JP4227349B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナー像を記録紙に定着させる熱定着装置を含み、トナー定着性の改善、及び未定着トナーによる機器内の汚れなどを防止した電子写真複写機や電子写真プリンタ等の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、電子写真プロセスを利用した複写機やプリンタにおいて、記録紙に形成されたトナー像を定着させるのに、加熱手段であるヒータを用いた熱定着装置を利用してきた。トナー像を熱定着させるために、トライアックやソリッドステートリレー、また温度を検出する手段としてサーミスタなどを利用し、イメージ図として図6、図7に示されるように商用電源電圧波形をON/OFF制御する形で定着ヒータが任意に定められた温度T0(以下、目標温度T0と称す)になるように温調制御を行っている。ここで、プリント中に定着ヒータの電力源である商用電源電圧が低下してきた場合、搬送速度に対する記録紙への供給電力が低下してくる。この状態が継続された場合、つまり、任意に定められた時間に対して連続的にONして定着ヒータを温めようと電力供給しても、任意に定められた温度T1(以下、故障検知開始温度T1と称す)、(T1<T0)以下がある一定時間t1(以下、故障検知時間t1と称す)継続された場合は温度が上昇しない、と判断され、制御部は低温状態、もしくは通電しているにもかかわらず温度が上昇してこないため異常状態とし、ユーザに故障状態を報知している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来例では、目標温度で連続プリントを行っている途中に商用電源電圧の低下が生じた場合、定着ヒータや加圧ローラなど定着に必要な系が全体的に温まっていることから、故障を認識する温度まで低下してくるのに時間を必要としてしまうことが多々有り得る。この間、当然ながら定着ヒータは用紙に供給する電力が不足している為、トナー像を完全に定着できず、少なからず定着性の劣る画像が出力されてくる。装置の搬送速度が速ければ速いほど出力されてくる定着不良の画像枚数は当然の如く増えてきてしまう。またこの時、供給される電力の不足から定着されない未定着トナーが熱定着装置内部に残留してしまう。この現象もまた装置の搬送速度が速ければ速いほど未定着トナーの残留量が増えてきてしまう。未定着トナーは場合によると機内を汚してしまうことがある。さらに、制御部が低温状態もしくは異常状態と検知する前に商用電源電圧が装置の定格電圧に復帰した際に、熱定着装置内部に残留していた未定着トナーが電力上昇に伴い急加熱されるため、後続の搬送されてくる記録紙に定着されてしまい、使用者の意図とは異なる画像が搬送、排紙されてしまう、などの欠点があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上説明した課題を次に記載の構成を採用することによって解決するものであり、本発明の目的は、未定着トナー画像を記録紙に形成するトナー画像形成手段と、商用電源からの通電によって発熱するヒータを有し記録材上の未定着トナー画像を記録紙に加熱定着する定着手段と、前記ヒータの温度が設定温度を維持するように前記商用電源から前記ヒータへの通電を制御する温度制御手段と、前記商用電源の電圧を監視する電源電圧監視手段と、前記トナー画像形成手段が未定着トナー画像を形成する際の前記未定着トナー画像の画像濃度を調整する濃度調整手段と、を有する画像形成装置において、前記温度制御手段が前記ヒータへ所定時間連続して通電オンしているにも拘わらず前記ヒータの温度が低下する場合、前記電源電圧監視手段は前記商用電源の電圧が低下したと判断し、前記トナー画像形成手段が形成する前記未定着トナー画像の画像濃度を前記ヒータの温度が前記設定温度を維持している時に前記トナー画像形成手段が形成する前記未定着トナー画像の画像濃度より低くするように前記濃度調整手段が画像濃度を調整し、画像濃度を調整して形成した前記未定着トナー像を前記定着手段によって加熱定着することにより、商用電源電圧低下時の定着不良を回避するとともに、未定着のトナーが前記定着手段に残存し機内及び次に搬送されてくる記録紙の汚れを回避することである。
【0007】
【発明の実施の形態】
(第1の実施例)
図1は本発明を示す画像形成装置であり全体構成の概略を示す断面図、図2は定着ヒータを時間に対して連続的にONしていることを表す商用電源波形図である。
【0008】
図3は本発明で行われている電源電圧監視手法である。図1において、1は画像形成装置本体、2はペーパーカセットである。3aはペーパーカセット2から記録紙P(以下、用紙Pと略称する)を給紙する給紙ローラ、3bは給紙ローラ3aで給紙された用紙Pを搬送路上へ搬送する搬送ローラ、4は画像書き込みタイミングを検知する給紙センサ。5はレーザスキャナユニットで、画像データに基づいて半導体レーザである5aから照射されるレーザ光をスキャニングし、折り返しミラー6によって、プロセスカートリッジ7にある感光ドラム7a上に走査しながら帯電手段であるところの帯電器7bにより帯電された箇所に静電潜像を形成する。感光ドラム7a上の静電潜像は現像手段であるところの現像器7cでトナー現像され、転写手段であるところの転写部7dで用紙Pに転写される。用紙P上のトナー像は定着手段である熱定着装置8において、熱と圧力を加えて定着される。この熱定着装置8は発熱抵抗体である定着ヒータ8a、発熱抵抗体の温度状態を検知するサーミスタ8b、加圧ローラ8c、耐熱性フィルム8dで構成される。9は排紙ローラで、熱定着装置8を通過した用紙Pを排紙トレイ10へ排出する。
