JP3911890B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真システムを採用した画像形成装置に関し、特に、樹脂製のスリーブベアリングにより支持されるローラと該ローラ以外の装置とを駆動する駆動モータを具えた画像形成装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真システムを採用した画像形成装置には、一般に、用紙等の転写材上に形成されたトナー像を該転写材に加熱定着する定着ローラからなる加熱定着手段と、該定着ローラを加熱する加熱ランプと、定着ローラを回転駆動する駆動モータとが配設されている。
【０００３】
このうち、加熱定着手段は、転写材およびトナー像に接触し熱エネルギーを与える定着ローラから構成され、定着ローラは樹脂製のスリーブベアリングに支持されており、この樹脂製のスリーブベアリングは、低温状態ではトルクが高く、高温状態ではトルクが低いという性質がある。
【０００４】
また、駆動モータは、定着ローラを回転駆動するとともに、転写材フィードローラと、転写材搬送ローラ、転写材排出ローラなどを回転駆動する。
【０００５】
この従来の画像形成装置では、定着ローラを加熱ランプによって所定の温度に加熱するとともに、駆動モータを駆動する。すると、駆動モータの駆動によって転写材フィードローラが回転駆動し、これにより転写材収容トレイ内の転写材が転写材搬送路内に供給される。また、駆動モータの駆動によって転写材搬送ローラが回転駆動するので、転写材搬送路内に供給された転写材は転写材搬送路下流に向け搬送され、転写材がプロセスカートリッジ、現像手段等を通過すると転写材上にはトナー像が形成がされる。
【０００６】
そして、トナー像が形成された転写材が転写材搬送ローラによって定着ローラに搬送されると、定着ローラは加圧ローラとの間で該転写材を挟持するとともに、定着ローラを介して転写材およびトナー像に熱エネルギーを与え、これにより、トナー像が転写材に定着される。そしてトナー像が定着された転写材は、駆動モータによって回転駆動する転写材排出ローラによって画像形成装置内から排出される。
【０００７】
また、この従来の画像形成装置では、電源投入直後には、画像形成を行うための準備処理として、加熱ランプによる定着ローラの加熱、駆動モータの駆動を行うとともに、駆動モータ駆動モータの駆動に基づいて、ジャム転写材の有無の検出、プロセスカートリッジ装着の有無の検出、トナー残量の検出、像担持体の帯電、露光等の処理（以下、イレースサイクルという。）を行っている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の画像形成装置によると、駆動モータによって回転駆動するローラである定着ローラは、樹脂製のスリーブベアリングにより支持されているが、該樹脂製のスリーブベアリングは低温状態でトルクが高い性質を有するので、画像形成装置の電源投入直後、駆動モータを駆動すると、駆動モータの駆動がスリーブベアリングのトルクが高い低温状態で開始される場合には、駆動モータに加わる全トルクが高いため、駆動モータがロックし、安定した動作が阻害されるという問題があった。
【０００９】
また、このような駆動モータのロックを防止するため、ＤＣサーブモータ等、出力トルクの高い駆動モータを使用しようとすると、画像形成装置の製造コストが高くなるという問題もあった。
【００１０】
また、特開平３−２０９４９１号公報の画像形成装置のように、定着ローラが所定温度以上になるまで駆動モータの駆動を停止し、定着ローラが所定温度以上になった際駆動モータを駆動するようにすると、駆動モータに加わる全トルクを低くすることができるので、駆動モータのロックを可及的に防止することができるが、定着ローラが所定温度以上になるまで、駆動モータによって駆動するすべての手段が停止するため、プロセスカートリッジを装置本体に装着した後のトナー残量の検出や、画像形成装置の電源投入直後の画像出力等の処理が終了するまでに、長時間かかってしまうという問題もあった。
【００１１】
この発明は、上述した事情に鑑み、電源投入後短時間で画像出力ができ、かつ、安定した動作を行う安価な画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本願発明では、ローラと、該ローラを支持する樹脂製のスリーブベアリングと、前記ローラを回転駆動するとともに、前記ローラ以外の装置の駆動処理を行う駆動モータとを具えた画像形成装置において、前記ローラ以外の装置に対する前記駆動モータの駆動力を断続するクラッチ手段を具え、前記スリーブベアリングが所定温度以下である場合には、前記クラッチ手段によって前記ローラ以外の装置に対する駆動力の伝達を切断するとともに、前記ローラの回転駆動、および前記ローラ以外の装置であって前記駆動力の伝達が切断された装置以外の駆動処理を行い、前記スリーブベアリングが所定温度以上である場合には、前記クラッチ手段によって前記ローラ以外の装置へ駆動力を伝達するとともに、前記ローラを回転駆動するようにしている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明に係わる画像形成装置について、第１の実施例の画像形成装置で詳述する。
【００１５】
第１の実施例の画像形成装置１は、ブロック図で示す図１のように、定着ローラ３からなる加熱定着手段２と、定着ローラ３を加熱する加熱ランプ５と、定着ローラ３を回転駆動する駆動モータであるステッピングモータ７と、加熱定着手段２以外の装置の一部へのステッピングモータ７の駆動力を断続するクラッチ手段１１と、これらを制御する制御手段１２とを具えている。
【００１６】
このうち、加熱定着手段２は、画像形成装置の概念構成図で示す図２のように、定着ローラ３と、定着ローラ３との間で転写材５１を挟持する加圧ローラ４から構成されており、このうち定着ローラ３は、図示せぬ樹脂製のスリーブベアリングにより支持されている。また、この加熱定着手段２は、スリーブベアリングの温度に関する信号を図１で示す制御手段１２に送出する。
【００１７】
また、ステッピングモータ７は、制御手段１２に基づき通常の一定速度で回転駆動し、この駆動力によって、定着ローラ２およびプロセスカートリッジ２１（図２）内のトナーを攪拌する図示せぬアジテータを回転駆動するとともに、クラッチ手段１１を介して、転写材フィード手段である転写材フィードローラ２７、転写材搬送ローラ２６（図２）、転写材排出ローラ２９（図２）を駆動する。また、ステッピングモータ７は、制御手段１２に、ステッピングモータ７の駆動に関する信号を送出している。
【００１８】
また、制御手段１２は、図示せぬＣＰＵ（中央処理装置）、主記憶装置及び補助記憶装置を主構成要素とする周辺回路から構成される。
この制御手段１２には、加熱定着手段２からスリーブベアリングの温度に関する情報が入力される。また、制御手段１２には、転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９から、それぞれ、転写材５１の搬送、転写材収容トレイ２５からの転写材５１の供給、転写材５１の排出に関する情報が入力される。
【００１９】
また、制御手段１２には電源投入に関する情報が入力される。
【００２０】
そして、制御手段１２は、加熱定着手段２からのスリーブベアリングの温度に関する情報に基づき、加熱ランプ５をＯＮし、ステッピングモータ７、アジテータを駆動するとともに、スリーブベアリングが１２０℃以下であると判断した場合には、クラッチ手段１１をＯＦＦにして、転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９へのステッピングモータ７の駆動力の伝達を切断し、また、スリーブベアリングが１２０℃以上であると判断した場合には、クラッチ手段１１をＯＮにして転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９へステッピングモータ７の駆動力を伝達する。
【００２１】
また、制御手段１２は、ステッピングモータ７からの駆動に関する情報、およびステッピングモータ７によって駆動される転写材搬送ローラ２６からの転写材５１の搬送に関する情報に基づき、イレースサイクルの処理の一部である、転写材搬送路２４にジャム転写材があるか否かについての検出、像担持体２３の帯電処理、露光処理をそれぞれ行う。また、制御手段１２は、ステッピングモータ７からの駆動に関する情報に基づいて、イレースサイクルの一部の処理である、プロセスカートリッジ２１内の使用可能なトナーの残量が所定量以上であるか否かについての検出、プロセスカートリッジ２１が装置本体２２内の所定位置に装着されたか否かについての検出を行う。
【００２２】
また、ここでクラッチ手段１１をＯＮ／ＯＦＦするしきい値としたスリーブベアリングの温度１２０℃は、クラッチ手段１１をＯＮしてステッピングモータ７に全トルクを加えた場合であってもステッピングモータ７がロックしない程度に十分に高い温度である。
