JP2011039318A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】設置コスト及び設置スペースを低減可能であり、低温状態の記録材への印刷であっても、生産性を極端に下げることなくトナーの定着不良を防止することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】複数の給紙装置（１８及び１９）と、記録材の累積給紙枚数を管理する手段と、搬送経路上において前記記録材３１を停止させる手段１２と、温度測定を行なう手段１３と、温度測定の結果に応じて制御パラメータを変更し、定着装置１６及び給紙装置の少なくともいずれかの加熱温度を制御可能な手段とを備え、少なくとも累積給紙枚数が１枚目の記録材３１が給紙されたとき、搬送経路上で停止させて温度測定し、測定温度が規定の範囲を外れた場合、制御パラメータを変更し、定着装置及び給紙装置の少なくともいずれかの加熱温度を制御できることを特徴とする画像形成装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリンタなどの画像形成装置に関し、特に、記録材にトナー像を熱圧により定着させる定着機構を有する画像形成装置に関する。

レーザプリンタや複写機などの画像形成装置においては、感光ドラムに形成された静電潜像にトナーを付着させ、それを記録材に転写して印刷を行う。そして、記録材は画像形成装置に備えられた定着装置に搬送され、定着装置においてトナーを溶融させることにより記録材にトナーを定着させるように構成されている。定着装置は、定着ヒータ（熱源）を有する定着ローラと加圧ローラとを組み合わせて構成されている。
このような画像形成装置において、記録材が低温の状態では、記録材に熱を奪われてトナーの定着率が低下し、高品位の画質が得られないという問題があった。

これに対し、記録材の低温時におけるトナーの定着不良を防止する目的で、給紙装置（給紙トレイ）内の記録材の温度に応じて定着装置の温度を制御する方法や、定着装置の廃熱を利用したり、専用の加熱装置を用いたりして記録材を加熱する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、記録材の温度を給紙トレイで測定し、低温時には加熱する方法や、記録材が定着装置を通過する際に吸収する熱量を予測し、予め定着温度を加減する技術は既に知られている。

しかしながら、給紙トレイ内で記録材を加熱する装置では、効率よく記録材を加熱する為に、給紙トレイの密閉性を高める必要がある。複数の給紙トレイを有する画像形成装置においては、給紙トレイ毎に記録材の温度を測定するセンサと加熱装置を搭載することにより、設置コストがかかることや、必要な設置スペースが大きくなるという問題がある。
さらに、長時間放置された記録材の場合、特に、表層部が周囲の環境の影響を受けており、例えば、低温環境下にあった記録材を給紙装置に供給した直後に給紙した場合、給紙装置内部や定着装置の加熱が不十分で、記録材が適正な温度にならず、トナーの定着不良を起こすことがある。

そこで、本発明の課題は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、記録材の温度測定装置と加熱装置の設置コスト及び設置スペースを低減可能であり、低温状態の記録材を給紙装置に供給した直後の印刷であっても、生産性を極端に下げることなくトナーの定着不良を防止することができる画像形成装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、以下のとおりである。
〔１〕 複数の給紙装置と、
前記給紙装置からの記録材の累積給紙枚数を管理する手段と、
前記記録材の搬送経路上において前記記録材を停止させる手段と、
停止した前記記録材の温度測定を行なう手段と、
前記温度測定の結果に応じて制御パラメータを変更し、定着装置及び給紙装置の少なくともいずれかの加熱温度を制御可能な手段とを備え、
少なくとも累積給紙枚数が１枚目の前記記録材が給紙されたとき、
該記録材を搬送経路上で停止させて温度を測定し、測定された温度が規定の範囲を外れた場合、前記制御パラメータを変更し、定着装置及び給紙装置の少なくともいずれかの加熱温度を制御できることを特徴とする画像形成装置である。
〔２〕 前記記録材を搬送経路上で停止させて温度を測定し、測定された温度が規定の範囲を外れた場合、画像形成を中止できることを特徴とする前記〔１〕に記載の画像形成装置である。
〔３〕 入力操作可能な表示装置を備え、前記記録材を搬送経路上で停止させて温度を測定し、測定された温度が規定の範囲を外れた場合、測定結果を前記表示装置に表示することを特徴とする前記〔１〕に記載の画像形成装置である。
〔４〕 前記記録材を搬送経路上で停止させて温度を測定し、測定された温度が規定の範囲を外れた場合、画像形成を中止するか、画像形成を中止せずに測定結果を前記表示装置に表示するかを選択可能であることを特徴とする前記〔３〕に記載の画像形成装置である。
〔５〕 累積給紙枚数が２枚目以降の前記記録材が給紙されたとき、１枚目と同様に、前記記録材を搬送経路上で停止させて温度を測定し、測定された温度が規定の範囲を外れた場合、前記制御パラメータを変更し、定着装置及び給紙装置の少なくともいずれかの加熱温度を制御できることを特徴とする前記〔１〕から〔４〕のいずれかに記載の画像形成装置である。

