JPH04282677A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機等の画像形成装
置に係り、特に定着ローラを所定の定着温度に上昇させ
る定着ヒータの点灯制御に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の複写機等の画像形成装置における
定着装置は、定着ヒータとサーミスタ等からなる温度検
知部材とが設けられた定着ローラを備え、前記温度検知
部材で検知された温度に基づき前記定着ヒータのオン・
オフ駆動を制御して前記定着ローラの表面温度を所定の
定着温度に保持するようになされている。

【０００３】画像形成装置の電源が投入されると、前記
定着ヒータが点灯され、前記定着ローラを定着温度まで
上昇させるが、従来、電源投入後定着ローラが定着温度
まで上昇し、安定するまでの期間は、転写紙に転写され
たトナー像の定着が不十分になるとともに、いわゆる低
温オフセットの不具合が生じるので、コピー動作は禁止
されるようになっている。

【０００４】また、一旦、画像形成装置の電源が投入さ
れると、コピー動作が行われない間は、定着装置の温度
は定着温度又はこれより低い、いわゆる待機温度に保持
され、コピー動作が指示されると直ちに画像形成動作が
開始可能になっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、画像形成装
置は、事務機器として多機能かつ高性能化する一方で、
簡易な小形低価格のものも要望されている。かかる簡易
小形の画像形成装置は、可能な限り種々の機能を縮小又
は削減することにより装置のコンパクト化、低コスト化
が図られる。例えば画像形成動作は、転写紙を手差給送
して１枚ずつ画像形成する基本構成とし、画像形成動作
に関係する複雑な制御機構を可能な限り削減することが
考えられる。また、装置本体を初め各種構成部材に低コ
ストの樹脂を多用して低コスト化が図られる。

【０００６】上記簡易小形の画像形成装置では、装置内
に十分な放熱用の空間や放熱部材を設けることが困難に
なるとともに、構成部材の耐熱性の問題もあるので、可
能な限り装置内の温度上昇を抑制する必要がある。この
ため、従来のようにコピー時以外も定着装置を待機温度
に保持するように定着ヒータの駆動を制御することは困
難となり、定着ヒータの点灯時間はできるだけ短くして
装置内の温度上昇を防止する必要がある。例えば、前記
手差給送タイプの簡易小形の画像形成装置では、コピー
動作毎に定着装置を駆動させて装置内の温度上昇を防止
するとともに消費電力の低減を図ることが考えられる。

【０００７】定着装置の駆動をコピー動作に連動させる
場合、コピー開始後、画像形成すべく給送された転写紙
が定着装置に搬送されるまでの短期間、例えば数秒間に
定着ローラの温度を所定の定着温度まで上昇しなければ
ならず、定着ヒータは大容量のものにしなければならな
い。この場合、定着ローラの温度上昇率が大きくなる反
面、定着ヒータによる加熱後の定着ローラの温度のオー
バーシュートが大きくなり、上記従来の温度検出部材に
よる定着ヒータの駆動制御では定着ローラの温度制御が
困難となる。すなわち、サーミスタ等の温度検知部材に
より定着ローラの温度が定着温度に達したことを検知し
て定着ヒータをオフにしても定着ローラの温度は直ちに
安定せず、定着温度を越えて上昇する。定着温度が所定
の定着温度を越えて高温になると、いわゆる高温オフセ
ット現象が発生し、転写紙の定着不良が問題となる。

【０００８】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、定着ローラの温度のオーバーシュート分を考慮
して定着ヒータの点灯時間を制御するすることにより定
着ローラの温度制御を好適に行う消費電力の少ない画像
形成装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、定着ヒータを点灯して定着ローラを所定の
定着温度に上昇させる画像形成装置において、前記定着
ヒータ点灯開始時の前記定着ローラの温度を検知する温
度検知手段と、前記定着ヒータの加熱に伴うオーバーシ
ュート後の温度を定着温度にすべく検知温度と前記定着
温度との温度差に基づいて前記定着ヒータの点灯時間を
演算する演算手段と、演算された点灯時間に基づき前記
定着ヒータへの通電を制御するヒータ制御手段とを備え
たものである。

