JP2006011010A - 画像形成装置および画像形成装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 テストプリントモードを有していて、テストプリントモードにおいてなされたプリント動作後も良好な定着画像が得られるようにする画像形成装置の制御方法。
【解決手段】 トナー像を形成する感光体と、前記感光体上に形成されたトナー像を用紙に転写する転写手段と、前記トナー像を担持した用紙を定着する定着手段と、前記定着手段の駆動を制御する制御手段とを備え、記憶手段に記憶された画像読取装置やホスト装置から入力される画像データにて画像を形成する通常プリントモードと、予め記憶手段に記憶されているテストプリント用の常に装置が記憶している画像データにて画像を形成するテストプリントモードとを有する画像形成装置の制御方法において、前記テストプリントモードにおいては、前記定着手段のクリーニング性を向上するように制御することを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電子写真方式によって画像形成を行う画像形成装置に係わり、特にトナー像を担持した記録紙に対して加熱定着を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置、及びその制御方法に関する。

画像形成装置では、回転する感光体上に帯電、像露光及び現像を行うことによってトナー像を形成し、形成された感光体上のトナー像を直接又は中間転写体を介して同期して搬送される記録紙上に転写し、トナー像を担持した記録紙は定着手段によって定着がなされ、機外に排出される。

定着手段としては、対向して回転する加熱回転体と加圧回転体とが用いられ、トナー像を担持した記録紙を定着手段によって挾持搬送する過程において、トナーを記録紙に融着させることによって定着が行われる。この場合、定着手段による定着性は、加熱回転体の表面温度や押圧状態にあるニップ長、押圧力、記録紙の搬送速度等に依存しているが、記録紙の種類によっても定着性は大きく変動する。

特許文献１には、テスト画像パターンを用い、定着温度を変えて定着を行い、加熱ローラの表面温度と用紙上のテスト画像のパターンの光沢との関係を求め、好ましい光沢が得られる加熱ローラの温度を記憶しておいて、同じ記録紙に画像形成を行うときは、記憶した温度によって定着を行うことによって、記録紙上のプリント画像の光沢度を希望する光沢度とする手段が記載されている。

特許文献２には、記録紙に対して適切とする定着温度を設定するのに、目標温度変更モードを設定し、この変更モードに従って設定された最低値の定着温度を順次上昇させて、適当な定着がなされた定着温度をもって目標温度値として設定し、記録紙の種類が変化したときの定着不良の発生を防止する手段が記載されている。

印字を行う記録紙上に希望する良質の画像を得る手段として、テストプリントモードを設けて用いる記録紙に対して、テスト画像パターンの定着を各種行い適当とする定着条件を求め、求めた定着条件で画像形成を行うこともなされるようになって来た。
特開２００２−２１４９６４号公報 特開平１０−２６８６９６号公報

テストプリントモードでは、ユーザーが使用しようとする記録紙について、転写条件や定着条件を種々変更し、希望する定着画像が得られる条件を求めることとなる。この場合、種々の条件で実施する定着中には、定着アンダーが生じるケースも当然存在していることとなる。定着アンダーの場合には、トナーの総ては記録紙上に融着しないで、トナーの一部は加熱ローラに付着し、加熱ローラに付着したトナーが原因となって、その後の画像記録では汚れの多い定着画像しか得られないこととなる。

また、定着後の記録紙は、排紙ローラによって機外に排出されるが、定着アンダーの記録紙が排紙される場合には、記録紙上のトナーが充分融着した状態となっていないので、排紙ローラのローラ部分にトナーが付着して、その後の定着画像は記録紙の排出時に汚染されることとなる。

本発明は、テストプリントモード後の画像形成において、何等その前になされたテストプリントモードにおいてなされたプリント動作に影響されることなく、良好な定着画像が得られる画像形成装置、及びその制御方法を提供することを目的とする。

