JPH0777893A - カラ−画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 単色のトナー像及び複数色のトナー像の両方
のトナー像を形成するカラー画像形成装置に関し、定着
時のオフセットを防止しつつ電力消費の大幅な低減を図
る。 【構成】 記録媒体上に単色又は複数色のトナー像を形
成するトナー像形成手段３と、前記記録媒体上のトナー
像を加熱定着するため、前記記録媒体のトナー像側に位
置する第１の加熱手段５０と、前記記録媒体のトナー像
側と反対側に位置する第２の加熱手段５４と、前記第２
の加熱手段５４の電力供給量を一定とするとともに、前
記第１の加熱手段５０の設定温度を一定に制御しつつ、
電力供給量を前記トナー像が単色か複数色かに応じて変
化させるコントローラ７１とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（目次） 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（図１） 作用 実施例 （ａ）カラー画像形成装置の説明（図２乃至図３） （ｂ）第１の実施例の説明（図４乃至図９） （ｃ）第２の実施例の説明 （ｄ）第３の実施例の説明 （ｅ）第４の実施例の説明（図１０乃至図１５） （ｆ）他の実施例の説明 発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、単色のトナー像及び複
数色のトナー像の両方のトナー像を形成するカラー画像
形成装置に関し、特に、単色のトナー像又は複数色のト
ナー像に応じて、定着エネルギーを変化させるカラー画
像形成装置に関する。

【０００３】複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の
画像形成装置では、普通紙記録の要請から電子写真装置
等の潜像形成型記録装置が利用されている。このような
画像形成装置では、感光ドラムに静電潜像を形成した
後、現像して、トナー像を形成する。そして、感光ドラ
ムのトナ−像を用紙に転写した後、加熱により用紙上に
トナ−像を定着するものである。

【０００４】近年のカラー画像形成の要請に従い、複数
色のトナー像を形成するカラー画像形成装置が提供され
ている。このカラー画像形成装置では、複数色のトナー
像のみならず、単色のトナー像も形成でき、両者の印刷
に利用される。かかる画像形成装置では、トナー像の定
着は、熱を利用するため、定着のための電力消費量は、
装置の電力消費量の大半を占める。一方、定着工程にお
いて、トナーの層厚分の定着エネルギーを必要とするた
め、複数色のトナー像の定着には、多大の定着エネルギ
ーを必要とし、装置の電力消費量が大きくなり、電力消
費量の低減が望まれる。

【０００５】

【従来の技術】一般に、定着に必要な定着エネルギーＥ
は、主にトナーの融解に必要なエネルギーＥ１と、用紙
に持っていかれるエネルギーＥ２とである。この内、単
色（モノクロ）印刷とカラー印刷の定着エネルギーＥを
比べると、用紙に持っていかれるエネルギーＥ２は、変
わりがない。しかし、トナー溶解に必要なエネルギーＥ
１は、下式のように、トナー層厚等が関係してくるた
め、トナー層厚により変化する。

【０００６】 Ｅ１＝紙送り速度×紙幅×トナー層厚×トナー比熱×トナー比重 ×トナー昇温度／熱効率 ── (1)式

【０００７】モノクロ印刷とカラー印刷のトナー層厚を
比べると、モノクロ印刷が１層であるのに対し、カラー
印刷の場合には、色を重ね合わせるため、マルチカラー
（７色）の場合は２層、フルカラーの場合は、４層とな
る。このため、モノクロ印刷に比べてカラー印刷の方
が、トナーを溶解するのに必要なエネルギーは増加す
る。

【０００８】このため、定着エネルギーを、フルカラー
の定着に必要なエネルギーに一定として、モノクロ印刷
でも、このエネルギーで定着することが考えられる。し
かし、この方法では、フルカラーの定着に必要なエネル
ギーは、モノクロ印刷の４倍以上であるため、電力消費
に無駄が多い。

【０００９】これを防止するため、かかるカラー画像形
成装置において、モノクロ印刷時の定着動作の電力消費
を倹約する方法が種々提案されている。第１の方法は、
日本国特許出願公開昭和６１年７０５７１号公報等に見
られるように、加熱ローラ側の設定温度を、カラー印刷
では、１９０°Ｃ、モノクロ印刷では、１８０°Ｃとい
うように変化させる方法である。

【００１０】第２の方法は、日本国特許出願公開昭和６
０年２６３１７３号公報等に見られるように、加熱ロー
ラの設定温度及び電力量は一定とし、加圧ローラの設定
温度及び電力量を変化させる方法である。この方法で
は、フルカラー印刷では、加圧ローラの設定温度及び電
力量を大きくし、モノクロ印刷では、加圧ローラの設定
温度及び電力量を小さくするものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術では、次の問題があった。 従来の第１の方法では、フルカラー印刷時には、トナ
ー像全体を良好に溶解するため、トナー像側の加熱ロー
ラの設定温度を高めるため、表面のトナーが加熱ローラ
の付着するオフセット現象が発生し易くなる。これによ
り、加熱ローラが汚れ、記録媒体（用紙）が汚染される
おそれがある。

