JP2000172111A

JP2000172111A - 画像形成装置および定着温度制御方法、並びに定着温度制御プログラムを記録した記録媒体

Info

Publication number: JP2000172111A
Application number: JP10347421A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Yamashita; 秀敏山下
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-12-07
Filing date: 1998-12-07
Publication date: 2000-06-23

Abstract

(57)【要約】【課題】画像形成装置の機能や装置のスリム化を犠牲
にすることなく、画像形成装置内の発熱源からの発生熱
を昇温抑制部に影響を与えずに抑制し、定着発熱のため
の電力消費量を削減する。【解決手段】紙上のトナー量が多いほど高い定着温度
が必要とされ、またトナーののり量は形成画像データの
量と相関があることに着目して、画像データ量を予め測
っておいた後、画像データ量に応じて定着温度を可変設
定する。画像データ量は、例えば画像形成装置A の装置
制御部２１が画像データを受け取ってから画像形成装置
の対応言語に変換する際の時間を測定することによって
把握することができる。この経過時間に応じて定着温度
を装置制御部２１で決定する。また、画像データ量を把
握するのに、感光ドラム１に照射する光量を測定しても
よい。発光量を測定するには、レーザ発生回路などから
レーザの発生タイミングをモニターすることなどにより
可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ用プ
リンタや複写機など、電子写真方式を利用した画像形成
装置および定着温度制御方法、並びに定着温度制御プロ
グラムを記録した記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザビームプリンタのような電子写真
方式を利用した画像形成装置は、例えば、像担持体であ
る感光ドラム上の表面に静電潜像を形成し、感光ドラム
上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して
可視像化する。現像された画像を転写装置により紙等の
転写材上に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用い
る定着装置によって転写材上のトナー画像を転写材上に
定着させる。これら各工程を行なうことによって画像を
形成している。

【０００３】技術の進歩によって、装置の一層の小型化
が可能になってきており、感光ドラム、現像剤を収納す
る現像剤収納部、転写装置や定着装置の各部が近接して
配置されるようになっている。

【０００４】また、定着装置の発熱には電力を利用して
いる。そして、画像データの多い画像、すなわち紙の上
のトナー量が多い場合、その画像定着にはしばしば大量
の熱を必要とされる場合もあった。トナー量の多い画像
でもトナーが融けて確実な定着が行われるように、定着
温度を高い温度に設定されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら近年、上
記のような画像形成装置の小型化にともない、装置内空
間や画像形成の各工程での流れなどの制約により、発熱
源（例えば定着装置や電気部品）と、比較的熱により機
能劣化が顕著な部分（例えば現像剤収納部や像担持体な
ど）を装置内で近接配置しなければならなくなったり、
発熱源よりも上方の位置に、熱により機能劣化が顕著な
部分を配置せざるをえなくなる場合があった。

【０００６】具体的には、定着装置などの高温となる発
熱源の近傍や上方に現像剤収納部が配置される場合があ
り、その場合、熱の影響により、現像剤収納部内の現像
剤粒が一旦溶融した後に擬固して、粒径が以前より大き
くなってしまう。また、発熱源の近傍や上方に像担持体
が配置される場合は、像担持体の表面が熱的化学変化に
より、担持機能の低下を促進したりする、という不具合
が生じるようになった。

【０００７】画像形成装置内の昇温を抑える手段として
は、例えば装置外の空気を装置内に取り込むための取り
込み口と、装置内に取り込んだ空気の排出口とを設ける
とともに、取り込んだ外気が定着装置等の高温部を通過
する流路を形成して、取り込み口から取り込まれた外気
により高熱部を冷やし、高熱部の熱を奪った高熱空気を
排出口から排出させるというような構成ことが考えられ
る。しかし、高熱部の中でも定着装置は現像剤に瞬間的
に熱量を与えて紙などの転写材にトナーを定着させるた
め、常時一定の高温度を保持するように制御されてい
る。そのため、定着装置に冷却空気を当てても、その奪
われた分だけの熱を新たに発生させるようになってお
り、装置内の昇温を抑えることは実際上難しい。

