JP5832194B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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このような画像形成装置におけるプリント動作は、公知の電子写真技術、すなわち、露光、現像、転写のプロセスを経て、トナーで可視化した像を記録材上に担持させ、最後にこのトナー像を該記録材に定着させることで終了するものである。
その為、非通紙部の温度が所定温度に維持管理されている通紙部よりも昇温していくいわゆる非通紙部昇温が生じる。
従って昇温を抑制し、昇温部周辺の構成部材に熱ダメージを与えない為に、次のような検知手段による検知結果に基づいて、1枚毎の印刷間隔を長くし(以下、スループットダウン)、非通紙部昇温を抑制する方式が提案されている(特許文献1参照)。その検知手段とは、定着器の通紙部及び非通紙部に設けられ、通紙部と非通紙部の温度を検知する温度検知素子であり、又は、記録材の幅を検知するセンサ(以下、紙幅センサ)である。
この画像のズレやこすれを防止するために、次のような制御(以下、定着ループ制御)を実行する装置が提案されている(特許文献2参照)。それは、定着装置の上流側に設けられたループセンサを用いて記録材のループ量を検知し、この検知タイミングに従い、定着装置のローラ回転速度を可変制御することにより、定着装置上流部の記録材にループを発生させるものである。
ユーザが指定したサイズよりも幅が狭い記録材が連続的に通紙された場合、定着器の非通紙部昇温を抑制する為に、定着器非通紙部に温度検知素子を設けて非通紙部の温度を検知する必要があり、プリンタのサイズアップやコストアップに繋がることが懸念される。
また、ユーザが指定したサイズよりも幅が狭い記録材が連続的に通紙された場合、適切
な定着ループ制御を行う事ができない為に、画像のズレやこすれが発生してしまうことが懸念される。適切な定着ループ制御のために紙幅センサを設けることは、コストアップに繋がることが懸念される。
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体との間に形成された転写部で記録材を搬送しながら、前記像担持体に担持されたトナー像を該記録材に転写させる転写手段と、
前記像担持体に担持されたトナー像を記録材に転写させるために、前記転写手段に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記転写手段に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記転写手段によりトナー像が転写された記録材を定着部で搬送しながら、該記録材上のトナー像を該記録材に定着させる定着手段と、
を有し、
前記転写部及び前記定着部で搬送される記録材にループが形成される画像形成装置において、
記録材の種類毎に予め設定されている関係であって、記録材のサイズと、前記像担持体に担持されたトナー像を記録材に転写する際に必要な転写電流の大きさとの関係から、ユーザが設定した記録材の種類及びサイズに対応する前記転写電流の大きさを導出し、
導出された前記転写電流の大きさと、予め設定されている電圧が前記電圧印加手段により前記転写手段に印加された際に前記電流検出手段により検出された電流の大きさと、前記予め設定されている電圧の大きさとから、前記像担持体に担持されたトナー像を記録材に転写する際に前記転写手段に印加する転写電圧の大きさを導出する導出手段と、
記録材が前記転写部で搬送されている状態で、前記導出手段により導出された大きさの転写電圧が前記電圧印加手段により前記転写手段に印加された際に、前記電流検出手段により検出された電流の大きさが、ユーザが設定した記録材の種類及びサイズに対応して設定される閾値の範囲より大きい場合、前記ループの量を、ユーザが設定した記録材の種類及びサイズに対応して設定されるループの量よりも小さくすることを特徴とする。
どは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
図5は、本実施例に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。以下に、図5を用いて本実施例に係る画像形成装置の概略構成と一連の動作について説明する。
本実施例に係る画像形成装置は、4色(イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk))の画像形成部を備えている。15は静電潜像が形成される感光体ドラムである。30は画像信号に応じてレーザ露光を行い、感光体ドラム15上に静電潜像を形成するレーザスキャナである。9は像担持体としての無端状の搬送ベルト(以下、中間転写ベルト)である。5は中間転写ベルト9を回転駆動する駆動ローラであり、不図示のモータとギア等からなる駆動手段に接続されている。4は中間転写ベルト9の移動に伴い従動回転し、かつ中間転写ベルト9に一定の張力を付与する従動ローラである。40は一次転写パッド、10は転写手段としての二次転写ローラである。
