JP2012003203A

JP2012003203A - 画像形成装置

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Publication number: JP2012003203A
Application number: JP2010140900A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yasuda; 健安田
Original assignee: Oki Data Infotech Corp
Current assignee: Oki Data Infotech Corp
Priority date: 2010-06-21
Filing date: 2010-06-21
Publication date: 2012-01-05
Anticipated expiration: 2030-06-21
Also published as: JP5752895B2

Abstract

【課題】画像形成装置の制御にかかわらず、速やかに定着器の加熱動作を開始させる画像形成装置を提供する。
【解決手段】定着器の加熱ローラを加熱するヒータの加熱動作を、メインスイッチに連動するスイッチにより開始する。ヒータの駆動手段の電源を制御するスイッチに対して所定時間が経過した時にそのスイッチをオフすると共にメイン制御回路に制御状態を通知する制御回路を備える。また、メイン制御回路が正常に動作を開始する前に加熱ローラの加熱を開始し、メイン制御回路の動作が正常に立ち上がった後は、メイン制御回路によって加熱ローラの加熱を制御し、メイン制御回路に異常があった場合には加熱ローラの加熱を停止する画像形成装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、記録媒体に付着したトナーを定着させる定着器を備えた画像形成装置に関する。

従来から、トナーが付着した記録媒体を定着させる定着器を備える画像形成装置が広く知られている。定着器は、ハロゲンヒータなどのヒータが内蔵された加熱ローラを備え、ヒータによって加熱ローラをある温度に加熱している。また定着器は、加熱ローラに押圧する加圧ローラも備えている。トナーが付着した記録媒体をこの加熱ローラと加圧ローラの間を通し、熱と圧力によって記録媒体にトナーを定着させる。

加熱ローラは、定着に必要な一定の温度を保つ必要がある。また、加熱ローラは熱容量が大きく、定着に必要な温度まで加熱するために長い時間がかかる。使用者にとって加熱時間が短い方が望ましいが、必要な温度まで加熱ローラが加熱されていないとトナーが記録媒体に定着しないという問題がある。

例えば、特開２００９−８７９０号公報の従来の画像形成装置では、加熱立ち上げ動作を行う場合に、ローラの検出温度が所定の温度閾値に到達し、かつヒータの加熱開始からの経過時間が所定の時間閾値に到達した時点で、ローラの加熱立ち上げ動作を完了させていた。昇温速度が遅い場合には、最低限の定着性確保に必要な温度に上がるまで加熱立ち上げ動作を継続させ、定着性不良を防止していた。また、昇温速度が速い場合には、任意に設定できる時間閾値まで加熱立ち上げ動作を継続してから加熱立ち上げ動作を完了させていた。これにより装置の設置場所などによる環境条件が異なっても必要な温度にローラを加熱させ、ローラの加熱立ち上げ動作にかかる時間を安定させていた。

特開２００９−８７９０号公報

しかしながら従来技術では、温度制御、時間制御をＣＰＵなどプログラムで動作する制御手段によって制御をしていた。しかし、ＣＰＵによる制御は制御動作が正常に開始するまで、各種処理が実行される必要がある。

画像形成装置全体を制御する全体制御手段と定着器を制御する部分制御手段が異なる場合は、全体制御手段の要求によって部分制御手段が動作する。このとき、全体制御手段からの命令が無ければ部分制御手段は動作ができない。全体制御手段は、定着器に対して命令するまで時間がかかる場合がある。例えば、全体制御手段がホストＰＣとの接続状況確認するため何度もリトライし、その間他の処理を停止させてしまうことがある。定着器の加熱動作は装置全体のイニシャライズ処理が終了してから開始される。そのため、定着器を制御させるまでのイニシャライズ処理に時間がかかり、結果として、定着器を定着に必要な温度まで上昇させるまで時間がかかってしまう問題がある。また、全体制御手段が定着器を直接制御する場合でも上記と同じような問題がある。

また、ヒータに対して電圧を急に印加したり、停止したりすると、ノイズが発生し、ノイズにより画像形成装置の制御装置に誤動作などの悪影響を及ぼす場合がある。

このような課題に対して、本願発明は、画像形成装置の全体制御にかかわらず、画像形成装置に悪影響を与えずに定着器の速やかな加熱動作の開始および停止をさせる画像形成装置を提供する。