【０００８】また、現像剤収納部などの熱に弱い昇温抑
制部の熱を除去しようとして、その現像剤収納部などに
直接冷却空気を当てる方法も考えられる。しかし、現像
剤収納部に空気を当てるということは、像担持体上の静
電潜像に現像剤を供給して現像する、現像剤担持ローラ
に対してその空気の流れが当たる恐れがある。空気の流
れにより発生する力が現像剤担持ローラの現像剤保持力
より大きいと、そのローラに担持された現像剤が装置内
に飛び散る原因になってしまう。現像剤が飛び散ること
により、画像品質の低下の恐ればかりでなく、装置内外
が汚れて、装置寿命が短くなるという、恐れがある。

【０００９】また、上記のような従来方法では、冷却空
気の影響を受けて定着発熱のための電力消費量も多くな
ってしまっていた。

【００１０】そこで、本発明の目的は、上述のような課
題を解決すべく、画像形成装置の機能や装置のスリム化
を犠牲にすることなく、画像形成装置内の発熱源からの
発生熱を昇温抑制部に影響を与えずに抑制すること、さ
らには定着発熱のための電力消費量を削減することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、画像データに基づいて電子写真
方式により転写材上に画像を形成し、発熱体を備えた定
着装置により形成画像の定着を行なう画像形成装置にお
いて、画像形成に先立って前記画像データのデータ量を
直接または間接に計測する計測手段と、該計測手段で計
測された画像データ量に応じて前記定着装置の定着温度
を可変設定する制御手段とを具備したことを特徴とす
る。

【００１２】ここで、好ましくは、前記計測手段はホス
ト装置から送られてくる前記画像データを当該画像形成
装置の対応言語に変換する際の時間を計測し、前記制御
手段は該計測手段が計測した前記時間の長短に応じて前
記定着装置の定着温度を可変設定する。

【００１３】また、好ましくは、前記画像形成装置内に
は静電潜像を形成する像担持体、および前記画像データ
に対応した露光を像担持体に照射する露光装置を有し、
前記計測手段は該露光装置の発光露光量を計測し、前記
制御手段は該計測手段が計測した前記発光露光量の多少
に応じて前記定着装置の定着温度を可変設定する。

【００１４】また、好ましくは、前記計測手段はページ
毎に、または１ページを複数に分割した所定単位毎に前
記計測を実行し、前記制御手段は該計測単位毎に前記設
定温度を更新する。

【００１５】また、好ましくは、前記画像データはホス
トコンピュータ、スキャナー、ファクシミリ等の画像発
生手段から送られてくる。

【００１６】また、好ましくは、前記画像形成装置はレ
ーザビームプリンタ機構を有する。

【００１７】また、好ましくは、前記画像形成装置はLE
D （発光ダイオード）プリンタ機構を有する。

【００１８】上記目的を達成するため、請求項８の発明
は、画像データに基づいて電子写真方式により転写材上
に画像を形成し、発熱体を備えた定着装置により形成画
像の定着を行なう画像形成装置の定着温度制御方法にお
いて、画像形成に先立って前記画像データのデータ量を
直接または間接に計測する計測ステップと、該計測ステ
ップで計測された画像データ量に応じて前記定着装置の
定着温度を可変設定する制御ステップとを有することを
特徴とする。

【００１９】ここで、好ましくは、前記計測ステップで
はホスト装置から送られてくる前記画像データを当該画
像形成装置の対応言語に変換する際の時間を計測し、前
記制御ステップでは該計測手段が計測した前記時間の長
短に応じて前記定着装置の定着温度を可変設定する。