【００１０】

【作用】本発明によれば、画像形成装置の定着ヒータが
点灯されると、その点灯時の前記定着ローラの温度が検
知され、定着ヒータの加熱に伴うオーバーシュート後の
定着ローラの温度が定着温度となるように検出温度と前
記定着温度との温度差から定着ヒータの点灯時間が演算
される。そして、定着ヒータは点灯後、演算された点灯
時間が経過した時点で消灯される。

【００１１】

【実施例】図３は本発明に係る画像形成装置の一実施例
を示す概略構成図である。同図に示す画像形成装置は、
簡易小形のローコストタイプの画像形成装置であって、
コンタクトガラス１１と原稿押え１２とからなる移動可
能なテーブル２と装置本体１とから構成され、更に装置
本体１は分離可能な上本体と下本体とから構成されてい
る。

【００１２】装置本体１の上本体には、上面略中央には
露光用のスリット１ａが穿設され、該スリット１ａの下
部にランプ１３及び集光レンズ１４等からなる画像読取
部３が設けられている。なお、前記ランプ１３は、低コ
ストで発熱量の少ない蛍光灯が用いられている。また、
この画像読取部３の下方に前記感光体ドラム１５が配設
され、更に該感光体ドラム１５の周辺部に上流側から帯
電装置１６、現像装置４、クリーニング装置１８が配設
されている。また、前記クリーニング装置１８の左側部
には回収されたトナーの収納部１８ａが形成されている
。

【００１３】前記現像装置４は、現像タンク４１と補給
用トナーを収納するホッパー４２とからなり、該現像タ
ンク４１及びホッパー４２の上部にはそれぞれスタート
剤を供給する現像剤カートリッジＣＳと補給用トナーの
カートリッジＣＴとが装着されるようになっている。ま
た、前記現像タンク４１内には前記感光体ドラム１５に
対向して現像ローラ４３が設けられるとともに、ホッパ
ー４２の補給口４２ａの下方にトナー及びキャリアから
なる現像剤を撹拌する撹拌ローラ４４が設けられている
。また、ホッパー４２内には前記補給口４２ａの上部に
ローラ周面を該補給口４２ａに接触させてトナー補給ロ
ーラ４５が設けられている。

【００１４】一方、装置本体１の下本体には、一方側面
に転写紙供給用トレイ２０、他方側面に画像形成された
転写紙を排出する排紙トレイ２１が設けられている。ま
た、転写紙給紙用トレイ２０側から排紙トレイ２１側に
給紙ローラ５、転写・分離装置１７及び定着装置１９が
設けられている。

【００１５】定着装置１９は、定着ローラ１９１及び加
圧ローラ１９２を有し、トナー像が転写された転写紙を
該定着ローラ１９１と加圧ローラ１９２間に導き、トナ
ー像を定着ローラ１９１で溶融するとともに加圧ローラ
１９２で転写紙に融着しつつ排紙トレイ２１に排出する
。前記定着ローラ１９１には定着ヒータ１９３が設けら
れ、定着ローラ１９１の周面適所に接触させて該定着ロ
ーラの表面温度を検知するサーミスタ（温度検知部材）
１９４が設けられている。

【００１６】そして、前記上本体と下本体と結合させる
ことより画像形成装置本体１が完成されるようになって
いる。

【００１７】なお、この画像形成装置は、画像形成動作
の制御機構の簡略化を図るため１枚ずつ手差給送された
転写紙に画像形成を行うように構成され、転写紙が供給
用トレイ２０にセットされる毎にコピー動作を行うよう
になっている。また、この画像形成動作に伴い定着装置
１９の駆動もコピー動作毎に行われ、定着ヒータの点灯
時間をできるだけ短くして装置本体１内の温度上昇の防
止が図られている。

