
前記定着手段を駆動し正逆転可能な駆動手段と、
前記定着手段へ前記駆動手段の駆動力を伝達する第一の駆動伝達手段と、
前記第一の駆動伝達手段に比べて大きい減速比で前記定着手段へ前記駆動手段の駆動力を伝達する第二の駆動伝達手段と、
前記第一の駆動伝達手段と前記第二の駆動伝達手段とを切り換えて、前記駆動手段の正転、逆転に関わらず常に前記記録媒体を排出する方向に前記定着手段を回転させる駆動伝達切換手段と、
前記定着手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記駆動手段の回転状態を検知する回転状態検知手段と、
前記定着手段の起動時は前記駆動手段を正転させて前記駆動伝達切換手段により前記第一の駆動伝達手段に切り換えて前記定着手段を駆動した後、前記回転状態検知手段により前記駆動手段の回転状態を検知し、前記駆動手段が正常に回転していないことを検知した場合は、前記駆動手段を逆転させて前記駆動伝達切換手段により前記第二の駆動伝達手段に切り換えて前記定着手段を駆動し、その後、所定の条件を満たしたときに、前記駆動手段を正転させて前記駆動伝達切換手段により前記第一の駆動伝達手段に切り換えて前記定着手段を駆動するよう制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
未定着画像を記録媒体に定着させる定着手段と、
前記定着手段を駆動し正逆転可能な駆動手段と、
前記定着手段へ前記駆動手段の駆動力を伝達する第一の駆動伝達手段と、
前記第一の駆動伝達手段に比べて大きい減速比で前記定着手段へ前記駆動手段の駆動力を伝達する第二の駆動伝達手段と、
前記第一の駆動伝達手段と前記第二の駆動伝達手段とを切り換えて、前記駆動手段の正転、逆転に関わらず常に前記記録媒体を排出する方向に前記定着手段を回転させる駆動伝達切換手段と、
前記定着手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記定着手段の起動時は前記駆動手段を正転させて前記駆動伝達切換手段により前記第一の駆動伝達手段に切り換えて前記定着手段を駆動した後、前記温度検出手段により検出した温度の変化率が所定値より大きい場合は、前記駆動手段を逆転させて前記駆動伝達切換手段により前記第二の駆動伝達手段に切り換えて前記定着手段を駆動し、その後、所定の条件を満たしたときに、前記駆動手段を正転させて前記駆動伝達切換手段により前記第一の駆動伝達手段に切り換えて前記定着手段を駆動するよう制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記所定の条件は、前記駆動手段を逆転させた後に所定時間が経過したことであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記所定の条件は、前記温度検出手段により検出した温度が所定値より高くなったことであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか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、定着装置を備える電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に定着装置の駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真方式の画像形成装置における定着装置の概略構成垂直断面図を図１２に示す。本定着装置は特許文献１等に記載の加圧部材駆動式・フィルム加熱方式の加熱装置である。
【０００３】
１７は加熱部材としてのセラミックヒータ、１９は加圧部材としての加圧ローラである。セラミックヒータ１７と加圧ローラ１９は上下に並行に配列し、かつ圧接させて圧接部Ｎ（以下、定着ニップ部と記す）（図中、単にニップ部Ｎと記す）を形成させている。
【０００４】
２４はフィルムガイドである。このフィルムガイド２４は図の紙面に対して垂直方向を長手とする横長部材であり、その下面に長手に沿って設けた溝部にセラミックヒータ１７を嵌め、断熱、固定的に保持させている。１８は耐熱性の有る可撓性部材としての円筒状のフィルム材（以下、定着フィルムと記す）である。この定着フィルム１８は上記のフィルムガイド２４とセラミックヒータ１７とのアセンブリに対してルーズに外嵌させてある。