本発明の画像形成装置は、ヒータにより加熱される加熱ローラと該加熱ローラに当接する加圧ローラとを備えた定着器と、前記加熱ローラの温度を検出する検出手段と、前記ヒータを駆動するヒータ駆動手段と、記録媒体にトナーを付着させる画像形成手段と、前記記録媒体を搬送する搬送手段と、ホストコンピュータと通信する通信手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて前記ヒータ駆動手段を駆動して前記加熱ローラを一定の温度に制御すると共に、前記画像形成手段と前記搬送手段と通信手段とを制御するメイン制御手段と、を有する画像形成装置において、前記画像形成装置を始動させるスイッチと、前記スイッチに連動して動作を開始し、該動作の開始から所定時間が経過すると出力レベルが切替わる出力手段を備えるタイマと、を有し、前記ヒータ駆動手段は前記スイッチに連動して動作を開始し、前記メイン制御手段のイニシャライズ処理が終了する前に前記タイマの出力レベルが切替わらない場合には、前記メイン制御手段によって前記ヒータ駆動手段の動作を制御し、前記メイン制御手段のイニシャライズ処理が終了する前に前記タイマの出力レベルが切替わる場合には、前記出力手段の出力に基づいて前記ヒータ駆動手段の動作を停止させることを特徴とする。

本願発明によれば、画像形成装置の定着器が速やかに加熱でき、加熱待ち時間を短くできる。使用者の加熱待ち時間が短い画像形成装置を提供できる。

図１は、画像形成装置の構成を示すブロック図である。図２は、ヒータの加熱開始動作タイミングを示す図である。図３は、ヒータに印加する電圧の遷移を示す図である。図４は、画像形成装置の構成を示す概略図である。

図面を用いて、本発明の実施形態を説明する。
まず、画像形成装置の構成を説明する。図４は、画像形成装置の構成を示す概略図である。画像形成装置４２は、ロール紙２７、２８、短票紙２９を選択して搬送する。これらの用紙は、搬送ローラ４１等の搬送手段によって搬送される。搬送された記録媒体３０は、感光ドラム４０からトナーが転写される。転写器３７による静電気で記録媒体３０上に感光ドラム４０に着ているトナーが付着する。記録媒体３０に付着したトナーは、高温の加熱ローラ３８と加圧ローラ３９に挟まれ、熱と圧力で記録媒体３０に定着する。その後排紙ローラ３１によって装置外部に排出される。加熱ローラにはヒータが備えられている。光ヘッド３５は、感光ドラム４０に対して画像データに基づいて光を照射し、表面の帯電状態を変える装置である。現像器３６は感光ドラム４０の表面の帯電状態に応じてトナーを付着させる装置である。感光ドラム４０から記録媒体３０にトナーが転写されるが、感光ドラム３０には転写されずに残る微量のトナーがある。クリーナー３２はそのトナーを清掃する装置である。除電器３３は感光ドラム４０の表面を除電する除電手段である。除電器３３によって感光ドラム４０の表面は一様に除電される。帯電器３４は除電された感光ドラム４０の表面を一様に帯電させる帯電手段である。このように、画像形成装置４２は、画像データに基づいた画像を各種の記録媒体３０に記録する。記録媒体３０は、紙、扁平なプラスチックフィルムなどである。

図１は、画像形成装置の構成を示すブロック図である。ハロゲンヒータ１は加熱ローラ３８の中に配置され、加熱ローラ３８を加熱するヒータである。加熱ローラ３８には温度を検出する手段として、温度センサ１２が備わっている。温度センサ１２は加熱ローラの温度を計測して制御手段１３に出力する。

制御手段１３は画像形成装置４２の全体を制御する制御手段である。例えば制御手段１３はＣＰＵを含む。ＲＯＭ１４は制御手段１３の動作プログラムやデータを保存する記憶手段である。ＲＡＭ１５は制御手段１３の動作に従って、データを読み書きするメモリである。

