JP5162310B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
なお、以下の説明において、「印字領域」とは、用紙の印字面のうち実際に印字が可能な領域をいう。また、「印字」とは、狭義の「印字」(文字の印刷)に制限されず、文字以外(画像)のものの印刷を広く含む概念である。
前述の課題は、加熱ローラ以外の加熱回転体において同様に生じ得る。
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。
図1により、本発明の画像形成装置の第1実施形態としてのプリンタ1の全体構造を説明する。図1は、第1実施形態のプリンタ1における各構成要素の配置を説明するための左側面図である。本実施形態において、後述する手差しトレイ65が配置された側(図1における右側)をプリンタ1の前側とする。
図1に示すように、画像形成部は、感光体ドラム2と、帯電部10と、レーザスキャナユニット4と、現像器16と、トナーカートリッジ5と、トナー供給装置6と、転写ローラ8と、定着装置9とを備える。
また、給排紙部は、給紙カセット52と、手差しトレイ65と、レジストローラ対80と、用紙Tの搬送路Lとを備える。
レーザスキャナユニット4は、PC(パーソナルコンピュータ)等の外部機器から出力された画像情報に基づいて、感光体ドラム2の表面を走査露光する。レーザスキャナユニット4により走査露光されることによって、感光体ドラム2の表面に帯電した電荷が除去される。これにより、感光体ドラム2の表面に静電潜像が形成される。
トナー供給装置6は、トナーカートリッジ5に収容されたトナーを、現像器16に供給する。
定着装置9の構成の詳細については後述する。
カセット給紙部51は、載置板60に載置された用紙Tを取り出す前送りコロ61と、用紙Tを1枚ずつ搬送路Lに送り出すローラ対63とからなる重送防止機構を備える。
第2搬送路L2の途中には、第2合流部P2が配置される。更に、搬送路Lは、分岐部P3から第2合流部P2までの戻し搬送路Lbを有する。第2合流部P2は、第2搬送路L2と戻し搬送路Lbとの合流部である。
戻し搬送路Lbによれば、分岐部P3から排紙部50側に搬送された用紙Tを表裏反転させて第2搬送路L2に戻すことができる。戻し搬送路Lbにより表裏反転された用紙Tは、感光体ドラム2により非印刷面に対して所定のトナー画像が転写される。
手差し給紙部64は、開状態の手差しトレイ65に載置された用紙Tを、第7搬送路L7及び第1合流部P1を介して、第2搬送路L2に給紙する。
本実施形態における加熱ローラ9aは、ロール状に形成されると共に耐熱性を有するフィルム901が、用紙Tの搬送方向D1と直交する方向D3に延びる回転軸を中心に回転可能になされて構成される。フィルム901の内側の非回転部902は、フィルム901が回転しても回転しない。
電力出力パターン記憶部930は、印字率に対応して設定されたヒータ910へ出力される電力の電力出力パターンを記憶する。
第1実施形態においては、電力出力パターン選択部940は、温度センサ950に対応する1個のヒータ910bに入力される電力出力パターンを選択すると共に、温度センサ950に対応しない他のヒータ910a及び910cに入力される電力出力パターンを選択する。
電源部M2は、印字率演算部920、帯電部10、レーザスキャナユニット4、現像器16、転写ローラ8、定着装置9及び制御部M3のそれぞれに電力を供給する。
制御部M3は、装置本体Mの内部に設置された各部の動作を制御する。特に、制御部M3は、印字率演算部920による印字率の演算結果が入力されると共に、電力出力パターン選択部940によって選択された電力出力パターンに基づいて、ヒータ910a〜910cの加熱温度を制御する。
まず、給紙カセット52に収容された用紙Tを片面印刷する場合について説明する。
給紙カセット52に収容された用紙Tは、前送りコロ61及びローラ対63によって第1搬送路L1に送り出され、その後、第1合流部P1及び第2搬送路L2を介してレジストローラ対80に搬送される。
レジストローラ対80においては、用紙Tのスキュー補正や、トナー画像とのタイミング調整が行われる。
その後、用紙Tは、感光体ドラム2と転写ローラ8との間から排出され、第4搬送路L4を介して、定着装置9における加熱ローラ9aと加圧ローラ9bとの間に導入される。そして、用紙Tには、定着装置9においてトナーが溶融定着される。
このようにして、給紙カセット52に収容された用紙Tの片面印刷が完了する。
片面印刷の場合には、前述した通り、片面印刷された用紙Tが、排紙部50から排紙集積部M1に排出されて印刷動作が完了する。
これに対し、両面印刷を行う場合には、片面印刷された用紙Tが、戻し搬送路Lbを介して、片面印刷時とは表裏反転して、レジストローラ対80に再度搬送されることにより、用紙Tに両面印刷が施される。
本実施形態のプリンタ1においては、プリンタ1の電源をONにすると、電源部M2から帯電部10、レーザスキャナユニット4、現像器16、転写ローラ8、定着装置9及び制御部M3それぞれへ電力が供給されると共に、制御部M3からの制御信号により帯電部10、レーザスキャナユニット4、現像器16、転写ローラ8及び定着装置9がそれぞれ制御される。そして、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程及び定着工程の各工程が順に行われる。
〔表1〕〜〔表3〕に示す電力出力パターンから明らかなように、例えば、温度差Δtが小さいほど、加熱をする必要性が低いので、電力出力パターンにおけるヒータ910の点灯回数が少なく、反対に、温度差Δtが大きいほど、加熱をする必要性が高いので、電力出力パターンにおけるヒータ910の点灯回数が多い。
