JPH0766222B2 - トナー定着器の制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［目次］ 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 発明の効果 ［概要］ ヒートローラ及び加圧ローラを備えたトナー定着器の設
けられた印刷装置において、トナー定着器の制御を行う
方法に関し、 ヒートローラに対する電力供給量及びプロセス初期化に
よるダメージを抑えながら、印刷装置の低温始動時にお
けるトナー定着性を向上できる制御方法の提供を目的と
し、 ヒートローラ及び加圧ローラを備えたトナー定着器でシ
ートに転写済みトナーが定着される印刷装置において、
印刷装置の動作開始に応動して、ヒートローラ熱源を動
作状態にすると共に、一定の期間に亘りヒートローラと
加圧ローラを回転駆動した後に回転を停止し、回転停止
から所定の期間に亘りヒートローラの温度が設定温度に
到達したか否かを検出し、前記所定期間内に設定温度に
到達していたときには定着可能状態とする一方、前記所
定の期間内に設定温度へ達していないときはヒートロー
ラと加圧ローラを回転制御する、ことを特徴とする。

［産業上の利用分野］ 本発明は、ヒートローラ及び加圧ローラを備えたトナー
定着器でシートに転写済みトナーが定着される印刷装置
において、そのトナー定着器を制御する方法に関する。

例えば電子写真方式の複写機，プリンタ，ファクシミリ
装置においては、感光体ドラム上に形成されたトナー像
がシートへ転写され、その転写トナー像はトナー定着器
でシートに定着される。

［従来の技術］ 第７図ではトナー定着作用が説明されており、同図
（Ａ），（Ｂ）において、トナー定着器14はヒートロー
ラ10及び加圧ローラ12（一般にシリコンゴム製）により
構成されている。

そしてヒートローラ10には熱源が内蔵されており、ヒー
トローラ10の外周面と加圧ローラ12の外周面とは接した
状態となっている。

これらヒートローラ10,加圧ローラ12は印刷時に回転駆
動されており、したがってそれら間をシート16が通過す
ると、すでに転写されていたトナー18がシート16へ定着
する。

以上のトナー定着器14が設けられた印刷装置の動作が開
始されると、良好な印刷結果を得るために、先ずプロセ
スの初期化が行われ、その初期化開始時からヒートロー
ラ10内蔵の熱源が通電される。

このプロセス初期化ではプロセス部品の感光体や現像剤
に電気的，機械的なストレスが与えられ、これによりそ
れらの寿命が短縮されるので、プロセス初期化の時間を
短縮することが好ましい。

このため、装置動作が開始されてからプロセス初期化が
必要な期間に亘ってのみ行なわれ、その初期化が終了す
ると、ヒートローラ10内蔵の熱源に対する通電のみが継
続される。

そしてプロセス初期化の終了後においてはヒートローラ
10が内蔵熱源で加熱され、加圧ローラ12もヒートローラ
10を介して加熱される。

その後、ヒートローラ10が一定の温度になったことが確
認されると、装置は印刷が可能な状態となる。

ここで、プロセスの初期化が終了してヒートローラ10及
び加圧ローラ12が停止すると、第７図（Ａ）においてヒ
ートローラ10の６時位置HB10および12時位置HT10を含む
全周面と加圧ローラ12の12時位置HT12を中心とする上側
とは十分に加熱されるが、加圧ローラ12の下側では十分
加熱されず、加圧ローラ12の６時位置HB12部分が最も低
温になる。

したがって、ヒートローラ10が十分に加熱されたことが
確認されてそのまま印刷が開始されると、同図（Ｂ）の
様に同図（Ａ）におけるヒートローラ10の12時位置HT10
と加圧ローラ12の６時位置HB12とが接する毎に、加圧ロ
ーラ12側へ熱が奪われ、ヒートローラ10におけるその12
時位置HT10部分で温度が次第に低下する。

