JP2007034010A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像形成装置において所期の省エネ効果を確実に得る。
【解決手段】 ユーザーが待機時モードにある画像形成装置の操作部４から印刷枚数、転写紙サイズを入力し、更に印刷モード即ち標準印刷又は高速印刷等を選択して印刷動作をスタートさせると、コントローラ１は入力された印刷条件に基いてＲＯＭ２から所定のコピーモード秒数を読み出し、この秒数だけエンジン部５の定着装置のリレーをオンしハロゲンヒータの通電時間を開始する。コピーモード秒数が経過したとき、リレーをオフしハロゲンヒータの通電時間を停止し待機時モードにリターンする。
【選択図】 図６

Description

本発明は、加熱用ヒータが内蔵された加熱ローラ等の定着部材を用いてトナー像を転写紙に加熱定着する定着装置を有する電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ装置及び複合機等の画像形成装置に関する。

温暖化をはじめとする地球環境問題は、日常消費されるエネルギーと密接な関係があり、近年、オフィスはもとより家庭にまで普及するＯＡ機器のエネルギー消費量が各国で問題になっている。

そこで各国の合意のもとにＯＡ機器の省エネルギー基準である国際エネルギースタープログラムが実施されており、このプログラムで定められた複写機、プリンタ、ファクシミリ、複合機等のＯＡ機器の基準値は、その遵守が強く要請されている。

従来、前記ＯＡ機器の中で、特に大量のエネルギーを消費する画像形成装置の定着装置について省エネを指向する発明がなされている。

その一つ（以下、第1従来発明という）は、定着ヒータを低温度制御する省電力モードを有する複合機において、省電力モードで待機しているとき、定着ヒータを使用するコピー機能、プリンタ機能が選択される場合は、省エネモードを解除して通常温度に復帰し、定着ヒータを使用しないスキャナ機能、ファクシミリ送信機能が選択される場合は、省電力モードを解除しないよう制御する発明である（特許文献１参照）。

他の一つ（以下、第2従来発明という）は、定着装置の転写紙が入力する上流側と転写紙が出力する下流側に、それぞれ転写紙搬送ガイドを設け、定着動作外のときは、上流側ガイド及び下流側ガイドとも定着装置の転写紙入口及び出口を閉じ、定着装置を密閉し、定着動作のときは、転写紙入口及び出口を開け、転写紙のガイドとする発明である（特許文献２参照）。
特開平６―５４１０２号公報 特開２００２―３６５９６２号公報

前記第1従来発明によれば、定着ヒータを使用しないスキャナ機能及びファクシミリ送信機能が選択される場合は、そのまま省エネモードを維持しているので、定着ヒータに通電されることはなく省エネを行うことができる。

また前記第2従来発明によれば、定着動作以外のときは、上流側及び下流側の各ガイドが定着装置の入口及び出口を封鎖するので、定着装置内の熱を外部に逃さず省エネを行うことができる。

しかしながら近時の国際的に要請される省エネ基準値を満たすためには、定着ヒータを使用しない機能が選択される場合に省エネモードを維持し、また定着を行わない場合に定着装置の開口部を封鎖して熱を保持する技術によっては大量の電力消費源である熱源を直接制御していないので、所期の省エネ効果が確実に得られないという問題があった。

本発明は、このような実情に鑑みなされたもので、その第１の目的は、画像形成装置において所期の省エネ効果が確実に得られるようにすることであり、第2の目的は、その省エネ効果を簡単に得られるようにすることである。

請求項１の発明は、転写紙に形成された画像を加熱定着する定着手段を備えた画像形成装置において、画像形成条件に基いて予め設定された定着手段の熱源の作動時間を記憶する手段と、画像形成動作の開始により当該画像形成条件の作動時間を読み出す手段と、読み出された作動時間に基いて定着装置の熱源の作動を制御する手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
請求項２の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記画像形成条件に基いて予め設定された定着手段の作動時間は、画像形成する転写紙の枚数及びサイズ、及び印刷速度に基いて設定されることを特徴とする画像形成装置である。
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の画像形成装置において、前記作動時間の経過後、自動的に定着部材を画像形成モードから待機モードに切替えるモード切替手段を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
請求項４の発明は、請求項3記載の画像形成装置において、前記モード切替手段は、定着部材の複数の熱源の全部又は一部の作動を停止することによって画像形成モードから待機モードに切替えることを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、画像形成装置において所期の省エネ効果が確実に得られる、また、その省エネ効果を簡単に得ることができる。

