JP2008129065A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】騒音や消費電力に配慮して温度ムラや周辺部品との温度差を抑えつつ定着ローラを予備加熱し、プリント指令が与えられてから実際にプリントが行われるまでの時間を短縮できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】プリント指令に先立って与えられる予備加熱開始のためのトリガー信号入力時に、定着ローラ４１の検出温度が定着温度に達していない場合には、検出温度が定着温度に到達するまでは定着ローラ４１及び加圧ローラ４４を回転させつつ定着ローラ４１の加熱が行われる。そして、トリガー信号入力後に定着ローラ４１の検出温度が一旦定着温度に到達すると、モータ４５が停止され、定着ローラ４１及び加圧ローラ４４の回転が停止された状態で予備加熱制御が行われるとともに、トリガー信号入力時から所定時間が経過すると、ヒータ４２がオフされる。
【選択図】図３

Description

本発明は、記録材に転写された現像剤像を加熱して定着させる定着ローラを有する画像形成装置に関する。

この種の画像形成装置では、プリント指令が与えられてから実際にプリントが行われるまでの時間の短縮が求められている。また、定着時に定着ローラの温度ムラや定着ローラと周辺部品（例えば、加圧ローラ等）との間に大きな温度差があると、記録材の波打ちやカールの原因になるため、定着ローラ及びその周辺部品の温度調整技術の向上が求められている。また、定着ローラを必要以上に回転させると、騒音や電力消費の増大等の原因となるため、定着ローラの回転動作も可能な限り抑制するのが好ましい。定着時における定着ローラの温度ムラの低減に関する従来技術としては、例えば特許文献１に記載のものがある。

また、定着ローラの迅速な加熱が容易なように、定着ローラの薄肉化（低熱容量化）や、加熱手段を定着ローラの回転軸に対して偏心配置する等の対策が進められ、これによって、定着ローラ内での温度ムラや、定着ローラと周辺部品との間の温度差（加熱時に定着ローラが周辺部品よりも急激に温度が高くなる等）がさらに生じやすくなっている。

定着ローラの温度ムラや周囲との温度差の抑制のためには、定着ローラを回転させつつ加熱するのが好ましいが、定着ローラを必要以上に回転させると、騒音や消費電力の増大等の原因となる。
特開平１１−１０２１４０号公報

そこで、本発明の解決すべき課題は、騒音や消費電力に配慮して温度ムラや周辺部品との温度差を抑えつつ定着ローラを予備加熱し、プリント指令が与えられてから実際にプリントが行われるまでの時間を短縮できる画像形成装置を提供することである。

上記の課題を解決するため、請求項１の発明では、記録材に転写された現像剤像を加熱して定着させる定着ローラと、前記定着ローラを加熱する加熱手段と、前記定着ローラ又はその周辺部の温度を検出する温度検出手段と、前記定着ローラを回転駆動する駆動手段と、前記温度検出手段の検出温度に基づいて前記加熱手段及び前記駆動手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、プリント指令に先立って与えられる予備加熱開始のためのトリガー信号入力時から所定時間が経過するまでの間、前記検出温度が定着処理が可能な基準温度レベルに維持されるように前記加熱手段を動作制御し、前記所定時間の経過に伴って前記加熱手段を動作停止させる一方、前記トリガー信号入力時に前記検出温度が前記基準温度レベルに達していない場合には前記検出温度が前記基準温度レベルに到達するまで前記駆動手段を駆動させ、前記検出温度が前記基準温度レベルに到達すると前記駆動手段を駆動停止させる。

また、請求項２の発明では、請求項１の発明に係る画像形成装置において、前記制御手段は、前記定着ローラによる定着処理が行われてから次の定着処理が行われるまでの間に、前記トリガー信号が複数回入力された場合において、２回目以降のトリガー信号の入力に対しては前記予備加熱のための制御動作を行わない。

