JP2011221338A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着性能の異なるトナーが充填されたトナー容器が画像形成装置に誤って装着された場合であっても、定着性不足によるオフセット等の不具合の発生を抑制する。
【解決手段】トナー容器６０が装置本体に装着され、入力手段３０１から定着性評価の実施が入力されたとき、所定の定着性試験画像を形成し、定着装置２０を通過した定着性試験画像を摺擦ローラ対３０で摺擦し、濃度センサ４０で定着性試験画像の摺擦部分及び非摺擦部分のトナー濃度を測定し、これらのトナー濃度の違いから定着装置の設定温度を調整する。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機やプリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関するものである。

画像形成装置では、出力される画像が最適になるように、内部機構や各種画像形成条件（帯電装置の印加電圧、現像バイアス電圧、転写電圧、定着温度など）が設計されている。現像用トナー（以下、単に「トナー」と記すことがある）も同様に、それぞれの画像形成装置に対応して、出力される画像が最適になるように設計されている。近年、画像形成装置は、フルカラー装置やモノクロ装置、画像形成速度など使用者の用途に応じて多種多様な装置が開発され市販されている。これに伴い、トナーも多様化が進んでいる。

一方、資源の有効活用やコストダウンの観点から、装置本体に装着して現像装置にトナーを補充するトナー容器の共通化が進められている。

ところが、異なるトナーが充填された同一形態のトナー容器が複数存在することになると、画像形成装置にトナーを補給する際に、誤って他機種用のトナー容器を画像形成装置に装着するおそれがある。特に、大規模なオフィスでは、フルカラー装置やモノクロ装置、低速装置、高速装置、あるいは旧型と新型といったように多種多様な画像形成装置が設置されており、間違ったトナー容器を装着する可能性が高い。

定着性能の異なるトナーが充填されたトナー容器が画像形成装置に装着されると、例えば定着性不足によるオフセット等の不具合が発生する。オフセット等の不具合が発生すると、定着装置や定着装置よりも下流側の用紙搬送経路にトナーが汚れとして付着し、それらのトナーが、次に搬送される用紙に付着して画像汚れとなることがある。また、定着性不足の状態が長期間続くと、装置の耐久性に多大な支障を与えることがある。

特許文献１では、ユーザが使用しない印刷用紙の端の部分に定着試験用記号を印刷し、定着部を通過した用紙の定着試験用記号印刷部に摩擦ローラで摩擦し、印刷部濃度を測定して一定値以下の場合は印刷を停止する技術が提案されている。また特許文献２では、定着部通過後の用紙の印刷表面を搬送摺接ローラで擦り、印刷面濃度を測定し、所定値より濃度が低い場合には定着部の温度を上げる技術が提案されている。

特開平5-323807号公報 特開2009-115953号公報

前記提案技術はいずれも、定着装置の温度低下に起因する定着不良の解消を課題とするものであって、特許文献１の提案技術では、印刷している間、トナーの定着性を継続して評価し、特許文献２の提案技術では所定枚数を印刷する度に定着性を評価する。

本発明は、補給トナーの温度特性に起因する定着不良の解消を課題とするものであって、定着性能の異なるトナーが充填されたトナー容器が画像形成装置に誤って装着された場合であっても、定着性不足によるオフセット等の不具合が抑制される画像形成装置を提供することをその目的とするものである。

本発明の画像形成装置は、感光体表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像する現像装置と、現像されたトナー像を感光体表面から転写材に移動させる転写装置と、転写材に移動したトナー像を加熱して転写材に溶融定着させる定着装置と、定着装置よりも転写材搬送方向下流側に設けられた転写材表面を摺擦する摺擦部材と、摺擦後のトナー濃度を検知する濃度検知部材と、現像装置に補給するトナーが充填された、装置本体に対して着脱可能なトナー容器と、トナー容器の装着を検知する検知部材と、トナー容器の装着が検知されたとき定着評価の実施の要否を入力する入力手段とを備え、前記トナー容器が装置本体に装着され、前記入力手段から定着性評価の実施が入力されたとき、所定の定着性試験画像を形成し、前記定着装置を通過した定着性試験画像を摺擦部材で摺擦し、前記濃度検知部材による定着性試験画像の摺擦部分と非摺擦部分とのトナー濃度の違いから前記定着装置の設定温度を調整することを特徴する。