【0009】
11は制御手段としてのエンジンコントローラ部であり、各デバイスと電気的に接続されており統括的に制御する。さらに11の制御手段は濃度を調整する濃度調整手段、定着ヒータ8aを所望の温度となるように制御する温度制御手段、入力される商用電源の電圧を監視する電源電圧監視手段なども含まれている。12はプロセスカートリッジ7及び熱定着装置8などが機械的に接続され、所定の紙搬送速度で用紙Pを搬送するための中心的役割を担う搬送モータである。
【0010】
本実施例での電源電圧監視手段として、図2、図3に示されるように、定着ヒータ8aを連続的にONしている時間を利用し判断する。故障検知開始温度T1を検知する前に定着ヒータ8aが、任意に定められた時間tAの間連続してONしていると判断した時には商用電源電圧の低下と判断し、帯電器7bへ印加される帯電バイアス、及び現像器7cへ印加される現像バイアスを変化させてトナー像の濃度を薄くする制御を行う。例えば、用紙Pを搬送中であり、商用電源電圧の値が定格電圧範囲内である時に、
帯電バイアスVpをVp=−670V
現像バイアスVdをVd=−500V
で高圧出力制御を行っている場合において、
定着ヒータ8aのON時間がtA間継続されたとして電源電圧の低下が認められた時には
帯電バイアスVpの出力をVp=−600V
現像バイアスVdの出力をVd=−400V
になるように制御する。
【0011】
上記制御を行うことにより、トナー像の濃度が薄くなることで出力される定着不良画像を少なからず改善することができ、また同時に、定着装置内に残留する未定着トナーも減らすことが可能となる。さらに別の手法として、故障検知開始温度T1を検知する前に定着ヒータ8aが、任意に定められた時間tAの間連続してONしていると判断した時には商用電源電圧の低下と判断し、前記半導体レーザ5aの発光を停止させ、白紙を出力する。
【0012】
上記制御を行うことにより、定着不良画像の出力は最小限に抑えられ、さらに、定着装置内に残留した未定着トナーも白紙を出力し、この白紙に定着させていくことによって未定着トナーを軽減させることが可能となる。
【0013】
上記制御を行うことにより、定着不良画像の出力は最小限に抑えられる。ここで、本実施例において、当然のことながら商用電源電圧が定格電圧範囲内にある場合装置が設置される環境、例えば低温環境、搬送される用紙Pの紙種などを考慮しても定着ヒータの連続ON時間はtA以下であることが条件である。
また、本実施例では定着ヒータに熱伝導性の良い面状ヒータを例に挙げたが、ランプ系のヒータを使用した場合も同じである。
【0014】
(第2の実施例)
装置構成は第1の実施例の図1と同じなので、同一のデバイスに関しては同じ符号を用いて説明する。図4は本第2の実施例で行われている電源電圧監視手法である。第1の実施例との違いは電源電圧監視手法の違いである。即ち、目標温度T0に対し任意に定められた温度差ΔT以上が任意に定められた時間tB間継続されたことを利用し、電圧低下を判断する。図4に示されるように、故障検知開始温度T1を検知する前に目標温度T0に対して、ΔT以上の温度差が生じたことを検知してから、任意に定められた時間tB間継続して前記温度差ΔT以上あったと判断した時には商用電源電圧の低下と判断し、帯電器7bへ印加される帯電バイアス、及び現像器7cへ印加される現像バイアスを変化させてトナー像の濃度を薄くする制御を行う。例えば、電源電圧の低下が認められない時
帯電バイアスVpをVp=−670V
現像バイアスVdをVd=−500V
の出力制御を行っている場合において、
目標温度との温度差ΔT以上がtB間継続され、電源電圧の低下が認められた時には
帯電バイアスVpの出力をVp=−600V
現像バイアスVdの出力をVd=−400V
になるように制御する。
【0015】
上記制御を行うことにより、トナー像の濃度が薄くなることで出力される定着不良画像を少なからず改善することができ、また同時に、定着装置内に残留する未定着トナーも減らすことが可能となる。
【0016】
さらに別の手法として、故障検知開始温度T1を検知する前に目標温度T0に対して、ΔT以上の温度差が生じたことを検知してから、任意に定められた時間tB間継続して前記温度差ΔT以上あったと判断した時には商用電源電圧の低下と判断し、前記半導体レーザ5aの発光を停止させ、白紙を出力する。
【0017】
上記制御を行うことにより、定着不良画像の出力は最小限に抑えられ、さらに、定着装置内に残留した未定着トナーも白紙を出力し、この白紙に定着させていくことによって未定着トナーを軽減させることが可能となる。
【0019】
(第3の実施例)
装置構成は第1の実施例の図1と同じなので、同一のデバイスに関しては同じ符号を用いて説明する。図5は本第3の実施例で行われている電源電圧監視手法である。第1の実施例、及び第2の実施例との違いは電源電圧監視手法の違いである。即ち、サーミスタ8bによって検出される定着ヒータ8aの温度によって電圧低下を判断する。図5に示されるように、故障検知開始温度T1を検知する前に、電源電圧低下検知温度Tvを設定し、Tvを検知した時には商用電源電圧の低下と判断し、帯電器7bへ印加される帯電バイアス、及び現像器7cへ印加される現像バイアスを変化させてトナー像の濃度を薄くする制御を行う。例えば、電源電圧の低下が認められない時
