JP4266541B2 - 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、電子写真方式等を利用した熱定着手段を有する画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真プロセスを用いた画像形成装置における定着手段としては、近年の省エネルギー化の要望を受けてフィルム加熱方式の定着装置が実用化されている。フィルム加熱方式の定着装置は、発熱手段としてのセラミックヒータと、加圧部材としての加圧ローラとの間に、耐熱性を有する薄いフィルムを挟ませて定着ニップを形成させたもので、フィルムと加圧ローラとを共に回転させることで被記録材を搬送しながら熱と圧力をかけて未定着トナー像を定着する。
【0003】
このフィルム加熱方式の定着装置では、従来の熱ローラ方式の定着装置に比べ、加熱部材であるフィルムの熱容量が非常に小さいため、発熱手段からの熱エネルギーを定着プロセスに効率よく使用することができる。このため、画像形成装置の電源投入からプリント可能状態までの待ち時間を短くすることができるクイックスタートが可能であり。さらに、加熱部材の熱容量が小さく、プリント待機中に加熱部材を予熱する必要がないため、画像形成装置の消費電力を低く抑えることができ省エネルギー化が可能である。
【0004】
さらに高効率なフィルム加熱方式の定着装置として、導電性のフィルム自身を発熱させる電磁誘導加熱方式の定着装置が提案されている。実開昭51−109739号公報には、電磁誘導加熱方式の定着装置として、交番磁場により金属フィルムに渦電流を誘導させ、その金属フィルムをジュール熱で発熱させる定着装置が開示されている。電磁誘導加熱方式ではフィルム自身を発熱させることができるため、発熱手段からの熱エネルギーを定着プロセスにさらに効率よく使用することができる。
【0005】
このような、ヒータによるフィルム加熱方式や電磁誘導によるフィルム加熱方式の定着装置は60秒以下で定着可能温度まで立ち上げが可能でありクイックスタート定着装置と呼ばれる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようなクイックスタート定着装置の特徴を生かしてプリントを開始してからプリント済みの転写材の排出が終了するまでの時間(ファーストプリントアウトタイム,FPOT)を短くしようとすると、定着装置の昇温具合を予想し、定着装置の昇温が完了した時に転写材が定着装置に到達するように、画像形成を定着装置の昇温に並行して行う必要がある。
【0007】
ところが画像形成装置が低温環境下に置かれている場合や画像形成装置に供給される電源の電圧が下限値に低下している場合等は、想定した時間で定着装置が完全に昇温しきれないことがある。このため、最悪条件も考慮してプリント開始から定着開始までの時間に余裕を持たせたタイミング設定を行うと通常の条件下においてもFPOTが延びてしまう。
【0008】
以上のような状況を鑑み、本発明では熱定着装置を備えた画像形成装置において、FPOTを最短にするために画像形成と定着装置の昇温を並行して行い、定着装置の昇温が画像形成に対して間に合わない場合にも画像形成装置の構成部材に負担を与えることなく適切に定着装置の昇温を行う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。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明の画像形成装置にあっては、
ドラム形状の感光体と、
前記感光体の表面を均一に帯電する帯電手段と、
画像情報に基づいてレーザービームを照射し前記感光体に静電潜像を形成するスキャナユニットと、
前記感光体に対して当接及び離間可能な現像ローラを有し前記感光体にトナーを供給して前記静電潜像を現像する現像手段と、
前記感光体から転写されたトナー画像を担持する転写材を定着ニップ部で挟持搬送しつつ転写材上のトナー画像を転写材に加熱定着する定着手段と、
転写材を転写材収容部から給紙する給紙部と、
を有し、
プリント信号が入力すると、前記定着手段が定着可能温度に向けて昇温開始すると共に前記感光体が回転開始し、前記感光体が回転開始した後に前記帯電手段への帯電バイアス印加が始まり、前記定着手段の温度が前記定着可能温度より低く且つ昇温動作を続ければ装置が設置されている環境温度又は電源電圧の振れに拘わらず転写材が前記定着手段に到達した時に前記定着手段が前記定着可能温度に到達可能な所定温度に達した時点で、前記現像ローラが回転開始すると共に前記現像ローラへの現像バイアス印加が始まり、その後前記現像ローラが前記感光体に当接して前記給紙部から転写材の給紙が始まり、更にその後前記スキャナユニットによって前記感光体への静電潜像形成が始まる画像形成装置において、
前記現像ローラが回転開始すると共に前記現像ローラへの現像バイアス印加が始まるタイミングは、前記帯電手段への帯電バイアス印加開始からの経過時間が前記感光体の表面電位が画像形成時の正規の電位に達するために必要な所定時間に達しており且つ前記定着手段の温度が前記定着可能温度より低い前記所定温度に達した時点であることを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0018】
(第1の実施の形態)
図1〜6図を参照して、第1の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。
【0019】
[全体構成]
まず画像形成装置の全体構成について、図1を参照して概要説明する。
【0020】
図1は画像形成装置の一態様であるレーザービームプリンタAの全体構成を示す縦断面図である。感光ドラム1は、不図示の駆動手段によって、同図中、矢印方向に回転駆動される。感光ドラム1の周囲には、その回転方向に従って順に、感光ドラム1表面を均一に帯電する帯電装置2、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光ドラム1上の静電潜像を形成するスキャナユニット3、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置4、感光ドラム1上のトナー像を転写材Pに転写させる転写ローラ5、転写後の感光ドラム1表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング装置6等が配設されている。
【0021】
ここで、感光ドラム1と帯電装置2、現像装置4、クリーニング装置6は一体的にカートリッジ化されプロセスカートリッジ7を形成している。
【0022】
スキャナユニット3は、感光ドラム1の略水平方向に配置され、レーザーダイオード(不図示)によって画像信号に対応する画像光が、スキャナモータ(不図示)によって高速回転されるポリゴンミラー9に照射される。ポリゴンミラー9に反射した画像光は、結像レンズ10を介して帯電済みの感光ドラム1表面を選択的に露光して静電潜像を形成するように構成している。
【0023】
感光ドラム1に対向して配置される転写ローラ5としては、例えば金属の芯金を体積抵抗率107〜1011Ω・cm程度に調整したEPDM(エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体)、ウレタンゴム、NBR(ニトリルブタジエンゴム)等の弾性体で覆った構成にしたものを用いることができる。転写ローラ5には不図示の電源から正極性のバイアスが印可され、このバイアスによる電界により、感光ドラム1に接触中の転写材Pに、感光ドラム1上の負極性のトナー像が転写される。