前記の課題を解決し、かつ目的を達成するために、本発明は以下のように構成している。

（請求項１）
トナー像を形成する感光体と、前記感光体上に形成されたトナー像を用紙に転写する転写手段と、前記トナー像を担持した用紙を定着する定着手段と、前記定着手段の駆動を制御する制御手段とを備え、記憶手段に記憶された画像読取装置やホスト装置から入力される画像データにて画像を形成する通常プリントモードと、予め記憶手段に記憶されているテストプリント用の常に装置が記憶している画像データにて画像を形成するテストプリントモードとを有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記テストプリントモードにおいては、前記通常プリントモードと異なるように定着手段の駆動を制御することを特徴とする画像形成装置。

（請求項２）
異なるように定着手段の駆動を制御するとは、用紙の定着を終了した後に、前記定着手段を前記通常プリントモードの場合より長時間駆動するように前記定着手段の駆動を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

（請求項３）
前記定着手段には、用紙を定着するための定着部材と前記定着部材をクリーニングするためのクリーニングウェブが設けられ、前記制御手段は、用紙の定着を終了した後に、前記クリーニングウェブの送り量を前記通常プリントモードの場合より送り量を多くするように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。

（請求項４）
定着手段の下流側に排紙ローラが設けられ、前記テストプリント用の画像データは、前記排紙ローラと接触しない位置に形成されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。

（請求項５）
前記テストプリントモードは、定着性をテストするモードであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。

（請求項６）
トナー像を形成する感光体と、前記感光体上に形成されたトナー像を用紙に転写する転写手段と、前記トナー像を担持した用紙を定着する定着手段と、前記定着手段の駆動を制御する制御手段とを備え、記憶手段に記憶された画像読取装置やホスト装置から入力される画像データにて画像を形成する通常プリントモードと、予め記憶手段に記憶されているテストプリント用の常に装置が記憶している画像データにて画像を形成するテストプリントモードとを有する画像形成装置の制御方法において、
前記テストプリントモードにおいては、前記定着手段のクリーニング性を向上するように制御することを特徴とする画像形成装置の制御方法。

本発明によるときは、テストプリントモードでの定着時にトナーが加熱ローラに付着することがあってもこれを除去するような対応が、通常プリントモード時に較べて充分に講じられ、またテストプリントモード時には記録紙上のテストプリントモード用の画像データは排紙ローラに接触しないで排出するように形成されているので、テストプリントモードでのテスト画像形成中に定着アンダーとなるような定着不良となる事態があっても、その後のプリント画像には何等悪影響を及ぼすことなく、ユーザの希望する良好な画像形成が支障なくなされることとなる。

以下、本願発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。

（１）本発明にかかわる画像形成装置について、図１に示す概略断面図を用いて説明する。

図１において、１は電子写真感光体である感光体ドラムであって、感光体ドラム１は矢示の方向に所定の周速度で回転駆動されなから、その表面が帯電器２によってマイナスの所定の電位ＶＨに一様帯電される。

３は像露光手段としての露光装置で、図示しない記憶手段に記憶された画像読取装置やコンピュータ等のホスト装置から入力される画像情報の時系列デジタル画素信号に対応して変調されたレーザビームを出力する。一様帯電された感光体ドラム１表面は、このレーザビームによって走査露光される。これにより感光体ドラム１の露光部分は電位絶対値が低下して電位ＶＬとなり感光体ドラム１の表面に静電潜像が形成される。

現像器４は回転駆動される現像ローラ４ａを備えている。現像ローラ４ａは感光体ドラム１と対向して配置されており、その外周面にマイナスに帯電したトナーの薄層が形成される。現像ローラ４ａには、その絶対値が感光体ドラム１の電位ＶＨよりも小さく、電位ＶＬよりも大きいマイナスの現像バイアス電圧が印加されており、これにより現像ローラ４ａ上のトナーが感光体ドラム１の電位ＶＬ部分にのみ付着して反転現像が行われ、トナー像が形成される。

