JP2012078498A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 サーマルヘッドの発熱体の一部が故障したとしても、光沢不良の発生を抑制しつつ継続して画像形成動作を行うことができ、ダウンタイムの発生を防止することができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 画像形成装置100に設けられた光沢付与装置55は、電流を印加することで発熱する複数の発熱体を有し、当該発熱体からの熱により定着器16により加熱された記録紙に光沢を付与するサーマルヘッド201を有する。故障検知部509により複数の発熱体のうちのいずれかの発熱体の故障が検知された場合、当該故障した発熱体に隣接する発熱体の単位時間当たりの発熱量を増加させる。
【選択図】 図2
【解決手段】 画像形成装置100に設けられた光沢付与装置55は、電流を印加することで発熱する複数の発熱体を有し、当該発熱体からの熱により定着器16により加熱された記録紙に光沢を付与するサーマルヘッド201を有する。故障検知部509により複数の発熱体のうちのいずれかの発熱体の故障が検知された場合、当該故障した発熱体に隣接する発熱体の単位時間当たりの発熱量を増加させる。
【選択図】 図2
Description
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に、記録紙に形成された画像に光沢を付与する画像形成装置に関する。
従来の画像形成装置として、例えば、第1の定着器の後段に第2の定着器を設け、第1の定着器を通過した記録紙を第2の定着器で再加熱することにより、光沢を付与する方式が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、この方式では、記録紙の全面に光沢を付与することが可能であるが、領域を限定して光沢を付与することができなかった。また、光沢を付与することを必要としない部分にまで熱を加えるので、消費電力が増大するという問題があった。
そこで、第1の定着器の後工程に第2の定着器としてのサーマルヘッドを用いて任意の領域を再加熱することにより、画像が形成されている領域に限定して光沢を付与する方式が用いられている(例えば、特許文献2参照)。
一方、サーマルヘッドの発熱体の一部に故障が発生した場合、故障箇所で光沢不良が発生し画像品質を低下させてしまうため、発熱体の故障検知を行う必要がある。そこで、サーマルヘッドの各発熱体を順次発熱させ、そのときに流れる電流値を検出し、検出した電流値に基づいて発熱体1つ1つの故障を検知する方法が提案されている(例えば、特許文献3参照)。
しかしながら、特許文献3に記載の方法で発熱体の故障を検知したとしても、サービスマンがサーマルヘッドを交換するまで、ユーザは画像形成装置を使用することができず、ダウンタイムが発生するという問題があった。
そこで、本発明は、サーマルヘッドの発熱体の一部が故障したとしても、光沢不良の発生を抑制しつつ継続して画像形成動作を行うことができ、ダウンタイムの発生を防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、記録紙を給紙する給紙手段と、前記給紙手段により給紙された記録紙にトナー画像を転写する転写手段と、前記転写手段により記録紙に転写されたトナー画像を加熱する定着手段と、電流を印加することで発熱する複数の発熱体を有し、当該発熱体からの熱により前記定着手段により加熱された記録紙に光沢を付与する光沢付与手段と、前記複数の発熱体のうち、故障した発熱体を検知する故障検知手段と、前記故障検知手段により前記複数の発熱体のうちのいずれかの発熱体の故障が検知された場合、当該故障した発熱体に隣接する発熱体の単位時間当たりの発熱量を増加させる制御手段と、を有することを特徴とする。
本発明の画像形成装置によれば、サーマルヘッドの発熱体の一部が故障したとしても、光沢不良の発生を抑制しつつ継続して画像形成動作を行うことができ、ダウンタイムの発生を防止することができる。
(第1の実施形態)
図1は、画像形成装置100の断面図である。