【００２０】また、好ましくは、前記画像形成装置内に
は静電潜像を形成する像担持体、および前記画像データ
に対応した露光を像担持体に照射する露光装置を有し、
前記計測ステップでは該露光装置の発光露光量を計測
し、前記制御ステップでは該計測ステップで計測した前
記発光露光量の多少に応じて前記定着装置の定着温度を
可変設定する。

【００２１】また、好ましくは、前記計測ステップでは
ページ毎に、または１ページを複数に分割した所定単位
毎に前記計測を実行し、前記制御ステップでは該計測単
位毎に前記設定温度を更新する。

【００２２】上記目的を達成するため、請求項１２の発
明は、画像データに基づいて電子写真方式により転写材
上に画像を形成し、発熱体を備えた定着装置により形成
画像の定着を行なう画像形成装置の定着温度制御をコン
ピュータにより行うための制御プログラムを記録した記
録媒体であって、該制御プログラムはコンピュータに、
画像形成に先立って前記画像データのデータ量を直接ま
たは間接に計測させ、該計測された画像データ量に応じ
て前記定着装置の定着温度を可変設定させることを特徴
とする。

【００２３】ここで、好ましくは、前記制御プログラム
はコンピュータに、ホスト装置から送られてくる前記画
像データを当該画像形成装置の対応言語に変換する際の
時間を計測させ、計測した前記時間の長短に応じて前記
定着装置の定着温度を可変設定させる。

【００２４】また、好ましくは、前記画像形成装置内に
は静電潜像を形成する像担持体、および前記画像データ
に対応した露光を像担持体に照射する露光装置を有し、
前記制御プログラムはコンピュータに、前記露光装置の
発光露光量を計測させ、計測した前記発光露光量の多少
に応じて前記定着装置の定着温度を可変設定させる。

【００２５】また、好ましくは、前記制御プログラムは
コンピュータに、ページ毎に、または１ページを複数に
分割した所定単位毎に前記計測を実行させ、該計測単位
毎に前記設定温度を更新させる。

【００２６】本発明では、紙などの転写材上のトナー量
が多いほど高い定着温度が必要とされ、また転写材上の
トナーののり量は形成画像データの量と相関があること
に着目して、上記の構成により、画像データ量を直接的
または間接的に予め測っておいた後、測定した画像デー
タ量に応じて定着温度を決定するようにしたので、定着
性を損なわずに全体として定着温度を下げ、発生熱量を
下げることが可能となる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳細に説明する。

【００２８】図１に、本発明の各実施形態に好適な電子
写真方式を用いた画像形成装置の概略構成例を示す。

【００２９】画像形成装置Ａは、現像剤により可視像化
された画像を熱により転写材に定着させることによって
４色フルカラー画像を形成できるレーザビームプリンタ
であって、第１の像担持体としてドラム型の電子写真感
光体である感光ドラム１を備えている。感光ドラム１は
駆動手段（図示せず）によって、例えば反時計周りに回
転駆動されるようになっている。

【００３０】感光ドラム１の周囲には、感光ドラム１の
回転方向にしたがって順に、感光ドラム１の表面を均一
に帯電させる帯電装置２、画像情報（画像信号）に基づ
いてレーザビームを照射して感光ドラム１上に静電潜像
を形成する露光装置３、感光ドラム１上の静電潜像にト
ナーを付着させてトナー像として現像する現像装置４、
感光ドラム１上のトナー像が一次転写される第２像担持
体としての転写ユニット５、一次転写後の感光ドラム１
の表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング装
置６などが設置されている。

【００３１】感光ドラム１上の静電潜像を現像する現像
装置４は、４色のトナーを収容する４つの現像剤収容部
４ＢＫ（ブラック）、４Ｙ（イエロー）、４Ｍ（マゼン
タ）、４Ｃ（シアン）を有しており、現像剤収容部４Ｂ
Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃは回転中心４ａを中心にして同心
円上に配置されている。各現像剤収容部４ＢＫ、４Ｙ、
４Ｍ、４Ｃには、表面に現像剤であるトナーを担持する
とともに、現像剤収容部が感光ドラム１と対峙したとき
に感光ドラム１と対向する現像剤担持ローラ４ｂが設け
られており、現像剤担持ローラ４ｂにより感光ドラム１
上の静電潜像を現像できるようになっている。

