(57)【要約】【課題】本発明は、プレスローラの表面温度に応じて用紙の搬送制御を行うことで、定着性の低下を防止することができる画像記録装置を提供することを目的とする。【解決手段】定着ローラ２８に接触するプレスローラ３３の表面温度を検知するサーミスタ３８を設け、プレスローラ３３を回転させながらサーミスタ３８からの検知信号に基づいて表面温度データを取得する。設定部４０３では、検知された表面温度に応じて用紙の搬送速度を設定し、表面温度が低い場合には搬送速度を低く、表面温度が高い場合には搬送速度を速くなるように設定する。搬送制御部４０４は、設定された搬送速度に基づいて搬送制御を行う。【選択図】図３
2009216731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体ドラム表面に静電潜像を形成し当該静電潜像を現像して用紙にトナー像を転写する像形成部と、トナー像が転写された用紙を定着ローラ及びプレスローラにより挟持して加熱及び加圧することでトナー像を定着させる定着部と、前記プレスローラの表面温度を検知する温度検知部と、前記温度検知部からの検知信号に基づいて搬送動作を制御する搬送制御部とを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記搬送制御部は、前記温度検知部からの検知信号に基づいて用紙の搬送速度を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記搬送制御部は、前記温度検知部からの検知信号に基づいて給紙タイミングを制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ装置、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述の画像形成装置では、感光体ドラムの表面に静電潜像を形成してトナーにより可視像化し、形成されたトナー像を用紙に転写して画像形成を行い、用紙に転写されたトナー像を定着装置においてトナー像を用紙に定着させるようにしている。定着装置では、加熱された定着ローラを回転させながらプレスローラとの間のニップ部に用紙を搬入し、トナーを熱融着させて定着動作を行う。
【０００３】
こうした定着装置では、定着ローラの表面温度を常時検知し、表面温度が所定温度より低下する場合に定着ローラの加熱を開始する。そして、表面温度が所定温度に達すると加熱を停止するように加熱制御を行い、定着ローラの表面温度が所定温度に保たれるようにしている。定着ローラは用紙に接触することで熱が奪われていくため、その点についても考慮する必要がある。
【０００４】
特許文献１には、電子式の画像記録装置において、印字指令が出されると定着ローラが加熱され定着ローラの温度が低速搬送で定着可能な温度に到達したとき、低速搬送で給紙が開始され印刷を実行し、定着ローラの温度が更に上昇し高速搬送で定着可能な温度に到達すると、高速搬送で給紙が開始され印刷を実行する技術が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、省エネのために、高速印刷モード、中速印刷モード、及び低速印刷モードを設定できるようにし、それぞれの印刷モードに適合した温度に定着ローラが加熱されたときに印刷を実行するようにした技術が開示されている。
【０００６】
特許文献３には、定着ローラの温度に基づき、定着ローラの温度が省エネモード程度の温度でも低速で印刷を開始することにより、印刷の指示があったから印刷終了までの時間を短縮するとともに、消費電力を節約する画像形成装置の技術が開示されている。
【０００７】
特許文献４には、連続印刷時の高速性と１枚目の印刷完了までの時間短縮とを両立させるため印刷速度を可変にし、印刷速度は定着ローラの温度に基づいて制御するようにしたプリンタの技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−３８１８号公報
【特許文献２】特開２００５−２５０４１号公報
【特許文献３】特開２００４−１４５０８６号公報
