(57)【要約】【課題】待機状態で所定時間が経過する毎に定着部材及び加圧部材を変形部の幅以下の量だけ駆動することによって、定着部材又は加圧部材の変形による異音の発生や回転負荷の増加を防止することができるようにする。【解決手段】加熱部材と、該加熱部材によって加熱される定着部材と、該定着部材に対して押圧される加圧部材とを備え、前記定着部材又は加圧部材に変形部が形成される定着装置２５であって、前記定着部材及び加圧部材の駆動が停止し、かつ、前記加熱部材が定着部材を加熱する待機状態の場合、前記定着部材及び加圧部材は、所定時間が経過する毎に、前記変形部の幅以下の量だけ駆動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱部材と、該加熱部材によって加熱される定着部材と、該定着部材に対して圧接される加圧部材とを備え、前記定着部材又は加圧部材に変形部が形成される定着装置であって、
前記定着部材及び加圧部材の駆動が停止し、かつ、前記加熱部材が定着部材を加熱する待機状態の場合、前記定着部材及び加圧部材は、所定時間が経過する毎に、前記変形部の幅以下の量だけ駆動することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記待機状態における加熱部材による加熱温度の設定は複数であり、前記所定時間は前記加熱温度の設定に応じて変化する請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記加熱温度の設定が低いほど、前記所定時間が長くなる請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記加熱温度は、定着の対象である媒体の種類に応じて設定される請求項２に記載の定着装置。
【請求項５】
前記待機状態から、前記定着部材及び加圧部材の駆動が停止し、かつ、前記加熱部材の加熱が停止する節電状態に移行する場合、前記定着部材及び加圧部材が前記変形部の幅以下の量だけ駆動した後に、前記節電状態に移行する請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着装置と、該定着装置を制御する定着装置制御部とを備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式のプリンタ、複写機、ファクシミリ機等の画像形成装置においては、感光体ドラム、該感光体ドラムを所定の極性及び電位に帯電させる帯電装置、帯電された感光体ドラム上に印刷データの静電潜像を形成する露光装置、前記静電潜像をトナーによってトナー像として顕像化する現像装置、トナー像を印刷用紙に転写する転写装置、トナー像を印刷用紙上に定着させる定着装置等を備えている。これにより、印刷用紙に印刷データの印刷が行われる。
【０００３】
このような電子写真方式の画像形成装置において一般的に使用される定着装置は、加熱された定着ローラと加圧ローラとを圧接させた状態で回転させ、印刷用紙を定着ローラと加圧ローラとで挟持搬送することによって、印刷用紙上に形成されたトナー像を加熱溶融して定着を行う熱ロール方式のものである。また、前記定着ローラは、その内部にハロゲンランブ等から成る定着ヒータを備え、該定着ヒータによって加熱される。
【０００４】
しかし、かかる構成の定着装置の場合、定着ローラの温度を室温から定着に必要な所定の温度まで加熱するためには、ある程度の長さの立上げ時間を要してしまう。
【０００５】
そこで、任意の印刷データの印刷が行われた印刷用紙の定着終了後に、次の印刷データの印刷動作を開始するまでの間、定着ローラの温度を定着に必要な所定の温度まで加熱するための立上げ時間を短縮するために、定着ヒータをオン・オフ制御することによって定着ヒータを前記所定の温度より数〔℃〕低い程度の温度に維持しながら、定着装置を待機させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−０６８９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の定着装置においては、待機状態のままで、印刷データの印刷が行われずに長時間放置されると、定着ローラと加圧ローラとの圧接が長時間続くことによって、硬度の低い方のローラの表面に、硬度の高い方のローラの外径に沿った形状の変形（ニップ痕）が発生し、定着ローラと加圧ローラとが回転すると、前記変形を乗り越えるときに、異音が発生したり、回転負荷が増加したりしてしまう。
【０００８】
