JP4289036B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の画像形成装置に関し、より詳しくは画像形成装置の動作制御技術に係る。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】
特開平5−142880号公報
【特許文献2】
特開平9−230738号公報
【特許文献3】
特開平10−333486号公報
【0003】
従来から、電子写真方式(静電転写方式)を利用した複写機、プリンタ等の画像形成装置が広く知られている。これらの画像形成装置では、トナーの種類などに応じてその制御条件を変更するように構成するものもある。
【0004】
例えば、特許文献1には、トナーの種類情報を予めトナーカートリッジに搭載されたメモリに記憶しておき、そのトナーカートリッジが装着される画像形成装置の定着装置において、当該トナーの種類情報に応じて適切な定着温度等を選択、設定する技術が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来技術はいずれも定着装置の空回転を制御するものではない。つまり、画像形成装置の定着装置では、定着前に定着回転体の温度を均一に上昇させるため、定着前の一定時間、定着回転体を回転しつつその表面温度を上昇させている。また、定着後に定着回転体の過熱を防止するため、定着後の一定時間、定着回転体を回転させている。一方、これら定着前、定着後のタイミングで定着回転体を回転させることは、定着回転体をはじめとする機能部品(特に、定着回転体と接触するもの、例えばクリーニング手段など)の寿命の観点からは不利となる。特に、定着回転体と感光回転体との駆動源が同一の場合には、定着回転体の回転とともに感光回転体も回転し、感光回転体をはじめとする機能部品(特に、感光回転体と接触するもの、例えば帯電手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段など)の寿命までも不利となる。
【0006】
本発明は、このような技術的問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、定着動作時の定着温度不足や定着動作後の定着回転体の過熱をそれぞれ防止しつつ、定着回転体や感光回転体などの機能部品の寿命を延ばすことのできる画像形勢装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、記録媒体上にトナー画像を形成する画像形成部と、当該画像形成部により形成されたトナー画像を記録媒体上に定着する定着部とを備え、前記画像形成部と前記定着部とが同一の駆動源により駆動される画像形成装置であり、前記画像形成部の使用履歴が高い場合には低い場合に比較し当該使用履歴の上昇を防ぐように定着前動作及び/又は定着後動作を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置である。
【0008】
また、前記画像形成部には、前記画像形成部の使用履歴を示す第一履歴情報を記憶する第一記憶部を有し、前記制御手段は当該記憶部に記憶される第一履歴情報に基づいて定着前動作及び/又は定着後動作を制御するように構成することができる。また、前記制御手段は、前記画像形成部の使用状態に基づいて前記第一履歴情報を更新するよう構成することができる。また、前記第一記憶部には前記画像形成部の仕様を示す第一仕様情報を記憶し、前記制御手段は当該第一記憶部に記憶される第一仕様情報に基づいて定着前動作及び/又は定着後動作を制御するよう構成することができる。
【0009】
また、本発明は、記録媒体上にトナー画像を形成する画像形成部と、当該画像形成部により形成されたトナー画像を記録媒体上に定着する定着部とを備える画像形成装置であり、当該定着部の使用履歴に基づいて定着前動作及び/又は定着後動作を制御する制御手段を有する画像形成装置である。
【0010】
また、前記定着部には、前記定着部の使用履歴を示す第二履歴情報を記憶する第二記憶部を有し、前記制御手段は当該第二記憶部に記憶される第二履歴情報に基づいて定着前動作及び/又は定着後動作を制御するよう構成することができる。また、前記制御手段は、前記画像形成部の使用状態に基づいて前記第一履歴情報を更新するよう構成することができる。さらに、前記第二記憶部には前記定着部の仕様を示す第二仕様情報を記憶し、前記制御手段は当該第二記憶部に記憶される第二仕様情報に基づいて定着前動作及び/又は定着後動作を制御するよう構成することができる。前記制御手段は、前記使用履歴が高い場合には当該使用履歴の上昇を防ぐように定着前動作及び/又は定着後動作を制御するよう構成することができる。
【0011】
制御手段による制御の具体例としては、前記制御手段は、前記使用履歴が高い場合には定着前動作の設定時間をより短く変更するとともに、定着前動作の設定温度をより高く変更することができる。また、前記制御手段は、前記使用履歴が高い場合には定着後動作の設定時間をより短く変更するとともに、定着動作の定着後の休止時間をより長く変更することもできる。
【0012】
また、このような発明が特に有効なのは、前記画像形成部と前記定着部とは同一の駆動源により駆動される場合である。
【0013】
ここで、停止状態または休止状態からトナー画像を記録媒体上に定着し得る状態までの動作をいう。また前記定着後動作とは、トナー画像を記録媒体上に定着し得る状態から停止状態または休止状態までの動作をいう。さらに前記定着動作とは、トナー画像を記録媒体上に定着し得る状態の動作をいう。また、前記定着動作には、実定着動作の後に休止動作を行う。
【0014】
また、(第一、第二)履歴情報は、プロセスカートリッジの回転数、感光回転体の回転数、感光回転体の磨耗量、現像回転体の回転数、現像剤の残量、画像形成枚数、定着部の累積通電時間、定着部のランプ(加熱手段)の累積点灯回数、定着回転体の回転数、累積画像濃度、現像剤帯電量、定着部のオイル量、定着部のクリーニングブレード残存量などの単一又は複数より検知することができる。
