JP2017040672A - 画像形成装置、制御装置、および制御プログラム。 - Google Patents

Abstract

【課題】周回部材の局所的な過剰加熱を抑制する。
【解決手段】最初の準備動作とその他の準備動作とでは、加圧部材が押付位置に移動する時の周回部材の温度が異なっていて最初の準備動作の方が低温となるように制御するか、あるいは、上記周回部材の加熱開始から上記加圧部材の上記押付位置への移動までのその周回部材の平均的な温度上昇速度が異なっていて最初の準備動作の方が遅くなるように制御する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、画像形成装置、制御装置、および制御プログラムに関する。

従来、画像形成装置における画像定着として、熱と圧力で定着する加熱加圧方式の定着が広く普及している。また、近年、立ち上げ時間が短くて省エネルギー性や利便性に優れた画像形成装置を実現するため、無端状で周回移動する定着ベルト（周回部材）を加熱器で加熱する方式が提案されている。

例えば特許文献１には、円筒状の薄肉金属基層上に弾性層が形成された可撓性を有する定着フィルムを用いたフィルム加熱方式の定着装置を備えた画像形成装置が開示されている。

特開２０１５−０１１１６７号公報

周回部材には、画像形成装置の電源が切られている間に、ニップ跡と称される局所的な変形が生じる場合がある。この変形は一時的な変形であって、画像形成装置の動作が開始されると直るが、変形した状態の周回部材に対する加熱は、変形箇所やその周辺で局所的な過剰加熱（過熱）を生じる虞がある。このような過剰加熱は、周回部材を痛める場合もあるので、過剰加熱の抑制が望まれている。

なお、上述した過剰加熱は、変形の方向や加熱器の種類によらず、周回部材を加熱する方式の定着が採用された画像形成装置であれば生じる虞があり、過剰加熱の抑制も求められる。

本発明は、周回部材の局所的な過剰加熱の抑制を目的とする。

請求項１に係る画像形成装置は、
記録材上に未定着の画像を形成する形成器と、筒形状を有し外周面に沿って周回移動する周回部材と、上記周回部材を加熱する加熱器と、上記記録材を上記周回部材の外周面との間に挟んで加圧することにより上記画像をその記録材に定着させる加圧部材と、上記周回部材を上記加圧部材とは独立で周回駆動可能な駆動機構と、上記加圧部材を、上記周回部材から離間した離間位置とその周回部材に向けて押し付けられた押付位置とに移動させる移動機構と、上記加圧部材が上記離間位置に在る状態で上記周回部材の周回駆動と加熱を開始してその後にその加圧部材が上記押付位置に移動する準備動作を上記画像の定着に先立って実行させる制御部であって、この画像形成装置の電源投入から電源切断までの間に実行される最初の準備動作とその他の準備動作とでは、上記加圧部材が上記押付位置に移動する時の上記周回部材の温度が異なっていてその最初の準備動作の方が低温となるように制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。

請求項２に係る画像形成装置は、
上記制御部が、上記最初の準備動作では、上記加圧部材が上記押付位置に移動して上記周回部材の周回駆動を経た後で上記周回部材の加熱を開始するように制御し、上記その他の準備動作では、上記加圧部材が上記押付位置に移動する前に上記周回部材の加熱を開始するように制御することを特徴とする。

請求項３に係る画像形成装置は、
記録材上に未定着の画像を形成する形成器と、筒形状を有し外周面に沿って周回移動する周回部材と、上記周回部材を加熱する加熱器と、上記記録材を上記周回部材の外周面との間に挟んで加圧することにより上記画像をその記録材に定着させる加圧部材と、上記周回部材を上記加圧部材とは独立で周回駆動可能な駆動機構と、上記加圧部材を、上記周回部材から離間した離間位置とその周回部材に向けて押し付けられた押付位置とに移動させる移動機構と、上記加圧部材が上記離間位置に在る状態で上記周回部材の周回駆動と加熱を開始してその後にその加圧部材が上記押付位置に移動する準備動作を上記画像の定着に先立って実行させる制御部であって、この画像形成装置の電源投入から電源切断までの間に実行される最初の準備動作とその他の準備動作とでは、上記周回部材の加熱開始から上記加圧部材の上記押付位置への移動までのその周回部材の平均的な温度上昇速度が異なっていて最初の準備動作の方が遅くなるように制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。

請求項４に係る画像形成装置は、
請求項３に係る上記制御部が、上記最初の準備動作では上記その他の準備動作よりも遅い温度上昇が継続するように制御することを特徴とする。

請求項５に係る画像形成装置は、
請求項３に係る上記制御部が、上記最初の準備動作では、上記加圧部材が上記離間位置に在る間に、上記周回部材の温度を定常に保つ期間を設けることで平均的な温度上昇速度を上記その他の準備動作よりも遅くすることを特徴とする。

請求項６に係る制御装置は、
記録材上に未定着の画像を形成する形成器と、筒形状を有し外周面に沿って周回移動する周回部材と、上記周回部材を加熱する加熱器と、上記記録材を上記周回部材の外周面との間に挟んで加圧することにより上記画像をその記録材に定着させる加圧部材と、上記周回部材を上記加圧部材とは独立で周回駆動可能な駆動機構と、上記加圧部材を、上記周回部材から離間した離間位置とその周回部材に向けて押し付けられた押付位置とに移動させる移動機構と、を備えた画像形成装置を制御する制御装置であって、
上記加圧部材が上記離間位置に在る状態で上記周回部材の駆動を開始してその後にその加圧部材が上記押付位置に移動する準備動作を前記画像の定着に先立って実行させ、上記画像形成装置の電源投入から電源切断までの間に実行される最初の準備動作とその他の準備動作とでは、上記加圧部材が上記押付位置に移動する時の上記周回部材の温度が異なっていてその最初の準備動作の方が低温となるように制御することを特徴とする。

