JP2008310073A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源投入時やスリープモードから抜けた時に、プリント動作の開始に先立って、定着器を構成するヒートローラの温度を所定の待機温度まで上昇させる昇温処理と、定着器を含む画像形成部をプリント動作に最適な状態に調整する前回転処理の両方を実行する画像形成装置に関する。 The present invention relates to a temperature raising process for raising the temperature of a heat roller constituting a fixing device to a predetermined standby temperature before starting a printing operation when the power is turned on or the sleep mode is exited, and an image including the fixing device. The present invention relates to an image forming apparatus that executes both pre-rotation processing for adjusting a forming unit to a state optimal for a printing operation.
プリンタ、コピー機、ファクシミリ等には、原稿から読み取った画像データやファクシミリ受信した画像データに基づいて記録紙に文字や図形等の画像を形成する画像形成装置が搭載されている。この画像形成装置では、電源を投入した直後やスリープモードから抜けた直後に、いわゆるウォームアップと呼ばれるプロセスが実行されてからプリント動作が開始される。このウォームアップの終了時点は、定着器を構成するヒートローラの表面温度を所定の待機温度まで昇温させる処理の完了と、定着器を含む画像形成部をプリント動作に最適な状態に調整するいわゆる前回転処理の完了、という2つの条件を満たした時点とされる場合が多いが、従来、この2つの処理の制御は何ら関連付けされていなかった。すなわち、ヒートローラの温度制御は、ヒートローラに収容されたヒータのON/OFFの制御により行い、また前回転処理の制御は、定着器を含む画像形成部を駆動するモータのON/OFFの制御により行うが、このヒータのON/OFF制御とモータのON/OFF制御とはそれぞれ独立に制御されていた。そして、昇温処理が前回転処理より先に終了した場合、ヒータを適宜ON/OFFすることでヒートローラを待機温度付近で保つよう定温制御していた(例えば、特許文献1参照)。 Printers, copiers, facsimiles, and the like are equipped with image forming apparatuses that form images such as characters and graphics on recording paper based on image data read from a document or image data received by facsimile. In this image forming apparatus, a printing operation is started after a so-called warm-up process is executed immediately after the power is turned on or immediately after exiting the sleep mode. At the end of the warm-up, the process of raising the surface temperature of the heat roller constituting the fixing device to a predetermined standby temperature is completed, and the image forming unit including the fixing device is adjusted to a state optimal for the printing operation. There are many cases where the two conditions of completion of the pre-rotation process are satisfied, but conventionally, the control of these two processes has not been associated at all. That is, the temperature control of the heat roller is performed by ON / OFF control of the heater accommodated in the heat roller, and the control of the pre-rotation processing is control of ON / OFF of the motor that drives the image forming unit including the fixing device. However, the heater ON / OFF control and the motor ON / OFF control were controlled independently of each other. When the temperature raising process is completed before the pre-rotation process, constant temperature control is performed to keep the heat roller near the standby temperature by appropriately turning the heater ON / OFF (see, for example, Patent Document 1).
ここで、図6は、従来例に係る画像形成装置について、定着器を構成するヒートローラとプレスローラの時間経過に伴う表面温度変化を示すグラフに、ヒータのON/OFF制御を示すタイムチャートと、モータのON/OFF制御を示すタイムチャートとを重ね合わせたものである。尚、図6では、極太の実線がヒートローラの表面温度を、中太の実線がプレスローラの表面温度変化を、一点鎖線がヒータのタイムチャートを、二点鎖線がモータのタイムチャートをそれぞれ表している。また、図中でヒータのタイムチャートとモータのタイムチャートを山状に示した部分は、ヒータやモータがON状態であることを意味し、谷状に示した部分は、ヒータやモータがOFF状態であることを意味している。 Here, FIG. 6 is a graph showing the surface temperature change with the passage of time of the heat roller and the press roller constituting the fixing device in the image forming apparatus according to the conventional example, and a time chart showing ON / OFF control of the heater. And a time chart showing the ON / OFF control of the motor. In FIG. 6, the solid thick line represents the surface temperature of the heat roller, the solid solid line represents the change in the surface temperature of the press roller, the alternate long and short dash line represents the heater time chart, and the alternate long and two short dashes line represents the motor time chart. ing. In the figure, the portions of the heater time chart and motor time chart shown in a mountain shape mean that the heater or motor is in the ON state, and the portion shown in the valley shape is that the heater or motor is in the OFF state. It means that.