【0015】
また、(第一、第二)仕様情報としては、プロセスカートリッジの設定ライフ、定着部の設定ライフ、現像剤特性(融点特性、帯電特性など)、定着部のコントロール温度、感光体の設定ライフ、感光体膜圧、画像形成スピード、定着部のランプのワッテージ、使用電源電圧、定着部(定着回転体)の温度上昇率、ROSまたはLEDビーム径、ROSまたはLEDビーム強度、定着部仕様、プロセスカートリッジ仕様、定着回転体(ヒートロール)仕様(チューブ膜厚、材質、肉厚、弾性層厚、外径など)、定着回転体対のニップ圧、定着回転体(プレッシャーロール)仕様(硬度、チューブ厚、外径など)、定着回転体(定着ベルト)仕様(材質、厚さなど)、設置環境、記録媒体種類(厚紙、薄紙、OHPフィルム、封筒など)、記録媒体サイズ(用紙幅など)などの単一又は複数より検知することができる。
【0016】
定着前動作における制御対象としては、定着部が有する定着回転体の回転タイミング、回転数、回転時間、表面設定温度、印加電圧値、印加電圧極性、印加電圧タイミング、印加電圧切り替えタイミング、印加電圧オフタイミング、記録媒体の搬送タイミング、回転駆動源の回転数、回転駆動源の回転時間、回転駆動源の回転タイミングなどの単一又は複数を挙げることができる。
【0017】
定着後動作における制御対象としては、定着部が有する定着回転体の回転タイミング、回転数、回転時間、表面設定温度、印加電圧値、印加電圧極性、印加電圧タイミング、印加電圧切り替えタイミング、印加電圧オフタイミング、回転駆動源の回転数、回転駆動源の回転時間、回転駆動源の回転タイミングなどの単一又は複数を挙げることができる。
【0018】
【発明の実施による形態】
実施形態
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施による形態を説明する。
【0019】
図1は、本実施形態に係るプリンタ(画像形成装置)1の構成を説明する断面概略図である。まずこの画像形成装置1の基本的構成を説明する。この画像形成装置1は、画像形成部と、用紙搬送部と、定着ユニット40とから構成されている。
【0020】
画像形成部は、プロセスカートリッジ10と、露光装置20と、転写ロール14とから構成されている。プロセスカートリッジ10は、感光回転体としての感光体ドラム11、感光体ドラム11表面を一様に帯電させる帯電手段としての帯電ロール12、露光装置20により静電的に書込まれた静電潜像をトナーにより現像する現像手段としての現像装置13、転写後の残留トナーを感光体ドラム11表面から除去するクリーニング手段としてのクリーニングブレード15等を一体的に備えている。用紙搬送部は、それぞれ異なる種類の記録媒体が収容されるシートトレイ30a〜cと、ピックアップロール31a〜cと、リタードロール32a〜cと、レジストロール対33、排出ロール対34等を備えている。定着ユニット40は、少なくともいずれかの内部にヒータを有する加熱ロール41、加圧ロール42を備えている。
【0021】
ここで、プロセスカートリッジ10は、図2に示すように、一体的に構成され、プリンタ本体に対して着脱可能である。また、定着ユニット40も、図3に示すように、一体的に構成され、プリンタ本体に対して着脱可能である。そして、これらプロセスカートリッジ10や定着ユニット40は、その寿命に達した場合に、新しいプロセスカートリッジ10や定着ユニット40に交換される。
【0022】
次に、この画像形成装置1の基本的動作を説明する。図示しない画像読取装置(スキャナ)やコンピュータから入力される画像形成命令に基づいて、露光装置20が感光体ドラム11表面に静電潜像を書き込む。その静電潜像は現像装置13により現像され、トナー像が感光体ドラム11表面に形成される。そのトナー像は、転写ロール14により、タイミングを合わせてシートトレイ30から搬送される用紙(記録媒体)上に静電転写される。その用紙は、定着ユニット40において、加熱ロール(定着回転体)41と加圧ロール(定着回転体)42とのニップ部分に挟持・搬送され、その際の熱と圧力との作用により、トナー像が定着される。そして、定着済みの用紙は排出ロール対34により画像形成装置1外へと排出される。一方、転写時に、感光体ドラム11上に残留したトナーは、クリーニングブレード15により感光体ドラム11表面から除去される。
【0023】
ここで、用紙上のトナー像を定着する定着動作及び、その定着動作の前後では、加熱ロール41、加圧ロール42の回転、加熱などを次のように制御している。
【0024】
図4は、加熱ロール41、加圧ロール42の回転、加熱などを制御する制御ブロック図である。この制御系は、制御部(制御手段)50を中心にして構成されており、この制御部50の入力部として、プロセスカートリッジ10の記憶部10mと、温度センサ43が挙げられる。また、この制御部50の出力部として、記憶部10mと、駆動モータMと、ハロゲンランプ41h、42hと、が挙げられる。
【0025】
ここで、記憶部10mは、半導体メモリにより構成され、制御部50によりアクセス可能に構成されている。この記憶部10mには、プロセスカートリッジ10の仕様情報SIと、履歴情報HIとが記憶されている。仕様情報SIとしては、プロセスカートリッジ10が備える感光体ドラム11の感光層の層厚などの情報が記憶されている。また、履歴情報HIとしては、そのプロセスカートリッジ10による画像形成枚数や感光体ドラム11の回転サイクル数などの情報が記憶されている。なお、この履歴情報HIは、プリンタ1を使用する度に、制御部50により更新される。また、温度センサ43は、加熱ロール41の表面に接触し、その表面温度T'を検知するものである。
【0026】