【００１２】又、従来の第２の方法では、加圧ローラ
の設定温度を変えても、用紙を介してトナーの溶解に貢
献するため、トナー溶解に対する効率が良くない。従っ
て、加熱ローラには、フルカラーのトナーを溶解するの
に必要なエネルギーが必要となる。このため、モノクロ
印刷では、加圧ローラの温度を低くした程度の消費電力
の低減しか実現できず、結局消費電力の大幅な低減は期
待できない。又、加圧ローラの温度を変えると、両面印
刷時に、定着済のトナー像が加圧ローラに接触するた
め、この定着済のトナー像が溶解してしまうという問題
もあった。

【００１３】従って、本発明は、定着時のオフセットを
防止しつつ電力消費の大幅な低減を図ることができるカ
ラー画像形成装置を提供することを目的とする。

【００１４】又、本発明は、環境温度に応じて定着に要
する電力消費量を低減することができるカラー画像形成
装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理図で
ある。

【００１６】本発明の請求項１は、記録媒体上に単色又
は複数色のトナー像を形成するトナー像形成手段３と、
前記記録媒体上のトナー像を加熱定着するため、前記記
録媒体のトナー像側に位置する第１の加熱手段５０と、
前記記録媒体のトナー像側と反対側に位置する第２の加
熱手段５４と、前記第２の加熱手段５４の電力供給量を
一定とするとともに、前記第１の加熱手段５０の設定温
度を一定に制御しつつ、電力供給量を前記トナー像が単
色か複数色かに応じて変化させるコントローラ７１とを
有することを特徴とする。

【００１７】本発明の請求項２は、請求項１において、
前記第１の加熱手段５０は、ハロゲンランプを内蔵した
加熱ローラであり、前記第２の加熱手段５４は、ハロゲ
ンランプを内蔵したバックアップローラであることを特
徴とする。

【００１８】本発明の請求項３は、請求項２において、
前記加熱ローラ５０に、各々独立に制御される複数のハ
ロゲンランプ５１ａ〜５１ｃを設けたことを特徴とす
る。

【００１９】本発明の請求項４は、請求項３において、
前記複数のハロゲンランプ５１ａ〜５１ｃの電気容量が
各々異なることを特徴とする。

【００２０】本発明の請求項５は、請求項３において、
前記複数のハロゲンランプ５１ａ〜５１ｃの電気容量が
同一であることを特徴とする。

【００２１】本発明の請求項６は、請求項２において、
前記加熱ローラ５０に、一つのハロゲンランプを設け、
前記コントローラ７１は、前記ハロゲンランプの入力電
圧を変化させることを特徴とする。

【００２２】本発明の請求項７は、請求項１において、
装置の環境温度を検出する温度センサー７６を設け、前
記コントローラ７１は、前記温度センサー７６の検出温
度に応じて、前記第１の加熱手段５０に供給する電力供
給量を制御することを特徴とする。

【００２３】本発明の請求項８は、請求項１又は２又は
３又は４又は５又は６又は７において、前記トナー像形
成手段３は、前記記録媒体の一方の面に前記トナー像を
形成するものであり、前記一方の面が定着された記録媒
体の裏面にトナー像を形成させるため、前記一方の面が
定着された記録媒体を前記トナー像形成手段３の入口に
反転して戻すための反転パス４６を設けたことを特徴と
する。

【００２４】

【作用】本発明は、定着エネルギーを単色印刷で低減さ
せる基本的な点では変わりがないが、第１に、第１の加
熱手段５０へのトナーオフセットを防止するため、トナ
ー像側の第１の加熱手段５０の設定温度を一定に制御し
た。第２に、第２の加熱手段５４の電力供給量を一定と
するとともに、第１の加熱手段５０の電力供給量をトナ
ー像が単色か複数色かに応じて変化させるようにした。
これにより、第１の加熱手段５０のエネルギーにより定
着するため、印加エネルギーに対する定着の効率が良
い。従って、消費電力を大幅に低減できる。又、第２の
加熱手段５４の電力消費量が変化せず、又、設定温度も
変化させていないため、両面印刷しても、定着済トナー
像が溶解して、像が乱れることを防止できる。

【００２５】

【実施例】

（ａ）カラー画像形成装置の説明 図２は本発明の一実施例カラー画像形成装置の構成図で
ある。この実施例では、カラー画像形成装置として、カ
ラー電子写真プリンタを示している。図２に示すよう
に、カラー電子写真プリンタ１は、用紙を収容するホッ
パ２と、用紙の一面にトナー像を形成する像形成ユニッ
ト３と、用紙の搬送系４と、用紙のトナー像を定着する
定着器５と、排出された用紙を収容するスタッカ６と、
制御回路７と、電源７０とを有する。

【００２６】ホッパ２は、二段の用紙カセット２０、２
１とを有する。この用紙カセット２０、２１は、装置の
全面から着脱可能である。この用紙カセット２０、２１
の用紙を取り出し、且つ分離するピックアップユニット
２２、２３が設けられている。像形成ユニット３は、フ
ルカラーの各色、即ち、マゼンダ色、イェロー色、ブル
ー色、ブラック色のトナー像を形成する電子写真機構３
ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを有する。

【００２７】この各電子写真機構３ａ、３ｂ、３ｃ、３
ｄは、各々記号３０〜３５に示す構成を有する。３０は
感光ドラムであり、金属ドラムの周囲に光導電層を設け
たものであり、時計方向に回転するものである。３１は
前帯電器であり、感光ドラム３０を一様帯電するもので
ある。３２はレーザー光学系であり、感光ドラム３０に
光像を露光して、感光ドラム３０に静電潜像を形成する
ものである。３３は現像器であり、感光ドラム３０に現
像剤を供給して、静電潜像を現像剤で現像して、トナー
像を形成するものである。３４は転写ローラであり、感
光ドラム３０のトナー像を搬送される用紙に転写するも
のである。３５は除電器及びクリーナーであり、感光ド
ラム３０の残留電荷を除去した後、残留トナーを除去す
るものである。