【0024】
給紙部8は、画像形成部に転写材Pを給紙搬送するものであり、複数枚の転写材Pが給紙カセット11に収納されている。画像形成時には給紙ローラ12(半月ローラ)、レジストローラ対13が画像形成動作に応じて駆動回転し、給紙カセット11内の転写材Pを1枚毎に分離給送するとともに、転写材P先端はレジストローラ対13に突き当たり一旦停止し、ループを形成した後、転写ローラ5と感光ドラム1とで形成されるニップへと給紙されていく。24はレジセンサでここを転写材が横切った時点を基準に画像形成が行われる。
【0025】
定着装置14は、電磁誘導加熱方式のクイックスタート定着装置で、転写材Pに転写されたトナー像を定着させるものであり、発熱層(導電性磁性部材)を有する回転体としての円筒状の定着フィルム140と、これに圧接して転写材Pに熱及び圧力を与える加圧ローラ143とからなる(定着装置の構成は後で詳述する)。 すなわち、感光ドラム1上のトナー像を転写した転写材Pは定着装置14を通過する際に定着フィルム140、加圧ローラ143とで搬送されるとともに、熱及び圧力を与えられる。これによってトナー像が転写材P表面に定着される。定着された転写材Pは、排紙ローラ対15によって、排紙部16から画像面を下にした状態で本体外に排出される。
【0026】
制御装置Bは画像形成装置Aの動作を制御するもので、CPU17、RAM(読み書き可能なメモリ)18、ROM(読み出し専用のメモリ)19を有している。ROM19には、画像形成装置を制御するためのプログラムや各種データが書き込まれており、RAM18は画像形成装置を制御するにあたって取り込んだデータの保存等に使われる。
【0027】
[プロセスカートリッジ]
本実施の形態に係るトナーを収容したプロセスカートリッジについて図2及び図3により詳細に説明する。図2は第1の実施の形態に係るプロセスカートリッジの概略構成を示す縦断面図であり、図3は第1の実施の形態に係るプロセスカートリッジの概略構成を示す斜視図である。
【0028】
プロセスカートリッジ7は、感光ドラム1と、帯電手段及びクリーニング手段を備えた感光ドラムユニット50、及び感光ドラム1上の静電潜像を現像する現像手段を有する現像ユニット4に分かれている。
【0029】
感光ドラム1は、例えば直径30mmのアルミシリンダの外周面に有機光導伝体層(OPC感光体)を塗布して構成したものである。
【0030】
感光ドラムユニット50は、感光ドラム1が軸受31(31a、31b)(ベアリング)を介してクリーニング枠体51に回転自在に取り付けてられている。感光ドラム1の周上には、感光ドラム1の表面を一様に帯電させるための帯電装置2、及び感光ドラム上に残ったトナーを除去するためのクリーニングブレード60が配置され、さらにクリーニングブレード60によって感光ドラム1表面から除去された残留トナーは、トナー送り機構52によってクリーニング枠体後方に設けられた廃トナー室53に順次送られる。そして図示後方の一方端に図示しない駆動モータの駆動力を伝達することにより、感光ドラム1を画像形成動作に応じて図示反時計回りに回転駆動させるようにしている。
【0031】
現像ユニット4は、感光ドラム1に当接して矢印方向に回転する現像ローラ40、及びトナーが収容されたトナー容器41と現像枠体45とから構成される。現像ローラ40は軸受部材を介して回転自在に現像枠体45に支持され矢印Y方向に回転する。また現像ローラ40の周上には、現像ローラ40と接触して矢印Z方向に回転するトナー供給ローラ43と現像ブレード44がそれぞれ配置されている。さらにトナー容器41内には収容されたトナーを撹拌するとともにトナー供給ローラ43に搬送するためのトナー搬送機構42が設けられている。
【0032】
そして現像ユニット4は、現像ユニット4の両端に取り付けられた軸受部材47、48にそれぞれ設けられた支持軸49を中心に、ピン49aによって現像ユニット4全体が感光ドラムユニット50に対して揺動自在に支持された吊り構造となっており、プロセスカートリッジ7単体(プリンタ本体に装着しない)の状態においては、支持軸49を中心に回転モーメントにより現像ローラ40が感光ドラム1に当接するよう、加圧ばね53によって現像ユニット4が常に付勢されている。さらに現像ユニット4のトナー容器41には、現像ローラ40を感光ドラム1から離間させる際にプリンタ本体Aの離間手段(後述)が接触するためのリブ46が一体的に設けられている。
【0033】
[定着装置]
本実施の形態に係る定着装置について図4により詳細に説明する。図4は第1の実施の形態に係る電磁誘導加熱方式の定着装置の概略構成を示す縦断面図である。
【0034】
140は、発熱層(導電性磁性部材)を有する回転体としての円筒状の定着フィルムである。146a、146bは横断面略半円弧状樋型のフィルム支持部材(フィルムガイド)であり、開口側を互いに向かい合わせて略円柱体を構成し円筒状定着フィルム140は、このフィルムガイド146の外側にルーズに外嵌させてある。
【0035】
フィルムガイド146の内側には励磁コイル148とE型の磁性コア147と励磁回路(不図示)からなる磁場発生手段が配設される。142はフィルム支持部材146bの内面平面部に当接させて配設した横長の加圧用剛性ステイである。149は磁性コア147a、147b、147c及び励磁コイル148と加圧用剛性ステイ142の間を絶縁するための絶縁部材である。
【0036】
143は、加圧ローラである。この加圧ローラ143及びフィルムガイド146によって定着フィルム140を挟み、加圧ローラ143からフィルムガイド146に対して所定の加圧力をかけることにより、フィルムガイド146と加圧ローラ143とが所定幅の定着ニップ部Nを形成して相互圧接している。前記磁場発生手段145の磁性コア147は、定着ニップ部Nが形成された位置に対応させて配設してある。
【0037】
加圧ローラ143は駆動手段Mにより、矢示方向に回転駆動される。この加圧ローラ143の回転駆動により、前記加圧ローラ143と定着フィルム140外面との間で摩擦力が発生し、定着フィルム140に回転力が作用する。そして、定着フィルム140はその内面を定着ニップ部Nにおいてフィルムガイド146の下面に密着して摺動させながら、加圧ローラ143の周速度にほぼ対応した周速度をもって、矢印bで示される時計方向にフィルムガイド146の外周を回転する(加圧ローラ駆動方式)。
【0038】
励磁コイル148は励磁回路(不図示)から供給される交番電流によって交番磁束を発生する。E字型の磁性コア147が定着ニップ部Nの位置に対応して設けられているため、交番磁束は定着ニップ部Nに集中的に分布し、その交番磁束は定着ニップ部Nにおいて、定着フィルム140の発熱層に渦電流を発生させる。この渦電流は発熱層の固有抵抗によって発熱層にジュール熱を発生させる。
【0039】
定着ニップ部Nの温度は、温度センサ141(検出手段)を含む温調制御系(不図示)により、励磁コイル148への電流供給が制御されることで、所定の温度が維持されるように調節される。
【0040】
[駆動構成]
次にプロセスカートリッジ7をプリンタ本体Aに装着した際の動作機構について詳細に説明する。
【0041】
前述したように、プロセスカートリッジ7は単体の状態では図2のように現像ローラ40が常に感光ドラム1に当接した状態になっている。
【0042】