【００２３】
次に、上述した第１の実施例の画像形成装置１について、その制御手段１２の処理手順を図３で示すフローチャートで説明する。
【００２４】
第１の実施例の画像形成装置１では、電源投入直後、制御手段１２には電源投入に関する情報が入力されるので、この入力に基づき、画像形成を行うための準備処理として、加熱ランプ５をＯＮし定着ローラ３の加熱を開始するとともに（ステップ１０１）、クラッチ手段１１をＯＦＦにし（ステップ１０２）、ステッピングモータ７を駆動する（ステップ１０３）。すると、ステッピングモータ７の駆動力は、定着ローラ２およびプロセスカートリッジ内のトナーを攪拌する前記アジテータに伝達され、定着ローラ２およびアジテータが回転駆動する。
【００２５】
また、制御手段１２は同時に、ステッピンングモータ７の駆動に関する情報に基づき、イレースサイクルの処理の一部（前処理）である、プロセスカートリッジ２１が装置本体２２に装着されたか否かについての検出およびプロセスカートリッジ２１内の使用可能なトナーの残量が所定量以上であるか否かについての検出を行う（ステップ１０４）。
一方、転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９には、クラッチ手段１１がＯＦＦしているため、ステッピングモータ７の駆動力は伝達されない。
【００２６】
このように、スリーブベアリングが１２０℃以下である場合に、クラッチ手段１１をＯＦＦにして定着ローラ３以外の装置の一部である転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９に対し、ステッピングモータ７の駆動力の伝達を切断するとともに、定着ローラ２の回転駆動および定着ローラ２以外の装置であって、駆動力の伝達が切断された装置以外の装置であるアジテータによる駆動処理を行うと、スリーブベアリング２によって支持される定着ローラ３が低温状態にあってトルクが高い場合であっても、ステッピングモータ７に加わる全トルクは、可及的に低くされる。
【００２７】
そのため、スリーブベアリングのトルクによる影響を可及的に小さくすることができ、このときステッピングモータ７を駆動しても、ステッピングモータ７がロックする虞は可及的に防止されることとなる。
【００２８】
次に、制御手段１２はスリーブベアリングが１２０℃以上であるか否かを判断し（ステップ１０５）、スリーブベアリングが１２０℃以上でないと判断した場合には、ステップ１０５以降の処理を繰り返す。一方、ステップ１０５で、スリーブベアリングが１２０℃以上であると判断した場合には、クラッチ手段１１をＯＮにする（ステップ１０６）。すると、ステッピングモータ７の駆動力は、定着ローラ３、アジテータに伝達されるとともに、転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９に伝達され、転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９が回転駆動する。
【００２９】
また、制御手段１２は同時に、ステッピングモータ７の駆動および転写材搬送ローラ２６による転写材５１の搬送に関する情報に基づき、イレースサイクルの残りの処理（後処理）である、転写材搬送路２４にジャム転写材があるか否かについて検出、像担持体２３の帯電処理、露光処理を行い（ステップ１０７）、画像形成処理前の待機状態に移行する。
【００３０】
また、制御手段１２は、画像形成処理前の待機状態から所定時間経過後、像担持体２３の帯電処理、露光処理、トナー像の現像等の処理、および定着ローラ３からなる加熱定着手段２によるトナー像の定着処理等、画像形成処理を行い、転写材排出ローラ２９によってトナー像が定着された転写材５１を排出する。
【００３１】
このように、第１の実施例の画像形成装置１では、定着ローラ３以外の装置の一部である転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９に対するステッピングモータ７の駆動力を断続するクラッチ手段１１を具え、スリーブベアリングが所定温度以下である場合には、クラッチ手段１１によって定着ローラ３以外の装置の一部である転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９に対する駆動力の伝達を切断するとともに、定着ローラの回転駆動および定着ローラ３以外の装置であって、駆動力の伝達が切断された装置以外の装置であるアジテータによる駆動処理を行い、また、スリーブベアリングが所定温度以上である場合には、クラッチ手段１１によって定着ローラ３以外の装置の一部である転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９、アジテータへ駆動力を伝達するとともに、定着ローラ３を回転駆動するようにしたから、電源投入直後、ステッピングモータ７がスリーブベアリングのトルクが高い低温状態で駆動を開始する場合に、ステッピングモータ７に加わる全トルクを、可及的に低くすることができるので、スリーブベアリングのトルクによる影響を可及的に小さくすることができ、そのため、駆動モータがロックする虞は可及的に防止されることとなる。
【００３２】
したがって、従来のようにステッピングモータ７のロックによって安定した動作が阻害される虞を、可及的に防止することができる。
【００３３】
また、上述のように、低温状態においてステッピングモータに加わる全トルクを可及的に低くすることができるから、この第１の発明の画像形成装置の駆動モータとして、第１の実施例の画像形成装置で使用しているステッピングモータ７のような、出力トルクの低い安価な駆動モータを使用することができ、そのため、画像形成装置の製造コストを可及的に低くすることができる。
【００３４】
また、第１の実施例の画像形成装置１では、駆動モータをステッピングモータ７としたが、第１の発明の画像形成装置ではこれに限定せず、駆動モータは、加熱ランプが高温状態にあるときの、比較的低い負荷トルクの画像形成装置を駆動できるモータであればよい。
【００３５】
また、第１の実施例の画像形成装置１では、上述したように電源投入直後、直ぐに画像形成の準備処理を開始することができるので、プロセスカートリッジ２１を装置本体２２に装着した後に行うトナー残量の検出や、電源投入直後の画像出力のためのプロセスに移行するまでの時間を短縮することができる。
【００３６】
また、第１の実施例の画像形成装置１では、画像形成処理前の待機状態に移行してから所定時間経過後、像担持体２３の帯電処理、露光処理、トナー像の現像等の処理、および定着ローラ３からなる加熱定着手段２によるトナー像の定着処理等、画像形成処理を行うこととしたが、この発明の画像形成装置はこれに限定せず、画像形成処理前の待機状態に移行した後、直ちに画像形成処理を行うものであってもよく、そのようにすると、電源投入直後の画像出力の処理終了までの時間を短縮することができる。
【００３７】
また、この第１の実施例の画像形成装置１では、クラッチ手段１１をＯＮ／ＯＦＦするしきい値のスリーブベアリングの温度を、ステッピングモータ７に全トルクを加えてもロックすることのない程度に十分に高い温度として設定したが、イレースサイクル終了時点で、定着ローラの温度が、画像形成処理へ直ちに移行するために十分な温度（例えば、トナー像を加熱定着させる温度以下である待機温度）に達しているように、そのしきい値を設定することで、電源投入直後、画像出力の処理終了までの時間をさらに短縮することができる。
【００３８】
また、このことは、転写材５１が収容する転写材収容トレイ２５が多段に配設されるタイプの画像形成装置では特に有効である。すなわち、転写材５１を収容する転写材収容トレイ２５が多段に配設されるタイプの画像形成装置では、転写材収容トレイ２５から定着加熱手段２までの転写材搬送距離が転写材収容トレイの配置位置によって異なるので、転写材５１が定着加熱手段２に達する時間がそれぞれ異なる。そのため、転写材５１が定着ローラ３に達した際、画像形成処理へ直ちに移行するために十分な温度に達しているように、それぞれの転写材収容トレイについてしきい値を設定し、転写材収容トレイごとに最適なタイミングで転写材５１の搬送を開始させると、電源投入直後、その画像出力処理終了までを転写材収容トレイに応じて最短時間で行わせることができる。
【００３９】
また、この第１の実施例の画像形成装置１では、クラッチ手段１１は、定着ローラ２以外の装置である転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９、前記アジテータのうち、その一部である転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９に対して前記駆動モータの駆動力を断続するものとしたが、クラッチ手段１１はこれに限定せず、上述した定着ローラ２以外の装置の全部、すなわち、転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９、前記アジテータに対して駆動力を断続するものであってもよい。
