JP2003005570A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セラミックヒータを用いたＬＢＰにおいて様
々な用紙幅の転写材に対して、最適なスループットで印
字を実現する。 【解決手段】 幅の異なる複数の発熱体と、それらのい
ずれかを温調する際に用いる１つの温度検出手段と、各
幅の発熱体毎に発熱体端部の温度を検出する手段とを有
する画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の発熱体を有
する定着器を用いた電子写真プリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の電子写真プリンタは、図９
の如き構成をなしている。ここで１は静電潜像を形成す
るための感光体ドラム、２は感光体ドラム１を一様に帯
電するための帯電ローラ、３はレーザビームを感光ドラ
ム１上で走査するための光学ユニット、４は光学ユニッ
ト３から発せられたレーザビーム、５はレーザビームに
より感光ドラム１上に形成された静電潜像を、トナーに
て現像するための現像器、６は感光体ドラム１上のトナ
ー像を、所定の用紙に転写する転写ローラ帯電器、７は
用紙上のトナーを溶融して用紙に定着させる定着器、８
は印字する用紙を積載しておくための標準カセット、９
は標準カセットから用紙をピックアップする標準カセッ
ト給紙ローラ、１０は用紙を機外へ排出するための排出
ローラ、１１は搬送されてきた用紙の印字のための先端
を検出するためのレジストセンサ、１２は用紙先端の斜
行を補正するためのレジストローラ、１３は用紙が正常
に定着器から排出されたかどうかを確認するための排出
センサ、１４はカセット８内の用紙の有無を検出するた
めの用紙有無センサ、１５は感光体ドラム、帯電、現
像、とトナーを一つのユニット内に収納し、プリンタ本
体から脱着できるトナーカートリッジ、１６はトナーカ
ートリッジをプリンタ本体から取り出すための本体カバ
ーである。

【０００３】図１０は、従来系における制御系をブロッ
ク図で示したものである。１０１は、ホストコンピュー
タとの間での通信と画像データの受信、及び受け取った
画像データをプリンタが印字可能な情報に展開すると共
に、後述するプリンタエンジン制御部との間で信号のや
り取り及びシリアル通信を行うプリンタコントローラ、
１０２はプリンタコントローラとの間で信号のやり取
り、シリアル通信を介してプリンタエンジンの各ユニッ
トの制御を行うエンジン制御部、１０３はエンジン制御
部からの指令に基づいてカセットから用紙を給紙して転
写部へ搬送しその後の定着排紙までの用紙搬送を司ると
共にそれらの搬送ローラの駆動のための駆動源となる駆
動モータのＯＮ／ＯＦＦを制御する用紙搬送制御部、１
０４はスキャナモータのＯＮ／ＯＦＦ、レーザのＯＮ／
ＯＦＦなどエンジン制御部の指示に基づき実行する光学
系制御部、１０５は帯電、現像、転写の各高圧のＯＮ／
ＯＦＦ及び出力制御をエンジン制御部の指令に基づき実
行するとともに、トナーの残量などの情報をエンジン制
御部に伝達する高圧制御部、１０６は定着ローラの温度
を所定の温度に制御する定着温度制御部、１０７はカセ
ット用紙有無、レジストセンサ、排紙センサの各用紙有
無センサの情報を取り込みエンジン制御部に伝達する紙
有無センサ入力部、１０８は、用紙搬送上の不良を検出
しエンジン制御部に伝えるジャム検出部、１０９は駆動
モータ、スキャナモータ、レーザなどの機能部品の異常
を検出しエンジン制御部に伝達する故障検出部である。

【０００４】また、図１１は定着器の内部構造を示した
ものである。図１１ａにおいて、１５０は用紙１６２の
印字面側のトナーを定着させるための、定着フィルム、
１５１は定着フィルム１５０をガイドするとともに、ヒ
ータを固定するためのフィルムガイド、１５２はフィル
ムガイドに固定され、トナーを用紙に融着させるための
熱源となるヒータ、１５３は定着時に圧を加えるための
加圧ローラ、１５４は加圧ローラを駆動するための軸で
ある。

【０００５】図１１ｂは搬送方向に対して垂直に切った
際の断面を詳細に示したものである。ヒータ１５２は、
セラミック基板１５５に構成され、１５７は発熱源とな
る抵抗体、１５８は発熱体と定着フィルムとの絶縁を確
保するための耐熱性ガラス、１５９はヒータの温度を検
出するためのサーミスタ素子である。

【０００６】図１１ｃは、セラミックヒータの基板単体
の構成を示す図で、１６０はサーミスタ素子の出力をエ
ンジン制御部へ伝えるための電極、１６１は定着制御部
からのＡＣ入力を発熱体へ供給するための電極である。

