JPH09222828A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は定着加圧ローラの温度が十分に温ま
っていない事による定着不良の発生を防ぐ事のできる画
像形成装置を提供することを目的としている。 【解決手段】 画像形成装置に配設されたフィルム方式
の定着装置の温度を、サーミスタで検知し、カーブＢの
ように、加熱体への通電開始から所定時間ＴｌｉｍＡ経
過後に検知温度が定着準備温度ＴＭＰｏｋに達した場合
には、この時点で記録媒体の給送を開始する。しかし、
カーブＡ、カーブＣのように、上記所定時間ＴｌｉｍＡ
よりも早いＴｌｉｍＢ時に定着準備温度ＴＭＰｏｋに達
した場合には、加圧ローラへの熱伝達時間を確保するた
め、記録媒体の給送を遅らせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱容量の小さい加
熱体を使用して記録媒体に画像を定着させて画像形成す
る画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像形成装置においては、加熱体
に接続した温度検知手段により加熱体の温度を検知し、
加熱体に通電を開始してからの温度上昇時間を監視し
て、温度上昇が遅い時には画像形成装置の定着手段が冷
えていると判断し、記録媒体の搬送開始を遅らせてい
た。また、温度上昇が速いときには定着手段が十分に温
まっていると判断して記録媒体の搬送を予め決定された
給紙タイミングで行っていた。

【０００３】このような装置におけるサーミスタ温度上
昇と時間の関係の例を図５に示す。加熱体に通電を開始
してからの加熱体の温度上昇速度は、加熱体の初期温
度、加熱体の熱容量、入力電源電圧及び環境温度により
決定されるものであり、図５に示すような違いが現れ
る。

【０００４】例えば、加熱体が冷えている状態（ｔｍｐ
１）で入力電源電圧及び環境温度が通常の状態であると
きには、通常の立上り温度上昇カーブＢのようになり、
また、加熱体が温まっている状態（ｔｍｐ０）で入力電
源電圧及び環境温度が通常の状態であるときには、通常
の立上り温度上昇カーブＣのようになる。そして、加熱
体の初期温度あるいは入力電源電圧あるいは環境温度に
より加熱体の温度が上昇しにくい状態である場合には、
通常より遅い立上り温度上昇カーブＤのようになる。

【０００５】そこで従来は、加熱体への通電開始から任
意の時間である記録媒体給送基準時ＴｌｉｍＡ（ｓｅ
ｃ）後に定着サーミスタ温度を検知し、その時の温度が
定着準備温度ＴＭＰｏｋに到達していない場合（ｔｍｐ
Ｄ）には、給紙手段による給紙を遅らせる等の制御によ
り定着手段へ記録媒体が到達する時間を遅くして加熱体
への通電時間を長くするように制御を行っていた。

【０００６】また、上記記録媒体給送基準時ＴｌｉｍＡ
（ｓｅｃ）後に、定着準備温度ＴＭＰｏｋよりも高い
（ｔｍｐＢ，ｔｍｐＣ）場合には、加熱体への通電開始
から定着準備温度ＴＭＰｏｋに到達する時間の長短に関
わらず、給紙手段により通常の給紙タイミングにより給
紙開始し、定着手段へ記録媒体を搬送して定着制御を行
っていた。

【０００７】また、電源入力監視手段により検知した入
力電源電圧レベルに関わらず、加熱体への通電開始から
任意の温度に到達する時間が短い場合には定着手段が十
分に温まっていると判断して、給紙手段による給紙を遅
らせる等の制御は行っていなかった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱容量
の小さい加熱体を用いた定着加熱ローラと、上記加熱体
よりも熱容量の大きい定着加圧ローラと、加熱体に接続
して定着加熱ローラの温度を監視する定着サーミスタと
により構成され、記録媒体を定着加熱ローラと定着加圧
ローラの間を搬送して温度と圧力をかけることにより記
録媒体に像の定着を行う定着ユニットを備えたレーザー
ビームプリンタにおいて、特にプリンタ１枚目のプリン
タ装置内の系が冷えた状態に時は、定着加圧ローラが十
分に温まっていないにも関わらず記録媒体が定着手段に
搬送されてくる状態が発生することがあった。