帯電バイアスVpをVp=−670V
現像バイアスVdをVd=−500V
の出力制御を行っている場合において、
サーミスタ8bが温度Tvを検知し、電源電圧の低下が認められた時には
帯電バイアスVpの出力をVp=−600V
現像バイアスVdの出力をVd=−400V
になるように制御する。
【0020】
上記制御を行うことにより、トナー像の濃度が薄くなることで出力される定着不良画像を少なからず改善することができ、また同時に、定着装置内に残留する未定着トナーも減らすことが可能となる。さらに別の手法として、故障検知開始温度T1を検知する前に、電源電圧低下検知温度Tvを設定し、サーミスタ8bが温度Tvを検知した時には商用電源電圧の低下と判断し、前記半導体レーザ5aの発光を停止させ、白紙を出力する。
【0021】
上記制御を行うことにより、定着不良画像の出力は最小限に抑えられ、さらに、定着装置内に残留した未定着トナーも白紙を出力し、この白紙に定着させていくことによって未定着トナーを軽減させることが可能となる。
【0023】
上記制御を行うことにより、定着不良画像の出力は最小限に抑えられる。
【0024】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項1記載の画像形成装置において、商用電源電圧が所定値より低下したと判断したとき、画像濃度を低下させることにより、商用電源電圧低下時の定着不良を回避するとともに、未定着のトナーが定着装置内に残存することを防止するとともに、機内及び次に搬送されてくる記録紙の汚れを回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の画像形成装置の構成を示す断面図
【図2】 定着ヒータを連続的にONする時間を示す商用電源電圧波形図
【図3】 本発明の第1の実施例で行われる電圧監視手法
【図4】 本発明の第2の実施例で行われる電圧監視手法
【図5】 本発明の第3の実施例で行われる電圧監視手法
【図6】 従来技術における通常温調時の定着ヒータON時間を示すイメージ図
【図7】 従来技術の定着ヒータ温度遷移図
【符号の説明】
1は画像形成装置本体、2はペーパーカセット、3a給紙ローラ、3bは搬送ローラ、4は給紙センサ、5はレーザスキャナユニット、5aは半導体レーザ、6は折り返しミラー、7はプロセスカートリッジ、7aは感光ドラム、7bは帯電器、7cは現像器、7d転写部、8は熱定着装置、8aは定着ヒータ、8bはサーミスタ、8cは加圧ローラ、8dは耐熱性フィルム、9は排紙ローラ、10は排紙トレイ、11は制御手段、12は搬送モータ
Claims (1)
- 未定着トナー画像を記録紙に形成するトナー画像形成手段と、商用電源からの通電によって発熱するヒータを有し記録材上の未定着トナー画像を記録紙に加熱定着する定着手段と、前記ヒータの温度が設定温度を維持するように前記商用電源から前記ヒータへの通電を制御する温度制御手段と、前記商用電源の電圧を監視する電源電圧監視手段と、前記トナー画像形成手段が未定着トナー画像を形成する際の前記未定着トナー画像の画像濃度を調整する濃度調整手段と、を有する画像形成装置において、
前記温度制御手段が前記ヒータへ所定時間連続して通電オンしているにも拘わらず前記ヒータの温度が低下する場合、前記電源電圧監視手段は前記商用電源の電圧が低下したと判断し、前記トナー画像形成手段が形成する前記未定着トナー画像の画像濃度を前記ヒータの温度が前記設定温度を維持している時に前記トナー画像形成手段が形成する前記未定着トナー画像の画像濃度より低くするように前記濃度調整手段が画像濃度を調整し、画像濃度を調整して形成した前記未定着トナー像を前記定着手段によって加熱定着することを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002101994A JP4227349B2 (ja) | 2002-04-04 | 2002-04-04 | 画像形成装置 |
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JP2003295538A JP2003295538A (ja) | 2003-10-15 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013218841A (ja) * | 2012-04-06 | 2013-10-24 | Canon Inc | 加熱装置及び画像形成装置 |
-
2002
- 2002-04-04 JP JP2002101994A patent/JP4227349B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2013218841A (ja) * | 2012-04-06 | 2013-10-24 | Canon Inc | 加熱装置及び画像形成装置 |
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