【００２８】尚、電子写真機構３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ
の各現像器３０は、各々マゼンダ色、イェロー色、ブル
ー色、ブラック色の現像剤を収容し、且つ感光ドラム３
０に供給するものである。

【００２９】用紙搬送系４では、用紙カセット２０、２
１から用紙を像形成ユニット３の入口に搬送する搬送ロ
ーラ４０が設けられている。又、像形成ユニット３の入
口から出口まで用紙を搬送するためのベルト搬送機構４
１、４２、４３が設けられている。このベルト搬送機構
は、一対のローラ４２、４３に静電吸着ベルト４１を張
架したものである。ローラ４２、４３により移動する静
電吸着ベルト４１により、用紙を像形成ユニット３の入
口から出口まで搬送する。この静電吸着ベルト４１を用
いることにより、各電子写真機構３ａ、３ｂ、３ｃ、３
ｄの転写位置において、用紙の位置ずれを最小に抑える
ことができる。

【００３０】又、用紙搬送系４では、定着器５の後段
に、定着器５からスタッカ６に用紙を搬送する排出ロー
ラ４４が設けられている。更に、両面印刷のための機構
が設けられている。即ち、定着器５の後段から像形成ユ
ニット３の入口に、用紙を搬送する反転パス４６が設け
られている。この反転パス４６には、多数の搬送ローラ
４５が設けられている。更に、定着器５の後段には、反
転用羽車４７が設けられている。

【００３１】このプリンタの動作を説明する。用紙は、
用紙カセット２０、２１からピック機構２２、２３によ
り繰り出された後、搬送ローラ４０によって、像形成ユ
ニット３の入口に搬送される。この用紙は、ベルト搬送
機構４１、４２、４３により各電子写真機構３ａ、３
ｂ、３ｃ、３ｄを搬送される。この間に、用紙の一面に
は、電子写真機構３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの各感光ドラ
ム３０の各色のトナー像が、転写ローラ３４により転写
される。そして、用紙は、定着器５に搬送され、トナー
像が熱定着される。定着された用紙は、排出ローラ４４
により、スタッカ５方向に搬送される。

【００３２】両面印刷するには、用紙の後端が羽車４７
に到達した時に、用紙の搬送を停止する。そして、羽車
４７を反時計方向に回転することにより、用紙後端を反
転パス４６に向ける。そして、排出ローラ４４を反転回
転させ、搬送ローラ４６を回転させることにより、用紙
は反転パス４６を像形成ユニット３の入口に向かって搬
送される。像形成ユニット３の入口に到達した用紙は、
前述の片面印刷と同様に、ベルト搬送機構４１、４２、
４３により各電子写真機構３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを搬
送される。この間に、用紙の反対面には、電子写真機構
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの各感光ドラム３０の各色のト
ナー像が、転写ローラ３４により転写される。そして、
用紙は、定着器５に搬送され、トナー像が熱定着され
る。定着された用紙は、排出ローラ４４により、スタッ
カ５に排出される。このようにして、両面印刷が行われ
る。

【００３３】勿論、片面印刷するには、用紙の一面を印
刷した後、排出ローラ４４により、スタッカ５に排出す
る。

【００３４】このような構成では、ホッパ２と像形成ユ
ニット３との空間を利用して、用紙を反転して、両面印
刷するため、カラー両面印刷装置を小型に構成できる。
又、ホッパ２からスタッカ６までの搬送パス４をＳ字形
状としたため、カラー印刷装置を小型に構成できる。更
に、静電吸着ベルト４１を用いたので、各色の色ずれの
少ないカラー画像形成が可能となる。

【００３５】図３は本発明の一実施例の定着器の構成図
である。図３において、用紙搬送方向は、図２の配置に
かかわらず、右方向である。

【００３６】図３において、５０は加熱ローラであり、
内部に熱源（ヒータ）として、３つのハロゲンランプ５
１ａ、５１ｂ、５１ｃとを有する。５２はクリーニング
ローラであり、加熱ローラ５０に付着した汚れをクリー
ニングするものである。５３ａ、５３ｂはオイル供給ロ
ーラであり、加熱ローラ５０にオイル（潤滑油）を供給
するものである。

【００３７】５４はバックアップローラ（加圧ローラ）
であり、内部に熱源（ヒータ）として、１つのハロゲン
ランプ５５を有する。この加圧ローラ５４は、加熱ロー
ラ５０に圧接され、用紙を挟んで搬送する。５６はクリ
ーニングローラであり、加圧ローラ５４に付着した汚れ
をクリーニングするものである。５７ａ、５７ｂは各々
分離爪であり、各々加熱ローラ５０、加圧ローラ５４へ
の用紙の巻き付きを防止するものである。５８ａ、５８
ｂは各々排出ローラであり、定着された用紙を排出する
ためのものである。