【０００９】例えば、通常の電圧よりも高い電圧が供給
された時、定着加熱ローラの温度は加熱体に通電を開始
してから通常よりも速く上昇する。しかしながら、定着
加圧ローラは加熱体より熱容量が大きいために温度上昇
は加熱ローラより遅い。従って、この場合にも、加熱体
に接続した定着サーミスタの温度が高いことを検知する
ことにより定着手段は印字動作に必要な十分な温度にな
ったと判断し、記録媒体の搬送を開始していたため、定
着加圧ローラが十分に温まっていないことがあった。

【００１０】また、非常に冷えた環境においては、定着
加圧ローラの径が通常よりも小さ目となり、定着加熱ロ
ーラと定着加圧ローラとの間のニップの面積が少な目に
なっているために、加熱体により温められた定着加熱ロ
ーラの熱が、定着加圧ローラへ伝わりにくい状態とな
る。この場合にも、加熱体の温度は上昇し、加熱体に接
続した定着サーミスタの温度が高いことを検知すること
により定着手段は印字動作に必要な十分な温度になった
と判断し、記録媒体の搬送を開始していたため、定着加
圧ローラが十分に温まっていないことがあった。

【００１１】そして、このように搬送された記録媒体が
定着ユニットに到達した時点において定着加圧ローラの
温度が十分に温まっていない場合には、搬送されてきた
記録媒体に十分な熱と圧力を与えることができず、定着
不良の画像を発生することがあった。

【００１２】そこで、本発明は、定着加圧ローラの温度
が十分に温まっていないことによる定着不良の発生を防
ぐことのできる画像形成装置を提供することを目的とし
ている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本出願に係る第１の発明
によれば、上記目的は、記録媒体を供給する給送手段
と、該記録媒体に未定着現像剤像を形成する画像形成部
と、加熱体及び加圧部材を有し該未定着現像剤像を該記
録媒体に定着させる定着装置と、該定着装置の温度検知
手段と、該定着装置の温度及び上記給送手段による記録
媒体の給送時期並びに上記画像形成部の画像形成時期の
制御を含む統括的な制御を行う制御手段とを備え、該制
御手段は、上記加熱体への通電開始から所定時間経過後
である記録媒体給送基準時に、上記温度検知手段による
検知温度が所定温度に達していると判断した場合には、
上記給送手段による上記記録媒体の給送を開始し、該検
知温度が所定温度に達していないと判断した場合には給
送を遅らせるように設定されている画像形成装置におい
て、上記制御手段は、上記温度検知手段による検知温度
が、上記記録媒体給送基準時以前の所定時に上記所定温
度に達したと判断した場合には、上記給紙手段による記
録媒体の搬送開始を遅らせて上記加熱体への通電時間を
長くするように設定されていることにより達成される。

【００１４】また、本出願に係る第２の発明によれば、
上記目的は、上記第１の発明において、定着装置は、無
端移動自在に配設された耐熱性フィルムと、該耐熱性フ
ィルムの内側に接するように配設された加熱体と、該耐
熱性フィルムを介して該加熱体に圧接するように配設さ
れた加圧部材とを有し、該圧接部に記録媒体を挟持して
上記加熱体の熱エネルギーを該記録媒体及び未定着現像
剤に付与し圧力を加えて該未定着現像剤像を該記録媒体
に定着させるものであることにより達成される。