第1実施形態においては、ヒータ910a〜910cは、複数の印字ブロックRa〜Rcにそれぞれ対応して複数設けられており、プリンタ1は、印字率に対応して設定されたヒータ910a〜910cへ出力される電力の電力出力パターンを記憶する電力出力パターンデータテーブル930と、印字率演算部により演算された印字ブロックRa〜Rc毎の印字率に基づいて電力出力パターンデータテーブル930に記憶された電力出力パターンを選択する電力出力パターン選択部940とを備えている。
そのため、定着装置9における加熱ローラ9aを加熱するヒータ910の加熱温度の制御を、ヒータ910の消費電力を抑制しつつ、容易に行うことができる。
そのため、1個の温度センサ950により検出された加熱ローラ9aの当接部903の温度に基づいて、3個のヒータ910a〜910cの加熱温度の制御を行うことができる。
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態は、第1実施形態に比して、3個のヒータ910a〜910cの構成及び温度センサ950の配置位置が主として異なる。
図7は、第2実施形態のプリンタ1における定着装置9について、用紙Tの搬送方向D1に沿って切断した断面図(図3対応図)である。図8は、用紙Tにおける複数の印字ブロックRa〜Rcと、複数のヒータ910a〜910c及び温度センサ950との対応関係を模式的に示す図(図5対応図)である。
次に、第3実施形態について説明する。図9は、第3実施形態における用紙Tの複数の印字ブロックRa1〜Rc1及びRa2〜Rc2と、複数のヒータ910a〜910c及び温度センサ950との対応関係を模式的に示す図(図5対応図)である。
図9に示すように、第3実施形態は、第1実施形態に比して、用紙Tの印字領域が用紙Tの搬送方向D1に区画されると共に用紙Tの搬送方向D1と直交する方向D3に区画されることにより、印字ブロックRa1〜Rc1及びRa2〜Rc2が3行×2列に区画されて形成される点が主として異なる。その他の構成は、第1実施形態と同様である。
具体的には、第3実施形態においては、用紙Tの印字ブロックRa1〜Rc1及びRa2〜Rc2は、用紙Tの搬送方向D1に3行に区画されると共に、用紙Tの搬送方向D1に直交する方向D3に2列に区画される。
ここで、電力出力パターン選択部940は、複数の印字ブロックRa2〜Rc2における印字率のうちの最大の印字率に基づいて電力出力パターンを選択する。下記〔表5〕は、最大の印字率とヒータ910の電力出力パターンとの対応を示す表である。下記〔表6〕は、最大の印字率が4〜10%である場合における電力出力パターンを示す表(表1対応)である。下記〔表7〕は、最大の印字率が3%以下である場合における電力出力パターンを示す表(表1対応)である。
例えば、前述の実施形態においては、加熱回転体として、加熱ローラ9aを用いているが、これに制限されず、例えば、加熱ローラ9aに代えて、無端状に形成されたフレキシブルなベルトからなる加熱回転体を用いることができる。同様に、加圧ローラ9bに代えて、無端状に形成されたフレキシブルなベルトからなる加圧回転体を用いることができる。
温度センサ950は、各ヒータ910それぞれに対応させて複数個設けることができる。
本発明の画像形成装置の種類は、特に制限されず、コピー機、プリンタ、ファクシミリ、又はこれらの複合機などでもよい。
Claims (4)
- 加熱回転体と、該加熱回転体との間でトナー画像が転写された用紙を挟持するようにして搬送する加圧回転体と、前記加熱回転体における該加圧回転体との当接部を加熱するヒータとを有する定着装置と、
前記用紙における印字領域が区画されて形成される複数の印字ブロック毎に、前記トナー画像のデータに基づいて、該トナー画像の印字率を演算する印字率演算部と、を備える画像形成装置であって、
前記ヒータは、複数の前記印字ブロックにそれぞれ対応して複数設けられており、
前記画像形成装置は、前記印字率に対応して設定された前記ヒータへ出力される電力の電力出力パターンを記憶する電力出力パターン記憶部と、前記印字率演算部により演算された前記印字ブロック毎の前記印字率に基づいて前記電力出力パターン記憶部に記憶された前記電力出力パターンを選択する電力出力パターン選択部と、前記加熱回転体における前記当接部の温度を検出する温度センサと、を更に備え、
前記電力出力パターン選択部は、前記温度センサにより検出された前記当接部の温度に基づいて、前記電力出力パターンを選択する画像形成装置。 - 前記温度センサは、複数の前記印字ブロックのうちの1個に対応して1個のみ設けられており、
前記電力出力パターン選択部は、前記温度センサに対応する1個の前記ヒータに入力される前記電力出力パターンを選択すると共に、前記温度センサに対応しない他の前記ヒータに入力される前記電力出力パターンを選択する請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記複数の印字ブロックは、前記用紙における前記印字領域が該用紙の搬送方向に区画されて形成される請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記電力出力パターン選択部は、前記複数の印字ブロックにおける前記印字率のうちの最大の印字率に基づいて前記電力出力パターンを選択する請求項1から3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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