JPS6352170A - 熱定着型光プリンタ - 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】 産業上の利用分野 本発明は、レーザビームプリンタを代表例として、ＬＥ
Ｄアレイプリンタ、液晶シャッタプリンタ、更にはデジ
タル複写機等の機器の内、加熱定着器を持つ熱定着型光
プリンタに関する。

従来の技術 一般に、この種の光プリンタでは、加熱定着に際して定
着器のヒータの温度は常にある一定温度に制御して転写
トナー像を加熱定着するようにしている。ここに、この
ようなヒータの設定温度は印字ドツト数が印字用紙１頁
中に印字可能なドツト数に対して５％程度の場合に適当
な定着温度となるように設定されている。これは、一般
に印字用紙上に占める印字ドツト数は５％程度に少ない
からである。

発明が解決しようとする問題点 この結果、従来の熱定着方式によれば、例えば印字ドツ
ト数が１頁分に対して５％よりも多いような場合には定
着すべきトナーの熱容量によって全体的に温度が下がり
気味の定着となる。一方、５％よりも少なくなるような
印字ドツト数の場合には、逆に温度が上がり気味の定着
となる。つまり、従来方式によると、印字ドツト数、即
ち印字内容が変わると相対的に定着温度も上下変動して
しまい、定着不良を生じたり、逆にシワやカールの原因
ともなる。そして、場合によってはジャム発生時に定着
温度が高くなり過ぎて火災発生等の危険性をも持つもの
である。

問題点を解決するための手段 印字データに応じて感光体上に静電潜像を形成させる光
書込み手段と、前記静電潜像を現像して印字用紙上に転
写させた後でその像を加熱定着させるヒータとを備えた
熱定着型光プリンタにおいて、印字する文字や図形等に
使泪する総印字ドツト数を算出する演算手段を設け、こ
の演算手段により算出された総印字ドツト数に応じて前
記ヒータの設定温度を複数段階に可変設定するヒータ温
度設定手段を設ける。

作用 転写後のトナー像を加熱定着する場合に適切な定着温度
は印字用紙上の総トナー量、従って総印字ドツト数によ
って異なる。そこで、印字信号を受けて印字する際、印
字すべき文字や図形等に用いる個々のドツト数を演算手
段によって加算することで総印字ドツト数が求められる
。そこで、この総印字ドツト数に応じてと一タ温度設定
手段はヒータの設定温度を可変する。即ち、総印字ドツ
ト数が多めの時にはヒータの設定温度を高めとし、総印
字ドツト数が少なめの時には設定温度を低めに設定する
ものである。このように複数段階に可変設定すべき設定
温度自体は予め経験的に得られるものである。この結果
、トナー量に応じたヒータの設定温度となって定着動作
が行なわれるので、トナーの熱容量による温度変化が相
殺されて常に適切な定着温度によるものとなる。

実施例 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

本実施例は熱定着型のレーザビームプリンタに適用した
ものであり、その構造を第２図により説明する。まず、
プリンタ本体１の略中央部にはドラム状の感光体２が設
けられている。この感光体２は一方向に回転駆動される
ものであり　この感光体２周りには電子写真プロセスに
従い、帯電チャージャ３、レーザビーム４を照射させる
レーザダイオード等の光源５を含む光書込み手段６、現
像器７、転写チャージャ８、クリーニング装置９、除電
ランプ１０等が順に設けられている。そして、転写チャ
ージャ８より上流側には印字用紙１１を感光体２に向け
て所定タイミングで給紙・搬送させるだめの半月状給紙
コロ１２やレジストローラ１３等が設けられている。又
、転写チャージャ８より下流側には転写済みの印字用紙
１１に対する定着器１４、搬送ローラ１５、排紙ローラ
１６等が順に設けられている。ここに、前記定着器１４
はヒータ１７を用いた加熱定着器として構成されている
。そして、前記印字用紙１１に対しては給紙部にはペー
パーエンプティセンサ１８が設けられ、通紙経路中には
適宜複数のジャムセンサ１９゜２０．２１が設けられて
いる。又、２２はメイン駆動モータである。

このような基本構成より、−様帯電済みの感光体２上に
は光書込み手段６によって印字ドツト信号に応じて光照
射がなされ静電潜像が形成される。

二の潜像を現像器７においてトナーにより可視像とし、
転写チャージャ８によって印字用紙１１上に転写させる
。そして、定着器１４のヒータ１７部分を通紙させるこ
とにより加熱定着し、排紙させるものである。