【００１５】つまり、本出願に係る第１の発明において
は、制御手段により、定着装置の加熱体への通電開始か
ら所定時間経過後である記録媒体給送基準時に、温度検
知手段による検知温度が所定温度に達していると判断し
た場合には、給送手段による記録媒体の給送を開始する
ため、記録媒体が定着装置に到達した際に定着装置の温
度が十分な温度に達しており、いわゆるウェイトタイム
の短縮を図りつつ、良好な定着を行う。また、上記検知
温度が所定温度に達していないと判断した場合には給送
を遅らせるので、記録媒体が定着装置に到達した際に定
着装置の温度が不十分な温度であることを防ぎ、定着不
良を防止する。さらに、上記温度検知手段による検知温
度が、上記記録媒体給送基準時以前の所定時に上記所定
温度に達したと判断した場合には、上記給紙手段による
記録媒体の搬送開始を遅らせて上記加熱体への通電時間
を長くするので、加熱体の温度が十分に加圧部材へ伝達
され、加圧部材の熱容量が大きい場合でも加圧部材を十
分に加熱して、定着不良を防ぐ。

【００１６】さらに、本出願に係る第２の発明において
は、上記第１の発明の定着装置は、無端移動自在に配設
された耐熱性フィルムと、該耐熱性フィルムの内側に接
するように配設された加熱体と、該耐熱性フィルムを介
して該加熱体に圧接するように配設された加圧部材とを
有し、該圧接部に記録媒体を挟持して上記加熱体の熱エ
ネルギーを該記録媒体及び未定着現像剤に付与し圧力を
加えて該未定着現像剤像を該記録媒体に定着させるもの
であるので、低熱容量の耐熱性フィルムによりクイック
スタートが行われると共に、環境温度が低いとき、ある
いは入力電源電圧が高い時等でも、耐熱性フィルムに比
して熱容量の大きな加圧部材を十分に加熱して定着不良
を防ぐ。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態を
示すレーザービームプリンタの構成を説明する断面図で
ある。

【００１８】図１において、１は画像形成装置としての
レーザービームプリンタ本体、２はカセット給紙口であ
る。このカセット給紙口に収容された記録媒体Ｐは、給
送手段としての給紙ローラ３及び搬送ローラ３ａの駆動
により、プリンタ内の搬送路上へ搬送され、感光ドラム
５ａと転写ローラ５ｂのニップ部へと到達する。そし
て、この搬送途中で給紙センサ３ｂにより画像書込タイ
ミングを検知し、画像形成部５にて次のような画像書き
込みが開始される。

【００１９】つまり、スキャナユニット４は、図２に示
すビデオコントローラ１２よりビデオインターフェース
１３を介して送られてきた画像のビデオデータをレーザ
ー光として変調し、図１に示すレーザー発光部４ａによ
りポリゴンモータ４ｂに反射させて水平同期信号を取込
みながら、感光ドラム５ａ上に走査しながら潜像を形成
する。そして、この潜像は公知の現像技術によりトナー
像として顕像化され、転写ローラ５ａにより、搬送され
てきた記録媒体Ｐ上に転写される。なお、画像転写部５
は感光ドラム５ａと転写ローラ５ｂその他の構成部分か
ら成っているが、画像転写部５での画像形成処理につい
ては、本発明とは直接的に関係がないので説明は省略す
る。

【００２０】このようにトナー像を転写された記録媒体
Ｐは、さらに定着装置６へと搬送され、耐熱性フィルム
としての定着フィルム６ｄを介してセラミックヒータ等
の加熱体６ａと加圧部材たる加圧ローラ６ｃとの間に形
成されるニップ部にて、トナー像と共に加熱される。

【００２１】この時の加熱体６ａの温度は温度検知手段
たる定着サーミスタ６ｂにより検知され、所定の温度に
維持されており、転写プロセスの終了した記録媒体に熱
と圧力を加えてトナー像を定着させる。

【００２２】そして、定着装置６を通過した記録媒体Ｐ
は、排紙ローラ７により排紙トレイ８上へ排出され、画
像形成動作が終了する。

【００２３】以上のような本実施形態の画像形成装置の
動作は、図２に示す制御手段たるＤＣコントローラ９に
より、予め記録される制御手順に基づいて、統括的に制
御されている。以下、図２に基づいて本実施形態におけ
る制御部の構成を説明する。