請求項７に係る制御装置は、
記録材上に未定着の画像を形成する形成器と、筒形状を有し外周面に沿って周回移動する周回部材と、上記周回部材を加熱する加熱器と、上記記録材を上記周回部材の外周面との間に挟んで加圧することにより上記画像をその記録材に定着させる加圧部材と、上記周回部材を上記加圧部材とは独立で周回駆動可能な駆動機構と、上記加圧部材を、上記周回部材から離間した離間位置とその周回部材に向けて押し付けられた押付位置とに移動させる移動機構と、を備えた画像形成装置を制御する制御装置であって、
上記加圧部材が上記離間位置に在る状態で上記周回部材の駆動と加熱を開始してその後にその加圧部材が上記押付位置に移動する準備動作を上記画像の定着に先立って実行させ、上記画像形成装置の電源投入から電源切断までの間に実行される最初の準備動作とその他の準備動作とでは、上記周回部材の加熱開始から上記加圧部材の上記押付位置への移動までのその周回部材の平均的な温度上昇速度が異なっていて最初の準備動作の方が遅くなるように制御することを特徴とする。

請求項８に係る制御プログラムは、
記録材上に未定着の画像を形成する形成器と、筒形状を有し外周面に沿って周回移動する周回部材と、上記周回部材を加熱する加熱器と、上記記録材を上記周回部材の外周面との間に挟んで加圧することにより上記画像をその記録材に定着させる加圧部材と、上記周回部材を上記加圧部材とは独立で周回駆動可能な駆動機構と、上記加圧部材を、上記周回部材から離間した離間位置とその周回部材に向けて押し付けられた押付位置とに移動させる移動機構と、を備えた画像形成装置を制御する制御装置であって、
上記加圧部材が上記離間位置に在る状態で上記周回部材の駆動を開始してその後にその加圧部材が上記押付位置に移動する準備動作を上記画像の定着に先立って実行させ、上記画像形成装置の電源投入から電源切断までの間に実行される最初の準備動作とその他の準備動作とでは、上記加圧部材が上記押付位置に移動する時の上記周回部材の温度が異なっていてその最初の準備動作の方が低温となるように制御する制御装置として情報処理装置を機能させることを特徴とする。

請求項９に係る制御プログラムは、
記録材上に未定着の画像を形成する形成器と、筒形状を有し外周面に沿って周回移動する周回部材と、上記周回部材を加熱する加熱器と、上記記録材を上記周回部材の外周面との間に挟んで加圧することにより上記画像をその記録材に定着させる加圧部材と、上記周回部材を上記加圧部材とは独立で周回駆動可能な駆動機構と、上記加圧部材を、上記周回部材から離間した離間位置とその周回部材に向けて押し付けられた押付位置とに移動させる移動機構と、を備えた画像形成装置を制御する制御装置であって、
上記加圧部材が上記離間位置に在る状態で上記周回部材の駆動と加熱を開始してその後にその加圧部材が上記押付位置に移動する準備動作を上記画像の定着に先立って実行させ、上記画像形成装置の電源投入から電源切断までの間に実行される最初の準備動作とその他の準備動作とでは、上記周回部材の加熱開始から上記加圧部材の上記押付位置への移動までのその周回部材の平均的な温度上昇速度が異なっていて最初の準備動作の方が遅くなるように制御する制御装置として情報処理装置を機能させることを特徴とする。

請求項１に係る画像形成装置、請求項６に係る制御装置、および請求項８に係る制御プログラムによれば、周回部材の局所的な過剰加熱を抑制することができる。

請求項２に係る画像形成装置によれば、周回駆動時間が同一である場合に較べ、周回部材の変形をより低温の段階で直すことができる。

請求項３に係る画像形成装置、請求項７に係る制御装置、および請求項９に係る制御プログラムによれば、周回部材の局所的な過剰加熱を抑制することができる。

請求項４に係る画像形成装置によれば、加熱開始から押付位置への移動までの時間を確実に伸ばすことができる。

請求項５に係る画像形成装置によれば、加熱開始から押付位置への移動までの時間を確実に伸ばすことができる。

本発明の画像形成装置の一実施形態としての複写機の概略構成図である。 定着器の構造を示した断面図である。 交流磁界によって定着ベルトが発熱する状態を説明する図である。 定着器の駆動機構を示した正面図である。 リトラクト機構によって加圧ロールが定着ベルトに押し付けられた状態を示す図である。 リトラクト機構によって加圧ロールが加熱ベルトから乖離された状態を示す図である。 制御部の内部構成を概略的に示したブロック図である。 制御部が実行する機能の一部を表した機能ブロック図である。 通常の準備処理と、最初の準備処理の第１例とを表した図である。 通常の準備処理と、最初の準備処理の第２例とを表した図である。 通常の準備処理と、最初の準備処理の第３例とを表した図である。 通常の準備処理と、最初の準備処理の第４例とを表した図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態としての複写機の概略構成図である。
図１に示す複写機１は、所謂タンデム型のカラー複写機であり、コンピュータから画像データを受信して画像を出力するプリンタとしての機能も有している。

この複写機１は、各色の画像データに対応して画像形成を行う画像形成プロセス部１０、複写機１全体の動作を制御する制御部２０、原稿の画像を読み取り画像データを生成する画像読取部３０、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３等といった外部装置に接続されて画像データを受信する通信部２１、画像読取部３０や通信部２１から画像データを入手し、その画像データに対して画像処理を施す画像処理部２５、各部に電力を供給する主電源２８を備えている。

