JP5962914B2

JP5962914B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP5962914B2
Application number: JP2012213563A
Authority: JP
Inventors: 修荒川; 荒川　　修
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2016-08-03
Anticipated expiration: 2032-09-27
Also published as: JP2014066952A

Description

本発明は、例えばコピー機、ファクシミリ機、プリンター装置、或いはコピー、ファクシミリ、プリンターの機能を搭載した複合機等の画像形成装置に関し、特に定着ローラの非通紙部分の温度上昇を抑制する技術に関する。

画像形成装置における重要な課題の一つに、幅の小さい用紙に対して連続してプリント動作を実行した際に、定着ローラの非通紙部分が異常高温状態に陥ることに起因する、ローラの周辺部品の劣化問題を挙げることができる。このため、従来から画像形成装置では種々の非通紙部分に対する温度抑制対策が採られており、例えば、特許文献１では、プリント枚数をカウントし、カウントされたプリント枚数が所定枚数に到達すると、定着ローラの設定温度を低下させることで、非通紙部分が異常高温状態に陥ることを防いでいる。

特許文献１において、カウントされたプリント枚数は、所定条件を満たしたときにリセットされる。具体的には、ジョブ終了後の所定時間内のプリント枚数をカウントし、所定時間内に所定枚数以上のプリントが行われた場合にはプリント枚数を積算し、所定時間内のプリント枚数が所定枚数に至らなかった場合にはプリント枚数をリセットしている。

特開２００２−１９６６１４号公報

しかし、ユーザーが一つのジョブを完了させたのち、次のジョブを開始するまでの時間間隔は長短様々である。このため、特許文献１の画像形成装置においては、リセット時における定着ローラの表面温度の下がり具合が不十分であると、非通紙部が異常高温状態に陥るおそれがある。すなわち、特許文献１の画像形成装置では、実際の定着ローラの表面温度の下がり具合とは無関係に、ジョブ終了後の所定時間内のプリント枚数が所定枚数に到達しているか否かという一点にのみに基づいて、プリント枚数のリセット動作を行う。このため、リセット時における定着ローラの表面温度が不用意に高い状態に維持されていた場合には、特にその後のジョブによるプリント枚数が多いと、非通紙部が異常高温状態に陥りやすい。また、逆に、リセット時の定着ローラの表面温度が下がり過ぎている場合には、低温の第２の定着温度に切り換えられた際に、定着不良を生じるおそれがある。

本発明は、定着不良の発生を防ぎながら、定着ローラの非通紙部が異常昇温状態に陥ることを防ぐことができる、画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、記録媒体２上にトナー画像を形成する画像形成手段１５と、トナー画像が形成された記録媒体２を加熱して、トナー画像を記録媒体２に定着させる定着手段１６と、記録媒体２のプリント枚数をカウントするカウンタ手段５１と、前記定着手段１６を制御する制御手段４０とを備える画像形成装置を対象とする。また、この画像形成装置は、前記カウンタ手段５１によりカウントされた積算プリント枚数が所定枚数に至ると、定着手段１６が第１の定着温度から、該第１の定着温度よりも低温の第２の定着温度に切り替えられるようになっている。この画像形成装置は、プリントジョブが終了してからの待機時間を計測する計時手段５３を備える。そして、前記制御手段４０が、前記計時手段５３により計測された待機時間と、第１〜第Ｎの閾時間とを比較し、これら閾時間と待機時間の比較から得られた減算値を用いて、前記カウンタ手段５１によりカウントされた積算プリント枚数に対して減算処理を行うことを特徴とする。

前記待機時間が最終の第Ｎの閾時間を経過すると、前記制御手段４０が、前記カウンタ手段５１による積算された積算プリント枚数をリセットする形態を採ることができる。

また、この画像形成装置は、前記定着部１６の温度を検出する定着部温度検出手段５６と、ジョブ終了後の前記カウンタ手段５１により算出された積算プリント枚数が格納される不揮発性の記憶手段５４とを備える。そして、前記制御手段４０が、電源断後のプリントジョブの開始時に、前記定着部温度検出手段５６により検出される検出温度と、前記記憶手段５４内に格納された前記積算プリント枚数に基づいて、該積算プリント枚数をリセットする形態を採ることができる。