画像形成を行うために、感光体ドラム15は導電ローラ(以下、帯電ローラ)17により表面を均一に帯電され、スキャナ部30により、まずイエロー画像の潜像が形成される。イエロー現像器20Yにおいては、容器内のトナーを送出する機構によって塗布ローラ20RYにトナーが送り込まれる。
イエローの画像形成動作と同様に、感光体ドラム15が帯電され、露光により形成された感光体ドラム15上の潜像に、マゼンタのトナー像が形成される。感光体ドラム15に形成されたトナー像は、イエローと同様に中間転写ベルト9に一次転写される。次いで、シアン、ブラックの潜像形成、現像及び中間転写ベルト9への一次転写が行われ、中間転写ベルト9の表面にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナー像が多重転写されたカラー画像が形成される。中間転写ベルト9にカラー画像が形成された後、レジストローラ8で待機状態にあった記録材2が再び搬送される。
トナー像が該記録材に転写される。二次転写ローラ10は、図5に示す実線の状態と破線の状態のように中間転写ベルト9に対して当接・離間することが可能である。
中間転写ベルト9上に各色のトナー像が多重転写されている間は、中間転写ベルト9上に形成された(中間転写ベルト9に担持された)トナー像を乱さぬよう、二次転写ローラ10は実線で示す下方に位置し中間転写ベルト9から離れている。
感光体ドラム15上に形成された画像が中間転写ベルト9上に一次転写されICLブラシ50、ICLローラ39による当接位置を通過する時は、ICLブラシ50、ICLローラ39は中間転写ベルト9から離間されている。
また、この残留トナーと次の画像形成動作の1色目であるイエロートナーとは一次転写ニップ位置にて交差し、残留トナーが感光体ドラム15に転写することと、イエロートナー像が感光体ドラム15から中間転写ベルト9へ一次転写することとが同時に行われる。
記録材2は中間転写ベルト9から剥離された後、定着手段としての定着器25へ搬送され、加圧ローラ27と定着ローラ26との間に形成された定着ニップ部(定着部)Pで搬送されながら、記録材上のカラー画像が記録材2に定着される。その後、カラー画像が定着された記録材2は、排出ローラ36を介して装置本体上部の排出トレイ37上へ画像面を下向きにして排出される。
ここで、スループットは、単位時間当たりのプリント枚数で表される。そして、スループットダウンとは、複数枚の記録材が連続して画像形成される際における、先の記録材と後の記録材との搬送間隔を、通常の画像形成時の搬送間隔よりも長くすることをいう。通常の画像形成時の搬送間隔とは、初期状態での(予め設定されている)搬送間隔であり、
定着器の非通紙部の昇温が問題とならない状態での画像形成時の搬送間隔である。
帯電ローラ17には帯電バイアス回路80e、現像ローラ20S及び現像ブレード20Bには現像・ブレードバイアス回路80f、一次転写パッド40には転写バイアス回路80a、二次転写ローラ10には転写バイアス回路80bを用意し、各部に帯電を行う。また、ICLブラシ50にはICLブラシバイアス回路80c、ICLローラ39にはICLローラバイアス回路80dを用意し、各部に帯電を行う。ここで、転写バイアス回路80bは、電圧印加手段に相当する。
r1となる。また、紙幅と電流検出結果は、図1のように線形の関係を持つ。
Vx2 = Vt2 × Ix2 / It2
により求めることができる。ここで、必要電流Ix2は、ユーザが指定した紙種等によって異なり、紙種毎の紙幅と必要電流Ix2の関係を示す制御テーブルが、CPU85に内蔵されている不揮発メモリ等に予め格納されていることにより、決定されるものとする(ステップS4)。
またステップS14で、N≧Kと判断された場合は、クリーニング動作及び定着動作を行う(ステップS15)。そして、定着非通紙部の昇温不良を回避できる一定時間経過後に、N=0をセットする(ステップS16)。その後、後続の記録材に連続して画像形成を行う場合は、ステップS7に戻り、後続の記録材に連続して画像形成を行わない場合は、シーケンスを終了する(ステップS17)。
これにより、次回の印刷時(画像形成時)よりスループットダウンを行い、定着非通紙部の昇温不良を防止することができる。ここで、ステップS13及びステップS17においてYesの場合はステップS7に戻るように構成されているが、これに限らず、通常の画像形成シーケンス(初期状態)に戻るものであってもよい。
また、従来のようなセンサ(定着器非通紙部の温度検知素子や紙幅センサ)無しで、定着器の非通紙部昇温を抑制する事ができるので、コスト削減と装置本体のサイズ縮小が実現可能となる。
更に、従来のようなセンサよりも早く紙幅を検知する事ができるので、スループットダウンタイミング決定までの時間を短縮する事も可能となる。
また本実施例では、中間転写ベルトを有するプリンタにおいて、二次転写時の電流検出結果Vrxを用いて紙幅検知を行ったが、これに限るものではない。すなわち、中間転写ベルトを持たないプリンタにおいても、記録材に転写を行う際に本実施例同様の紙幅検知を行う事は可能である。
また、本実施例では、電流検出結果Vrxは二次転写時に求めたが、これに限られるものではない。すなわち、電流検出結果Vrxは、記録材が転写部(本実施例では二次転写ニップ部T)で搬送されている状態で、転写電圧が転写手段(本実施例では二次転写ローラ10)に印加されることで導出されるものであればよい。