本発明によれば、記録材の温度測定装置と加熱装置の設置コスト及び設置スペースを低減可能であり、低温状態の記録材を給紙装置に供給した直後の印刷であっても、生産性を極端に下げることなくトナーの定着不良を防止することができる画像形成装置を提供することができる。

本発明の効果として、請求項１の発明によれば、複数の給紙装置と、前記給紙装置からの記録材の累積給紙枚数を管理する手段と、前記記録材の搬送経路上において前記記録材を停止させる手段と、停止した前記記録材の温度測定を行なう手段と、前記温度測定の結果に応じて制御パラメータを変更し、定着装置及び給紙装置の少なくともいずれかの加熱温度を制御可能な手段とを備え、少なくとも累積給紙枚数が１枚目の前記記録材が給紙されたとき、該記録材を搬送経路上で停止させて温度を測定し、測定された温度が規定の範囲を外れた場合、前記制御パラメータを変更し、定着装置及び給紙装置の少なくともいずれかの加熱温度を制御できる画像形成装置としたので、搬送経路（レジスト部）に記録材の温度測定装置を設けることで複数の給紙装置を有する画像形成装置でも温度測定装置の設置コストと設置スペースを低減でき、また、給紙装置毎に供給された最初（表層）の給紙時に記録材の温度を測定して制御パラメータを変更後に給紙トレイの加熱や定着温度の加減を行なった状態で記録材を搬送するので、長時間放置された記録材であっても、適正な温度とすることができ、トナーの定着不良を防ぐことができる。
請求項２の発明によれば、請求項１に記載の画像形成装置において、前記記録材を搬送経路上で停止させて温度を測定し、測定された温度が規定の範囲を外れた場合、画像形成を中止できる画像形成装置としたので、トナーの定着不良の発生を、印刷を中止することにより防ぐことができる。
請求項３の発明によれば、請求項１に記載の画像形成装置において、入力操作可能な表示装置を備え、前記記録材を搬送経路上で停止させて温度を測定し、測定された温度が規定の範囲を外れた場合、測定結果を前記表示装置に表示する画像形成装置としたので、ユーザにトナーの定着不良の発生の可能性を知らせることができ、また印刷を継続するか否かをユーザの入力操作により指定することもできる。
請求項４の発明によれば、請求項１に記載の画像形成装置において、前記記録材を搬送経路上で停止させて温度を測定し、測定された温度が規定の範囲を外れた場合、画像形成を中止するか、画像形成を中止せずに測定結果を前記表示装置に表示するかを選択可能である画像形成装置としたので、トナーの定着不良の発生をユーザの所望の方法で回避することができる。
請求項５の発明によれば、請求項１から４のいずれかに記載に記載の画像形成装置において、累積給紙枚数が２枚目以降の前記記録材が給紙されたとき、１枚目と同様に、前記記録材を搬送経路上で停止させて温度を測定し、測定された温度が規定の範囲を外れた場合、前記制御パラメータを変更し、定着装置及び給紙装置の少なくともいずれかの加熱温度を制御できる画像形成装置としたので、継続して記録材の温度測定及び制御パラメータの変更を行なうことにより、より確実にトナーの定着不良を防ぐことができ、高画質の画像を得ることができる。

本発明の画像形成装置の構成の一例を示す概略断面図である。 本発明の画像形成装置における、累積給紙枚数の管理の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明の画像形成装置における、制御パラメータ変更の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明の画像形成装置における、記録材の温度測定の決定から制御パラメータ変更までの流れの一例を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る画像形成装置について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

図１に、本発明の画像形成装置の一実施態様を示す概略図（断面図）を示す。
図１に示すように、本発明の画像形成装置は、イエロー、マゼンダ、シアン、及びブラックの４色からなるフルカラー画像形成装置であり、この４色分の画像形成ユニット２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、及び２０ｄ（以下、単に２０と記す）が、転写ベルト１７の走行方向に沿って配置されている。画像形成ユニット２０は、それぞれ像担持体としての感光体２２ａ〜ｄ、ドラム帯電器２３a〜ｄ、露光装置２４ａ〜ｄ、現像器２５ａ〜ｄ、転写器２６ａ〜ｄ、清掃装置２７ａ〜ｄをそれぞれ備えている。
画像形成ユニット２０は、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、及びブラックの４色のトナー像を形成し、それぞれ転写ベルト１７上に重ね合わせて４色のフルカラー画像が形成される。