また、駆動モータ(駆動源)Mは、図示しないギアなどにより構成される駆動伝達系を介し、感光体ドラム11及び加熱ロール41、加圧ロール42のすべてに対して、回転駆動力を伝達している。なお、本実施態様では、駆動モータMはオン/オフ制御されているが、この回転速度を制御するように構成することもできる。また、ハロゲンランプ41h、42hは、それぞれ加熱ロール41、加圧ロール42の内部に存在し、各ロールを加熱するためのものである。なお、各ハロゲンランプ41h、42hはオン/オフ制御されている。さらに、加熱ロール41には、バイアス電圧Vが印加されており、用紙上のトナー像が加熱ロール表面に付着しないように構成されている。すなわち、用紙上のトナー像を構成するトナーと同極性のバイアス電圧Vが加熱ロール41表面には印加されている。
さらに前記トナーと逆極性のバイアス電圧を加圧ロール42表面に印加するようにしてもよい。そうすることで用紙上のトナー像は、用紙を挟んで加圧ロール側に静電吸引されるので、より加熱ロール表面に付着しないようにすることができる。
【0027】
以下、この画像形成装置1の制御の詳細を実施例として説明する。
【0028】
実施例1(回転駆動、加熱制御) 図5は、定着動作及びその前後の回転駆動制御、加熱制御、加熱ロール41の表面温度T'の様子を示すものである。まず、プレヒート動作(定着前動作)M1、定着動作M2、クールダウン動作(定着後動作)M3に分けてそれぞれ基本的な動作を説明する。
【0029】
プレヒート動作M1は、プリンタ1の停止状態(又は休止状態)から定着可能状態になるまでの動作である。この間に、加熱ロール41の表面は設定温度Tに達する。例えば、時間t0において、プリンタ1の主電源ボタンが「オン」される。この際、加熱ロール41の表面温度T'は、環境温度T0に等しい。そして、制御部50は、ハロゲンランプ41h、42hを「オン」するとともに、駆動モータMを「オン」し、加熱ロール42、加圧ロール43を回転させながら加熱ロール41表面の温度を上昇させる。このような動作を行なうことで、加熱ロール42、加圧ロール43の表面温度を均一に上昇させることができる。なお、駆動モータMの駆動に伴い、感光体ドラム11も同時に回転する。そして、加熱ロール41の表面温度T'が設定温度Tに達した後、所定時間Aにわたるプレヒート動作を終了する。
【0030】
そして、定着動作M2として、制御部50は、駆動モータMを「オフ」し、画像形成命令(定着命令)に備える。また、制御部50は、ハロゲンランプ41h、42hを一旦「オフ」するとともに、加熱ロール41の表面温度T'が所定のスタンバイ温度となるように、ハロゲンランプ41h、42hを「オフ/オフ」制御する。ここでは、定着ジョブJとして、3つの定着ジョブJ(1)〜(3)が行なわれる場合を説明する。第一の定着ジョブJ(1)が時間t2から時間t3まで、第二の定着ジョブJ(2)が時間t4から時間t5まで、第三の定着ジョブJ(3)が時間t6から時間t7までにそれぞれ行なわれる。そして、各定着ジョブJ間(時間t3からt4、時間t5からt6)には休止時間Bが設けられている。この休止時間B中は、制御部50は、駆動モータMを「オフ」している。
【0031】
そして、クールダウン動作M3として、最終ジョブJ(3)が終了した後、プリンタ1の主電源ボタンが「オフ」される。制御部50は、直ちにハロゲンランプ41h、42hを「オフ」する一方、一定時間Cだけ駆動モータMを「オン」し続け、その後、駆動モータMを「オフ」する。このような動作を行なうことで、加熱ロール41やハロゲンランプ41h等の過熱によるダメージを防止することができる。なお、駆動モータMの駆動に伴い、感光体ドラム11も同時に回転する。
【0032】
ところで、本実施例では、プロセスカートリッジ10の記憶部10mに記憶されている仕様情報SIと履歴情報HIとに基づいて、制御部50は、これらの設定温度T、所定時間(プレヒート時間)A、休止時間B、所定時間(クールダウン時間)Cを変更するように制御している。
【0033】
図6は、設定温度Tと所定時間Aとの変更手順を、図7は、休止時間Bと所定時間Cとの変更手順をそれぞれ説明するフローチャートである。
【0034】
まず、図6のフローチャートに基づいて、設定温度Tと所定時間Aとの変更手順を説明する。まず、制御部50は、プロセスカートリッジ10の記憶部10mに記憶されている履歴情報HIと仕様情報SIとを読み込む(S101)。そして、これらの情報HI.SIから画像形成部材、ここでは感光体ドラム11の疲労度が高いか否かを判断する(S102)。
【0035】
仕様情報SIとしての感光体ドラム11の感光層の層厚情報、履歴情報HIとしての画像形成枚数情報などから、感光体ドラム11の疲労度が高いと判断する場合には、プレヒート時間AをA1に設定し(S111)、設定温度TをT1に設定し(T112)、加熱ロール41の表面温度T'がT1になるまで(S114)、プレヒート動作を行う(S113)。一方、感光体ドラム11の疲労度が低いと判断する場合には、プレヒート時間AをA2に設定し(S121)、設定温度TをT2に設定し(T122)、加熱ロール41の表面温度T'がT2になるまで(S124)、プレヒート動作を行う(S123)。
【0036】
ここで、プレヒート時間Aの設定値A1と設定値A2とを比較すると、A1<A2の関係が成り立つようにA1、A2が設定される。このため、感光体ドラム10の疲労度が高い場合には、プレヒート状態における、感光体ドラム10の空転時間が短くなるために、感光体ドラム10を延命させることができる。また、設定温度Tの設定値T1と設定値T2とを比較すると、T1>T2の関係が成り立つようにT1、T2が設定される。このため、プレヒート時間の短縮(A2−A1)を、設定温度Tの上昇(T1−T2)で補うことができ、定着不良を防止することができる。逆に、感光体ドラム10の疲労度が低い場合には、プレヒート状態における、設定温度Tが低いため(設定値T2を採用)、省電力の観点から好ましい。
