(57)【要約】【課題】画像形成による定着ローラの温度低下、特に熱源を備える熱ローラに接触する圧ローラの温度低下を防止して、熱定着性を確保する。【解決手段】定着ローラ１５を回転させるための回転駆動モータ３１と、定着ローラ１５の回転していない時間を計測し、画像形成処理の非実行中に計測時間が所定時間ＴＣに到達した後に複写処理の開始操作が行われた場合に、原稿画像のデータをいったんメモリに蓄積し、定着ローラ１５を所定時間ＴＤにわたって駆動し、この駆動の後に、メモリから読み出した原稿画像のデータを用いて、画像形成動作を行わせる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿画像のデータをいったんメモリに蓄積し、この蓄積データを読み出して感光体走査光信号を生成し、この光信号を用いて感光体を露光し、電子写真方式により用紙への画像形成を行う画像形成装置において、
熱源を備える熱ローラと熱ローラに接触する圧ローラとから構成される定着ローラと、定着ローラを回転させるための回転駆動手段と、定着ローラの回転していない時間を計測する時間計測手段と、前記時間計測手段による計測時間が所定時間ＴＣに到達した後に画像形成処理の開始操作が行われた場合に、回転駆動手段を所定時間ＴＤにわたって駆動し、この駆動の後に画像形成動作を行わせ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】
回転駆動手段を所定時間ＴＤにわたって駆動している間に、原稿画像の読取とメモリへの蓄積を行う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】
回転駆動手段を所定時間ＴＤにわたって駆動している間に、原稿画像の読取とメモリへの蓄積が完了していない場合は、前記所定時間ＴＤの経過後、前記回転駆動手段は、定着ローラの回転を停止させることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
画像形成装置の設置環境の温度を測定する温度センサをさらに備え、
前記回転駆動手段が駆動される所定時間ＴＤは、前記温度センサによって測定された温度の関数であり、当該温度が低いほど所定時間ＴＤは長く、当該温度が高いほど所定時間ＴＤは短く設定されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の画像形成装置。
【請求項５】
画像形成装置の設置環境の温度を測定する温度センサをさらに備え、
前記所定時間ＴＣは、前記温度センサによって測定された温度の関数であり、当該温度が低いほど所定時間ＴＣは短く、当該温度が高いほど所定時間ＴＣは長く設定されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、レーザプリンタなどの画像形成装置における熱定着動作に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式で画像形成した用紙に対して、トナーの定着動作を行う際に、定着ローラ対の熱が用紙に奪われるため、連続定着を行うと定着ローラ対の温度は低下する。このため、定着性能が低下するので、従来、連続定着によって定着ローラ対の温度が設定温度の下限温度よりも下がると、機械動作を停止し、温度が回復すると機械動作を再開するように制御することが行われている。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１４０８３３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、冬など低温環境下においては、画像形成装置の電源投入後３０分〜１時間は、機械本体の内部及び定着ユニット（定着ローラ対及びそれを支えるための側板やフレームなど）が冷えているために、定着ローラ対、特にヒータが設けられていないほうの圧ローラが芯まで熱を保てない状態にある。
