JP5300518B2

JP5300518B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5300518B2
Application number: JP2009032865A
Authority: JP
Inventors: 寿文角谷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-02-16
Filing date: 2009-02-16
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2029-02-16
Also published as: JP2010190982A

Description

本発明は、例えば、定着ユニットを内部に有するプリンタや複写機等の画像形成装置に関する。

従来、電源オフ指示があってから、自己が保持する情報の退避処理の時間を考慮して、デバイスコントローラと外部コントローラとの電源オフ制御を行う画像形成装置が提案されている（特許文献１）。デバイスコントローラは、プリンタを含む複数のデバイスを制御し、外部コントローラは、外部装置からのジョブに従ってプリンタを制御する。この提案では、ソフトウェアによりディレイ時間を管理している。

特開２００４−２６２０６５号公報

上記特許文献１では、画像形成装置をシャットダウンする際、ユーザ操作でソフト的なシャットダウンシーケンスを実施した後に、さらにハード的に電源スイッチをオフ操作して電源をオフしているため、ユーザにとっては手間がかかる。

また、シャットダウン処理を行わずに電源スイッチをオフ操作して電源をオフした場合、定着部材と加圧ローラとの離間動作ができないため、定着部材が変形し、次回電源をオンしたときに定着後のシートの画像が劣化する可能性がある。

そこで、本発明は、シャットダウンする際のユーザの手間を軽減することができるとともに、次回電源をオンした場合に、定着後のシートの画像が劣化するの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に、本発明の画像形成装置は、定着部材と加圧ローラとを用いてシートのトナー画像を加熱定着する画像形成装置であって、第１の電源と、前記第１の電源よりも高い電圧の第２の電源と、オン／オフ操作により前記第１の電源及び前記第２の電源をオン／オフする電源スイッチと、前記電源スイッチのオン／オフ操作を検出する検出手段と、前記定着部材と前記加圧ローラとを接近離間動作させる回転系のモータと、前記検出手段により前記電源スイッチのオフ操作が検出された場合に、前記第２の電源をオフさせた後に前記第１の電源をオフさせてシャットダウン処理を行う電源制御手段と、前記電源制御手段により前記第２の電源をオフさせた後に前記第１の電源をオフさせるまでの時間内に前記第１の電源により前記モータを駆動して前記定着部材と前記加圧ローラとを離間動作させる駆動制御手段と、を備え、前記駆動制御手段は、前記電源スイッチがオフ状態のときには前記第１の電源により前記モータを第１の方向に回転させ、前記電源スイッチがオン状態のときには前記第２の電源により前記モータを前記第１の方向とは逆方向の第２の方向に回転させることを特徴とする。

本発明によれば、電源スイッチをオフ操作することでシャットダウン処理が行われるため、シャットダウンする際のユーザの手間を軽減することができる。また、シャットダウン処理により定着部材と加圧ローラとの離間動作が行われるため、次回電源をオンした場合に、定着後のシートの画像が劣化するのを防止することができる。

本発明の実施形態の一例である画像形成装置を説明するための概略断面図である。制御ユニッの構成例について説明するためのブロック図である。主電源スイッチのオフ操作後の電源シーケンスを示す図である。（ａ）は定着ローラと加圧ローラとの加圧状態を示す図、（ｂ）は定着ローラと加圧ローラとの加圧解除状態を示す図である。定着フィルムを用いた定着ユニットの一例を示す図である。画像形成装置の電源ユニットの構成例を説明するための回路図である。主電源スイッチのオフ操作時の動作例を説明するためのフローチャート図である。主電源スイッチのオフ操作後の電源制御例、及び定着ローラと加圧ローラとの離間動作時における定着モータの駆動制御例について説明するためのフローチャート図である。

以下、本発明の実施形態の一例を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態の一例である画像形成装置を説明するための概略断面図である。