また、請求項３の発明では、請求項１の発明に係る画像形成装置において、前記制御手段により制御され、前記定着ローラ及びその周辺部を冷却するファンをさらに備え、前記制御手段は、前記定着ローラによる定着処理が行われてから次の定着処理が行われるまでの間において、１回目の前記トリガー信号入力時には、前記ファンを動作させずに前記予備加熱のための制御動作を実行し、２回目以降の前記トリガー信号入力時には、前記ファンを動作させつつ前記予備加熱のための制御動作を実行する。

また、請求項４の発明では、請求項１ないし請求項３のいずれかの発明に係る画像形成装置において、当該画像形成装置はコピー機能を備え、前記トリガー信号は、フラットベッドスキャナーの原稿載置部カバーの開放、自動原稿送りユニットへの原稿のセット、又は、コピーモード選択操作に伴って与えられる。

請求項１に記載の発明によれば、プリント指令に先立って定着ローラに対する予備加熱が行われるため、プリント指令が与えられてから実際にプリントが行われるまでの時間を短縮できる。

また、予備加熱開始のためのトリガー信号入力時に、定着ローラ又はその周辺部の検出温度が定着処理が可能な基準温度レベルに達していない場合には、検出温度が基準温度レベルに到達するまでは定着ローラを回転させつつ定着ローラの加熱が行われるため、定着ローラを回転させることで定着ローラの温度ムラや周辺部品（例えば、加圧ローラ等）との温度差を抑制しつつ、定着ローラを予備加熱することができる。

また、トリガー信号入力後に検出温度が一度基準温度レベルに到達すると、定着ローラの回転が停止された状態で予備加熱制御が行われるとともに、トリガー信号入力時から所定時間が経過すると、加熱手段が動作停止されるため、騒音及び消費電力を抑制しつつ、定着ローラの予備加熱が行える。

請求項２に記載の発明によれば、定着ローラによる定着処理が行われてから次の定着処理が行われるまでの間に、予備加熱のためのトリガー信号が複数回入力された場合において、２回目以降のトリガー信号の入力に対しては予備加熱のための制御動作が行われない構成であるため、予備加熱が何回も行われて画像形成装置内が過熱したり、消費電力が増大するのを防止することができる。

請求項３に記載の発明によれば、定着ローラによる定着処理が行われてから次の定着処理が行われるまでの間において、１回目のトリガー信号入力時には、ファンを動作させずに予備加熱のための制御動作が実行され、２回目以降のトリガー信号入力時には、ファンを動作させつつ予備加熱のための制御動作がされるため、ファンの駆動による騒音及び電力消費と予備加熱による画像形成装置内の過熱とに配慮しつつ、定着ローラの予備加熱を行うことができる。

請求項４に記載の発明によれば、フラットベッドスキャナーの原稿載置部カバーの開放、自動原稿送りユニットへの原稿のセット、又は、コピーモード選択操作に伴って定着ローラに対する予備加熱が開始されるため、実際にコピー実行のためのスタートボタンが操作されたときに直ちにコピー（プリント）を実行できる。

図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのファクシミリ複合装置の構成を示すブロック図であり、図２は図１のファクリミリ複合装置の上部の外観構成を模式的に示す斜視図である。このファクシミリ複合装置１は、図１及び図２に示すように、制御手段としての制御部１１、読取部１２、記録部１３、表示部１４、操作部１５、記憶部１６、モデム１７、ＮＣＵ１８及びネットワーク通信部１９等を備えている。また、このファクシミリ複合装置１の機能には、ファクシミリ機能、コピー機能、スキャナ機能、及びプリンタ機能等が含まれている。

制御部１１は、このファクシミリ複合装置１の制御を統括するものであり、ＣＰＵ等を備えて構成されている。

読取部１２は、原稿の読み取りを行うものであり、ファクシミリ送信時の原稿の読み取りや、スキャナー機能使用時の原稿の読み取り等に用いられる。この読取部１２には、原稿の読み取りを行うフラットベッドスキャナーとしての読取ユニット２１と、原稿をその読取ユニット２１に送る自動原稿送りユニット２２とを備えている。この自動原稿送りユニット２２は、図２の矢印Ａで示すごとく開閉可能となっており、読取ユニット２１の原稿載置面２１ａを覆うカバーとしての役割も担っている。

