JP3919450B2

JP3919450B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3919450B2
Application number: JP2001042379A
Authority: JP
Inventors: 浩司白杉
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-02-19
Filing date: 2001-02-19
Publication date: 2007-05-23
Anticipated expiration: 2021-02-19
Also published as: JP2002244483A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置、より詳細には、薄肉定着ローラを備えた画像形成装置に関し、例えば、複写機、ＦＡＸ、プリンタ等の熱定着装置の温度制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平６−２７４０６８号公報には、低熱容量のサーマルヘッドを用いて定着装置を瞬時に加熱してたち上げることが記載されているが、熱容量が小さいため、パーソナル機よりも生産性の高い画像形成装置の定着装置には使用することができない。
特開平９−３４２９５号公報には、定着ローラ周面に発熱体を複数個設けることにより、定着ローラの温度立上りを早くすることが提案されているが、サーマルヘッド同様、熱容量が小さいため、生産性の高い画像形成装置の定着装置には使用することができない。
【０００３】
一般的に、熱容量が小さいものは，たち上がりは早いが、蓄熱しないので、定着温度を維持する為には加熱装置そのもののパワーにより、生産性が制限される。従って、現状では、１０ＣＰＭ以下くらいの画像形成装置にのみ採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の公知技術に対して、本発明では、加熱装置は従来のハロゲンヒータ等による蓄熱タイプの定着装置を用いて、できる限り定着温度にたち上がる時間を短くする為、薄肉の加熱ローラを使用し、さらに、加熱装置を、例えば、加熱ローラ中央部と端部の各々に設け、加熱ローラ中央部の加熱装置のパワーを端部の加熱装置よりも高く設定することにより、定着ローラ中央部を早く定着温度に立ち上げられる構成にすることで、用紙サイズの限定はされるが、少しでも早く画像形成動作が可能になることを目的とする。
【０００５】
また、本発明は、ＺＥＳＭ（ＺｅｒｏＥｎｅｒｇｙＳｔａｎｄｂｙＭｏｄｅ）規格のコピー終了後１０秒で電源ＯＦＦ、電源投入後１０秒で画像形成動作可能を満足させることも目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、用紙にトナー像を加熱定着させるために、定着ローラを加熱する加熱手段と、前記定着ローラの中央部の温度を検知する第一の温度検知手段と、前記定着ローラの端部の温度を検知する第二の温度検知手段と、を有する画像形成装置において、前記第一の温度検出手段が、定着ローラの中央部の温度が定着可能温度に達したことを検知したときに、給紙トレイから用紙の搬送を開始し、搬送された用紙の定着にあたり、ローラの端部が定着可能な温度に達していることが必要な場合は、前記第二の温度検出手段により、定着ローラの端部が定着可能温度に達するまで、前記搬送された用紙を待機個所で待機させることを特徴としたものである。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記第二の温度検出手段が任意の時間経過しても定着可能温度に達しないときには、前記待機させていた用紙の搬送を再開させ、作像処理をせず機外へ排出させることを特徴としたものである。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記待機させていた用紙の搬送を再開させ作像処理をせず機外へ排出させるとともに、印刷ができない理由を操作部へ表示することを特徴としたものである。