図１に示すように、本実施形態の画像形成装置１は、画像読取部１ａ及び画像出力部１ｂを備える。

画像読取部１ａは、プラテンガラス１ｃに載置されるか若しくは不図示の自動原稿給送装置により給送される原稿の画像を光学的に読み取り、読み取った画像データを電気信号に変換して画像出力部１ｂに出力する。

画像出力部１ｂは、画像形成部１０、給送ユニット２０、中間転写ユニット３０、定着ユニット４０、クリーニングユニット５０、及び制御ユニット６０等を備える。

画像形成部１０は、４つのステーション１０ａ〜１０ｄにより構成され、給送ユニット２０は、給送カセット２１ａ，２１ｂ及び手差しトレイ２７に収容されたシートＰを給送する。中間転写ユニット３０は、各ステーション１０ａ〜１０ｄにおいて中間転写体としての中間転写ベルト３１に１次転写されたトナー画像をシートＰに２次転写する。定着ユニット４０は、シートＰに２次転写されたトナー画像を加熱定着し、クリーニングユニット５０は、中間転写ベルト３１上の残留トナーをクリーニングする。制御ユニット６０は、これらのユニットを総合的に制御する。

画像形成部１０では、像担持体としての感光体ドラム１１ａ〜１１ｄが図１の矢印方向に回転駆動される。感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの外周面に対向して、その回転方向に一次帯電器１２ａ〜１２ｄ、光学系１３ａ〜１３ｄ、折り返しミラー１６ａ〜１６ｄ、現像装置１４ａ〜１４ｄが配置されている。

まず、一次帯電器１２ａ〜１２ｄにより感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に均一な帯電量の電荷を与えた後、光学系１３ａ〜１３ｄにより、記録画像信号に応じて変調した例えばレーザービーム等の光線を感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上に露光させる。これにより、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上に静電潜像を形成する。

更に、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色の現像剤（トナー）を夫々収納した現像装置１４ａ〜１４ｄによって各色のトナーを供給して上記静電潜像を顕像化する。

顕像化された可視画像を中間転写ベルト３１に転写する１次転写領域Ｔａ〜Ｔｄの下流側には、クリーニング装置１５ａ〜１５ｄが配置されている。クリーニング装置１５ａ〜１５ｄにより、シートＰに転写されずに感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上に残された残留トナーを掻き落として感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面を清掃する。以上の画像形成プロセスにより各色トナーによる画像形成が順次行われる。

給送ユニット２０は、シートＰを収納するための給送カセット２１ａ，２１ｂ及び手差しトレイ２７、該給送カセット２１ａ，２１ｂ若しくは手差しトレイ２７からシートＰを１枚ずつ送り出すためのピックアップローラ２２ａ，２２ｂ，２６を有する。また、給送ユニット２０は、各ピックアップローラ２２ａ，２２ｂ，２６から送り出されたシートＰをレジストローラ対２５まで搬送するための給送ローラ対２３及び給送ガイド２４を有する。更に、給送ユニット２０は、画像形成部１０の画像形成タイミングに合わせてシートＰを２次転写領域Ｔｅへ送り出すためのレジストローラ対２５を有する。

次に、中間転写ユニット３０について詳細に説明する。

中間転写ユニット３０は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）等により構成される中間転写ベルト３１を有する。中間転写ベルト３１は、駆動ローラ３２、テンションローラ３３、及び従動ローラ３４に掛け渡されて張架される。駆動ローラ３２は、中間転写ベルト３１に回転駆動力を伝達し、テンションローラ３３は、不図示のバネ等の付勢力によって中間転写ベルト３１に適度な張力を与え、従動ローラ３４は、中間転写ベルト３１を挟んで２次転写領域Ｔｅに対向して配置される。

中間転写ベルト３１は、駆動ローラ３２とテンションローラ３３との間に１次転写平面Ａを形成する。

駆動ローラ３２は、不図示のパルスモータによって回転駆動され、金属ローラ等の表面に数ｍｍ厚のゴム（例えば、ウレタンゴムやクロロプレンゴム）をコーティングして中間転写ベルト３１とのスリップを防いでいる。

