(57)【要約】【課題】  成果物の品位を保ったまま、従来の省エネルギーモードより通紙中の電力消費量の大幅な削減を可能にする画像形成装置の提供。【解決手段】  発熱源を有する定着部材と、前記定着部材に接触して加圧／回動する加圧部材からなり、前記定着部材と前記加圧部材を当接させることにより定着ニップを形成し、未定着トナーを載せた転写材を前記定着ニップに通紙することで前記転写材上にトナー像を加熱定着させる定着装置と、前記定着装置への電力供給選択手段と、前記定着ニップの加圧力変更手段を有する画像形成装置において、省エネルギーモード時に発熱源への電力供給をオフにし、前記定着ニップの加圧力を変更することを特徴とする。【選択図】        図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱源を有する定着部材と、前記定着部材に接触して加圧／回動する加圧部材からなり、前記定着部材と前記加圧部材を当接させることにより定着ニップを形成し、未定着トナーを載せた転写材を前記定着ニップに通紙することで前記転写材上にトナー像を加熱定着させる定着装置と、前記定着装置への電力供給選択手段と、前記定着ニップの加圧力変更手段を有する画像形成装置において、
省エネルギーモード時に発熱源への電力供給をオフにし、前記定着ニップの加圧力を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記定着部材の表面温度検知手段を有し、前記表面温度検知手段の検出結果に応じて加圧力を変更することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
【請求項３】
ユーザーが省エネルギーモードを入力可能な入力手段を有し、前記省エネルギーモードが選択された後に電力供給オフが実行されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記定着ニップの加圧力変更制御のタイミングは、最初の画像形成開始時であることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記定着ニップの加圧力変更制御のタイミングは、画像形成毎に行うことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は用紙上に形成されたトナー画像を用紙上に定着する定着装置を有する、複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、レーザービームプリンタは通紙中には多くの電力を消費しており、如何に通紙中の電力を削減するかが重要なテーマであった。その一つの方法として、省エネルギーモードを設定する施策が実施されており、ユーザーが省エネルギーモードを選択したときに、消費する電力を抑えるために様々な方法が採用されている。
【０００３】
具体的な手法として、省エネルギーモードが選択されると画像濃度を薄く設定し、定着温度を低くすることで通紙中の電力消費量を抑えることが可能となっている。（特許文献１参照）。
【０００４】
また、省エネルギーモード時には、薄紙を選択して紙へ供給する熱量を減らすことで、通紙中の電力消費量を抑えることが可能となっている。（例えば、特許文献2参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平06-019257号公報
【特許文献２】特開平07-072678号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１においては、画像濃度を低く設定するため、成果物の品位が低下する問題があった。特許文献２においても、薄紙を選択するために所望の成果物が得られない恐れが生じた。さらに、特許文献１、特許文献２ともに通紙中の電力削減には貢献するが、定着ヒーターを点灯するため、電力削減量はそれほど大きくなかった。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、ユーザーが省エネルギーモードを設定可能な画像形成装置において、省エネルギーモードを選択したときにヒーターの点灯制御を確実にオフすると同時に、定着部材の表面温度に応じて加圧力を変更することで、成果物の品位を保ったまま、従来の省エネルギーモードより通紙中の電力消費量の大幅な削減を可能にする画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した目的を達成するために、
記載の画像形成装置は、発熱源を有する定着部材と、前記定着部材に接触して加圧／回動する加圧部材からなり、前記定着部材と前記加圧部材を当接させることにより定着ニップを形成し、未定着トナーを載せた転写材を前記定着ニップに通紙することで前記転写材上にトナー像を加熱定着させる定着装置と、前記定着装置への電力供給選択手段と、前記定着ニップの加圧力変更手段を有する画像形成装置において、省エネルギーモード時に発熱源への電力供給をオフにし、前記定着ニップの加圧力を変更することを特徴とする。
【０００９】
前記の画像形成装置は、前記表面温度検知手段の検出結果に応じて加圧力を変更することを特徴とする。
【００１０】