【００２４】図２において、１２はビデオコントローラ
であり、該ビデオコントローラ１２は外部インターフェ
ース１１を介してホストコンピュータ１０等からコード
化された画像情報（コードデータ）を受信し、コードデ
ータをドットイメージのビデオデータに変換してからビ
デオインターフェース１３を介してＤＣコントローラ９
に印字指令を送出する。

【００２５】この印字指令を受けたＤＣコントローラ９
は、ビデオコントローラ１２に対して主・副走査同期信
号を出力し、ビデオコントローラ１２はこの主・副走査
同期信号に同期して、ビデオデータを順次ＤＣコントロ
ーラ９に送出する。

【００２６】また、ＤＣコントローラ９は、各アクチュ
エータ１４の駆動や、搬送駆動モータ１５の駆動を、上
述した給紙センサ３ａを含む各センサ１６からの入力を
監視することによりプリンタエンジンを統括的にコント
ロールしており、所定のタイミングにてスキャナユニッ
ト４の駆動、及び加熱体６ａへの通電、並びに記録媒体
Ｐの給送の開始を行っている。

【００２７】例えば、図３に示すように、加熱体６ａへ
の通電開始から任意の時間である記録媒体給送基準時Ｔ
ｌｉｍＡ（ｓｅｃ）後に定着サーミスタ温度を検知し、
その時の温度が定着準備温度ＴＭＰｏｋ（℃）に到達し
ている場合には、記録媒体Ｐの給送を開始し、一方、そ
の時の温度が定着準備温度に到達していない場合には、
給紙手段による給紙を遅らせる等の制御により定着装置
６へ記録媒体Ｐが到達する時間を遅くして加熱体６ａへ
の通電時間を長くするように制御を行っている。

【００２８】しかし、加熱体６ａに通電を開始してから
加熱体６ａの温度が通常よりも速く上昇する場合は、例
えば非常に冷えた環境であって、加圧ローラ６ｃの径が
通常よりも小さ目となり、定着フィルム６ｄと加圧ロー
ラ６ｃの間のニップの面積が少な目になっているため
に、加熱体６ａの熱が、加圧ローラ６ｃへ伝わりにくい
状態となることがある。

【００２９】そこで、本実施形態では、定着サーミスタ
温度が、立ち上げ開始からの早期立ち上げ時間Ｔｌｉｍ
Ｂ（ｓｅｃ）（ＴｌｉｍＢ＜ＴｌｉｍＡ）の時点で、定
着準備温度ＴＭＰｏｋ（℃）に達していることを検知し
た場合には、加圧ローラ６ｃの温度が低い場合を考慮し
て、記録媒体Ｐの搬送開始を遅らせる制御を行うことと
した。

【００３０】以下、図３のサーミスタ温度上昇と時間の
グラフ、及び図４のフローチャートに基づいて本実施形
態における制御の内容を説明する。

【００３１】図３においては、加熱体が冷えている状態
（ｔｍｐ１）にも関わらず入力電源電圧あるいは環境温
度が通常以上であるため、通常より速い立上りを示す定
着温度カーブＡ、また、加熱体が冷えている状態（ｔｍ
ｐ１）で入力電源電圧及び環境温度が通常の状態である
ため、通常の立上りを示す定着温度カーブＢ、さらに、
加熱体が温まっている状態（ｔｍｐ０）で入力電源電圧
及び環境温度が通常であるため、通常の立上りを示す定
着温度カーブＣを例として挙げた。