このため、前記時間内で連続画像形成を開始すると、圧ローラが通常以上に熱を取られるため、定着ローラ対の温度が定着性能を確保できない温度まで下がってしまう。
【０００５】
ところが、従来の技術の項で述べたような画像形成を中断する方法では、画像形成の効率が低下し、生産性が悪くなってしまう。
そこで、本発明は、画像形成による定着ローラの温度低下、とくに熱源を備える熱ローラに接触する圧ローラの温度低下を防止して、熱定着性を確保することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置は、原稿画像のデータをいったんメモリに蓄積し、この蓄積データを読み出して感光体走査光信号を生成し、この光信号を用いて感光体を露光し、電子写真方式により用紙への画像形成を行う画像形成装置において、熱源を備える熱ローラと熱ローラに接触する圧ローラとから構成される定着ローラと、定着ローラを回転させるための回転駆動手段と、定着ローラの回転していない時間を計測する時間計測手段と、前記時間計測手段による計測時間が所定時間ＴＣに到達した後に画像形成処理の開始操作が行われた場合に、回転駆動手段を所定時間ＴＤにわたって駆動し、この駆動の後に画像形成動作を行わせる制御手段とを備えるものである（請求項１）。
【０００７】
前記の構成によれば、定着ローラの回転していない時間が所定時間ＴＣに到達すれば、画像形成処理の開始操作があれば、回転駆動手段を所定時間ＴＤにわたって駆動して熱ローラから圧ローラへの熱伝達を行う。これによって、圧ローラの温度の低下を防止し、圧ローラが速やかに定着性能を確保できる温度に到達するように保つことができるので、画像形成処理に入っても熱定着性を確保することができる。
【０００８】
回転駆動手段を所定時間ＴＤにわたって駆動している間に、原稿画像の読取とメモリへの蓄積を行うと（請求項２）、時間の効率的な利用ができる。
回転駆動手段を所定時間ＴＤにわたって駆動している間に、原稿画像の読取とメモリへの蓄積が完了していない場合は、前記所定時間ＴＤの経過後、前記回転駆動手段は、定着ローラの回転を停止させることが好ましい（請求項３）。こうすれば、所定時間ＴＤにわたって定着ローラの回転を行うことにより、圧ローラへの十分な熱伝達が行割れているので、これ以上の定着ローラの回転を停止させて、前記回転駆動手段の消費電力を節減することができる。
【０００９】
また本発明の画像形成装置は、さらに画像形成装置の設置環境の温度を測定する温度センサを備え、前記回転駆動手段が駆動される所定時間ＴＤは、前記温度センサによって測定された温度の関数であり、当該温度が低いほど所定時間ＴＤを長く、当該温度が高いほど所定時間ＴＤを短く設定することが望ましい（請求項４）。画像形成装置の設置環境の温度が比較的低ければ、圧ローラも冷えていて、圧ローラへの熱伝達をしてもなかなか温まりにくい。したがって、所定時間ＴＤを長くとって、圧ローラへ十分な熱が伝達されるようにする。画像形成装置の設置環境の温度が比較的高ければ、圧ローラへの熱伝達をするとすみやかに温まる。したがって、所定時間ＴＤを短くとっても、圧ローラへ十分な熱が伝達される。このようにして、回転駆動手段の消費電力を最小限に節約できる。
【００１０】
本発明の画像形成装置は、画像形成装置の設置環境の温度を測定する温度センサをさらに備え、前記所定時間ＴＣは、前記温度センサによって測定された温度の関数であり、温度が低いほど所定時間ＴＣは短く、当該温度が高いほど所定時間ＴＣは長く設定することが望ましい（請求項５）。画像形成装置の設置環境の温度が比較的低ければ、圧ローラも冷えていて、圧ローラへの熱伝達をしてもなかなか温まりにくい。したがって、所定時間ＴＣを短くとって、圧ローラに対して比較的頻繁に熱が伝達されるようにする。画像形成装置の設置環境の温度が比較的高ければ、圧ローラへの熱伝達をするとすみやかに温まる。したがって、圧ローラへの熱の伝達頻度を減らすことができる。このようにして、回転駆動手段の消費電力を最小限に節約できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係るディジタル複写機１の構成を示す概略正面図である。
