(57)【要約】【課題】画像形成装置において、ウォームアップ動作に際し、給紙動作に先立って行われる感光体ドラムの駆動開始のタイミングを最適化して、感光体ドラムの無駄な回転および消耗を抑える。【解決手段】画像形成装置１のプリンタコントローラ８０は、画像形成命令を受けるとヒートローラ２３のヒータ２７に対して通電制御を行う。また、ヒートローラ２３の外表面温度Ｔを検知し、当該温度の経時的な変化を捉える。そして、ヒートローラ２３の外表面温度Ｔが上昇傾向にあり、かつ閾値Ｔｍ以上となると、メインモータ１０を駆動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体ドラムを具備し、記録用紙上にトナー画像を形成する画像形成ユニットと、該画像形成ユニットによりトナー画像が形成された記録用紙に加熱加圧処理を施して、トナー画像を記録用紙に定着させる定着装置と、前記感光体ドラムを回転駆動するための駆動機構と、前記画像形成ユニット、定着装置および駆動機構を制御する制御部とを備える画像形成装置であって、
前記定着装置は、記録用紙に加熱加圧処理を施すニップ部を構成するヒートローラおよびプレスローラと、ニップ部を加熱するヒータと、該ヒートローラの外表面温度を検知する温度センサとを備え、
前記制御部は、画像形成命令を受けると前記ヒータに対して通電制御を行うとともに、前記温度センサによる検出値が上昇傾向にあり、かつ予め設定された所定の閾値以上となると、前記駆動機構を駆動させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記駆動機構は、メインモータと、該メインモータの駆動力を感光体ドラムに伝達する動力伝達機構とを含み、
前記メインモータが駆動されると、感光体ドラムが回転駆動されるようになっており、
前記制御部は、前記温度センサによる検出値が上昇傾向にあり、かつ予め設定された所定の閾値以上となると、前記メインモータを駆動させる請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
感光体ドラムを具備し、記録用紙上にトナー画像を形成する画像形成ユニットと、該画像形成ユニットによりトナー画像が形成された記録用紙に加熱加圧処理を施して、トナー画像を記録用紙に定着させる定着装置と、前記感光体ドラムを駆動するためのモータと、前記画像形成ユニット、定着装置およびモータを制御する制御部とを備える画像形成装置の制御方法であって、
前記定着装置は、記録用紙に加熱加圧処理を施すニップ部を構成するヒートローラおよびプレスローラと、ニップ部を加熱するヒータと、ヒートローラの外表面温度を検知する温度センサとを有し、
画像形成命令を受けると、前記ヒータを通電制御するとともに、前記温度センサによる検出値を得る第１の温度検出工程と、
前記第１の温度検出工程後、所定時間が経過すると、再び前記温度センサによる検出値を得る第２の温度検出工程と、
前記第１の温度検出工程と前記第２の温度検出工程との検出結果から、前記ヒートローラの外表面温度が上昇傾向にあるか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程において前記ヒートローラの外表面温度が上昇傾向にあり、かつ予め設定された所定のモータ駆動開始温度以上となると、前記モータを駆動させることを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置およびその制御方法に関し、ウォームアップ動作における感光体ドラムの無駄な回転を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置における重要な課題の一つに、待機状態から画像形成命令を受けてから、１枚目の記録用紙に対する画像形成動作を開始するまでに要する時間（以下、これをウォームアップ時間と記す）の短縮化を挙げることができる。ウォームアップ時間は、画像形成装置を構成する各装置の準備動作に要する時間に大きく左右され、とくにヒートローラとプレスローラとで構成される定着装置のニップ部の加熱に時間が掛かる。すなわち、画像形成処理に先立って、ニップ部の温度を所定の定着温度以上に昇温させる必要があり、このニップ部の昇温に時間が掛かっていた。
【０００３】