このため、雰囲気温度（室温）が低い環境下で長時間放
置されていた装置に電源が投入された場合には、この温
度低下が大きなものとなる。

その結果、ヒートローラ10の位置HT10部分における周面
実温度が良好な定着を維持できる定着下限温度を第８図
のように下回る期間ｔが生じる。

従って、その期間ｔでは、ヒートローラ10の周面位置HT
10でトナー18をシート16へ良好に定着させることが困難
となる。

そこで、特公昭61−31462号公報で示される提案におい
ては、第９図のようにまずローラ回転停止の状態でヒー
トローラ10の熱源が通電され（ステップ900）、一定期
間の通電が行われると（ステップ902）、ヒートローラ1
0及び加圧ローラ12が回転駆動され、これによりそれら
の周面が均一にかつ十分に加熱される。

その結果、雰囲気温度の低い環境下で放置されていた装
置へ電源が投入された場合であっても、トナー定着性が
良好な状態で印刷を開始することが可能となる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来においては、熱源に対して通電が開
始された時からローラ回転の駆動が終了する時までプロ
セスの初期化が行われる装置では、その初期化による電
気的、機械的ストレスがより蓄積される。

さらに雰囲気温度が低くない場合や装置の動作がその停
止後直ちに再び開始された場合にも、ヒートローラ10の
熱源に対して一定時間の通電が行われるので、直ちに印
刷を開始できず、その結果、装置の利用性が低下してい
た。

本発明は上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、
その目的は、ヒートローラに対する電力供給量及びプロ
セス初期化によるダメージを抑えながら、低温始動時に
おけるトナー定着性を向上できるトナー定着器の制御方
法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明では第１図の方法が
とられている。

同図の印刷装置20では、熱源を有するヒートローラ10及
び加圧ローラ12を備えたトナー定着器14において、シー
ト16に転写済みのトナー18が定着される。

この印刷装置20の動作が開始されると、ヒートローラ10
の熱源が駆動される一方、一定の期間に亘りヒートロー
ラ10と加圧ローラ12が回転駆動された後、その回転が停
止される（ステップ100）。

前記所定の期間内に設定温度に到達していたときには定
着可能状態とする一方、設定温度へ達していないことが
確認されると、ヒートローラ10と加圧ローラが回転制御
される（ステップ104）。

［作用］ 本発明では、印刷装置20の動作開始後に特定の期間が経
過しても、ヒートローラ10の温度が設定温度へ達してい
ないときにヒートローラ10と加圧ローラ12の回転制御が
行われる。

すなわち、通常の温度環境下で、あるいは装置の一時的
な停止後に、動作が再開された場合は、回転駆動中、あ
るいは回転停止後の所定の期間中にヒートローラ10と加
圧ローラ12の温度が設定温度に到達し、定着可能状態と
なるので、不要なローラ回転による初期化ストレスを抑
制することができる。

これに対し、回転停止後の所定期間内にヒートローラ10
と加圧ローラ12が設定温度に到達していない場合は、雰
囲気温度が低い状態で放置されていた印刷装置20に電源
が投入されたものとみなされ、所定の期間が経過後にそ
れらローラ10,12の回転制御が行われる。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明に係る方法の好適な実施例
を説明する。

第２図には本発明が適用されたレーザプリンタ200の内
部構造が示されており、レーザプリンタ200の内部にお
いては下側にカットシート202が積み重ねられている
（実際にはカセットに収納されている）。

そして内部にはＳ字状のシート搬送路204が設けられて
おり、カットシート202は上側から順番にプリンタ上部
の排紙トレイ206へシート搬送路204を介して排出されて
いる。

これらのカットシート202はピックローラ208により取り
出されており、ローラ210によりシート搬送路204へ送出
されている。

また第２図においてレーザプリンタ200の左側面にシー
ト挿入口212が設けられており、これを介して外部から
シート搬送路204へ不図示のシートが挿入されている。

そのシート搬送路204ではローラ210及びシート挿入口21
2の下流側にローラ214が設けられており、これによりカ
ットシート202（外部挿入のものも含む、以下同様）は
シート搬送路204内を感光ドラム216の下側へ向かって送
られている。