【００４０】
また、この第１の実施例の画像形成装置１では、定着ローラ２以外の装置は、転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９、前記アジテータであるとしたが、この発明はこれに限定せず、ステッピングモータ７によって駆動される定着ローラ２以外の装置であればよい。
【００４１】
また、第１の実施例の画像形成装置１では、ステッピングモータ７の駆動力を断続するクラッチ手段１１は、転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９からなる転写材搬送装置について、１つ配設することとしたが、クラッチ手段１１の数はこれに限定されず、たとえば、定着ローラ３以外の装置である転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９毎にクラッチ手段を配設してもよい。
また、その場合、スリーブベアリングの前記所定温度を複数段設定し、該設定された複数段の所定温度に応じて、各クラッチ手段に、ローラ３以外の対応するそれぞれの装置に対し、ステッピングモータ７の駆動力の断続を行わせるようにしてもよい。
【００４２】
また、第１の実施例の画像形成装置１では、クラッチ手段１１は上述のように、転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９からなる転写材搬送装置に対し、ステッピングモータ７の駆動力を断続するものとしたが、クラッチ手段によってステッピングモータ７の駆動力の断続がなされる装置は、これに限定されない。
【００４３】
また、第１の実施例の画像形成装置では、図３のステップ１０４で行う処理からステップ１０７で行う処理まで、常にステッピングモータ７を駆動させているが、この発明ではこれに限定せず、例えば、ステップ１０４で行う処理の終了後、スリーブベアリングの温度がしきい値に達するまでステッピングモータ７の駆動を一時停止させてもよい。
【００４５】
次に、低温状態において駆動モータ自体の出力トルクを大きくするようにした画像形成装置について、第２の実施例の画像形成装置で説明する。
【００４６】
第２の実施例の画像形成装置３１は、図１と同一部分を同一符号で示す図４のブロック図で示すように、第１の実施例の画像形成装置１のクラッチ手段１１を配設せず、また、制御手段１２に代え、制御手段３２を配設している。
【００４７】
また、ステッピングモータ７は、その駆動力によって、定着ローラ２、プロセスカートリッジ２１（図２）内のトナーを攪拌するアジテータ、転写材フィードローラ２７、転写材搬送ローラ２６（図２）、転写材排出ローラ２９（図２）を直接駆動する。また、ステッピングモータ７は、制御手段３２に、ステッピングモータ７の駆動に関する信号を送出している。
【００４８】
また、この制御手段３２は、図示せぬＣＰＵ（中央処理装置）、主記憶装置及び補助記憶装置を主構成要素とする周辺回路から構成されている。
【００４９】
この制御手段３２には、加熱定着手段２、転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９から、第１の実施例の画像形成装置１と同様の各種情報が入力される。また、制御手段３２には、電源投入に関する情報、ジャム転写材の除去に関する情報が入力される。
【００５０】
そして、制御手段３２は、加熱定着手段２からのスリーブベアリングの温度に関する情報に基づき、加熱ランプ５を駆動し、また、スリーブベアリングが１２０℃以下である場合に、ステッピングモータ７を所定速度で低速駆動し、スリーブベアリングが１２０℃以上である場合には、前記所定速度より速い通常速度でステッピングモータ７を駆動する。
【００５１】
また、制御手段３２は、ステッピングモータ７からの駆動に関する情報、およびステッピングモータ７によって駆動される転写材搬送ローラ２６からの転写材５１の搬送に関する情報に基づき、イレースサイクルの処理の一部である、転写材搬送路２４にジャム転写材があるか否かについての検出、像担持体２３の帯電処理、露光処理をそれぞれ行う。また、制御手段３２は、ステッピングモータ７からの駆動に関する情報に基づいて、イレースサイクルの一部の処理である、プロセスカートリッジ２１内の使用可能なトナーの残量が所定量以上であるか否かについての検出、プロセスカートリッジ２１が装置本体２２内の所定位置に装着されたか否かについての検出を行う。
【００５２】
また、ここでステッピングモータ７の速度切替のしきい値としたスリーブベアリングの温度１２０℃は、ステッピングモータ７を通常速度で回転駆動させた場合であっても、ステッピングモータ７がロックしない程度に十分に高い温度である。
【００５３】
次に、上述した第２の実施例の画像形成装置３１の制御手段３２の処理手順を図５のフローチャートで説明する。
【００５４】
第２の発明の画像形成装置３１では、電源投入直後、制御手段３２には電源投入に関する情報が入力されるので、この入力に基づき、画像形成を行うための準備処理として、加熱ランプ５をＯＮし、定着ローラ３の加熱を開始するとともに（ステップ２０１）、ステッピングモータ７を従来の通常速度より低速で駆動する（ステップ２０２）。このようにステッピングモータ７を低速駆動すると、ステッピングモータ７の駆動力は、定着ローラ２、プロセスカートリッジ内のトナーを攪拌する前記アジテータ、転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７および転写材排出ローラ２９に伝達され、定着ローラ２、前記アジテータ、転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７および転写材排出ローラ２９が低速で回転駆動する。
【００５５】
また、制御手段３２は、同時に、ステッピングモータの駆動７および転写材搬送ローラ２６による転写材５１の搬送に関する情報に基づき、イレースサイクルの処理の一部（前処理）である、プロセスカートリッジ２１が装置本体２２に装着されたか否かについての検出、ジャム転写材が転写材搬送路２４内にあるか否かについての検出を行う（ステップ２０３）。
【００５６】
このように、スリーブベアリングが１２０℃以下である場合に、ステッピングモータ７を従来の通常速度より低速駆動すると、ステッピングモータ７自体の出力トルクを、通常速度での出力トルクに比し、高くすることができるので、電源投入直後、スリーブベアリングからなる加熱定着手段２が低温状態にあってトルクが高い場合であっても、加熱定着手段２のトルクの影響を可及的に小さくすることができ、これにより、ステッピングモータ７がロックする虞を可及的に防止することができる。
【００５７】
次に、制御手段３２はスリーブベアリングが１２０℃以上であるか否かを判断し（ステップ２０４）、スリーブベアリングが１２０℃以上でないと判断した場合には、ステップ２０４以降の処理を繰り返す。一方、ステップ２０４で、スリーブベアリングが１２０℃以下であると判断した場合には、ステッピングモータ７を通常速度で駆動し（ステップ２０５）、これにより、定着ローラ２、前記アジテータ、転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７および転写材搬送ローラ２６を通常速度で回転駆動する。
【００５８】
また、制御手段３２は、同時に、ステッピングモータ７の駆動および転写材搬送ローラ２６による転写材５１の搬送に関する情報に基づき、イレースサイクルの残りの処理（後処理）である、トナー残量が所定量有るか否かについての検出、像担持体２３の表面の帯電、露光処理を行い（ステップ２０６）、画像形成処理前の待機状態に移行する。
【００５９】
また、制御手段３２は、画像形成処理前の待機状態から所定時間経過後、像担持体２３の帯電、露光、トナー像の現像等の処理、および定着ローラ３からなる加熱定着手段２によるトナー像の定着処理等、画像形成処理を行い、転写材排出ローラ２９によってトナー像が定着された転写材５１が排出される。
【００６０】
このように、第２の実施例の画像形成装置３１では、スリーブベアリングが所定温度以下である場合には、ステッピングモータ７を所定速度で低速駆動し、スリーブベアリングが所定温度以上である場合には、ステッピングモータ７を所定速度より速い通常速度で駆動するようにしたから、電源投入直後、ステッピングモータ７の駆動がスリーブベアリングのトルクが高い低温状態で開始される場合に、ステッピングモータ７の出力トルクを従来に比し高くすることができるので、これによりスリーブベアリングのトルクの影響を可及的に小さくすることができ、ステッピングモータ７がロックする虞を可及的に防止することができる。したがって、従来のようにステッピングモータ７のロックによって安定した動作が阻害される虞を可及的に防止することができる。