ここで、不良印刷の発生を防止する観点からは、定着性試験画像の摺擦部分と非摺擦部分とのトナー濃度の違いが所定以上である場合には、画像形成を行わないようにするのが好ましい。

また、トナー容器に充填されたトナーの定着特性を適確に判断する観点からは、入力手段から定着性評価の実施が入力されたとき、所定枚数画像形成が行われた後に、前記の定着性試験画像を形成して定着性評価を行うのが好ましい。

そしてまた、転写装置を回転自在のローラ状部材にすると共に前記感光体に圧接させ、前記定着装置を通過した転写材が前記感光体と前記ローラ状部材との間に戻る搬送経路を形成し、定着性試験画像が形成された転写材が前記定着装置を通過した後、前記搬送経路によって前記ローラ状部材と前記感光体との間に搬送し、前記ローラ状部材を摺擦部材として用いるようにしてもよい。

このとき、定着装置を通過した、定着性試験画像が形成された転写材が、前記ローラ状部材と前記感光体とで挟持されると、前記ローラ状部材の回転を停止し、前記ローラ状部材で定着性試験画像を摺擦するようにしてもよい。

本発明の画像形成装置では、定着性能の異なるトナーが充填されたトナー容器が画像形成装置に誤って装着された場合であっても、定着性不足によるオフセット等の不具合が抑制されるようになる。

本発明に係る画像形成装置の一例を示す概説図。 定着装置の一例を示す制御構成図。 定着装置と摺擦ローラ対と濃度センサの配置例を示す位置関係図。 定着性試験の実施状態図。 定着性評価の制御例を示すフローチャート。 定着性評価に基づく定着装置の温度設定例を示す図。 本発明に係る画像形成装置の他の例を示す概説図。 定着性試験の他の実施状態図。

以下、本発明に係る画像形成装置について図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。

図１に、本発明に係る画像形成装置の一例を示す概説図を示す。画像形成装置１は、原稿画像を読み取る読取部１００と、画像を印刷するプリンタ部２００と、使用者とのインターフェースとなる操作表示部３００で構成されている。操作表示部３００は、使用者が印刷条件を入力する操作部に加え、後述の定着性評価を指示する入力手段３０１と、装置の稼働状況や使用者の入力結果を表示する表示手段３０２とを備えている。読取部１００は、原稿ガラス板１０１の上に載置された原稿の画像へ光源１０２から光を照射し、反射光を反射鏡群１０３を介して後述する感光体１０の表面へ導く構成になっている。勿論、反射光をセンサで電気信号に変換して記憶し、電気信号に応じて別の光源を駆動して感光体１０の表面を露光する構成でも構わない。

プリンタ部２００の中央部には、円筒状の感光体１０が紙面の垂直方向両端で軸支され、時計回りに回転する。感光体１０の外周部には、感光体１０の表面を均一に帯電させる帯電器１１と、感光体１０の表面に形成された静電潜像をトナーで現像する現像装置１２と、感光体１０表面のトナー画像を紙やフィルムなどの転写材５２へ転写する転写ローラ１３ａと、感光体１０表面に残留トナーを回収するクリーナ１４とが配置されている。

