JPH08171307A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本出願に係る第１の発明の目的は、過剰な電
力を消費することのない画像形成装置を提供することに
ある。 【構成】 プリンタエンジン制御部が、定着器を通過中
の転写紙の位置を、レジセンサにより紙の後端を検知し
てから（ステップ３３）の時間を計時手段によって一定
時間計時することにより検知すると（ステップ３４）、
計時手段が計時を始めてから所定の時間経過した時（ス
テップ３５）、転写紙の後端が定着器を抜ける前に定着
器のハロゲンヒータをオフさせ（ステップ３６）、定着
ローラの余熱で定着を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トナー像を加熱手段を
用いて転写紙に定着させる定着手段を有する画像形成装
置の低消費電力化に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７、図８に、従来の画像形成装置の一
例であるレーザビームプリンタの構成を示す。この図を
もとにレーザビームプリンタの画像形成動作について説
明する。１０１は画像信号（ＶＤＯ信号）で、レーザユ
ニット１０２に入力される。１０３は、前記レーザユニ
ット１０２によりオン／オフ変調されたレーザビームで
ある。１０４はスキャナモータで回転多面鏡（ポリゴン
ミラー）１０５を定常回転させる。１０６は結像レンズ
でポリゴンミラー１０５によって変更されたレーザビー
ム１０７を被走査面である感光ドラム１０８上に焦点を
結ばせる。

【０００３】従って、画像信号１０１により変調された
レーザビーム１０７は、感光ドラム１０８上を水平走査
（主走査方向への走査）される。１０９は、ビーム検出
口でスリット状の入射口よりビームを取り入れる。この
入射口より入ったレーザビームは、光ファイバ１１０内
を通って光電変換素子１１１に導かれる。光電変換素子
１１１により電気信号に変換されたレーザビームは、増
幅回路（図示せず）により増幅された後、水平同期信号
となる。

【０００４】１１２は、転写材たる転写紙であり、感光
ドラム１０８に形成される潜像は、現像器１２３により
可視化されたトナー像となり、転写器１２０によってこ
の転写紙１１２に転写される。トナー像を転写された転
写紙１１２は、加熱手段たるハロゲンヒータを内蔵した
定着手段たる定着器１２１により定着されて、排紙部１
２２より排紙される。

【０００５】１２５は、フォトインタラプタを用いた排
紙センサで、転写紙１１２の後端の通過を検知する。排
紙センサ１２５が転写紙１１２の後端を検知すると、後
述の制御手段はハロゲンヒータ駆動回路を停止させる。

【０００６】このハロゲンヒータ駆動回路を図９に示
す。１３０は、本画像形成装置を接続する商用電源で、
本画像形成装置は商用電源をハロゲンヒータ１３２に供
給することによりハロゲンヒータ１３２を点灯させる。
このハロゲンヒータ１３２への電力の供給はトライアッ
ク１３３によりオン／オフを行うことにより制御され
る。抵抗１３４、１３５はトライアック１３３のための
バイアス抵抗で、フォトトライアックカプラ１３７は、
一次、二次の沿面距離を確保するためのデバイスであ
る。フォトトライアックカプラ１３７の発光ダイオード
１３７に通電することによりトライアック１３３をオン
する。抵抗１３６は、フォトトライアックカプラ１３７
の電流を制限するための抵抗であり、トランジスタ１３
８によりオン／オフする。トランジスタ１３８は制御手
段１３９からの信号に従って動作する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ハロゲ
ンヒータを用いた定着器の場合、ヒータをオフしても定
着ローラの温度はすぐには冷えず、その温度はヒータを
オフしてもある一定の時間はトナーを定着可能な温度範
囲内にある。つまり、転写紙が定着器を完全に通過する
前にヒータをオフしても、その定着器の余熱によって定
着が可能となる。ところが、現状では、転写紙の後端が
定着器を完全に通過してから定着器のハロゲンヒータを
オフしているため、過剰な電力を消費するという欠点が
あった。

