JPH01289988A - トナー定着器の制御方法 - 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】 ［目次］ 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 発明の効果 ［概要］ ヒートローラ及び加圧ローラを備えたトナー定着器の設
けられた印刷装置において、トナー定着器の制御を行う
方法に間し、 ヒートローラに対する電力供給量及びプロセス初期化に
よるダメージを抑えながら、印刷装置の低温始動時にお
けるトナー定着性を向上できる制御方法の提供を目的と
し、 ヒートローラ及び加圧ローラを備えたトナー定着器でシ
ートに転写済みトナーが定着される印刷装置において、
印刷装置の動作開始に応動して、ヒートローラ熱源を動
作状態にすると共に、一定の期間に亘りヒートローラと
加圧ローラを回転駆動した後に回転を停止し、回転停止
から所定の期間に亘りヒートローラの温度が設定温度に
到達したか否かを検出し、前記所定期間内に設定温度に
到達していたときには定着可能状態とする一方、前記所
定の期間内に設定温度へ達していないときはヒートロー
ラと加圧ローラを回転制御する、ことを特徴とする。

［産業上の利用分野コ 本発明は、ヒートローラ及び加圧ローラを備えたトナー
定着器でシートに転写済みトナーが定着される印刷装置
において、そのトナー定着器を制御する方法に関する。

例えば電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ
装置においては、感光１ζラム上に形成された！・ナー
像がシートへ転写され、その転写トナー像はトナー定着
器でシートに定着される。

［従来の技術］ 第７図ではトナー定着作用が説明されており、同図（Ａ
）、　　（Ｂ）において、トナー定着器１４はヒートロ
ーラ１ｏ及び加圧ローラ１２（一般にシリコンゴム製）
により構成されている。

そしてヒートローラ１ｏには熱源が内蔵されており、ヒ
ートローラ１ｏの外周面と加圧ローラ１２の外周面とは
接した状態となっている。

これらヒートローラ１０．　　加圧ローラ１２は印刷時
に回転駆動されており、したがってそれら間をシート１
６が通過すると、すでに転写されていたトナー１８がシ
ート１６へ定着する。

以上のトナー定着器１４が設けられた印刷装置の動作が
開始されると、良好な印刷結果を得るために、先ずプロ
セスの初期化が行われ、その初期化開始時からヒートロ
ーラ１０内蔵の熱源が通電される。

このプロセス初期化ではプロセス部品の感光体や現像剤
に電気的９機械的なストレスが与えられ、これによりそ
れらの寿命が短縮されるので、プロセス初期化の時間を
短縮することが好ましい。

このため、装置動作が開始されてからプロセス初期化が
必要な期間に亘ってのみ行なわれ、その初期化が終了す
ると、ヒートローラ１０内蔵の熱源に対する通電のみが
継続される。

そしてプロセス初期化の終了後においてはヒートローラ
１０が内蔵熱源で加熱され、加圧ローラ１２もヒートロ
ーラ１０を介して加熱される。

その後、ヒートローラ１０が一定の温度になったことが
確認されると、装置は印刷が可能な状態となる。

ここで、プロセスの初期化が終了してヒートローラ１０
及び加圧ローラ１２が停止すると、第７図（Ａ）におい
てヒートローラ１０の６時位置ＨＢＩＯおよび１２時位
置ＨＴＩＯを含む全周面と加圧ローラ１２の１２時位置
ＨＴ１２を中心とする上側とは十分に加熱されるが、加
圧ローラ１２の下側では十分加熱されず、加圧ローラ１
２の６時位置ＨＢ１２部分が最も低温になる。

したがって、ヒートローラ１ｏが十分に加熱されたこと
が確認されてそのまま印刷が開始されると、同図（Ｂ）
の様に同図（Ａ）におけるヒートローラ１０の１２時位
置ＨＴＩＯと加圧ローラ１２の６時位置ＨＢ１２とが接
する毎に、加圧ローラ１２側へ熱が奪われ、ヒートロー
ラ１ｏにおけるその１２時位置ＨＴＩＯ部分で温度が次
第に低下する。

