JP2014119567A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】供給電流の制限によって定着温度の低下が発生し得る画像形成装置において、より効果的な定着手段のクリーニングが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置に供給されている電流を検知する電流検知手段の検知量が所定値を超えることで電流制限手段が定着手段に供給可能な最大電流を制限している状態において、トナー画像の記録材への加熱定着後に定着手段に残留する残留物の堆積度合いが、所定の堆積度合いに達したか否かを判定する判定手段を有し、前記判定手段が前記所定の堆積度合いに達したと判定したら、前記定着手段のクリーニング制御シーケンスを実行することを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】画像形成装置に供給されている電流を検知する電流検知手段の検知量が所定値を超えることで電流制限手段が定着手段に供給可能な最大電流を制限している状態において、トナー画像の記録材への加熱定着後に定着手段に残留する残留物の堆積度合いが、所定の堆積度合いに達したか否かを判定する判定手段を有し、前記判定手段が前記所定の堆積度合いに達したと判定したら、前記定着手段のクリーニング制御シーケンスを実行することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、本発明は記録材上に画像を形成するカラー画像形成装置に関し、特に、商用電源から画像形成装置に流入する電流量を検知する電流検知回路を有する画像形成装置に関する。
電子写真方式を採用する画像形成装置であるレーザプリンタに用いられる定着装置の一例として、熱ローラ方式の定着装置が知られている。熱ローラ方式の定着装置は、ヒータなどの熱源を内包または外部に備える定着ローラと、この定着ローラと接触してニップ部(定着ニップ部)を形成する加圧ローラからなる。未定着トナー画像を担持する記録材はトナー画像担持面を定着ローラ側に向けてニップ部で挟持搬送されつつ加熱され、これにより記録材上のトナー画像は記録材に加熱定着される。
上記定着装置においては、画像形成装置の使用に伴い少なからず未定着トナー画像のトナーや記録材としての記録紙の紙紛などが定着ローラあるいは加圧ローラの外周面(表面)に付着して定着ローラあるいは加圧ローラ表面が汚れることがある。これは定着不足による熱的オフセットなどが原因となって発生するものである。特に加圧ローラ表面にトナーや紙粉が付着すると、記録材の裏汚れが発生したり、ひどい場合には記録材が巻きついたりする可能性がある。
こうした問題を解決するため、クリーニングシートで定着ローラや加圧ローラの表面の汚れをクリーニングする画像形成装置が知られている。この画像形成装置では、クリーニング専用のトナーパターンを形成した記録材をクリーニングシートとして作成する。そして、クリーニング対象とする定着ローラまたは加圧ローラにトナーパターンが接触する向きでクリーニングシートを画像形成装置に再給紙し、定着装置を通過させることで、定着ローラまたは加圧ローラの表面の汚れをクリーニングする。
ここで、特許文献1では、クリーニング用として記録材に形成されるトナーパターンの単位面積あたりのトナー量を、記録材の材質に関わる種類に応じて変更し、クリーニングシートのクリーニング性能の向上を図ることが提案されている。
一方、近年、画像形成装置の高速化に伴い、画像形成装置に使用するモータが高速化/大型化し、画像形成装置の消費電流が増加している。また、オフィス文書のカラー化が進み、カラーレーザプリンタが多く生産されている。カラーレーザプリンタは、複数の画像形成を同時に行うためモータの使用個数が多く、更に、複数のトナー像を記録材に定着させる必要があるため定着装置が消費する電流も大きい。更に、画像形成装置の高機能化に伴い、種々のオプション装置が装着されるようになってきている。例えば、複数の記録材サイズに対応するための給紙オプション装置、排出された記録材を所定枚数毎に仕分けやステイプルする排紙オプション装置、原稿のコピーや電子ファイル化を行うための自動紙送り機構付きイメージスキャナ等のオプション装置である。その結果、画像形成装置の消費電流は益々増加する傾向にある。
これら機器の消費する電流の上限の一つの目安は、商用電源で供給可能な最大電流、言い換えれば、定格電流(例えば15A=1500W/100V)であり、画像形成装置の消費電流が商用電源の定格電流を超えないように設計する必要がある。そこで、従来の画像形成装置では、例えば、画像形成装置への流入電流を検知する電流検知装置を設け、商用電源の定格電流を超えないように定着装置に流す電流を制限することがなされている。しかし、定着装置に流す電流を制限すると、消費電流が足りなくなるため、徐々に定着装置の温度は低下し、所望の定着性を確保できなくなる。
これに対し、特許文献2では、定着装置へ流す電流が制限されている状態で定着装置の温度が制御目標温度より低い所定温度を下回った場合、定着装置へ搬送される記録材の搬送間隔を拡大させ、定着性を確保させることが提案されている。
上記定着装置においては、画像形成装置の使用に伴い少なからず未定着トナー画像のトナーや記録材としての記録紙の紙紛などが定着ローラあるいは加圧ローラの外周面(表面)に付着して定着ローラあるいは加圧ローラ表面が汚れることがある。これは定着不足による熱的オフセットなどが原因となって発生するものである。特に加圧ローラ表面にトナーや紙粉が付着すると、記録材の裏汚れが発生したり、ひどい場合には記録材が巻きついたりする可能性がある。
こうした問題を解決するため、クリーニングシートで定着ローラや加圧ローラの表面の汚れをクリーニングする画像形成装置が知られている。この画像形成装置では、クリーニング専用のトナーパターンを形成した記録材をクリーニングシートとして作成する。そして、クリーニング対象とする定着ローラまたは加圧ローラにトナーパターンが接触する向きでクリーニングシートを画像形成装置に再給紙し、定着装置を通過させることで、定着ローラまたは加圧ローラの表面の汚れをクリーニングする。
ここで、特許文献1では、クリーニング用として記録材に形成されるトナーパターンの単位面積あたりのトナー量を、記録材の材質に関わる種類に応じて変更し、クリーニングシートのクリーニング性能の向上を図ることが提案されている。
一方、近年、画像形成装置の高速化に伴い、画像形成装置に使用するモータが高速化/大型化し、画像形成装置の消費電流が増加している。また、オフィス文書のカラー化が進み、カラーレーザプリンタが多く生産されている。カラーレーザプリンタは、複数の画像形成を同時に行うためモータの使用個数が多く、更に、複数のトナー像を記録材に定着させる必要があるため定着装置が消費する電流も大きい。更に、画像形成装置の高機能化に伴い、種々のオプション装置が装着されるようになってきている。例えば、複数の記録材サイズに対応するための給紙オプション装置、排出された記録材を所定枚数毎に仕分けやステイプルする排紙オプション装置、原稿のコピーや電子ファイル化を行うための自動紙送り機構付きイメージスキャナ等のオプション装置である。その結果、画像形成装置の消費電流は益々増加する傾向にある。
これら機器の消費する電流の上限の一つの目安は、商用電源で供給可能な最大電流、言い換えれば、定格電流(例えば15A=1500W/100V)であり、画像形成装置の消費電流が商用電源の定格電流を超えないように設計する必要がある。そこで、従来の画像形成装置では、例えば、画像形成装置への流入電流を検知する電流検知装置を設け、商用電源の定格電流を超えないように定着装置に流す電流を制限することがなされている。しかし、定着装置に流す電流を制限すると、消費電流が足りなくなるため、徐々に定着装置の温度は低下し、所望の定着性を確保できなくなる。
これに対し、特許文献2では、定着装置へ流す電流が制限されている状態で定着装置の温度が制御目標温度より低い所定温度を下回った場合、定着装置へ搬送される記録材の搬送間隔を拡大させ、定着性を確保させることが提案されている。
定着装置に流す電流が制限され始めてから、定着装置の温度が制御目標温度より低い所定温度を下回るまでの期間において、目視可能なレベルの定着不良は発生しないが、記録材上の一部のトナーは定着不十分となる可能性がある。その結果、定着ローラ又は加圧ローラ表面が汚れる可能性がある。こうした定着ローラ又は加圧ローラ表面の汚れは、定着ローラ又は加圧ローラ表面での蓄積限界を超えるとニップ部で記録材上へ吐出され、記録材上の画像を汚損する原因となり得る。また、定着ローラ又は加圧ローラ表面の汚れをきっかけとして、記録材が定着ローラ又は加圧ローラ表面に巻付きやすくなり、定着装置でのジャムや定着ローラ又は加圧ローラの破損を引き起こす恐れがある。
本発明の目的は、供給電流の制限によって定着温度の低下が発生し得る画像形成装置において、より効果的な定着手段のクリーニングが可能な画像形成装置を提供することである。