また、読取部１２には、ユーザにより自動原稿送りユニット２２が開放されたことを検知するための検知スイッチ１２ａ（図３参照）と、自動原稿送りユニット２２の原稿載置台２２ａに原稿が載置されたことを検知するための検知スイッチ１２ｂ（図３参照）とが備えられている。

記録部１３は、現像ユニット３１と定着ユニット３２とを備え、ドキュメントデータを記録材としての記録用紙Ｐ（図３参照）にプリントするようになっている。現像ユニット３１には、図示しない現像ローラが備えられ、この現像ローラを用いて、ドキュメントデータに基づいて形成されたトナー画像（現像剤像）が記録用紙Ｐに転写されるようになっている。

定着ユニット３２は、図３に示すように、記録用紙Ｐに転写されたトナー画像を加熱して定着させる定着ローラ４１と、定着ローラ４１を加熱する加熱手段としてのヒータ４２と、定着ローラ４１の温度を検出する温度検出手段としての温度センサ（例えば、サーミスタ）４３と、定着ローラ４１との間で記録用紙Ｐを加圧状態で挟み込む加圧ローラ４４と、定着ローラ４１を回転駆動するモータ４５と、定着ユニット３２及びその周辺部を冷却するファン４６とを備えている。なお、本実施形態では、温度センサ４３で定着ローラ４１の温度を検出するようにしているが、定着ローラ４１の周辺部（例えば、加圧ローラ４４等）の温度を温度センサ４３で検出して、その検出温度を定着ローラ４１の加熱制御に用いるようにしてもよい。また、本実施形態では、モータ４５で定着ローラ４１を回転駆動するようにしたが、定着ローラ４１と加圧ローラ４４とは互いに押圧された状態で同時に回転するため、モータ４５により加圧ローラ４４の方を回転駆動するようにしてもよい。

ヒータ４２による定着ローラ４１の加熱制御は、温度センサ４３の検出結果等に基づいて制御部１１により行われる。制御部１１はモータ４５及びファン４６の駆動制御も行うようになっている。

定着ローラ４１は、定着処理の実行時にはヒータ４２により所定の定着温度（例えば、１７５℃）に加熱される。そして、プリント時には、定着ローラ４１が定着温度に加熱された状態で、モータ４５により定着ローラ４１及び加圧ローラ４４が回転駆動され、それらのローラ４１,４４の間にトナー画像が転写された記録用紙Ｐが送り込まれる。記録用紙Ｐが送り込まれると、記録用紙Ｐに転写されたトナー画像が定着ローラ４１により加熱されて記録用紙Ｐに定着される。この定着処理時には、ファン４６が動作され、定着ユニット３２が冷却される。プリント処理の終了後のヒータ４３がオフされると、定着ローラ４１及びその周辺部の温度は時間経過に伴って室温に向けて低下していく。

本実施形態では、プリント指令に先立って与えられる予備加熱のためのトリガー信号に基づいて、定着ローラ４１の予備加熱が行われるようになっている。この点については後に詳述する。

表示部１４は、液晶表示装置等によって構成され、このファクシミリ複合装置１の操作情報等の表示に用いられる。入力手段及び選択手段としての操作部１５は、複数の操作ボタンやタッチパネル等によって構成され、このファクシミリ複合装置１の操作に用いられる。例えば、操作部１５には、この装置１の動作モードをコピー、ファクリミリ、スキャナー等の間で切り替えるためのモード選択ボタン（例えば、コピーモードボタン１５ａ（図３参照）が備えられている。