感光体ドラム１１ａ〜１１ｄと中間転写ベルト３１が対向する１次転写領域Ｔａ〜Ｔｄにおける該中間転写ベルト３１の裏面側には、１次転写用帯電器３５ａ〜３５ｄが配置されている。

中間転写ベルト３１を介在して従動ローラ３４に対向する位置には、２次転写ローラ３６が配置されており、２次転写ローラ３６と中間転写ベルト３１とのニップ部によって２次転写領域Ｔｅが形成される。２次転写ローラ３６は、中間転写ベルト３１に対して適度な圧力で加圧されている。

また、中間転写ベルト３１上で２次転写領域Ｔｅよりも中間転写ベルト３１の走行方向下流側には、該中間転写ベルト３１上の画像形成面をクリーニングするためのクリーニングユニット５０が設けられている。

クリーニングユニット５０は、中間転写ベルト３１表面に当接するクリーニングブレード５１及び該クリーニングブレード５１により掻き取られた残留トナーを収納する廃トナーボックス５２を有する。

定着ユニット４０は、内部にハロゲンヒーター等の熱源を備えた定着部材の一例としての定着ローラ４１ａと、該定着ローラ４１ａに加圧される加圧ローラ４１ｂ（加圧ローラ４１ｂにも熱源を備える場合もある）とを有する。また、定着ユニット４０は、上記ローラ対４１ａ，４１ｂのニップ部へシートＰを導くための搬送ガイド４３、及び定着ユニット４０の熱を内部で閉じ込めるための定着断熱カバー４６，４７を有する。更に、定着ユニット４０は、上記ローラ対４１ａ，４１ｂから排出されるシートＰを外部に導き出すための内排出ローラ対４４及び外排出ローラ対４５、並びに外部に排出されたシートＰを積載する排出トレイ４８等を有する。

次に、画像形成装置１の画像形成動作について詳細に説明する。

ＣＰＵ１０１（図２参照）から画像形成動作開始信号が発せられると、選択されたシートＰの用紙サイズ等により決定された給送カセットからシートＰの給送動作を開始する。

例えば、図１に示す上段の給送カセット２１ａからシートＰが給送される場合について説明すると、先ず、ピックアップローラ２２ａにより給送カセット２１ａからシートＰが１枚ずつ送り出される。そして、給送ローラ対２３によってシートＰが給送ガイド２４の間を案内されてレジストローラ対２５まで搬送される。

このとき、レジストローラ対２５は停止されており、シートＰ先端はレジストローラ対２５のニップ部に突き当たる。その後、画像形成部１０が画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラ対２５は回転を始める。

レジストローラ対２５の回転タイミングは、画像形成部１０により中間転写ベルト３１上に１次転写されたトナー画像とシートＰとが２次転写領域Ｔｅにおいて一致するタイミングに設定されている。

一方、画像形成部１０では、画像形成動作開始信号が発せられると、中間転写ベルト３１の走行方向の最上流側にある感光体ドラム１１ｄに形成されたトナー画像が、１次転写領域Ｔｄで１次転写用帯電器３５ｄによって中間転写ベルト３１に１次転写される。

中間転写ベルト３１に１次転写されたトナー画像は、次の１次転写領域Ｔｃまで搬送される。そこでは画像形成部１０の各ステーション間をトナー画像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行われ、前のトナー画像の上にレジストを合わせて次のトナー画像が転写される。以下も同様の工程が繰り返され、４色のトナー画像が順次、中間転写ベルト３１上に１次転写される。

その後、シートＰが２次転写領域Ｔｅに進入して中間転写ベルト３１に接触すると、シートＰの通過タイミングに合わせて２次転写ローラ３６に高電圧を印加させる。

そして、前述した画像形成プロセスにより中間転写ベルト３１上に形成された４色のトナー画像がシートＰの表面に転写され、その後、シートＰは、搬送ガイド４３によって定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂとのニップ部まで案内される。