【特許文献４】特開２０００−１３７４０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
定着ローラの加熱制御を行う場合、定着ローラに圧接するプレスローラが定着ローラから熱を奪うため、プレスローラの表面温度についても考慮する必要がある。
【０００９】
画像記録装置の設置場所の室温と同じ温度のようにプレスローラが冷えた状態では、特に１枚目や２枚目の定着性が十分ではなく画像品質が低下する。上述した従来の技術では定着ローラの温度を測定し、その測定結果に基づき印刷速度の制御を行うことがなされているものの、プレスローラによる画像品質の低下に関しては考慮されていない。
【００１０】
そこで、本発明は、プレスローラの表面温度に応じて用紙の搬送制御を行うことで、定着性の低下を防止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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る画像形成装置は、感光体ドラム表面に静電潜像を形成し当該静電潜像を現像して用紙にトナー像を転写する像形成部と、トナー像が転写された用紙を定着ローラ及びプレスローラにより挟持して加熱及び加圧することでトナー像を定着させる定着部と、前記プレスローラの表面温度を検知する温度検知部と、前記温度検知部からの検知信号に基づいて搬送動作を制御する搬送制御部とを備えていることを特徴とする。さらに、前記搬送制御部は、前記温度検知部からの検知信号に基づいて用紙の搬送速度を制御することを特徴とする。さらに、前記搬送制御部は、前記温度検知部からの検知信号に基づいて給紙タイミングを制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記のような構成を有することで、プレスローラの表面温度に応じて用紙の搬送制御が行われて最適の定着処理を行うことができる。
【００１３】
すなわち、プレスローラが冷えた状態では、加熱された定着ローラから熱が奪われやすいため、用紙の搬送制御により用紙が奪う熱量を抑えるようにする。例えば、用紙の搬送速度を通常よりも低下させることで、定着ローラ及び用紙の単位時間当りの接触量が減少して奪われる熱量が抑えられる。そのため、定着性の低下を抑えることができる。また、定着ローラからプレスローラに伝達される熱量が増加してプレスローラが早く温められる。なお、本願発明において、用紙の搬送速度とは、単位時間当りに画像形成処理する用紙の枚数である。
【００１４】
用紙の給紙タイミングを通常より遅くなるようにすれば、搬送される用紙の間隔が空き、用紙と接触していない時間が長くなるため、その分定着ローラの表面温度の低下を抑えることができる。また、定着ローラ及びプレスローラが直接接触している時間が長くなり、プレスローラが早く温められるようになる。
【００１５】
プレスローラが温まった状態では、定着ローラからプレスローラに奪われる熱量が小さくなるため、用紙の搬送速度を速くするよう制御しても定着性の低下を招くことはない。
【００１６】
以上のように、プレスローラの表面温度に応じて用紙の搬送制御を行うことで、定着性の低下を抑えながらきめ細かく画像形成処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。
【００１８】
図１は、本発明に係る実施形態である定着装置を備えた画像形成装置全体の概略図を示している。画像形成装置の上部には原稿を搬送して原稿を読み取る原稿読取部１が配置され、その下部に画像を記録する記録部２、画像を記録する用紙を搬送する用紙搬送部３及び給紙部４が配されている。
【００１９】
原稿読取部１は、原稿搬送装置（ＡＤＦ）を内部に備えたカバー部１０と、スキャナ１１を備えた読取本体部１２からなる。読取本体部１２の上面には、搬送される原稿を読み取る部分にプラテンガラス１３が配置され、原稿や本等を載置して読み取る部分に透明なガラス材からなる載置ベッド１４が配置されている。搬送原稿を読み取る場合にはスキャナ１１をプラテンガラス１３に対向する位置に静止させて読取動作を行い、載置ベッド１４に載置された原稿等を読み取る場合にはスキャナ１１で原稿等の読取面に対して走査して読取動作を行う。