しかしながら、CPU85の動作はこれに限るものではなく、二次転写中の電流検出結果Vrxを用いることで、搬送されている記録材のサイズと、ユーザが指定した記録材のサイズとが異なっているかどうかを判断することもできる。ユーザが指定した紙種情報に基づいて画像形成条件が設定される構成において、画像形成のために搬送されている記録材のサイズと、ユーザが指定した記録材のサイズとが異なっている場合には、転写不良や定着不良等が発生することが懸念される。したがって、搬送されている記録材のサイズと、ユーザが指定した記録材のサイズとが異なっている場合に、ユーザに報知したり、画像形成動作を中断することで、転写不良や定着不良等の発生を防止することができる。
ここで、閾値Vh1は、ユーザが指定した紙種情報に対応して設定される閾値であり、紙幅と電流検出結果との関係が記録材の種類毎に設定される場合には、閾値が複数設定されることとなり、閾値の範囲が設定される。本実施例では、この閾値の範囲のうちの最大値よりも大きな値を閾値Vh1としている。また、二次転写中の電流検出結果Vrxが、この閾値の範囲外となる場合に、搬送されている記録材のサイズと、ユーザが指定した記録材のサイズとが異なっていると判断される。
本実施例では、ユーザが指定した紙種情報(記録材の種類やサイズ情報)と二次転写時の転写電流検出結果から紙幅を検知し、検知結果に基づいて紙幅に応じた適切な定着ループ制御を行い、画像のズレやこすれを防止する。ここで、記録材のループは、二次転写ニップ部T及び定着ニップ部Pで記録材が搬送される際に形成される。この記録材のループの量は、ユーザが指定した紙種情報に対応して設定される。なお、実施例1と同様の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。また本実施例では、実施例1と同様のバイアス構成(図2)、電流検出回路(図3)を用いる。
図6(a)は、記録材2のループ量を検知するための検知子73と、定着入口搬送ガイド72とを示す概略斜視図であり、同図(b)は、検知子73と、検知子73を検知するループセンサ71を示す概略斜視図である。ここで、ループセンサ71及び検知子73は、ループ量検知手段を構成している。また、ループセンサフラグ73a及びループセンサフラグ73bによって検知子73が構成されている。
幅が広い紙は狭い紙と比較して、体積が大きい為、紙のコシが強い。その為、紙のルー
プが適切に作り出せず、定着器による引っ張り力が大きくなり、転写状態に影響を及ぼすことが懸念される。従って、紙幅が広い紙は、狭い紙に対してループを大きく制御する事によって引っ張り等の影響を防止することが望ましい。
以上のような必要変化点に伴い、本実施例では、2種類のループ状態を予め設定し、適切なループ状態を選択する事によって、画像不良を防止する事を可能とするものである。
本実施例では、二次転写中の電流検出結果Vrxが、閾値Vh1未満である場合は定着ループ制御(1)を適用し、閾値Vh1以上である場合は定着ループ制御(2)を適用する。定着ループ制御(1)はセンサフラグが短いループセンサ71を用いて制御を行い、定着ループ制御(2)はセンサフラグが長いループセンサ74を用いて制御を行う。その為、定着ループ制御(1)は定着ループ制御(2)に対して、記録材のループ量が大きくなる。
Vrx<Vh1(ステップS10でYes)であった場合、クリーニング動作と同時に、定着ループ制御(1)(ループ量大)を適用して定着動作を行い、画像形成を終了する(ステップS20)。また、Vrx≧Vh1(ステップS10でNo)であった場合、クリーニング動作と同時に、定着ループ制御(2)(ループ量小)を適用して定着動作を行い、画像形成を終了する(ステップS21)。
このように、搬送された記録材に対して、Vrx≧Vh1となる場合、すなわち、ユーザにより指定された記録材のサイズより幅の小さいサイズの記録材が搬送された場合には、定着ループ制御(2)が適用され、記録材のループ量が小さくなる。
また、従来のようなセンサ(定着器非通紙部の温度検知素子や紙幅センサ)無しで、紙幅を検出でき、適切な定着ループ制御を行うことができるので、コスト削減と装置本体のサイズ縮小が実現可能となる。
また、従来のようなセンサよりも早く紙幅を検知する事ができるので、定着ループ制御のループ量を早く切り替える事が可能となる。
ここで、本実施例では、2種類のループセンサの検知結果に基づいて定着ループ制御を行っているが、これに限るものではない。ループセンサを持たない系においても、転写電流検出結果に基づいて、定着ローラの回転速度を予め定められた速度に変化させて定着ループ制御を行うことで、本実施例同様の効果を得る事が可能である。
本実施例では、装置本体周囲温度又は湿度を測定する温度センサ又は湿度センサの情報
