JPS63229478A

JPS63229478A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPS63229478A
Application number: JP6107787A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Shimada; 島田　和俊
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-03-18
Filing date: 1987-03-18
Publication date: 1988-09-26

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〕この発明は、コピー用紙上に転写されたトナー像を熱定
着させる画像形成装置、特にクイックスタート及び省エ
ネルギー化を図った画像形成装置に関するものである。

（従来の技術）近年、画像形成装置として小形の静電式複写機が発表さ
れ、この複写機の分野において、軽薄化、コンパクト化
、省エネルギー化等が要求されてきている。この小形複
写機の使用者は、一般金業や事務所等の大形、中形機の
使用者と異り、小規模の店舗や医師、弁護士などの個人
事務所、あるいは家庭などの個人が対象となっている。

このため、特に省エネルギー化された比較的安価な製品
であることが必要であり、それと共に、これまでのこの
種の複写機において要求される保守管理を必要最小限に
することが必要である。この一つの解決方法として、保
守管理の主な対象である感光ドラム、現像器（トナー）
、クリーナ（廃トナー受け）等を一体化してカートリッ
ジに収め、ある一定枚ａａ写後にそのカートリッジ毎交
換する方法が提案されている。これにより、例えば現像
器内のトナーの色を違えたカートリッジを数種類用意し
ておけば、多色刷り複写も可能となる。

第１０図はこの種の小型静電式複写機の概略を示す構成
図である。図において、１は矢印方向に往（Ｍ動する原
Ｍ４ａ置台で、透明な部材で形成さてれている。２は原
稿載置台１上にある原稿像の光像を感光ドラム３上にス
リット露光する集束性光伝送体で、感光ドラム３は矢印
方向に回転する。

４は感光ドラム３上に−・様に帯電を施こすコロナ帯電
器、５はトナーを有した現像器で、一様に帯′ｌπされ
た感光ドラム３に集束性光伝送体２により光像を露光し
て形成した静電潜像を顕像化する。

６．７はそれぞれ転写紙（コピー用紙）８をドラム而に
送り込む給紙ローラ及びレジストローラ、９は転写紙８
にドラム上の画像を転写する転写帯電器、１０はその転
写紙８をドラム３から分離する分離ローラで、分離され
た転写紙８はガイド１１を通って定着器１２に送られ、
ここでトナー像か定着される。１３はトナーが定着され
た転写紙８をトレイ１４上に排出する排出ローラ、１５
は感光ドラム３上に残存したトナーをかき落して回収す
るクリーナ、１６は原稿を露光する露光源、１７は熱線
吸収用のフィルタ、１８は手差し用ローラ、１９は上記
感光トラム３、現像器５、クリーナ１５等を一体化して
収めたカートリッジ（図の斜線で囲まれた部分を示す）
、２０は駆動用ＤＣ（直流）モータである。

以上のような構成の複写機において、原稿載置台１上に
原稿を載せてコピースタート川押釦スイッチを押すと、
原稿載置台１が移動すると共に感光ドラム３が回転し、
感光トラム３に原稿の静電潜像が形成される。この静電
ｄ）像は現像器５により顕像化され、転写紙８に転写さ
れる。そしてトナー像が形成された転写紙８はガイド１
１に沿って定着器１２に送られ、ここでトナーが定着さ
れる。

ここで、上記トナーを定着する方法として、熱によりト
ナーを転写紙８に融着させる熱定着法が採用されており
、このため、電源が投入されてからしばらくの間は複写
動作が実行不可能となっている。即ち、電源スィッチを
ＯＮにしてから複写可能になるまでの間、定着器１２が
規定の温度（例えば１６５℃）に達するまでのウェイト
（待ち）時間が存在する。このウェイト時間は、第１１
図の立ち一トげ特性図に示すように、小形機の速いもの
で２０〜３０秒程度かかり、中高速機には５分以上のも
のもある。中高速機は、通常朝電源がＯＮされて夕方に
ＯＦＦされるというような使われ方か多く、その間は常
にスタンバイ（ＳＬａｎｄｂｙ）の状態で定着器温度が
規定値以上に保持されている。従って、朝最初にＴＬ源
を投入した時のウェイ］・時間が長くても問題ではない
。しかし小形機は、前述のように個人的な事務所など比
較的−日のコピ一枚数が少ない所で使用される場合が多
く、このため電源スィッチをコピーする毎にＯＮ、０Ｆ
Ｆｔ、ている。勿論この電源スィッチを入れたまま常に
スタンバイの状態にしておくこともできるが、この場合
、定着器を規定温度以上に保持するので電力が無駄とな
る。