画像形成プロセス部１０には、４つの画像形成エンジン５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋが備えられている。これらの４つの画像形成エンジン５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋは、それぞれイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）および黒（Ｋ）の色のトナーでトナー像を形成するエンジンである。以下の説明において、各色を区別する必要のない場面では、色を表わすＹ，Ｍ，Ｃ、Ｋの符号は省略し、数字のみの符号で説明する。

各画像形成エンジン５０には、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム５１が備えられている。感光体ドラム５１には、その表面に、静電電位分布による静電潜像が形成される。また、各感光体ドラム５１の周囲には、帯電器５２、露光器５３、現像器５４、一次転写器５５およびクリーナ５６が備えられている。ここで、一次転写器５５は、感光体５０との間に中間転写ベルト６０を挟んで、中間転写ベルト６０の内側に配置されている。また、現像器５４には、各画像形成エンジン５０に応じた色のトナーを含んだ現像剤が収容されている。

中間転写ベルト６０は、複数のロール６１に巻き架けられて矢印Ｂ方向に循環移動する無端形状のベルトである。この中間転写ベルト６０の周りには、二次転写器７０およびクリーナ７１が配置されている。

画像形成プロセス部１０内の下部には用紙トレイＴ１，Ｔ２，Ｔ３が備えられている。各用紙トレイＴ１，Ｔ２，Ｔ３には、プリント前の用紙がそれぞれ積み重ねられて収容されている。各用紙トレイＴ１，Ｔ２，Ｔ３には、互いに異なる紙質の用紙（例えば薄紙、普通紙、コート紙、光沢紙など）や互いに異なる寸法の用紙が収容され得る。また、記録材としては、用紙の他にＯＨＰシートや封筒やプラスチック紙なども収容され得る。画像形成プロセス部１０には、各用紙トレイＴ１，Ｔ２，Ｔ３に対応してピックアップロール４１と捌きロール４２が備えられており、各用紙トレイＴ１，Ｔ２，Ｔ３で兼用の搬送ロール４３と待機ロール４４も備えられている。

画像形成プロセス部１０内の上部には定着器８０と搬送ロール４５と排出ロール４６が備えられていて、排出ロール４６から画像形成プロセス部１０の外に出た排出部には用紙積載トレイ４７が設けられている。

＜画像形成処理の説明＞
本実施形態の複写機１では、画像読取部３０による画像の読み取りや通信部２１による印刷ジョブ(一連の画像データ)の取得が行われると、制御部２０による動作制御の下で、画像読取部３０にて生成された画像データや通信部２１にて受信された印刷ジョブに対して、以下のような画像形成処理を実行する。

まず、ＰＣ３や画像読取部３０からの画像データには画像処理部２５により予め定められた画像処理が施される。それにより、各色毎の画像データに分解されて画像形成プロセス部１０の各画像形成エンジン５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋに送られる。そして、例えば黒（Ｋ）色トナー像を形成する画像形成エンジン５０Ｋでは、感光体ドラム５１が矢印Ａ方向に回転しながら帯電器５２により表面が一様に帯電され、画像処理部２５から送信されたＫ色画像データに応じて変調された露光光を露光器５３が出射して感光体ドラム５１を走査露光する。それにより、感光体ドラム５１上にはＫ色画像に関する静電潜像が形成される。感光体ドラム５１上に形成されたＫ色の静電潜像は現像器５４により現像剤中のＫ色のトナーで現像され、感光体ドラム５１上にＫ色のトナー像が形成される。同様に、黒（Ｋ）色以外の画像形成エンジン５０Ｙ,５０Ｍ,５０Ｃにおいても、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色トナー像が形成される。

各画像形成エンジン５０の感光体ドラム５１に形成された各色トナー像は、一次転写器５５により矢印Ｂ方向に移動する中間転写ベルト６０上に順次に静電転写（一次転写）され、各色トナーが重畳された重畳トナー像が形成される。一次転写後に感光体ドラム５１に残存しているトナーは、クリーナ５６によって感光体ドラム５１上から除去される。また、中間転写ベルト６０上の重畳トナー像は、中間転写ベルト６０の移動に伴って二次転写器７０の配置箇所へと搬送される。

一方、ピックアップロール４１は、用紙トレイＴ１，Ｔ２，Ｔ３から用紙を取り出す。複数枚重なって取り出されたときは、捌きロール４２が１枚に分離する。そして、用紙は搬送ロール４３により図１に破線で示す搬送路上を矢印Ｄ１方向に搬送されて待機ロール４４に達する。待機ロール４４まで搬送されてきた用紙は、中間転写ベルト６０上の重畳トナー像が二次転写器７０の位置に達するタイミングで用紙もその二次転写器７０に達するようにタイミングを調整して矢印Ｄ２方向に送り出される。そして、重畳トナー像は、二次転写器７０が形成する転写電界により、搬送されてきた用紙上に一括して静電転写（二次転写）される。二次転写後に中間転写ベルト６０に残存しているトナーはクリーナ７１によって中間転写ベルト６０上から除去される。

画像形成エンジン５０から二次転写器７０に至る要素を合わせたものが、記録材に未定着な画像を形成する形成器の一例に相当する。

二次転写器７０によりトナー像の転写を受けた用紙は、その未定着のトナー像を保持したまま矢印Ｄ３方向に搬送されて定着器８０に達する。定着器８０に搬送された用紙上のトナー像は、定着器８０によって熱および圧力を受け、用紙上に定着される。そして、定着画像が形成された用紙は矢印Ｄ４方向に搬送され、搬送ロール４５によりさらに矢印Ｄ５方向に搬送され、排出ロール４６により用紙積載トレイ４７に積載される。

