JP2582376B2

JP2582376B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2582376B2
Application number: JP62197337A
Authority: JP
Inventors: 嘉春新戸; 俊博西澤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1987-08-07
Filing date: 1987-08-07
Publication date: 1997-02-19
Anticipated expiration: 2012-02-19
Also published as: JPS6440955A

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は画像形成装置に関し、トナー画像を転写紙に
転写するプロセス及びその転写像を加熱定着するプロセ
スを有する電子写真複写機、レーザープリンター等に適
用しうる画像形成装置に関するものである。

（従来技術）一般に電子写真プロセスを用いた画像形成装置の加熱
による定着部は、待機時も常に定着温度が保持される
為、消費電力が大きくなってしまい、また、ヒーター周
辺部が熱くなってしまうなどの問題があった。

そこで、プリント開始指令前の待機時は定着部を低温
に設定しておき、プリント開始指令と同時に、定着部の
加熱を開始し、転写紙が定着部まで送給される時間をも
定着部の加熱時間に組み入れることとし、転写紙が定着
部に達するまでの間に所定の定着温度までに加熱する技
術が提案されている。

一方、画像形成装置として、給紙部より自動分離され
た転写紙を、この給紙部から転写部に至る第１搬送路を
介して転写部に送り、この転写部にてトナー像を転写し
た後、この転写部から定着部に至る第２搬送路を介して
上記定着部に送り、この定着部にてトナー像を転写紙に
定着させる自動給紙モードと、上記第１搬送路の途中に
設けられた手差し口より挿入された手差しシートを上記
転写部、上記第２搬送路を介して上記定着部に送る手差
しモードの２つのモードの選択が自在であり、上記定着
部が定着プロセス時に設定される定着に適する温度であ
る定着温度と、待機状態下に設定される上記定着温度よ
りも低温の待機時温度とが調整自在であるものが知られ
ている。

このような画像形成装置においては、例えば手差しモ
ードにおいて、上記提案技術をそのまま適用したので
は、手差し口から定着部までの搬送時間が給紙部から定
着部までの搬送時間より短かいにも拘らず、待機時温度
から定着温度までに上げるに要する自動給紙モードにお
ける所要加熱時間と同値の所要加熱時間を経ないと所定
の定着温度にならないので、プリント時間を定着温度ま
で上昇させるためだけの要請から、手差しシートの送り
時間以上を定着部の加熱時間として必要とするとの不合
理があった。

（目的）従って本発明の目的は、自動給紙モード、手差しモー
ドの各々について、可及的に最短時間にて定着プリント
を完了することのできる画像形成装置を提供することに
ある。

（構成）本発明は上記の目的を達成させるために、定着部の設
定温度として、定着設定温度T₁と、この定着設定温度T₁
よりも低い待機時設定温度T₂と、上記各設定温度T₁とT₂
との間の温度である中間設定温度T₃の３段階の設定温度
を用意し、自動給紙モードの場合には、プリント開始指
令と同時に上記定着部について上記待機時設定温度T₂か
ら上記定着設定温度T₁に向けて加熱を開始し、上記手差
しモードの場合には、手差しモード開始指令と同時に上
記定着部について上記待機時設定温度T₂から上記中間設
定温度T₃に向けての加熱を開始し、かつ、設定温度が上
記中間設定温度T₃になった後、上記手差しシートの搬送
動作を開始し、上記待機時設定温度T₂は上記転写紙が上
記給紙部から上記定着部に至るに要する時間内に上記定
着設定温度T₁まで上げ得る適値として設定し、上記中間
待機温度T₃は手差しシートが上記手差し口から上記定着
部に送られる要する時間内に上記定着設定温度T₁まで上
げ得る適値として設定したことを特徴としたものであ
る。