（発明が解決しようとする問題点）従来の画像形成装置は上記のように構成されているため
、画像形成の都度電源スィッチをＯＮ。

ＯＦＦする必要があるという問題点があり、電源スィッ
チを投入したままの状態では電力消費量が大きくなると
いう問題点があった。

この発明は、このような問題点に着目してなされたもの
で、画像形成の都度電源スィッチを操作する必要がなく
、電力消費量の小さい画像形成装置を提供するものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の画像形成装置は、転写紙上のトナー像を熱定
着させる定着器を備え、その定着器の熱源の付勢を画像
形成指示信号の人力時に開始し、画像形成終了時あるい
は終了時点より一定時間経過後にその熱源の付勢を停止
するようにしたものである。

〔作用〕

この発明の画像形成装置においては、定着器熱源が画像
形成指示時に付勢され、また画像形成終了時あるいはそ
れより一定時間後に付勢が停止されるので、画像形成を
行う毎に電源スィッチをＯＮ、ＯＦＦする必要がなく、
電力消費量も少なくなる。

（実施例）第１図はこの発明に係る画像形成装置の回路構成を示す
ブロック図であり、ここでは複写機を示している。図に
おいて、２１は全体のシーケンス及びプロセス条件を制
御するマイクロコンピュータで、後述する複写モード（
画像形成モード）の選択手段が構成されている。２２は
帯電器４゜９及び現像器５を駆動する高圧トランスを有
したトライバ、２３は露光源のハロゲンランプ２４の位
相ルｊ御を行うドライバ、２５は定着器熱源であるハロ
ゲンランプ２６を駆動するドライバ、２７は駆動ＤＣモ
ータ２０のドライバで、こわらのトライバ２２，２３，
２５．２７によりプロセス条件の可変手段が構成されて
いる。２８は枚数表示などを行う表示系とコピースター
トスイッチ及びモード選択スイッチなどの操作系を含む
表示操作ユニット、２９はジャム検出センサや原稿検知
センサなとのセンサユニット、３０は各駆動系のクラッ
チ、プランジャー等のアクチュエータである。

第２図は上記マイクロコンピュータ２１の詳細を示す構
成図である。図中、３１はＣＰＵ、３２はプログラムメ
モリ、３３はデータメモリ、３４は５チヤンネル（ＡＮ
φ〜４）のＡ／Ｄ変換回路、３５はゼロクロス検知回路
、３６は４チヤンネル（ＰＷＭφ〜３）のパルス幅変調
回路、３７はクロックパルス発生器、３８は人出力イン
ターフェース、３９はパルス出力用タイマ・カウンタ群
、４０は割込ル制御器、４１はマスタ／スレイブ通信用
インターフェース、４２は位相比較器である。

