(57)【要約】 【課題】  冷却のための定着装置の空回転動作の最適化を図り、定着不良を最小限に抑える。【解決手段】  定着ローラ５９と加圧ローラ６１によって転写紙を搬送しながら熱によりトナーを融解させて転写紙上に画像を定着させる定着ユニット５６において、定着ユニット７６内の温度を定着温度センサ６２により検出し、定着許容範囲以上の温度値である第１の設定温度を超えたとき、定着ローラ５９を空回転させ、定着ローラ５９の空回転を止めても定着許容範囲以上の温度に達しない温度値である第２の設定温度に以下になったとき、定着ローラ５９の空回転を停止するように制御部４で制御する。【選択図】  図１
2005077700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱定着を行う定着手段と、この定着手段を回転駆動する回転駆動手段と、この回転駆動手段を駆動制御する制御手段とを有する定着装置において、
前記定着手段の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記定着手段の空回転を開始させる第１の温度と、前記定着手段の空回転を停止させる第２の温度とが設定され、前記制御手段は、前記温度検出手段によって検出した温度に基づいて前記定着手段の回転制御を行うことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記第１および第２の温度を任意に設定する設定手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記空回転の駆動制御を電源投入時から最初の定着動作を完了するまでの間、行うことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記空回転の駆動制御を定着動作終了時から予め設定された時間までの間、行うことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記空回転の駆動制御を前記定着装置の寿命時間に対し予め設定された寿命時間までの間、行うことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記空回転の駆動制御中に定着動作要求があった場合は、前記空回転の駆動制御を中止して定着動作に入ることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成装置によって形成された画像を記録媒体に上に定着する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の定着装置と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の定着装置の制御手段の機能をコンピュータで実現するための手順を備えていることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項９】
請求項８記載のコンピュータプログラムがコンピュータによって読み取られ、実行可能に記録されていることを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は現像剤により画像が顕像化された転写紙を加熱溶融させて画像を定着させる定着装置、この定着装置を備えた画像形成装置、前記定着装置を制御するためのコンピュータプログラム及びこのコンピュータプログラムを記録した記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置においては、転写紙上にトナーのような熱融解性の現像剤によって顕像化された像を加熱融解（一般には加圧を伴うものが多い）して転写紙に定着させる定着装置が設けられている。この定着装置は、ヒータなどの熱源を内蔵する加熱ローラと、この加熱ローラに圧着するように配置され、同じくヒータなどの熱源を内蔵した加圧ローラとを備え、加熱ローラと加圧ローラとで転写紙を挟持搬送して熱及び圧力により未定着像を転写紙上に定着するヒートローラ方式の定着装置が知られている。また、定着ローラと加圧ローラとの間に転写紙を搬送する定着ベルトを介在させ、駆動ローラあるいは定着ローラにヒータなどの熱源を内蔵させて定着ベルトを加熱するようにした方式の定着装置も知られている。
【０００３】
このような定着装置にあっては、未定着像を転写紙に確実に定着させるためには、定着ローラや加圧ローラを所定の温度に維持しておく必要があるが、定着ローラや加圧ローラの温度は、転写紙の通過時に、転写紙によって熱が奪われて低下する。そこで、従来より、定着ローラや加圧ローラの表面温度をサーミスタなどの温度センサによって検出し、検出結果に応じて熱源を制御するようにしている。
【０００４】
