JP2005274634A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 定着器において端部の異常高温を防止しつつ幅小の記録紙と幅大の記録紙に応じてより精度の高い温度制御を可能とした画像形成装置を提供する。
【解決手段】 プリンタは、定着器と、定着器の温度を検出する温度センサ３０と、温度センサ３０の検出温度に基づいて定着器の温度を制御するプリンタコントローラ１２とを備える。温度センサ３０は、定着器の軸方向中央部の温度センサ３１と、定着器の軸方向端部の温度センサ３２とからなる。プリンタコントローラ１２は、幅小の記録紙に印字する場合、温度センサ３１の検出温度に基づいて定着器の温度を制御するとともに、温度センサ３２又は温度センサ３１，３２の検出温度に基づいて定着器の異常昇温を監視し、異常昇温の発生を検出すると定着器端部の温度を低下させる動作を実行し、幅大の記録紙に印字する場合、両温度センサ３１，３２の検出温度に基づいて定着器の温度を制御する。【選択図】 図２

Description

この発明は、ファクシミリ装置、複写機、或いはファクシミリ機能と複写機能を併有する複合機などの画像形成装置に関する。

そのような画像形成装置は、一般に記録紙に印字する手段としてプリンタを備え、このプリンタは、記録紙に転写された画像を定着させる定着器（通常は加熱ローラと加圧ローラで構成されるもの）と、定着器の温度を検出する温度センサと、温度センサにより検出された定着器の温度に基づいて定着器の温度を制御する制御部とを有する。

例えば、定着機において、定着ローラの軸方向中心部と軸端部の２箇所に温度センサを設け、軸中央部と軸端部の温度差が所定値以上の差になると、定着ローラ（加熱ローラ）、加圧ローラを空転させることで、温度差を小さくして高品質の画像を得るようにした技術がある（例えば、特許文献１参照）。

上記特許文献１記載の技術では、待機モード中に軸中央部の温度センサで定着ローラの中央部の温度を検出し、中央部が所定温度となるように加熱制御されるが、このとき定着ローラの表面温度に軸方向及び周方向の温度むらが発生することを解消するため、軸中央部と軸端部の温度センサの検出温度差を常時監視し、温度差が所定値以上になると、定着ローラと加圧ローラを空転させ、定着ローラの周方向の温度分布を均一にするとともに、軸方向端部の温度分布も均一にするようにしている。
特開２００３−９８８９９号公報

ところで、画像を印字する記録紙には、Ａ３，Ａ４，Ｂ４，Ｂ５などの幅の異なる様々な種類があり、加熱ローラの中央部及び中央部付近は、幅小や幅大に関係なくいずれの記録紙も接触することになるが、加熱ローラの両端部は、幅大の記録紙は接触するが、幅小の記録紙は接触しない。このため、幅小の記録紙に印字する場合、特に幅小の記録紙に連続して印字する場合、加熱ローラの中央部は記録紙によって熱が奪われるのに対し、端部は蓄熱状態で高温になり、中央部と端部で大きな温度差が発生する。端部の高温の程度が酷い場合は、加熱ローラの端部が熱により変形することも有り得る。

上記特許文献１記載の技術では、定着ローラの軸中央部と軸端部の温度差が所定値以上になると、定着ローラと加圧ローラを空転させているので、そのような問題点は起こらないが、幅小の記録紙や幅大の記録紙のいずれに対しても同じ温度制御を行っているため、温度制御に無駄が生じる場合がある。例えば、幅小の記録紙に印字する場合、定着ローラの軸中央部と軸端部との温度差が所定値以上であっても、軸端部の温度が何ら支障のない許容範囲であり、しかも軸中央部の温度分布がほぼ均一であるとき、本来なら軸中央部で幅小の記録紙に印字することが可能であるにもかかわらず、定着ローラと加圧ローラの空転が行われるため、その間は印字ができず、無駄な時間が費やされるといった不具合が新たに生ずる。