ニップ部の昇温時間の短縮化を図る技術には、各種のものがあり、例えば特許文献１では、第１温度、第２温度および第３温度の三つのヒータ駆動開始温度を備え、画像形成命令を受けたときのヒートローラの外表面温度に応じて、これらヒータ駆動開始温度のいずれか一つを選択するようにしている。これによれば、ヒートローラの加熱状態に対応した最適なタイミングで、ヒータに対する通電制御、或いはヒートローラの駆動制御を行うことができるので、ニップ部の昇温時間を短縮化できる。特許文献２に係る画像形成装置では、画像形成命令を受けたときのヒートローラの外表面温度に基づいて、ヒートローラの回転タイミングを最適化するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１６３７５８号公報
【特許文献２】特開平９−１７９４３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１、２の問題は、画像形成命令を受けた時のヒートローラの外表面温度のみに基づいて、一律にヒータ通電等を制御しているため、当該外表面温度が下降傾向にある場合には、ニップ部の昇温に時間が掛かり、給紙タイミングが遅れることにある。つまり、画像形成命令を受けた時の外表面温度が所定の閾値以上であって、ニップ部の加熱に長時間が掛からないと判断した場合でも、当該外表面温度が下降傾向にある場合には、当該温度が実際に上昇するまでにはタイムラグがあり、これが給紙タイミングを規定する給紙温度に達するまでには時間が掛かる。このため、ヒータの通電時間やヒートローラに駆動力を与えるモータの駆動時間が長くなり、結果として画像形成装置の消費電力の増加を招いていた。また、感光体ドラムや現像ローラ等が、モータの駆動力を受けてダイレクトに回転駆動される構成が採られる場合には、モータの駆動時間が長くなると、これら感光体ドラム等の消耗が大きくなる。このことは、感光体ドラムを有するドラムユニット、或いは現像ローラを有する現像器等の消耗品の寿命が短くなることを意味し、結果としてユーザが負担するランニングコストの増加を招いていた。
【０００６】
本発明は、以上のような従来の画像形成装置の抱える問題を解決するためになされたものであり、ウォームアップ動作に際して、給紙動作に先立って行われる感光体ドラムの駆動開始のタイミングをより最適化することにより、該感光体ドラムの無駄な回転および消耗を抑えて、ランニングコストの低減化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、感光体ドラムを具備し、記録用紙上にトナー画像を形成する画像形成ユニットと、該画像形成ユニットによりトナー画像が形成された記録用紙に加熱加圧処理を施して、トナー画像を記録用紙に定着させる定着装置と、前記感光体ドラムを回転駆動するための駆動機構と、前記画像形成ユニット、定着装置および駆動機構を制御する制御部とを備える画像形成装置を対象とする。前記定着装置は、記録用紙に加熱加圧処理を施すニップ部を構成するヒートローラおよびプレスローラと、ニップ部を加熱するヒータと、該ヒートローラの外表面温度を検知する温度センサとを備える。そして前記制御部は、画像形成命令を受けると前記ヒータに対して通電制御を行うとともに、前記温度センサによる検出値が上昇傾向にあり、かつ予め設定された所定の閾値以上となると、前記駆動機構を駆動させることを特徴とする。
【０００８】
具体的には、前記駆動機構は、メインモータと、該メインモータの駆動力を感光体ドラムに伝達する動力伝達機構とを含み、前記メインモータが駆動されると、感光体ドラムが回転駆動されるようになっており、前記制御部は、前記温度センサによる検出値が上昇傾向にあり、かつ予め設定された所定の閾値以上となると、前記メインモータを駆動させる。
【０００９】
また本発明は、感光体ドラムを具備し、記録用紙上にトナー画像を形成する画像形成ユニットと、該画像形成ユニットによりトナー画像が形成された記録用紙に加熱加圧処理を施して、トナー画像を記録用紙に定着させる定着装置と、前記感光体ドラムを駆動するためのモータと、前記画像形成ユニット、定着装置およびモータを制御する制御部とを備える画像形成装置の制御方法を対象とする。前記定着装置は、記録用紙に加熱加圧処理を施すニップ部を構成するヒートローラおよびプレスローラと、ニップ部を加熱するヒータと、ヒートローラの外表面温度を検知する温度センサとを有する。