【００３２】図４のフローチャートに示すように、ま
ず、定着サーミスタ温度が定着初期温度ＴＭＰｓｔ
（℃）より高いかどうかを判断する（ステップＳ５０
１）。これは、カーブＡとカーブＣのサーミスタ温度
が、通電開始からＴｌｉｍＡ（ｓｅｃ）後に共にＴＭＰ
ｏｋ（℃）以上となるため、これらを区別するためであ
る。

【００３３】比較の結果、定着サーミスタ温度が定着初
期温度ＴＭＰｓｔ（℃）よりも低い場合には初期ページ
フラグＦＬ１をセットし（ステップＳ５０２）、高い場
合にはフラグをセットせず、定着器への通電を開始し、
定着器立ち上げ時間監視タイマＴＭ１をスタートさせる
（ステップＳ５０３）。

【００３４】そして、定着サーミスタ温度が定着準備温
度ＴＭＰｏｋ（℃）に到達したかどうかを監視し（ステ
ップＳ５０４）、定着サーミスタ温度が定着準備温度Ｔ
ＭＰｏｋより高くなった時であって、初期ページフラグ
ＦＬ１がセットされており（ステップＳ５０５）、さら
に定着器立ち上げ時間監視タイマＴＭ１が早期立ち上げ
時間ＴｌｉｍＢ（ｓｅｃ）未満である場合には（ステッ
プＳ５０６）、通常よりも異常に早期に立ち上げ温度に
到達したと判断して、給紙待機フラグＦＬｗをセットし
て（ステップＳ５０７）、搬送制御において給紙動作を
遅らせる。

【００３５】一方、定着サーミスタ温度が定着準備温度
ＴＭＰｏｋより高くなった時であっても、初期ページフ
ラグＦＬ１がクリアされている場合には（ステップＳ５
０５）、加圧ローラ６ｃの温度が十分に温まっていると
考えられるので、給紙待機フラグＦＬｗはセットしな
い。また、定着サーミスタ温度が定着準備温度ＴＭＰｏ
ｋより高くなった時であって、定着器立ち上げ時間監視
タイマＴＭ１が早期立ち上げ時間ＴｌｉｍＢ（ｓｅｃ）
以上である場合にも（ステップＳ５０６）、加圧ローラ
６ｃの温度が十分に温まっていると考えられるので、給
紙待機フラグＦＬｗはセットしない。

【００３６】また、定着サーミスタ温度が定着準備温度
ＴＭＰｏｋに達せず（ステップＳ５０４）、時間監視タ
イマＴＭ１がＴｌｉｍＡ（ｓｅｃ）以上になった場合に
は（ステップＳ５０９）、従来と同様に給紙動作を遅ら
せるため、給紙待機フラグＦＬｗをセットする（ステッ
プＳ５０７）。

【００３７】なお、カーブＡとカーブＣは共に、通電開
始からＴｌｉｍＡ（ｓｅｃ）後のサーミスタ温度がＴＭ
Ｐｏｋ（℃）以上であるため、これを区別するために、
通電開始時に、温度ＴＭＰｓｔ（℃）以下か否かでこれ
らを判別するようにしても良い。

【００３８】以上説明したように、立ち上げ開始からの
早期立ち上げ時間ＴｌｉｍＢ（ｓｅｃ）（ＴｌｉｍＢ＜
ＴｌｉｍＡ）を監視してこの時すでに定着準備温度ＴＭ
Ｐｏｋ（℃）より高い場合には、記録媒体の搬送開始を
遅らせることにより適正に定着された画像を得る画像形
成装置を得ることができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本出願に係る第１
の発明によれば、加熱体への通電を開始してからの所定
温度への到達時間が、記録媒体給送基準時より速い場合
には、記録媒体の給送開始タイミングを遅らせるので、
供給される電源電圧が通常よりも高く、加圧部材の温度
上昇が、温度検知手段による検知温度の上昇に間に合わ
ない場合にも、十分に加圧部材に熱を伝達することがで
き、適正に定着された画像を得ることができる。また、
非常に冷えた環境において加圧部材の径が通常よりも小
さ目となり、定着ローラ等の定着部材または加熱体と加
圧部材との圧接部の面積が少なめ目になっている場合に
も、十分に加圧部材に熱を伝達して、適正に定着された
画像を得ることができる。さらに、定着の不良な画像の
記録媒体を取り出す処理が必要なくなり、ユーザーの手
及び画像形成装置の機内を汚すことを無くすことができ
る。