【００３２】第２の像担持体である転写ユニット５は、
感光ドラム１上のトナー画像を一次転写した後に、転写
ユニット５に向けて給送された転写材Ｓの表面に二次転
写できるようになっている。転写材Ｓは、カセット１４
から所定のタイミングで給搬送手段により転写ユニット
５まで搬送される。

【００３３】また、画像形成装置Ａには、二次転写後の
転写材Ｓ上のトナーを加熱して転写材Ｓにトナー像を定
着させる定着装置８が設置されている。定着装置８を通
過した転写材Ｓは搬送ユニット９により、排紙トレイ１
０に排出される。

【００３４】定着装置８は、一対の回転体である定着ロ
ーラ８ｂと加圧ローラ８ａとを有している。定着ローラ
８ｂ内のヒータ（図示せず）により定着ローラ８ｂの表
面を所定温度に加熱した状態で、定着ローラ８ｂと加圧
ローラ８ａとの間にトナー像を担持した転写材Ｓを通す
ことにより、転写材Ｓを加熱および加圧して転写材Ｓ上
にトナー画像を定着させるようになっている。

【００３５】本実施形態では、内部にヒータを有する定
着装置８を発熱源とし、熱に弱い現像剤を収容している
現像剤収容部を有する現像装置４を昇温抑制部としてい
る。本実施形態では、発熱源を定着装置、また、熱に弱
い昇温抑制部を現像装置としている。しかし、これに限
るものではなく、発熱源を電気部品等、昇温抑制部を像
担持体や廃トナーを収容するトナー収容部や、露光装置
などとしても構わない。

【００３６】次に、本発明の各実施形態について詳述す
る。

【００３７】（第１の実施形態）まず、図２を参照し
て、本発明の第１の実施形態を説明する。

【００３８】本実施形態では、紙などの転写材上のトナ
ー量が多いほど高い定着温度が必要とされ、また転写材
上のトナーののり量は形成画像データの量と相関がある
ことに着目して、印刷する画像データ量を予め測ってお
いた後、測定した画像データ量に応じて定着温度を決定
する。

【００３９】図２に示すように、本実施形態では、転写
材である紙の上のトナー量と相関のある画像データ量を
把握するため、画像データ作成伝送装置であるホストコ
ンピュータ２０からの画像データ量を画像形成装置A の
装置制御部２１で例えばページ単位で測定する。具体的
には、インターフェース２２を介してホストコンピュー
タ２０からの画像データが一時的に画像形成装置A の装
置制御部２１の内部モリ（図示しない）に蓄積される。
電子写真方式の画像形成装置では１べージ以上の画像デ
ータを蓄えることが可能である。このデータ量が大きい
ほどトナー量が多くなる。

【００４０】本例では、直接データ量を測定するのでは
なく、画像形成装置A の装置制御部２１が画像データを
受け取ってからの時間を測定することによって画像デー
タ量を把握する。画像形成装置A で印刷するためには、
画像データを画像形成装置特有の言語に変換する必要が
ある。この変換に要する時間が長いほど、画像データが
大きいと判断できる。この経過時間に応じて定着温度を
装置制御部２１で決定する。

【００４１】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態を説明する。

【００４２】紙等の転写材上のトナー量、すなわち画像
データ量を把握するのに、本例では、第１の像担持体で
ある感光ドラム１に照射する光量を測定する。電子写真
方式では感光箇所の電位が変化することによってトナー
の移動・現像化を行なっている。露光装置３が光（レー
ザ光など）を照射して、その光が像担持体である感光ド
ラム１に当たったところにトナーがのるか、または当た
ったところにはトナーがのらない、という２種類の現像
方法がある。いずれにしても感光ドラム１に照射される
発光量を測定すればトナー量を把握でき、定着温度を決
定することができる。