本発明は、前記従来の問題点を解決して、待機状態で所定時間が経過する毎に定着部材及び加圧部材を変形部の幅以下の量だけ駆動することによって、定着部材又は加圧部材の変形による異音の発生や回転負荷の増加を防止することができる定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そのために、本発明の定着装置においては、加熱部材と、該加熱部材によって加熱される定着部材と、該定着部材に対して圧接される加圧部材とを備え、前記定着部材又は加圧部材に変形部が形成される定着装置であって、前記定着部材及び加圧部材の駆動が停止し、かつ、前記加熱部材が定着部材を加熱する待機状態の場合、前記定着部材及び加圧部材は、所定時間が経過する毎に、前記変形部の幅以下の量だけ駆動する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、定着装置は、待機状態で所定時間が経過する毎に定着部材及び加圧部材を変形部の幅以下の量だけ駆動する。これにより、定着部材又は加圧部材の変形による異音の発生や回転負荷の増加を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態における定着装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態における画像形成装置の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態における画像形成装置の制御システムの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態における定着装置の動作を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の実施の形態におけるニップ痕が発生した定着バックアップローラの形状を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態における定着バックアップローラの表面の位置と変形量との関係を示す第１のグラフである。
【図７】本発明の実施の形態におけるニップ痕の発生が防止された定着バックアップローラの形状を示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態における定着バックアップローラの表面の位置と変形量との関係を示す第２のグラフである。
【図９】本発明の実施の形態における記録用紙の種類に対応する待機温度及び一定時間の設定例を示す表である。
【図１０】本発明の実施の形態における定着バックアップローラの表面の変形量と放置時間との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施の形態における定着装置の構成を示す断面図、図２は本発明の実施の形態における画像形成装置の構成を示す断面図である。
【００１４】
図において、１０は本実施の形態における画像形成装置であり、例えば、プリンタ、ファクシミリ機、複写機、各種の機能を併せ持つ複合機等であるが、いかなる種類のものであってもよい。なお、本実施の形態においては、前記画像形成装置１０がいわゆるタンデム方式のカラー電子写真式プリンタである場合について説明する。
【００１５】
この場合、画像形成装置１０は、媒体としての記録用紙６１の搬送経路６４に沿ってタンデムに着脱可能に配設されたブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の４色各々に対応する画像形成ユニット１２Ｋ、１２Ｙ、１２Ｍ及び１２Ｃを有する。また、前記画像形成装置１０の内部には、前記画像形成ユニット１２Ｋ、１２Ｙ、１２Ｍ及び１２Ｃにそれぞれ対応するＫ、Ｙ、Ｍ及びＣ転写ローラとしての転写ローラ２０Ｋ、２０Ｙ、２０Ｍ及び２０Ｃと、記録用紙６１の搬送を行う無端状のベルト部材としての搬送ベルト２４と、該搬送ベルト２４の回転に合わせて回転し、搬送ベルト２４の張りを一定に保つために図示されないスプリングで支持された従動ローラ２２及びベルト駆動ローラ２３と、搬送ベルト２４に当接して該搬送ベルト２４の表面をクリーニングするウレタンゴム等の弾性体から成るベルトブレード２９と、該ベルトブレード２９によって掻き取られた現像剤としてのトナーを回収するベルト廃トナーボックス３５と、内部にハロゲンランプ等の加熱部材としてのヒータ３８を備え、記録用紙６１を加熱及び加圧して記録用紙６１にトナーの定着を行う定着ローラ２６及び定着バックアップローラ２７を含む定着装置２５とが配設されている。
【００１６】
図１に示されるように、前記定着装置２５において、加圧部材としての定着バックアップローラ２７には、スプリング等から成る圧接用部材３７によって、定着部材としての定着ローラ２６に対して圧接され、変形部としてのニップ５８が形成されている。
【００１７】
なお、該ニップ５８は、定着ローラ２６及び定着バックアップローラ２７のうち、表面の硬度の低い方のローラの表面に発生する変形であって、表面の硬度の高い方のローラの外径に沿った形状の変形である。図に示される例では、定着バックアップローラ２７の表面の硬度が定着ローラ２６よりも低いものとするので、前記ニップ５８は、定着バックアップローラ２７の表面に発生している。
【００１８】
ここでは、定着バックアップローラ２７の表面層は、シリコンスポンジ等の材質から成り、定着ローラ２６の表面層は、鉄やアルミ等の芯金の表面にＰＦＡコーティングされたゴム層などの材質から成るものとする。また、前記ニップ５８の幅としてのニップ幅は、Ｂ（例えば、７〔ｍｍ〕）であるものとする。
【００１９】