一方、給紙カセット２１又は手差し給紙トレイ２２から給送される転写材である記録紙Ｐは給紙ローラ２３とレジストローラ２４を経て、感光体ドラム１と帯電転写極５とで形成される転写領域へと感光体ドラム１の回転と同期した適切なタイミングで送られる。そして、感光体ドラム１上のトナー像は転写バイアスが印加された帯電転写極５により記録紙Ｐに転写される。

２５は定着紙ガイドで、トナー像が転写された記録紙Ｐを後に説明する定着装置７へと搬送し、定着装置７において記録紙Ｐ上に転写されたトナー像の定着がなされる。定着装置７を通過してトナー像の定着を終えた記録紙Ｐは排紙ローラ２６、２７を経て排紙トレイ２８上に排出される。

一方、記録紙Ｐが分離された後の感光体ドラム１は、その表面に付着した転写残トナー等の残留物の除去がクリーニング装置８によって行われ、クリーニングされた感光体ドラム１は繰り返し次の画像形成に供される。

なお、上記の画像形成装置の説明においては、モノクロ画像形成を行う装置について説明したが、本発明はカラー画像形成装置に対しても適用される。

（２）図２に示すのは、定着装置７の内部構成を説明するための模式図である。

図において、７１は可回転の加熱ローラで、金属円筒上にトナーに対して離型性を有するＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブを被せたハードローラで、内側にはハロゲンヒータからなる加熱源７１ａが位置固定で設けられている。

７２は、加熱ローラ７１と圧接しながら接触点において同方向に回転する加圧ローラで、金属芯上にシリコンゴム層と更にその外側にＰＦＡチューブを被せたソフトローラである。加熱ローラ７１と加圧ローラ７２とが形成するニップ幅は本実施例では約１０ｍｍとしている。

７２ａは加圧ローラ７２の表面を短時間に加熱するための定着補助ローラで、ハロゲンランプ等の加熱源を内蔵し、ニップ部の上流側に位置していて、ウォーミングアップ時から加圧ローラ７２に当接し、ローラ表面を加熱する。７２ｂは加圧ローラ７２の表面を清掃するためのクリーニングローラで、ニップ部の下流側に位置している。

７３はクリーニング手段で、離型剤であるシリコンオイルを含浸させたクリーニングウェブＷの一端をロール軸７３ａに係止し、ロール軸７３ａ上に巻回することにより構成したウェブ元巻き７３ｂと、クリーニングウェブＷの他端を係止した巻き取りロール軸７３ｃと、クリーニングウェブＷを加熱ローラ７１表面に圧接する押圧ローラ７３ｄを主要素として構成している。

巻き取りロール軸７３ｃは定着装置７の枠体上に設けたモータから駆動力を伝達され、加熱ローラ７１との接触点において反対方向にクリーニングウェブＷを移送し、巻き取るように構成してある。７３ｅはトーションバネで、クリーニングウェブＷが常に一定の張力を維持して加熱ローラ７１に当接するよう作用している。

クリーニングウェブＷとしては、繊維直径が２デニール以下の繊維、例えば芳香族ポリアミド系繊維を材料として製造された不織布が用いられ、目付量は２４〜３０ｇ／ｍ²で、クリーニングウェブＷの厚さは６０〜８０μｍであることが好ましく用いられている。

クリーニングウェブＷの送り量は、本実施例においては、クリーニング性能が保たれるように所定値に一定になるようにしている。巻き取りロール軸７３ｃは、モータから駆動力を伝達され、単時間当たり所定回転再回転するが、その場合、所定数の所定数のプリント当たりモータ駆動時間を一定にしてしまうと巻き取り軸７３ｃへのクリーニングウェブＷの巻き取り量が蓄積されていくと、ウェブＷの送り量が一定にならないため、ウェブを新しくセッティングしてから、モータの駆動時間の合計値により、所定数のプリント当たりのモータ駆動時間を変更している。