本発明の画像形成装置は、給紙トレイ１９及び底部の加熱装置１８からなる複数の給紙装置と、前記給紙装置からの記録材３０の累積給紙枚数を管理する手段と、前記記録材の搬送経路上において前記記録材を停止させる手段であるゲート手段１２と、停止した前記記録材の温度測定を行なう手段である温度測定装置１３と、前記温度測定の結果に応じて制御パラメータを変更し、定着装置１６及び給紙装置の加熱装置１８の少なくともいずれかの加熱温度を制御可能な手段とを備える。

給紙トレイ１９に供給（積載）された記録材３０は、給紙トレイごとに給紙枚数が管理される（図２に基づき後述する）。
搬送経路上に給紙された記録材３１は、先端がゲート手段１２に突き当たり、その状態で搬送ローラ対１０により後端側が下流側に送り込まれるので過剰な搬送となり、この過剰送りによって撓みが形成される。ゲート手段１２へ突き当てた状態での過剰送りにより、記録材３１の先端は斜めズレを補正される。この状態でレジストローラ対１１を閉じて記録材３１を圧接することにより、記録材３１の先端はゲート手段１２の位置で位置決めされる。次に、ゲート手段１２が搬送路から退避するように開放され、搬送ローラ対１０も離間することにより、記録材３１は撓みのない状態に戻る。即ち、レジストローラ対１１の上流側の位置ズレも修正される。

位置ズレが修正された状態で停止している記録剤３１に対し、制御部は記録材３１の搬送情報から累積給紙枚数に基づき、温度測定実施の判断処理と、測定された温度に応じて制御パラメータ変更などの処理を行う（図３及び図４に基づき後述する）。

記録材３１が、累積給紙枚数の１枚目であった場合、記録材３１の温度を、サーモパイル等の温度測定装置１３を用いて測定する。
記録材３１の測定温度が規定範囲内か、規定範囲外かの判断を行なった結果、規定範囲外であった場合、制御パラメータの変更を行なう。制御パラメータを変更することにより、定着装置１６及び給紙トレイの加熱装置１９の少なくともいずれかの加熱温度を制御する。
なお、累積給紙枚数が１枚目以外の場合は、記録材の温度測定を行なわなくてもよく、要求される画質に応じて適宜測定を行っても良い。累積給紙枚数が１枚目の場合のみ温度測定を行う場合は、以降の記録材の搬送を停止させることがなく、連続して印刷ができるため、生産性の面では好ましい。

転写ベルト１７上によって運ばれてくるトナー像にタイミングを合わせ、レジストローラ対１４が所定のタイミング、即ち、転写ベルト１７上のトナー像のベルト回転方向先端と記録材３１の搬送方向先端部の所定位置とが一致するタイミングで、記録材３１を矢印Ｃの方向に搬送開始する。

転写ベルト１７上に形成された画像は、転写器１５に到達すると同時に転写器１５に印加された高電圧の作用により、２次転写ベルトに対向された部分に搬送されてきた記録材３１に転写される。
記録材３１に転写されたトナー画像は、定着装置１６を通過する際に加熱されて記録剤３１上に融解圧着される。
以上の流れにより、記録材上に画像が形成される。

本発明の画像形成装置における、累積給紙枚数の管理の流れの一例を示すフローチャートを図２に示す。
図２に示す処理では、給紙トレイの開閉を記録材のトレイ内への供給（積載）とみなし、給紙トレイ「閉状態」となったところで供給完了とみなす。なお、本発明の画像形成装置は、複数の給紙装置を有するため、給紙装置毎のトレイ開閉を検知できる構成であることが好ましい。
ユーザからの印刷命令を受けると、該当するサイズの記録材が積載された給紙トレイから給紙が行われ、それと同時に搬送情報として給紙トレイ毎の累積供給枚数が付加される。

累積給紙枚数は、給紙トレイ「閉状態」となった後の最初の給紙を判定し（Ｓ１１）、最初の給紙である時は、記録材が供給（積載）されたものとして、該当する給紙トレイの累積給紙枚数を初期化し、１枚目（ｎ＝１）という情報を付加する（Ｓ１２）。最初の給紙ではない場合は、累積給紙枚数を更新し、既に累積された給紙枚数の数値に１を加えた情報とする（Ｓ１３）。

本発明の画像形成装置における、制御パラメータ変更の流れの一例を示すフローチャートを図３に示す。
図３では、図２で説明した累積給紙枚数が１枚目の記録材に対して搬送経路（レジスト部）での温度測定を行う場合について説明する。
給紙トレイに記録材を供給（積載）した後、その給紙トレイから最初に給紙した記録材は、累積給紙枚数として枚数「１」を搬送情報として付加された記録材は、累積給紙枚数１枚目と判断され（Ｓ２１）、搬送経路（レジスト部）に到達すると搬送を停止され、温度測定が行われる（Ｓ２２）。温度の測定結果において、記録材がトナー定着不良を起こす温度範囲であるか、すなわち規定範囲外であるかを判断し（Ｓ２３）、規定範囲外であったとき、制御パラメータの変更を実行し（Ｓ２４）、定着装置の制御温度及び記録材を給紙した給紙トレイの加熱装置の加熱温度の少なくともいずれかを加減すると同時に、記録材の搬送を再開する。