【０００８】本出願に係る第１の発明の目的は、過剰な
電力を消費することのない画像形成装置を提供すること
にある。

【０００９】また、本出願に係る第２の発明の目的は、
ハロゲンヒータをオフするタイミングを正確に制御する
ことにより、可能な限り過剰な電力を省くことのできる
画像形成装置を提供するにある。

【００１０】さらに、本出願に係る第３の発明の目的
は、低熱容量の定着器を用いる場合でも、定着不良を発
生させることなく、過剰な電力を省くことのできる画像
形成装置を提供することにある。

【００１１】また、本出願に係る第４の発明の目的は、
転写紙の後端が定着器を完全に通過する前の余分な電力
を削減することのできる画像形成装置を提供することに
ある。

【００１２】さらに、本出願に係る第５の発明の目的
は、転写紙の後端が定着器を完全に通過する前に、可能
な限り余分な電力を削減することのできる画像形成装置
を提供することにあるまた、本出願に係る第６の発明の
目的は、トナー量に応じた最適な温度制御を行うことに
より、より一層低消費電力化の可能な画像形成装置を提
供することにある。

【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、静電記録方式を用いてトナー像
を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像を加熱手
段を用いて転写材に定着させる定着手段と、前記加熱手
段の温度を制御する制御手段と、搬送路上の前記転写材
の位置を検知する検知手段とを有する画像形成装置にお
いて、前記制御手段は、前記検知手段により検知した転
写材の位置に基づいて、所定のタイミングで前記加熱手
段への通電を断ち、前記加熱手段の余熱で前記トナー像
を定着させ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、検知手段は、転
写材搬送路上の所定の場所を転写材が通過したことを検
知する手段であり、制御手段は、該検知手段により前記
転写材の通過を検知してからの時間を計時する計時手段
を備えており、前記所定の場所以降の搬送路上の前記転
写材の位置を判断することにより達成される。

【００１５】さらに、本出願に係る第３の発明によれ
ば、上記目的は、上記第１の発明において、検知手段
は、転写材搬送路上の定着手段の後に設けられ、転写材
の先端を検知する手段であることにより達成される。

【００１６】また、本出願に係る第４の発明によれば、
上記目的は、上記第１の発明において、所定のタイミン
グは、転写材の後端が定着手段から排出される前である
ことにより達成される。

【００１７】さらに、本出願に係る第５の発明によれ
ば、上記目的は、上記第１の発明において、所定のタイ
ミングは、転写材上のトナー像の後端が定着手段から排
出される前、または上記転写材が定着手段に入る前であ
ることにより達成される。

【００１８】また、本出願に係る第６の発明によれば、
上記目的は、上記第１の発明において、制御手段は、転
写材の所定範囲に形成された潜像のドット比率を検知す
る検知手段を有し、前記検知手段と予め決められた前記
ドット比率と定着手段の温度との関係に基づいて、前記
ドット比率に応じた所定の温度範囲内へ前記定着手段の
温度を制御することにより達成される。

【００１９】

【作用】本出願に係る第１の発明によれば、転写材の位
置を検知する検知手段により、定着手段への搬送途中に
おける転写材の位置を検知すると、その検知した位置に
基づいて、所定のタイミングで加熱手段への通電を断
ち、加熱手段の余熱でトナー像を定着させる。従って、
省電力化が図られる。

【００２０】また、本出願に係る第２の発明によれば、
検知手段により、定着手段への転写材搬送路上の所定の
場所を転写材が通過したことを検知すると、制御手段
は、計時手段により、前記検知手段で前記転写材の通過
を検知してからの時間を計時して、前記所定の場所以降
の搬送路上の前記転写材の位置を判断し、所定のタイミ
ングにより加熱手段への通電を断つ。従って、過剰な電
力な省かれる。