感光ドラム216はトナー転写後に除電器218で除電されて
おり、ファーブラシあるいはスポンジを用いるクリーナ
220によるクリーニング後において帯電器222により帯電
されている。

さらに帯電後の感光ドラム216へその軸方向に走査され
るレーザ光が光学ユニット224から照射されており、レ
ーザ光による静電潜像の現像が現像器226により行われ
ている。

その現像器226による現像で感光ドラム216上に形成され
たトナー像は転写器238によりカットシート202へ転写さ
れ、そのカットシート202はヒートローラ10及び加圧ロ
ーラ12を備えたトナー定着器14は送出される。

さらにトナー定着器14でトナーが定着したカットシート
は排出ローラ240,242を介して排紙トレイ206へ排出され
ている。

またレーザプリンタ200の最も下側には制御回路244が設
けられており、特願昭62−201140（昭和62年８月12日出
願）と同様にローラ214の上流側とローラ242の上流側と
にシート検出用のセンサ246,248が設けられている。

そしてヒートローラ10には、その温度を検出するセンサ
250が設けられている。

第３図ではレーザプリンタ200の制御系が説明されてお
り、各部の駆動力は唯一のモータ300で得られており、
モータ300から各部への実線は動力伝達系を示してい
る。従って、モータ300の回転に連動して、回転駆動さ
れる。

そして、ローラ208,210,214についてはクラッチ302,30
4,306が設けられており、クラッチのオン／オフを制御
することにより、像形成プロセスとは非連動で動作可能
となっており、これらのクラッチ及びモータ300は制御
回路244のMPU308により制御されている。

また、MPU308はモータ300の回転数を計算することで、
感光ドラム216の回転数を計数し、感光ドラム216,現像
器226,クリーナ220の寿命を個別に定められた値との比
較により判断可能となっている。

さらにセンサ246,248,250の出力はMPU308に与えられて
おり、ヒートローラ10に内蔵の熱源として使用されるハ
ロゲンランプ310の通電制御がMPU308により行われてい
る。

またMPU308により光学ユニット224の制御が行われてお
り、制御回路244ではMPU308による制御のためにメモリ3
12が使用されている。

なお、ミラーモータ314もMPU308により制御されてい
る。

さらに、図示しない主電源スイッチと前カバーの開閉の
有無を検出するインタロックスイッチとを有し、主電源
スイッチの投入により、MPU308への通電が行われる一
方、メモリ312、及び図示されざるオペレータパネル等
の低電圧で動作する部分と、前帯電器222、ヒートロー
ラ10等の高電圧で動作する部分への通電が可能となる。

インタロックスイッチは前カバーの開状態においてオフ
状態となって高電圧で動作する部分のみの通電を抑制す
るようになっている。

そして、MPU308は主電源スイッチの投入、インタロック
スイッチのオフからオンへの復帰に応動して、装置の初
期化プロセスを実行するように構成されている。

第４図及び第５図では本実施例の作用がフローチャート
で説明されており、第６図ではその作用がタイミングチ
ャートで説明されている。

レーザプリンタ200に電源が投入されたとき、あるいは
動作が一旦停止した後に再開されたときには、まずハロ
ゲンランプ310が点灯され（ステップ400）、ヒートロー
ラ10の加熱が開始される。

そして第６図のようにミラーモータ314の駆動，モータ3
00の駆動，帯電器218の動作開始、現像バイアス印加，
転写器222の動作開始，アラームチェックの順でプロセ
スの初期化（ステップ402）が行われる。

従って、このときモータ300は突入電流を防止するた
め、ハラゲンランプ310,ミラーモータ314の駆動タイミ
ングとは異なる電源投入後の時刻t2経過後に回転駆動さ
れ、時刻t9（17秒）において回転が停止されるので、ヒ
ートローラ10と加圧ローラ12にもこれと同様に一定の期
間（t9−t2）に亘り回転駆動させた後に停止する。