図6によれば、ヒートローラを待機温度まで昇温させるべく時刻t1にヒータがONされると、これに伴ってヒートローラの表面温度が上昇し始める。そして、ヒートローラの表面温度が待機温度である略130℃に達した後は、ヒートローラを待機温度付近で維持するように、ヒータが適宜ON/OFFされる。図6では、その一例として、時刻t3でヒータをOFFし、時刻t4でヒータをONする様子を示している。一方、時刻t2にヒートローラの表面温度がモータ回転開始温度である略110℃に達すると、モータがONされることによって前回転処理が開始する。そして、それから規定時間が経過した後の時刻t5に、前回転処理が終了してモータがOFFされる。そして、時刻t6にモータがONされることによってプリント動作が開始されると、トナー定着のために必要とされる定着目標温度(図6では略180℃)へ向かってヒートローラを昇温させるプロセスが開始される。ここで、図6に示す例では、時刻t6でプリント動作が開始された時にヒータはON状態であるため、そのままヒータがON状態に保たれることによってヒートローラの表面温度は上昇していく。 According to FIG. 6, when the heater is turned on at time t1 to raise the temperature of the heat roller to the standby temperature, the surface temperature of the heat roller starts to increase accordingly. Then, after the surface temperature of the heat roller reaches approximately 130 ° C. which is the standby temperature, the heater is appropriately turned ON / OFF so as to maintain the heat roller near the standby temperature. FIG. 6 shows an example in which the heater is turned off at time t3 and the heater is turned on at time t4. On the other hand, when the surface temperature of the heat roller reaches approximately 110 ° C., which is the motor rotation start temperature, at time t2, the pre-rotation process is started by turning on the motor. Then, at the time t5 after the lapse of the specified time, the pre-rotation process is completed and the motor is turned off. Then, when the printing operation is started by turning on the motor at time t6, the process of raising the temperature of the heat roller toward the fixing target temperature (approximately 180 ° C. in FIG. 6) required for toner fixing. Is started. Here, in the example shown in FIG. 6, since the heater is in the ON state when the printing operation is started at time t6, the surface temperature of the heat roller rises by keeping the heater in the ON state.
しかし、従来の画像形成装置では、定着器を通過した後の記録紙に波打ちやシワが生じるという問題があった。より詳細に説明すると、図6に示す例では、時刻t5にモータがOFFされてから時刻t6にモータがONされるまでの間、ヒータはON状態になっている。すなわち、ヒートローラとプレスローラの回転が停止した状態で、ヒータがON状態になっている。この間、プレスローラの表面温度は、ヒートローラとのニップ部分ではヒートローラからの熱によって温度が上昇するが、プレスローラ自体は熱伝導率の低い材質からなるものであって、プレスローラの表面温度を測定すべく温度センサを当接させた位置までは熱が伝わらないため、図6に示すように、温度センサによる測定結果としてのプレスローラの表面温度は経時的に低下する。そして、この状態から時刻t6でモータが回転を開始すると、プレスローラは、温度センサの当接位置を含めた表面全体の温度がヒートローラからの熱によって上昇し始める。しかし、前述のように、時刻t5から時刻t6までの間、プレスローラの表面温度はヒートローラとのニップ部だけが局所的に高温になっているため、図6に示すように、その後のプレスローラの表面温度には周期的な温度ムラが生じる。これにより、プレスローラが記録紙に与える熱量にも周期的なムラが生じ、定着器通過後の記録紙に波打ちやシワが生じる。特に、プリント動作開始後の1枚目の記録紙で波打ちやシワの発生が顕著である。 However, the conventional image forming apparatus has a problem that the recording paper after passing through the fixing device is wavy or wrinkled. More specifically, in the example shown in FIG. 6, the heater is in the ON state from the time when the motor is turned off at time t5 until the time when the motor is turned on at time t6. That is, the heater is in an ON state with the rotation of the heat roller and the press roller stopped. During this time, the surface temperature of the press roller rises due to heat from the heat roller at the nip portion with the heat roller, but the press roller itself is made of a material with low thermal conductivity, and the surface temperature of the press roller Since the heat is not transmitted to the position where the temperature sensor is brought into contact to measure the temperature, the surface temperature of the press roller as a measurement result by the temperature sensor decreases with time as shown in FIG. When the motor starts to rotate at time t6 from this state, the temperature of the entire surface of the press roller including the contact position of the temperature sensor starts to rise due to heat from the heat roller. However, as described above, since the surface temperature of the press roller is locally high only at the nip portion with the heat roller from time t5 to time t6, as shown in FIG. Periodic temperature unevenness occurs in the surface temperature of the roller. This causes periodic unevenness in the amount of heat applied to the recording paper by the press roller, resulting in undulations and wrinkles on the recording paper after passing through the fixing device. In particular, the occurrence of undulations and wrinkles is remarkable on the first recording sheet after the start of the printing operation.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、定着器を構成するプレスローラの表面温度に周期的な温度ムラが発生するのを防止することにより、定着器通過後の記録紙に波打ちやシワが発生するのを防止する手段を提供する。 The present invention has been made in view of such a problem, and prevents the occurrence of periodic temperature unevenness in the surface temperature of the press roller constituting the fixing device, whereby the recording paper after passing through the fixing device is provided. A means for preventing the occurrence of undulations and wrinkles is provided.