画像形成手段１６は記録媒体に画像を記録する手段である。例えば電子写真式の画像形成装置である。画像形成手段１６は制御手段１３の制御によって動作する。搬送手段１７は画像形成手段１６に記録媒体を搬送する搬送ローラ４１、排紙ローラ３１を含む搬送手段である。Ｉ／Ｆ１８は、画像形成手段４２と外部に配置されたホストコンピュータとを接続する通信手段である。画像形成手段４２はＩ／Ｆ１８を介して外部のホストコンピュータから画像データを受信して、その画像データに基づいて、例えば等倍、縮小、拡大などして、記録媒体３０に記録する。

ＡＣ電源１０は交流の電源である。図示はしていないが、このＡＣ電源１０から直流の所定の電圧に変換され、画像形成装置４２の各種回路に供給する。スイッチ９はＡＣ電源１０の電力供給と遮断を行うスイッチである。このスイッチ９がオンされると画像形成装置４２の各種回路に電力が供給される。このスイッチ９がオフされると画像形成装置４２の各種回路に電力供給が停止される。ヒータ駆動回路２はハロゲンヒータ１に電力を供給する。ハロゲンヒータ１はヒータ駆動回路２から供給される電力によって加熱する。ヒータ駆動回路２はスイッチ９がオフからオンされると動作が開始する。このとき、位相角制御回路４の出力によって徐々に供給電力と供給電圧を上げるように制御する。これにより、ノイズ発生が抑制できる。

発振器６はスイッチ９がオンされると定期的な信号の発振を開始する。カウンタ７は発振された信号をカウントし、スイッチ９がオンされてからの時間を計数する。設定値メモリ８は、カウンタ７の値と比較する設定値が記憶されている。比較手段５はこの設定値とカウンタ７のカウント値を比較する。設定値メモリ８の設定値をカウント値が超えると比較手段５の出力が変化する。タイマ手段は、発振器６、カウンタ７、設定値メモリ８、比較手段５を有し、所定の時間が経過すると出力が変化する。

位相角制御回路４は比較手段５の出力に応じて動作する。設定値メモリ８の設定値をカウント値が超えた場合は、位相角制御回路４は低圧電源３に対してハロゲンヒータ１に供給する電力を停止させる処理を開始する。設定値メモリ８の設定値をカウント値が超えない場合は、位相角制御回路４は低圧電源３に対して通常の動作を継続させる。

低圧電源３はＡＣ電源１０から電力供給を受け、ハロゲンヒータ１に電力を供給する。低圧電源３と位相角制御回路４はスイッチ９に連動して動作を開始する。

着脱検出手段１１は定着器の着脱動作を開始する時のスイッチである。このスイッチは定着器が外されることを事前に検知するスイッチである。このスイッチが操作されると、制御手段１３とヒータ駆動回路２に信号が伝わる。この信号を受け、ハロゲンヒータ１への電力の供給を停止する。電力停止の際、瞬時に停止させるのではなく、位相角制御回路４の出力によって徐々に供給電力と供給電圧を下げるように制御する。これにより、ノイズ発生が抑制できる。

図２は、ヒータの加熱開始動作タイミングを示す図である。
出力レベル１９はスイッチ９の出力を示す。スイッチ９がオフからオンにＴ１の時に切替わる。状態２１、２２は制御手段１３の動作状態を示す。スイッチ９がオフの状態の時は制御手段１３が動作していない。スイッチ９がオンしてからＴ２に至るまでの状態２１は、イニシャライズ処理中である。状態２２はイニシャライズ処理が終了して、制御手段１３が画像形成装置４２の全体の制御をしている状態を示す。ヒータ加熱動作２０は、ハロゲンヒータ１の加熱動作を示す。スイッチ９がオフからオンに切替わると、ハロゲンヒータ１の加熱動作が開始される。Ｔ２を経過すると、ハロゲンヒータ１の加熱動作は、制御手段１３によって制御される。イニシャライズ処理中の場合は、ハロゲンヒータ１の加熱動作は、制御手段１３によって制御されない。

Ｔ１からＴ２までの時間が長いと、ハロゲンヒータ１は温度制御がされないので異常加熱を起こしてしまう。そこで、設定値メモリ８の設定値として許容できる時間に応じた設定値をセットしておく。こうすれば、イニシャライズ処理と平行してハロゲンヒータ１の加熱が可能となる。また、イニシャライズ処理に異常があった場合にもハロゲンヒータ１の加熱は停止する。