【０００７】このような、構成の定着器では、発熱体１
５７の幅に比べてある程度短くなると、プリント中の非
通紙部分の温度が上昇し、次にそのサイズより大きい用
紙を通紙すると温度むらが生じてしまうため、通紙時の
スループットを下げることで、温度むらを補正してい
た。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では、用紙サイズが所定の幅よりも短くなると、最も
条件が悪い紙種、環境に基づき、印字のスループットを
低下させることで、温度むらの発生を回避しなければな
らず、そのために、プリンタの本来持つ機能を十分に発
揮できない場合があった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明では、用紙を幅方
向に対して複数の分類に分け、各々を温度制御を行なう
ための軸方向の幅の異なるヒータを設ける。そして、各
々のヒータが駆動された場合にそのヒータ端部の温度を
測定するための温度検出手段と、それ以外に通常の温度
制御を行なうための１つの温度検出手段とを有すること
により、幅の異なる用紙であっても最適なスループット
で印字が可能になり、プリンタの性能を十二分に発揮で
きる。

【００１０】

【発明の実施の形態】（第１の実施例）図１は本発明第
一の実施例の構成を示す図である。ここで１は静電潜像
を形成するための感光体ドラム、２は感光体ドラム２０
１を一様に帯電するための帯電ローラ、３はレーザビー
ムを感光ドラム１上で走査するための光学ユニット、４
は光学ユニット２０３から発せられたレーザビーム、５
は、レーザビームにより感光ドラム１上に形成された静
電潜像を、トナーにて現像するための現像器、６は感光
体ドラム１上のトナー像を、所定の用紙に転写する転写
ローラ帯電器、７は用紙上のトナーを溶融して用紙に定
着させる定着器、８は印字する用紙を積載しておくため
の標準カセット、９は標準カセットから用紙をピックア
ップする標準カセット給紙ローラ、１０は用紙を機外へ
排出するための排出コーラ、１１は搬送されてきた用紙
の印字のための先端を検出するためのレジストセンサ、
１２は用紙先端の斜行を補正するためのレジストロー
ラ、１３は用紙が正常に定着器から排出されたかどうか
を確認するための排出センサ、１４はカセット２０８内
の用紙の有無を検出するための用紙有無センサ、１５は
感光体ドラム、帯電、現像、とトナーを一つのユニット
内に収納し、プリンタ本体から脱着できるトナーカート
リッジ、である。

【００１１】図２は、従来系における制御系をブロック
図で示したものである。

【００１２】１０１は、ホストコンピュータとの間での
通信と画像データの受信、及び受け取った画像データを
プリンタが印字可能な情報に展開すると共に、後述する
プリンタエンジン制御部との間で信号のやり取り及びシ
リアル通信を行うプリンタコントローラ、１０２´はプ
リンタコントローラとの間で信号のやり取り、シリアル
通信を介してプリンタエンジンの各ユニットの制御を行
うエンジン制御部、１０３はエンジン制御部からの指令
に基づいてカセットから用紙を給紙して転写部へ搬送し
その後の定着排紙までの用紙搬送を司ると共にそれらの
搬送ローラの駆動のための駆動源となる駆動モータのＯ
Ｎ／ＯＦＦを制御する用紙搬送制御部、１０４はスキャ
ナモータのＯＮ／ＯＦＦ、レーザのＯＮ／ＯＦＦなどエ
ンジン制御部の指示に基づき実行する光学系制御部、１
０５は帯電、現像、転写の各高圧のＯＮ／ＯＦＦ及び出
力制御をエンジン制御部の指令に基づき実行するととも
に、トナーの残量などの情報をエンジン制御部に伝達す
る高圧制御部、１０６´は定着ローラの温度を所定の温
度に制御する定着温度制御部、１０７はカセット用紙有
無、レジストセンサ、排紙センサの各用紙有無センサの
情報を取り込みエンジン制御部に伝達する紙有無センサ
入力部、１０８は、用紙搬送上の不良を検出しエンジン
制御部に伝えるジャム検出部、１０９は駆動モータ、ス
キャナモータ、レーザなどの機能部品の異常を検出しエ
ンジン制御部に伝達する故障検出部である。

