JP4337576B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、記録材上の未定着画像を熱定着させる画像形成装置に関する。
従来から、記録シート上に転写されたトナー像を定着ローラにより加熱加圧して定着させる構成の複写機では、十分な定着性が得られる温度を予め定着温度(例えば、170℃)として決めておき、定着ローラをヒータ等で加熱して、定着ローラの温度を当該定着温度を維持するように制御する温調制御が行われている。
このような熱定着による構成の場合、ヒータによる消費電力が大変多いことから、複写動作を行っていないときには、定着ローラの温度を定着温度よりも低い温度(予熱温度。例えば60℃)に下げて節電する節電モードに移行して省エネルギーを実現する技術が多数提案されている(例えば、特許文献1)。
特開平11−95622号公報
しかしながら、節電モードに移行する構成をとると、いざ複写しようとしても定着ローラの温度が予熱温度から定着温度になるまでユーザは待たなければならず、例えば会社などで会議開催のぎりぎりに大量の複写を伴うような作業が発生した場合に対応できないといった問題がある。待ち時間を少なくするには、予熱温度を定着温度に近い値にする、例えば定着温度170℃に対して予熱温度160℃などにすることが考えられるが、それでは節電効果がほとんど期待できない。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、消費電力の低減を図りつつ、複写等の画像形成動作の待ち時間の短縮をも実現できる画像形成装置を提供することを目的としている。
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、記録材上の未定着画像を熱定着させる定着部を備える画像形成装置であって、前記定着部を、その温度が目標温度に維持されるように制御する定着制御手段と、画像形成動作中に、前記目標温度を第1の温度から第1の温度とは異なる第2の温度に切り換える切換指示を受付ける切換指示受付手段と、画像形成許可手段とを備え、前記定着制御手段は、画像形成動作中ではないときの所定のイベントの発生により、前記定着部を制御して、前記定着部の温度が前記第1の温度に達するまで昇温させると共に、前記切換指示受付手段が画像形成動作中に切換指示を受付けると、前記目標温度を前記第1の温度から前記第2の温度に切り換え前記切換指示受付手段は、前記所定のイベントの発生から前記定着部の温度が目標温度に達するまでの間にも、前記目標温度の切換指示を受付け、前記画像形成許可手段は、前記定着部の温度が前記昇温により目標温度に達するまでの間に、前記目標温度が前記第1の温度から前記第2の温度として当該第1の温度より低い温度に切り換えられた状態のときに前記定着部の温度が当該目標温度に達すると画像形成動作を許可し、画像形成動作の開始指示を待つことなく画像形成動作を開始させることを特徴とする。
こで、前記所定のイベントの発生とは、前記画像形成装置への電力供給の開始を示すものであることを特徴とする。
また、前記定着部の温度を、前記第1と第2の温度よりも低い第3の温度に維持する節電モードを実行する節電手段と、前記節電モードの解除指示を受付ける解除指示受付手段と、を備え、前記所定のイベントの発生とは、前記解除指示受付手段による解除指示の受付けを示すものであることを特徴とする。
これにより、例えば所定のイベントの発生を節電モードの解除とした場合に、第2の温度への切り換えを指示すれば、第1の温度による場合よりも早く画像形成動作を開始させることが可能になり、節電モードによる節電効果を得ながら待ち時間を短縮することが可能になる。
以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態を複写機に適用した例を図面を参照しながら説明する。
図1は、複写機1の全体構成を示す図である。
同図に示すように、複写機1は、大きく分けて、原稿の画像を読み取るスキャナ部10と、スキャナ部10で読み取った画像を記録シート上にプリントして再現するプリンタ部20とから構成される。
スキャナ部10は、載置された原稿画像を露光走査により読み取って、読み取って得られた画像データを制御部100へ送出する公知の画像読取装置である。