このため、雰囲気温度（室温）が低い環境下で長時間放
置されていた装置に電源が投入された場合には、この温
度低下が大きなものとなる。

その結果、ヒートローラ１ｏの位置ＨＴＩＯ部分におけ
る周面実温度が良好な定着を維持できる定着下限温度を
第８図のように下回る期間ｔが生じる。

従って、その期間ｔては、ヒートローラ１０の周面位置
ＨＴ１０てトナー１８をシート１６へ良好に定着させる
ことが困難となる。

そこで、特公昭６１−３１４６２号公報で示される提案
においては、第９図のようにますローラ回転停止の状態
でヒー！・ローラ１０の熱源が通電され（ステップ９０
０）、一定期間の通電が行われると（ステップ９０２）
、ヒートローラ１０及び加圧ローラ１２が回転駆動され
、これによりそれらの周面が均一にかつ十分に加熱され
る。

その結果、雰囲気温度の低い環境下で放置されていた装
置へ電源が投入された場合であっても、トナー定着性が
良好な状態で印刷を開始することが可能となる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来においては、熱源に対して通電が開
始された時からローラ回転の駆動が終了する時までプロ
セスの初期化が行われる装置では、その初期化による電
気的、機械的ストレスがより蓄積される。

さらに雰囲気温度が低くない場合や装置の動作がその停
止後直ちに再び開始された場合にも、ヒートローラ１０
の熱源に対して一定時間の通電が行われるので、直ちに
印刷を開始できず、その結果、装置の利用性が低下して
いた。

本発明は上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、
その目的は、ヒートローラに対する電力供給量及びプロ
セス初期化によるダメージを抑えながら、低温始動時に
おけるトナー定着性を向上できるトナー定着器の制御方
法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明では第１図の方法が
とられている。

同図の印刷装置２０では、熱源を有するヒートローラ１
０及び加圧ローラ１２を備えたトナー定着器１４におい
て、シート１６に転写済みのトナー１８が定着される。

この印刷装置２０の動作が開始されると、ヒートローラ
１０の熱源が駆動される一方、一定の期間に亘りヒート
ローラ１０と加圧ローラ１２が回転駆動された後、その
回転が停止される（ステップ１００）。

前記所定の期間内に設定温度に到達していたときには定
着可能状態とする一方、設定温度へ達していないことが
確認されると、ヒートローラ１０と加圧ローラが回転制
御される（ステップ１０４）［作用］ 本発明では、印刷装置２０の動作開始後に特定の期間が
経過しても、ヒートローラ１０の温度が設定温度へ達し
ていないときにヒートローラ１０と加圧ローラ１２の回
転制御が行われる。

すなわち、通常の温度環境下で、あるいは装置の一時的
な停止後に、動作が再開された場合は、回転駆動中、あ
るいは回転停止後の所定の期間中にヒートローラ１０と
加圧ローラ１２の温度が設定温度に到達し、定着可能状
態となるので、不要なローラ回転による初期化ストレス
を抑制することができる。

これに対し、回転停止後の所定期間内にヒートローラ１
０と加圧ローラ１２が設定温度に到達していない場合は
、雰囲気温度が低い状態で放置されていた印刷装置２０
に電源が投入されたものとみなされ、所定の期間が経過
後にそれらローラ１０．１２の回転制御が行われる。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明に係る方法の好適な実施例
を説明する。

第２図には本発明が適用されたレーザプリンタ２００の
内部構造が示されており、レーザプリンタ２００の内部
においては下側にカットシート２０２が積み重ねられて
いる（実際にはカセットに収納されている）。

そして内部にはＳ字状のシート搬送路２０４が設けられ
ており、カットシート２０２は上側から−ｌ〇− 順番にプリンタ上部の排紙トレイ２０６へシート搬送路
２０４を介して排出されている。

これらのカットシー１−２０２はピックローラ２０日に
より取り出されており、ローラ２１０によりシート搬送
路２０４へ送出されている。

また第２図においてレーザプリンタ２００の左側面にシ
ート挿入口２１２が設けられており、これを介して外部
からシート搬送路２０４へ不図示のシートが挿入されて
いる。

そのシー１□　’ｆＡ２送路２０４てはローラ２１０及
びシート挿入口２１２の下流側にローラ２１４が設けら
れており、これによりカットシート２０２（外部挿入の
ものも含む、以下同様）はシート搬送路２０４内を感光
ドラム２１６の下側へ向かって送られている。