装置の下方にはカセット５１が配置されている。カセット５１には、紙やフィルムなどの転写材５２が積層収納され、給紙ローラ５３によって最上の転写材５２から一枚づつ搬送路に引き出される。搬送路（図１の破線）に引き出された転写材５２は、搬送ローラ対５４ａ，５４ｂによってレジストローラ対１３ｂに搬送される。そして、レジストローラ対１３ｂによって転写材５２は、感光体１０表面のトナー画像の回転とタイミングを合わせて、感光体１０と転写ローラ１３ａのニップ部に送り出され、ここでトナー画像が転写材５２に転写される。

トナー画像が転写された転写材５２は搬送路を通って定着装置２０に送られる。定着装置２０は、表面にトナーが付着しない非粘着材で被覆された加熱ローラ２１と、加熱ローラ２１に圧接する加圧ローラ２２と有する。

図２に、定着装置２０の概略構成図を示す。加熱ローラ２１及び加圧ローラ２２はそれぞれの軸中心にハロゲンヒータ２３，２４を備えている。また、転写材５２が加熱ローラ２１及び加圧ローラ２２に巻き付かないように、加熱ローラ２１と加圧ローラ２２とのニップ部より回転方向下流側に分離爪２７，２８が設けられている。加えて、トナー画像と接触する加熱ローラ２１には、加熱ローラ２１の表面をクリーニングするためのクリーニングウエブ２９が設けられている。加熱ローラ２１及び加圧ローラ２２の表面温度は接触式の温度センサ２５，２６で検出される。そして、検出された信号は温度制御装置７１に送られ、ここで所定の設定温度となるようハロゲンヒータ２３，２４を入切制御する。転写材５２は、加熱ローラ２１と加圧ローラ２２とのニップ部を通過する間に加熱・加圧され、転写材５２上のトナー像は転写材５２に溶融定着する。

図３に、定着装置２０、摺擦ローラ対（摺擦部材）３０、濃度センサ（濃度検知部材）４０の配置関係を示す。定着装置２０の転写材搬送方向下流側に、摺擦ローラ対３０及び濃度センサ４０がこの順に設けられている。摺擦ローラ対３０は定着性評価を行うときのみ機能するものであって、通常の画像形成の場合には単に転写材５２を搬送する手段として機能するか、あるいは転写材５２と接触しない位置に退避している。定着性評価を行う場合は、転写材５２の先端が排紙ローラ対５４ｃで挟み込まれると、摺擦ローラ対３０の回転速度を転写材５２の搬送速度よりも遅く回転するか、あるいは停止させて、転写材５２に形成されたトナー画像を摺擦ローラ対３０で摺擦する。これにより、転写材５２上のトナー画像の定着性が悪い場合には、転写材５２からトナーが剥がれ、トナー画像の濃度が低下する。摺擦ローラ対３０を通過したトナー画像の濃度を、濃度センサ４０によって測定し、摺擦部分と非摺擦部分とのトナー画像の濃度の違いに基づきトナー画像の定着性を評価する。濃度センサ４０は、トナー画像に光を照射し、反射した光を検出してトナー濃度を測定するものである。そして、摺擦ローラ対３０を通過した転写材５２は、排紙ローラ対５４ｃによって外部トレイに排出される。

このような構成の画像形成装置において、画像形成に伴ってトナーが消費され、トナー容器６０（図１に図示）のトナー量が少なくなると、その旨が表示手段３０２（図１に図示）に表示される。使用者は、トナー残量の少ないトナー容器６０を取り出し、トナーが充填された新しいトナー容器６０を装着する。トナー容器６０の装着は、トナーホッパー６１（図１に図示）の近傍に設けた検知部材６２（図１に図示）によって検知される。

トナー容器６０の交換の際に、定着性能の異なるトナーが充填されたトナー容器が画像形成装置に誤って装着されることがある。本発明では、装着されたトナー容器６０に充填されているトナーが、この画像形成装置に適合した正規トナーかどうかを評価すると共に、正規トナーでない場合でも定着装置の設定温度を調整しトナーの定着不良を抑制する。