【0037】
次に、図7のフローチャートに基づいて、休止時間Bと所定時間Cとの変更手順を説明する。まず、制御部50は、プロセスカートリッジ10の記憶部10mに記憶されている履歴情報HIと仕様情報SIとを読み込む(S201)。そして、これらの情報HI.SIから画像形成部材、ここでは感光体ドラム11の疲労度が高いか否かを判断する(S202)。
【0038】
仕様情報SIとしての感光体ドラム11の感光層の層厚情報、履歴情報HIとしての画像形成枚数情報などから、感光体ドラム11の疲労度が高いと判断する場合には、クールダウン時間CをC1に設定し(S211)、休止時間BをB1に設定し(T212)、加熱ロール41の表面温度T'がある程度下がるまで(S214)、プレヒート動作を行う(S213)。一方、感光体ドラム11の疲労度が低いと判断する場合には、クールダウン時間CをC2に設定し(S221)、休止時間BをB2に設定し(T222)、加熱ロール41の表面温度T'がある程度下がるまで(S224)、プレヒート動作を行う(S223)。
【0039】
ここで、クールダウン時間Cの設定値C1と設定値C2とを比較すると、C1<C2の関係が成り立つようにC1、C2が設定される。このため、感光体ドラム10の疲労度が高い場合には、クールダウン状態における、感光体ドラム10の空転時間が短くなるために、感光体ドラム10を延命させることができる。また、休止時間Bの設定値B1と設定値B2とを比較すると、B1>B2の関係が成り立つようにB1、B2が設定される。このため、クールダウン時間の短縮(C2−C1)を、休止時間Bの増加(B1−B2)で補うことができ、オーバーヒートを防止することができる。逆に、感光体ドラム10の疲労度が低い場合には、休止時間Bが低いため(設定値B2を採用)、生産性の観点から好ましい。
【0040】
変形例1(3段階以上の変更)
本実施例では、設定温度T、所定時間(プレヒート時間)A、休止時間B、所定時間(クールダウン時間)Cを二者択一的に選択、変更しているが、これに限らず、複数段階(3段階以上)に変更してもよい。
【0041】
図8は、プレヒート時間Aを最大4段階に変更する場合を説明するグラフである。同グラフにおいて、横軸は画像形成枚数[K-pv]を、縦軸は感光体ドラム11の初期膜厚[μm]を示している。例えば、制御部50は、感光体ドラム11の初期感光膜厚が25μmの場合には、最初はプレヒート時間Aを3000[msec](▲1▼参照)に設定し、累積画像形成枚数が増加するとともに、1650[msec](▲2▼参照)→1200[msec](▲3▼参照)→800[msec](▲4▼参照)と減少させることができる。
【0042】
変形例2(連続的な変更)
図9は、累積画像形成枚数と感光体ドラム11の膜厚残量との関係を説明するグラフである。このグラフにおいて、横軸は累積画像形成枚数[K-pv]を、縦軸は感光体ドラム11の膜厚残量[μm]をそれぞれ示している。このグラフから明らかなように、感光体ドラム11の膜厚残量[μm]は累積画像形成枚数[K-pv]の増加に伴って(連続的に)減少する。本実施例では、設定温度T、所定時間(プレヒート時間)A、休止時間B、所定時間(クールダウン時間)Cを二者択一的に選択、変更しているが、図9に示す連続的な関係に着目して、連続的に変更してもよい。
【0043】
図10は、感光体ドラム11の膜厚残量と設定されるプレヒート時間Aとの関係を説明するグラフである。このグラフにおいて、横軸は感光体ドラム11の膜厚残量[μm]を、縦軸は設定されるプレヒート時間Aをそれぞれ示している。なお、同図中の複数の折れ線グラフは、感光体の種類(材質、膜厚)帯電器、クリーニングブレードのパラメータによって設定を変更したものである。
このようなグラフに基づいて、制御部50は、感光体ドラム11の膜厚残量に応じ、連続的にプレヒート時間Aを設定することができる。
【0044】
変形例3(その他)
本実施例では、プロセスカートリッジ10の記憶部10mに記憶される情報に基づいて制御を行なったが、これに限らず、制御部50は、定着ユニット40の記憶部40mに記憶される情報(履歴情報HI、仕様情報SI)に基づいて制御を行なうこともできる(図4の括弧内参照)。さらに、制御部50は、これら両方の記憶部10m、40m(図4の括弧内参照)に記憶されている情報に基づいて制御を行なうこともできる。
【0045】
また、本実施例では、履歴情報HIとして累積画像形成枚数の情報のみを用いたが、他の履歴情報HIを採用してもよいし、他の履歴情報HIとともに用いてもよい。例えば、制御部50は、累積画像形成枚数の他に、画像形成サイズや記録媒体種類を組み合わせて画像形成部材の疲労度を判断することもできる。
【0046】
実施例2
(バイアス電圧Vの制御) 本実施例では、記憶部10mに記憶されている仕様情報SIとしての現像剤情報に基づいてプレヒート時間A、設定温度T及び加熱ロール41に印加するバイアス電圧Vを制御するものである(図4参照)。
【0047】
すなわち、まず、制御部50は、プロセスカートリッジ10の記憶部10mに記憶されている履歴情報HIと仕様情報SIとを読み込む。この仕様情報SIから現像剤を特定し、第一に現像剤の融点が高いか否かを判断する。そして、融点が比較的低い場合には、プレヒート時間Aをより短く設定するとともに設定温度Tを低めに設定する。一方、融点が比較的高い場合には、プレヒート時間Aをより長く設定するとともに設定温度Tを高めに設定する。同じく、仕様情報SIから現像剤を特定し、第二に現像剤の帯電特性が高いか否かを判断する。そして、現像剤の帯電特性が比較的高い場合には、加熱ロール41に印加するバイアス電圧Vをより低く設定する。一方、現像剤の帯電特性が比較的低い場合には、加熱ロール41に印加するバイアス電圧Vをより高く設定する。なお加圧ロール42に印加するバイアス電圧を同様に制御してもよい。
【0048】