【０００５】
そして、セラミックヒータ１７と加圧ローラ１９を加圧機構（不図示）で加圧状態にすることで、セラミックヒータ１７と加圧ローラ１９とで定着フィルム１８を挟んで圧接させて加熱定着に必要な所定幅の定着ニップ部Ｎを形成させている。
【０００６】
また、加圧ローラ１９は駆動手段である定着モータ（不図示）により記録紙搬送方向である矢印の反時計方向に所定の周速度で回転駆動される。加圧ローラ１９の回転駆動に伴い、加圧ローラ１９と定着フィルム１８外面との摩擦力により円筒状の定着フィルム１８に回転力が作用する。そして、定着フィルム１８がフィルムガイド２４の外回りを定着フィルム１８内面がセラミックヒータ１７の下向き面に密着・摺動しながら矢印の時計方向に従動回転する。定着フィルム１８の内面とフィルムガイド２４との間には耐熱性の摺動グリス（不図示）が塗布されており、定着フィルム１８の摺動性を保っている。またフィルムガイド２４により定着フィルム１８の回転安定性が保たれる。
【０００７】
２５はヒータの温度を検出するサーミスタからなる温度検出手段である。サーミスタ２５はセラミックヒータ１７に耐熱性の接着剤で接着したり、バネ性部材によりセラミックヒータ１７に圧接したりして設置される。画像形成装置全体の制御を行うＣＰＵ（不図示）はサーミスタ２５によって検出したヒータ温度が所定の目標温度になるようにセラミックヒータ１７への通電を制御（温調制御）する。
【０００８】
加圧ローラ１９の回転駆動により定着フィルム１８の回転がなされ、またセラミックヒータ１７への通電によりセラミックヒータ１７が昇温して所定の目標温度に温調された状態において、定着装置は次のように動作する。すなわち、定着フィルム１８と加圧ローラ１９との間の定着ニップ部Ｎに未定着トナー画像を担持した記録紙が導入され、トナー画像担持面が定着フィルム１８の外面に密着して定着フィルム１８と一緒に定着ニップ部Ｎを通過する。これにより、セラミックヒータ１７の熱が定着フィルム１８を介して記録紙に付与され、また定着ニップ部Ｎの加圧力により、未定着トナー画像が記録紙上に加熱加圧定着される。そして定着ニップ部Ｎを通った記録紙は定着フィルム１８の面から曲率分離して排出搬送される。
【０００９】
ここで、定着フィルム１８とフィルムガイド２４の間に塗布されている摺動グリスはその温度により粘性が変化する。セラミックヒータ１７により加熱され定着装置が温まっている場合は摺動グリスの温度も高くて粘性は低くなる。一方、定着装置が室温近くまで冷えている場合、摺動グリスの温度も低く、粘性が高い状態になっている。このような場合、定着装置を起動しようとすると摺動グリスによる高い粘性抵抗が発生し、非常に大きな起動トルクが必要となる。そのため、大きな起動トルクを発生できる高出力のモータを使用する必要があり、コストアップの要因となってしまう。
【００１０】
そこで、例えば特許文献２では、定着モータとは別の駆動源で、感光ドラム等を駆動するメインモータからワンウェイクラッチを含んだギア列を介して定着装置を駆動するような構成としている。このように、メインモータから駆動力のアシストを得ることで、定着装置起動時の起動トルクの不足分を補っている。
【００１１】
ワンウェイクラッチは定着モータによる駆動の方が高速で回転している場合はメインモータからの駆動を解除し、メインモータからの駆動の方が速い場合は定着モータ側の駆動列に対してメインモータからの駆動を伝える機能を有している。通常、メインモータはＤＣブラシレスモータからなり、定着モータより高出力である場合が多いため、定着装置の起動に必要な大きな起動トルクを発生させることができる。そこで定着装置起動時、定着モータより先にメインモータを起動させ、ワンウェイクラッチを介してメインモータの大きな起動トルクで加圧ローラを駆動する。これにより、定着モータは定着装置定常回転時の負荷トルクを満足できる出力であればよくなるため、従来よりも低出力で低コストであるモータを使用することができる。
【特許文献１】特開平０４−０４４０７５号公報
【特許文献２】特開２００６−０１７９８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら上記従来例では、メインモータの駆動力を定着装置まで伝達するためのギア列およびワンウェイクラッチが必要となり部品点数が多くなってしまう。さらにメインモータは定着装置の起動に必要な起動トルクを発生できる高出力のものを使う必要がある。これらによって、定着モータには低出力・低コストであるモータを使用できても、画像形成装置全体としてはコストアップとなってしまう場合がある。