記憶部１６は、半導体メモリ等の記憶装置を備えて構成されている。この記憶部１６の記憶内容としては、スキャナ機能使用時に読み取られたドキュメントデータ、及びこの装置１の設定や保守管理等に関するデータ等が含まれている。

モデム１８は、ファクシミリ通信が可能なファクシミリモデムから構成されている。また、モデム１８は、ＮＣＵ（Network Control Unit）１７と直接的に接続されている。ＮＣＵ１７は、アナログの公衆電話回線網（ＰＳＴＮ）５１との回線の閉結及び開放の動作を行なうハードウェアであり、必要に応じてモデム１８を公衆電話回線網５１と接続する。なお、ＩＳＤＮ用インタフェースを備えることにより、デジタル回線網（ＩＳＤＮ）に接続するようにしてもよい。

ネットワーク通信部１９は、このファクリミリ複合装置１をＬＡＮ、インターネット等を含むネットワーク５２へ接続するためのインタフェースとして機能し、ＬＡＮ又はインターネットを介したデータの送受等を行うようになっている。

次に、図４及び図５のフローチャートを参照して、制御部１１による定着ローラ４１に対する予備加熱制御について説明する。

制御部１１は、プリント指令の入力に伴って定着ローラ４１の加熱を開始する制御の他に、実際にプリント指令が与えられる前に与えられる予備加熱開始のためのトリガー信号に応答して行う定着ローラ４１の予備加熱のための制御を行うようになっている。なお、予備加熱が開始されている状態で実際にプリント指令が与えられた場合には、定着ローラ４１に対する加熱が継続して行われるようになっている。

ここで、プリント指令は、操作部１５内のコピースタートボタンの押圧操作時、受信ファクリミリの出力時又はネットワーク５２を介したプリントジョブの受信時などに発せられるものである。

また、予備加熱のためのトリガー信号としては、例えばコピー開始の所定時間前に発せられ、プリント処理の準備開始トリガーとして有効な信号が採用される。より具体的には、本実施形態では、予備加熱のためのトリガー信号として、例えば、この装置１の動作モードがコピーモードとなっている状態での検知スイッチ１２ａによる自動原稿送りユニット２２（カバー）の開放の検知信号、同じくこの装置１の動作モードがコピーモードとなっている状態での検知スイッチ１２ｂによる原稿載置台２２ａ上の原稿の検知信号、及び、コピーモードボタン１５ａの操作に伴う信号が用いられる。

図４に示すように、ステップＳ１で、コピーモード時における自動原稿送りユニット２２（カバー）の開放、原稿載置第２２ａへの原稿の載置、又はコピーモードボタン１５ａの操作が行われ、予備加熱開始のためのトリガー信号が入力されると、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、予熱完了フラグが設定（フラグ値に１が設定）されているか否かが判断される。この予熱完了フラグは１回のトリガー信号入力に対して行われる予備加熱制御が終了したときに、後述するステップＳ１０で設定されるようになっている。

このステップＳ２で予熱フラグが設定されていると判断された場合には、予備加熱が繰り返されることによる装置１内の加熱や、消費電力の増大を回避するため、予備加熱制御のための処理を実行することなく、処理が終了される。一方、予熱フラグが設定されていない（フラグ値に０が設定されている）と判断された場合には、ステップＳ３に進み、予備加熱制御のための処理が実行される。

ステップＳ３では、タイマーのカウントが開始され、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、温度センサ４３の検出温度が定着処理が可能な定着温度以上であるか否かが判断され、定着温度以上である場合には、定着ローラ４１に対するそれ以上の加熱の必要がないかため、モータ４５及びヒータ４２をオフすべく（あるいは、モータ４５及びヒータ４２のオフ状態を維持すべく）、ステップＳ８に進む。一方、検出温度が定着温度を下回っている場合には、ステップＳ５にてモータ４５がオンされて定着ローラ４１及び加圧ローラ４４の回転が開始されるとともに、続くステップＳ６にてヒータ４２がオンされて定着ローラ４１の加熱が開始され、ステップＳ７に進む。なお、この予備加熱は、ファン４６が停止された状態で行われる。