前記の画像形成装置は、ユーザーが省エネルギーモードを入力可能な入力手段を有し、前記省エネルギーモードが選択された後に電力供給オフが実行されることを特徴とする。
前記の画像形成装置は、前記定着ニップの加圧力変更制御のタイミングは、最初の画像形成開始時であることを特徴とする。
【００１１】
前記の画像形成装置は、前記定着ニップの加圧力変更制御のタイミングは、画像形成毎に行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、成果物の品位を保ったまま、従来の省エネルギーモードより通紙中の電力消費量の大幅な削減を可能にする画像形成装置を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明第1の実施形態にかかる制御のフローチャート
【図２】本発明第1の実施形態にかかる画像形成装置の模式的断面図
【図３】本発明第1の実施形態における画像形成のブロック図
【図４】本発明第1の実施形態にかかる定着装置の模式的断面図
【図５】本発明第1の実施形態における加圧カムの位相と加圧力の関係を示す表
【図６】本発明第1の実施形態における加圧カムの位相と加圧力の関係を示すグラフ
【図７】本発明第1の実施形態における省エネルギーモードON時に使用する定着装置のブロック図
【図８】本発明第1の実施形態における通紙時の電力比較の表
【図９】本発明第2の実施形態にかかる制御のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［実施例］
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態１について詳細に説明する。
【００１５】
図２は、本発明の実施形態１にかかる画像形成装置の全体構成の一例を示すブロック図である。図２において、画像形成装置１は、原稿読み取り部２、操作部３、画像処理部４、画像形成部５、定着部６、およびそれらを制御するＣＰＵ７から構成される。動作時には、原稿読み取り部１からのコピー画像情報や、情報端末８からネットワーク回線を通じて送信される信号情報、操作部2からの指示をＣＰＵ10が受け、画像処理部４において、適切な画像処理が行われた後、再びＣＰＵから画像形成部５および定着部６に画像形成の指示を送り、新たな成果物を作成する。
【００１６】
次に、カラー電子写真装置の画像形成装置の一例について図３を参照して簡単に説明する。このカラー電子写真装置１００は、装置本体内に例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の可視画像（トナー像）を形成することができる第１〜第４の４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが直線的に配列された構成を有する。各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは各々専用の電子写真感光体１０１ａ〜１０１ｄを備え、図示矢印方向に回転駆動される。更に、感光体の周囲には各々画像形成プロセス手段を備え、例えば帯電手段である一次帯電器１０２ａ〜１０２ｄ、潜像形成手段である像露光装置１０３ａ〜１０３ｄ、現像手段である現像器１０４ａ〜１０４ｄ、クリーニング手段であるクリーナー１０５ａ〜１０５ｄ、転写手段である転写帯電器１０６ａ〜１０６ｄ、除電手段である前露光装置１０７ａ〜１０７ｄ等が配設されている。
【００１７】
感光体１０１ａ〜１０１ｄは、一次帯電器１０２ａ〜１０２ｄで一様に帯電された後、像露光装置１０３ａ〜１０３ｄにより潜像が形成され、現像器１０４ａ〜１０４ｄにより潜像に応じた顕像（トナー像）が形成される。
【００１８】
トナー像は、転写帯電器１０６ａ〜１０６ｄによって、別途駆動系により駆動される中間転写材１１１上に順次重ねて転写される。その後、紙等から成る最終転写材Ｐに一括して転写される。中間転写材１１１は、その後、中間転写材クリーナー１１５によってクリーニングされ、次回の転写工程に寄与する。又、転写工程は最終転写材Ｐに直接転写される構成であっても良い。
【００１９】
感光体１０１ａ〜１０１ｄは、トナー像が転写された中間転写材１１１と分離した後、クリーナー１０５ａ〜１０５ｄにより表面をクリーニングされる。その後、感光体表面に残留する静電潜像は、除電手段１０７ａ〜１０７ｄにより除電された後、再度帯電工程へと供される。
【００２０】
一方、紙等から成る転写材Ｐは、レジスタローラ１０８等によりタイミングを制御して供給される。更に、転写・分離帯電器１１６により中間転写材１１１表面の顕像が転写材Ｐに転写された後、転写材Ｐは中間転写材１１１から分離される。転写材Ｐは分離後、搬送系１１０を経由してローラ等から成る定着装置１０９によってトナー像が定着され、装置外に排出される。
【００２１】
次に図4を用いて、本発明の定着装置の概要を説明する。
【００２２】
