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発明の名称 画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−38829
公開日 平成11年(1999)2月12日
出願番号 特願平9−205297
出願日 平成9年(1997)7月15日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】世良 和信 (外2名)
発明者 伊藤 紀之
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】シートに画像を定着させるための回転体を備えた熱定着手段と、前記回転体を駆動する駆動手段と、前記熱定着手段内の温度を検知する温度検知手段とを有する画像形成装置において、前記温度検知手段により、所定温度よりも高い温度を検知した場合に、前記駆動手段を駆動して回転体を冷却する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】前記制御手段は、前記駆動手段を熱定着中の速度よりも速く駆動することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
【請求項3】搬送経路内のシートの有無を検知するためのシート検知手段を有し、前記シート検知手段が装置内にシートが無いことを検知している間のみ、前記制御手段は前記駆動手段を熱定着中の速度よりも速く駆動することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
【請求項4】前記熱定着手段は、前記回転体として、熱源を備えた定着フィルムと該定着フィルムに圧接される加圧ローラと、を有することを特徴とする請求項1、2又は3に記載の画像形成装置。
【請求項5】前記制御手段は、所定温度よりも高い温度を検知した場合に、熱源への通電を遮断すると共に、前記駆動手段を駆動することを特徴とする請求項1、2、3、又は4に記載の画像形成装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はレ−ザープリンタ、電子複写機等の画像形成装置に用いられる、特に熱定着装置に特徴を有するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、レーザープリンタなどの画像形成装置の熱定着手段としての熱定着装置としては、電子写真プロセスによりシートに形成されたトナー像を、熱と圧力により定着させる熱定着方式が採用されている。近年では、高速化に伴い、熱定着装置の温度は高くなっていく傾向にある。
【0003】図6にセラミックヒータを熱源に使用した熱定着装置の断面図を示す。
【0004】図6において、601は熱源であるセラミックヒータ、602は定着フィルム、603は加圧ローラ、604はセラミックヒータ601の温度を検知するためのサーミスタ、605はセラミックヒータ601が所定温度よりも高温になった場合セラミックヒータ601に供給する電力を遮断するためのサーマルプロテクタである。
【0005】セラミックヒータ601と加圧ローラ603には不図示の加圧バネ等により一定の圧力がかけられている。
【0006】定着フィルム602と加圧ローラ603はシートの搬送速度に比例して回転する。トナー像が形成されたシートが定着フィルム602と加圧ローラ603の間を通過すると、セラミックヒータ601の熱と加圧ローラ603との圧力によりトナー像がシートに定着する。
【0007】不図示のCPUが、サーミスタ604を使用してセラミックヒータ601の温度を一定になるように、セラミックヒータ601に供給する電力を制御している。
【0008】そして、画像形成装置が制御回路の異常や電力供給回路の故障等によりセラミックヒータ601が所定温度よりも高い温度になった場合、異常過熱保護として、画像形成装置が画像記録待機中の場合は、サーマルプロテクタ605によりセラミックヒータ601への通電を遮断する。また、画像形成装置が画像記録動作中の場合は、熱定着装置の故障としてシートを搬送する、定着フィルム602や加圧ローラ603等を駆動しているモータを停止して、サーマルプロテクタ605によりセラミックヒータ601への通電を遮断する。
【0009】上記のような、異常過熱保護を行っている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記画像形成装置は、セラミックヒータ601が所定温度よりも高い温度になった場合、サーマルプロテクタ605によりセラミックヒータ601への電力供給が遮断され加熱を止めたとしても、所定温度に下がりきるまでの時間が長くなってきているため、高温状態が続いてしまい、加圧ローラ603や定着フィルム602にしわ等のダメージを与えることがあるという問題点があった。
【0011】本発明は上記した従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、熱定着装置内の熱源が所定温度よりも高い温度になってしまった場合でも、冷却時間を短縮し、定着フィルムや加圧ローラ等の装置の構成部品を保護することができる画像形成装置を提供することにある。
