JP2005215458A

JP2005215458A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2005215458A
Application number: JP2004023589A
Authority: JP
Inventors: Rikuo Kawakami; 陸男川上
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2004-01-30
Publication date: 2005-08-11

Abstract

【課題】低温環境下でのモータ立ち上げ時に駆動電流量を増加させることなく安定したモータの立ち上げを実現する画像形成装置を提供する。
【解決手段】エンジン制御部１１７は、加圧ローラ１１２を停止状態から回転状態に移行させる場合において、サーミスタ４００が検知する温度が所定温度以下である場合は所定の回転方向と逆方向に加圧ローラ１１２を回転させた後に所定の回転方向に加圧ローラ１１２を回転させるようメインモータ１０２を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

低温環境下においては、装置の置かれた環境が低温であることにより定着器内のグリスが硬化してしまう。そして、画像形成装置の駆動源であるモータを停止状態から起動状態に立ち上げる場合、機械的な負荷が常温時と比べ著しく増加してしまう。従って、常温時に問題無くモータの立ち上げが出来ていても低温環境においては支障をきたしてしまう事がある。具体的には、モータを立ち上げるのに要する駆動力は、常温時に必要な出力と比べて比較的大きくなる。この時モータから大きな出力を得るための手段として、モータを駆動するための駆動電流量を常温時よりも増やす方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
特開平５−３８１９３号公報

しかしながら、上記のような制御を行った場合、電流量を増やすことになるため画像形成装置における消費電力が大きくなってしまう。また、電流量を増やすと言うことは電源の供給する電力量も大きくしなければならないため、電源部のコストアップの原因となってしまい、コストの面からも不利である。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、低温環境下でのモータ立ち上げ時に駆動電流量を増加させることなく安定したモータの立ち上げを実現する画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の問題点を解決するための本発明は、用紙に画像を形成する画像形成装置において、用紙にトナー画像を形成する画像形成手段と、用紙上に形成されたトナー画像を熱定着させる定着手段であって、円筒状部材を介してトナー画像を加熱する加熱体と前記円筒状部材とともに前記用紙を挟持しつつ搬送する加圧部材とを有する定着手段と、
前記用紙を搬送すべく所定の回転方向に前記加圧部材を回転駆動する駆動手段と、前記加熱体の温度を検知する温度検知手段とを有し、前記駆動手段は前記加圧部材を停止状態から回転状態に移行させる場合において、前記温度検知手段が検知する温度が所定温度より高い場合は前記所定の回転方向に前記加圧部材を回転させ、前記温度検知手段が検知する温度が所定温度以下である場合は前記所定の回転方向と逆方向に前記加圧部材を回転させた後に前記所定の回転方向に前記加圧部材を回転させることを特徴とする。

本発明によれば、低温環境下でのモータ立ち上げ時に駆動電流量を増加させることなく安定したモータの立ち上げを実現する画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。

実施例１について以下に説明する。

図１は、電子写真方式の画像形成装置の全体構成を示す断面図である。

１０１は、電子写真方式の画像形成装置である。

１０２は、画像形成装置１０１内の各部を回転駆動するためのメインモータであり、ステッピングモータやＤＣモータにより構成される。

１０３は、画像を形成する用紙を収納するための給紙トレイである。

１０４は、給紙トレイ１０３に収納された用紙を１枚ずつピックアップするための給紙ローラであり、メインモータ１０２から伝達される駆動力を給紙ソレノイド１０６で伝達状態とすることで回転力が与えられる。

１０５は、分離パッドであり給紙ローラ１０４により給紙トレイ１０３からピックアップされた用紙が重送されないように１枚ずつに分離するためのものである。

１０７は、感光ドラムであり、高電圧電源１１６（不図示）から帯電電圧が印加される帯電ローラ１０９により所定電位に帯電され、またレーザスキャナユニット１１４によりレーザビームが照射され、高電圧電源１１６（不図示）から現像電圧が印加される現像ローラ１１０によりトナーが現像されるものである。