本発明の画像形成装置は、待機時間と第１〜第Ｎの閾時間との比較に基づいて、積算プリント枚数に対して減算処理を行う。つまり、待機時間の長短に応じて積算プリント枚数に対する減算値が決定され、この減算値が積算プリント枚数から減算される。具体例を挙げると、例えば待機時間が３分（第１の閾時間）経過した時点で積算プリント枚数から５００枚が減算され、待機時間が６分（第２の閾時間）経過した時点で、積算プリント枚数からさらに５００枚が減算される。加えて、この画像形成装置においては、減算後の積算プリント枚数を用いて、カウンタ手段５１によりプリント枚数が積算される。そして、積算プリント枚数が所定枚数に至ると、定着手段１６の定着温度が、高温の第１の定着温度から低温の第２の定着温度に切り換えられる。

以上のように、本発明の画像形成装置においては、待機時間の長短に応じて、積算プリント枚数に対して段階的な減算処理が行われる。したがって、従来のように、待機時間が所定時間に至ると、積算プリント枚数が完全にリセットされる形態に比べて、第１の定着温度から第２の定着温度への定着温度の切換タイミングをより適切なものとすることができる。
つまり、従来のように待機時間が所定時間に至ると積算プリント枚数がリセットされる形態では、リセット時の定着手段１６の温度状態が不用意に高い場合には、その後のジョブにより定着手段１６が第２の定着温度に切り換えられるまでに、非通紙部分が異常高温状態となるおそれがある。これに対して、本発明によれば、段階的に減算処理が行われるため、減算時における定着手段１６の温度状態が不用意に高い場合であっても、より早いタイミングで定着温度が第２の定着温度に切り換えられる。したがって、定着手段１６の非通紙部分が異常高温状態になることをより確実に防ぐことができる。

また、従来形態においては、リセット時の定着手段１６の温度状態が不用意に低い場合には、その後のジョブにより第２の定着温度に切り換えられた際に、積算プリント枚数と定着手段１６の温度状態との乖離が大きくなり、定着不良を生じるおそれがある。これに対して本発明によれば、段階的に積算プリント枚数は減算されるため、定着温度の切換タイミングを決定する積算プリント枚数と、定着手段１６の温度状態との間の乖離は僅かである。したがって、定着不良を確実に防ぐことができる。

不揮発性の記憶手段５４内に積算プリント枚数等が格納されていると、画像形成装置の電源のオン／オフ操作、或いは停電等により不用意に電源が遮断された場合でも、積算プリント枚数等の情報を記憶手段５４内に保持することができる。つまり、本発明によれば、電源がオフとなったときにも積算プリント枚数等の情報が消去されることは無い。以上より、本発明によれば、電源断等が生じた場合にも、積算プリント枚数等の情報が保持される、信頼性に優れた画像形成装置を得ることができる。また、電源投入時には、記憶手段５４内に格納された積算プリント枚数のみならず、定着部温度検出手段５６により検出される検出温度に基づいて、該積算プリント枚数をリセットする。これにて、電源断時に、定着手段１６の温度状態が高い状態に維持されているにも拘らず、該積算プリント枚数がリセットされることを防ぐことができるので、その後のジョブにより、定着手段１６の非通紙部分が異常高温状態になることをより確実に防ぐことができる。

本発明に係る画像形成装置の制御方法を示すフローチャートである。本発明に係る画像形成装置の概略構成図である。本発明に係る画像形成装置の制御系のブロック図である。本発明に係る画像形成装置の制御動作を示すフローチャートである。本発明に係る画像形成装置の制御方法を示すフローチャートである。

図１から図５に、本発明に係る画像形成装置を、コピー機能とファクシミリ機能とを備えた複合機に適用した実施形態を示す。なお、本実施形態における前後、左右、上下とは、図２に示す交差矢印と、各矢印の近傍に表記した前後、左右、上下の表示に従う。

図２において複合機１は、堆積状の記録用紙（記録媒体）２が載置される給紙カセット３と、給紙カセット３から送られた記録用紙２上にトナー画像を形成する画像記録部４と、画像記録部４の上方に配置された画像読取部５とを含む。画像読取部５の上面には、各種操作ボタンを有する操作パネル６と、自動原稿搬送装置（ＡＤＦ(Auto Document Feeder)）７が設けられている。複合機１の内部には、給紙カセット３から画像記録部４を経て、装置本体の中央部に区画形成された排紙部８に至る用紙搬送路１０が形成されている。

給紙カセット３は、記録用紙２を用紙搬送路１０に繰り出すための給紙ローラ１１と、給紙ローラ１１に圧接して記録用紙２の重送を防止する摩擦パッド１２とを備える。用紙搬送路１０における給紙ローラ１１と画像記録部４との間には、後述する感光体ドラム２０上のトナー画像と同期するように、画像記録部４への給紙タイミングを制御するレジストローラ対１３が設けられている。給紙ローラ１１には、給紙クラッチが接続されており、該給紙クラッチを断続することにより、給紙ローラ１１への動力を断続して給紙間隔を調整することができる。