このディジタル複写機１は、複写機本体２とその上に載置された原稿送り装置３とを有する。複写機本体２は、原稿送り装置３から送られてきた原稿画像を読取る画像読取部（スキャナ）２１、読取られた原稿画像に基づいてトナーを用紙に対して重ね合わせ定着することによっていわゆる電子写真方式により画像を形成する画像形成部２２、及び使用する各種サイズの用紙を収納する用紙収納部２３を備えている。
【００１２】
また、複写機本体２の上部前面には、テンキー等のキー入力部、液晶表示部及びＬＥＤ表示部を備えたユーザ操作部２４が設けられている。
画像読取部２１で画像を読取らせるための原稿は、当該ディジタル複写機１の上面に配置された原稿送り装置３に、その画像が上方を向くようにしてセットされる。画像読取部２１は、原稿送り装置３から折り返して送られてくる原稿の画像を検出して電気信号に変換するためのＣＣＤイメージセンサ５を備えている。
【００１３】
図２は、画像形成部２２の主要要素を示す内部断面図である。画像形成部２２のほぼ中央には略円筒状の感光体８が配置されており、さらに画像光信号を感光体８の表面に向けて照射するレーザ走査ユニット（ＬＳＵ）７が備えられている。
画像形成部２２には、上記感光体８の他に、感光体８の表面を帯電するためのメインチャージャ９と、感光体８の表面にトナー像を形成するための現像装置１０などが備えられている。
【００１４】
現像に使用する用紙は、前記用紙収納部２３から、多数の搬送ローラ対を経て、感光体８へと導かれる。
感光体８の近くに送られてきた用紙は、その先端がレジストローラ１１に到達した時点で一旦停止される。そして、感光体８の表面に形成された上記トナー像が転写ベルト１２に対向する位置にくるタイミングと、用紙が転写位置に到達するタイミングとが合うように、レジストローラ１１の回転が再開される。このとき、転写ベルト１２の表面に対向して配置された放電装置（図示せず）の放電により、転写ベルト１２の表面に静電気が付与され、レジストローラ１１から送り出された用紙は、転写ベルト１２に載りながら、感光体８の表面に形成されたトナー像が用紙に転写される。
【００１５】
用紙にトナー像が転写されると、転写ベルト１２の表面の静電気が除去され、用紙が転写ベルト１２から分離される。
転写ベルト１２から分離されたトナー像転写後の用紙は、定着装置１４へと搬送される。
定着装置１４は、上下に配置された１対の定着ローラ１５を含む。この１対の定着ローラ１５は、所定の定着温度に加熱される熱ローラ１６と、熱ローラ１６に対して所定の圧力で圧接される圧ローラ１７とからなる。熱ローラ１６はアルミニウムなどの金属で形成されていて、その内部には、定着ヒータ１６ａが収納されている。熱ローラ１６の表面は耐熱性プラスチック（例えばＰＦＡとＰＴＦＥとの混合物）でコーティングされている。圧ローラ１７は、芯金はアルミニウム、そのまわりの円筒体は高熱伝導ＬＴＶ（例えばシリコンゴム）で形成され、その表面にＰＦＡチューブがコーティングされている。
【００１６】
この定着ヒータ１６ａから発生する熱で熱ローラ１６が加温され、定着ローラ１５の間を用紙が通過することにより、用紙に転写されたトナーが加熱及び加圧されて、用紙上に定着される。
そして、定着装置１４によって定着処理がなされた後の用紙は、搬送ローラおよび排出ローラ１８を経て、機外に配置された用紙排出部（図示せず）に排出される。
【００１７】
図３は、画像処理の流れを説明するための機能ブロック図である。
ディジタル複写機１内には、画像読取部２１と、ユーザ操作部２４と、ＣＰＵ６１などにより構成される制御部６と、定着駆動モータ３１、前記定着ヒータ１６ａ、定着温度センサ３３、機外温度センサ３４及びレーザ走査ユニット７とそれぞれインターフェイスをとるエンジン部１３とが備えられている。