そして、前記画像形成ユニット１２Ｋ、１２Ｙ、１２Ｍ及び１２Ｃは、それぞれ、像担持体としての感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ及び１４Ｃ、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの画像を印刷するための静電潜像を前記感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ及び１４Ｃの表面に形成する露光手段であるＫ、Ｙ、Ｍ及びＣヘッドとしてのＬＥＤヘッド１３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｍ及び１３Ｃ、前記感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ及び１４Ｃの表面に電気を供給して帯電させる帯電器であるＫ、Ｙ、Ｍ及びＣ帯電ローラとしての帯電ローラ１５Ｋ、１５Ｙ、１５Ｍ及び１５Ｃ、現像剤としてのトナーを静電潜像が形成された感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ及び１４Ｃの表面に搬送するＫ、Ｙ、Ｍ及びＣ現像ローラとしての現像ローラ１６Ｋ、１６Ｙ、１６Ｍ及び１６Ｃ、トナーを収容する現像剤収容体としてのトナータンク１７Ｋ、１７Ｙ、１７Ｍ及び１７Ｃ、前記現像ローラ１６Ｋ、１６Ｙ、１６Ｍ及び１６Ｃ上のトナーを規制してトナー薄層を形成する層形成部材としての現像ブレード１８Ｋ、１８Ｙ、１８Ｍ及び１８Ｃ、前記現像ローラ１６Ｋ、１６Ｙ、１６Ｍ及び１６Ｃにトナーを供給するＫ、Ｙ、Ｍ及びＣスポンジローラとしてのトナー供給用スポンジローラ１９Ｋ、１９Ｙ、１９Ｍ及び１９Ｃ、並びに、前記感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ及び１４Ｃの表面から残留トナーを除去するクリーニングブレード２１Ｋ、２１Ｙ、２１Ｍ及び２１Ｃを有する。
【００２０】
なお、前記画像形成ユニット１２Ｋ、１２Ｙ、１２Ｍ及び１２Ｃ、ＬＥＤヘッド１３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｍ及び１３Ｃ、感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ及び１４Ｃ、帯電ローラ１５Ｋ、１５Ｙ、１５Ｍ及び１５Ｃ、現像ローラ１６Ｋ、１６Ｙ、１６Ｍ及び１６Ｃ、現像ブレード１８Ｋ、１８Ｙ、１８Ｍ及び１８Ｃ、トナー供給用スポンジローラ１９Ｋ、１９Ｙ、１９Ｍ及び１９Ｃ、転写ローラ２０Ｋ、２０Ｙ、２０Ｍ及び２０Ｃ、並びに、クリーニングブレード２１Ｋ、２１Ｙ、２１Ｍ及び２１Ｃを統合的に説明する場合には、それぞれ、画像形成ユニット１２、ＬＥＤヘッド１３、感光体ドラム１４、帯電ローラ１５、現像ローラ１６、現像ブレード１８、トナー供給用スポンジローラ１９、転写ローラ２０及びクリーニングブレード２１として説明する。
【００２１】
さらに、前記画像形成装置１０の下部には、記録用紙６１を収納する給紙カセット６２と、該給紙カセット６２内に積層されて収納された記録用紙６１を１枚ずつ分離させて給紙するためのホッピングローラ６３とが配設されている。記録用紙６１はホッピングローラ６３によって給紙された後、スキュー取りなどを行うレジストローラ対６６ａ、６６ｂによって搬送経路６４に沿って搬送され、さらに、搬送ベルト２４によって各画像形成ユニット１２Ｋ、１２Ｙ、１２Ｍ及び１２Ｃを順次経由して搬送される。そして、記録用紙６１が定着装置２５を通過する際に、記録用紙６１上に転写されたトナーは、加圧及び加熱によって定着される。最後に、定着装置２５から排出された記録用紙６１は、搬送経路６４に沿って搬送され、排出ローラ対６７ａ、６７ｂによって排出されてスタッカ６８上に堆積される。さらに、記録用紙６１の搬送経路６４の各所には、記録用紙６１の存在を検出するための入口センサ３２ａ、書込みセンサ３２ｂ及び排出センサ３２ｃが配設されている。
【００２２】
なお、前記画像形成装置１０は、各ローラ等を回転させるためのモータ、記録用紙６１の最小間隔以下の距離で互いに配設された搬送経路６４上のローラ、搬送経路切り替え用のソレノイド等を備える。前記モータには、後述されるように、ベルト駆動ローラ２３を回転させるための搬送ベルトモータ５２と、定着ローラ２６及び定着バックアップローラ２７を駆動させる、すなわち、回転させるための定着モータ２８と、画像形成ユニット１２Ｋ、１２Ｙ、１２Ｍ及び１２Ｃの各部を回転させるためのそれぞれ独立したＫモータ４８Ｋ、Ｙモータ４８Ｙ、Ｍモータ４８Ｍ、Ｃモータ４８Ｃとが含まれる。さらに、前記画像形成装置１０は、装置内の温度を検出するための後述される温度センサ３２ｄ、濃度測定用の後述される濃度センサ３２ｅ等を備える。
【００２３】
次に、前記画像形成装置１０の制御システムの構成について説明する。
【００２４】
図３は本発明の実施の形態における画像形成装置の制御システムの構成を示すブロック図である。
【００２５】