以下、本発明の一実施例に基づいて具体的に説明す
る。

第１図にも示す如く、上記各設定温度の大小関係はT₁
＞T₃＞T₂となっていて、待機設定温度T₂から中間設定温
度T₃に上げるための所要時間はt₂₃、中間設定温度T₃か
ら定着温度T₁に上げるための所要時間はt₃₁、待機設定
温度T₂から定着温度T₁まで上げるための所要時間はt₂₁
である。

これら各所要時間相互の関係は、t₃₁＜t₂₁であり、t
₂₁＝t₂₃＋t₃₁である。

従って、自動給紙モードの場合には、転写紙が給紙部
から第１搬送路、転写部、第２搬送路を経て定着部まで
送られるに要する時間が上記所要時間t₂₁と等しいか或
いはそれを若干上回る程度が好ましい。

又、手差しモードの場合には、手差しシートが手差し
口から第１搬送路の残部、転写部及び第２搬送路を経て
定着部まで送られるに要する時間が上記所要時間t₃₁と
等しいか或いはそれを若干上回る程度が好ましい。

このように定着部の各設定温度、加熱能力、シートの
搬送能力相互の関係を定めることにより、各モードに応
じて最短時間にてプリントを完了させることが可能とな
る。

第２図、第３図は本発明の実施に好適な画像形成装置
の一例としてのレーザープリンターを説明したものであ
り、各図により印字プロセスの概要を説明する。

図において、感光体ドラム１の周囲には、帯電手段と
しての帯電チャージャ２、露光手段としてのシリンドリ
カルレンズ27、他のレンズ、各種ミラー、レーザーユニ
ト21等、現像手段としての現像ユニット３、転写手段と
しての転写チャージャ４、クリーニング手段としてのク
リーニングブレード46等が配置されていて、感光体ドラ
ム１の矢印方向への回転に応じて、電子写真プロセスに
準じた画像形成プロセスが実行される。

帯電プロセスにおいて、レーザービームの走査に応じ
た静電潜像を感光体ドラム１上に作り出すため、先ず帯
電チャージャ２からの放電により感光体ドラム１が暗中
にて一様に（−）帯電される。

そして、露光プロセスにおいて、レーザーユニット21
（第３図参照）から発したレーザービームは第１ミラー
22で反射され、スキャナーモーター23の軸に一体的に取
付けられた偏向ミラー24（ピラミダルミラー）に照射さ
れる。

レーザーユニット21は、レーザーダイオード32、コリ
メートレンズ33、アパーチャ34等で構成されていて、レ
ーザーダイオード32の発振波長は、約780±10mmで出力
は約3mWである。

レーザーダイオードボードはエンジンドライブボード
からの制御信号を受け、レーザーダイオードを発光させ
る。また、レーザーダイオードの発光パワーをエンジン
ドライブボードにフィードバックして発光パワーの基準
値を一定に保っている。

コリメートレンズ33は点光源であるレーザーダイオー
ド32から出射された発散ビームを平行光に変えるレンズ
である。また、アパーチャ34によりビームサイズは整形
される。

次に、偏向ミラー24はスキャナーモーター23により高
速で回転されるようになっていて、照射されたレーザー
ビームを走査する。

走査されるレーザービームは、同期検知センサーによ
り１走査毎に画像形成用レーザービームの発光開始タイ
ミングをとるために制御される。

走査光の走査角は約104゜で、この走査角の走査間に
ついて１ドット毎に発光が制御される。

偏向ミラー24により走査されるレーザービームは、ｆ
θレンズ25により感光体ドラム１上での主走査方向、副
走査方向でのレーザービームの像面湾曲及び１走査間の
等速性を制御される。

ｆθレンズ25により補正されたレーザービームは、第
２ミラー26で反射され、シリンドリカルレンズ27を通過
後、感光体ドラム１の表面を走査する。

シリドリカルレンズ27はスキャナーモーター23の取り
付け及び各ミラーの取り付け誤差によるレーザービーム
の角度ずれを補正する。こうして、レーザービームが感
光体ドラム１に照射されると予め（−）に帯電された表
面電位が減衰し、画像信号に応じた静電潜像が担持され
る。