【００２１】さらに、本出願に係る第３の発明によれ
ば、転写材搬送路上の定着手段の後に設けられた検知手
段により、転写材の先端を検知すると、所定のタイミン
グにより加熱手段への通電を断つ。従って、過剰な電力
な省かれる。

【００２２】また、本出願に係る第４の発明によれば、
転写材の後端が定着手段から排出される前に加熱手段へ
の通電を断つので、転写材の後端が定着手段から排出さ
れた後に加熱手段への通電を断っていた従来よりも省電
力化が図られる。

【００２３】さらに、本出願に係る第５の発明によれ
ば、転写材上のトナー像の後端が定着手段から排出され
る前、または上記転写材が定着手段に入る前に加熱手段
への通電を断つので、より一層省電力化が図られる。

【００２４】また、本出願に係る第６の発明によれば、
制御手段は、検知手段により、転写材の所定範囲に形成
された潜像のドット比率を検知し、予め定められたドッ
ト比率と定着手段の温度との関係に基づいて、前記検知
したドット比率に応じた所定の温度範囲内へ前記定着手
段の温度を制御するので、トナー量に応じて最適な温度
が行われ、従来よりも省電力化が図られる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００２６】（第１の実施例）図１と図２をもとに本発
明の第１の実施例について説明する。図１は、定着器を
通過中の転写紙の後端が定着器を抜ける前に、定着器の
ハロゲンヒータをオフし、余熱で定着する例を示す。図
２は図１のフローチャートを示す。

【００２７】プリンタは画像形成を開始すると定着手段
たる定着器１７の加熱手段たるハロゲンヒータ１９をオ
ンし（ステップ３１）、定着ローラ１８の表面温度が規
定温度範囲内に達すると（ステップ３２）、感光ドラム
１２上に潜像を形成すると共に給紙動作を行う。給紙さ
れた転写材たる転写紙１５は転写紙１５の先端と潜像の
先端を合わせるためにレジストローラ１１の手前で一旦
停止し、再度搬送される。１６はレジセンサで、搬送路
上のレジストローラの手前に配置されたフォトインタラ
プタを用いた検知手段たるセンサである。このレジセン
サ１６によって搬送される転写紙１５の後端を検知し、
制御手段たるプリンタエンジン制御部２０は転写紙１５
が電子写真プロセス部１４に給紙されたことを確認する
（ステップ３３）。その後、転写ローラ１３によって感
光ドラム１２に形成されたトナー像は転写紙１５上に転
写され、定着器１７でトナーは定着される。

【００２８】以上のような画像形成装置において、転写
紙１５の搬送速度及び紙の搬送経路の長さは一定である
から、プリンタエンジン制御部２０は定着器１７を通過
中の転写紙１５の位置を、レジセンサ１６が紙の後端を
検知してからの時間を計時手段によって一定時間計時す
ることにより検知することができる（ステップ３４）。
計時手段が計時を始めてから所定の時間経過した時（ス
テップ３５）、つまりプリンタエンジン制御部２０は制
御信号２１によって、転写紙１５の後端が定着器１７を
抜ける前に定着器１７のハロゲンヒータ１９をオフさせ
（ステップ３６）、定着ローラ１８の余熱で定着を行
う。

【００２９】なお、ヒータをオフするタイミングは、定
着ローラ１８の表面温度が、紙の後端が通過するまで定
着可能な温度であるよう予めある程度制限しておく必要
がある。

【００３０】本実施例のように、熱源にハロゲンヒータ
１９を用いた場合には、ハロゲンヒータ１９をオフして
も定着ローラ１８の温度は急激には低下せず、その温度
はある一定の時間はトナーを定着させるに足る温度範囲
内にある。つまり、転写紙１５の後端が定着器１７を完
全に通過する前にハロゲンヒータ１９をオフしても、そ
の定着器１７の余熱を用いて転写紙１５の後端までトナ
ーの定着が可能となり、従来の制限よりも低消費電力化
が可能となる。