次に、プロセス条件の可変手段である各ドライバについ
て、その概略を説明する。先ず、帯電器及び現像器用の
ドライバ２２は第３図に示すような回路構成となってお
り、マイクロコンピュータ２１からＰＷＮ信号として周
波数２０〜４０にＨ！のパルス（ＰＷＭφ）が出力され
ると、そのパルスを増幅してフライバックトランス４３
を駆動する。これで、トランス４３の二次側に帯電出力
及び転写出力として−５〜−６ＫＶの高電圧が発生し、
この高電圧がコロナ帯電器４及び転写帯電器９に与えら
れ、各帯電器４．９ではコロナが発生してドラム上が帯
電されたり、ドラム上のトナー像が転写紙上に転写され
る。この時、帯電電流を一定にすわばドラム上の帯電が
均一になるので、帯電電流を抵抗Ｒによって電流−電圧
変換してマイクロコンピュータ２１に取り込み、帯電電
流か一定となるように上記パルスの周波数、０８時間を
制御している。同時に、転写電流も帯電電流の増減に伴
って増減する。また、現像ｅ５には現像バイアスが与え
られるが、この現像バイアスは帯電、露光によってでき
たドラムトの潜像をトナーにより顕像化する際にトナー
がドラム上にうまくジャンプするように現像スリーブに
印加するバイアスであり、周波数、１．６ＫＨ，、電圧
１．３ＫＶ程度の正弦波あるいは矩形波のＡＣ（交流）
と−５０〜−５００Ｖ程度のＤＣを重畳させたものであ
る。マイクロコンピュータ２１から出力されるパルス（
ＰＯＵＴφ）は周波数１．６ＫＨ２の矩形波であり、こ
れを増幅した後トランス４４で昇圧し、上記ＡＣ電圧と
する。同時に、信号（ＰＷＭＩ）のチョッパ制御により
トランス４５の二次側にＤＣ電圧を発生させ、このＤＣ
電圧と」二足Ａ　Ｃ’：’：圧を重畳させて上記現像バ
イアスとしている。この時、ＤＣ成分は複写濃度を決定
する要因となるため、その電圧を抵抗で分圧してマイク
ロコンピュータ２１に取り込み、フィードバック制御を
行フている。また、現像バイアスは定着温度による複写
プロセスの変化に伴って可変する必要はなく、濃度設定
に２４Ｌ、てのみ−５０〜−５００ＶのＤＣ成分を変化
させれば良い。

第４図は露光用ハロゲンランプ２４と定着用ハロゲンラ
ンプ２６のドライバ２３．２５の詳細回路を示したもの
である。露光用ハロゲンランプ２４の出力光量は印加電
圧の３乗に比例するので、ＡＣ電源の少しの電圧歪の影
ツが大きく出力光量に出てしまい、複写を均一にできな
い場合がある。そこで、ＡＣ電源の実効値を実効値検出
回路４６で検出してマイクロコンピュータ２１に取り入
れ、ここでＡ／Ｄ変換して半波毎に取り込み、位相毎の
フィードバック制御を行うことにより出力光量を一定に
している。即ち、ＡＣ電源のゼロクロス点を、マイクロ
コンピュータ２１にトランス４７で降圧した電圧を人力
させることにより検出し、このゼロクロスをトリガとし
て内部タイマをスタートさせ、そのタイマのオーバーフ
ローで一定幅のパルスを出力している。そして、この一
定幅のパルスでフォトトライアック４８を通してハロゲ
ンランプ２４と直列接続されたトライアック４９をＯＮ
させ、ハロゲンランプ２４を点灯させている。その際、
内部タイマの設定値によって位相角か決まり、一度タイ
マの設定値をレジスタにセットしておけば、後は自動的
に同じ位相角でハロゲンランプ２４が点灯される。この
位相角は、マイクロコンピュータ２１に入力される上記
実効値が設定値からずれた時に修正され、実効値の取り
込みはゼロクロスと同期して半波毎に行われる。

−・方、定着用ハロゲンランプ２６の場合は定着ローラ
の表面温度が重要な要素となっており、温度センサとし
てサーミスタ５ｏが設けられ、モの検出値（電圧値）を
マイクロコンピュータ２１に取り入れてフィードバック
制御を行っている。そして、露光用ハロゲンランプ２４
の場合と同様、フォトトライアック５１を通してトライ
アック５２をＯＮさせ、定着用ハロゲンランプ２６を点
灯させている。但し、この定着用ハロゲンランプ２６は
、位相制御ではなく、ＯＮ、ＯＦＦのみによって制御さ
れている。

また、駆動用ＤＣモータ２０のドライバ２７は第５図に
示すような構成となっている。前述したように、マイク
ロコンピュータ２１内部には基準周波数のクロックパル
スを発生するクロックパルス発生器３７及び位相比較器
４２が設けられており、モータ２０のエンコーダ５３か
らのパルスを取り込み、このパルスと基準パルスの位相
を比較している。そして、遅れ位相と進み位相とで出力
信号を切り換えてモータ２０を位相制御し、またエンコ
ーダ５３からのパルスをトリガとしてワンショットパル
スを出力し、これを積分してＦ−Ｖ　（周波数−電圧）
交換を行い、速度誤差イａ５）として使用している。こ
のように、ＤＣモータ２０の（＋７相；ＩＩ　ＩＩと速
度制御を行ワており、１−記基準パルスの周波数を変え
ることで各スピード設定値に対応している。