図において、３０は、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、タイマ等を備え、上位装置から印刷データ及び制御コマンド受信して画像形成装置１０全体をシーケンス制御し、印刷動作を行う画像形成制御部である。また、該画像形成制御部３０は、各種の媒体としての記録用紙６１の設定をする印刷媒体設定部３０ａと、定着後の時間を計測する定着タイマ３０ｂと、定着後の待機状態を維持する時間を設定する待機時間設定部３０ｃと、定着装置２５の待機状態での温度を設定する待機温度設定部３０ｄと、定着装置２５の印刷動作時の温度を設定する目標温度設定部３０ｅと、待機状態において定着モータ２８の停止後から定着モータ２８を所定量回転させるまでの時間を設定する一次回転時間設定部３０ｆとを備える。
【００２６】
そして、４１は、外部のコンピュータ等の上位装置と通信を行い、該上位装置へプリンタ情報を送信するとともに、上位装置から入力されたコマンドを解析し、上位装置から受信したデータを処理するＩ／Ｆ制御部である。
【００２７】
また、４２は、上位装置から受信したデータを、前記Ｉ／Ｆ制御部４１の制御に基づいて、色毎に格納する受信メモリである。
【００２８】
さらに、３１は、画像形成装置１０の状態を表示するためのＬＥＤ、及び、画像形成装置１０へ操作者からの指示を与えるためのスイッチを備える操作部である。
【００２９】
さらに、３２は、各種センサであり、入口センサ３２ａ、書込みセンサ３２ｂ、排出センサ３２ｃ、装置内の温度を検出するための温度センサ３２ｄ、濃度測定用の濃度センサ３２ｅ等の複数のセンサを含むものである。各種センサ３２の出力は画像形成制御部３０へ入力されている。
【００３０】
また、４３は、Ｉ／Ｆ制御部４１を介して上位装置から入力された印刷データを画データとして編集するための画データ編集メモリである。該画データ編集メモリ４３は、受信メモリ４２に一時的に格納された印刷データを受け取り、画像形成制御部３０へ送信するために編集処理されたイメージデータを格納するメモリである。
【００３１】
４４は、帯電電圧制御部であり、画像形成制御部３０の指示によってＫ、Ｙ、Ｍ及びＣ帯電ローラとしての帯電ローラ１５Ｋ、１５Ｙ、１５Ｍ及び１５Ｃの各々に電圧を印加し、感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ及び１４Ｃの表面を帯電させるための制御を行う。
【００３２】
４５は、ヘッド制御部であり、画データ編集メモリ４３に格納されたイメージデータに従ってＫ、Ｙ、Ｍ及びＣヘッドとしてのＬＥＤヘッド１３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｍ及び１３Ｃの各々を作動させ、帯電された感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ及び１４Ｃの表面に光を照射して露光させるための制御を行う。
【００３３】
４６は、現像電圧制御部であり、画像形成制御部３０の指示によってＫ、Ｙ、Ｍ及びＣ現像ローラとしての現像ローラ１６Ｋ、１６Ｙ、１６Ｍ及び１６Ｃの各々に電圧を印加し、感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ及び１４Ｃの表面に形成された静電潜像にトナーを付着させるための現像電圧制御を行う。
【００３４】
４７は、転写電圧制御部であり、画像形成制御部３０の指示によってＫ、Ｙ、Ｍ及びＣ転写ローラとしての転写ローラ２０Ｋ、２０Ｙ、２０Ｍ及び２０Ｃの各々に電圧を印加し、感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ及び１４Ｃの表面に形成されたトナー像を記録用紙６１に転写するための転写電圧制御を行う。
【００３５】
４８は、画像形成駆動制御部であり、画像形成制御部３０の指示によってＫモータ４８Ｋ、Ｙモータ４８Ｙ、Ｍモータ４８Ｍ及びＣモータ４８Ｃの制御を行い、帯電ローラ１５Ｋ、１５Ｙ、１５Ｍ及び１５Ｃ並びに現像ローラ１６Ｋ、１６Ｙ、１６Ｍ及び１６Ｃの回転制御を行う。
【００３６】
４９は、記録用紙６１に転写されたトナー像を定着するための定着制御部であり、画像形成制御部３０の指示を受けて、定着装置２５に内蔵されたヒータ３８へ電圧を印加するための制御を行う。また、定着装置２５の温度を測定するためのサーミスタ３４からの検出温度を受けて、ヒータ３８をオン・オフ制御する。そして、前記定着装置２５が所定温度に上昇したときに、定着モータ２８を制御して定着ローラ２６及び定着バックアップローラ２７を駆動させる。つまり、前記定着制御部４９は、画像形成制御部３０とともに、定着装置２５の動作を制御する定着装置制御部として機能する。
【００３７】
５１は、記録用紙６１を搬送する搬送ベルト２４を駆動するための搬送ベルト駆動制御部であり、画像形成制御部３０の指示を受けて、搬送ベルト２４を回転させるためのベルト駆動ローラ２３を駆動する搬送ベルトモータ５２の制御を行う。
【００３８】
５４は、記録用紙６１を給紙カセット６２から搬送ベルト２４の位置にまで給紙・搬送するための給紙・搬送駆動制御部であり、画像形成制御部３０の指示を受けて、ホッピングローラ６３及びレジストローラ対６６ａ、６６ｂを駆動する給紙モータ５５及び搬送モータ５６の制御を行う。
【００３９】
次に、前記構成の画像形成装置１０の動作について説明する。まず、記録用紙６１に印刷を行う基本的な動作について説明する。
【００４０】
