JP4490130B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
図9に定着装置の例を示す。図9に示す定着装置は、加熱部の一態様であるヒータ93,94a,94bにより加熱され図中時計回りの方向に回転する定着ローラ(定着部材)91と、定着ローラ91に一定のニップ圧で押圧し図中反時計回りの方向に回転する加圧ローラ(定着部材)92と、定着ローラ91に当接しその表面温度を検出する温度センサ(温度検出部)95とを備えている。
ヒータ94a,94bは、蓄電器から電力が供給されることで発熱し、その輻射熱により定着ローラ91を加熱する。
ヒータ93,94a,94bは電力が供給されて発熱し、定着ローラ91を加熱することができるものであればヒータの種類に特に制約はなく、また定着ローラ91を加熱する任意の位置に配置可能である。
(s81)コピースタートボタンにより連続コピー命令が出される。
(s82)キャパシタ87のキャパシタ電圧が蓄電検知部88により検出され、その検知信号がCPU81に取りこまれる。
(s83)CPU81内の判定部81aにおいて、検出されたキャパシタ電圧と閾値とが比較され、その大小を判定して、判定結果がモード選択部81bに送られる。
(s84)モード選択部81bにおいて、ステップs83の判定結果に応じてモード選択が行われ、選択されたモードに基づいて定着装置システムを含めて画像形成装置の動作が制御される。
(モード91)装置の立ち上げ時、または連続通紙時において検出されたキャパシタ電圧が閾値以上の場合、キャパシタ87からヒータ94へ電力供給を許可し、CPMを通常条件とする。
(モード92)検出されたキャパシタ電圧が閾値未満の場合、キャパシタ87からヒータ94へ電力供給を不許可とし、CPMを低下させた(ダウン)条件とする。この場合、連続通紙による定着ローラ91の温度の落ち込みを補うだけの電力供給ができず、CPMが通常条件では定着不良が発生してしまうため、CPMをダウンさせて画像品質を確保するものである。
・放電開始閾値(連続通紙時及び放電時):30V
・CPM通常条件:75CPM
・CPMダウン条件:40CPM
・コピー命令:100枚連続通紙
・コピー命令時のキャパシタ電圧:27V
(s92)判定部81aにおいて、キャパシタ電圧(27V)が閾値(30V)未満であると判定され、判定結果がモード選択部81bに送られる。
(s93)モード選択部81bにおいて、キャパシタ87からヒータ94へ電力供給が不許可、CPMダウン条件(40CPM)のモードが選択される。
(s94)商用電源86からヒータ94への電力供給が開始され、定着ローラ91が加熱され、立上げ時間として30sを要する。このとき、キャパシタ87は待機状態である。
(s95)温度センサ95により定着ローラ91の温度が検出されるとともに、定着ローラ91の温度がリロード温度に達したか否かが判定される。
(s96)40CPMで通紙が開始され、商用電源86だけで定着ローラ91の温度が維持され、定着状態の良好なコピーが可能となる。このとき、キャパシタ87は待機状態である。尚、通紙時間として150sを要する。即ち、40CPMでトータル100枚の複写時間は立ち上げ時間30sと合わせて180秒となる。
発明者らは、この問題が充電電圧の閾値は複写機の仕様に応じて、いかなる連続通紙枚数,紙種でも温度落込みが発生しないように設定しているために発生していることに着目し、鋭意検討したところ、キャパシタを効率よく活用することで上記問題を解決する本発明を成すに至った。