また、同様にパドルローラ228,現像ローラ230,クリーナ
220も回転駆動され、MPU308は計数動作を行う。

この初期化処理（ステップ402）が終了すると、ハロゲ
ンランプ310が点灯してから所定の期間T1（60秒）を経
過したか否かが判断され（ステップ406）、その期間を
経過していないときにはセンサ250により検出されたヒ
ートローラ10の温度が予め設定された規定温度に達した
か否かが判断される（ステップ404）。

ここで、センサ250による温度検出動作は初期化の動作
（ステップ402）中にも行われており、時刻t9を経過す
る以前に設定温度（190℃）に到達している場合は、ヒ
ートローラ10の停止後直ちにステップ502へ移り、ハラ
ゲンランプ310をオフすると共に、他の部分（制御回路
内のリセット処理）が印刷スタート信号を受信可能な状
態となっていることを条件にレディ状態（定着可能な状
態）となる。

このステップ404で検出温度が規定温度に達したことが
確認されると（ステップ404でYES）、第５図（Ａ）のよ
うにハロゲンランプ310が消灯され（ステップ500）、レ
ーザプリンタ200が印刷可能な状態となる（ステップ50
2）。

すなわち、レーザプリンタ200の動作開始時から所定の
期間を経過する前にヒートローラ10が十分に加熱された
ときには、低温環境下で放置されることなく通常の温度
環境下で電源が投入されたものとみなされ、もしくは電
源がすでに投入されていた場合で途中の停止後に装置動
作が開始されたものとみなされ、そのまま印刷が開始さ
れてもトナーを確実に定着できるものと判断され、直ち
に印刷可能な状態となる。

これに対し、ハロゲンランプ310が点灯されてから所定
の期間（T1）を経過してもヒートローラ10が予め設定さ
れた規定温度へ達しないことが確認された場合には、プ
ロセス初期化が再び開始される（ステップ408,414,420,
426,432）。

すなわち、再びメインモータ300が回転駆動されてヒー
トローラ10と加圧ローラ12の回転が行われる。

その間においては各プロセス動作が開始されてから各々
所定の期間が経過したか否かが監視されており（ステッ
プ410,416,422,428,436）、この２回目のプロセス初期
化中に検出温度が規定温度へ達したことが確認されると
（ステップ412,418,424,430のいずれかでYES）、第５図
（Ｂ）のように先ずハロゲンランプ310が消灯され（ス
テップ504）、次に帯電動作が停止され（ステップ50
6）、一定の時間が経過するのを待ってプロセス動作が
完全終了され（ステップ510）、レーザプリンタ200が印
刷可能な状態となる（ステップ512）。

以上のように、最初のプロセス初期化が行なわれた後か
ら次のプロセス初期化が行われる時刻となる前にヒート
ローラ10が規定温度まで加熱されなかったときには、低
温環境下でレーザプリンタ200が長時間放置され、これ
により印刷が開始されてもトナーを良好に定着できない
ものと判断され、ハロゲンランプ310が点灯されたまま
２回目のプロセス初期化が開始される。

そしてそのプロセス初期化中にヒートローラ10が十分に
加熱されたことが確認されると、印刷が可能な状態とさ
れる。

なお、２回目のプロセス初期化が行なわれてハロゲンラ
ンプ点灯時から許容時間T6（90秒）が経過してもヒート
ローラ10の温度が規定温度に達しない場合（ステップ43
4でYES）には、定着器異常が第５図（Ｃ）のように報知
され（ステップ514）、ハロゲンランプ310が消灯される
（ステップ516）。

以上説明したように本実施例によれば、最初のプロセス
初期化が行なわれたときにヒートローラ10が十分に加熱
されていた場合には直ちに印刷が可能となり、またヒー
トローラ10の温度が規定温度へ達していないときにはハ
ロゲンランプ310の点灯が継続されたまま２回目のプロ
セス初期化が開始され、その初期化中に検出温度が規定
温度へ達したときに印刷が可能となるので、ハロゲンラ
ンプ310が点灯される時間及びプロセス初期化が行なわ
れる時間を有効に抑制できる。