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、搬送された用紙の定着にあたり、ローラの端部が定着可能な温度に達していることが必要でない場合は、用紙を待機個所で待機させることなく、加熱定着することを特徴としたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明が適用される定着装置の定着ローラ及び制御系を示す構成図で、図示のように、定着装置１の定着ローラ２内には２本のヒータ３，４が内臓されており、共に定着ローラ２を加熱するように構成されている。２本のヒータ３，４は、それぞれリレー（ＲＡ１）７を介して交流電源に接続され、又、トライアック１０，１２に接続されている。このトライアック１０，１２は制御用ドライバ９，１１を介してＣＰＵ８に接続され、ＯＮ／ＯＦＦ制御が行われる。従って、リレー７がＯＮ状態でトライアック１０，１２がＯＮした時、ヒータ３，４にそれぞれ電力が供給される。定着ローラ２の中央部及び端部に接触してサーミスタ等の温度検出手段５，６が設けられている。このサーミスタ５，６はＣＰＵ８に接続され、検出したローラ温度をＣＰＵ８に入力する。ＣＰＵ８は、サーミスタ５，６からのアナログ信号をデジタル信号に変換し、プログラムにより定着ローラ２の中央部及び端部の温度データを得る。
【００１１】
サーミスタ５により検出されたローラ温度を基にＣＰＵ８がトライアック１０を制御し、ヒータ４を点灯／消灯制御する。
サーミスタ６により検出されたローラ温度を基にＣＰＵ８がトライアック１２を制御し、ヒータ３を点灯／消灯制御する。
尚、ＣＰＵ８には、この定着装置が装着された複写機等の本体カバーが開けられたか否かを検出するカバーＳＷ１３の信号が入力され、カバー開放時にはリレー７はＯＦＦされ、カバーが閉められた時にリレー７をＯＮさせる。従って、カバー開放時にヒータ３，４が点灯することはない。
【００１２】
また、通常時（ヒータ３，４ともに断線していないとき）のヒータ点灯制御においては、図示しないが、複写機等の画像形成装置の電源スイッチが投入されると、コピー可能な温度に定着ローラを立ち上げるために、ヒータ３，４ともに点灯させる。そして定着ローラ中央温度が、コピー可能上限温度になると、ヒータ３を消灯させる。ヒータ３が消灯すると、当然定着ローラ中央部の温度が下がってくるが、定着不可能な温度になる前に、ヒータ３を再度点灯させ、定着ローラ中央部温度がコピー可能上限温度になると再度ヒータ３を消灯させている。
【００１３】
同様に、定着ローラ端部温度が、コピー可能上限温度になると、ヒータ４を消灯させる。ヒータ４が消灯すると、当然定着ローラ端部の温度が下がってくるが、定着不可能な温度になる前に、ヒータ４を再度点灯させ、定着ローラ端部温度がコピー可能上限温度になると再度ヒータ４を消灯させている。つまり、ヒータ３はサーミスタ６により定着ローラ中央部温度を制御するためにのみ点灯／消灯制御され、ヒータ４はサーミスタ５により定着ローラ端部温度を制御するためにのみ点灯／消灯制御されることになっている。また、ヒータ３は定着ローラ中央部を通過する用紙に転写されたトナーが定着される温度を維持できる消費電力を持たされており、ヒータ４は定着ローラ端部を通過する用紙に転写されたトナーが定着される温度を維持できる消費電力を持たされている。
【００１４】
本発明では、ヒータ３は、Ａ４縦サイズが通過する幅（２１０ｍｍ〜２２０ｍｍ）分、定着ローラを加熱するよう構成され、ヒータ４はＡ３縦サイズが通過する幅（２９７ｍｍ〜３１０ｍｍ）分、定着ローラを加熱するように構成している。
【００１５】
図２は、本発明が適用される複写機の要部概略構成図で、図中、２１〜２６は給紙トレイ、２７は給紙ローラ、２８はレジストローラ、２９は転写ユニット、３０は定着ユニット、３１は排紙トレイ、３２は原稿台で、周知のように、記録紙は、用紙サイズに応じて各給紙トレイ内に収納されており、周知のように、複写時、所望の用紙が選択され、原稿台３２上の原稿が読み取られ、転写ユニット２９にて記録紙に転写され、定着ユニット３０にて定着され、排紙トレイ３１に排出される。図１に示した定着ローラ２は、図２に示した定着ユニット３０内に設けられている。