画像形成命令を受けると、前記ヒータを通電制御するとともに、前記温度センサによる検出値を得る第１の温度検出工程と、前記第１の温度検出工程後、所定時間が経過すると、再び前記温度センサによる検出値を得る第２の温度検出工程と、前記第１の温度検出工程と前記第２の温度検出工程との検出結果から、前記ヒートローラの外表面温度が上昇傾向にあるか否かを判定する判定工程と、前記判定工程において前記ヒートローラの外表面温度が上昇傾向にあり、かつ予め設定された所定のモータ駆動開始温度以上となると、前記モータを駆動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明においては、画像形成命令を受けるとヒータに対して通電制御を行うとともに、ヒートローラの外表面温度が上昇傾向にあり、かつ予め設定された所定の閾値以上となると、駆動機構を駆動させて、感光体ドラムを回転駆動させるようにした。つまり、画像形成命令を受けたときにヒートローラの外表面温度が次第に低下していく下降傾向にあるときには、該温度が所定の閾値以上であっても、直ぐには駆動機構を駆動せず、ヒートローラの外表面温度が上昇傾向に転じたのを確認してから、駆動機構を駆動させるようにした。そして、画像形成命令を受けたときにヒートローラの外表面温度が上昇傾向にあり、かつ該外表面温度が閾値以上となったとき、或いは画像形成命令を受けてから該外表面温度が下降傾向から上昇傾向に転じ、かつ該外表面温度が閾値以上となったときには、駆動機構を駆動するようにした。
【００１１】
以上のような制御形態によれば、ヒートローラの外表面温度が実際に昇温するまでのタイムラグにより、該外表面温度が上昇を始めない状態のうちから、感光体ドラムの駆動が開始されることを防ぐことができる。従って、感光体ドラムが無駄に回転駆動されることを防いで、その消耗を抑えることができるので、感光体ドラムの長寿命化を図って、ドラムユニット等の交換メンテナンスの手間を減らすができる。ドラムユニット等の長寿命化を図ることができるので、ランニングコストを低減できる利点もある。ウォームアップ時における感光体ドラムの回転時間が無駄に長時間化することがなく、画像形成装置の消費電力量を抑えることもできる。
【００１２】
駆動機構が、メインモータと、該メインモータの駆動力を感光体ドラムに伝達する動力伝達機構とを含むものとであり、温度センサによる検出値が上昇傾向にあり、かつ予め設定された所定の閾値以上となると、メインモータを駆動させるものとできる。これによれば、メインモータの駆動時間の短縮化を図ることができるので、画像形成装置の消費電力量を効果的に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１から図４に、本発明に係る画像形成装置およびその制御方法を、コピー機能とファクシミリ機能とを備えた複合機に適用した実施形態を示す。図２において複合機１は、堆積状の記録用紙（以下、単に用紙と記す）７０が載置される給紙カセット２と、給紙カセット２から送られてきた用紙７０に対して画像形成を行う画像記録部３と、画像記録部３の上方に配置された画像読取部４とを含む。画像読取部４の上面には、各種操作ボタンを有する操作パネル５と、自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）６が設けられている。複合機１の内部には、給紙カセット２から画像記録部３を経て排紙部７に至る用紙搬送路（以下、単に搬送路と記す）８が形成されている。複合機１は、図１に示すように、画像記録部３における画像形成動作の制御を担うプリンタコントローラ（制御部：以下、単にコントローラと記す）８０と、複合機１の全体の制御を担う中央制御部（ＭＰＵ）９０とにより制御される。
【００１４】
コピー動作等に伴う画像形成に際しては、給紙カセット２の上端部に配置された給紙ローラ９が回転駆動し、用紙７０が搬送路８に１枚ずつ繰り出される。図１に示すように給紙ローラ９は、画像記録部３の各部の駆動源となるメインモータ１０からの駆動力を受けて回転駆動される。より詳しくは、メインモータ１０と給紙ローラ９との間には、給紙クラッチ１１を含む動力伝達経路が設けられており、該給紙クラッチ１１がオン操作されたときに、給紙ローラ９は回転駆動される。また、図２に示すように、搬送路８における給紙ローラ９と画像記録部３との間には、画像記録部３への給紙タイミングを制御するレジストローラ対１２が設けられている。
【００１５】
