JP2008292713A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、プレスローラの表面温度に基づいて定着ローラから必要以上の熱量の発生を抑え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ものである。
【解決手段】定着ローラ２８の表面には第１サーミスタ３７が接触しており、プレスローラ３３の表面には第２サーミスタ３８が接触している。第２サーミスタ３８の検知温度が基準温度よりも高い場合には定着温度を低い定着温度に変更し、第１サーミスタ３７の検知温度が低い定着温度になるように定着ローラ２８を加熱制御することで、必要以上の熱量の発生を抑えることができる。
【選択図】図２

Description

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。

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。

こうした定着動作では、定着ローラの熱が用紙に奪われていくため定着ローラの表面温度を検知して表面温度が所定温度に保たれるように定着ローラの加熱制御が行われる。

例えば、特許文献１では、加熱ローラの表面温度を検知してヒータの加熱制御を行うとともに加圧ローラの表面温度を検知してローラを回転させる駆動モータのスタンバイ制御を行うようにした点が記載されている。また、特許文献２では、電源投入時の加圧ローラ表面の温度を検知して、所定温度より高い場合には熱ローラの回転駆動を行うようにした点が記載されている。
特開平５−２０４２７７号公報 特開平７−２７１２３７号公報

定着動作では、定着ローラで発生した熱は、定着のために用紙により奪われていくが、同時にプレスローラによっても奪われていくようになる。そのため、用紙及びプレスローラに奪われる熱量に基づいて定着ローラを発熱させる必要があるが、プレスローラの温度が上昇してプレスローラに奪われる熱量が減少すると、その分必要な熱量は小さくなる。しかしながら、従来のように定着ローラの表面温度を所定温度に保つように加熱制御を行っていると、必要以上の熱量を定着ローラから発生させることになる。

上述した先行文献では、加圧ローラの表面温度を検知してモータの回転制御等を行っているものの定着ローラの表面温度を所定温度に保つように加熱制御しているため必要量以上の熱量を定着ローラから発生させており、無駄な消費電力が生じている

そこで、本発明は、プレスローラの表面温度に基づいて定着ローラから必要以上の熱量の発生を抑え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ものである。

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手段と、トナー像が転写された用紙を定着ローラ及びプレス部材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手段と、定着ローラの表面温度を検知する定着温度検知手段と、定着温度検知手段からの検知信号に基づいて定着ローラの加熱制御を行う加熱制御手段とを備えた画像形成装置において、前記プレス部材の表面温度を検知するプレス温度検知手段を備え、前記加熱制御手段は、プレス温度検知手段からの検知信号に基づいて前記定着ローラの表面温度を調整するように加熱制御することを特徴とする。さらに、前記加熱制御手段は、前記プレス温度検知手段からの検知信号に基づいて前記プレス部材の表面温度が所定温度以上となったと判定された場合に前記定着ローラの表面温度を所定温度に低下させるように加熱制御することを特徴とする。さらに、前記加熱制御手段は、前記プレス温度検知手段からの検知信号に基づいて前記定着ローラの表面温度の目標温度を設定して加熱制御することを特徴とする。

本発明は、上記のような構成を有することで、プレス温度検知手段からの検知信号に基づいて前記定着ローラの表面温度を調整するように加熱制御するので、プレス部材の表面温度に応じて定着ローラの表面温度が変更されるようになり、必要以上の熱量の発生を抑えるように加熱制御することができる。例えば、プレス部材の表面温度が低い場合にはプレス部材に奪われる熱量が大きくなることから定着ローラから発生する熱量を大きくするために定着ローラの表面温度を高く設定し、逆にプレス部材の表面温度が高い場合にはプレス部材に奪われる熱量が小さくなるため定着ローラから発生する熱量が小さくてもよく定着ローラの表面温度を低く設定すれば、必要以上の熱量の発生を抑えるように加熱制御を行うことができ、無駄な消費電力を抑えることが可能となる。

また、プレス温度検知手段からの検知信号に基づいてプレス部材の表面温度が所定温度以上となったと判定された場合に定着ローラの表面温度を所定温度に低下させるように加熱制御すれば、プレス部材の表面温度が上昇した場合に確実に定着ローラの表面温度を低下させて発生する熱量を小さくすることができ、必要以上の熱量の発生を抑えるようにすることが可能となる。

また、プレス温度検知手段からの検知信号に基づいて定着ローラの表面温度の目標温度を設定して加熱制御すれば、プレス部材の表面温度に応じてきめ細かく定着ローラの表面温度を設定することが可能となり、確実な定着動作を行ないながら無駄のない加熱制御を行うことができる。