一方、定着ローラや加圧ローラは、金属製の筒状体の表面をゴムやフッ素樹脂で被覆したものが使用されているが、このような被覆材は、熱伝導性が悪いため温度制御が難しく、定着ローラや加圧ローラの表面温度が設定温度に達するまで加熱した後に熱源を切っても、表面温度が上昇し、設定温度を超えてしまう、いわゆるオーバーシュート現象が発生する。このようなオーバーシュート現象の発生は、定着不良の原因となる。
【０００５】
そこで、例えば特許文献１および２においては、オーバーシュートになったときは定着装置を空回転させて冷却させるようにするとともに、定着装置の空回転開始条件を定着の温度が定着許可範囲を超えた時とし、空回転停止条件を定着許可範囲内に戻ってきた時とすることが提案されている。
【特許文献１】特開２００１−５６６２２号公報
【特許文献２】特開２００１−７５４１２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、上述した従来技術においては、定着装置の持つ熱エネルギー量が大きい場合、定着の温度が定着許可範囲内に落ちてきて空回転を停止させても、再度オーバーシュートが発生し再び空回転が開始されてしまうため、何度も空回転の起動と停止を繰り返すことになり、安定したコピー開始状態になるまでに、時間がかかってしまうことがある。また、定着温度が定着許可範囲内に落ちてこないと、コピーや印刷可能の表示が行われずコピー屋印刷動作を実行することができない。
【０００７】
本発明はこのような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、空回転動作の最適化を図り、定着不良を最小限に抑えることができる定着装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の第２の目的は、定着不良を起こすことなく確実に記録材に画像を形成することができる画像形成装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の第３の目的は、第１及び第２の目的を達成するためのコンピュータプログラム及びこのコンピュータプログラムを記録した記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記第１の目的を達成するため、第１の手段は、熱定着を行う定着手段と、この定着手段を回転駆動する回転駆動手段と、この回転駆動手段を駆動制御する制御手段とを有する定着装置において、前記定着手段の温度を検出する温度検出手段を備え、前記定着手段の空回転を開始させる第１の温度と、前記定着手段の空回転を停止させる第２の温度とが設定され、前記制御手段は、前記温度検出手段によって検出した温度に基づいて前記定着手段の回転制御を行うことを特徴とする。
【００１１】
第２の手段は、第１の手段において、前記第１および第２の温度を任意に設定する設定手段を備えていることを特徴とする。
【００１２】
第３の手段は、第１の手段において、前記制御手段は、前記空回転の駆動制御を電源投入時から最初の定着動作を完了するまでの間、行うことを特徴とする。
【００１３】
第４の手段は、第１の手段において、前記制御手段は、前記空回転の駆動制御を定着動作終了時から予め設定された時間までの間、行うことを特徴とする。
【００１４】
第５の手段は、第１の手段において、前記制御手段は、前記空回転の駆動制御を前記定着装置の寿命時間に対し予め設定された寿命時間までの間、行うことを特徴とする。
【００１５】
第６の手段は、第１ないし第５の手段において、前記制御手段は、前記空回転の駆動制御中に定着動作要求があった場合は、前記空回転の駆動制御を中止して定着動作に入ることを特徴とする。
【００１６】
第７の手段は、記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成装置によって形成された画像を記録媒体に上に定着する第１ないし第６の手段に係る定着装置とを備えていることを特徴とする。
【００１７】
第８の手段は、第１ないし第６の手段に係る定着装置の制御手段の機能をコンピュータで実現するための手順をコンピュータプログラムが備えていることを特徴とする。
【００１８】