まず、画像形成制御部３０は、Ｉ／Ｆ制御部４１を介して、上位装置が送信した制御コマンド及び印刷データを受信する。そして、上位装置から印刷指示を受けると、画像形成制御部３０は、給紙・搬送駆動制御部５４に所定の搬送速度を指示し、給紙ローラとしてのホッピングローラ６３を回転させる。これにより、給紙カセット６２内に積層されて収納された記録用紙６１は、１枚ずつ分離されて給紙され、搬送ローラとしてのレジストローラ対６６ａ、６６ｂにまで送られる。なお、入口センサ３２ａは、ホッピングローラ６３が給紙を正常に行ったか否かを検出し、正常に行わなかった場合には、ホッピングローラ６３に再度給紙動作を行わせるために配設されている。
【００４１】
そして、レジストローラ対６６ａ、６６ｂにまで送られた記録用紙６１は、レジストローラ対６６ａ、６６ｂによって、画像形成ユニット１２Ｋ、１２Ｙ、１２Ｍ及び１２Ｃに送られる。なお、画像形成ユニット１２Ｋ、１２Ｙ、１２Ｍ及び１２Ｃは、給紙開始とほぼ同時に、各ローラの回転を開始する。
【００４２】
このとき、帯電ローラ１５Ｋ、１５Ｙ、１５Ｍ及び１５Ｃには、画像形成制御部３０が帯電電圧制御部４４に指示した負電圧（約−１０００〔Ｖ〕）が印加され、感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ及び１４Ｃの表面を帯電させる。
【００４３】
そして、トナータンク１７Ｋ、１７Ｙ、１７Ｍ及び１７Ｃからは、印刷に用いるトナーが、トナー供給用スポンジローラ１９Ｋ、１９Ｙ、１９Ｍ及び１９Ｃを介して、現像ローラ１６Ｋ、１６Ｙ、１６Ｍ及び１６Ｃに供給される。現像ローラ１６Ｋ、１６Ｙ、１６Ｍ及び１６Ｃの表面に付着したトナーは、現像ブレード１８Ｋ、１８Ｙ、１８Ｍ及び１８Ｃによって、摩擦帯電される。
【００４４】
また、感光体ドラム１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ及び１４Ｃの回転開始に伴ってベルト駆動ローラ２３が回転し、これにより、搬送ベルト２４が回転を開始する。
【００４５】
記録用紙６１がレジストローラ対６６ａ、６６ｂによって更に搬送されると、書込みセンサ３２ｂが記録用紙６１の先端を検出して、オンになる。書込みセンサ３２ｂによる記録用紙６１の先端の検出から一定時間後に、ＬＥＤヘッド１３Ｋが露光を開始し、静電潜像が感光体ドラム１４Ｋ上に形成される。前記静電潜像が現像ローラ１６Ｋによって現像されることにより、トナー像が感光体ドラム１４Ｋ上に形成される。そして、記録用紙６１が感光体ドラム１４Ｋと転写ローラ２０Ｋとの間に到達すると、該転写ローラ２０Ｋに正電圧（約＋３０００〔Ｖ〕）が印加され、これにより、感光体ドラム１４Ｋ上のトナーが記録用紙６１の側に引き寄せられるので、トナー像の記録用紙６１への転写が行われる。
【００４６】
続いて、ブラック以外の色、すなわち、イエロー、マゼンタ及びシアンのトナー像についても、順次、露光、現像及び転写が行われる。
【００４７】
そして、各色のトナー像の記録用紙６１への転写が終了すると、該記録用紙６１は定着装置２５に送られる。該定着装置２５において、記録用紙６１は、定着ローラ２６と定着バックアップローラ２７との間を通過することによって、加熱及び加圧される。これにより、トナー像が記録用紙６１に定着する。定着装置２５から排出された記録用紙６１の先端は、ジャム監視兼定着後の媒体長さ検出用の排出センサ３２ｃによって検出される。その後、記録用紙６１は、搬送経路６４に沿って搬送され、排出ローラ対６７ａ、６７ｂによって排出されてスタッカ６８上に堆積される。
【００４８】
このような一連の動作によって、印刷動作が完了する。
【００４９】
次に、前記構成の定着装置２５の動作について詳細に説明する。
【００５０】
図４は本発明の実施の形態における定着装置の動作を示すタイムチャートである。
【００５１】
画像形成制御部３０は、上位装置から印刷指示を受けると、ヒータ３８による加熱温度、すなわち、サーミスタ３４が検出した温度が目標温度Ｔ１（例えば、１８０〔℃〕）以下であるか否かを判断し、目標温度Ｔ１以下である場合には、前記温度が目標温度Ｔ１になるように、ヒータ３８をオン・オフ制御する。
【００５２】
続いて、画像形成制御部３０は、サーミスタ３４が検出した温度が上昇して所定温度（モータ回転開始温度：例えば、１００〔℃〕）になると、定着モータ２８の回転を開始させ、定着ローラ２６及び定着バックアップローラ２７を回転（駆動）させる。すると、搬送経路６４の上流側に配設された画像形成ユニット１２から搬送されてきた記録用紙６１の先端が定着ローラ２６と定着バックアップローラ２７とのニップ５８の近傍に到達するまでにサーミスタ３４が検出した温度は、目標温度Ｔ１に到達する。そして、前記記録用紙６１は、定着ローラ２６と定着バックアップローラ２７との間を通過することによって、加熱及び加圧される。これにより、トナー像が記録用紙６１に定着する。なお、該記録用紙６１が定着ローラ２６と定着バックアップローラ２７との間を通過する際、画像形成制御部３０は、ヒータ３８をオン・オフ制御する。
【００５３】
