JP4539706B2 - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents
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Description
このような熱定着方式では、OHPシートやコート紙など普通紙よりも熱容量の大きいシートを用いると、定着後でもシートの温度が下がり難いため、温度が高いままの状態で収容トレイに収容される。また、OHPシートやコート紙は、その面の平坦性が高いので、収容トレイへの収容後にシート同士が密着し易い。そのため、例えば温度の高い状態のOHPシートが複数枚連続して収容トレイに積み重なるように収容されると、OHPシート同士が密着しつつOHPシート自身の熱によりトナー像が軟化して引っ付く、いわゆるタッキングが生じ易くなる。タッキングにより引っ付いたOHPシート同士を強制的に分離させるとトナー像が剥がれたような状態になって印刷をやり直す必要が生じる。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、冷却装置を要せず、装置小型化を図りつつタッキングを防止できる画像形成装置および画像形成方法を提供することを目的としている。
このようにすれば、タッキング防止と共に、画像形成前における加熱手段の制御を行わなくても済む分、画像形成を早く開始でき、ユーザの待ち時間の短縮化を図れる。
このようにすれば、所定条件を満たしたことを時間の計測により判定することができる。
ここで、前記第2の所定時間は、前記低い温度になるように加熱手段の制御を開始してから、前記回転体の温度が第2の所定温度まで下がるのに要するであろう時間、または前記排出口の直下に配された、排出口から排出されるシートを収容するトレイの温度が第3の所定温度まで下がるのに要するであろう時間であることを特徴とする。
このようにすれば、所定条件を満たしたことを回転体の温度検出により判定することができる。
また、前記排出口の直下の位置に配され、排出口から排出されるシートを収容するトレイと、前記トレイの温度を検出する温度検出手段とを備え、前記制御手段は、前記トレイの温度に基づいて前記条件を満たしたか否かを判断する判断手段を備えることを特徴とする。
さらに、前記回転体の温度が目標温度よりも低い温度になるように加熱手段を制御するとは、前記加熱手段への電力供給を停止することであることを特徴とする。
このようにすれば、回転体ひいては排出後のシートを収容するトレイの温度をより早く下げることができると共に、少なくとも昇温に転じるまでの間の省電力を図れ、さらに電力供給の制御の簡素化を図れる。
このようにすれば、OHPシートとコート紙についてタッキングの防止を図ることが可能になる。
<第1の実施の形態>
(1)プリンタの全体構成
図1は、プリンタ10の全体構成を示す図である。
作像部20Yは、感光体ドラム1と、その周囲に配設された帯電器2、露光部3、現像器4、一次転写ローラ5、感光体ドラム1を清掃するためのクリーナ6などを備えており、感光体ドラム1上にY色のトナー像を作像する。他の作像部20M〜20Kについても、作像部20Yと同様の構成になっており、対応する色のトナー像を作像する。同図では、符号を省略している。
給送部12は、給紙カセット31、32と、繰り出しローラ33、34と、搬送ローラ対35と、タイミングローラ対36と、二次転写位置371において中間転写ベルト21を挟んで駆動ローラ22と対向する二次転写ローラ37などを備える。
繰り出しローラ33は、給紙カセット31内の普通紙をシート搬送路38に1枚ずつ繰り出し、繰り出しローラ34は、給紙カセット32内のOHPシートをシート搬送路38に1枚ずつ繰り出す。以下、普通紙とOHPシートを特に区別しないときには、これらを総称してシートという。
定着部13は、定着ローラ51、加圧ローラ52、定着ヒータ53、温度検出センサ54およびローラ駆動モータ55などを備える。
定着ローラ51は、ローラ駆動モータ55の駆動力により同図の矢印方向に回転駆動され、加圧ローラ52は、定着ローラ51と従動回転する。
制御部14は、外部の端末装置からの画像信号をY〜K色用のデジタル信号に変換し、作像部毎に、その露光部3のレーザダイオードを駆動させるための駆動信号を生成する。生成された駆動信号により、各色用の露光部3のレーザダイオードが駆動されてレーザビームLが出射され、感光体ドラム1が露光走査される。