はじめに、図１及び図２を参照し、本発明が実施される画像形成装置について説明する。なお、本画像形成装置は、デジタル複写機、プリンタ装置、ファクシミリ装置等に適用可能なものである。

コピー機能の選択時にはコピーモードとなり、プリンタ機能の選択時にはプリントモード、ファクシミリモードの選択時にはファクシミリモードとなる。

図１は、本発明が実施される画像形成装置の概略構成図である。図において、コピーモードが選択されると、自動原稿送り装置（以下ＡＤＦという）１０１の原稿台１０２に画像面を上にして置かれた原稿束は、操作部上のスタートキーが押下されるとき、一番下の原稿が給送ローラ１０３、給送ベルト１０４によってコンタクトガラス１０５上の所定の位置に給送される。ＡＤＦ１０１は一枚の原稿の給送完了毎に原稿枚数をカウントアップするカウント機能を有する。コンタクトガラス１０５上の原稿は、画像入力手段としての画像読み取り装置１０６によって画像情報が読み取られた後に、給送ベルト１０４、排送ローラ１０７によって排紙台１０８上に排出される。

原稿セット検知器１０９にて原稿台１０２上に次の原稿が有ることが検知された場合には、同様に原稿台１０２上の一番下の原稿が給紙ローラ１０３、給送ベルト１０４によってコンタクトガラス１０５上の所定の位置に給送される。このコンタクトガラス１０５上の原稿は、画像読み取り装置１０６によって画像情報が読み取られた後に、給送ベルト１０４、排送ローラ１０７によって排紙台１０８上に排出される。給送ローラ１０３、給送ベルト１０４及び排送ローラ１０７は搬送モータによって駆動される。

給紙手段としての第１給紙装置１１０、第２給紙装置１１１、第３給紙装置１１２は、選択された時に各々第１トレイ１１３、第２トレイ１１４、第３トレイ１１５に積載された転写紙を給紙し、この転写紙は縦搬送ユニット１１６によって像担持体である感光体１１７に当接する位置まで搬送される。感光体１１７は、例えば感光体ドラムが用いられてメインモータにより回転駆動される。

画像読み取り装置１０６にて原稿から読み込まれた画像データは図示しない画像処理手段を介して書き込み手段としての書き込みユニット１１８によって光情報に変換され、感光体ドラム１１７は図示しない帯電器により一様に帯電された後に書き込みユニット１１８からの光情報で露光されて静電潜像が形成される。この感光体ドラム１１７上の静電潜像は現像装置１１９により現像されてトナー像となる。

搬送ベルト１２０は、用紙搬送手段及び転写手段を兼ねていて電源から転写バイアスが印加され、縦搬送ユニット１１６からの転写紙を感光体ドラム１１７と等速で搬送しながら感光体ドラム１１７上のトナー像を転写紙に転写させる。この転写紙は、定着装置１２１によりトナー像が定着され、排紙ユニット１２２により排紙トレイ１２３に排出される。感光体ドラム１１７はトナー像転写後に不図示のクリーニング装置によりクリーニングされる。感光体ドラム１１７、帯電器、書き込みユニット１１８、現像装置１１９、定着装置１２１は画像データにより画像を転写紙上に形成する画像形成手段を構成している。

以上の動作は通常のコピーモードによる片面複写時の動作であるが、両面モードで転写紙の両面に画像を複写する場合には、各給紙トレイ１１３〜１１５のいずれかより給紙されて表面に上述のように画像が形成された転写紙は、排紙ユニット１２２により排紙トレイ１２３側ではなく両面入紙搬送路１２４側に切り替えられ、反転ユニット１２５によりスイッチバックされて表裏が反転され、両面搬送ユニット１２６へと搬送される。