【００３８】（ｂ）第１の実施例の説明

【００３９】図４は本発明の一実施例制御ブロック図で
ある。図４において、５９ａは温度センサであり、サー
ミスタで構成されている。この温度センサ５９ａは、加
熱ローラ５０の温度を検出するためのものである。５９
ｂは温度センサであり、サーミスタで構成されている。
この温度センサ５９ｂは、加圧ローラ５４の温度を検出
するためのものである。７１はコントローラであり、マ
イクロプロセッサで構成されている。このコントローラ
７１は、前述の電子写真機構３ａ〜３ｄの各部を制御す
るとともに、定着器５の加熱ローラ５０のハロゲンラン
プ５１ａ〜５１ｃ及び加圧ローラ５４のハロゲンランプ
５５を制御するものである。

【００４０】７２、７３、７４、７５はセット／リセッ
トスイッチ回路であり、各々電源からの印加電圧を、コ
ントローラ７１の指示に応じて、各ハロゲンランプ５１
ａ〜５１ｃ、５５に印加するためのものである。８はホ
ストコンピュータであり、コントローラ７１に、モノク
ロ印刷／カラー印刷の指示を行うとともに、印刷データ
を転送するものである。

【００４１】図５は加熱ローラの設定温度の説明図、図
６は印刷速度と電気容量との関係図である。

【００４２】図５（Ａ）に示すように、モノクロ印刷の
場合のトナーが１層厚では、定着温度は、１３０°Ｃ以
下では、定着不良となり、１８０°Ｃ以上では、オフセ
ットが発生する。このため、定着温度は、１３０°Ｃ〜
１８０°Ｃの範囲が良好である。又、マルチカラー印刷
の場合のトナーが２層厚では、定着温度は、１４０°Ｃ
以下では、定着不良となり、１９０°Ｃ以上では、オフ
セットが発生する。このため、定着温度は、１４０°Ｃ
〜１９０°Ｃの範囲が良好である。更に、フルカラー印
刷の場合のトナーが４層厚では、定着温度は、１６０°
Ｃ以下では、定着不良となり、２００°Ｃ以上では、オ
フセットが発生する。このため、定着温度は、１６０°
Ｃ〜２００°Ｃの範囲が良好である。

【００４３】この事から、定着温度が、１６０°Ｃ〜１
８０°Ｃの範囲内であれば、トナー層厚にかかわらず、
定着を良好に行うことができる。即ち、設定温度を一定
に制御することにより、定着を良好にできる。

【００４４】次に、図６により、各トナー層厚における
定着エネルギーを得るための必要電力量を求める。図６
において、三角に示すものは、トナー１層の場合であ
り、四角に示すものは、トナー２層の場合であり、丸に
示すものは、トナー４層の場合である。図６に示すよう
に、印刷速度を１８０ｍｍ／ｓとすると、トナー１層で
は、１１２５Ｗ、トナー２層では、２２５０Ｗ、トナー
４層では、４５００Ｗの電力量が必要になる。

【００４５】そこで、この実施例では、図４に示す用紙
のトナー未定着側の加熱ローラ５０内に、４５０Ｗ、１
５５０Ｗ、１８００Ｗのハロゲンランプ５１ａ、５１
ｂ、５１ｃを１本づつ設けている。又、反対側の加圧ロ
ーラ５４には、７００Ｗのハロゲンランプ５５を１本設
けた。

【００４６】図７は本発明の第１の実施例加熱ローラ側
の処理フロー図、図８は本発明の第１の実施例加圧ロー
ラ側の処理フロー図、図９は本発明の第１の実施例定着
動作の説明図である。

【００４７】図７により、加熱ローラ５０の定着制御に
ついて説明する。 （Ｓ１）コントローラ７１は、ホストコンピュータ８か
ら印刷開始指令を受けると、ホストコンピュータ８から
の印刷指示が、モノクロ印刷か、マルチカラー印刷か、
フルカラー印刷かを調べる。

【００４８】（Ｓ２）コントローラ７１は、モノクロ印
刷が指示されていると判定すると、加熱ローラ５０の温
度センサ５９ａの検出温度を調べる。

【００４９】（Ｓ３）コントローラ７１は、検出温度が
規定温度（例えば、１７０°Ｃ）でなければ、セットリ
セットスイッチ回路７３をセットして、４５０Ｗのハロ
ゲンランプ５１ａに電圧を印加する。これにより、ハロ
ゲンランプ５１ａは加熱し、４５０Ｗの熱量を発生す
る。この時、図８で後述するように、加圧ローラ５４の
ハロゲンランプ５５は、７００Ｗの熱量を発生している
ため、トータルで、１１５０Ｗの熱量となり、図６で説
明したように、１層トナーの溶解が可能となる。そし
て、この後、ステップＳ２に戻る。

【００５０】（Ｓ４）逆に、コントローラ７１は、検出
温度が規定温度以上であると、セットリセットスイッチ
回路７３をリセットして、４５０Ｗのハロゲンランプ５
１ａの電圧の印加を停止する。これにより、ハロゲンラ
ンプ５１ａは消灯する。そして、この後、ステップＳ２
に戻る。