一方、プリンタ本体Aのプロセスカートリッジ7の挿入方向奥側には、現像ユニット4の付勢力に抗して現像ローラ40を感光ドラム1から離間させるためのカム20が配置されている。カム20は不図示の駆動手段により回転され、カム20がリブ46を上げることで現像ローラ40は感光ドラム1から離間し、カム20がリブ46の押し上げを解除すると現像ローラ40が感光ドラム1に当接する。通常プロセスカートリッジをプリンタ本体に装着するとカム20がリブ46を押し上げ現像ローラ40が感光ドラム1から離間するようになっている。
【0043】
従って、プロセスカートリッジ7を装着した状態で長時間使用しない場合であっても、現像ローラ40は感光ドラム1に対して常に離間された状態になるので、現像ローラ40を長期間感光ドラム1に当接させることにより発生するローラ層の永久変形を確実に防止することができる。画像形成装置本体Aに装着されたプロセスカートリッジ7の感光ドラム1及び現像ローラ40は不図示のモータにより別々に駆動が可能である。
【0044】
[画像形成動作]
本実施の形態に係る画像形成動作について図1、図5及び図6により詳細に説明する。図5は第1の実施の形態に係る画像形成装置の動作シーケンスを表すタイミングチャートである。図6は第1の実施の形態に係る画像形成装置の動作を表すフローチャートである。
【0045】
画像形成装置本体へのプリント信号の入力により、画像形成装置の動作が開始されると(Start,S600)、CPU17はまず第1のシーケンス群として、定着装置14を所定の温度に制御する定着温調、感光ドラム1の回転及びスキャナ3の回転を開始する(Heat−on、S601)。本実施の形態においては上記の3つのシーケンスを併せて第1のシーケンス群とする。この時現像ローラ40は停止したままである。
【0046】
次に、感光ドラム1が回転を始めて所定時間後に帯電バイアスの印加を開始する(Ch−on、S602)。これは感光ドラムの回転と帯電バイアスの印加を同時に行うと感光ドラム上にメモリを作る恐れがあるためである。この帯電バイアスの印加も第一のシーケンス群に含まれる。
【0047】
次に、CPU17は定着装置14の温度Tが所定の温度T1に達しているか判定する(S603)。この所定の温度T1は、このまま温調を続ければ、画像形成装置が低温度環境下にある時や供給される電源電圧が下限値になっている時でも、転写材Pが定着装置14に到達する時には定着装置14の温度が転写材の定着に十分な温度(定着可能温度)に到達できると見込まれる温度である。
【0048】
定着装置14の温度TがT1に達していれば帯電バイアスの印加開始(Ch−on)から所定時間T_dev後に現像ローラ40の回転と現像バイアスの印加を開始する(Dev−on、S604)。この時、定着装置の温度TがT1に達していなければ引き続き定着装置14の温度のモニタを行い、T1に達したのがT_dev以内であったらT_devに達するのを待ってから(S605)現像ローラ40の回転と現像バイアスの印加を開始する。本実施の形態では、現像バイアスの印加、現像ローラ回転等の制御が、第二のシーケンス群に該当し、上記のように定着装置の検出温度が所定の温度T1に到達しているか否かにより、第二のシーケンス群の動作のタイミングが決定されることになる。
【0049】
T1に達するのがT_dev以降であったらT1に達した時点で現像ローラ40の回転と現像バイアスの印加を開始する。通常、感光ドラム1と現像ローラ40との間には十分な離間距離がとられており現像ローラ40が離間していれば感光ドラム1表面が適正に帯電されていなくても現像ローラ40から感光ドラム1にトナーが飛翔することはない。
【0050】
しかし、何らかの原因で離間距離が短くなった場合でもトナーが飛翔することがないように感光ドラム1が帯電されて正規の電位になる時間T_dev後に現像ローラ40の回転と現像バイアスの印加を開始するようにしている。従ってたとえT_dev以内に定着装置の温度TがすでにT1に達していてもT_devになるまでは現像ローラ40の回転と現像バイアスの印加は行わず、T_devの時に現像ローラ40の回転と現像バイアスの印加を始めた画像形成動作が最短のプリント時間となる。
【0051】
T_dev以降はT_devを基準に所定時間後に現像ローラを感光ドラム1に当接させ(D_R−on、S606)次に転写材のピックアップを行い(P−pick、S607)、画像形成を行う(Print、S608)。
【0052】
定着装置の昇温具合を転写材のピックアップ後に判断した場合、定着装置の温度がこのままでは不十分であると判断して画像形成動作を一旦止めて定着装置の昇温だけを行ったりすると、印字精度の低下を招く恐れがある。従って、昇温具合の判断は転写材のピックアップ以前に行わなければならない。
【0053】
しかし、転写材のピックアップが始まる直前に行った場合、感光ドラムや現像ローラの回転はすでにスタートしており、もしここで定着装置の昇温が不十分で所定の温度に到達するまでピックアップ動作を待機させることになると感光ドラムや現像ローラがその間回転し続けることになってしまう。現像器の寿命は現像ローラの回転数が大きく影響するので現像ローラの回転時間は必要最小限にしたい。
【0054】
一方、一度帯電された感光ドラムの表面電位は転写バイアスが印加されたり、露光されなければ減衰することがないので、帯電バイアスが印加されて回転しているだけならば感光ドラムに対して帯電のための放電が起き続けることはない。従って、放電によって感光ドラム表面が削れて寿命が短くなる恐れはない。
【0055】
そこで本実施の形態のように、定着装置14の温度Tを温度センサ141により検出し、S603において温度TがT1に到達しているかを判断し、その判断結果により、第二のシーケンス群が動作を開始するタイミング、本実施の形態においては現像ローラ40の回転開始と現像バイアスの印加のタイミングを制御すれば、たとえ画像形成装置が低温度環境下にある場合や、供給される電源電圧が下限値に低下している場合でも現像器の寿命を短くすることなく確実に定着装置を昇温することができる。
【0056】
尚、第二のシーケンス群は上記に述べた動作でなくても、プリント信号入力後から所定の時間後の定着装置の検出温度から、転写材が定着装置に到達する際に定着装置が所定の温度になっているように、転写材のピックアップ等の画像形成動作のタイミングを決定する動作も含まれる。
【0057】
従って、以上述べたように、画像形成と定着装置の昇温を並行して行い、定着装置の昇温が画像形成に対して間に合わない場合には定着装置が所定の温度に到達してから、第二のシーケンス群である現像ローラの回転等の画像形成動作を行うようにしたので現像装置等の不必要な画像形成動作を減少させ、FPOTが延びることなく、現像装置又は感光ドラムの寿命を延ばすことが可能となる。
【0058】
(第1の参考例)第1の参考例に係る画像形成動作について図1、図7及び図8により詳細に説明する。図7は第1の参考例に係る画像形成装置の動作を表すタイミングチャートである。図8は第1の参考例に係る画像形成装置の動作を表すフローチャートである。
【0059】
画像形成装置本体へのプリント信号の入力により、画像形成装置の動作が開始されると(Start,S800)、CPU17はまず第一のシーケンス群として、定着装置14を所定の温度に制御する定着温調及びスキャナ3の回転を開始する(Heat−on、S801)。本参考例においては、第1の実施の形態と異なり感光ドラムの回転および帯電バイアスの印加は第一のシーケンス群には含まれていない。
【0060】