【００１３】
本発明は、以上の点に着目して成されたもので、低出力・低コストの駆動手段でかつシンプルな構成でありながら、大きな起動トルクで定着手段を駆動することができる画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、以下の構成を備える。
【００１５】
（１）未定着画像を記録媒体に定着させる定着手段と、前記定着手段を駆動し正逆転可能な駆動手段と、前記定着手段へ前記駆動手段の駆動力を伝達する第一の駆動伝達手段と、前記第一の駆動伝達手段に比べて大きい減速比で前記定着手段へ前記駆動手段の駆動力を伝達する第二の駆動伝達手段と、前記第一の駆動伝達手段と前記第二の駆動伝達手段とを切り換えて、前記駆動手段の正転、逆転に関わらず常に前記記録媒体を排出する方向に前記定着手段を回転させる駆動伝達切換手段と、前記定着手段の温度を検出する温度検出手段と、前記定着手段の起動時は前記駆動手段を逆転させて前記駆動伝達切換手段により前記第二の駆動伝達手段に切り換えて前記定着手段を駆動し、その後、所定の条件を満たしたときに、前記駆動手段を正転させて前記駆動伝達切換手段により前記第一の駆動伝達手段に切り換えて前記定着手段を駆動するよう制御する制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【００１６】
（２）未定着画像を記録媒体に定着させる定着手段と、前記定着手段を駆動し正逆転可能な駆動手段と、前記定着手段へ前記駆動手段の駆動力を伝達する第一の駆動伝達手段と、前記第一の駆動伝達手段に比べて大きい減速比で前記定着手段へ前記駆動手段の駆動力を伝達する第二の駆動伝達手段と、前記第一の駆動伝達手段と前記第二の駆動伝達手段とを切り換えて、前記駆動手段の正転、逆転に関わらず常に前記記録媒体を排出する方向に前記定着手段を回転させる駆動伝達切換手段と、前記定着手段の温度を検出する温度検出手段と、前記定着手段の起動時に前記温度検出手段で検出した温度が所定値より高い場合は、前記駆動手段を正転させて前記駆動伝達切換手段により前記第一の駆動伝達手段に切り換えて前記定着手段を駆動し、前記温度検出手段で検出した温度が前記所定値より低い場合は、前記駆動手段を逆転させて前記駆動伝達切換手段により前記第二の駆動伝達手段に切り換えて前記定着手段を駆動し、その後、所定の条件を満たしたときに、前記駆動手段を正転させて前記駆動伝達切換手段により前記第一の駆動伝達手段に切り換えて前記定着手段を駆動するよう制御する制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【００１７】
（３）未定着画像を記録媒体に定着させる定着手段と、前記定着手段を駆動し正逆転可能な駆動手段と、前記定着手段へ前記駆動手段の駆動力を伝達する第一の駆動伝達手段と、前記第一の駆動伝達手段に比べて大きい減速比で前記定着手段へ前記駆動手段の駆動力を伝達する第二の駆動伝達手段と、前記第一の駆動伝達手段と前記第二の駆動伝達手段とを切り換えて、前記駆動手段の正転、逆転に関わらず常に前記記録媒体を排出する方向に前記定着手段を回転させる駆動伝達切換手段と、前記定着手段の温度を検出する温度検出手段と、前記駆動手段の回転状態を検知する回転状態検知手段と、前記定着手段の起動時は前記駆動手段を正転させて前記駆動伝達切換手段により前記第一の駆動伝達手段に切り換えて前記定着手段を駆動した後、前記回転状態検知手段により前記駆動手段の回転状態を検知し、前記駆動手段が正常に回転していないことを検知した場合は、前記駆動手段を逆転させて前記駆動伝達切換手段により前記第二の駆動伝達手段に切り換えて前記定着手段を駆動し、その後、所定の条件を満たしたときに、前記駆動手段を正転させて前記駆動伝達切換手段により前記第一の駆動伝達手段に切り換えて前記定着手段を駆動するよう制御する制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【００１８】