ステップＳ７では、温度センサ４３の検出温度が定着温度以上であるか否かが判断され、検出温度が定着温度以上である場合にはステップＳ８にて、モータ４５及びヒータ４２がオフされ、定着ローラ４１及び加圧ローラ４４の回転が停止されるとともに、定着ローラ４１に対する加熱が停止されて、ステップＳ９に進む。一方、検出温度が定着温度を下回っている場合には、ステップＳ６に戻り、ヒータ４２のオン状態（又は、ヒータ４２及びモータ４５のオン状態）が維持される。

ステップＳ９では、ステップＳ３でスタートしたタイマーのカウント時間が所定時間を経過（例えば、２０秒）したか否かが判断され、所定時間が経過している場合にはステップＳ１０に進み、予熱完了フラグが設定（フラグ値に１が設定）されて、１回のトリガー信号入力に対応した予備加熱のための処理が終了される。一方、カウントスタート時（トリガー信号入力時）から所定時間が経過していない場合には、ステップＳ７に戻り、所定時間が経過するまで、ステップＳ６〜Ｓ９の処理が繰り返されて、ヒータ４２がオン、オフされつつ、温度センサ４３の検出温度が定着温度に維持される。

このようなステップＳ１〜Ｓ１０での処理により、予備加熱開始のためのトリガー信号入力時に、温度センサ４３の検出温度が定着温度に達していない場合には、検出温度が定着温度に到達するまでは定着ローラ４１及び加圧ローラ４４を回転させつつ定着ローラ４１の加熱が行われるようになっている。

そして、リガー信号入力後に検出温度が一旦定着温度に到達すると、モータ４５がオフされ、それ以後は、タイマーによる所定時間のカウントが終了するまで、定着ローラ４１及び加圧ローラ４４の回転が停止された状態でヒータ４２が制御されるこにより予備加熱が行われるようになっている。

また、制御部１１は、プリント処理が行われるのに伴って予熱完了フラグを初期化（フラグ値に０を設定）するようになっている。すなわち、図５に示すように、ステップＳ１１でプリント処理が開始されるとステップＳ１２に進み、１ページのプリント処理が終了したか否かが判断され、１ページのプリント処理が終了した場合にはステップＳ１３に進み、予熱完了フラグが初期化（フラグ値に０を設定）される。

以上のように、本実施形態によれば、プリント指令に先立って予備加熱のためのトリガー信号が与えられると、それに応じて定着ローラ４１に対する予備加熱が開始されるため、実際にプリント指令が与えられたときに直ちにプリントを実行できる。特に、本実施形態では、自動原稿送りユニット２２（カバー）の開放、自動原稿送りユニット２２への原稿のセット、又は、コピーモード選択操作に伴って定着ローラ４１に対する予備加熱が開始されるため、実際にコピー実行のためのコピースタートボタンが操作されたときに直ちにコピー（プリント）を実行できる。

また、予備加熱開始のためのトリガー信号入力時に、定着ローラ４１の検出温度が定着温度に達していない場合には、検出温度が定着温度に到達するまでは定着ローラ４１及び加圧ローラ４４を回転させつつ定着ローラ４１の加熱が行われるため、定着ローラ４１及び加圧ローラ４４を回転させることで定着ローラ４１の温度ムラや周辺部品（例えば、加圧ローラ４４等）との温度差を抑制しつつ、定着ローラ４１を予備加熱することができる。

また、トリガー信号入力後に定着ローラ４１の検出温度が一旦定着温度に到達すると、モータ４５が停止され、定着ローラ４１及び加圧ローラ４４の回転が停止された状態で予備加熱制御が行われるとともに、トリガー信号入力時から所定時間が経過すると、ヒータ４２がオフされるため、騒音及び消費電力を抑制しつつ、定着ローラ４１の予備加熱が行える。