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
記録材にトナー画像を形成する画像形成手段と、
記録材に形成されたトナー画像を記録材に加熱定着する定着手段と、
前記定着手段の温度を検知する温度検知手段と、
前記定着手段の温度が制御目標温度に維持されるように前記定着手段への電流の印加を制御する温度制御手段と、
画像形成装置に供給されている電流を検知する電流検知手段と、
前記定着手段に供給可能な最大電流を制限する電流制限手段と、
を有する画像形成装置において、
前記電流検知手段の検知量が所定値を超えることで前記電流制限手段が前記定着手段に供給可能な最大電流を制限している状態において、トナー画像の記録材への加熱定着後に前記定着手段に残留する残留物の堆積度合いが、所定の堆積度合いに達したか否かを判定する判定手段を有し、
前記判定手段が前記所定の堆積度合いに達したと判定したら、前記定着手段のクリーニング制御シーケンスを実行することを特徴とする。
記録材にトナー画像を形成する画像形成手段と、
記録材に形成されたトナー画像を記録材に加熱定着する定着手段と、
前記定着手段の温度を検知する温度検知手段と、
前記定着手段の温度が制御目標温度に維持されるように前記定着手段への電流の印加を制御する温度制御手段と、
画像形成装置に供給されている電流を検知する電流検知手段と、
前記定着手段に供給可能な最大電流を制限する電流制限手段と、
を有する画像形成装置において、
前記電流検知手段の検知量が所定値を超えることで前記電流制限手段が前記定着手段に供給可能な最大電流を制限している状態において、トナー画像の記録材への加熱定着後に前記定着手段に残留する残留物の堆積度合いが、所定の堆積度合いに達したか否かを判定する判定手段を有し、
前記判定手段が前記所定の堆積度合いに達したと判定したら、前記定着手段のクリーニング制御シーケンスを実行することを特徴とする。
本発明によれば、供給電流の制限によって定着温度の低下が発生し得る画像形成装置において、より効果的な定着手段のクリーニングが可能となる。
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
(実施例1)
[1.画像形成装置の全体構成]
まず、本発明の実施例1に係る画像形成装置の全体構成について説明する。図2は、実施例1に係る画像形成装置(オプション装置付きのディジタルカラー複写機)の構成を示す図である。本実施例の画像形成装置は、180mm/secのプロセススピードでA4サイズ紙を30ppmで出力する能力をもつ。また、本実施例の画像形成装置は定格電圧100V〜127Vで使用されるものである。
[1.画像形成装置の全体構成]
まず、本発明の実施例1に係る画像形成装置の全体構成について説明する。図2は、実施例1に係る画像形成装置(オプション装置付きのディジタルカラー複写機)の構成を示す図である。本実施例の画像形成装置は、180mm/secのプロセススピードでA4サイズ紙を30ppmで出力する能力をもつ。また、本実施例の画像形成装置は定格電圧100V〜127Vで使用されるものである。
図2において、401は画像形成装置、402は記録材32を収納する給紙カセット、404は給紙カセット402から記録材32を繰り出すピックアップローラ、405はピックアップローラ404によって繰り出された記録材32を搬送する給紙ローラである。406は給紙ローラ405と対をなし記録材32の重送を防止するためのリタードローラ、407はレジストローラ対である。
409は静電吸着搬送転写ベルト(以下ETB:electrical transfer beltと記す)であり、記録材32を静電吸着させて搬送する。
410Y,410M、410C、410Kはプロセスカートリッジである。410Yはイエロー色のプロセスカートリッジ、410Mはマゼンタ色のプロセスカートリッジ、410Cはシアン色のプロセスカートリッジ、410Kはブラック色のプロセスカートリッジである。ここで、図2に示す各構成の符号におけるY、M、C、Kは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応した構成であることを示しており、区別して説明する必要があるなど場合を除き、以下の説明では適宜省略する。
410Y,410M、410C、410Kはプロセスカートリッジである。410Yはイエロー色のプロセスカートリッジ、410Mはマゼンタ色のプロセスカートリッジ、410Cはシアン色のプロセスカートリッジ、410Kはブラック色のプロセスカートリッジである。ここで、図2に示す各構成の符号におけるY、M、C、Kは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応した構成であることを示しており、区別して説明する必要があるなど場合を除き、以下の説明では適宜省略する。
各プロセスカートリッジ410は、それぞれ、感光ドラム305と、感光ドラム305上の各色のトナー(現像剤)を除去するクリーニング装置306と、帯電ローラ303と、現像ローラ302と、トナー格納容器411とを備えている。各プロセスカートリッジ410は、画像形成装置401に対しそれぞれ着脱可能となっている。トナーとしては、少なくともバインダ、着色剤、荷電制御剤から構成される。本実施例ではバインダ樹脂としてスチレンアクリル系樹脂を使用する。
420はスキャナユニットであり、各色のプロセスカートリッジ410に対応して設けられている。スキャナユニット420は、概略、レーザユニット421、ポリゴンミラー422、スキャナモータ423、結像レンズ群424により構成されている。レーザユニット421は、後述するビデオコントローラ440から送出される各画像信号に基づいて変調されたレーザ光を発光する。ポリゴンミラー422は、各レーザユニット420からのレーザ光を各感光ドラム305上に走査する。
430は感光ドラム305上の各色のトナー(トナー画像)を、ETB409によって搬送される記録材32に転写させる転写ローラである。431は定着装置(定着手段)であり、内部に加熱用のヒータであるハロゲンランプ432を備えた定着ローラ433と加圧ローラ434、定着ローラ433からの記録材32を搬送するための定着排紙ローラ対435により構成されている。460は記録材32の両面に画像形成を行う際に記録材の搬送方向を反転させる両面反転ローラであり、461は反転した記録材32が搬送される両面プリント用搬送路である。
451、452、453はDCブラシレスモータであり、451はプロセスカートリッジ410を駆動するメインモータ、452はETBを駆動するETBモータ、453は定着装置を駆動する定着モータである。尚、メインモータ451は4色分存在し、プロセスカートリッジ410Y、410M、410C、410Kに対して、DCブラシレスモータ451Y、451M、451C、451Kが対応している。
201は画像形成装置401の制御部であるDCコントローラであり、マイクロコンピュータ207、および各種入出力制御回路(不図示)等で構成されている。ここで、マイクロコンピュータ207は、ROMやRAMなどのメモリとCPUとからなる。メモリには、記録材32上に画像を形成するための画像形成制御シーケンスや、定着装置431をクリーニングするためのクリーニング制御シーケンスなどが記憶されている。
202は低圧電源回路であり、1次AC電流を平滑後に降圧し、各DCブラシレスモータ451、452、453や、DCコントローラ201などに電力を供給する。
202は低圧電源回路であり、1次AC電流を平滑後に降圧し、各DCブラシレスモータ451、452、453や、DCコントローラ201などに電力を供給する。
440はビデオコントローラであり、パーソナルコンピュータ等のホストコンピュータ441から送出される画像データを受け取ると、この画像データをビットマップデータに展開し、画像形成用の画像信号を生成する。
323は記録材に光を照射し、記録材の透過光量から記録材の坪量を判別する坪量判別装置である。324は画像形成装置の周囲温度を検知する温度検知センサ(温度検知手段)である。
651は異なる記録材に対応するためのオプション装置である給紙ユニットであり、記録材32を収納する給紙カセット652、給紙カセット652から記録材32を繰り出すピックアップローラ654を有する。
323は記録材に光を照射し、記録材の透過光量から記録材の坪量を判別する坪量判別装置である。324は画像形成装置の周囲温度を検知する温度検知センサ(温度検知手段)である。
651は異なる記録材に対応するためのオプション装置である給紙ユニットであり、記録材32を収納する給紙カセット652、給紙カセット652から記録材32を繰り出すピックアップローラ654を有する。
801は画像形成装置401から排出された記録材を所定枚数毎に排紙トレイにソートするオプション装置である排紙ユニットであり、搬送ローラ対804、805を駆動するモータ802と、排紙トレイ806を昇降動作させるモータ803とを有する。