この発明は、そのような問題点に着目してなされたもので、定着器において端部の異常高温を防止しつつ幅小の記録紙と幅大の記録紙に応じてより精度の高い温度制御を可能とした画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、記録紙に印字する手段を備え、この手段は、記録紙に転写された画像を定着させる定着器と、定着器の温度を検出する温度センサと、温度センサにより検出された定着器の温度に基づいて定着器の温度を制御する制御部とを有するものにおいて、温度センサは、定着器の軸方向のほぼ中央部に設けられた温度センサと、定着器の軸方向の両端部の少なくとも一方に設けられた温度センサとからなり、制御部は、幅小の記録紙に印字する場合、中央部の温度センサの検出温度に基づいて定着器の温度を制御するとともに、端部の温度センサ又は端部の温度センサと中央部の温度センサの検出温度に基づいて定着器の異常昇温を監視し、異常昇温の発生を検出すると定着器の端部の温度を低下させる動作を実行し、幅大の記録紙に印字する場合、中央部の温度センサの検出温度と端部の温度センサの検出温度とに基づいて定着器の温度を制御することを特徴とする。

本発明においては、幅小の記録紙に印字する場合、異常昇温の発生を検出すると、定着器端部の温度を低下させる動作を実行するが、ここでの異常昇温の発生を検出するとは、以下の実施形態でも説明するように、端部の温度センサのみの検出温度に基づく場合と、端部の温度センサと中央部の温度センサの検出温度に基づく場合がある。

この画像形成装置において、定着器端部の温度を低下させる動作は、例えば連続印字での記録紙間隔（給紙の間隔）を大きくすることや、印字を一時中断することである。

また、制御部は、中央部の温度センサの検出温度と端部の温度センサの検出温度との差が所定値以下になると、定着器端部の温度を低下させる動作の実行を停止することが好適である。

なお、本発明において、幅小の記録紙とは、定着器の軸方向の両端部に接触しない狭い幅の記録紙のことであり、幅大の記録紙とは、定着器の軸方向の両端部に接触する広い幅の記録紙のことである。幅小及び幅大の記録紙は、いずれも定着器の軸方向の中央部及び中央部付近には接触する。

本発明によれば、定着器において端部の異常高温を防止しつつ幅小の記録紙と幅大の記録紙に応じてより精度の高い温度制御が可能となる。

以下、実施の形態により、この発明を更に詳細に説明する。

その実施形態に係る画像形成装置の概略構成の一例のブロック図を図１（一部）及び図２（残部）に示す。この画像形成装置は、ファクシミリ機能とコピー機能とを併有する複合機として構成したもので、図１において、ＭＰＵ（主制御部）１と、ＮＣＵ（網制御回路：Network Control Unit）２と、ＭＯＤＥＭ３と、ＲＯＭ４と、ＲＡＭ５と、画像メモリ（ＤＲＡＭ）６と、ＣＯＤＥＣ（符号化・復号器：Coder and Decoder ）７と、操作部８と、スキャナ９と、ＬＡＮ Ｉ／Ｆ（ローカルエリアネットワーク インターフェース）１０と、表示部１１と、制御部としてのプリンタコントローラ１２とを備え、これら各部がバス３５で接続されている。また、この装置は、記録紙に印字する手段として、図２に示すように構成された電子写真方式のプリンタを備える。

ＭＰＵ１は、この装置を構成する各部を制御する。ＮＣＵ２は、電話回線網（ＰＳＴＮ）３６との接続を制御すると共に、相手先の電話番号（ＦＡＸ番号を含む）に対応したダイヤル信号を送出する機能及び着信を検出する機能を備えている。ＭＯＤＥＭ３は、ＩＴＵ（国際電気通信連合）−Ｔ勧告Ｔ．３０に従ったファクシミリ伝送制御手順に基づいて、Ｖ．１７、Ｖ．２７ｔｅｒ、ｖ．２９等に従った送信データの変調及び受信データの復調を行う。或いは、これらに加えてＶ．３４に従った送信データの変調及び受信データの復調を行う。

ＲＯＭ４は、この装置を制御するためのプログラムを記憶する。ＲＡＭ５は、データ等を一時的に記憶する。画像メモリ６は、受信画像データやスキャナ９で読み取った画像データを一時的に記憶する。ＣＯＤＥＣ７は、読み取った画像データを送信するためにＭＨ、ＭＲ、ＭＭＲ方式等により符号化（エンコード）し、受信画像データを復号（デコード）する。操作部８は、テンキー、ワンタッチキー、スタートキー、その他のキーで構成され、ユーザがＦＡＸ送信・受信、プリント等の指示をするためのものである。