画像記録部４は、給紙カセット３から送られた記録用紙２上にトナー画像を形成する画像形成部（画像形成手段）１５と、トナー画像が形成された記録用紙２を加熱し加圧して、トナー画像を定着する定着部（定着手段）１６とを備えている。画像形成部１５は感光体ドラム２０を中心にして構成されており、画像形成時の感光体ドラム２０は、図２において反時計回転方向に回転する。感光体ドラム２０の周囲には、その回転方向に沿ってコロナ帯電式の帯電器２１と、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)ヘッド２２と、現像器２３と、転写ローラ２４と、クリーニング部２５とが順に設けられている。ＬＥＤヘッド２２は、帯電器２１によって帯電された感光体ドラム２０の表面を露光して静電潜像を形成する。現像器２３は、現像ローラ２９を介して感光体ドラム２０の表面にトナーを供給する。より具体的には、現像器２３は、トナーを主成分とする１成分現像剤を収容するハウジング２７と、ハウジング２７内でトナーを攪拌するアジテータ２８と、ハウジング２７の開口部に配置される現像ローラ２９とを備える。本実施形態に係る現像器２３は、ドラムカートリッジとしてユニット部品化されており、複合機１の装置本体に対して交換可能に構成されている。転写ローラ２４は、感光体ドラム２０の表面に形成されたトナー画像を記録用紙２に転写する。クリーニング部２５は、感光体ドラム２０の表面の電荷および残留トナーを除去する。感光体ドラム２０および転写ローラ２４の回転により、トナー画像が形成された記録用紙２は下流側の定着部１６へ搬送される。

定着部１６は、加熱ローラ３１と加圧ローラ３２とを備えており、両ローラ３１・３２が接触する部分に、記録用紙２を加熱し加圧するニップ部が形成してある。画像形成時の加熱ローラ３１および加圧ローラ３２は、ニップ部に達した記録用紙２を用紙搬送路１０の下流側へ送り出す方向に回転する。用紙搬送路１０の終端には、記録用紙２を排紙部８へ排出する排紙ローラ対３３が設けられている。

図３に示すように、複合機１のプリント動作を制御する制御部（制御手段）４０は、統合チップセット４１およびシステムバス４２を介してＣＰＵ(Central Processing Unit)４３に接続される。ＣＰＵ４３は、ＲＯＭ(Read Only Memory)４４に記憶されたプログラムに基づいて、各種の演算処理を行う。ＲＯＭ４４には、制御プログラムのほかに、閾温度等の情報が格納されている。ＳＲＡＭ(Static Random Access Memory)４５は、ユーザ情報や電話帳データなどの情報を格納するメモリである。

システムバス４２には、操作パネル６と、モデム４６およびネットワークコントロールユニット（ＮＣＵ(Network Control Unit)）４７が接続されている。モデム４６は、ファクシミリ通信が可能なファクシミリモデムとして構成されており、送受信データの変調および復調を行う。ＮＣＵ４７は、モデム４６と公衆交換電話網（ＰＳＴＮ(Public Switched Telephone Network)）との接続および切断を行う。統合チップセット４１には、ＳＤＲＡＭ(Synchronous Dynamic Random Access Memory)等からなる画像メモリ４９が接続されており、画像メモリ４９には、画像読取部５を構成するスキャナ５０で読み取られた画像データ、およびファクシミリ通信で受信した画像データなどが一時的に格納される。また、システムバス４２には、印字枚数を積算して積算カウント数を算出するカウンタ（カウント手段）５１、時間を計測するタイマ（計時手段）５３と、メモリ（記憶手段）５４が接続されている。このメモリ５４は、フラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭ(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)などの不揮発性メモリであり、カウンタ５１で積算された積算カウント数と記録用紙２の給紙時間のほか、タイマ５３で計測されたジョブ終了時刻などが格納される。本実施形態においては、カウンタ５１は、２０００枚を上限値として積算カウント数をカウントする。また、カウンタ５１の下限値は０であり、カウント枚数が０の状態で減算処理がされても値は０のままである。制御部４０は、給紙動作を行うたびに、カウンタ５１により積算された積算カウント数に関する情報をメモリ５４内に格納する。

図３に示すように、加熱ローラ３１の内部には、ヒーター５５が内蔵されており、該ヒーター５５からの発熱を受けて、加熱ローラ３１の表面が加熱される。加熱ローラ３１には、その表面温度を検出するためのサーミスタ（定着部温度検出手段）５６が設けられており、その検出温度は制御部４０に送られる。制御部４０は、ＡＣ電源５７の電力を制御する電力コントローラであるトライアック５８を介して、加熱ローラ３１のヒーター５５をオンオフ制御する。