図11は、現像剤の帯電特性とバイアス電圧Vとの関係を説明するグラフである。このグラフの横軸は現像剤の帯電特性としての現像剤トライボ[μq/g]を、縦軸は加熱ロール41に印加するバイアス電圧[V]をそれぞれ示している。例えば、現像剤の現像トライボが4[μq/g]の場合には、バイアス電圧Vは500[V]となり、現像剤の現像トライボが7[μq/g]の場合には、バイアス電圧Vは400[V]となる。
【0049】
このような制御を行なうことで、バイアス電圧V印加による加熱ロール41等のダメージを抑え、定着ユニット40の延命にも資する。
【0050】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、定着動作時の定着温度不足や定着動作後の定着回転体の過熱をそれぞれ防止しつつ、定着回転体や感光回転体などの機能部品の寿命を延ばすことのできる画像形勢装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、プリンタ1の構成を説明する断面概略図である。
【図2】図2は、プロセスカートリッジの斜視図である。
【図3】図3は、定着ユニットの斜視図である。
【図4】図4は、このプリンタの制御系を説明する制御ブロック図である。
【図5】図5は、このプリンタの制御系の動作を説明するタイミングチャートである。
【図6】図6は、このプリンタの制御系の制御手順を説明する一のフローチャートである。
【図7】図7は、このプリンタの制御系の制御手順を説明する他のフローチャートである。
【図8】図8は、プレヒート時間Aを最大4段階に変更する場合を説明するグラフである。
【図9】図9は、累積画像形成枚数と感光体ドラム11の膜厚残量との関係を説明するグラフである。
【図10】図10は、感光体ドラム11の膜厚残量と設定されるプレヒート時間Aとの関係を説明するグラフである。
【図11】図11は、現像剤の帯電特性とバイアス電圧Vとの関係を説明するグラフである。
【符号の説明】
SI…仕様情報、HI…履歴情報、M…駆動モータ(駆動源)、50…制御部(制御手段)、40…定着ユニット、40m…記憶部、41…加熱ロール(定着回転体)、42…加圧ロール(定着回転体)、41h、42h…ハロゲンランプ、43…温度センサ、10…プロセスカートリッジ、10m…記憶部、11…感光体ドラム(感光回転体)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a multifunction machine of these, and more particularly to an operation control technique of the image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1]
JP-A-5-142880
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-230738
[Patent Document 3]
JP-A-10-333486
[0003]
2. Description of the Related Art Conventionally, image forming apparatuses such as copying machines and printers using an electrophotographic system (electrostatic transfer system) are widely known. Some of these image forming apparatuses are configured to change the control conditions according to the type of toner.
[0004]
For example, in
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, none of these conventional techniques controls idling of the fixing device. That is, in the fixing device of the image forming apparatus, in order to uniformly increase the temperature of the fixing rotator before fixing, the surface temperature is increased while rotating the fixing rotator for a certain time before fixing. Further, in order to prevent overheating of the fixing rotator after fixing, the fixing rotator is rotated for a certain time after fixing. On the other hand, rotating the fixing rotator at the timing before and after fixing from the viewpoint of the lifetime of the functional parts including the fixing rotator (particularly, those that come into contact with the fixing rotator, such as cleaning means). Is disadvantageous. In particular, when the driving source of the fixing rotator and the photosensitive rotator is the same, the photosensitive rotator also rotates together with the rotation of the fixing rotator, and the functional components including the photosensitive rotator (particularly, the photosensitive rotator contacted). (For example, charging means, developing means, transfer means, cleaning means, etc.) are also disadvantageous.