また、プリント処理が行われてから次のプリント処理が行われるまでの間に、予備加熱のためのトリガー信号が複数回入力された場合において、２回目以降のトリガー信号の入力に対しては予備加熱のための制御動作が行われない構成であるため、予備加熱が何回も行われて装置１内が過熱したり、消費電力が増大するのを防止することができる。

なお、上述の実施形態では、プリント処理が行われてから次のプリント処理が行われるまでの間に入力された２回目以降のトリガー信号の入力に対しては予備加熱のための制御動作が行われない構成としたが、この点に関する変形例して以下の構成が採用可能である。

すなわち、プリント処理が行われてから次のプリント処理が行われるまでの間において、１回目のトリガー信号入力時には、ファン４６を動作させずに予備加熱のための制御動作（ステップＳ３〜Ｓ９の処理）を実行し、２回目以降のトリガー信号入力時には、ファン４６を動作させつつ予備加熱のための制御動作（ステップＳ３〜Ｓ９の処理）を実行するようにしてもよい。この構成を採用した場合、ファン４６の駆動による騒音及び電力消費と予備加熱による装置１内の過熱とに配慮しつつ、定着ローラ４１の予備加熱を行うことができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのファクシミリ複合装置の構成を示すブロック図である。 図１のファクリミリ複合装置の上部の外観構成を模式的に示す斜視図である。 図１に示す構成の要部をより詳細に示したブロック図である。 定着ローラの予備加熱のための処理動作を示すフローチャートである。 予熱完了フラグが初期化される際の処理動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ ファクシミリ複合装置
１１ 制御部
１２ 読取部
１３ 記録部
１４ 表示部
１５ 操作部
１６ 記憶部
１７ ＮＣＵ
１８ モデム
１９ ネットワーク通信部
２１ 読取ユニット
２２ 自動原稿送りユニット
３１ 現像ユニット
３２ 定着ユニット
４１ 定着ローラ
４２ ヒータ
４３ 温度センサ
４４ 加圧ローラ
４５ モータ
４６ ファン

Claims (4)

1. 記録材に転写された現像剤像を加熱して定着させる定着ローラと、前記定着ローラを加熱する加熱手段と、前記定着ローラ又はその周辺部の温度を検出する温度検出手段と、前記定着ローラを回転駆動する駆動手段と、前記温度検出手段の検出温度に基づいて前記加熱手段及び前記駆動手段を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、プリント指令に先立って与えられる予備加熱開始のためのトリガー信号入力時から所定時間が経過するまでの間、前記検出温度が定着処理が可能な基準温度レベルに維持されるように前記加熱手段を動作制御し、前記所定時間の経過に伴って前記加熱手段を動作停止させる一方、前記トリガー信号入力時に前記検出温度が前記基準温度レベルに達していない場合には前記検出温度が前記基準温度レベルに到達するまで前記駆動手段を駆動させ、前記検出温度が前記基準温度レベルに到達すると前記駆動手段を駆動停止させることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記制御手段は、前記定着ローラによる定着処理が行われてから次の定着処理が行われるまでの間に、前記トリガー信号が複数回入力された場合において、２回目以降のトリガー信号の入力に対しては前記予備加熱のための制御動作を行わないことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記制御手段により制御され、前記定着ローラ及びその周辺部を冷却するファンをさらに備え、
   前記制御手段は、前記定着ローラによる定着処理が行われてから次の定着処理が行われるまでの間において、１回目の前記トリガー信号入力時には、前記ファンを動作させずに前記予備加熱のための制御動作を実行し、２回目以降の前記トリガー信号入力時には、前記ファンを動作させつつ前記予備加熱のための制御動作を実行することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像形成装置において、
   当該画像形成装置はコピー機能を備え、
   前記トリガー信号は、フラットベッドスキャナーの原稿載置部カバーの開放、自動原稿送りユニットへの原稿のセット、又は、コピーモード選択操作に伴って与えられることを特徴とする画像形成装置。

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