このため、ヒートローラ10に対する電力供給量及びプロ
セス初期化によるダメージ、すなわち、感光ドラム，現
像剤，クリーナの疲労や不必要な計数動作を必要最小限
に抑えることが可能となる。

その結果、印刷が可能な状態となるまでの待ち時間を短
縮することが可能となり、したがってレーザプリンタ20
0の利用性をより向上できる。

また、雰囲気温度が低い環境下で放置されていたレーザ
プリンタ200へ電源が投入されたときには、２回目のプ
ロセス初期化でトナー定着器14が十分に加熱されるの
で、そのような環境下でも確実にトナーを定着できる印
刷可能状態へ移行することが可能となる。

このように本実施例によれば、ヒートローラ10に対する
電力供給量及びプロセス初期化のダメージを抑えなが
ら、低温環境下でも確実にトナーを定着できる印刷可能
な状態へ短時間で移行することが可能となり、その結
果、レーザプリンタ200の商品性を著しく高めることが
可能である。

なお、最初のプロセス初期化でヒートローラ10が規定温
度まで加熱されなかった場合、モータ300の駆動でヒー
トローラ10及び加圧ローラ12を第７図（Ａ）の姿勢から
同図（Ｂ）の姿勢へ180度回転させて停止させても、ヒ
ートローラ10を十分に加熱できることが実験により確認
されている。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、一定の期間に亘る
ヒートローラと加圧ローラの回転駆動が終了したときに
ヒートローラの温度が検出され、検出温度が設定温度へ
達していないときにヒートローラと加圧ローラの回転制
御が行われるので、ヒートローラ10に対する電力供給量
及びプロセス初期化によるダメージを抑えながら、低温
環境下でも確実にトナーを定着できる印刷可能な状態へ
短時間で移行でき、その結果、印刷装置の商品性を著し
く高めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は発明の原理説明図、 第２図はレーザプリンタの内部構造説明図、 第３図はレーザプリンタの専用系説明図、 第４図及び第５図は実施例の作用を説明するフローチャ
ート、 第６図は実施例の作用を説明するタイミングチャート、 第７図はトナー定着作用の説明図、 第８図は従来におけるローラ温度検出変化を説明する特
性図、 第９図は従来例を説明するフローチャートである。 10…ヒートローラ 12…加圧ローラ 14…トナー定着器 16…シート 18…トナー 20…印刷装置 200…レーザプリンタ 202…カットシート 208…ピックローラ 216…感光ドラム 218…除電器 222…帯電器 224…光学ユニット 226…現像器 238…転写器 244…制御回路 250…温度検出用のセンサ 300…モータ 302,304,306…クラッチ 308…MPU 312…メモリ 314…ミラーモータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 誠 兵庫県加東郡社町佐保35番（番地なし） 富士通周辺機器株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−279379（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−84474（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−188571（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−116376（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−175666（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−77771（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−106264（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−142563（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−163266（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−181572（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−4167（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−10769（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−52665（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−52872（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭61−31462（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヒートローラ（10）及び加圧ローラ（12）
   を備えたトナー定着器（14）でシート（16）に転写済み
   トナー（18）が定着される印刷装置（20）において、 印刷装置（20）の動作開始に応動して、ヒートローラ熱
   源を動作状態にすると共に、一定の期間に亘りヒートロ
   ーラ（10）と加圧ローラ（12）を回転駆動した後に回転
   を停止し、 回転停止から所定の期間に亘りヒートローラ（10）の温
   度が設定温度に到達したか否かを検出し（102）、 前記所定期間内に設定温度に到達していたときには定着
   可能状態とする一方、前記所定の期間内に設定温度へ達
   していないときはヒートローラ（10）と加圧ローラ（1
   2）を回転制御する（104）、 ことを特徴とするトナー定着器の制御方法。