JP5239486B2

JP5239486B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP5239486B2
Application number: JP2008120529A
Authority: JP
Inventors: 荒川　　修
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2008-05-02
Filing date: 2008-05-02
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2028-05-02
Also published as: JP2009271252A

Description

本発明は、記録紙を加熱及び加圧することにより記録紙に転写されたトナー像を定着させて出力する画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置において、加熱部を内蔵するヒートローラと、ヒートローラに接触するプレスローラとを備えた定着器は公知である。定着器は、ヒートローラとプレスローラとのニップ部において、記録紙を加熱及び加圧することにより、記録紙に転写されたトナー像を定着させるものである。

記録紙に転写されたトナー像を定着させるためには、記録紙がヒートローラとプレスローラとのニップ部を通過する際に、ヒートローラとプレスローラとが所定の温度まで加熱されている必要がある。このため、定着器のウォーミングアップ動作を行い、ヒートローラを加熱部で定着温度まで加熱するとともに、プレスローラをヒートローラの熱によって加熱している。

例えば、特許文献１は、ヒートローラに温度センサーを設け、該温度センサーの検出値によって印字濃度を補正する画像形成装置を開示している。また、特許文献２は、定着装置の装置環境温度によって印字濃度を補正する画像形成装置を開示している。

印字濃度を濃くすることで、トナーの粒子を増加させ、周囲のトナー粒子との結合をより密にすることで、トナー像の定着性を向上できる。また、印字濃度を濃くすることで、周囲のトナー粒子同士の結合が密になると、トナー粒子同士が互いの熱を補い合って溶解しやすくなるため、記録紙に定着しやすくなる。すなわち、印字濃度を濃くすることで、トナー像の定着性が良好となる。
特開平９−２１１９６３号公報特開２００２−３７２８１３号公報

しかし、例えば寒冷な環境、或いはオフィスにおける朝一番の始動において、定着器のウォーミングアップ動作直後では、ヒートローラが所定温度まで加熱されているが、プレスローラが充分に温まっていない状況が発生する。このような状況では、ヒートローラの熱は記録紙だけでなく、プレスローラにも大量に奪われてしまい、少なくとも最初の１、２枚はトナー像の定着性が劣化しやすい傾向にある。

そこで、解決しようとする課題は、画像形成装置において、定着器のウォーミングアップ動作直後におけるトナー像の定着性を改善することである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、第１の発明は、記録紙を加熱及び加圧することにより該記録紙に転写されたトナー像を定着させて出力する画像形成装置であって、加熱部を内蔵するヒートローラと、前記ヒートローラに接触するプレスローラと、前記プレスローラの表面温度を検出するプレスローラ温度検出部と、前記記録紙に転写するトナーの印字濃度を補正する印字濃度補正手段と、を備え、前記印字濃度補正手段は、イニシャライズ処理後に前記プレスローラ温度検出部による検出温度が所定温度以下の場合には、印字濃度を初期設定濃度よりも濃く補正するものである。

第２の発明は、第１の発明において、出力した記録紙の枚数を検出する出力枚数検出部を備え、前記印字濃度補正手段は、前記出力枚数検出部による検出枚数が所定枚数以上となった場合には、印字濃度を初期設定濃度に戻すものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

第１の発明においては、イニシャライズ処理後にプレスローラ温度が所定温度以下の場合には、印字濃度を濃く補正するため、定着器のウォーミングアップ動作直後におけるトナー像の定着性を改善できる。

第２の発明においては、印字濃度を濃く補正した場合であっても、所定枚数出力した場合には印字濃度を初期設定に戻すため、不必要な印字濃度の補正を回避できる。

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施例に係る画像形成装置の概略構成を示すブロック図、図２は同じく印字濃度補正手段を示すフロー図である。