より具体的には、制御部４０は、加熱ローラ３１の表面温度が高温の第１の定着温度となる高温モードと、低温の第２の定着温度となる低温モードとの間で、ヒーター５５をオンオフ制御する。

次に、図１のフローチャートを用いて、本実施形態に係る複合機１の画像形成処理の基本的な流れを説明する。待機状態からプリント作業（ジョブ）の開始指令（印字指令）を受けると（Ｓ１でＹＥＳ）、制御部４０は、給紙ローラ１１等を駆動させて給紙カセット３から給紙を行う（Ｓ２）。このとき、メモリ５４内に格納されている積算プリント枚数が、１５００枚以下であると（Ｓ３でＹＥＳ）、高温モードを選択し、第１の定着温度で定着処理を行う（Ｓ４）。一方、積算プリント枚数が１５００枚を超えていると（Ｓ３でＮＯ）、低温モードを選択し第２の定着温度で定着処理を行う（Ｓ５）。また、カウンタ５１は、給紙動作が行われるたびに、積算プリント枚数に対する積算処理を行う（Ｓ６）。

複合機１は、給紙（Ｓ２）から積算処理（Ｓ６）までの一連の処理をジョブが終了するまで繰り返す（Ｓ７でＮＯ）。そして、ジョブが終了すると（Ｓ７でＹＥＳ）、待機状態となり、タイマ５３によって待機時間（ｔ）の計測を開始する（Ｓ８）。待機状態においては、待機時間に応じて積算プリント枚数に対する減算処理を行う（Ｓ９）。この減算処理については、後述する。

かかる待機状態から再びジョブ指令を受けると（Ｓ１０でＹＥＳ）、タイマ５３をリセットし（Ｓ１１）、Ｓ２に戻って給紙動作を行う。一方、待機時間（ｔ）が所定の閾時間（例えば、２０分）に到達するまでは、積算プリント枚数に対する減算処理を行う（Ｓ１０でＮＯ、Ｓ１２でＮＯ）。そして、待機時間（ｔ）が所定の閾時間（例えば、２０分）に到達すると（Ｓ１２でＹＥＳ）、積算プリント枚数をリセットする（Ｓ１３）。すなわち、カウンタ５１をリセットし、タイマ５３による計時を終了する（Ｓ１４）。

次に、図４を使って、待機状態において実行される、積算プリント枚数に対する減算処理について説明する。まず、制御部４０は、タイマ５４により計時された待機時間と、第１の閾時間（例えば３分）とを比較し（Ｓ１５）、待機時間が３分になった時点で（Ｓ１５でＹＥＳ）、カウンタ５１でカウントされた積算プリント枚数に対して５００枚の減算処理を行う（Ｓ１６）。さらに、制御部４０は、待機時間と第２の閾時間（例えば６分）とを比較し（Ｓ１７）、待機時間が６分になった時点で（Ｓ１７でＹＥＳ）、さらに、積算プリント枚数に対して５００枚の減算処理を行う（Ｓ１８）。さらに、制御部４０は、待機時間と第３の閾時間（例えば１２分）とを比較し（Ｓ１９）、待機時間が１２分になった時点で（Ｓ１９でＹＥＳ）、さらに、積算プリント枚数に対して５００枚の減算処理を行う（Ｓ２０）。以上のように、本実施形態に係る複合機１では、待機時間が３分を経過した時点で、積算プリント枚数に対して５００枚の減算処理を行う。待機時間が６分を経過した時点で、積算プリント枚数に対して、計１０００枚の減算処理を行う。さらに、待機時間が１２分を経過した時点で、積算プリント枚数に対して、計１５００枚の減算処理を行う。

次に、電源投入時の制御部４０の動作を、図５のフローチャートを用いて説明する。電源が投入されると（Ｓ２１）、制御部４０は、メモリ５４に格納されているプリント枚数をカウンタ５１にロードし、サーミスタ５６により、加熱ローラ３１の表面温度を検知する（Ｓ２２）。このときの検知温度（Ｔ）が所定の閾温度（例えば、１００℃）以上の場合には（Ｓ２２でＹＥＳ）、タイマ５３を駆動させて、待機時間の計時を行い（Ｓ２３）、待機時間に応じて積算プリント枚数の減算処理を行う（Ｓ２４）。そして、ジョブ指令を受けると（Ｓ２５でＹＥＳ）、タイマ５３をリセットし（Ｓ２６）、図１のＳ２に至って給紙動作を行う。一方、待機時間が２０分に到達した場合には（Ｓ２７でＹＥＳ）、積算プリント枚数をリセットし（Ｓ２８）、タイマ５３による計時を終了する（Ｓ２９）。