具体的には、検知部材６２でトナー容器６０の装着が検知され、入力手段３０１から定着性評価の実施が入力されると、定着性試験画像が形成され、定着装置２０を通過後に摺擦ローラ対３０によってトナー画像が摺擦される。図４に、定着性試験画像の定着性評価の実施状態図を示す。定着性試験画像としては例えばグレー画像が用いられる。そして、摺擦部分のトナー濃度が濃度センサ４０ｂで測定され、非摺擦部分のトナー濃度が濃度センサ４０ａで測定される。定着性試験画像の一部を摺擦ローラ対３０によって摺擦すると、摺擦部分８２のトナーが剥離除去され非摺擦部分８１よりもトナー濃度が薄くなる。摺擦部分と非摺擦部分とのトナー濃度の違いは、トナーの溶融温度と定着温度との差が大きいほど大きくなる。すなわちトナー溶融温度が定着温度よりも高いほど、定着装置２０でトナーが溶融しにくくなり、摺擦ローラ対３０による摺擦でトナーが剥離しやすくなって、摺擦部分のトナー濃度が低下する。したがって、摺擦部分と非摺擦部分とのトナー濃度の違いに基づき、定着装置２０の設定温度を調整する。

図５に、定着性評価の制御フローを示す。まず、トナー容器６０が交換されたかどうかが判断される（ステップＳ１０１）。トナー容器６０が交換されていない場合は、通常の画像形成が行われる（ステップＳ１０５）。一方、トナー容器６０が交換された場合は、定着性評価を行うかどうかが判断される（ステップＳ１０２）。なお、定着性評価を行うかどうかは入力手段３０１からの入力信号の有無により判断される。そして、定着性評価を行う場合には、定着性試験画像が形成され（ステップＳ１０３）、定着装置２０を通過後に摺擦ローラ対３０によってトナー画像が摺擦され、摺擦部分と非摺擦部分とのトナー濃度の違いから定着性評価がなされ、定着装置の温度調整がなされる（ステップＳ１０４）。その後、適正な定着温度で画像形成が行われる（ステップＳ１０５）。

図６に、定着性評価の結果に基づく定着装置の設定温度調整の一例を示す。図４に示した濃度センサ４０ａによる非摺擦部分８１のトナー濃度に対する、濃度センサ４０ｂによる摺擦部分８２のトナー濃度の割合を算出する。そして、算出割合が７０％未満のときはトナー定着不良が著しいと判断して画像形成を禁止する。算出割合が７０％〜８０％の範囲のときは定着温度を１０℃上げ、算出割合が８０％〜９０％の範囲のときは適正に定着が行われていると判断し定着温度を変更しない。算出割合が９０％を超えるときは定着性に問題ないが、必要以上に定着温度が高く電力を無駄に消費していると判断し、定着温度を１０℃下げる。

図７に、本発明に係る画像形成装置の他の実施形態を示す概説図を示す。この図の画像形成装置は、専用の摺擦部材を設けずに、転写ローラ１３ａを摺擦部材として兼用することを特徴とするものである。これにより、部品点数の増加及び構造の複雑化等を防止できる。

画像形成装置１は、転写材の両面に画像形成を行うために、一方面に画像形成がなされた転写材５２を転写部に再び戻す搬送経路を有する。転写材５２の後端部が排紙ローラ対５４ｃで挟持されたことが検知されると、排紙ローラ対５４ｃが逆回転し転写材５２は装置本体に引き戻され、不図示の切替えレバーによって搬送ローラ対５５ａの方向に搬送される。そして、転写材５２は搬送ローラ対５５ｂ，５５ｃ，５４ｂによって再びレジストローラ対１３ｂに搬送される。

