JP3062053B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、たとえば定着装
置を用いる電子複写機などの画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子複写機などの画像形成装置では、感
光体ドラムに原稿に対応する潜像を形成し、この潜像に
現像器でトナーを付与することにより顕像化し、この顕
像化されたトナー像を転写装置を用いて用紙上に転写
し、この後、定着装置を用いて用紙上のトナー像を定着
するようになっている。

【０００３】上記定着装置は、ヒータランプを内蔵した
ヒートローラ（定着ローラ）と別の加圧ローラとをかみ
合わせて加圧し、それらのローラで加熱かつ加圧される
ことにより、上記トナー像を用紙に定着するようになっ
ている。

【０００４】このような、電子複写機では、電源投入の
直後、あらかじめ設定された定着可能温度に達するまで
定着装置を連続的に加熱し、定着可能温度に達したこと
を検出すると複写動作可能としていた。

【０００５】この場合、ヒートローラの温度制御におい
て、温度検出手段としてのサーミスタが使用され、温度
により変化する抵抗値を電圧に変換し、その電圧と、ヒ
ータランプのオン−オフ信号によりヒステリシスを持た
せた、基準電圧を比較器で比較し、ヒートローラの表面
温度をヒータランプのオン−オフにより一定にする制御
が一般的に知られている。

【０００６】このような温度制御において、メルトダウ
ン（ヒートローラが設定異常の高温になった場合、ロー
ラ部周辺の剥離爪等のプラスチック部材等が溶解する現
象）を防止するための従来の温度異常検出は、ヒートロ
ーラの温度検知のためのヒートサーミスタ以外に、特に
温度検知のためのものを設けていない。図６は、温度制
御を説明するための温度変化に関するグラフである。い
ま、この図において示される常温時Ａの温度の軌跡は、
ヒートローラへ電源が投入され、一定時間（判断開始時
間）ｔが経過した後で、ヒートサーミスタの温度を検出
し、この温度が正常か異常かを判断することで、ヒート
ローラの温度異常を検出することを示している。この
時、この判断開始時間ｔは、一般的な使用環境温度（常
温）を想定し、これも妥当と思われるヒートローラの温
度上昇率を求めて、これら二つから適切だと思われる判
断開始時間を一つの固定値として求めるものである。

【０００７】しかし、このような固定的な判断開始時間
ｔにより、一律に、電源投入の後の温度異常を検出した
場合、例えば、周辺の環境温度が異常に高くなった高温
時Ｂや、温度上昇率が早い素材を定着ローラなどに用い
た場合、このような固定値としての判断開始時間により
温度異常検出を行なうと、図６のように、判断開始時間
ｔが経過する以前にヒートローラがメルトダウン温度と
なってしまい（図６のＱ）、メルトダウンが発生してし
まう。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来においては上記し
たように、電源投入直後の一律な判断開始時間に従って
温度異常検出を行った場合、周辺温度が高温になった場
合に、この判断開始時間が経過する以前にヒートローラ
がメルトダウン温度になってしまうという問題がある。

【０００９】そこで、本発明は、周辺温度の変化に応じ
て判断開始時間を決定することで、判断開始時間が経過
するまでに発生するメルトダウンを防止し、耐熱性の高
い部品の使用を必要としない画像形成装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、形成すべき画
像情報に応じて画像形成媒体上に現像剤像を付与する画
像形成手段と、前記現像剤像が付与された画像形成媒体
を搬送する搬送手段と、発熱体を内蔵する定着ローラ
と、この定着ローラとの間に前記画像形成媒体を挟持す
る加圧ローラとを有し、前記搬送手段により搬送される
画像形成媒体に対して加熱、加圧することにより、画像
形成媒体上の現像剤を画像形成媒体に定着させる定着手
段と、前記発熱体に電源供給する電力供給手段と、前記
定着手段の周辺の温度を検知する第１の温度測定手段
と、前記定着ローラの表面温度を検知する第２の温度測
定手段と、前記第１の温度測定手段が検知する周辺温度
が高くなるにつれて、前記電力供給手段の動作開始時か
ら前記第２の温度測定手段の測定開始時までの時間を短
く設定する設定手段と、この設定手段により設定された
時間経過後、所定時間第２の温度測定手段により測定さ
れた温度と所定の温度とを比較して、温度異常であるか
どうかを判断しこの判断に基づき所定処理を行う判断処
理手段とを具備することを特徴とする画像形成装置であ
る。

