(57)【要約】【課題】連続通紙や、特に小サイズ紙の連続通紙における、通紙部の定着温度の低下を防止し、定着性を安定化する。【解決手段】加熱ローラ６１を回転させるモータが停止した後、再度駆動されるまでの停止時間をタイマ３３により計測し、停止時間に応じて定着制御手段３２により定着温度を設定する。定着温度設定のため、複数の閾値停止時間を設定し、閾値停止時間と停止時間とを比較した結果に応じて定着温度を設定する。さらに、外気温度センサ３１により検出した外気温度に応じて、定着温度の設定を行う。【選択図】図１
2007256859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録体上に形成されたトナー像を加熱して前記記録体に融着させる加熱ローラと、
前記記録体を加熱ローラに押し付ける加圧ローラと、
前記加熱ローラを回転させるモータと、
前記モータが停止した後、再度駆動されるまでの停止時間を計時する計時手段と、
前記停止時間に応じて定着温度を設定する定着制御手段とを有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記定着温度設定手段には、複数の閾値停止時間が設定されており、
前記定着温度設定手段は、前記閾値停止時間と前記停止時間とを比較した結果に応じて前記定着温度を設定することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
外気温度を検知する外気温度センサをさらに備え、
前記外気温度に応じて、前記定着温度の設定を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】
静電潜像を形成する感光体と、
前記静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像を記録体に転写する転写手段と、
前記トナー像を前記記録体に定着する請求項１記載の定着装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置及びこれを使用する画像形成装置に関し、特に、加熱エネルギーを一定とすることなく加熱ローラ回転履歴に応じて制御する定着装置及びこれを使用する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の定着装置では、印字動作に関係なく定着温度は一定の値のみ設定されている。そのため、特に、小さい用紙を連続して通紙した場合、ヒートローラの通紙部の温度が下がってしまい定着不良が生じる。
【０００３】
そこで、特許文献１では、例えば、Ｂ５Ｒ紙を１５０枚コピーするまでは、毎分２６枚でコピーし、１５０枚を過ぎたところで毎分１８枚に切り替えるようにした。これにより、ヒートローラ両端温度は２４０℃を超えることがなく、コピーの生産性を低下させることなく、非通紙部昇温を押さえ、通紙部温度降下を抑制することができる。
【特許文献１】特開平６−１８６８７５号公報（図１、段落００２７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１では、通紙部での定着不良を抑制するために、通紙速度を３０％下げなければならない。
【０００５】
一方、通紙速度を可能な限り維持することが望まれる。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、連続通紙、特に小サイズ紙の連続通紙における定着温度の低下を防止し、定着性を安定化することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するため、第１に、本発明の定着装置では、前記加熱ローラを回転させるモータの回転状況をモニタし、前記モータが停止した後、再度駆動されるまでの停止時間を計時する計時し、前記停止時間に応じて定着温度を設定する。
【０００８】
本発明では、第２に、前記定着温度設定のため、複数の閾値停止時間が設定されており、前記閾値停止時間と前記停止時間とを比較した結果に応じて前記定着温度を設定する。
【０００９】
本発明では、第３に、前記外気温度に応じて、前記定着温度の設定を行う。
【００１０】
第４に、本発明の画像形成装置は、静電潜像を形成する感光体と、前記静電潜像をトナー像に現像する現像手段と、前記トナー像を記録体に転写する転写手段と、上述した定着装置とを備える。
【００１１】
本発明によれば、第１に、モータの回転履歴に基づいて加熱ローラの温度を推定し、定着温度を変更するため、定着性が安定する。
【００１２】
本発明によれば、第２に、モータの回転履歴と複数の閾値停止時間との比較に基づいて加熱ローラの温度を推定し、定着温度を変更するため、定着性がさらに安定する。
【００１３】
本発明によれば、第３に、外気温度に応じて定着温度制御を行うため、モータの回転状況に基づいて加熱ローラの温度を推定し、定着温度を変更するため、さらに定着性が安定する。
【００１４】
本発明によれば、第４に、定着性が安定した画像形成装置が提供される。
【００１５】