感光ドラム２１６はトナー転写後に除電器２１８で除電
されており、ファーブラシあるいはスポンジを用いるク
リーナ２２０によるクリーニング後において帯電器２２
２により帯電されている。

さらに帯電後の感光ドラム２１６へその軸方向に走査さ
れるレーザ光が光学ユニッｌ−２２４から照射されてお
り、レーザ光による静電潜像の現像が現像器２２６によ
り行われている。

その現像器２２６による現像で感光ドラム２１６上に形
成されたトナー像は転写器２３８によりカットシート２
０２へ転写され、その方ツトシート２０２はヒートロー
ラ１０及び加圧ローラ１２を備えたトナー定着器１４は
送出される。

さらにトナー定着器１４でトナーが定着したカットシー
トは排出ローラ２４０．２４２を介して排紙トレイ２０
６へ排出されている。

またレーザプリンタ２００の最も下側には制御回路２４
４が設けられており、特願昭６２−２０１１４０（昭和
６２年８月１２日出願）と同様にローラ２１４の上流側
とローラ２４２の上流側とにシート検出用のセンサ２４
６．２４Ｂが設けられている。

そしてヒートローラ１０には、その温度を検出するセン
サ２５０が設けられている。

第３図ではレーザプリンタ２００の制御系が説明されて
おり、各部の駆動力は唯一のモータ３００て得られてお
り、モータ３００から各部への実線は動力伝達系を示し
ている。従って、モータ３００の回転に連動して、回転
駆動される。

そして、ローラ２０８．２１０，２１４についてはクラ
ッチ３０２，３０４．３０６が設けられており、クラッ
チのオン／オフを制御することにより、像形成プロセス
とは非連動で動作可能となっており、これらのクラッチ
及びモータ３００は制御回路２４４のＭＰＵ３０Ｂによ
り制御されている。

また、ＭＰＵ３０Ｂはモータ３００の回転数を計算する
ことて、感光トラム２１６の回転数を計数し、感光ドラ
ム２１６．現像器２２６．クリーナ２２０の寿命を個別
に定められた値との比較により判断可能となっている。

ざらにセンサ２４６，２４８，２５０の出力はＭＰＵ３
０Ｂに与えられており、ヒートローラ１０に内蔵の熱源
として使用されるハロゲンランプ３１０の通電制御がＭ
Ｐ　０３０８により行われている。

またＭＰＵ３０Ｂにより光学ユニット２２４の制御が行
われており、制御回路２４４ではＭＰＵ３０８による制
御のためにメモリ３１２が使用されている。

なお、ミラーモータ３１４もＭＰＵ３０８により制御さ
れている。

さらに、図示しない主電源スイッチと前カバーの開閉の
有無を検出するインタロックスイッチとを有し、主電源
スイッチの投入により、ＭＰＵ３０８への通電が行われ
る一方、メモリ３１２、及び図示されざるオペレータパ
ネル等の低電圧で動作する部分と、前帯電器２２２、ヒ
ートローラ１０等の高電圧で動作する部分への通電が可
能となる。

インタロックスイッチは前カバーの開状態においてオフ
状態となって高電圧で動作する部分のみの通電を抑制す
るようになっている。

そして、ＭＰＵ３０８は主電源スイッチの投入、インタ
ロックスイッチのオフからオンへの復帰に応動して、装
置の初期化プロセスを実行するように構成されている。

第４図及び第５図では本実施例の作用がフローチャー１
・で説明されており、第６図ではその作用がタイミング
チャートで説明されている。

レーザプリンタ２００に電源が投入されたとき、あるい
は動作が一旦停止した後に再開されたときには、まずハ
ロゲンランプ３１０が点灯され（ステップ４００）、ヒ
ートローラ１０の加熱が開始される。

そして第６図のようにミラーモータ３１４の駆動、モー
タ３００の駆動、帯電器２１８の動作開始、現像バイア
ス印加、転写器２２２の動作開始。

アラームチエツクの順でプロセスの初期化（ステップ４
０２）が行われる。

従って、このときモータ３００は突入電流を防止するた
め、ハラケンランプ３１０．ミラーモータ３１４の駆動
タイミングとは異なる電源投入後の時刻ｔ２経過後に回
転駆動され、時刻ｔ９（１７秒）において回転が停止さ
れるので、ヒートローラ１Ｏと加圧ローラ１２にもこれ
と同様に一定の期間（ｔ９−ｔ２）に亘り回転駆動させ
た後に停止する。