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例につい
て図面を参照して説明する。図１はこの発明の画像形成
装置としての複写機の内部構成を示すものである。すな
わち、複写機本体１の上面には原稿を支承する原稿台
（透明ガラス）２が固定されている。この原稿台２には
原稿のセット基準となる固定スケール２1 が設けられ、
さらに、原稿台２の近傍には開閉自在の原稿カバー１1
が設けられている。

【００１８】そして、上記原稿台２に載置された原稿
は、露光ランプ４、ミラー５、６、７からなる走査系が
原稿台２の下面に沿って矢印ａ方向に往復動することに
より、その往復時に露光走査されるようになっている。
この場合、ミラ−６、７は光路長を保持するようにミラ
−５の１／２の速度にて移動する。上記走査系の走査に
よる原稿からの反射光、つまり露光ランプ４の光照射に
よる原稿からの反射光は上記ミラ−５、６、７によって
反射された後変倍用レンズブロック８を通り、更にミラ
−９1 、９2 、９3 によって反射されて感光体ドラム１
０に導かれ、原稿の像が感光体ドラム１０の表面に結像
されるようになっている。

【００１９】また、この感光体ドラム１０の近傍には、
本発明の特徴である周辺温度を検出するためのドラム用
サーミスタ８３が設けられている。上記露光ランプ４、
ミラー５、６、７、変倍用レンズブロック８、ミラ−９
1９2 、９3 によって光学系３が構成されている。

【００２０】上記感光体ドラム１０は図示矢印ｂ方向に
回転し、先ず、帯電用帯電器１１によって表面が帯電さ
れ、しかる後、画像が露光部Ｐｈでスリット露光される
ことにより、表面に静電潜像が形成される。この静電潜
像は現像器１２によってトナーが付着されることにより
可視像化される。前記現像器１２は、複写機本体１に対
して着脱自在とされている。

【００２１】一方、用紙（画像形成媒体）は、選択され
た上段給紙カセット１３1 、あるいは下段給紙カセット
１３2 から送出ローラ１４1 、１４2 およびロ−ラ対１
５1１５2 によって一枚ずつ取出され、用紙案内路１６1
、１６2 を通ってレジストローラ対１７へ案内され、
このレジストローラ対１７によって転写部へ案内される
ようになっている。ここで、上記給紙カセット１３1 、
１３2 は、本体１の右側下端部に着脱自在に設けられて
おり、図示しない操作パネルにおいていずれか一方が選
択できるようになっている。

【００２２】また、上記各給紙カセット１３1 、１３2
は、それぞれカセットサイズ検知スイッチ５０1 、５０
2 によってカセットサイズが検知されるようになってい
る。このカセットサイズ検知スイッチ５０1 、５０2 は
サイズの異なるカセットの挿入に応じてオン−オフされ
る複数のマイクロスイッチにより構成されている。さら
に、前記給紙カセット１３1 の上面部には、手差しガイ
ド１３ａが設けられており、この手差しガイド１３ａを
介して手差し挿入された用紙は、送出ローラ１４ａによ
って前記ローラ対１５1 に導かれ、この後、給紙カセッ
ト１３1 から給紙された用紙と同様に搬送されるように
なっている。

【００２３】一方、転写部に送られた用紙は、転写用帯
電器１８の部分で感光体ドラム１０の表面と密着するこ
とにより、上記帯電器１８の作用で感光体ドラム１０上
のトナー像が転写される。この転写された用紙Ｐは、剥
離用帯電器１９の作用で感光体ドラム１０から静電的に
剥離されて搬送ベルト２０で搬送され、その終端部に設
けられた定着装置２１へ送られ、ここを通過することに
より転写像が定着される。

【００２４】そして、定着後の用紙は、送出ローラ対２
２によって本体１外のトレイ２５に排出されるようにな
っている。また、転写後の感光体ドラム１０は、クリー
ナ２６で表面の残留トナーが除去され、さらに除電ラン
プ２７によって残像が消去されることにより、初期状態
に戻るようになっている。