【００３１】以上のように、定着器を通過中の転写紙の
後端が定着器を抜ける前に、定着器のハロゲンヒータを
オフし、余熱で定着することが可能となり、ハロゲンヒ
ータで消費される過剰電力を削減することができる。

【００３２】なお、本実施例ではハロゲンヒータを熱源
に用いた定着器を例にとり説明したが、オンデマンド方
式の定着器においても本発明が有効であることは言うま
でもない。但し、使用する定着器の熱時定数を考慮した
上で、ヒータをオフするタイミングを決める必要があ
る。

【００３３】（第２の実施例）図１と図３をもとに本発
明の第２の実施例について説明する。図１は、転写紙の
上のトナー像の後端が定着器を抜ける前に、定着器のハ
ロゲンヒータをオフし、余熱で定着する例を示す。図３
は図１のフローチャートを示す。

【００３４】プリンタは画像形成を開始すると定着器１
７のハロゲンヒータ１９をオンし（ステップ４１）、定
着ローラ１８の表面温度が規定温度範囲内に達すると
（ステップ４２）、レーザビームによって感光ドラム１
２上に潜像を形成すると共に給紙動作を行う。給紙され
た転写紙１５は転写紙１５の先端と潜像の先端を合わせ
るためにレジストローラ１１の手前で一旦停止し、再度
搬送される。１６はレジセンサで、搬送路上のレジスト
ローラ１１の手前に配置されたフォトインタラプタを用
いたセンサである。このレジセンサ１６によって搬送さ
れる転写紙１５の後端を検知し、プリンタエンジン制御
部２０は転写紙１５が電子写真プロセス部１４に給紙さ
れたことを確認する（ステップ４３）。その後、転写ロ
ーラ１３によって感光ドラム１２に形成されたトナー像
は転写紙１５上に転写され、定着器１７でトナーは定着
される。

【００３５】定着器１７を通過中または通過前の転写紙
１５上に形成されたトナー像の後端位置は以下のように
検出できる。転写紙１５の搬送速度及び紙の搬送経路の
長さは一定であるから、プリンタエンジン制御部２０は
レーザビームによる潜像形成が終了すると（ステップ４
４）、それからの時間を計時手段によって一定時間計時
することにより検知する（ステップ４５）。計時手段が
計時を始めてから所定の時間経過した時（ステップ４
６）、つまり転写紙１５上のトナー像後端位置が定着器
１７を抜ける前に、プリンタエンジン制御部２０は制御
信号２１によって、定着器１７のハロゲンヒータ１９を
オフさせ（４７）、定着ローラ１８の余熱で定着を行
う。

【００３６】なお、ヒータ１９をオフするタイミング
は、定着ローラ１８の表面温度が、トナー像の後端が通
過するまで定着可能な温度であるよう予めある程度制限
しておく必要がある。

【００３７】以上のように、転写紙上に形成されたトナ
ー像の後端が定着器を抜ける前に、定着器のハロゲンヒ
ータをオフし、余熱で定着することが可能となる。

【００３８】なお、本実施例では第１の実施例よりも早
くヒータをオフできるため、第１の実施例よりもさらに
ハロゲンヒータで消費される過剰電力を削減することが
できる。

【００３９】例えば、紙の上半分の画像形成の場合に
は、紙全体への画像形成よりも早くヒータをオフするこ
とがでるきる。

【００４０】なお、本実施例では、ハロゲンヒータを熱
源に用いた定着器を例にとり説明したが、オンデマンド
方式の定着器においても本発明が有効であることは言う
までもない。但し、使用する定着器の熱時定数を考慮し
た上で、ヒータをオフするタイミングを決める必要があ
る。