プリンタ部20は、電子写真方式により画像を形成するものであって、プリントヘッド21、感光体ドラム23、記録シートを収容する給紙カセット30、定着部35等を備え、スキャナ部10からの画像データに基づいて、画像を記録シート上に形成(プリント)する。
画像データが入力されると、制御部100は、これをレーザダイオードの駆動信号に変換し、プリントヘッド21内部のレーザダイオード(不図示)を駆動する。当該レーザダイオードから出射されたレーザビームLは、折り返しミラー22で偏向された後、矢印A方向に回転する感光体ドラム23の表面を主走査方向に露光する。
感光体ドラム23の周囲には、クリーナ24、帯電チャージャ25、現像器26及び転写チャージャ27等が配されている。
感光体ドラム23は、上記レーザビームLによる露光前にクリーナ24で残留トナーを除去され、帯電チャージャ25により一様に帯電される。帯電された感光体ドラム23の表面がレーザビームLにより露光されると、静電潜像が形成され、この静電潜像は、現像器26によって現像されてトナー像として顕像化される。
一方、給紙カセット30からは、ピックアップローラ31、タイミングローラ32によって、記録シートが給紙される。この記録シートは、転写ベルト33によって、感光体ドラム23直下の転写位置に搬送される。当該転写位置において、転写チャージャ27の作用により、感光体ドラム23上のトナー像が記録シートへと転写される。トナー像が転写された記録シートは、さらに、転写ベルト33、搬送ベルト34で搬送され、定着部35に送られる。
定着部35は、定着ローラ351と、図示しない付勢手段により定着ローラ351表面に圧接される加圧ローラ352と、定着ローラ351に内挿され定着ローラ351を加熱するヒータ353および定着ローラ351の温度を検出するサーミスタ等からなる検出センサ354などを備えている。
搬送ベルト34により搬送される記録シートは、定着ローラ351と加圧ローラ352間の圧接部を通過し、その際、記録シート上の未定着トナーは、加熱加圧により記録シートに熱定着される。その後、トナーが定着された記録シートは、排出トレイ36に排出される。
装置前面のユーザが操作しやすい位置には、操作パネル11が配置されている。
図2は、操作パネル11の構成を示す図である。
同図に示すように、操作パネル11は、テンキー群111、クリアキー112、リセットキー113、コピースタートキー114、クイックスタートキー115、節電モードキー116、切換キー117および表示部118を備えている。
テンキー群111は、ユーザがコピー枚数等を入力するためのキーであり、クリアキー112は、入力されたコピー枚数等をクリアするためのキーである。ストップキー113は、コピー等の動作を途中で停止させるためのキーであり、コピースタートキー114は、コピー動作を開始させるためのキーである。
節電モードキー116は、節電モードに移行するためのキーである。この節電モードは、コピー動作を行っていない間の定着部35の温度を、第1の温度(記録シートの種類、温湿度等の環境が変わっても定着性を十分確保できる温度として予め決められた温度のこと。例えば、170℃)よりも低い温度(予熱温度)、例えば60℃まで下げて節電を行うモードである。ユーザは、節電モードキー116を押下すれば、節電モードに移行させることができる。なお、節電モードの解除は、再度節電モードキー116を押下することで行える。また、コピー動作が終了してから操作者によるキー入力が所定時間行われないときに自動的に節電モードに移行するようになっている。以下、節電モードに対し、定着部35の温度を第1の温度にしてコピー動作を行うモードを通常モードという。
クイックスタートキー115は、クイックスタートモードに移行するためのキーである。このクイックスタートモードは、通常モードよりも、定着部35の温度を低くした(予熱温度よりは高い)第2の温度、例えば150℃にしてコピー動作を行うモードである。この第2の温度は、記録シートへの定着後のトナー画像を、例えば手指で擦ったぐらいでは剥がれるようなことがないが、消しゴム等で強く擦るとかすかに剥がれる程度の定着性が得られる温度のことである。
本実施の形態では、節電モードが解除されると、定着部35をヒータ353により加熱し、通常モードでは、定着部35の温度が予熱温度T3から、目標温度として設定された第1の温度に達すると、コピー動作の開始が可能になるようにしているが、その間にクイックスタートキー115が押下されると、その直後にクイックスタートモードに移行し、目標温度を第2の温度に設定し直して(切り換えて)、定着部35の温度が第1の温度まで達していなくても第2の温度に達するとコピー動作を開始できるようにしている。