続いて、前記記録用紙６１が排出ローラ対６７ａ、６７ｂによってスタッカ６８に排出されると、画像形成制御部３０は、定着モータ２８の回転を停止させる。該定着モータ２８の停止後の経過時間は、定着タイマ３０ｂによって計測される。また、画像形成制御部３０は、サーミスタ３４が検出した温度が待機温度Ｔ２（例えば、１７０〔℃〕）になるように、ヒータ３８をオン・オフ制御する。具体的には、画像形成制御部３０は、定着タイマ３０ｂによって計測される経過時間が待機時間設定部３０ｃによって設定された待機時間Ｈ内である場合は、サーミスタ３４が検出した温度が待機温度Ｔ２を維持するように、ヒータ３８をオン・オフ制御する。なお、前記待機温度Ｔ２は、待機温度設定部３０ｄによって設定される。
【００５４】
続いて、定着タイマ３０ｂによって計測される経過時間が待機時間Ｈを経過すると、画像形成制御部３０は、ヒータ３８をオフ制御して、節電状態としての消費電力モードに移行する。なお、待機時間Ｈは任意に設定することが可能であり、例えば、画像形成装置１０の主電源がオンである場合は、常に、サーミスタ３４が検出した温度が待機温度Ｔ２を維持するように、設定することも可能である。
【００５５】
また、サーミスタ３４が検出した温度が待機温度Ｔ２を維持するようにヒータ３８をオン・オフ制御している待機時間Ｈ内に、上位装置から印刷指示を受けることがなく、定着タイマ３０ｂによって計測される経過時間が一次回転時間設定部３０ｆによって設定された所定時間としての一定時間Ｈ１（例えば、２時間）を経過した場合、画像形成制御部３０は、定着モータ２８を一定量だけ回転させる。その後、更に上位装置から印刷指示を受けることがなく、定着タイマ３０ｂによって計測される経過時間が前記一定時間Ｈ１を再度経過すると、画像形成制御部３０は、定着モータ２８を再度一定量だけ回転させる。以降、前記待機時間Ｈ内に上位装置から印刷指示を受けることがない場合、画像形成制御部３０は、一定時間Ｈ１を経過する毎に定着モータ２８を一定量だけ回転させる動作を繰り返す。
【００５６】
次に、前記定着モータ２８を回転させる一定量について説明する。
【００５７】
図５は本発明の実施の形態におけるニップ痕が発生した定着バックアップローラの形状を示す断面図、図６は本発明の実施の形態における定着バックアップローラの表面の位置と変形量との関係を示す第１のグラフ、図７は本発明の実施の形態におけるニップ痕の発生が防止された定着バックアップローラの形状を示す断面図、図８は本発明の実施の形態における定着バックアップローラの表面の位置と変形量との関係を示す第２のグラフである。
【００５８】
前述のように、定着バックアップローラ２７には、図１に示されるようなニップ５８が形成されている。そして、該ニップ５８の幅であるニップ幅Ｂは、例えば、７〔ｍｍ〕である。
【００５９】
そのため、一定時間Ｈ１を経過する毎に定着モータ２８を一定量だけ回転させる動作によって駆動、すなわち、回転する定着ローラ２６及び定着バックアップローラ２７の表面の周方向の駆動量、すなわち、移動量をニップ幅Ｂ以上の量にした場合、例えば、１２〔ｍｍ〕にした場合、定着モータ２８を前記一定量だけ回転させると、定着バックアップローラ２７の表面は、前記ニップ５８を越えて移動することになる。そして、一定時間Ｈ１を経過する毎に定着モータ２８を一定量だけ回転させる動作が繰り返されると、定着バックアップローラ２７の表面は、前記ニップ５８を越えて移動する動作を繰り返すことになる。
【００６０】
そのため、長時間に亘って上位装置から印刷指示を受けることがなく、一定時間Ｈ１を経過する毎に定着モータ２８を一定量だけ回転させる動作が繰り返されると、定着バックアップローラ２７の表面には、図５に示されるように、ニップ痕として、ニップ５８の形状とほぼ同一の凹部５８ａが複数発生する。なお、隣接する凹部５８ａ同士の間には凸部５７が形成される。つまり、定着バックアップローラ２７の表面には、凹部５８ａと凸部５７とが交互に連続するような変形が発生する。
【００６１】
この場合、定着バックアップローラ２７の表面の変形量は、図６に示されるように変化する。なお、図６において、横軸は定着バックアップローラ２７の表面の位置を回転角度で表し、縦軸は定着バックアップローラ２７の表面の変形量〔μｍ〕を表している。図６に示される例では、定着バックアップローラ２７の表面が、±１５０〔μｍ〕程度も変形していることが分かる。
【００６２】
これに対し、一定時間Ｈ１を経過する毎に定着モータ２８を一定量だけ回転させる動作によって回転する定着ローラ２６及び定着バックアップローラ２７の表面の周方向の移動量をニップ幅Ｂ以下の量にした場合、例えば、４〔ｍｍ〕にした場合、定着モータ２８を前記一定量だけ回転させても、定着バックアップローラ２７の表面は、前記ニップ５８を越えて移動することがない。つまり、定着モータ２８を前記一定量だけ回転させると、新たなニップ５８の端部は、前回のニップ５８の途中に位置することになる。
【００６３】
したがって、長時間に亘って上位装置から印刷指示を受けることがなく、一定時間Ｈ１を経過する毎に定着モータ２８を一定量だけ回転させる動作が繰り返されても、定着バックアップローラ２７の表面には、図７に示されるように、凹部５８ａや凸部５７のような大きな凹凸の連続が形成されることがなく、ニップ痕の発生が防止される。
【００６４】