次に、現像プロセスにおいて、現像ユニット３内のト
ナーはアジテータ40により現像ローラ41近辺に送り込ま
れる。

磁気又は静電気で現像ローラ41の表面に付着したトナ
ーはドクターブレード42により適当な厚さに薄層化さ
れ、感光体ドラム１との接触位置まで送られる。

感光体ドラム１の静電潜像に現像ローラ41表面のトナ
ーが付着し、該潜像が可視像化される。

なお、現像方式がポジ・ポジ方式の場合には感光体ド
ラムの露光部（低電圧部）以外にトナーが付着し、ネガ
・ポジ方式の場合は露光部にトナーが付着する。

次に、転写プロセスにおいて、トナーにより可視像の
形成された感光体ドラム１の表面に転写紙Ｓを重ね合
せ、その裏面かに転写チャージャ４でコロナ放電により
トナーの帯電電荷は逆極性の電荷を与え、静電気力によ
りトナーを転写紙に移動させる。

次に、定着プロセスにおいて、転写後のトナー像は転
写紙上では不安定な状態にあるため、熱と圧力を加え、
トナーを転写紙に定着される。

つまり、転写後の未定着トナー像は、定着部を構成す
るホットローラ15と加圧ローラ16間を通過する際、熱と
圧力が加えられ、転写紙に定着される。

ホットローラ15の表面温度はサーミスタ43によって約
160゜〜175℃に保たれる。また、安全のため温度ヒュー
ズ44がある。加圧スプリング45は軸の両側に設けられて
いて約3Kgの力で加圧ローラ16をホットローラ15に押し
当てる。

次に、クリーニングプロセスにおいては、転写終了
後、感光体ドラム１上に転写されずに付着している残留
トナーをクリーニングブレード46でかき落し、感光体ド
ラム１の表面を清掃することが行なわれる。

かき落とされたトナーは排トナータンク47に回収され
る。

次に、給紙、搬送プロセスにおいては、自動給紙が行
なわれる。自動給紙は約100枚のカット紙が転写紙Ｓと
して給紙部たる給紙カセット８に収納されていて、印字
開始信号により、フィードローラ９と同軸上に構成され
ているフィードローラーのクラッチ（図示省略）が動作
し、フィードローラ９を回転させることにより行なわれ
る。

フィードローラ９には、給紙カセット８の転写紙Ｓが
押し付けられていて、フィードローラの摩擦力により転
写紙Ｓは送られる。

転写紙が２枚以上給紙された場合は、フリクションパ
ッド10の摩擦力により２枚目の給紙は阻止され、最上部
の転写紙のみが給紙される。

フィードローラ９により給紙された転写紙はレジスト
センサーS₁で検知され、その検知信号によりフィードロ
ーラのクラッチもオフにされフィードローラ９が停止す
ることによりレジストローラ11,12まで送られて停止す
る。

次に、コントロールボードからの制御により、レジス
トクラッチ（図示省略）が動作すると、転写紙はレジス
トローラ11,12により搬送される。

転写紙は感光体ドラム１上で転写チャージャ４にて感
光体ドラム１上のトナーを転写し、定着部に送られて定
着される。

定着された転写紙スタッカー14に蓄積される。

なお、手差しの場合は、手差し用の転写紙である手差
しシートが手差し口50より矢印Ａにそって挿入される。

本例では、フィードローラ９からレジストローラ11,1
2を経て転写チャージャと感光体ドラム１との間の転写
部までに至る経路が第１搬送路に該当し、上記転写部か
らホットローラ15、加圧ローラ16の両ローラ対向部に至
る経路が第２搬送路に該当する。

当該レーザプリンタ待機時は、自動給紙モードの場
合、ホットローラ15のヒーターは待機時設定温度T₂に保
持され、プリント開始指令と同時にヒーターを再加熱し
て転写紙がホットローラ15部に達したときは定着設定温
度T₁となっており、手差しモードの場合、プリントレデ
ィー状態からプリント開始指令をしたとき、ヒーターの
温度が中間設定温度T₃になったこと或いは同温度を越え
たことを検知してレジストローラ11,12からの手差しシ
ートの搬送を開始する。この場合も手差しシートがホッ
トローラ15部に達したときは定着設定温度T₁となってい
る。