上記目的を達成するための請求項1記載の画像形成装置は、ヒータが収容されたヒートローラに対してプレスローラが圧接されてなる定着器と、該定着器を含む画像形成部を駆動するモータと、該モータを所定時間に渡って回転させながら前記定着器を含む画像形成部をプリント動作に最適な状態に調整する前回転処理、及び前記ヒータに電力を供給して前記ヒートローラの温度を所定の待機温度まで上昇させる処理の双方が完了した後、前記モータを回転させてプリント動作を開始する制御手段と、を備えた画像形成装置において、前記制御手段が、前回転処理が完了して前記モータを停止させた後、前記モータを回転させてプリント動作を開始するまでの間、前記ヒータへの電力の供給を停止するものである。 To achieve the above object, an image forming apparatus according to claim 1, wherein a fixing device is formed by pressing a press roller against a heat roller in which a heater is accommodated, and a motor that drives an image forming unit including the fixing device. And a pre-rotation process for adjusting the image forming unit including the fixing device to an optimum state for a printing operation while rotating the motor for a predetermined time, and supplying electric power to the heater to adjust the temperature of the heat roller. And a control unit that starts the printing operation by rotating the motor after both of the processes for raising the temperature to a predetermined standby temperature are completed. After the motor is stopped, the supply of power to the heater is stopped until the printing operation is started by rotating the motor.
請求項2記載の画像形成装置は、前記制御手段が、前回転処理が完了して前記モータを停止させると同時に前記ヒータへの電力の供給を停止するものである。 According to another aspect of the image forming apparatus of the present invention, the control unit stops the motor at the same time as the pre-rotation process is completed, and at the same time stops the supply of power to the heater.
請求項3記載の画像形成装置は、前記制御手段が、前記モータを回転させてプリント動作を開始すると同時に前記ヒータへの電力の供給を開始するものである。 According to a third aspect of the present invention, the control unit starts supplying power to the heater simultaneously with starting the printing operation by rotating the motor.
本発明の請求項1に係る画像形成装置によれば、ヒートローラとプレスローラの回転が停止している間、ヒータへの電力供給が停止されているので、熱伝導率の低い部材からなるプレスローラの表面のうちヒートローラとのニップ部だけが局所的に高温になることがない。従って、その後のプレスローラの表面に周期的な温度ムラ、すなわち周方向位置による温度差が生じにくく、定着器を通過した後の記録紙に波打ちやシワが発生するのを抑制することができる。 According to the image forming apparatus of the first aspect of the present invention, since the power supply to the heater is stopped while the rotation of the heat roller and the press roller is stopped, the press made of a member having a low thermal conductivity. Only the nip portion with the heat roller on the surface of the roller does not become locally hot. Accordingly, periodic temperature unevenness, that is, a temperature difference due to the circumferential position is less likely to occur on the surface of the press roller thereafter, and the occurrence of undulations and wrinkles on the recording paper after passing through the fixing device can be suppressed.
また、本発明の請求項2に係る画像形成装置によれば、前回転処理が完了してモータが停止すると同時にヒータへの電力供給が停止されるので、ヒータが停止している時間が短い分、次にヒータへの電力供給を開始した時のヒートローラの表面温度が高くなる。従って、その後にヒートローラの表面温度を短時間で定着目標温度まで上昇させることができるので、画像形成後の記録紙が最初に排出される時刻を早くすることができる。 According to the image forming apparatus of the second aspect of the present invention, since the pre-rotation process is completed and the motor is stopped, the power supply to the heater is stopped at the same time, so that the heater is stopped for a short time. Then, the surface temperature of the heat roller when the power supply to the heater is started is increased. Accordingly, since the surface temperature of the heat roller can be raised to the fixing target temperature in a short time thereafter, the time when the recording paper after image formation is first discharged can be advanced.
また、本発明の請求項3に係る画像形成装置によれば、モータが回転してプリント動作を開始すると同時にヒータへの電力供給が開始されるので、ヒータが停止している時間が短い分、ヒータへの電力供給を開始した時のヒートローラの表面温度が高くなる。従って、その後にヒートローラの表面温度を短時間で定着目標温度まで上昇させることができるので、画像形成後の記録紙が最初に排出される時刻を早くすることができる。 Further, according to the image forming apparatus of the third aspect of the present invention, since the motor is rotated and the printing operation is started and the power supply to the heater is started at the same time, the heater is stopped for a short time, The surface temperature of the heat roller when power supply to the heater is started increases. Accordingly, since the surface temperature of the heat roller can be raised to the fixing target temperature in a short time thereafter, the time when the recording paper after image formation is first discharged can be advanced.