【００１８】従って、転写紙が給送開始後定着ローラ１
９１に搬送されるまでの短時間（数秒間）に定着ローラ
１９１の温度を定着温度に上昇させ、安定させることが
できるように前記定着ヒータ１９３は比較的大容量のも
のが使用されている。この定着ヒータの駆動制御につい
ては後述する。

【００１９】コピー動作を説明すると、コンタクトガラ
ス１１の所定位置に原稿を載置した後、転写紙を給紙用
トレイ２０に挿入すると、不図示の転写紙検知センサー
により転写紙が検知され、この検知信号によりコピー動
作が開始される。

【００２０】まず、転写紙は給紙ローラ５によりＰ点ま
で搬送され、待機状態となる。また、初期状態では中央
に位置しているテーブル２は一旦、左方向に移動し、そ
の右端が上記原稿読取部３の上方に達すると、移動方向
を右方向に反転して原稿走査が行われる。このときラン
プ１３が発光され、前記スリット１ａを通して照射され
た光は原稿面で反射し、その反射光が集光レンズ１４に
より感光体ドラム１５上に投影される。

【００２１】感光体ドラム１５は、帯電装置１６により
ドラム表面が所定電位に帯電されつつ露光位置に回転さ
れ、前記反射光の投影によりドラム表面に原稿画像の静
電潜像が形成される。

【００２２】この静電潜像は現像装置４により現像され
る一方、Ｐ点で待機している転写紙は所定タイミングで
搬送され、転写・分離装置１７で感光体ドラム１５の現
像画像がこの転写紙に転写される。そして、前記原稿画
像が転写された転写紙は、感光体ドラム１５から分離さ
れ、定着装置１９により定着された後、排紙トレイ２１
に排出される。

【００２３】転写後の感光体ドラム１５は、クリーニン
グ部１８によりドラム表面に残留しているトナーが除去
され、再び帯電装置１６により帯電されて１枚の原稿の
画像形成が終了するまで上述同様の画像形成動作が繰り
返される。これは、感光体ドラム１５の周面長が原稿サ
イズより短いため、原稿像を分割して転写紙に画像形成
するものである。

【００２４】そして、上記画像形成動作の間に、原稿走
査を終了したテーブル２は移動方向を反転して初期位置
への復帰動作を行う。

【００２５】図１は、本発明に係る定着装置の制御シス
テムを示すブロック図である。同図において、２２は、
定着ヒータのオン・オフ駆動を制御する制御部、２３は
転写紙が給紙用トレイ２０に挿入されたことを検知する
転写紙検知スイッチである。前記制御部２２は、定着ヒ
ータ１９３の消灯タイミングを計時するためのタイマー
２２１と定着ヒータ１９３の点灯時間を算出するための
データが記憶されたメモリ２２２とを内蔵している。

【００２６】前記制御部２２の制御動作を図２（定着ロ
ーラ１９１の温度特性）を用いて説明する。

【００２７】Ａ点において転写紙検知スイッチ２３によ
り転写紙がセットされたことを検知すると、制御部２２
は、定着ヒータ１９３を点灯させる。また、同時にサー
ミスタ１９４から定着ローラ１９１の現在温度ＴＳを読
み込み、この現在温度ＴＳに対応する定着ヒータ１９３
の点灯時間ｔＣを算出してタイマー２２１にセットし、
カウントを開始する。そして、タイマー２２１のカウン
トが終了した時点で定着ヒータ１９３を消灯させる。こ
の後は、サーミスタ１９４の検知温度により定着ローラ
１９１のオン・オフ制御を行い、定着ローラ１９１を定
着温度に保持する。

【００２８】前記点灯時間ｔＣは、定着ヒータ１９３の
加熱により定着ローラ１９１が定着温度（図２で１８０
度）に上昇する時間ｔよりも短い時間であって、好まし
くは定着ヒータ１９３を消灯した後の定着ローラ１９１
の温度上昇分（オーバーシュート分）により定着温度ま
で上昇する時間を考慮した時間である。