前記定着温度センサ３３や機外温度センサ３４は例えばサーミスタで構成されている。この定着温度センサ３３は、図２に示すように、熱ローラ１６の周囲の所定部位に配置され、熱ローラ１６の表面温度を測定するセンサである。
【００１８】
機外温度センサ３４の設置場所は限定されないが、例えば図１に示すように、用紙収納部２３の外筐体に取り付けられる。機外温度センサ３４は、ディジタル複写機１が設置された室内の温度を測定する。
定着駆動モータ３１は、ギヤなどを介して熱ローラ１６を回転駆動するためのものである。
またＣＰＵ６１は、放置時間カウンタとして機能するタイマーをその内部に備えている。この放置時間カウンタは、定着ローラ１５の駆動中は、常にリセットされるように設定されている。
【００１９】
そして制御部６には、ユーザ操作部１８からの複写操作信号が入力されるようになっている。このユーザの操作により、当該ディジタル複写機１における画像形成動作を開始させることができる。
画像形成動作に伴って読取られた、画像読取り部のＣＣＤイメージセンサ５の画像読取信号は、当該ディジタル複写機１の画像形成部２２に備えられたＣＰＵ６１に入力される。ＣＰＵ６１は、入力された読取り電気信号に基づいて、ディジタル画像データを生成し、それらのディジタル画像データをハードディスクユニット６２に蓄積し、所定のタイミングでハードディスクユニット６２に蓄積したディジタル画像データに基づいて走査信号を生成し、当該信号をレーザ走査ユニット（ＬＳＵ）７に供給する。レーザ走査ユニット７は、前述したように、感光体８の表面露光のためにレーザ光を照射する。
【００２０】
以上に述べたディジタル複写機１の複写動作を、図４及び図５のタイミングチャートを参照しながら説明する。
ディジタル複写機１の電源投入後の複写待機中、又は、ある複写動作終了後の複写待機中、ＣＰＵ６１は、熱ローラ１６が定着温度を保つように、常時定着ヒータ１６ａをオンオフ制御している（図４（ｅ）参照）。
ユーザが原稿送り装置３に用紙をセットし、ユーザ操作部２４を操作して、複写指令をすると、定着駆動モータ３１が回転開始して、用紙収納部２３から所定サイズの用紙が引き出されて、画像形成部２２へと導かれる。ここで、用紙への画像の転写が行われると、定着装置１４の定着ローラ１５は、転写後の用紙を挟み込んで、用紙に対して熱を加えて画像を定着させる。
【００２１】
図４において、複写が終了した時点をｔ１で示している。複写が終了すると、引き続いて定着駆動モータ３１の回転駆動が終了する。この時点を図４ｔ２で示している。
この時点ｔ２の経過後、制御部６のＣＰＵ６１は、制御部６の中に備えられている放置時間カウンタをスタートさせて時間計測を開始する（図４（ｆ）参照）。
放置時間カウンタが、放置時間ＴＣをカウントした後、ユーザ操作部１８からの複写操作信号が入力されると、ＣＰＵ６１は、原稿送り装置３を駆動して、原稿を搬送し、原稿送り装置３から送られてくる原稿の画像をＣＣＤイメージセンサ５により検出する。ＣＰＵ６１は、ＣＣＤイメージセンサ５の画像読取信号に基づいて、ディジタル画像データを生成し、それらのディジタル画像データをハードディスクユニット６２に蓄積しておく（以上図４（ｂ）参照）。この間、用紙収納部２３からの用紙の給紙は行わないで待機させる。
【００２２】
なお、前記放置時間ＴＣは、例えば２０分である。
そして、ＣＰＵ６１は、定着駆動モータ３１を回転させる（図４（ｄ）参照）。これにより、用紙を挟んでいない状態で、熱ローラ１６から圧ローラ１７への熱の伝導を行わせ、圧ローラ１７の温度の低下を防止する。
熱ローラ１６から圧ローラ１７への熱の伝導を行わせるための定着駆動モータ３１の回転駆動時間は、ＴＤとする。時間ＴＤが経過すると、用紙収納部２３からの用紙の給紙を行い、ＬＳＵ７による感光体８の表面の露光、用紙への転写、転写後の用紙の搬送を行う。
【００２３】
このように、定着駆動モータ３１を、複写操作開始後、用紙が供給されてくるまでの間、回転駆動時間ＴＤにわたって回転させることにより、機外温度の高低にかかわらず、圧ローラ１７を十分定着可能な温度まで加熱することができる。