まず、本発明の実施例に係る画像形成装置の構成について図面に基づいて説明する。本画像形成装置は、原稿の複写機能、ファクシミリ通信機能、インターネットファクシミリ通信機能等を備えるコピー・ファクシミリ複合機である。図1は、本実施例に係る画像形成装置1を示す概略縦断面図である。本画像形成装置1の内部には、記録紙Pを格納するための給紙カセット2と、記録紙搬送路3に配置されて表面に感光層が形成された感光ドラム4と、該感光ドラム4の表面を帯電させる帯電器5と、感光ドラム4の表面に光を照射する露光器6と、感光ドラム4の表面にトナーを供給する現像器7と、感光ドラム4に圧接された転写ローラ8と、感光ドラム4の表面を清掃する清掃器9と、記録紙搬送路3を搬送される記録紙Pを加熱・加圧する定着器10と、記録紙搬送路3に適宜配置されて記録紙Pを下流側へ搬送する搬送ローラ対11と、記録紙搬送路3の終端に配置されて記録紙Pを排紙トレイ14へ排出する排出ローラ対12と、を具備してなる画像形成部Gが設けられている。
First, the configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This image forming apparatus is a copy / facsimile multifunction peripheral having a document copying function, a facsimile communication function, an Internet facsimile communication function, and the like. FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing an image forming apparatus 1 according to the present embodiment. Inside the image forming apparatus 1, a
このように構成される画像形成装置1では、画像形成動作が開始されると、感光ドラム4の表面が帯電器5によって一様に帯電され、露光器6から光が照射されることで感光ドラム4の表面に静電潜像が形成され、この静電潜像に対して現像器7からトナーが供給されることでトナー像が形成される。一方、画像形成動作の開始に伴い、給紙カセット2に格納された記録紙Pがピックアップローラ13によって取り出されて記録紙搬送路3へ繰り込まれる。この記録紙Pは、記録紙搬送路3を下流側へ搬送され、転写ローラ8によって感光ドラム4に押圧されることにより、感光ドラム4上のトナー像が転写される。更に、記録紙Pは記録紙搬送路3を下流側へ搬送され、定着器10によって加熱・加圧されることにより、トナー像が記録紙Pに定着する。その後、記録紙Pは、排出ローラ対12によって排紙トレイ14へと排出される。一方、トナー像転写後の感光ドラム4は、その表面に残留したトナーや紙粉等が清掃器9によって除去された後、再び帯電器5によってその表面が帯電される。
In the image forming apparatus 1 configured as described above, when the image forming operation is started, the surface of the
図2は、前記定着器10の構成を示す概略分解斜視図である。定着器10は、ヒートローラ15及びプレスローラ16を具備する定着器本体17と、この定着器本体17に対して着脱可能に設けられた温度制御ユニット18と、この温度制御ユニット18を覆うようにして定着器本体17に取り付けられる外装カバー19と、を備えるものである。
FIG. 2 is a schematic exploded perspective view showing the configuration of the
定着器本体17は、図1及び図2に示すように、樹脂製の筐体であるケーシング20の内部に、記録紙Pを加熱するためのヒートローラ15と、記録紙Pを加圧するためのプレスローラ16と、ヒートローラ15の表面を清掃するためのクリーニングローラ21と、プレスローラ16の表面温度を測定するための熱電対22とが収容されたものである。
As shown in FIGS. 1 and 2, the fixing device
ケーシング20は、図1に示すように、その長手方向に向かって一方の側面に開口23が形成されており、この開口23を通してヒートローラ15が外部に露呈した状態となっている。更に、図2に示すように、ケーシング20の開口23が形成された側面における長手方向両端部には、温度制御ユニット18の位置決めに用いる位置決め用突起24がそれぞれ突設されている。また、ヒートローラ15は、図1に示すように、アルミニウム合金材等の熱伝導率の高い部材からなる円筒管に、ハロゲンランプ等のヒータ25が挿通されたものであって、図示しないヒータ駆動回路がヒータ25をON/OFFすることによって円筒管が加熱される。一方、プレスローラ16は、ウレタンゴム等の熱伝導率の低い部材からなり、ヒートローラ15に圧接して配置されてその回転に従動して回転する。このヒートローラ15とプレスローラ16が、トナー像が転写された記録紙Pを加熱及び加圧することにより、記録紙P上のトナー像を定着させる。また、熱電対22は、図に詳細は示さないが、異なる材質の2本の金属線の両端をそれぞれ接続して1つの回路を作り、2つの接点間の温度差を電位差として検出する従来公知の温度センサである。この熱電対22は、プレスローラ16の表面であってヒートローラ15とのニップ部以外の所定箇所に当接するように設けられている。尚、熱電対22は本発明に必須の構成要件ではない。
As shown in FIG. 1, the