図4において、71は直径30mmの定着ローラで、中空の厚さ5mmのAl芯金層と0.3mmのシリコーンゴムから成る弾性層と30μmのPFAチューブから成る離型層を有している。定着ローラ71は、不図示のモータから駆動を受け、図中矢印方向に回転可能である。72は定着ローラ71に当接するように配置され、定着ローラ71との間で定着ニップを形成する加圧部材である。直径30mmの加圧ローラであり、中実のAl芯金層と0.3mmのシリコーンゴムから成る弾性層と30μmのPFAチューブから成る離型層を有している。加圧ローラ72は、定着ローラ71に対して従動で回転可能であり、図中矢印方向に回転する。
【００２３】
尚、本実施例では、定着ニップを1.5mm、加圧力を500Ｎとした。73は定着ローラ71内に配置された配熱分布が定着ローラ71中央部を集中して加熱するハロゲンヒーターであり、本実施例ではワッテージが100V入力で600W出力のものを使用した。74は定着ローラ71内に配置された配熱分布が定着ローラ71端部を集中して加熱するバロゲンヒーターであり、本実施例ではワッテージが100V入力で600W出力のものを使用した。75は定着ローラ71表面の温度計測のための非接触温度センサーで、定着ローラ71の通紙域中央部に配設されている。76は定着ローラ71の温度が異常値を示したときにヒーターへの通電を強制的に遮断する非接触式サーモスイッチである。77はニップ部を通過した後に転写材Pが定着ローラからの分離を補助する分離補助部材であり、定着ローラには接触しないように配置されている。78は中間転写材111から分離した転写材Pを定着装置に搬送する入口ガイドである。
【００２４】
79は加圧力可変手段である加圧カムである。加圧カム79は偏芯したシャフト80によって回転可能に支持されている。定着ニップ部の加圧力は、加圧カム79を回転駆動することにより加圧ローラ72を支持している部材を加圧カム79が押し上げることにより、加圧力を可変にできる。加圧カム79の位相と加圧力は図5に示す関係であり、本実施例では３段階に加圧力が調整可能となっている。本実施例における、回転角度θと圧力Pの関係は図6に示すとおりである。
【００２５】
定着装置は、電源投入とともにハロゲンヒーター73、74が点灯し、定着ローラ71を加熱する。定着ローラ71が所定の温度T0に達すると定着ローラ71、加圧ローラ72の回転を開始し、定着ローラ71が所定の温度調節温度T1に達すると定着ローラ71、加圧ローラ72の回転を止め、スタンバイ状態となる。本実施例では、T0＝100℃、T1＝180℃とした。なお通紙中は、用紙サイズ等で予め定められている点灯比でハロゲンヒーター74、75を交互点灯するように制御されている。
【００２６】
次に、本発明の実施形態１にかかる、省エネルギーモードON時に使用する定着装置の制御方法を図1のフローチャートおよび図7のブロック図を用いて説明する。
【００２７】
図7において、操作部3もしくは、情報端末8からの省エネルギーモードONの指示をCPU7が受け取ると、CPU7は、ヒーター制御回路81へヒーター73、74への通電をオフするように制御を行う。同時にCPU7は、温度センサー75の信号により加圧カム79の変位量を決定し、モーター制御回路82にモーター83を所定分だけ回転させて、定着ニップの加圧力を調整する。
【００２８】
次に、フローチャートの詳細な説明を行う。図1において、CPU7は、ユーザーが省エネルギーモードを選択するかの判定（ステップS101）を行う。ユーザーが省エネルギーモードを選択する（ステップS101のYesのルート）と、ヒーターの制御をオフ（ステップS102）し、温度センサ−の温度によりで加圧力の調整を行うか判定（ステップS103）を行う。
【００２９】
温度センサ−75の温度が175℃以上（ステップS103のYesのルート）であれば、加圧力はそのまま（加圧カムの回転はθ0のまま）で画像形成（ステップS104）を行う。
【００３０】
温度センサ−75の温度が175℃以下（ステップS103のNoのルート）の場合、温度センサ−の温度が125℃以上かの判定（ステップS105）を行い、125℃以上（ステップS105のYesのルート）であれば、加圧カムをθ1℃回転（ステップS106）して加圧力をP1に変更する。
【００３１】
温度センサ−75の温度が125℃以下（ステップS105のNoのルート）であれば、温度センサ−の温度が75℃以上かの判定（ステップS107）を行い、75℃以上（ステップS107のYesのルート）であれば、加圧カムをθ2℃回動（ステップS108）して加圧力をP2に変更する。
【００３２】
温度センサ−75の温度が75℃以下（ステップS107のNoのルート）であれば、加圧カムをθ3℃回動（ステップS112）して加圧力をP3に変更する。
【００３３】
加圧力を変更した場合は、画像形成（ステップS110）終了後に加圧カムをθ0まで回動（ステップS111）する。
【００３４】
ユーザーが省エネモードを選択しない（ステップS101のNoのルート）場合は、通常のヒーターon/off制御を行い画像形成（ステップS112）を行う。温度と圧力の関係については、定着性を損なわない温度と圧力の関係で設定されている。
【００３５】
なお、本実施例で使用している温度センサーの温度、加圧カムの回動角度、加圧力については、本実施例の値に限らないことは言うまでもない。
【００３６】