701は画像形成装置401から排出された記録材をオプション装置である排紙ユニット801に搬送するオプション装置である搬送ユニットであり、搬送ローラ対703、704を駆動するモータ702を有する。
901は原稿搬送部930と原稿読み込み部931とからなるオプション装置であるイメージスキャナである。902は原稿932を搬送する原稿搬送モータ、904は露光ユニット、905は露光装置、906はミラー、903は露光ユニット904を水平移動させるスキャナ駆動モータ、907は反射装置、908、909はミラーである。910は受光装置、940はイメージスキャナ901の動作を制御するとともに、受光装置910で受光した信号を画像データ化するイメージスキャナコントローラユニットである。
701は画像形成装置401から排出された記録材をオプション装置である排紙ユニット801に搬送するオプション装置である搬送ユニットであり、搬送ローラ対703、704を駆動するモータ702を有する。
901は原稿搬送部930と原稿読み込み部931とからなるオプション装置であるイメージスキャナである。902は原稿932を搬送する原稿搬送モータ、904は露光ユニット、905は露光装置、906はミラー、903は露光ユニット904を水平移動させるスキャナ駆動モータ、907は反射装置、908、909はミラーである。910は受光装置、940はイメージスキャナ901の動作を制御するとともに、受光装置910で受光した信号を画像データ化するイメージスキャナコントローラユニットである。
[2.定着装置の構成]
図3は定着装置431の一例の構成を示す図である。この定着装置431は熱ローラ方式の定着装置である。以下の説明において、定着装置およびこの定着装置を構成する部材に関し、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向である。短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向である。
図3は定着装置431の一例の構成を示す図である。この定着装置431は熱ローラ方式の定着装置である。以下の説明において、定着装置およびこの定着装置を構成する部材に関し、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向である。短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向である。
定着装置431は、加熱手段としてのハロゲンランプ432と、定着部材としての定着ローラ433および加圧ローラ434と、を有する。ハロゲンランプ432と、定着ローラ433と、加圧ローラ434は何れも長手方向に細長い部材である。
定着ローラ433は、アルミニウムやステンレス製の円筒形状の中空芯金433aを有する。この中空芯金433aの外周面上にはシリコーンゴム等を薄肉に形成した弾性層433bが形成されている。さらにその弾性層433bの外周面上には離型性に優れた性能を示すポリテトラフルオロエチレン(PTFE)あるいはパーフルオロアルコキシテトラフルオロエチレン共重合体(PFA)よりなる離型層433cが形成されている。この定着ローラ433は、中空芯金433aの長手方向両端部が装置フレーム(不図示)に回転自在に保持されている。
定着ローラ433の中空芯金433aの内部にはハロゲンランプ432が配設されている。このハロゲンランプ432は、ハロゲンランプ432の長手方向両端部が装置フレームに保持されている。このハロゲンランプ432に対して不図示の電源から通電してハロゲンランプ432を発熱させ、ハロゲンランプ432の輻射熱により中空芯金433aの内部から中空芯金433a、弾性層433b、離型層433cを介して定着ローラ433の外周面(表面)を加熱する。
加圧ローラ434は、アルミニウムやステンレス製の丸軸状の芯金434aを有する。この芯金434aの外周面上にはシリコーンゴムや発泡シリコーンゴム等を厚肉に形成した弾性層434bが形成されている。さらにその弾性層434bの外周面上には最外層としてPTFEやPFAよりなる離型層434cが形成されている。この加圧ローラ434は、定着ローラ433に対して略並行に配設され芯金434aの長手方向両端部を装置フレームに回転自在に保持させている。そして加圧ローラ434は、加圧ローラ434の芯金434aの長手方向両端部を加圧バネなどの加圧手段(不図示)により定着ローラ433の軸方向へ付勢して加圧ローラ434の外周面(表面)を定着ローラ433表面に加圧状態に接触させている。その加圧ローラ434は、加圧手段による加圧力により弾性層434bが定着ローラ433表面の長手方向に沿って弾性変形し加圧ローラ434表面と定着ローラ433表面との間に所定幅のニップ部(定着ニップ部)Nを形成している。定着モータ453を駆動して加圧ローラ434を回転させ定着ローラ433を従動回転させる構成となっている。
[3.画像形成動作]
まず、ホストコンピュータ441からビデオコントローラ440に画像データが送信される。ビデオコントローラ440は、DCコントローラ201に画像形成の開始を指示するPRINT信号を送信するとともに、受信した画像データをビットマップデータに変換する。PRINT信号を受信したDCコントローラ201は、所定のタイミングで各種モータ423、451、452、453の駆動を開始するとともに、各種ローラ404、405、406を駆動して給紙カセット402から記録材32を繰り出す。その後、坪量判別装置323で記録材32の厚みを判別し、記録材に応じた画像形成速度及び画像形成条件を選択する。記録材32の判別結果により画像形成速度の変更が必要な場合はメインモータ451、ETBモータ452、定着モータ453の回転速度を変更する。
また、温度検知センサ324で画像形成装置401の周囲温度(環境温度)を検知し、検知結果に応じて選択した画像形成条件の補正を行う。記録材32は、レジストローラ対407まで搬送して一旦停止する。
まず、ホストコンピュータ441からビデオコントローラ440に画像データが送信される。ビデオコントローラ440は、DCコントローラ201に画像形成の開始を指示するPRINT信号を送信するとともに、受信した画像データをビットマップデータに変換する。PRINT信号を受信したDCコントローラ201は、所定のタイミングで各種モータ423、451、452、453の駆動を開始するとともに、各種ローラ404、405、406を駆動して給紙カセット402から記録材32を繰り出す。その後、坪量判別装置323で記録材32の厚みを判別し、記録材に応じた画像形成速度及び画像形成条件を選択する。記録材32の判別結果により画像形成速度の変更が必要な場合はメインモータ451、ETBモータ452、定着モータ453の回転速度を変更する。
また、温度検知センサ324で画像形成装置401の周囲温度(環境温度)を検知し、検知結果に応じて選択した画像形成条件の補正を行う。記録材32は、レジストローラ対407まで搬送して一旦停止する。
一方、各感光ドラム305を、各帯電ローラ303により所定極性で一様な電位に帯電する。本実施例では、感光ドラム305表面は正極性に帯電される。次に、ビットマップ
データに依存した画像信号に応じて各レーザユニット421をON/OFF制御する。各レーザユニット421から出射するレーザ光はポリゴンミラー422、結像レンズ群424を介して各感光ドラム305に照射される。これにより各感光ドラム305に画像データに応じた静電画像がそれぞれ形成される。そして現像バイアス電源(不図示)より各現像ローラ302に印加される現像バイアスを、帯電電位と潜像(露光部)電位の間の適切な値に設定することで、負極性に帯電されたトナーが現像ローラ302から感光ドラム305表面の静電潜像に選択的に付着する。これにより静電潜像の現像が行われる。
データに依存した画像信号に応じて各レーザユニット421をON/OFF制御する。各レーザユニット421から出射するレーザ光はポリゴンミラー422、結像レンズ群424を介して各感光ドラム305に照射される。これにより各感光ドラム305に画像データに応じた静電画像がそれぞれ形成される。そして現像バイアス電源(不図示)より各現像ローラ302に印加される現像バイアスを、帯電電位と潜像(露光部)電位の間の適切な値に設定することで、負極性に帯電されたトナーが現像ローラ302から感光ドラム305表面の静電潜像に選択的に付着する。これにより静電潜像の現像が行われる。
その後、レジストローラ対407で一旦停止していた記録材32を、上記トナー像形成動作に応じた所定のタイミングでETB409に再給紙する。そして、各感光ドラム305表面に現像された単色トナー画像は、感光ドラム305の回転に同調して、ETB409上で略等速で移動する記録材32へそれぞれ転写される。すなわち、各感光ドラム305と対応する各転写ローラ430に対して、トナーと逆極性の転写バイアスが印加される。これにより各感光ドラム305表面から各色のトナー画像が順次記録材32表面に重なるように転写される。これによって記録材32上にカラートナー画像が担持される。