また、同様にパドルローラ２２８．現像ローラ２３０、
クリーナ２２０も回転駆動され、ＭＰＵ３０８は計数動
作を行う。

この初期化処理（ステップ４０２）が終了すると、ハロ
ゲンランプ３１０が点灯してから所定の肋間Ｔｌ（６０
秒）を経過したか否かが判断され（ステップ４０６）、
その期間を経過していないときにはセンサ２５０により
検出されたヒートローラ１０の温度が予め設定された規
定温度に達したか否かが判断される（ステップ４０４）
。

ここで、センサ２５０による温度検出動作は初期化の動
作（ステップ４０２）中にも行われており、時刻ｔ９を
経過する以前に設定温度（１９０℃）に到達している場
合は、ヒートローラ１０の停止後直ちにステップ５０２
へ移り、ハロゲンランプ３１０をオフすると共に、他の
部分（制御回路内のリセット処理）が印刷スタート信号
を受信可能な状態となっていることを条件にレディ状態
（定着−１６＝ 可能な状態）となる。

このステップ４０４で検出温度が規定温度りこ達したこ
とが確認されると（ステップ４０４てＹＥＳ）、第５図
（Ａ）のようにハロゲンランプ３１０カイ消灯され（ス
テップ５００）、レーザプリンタ２００が印刷可能な状
態となる（ステップ５０２）。

すなわち、レーザプリンタ２００の動作開始時から所定
の期間を経過する前にヒートローラ１０が十分に加熱さ
れたときには、低温環境下で放置されることなく通常の
温度環境下で電源が投入されたものとみなされ、もしく
は電源がすでＬこ投入されていた場合で途中の停止後に
装置動作が開始されたものとみなされ、そのまま印刷が
開始されてもトナーを確実に定着てきるものと判断され
、直ちに印刷可能な状態となる。

これに対し、ハロゲンランプ３１０が点灯されてから所
定の期間（Ｔ１）を経過してもヒートローラ１０が予め
設定された規定温度へ達しな（１ことが確認された場合
には、プロセス初期化が再び開始される（ステップ４０
８，４１４，４２０゜４２６、　４３２）。

すなわち、再びメインモータ３００が回転駆動されてヒ
ートローラ１０と加圧ローラ１２の回転が行われる。

その間においては各プロセス動作が開始されてから各々
所定の期間が経過したか否かが監視されており（ステッ
プ４１０，４１６，４２２，４２８．４３６）、この２
回目のプロセス初期化中に検出温度が規定温度へ達した
ことが確認されると（ステップ４１２，４１８，４２４
．４３０のいずれかでＹＥＳ）、第５図（Ｂ）のように
先ずハロゲンランプ３１０が消灯され（ステップ５０４
）、次に帯電動作が停止され（ステップ５０６）、一定
の時間が経過するのを待ってプロセス動作が完全終了さ
れ（ステップ５１０）、レーザプリンタ２００が印刷可
能な状態となる（ステップ５１２）。

以上のように、最初のプロセス初期化が行なわれた後か
ら次のプロセス初期化が行われる時刻となる前にヒート
ローラ１０が規定温度まで加熱されなかったときには、
低温環境下でレーザプリンタ２００が長時間放置され、
これにより印刷が開始されてもトナーを良好に定着でき
ないものと判断され、ハロゲンランプ３１０が点灯され
たまま２回目のプロセス初期化が開始される。

そしてそのプロセス初期化中にヒートローラ１０が十分
に加熱されたことが確認されると、印刷が可能な状態と
される。

なお、２回目のプロセス初期化が行なわれてハロゲンラ
ンプ点灯時から許容時間Ｔ６（９０秒）が経過してもヒ
ートローラ１０の温度が一定温度に達しない場合（ステ
ップ４３４でＹＥＳ）には、定着器異常が第５図（Ｃ）
のように報知され（ステップ５１４）、ハロゲンランプ
３１０が消灯される（ステップ５１６）。