【００６１】
また、このように第２の実施例の画像形成装置３１では、電源投入直後、直ぐに画像形成のための準備処理を開始することができるので、プロセスカートリッジ２３の装着後のトナー残量の検出や、電源投入直後の画像出力のプロセスに移行するまでの処理時間を短縮することができる。
【００６２】
また、上述のように、駆動モータを低速駆動させることにより低温状態での駆動モータ自体の出力トルクを高くすることができるから、第２の発明の画像形成装置の駆動モータとして、第２の実施例の画像形成装置３１で使用しているステッピングモータ７のような、出力トルクの低い安価な駆動モータを使用することができ、これにより、画像形成装置の製造コストを可及的に低くすることができる。
【００６３】
また、第２の実施例の画像形成装置３１では、駆動モータをステッピングモータ７としたが、第２の発明の画像形成装置ではこれに限定せず、駆動モータは、加熱ランプが高温状態にあるときの、比較的低い負荷トルクの画像形成装置を駆動できるモータであればよい。
【００６４】
また、第２の実施例の画像形成装置３１では、画像形成処理前の待機状態に移行してから所定時間経過後、像担持体２３の帯電処理、露光処理、トナー像の現像等の処理、および定着ローラ３からなる加熱定着手段２によるトナー像の定着処理等、画像形成処理を行うこととしたが、この発明の画像形成装置はこれに限定せず、画像形成処理前の待機状態に移行した後、直ちに画像形成処理を行うものであってもよく、そのようにすると、電源投入直後の画像出力の処理終了まで時間を短縮することができる。
【００６５】
また、この第２の実施例の画像形成装置３１では、ステッピングモータ７の駆動速度の切替のしきい値のスリーブベアリングの温度を、ステッピングモータ７を通常速度で回転駆動させた場合であってもステッピングモータ７がロックすることのない程度に十分に高い温度として設定したが、イレースサイクル終了時点で、定着ローラ３の温度が、画像形成処理へ直ちに移行するために十分な温度（例えば、トナー像を加熱定着させる温度以下である待機温度）に達しているように、そのしきい値を設定することで、電源投入直後画像出力の処理終了までの時間を短縮することができる。
また、このことは、転写材５１が収容する転写材収容トレイ２５が多段に配設されるタイプの画像形成装置では特に有効であることは、第１の実施例の画像形成装置１と同様である。
【００６６】
また、この第２の実施例の画像形成装置３１では、イレースサイクルの前処理として、ジャム転写材有無についての検出、プロセスカートリッジ装着の有無についての検出を行い、後処理として、トナー残量の検出、像担持体表面の帯電処理、露光処理を行うこととしたが、このようにその画像形成装置の構成にあわせて、ステッピングモータ７の駆動速度に拘らず処理できるものを前処理として行い、ステッピングモータ７が通常速度で駆動する際に処理を行う必要のある処理をイレースサイクルの後処理として行うと、ステッピングモータ７の駆動速度の切替えによって、トナー残量、プロセスカートリッジ装着有無、ジャム転写材有無の誤検出や、像担持体表面の帯電過剰、露光過剰等、画像出力に不都合が生じる虞を可及的に防止することができる。
【００６７】
また、この第２の実施例の画像形成装置３１では、スリーブベアリングの温度がしきい値１２０℃以上であるか否かによって、加熱定着手段２、転写材搬送ローラ２６（図２）、および転写材フィードローラ２７（図２）を駆動するか否かを判断することとしたが、これに限定せず、たとえば、これら各手段ごとに駆動させるしきい値のスリーブベアリングの所定温度を、複数段設定してもよく、たとえば、定着ローラ３以外の装置である転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９毎にクラッチ手段を配設してもよい。また、その場合に、設定された複数段の所定温度毎にステッピングモータ７の駆動速度を設定するようにしてもよい。
【００６８】
また、この第２の実施例の画像形成装置３１では、定着ローラ２以外の装置は、転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９、前記アジテータであるとしたが、この発明はこれに限定せず、ステッピングモータ７によって駆動される定着ローラ２以外の装置であればよい。
【００６９】
また、第２の実施例の画像形成装置３１では、図５のステップ２０３で行う処理からステップ２０６で行う処理まで、常にステッピングモータ７を駆動させているが、この発明ではこれに限定せず、例えば、ステップ２０３で行う処理の終了後、スリーブベアリングの温度がしきい値に達するまでステッピングモータ７の駆動を一時停止させてもよい。
【００７０】
また、第１の実施例の画像形成装置１、第２の実施例の画像形成装置３１では、樹脂製のスリーブベアリングによって支持されるローラは、加熱定着手段を構成する定着ローラであることとしたが、第１、第２の発明の画像形成装置は、これに限定せず、樹脂製のスリーブベアリングによって支持されるローラであればよい。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明では、ローラと、該ローラを支持する樹脂製のスリーブベアリングと、前記ローラを回転駆動するとともに、前記ローラ以外の装置の駆動処理を行う駆動モータとを具えた画像形成装置において、前記ローラ以外の装置に対する前記駆動モータの駆動力を断続するクラッチ手段を具え、前記スリーブベアリングが所定温度以下である場合には、前記クラッチ手段によって前記ローラ以外の装置に対する駆動力の伝達を切断するとともに、前記ローラの回転駆動、および前記ローラ以外の装置であって前記駆動力の伝達が切断された装置以外の駆動処理を行い、前記スリーブベアリングが所定温度以上である場合には、前記クラッチ手段によって前記ローラ以外の装置へ駆動力を伝達するとともに、前記ローラを回転駆動するようにしているから、電源投入直後、駆動モータの駆動がスリーブベアリングのトルクが高い低温状態で開始される場合に、駆動モータに加わる全トルクを可及的に低くすることができるので、スリーブベアリングのトルクによる影響を可及的に小さくすることができ、そのため、駆動モータがロックする虞は可及的に防止されることとなる。したがって、従来のように駆動モータのロックによって安定した動作が阻害されるという虞を可及的に防止することができる。
【００７２】
また、上述のように低温状態において、駆動モータに加わる全トルクを可及的に低くすることができるから、ステッピングモータのような、出力トルクの低い安価な駆動モータを使用することができ、そのため、画像形成装置の製造コストを可及的に低くすることができる。
【００７３】
また、電源投入直後、直ぐに画像形成の準備処理を開始することができるので、プロセスカートリッジを装置本体に装着した後に行うトナー残量の検出や、電源投入直後の画像出力等の処理が終了するまでの時間を短縮することができる。
【００７７】
したがって、本願発明により、電源投入後短時間で画像出力ができ、かつ、安定した動作を行う安価な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】図１は、第１のの発明に係る第１の実施例の画像形成装置の構成を示すブロック図。
【図２】図２は、第１、第２の発明に係る画像形成装置の構成を示す概念構成図。
【図３】図３は、第１の発明に係る第１の実施例の画像形成装置の処理動作を示すフローチャート。
【図４】図４は、第２の発明に係る第２の実施例の画像形成装置の構成を示すブロック図。
【図５】図５は、第２の発明に係る第２の実施例の画像形成装置の処理動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
１、３１…画像形成装置
２…加熱定着手段
３…ローラ
７…駆動モータ
１１…クラッチ手段
２６、２７、２９…ローラ以外の装置
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真システムを採用した画像形成装置に関し、特に、樹脂製のスリーブベアリングにより支持されるローラと該ローラ以外の装置とを駆動する駆動モータを具えた画像形成装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真システムを採用した画像形成装置には、一般に、用紙等の転写材上に形成されたトナー像を該転写材に加熱定着する定着ローラからなる加熱定着手段と、該定着ローラを加熱する加熱ランプと、定着ローラを回転駆動する駆動モータとが配設されている。
【０００３】