そして、ローラ対４１ａ，４１ｂの熱及びニップの圧力によってトナー画像がシートＰの表面に定着され、その後、シートＰは、内外排出ローラ対４４，４５により搬送されて機外に排出され、排出トレイ４８上に積載される。

次に、図２を参照して、制御ユニット６０の構成例について説明する。なお、図では、画像形成装置１のシャットダウンシーケンスに必要な部分のみを表示している。

図２に示すように、制御ユニット６０の制御基板１００には、本体エンジン部分を制御するＣＰＵ１０１、ＣＰＵ１０１からの命令を実行してモータなどの負荷を動作させるＡＳＩＣ１０２、及び２４Ｖ，１２Ｖ電源１０９が配置されている。なお、制御基板１００には、不図示のＲＯＭやＲＡＭなども実装されている。

主電源スイッチ１０３は、オン／オフ操作により電源１０９をオン／オフできるとともに、制御基板１００が主電源スイッチ１０３のオン／オフを検出できるように制御基板１００にオン／オフ信号を出力する。この主電源スイッチ１０３のオフ操作によって、２４Ｖ，１２Ｖの二種類の異なる電圧の電源系統を有する電源１０９について、図３に示すように、２４Ｖ電源をオフしてから所定時間後、１２Ｖ電源を遅延させてオフできるように電源制御される。

この遅延回路１０８（図６参照）は、電源基板（リレーボード）１０６（図６参照）に配置されており、回路の定数で決定される時間だけ遅延するようになっている。例えば、遅延回路１０８は、遅延時間が２分に設定されており、遅延時間内で定着ローラ４１ａ及び加圧ローラ４１ｂの離間動作のほかハードディスク（不図示）のシャットダウン処理なども行う。

また、電源１０９の２４Ｖ電源は、主にモータなどの負荷駆動用に用いられ、１２Ｖ電源は、主にＣＰＵ１０１やＡＳＩＣ１０２を含むＩＣに供給する比較的低い電圧を生成するために用いられる。ＩＣに供給するための電源電圧は、例えば、５Ｖ、３．３Ｖ、１．８Ｖ、１．２Ｖと等が例示できる。

定着モータ１０４は、主に定着ローラ４１ａや加圧ローラ４１ｂの接近離間動作の駆動に使用され、駆動用電源として２４Ｖ電源が用いられるが、１２Ｖ電源でも駆動できるように制御基板１００で２種類の電源を定着モータ１０４に供給できるように制御される。

定着ローラ４１ａ及び加圧ローラ４１ｂは、コピー、プリントなどの通常動作時には、図４（ａ）に示すように、加圧された状態になっており、圧力と熱でトナー画像をシートＰに定着させる機能を有する。

ここで、定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂとの加圧状態を長時間放置しておくと、加圧部分に変形が生じる。このため、この加圧状態を長時間放置した後すぐに画像形成されたシートＰを加圧定着した際、シートＰに搬送方向と直交する方向にスジが入ったり、光沢ムラが生じる等の画像不良の原因になる。

このため、スリープ時や電源オフ時等、定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂとの加圧状態が長時間放置される場合は、図４（ｂ）に示すように、定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂとの離間動作により加圧を解除する。これにより、定着ローラ４１ａ及び加圧ローラ４１ｂに負荷がかからないようにしている。なお、ローラ系の定着ユニットではなく、図５に示すように、定着フィルムを用いた定着ユニットの場合は、さらにニップ部に変形が発生しやすいので、なおさら加圧解除が必要となる。