まず、本実施例である画像形成装置１０について、詳細に説明する。
図１に示すように、画像形成装置１０は、例えばファクシミリ又はコピー機に組み込まれる装置である。画像形成装置１０は、感光ドラム１２と、記録紙搬送路を挟んで感光ドラム１２に接触して対向するように設置される転写ローラ１３と、それらの記録紙搬送方向（図１における白抜き矢印の向き）の下流側に設置される定着器３０と、感光ドラム１２の周囲に設置される現像器１４と、画像形成装置１０の各部を制御する制御装置１００と、を備えて構成されている。

感光ドラム１２は、露光により帯電する感光体であり、図示しない駆動源により回転される。感光ドラム１２の周囲には、ブラシローラ式の帯電器１５、露光部であるＬＥＤプリントヘッド１７、除電器１８が設けられている。帯電バイアス印加回路１６により所定のバイアス電圧が印加された帯電器１５は、回転しながら感光ドラム１２の外周面を一様に帯電させる。多数のＬＥＤを並設させたＬＥＤプリントヘッド１７は、入力された画像情報に基づいて感光ドラム１２の外周面に光を照射し、その外周面に画像情報に対応する静電潜像を形成する。除電器電圧印加回路１９により所定のバイアス電圧が印加される除電器１８は、転写後に感光ドラム１２上に残った電荷を除去する。

転写ローラ１３は、感光ドラム１２の回転に追従して回転し、転写器として感光ドラム１２の外周面に形成されたトナー像を記録紙に転写する。転写ローラ１３には、転写バイアス印加回路２１により所定のバイアス電圧が印加され、転写ローラ１３と転写バイアス印加回路２１との間に設けられる電流検出部２２が転写バイアス電圧印加時に流れる電流を検出し、制御装置１００に信号が送られる。

現像器１４は、供給ローラ２３、現像ローラ２４及びクリーニングブレード２５を備えている。供給ローラ２３は、トナーを収容した図示しないトナーケースからトナーを帯電させながら現像ローラ２４に供給する。現像ローラ２４は、供給ローラ２３と感光ドラム１２との間に双方に接触して設置され、感光ドラム１２へトナーを転移する。クリーニングブレード２５は、現像ローラ２４の外周面に弾性的に接触され、現像ローラ２４の外周面に付着したトナー層の層厚を均一にする。供給ローラ２３、現像ローラ２４及びクリーニングブレード２５には、現像器バイアス印加回路２６により所定のバイアス電圧が印加される。

定着器３０は、ヒートローラ３２と、ヒートローラ３２に内蔵される加熱部としてのヒータ３１と、ヒートローラ３２に加圧された状態で接触するように設置されるプレスローラ３６と、を備えて構成されている。ヒータ３１には、ヒータ作動回路３８が接続されており、制御装置１００からの制御信号に基づいてヒータ作動回路３８が作動して、ヒータ３１が作動する。ヒータ３１には例えばハロゲンランプが用いられる。
ヒートローラ温度センサー３７は、ヒートローラ３２の表面に接触するように設けられている。また、プレスローラ温度検出部としてのプレスローラ温度センサー３９は、プレスローラ３６の表面に接触するように設けられている。

出力枚数検出部としての出力枚数検出センサー４０は、画像形成装置１０が出力する記録紙の枚数を検出するために設けられている。本実施例において、出力枚数検出センサー４０は、画像形成装置１０を備える本体であるファクシミリ又はコピー機等が従来から有するセンサーとする。出力枚数センサー４０は、記録紙の搬送経路上に配置された記録紙有無センサーと、この記録紙有無センサーからの検出出力が入力される都度“１”をインクリメントするカウンタと、により構成される。

制御装置１００は、画像形成装置１０の各部を制御する制御部５０と、後述する定数を記憶する記憶部６０、画像形成装置１０に対して各設定を行う設定部７０と、を備えて構成されている。制御部５０は、後述する定着温度制御手段及び印字濃度補正手段５１としての機能を有する。記憶部６０は、後述する初期設定濃度Ｄ１、補正濃度Ｄａ、所定温度Ｔｐａ、及び所定枚数Ｎａの定数が予め記憶されている。設定部７０は、電源ボタン、コピーボタン、及びＦＡＸ送信ボタン等を備えて構成されている。

