JP2009282170A

JP2009282170A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2009282170A
Application number: JP2008132556A
Authority: JP
Inventors: Osamu Arakawa; 荒川　　修
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2008-05-20
Filing date: 2008-05-20
Publication date: 2009-12-03

Abstract

【課題】本発明は、原稿の読取動作時においてプレスローラの表面温度に応じて定着部の加熱制御を行うことで、予備加熱時における定着性の低下を防止する画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】原稿トレイ１６にセンサ５０を設け、原稿がセットされたことを検知する。プレスローラ３３の表面に接触するサーミスタ３８からの検知信号に基づいて表面温度データを取得する。記録制御部４０は、原稿検知回路５１から原稿がセットされたことを示す検知信号が送信されると、定着制御部４０２を制御して予備加熱処理を行う。その際に、温度検知回路４８から送信されるプレスローラ３３の表面温度をチェックして、設定温度より低い場合には定着ローラ２８の回転を開始するように主モータ４５を駆動制御する。
【選択図】図３

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。

こうした定着装置では、定着ローラの表面温度を常時検知し、表面温度が設定温度より低い場合に定着ローラの加熱を開始する。そして、表面温度が所定温度に達したときに加熱を停止するように加熱制御を行い、定着ローラの表面温度が設定温度に保たれるようにしている。定着ローラはプレスローラに接触することで熱が奪われるため、プレスローラが冷えた状態の場合には表面の温度ムラが発生しやすくなり、加熱制御を行う際にはその点についても考慮する必要がある。

特許文献１には、加圧ローラの表面温度を検知する検知手段を設け、加圧ローラの表面温度が所定値より低くなった際に、定着ローラと加圧ローラを回転させ加圧ローラの表面温度を上昇させるようにした定着装置が記載されている。また、特許文献２には、ニップ部からの排紙終了後にも加圧ローラが所定の温度以上になるまではローラの駆動を継続するようにした定着装置が記載されている。
特開平１−２３４８７７号公報特開２００６−２５９２２１号公報

原稿読取部にセットされた原稿を読み取って原稿をコピーする画像形成装置では、原稿がセットされた際に定着装置の予備加熱制御を行って、以後の画像形成処理において待ち時間ができるだけ短くなるように制御している。こうした予備加熱制御では、定着ローラを加熱制御するが、定着ローラに圧接するプレスローラが定着ローラから熱を奪うため、プレスローラの表面温度についても考慮する必要がある。

プレスローラが室温と同じ温度となっているような冷えた状態では、特に１枚目及び２枚目の定着性が十分ではなく画像品質が低下する。上述した従来の技術ではプレスローラの温度を測定し、その測定結果に基づき加熱制御を行うことがなされているものの、定着装置の予備加熱における画像品質の低下に関しては考慮されていない。

プレスローラが冷えた状態で定着ローラの予備加熱を行っても定着ローラとの接触部分のみ加熱されてプレスローラの表面温度にムラが生じるようになり、以後の定着処理に悪影響を与えるようになる。

そこで、本発明は、原稿の読取動作時においてプレスローラの表面温度に応じて定着部の加熱制御を行うことで、予備加熱時におけるプレスローラの温度ムラを抑止する画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、原稿を読み取る原稿読取部と、前記原稿読取部に原稿がセットされたことを検知する原稿検知部と、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部と、トナー像が転写された用紙を定着ローラ及びプレスローラ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部と、前記プレスローラの表面温度を検知する温度検知部と、前記原稿検知部及び前記温度検知部からの検知信号に基づいて前記定着部の加熱制御を行う制御部とを備えていることを特徴とする。さらに、前記制御部は、前記原稿検知部が原稿をセットしたことを検知した際に前記温度検知部が検知した前記プレスローラの表面温度が設定温度より低い場合に前記定着ローラを回転駆動して加熱制御を行うことを特徴とする。

上記のような構成を有することで、原稿読取部に原稿がセットされたことを検知した場合にプレスローラの表面温度を検知して定着部の加熱制御を行うので、原稿読取動作での予備加熱の際にもプレスローラ表面の温度ムラを抑えて最適の定着処理を行える。