この両面搬送ユニット１２６へ搬送された転写紙は、両面搬送ユニット１２６により縦搬送ユニット１１６へ搬送され、縦搬送ユニット１１６により感光体ドラム１１７に当接する位置まで搬送され、感光体ドラム１１７上に上述と同様に形成されたトナー像が裏面に転写されて定着装置１２１でトナー像が定着され両面コピーとなる。この両面コピーは排紙ユニット１２２により排紙トレイ１２３に排出される。

転写紙を反転して排出する場合には、反転ユニット１２５によりスイッチバックされて表裏が反転された転写紙は、両面搬送ユニット１２６に搬送されずに反転排紙搬送路１２７を経て排紙ユニット１２２により排紙トレイ１２３に排出される。

またプリントモードが選択されると、スキャナエンジン２からの画像データの代わりに、外部（ＰＣ）からの画像データをコントローラ３でフォーマット変換した上でプロッタエンジン１の書き込みユニット１１８に入力され、上述の画像形成手段により転写紙上に画像が形成される。

更にファクシミリの受信モードが選択されると、受信されたデータは、書き込みユニット１１８に入力され、上述の画像形成手段により転写紙上に画像が形成される。この他にスキャナモードが選択される場合、ファクシミリの送信モードが選択される場合があるが、これの場合では、転写紙上に画像が形成されることはない。

図２は、画像形成装置の制御ユニットのブロック構成図であり、図中、コントローラ１はＣＰＵを含み画像形成装置全体の制御を行うと共に後述する定着装置の熱源ハロゲンヒータの通電制御を行い、ＲＯＭ２は画像形成装置の立ち上げプログラムや後述する画像形成条件に基いて予め設定された定着装置のハロゲンヒータの通電開始から停止までの動作時間テーブルを記憶する。ＲＡＭ３は画像形成するための画像データを一時的に記憶し、エンジン部５はプロッタエンジン部、スキャナエンジン部を総称しており、プロッタエンジン部ではスキャナエンジン部で読取られた原稿データが印刷用画像データに変換処理され画像形成される。これらの各部はバス６により接続され制御信号や画像データのやり取りが行われる。また操作部４は操作キー及び液晶タイプの表示パネルを有している。ユーザーは、操作部４からコピー又は印刷又は読取り等の指示を行い、コピー又は印刷指示を行うときはコピー枚数又は印刷枚数、印刷用紙のサイズ等の入力を行う。なお、本図では記載が省略されているがファクシミリユニットが設けられる。

続いて本発明の実施形態に係る定着装置について図３及び図４を参照して説明する。
図３は、定着装置の概略横断面図である。図において、定着装置１２１は、それぞれ円筒形の定着ローラ１２１ａ及び加圧ローラ１２１ｂを有し、円筒内部に熱源となるハロゲンヒータ１２１ｃ、１２１ｄが備えられ、加熱ローラ１２１ａ、加圧ローラ１２１ｂを加熱する。これらローラのニップ部にトナー像が形成された転写紙ｐが搬送されると、転写紙ｐ上に形成されているトナー像が加熱圧着され定着が行われる。

本図では、加熱ローラ１２１ａの熱源であるハロゲンヒータは１つのみ記載されているが、加熱ローラ１２１ａの軸心方向中央部の配光分布が高くなるような配光特性を持たせたハロゲンヒータと、軸心方向両端部の配光分布が高くなるような配光特性を持たせたハロゲンヒータの複数のヒータを設けることがある。

図４は、定着装置の熱源の通電制御回路の構成図であり、図中、ハロゲンヒータ１２１ｃ、１２１ｄは、それぞれリレー２１，２２のオン、オフにより電源２３から通電される。通電は以下に述べる形態によりコントローラ１により制御される。

図５は、ハロゲンヒータの制御モードの遷移の説明図である。図において、従来の制御では、画像形成装置が待機時モードにあるとき、ユーザーによりコピーモードが選択され、コピー又は印刷指示が行われると、印刷動作がスタートし、コピー時モードに遷移し定着装置のハロゲンヒータへの通電が開始する。所定の画像形成動作が進行し、最後の転写紙が定着装置を通過し排紙され、その後、後処理ユニットで後処理が行われると、その終了時点でハロゲンヒータの通電を停止して待機時モードに戻る。つまり、ハロゲンヒータは、最後の転写紙が定着装置を通過し排紙後も更に後処理が終了するまで通電し放しになっているため電力が無駄に使用されていたことになる。