このようにして、複写機１での画像形成処理がプリント枚数分のサイクルだけ繰り返し実行される。

＜定着器の構造の説明＞
次に、定着器８０の構造について説明する。

図２は、定着器の構造を示した断面図である。

定着器８０には、誘導加熱器８１、加熱ベルト８２、加圧ロール８３、および励磁回路８４が備えられている。誘導加熱器８１は交流磁界を発生させて加熱ベルト８２を電磁誘導により加熱するものであり、励磁回路８４は、誘導加熱器８１に交流磁界発生の電力を供給するものである。加熱ベルト８２は矢印Ｃ１方向に回転し、未定着トナー像を保持して矢印Ｄ３方向に搬送されてくる用紙に接触することで用紙上のトナーを加熱する。

加熱ベルト８２が、本発明にいう周回部材の一例に相当し、加圧ロール８３が、本発明にいう加圧部材の一例に相当し、誘導加熱器８１が、本発明にいう加熱器の一例に相当する。

加熱ベルト８２の内側には、誘導加熱器８１側に磁性体の発熱部材８２１が備えられており、また、加圧ロール８３側に押圧部材８２２が備えられている。また、発熱部材８２１と押圧部材８２２との間には、それらを支える支持構造８２３が備えられている。さらにここには、加熱ベルト８２の内面に接して加熱ベルト８２の温度を測定する温度センサ８２４も備えられている。

発熱部材８２１は、誘導加熱器８１が発生させる交流磁界を導いて磁路を形成することで、誘導加熱器８１による加熱ベルト８２の加熱効率を高める部材である。

押圧部材８２２は、加熱ベルト８２の内面の、加熱ベルト８２を挟んで加圧ロール８３に対面する位置に配備され、押圧面８２２ａで加熱ベルト８２を加圧ロール８３に向けて押圧する部材である。押圧部材８２２は、加圧ロール８３と押圧部材８２２との間に加熱ベルト８２を挟んだ状態でニップ部を形成する。このニップ部で加圧ロール８３と加熱ベルト８２との間に挟まれながら用紙が通過する。用紙には加熱ベルト８２による熱と加圧ロール８３による圧力が加えられて未定着のトナー像が定着される。

支持構造８２３は剛性の高い材料で組み立てられていてニップ部の圧力（ニップ圧）における長手方向の均一性を維持している。

加圧ロール８３は、加熱ベルト８２の外面に押し当てられて矢印Ｃ２方向に回転し、矢印Ｄ３方向に搬送されてきた用紙を加熱ベルト８２との間に挟んで加圧するロールである。この加圧ロール８３の表面は、押圧されたときに押圧部材８２２の押圧面８２２ａの形状に沿うように変形する弾性体となっている。

誘導加熱器８１には、誘導加熱用の励磁コイル８１１が、加熱ベルト８２の外周面と間隙を保持して配備されている。この励磁コイル８１１は、導線を束ねたリッツ線が閉ループ状に巻かれたものであり、励磁コイル８１１に励磁回路８４から交流電流が供給されることにより、励磁コイル８１１の周囲には、閉ループ状に巻かれたリッツ線を中心とする交流磁界が生成される。

誘導加熱器８１には、励磁コイル８１１を挟んで加熱ベルト８２とは反対側に、交流磁界の磁路を形成する磁心８１２も備えられている。磁心８１２は、例えばフェライト樹脂等といった高透磁率の材料で形成されている。磁心８１２は、励磁コイル８１１にて生成された交流磁界による磁力線が、励磁コイル８１１から加熱ベルト８２を横切って発熱部材８２１に向かい、発熱部材８２１の中を通過して励磁コイル８１１に戻るといった磁力線の通路（磁路）を形成する。磁心８１２によって磁路が形成されることにより、励磁コイル８１１にて生成された交流磁界（磁力線）が加熱ベルト８２の磁心８１２と対向する領域に集中される。

図３は、交流磁界によって定着ベルトが発熱する状態を説明する図である。

この図３に示すように、加熱ベルト８２は、耐熱性の高い合成樹脂の基材層８２５、基材層８２５の上に積層された導電層８２６、トナー像の定着性を向上させる弾性層８２７、最上層に被覆され離型性が高い材質の表面離型層８２８を有する多層ベルトである。導電層８２６は、誘導加熱器８１にて生成される交流磁界によって電磁誘導加熱される発熱体の層であり、例えば鉄、コバルト、ニッケル、銅、クロム等といった金属が用いられる。

磁心８１２から出た交流磁界（磁力線）が加熱ベルト８２の導電層８２６を横切る際に、導電層８２６には、その交流磁界の変化を妨げる磁界を生成するように渦電流が発生する。そして、渦電流Ｉが導電層８２６を流れることによって、導電層８２６の抵抗値Ｒに比例したジュール熱Ｗ（Ｗ＝Ｉ²Ｒ）が発生し、加熱ベルト８２が加熱される。

また、加熱ベルト８２よりも弱いが発熱体８２１も交流磁界によって渦電流が発生して発熱する。この発熱体８２１の発熱によって加熱ベルト８２の温度が安定化する。

＜定着器の駆動機構の説明＞
図４は、定着器の駆動機構を示した正面図である。

この図４には、用紙が突入する側から見た定着器８０が示されている。定着器８０には、加圧ロール８３および加熱ベルト８２の駆動源として駆動モータ８５が備えられている。

加圧ロール８３には、駆動モータ８５の軸に固定された伝達ギヤ９１と、加圧ロール８３の回転軸９６に固定された不図示の伝達ギヤとを介して、駆動モータ８５からの回転駆動力が伝達される。