【００５１】（Ｓ５）コントローラ７１は、ステップＳ
１でマルチカラー印刷が指示されていると判定すると、
加熱ローラ５０の温度センサ５９ａの検出温度を調べ
る。

【００５２】（Ｓ６）コントローラ７１は、検出温度が
規定温度（例えば、１７０°Ｃ）でなければ、セットリ
セットスイッチ回路７２をセットして、１５５０Ｗのハ
ロゲンランプ５１ｂに電圧を印加する。これにより、ハ
ロゲンランプ５１ｂは加熱し、１５５０Ｗの熱量を発生
する。この時、図８で後述するように、加圧ローラ５４
のハロゲンランプ５５は、７００Ｗの熱量を発生してい
るため、トータルで、２２５０Ｗの熱量となり、図６で
説明したように、２層トナーの溶解が可能となる。そし
て、この後、ステップＳ５に戻る。

【００５３】（Ｓ７）逆に、コントローラ７１は、検出
温度が規定温度以上であると、セットリセットスイッチ
回路７２をリセットして、１５５０Ｗのハロゲンランプ
５１ｂの電圧の印加を停止する。これにより、ハロゲン
ランプ５１ｂは消灯する。そして、この後、ステップＳ
５に戻る。

【００５４】（Ｓ８）コントローラ７１は、ステップＳ
１でフルカラー印刷が指示されていると判定すると、加
熱ローラ５０の温度センサ５９ａの検出温度を調べる。

【００５５】（Ｓ９）コントローラ７１は、検出温度が
規定温度（例えば、１７０°Ｃ）でなければ、セットリ
セットスイッチ回路７３、７２、７４をセットして、４
５０Ｗ、１５５０Ｗ、１８００Ｗの３つのハロゲンラン
プ５１ａ、５１ｂ、５１ｃに電圧を印加する。これによ
り、ハロゲンランプ５１ａ、５１ｂ、５１ｃは加熱し、
３８００Ｗの熱量を発生する。この時、図８で後述する
ように、加圧ローラ５４のハロゲンランプ５５は、７０
０Ｗの熱量を発生しているため、トータルで、４５００
Ｗの熱量となり、図６で説明したように、４層トナーの
溶解が可能となる。そして、この後、ステップＳ８に戻
る。

【００５６】（Ｓ１０）逆に、コントローラ７１は、検
出温度が規定温度以上であると、セットリセットスイッ
チ回路７３、７２、７４をリセットして、４５０Ｗ、１
５５０Ｗ、１８００Ｗの３つのハロゲンランプ５１ａ、
５１ｂ、５１ｃの電圧の印加を停止する。これにより、
ハロゲンランプ５１ａ、５１ｂ、５１ｃは消灯する。そ
して、この後、ステップＳ８に戻る。

【００５７】次に、加圧ローラ５４の加熱処理につい
て、図８により説明する。 （Ｓ１）コントローラ７１は、ホストコンピュータ８か
ら印刷開始指令を受けると、加圧ローラ５４の温度セン
サ５９ｂの検出温度を調べる。

【００５８】（Ｓ２）コントローラ７１は、検出温度が
規定温度（例えば、１７０°Ｃ）でなければ、セットリ
セットスイッチ回路７５をセットして、７００Ｗのハロ
ゲンランプ５５に電圧を印加する。これにより、ハロゲ
ンランプ５５は加熱し、７００Ｗの熱量を発生する。そ
して、この後、ステップＳ１に戻る。

【００５９】（Ｓ３）逆に、コントローラ７１は、検出
温度が規定温度以上であると、セットリセットスイッチ
回路７５をリセットして、７００Ｗのハロゲンランプ５
５の電圧の印加を停止する。これにより、ハロゲンラン
プ５５は消灯する。そして、この後、ステップＳ１に戻
る。

【００６０】この動作をタイムチャートで示すと、図９
の如くなる。即ち、印刷指令の到来により、加圧ローラ
（下側ヒートローラ）５４は、７００Ｗの熱量を発生す
る。これとともに、モノクロ印刷が指令されると、加熱
ローラ（上側ヒートローラ）５０は、４５０Ｗの熱量を
発生する。又、マルチカラー印刷が指令されると、加熱
ローラ（上側ヒートローラ）５０は、１５５０Ｗの熱量
を発生する。更に、フルカラー印刷が指令されると、加
熱ローラ（上側ヒートローラ）５０は、３８００Ｗの熱
量を発生する。

【００６１】このようにして、加圧ローラ５４の発生す
る熱量を一定として、加熱ローラ５０の熱量を、印刷モ
ードに応じて変化させるため、トナー溶解の効率が向上
し、消費電力の大幅な低減が可能となる。又、加圧ロー
ラ５４の発生する熱量を一定としているため、両面印刷
しても、定着済のトナー像が乱れることもない。更に、
加熱ローラ５０の温度を一定とするため、オフセットを
防止できる。

【００６２】この実施例では、ハロゲンランプの電気容
量を、必要最低限の電気容量に合わせて、全て異なった
ものとしたため、消費電力面で最も有利となる。

【００６３】（ｃ）第２の実施例の説明 第１の実施例では、加熱ローラ５０側の全てのハロゲン
ランプ５１ａ、５１ｂ、５１ｃを異なった電気容量とし
たが、３つのハロゲンランプ５１ａ、５１ｂ、５１ｃの
電気容量を全て同一にしても実現できる。

【００６４】例えば、加熱ローラ５０内に、１３００Ｗ
のハロゲンランプ５１ａ、５１ｂ、５１ｃを３本設け
る。そして、モノクロ印刷のトナー層１層では、１本の
ハロゲンランプ５１ａに電圧を印加する。又、マルチカ
ラー印刷のトナー層２層では、２本のハロゲンランプ５
１ａ、５１ｂに電圧を印加する。更に、フルカラー印刷
のトナー層４層では、３本のハロゲンランプ５１ａ、５
１ｂ、５１ｃに電圧を印加する。この時、加圧ローラ５
４のハロゲンランプ５５は、印刷モードの別にかかわら
ず、常に７００Ｗの熱量を発生する。