（３）図３には電気制御系の概要を示している。１１は演算制御処理を行うＣＰＵで、ＲＡＭ１１１、ＲＯＭ１１２、不揮発メモリ１１３が接続している。ＲＯＭ１１２には、演算基礎データをはじめ、通常プリントモードプログラム、テストプリントモードプログラムを記録し、不揮発メモリ１１３にはテストプリント用画像パターン等を記憶していて、ＣＰＵ１１はインターフェース１２を介して外部機器に接続されている。

インターフェース１２の入力側には、手差し給紙トレイ２２上に記録紙が載置されているか否かを検知する手差し部センサＳＴ、定着を終えた記録紙の後端が通過するのを検知する排紙センサＳＨをはじめセンサ類が入力ポートに接続されている。またインターフェース１２の出力側には帯電制御駆動部、レーザ発光駆動部、現像バイアス駆動部、転写バイアス駆動部等から成る画像形成手段駆動部１２１の各々が出力ポートに接続されている。

インターフェース１２と定着手段７との間では、入力側には定着部の温度検知を行うヒートセンサＳＦが接続され、出力側にはヒータ電源、ローラ駆動部、クリーニングウェブ駆動部が接続されている。

図１に示した画像形成装置には、操作・表示部３０が設けられていて、プリント動作の開始を指示するスタート釦３０１の他、使用記録紙のサイズを選択するサイズ選択釦や、記録紙のプリント枚数を指示するテンキーのほか、画像濃度を選択する画像濃度選択釦等が設けられ、本発明においては操作・表示部３０にモード設定ボタン３０２が設けられていて、通常プリントモード又はテストプリントモードによる画像形成を選択指示できるようになっている。勿論、常時は通常プリントモードとし、テストプリントモード時にのみこれを指示するよう構成することもなされる。

（４）通常プリントモード時と、テストプリントモード時における画像形成について説明する。

ａ）通常プリントを行うときは、ユーザは操作・表示部３０のモード設定ボタン３０２によって通常プリントモードを選択し、スタート釦３０１を押釦すると、ＣＰＵ１１はＲＯＭ１１２から通常プリントモードプログラムを呼び出し、呼び出したプログラムに従って画像形成の制御を行う。

ＣＰＵ１１は、画像メモリ１１４に記録された画像情報を呼び出し、帯電器２によって一様帯電されて回転する感光体ドラム１上に像露光手段３によって像露光を行って潜像を形成し、続いて現像ローラ４ａによって現像がなされてトナー像が形成される。

一方、ＣＰＵ１１は、操作・表示部３０で選択された記録紙サイズの記録紙を収納した給紙トレイ２１から記録紙Ｐを搬出するよう制御し、給紙ローラ２３によって給紙路を通って搬送を行い、レジストローラ２４に至って記録紙Ｐを一旦停止させたのち、感光体ドラム１上のトナー像と同期してレジストローラ２４は駆動回転して記録紙Ｐを搬送し、帯電転写極５においてトナー像の転写が行われる。

ＣＰＵ１１は、定着手段７の温度検知を行うヒートセンサＳＦからの温度情報に基づいてヒータ電源７０１のＯＮ／ＯＦＦ制御を行い、定着部の温度が所定の定着温度を維持するよう制御がなされる。

また、ＣＰＵ１１は定着手段である加熱ローラ７１の回転を開始するよう制御を行い、トナー像を担持した記録紙Ｐは加熱ローラ７１と加圧ローラ７２によって挾持搬送される過程において定着が行われ、下流側に位置した排紙ローラ２６、２７によって排紙トレイ２８上に排紙される。

定着手段７の下流側には排紙センサＳＨがあって、ＣＰＵ１１は排紙センサＳＨが記録紙Ｐの後端通過を検知してより１〜２ｓｅｃ経過後には加熱ローラ７１の駆動回転を停止するよう制御を行っている。なお、加熱ローラ７１が回転して１枚の記録紙Ｐの定着が行われる間には、ＣＰＵ１１はクリーニングウェブＷが送り量の移動がなされて、回転する加熱ローラ７１の周面に対してクリーニングを行う。