一方、加熱ベルト８２は、加圧ロール８３が接触している場合には加圧ロール８３が従動回転させるが、ここでは、そのような従動回転以外の駆動系も用意されている。

加熱ベルト８２の内部に設けられた支持構造８２３の両端部には、加熱ベルト８２の両端部の断面形状を円形に維持しながら加熱ベルト８２を周方向に回転駆動するエンドキャップ部材８６が回転自在に支持されている。そして、加熱ベルト８２は、両端部からエンドキャップ部材８６を介した回転駆動力を直接的に受けて回転移動する。駆動モータ８５からの回転駆動力は、伝達ギヤ９１,９２を介してシャフト９３に伝達され、シャフト９３に結合された伝達ギヤ９４から両端のエンドキャップ部材８６のギヤ部９５に伝達される。それによって、エンドキャップ部材８６から加熱ベルト８２に回転駆動力が伝わり、エンドキャップ部材８６と加熱ベルト８２とが一体となって回転駆動される。なお、伝達ギヤ９２とシャフト９３との間には不図示のトルクリミッタが配置されていて、加熱ベルト８２が加圧ロール８３に従動する場合には、伝達ギヤ９１からシャフト９３へは回転駆動力が伝達されない。このような伝達ギヤ９１からエンドキャップ部材８６に至る回転駆動機構が、本発明にいう駆動機構の一例に相当する。

さらに定着器８０には、加圧ロール８３を加熱ベルト８２に対して接近乖離させるリトラクト機構が備えられている。リトラクト機構には、支持体９７に回転自在に支持された回転軸９８と、予め定められた角度範囲内で回転軸９８を変位させる変位モータ９０と、回転軸９８の両端部で加圧ロール８３の回転軸９６に対向する位置に固定され、回転軸９８の変位により揺動するカム９９、が備えられている。さらに、加圧ロール８３を加熱ベルト８２から離間する方向（図の下方向）に付勢するバネ８８も備えられている。このリトラクト機構が、本発明にいう移動機構の一例に相当する。

＜リトラクト動作の説明＞
図５，６は、リトラクト機構が加圧ロール８３を加熱ベルト８２に接離させる際の動作を説明する図である。

図５には、リトラクト機構によって加圧ロールが定着ベルトに押し付けられた状態が示され、図６には、加圧ロールが加熱ベルトから乖離された状態が示されている。

図５に示すように、カム９９の頂部Ｆ０が加熱ベルト８２の中央方向を向くように変位モータ９０(図４参照)が回転軸９８を変位させた状態では、カム９９の頂部Ｆ０が加圧ロール８３の回転軸９６をバネ８８(図４参照)の付勢力に抗して加熱ベルト８２側に押し込む。それにより、加圧ロール８３は加熱ベルト８２の外面に押し当てられる。

一方、図６に示すように、カム９９の頂部Ｆ０が加熱ベルト８２の中央方向とは角度θだけ傾くように、変位モータ９０(図４参照)が回転軸９８を変位させた状態では、加圧ロール８３の回転軸９６はバネ８８(図４参照)の付勢力によりカム９９の側面Ｆ１に沿って加熱ベルト８２側から図６の矢印Ｅ方向に移動する。それにより、加圧ロール８３は、加熱ベルト８２から離間する。

図５に示す加圧ロール８３の位置が本発明にいう押付位置の一例に相当し、図６に示す加圧ロール８３の位置が本発明にいう離間位置の一例に相当する。

＜制御部の内部構成の説明＞
図７は、制御部の内部構成を概略的に示したブロック図である。

制御部２０は情報処理装置の一種であって、予め定められたプログラムに従ってデジタル演算処理を実行するメインＣＰＵ１１０と、メインＣＰＵ１１０の作業用メモリ等として用いられるＲＡＭ１１２と、メインＣＰＵ１１０での処理に使用される各種設定値等が格納されるＲＯＭ１１３と、書き換え可能で電源供給が途絶えた場合にもデータを保持できる、電池によりバックアップされたフラッシュメモリ等の不揮発性メモリ（ＮＶＭ）１１４と、制御部２０に接続される各構成部（例えば、励磁回路８４、温度センサ８２４、駆動モータ８５、変位モータ９０など）との信号が入出力されるインターフェース（Ｉ/Ｆ）部１１５とを備えている。

そして、メインＣＰＵ１１０が、本発明の制御プログラムの一実施形態を不図示の外部記憶装置から主記憶装置（ＲＡＭ１１２）に読み込んで実行することで、制御部２０は、本発明の制御装置の一実施形態として機能する。

なお、この制御プログラムに関するその他の提供形態としては、予めＲＯＭ１１３に格納された状態にて提供され、ＲＡＭ１１２にロードされる形態がある。さらに、ＥＥＰＲＯＭ等の書き換え可能なＲＯＭ１１３を備えている場合には、メインＣＰＵ１１０がセッティングされた後に、プログラムだけがＲＯＭ１１３にインストールされ、ＲＡＭ１１２にロードされる形態がある。また、インターネット等のネットワークを介して制御部２０にプログラムが伝送され、制御部２０のＲＯＭ１１３にインストールされ、ＲＡＭ１１２にロードされる形態がある。さらにまた、ＤＶＤ−ＲＯＭやフラッシュメモリ等の外部記録媒体からＲＡＭ１１２にロードされる形態がある。

図８は、制御部２０が実行する機能の一部を表した機能ブロック図である。

ここでは、制御部２０が有する各種の機能のうち、定着器８０を制御する定着器制御部１２０の機能が示されている。この定着器制御部１２０の機能が、本発明にいう制御装置の一実施形態としての機能である。