一方、サーミスタ５６により検知された検知温度（Ｔ）が、閾温度（１００℃）未満である場合には（Ｓ２２でＮＯ）、不揮発性のメモリ５４内に格納されている積算プリント枚数を閾枚数（１０００枚）と比較する（Ｓ３０）。そして、積算プリント枚数が閾枚数を超えている場合には（Ｓ３０でＮＯ）、Ｓ２３に至って、タイマ５３による待機時間の計時を開始する。積算プリント枚数が閾枚数（１０００枚）以下である場合には（Ｓ３０でＹＥＳ）、カウンタをリセットする（Ｓ３１）。

以上のように、本実施形態に係る複合機１においては、タイマ５３で計時された待機時間の長短に応じて、積算プリント枚数に対して段階的な減算処理を行うようにした。したがって、従来のように、待機時間が所定時間に至ると、積算プリント枚数が完全にリセットされる形態に比べて、第１の定着温度から第２の定着温度への定着温度の切換タイミングをより適切なものとすることができる。この複合機１によれば、段階的に積算プリント枚数は減算されるため、定着温度の切換タイミングを決定する積算プリント枚数と、加熱ローラ３１の定着手段の温度状態との乖離は僅かである。したがって、定着不良を確実に防ぐことができる。

不揮発性のメモリ５４内に積算プリント枚数等が格納されていると、複合機１の電源のオン／オフ操作、或いは停電等により不用意に電源が遮断された場合でも、積算プリント枚数等の情報をメモリ５４内に保持することができる。つまり、本発明によれば、電源がオフとなったときにも積算プリント枚数等の情報が消去されることは無い。以上より、本実施形態によれば、電源断等が生じた場合にも、積算プリント枚数等の情報が保持される信頼性を備えた画像形成装置を得ることができる。

上記実施形態においては、制御部４０は、定着温度を第１の定着温度と、第２の定着温度との間で切り換え制御するようにしていたが、定着温度は、これら２種に限られず、３種以上の定着温度を用いて、ヒーター５５をオンオフ制御するものであってもよい。閾温度、或いは閾時間等は、上記実施形態に挙げたものに限られない。

また、上記実施形態においては、複合機１の全体を制御するＣＰＵ４３とは別の制御部４０が画像記録手段４の制御をしているが、一つのＣＰＵで全体と画像記録手段とを制御する構成としてもよい。さらに、カウンタ５１やタイマ５３をハードウェアではなくプログラムで実現するようにしてもよい。

１画像形成装置（複合機）
２記録媒体（記録用紙）
１５画像形成手段（画像形成部）
１６定着手段（定着部）
４０制御手段（制御部）
５１カウンタ手段（カウンタ）
５３計時手段（タイマ）
５４記憶手段（メモリ）
５６定着部温度検出手段（サーミスタ）

Claims

記録媒体上にトナー画像を形成する画像形成手段と、トナー画像が形成された記録媒体を加熱して、トナー画像を記録媒体に定着させる定着手段と、記録媒体のプリント枚数をカウントするカウンタ手段と、前記定着手段を制御する制御手段とを備え、
前記カウンタ手段によりカウントされた積算プリント枚数が所定枚数に至ると、前記定着手段が第１の定着温度から、該第１の定着温度よりも低温の第２の定着温度に切り替えられる画像形成装置において、
プリントジョブが終了してからの待機時間を計測する計時手段を備え、
前記制御手段が、前記計時手段により計測された待機時間と、第１〜第Ｎの閾時間とを比較し、これら閾時間と待機時間の比較から得られた減算値を用いて、前記カウンタ手段によりカウントされた積算プリント枚数に対して減算処理を行うことを特徴とする画像形成装置。
前記待機時間が最終の第Ｎの閾時間を経過すると、前記制御手段が、前記カウンタ手段による積算された積算プリント枚数をリセットする、請求項１記載の画像形成装置。
前記定着部の温度を検出する定着部温度検出手段と、ジョブ終了後の前記カウンタ手段により算出された積算プリント枚数が格納される不揮発性の記憶手段とを備え
前記制御手段が、電源断後のプリントジョブの開始時に、前記定着部温度検出手段により検出される検出温度と、前記記憶手段内に格納された前記積算プリント枚数に基づいて、該積算プリント枚数をリセットする、請求項１記載の画像形成装置。