次いで、転写材５２は感光体１０と転写ローラ１３ａとの間に送られる。このときトナー画像が形成されている面は転写ローラ１３ａ側となっている。転写材５２の先端が加熱ローラ２１と加圧ローラ２２とで挟持されると、転写ローラ１３ａの回転を停止又は速度を落とす。転写材５２は加熱ローラ２１と加圧ローラ２２とによって所定速度で挟持搬送されるので、転写材５２の裏面に形成されたトナー画像は転写ローラ１３ａによって摺擦される。転写材５２の摺擦部分及び非摺擦部分のトナー濃度は、転写ローラ１３ａと定着装置２０の間の搬送路の下面側に配置された濃度センサ４０で測定される。

転写ローラ１３ａによる摺擦部分と非摺擦部分とは、転写ローラ１３ａの回転と停止とを繰り返す、あるいは不図示の機構で転写ローラ１３ａを感光体１０に対して離接させることにより形成することができる。

摺擦部分と非摺擦部分とのトナー濃度の違いから定着装置の定着温度を調整する制御については前記実施形態と同様である。

以上説明した実施形態では、転写材５２の全面に定着性試験画像を形成していたが、図８に示すように、濃度センサ４０による検出幅だけ形成するようにしてもよい。また、摺擦ローラ対３０を転写材５２に対して離接自在とすれば、摺擦部分８２と非摺擦部分８１とを交互に繰り返し形成可能となり、１つの濃度センサ４０で摺擦部分８２と非摺擦部分８１のトナー濃度を測定できるようになる。このことは、転写ローラ１３ａを摺擦ローラとして併用する場合にも適用できる。

本発明の画像形成装置では、定着性能の異なるトナーが充填されたトナー容器が画像形成装置に誤って装着された場合であっても、定着性不足によるオフセット等の不具合が抑制されるので有用である。

１ 画像形成装置
１０ 感光体
１２ 現像装置
１３ａ 転写ローラ（転写装置）
２０ 定着装置
３０ 摺擦ローラ対（摺擦部材）
４０ 濃度センサ（濃度検知部材）
５２ 転写材
６０ トナー容器
６２ 検知部材
３０１ 入力手段

Claims (5)

1. 感光体表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像する現像装置と、現像されたトナー像を感光体表面から転写材に移動させる転写装置と、転写材に移動したトナー像を加熱して転写材に溶融定着させる定着装置と、定着装置よりも転写材搬送方向下流側に設けられた転写材表面を摺擦する摺擦部材と、摺擦後のトナー濃度を検知する濃度検知部材と、現像装置に補給するトナーが充填された、装置本体に対して着脱可能なトナー容器と、トナー容器の装着を検知する検知部材と、トナー容器の装着が検知されたとき定着評価の実施の要否を入力する入力手段とを備え、
   前記トナー容器が装置本体に装着され、前記入力手段から定着性評価の実施が入力されたとき、所定の定着性試験画像を形成し、前記定着装置を通過した定着性試験画像を摺擦部材で摺擦し、前記濃度検知部材による定着性試験画像の摺擦部分と非摺擦部分とのトナー濃度の違いから前記定着装置の設定温度を調整することを特徴とする画像形成装置。
2. 定着性試験画像の摺擦部分と非摺擦部分とのトナー濃度の違いが所定以上である場合には、画像形成を行わないようにする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記入力手段から定着性評価の実施が入力されたとき、所定枚数画像形成が行われた後に、前記の定着性試験画像を形成して定着性評価を行う請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記転写装置を回転自在のローラ状部材にすると共に前記感光体に圧接させ、前記定着装置を通過した転写材が前記感光体と前記ローラ状部材との間に戻る搬送経路を形成し、
   定着性試験画像が形成された転写材が前記定着装置を通過した後、前記搬送経路によって前記ローラ状部材と前記感光体との間に搬送し、前記ローラ状部材を前記摺擦部材として用いる請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記定着装置を通過した、定着性試験画像が形成された転写材が、前記ローラ状部材と前記感光体とで挟持されると、前記ローラ状部材の回転を停止し、前記ローラ状部材で定着性試験画像を摺擦する請求項４記載の画像形成装置。