【００２５】なお、冷却ファン２９は本体１内の温度上
昇を防止するためのものである。また、前記露光ランプ
４、ミラー５は第１キャリッジ４１1 に設けられ、ミラ
ー６、７は第２キャリッジ４１2 に設けられ、ミラー９
1 、９2 は第３キャリッジ４１3 に設けられている。

【００２６】定着装置２１は、図２に示すように構成さ
れている。すなわち、発熱体としてのヒータランプ（ハ
ロゲンランプ）６０を内蔵するヒートローラ（定着ロー
ラ）６１、このヒートローラ６１とともに回転し、上記
ヒートローラ６１をスプリング６２による一定圧力で加
圧するプレスローラ（加圧ローラ：ゴムローラ）６３、
上記ヒートローラ６１の表面温度を検知するサーミスタ
（検知手段）６４、上記ヒートローラ６１の表面をクリ
ーニングするクリーニングフェルトローラ６５、上記ヒ
ートローラ６１、プレスローラ６３とにより定着が行な
われた用紙をヒートローラ６１から剥がす剥離爪（例え
ばプラスチックで形成されている）６６、およびこの剥
離爪６６によって剥がされた用紙の搬送を検知するスイ
ッチ６７によって構成されている。

【００２７】図３は定着装置２１の温度制御部の概略構
成を示すものである。この温度制御部は、図３に示すよ
うに、制御部７１、温度検知回路７２、ヒータ駆動回路
７３、によって構成され、さらに周辺温度を検地するた
めのドラムサーミスタ８３が接続されている。

【００２８】すなわち、制御部７１はプログラムに応じ
て定着装置２１の温度を制御するものであり、ＣＰＵ８
１、ＲＯＭ８２を有している。この制御部７１には、サ
ーミスタ６４の抵抗値変化に応じて定着装置２１の温度
を検知する温度検知回路７２とヒータランプ６０の点灯
駆動を行うヒータ駆動回路７３とが接続されている。制
御部７１には、図示しない電源スイッチのオン時に駆動
電圧が供給され、リセットを解除して動作をスタートす
るようになっている。

【００２９】制御部７１は、動作のスタートとアナログ
入力ポートＡＮに供給される温度検知回路７２からの温
度検知信号とにより、ヒータランプ６０の点灯を制御す
るヒータ制御信号ａを出力ポートＤ１からヒータ駆動回
路７３へ出力するようになっている。

【００３０】以上の構成により、図４のフローチャート
と、図５のグラフ、図６の本発明の特徴である判断開始
時間を参照しつつ、本発明の一実施例の動作を説明す
る。図４は、この発明の温度制御を説明するためのフロ
ーチャート、図５は、温度制御を説明するための温度変
化に関するグラフ、図６は、この発明の温度と判断開始
時間との関係を示す表である。

【００３１】これらの図において、電源オンが確認され
ると（ステップ Ｓ１）、制御部７１は、ＲＯＭ等に格
納されたプログラムにしたがい、プログラムにより設け
られたタイマーを起動させると共に、ヒートローラを昇
温させるべく、給電を行うために、ヒータ制御信号ａを
出力する（Ｓ３）。次に、ドラムサーミスタ８３等の環
境温度を検出するためのドラムサーミスタ８３等から温
度信号を受け取り、環境温度を検知する（Ｓ５）。次
に、この環境温度に対応した判断開始時間をＲＯＭ８２
から読みだす（Ｓ７）。

【００３２】このとき、判断開始時間は、図６の一例に
より表されるものであり、それぞれの環境温度とヒート
ローラの温度上昇率から予め計算により得られるもので
ある。つまり、環境温度−５〜−１℃では、１０．０８
秒、０〜４℃では、１０．６０秒と温度の上昇に反して
判断開始時間は短くなり、４１〜４５℃の温度では、
６．４秒と、かなり短い判断開始時間を示している。つ
まり、環境温度が高ければ、それだけメルトダウン温度
に早く到達する可能性が高いことを示している。

【００３３】制御部７１のプログラムによるタイマー機
能が計時を始め、判断開始時間に到達したことが確認で
きれば（Ｓ９）、定着器サーミスタ温度を検知して（Ｓ
１１）、判断を始める。このとき、厳密に述べると、図
５のグラフにも明らかなように、この温度判断は、判断
開始時間ｔ１から所定時間ｔ０が経過し判断終了時刻ｔ
２に達するまで行われ、このｔ０の一例は、２６０ｍｓ
ｅｃである（判断処理手段）。