そして、このような動作を制御する電気的制御系は第３
図のブロック図のように構成されている。

まず、制御の中心となるＣＰＵ２３が設けられている。

このＣＰＵ２３には全体を制御するプログラムを格納し
たＲＯＭ２４、データを一時的に格納するＲＡＭ２５、
ホスト機（図示せず）側との間でデータ授受を行なうた
めのインターフェース２６、タイマー２７及びＩ１０ボ
ート２８がデータバスによって接続されている。ここに
、■／○ボート２８には前述したチャージャ、ヒータ等
の各種負荷とジャムセンサ等の各種センサ、スイッチ類
が接続され、各種負荷に対して駆動信号を与える一方、
センサ等からの信号を取込むように構成されている。

しかして、前記定着器１・１のヒータ１７周りの構成を
第１図により説明する。まず、ヒータ１７は交流電源２
９に対してフォトトライアックカプラ３０のフォトサイ
リスタ３１を介して柔妾片売され、このフォトサイリス
タ３１が導通状態にある時に交流電圧が印加されて加熱
されるものである。ここに、フォトサイリス）：）３１
は対をなす発光ダイオード３２が発光した時にゲートト
リガされてオンするものである９つまり、このようなフ
ォトトライアックカプラ３０によれば、直流の信号電流
で動作する発光ダイオード３２で、交流の大′ａ流をス
イッチングさせることができる。ちなみに、フォトトラ
イアックカプラ３０に代えて機械的なリレー接点等によ
ってもスイッチングし得るが、冷状態ではヒータの突入
電流が数十アンペアもあり、接点にスパークが発生し、
これが信号ラインにノイズとしてのったり、接点の焼き
付き等を生ずる欠点がある。

そして、前記発光ダイオード３２に対する信号電流はＮ
ＡＮＤゲート３３によって制御される。

即ち、このＸＡＮＤゲート３３の出力がＬレベルであれ
ば発光ダイオード３２はオン（発光）状態となり、Ｎ　
Ａ　Ｎ　Ｄゲート３３の出力がＨレベルとなれば発光ダ
イオード３２はオフする。ここに、このＮＡＮＤゲート
３３には制御信号Ｐ１　　とヒータ温度設定手段となる
コンパレータ３４からの出力信号Ｐ４　をインバータ３
５で反転させてなる信号可とが入力されており、これら
の信号Ｐ、。

Ｒ４がともにＨレベルの時に前記発光ダイオード３２を
発光させるものである。しかして、前記コンパレータ３
４は基準電圧と比較電圧とを比較し、比較電圧が基準電
圧に達した時に出力信号Ｐ４　としてＨレベルを出力す
るものである５ここに、比Ｖｔ圧側は前記ヒータ１７近
傍に設けられてその温度変化に応じて抵抗値が変化する
サーミスタ３６（抵抗値ＲＴＨ）と固定抵抗Ｒ，，Ｒ，
と可変抵抗ＶＲ，とを電源電圧ＶＣＣに直列接続し、電
源電圧Ｖｃｃを分圧してなるものであり、ヒータ１７の
実際の湿度に相当する電圧イ直である。一方、基準電圧
側は本実施例の特徴的な要素であり、複数段階に可変設
定され得るように構成されている。まず、電源電圧ＶＣ
Ｃに対して抵抗Ｒ，，Ｒ４及びトランジスタＴｒ、　が
直列に接続され、このトランジスタＴｒ、がオンしてい
る時には抵抗Ｒ，，Ｒ４の分圧比によって第１基準電圧
■８　が設定されるように構成されている。次に、前記
抵抗Ｒ４とトラ〉・ジスタＴｒ、　　とに並列に抵抗Ｒ
６とトランジスタＴｒ２　との直列回路が接、贅され、
更に抵抗Ｒ６とトランジスタＴｒ、との直列回路及び抵
抗Ｒ７とトランジスタＴｒ４との直列回路も各々並列接
続されている。ここに、前記抵抗Ｒ４，Ｒ，、Ｒ，、Ｒ
。

はＲ−＜　Ｒ６＜　Ｒｓ　＜　Ｒ７の関係に設定されて
いる。

これにより、トランジスタＴｒ２のオン時には抵抗Ｒ，
，Ｒ，の分圧比よって第２基準電圧■２が設定され、ト
ランジスタＴｒ、のオン時には抵抗Ｒ，。

Ｒｏの分圧比によって第３基慴′北圧■、が設定され、
トランジスタＴｒ、のオン時には抵抗Ｒ３，Ｒ，の分圧
比によって第４基準電圧■、が設定されるように構成さ
れている。より具体的には、第１基準電圧■、はヒータ
予熱用で、ヒータ１７が１４０℃となるように規制する
ものであり、第２〜４基準電圧■２〜■、は各々定着時
のヒータ温度を各々１６０℃、１７０℃、１８０℃に規
制するものである。そして、２つの制御信号Ｐ２．　　
Ｐ、の組合せによりこれらのトランジスタＴｒ、〜Ｔｒ
、の何れか一つを選択的にオンさせるための４つのＡＮ
Ｄゲート３７．３８，３９．４０及び２つのインバータ
４１．４２が設けられている。