【００４０】また、本出願に係る第２の発明によれば、
上記第１の発明の定着装置は、無端移動自在に配設され
た耐熱性フィルムと、該耐熱性フィルムの内側に接する
ように配設された加熱体と、該耐熱性フィルムを介して
該加熱体に圧接するように配設された加圧部材とを有
し、該圧接部に記録媒体を挟持して上記加熱体の熱エネ
ルギーを該記録媒体及び未定着現像剤に付与し圧力を加
えて該未定着現像剤像を該記録媒体に定着させるもので
あるので、低熱容量の耐熱性フィルムによりクイックス
タートを行うことができ、環境温度が低いとき、あるい
は入力電源電圧が高い時等でも、耐熱性フィルムに比し
て熱容量の大きな加圧部材を十分に加熱して定着不良を
防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態におけるレーザービームプ
リンタの構成を説明する断面図である。

【図２】図１装置の制御部の構成を説明するブロック図
である。

【図３】図１装置における定着サーミスタ温度と時間の
関係を示すグラフである。

【図４】図２に示す制御手段の制御内容を示すフローチ
ャートである。

【図５】従来の定着サーミスタ温度と時間の関係を示す
グラフである。

【符号の説明】

１ レーザービームプリンタ（画像形成装置） ３ 給紙ローラ（給送手段） ３ａ 搬送ローラ（給送手段） ５ 画像形成部 ６ 定着装置 ６ａ 加熱体 ６ｂ 定着サーミスタ（温度検知手段） ６ｃ 定着加圧ローラ（加圧部材） ６ｄ 定着フィルム（耐熱性フィルム） ９ ＤＣコントローラ（制御手段） Ｐ 記録媒体 ＴｌｉｍＡ 記録媒体給送基準時 ＴｌｉｍＢ 記録媒体給送基準時以前の所定時

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体を供給する給送手段と、該記録
   媒体に未定着現像剤像を形成する画像形成部と、少なく
   とも加熱体及び加圧部材を有し該未定着現像剤像を該記
   録媒体に定着させる定着装置と、該定着装置の温度検知
   手段と、該定着装置の温度及び上記給送手段による記録
   媒体の給送時期並びに上記画像形成部の画像形成時期の
   制御を含む統括的な制御を行う制御手段とを備え、該制
   御手段は、上記加熱体への通電開始から所定時間経過後
   である記録媒体給送基準時に、上記温度検知手段による
   検知温度が所定温度に達していると判断した場合には、
   上記給送手段による上記記録媒体の給送を開始し、該検
   知温度が所定温度に達していないと判断した場合には給
   送を遅らせるように設定されている画像形成装置におい
   て、上記制御手段は、上記温度検知手段による検知温度
   が、上記記録媒体給送基準時以前の所定時に上記所定温
   度に達したと判断した場合には、上記給紙手段による記
   録媒体の搬送開始を遅らせて上記加熱体への通電時間を
   長くするように設定されていることを特徴とする画像形
   成装置。
2. 【請求項２】 定着装置は、無端移動自在に配設された
   耐熱性フィルムと、該耐熱性フィルムの内側に接するよ
   うに配設された加熱体と、該耐熱性フィルムを介して該
   加熱体に圧接するように配設された加圧部材とを有し、
   該圧接部に記録媒体を挟持して上記加熱体の熱エネルギ
   ーを該記録媒体及び未定着現像剤に付与し圧力を加えて
   該未定着現像剤像を該記録媒体に定着させるものである
   こととする請求項１に記載の画像形成装置。