以上のように、感光ドラム305、帯電ローラ303、レーザユニット421、現像ローラ302、転写ローラ430等、記録材上にトナー画像を形成するための構成を画像形成部(画像形成手段)と称することにする。
記録材32上に形成されたカラートナー像は定着装置431に搬送され、所定温度に加熱された定着ローラ433と加圧ローラ434によって加熱、加圧(圧力をかける)されることで記録材32に定着される。その後、記録材32は、定着排紙ローラ対435により画像形成装置401外に排出される。排出された記録材32は、搬送ユニット701を経由して排紙ユニット801に搬送される。排紙ユニット801では、所定枚数毎に記録材32が排紙トレイ806に排出される。
[4.イメージスキャナの動作]
次にイメージスキャナ901の動作について説明する。原稿搬送部930に原稿932をセット後、コピーモードか、読み取りデータを電子ファイル化するだけのスキャナモードかを不図示の操作パネルより選択する。
次にイメージスキャナ901の動作について説明する。原稿搬送部930に原稿932をセット後、コピーモードか、読み取りデータを電子ファイル化するだけのスキャナモードかを不図示の操作パネルより選択する。
コピーモードを選択した場合、原稿搬送モータ902により所定のタイミングで原稿932を原稿読み込み部931に搬送する。そして、スキャナ駆動モータ903により露光ユニット904を水平移動させ露光装置905の光を原稿932に照射する。原稿からの反射光はミラー906、および反射装置907内のミラー908、909を経由して受光装置910で受光され、受光信号はイメージスキャナコントローラユニット940に送信される。イメージスキャナコントローラユニット940は受信した信号を画像データ化し、ビデオコントローラ440に送信する。その後は、ホストコンピュータ441からの画像形成と同様の動作で記録材に画像形成を行う。
一方、スキャナモードを選択した場合、イメージスキャナコントローラユニット940は受信した信号を所定のファイル形式で電子ファイル化し、ビデオコントローラ440経由でホストコンピュータ441に送信する。スキャナモードの場合、記録材への画像形成は実行しない。尚、通常、イメージスキャナの動作は、カラーレーザプリンタ401の画像形成動作とは独立に動作する。
[5.画像形成装置の回路]
図4は本実施例の画像形成装置の回路図である。
202は低圧電源、501はインレット、502は商用電源からのノイズおよび低圧電
源からのノイズを除去するACフィルタ、503はメインスイッチ、504はダイオードブリッジ、505は24Vを生成するコンバータ、506はコンバータ制御回路である。507はダイオード、508はコンデンサ、509は定電圧制御回路、510はフォトカプラ、511は24Vから3Vを生成するDC/DCコンバータ、512はカレントトランス、513は抵抗である。514は商用電源から画像形成装置への入力電流を検知する電流検知回路(電流検知手段)、515はゼロクロス検知回路である。
図4は本実施例の画像形成装置の回路図である。
202は低圧電源、501はインレット、502は商用電源からのノイズおよび低圧電
源からのノイズを除去するACフィルタ、503はメインスイッチ、504はダイオードブリッジ、505は24Vを生成するコンバータ、506はコンバータ制御回路である。507はダイオード、508はコンデンサ、509は定電圧制御回路、510はフォトカプラ、511は24Vから3Vを生成するDC/DCコンバータ、512はカレントトランス、513は抵抗である。514は商用電源から画像形成装置への入力電流を検知する電流検知回路(電流検知手段)、515はゼロクロス検知回路である。
521は画像形成装置のドアと連動して開閉するインタロックスイッチ、522はリレー、523はトライアック、524、525、527は抵抗、526はフォトトライアックカプラ、528はトランジスタである。また、431は定着装置、433は定着ローラ、434は加圧ローラ、432は加熱ヒータ、529はサーモスイッチ、530は定着ローラ433の温度を検知するサーミスタ、531は抵抗、581はコンデンサである。
<回路動作>
メインスイッチ503がONされると、インレット501およびACフィルタ502を介して商用電流が流れ、ダイオードブリッジ504とコンデンサ581で全波整流される。そして、コンバータ制御回路506によりコンバータ505がスイッチングされ、コンバータ505の2次側に脈流電流が励起される。脈流電流はダイオード507およびコンデンサ508により整流される。整流後の電圧を定電圧制御部509が検知し、一定電圧(本実施例では24V)になるようにフォトカプラ510を介してコンバータ制御回路506を制御する。整流された24V電圧は、DCブラシレスモータ451等に供給されるとともに、DC/DCコンバータ511に供給され3Vが生成される。生成された3VはDCコントローラ201に供給され、画像形成装置401の制御に使用される。
メインスイッチ503がONされると、インレット501およびACフィルタ502を介して商用電流が流れ、ダイオードブリッジ504とコンデンサ581で全波整流される。そして、コンバータ制御回路506によりコンバータ505がスイッチングされ、コンバータ505の2次側に脈流電流が励起される。脈流電流はダイオード507およびコンデンサ508により整流される。整流後の電圧を定電圧制御部509が検知し、一定電圧(本実施例では24V)になるようにフォトカプラ510を介してコンバータ制御回路506を制御する。整流された24V電圧は、DCブラシレスモータ451等に供給されるとともに、DC/DCコンバータ511に供給され3Vが生成される。生成された3VはDCコントローラ201に供給され、画像形成装置401の制御に使用される。
[6.定着装置の温度制御]
図5を参照して、定着装置の温度制御動作について説明する。図5は定着装置に流れる定着電流波形について、通常動作時と定着電流制限時を分けて説明した図である。まず、サーミスタ530による定着装置431の温度検知方法について説明する。DCコントローラ201はサーミスタ530と抵抗531の分圧電圧をA/Dポート1を介して検知する。サーミスタ530は温度の上昇とともに抵抗値が低下する特性をもっており、DCコントローラ201はA/Dポート1の分圧電圧より定着ローラ433の温度を検出する。
図5を参照して、定着装置の温度制御動作について説明する。図5は定着装置に流れる定着電流波形について、通常動作時と定着電流制限時を分けて説明した図である。まず、サーミスタ530による定着装置431の温度検知方法について説明する。DCコントローラ201はサーミスタ530と抵抗531の分圧電圧をA/Dポート1を介して検知する。サーミスタ530は温度の上昇とともに抵抗値が低下する特性をもっており、DCコントローラ201はA/Dポート1の分圧電圧より定着ローラ433の温度を検出する。
<通常動作時の温度制御動作>
定着装置431内のハロゲンランプ432には、リレー522、トライアック523およびサーモスイッチ529を介して商用電源が供給される。DCコントローラ201は、ゼロクロス検知回路515を介して、商用電源の正負が切り替わるタイミング、いわゆるゼロクロスを検知し、内部ゼロクロス信号を生成する。そして、ゼロクロスを検知してから所定時間後(以降TOFF)にON/OFFポート1よりトライアックON信号を出力し、トランジスタ528をONする。トランジスタ528がONすると、抵抗527を介してフォトトライアックカプラ526に電流が流れフォトトライアックカプラ526がONする。フォトトライアックカプラ526がONすると抵抗524、525を介してトライアック523にゲート電流が流れ、トライアック523がONし、加熱ヒータ432に電流が流れ発熱する。そして、トライアック523はゲート電流がゼロ、すなわち次のゼロクロスのタイミングでOFFする。DCコントローラ201は時間TOFFを制御することで、定着ローラ433を所定温度に制御する。
定着装置431内のハロゲンランプ432には、リレー522、トライアック523およびサーモスイッチ529を介して商用電源が供給される。DCコントローラ201は、ゼロクロス検知回路515を介して、商用電源の正負が切り替わるタイミング、いわゆるゼロクロスを検知し、内部ゼロクロス信号を生成する。そして、ゼロクロスを検知してから所定時間後(以降TOFF)にON/OFFポート1よりトライアックON信号を出力し、トランジスタ528をONする。トランジスタ528がONすると、抵抗527を介してフォトトライアックカプラ526に電流が流れフォトトライアックカプラ526がONする。フォトトライアックカプラ526がONすると抵抗524、525を介してトライアック523にゲート電流が流れ、トライアック523がONし、加熱ヒータ432に電流が流れ発熱する。そして、トライアック523はゲート電流がゼロ、すなわち次のゼロクロスのタイミングでOFFする。DCコントローラ201は時間TOFFを制御することで、定着ローラ433を所定温度に制御する。
<定着装置へ供給可能な電流量が制限された場合の温度制御動作>