【００６５】このように加熱ローラのハロゲンランプの
電気容量を同じとすると、第１の実施例に比し、若干消
費電力の削減の効果は少なくなるが、部品の統一がで
き、製造コストが安価となる。

【００６６】（ｄ）第３の実施例の説明 第１、第２の実施例では、加熱ローラ５０内に３本のハ
ロゲンランプを設けているが、１本のハロゲンランプで
も実現できる。この場合に、ハロゲンランプに印加する
入力電圧を切り換える。例えば、モノクロ印刷のトナー
層１層では、１本のハロゲンランプに４５０Ｗ分の電圧
を印加する。又、マルチカラー印刷のトナー層２層で
は、ハロゲンランプに１５５０Ｗ分の電圧を印加する。
更に、フルカラー印刷のトナー層４層では、ハロゲンラ
ンプに３８００Ｗ分の電圧を印加する。この時、加圧ロ
ーラ５４のハロゲンランプ５５は、印刷モードの別にか
かわらず、常に７００Ｗの熱量を発生する。

【００６７】この実施例では、入力電圧を切り換え可能
とするハロゲンランプを用いることにより、定着器に装
着するハロゲンランプ数を削減できる。

【００６８】（ｅ）第４の実施例の説明 図１０は本発明の第４の実施例の制御ブロック図であ
る。

【００６９】図１０において、図４で示したものと同一
のものは、同一の記号で示してある。即ち、図１０にお
いて、５９ａは温度センサであり、サーミスタで構成さ
れている。この温度センサ５９ａは、加熱ローラ５０の
温度を検出するためのものである。５９ｂは温度センサ
であり、サーミスタで構成されている。この温度センサ
５９ｂは、加圧ローラ５４の温度を検出するためのもの
である。７１はコントローラであり、マイクロプロセッ
サで構成されている。このコントローラ７１は、前述の
電子写真機構３ａ〜３ｄの各部を制御するとともに、定
着器５の加熱ローラ５０のハロゲンランプ５１ａ〜５１
ｃ及び加圧ローラ５４のハロゲンランプ５５を制御する
ものである。

【００７０】７２、７３、７４、７５はセット／リセッ
トスイッチ回路であり、各々電源からの印加電圧を、コ
ントローラ７１の指示に応じて、各ハロゲンランプ５１
ａ〜５１ｃ、５５に印加するためのものである。７６は
環境温度センサであり、サーミスタで構成されている。
この環境温度センサ７６は、定着環境温度を検出するた
めのものであり、例えば、装置内の定着器５の上方に設
けられる。８はホストコンピュータであり、コントロー
ラ７１に、モノクロ印刷／カラー印刷の指示を行うとと
もに、印刷データを転送するものである。

【００７１】図１１は環境温度が０°Ｃの時の電気容量
の説明図である。図１２は環境温度が３０°Ｃの時の電
気容量の説明図である。図１３は各環境温度による必要
電気量の説明図である。

【００７２】前述の第１の実施例では、フルカラー印刷
では、４５００Ｗの熱量が必要であると説明した。しか
し、定着環境温度により、この必要熱量が異なる。この
実施例では、環境温度により、更にフルカラー印刷での
印加熱量を変えて、より消費電力を低減するものであ
る。

【００７３】図１１、図１２では、必要エネルギーを
丸、トナー融解に必要なエネルギーを三角、紙に持って
いかれるエネルギーを四角でプロットしてある。図１１
に示すように、環境温度０°Ｃでは、印刷速度１８０ｍ
ｍ／ｓでは、必要エネルギーは、４５００Ｗである。し
かし、図１２に示すように、環境温度３０°Ｃでは、印
刷速度１８０ｍｍ／ｓでは、必要エネルギーは、３２０
０Ｗに低減する。これは、紙及びトナーがあったまって
おり、必要エネルギーが低下するためである。即ち、環
境温度が、０°Ｃ〜２０°Ｃでは、電気量は４５００Ｗ
であるが、１５°Ｃ〜３０°Ｃでは、電気量は３８２０
Ｗで良く、３０°Ｃ以上では３１５０Ｗで良いことにな
る。

【００７４】従って、図１３に示すように、環境温度に
対する必要電気量は、環境温度の上昇とともに、低下す
る。これを利用して、更に消費電力を低減するものであ
る。

【００７５】図１４は本発明の第４の実施例加熱ローラ
側の処理フロー図、図１５は本発明の第４の実施例定着
動作の説明図である。

【００７６】尚、ここでは、説明の便宜上、加熱ローラ
５０のハロゲンランプ５１ａの容量を７００Ｗ、ハロゲ
ンランプ５１ｂの容量を１４００Ｗ、ハロゲンランプ５
１ｃの容量を１８００Ｗとして説明し、図７におけるフ
ルカラー印刷の処理Ｓ８〜Ｓ１０の変形例を図１４に示
すものである。

【００７７】図１４により、加熱ローラ５０の定着制御
について説明する。 （Ｓ１）コントローラ７１は、ホストコンピュータ８か
らフルカラー印刷が指令されると、環境温度センサ７６
の検出温度を調べる。