次に、CPU17は定着装置14の温度Tが所定の温度T1に達しているか判定する(S802)。この所定の温度T1は、このまま温調を続ければ画像形成装置が低温度環境下にある時や供給される電源電圧が下限値になっている時でも、転写材Pが定着装置14に到達する時には定着装置14の温度が転写材の定着に十分な温度に到達できると見込まれる温度である。定着装置14の温度TがT1に達するまでは加熱を続け、T1に達した時点で感光ドラムの回転(Ph−on、S803)及び帯電バイアスの印加(Ch−on、S804)、現像ローラ40の回転と現像バイアスの印加(Dev−on、S805)、現像ローラの当接(D_R−on、S806)、転写材のピックアップ(P−pick、S807)、画像形成(Print、S808)を所定の間隔を開けて開始する。本参考例では、感光ドラムの回転、帯電バイアスの印加、現像バイアスの印加、現像ローラ回転等の制御が、第二のシーケンス群に該当し、上記のように定着装置の検出温度が所定の温度T1に到達しているか否かにより、第二のシーケンス群の動作のタイミングが決定されることになる。
【0061】
第1の実施の形態では定着器の昇温を待っている間感光ドラムは回転を続けている。第1の実施の形態では感光ドラムを回しているだけならば帯電のための放電は起き続けないので、放電により感光ドラムが削れることはない。しかし、実際には感光ドラム1にはクリーニングブレード60が当接しているためわずかながら削れることがある。特に、画像形成時に感光ドラム1上のトナー像が転写材に転写される効率が非常に良い場合は感光ドラム1上に転写残としてクリーニングブレード60によって掻き取られるトナーの量が少なくなり、その結果、感光ドラム1とクリーニングブレード60との間の潤滑剤として作用するトナーの量が減るのでクリーニングブレード60の摩擦抵抗が大きくなり感光ドラム1は削れやすくなってしまう。
【0062】
そこで本参考例のように、定着装置14の温度Tを温度センサ141により検出し、S802において温度TがT1に到達しているかを判断し、その判断結果により、第二のシーケンス群が動作を開始するタイミング、本参考例においては感光ドラム1の回転開始以降の各画像形成シーケンスのタイミングを制御すれば、たとえ画像形成装置が低温度環境下にある場合や、供給される電源電圧が下限値に低下している場合でも感光ドラムや現像器の寿命を短くすることなく確実に定着装置を昇温することができる。
【0063】
(第2の参考例)以下に、第2の参考例に係る画像形成動作について説明する。本参考例では第1の実施の形態の画像形成装置において、画像形成装置の動作が停止している時(スタンバイ時)に定着装置を予熱しておくことを特徴とする。
【0064】
第1の実施の形態のような電磁誘導加熱方式のクイックスタート定着装置は従来の熱ローラ式の定着装置と異なり加熱部材の熱容量が小さいためわずかな電力で予熱を行うことができる。そこで本参考例ではスタンバイ時には定着装置を120℃程度に予熱しておき、画像形成動作スタートと同時に通常の加熱を行うようにする。
【0065】
このようにすれば室温から昇温するのと異なりすでに120℃程度になっているので定着温度までの昇温が早くなり現像ローラの回転と現像バイアスの印加開始のタイミングを遅らせるようなことはほとんど起こらなくなり安定したFPOTを保つことができる。また、たとえ極端な低温度環境下に置かれたり、電源電圧が下限値になってしまった場合でも、現像ローラの回転と現像バイアスの印加時間を最小限にすることができる。
【0066】
ただし、このような予熱状態においてもプリントスタート後の温度制御時間にはばらつきが生じる。従って、予熱に引き続くプリント動作時においても第1の実施の形態等で説明した本発明を同様に用いることでさらなるFPOTの短縮を行うことができる。
【0067】
(第3の参考例)
以下に、第3の参考例について説明する。本参考例は第1の実施の形態をカラー画像形成装置に適用したものである。尚、第1の実施の形態と同様な構成、作用のものは同一の番号を付し説明は省略する。
【0068】
[全体構成]
本参考例に係る画像形成装置について図9により詳細を説明する。図9は第3の参考例に係るカラー画像形成装置の一態様であるフルカラーレーザービームプリンタCの全体構成を示す縦断面図である。
【0069】
同図に示すカラー画像形成装置Cは、第1の実施の形態で説明したプロセスカートリッジにイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーをそれぞれ収納したプロセスカートリッジ7(7a,7b,7c,7d)を垂直に重ねた構成になっている。
【0070】
スキャナユニット3(3a,3b,3c,3d)は、プロセスカートリッジ7(7a,7b,7c,7d)と同様に垂直に重ねられ、感光ドラム1(1a,1b,1c,1d)と略水平方向に配置されている。
【0071】
次にすべての感光ドラム1a,1b,1c,1dに対向し、接するように循環移動する静電転写ベルト21が配設される。静電転写ベルト21は厚さ50〜300μm、体積抵抗率109〜1016Ω・cm程度のPVdF(ポリフッ化ビニリデン)、ポリアミド、ポリイミド、PET(ポリエチレンテレフタレート)、ポリカーボネート等の樹脂材料や厚さ0.5〜2mm、体積抵抗率109〜1016Ω・cm程度のクロロプレーンゴム、EPDM、NBR、ウレタンゴム等のゴム材料が用いられる。また、必要に応じて、これらの材料にカーボン、ZnO、SnO2、TiO2等の導電性充填材を分散させて、体積抵抗率を107〜1011Ω・cm程度に調整することもある。この静電転写ベルト21は、垂直方向に4軸のローラ22a,22b,22c,22dに支持され、図中左側の外周面に転写材Pを静電吸着して上記感光ドラム1(1a,1b,1c,1d)に転写材Pを接触させるべく循環移動する。これにより、転写材Pは静電転写ベルト21により転写位置まで搬送され、感光ドラム1(1a,1b,1c,1d)上の各トナー像がそれぞれ転写される。
【0072】
この静電転写ベルト21の内側に当接し、4個の感光ドラム1a,1b,1c,1dに対向した位置に転写ローラ5(5a,5b,5c,5d)が並設される。
【0073】
転写ローラ5(5a,5b,5c,5d)は、感光ドラム1a,1b,1c,1d上に形成されたトナー像を、転写ベルト21上の転写材Pに静電的に転写するものであり、例えば金属の芯金を体積抵抗率105〜108Ω・cm程度に調整したEPDM(エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体)、ウレタンゴム、NBR(ニトリルブタジエンゴム)等の弾性体で覆った構成にしたものを用いることができる。これら転写ローラ5(5a,5b,5c,5d)には不図示の電源から正極性のバイアスが印加され、このバイアスによる電界により、感光ドラム1に接触中の転写材Pに、感光ドラム1上の負極性のトナー像が転写される。
【0074】
[駆動構成]
次にプロセスカートリッジ7をプリンタ本体Cに装着した際の動作機構について詳細に説明する。
【0075】
第1の実施の形態ではプロセスカートリッジの挿入方向奥側には、現像ユニット4の付勢力に抗して現像ローラ40を感光ドラム1から離間させるためのカムがあった。本参考例では同時に4色の現像ローラの離間、当接が行えるように離間板23が配置されている。この離間板23は不図示の駆動モータにより上下に移動することができる。そして、離間板23が上に上がれば現像ローラ40は感光ドラム1から離間し、下に下がれば現像ローラ40は感光ドラム1に当接する。
【0076】
通常、現像ローラを感光ドラムに当接すると当接のショックにより感光ドラムが振動する。従って、現像ローラの当接は4色順番に行うのではなく本参考例のように4色同時に行って当接のショックの発生を一回にすれば画像への影響を抑えることができて好ましい。