各色のトナー像は、一次転写ローラ5と感光体ドラム1間に生じる電界による静電力の作用を受けて中間転写ベルト21上に一次転写される。この際、各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト21上の同じ位置に重ね合わせて転写されるようにタイミングをずらして実行される。中間転写ベルト21上に重ね合わされた各色トナー像は、中間転写ベルト21の回動により二次転写位置371に移動する。
(2)制御部14の構成
図2は、制御部14の構成を示すブロック図である。
通信I/F部72は、LANカード、LANボードといったLANに接続するためのインターフェースであり、外部からのプリントジョブのデータを受信する。
また、CPU71は、温度検出センサ54からの検出信号を受信して、定着ローラ51の表面温度を検出し、定着ローラ51の表面温度が目標の温度に維持されるように定着ヒータ53を制御、例えばオン、オフを交互に繰り返すなどの通電制御を行う。以下、定着ローラ51の表面温度を「定着部の温度」、目標の温度を「定着目標温度」という。
図3〜図5は、プリントジョブ毎に実行指示を受け付けたときにCPU71が実行する処理内容を示すフローチャートであり、図6は、ジョブ実行中において定着部の温度と収容トレイ表面の温度(以下、「トレイ温度」という。)が時間経過に伴って変化していく様子の実験結果の例を示すグラフである。ここでは、複数枚、例えば8枚の普通紙にプリントするジョブαの後に連続して、複数枚、例えば2枚のOHPシートにプリントするジョブβを実行する場合の例を説明する。
図3に示すように、ジョブαの実行指示があると、変数nの値を「1」に設定する(ステップS1)。そして、定着ローラ51を回転駆動させる(ステップS2)。なお、定着ローラ51が現に回転駆動中である場合には、その回転を継続させる。
図4は、普通紙定着温度制御のサブルーチンの内容を示すフローチャートである。
同図に示すように、定着目標温度記憶部75に記憶されている普通紙用の定着目標温度のデータを読み出して、定着目標温度を190〔℃〕に設定すると共に(ステップS21)、定着部の温度が当該定着目標温度で維持されるように定着ヒータ53を制御する定着温度制御を開始して(ステップS22)、メインルーチンにリターンする。ジョブαの実行指示の受け付け直前では、定着部の温度が約180〔℃〕であったので、190〔℃〕まで昇温されるように定着ヒータ53が制御されることになる。
1枚目の普通紙に対する画像形成が終了すると(ステップS6)、現在のn、ここでは1枚目が最後であるか否かを判断する(ステップS7)。最後でないと判断すると(ステップS7で「NO」)、現在のnの値に「1」をインクリメント、ここではn=2に設定し(ステップS8)、ステップS3に戻る。
これに対し、OHPシートは、樹脂フィルムなのでトナー粒子が紙の繊維内に入り込むことが出来ず、普通紙に比べて定着性が低い。また、普通紙よりも定着時の温度が高く、熱容量も大きいので収容後でも高温の状態を維持し易く、さらに表面の平坦性が高いのでシート同士が密着し易い。このためOHPシートが収容トレイ40に収容されると、そのOHPシート自身の熱によりトナー像が軟化したままの状態で別のシートの面に密着して引っ付き、タッキング発生に至り易い。タッキングが発生するか否かの境となるトレイ温度(タッキング限界温度)としては、例えば50〔℃〕である。
そこで、タッキングの発生を防止するため、当該プリントの開始前に一旦、定着部の温度を下げる処理が行われる(時点C〜D)。すなわち、ジョブβの実行指示を受け付けると、図3のステップS1においてn=1を設定し、ステップS2において定着ローラの回転駆動を行い、指定されたシートがOHPシートであることを判断すると(ステップS3で「YES」)、OHP定着温度制御を実行する(ステップS9)。
同図に示すように、まずn枚目のOHPシートが、当該ジョブβにおいて1枚目(最初)であるか否かを判断する(ステップS31)。ここでは、1枚目と判断し(ステップS31で「YES」)、定着部13の加熱を停止すると共に(ステップS32)、タイマー76による計時を開始する(ステップS33)。ここで、加熱の停止とは、具体的には定着ヒータ53への通電をオフにする。定着ローラ51の回転駆動はそのまま継続される。回転駆動の継続により定着ローラ51の熱が加圧ローラ52に移り、放熱され易くなる。