これは、ユーザによっては、例えば会社などにおいて複写機が節電モードに移行している際に会議開催のぎりぎりに大量のコピーを伴うような作業が発生した場合、少々の定着性を犠牲にしてもより早くコピーを開始、完了させたいと考えるユーザもあり、コピー開始までの待ち時間を短縮させて、そのようなユーザの希望に応えるためのものである。
図3は、節電モード解除後の通常モードとクイックスタートモードの場合における定着部35の温度と時間の関係を示すグラフである。なお、定着部の温度を示す縦軸におけるT1は、第1の温度、T2は、第2の温度、T3は予熱温度をそれぞれ示している。
同図に示すように、通常モードでは(実線51)、節電モードが解除され(X時点)、定着部35の温度が目標温度T1に達すると(Z時点)、コピー動作の開始が可能になる。一方、クイックスタートモードでは(一点鎖線52)、定着部35の温度が目標温度T2に達すると(Y時点)、コピー動作が開始されるようにしている。なお、両モード共、定着ヒータ353による加熱のため、X〜Y時点までは基本的に同じ昇温特性になる。したがって、同図の例では、Y〜Z間の分だけ待ち時間が短縮されることになる。
通常、定着ヒータ353を用いて加熱するときの定着部35の昇温特性は、同図に示すように、加熱開始直後には単位時間当たりの温度上昇の割合(グラフの傾きに相当)が大きいが、徐々に小さくなり目標温度に達する直前に最小になるという、二次曲線に近似したグラフになる。したがって、温度T1とT2の差が小さくても時間Y〜Z間隔を比較的長くとることが可能になり、定着部35の温度を少し低下させるだけで(定着性への影響を少なく済ませられる範囲で)、待ち時間を大幅に短縮することが可能になる。
なお、コピー動作が通常モードで開始された場合(Z時点以降)、コピー動作中は、定着部35の温度がそのまま目標温度のT1に維持され、クイックスタートモードで開始された場合(Y時点以降)、目標温度のT2に維持されるようになっている。以下、第1の温度をT1、第2の温度をT2、予熱温度をT3と略す。
図2に戻って、切換キー117は、コピー動作中における定着部35の温度をT1からT2に、またはT2からT1に切り換える(目標温度を切り換える)ためのキーである。
例えば、ユーザが節電モード解除後に通常モードを選択した(換言すればクイックスタートモードを選択しなかった)が、コピー動作開始後になって節電を図りたいと考えた場合、切換キー117がコピー動作中に押下されると、目標温度をT1からT2に設定し直し、それ以降定着部35をT2に維持させることで、T1とする場合に比べて節電を行うことができるようにしているのである。逆にクイックスタートモードを選択したが、コピー動作中に定着性を優先したいと考え直す場合も考えられ、そのような場合には、コピー動作中に切換キー117が押下されると、目標温度をT2からT1に設定し直し、定着部35をT1で維持させることで、ユーザのニーズに応えることも可能になる。
表示部118は、LCDからなり、ユーザにより入力されたコピー枚数、拡大、縮小コピー等の各種コピーモード等の情報や装置の動作状態を表示させる。また、表面にタッチパネルが積層されており、ユーザは、表示画面をタッチ操作することにより、所望のコピーモード等の選択等を行うことができる。
図4は、制御部100の構成を示すブロック図である。
同図に示すように、制御部100は、主な構成要素として、CPU101、ROM102、RAM103および温度データ格納部104を備えている。
温度データ格納部104は、NVRAM等からなる不揮発性メモリであり、T1、T2、T3の温度データがそれぞれ予め格納されている。
CPU101は、ROM102から必要なプログラムを読み出して、スキャナ部10とプリンタ部20を統括的に制御して円滑なコピー動作を実行させる。
また、操作パネル11からの各キー(タッチパネル上のキーも含む。)の入力信号を受信し、押下されたキーに基づく動作を実行する。例えば、クイックスタートキー115が押されると、目標温度を第1の温度から第2の温度に切り換える処理を行う。この意味で、制御部100、操作パネル11は、目標温度を第1の温度から第2の温度に切り換えるための切換指示を受付ける切換指示受付手段として機能するものといえる。また、必要に応じて装置状態等を示すメッセージを表示部118に表示させる。