以上述べたようにして、通常プリントモード時の制御が行われるが、連続プリント時には、先行した記録紙と続いて搬送される記録紙との間でジャム等の生じることのない所定の間隔をもってプリントが行われるようＣＰＵ１１は記録紙搬送の制御を行っている。

ｂ）テストプリントを行うときは、ユーザは操作・表示部３０のモード設定ボタン３０２によってテストプリントモードを選択し、本実施例においては手差し給紙トレイ２２上にテストしたい記録紙Ｐ（Ｔ）を載置する。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１１２からテストプリントモードプログラムを呼び出し、呼び出したプログラムに従って画像形成を行う。

ＣＰＵ１１は、不揮発メモリ１１３に記録されたテストプリント用画像パターン（以下、テストパターンともいう）を呼び出し、帯電器２によって一様帯電されて回転する感光体ドラム１上に像露光手段３によって、像露光を行って潜像を形成し、続いて現像ローラ４ａによって現像がなされて、感光体ドラム１上にはテストパターンのトナー像が形成される。

ユーザがスタート釦３０１を押釦すると、ＣＰＵ１１は排紙センサＳＨによって手差し給紙トレイ２２上にテストしようとする記録紙Ｐ（Ｔ）のあることを検知し、記録紙Ｐ（Ｔ）を搬出するよう制御し、レジストローラ２４に至って記録紙Ｐ（Ｔ）を一旦停止させたのち、感光体ドラム１上のテストパターンのトナー像と同期して、レジストローラ２４は駆動回転して記録紙Ｐ（Ｔ）を搬送し、帯電転写極５においてトナー像の記録紙Ｐ（Ｔ）上への転写が行われる。

ＣＰＵ１１は、定着手段７のヒートセンサＳＦからの温度情報に基づいてテストプリントモードプログラムに組み込まれたテスト定着温度となるようヒータ電源７０１のＯＮ／ＯＦＦ制御を行い定着部の温度が設定されたテスト定着温度を維持するよう制御がなされる。

また、ＣＰＵ１１は、定着手段である加熱ローラ７１の回転を開始するよう制御を行い、テストパターンのトナー像を担持した記録紙Ｐ（Ｔ）の定着が行われ、定着手段７の下流側に位置した排紙ローラ２６、２７によって排紙トレイ２８上に排紙される。

ＣＰＵ１１は、排紙センサＳＨが記録紙Ｐ（Ｔ）の後端通過を検知してより、通常プリントモード時に較べて長時間である１０〜２０ｓｅｃ経過後に加熱ローラ７１の駆動回転を停止するよう制御を行っている。またクリーニングウェブＷについても、加熱ローラ７１の回転中はローラに押圧し、クリーニングウェブの送り量についても通常プリントモード時に較べて多量の送り量となるよう制御を行っている。

このように加熱ローラ７１の駆動回転時間を長くすることにより、加熱ローラ７１上に多量のトナーが付着しても、何回もクリーニングウェブＷに摺擦されて奇麗に除去されることが可能となる。また、この間クリーニングウェブＷを駆動するモータも連続的に駆動されて、ウェブＷと加熱ローラ７１の間にたまる多量の多くを図２におけるウェブＷと加熱ローラ７１とのニップＮから左側へ移動させてやることが好ましい。このようにすることにより、ニップＮにたまったトナーが、その後の画像形成の際に吐き出されることが防止できる。

以上、説明から明らかなように、テストプリントモード時における定着手段の駆動時間を通常プリントモード時におけるよりも長時間とし、またテストプリントモード時におけるクリーニングウェブＷの送り量を通常プリントモード時におけるよりも多量とするよう制御がなされることによって、テストプリントモード時に定着アンダー等の定着不良が生じても、定着手段に対するクリーニングが充分に行われて、その後の画像形成に悪影響を及ぼすことは全くない。