[0006]
The present invention has been made in view of such technical problems, and an object of the present invention is to prevent a fixing temperature shortage during a fixing operation and an overheating of the fixing rotating body after the fixing operation, respectively. Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of extending the lifetime of functional parts such as a photosensitive rotating body.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention includes an image forming unit that forms a toner image on a recording medium, and a fixing unit that fixes the toner image formed by the image forming unit on the recording medium. The image forming unit and the fixing unit are driven by the same driving source. An image forming apparatus, When the usage history of the image forming unit is high, the usage history is prevented from rising compared to when the usage history is low. An image forming apparatus comprising a control unit that controls a pre-fixing operation and / or a post-fixing operation.
[0008]
Further, the image forming unit includes a first storage unit that stores first history information indicating a use history of the image forming unit, and the control unit is based on the first history information stored in the storage unit. The operation before fixing and / or the operation after fixing can be controlled. The control unit may be configured to update the first history information based on a usage state of the image forming unit. Further, the first storage unit stores first specification information indicating the specification of the image forming unit, and the control unit performs pre-fixing operation and / or operation based on the first specification information stored in the first storage unit. Alternatively, the post-fixing operation can be controlled.
[0009]
The present invention is also an image forming apparatus including an image forming unit that forms a toner image on a recording medium, and a fixing unit that fixes the toner image formed by the image forming unit on the recording medium. The image forming apparatus includes a control unit that controls a pre-fixing operation and / or a post-fixing operation based on the use history of the unit.