（４）未定着画像を記録媒体に定着させる定着手段と、前記定着手段を駆動し正逆転可能な駆動手段と、前記定着手段へ前記駆動手段の駆動力を伝達する第一の駆動伝達手段と、前記第一の駆動伝達手段に比べて大きい減速比で前記定着手段へ前記駆動手段の駆動力を伝達する第二の駆動伝達手段と、前記第一の駆動伝達手段と前記第二の駆動伝達手段とを切り換えて、前記駆動手段の正転、逆転に関わらず常に前記記録媒体を排出する方向に前記定着手段を回転させる駆動伝達切換手段と、前記定着手段の温度を検出する温度検出手段と、前記定着手段の起動時は前記駆動手段を正転させて前記駆動伝達切換手段により前記第一の駆動伝達手段に切り換えて前記定着手段を駆動した後、前記温度検出手段により検出した温度の変化率が所定値より大きい場合は、前記駆動手段を逆転させて前記駆動伝達切換手段により前記第二の駆動伝達手段に切り換えて前記定着手段を駆動し、その後、所定の条件を満たしたときに、前記駆動手段を正転させて前記駆動伝達切換手段により前記第一の駆動伝達手段に切り換えて前記定着手段を駆動するよう制御する制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、部品の追加をすることなく、定着手段の起動時間を短縮し、低出力の駆動手段であっても確実に定着手段を駆動することができる。また、駆動手段の脱調を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１に本発明における画像形成装置であるプリンタの概略構成垂直断面図を示す。給紙カセット１に積載された記録紙（記録媒体）はピックアップローラ２によって１枚だけ給紙カセット１から送出され、給紙ローラ３、搬送ローラ４によってレジストローラ５に向けて搬送される。さらに記録紙はレジストローラ５によって所定のタイミングでプロセスカートリッジ６へ搬送される。プロセスカートリッジ６は、帯電器７（帯電手段）、現像手段としての現像ローラ８、クリーニング手段であるクリーナ９、および電子写真感光体である感光体ドラム１０で一体的に構成されている。そして、公知である電子写真プロセスの一連の処理によって未定着トナー像が記録紙上に形成される。
【００２２】
感光体ドラム１０は帯電器７によって表面を一様に帯電された後、像露光手段であるスキャナユニット１２により画像信号に基づいた像露光が行なわれる。スキャナユニット１２内のレーザダイオード１３から出射されるレーザ光は、回転するポリゴンミラー１４および反射ミラー１５を経て主走査方向に、感光体ドラム１０の回転により副走査方向に走査される。そして、感光体ドラム１０の表面上に２次元の潜像（未定着画像）が形成される。感光体ドラム１０の潜像は現像ローラ８によってトナー像として可視化され、転写ローラ１１によって、レジストローラ５から搬送されてきた記録紙上にトナー像が転写される。ここまでの各ローラはＤＣブラシレスモータからなるメインモータ（不図示）によってギアを介して駆動されている。
【００２３】
続いて、トナー像が転写された記録紙は定着装置１６（定着手段）に搬送される。定着装置１６は従来例で説明した図１２と同様の構成であり、その詳細な説明は省略し、図１２と同じ符号を用いる。定着装置１６には、加熱手段であるセラミックヒータ１７を内蔵する定着フィルム１８と、定着フィルム１８を挟んでセラミックヒータ１７と圧接している加圧ローラ１９が設けられる。これら定着フィルム１８、加圧ローラ１９とのニップ部Ｎ（定着ニップ部Ｎ）を通過することにより記録紙は加熱加圧処理され、記録紙上の未定着トナー像が記録紙に定着される。記録紙はさらに定着排紙ローラ２０、排紙ローラ２１によってプリンタ本体外に排出され、一連のプリント動作を終える。なお、加圧ローラ１９、定着排紙ローラ２０、排紙ローラ２１の各ローラは、メインモータとは別に設けられたステッピングモータからなる定着モータ（不図示）によりギアを介して駆動されている。
【００２４】
また、両面プリントを行う場合は、１面目が定着された記録紙の後端が定着排紙ローラ２０の下流にある両面反転ポイントＰを抜けたら定着モータを逆回転させることで排紙ローラ２１が逆回転し、記録紙の搬送方向が反転して両面反転パスへと搬送される。両面反転パスへ搬送された記録紙は、両面搬送ローラ２２、再給紙ローラ２３を経て再びレジストローラ５へと搬送され、１面目と同様のプロセスにより２面目がプリントされ、排紙ローラ２１によりプリンタ本体外へ排出される。なお、両面反転パス内にある両面搬送ローラ２２、再給紙ローラ２３はメインモータで駆動される。
【００２５】