スキャナ９は、ＦＡＸ送信するときに原稿の画像データを読み取る。ＬＡＮ Ｉ／Ｆ１０は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）からのプリント指令、データを受けて、後述のプリンタコントローラ１２に送る。表示部１１は、この装置の動作状態等の各種情報、操作部８により入力した情報等を表示する。この表示部１１としては、例えば液晶表示装置（ＬＣＤ）が用いられる。

この装置のプリンタは、図２において、プリンタ各部を制御するプリンタコントローラ１２を備える。プリンタコントローラ１２は、幅小の記録紙に印字する場合、後記中央部の温度センサ３１の検出温度に基づいて定着器の温度を制御するとともに、端部の温度センサ３２又は端部の温度センサ３２と中央部の温度センサ３１の検出温度に基づいて定着器の異常昇温を監視し、異常昇温の発生を検出すると定着器の端部の温度を低下させる動作を実行し、幅大の記録紙に印字する場合、中央部の温度センサ３１の検出温度と端部の温度センサ３２の検出温度とに基づいて定着器の温度を制御する。また、プリンタコントローラ１２は、中央部の温度センサ３１の検出温度と端部の温度センサ３２の検出温度との差が所定値以下になると、定着器の端部の温度を低下させる動作の実行を停止する。

プリンタ内部には、感光体として外周面に光導電膜を有する感光ドラム１３が配置され、感光ドラム１３はモータ４１により回転される。この感光ドラム１３の周囲には、帯電器としてスコロトロンチャージャー１４が配置され、このスコロトロンチャージャー１４には帯電バイアス印加回路１５により所定のバイアス電圧が印加される。バイアス電圧が印加されたスコロトロンチャージャー１４は、感光ドラム１３の外周面を約＋８００Ｖに一様に帯電させる。感光ドラム１３の周囲に配置された露光器としてのＬＥＤプリントヘッド１６は、多数のＬＥＤを並設してなり、入力された画像情報に基づき感光ドラム１３の外周面に光を照射し、外周面に画像情報に対応する静電潜像を形成する。

更に、感光ドラム１３の周囲に配置された現像器は、供給ローラ１７、現像ローラ１８、ブレード１９及び現像器バイアス印加回路２０等により構成される。供給ローラ１７は、トナーを収容するトナーケース（図示せず）からトナーを帯電させつつ現像ローラ１８に供給するもので、この供給ローラ１７には現像器バイアス印加回路２０により所定のバイアス電圧（通常−５００Ｖ）が印加される。この供給ローラ１７と感光ドラム１３に接触して配置された現像ローラ１８には、現像器バイアス印加回路２０により所定のバイアス電圧（通常−３００Ｖ）が印加される。

ブレード１９は、現像ローラ１８の外周面に弾性的に接触し、現像ローラ１８の外周面に付着したトナーの層厚を均一にするもので、このブレード１９には現像器バイアス印加回路２０により所定のバイアス電圧（通常−４００Ｖ）が印加される。

更に感光ドラム１３の周囲に配置された転写器としての転写ローラ２１は、記録紙搬送経路を挟んで感光ドラム１３の外周面と接触するように配置され、モータ４１により回転される。この転写ローラ２１には転写バイアス印加回路２２により所定のバイアス電圧が印加される。

記録紙搬送経路の記録紙送り出し側に配置された定着器は、ヒータ２３ａ（図３参照）を有する加熱ローラ２３、ヒータ駆動回路２４及びプレスローラ２５等で構成される。加熱ローラ２３のヒータ２３ａはヒータ駆動回路２４により、加熱ローラ２３の外周面が所定の温度となるよう加熱する。加熱ローラ２３とプレスローラ２５は、転写ローラ２１による転写後の記録紙を加熱圧接することにより、記録紙上のトナー画像を定着させる。

その定着器の温度を検出する温度センサ３０が定着器の加熱ローラ２３に近接して設けられ、温度センサ３０の検出温度はプリンタコントローラ１２に取り込まれる。温度センサ３０は、図３に概略拡大斜視図で示すように、加熱ローラ２３の軸方向の中央部に近接して配置された温度センサ３１と、同軸方向の端部に近接して配置された温度センサ３２とからなる（図１も参照）。但し図３では、温度センサ３１，３２は、加熱ローラ２３に近接して配置されているが、加熱ローラ２３の表面に直接取付けられてもよいし、加熱ローラ２３の内部に設けられてもよい。

