JP4743813B2

JP4743813B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4743813B2
Application number: JP2001235465A
Authority: JP
Inventors: 浩司白杉
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-08-02
Filing date: 2001-08-02
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2021-08-02
Also published as: JP2003043854A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ＦＡＸ、プリンタなどの画像形成装置に関し、特に画像形成装置の熱定着装置の温度制御技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置においては、転写部で感光体上のトナー像が用紙に転写され、定着装置で用紙上の未定着トナー像が加熱溶融定着される。定着装置は定着ローラと加圧ローラからなり、定着ローラの内部にはヒータが配置される。
【０００３】
このような画像形成装置においては、電源投入から画像形成動作が可能になるまでの時間を短縮してファーストコピー時間を早めることが要求されている。そしてそのためには、定着ローラの表面温度の立ち上げ時間を短縮することになる。
【０００４】
従って、従来より定着ローラの温度立ち上げを早くする技術は種々提案されている。例えば特開平９−３４２９５号公報が存在する。該公報には、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ち上がりを早くする技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記従来技術では、定着ローラ周面に配置された独立抵抗発熱体は、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という問題がある。
【０００６】
一般的に、熱容量が小さいものは，立ち上がりは早いが蓄熱しないので、定着温度を維持するためのパワーにより生産性が制限される。従って、現状では、１０ＣＰＭ（１分間当たりのコピー枚数）以下くらいの画像形成装置にのみ採用されている。
【０００７】
そこで本発明は、従来のハロゲンヒータ等の蓄熱タイプのヒータを用いて、定着可能温度の立ち上げ時間を短縮することで、電源投入から画像形成までの時間を短縮することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）トナー像を用紙に転写して画像形成する転写手段と、
前記転写手段にレジストローラを介して用紙を送給する給紙手段と、
前記転写手段が用紙に転写したトナー像を該用紙に固定する定着手段と、
該定着手段に備えられた定着ローラと、
該定着ローラの軸方向中央部付近に配置された第１ヒータと、
前記定着ローラの両端部付近に配置された第２ヒータと、
前記第１ヒータの温度を検出する第１温度検出手段と、
前記第２ヒータの温度を検出する第２温度検出手段と、
前記第１温度検出手段の検出結果が定着可能温度に達しかつ前記第２温度検出手段の検出結果が定着可能温度に達していない場合に、第１ヒータで定着可能なサイズ以下の用紙に画像形成できる場合は前記給紙手段は該用紙を前記転写手段に送給し、前記第１ヒータで定着可能なサイズ以下の用紙に画像形成できない場合は当該定着可能なサイズより大きい用紙を前記給紙手段から送給して前記レジストローラで停止し、第２温度検出手段の検出結果が定着可能温度に達すると前記レジストローラを駆動して、前記定着可能なサイズより大きい用紙を前記転写手段に送給する制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【０００９】
（２）トナー像を用紙に転写して画像形成する転写手段と、
前記転写手段にレジストローラを介して用紙を送給する給紙手段と、
前記転写手段が用紙に転写したトナー像を該用紙に固定する定着手段と、
該定着手段に備えられた定着ローラと、
該定着ローラの軸方向中央部付近に配置された第１ヒータと、
前記定着ローラの両端部付近に配置された第２ヒータと、
前記第１ヒータの温度を検出する第１温度検出手段と、
前記第２ヒータの温度を検出する第２温度検出手段と、
第１温度検出手段が定着可能温度を検出すると第１通紙フラグをオンに、非検出ではオフに設定し、第２温度検出手段が定着可能温度を検出すると第２通紙フラグをオンに、非検出ではオフに設定し、第１通紙フラグがオンかつ第２通紙フラグがオフであって、前記給紙手段が第１ヒータで定着可能なサイズ以下の用紙を送給可であると該用紙を用いる画像形成を許可するが、送給不可であると他のサイズの用紙を前記給紙手段から前記レジストローラに送り出して止めて第２通紙フラグがオンになると前記レジストローラを駆動して該用紙を作像手段に送給する制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【００１０】
（３）前記制御手段は、前記用紙を給紙手段から送給して前記レジストローラで停止してから、第２温度検出手段の検出結果が定着可能温度に達しない状態で設定時間が経過すると、前記レジストローラを駆動し前記転写手段による画像形成を行わずに前記用紙を装置外部に排出する、上記（１）又は（２）に記載の画像形成装置。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。図１は本発明の画像形成装置の主要部である定着制御系のブロック図である。この図に示すように、定着装置１の定着ローラ２内には２系統のヒータ３、４が内蔵されている。図のように、ヒータ３は、定着ローラ２の軸方向中央部を加熱し、一方、ヒータ４は、定着ローラ２の軸方向両端部に配置され、ヒータ３の外側の定着ローラ２部分を加熱するようになっている。ここでヒータ３のパワーの方がヒータ４のパワーよりも大きく設定されている。