図２に本発明におけるヒータ駆動回路およびその制御系の一部を示す。ＡＣ入力２９はヒータ駆動回路２６と低圧電源２７の２つの系統に分割される。ヒータ駆動回路２６ではプリンタの制御を行うＣＰＵ（不図示）から出力されるＦＳＲＤ信号に従って、トライアック３５がＯＮ・ＯＦＦすることでセラミックヒータ１７がＯＮ・ＯＦＦする。セラミックヒータ１７の近傍にはヒータの温度を検出するためのサーミスタ２５が取り付けられており、サーミスタ２５とプルアップ抵抗４５との分圧値がＴＨ信号としてＣＰＵのＡ／Ｄ入力端子に接続されている。また、低圧電源２７の回路にはＡＣ波形のゼロクロス検出回路２８があり、ＡＣのサイン波形を矩形波に変換して、その立ち上がりエッジと立ち下がりエッジをＣＰＵの割り込み端子に取り込んで、ゼロクロスタイミングを認識している。ＣＰＵはＡ／Ｄ入力からの温度情報と目標温度の差からセラミックヒータ１７へ通電すべき電力を算出し、ゼロクロス検出回路２８の検出結果からヒータＯＮするためのＦＳＲＤ出力タイミングを決定している。
【００２６】
図３に本発明のプリンタにおける駆動系の構成を示す。図の破線が駆動の伝達を示す。本発明にかかるプリンタにおいては、給紙系ローラである２〜４、レジストローラ５、ドラム系ローラである１０〜１１、両面搬送系ローラである２２〜２３を駆動するＤＣブラシレスモータからなるメインモータ６４を使用している。また、定着系ローラである１９〜２０、排紙ローラ２１を駆動し正逆転可能なステッピングモータからなる定着モータ６５（駆動手段）も使用している。すなわち、本発明にかかるプリンタにおいては、２種類のモータを使用している。さらに、定着モータ６５と定着装置１６との間には振り子ギア６６（駆動伝達切換手段）が設けられ、詳細は後述するが定着モータ６５の正転逆転に関わらず一定方向（記録紙を排出する方向）に回転するように構成されている。
【００２７】
図４に本発明における定着モータ６５から排紙ローラ２１および加圧ローラ１９までのギア列の構成を示す。本発明では、定着モータ６５の正転、逆転の回転方向に関わらず常に定着装置１６（加圧ローラ１９・定着排紙ローラ２０）を記録紙の排出方向に駆動できるようにギア列の途中に振り子ギア６６を設けている。さらに定着モータ６５の正転時と逆転時のギア列の減速比を変えることを特徴としている。
【００２８】
排紙ローラ２１を駆動する排紙ローラギア７１は定着モータ６５と通常のギア列（６７〜７０）で接続され、定着モータ６５の正転逆転に従って正逆回転し、記録紙の排出および両面反転パスへの反転搬送を可能としている。
【００２９】
一方、定着装置１６は逆回転する必要はないので、加圧ローラ１９を駆動する加圧ローラギア７６、定着排紙ローラ２０を駆動する定着排紙ローラギア７５は定着モータ６５の回転方向に関わらず、常に一定方向（記録紙を排出する方向）に回転させる。そこで、ギア列の途中に振り子ギア６６を設ける。振り子ギア６６は定着モータ６５の回転方向によって接続するギア列を切り換える機能を持つ。例えば、定着モータ６５が正転（図の反時計回り方向とする）方向に回転すると、図中矢印のようにギア列６７，６８の各ギアは回転する。そして、振り子ギア６６は反時計回り方向に振れてギアＡ７２（第一の駆動伝達手段）と接続し、図中矢印のようにギア列７３，７４の各ギアは回転する。一方、定着モータ６５を逆転させると振り子ギア６６はギアＢ７７（第二の駆動伝達手段）と接続し、図中矢印のようにギア列７８，７３，７４の各ギアは回転する。そして、振り子ギア６６がギアＡ７２、ギアＢ７７のどちらと接続しても加圧ローラギア７６、定着排紙ローラギア７５は記録紙の排出方向（図の反時計回り方向）にのみ回転する。
【００３０】
また、ギアＡ７２とギアＢ７７の歯数を変えることで減速比を異ならせている。特に定着モータ６５逆転時に振り子ギア６６と接続されるギアＢ７７側のギア列の減速比をギアＡ７２側の減速比より大きくする。例えばギアＢ７７側のギア列の減速比をギアＡ７２側に対して２倍に設定すると、定着モータ６５が同じ回転数であっても、加圧ローラギア７６にかかるトルクは２倍になる。ただしこの時、加圧ローラギア７６の回転数は１／２になるが、定着モータ６５逆転時は定着装置１６による記録紙の搬送を行わないようにすればよく、また、排紙ローラ２１は通常の回転数で回転するため、両面プリント時の反転搬送は可能となっている。
【００３１】