温度制御ユニット18は、図2に示すように、定着器本体17に取り付けるための取付板26の上に、ヒートローラ15の温度を検出するサーミスタ27と、このサーミスタ27の検出結果に基づいてヒートローラ15の温度を制御するサーモスタット28及び温度ヒューズ29とが設けられたものである。取付板26は、縦断面略L字型の長尺な部材であり、その長手方向両端部には、前記定着器本体17の位置決め用突起24を挿通させるための挿通孔30がそれぞれ形成されている。また、図2に示すように、取付板26の長手方向両端部には、一対の接続線31の一端がそれぞれ固定されるとともに、各接続線31の他端には、定着器本体17に固定するための固定ネジ32がそれぞれ取り付けられている。
As shown in FIG. 2, the
サーミスタ27は、半導体の温度特性を利用した従来公知の半導体抵抗温度センサである。このサーミスタ27は、半導体であるサーミスタ素子が耐熱シートで覆われてなり、図2に示すように、取付板26の長手方向中央部に、略水平方向に向かって突設されている。また、サーモスタット28は、略円柱形状を有し、取付板26の長手方向一端側に、先端面である温度検知面33を斜め上方に向けるようにして突設されている。このサーモスタット28は、図に詳細は示さないが、所定のハーネスを介して前記ヒートローラ15のヒータ25に接続されており、ヒータ25への電力供給を開始/停止することにより、ヒートローラ15の温度制御を行うものである。また、温度ヒューズ29は、所定の温度以上で溶融する可溶合金からなるヒューズ本体34と、該ヒューズ本体34の長手方向両端部からそれぞれ延びるリード部35とを備え、各リード部35が電気接点36にそれぞれ固着されている。これにより、ヒューズ本体34の溶断によって各電気接点36間の電気的な接続が断絶され、ヒータ25への電力供給が停止されるものとなっている。尚、サーミスタ27、サーモスタット28、及び温度ヒューズ29の取付板26への取り付け位置は、本実施例に限定されず任意の位置に取付が可能である。
The
このように構成される温度制御ユニット18は、図2に示すように、定着器本体17の外側から、そのケーシング20の開口23側の面に取り付けられる。具体的には、取付板26の各挿通孔30にケーシング20の各位置決め用突起24をそれぞれ挿通させることにより、温度制御ユニット18を定着器本体17に対して位置決めした上で、各固定ネジ32をケーシング20に形成されたネジ孔(不図示)にそれぞれ螺合させることにより温度制御ユニット18を固定する。この時、温度制御ユニット18を構成するサーミスタ27は、その先端がヒートローラ15の表面であってプレスローラ16とのニップ部以外の所定箇所に当接する一方、サーモスタット28と温度ヒューズ29は、ヒートローラ15の表面から所定距離だけ離間している。そして、温度制御ユニット18の更に外側から、外装カバー19をケーシング20の開口23側の面に装着し、その長手方向両端部に形成されたネジ挿通孔37においてケーシング20にネジ固定する。
As shown in FIG. 2, the
次に、画像形成装置1を構成する各部の制御について図面に基づいて説明する。図3は、画像形成装置1の制御について説明するためのブロック図である。画像形成装置1は、MPU(Microprocessing Unit)38に対して、NCU(Network Control Unit)39と、モデム40と、スキャナ機構41と、コーデック42と、操作部43と、プリンタインタフェース44と、ROM(Read Only Memory)45と、RAM(Random Access Memory)46と、画像メモリ47と、プリンタコントローラ48とがシステムバス49を介して接続されてなるものである。
Next, control of each part constituting the image forming apparatus 1 will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a block diagram for explaining the control of the image forming apparatus 1. The image forming apparatus 1 includes an MPU (Microprocessing Unit) 38, an NCU (Network Control Unit) 39, a
MPU38は、ROM45に格納された図示しない制御プログラムに従って、画像形成装置1の各部を制御するものである。また、RAM46は、MPU38による制御に必要なデータや制御動作時に一時記憶が必要なデータ等を記憶するものである。
The
NCU39は、モデム40と公衆交換電話網50との接続及び切断を制御する回線網制御装置であって、通信相手の電話番号に応じたダイヤルパルスの送出、及び着信の検出を行う。また、モデム40は、送受信データの変復調、すなわちデジタル信号である送信データをアナログの音声信号に変調してNCU39を介して公衆交換電話網50に送出し、また逆に公衆交換電話網50からNCU39を介して受信したアナログの音声信号をデジタル信号に復調する。
The
スキャナ機構41は、原稿の画像データを読み取るものであり、図に詳細は示さないが、読み取るべき原稿に対して光を照射する走査キャリッジ、原稿からの反射光を電気信号に変換するCCDカラーラインセンサ、電気信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータ、画像処理回路等を含んで構成されている。このスキャナ機構41によって読み取られた画像データは、コーデック42により圧縮符号化されて画像メモリ47に記憶される。
The scanner mechanism 41 reads image data of a document, and details thereof are not shown in the figure, but a scanning carriage that irradiates light to the document to be read, and a CCD color line that converts reflected light from the document into an electrical signal. It includes a sensor, an A / D converter that converts an electrical signal into a digital signal, an image processing circuit, and the like. The image data read by the scanner mechanism 41 is compression encoded by the