図1は、画像形成装置100の断面図である。
画像形成装置100は、イエロー色の画像を形成する画像形成部1Yと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部1Mと、シアン色の画像を形成する画像形成部1Cと、ブラック色の画像を形成する画像形成部1Bkの4つの画像形成部を備えている。
中間転写ベルト8の下方には、レーザースキャナユニット7が配置されており、各色の感光体2a(イエロー)、2b(マゼンタ)、2c(シアン)、2d(ブラック)に各色の画像データに基づいて変調されたレーザ光を照射する。レーザ光の照射前には、それぞれ一次帯電器3a(イエロー)、3b(マゼンタ)、3c(シアン)、3d(ブラック)にて、感光体2a、2b、2c、2dの全面を帯電させた状態にしている。
現像器4a、4b、4c、4dは、レーザースキャナユニット7によりレーザ光を照射された各色の感光体に各色のトナーを静電的に付着させる。各色の感光体に付着したトナーは、中間転写ベルト8に転写され、ベルトは図中Aの方向に進行し、転写された各色のトナー画像は、二次転写ローラ12にて、記録紙Pへと再度転写される。
さらにその下方に給紙ユニット17、手差しマルチトレイ20を配置し、記録紙Pの搬送パス18、搬送ローラ19、二次転写ローラ12を縦に配置し、その上方に定着器16を備えている。
定着器16は、内部にヒータパターンを印刷したセラミック基板などの熱源を有する定着フィルム16aと前記基板に前記フィルムをはさんで加圧される加圧ローラ16bから構成される。
さらに、定着器16の下流側には定着排紙ローラ21、及び光沢付与装置55が配置されている。記録紙Pの表裏面に画像を形成する場合には、定着排紙ローラ21を逆回転することにより、片面の画像形成及び定着が終了した記録紙Pを両面搬送路23へと搬送し、記録紙Pの裏面に再度画像形成を行うべく二次転写ローラ12の方向へ再給紙する。
なお、記録紙センサ24は、給紙ユニット17や手差しマルチトレイ20から給紙される記録紙P、及び両面搬送路23から再給紙される記録紙Pを検知するためのセンサである。
光沢付与装置55は、記録紙Pの任意の領域を再加熱して光沢を付与する装置である。光沢付与装置55により記録紙Pへの光沢の付与が完了した後、記録紙Pは光沢付与装置55から排紙トレイ22へと排紙される。
図2は、光沢付与装置55の断面図である。
定着排紙ローラ21は、定着器16の下流にあり、定着器16から排出された記録紙Pを光沢付与装置55へと搬送する。光沢付与装置55には、サーマルヘッド201が記録紙Pの搬送方向に交差する幅方向に長手となるよう設けられている。
図3に示されるように、サーマルヘッド201の先端Hにはn個の発熱部であるヘッド(H1、H2、・・・、Hn)が設けられている。ヘッド(H1、H2、・・・、Hn)は、300dpiの間隔で記録紙Pの幅の分だけ、およそ5000個並べられている。
有限長のフィルム202は、送り出しローラ204から送り出され、巻取りローラ205により巻き取られる構成になっている。サーマルヘッド201に対向する対向ローラ203は、記録紙Pの搬送を行う。分離板206は、フィルム202と記録紙Pとを分離する機能を持つ。
定着排紙ローラ21から矢印方向に搬送されてきた記録紙Pは、フィルム202と対向ローラ203により形成されるニップ部を通過する。このとき、サーマルヘッドがオンされた領域のみ搬送中の記録紙P上のトナー像が再加熱され、光沢が付与された画像が形成される。再加熱された記録紙Pは、フィルム202と共に左方向に送り出される。記録紙Pは分離板206によりフィルム202と分離され、フィルム202が巻取りローラ205に巻き取られる一方、記録紙Pのみが光沢付与装置55から排出される。
図4は、画像形成装置100及び光沢付与装置55の制御ブロック図である。
制御部501は、CPU502、ROM503、及びRAM504を有する。CPU502は、画像形成装置100全体を制御する制御回路である。ROM503には、画像形成装置100で実行する各種処理を制御するための制御プログラムが格納されている。RAM504は、CPU502が動作するためのシステムワークメモリであり、また画像データを一時記憶するための画像メモリとしても機能する。