ここで、通常のステッピングモータは低回転にすれば高トルクを発生できるが、効率は悪化して出力は低下するため、結局低効率時でも必要な起動トルクを確保できるよう大きなモータが必要になってしまう。一方、本発明では最も効率が良く高出力となる回転数の時に、必要な起動トルクを確保できるよう減速比を調節すればよく、これにより低出力のモータを使用することが可能となる。
【００３２】
図５に本実施例における定着装置起動時の制御フローチャートを示す。本実施例の制御では、定着装置１６の起動時に定着モータ６５を逆回転させて高トルクで定着装置１６を駆動し、セラミックヒータ１７からの熱によってグリスが温められ負荷トルクが低下したら定着モータ６５を正転させることを特徴とする。
【００３３】
電源ＯＮ後のプリンタの初期化やプリント等で定着装置１６を起動することになったら（ステップＳ１０１）、定着モータ６５を逆転方向に起動する（ステップＳ１０２）。定着モータ６５の起動と共に逆転駆動時間を計測するタイマＴｍをスタートさせ（ステップＳ１０３）、セラミックヒータ１７をＯＮする（ステップＳ１０４）（図中、「ヒータＯＮ」と記す、他の実施例においても同じ）。定着モータ６５の逆転起動後、セラミックヒータ１７の熱によりグリスが温まって粘性抵抗が低くなり定着装置１６の負荷トルクが低下するだけの時間Ｔｒ（所定時間）だけ経過したか（所定の条件）判断する（ステップＳ１０５）。ここで時間Ｔｒを経過していれば（ステップＳ１０５  ＹＥＳ）、定着モータ６５の逆転駆動を終了する（定着モータ停止）（ステップＳ１０６）。そして、定着モータ６５の正転駆動を開始する（正転起動）（ステップＳ１０７）。これによって定着装置１６の起動制御が完了し、定着装置１６は定速回転する。
【００３４】
上記のような制御の際の定着モータ６５と加圧ローラ１９の回転数の変化を図６に示す。図６（ａ）は本発明にかかる定着モータの回転数の時間変化を示すグラフ、（ｂ）は加圧ローラの回転数の時間変化を示すグラフである。図５のフローチャートにおいてステップＳ１０２で定着モータ６５を逆転させると、加圧ローラ１９は記録紙の排出方向（正転）に低速で回転する。時間Ｔｒ経過したらステップＳ１０６で定着モータ６５を停止させ、引き続きステップＳ１０７で正転させる。それに伴い加圧ローラ１９は記録紙の排出方向に高速（プリント動作に必要な回転数）で回転する。
【００３５】
このように、定着モータ６５と定着装置１６間のギア列を、振り子ギア６６等を使用することで定着モータ６５の回転方向に関わらず常に記録紙排出方向に定着装置１６を回転させながら定着モータ逆転時は正転時の減速比より高くなるように構成する。そして、定着装置１６の起動時は定着モータ６５を逆転起動させる。これにより、低出力のモータであっても大きな起動トルクで定着装置１６を回転駆動することが可能となる。
【実施例２】
【００３６】
本実施例におけるプリンタの構成は上記実施例１と同様であり、その説明は省略する。また、実施例１と同じ構成については同じ符号を用いて説明する。
【００３７】
本実施例では、サーミスタ２５（温度検出手段）によってヒータ温度を検出する。そして、検出温度が高ければ摺動グリスも温まっていると判断して定着モータ６５を正転させ、検出温度が低ければ摺動グリスも冷えていると判断して定着モータ６５を逆転させることを特徴とする。
【００３８】
図７に本実施例における定着装置の起動時の制御フローチャートを示す。定着装置１６を起動することになったら（ステップＳ２０１）、定着装置１６内に設けられたサーミスタ２５によってヒータ温度ｔｆを検出し（ステップＳ２０２）、その検出温度ｔｆがある設定値ｔｓ（所定値）より高いか判断する（ステップＳ２０３）。検出温度ｔｆが設定値ｔｓより高い場合、摺動グリスも温まっていて粘性が低く大きな起動トルクは必要ないと判断して、定着モータ６５を正転方向に起動し（ステップＳ２０４）、セラミックヒータ１７をＯＮする（ステップＳ２０５）。一方、検出温度ｔｆが設定値ｔｓより低い場合、定着装置１６は冷えており、摺動グリスも冷えて粘性が高く大きな起動トルクが必要であると判断して、高トルクで定着装置１６を駆動できるように定着モータ６５を逆転方向に起動する（ステップＳ２０６）。そして、セラミックヒータ１７をＯＮする（ステップＳ２０７）。その後再びサーミスタ２５によってヒータ温度を監視する（検出する）（ステップＳ２０８）。その検出温度ｔｆがある設定値ｔｒ（所定値）より高くなったら（所定の条件）（ステップＳ２０９）、摺動グリスは温まって粘性も低くなったと判断して定着モータ６５の逆転駆動を停止する（ステップＳ２１０）。そして、定着モータ６５を正転起動する（ステップＳ２１１）。