まず、カレントトランス512および抵抗513で画像形成装置401に流れる1次総電流を電流−電圧変換する。次に、電流−電圧変換した結果を電流検知回路514で実効値演算し、結果をDCコントローラ201のA/Dポート2に出力する。DCコントロー
ラ201はA/Dポート2の電圧値に基づいて、1次総電流を検出する。検出した1次総電流(検知量)が所定電流値Ilimitを超えると、超えた電流値に応じてON/OFFポート1から出力するトライアックON信号を遅延(Δt)させる。遅延時間Δtの設定方法については後述する。トライアックON信号をΔt遅延させると、定着電流波形は、図5の定着電流制限時のような波形になる。その結果、定着電流制限を行っていない時に流れる定着電流よりも定着電流(最大電流)を制限し、1次総電流をIlimit以下にする。
まず、カレントトランス512および抵抗513で画像形成装置401に流れる1次総電流を電流−電圧変換する。次に、電流−電圧変換した結果を電流検知回路514で実効値演算し、結果をDCコントローラ201のA/Dポート2に出力する。DCコントロー
ラ201はA/Dポート2の電圧値に基づいて、1次総電流を検出する。検出した1次総電流(検知量)が所定電流値Ilimitを超えると、超えた電流値に応じてON/OFFポート1から出力するトライアックON信号を遅延(Δt)させる。遅延時間Δtの設定方法については後述する。トライアックON信号をΔt遅延させると、定着電流波形は、図5の定着電流制限時のような波形になる。その結果、定着電流制限を行っていない時に流れる定着電流よりも定着電流(最大電流)を制限し、1次総電流をIlimit以下にする。
続いて、図6を用いて、電流抑制を行った場合の1次総電流波形と定着装置の温度波形について説明する。図6は、本実施例における電流抑制動作を説明する図である。t1で画像形成を開始すると、定着装置431の加熱を開始するとともに、メインモータ451、ETBモータ452、定着モータ453等のモータの駆動を開始する。t2で定着装置の温度がTaに到達すると画像形成を開始し、所定のタイミングで給紙カセット402から給紙間隔Ts1で記録紙32を給紙する。画像形成中は定着装置の温度が制御目標温度Tfを維持するように制御する。しかし、t3で1次総電流がIlimitを超えてしまう場合は、図5で示した手法で定着電流を制限し、1次総電流がIlimitを超えないように制御を行う(第1段階の調整動作)。ただし、定着電流の最大値が制限されるため、定着装置の温度は徐々に低下し、t4で定着装置の温度が所定温度Tb(定常時の目標温度Tfより所定値だけ低い温度Tb)以下となってしまう。そこで、定着装置の温度がTfに上昇するまで画像形成を一時停止するとともに、以降の給紙間隔をTs2に広げる(第2段階の調整動作)。給紙間隔を延長することで、紙間時に定着装置の温度を上昇させることが可能となり、定着電流が抑制された状況においても定着装置の温度低下が低減できる。この第2段階の調整動作は、定着装置の温度がTb以下に降下する度に給紙間隔を時間Tsaずつ広げるものである。ここで、本実施例においては、Ts1=0.35sec、Ts2=0.70sec、Tsa=0.35secに設定している。
本実施例では電流制限後に1次総電流がIlimitをΔIp上回らないように遅延時間△tを設定している。ここで、ΔIpは図6においてt3での1次総電流とIlimitとの差分のことである。
[7.定着装置のクリーニング動作]
次に、本実施例における定着装置431のクリーニング動作について説明する。本実施例に係る画像形成装置においては、前述した通常のプリント動作の他に、定着装置431の定着ローラ433あるいは加圧ローラ434に付着した汚れを除去するために実行するクリーニング制御シーケンスを有している。実行されたクリーニング制御シーケンスにより、定着ローラ433あるいは加圧ローラ434に付着した汚れを除去し、画像不良を軽減する。尚、クリーニング制御シーケンスは、画像形成装置により実行要求された場合、あるいは、ユーザにより実行要求された場合に実行される。
次に、本実施例における定着装置431のクリーニング動作について説明する。本実施例に係る画像形成装置においては、前述した通常のプリント動作の他に、定着装置431の定着ローラ433あるいは加圧ローラ434に付着した汚れを除去するために実行するクリーニング制御シーケンスを有している。実行されたクリーニング制御シーケンスにより、定着ローラ433あるいは加圧ローラ434に付着した汚れを除去し、画像不良を軽減する。尚、クリーニング制御シーケンスは、画像形成装置により実行要求された場合、あるいは、ユーザにより実行要求された場合に実行される。
本実施例においては、マイクロコンピュータ207がクリーニング動作の指示を受けると、クリーニング制御シーケンスを実行する。クリーニング制御シーケンスが実行されると、まずROMに記憶されているクリーニング用画像パターンを展開する。そして上述の画像形成動作と同じ動作により、記録材32上にクリーニング用のトナー画像パターンを設けさせ、記録材32をクリーニングシートとして作成する。すなわち、所定の1つ以上の画像形成部について、帯電ローラ303による帯電工程と、レーザユニット421による露光工程と、現像ローラ302による現像工程と、転写ローラ430による転写工程をETB409上の記録材32の移動に同調して行なわせる。これによって記録材32表面には所定の1つ以上の画像形成部の各色のトナー画像が順次重ねて形成される。これにより記録材32表面上には1色以上のトナーを用いてクリーニングに用いる未定着のトナー画像パターンCが担持される。図7は記録材32上に担持された未定着のトナー画像パタ
ーンCを表わす説明図である。
ーンCを表わす説明図である。
また、マイクロコンピュータ207は、トライアック532をオンしハロゲンランプ432に対し通電して定着ローラ433表面を定着温度に加熱するとともに、定着モータ453を駆動して加圧ローラ434を回転させ定着ローラ433を従動回転させる。そして未定着のトナー画像パターンCを担持する記録材32は定着装置431のニップ部Nに導入されニップ部Nで定着ローラ433と加圧ローラ434とによって挟持搬送される。これによりトナー画像パターンCは記録材32上に加熱定着され、記録材32上にトナー画像パターンCが形成される。ここで、トナー画像パターンCを記録材32上に定着不良を発生させずに加熱定着するために、プロセススピードを例えば90mm/secあるいは60mm/secに低下させてもよい。その後ニップ部Nを出た記録材32は定着排紙ローラ対435により画像形成装置401外に排出される。排出された記録材32は、搬送ユニット701を経由して排紙ユニット801に搬送され、排紙ユニット801において、記録材32が排紙トレイ806に排出される。そして、記録材32のトナー画像パターンC側の面がクリーニング対象とする定着ローラ433と接触する向きとなるように表裏を決めて、記録材32を給紙カセット402に再セットし、定着装置431のニップ部Nに再給紙させる。あるいは記録材32のトナー画像パターンC側の面がクリーニング対象とする加圧ローラ434と接触する向きとなるように表裏を決めて、記録材32を給紙カセット402に再セットし、定着装置431のニップ部Nに再給紙させる。以下、記録材32と区別するためにクリーニングシートの符号をCPとする。
熱ローラ方式の定着装置では、一般的に、内部に加熱用のハロゲンランプ432を備えた定着ローラ433に対して、加圧ローラ434の表面温度は相対的に低くなるため、加圧ローラ表面434にトナーや紙粉の汚れを発生しやすい。そこでトナー画像パターンCが加圧ローラ434と接触する向きでクリーニングシートCPを再給紙することにより、加圧ローラ434表面の汚れをクリーニングすることができる。
また加圧ローラ434をクリーニング対象とする場合には、反転ローラ460を用いて両面プリント用搬送路461にクリーニングシートCPを導入させ、そのシートCPを表裏反転させてニップ部Nに再給紙してもよい。このようにすることで、ユーザの手を煩わすことなく、自動的に加圧ローラ434をクリーニングすることができる。
トナー画像パターンCを形成したクリーニングシートCPを再給紙することによって、定着ローラ433表面或いは加圧ローラ434表面をクリーニングできる理由としては、定着されたトナー画像パターンCのトナー像がニップ部Nで再加熱されて溶融する。それにより、溶融したトナー画像パターンCは粘性を持って紙粉などを吸着するためと、溶融したトナー画像パターンCは汚れトナーと親和性がよいので、汚れトナーを吸着しやすいためと考えられる。こうしてトナー画像パターンCを形成したクリーニングシートCPを、クリーニング対象の定着ローラ433又は加圧ローラ434にトナーが接触する向きで再給紙することにより、定着ローラ433表面又は加圧ローラ434表面をクリーニングすることができる。つまり、記録材上のトナー画像パターン面をクリーニング対象とする定着部材に接触させて記録材を搬送することにより定着部材をクリーニングできる。