なお、記録材の温度測定判断処理では画像品質の優先度合いによって、累積給紙枚数による温度測定実行の判断や、測定結果の判断後の処理を適宜変更することもできる。
例えば、累積給紙枚数の判断において、累積給紙枚数を指定なしにすることで、１枚目以降も継続して記録材の温度測定を行い、適時制御パラメータの変更を行なうこともできる。また、温度測定結果の判断後、記録材がトナー定着不良を起こす温度範囲にあると判断された場合に、エラーとして画像形成を中止することもできる。さらに、操作パネルのような、入力操作可能な表示装置を有する画像形成装置において、温度測定結果の判断後、エラー（画像形成を中止）にせず、測定結果の判断結果を表示装置へ表示のみ実行して印刷は継続することもでき、これらのいずれかの処理をユーザの所望する度合いによって切替えることも可能である。これを図４に示す。
また、判断結果の表示とともに、その後の処理の選択肢を表示し、操作パネルによってユーザが選択し、指示することも可能である。

図４は、本発明の画像形成装置における、記録材の温度測定の決定から制御パラメータ変更までの流れの一例を示すフローチャートである。
累積給紙枚数が１枚目であるかを判断し（Ｓ３１）、１枚目ではない場合には、２枚目以降も測定する設定であるかを判断し（Ｓ３２）、測定対象に該当する場合には、記録材の温度測定を行う（Ｓ３３）。
温度の測定結果において、記録材がトナー定着不良を起こす温度範囲であるか、すなわち規定範囲外であるかを判断し（Ｓ３４）、測定温度が規定範囲外であったとき、エラー処理として画像形成を中止するかを判断する（Ｓ３５）。画像形成を実行する場合には、測定温度が規定範囲外であったことをユーザに通知するか否かを判断し（Ｓ３６）、通知無しで制御パラメータを自動的に変更する処理を行うか、制御パラメータ変更の実施判断（Ｓ３７）に従い、制御パラメータの変更を行い（Ｓ３８）、定着装置の制御温度及び記録材を給紙した給紙トレイの加熱装置の加熱温度の少なくともいずれかを加減すると同時に、記録材の搬送を再開する。

以上のように、本発明の画像形成装置によれば、記録材の温度測定装置と加熱装置の設置コスト及び設置スペースを低減することができ、低温状態の記録材を給紙装置に供給した直後の印刷であっても、生産性を極端に下げることなくトナーの定着不良を防止することができる。

１０ 搬送ローラ対
１１ レジストローラ対
１２ ゲート手段
１３ 温度測定装置
１４ 搬送ローラ対
１５ 転写器
１６ 定着装置
１７ 転写ベルト
１８ 加熱装置
１９ 給紙トレイ
２０ 画像形成ユニット
２２ 感光体
２３ ドラム帯電器
２４ 露光装置
２５ 現像器
２６ 転写器
２７ 清掃装置
３０ 記録材（給紙トレイ内積載）
３１ 記録材（搬送路上）

特開平４−３３８７９０号公報

Claims (5)

1. 複数の給紙装置と、
   前記給紙装置からの記録材の累積給紙枚数を管理する手段と、
   前記記録材の搬送経路上において前記記録材を停止させる手段と、
   停止した前記記録材の温度測定を行なう手段と、
   前記温度測定の結果に応じて制御パラメータを変更し、定着装置及び給紙装置の少なくともいずれかの加熱温度を制御可能な手段とを備え、
   少なくとも累積給紙枚数が１枚目の前記記録材が給紙されたとき、
   該記録材を搬送経路上で停止させて温度を測定し、測定された温度が規定の範囲を外れた場合、前記制御パラメータを変更し、定着装置及び給紙装置の少なくともいずれかの加熱温度を制御できることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記記録材を搬送経路上で停止させて温度を測定し、測定された温度が規定の範囲を外れた場合、画像形成を中止できることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 入力操作可能な表示装置を備え、前記記録材を搬送経路上で停止させて温度を測定し、測定された温度が規定の範囲を外れた場合、測定結果を前記表示装置に表示することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記記録材を搬送経路上で停止させて温度を測定し、測定された温度が規定の範囲を外れた場合、画像形成を中止するか、画像形成を中止せずに測定結果を前記表示装置に表示するかを選択可能であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 累積給紙枚数が２枚目以降の前記記録材が給紙されたとき、１枚目と同様に、前記記録材を搬送経路上で停止させて温度を測定し、測定された温度が規定の範囲を外れた場合、前記制御パラメータを変更し、定着装置及び給紙装置の少なくともいずれかの加熱温度を制御できることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置。

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