そして、原稿検知部が原稿をセットしたことを検知した際に、温度検知部が検知したプレスローラの表面温度が設定温度より低い場合に定着ローラを回転駆動して加熱制御を行う。こうした定着ローラの回転動作によりプレスローラの表面が定着ローラの加熱表面と満遍なく接触して、プレスローラの表面温度をほぼ均一に上昇させることができる。したがって、プレスローラの表面が冷えた状態でも予備加熱の段階でプレスローラ表面を温度ムラが生じることなく加熱でき、以後の定着処理を良好に行うことが可能となる。

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。

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内に搬入される。そして、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ナ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。

原稿トレイ１６には、原稿がセットされたことを検知する原稿検知センサが設けられている。また、カバー部１０の開閉を検知する開閉検知センサを設けて、原稿がセットされたことを検知するようにしてもよい。

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、像形成部として、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及びメモリ除去ブラシ２７を備えている。また、定着部として、定着ローラ２８及びプレスローラ３３を備えている。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（ＬＥＤ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２４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６に定着ローラ２８及び排紙ローラ３４が取り付けられている。下部フレーム７には、定着ローラ２８に対向してプレスローラ３３が設けられており、排紙ローラ３４に対向してプレスローラ３５が取り付けられている。下部フレーム７をユニットフレーム６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、表面温度を検知するサーミスタ３７が接触しており、サーミスタ３７はユニットフレーム６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。サーミスタ３７は、定着ローラ２８の表面に搬送される用紙が接触する範囲内であればどの位置に設定されてもよい。プレスローラ３３の表面には、表面温度を検知するサーミスタ３８が接触しており、サーミスタ３８は下部フレーム７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。サーミスタ３８のプレスローラ３３に対する接触位置は、定着ローラ２８とのニップ位置近傍でプレスローラ３３の回転方向の上流側に設定する。

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、像形成制御部４０１及び定着制御部４０２を備えている。

像形成制御部４０１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。同様に、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露光ヘッド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。

定着制御部４０２は、定着ローラ２８に内蔵されたヒータを通電して駆動するヒータ駆動回路４６に対してオン・オフ制御信号を送信して定着制御を行う。その際に、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を受信して定着制御が行われる。

図４は、ヒータの通電による定着ローラの加熱制御に関する表面温度の推移を示すグラフである。縦軸に表面温度（Ｔ）をとり、横軸に時間（ｔ）をとっている。ヒータの通電が行われていない装置の電源オフの状態では定着ローラの表面温度はＴ₀である。そして、時刻ｔ₀で電源がオンされるとヒータに通電されて加熱制御が開始される。

加熱制御が開始することで定着ローラが加熱されて表面温度が上昇していく。時刻ｔ₁に装置の待機状態における設定温度（待機温度）Ｔ₁に到達することで、待機温度Ｔ₁に保つようにヒータの通電をオン・オフ制御する。そのため、定着ローラの表面温度は、待機温度Ｔ₁を中心に所定の振幅で温度変化するようになる。

装置の待機状態で時刻ｔ₂に記録開始信号が入力された場合、ヒータの連続通電による加熱制御が開始され、定着ローラの表面温度が再び上昇していく。そして、時刻ｔ₃に駆動開始温度Ｔ₂に到達することで、主モータの駆動を開始し定着ローラの回転駆動を開始する。さらに、表面温度が上昇して時刻ｔ₄にピックアップ温度Ｔ₃に到達することで、ピックアップローラを回転駆動して給紙動作を開始する。

ピックアップ温度Ｔ₃からさらに表面温度が上昇して、時刻ｔ₅に定着温度Ｔ₄に到達することで、定着温度Ｔ₄に保つようにヒータの通電をオン・オフ制御する。そのため、定着ローラの表面温度は、定着温度Ｔ₄を中心に所定の振幅で温度変化するようになる。

温度検知部であるサーミスタ３８を備えた温度検知回路４８は、プレスローラ３３の表面温度を検知する。表面温度の検知開始タイミングは、定着ローラ２８が回転駆動されてプレスローラ３３が回転を開始した時点から行うとよい。そして、所定の時間間隔で表面温度をサンプリングして検知信号を記録制御部４０に送信する。