定着装置システム10は、図10に示した本発明の実施の形態の前提となる構成のうち、CPU(特許請求の範囲に記載の制御部に相当)11の動作が異なり、それ以外は基本的に図10の構成と同じであり、ヒータ93に接続される商用電源16、ヒータ94a,94bからなるヒータ94に接続されるキャパシタ17、さらにキャパシタ17に接続される蓄電検知器18、商用電源16の電力供給の制御に関するコントローラ12及びトライアック13、キャパシタ17の電力供給の制御に関するコントローラ14及びFET15、スイッチ19、充電装置1aを備える。但し、キャパシタ17は、例えば1セル当たり2.5V、容量500Fの電気二重層キャパシタを40個用いたバンク構成が一例として採用されている。ヒータ93は例えば定格900W、ヒータ94aは例えば定格1000W、ヒータ94bは例えば定格800Wが一例として採用されている。定着装置は図9に示す構成のもと同様で良い。
・立ち上げ時用の閾値A(あらかじめ設定された閾値):85V
・充電許可用の閾値(あらかじめ設定された閾値):83V
・CPM通常条件:75CPM
・CPMダウン条件:40CPM
(s12)蓄電エネルギーが立ち上げ時用の閾値以上であるか否かが判定されるとともに、充電許可用の閾値以上であるか否かが判定される。
(s13)蓄電エネルギーが充電許可用の閾値未満であることが判定された場合は、商用電源16からの電力でヒータ93のみ発熱させるとともに、温度センサ95により定着ローラ91の温度が検出される。
(s14)蓄熱エネルギーが立ち上げ時用の閾値以上であることが判定された場合は商用電源16からの電力でヒータ93を発熱させるとともに、キャパシタ17からヒータ94a,94bに放電を行わせてヒータ94a,94bを発熱させ、かつ温度センサ95により定着ローラ91の温度が検出される。この場合、各ヒータ93,94a,94bが同時に最大能力で発熱するため、10sでリロード温度に達する。
(s15)蓄熱エネルギーが立ち上げ時用の閾値未満であり、かつ充電許可用の閾値以上であることが判定された場合は、商用電源16からキャパシタ17に電力供給を行ってキャパシタ17を充電するとともに、蓄電エネルギーを検出する。蓄電エネルギーが立上り時用の閾値85Vに達するには2Vの昇圧が必要であり、1Vの昇圧に5sの時間を要する場合、合計で10sの時間が必要になる。
(s16)蓄電エネルギーが立ち上げ時用の閾値のレベルに達した場合、商用電源16からの電力でヒータ93を発熱させるとともに、キャパシタ17からヒータ94a,94bに放電を行わせてヒータ94a,94bを発熱させ、かつ温度センサ95により定着ローラ91の温度が検出される。定着ローラ91がリロード温度に達するには、各ヒータ93,94a,94bが同時に最大能力で発熱するため10sの時間で済む。
(s17)温度センサ95により定着ローラ91の温度がリロード温度に達したことが検出された場合、商用電源16からのヒータ93への電力供給が制限されてヒータ93が予熱時の駆動状態に入るとともに、キャパシタ17からヒータ94a,94bへの放電が停止されてヒータ94a,94bが駆動を止める。最終的に定着ローラ91がリロード温度に達するには、10sの充電時間と10sの加熱時間との合計、即ち20sの時間で良く、従って図12に示した定着装置の立ち上げ時間が上述の(s94)で示した通り30sの時間を要したのに比較すると、10sの時間短縮が可能となった。
(s18)ついで、記録媒体であるシートPに所定の画像をコピー(未定着画像の定着)することが可能になる。
t=C・V/I=25・1/5=5(S/V)
であるから、3V充電する場合は、
T=V・t=3・5=15(S)
となる。ここにtは単位充電時間、Cはキャパシタ17の容量、Vは電圧、Iは電流、Tは総充電時間である。
・連続通紙:100枚
・連続通紙用の閾値(あらかじめ設定された閾値):30V
・充電開始用の閾値(例えば計算上で設定された閾値):27V
・CPM通常条件:75CPM
・CPMダウン条件:40CPM
(s22)定着装置システム10を含む各部の状態を待機状態にする。