第９の手段は、第８の手段に係るコンピュータプログラムがコンピュータによって読み取られ、実行可能に記録媒体に記録されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、定着装置において過度の加熱などによりオーバーシュートが発生した時に実行する定着装置の空回転によるクールダウン動作にあたって、空回転させる際に回転開始温度と回転終了温度を別個に設けているので、ヒステリシスを持たせることができ、空回転動作の最適化を図ることができ、定着不良を最小限に抑えることができる。また、定着装置の空回転の開始判断温度と回転停止温度を個別に持っているため、ヒステリシスを設けることができ、空回転動作を一度で収束させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態をカラープリンタに適用した場合を例にとって説明する。図１は本発明の実施の形態に係るプリンタの概略構成図である。同図において、カラープリンタは、プリンタコントローラ１、メモリ２、表示／操作部３、制御部４およびプロッタ５とから構成されている。プリンタコントローラ１はパーソナルコンピュータなどの外部機器(図示しない）から転送されてきた画像データをメモリ２に送り、メモリ２はプリンタコントローラ１からおくられてきた画像データを記憶し、印刷する際に制御部４を介してプロッタ５へ画像信号を送る。このメモリ２は複数の画像データを記憶する記憶容量を持っている。すなわち、複数フレームを記憶するに足る容量を備えている。表示／操作部３は、ユーザが印刷条件などの各種の設定を行い、また印刷可能な用紙のサイズやユーザが設定した条件など各種の情報を表示する。制御部４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏポート、インターフェースなどの素子で構成され、ＲＯＭ内に書き込まれたソフトウエア（プログラム）によりプリンタのリソースの動作を制御しており、本発明における制御手段に対応する。この制御部４はまた、プリンタコントローラ１からの印刷要求の制御信号を受けると、メモリ２に記録された画像を順次プロッタ５に出力するように制御する。プログラムデータは図示しないネットワークに接続されたサーバから、あるいは記録媒体駆動装置にロードされたＣＤ−ＲＯＭやＳＤカードなどの記録媒体から図示しないハードディスクなどの記憶装置にダウンロードされ、あるいはバージョンアップされる。なお、図中コントローラ１、メモリ２、操作部３、制御部４およびプロッタ５間を結ぶ実線は制御信号を、そして二重線は画像データ信号を示している。
【００２１】
プロッタ５は、光学ユニット５１と、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための４つの感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋ（以下、各符号の添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、ブラック用の部材であることを示す）と転写搬送ベルト５３を有する転写ユニット５４と、給紙装置５５および定着ユニット５６とから主に構成されている。光学ユニット５１は、図示していないが、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋの表面にレーザ光を走査しながら照射して、静電潜像を形成する。転写ユニット５４は、各感光体ドラム５２１Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋの表面に形成された静電潜像を複数段の給紙カセットで構成された給紙装置５５からの転写紙にイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色の画像を転写する。各感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋの周囲には、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの現像剤を収容した現像装置５７Ｙ、５７Ｍ、５７Ｃ、５７Ｋおよび帯電ローラ５８が設けられている。
【００２２】
定着ユニット５６は、ヒータなどの熱源(図示しない）を内蔵する定着ローラ５９と、この定着ローラ５９に圧着するように配置され、同じくヒータなどの熱源（図示しない）を内蔵した加圧ローラ６１と、定着ローラ５９の近傍に配設された定着温度センサ６２を有している。イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色の画像が転写された転写紙は、定着ローラ５９と加圧ローラ６１とのニップ部を通過するときに、転写紙上の現像剤は熱融解して定着される。画像が定着された転写紙は、図中の矢印に沿って搬送され、プロッタ５の上部に形成された排紙トレイ６３に排出される。６４は現像剤であるトナーボトルである。
【００２３】
上述の構成により、メモリ２から送られてくる画像信号にしたがい、各感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋによって転写紙に画像を形成し、転写紙は定着温度センサ６２の情報により制御部４により温度の制御を行なう定着ユニット５６により所定の定着温度で定着される。
【００２４】