以上説明したように本実施例によれば、最初のプロセス
初期化が行なわれたときにヒートローラ１０が十分に加
熱されていた場合には直ちに印刷が可能となり、またヒ
ートローラ１０の温度が規定温度へ達していないときに
はハロゲンランプ３１００点灯が継続されたまま２回目
のプロセス初期化が開始され、その初期化中に検出温度
が規定温度へ達したときに印刷が可能となるので、ハロ
ゲンランプ３１０が点灯される時間及びプロセス初期化
が行なわれる時間を有効に抑制できる。

このため、ヒートローラ１０に対する電力供給量及びプ
ロセス初期化によるダメージ、すなわち、感光１・゛ラ
ム、現像剤、クリーナの疲労や不必要な計数動作を必要
最小限に抑えることが可能となる。

その結果、印刷が可能な状態となるまでの待ち時間を短
縮することが可能となり、したがってレーザプリンタ２
００の利用性をより向上できる。

また、雰囲気温度が低い環境下で放置されていたレーザ
プリンタ２００へ電源が投入されたときには、２回目の
プロセス初期化でトナー定着器１４が十分に加熱される
ので、そのような環境下でも確実にトナーを定着できる
印刷可能状態へ移行することが可能となる。

このように本実施例によれば、ヒートローラ１０に対す
る電力供給量及びプロセス初期化のダメ−２０＝ −ジを抑えながら、低温環境下でも確実にトナーを定着
できる印刷可能な状態へ短時間で移行することが可能と
なり、その結果、レーザプリンタ２００の商品性を著し
く高めることが可能である。

なお、最初のプロセス初期化でヒートローラ１０が規定
温度才で加熱されなかった場合、モータ３００の駆動で
ヒートローラ１０及び加圧ローラ１２を第７図（Ａ）の
姿勢から同図（Ｂ）の姿勢へ１８０度回板回転て停止さ
せても、ヒートローラ１０を十分に加熱できることが実
験により確認されている。

［発明の効果コ　′ 以上説明したように本発明によれば、一定の期間に亘る
ヒートローラと加圧ローラの回転駆動が終了したときに
ヒートローラの温度が検出され、検出温度が設定温度へ
達していないときにヒートローラと加圧ローラの回転制
御が行われるので、ヒートローラ１０に対する電力供給
量及びプロセス初期化によるダメージを抑えながら、低
温環境下でも確実にトナーを定着できる印刷可能な状態
へ短時間で移行でき、その結果、印刷装置の商品性を著
しく高めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は発明の原理説明図、 第２図はレーザプリンタの内部構造説明図、第３図はレ
ーザプリンタの専用系説明図、第４図及び第５図は実施
例の作用を説明するフローチャート、 第６図は実施例の作用を説明するタイミングチャー　ト
、 第７図はトナー定着作用の説明図、 第８図は従来におけるローラ温度検出変化を説明する特
性図、 第９図は従来例を説明するフローチャー１・である。 １０・・・ヒートローラ １２・・・加圧ローラ １４・・・トナー定着器 １６赤・赤シート １８・・・トナー ２０・・・印刷装置 ２００・・・レーザプリンタ ２０２φφ働カットシー！・ ２０８・・・ピックローラ ２１６・・・感光トラム ２１８・・・除電器 ２２２・・・帯電器 ２２４・・・光学ユニット ２２６・・・現像器 ２３８・・・転写器 ２４４・・・制御回路 ２５０・・俸温度検出用のセンサ ３００・・・モータ ３０２．３０４．３０６・・・クラッチ３０８１命ＭＰ
Ｕ ３１２番・曇メモリ ＝２３− ３１４番番番ミラーモータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ヒートローラ（１０）及び加圧ローラ（１２）を備えた
   トナー定着器（１４）でシート（１６）に転写済みトナ
   ー（１８）が定着される印刷装置（２０）において、 印刷装置（２０）の動作開始に応動して、ヒートローラ
   熱源を動作状態にすると共に、一定の期間に亘りヒート
   ローラ（１０）と加圧ローラ（１２）を回転駆動した後
   に回転を停止し、 回転停止から所定の期間に亘りヒートローラ（１０）の
   温度が設定温度に到達したか否かを検出し（１０２）、 前記所定期間内に設定温度に到達していたときには定着
   可能状態とする一方、前記所定の期間内に設定温度へ達
   していないときはヒートローラ（１０）と加圧ローラ（
   １２）を回転制御する（１０４）、 ことを特徴とするトナー定着器の制御方法。