このうち、加熱定着手段は、転写材およびトナー像に接触し熱エネルギーを与える定着ローラから構成され、定着ローラは樹脂製のスリーブベアリングに支持されており、この樹脂製のスリーブベアリングは、低温状態ではトルクが高く、高温状態ではトルクが低いという性質がある。
【０００４】
また、駆動モータは、定着ローラを回転駆動するとともに、転写材フィードローラと、転写材搬送ローラ、転写材排出ローラなどを回転駆動する。
【０００５】
この従来の画像形成装置では、定着ローラを加熱ランプによって所定の温度に加熱するとともに、駆動モータを駆動する。すると、駆動モータの駆動によって転写材フィードローラが回転駆動し、これにより転写材収容トレイ内の転写材が転写材搬送路内に供給される。また、駆動モータの駆動によって転写材搬送ローラが回転駆動するので、転写材搬送路内に供給された転写材は転写材搬送路下流に向け搬送され、転写材がプロセスカートリッジ、現像手段等を通過すると転写材上にはトナー像が形成がされる。
【０００６】
そして、トナー像が形成された転写材が転写材搬送ローラによって定着ローラに搬送されると、定着ローラは加圧ローラとの間で該転写材を挟持するとともに、定着ローラを介して転写材およびトナー像に熱エネルギーを与え、これにより、トナー像が転写材に定着される。そしてトナー像が定着された転写材は、駆動モータによって回転駆動する転写材排出ローラによって画像形成装置内から排出される。
【０００７】
また、この従来の画像形成装置では、電源投入直後には、画像形成を行うための準備処理として、加熱ランプによる定着ローラの加熱、駆動モータの駆動を行うとともに、駆動モータ駆動モータの駆動に基づいて、ジャム転写材の有無の検出、プロセスカートリッジ装着の有無の検出、トナー残量の検出、像担持体の帯電、露光等の処理（以下、イレースサイクルという。）を行っている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の画像形成装置によると、駆動モータによって回転駆動するローラである定着ローラは、樹脂製のスリーブベアリングにより支持されているが、該樹脂製のスリーブベアリングは低温状態でトルクが高い性質を有するので、画像形成装置の電源投入直後、駆動モータを駆動すると、駆動モータの駆動がスリーブベアリングのトルクが高い低温状態で開始される場合には、駆動モータに加わる全トルクが高いため、駆動モータがロックし、安定した動作が阻害されるという問題があった。
【０００９】
また、このような駆動モータのロックを防止するため、ＤＣサーブモータ等、出力トルクの高い駆動モータを使用しようとすると、画像形成装置の製造コストが高くなるという問題もあった。
【００１０】
また、特開平３−２０９４９１号公報の画像形成装置のように、定着ローラが所定温度以上になるまで駆動モータの駆動を停止し、定着ローラが所定温度以上になった際駆動モータを駆動するようにすると、駆動モータに加わる全トルクを低くすることができるので、駆動モータのロックを可及的に防止することができるが、定着ローラが所定温度以上になるまで、駆動モータによって駆動するすべての手段が停止するため、プロセスカートリッジを装置本体に装着した後のトナー残量の検出や、画像形成装置の電源投入直後の画像出力等の処理が終了するまでに、長時間かかってしまうという問題もあった。
【００１１】
この発明は、上述した事情に鑑み、電源投入後短時間で画像出力ができ、かつ、安定した動作を行う安価な画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本願発明では、ローラと、該ローラを支持する樹脂製のスリーブベアリングと、前記ローラを回転駆動するとともに、前記ローラ以外の装置の駆動処理を行う駆動モータとを具えた画像形成装置において、前記ローラ以外の装置に対する前記駆動モータの駆動力を断続するクラッチ手段を具え、前記スリーブベアリングが所定温度以下である場合には、前記クラッチ手段によって前記ローラ以外の装置に対する駆動力の伝達を切断するとともに、前記ローラの回転駆動、および前記ローラ以外の装置であって前記駆動力の伝達が切断された装置以外の駆動処理を行い、前記スリーブベアリングが所定温度以上である場合には、前記クラッチ手段によって前記ローラ以外の装置へ駆動力を伝達するとともに、前記ローラを回転駆動するようにしている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明に係わる画像形成装置について、第１の実施例の画像形成装置で詳述する。
【００１５】
第１の実施例の画像形成装置１は、ブロック図で示す図１のように、定着ローラ３からなる加熱定着手段２と、定着ローラ３を加熱する加熱ランプ５と、定着ローラ３を回転駆動する駆動モータであるステッピングモータ７と、加熱定着手段２以外の装置の一部へのステッピングモータ７の駆動力を断続するクラッチ手段１１と、これらを制御する制御手段１２とを具えている。
【００１６】
このうち、加熱定着手段２は、画像形成装置の概念構成図で示す図２のように、定着ローラ３と、定着ローラ３との間で転写材５１を挟持する加圧ローラ４から構成されており、このうち定着ローラ３は、図示せぬ樹脂製のスリーブベアリングにより支持されている。また、この加熱定着手段２は、スリーブベアリングの温度に関する信号を図１で示す制御手段１２に送出する。
【００１７】
また、ステッピングモータ７は、制御手段１２に基づき通常の一定速度で回転駆動し、この駆動力によって、定着ローラ２およびプロセスカートリッジ２１（図２）内のトナーを攪拌する図示せぬアジテータを回転駆動するとともに、クラッチ手段１１を介して、転写材フィード手段である転写材フィードローラ２７、転写材搬送ローラ２６（図２）、転写材排出ローラ２９（図２）を駆動する。また、ステッピングモータ７は、制御手段１２に、ステッピングモータ７の駆動に関する信号を送出している。
【００１８】
また、制御手段１２は、図示せぬＣＰＵ（中央処理装置）、主記憶装置及び補助記憶装置を主構成要素とする周辺回路から構成される。
この制御手段１２には、加熱定着手段２からスリーブベアリングの温度に関する情報が入力される。また、制御手段１２には、転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９から、それぞれ、転写材５１の搬送、転写材収容トレイ２５からの転写材５１の供給、転写材５１の排出に関する情報が入力される。
【００１９】
また、制御手段１２には電源投入に関する情報が入力される。
【００２０】
そして、制御手段１２は、加熱定着手段２からのスリーブベアリングの温度に関する情報に基づき、加熱ランプ５をＯＮし、ステッピングモータ７、アジテータを駆動するとともに、スリーブベアリングが１２０℃以下であると判断した場合には、クラッチ手段１１をＯＦＦにして、転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９へのステッピングモータ７の駆動力の伝達を切断し、また、スリーブベアリングが１２０℃以上であると判断した場合には、クラッチ手段１１をＯＮにして転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９へステッピングモータ７の駆動力を伝達する。
【００２１】
また、制御手段１２は、ステッピングモータ７からの駆動に関する情報、およびステッピングモータ７によって駆動される転写材搬送ローラ２６からの転写材５１の搬送に関する情報に基づき、イレースサイクルの処理の一部である、転写材搬送路２４にジャム転写材があるか否かについての検出、像担持体２３の帯電処理、露光処理をそれぞれ行う。また、制御手段１２は、ステッピングモータ７からの駆動に関する情報に基づいて、イレースサイクルの一部の処理である、プロセスカートリッジ２１内の使用可能なトナーの残量が所定量以上であるか否かについての検出、プロセスカートリッジ２１が装置本体２２内の所定位置に装着されたか否かについての検出を行う。
【００２２】
また、ここでクラッチ手段１１をＯＮ／ＯＦＦするしきい値としたスリーブベアリングの温度１２０℃は、クラッチ手段１１をＯＮしてステッピングモータ７に全トルクを加えた場合であってもステッピングモータ７がロックしない程度に十分に高い温度である。
【００２３】
次に、上述した第１の実施例の画像形成装置１について、その制御手段１２の処理手順を図３で示すフローチャートで説明する。
【００２４】
第１の実施例の画像形成装置１では、電源投入直後、制御手段１２には電源投入に関する情報が入力されるので、この入力に基づき、画像形成を行うための準備処理として、加熱ランプ５をＯＮし定着ローラ３の加熱を開始するとともに（ステップ１０１）、クラッチ手段１１をＯＦＦにし（ステップ１０２）、ステッピングモータ７を駆動する（ステップ１０３）。すると、ステッピングモータ７の駆動力は、定着ローラ２およびプロセスカートリッジ内のトナーを攪拌する前記アジテータに伝達され、定着ローラ２およびアジテータが回転駆動する。
【００２５】