CPU502は、外部のスキャナ、PC、及びFAX等の外部装置300から画像データを受信し、画像形成装置100の内部に設けられた各種センサ類507の出力に応じて、各種モータ類506を制御して記録紙Pへの画像形成動作を行う。また、ユーザは、操作部505上の入力キーを用いて、画像形成装置100に対する操作入力を行うことができる。
また、CPU502は、サーマルヘッド制御部508に対して、後述する光沢付与データと電流量制御信号を送信する。CPU502から送信された信号に応じて、サーマルヘッド制御部508は、サーマルヘッド201の各発熱体の駆動を制御する。なお、故障検知部509は、サーマルヘッド201の各発熱体の故障を検知するための回路であり、検知結果をCPU502に送信する。
図5は、サーマルヘッド201の電気構成ブロック図である。
サーマルヘッド201は、図3に示されるn個のヘッド(H1、H2、・・・、Hn)に対応して設けられた、n個の発熱体(抵抗ヒータ)604から構成される。また、サーマルヘッド制御部508は、ドライバ601と電流量制御回路602から構成される。
CPU502は、サーマルヘッド制御部508へ電流量制御信号及び光沢付与データを送信する。電流量制御回路602は、CPU502から送信される電流量制御信号に基づいて、抵抗ヒータ604へ流す電流値を制御する。また、ドライバ601は、CPU502から送信される光沢付与データにしたがって抵抗ヒータ604へ流す電流のオン/オフを制御する。
故障検知部509は、電流検出回路から構成され、断線や短絡による各抵抗ヒータ604の故障を検知する。具体的には、各抵抗ヒータ604の両端の電位差と各抵抗ヒータ604の抵抗値とから、各抵抗ヒータ604に流れる電流を検出する。故障検知部509は、異常な電流値を検出した場合、複数の抵抗ヒータ604のうちのいずれの抵抗ヒータが故障したのかを示す情報をCPU502に送信する。
図6は、サーマルヘッドの故障検知動作を示すフローチャートである。
このフローチャートを実行するためのプログラムは、ROM503に記憶されており、CPU502により読み出されることにより実行される。なお、この故障検知動作は、光沢付与装置55のスタンバイ時、記録紙の後端がヘッドを通過してから次の記録紙の先端がヘッドに到達するまでの間(いわゆる紙間時)など、記録紙を通紙していないタイミングであれば、いつ実行してもよい。
まず、CPU502は、図3のヘッドH1から順番に故障検知動作を行うために、変数aに1を代入する(S601)。次に、CPU502は、故障検知モード用の電流量制御信号を電流量制御回路602へ送信するとともに(S602)、a番目のヘッドを発熱する指示を与えるための光沢付与データをドライバ601へ送信する(S603)。
このとき、故障検知部509は、a番目のヘッドに対応する抵抗ヒータ604に流れる電流値が所定の範囲に入っていれば正常、外れている場合は故障としてCPU502に通知する。そして、CPU502は、故障検知部509からの検知結果を受信し、a番目のヘッドに対応する抵抗ヒータ604が故障しているかどうかを検知する(S604)。
次に、CPU502は、n個全てのヘッドの故障検知が完了したかどうか、つまりa=nかどうかを判断する(S605)。a≠nの場合には、CPU502は変数aを1加算して(S606)、ステップS602に戻る。a=nの場合には、CPU502は、n個のヘッドのうち故障したヘッドがあるかどうかを判断する(S607)。故障したヘッドが無い場合には、CPU502はこのフローを終了する。
故障したヘッドが存在する場合は、CPU502は、故障したヘッドに隣接するヘッドの抵抗ヒータ604が故障しているかどうかを判断する(S608)。故障したヘッドに隣接するヘッドの抵抗ヒータ604が故障している場合は、CPU502は、操作部505上の表示部にエラー通知を行ってサーマルヘッド201の交換をユーザに促す(S609)。その後、CPU502は、サーマルヘッド201の各発熱体への電流印加を停止し、このフローを終了する。