【００２０】
カバー部１０の載置ベッド１４に対向する面には原稿押え１５が取り付けられており、また、その上部には複数枚の原稿を載置しておく原稿トレイ１６が設けられている。原稿トレイ１６に載置された原稿は、ピックアップローラ１７及びセパレートローラ１８によりＡＤＦ内に搬入されてフィードローラ１９によりプラテンガラス１３に対向する読取位置に搬送されてスキャン１１により読み取られ排出ローラ２０により原稿排出トレイ２１に排出される。
【００２１】
記録部２では、用紙搬送部３により搬送された用紙に記録するために、像形成部として、現像器２２、帯電ブラシ２３、感光体ドラム２４、転写ローラ２５、露光ヘッド２６及びメモリ除去ブラシ２７を備えている。また、定着部として、定着ローラ２８及びプレスローラ３３を備えている。まず、感光体ドラム２４の表面を帯電ブラシ２３により一様に帯電させ、帯電された感光体ドラム２４の表面に露光ヘッド２６で画像記録信号に応じて露光することで静電潜像を形成する。次に、現像器２２内のトナーを供給ローラ及び現像ローラによって感光体ドラム２４に形成された静電潜像に転移させて可視像化し、転写ローラ２５により感光体ドラム２４表面に形成されたトナー像を用紙に転写する。そして、転写されたトナー像は、定着ローラ２８によって加熱及び加圧して用紙に定着される。
【００２２】
こうして、感光体への帯電、露光、現像、用紙への転写及び定着といった一連のプロセスが行われて、用紙に画像形成がなされる。転写後に感光体ドラム２４の表面に残留したトナーは、メモリ除去ブラシ（ＥＲＳブラシ）２７により付着力が弱められ、感光体ドラム１０の表面上に分散させられる。そして、残留トナーは、現像器２２の現像ローラに回収される。
【００２３】
給紙部４には、給紙カセット５に複数枚の用紙が積載してセットされており、給紙ローラ２９により一枚ずつ用紙搬送部３に給紙される。給紙された用紙は、フィードローラ３０により搬送されてフィードローラ３１及び３２に挟持される。そして、フィードローラ３１により記録部２に用紙が搬送されて画像形成され、画像形成処理された用紙は定着ローラ２８及びプレスローラ３３の間に挟持されて定着処理を行った後排紙ローラ３４及びプレスローラ３５により排紙トレイ３６に搬出される。
【００２４】
図２は、定着ローラ２８を含む定着機構及び排紙ローラ３４を含む排紙機構をユニット化した定着ユニットに関する概略断面図である。定着ユニットは、ユニットフレーム６に定着ローラ２８及び排紙ローラ３４が取り付けられている。下部フレーム７には、定着ローラ２８に対向してプレスローラ３３が設けられており、排紙ローラ３４に対向してプレスローラ３５が取り付けられている。下部フレーム７をユニットフレーム６の下部に固定することで組み立てられている。
【００２５】
定着ローラ２８の表面には、表面温度を検知するサーミスタ３７が接触しており、サーミスタ３７はユニットフレーム６に取り付けられて定着ローラ２８に向かって付勢されている。サーミスタ３７は、定着ローラ２８の表面に搬送される用紙が接触する範囲内であればどの位置に設定されてもよい。プレスローラ３３の表面には、表面温度を検知するサーミスタ３８が接触しており、サーミスタ３８はユニットフレーム７に取り付けられてプレスローラ３３に向かって付勢されている。サーミスタ３８のプレスローラ３３に対する接触位置は、定着ローラ２８とのニップ位置近傍でプレスローラ３３の回転方向の上流側に設定する。
【００２６】
図３は、記録部２における回路構成を示す概略図である。記録動作全体の制御を行う記録制御部４０は、像形成制御部４０１、定着制御部４０２、設定部４０３及び搬送制御部４０４を備えている。
【００２７】
像形成制御部４０１は、帯電ブラシ２３に帯電電圧を印加する帯電電圧印加回路４１、現像器２２の現像ローラ及び供給ローラに現像電圧及び供給電圧を印加する現像電圧印加回路４２に制御信号を送信してそれぞれの部材の電圧制御を行う。同様に、メモリ除去ブラシ２７に分散電圧を印加する分散電圧印加回路４３、転写ローラ２５に転写電圧を印加する転写電圧印加回路４４に制御信号を送信してそれぞれの部材の電圧制御を行う。また、記録制御部４０は、画像信号に基づいてＬＥＤヘッド２６の露光制御を行い、帯電ブラシ２３により一様に帯電された感光体ドラム２４の表面に静電潜像を形成する。