と、ユーザが指定した紙種情報と、二次転写時の転写電流検出結果とから紙幅を検知し、検知結果に基づいてスループットダウンを行う事で、定着器の非通紙部昇温を抑制する。また、温度センサ又は湿度センサの情報と、ユーザが指定した紙種情報と二次転写時の転写電流検出結果から紙幅を検知し、検知結果に基づいて紙幅に応じた適切な定着ループ制御を行う事で、画像のズレやこすれを防止する。ここで、装置本体周囲温度(湿度)とは、画像形成装置が設置された設置場所における環境温度(湿度)をいう。そして、温度センサは温度検出手段に相当し、湿度センサは湿度検出手段に相当する。
そこで、本実施例では、紙種毎、温度又は湿度毎の紙幅と電流変化に関する情報をテーブルとして予めCPU85の不揮発メモリに格納している。これは、実施例1で説明した、CPU85に内蔵されている不揮発メモリ等に予め格納されている、紙種毎に紙幅と電流検出結果との関係を示すテーブルにおいて、紙幅に対する電流検出結果を、温度センサ又は湿度センサの情報に基づいて補正するものである。
そして、紙幅検知時は、ユーザが指定した紙種情報と、二次転写時の電流検出結果と上記テーブルに基づいて紙幅を導出する。
ここで、温度センサはサーミスタ等の温度によって端子電圧が変化する素子を利用し、CPU85のA/Dポート等によって電圧をモニタする事で温度を検知する。また、湿度センサは、湿度によって端子電圧が変化する素子を利用し、CPU85のA/Dポート等によって電圧をモニタする事で湿度を検知する。
ここで、本実施例においては、温度センサ又は湿度センサの情報を用いて、紙種毎に紙幅と電流検出結果との関係を示すテーブルにおいて、紙幅に対する電流検出結果を補正するものであったが、これに限るものではない。温度センサと湿度センサの情報のうち少なくともいずれか一方の情報を用いて補正を行うものであればよい。温度センサ及び湿度センサの両方の情報を用いる場合には、温度及び湿度の両方を検出可能なセンサを適用してもよい。
Claims (4)
- トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体との間に形成された転写部で記録材を搬送しながら、前記像担持体に担持されたトナー像を該記録材に転写させる転写手段と、
前記像担持体に担持されたトナー像を記録材に転写させるために、前記転写手段に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記転写手段に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記転写手段によりトナー像が転写された記録材を定着部で搬送しながら、該記録材上のトナー像を該記録材に定着させる定着手段と、
を有し、
前記転写部及び前記定着部で搬送される記録材にループが形成される画像形成装置において、
記録材の種類毎に予め設定されている関係であって、記録材のサイズと、前記像担持体に担持されたトナー像を記録材に転写する際に必要な転写電流の大きさとの関係から、ユーザが設定した記録材の種類及びサイズに対応する前記転写電流の大きさを導出し、
導出された前記転写電流の大きさと、予め設定されている電圧が前記電圧印加手段により前記転写手段に印加された際に前記電流検出手段により検出された電流の大きさと、前記予め設定されている電圧の大きさとから、前記像担持体に担持されたトナー像を記録材に転写する際に前記転写手段に印加する転写電圧の大きさを導出する導出手段と、
記録材が前記転写部で搬送されている状態で、前記導出手段により導出された大きさの転写電圧が前記電圧印加手段により前記転写手段に印加された際に、前記電流検出手段により検出された電流の大きさが、ユーザが設定した記録材の種類及びサイズに対応して設定される閾値の範囲より大きい場合、前記ループの量を、ユーザが設定した記録材の種類及びサイズに対応して設定されるループの量よりも小さくすることを特徴とする画像形成装置。 - 記録材が前記転写部で搬送されている状態で、前記導出手段により導出された大きさの転写電圧が前記電圧印加手段により前記転写手段に印加された際に、前記電流検出手段により検出された電流の大きさが、ユーザが設定した記録材の種類及びサイズに対応して設定される閾値の範囲外となる場合、該記録材のサイズは、ユーザが設定した記録材のサイ
ズとは異なると判断する判断手段を有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記判断手段は、前記電流検出手段により検出された電流の大きさが、前記閾値の範囲よりも大きい場合、前記記録材のサイズは、ユーザが設定した記録材のサイズより小さいと判断することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 画像形成装置が設置される環境の温度を検出する温度検出手段と、前記環境の湿度を検出する湿度検出手段とのうち少なくともいずれか一方を有し、
記録材の種類毎に予め設定されている前記関係における、記録材のサイズに対する、前記像担持体に担持されたトナー像を記録材に転写する際に必要な転写電流の大きさを、前記温度検出手段及び前記湿度検出手段のうち少なくともいずれか一方の検出結果に基づいて補正することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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