【００３９】
このように、サーミスタ２５によって検出したヒータ温度から摺動グリスの温度を推定することにより、摺動グリスが温まり粘性抵抗が低く大きな起動トルクが必要ない時には最初から定着モータ６５を正転起動する。これにより、常に定着モータ６５の逆転、停止、正転というシーケンスを行わなくてよくなるため、定着装置１６の起動時間を短縮することが可能となる。
【００４０】
なお、ここでは定着モータ６５の逆転駆動を終了する判断をサーミスタ２５によるヒータ温度の検出により行っているが、これに限定するものではなく、例えば実施例１のように時間で判断しても構わない。
【実施例３】
【００４１】
本実施例におけるプリンタの基本構成は上記実施例１と同様であり、その説明は省略する。また、実施例１と同じ構成については同じ符号を用いて説明する。
【００４２】
定着モータ６５はステッピングモータであるため、定着装置１６の負荷トルクが定着モータ６５の発生（駆動）トルクを上回ると脱調する可能性がある。そこで本実施例では、定着モータ６５の回転（脱調）検知を行うために、エンコーダ（回転状態検知手段）を設ける。
【００４３】
本実施例におけるエンコーダの構成斜視図を図８に示す。本実施例のエンコーダは、複数のスリットを設けた円板７９を加圧ローラ軸８１に接続している。そしてフォトインタラプタ８０の発光素子と受光素子を、円板７９を挟むように設置し、フォトインタラプタ８０の発光素子からの光が円板７９の回転により透過・遮光され、その光をフォトインタラプタ８０の受光素子で受光することで回転を検知する。
【００４４】
エンコーダによる回転検知回路の回路図を図９に示す。フォトインタラプタ８０の発光素子８０ａは電流制限抵抗８２を介して電源に接続される。受光素子８０ｂの出力は抵抗８３によってプルアップされ、光を受光すると受光素子８０ｂがＯＮして出力はＬｏｗレベルとなり、遮光されると受光素子８０ｂはＯＦＦして出力はＨｉｇｈレベルとなる。受光素子８０ｂの出力は不図示のＣＰＵの入力端子に接続され、円板７９が回転すると、エンコーダからの出力信号はＨｉｇｈ／Ｌｏｗを繰り返し、その立ち下がりまたは立ち上がりエッジの間隔（周期）を測定することで回転数を算出できる。
【００４５】
図１０に本実施例における定着装置１６の起動時の制御フローチャートを示す。定着装置１６を起動することになったら（ステップＳ３０１）、定着モータ６５を正転で起動し（ステップＳ３０２）、セラミックヒータ１７をＯＮする（ステップＳ３０３）。その後、定着モータ６５が定常回転数になる時間まで待ち（ステップＳ３０４）、定常回転数になる時間になったらエンコーダ出力信号の１周期の時間Ｔを測定する（ステップＳ３０５）。測定した周期Ｔが定着モータ６５の定常回転数から求められる時間範囲Ｔｓ〜Ｔｌの間にあるか判断し（ステップＳ３０６）、この範囲内にあれば加圧ローラ１９（定着モータ６５）は正常に回転していると判断する。一方、周期ＴがＴｓ〜Ｔｌの範囲外である場合、定着モータ６５が脱調している（正常に回転していない）と判断して、セラミックヒータ１７および定着モータ６５を一旦ＯＦＦ（停止）する（ステップＳ３０７、３０８）。そして、定着モータ６５を逆転方向に起動し（ステップＳ３０９）、その後は実施例１の図５におけるステップＳ１０３〜Ｓ１０７と同様の制御を行う（ステップＳ３１０〜Ｓ３１４）。
【００４６】
このように、加圧ローラ１９の回転を検出するためにエンコーダを設け、そのエンコーダの情報から定着モータ６５が正常に回転しているかどうかを判断するようにする。そして定着モータ６５を正転で起動後、エンコーダの情報から定着モータ６５が脱調していると判断したら定着モータ６５を一旦停止し、その後逆転方向に起動する。これにより、できるだけ定着装置１６の起動時間を短縮しつつ、低出力のモータであっても確実に定着装置１６を起動できるようにすることが可能となる。
【００４７】
なお、ここでは加圧ローラ軸８１にエンコーダを設けたが、それに限定するものではなく、例えば定着モータ６５の軸やギア列途中のギアの軸等、定着モータ６５の回転を検知できる箇所であればどこでもよい。
【実施例４】
【００４８】
本実施例におけるプリンタの構成は上記実施例１と同様であり、その説明は省略する。また、実施例１と同じ構成については同じ符号を用いて説明する。