また、制御手段１２は同時に、ステッピンングモータ７の駆動に関する情報に基づき、イレースサイクルの処理の一部（前処理）である、プロセスカートリッジ２１が装置本体２２に装着されたか否かについての検出およびプロセスカートリッジ２１内の使用可能なトナーの残量が所定量以上であるか否かについての検出を行う（ステップ１０４）。
一方、転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９には、クラッチ手段１１がＯＦＦしているため、ステッピングモータ７の駆動力は伝達されない。
【００２６】
このように、スリーブベアリングが１２０℃以下である場合に、クラッチ手段１１をＯＦＦにして定着ローラ３以外の装置の一部である転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９に対し、ステッピングモータ７の駆動力の伝達を切断するとともに、定着ローラ２の回転駆動および定着ローラ２以外の装置であって、駆動力の伝達が切断された装置以外の装置であるアジテータによる駆動処理を行うと、スリーブベアリング２によって支持される定着ローラ３が低温状態にあってトルクが高い場合であっても、ステッピングモータ７に加わる全トルクは、可及的に低くされる。
【００２７】
そのため、スリーブベアリングのトルクによる影響を可及的に小さくすることができ、このときステッピングモータ７を駆動しても、ステッピングモータ７がロックする虞は可及的に防止されることとなる。
【００２８】
次に、制御手段１２はスリーブベアリングが１２０℃以上であるか否かを判断し（ステップ１０５）、スリーブベアリングが１２０℃以上でないと判断した場合には、ステップ１０５以降の処理を繰り返す。一方、ステップ１０５で、スリーブベアリングが１２０℃以上であると判断した場合には、クラッチ手段１１をＯＮにする（ステップ１０６）。すると、ステッピングモータ７の駆動力は、定着ローラ３、アジテータに伝達されるとともに、転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９に伝達され、転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９が回転駆動する。
【００２９】
また、制御手段１２は同時に、ステッピングモータ７の駆動および転写材搬送ローラ２６による転写材５１の搬送に関する情報に基づき、イレースサイクルの残りの処理（後処理）である、転写材搬送路２４にジャム転写材があるか否かについて検出、像担持体２３の帯電処理、露光処理を行い（ステップ１０７）、画像形成処理前の待機状態に移行する。
【００３０】
また、制御手段１２は、画像形成処理前の待機状態から所定時間経過後、像担持体２３の帯電処理、露光処理、トナー像の現像等の処理、および定着ローラ３からなる加熱定着手段２によるトナー像の定着処理等、画像形成処理を行い、転写材排出ローラ２９によってトナー像が定着された転写材５１を排出する。
【００３１】
このように、第１の実施例の画像形成装置１では、定着ローラ３以外の装置の一部である転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９に対するステッピングモータ７の駆動力を断続するクラッチ手段１１を具え、スリーブベアリングが所定温度以下である場合には、クラッチ手段１１によって定着ローラ３以外の装置の一部である転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９に対する駆動力の伝達を切断するとともに、定着ローラの回転駆動および定着ローラ３以外の装置であって、駆動力の伝達が切断された装置以外の装置であるアジテータによる駆動処理を行い、また、スリーブベアリングが所定温度以上である場合には、クラッチ手段１１によって定着ローラ３以外の装置の一部である転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９、アジテータへ駆動力を伝達するとともに、定着ローラ３を回転駆動するようにしたから、電源投入直後、ステッピングモータ７がスリーブベアリングのトルクが高い低温状態で駆動を開始する場合に、ステッピングモータ７に加わる全トルクを、可及的に低くすることができるので、スリーブベアリングのトルクによる影響を可及的に小さくすることができ、そのため、駆動モータがロックする虞は可及的に防止されることとなる。
【００３２】
したがって、従来のようにステッピングモータ７のロックによって安定した動作が阻害される虞を、可及的に防止することができる。
【００３３】
また、上述のように、低温状態においてステッピングモータに加わる全トルクを可及的に低くすることができるから、この第１の発明の画像形成装置の駆動モータとして、第１の実施例の画像形成装置で使用しているステッピングモータ７のような、出力トルクの低い安価な駆動モータを使用することができ、そのため、画像形成装置の製造コストを可及的に低くすることができる。
【００３４】
また、第１の実施例の画像形成装置１では、駆動モータをステッピングモータ７としたが、第１の発明の画像形成装置ではこれに限定せず、駆動モータは、加熱ランプが高温状態にあるときの、比較的低い負荷トルクの画像形成装置を駆動できるモータであればよい。
【００３５】
また、第１の実施例の画像形成装置１では、上述したように電源投入直後、直ぐに画像形成の準備処理を開始することができるので、プロセスカートリッジ２１を装置本体２２に装着した後に行うトナー残量の検出や、電源投入直後の画像出力のためのプロセスに移行するまでの時間を短縮することができる。
【００３６】
また、第１の実施例の画像形成装置１では、画像形成処理前の待機状態に移行してから所定時間経過後、像担持体２３の帯電処理、露光処理、トナー像の現像等の処理、および定着ローラ３からなる加熱定着手段２によるトナー像の定着処理等、画像形成処理を行うこととしたが、この発明の画像形成装置はこれに限定せず、画像形成処理前の待機状態に移行した後、直ちに画像形成処理を行うものであってもよく、そのようにすると、電源投入直後の画像出力の処理終了までの時間を短縮することができる。
【００３７】
また、この第１の実施例の画像形成装置１では、クラッチ手段１１をＯＮ／ＯＦＦするしきい値のスリーブベアリングの温度を、ステッピングモータ７に全トルクを加えてもロックすることのない程度に十分に高い温度として設定したが、イレースサイクル終了時点で、定着ローラの温度が、画像形成処理へ直ちに移行するために十分な温度（例えば、トナー像を加熱定着させる温度以下である待機温度）に達しているように、そのしきい値を設定することで、電源投入直後、画像出力の処理終了までの時間をさらに短縮することができる。
【００３８】
また、このことは、転写材５１が収容する転写材収容トレイ２５が多段に配設されるタイプの画像形成装置では特に有効である。すなわち、転写材５１を収容する転写材収容トレイ２５が多段に配設されるタイプの画像形成装置では、転写材収容トレイ２５から定着加熱手段２までの転写材搬送距離が転写材収容トレイの配置位置によって異なるので、転写材５１が定着加熱手段２に達する時間がそれぞれ異なる。そのため、転写材５１が定着ローラ３に達した際、画像形成処理へ直ちに移行するために十分な温度に達しているように、それぞれの転写材収容トレイについてしきい値を設定し、転写材収容トレイごとに最適なタイミングで転写材５１の搬送を開始させると、電源投入直後、その画像出力処理終了までを転写材収容トレイに応じて最短時間で行わせることができる。
【００３９】
また、この第１の実施例の画像形成装置１では、クラッチ手段１１は、定着ローラ２以外の装置である転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９、前記アジテータのうち、その一部である転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９に対して前記駆動モータの駆動力を断続するものとしたが、クラッチ手段１１はこれに限定せず、上述した定着ローラ２以外の装置の全部、すなわち、転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９、前記アジテータに対して駆動力を断続するものであってもよい。
【００４０】
また、この第１の実施例の画像形成装置１では、定着ローラ２以外の装置は、転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９、前記アジテータであるとしたが、この発明はこれに限定せず、ステッピングモータ７によって駆動される定着ローラ２以外の装置であればよい。
【００４１】