画像記録部３は、用紙７０上にトナー画像を形成する画像形成ユニット１３と、画像形成ユニット１３によってトナー画像が形成された用紙７０に加熱加圧処理を施して、トナー画像を用紙７０に定着させる定着装置１４とを備えている。画像形成ユニット１３は、用紙７０に接触してトナー画像を転写する横置きの円柱形状の感光体ドラム（以下、単にドラムと記す）１５を具備する。ドラム１５の周囲には、ドラム１５を帯電させる帯電器１６と、プリントヘッド１７と、トナーカートリッジ２２の現像ローラ１８と、トナー画像を用紙７０に転写させるための転写ローラ１９と、クリーニング部２０とが設けられている。現像ローラ１８には、供給ローラ２１を介してトナーカートリッジ２２からトナーが供給される。ドラム１５は、ギア等からなる動力伝達機構を介してメインモータ１０に連結されており、該メインモータ１０の駆動力を受けて回転駆動される。本発明における駆動機構は、これら動力伝達機構とメインモータ１０とで構成される。
【００１６】
定着装置１４は、ヒートローラ２３とプレスローラ２４とを主要構成要素とするものであり、両ローラ２３・２４の間に、用紙７０に加熱加圧処理を施すニップ部２５を備える。ヒートローラ２３は、熱伝導率が高いアルミニウム等の金属を中空円筒状に成形したローラ芯の外周面に、トナーの剥離性向上を目的としてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）によるコーティング処理を施してなる。ヒートローラ２３は、ニップ部２５の加熱要素としてヒータ２７が内蔵されている。ヒータ２７は、ヒートローラ２３の軸方向に伸びる、長尺な棒状の管体内にフィラメントを封入してなるハロゲンランプで構成される。プレスローラ２４は、不図示の圧縮ばねによりヒートローラ２３に圧接されており、ヒートローラ２３の駆動回転に応じて従動回転される。搬送路８の終端には、排紙部７への用紙７０の排出動作を担う排出ローラ対２８が配されている。定着装置１４には、ニップ部２５に係るヒートローラ２３の外表面温度を検出するための温度センサ２９が設けられている。
【００１７】
図１に示すように、ＭＰＵ９０に至るシステムバス３１には、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）３２、画像読取部４を構成するスキャナ３３、操作部３４、データ変換回路（ＣＯＤＥＣ）３５が接続されている。また、システムバス３１には、記憶部３６、ネットワークコントロールユニット（ＮＣＵ）３７およびモデム３８等が接続されている。操作部３４は、操作パネル５上に配されたタッチパネルおよび各種操作スイッチで構成される。記憶部３６は、システムプログラム等が格納されたＲＯＭ４０、ＭＰＵ９０やコントローラ８０の作業領域となるＲＡＭ４１、および画像メモリ４２で構成される。画像メモリ４２は所謂バッファとして作用し、ＰＣよりＩ／Ｆ３２を介して送られる画像データ、或いはスキャナ３３で読み取られた原稿の画像データを一時的に格納する。ＲОＭ４０内に、後述する予め設定された所定の閾値（モータ駆動開始温度）Ｔｍ、定着温度Ｔｓおよび給紙温度Ｔｆ等の情報が格納されている。
【００１８】
コントローラ８０には、先の温度センサ２９の他、搬送路８上における用紙７０の位置検出を行う給紙センサ（ＰＳＳ）４５、転写ローラ１９に供給される電流値を検出する電流検出部４６等が接続されている。コントローラ８０は、電流検出部４６等からの検出信号に基づいて、転写ローラ１９にバイアス電圧を供給するための転写バイアス印加回路４７を制御する。加えて、コントローラ８０は、帯電器１６にバイアス電圧を供給するための帯電バイアス印加回路４８、および、現像ローラ１８と供給ローラ２１とにバイアス電圧を供給するための現像器バイアス印加回路４９を制御している。また、コントローラ８０は、クリーニング部２０に電圧を供給するためのメモリ除去電圧印加回路５０、および定着装置１４のヒータ２７の駆動回路５１等を制御している。
【００１９】
次に、待機状態から画像形成命令を受けたときの複合機１の動作を、図３のフローチャートおよび図４のタイミングチャートを用いて説明する。この画像形成命令は、印刷対象となる用紙７０の枚数等に関するデータと、各用紙７０に形成されるトナー画像のデータとを含み、Ｉ／Ｆ３２或いはスキャナ３３から、システムバス３１を介して、コントローラ８０に送信される。
【００２０】
画像形成命令（プリントトリガ）を受けると（Ｓ１でＹＥＳ：時刻ｔ０）、コントローラ８０は、画像記録部３の各部のウォームアップをスタートさせる。具体的には、画像形成命令を受けると、ヒータ２７への通電を開始してニップ部２５を加熱する。また、コントローラ８０は、温度センサ２９によるヒートローラ２３の外表面温度の検出値Ｔを得る（第１の温度検出工程：Ｓ２）。