【0012】
【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にあっては、シートに画像を定着させるための回転体を備えた熱定着手段と、前記回転体を駆動する駆動手段と、前記熱定着手段内の温度を検知する温度検知手段とを有する画像形成装置において、前記温度検知手段により、所定温度よりも高い温度を検知した場合に、前記駆動手段を駆動して回転体を冷却する制御手段を有することを特徴とする。
【0013】従って、前記温度検知手段により、所定温度よりも高い温度を検知した場合に、前記駆動手段を駆動することで、前記回転体が熱を順次吸熱し、また、回転によって空気中に放熱するので、前記回転体は早く冷却される。
【0014】また、前記制御手段は、前記駆動手段を熱定着中の速度よりも速く駆動する制御手段を有することを特徴とする。
【0015】従って、前記駆動手段を熱定着中の速度よりも速く駆動するので、前記回転体は速く回転し、冷却時間は短縮される。
【0016】また、搬送経路内のシートの有無を検知するためのシート検知手段を有し、前記シート検知手段が装置内にシートが無いことを検知している間のみ、前記制御手段は前記駆動手段を熱定着中の速度よりも速く駆動する制御手段を有することを特徴とする。
【0017】従って、装置内にシートがあることを検知している時に、前記駆動手段を熱定着中の速度で駆動して、負荷トルクによって前記駆動手段が脱調し、また、停止してしまうことを防止する。そして、シートを排出した後に速度を上げることで、冷却時間は効率的に短縮される。
【0018】また、前記熱定着手段は、前記回転体として、熱源を備えた定着フィルムと該定着フィルムに圧接される加圧ローラと、を有することを特徴とする。
【0019】従って、前記回転体が定着フィルムと加圧ローラで構成される場合、熱源によって加熱された定着フィルムの熱は、低い温度の加圧ローラに吸熱され、また、回転によって空気中に熱を放熱されるため、定着フィルムや加圧ローラを保護することができる。
【0020】また、前記制御手段は、所定温度よりも高い温度を検知した場合に、熱源への通電を遮断すると共に、前記駆動手段を駆動することを特徴とする。
【0021】従って、熱源への通電を遮断し、且つ前記駆動手段を駆動した場合、加熱は停止され、前記回転体は吸熱と放熱を繰り返し行うため、冷却時間はさらに短縮できる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。
【0023】ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
(実施の形態1)本発明の画像形成装置は、例えば図4に示すように画像形成部401において形成されたトナー像がシートに転写され、熱定着手段としての熱定着装置405に搬送されて定着されるようになっている。
【0024】画像形成部401においては、例えば像担持体402上にレーザー等の光によって潜像が形成され、現像装置によって現像化されるトナー像が形成されている。
【0025】一方、不図示の給送ローラ、搬送ローラ403等のシート搬送手段によって画像形成部401上流側の搬送経路を通って搬送されてきたシート上に、上記像担持体402上に形成されたトナー像が転写ローラ404等の転写装置によって転写される。この未定着のトナー像が形成されたシートは、画像形成部401下流側の搬送経路を通って、熱定着装置405に搬送され、熱定着装置405でトナー像が定着された後、不図示の排出ローラによって機外に排出される。
【0026】熱定着装置405は、図5に拡大して示すように、熱源としてのセラミックヒータ108を備えた定着フィルム501と、この定着フィルム501に圧接される加圧ローラ502を備えており、シート503は定着フィルム501と加圧ローラ502の圧接部で加熱、加圧されつつ下流に送られる。
【0027】図5は、熱定着装置405の断面図を示す。
【0028】定着フィルム501と加圧ローラ502は、シート503の搬送に比例して回転する回転体であり、シート503を搬送するためのシート搬送手段としての機能も備えている。熱源であるセラミックヒータ108は、定着フィルム501内に挿入されて内部から定着フィルム501を加熱している。また、この定着フィルム501は、セラミックヒータ108の温度を検知するための温度検知手段であるサーミスタ101と、セラミックヒータ108が所定温度よりも高い温度になった場合に、セラミックヒータ108への供給電力を遮断するためのサーマルプロテクタ103が配置されている。
【0029】図1には、上記熱定着装置405についての駆動制御系の回路ブロック図が示されている。
【0030】図1において、温度検知手段であるサーミスタ101は、温度によって抵抗値が変化する特性を持っており、セラミックヒータ108に接触してその表面温度を抵抗値変化に変換している。このサーミスタ101と分圧抵抗106とが直列に接続されて、直流電圧Vccが分圧され、分圧された電圧が制御手段であるCPU102に入力されている。一方、CPU102はこのサーミスタ101の抵抗値変化に応じた電圧によりセラミックヒータ108の温度を検知し、一定温度になるようにフォトトライアックカプラ104を介して、トライアック105をON/OFF制御して、セラミックヒータ108の温調制御を行っている。サーマルプロテクタ103は、セラミックヒータ108が所定温度よりも高い温度になった場合に通電を遮断する。107はセラミックヒータ108に接続される交流の商用電源である。駆動手段であるモータ109は、定着フィルム501と加圧ローラ502を駆動するものである。すなわち、モータ109は、不図示のギヤ等の動力伝達機構を介して加圧ローラ502あるいは定着フィルム501に連結されている。また、場合によっては、画像形成部401の上流側及び下流側のシート搬送手段も駆動している。