また、第１の実施例の画像形成装置１では、ステッピングモータ７の駆動力を断続するクラッチ手段１１は、転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９からなる転写材搬送装置について、１つ配設することとしたが、クラッチ手段１１の数はこれに限定されず、たとえば、定着ローラ３以外の装置である転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９毎にクラッチ手段を配設してもよい。
また、その場合、スリーブベアリングの前記所定温度を複数段設定し、該設定された複数段の所定温度に応じて、各クラッチ手段に、ローラ３以外の対応するそれぞれの装置に対し、ステッピングモータ７の駆動力の断続を行わせるようにしてもよい。
【００４２】
また、第１の実施例の画像形成装置１では、クラッチ手段１１は上述のように、転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９からなる転写材搬送装置に対し、ステッピングモータ７の駆動力を断続するものとしたが、クラッチ手段によってステッピングモータ７の駆動力の断続がなされる装置は、これに限定されない。
【００４３】
また、第１の実施例の画像形成装置では、図３のステップ１０４で行う処理からステップ１０７で行う処理まで、常にステッピングモータ７を駆動させているが、この発明ではこれに限定せず、例えば、ステップ１０４で行う処理の終了後、スリーブベアリングの温度がしきい値に達するまでステッピングモータ７の駆動を一時停止させてもよい。
【００４５】
次に、低温状態において駆動モータ自体の出力トルクを大きくするようにした画像形成装置について、第２の実施例の画像形成装置で説明する。
【００４６】
第２の実施例の画像形成装置３１は、図１と同一部分を同一符号で示す図４のブロック図で示すように、第１の実施例の画像形成装置１のクラッチ手段１１を配設せず、また、制御手段１２に代え、制御手段３２を配設している。
【００４７】
また、ステッピングモータ７は、その駆動力によって、定着ローラ２、プロセスカートリッジ２１（図２）内のトナーを攪拌するアジテータ、転写材フィードローラ２７、転写材搬送ローラ２６（図２）、転写材排出ローラ２９（図２）を直接駆動する。また、ステッピングモータ７は、制御手段３２に、ステッピングモータ７の駆動に関する信号を送出している。
【００４８】
また、この制御手段３２は、図示せぬＣＰＵ（中央処理装置）、主記憶装置及び補助記憶装置を主構成要素とする周辺回路から構成されている。
【００４９】
この制御手段３２には、加熱定着手段２、転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９から、第１の実施例の画像形成装置１と同様の各種情報が入力される。また、制御手段３２には、電源投入に関する情報、ジャム転写材の除去に関する情報が入力される。
【００５０】
そして、制御手段３２は、加熱定着手段２からのスリーブベアリングの温度に関する情報に基づき、加熱ランプ５を駆動し、また、スリーブベアリングが１２０℃以下である場合に、ステッピングモータ７を所定速度で低速駆動し、スリーブベアリングが１２０℃以上である場合には、前記所定速度より速い通常速度でステッピングモータ７を駆動する。
【００５１】
また、制御手段３２は、ステッピングモータ７からの駆動に関する情報、およびステッピングモータ７によって駆動される転写材搬送ローラ２６からの転写材５１の搬送に関する情報に基づき、イレースサイクルの処理の一部である、転写材搬送路２４にジャム転写材があるか否かについての検出、像担持体２３の帯電処理、露光処理をそれぞれ行う。また、制御手段３２は、ステッピングモータ７からの駆動に関する情報に基づいて、イレースサイクルの一部の処理である、プロセスカートリッジ２１内の使用可能なトナーの残量が所定量以上であるか否かについての検出、プロセスカートリッジ２１が装置本体２２内の所定位置に装着されたか否かについての検出を行う。
【００５２】
また、ここでステッピングモータ７の速度切替のしきい値としたスリーブベアリングの温度１２０℃は、ステッピングモータ７を通常速度で回転駆動させた場合であっても、ステッピングモータ７がロックしない程度に十分に高い温度である。
【００５３】
次に、上述した第２の実施例の画像形成装置３１の制御手段３２の処理手順を図５のフローチャートで説明する。
【００５４】
第２の発明の画像形成装置３１では、電源投入直後、制御手段３２には電源投入に関する情報が入力されるので、この入力に基づき、画像形成を行うための準備処理として、加熱ランプ５をＯＮし、定着ローラ３の加熱を開始するとともに（ステップ２０１）、ステッピングモータ７を従来の通常速度より低速で駆動する（ステップ２０２）。このようにステッピングモータ７を低速駆動すると、ステッピングモータ７の駆動力は、定着ローラ２、プロセスカートリッジ内のトナーを攪拌する前記アジテータ、転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７および転写材排出ローラ２９に伝達され、定着ローラ２、前記アジテータ、転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７および転写材排出ローラ２９が低速で回転駆動する。
【００５５】
また、制御手段３２は、同時に、ステッピングモータの駆動７および転写材搬送ローラ２６による転写材５１の搬送に関する情報に基づき、イレースサイクルの処理の一部（前処理）である、プロセスカートリッジ２１が装置本体２２に装着されたか否かについての検出、ジャム転写材が転写材搬送路２４内にあるか否かについての検出を行う（ステップ２０３）。
【００５６】
このように、スリーブベアリングが１２０℃以下である場合に、ステッピングモータ７を従来の通常速度より低速駆動すると、ステッピングモータ７自体の出力トルクを、通常速度での出力トルクに比し、高くすることができるので、電源投入直後、スリーブベアリングからなる加熱定着手段２が低温状態にあってトルクが高い場合であっても、加熱定着手段２のトルクの影響を可及的に小さくすることができ、これにより、ステッピングモータ７がロックする虞を可及的に防止することができる。
【００５７】
次に、制御手段３２はスリーブベアリングが１２０℃以上であるか否かを判断し（ステップ２０４）、スリーブベアリングが１２０℃以上でないと判断した場合には、ステップ２０４以降の処理を繰り返す。一方、ステップ２０４で、スリーブベアリングが１２０℃以下であると判断した場合には、ステッピングモータ７を通常速度で駆動し（ステップ２０５）、これにより、定着ローラ２、前記アジテータ、転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７および転写材搬送ローラ２６を通常速度で回転駆動する。
【００５８】
また、制御手段３２は、同時に、ステッピングモータ７の駆動および転写材搬送ローラ２６による転写材５１の搬送に関する情報に基づき、イレースサイクルの残りの処理（後処理）である、トナー残量が所定量有るか否かについての検出、像担持体２３の表面の帯電、露光処理を行い（ステップ２０６）、画像形成処理前の待機状態に移行する。
【００５９】
また、制御手段３２は、画像形成処理前の待機状態から所定時間経過後、像担持体２３の帯電、露光、トナー像の現像等の処理、および定着ローラ３からなる加熱定着手段２によるトナー像の定着処理等、画像形成処理を行い、転写材排出ローラ２９によってトナー像が定着された転写材５１が排出される。
【００６０】
このように、第２の実施例の画像形成装置３１では、スリーブベアリングが所定温度以下である場合には、ステッピングモータ７を所定速度で低速駆動し、スリーブベアリングが所定温度以上である場合には、ステッピングモータ７を所定速度より速い通常速度で駆動するようにしたから、電源投入直後、ステッピングモータ７の駆動がスリーブベアリングのトルクが高い低温状態で開始される場合に、ステッピングモータ７の出力トルクを従来に比し高くすることができるので、これによりスリーブベアリングのトルクの影響を可及的に小さくすることができ、ステッピングモータ７がロックする虞を可及的に防止することができる。したがって、従来のようにステッピングモータ７のロックによって安定した動作が阻害される虞を可及的に防止することができる。
【００６１】
また、このように第２の実施例の画像形成装置３１では、電源投入直後、直ぐに画像形成のための準備処理を開始することができるので、プロセスカートリッジ２３の装着後のトナー残量の検出や、電源投入直後の画像出力のプロセスに移行するまでの処理時間を短縮することができる。
【００６２】
また、上述のように、駆動モータを低速駆動させることにより低温状態での駆動モータ自体の出力トルクを高くすることができるから、第２の発明の画像形成装置の駆動モータとして、第２の実施例の画像形成装置３１で使用しているステッピングモータ７のような、出力トルクの低い安価な駆動モータを使用することができ、これにより、画像形成装置の製造コストを可及的に低くすることができる。