なお、上記の加熱停止が行われない場合には、同図の破線で示すようにトレイ温度は横ばいの状態を維持することになるので、従来のように専用の冷却装置の配置や、定着後のシートの搬送速度を遅くするために定着部13から排出口39までの搬送路をより長くとることが必要になる。搬送路を長くとると、排出までの間にOHPシートを冷やすことができるが、搬送路を長くとった分だけ、排出口39の位置がシート排出方向下流側にシフトし、収容トレイ40もその全体が同じ長さ分だけシート排出方向下流側にシフトしたようになって、装置が幅広になり結果的に装置が大型化することになる。
所定時間T1を経過したことを判断すると(ステップS34で「YES」)、タイマー76を停止させると共に、定着目標温度記憶部75に記憶されているOHPシート用の定着目標温度のデータを読み出して、定着目標温度を200〔℃〕に設定すると共に(ステップS35)、定着部の温度が当該定着目標温度で維持されるように定着ヒータ53を制御する定着温度制御を開始して(ステップS36)、メインルーチンにリターンする。
OHP定着温度制御のステップS31では、1枚目とは判断されず(ステップS31で「NO」)、用紙間隔拡張設定を行って(ステップS37)、ステップS35に移る。この用紙間隔拡張設定は、2枚目以降のOHPシートの給紙間隔を普通紙の場合の給紙間隔よりもやや広くとることで、収容トレイ40上のシート束の放熱を促し、トレイ温度上昇を抑制して、複数枚のOHPシートのタッキング防止を図るものである。用紙間隔拡張設定が行われると、次にステップS5の画像形成動作が実行される際にその開始タイミングが当該設定に応じた時間だけ遅くなるように制御される。
そして、n枚目が最後と判断すると(ステップS7で「YES」)、当該処理を終了する。用紙間隔拡張設定により、2枚目のOHPシートが給送されるタイミング、すなわち収容トレイ40に収容されるタイミングが普通紙の場合よりも遅くなる、これにより収容トレイ40での放熱が進み、図6の例でも時点Gにおいてトレイ温度がタッキング限界温度の50〔℃〕を5〔℃〕程度下回っており、タッキングの発生が防止される。
<第2の実施の形態>
上記実施の形態では、普通紙にプリントするジョブとOHPシートにプリントするジョブをこの順に連続して実行する場合に、OHPシートの画像形成の開始前に定着ヒータ53をオフして定着部の温度を下げる制御(以下、「温度降下制御」という。)を実行する例を説明したが、本実施の形態では、前回のジョブ完了からの経過時間に応じて温度降下制御の実行の要否を判断するとしており、この点が第1の実施の形態と異なっている。以下、説明の重複を避けるため、第1の実施の形態と同じ内容についてはその説明を省略し、同じ構成要素については、同符号を付すものとする。
同図に示すように、本実施の形態に係るOHP定着温度制御は、第1の実施の形態に係るOHP定着温度制御のステップS31とS32の間にステップS51の処理を実行する点が異なっている。
同図に示すように、トレイ温度は前回のジョブ完了時(時点H)から徐々に低下して行き、約400〔秒〕後の時点Jで約45〔℃〕になっている。この45〔℃〕とは、第1の実施の形態における時点Dの温度、すなわち1枚目のOHPシートへの画像形成を開始するときの温度に相当し、OHPシートに対するプリントを開始してもタッキングが発生しない温度を意味する。従って、所定時間T2を400〔秒〕とすれば、T2経過後にOHPシートへのプリントを開始してもその時点ではトレイ温度が十分に下がっており、タッキング発生を防止できることになる。この所定時間T2の値は、装置構成に応じて予め実験等から適切な値が求められて、そのデータがROM73等に格納される。
一方、前回のジョブ完了からの経過時間が所定時間T2に達していないことを判断すると(ステップS51で「NO」)、ステップS32に移る。この場合、第1の実施の形態と同様に温度降下制御が実行される。