(s23)コピー枚数情報(100枚)、及びCPM通常条件(75CPM)に基づいて、総コピー時間(トータルの複写時間)をCPMダウン条件の場合よりも短縮できる最低限の充電開始用の閾値電圧を例えば演算により求めるとともに、キャパシタ17の現在の蓄電エネルギーを検出する。演算の結果として、充電開始用の閾値は27Vを例示する。
(s23)連続通紙用の閾値30V及び充電開始用の閾値27Vとキャパシタ17の現在の蓄電エネルギーとを比較して、充電開始用の閾値27Vに対し現在の蓄電エネルギーが高いか低いかを判定する。
(s24)充電開始用の閾値27Vとキャパシタ17の現在の蓄電エネルギーとを比較して、充電開始用の閾値27Vよりも現在の蓄電エネルギーの値の方が低い場合、例えば演算により総充電時間0sを求め、この総充電時間0sを示す時間情報を待機制御部11Cに出力する。この結果、待機制御部11Cが定着装置システム10を含む各部の待機状態を解除する。このことは連続通紙の連続コピー動作に際して商用電源16からの電力供給を受けるヒータ93のみの発熱で加熱される定着ローラ91により各シートPに未定着画像の定着を行うことを意味する。この場合の定着装置システム10の動作は、図12に示した本発明の前提となる構成の場合の動作と同様である。この場合の総コピー時間は立ち上げ時間30sを含め180sである。
(s26)総充電時間15sが経過してキャパシタ17の現在の蓄電エネルギーが例えば連続通紙用の閾値30Vに等しくなったことを検出した場合、次の立ち上げ動作に移る。即ち商用電源16からヒータ93に電力供給を行ってヒータ93を発熱させ、この発熱で効率良く定着ローラ91を加熱する。この場合も立ち上げ時間、即ち各ヒータ93の発熱継続時間は図5に示す如く30sである。
(s27)かくて総充電時間15s及び立ち上げ時間30sの合計時間45sが経過して立ち上げ動作が終了すると、待機制御部11Cがこの45sの時間経過を計数しており定着装置システム10及び各部の待機状態を解除する。
(s28)100枚の連続通紙による連続コピー動作が開始される。この連続コピー動作においては、各ヒータ93,94a,94bで加熱される定着ローラ91と加圧ローラ92との間に各シートPが75CPMで順次に搬送されるが、定着ローラ91はヒータ94a,94bからの発熱をも受けるため各シートPの通過により温度低下を招くことなく確実にリロード温度を保ち、各シートPへの未定着画像の定着を確実にかつ高品質に行える。100枚の連続通紙に伴う全コピー動作の総時間は80sであり、総充電時間15s及び立ち上げ時間30sを合計しても125sである。図12に示した本発明の前提となる構成の場合の総コピー時間は180sであったから55sの時間短縮が可能であった。
・閾値(通紙時):30V
・CPM通常条件:75CPM
・CPMダウン条件:40CPM
・コピー命令:40枚連続通紙
・コピー命令時のキャパシタ電圧:27V
(s102)判定部81aにおいて、キャパシタ電圧(27V)が閾値(30V)未満であると判定され、判定結果がモード選択部81bに送られる。
(s103)モード選択部81bにおいて、キャパシタ87からヒータ94へ電力供給が不許可、CPMダウン条件(40CPM)のモードが選択される。
(s104)商用電源86からヒータ94への電力供給が開始され、定着ローラ91が加熱され、立上げ時間として30sを要する。このとき、キャパシタ87は待機状態である。
(s105)40CPMで通紙が開始され、商用電源86だけで定着ローラ91の温度が維持され、定着状態の良好なコピーが可能となる。このとき、キャパシタ87は待機状態である。尚、通紙時間として60sを要する。即ちトータルの複写時間は90秒となる。
発明者らは、この問題が充電電圧の閾値は複写機の仕様に応じて、いかなる連続通紙枚数,紙種でも温度落込みが発生しないように設定しているために発生していることに着目し、鋭意検討したところ、キャパシタを効率よく活用することで上記問題を解決する本発明を成すに至った。