【００４３】発光量を測定するには、露光装置３のレー
ザ発生回路（図示しない）などからレーザの発生タイミ
ングを装置制御部２１でモニター、あるいは積算するこ
となどにより可能である。

【００４４】１べージの中でも照射量の多少や、１べー
ジをある程度分割した上で画像データ量の多少を把握で
きれば、１べージの中で一部分だけトナー量が多い場合
に定着温度を高くすることが可能になる。

【００４５】（他の実施形態）なお、本発明は、複数の
機器（例えば、ホストコンピュータ、インターフェース
機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステム
に適用しても、１つの機器からなる装置（例えば、複写
機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。

【００４６】また、本発明の目的は、前述した実施の形
態の機能を実現するソフトウエアのプログラムコードを
記録した記録媒体（記憶媒体）を、システムあるいは装
置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ
（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に格納されたプロ
グラムコードを読み出し、実行することによっても、達
成されることは言うまでもない。

【００４７】この場合、記録媒体から読み出されたプロ
グラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現す
ることになり、そのプログラムコードを記録した記録媒
体は本発明を構成することになる。

【００４８】そのプログラムコードを記録し、またテー
ブル等の変数データを記録する記録媒体としては、例え
ばフロッピディスク（ＦＤ）、ハードディスク、光ディ
スク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気
テープ、不揮発性のメモリカード（ＩＣメモリカー
ド）、ＲＯＭなどを用いことができる。

【００４９】また、コンピュータが読み出したプログラ
ムコードを実行することにより、前述の実施の形態の機
能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指
示に基づいて、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オ
ペレーティングシステム）などが実際の処理の一部また
は全部を行ない、その処理によって前述した実施の形態
の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもな
い。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
紙などの転写材上のトナー量が多いほど高い定着温度が
必要とされ、また転写材上のトナーののり量は形成画像
データの量と相関があることに着目して、紙の上のトナ
ー量、すなわち印刷する画像データ量を予め測定するこ
とで把握し、測定した画像データ量に応じて定着温度を
可変にするので、トナーののり量が少ない画像に対して
は定着温度を低く抑えることが可能となる。

【００５１】従って、本発明によれば、画像形成装置内
において、発熱源と昇温抑制部を近接配置することがで
き、得られる画像や装置寿命に影響を及ぼすことなく、
装置の小型化を図ることができる。また、本発明によれ
ば、常に高い定着温度設定を行なう必要がないため、画
像データが少ない印刷が多いほど消費電力を削減するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に好適な画像形成装置の概略構成を示す
縦断面図である。