【００１６】
図３は、定着ローラ中央部の温度制御を行う制御フロー図で、サーミスタ６による温度検出（Ｓ１）で定着ローラ中央部温度が定着可能温度になっていなければ（Ｓ１−ＮＯ）、加熱装置３を点灯させるとともに（Ｓ２）、“Ａ４縦幅以下の用紙通紙可能フラグ”（Ｓ３）と、“Ａ４縦幅より大きい用紙通紙可能フラグ”（Ｓ４）をＯＦＦする。また、定着可能温度に達すれば（Ｓ１−ＹＥＳ）、“Ａ４縦幅以下の用紙通紙可能フラグ”のみＯＮするとともに（Ｓ５）、加熱装置３をサーミスタ６による温度検出で、定着可能温度を維持するべく点灯／消灯制御する（Ｓ６）。
【００１７】
図４は、定着ローラ端部の温度制御を行う制御フローで、サーミスタ５による温度検出（Ｓ１１）で定着ローラ端部温度が定着可能温度になっていなければ（Ｓ１１−ＮＯ）、加熱装置４を点灯させるとともに（Ｓ１２）、“Ａ４縦幅より大きい用紙通紙可能フラグ”をＯＦＦする（Ｓ１３）。また、定着可能温度に達すれば（Ｓ１１−ＹＥＳ）、“Ａ４縦幅より大きい用紙通紙可能フラグ”をＯＮするとともに（Ｓ１４）、加熱装置４をサーミスタ５による温度検出で、定着可能温度を維持するべく点灯／消灯制御する（Ｓ１５）。
【００１８】
図５は、図３及び図４の定着温度制御フロー内で処理された上記２つのフラグ状態により、コピー動作が可能か否かを決定するフローである。
フローをみての通り、“Ａ４縦幅以下の用紙通紙可能フラグ”のみＯＮしていれば、コピー動作状態にするべく“コピー動作可能フラグ”をＯＮする。
【００１９】
図６は、図示はしていないが、画像作像装置等のコピー動作実行のスタートキーが押下され、コピー動作を実行するときの制御を示すフローである。ここでは、“コピー動作可能フラグ”がＯＦＦであれば何もしない。つまり、上記スタートキーの押下を受け付けないことを示す。
“コピー動作可能フラグ”がＯＮしていれば（Ｓ２１−ＹＥＳ）、上記スタートキーを受け付け、用紙サイズが「Ａ４縦幅以下の用紙」であるかチェックし（Ｓ２２）、Ａ４縦幅以下であれば（Ｓ２２−ＹＥＳ）、用紙を給紙トレイから給紙搬送し、転写工程、定着工程へと搬送させコピー動作を実行させる（Ｓ２３）。また、用紙サイズがＡ４縦幅よりも大きければ（Ｓ２２−ＮＯ）“Ａ４縦幅より大きい用紙通紙可能フラグ”をチェックし（Ｓ２４）、前記フラグがＯＮであれば（Ｓ２４−ＹＥＳ）、用紙サイズがＡ４縦幅以下の時と同様に、コピー動作を実行させる処理をするが（Ｓ２３）、前記フラグがＯＦＦであれば（Ｓ２４−ＮＯ）、給紙トレイからの給紙搬送は行い転写工程の前（レジストローラ１１部）で用紙を一旦停止させ、“Ａ４縦幅より大きいフラグ”がＯＮするまで待機させ（Ｓ２５）、“Ａ４縦幅より大きいフラグ”がＯＮしたら（Ｓ２６−ＹＥＳ）、転写工程及び定着工程へと搬送させコピー動作を実行させる（Ｓ２７）。
【００２０】
ここで、“Ａ４縦幅より大きいフラグ”がＯＮしていなければ（Ｓ２６−ＮＯ）、次に、レジストローラ部で待機している時間（待機タイマ）をチェックし（Ｓ２８）、１０秒以下であれば（Ｓ２８−ＮＯ）、再度、“Ａ４縦幅より大きいフラグ”がＯＮしているかチェックしにいく。これを、待機タイマのタイムアップ値（ここでは１０秒）まで繰り返し、待機タイマがタイムアップすると（Ｓ２８−ＹＥＳ）、定着加熱装置４の断線、または、温度検出装置５の断線等の異常が発生したとみなし、レジストローラ部で待機している用紙を作像処理を行わず機外へ排出させるため、レジストローラを駆動させる（Ｓ２９）。これと同時に、請求項３で説明したような“この用紙幅は定着装置不良のため印刷できません。Ａ４縦サイズ以下の用紙を選択してください”等の、印刷ができない理由及び印刷できるような誘導案内を操作部へ表示する（Ｓ３０）。
また、図５で示しているように、例え、定着ローラ端部の温度が定着可能温度以下になっていても、Ａ４縦幅以下の用紙サイズであれば（Ｓ２２−ＹＥＳ）、印刷動作は可能となっている（Ｓ２３）。
【００２１】