上記第2の実施の形態では、温度降下制御を実行するか否かの判断、すなわちトレイ温度がタッキングの発生しない程度まで下がっているか否かの判断を、ジョブ完了後からの経過時間の長さにより行うとしたが、本実施の形態では、電源オン直後における定着部の温度により判断するとしており、この点が異なっている。
同図に示すように、本実施の形態に係るOHP定着温度制御は、第1の実施の形態に係るOHP定着温度制御と基本的に同じであるが、ステップS31とS32の間にステップS61の処理を実行する点が異なっている。
一方、定着部の温度が100〔℃〕を超えていたことを判断すると(ステップS61で「NO」)、ステップS32に移り、温度降下制御を実行する。電源直後で100〔℃〕を超えていたということは、電源オンの状態が長く続き、一旦オフされたが、直ぐにオンされたような場合が想定でき、このような場合には、トレイ温度がタッキング限界温度に近い状態になっていることが予想されるため、温度降下制御を実行するものである。
なお、上記100〔℃〕は一例であって、装置構成に応じて適切な値が実験等から求められて、そのデータがROM73などに記憶される。
また、上記では電源オン直後のウォームアップ中にOHPシートのプリントジョブを受け付けた場合の例を説明したが、トレイ温度が下がっていると想定される状態でジョブを受け付ける場合であれば、これに限られない。例えば、定着部の温度を待機時の目標温度よりも低い温度に維持することで定着ヒータ53の消費電力を低減する節電モード中にジョブを受け付けると、節電モードを解除してウォームアップを開始する構成にも適用できる。上記低い温度として、例えば80〔℃〕が設定されている場合に、節電モードが長い期間継続している場合には、定着部の温度が80〔℃〕に維持され、その状態ではトレイ温度も十分に下がっているため、温度降下制御が行われない。
<第4の実施の形態>
上記実施の形態では、温度降下制御の実行時間(所定時間T1)を一律としたが、本実施の形態では、収容トレイ40にシートが存在するか否か(ユーザの取り忘れにより残っているか否か)により、当該時間を異ならせるとしており、この点が異なっている。ここで、シートの存在の有無は、収容トレイ40に配置された、公知のマイクロスイッチなどからなる排出紙検出センサ61(図1)により行われる。排出紙検出センサ61により検出されたシート有無の検出結果を示す信号は、制御部14に送られる。
シートが存在しない場合に時間T3が短縮される分だけ、OHPシートのプリント開始を早めることができ、ユーザの待ち時間の短縮化を図れる。
<第5の実施の形態>
上記実施の形態では、トレイ温度がタッキングの発生することのない温度まで下がっているか否かの判断を定着部13の加熱停止からの経過時間で行うとしたが(ステップS32〜S34)、本実施の形態では、定着部の温度により行うとしており、この点が異なっている。
すなわち、定着部の加熱を停止すると(ステップS32)、定着部の温度を検出し(ステップS81)、その検出温度が閾値Tfよりも低いか否かを判断する(ステップS82)。ここで、閾値Tfとは、当該値まで定着部の温度が低下すると、収容トレイ40の放熱効果によりトレイ温度もタッキングの発生することのない温度まで下がっていると想定される温度値である。閾値Tfは、OHPシートの定着目標温度よりも低い温度の値であり、例えば図6のD時点における160〔℃〕とすることができる。この閾値(所定温度)Tfは、装置構成に応じて適切な値が予め実験等から求められて、そのデータがROM73等に記憶される。
このように定着部13の加熱停止からの経過時間だけでなく、定着部の温度を用いても1枚目のOHPシートのプリント開始タイミングを制御することができる。定着温度制御のための温度検出センサ54の検出信号を利用できるので、経過時間を計時するためのタイマーとその計測処理が不要になり、その分、構成を簡素化できる。
本実施の形態では、第5の実施の形態における閾値Tfを収容トレイ40にシートが存在するか否かにより異なる値に設定する処理を行う。
図12は、本実施の形態に係るOHP定着温度制御の処理内容を示すフローチャートであり、第5の実施の形態に係るOHP定着温度制御と異なる部分を中心に抜き出して示したものである。具体的には、第5の実施の形態に係るOHP定着温度制御処理のステップS32とS81の処理の間にステップS91〜S93の処理が実行され、ステップS82に代えてステップS94の処理が実行される点が異なっている。