定着器制御部１２０は、上述したリトラクト機構による加圧ロール８３の移動を制御するリトラクト制御部１２１と、上述した回転駆動機構による加熱ベルト８２の回転駆動を制御する駆動制御部１２２と、定着器８０の温度センサ８２４から加熱ベルト８２の温度値を取得する温度検知部１２３と、その取得された加熱ベルト８２の温度値に基づいて、励磁コイル８１１に入力されるべき電力値を決定し、決定された設定電力値を励磁回路８４に設定する電力設定部１２４とを備えている。

＜定着器制御部の処理＞
図１に示す複写機１では、省電力化を図るため、複写する画像や印刷ジョブが途絶えている間は定着器８０における加熱ベルト８２の加熱が停止され、回転駆動も停止される。また加圧ロール８３は加熱ベルト８２から乖離した位置（図６参照）に移動している。そして、画像の読み取りや印刷ジョブの受け取りが行われると、制御部２０の制御によって定着の準備処理が行われる。この準備処理では、加熱ベルト８２の駆動と加熱が行われ、加圧ロール８３は加熱ベルト８２に押し付けられた位置（図５参照）に移動する。

通常の準備処理では、画像形成の待ち時間を短縮するため、加熱ベルト８２の温度をできるだけ速く上昇させる。一方、複写機１に電源が投入されてから最初に行われる準備処理（最初の準備処理）では、加熱ベルト８２が停止した状態で長時間を経ていて加熱ベルト８２にニップ跡と称される変形が生じている場合がある。この場合に通常の準備処理と同様に加熱ベルト８２を加熱すると、変形箇所で発熱部材８２１から加熱ベルト８２が浮いてしまい、局所的な過剰加熱になる虞がある。

そこで、制御部２０は、加熱ベルト８２の局所的な過剰加熱を抑制するため、最初の準備処理と通常の準備処理とでは異なる制御を行う。

図９は、通常の準備処理と、最初の準備処理の第１例とを表した図である。

図９の横軸は時間を示し、図９の縦軸は加熱ベルト８２の温度を示している。図中の実線は通常の準備処理における温度変化を表し、図中の点線は最初の準備処理における温度変化を表している。以下、図９と図８を参照して準備処理の詳細について説明する。

通常の準備処理の開始時点における加熱ベルト８２の温度は、直前の定着処理における継続時間や定着処理からの経過時間などに依存して、室温から定着時に近い高温まで様々であるが、以下の説明では加熱ベルト８２が室温の状態で通常の準備処理が開始するものとする。

通常の準備処理の場合は、駆動制御部１２２が加熱ベルト８２の駆動を開始させ、その直後に電力設定部１２４が電力値を励磁回路８４に設定して加熱ベルト８２の加熱を開始させる。そして、画像の定着に用いられる温度Ｔ０までの温度上昇を温度検知部１２３が検知した時点ｔ０でリトラクト制御部１２１が加圧ロール８３を移動させて加熱ベルト８２に押し付ける。

これに対し、最初の準備処理では、駆動制御部１２２が加熱ベルト８２の駆動を開始させ、その直後に電力設定部１２４が電力値を励磁回路８４に設定して加熱ベルト８２の加熱を開始させるのは同じであるが、温度Ｔ０よりも低い温度Ｔ１までの温度上昇を温度検知部１２３が検知した時点ｔ１でリトラクト制御部１２１が加圧ロール８３を移動させて加熱ベルト８２に押し付ける。加圧ロール８３が押し付けられることで加熱ベルト８２の温度上昇は緩み、時点ｔ０よりも後の時点ｔ２で定着に必要な温度Ｔ０に達する。

このように最初の準備処理では、通常の準備処理よりも低温の段階で加圧ロール８３が加熱ベルト８２に押し付けられることで、加熱ベルト８２が低温の段階で加圧ロール８３と押圧部材８２２に挟まれて周回移動することになるので、定着に必要な高温Ｔ０に達する前に加熱ベルト８２の変形が直り、局所的な過剰加熱が抑制される。

次に、最初の準備処理の第２例について説明する。

図１０は、通常の準備処理と、最初の準備処理の第２例とを表した図である。

図１０でも、横軸は時間を示し、縦軸は加熱ベルト８２の温度を示し、図中の実線は通常の準備処理における温度変化を表し、図中の点線は最初の準備処理における温度変化を表している。以下、図１０と図８を参照して準備処理の詳細について説明する。

図１０でも通常の準備処理は図９での説明と同様である。

最初の準備処理の第２例では、駆動制御部１２２が加熱ベルト８２の駆動を開始させてから、予め決められた待機時間が経過した時点ｔ３で電力設定部１２４が電力値を励磁回路８４に設定して加熱ベルト８２の加熱を開始させる。そして、温度Ｔ０よりも低い温度Ｔ１までの温度上昇を温度検知部１２３が検知した時点ｔ４でリトラクト制御部１２１が加圧ロール８３を移動させて加熱ベルト８２に押し付ける。その後、時点ｔ５で加熱ベルト８２は定着に必要な温度Ｔ０に達する。

このような第２例の場合には、上述した待機時間中に室温で加熱ベルト８２が周回移動することで加熱ベルト８２の変形が直り始める。このため、図９で説明した第１例よりも低温の時点で加熱ベルト８２の変形が直り、局所的な過剰加熱が一層抑制される。