さらに、定着部35の検出センサ354からの検出信号を受信して、定着ローラ351(定着部35)の温度を検出し、節電モードでは、その温度がT3で維持されるように定着ヒータ353の点灯制御を行う。この意味で、制御部100、定着部35等は、節電モードを実行する節電手段として機能するものである。
また、節電モード解除後に選択されたモードに応じて、定着部35の温度を制御するための目標温度(T1またはT2)を設定し、定着部35の温度が、その目標温度に達するまで定着ヒータ353を点灯させて定着部35を昇温させる。さらに、コピー動作中では、定着部35が当該目標温度に維持されるように定着ヒータ353の制御を行う。
ここでは、目標温度がT1、T2のいずれであっても、定着部35を通過する際のシート搬送速度がほぼ同速になり、複写速度(単位時間当たりの複写可能枚数)も同じになるように制御される。なお、例えば搬送速度をT2の場合にT1の場合よりも所定量(全コピー動作が終了する時間がT1の場合よりも早ければ良く、その範囲内で許容できる量)だけ遅くすることも可能である。また、温度制御のためのT1〜T3の温度データは、温度データ格納部104から読み出される。この意味で、制御部100は、定着部35を制御してその温度が目標温度に達するまで昇温させる定着制御手段として機能するものである。
RAM103は、CPU101が制御プログラムを実行する際のワークエリアとして使用される。
図5、図6は、節電モード解除後における定着部35の温度制御の処理内容を示すフローチャートである。
図5に示すように、制御部100は、ユーザからの節電モード解除の指示があったか否かを判断する(ステップS1)。この判断は、節電モード中において、操作パネル11の節電モードキー116が押下されたか否かにより行われる。
節電モード解除の指示があったことを判断すると(ステップS1で「YES」)、定着部35の目標温度をT1に設定する(ステップS2)。この設定は、RAM103内の定着フラグ(不図示)の値を「1」にすることにより行う。
定着ヒータ353による加熱を行い、定着部35を昇温させる(ステップS3)。そして、クイックスタートキー115が押下されたか否かを判断する(ステップS4)。
クイックスタートキー115が押下されていないことを判断すると(ステップS4で「NO」)、ステップS6に移る。一方、クイックスタートキー115が押下されたことを判断すると(ステップS4で「YES」)、目標温度の設定をT1からT2に切り換えて(ステップS5)、ステップS6に移る。この切り換えは、上記定着フラグの値を「2」に変更することにより行う。この場合、操作パネル11の表示部118にクイックスタートモードである旨のメッセージを表示させる(図2の表示部118の最下段のメッセージ表示例参照。)。
ステップS6では、定着部35の温度が、設定された目標温度に達したか否かを判断する。具体的には、まず検出センサ354からの検出信号の値から現在の定着部35の温度を検出する。次に、定着フラグの値が「1」の場合、温度データ格納部104からT1の温度データを読み出す。一方、定着フラグの値が「2」の場合には、T2の温度データを読み出す。そして、検出された定着部35の温度が、読み出した温度データに示される温度と同一であるか否かを判断するものである。
設定された目標温度に達したことを判断すると(ステップS6で「YES」)、その目標温度がT2の場合(定着フラグの値が「2」の場合)には(ステップS7で「YES」)、コピー動作を開始する(ステップS9)。一方、T1の場合(定着フラグの値が「1」の場合)には(ステップS7で「NO」)、コピースタートキー114の押下を待って、押下されたことを判断すると(ステップS8で「YES」)、コピー動作を開始する(ステップS9)。この意味で、制御部100は、ステップS6〜S9の処理を行う場合に、画像形成動作を許可する画像形成許可手段として機能するものである。
そして、図6に示すように、コピー動作中に切換キー117が押下されたか否かを判断する(ステップS10)。
ここで、押下されたことを判断すると(ステップS10で「YES」)、目標温度がT2であるか否かを判断する(ステップS11)。この判断は、現在の定着フラグの値を参照することにより行われる。T1であると判断、すなわち定着フラグの値が「1」であることを判断すると(ステップS11で「NO」)、目標温度をT2に切り換えて(ステップS12)、ステップS14に移る。この場合、定着部35は、T2に維持されることになる。