このような構成において、動作は第４図及び第５図に示
すフローチャートに基づき制御される。

まず、電源が投入されると、ＲＡ　Ｍチェック、ペーパ
ージャム等についてのエラーチェックを行なう。ここに
、エラーがあればＬＥＤ等でエラー表示する等のエラー
処理をして動作を停止する。−方、エラーがなければ制
御信号Ｐ、、　Ｐ、、　Ｐ、としてＨレベルを出力して
ヒータ１７の予熱動作を行なう。これは、印字動作時に
直ちに所望の定着温度となり得るようにヒータ１７を予
め１４０℃程度にウオームアツプさせるためである。こ
こに、制御信号Ｐ、、　Ｐ、がＨレベルとなることによ
りＡＮＤゲート３７を介してトランジスタＴｒ、がオン
し、コンパレータ３４の基準電圧は第１基準電圧■、と
なる。この時、比較電圧はまだ第１基準電圧以下である
ので、信号Ｐ４　はＬレベルであり、信号下７がＨレベ
ルであって、かつ、制御信号Ｐ。

もＨレベルであるので、ＮＡＮＤゲート３３の出力がＬ
レベルであり、発光ダイオード３２がオン（発光）する
。これによって、フォトサイリスタ３１も導通状態とな
り、ヒータ１７には交流電源２９によって交流電圧が印
加されて加熱され、その温度が上昇する。そして、ヒー
タ１７が予熱温度１４０℃程度となるとサーミスタ３６
の抵抗値ＲＴＨの変化によってコンパレータ３４に対す
る比較電圧が第１基準電圧Ｖ、に達することになるので
、このコンパレータ３４の出力信号Ｐ４がＨレベルとな
る。これにより、信号Ｐ４　がＬレベルとなってＮＡＮ
Ｄゲート３３の出力がＨレベルとなり、発光ダイオード
３２がオフしてヒータ１７への通電が停止される。これ
により、ヒータ１７の予熱動作が終了する。

このようにして、コンパレータ３４の出力信号Ｐ４がＨ
レベルとなって予熱が終了すると、インターフェース２
６を介してホスト機にレディＲＤＹ信号を出力する。こ
れにより、印字データ処理ないしは印字動作への移行が
可能となる。そこで、ホスト機から印字データの出力が
あると、第５図に示すようにホスト機に対してビジーＢ
ＵＳＹ信号を出力するとともに、演算手段となるレジス
タａをＯにセットして印字データを読込む。このデータ
読込み時に順次そのキャラクタを構成している印字ドツ
ト数ｄ？：ＲＯ〜Ｎ２４内のデータテーブル中から読出
してレジスタａに加算する。例えば、「Ａ」なるキャラ
クタが４６０個の印字ドツト数により構成されていると
すると、予めデータテーブルに格納されているｒＡ」に
ついての印字ドツト数ｄ＝４６０を読出してレジスタａ
に加算する。

次に、「Ｂ」なるキャラクタが４９０個の印字ドツト数
で構成されているとすると同様にデータテーブルからｒ
１３Ｊについての印字ドツト数ｄ＝４９０を読出し、レ
ジスタａに加算する。即ち、レジスタａの内容は４６０
＋４９０＝９５０となる。

このようにしてページバッファ分の他の印字すべき文字
や図形等についてもその印字ドツト数がレジスタａに順
次加算され、バッファフル又は印字指令コードが出るま
で繰返される。このようにして、レジスタａにはその時
の印字用の総印字ドツト数が算出される。

ここに、印字用紙１１の１頁分を構成する総ドツト数が
３７４１ｘ２８１１＝１０５１５９５″。

ドツト（Ａ４サイズを想定）とすると、加算されたレジ
スタａの値、即ち総印字ドツト数を本実施例では３段階
に区分するものである。

第１がａ＜５２５７９８（即ち、総ドツト数の５％未満
）の場合である。

第２が５２５７９８≦ａ＜２１０３１９０（即ち、総ド
ツト数の５％以上２０％未満）の場合である。

第３が２１０３１９０≦ａ（即ち、総ドツト数の２０％
以上）の場合である。

そして、算出された総印字ドツト数が総ドツト数に対し
て５％未満であると判定された場合には、制御信号Ｐ、
＝Ｈ，Ｐ、＝Ｌに制御される。これにより、ＡＮＤゲー
ト３８が開いてトランジスタＴｒ２がオンするので、コ
ンパレータ３４に対する基準電圧は抵抗Ｒ，，Ｒ６の分
圧により決定される第２基阜電圧■カ　（１６０℃用）
となる。又、５％以上２０％未満と判定されると、制御
信号Ｐ。