次に、複写プロセス及びシーケンス１作について説明す
る。表１は、前述したプロセス条件の三つの例を示した
ものである。

また、第６図及び第７図は前述のマイクロコンピュータ
２１によって選択される複写モード及びそのシーケンス
を示す図であり、これらの図に示°→−モートはクイッ
クスタートと省エネルギーを図ったモードとなっている
。即ちこれらのモードでは、複写指示（１ｉ号（画像形
成指示信号）の人力時、つまりコピースタート押釦スイ
ッチか押されてから定着器熱源であるハロゲンランプ２
６の付勢が開始され、また複写終了時（画像形成終了時
）あるいは終了時点より一定時間経過後にハロゲンラン
プ２６の付勢が停止される。そして、プロセス条件は、
複写指示時の定着器温度に応じて決定される。

即ち、第６図、第７図のモードでは、ウェイト時間を短
かくするために定着器温度が規定値より低くても複写＝
Ｔ能となるように各プロセス条件１〜３が選択される。

つまり、プロセス条件１゜２においては定着器温度が低
いので、転写紙及びトナーに熱エネルギーが多く与えら
れるようにＤＣモータ２０の駆動量を小さくしてプロセ
ススピードをＭ＜ｔ、ており、それに伴って帯電量及び
露光量も小さく設定されている。そして、これらのプロ
セス条件１〜３はコピースタート時の定着器温度によっ
て決定され、例えばその温度が１００℃以下の時はプロ
セス条件１．１ｏｏ〜１４０℃の時はプロセス条件２．
１４０℃以上の時はプロセス条件３で複写が行われる。

従って、連続して複写を行う場合には、１枚目のコピー
はプロセス条件１．２枚目のコピーはプロセス条件２．
３枚目のコピーはプロセス条件３というような複写が可
能であり、同様に１枚目のコピーがプロセス条件２であ
れば２枚目以後のコピーをプロセス条件３で行うことも
可能である。ま、た、複写終了後は即時あるいは一定時
間（例えば１０ｓｅｃ）経過後に定着器１２への通電、
つまりハロゲンランプ２６への通電が停止される。

上記第６図のモードのシーケンス動作を詳細に述べると
、先ずコピースタート押釦スイッチが押された時の定着
器温度は略２５℃であるので、この時点でプロセス条件
ｌが選択され、その制御１に基づいて各負荷が制御され
る。その際、Ｖ、稿載置台（第１１図参照）を後進（Ｂ
）させ、折り返し点で、約１秒停止（Ｓ）して前露光を
行い、次に原稿載置台を前進（ＦＷ）させて感光ドラム
上に静電潜像を形成する。そして、現像器によりトナー
を付着させて顕像化し、そのトナー像を転写紙に転写す
る。ここで１図示のようにトナー像が転写された転写紙
が定着器１２に突入する以ｉイに定着器温度はプロセス
条件１の温度Ｔ１に達しているので、プロセス条件１で
制御される。そして、転写紙が定着器１２から完全に離
れた後に、定着器温度がプロセス条件２の温度Ｔ２にな
るように定着用ハロゲンランプ２６が通電される。この
間に原稿載置台は後進しており、この原稿ａ置台が折り
返し点に達した時点でプロセス条件２の制御量に切り換
わり、この条件で次の複写が行われる。この２枚目のト
ナー像が転写された転写紙が定着器１２に突入する時に
は定着器温度がプロセス条件２の温度Ｔ２に達している
ので、その条件で制御される。同様に転写紙が定着器１
２より離れると、定着器温度がプロセス条件３の温度Ｔ
３になるようにハロゲンランプ２６が通電され、次に原
稿ａ置台から折り返し点に達した時点でプロセス条件３
の制ｇ１量に切り換わり、３枚目以後はこのプロセス条
件３で複写が行われる。このようにして、連続コピーが
行われる。