【００１２】
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、また、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。
【００１３】
定着ローラ２の表面に接触してサーミスタ５、６が設けられている。具体的にはサーミスタ５は定着ローラ２の軸方向端部に、サーミスタ６はほぼ中央部に設けられている。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。
【００１４】
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。またサーミスタ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。
【００１５】
尚、ＣＰＵ８には、この定着装置１が装着された画像形成装置の本体カバーが開けられたか否かを検出するカバーＳＷ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。
【００１６】
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２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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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２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）のうちの、Ａ４縦サイズが通過する幅の外側部分を加熱するように構成している。
【００２１】
図２は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成図である。本画像形成装置は図１の定着制御ブロックが組み込まれている。給紙装置として、本体内に第１、第２、第３給紙トレイ２１、２２、２３を有する。またオプション給紙ユニット内には第４、第５、第６給紙トレイ２４、２５、２６を有する。感光体２７の下流側には前記定着装置１があり、さらにその下流側には排紙トレイ２８がある。
【００２２】
図３は定着ローラ中央部の温度制御を行う制御フローであり、図４は定着ローラ端部の温度制御を行う制御フローである。図３では、サーミスタ６による温度検出で、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でＮ）、ヒータ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”と”Ａ４縦幅より大きい用紙通紙可能フラグ”をＯＦＦする（Ｓ３、Ｓ４）。また、定着可能温度に達すれば、”Ａ４縦幅以下の用紙通紙可能フラグ”をＯＮするとともに（Ｓ５）、サーミスタ６による温度検出で、ヒータ３の定着可能温度を維持するべくこれを点灯／消灯制御する（Ｓ６）。
【００２３】
図４では、サーミスタ５による温度検出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（Ｓ１でＮ）、ヒータ４を点灯させるとともに（Ｓ２）、”Ａ４縦幅より大きい用紙通紙可能フラグ”をＯＦＦする（Ｓ３）。また、定着可能温度に達すれば、”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（Ｓ４）、サーミスタ５による温度検出で、ヒータ４の定着可能温度を維持するべくこれを点灯／消灯制御する（Ｓ５）。
【００２４】
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。フローから明かな通り、”Ａ４縦幅以下の用紙通紙可能フラグ”のみＯＮしていれば（Ｓ１でＹ）、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（Ｓ２）。そうでなければＯＦＦする（Ｓ３）。
【００２５】
図６は、図示はしていないが、画像作像装置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（Ｓ１でＮ）何もしない。つまり、上記スタートキー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（Ｓ１でＹ）、上記スタートキーを受け付け、まず、用紙サイズを選択する処理を行う。
【００２６】
ここで”Ａ４縦幅より大きい用紙通紙可能ＯＮ”であれば（Ｓ２でＹ）、定着工程にて用紙サイズの制約が一切ないので、原稿サイズに最適な用紙サイズが収納されている給紙トレイを選択し（Ｓ３）、給紙搬送し、転写工程、定着工程へと用紙を搬送させ、コピー動作を実行させる（Ｓ４）。
【００２７】
また、”Ａ４縦幅より大きい用紙通紙可能ＯＦＦ”であれば（Ｓ２でＮ）、原稿サイズに見合った主走査幅がＡ４縦サイズ以下の用紙が収納されている給紙トレイを選択し（Ｓ５）、給紙搬送し、転写工程、定着工程へと用紙を搬送させ、コピー動作を実行させる（Ｓ６でＹ、Ｓ４）。もし、ここで原稿サイズに見合ったＡ４縦サイズ以下の用紙サイズがなければ（Ｓ６でＮ）、原稿サイズに最適な用紙サイズが収納されている給紙トレイを選択し、給紙搬送処理を行い、用紙をレジストローラまで搬送し、用紙を一旦停止させ（Ｓ７）、”Ａ４縦幅より大きいフラグ”がＯＮするまで待機させ、”Ａ４縦幅より大きいフラグ”がＯＮしたら（Ｓ８でＹ）、転写工程及び定着工程へと用紙を搬送させ、コピー動作を実行させる（Ｓ９）。
【００２８】