【0077】
プロセスカートリッジ7のプリンタ本体C装着の際には、離間板23は押し上げられた状態となっており、従ってプロセスカートリッジ7の挿入動作に沿って現像ユニット4に設けられたリブ46が離間板23に乗り上げ、現像ローラ40は感光ドラム1と所定間隙だけ離間された状態となる。この離間状態は電源オフ時及び現像が行われていない状態で常に維持される。
【0078】
従って、プロセスカートリッジ7を装着した状態で長時間使用しない場合であっても、現像ローラ40は感光ドラム1に対して常に離間された状態になるので、現像ローラ40を長期間感光ドラム1に当接させることにより発生するローラ層の永久変形を確実に防止することができる。画像形成装置本体Cに装着されたプロセスカートリッジ7の感光ドラム1及び現像ローラ40は不図示のモータによってそれぞれ独立して駆動が可能である。
【0079】
[画像形成動作]
次に本参考例の画像形成動作について図9の概略図、図10のタイミングチャート、図11のフローチャートを用いて説明する。
【0080】
画像形成装置本体へのプリント信号の入力により、画像形成装置の動作が開始されると(Start,S1100)、CPU17はまず第一のシーケンス群として定着装置14を所定の温度に制御する定着温調、感光ドラム1a,1b,1c,1dの回転、静電転写ベルト21の回転を開始する(Heat−on、S1101)。次に所定時間後に、スキャナ3a,3b,3c,3dの回転を開始する(Scan−on、S1102)。これは感光ドラム1a,1b,1c,1dを駆動するモータ4つと静電転写ベルト21を駆動するモータ1つ、スキャナモータ4つを同時に起動すると電源の容量をオーバーする可能性があるためここでは起動タイミングをずらしている。この時現像ローラ40a,40b,40c,40dは停止したままである。
【0081】
次に、メモリ防止のため感光ドラム1a,1b,1c,1dが回転を始めて所定時間後に帯電バイアスの印加を開始する(Ch−on、S1103)。その次にCPU17は定着装置14の温度Tが所定の温度T1に達しているか判定する(S1104)。この所定の温度T1は、このまま温調を続ければ画像形成装置が低温度環境下にある時や供給される電源電圧が下限値になっている時でも、転写材Pが定着装置14に到達する時には定着装置14の温度が転写材の定着に十分な温度に到達できると見込まれる温度である。
【0082】
定着装置14の温度TがT1に達していれば帯電バイアスの印加開始(Ch−on)から所定時間T_dev後に現像ローラ40の回転と現像バイアスの印加を開始する(Dev−on、S1105)。
【0083】
この時、定着装置の温度TがT1に達していなければ引き続き定着装置14の温度のモニタを行いT1に達したのがT_dev以内であったらT_devに達するのを待ってから(S1106)現像ローラ40の回転と現像バイアスの印加を開始する。T1に達するのがT_dev以降であったらT1に達した時点で現像ローラ40a,40b,40c,40dの回転と現像バイアスの印加を開始する。T_dev以降はT_devを基準に所定時間後に現像ローラを感光ドラム1に当接させ(D_R−on、S1107)次に転写材の転写材のピックアップを行い(P−pick、S1108)、画像形成を行う(Print、S1109)。
【0084】
そこで本参考例のように、定着装置14の温度Tを温度センサ141により検出し、S1104において温度TがT1に到達しているかを判断し、その判断結果により、第二のシーケンス群が動作を開始するタイミング、本参考例においては現像ローラ40a,40b,40c,40dの回転開始と現像バイアスの印加のタイミングを制御すれば、たとえ画像形成装置が低温度環境下にある場合や、供給される電源電圧が下限値に低下している場合でも現像器の寿命を短くすることなく確実に定着装置を昇温することができる。
【0085】
尚、本発明に係る画像形成装置は上述の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲で種々に変更可能である。すなわち、上記実施の形態ではプロセスカートリッジの感光ドラムと現像ローラは別々のモータで駆動していたが1つのモータからギヤとクラッチを利用して駆動を分けるような方法を用いてもよい。また離間板ではなくカムを用いる等別の方法を使ってもよい。
【0086】
また、定着装置、感光ドラム、スキャナの起動タイミングや現像ローラの当接と転写材のピックアップのタイミングは上記の順番以外でも構わない。上記実施の形態においては画像走査方式のスキャナを用いたがLEDアレイを用いた露光装置を使ってももちろん構わない。その場合はスキャナのような立ち上げ動作は必要ないので起動タイミングはスキャナとは異なる。さらに、タンデム型のカラー画像形成装置以外にも従来よく知られている1つの感光ドラムに対して複数の現像装置を備えたカラー画像形成装置にも本発明は適用できる。
【0087】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明に係る画像形成装置において、特にクイックスタート定着装置を備えた画像形成装置において、FPOTを最短にするために画像形成と定着装置の昇温を並行して行い、定着装置の昇温が画像形成に対して間に合わない場合には定着装置が所定の温度に到達してから現像ローラの回転、又は感光ドラムの回転等の画像形成動作を行うようにしたので現像器や感光ドラムといった画像形成装置の構成部材の寿命へ影響を与えずに適切に定着装置の昇温を行うことができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図2】第1の実施の形態に係るプロセスカートリッジの概略構成を示す縦断面図である。
【図3】第1の実施の形態に係るプロセスカートリッジの概略構成を示す斜視図である。
【図4】第1の実施の形態に係る定着装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図5】第1の実施の形態に係る画像形成装置の動作を表すタイミングチャートである。
【図6】第1の実施の形態に係る画像形成装置の動作を表すフローチャートである。
【図7】第1の参考例に係る画像形成装置の動作を表すタイミングチャートである。
【図8】第1の参考例に係る画像形成装置の動作を表すフローチャートである。
【図9】第3の参考例に係る画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図10】第3の参考例に係る画像形成装置の動作を表すタイミングチャートである。
【図11】第3の参考例に係る画像形成装置の動作を表すフローチャートである。
【符号の説明】
1、1a、1b、1c、1d 感光ドラム
2、2a、2b、2c、2d 帯電装置(帯電ローラ)
3、3a、3b、3c、3d スキャナ
4 現像装置
5、5a、5b、5c、5d 転写ローラ
6 クリーニング装置
7 プロセスカートリッジ
14 定着装置
21 静電転写ベルト
23 離間板
40、40a、40b、40c、40d 現像ローラ
140 定着フィルム
141 温度センサ
143 加圧ローラ
A、C 画像形成装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus having a heat fixing unit using an electrophotographic system or the like.