【００２８】
定着制御部４０２は、定着ローラ２８に内蔵されたヒータを通電して駆動するヒータ駆動回路４６に対してオン・オフ制御信号を送信して定着制御を行う。その際に、サーミスタ３７を備えた温度検知回路４７からの定着ローラ２８の表面温度に関する検知信号を受信して定着制御が行われる。
【００２９】
図４は、ヒータの通電による定着ローラの加熱制御に関する表面温度の推移を示すグラフである。縦軸に表面温度（Ｔ）をとり、横軸に時間（ｔ）をとっている。ヒータの通電が行われていない装置の電源オフの状態では定着ローラの表面温度はＴ0である。そして、時刻ｔ0で電源がオンされるとヒータに通電されて加熱制御が開始される。
【００３０】
加熱制御が開始することで定着ローラが加熱されて表面温度が上昇していく。時刻ｔ1に装置の待機状態における設定温度（待機温度）Ｔ1に到達すると、待機温度Ｔ1に保つようにヒータの通電をオン・オフ制御する。そのため、定着ローラの表面温度は、待機温度Ｔ1を中心に所定の振幅で温度変化するようになる。
【００３１】
装置の待機状態で時刻ｔ2に記録開始信号が入力されると、ヒータの連続通電による加熱制御が開始され、定着ローラの表面温度が再び上昇していく。そして、時刻ｔ3に駆動開始温度Ｔ2に到達することで、主モータの駆動を開始し定着ローラの回転駆動を開始する。さらに、表面温度が上昇して時刻ｔ4にピックアップ温度Ｔ3に到達することで、ピックアップローラを回転駆動して給紙動作を開始する。
【００３２】
ピックアップ温度Ｔ3からさらに表面温度が上昇して、時刻ｔ5に定着温度Ｔ4に到達することで、定着温度Ｔ4に保つようにヒータの通電をオン・オフ制御する。そのため、定着ローラの表面温度は、定着温度Ｔ4を中心に所定の振幅で温度変化するようになる。
【００３３】
温度検知部であるサーミスタ３８を備えた温度検知回路４８は、プレスローラ３３の表面温度を検知する。表面温度の検知開始タイミングは、定着ローラ２８が回転駆動されてプレスローラ３３が回転を開始した時点から行うとよい。そして、所定の時間間隔で表面温度をサンプリングして検知信号を記録制御部４０に送信する。
【００３４】
設定部４０３では、温度検知回路４８からの検知信号に基づいて搬送制御のためのデータを設定する。図５は、設定データに関する一例を示すグラフである。縦軸に用紙の搬送速度（ＰＶ；１分間に画像形成処理する枚数）をとり、横軸にプレスローラの表面温度（ＴP）をとっている。この例では、所定範囲の表面温度に対応して所定の搬送速度を設定するようにしている。例えば、表面温度ＴP1℃からＴP2℃の範囲では、用紙の搬送速度をＰＶ1枚／分に設定する。表面温度ＴP2℃からＴP3℃の範囲では、用紙の搬送速度をＰＶ2枚／分に設定し、表面温度が高くなりに従い用紙の搬送速度が速くなるように設定する。
【００３５】
この例では、用紙の搬送速度を設定するようにしているが、給紙タイミングを設定するようにしてもよい。この場合も所定範囲の表面温度ＴP毎に給紙タイミングを設定する。例えば、表面温度が低い場合には、給紙の間隔が拡がるように給紙タイミングを通常より遅く設定し、表面温度が高くなるに従い給紙の間隔が狭くなるように給紙タイミングを早くなるように設定する。
【００３６】
プレスローラの表面温度については、例えば、プレスローラ１回転毎の表面温度の平均値を用いたり、１回転毎の最高温度及び最低温度の温度差を用いて用紙の搬送速度又は給紙タイミングを設定してもよい。
【００３７】
設定部４０３は、こうした表面温度に対応する設定データを設定テーブルとして予め登録しておき、検知された表面温度に応じて設定テーブルから対応するデータを読み出すようになっている。
【００３８】
搬送制御部４０４は、主モータ（ＲＸ）４５に対して制御信号を送信して回転駆動制御を行う。主モータ４５は、記録制御部４０からの制御信号に基づいて、ピックアップローラ２９、フィードローラ３１、感光体ドラム２４、現像器２２の供給ローラ及び現像ローラ、転写ローラ２５、定着ローラ２８を回転駆動させる。