【００１３】また、図３は定着器の内部構造を示したも
のである。第３（ａ）図において、１５０は用紙１６２
の印字面側のトナーを定着させるための、定着フィル
ム、１５１´は定着フィルム１５０をガイトするととも
に、ヒータを固定するためのフィルムガイド、１５２´
はフィルムガイドに固定され、トナーを用紙に融着させ
るための熱源となるヒータ、１５３は定着時に圧を加え
るための加圧ローラ、１５４は加圧ローラを駆動するた
めの軸である。図３（ｂ）は搬送方向に対して垂直に切
った際の断面を詳細に示したものである。１７０はヒー
タユニットの基板となるセラミック基板、１７１はセラ
ミック基板上に構成された複数の発熱体、１７２はセラ
ミック基板と定着フィルムとの周動性を向上させるため
に設けられた耐熱ガラス、１７３は発熱体とサーミスタ
素子との絶縁をとるための耐熱ガラス、１７４は、通常
サイズの用紙を定着する場合に駆動する通常サイズヒー
タ１７１−ａを温度制御する場合と、小サイズの用紙を
定着する場合に駆動する小サイズヒータ１７１−ｂを温
度制御する場合との両方の場合に、ヒータの温度検出す
るサーミスタ、１７５は小サイズヒータ１７１−ｂを駆
動する場合のみ、小サイズヒータ１７１−ｂの端部温度
を検出するためのサーミスタ。図３（ｃ）は、セラミッ
クヒータの基板単体の構成を示す図で、１６０はサーミ
スタ素子の出力をエンジン制御部へ伝えるための電極、
１６１は定着制御部からのＡＣ入力を発熱体ヘ供給する
ための電極である。

【００１４】図４は定着器制御部を示すブロック図であ
る。１０２´はエンジン制御部である。エンジン制御部
は、紙有無センサ１８０により、通紙時の用紙のサイズ
を検出して、所定のサイズよりも大きい場合には、通常
サイズ用のヒータで温調を行なう。また、所定のサイズ
より小さいと判断した場合には、小サイズ用のヒータで
温調を行なう。そのための判断として、紙パス上に設け
られた紙有無センサ１８０を用いる。

【００１５】ヒータ駆動部は、通常サイズ用の駆動部と
小サイズ用駆動部とは独立駆動できる構成となってお
り、各々に対してエンジン制御部からＯＮ／ＯＦＦ信号
であるＦＳＲＤ１とＦＳＲＤ２とが接続されている。一
方ヒータ側はＡＣ入力部からのＡＣを所定の温度以上に
なった場合にラインを遮断する機能を有するサーモプロ
テクタ１８４を介して各ヒータに供給されている。そし
て、ヒータ駆動部の何れかが動作することにより、発熱
体へのＡＣ供給が行なわれて発熱する。１７４は通常ヒ
ータあるいは小サイズヒータの何れかを温調する際に温
度制御のために用いられるサーミスタである。

【００１６】１７５は小サイズヒータを温調している最
中に、小サイズヒータの端部温度をモニタして、エンジ
ン制御部にその温度情報を伝えるためのサーミスタ、１
７６は通常サイズヒータを温調している最中に、通常サ
イズヒータの端部温度をモニタして、エンジン制御部に
その温度情報を伝えるためのサーミスタである。

【００１７】図５はエンジン制御部が紙幅検出により、
所定の紙幅より小さいと判断し、小サイズヒータを用い
て温度制御した場合のフローチャートを示す。

【００１８】温度制御を開始すると、温調用のサーミス
タ１７４の出力をモニタしながら、発熱体への通電をＯ
Ｎ／ＯＦＦさせてヒータ温度を目標温度Ｔ０に保つよう
制御する。

【００１９】一方、小サイズヒータ端部温度モニタ用サ
ーミスタ１７６の温度もモニタし、この出力がＴ１以上
になったことを検出した場合には、プリント時の紙間を
通常のｔ０からｔ０＋ｔｄに切り換えてプリント時の用
紙間隔をｔｄ相当広げる。紙間を広げることにより、端
部の温度は中央の温度に近づくために、温度むらが解消
される。

【００２０】以上の制御を行なった場合のサーミスタ１
７４と１７６の温度変化がどのようになるかを示したも
のが図６である。

【００２１】サーミスタ１７４は、用紙の通過により多
少の温度リップルは生じるもののほぼＴ０でコントロー
ルされている。一方、サーミスタ１７６は、用紙幅より
はみ出した発熱体の位置に存在するため、用紙の通過時
に発熱体に通電されるために温度が上昇し、紙間では中
央部に温度が近づいて行くために下降するためのリップ
ルが生じる。

【００２２】エンジン制御部がサーミスタ１７６の温度
がＴ１以上に達したと判断すると、次の用紙の給紙タイ
ミングを通常のｔ０からｔｄだけ遅延させて紙間を広げ
る制御を行なう。この事で、用紙通紙時には温度が上昇
するものの、紙間では下降するため、紙間を広げること
で温度の上昇は抑えられ、結果としてＴ１以下で推移す
ることになる。