[0002]
[Prior art]
As a fixing unit in an image forming apparatus using an electrophotographic process, a film heating type fixing device has been put into practical use in response to a recent demand for energy saving. A film heating type fixing device is formed by sandwiching a thin film having heat resistance between a ceramic heater as a heat generating means and a pressure roller as a pressure member to form a fixing nip. The unfixed toner image is fixed by applying heat and pressure while conveying the recording material by rotating the pressure roller together.
[0003]
In this film heating type fixing device, the heat capacity of the film as a heating member is very small compared to the conventional heat roller type fixing device, so that the heat energy from the heating means can be used efficiently in the fixing process. . Therefore, it is possible to perform a quick start that can shorten the waiting time from power-on of the image forming apparatus to a printable state. Furthermore, since the heat capacity of the heating member is small and it is not necessary to preheat the heating member during standby for printing, the power consumption of the image forming apparatus can be kept low, and energy saving can be achieved.
[0004]
Further, as a highly efficient film heating type fixing device, an electromagnetic induction heating type fixing device that heats the conductive film itself has been proposed. Japanese Utility Model Publication No. 51-109739 discloses a fixing device that induces an eddy current in a metal film by an alternating magnetic field and heats the metal film by Joule heat as an electromagnetic induction heating type fixing device. In the electromagnetic induction heating method, since the film itself can generate heat, the heat energy from the heating means can be used more efficiently in the fixing process.
[0005]
Such a fixing device using a film heating method using a heater or a film heating method using electromagnetic induction can be raised to a fixable temperature in 60 seconds or less and is called a quick start fixing device.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Taking advantage of the characteristics of the quick start fixing device as described above, if it is attempted to shorten the time (first print out time, FPOT) from the start of printing to the end of the discharge of the printed transfer material, the fixing device rises. It is necessary to perform image formation in parallel with the temperature increase of the fixing device so that the temperature is expected and the transfer material reaches the fixing device when the temperature increase of the fixing device is completed.
[0007]
However, when the image forming apparatus is placed in a low temperature environment or when the voltage of the power source supplied to the image forming apparatus is lowered to the lower limit value, the temperature of the fixing device can be raised completely within the estimated time. There may not be. For this reason, if timing is set with a margin for the time from the start of printing to the start of fixing in consideration of the worst condition, the FPOT will be extended even under normal conditions.
[0008]
In view of the above situation, in the present invention, in an image forming apparatus equipped with a thermal fixing device, the image formation and the temperature of the fixing device are performed in parallel in order to minimize the FPOT. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of appropriately raising the temperature of the fixing device without imposing a burden on the constituent members of the image forming apparatus even when it is not in time for the formation.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the image forming apparatus of the present invention,
A drum-shaped photoreceptor;
Charging means for uniformly charging the surface of the photoreceptor;
A scanner unit that irradiates a laser beam based on image information and forms an electrostatic latent image on the photoreceptor;
A developing unit having a developing roller capable of contacting and separating from the photosensitive member and supplying toner to the photosensitive member to develop the electrostatic latent image;
Fixing means for heating and fixing the toner image on the transfer material to the transfer material while nipping and conveying the transfer material carrying the toner image transferred from the photoreceptor at the fixing nip portion;
A paper feed unit for feeding the transfer material from the transfer material storage unit;
Have
When the print signal is input, the fixing unit starts to raise the temperature toward the fixable temperature and the photosensitive member starts rotating. After the photosensitive member starts rotating, charging bias application to the charging unit starts and the fixing unit starts. The temperature of the means is lower than the fixing possible temperature If the transfer material reaches the fixing unit, the fixing unit can reach the fixing temperature regardless of the environmental temperature at which the apparatus is installed or the fluctuation of the power supply voltage. When the predetermined temperature is reached, the developing roller starts rotating and the application of a developing bias to the developing roller starts. Thereafter, the developing roller comes into contact with the photoconductor, and the transfer material is fed from the paper feeding unit. In the image forming apparatus, the electrostatic latent image formation on the photosensitive member starts, and then the scanner unit starts,
The timing at which the developing roller starts rotating and the developing bias application to the developing roller starts is the elapsed time from the start of charging bias application to the charging means. Necessary for the surface potential of the photoconductor to reach a normal potential at the time of image formation. A predetermined time has been reached, and the temperature of the fixing unit is lower than the fixable temperature. Above It is a point in time when the temperature reaches a predetermined temperature.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Exemplary embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. Absent.
[0018]
(First embodiment)
The image forming apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
[0019]
[overall structure]
First, the overall configuration of the image forming apparatus will be outlined with reference to FIG.
[0020]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an overall configuration of a laser beam printer A which is an embodiment of an image forming apparatus. The photosensitive drum 1 is rotationally driven in the direction of the arrow in FIG. Around the photosensitive drum 1, a
[0021]
Here, the photosensitive drum 1, the charging
[0022]
The scanner unit 3 is arranged in a substantially horizontal direction of the photosensitive drum 1, and image light corresponding to an image signal is irradiated to a polygon mirror 9 rotated at high speed by a scanner motor (not shown) by a laser diode (not shown). . The image light reflected by the polygon mirror 9 is configured to selectively expose the charged surface of the photosensitive drum 1 through the
[0023]
As the transfer roller 5 disposed facing the photosensitive drum 1, for example, a metal cored bar is used with a volume resistivity of 10 7 -10 11 An EPDM (ethylene-propylene-diene terpolymer) adjusted to about Ω · cm, urethane rubber, NBR (nitrile butadiene rubber) or the like covered with an elastic body can be used. A positive bias is applied to the transfer roller 5 from a power source (not shown), and a negative toner image on the photosensitive drum 1 is transferred to the transfer material P in contact with the photosensitive drum 1 by an electric field generated by the bias. .
[0024]
The paper feed unit 8 feeds and conveys the transfer material P to the image forming unit, and a plurality of transfer materials P are stored in the
[0025]
The fixing
[0026]
The control device B controls the operation of the image forming apparatus A, and includes a
[0027]
[Process cartridge]
The process cartridge containing toner according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the process cartridge according to the first embodiment, and FIG. 3 is a perspective view showing a schematic configuration of the process cartridge according to the first embodiment.
[0028]
The
[0029]
The photosensitive drum 1 is configured by coating an organic optical conductor layer (OPC photosensitive member) on the outer peripheral surface of an aluminum cylinder having a diameter of 30 mm, for example.
[0030]
In the
[0031]
The developing
[0032]
The developing
[0033]
[Fixing device]
The fixing device according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the electromagnetic induction heating type fixing device according to the first embodiment.
[0034]
[0035]
Inside the film guide 146, magnetic field generating means comprising an exciting coil 148, an E-type magnetic core 147, and an exciting circuit (not shown) is disposed.