【0031】図2はセラミックヒータ108が高温になり、サーマルプロテクタ103が動作した場合のセラミックヒータ108の温度推移を示したグラフである。
【0032】図2の(a)は、サーマルプロテクタ103が動作し通電を遮断しただけの場合の温度推移を示す。この場合、熱定着装置405の定着フィルム501及び加圧ローラ502は停止している。
【0033】この場合には、熱が奪われにくいために、図示するように高温状態が続いてしまい、加圧ローラ502や定着フィルム501が損傷しやすくなる。
【0034】次に図2の(b)にサーマルプロテクタ103が動作した時に、モータ109を駆動した場合の温度推移を示す。
【0035】モータ109を駆動することにより、熱せられた定着フィルム501の周面全体が繰り返し温度の低い加圧ローラに接触して、熱が加圧ローラ側に吸熱され、また、回転によって空気中に放熱されるため、効率よく加圧ローラや定着フィルムの損傷を防ぐことが可能となる。
【0036】これを利用して、サーミスタ101により、セラミックヒータ108が所定温度よりも高い温度になったことをCPU102が検知した場合、強制的にモータ109を駆動するように制御し、セラミックヒータ108が安全な温度に下がるまでの間モータ109を駆動する。この時CPU102はプリント開始等の外部装置からのコマンドを、一切受け付けないようにする。
【0037】このようにすることで、セラミックヒータ108の温度が所定よりも高くなった時、加圧ローラや定着フィルムに損傷を与えることなく、従来よりもさらに安全な保護動作が行えるようになる。
【0038】尚、このときのモータ109は熱定着中の速度より速く駆動することで、さらに短時間でセラミックヒータ108の温度を下げることができる。
(実施の形態2)図3には、本発明の実施の形態2に係る画像形成装置であるプリンタの熱定着装置の駆動制御系について示されている。上記実施の形態1では、シート検知手段がなかったが、実施の形態2では、シート検知手段を有する。その他の構成および作用については実施の形態1と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【0039】図3において、301、302はシート搬送経路上に配置されているシート検知手段であるシート検知センサであり、画像形成装置によってその個数は任意に決められている。
【0040】プリンタが印字動作中(画像記録動作中)に、セラミックヒータ108が所定温度よりも高い温度になった場合は、プリンタ内にシートがまだ残っている。この状態で、モータ109の駆動を熱定着中の速度よりも速くした場合、熱定着装置にシートが搬送されてくる速度と、モータ109が駆動する熱定着装置のシート搬送手段の速度との差が大きくなり、熱定着装置のシート搬送手段がシートを引っ張ることで生じる負荷トルクが大きくなる。この負荷トルクによってモータ109は脱調して、停止してしまう可能性がある。
【0041】これを防止するため、セラミックヒータ108が高温で、且つ、センサ301、302がシートを検知している間はモータ109を熱定着中と同じ速度で駆動する。
【0042】そして、プリンタ内部からシートが排出された後にモータ109の駆動を速くすることで、迅速にセラミックヒータ108の温度を下げることが可能となる。
【0043】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、所定温度よりも高い温度を検知した場合に、回転体を回転させるように制御する構成にしたので、熱定着装置は効果的に冷却され、定着フィルムや加圧ローラ等の装置の構成部品を保護することができる。
【0044】また、駆動手段を熱定着中の速度よりも速く駆動することで、より効果的に冷却できる。
【0045】シート検知手段を有し、装置内にシートのある場合、駆動手段を熱定着中の速度で駆動し、シートを排出した後、熱定着中の速度よりも速く駆動するので、駆動手段の脱調等の支障をきたさず回転体を迅速に冷却できる。
【0046】回転体として、熱源を備えた定着フィルムと定着フィルムに圧接される加圧ローラと、を有することで、定着フィルムの熱を加圧ローラの特定の圧接部に吸熱させるのではなく、回転させることで周面全体に分散させながら吸熱させ、空気中に放熱させるので、定着フィルムと加圧ローラが保護できる。
【0047】所定温度よりも高い温度を検知した場合に、熱源への通電を遮断すると共に、駆動手段を駆動するので、加熱を停止し、回転体を回転させて放熱されるので時間をかけずに冷却できる。




 

 


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