制御装置１００は、ヒートローラ温度センサー３７、プレスローラ温度センサー３９、及びその他各部と接続されている。制御部５０は、ヒートローラ温度センサー３７によって、ヒートローラ３２の表面温度であるヒートローラ温度Ｔｈを読み込み、プレスローラ温度センサー３９によって、プレスローラ３６の表面温度であるプレスローラ温度Ｔｐを読み込む機能を有する。また、制御部５０は、出力枚数検出センサー４０によって出力枚数Ｎを読み込む機能を有する。

制御部５０は、定着温度制御手段として、ヒートローラ温度Ｔｈが定着温度より高くなった場合にヒータ３１をＯＦＦとし、ヒートローラ温度Ｔｈが定着温度より低くなった場合にヒータ３１をＯＮとすることにより定着温度を維持する機能を有する。

制御部５０は、印字濃度補正手段５１としてのプレスローラ温度Ｔｐに基づいて、トナーの印字濃度Ｄを初期設定濃度Ｄ１から補正濃度Ｄａに補正する機能を有する。本実施例において、初期設定濃度Ｄ１は、マクベス濃度計にて１．２倍、補正濃度Ｄａはマクベス濃度計にて１．４倍としている。すなわち、印字濃度Ｄを初期設定濃度Ｄ１から補正濃度Ｄａに補正することは、印字濃度を初期設定濃度より濃く補正することになる。ここで、印字濃度Ｄは、トナーの帯電量、露光量、又は現象バイアスによって補正することができる。本実施例では感光ドラム１２にかけるバイアス電圧を増加させ、トナーの帯電量を増加させ、定着させるトナー量を増加させることで印字濃度Ｄを濃く補正している。

次に、印字濃度補正手段５１のフローについて、詳細に説明する。
図２に示すように、制御部５０は、画像形成装置１０が組み込まれた本体（例えばファクシミリ又はコピー機）において電源ＯＮ、あるいはカバー閉とされれば（Ｓ１０１）、画像形成装置１０の初期設定を行うイニシャライズ処理を実行する（Ｓ１０２）。次に、制御部５０は、プレスローラ温度センサー３９によって、プレスローラ温度Ｔｐを取得し（Ｓ１０３）、プレスローラ温度Ｔｐが所定温度Ｔｐａ以下であるかを判定する（Ｓ１０４）。

制御部５０は、Ｓ１０４において所定温度Ｔｐａ以下であれば、印字濃度Ｄを初期設定濃度Ｄ１から補正濃度Ｄａに補正する（Ｓ１０５）。一方、Ｓ１０４において所定温度Ｔｐａより大きければ、印字濃度Ｄは初期設定濃度Ｄ１のままとする。次に、制御部５０は、設定部７０のコピーボタンがＯＮとされたか否かを判定する（Ｓ１０７）。

制御部５０は、Ｓ１０７において、コピーボタンがＯＮとされた場合は、出力枚数検出センサー４０によって、記録紙の出力枚数Ｎを取得し（Ｓ１０８）、出力枚数Ｎが所定枚数Ｎａ以上であるか否かを判定する（Ｓ１０９）。ここで、制御部５０は、Ｓ１０９において、所定枚数Ｎａ以上であれば、印字濃度Ｄを初期設定濃度Ｄ１に戻す（Ｓ１１０）。一方、Ｓ１０９において、所定枚数Ｎａより少なければ、Ｓ１０８へ移行する。

制御部５０は、Ｓ１０７において、コピーボタンがＯＮとされていない場合は、Ｓ１０５へ移行し、プレスローラ温度センサー３９によって、プレスローラ温度Ｔｐを取得し（Ｓ１０３）、プレスローラ温度Ｔｐが所定温度Ｔｐａ以下であるかを判定する（Ｓ１０４）。
以上が印字濃度補正手段５１のフローである。