ステップS608において、隣接するヘッドの抵抗ヒータ604が故障していない場合は、CPU502は、故障ヘッドが所定数以上あるかどうかを判断する(S610)。故障ヘッドが所定数以上ある場合は、CPU502は、操作部505上の表示部にエラー通知を行ってサーマルヘッド201の交換をユーザに促す(S609)。その後、CPU502は、サーマルヘッド201の各発熱体への電流印加を停止し、このフローを終了する。
ステップS610において、故障ヘッドが所定数未満である場合は、CPU502は、後述の故障ヘッド補完制御に切り替え(S611)、このフローを終了する。
図7は、故障ヘッド補完制御時の故障ヘッドとその周辺ヘッドの制御パターンを示す図である。
図7(a−1)〜図7(a−5)は、ヘッドHmを中心として、前後2つずつのヘッドの発熱パターンを示す図である。図7(b−1)〜図7(b−5)は、ヘッドHmが故障しており、その前後2つずつのヘッドが正常なときの発熱パターンを示す図である。なお、黒の丸部は非発熱状態の正常のヘッドを示し、白抜きの丸部は非発熱状態の故障したヘッドを示し、グレーの丸部は発熱状態の正常ヘッドを示す。
図7(a−1)と図7(b−1)は、ヘッドH(m−2)〜H(m+2)すべて、非発熱状態のときの図である。
図7(a−2)と図7(b−2)は、ヘッドHmの位置の画像に光沢付与するときの発熱パターンを示す。正常時は、図7(a−2)に示されるように、ヘッドHmを所定の熱量で発熱させる。ヘッドHmが故障している場合は、図7(b−2)に示されるように、ヘッドHmの両隣のヘッドH(m−1)とヘッドH(m+1)をそれぞれのヘッド位置に光沢を付与するときの半分の熱量で発熱させる。これにより、ヘッドH(m−1)〜H(m+1)の熱量の総量が故障時と正常時でほぼ同等の熱量となり、故障しているヘッドHmの位置の熱量を補完することができる。
図7(a−3)と図7(b−3)は、ヘッドHmとヘッドH(m+1)の位置の画像に光沢付与するときの発熱パターンを示す。正常時は、図7(a−3)に示されるように、ヘッドHmとヘッドH(m+1)を所定の熱量で発熱させる。ヘッドHmが故障している場合は、図7(b−3)に示されるように、ヘッドH(m−1)をヘッドH(m−1)の位置に光沢を付与するときの半分の熱量で発熱させる。また、ヘッドH(m+1)をヘッドH(m+1)の位置に光沢を付与するときの1.5倍の熱量で発熱させる。これにより、ヘッドH(m−1)〜H(m+1)の熱量の総量が故障時と正常時でほぼ同等の熱量となり、故障しているヘッドHmの位置の熱量を補完することができる。
図7(a−4)と図7(b−4)はヘッドH(m−1)〜H(m+1)の位置に光沢を付与する時の発熱パターンを示す図である。正常時は、図7(a−4)に示されるように、ヘッドH(m−1)〜H(m+1)の3ヘッドとも所定の熱量で発熱させる。ヘッドHmが故障している場合は、図7(b−4)に示されるように、ヘッドH(m+1)とヘッドH(m−1)をそれぞれのヘッド位置に光沢を付与するときの1.5倍の熱量で発熱させる。これにより、ヘッドH(m−1)〜H(m+1)の熱量の総量が故障時と正常時でほぼ同等の熱量となり、故障しているヘッドHmの位置の熱量を補完することができる。
図7(a−5)と図7(b−5)は、ヘッドH(m+1)とヘッドH(m−1)の位置に光沢を付与するときの発熱パターンを示す。この場合、ヘッドHmが正常のときと故障しているときで発熱パターンは変わらず、ヘッドH(m+1)とヘッドH(m−1)がそれぞれ所定の発熱量で発熱する。
図8は、第1の実施形態における、故障ヘッド補完制御時の電流印加パターンを示す図である。
横軸は時間を表し、縦軸は各ヘッドに流す電流量を表している。図8(a)は、正常時、すなわち故障ヘッドのないときの電流印加パターンであり、ヘッドH(m−1)〜H(m+1)の3つのヘッドの電流印加パターンを示している。図8(b)は、ヘッドHmが故障している場合の電流印加パターンであり、ヘッドH(m−1)〜H(m+1)の3つのヘッドの電流印加パターンを示している。それぞれ、縦の破線で区切られている区間が、記録紙が搬送方向に1画素分進む時間であり、全部で5画素分の電流印加パターンを示している。