トナー画像パターンCは、図7に示すようなベタ塗り画像である。ベタ塗り画像の記録材搬送方向の長さLは、クリーニングの対象となる回転体すなわち定着ローラ433あるいは加圧ローラ434の1周分以上に設定される。本実施例では、ベタ塗り画像の記録材搬送方向の長さLは加圧ローラ434の1周分以上の長さに設定されている。これはクリーニング対象の加圧ローラ434の表面上に、ベタ塗り画像によってクリーニングできない非クリーニング域を残さないためである。またベタ塗り画像の記録材搬送方向と直交する方向の長さWは、給紙される記録材32の記録材搬送方向と直交する方向の長さよりも
狭い範囲で、給紙される記録材32に印字可能な最大範囲に設定する。これはクリーニング対象の加圧ローラ434の長手方向に対して、可能な限り広い範囲でのクリーニングを行うためである。
狭い範囲で、給紙される記録材32に印字可能な最大範囲に設定する。これはクリーニング対象の加圧ローラ434の長手方向に対して、可能な限り広い範囲でのクリーニングを行うためである。
[8.定着装置クリーニング動作のタイミング]
図1は、本実施例における画像形成動作を説明するフローチャートである。以下に、定着装置431をクリーニングするタイミングについて、図1を用いて説明する。
図1は、本実施例における画像形成動作を説明するフローチャートである。以下に、定着装置431をクリーニングするタイミングについて、図1を用いて説明する。
画像形成が開始されると、まずS101で前述の手法により定着ローラ433の加熱を開始する。そして、S102でメインモータ451、ETBモータ452、定着モータ453等のモータの駆動を開始する。その後、S103で定着ローラの温度を検知するサーミスタ530の検知温度がTaに到達したかを判断し、Taに到達したらS104で画像形成を開始し、所定のタイミングで給紙カセット402から給紙間隔Ts1で記録材32を給紙する。画像形成中は定着装置の温度が制御目標温度Tfを維持するように定着装置へ流す電流を制御する。本実施例では、温度Taをプリント中の定着装置の制御目標温度Tfより低い温度に設定しているが、温度Taを制御目標温度Tfと同じ温度に設定してもよく、適宜設定すればよい。
続いて、S105では定着電流が制限されているか否かを判断する。S105で定着電流が制限されていないと判断された場合は、S106で印字が終了するまで画像形成を継続する。一方、S105で定着電流が制限されていると判断された場合は、S107で定着装置の温度(サーミスタ530の検知温度)をモニタし、定着装置の温度が所定温度Tb(<Tf)より高いか判断する。
S107で定着装置の温度が所定温度Tb以下であると判断された場合、S109で画像形成が継続するか否かを判断し、最後の画像形成である場合(S109:Yes)はそのまま画像形成を終了する。次の画像形成が継続する場合(S109:No)は、S110で定着装置の温度がTfに上昇するまで画像形成を一時停止し、S111で以降の給紙間隔を現在の給紙間隔よりもTsa延長する。これにより給紙間隔がTs1からTs2(=Ts1+Tsa)に変更される。そして、S104で画像形成を継続する。言い換えると、定着装置に搬送される記録材の搬送間隔が拡大する。給紙間隔を延長することで、紙間時に定着装置の温度を上昇させることが可能となり、定着電流が抑制された状況においても定着装置の温度低下が低減できる。
給紙間隔を延長した後も定着装置の温度がTb以下となった場合は、S111を経て給紙間隔をTsaずつ延長しながら画像形成を継続する。一方、S107で定着装置の温度がTbよりも高いと判断された場合、S1071に進み、給紙間隔がTs1であるか否かを判断する。
S1071において給紙間隔がTs1であると判断された場合には、S1072で画像形成を行った記録材の枚数の累積値Ncを更新する。ここで、Ncとは、定着電流が制限され始めてから、定着装置431の温度がTbまで徐々に低下する間に画像形成動作が行われる記録材枚数の累積値である。すなわち、Ncは、記録材上に目視可能なレベルの定着不良は発生しないが、記録材上の一部の定着不十分なトナーにより定着ローラあるいは加圧ローラ表面が汚れる状況下で通紙される記録材の累積値を示している。S1072の処理を終えたら、S108へ進む。
一方、S1071において給紙間隔がTs1ではない場合には、S108へ進む。S108では画像形成を継続するか否かを判断し、画像形成を継続する場合はS104で画像形成を継続する。S108で最後の画像形成であると判断された場合は、S1081に進
みNcが所定値A以上であるか否かを判断する。Ncが所定値Aよりも小さい場合は、画像形成を終了する。
みNcが所定値A以上であるか否かを判断する。Ncが所定値Aよりも小さい場合は、画像形成を終了する。
Ncが所定値A以上である場合は、S1082でクリーニング制御シーケンスを実行する。このとき、操作パネル又はホストコンピュータを介してユーザにクリーニング制御シーケンスを実行するように促し、ユーザがクリーニング制御シーケンスの実行要求を出すことにより、クリーニング制御シーケンスを実行しても良い。あるいは、画像形成装置が自動的にクリーニング制御シーケンスを実行しても良い。但し、画像形成装置が自動的にクリーニング動作を行う場合は、加圧ローラ434のクリーニングをする場合に限られる。クリーニング制御シーケンスが実行された後は、S1083でNc=0に更新される。
本実施例では、制御部201が、本発明における判定手段、積算手段として機能する。制御部201は、累積値Nc(積算値)が所定値A以上である場合、トナー画像の加熱定着後、記録材32が通過した後に定着装置431に残留するトナーや紙片等の残留物の堆積度合いが、所定の堆積度合いに達したと判定する。
本実施例では、クリーニング制御シーケンスの実行を連続通紙の1ジョブ(複数の記録材に対して連続的に画像形成を行う処理の一単位)が終了した後に行うようにした。その理由は、1ジョブ中にクリーニング制御シーケンスが実行されると、ジョブが中断することになり、結果として画像形成終了までのユーザの待ち時間を長くすることになる。したがって、ユーザビリティの観点で好ましくない。これに伴い、所定値Aは、連続通紙の1ジョブ中に定着ローラあるいは加圧ローラ上に蓄積した汚れが記録材上に吐出されることが無いように設定している。その値は、給紙カセット402あるいは給紙カセット652の最大給紙量500枚を連続通紙しても定着ローラあるいは加圧ローラ上の汚れが記録材に吐出されることが無い値に設定している。
また、本実施例では、クリーニング制御シーケンスを実行するタイミングを、定着ニップ部Nに搬送される記録材32の枚数の累積値によって定めたが、これに限られるものではない。定着ニップ部Nに搬送される記録材32の搬送方向(通過方向)の長さの累積値によって定めることもできるし、定着電流が制限されてから定着装置431の温度がTbに低下するまでの時間(記録材32の通過時間)の累積値によって定めることもできる。あるいは、記録材32に画像形成されるトナー画像の面積の累積値によって定めても良いし、定着装置431の温度がTfを下回った分の時間積分値によって定めても良い。
以上説明したように、本実施例によれば、商用電源から画像形成装置への入力電流が定格電流を超えないように定着装置に流す電流が制限された場合に発生する定着ローラあるいは加圧ローラの汚れを抑制することができる。
(実施例2)
本発明の実施例2に係る画像形成装置について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成および動作は、実施例1に係る画像形成装置と同じである。したがって、実施例1に係る画像形成装置と同一またはそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略し、本実施例にて特徴的な点について説明する。ここで説明しない事項については、実施例1と同様である。
本発明の実施例2に係る画像形成装置について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成および動作は、実施例1に係る画像形成装置と同じである。したがって、実施例1に係る画像形成装置と同一またはそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略し、本実施例にて特徴的な点について説明する。ここで説明しない事項については、実施例1と同様である。
本実施例は、定着装置クリーニング動作のタイミングが実施例1とは異なる。実施例1では、ユーザビリティの観点から、連続通紙の1ジョブが終了した後にクリーニング動作を実行するようにした。また、これに伴い、連続通紙の1ジョブ中に定着ローラ又は加圧ローラ上に蓄積した汚れが記録材上に吐出されることが無いように所定値Aを設定した。