次に、最初の準備処理の第３例について説明する。

図１１は、通常の準備処理と、最初の準備処理の第３例とを表した図である。

図１１でも、横軸は時間を示し、縦軸は加熱ベルト８２の温度を示し、図中の実線は通常の準備処理における温度変化を表し、図中の点線は最初の準備処理における温度変化を表している。以下、図１１と図８を参照して準備処理の詳細について説明する。

図１１でも通常の準備処理は図９での説明と同様である。

最初の準備処理の第３例では、駆動制御部１２２が加熱ベルト８２の駆動を開始させ、その直後に電力設定部１２４が通常の準備処理よりも低い電力値を励磁回路８４に設定して加熱ベルト８２の加熱を開始させる。このため加熱ベルト８２の温度上昇は通常の準備処理よりも緩やかとなり、時点ｔ０よりも後の時点ｔ６で定着に必要な温度Ｔ０に達する。温度検知部１２２が温度Ｔ０までの温度上昇を検知したらリトラクト制御部１２１が加圧ロール８３を移動させて加熱ベルト８２に押し付ける。

このような第３例の場合には、上述した緩やかな温度上昇中に、通常の準備処理よりも低温で長時間に亘り加熱ベルト８２の回転駆動が行われて変形が直るので局所的な過剰加熱が抑制される。

次に、最初の準備処理の第４例について説明する。

図１２は、通常の準備処理と、最初の準備処理の第４例とを表した図である。

図１２でも、横軸は時間を示し、縦軸は加熱ベルト８２の温度を示し、図中の実線は通常の準備処理における温度変化を表し、図中の点線は最初の準備処理における温度変化を表している。以下、図１２と図８を参照して準備処理の詳細について説明する。

図１２でも通常の準備処理は図９での説明と同様である。

最初の準備処理の第４例では、駆動制御部１２２が加熱ベルト８２の駆動を開始させ、その直後に電力設定部１２４が通常の準備処理と同様の電力値を励磁回路８４に設定して加熱ベルト８２の加熱を開始させる。そして、温度Ｔ０よりも低い温度Ｔ１までの温度上昇を温度検知部１２３が検知した時点ｔ７で、電力設定部１２４は温度Ｔ０を保つ電力値を励磁回路８４に設定する。時点ｔ７から決められた待機時間が経過した時点ｔ８に達すると電力設定部１２３が設定電力値を上げ、定着に必要な温度Ｔ０までの温度上昇を温度検知部１２２が検知した時点ｔ９でリトラクト制御部１２１が加圧ロール８３を移動させて加熱ベルト８２に押し付ける。

なお、図１１に示す最初の準備処理の第３例と、図１２に示す最初の準備処理の第４例は、加熱開始から加圧ロール８３の押し付けまでの加熱ベルト８２の平均的な温度上昇速度が通常の準備処理よりも遅いという点で共通している。このように温度上昇速度が遅いと、加熱ベルト８２が高温に達する前に長時間の周回駆動が行われて加熱ベルト８２の変形が直るので加熱ベルト８２の局所的な過剰過熱が抑制される。

以上説明した第１例から第４例のいずれを採用しても、加熱ベルト８２の局所的な過剰過熱が抑制される。また、これら第１例から第４例を適宜に組み合わせた最初の準備処理も考えられる。例えば第３例や第４例を第１例や第２例と組み合わせると好適である。

なお、上記説明では、本発明にいう加熱器として誘導加熱器が例示されているが、本発明にいう加熱器は、周回部材に接触して加熱するヒータであってもよい。

また、上記説明では、本発明の実施形態としてタンデム型のカラー複写機を例示したが、本発明の画像形成装置は、レボルバ型のカラー複写機やモノクロ複写機であってもよい。また、本発明の画像形成装置はファクシミリやプリンタに応用されてもよい。

また、上記説明では、本発明にいう形成器として、電子写真方式のものが例示されているが、本発明にいう形成器は、電子写真方式以外の方式で記録材にトナー像を形成するものであってもよい。

１……複写機、 １０……画像形成プロセス部、 ２０……制御部、
２８……主電源、 ５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋ……画像形成エンジン
８０……定着器、 ８１……誘導加熱器、 ８２……加熱ベルト、
８３……加圧ロール、 １２０……定着器制御部、 １２１……リトラクト制御部
１２２……駆動制御部、 １２３……温度検知部、 １２４……電力設定部

Claims (9)