操作部43は、原稿の読取動作の開始を指示するためのスタートキー、ファクシミリ番号やコピー部数等を入力するためのテンキー、各種設定を行うためのカーソルキーなど各種操作キーを備え、ユーザによる各種の操作はこの操作部43において行われる。また、プリンタインタフェース44は、画像形成装置1をパソコン51のプリンタとして使用する場合に、画像形成装置1をパソコン51に電気的に接続し、印刷コマンドや印刷データを送受するために用いられる。
The
プリンタコントローラ48は、プリンタ機構の制御に用いられる。図4は、プリンタコントローラ48によるプリンタ機構52の制御を説明するための模式図である。プリンタ機構は、記録紙搬送路3で記録紙Pの通過を検知する記録紙通過センサ53(以下、「PSS」と略す)や、感光ドラム4の表面を帯電させる帯電器5や、その表面に光を照射して静電潜像を形成する露光器6や、静電潜像をトナー像化する現像器7や、トナー像を記録紙Pに転写する転写ローラ8や、感光ドラム4の表面を清掃する清掃器9や、転写されたトナー像を記録紙に定着させる定着器10等により構成されており、これら各部の動作がプリンタコントローラ48によって制御されている。
The
特に、プリンタ機構52を構成する定着器10は、図4に示すように、ヒートローラ15を駆動するモータ54や、ヒートローラ15に内蔵されたヒータ25を駆動するヒータ駆動回路55や、ヒートローラ15の表面温度を測定するサーミスタ27や、プレスローラ16の表面温度を測定する熱電対22等の動作がプリンタコントローラ48によって制御されている。これにより、所望のタイミングでヒータ25をON/OFFし、またモータ54をON/OFFすることが可能となっている。尚、図4に詳細は示さないが、モータ54は、ヒートローラ15以外にも、プリンタ機構52の各部を駆動している。
In particular, as shown in FIG. 4, the fixing
次に、モータ54のON/OFF制御とヒータ25のON/OFF制御との関係について説明する。図5は、本実施例に係る画像形成装置1について、ヒートローラ15とプレスローラ16の時間経過に伴う表面温度変化を示すグラフに、ヒータ25のON/OFF制御を示すタイムチャートと、モータ54のON/OFF制御を示すタイムチャートと、PSS53の検知信号を示すタイムチャートとを重ね合わせたものである。ここで、図5では、極太の実線がヒートローラ15の表面温度変化を、中太の実線がプレスローラ16の表面温度変化を、一点鎖線がヒータ25のタイムチャートを、二点鎖線がモータ54のタイムチャートを、細い実線がPSS53のタイムチャートをそれぞれ表している。尚、図中でヒータ25のタイムチャートとモータ54のタイムチャートを山状に示した部分は、ヒータ25やモータ54がON状態、すなわち通電された状態であることを意味し、谷状に示した部分は、ヒータ25やモータ54がOFF状態、すなわち通電が遮断された状態であることを意味している。同様に、図中でPSS53のタイムチャートを山状に示した部分は、PSS53がON状態、すなわち記録紙Pの通過を検知した状態であることを意味し、谷状に示した部分は、PSS53がOFF状態、すなわち記録紙Pの通過を検知しない状態であることを意味している。また、前述のように、ヒートローラ15の表面温度はサーミスタ27により、またプレスローラ16の表面温度は熱電対22により、それぞれ測定したものである。
Next, the relationship between the ON / OFF control of the
図5に示すように、時刻t1にヒータ25がONされると、これに伴ってヒートローラ15の表面温度が上昇し始める。そして、時刻t2に、ヒートローラ15の表面温度がモータ回転開始温度である略120℃に達すると、モータ54がONされることで前回転処理が開始され、ヒートローラ15とプレスローラ16も回転を開始する。尚、モータ回転開始温度を120℃より低く設定し、前回転処理の開始時刻を時刻t2より早めることも可能である。しかし、図5に示すように、時刻t2にヒートローラ15が回転を開始すると、停止状態の時と比較してプレスローラ16に奪われる熱量が増加し、ヒートローラ15の温度上昇が緩やかになる。このため、いわゆるFCOT(First Copy Output Time)と呼ばれる時刻、すなわち画像形成の完了した最初の記録紙Pが排出される時刻が遅くなる。従って、モータ回転開始温度を本実施例のようにある程度高く設定してヒートローラ15の回転開始時刻を遅らせた方が、ヒートローラ15が停止状態でヒータ25がONされている時間が長くなる分、ヒートローラ15の表面温度が急激に上昇するので、FCOTを早めることができるという利点がある。
As shown in FIG. 5, when the
そして、図5に示すように、時刻t2から規定時間が経過した後の時刻t3に前回転処理が終了すると、モータ54がOFFされるが、これと同時にヒータ25もOFFされる。この時刻t2から時刻t3までの間、ヒータ25はON状態で保たれているため、ヒートローラ15の表面温度は、前述のように時刻t2よりはその勾配が緩やかになるものの、上昇し続ける。その後、前回転処理の終了時刻t3から所定時間経過後の時刻t4に、プリント動作を開始すべくモータ54がONされると、これと同時にヒータ25もONされて、ヒートローラ15の表面温度をトナー定着に必要な定着目標温度(図5では略180℃)に向かって昇温させるプロセスが開始される。このように、時刻t3から時刻t4までモータ54がOFF状態である間、すなわちヒートローラ15とプレスローラ16の回転が停止している間、ヒータ25をOFF状態にしているので、プレスローラ16の表面のうちヒートローラ15とのニップ部だけが局所的に高温になることがない。