【００３９】
そして、搬送制御部４０４は、温度検知回路４８からの検知信号に基づいて設定された用紙の搬送速度により各ローラの回転制御を行う。給紙タイミングを設定する場合には、ピックアップローラ２９の回転を制御する。ピックアップローラの回転制御は、主モータ４５の駆動を接離するクラッチ５０を設定された給紙タイミングによりオン・オフ制御して行う。
【００４０】
図６は、記録処理を行う際に用紙の搬送速度を設定する場合に関するフローである。まず、記録信号が入力されたかチェックし（Ｓ１００）、記録信号が入力されることで、定着ローラが加熱されて回転駆動される（Ｓ１０１）。そして、プレスローラの表面温度が検知されて（Ｓ１０２）、検知された表面温度に基づいて対応する設定データが読み出されて搬送速度が設定される（Ｓ１０３）。
【００４１】
次に、給紙動作が開始されて（Ｓ１０４）用紙が給送されることで、設定された搬送速度に基づいて各ローラの回転制御が行われて画像形成処理が行われる（Ｓ１０５）。そして、画像形成処理が完了することで、次の記録信号が入力されているかチェックし（Ｓ１０６）、次の記録信号がある場合にはステップＳ１０２に戻り、プレスローラの表面温度を検知し、用紙の搬送速度の設定が行われる。
【００４２】
こうしてプレスローラの表面温度に応じて用紙の搬送速度が調整されるようになり、プレスローラが冷えた状態でも良好な定着処理を行うことができる。また、プレスローラが温まってくると用紙の搬送速度が速くなり、処理速度を高速化することができる。
【００４３】
図７は、記録処理を行う際に給紙タイミングを設定する場合に関するフローである。まず、記録信号が入力されたかチェックし（Ｓ２００）、記録信号が入力されると、定着ローラが加熱されて回転駆動される（Ｓ２０１）。そして、プレスローラの表面温度が検知されて（Ｓ２０２）、検知された表面温度に基づいて対応する設定データが読み出されて給紙タイミングが設定される（Ｓ２０３）。
【００４４】
次に、設定された給紙タイミングに基づいて給紙動作が開始されて（Ｓ２０４）用紙が給送されると、各ローラの回転制御が行われて画像形成処理が行われる（Ｓ２０５）。そして、画像形成処理が完了すると、次の記録信号が入力されているかチェックし（Ｓ２０６）、次の記録信号がある場合にはステップＳ２０２に戻り、プレスローラの表面温度を検知し、給紙タイミングの設定が行われる。
【００４５】
こうしてプレスローラの表面温度に応じて給紙される用紙の間隔が調整されるようになり、プレスローラが冷えた状態でも良好な定着処理を行うことができる。また、プレスローラが温まった状態では給紙の間隔を狭くして処理速度を高速化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る実施形態を備えた画像形成装置全体の概略図である。
【図２】定着ユニットに関する概略断面図である。
【図３】本発明に係る実施形態に関する全体ブロック図である。
【図４】定着ローラの加熱制御に関する定着ローラの表面温度の推移を示すグラフである。
【図５】プレスローラの表面温度に対して設定された用紙の搬送速度を示すグラフである。
【図６】記録処理を行う際に用紙の搬送速度を設定する場合に関するフローである。
【図７】記録処理を行う際に給紙タイミングを設定する場合に関するフローである。
【符号の説明】
【００４７】
１    原稿読取部
２    記録部
３    用紙搬送部
４    給紙部
28    定着ローラ
33    プレスローラ
34    排紙ローラ
35    プレスローラ
37    サーミスタ
38    サーミスタ
【図１】
2009216731.tif 000003
【図２】
2009216731.tif 000004
【図３】
2009216731.tif 000005
【図４】
2009216731.tif 000006
【図５】
2009216731.tif 000007
【図６】
2009216731.tif 000008
【図７】
2009216731.tif 000009