また、この装置では、感光ドラム１３の周囲のスコロトロンチャージャー１４と転写ローラ２１との間に、感光ドラム１３の表面に付着した紙粉を除去する紙粉取りローラ２６が配置されている。

給紙側には、給紙カセット（図示せず）にセットされた記録紙を１枚ずつ取り出すための給紙機構が設けられている。この給紙機構では、給紙ローラ４０とモータ４１がクラッチ４２を介して連結され、給紙カセットから記録紙を取り出すときは、クラッチ４２により給紙ローラ４０がモータ４１に接続され、給紙ローラ４０が回転することで、給紙カセットの記録紙が１枚ずつ取り出される。

上記のように構成された画像形成装置の動作を概説すると、帯電ブラシ１４により感光ドラム１３が約＋８００Ｖに一様に帯電され、その感光ドラム１３にＬＥＤプリントヘッド１６により画像情報に対応する静電潜像が形成され、現像ローラ１８により感光ドラム１３上の静電潜像にトナーが吸着されて、感光ドラム１３上にトナー画像が形成される。そして、転写ローラ２１により感光ドラム１３上のトナー画像が記録紙に転写される。転写後は、加熱ローラ２３とプレスローラ２５により記録紙が加熱・加圧され、記録紙にトナー画像が定着される。紙粉は、−に帯電しており、感光ドラム１３の＋電流に吸引され、感光ドラム１３に付着する。付着した紙粉は、感光ドラム１３の回転により、紙粉取りローラ２６によって除去される。

次に、この画像形成装置において、幅小（短い幅）の記録紙に対する印字動作について図４のフロー図を参照して説明する。

まずステップＳＴ１において、１頁目の幅小の記録紙の印字を行うのと併行して、ステップＳＴ２において、中央部の温度センサ３１の検出温度に基づいて定着器の温度を制御する。続いて、ステップＳＴ３において、１ジョブが終了したか判定する。この１ジョブとは、１枚のプリント、複数枚或いは多数枚のプリントを含む。１ジョブが終了したら、当該印字処理を終了する。

まだ１ジョブが終了していないなら、ステップＳＴ４において、定着器の端部の温度センサ３２の検出温度が第１許容温度内であるか判定し、第１許容温度外であるとき、すなわち定着器端部の温度が異常高温であるときは、ステップＳＴ７において、印字を一旦停止する。この印字の停止期間は周囲環境温度などにより適宜設定すればよい。その後、ステップＳＴ４に戻り、再び端部の温度センサ３２の検出温度が第１許容温度内であるか判定し、温度センサ３２の検出温度が第１許容温度内に収まるまで、ステップＳＴ４，ＳＴ７の繰り返しにより印字を停止する。

端部の温度センサ３２の検出温度が第１許容温度内であると、次にステップＳＴ５において、端部の温度センサ３２の検出温度が第２許容温度内であるか判定する。この第２許容温度内は第１許容温度内に含まれ、第１許容温度よりも狭い範囲である。温度センサ３２の検出温度が第２許容温度内であるときは、印字に何の支障もないので、ステップＳＴ１及びステップＳＴ２に戻り、次の１頁のプリントを実行するのと併行して、中央部の温度センサ３１の検出温度に基づいて定着器の温度を制御する。

これに対して、端部の温度センサ３２の検出温度が第２許容温度外であるとき、すなわち第１許容温度内ではあるが第２許容温度内ではないときは、ステップＳＴ６において、印字を一旦停止するほどのこともないが、定着器端部の温度を下げるために記録紙間隔（給紙カセットから記録紙を１枚ずつ取り出す間隔）を大きくする。この紙間隔拡大の期間も適宜設定すればよい。その後、ステップＳＴ１及びステップＳＴ２に戻り、次の１頁のプリントを実行するのと併行して、中央部の温度センサ３１の検出温度に基づいて定着器の温度を制御する。

本実施形態では、幅小の記録紙に印字する場合、各頁間で端部の異常昇温が発生しているか否かの判断（図４のステップＳＴ４，ＳＴ５）を行う。すなわち、１頁の印字終了後、新たな頁の印字を行う直前毎に、端部の異常昇温が発生しているか否かの判断を行う。