＝Ｌ、Ｐ、＝Ｈとなるので、ＡＮＤゲート３９によって
トランジスタＴｒ、がオンする。よって、コンパレータ
３４の基準電圧は抵抗Ｒ，，Ｒ，の分圧により定まる第
３基準電圧Ｖ、（１７０℃用）となる。更に、２０％以
上であると判定されると、制御信号Ｐ、＝Ｌ、　Ｐ、＝
Ｌとなり、ＡＮＤゲート４０によってトランジスタＴｒ
４がオンする。よって、コンパレータ３４の基準電圧は
抵抗Ｒ３１Ｒ７の分圧によって定まる第４基準電圧Ｖ、
（１８０℃用）となる。

そして、何れの基準電圧が選択設定されたとしても、最
初はコンパレータ３４の出力信号Ｐ４　がＬレベルであ
ってＮ　Ａ　Ｎ　Ｄゲート３３の出力がＬレベルである
ことにより、発光ダイオード３２が発光してフォトサイ
リスタ３１が導通状態となってヒータ１７には交流電源
が印加されて更に温度上昇する。そして、その時の基準
電圧によって規制される設定温度に達するとサーミスタ
３６の抵抗値ＲＴＨの変化に基づき比較電圧が基準電圧
に達することにより検出され、ヒータ１７への通電が停
止される。これにより、ヒータ１７の定着時の設定温度
は総印字ドツト数に応じて１６０℃、１７０℃、１８０
’Ｃの何れかの３段階に選択設定されることになる。こ
のように加熱された状態で実際の印字動作が行なわれ、
ヒータ１７は定着動作を行なう。そして、印字動作が終
了すると、再びＰ　、　、　　ｉ−’　、　、　　Ｐ、
がＨレベルとなってヒータ１７の予熱動作が行なわれ、
次の印字用の待機状態となる。

このように、本実施例によれば定着動作時のヒータ１７
の設定温度が一律には決定されてはおらず、その定着時
における総印字ドツト数、即ちトナー量に応じて複数段
階に可変設定され、ドツト数が多めの時にはヒータ設定
温度も高めとされ、ドツト数が少なめの時にはヒータ設
定温度も低めとされるので、熱定着動作時のトナーの熱
容量による温度変化が相殺されることとなる。この結果
、常に適切な定着温度にて良好に定着されることとなり
、定着不良を生じたり、シワやカールの７軍国となるこ
とがない。特に、レーザビームプリンタにあっては、通
常のキャラクタ印字だけでなくグラフィックやイメージ
の印字についても高品位の印字が要求されるわけである
が、本実施例によればこのような高品位印字に寄与し得
る定着動作を行なわせることができる。

発明の効果 本発明は、上述したように総印字ドツト数を演算手段に
よって算出し、この総印字ドツト数に応じてヒータ温度
設定手段を制御してヒータ設定１１１度を複数段階に可
変設定するようにしたので、印字ドツト数が多めの時に
はヒータ設定温度も高めとし印字ドツト数が少なめの時
にはと−タ、投定温度も低めとすることができ、よって
、実際の定着動作時にはトナーの熱容−１，（による温
度変化を相殺して常に一定の適切な定着温度にて定着さ
せることができ、定着不良の発生やシワやカールの発生
を防止することができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図はヒータ
制御用の回路図、第２図はレーザビームプリンタの概略
構成図、第３図はその制御系のブロック図、第４図はフ
ローチャート、第５図は印字データ処理ルーチンのフロ
ーチャートである。 ２・・・感光体、６・・・光書込み手段、１１・・・印
字用紙、１７・・・ヒータ、３４・・・コンパレータ（
ヒータ温度設定手段）、ａ・・・レジスタ（演算手段）
出　願　人　　　東京電気株式会社 ご毛」　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、印字データに応じて感光体上に静電潜像を形成させ
   る光書込み手段と、前記静電潜像を現像して印字用紙上
   に転写させた後でその像を加熱定着させるヒータとを備
   えた熱定着型光プリンタにおいて、印字する文字や図形
   等に使用する総印字ドット数を算出する演算手段を設け
   、この演算手段により算出された総印字ドット数に応じ
   て前記ヒータの設定温度を複数段階に可変設定するヒー
   タ温度設定手段を設けたことを特徴とする熱定着型光プ
   リンタ。 ２、ヒータ温度設定手段を、総印字ドット数に応じて基
   準電圧が複数段階に可変設定され比較電圧にヒータ温度
   検出電圧が入力される比較器により構成したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の熱定着型光プリンタ
   。