[0010]
The fixing unit includes a second storage unit that stores second history information indicating a usage history of the fixing unit, and the control unit is based on the second history information stored in the second storage unit. Thus, the operation before fixing and / or the operation after fixing can be controlled. The control unit may be configured to update the first history information based on a usage state of the image forming unit. Further, the second storage unit stores second specification information indicating the specification of the fixing unit, and the control unit performs an operation before fixing and / or based on the second specification information stored in the second storage unit. It can be configured to control the post-fixing operation. The control means may be configured to control a pre-fixing operation and / or a post-fixing operation so as to prevent an increase in the usage history when the usage history is high.
[0011]
As a specific example of the control by the control means, the control means can change the set time for the pre-fixing operation to be shorter and change the set temperature for the pre-fixing operation to be higher when the usage history is high. . In addition, when the usage history is high, the control unit can change the setting time of the post-fixing operation to be shorter and can change the pause time after the fixing of the fixing operation to be longer.
[0012]
Such an invention is particularly effective when the image forming unit and the fixing unit are driven by the same drive source.
[0013]
Here, the operation from the stop state or the rest state to the state where the toner image can be fixed on the recording medium is meant. The post-fixing operation refers to an operation from a state where a toner image can be fixed on a recording medium to a stop state or a rest state. Further, the fixing operation refers to an operation in a state where a toner image can be fixed on a recording medium. In the fixing operation, a pause operation is performed after the actual fixing operation.
[0014]
The (first and second) history information includes the number of rotations of the process cartridge, the number of rotations of the photosensitive rotator, the amount of wear of the photosensitive rotator, the number of rotations of the developing rotator, the remaining amount of developer, the number of images formed, Cumulative energization time of the fixing unit, cumulative lighting number of the lamp (heating means) of the fixing unit, rotation speed of the fixing rotator, cumulative image density, developer charge amount, oil amount of the fixing unit, remaining cleaning blade amount of the fixing unit, etc. It is possible to detect from a single or a plurality of.
[0015]
Also, (first and second) specification information includes process cartridge setting life, fixing unit setting life, developer characteristics (melting point characteristics, charging characteristics, etc.), fixing unit control temperature, photosensitive member setting life, Photoreceptor film pressure, image formation speed, fixing unit lamp wattage, operating power supply voltage, fixing unit (fixing rotating body) temperature rise rate, ROS or LED beam diameter, ROS or LED beam intensity, fixing unit specifications, process cartridge Specifications, fixing rotator (heat roll) specifications (tube film thickness, material, thickness, elastic layer thickness, outer diameter, etc.), nip pressure of fixing rotator pair, fixing rotator (pressure roll) specifications (hardness, tube thickness) , Outer diameter, etc.), fixing rotating body (fixing belt) specifications (material, thickness, etc.), installation environment, recording medium type (thick paper, thin paper, OHP film, envelope, etc.), recording medium size (paper width, etc.) ) It can be detected from a single or multiple such.
[0016]
Control targets in the pre-fixing operation include the rotation timing, rotation speed, rotation time, surface set temperature, applied voltage value, applied voltage polarity, applied voltage timing, applied voltage switching timing, applied voltage off, and the fixing rotating body of the fixing unit. The timing, the recording medium conveyance timing, the rotational speed of the rotational drive source, the rotational time of the rotational drive source, the rotational timing of the rotational drive source, etc. can be single or plural.
[0017]
Control targets in the post-fixing operation include the rotation timing, rotation speed, rotation time, surface set temperature, applied voltage value, applied voltage polarity, applied voltage timing, applied voltage switching timing, applied voltage off, and the fixing rotating body of the fixing unit. The timing, the rotational speed of the rotational drive source, the rotational time of the rotational drive source, the rotational timing of the rotational drive source, etc. may be single or plural.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of a printer (image forming apparatus) 1 according to this embodiment. First, the basic configuration of the
[0020]
The image forming unit includes a
[0021]
Here, as shown in FIG. 2, the
[0022]
Next, the basic operation of the
[0023]
Here, the fixing operation for fixing the toner image on the paper and before and after the fixing operation, the rotation and heating of the
[0024]
FIG. 4 is a control block diagram for controlling the rotation and heating of the
[0025]
Here, the
[0026]
The drive motor (drive source) M transmits a rotational drive force to all of the
Further, a bias voltage having a polarity opposite to that of the toner may be applied to the surface of the
[0027]
Hereinafter, details of the control of the
[0028]
Example 1 (Rotation Drive, Heating Control) FIG. 5 shows a fixing operation, rotation drive control before and after the fixing operation, heating control, and the surface temperature T ′ of the
[0029]
The preheating operation M1 is an operation from the stop state (or the rest state) of the
[0030]
Then, as the fixing operation M2, the
[0031]
Then, as the cool-down operation M3, after the final job J (3) is completed, the main power button of the
[0032]
By the way, in the present embodiment, based on the specification information SI and the history information HI stored in the
[0033]
FIG. 6 is a flowchart for explaining a procedure for changing the set temperature T and the predetermined time A, and FIG. 7 is a flowchart for explaining a procedure for changing the rest time B and the predetermined time C.