本例に係るレーザープリンタの制御系は第４図に示さ
れる如く構成される。

図において、AC入力部51に交流電圧が導入されるよう
になっている。この交流電圧はインターロック用のスイ
ッチSWを経てDC電源部に送られ、ここで直流電圧に変換
される。

モーダードライバー53及びメインモーターＭは感光体
ドラム１、転写紙の搬送系、ホットローラ15、加圧ロー
ラ16等の駆動源である。

ホットローラ15にはヒーターＨが内蔵され、サーミス
タ43が付設されている。

帯電チャージャ２及び転写チャージャー４はそれぞれ
高圧電源で駆動されるようになっている。

手差し／自動給紙モード切換SW54の手差しモードと自
動給紙モードとを任意に切換えるためのスイッチであ
る。

光学系55には、スキャナーモーター23やレーザーダイ
オード32が含まれる。

表示部56はディスプレイであ、プリントに際しての各
種スイッチ類、警告表示灯等が配置されたものである。
前記手差し／自動給紙モード切換SW54もこの表示部56に
配置される。

フィードアウトセンサS₂はホットローラ15の後方（第
２図参照）に配置されていて、定着後の紙が排出された
ことを検知するためのものである。

ペーパーフィードクラッチ57は、フィードローラ９
（第２図参照）の回転／停止を切換えるためのクラッチ
である。

トランスポートクラット58は、レジストローラ11,12
の回転／停止を切換えるためのクラッチである。

I/Fコントローラ59はホストとレーザープリンタとの
インターフェースを調整するためのものである。

以上の各機能ブロックは、CPU内蔵の制御部60との間
で情報を授受してプリントを実行する。

次に、第５図を参照して自動給紙モードにおけるレー
ザープリンタ各部の動作タイプミングを説明する。

「▲▼」における立上り部はプリント開始指
令の時点を示す。

「▲▼」における区間はレーザープリンター
がプリントを行なう条件が整った状態にある区間を示
す。

「▲▼」における立下り区間はスキャナーモ
ーター23が回転状態にある区間を示す。

「▲▼」における立下り区間はスキャナーモ
ーター23が所定回転速度に安定している区間を示す。

「▲▼」における立下り区間はメインモーター
Ｍが回転状態にある区間を示す。

「MTLK」における立下り区間は、メインモーターＭが所
定回転速度に安定している区間を示す。

「▲▼」における立下り区間は、ペーパーフィ
ードクラッチ57がフィードローラ９を回転させる状態に
ある区間を示す。

「▲▼」における立下り点はレジストセンサー
Ｓが転写紙の先端を検知した時点、立上り点は同センサ
ーS₁が紙の後端を検知した時点をそれぞれ示す。

「▲▼」における立下り区間は帯電チャージャ
ー２が電圧印加状態にある区間を示す。

「▲▼」における立下り区間はトランスポート
クラッチ58がレジストローラ11,12を回転状態に維持し
ている区間を示す。

「▲▼」における立下り区間はレーザーダイ
オード32が発光状態にある区間を示す。

「▲▼」における立下り区間は転写チャージャ
ー４が電圧印加状態にあることを示す。

「FEDO」における立上り区間は、フィードアウトセンサ
ーS₂が通紙状態を検知している区間を示す。

「HEATER再加熱」における立下り区間はホットローラ15
の温度を待機時設定温度T₂から定着設定温度T₁まで上昇
させ、かつ連続通紙の場合は定着設定温度T₁に維持しつ
づける区間を示す。