１０８は、転写ローラであり、感光ドラム１０７上のトナー像を用紙に転写すべく高電圧電源１１６から転写電圧が印加されるものである。

１１１は、定着フィルムであり、内部に用紙上のトナー像を熱定着させるためのセラミックヒータ３０１を備える。そして、定着フィルム１１１は対向する位置に設けられた加圧ローラ１１２と接するニップ部において用紙上のトナー像を熱定着させる。

１１３は、排紙ローラであり定着フィルム１１１及び加圧ローラ１１２により加圧及び加熱されてトナー像が定着した用紙を排紙トレイ１１５に排出するものである。

なお、図１の斜線で示すように、感光ドラム１０９、加圧ローラ１１２、排紙ローラ１１３、給紙ローラ１０４はメインモータ１０２から駆動力が与えられて回転する。

図２は、画像形成装置１０１の各部の制御構成を示すブロック図である。

１１８は、画像処理制御部であり、ホストコンピュータ等の外部装置から送信されるプリントデータを受信するとともにプリントデータに含まれる用紙にプリントすべき画像情報を、レーザスキャナユニット１１４に適した画像データに変換するための画像処理を行うものである。

１１７は、エンジン制御部であり、画像処理制御部１１８から受信した画像データに応じた画像を用紙に形成すべく画像形成装置１０１の各部を制御するものである。

ここで、図２の制御構成を有する画像形成装置１０１における画像形成動作について説明する。

画像処理制御部１１８は、ホストコンピュータ等の外部装置からプリントデータを受信すると、受信したプリントデータに含まれる画像情報の変換処理を行うと共に、エンジン制御部１１７に対してプリントコマンドを送信する。

そして、画像処理制御部１１８からプリントコマンドを受信したエンジン制御部１１７は、メインモータ１０２の駆動を行うとともに給紙ソレノイド１０６を駆動してメインモータ１０２の駆動力を給紙ローラ１０４に伝達して給紙トレイ１０３から用紙Ｐを給紙する。

エンジン制御部１１７は用紙Ｐの給紙動作と平行して、感光ドラム１０７の表面電位を所定電位とすべく前回転動作を行う。詳細には、メインモータ１０２により感光ドラム１０７を回転させつつ高電圧電源１１６から帯電ローラ１０９に電圧を印加することで感光ドラム１０７の表面電位を所定電位に安定化させる。

そして、エンジン制御部１１７は、給紙ローラ１０４により給紙された用紙Ｐが搬送センサ２０２に到達したか否かを判断し、用紙Ｐが搬送センサ２０２に到達したと判断した場合には、レーザスキャナユニット１１４により画像処理制御部１１８から受信した画像データに応じたレーザ露光を開始させる。

エンジン制御部１１７は、画像データに応じた静電潜像が形成された感光ドラム１０７を、高電圧電源１１６から現像電圧が印加された現像ローラ１１０によってトナーで現像することで感光ドラム１０７上にトナー像を形成する。

エンジン制御部１１７は、給紙ローラ１０４により搬送される用紙Ｐの先端が感光ドラム１０７上のトナー像の先端と同期するよう用紙Ｐを搬送させるとともに、用紙Ｐが転写ニップ部（転写ローラ１０８と感光ドラム１０７が対向する部分）を通過する際に、高電圧電源１１６から転写ローラ１０８に転写電圧を印加することで、感光ドラム１０７上のトナー像を用紙Ｐに転写する。

エンジン制御部１１７は、トナー像が転写された用紙Ｐを更に搬送させて定着フィルム１１１及び加圧ローラ１１２からなる定着器に搬送させるとともに、定着フィルム１１１内のセラミックヒータにより定着器を通過する用紙Ｐにトナー像を熱定着させる。

エンジン制御部１１７は、定着器によりトナー像が熱定着された用紙Ｐを排紙ローラ１１３により更に搬送させて、用紙Ｐを画像形成装置１０１の外部に設けられた排紙トレイ１１５に排紙させる。