上述のように、定着ローラ端部を加熱する定着加熱装置４、または温度を検出する温度検出装置５が異常を発生していたら、操作表示部に“Ａ４縦幅以上のサイズがコピーできなくなっています。サービスに連絡してください”等のオペレータに修理を促すメッセージを表示、あるいは、異常発生を自動通報する装置が装着されていれば、即自動通報することにより、サービスへの連絡も迅速に行えることになる。
【００２２】
【発明の効果】
１．請求項１の発明においては、定着ローラ端部温度のたち上がりに関係なく定着ローラ中央部温度が定着可能温度に達すれば作像動作可能にするため、定着ローラ中央部ヒータの範囲外の用紙サイズでも転写工程前まで用紙を給紙搬送させることにより、定着ローラ端部がたち上がると同時に、用紙を転写工程へ搬送できるので、給紙トレイから転写工程前までの用紙搬送時間を短縮することができる。
【００２３】
２．請求項２の発明においては、用紙サイズが定着ローラ中央部ヒータの範囲外であり、作像可能状態の定着ローラの定着可能温度が中央部のみで、任意時間経過しても定着ローラ端部が定着可能温度に達しないときに、作像処理なしに機外へ排出させるので、作像しないことにより定着不良を恐れることはなく、用紙をそのまま定着ローラで搬送することができ、別搬送路を設ける必要がなくなる。また、長時間レジストローラ部で用紙が滞留し用紙先端が変形してしまい、レジストローラからの再搬送時にジャムが発生してしまうことを防止することができる。
【００２４】
３．請求項３の発明においては、作像されない用紙を機外へ排出させる処理とともに、その理由をメッセージとして表示させるので、オペレータは、次操作を戸惑うことなく実施できる。
【００２５】
４．請求項４の発明においては、搬送された用紙の定着にあたり、ローラの端部が定着可能な温度に達していることが必要なでない場合は、用紙を待機個所で待機させることなく、加熱定着するので、印刷処理を効果的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される定着装置の定着ローラ及び制御系を示す構成図である。
【図２】本発明が適用される複写機の要部概略構成図である。
【図３】定着ローラ中央部の温度制御を行う制御フローである。
【図４】定着ローラ端部の温度制御を行う制御フローである。
【図５】図３及び図４の定着温度制御フロー内で処理された２つのフラグ状態により、コピー動作が可能か否かを決定するフローである。
【図６】画像作像装置等のコピー動作実行のスタートキーを押下し、コピー動作を実行する時の制御を示すフローである。
【符号の説明】
１…定着装置、２…定着ローラ、３，４…ヒータ、５，６…温度検出手段、７…リレー、８…ＣＰＵ、９，１１…制御用ドライバ、１０，１２…トライアック、１３…カバースイッチ、２１〜２６…給紙トレイ、２７…給紙ローラ、２８…レジストローラ、２９…転写ユニット、３０…定着ユニット、３１…排紙トレイ、３２…原稿台。

Claims

用紙にトナー像を加熱定着させるために、定着ローラを加熱する加熱手段と、
前記定着ローラの中央部の温度を検知する第一の温度検知手段と、
前記定着ローラの端部の温度を検知する第二の温度検知手段と、を有する画像形成装置において、
前記第一の温度検出手段が、定着ローラの中央部の温度が定着可能温度に達したことを検知したときに、給紙トレイから用紙の搬送を開始し、搬送された用紙の定着にあたり、ローラの端部が定着可能な温度に達していることが必要な場合は、前記第二の温度検出手段により、定着ローラの端部が定着可能温度に達するまで、前記搬送された用紙を待機個所で待機させることを特徴とする画像形成装置。
請求項１の画像形成装置において、前記第二の温度検出手段が任意の時間経過しても定着可能温度に達しないときには、前記待機させていた用紙の搬送を再開させ、作像処理をせず機外へ排出させることを特徴とする画像形成装置。
請求項２の画像形成装置において、前記待機させていた用紙の搬送を再開させ作像処理をせず機外へ排出させるとともに、印刷ができない理由を操作部へ表示することを特徴とする画像形成装置。
請求項１の画像形成装置において、搬送された用紙の定着にあたり、ローラの端部が定着可能な温度に達していることが必要でない場合は、用紙を待機個所で待機させることなく、加熱定着することを特徴とする画像形成装置。