[0036]
[0037]
The
[0038]
The exciting coil 148 generates an alternating magnetic flux by an alternating current supplied from an exciting circuit (not shown). Since the E-shaped magnetic core 147 is provided corresponding to the position of the fixing nip portion N, the alternating magnetic flux is concentrated in the fixing nip portion N, and the alternating magnetic flux is transferred to the fixing film at the fixing nip portion N. An eddy current is generated in 140 heat generation layers. This eddy current generates Joule heat in the heat generating layer due to the specific resistance of the heat generating layer.
[0039]
The temperature of the fixing nip portion N is maintained at a predetermined temperature by controlling the current supply to the exciting coil 148 by a temperature control system (not shown) including a temperature sensor 141 (detection means). Adjusted.
[0040]
[Drive configuration]
Next, the operation mechanism when the
[0041]
As described above, when the
[0042]
On the other hand, a
[0043]
Accordingly, even when the
[0044]
[Image forming operation]
The image forming operation according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 5 is a timing chart showing an operation sequence of the image forming apparatus according to the first embodiment. FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the image forming apparatus according to the first embodiment.
[0045]
When the operation of the image forming apparatus is started by inputting a print signal to the image forming apparatus main body (Start, S600), the
[0046]
Next, application of a charging bias is started after a predetermined time from the start of rotation of the photosensitive drum 1 (Ch-on, S602). This is because if the rotation of the photosensitive drum and the application of the charging bias are performed simultaneously, a memory may be formed on the photosensitive drum. This charging bias application is also included in the first sequence group.
[0047]
Next, the
[0048]
If the temperature T of the fixing
[0049]
If T1 reaches after T_dev, rotation of the developing
[0050]
However, the rotation of the developing
[0051]
After T_dev, the developing roller is brought into contact with the photosensitive drum 1 after a predetermined time with respect to T_dev (D_R-on, S606), and then a transfer material is picked up (P-pick, S607) to form an image (Print, S608).
[0052]
If the fixing device temperature rise is determined after the transfer material is picked up, if the fixing device temperature is determined to be insufficient, the image forming operation is temporarily stopped and only the fixing device temperature rise is performed. There is a risk of reducing accuracy. Therefore, the determination of the temperature rise must be made before the transfer material is picked up.
[0053]
However, when the transfer material is picked up immediately before the pickup, the rotation of the photosensitive drum and the developing roller has already started, and if the temperature of the fixing device is insufficient, the pickup operation is continued until the predetermined temperature is reached. When waiting, the photosensitive drum and the developing roller continue to rotate during that time. Since the life of the developing device is greatly affected by the number of rotations of the developing roller, the rotation time of the developing roller should be minimized.
[0054]
On the other hand, the surface potential of the photosensitive drum once charged does not decay unless a transfer bias is applied or exposed, so that the photosensitive drum is charged only if it is rotated by being charged. Because of this, the discharge will not continue to occur. Accordingly, there is no possibility that the surface of the photosensitive drum is scraped by the discharge and the life is shortened.
[0055]
Therefore, as in the present embodiment, the temperature T of the fixing
[0056]
Even if the second sequence group does not have the above-described operation, the fixing device operates when the transfer material reaches the fixing device based on the detected temperature of the fixing device after a predetermined time from the input of the print signal. An operation for determining the timing of an image forming operation such as picking up a transfer material so as to be at a temperature is also included.
[0057]
Therefore, as described above, image formation and fixing device temperature increase are performed in parallel, and when the fixing device temperature increase is not in time for image formation, after the fixing device reaches a predetermined temperature, Since the image forming operation such as the rotation of the developing roller which is the second sequence group is performed, unnecessary image forming operations such as the developing device are reduced, and the life of the developing device or the photosensitive drum is extended without extending the FPOT. It can be extended.
[0058]
(No. 1 of Reference example No. 1 of Reference example The image forming operation according to the above will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 of Reference example 6 is a timing chart illustrating an operation of the image forming apparatus according to the embodiment. Figure 8 shows the first 1 of Reference example 6 is a flowchart showing an operation of the image forming apparatus according to the embodiment.
[0059]
When the operation of the image forming apparatus is started by the input of a print signal to the image forming apparatus main body (Start, S800), the
[0060]
Next, the
[0061]
In the first embodiment, the photosensitive drum continues to rotate while waiting for the temperature of the fixing device to rise. In the first embodiment, if the photosensitive drum is merely rotated, the discharge for charging does not continue to occur, so the photosensitive drum is not scraped by the discharge. However, since the
[0062]
Book Reference example As described above, the temperature T of the fixing
[0063]
(No. 2 of Reference example ) 2 of Reference example An image forming operation according to the above will be described. Book Reference example The image forming apparatus according to the first embodiment is characterized in that the fixing device is preheated when the operation of the image forming apparatus is stopped (during standby).
[0064]
Unlike the conventional heat roller type fixing device, the electromagnetic induction heating type quick start fixing device as in the first embodiment can perform preheating with a small amount of electric power because the heating member has a small heat capacity. Book Reference example In the standby mode, the fixing device is preheated to about 120 ° C., and normal heating is performed simultaneously with the start of the image forming operation.
[0065]
In this way, unlike the case where the temperature is raised from room temperature, the temperature has already reached about 120 ° C., so the temperature rises up to the fixing temperature and the timing of rotation of the developing roller and the start of application of the developing bias is hardly delayed. It does not occur and can maintain a stable FPOT. Further, even when the apparatus is placed in an extremely low temperature environment or the power supply voltage reaches the lower limit value, the rotation time of the developing roller and the application time of the developing bias can be minimized.
[0066]
However, even in such a preheating state, the temperature control time after the start of printing varies. Therefore, even during the printing operation following preheating, 1's The FPOT can be further shortened by similarly using the present invention described in the embodiment and the like.
[0067]
(No. 3 of Reference example )
The following 3 of Reference example Will be described. Book Reference example Is an application of the first embodiment to a color image forming apparatus. Note that the same configurations and functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0068]
[overall structure]
Book Reference example The image forming apparatus according to FIG. 9 will be described in detail with reference to FIG. Figure 9 shows 3 of Reference example 1 is a longitudinal sectional view showing an overall configuration of a full-color laser beam printer C that is an aspect of a color image forming apparatus according to FIG.
[0069]
The color image forming apparatus C shown in the figure has a process cartridge 7 (7a, 7b, 7c, 7d) in which toner of each color of yellow, magenta, cyan, and black is stored in the process cartridge described in the first embodiment. Are vertically stacked.
[0070]
The scanner unit 3 (3a, 3b, 3c, 3d) is vertically stacked in the same manner as the process cartridge 7 (7a, 7b, 7c, 7d), and substantially in the horizontal direction with the photosensitive drum 1 (1a, 1b, 1c, 1d). Is arranged.
[0071]
Next, an
[0072]
The transfer roller 5 (5a, 5b, 5c, 5d) is arranged in parallel at a position in contact with the inside of the
[0073]
The transfer roller 5 (5a, 5b, 5c, 5d) electrostatically transfers the toner image formed on the
[0074]
[Drive configuration]
Next, the operation mechanism when the
[0075]
In the first embodiment, there is a cam for separating the developing
[0076]
Normally, when the developing roller comes into contact with the photosensitive drum, the photosensitive drum vibrates due to the shock of the contact. Therefore, the contact of the developing roller is not performed in the order of four colors, Reference example As described above, it is preferable to perform the four colors at the same time and to generate the abutment shock once, because the influence on the image can be suppressed.