Then, as shown in FIG. 5, when the pre-rotation process is completed at time t3 after the lapse of the specified time from time t2, the
ここで、図5に示すように、時刻t3からt4までの間、ヒータ25がOFF状態であるにも拘わらずヒートローラ15の表面温度は上昇し続けている。これは、ヒートローラ15を構成する円筒管の外周面に当接されたサーミスタ27がヒータ25の熱を検出するまでには、ヒータ25から輻射された熱が円筒管の内周面まで伝わる時間と、円筒管の内周面から外周面まで熱が伝導する時間とを要するため、ヒータ25をON/OFFしてからサーミスタ27が検出するまでに若干の時差が生じるためである。従って、ヒートローラ15の表面温度が時刻t4を過ぎた辺りで若干低下しているのは、時刻t3から時刻t4までヒータ25がOFF状態であった影響が時差をもって現れたものである。そして、ヒートローラ15の表面温度は、この若干の低下の後、時刻t2から時刻t3までと略同じ勾配で、再び上昇を開始する。
Here, as shown in FIG. 5, the surface temperature of the
一方、時刻t3から時刻t4までの間、プレスローラ16の表面温度は、ヒートローラ15とのニップ部では、ヒートローラ15の表面温度の上昇に伴って上昇するが、プレスローラ16自体は熱伝導率の低い材質からなるものであって、熱電対22を当接させた位置までは熱が伝わらないため、図5に示すように、熱電対22による測定結果としてのプレスローラ16の表面温度は経時的に低下する。そして、この状態から時刻t4にモータ54とヒータ25がともにONされると、プレスローラ16は、熱電対22の当接位置を含めた表面全体の温度がヒートローラ15からの熱によって上昇を開始する。ここで、前述のように、時刻t3から時刻t4までヒータ25がOFFされているため、プレスローラ16の表面には局所的な高温部分が生じていない。従って、図5に示すように、その後のプレスローラ16の表面温度に生じる周期的な温度ムラ、すなわち周方向位置による温度差は、図6に示した場合と比較して小さくなる。これにより、定着器10を通過した後の記録紙Pに波打ちやシワが発生するのを抑制することができる。
On the other hand, from time t3 to time t4, the surface temperature of the
その後、時刻t5にヒートローラ15の表面温度が定着目標温度である略180℃に達すると、図1に示すピックアップローラ13によって1枚目の記録紙Pが記録紙搬送路3に供給され、図4に示すPSS53が記録紙Pを検知してON状態となる。そして、この1枚目の記録紙Pの先端が時刻t6に定着器10に到達すると、記録紙Pに熱を奪われることによって、プレスローラ16の表面温度が急激に低下する。その後、時刻t8に1枚目の記録紙Pの後端がPSS53を通過すると、PSS53はOFF状態となる。そして、この1枚目の記録紙Pの後端が時刻t9に定着器10を通過すると、プレスローラ16は、ヒートローラ15に熱せられることでその表面温度が再び上昇する。以降、これと同様にして、2枚目,3枚目の記録紙Pが順次供給されることによりPSS53がON/OFFを繰り返し、各記録紙Pの先端が定着器10に到達するとプレスローラ16の表面温度が低下し、各記録紙Pの後端が定着器10を通過するとプレスローラ16の表面温度が上昇するプロセスを繰り返す。ここで、図5に示すように、記録紙Pに熱を奪われることによるプレスローラ16の表面温度の低下は、1枚目の記録紙Pの先端が時刻t6に定着器10に到達して、熱せられたプレスローラ16に対して記録紙Pが最初に接触した時に、最も顕著に現れている。
Thereafter, when the surface temperature of the
一方、図5に示すように、時刻t4にプリント動作の開始に伴ってONされたモータ54は、プリント動作が終了するまでON状態で保たれる。また、同じ時刻t4にONされたヒータ25は、ヒートローラ15の表面温度を定着目標温度で維持するよう、適宜ON/OFFが繰り返される。図5では、その一例として、ヒートローラ15の表面温度が定着目標温度を超えた時刻t7にヒータ25がOFFされ、ヒートローラ15の表面温度が定着目標温度を下回った時刻t10にヒータ25がONされる様子を示している。尚、ヒートローラ15を定温制御するためにヒータ25をON/OFFする時刻は、本実施例の時刻t7と時刻t10に限定されず、任意の時刻に行うことが可能である。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the
尚、前述のように、本発明では、プレスローラ16の表面温度に生じる温度ムラを低減して、記録紙Pに波打ちやシワが発生するのを抑制すべく、前回転処理の終了時刻t3と同時にヒータ25をOFFするとともに、プリント動作の開始時刻t4と同時にヒータ25をONしている。しかし、ヒートローラ15とのニップ部分においてプレスローラ16の表面温度が局所的に高温になるのを防止するという本願発明の作用効果を得るためには、少なくとも、モータ54が停止している時刻t3から時刻t4までヒータ25がOFF状態であれば足り、必ずしも時刻t3にヒータ25をOFFして時刻t4にヒータ25をONする必要はない。例えば、図に詳細は示さないが、前回転処理の終了時刻t3より前にヒータ25をOFFしたり、プリント動作の開始時刻t4より後にヒータ25をONすることも可能である。しかし、時刻t3より前にヒータ25をOFFした場合、時刻t3にヒータ25をOFFする場合と比較して、ヒータ25がOFF状態になっている時間が長くなる分、次にヒータ25をONした時のヒートローラ15の表面温度が低くなる。従って、その後にヒートローラ15の表面温度を定着目標温度まで上昇させるのに要する時間が長くなり、FCOTが遅れてしまう。この点、本実施例のように、前回転処理の終了時刻t3と同時にヒータ25をOFFした方が、FCOTが早くなるという利点がある。同様に、時刻t4より後にヒータ25をONした場合も、時刻t4にヒータ25をONする場合と比較して、ヒータ25がOFF状態になっている時間が長くなる分、ヒータ25をONした時のヒートローラ15の表面温度が低くなる。従って、その後にヒートローラ15の表面温度を定着目標温度まで上昇させるのに要する時間が長くなり、FCOTが遅れてしまう。この点、本実施例のように、プリント動作の開始時刻t4と同時にヒータ25をONした方が、FCOTが早くなるという利点がある。