本発明の制御では、印刷動作がスタートすると、待機時モードからコピー時モードに遷移し定着装置のハロゲンヒータへの通電が開始する。そしてコピー枚数や転写紙サイズ等の画像形成条件に基いて予め設定されたコピーモード秒数が経過した時点でハロゲンヒータの通電を停止して待機時モードに戻る。つまり、ハロゲンヒータは、早めに通電を停止するので電力が無駄に使用されることはなくなる。

更にこの制御形態を図６を参照して詳細に説明する。
図６は、ハロゲンヒータの通電制御の説明図である。図において、ＲＯＭ２には、印刷速度（ｃｐｍ）毎に且つ印刷枚数毎に且つ転写紙サイズ毎に、印刷動作のスタートから最後の転写紙に定着が行われるまでの時間が、コピーモード秒数としてテーブル形式で記憶されている。

いまユーザーが待機時モードにある画像形成装置の操作部４から印刷枚数、転写紙サイズを入力し、更に印刷モード即ち標準印刷又は高速印刷等を選択して印刷動作をスタートさせると、コントローラ１は入力された印刷条件に基いてＲＯＭ２から所定のコピーモード秒数を読み出し、エンジン部５の図４に記載される定着装置のリレー２１，２２をオンしハロゲンヒータ１２１ｃ、１２１ｄの通電を開始する。コピーモード秒数が経過したとき、リレー２１，２２をオフしハロゲンヒータ１２１ｃ、１２１ｄの通電を停止し自動的に待機時モードにリターンする。なお、この待機時モードにリターンするとき、一つの定着ローラが複数のハロゲンヒータを有する場合、そのうちの一部のハロゲンヒータを残して通電を停止することができる。

本実施形態によれば、転写紙の枚数及びサイズ及び印刷速度に基いて予め設定されたコピーモード秒数によってハロゲンヒータへの通電開始及び停止が制御されるので、大量の電力消費源であるハロゲンヒータの電力使用量を確実に減らすことができる。

以上のように、本発明は、省エネを考慮した定着制御を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等に用いるのに適しており、特に国際エネルギースタープログラムの基準値をクリアしなければならない複写機、プリンタ、ファクシミリ等のＯＡ機器に用いるのに適している。

本発明が実施される画像形成装置の概略構成図である。 画像形成装置の制御ユニットのブロック構成図である。 定着装置の概略横断面図である。 定着装置の熱源の通電制御回路の構成図である。 ハロゲンヒータの制御モードの遷移の説明図である。 ハロゲンヒータの通電制御の説明図である。

符号の説明

１０１・・自動原稿送り装置、１０２・・原稿台、１０３・・給送ローラ、１０４・・給送ベルト、１０５・・コンタクトガラス、１０６・・画像読み取り装置、１０７・・排送ローラ、１０８・・排紙台、１０９・・原稿セット検知器、１１０・・第１給紙装置、１１３・・第１トレイ、１１６・・縦搬送ユニット、１１７・・感光体、１１８・・書き込みユニット、１１９・・現像装置、１２０・・搬送ベルト、１２１・・定着装置、１２２・・排紙ユニット、１２３・・排紙トレイ。

Claims (4)

1. 転写紙に形成された画像を加熱定着する定着手段を備えた画像形成装置において、
   画像形成条件に基いて予め設定された定着手段の熱源の作動時間を記憶する手段と、
   画像形成動作の開始により当該画像形成条件の作動時間を読み出す手段と、
   読み出された作動時間に基いて定着装置の熱源の作動を制御する手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記画像形成条件に基いて予め設定された定着手段の作動時間は、画像形成する転写紙の枚数及びサイズ、及び印刷速度に基いて設定されることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２記載の画像形成装置において、
   前記作動時間の経過後、自動的に定着部材を画像形成モードから待機モードに切替えるモード切替手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項3記載の画像形成装置において、
   前記モード切替手段は、定着部材の複数の熱源の全部又は一部の作動を停止することによって画像形成モードから待機モードに切替えることを特徴とする画像形成装置。

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