以上説明したようにのように、画像形成装置１０１は、用紙Ｐを図１中の矢印に沿って搬送させつつ用紙Ｐ上にトナー像を形成する。

図３は、定着フィルム１１１、セラミックヒータ３０１、加圧ローラ１１２等からなる定着器の詳細図である。

図３で３０２は、グリスであり加圧ローラ１１２が回転することにより連れまわる定着フィルム１１１とセラミックヒータ３０１との摩擦を低減すべく設けられている。

そして、画像形成装置１０１を低温環境下で使用する場合、エンジン制御部１１７が、画像処理制御部１１８からのプリントコマンドを待っているスタンバイ状態もしくは、画像形成装置１０１の電源が投入されていない状態（ＯＦＦ状態）長く続くと定着器の温度が下がって来る。

これにより定着器内部のグリス３０２が硬化してしまい、メインモータ１０２を停止状態から起動状態へ立ち上げるのに要する駆動力が非常に大きくなってしまうという状況が発生する。

そして加圧ローラ１１２を駆動するメインモータ１０２としてステッピングモータを使用していた場合、駆動電流の設定値が適切でないと最悪の場合脱調を起こしてしまう。更に、メインモータ１０２が脱調を起こした場合には、定着器が駆動されないままセラミックヒータ３０１に電力が投入されてしまうため、定着フィルム１１１の一箇所だけが連続して加熱されてしまうため、定着器にダメージを与えてしまう可能性もある。

そこでメインモータ１０２を駆動するための駆動電流を増やしてメインモータ１０２の駆動力を上げることにより、低温環境においてメインモータを停止状態から起動状態へ立ち上げることが出来るが、このような対策をした場合、駆動電流を増やした分の消費電力が増えてしまうという問題がある。また、これに合わせて大きな電力を出力可能な電源構成とすることによるコストアップが発生してしまう。

そこで、実施例１においてエンジン制御部１１７は、セラミックヒータ３０１に当接されている温度検知素子であるサーミスタ４００による温度検知結果に基づいて画像形成装置１０１の置かれた環境における温度状態を推定し、低温環境である場合にはメインモータ１０２を通常の回転方向とは逆方向に回転させる。

図４は、実施例１におけるメインモータ１０２の起動動作を示すフローチャートである。

ステップＳ４０１で、エンジン制御部１１７は、画像形成装置１０１に電源が投入されたことを確認する。なお、画像形成装置１０１にすでに電源が投入されている状態でエンジン制御部１１７が画像処理制御部１１８からのプリントコマンドを待つスタンバイ（待機）状態となっていた場合は、画像処理制御部１１８からプリントコマンドが送信されたことに応じてスタンバイ状態を解除する。

ステップＳ４０２で、エンジン制御部１１７は、サーミスタ４００が検知する温度に基づいて、画像形成装置１０１の置かれた環境が所定温度（例えば、摂氏２０℃）以下であるかどうかを判定し、所定温度以下である場合はステップＳ４０３へ進み、所定温度より高い場合はステップＳ４０６へ進む。

ステップＳ４０３で、エンジン制御部１１７は、画像形成装置１０１の置かれた環境が低温環境であることからグリス３０２が硬化しているものと判断して硬化したグリス３０２が軟化しやすいようにメインモータ１０２を通常の回転方向と逆方向に回転させる。なお、エンジン制御部１１７は、メインモータ１０２を逆回転させるのと同時にグリス３０２の軟化を進めるためにセラミックヒータ３０１への電力の投入も開始する。更に、感光ドラム１０７や、トナー容器、現像ローラ１０９等を含む現像ユニット部への駆動の伝達を同時に解除する。例えば、感光ドラム１０７やトナー容器などが一体化させているトナーカートリッジの場合、駆動の伝達箇所を三角カップリングにすることにより（図５）、メインモータ１０２の逆回転で簡単に駆動の伝達解除を行なうことが出来る。

ステップＳ４０４で、エンジン制御部１１７は、メインモータ１０２の逆回転を開始してから所定時間が経過したか否かを判定し、所定時間が経過した場合はステップＳ４０５へ進む。