定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂとの加圧及び加圧解除は、ローラ軸にカム（不図示）を取り付けるなどして行い、加圧状態か加圧解除状態かの判断は、カム軸に取り付けたセンサフラグの位相を検出することによって判断する。スリープ時は、スリープに入る際の制御基板１００からの命令で前記加圧解除を行った後に、２４Ｖ電源をリモートでオフする等の方法が挙げられる。しかし、主電源スイッチ１０３をオフする際には、安全上、先に２４Ｖ電源をオフする必要があるので、前記加圧解除を行うために、本実施形態では、次のような電源ユニットの構成を採用している。

ここで、図６を参照して、本実施形態の画像形成装置１の電源ユニットの構成例について説明する。

図６において、ＡＣのコンセントから供給された電源は漏電ブレーカ１１０を介してＡＣドライバボード１０５に入力される。ＡＣドライバボード１０５上でリレー１０７、トライアック（登録商標）などを介して第１の電源の一例である１２Ｖ電源１０９ａ，第２の電源の一例である２４Ｖ電源１０９ｂにＡＣ電源が入力される。これにより、１２Ｖと２４Ｖの電圧が生成される。１２Ｖ電源１０９ａ及び２４Ｖ電源１０９ｂは、それぞれ別系統のリモート信号によってＯＮできるように構成されている。

生成された１２Ｖ及び２４Ｖの電圧は、リレーボード１０６に供給され、コントローラやＤＣＯＮなどの制御基板１００、その他負荷駆動用の基板類（不図示）へ分配される。また、複数の基板への電源供給を制御できるように、ＦＥＴ、リレーなどを用いて各系統を分けている。

また、主電源スイッチ１０３の信号は、リレーボード１０６上のハードタイマ回路１０８に出力され、ハードタイマ回路１０８で遅延させて発生させた信号は、１２Ｖ電源をオフするためのリレー駆動用に用いられる。

次に、主電源スイッチ１０３をオフ操作した後の電源ユニットの動作例について説明する。

本実施形態では、図３に示すように、主電源スイッチ１０３をオフ操作した直後に２４Ｖ電源１０９ｂがオフし、所定時間後に１２Ｖ電源１０９ａがオフするような電源制御が行われる。このため、主電源スイッチ１０３をオフしてから所定時間は、モータ等の負荷駆動用の２４Ｖ電源はオフしているが、制御基板１００のＣＰＵ１０１やＡＳＩＣ１０２等のＩＣに供給するための１２Ｖ電源はオン状態である。

主電源スイッチ１０３をオフしてから所定時間内（電源１２Ｖのオン状態の間）に画像形成装置１のシャットダウンシーケンスを実行するが、このときに、図７に示すように、定着モータ１０４を駆動して定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂの離間動作を行う制御が行われる。

従って、定着モータ１０４の駆動用に電源が必要となるが、本実施形態では、ＩＣに供給している１２Ｖ電源を用いて定着モータ１０４を駆動する。

このときに行う定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂの離間動作は、通常動作時（コピーなどの画像形成時）の定着モータ１０４の回転方向がＣＷ（ＣＣＷ）であれば、逆方向のＣＣＷ（ＣＷ）で行うように構成される。定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂの離間動作は、定着モータ１０４の回転スピードやトルクはそれほど要求されないので、通常動作時より低い電圧でも十分実施できる動作である。

なお、定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂの通常動作と離間動作とで必ずしも定着モータ１０４の回転方向を逆にする必要は無く、クラッチなどの機構を用いて定着モータ１０４の回転方向を同じにしてもよい。

次に、図８を参照して、主電源スイッチ１０３のオフ操作後の電源制御例、及び定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂの離間動作時における定着モータ１０４の駆動制御例について説明する。図８での各処理は、画像形成装置１のＲＯＭやハードディスク等に記憶されたプログラムがＲＡＭにロードされて、ＣＰＵ１０１により実行される。