図7では、CPU81内に枚数予測部11a、充電開始用の閾値を設定する際の他方のコア的技術をなす閾値設定部11b、判定部11c、モード選択部11dを備える構成となっている。
(s31)コピースタートボタンにより連続コピー命令が出される。
(s32)キャパシタ17のキャパシタ電圧が蓄電検知部18により検出され、その検知信号がCPU11に取りこまれる。
(s33)枚数予測部11aにおいて、画像読み取り部1aから取り込まれる原稿枚数情報と、コピー命令の際に入力されるコピー枚数情報とを乗じて総枚数が求められる。
(s34)閾値設定部11bにおいて、上記のように所定の閾値が設定され、その情報を判定部11cに送る。
(s35)判定部11cにおいて、検出されたキャパシタ電圧と閾値設定部11bからの設定された閾値とが比較され、その大小を判定して、判定結果がモード選択部11dに送られる。
(s36)モード選択部11dにおいて、ステップs15の判定結果に応じてモード選択が行われ、選択されたモードに基づいて定着装置システムを含めて画像形成装置の動作が制御される。
(モード1)検出されたキャパシタ電圧が予め設定された閾値以上の場合、通紙時のキャパシタ17からヒータ94へ電力供給を許可し、CPMを通常条件とする。
(モード2)検出されたキャパシタ電圧が設定された閾値未満の場合、通紙時のキャパシタ17からヒータ94へ電力供給を不許可とし、CPMをダウン条件とする。
・閾値(連続通紙時)
連続通紙枚数≧50のとき、閾値A=30V
連続通紙枚数<50のとき、閾値B=25V
・CPM通常条件:75CPM
・CPMダウン条件:40CPM
・コピー命令:40枚連続通紙
・コピー命令時のキャパシタ電圧:27V
(s42)枚数予測部11aにおいて、画像読み取り部1aから取り込まれる原稿枚数情報と、コピー命令の際に入力されるコピー枚数情報とを乗じて総枚数(40枚)が求められる。
(s43)閾値設定部11bにおいて、枚数予測部11aからの総枚数情報(40枚)に基づいて閾値B(充電開始用の閾値:25V)が設定され、その情報が判定部11cに送られる。
(s44)判定部11cにおいて、検出されたキャパシタ電圧(27V)が閾値B(25V)以上と判定され、判定結果がモード選択部11dに送られる。
(s45)モード選択部11dにおいて、上記モード1が選択される。
(s46)装置立上げ時、商用電源16からヒータ94への電力供給が開始され、定着ローラ91が加熱され、立上げ時間として30sを要する。このとき、キャパシタ17は待機状態である。
(s47)75CPMで通紙が開始され、商用電源16及びキャパシタ17の供給電力で定着ローラ91の温度が維持され、定着状態の良好なコピーが可能となる。尚、通紙時間として32sを要する。
1b 画像読み取り部
1c 外部入力部
10,90 定着装置システム
11 CPU
11A 充放電制御部
11B 充放電制御部
11C 待機制御部
11a 枚数予測部
11b 閾値変更部
11c,81a 判定部
11d,81b モード選択部
12,14,82,84 コントローラ
13,83 トライアック
15,85 FET
16,86 商用電源
17,87 キャパシタ
18,88 蓄電検知器
19,89 スイッチ
91 定着ローラ
92 加圧ローラ
93,94,94a,94b ヒータ
95 温度センサ
Csw コピースタートスイッチ
Ca 制御実行部
Dd 情報識別部
100 画像形成装置
101 感光体
102 帯電手段
103 クリーニング手段
105 現像スリーブ
106 転写手段
107 現像部
110 給紙カセット
111 中板
112 アーム
113 給紙ローラ
114 分離パッド
115 レジストローラ対
120 排紙ローラ対
121 排紙口
122 排紙トレイ
125 排紙補助トレイ