一方、幅大（長い幅）の記録紙に対する印字動作について図５のフロー図を参照して説明する。

この場合は、ステップＳＴ１１において、１頁目の幅大の記録紙の印字を行うのと併行して、ステップＳＴ１２において、中央部の温度センサ３１の検出温度（平均値）と端部の温度センサ３２の検出温度（平均値）とに基づいて定着器の温度を制御する。続いて、ステップＳＴ１３において、１ジョブが終了したか判定する。１ジョブが終了したら、当該印字処理を終了する。まだ１ジョブが終了していないなら、ステップＳＴ１１及びステップＳＴ１２に戻り、１頁の記録紙の印字と両温度センサ３１，３２の検出温度（平均値）に基づく定着器の温度制御を続ける。

このような印字動作により、定着器において端部の異常高温を防止しつつ幅小の記録紙と幅大の記録紙に応じてより精度の高い温度制御が可能となる。

なお、図４のフロー図では、端部の温度センサ３２の検出温度に基づいて印字の停止又は紙間隔拡大の処理を実行しているが、中央部の温度センサ３１の検出温度と端部の温度センサ３２の検出温度との差に基づいてそれらの処理を実行してもよい。すなわち、この場合、ステップＳＴ４においては、両温度センサ３１，３２の検出温度差が第１許容温度差であるか判定し、ステップＳＴ５においては、両温度センサ３１，３２の検出温度差が第２許容温度差であるか判定すればよい。

ここでの第１許容温度差は、定着器端部の温度が異常昇温であり、定着器中央部と定着器端部とで温度差が大きくなった場合であり、印字を一旦停止することで対処する。第２許容温度差は、第１許容温度差よりも小さい値であり、印字を一旦停止することもないが、定着器端部の温度を下げる必要がある場合であり、記録紙間隔を大きくすることで対処する。

また、定着器端部の温度を低下させる動作を実行した後、その動作の実行を停止（解除）する条件を、端部の温度センサによる検出温度が所定値より低下したことにすることもできる。すなわち、端部の温度センサのみに基づいて、定着器端部の温度を低下させる動作を停止するか否かを判断することもできる。

また、上記実施形態では、定着器の軸方向の一端部のみに温度センサ３２を設けてあるが、両端部にそれぞれ温度センサ３２を設けてもよい。この場合は、より一層の高精度の温度制御が可能となる。

実施形態に係る画像形成装置（ファクシミリ機能とコピー機能を併有する複合機）の構成例を示すブロック図（一部）である。 図１とともに、同画像形成装置の構成例を示すブロック図（残部）である。 同画像形成装置のプリンタにおける定着器の概略拡大斜視図である。 同画像形成装置における幅小（短い幅）の記録紙に対する印字動作を説明するフロー図である。 同画像形成装置における幅大（長い幅）の記録紙に対する印字動作を説明するフロー図である。

符号の説明

１ ＭＰＵ
１２ プリンタコントローラ（制御部）
１３ 感光ドラム
２１ 転写ローラ
２３ 加熱ローラ（定着器）
２３ａ ヒータ
２５ プレスローラ（定着器）
３０ 温度センサ
３１ 中央部の温度センサ
３２ 端部の温度センサ

Claims (4)

1. 記録紙に印字する手段を備え、この手段は、記録紙に転写された画像を定着させる定着器と、定着器の温度を検出する温度センサと、温度センサにより検出された定着器の温度に基づいて定着器の温度を制御する制御部とを有する画像形成装置において、
   温度センサは、定着器の軸方向のほぼ中央部に設けられた温度センサと、定着器の軸方向の両端部の少なくとも一方に設けられた温度センサとからなり、制御部は、幅小の記録紙に印字する場合、中央部の温度センサの検出温度に基づいて定着器の温度を制御するとともに、端部の温度センサ又は端部の温度センサと中央部の温度センサの検出温度に基づいて定着器の異常昇温を監視し、異常昇温の発生を検出すると定着器の端部の温度を低下させる動作を実行し、幅大の記録紙に印字する場合、中央部の温度センサの検出温度と端部の温度センサの検出温度とに基づいて定着器の温度を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 定着器端部の温度を低下させる動作は、連続印字での記録紙間隔を大きくすることであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 定着器端部の温度を低下させる動作は、印字を一時中断することであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 制御部は、中央部の温度センサの検出温度と端部の温度センサの検出温度との差が所定値以下になると、定着器端部の温度を低下させる動作の実行を停止することを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の画像形成装置。

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