しかしながら、近年のプリンタには給紙オプション装置を装着できるようになっており、最大で3000枚程度の連続ジョブも可能である。そのため、所定値Aの値によっては、ジョブ中に定着ローラあるいは加圧ローラが汚れ、記録材に汚れが吐出する可能性がある。一方で、3000枚程度の連続ジョブ中に定着ローラあるいは加圧ローラ上の汚れが記録材に吐出されることが無いようにするには、所定値Aの値を小さくする必要がある。ところが、所定値Aをあまり小さくすると、クリーニング制御シーケンスの実行頻度が増えてしまい、トナーの消費量が増加したり、ユーザを待たせる時間が増加したりしてしまう。本実施例はこのような場合に用いると好適である。すなわち、本実施例では、定着電流が制限され始めてから定着装置431の温度がTbまで徐々に低下する間に画像形成動作が行われる記録材枚数の累積値Ncが、所定値Bを上回った時点で、定着装置のクリーニング動作を行う。
図8のフローチャートを用いて、定着装置431をクリーニングするタイミングについて説明する。図8は本実施例における画像形成動作を説明するフローチャートである。なお、図8のフローチャートにおけるステップS201〜S211については、それぞれ図1のS101〜S111と同様の処理を行うので、詳しい説明は省略する。
画像形成が開始され、定着電流が制限されている状況において、S207で、定着装置の温度がTbよりも高いと判断された場合、S2071に進み、給紙間隔がTs1であるか否かを判断する。S2071において給紙間隔がTs1ではないと判断された場合には、S208へ進む。
一方、S2071において給紙間隔がTs1である場合には、S2072に進みNcを更新する。ここで、Ncとは、定着電流が制限され始めてから、定着装置431の温度がTbまで徐々に低下する間に画像形成動作が行われる記録材枚数の累積値である。すなわち、Ncは、記録材上に目視可能なレベルの定着不良は発生しないが、記録材上の一部の定着不十分なトナーにより定着ローラあるいは加圧ローラ表面が汚れる状況下で通紙される記録材の累積値を示している。
続いて、S2073において、Ncが所定値B以上であるか否かを判断する。Ncが所定値Bよりも小さい場合は、S208に進む。Ncが所定値B以上である場合は、クリーニング制御シーケンスを実行する。クリーニング制御シーケンスが実行された後は、S2075でNc=0に更新される。
本実施例では、クリーニング制御シーケンスを実行するタイミングを、定着ニップ部Nに搬送される記録材32の枚数の累積値によって定めたが、これに限られるものではない。定着ニップ部Nに搬送される記録材32の搬送方向の長さの累積値によって定めることもできるし、定着電流が制限されてから定着装置431の温度がTbに低下するまでの時間の累積値によって定めることもできる。あるいは、記録材32に画像形成されるトナー画像の面積の累積値によって定めても良いし、定着装置431の温度がTfを下回った分の時間積分値によって定めても良い。
以上説明したように、本実施例によれば、商用電源から画像形成装置への入力電流が定格電流を超えないように定着装置431に流す電流が制限された場合に発生する定着ローラあるいは加圧ローラの汚れを抑制することができる。さらに、連続通紙の1ジョブ中において、定着ローラあるいは加圧ローラ上に蓄積した汚れが記録材上に吐出されるリスクを低減することができ、クリーニング制御シーケンスの実行頻度の増加を抑制できる。
(実施例3)
本発明の実施例3に係る画像形成装置について説明する。本実施例の画像形成装置の基
本的な構成および動作は、実施例2に係る画像形成装置と同じである。したがって、実施例2に係る画像形成装置と同一またはそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略し、本実施例にて特徴的な点について説明する。ここで説明しない事項については、上記実施例と同様である。
本発明の実施例3に係る画像形成装置について説明する。本実施例の画像形成装置の基
本的な構成および動作は、実施例2に係る画像形成装置と同じである。したがって、実施例2に係る画像形成装置と同一またはそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略し、本実施例にて特徴的な点について説明する。ここで説明しない事項については、上記実施例と同様である。
本実施例では、定着装置クリーニング動作のタイミングが実施例2と同じであるが、定着電流が制限され始めてから定着装置431の温度がTbまで徐々に低下する間に画像形成動作が行われる記録材枚数の累積値Ncの算出方法が実施例2とは異なる。
図9は、定着電流抑制を行った場合の1次総電流波形と定着装置の温度波形を示した図である。図9は、図6と同様の図であるので、重複する点について詳しい説明は省略するが、t5で定着装置431の温度がTfに復帰している点が図6とは異なる。給紙間隔を延長することで、紙間時に定着装置の温度を上昇させることが可能となり、図9のように定着装置431の温度をTfに復帰させることが可能となる場合がある。このように、図9において定着装置431の温度がTfに復帰するt5以降では、定着ローラ433あるいは加圧ローラ434に付着したトナー汚れが溶融し、目視できないレベルのトナー汚れが記録材32上に少しずつ吐出される。そして、定着ローラ433あるいは加圧ローラ434の汚れが徐々に減少する。
そこで、本実施例では、図9のように、定着電流が制限されている下で定着装置の温度がTfに復帰した場合、累積値NcからTfに復帰後に通紙された記録材の枚数に定数αを乗じた値を減算する。
図10を用いて、定着装置431をクリーニングするタイミングを決定する累積値Ncの算出方法を説明する。図10は本実施例における画像形成動作を説明するフローチャートである。なお、図10のフローチャートにおけるステップS301〜S311、S3071〜S3075は、それぞれ図9のS201〜S211、S2071〜S2075と同様の処理を行うので、詳しい説明は省略する。
本実施例では、S3071において給紙間隔がTs1ではないと判断された場合、S3076において定着装置の温度がTfに復帰したか否かを判断する。S3076において定着装置の温度がTfに復帰した場合は、S3077において累積値Ncから定数αを減算する。その後、S308に進み、処理を続ける。
ここで、定数αは、定着電流が制限され始めてから定着装置431の温度が低下している間に発生する定着ローラ433又は加圧ローラ434の汚れが、定着装置431の温度がTfに復帰した後に記録材32上に吐出される量から決定される。一般的に、定着電流が制限され始めてから定着装置431の温度が低下している間に発生する定着ローラ433又は加圧ローラ434の汚れ全てが、定着装置431の温度がTfに復帰した後の記録材32上に吐出されることはない。本実施例では、定数α=0.25に設定している。
以上説明したように、本実施例によれば、商用電源から画像形成装置への入力電流が定格電流を超えないように定着装置431に流す電流が制限された場合に発生する定着ローラ433あるいは加圧ローラ434の汚れを抑制することができる。その上、累積値Ncを算出する過程において、Ncを減算する処理を設けるので、所定値Bを超えるタイミングを遅くすることが可能となる。その結果、定着装置クリーニング動作の頻度を低減することが可能となり、むだの少ない効率的・効果的なクリーニングが可能となる。
(実施例4)
本発明の実施例4に係る画像形成装置について説明する。本実施例の画像形成装置の基
本的な構成および動作は、実施例1に係る画像形成装置と同じである。したがって、実施例1に係る画像形成装置と同一またはそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略し、本実施例において特徴的な点について説明する。ここで説明しない事項については、上記実施例と同様である。
本発明の実施例4に係る画像形成装置について説明する。本実施例の画像形成装置の基
本的な構成および動作は、実施例1に係る画像形成装置と同じである。したがって、実施例1に係る画像形成装置と同一またはそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略し、本実施例において特徴的な点について説明する。ここで説明しない事項については、上記実施例と同様である。
本実施例において実施例1と異なるのは以下の点である。
・連続画像形成中に定着電流が制限され、定着装置の温度が所定温度Tbを下回っても、給紙間隔を拡大させないモードを有する。
・ユーザにより上記モードが選択され、定着装置の温度が所定温度Tbを下回った場合、最後の画像形成が終了後にクリーニング動作を実行する。
・ユーザにより上記モードが選択され、定着装置の温度が所定温度Tbを下回った場合、定着装置の低下した温度(温度の低下量)に応じて、クリーニング動作で使用するクリーニングシートCP上の単位面積あたりのトナー量を変更する。
・連続画像形成中に定着電流が制限され、定着装置の温度が所定温度Tbを下回っても、給紙間隔を拡大させないモードを有する。
・ユーザにより上記モードが選択され、定着装置の温度が所定温度Tbを下回った場合、最後の画像形成が終了後にクリーニング動作を実行する。