次に、定着ユニット５６の制御動作を図２のフローチャートにより説明する。この実施の形態においては、定着ユニット５６においてオーバーシュートが発生した場合、定着ユニット５６を空回転させてクールダウンさせる条件を、最もオーバーシュートの大きい電源オン時の動作のみに制限している。また、空回転動作は、定着ユニット５６内の温度がオーバーシュートが発生する可能性のある温度（設定温度１−第１の設定温度）に達した時に開始し、空回転を停止しても余熱によって再びオーバーシュートが発生する可能性の無い温度(設定温度２−第２の設定温度）に達したときに停止するように設定している。これら第１および第２設定値に達したか否かは、制御部４で定着温度センサ６２からの温度情報を監視することにより判定される。
【００２５】
最初に、定着ユニット５６の空回転を行うモードであるかどうかの条件、すなわち電源をオンした後で且つ最初の印刷を行うまでの間であるかをチェックする（ステップＳ１０１）。これは制御部４で、電源スイッチが入った後に表示／操作部３から印刷開始の指示があったか否かをチェックすることで判定することができる。最初の印刷を行うまでの間である場合は、定着ユニット５６内の温度が設定温度１（回転開始温度）より大きいか否かをチェックする（ステップＳ１０２）。設定温度１より大きい場合は、定着ユニット５６の空回転動作を開始する(ステップＳ１０３）。ステップＳ１０２において、設定温度１より小さい場合は、現在の温度が設定温度２（回転停止温度）より小さいか否かをチェックする（ステップＳ１０４）。設定温度２より小さい場合は、定着ユニット５６の空回転動作を停止し(ステップＳ１０５）、空回転動作制御は終了する。ステップＳ１０１，Ｓ１０４において否定の場合は現状の状態を継続させる。この処理を一定のポーリング周期にて（通常は定着温度のチェックと同一周期）行い、定着部の空回転の制御を行う。空回転の制御中に印刷要求を受信した場合は、空回転制御を中止し即座に印刷動作へと遷移する。これにより、空回転中であってもコピー不許可にはせず、印刷要求を受信すると即座に空回転動作から印刷動作へと遷移するため、生産性が落ちることもない。一方、ステップＳ１０３において定着ユニット５６の空回転動作を開始した場合は、再度スタートに戻り、上述の動作を繰り返す。
【００２６】
上述した実施の形態では、最もオーバーシュートの大きい電源オン時の動作のみに空回転動作を行うようにしているが、空回転動作は印刷終了時から予め設定した所定時間までに制限するようにしてもよい。この場合は、ステップＳ１０１における条件を、印刷終了から所定時間内にあるか否かをチェックするようにすればよい。これによって、定着不良を抑えつつ、定着装置の寿命を無駄に消費させることはない。更に、空回転動作は、定着ユニット５６の寿命に対し、ある一定の値（ニア寿命）に到達するまでの間のみ機能するように、ステップＳ１０１において定着ユニット５６の寿命が終わりに近づいているか否かをチェックするようにしてもよく、これによって定着不良を抑えつつ、定着装置の寿命を無駄に消費させるのを防止することができる。定着ユニット５６の寿命は、制御部４において定着ユニット５６の動作時間を監視するようにすればよい。
【００２７】
なお、設定温度１、２は定着装置や画像形成装置に応じて制御部４によって設定される。それ故、制御部４は第１および第２の温度を任意に設定する設定手段としても機能する。
【００２８】
上述した実施の形態における定着ユニット５６は、定着ローラ５９と加圧ローラ６１とのニップ部に転写紙を通すようにしているが、定着ローラ５９から熱源を外し、熱源は別途設けた従動ローラに内蔵させ、この従動ローラと定着ローラ間に定着用ベルトを渡すとともに、この定着ベルトを介して定着ローラと加圧ローラが圧着するようにした定着ベルト方式の定着装置にも適用することができる。また、画像形成装置としてカラープリンタの場合を例にとっているが、上部に原稿の画像を読取るスキャナなどの画像読取装置を設けた複写機をはじめ、モノクロのプリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置全般ににも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態に係るプリンタの概略構成図である。
【図２】定着ユニットの制御動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３０】
１  プリンタコントローラ
２  メモリ
３  表示／操作部
４  制御部
５  プロッタ
５１  光学ユニット
５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋ  感光体ドラム
５４  転写ユニット
５５  給紙装置
５６  定着ユニット
５９  定着ローラ
６１  加圧ローラ
６２  定着温度センサ
【図１】
2005077700.tif 000003
【図２】
2005077700.tif 000004