【００３４】この温度判断は、たとえばヒートローラ温
度がメルトダウン温度２４０℃（又は例えばメルトダウ
ン温度の＋−２０℃の範囲）に到達しているかに達して
いるか等を調べることで、異常か正常化の判断を行う
（Ｓ１５）。

【００３５】この結果、異常とされれば、例えば図示し
ない操作パネルに”エラー”を表示する（Ｓ１７）と
か、又は、図示しないホストコンピュータに異常である
信号を供給等した後に、ヒートローラへの給電を停止す
べく（Ｓ１９）、制御部７１は、ヒータ制御信号ａによ
りヒータ駆動回路７３を停止させる。

【００３６】また、判断の結果、メルトダウン温度など
の異常がみられない場合は、正常に起動しているとし
て、ヒートローラの温度を適切な（例えば１９０℃）温
度に昇温するべく、通常の昇温動作を開始し（Ｓ２
１）、目標温度に到達すれば（Ｓ２３）、レディ表示な
どを行い（Ｓ２５）、複写動作が可能になったことを外
部に表示する。

【００３７】また、装置の環境温度を知る方法として、
ドラムサーミスタ８３を挙げたが、これに限らず、新た
に設けたサーミスタであっても、環境温度が検知できれ
ば上記した本発明の効果と同等の効果が得られることは
言うまでもない。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
周辺温度に応じた判断開始時間データをＲＯＭ等から読
出し、この読み出された周辺温度に適切な判断開始時間
によりヒートローラ表面の温度の判断を始めることで、
周辺温度が異常に高くなっても、これに応じて短い判断
開始時間が選ばれるため、温度判断時にメルトダウン温
度を超えてしまい、メルトダウンが発生するということ
がなくなり、オーバーシュートを考慮した耐熱性の高い
部品の使用の必要がない、安全で適切なヒートローラ異
常検出を可能とする画像形成装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例における複写機の全体の構
成を示す断面図。

【図２】定着装置の構成を示す断面図。

【図３】温度制御回路の構成を示す回路図。

【図４】この発明の温度制御を説明するためのフローチ
ャート。

【図５】温度制御を説明するための温度変化に関するグ
ラフ。

【図６】この発明の温度と判断開始時間との関係を示す
図。

【符号の説明】

２１…定着装置、 ６０…ヒータランプ（発熱体）、６
１…ヒートローラ（定着ローラ）、 ６３…プレスロー
ラ ６４…サーミスタ（検知手段）、 ６８…ドラムサーミ
スタ ７１…制御部、 ７２…温度検知回路 ７２ａ…コンパレータ、 ７３…ヒータ駆動回路 ８１…ＣＰＵ、 ８２…ＲＯＭ ８３…サーミスタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−104283（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−76619（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−74267（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−66377（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−170150（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/20 G03G 15/20 G03G 21/00 500 - 520

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 形成すべき画像情報に応じて画像形成媒
   体上に現像剤像を付与する画像形成手段と、 前記現像剤像が付与された画像形成媒体を搬送する搬送
   手段と、 発熱体を内蔵する定着ローラと、この定着ローラとの間
   に前記画像形成媒体を挟持する加圧ローラとを有し、前
   記搬送手段により搬送される画像形成媒体に加熱、加圧
   することにより、画像形成媒体上の現像剤を画像形成媒
   体に定着させる定着手段と、 前記発熱体に電源供給する電力供給手段と、 前記定着手段の周辺の温度を検知する第１の温度測定手
   段と、 前記定着ローラの表面温度を検知する第２の温度測定手
   段と、 前記第１の温度測定手段が検知する周辺温度が高くなる
   につれて、前記電力供給手段の動作開始時から前記第２
   の温度測定手段の測定開始時までの時間を短く設定する
   設定手段と、 この設定手段により設定された時間経過後、所定時間第
   ２の温度測定手段により測定された温度と所定の温度と
   を比較して、温度異常であるかどうかを判断しこの判断
   に基づき所定処理を行う判断処理手段と、 を具備することを特徴とする画像形成装置。