1. 記録材上に未定着の画像を形成する形成器と、
   筒形状を有し外周面に沿って周回移動する周回部材と、
   前記周回部材を加熱する加熱器と、
   前記記録材を前記周回部材の外周面との間に挟んで加圧することにより前記画像を該記録材に定着させる加圧部材と、
   前記周回部材を前記加圧部材とは独立で周回駆動可能な駆動機構と、
   前記加圧部材を、前記周回部材から離間した離間位置と該周回部材に向けて押し付けられた押付位置とに移動させる移動機構と、
   前記加圧部材が前記離間位置に在る状態で前記周回部材の周回駆動を開始してその後に該加圧部材が前記押付位置に移動する準備動作を前記画像の定着に先立って実行させる制御部であって、この画像形成装置の電源投入から電源切断までの間に実行される最初の準備動作とその他の準備動作とでは、前記加圧部材が前記押付位置に移動する時の前記周回部材の温度が異なっていて該最初の準備動作の方が低温となるように制御する制御部と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部が、前記最初の準備動作では、前記加圧部材が前記押付位置に移動して前記周回部材の周回駆動を経た後で前記周回部材の加熱を開始するように制御し、前記その他の準備動作では、前記加圧部材が前記押付位置に移動する前に前記周回部材の加熱を開始するように制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 記録材上に未定着の画像を形成する形成器と、
   筒形状を有し外周面に沿って周回移動する周回部材と、
   前記周回部材を加熱する加熱器と、
   前記記録材を前記周回部材の外周面との間に挟んで加圧することにより前記画像を該記録材に定着させる加圧部材と、
   前記周回部材を前記加圧部材とは独立で周回駆動可能な駆動機構と、
   前記加圧部材を、前記周回部材から離間した離間位置と該周回部材に向けて押し付けられた押付位置とに移動させる移動機構と、
   前記加圧部材が前記離間位置に在る状態で前記周回部材の周回駆動と加熱を開始してその後に該加圧部材が前記押付位置に移動する準備動作を前記画像の定着に先立って実行させる制御部であって、この画像形成装置の電源投入から電源切断までの間に実行される最初の準備動作とその他の準備動作とでは、前記周回部材の加熱開始から前記加圧部材の前記押付位置への移動までの該周回部材の平均的な温度上昇速度が異なっていて該最初の準備動作の方が遅くなるように制御する制御部と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
4. 前記制御部が、前記最初の準備動作では、前記その他の準備動作よりも遅い温度上昇が継続するように制御することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記制御部が、前記最初の準備動作では、前記加圧部材が前記離間位置に在る間に、前記周回部材の温度を定常に保つ期間を設けることで平均的な温度上昇速度を前記その他の準備動作よりも遅くすることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
6. 記録材上に未定着の画像を形成する形成器と、筒形状を有し外周面に沿って周回移動する周回部材と、前記周回部材を加熱する加熱器と、前記記録材を前記周回部材の外周面との間に挟んで加圧することにより前記画像を該記録材に定着させる加圧部材と、前記周回部材を前記加圧部材とは独立で周回駆動可能な駆動機構と、前記加圧部材を、前記周回部材から離間した離間位置と該周回部材に向けて押し付けられた押付位置とに移動させる移動機構と、を備えた画像形成装置を制御する制御装置であって、
   前記加圧部材が前記離間位置に在る状態で前記周回部材の駆動を開始してその後に該加圧部材が前記押付位置に移動する準備動作を前記画像の定着に先立って実行させ、
   前記画像形成装置の電源投入から電源切断までの間に実行される最初の準備動作とその他の準備動作とでは、前記加圧部材が前記押付位置に移動する時の前記周回部材の温度が異なっていて該最初の準備動作の方が低温となるように制御することを特徴とする制御装置。
7. 記録材上に未定着の画像を形成する形成器と、筒形状を有し外周面に沿って周回移動する周回部材と、前記周回部材を加熱する加熱器と、前記記録材を前記周回部材の外周面との間に挟んで加圧することにより前記画像を該記録材に定着させる加圧部材と、前記周回部材を前記加圧部材とは独立で周回駆動可能な駆動機構と、前記加圧部材を、前記周回部材から離間した離間位置と該周回部材に向けて押し付けられた押付位置とに移動させる移動機構と、を備えた画像形成装置を制御する制御装置であって、
   前記加圧部材が前記離間位置に在る状態で前記周回部材の駆動と加熱を開始してその後に該加圧部材が前記押付位置に移動する準備動作を前記画像の定着に先立って実行させ、
   前記画像形成装置の電源投入から電源切断までの間に実行される最初の準備動作とその他の準備動作とでは、前記周回部材の加熱開始から前記加圧部材の前記押付位置への移動までの該周回部材の平均的な温度上昇速度が異なっていて該最初の準備動作の方が遅くなるように制御することを特徴とする制御装置。
8. 記録材上に未定着の画像を形成する形成器と、筒形状を有し外周面に沿って周回移動する周回部材と、前記周回部材を加熱する加熱器と、前記記録材を前記周回部材の外周面との間に挟んで加圧することにより前記画像を該記録材に定着させる加圧部材と、前記周回部材を前記加圧部材とは独立で周回駆動可能な駆動機構と、前記加圧部材を、前記周回部材から離間した離間位置と該周回部材に向けて押し付けられた押付位置とに移動させる移動機構と、を備えた画像形成装置を制御する制御装置であって、
   前記加圧部材が前記離間位置に在る状態で前記周回部材の駆動を開始してその後に該加圧部材が前記押付位置に移動する準備動作を前記画像の定着に先立って実行させ、
   前記画像形成装置の電源投入から電源切断までの間に実行される最初の準備動作とその他の準備動作とでは、前記加圧部材が前記押付位置に移動する時の前記周回部材の温度が異なっていて該最初の準備動作の方が低温となるように制御する制御装置として情報処理装置を機能させることを特徴とする制御プログラム。
9. 記録材上に未定着の画像を形成する形成器と、筒形状を有し外周面に沿って周回移動する周回部材と、前記周回部材を加熱する加熱器と、前記記録材を前記周回部材の外周面との間に挟んで加圧することにより前記画像を該記録材に定着させる加圧部材と、前記周回部材を前記加圧部材とは独立で周回駆動可能な駆動機構と、前記加圧部材を、前記周回部材から離間した離間位置と該周回部材に向けて押し付けられた押付位置とに移動させる移動機構と、を備えた画像形成装置を制御する制御装置であって、
   前記加圧部材が前記離間位置に在る状態で前記周回部材の駆動と加熱を開始してその後に該加圧部材が前記押付位置に移動する準備動作を前記画像の定着に先立って実行させ、
   前記画像形成装置の電源投入から電源切断までの間に実行される最初の準備動作とその他の準備動作とでは、前記周回部材の加熱開始から前記加圧部材の前記押付位置への移動までの該周回部材の平均的な温度上昇速度が異なっていて該最初の準備動作の方が遅くなるように制御する制御装置として情報処理装置を機能させることを特徴とする制御プログラム。

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