この場合、定着バックアップローラ２７の表面の変形量は、図８に示されるように変化する。なお、図８において、横軸は定着バックアップローラ２７の表面の位置を回転角度で表し、縦軸は定着バックアップローラ２７の表面の変形量〔μｍ〕を表している。図８に示される例では、定着バックアップローラ２７の表面が、±５０〔μｍ〕以内でしか変形していないことが分かる。
【００６５】
このように、一定時間Ｈ１を経過する毎に定着モータ２８を一定量だけ回転させる動作によって回転する定着ローラ２６及び定着バックアップローラ２７の表面の周方向の移動量をニップ幅Ｂ以下の量にすることによって、定着バックアップローラ２７の表面にニップ痕が発生することを防止することができる。
【００６６】
次に、前記画像形成装置１０が待機状態にある場合の各種設定について説明する。
【００６７】
図９は本発明の実施の形態における記録用紙の種類に対応する待機温度及び一定時間の設定例を示す表、図１０は本発明の実施の形態における定着バックアップローラの表面の変形量と放置時間との関係を示すグラフである。
【００６８】
待機温度設定部３０ｄは、印刷媒体設定部３０ａによって設定された記録用紙６１の種類に応じて、異なる温度を待機温度Ｔ２として設定する。また、一次回転時間設定部３０ｆは、印刷媒体設定部３０ａによって設定された定着の対象としての記録用紙６１の種類に応じて、異なる時間を一定時間Ｈ１として設定する。
【００６９】
本実施の形態においては、図９に示されるように、印刷媒体設定部３０ａによって設定された３種類の記録用紙６１、すなわち、媒体ａ、媒体ｂ及び媒体ｃのそれぞれについて、待機温度設定部３０ｄは３種類の待機温度Ｔ２、すなわち、１７０〔℃〕、１６０〔℃〕及び１５０〔℃〕を設定し、また、一次回転時間設定部３０ｆは３種類の一定時間Ｈ１、すなわち、２時間、５時間及び１０時間を設定するものとする。なお、３種類の記録用紙６１のうちで、媒体ａが最も厚さが厚く、媒体ｃが最も厚さが薄くなっている。そのため、待機温度設定部３０ｄは、記録用紙６１の厚さが厚い程待機温度Ｔ２を高く設定していると言える。また、一次回転時間設定部３０ｆは記録用紙６１の厚さが厚い程一定時間Ｈ１を短く設定していると言える。
【００７０】
図１０に示されるように、待機温度Ｔ２に応じて、定着バックアップローラ２７の表面の変形量が相違する。図１０において、横軸は定着バックアップローラ２７を待機状態、すなわち、定着モータ２８を一定量だけ回転させる動作を行わない状態で放置する放置時間を表し、縦軸は定着バックアップローラ２７の表面の変形量〔μｍ〕を表している。
【００７１】
そして、図１０には、前記３種類の待機温度Ｔ２での定着バックアップローラ２７の表面の変形量の比較が示されており、菱形印◇を含む実線は、待機温度Ｔ２が１７０〔℃〕の場合の待機状態での変形量を示し、四角印□を含む実線は、待機温度Ｔ２が１６０〔℃〕の場合の待機状態での変形量を示し、三角印△を含む実線は、待機温度Ｔ２が１５０〔℃〕の場合の待機状態での変形量を示している。なお、破線は、媒体ａに対応する設定、すなわち、待機温度Ｔ２が１７０〔℃〕、一定時間Ｈ１が２時間の設定で、一定時間Ｈ１毎に定着モータ２８を一定量だけ回転させる動作を行ったときの変形量を示している。
【００７２】
図１０に示される実線から分かるように、定着バックアップローラ２７を待機状態、すなわち、定着モータ２８を一定量だけ回転させる動作を行わない状態で放置する場合、放置時間の増加に伴い、定着バックアップローラ２７の表面の変形量が増加する。そして、待機温度Ｔ２が低いほど、定着バックアップローラ２７の表面の変形量が少ない。
【００７３】
また、図１０に示される破線から分かるように、一定時間Ｈ１毎に定着モータ２８を一定量だけ回転させる動作を行ったときには、２時間毎に定着ローラ２６及び定着バックアップローラ２７の表面がニップ幅Ｂ以下の移動量だけ周方向に移動するので、定着バックアップローラ２７の表面の変形量が増加しない。
【００７４】
なお、記録用紙６１の種類が媒体ｂである場合、待機温度Ｔ２が媒体ａの場合よりも低いので、一次回転時間設定部３０ｆによって設定された一定時間Ｈ１が媒体ａの場合より長くても、定着バックアップローラ２７の表面の変形量は、媒体ａの場合と同等になる。さらに、記録用紙６１の種類が媒体ｃである場合、待機温度Ｔ２が媒体ａの場合よりも更に低いので、一次回転時間設定部３０ｆによって設定された一定時間Ｈ１が媒体ａの場合より更に長くても、定着バックアップローラ２７の表面の変形量は、媒体ａの場合と同等になる。
【００７５】
このように、待機温度設定部３０ｄによって設定される待機温度Ｔ２に応じて、一次回転時間設定部３０ｆによって設定される一定時間Ｈ１を変更することにより、定着モータ２８を余計に回転させる必要がなくなり、消費電力や動作音（騒音）の発生回数を低減することができる。
【００７６】
次に、待機時間設定部３０ｃによって待機時間Ｈが設定された場合の動作について説明する。
【００７７】
本実施の形態において、待機時間設定部３０ｃは、待機時間Ｈとして任意の時間を設定することができる。また、画像形成装置１０の主電源がオンになっているときには、常に、待機温度Ｔ２を維持するような設定も、可能となっている。そこで、上記の設定の場合、上位装置からの印刷指示がない限り、図９に示されるような設定に従って、一定時間Ｈ１毎に定着モータ２８を一定量だけ回転させる動作が行われる。