【００２９】すなわち、定着ヒータ１９３の加熱により
定着ローラ１９１が定着温度に上昇する点をＣとし、オ
ーバーシュート分により定着ローラ１９１のピーク温度
（Ｄ点の温度）が定着温度となるような定着ヒータ１９
３の消灯タイミングをＢとすると、点灯時間ｔＣは、Ａ
Ｃ間の点灯時間ｔからＢＣ間の時間Δｔだけ短くした時
間である。なお、この短縮時間Δｔは、定着ヒータ１９
３の点灯時間、すなわち、定着ローラ１９１の畜熱量に
より変化し、定着ヒータ１９３の点灯開始時の温度ＴＳ
により異なるものである。また、定着ヒータ１９３の点
灯開始時の温度ＴＳに対する短縮時間Δｔは、実験的に
予め求めることができる。

【００３０】前記メモリ２２２には、前記短縮時間Δｔ
を考慮した現在温度ＴＳに対応する点灯時間ｔＣの変換
テーブルが記憶されており、点灯時間ｔＣはサーミスタ
１９４で検知された温度ＴＳから該変換テーブルを用い
て直接算出され、タイマー２２１に設定される。

【００３１】なお、点灯時間ｔＣは、検知温度ＴＳと定
着ローラ１９１の温度上昇率Ｋとから所定の演算式で算
出するようにしてもよい。例えば定着温度１８０℃より
定着ヒータ１９３消灯後のオーバーシュートによる定着
ローラ１９１の温度上昇分ΔＴだけ低い温度ＴＥを算出
し、該温度ＴＥと前記検知温度ＴＳ及び前記温度上昇率
Ｋとから点灯時間ｔＣを算出するようにしてもよい。前
記温度上昇分ΔＴも定着ヒータ１９３の点灯時間、すな
わち、定着ローラ１９１の畜熱量により変化し、定着ヒ
ータ１９３の点灯開始時の温度ＴＳにより異なるが、予
め実験的に求めることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、定着ヒー
タの点灯開始時の定着ローラの温度と定着温度との温度
差から定着ヒータの加熱に伴うオーバーシュート後の定
着ローラの温度を定着温度にするような点灯時間を演算
し、前記定着ヒータにこの点灯時間だけ通電するように
したので、従来定着温度に達した時点で定着ヒータの通
電を停止させるものよりも定着ヒータの点灯時間が短縮
され、電力消費の節約を図ることができる。

【００３３】また、定着ローラが定着温度に達する前に
定着ヒータをオフにし、定着ローラの温度のオーバーシ
ュート分で定着温度まで上昇させるようにしたので、定
着ローラが前記定着温度を越えることがなく、いわゆる
高温オフセットによるトナー像の定着不良を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の制御システムのブ
ロック構成図である。

【図２】本発明に係る画像形成装置の動作を説明するた
めの定着ローラの温度特性図である。

【図３】本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す概
略構成図である。

【符号の説明】

１　　画像形成装置本体 １９　　定着装置 ２２　　制御部 ２３　　転写紙検知スイッチ １９１　　定着ローラ １９２　　加圧ローラ １９３　　定着ヒータ １９４　　サーミスタ ２２１　　タイマー ２２２　　メモリ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　定着ヒータを点灯して定着ローラを所
   定の定着温度に上昇させる画像形成装置において、前記
   定着ヒータ点灯開始時の前記定着ローラの温度を検知す
   る温度検知手段と、前記定着ヒータの加熱に伴うオーバ
   ーシュート後の温度を定着温度にすべく検知温度と前記
   定着温度との温度差に基づいて前記定着ヒータの点灯時
   間を演算する演算手段と、演算された点灯時間に基づき
   前記定着ヒータへの通電を制御するヒータ制御手段とを
   備えたことを特徴とする画像形成装置。