【００７８】（Ｓ２）コントローラ７１は、検出環境温
度が３０°Ｃ以上であると、加熱ローラ５０の温度セン
サ５９ａの検出温度を調べる。

【００７９】（Ｓ３）コントローラ７１は、検出温度が
規定温度（例えば、１７０°Ｃ）でなければ、セットリ
セットスイッチ回路７２、７４をセットして、７００Ｗ
のハロゲンランプ５１ａと１８００Ｗのハロゲンランプ
５１ｃに電圧を印加する。これにより、ハロゲンランプ
５１ａ、５１ｃは加熱し、２５００Ｗの熱量を発生す
る。この時、前述のように、加圧ローラ５４のハロゲン
ランプ５５は、７００Ｗの熱量を発生しているため、ト
ータルで、３２００Ｗの熱量となり、図１３で説明した
ように、環境温度３０°Ｃ以上での４層トナーの溶解が
可能となる。そして、この後、ステップＳ２に戻る。

【００８０】（Ｓ４）逆に、コントローラ７１は、検出
温度が規定温度以上であると、セットリセットスイッチ
回路７２、７４をリセットして、７００Ｗのハロゲンラ
ンプ５１ａと１８００Ｗのハロゲンランプ５１ｃの電圧
の印加を停止する。これにより、ハロゲンランプ５１
ａ、５１ｃは消灯する。そして、この後、ステップＳ２
に戻る。

【００８１】（Ｓ５）コントローラ７１は、ステップＳ
１で定着環境温度が、１５°Ｃ〜３０°Ｃの範囲と判定
すると、加熱ローラ５０の温度センサ５９ａの検出温度
を調べる。

【００８２】（Ｓ６）コントローラ７１は、検出温度が
規定温度（例えば、１７０°Ｃ）でなければ、セットリ
セットスイッチ回路７３、７４をセットして、１４００
Ｗのハロゲンランプ５１ｂと１８００Ｗのハロゲンラン
プ５１ｃに電圧を印加する。これにより、ハロゲンラン
プ５１ｂ、５１ｃは加熱し、３２００Ｗの熱量を発生す
る。この時、前述したように、加圧ローラ５４のハロゲ
ンランプ５５は、７００Ｗの熱量を発生しているため、
トータルで、３９００Ｗの熱量となり、図１３で説明し
たように、環境温度１５°Ｃ〜３０°Ｃでの４層トナー
の溶解が可能となる。そして、この後、ステップＳ５に
戻る。

【００８３】（Ｓ７）逆に、コントローラ７１は、検出
温度が規定温度以上であると、セットリセットスイッチ
回路７３、７３をリセットして、ハロゲンランプ５１
ｂ、５１ｃの電圧の印加を停止する。これにより、ハロ
ゲンランプ５１ｂ、５１ｃは消灯する。そして、この
後、ステップＳ５に戻る。

【００８４】（Ｓ８）コントローラ７１は、ステップＳ
１で、定着環境温度が、１５°Ｃ以下と判定すると、加
熱ローラ５０の温度センサ５９ａの検出温度を調べる。

【００８５】（Ｓ９）コントローラ７１は、検出温度が
規定温度（例えば、１７０°Ｃ）でなければ、セットリ
セットスイッチ回路７３、７２、７４をセットして、７
００Ｗ、１４００Ｗ、１８００Ｗの３つのハロゲンラン
プ５１ａ、５１ｂ、５１ｃに電圧を印加する。これによ
り、ハロゲンランプ５１ａ、５１ｂ、５１ｃは加熱し、
３９００Ｗの熱量を発生する。この時、前述したよう
に、加圧ローラ５４のハロゲンランプ５５は、７００Ｗ
の熱量を発生しているため、トータルで、４６００Ｗの
熱量となり、図１３で説明したように、環境温度１５°
Ｃ以下での４層トナーの溶解が可能となる。そして、こ
の後、ステップＳ８に戻る。

【００８６】（Ｓ１０）逆に、コントローラ７１は、検
出温度が規定温度以上であると、セットリセットスイッ
チ回路７３、７２、７４をリセットして、７００Ｗ、１
４００Ｗ、１８００Ｗの３つのハロゲンランプ５１ａ、
５１ｂ、５１ｃの電圧の印加を停止する。これにより、
ハロゲンランプ５１ａ、５１ｂ、５１ｃは消灯する。そ
して、この後、ステップＳ８に戻る。

【００８７】この動作をタイムチャートで示すと、図１
５の如くなる。即ち、印刷指令の到来により、加圧ロー
ラ（下側ヒートローラ）５４は、７００Ｗの熱量を発生
する。これとともに、環境温度が３０°Ｃ以上である
と、加熱ローラ（上側ヒートローラ）５０は、２５００
Ｗの熱量を発生する。又、環境温度が１５°Ｃ〜３０°
Ｃであると、加熱ローラ（上側ヒートローラ）５０は、
３２００Ｗの熱量を発生する。更に、環境温度が１５°
Ｃ以下であると、加熱ローラ（上側ヒートローラ）５０
は、３９００Ｗの熱量を発生する。