[0034]
First, a procedure for changing the set temperature T and the predetermined time A will be described based on the flowchart of FIG. First, the
[0035]
When it is determined that the degree of fatigue of the
[0036]
Here, when the set value A1 of the preheat time A is compared with the set value A2, A1 and A2 are set so that the relationship of A1 <A2 is established. For this reason, when the degree of fatigue of the
[0037]
Next, a procedure for changing the pause time B and the predetermined time C will be described based on the flowchart of FIG. First, the
[0038]
When it is determined that the degree of fatigue of the
[0039]
Here, when the set value C1 and the set value C2 of the cool-down time C are compared, C1 and C2 are set so that the relationship of C1 <C2 is established. For this reason, when the degree of fatigue of the
[0040]
Modified example 1 (change of 3 steps or more)
In this embodiment, the set temperature T, the predetermined time (preheat time) A, the pause time B, and the predetermined time (cool down time) C are alternatively selected and changed. You may change into a stage (3 steps or more).
[0041]
FIG. 8 is a graph for explaining a case where the preheating time A is changed to a maximum of four stages. In the graph, the horizontal axis represents the number of formed images [K-pv], and the vertical axis represents the initial film thickness [μm] of the
[0042]
Modification 2 (continuous change)
FIG. 9 is a graph for explaining the relationship between the cumulative number of image formations and the remaining film thickness of the
[0043]
FIG. 10 is a graph for explaining the relationship between the remaining film thickness of the
Based on such a graph, the
[0044]
Modification 3 (Other)
In this embodiment, the control is performed based on the information stored in the
[0045]
In this embodiment, only the information on the cumulative number of formed images is used as the history information HI. However, other history information HI may be used or may be used together with other history information HI. For example, the
[0046]
Example 2
(Control of Bias Voltage V) In this embodiment, the preheating time A, the set temperature T, and the bias voltage V applied to the
[0047]
That is, first, the
[0048]
FIG. 11 is a graph illustrating the relationship between the charging characteristics of the developer and the bias voltage V. In this graph, the horizontal axis represents developer tribo [μq / g] as the charging characteristics of the developer, and the vertical axis represents bias voltage [V] applied to the
[0049]
By performing such control, damage to the
[0050]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the lifetime of the functional components such as the fixing rotator and the photosensitive rotator can be prevented while preventing the fixing temperature from being insufficient during the fixing operation and overheating of the fixing rotator after the fixing operation. Can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of a printer.
FIG. 2 is a perspective view of a process cartridge.
FIG. 3 is a perspective view of a fixing unit.
FIG. 4 is a control block diagram illustrating a control system of the printer.
FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation of the control system of the printer.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a control procedure of the printer control system.
FIG. 7 is another flowchart for explaining the control procedure of the control system of the printer.
FIG. 8 is a graph for explaining a case where the preheat time A is changed to a maximum of four stages.
FIG. 9 is a graph for explaining the relationship between the cumulative number of formed images and the remaining film thickness of the
FIG. 10 is a graph illustrating the relationship between the remaining film thickness of the
FIG. 11 is a graph for explaining the relationship between developer charging characteristics and bias voltage V;
[Explanation of symbols]
SI ... specification information, HI ... history information, M ... drive motor (drive source), 50 ... control unit (control means), 40 ... fixing unit, 40m ... storage unit, 41 ... heating roll (fixing rotator), 42 ... Pressure roll (fixing rotator), 41h, 42h ... halogen lamp, 43 ... temperature sensor, 10 ... process cartridge, 10m ... storage unit, 11 ... photosensitive drum (photosensitive rotator)
Claims (3)
前記画像形成部の使用履歴が高い場合には低い場合に比較し当該使用履歴の上昇を防ぐように定着前動作及び/又は定着後動作を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。An image forming section for forming a toner image on a recording medium, and a fixing unit for fixing the toner image formed by the image forming unit onto the recording medium, driving said image forming portion and the fixing portion are the same An image forming apparatus driven by a source ,
An image forming apparatus comprising: a control unit that controls a pre-fixing operation and / or a post-fixing operation so as to prevent an increase in usage history when the usage history of the image forming unit is high compared to when the usage history is low. .
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