【００７８】
これに対し、待機時間設定部３０ｃによって設定される待機時間Ｈを５時間とし、かつ、図９に示される媒体ａに対応する設定とした場合、一次回転時間設定部３０ｆによって設定された一定時間Ｈ１が２時間であるから、待機状態になってから２時間後及び４時間後に、画像形成制御部３０は、定着モータ２８を一定量だけ回転させ、定着ローラ２６及び定着バックアップローラ２７の表面をニップ幅Ｂ以下の移動量だけ周方向に移動させる。その後、待機時間Ｈ（５時間）に到達すると、ヒータ３８がオフ制御される消費電力モードに移行する直前に、再度、画像形成制御部３０は、定着モータ２８を一定量だけ回転させ、定着ローラ２６及び定着バックアップローラ２７の表面をニップ幅Ｂ以下の移動量だけ周方向に移動させる。
【００７９】
そして、消費電力モードに移行すると、ヒータ３８がオフ制御されるので、上位装置から印刷指示を受けない限り、サーミスタ３４が検出する定着装置２５の温度は室温にまで低下する。画像形成制御部３０は、消費電力モードに移行すると同時に、定着モータ２８を一定量回転させる動作を停止する。
【００８０】
このように、本実施の形態においては、待機時間設定部３０ｃによって待機時間Ｈが設定された場合には、図９に示される設定のいずれであっても、待機状態になってから待機時間Ｈが経過すると、消費電力モードに移行する直前に、定着モータ２８を一定量回転させる動作が行われる。したがって、定着装置２５の温度が低下する消費電力モードに移行しても、その直前に、定着ローラ２６及び定着バックアップローラ２７の表面をニップ幅Ｂ以下の移動量だけ周方向に移動させているので、ニップ痕の発生を防止することができる。
【００８１】
なお、本実施の形態においては、印刷媒体設定部３０ａによって設定され記録用紙６１の種類が媒体ａ、媒体ｂ及び媒体ｃの３種類である場合について説明したが、記録用紙６１の種類は、これに限定されるものでなく、印刷媒体設定部３０ａは、任意の種類の記録用紙６１について設定することが可能である。また、定着装置２５が、内部にヒータ３８を備える定着ローラ２６及び定着バックアップローラ２７を含む構成のものである場合について説明したが、定着装置２５は、面状ヒータと、定着ベルトと、加圧ローラとを含む構成のものであって、加圧ローラの表面にニップ５８が形成されるものであってもよい。さらに、画像形成ユニット１２Ｋ、１２Ｙ、１２Ｍ及び１２Ｃの各部を回転させるために、それぞれ独立したＫモータ４８Ｋ、Ｙモータ４８Ｙ、Ｍモータ４８Ｍ、Ｃモータ４８Ｃを使用する場合について説明したが、画像形成ユニット１２Ｋ、１２Ｙ、１２Ｍ及び１２Ｃの各部を回転させるための駆動手段はこれに限定されるものでなく、例えば、１つのモータによって画像形成ユニット１２Ｋ、１２Ｙ、１２Ｍ及び１２Ｃの各部を回転させることもできる。さらに、画像形成装置１０が４色の各々に対応する画像形成ユニット１２Ｋ、１２Ｙ、１２Ｍ及び１２Ｃを備えるものである場合について説明したが、画像形成装置１０は、ブラック等の単色に対応する１つの画像形成ユニット１２のみを備えるものであってもよい。さらに、露光手段がＬＥＤヘッド１３である場合について説明したが、露光手段は、レーザ発生装置とポリゴンミラーとを含むレーザ露光ユニットであってもよい。さらに、画像形成装置１０がトナー像を記録用紙６１に直接転写するタイプのものである場合について説明したが、トナー像を、中間転写ベルトを介して、記録用紙６１に直接転写するタイプのものであってもよい。
【００８２】
このように、本実施の形態においては、待機状態のときは、一次回転時間設定部３０ｆによって設定された一定時間Ｈ１が経過する毎に、定着モータ２８を一定量だけ回転させ、定着ローラ２６及び定着バックアップローラ２７の表面をニップ幅Ｂ以下の移動量だけ周方向に移動させるようになっている。これにより、定着バックアップローラ２７の表面の変形を防止することができ、該変形による異音の発生や回転負荷の増加を防止することができる。
【００８３】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は、定着装置及び画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００８５】
１０    画像形成装置
２５    定着装置
２６    定着ローラ
２７    定着バックアップローラ
３０    画像形成制御部
３８    ヒータ
４９    定着制御部
５８    ニップ
６１    記録用紙
【図１】
2017116635.tif 000003
【図２】
2017116635.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2017116635.tif 000008
【図７】
2017116635.tif 000009
【図８】
2017116635.tif 000010
【図９】
2017116635.tif 000011
【図１０】
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