このように、本発明では、連続通紙及び小サイズの通紙時の温度補正を、画像形成装置のメインモータ（又は定着ローラ駆動モータ）の回転履歴から調整し、安定した定着制御を行なう。
【００１６】
本発明の原理を簡潔に説明すると、定着温度及び通紙速度をモータ回転履歴により制御するということである。具体的には、制御は３つの状態を認識する。一つ目はモータが連続回転中および前回メインモータ停止から規定値Ａ（１．５秒）以内、二つ目がメインモータ停止時間が規定値Ａから規定値Ｂ（６０秒）以内、三つ目が規定値Ｂ以上である。連続通紙及び規定値Ａまでの状態の時は一定枚数毎に温度を上昇させ定着性を維持する。規定値ＡからＢ以内では前記連続時と同じ制御であるが、規定値ＡからＢ以内の停止が一定回繰り返された場合は定着の制御を初期設定（温度、通紙速度）に戻す。メインモータ回転時間が規定値Ｂ以上の場合も定着の制御設定を初期状態に戻す。また紙サイズ毎に制御設定を設けており紙サイズ変更時には連続通紙時においても各紙サイズでの設定温度に変更を行なう。
【００１７】
また、外気温度に関しては温度が低いほどヒートローラの昇温が低く、プレスローラ部への熱伝導率も低くなるため、外気温度を検出し、低温時には、設定温度を高くするか、印字速度を落とし、定着不良を防止する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、連続通紙、特に小サイズ紙の連続通紙における定着温度の低下を防止し、定着性を安定化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。但し、本実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等に特定的な記載があっても、本発明をそれに限定する趣旨ではない。
【００２０】
図１は、本実施形態の定着装置を含む画像形成装置の概念図である。
【００２１】
本実施形態の定着装置は、加熱ローラ６１、加圧ローラ６２、外気温度センサ３１、タイマ３３、定着制御手段３２、加熱ローラ駆動モータ（又は画像形成装置のメインモータ）３４を含む。ここに、タイマ３３は、モータ３４の回転履歴を測定する。定着制御手段３２は、外気温度センサ３１とタイマ３３からの入力に基づいて、所定のプログラムに従って、定着温度及び通紙速度を制御する。
【００２２】
図１に示した画像形成装置では、感光体ドラム１０の周辺に、まず、帯電ローラなどの帯電部１が配置され、感光体ドラム１０を一様帯電する。帯電部１の下流には露光部２が配置され、反射原稿を感光体ドラムに結像し、又は、画像信号で変調され感光体ドラム１０軸方向に走査されたレーザ光を結像するなどして、静電潜像を形成する。露光部２の下流には現像部４が配置され、１成分ジャンピング現像などによりトナーを感光体ドラム１０に飛翔させ静電潜像をトナー像として現像する。現像部４の下流には転写部５が配置され、トナーと逆極性の転写電圧により、感光体ドラム１０上のトナー像を用紙などの記録体上に転写する。最後に、感光体から離れた位置に加熱ローラ６１が配置され、トナー像を用紙に溶着し定着した後、用紙は機外に排出される。
【００２３】
図２には、タイマ３３の出力に基づいてモータ回転履歴を定めるためのカウント値を定義する図である。カウント値Ｃとは、モータ３４が停止してからの経過時間Ａを計測することに基づいて、所定の基準に基づいて決定される値である。
【００２４】
図２に示すように、経過時間Ａが例えば１．５秒以下であるときは、カウント値Ｃは経過時間Ａに“１”を加算した値と定義する。
【００２５】
また、経過時間Ａが例えば１．５秒を超え６０秒以下であるときは、カウント値Ｃは経過時間Ａに断続印字回数“β”を加算した値と定義する。ここに、断続印字回数”β“とは、断続的に印字が行われるごとに”１“ずつインクリメントされる変数である。さらに、断続印字回数”β“が、例えば”５“となったときは、カウント値Ｃをリセットするものとする。断続印字回数”β“のインクリメント方法は、例えば、３枚連続してコピーし、その１５秒経過後に1枚コピーし、さらに、その２０秒後に連続２枚コピーしたとすると、断続回数は３回であり、断続印字回数”β“は、”３“とされる。
【００２６】
また、経過時間Ａが６０秒を超えるときは、カウント値Ｃは“０”にリセットするものとする。
【００２７】
以上説明した、カウント値Ｃの定義や具体的な数値は、あくまでも例示であり、適宜変更することができる。
【００２８】
図３は、カウント値Ｃに基づいて、定着温度及び通紙速度を制御するルックアップテーブルＬＵＴの一例である。
【００２９】
温度設定Ｘは、連続通紙枚数が少ない場合の設定であり、加熱ローラの温度はそれほど低下していないため、定着温度を１７５℃、１８０℃、１８５℃の範囲のいずれかの設定（それぞれ設定Ａ、Ｂ、Ｃ）とする。設定Ｘ、設定Ｙのいずれの設定とするかは、加熱ローラ６１の停止時間により定める。
【００３０】
温度設定Ｙは、連続通紙枚数が多い場合、又は、加熱ローラ停止時間が長い場合の設定であり、加熱ローラの温度は低下しているため、定着温度を１８０℃、１８５℃、１９５℃の範囲のいずれかの設定（それぞれ設定Ｄ、Ｅ、Ｆ）とする。設定Ｘ、設定Ｙのいずれの設定とするかは、加熱ローラ６１の停止時間により定める。