図7は、コピー動作中に目標温度が変更された場合の例を示すグラフである。
同図では、実線のグラフが、目標温度がT1からT2に変わった場合の例を示しており、一点鎖線のグラフがT2からT1に変わった場合の例を示している。ステップS12の処理は、実線のグラフの例に相当し、P時点以降、定着部35の温度は、T2に維持されることになる。
図6に戻って、ステップS11でT2であると判断(定着フラグの値が「2」であることを判断)すると(ステップS11で「YES」)、目標温度をT1に切り換えて(ステップS13)、ステップS14に移る。この場合、定着部35は、T1に維持されることになる(図7の一点鎖線のグラフ参照。)。
ステップS14では、コピー動作終了のタイミングに達したか否かを判断する。コピー動作が継続して行われる場合には(ステップS14で「NO」)、ステップS10に戻る。コピー動作終了のタイミングに達するまで、ステップS10〜S14の処理を繰り返し行い、コピー動作終了のタイミングに達したことを判断すると(ステップS14で「YES」)、当該処理を終了する。
以上説明したように、本実施の形態では、ユーザが、目標温度をT1とした通常モードと、T1よりも低いT2としたクイックスタートモードを操作パネル11から選択することが可能に構成されている。したがって、ユーザは、例えば節電モード解除後の複写において、定着性を多少犠牲にしてもより早くコピー物を得たい場合には、クイックスタートモードを選択すれば、通常モードを選択する場合よりも早く複写動作を開始させることができ、節電モードによる節電効果を得ながら(従来の節電効果を減らすことなく)待ち時間を減らすことが可能になる。
本発明は、上記した複写機に限られず、上記の定着部の温度制御方法、その方法をコンピュータが実行するプログラムであるとしてもよい。また、本発明に係るプログラムは、例えば磁気テープ、フレキシブルディスク等の磁気ディスク、DVD、CD−ROM、CD−R、MO、PDなどの光記録媒体、Smart Media(登録商標)などのフラッシュメモリ系記録媒体等、コンピュータ読み取り可能な各種記録媒体に記録することが可能であり、当該記録媒体の形態で生産、譲渡等がなされる場合もあるし、プログラムの形態でインターネットを含む有線、無線の各種ネットワーク、放送、電気通信回線、衛星通信等を介して伝送、供給される場合もある。
(変形例)
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例が考えられる。
(1)上記実施の形態では、定着部35の温度制御のための目標温度としてT1(170℃)とT2(150℃)を切り換えて設定できるとしたが、もちろんこの値に限定されることはない。通常、トナー等の現像剤の記録シートへの定着性は温度が高くなるほど良くなるから、その特性に基づき、ユーザの使用に支障がない範囲(ある程度の定着性を確保できる範囲)で、T2の値を低い値に設定すればそれだけ節電モード解除後におけるユーザの待ち時間を短縮することができる。
また、目標温度の設定が可能な構成、具体的には操作部等を介して目標温度の入力を受付ける受付手段を備え、受付けた目標温度に基づいて定着部を制御する構成としたり、受付けた目標温度のデータを記憶部に格納しておいて、制御時にそれを読み出して用いる構成等とすることもできる。
さらに、目標温度は2つに限られず3以上として、ユーザからの選択入力を受付ける構成とすることもできる。また、節電モードにおける予熱温度も上記値に限定されることはない。
(2)上記実施の形態では、節電モード解除後における定着部35の温度制御の処理内容を説明したが、当該温度制御は、節電モード解除後に限定されず、所定のイベントの発生、例えば装置への電力供給が開始(電源オン等)されてから、定着部35の温度が目標温度T1に達するまでの間に実行するとしても良い。通常、電源オフ中には、定着ヒータ353に給電されていないことから、定着部35の温度は低温(室温程度)になっており、電源オンから定着部35への加熱が開始され、その温度が目標温度T1に達するまでにはある程度の時間(節電解除後よりも当然に長い時間)がかかるからである。この場合、ステップS1の処理を、電源オンによりステップS2に移る処理とすれば良い。また、定着部35への電力供給開始からとすることもできる。