As described above, in the present invention, the pre-rotation processing end time t3 is set so as to reduce the temperature unevenness that occurs in the surface temperature of the
本画像形成装置は、コピー・ファクシミリ複合機に限られず、例えば、複写機能のみを備えるコピー専用機や、ファクシミリ通信機能のみを備えるファクシミリ専用機として構成することも可能である。 The image forming apparatus is not limited to a copy / facsimile multifunction peripheral, and may be configured as, for example, a copy-only machine having only a copy function or a facsimile-only machine having only a facsimile communication function.
1 画像形成装置
10 定着器
15 ヒートローラ
16 プレスローラ
25 ヒータ
38 MPU(制御手段)
54 モータ
G 画像形成部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
54 Motor G Image forming section
Claims (3)
前記制御手段が、前回転処理が完了して前記モータを停止させた後、前記モータを回転させてプリント動作を開始するまでの間、前記ヒータへの電力の供給を停止することを特徴とする画像形成装置。 A fixing device in which a press roller is pressed against a heat roller containing a heater, a motor for driving an image forming unit including the fixing device, and the fixing device while rotating the motor for a predetermined time. The motor after the pre-rotation processing for adjusting the image forming unit including the state to the optimum state for the printing operation and the processing for supplying electric power to the heater and raising the temperature of the heat roller to a predetermined standby temperature are completed. And an image forming apparatus including a control unit that starts a printing operation by rotating
The control means stops the supply of power to the heater after the pre-rotation process is completed and the motor is stopped until the motor is rotated and a printing operation is started. Image forming apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007158212A JP2008310073A (en) | 2007-06-15 | 2007-06-15 | Image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2007158212A JP2008310073A (en) | 2007-06-15 | 2007-06-15 | Image forming apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2008310073A true JP2008310073A (en) | 2008-12-25 |
Family
ID=40237725
Family Applications (1)
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JP2007158212A Pending JP2008310073A (en) | 2007-06-15 | 2007-06-15 | Image forming apparatus |
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-
2007
- 2007-06-15 JP JP2007158212A patent/JP2008310073A/en active Pending
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