シートが存在しない場合には、シートが存在する場合よりも定着部の温度が下がるのを待つ時間が少なくて済み、その時間分だけ、OHPシートのプリント開始を早めることができる。
上記実施の形態では、定着部13の加熱を停止してからの経過時間や定着部の温度を検出することによって、トレイ温度がタッキングの発生しない温度まで低下しているであろうことを判断するとしたが、本実施の形態では、トレイ温度を検出するトレイ温度検出センサ62(図1)を収容トレイ40に設け、トレイ温度検出センサ62でトレイ温度を直接検出するとしており、この点が異なっている。トレイ温度検出センサ62は、サーミスタなどの公知のセンサであり、検出信号を制御部14に送る。
すなわち、定着部の加熱を停止すると(ステップS32)、トレイ温度を検出し(ステップS98)、その検出温度が閾値としての所定温度、例えば45〔℃〕よりも低いか否かを判断する(ステップS99)。この閾値は、タッキングの発生することのない温度として設定されている値であり、45〔℃〕とは図6のD時点のトレイ温度に相当する値である。この閾値(所定温度)は、装置構成に応じて予め実験等から適切な値が求められて、そのデータがROM73等に記憶される。
この構成をとれば、実際のトレイ温度を正確に知ることができるので、例えば所定時間T1が経過する前にトレイ温度がタッキングの発生することのない温度まで低下していることを検出すれば、所定時間が経過するのを待たずに、その検出時点で直ぐにプリントを開始させるなど、定着ローラ51の空回転時間を短縮でき、よりきめ細かなプリント制御を行うことが可能になる。
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例が考えられる。
(1)上記実施の形態では、定着部13の加熱停止(ステップS32)において、定着部の温度を下げるために定着ヒータ53を所定時間オフするとしたが、定着部の温度を下げることができれば、通電を完全に遮断してオフする方法に限られることはない。
(2)また、OHP定着温度制御では、2枚目以降について用紙間隔を普通紙の場合よりも広くする拡張設定を行うとしたが、この設定を行う構成に限られることはない。ジョブ実行効率等を考慮して、例えば普通紙と同じ用紙間隔を設定するとしても良い。
また、上記実施の形態及び上記変形例の内容をそれぞれ組み合わせるとしても良い。
11 画像プロセス部
12 給送部
13 定着部
14 制御部
38 シート搬送路
39 排出口
40 収容トレイ
50 定着ニップ
51 定着ローラ
52 加圧ローラ
53 定着ヒータ
55 ローラ駆動モータ
61 排出紙検出センサ
62 トレイ温度検出センサ
71 CPU
75 定着目標温度記憶部
76 タイマー
P 普通紙
S OHPシート
Claims (12)
- 搬送されるシート上に画像を形成する画像形成装置であって、
シート搬送路の排出口近辺に配置され、第1の回転体を第2の回転体に圧接させて両者間に定着ニップを確保しつつ少なくとも一方の回転体を加熱手段で加熱し、搬送されるシートを前記定着ニップを通して当該シート上に形成された画像を熱定着する定着手段と、
特定の種類のシートを搬送して画像形成を行う指示を受け付けると、画像形成開始前に、前記回転体を回転させると共に回転体の温度が目標温度よりも低い温度になるように加熱手段を制御し、目標温度まで上げるための所定条件を満たすと、目標温度まで昇温されるように加熱手段の制御を切り換えて前記画像形成を実行する制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御手段は、
前回の画像形成が完了してからの経過時間を計測する第1タイマーを有し、
前記第1タイマーによる計測時間が第1の所定時間に達したとき以降に前記指示を受け付けた場合には、前記画像形成前における加熱手段の制御を禁止し、前記回転体の温度が前記目標温度になるように加熱手段を制御して画像形成を実行することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記回転体の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記制御手段は、