図３は、ヒータに印加する電圧の遷移を示す図である。ハロゲンヒータ１に急に電圧を印加すると、ノイズが発生する。そのノイズが装置に悪影響を与えることがある。それを防止する為に、電力の供給開始をする場合は、徐々に電圧を上げる。電力の供給を停止する場合は、徐々に電圧を下げる。印加電圧を徐々に変化させるために位相角制御回路４によってトリガ信号を生成する。そのトリガ信号を受け、低圧電源３はハロゲンヒータ１に電力を供給する。

ＡＣ電源１０の出力波形２３はサイン波である。ヒータ駆動回路２は、ＡＣ電源１０の出力が０ボルトになる時の前後に立ち下がるゼロクロス信号２４を生成する。トリガ信号２５は低圧電源３の出力を発生させるタイミングを司る信号であり、位相角制御回路４によって生成される。低圧電源３は、トリガ信号２５の立下りを検出してその時の位相に従ったサイン波を次のゼロクロス信号２４まで出力する。ヒータ電圧２６は、低圧電源３からハロゲンヒータ１に供給する波形である。ＡＣ電源１０の出力波形２３に同期しているが、ＡＣ電源１０より低い、例えば２４ボルトの電圧である。徐々にトリガ信号２４とゼロクロス信号２４の間隔を長くすることで、徐々にハロゲンヒータ１に供給する電力を大きくすることができる。また、印加する電圧も徐々に大きくすることができる。電力供給を停止する時には、これとは逆に徐々にトリガ信号２４とゼロクロス信号２４の間隔を短くする。そうすると、徐々にハロゲンヒータ１に供給する電力を小さくでき、また、印加する電圧も徐々に小さくできる。

本発明は、記録媒体を搬送させ、その記録媒体に付着したトナーを定着させる定着器を備えた画像形成装置に利用できる。

３０記録媒体
３５光ヘッド
３６現像器
３７転写器
３８加熱ローラ
３９加圧ローラ
４０感光ドラム
４１搬送ローラ
４２画像形成装置

Claims

ヒータにより加熱される加熱ローラと該加熱ローラに当接する加圧ローラとを備えた定着器と、
前記加熱ローラの温度を検出する検出手段と、
前記ヒータを駆動するヒータ駆動手段と、
記録媒体にトナーを付着させる画像形成手段と、
前記記録媒体を搬送する搬送手段と、
ホストコンピュータと通信する通信手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて前記ヒータ駆動手段を駆動して前記加熱ローラを一定の温度に制御すると共に、前記画像形成手段と前記搬送手段と通信手段とを制御するメイン制御手段と、を有する画像形成装置において、
前記画像形成装置を始動させるスイッチと、
前記スイッチに連動して動作を開始し、該動作の開始から所定時間が経過すると出力レベルが切替わる出力手段を備えるタイマと、
を有し、
前記ヒータ駆動手段は前記スイッチに連動して動作を開始し、
前記メイン制御手段のイニシャライズ処理が終了する前に前記タイマの出力レベルが切替わらない場合には、前記メイン制御手段によって前記ヒータ駆動手段の動作を制御し、
前記メイン制御手段のイニシャライズ処理が終了する前に前記タイマの出力レベルが切替わる場合には、前記出力手段の出力に基づいて前記ヒータ駆動手段の動作を停止させることを特徴とする画像形成装置。
前記ヒータ駆動手段は、位相角制御回路と、該位相角制御回路の出力信号に応じて出力する低圧電源とを有し、
前記低圧電源は前記ヒータに電力を供給する電源であり、
前記ヒータ駆動手段は、前記ヒータに対して電力の供給を開始する場合は、前記位相角制御回路によって前記低圧電源を制御して前記ヒータに供給する電力を所定の電力になるまで徐々に増やし、前記ヒータに対して電力の供給を停止する場合は、前記位相角制御回路によって前記低圧電源を制御して前記ヒータに供給する電力を停止するまで徐々に減らすことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記定着器は前記画像形成装置に着脱自在であり、前記定着器が前記画像形成装置から取り外されることを事前に検出する着脱検出手段を更に有し、
前記着脱検出手段によって前記画像形成手段から前記定着器が取り外されることを事前に検出した場合に、前記画像形成手段から前記定着器が取り外される前に、前記位相角制御回路によって前記低圧電源を制御して前記ヒータに供給する電力を停止するまで徐々に減らすことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。