【００６３】
また、第２の実施例の画像形成装置３１では、駆動モータをステッピングモータ７としたが、第２の発明の画像形成装置ではこれに限定せず、駆動モータは、加熱ランプが高温状態にあるときの、比較的低い負荷トルクの画像形成装置を駆動できるモータであればよい。
【００６４】
また、第２の実施例の画像形成装置３１では、画像形成処理前の待機状態に移行してから所定時間経過後、像担持体２３の帯電処理、露光処理、トナー像の現像等の処理、および定着ローラ３からなる加熱定着手段２によるトナー像の定着処理等、画像形成処理を行うこととしたが、この発明の画像形成装置はこれに限定せず、画像形成処理前の待機状態に移行した後、直ちに画像形成処理を行うものであってもよく、そのようにすると、電源投入直後の画像出力の処理終了まで時間を短縮することができる。
【００６５】
また、この第２の実施例の画像形成装置３１では、ステッピングモータ７の駆動速度の切替のしきい値のスリーブベアリングの温度を、ステッピングモータ７を通常速度で回転駆動させた場合であってもステッピングモータ７がロックすることのない程度に十分に高い温度として設定したが、イレースサイクル終了時点で、定着ローラ３の温度が、画像形成処理へ直ちに移行するために十分な温度（例えば、トナー像を加熱定着させる温度以下である待機温度）に達しているように、そのしきい値を設定することで、電源投入直後画像出力の処理終了までの時間を短縮することができる。
また、このことは、転写材５１が収容する転写材収容トレイ２５が多段に配設されるタイプの画像形成装置では特に有効であることは、第１の実施例の画像形成装置１と同様である。
【００６６】
また、この第２の実施例の画像形成装置３１では、イレースサイクルの前処理として、ジャム転写材有無についての検出、プロセスカートリッジ装着の有無についての検出を行い、後処理として、トナー残量の検出、像担持体表面の帯電処理、露光処理を行うこととしたが、このようにその画像形成装置の構成にあわせて、ステッピングモータ７の駆動速度に拘らず処理できるものを前処理として行い、ステッピングモータ７が通常速度で駆動する際に処理を行う必要のある処理をイレースサイクルの後処理として行うと、ステッピングモータ７の駆動速度の切替えによって、トナー残量、プロセスカートリッジ装着有無、ジャム転写材有無の誤検出や、像担持体表面の帯電過剰、露光過剰等、画像出力に不都合が生じる虞を可及的に防止することができる。
【００６７】
また、この第２の実施例の画像形成装置３１では、スリーブベアリングの温度がしきい値１２０℃以上であるか否かによって、加熱定着手段２、転写材搬送ローラ２６（図２）、および転写材フィードローラ２７（図２）を駆動するか否かを判断することとしたが、これに限定せず、たとえば、これら各手段ごとに駆動させるしきい値のスリーブベアリングの所定温度を、複数段設定してもよく、たとえば、定着ローラ３以外の装置である転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９毎にクラッチ手段を配設してもよい。また、その場合に、設定された複数段の所定温度毎にステッピングモータ７の駆動速度を設定するようにしてもよい。
【００６８】
また、この第２の実施例の画像形成装置３１では、定着ローラ２以外の装置は、転写材搬送ローラ２６、転写材フィードローラ２７、転写材排出ローラ２９、前記アジテータであるとしたが、この発明はこれに限定せず、ステッピングモータ７によって駆動される定着ローラ２以外の装置であればよい。
【００６９】
また、第２の実施例の画像形成装置３１では、図５のステップ２０３で行う処理からステップ２０６で行う処理まで、常にステッピングモータ７を駆動させているが、この発明ではこれに限定せず、例えば、ステップ２０３で行う処理の終了後、スリーブベアリングの温度がしきい値に達するまでステッピングモータ７の駆動を一時停止させてもよい。
【００７０】
また、第１の実施例の画像形成装置１、第２の実施例の画像形成装置３１では、樹脂製のスリーブベアリングによって支持されるローラは、加熱定着手段を構成する定着ローラであることとしたが、第１、第２の発明の画像形成装置は、これに限定せず、樹脂製のスリーブベアリングによって支持されるローラであればよい。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明では、ローラと、該ローラを支持する樹脂製のスリーブベアリングと、前記ローラを回転駆動するとともに、前記ローラ以外の装置の駆動処理を行う駆動モータとを具えた画像形成装置において、前記ローラ以外の装置に対する前記駆動モータの駆動力を断続するクラッチ手段を具え、前記スリーブベアリングが所定温度以下である場合には、前記クラッチ手段によって前記ローラ以外の装置に対する駆動力の伝達を切断するとともに、前記ローラの回転駆動、および前記ローラ以外の装置であって前記駆動力の伝達が切断された装置以外の駆動処理を行い、前記スリーブベアリングが所定温度以上である場合には、前記クラッチ手段によって前記ローラ以外の装置へ駆動力を伝達するとともに、前記ローラを回転駆動するようにしているから、電源投入直後、駆動モータの駆動がスリーブベアリングのトルクが高い低温状態で開始される場合に、駆動モータに加わる全トルクを可及的に低くすることができるので、スリーブベアリングのトルクによる影響を可及的に小さくすることができ、そのため、駆動モータがロックする虞は可及的に防止されることとなる。したがって、従来のように駆動モータのロックによって安定した動作が阻害されるという虞を可及的に防止することができる。
【００７２】
また、上述のように低温状態において、駆動モータに加わる全トルクを可及的に低くすることができるから、ステッピングモータのような、出力トルクの低い安価な駆動モータを使用することができ、そのため、画像形成装置の製造コストを可及的に低くすることができる。
【００７３】
また、電源投入直後、直ぐに画像形成の準備処理を開始することができるので、プロセスカートリッジを装置本体に装着した後に行うトナー残量の検出や、電源投入直後の画像出力等の処理が終了するまでの時間を短縮することができる。
【００７７】
したがって、本願発明により、電源投入後短時間で画像出力ができ、かつ、安定した動作を行う安価な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】図１は、第１のの発明に係る第１の実施例の画像形成装置の構成を示すブロック図。
【図２】図２は、第１、第２の発明に係る画像形成装置の構成を示す概念構成図。
【図３】図３は、第１の発明に係る第１の実施例の画像形成装置の処理動作を示すフローチャート。
【図４】図４は、第２の発明に係る第２の実施例の画像形成装置の構成を示すブロック図。
【図５】図５は、第２の発明に係る第２の実施例の画像形成装置の処理動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
１、３１…画像形成装置
２…加熱定着手段
３…ローラ
７…駆動モータ
１１…クラッチ手段
２６、２７、２９…ローラ以外の装置
Claims (4)
- ローラと、該ローラを支持する樹脂製のスリーブベアリングと、前記ローラを回転駆動するとともに、前記ローラ以外の装置の駆動処理を行う駆動モータとを具えた画像形成装置において、
前記ローラ以外の装置に対する前記駆動モータの駆動力を断続するクラッチ手段を具え、
前記スリーブベアリングが所定温度以下である場合には、前記クラッチ手段によって前記ローラ以外の装置に対する駆動力の伝達を切断するとともに、前記ローラの回転駆動、および前記ローラ以外の装置であって前記駆動力の伝達が切断された装置以外の駆動処理を行い、
前記スリーブベアリングが所定温度以上である場合には、前記クラッチ手段によって前記ローラ以外の装置へ駆動力を伝達するとともに、前記ローラを回転駆動するようにしたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記駆動モータによる前記ローラ以外の装置の駆動処理は、電源投入直後に行う画像形成準備処理であることを特徴とする請求項（１）記載の画像形成装置。
- 前記ローラは、トナー像を転写材に加熱定着する加熱定着手段を構成し、
前記所定温度は、前記トナー像を加熱定着させる温度以下の温度であることを特徴とする請求項（１）記載の画像形成装置。 - 前記クラッチ手段は、前記ローラ以外の装置の各装置毎に配設され、
前記スリーブベアリングの所定温度は複数段に設定され、
該設定された複数段の所定温度に応じて、各クラッチ手段は、前記ローラ以外の装置の各装置へ前記駆動モータの駆動力を断続することを特徴とする請求項（１）記載の画像形成装置。
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