また、第７図のモードはクイックスタートの複写モード
の他の例を示したもので、複写終了後定着器温度が下が
り始めた時に再びコピースタート押釦スイッチが押され
た場合を示している。例えば最初のコピースタート時点
の定着器温度が１３０℃であればプロセス条件２で複写
が行われ、この複写が終了すると定着器温度が下がるが
、次にコピースタート押釦スイッチが押された時に定着
器温度が１７０℃であればプロセス条件３で複写が行わ
れる。その後のシーケンスは、上記第６図のモードと同
様である。

以上クイックスタートの複写モードの動作について述べ
たが、何れにおいても複写動作中のみ定着用ハロゲンラ
ンプ２６が付勢されるので電力消費量は少なく、また電
源スィッチは入れたままで良いので操作に煩わしさがな
い。

第８図は上述したル制御動作のフローチャートであり、
これはマイクコンピュータ２１に格納されているプログ
ラムによって実行されるものである。

第８図（ａ）はコピー動作開始時のフローチャートであ
り、電源没入後先ず各部が初期値化され、コピースター
ト押釦スイッチが押されたかどうかが判定される（ステ
ップ１０１）。ここで、スイッチが押されたと判定され
ると、定着器温度Ｔを測定し、その温度Ｔが１００℃以
上であるか、１４０℃以上であるか、あるいはその間で
あるかどうかを判定する（ステップ１０２゜１０３）。

次に、その判定結果に基づいて各プロセス条件１〜３を
決定し、各負荷の制御レジスタにその制ａｌ量の設定を
行う（ステップ１０４〜１１５）。そして、上記決定さ
れたプロセス条件１〜３に従って露光用ハロゲンランプ
、帯電器、現像器、駆動用ＤＣモータをＯＮさせ（ステ
ップ１１６〜１１９）、その条件のもとに複写を行う。

第８図（ｂ）はコピー動作終了時のフローチャートであ
り、複写が終了すると上記モータ、現像器、帯電器、及
び露光用ハロゲンランプがＯＦＦになる（ステップ１２
０〜１２３）。また、定着器も同時あるいは一定時間経
過後にＯＦＦとなり（スデップ１２４）、この定着器は
次にコピースタート押釦スイッチが押されるまで通？ｆ
ｉされない。

一ト記定着器など丼負荷の制御は、第９　［７１（ａ）
〜（８）に示すようにタスク化されており、例えば帯電
、現像バイアス制御は１ｍ５ｅｃ１１Ｆに帯電電流と現
像バイアスのＤＣ成分が取り込まれフィードバック制御
が行われている。同様に、定着：嵜の温度制御はｆ００
ｍｓｅｃ毎に、露光用へロケンランブのＩｎは１０ｍ５
ｅｃ　（５０Ｈ２池域）毎にフィードバック制御が行わ
れている。また、第８図に示したシーケンス制御及び表
示、操作系の制御も同様にタスク化されている。

（発明の効果）以上説明したように、この発明によれば、定着器熱源を
画像形成指示時より付勢し、画像形成終了時あるいは一
定時間経過後に停止するようにしたため、画像形成を行
う毎に電源スィッチを操作する必要がなく、しかも電力
消費量が少ないという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の回路構成を示すブロック
図、第２図は第１図のマイクロコンピュータの詳細を示
す構成図、第３図は第１図の帯電器及び現像器用ドライ
バの詳細を示す回路図、第４図は第１図の露光用及び定
着用ハロゲンランプのドライバの詳細を示す回路図、第
５図は第１図の駆動用ＤＣモータのドライバの詳細を示
す回路図、第６図はクイックスタートの複写モードの一
例を示す説明図、第７図はクイックスイッチスタートの
複写モードの他の例を示す説明図、第８図（ａ）、（ｂ
）は全体の制御動作を示すフローチャート、第９図（ａ
）、（ｂ）。（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は各負荷の動作制御の説１２・
・・・・・定着器

Claims

【特許請求の範囲】

転写紙上のトナー像を熱定着させる定着器を備えた画像
形成装置において、その定着器の熱源の付勢を画像形成
指示信号の入力時に開始し、画像形成終了時あるいは終
了時点より一定時間経過後にその熱源の付勢を停止する
ことを特徴とする画像形成装置。