【図２】本発明の画像データ作成伝送装置と画像形成装
置のシステム構成を示す模式図である。

【符号の説明】

１感光ドラム（第１の像担持体）２帯電装置３露光装置４現像装置（昇温抑制部）５転写ユニット（第２の像担持体）６クリーニング装置８定着装置（発熱源）９搬送ユニット２０ホストコンピュータ（画像データ作成伝送装置）２１装置制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像データに基づいて電子写真方式によ
り転写材上に画像を形成し、発熱体を備えた定着装置に
より形成画像の定着を行なう画像形成装置において、画像形成に先立って前記画像データのデータ量を直接ま
たは間接に計測する計測手段と、該計測手段で計測された画像データ量に応じて前記定着
装置の定着温度を可変設定する制御手段とを具備したこ
とを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記計測手段はホスト装置から送られて
くる前記画像データを当該画像形成装置の対応言語に変
換する際の時間を計測し、前記制御手段は該計測手段が
計測した前記時間の長短に応じて前記定着装置の定着温
度を可変設定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】前記画像形成装置内には静電潜像を形成
する像担持体、および前記画像データに対応した露光を
像担持体に照射する露光装置を有し、前記計測手段は該露光装置の発光露光量を計測し、前記
制御手段は該計測手段が計測した前記発光露光量の多少
に応じて前記定着装置の定着温度を可変設定することを
特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記計測手段はページ毎に、または１ペ
ージを複数に分割した所定単位毎に前記計測を実行し、
前記制御手段は該計測単位毎に前記設定温度を更新する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の
画像形成装置。
【請求項５】前記画像データはホストコンピュータ、
スキャナー、ファクシミリ等の画像発生手段から送られ
てくることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに
記載の画像形成装置。
【請求項６】前記画像形成装置はレーザビームプリン
タ機構を有することを特徴とする請求項１ないし５のい
ずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】前記画像形成装置はLED （発光ダイオー
ド）プリンタ機構を有することを特徴とする請求項１な
いし５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】画像データに基づいて電子写真方式によ
り転写材上に画像を形成し、発熱体を備えた定着装置に
より形成画像の定着を行なう画像形成装置の定着温度制
御方法において、画像形成に先立って前記画像データのデータ量を直接ま
たは間接に計測する計測ステップと、該計測ステップで計測された画像データ量に応じて前記
定着装置の定着温度を可変設定する制御ステップとを有
することを特徴とする定着温度制御方法。
【請求項９】前記計測ステップではホスト装置から送
られてくる前記画像データを当該画像形成装置の対応言
語に変換する際の時間を計測し、前記制御ステップでは
該計測手段が計測した前記時間の長短に応じて前記定着
装置の定着温度を可変設定することを特徴とする請求項
８に記載の定着温度制御方法。
【請求項１０】前記画像形成装置内には静電潜像を形
成する像担持体、および前記画像データに対応した露光
を像担持体に照射する露光装置を有し、前記計測ステップでは該露光装置の発光露光量を計測
し、前記制御ステップでは該計測ステップで計測した前
記発光露光量の多少に応じて前記定着装置の定着温度を
可変設定することを特徴とする請求項８に記載の定着温
度制御方法。
【請求項１１】前記計測ステップではページ毎に、ま
たは１ページを複数に分割した所定単位毎に前記計測を
実行し、前記制御ステップでは該計測単位毎に前記設定
温度を更新することを特徴とする請求項８ないし１０の
いずれかに記載の定着温度制御方法。
【請求項１２】画像データに基づいて電子写真方式に
より転写材上に画像を形成し、発熱体を備えた定着装置
により形成画像の定着を行なう画像形成装置の定着温度
制御をコンピュータにより行うための制御プログラムを
記録した記録媒体であって、該制御プログラムはコンピ
ュータに、画像形成に先立って前記画像データのデータ量を直接ま
たは間接に計測させ、該計測された画像データ量に応じて前記定着装置の定着
温度を可変設定させることを特徴とする定着温度制御プ
ログラムを記録した記録媒体。
【請求項１３】前記制御プログラムはコンピュータ
に、ホスト装置から送られてくる前記画像データを当該画像
形成装置の対応言語に変換する際の時間を計測させ、計測した前記時間の長短に応じて前記定着装置の定着温
度を可変設定させることを特徴とする請求項１２に記載
の定着温度制御プログラムを記録した記録媒体。
【請求項１４】前記画像形成装置内には静電潜像を形
成する像担持体、および前記画像データに対応した露光
を像担持体に照射する露光装置を有し、前記制御プログラムはコンピュータに、前記露光装置の発光露光量を計測させ、計測した前記発光露光量の多少に応じて前記定着装置の
定着温度を可変設定させることを特徴とする請求項１２
に記載の定着温度制御プログラムを記録した記録媒体。
【請求項１５】前記制御プログラムはコンピュータ
に、ページ毎に、または１ページを複数に分割した所定単位
毎に前記計測を実行させ、該計測単位毎に前記設定温度
を更新させることを特徴とする請求項１２ないし１４い
ずれかに記載の定着温度制御プログラムを記録した記録
媒体。