(3)上記実施の形態では、ステップS4、S5において、節電モード解除後、コピー動作開始までの間に、通常モードからクイックスタートモードに移行する場合の例だけを説明したが、その間にクイックスタートモードから再度通常モードへ移行できる構成をとるとしても良い。この場合、例えば切換キー117が押下されると、目標温度をT2からT1に設定し直す構成とすれば良い。
また、節電モード解除後、ステップS2で自動的に通常モードが設定されるとしたが、例えば自動的にクイックスタートモードが設定され、別のキーの押下により通常モードに切り換わる構成としても良い。
(4)上記実施の形態では、本発明を複写機に適用した場合の例を説明したが、これに限定されず、トナー像等の現像剤像(未定着画像)を記録シート等の記録材に熱定着させる定着部を備える画像形成装置であれば、プリンタ、FAX、MFP(Multiple Function Peripheral)等に適用できる。
例えば、外部機器からのプリントジョブの要求によりプリント処理を実行する画像形成装置に適用した場合には、当該プリントジョブ要求の受付けを節電モードの解除指示(所定のイベントの発生)としてとらえ、当該プリントジョブのデータにクイックスタートモードへの移行信号が含まれている場合にはその移行信号の受信を第2の温度への切換指示としてとらえることも可能である。また、当該プリントジョブの受付けを、節電モードの解除指示および第2の温度への切換指示の両方ととらえるとしても良い。
本発明に係る画像形成装置は、消費電力の低減を図りつつ、複写等の画像形成動作の待ち時間の短縮をも実現できる技術として有用である。
複写機1の全体構成を示す図である。 複写機1の操作パネル11の構成を示す図である。 節電モード解除後の通常モードとクイックスタートモードの場合における定着部35の温度と時間の関係を示すグラフである。 複写機1の制御部100の構成を示すブロック図である。 制御部100により実行される節電モード解除後における定着部35の温度制御の処理内容を示すフローチャートである。 制御部100により実行される節電モード解除後における定着部35の温度制御の処理内容を示すフローチャートである。 コピー動作中に目標温度が変更された場合の例を示すグラフである。
符号の説明
1 複写機
11 操作パネル
20 プリンタ部
35 定着部
100 制御部
115 クイックスタートキー
116 節電モードキー
117 切換キー

Claims (3)

  1. 記録材上の未定着画像を熱定着させる定着部を備える画像形成装置であって、
    前記定着部を、その温度が目標温度に維持されるように制御する定着制御手段と、
    画像形成動作中に、前記目標温度を第1の温度から第1の温度とは異なる第2の温度に切り換える切換指示を受付ける切換指示受付手段と、
    画像形成許可手段とを備え、
    前記定着制御手段は、
    画像形成動作中ではないときの所定のイベントの発生により、前記定着部を制御して、前記定着部の温度が前記第1の温度に達するまで昇温させると共に、前記切換指示受付手段が画像形成動作中に切換指示を受付けると、前記目標温度を前記第1の温度から前記第2の温度に切り換え
    前記切換指示受付手段は、
    前記所定のイベントの発生から前記定着部の温度が目標温度に達するまでの間にも、前記目標温度の切換指示を受付け、
    前記画像形成許可手段は、
    前記定着部の温度が前記昇温により目標温度に達するまでの間に、前記目標温度が前記第1の温度から前記第2の温度として当該第1の温度より低い温度に切り換えられた状態のときに前記定着部の温度が当該目標温度に達すると画像形成動作を許可し、画像形成動作の開始指示を待つことなく画像形成動作を開始させることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記所定のイベントの発生とは、前記画像形成装置への電力供給の開始を示すものであることを特徴とする請求項に記載の画像形成装置。
  3. 前記定着部の温度を、前記第1と第2の温度よりも低い第3の温度に維持する節電モードを実行する節電手段と、
    前記節電モードの解除指示を受付ける解除指示受付手段と、を備え、
    前記所定のイベントの発生とは、前記解除指示受付手段による解除指示の受付けを示すものであることを特徴とする請求項に記載の画像形成装置。
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