以上の定着装置/制御を用いて、省エネルギーモード時の電力測定を行った。比較実験として、（１）通常モードで通紙を行った場合と、（２）省エネルギーモード時にヒーター制御をonにして、トナーの載り量を通常時から60％まで減らして通紙を行った場合に使用した電力量の測定を行った。電力測定の結果を図8に示す。図７より、比較実験（１）、比較実験（２）と比較して、本実施例を用いて通紙を行った時には大幅に通紙時の電力を削減できた。このように、省エネルギーモード時にヒーターへの通電をオフし、定着ローラの温度によって適切な加圧力に変更することで、電力を大幅に削減しつつ、画像等に劣化不良のない成果物を提供することが可能となった。
【００３７】
［実施例２］
実施例１においては、ユーザーが省エネルギーモードを選択した時、ジョブの最初に加圧力を調整していたが、実施例2では、連続通紙時において一枚毎に温度測定の結果を加圧力にフィードバックを行い、さらに成果物のグロス安定性を提供するものである。
【００３８】
図9に実施例2で用いたフローチャートを示す。なお、ブロック図は図2、画像形成装置のイメージは図3、定着装置は図4、カム機構は図5、変位量と加圧力の関係は図6、省エネルギーモード選択時に使用する定着装置の制御のブロック図は図7と、実施例１で用いたものと同様のため説明は省略する。
【００３９】
図9において、CPU7は、ユーザーが省エネルギーモードを選択するかの判定（ステップS101）を行う。ユーザーが省エネルギーモードを選択する（ステップS101のYesのルート）と、ヒーターの制御をオフ（ステップS102）し、温度センサ−の温度によって加圧力の調整を行うかの判定（ステップS103）を行う。
【００４０】
温度センサ−75の温度が175℃以上（ステップS103のYesのルート）であれば、加圧力はそのまま（加圧カムの回転はθ0のまま）で画像形成（ステップS104）を行う。画像形成（ステップS104）終了後、ジョブ終了かの判定（ステップS113）を行い、ジョブが終了（ステップS113のYesのルート）であれば終了し、ジョブが継続であれば温度センサ−の温度によりで加圧力の調整を行うかの判定（ステップS103）に戻る。
【００４１】
温度センサ−75の温度が175℃以下（ステップS103のNoのルート）であれば、温度センサ−の温度が125℃以上かの判定（ステップS105）を行い、125℃以上（ステップS105のYesのルート）であれば、加圧カムをθ1℃回転（ステップS106）して加圧力をP1に変更し、その後画像形成（ステップS110）を行う。
【００４２】
温度センサ−75の温度が125℃以下（ステップS105のNoのルート）であれば、温度センサ−の温度が75℃以上かの判定（ステップS107）を行い、75℃以上（ステップS107のYesのルート）であれば、加圧カムをθ2℃回動（ステップS108）して加圧力をP2に変更する。
【００４３】
温度センサ−75の温度が75℃以下（ステップS107のNoのルート）であれば、加圧カムをθ3℃回動（ステップS112）して加圧力をP3に変更する。
【００４４】
温度センサ−72の温度に基づいて加圧力を変更後、画像形成（ステップS110）を行い、画像形成（ステップS104）終了後、ジョブ終了かの判定（ステップS114）を行い、ジョブが終了（ステップS114のYesのルート）であれば終了し、加圧カムをθ0まで回動（ステップS111）する。ジョブが継続であれば温度センサ−の温度によりで加圧力の調整を行うかの判定（ステップS103）に戻る。
【００４５】
ユーザーが省エネモードを選択しない（ステップS101のNoのルート）場合は、通常のヒーターon/off制御を行い、画像形成（ステップS112）を行う。温度と圧力の関係については、定着性を損なわない温度と圧力の関係で設定されている。
【００４６】
なお、本実施例で使用している温度センサーの温度、加圧カムの回動角度、加圧力については、本実施例の値に限らないことは言うまでもない。
【００４７】
以上の定着装置/制御を用いても、実施例1と同様に、省エネルギーモード時時の電力を大幅に削減できた。さらに、実施例2のように、ジョブ中の定着ローラ71の温度をモニターしながら加圧力を可変にすることで、連続ジョブ中の定着温度に寄らず、均一なグロスを得られた。このように省エネルギーモード時にヒーターへの通電をオフし、連続通紙中において定着ローラの温度の変化に対して適切な圧に調整することで、電力を大幅に削減しつつ、画像等に劣化不良を発生させず、さらにグロスなどの変動を抑えて安定した成果物を提供することが可能となった。
【符号の説明】
【００４８】
１  画像形成装置
３  操作部
６  定着部
７  ＣＰＵ
79  加圧カム
81  ヒーター制御回路
82  モーター制御回路
83  モーター
106  転写帯電器
107  定着装置
110  搬送系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2012123280.tif 000006
【図５】
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【図６】
2012123280.tif 000008
【図７】
2012123280.tif 000009
【図８】
2012123280.tif 000010
【図９】
2012123280.tif 000011