[0077]
When the
[0078]
Accordingly, even when the
[0079]
[Image forming operation]
Next book Reference example The image forming operation will be described with reference to the schematic diagram of FIG. 9, the timing chart of FIG. 10, and the flowchart of FIG.
[0080]
When the operation of the image forming apparatus is started by the input of a print signal to the image forming apparatus main body (Start, S1100), the
[0081]
Next, in order to prevent memory, application of a charging bias is started a predetermined time after the
[0082]
If the temperature T of the fixing
[0083]
At this time, if the temperature T of the fixing device does not reach T1, the temperature of the fixing
[0084]
Book Reference example As described above, the temperature T of the fixing
[0085]
The image forming apparatus according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the gist. Ie, on Real In the embodiment, the photosensitive drum and the developing roller of the process cartridge are driven by separate motors. However, a method may be used in which driving is separated from one motor by using a gear and a clutch. Another method such as using a cam instead of the separation plate may be used.
[0086]
Further, the start timing of the fixing device, the photosensitive drum, and the scanner, and the timing of contact of the developing roller and the timing of picking up the transfer material may be other than the above order. Up Real In the embodiment, an image scanning type scanner is used, but an exposure apparatus using an LED array may of course be used. In that case, the startup timing is different from that of the scanner because the startup operation like the scanner is not necessary. In addition to the tandem type color image forming apparatus, the present invention can be applied to a color image forming apparatus provided with a plurality of developing devices for one photosensitive drum well known in the art.
[0087]
【The invention's effect】
As described above, in the image forming apparatus according to the present invention, particularly in the image forming apparatus provided with the quick start fixing device, the image forming and the fixing device are heated in parallel in order to minimize the FPOT, When the temperature of the fixing device cannot keep up with the image formation, the image forming operation such as the rotation of the developing roller or the rotation of the photosensitive drum is performed after the fixing device reaches a predetermined temperature. The temperature of the fixing device can be appropriately increased without affecting the life of the components of the image forming apparatus such as the photosensitive drum and the photosensitive drum.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a process cartridge according to the first embodiment.
FIG. 3 is a perspective view showing a schematic configuration of a process cartridge according to the first embodiment.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the fixing device according to the first embodiment.
FIG. 5 is a timing chart illustrating the operation of the image forming apparatus according to the first embodiment.
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the image forming apparatus according to the first embodiment.
FIG. 7 1 of Reference example 6 is a timing chart illustrating an operation of the image forming apparatus according to the embodiment.
FIG. 8 1 of Reference example 6 is a flowchart showing an operation of the image forming apparatus according to the embodiment.
FIG. 9 3 of Reference example 2 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the image forming apparatus according to FIG.
FIG. 10 3 of Reference example 6 is a timing chart illustrating an operation of the image forming apparatus according to the embodiment.
FIG. 11 3 of Reference example 6 is a flowchart showing an operation of the image forming apparatus according to the embodiment.
[Explanation of symbols]
1, 1a, 1b, 1c, 1d Photosensitive drum
2, 2a, 2b, 2c, 2d Charging device (charging roller)
3, 3a, 3b, 3c, 3d scanner
4 Development device
5, 5a, 5b, 5c, 5d Transfer roller
6 Cleaning device
7 Process cartridge
14 Fixing device
21 Electrostatic transfer belt
23 Spacing plate
40, 40a, 40b, 40c, 40d Developing roller
140 Fixing film
141 Temperature sensor
143 Pressure roller
A, C Image forming apparatus
Claims (1)
前記感光体の表面を均一に帯電する帯電手段と、
画像情報に基づいてレーザービームを照射し前記感光体に静電潜像を形成するスキャナユニットと、
前記感光体に対して当接及び離間可能な現像ローラを有し前記感光体にトナーを供給して前記静電潜像を現像する現像手段と、
前記感光体から転写されたトナー画像を担持する転写材を定着ニップ部で挟持搬送しつつ転写材上のトナー画像を転写材に加熱定着する定着手段と、
転写材を転写材収容部から給紙する給紙部と、
を有し、
プリント信号が入力すると、前記定着手段が定着可能温度に向けて昇温開始すると共に前記感光体が回転開始し、前記感光体が回転開始した後に前記帯電手段への帯電バイアス印加が始まり、前記定着手段の温度が前記定着可能温度より低く且つ昇温動作を続ければ装置が設置されている環境温度又は電源電圧の振れに拘わらず転写材が前記定着手段に到達した時に前記定着手段が前記定着可能温度に到達可能な所定温度に達した時点で、前記現像ローラが回転開始すると共に前記現像ローラへの現像バイアス印加が始まり、その後前記現像ローラが前記感光体に当接して前記給紙部から転写材の給紙が始まり、更にその後前記スキャナユニットによって前記感光体への静電潜像形成が始まる画像形成装置において、
前記現像ローラが回転開始すると共に前記現像ローラへの現像バイアス印加が始まるタイミングは、前記帯電手段への帯電バイアス印加開始からの経過時間が前記感光体の表面電位が画像形成時の正規の電位に達するために必要な所定時間に達しており且つ前記定着手段の温度が前記定着可能温度より低い前記所定温度に達した時点であることを特徴とする画像形成装置。A drum-shaped photoreceptor;
Charging means for uniformly charging the surface of the photoreceptor;
A scanner unit that irradiates a laser beam based on image information and forms an electrostatic latent image on the photoreceptor;
A developing unit having a developing roller capable of contacting and separating from the photosensitive member and supplying toner to the photosensitive member to develop the electrostatic latent image;
Fixing means for heating and fixing the toner image on the transfer material to the transfer material while nipping and conveying the transfer material carrying the toner image transferred from the photoreceptor at the fixing nip portion;
A paper feed unit for feeding the transfer material from the transfer material storage unit;
Have
When the print signal is input, the fixing unit starts to raise the temperature toward the fixable temperature and the photosensitive member starts rotating. After the photosensitive member starts rotating, charging bias application to the charging unit starts and the fixing unit starts. the fixing means the fixing when regardless deflection of environmental temperature or the power supply voltage the temperature of means the fixable temperature than the low Ku and apparatus Continuing with warm operation is installed transfer material reaches the fixing unit When a predetermined temperature at which the possible temperature can be reached is reached, the developing roller starts to rotate and application of a developing bias to the developing roller starts, and then the developing roller comes into contact with the photosensitive member and comes from the paper feeding unit. In the image forming apparatus, the feeding of the transfer material starts, and then the electrostatic latent image formation on the photoconductor starts by the scanner unit.
The timing at which the developing roller starts rotating and the developing bias application to the developing roller starts is such that the elapsed time from the start of applying the charging bias to the charging unit is the normal potential at the time of image formation. image forming apparatus which is a time when the temperature reaches the lower fixable temperature the predetermined temperature of which and the fixing unit reaches a predetermined time required to reach.
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