したがって、定着むらをなくし、品質のよい複写が行える。
なお、回転駆動時間ＴＤは、放置時間ＴＣの経過後に、定着まわりに熱が行き渡るのに十分な時間とする。
【００２４】
図５は、複写操作開始後、給紙開始までの時間が回転駆動時間ＴＤよりも長い場合のタイミングチャートである。
回転駆動時間ＴＤの経過後、給紙動作が始まっていない場合、ＣＰＵ６１は、定着駆動モータ３１の回転を止める（図５（ｄ）参照）。給紙動作が始まっていないので、放置時間カウンタは、再びスタートし、時間を計測する（図５（ｆ）参照）。
【００２５】
給紙動作が開始されると（図５（ｃ）参照）、ＣＰＵ６１は、定着駆動モータ３１の回転を再開して、用紙の定着に備える。
この図５の実施形態では、圧ローラ１７を回転駆動時間ＴＤにわたって加熱した後は、それ以上の時間にわたる加熱は不要として、定着駆動モータ３１の消費電力を節約しているところが特徴となる。
なお、前記図４、図５において、定着駆動モータ３１の回転駆動時間ＴＤは、機外温度センサ３４で測定される機外温度の関数とすることが好ましい。機外温度が十分高ければ、圧ローラ１７の温度上昇も速いので、定着駆動モータ３１を回転駆動する時間ＴＤは短くて済む。機外温度が低いほど、圧ローラ１７の温度上昇は遅くなるので、定着駆動モータ３１を回転駆動する時間ＴＤを長くする必要がある。
【００２６】
図６は、この定着駆動モータ３１の回転駆動時間ＴＤと、機外温度との関係を示すグラフである。横軸に回転駆動時間ＴＤ（秒）、縦軸に機外温度（°Ｃ）をとっている。図６に示すように、回転駆動時間ＴＤと機外温度とは、ほぼ反比例の関係となっている。
なお、回転駆動時間ＴＤを機外温度の関数とすることに代えて、あるいはそれとともに、放置時間ＴＣを機外温度の関数とすることも可能である。機外温度が高ければ、それほど頻繁に定着駆動モータ３１を回転駆動しなくても、圧ローラ１７の温度を上げることは可能であり、機外温度が低ければ、頻繁に定着駆動モータ３１を回転駆動したほうが、圧ローラ１７の温度を速やかに上げるためには好ましいからである。したがって、機外温度が低いほど放置時間ＴＣを短くし、機外温度が高いほど放置時間ＴＣを長くする。
【００２７】
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、圧ローラの温度の低下を防止し、圧ローラが速やかに定着性能を確保できる温度に到達するように保つことができるので、画像形成処理に入っても熱定着性を確保することができ、画質の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係るディジタル複写機１の構成を示す概略正面図である。
【図２】画像形成部２２の主要要素を示す内部断面図である。
【図３】画像処理の流れを説明するための機能ブロック図である。
【図４】放置時間計測による定着動作のタイミングチャートである。
【図５】複写操作開始後、給紙開始までの時間が回転駆動時間ＴＤよりも長い場合の定着動作のタイミングチャートである。
【図６】この定着駆動モータ３１の回転駆動時間ＴＤと、機外温度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  ディジタル複写機
２  複写機本体
３  原稿送り装置
６  制御部
７  レーザ走査ユニット
１４  定着装置
１５  定着ローラ
１６  熱ローラ
１６ａ  定着ヒータ
１７  圧ローラ
２１  画像読取部（スキャナ）
２２  画像形成部
２３  用紙収納部
２４  ユーザ操作部
６１  ＣＰＵ
３１  定着駆動モータ
３３  定着温度センサ
３４  機外温度センサ
【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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