ステップＳ４０５で、エンジン制御部１１７は、メインモータ１０２の逆回転動作を停止させてステップＳ４０６へ進みモータを通常の方向に回転させる。

以上説明した動作により、現像ユニット部の負荷が加算されない状態でメインモータ１０２を回すため、画像形成装置１０１全体としての駆動負荷は比較的小さくなる。そして、メインモータ１０２は低温環境においても停止状態から起動状態に立ち上げるのに大きい出力（駆動電流）を必要としなくなり、駆動電流を増やす等の制御も必要が無くなる。

また、メインモータ逆回転時にセラミックヒータ３０１の温度制御を開始するため、この期間にグリス３０２が溶けはじめ、メインモータ１０２が定着器の加圧ローラ１１２を駆動するための駆動負荷が減少する。そして、メインモータ１０２の逆回転動作を行った後に通常の起動動作を行うので、現像ユニット部を駆動するための駆動負荷が加算されても画像形成装置１０１の全体としての駆動負荷はそれほど増加することは無い。よって、エンジン制御部１１７はメインモータ１０２を駆動するための駆動電流を増加させる等の制御を行なうことなく、消費電力の増加を抑え、低温環境下でモータを安定して立ち上げる事が可能となる。

なお、以上の説明においては、画像形成装置１０１に電源が投入された際のモータ起動時又は画像処理制御部１１８からプリントコマンドが送信された際のスタンバイ解除時におけるメインモータ１０２の逆回転動作について説明したが、上記の場合だけに限られるものではなく、例えば画像処理制御部１１８からプリントコマンドが送信されるスタンバイ状態が所定時間続いた際であってサーミスタ３０１が検知する温度が所定温度（例えば摂氏２０℃）以下であった場合にメインモータ１０２の逆回転制御を実行しても良い。

電子写真方式の画像形成装置の全体構成を示す断面図画像形成装置１０１の各部の制御構成を示すブロック図定着フィルム１１１、セラミックヒータ３０１、加圧ローラ１１２等からなる定着器の詳細図実施例１におけるメインモータ１０２の起動動作を示すフローチャートである。三角カップリングの説明をする図

符号の説明

１０１画像形成装置
１０２メインモータ
１１１定着フィルム
１１２加圧ローラ
１１７エンジン制御部
１１８画像処理制御部
３０１セラミックヒータ
３０２グリス
４００サーミスタ
Ｐ用紙

Claims

用紙に画像を形成する画像形成装置において、
用紙にトナー画像を形成する画像形成手段と、
用紙上に形成されたトナー画像を熱定着させる定着手段であって、円筒状部材を介してトナー画像を加熱する加熱体と前記円筒状部材とともに前記用紙を挟持しつつ搬送する加圧部材とを有する定着手段と、
前記用紙を搬送すべく所定の回転方向に前記加圧部材を回転駆動する駆動手段と、
前記加熱体の温度を検知する温度検知手段とを有し、
前記駆動手段は前記加圧部材を停止状態から回転状態に移行させる場合において、前記温度検知手段が検知する温度が所定温度より高い場合は前記所定の回転方向に前記加圧部材を回転させ、前記温度検知手段が検知する温度が所定温度以下である場合は前記所定の回転方向と逆方向に前記加圧部材を回転させた後に前記所定の回転方向に前記加圧部材を回転させることを特徴とする画像形成装置。
前記駆動手段は、前記温度検知手段が検知する温度が所定温度以下である場合は前記所定の回転方向と逆方向に所定時間だけ前記加圧部材を回転させた後に前記所定の回転方向に前記加圧部材を回転させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記画像形成手段は、トナー画像を担持しつつ回転する像担持体と、前記像担持体と接しつつ回転して像担持体上の静電潜像を前記トナーで現像する現像部材とを有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記駆動手段から前記像担持体及び前記現像部材へ駆動力を伝達する伝達手段を有し、
前記伝達手段は、前記駆動手段が前記加圧部材を前記所定の回転方向に回転させる場合は前記駆動手段から前記像担持体及び前記現像部材へ駆動力を伝達し、前記駆動手段が前記加圧部材を前記所定の回転方向と逆方向に回転させる場合は前記駆動手段から前記像担持体及び前記現像部材へ駆動力を伝達しないことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。