130 操作パネル
131 外装部
132 給紙トレイ
133 ピン
134 ケース
135 電源回路
136 プリント板
137 コントローラボード
140 レーザ光学系
P シート
T トナー
Claims (9)
- 商用電源により充電される蓄電器と、前記商用電源及び前記蓄電器から電力供給されて加熱する加熱器と、前記加熱器により加熱される定着部材と、前記蓄電器の電圧を検知する蓄電検知部とを備え、前記定着部材により未定着画像を加熱して記録媒体上に定着させる画像形成装置において、
前記蓄電器の電圧が立ち上げ時用の閾値以上の場合、立ち上げ時において前記蓄電器から前記加熱器へ電力供給する画像形成装置であって、
前記蓄電器の電圧が前記立ち上げ時用の閾値未満の場合であって、かつ前記立ち上げ用の閾値よりも低い充電許可用の閾値以上の場合には、立ち上げ時において前記商用電源から前記蓄電器を前記立ち上げ時用の閾値まで充電した後に、前記蓄電器から前記加熱器へ電力供給し、
前記蓄電器の電圧が前記充電許可用の閾値未満の場合には、立ち上げ時に前記蓄電器から前記加熱器へ電力供給しないことを特徴とする画像形成装置。 - 前記蓄電器を前記立ち上げ時用の閾値まで充電する場合には、少なくとも前記蓄電器の電圧が前記立ち上げ時用の閾値に達するまで前記記録媒体の通紙を待機させることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 商用電源により充電される蓄電器と、前記商用電源及び前記蓄電器から電力供給されて加熱する加熱器と、前記加熱器により加熱される定着部材と、前記蓄電器の電圧を検知する蓄電検知部とを備え、前記定着部材により未定着画像を加熱して記録媒体上に定着させる画像形成装置において、
前記蓄電器の電圧が連続通紙用の閾値以上の場合、連続通紙時において前記蓄電器から前記加熱器へ電力供給する画像形成装置であって、
前記蓄電器の電圧が前記連続通紙用の閾値未満の場合であって、かつ前記連続通紙用の閾値よりも低い充電開始用の閾値以上の場合には、前記商用電源から前記蓄電器を前記連続通紙用の閾値まで充電した後に、連続通紙時において前記蓄電器から前記加熱器へ電力供給し、
前記蓄電器の電圧が前記充電開始用の閾値未満の場合には、連続通紙時に前記蓄電器から前記加熱器へ電力供給しないことを特徴とする画像形成装置。 - 前記蓄電器を前記連続通紙用の閾値まで充電する場合には、少なくとも前記蓄電器の電圧が前記連続通紙用の閾値に達するまで前記記録媒体の通紙を待機させることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
- 連続通紙時に前記定着部材を通過する記録媒体の連続通紙枚数に基づいて、前記連続通紙用の閾値が設定されていることを特徴とする請求項3または4に記載の画像形成装置。
- 前記連続通紙枚数が所定枚数以上の場合における前記連続通紙用の閾値は、前記所定枚数未満の場合よりも高く設定されていることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
- 連続通紙時に前記定着部材を通過する記録媒体の連続通紙枚数と通紙速度とに基づいて、前記充電開始用の閾値が設定されていることを特徴とする請求項3乃至6のいずれか一つに記載の画像形成装置。
- 原稿上の画像を読み取る画像読み取り部と、前記画像読み取り部の原稿読み取り情報とコピー枚数情報に基づいて前記連続通紙枚数を予測する枚数予測部と、を備えることを特徴とする請求項5乃至7のいずれか一つに記載の画像形成装置。
- 外部から入力されるプリント命令情報に基づいて前記連続通紙枚数を予測する枚数予測部を備えることを特徴とする請求項5乃至7のいずれか一つに記載の画像形成装置。
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