次に、第６図を参照して手差しモードにおけるレーザ
ープリンタ各部の動作タイミングを説明する。

「PRINT」における立下りパルスは手差しモード開始指
令を示す。

「READY」における立下り区間はレーザープリンターが
プリントを行なう条件が整った状態にある区間を示す。

「M/FEED」における立下り部は手差し／自動給紙モード
切換SW54による手差しモードへの切換え時点を示す。

「▲▼」における立下り点はレジストセンサー
S₁が手差しシートの先端を検知した時点、立上り点は同
センサーS₁が上記手差しシートの後端を検知した時点を
それぞれ示す。

「▲▼」における立下り区間は、メインモータ
ーＭが所定回転速度に安定している区間を示す。

「HEATER再加熱」における立下り区間はホットローラ15
の温度を待機時設定温度T₂から中間設定温度T₃まで上昇
させ、さらに中間設定温度T₃から定着設定温度T₁まで上
昇させる区間を示す。なお、手差しが連続的に行なわれ
るときは定着設定温度T₁に維持するし、手差しが時間間
隔を大きくあけて行なわれるときは立上り状態となり待
機時設定温度T₂に維持される。

「▲▼」における立下り点はホットローラ15の
温度が待機時設定温度T₂から中間設定温度T₃になった時
点であり、このことはサーミスタ43により検知され、こ
の検知情報に基づいてトランスポートクラッチ58がレジ
ストローラ11,12を回転状態にする。立下り時点に幅が
あるのは中間設定温度T₃になる時点が環境条件に左右さ
れ必ずしも一定でないからである。

（効果）本発明によれば低消費電力でプリント可能になり、ま
た、ヒーター加熱の待時間を短かくすることができプリ
ントスピードの向上が図れ、好都合である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る定着部の各種設定温度の特性を例
示した図、第２図は本発明の実施に好適なレーザープリ
ンタの構成を説明した図、第３図はレーザーユニットの
説明図、第４図は第２図のレーザープリンターの制御に
係るブロック図、第５図、第６図はそれぞれ同上図のレ
ーザープリンターの諸部材の作動タイミングを説明した
タイミングチャートである。 15……ホットローラ、43……サーミスタ、50……手差し
口。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−175069（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−22359（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−262777（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−210960（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−123880（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−99370（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】給紙部より自動分離された転写紙を、この
給紙部から転写部に至る第１搬送路を介して転写部に送
り、この転写部にてトナー像を転写した後、この転写部
から定着部に至る第２搬送路を介して上記定着部に送
り、この定着部にてトナー像を転写紙に定着させる自動
給紙モードと、上記第１搬送路の途中に設けられた手差し口より挿入さ
れた手差しシートを上記転写部、上記第２搬送路を介し
て上記定着部に送る手差しモードの２つのモードの選択
が自在であり、上記定着部が定着プロセス時に設定される定着に適する
温度である定着温度と、待機状態下に設定される上記定
着温度よりも低温の待機時温度とが調整自在である画像
形成装置において、上記定着部の設定温度として、定着設定温度T₁と、この
定着設定温度T₁よりも低い待機時設定温度T₂と、上記各
設定温度T₁とT₂との間の温度である中間設定温度T₃の３
段階の設定温度が用意されていて、上記自動給紙モードの場合には、プリント開始指令と同
時に上記定着部について上記待機時設定温度T₂から上記
定着設定温度T₁に向けて加熱が開始され、上記手差しモードの場合には、手差しモード開始指令と
同時に上記定着部について上記待機時設定温度T₂から上
記中間設定温度T₃に向けての加熱が開始され、かつ、設
定温度が上記中間設定温度T₃になった後、上記手差しシ
ートの搬送動作が開始され、上記待機時設定温度T₂は上記転写紙が上記給紙部から上
記定着部に至るに要する時間内に上記定着設定温度T₁ま
で上げ得る適値として設定され、上記中間待機温度T₃は手差しシートが上記手差し口から
上記定着部に送られるに要する時間内に上記定着設定温
度T₁まで上げ得る適値として設定されていることを特徴
とする画像形成装置。