なお、テストプリントモードプログラムが例えば設定定着温度に差異を設けた複数枚のテストプリントモードプログラムとなっているときは、その順序に従った設定定着温度によってテストパターンのトナー像を担持した記録紙Ｐ（Ｔ）の定着が行われるよう制御がなされ、テストプリントモードにおいては、先行した記録紙Ｐ（Ｔ）に続いて搬送される記録紙Ｐ（Ｔ）は、通常プリントモードに較べて長時間間隔の、例えば１０〜２０ｓｅｃの時間間隔をもってテストプリントが行われる。

（５）図４は、テストプリントモード時における定着及び排紙の状態を示す模式図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図を示している。

本実施例においては、加熱ローラ７１と加圧ローラ７２とに挾持されて、テストしたい記録紙Ｐ（Ｔ）上に形成されたテストパターンのトナー像の定着がなされ、排紙ローラ２６、２７によって機外に排出されるが、テストパターンの画像部分は排紙ローラ２６、２７のローラ部分を避ける位置に形成されるよう不揮発メモリ１１３のテストプリント用画像パターンのプログラムが組まれている。従って、テストプリントモードでの定着時に、定着アンダー等の定着不良があっても、記録紙Ｐ（Ｔ）上の定着不良状態にある画像部分のトナーが排紙ローラ２６、２７のローラ部分に付着し、その後に画像形成され搬送される記録紙や、記録紙上のプリント画像を汚染する恐れは全くなくなり好ましい。

画像形成装置の概略断面図。 定着装置の内部構成を説明するための模式図。 電気制御系の概要図。 テストプリントモード時での定着及び排紙の状態を示す模式図。

符号の説明

１ 感光体ドラム
２ 帯電器
３ 露光装置
４ 現像器
５ 帯電転写極
７ 定着手段、定着装置
１０ 制御部
１１ ＣＰＵ
１２ インターフェース
２１ 給紙カセット
２２ 手差し給紙トレイ
２４ レジストローラ
２６、２７ 排紙ローラ
３０ 操作・表示部
７１ 加熱ローラ
７２ 加圧ローラ
７３ クリーニング手段
Ｗ クリーニングウェブ

Claims (6)

1. トナー像を形成する感光体と、前記感光体上に形成されたトナー像を用紙に転写する転写手段と、前記トナー像を担持した用紙を定着する定着手段と、前記定着手段の駆動を制御する制御手段とを備え、記憶手段に記憶された画像読取装置やホスト装置から入力される画像データにて画像を形成する通常プリントモードと、予め記憶手段に記憶されているテストプリント用の常に装置が記憶している画像データにて画像を形成するテストプリントモードとを有する画像形成装置において、
   前記制御手段は、前記テストプリントモードにおいては、前記通常プリントモードと異なるように定着手段の駆動を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 異なるように定着手段の駆動を制御するとは、用紙の定着を終了した後に、前記定着手段を前記通常プリントモードの場合より長時間駆動するように前記定着手段の駆動を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記定着手段には、用紙を定着するための定着部材と前記定着部材をクリーニングするためのクリーニングウェブが設けられ、前記制御手段は、用紙の定着を終了した後に、前記クリーニングウェブの送り量を前記通常プリントモードの場合より送り量を多くするように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 定着手段の下流側に排紙ローラが設けられ、前記テストプリント用の画像データは、前記排紙ローラと接触しない位置に形成されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記テストプリントモードは、定着性をテストするモードであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. トナー像を形成する感光体と、前記感光体上に形成されたトナー像を用紙に転写する転写手段と、前記トナー像を担持した用紙を定着する定着手段と、前記定着手段の駆動を制御する制御手段とを備え、記憶手段に記憶された画像読取装置やホスト装置から入力される画像データにて画像を形成する通常プリントモードと、予め記憶手段に記憶されているテストプリント用の常に装置が記憶している画像データにて画像を形成するテストプリントモードとを有する画像形成装置の制御方法において、
   前記テストプリントモードにおいては、前記定着手段のクリーニング性を向上するように制御することを特徴とする画像形成装置の制御方法。

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