【００４１】（第３の実施例）図１と図４ないし図６を
もとに本発明の第３の実施例について説明する。図１
は、転写紙の所定範囲の形成された潜像のドットの比率
に応じ、定着器の温度を制御する例を示す。図６は図１
のフローチャートを示す。

【００４２】プリンタは画像形成を開始すると定着器１
７のハロゲンヒータ１９をオンし（ステップ５２）、定
着ローラ１８の表面温度が規定温度範囲内に達すると
（ステップ５３）、レーザビームによって感光ドラム１
２上に潜像を形成すると共に給紙動作を行う。給紙され
た転写紙１５は転写紙１５の先端と潜像の先端を合わせ
るためにレジストローラ１１の手前で一旦停止し、再度
搬送される。１６はレジセンサで、搬送路上のレジスト
ローラ１１の手前に配置されたフォトインタラプタを用
いたセンサである。このレジセンサ１６によって搬送さ
れる転写紙１５の後端を検知し、プリンタエンジン制御
部２０は転写紙１５が電子写真プロセス部１４に給紙さ
れたことを確認する（ステップ５４）。その後、転写ロ
ーラ１３によって感光ドラム１２に形成されたトナー像
は転写紙１５上に転写され、定着器１７でトナーは定着
される。

【００４３】この定着器１７の温度制御方法について図
５と図６を用いて以下に説明する。

【００４４】プリンタエンジン制御部２０は、転写紙１
５の所定範囲に形成された潜像のドット比率を検知する
ドット検知手段と、計時手段を用いた転写紙の位置検知
手段と、予め決められたドット比率と定着器１７の温度
との関係を参照データとして有している。図５と図６は
その所定範囲及び参照データの例を示している。プリン
タエンジン制御部２０は、上記のドット検知手段によっ
て、転写紙１５の所定範囲（斜線部）５１に潜像のドッ
トが占める割合を検出する（ステップ５６）。その検出
した割合と参照データを比較した結果と、上記の計時手
段によって計時した時間に基づき（ステップ５７、５
８）、所定範囲５１が、定着器１７を通過する際に所定
の温度となるよう、前もって定着器１７のヒータの温度
をオン／オフ制御する（ステップ５９）。

【００４５】例えば、図５を参照すると、ドットの割合
が３％の場所には、所定範囲５１が定着器１７を通過す
る際に、定着器の温度が１５０℃付近になるようヒータ
の温度制御を行う。

【００４６】本実施例を用いることによって、転写紙上
の所定範囲内のトナーの量が少ない場合、その範囲を定
着する際の定着温度を通常の温調温度より下げることが
可能となるため、定着器のヒータで消費される電力を軽
減することができる。

【００４７】なお、本実施例ではハロゲンヒータを熱源
に用いた定着器を例にとり説明したが、オンデマンド方
式の定着器においても、本発明が有効であることは言う
までもない。但し、使用する定着器の熱時定数を考慮し
た上で、ヒータをオン／オフするタイミングを決める必
要がある。

【００４８】また、転写紙の位置を検知する検知手段の
位置は、定着器１７のよりも転写紙の進行方向後方でも
良く、転写紙の先端を検知したときから所定のタイミン
グでヒータをオフしても良い。これは、特に熱容量の低
い定着器を用いる場合に有効である。

【００４９】

【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、検知手段により転写材の位置を検知
し、その検知した位置に基づいて、所定のタイミングで
加熱手段への通電を断つので、定着手段の加熱手段で消
費される過剰な電力を削減することができ、これまでよ
りも低消費電力の画像形成装置を提供することができ
る。

【００５０】また、本出願に係る第２の発明によれば、
検知手段により、定着手段への転写材搬送路上の所定の
場所を転写材が通過したことを検知し、制御手段は、計
時手段により、前記検知手段で前記転写材の通過を検知
してからの時間を計時して、前記所定の場所以降の搬送
路上の前記転写材の位置を判断し、所定のタイミングに
より加熱手段への通電を断つので、より一層低消費電力
の画像形成装置を提供することができる。