【００２３】（第２の実施例）図７は、本発明第二の実
施例を示す図である。

【００２４】１０２´はエンジン制御部である。エンジ
ン制御部は、紙有無センサ１８０により、通紙時の用紙
のサイズを検出して、所定のサイズよりも大きい場合に
は、通常サイズ用のヒータで温調を行なう。また、所定
のサイズより小さいと判断した場合には、小サイズ用の
ヒータで温調を行なう。

【００２５】ヒータ駆動部は、通常サイズ用の駆動部と
小サイズ用駆動部とは独立駆動できる構成になってお
り、各々に対してエンジン制御部からＯＮ／ＯＦＦ信号
であるＦＳＲＤ１とＦＳＲＤ２とが接続されている。一
方ヒータ側はＡＣ入力部からのＡＣを所定の温度以上に
なった場合にラインを遮断する機能を有するサーモプロ
テクタ１８４を介して各ヒータに供給されている。そし
て、ヒータ駆動部の何れかが動作することにより、発熱
体へのＡＣ供給が行なわれて発熱する。１７４は通常ヒ
ータあるいは小サイズヒータの何れかを温調する際に温
度制御用として使用する。

【００２６】また、紙幅の検出は、プリント開始時の１
頁目を通常サイズのヒータで温調し、１頁目が定着器を
通過している期間中に、端部温度検出用のサーミスタを
モニタし、通常サイズ端部温度検出用のサーミスタ１７
６が所定の温度以下である場合には、小サイズヒータ端
部温度検出用のサーミスタもモニタして、温度上昇具合
に応じてどちらのヒータでその後の用紙に対する温調を
行なうかを決定する。

【００２７】この処理により、紙幅検出無しであって
も、ヒータ端部温度をモニタすることにより、紙幅を予
測して、動作できるとともに、前述第一の実施例でも示
したような、あらゆる紙サイズにおいて最適なスループ
ットでプリント制御を行なうことができる。

【００２８】

【発明の効果】上記説明したように、用紙を幅方向に対
して複数の分類に分け、各々を温度制御を行なうための
軸方向の幅の異なるヒータを設ける。そして、各々のヒ
ータが駆動された場合にそのヒータ端部の温度を測定す
るための温度検出手段と、それ以外に通常の温度制御を
行なうための１つの温度検出手段とを有することによ
り、幅の異なる用紙であっても最適なスループットで印
字が可能になり、プリンタの性能を十二分に発揮できま
た、端部温度検出手段により、通紙時の端部昇温をモニ
タすることにより、現在印字中の用紙幅が予想できるた
め、紙幅センサなどを改めて設けなくても、最適な発熱
体幅で温度制御ができる上、印字のスループットも最適
化できることからも、プリンタの機能を十分に発揮する
ことに貢献する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明第一の実施例を示す図

【図２】 本発明第一の実施例を示す図

【図３】 本発明第一の実施例を示す図

【図４】 本発明第一の実施例を示す図

【図５】 本発明第一の実施例を示す図

【図６】 本発明第一の実施例を示す図

【図７】 本発明第二の実施例を示す図

【図８】 本発明第二の実施例を示す図

【図９】 従来例を示す図

【図１０】 従来例を示す図

【図１１】 従来例を示す図

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ２ 帯電ローラ ３ 光学ユニット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像情報に応じて点滅するレーザビーム
   により、感光体ドラム上に静電潜像を形成した後、前記
   静電潜像をトナーにて可視像化して、所定の用紙に転写
   する転写手段と、前記転写手段により用紙に転写された
   トナーを用紙に定着させるための定着手段と、前記定着
   された用紙を機外の所定位置まで排出するための排出手
   段とを有する電子写真プリンタであって、前記定着手段
   は、独立駆動可能な複数の加熱素子を有し、前記複数の
   加熱素子の中の少なくとも１つの加熱素子は、他の加熱
   素子と加熱幅が異なり、前記複数の素子の何れかが駆動
   中に温度制御を行なうための１つの温度検出手段と、前
   記他と異なる加熱幅を有する加熱素子毎に、前述温度検
   出手段とは異なる位置に前記他と異なる幅を有する加熱
   素子における特定箇所の温度を測定するための温度検出
   手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記特定箇所の温度を測定するための温
   度検出手段の温度情報に基づき、複数存在する幅の異な
   る発熱体のどれを用いて転写紙の定着を行なうかを判断
   する発熱体選択手段とを有する請求項１記載の画像形成
   装置。
3. 【請求項３】 前記発熱体選択手段は、最大幅を有する
   発熱体で温調させた状態で、幅の異なる発熱体毎の特定
   箇所の温度を測定する温度検出手段で転写紙が定着部を
   通過している際の温度をモニタし、所定の温度より高く
   なっている温度検出手段がある場合には、それに該当す
   る発熱体を用いてその後の温度制御を行なうことを特徴
   とする請求項１又は２記載の画像形成装置。