図8中の(a−1)〜(a−5)、(b−1)〜(b−5)は、それぞれ図7中の(a−1)〜(a−5)、(b−1)〜(b−5)の電流印加パターンに対応している。(a−1)、(b−1)のパターンでは、3つのヘッドともに発熱させないパターンのため、電流値は0レベルである。
(a−2)、(b−2)のパターンは、ヘッドHmに対応する位置に光沢を付与したい場合である。正常時には、(a−2)に示されるように、ヘッドHmのみに電流を印加しHmを発熱させる。ヘッドHm故障時には、(b−2)に示されるように、ヘッドHmには電流印加せずに、ヘッドHmに隣り合うヘッドH(m+1)とヘッドH(m−1)に、正常時にそれぞれのヘッド位置に光沢を付与する場合の電流値の半分の電流値の電流を印加する。これにより、ヘッドH(m−1)〜H(m+1)の3つのヘッドの発熱量がヘッドHmの正常時と故障時でほぼ同じになり、ヘッドHmの発熱を補完することができる。
(a−3)、(b−3)のパターンは、ヘッドHmとヘッドH(m+1)の位置の画像に光沢付与するときの電流印加パターンである。ヘッドHmが故障している場合は、(b−3)に示されるように、正常時にヘッドH(m−1)の位置に光沢を付与するときの半分の電流値をヘッドH(m−1)に印加する。また、正常時にヘッドH(m+1)の位置に光沢を付与するときの1.5倍の電流値をヘッドH(m+1)に印加する。
(a−4)、(b−4)のパターンは、ヘッドH(m+1)、Hm、及びH(m−1)の位置の画像に光沢付与するときの電流印加パターンである。ヘッドHmが故障している場合は、(b−4)に示されるように、ヘッドH(m+1)とヘッドH(m−1)に対し、正常時にそれぞれのヘッド位置に光沢を付与するときの1.5倍の電流値を印加する。
(a−5)、(b−5)のパターンは、ヘッドH(m+1)とヘッドH(m−1)の位置の画像に光沢付与するときの電流印加パターンである。この場合、ヘッドHmが正常のときと故障しているときで電流印加パターンは変わらず、ヘッドH(m+1)とヘッドH(m−1)にそれぞれ正常時と同じ電流値を印加する。
(第2の実施形態)
第1の実施形態では各ヘッドに印加する電流量を制御していたが、第2の実施形態では各ヘッドに印加する電流の印加時間を制御する。具体的には、第2の実施形態では、電流量制御信号の代わりに電流量印加時間制御信号をサーマルヘッド制御部508に入力して、電流の印加時間を制御する。
第1の実施形態では各ヘッドに印加する電流量を制御していたが、第2の実施形態では各ヘッドに印加する電流の印加時間を制御する。具体的には、第2の実施形態では、電流量制御信号の代わりに電流量印加時間制御信号をサーマルヘッド制御部508に入力して、電流の印加時間を制御する。
図9は、第2の実施形態における、故障ヘッド補完制御時の電流印加パターンを示す図である。
第1の実施形態の図8(b−2)では、ヘッドHmに隣り合うヘッドH(m+1)とヘッドH(m−1)に、正常時にそれぞれのヘッド位置に光沢を付与する場合の電流値の半分の電流値の電流を印加することとした。一方、第2の実施形態の図9(b−2)では、電流値を一定に維持しつつ正常時にそれぞれのヘッド位置に光沢を付与する場合の電流印加時間の半分の時間だけ電流を印加する。これにより、ヘッドH(m−1)〜H(m+1)の3つのヘッドの発熱量がヘッドHmの正常時と故障時でほぼ同じになり、ヘッドHmの発熱を補完することができる。
図9(b−3)のパターンでは、正常時にヘッドH(m−1)の位置に光沢を付与するときの半分の時間だけヘッドH(m−1)に電流を印加する。また、正常時にヘッドH(m+1)の位置に光沢を付与するときの1.5倍の時間ヘッドH(m+1)に電流を印加する。
図9(b−4)のパターンでは、ヘッドH(m+1)とヘッドH(m−1)に対し、正常時にそれぞれのヘッド位置に光沢を付与するときの1.5倍の時間電流印加する。
以上で説明したように、CPU502は、故障したヘッドに隣接するヘッドの抵抗ヒータの単位時間当たりの発熱量を増加させるよう、当該隣接するヘッドの抵抗ヒータに印加する電流を制御する。このように制御することで、本実施形態の画像形成装置は、サーマルヘッドの抵抗ヒータの一部が故障したとしても、光沢不良の発生を抑制しつつ継続して画像形成動作を行うことができ、ダウンタイムの発生を防止することができる。