【００５１】さらに、本出願に係る第３の発明によれ
ば、転写材搬送路上の定着手段の後に設けられた検知手
段により、転写材の先端を検知し、所定のタイミングに
より加熱手段への通電を断つので、より一層低消費電力
の画像形成装置を提供することができる。

【００５２】また、本出願に係る第４の発明によれば、
転写材の後端が定着手段から排出される前に加熱手段へ
の通電を断つので、転写材の後端が定着手段から排出さ
れた後に加熱手段への通電を断っていた従来よりも省電
力化を図ることができる。

【００５３】さらに、本出願に係る第５の発明によれ
ば、転写材上のトナー像の後端が定着手段から排出され
る前、または上記転写材が定着手段に入る前に加熱手段
への通電を断つので、より一層省電力化が図ることがで
きる。

【００５４】また、本出願に係る第６の発明によれば、
検知手段により転写材の所定範囲に形成された潜像のド
ット比率を検知し、予め定められたドット比率と定着手
段の温度との関係に基づいて、前記検知したドット比率
に応じた所定の温度範囲内へ前記定着手段の温度を制御
するので、トナー量に応じた最適な温度制御が可能とな
り、従来よりも省電力化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるレーザビームプリンタの構
成図である。

【図２】本発明の第１の実施例における加熱手段の制御
を説明するためのフローチャートである。

【図３】本発明の第２の実施例における加熱手段の制御
を説明するためのフローチャートである。

【図４】本発明の第３の実施例を説明するための転写紙
を示す図である。

【図５】本発明の第３の実施例におけるドット比率と定
着器の温度の関係のデータ例を示す図である。

【図６】本発明の第３の実施例における加熱手段の制御
を説明するためのフローチャートである。

【図７】従来のレーザビームプリンタの露光部周辺の構
成図である。

【図８】従来のレーザビームプリンタの全体の構成図で
ある。

【図９】従来のハロゲンヒータの駆動回路図である。

【符号の説明】

１５ 転写紙（転写材） １６ レジセンサ（転写材の位置を検知する検知手段） １７ 定着器（定着手段） １９ ハロゲンヒータ（加熱手段） ２０ プリンタエンジン制御部（制御手段）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電記録方式を用いてトナー像を形成す
   るトナー像形成手段と、前記トナー像を加熱手段を用い
   て転写材に定着させる定着手段と、前記加熱手段の温度
   を制御する制御手段と、搬送路上の前記転写材の位置を
   検知する検知手段とを有する画像形成装置において、前
   記制御手段は、前記検知手段により検知した転写材の位
   置に基づいて、所定のタイミングで前記加熱手段への通
   電を断ち、前記加熱手段の余熱で前記トナー像を定着さ
   せることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 検知手段は、転写材搬送路上の所定の場
   所を転写材が通過したことを検知する手段であり、制御
   手段は、該検知手段により前記転写材の通過を検知して
   からの時間を計時する計時手段を備えており、前記所定
   の場所以降の搬送路上の前記転写材の位置を判断するこ
   ととする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 検知手段は、転写材搬送路上の定着手段
   の後に設けられ、転写材の先端を検知する手段であるこ
   ととする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 所定のタイミングは、転写材の後端が定
   着手段から排出される前であることとする請求項１に記
   載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 所定のタイミングは、転写材上のトナー
   像の後端が定着手段から排出される前、または上記転写
   材が定着手段に入る前であることとする請求項１に記載
   の画像形成装置。
6. 【請求項６】 制御手段は、転写材の所定範囲に形成さ
   れた潜像のドット比率を検知する検知手段を有し、前記
   検知手段と予め決められた前記ドット比率と定着手段の
   温度との関係に基づいて、前記ドット比率に応じた所定
   の温度範囲内へ前記定着手段の温度を制御することとす
   る請求項１に記載の画像形成装置。