ここで、”Ａ４縦幅より大きいフラグ”がＯＮしていなければ（Ｓ８でＮ）、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、１０秒以下であれば（Ｓ１０でＮ）、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（Ｓ１０でＹ）、ヒータ４の断線、または、サーミスタ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する（Ｓ１１）。
【００２９】
また、図６で示しているように、仮令、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印刷動作は可能となっている。このように、定着ローラ端部を加熱するヒータ４または、温度を検出するサーミスタ５が異常を発生していたら、図示しない操作表示部に、”Ａ４縦幅より大きいサイズの用紙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する（Ｓ１２）。
【００３０】
このようにメッセージを表示することにより、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。また、定着可能温度に達すれば、”Ａ４縦幅以下の用紙通紙可能フラグ”のみＯＮするとともに、サーミスタ６による温度検出で、ヒータ３の定着可能温度を維持するべくこれを点灯／消灯制御する。
【００３１】
尚、本実施の形態では、ＣＰＵ８は用紙通紙可能フラグのＯＮ、ＯＦＦのみならずこれに伴う通紙制御も行うものとする。勿論、通紙制御専用のＣＰＵを設けても差し支えない。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１および２記載の発明によれば、定着ローラ端部温度の立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、それに対応したサイズの用紙に画像形成を行うことができ、電源投入から画像形成までの時間を短縮することができる。第２ヒータが定着可能温度に達したときに給紙部から転写工程部前までの用紙搬送時間を短縮することができる。請求項３記載の発明によれば、所定時間経過後も上記サイズの用紙に定着を行うことができない場合、制御手段の制御により用紙を機外に排出することで、長時間レジストロ−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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の主要部である定着制御系のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成図である。
【図３】定着ローラ中央部の温度制御のフローチャートである。
【図４】定着ローラ端部の温度制御のフローチャートである。
【図５】コピー可否チェックのフローチャートである。
【図６】コピ実行処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１定着装置
２定着ローラ
３ヒータ（第１ヒータ）
４ヒータ（第２ヒータ）
５サーミスタ（第２温度検出手段）
６サーミスタ（第１温度検出手段）
８ＣＰＵ（制御手段）

Claims

トナー像を用紙に転写して画像形成する転写手段と、
前記転写手段にレジストローラを介して用紙を送給する給紙手段と、
前記転写手段が用紙に転写したトナー像を該用紙に固定する定着手段と、
該定着手段に備えられた定着ローラと、
該定着ローラの軸方向中央部付近に配置された第１ヒータと、
前記定着ローラの両端部付近に配置された第２ヒータと、
前記第１ヒータの温度を検出する第１温度検出手段と、
前記第２ヒータの温度を検出する第２温度検出手段と、
前記第１温度検出手段の検出結果が定着可能温度に達しかつ前記第２温度検出手段の検出結果が定着可能温度に達していない場合に、第１ヒータで定着可能なサイズ以下の用紙に画像形成できる場合は前記給紙手段は該用紙を前記転写手段に送給し、前記第１ヒータで定着可能なサイズ以下の用紙に画像形成できない場合は当該定着可能なサイズより大きい用紙を前記給紙手段から送給して前記レジストローラで停止し、第２温度検出手段の検出結果が定着可能温度に達すると前記レジストローラを駆動して、前記定着可能なサイズより大きい用紙を前記転写手段に送給する制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
トナー像を用紙に転写して画像形成する転写手段と、
前記転写手段にレジストローラを介して用紙を送給する給紙手段と、
前記転写手段が用紙に転写したトナー像を該用紙に固定する定着手段と、
該定着手段に備えられた定着ローラと、
該定着ローラの軸方向中央部付近に配置された第１ヒータと、
前記定着ローラの両端部付近に配置された第２ヒータと、
前記第１ヒータの温度を検出する第１温度検出手段と、
前記第２ヒータの温度を検出する第２温度検出手段と、
第１温度検出手段が定着可能温度を検出すると第１通紙フラグをオンに、非検出ではオフに設定し、第２温度検出手段が定着可能温度を検出すると第２通紙フラグをオンに、非検出ではオフに設定し、第１通紙フラグがオンかつ第２通紙フラグがオフであって、前記給紙手段が第１ヒータで定着可能なサイズ以下の用紙を送給可であると該用紙を用いる画像形成を許可するが、送給不可であると他のサイズの用紙を前記給紙手段から前記レジストローラに送り出して止めて第２通紙フラグがオンになると前記レジストローラを駆動して該用紙を作像手段に送給する制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
前記制御手段は、前記用紙を給紙手段から送給して前記レジストローラで停止してから、第２温度検出手段の検出結果が定着可能温度に達しない状態で設定時間が経過すると、前記レジストローラを駆動し前記転写手段による画像形成を行わずに前記用紙を装置外部に排出する、請求項１又は２に記載の画像形成装置。