【００２１】
前記第１の温度検出工程後、所定時間（例えば１秒）が経過すると、再び温度センサ２９による検出値Ｔを得る（第２の温度検出工程：Ｓ３）。次いで、前記第１の温度検出工程と前記第２の温度検出工程との検出結果から、ヒートローラ２３の外表面温度の検出値Ｔが上昇傾向にあるか否かを判定する（判定工程：Ｓ４）。該判定工程において第２の温度検出工程での検出値Ｔが第１の温度検出工程での検出値Ｔよりも小さくなる、すなわちヒートローラ２３の外表面温度の検出値Ｔが下降傾向の場合には（Ｓ４でＮＯ）、Ｓ２に戻る。そして、温度センサ２９によるヒートローラ２３の外表面温度の検出値Ｔを得たのち、前記所定時間が経過すると、再び温度センサ２９による検出値Ｔを得る（Ｓ２、Ｓ３）。この第１の温度検出工程と第２の温度検出工程との検出結果から、ヒートローラ２３の外表面温度の検出値Ｔが上昇傾向にあるか否かを再度判定する（Ｓ４）。Ｓ２〜Ｓ４の処理において第２の温度検出工程での検出値Ｔが第１の温度検出工程での検出値Ｔよりも大きくなると、ヒートローラ２３の外表面温度の検出値Ｔが上昇傾向にあると判定する（Ｓ４でＹＥＳ）。この後、ヒートローラ２３の外表面温度の検出値Ｔが予め設定された所定の閾値（モータ駆動開始温度）Ｔｍ以上となると（Ｓ５でＹＥＳ：時刻ｔ１）、メインモータ１０を駆動させる（Ｓ６）。
【００２２】
次に、コントローラ８０は、給紙動作を行う。具体的には、温度センサ２９によるヒートローラ２３の外表面温度の検出値Ｔが給紙温度Ｔｆに至ると（Ｓ７でＹＥＳ：時刻ｔ２）、給紙クラッチ１１をオンする。これにてコントローラ８０は、メインモータ１０の動力を給紙ローラ９に伝達させて、用紙７０を給紙カセット２から搬送路８に送り込む（Ｓ８）。
【００２３】
用紙７０が画像形成ユニット１３に至ると、トナー画像が用紙７０上に形成され、次いで用紙７０が定着装置１４のニップ部２５に至ると、用紙７０に加熱加圧処理が施されて、トナー画像が用紙７０に定着される。
【００２４】
次に、コントローラ８０は、全ての用紙７０に対する画像形成処理が完了したか否かを確認する（Ｓ９）。用紙７０が複数枚あるときには、すなわち、２枚目以降の用紙７０に対して画像形成処理を行う必要がある場合には（Ｓ９でＮО）、Ｓ８に戻って給紙動作を行う。
【００２５】
以上のように、本実施形態においては、画像形成命令を受けたとき（時刻ｔ０）にヒートローラ２３の外表面温度が下降傾向にあるときには、該外表面温度がモータ駆動開始温度（閾値Ｔｍ）以上であっても、すぐにはメインモータ１０を駆動しないようにした。そして、ヒートローラ２３の外表面温度が上昇傾向に転じたのを確認してから、メインモータ１０を駆動させるようにした。
【００２６】
これによれば、ヒートローラ２３の外表面温度が実際に昇温するまでのタイムラグによって該外表面温度が上昇を始めない状態のうちから、ドラム１５の駆動が開始されることを防ぐことができる。従って、ドラム１５が無駄に回転駆動されることを防いで、その消耗を抑えることができる。ドラム１５の長寿命化を図って、画像形成ユニット１３等の交換メンテナンスの手間を減らすこともできる。画像形成ユニット１３等の長寿命化を図ることができるので、ランニングコストを低減できる利点もある。ウォームアップ時におけるドラム１５の回転時間が無駄に長時間化することがなく、複合機１の消費電力量を抑えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る画像形成装置の制御形態を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】メインモータの駆動タイミングを説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００２８】
１  画像形成装置（複合機）
１０  メインモータ
１３  画像形成ユニット
１４  定着装置
１５  感光体ドラム
２３  ヒートローラ
２４  プレスローラ
２５  ニップ部
２７  ヒータ
２９  温度センサ
７０  記録用紙
８０  制御部（プリンタコントローラ）
Ｔｍ  モータ駆動開始温度（閾値）
【図１】
2009175250.tif 000003
【図２】
2009175250.tif 000004
【図３】
2009175250.tif 000005
【図４】
2009175250.tif 000006