なお、プレスローラの表面温度については、例えば、プレスローラ１回転毎の表面温度の平均値を用いてもよく、１回転毎の最高温度及び最低温度の温度差を用いてもよい。

原稿トレイ１６には原稿がセットされたことを検知するセンサ５０が設けられており、センサ５０からの信号に基づいて原稿検知回路５１から記録制御部４０に検知信号が送信される。原稿トレイ１６以外に、カバー部１０が開閉されたことを検知するセンサを設けて載置ベッド１４に原稿がセットされたことを検知するようにしてもよい。

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、給紙ローラ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。

そして、記録制御部４０は、原稿検知回路５１から原稿がセットされたことを示す検知信号が送信されると、定着制御部４０２を制御して予備加熱処理を行う。その際に、温度検知回路４８から送信されるプレスローラ３３の表面温度をチェックして、設定温度より低い場合には定着ローラ２８の回転を開始するように主モータ４５を駆動制御する。

図５は、原稿がセットされた際に行われる予備加熱処理に関するフローである。まず、原稿がセットされたかチェックし（Ｓ１００）、原稿がセットされたことを検知した場合に、プレスローラの表面温度Ｔｐを取得する（Ｓ１０１）。そして、プレスローラの表面温度Ｔｐが設定温度ＴＳ以上であるかチェックし（Ｓ１０２）、表面温度Ｔｐが設定温度ＴＳ以上である場合には定着ローラの加熱処理が開始される（Ｓ１０３）。

定着ローラの加熱処理開始後、定着ローラの表面温度Ｔｆを取得し（Ｓ１０４）、表面温度Ｔｆが待機温度Ｔ₁以上かチェックする（Ｓ１０５）。待機温度Ｔ₁に到達していない場合には、加熱処理を継続しながら定着ローラの表面温度Ｔｆのチェックを繰り返し、待機温度Ｔ₁に到達したときに待機温度Ｔ₁に維持されるように加熱処理を行う（Ｓ１０６）。

ステップＳ１０２において、プレスローラの表面温度Ｔｐが設定温度ＴＳよりも低いと判定された場合には、定着ローラの回転を開始するように主モータの駆動を開始する（Ｓ１０７）。そして、定着ローラの加熱処理が開始される（Ｓ１０８）。

定着ローラの加熱処理開始後、定着ローラの表面温度Ｔｆを取得し（Ｓ１０９）、表面温度Ｔｆが待機温度Ｔ₁以上かチェックする（Ｓ１１０）。待機温度Ｔ₁に到達していない場合には、加熱処理を継続しながら定着ローラの表面温度Ｔｆのチェックを繰り返し、待機温度Ｔ₁に到達したときに、定着ローラの回転を停止する（Ｓ１１１）。そして、ステップＳ１０６に進み、待機温度Ｔ₁に維持されるように加熱処理を行う。

以上のように定着ローラを予備加熱処理することで、プレスローラが冷えた状態でも定着ローラを回転しながらプレスローラの表面全体を定着ローラに接触させて加熱することができる。そのため、プレスローラの表面温度が均一に上昇して温度ムラが生じることがなくなる。したがって、以後の定着処理においてもムラのない良好な定着処理を行うことが可能となる。

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。定着ローラの加熱制御に関する定着ローラの表面温度の推移を示すグラフである。原稿をセットする際の予備加熱処理に関するフローである。

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 サーミスタ
38 サーミスタ

Claims

原稿を読み取る原稿読取部と、前記原稿読取部に原稿がセットされたことを検知する原稿検知部と、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部と、トナー像が転写された用紙を定着ローラ及びプレスローラ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部と、前記プレスローラの表面温度を検知する温度検知部と、前記原稿検知部及び前記温度検知部からの検知信号に基づいて前記定着部の加熱制御を行う制御部とを備えていることを特徴とする画像形成装置。
前記制御部は、前記原稿検知部が原稿をセットしたことを検知した際に前記温度検知部が検知した前記プレスローラの表面温度が設定温度より低い場合に前記定着ローラを回転駆動して加熱制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。