【００８８】このようにして、大電力の必要とするフル
カラー印刷においても、環境温度に応じて、更に消費電
力を低減できる。

【００８９】（ｆ）他の実施例の説明 上述の実施例の他に、本発明は、次のような変形が可能
である。

【００９０】第４の実施例の変形例として、第１の実
施例の変形例である第２の実施例、第３の実施例を適用
できる。例えば、加熱ローラ５０の１６００Ｗの３本の
ハロゲンランプを設けて、これを選択する方法や、入力
電圧により熱量が変化する１本のハロゲンランプを用い
る方法を適用できる。

【００９１】上述の実施例では、画像形成装置を電子
写真機構で説明したが、トナー像を転写する印刷機構
（例えば，静電記録機構等）にも使用できる。

【００９２】シートは、用紙に限らず、他の媒体を用
いることができる。 画像形成装置をプリンタで説明したが、複写機、ファ
クシミリ等他の画像形成装置であっても良い。

【００９３】転写部を転写ローラで説明したが、転写
帯電器であっても良い。 熱源をハロゲンランプで説明したが、他のヒータ要素
を用いても良い。

【００９４】以上、本発明を実施例により説明したが、
本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。

【００９５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次の効果を奏する。

【００９６】第２の加熱手段５４の電力供給量を一定
とするとともに、第１の加熱手段５０の電力供給量をト
ナー像が単色か複数色かに応じて変化させるようにし
た。これにより、第１の加熱手段５０のエネルギーによ
り定着するため、印加エネルギーに対する定着の効率が
良い。従って、消費電力を大幅に低減できる。

【００９７】又、第２の加熱手段５４の電力消費量
は、変化がしないため、両面印刷しても、定着済トナー
像が溶解して、像が乱れることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】本発明の一実施例カラープリンタの構成図であ
る。

【図３】図２の定着器の構成図である。

【図４】本発明の第１の実施例制御ブロック図である。

【図５】加熱ローラの設定温度の説明図である。

【図６】印刷速度と電気容量との関係図である。

【図７】本発明の第１の実施例加熱ローラ側の処理フロ
ー図である。

【図８】本発明の第１の実施例バックアップローラ側の
処理フロー図である。

【図９】本発明の第１の実施例定着動作の説明図であ
る。

【図１０】本発明の第４の実施例の制御ブロック図であ
る。

【図１１】環境温度が０°Ｃの時の電気容量の説明図で
ある。

【図１２】環境温度が３０°Ｃの時の電気容量の説明図
である。

【図１３】各環境温度による必要電気量説明図である。

【図１４】本発明の第４の実施例加熱ローラ側の処理フ
ロー図である。

【図１５】本発明の第４の実施例定着動作の説明図であ
る。

【符号の説明】

１ カラー画像形成装置 ２ ホッパ ３ トナー像形成ユニット ５ 定着器 ５０ 加熱ローラ ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ ハロゲンランプ ５４ 加圧ローラ ５５ ハロゲンランプ ７２、７３、７４、７５ セットリセットスイッチ回路 ７６ 環境温度センサ ５９ａ、５９ｂ 温度センサ ７１ コントローラ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体上に単色又は複数色のトナー像
   を形成するトナー像形成手段（３）と、 前記記録媒体上のトナー像を加熱定着するため、前記記
   録媒体のトナー像側に位置する第１の加熱手段（５０）
   と、 前記記録媒体のトナー像側と反対側に位置する第２の加
   熱手段（５４）と、 前記第２の加熱手段（５４）の電力供給量を一定とする
   とともに、前記第１の加熱手段（５０）の設定温度を一
   定に制御しつつ、電力供給量を前記トナー像が単色か複
   数色かに応じて変化させるコントローラ（７１）とを有
   することを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記第１の加熱手段（５０）は、ハロゲ
   ンランプを内蔵した加熱ローラであり、前記第２の加熱
   手段（５４）は、ハロゲンランプを内蔵したバックアッ
   プローラであることを特徴とする請求項１のカラー画像
   形成装置。
3. 【請求項３】 前記加熱ローラ（５０）に、各々独立に
   制御される複数のハロゲンランプ（５１ａ〜５１ｃ）を
   設けたことを特徴とする請求項２のカラー画像形成装
   置。
4. 【請求項４】 前記複数のハロゲンランプ（５１ａ〜５
   １ｃ）の電気容量が各々異なることを特徴とする請求項
   ３のカラー画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記複数のハロゲンランプ（５１ａ〜５
   １ｃ）の電気容量が同一であることを特徴とする請求項
   ３のカラー画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記加熱ローラ（５０）に、一つのハロ
   ゲンランプを設け、前記コントローラ（７１）は、前記
   ハロゲンランプの入力電圧を変化させることを特徴とす
   る請求項２のカラー画像形成装置。
7. 【請求項７】 装置の環境温度を検出する温度センサー
   （７６）を設け、前記コントローラ（７１）は、前記温
   度センサー（７６）の検出温度に応じて、前記第１の加
   熱手段（５０）に供給する電力供給量を制御することを
   特徴とする請求項１又は２のカラー画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記トナー像形成手段（３）は、前記記
   録媒体の一方の面に前記トナー像を形成するものであ
   り、前記一方の面が定着された記録媒体の裏面にトナー
   像を形成させるため、前記一方の面が定着された記録媒
   体を前記トナー像形成手段（３）の入口に反転して戻す
   ための反転パス（４６）を設けたことを特徴とする請求
   項１又は２又は３又は４又は５又は６又は７のカラー画
   像形成装置。