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。

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。

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ようにする。

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。

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、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、メモリ除去ブラシ２７及び定着ローラ２８が備えられている。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。

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。

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。

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Ｕ１に定着ローラ２８及び排紙ローラ３４が取り付けられており、下部フレームＵ２にプレスローラ３３及び３５が取り付けられており、下部フレームＵ２をユニットフレームＵ１の下部に固定することで組み立てられている。

定着ローラ２８の表面には、表面温度検知手段である第１サーミスタ３７が接触しており、第１サーミスタ３７はユニットフレームＵ１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。プレスローラ３３の表面には、プレス温度検知手段である第２サーミスタ３８が接触しており、第２サーミスタ３８は下部フレームＵ２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。各サーミスタは、各ローラの搬送される用紙の範囲内であればどの位置に設定されてもよい。

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、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、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。

記録制御部４０は、定着ローラ２８に内蔵されたヒータに通電して駆動するヒータ駆動回路４６に対して制御信号を送信して定着制御を行う。その際に、第１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及び第２サーミスタ３８を備えた温度検知回路４８からのプレスローラ３３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。

また、記録制御部４０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。

図４は、定着動作を行なう場合の目標温度である定着温度を設定する処理フローである。まず、プレスローラ３３の表面温度を検知する第２サーミスタ３８の検知温度Ｔ２を取得する（Ｓ１００）。次に、検知温度Ｔ２が基準温度Ｔｃ以上かチェックし（Ｓ１０１）、基準温度Ｔｃ以上の場合には定着温度をＴｆ１に設定する（Ｓ１０２）。基準温度Ｔｃより低い場合には定着温度をＴｆ２に設定する（Ｓ１０３）。ここで、定着温度Ｔｆ１は定着温度Ｔｆ２よりも低い温度に設定される。例えば、基準温度Ｔｃが１２０℃である場合に、定着温度Ｔｆ１を１７５℃、定着温度Ｔｆ２を１８５℃に設定するとよい。

こうした定着温度の設定処理は繰返し行われてプレスローラの表面温度の変化に応じて定着温度が変更されるようになる。この場合、基準温度Ｔｃを複数設定してさらにきめ細かく段階的に定着温度を変更させるようにしてもよい。

図５は、設定された定着温度に基づく定着温度制御に関する処理フローである。まず、定着ローラ２８の表面温度を検知する第１サーミスタ３７の検知温度Ｔ１を取得する（Ｓ２００）。次に、検知温度Ｔ１が設定温度Ｔｆ（図４に示す処理フローで設定された定着温度）以上かチェックし（Ｓ２０１）、設定温度Ｔｆ以上の場合には定着ローラのヒータへの通電をオフして加熱停止するように制御し（Ｓ２０２）、設定温度Ｔｆよりも低い場合には通電をオンして加熱を行うように制御する（Ｓ２０３）。

こうして、プレスローラの表面温度に基づいて調整された定着温度により加熱制御を行うので、プレスローラの表面温度が高い場合には定着温度を低く設定して定着ローラの加熱時間を短くして必要以上の熱量の発生を抑えることができる。

また、プレスローラの表面温度に応じて目標温度である定着温度を設定して定着ローラの加熱制御を行うので、プレスローラの表面温度に合せてきめ細かく無駄のない定着動作を行なうことができる。

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。 定着ユニットに関する概略断面図である。 本発明に係る実施形態に関する全体ブロック図である。 定着温度を設定する処理フローである。 定着温度制御に関する処理フローである。

符号の説明

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 第１サーミスタ
38 第２サーミスタ

Claims (3)

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手段と、トナー像が転写された用紙を定着ローラ及びプレス部材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手段と、定着ローラの表面温度を検知する定着温度検知手段と、定着温度検知手段からの検知信号に基づいて定着ローラの加熱制御を行う加熱制御手段とを備えた画像形成装置において、前記プレス部材の表面温度を検知するプレス温度検知手段を備え、前記加熱制御手段は、プレス温度検知手段からの検知信号に基づいて前記定着ローラの表面温度を調整するように加熱制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記加熱制御手段は、前記プレス温度検知手段からの検知信号に基づいて前記プレス部材の表面温度が所定温度以上となったと判定された場合に前記定着ローラの表面温度を所定温度に低下させるように加熱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。
3. 前記加熱制御手段は、前記プレス温度検知手段からの検知信号に基づいて前記定着ローラの表面温度の目標温度を設定して加熱制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。

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