なお、上記の本実施形態では、画像形成装置100としてタンデム型のカラー画像形成装置を一例として示したが、電子写真方式の画像形成装置であれば、この構成に限られるものではない。
12 二次転写ローラ(転写手段に対応)
16 定着器(定着手段に対応)
17 給紙ユニット(給紙手段に対応)
20 マルチトレイ(給紙手段に対応)
55 光沢付与装置
100 画像形成装置
201 サーマルヘッド(光沢付与手段に対応)
502 CPU(制御手段に対応)
509 故障検知部(故障検知手段に対応)
16 定着器(定着手段に対応)
17 給紙ユニット(給紙手段に対応)
20 マルチトレイ(給紙手段に対応)
55 光沢付与装置
100 画像形成装置
201 サーマルヘッド(光沢付与手段に対応)
502 CPU(制御手段に対応)
509 故障検知部(故障検知手段に対応)
Claims (7)
- 記録紙を給紙する給紙手段と、
前記給紙手段により給紙された記録紙にトナー画像を転写する転写手段と、
前記転写手段により記録紙に転写されたトナー画像を加熱する定着手段と、
電流を印加することで発熱する複数の発熱体を有し、当該発熱体からの熱により前記定着手段により加熱された記録紙に光沢を付与する光沢付与手段と、
前記複数の発熱体のうち、故障した発熱体を検知する故障検知手段と、
前記故障検知手段により前記複数の発熱体のうちのいずれかの発熱体の故障が検知された場合、当該故障した発熱体に隣接する発熱体の単位時間当たりの発熱量を増加させる制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御手段は、印加する電流量を増加させることで、前記故障した発熱体に隣接する発熱体の発熱量を増加させることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、電流を印加する時間を長くすることで、前記故障した発熱体に隣接する発熱体の発熱量を増加させることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記故障検知手段により隣り合う前記発熱体の故障が検知された場合、前記複数の発熱体への電流の印加を停止することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記故障検知手段により所定数以上の前記発熱体の故障が検知された場合、前記複数の発熱体への電流の印加を停止することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記故障検知手段は、前記光沢付与手段に記録紙を搬送していないタイミングで、前記複数の発熱体の故障検知を行うことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記光沢付与手段は、記録紙の搬送方向に交差する方向に長手となるよう設けられたサーマルヘッドであることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
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EP3693799A1 (en) * | 2019-02-05 | 2020-08-12 | Toshiba TEC Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus, determination apparatus, and control method |
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EP3693799A1 (en) * | 2019-02-05 | 2020-08-12 | Toshiba TEC Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus, determination apparatus, and control method |
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