前記指示を受け付けたときの前記回転体の温度が前記目標温度よりも低い第1の所定温度以下である場合には、前記画像形成前における加熱手段の制御を禁止して、前記回転体の温度が目標温度になるように加熱手段を制御して画像形成を実行することを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、
前記低い温度になるように制御を開始してからの経過時間を計測する第2タイマーを有し、
前記第2タイマーによる計測時間が第2の所定時間に達すると、前記条件が満たされたとすることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記排出口の直下の位置に配され、排出口から排出されるシートを収容するトレイと、
前記トレイ上における排出後のシートの有無を検出するシート検出手段とを備え、
前記制御手段は、
前記トレイ上に排出後のシートが存在しないことが検出された場合には、当該シートが存在することが検出された場合よりも前記第2の所定時間の値を小さな値に設定することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 - 前記第2の所定時間は、
前記低い温度になるように加熱手段の制御を開始してから、前記回転体の温度が第2の所定温度まで下がるのに要するであろう時間、または前記排出口の直下に配された、排出口から排出されるシートを収容するトレイの温度が第3の所定温度まで下がるのに要するであろう時間であることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 - 前記回転体の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記制御手段は、
前記低い温度になるように加熱手段の制御を開始してから、前記回転体の温度が第2の所定温度まで下がると、前記条件を満たしたとすることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記排出口の直下の位置に配され、排出口から排出されるシートを収容するトレイと、
前記トレイ上における排出後のシートの有無を検出するシート検出手段とを備え、
前記制御手段は、
前記トレイ上に排出後のシートが存在しないことが検出された場合には、当該シートが存在することが検出された場合よりも前記第2の所定温度の値を高い値に設定することを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。 - 前記排出口の直下の位置に配され、排出口から排出されるシートを収容するトレイと、
前記トレイの温度を検出する温度検出手段とを備え、
前記制御手段は、
前記トレイの温度に基づいて前記条件を満たしたか否かを判断する判断手段を備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記回転体の温度が目標温度よりも低い温度になるように加熱手段を制御するとは、前記加熱手段への電力供給を停止することであることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記特定の種類のシートは、
OHPシート、コート紙であることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 搬送されるシート上に画像を形成する画像形成装置における画像形成方法であって、
シート搬送路の排出口近辺に配置される定着手段において、第1の回転体を第2の回転体に圧接させて両者間に定着ニップを確保しつつ少なくとも一方の回転体を加熱手段で加熱し、搬送されるシートを前記定着ニップを通して当該シート上に形成された画像を熱定着する定着ステップと、
特定の種類のシートを搬送して画像形成を行う指示を受け付けると、画像形成開始前に、前記回転体を回転させると共に回転体の温度が目標温度よりも低い温度になるように加熱手段を制御し、目標温度まで上げるための所定条件を満たすと、目標温度まで昇温されるように加熱手段の制御を切り換えて前記画像形成を実行する制御ステップと、
を含むステップを実行することを特徴とする画像形成方法。
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