【００３１】
図４は、温度設定を設定Ｘ又は設定Ｙとする制御のフローチャートである。
【００３２】
まず、Ｓ１において画像形成処理が終了したら、モータが停止するから（Ｓ２）、モータの停止時間のカウント（計測）をスタートする。測定精度は、図２に示したように、０．５秒程度でよい。
【００３３】
次に、Ｓ４において印字データ（枚数・倍率・画像濃度などの設定、印字スタート）が入力されると、モータが駆動される（Ｓ５）ため、Ｓ６において、モータ停止時間が６０秒以下だったか判定される。
【００３４】
モータ停止時間が６０秒以下ではないと判定されたときは、モータが長時間停止していたことを意味するため、Ｓ９に移行してカウント値Ｃを“０”にリセットする。
【００３５】
一方、モータ停止時間が６０秒以下であると判定されたときは、モータが長時間停止していないことを意味するため、Ｓ７に移行してモータ停止時間が１．５秒以下であるか否かがさらに判定される。
【００３６】
モータ停止時間が１．５秒以下ではないと判定されたときは、モータが断続運転していることを意味するため、Ｓ１０に移行してカウント値Ｃが所定閾値であるか否かが判定される。
【００３７】
モータ停止時間が１．５秒以下であると判定されたときは、モータがほぼ連続運転していることを意味するため、Ｓ８に移行してモータ停止時間Ａに“１”をインクリメントした値をカウント値Ｃとする。
【００３８】
Ｓ１０においてカウント値Ｃが所定閾値“α１”未満であるか否かが判定される。
【００３９】
カウント値Ｃが所定閾値“α１”未満であると判定されれば、通紙枚数は少なく、加熱ローラの通紙部の温度低下は小さいから、Ｓ１０１に進んで、温度設定Ｘが選択される。
【００４０】
一方、カウント値Ｃが所定閾値“α１”未満ではないと判定されれば、通紙枚数は多く、加熱ローラの通紙部の温度低下は大きいから、Ｓ１０３に進んで、温度設定Ｙが選択される。
【００４１】
図５は、設定Ｘにおいて、定着温度１７５℃、通紙速度２０枚／分（設定Ａ）で制御したときの定着率変動を測定したグラフである。定着率は８０％から９０％の範囲内に制御されていることが分かる。
【００４２】
図６は、定着温度設定を、設定Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、又はＦのいずれかにに定めるためのフローチャートである。Ｓ１０の判定ステップまでは、図４のフローチャートと同じである。
【００４３】
Ｓ１１ないしＳ１５では、設定Ｘ中における設定Ａ、Ｂ、Ｃのいずれかを選択するため、外気温度を所定閾値Ｙ１、Ｙｎと比較するステップ（それぞれＳ１１、Ｓ１３）が実行される。
【００４４】
Ｓ１６ないしＳ２１では、設定Ｙ中における設定Ｄ、Ｅ、Ｆのいずれかを選択するため、外気温度を所定閾値Ｙ１、Ｙｎと比較するステップ（それぞれＳ１７、Ｓ１９）が実行される。
【００４５】
なお、Ｓ１６において、カウント値Ｃが所定閾値“αｎ”（≧α１）以上であるときは、Ｓ２２に進み、図３に図示しない設定により、定着温度１９５℃以上、通紙速度１６枚／分以下に設定する。
【００４６】
図７は、図６のフローチャートによる制御結果を示すグラフである。この制御により、定着率はほぼ８０％に保たれている。なお、図６に示すように、この制御を行わず、従来どおり定着温度一定（加熱エネルギー一定）とすると、通紙枚数が増えるにつれて定着率が低下していく。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、加熱エネルギーを一定とせず加熱ローラの回転履歴に応じて制御する定着装置及びこれを使用する画像形成装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】画像形成装置の概念図
【図２】定着温度・通紙速度を定めるためのモータ回転カウント値を定義する図括
【図３】定着温度・通紙速度を定めるルックアップテーブルの一例
【図４】２つの温度設定を行うためのフローチャート
【図５】図４のフローチャートによる制御結果を示すグラフ
【図６】複数の温度設定を行うためのフローチャート
【図７】図６のフローチャートによる制御結果を示すグラフ
【符号の説明】
【００４９】
１    帯電ローラ
２    露光手段
４    現像手段
５    転写手段
６１  加熱手段
６２  加圧手段
７    クリーニング手段
８    除電手段
１０  感光体ドラム
２０  用紙搬送路
３１  外気温度センサ
３２  定着制御手段
３３  タイマ
３４  モータ
【図１】
2007256859.tif 000003
【図２】
2007256859.tif 000004
【図３】
2007256859.tif 000005
【図４】
2007256859.tif 000006
【図５】
2007256859.tif 000007
【図６】
2007256859.tif 000008
【図７】
2007256859.tif 000009