従来、例えば寒冷な環境、或いはオフィスにおける朝一番の始動において、定着器３０のウォーミングアップ動作直後では、ヒートローラ３２が所定温度Ｔｑまで加熱されているが、プレスローラ３６が充分に温まっていない状況が発生していた。このような状況では、ヒートローラ３２の熱は記録紙だけでなく、プレスローラ３６にも大量に奪われてしまい、少なくとも最初の１、２枚はトナー像の定着性が劣化しやすい傾向にあった。

一方、プレスローラ３６を充分に温めるまでヒートローラ３２を過剰に加熱することにより、ウォーミングアップ動作に時間が掛かるという問題がある。また、過剰にヒートローラ３２を加熱することにより、記録紙がカールする、或いは記録紙に皺が発生する原因ともなる。また、ヒートローラ３２を加熱するのに要する消費電力を増加させることとなる。

そこで、本実施例では、間接的に加熱されるプレスローラ３６のプレスローラ温度Ｔｐに基づいて、印字濃度Ｄを初期設定濃度Ｄ１から補正濃度Ｄａ（Ｄａ＞Ｄ１）に補正する。そのため、ウォーミングアップ動作直後におけるトナー像の定着性を改善できる。

ここで、印字濃度を濃くすることで、トナーの粒子が増加され、周囲のトナー粒子との結合をより密とすることで、トナー像の定着性を向上できる。また、印字濃度を濃くすることで、周囲のトナー粒子同士の結合が密になると、トナー粒子同士が互いの熱を補い合って溶解しやすくなるため、記録紙に定着しやすくなる。すなわち、印字濃度を濃くすることで、トナー像の定着性が良好となる。
このようにして、プレスローラ温度Ｔｐが所定温度Ｔｐａ以下の場合には、印字濃度Ｄを濃く補正するため、ウォーミングアップ動作直後のトナー像の定着性を改善できる。

また、プレスローラ３６に十分に熱が伝達されれば、印字濃度Ｄが補正濃度Ｄａのままでは不必要に濃い印字濃度によってトナー像を定着させることとなる。

そこで、印字濃度Ｄを初期設定濃度Ｄ１から補正濃度Ｄａに補正した場合であっても、定着器３０が所定枚数Ｎａ以上出力した場合には、プレスローラ３６が充分に温められたと判断する。そして、印字濃度Ｄを補正濃度Ｄａから初期設定Ｄ１に戻すため、不必要な印字濃度Ｄの補正を回避できる。

本発明の実施例に係る画像形成装置の概略構成を示すブロック図。同じく印字濃度補正手段を示すフロー図。

符号の説明

１０画像形成装置
３１ヒータ
３２ヒートローラ
３７プレスローラ
３９プレスローラ温度センサー
４０出力枚数検出センサー
５０制御部
５１印字濃度補正手段
６０記憶部
７０設定部
１００制御装置

Claims

記録紙を加熱及び加圧することにより該記録紙に転写されたトナー像を定着させて出力する画像形成装置であって、
加熱部を内蔵するヒートローラと、
前記ヒートローラに接触するプレスローラと、
前記プレスローラの表面温度を検出するプレスローラ温度検出部と、
前記記録紙に転写するトナーの印字濃度を補正する印字濃度補正手段と、を備え、
前記印字濃度補正手段は、イニシャライズ処理後に前記プレスローラ温度検出部による検出温度が所定温度以下の場合には、印字濃度を初期設定濃度よりも濃く補正することを特徴とする画像形成装置。
出力した記録紙の枚数を検出する出力枚数検出部を備え、
前記印字濃度補正手段は、前記出力枚数検出部による検出枚数が所定枚数以上となった場合には、印字濃度を初期設定濃度に戻すことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。