【００４９】
定着モータ６５が脱調すると加圧ローラ１９は正常に回転しなくなるため、セラミックヒータ１７が発した熱の放熱が悪くなり、ヒータ温度の上昇率が高くなる。一方、加圧ローラ１９が正常に回転していれば、加圧ローラ１９と定着フィルム１８の回転により一定量の熱が放熱されるため、加圧ローラ１９の停止（定着モータ６５の脱調）時に比べヒータ温度の上昇率は低くなる。これにより実施例３のようにエンコーダを用いなくても定着モータ６５の回転（脱調）検知を行うことが可能である。
【００５０】
そこで本実施例では、まず定着モータ６５を正転で起動し、その後サーミスタ２５（温度検出手段）によってヒータ温度の上昇率（温度の変化率）を算出する。その上昇率が所定のしきい値より大きかったら、定着モータ６５が脱調していると判断して、一旦定着モータ６５を停止した後、逆転で再起動することを特徴とする。
【００５１】
図１１に本実施例における定着装置の起動時の制御フローチャートを示す。定着装置１６を起動することになったら（ステップＳ４０１）、定着モータ６５を正転で起動し（ステップＳ４０２）、セラミックヒータ１７をＯＮする（ステップＳ４０３）。サーミスタ２５でヒータ温度ｔ１を検出したら（ステップＳ４０４）、そこからヒータ温度がΔｔだけ上昇する時間を計測するためのタイマＴｆをスタートさせる（ステップＳ４０５）。そしてヒータ温度ｔ２を監視し（検出し）（ステップＳ４０６）、ヒータ温度ｔ２がｔ１＋Δｔになったら（ステップＳ４０７）、温度上昇時間Ｔｆとしきい値Ｔｔｈ（所定値）とを比較する（ステップＳ４０８）。温度上昇時間Ｔｆがしきい値Ｔｔｈより小さかったら、定着モータ６５が起動できて正常に回転していると判断し、定着装置１６の起動制御は終了する。一方、温度上昇時間Ｔｆがしきい値Ｔｔｈより大きい場合は定着モータ６５が脱調したと判断し、セラミックヒータ１７を一旦ＯＦＦして（ステップＳ４０９）、定着モータ６５も停止する（ステップＳ４１０）。そして定着モータ６５を逆転方向に起動し、高トルクで定着装置１６を確実に駆動する（ステップＳ４１１）。その後は実施例１の図５におけるステップＳ１０３〜Ｓ１０７と同様の制御を行う（ステップＳ４１２〜Ｓ４１６）。
【００５２】
このように、まず定着モータ６５を正転で起動し、その後のヒータ温度の上昇率から定着モータ６５が正常に回転しているかどうかを判断し、ヒータ温度の上昇率が高く定着モータ６５が脱調していると判断したら定着モータ６５を一旦停止する。そして、その後定着モータ６５を逆転方向に起動することで、特別な部品の追加をすることなく、できるだけ定着装置１６の起動時間を短縮し、さらに低出力の定着モータ６５であっても確実に定着装置を起動できるようにすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明におけるプリンタの概略構成垂直断面図
【図２】本発明におけるヒータ駆動回路およびその制御系の一部を示す図
【図３】本発明のプリンタにおける駆動系の構成を示す図
【図４】本発明における定着モータから排紙ローラおよび加圧ローラまでのギア列の構成を示す図
【図５】実施例１における定着装置の起動時の制御フローチャート
【図６】（ａ）実施例１にかかる定着モータの回転数の時間変化を示すグラフ、（ｂ）実施例１にかかる加圧ローラの回転数の時間変化を示すグラフ
【図７】実施例２における定着装置の起動時の制御フローチャート
【図８】実施例３におけるエンコーダの構成斜視図
【図９】実施例３におけるエンコーダの回路図
【図１０】実施例３における定着装置の起動時の制御フローチャート
【図１１】実施例４における定着装置の起動時の制御フローチャート
【図１２】従来例における定着装置の概略構成垂直断面図
【符号の説明】
【００５４】
１６    定着装置（定着手段）
１７    セラミックヒータ
１８    定着フィルム
１９    加圧ローラ
２５    サーミスタ（温度検出手段）
６５    定着モータ（駆動手段）
６６    振り子ギア（駆動伝達切換手段）
７２    ギアＡ（第一の駆動伝達手段）
７７    ギアＢ（第二の駆動伝達手段）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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