・ユーザにより上記モードが選択され、定着装置の温度が所定温度Tbを下回った場合、定着装置の低下した温度(温度の低下量)に応じて、クリーニング動作で使用するクリーニングシートCP上の単位面積あたりのトナー量を変更する。
ところで、連続画像形成中に定着電流が制限され、定着装置の温度がTbを下回っても給紙間隔を拡大させない場合においては、記録材32へのトナーの定着が不十分となってしまう。一方で、1分間にプリントできる記録材の枚数は保たれる。そのため、ある程度定着が不十分でも早くプリントしたいユーザに対しては、上記のような給紙間隔を拡大させないモードを有する方がよい。しかしながら、定着装置の温度がTbを下回っても給紙間隔を拡大させない場合、記録材32へのトナーの定着は不十分であるので、定着ローラ433あるいは加圧ローラ434にトナーが付着し汚れる。また、定着装置の温度低下が大きい場合は、定着ローラ433あるいは加圧ローラ434に付着するトナー量はさらに多くなる。
本実施例は、このような場合に発生する定着ローラ433あるいは加圧ローラ434のトナー汚れを抑制する方法を示したものである。
図11は、本実施例において、連続画像形成中に定着電流が制限された場合の定着装置温度の波形を示した図である。定着電流が制限されると、定着装置の温度は低下し始め、最終的にある温度付近に落ち着く。図11において、定着装置の温度の最小値をTminとする。本実施例では、Tminの値に応じて、図7のクリーニングシートCP上の単位面積あたりのトナー量を変更する。
クリーニングシートCP上の単位面積あたりのトナー量は、具体的には表1のように決定する。尚、本実施例の画像形成装置に用いられるトナーの真比重は1.1であり、クリーニングシートCPに形成されるトナー画像パターンは図7の通りで、L=8cm、W=20cmとしている。トナー画像パターンの面積が一定なので、トナー総量が異なるということは単位面積あたりのトナー量が異なることに相当する。
ここで、本実施例においては、Tf=180℃、Tb=176℃、T1=173℃、T2=170℃に設定している。
次に、図12を用いて、本実施例における定着装置のクリーニング制御シーケンスが実
行されるまでのプロセスを説明する。ここで、図12は本実施例における画像形成動作を説明するフローチャートである。以下、定着装置の温度を表す変数としてTを用いる。
行されるまでのプロセスを説明する。ここで、図12は本実施例における画像形成動作を説明するフローチャートである。以下、定着装置の温度を表す変数としてTを用いる。
画像形成が開始されると、まずS401で前述の手法により定着ローラ433の加熱を開始し、S402でメインモータ451、ETBモータ452、定着モータ453等のモータの駆動を開始する。S403で定着ローラの温度を検知するサーミスタ530の検知温度がTaに到達したかを判断し、Taに到達したらS404でTminの初期値としてTfを設定する。その後、S405で画像形成を開始し、所定のタイミングで給紙カセット402から記録材32を給紙する。画像形成中は定着装置の温度が制御目標温度Tfを維持するように定着装置へ流す電流を制御する。
S406で定着電流が制限されているかを判断し、定着電流が制限されていなければS407で印字が終了するまで画像形成を継続する。一方、S406で定着電流が制限されていれば、S408で定着装置の温度Tをモニタし、定着装置の温度TがTbよりも低いか否かを判断する。定着装置の温度がTb以上の場合はS413で画像形成を継続するか否かを判断し、最後の画像形成の場合はそのまま画像形成を終了する。画像形成を継続する場合は、S405に進んで画像形成を継続する。
一方、S408で定着装置の温度TがTbよりも低い場合は、S409において、定着装置の温度TがTminよりも低いか否かを判断する。S409において、定着装置の温度TがTminよりも低い場合は、S410で、このときの定着装置の温度TをTminとして更新し、定着装置の温度TがTmin以上であれば、Tminの値は更新しない。続いてS411において画像形成終了か否かを判断し、画像形成を継続するのであれば、S405で画像形成を継続する。一方、画像形成を終了する場合はS412でクリーニング動作を実行する。
S409において、定着装置の温度TがTmin以上の場合はS411で画像形成を継続するか否かを判断し、画像形成を終了する場合はS412でクリーニング動作を実行する。画像形成を継続する場合は、S405に進んで画像形成を継続する。
以上説明したように、本実施例によれば、連続画像形成中に定着電流が制限され、定着装置の温度がTbを下回っても給紙間隔を拡大させない場合において、上記実施例と同様の効果を得ることができる。すなわち、記録材32へのトナーの定着が不十分となってしまうことで発生する定着ローラ433あるいは加圧ローラ434の汚れを抑制することができる。
上記各実施例は、可能な限り互いに組み合わせた構成を採用することができる。
32…記録材、C…クリーニングパターン、401…画像形成装置、431…定着装置
Claims (7)
- 記録材にトナー画像を形成する画像形成手段と、
記録材に形成されたトナー画像を記録材に加熱定着する定着手段と、
前記定着手段の温度を検知する温度検知手段と、
前記定着手段の温度が制御目標温度に維持されるように前記定着手段に流れる電流を制御する温度制御手段と、
画像形成装置に供給されている電流を検知する電流検知手段と、
前記定着手段に供給可能な最大電流を制限する電流制限手段と、
を有する画像形成装置において、
前記電流検知手段の検知量が所定値を超えることで前記電流制限手段が前記定着手段に供給可能な最大電流を制限している状態において、トナー画像の記録材への加熱定着後に前記定着手段に残留する残留物の堆積度合いが、所定の堆積度合いに達したか否かを判定する判定手段を有し、
前記判定手段が前記所定の堆積度合いに達したと判定したら、前記定着手段のクリーニング制御シーケンスを実行することを特徴とする画像形成装置。 - 前記定着手段が複数の記録材を連続的に加熱定着する場合において、前記温度検知手段の検知温度が前記制御目標温度から所定の温度まで低下する間に、前記定着手段を通過した記録材の数、記録材が前記定着手段を通過する時間、前記定着手段を通過する記録材における通過方向の長さ、又は、前記定着手段を通過する記録材におけるトナー像の面積、のうち少なくとも1つを積算する積算手段を有し、
前記判定手段は、前記積算手段の積算値が所定の値を超えたときに、前記所定の堆積度合いに達したと判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。 - 前記判定手段は、前記定着手段による複数の記録材に対する加熱定着が終了し、かつ前記積算値が所定の値を超えている場合に、前記所定の堆積度合いに達したと判定することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記積算手段は、前記温度検知手段の検知温度が前記制御目標温度から低下してから再び前記制御目標温度まで増加したときに、前記積算値を所定の値だけ減算することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記判定手段は、前記温度検知手段の検知温度が前記制御目標温度よりも低い所定の温度よりも低下したときに、前記所定の堆積度合いに達したと判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。
- 前記クリーニング制御シーケンスにおいて、前記画像形成手段が形成した所定のトナー画像を前記定着手段で記録材に加熱定着させて作成するクリーニングシートであって、加熱しながら前記定着手段を通過させることで前記定着手段をクリーニングすることが可能なクリーニングシートを作成することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記クリーニングシートの作成において、前記温度検知手段の検知温度が前記制御目標温度よりも低下している場合には、前記検知温度の前記制御目標温度からの低下量に応じて、前記所定のトナー画像の単位面積あたりのトナー量を変更することを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
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JP2012273847A JP2014119567A (ja) | 2012-12-14 | 2012-12-14 | 画像形成装置 |
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JP2019045852A (ja) * | 2017-08-29 | 2019-03-22 | 株式会社沖データ | 画像形成装置 |
-
2012
- 2012-12-14 JP JP2012273847A patent/JP2014119567A/ja active Pending
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