ステップＳ１では、ＣＰＵ２０１は、定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂの通常動作中に主電源スイッチ１０３がオフ操作されたかを検出し、オフ操作されことを検出すると、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、ＣＰＵ２０１は、電源１０９の２４Ｖ電源をオフし、定着モータ１０４を停止させ、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、ＣＰＵ２０１は、電源１０９の１２Ｖ電源の電圧を定着モータ１０４に供給して該定着モータ１０４を通常動作時とは逆回転させ、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、ＣＰＵ２０１は、定着モータ１０４の逆回転中に定着ローラ４１ａのローラ軸に取り付けたカム軸のセンサフラグからの位相検出信号を基に、加圧が解除されたか否かを判断し、加圧解除と判断した場合は、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、ＣＰＵ２０１は、定着モータ１０４に対する１２Ｖ電源の電圧供給を停止して定着モータ１０４を停止させ、定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂの離間動作を終了する。

以上説明したように、本実施形態では、主電源スイッチ１０３をオフ操作することでシャットダウン処理が行われるため、シャットダウンする際のユーザの手間を軽減することができる。また、シャットダウン処理により定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂとの離間動作が行われるため、次回電源をオンした場合に、定着後のシートＰの画像が劣化するのを防止することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態では、定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂを接近離間動作させる駆動手段として、回転系の定着モータ１０４を例示したが、リニア系のアクチュエータ等を用いてもよい。

１画像形成装置
１ａ画像読取部
１ｂ画像出力部
１ｃプラテンガラス
１０画像形成部
１１ａ〜１１ｄ感光体ドラム
１２ａ〜１２ｄ一次帯電器
１３ａ〜１３ｄ光学系
１４ａ〜１４ｄ現像装置
１５ａ〜１５ｄクリーニング装置
１６ａ〜１６ｄ折り返しミラー
２０給送ユニット
２１ａ，２１ｂ給送カセット
２２ａ，２２ｂ，２６ピックアップローラ
２３給送ローラ対
２５レジストローラ対
３０中間転写ユニット
３１中間転写ベルト
３２駆動ローラ
３３テンションローラ
３４従動ローラ
３５ａ〜３５ｄ１次転写用帯電器
３６２次転写ローラ
４０定着ユニット
４１ａ定着ローラ
４１ｂ加圧ローラ
４３搬送ガイド
４４内排出ローラ対
４５外排出ローラ対
４６，４７定着断熱カバー
４８排出トレイ
５０クリーニングユニット
５１クリーニングブレード
５２廃トナーボックス
１００制御基板
１０１ＣＰＵ
１０２ＡＳＩＣ
１０３主電源スイッチ
１０４定着モータ
１０５ＡＣドライバボード
１０６リレーボード
１０７リレー
１０８ハードタイマ回路
１０９１２Ｖ及び２４Ｖ電源
１１０漏電ブレーカ

Claims

定着部材と加圧ローラとを用いてシートのトナー画像を加熱定着する画像形成装置であって、
第１の電源と、
前記第１の電源よりも高い電圧の第２の電源と、
オン／オフ操作により前記第１の電源及び前記第２の電源をオン／オフする電源スイッチと、
前記電源スイッチのオン／オフ操作を検出する検出手段と、
前記定着部材と前記加圧ローラとを接近離間動作させる回転系のモータと、
前記検出手段により前記電源スイッチのオフ操作が検出された場合に、前記第２の電源をオフさせた後に前記第１の電源をオフさせてシャットダウン処理を行う電源制御手段と、
前記電源制御手段により前記第２の電源をオフさせた後に前記第１の電源をオフさせるまでの時間内に前記第１の電源により前記モータを駆動して前記定着部材と前記加圧ローラとを離間動作させる駆動制御手段と、を備え、
前記駆動制御手段は、前記電源スイッチがオフ状態のときには前記第１の電源により前記モータを第１の方向に回転させ、前記電源スイッチがオン状態のときには前記第２の電源により前記モータを前記第１の方向とは逆方向の第２の方向に回転させることを特徴とする画像形成装置。
前記定着部材が、定着ローラ又は定着フィルムである、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。